(57)【要約】内燃機関の排気系にＤＰＦを配置した、内燃機関の排気浄化装置において、ＤＰＦへのアッシュの堆積を抑制し、長期にわたって圧損の増加や、ＰＭ再生温度の増加、また、燃費の低下を抑制することができる、内燃機関の排気浄化装置を提供する。  ＤＰＦの表面上に、酸強度がＳＯ３の酸強度よりも大きくＳＯ４の酸強度よりも小さい固体酸をコーティングしたＤＰＦにおいて、先にＰＭ再生運転を行い、ＰＭ再生運転において、所定の量のＰＭを残存させ、次にアッシュ再生運転を行う。
2013005339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系にＤＰＦを配置した、内燃機関の排気浄化装置であって、
前記ＤＰＦが、表面上に固体酸をコーティングしたＤＰＦであり、
前記固体酸の酸強度が、ＳＯ３の酸強度よりも大きくＳＯ４の酸強度よりも小さく、
更に、前記ＤＰＦ内に堆積したアッシュを除去する、アッシュ再生運転の制御を備え、
前記アッシュ再生運転の制御が、
ＤＰＦの温度を上昇させる制御と、
ＤＰＦ内の雰囲気の空燃比の制御と、を備え、
前記ＤＰＦ内の雰囲気の空燃比の制御が、前記ＤＰＦの温度を上昇させる制御の間に、先にストイキ又は空燃比リッチ雰囲気とし、次に空燃比リーン雰囲気に変化させる制御であり、
前記アッシュ再生運転を行う前に、ＰＭ再生運転を行い、
前記ＰＭ再生運転において、所定の量のＰＭを残存させ、
前記所定の量のＰＭが残存しているときに、前記アッシュ再生運転を行うことを特徴とする、
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記固体酸が、ＯＳＣ能を有する場合において、
残存するＰＭの前記所定の量が、前記固体酸のＯＳＣ量に対応する量であることを特徴とする、
請求項１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、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気ガス中の粒子状物質（以下「ＰＭ」という）の粒子数を低減するためには、内燃機関の排気ガス通路にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」という）を設置して、排気中のＰＭを捕集、除去することが一般に行われている。【０００３】
この場合、ＤＰＦ内に捕集されたＰＭは次第に堆積していくので、定期的に或いはＤＰＦの性能低下を検知して、ＤＰＦ内に捕集されたＰＭを燃焼除去する再生（以下「ＰＭ再生」という）運転を行う。【０００４】
ＰＭ再生運転は、通常、ＤＰＦに還元剤、例えばハイドロカーボン（ＨＣ）等、を供給しつつ、ＤＰＦを加熱することによって行われる。【０００５】
ＤＰＦによって排気中のＰＭを捕集し、ＤＰＦ内に捕集されたＰＭを燃焼除去するＰＭ再生運転を行う構成に対しては、その性能向上やコスト低減のため、従来から様々な改良が提案されている。【０００６】
しかし、従来のＤＰＦにおいては、ＤＰＦの使用を継続していると、ＰＭ再生運転を行っても、次第にＤＰＦの圧力損失が増加し、また、ＰＭ再生温度を次第に増加させなければ十分な再生が行われなくなる、という問題があり、燃費が悪化する。この問題は、ＤＰＦ内部にアッシュが堆積することが原因である。【０００７】
アッシュは、エンジンのシリンダー内部に混入したエンジンオイルが燃焼することにより生成し、生成したアッシュ粒子は、ＤＰＦ内でＰＭに覆われる。ＰＭに覆われたアッシュ粒子は、ＤＰＦ内でＰＭ再生運転時の高温条件に晒され、アッシュ粒子を覆っていたＰＭが燃焼除去される。アッシュの堆積は、このＰＭが燃焼除去されたアッシュ粒子に、更に熱が加わることによって、アッシュ粒子が凝集し、大粒径化するために発生するものである。【０００８】
しかし、このようなアッシュの堆積に対しては、今まで有効な解決手段がなく、ＤＰＦにアッシュが堆積することによる影響を極力小さくするために、例えば、あらかじめ大容量のＤＰＦを設置しておくという対策がとられていた。【０００９】
すなわち、従来のＤＰＦに対する改良や、ＤＰＦの再生運転に対する改良は、ＤＰＦの捕集効率の改善や、ＰＭ再生運転の性能向上を目的とするものであり、アッシュの堆積に対するものではない。ＰＭ再生運転の性能向上を目的とするものとしては、例えば特許文献１に示された発明があり、特許文献１には、比較的低温でＰＭを燃焼させることができるＤＰＦの構成が示されている。【００１０】
特許文献１に示されたＤＰＦの構成は、ＤＰＦ及びこれを用いた排ガス浄化方法において、ＤＰＦに活性金属を担持した固体超強酸からなる触媒を、フィルタ表面に保持することを特徴とするものである。【００１１】
すなわち、特許文献１の発明は、活性金属を担持した固体超強酸により、ＰＭの燃焼温度を低下させ、従来よりも低温でＤＰＦを、できれば連続的に再生すると共に、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯ、ＮＯ２をも同時に除去することができるというものである。【００１２】
したがって、特許文献１の発明は、ＰＭ再生運転の性能向上を目的としたものであり、アッシュの堆積に対応するものではなく、ＤＰＦの使用を継続していると、ＰＭ再生運転を行っても、次第にＤＰＦの圧力損失が増加し、また、ＰＭ再生温度を次第に増加させなければ十分な再生が行われなくなり、燃費が悪化する、という問題を解決するものではない。【００１３】
また、特許文献１の発明に類似する触媒構成を開示したものとして、特許文献２の発明があるが、特許文献２には、ディーゼルエンジン排ガス浄化装置用触媒として、白金、パラジウム及びロジウムから選ばれる少なくとも１種の貴金属と、固体の超強酸とを有する触媒を利用すると、ディーゼルエンジン排ガス中の微粒子物質に含まれるＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）や未燃焼炭化水素などを低温域から浄化することができ、高温域においても二酸化硫黄の酸化抑制効果を示すと記載されており、特許文献２の発明は、特許文献１の発明と類似する効果を狙ったものであり、また、ＤＰＦに関するものではない。したがって、ＤＰＦへのアッシュの堆積に対応するものではなく、ＤＰＦの使用を継続していると、ＰＭ再生運転を行っても、次第にＤＰＦの圧力損失が増加し、また、ＰＭ再生温度を次第に増加させなければ十分な再生が行われなくなり、燃費が悪化する、という問題を解決するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−２８９１７５号公報
【特許文献２】特開平１０−０３３９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、ＤＰＦへのアッシュの堆積を抑制し、長期にわたって圧損の増加や、ＰＭ再生温度の増加、また、燃費の低下を抑制することができる、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。【００１６】
すなわち、本発明は、ＤＰＦに堆積したアッシュを細粒径化して排出し、ＤＰＦを再生（以下「アッシュ再生」という）する構成を提供し、この構成により、長期にわたって圧損の増加や、ＰＭ再生温度の増加、また、燃費の低下を抑制することができる、という有利な効果を奏する、画期的なＤＰＦを提供するものである。【００１７】
本発明によれば、堆積したアッシュを細粒径化させて排出することができるので、更に付随する効果として、ＤＰＦの設置当初から従来よりも小型のＤＰＦを使用することができ、ＤＰＦの製造コストの低減のみならず、ＰＭ再生運転のエネルギーコストを低減することもできる。また、小型のＤＰＦを使用することができるということは、ＤＰＦの車両への搭載スペースを低減することができ、当該ＤＰＦを搭載した車両の重量を低減することができるということである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願の発明者は、ＤＰＦ内部へのアッシュの堆積の問題を研究し、アッシュの堆積原因を分析して、アッシュの主成分が、エンジンオイル中に含まれるカルシウム（Ｃａ）と排気中のＳＯｘとがイオン結合した、ＣａＳＯ４が主体であり、Ｃａ塩は融点が高いため、排気中ではアッシュが固体としてＤＰＦに流入し、凝集して、大粒径化するという知見を得た。【００１９】
更に、本願の発明者は、アッシュの大きさはサブミクロンのオーダーであり、これをナノミクロンのオーダーまで細粒径化すると、アッシュがＤＰＦをすり抜けることを、実験により確認した。【００２０】
更に、本願の発明者は、サブミクロンの大きさに大粒径化したＣａＳＯ４を、還元雰囲気におくと、ＣａＳＯ４のＳＯ４が還元されてＳＯ３となり、Ｃａとの結合が弱まること、及び、このときＤＰＦの表面上にＳＯ３よりも強い酸が存在すると、ＣａＳＯ３のＣａとＳＯ３との結合が切断され、ＣａイオンがＤＰＦの表面上のＳＯ３よりも強い酸の上に原子状に分散して結合するということを、実験により確認した。【００２１】
更に、本願の発明者は、ＤＰＦの表面上のＳＯ３よりも強い酸と結合したＣａイオンは、ＤＰＦの表面上のＳＯ３よりも強い酸と比べて、更に強い酸が雰囲気中に存在すると、雰囲気中の更に強い酸と結合して、ＤＰＦから放出され、ＤＰＦをすり抜けて排出されるというということを、実験により確認した。【００２２】
以上を整理すると、ＤＰＦの表面上のＳＯ３よりも強い酸として、この酸の酸強度を、ＳＯ３よりも強くＳＯ４よりも弱い酸強度とすれば、サブミクロンの大きさに大粒径化してＤＰＦ内に堆積したＣａＳＯ４は、還元雰囲気において、ＣａＳＯ４のＳＯ４が還元されてＣａＳＯ３となり、ＣａＳＯ３のＣａイオンが、ＤＰＦの表面上の酸と結合し、ＤＰＦの表面上に原子状に分散する。次に、雰囲気中にＳＯ４を存在させれば、ＤＰＦの表面上のＣａは、雰囲気中のＳＯ４と結合して、サブナノメートルの大きさのＣａＳＯ４となってＤＰＦから放出される。【００２３】
排気ガスの雰囲気が、ストイキ又はリッチ雰囲気である場合には、上述の還元雰囲気であり、リーン雰囲気である場合には、リーン雰囲気にはＳＯ４が含まれている。そこで、上述のＤＰＦに対して、雰囲気をストイキ又はリッチ雰囲気にする制御と、次にリーン雰囲気にする制御と、を行えば、ストイキ又はリッチ雰囲気において、ＤＰＦに堆積したアッシュのＣａイオンが、ＤＰＦの表面上に原子状に分散し、次に次にリーン雰囲気において、ＤＰＦの表面上のＣａが、リーン雰囲気中のＳＯ４と結合してＤＰＦから放出され、サブナノメートルの大きさに細粒径化したＣａＳＯ４となってＤＰＦをすり抜け、排出される。【００２４】
すなわち、以上の過程では、最初の、サブミクロンの大きさに大粒径化してＤＰＦに堆積したＣａＳＯ４が、最終的に、再びＣａＳＯ４となってＤＰＦから放出されるが、放出されるＣａＳＯ４は、サブナノメートルの大きさに細粒径化されており、ＤＰＦをすり抜けて排出される。【００２５】
ところで、以上のアッシュ再生運転を行う場合、通常、アッシュは、ＤＰＦ内に堆積したＰＭの中に埋没した状態にある。したがって、この状態でアッシュ再生を行おうとしても、サブミクロンの大きさに大粒径化してＤＰＦ内に堆積したＣａＳＯ４が還元雰囲気と接触することができないために、ＣａＳＯ４のＳＯ４が還元されない。或いは、還元されてＣａＳＯ３となったアッシュも、ＤＰＦの表面上の固体酸に接触することができない。したがって、アッシュを分解することができないという問題がある。【００２６】
この問題を解決するためには、アッシュ再生運転を行うに先立ち、ＰＭ再生運転を行うことによって、ＤＰＦ内に堆積したＰＭを燃焼させ、除去することが効果的である。すなわち、ＰＭの中に埋没した状態にあった大粒径化したＣａＳＯ４が、還元雰囲気に晒されるようになり、また、還元されてＣａＳＯ３となったアッシュが、ＤＰＦの表面上の固体酸に接触するようになり、アッシュ再生運転が、効果的に進行する。【００２７】
この場合、ＰＭ再生運転において、ＰＭの一部を残存させると、ＰＭ再生運転に続くアッシュ再生運転を、更に効果的に進行させることができる。本発明は、アッシュ再生運転に先立って行うＰＭ再生運転を、更に効果的に行う実施形態を提供するものである。【００２８】
すなわち、アッシュ再生運転に先立って行うＰＭ再生運転を行う場合、アッシュが還元雰囲気に晒され、また、アッシュが固体酸の酸点と接触すれば、ＰＭを完全に除去しない状態で、ＰＭが残存していてもよく、ＰＭ再生運転に続くアッシュ再生運転が、効果的に進行する。【００２９】
そこで、ＰＭ再生運転で残存してもよいＰＭの量を把握し、この量のＰＭを残すようにＰＭ再生運転を行うと、ＰＭ再生運転における、運転エネルギーを節減することができ、燃費を向上させることができる。【００３０】
また、ＰＭ再生運転においてＰＭを一部残存させ、アッシュをＰＭに内包された状態にしておくと、ＰＭ再生運転においてアッシュが凝集して大粒径化することを妨げるので、アッシュ再生運転の頻度を低減することができるという効果がある。【００３１】
更に、ＤＰＦにコーティングする固体酸には、酸素ストレージ能（ＯＳＣ能）を有するものがあり、この場合には、ＯＳＣ能によって固体酸に吸蔵された酸素が、アッシュ近傍の雰囲気中の酸素濃度を高め、アッシュの還元反応すなわちＣａＳＯ４からＣａＳＯ３への移行を阻害するので、アッシュの分解率が低いという問題がある。【００３２】
この問題は、ＰＭ再生運転で、固体酸に吸蔵された酸素量に対応する量のＰＭを残存させ、残存させたＰＭと吸蔵された酸素とを反応させて酸素を消費し、アッシュ近傍の酸素濃度をゼロにすることによって解決することができる。すなわち、大粒径化したＣａＳＯ４が還元されてＣａＳＯ３となる還元反応が阻害されず、アッシュの分解率が向上する。【００３３】
この場合、使用する固体酸の酸素吸蔵量（ＯＳＣ量）を、あらかじめ実験等によって把握しておき、また、エンジン運転状態に応じたＰＭ排出量のマップや、排気ガス量とＤＰＦ温度に応じたＰＭ燃焼速度のマップ等を備えておき、ＰＭ再生運転において固体酸のＯＳＣ量によって燃焼するＰＭ量だけ残存させるように制御すれば、最終的にＰＭが残存することなく、酸素が完全に除去され、大粒径化したＣａＳＯ４の還元反応を効果的に行うことができる。【００３４】
触媒のＯＳＣ能によって吸蔵された酸素を消費する手段としては、排気ガス中に、例えば燃料等の還元剤を注入する手段が一般的であるが、上述のように残存するＰＭを利用すれば、必要な還元剤の量を低減することができ、燃費が向上するという効果もある。【００３５】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の排気系にＤＰＦを配置した、内燃機関の排気浄化装置であって、ＤＰＦが、表面上に固体酸をコーティングしたＤＰＦであり、固体酸の酸強度が、ＳＯ３の酸強度よりも大きくＳＯ４の酸強度よりも小さく、更に、ＤＰＦ内に堆積したアッシュを除去する、アッシュ再生運転の制御を備え、アッシュ再生運転の制御が、ＤＰＦの温度を上昇させる制御と、ＤＰＦ内の雰囲気の空燃比の制御と、を備え、ＤＰＦ内の雰囲気の空燃比の制御が、ＤＰＦの温度を上昇させる制御の間に、先にストイキ又は空燃比リッチ雰囲気とし、次に空燃比リーン雰囲気に変化させる制御であり、アッシュ再生運転を行う前に、ＰＭ再生運転を行い、ＰＭ再生運転において、所定の量のＰＭを残存させ、所定の量のＰＭが残存しているときに、アッシュ再生運転を行うことを特徴とする、内燃機関の排気浄化装置が提供される。【００３６】
すなわち、請求項１の発明では、アッシュ再生運転を行う前に、ＰＭ再生運転を行うので、ＰＭの中に埋没した状態にあった大粒径化したＣａＳＯ４が、還元雰囲気に晒されるようになり、また、還元されてＣａＳＯ３となったアッシュが、ＤＰＦの表面上の固体酸に接触するようになり、ＰＭ再生運転に続くアッシュ再生運転が、効果的に進行するが、アッシュが還元雰囲気に晒され、また、アッシュが固体酸の酸点と接触すれば、ＰＭを完全に除去しない状態で、ＰＭが残存していてもよいので、ＰＭ再生運転において、所定の量のＰＭを残存させ、所定の量のＰＭが残存しているときに、アッシュ再生運転を行う。このようにすると、ＰＭ再生運転における熱エネルギーを節減することができ、燃費を向上させることができる。また、残存するＰＭが、アッシュが凝集して大粒径化することを妨げるので、アッシュ再生運転の頻度を低減することができるという効果がある。更に、固体酸がＯＳＣ能を有する場合には、残存するＰＭによって固体酸に吸蔵されていた酸素を消費させ、アッシュ近傍の酸素がＣａＳＯ４からＣａＳＯ３への還元反応を阻害することを、抑制することができ、アッシュ分解率の低下を抑制することができる。この手段は、残存するＰＭを利用して酸素を消費させるので、別途還元剤を注入する必要が無く、燃費の向上に有効である。この結果、アッシュが完全に除去され、長期にわたって圧損の増加や、ＰＭ再生温度の増加、また、燃費の低下を抑制することができる、内燃機関の排気浄化装置が提供される。【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、固体酸が、ＯＳＣ能を有する場合において、残存するＰＭの所定の量が、固体酸のＯＳＣ量に対応する量であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。【００３８】
すなわち、請求項２の発明では、固体酸がＯＳＣ能を有する場合において、ＰＭ再生運転を行う際に、固体酸のＯＳＣ量に対応するＰＭ量だけ残存するようにＰＭ再生運転を行い、次にアッシュ再生運転を行う。このようにすると、最終的にＰＭが残存することなく、酸素が完全に除去され、大粒径化したＣａＳＯ４の還元反応を効果的に行うことができる。したがって、アッシュ再生運転においてアッシュが完全に除去され、長期にわたって圧損の増加や、ＰＭ再生温度の増加、また、燃費の低下を抑制することができる、内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【発明の効果】
【００３９】
各請求項に記載の発明によれば、アッシュ再生の構成が提供され、アッシュ再生運転においてアッシュが完全に除去され、長期にわたって圧損の増加や、ＰＭ再生温度の増加、また、燃費の低下を抑制することができる、内燃機関の排気浄化装置を提供するという、共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
図１の、（ａ）は、本発明を、本発明のＤＰＦに適用した実施形態における、ＰＭ再生運転の制御を説明する図であり、（ｂ）は、本発明の別の実施形態における、ＰＭ再生運転の制御を説明する図である。
図２は、本発明の原理を説明する図であり、（ａ）はＰＭの堆積時のアッシュの状態を説明する図であり、（ｂ）は本発明のＰＭ再生運転においてＰＭ量を一部残存させた状態を説明する図であり、（ｃ）は本発明のアッシュ再生運転の開始直後を説明する図であり、（ｄ）は本発明においてＯＳＣ能を有する固体酸の酸素を消費した後の状態を説明する図である。
図３は、本発明をＤＰＦに適用した場合の、実施形態の概略構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、複数の添付図面において、同一又は相当する部材には、同一の符号を付している。
【００４２】
図３は、本発明の基本構成を示す図であり、ＤＰＦ２の表面上に、詳細にはＤＰＦ２のＤＰＦ基材の表面上に、酸強度がＳＯ３以上でＳＯ４以下に相当する固体酸を塗布する。内燃機関の排気がＤＰＦ２に導かれ、排気中のＰＭはＤＰＦ２によって捕集、除去され、ＰＭの除去された排気が排出される。ＤＰＦに捕集されたＰＭは次第に堆積していくので、定期的に或いはＤＰＦの性能低下を検知して、ＤＰＦ内に捕集されたＰＭを燃焼除去するＰＭ再生運転を行う。
【００４３】
しかし、ＰＭ再生運転を繰り返し行っていると、ＤＰＦ内にアッシュ３が堆積し、ＰＭ再生運転を行っても、次第にＤＰＦの圧力損失が増加し、また、ＰＭ再生温度を次第に増加させなければ十分な再生が行われなくなる、という問題があり、燃費が悪化する。
【００４４】
本発明では、ＤＰＦ内に堆積したアッシュ３を細粒径化するので、細粒径化粒子４が、ＤＰＦのフィルタ隙間を通り抜け、排気とともに排出される。
【００４５】
しかし、アッシュ再生運転を行う場合、通常、アッシュは、ＤＰＦ内に堆積したＰＭの中に埋没した状態にある。したがって、この状態でアッシュ再生を行おうとしても、サブミクロンの大きさに大粒径化してＤＰＦ内に堆積したＣａＳＯ４が還元雰囲気と接触することができないために、ＣａＳＯ４のＳＯ４が還元されない。或いは、還元されてＣａＳＯ３となったアッシュも、ＤＰＦの表面上の固体酸に接触することができない。したがって、アッシュを分解することができないという問題がある。
【００４６】
この問題を解決するためには、アッシュ再生運転を行うに先立ち、ＰＭ再生運転を行うことによって、ＤＰＦ内に堆積したＰＭを燃焼させ、除去することが効果的である。すなわち、ＰＭの中に埋没した状態にあった大粒径化したＣａＳＯ４が、還元雰囲気に晒されるようになり、また、還元されてＣａＳＯ３となったアッシュが、ＤＰＦの表面上の固体酸に接触するようになり、アッシュ再生運転が、効果的に進行する。
【００４７】
この場合、ＰＭ再生運転において、ＰＭの一部を残存させると、ＰＭ再生運転に続くアッシュ再生運転を、更に効果的に進行させることができる。
【００４８】
図２（ａ）は、本発明を、本発明のＤＰＦに対して実施する前の、アッシュの存在状態を説明する図である。通常、アッシュは、図２（ａ）のように、ＤＰＦ内に堆積したＰＭ１０の中に埋没したＣａＳＯ４３１の状態にある。したがって、この状態でアッシュ再生を行おうとしても、サブミクロンの大きさに大粒径化してＤＰＦ内に堆積したＣａＳＯ４３１が還元雰囲気と接触することができないために、ＣａＳＯ４３１のＳＯ４が還元されない。
【００４９】
そこで、アッシュ再生運転を行うに先立ち、ＰＭ再生運転を行うことによって、ＤＰＦ内に堆積したＰＭを燃焼させ、除去するが、本発明では、図１（ａ）に示すように、ＰＭ再生運転の時間を短縮し、一部のＰＭを残存させる。すなわち、ＰＭを全て燃焼させ、除去するようにＰＭ再生運転を行う場合を図１（ｂ）に示すが、本発明では、図１（ｂ）のようにＰＭを全て燃焼させ、除去するのではなく、図１（ａ）に示すように、ＺＰＭの時間だけＰＭ再生運転を行い、ＰＭ量をＲＰＭだけ残存させ、アッシュ再生運転ＺＡに移行する。
【００５０】
図２（ｂ）は、このようにしてＰＭ再生運転においてＰＭ量を一部残存させた状態を説明する図であり、ＣａＳＯ４３１の周囲にＰＭ１０の一部が残存している。
【００５１】
図２（ｂ）の状態において、ＤＰＦ内の雰囲気を、還元雰囲気、例えばストイキ又は空燃比リッチ雰囲気とすると、図２（ｃ）に示すように、固体酸６に吸蔵されていた酸素種６５が、固体酸６の表面に拡散し、固体酸６の表面に付着した残存ＰＭ１０を酸化し、除去する。
【００５２】
ＣａＳＯ４３１の周囲に残存していたＰＭ１０が酸化、除去され、固体酸に吸蔵された酸素が消費されると、図２（ｄ）に示すように、ＣａＳＯ４３１は、還元雰囲気、例えばストイキ又は空燃比リッチ雰囲気の中で還元され、ＣａＳＯ３３２となり、以下、アッシュ再生運転が進行する。
【００５３】
以上の制御は、使用する固体酸の酸素吸蔵量（ＯＳＣ量）を、あらかじめ実験等によって把握しておき、また、エンジン運転状態に応じたＰＭ排出量のマップや、排気ガス量とＤＰＦ温度に応じたＰＭ燃焼速度のマップ等を備えておき、ＰＭ再生運転において固体酸のＯＳＣ量によって燃焼するＰＭ量だけ残存させるように行うことが好ましい。このように制御すると、最終的にＰＭが残存することなく、また、酸素が完全に除去され、大粒径化したＣａＳＯ４の還元反応を効果的に行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  内燃機関
２  ＤＰＦ
３  アッシュ
４  細粒径化粒子
５  ＤＰＦ基材
６  固体酸
１０  ＰＭ
３１  ＣａＳＯ４
３２  ＣａＳＯ３
６５  酸素種
ＲＰＭ：残存ＰＭ量
ＺＰＭ：ＰＭ再生運転
ＺＡ：アッシュ再生運転
【図１】
2013005339.tif 000003
【図２】
2013005339.tif 000004
【図３】
2013005339.tif 000005
【国際調査報告】
2013005339.tif 000006
2013005339.tif 000007