JP2003214159A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JP2003214159A
JP2003214159A JP2002017383A JP2002017383A JP2003214159A JP 2003214159 A JP2003214159 A JP 2003214159A JP 2002017383 A JP2002017383 A JP 2002017383A JP 2002017383 A JP2002017383 A JP 2002017383A JP 2003214159 A JP2003214159 A JP 2003214159A
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heater
catalyst
combustion heater
soot
combustion
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Toshisuke Toshioka
俊祐 利岡
Shinya Hirota
信也 広田
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 煤による燃焼式ヒータの作動悪化を改善す
る。 【解決手段】 内燃機関から排出される排気ガス中のＮ
ＯXを浄化するために機関排気通路３ａ、３ｂに配置さ
れたＮＯX触媒６ａ、６ｂと、該ＮＯX触媒にリッチ空燃
比のガスを供給することができる燃焼式ヒータ１４とを
具備する。燃焼式ヒータの作動状態が煤によって悪化せ
しめられていると診断したときには、燃焼式ヒータ内の
煤を酸化除去するヒータ再生制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮着火式の内燃機関から排出される排
気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）を浄化するためのＮＯX
触媒を機関排気通路に備えた排気浄化装置が、特開２０
００−３４５８３１号公報に開示されている。当該公報
に記載の排気浄化装置は２つのＮＯX触媒を並列に具備
し、いずれか一方のＮＯX触媒にのみ排気ガスを流入さ
せるための切換弁をこれらＮＯX触媒上流に具備する。
また、上記公報に記載のＮＯX触媒は、周囲に過剰な酸
素が存在するとＮＯXを吸収し且つ周囲の酸素濃度が低
下すると吸収しているＮＯXを放出して浄化する。圧縮
着火式の内燃機関から排出される排気ガス中には過剰な
酸素が含まれているので、通常、ＮＯX触媒は排気ガス
中のＮＯXを吸収し続けることになる。
【０００３】ところが、ＮＯX触媒が吸収しえるＮＯXの
量には限りがあるので、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯX
の量がその上限値に達する前に、ＮＯX触媒に吸収され
ているＮＯXを還元浄化しなければ、ＮＯX触媒はもはや
ＮＯXを吸収しえず、斯くして、ＮＯXがＮＯX触媒下流
へと流出してしまう。そこで、上記公報では、ＮＯX触
媒が吸収しているＮＯXの量がその上限値に達する前
に、燃焼式ヒータからリッチ空燃比の排気ガスをＮＯX
触媒に供給し、ＮＯX触媒が吸収しているＮＯXを還元浄
化するようにしている。
【０００４】なお、上述したように、排気浄化装置が２
つのＮＯX触媒を並列に具備し、いずれか一方のＮＯX触
媒にのみ内燃機関からの排気ガスを流入させることがで
きるようになっている場合において、ＮＯX触媒に吸収
されているＮＯXを還元浄化する必要があるときに、当
該ＮＯX触媒には内燃機関からの排気ガスが流入しない
ようにした上で、当該ＮＯX触媒に燃焼式ヒータからリ
ッチ空燃比の排気ガスを供給すれば、当該ＮＯX触媒内
の酸素濃度を確実に低下させることができる。さらに、
内燃機関からの排気ガスは他方のＮＯX触媒に流入せし
められるので、内燃機関からの排気ガス中のＮＯXは他
方のＮＯX触媒に吸収されることとなる。したがって、
排気浄化装置のＮＯX浄化率は全体として高いレベルに
維持されることとなる。
【０００５】ところで、燃料中には硫黄成分が含まれて
いるので、内燃機関では硫黄酸化物（ＳＯX）が生成さ
れる。そして、ＮＯX触媒は排気ガス中のＳＯXをも吸収
してしまう。この場合、ＮＯX触媒が最大限に吸収可能
なＮＯXの量が少なくなってしまう。そこで、特開２０
００−１８６５３７号公報では、ＮＯX触媒に吸収され
ているＳＯXをＮＯX触媒から放出するために、燃焼式ヒ
ータからリッチ空燃比の排気ガスをＮＯX触媒に供給す
るようにしている。
【０００６】ところで、上記特開２０００−３４５８３
１号公報に記載のＮＯX触媒にもＳＯXが吸収されるの
で、この場合に、上記特開２０００−１８６５３７号公
報に記載されているように、燃焼式ヒータからリッチ空
燃比の排気ガスをＮＯX触媒に供給するようにすれば、
ＮＯX触媒からＳＯXを放出させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ＮＯ
X触媒に吸収されているＮＯXを浄化するためのリッチ空
燃比のガスを燃焼式ヒータからＮＯX触媒に供給するた
めには、燃焼式ヒータがリッチ空燃比にて運転せしめら
れる。また、ＮＯX触媒からＳＯXを放出させるために
も、燃焼式ヒータがリッチ空燃比にて運転せしめられ
る。ところが、このように燃焼式ヒータがリッチ空燃比
にて運転せしめられると、燃焼式ヒータにて煤が発生
し、この煤が燃焼式ヒータ内に堆積してしまう。これら
堆積した煤は燃焼式ヒータの作動に悪影響を及ぼす。そ
こで本発明の目的は、煤による燃焼式ヒータの作動悪化
を改善することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、１番目の発明では、内燃機関から排出される排気ガ
ス中のＮＯXを浄化するために機関排気通路に配置され
たＮＯX触媒と、該ＮＯ X触媒にリッチ空燃比のガスを供
給することができる燃焼式ヒータとを具備する排気浄化
装置において、燃焼式ヒータの作動状態を診断するため
の作動状態診断手段を具備し、燃焼式ヒータの作動状態
が煤によって悪化せしめられていると上記作動状態診断
手段が診断したときには、燃焼式ヒータ内の煤を酸化除
去するヒータ再生制御を実行するようにした。
【０００９】上記課題を解決するために、２番目の発明
では、内燃機関から排出される排気ガス中のＮＯXを浄
化するために機関排気通路に並列して配置された２つの
ＮＯX触媒と、各ＮＯX触媒に流入する排気ガスの量を調
節するための流量調節弁と、これらＮＯX触媒にリッチ
空燃比のガスを供給するための燃焼式ヒータとを具備
し、燃焼式ヒータから一方のＮＯX触媒にリッチ空燃比
のガスを供給すべきときには、該リッチ空燃比のガスを
供給すべきＮＯX触媒に流入する排気ガスの量が上記流
量調節弁によって少なくされると共に、該リッチ空燃比
のガスを供給すべきＮＯX触媒に燃焼式ヒータからリッ
チ空燃比のガスが供給されるようになっている排気浄化
装置において、燃焼式ヒータの作動状態を診断するため
の作動状態診断手段を具備し、燃焼式ヒータの作動状態
が煤によって悪化せしめられていると上記作動状態診断
手段が診断したときには、燃焼式ヒータ内の煤を酸化除
去するヒータ再生制御を実行するようにした。
【００１０】３番目の発明では、１番目または２番目の
発明において、燃焼式ヒータを高温で且つリーン空燃比
にて運転させることによって、燃焼式ヒータ内の煤を酸
化除去するようにした。
【００１１】４番目の発明では、１番目または２番目の
発明において、上記ヒータ再生制御が、燃焼式ヒータか
らリッチ空燃比のガスをＮＯX触媒に供給すべきとき以
外の時期に実行される。
【００１２】５番目の発明では、１番目〜４番目の発明
のいずれか１つにおいて、上記作動状態診断手段は、燃
焼式ヒータが着火するまでの時間が予め定められた時間
よりも長いことをもって、燃焼式ヒータの作動状態が煤
によって悪化せしめられていると診断する。
【００１３】６番目の発明では、１番目〜４番目の発明
のいずれか１つにおいて、上記作動状態診断手段は、燃
焼式ヒータから排出されるガスの温度が予め定められた
温度よりも低いことをもって、燃焼式ヒータの作動状態
が煤によって悪化せしめられていると診断する。
【００１４】７番目の発明では、１番目〜４番目の発明
のいずれか１つにおいて、当該排気浄化装置を備えた内
燃機関が車両に搭載されている場合に、上記作動状態診
断手段は、車両の走行距離が予め定められた距離に達し
たことをもって、燃焼式ヒータの作動状態が煤によって
悪化せしめられていると診断する。
【００１５】８番目の発明では、１番目〜４番目の発明
において、上記作動状態診断手段は、燃焼式ヒータのト
ータルの作動時間が予め定められた時間に達したことを
もって、燃焼式ヒータの作動状態が煤によって悪化せし
められていると診断する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の排
気浄化装置を説明する。図１は本発明の排気浄化装置を
備えた内燃機関を示している。以下で説明する実施形態
において、内燃機関は圧縮着火式の内燃機関であるが、
本発明は火花点火式の内燃機関にも適用可能である。図
１において、１は機関本体、２は吸気通路、３は排気通
路である。吸気通路３内にはスロットル弁４が配置され
る。スロットル弁４にはステップモータ５が接続され
る。
【００１７】排気通路３は並列した２つの排気枝通路、
すなわち、第１の排気枝通路３ａと第２の排気枝通路３
ｂに分岐する。第１の排気枝通路３ａには、第１のＮＯ
X触媒６ａが配置される。第１ＮＯX触媒６ａ上流の排気
枝通路３ａにはその温度を検出するための第１の温度セ
ンサ７ａが取り付けられる。さらに、第１ＮＯX触媒６
ａ上流の第１排気枝通路３ａには、排気ガスの空燃比を
検出するための第１の空燃比センサ８ａが取り付けられ
る。
【００１８】一方、第２の排気枝通路３ｂには、第２の
ＮＯX触媒６ｂが配置される。第２ＮＯX触媒６ｂ上流の
排気枝通路３ｂにはその温度を検出するための第２の温
度センサ７ｂが取り付けられる。さらに、第２ＮＯX触
媒６ｂ上流の第２排気枝通路３ｂには、排気ガスの空燃
比を検出するための第２の空燃比センサ８ｂが取り付け
られる。
【００１９】なお、第１排気枝通路３ａと第２排気枝通
路３ｂとはＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流にて合流する。
【００２０】排気通路３から排気枝通路３ａ、３ｂが分
岐する排気通路分岐領域には、各排気枝通路３ａ、３ｂ
に流入する排気ガスの量を調節するための上流側流量調
節弁９が配置される。上流側流量調節弁９にはステップ
モータ１０が接続される。上流側流量調節弁９が図１
（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされると、排
気ガスはほとんど全て第１排気枝通路３ａを介して第１
ＮＯX触媒６ａに流入する。一方、上流側流量調節弁９
が図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決めされる
と、排気ガスはほとんど全て第２排気枝通路３ｂを介し
て第２ＮＯX触媒６ｂに流入する。
【００２１】さらに、排気枝通路３ａ、３ｂが合流する
排気枝通路合流領域には、排気枝通路３ａ、３ｂから流
出する排気ガスの量を調節し、場合によっては、排気枝
通路３ａ、３ｂを遮断するための下流側流量調節弁１１
が配置される。下流側流量調節弁１１にはステップモー
タ１２が接続される。下流側流量調節弁１１が図１
（Ａ）に示されている動作位置に位置決めされると、下
流側流量調節弁１１は第２排気枝通路３ｂを遮断する。
したがって、第１排気枝通路３ａから流出した排気ガス
が第２排気枝通路３ｂに流入することが防止される。一
方、下流側流量調節弁１１が図１（Ｂ）に示されている
動作位置に位置決めされると、下流側流量調節弁１１は
第１排気枝通路３ａを遮断する。したがって、第２排気
枝通路３ｂから流出した排気ガスが第１排気枝通路３ａ
に流入することが防止される。
【００２２】排気通路分岐領域には、燃焼ガス通路１３
を介して燃焼式ヒータ１４が接続される。燃焼式ヒータ
１４にはヒータ吸気通路１５を介して空気が吸入され
る。ヒータ吸気通路１５には、燃焼式ヒータ１４に吸入
される空気の量を制御するための吸気量制御弁１６が配
置される。また、燃焼式ヒータ１４には燃料通路１７を
介して燃料タンク１８が接続される。燃料タンク１８は
燃料通路１７を介して機関本体１にも接続される。燃料
通路１７には吐出量可変な燃料ポンプ１９が配置され
る。
【００２３】燃焼式ヒータ１４はグロープラグのような
着火装置を具備し、この着火装置に燃料タンク１８から
燃料を供給し、この燃料を燃焼することによって高温の
ガスを排出することができる。ＮＯX触媒６ａ、６ｂは
燃焼式ヒータ１４から排出される高温のガスによって加
熱される。なお、燃焼式ヒータ１４への空気の吸入は、
例えば、吸気ファンによって行われる。ここで、燃焼式
ヒータ１４に吸入される空気の量と着火装置に供給する
燃料の量とを調節することによって、燃焼式ヒータ１４
から排出されるガスの量とその空燃比とを調節すること
ができる。
【００２４】排気通路分岐領域上流の排気通路３からス
ロットル弁４下流の吸気通路２まで排気再循環（ＥＧ
Ｒ）通路２０が延びる。ＥＧＲ通路２０にはＥＧＲ制御
弁２１が配置される。ＥＧＲ制御弁２１にはステップモ
ータ２２が接続される。ＥＧＲ制御弁２１が開弁せしめ
られると、排気ガスが排気通路３からＥＧＲ通路２０を
介して吸気通路２に導入される。吸気通路２に導入され
る排気ガスの量はＥＧＲ制御弁２１の開度を調節するこ
とによって制御される。
【００２５】なお、第１温度センサ７ａ、第２温度セン
サ７ｂ、第１空燃比センサ８ａ、および、第２空燃比セ
ンサ８ｂは電子制御装置（図示せず）に接続され、これ
らの出力信号が電子制御装置に送信される。一方、スロ
ットル弁駆動用のステップモータ５、上流側流量調節弁
駆動用のステップモータ１０、下流側流量調節弁駆動用
のステップモータ１２、燃料ポンプ１９、および、ＥＧ
Ｒ制御弁駆動用のステップモータ２２は電子制御装置に
接続され、これらの動作が電子制御装置によって制御さ
れる。
【００２６】第１ＮＯX触媒６ａは、周囲に過剰な酸素
が存在するとＮＯXを吸収・吸着することによって保持
し且つ周囲の酸素濃度が低下すると保持しているＮＯX
を解放するＮＯX保持剤と、ＮＯXを炭化水素によって還
元浄化することができる貴金属触媒とを具備する。第２
ＮＯX触媒６ｂの構成は第１ＮＯX触媒６ａの構成と同じ
である。
【００２７】圧縮着火式内燃機関は、通常、リーン空燃
比にて運転せしめられるので、内燃機関から排出される
排気ガス中には過剰な酸素が含まれている。また、圧縮
着火式内燃機関ではＮＯXが生成されるので、排気ガス
中にはＮＯXも含まれている。そして、通常、両流量調
節弁９、１１は、図１（Ａ）に示されている動作位置、
或いは、図１（Ｂ）に示されている動作位置に位置決め
されている。したがって、内燃機関が通常運転せしめら
れている間、ＮＯX触媒６ａ、６ｂには過剰な酸素が含
まれている排気ガスが流入するので、ＮＯX触媒６ａ、
６ｂは流入する排気ガス中のＮＯXを次々と吸収・吸着
し続ける。
【００２８】ところが、ＮＯX触媒６ａ、６ｂが吸収・
吸着によって保持可能なＮＯXの量には上限がある。し
たがって、例えば、両流量調節弁９、１１が図１（Ａ）
に示されている動作位置に位置決めされ続けていると、
第１ＮＯX触媒６ａが保持しているＮＯXの量（以下、Ｎ
ＯX保持量と称す）がその上限値に達する。この場合、
第１ＮＯX触媒６ａはもはやＮＯXを吸収することができ
ず、ＮＯXがＮＯX触媒６ａ、６ｂ下流へ流出してしま
う。
【００２９】そこで、本実施形態では、第１ＮＯX触媒
６ａのＮＯX保持量がその上限値に達したとき、或い
は、その上限値に達する直前に、上流側流量調節弁９の
動作位置を図（Ｂ）に示されている動作位置に切り換え
て、第１ＮＯX触媒６ａに流入する排気ガスの量をほぼ
零にまで低減し、且つ、下流側流量調節弁１１の動作位
置を図１（Ｂ）に示されている動作位置よりも僅かに図
１（Ａ）に示されている動作位置に近い位置に切り換え
て、第１排気枝通路３ａを僅かばかり開放した状態で、
燃焼式ヒータ１４からリッチ空燃比のガス（以下、ヒー
タガスと称す）を第１ＮＯX触媒６ａに供給する。ここ
でリッチ空燃比のガスとは、その酸素濃度が内燃機関か
ら通常排出される排気ガス中の酸素濃度よりも低く且つ
比較的多量の炭化水素（ＨＣ）が含まれているガスであ
る。
【００３０】このようにリッチ空燃比のヒータガスが第
１ＮＯX触媒６ａに供給されると、第１ＮＯX触媒６ａは
保持しているＮＯXを解放し、斯くして解放されたＮＯX
をヒータガス中のＨＣによって還元浄化する。これによ
り、第１ＮＯX触媒６ａは再びＮＯXを吸収・吸着によっ
て保持することができるようになる。すなわち、第１Ｎ
ＯX触媒６ａのＮＯX保持能力が回復せしめられる。な
お、このように第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能力回復
処理が実行されている間、内燃機関から排出される排気
ガスは第２ＮＯX触媒６ｂに流入し、排気ガス中のＮＯX
は第２ＮＯX触媒６ｂに吸収・吸着によって保持され
る。
【００３１】なお、本実施形態では、第１ＮＯX触媒６
ａのＮＯX保持能力回復処理が完了すると、下流側流量
調節弁１１の動作位置が図１（Ｂ）に示されている動作
位置に切り換えられて、第２排気枝通路３ｂから流出す
る排気ガスが第１排気枝通路３ａに流入しないようにす
る。そして、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持量がその上
限値に達するまでは、両流量調節弁９、１１の動作位置
は図１（Ｂ）に示されている動作位置に維持される。そ
して、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持量がその上限値に
達したとき、或いは、その上限値に達する直前に、上流
側流量調節弁９の動作位置を図１（Ａ）に示されている
動作位置に切り換えて、第２ＮＯX触媒６ｂに流入する
排気ガスの量をほぼ零にまで低減し、且つ、下流側流量
調節弁１１の動作位置を図１（Ａ）に示されている動作
位置よりも僅かに図１（Ｂ）に近い位置に切り換えて、
第２排気枝通路３ｂを僅かばかり開放した状態で、燃焼
式ヒータ１４からリッチ空燃比のヒータガスを第２ＮＯ
X触媒６ｂに供給し、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能
力を回復せしめる。
【００３２】以後、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能力
回復処理と第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能力回復処理
とが繰り返される。
【００３３】ところで、機関本体１に供給される燃料中
には硫黄成分（Ｓ）も含まれているので、内燃機関では
硫黄酸化物（ＳＯX）が生成され、排気ガス中にはＳＯX
も含まれている。ＮＯX触媒６ａ、６ｂはこうしたＳＯX
をも吸収・吸着によって保持してしまう。この場合、Ｎ
ＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力が低下し、これらＮ
ＯX触媒のＮＯX保持能力回復処理の実行頻度が多くなっ
てしまう。ＮＯX触媒６ａ、６ｂに保持されたＳＯXは、
ＮＯX触媒６ａ、６ｂの温度が高温となり且つ周囲の酸
素濃度が低下すると、ＮＯX触媒６ａ、６ｂから離脱す
る。
【００３４】そこで本実施形態では、各ＮＯX触媒６
ａ、６ｂのＮＯX保持能力回復処理の実行間隔に基づい
て、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂのＮＯX保持能力が低下した
ことを推定し、ＮＯX保持能力が低下したＮＯX触媒から
ＳＯXを離脱させるＳＯX離脱処理が実行される。
【００３５】具体的には、第１ＮＯX触媒６ａに対する
ＮＯX保持能力回復処理の実行間隔が所定の間隔よりも
短くなった場合には、第１ＮＯX触媒６ａのＮＯX保持能
力がＳＯXによって低下せしめられていると推定する。
この場合、ＮＯX保持能力回復処理が実行されるときと
同様に、両流量調節弁９、１１の動作位置を切り換えた
状態で、燃焼式ヒータ１４から高温でリッチ空燃比のヒ
ータガスを第１ＮＯX触媒６ａに供給する。これによ
り、第１ＮＯX触媒６ａからＳＯXが離脱する。
【００３６】もちろん、第２ＮＯX触媒６ｂに対するＮ
ＯX保持能力回復処理の実行間隔が所定の間隔よりも短
くなった場合には、第２ＮＯX触媒６ｂのＮＯX保持能力
がＳＯ Xによって低下せしめられていると推定する。こ
の場合にも、ＮＯX保持能力回復処理が実行されるとき
と同様に、両流量調節弁９、１１の動作位置を切り換え
た状態で、高温でリッチ空燃比のヒータガスを第２ＮＯ
X触媒６ｂに供給する。
【００３７】なお、本実施形態では、ＮＯX保持能力回
復処理またはＳＯX離脱処理が実行される毎に、両流量
調節弁９、１１の動作位置が図１（Ａ）に示されている
位置と図１（Ｂ）に示されている位置との間で切り換え
られるが、これら両流量調節弁９、１１の動作位置が、
以下のように切り換えられるようにしてもよい。
【００３８】すなわち、ＮＯX保持能力回復処理または
ＳＯX離脱処理が実行されないときには、両流量調節弁
９、１１の動作位置が、図１（Ａ）に示されている位置
と図１（Ｂ）に示されている位置との中間の位置に位置
決めされ、いずれか一方のＮＯ X触媒６ａ、６ｂに関し
てＮＯX保持能力回復処理またはＳＯX離脱処理が実行さ
れるべきときには、当該ＮＯX触媒６ａ、６ｂに関して
上述した実施形態に従って両流量調節弁９、１１の動作
位置が位置決めされ、これら処理が終了したときに、再
び、両流量調節弁９、１１の動作位置が元の中間の位置
に位置決めされるようにしてもよい。
【００３９】これによれば、ＮＯX保持能力回復処理ま
たはＳＯX離脱処理が実行されないときにおいて、排気
ガスは両ＮＯX触媒６ａ、６ｂに均等に流入するので、
各ＮＯX触媒６ａ、６ｂにて保持しなければならないＮ
ＯXの量がほぼ半分ずつとなる。このため、各ＮＯX触媒
６ａ、６ｂの容量が小さくとも、排気ガス中のＮＯXは
これら２つのＮＯX触媒６ａ、６ｂによって良好に保持
される。したがって、これによれば、排気エミッション
が高く維持されつつ、ＮＯX触媒の車両への搭載性が向
上される。
【００４０】ところで、上述したように、燃焼式ヒータ
１４はＮＯX触媒６ａ、６ｂにリッチ空燃比のガスを供
給するために作動せしめられる。燃焼式ヒータ１４がリ
ッチ空燃比のガスを排出するためには、燃焼式ヒータ１
４はリッチ空燃比にて運転せしめられる。このように燃
焼式ヒータ１４がリッチ空燃比にて運転せしめられる
と、燃焼式ヒータ１４内において煤が生成されるので、
燃焼式ヒータ１４が作動される毎に、燃焼式ヒータ１４
内および燃焼ガス通路１３内に煤が堆積してしまう。こ
のように堆積した煤の量が多くなると、これら煤が燃焼
式ヒータ１４の作動に悪影響を及ぼし、例えば、燃焼式
ヒータ１４の着火性が悪化したり、燃焼式ヒータ１４か
ら排出されるガスの温度が低くなったりする。
【００４１】そこで本発明では、煤が燃焼式ヒータ１４
の作動に悪影響を及ぼしていると推定されたときに、燃
焼式ヒータ１４を高温（例えば、５５０℃以上）で且つ
リーン空燃比にて運転せしめ、燃焼式ヒータ１４内およ
び燃焼ガス通路１３内に堆積している煤を燃焼除去する
煤燃焼除去処理が実行される。
【００４２】なお、燃焼式ヒータ１４の作動状態が煤に
よって悪化すると、燃焼式ヒータ１４が始動されてから
着火するまでの時間（以下、着火時間と称す）が長くな
る。そこで、第１の実施形態では、ＮＯX保持能力回復
処理またはＳＯX離脱処理が実行されるときの燃焼式ヒ
ータ１４の着火時間に基づいて、燃焼式ヒータ１４の作
動状態が煤によって悪化せしめられているか否かが診断
される。具体的には、着火時間が予め定められた時間よ
りも長い場合に、燃焼式ヒータ１４の作動状態が煤によ
って悪化せしめられていると推定される。
【００４３】また、燃焼式ヒータ１４の作動状態が煤に
よって悪化すると、燃焼式ヒータ１４から排出されるガ
ス（ヒータガス）の温度が低下する。そこで、第２の実
施形態では、ヒータガスの温度に基づいて、燃焼式ヒー
タ１４の作動状態が煤によって悪化せしめられているか
否かが診断される。具体的には、ヒータガスの温度が予
め定められた温度よりも低い場合に、燃焼式ヒータ１４
の作動状態が煤によって悪化せしめられていると推定さ
れる。
【００４４】また、燃焼式ヒータ１４内および燃焼ガス
通路１３内に堆積している煤の量は、燃焼式ヒータ１４
のトータルの作動時間にほぼ比例して多くなる。したが
って、燃焼式ヒータ１４のトータルの作動時間が長くな
ると、燃焼式ヒータ１４の作動状態が煤によって悪化す
ることとなる。そこで、第３の実施形態では、燃焼式ヒ
ータ１４のトータルの作動時間に基づいて、燃焼式ヒー
タ１４の作動状態が煤によって悪化せしめられているか
否かが診断される。具体的には、燃焼式ヒータ１４のト
ータルの作動時間が予め定められた時間に達した場合
に、燃焼式ヒータ１４の作動状態が煤によって悪化せし
められていると推定される。
【００４５】なお、本発明の排気浄化装置を備えた内燃
機関が車両に搭載されている場合、燃焼式ヒータ１４の
トータルの作動時間は、車両の走行距離から推定可能で
ある。そこで、第４の実施形態では、本発明の排気浄化
装置を備えた内燃機関が車両に搭載されている場合にお
いて、車両の走行距離に基づいて、燃焼式ヒータ１４の
作動状態が煤によって悪化せしめられているか否かが診
断される。具体的には、車両の走行距離が予め定められ
た距離に達した場合に、燃焼式ヒータ１４の作動状態が
煤によって悪化せしめられていると推定される。
【００４６】また、煤燃焼除去処理は、ＮＯX保持能力
回復処理が実行されておらず、且つ、ＳＯX離脱処理が
実行されていないときに実行される。
【００４７】図２に第１実施形態の煤燃焼除去処理を実
行するフローチャートを示した。図２に示したフローチ
ャートでは、初めに、ステップ１０において、燃焼式ヒ
ータ１４の着火時間Ｔｉが予め定められた時間（例え
ば、１５秒）Ｔｔｈよりも長い（Ｔｉ＞Ｔｔｈ）か否か
が判別される。ステップ１０において、Ｔｉ≦Ｔｔｈで
あると判別されたときには、煤燃焼除去処理を実行する
必要はないと判断し、ルーチンは終了する。一方、ステ
ップ１０において、Ｔｉ＞Ｔｔｈであると判別されたと
きには、煤燃焼除去処理を実行する必要があると判断
し、ルーチンがステップ１１に進んで、ＮＯX保持能力
回復処理フラグＦ１がリセットされている（Ｆ１＝０）
か否かが判別される。ここで、ＮＯX保持能力回復処理
フラグＦ１は、ＮＯX保持能力回復処理が開始されたと
きにセットされ、ＮＯX保持能力回復処理が終了したと
きにリセットされるフラグである。
【００４８】ステップ１１において、Ｆ１＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が
実行されているときには、ルーチンは終了する。一方、
ステップ１１において、Ｆ１＝０であると判別されたと
き、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が実行されてい
ないときには、ルーチンがステップ１２に進んで、ＳＯ
X離脱処理フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝
０）か否かが判別される。ここで、ＳＯX離脱処理フラ
グＦ２は、ＳＯX離脱処理が開始されたときにセットさ
れ、ＳＯX離脱処理が終了したときにリセットされるフ
ラグである。
【００４９】ステップ１２において、Ｆ２＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＳＯX離脱処理が実行され
ているときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ
１２において、Ｆ２＝０であると判別されたとき、すな
わち、ＳＯX離脱処理が実行されていないときには、ル
ーチンがステップ１３に進んで、燃焼式ヒータ１４が高
温で且つリーン空燃比にて運転せしめられる。
【００５０】図３に第２実施形態の煤燃焼除去処理を実
行するフローチャートを示した。図３に示したフローチ
ャートでは、初めに、ステップ２０において、ＮＯX保
持能力回復処理またはＳＯX離脱処理が実行されている
ときに燃焼式ヒータ１４からＮＯX触媒６ａ、６ｂに供
給された排気ガスの温度Ｔｅが予め定められた温度（例
えば、２５０℃）Ｔｔｈよりも低い（Ｔｅ＜Ｔｔｈ）か
否かが判別される。ここで、排気ガスの温度Ｔｅは、例
えば、各ＮＯX触媒６ａ、６ｂに取り付けられている温
度センサ７ａ、７ｂによって検出される各ＮＯX触媒６
ａ、６ｂの温度から推定される。
【００５１】ステップ２０において、Ｔｅ≧Ｔｔｈであ
ると判別されたときには、煤燃焼除去処理を実行する必
要はないと判断し、ルーチンは終了する。一方、ステッ
プ２０において、Ｔｅ＜Ｔｔｈであると判別されたとき
には、煤燃焼除去処理を実行する必要があると判断し、
ルーチンがステップ２１に進んで、ＮＯX保持能力回復
処理フラグＦ１がリセットされている（Ｆ１＝０）か否
かが判別される。ここで、フラグＦ１は図２のフローチ
ャートにおけるフラグＦ１と同じである。
【００５２】ステップ２１において、Ｆ１＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が
実行されているときには、ルーチンは終了する。一方、
ステップ２１において、Ｆ１＝０であると判別されたと
き、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が実行されてい
ないときには、ルーチンがステップ２２に進んで、ＳＯ
X離脱処理フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝
０）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は図２の
フローチャートにおけるフラグＦ１と同じである。
【００５３】ステップ２２において、Ｆ２＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＳＯX離脱処理が実行され
ているときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ
２２において、Ｆ２＝０であると判別されたとき、すな
わち、ＳＯX離脱処理が実行されていないときには、ル
ーチンがステップ２３に進んで、燃焼式ヒータ１４が高
温で且つリーン空燃比にて運転せしめられる。
【００５４】図４に第３実施形態の煤燃焼除去処理を実
行するフローチャートを示した。図４に示したフローチ
ャートでは、初めに、ステップ３０において、煤燃焼除
去処理が前回、実行されてからの燃焼式ヒータ１４のト
ータルの作動時間Ｔｏが予め定められた時間（例えば、
１０時間）Ｔｔｈよりも長い（Ｔｏ＞Ｔｔｈ）か否かが
判別される。
【００５５】ステップ３０において、Ｔｏ≦Ｔｔｈであ
ると判別されたときには、煤燃焼除去処理を実行する必
要はないと判断し、ルーチンは終了する。一方、ステッ
プ３０において、Ｔｏ＞Ｔｔｈであると判別されたとき
には、煤燃焼除去処理を実行する必要があると判断し、
ルーチンがステップ３１に進んで、ＮＯX保持能力回復
処理フラグＦ１がリセットされている（Ｆ１＝０）か否
かが判別される。ここで、フラグＦ１は図２のフローチ
ャートにおけるフラグＦ１と同じである。
【００５６】ステップ３１において、Ｆ１＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が
実行されているときには、ルーチンは終了する。一方、
ステップ３１において、Ｆ１＝０であると判別されたと
き、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が実行されてい
ないときには、ルーチンがステップ３２に進んで、ＳＯ
X離脱処理フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝
０）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は図２の
フローチャートにおけるフラグＦ１と同じである。
【００５７】ステップ３２において、Ｆ２＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＳＯX離脱処理が実行され
ているときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ
３２において、Ｆ２＝０であると判別されたとき、すな
わち、ＳＯX離脱処理が実行されていないときには、ル
ーチンがステップ３３に進んで、燃焼式ヒータ１４が高
温で且つリーン空燃比にて運転せしめられる。
【００５８】図５に第４実施形態の煤燃焼除去処理を実
行するフローチャートを示した。図５に示したフローチ
ャートでは、初めに、ステップ４０において、車両の走
行距離Ｄが予め定められた距離（例えば、１０００ｋ
ｍ）Ｄｔｈよりも長い（Ｄ＞Ｄｔｈ）か否かが判別され
る。
【００５９】ステップ４０において、Ｄ≦Ｄｔｈである
と判別されたときには、煤燃焼除去処理を実行する必要
はないと判断し、ルーチンは終了する。一方、ステップ
４０において、Ｄ＞Ｄｔｈであると判別されたときに
は、煤燃焼除去処理を実行する必要があると判断し、ル
ーチンがステップ４１に進んで、ＮＯX保持能力回復処
理フラグＦ１がリセットされている（Ｆ１＝０）か否か
が判別される。ここで、フラグＦ１は図２のフローチャ
ートにおけるフラグＦ１と同じである。
【００６０】ステップ４１において、Ｆ１＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が
実行されているときには、ルーチンは終了する。一方、
ステップ４１において、Ｆ１＝０であると判別されたと
き、すなわち、ＮＯX保持能力回復処理が実行されてい
ないときには、ルーチンがステップ４２に進んで、ＳＯ
X離脱処理フラグＦ２がリセットされている（Ｆ２＝
０）か否かが判別される。ここで、フラグＦ２は図２の
フローチャートにおけるフラグＦ１と同じである。
【００６１】ステップ４２において、Ｆ２＝１であると
判別されたとき、すなわち、ＳＯX離脱処理が実行され
ているときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ
４２において、Ｆ２＝０であると判別されたとき、すな
わち、ＳＯX離脱処理が実行されていないときには、ル
ーチンがステップ４３に進んで、燃焼式ヒータ１４が高
温で且つリーン空燃比にて運転せしめられる。
【００６２】なお、本発明は、図６に示したパティキュ
レートフィルタ（以下、単にフィルタと称す）を具備す
る排気浄化装置にも適用可能である。最後に、図６に示
したフィルタについて説明する。図６（Ａ）はフィルタ
の端面図であり、図６（Ｂ）はフィルタの縦断面図であ
る。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示したように、フィ
ルタ３０はハニカム構造をなしており、互いに平行をな
して延びる複数個の排気流通路５０，５１を具備する。
これら排気流通路の略半数がその下流端開口を栓５２で
閉鎖することによって排気流入通路５０とされ、残りの
半数がその上流端開口を栓５３で閉鎖することによって
排気流出通路５１とされている。これら排気ガス流入通
路５０および排気ガス流出通路５１は薄肉の隔壁５４を
介して交互に配置される。云い換えると、排気ガス流入
通路５０および排気ガス流出通路５１は各排気ガス流入
通路５０が四つの排気ガス流出通路５１により包囲さ
れ、各排気ガス流出通路５１が四つの排気ガス流入通路
５０により包囲されるように配置される。
【００６３】フィルタ３０は、例えば、コージェライト
のような多孔質材料から形成される。したがって、排気
ガス流入通路５０内に流入した排気ガスは、図６（Ｂ）
において矢印で示したように、隔壁５４の細孔を通っ
て、隣接する排気ガス流出通路５１内に流入する。
【００６４】フィルタ３０内には、隔壁５４の両壁面
上、および、隔壁の細孔を画成する壁面上に全面に亘っ
て、例えば、アルミナからなる担体の層が形成され、こ
の担体層上に、貴金属触媒と、活性酸素生成剤とが担持
されている。
【００６５】貴金属触媒としては、白金（Ｐｔ）が用い
られる。一方、活性酸素生成剤としては、カリウム
（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシ
ウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）のようなアルカリ金
属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロン
チウム（Ｓｒ）のようなアルカリ土類金属、ランタン
（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）のよ
うな希土類、鉄（Ｆｅ）のような遷移金属、およびスズ
（Ｓｎ）のような炭素族元素から選ばれた少なくとも一
つが用いられる。
【００６６】活性酸素生成剤は、周囲に過剰な酸素が存
在すると酸素を吸収・吸着によって保持し且つ周囲の酸
素濃度が低下すると保持している酸素を活性酸素の形で
解放することによって活性酸素を生成する。次に、活性
酸素生成剤の活性酸素生成作用について、担体上に白金
およびカリウムを担持させた場合を例にとって説明する
が、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類、遷移金属を用いても同様な活性酸素生成作用が行
われる。
【００６７】吸気通路２および内燃機関の燃焼室内に供
給された空気と燃料との比を排気ガスの空燃比と称する
と、圧縮着火式内燃機関から排出される排気ガスの空燃
比はリーンである。したがって、フィルタ３０に流入す
る排気ガスは多量の過剰空気を含んでいる。また、圧縮
着火式内燃機関の燃焼室内ではＮＯが発生する。したが
って、排気ガス中にはＮＯが含まれている。また、燃料
中には硫黄成分（Ｓ）が含まれており、この硫黄成分
（Ｓ）は燃焼室内で酸素と反応してＳＯ2となる。した
がって、排気ガス中にはＳＯ2が含まれている。このた
め過剰酸素、ＮＯおよびＳＯ2を含んだ排気ガスがフィ
ルタ３０の排気ガス流入通路５０内に流入することにな
る。
【００６８】図７（Ａ）および（Ｂ）は排気ガス流入通
路５０の周壁面上に形成された担体層の表面の拡大図を
模式的に表わしている。なお、図６（Ａ）および（Ｂ）
において、６０は白金の粒子を示し、６１はカリウムを
含んでいる活性酸素生成剤を示している。
【００６９】排気ガスがフィルタ３０の排気ガス流入通
路５０内に流入すると、図７（Ａ）に示したように、排
気ガス中の酸素（Ｏ2）がＯ2 -またはＯ2-の形で白金の
表面に付着する。一方、排気ガス中のＮＯは白金の表面
上でＯ2 -またはＯ2-と反応し、ＮＯ2となる（２ＮＯ＋
Ｏ2→２ＮＯ2）。斯くして生成されたＮＯ2の一部は白
金上で酸化されつつ活性酸素生成剤６１内に吸収（場合
によっては吸着）によって保持され、図７（Ａ）に示し
たように、カリウムと結合しながら硝酸イオン（Ｎ
Ｏ3 -）の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硝酸カリ
ウム（ＫＮＯ3）を生成する。すなわち、排気ガス中の
酸素が硝酸カリウム（ＫＮＯ3）の形で活性酸素生成剤
６１内に吸収によって保持される。
【００７０】排気ガス中のＳＯ2もＮＯと同様なメカニ
ズムで活性酸素生成剤６１内に吸収によって保持され
る。すなわち、排気ガス中のＳＯ2は白金の表面でＯ2 -
またはＯ2-と反応してＳＯ3となる。斯くして生成され
たＳＯ3の一部は白金上でさらに酸化されつつ活性酸素
生成剤６１内に吸収（場合によっては吸着）によって保
持され、カリウムと結合しながら硫酸イオン（Ｓ
Ｏ4 2-）の形で活性酸素生成剤６１内に拡散し、硫酸カ
リウム（Ｋ2ＳＯ4）を生成する。すなわち、排気ガス中
の酸素が硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）の形で活性酸素生成
剤６１内に吸収によって保持される。
【００７１】ここで、燃焼室内においては主にカーボン
（Ｃ）からなる微粒子が生成される。したがって、排気
ガス中にはこれら微粒子が含まれている。排気ガス中に
含まれているこれら微粒子は排気ガスがフィルタ３０の
排気ガス流入通路５０内を流れているとき、或いは、隔
壁５４の細孔内を通過するときに、図７（Ｂ）において
６２で示したように担体層の表面、例えば、活性酸素生
成剤６１の表面上に接触し、付着する。
【００７２】このように微粒子６２が活性酸素生成剤６
１の表面上に付着すると、微粒子６２と活性酸素生成剤
６１との接触面では酸素濃度が低下する。すなわち、活
性酸素生成剤６１の周囲の酸素濃度が低下する。酸素濃
度が低下すると酸素濃度の高い活性酸素生成剤６１内と
の間で濃度差が生じ、斯くして、活性酸素生成剤６１内
の酸素が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に
向けて移動しようとする。その結果、活性酸素生成剤６
１内に形成されている硝酸カリウム（ＫＮＯ3）がカリ
ウム（Ｋ）と酸素（Ｏ）とＮＯとに分解され、酸素
（Ｏ）が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に
向かい、その一方で、ＮＯが活性酸素生成剤６１から外
部に放出される。斯くして活性酸素生成剤６１が活性酸
素を生成する。外部に放出されたＮＯは下流側の白金Ｐ
ｔ上において酸化され、再び活性酸素生成剤６１内に保
持される。
【００７３】また、このとき活性酸素生成剤６１内に形
成されている硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）もカリウム
（Ｋ）と酸素（Ｏ）とＳＯ2とに分解され、酸素（Ｏ）
が微粒子６２と活性酸素生成剤６１との接触面に向か
い、その一方で、ＳＯ2が活性酸素生成剤６１から外部
に放出される。斯くして活性酸素生成剤６１が活性酸素
を生成する。外部に放出されたＳＯ2は下流側の白金上
において酸化され、再び活性酸素生成剤６１内に保持さ
れる。ただし、硫酸カリウム（Ｋ2ＳＯ4）は安定で分解
しづらいので硫酸カリウムは硝酸カリウム（ＫＮＯ3）
よりも酸素を放出しづらい。
【００７４】ここで、活性酸素生成剤６１によって生成
される活性酸素はそこに付着した微粒子を酸化除去する
ために消費される。すなわち、フィルタ３０に捕集され
た微粒子は活性酸素生成剤６１によって生成される活性
酸素によって酸化除去される。
【００７５】従来、フィルタに捕集されている微粒子を
除去する場合、フィルタの温度を比較的高い温度にまで
上昇させることによって微粒子を燃焼し、これにより微
粒子を除去していた。
【００７６】一方、本発明において微粒子を除去するた
めに利用される酸素は、硝酸カリウムや硫酸カリウムの
ような化合物から分解された活性酸素であって、不対電
子を有することから、極めて高い反応性を有する。した
がって、この活性酸素によれば、フィルタの温度が比較
的低くても、微粒子を酸化除去することができる。
【００７７】このように、従来のフィルタでは、火炎を
伴う燃焼によって微粒子を除去していたのに対し、本発
明のフィルタでは、輝炎を発することのない酸化によっ
て微粒子を除去している。したがって、本発明のフィル
タによれば、そこに捕集された微粒子は連続的に酸化除
去され、すなわち、活性酸素（Ｏ）が微粒子６２に接触
すると、微粒子６２は短時間（数秒〜数十分）のうちに
輝炎を発することなく酸化せしめられ、微粒子６２は完
全に消滅する。したがって、微粒子６２がフィルタ３０
上に堆積することはほとんどない。
【００７８】なお、活性酸素生成剤６１は周囲に過剰な
酸素が存在するとＮＯXを硝酸イオンの形で保持するこ
とによって結果的に酸素を保持する。すなわち、活性酸
素生成剤６１は周囲に過剰な酸素が存在するとＮＯXを
吸収・吸着によって保持する。一方、活性酸素生成剤６
１は周囲の酸素濃度が低下すると硝酸イオンの形で保持
されているＮＯXを解放することによって活性酸素を生
成する。すなわち、活性酸素生成剤６１は周囲の酸素濃
度が低下するとＮＯXを解放する。したがって、本発明
の活性酸素生成剤６１はＮＯX保持剤としても機能す
る。
【００７９】ここで、活性酸素生成剤６１周りの酸素濃
度が低下する場合とは、上述したように、周囲の雰囲気
はリーン雰囲気であるが活性酸素生成剤６１に微粒子が
付着した場合の他に、フィルタ３０に流入するガスの空
燃比がリッチとなって周囲の雰囲気がリッチ雰囲気とな
った場合がある。
【００８０】周囲の雰囲気はリッチ雰囲気であるが活性
酸素生成剤６１に微粒子が付着することで活性酸素生成
剤６１周りの酸素濃度が低下した場合に解放されたＮＯ
Xは、上述したように、再び活性酸素生成剤６１に吸収
・吸着によって保持される。一方、フィルタ３０に流入
する排気ガスの空燃比がリッチとなって周囲の雰囲気が
リッチ雰囲気となった場合に解放されたＮＯXは、白金
の作用によって排気ガス中の炭化水素で還元浄化され
る。云い方を換えれば、燃焼式ヒータ１４からリッチ空
燃比のガスをフィルタ３０に供給すれば、活性酸素生成
剤６１に保持されているＮＯXを還元浄化することがで
きる。したがって、本発明のフィルタ３０は、活性酸素
生成剤６１と白金とからなるＮＯX触媒を具備する。
【００８１】
【発明の効果】本発明によれば、燃焼式ヒータの作動状
態が煤によって悪化せしめられていると診断されたとき
に、燃焼式ヒータ内の煤が酸化除去され、斯くして、煤
による燃焼式ヒータの作動悪化が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気浄化装置を備えた内燃機関を示す
図である。
【図２】第１実施形態の煤燃焼除去処理を実行するフロ
ーチャートである。
【図３】第２実施形態の煤燃焼除去処理を実行するフロ
ーチャートである。
【図４】第３実施形態の煤燃焼除去処理を実行するフロ
ーチャートである。
【図５】第４実施形態の煤燃焼除去処理を実行するフロ
ーチャートである。
【図６】パティキュレートフィルタを示す図である。
【図７】活性酸素生成剤の活性酸素生成作用を説明する
ための図である。
【符号の説明】 １…機関本体 ２…吸気通路 ３…排気通路 ３ａ、３ｂ…排気枝通路 ６ａ、６ｂ…ＮＯX触媒 ９…上流側流量調節弁 １１…下流側流量調節弁 １４…燃焼式ヒータ １８…燃料タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ ３０１Ｈ 3/28 ３０１ 3/36 Ｊ Ｍ 3/36 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ ＺＡＢ Ｆターム(参考） 3G091 AA11 AA12 AA17 AA18 AB02 AB06 AB13 BA04 BA11 BA14 BA22 BA31 CA02 CA12 CA13 CB07 CB08 DB10 EA17 EA30 EA34 EA38 FB10 FB12 GA06 GA20 GA23 GB01W GB02W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB17X HA11 HA14 HA36 HA42 HB02 HB03 4D048 AA06 AB05 AC02 AC10 CC61 DA01 DA02 DA20

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関から排出される排気ガス中のＮ
    ＯXを浄化するために機関排気通路に配置されたＮＯX触
    媒と、該ＮＯX触媒にリッチ空燃比のガスを供給するこ
    とができる燃焼式ヒータとを具備する排気浄化装置にお
    いて、燃焼式ヒータの作動状態を診断するための作動状
    態診断手段を具備し、燃焼式ヒータの作動状態が煤によ
    って悪化せしめられていると上記作動状態診断手段が診
    断したときには、燃焼式ヒータ内の煤を酸化除去するヒ
    ータ再生制御を実行するようにしたことを特徴とする排
    気浄化装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関から排出される排気ガス中のＮ
    ＯXを浄化するために機関排気通路に並列して配置され
    た２つのＮＯX触媒と、各ＮＯX触媒に流入する排気ガス
    の量を調節するための流量調節弁と、これらＮＯX触媒
    にリッチ空燃比のガスを供給するための燃焼式ヒータと
    を具備し、燃焼式ヒータから一方のＮＯX触媒にリッチ
    空燃比のガスを供給すべきときには、該リッチ空燃比の
    ガスを供給すべきＮＯX触媒に流入する排気ガスの量が
    上記流量調節弁によって少なくされると共に、該リッチ
    空燃比のガスを供給すべきＮＯX触媒に燃焼式ヒータか
    らリッチ空燃比のガスが供給されるようになっている排
    気浄化装置において、燃焼式ヒータの作動状態を診断す
    るための作動状態診断手段を具備し、燃焼式ヒータの作
    動状態が煤によって悪化せしめられていると上記作動状
    態診断手段が診断したときには、燃焼式ヒータ内の煤を
    酸化除去するヒータ再生制御を実行するようにしたこと
    を特徴とする排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 燃焼式ヒータを高温で且つリーン空燃比
    にて運転させることによって、燃焼式ヒータ内の煤を酸
    化除去するようにしたことを特徴とする請求項１または
    ２に記載の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 上記ヒータ再生制御が、燃焼式ヒータか
    らリッチ空燃比のガスをＮＯX触媒に供給すべきとき以
    外の時期に実行されることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 上記作動状態診断手段は、燃焼式ヒータ
    が着火するまでの時間が予め定められた時間よりも長い
    ことをもって、燃焼式ヒータの作動状態が煤によって悪
    化せしめられていると診断することを特徴とする請求項
    １〜４のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 上記作動状態診断手段は、燃焼式ヒータ
    から排出されるガスの温度が予め定められた温度よりも
    低いことをもって、燃焼式ヒータの作動状態が煤によっ
    て悪化せしめられていると診断することを特徴とする請
    求項１〜４のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 当該排気浄化装置を備えた内燃機関が車
    両に搭載されている場合に、上記作動状態診断手段は、
    車両の走行距離が予め定められた距離に達したことをも
    って、燃焼式ヒータの作動状態が煤によって悪化せしめ
    られていると診断することを特徴とする請求項１〜４の
    いずれか１つに記載の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 上記作動状態診断手段は、燃焼式ヒータ
    のトータルの作動時間が予め定められた時間に達したこ
    とをもって、燃焼式ヒータの作動状態が煤によって悪化
    せしめられていると診断することを特徴とする請求項１
    〜４のいずれか１つに記載の排気浄化装置。
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