(57)【要約】【課題】この発明は、酸化触媒が未活性状態でも、ＣＯの排出を抑制しつつ、ＰＭフィルタの再生処理を行うことを目的とする。【解決手段】排気通路１２には、上流側から下流側に向けて酸化触媒１４、ＤＰＦ１６、オゾン発生器１８を順次配置する。酸化触媒１４の上流側にはバイパス通路２２を接続し、バイパス通路２２にはＣＯ吸着材２４を配置する。そして、ＤＰＦ１６の再生制御では、排気遮断弁２８を閉弁し、逆流開放弁３０を開弁した状態で、ＤＰＦ１６にオゾンを供給する。これにより、ＤＰＦ１６内のＰＭがオゾンにより酸化されると、この反応により生じたガスは排気通路１２を逆流し、ガス中のＣＯは吸着材２４により吸着される。一方、吸着材２４の脱離制御では、排気ガスをバイパス通路２２に導入し、吸着材２４から脱離したＣＯを酸化触媒１４により浄化する。【選択図】図１
2010101303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスが流通する排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を酸化により浄化する酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側で前記排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するＰＭフィルタと、
前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給するための活性酸素供給手段と、
前記酸化触媒の上流側で前記排気通路に配置または接続され、ガス中の一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着材と、
前記活性酸素供給手段により前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給するときに、前記排気通路内のガスが前記ＰＭフィルタから前記ＣＯ吸着材に向けて逆方向に流れるようにガスの流通方向を切換える方向切換手段と、
前記ＰＭフィルタ内のＰＭを酸化する再生処理を行うときに、前記活性酸素供給手段と前記方向切換手段とを駆動して活性酸素を前記逆方向に流通させる再生制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記酸化触媒の上流側で前記排気通路の一部をバイパスする通路であり、前記ＣＯ吸着材が配置されたバイパス通路と、
排気ガスの流路を前記排気通路の一部と前記バイパス通路との間で切換えるバイパス切換手段と、
前記ＣＯ吸着材から一酸化炭素を脱離させる脱離処理を行うときに、前記バイパス切換手段により排気ガスを前記バイパス通路に流通させる脱離制御手段と、
を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ＰＭフィルタの上流側と下流側の圧力差を検出する圧力検出手段を備え、
前記再生制御手段は、排気ガスの温度と前記圧力差とに応じて前記ＰＭフィルタの再生処理を実行するか否かを判定する構成としてなる請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記再生制御手段は、排気ガスの温度が前記活性酸素の熱分解温度よりも低く、かつ前記圧力差が所定の基準判定値よりも大きいときに、前記ＰＭフィルタの再生処理を実行する構成としてなる請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記再生制御手段は、内燃機関が停止状態または低出力運転状態となったときに、前記ＰＭフィルタの再生処理を実行する構成としてなる請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記酸化触媒の温度を取得する温度取得手段を備え、
前記脱離制御手段は、少なくとも前記酸化触媒の温度が当該触媒の活性温度以上であるときに、前記ＣＯ吸着材の脱離処理を実行する構成としてなる請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記ＣＯ吸着材から一酸化炭素が脱離する脱離温度は、前記酸化触媒が活性化する活性温度よりも高温に設定してなる請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記方向切換手段は、前記ＰＭフィルタの下流側で前記排気通路を開，閉する排気遮断弁を備え、
前記再生制御手段は、前記ＰＭフィルタの再生処理を行うときに、前記排気遮断弁を閉弁した状態で前記活性酸素供給手段により前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給する構成としてなる請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項９】
前記方向切換手段は、前記ＣＯ吸着材のうち前記逆方向に流れるガスが流出する部位を外部に対して開放，遮断する逆流開放弁を備え、
前記再生制御手段は、前記ＰＭフィルタの再生処理を行うときに、前記逆流開放弁を開弁させる構成としてなる請求項８に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記活性酸素供給手段は、前記活性酸素としてオゾンを供給する構成としてなる請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１１】
内燃機関の排気ガスが流通する排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を酸化により浄化する酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側で前記排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するＰＭフィルタと、
前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給するための活性酸素供給手段と、
前記ＰＭフィルタから流出したガスを捕集し、当該ガスを前記酸化触媒に供給することが可能なガス捕集手段と、
前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給したときに、前記ＰＭフィルタから流出したガスを前記ガス捕集手段に捕集する捕集制御手段と、
排気ガスの温度が所定値以上に上昇したときに、前記ガス捕集手段により捕集されたガスを前記酸化触媒に供給する供給制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１２】
前記捕集手段は、前記ＰＭフィルタから流出した一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着材である請求項１１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１３】
前記ガス捕集手段は、
前記排気通路に接続されたガス収容部と、
前記ガス収容部に対して前記ガスを流入，流出させるアクチュエータと、
を備えてなる請求項１１または１２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１４】
前記排気通路の一部を閉塞することにより、外部から遮断された閉塞通路を形成することが可能な通路閉塞手段を備え、
前記閉塞通路には、少なくとも前記ＰＭフィルタ、前記活性酸素供給手段および前記ガス捕集手段を接続する構成としてなる請求項１１乃至１３のうち何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に好適に用いられる排気浄化装置に関し、特に、活性酸素を利用する構成とした内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２００７−７７９７１号公報）に開示されているように、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）と、オゾン供給装置とを備えた内燃機関の排気浄化装置が知られている。この排気浄化装置によれば、ＤＰＦに捕集された粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）をオゾンにより酸化し、ＤＰＦを再生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７７９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、ＤＰＦにオゾンを供給することにより、ＰＭを酸化する構成としている。しかしながら、例えば内燃機関の暖機前のような低温時において、ＤＰＦにオゾンを供給すると、ＰＭが不完全燃焼することにより、一酸化炭素（ＣＯ）が発生し易い。このため、従来技術では、低温時にＤＰＦの再生処理を行うと、ＣＯが発生することにより排気エミッションが悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、酸化触媒が低温状態でも、ＣＯの排出を抑制しつつ、ＰＭフィルタの再生処理を行うことができ、排気エミッションを向上させることが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関の排気ガスが流通する排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を酸化により浄化する酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側で前記排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するＰＭフィルタと、
前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給するための活性酸素供給手段と、
前記酸化触媒の上流側で前記排気通路に配置または接続され、ガス中の一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着材と、
前記活性酸素供給手段により前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給するときに、前記排気通路内のガスが前記ＰＭフィルタから前記ＣＯ吸着材に向けて逆方向に流れるようにガスの流通方向を切換える方向切換手段と、
前記ＰＭフィルタ内のＰＭを酸化する再生処理を行うときに、前記活性酸素供給手段と前記方向切換手段とを駆動して活性酸素を前記逆方向に流通させる再生制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、前記酸化触媒の上流側で前記排気通路の一部をバイパスする通路であり、前記ＣＯ吸着材が配置されたバイパス通路と、
排気ガスの流路を前記排気通路の一部と前記バイパス通路との間で切換えるバイパス切換手段と、
前記ＣＯ吸着材から一酸化炭素を脱離させる脱離処理を行うときに、前記バイパス切換手段により排気ガスを前記バイパス通路に流通させる脱離制御手段と、
を備える構成としている。
【０００８】
第３の発明は、前記ＰＭフィルタの上流側と下流側の圧力差を検出する圧力検出手段を備え、
前記再生制御手段は、排気ガスの温度と前記圧力差とに応じて前記ＰＭフィルタの再生処理を実行するか否かを判定する構成としている。
【０００９】
第４の発明によると、前記再生制御手段は、排気ガスの温度が前記活性酸素の熱分解温度よりも低く、かつ前記圧力差が所定の基準判定値よりも大きいときに、前記ＰＭフィルタの再生処理を実行する構成としている。
【００１０】
第５の発明によると、前記再生制御手段は、内燃機関が停止状態または低出力運転状態となったときに、前記ＰＭフィルタの再生処理を実行する構成としている。
【００１１】
第６の発明は、前記酸化触媒の温度を取得する温度取得手段を備え、
前記脱離制御手段は、少なくとも前記酸化触媒の温度が当該触媒の活性温度以上であるときに、前記ＣＯ吸着材の脱離処理を実行する構成としている。
【００１２】
第７の発明によると、前記ＣＯ吸着材から一酸化炭素が脱離する脱離温度は、前記酸化触媒が活性化する活性温度よりも高温に設定する構成としている。
【００１３】
第８の発明によると、前記方向切換手段は、前記ＰＭフィルタの下流側で前記排気通路を開，閉する排気遮断弁を備え、
前記再生制御手段は、前記ＰＭフィルタの再生処理を行うときに、前記排気遮断弁を閉弁した状態で前記活性酸素供給手段により前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給する構成としている。
【００１４】
第９の発明によると、前記方向切換手段は、前記ＣＯ吸着材のうち前記逆方向に流れるガスが流出する部位を外部に対して開放，遮断する逆流開放弁を備え、
前記再生制御手段は、前記ＰＭフィルタの再生処理を行うときに、前記逆流開放弁を開弁させる構成としている。
【００１５】
第１０の発明によると、前記活性酸素供給手段は、前記活性酸素としてオゾンを供給する構成としている。
【００１６】
第１１の発明は、内燃機関の排気ガスが流通する排気通路に設けられ、排気ガス中の未浄化成分を酸化により浄化する酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側で前記排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するＰＭフィルタと、
前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給するための活性酸素供給手段と、
前記ＰＭフィルタから流出したガスを捕集し、当該ガスを前記酸化触媒に供給することが可能なガス捕集手段と、
前記ＰＭフィルタに活性酸素を供給したときに、前記ＰＭフィルタから流出したガスを前記ガス捕集手段に捕集する捕集制御手段と、
排気ガスの温度が所定値以上に上昇したときに、前記ガス捕集手段により捕集されたガスを前記酸化触媒に供給する供給制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
第１２の発明によると、前記捕集手段は、前記ＰＭフィルタから流出した一酸化炭素を吸着するＣＯ吸着材である構成としている。
【００１８】
第１３の発明によると、前記ガス捕集手段は、
前記排気通路に接続されたガス収容部と、
前記ガス収容部に対して前記ガスを流入，流出させるアクチュエータと、
を備える構成としている。
【００１９】
第１４の発明は、前記排気通路の一部を閉塞することにより、外部から遮断された閉塞通路を形成することが可能な通路閉塞手段を備え、
前記閉塞通路には、少なくとも前記ＰＭフィルタ、前記活性酸素供給手段および前記ガス捕集手段を接続する構成としている。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、ＰＭフィルタの再生処理を行うときには、方向切換手段により排気通路内を流れるガスの流通方向を逆方向に切換えることができる。この状態で、活性酸素供給手段によりＰＭフィルタに活性酸素を供給し、フィルタ内に捕集されたＰＭを活性酸素により酸化することができる。そして、この酸化反応により生じたガスを、酸化触媒を介してＣＯ吸着材に流入させ、ガス中のＣＯをＣＯ吸着材により吸着することができる。これにより、酸化触媒が低温等により活性化していなくても、ＰＭを酸化したときに生じるＣＯが外部に排出されるのを確実に防止することができる。
【００２１】
従って、内燃機関の停止時や冷間始動時にも、ＣＯの排出を抑制しつつ、ＰＭフィルタの再生処理を自由に行うことができ、低温時の排気エミッションを向上させることができる。また、内燃機関の暖機後には、例えば排気ガスやヒータ等の熱によりＣＯ吸着材からＣＯを脱離させることができる。このとき、方向切換手段によれば、排気通路内のガスが上流側から下流側に向けて順方向に流れるように設定し、ＣＯ吸着材から脱離したＣＯを下流側の酸化触媒により浄化することができる。
【００２２】
このように、第１の発明によれば、ガスの流通方向を切換えるだけで、ＰＭフィルタの再生処理とＣＯ吸着材の脱離処理とを容易に行うことができる。しかも、熱容量が比較的大きなＰＭフィルタを酸化触媒の上流側に配置しなくても、前述した効果を得ることができる。これにより、内燃機関の始動時には、排気熱により酸化触媒を速やかに活性化させることができ、排気エミッションをより向上させることができる。
【００２３】
第２の発明によれば、ＣＯ吸着材の脱離処理を行うときには、バイパス切換手段により排気ガスをバイパス通路に流通させ、ＣＯ吸着材に流入させることができる。この結果、排気熱によりＣＯ吸着材からＣＯを離脱させることができ、このＣＯを排気通路に合流させて酸化触媒により浄化することができる。また、脱離処理を実行していない通常の排気状態では、排気ガスがＣＯ吸着材を通過することがないので、排気熱を酸化触媒に効率よく伝達することができる。従って、始動時等に酸化触媒の活性化を早めることができる。
【００２４】
第３の発明によれば、ＰＭフィルタの上流側と下流側との圧力差は、フィルタ内に捕集されたＰＭの量が増えるにつれて増大する。また、排気ガスの温度が高いと、ＰＭを酸化するために供給した活性酸素が熱により分解し易くなる。このため、再生制御手段は、前記圧力差と排気ガスの温度とに応じて、ＰＭフィルタの再生処理を適切なタイミングで実行することができる。
【００２５】
第４の発明によれば、再生制御手段は、例えばＰＭフィルタ内に処理が必要な量のＰＭが捕集されたことを、前記圧力差と基準判定値との比較により判定することができる。そして、この判定が成立し、かつ活性酸素が熱分解しない温度環境であるときには、ＰＭフィルタの再生処理を実行することができる。これにより、ＰＭフィルタを効率よく再生することができる。
【００２６】
第５の発明によれば、内燃機関が停止状態となるか、またはアイドル運転等の低出力運転状態となったときには、排気ガスの温度が活性酸素の熱分解温度よりも低いことが多い。従って、この場合には、ＰＭフィルタを効率よく再生することができる。また、例えば内燃機関と電動モータとを併用するハイブリッド車等では、電動モータにより走行するときに、内燃機関を停止させることがある。従って、この停止期間を利用してＰＭフィルタの再生処理を円滑に行うことができる。
【００２７】
第６の発明によれば、脱離制御手段は、少なくとも酸化触媒の温度が当該触媒の活性温度以上であるときに、ＣＯ吸着材の脱離処理を行うことができる。これにより、ＣＯ吸着材から脱離したＣＯを、活性化した酸化触媒により確実に浄化することができる。
【００２８】
第７の発明によれば、ＣＯ吸着材の脱離温度を酸化触媒の活性温度よりも高温に設定することができる。これにより、例えば排気熱等によりＣＯ吸着材からＣＯが脱離するときには、既に酸化触媒が活性化しているので、脱離したＣＯを酸化触媒により確実に浄化することができる。また、脱離処理の開始条件としては、例えば排気温度が脱離温度以上であるか否かだけを判定すればよいので、制御を簡略化することができる。
【００２９】
第８の発明によれば、ＰＭフィルタの再生処理を行うときには、排気遮断弁によりＰＭフィルタの下流側で排気通路を閉塞することができる。これにより、ＰＭフィルタ内で酸化反応により生じたガス等を、上流側のＣＯ吸着材に向けて逆方向に流通させることができる。
【００３０】
第９の発明によれば、ＰＭフィルタの再生処理を行うときには、逆流開放弁を開弁させることができる。これにより、例えば排気通路を逆方向に流れるガスがＣＯ吸着材から流出する部位を大気開放することができる。従って、ＰＭフィルタから流出したガスをＣＯ吸着材にスムーズに流入させることができる。
【００３１】
第１０の発明によれば、活性酸素としてオゾンを用いることにより、上記第１乃至第９の発明の効果をより顕著に発揮させることができる。
【００３２】
第１１の発明によれば、ＰＭフィルタの再生処理を行うときには、ＰＭと活性酸素との反応により生じたＣＯと、反応に寄与しない余分な活性酸素とをガス捕集手段により捕集しておくことができる。このため、捕集制御手段によれば、酸化触媒が低温等により活性化していなくても、ＰＭの酸化時に生じるＣＯや活性酸素が外部に排出されるのを確実に防止することができる。そして、供給制御手段によれば、例えば排気ガスの温度が上昇することにより酸化触媒が活性化したときに、ガス捕集手段により捕集しておいたガスを酸化触媒に供給することができる。この結果、酸化触媒は、ＣＯや活性酸素を安定的に浄化することができる。従って、第１の発明の場合と同様に、内燃機関の停止時や冷間始動時にも、ＣＯの排出を抑制しつつ、ＰＭフィルタの再生処理を自由に行うことができ、低温時の排気エミッションを向上させることができる。
【００３３】
第１２の発明によれば、ＰＭの酸化時に生じるＣＯや活性酸素をＣＯ吸着材により吸着することができる。従って、ガス捕集手段を含めてシステム全体の構成を簡略化することができる。
【００３４】
第１３の発明によれば、ＰＭフィルタの再生処理を行うときには、ガス捕集手段のアクチュエータをガスの流入方向に作動させることにより、ＣＯや活性酸素をガス収容部内に捕集することができる。また、捕集したガスの浄化処理を行うときには、アクチュエータをガスの流出方向に作動させることにより、ガス収容部内のＣＯや活性酸素をガス収容部から放出し、これらのガスを酸化触媒に向けて供給することができる。
【００３５】
第１４の発明によれば、通路閉塞手段は、ＰＭフィルタの再生処理を行うときに、排気通路の一部を閉塞して閉塞通路を形成することができる。これにより、閉塞通路の密閉性を利用して、活性酸素供給手段により閉塞通路に供給した活性酸素をＰＭフィルタに効率よく流入させることができる。また、閉塞通路の密閉性を利用して、ＰＭフィルタから流出したＣＯや余分な活性酸素をガス捕集手段により効率よく捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、ＤＰＦの再生制御を実施した状態を示す動作説明図である。
【図３】オゾンおよび各種触媒によるＰＭの酸化速度と流入ガス温度との関係を示す特性線図である。
【図４】ＰＭ酸化時の排出ガスをＣＯ吸着材により処理した場合の効果を示す特性線図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、ＣＯ吸着材の脱離制御を実施した状態を示す動作説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１において、ＣＯ吸着材の脱離温度と酸化触媒の活性温度とを比較して示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図１０】ＤＰＦの再生時に実行するガス捕集制御を示す動作説明図である。
【図１１】捕集ガス浄化制御を示す動作説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図７を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。図１に示すように、本実施の形態のシステムは、例えばディーゼルエンジンからなる内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、気筒内に吸入空気を吸込む吸気通路（図示せず）と、気筒から排出された排気ガスが流れる排気通路１２とを備えている。
【００３８】
排気通路１２には、酸化触媒１４、ＤＰＦ１６、およびオゾン発生器１８が設けられている。酸化触媒１４は、排気ガス中の未燃成分（不完全燃焼成分）である一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を酸化してＣＯ2やＨ2Ｏ等とすることにより、これらの未燃成分を浄化する機能を有している。この酸化触媒１４の触媒成分としては、例えば遷移金属を担持した酸化物担体などが用いられる。触媒成分の具体例を挙げれば、Ｐｔ／ＣｅＯ2、Ｍｎ／ＣｅＯ2、Ｆｅ／ＣｅＯ2、Ｎｉ／ＣｅＯ2、Ｃｕ／ＣｅＯ2等である。ＤＰＦ１６は、本実施の形態のＰＭフィルタを構成しており、酸化触媒１４の下流側に設けられている。そして、ＤＰＦ１６は、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集し、これを燃焼（酸化）させることによりＰＭを浄化する。
【００３９】
オゾン発生器１８は、本実施の形態の活性酸素供給手段を構成しており、例えばＤＰＦ１６の下流側で排気通路１２に接続されたオゾン供給口２０を備えている。そして、オゾン発生器１８は、例えばＤＰＦ１６に対して下流側からオゾン（Ｏ３）を供給する。このオゾンは、後述のように、ＤＰＦ１６に捕集されたＰＭを低温でも浄化することができる。また、オゾン発生器１８としては、高電圧を印加可能な放電管内に、原料となる乾燥した空気または酸素を流しつつオゾンを発生させる形態や、他の任意の形式のものを用いることができる。この場合、原料となる乾燥した空気または酸素は、排気通路１２の外部から取込まれる外気等の気体である。
【００４０】
一方、排気通路１２には、酸化触媒１４の上流側で排気通路１２の一部をバイパスするバイパス通路２２が接続されている。そして、バイパス通路２２には、ガス中のＣＯを吸着するＣＯ吸着材２４が設けられている。ＣＯ吸着材２４は、本実施の形態のガス捕集手段を構成しており、後述のようにＤＰＦ１６から流出したガス中のＣＯを捕集し、このＣＯを酸化触媒１４に供給することができる。また、ＣＯ吸着材２４は、酸化状態となり易い遷移金属（例えばＣｕ、Ａｇ等）を担持した酸化物担体（例えばゼオライト、ＣｅＯ2、Ａｌ2Ｏ3等）により構成されている。このため、ＣＯ吸着材２４は、内燃機関の暖気前のような低温時にも、ガス中のＣＯを吸着する機能を有している。吸着されたＣＯは、後述の脱離温度よりも高温となったときに、ＣＯ吸着材２４から脱離する。なお、本明細書において、「吸着」という用語には、「吸蔵」、「吸収」、「保持」等に類似するすべての概念が含まれるものとする。
【００４１】
また、バイパス通路２２には、バイパス切換手段としてのバイパス切換弁２６が設けられている。バイパス切換弁２６は、後述のＥＣＵ４０により駆動される電磁駆動式の三方弁等により構成されている。そして、バイパス切換弁２６は、排気ガスの流路を排気通路１２の一部とバイパス通路２２との間で切換えるものである。
【００４２】
また、本実施の形態のシステムは、例えば電磁弁等により構成された排気遮断弁２８と逆流開放弁３０とを備えている。これらの弁２８，３０は、排気通路１２内を流れるガスの流通方向を順方向と逆方向との間で切換える方向切換手段を構成している。ここで、順方向とは、排気ガスが酸化触媒１４（またはＣＯ吸着材２４）からＤＰＦ１６に向けて流れるときの流通方向である。また、逆方向とは、後述の図２に示すように、オゾンを含むガスがＤＰＦ１６から酸化触媒１４を通過し、更にＣＯ吸着材２４に向けて流れるときの流通方向である。
【００４３】
排気遮断弁２８は、ＤＰＦ１６およびオゾン供給口２０の下流側で排気通路１２に設けられており、この位置で排気通路１２を開，閉する。このため、排気遮断弁２８が閉弁した状態において、オゾン発生器１８により排気通路１２に供給されたオゾンは、ＤＰＦ１６からＣＯ吸着材２４に向けて排気通路１２内を逆方向に流通する。一方、逆流開放弁３０は、例えばバイパス通路２２のうちＣＯ吸着材２４の上流側に位置する部位に設けられており、この位置でバイパス通路２２を外部に対して開放，遮断する。即ち、逆流開放弁３０は、ＣＯ吸着材２４のうち前記逆方向に流れるガスが流出する部位を大気開放するものである。このため、逆流開放弁３０が開弁した状態において、排気通路１２内を逆方向に流通するガスは、ＣＯ吸着材２４内にスムーズに流入する構成となっている。
【００４４】
さらに、本実施の形態のシステムは、温度センサ３２、圧力センサ３４等を含むセンサ系統と、内燃機関１０を運転制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０とを備えている。温度センサ３２は、本実施の形態の温度取得手段を構成しており、酸化触媒１４の温度（床温）を検出する。なお、本発明では、例えば温度センサにより酸化触媒１４の周辺で排気ガスの温度等を検出し、その検出結果から触媒の床温を算出、または推定する構成としてもよい。
【００４５】
一方、圧力センサ３４は、本実施の形態の圧力検出手段を構成しており、ＤＰＦ１６の上流側と下流側との間で排気圧の圧力差を検出する。この圧力差は、ＤＰＦ１６内に捕集されたＰＭの量が増えるにつれて増大する。なお、ＤＰＦ１６の上流側における排気圧もＰＭの捕集量に応じて増大するので、本発明では、この上流側の排気圧を圧力センサ３４により検出する構成としてもよい。
【００４６】
また、センサ系統には、これらのセンサ３２，３４以外にも、内燃機関１０のクランク角を検出するクランク角センサ、吸入空気量を検出するエアフロメータ、冷却水の温度を検出する水温センサ等が含まれている。一方、内燃機関１０は、燃料噴射弁、点火プラグ、オゾン発生器１８、バイパス切換弁２６、排気遮断弁２８、逆流開放弁３０等を含む各種のアクチュエータを備えている。そして、ＥＣＵ３０は、センサ系統により内燃機関の運転状態を検出しつつ、各アクチュエータを制御する。この制御には、以下に述べる通常の排気制御、ＤＰＦ１６の再生制御、およびＣＯ吸着材２４の脱離制御が含まれている。
【００４７】
（通常の排気制御）
通常の排気制御は、前記再生制御や脱離制御が不要なときに実施される。この制御では、図１に示すように、バイパス切換弁２６を通常位置に保持し、排気遮断弁２８を開弁すると共に、逆流開放弁３０を閉弁する。これにより、排気ガスは、排気通路１２内を順方向に流通する。このとき、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ等は、酸化触媒１４により酸化され、また排気ガス中のＰＭはＤＰＦ１６により捕集されるので、排気ガスを浄化することができる。また、本実施の形態では、酸化触媒１４をＤＰＦ１６の上流側に配置している。これにより、酸化触媒１４を排気熱によって可能な限り早期に活性化させることができる。
【００４８】
（ＤＰＦの再生制御）
再生制御は、ＤＰＦ１６内に捕集されたＰＭをオゾンにより酸化、除去し、その性能を再生するものである。本実施の形態では、所定の再生条件が成立したときに、ＤＰＦ１６の再生制御を行う。この再生条件の一例を挙げれば、（１）内燃機関が停止状態となるか、またはアイドル運転等の低出力運転状態となったとき、（２）排気ガスの温度がオゾンの熱分解温度（例えば、２００〜２２０℃程度）よりも低いとき、（３）内燃機関の運転中におけるＤＰＦ１６の上流側と下流側との圧力差が所定の基準判定値よりも大きいとき、などである。ここで、圧力差の基準判定値とは、例えばＤＰＦ１６内におけるＰＭの捕集量が過剰となったときの圧力差として予め求められ、ＥＣＵ４０に記憶されている。また、排気ガスの温度は、温度センサ等により直接検出してもよいが、内燃機関の運転状態（機関回転数、負荷等）に応じて推定演算することもできる。
【００４９】
上記の条件（１）の成立時には、排気ガスの温度がオゾンの熱分解温度よりも低いことが多い。この場合には、ＰＭを酸化するために供給したオゾンが熱により分解するのを抑制することができ、ＰＭの酸化処理を効率よく行うことができる。また、条件（２）の成立時には、オゾンの熱分解を確実に防止することができる。さらに、条件（３）の成立時には、再生制御が必要なタイミングであると判断することができる。
【００５０】
そこで、ＥＣＵ４０は、例えば条件（１），（２），（３）の全てが成立したときに、前記再生条件が成立したと判定し、再生制御を行う。また、再生制御は、例えばＤＰＦ１６内のＰＭが十分に酸化されたと判断される一定の時間が経過した時点で終了される。なお、本発明では、例えば条件（１）が成立していなくても、条件（２）及び（３）が成立したときに、前記再生条件が成立したと判定する構成としてもよい。また、制御を簡略化する場合には、例えば条件（２），（３）の判定を行わずに、条件（１）が成立しただけで、前記再生条件が成立したと判定する構成としてもよい。
【００５１】
図２は、本発明の実施の形態１において、ＤＰＦの再生制御を実施した状態を示す動作説明図である。この図２に示すように、再生制御では、排気遮断弁２８を閉弁し、オゾン供給口２０の下流側で排気通路１２を閉塞する。また、逆流開放弁３０を開弁し、バイパス通路２２を逆方向に流れるガスがＣＯ吸着材２４から流出する位置を大気開放する。そして、オゾン発生器１８を作動させ、ＤＰＦ１６の下流側にオゾンを供給すると、このオゾンは、排気遮断弁２８が閉じているために排気通路１２を逆方向に流通し、まず、ＤＰＦ１６内でＰＭを酸化する。
【００５２】
これにより、ＤＰＦ１６内では、オゾンとＰＭとの反応によりＣＯ2、ＣＯ、Ｏ2等のガスが生じ、このガスはＤＰＦ１６から酸化触媒１４に向けて流出する。そして、酸化触媒１４を通過したガスは、逆流開放弁３０が大気開放されているためにバイパス通路２２に流入し、ＣＯ吸着材２４を通過する。このとき、ガス中のＣＯは、ＣＯ吸着材２４により吸着され、それ以外の成分はＣＯ吸着材２４から流出して外部に放出される。
【００５３】
ここで、オゾンによるＰＭの酸化とＣＯ吸着材とを組合わせた場合の効果について説明する。まず、図３は、オゾンおよび各種触媒によるＰＭの酸化速度と流入ガス温度との関係を示す特性線図である。図３中の「ＮＯ2」とは、ＮＯ2を用いたＰＭの酸化方法であり、「固体触媒」とは、例えばセラミックスに金属等を担持させた汎用的な固体触媒である。図３に示すように、オゾンを用いれば、通常ではＰＭが殆ど酸化しないような低温状態（例えば２００℃以下の温度）でも、ＰＭを効率よく酸化させることができる。
【００５４】
また、図４は、ＰＭ酸化時の排出ガスをＣＯ吸着材により処理した場合の効果を示す特性線図である。図４(a)は、ＤＰＦ内のＰＭをオゾンにより酸化しつつ、ＤＰＦから流出するガス中のＣＯ濃度を測定している。一方、図４(b)は、これと同じ実験条件において、ＤＰＦの下流側にＣＯ吸着材を配置し、ＤＰＦからＣＯ吸着材を通じて流出するガス中のＣＯ濃度を測定している。なお、上記実験時の排気ガス温度は１００℃程度である。この図４(b)に示すように、ＣＯ吸着材を用いれば、ＰＭの酸化時に生じるＣＯが外部に排出されるのを抑制することができる。
【００５５】
（ＣＯ吸着材の脱離制御）
上記再生制御を行った後には、所定の脱離条件が成立したときに、ＣＯ吸着材２４の脱離制御を実施する。脱離制御は、ＣＯ吸着材２４に吸着されたＣＯを排気熱により脱離させ、このＣＯを酸化触媒１４により浄化するものである。ここで、脱離条件の一例を挙げれば、酸化触媒１４の温度が当該触媒の活性温度以上であり、かつ排気ガスの温度がＣＯ吸着材２４の脱離温度以上であるとき、などである。この場合、排気ガスの温度は、温度センサ等ではなく、内燃機関の運転状態から求めてもよい。また、「酸化触媒の活性温度」とは、ＣＯに対する浄化活性が出現する温度である。これにより、ＣＯ吸着材２４から脱離したＣＯを、活性化した酸化触媒１４により確実に浄化することができる。
【００５６】
ＥＣＵ４０は、前記脱離条件が成立したときに脱離制御を実施し、例えばＣＯ吸着材２４内のＣＯが十分に脱離したと判断される一定の時間が経過した時点で、脱離制御を終了する。図５は、本発明の実施の形態１において、ＣＯ吸着材の脱離制御を実施した状態を示す動作説明図である。この図５に示すように、脱離制御では、バイパス切換弁２６をバイパス位置に切換えることにより、排気ガスをバイパス通路２２に流通させる。これにより、脱離温度以上の高温な排気ガスがＣＯ吸着材２４を通過するので、ＣＯ吸着材２４からＣＯが脱離する。そして、脱離したＣＯは、活性化した状態の酸化触媒１４に流入し、この触媒により浄化される。
【００５７】
ここで、前述した触媒の活性化温度と吸着材の脱離温度との関係について説明する。図６は、本発明の実施の形態１において、ＣＯ吸着材の脱離温度と酸化触媒の活性温度とを比較して示す説明図である。この図に示すように、本実施の形態では、ＣＯ吸着材２４の脱離温度（ＣＯが脱離する温度）が、酸化触媒１４の活性温度（ＣＯ浄化活性が出現する温度）よりも高くなるように構成している。これにより、排気ガスの温度が脱離温度以上となったときには、既に酸化触媒１４のＣＯ浄化活性が出現しているので、脱離制御を円滑に開始することができる。また、脱離条件としては、例えば排気ガスの温度が脱離温度以上であるか否かだけを判定すればよいので、制御を簡略化することができる。
【００５８】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図７は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。なお、図７に示すルーチンは、内燃機関の運転中に繰返し実行されるものとする。
【００５９】
図７のルーチンでは、まず、前述の再生条件が成立したか否かを判定し（ステップ１００）、この判定の成立時には、ＤＰＦ１６の再生制御を実行する（ステップ１０２）。この場合、再生制御は、例えばＤＰＦ１６内のＰＭが十分に酸化されたと判断される一定の時間が経過した時点で終了される。また、再生条件が不成立のときには、前述の脱離条件が成立したか否かを判定し（ステップ１０４）、この判定の成立時にはＣＯ吸着材２４の脱離制御を実行する（ステップ１０６）。この場合、脱離制御は、例えばＣＯ吸着材２４内のＣＯが十分に脱離したと判断される一定の時間が経過した時点で終了される。一方、ステップ１０４の判定が不成立のときには、再生条件と脱離条件の両方が不成立であるから、通常の排気制御を実施する（ステップ１０８）。
【００６０】
かくして、本実施の形態によれば、ＤＰＦ１６の再生制御を行うときには、排気遮断弁２８と逆流開放弁３０とにより排気通路１２内を流れるガスの流通方向を逆方向に切換えることができる。この状態で、オゾン発生器１８によりＤＰＦ１６にオゾンを供給し、ＤＰＦ内に捕集されたＰＭをオゾンにより酸化することができる。そして、この酸化反応により生じたガスを、酸化触媒１４を介してＣＯ吸着材２４に流入させ、ガス中のＣＯをＣＯ吸着材２４により吸着することができる。
【００６１】
これにより、酸化触媒１４が低温等により活性化していなくても、ＰＭを酸化したときに生じるＣＯが外部に排出されるのを確実に防止することができる。従って、内燃機関の停止時や冷間始動時にも、ＣＯの排出を抑制しつつ、ＤＰＦ１６の再生制御を自由に行うことができ、低温時の排気エミッションを向上させることができる。しかも、本実施の形態では、ＣＯ吸着材２４を用いることにより、簡単な構造でＣＯ等のガス捕集システムを実現することができる。
【００６２】
また、内燃機関の暖機後には、排気ガスの熱を利用してＣＯ吸着材２４の脱離制御を行うことができる。この脱離制御では、バイパス切換弁２６により排気ガスをバイパス通路２２に流通させると共に、排気遮断弁２８と逆流開放弁３０とにより排気ガスが上流側から下流側に向けて順方向に流れるように設定することができる。この結果、排気熱によりＣＯ吸着材２４からＣＯを離脱させることができ、このＣＯを排気通路１２に合流させて酸化触媒１４により浄化することができる。
【００６３】
このように、本実施の形態では、ガスの流通方向を切換えるだけで、ＤＰＦ１６の再生制御とＣＯ吸着材２４の脱離制御とを容易に行うことができる。しかも、熱容量が比較的大きなＤＰＦ１６を酸化触媒１４の上流側に配置しなくても、前述した効果を得ることができる。これにより、内燃機関の始動時には、排気熱により酸化触媒１４を速やかに活性化させることができ、排気エミッションをより向上させることができる。特に、本実施の形態では、ＣＯ吸着材２４をバイパス通路２２に配置している。このため、通常の排気制御では、排気ガスがＣＯ吸着材２４を通過することがないので、排気熱を酸化触媒１４に効率よく伝達することができ、酸化触媒１４の活性化をより早めることができる。
【００６４】
また、本実施の形態によれば、ＥＣＵ４０は、ＤＰＦ１６内に処理が必要な量のＰＭが捕集されたことを、圧力センサ３４により検出した圧力差と、前記基準判定値との比較により判定することができる。そして、この判定が成立し、かつオゾンが熱分解しない温度環境であるときには、ＤＰＦ１６の再生制御を実行することができ、ＤＰＦ１６を適切なタイミングで効率よく再生することができる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、内燃機関が停止状態となるか、またはアイドル運転等の低出力運転状態となったときにも、ＤＰＦ１６の再生制御を実行することができる。このような状態では、排気ガスの温度がオゾンの熱分解温度よりも低いことが多いので、再生制御を効率よく行うことができる。また、例えば内燃機関と電動モータとを併用するハイブリッド車等では、電動モータにより走行するときに、内燃機関を停止させることがある。従って、この停止期間を利用してＤＰＦ１６の再生処理を円滑に行うことができる。
【００６６】
さらに、本実施の形態によれば、方向切換手段として排気遮断弁２８と逆流開放弁３０とを用いたので、再生制御では、排気遮断弁２８により排気通路１２を閉塞し、ＤＰＦ１６内で生じたガス等をＣＯ吸着材２４に向けて逆方向に流通させることができる。このとき、逆流開放弁３０は、ガスがＣＯ吸着材２４から流出する部位を大気開放し、新たなガスをＣＯ吸着材２４にスムーズに流入させることができる。
【００６７】
実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６８】
［実施の形態２の特徴］
図８は、本発明の実施の形態２のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態１とほぼ同様に、酸化触媒１４、ＤＰＦ１６、オゾン発生器１８、ＣＯ吸着材５０、排気遮断弁２８等を備えている。しかし、本実施の形態では、バイパス通路２２、バイパス切換弁２６、逆流開放弁３０等を廃止し、ガス捕集手段としてのＣＯ吸着材５０を酸化触媒１４の上流側で排気通路１２に設けており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。
【００６９】
また、本実施の形態では、実施の形態１と同様の再生条件が成立したときに、ＤＰＦ１６の再生制御を実施する。そして、再生制御では、排気遮断弁２８を閉弁し、オゾン発生器１８を作動させる。これにより、オゾン供給口２０から排気通路１２内にオゾンが供給されると、このオゾンは、実施の形態１と同様に、排気通路１２を逆方向に流通し、ＤＰＦ１６に流入してＰＭを酸化させる。そして、ＤＰＦ１６から流出したガスは、酸化触媒１４を通過してＣＯ吸着材５０に流入し、このときガス中のＣＯはＣＯ吸着材５０により吸着される。
【００７０】
一方、再生条件が不成立のときには、実施の形態１と同様に、通常の排気制御が実行される。この場合、内燃機関の暖機後には、脱離温度以上の高温な排気ガスがＣＯ吸着材５０に流入する。これにより、ＣＯ吸着材５０内に吸着されていたＣＯは、吸着材から脱離して酸化触媒１４に流入し、この触媒１４により酸化される。即ち、本実施の形態では、通常の排気制御において、ＣＯ吸着材５０の脱離制御を行う構成としている。よって、本実施の形態の制御を具体化したフローチャートは、実施の形態１のフローチャート（図７）からステップ１０４，１０６を除外したものとなる。
【００７１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、バイパス通路２２、バイパス切換弁２６、逆流開放弁３０等を省略し、システム構成を簡略化することができる。
【００７２】
実施の形態３．
次に、図９乃至図１２を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００７３】
［実施の形態３の特徴］
図９は、本発明の実施の形態３のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、実施の形態１と同様の酸化触媒１４、ＤＰＦ１６、オゾン発生器１８に加えて、ガス捕集手段としてのガス捕集装置６０と、通路閉塞手段としての遮断弁６８，７０とを備えており、この点で実施の形態１と構成が異なっている。
【００７４】
ガス捕集装置６０は、ＤＰＦ１６から流出したガスを捕集し、このガスを酸化触媒１４に供給するための装置であり、ガス収容部６２とアクチュエータ６４とを備えている。ここで、ガス収容部６２は、十分な容積をもつ密閉空間として形成され、通気路６６により酸化触媒１４の上流側で排気通路１２に接続されている。
【００７５】
また、アクチュエータ６４は、ガス収容部６２に対してガスを流入，流出させるもので、例えばガス収容部６２内の容積を拡大及び縮小させるピストン機構、あるいはガス収容部６２内の圧力を加圧及び減圧する圧力可変機構等により構成されている。そして、アクチュエータ６４は、ＥＣＵ４０から入力される制御信号に応じて、排気通路１２を流れるガスをガス収容部６２内に吸引する吸引動作と、ガス収容部６２内のガスを通気路６６から排気通路１２に放出する放出動作の何れかを実行する。
【００７６】
また、本実施の形態において、オゾン発生器１８（オゾン供給口２０）は、ガス捕集装置６０のガス収容部６２に接続されている。即ち、オゾン発生器１８は、ガス収容部６２と通気路６６とを介して排気通路１２に接続されている。このため、オゾン発生器１８により発生されたオゾンは、ガス収容部６２に一旦収容された後に、排気通路１２等を通じてＤＰＦ１６に供給される。
【００７７】
一方、遮断弁６８，７０は、ＥＣＵ４０により制御される電磁駆動式の開閉弁等により構成されている。そして、上流遮断弁６８は、ガス捕集装置６０の上流側で排気通路１２に設けられている。また、下流遮断弁７０は、ＤＰＦ１６の下流側で排気通路１２に設けられている。従って、後述の図１０に示すように、両方の遮断弁６８，７０が閉弁した状態では、排気通路１２の一部が両側で閉塞された閉塞通路７２となり、この閉塞通路７２は、外部から遮断された状態となる。この状態において、閉塞通路７２には、ＤＰＦ１６、オゾン発生器１８及びガス収容部６２が接続される構成となっている。さらに、排気通路１２（閉塞通路７２）には、ＤＰＦ１６の下流側で排気ガスの温度を検出する温度センサ７４が設けられている。
【００７８】
次に、図１０及び図１１を参照しつつ、本実施の形態の制御について説明する。
（ＤＰＦの再生制御）
図１０は、ＤＰＦの再生時に実行するガス捕集制御を示す動作説明図である。まず、内燃機関の運転中には、ＤＰＦの再生制御に先立ってオゾン発生器１８を作動させ、ガス収容部６２にオゾンを予め貯留しておく。そして、内燃機関が停止したときに、ＤＰＦの再生制御を実行する。
【００７９】
再生制御では、まず遮断弁６８，７０を閉弁し、排気通路１２の途中に閉塞通路７２を形成する。そして、ガス捕集装置６０を作動させることにより、ガス収容部６２に貯留しておいたオゾンの放出動作を行う。これにより、ガス収容部６２から閉塞通路７２に放出されたオゾンは、ＤＰＦ１６内に流入してＰＭを酸化する。このとき、排気ガスの温度が比較的低温であると、ＰＭの酸化反応によりＣＯが生じ、このＣＯはＤＰＦ１６から閉塞通路７２内に流出する。また、閉塞通路７２内には、酸化反応に寄与しない余分なオゾンも滞留している。
【００８０】
そこで、ＥＣＵ４０は、図１０に示すように、ガス捕集装置６０により閉塞通路７２内のＣＯとオゾンとを捕集するガス捕集制御を行う。ガス捕集制御では、遮断弁６８，７０を閉弁した状態で、ガス捕集装置６０によって吸引動作を実行し、閉塞通路７２内に滞留したＣＯとオゾンをガス収容部６２内に吸引する。そして、この状態で内燃機関が再始動されるまで待機する。
【００８１】
（捕集ガス浄化制御）
図１１は、捕集ガス浄化制御を示す動作説明図である。ガス捕集装置６０によりＣＯとオゾンを捕集した状態で、内燃機関が再始動されたときには、捕集ガス浄化制御を実行する。捕集ガス浄化制御では、温度センサ７４により検出した排気ガスの温度が酸化触媒１４の活性温度以上となったときに、ガス捕集装置６０によって放出動作を行う。このとき、遮断弁６８，７０は開弁しているので、ガス収容部６２から放出されたＣＯとオゾンとは、排気ガスの流れにのって酸化触媒１４内に流入する。これにより、ＤＰＦの再生時に生じたＣＯを還元浄化し、オゾンを分解することができる。
【００８２】
［実施の形態３を実現するための具体的な処理］
図１２は、本発明の実施の形態３において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。図１２に示すルーチンでは、まず、通常走行時において、遮断弁６８，７０を開弁状態に保持する（ステップ２００）。この状態において、温度センサ７４の出力は、２５０℃以上となっている。なお、内燃機関が運転中の場合には、ステップ２００の処理を実行しつつ待機する。また、機関運転中には、オゾン発生器１８によりガス収容部６２内にオゾンを貯留しておく（ステップ２０２）。
【００８３】
次に、ステップ２０４で内燃機関が停止したことを検出した場合には、排気ガスの温度が２５０℃以上であるか否かを判定する（ステップ２０６）。この判定成立時には、ＤＰＦの再生制御を行わずに、そのまま終了するか、または判定が不成立となるまで待機する（ステップ２０８）。何故なら、雰囲気温度が２５０℃以上の場合には、オゾンの熱分解率が上昇し、ＰＭの酸化効率が低下するからである。なお、２５０℃という温度の具体値は、本実施の形態で採用した一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８４】
一方、ステップ２０６の判定が不成立の場合には、ＤＰＦ１６の再生制御とガス捕集制御とを実行する。即ち、まず遮断弁６８，７０を閉弁し（ステップ２１０）、ガス収容部６２に貯留しておいたオゾンを閉塞通路７２に放出する（ステップ２１２）。そして、ＰＭの酸化により生じたＣＯとオゾンを、ガス捕集装置６０により捕集し（ステップ２１４）、その後に遮断弁６８，７０を開弁する（ステップ２１６）。
【００８５】
次に、ステップ２１８で内燃機関が始動したことを検出した場合には、排気ガスの温度が２００℃以上であるか否かを判定する（ステップ２２０）。この判定が不成立のときには、捕集ガス浄化制御を行わずに終了するか、または判定が成立するまで待機する（ステップ２２２）。ここで、２００℃とは、酸化触媒１４の活性温度に対応する排気温であり、排気温が２００℃以上の場合には、酸化触媒１４が活性化していると判断することができる。なお、２００℃という温度の具体値は、本実施の形態で採用した一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８６】
そして、ステップ２２０の判定成立時には、ガス収容部６２に捕集しておいたＣＯとオゾンを排気通路１２に戻す（ステップ２２４）。これにより、ＣＯとオゾンは、活性化した酸化触媒１４により浄化される（ステップ２２６）。
【００８７】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、ガス捕集装置６０を用いる構成としたので、ＤＰＦ１６の再生処理を行うときには、発生したＣＯと余分なオゾンとをガス捕集装置６０により捕集しておくことができる。このため、酸化触媒１４が低温等により活性化していなくても、ＰＭの酸化時に生じるＣＯやオゾンが外部に排出されるのを確実に防止することができる。そして、酸化触媒１４が活性化したときに、捕集しておいたＣＯやオゾンを酸化触媒１４に供給することができる。この結果、酸化触媒１４は、ＣＯや活性酸素を安定的に浄化することができ、排気エミッションを向上させることができる。
【００８８】
また、ガス捕集装置６０は、ガス収容部６２とアクチュエータ６４とを備える構成としたので、ＤＰＦ１６の再生処理を行うときには、アクチュエータ６４によって吸引動作を行うことにより、ＣＯやオゾンをガス収容部６２へと容易に捕集することができる。また、捕集ガスの浄化処理を行うときには、アクチュエータ６４によって放出動作を行うことにより、ガス収容部６２内のＣＯやオゾンをガス収容部６２から放出し、これらのガスを酸化触媒１４に向けて円滑に供給することができる。
【００８９】
しかも、本実施の形態では、通路閉塞手段として遮断弁６８，７０を排気通路１２に設けている。これにより、遮断弁６８，７０は、ＤＰＦ１６の再生処理を行うときに、排気通路１２の一部を閉塞して閉塞通路７２を形成することができる。これにより、閉塞通路７２の密閉性を利用して、オゾン発生器１８により閉塞通路７２に供給したオゾンをＤＰＦ１６に効率よく流入させることができる。また、閉塞通路７２の密閉性を利用して、ＤＰＦ１６から流出したＣＯや余分なオゾンをガス捕集装置６０により効率よく捕集することができる。
【００９０】
実施の形態４．
次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。なお、本実施の形態では、前記実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９１】
［実施の形態４の特徴］
図１３は、本発明の実施の形態４のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、前記実施の形態３とほぼ同様に、酸化触媒１４、ＤＰＦ１６、オゾン発生器１８と、ガス捕集手段としてのガス捕集装置８０と、通路閉塞手段としての遮断弁９２，９４とを備えており、ガス捕集装置８０はガス収容部８２とアクチュエータ８４とにより構成されている。
【００９２】
しかし、ガス収容部８２は、ＤＰＦ１６の下流側で排気通路１２からガス収容部８２内にガスを捕集する捕集通路８６と、ガス収容部８２内に捕集したガスを酸化触媒１４の上流側で排気通路１２に放出する放出通路８８とを備えている。そして、放出通路８８には、ＥＣＵ４０により制御される放出制御弁９０が設けられている。
【００９３】
また、上流遮断弁９２は、酸化触媒１４とＤＰＦ１６との間で排気通路１２に設けられており、下流遮断弁９４は、ＤＰＦ１６及び捕集通路８６の下流側で排気通路１２に設けられている。また、オゾン発生器１８は、上流遮断弁９２の下流側となり、かつＤＰＦ１６の上流側となる位置に設けられており、ＤＰＦ１６に対して上流側からオゾンを供給するように構成されている。
【００９４】
即ち、遮断弁９２，９４の閉弁時に形成される閉塞通路９６には、ＤＰＦ１６、オゾン発生器１８及びガス収容部８２（捕集通路８６）が接続される構成となっている。さらに、酸化触媒１４の下流側には、排気ガスの温度を検出する温度センサ９８が設けられている。そして、本実施の形態の排気浄化装置は、実施の形態３とほぼ同様に、ガス捕集制御と捕集ガス浄化制御とを行うことができる。以下、これらの制御について説明する。
【００９５】
（ＤＰＦの再生制御）
再生制御では、内燃機関が停止したときに、まず遮断弁９２，９４と放出制御弁９０とを閉弁し、排気通路１２の途中に閉塞通路９６を形成する。そして、オゾン発生器１８により閉塞通路９６にオゾンを供給し、ＤＰＦ１６内に溜まっているＰＭをオゾンにより酸化する。このとき、ガス捕集装置８０は吸引動作を行う。これにより、ＤＰＦ１６から流出したＣＯと、閉塞通路９６内に滞留した余分なオゾンは、常に開通状態に保持されている捕集通路８６を介して、ガス収容部８２内に捕集される。この捕集動作が完了した時点で、遮断弁９２，９４は開弁されるが、放出制御弁９０は閉弁状態に保持される。そして、この状態で内燃機関が再始動されるまで待機する。
【００９６】
（捕集ガス浄化制御）
捕集ガス浄化制御は、実施の形態３の場合と同様に、内燃機関が再始動され、排気ガスの温度が酸化触媒１４の活性温度以上となったときに実行される。この制御では、まず放出制御弁９０を開弁し、ガス捕集装置８０によって放出動作を行う。これにより、ガス収容部８２内のガスは、放出通路８８を介して排気通路１２に放出される。このとき、遮断弁９２，９４は開弁しているので、放出されたＣＯとオゾンとは、排気ガスの流れにのって酸化触媒１４内に流入し、酸化または分解される。
【００９７】
［実施の形態４を実現するための具体的な処理］
図１４は、本発明の実施の形態４において、ＥＣＵにより実行される制御のフローチャートである。図１４に示すルーチンでは、まず、通常走行時において、遮断弁９２，９４と放出制御弁９０とを開弁状態に保持する（ステップ３００）。この状態において、温度センサ９８の出力は、２５０℃以上となっている。なお、内燃機関が運転中の場合には、ステップ３００の処理を実行しつつ待機する。
【００９８】
次に、ステップ３０２で内燃機関が停止したことを検出した場合には、排気ガスの温度が２５０℃以上であるか否かを判定する（ステップ３０４）。この判定成立時には、実施の形態３で述べた理由により、ＤＰＦの再生制御を行わずに終了するか、または判定が不成立となるまで待機する（ステップ３０６）。
【００９９】
一方、ステップ３０４の判定が不成立の場合には、ＤＰＦ１６の再生制御とガス捕集制御とを実行する。即ち、まず遮断弁９２，９４と放出制御弁９０とを閉弁し（ステップ３０８）、閉塞通路９６にオゾンを供給する（ステップ３１０）。そして、閉塞通路９６内のＣＯとオゾンを、ガス捕集装置８０により捕集し（ステップ３１２）、その後に遮断弁９２，９４だけを開弁する（ステップ３１４）。
【０１００】
次に、ステップ３１６で内燃機関の始動を検出した場合には、排気ガスの温度が２００℃以上であるか否かを判定し（ステップ３１８）、この判定が不成立のときには、実施の形態３で述べた理由により、捕集ガス浄化制御を行わずに終了するか、または判定が成立するまで待機する（ステップ３２０）。そして、ステップ３１８の判定成立時には、遮断弁９２，９４と放出制御弁９０とを開弁し（ステップ３２２）、ガス収容部８２に捕集しておいたＣＯとオゾンを排気通路１２に戻す（ステップ３２４）。この結果、活性化した酸化触媒１４により、ＣＯとオゾンを浄化することができる（ステップ３２６）。
【０１０１】
このように構成される本実施の形態でも、前記実施の形態３とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、ガス捕集装置８０のガス収容部８２に捕集通路８６と放出通路８８とを接続する構成としたので、ＣＯやオゾンの吸引動作と放出動作をそれぞれ異なる通路８６，８８によって円滑に行うことができる。
【０１０２】
なお、前記実施の形態１では、図７中に示すステップ１００，１０２が再生制御手段の具体例を示している。また、ステップ１０４，１０６は、脱離制御手段の具体例を示している。また、実施の形態３では、図１２中のステップ２１０，２１４が捕集制御手段の具体例を示し、ステップ２２０，２２４が供給制御手段の具体例を示している。さらに、実施の形態４では、図１４中のステップ３０８，３１２が捕集制御手段の具体例を示し、ステップ３１８，３２２，３２４が供給制御手段の具体例を示している。
【０１０３】
また、実施の形態２では、逆流開放弁３０を廃止する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばＣＯ吸着材５０の上流側で排気通路１２に逆流開放弁３０を設け、この逆流開放弁３０をＤＰＦ１６の再生制御時に開弁させる構成としてもよい。
【０１０４】
また、実施の形態３，４では、ガス捕集手段としてガス捕集装置６０，８０を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、実施の形態３，４では、ガス捕集装置６０，８０に代えてＣＯ吸着材を用いる構成としてもよい。これと同様に、本発明では、実施の形態１，２において、ＣＯ吸着材２４，５０に代えてガス捕集装置を用いる構成としてもよい。
【０１０５】
また、実施の形態では、排気ガス中に添加する活性酸素として、オゾンを例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、オゾンに代えて、他の種類の活性酸素（例えば、Ｏ-，Ｏ2-，Ｏ2-，Ｏ3-，Ｏn-等で表される酸素マイナスイオン）を排気ガス中に添加するようにしてもよい。
【０１０６】
また、実施の形態では、オゾン発生器１８を排気ガスの流路外に設け、ＤＰＦ１６とは別個に配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、オゾン発生器を排気ガスの流路中に配置したり、ＤＰＦ１６の内部に配置する構成としてもよい。そして、このような配置を採用した場合には、例えば排気ガスの流路中やＤＰＦの内部で高電圧放電等によりプラズマを発生させ、これにより活性酸素（オゾン等）を生成する構成としてもよい。
【０１０７】
さらに、実施の形態では、ディーゼルエンジンからなる内燃機関１０に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えばガソリンエンジン等を含めて各種の内燃機関に広く適用し得るものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  内燃機関
１２  排気通路
１４  酸化触媒
１６  ＤＰＦ（ＰＭフィルタ）
１８  オゾン発生器（活性酸素供給手段）
２０  オゾン供給口
２２  バイパス通路
２４，５０  ＣＯ吸着材（ガス捕集手段）
２６  バイパス切換弁（バイパス切換手段）
２８  排気遮断弁（方向切換手段）
３０  逆流開放弁（方向切換手段）
３２，７４，９８  温度センサ（温度取得手段）
３４  圧力センサ（圧力検出手段）
４０  ＥＣＵ
６０，８０  ガス捕集装置（ガス捕集手段）
６２，８２  ガス収容部
６４，８４  アクチュエータ
６６  通気路
６８，７０，９２，９４  遮断弁（通路閉塞手段）
７２，９６  閉塞通路
８６  捕集通路
８８  放出通路
９０  放出制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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