JP4918782B2 - 排ガス浄化装置及び排ガス浄化制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、排ガス浄化装置及び排ガス浄化制御方法に関するものである。特に、この発明は、排ガスの浄化作用の向上を図ることのできる排ガス浄化装置及び排ガス浄化制御方法に関するものである。

車両等に搭載される内燃機関の運転時には、排ガスが排出されるが、この排ガスには多くの不純物が含まれており、例えば、内燃機関の一例であるディーゼルエンジンの運転時に排出される排ガスには、微粒状物質、いわゆるパティキュレート・マターが多く含まれている。このため、これらの排ガスをそのまま大気に放出することは大気汚染の要因になるため、従来の内燃機関には、様々な排ガス浄化装置が備え付けられていた。例えば、特許文献１に記載の燃焼排ガス用ＮＯｘ還元システムでは、空気供給源から供給された空気の一部をオゾンに変化させるオゾン発生装置を設け、このオゾン発生装置によって発生したオゾンを含む空気に対して燃料を添加し、この空気を、排ガスを浄化する触媒コンバータの上流側に供給している。触媒コンバータは、内燃機関から排出される排ガスを浄化するが、オゾンと燃料を含む空気が供給されることにより、排ガスはさらに浄化され易くなる。即ち、オゾンの酸化作用によって、排ガスは効率良く浄化される。この結果、浄化性能の向上を図ることができる。

特開２０００−５４８３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の燃焼排ガス用ＮＯｘ還元システムでは、オゾン発生装置に空気を供給する空気供給源には、エアコンプレッサまたはエアポンプによって空気を供給しているが、この場合、これらのエアポンプ等を新たに設けなければならない。このため、このエアポンプ等を駆動させる必要があり、新たな駆動源が必要となっていた。或いは、このエアポンプ等を内燃機関によって作動させる場合には、外部に対する内燃機関の出力低下の要因にもなっていた。さらに、このように、エアポンプ等を新たに設けることにより、部品点数が増加するので、製造コストの上昇を招く要因にもなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より効率良く排ガスを浄化できる排ガス浄化装置及び排ガス浄化制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る排ガス浄化装置は、内燃機関に吸入される空気である吸入空気を前記内燃機関に供給可能な過給手段と、前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する浄化手段と、前記過給手段から空気が供給可能に設けられていると共に前記過給手段によって供給される前記空気である浄化用空気からオゾンを生成し、且つ、前記オゾンを前記浄化手段に供給可能に設けられたオゾン発生手段と、を備えることを特徴とする。

この発明では、浄化手段に供給することにより、当該浄化手段による排ガスの浄化作用を向上させることのできるオゾンを、オゾン発生手段によって生成している。さらに、オゾン生成用の空気である浄化用空気を、内燃機関に吸入される吸入空気を内燃機関に供給する過給手段によってオゾン発生手段に供給している。これにより、浄化用空気をオゾン発生手段に供給する際に、内燃機関の運転に用いる過給手段によって浄化用空気を供給できるので、エアポンプ等の新たな駆動源を設けることに起因する内燃機関の外部への出力の低下を抑制することができ、排ガスを浄化する際の効率の向上を図ることができる。また、新たにエアポンプ等を設けることなく、排ガスの浄化作用を向上させることができる。これらの結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記過給手段は、前記排ガスの圧力によって作動すると共に、前記過給手段の作動を補助する作動補助機構が備えられていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記作動補助機構は、電気で作動する電動機を備えていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記浄化用空気は、前記内燃機関に供給される前記吸入空気の冷却率よりも高い冷却率で前記オゾン発生手段に供給されることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記吸入空気の通路である吸気通路には、前記吸気通路を開閉する吸入空気用バルブが設けられており、前記浄化用空気の通路である浄化空気通路には、前記浄化空気通路を開閉する浄化空気用バルブが設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記吸気通路には、前記吸入空気の流れ方向における前記吸入空気用バルブの下流側に、前記過給手段を通らない空気の通路である非過給空気通路が接続されていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記浄化用空気の通路である浄化空気通路には、前記浄化用空気の流量を調節する浄化空気調整バルブが設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記浄化空気通路には、前記浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段が設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記吸気通路には、前記吸入空気を冷却する吸入空気冷却手段が設けられており、前記浄化空気冷却手段は、前記吸入空気冷却手段よりも冷却効率が高くなっていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記吸気通路と前記浄化空気通路とは、前記過給手段から送出される空気の通路である供給通路から分岐して設けられており、前記供給通路と前記浄化空気通路との間には、双方に連通するバイパス通路が設けられており、前記バイパス通路には、前記バイパス通路を開閉するバイパス通路用バルブが設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化装置は、前記供給通路には、前記過給手段から送出された空気を冷却する送出空気冷却手段が設けられており、且つ、前記浄化空気通路には、前記浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段が設けられていることを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化制御方法は、内燃機関の出力増加要求を検出する手順と、前記出力増加要求が有る場合に、過給手段で前記内燃機関に供給される空気である吸入空気の通路である吸気通路に設けられた吸入空気用バルブを開く手順と、前記出力増加要求が無い場合に、前記吸入空気用バルブを閉じる手順と、前記過給手段から供給される空気である浄化用空気からオゾン発生手段によって生成されると共に、前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する浄化手段に対して供給されるオゾンの供給要求を検出する手順と、前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記浄化用空気の通路である浄化空気通路に設けられた浄化空気用バルブを開く手順と、前記オゾンの供給要求が無い場合に、前記浄化空気用バルブを閉じる手順と、前記出力増加要求、または前記オゾンの供給要求の少なくともいずれか一方が有る場合に、前記過給手段に備えられた作動補助機構を作動させる手順と、前記出力増加要求、及び前記オゾンの供給要求のいずれも無い場合に、前記作動補助機構を停止する手順と、を含むことを特徴とする。

この発明では、内燃機関の出力増加要求に応じて吸入空気用バルブの開閉を行ない、オゾンの供給要求に応じて浄化空気用バルブの開閉を行なっている。さらに、内燃機関の出力増加要求、またはオゾンの供給要求のいずれか一方が有る場合には、過給手段に備えられた作動補助機構を作動させている。これにより、オゾンの供給要求が有った場合に、より確実にオゾン発生手段に対して浄化用空気を供給することができ、より確実に浄化手段に対してオゾンを供給することができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、この発明に係る排ガス浄化制御方法は、さらに、前記出力増加要求が有る場合に、前記浄化空気用バルブを閉じると共に、前記吸気通路と前記浄化空気通路とが分岐して設けられると共に前記過給手段から送出される空気の通路である供給通路と、前記浄化空気通路との双方に連通するバイパス通路を開閉するバイパス通路用バルブを閉じる手順と、前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記吸入空気用バルブを閉じると共に、前記バイパス通路用バルブを開く手順と、前記出力増加要求、及び前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記吸入空気用バルブ及び前記バイパス通路用バルブを開くと共に、前記浄化空気用バルブを閉じる手順と、を含むことを特徴とする。

また、この発明に係る排ガス浄化制御方法は、さらに、前記出力増加要求が有る場合において前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記浄化手段に流入する前記排ガスの圧力が所定の圧力よりも高い場合には、前記吸入空気用バルブを閉じると共に前記浄化空気用バルブ及び前記バイパス通路用バルブを開き、前記オゾンの供給要求が有る場合おいて前記出力増加要求が有る場合に、前記浄化手段に流入する前記排ガスの圧力が所定の圧力よりも低い場合には、前記吸入空気用バルブを開くと共に前記浄化空気用バルブ及び前記バイパス通路用バルブを閉じることを特徴とする。

本発明に係る排ガス浄化装置は、より効率良く排ガスを浄化することができる、という効果を奏する。また、本発明に係る排ガス浄化制御方法は、より効率良く排ガスを浄化することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に排ガス浄化装置及び排ガス浄化制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の説明では、内燃機関の一例として、内燃機関がディーゼルエンジンであるものとして説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る排ガス浄化装置を示す概略図である。同図に示す排ガス浄化装置１は、内燃機関（図示省略）に備えられており、内燃機関が有する吸気ポート（図示省略）に排ガス浄化装置１が有する吸気通路３３が接続され、内燃機関の排気ポート（図示省略）には、排ガス浄化装置１が有する排気通路３５が接続される。この排気通路３５は過給手段であるモータアシストターボ１０に接続されている。さらに、このモータアシストターボ１０には、外部から取り入れた空気の不純物を除去するエアフィルタ５がエアフィルタ通路３１によって接続されている。詳細には、モータアシストターボ１０は、コンプレッサ１１とタービン１２とを有しており、さらに、当該モータアシストターボ１０の作動を補助する作動補助機構である電動機として設けられるターボモータ１３を有している。モータアシストターボ１０に接続されるエアフィルタ通路３１は、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１に接続されており、排気通路３５は、モータアシストターボ１０のタービン１２に接続されている。

また、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１には供給通路３２が接続されており、供給通路３２には、インタークーラ１５が設けられている。この供給通路３２は、インタークーラ１５の２箇所に接続されており、２箇所に接続された供給通路３２のうち、一方の供給通路３２はモータアシストターボ１０と間に設けられており、他方の供給通路３２は２つの通路に分岐している。この分岐した通路のうち、一方の通路は吸気通路３３となっており、他方の通路は浄化空気通路３４となっている。

このうち、吸気通路３３には、当該吸気通路３３を開閉する吸入空気用バルブ２１が設けられている。さらに、吸気通路３３には、当該吸気通路３３の供給通路３２寄りの部分を上流側とした場合における、吸入空気用バルブ２１の下流側に、スロットルバルブ２８が設けられている。さらに、吸気通路３３における吸入空気用バルブ２１の下流側で、且つ、スロットルバルブ２８の上流側には、非過給空気通路３６が接続されている。この非過給空気通路３６における、吸気通路３３に接続されている側の反対側の端部は、前記エアフィルタ通路３１に接続されている。このように形成される吸気通路３３は、スロットルバルブ２８の下流側で内燃機関の吸気ポートに接続されている。

また、浄化空気通路３４には、当該浄化空気通路３４を開閉する浄化空気用バルブ２２が設けられている。さらに、浄化空気通路３４には、当該浄化空気通路３４の供給通路３２寄りの部分を上流側とした場合における、浄化空気用バルブ２２の下流側に、オゾン発生手段であるオゾン発生器２５が設けられている。このオゾン発生器２５は反応容器となっており、コロナ放電式、紫外線照射方式、アーク放電方式、電子線、或いはＸ線照射方式等によって、当該オゾン発生器２５内を通る空気の一部をオゾンに変化させることにより、オゾンを生成することができる。また、このオゾン発生器２５には、高電圧電源２６が接続されており、高電圧電源２６から供給される電気によって、オゾン発生器２５はオゾンを発生させることができる。

また、浄化空気通路３４は、オゾン発生器２５の下流側で、排気通路３５に接続されている。詳しくは、排気通路３５は、モータアシストターボ１０が有するタービン１２の２箇所に接続されており、２箇所に接続された排気通路３５のうち、一方の排気通路３５が内燃機関の排気ポートに接続されている。浄化空気通路３４が接続されている排気通路３５は、モータアシストターボ１０の２箇所に接続された排気通路３５のうち、内燃機関の排気ポートに接続されている側の排気通路３５の、もう一方の排気通路３５に接続されている。また、浄化空気通路３４が接続されている排気通路３５には、当該排気通路３５のモータアシストターボ１０寄りの部分を上流側とした場合における、浄化空気通路３４が接続されている部分の下流側に、浄化手段である排ガスフィルタ４０が設けられている。

また、モータアシストターボ１０に設けられるターボモータ１３、吸入空気用バルブ２１、浄化空気用バルブ２２は全て、内燃機関を搭載する車両（図示省略）の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる制御部３に接続されている。また、排気通路３５には、排ガスフィルタ４０の上流側の位置で排ガスの圧力、即ち排圧を検出する排圧センサ（図示省略）が設けられており、制御部３には、この排圧センサも接続されている。

ＥＣＵからなるこの制御部３には、記憶部（図示省略）及び処理部（図示省略）が設けられている。このうち記憶部には、本発明に係る排ガス浄化装置１を制御するコンピュータプログラム、即ち、本発明に係る排ガス浄化制御方法を実現するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。

また、処理部は、メモリ（図示省略）及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。当該排ガス浄化装置１が有するターボモータ１３、吸入空気用バルブ２１及び浄化空気用バルブ２２の制御は、車両の加速の要求や、オゾン発生器２５によるオゾンの発生要求があった場合に、これらの要求に基づいて、処理部が前記コンピュータプログラムを当該処理部に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてターボモータ１３、吸入空気用バルブ２１及び浄化空気用バルブ２２を作動させることにより制御する。その際に処理部は、適宜記憶部へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、本発明に係る排ガス浄化制御方法を実現する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵとは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。

この実施例１に係る排ガス浄化装置１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。当該排ガス浄化装置１は、内燃機関の運転時に内燃機関の運転に伴って作動する。即ち、内燃機関の運転をする際には、まず、内燃機関に空気を取り入れる必要があるが、この空気は、内燃機関の運転時の吸引力、または、モータアシストターボ１０の作動時においては、モータアシストターボ１０によって圧縮空気が供給される。この空気は、内燃機関の吸引力のみによって吸気される場合には、内燃機関の外部の空気がエアフィルタ５を通り、エアフィルタ５によって空気中の埃などの不純物を除去された後、エアフィルタ通路３１に向かう。エアフィルタ通路３１に向かった空気は、エアフィルタ通路３１に接続されている非過給空気通路３６を通り、吸気通路３３に向かう。さらに、吸気通路３３には、スロットルバルブ２８が設けられており、吸気通路３３を通って内燃機関に吸入される空気は、スロットルバルブ２８を通って内燃機関の吸気ポートに向かい、内燃機関に吸入される。ここで、スロットルバルブ２８は、当該スロットルバルブ２８を通る空気量を所定の範囲内で自在に調整できるため、内燃機関に吸入される空気である吸入空気は、スロットルバルブ２８によって調整される。

また、内燃機関に吸入される空気のうち、モータアシストターボ１０によって供給される圧縮空気は、モータアシストターボ１０の作動時に、モータアシストターボ１０の吸引力によって、内燃機関の外部の空気がエアフィルタ５から吸入される。即ち、モータアシストターボ１０が有するタービン１２またはターボモータ１３の作動によって当該モータアシストターボ１０が有するコンプレッサ１１が作動し、このコンプレッサ１１作動時の吸引力によって、エアフィルタ５から空気が吸入される。この空気は、エアフィルタ５で不純物が除去された後、エアフィルタ通路３１を通り、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１に吸入される。さらに、この空気は、コンプレッサ１１の作動によって圧縮されて供給通路３２に送出され、供給通路３２に設けられたインタークーラ１５内を通過する。その際に、この空気は、インタークーラ１５で熱交換を行ない、インタークーラ１５を通過する際に冷却される。また、冷却されつつインタークーラ１５を通過し、供給通路３２内を流れる空気は、供給通路３２から分岐した吸気通路３３及び浄化空気通路３４の双方に流れる。

このうち、吸気通路３３に流れた空気は吸入空気として内燃機関の方向に向かい、まず、吸気通路３３に設けられた吸入空気用バルブ２１の方向に向かう。この吸入空気用バルブ２１は、吸気通路３３を開閉可能に設けられているため、吸入空気用バルブ２１が開いている場合には、吸入空気は吸入空気用バルブ２１を通ってスロットルバルブ２８の方向に向かう。一方、吸入空気用バルブ２１が閉じている場合には、吸入空気は吸入空気用バルブ２１で遮断され、スロットルバルブ２８の方向には向かわない。このように、吸入空気用バルブ２１が開いている際にスロットルバルブ２８の方向に向かった吸入空気は、スロットルバルブ２８によって流量が調整され、内燃機関の吸気ポートから内燃機関に吸入される。

内燃機関に吸入された吸入空気には燃料が噴射され、この燃料が吸入空気中の酸素によって燃焼することにより、内燃機関は作動する。さらに、燃料の燃焼後のガスである排ガスは、内燃機関の排気ポートから排出され、当該排気ポートに接続された排気通路３５内に排出される。内燃機関から排気通路３５に排出された排ガスは、排気通路３５が接続されるモータアシストターボ１０のタービン１２に流れ込む。このタービン１２は、排ガスの圧力によって作動し、作動時の力がコンプレッサ１１に伝えられ、コンプレッサ１１が作動する。即ち、モータアシストターボ１０は、排ガスの圧力によって作動する。さらに、モータアシストターボ１０を作動させた排ガスは、前記排ガスフィルタ４０が位置している側の排気通路３５内に流れ、排気通路３５の下流方向、即ち、排ガスフィルタ４０の方向に流れる。排気通路３５を通って排ガスフィルタ４０に流れた排ガスは、排ガスフィルタ４０を通る。その際に、排ガスに含まれるパティキュレート・マター等の排ガス中の不純物は、排ガスフィルタ４０によって除去され、排ガスは排ガスフィルタ４０によって浄化される。

また、供給通路３２から分岐した通路のうちの浄化空気通路３４には、吸気通路３３と同様にモータアシストターボ１０によって供給された空気が流れ、この浄化空気通路３４に流れた空気は浄化用空気として浄化空気用バルブ２２の方向に向かう。この浄化空気用バルブ２２は、浄化空気通路３４を開閉可能に設けられているため、浄化空気用バルブ２２が開いている場合には、浄化用空気は浄化空気通路３４を通り、浄化空気通路３４において浄化空気用バルブ２２の下流に設けられたオゾン発生器２５の方向に向かう。

オゾン発生器２５まで流れた浄化用空気は、オゾン発生器２５を通過するが、オゾン発生器２５はオゾンを生成可能に設けられているので、オゾン発生器２５は、浄化用空気が当該オゾン発生器２５を通る際に、浄化用空気の一部をオゾンに変化させる。即ち、浄化用空気からオゾンを生成する。さらに、オゾン発生器２５を通る浄化用空気は、インタークーラ１５で冷却され、温度が低くなっている空気であるため、オゾン発生器２５では、効率良くオゾンが生成される。オゾン発生器２５で生成されることにより発生したオゾンは、浄化空気通路３４内を下流方向に向かう。

この浄化空気通路３４は、オゾン発生器２５の下流側では、排気通路３５に接続されている。このため、浄化空気通路３４内を流れるオゾンは、排気通路３５内に流入する。排気通路３５内に流入したオゾンは、さらに、排気通路３５内を流れる排ガスと共に、排気通路３５における浄化空気通路３４が接続されている部分の下流側に位置する排ガスフィルタ４０の方向に向かう。排ガスと共にオゾンが流入した排ガスフィルタ４０内では、上記のように排ガスを浄化するが、オゾンの酸化作用によって、さらに排ガス中のパティキュレート・マターは除去され、排ガスフィルタ４０を通る排ガスは、オゾンによって、さらに浄化される。

これらに対し、浄化空気用バルブ２２が閉じている場合には、浄化用空気は浄化空気用バルブ２２で遮断され、オゾン発生器２５の方向には向かわない。この場合、オゾン発生器２５でオゾンを発生させることができないので、排ガスフィルタ４０では、オゾンの酸化作用を利用しない状態で、排ガスを浄化する。

図２は、本発明の実施例１に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例１に係る排ガス浄化制御方法、即ち、当該排ガス浄化装置１の処理手順について詳細に説明する。まず、排ガス浄化装置１の作動開始時には、吸入空気用バルブ２１及び浄化空気用バルブ２２を閉じ、ターボモータ１３を停止させる。排ガス浄化装置１の作動時には、まず、内燃機関の出力増加要求、つまり、車両の加速要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ１０１）。この検出は、車両の運転席に設けられ、車速を調節するアクセルペダル（図示省略）の操作量、または、スロットルバルブ２８の開度によって判断し、アクセルペダルが踏まれる、または、スロットルバルブ２８が開かれれば、加速要求が有るものと判断される。

このように加速要求を検出し、加速要求が有ると判断された場合には、吸入空気用バルブ２１を開く（ステップＳＴ１０２）。これにより、内燃機関には、非過給空気通路３６を通った吸入空気と、モータアシストターボ１０によって供給された吸入空気との双方の吸入空気が内燃機関に吸入される。これにより、内燃機関に吸入される吸入空気量は増加するので、より多くの燃料を燃焼させることができる。従って、内燃機関の出力は増加し、当該内燃機関を搭載する車両は加速する。

また、加速要求を検出し、加速要求が無いと判断された場合には、吸入空気用バルブ２１を閉じる（ステップＳＴ１０３）。これにより、モータアシストターボ１０により供給される吸入空気は吸入空気用バルブ２１によって遮断され、内燃機関には吸入されない。従って、内燃機関に吸入される吸入空気量は増加せず、内燃機関の出力は増加しないので、車両は加速しない。

次に、オゾンの供給要求、即ちオゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ１０４）。この検出は、排気通路３５におけるモータアシストターボ１０から排ガスフィルタ４０までの間に設けられた排圧センサで排ガスの圧力、即ち、排圧を検出することにより行なわれる。ここで、この排圧は、排ガスフィルタ４０が詰まっている場合に上昇し易い。

つまり、内燃機関の運転中には、排ガスは順次排気通路３５内を流れるが、排ガス中の不純物によって排ガスフィルタ４０が詰まっている場合には、排ガスフィルタ４０を通過する排ガスの量が低減する。これにより、排気通路３５におけるモータアシストターボ１０から排ガスフィルタ４０までの間の位置では、内側を通る排ガスの排圧は高くなる。

また、排ガスフィルタ４０が排ガス中の不純物によって詰まっている場合には、排ガスフィルタ４０内に、より多くのオゾンを供給することにより、オゾンの酸化作用により詰まりを除去することができる。従って、オゾン発生要求が有るかの判断は、排圧センサで検出した排圧が、所定の圧力以上となっている場合にはオゾン発生要求が有ると判断し、検出した排圧が所定の圧力以下の場合には、オゾン発生要求が無いと判断する。

この判断によって、オゾン発生要求が有ると判断された場合には、浄化空気用バルブ２２を開く（ステップＳＴ１０５）。これにより、モータアシストターボ１０により供給される浄化用空気は、オゾン発生器２５の方向に流れ、オゾン発生器２５を通過することにより、多くのオゾンが生成される。このオゾンは、排気通路３５内に流れ込み、排ガスフィルタ４０内に流れて、当該オゾンの酸化作用によって排ガスフィルタ４０内で詰まっている不純物を除去すると共に、排ガス中の不純物を除去する。

また、排圧を検出することにより、オゾン発生要求が無いと判断された場合には、浄化空気用バルブ２２を閉じる（ステップＳＴ１０６）。これにより、モータアシストターボ１０により供給される浄化用空気は浄化空気用バルブ２２によって遮断され、オゾン発生器２５には流れないので、オゾンは発生しない。

次に、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断する（ステップＳＴ１０７）。この判断は、ステップＳＴ１０１での加速要求の判断と、ステップＳＴ１０４でのオゾン発生要求の判断を参照する。これらの判断を参照し、いずれも無い場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ１０８）。加速要求及びオゾン発生要求のいずれも無い場合には、供給通路３２に送出される空気は、吸入空気用バルブ２１及び浄化空気用バルブ２２で遮断されるため、内燃機関に吸入されたり、オゾン発生器２５でオゾンを発生させたりすることが無くなる。このため、モータアシストターボ１０による圧縮空気の送出量を増加させる必要が無いので、ターボモータ１３を停止させる。

また、加速要求、またはオゾン発生要求の少なくともいずれか一方が有る場合には、ターボモータ１３を駆動する（ステップＳＴ１０９）。加速要求またはオゾン発生要求の少なくともいずれか一方が有る場合には、供給通路３２に送出される空気は、吸入空気として内燃機関に吸入されたり、浄化用空気としてオゾン発生器２５を通り、一部がオゾンに変化して排気通路３５に設けられた排ガスフィルタ４０に流れたりする。このため、モータアシストターボ１０によって供給される圧縮空気の使用量が増加するので、ターボモータ１３を駆動させ、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気の送出量を増加させる。これにより、より多くの空気を内燃機関に吸入させて出力を増加させることができる、または、より多くのオゾンを発生させて、排ガスを浄化することができる。

以上の排ガス浄化装置１は、排ガスフィルタ４０に供給することによって排ガスフィルタ４０による排ガスの浄化作用を向上させることのできるオゾンを、オゾン発生器２５によって生成している。さらに、吸入空気を内燃機関に供給するために設けられたモータアシストターボ１０によって、オゾンを生成する際に用いる空気である浄化用空気をオゾン発生器２５に供給している。これにより、浄化用空気をオゾン発生器２５に供給する際に、内燃機関の運転に用いるモータアシストターボ１０によって供給できるので、排ガス浄化装置用のコンプレッサやエアポンプ等の駆動源を新たに設けることに起因する内燃機関の外部への出力の低下を抑制することができる。即ち、新たな駆動源を設ける場合において、その駆動を内燃機関の出力によって行なう場合には、内燃機関の出力の一部を当該駆動源の駆動に用いられて消費するので、内燃機関の外部への出力が低下する。これに対し、モータアシストターボ１０で浄化用空気を供給することにより、内燃機関に運転に用いられるものによって浄化用空気を供給するので、浄化用空気をオゾン発生器２５に供給する際における出力の低下を抑制できる。従って、内燃機関の外部への出力の低下を抑制することができるので、排ガスを浄化する際の効率の向上を図ることができる。また、新たに排ガス浄化装置用のコンプレッサ等を設けることなく、排ガスの浄化作用を向上させることができるので、排ガスの浄化作用を向上させる際における部品点数の増加を抑えられ、排ガス浄化装置１の構成部品を効率良く使用し、効率良く排ガスの浄化を行なうことができる。これらの結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、このように、排ガス浄化装置用のコンプレッサ等を設ける必要がないので、部品点数の増加を抑えることができると共に、装置全体の小型化を図ることができる。この結果、製造コストの低減を図ることができる。

また、モータアシストターボ１０は、作動補助手段であるターボモータ１３を備えているので、内燃機関の運転状態に関係なく、オゾン発生器２５に浄化用空気を送ることができる。つまり、過給手段として、ターボモータ１３が備えられていない通常のターボチャージャを用いた場合には、ターボチャージャは、排ガスの圧力のみによって作動するため、内燃機関の低回転時には、効率良くオゾン発生器２５に浄化用空気を送ることが困難になる。即ち、内燃機関の低回転時には、排ガスの圧力は低いため、ターボチャージャの仕事量が低減し、この状態のターボチャージャでオゾン発生器２５に浄化用空気を送ることは困難になる。これに対し、前記モータアシストターボ１０には、ターボモータ１３が設けられているので、ターボモータ１３を駆動させることにより、内燃機関の回転数が低い場合においてもモータアシストターボ１０を作動させることができる。このため、当該モータアシストターボ１０は、排ガスの圧力及びターボモータ１３によって、内燃機関の運転状態に関係なく、オゾン発生器２５に浄化用空気を送ることができる。従って、必要なときにはいつでもオゾン発生器２５に浄化用空気を供給し、オゾンを発生させて排ガスの浄化作用を高めることができる。この結果、より確実に排ガスを浄化することができる。

また、モータアシストターボ１０は、作動補助手段として電気で作動するターボモータ１３を備えているので、より確実に必要に応じてモータアシストターボ１０を作動させることができる。つまり、作動補助手段として、例えば、内燃機関に油圧ポンプを設け、内燃機関運転時に油圧ポンプによって作り出される油圧で作動する作動補助手段を用いた場合には、内燃機関の回転数によって、油圧が変化し、作動補助手段の作動が変化する虞がる。これに対し、作動補助手段として、電気で作動するターボモータ１３を用いることにより、内燃機関の運転状態に関わらず、任意にターボモータ１３を駆動させることができるので、より確実に必要に応じてモータアシストターボ１０を作動させることができる。従って、必要なときにはいつでもオゾン発生器２５に浄化用空気を供給し、オゾンを発生させて排ガスの浄化作用を高めることができる。この結果、より確実に排ガスを浄化することができる。

また、吸入空気の通路である吸気通路３３には、吸気通路３３を開閉する吸入空気用バルブ２１が設けられているので、モータアシストターボ１０から供給される吸入空気を、必要に応じて内燃機関に吸入させることができる。また、内燃機関ではモータアシストターボ１０から供給される吸入空気は必要としないが、オゾン発生器２５では浄化用空気を必要としている場合に、吸入空気用バルブ２１を閉じることにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気のうちのほぼ全ての空気を、浄化用空気としてオゾン発生器２５に供給することができる。これにより、オゾンが必要な場合、より確実にオゾン発生器２５でオゾンを発生させることができ、オゾンによってより確実に排ガスを浄化することができる。また、浄化用空気の通路である浄化空気通路３４には、浄化空気通路３４を開閉する浄化空気用バルブ２２が設けられているので、モータアシストターボ１０から供給される浄化用空気を、必要に応じてオゾン発生器２５に供給することができる。また、オゾン発生器２５ではモータアシストターボ１０から供給される浄化用空気は必要としないが、内燃機関では吸入空気を必要としている場合に、浄化空気用バルブ２２を閉じることにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気のうちのほぼ全ての空気を、吸入空気として内燃機関に吸入させることができる。これにより、内燃機関の出力を増加させる場合、より確実に出力を増加させることができる。これらの結果、効率良く排ガスを浄化させると共に、内燃機関の出力を確保することができる。

また、吸気通路３３には、吸入空気の流れ方向における吸入空気用バルブ２１の下流側に、モータアシストターボ１０を通らない空気の通路である非過給空気通路３６が接続されているので、吸入空気用バルブ２１を閉じた場合でも、非過給空気通路３６を通る吸入空気によって内燃機関を運転させることができる。また、このように、内燃機関は非過給空気通路３６を通る吸入空気によって運転させることができるので、モータアシストターボ１０で供給される圧縮空気を、より多く浄化用空気としてオゾン発生器２５に供給し、オゾンを発生させて排ガスを浄化することができる。これらの結果、内燃機関の運転を確保できると共に、より確実に排ガスを浄化することができる。

また、供給通路３２には、モータアシストターボ１０から供給される圧縮空気の冷却手段であるインタークーラ１５が設けられている。この供給通路３２内を通る空気は、浄化用空気も含まれているため、供給通路３２は浄化用空気が通る浄化空気通路３４とみなすことができる。このため、換言すると、浄化空気通路３４には、浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段であるインタークーラ１５が設けられている。このため、浄化用空気を、インタークーラ１５で冷却することができ、浄化用空気の温度を下げることができる。これにより、オゾン発生器２５でオゾンを生成する際に、温度が低い浄化用空気より生成することができるので、より確実にオゾンを生成することができ、オゾンを効率良く発生させることができる。従って、効率良く排ガスフィルタ４０内にオゾンを供給することができ、排ガスを浄化することができる。この結果、より確実に排ガスを浄化することができる。

また、上述した排ガス浄化制御方法は、車両の加速要求、即ち、内燃機関の出力増加要求に応じて吸入空気用バルブ２１の開閉を行ない、オゾンの供給要求に応じて浄化空気用バルブ２２の開閉を行なっている。さらに、内燃機関の出力増加要求、またはオゾンの供給要求のいずれか一方が有る場合には、モータアシストターボ１０に備えられたターボモータ１３を作動させている。これにより、オゾンの供給要求が有った場合に、より確実にオゾン発生器２５に対して浄化用空気を供給することができ、より確実に排ガスフィルタ４０に対してオゾンを供給することができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

本実施例２に係る排ガス浄化装置は、実施例１に係る排ガス浄化装置と略同様の構成であるが、インタークーラが吸入空気インタークーラと浄化空気インタークーラとに分かれている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図３は、本発明の実施例２に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。同図に示す排ガス浄化装置５０は、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に内燃機関に備えられ、モータアシストターボ１０を有している。また、この排ガス浄化装置５０は、独立したインタークーラ５１を２つ有している。このうち、一方のインタークーラ５１は、吸入空気を冷却する吸入空気冷却手段である吸入空気インタークーラ５２となっており、他方のインタークーラ５１は、浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段である浄化空気インタークーラ５３となっている。また、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１に接続されている供給通路３２は、モータアシストターボ１０とインタークーラ５１との間で吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐しており、吸気通路３３は吸入空気インタークーラ５２に接続され、浄化空気通路３４は浄化空気インタークーラ５３に接続されている。

これらの吸入空気インタークーラ５２と浄化空気インタークーラ５３とは、吸入空気インタークーラ５２よりも、浄化空気インタークーラ５３の方が、大きさが大きくなっている。このため、吸入空気インタークーラ５２よりも、浄化空気インタークーラ５３の方が冷却効率が高くなっている。なお、この吸入空気インタークーラ５２と浄化空気インタークーラ５３とは、吸入空気インタークーラ５２の表面積よりも浄化空気インタークーラ５３の表面積の方が大きくなるようにすることにより、浄化空気インタークーラ５３の冷却効率を高くしてもよい。

また、吸入空気インタークーラ５２には、モータアシストターボ１０側と異なる方向に吸入空気を流す吸気通路３３がさらに接続されている。換言すると、吸気通路３３には、吸入空気インタークーラ５２が設けられている。また、この吸気通路３３には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、吸入空気用バルブ２１、及びスロットルバルブ２８が設けられ、さらに、吸気通路３３は、内燃機関の吸気ポートに接続されている。

また、浄化空気インタークーラ５３には、モータアシストターボ１０側と異なる方向に浄化用空気を流す浄化空気通路３４がさらに接続されている。換言すると、浄化空気通路３４には、浄化空気インタークーラ５３が設けられている。また、この浄化空気通路３４には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、高電圧電源２６が接続されたオゾン発生器２５が設けられ、さらに、浄化空気通路３４は、排気通路３５に接続されている。また、この排気通路３５には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、排気通路３５内を流れる排ガスの流れ方向における、浄化空気通路３４が排気通路３５に接続されている部分の下流側に排ガスフィルタ４０が設けられている。

この実施例２に係る排ガス浄化装置５０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この排ガス浄化装置５０は、当該排ガス浄化装置５０が接続される内燃機関の運転時における排ガスの圧力、または、ターボモータ１３によってモータアシストターボ１０が作動する。これにより、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１が作動し、この作動によりエアフィルタ５から空気が吸入され、この空気はエアフィルタ通路３１を通り、コンプレッサ１１に吸入された後、コンプレッサ１１から圧縮空気が供給通路３２に供給される。この供給通路３２は、吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐しているので、供給通路３２に供給された空気は、一部は吸入空気として吸気通路３３に流れ、残りは浄化用空気として浄化空気通路３４に流れる。

このうち、吸気通路３３に流れる吸入空気は、吸入空気インタークーラ５２に流れて、この吸入空気インタークーラ５２で冷却され、吸入空気用バルブ２１に向けて流れる。さらに、この吸入空気は、吸入空気用バルブ２１の開閉によってスロットルバルブ２８に向けて流される、または、遮断され、スロットルバルブ２８に向けて流された場合には、スロットルバルブ２８で流量が調整されて、内燃機関の吸気ポートから内燃機関に吸入される。

また、浄化空気通路３４に流れる浄化用空気は、浄化空気インタークーラ５３に流れて、この浄化空気インタークーラ５３で冷却され、浄化空気用バルブ２２に向けて流れる。その際に、浄化空気インタークーラ５３は、吸入空気インタークーラ５２よりも冷却効率が高いため、浄化用空気は、吸入空気よりも高い冷却率で冷却される。このため、浄化用空気は、吸入空気よりも温度を下げられた状態で浄化空気用バルブ２２に向けて流れる。さらに、この浄化空気は、浄化空気用バルブ２２の開閉によってオゾン発生器２５に向けて流される、または、遮断され、浄化空気用バルブ２２が開いた場合には、浄化用空気はオゾン発生器２５に向けて流される。浄化用空気がオゾン発生器２５に向けて流され、オゾン発生器２５に供給された場合には、浄化用空気は、オゾン発生器２５によってオゾンに変化する。オゾン発生器２５では、このように浄化用空気からオゾンを生成するが、浄化用空気は浄化空気インタークーラ５３によって大幅に冷却されているため、オゾン発生器２５では、より多くのオゾンを浄化用空気から発生させる。

オゾン発生器２５で発生したオゾンは、浄化空気通路３４を通り、浄化空気通路３４に接続される排気通路３５内に流入する。この排気通路３５には、排ガスフィルタ４０が設けられているため、排気通路３５内に流入したオゾンは、排気通路３５内を流れる排ガスと共に、排ガスフィルタ４０内に流れる。このように、オゾンが流入した排ガスフィルタ４０では、オゾンの酸化作用によって、排ガス中のパティキュレート・マターはより確実に除去され、排ガスフィルタ４０を通る排ガスは、オゾンによって、より確実に浄化される。

以上の排ガス浄化装置５０は、浄化用空気が、内燃機関に供給される吸入空気の冷却率よりも、高い冷却率で冷却され、オゾン発生器２５に供給されている。オゾン発生器２５では、オゾンを生成する空気の温度が低い方が、オゾンを生成し易くなっている。このため、浄化用空気の冷却率を吸入空気の冷却率よりも高くすることにより、オゾン発生器２５によって浄化用空気からオゾンを生成する際に、効率良くオゾンを生成することができ、より多くのオゾンを発生させることができる。即ち、浄化用空気の量に対するオゾンの発生量を増加させることができる。従って、より多くのオゾンを排ガスフィルタ４０に供給することができるので、より確実に排ガスを浄化することができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、吸気通路３３には吸入空気インタークーラ５２を設け、浄化空気通路３４には、吸入空気インタークーラ５２の冷却効率よりも冷却効率が高い浄化空気インタークーラ５３を設けている。このため、浄化用空気を浄化空気インタークーラ５３で冷却することにより、より確実に、吸入空気を吸入空気インタークーラ５２で冷却するよりも高い冷却率で浄化用空気を冷却することができる。従って、より確実に、多くのオゾンを排ガスフィルタ４０に供給することができ、多量のオゾンの酸化作用により、より確実に排ガスを浄化することができる。この結果、より確実に効率良く排ガスを浄化することができる。

本実施例３に係る排ガス浄化装置は、実施例１に係る排ガス浄化装置と略同様の構成であるが、バイパス通路が設けられている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図４は、本発明の実施例３に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。同図に示す排ガス浄化装置６０は、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に内燃機関に備えられ、モータアシストターボ１０を有している。また、この排ガス浄化装置６０は、独立したインタークーラ６５を２つ有しており、一方のインタークーラ６５は第１インタークーラ６６、他方のインタークーラ６５は第２インタークーラ６７となっている。このうち、第１インタークーラ６６は、モータアシストターボ１０から送出された圧縮空気を冷却する送出空気冷却手段として設けられており、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１に接続されている供給通路３２に接続される。また、供給通路３２は、第１インタークーラ６６におけるモータアシストターボ１０側と異なる方向にも、別の供給通路３２が接続されている。換言すると、供給通路３２には、第１インタークーラ６６が設けられている。このように形成される供給通路３２は、モータアシストターボ１０側と異なる側の部分、即ち、モータアシストターボ１０から供給される空気の流れ方向において、第１インタークーラ６６の下流側に位置する部分で、吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐している。

供給通路３２から分岐した吸気通路３３と浄化空気通路３４とのうち、吸気通路３３には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、吸入空気用バルブ２１、及びスロットルバルブ２８が設けられ、さらに、吸気通路３３は、内燃機関の吸気ポートに接続されている。

また、供給通路３２から分岐した吸気通路３３と浄化空気通路３４とのうち、浄化空気通路３４には、浄化空気用バルブ２２が設けられている。また、浄化空気通路３４には、浄化空気用バルブ２２における第１インタークーラ６６が位置している側の反対側、つまり、浄化空気通路３４内を流れる浄化空気の流れ方向における浄化空気用バルブ２２の下流側に、浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段である前記第２インタークーラ６７が設けられている。さらに、浄化空気通路３４には、浄化空気通路３４内を流れる浄化用空気の流れ方向における第２インタークーラ６７の下流側に、高電圧電源２６が接続されたオゾン発生器２５が設けられており、浄化空気通路３４は、さらにその下流で排気通路３５に接続されている。また、この排気通路３５には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、排気通路３５内を流れる排ガスの流れ方向における、浄化空気通路３４が排気通路３５に接続されている部分の下流側に排ガスフィルタ４０が設けられている。

また、供給通路３２におけるモータアシストターボ１０と第１インタークーラ６６との間、及び浄化空気通路３４における浄化空気用バルブ２２と第２インタークーラ６７との間には、双方に連通するバイパス通路６１が設けられている。つまり、バイパス通路６１の両端部のうち、一方の端部が供給通路３２におけるモータアシストターボ１０と第１インタークーラ６６との間に接続されており、他方の端部が浄化空気通路３４における浄化空気用バルブ２２と第２インタークーラ６７との間に接続されている。また、このバイパス通路６１には、当該バイパス通路６１を開閉するバイパス通路用バルブ６２が設けられている。また、バイパス通路用バルブ６２も、吸入空気用バルブ２１や浄化空気用バルブ２２と同様に、制御部３に接続されている。さらに、この制御部３には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、排気通路３５における排ガスフィルタ４０の上流側に設けられた排圧センサ（図示省略）が接続されている。

この実施例３に係る排ガス浄化装置６０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この排ガス浄化装置６０は、当該排ガス浄化装置６０が接続される内燃機関の運転時における排ガスの圧力、または、ターボモータ１３によってモータアシストターボ１０が作動する。これにより、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１が作動し、この作動によりエアフィルタ５から空気が吸入され、この空気はエアフィルタ通路３１を通り、コンプレッサ１１に吸入された後、コンプレッサ１１から圧縮空気が供給通路３２に供給される。この供給通路３２には、第１インタークーラが接続されているため、モータアシストターボ１０から供給通路３２に供給された圧縮空気は、第１インタークーラ６６に流れ、第１インタークーラ６６で冷却される。第１インタークーラ６６で冷却された空気は、第１インタークーラ６６の下流側に位置する供給通路３２に流れるが、この供給通路３２は、吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐している。このため、第１インタークーラ６６から供給通路３２に流れた空気は、一部は吸入空気として吸気通路３３に流れ、残りは浄化用空気として浄化空気通路３４に流れる。

このうち、吸気通路３３に流れる吸入空気は、吸入空気用バルブ２１に向けて流れる。また、この吸入空気は、吸入空気用バルブ２１の開閉によってスロットルバルブ２８に向けて流される、または、遮断され、スロットルバルブ２８に向けて流された場合には、スロットルバルブ２８で流量が調整されて、内燃機関の吸気ポートから内燃機関に吸入される。

また、浄化空気通路３４に流れる浄化用空気は、浄化空気用バルブ２２に向けて流れる。この浄化空気用バルブ２２は、浄化空気通路３４を開閉可能に形成されているため、浄化空気用バルブ２２の開閉によって第２インタークーラ６７に向けて流される、または、遮断され、浄化空気用バルブ２２が開いた際には、浄化用空気は第２インタークーラ６７に向けて流される。ここで、この浄化用空気は、第１インタークーラ６６で冷却され、温度が低下しているが、第２インタークーラ６７を通過することにより、浄化用空気はさらに冷却され、さらに温度が低下する。このように、第２インタークーラ６７で冷却された浄化用空気は、浄化用空気の流れ方向の下流に位置するオゾン発生器２５に向けて流される。浄化用空気がオゾン発生器２５に向けて流され、オゾン発生器２５に供給された場合には、浄化用空気の一部は、オゾン発生器２５によってオゾンに変化する。オゾン発生器２５では、このように浄化用空気からオゾンを生成するが、浄化用空気は、第１インタークーラ６６、及び第２インタークーラ６７によって大幅に冷却されているため、オゾン発生器では、より多くのオゾンを浄化用空気から発生させる。

オゾン発生器２５で発生したオゾンは、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、排気通路３５に流入し、排気通路３５に設けられる排ガスフィルタ４０に流れる。このように、オゾンが排ガスフィルタ４０に流れることにより、排ガスフィルタ４０内におけるオゾンの酸化作用によって、排ガスは、より確実に浄化される。

また、実施例３に係る排ガス浄化装置６０には、バイパス通路６１が設けられているため、モータアシストターボ１０から供給通路３２に送出された圧縮空気は、バイパス通路６１にも流れる。ここで、このバイパス通路６１には、バイパス通路用バルブ６２が設けられている。このため、バイパス通路用バルブ６２を閉じている際には、バイパス通路６１は閉じられるため、モータアシストターボ１０と第１インタークーラ６６との間に位置する供給通路３２からバイパス通路６１に流れる空気は、バイパス通路用バルブ６２によって遮断され、バイパス通路６１から浄化空気通路３４には流れなくなる。これに対し、バイパス通路用バルブ６２を開いている際には、供給通路３２からバイパス通路６１に流れる空気は、バイパス通路用バルブ６２を通り、浄化空気通路３４における浄化空気用バルブ２２と第２インタークーラ６７との間に流入する。このように、バイパス通路６１から浄化空気通路３４に流入した空気は、浄化用空気として、第２インタークーラ６７やオゾン発生器２５に向けて流れ、排気通路３５に設けられた排ガスフィルタ４０にオゾンを供給する。

図５は、本発明の実施例３に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例３に係る排ガス浄化制御方法、即ち、当該排ガス浄化装置６０の処理手順について詳細に説明する。なお、この説明では、実施例１に係る排ガス浄化制御方法と同様な判断手順や処理手順がある場合には、その詳細な説明は省略する。実施例３に係る排ガス浄化制御方法では、まず、排ガス浄化装置６０の作動開始時には、吸入空気用バルブ２１、浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を閉じ、ターボモータ１３を停止させる。排ガス浄化装置６０の作動時には、まず、内燃機関の出力増加要求、つまり、車両の加速要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ２０１）。

このように加速要求を検出し、加速要求が有ると判断された場合には、オゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ２０２）。この判断によって、オゾン発生要求が有ると判断された場合には、排気通路３５に設けられた排圧センサで排圧を検出する（ステップＳＴ２０３）。次に、検出した排圧が、排気通路３５中の排ガスの流れ方向における排ガスフィルタ４０の上流側の位置での排圧の閾値であるＰｔｈよりも高いかを判断する（ステップＳＴ２０４）。このＰｔｈは、最終的にオゾンを発生させるか否かの判断の基準となる値になっている。また、このＰｔｈは、制御部３の記憶部に予め記憶されており、その数値は、内燃機関の運転状態により異なっている。

この判断により、排圧がＰｔｈよりも低いと判断された場合には、吸入空気用バルブ２１を開き、また、浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を閉じる（ステップＳＴ２０５）。また、ステップＳＴ２０２で、オゾン発生要求が無いと判断された場合も同様に、吸入空気用バルブ２１を開き、また、浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を閉じる。排圧がＰｔｈよりも低い場合とは、即ち、オゾンを発生させる必要がないと判断された場合である。このため、浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を閉じることにより、浄化用空気はオゾン発生器２５に流れなくなるので、オゾンは発生しなくなる。また、ステップＳＴ２０１で加速要求が有ると判断されているので、吸入空気用バルブ２１を開くことにより、内燃機関には、非過給空気通路３６を通った吸入空気と、モータアシストターボ１０によって供給された吸入空気との双方の吸入空気が内燃機関に吸入される。これにより、内燃機関に吸入される吸入空気量は増加するので、より多くの燃料を燃焼させることができる。従って、内燃機関の出力は増加し、当該内燃機関を搭載する車両は加速する。

また、検出された排圧がＰｔｈよりも高いと判断された場合には、後述するステップＳＴ２１３に移行し、浄化空気用バルブ２２を開き、吸入空気用バルブ２１及びバイパス通路用バルブ６２を閉じる（ステップＳＴ２１３）。

次に、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断する（ステップＳＴ２０６）。この判断では、前段階のステップにおける、加速要求の判断及びオゾン発生要求の判断を参照し、少なくともいずれか一方が有る場合には、ターボモータ１３を駆動する（ステップＳＴ２０７）。これにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気の送出量を増加することができるので、より多くの空気を内燃機関に吸入させて出力を増加させることができる、または、より多くのオゾンを発生させて、排ガスを浄化することができる。

また、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無い場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ２０８）。加速要求及びオゾン発生要求のいずれも無い場合には、供給通路３２に送出される空気は、吸入空気用バルブ２１及び浄化空気用バルブ２２で遮断されるので、モータアシストターボ１０による圧縮空気の送出量を増加させる必要が無くなる。このため、ターボモータ１３を停止させ、ターボモータ１３を駆動させることによるモータアシストターボ１０からの圧縮空気の送出量の増量を停止する。

また、ステップＳＴ２０１の加速要求が有るかの判断で、加速要求が無いと判断された場合には、オゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ２０９）。この判断によって、オゾン発生要求が有ると判断された場合には、次に、加速要求が有るかを判断する（ステップＳＴ２１０）。この判断によって、加速要求が有ると判断された場合には、排気通路３５に設けられた排圧センサで排圧を検出する（ステップＳＴ２１１）。次に、検出した排圧が、前記Ｐｔｈよりも高いかを判断する（ステップＳＴ２１２）。

この判断により、排圧がＰｔｈよりも高いと判断された場合には、浄化空気用バルブ２２を開き、吸入空気用バルブ２１及びバイパス通路用バルブ６２を閉じる（ステップＳＴ２１３）。また、ステップＳＴ２１０で、加速要求が無いと判断された場合も同様に、浄化空気用バルブ２２を開き、吸入空気用バルブ２１及びバイパス通路用バルブ６２を閉じる。排圧がＰｔｈよりも高い場合とは、即ち、オゾンを発生させる必要が有ると判断された場合である。このため、吸入空気用バルブ２１を閉じ、浄化空気用バルブ２２を開くことにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気は、ほぼ全ての空気が浄化用空気として浄化空気通路３４に流れるので、浄化空気通路３４に設けられたオゾン発生器２５に、より多くの浄化用空気を供給することができる。また、バイパス通路用バルブ６２を閉じることにより、モータアシストターボ１０から送出され、浄化用空気としてオゾン発生器２５に流れる空気は、第１インタークーラ６６及び第２インタークーラ６７の、双方を通過する。これにより、浄化用空気は、第１インタークーラ６６及び第２インタークーラ６７の双方のインタークーラ６５で冷却された後、オゾン発生器２５に供給される。このように、オゾン発生器２５には、十分に冷却されて温度が低下した多量の浄化用空気が供給されるので、この浄化用空気がオゾン発生器２５に供給された場合には、オゾン発生器２５で多量のオゾンを効率良く発生させることができる。

また、検出された排圧がＰｔｈよりも低いと判断された場合には、上記ステップＳＴ２０５に移行し、吸入空気用バルブ２１を開き、浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を閉じる（ステップＳＴ２０５）。

次に、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断し（ステップＳＴ２０６）、この判断により、少なくともいずれか一方が有ると判断された場合には、ターボモータ１３を駆動する（ステップＳＴ２０７）。これにより、多くの吸入空気を内燃機関に吸入させ、出力を増加させることができる、または、より多くのオゾンを発生させて、排ガスを浄化することができる。また、ステップＳＴ２０６による判断で、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無いと判断された場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ２０８）。これにより、ターボモータ１３を駆動させることによる、モータアシストターボ１０から送出する圧縮空気の増量を停止する。

また、ステップＳＴ２０９のオゾン発生要求が有るかの判断で、オゾン発生の要求が無いと判断された場合には、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断する（ステップＳＴ２１４）。この判断により、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無いと判断された場合には、吸入空気用バルブ２１及びバイパス通路用バルブ６２を開き、浄化空気用バルブ２２を閉じる（ステップＳＴ２１５）。加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無い場合でも、吸入空気用バルブ２１を開くことにより、吸気通路３３に流す吸入空気を確保することができる。加速時のように、大幅に吸入空気を必要とする場合以外でも、内燃機関の運転時には吸入空気が必要なので、吸入空気用バルブ２１を開くことにより、内燃機関の通常運転に必要な吸入空気を確保することができる。

また、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無い場合でも、バイパス通路用バルブ６２を開くことにより、浄化空気通路３４に流す浄化用空気を確保することができる。この場合、浄化空気通路３４に流れる浄化用空気は、供給通路３２からバイパス通路６１を通って浄化空気通路３４に流れるので、第１インタークーラ６６は通らない。このため、第１インタークーラ６６を通った場合よりも、冷却され難くはなるが、第１インタークーラ６６を通った場合における圧力損失を低減することができる。また、オゾン発生要求が無い場合でも、内燃機関の運転時には排ガスは排出されるため、排ガスの浄化は必要になる。このため、バイパス通路６１を開き、バイパス通路６１を介して浄化空気通路３４内に浄化空気が流れるようにすることにより、オゾン発生器２５でオゾンを発生させる浄化空気を確保することができる。これにより、排ガスの浄化を行なうことができる。

また、ステップＳＴ２１４の加速要求、またはオゾン発生要求が有るかの判断で、加速要求、またはオゾン発生要求が有ると判断された場合には、前記ステップＳＴ２０６に移行する。これにより、加速要求、またはオゾン発生要求が有ると判断された場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を駆動させ（ステップＳＴ２０７）、加速要求、またはオゾン発生要求が無いと判断された場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止させる（ステップＳＴ２０８）。これにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気の送出量を増加するので、より多くの空気を内燃機関に吸入させて出力を増加させることができる、または、より多くのオゾンを発生させて、排ガスを浄化することができる。

以上の排ガス浄化装置６０は、吸気通路３３と浄化空気通路３４とは、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気の通路である供給通路３２から分岐して設けられており、供給通路３２と浄化空気通路３４との間には、双方に連通するバイパス通路６１が設けられている。また、このバイパス通路６１には、バイパス通路６１を開閉するバイパス通路用バルブ６２が設けられている。これにより、バイパス通路６１が供給通路３２に接続されている部分と、吸気通路３３と浄化空気通路３４との分岐部との間に、例えば前記第１インタークーラ６６が設けられている場合に、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気を浄化空気通路３４に流す際に、第１インタークーラ６６を通過させたり通過させなかったりすることができる。つまり、第１インタークーラ６６を通過させる場合には、バイパス通路用バルブ６２は閉じて第１インタークーラ６６を通過した空気が浄化空気通路３４に流れるようにし、第１インタークーラ６６を通過させない場合には、バイパス通路用バルブ６２を開いて、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気は、第１インタークーラ６６を迂回して浄化空気通路３４に流すようにする。これにより、内燃機関の運転状態に応じて浄化用空気の経路を選択でき、好ましい経路で浄化用空気を流し、より効率良く浄化用空気からオゾンを発生させることができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、供給通路３２には、モータアシストターボ１０から送出された圧縮空気を冷却する第１インタークーラ６６が設けられており、且つ、浄化空気通路３４には、浄化用空気を冷却する第２インタークーラ６７が設けられている。このため、浄化用空気を、第１インタークーラ６６と第２インタークーラ６７との双方で冷却する、または、第２インタークーラ６７のみで冷却することを選択することにより、浄化用空気の冷却の度合いを変化させることができる。また、吸入空気は、第１インタークーラ６６のみを通過するので、吸入空気よりも、浄化用空気の冷却率を高くすることができ、温度が低下した浄化用空気により、効率良くオゾンを発生させることができる。これらの結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、上述した排ガス浄化制御方法は、加速要求がある際に、浄化空気用バルブ２２とバイパス通路用バルブ６２とを閉じているので、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気のうちのほぼ全ての空気を、吸入空気として用いることができ、内燃機関に吸入させることができる。また、オゾン発生要求がある場合には、吸入空気用バルブ２１を閉じて浄化空気用バルブ２２を開いているので、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気のうちのほぼ全ての空気を、浄化用空気として用いることができ、多量の浄化用空気から、オゾン発生器２５によって多量の空気を発生させることができる。また、加速要求とオゾン発生要求の双方がある場合には、吸入空気用バルブ２１とバイパス通路用バルブ６２との双方を開き、さらに、浄化空気用バルブ２２を閉じることにより、浄化空気用バルブ２２とバイパス通路用バルブ６２との双方を開いた場合のように、浄化空気通路３４にモータアシストターボ１０からの空気が流れ過ぎて、吸気通路３３に流れる空気の量が減少してしまうこと抑制し、吸気通路３３と浄化空気通路３４との双方に、適量の空気を流すことができる。これらにより、吸入空気と浄化用空気とを、内燃機関の運転状態に応じて適した量で流すことができる。この結果、内燃機関を、より所望の状態で運転することができると共に、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、加速要求が有る場合において、オゾン発生要求が有る場合に、排ガスフィルタ４０に流入する排ガスの圧力である排圧が、所定の圧力、即ち、前記Ｐｔｈよりも高い場合には、吸入空気用バルブ２１を閉じると共に浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を開いている。つまり、排圧が高くなった場合には、加速要求よりも、オゾン発生要求を優先し、オゾンを発生させて排ガスを浄化している。ここで、排圧は、排ガスフィルタ４０が不純物などで詰まっている場合に高くなるが、排ガスフィルタ４０が詰まっているかどうかの閾値であるＰｔｈよりも排圧が高い場合には、排ガスフィルタ４０が詰まっていると判断される。このように、排ガスフィルタ４０が詰まっている場合には、内燃機関の運転時に排ガスを排出し難くなるため、内燃機関の運転効率が低下する。このため、排圧がＰｔｈよりも高い場合に、加速要求に優先してオゾンを発生させることにより、オゾンによって排ガスフィルタ４０内の不純物を除去することができ、排ガスフィルタ４０の詰まりを低減できる。これにより、早期に排ガスを排出し易くすることができ、早期に内燃機関の運転効率の向上を図ることができる。

また、オゾン発生要求が有る場合おいて、加速要求が有る場合に、排ガスフィルタ４０に流入する排ガスの圧力がＰｔｈよりも低い場合には、吸入空気用バルブ２１を開くと共に浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２を閉じている。つまり、オゾン発生要求が有る場合でも、排圧がＰｔｈよりも低い場合には、オゾンを発生させる必要性は、あまり高くない。このため、排圧がＰｔｈよりも低い場合には、浄化空気用バルブ２２及びバイパス通路用バルブ６２は閉じ、吸入空気用バルブ２１のみを開くことにより、吸入空気の量が増加するので、内燃機関の出力を上昇させることができ、加速要求に応じることができる。即ち、排圧がＰｔｈよりも低い場合には、オゾンを発生させる必要性は、あまり高くないので、オゾン発生要求よりも加速要求を優先する。これらの結果、内燃機関の運転時における性能を維持することができると共に、内燃機関を、より確実に所望の状態で運転することができる。

本実施例４に係る排ガス浄化装置は、実施例１に係る排ガス浄化装置と略同様の構成であるが、吸入空気用バルブ及び非過給空気通路が設けられておらず、浄化空気用バルブの代わりに浄化空気調整バルブが設けられている点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図６は、本発明の実施例４に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。同図に示す排ガス浄化装置７０は、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に内燃機関に備えられ、モータアシストターボ１０を有している。このモータアシストターボ１０には、供給通路３２が接続されており、供給通路３２には、インタークーラ１５が設けられている。また、供給通路３２は吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐している。このうち、吸気通路３３には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と異なり、吸入空気用バルブ２１が設けられておらず、また、非過給空気通路３６も設けられていない。このため、吸気通路３３には、スロットルバルブ２８のみが設けられており、その端部は、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、内燃機関の吸気ポートに接続されている。

また、浄化空気通路３４には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と異なり、浄化空気用バルブ２２の代わりに、浄化空気通路３４内を流れる浄化空気の流量を調節する浄化空気調整バルブ７１が設けられている。さらに、浄化空気通路３４には、浄化空気調整バルブ７１における供給通路３２が位置している側の反対側、つまり、浄化空気通路３４内を流れる浄化用空気の流れ方向における浄化空気調整バルブ７１の下流側に、高電圧電源２６が接続されたオゾン発生器２５が設けられ、さらにその下流で、排気通路３５に接続されている。また、この排気通路３５には、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、排気通路３５内を流れる排ガスの流れ方向における、浄化空気通路３４が排気通路３５に接続されている部分の下流側に排ガスフィルタ４０が設けられている。また、浄化空気調整バルブ７１は、実施例１に係る排ガス浄化装置１が有する浄化空気用バルブ２２と同様に、制御部に接続されている。

この実施例４に係る排ガス浄化装置７０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この排ガス浄化装置７０は、当該排ガス浄化装置７０が接続される内燃機関に運転時における排ガスの圧力、または、ターボモータ１３によってモータアシストターボ１０が作動する。これにより、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１が作動し、この作動によりエアフィルタ５から空気が吸入され、この空気はエアフィルタ通路３１を通り、コンプレッサ１１に吸入された後、コンプレッサ１１から圧縮空気が供給通路３２に供給される。この供給通路３２には、インタークーラ１５が接続されているため、モータアシストターボ１０から供給通路３２に供給された圧縮空気は、インタークーラ１５に流れ、インタークーラ１５で冷却される。インタークーラ１５で冷却された空気は、インタークーラ１５の下流側に位置する供給通路３２に流れるが、この供給通路３２は、吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐している。このため、インタークーラ１５から供給通路３２に流れた空気は、一部は吸入空気として吸気通路３３に流れ、残りは浄化用空気として浄化空気通路３４に流れる。

このうち、吸気通路３３に流れる吸入空気は、スロットルバルブ２８に向けて流れ、スロットルバルブ２８まで流れた吸入空気は、スロットルバルブ２８で流量が調整されて、内燃機関の吸気ポートから内燃機関に吸入される。

また、浄化空気通路３４に流れる浄化用空気は、浄化空気調整バルブ７１に向けて流れる。この浄化空気調整バルブ７１は、浄化空気通路３４を流れる浄化空気の流量を調整可能に形成されている。このため、浄化空気調整バルブ７１まで流れた浄化用空気は、浄化空気調整バルブ７１で流量が調節され、浄化用空気の流れ方向において浄化空気調整バルブ７１の下流に位置するオゾン発生器２５に向けて流される。

このように、浄化空気調整バルブ７１では、当該浄化空気調整バルブ７１の下流に位置するオゾン発生器２５の方向に流す浄化用空気の流量を調節可能になっているが、浄化用空気の流量を調節することにより、スロットルバルブ２８の方向に流れる吸入空気の流量も変化する。即ち、浄化空気通路３４と吸気通路３３とは、供給通路３２から分岐しており、浄化空気通路３４内を流れる浄化用空気と吸気通路３３内を流れる吸入空気とは、供給通路３２内を流れる空気が分かれたものである。このため、浄化空気調整バルブ７１を調節して、オゾン発生器２５に向けて流れる浄化用空気の流量が少なくなった場合には、吸気通路３３内を流れる吸入空気の流量が増加する。これに対し、浄化空気調整バルブ７１を調節して、オゾン発生器２５に向けて流れる浄化用空気の流量が多くなった場合には、吸気通路３３内を流れる吸入空気の流量が減少する。

浄化用空気がオゾン発生器２５に向けて流され、オゾン発生器２５に供給された場合には、オゾン発生器２５で浄化用空気からオゾンを生成する。ここで、この浄化用空気は、インタークーラ１５によって冷却されているため、オゾン発生器２５では、多くのオゾンを浄化用空気から発生させる。オゾン発生器２５で発生したオゾンは、実施例１に係る排ガス浄化装置１と同様に、排気通路３５に流入し、排気通路３５に設けられる排ガスフィルタ４０に流れる。このように、オゾンが排ガスフィルタ４０に流れることにより、排ガスフィルタ４０内におけるオゾンの酸化作用によって、排ガスは、より確実に浄化される。

図７は、浄化用空気の流量とオゾン発生量との相対関係を示す図である。ここで、オゾン発生器２５で発生するオゾンの量は、オゾン発生器２５を通る浄化空気の流量にほぼ比例しており、図７に示すように、浄化用空気流量とオゾン発生量との関係を示す線であるオゾン発生量線７５は、浄化用空気の流量が増加すると、オゾンの発生量も増加し、浄化用空気の流量が減少すると、オゾンの発生量も減少するように示される。

図８は、浄化空気調整バルブの開度と浄化用空気の流量と相対関係を示す図である。また、浄化空気調整バルブ７１は、浄化用空気の流量を調節できるように形成されているが、浄化空気調整バルブ７１の開度と浄化用空気の流量とは、ほぼ比例している。例えば、図８に示すように、浄化空気調整バルブ７１の開度と浄化用空気流量との関係を示す線である浄化用空気流量線７６は、浄化空気調整バルブ７１の開度が大きくなると、浄化用空気の流量は増加し、浄化空気調整バルブ７１の開度が小さくなると、浄化用空気の流量は減少するように示される。

図９は、本発明の実施例４に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例４に係る排ガス浄化制御方法、即ち、当該排ガス浄化装置７０の処理手順について詳細に説明する。なお、この説明では、実施例１に係る排ガス浄化制御方法と同様な判断手順や処理手順がある場合には、その詳細な説明は省略する。実施例４に係る排ガス浄化制御方法では、まず、排ガス浄化装置７０の作動開始時には、浄化空気調整バルブ７１を全閉にし、ターボモータ１３を停止させる。排ガス浄化装置７０の作動時には、まず、オゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ３０１）。この判断により、オゾン発生要求が有ると判断された場合には、浄化空気調整バルブ７１を開く（ステップＳＴ３０２）。これに対し、オゾン発生要求が無いと判断された場合には、浄化空気調整バルブ７１を閉じる（ステップＳＴ３０３）。

次に、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ３０４）。この検出のうち、加速要求の検出は、車両の運転席に設けられるアクセルペダル（図示省略）の操作量、または、スロットルバルブ２８の開度によって判断し、アクセルペダルが踏まれる、または、スロットルバルブ２８が開かれれば、加速要求が有るものと判断される。また、オゾン発生要求は、ステップＳＴ３０１でのオゾン発生要求の判断を参照する。この判断により、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無いと判断された場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ３０５）。オゾン発生要求が無い場合には、浄化空気通路３４を流れる浄化用空気は、あまり必要としない。また、加速要求が無い場合でも、吸入空気は、内燃機関の通常運転に必要な分だけが必要であるが、ターボモータ１３を停止させても、内燃機関が運転している間は、モータアシストターボ１０は作動する。このため、加速要求が無い場合には、ターボモータ１３を停止させた状態におけるモータアシストターボ１０から供給された吸入空気によって、内燃機関は作動する。

また、加速要求、またはオゾン発生要求の少なくともいずれか一方が有ると判断された場合には、ターボモータ１３を駆動する（ステップＳＴ３０６）。これにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気の送出量は増加するので、より多くの空気を内燃機関に吸入させて出力を増加させることができる、または、より多くのオゾンを発生させて、排ガスを浄化することができる。

以上の排ガス浄化装置７０は、浄化空気通路３４に浄化空気調整バルブ７１を設けているので、オゾン発生器２５に流す浄化用空気の量を、より任意の量で流すことができる。これにより、オゾン発生器２５で発生させるオゾンの量を、所望の量で発生させることができる。従って、排ガスの浄化に必要な分のオゾンを発生させ、この適量のオゾンによって、より確実に排ガスの浄化を行なうことができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

また、この排ガス浄化装置７０は、実施例１に係る排ガス浄化装置１に設けられる浄化空気用バルブ２２の代わりに浄化空気調整バルブ７１を設け、吸入空気用バルブ２１及び非過給空気通路３６は設けず、装置全体を簡略している。即ち、浄化空気通路３４に浄化空気調整バルブ７１を設けることにより、浄化空気調整バルブ７１で浄化空気通路３４内を流れる浄化用空気の流量を調節することができ、この調節に伴い、吸気通路３３内を流れる吸入空気の流量を調節することができる。従って、部品点数を減らし、構成を簡略化させた場合でも、オゾンによって排ガスの浄化を行なうことができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

本実施例５に係る排ガス浄化装置は、実施例３に係る排ガス浄化装置と略同様の構成であるが、吸入空気用バルブ、浄化空気用バルブ及び非過給空気通路が設けられておらず、浄化空気調整バルブが設けられている点に特徴がある。他の構成は実施例３と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図１０は、本発明の実施例５に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。同図に示す排ガス浄化装置８０は、実施例３に係る排ガス浄化装置６０と同様に内燃機関に備えられ、モータアシストターボ１０を有しており、また、独立したインタークーラ８２として第１インタークーラ８３と第２インタークーラ８４とを有している。このうち、第１インタークーラ８３は、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１に接続されている供給通路３２に設けられており、この供給通路３２は、モータアシストターボ１０から供給される空気の流れ方向において、第１インタークーラ８３の下流側に位置する部分で、吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐している。

供給通路３２から分岐した吸気通路３３と浄化空気通路３４とのうち、吸気通路３３には、実施例３に係る排ガス浄化装置６０とは異なり吸入空気用バルブ２１は設けられておらず、スロットルバルブ２８が設けられている。さらに、この吸気通路３３は、内燃機関の吸気ポートに接続されている。

また、浄化空気通路３４には、浄化空気通路３４内を流れる浄化用空気の流れ方向において、吸気通路３３と分岐している部分よりも下流側の位置に、第２インタークーラ８４が設けられており、さらに、その下流側に浄化空気調整バルブ８１が設けられている。さらに、浄化空気通路３４には、浄化用空気の流れ方向における浄化空気調整バルブ８１の下流側に、高電圧電源２６が接続されたオゾン発生器２５が設けられており、浄化空気通路３４は、さらにその下流で、排気通路３５に接続されている。また、この排気通路３５には、実施例３に係る排ガス浄化装置６０と同様に、排気通路３５内を流れる排ガスの流れ方向における、浄化空気通路３４が排気通路３５に接続されている部分の下流側に、排ガスフィルタ４０が設けられている。

また、浄化空気調整バルブ８１も、実施例３に係る排ガス浄化装置６０に設けられた吸入空気用バルブ２１や浄化空気用バルブ２２と同様に、制御部３に接続されている。さらに、この制御部３には、実施例３に係る排ガス浄化装置６０と同様に、排気通路３５における排ガスフィルタ４０の上流側に設けられた排圧センサ（図示省略）が接続されている。

この実施例５に係る排ガス浄化装置８０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この排ガス浄化装置８０は、当該排ガス浄化装置８０が接続される内燃機関に運転時における排ガスの圧力、または、ターボモータ１３によってモータアシストターボ１０が作動する。これにより、モータアシストターボ１０のコンプレッサ１１が作動し、この作動によりエアフィルタ５から空気が吸入され、この空気はエアフィルタ通路３１を通り、コンプレッサ１１に吸入された後、コンプレッサ１１から圧縮空気が供給通路３２に供給される。この供給通路３２には、第１インタークーラ８３が接続されているため、モータアシストターボ１０から供給通路３２に供給された圧縮空気は、第１インタークーラ８３に流れ、第１インタークーラ８３で冷却される。第１インタークーラ８３で冷却された空気は、第１インタークーラ８３の下流側に位置する供給通路３２に流れるが、この供給通路３２は、吸気通路３３と浄化空気通路３４とに分岐している。このため、第１インタークーラ８３から供給通路３２に流れた空気は、一部は吸入空気として吸気通路３３に流れ、残りは浄化用空気として浄化空気通路３４に流れる。

このうち、吸気通路３３に流れる吸入空気は、スロットルバルブ２８に向けて流れ、スロットルバルブ２８まで流れた吸入空気は、スロットルバルブ２８で流量が調整されて、内燃機関の吸気ポートから内燃機関に吸入される。

また、浄化空気通路３４に流れる浄化用空気は、吸気通路３３との分岐部の下流に位置する第２インタークーラ８４に流れ、第２インタークーラ８４で冷却される。この第２インタークーラ８４で冷却された浄化用空気は、第２インタークーラ８４の下流に位置する浄化空気調整バルブ８１に向けて流れ、浄化空気調整バルブ８１まで流れた浄化用空気は、浄化空気調整バルブ８１で流量が調節され、浄化空気調整バルブ８１の下流に位置するオゾン発生器２５に向けて流される。

このように、浄化空気調整バルブ８１は、オゾン発生器２５の方向に流す浄化用空気の流量を調整可能になっているが、浄化空気通路３４と吸気通路３３とは、供給通路３２から分岐したものであるため、浄化用空気の流量を調整した場合には、実施例３に係る排ガス浄化装置６０と同様に、吸気通路３３内を流れる吸入空気の流量も変化する。

また、オゾン発生器２５に向けて流される浄化用空気は、インタークーラ８２で冷却されているため、浄化用空気がオゾン発生器２５に供給された場合には、オゾン発生器２５では、多くのオゾンを浄化用空気から発生させる。オゾン発生器２５で発生したオゾンは、実施例３に係る排ガス浄化装置６０と同様に、排気通路３５に流入し、排気通路３５に設けられる排ガスフィルタ４０に流れる。このように、多量のオゾンが排ガスフィルタ４０に流れることにより、排ガスフィルタ４０内におけるオゾンの酸化作用によって、排ガスは、より確実に浄化される。

図１１は、本発明の実施例５に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。次に、実施例５に係る排ガス浄化制御方法、即ち、当該排ガス浄化装置８０の処理手順について詳細に説明する。なお、この説明では、実施例３に係る排ガス浄化制御方法と同様な判断手順や処理手順がある場合には、その詳細な説明は省略する。実施例５に係る排ガス浄化制御方法では、まず、排ガス浄化装置８０の作動開始時には、浄化空気調整バルブ８１を全閉にし、ターボモータ１３を停止させる。排ガス浄化装置８０の作動時には、まず、車両の加速要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ４０１）。この判断によって、加速要求が有ると判断された場合には、オゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ４０２）。この判断によって、オゾン発生要求が有ると判断された場合には、排圧センサで排圧を検出する（ステップＳＴ４０３）。次に、検出した排圧が、前記Ｐｔｈ（実施例３参照）よりも高いかを判断する（ステップＳＴ４０４）。

この判断により、排圧がＰｔｈよりも低いと判断された場合には、浄化空気調整バルブ８１を閉じる（ステップＳＴ４０５）。また、ステップＳＴ４０２で、オゾン発生要求が無いと判断された場合も同様に、浄化空気調整バルブ８１を閉じる。排圧がＰｔｈよりも低い場合とは、オゾンを発生させる必要がないと判断された場合である。このため、浄化空気調整バルブ８１を閉じることにより、浄化用空気はオゾン発生器２５に流れ難くなり、オゾンの発生量は低減する。また、ステップＳＴ４０１で加速要求が有ると判断されているが、浄化空気調整バルブ８１を閉じることにより、吸気通路３３には、供給通路３２からより多くの空気が流れ、吸気通路３３内には、より多くの吸入空気が流れる。これにより、内燃機関に吸入される吸入空気量は増加するので、より多くの燃料を燃焼させることができる。従って、内燃機関の出力は増加し、当該内燃機関を搭載する車両は加速する。

また、検出された排圧がＰｔｈよりも高いと判断された場合には、後述するステップＳＴ４１３に移行し、浄化空気調整バルブ８１を開く（ステップＳＴ４１３）。

次に、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断する（ステップＳＴ４０６）。この判断では、前段階のステップにおける、加速要求の判断及びオゾン発生要求の判断を参照し、少なくともいずれか一方が有る場合には、ターボモータ１３を駆動する（ステップＳＴ４０７）。これにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気の送出量は増加するので、内燃機関の出力を増加させたり、より多くのオゾンで排ガスを浄化したりすることができる。

また、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無い場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ４０８）。オゾン発生要求が無い場合には、浄化空気通路３４を流れる浄化用空気は、あまり必要としない。また、加速要求が無い場合でも、吸入空気は、内燃機関の通常運転に必要な分だけが必要であるが、ターボモータ１３を停止させても、内燃機関が運転している間は、モータアシストターボ１０は作動する。このため、加速要求が無い場合には、ターボモータ１３を停止させた状態におけるモータアシストターボ１０から供給された吸入空気によって、内燃機関は作動する。

また、ステップＳＴ４０１の加速要求が有るかの判断で、加速要求が無いと判断された場合には、オゾン発生要求が有るかを検出し、判断する（ステップＳＴ４０９）。この判断によって、オゾン発生要求が有ると判断された場合には、次に、加速要求が有るかを判断する（ステップＳＴ４１０）。この判断によって、加速要求が有ると判断された場合には、排圧センサで排圧を検出する（ステップＳＴ４１１）。次に、検出した排圧が、前記Ｐｔｈよりも高いかを判断する（ステップＳＴ４１２）。

この判断により、排圧がＰｔｈよりも高いと判断された場合には、浄化空気調整バルブ８１を開く（ステップＳＴ４１３）。また、ステップＳＴ４１０で、加速要求が無いと判断された場合も同様に、浄化空気調整バルブ８１を開く。排圧がＰｔｈよりも高い場合とは、オゾンを発生させる必要が有ると判断された場合である。このため、浄化空気調整バルブ８１を開くことにより、モータアシストターボ１０から送出される圧縮空気のうち、浄化用空気として浄化空気通路３４に流れる空気の量が増加するので、浄化空気通路３４に設けられたオゾン発生器２５に、より多くの浄化用空気を供給することができる。

また、検出された排圧がＰｔｈよりも低いと判断された場合には、上記ステップＳＴ４０５に移行し、浄化空気調整バルブ８１を閉じる（ステップＳＴ４０５）。

次に、加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断し（ステップＳＴ４０６）、この判断により、少なくともいずれか一方が有ると判断された場合には、ターボモータ１３を駆動する（ステップＳＴ４０７）。これにより、多くの吸入空気を内燃機関に吸入させ、出力を増加させることができる、または、より多くのオゾンを発生させて、排ガスを浄化することができる。

また、ステップＳＴ４０６による判断で、加速要求、またはオゾン発生要求のいずれも無いと判断された場合には、モータアシストターボ１０が有するターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ４０８）。これにより、ターボモータ１３を駆動させることによる、モータアシストターボ１０から送出する圧縮空気の増量を停止する。

また、ステップＳＴ４０９のオゾン発生要求が有るかの判断で、オゾン発生の要求が無いと判断された場合にも、上記の加速要求、またはオゾン発生要求が有るかを判断し（ステップＳＴ４０６）、判断結果に応じてターボモータ１３を駆動（ステップＳＴ４０７）、またはターボモータ１３を停止する（ステップＳＴ４０８）。

以上の排ガス浄化装置８０は、浄化空気通路３４に浄化空気調整バルブ８１を設けているので、オゾン発生器２５に流す浄化用空気の量を、より任意の量で流すことができる。これにより、オゾン発生器２５で発生させるオゾンの量を、所望の量で発生させることができる。従って、排ガスの浄化に必要な分のオゾンを発生させ、この適量のオゾンによって、より確実に排ガスの浄化を行なうことができる。

また、吸気通路３３に流れる吸入空気は、第１インタークーラ８３のみによって冷却されるのに対し、浄化空気通路３４を流れる浄化用空気は、第１インタークーラ８３と第２インタークーラ８４との双方のインタークーラ８２によって冷却される。これにより、吸入空気の冷却率よりも高い冷却率で浄化用空気を冷却することができる。従って、オゾン発生器２５で浄化用空気からオゾンを発生させる際に、より効率良く多量のオゾンを発生させることができる。この結果、より確実に効率良く排ガスを浄化することができる。

また、この排ガス浄化装置８０は、実施例３に係る排ガス浄化装置６０に設けられる浄化空気用バルブ２２の代わりに浄化空気調整バルブ８１を設け、吸入空気用バルブ２１、非過給空気通路３６、及びバイパス通路６１は設けず、装置全体を簡略している。即ち、浄化空気通路３４に浄化空気調整バルブ８１を設けることにより、浄化空気調整バルブ８１で浄化空気通路３４内を流れる浄化用空気の流量を調節することができ、この調節に伴い、吸気通路３３内を流れる吸入空気の流量を調節することができる。従って、部品点数を減らし、構成を簡略化させた場合でも、オゾンによって排ガスの浄化を行なうことができる。この結果、より効率良く排ガスを浄化することができる。

図１２は、実施例４に係る排ガス浄化装置の変形例を示す要部概略図である。なお、実施例４に係る排ガス浄化装置７０では、インタークーラ１５が１つだけ設けられており、このインタークーラ１５によって吸入空気、及び浄化用空気の双方を冷却しているが、インタークーラ１５は吸入空気用と浄化空気用との２つ設けてもよい。例えば、図１２に示すように、吸気通路３３には吸入空気インタークーラ５２を設け、浄化空気通路３４には浄化空気インタークーラ５３を設けてもよい。即ち、実施例４に係る排ガス浄化装置７０のインタークーラ１５を、実施例２に係る排ガス浄化装置５０が有するインタークーラ５１に置き換えてもよい。さらに、このように、吸入空気インタークーラ５２と浄化空気インタークーラ５３とを設ける場合には、浄化空気インタークーラ５３の冷却効率は、吸入空気インタークーラ５２の冷却効率を高くするのが好ましい。

これらにより、任意の量でオゾン発生器２５に浄化用空気を流して適量のオゾンを発生させることができると共に、オゾンの生成に用いる浄化用空気を、より確実に冷却できるので、効率良くオゾンを発生させることができ、このオゾンで排ガスを浄化することができる。この結果、より確実に、効率良く排ガスを浄化することができる。

また、排ガス浄化制御方法、即ち、排ガス浄化装置の処理手順では、排圧によってオゾンの発生要求を検出しているが、オゾンの発生要求は、排圧以外で判断してもよい。例えば、間欠的に浄化用空気がオゾン発生器２５に流れるようにし、この浄化用空気がオゾン発生器に流れるタイミングを、オゾン発生要求としてもよい。

以上のように、本発明に係る排ガス浄化装置及び排ガス浄化制御方法は、排ガスを浄化する場合に有用であり、特に、排ガスの浄化にオゾンを用いる場合に適している。

本発明の実施例１に係る排ガス浄化装置を示す概略図である。 本発明の実施例１に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。 本発明の実施例２に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。 本発明の実施例３に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。 本発明の実施例３に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。 本発明の実施例４に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。 浄化用空気の流量とオゾン発生量との相対関係を示す図である。 浄化空気調整バルブの開度と浄化用空気の流量と相対関係を示す図である。 本発明の実施例４に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。 本発明の実施例５に係る排ガス浄化装置の要部概略図である。 本発明の実施例５に係る排ガス浄化制御方法の処理手順を示すフロー図である。 実施例４に係る排ガス浄化装置の変形例を示す要部概略図である。

符号の説明

１、５０、６０、７０、８０ 排ガス浄化装置
３ 制御部
５ エアフィルタ
１０ モータアシストターボ
１１ コンプレッサ
１２ タービン
１３ ターボモータ
１５、５１、６５、８２ インタークーラ
２１ 吸入空気用バルブ
２２ 浄化空気用バルブ
２５ オゾン発生器
２６ 高電圧電源
２８ スロットルバルブ
３１ エアフィルタ通路
３２ 供給通路
３３ 吸気通路
３４ 浄化空気通路
３５ 排気通路
３６ 非過給空気通路
４０ 排ガスフィルタ
５２ 吸入空気インタークーラ
５３ 浄化空気インタークーラ
６１ バイパス通路
６２ バイパス通路用バルブ
６６、８３ 第１インタークーラ
６７、８４ 第２インタークーラ
７１、８１ 浄化空気調整バルブ
７５ オゾン発生量線
７６ 浄化用空気流量線

Claims (13)

1. 内燃機関に吸入される空気である吸入空気を前記内燃機関に供給可能な過給手段と、
   前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する浄化手段と、
   前記過給手段から空気が供給可能に設けられていると共に前記過給手段によって供給される前記空気である浄化用空気からオゾンを生成し、且つ、前記オゾンを前記浄化手段に供給可能に設けられたオゾン発生手段と、
   を備え、
   前記浄化用空気は、前記内燃機関に供給される前記吸入空気の冷却率よりも高い冷却率で前記オゾン発生手段に供給されることを特徴とする排ガス浄化装置。
2. 前記過給手段は、前記排ガスの圧力によって作動すると共に、前記過給手段の作動を補助する作動補助機構が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
3. 前記作動補助機構は、電気で作動する電動機を備えていることを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
4. 前記吸入空気の通路である吸気通路には、前記吸気通路を開閉する吸入空気用バルブが設けられており、
   前記浄化用空気の通路である浄化空気通路には、前記浄化空気通路を開閉する浄化空気用バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス浄化装置。
5. 前記吸気通路には、前記吸入空気の流れ方向における前記吸入空気用バルブの下流側に、前記過給手段を通らない空気の通路である非過給空気通路が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の排ガス浄化装置。
6. 前記浄化用空気の通路である浄化空気通路には、前記浄化用空気の流量を調節する浄化空気調整バルブが設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス浄化装置。
7. 前記浄化空気通路には、前記浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の排ガス浄化装置。
8. 前記吸気通路には、前記吸入空気を冷却する吸入空気冷却手段が設けられており、
   前記浄化空気冷却手段は、前記吸入空気冷却手段よりも冷却効率が高くなっていることを特徴とする請求項７に記載の排ガス浄化装置。
9. 前記吸気通路と前記浄化空気通路とは、前記過給手段から送出される空気の通路である供給通路から分岐して設けられており、
   前記供給通路と前記浄化空気通路との間には、双方に連通するバイパス通路が設けられており、
   前記バイパス通路には、前記バイパス通路を開閉するバイパス通路用バルブが設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の排ガス浄化装置。
10. 前記供給通路には、前記過給手段から送出された空気を冷却する送出空気冷却手段が設けられており、且つ、前記浄化空気通路には、前記浄化用空気を冷却する浄化空気冷却手段が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の排ガス浄化装置。
11. 内燃機関の出力増加要求を検出する手順と、
    前記出力増加要求が有る場合に、過給手段で前記内燃機関に供給される空気である吸入空気の通路である吸気通路に設けられた吸入空気用バルブを開く手順と、
    前記出力増加要求が無い場合に、前記吸入空気用バルブを閉じる手順と、
    前記過給手段から供給される空気である浄化用空気からオゾン発生手段によって生成されると共に、前記内燃機関から排出された排ガスを浄化する浄化手段に対して供給されるオゾンの供給要求を検出する手順と、
    前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記浄化用空気の通路である浄化空気通路に設けられた浄化空気用バルブを開く手順と、
    前記オゾンの供給要求が無い場合に、前記浄化空気用バルブを閉じる手順と、
    前記出力増加要求、または前記オゾンの供給要求の少なくともいずれか一方が有る場合に、前記過給手段に備えられた作動補助機構を作動させる手順と、
    前記出力増加要求、及び前記オゾンの供給要求のいずれも無い場合に、前記作動補助機構を停止する手順と、
    を含むことを特徴とする排ガス浄化制御方法。
12. さらに、前記出力増加要求が有る場合に、前記浄化空気用バルブを閉じると共に、前記吸気通路と前記浄化空気通路とが分岐して設けられると共に前記過給手段から送出される空気の通路である供給通路と、前記浄化空気通路との双方に連通するバイパス通路を開閉するバイパス通路用バルブを閉じる手順と、
    前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記吸入空気用バルブを閉じると共に、前記バイパス通路用バルブを開く手順と、
    前記出力増加要求、及び前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記吸入空気用バルブ及び前記バイパス通路用バルブを開くと共に、前記浄化空気用バルブを閉じる手順と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の排ガス浄化制御方法。
13. さらに、前記出力増加要求が有る場合において前記オゾンの供給要求が有る場合に、前記浄化手段に流入する前記排ガスの圧力が所定の圧力よりも高い場合には、前記吸入空気用バルブを閉じると共に前記浄化空気用バルブ及び前記バイパス通路用バルブを開き、
    前記オゾンの供給要求が有る場合おいて前記出力増加要求が有る場合に、前記浄化手段に流入する前記排ガスの圧力が所定の圧力よりも低い場合には、前記吸入空気用バルブを開くと共に前記浄化空気用バルブ及び前記バイパス通路用バルブを閉じることを特徴とする請求項１２に記載の排ガス浄化制御方法。

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