JP2008002308A

JP2008002308A - 内燃機関の排気浄化装置

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Publication number: JP2008002308A
Application number: JP2006171030A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Hayashi; 孝太郎林; Tetsuya Yamashita; 哲也山下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2026-06-21
Also published as: JP4811149B2

Abstract

【課題】排気エミッションを悪化させることなくパティキュレートフィルタの機能再生処理を実行することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。
【解決手段】排気通路４に設けられるメインパティキュレートフィルタ１２と、このメインフィルタ１２よりも下流の排気通路４から分岐する分岐通路８と、分岐通路８に設けられるサブパティキュレートフィルタ１４と、分岐通路８への排気の流入を阻止するとともに分岐部４ａよりも下流の排気通路への排気の流入を許可する第１位置Ａと分岐部４ａよりも下流の排気通路への排気の流入を阻止するとともに分岐通路８への排気の流入を許可する第２位置Ｂとに切り替え可能な排気制御弁９とを備えた内燃機関の排気浄化装置であって、ＥＣＵ５０はメインフィルタ１２をこのフィルタ１２に捕集されている粒子状物質が酸化除去される温度に昇温するＰＭ再生時に排気制御弁９を第２位置に切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。

パティキュレートフィルタの後段にパティキュレートフィルタを経た排気ガス中に含まれるナノ粒子を酸化処理するための酸化触媒を設けると共に、この酸化触媒とパティキュレートフィルタとの間にオゾンを供給し得るようオゾン発生器を備えた排気浄化装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２２６４７３号公報

パティキュレートフィルタ（以下、フィルタと略称することもある。）に捕集された粒子状物質（ＰＭ）を酸化除去するＰＭ再生処理はフィルタをＰＭが酸化除去される温度である例えば６５０°Ｃ以上に昇温して行うが、フィルタをこのような高い温度に昇温するとフィルタ表面にＰＭが吸着するために必要なエネルギである吸着エネルギが高くなるので、フィルタ表面にＰＭが吸着し難くなり、フィルタのＰＭ捕集率が低下するおそれがある。そのため、ＰＭ再生処理時にはフィルタによって排気中のＰＭが十分に浄化されず、排気エミッションが悪化するおそれがある。

そこで、本発明は、排気エミッションを悪化させることなくパティキュレートフィルタの機能再生処理を実行す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する。

本発明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第１フィルタ手段と、前記第１フィルタ手段よりも下流の排気通路から分岐する分岐通路と、前記分岐通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第２フィルタ手段と、前記分岐通路への排気の流入が阻止されるとともに前記排気通路から前記分岐通路が分岐する分岐部よりも下流の排気通路への排気の流入が許可される第１位置と前記分岐部よりも下流の排気通路への排気の流入が阻止されるとともに前記分岐通路への排気の流入が許可される第２位置とに切り替え可能な弁手段と、前記第１フィルタ手段を前記第１フィルタ手段に捕集されている粒子状物質が酸化除去される温度に昇温する第１再生処理時に前記弁手段を前記第２位置に切り替える動作制御手段と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の排気浄化装置によれば、第１再生処理時は弁手段が第２位置に切り替えられるので、第１フィルタ手段を通過した排気が第２フィルタ手段に導かれる。そのため、第１再生処理によって第１フィルタ手段のＰＭ捕集率が低下し、粒子状物質（ＰＭ）が第１フィルタ手段を通過したとしても第２フィルタ手段によってそのＰＭを捕集できる。従って、排気エミッションを悪化させることなく第１フィルタ手段に捕集されているＰＭを酸化除去する第１再生処理を行うことができる。

本発明の排気浄化装置の一形態においては、前記第２フィルタ手段よりも上流の分岐通路内にオゾンを供給可能なオゾン供給手段をさらに備え、前記動作制御手段は、前記第２フィルタ手段に捕集されている粒子状物質を前記オゾン供給手段から供給されたオゾンを利用して酸化除去する第２再生処理を行う場合、前記弁手段を前記第２位置に切り替え、その後前記第２フィルタ手段が前記第２再生処理時の目標温度に昇温されると前記弁手段を第１位置に切り替えるとともに前記分岐通路内にオゾンが供給されるように前記オゾン供給手段を動作させてもよい（請求項２）。この形態では、弁手段が第１位置に切り替えられてから分岐通路にオゾンが供給されるので、オゾン供給時は分岐通路への排気の流入が阻止される。この場合、分岐通路に供給されたオゾンが排気によって薄められることを抑制できるため、第２再生処理に使用されるオゾンの量を低減できる。また、オゾンの供給前は、弁手段を第２位置に切り替え排気によって第２フィルタ手段を目標温度に昇温するので、第２フィルタ手段を昇温するための機器を新に設けなくてもよい。

本発明の排気浄化装置の一形態において、前記第２フィルタ手段は、前記弁手段が前記第２位置に切り替えられた場合に前記第２フィルタ手段の温度が前記第２フィルタ手段による粒子状物質の捕集に適した所定の温度域内に維持される位置に設けられてもよい（請求項３）。このような位置に第２フィルタ手段を設けることにより、弁手段が第２位置に切り替えられて第２フィルタ手段が排気熱によって加熱されても第２フィルタ手段のＰＭ捕集率の低下を防止できる。

本発明の排気浄化装置の一形態においては、前記第１フィルタ手段に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持され、前記動作制御手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から硫黄酸化物を放出させるＳ被毒回復処理時に前記弁手段を前記第２位置に切り替えてもよい（請求項４）。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から硫黄酸化物を放出させるためには、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を粒子状物質が酸化除去される温度程度まで昇温する必要がある。そのため、Ｓ被毒回復処理時は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されている第１フィルタ手段の温度が高温となり、第１フィルタ手段のＰＭ捕集率が低下するおそれがある。そこで、弁手段を第２位置に切り替えて第１フィルタ手段を通過した排気を第２フィルタ手段に導き、排気エミッションの悪化を防止する。

本発明の排気浄化装置の一形態においては、前記第２フィルタ手段に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていてもよい（請求項５）。この場合、第２フィルタ手段によって排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）なども浄化できる。

以上に説明したように、本発明によれば、第１フィルタ手段に対して第１再生処理が実行される際に弁手段が第２位置に切り替えられるので、第１フィルタ手段を通過した排気が第２フィルタ手段に導かれる。そのため、第１フィルタ手段を通過したＰＭを第２フィルタ手段にて捕集することができる。従って、排気エミッションを悪化させることなく第１フィルタ手段の第１再生処理を実行できる。

図１は、本発明の一形態に係る排気浄化装置が組み込まれた内燃機関を示している。図１の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶこともある。）１はディーゼルエンジンであり、車両に走行用動力源として搭載されるもので、複数（図１では４つ）のシリンダ２と、各シリンダ２に接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。吸気通路３には、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ５、ターボ過給機６のコンプレッサ６ａ、及び吸気を冷却するインタークーラ７が設けられている。排気通路４には、ターボ過給機６のタービン６ｂ及び排気浄化装置１０が設けられている。また、図１に示したように排気通路４には分岐部４ａから分岐する分岐通路８が接続され、分岐部４ａには分岐通路８への排気の流入を阻止するとともに分岐部４ａよりも下流の排気通路４への排気の流入を許可する第１位置（図１の位置Ａ）と分岐部４ａよりも下流の排気通路４への排気の流入を阻止するとともに分岐通路８への排気の流入を許可する第２位置（図１の位置Ｂ）とに切り替え可能な弁手段としての排気制御弁９が設けられている。排気通路４と吸気通路３とはＥＧＲ通路２０で接続されており、ＥＧＲ通路２０にはＥＧＲクーラ２１及びＥＧＲ弁２２が設けられている。また、エンジン１は、各シリンダ２にそれぞれ設けられるインジェクタ３０と、各インジェクタ３０に供給する高圧の燃料を蓄えるコモンレール３１と、不図示の燃料タンクからコモンレール３１に燃料を供給する燃料ポンプ３２とを備えている。

排気浄化装置１０は、分岐部４ａよりも上流の排気通路４に設けられる前段酸化触媒１１及び第１フィルタ手段としてのメインパティキュレートフィルタ（以下、メインフィルタと略称することもある。）１２と、分岐部４ａよりも下流の排気通路４に設けられる後段酸化触媒１３と、分岐通路８に設けられる第２フィルタ手段としてのサブパティキュレートフィルタ（以下、サブフィルタと略称することもある。）１４と、排気通路４に燃料（軽油）を添加する燃料添加弁１５とを備えている。メインフィルタ１２には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒物質（以下、ＮＯｘ触媒と略称することもある。）が担持されており、メインフィルタ１２は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒としても機能する。後段酸化触媒１３は、エンジン１の運転中、排気熱によってその温度が排気浄化性能を発揮する活性温度域に維持されるようにエンジン１の機関本体１ａに近付けて設けられる。一方、サブフィルタ１４は、排気制御弁９が第２位置に切り替えられて分岐通路８に排気が流入し、その排気の熱によって加熱されてもその温度がＰＭの捕集に適した所定の温度域（例えば５００°Ｃ以下）に維持されるように設けられる。なお、パティキュレートフィルタ１２、１４、前段及び後段酸化触媒１１、１３、及び吸蔵還元型ＮＯｘ触媒物質は、それぞれ排気の浄化に使用される公知のものと同様でよいため詳細な説明は省略する。

各フィルタ１２、１４に捕集されているＰＭの量が多くなると、そのＰＭによって排気が流れ難くなる。そのため、エンジン１ではフィルタ１２、１４をＰＭが酸化除去される目標温度域に昇温してＰＭを除去するＰＭ再生が定期的に行われる。このように各フィルタ１２、１４のＰＭを酸化除去することにより、メインフィルタ１２のＰＭ再生が本発明の第１再生処理に相当し、サブフィルタ１４のＰＭ再生が本発明の第２再生処理に相当する。また、メインフィルタ１２に担持されるＮＯｘ触媒は、排気中のＳＯｘにより硫黄被毒されると排気浄化性能が低下する。そこで、ＮＯｘ触媒の排気浄化性能を回復させるべくメインフィルタ１２をＮＯｘ触媒からＳＯｘが放出される放出温度域（例えば６５０°Ｃ以上）に昇温するとともにＮＯｘ触媒付近の排気の空燃比を理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチにしてＮＯｘ触媒の硫黄被毒を解消するＳ再生が定期的に行われる。この他、ＮＯｘ触媒付近の排気の空燃比を理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチにしてＮＯｘ触媒に吸蔵されていたＮＯｘを放出させて窒素に還元するＮＯｘ還元が定期的に行われる。以降、Ｓ再生及びＰＭ再生をまとめて再生処理と呼ぶこともある。メインフィルタ１２の再生処理は、燃料添加弁１５から排気通路４に燃料が添加されることにより行われる。

なお、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒物質はＮＯｘを触媒にて保持できるものであればよく、吸収又は吸着いずれの態様でＮＯｘが保持されるかは吸蔵の用語によって制限されない。また、ＳＯｘの被毒についてもその態様を問わないものである。さらに、ＮＯｘやＳＯｘの放出についてもその態様を問わない。

また、エンジン１は、オゾン供給手段としてのオゾン供給装置４０を備えている。オゾン供給装置４０は、オゾンを生成するオゾン生成器４１と、オゾン生成器４１に空気を供給するエアポンプ４２と、オゾン生成器４１にて生成されたオゾンをサブフィルタ１４よりも上流の分岐通路８に導くオゾン供給通路４３と、オゾン供給通路４３を開閉する開閉弁４４とを備えている。オゾン生成器４１は、交流電源４５と複数の電極４６とを備え、エアポンプ４２から供給された空気中の酸素をコロナ放電などの手段を利用してオゾンに変換する周知のものである。

排気制御弁９、燃料添加弁１５及びオゾン供給装置４０の動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）５０によって制御される。ＥＣＵ５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成される。ＥＣＵ５０は、各種センサから入力される信号に基づいて各インジェクタ３０などの各種の装置を操作してエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ５０に接続されるセンサとしては、例えば前段酸化触媒１１及びメインフィルタ１２の上流側と下流側の排気の圧力の差に対応した信号を出力する第１差圧センサ５１、前段酸化触媒１１に流入する排気の温度に対応した信号を出力する第１排気温センサ５２、メインフィルタ１２の温度に対応した信号を出力するフィルタ温度センサ５３、サブフィルタ１４を通過した排気の温度に対応した信号を出力する第２排気温センサ５４、サブフィルタ１４の上流側と下流側の排気の圧力の差に対応した信号を出力する第２差圧センサ５５などが設けられている。

上述したようにメインフィルタ１２に対しては定期的に再生処理を、サブフィルタ１４に対しては定期的にＰＭ再生を実行する必要がある。そこで、ＥＣＵ５０は、メインフィルタ１２に対して再生処理を実行すべきか否か判断し、再生処理を実行すべきと判断した場合は再生処理を実行するために必要な適量の燃料が排気通路４内に添加されるように燃料添加弁１５の動作を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、メインフィルタ１２の前後の差圧が予め設定した許容値以下に維持されるように第１差圧センサ５１の出力信号を参照してメインフィルタ１２に対してＰＭ再生を実行すべきか否か判断し、ＰＭ再生を実行すべきと判断した場合はメインフィルタ１２をＰＭ再生時の目標温度域（６５０°Ｃ以上）に昇温するために必要な燃料が排気通路４内に添加されるように燃料添加弁８を動作させる。また、ＥＣＵ５０は同様にメインフィルタ１２に対するＳ再生の実行の要否を判断し、Ｓ再生を実行すべきと判断した場合はＳ再生を実行するために必要な燃料を燃料添加弁１５から添加させる。この他、ＥＣＵ５０はメインフィルタ１２に対してＮＯｘ還元を実行する場合も燃料添加弁１５を動作させる。なお、サブフィルタ１４に対するＰＭ再生に関しては後述する。

図２は、ＥＣＵ５０が排気制御弁９の動作を制御するためにエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する排気制御弁制御ルーチンを示している。図２の制御ルーチンにおいてＥＣＵ５０は、まずステップＳ１１でメインフィルタ１２の再生処理、すなわちＰＭ再生又はＳ再生が行われているか否か判断する。再生処理中か否かは例えば排気通路４に燃料を添加すべく燃料添加弁１５が制御されているか否かに基づいて判断し、燃料を添加すべく燃料添加弁１５が制御されている場合に再生処理中と判断する。メインフィルタ１２が再生処理中と判断した場合はステップＳ１２に進み、ＥＣＵ５０はメインフィルタ１２の温度が所定の判定温度より高いか否か判断する。メインフィルタ１２によるＰＭの捕集はメインフィルタ１２の温度が所定の温度域（例えば５００°Ｃ以下）の場合において良好に行われ、この温度域を外れるとメインフィルタ１２のＰＭ捕集率が低下する。そこで、所定の判定温度には所定の判定温度の上限値（例えば、５００°Ｃ）が設定される。メインフィルタ１２の温度が所定の判定温度より高いと判断した場合はステップＳ１３に進み、ＥＣＵ５０は排気制御弁９を第２位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

ステップＳ１１で否定判断した場合、又はステップＳ１２で否定判断した場合はステップＳ１４に進み、ＥＣＵ５０は排気制御弁９を第１位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

排気制御弁９が第２位置に切り替えられるとメインフィルタ１２を通過した排気が全てサブフィルタ１４に導かれる。再生処理時はメインフィルタ１２が判定温度よりも高い温度に昇温されるためメインフィルタ１２のＰＭ捕集率が低下するが、このように排気制御弁９を第２位置に切り替えることにより排気中のＰＭがメインフィルタ１２を通過したとしてもサブフィルタ１４によってそのＰＭを捕集できる。このように大気へのＰＭの排出を抑制できるので、排気エミッションを悪化させることなく、メインフィルタ１２の再生処理を行うことができる。このように図２の制御ルーチンを実行して排気制御弁９の動作を制御することにより、ＥＣＵ５０は本発明の動作制御手段として機能する。

なお、排気制御弁９は、メインフィルタ１２に対する再生処理が終了した際、すぐに第１位置に切り替えなくてもよい。再生処理によってメインフィルタ１２に捕集されていたＰＭやＮＯｘ触媒の硫黄酸化物が除去されるとメインフィルタ１２の壁内に有る細孔の径が広がるため、再生処理の終了直後は一時的にメインフィルタ１２のＰＭ捕集率が低下するおそれがある。そこで、メインフィルタ１２のＰＭ捕集率が回復するまで、しばらく排気制御弁９を第２位置に維持してもよい。このように排気制御弁９を制御することにより、排気エミッションを改善できる。

図３は、ＥＣＵ５０がサブフィルタ１４のＰＭ再生を行うために実行するサブフィルタＰＭ再生制御ルーチンを示している。図３の制御ルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。

図３の制御ルーチンにおいてＥＣＵ５０は、まずステップＳ２１においてサブフィルタ１４のＰＭ再生を実行する所定のＰＭ再生条件が成立しているか否か判断する。ＰＭ再生条件が成立したか否かは例えば第２差圧センサ５５の出力信号に基づいて判断され、サブフィルタ１４の上流側と下流側の排気の圧力差が予め設定した許容上限値を超えた場合にＰＭ再生条件が成立したと判断する。また、排気制御弁９が第２位置に切り替えられて排気がサブフィルタ１４に導かれた時間の積算値が予め設定した閾値を超えた場合にＰＭ再生条件が成立したと判断してもよい。

サブフィルタ１４のＰＭ再生条件が成立していると判断した場合はステップＳ２２に進み、ＥＣＵ５０はサブフィルタ１４の温度がサブフィルタ１４のＰＭ再生を実行する際の目標温度域の下限温度未満か否か判断する。なお、サブフィルタ１４の温度は、第２排気温センサ５４の出力信号を参照して取得する。後述するように、サブフィルタ１４のＰＭ再生はオゾンを利用して行われる。オゾンは強い酸化力を有しているので、オゾンを利用する場合はオゾンを利用しない場合と比較して低い温度でＰＭを酸化させることができる。そのため、このステップＳ２２で使用される所定の目標温度域には、オゾンを利用せずにＰＭを酸化除去する場合の目標温度域（例えば６５０°Ｃ以上）よりも低い温度範囲が設定される。このような温度範囲としては、例えば１００°Ｃ〜２００°Ｃが設定される。従って、目標温度域の下限温度には例えば１００°Ｃが設定される。サブフィルタ１４の温度が所定の目標温度域の下限温度未満と判断した場合はステップＳ２３に進み、ＥＣＵ５０は排気制御弁９を第２位置に切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、すでに排気制御弁９が第２位置に切り替えられていた場合は、その位置に維持される。このように排気制御弁９を第２位置に切り替えることにより、分岐通路８に排気を導くことができるので、この排気の熱によってサブフィルタ１４を昇温することができる。

一方、サブフィルタ１４の温度が所定の目標温度域の下限温度以上、すなわちサブフィルタ１４がオゾンを利用したＰＭ再生の目標温度に昇温されたと判断した場合はステップＳ２４に進み、ＥＣＵ５０は排気制御弁９を第１位置に切り替える。既に第１位置に切り替えられていた場合はその位置に維持される。なお、このように排気制御弁９を第１位置に切り替えて分岐通路８への排気の流入を阻止することによりサブフィルタ１４の温度を下げることができるので、サブフィルタ１４の温度が目標温度域の上限温度以上の場合は、排気制御弁９を第１位置に切り替えることによりサブフィルタ１４の温度を目標温度域内に調整できる。そのため、サブフィルタ１４が目標温度域の上限温度以上に昇温された場合もサブフィルタ１４がオゾンを利用したＰＭ再生の目標温度に昇温されたと判断できる。次のステップＳ２５においてＥＣＵ５０は分岐通路８内にオゾンが供給されるようにオゾン供給装置４０を動作させる。オゾンの供給は、オゾン生成器４１及びエアポンプ４２がそれぞれ起動されるとともに開閉弁４４が開けられることによって行われる。なお、既にオゾン供給装置４０が動作していた場合は、その動作を継続させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

ステップＳ２１で否定判断した場合はステップＳ２６に進み、ＥＣＵ５０は排気制御弁９を第１位置に切り替えるとともに、オゾン供給装置４０を停止させて分岐通路８へのオゾン供給を停止する。オゾン供給の停止は、オゾン生成器４１及びエアポンプ４２がそれぞれ停止されるとともに開閉弁４４が閉じられることによって行われる。既に排気制御弁９が第１位置に切り替えられ、かつオゾン供給装置４０が停止していた場合はその状態が維持される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。

このサブフィルタ再生制御ルーチンでは分岐通路８にオゾンを供給してサブフィルタ１４のＰＭ再生を行う場合、排気制御弁９が第１位置に切り替えられて分岐通路８への排気の流入が阻止されるので、分岐通路８に供給されたオゾンが排気によって薄められることを抑制できる。そのため、サブフィルタ１４のＰＭ再生に使用されるオゾンの量を低減できる。また、排気制御弁９を第２位置に切り替え、排気熱によってサブフィルタ１４の昇温を行うので、加熱手段を設けることなくサブフィルタ１４の昇温を行うことができる。

本発明は上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。排気浄化装置に設けられる排気浄化触媒は酸化触媒に限定されない。酸化触媒の代わりに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒など排気の浄化に使用される種々の触媒を設けてよい。また、メインフィルタには触媒が担持されていないパティキュレートフィルタが設けられてもよい。さらにサブフィルタに吸蔵還元型ＮＯｘ触媒物質が担持されていてもよい。

サブフィルタのＰＭ再生はオゾンを利用しなくてもよい。電気ヒータなどの補助加熱手段をサブフィルタの周囲に設け、この補助加熱手段によってサブフィルタをＰＭが酸化除去される温度域、例えば６５０°Ｃ以上に昇温し、ＰＭ再生を行ってもよい。

本発明の一形態に係る排気浄化装置が組み込まれた内燃機関を示す図。ＥＣＵが実行する排気制御弁制御ルーチンを示すフローチャート。ＥＣＵが実行するサブフィルタＰＭ再生制御ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

１内燃機関
４排気通路
４ａ分岐部
８分岐通路
９排気制御弁（弁手段）
１０排気浄化装置
１２メインパティキュレートフィルタ（第１フィルタ手段）
１４サブパティキュレートフィルタ（第２フィルタ手段）
４０オゾン供給装置（オゾン供給手段）
５０エンジンコントロールユニット（動作制御手段）

Claims

内燃機関の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第１フィルタ手段と、前記第１フィルタ手段よりも下流の排気通路から分岐する分岐通路と、前記分岐通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第２フィルタ手段と、前記分岐通路への排気の流入が阻止されるとともに前記排気通路から前記分岐通路が分岐する分岐部よりも下流の排気通路への排気の流入が許可される第１位置と前記分岐部よりも下流の排気通路への排気の流入が阻止されるとともに前記分岐通路への排気の流入が許可される第２位置とに切り替え可能な弁手段と、前記第１フィルタ手段を前記第１フィルタ手段に捕集されている粒子状物質が酸化除去される温度に昇温する第１再生処理時に前記弁手段を前記第２位置に切り替える動作制御手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
前記第２フィルタ手段よりも上流の分岐通路内にオゾンを供給可能なオゾン供給手段をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記第２フィルタ手段に捕集されている粒子状物質を前記オゾン供給手段から供給されたオゾンを利用して酸化除去する第２再生処理を行う場合、前記弁手段を前記第２位置に切り替え、その後前記第２フィルタ手段が前記第２再生処理時の目標温度に昇温されると前記弁手段を第１位置に切り替えるとともに前記分岐通路内にオゾンが供給されるように前記オゾン供給手段を動作させ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。
前記第２フィルタ手段は、前記弁手段が前記第２位置に切り替えられた場合に前記第２フィルタ手段の温度が前記第２フィルタ手段による粒子状物質の捕集に適した所定の温度域内に維持される位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記第１フィルタ手段に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持され、
前記動作制御手段は、前記吸蔵還元型ＮＯｘ触媒から硫黄酸化物を放出させるＳ被毒回復処理時に前記弁手段を前記第２位置に切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
前記第２フィルタ手段に吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が担持されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。