JP3557928B2 - リーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関、詳しくは、排気系における雰囲気が特に酸素過剰状態になる内燃機関の排気系に備えられ、この排気系の排気ガス中に含まれる窒素酸化物を還元剤を用いて浄化するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン直噴リーンバーンエンジンやディーゼルエンジン等、熱効率が良く、排気系における雰囲気が酸素過剰でかつ炭化水素や一酸化炭素が少ない内燃機関の排気浄化手段として排気系に用いる触媒には、例えば吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒がある。吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒は、リーン雰囲気で窒素酸化物を触媒に一旦吸蔵し、後で還元雰囲気中で還元剤を適量に触媒に供給することで、吸蔵した窒素酸化物を一気に還元浄化する間欠処理型のリーンＮＯｘ触媒である。なお、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒以外に選択還元型リーンＮＯｘ触媒がある。この選択還元型リーンＮＯｘ触媒は、還元剤をこれに供給することで窒素酸化物を連続的に選択還元浄化する連続処理型のリーンＮＯｘ触媒である。また、還元剤としては、例えば特開平６−１１７２２５号公報にあるように炭化水素を挙げられる。なお、炭化水素以外にも一酸化炭素等が還元剤として知られている。
【０００３】
炭化水素を還元剤として用いると、炭化水素の一部は部分酸化して活性種を生成する。そして、この活性種が窒素酸化物と反応してこれを還元し、人体に無害な窒素，水素，酸素および二酸化炭素を生成する。
【０００４】
そして、前記公報では、この還元剤の供給を、内燃機関で通常行われるインジェクタ等の機関燃料噴射装置による圧縮行程での噴射による供給とは別に、同じ機関燃料噴射装置の噴射により、膨張行程〜排気行程で行っている。これらの噴射のうち、前者の機関駆動用の噴射を主噴射といい、後者の別な噴射を副噴射という。
【０００５】
また、リーンＮＯｘ触媒を有効に機能させるには、リーンＮＯｘ触媒の活性化が必要であり、そのためにはリーンＮＯｘ触媒をこれが有効に機能する温度である活性温度以上にまで高めなくてはならない。そして、これまでの技術では、内燃機関の出す排気ガス熱を利用して触媒温度を高めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
副噴射は前記のように膨張行程〜排気行程で行われるので、ピストンが上死点よりも下方に移行した時点で燃料を噴射する。ところでピストンが上死点近傍にあるときに燃料を噴くのが燃焼を行う上で好適であり、これを実現するため燃料噴射装置は一定の噴射角をもって設置してある。このため、ピストンがそのストロークにおける上死点よりも下方にあるときに燃料を噴くようになっている副噴射では、燃料が気化しにくく、よって還元剤として液化状態のままリーンＮＯｘ触媒に供給されてしまうことが考えられる。燃料を還元剤として有効利用するには、気化状態にした方が好ましい。しかし、本来の役割が機関駆動用に燃焼用燃料を噴くインジェクタ等の燃料噴射装置では燃料が気化するように副噴射の実行タイミングをうまく捉えるのが難しい。このため、気化状態の還元剤を副噴射を行わずにリーンＮＯｘ触媒に供給できる技術が望まれていた。
【０００７】
また、これまではリーンＮＯｘ触媒が有効に機能するのはリーンＮＯｘ触媒が活性温度以上になることができる機関始動後であり、機関始動前の停止状態からはリーンＮＯｘ触媒を活性温度にまで高めることができなかった。また、機関始動後であってもリーンＮＯｘ触媒が活性化するまではしばらく時間がかかるので、その間はリーンＮＯｘ触媒が有効に機能しない。しかも、直噴エンジンやディーゼルエンジンのように、熱効率が良い内燃機関にあっては、内燃機関が例えば軽負荷域等の運転状態にあると、その時の排気温度が低いため、排気系にリーンＮＯｘ触媒を活性化するに十分な熱が行き亘らず、加速後の減速時等では却って内燃機関の低温排気でリーンＮＯｘ触媒が冷えてしまうことさえある。
【０００８】
すると、リーンＮＯｘ触媒のいわゆるＳＯｘ被毒からの回復やＳＯＦ被毒からの回復を行うのが難しくなるばかりか、パティキュレートマターの除去もしにくくなる。なお、ＳＯｘ被毒に限らず、イオウによる被毒のことを総称してＳ被毒ということにする。また、周知の如くＳＯＦ被毒はイオウによる被毒ではないので、Ｓ被毒には含まれない。
【０００９】
一方、排気温度を高め排気系の雰囲気をリッチにすべく内燃機関に吸、排気絞り等を行って外部負荷をかけると、今度は燃費悪化の要因になるばかりかパティキュレートマターが発生する虞がある。
【００１０】
また、前記公報に記載はないが、内燃機関は車室暖房性能および機関暖機性能の向上を図るために大気中から吸気するタイプの燃焼式ヒータを備える場合があり、この燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを排気通路に排出することで、触媒の活性化を図ることが考えられる。しかし、その場合、内燃機関が駆動している状態では、内燃機関の排気圧と燃焼式ヒータのそれとでは内燃機関の方が高いため、両者の圧力差によって燃焼式ヒータの燃焼ガスを排気通路に排出できない。よって、燃焼式ヒータの燃焼熱をリーンＮＯｘ触媒の暖機用に有効利用できない。さらに、前記圧力差によって、燃焼式ヒータがその燃焼ガスを外部に排出するための燃焼ガス排出通路を通じて、機関排気ガスが燃焼式ヒータに逆流してしまう虞がある。なお、燃焼式ヒータの燃焼ガスおよび内燃機関の出す排気ガスを以下特に断らない限りそれぞれ単に燃焼ガスおよび排気ガスということにする。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みて発明したものであって、次の効果を奏する、リーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関を提供することを技術的課題とする。
▲１▼副噴射を不用にしてもリーンＮＯｘ触媒への炭化水素等の還元剤の供給を十分行える。
【００１２】
▲２▼内燃機関の排気系に設けるリーンＮＯｘ触媒が内燃機関の始動とともに有効に機能するように機関始動前から排気系温度を十分高められる。
▲３▼排気浄化、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒やＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去を良好にできる。
【００１３】
▲４▼パティキュレートマターの発生を抑えられる。
▲５▼機関始動後であっても燃焼式ヒータへの逆流を防いで燃焼ガスを排気通路に必要に応じて送り込めるようにすることで、リーンＮＯｘ触媒の活性化を促進する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関は次の手段を採用した。
【００１５】
（１）機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時，ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時であり、更に、前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
または、機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時である前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
または、機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時である前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
または、機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であるリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
【００１６】
ここで、
▲１▼「機関関連要素」とは、機関冷却水やシリンダブロック、シリンダヘッド等内燃機関自体のことである。
【００１７】
▲２▼「機関」とは、通常のポート噴射ガソリンエンジンだけでなく、ガソリン直噴リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＣＮＧ（ｃｏｍｍｐｒｅｓｓｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ；圧縮天然ガス）エンジン等の内燃機関も含む。
【００１８】
▲３▼「燃焼式ヒータ」は、内燃機関本体とは別物として内燃機関に付属するものが好ましい。内燃機関本体のシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自の燃焼を行って燃焼ガスを排出することができれば、機関始動前であっても機関排気系の温度を高めたり、触媒処理を行ったりするのに使えるからである。
【００１９】
▲４▼「リーンＮＯｘ触媒」は、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒であっても選択還元型リーンＮＯｘ触媒であってもよい。
▲５▼「燃焼ガス」は、その成分に必要に応じて炭化水素や一酸化炭素等を含むものがよく、そのために燃焼式ヒータの燃焼用燃料にはガソリンや軽油等の内燃機関用燃料を用いるのが好ましい。ガソリン等はこれが完全燃焼しなければ未燃ガスを発生し、未燃ガスには還元剤となる炭化水素や一酸化炭素が含まれるからである。
【００２０】
▲６▼「燃焼ガス導入路」は、これを燃焼ガスが通過する間にその熱が他に逃げることなくリーンＮＯｘ触媒を暖めることのみに供される通路であって、内燃機関の気筒を避けて排気系に燃焼ガスを導く通路であると好適である。なお、燃焼ガスの熱のことを以下特に断らない限り燃焼ガス熱という。
【００２１】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に燃焼ガスが燃焼ガス導入路を経由してリーンＮＯｘ触媒の上流側に向けて流れる。したがって、このときの燃焼ガスの熱が高ければ、内燃機関の停止の有無に拘わらず、リーンＮＯｘ触媒は、そこに到達した高熱な燃焼ガスによって温度が高まり活性化する。
【００２２】
しかも、燃焼ガスに適量の炭化水素や一酸化炭素が含まれるように燃焼式ヒータの燃焼具合を調整すれば、従来用いていた副噴射を必要としなくても排気浄化とリーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ触媒の還元やＳ被毒からの回復を行うに十分な、還元剤としての炭化水素や一酸化炭素を確保できる。したがって、機関停止状態にあるときから燃焼式ヒータを作動しておけば、内燃機関の始動後はその直後から効果的に排気浄化ができるのはもちろん、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ触媒の還元やＳ被毒からの回復も十分期待できる。
【００２３】
また、触媒の活性化を図るべく排気系温度を高めるのに、燃焼式ヒータを使えば、従来のように内燃機関に外部負荷をかけなくともよいので未燃ガスの発生が少ない。このため、パティキュレートマターの発生を抑制できる。そして、リーンＮＯｘ触媒にＳＯＦ被毒が生じたり、あるいはパティキュレートマターが付着しても燃焼ガス熱を高めることによってそれらを燃焼できるため、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦ被毒からの回復やパティキュレートマターの除去ができる。
【００２４】
ここで、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時、ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時であることが望ましい。
そして、前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時、または前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時、またはリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにすると好適である。ここで、還元雰囲気とはリーンＮＯｘ触媒の還元剤となる炭化水素や一酸化炭素の多い雰囲気をいう。
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、燃焼式ヒータへの燃料供給量を増やして燃焼ガスの空燃比をリッチにすると燃焼熱が高まる上に、炭化水素や一酸化炭素の還元ガス成分が排気ガス中に多くなる。よって、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元やＳ被毒からの回復ができる。
【００２５】
（２）前記（１）の項において、前記燃焼ガス導入路は、ＥＧＲ通路であってもよい。なお、ＥＧＲ通路は、ＮＯｘの発生軽減のため、本来は排気ガスの一部を吸気系に戻すべく、排気通路から吸気通路に内燃機関の排気ガスを再循環するための通路である。
【００２６】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、このＥＧＲ通路をエンジン停止時の燃焼ガス導入路に適用すれば、ＥＧＲ通路は内燃機関に既存の構造物であって燃焼ガス導入路として新たに設ける必要がない。このため、装置全体が複雑化せずしかもコストを下げられる。
【００２７】
（３）前記（１）項において、前記燃焼ガス導入路は、前記機関排気通路のうち前記リーンＮＯｘ触媒の手前箇所にまで至り、前記機関本体に対してバイパスするバイパス通路であることが望ましい。
【００２８】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、バイパス通路を経由して燃焼式ヒータから出る燃焼ガスをリーンＮＯｘ触媒の手前にまで、つまりリーンＮＯｘ触媒の直ぐ近くにまで直接的に送り込める。このため、リーンＮＯｘ触媒を活性化するのに燃焼ガス熱を無駄なく有効利用できる。また、燃焼ガス導入路を断熱化すれば、燃焼ガスが燃焼ガス導入路を通過する間に燃焼ガスの持つ熱を他に逃がすことなく触媒を暖めることのみに利用できるため、リーンＮＯｘ触媒を一層有効に暖められる。したがって、それだけ早くに排気浄化が可能であり、またリーンＮＯｘ触媒の還元，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復，ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去ができる。つまり、各被毒の回復やパティキュレートマター除去に適した温度になるようにリーンＮＯｘ触媒の温度を設定することで、好適なリーンＮＯｘ触媒の再生ができるのである。
【００３１】
（４）前記（１）から（３）いずれかの項において、機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上ある時に前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを前記燃焼ガス導入路に流すようにしてもよい。なお、「所定値」とは、前記差圧が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータを作動させたときに、機関吸気系の圧力が機関排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータの燃焼ガスが機関排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値とする。
【００３２】
（５）前記（１）から（３）のいずれかの項において、前記内燃機関に過給機を設けこの過給機による過給によって機関吸気系の圧力が所定値以上になったときに、前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを前記燃焼ガス導入路に流すようにしてもよい。この場合の「所定値」は、（６）項の所定値と実質同じであり、機関吸気系の圧力が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータを作動させたときに、機関吸気系の圧力が機関排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータの燃焼ガスが機関排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値をいう。
【００３３】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、内燃機関に過給機である例えばターボチャージャを備えて置き、そのコンプレッサの作動によって吸気系の圧力を、排気通路のうちリーンＮＯｘ触媒の手前位置であって燃焼ガス導入位置の排気圧よりも高めれば、燃焼ガス導入路を経由して、高熱な燃焼ガスをリーンＮＯｘ触媒までバイパス供給できる。よって、ターボチャージャが付いていない内燃機関の場合であれば内燃機関を作動することで排気系圧力の方が吸気系圧力よりも高くなる機関運転であっても、本発明のような過給機、なかでもターボチャージャを有する内燃機関であればコンプレッサの作動により吸気系圧力が排気系圧力よりも高まる。このため、燃焼ガス導入路を経由して高熱な燃焼ガスをリーンＮＯｘ触媒の手前にまで供給できる。したがって、機関始動後であっても燃焼ガスを排気通路に必要に応じて送り込めるので、リーンＮＯｘ触媒の活性化を促進する。また、ターボチャージャを有する内燃機関の場合、前記吸気系圧力は、ターボチャージャのコンプレッサ設置場所よりも下流部分での圧力とする。また、前記排気系圧力は、ターボチャージャのタービン設置場所よりも下流部分でリーンＮＯｘ触媒の手前部分の圧力とする。なお、内燃機関が作動しているときは、ＥＧＲ通路はこれを燃焼ガス導入路としては使わないのは勿論である。これはＥＧＲ通路がその本来の用途である排気再循環装置として機能するからである。また、「機関吸気系の圧力が所定値以上になったとき」は、「機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上になったとき」と言い換えられる。
【００３４】
（６）前記（１）から（５）いずれかの項において、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時には、前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスの熱が高まるように、前記燃焼式ヒータの出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前の出力よりも大きくするとよい。なお、熱エネルギーが増えるように燃焼式ヒータの出力を大きくするには、燃焼式ヒータに送り込まれる燃料の量や燃料と空気の量を増やして燃焼式ヒータで生じる火炎を大きくする。
【００３５】
（７）前記（１）から（６）いずれかの項において、前記排気通路は、前記リーンＮＯｘ触媒に対してバイパスする触媒用バイパス管と、この触媒用バイパス管と前記リーンＮＯｘ触媒とに前記排気ガスを流し分ける排気ガス流し分け装置と、を有し、前記排気ガス流し分け装置は、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度が前記リーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合に前記触媒用バイパス管に前記排気ガスを通すと好適である。
【００３６】
なお、リーンＮＯｘ触媒に対して排気通路に触媒用バイパス管をバイパスすることによってできる、排気通路と触媒用バイパス管との２つある接合点のうち、上流側に位置する接合点に排気ガス流し分け装置を配置するのが良い。 また、排気ガス流し分け装置としては、触媒用バイパス管の開口を開閉自在にする開閉弁が好ましい。そして、この開閉弁の作動制御は、エンジン制御装置であるＥＣＵの中央処理制御装置であるＣＰＵが行う。
【００３７】
さらに、排気ガス流し分け装置の取り付け位置となる前記上流の接合点は、排気通路の燃焼ガス導入路との接合点よりも上流にあることが望ましい。燃焼ガス導入路を伝って排気通路に流れて来る燃焼ガス熱を無駄なく触媒に送り込むためである。
【００３８】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、排気通路にリーンＮＯｘ触媒に対してバイパスする触媒用バイパス管を有し、この触媒用バイパス管と排気通路のうちリーンＮＯｘ触媒のある側とへ、排気ガス流し分け装置を用いて排気ガスの流し分けを行う。この流し分けのうち、触媒用バイパス管に排気ガスが通されるのは、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度がリーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合である。つまり、排気ガスの温度が低い場合は、排気ガス流し分け装置によって排気ガスはリーンＮＯｘ触媒に向けては流されずに触媒用バイパス管に向けて流される。このため、リーンＮＯｘ触媒には、燃焼ガス導入路を経由して高熱な燃焼ガスだけを流すことができる。このようにすることで、排気ガスが低温な場合であってもこの低温な排気ガスをリーンＮＯｘ触媒に通さないようにできるので、リーンＮＯｘ触媒の温度が低温排気によって低下してしまうことがない。したがって、リーンＮＯｘ触媒を容易に活性化できる。また、ＳＯＦやパティキュレートマターを効率よく燃焼できる温度にまで触媒温度を十分高めることもでき、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元，Ｓ被毒からの回復，ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去も良好にすることができる。
【００３９】
（８）前記（１）から（６）いずれかの項において、前記排気通路は、前記排気通路の長手方向に並列し前記排気ガスの流し分けが交互になされる少なくとも２以上のリーンＮＯｘ触媒と、これらのリーンＮＯｘ触媒に前記排気ガスの流し分けを行う排気ガス流し分け装置と、を有し、前記排気ガス流し分け装置は、前記リーンＮＯｘ触媒のうち再生処理が必要な状態のリーンＮＯｘ触媒には前記排気ガスを流さないことが好ましい。なお、燃焼ガス導入路の先端を枝別れ状にして各先端にそれぞれ開閉弁を設け、この開閉弁を介して前記各リーンＮＯｘ触媒ごとに燃焼ガス導入路の先端を接続するとよい。
【００４０】
また、複数あるリーンＮＯｘ触媒のいずれもが再生処理を要しない場合において、これら複数のリーンＮＯｘ触媒に同時に排気ガスを流すのではなく、例えばリーンＮＯｘ触媒が双数の場合は、排気ガス流し分け装置を作動して一方のリーンＮＯｘ触媒にのみ排気ガスを流すようにし、他方のリーンＮＯｘ触媒には前記一方のリーンＮＯｘ触媒が再生処理要求をする状態になるまで排気ガスを流さない。そして、一方のリーンＮＯｘ触媒が再生処理を要求をする状態になったら、今度は排気ガス流し分け装置を先程とは反対に作動して他方のリーンＮＯｘ触媒にのみ排気ガスを流すようにする。そして、このとき一方のリーンＮＯｘ触媒にあっては、前記燃焼ガス導入路の一方のリーンＮＯｘ触媒に係る開閉弁を開いて燃焼ガス熱を送り、この一方のリーンＮＯｘ触媒の再生処理を行う。このとき他方のリーンＮＯｘ触媒に係る開閉弁は閉じておく。
【００４１】
次に他方のリーンＮＯｘ触媒において再生処理を要求をする状態となったら、排気ガス流し分け装置を作動して他方のリーンＮＯｘ触媒に排気ガスを流さないようにする。同時に再生処理が済んだ前記一方のリーンＮＯｘ触媒にのみ排気ガスを流し、前記他方のリーンＮＯｘ触媒に係る開閉弁を開いて燃焼ガス熱を他方のリーンＮＯｘ触媒に送り込み、当該他方のリーンＮＯｘ触媒の再生処理を行う。
【００４２】
このように複数あるリーンＮＯｘ触媒のうち、再生処理要求の状態になったリーンＮＯｘ触媒を休ませて、つまり排気ガスがそのリーンＮＯｘ触媒には流れないようにし、別のリーンＮＯｘ触媒で排気浄化を行うようになっているので、排気浄化処理が滞ることなくできる。よって、排気および排気浄化を効率良く行える。
【００４３】
（９）前記（１）項において、前記燃焼式ヒータは機関吸気通路に燃焼ガスを流せるようにする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関を添付した図面に基づいて説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を示す。
（ディーゼルエンジンＩ）
内燃機関としてのディーゼルエンジンＩは、機関冷却水を含むウォータジャケットを有する機関本体としてのエンジン本体３と、エンジン本体３の図示しない複数のエンジンシリンダ内に燃焼に必要な空気を送り込む吸気装置５と、混合気が燃焼した後の排気ガスを大気中に放出する排気装置７と、エンジン搭載車輌の室内を暖める車室用ヒータ９とを有する。なお、ディーゼルエンジンのことを特に断らない限り、以下単に「エンジン」という。
（吸気装置５）
吸気装置５は、エンジンシリンダ内に新鮮な空気を取り入れるエアクリーナ１３を始端とし、エンジン本体３内の図示しない吸気ポートを終端とする。そして、その間に、過給機であるターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａ，インタークーラ１９およびインタークーラ１９を経由して来た混合気を前記各エンジンシリンダに振り分けるインテークマニホールド２１等を配備してある。そして、吸気装置５の構成部材同士の間は、吸気通路としての吸気管２３に属する複数の連結管で連結してある。
（吸気管２３）
吸気管２３は、コンプレッサ１５ａを境に、エアクリーナ１３から吸気装置５に入って来る吸気が強制的に押し込まれることで加圧状態になる下流側連結管２７とそうでない上流側連結管２５とに大別できる。
（上流側連結管２５）
上流側連結管２５は、エアクリーナ１３とコンプレッサ１５ａとの間で、図１において左右方向にまっすぐ延びる連結管である。
（下流側連結管２７）
下流側連結管２７は、コンプレッサ１５ａとインテークマニホールド２１とを結ぶ図１において上下方向に延びるＬ字形をした本流管２９と、本流管２９にバイパス状に接続してある支流管としてのヒータ用枝管３１とからなる。
（ヒータ用枝管３１）
ヒータ用枝管３１は、その途中に燃焼式ヒータ１７を含み、この燃焼式ヒータ１７の上流側端と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７に空気を供給する空気供給通路３３と、燃焼式ヒータ１７の下流側端と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを本流管２９に排出する燃焼ガス排出通路３５とからなる。また、空気供給通路３３および燃焼ガス排出通路３５の本流管２９との各接続箇所Ｃ１，Ｃ２は、接続箇所Ｃ１の方が接続箇所Ｃ２よりも上流側に位置する。そして、燃焼ガス排出通路３５のうち燃焼式ヒータ１７寄り箇所には三方弁９７を設けてあり、この三方弁９７からは燃焼ガス導入路９９が排気装置７の後述する触媒コンバータ３９の手前にまで延びている。燃焼ガス導入路９９については排気装置７の説明をした後でさらに述べる。
（接続箇所Ｃ１およびＣ２周りの部品）
また、接続箇所Ｃ１とコンプレッサ１５ａとの間にはインタークーラ１９を設置してあり、本流管２９のうち接続箇所Ｃ１と接続箇所Ｃ２との間には、吸気絞り弁７０を設けてある。また、吸気絞り弁７０の下流、つまり本流管２９のうちコンプレッサ１５ａの下流には、吸気圧センサ２９ａを取り付けてあり、この吸気圧センサ２９ａにより本流管２９のうちコンプレッサ１５ａ下流部分での吸気圧を測定する。吸気圧センサ２９ａで検出した吸気圧は、電気信号となってＥＣＵ４６に送られる。
（インタークーラ１９）
インタークーラ１９は、コンプレッサ１５ａによって受熱した、コンプレッサ１５ａの設置個所よりも下流側に位置する空気を冷却する。
（吸気絞り弁７０）
吸気絞り弁７０は、その作動をＥＣＵ４６の図示しないＣＰＵによって制御する。また、吸気絞り弁７０は、エンジンＩが停止状態にあり、かつ燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときは本流管２９を絞る。ただし、三方弁９７と燃焼ガス導入路９９がある場合は、吸気絞り弁７０はなくてもエンジン停止時に燃焼式ヒータ１７を作動できる。また、ディーゼルエンジンであるエンジンＩは、吸気絞り弁７０を絞ることでその作動を積極的に停止する。なお、エンジンＩの始動時及び始動後には吸気絞り弁７０を開く。
【００４５】
本流管２９を通る吸気は、接続箇所Ｃ１でヒータ用枝管３１に分岐する吸気と、分岐せずに本流管２９をそのまま下流に向かう吸気とに分かれる。そして、ヒータ用枝管３１に入る前記分岐した吸気は、空気供給通路３３→燃焼式ヒータ１７→燃焼ガス排出通路３５を経由する間に燃焼式ヒータ１７から受熱して高熱となる。この高熱となった吸気が接続箇所Ｃ２で本流管２９に戻り、そこで前記Ｃ１で分岐しなかった吸気と合流することでエンジン本体３に入る吸気の温度を高めるように作用する。
（排気装置７）
排気装置７は、エンジン本体３内の図示しない排気ポートを始端とし、そこから終端のマフラ４１までの間に、エキゾーストマニホールド３７，ターボチャージャ１５のタービン１５ｂおよびエンジンＩの排気ガスを浄化する吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒を含む触媒コンバータ３９を排気通路としての排気管４２上に備えている。なお、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒のことを以後特に断らない限り、単に「リーンＮＯｘ触媒」という。また、触媒コンバータ３９はリーンＮＯｘ触媒を適宜のケース体に充填したものであるので、触媒コンバータ３９をリーンＮＯｘ触媒の意味で使えるものとする。また、排気管４２における触媒コンバータ３９の入り口および出口の両端部近傍には、それぞれ入り口ＮＯｘセンサ３９ａおよび出口ＮＯｘセンサ３９ｃを取り付けてある。これらセンサ３９ａおよび３９ｃは、ＥＣＵ４６と電気的に接続してある。入り口ＮＯｘセンサ３９ａと出口ＮＯｘセンサ３９ｃが検出した値との差から触媒コンバータ３９に含まれているリーンＮＯｘ触媒が還元時期にあるかどうかがわかる。
（燃焼ガス導入路９９）
燃焼ガス導入路９９は、燃焼式ヒータ１７から出て三方弁９７を経由した後の燃焼ガスをエンジン本体３を通すことなく排気管４２に向けて送るものである。つまり、燃焼ガス導入路９９は、吸気通路である吸気管２３と排気通路である排気管４２とを結びエンジン本体３に対してバイパスするバイパス通路である。そして、この燃焼ガス導入路９９の排気管４２との接合点Ｃ５は触媒コンバータ３９の手前箇所となる 。
【００４６】
よって、エンジンＩの駆動の有無に拘わらず、燃焼式ヒータ１７が作動すれば燃焼ガス導入路９９を経由して接合点Ｃ５に至った燃焼ガスにより、触媒コンバータ３９を直接的に暖めることができる。また、燃焼ガス導入路９９は、ここを燃焼ガスが通過する間にその燃焼熱を他に逃がすことなく触媒コンバータ３９を暖めることにのみ利用できるものである。なお、三方弁９７については燃焼式ヒータ１７の説明をしてから述べる。また、燃焼ガス導入路９９の出口９９ａの近傍には排気圧センサ２９ｂを設置してあり、この排気圧センサ２９ｂもＥＣＵ４６と電気的に接続してある。排気圧センサ２９ｂにより燃焼ガス導入路９９の出口９９ａ部分の排気圧を測定する。排気圧センサ２９ｂで検出した排気圧は、電気信号となってＥＣＵ４６に送られる。
（ＥＧＲ８８）
エンジン本体３には、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気ガス再循環装置としてのＥＧＲ８８を設けてある。ＥＧＲ８８は、排気管４２のエキゾーストマニホールド３７と吸気管２３のインテークマニホールド２１とをエンジン本体３の図示しないシリンダに対してバイパス状に接続するＥＧＲ通路９０を備えている。
【００４７】
ＥＧＲ通路９０は、ここを通る流通ガス量を制御するＥＧＲ弁９２を有する。ＥＧＲ弁９２は、ＥＣＵ４６のＣＰＵと電気的に接続してあり、電気モータ９２ａにより駆動する。ＥＧＲ弁９２は、元来、エンジンＩが作動状態にあるときにＣＰＵの制御下で必要に応じて開く弁ではあるが、エンジンＩが停止状態でかつ燃焼式ヒータ１７を作動する必要があるときにも開く可変制御可能な弁である。また、ＥＧＲ弁９２は、燃焼式ヒータ１７の出す燃焼ガスをＥＧＲ通路９０を介して触媒コンバータ３９に導く導入機構ともいえる。なお、燃焼式ヒータ１７の出す燃焼ガスを特に断らない限り以下燃焼ガスという。
【００４８】
前記のようにエンジンＩが停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときにＥＧＲ弁９２が開くと、ＥＧＲ通路９０を介して、燃焼ガスを吸気管２３から排気管４２に送る。よってＥＧＲ通路９０は、触媒コンバータ３９に向けて燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路ということもできる。
【００４９】
なお、ＥＧＲ通路９０は、吸気管２３の本流管２９のうち燃焼式ヒータ１７の設置箇所よりも下流箇所を、および排気管４２のうち触媒コンバータ３９の設置個所よりも上流箇所を前記エンジンシリンダに対してバイパス状に接続する通路でもある。
（燃焼式ヒータ１７）
燃焼式ヒータ１７は、エンジン本体３とは別物としてエンジンＩに付属する燃焼用装置であって、エンジン本体３の図示しないシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自に燃焼して燃焼ガスを出す。
【００５０】
また、燃焼式ヒータ１７はエンジンＩが停止状態にあるときだけでなく、エンジンＩが所定の運転状態にあるときにおいても作動し、燃焼式ヒータ１７の作動はＣＰＵが制御する。
【００５１】
「エンジンＩが所定の運転状態あるとき」とは、車室暖房が必要で機関冷却水温度が低いとき，触媒温度が低い時，リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したとき（リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時）等であり、このような条件下にエンジンＩがあるときは、エンジンＩの作動の有無に拘わらず、燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるとき、言い換えれば「燃焼式ヒータ１７の作動実行条件が成立したとき」でもある。なお、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したとき（リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時）とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時，ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時のことである。燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときと判断するのは、ＣＰＵである。ＣＰＵは、エンジンＩに設けた図示しない各種センサがエンジンＩの運転状態ごとに検出しかつＥＣＵ４６に送る各種電気信号に基づいて、燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときを判断する。ＣＰＵが燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときと判断すると、燃焼式ヒータ１７が作動してそこから高熱な燃焼ガスが出る。この燃焼ガスが車室暖房や機関暖機のための熱源として供される。
【００５２】
また、燃焼式ヒータ１７は、元々が車室暖房及び機関暖機を図るべく機関冷却水等の機関関連要素を昇温することでそれらの温度を上げる装置であるが、本発明では触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒の活性による排気浄化や再生処理を図る装置としても機能する。このことについては後で順を追って説明する。
（燃焼式ヒータ１７の概略構造）
次に燃焼式ヒータ１７の概略構造を図２を参照して示す。
【００５３】
燃焼式ヒータ１７は、機関冷却水の入っている前記ウォータジャケットとつながっている。それ故、燃焼式ヒータ１７は、その内部に機関冷却水が通る冷却水通路１７ａを備えている。この冷却水通路１７ａは、熱源である燃焼室１７ｄを流通する燃焼ガスによって暖められる。燃焼室１７ｄは、そこに燃焼筒１７ｂを配置し、この燃焼筒１７ｂを円筒状の隔壁１７ｃで覆うことでなる。
（燃焼室本体４３）
隔壁１７ｃで燃焼筒１７ｂを覆うことで、燃焼室１７ｄを隔壁１７ｃ内に画する。またこの隔壁１７ｃもケース体４３ａによって覆われており、これによりケース体４３ａの内面と隔壁１７ｃの外面との間に前記冷却水通路１７ａを形成する。ケース体４３ａと、このケース体４３が包蔵する冷却水通路１７ａ等を含むものを燃焼室本体とし、これを符号４３で示す。
（燃焼式ヒータ１７の空気流通路）
また、前記した空気供給通路３３および燃焼ガス排出通路３５は、吸気管２３に属する本流管２９の支流管であるヒータ用枝管３１に属する通路である。そして、燃焼式ヒータ１７にのみ適用され、燃焼室本体４３に対して、燃焼用空気を供給しかつ燃焼ガスを排出する空気流通路として機能するものであることから、これらの通路３３，３５を燃焼室本体４３とともに燃焼式ヒータ１７の構成要素としてもよい。
（燃焼室１７ｄ）
燃焼室１７ｄが燃焼式ヒータ１７内の空気流通路として機能していることより燃焼室１７ｄは燃焼室１７ｄに対して空気が出入りする空気供給口１７ｄ１および排気排出口１７ｄ２を有している。空気供給口１７ｄ１および排気排出口１７ｄ２はそれぞれ空気供給通路３３および燃焼ガス排出通路３５とつながっている。そして、既述のように吸気が本流管２９から分岐してヒータ用枝管３１を通ると、図２に実線矢印で示すように、空気供給通路３３→空気供給口１７ｄ１→燃焼室１７ｄ→排気排出口１７ｄ２→燃焼ガス排出通路３５を経由して、燃焼ガスを含んだ状態の吸気が本流管２９に戻る。そして、この吸気は燃焼ガスの燃焼熱によって暖められているので、この暖められた吸気が前記実線矢印で示す経路を経て燃焼室本体４３から排出されるまでの間に、前記暖められた吸気を熱媒体として前記冷却水通路１７ａを流れる破線矢印で図２に示す冷却水を暖める。よって、燃焼室１７ｄは熱交換通路ともいえる。
（燃焼筒１７ｂ）
燃焼筒１７ｂには、燃料供給路としての燃料供給管１７ｅによって燃焼燃料を供給するようになっており、ここから燃焼室１７ｄに燃焼燃料を供給すると、この燃料は燃焼室本体４３内で気化する。そして、この気化燃料に図示しない点火装置で点火し、気化燃料を燃焼する。
（冷却水通路１７ａ）
一方、冷却水通路１７ａは、冷却水導入口１７ａ１と冷却水排出口１７ａ２とを有し、冷却水導入口１７ａ１は、図１からわかるように、エンジン本体３の図示しないウォータジャケットの冷却水排出口と水管路Ｗ１を介して連結している。
【００５４】
また、冷却水排出口１７ａ２は、車室用ヒータ９と水管路Ｗ２を介して連結している。そして、車室用ヒータ９は、水管路Ｗ３を介してウォータジャケットの図示しない冷却水導入口と連結している。
【００５５】
したがって、ウォータジャケットの冷却水は、水管路Ｗ１を介して燃焼式ヒータ１７に至るとそこで暖められ、その後、燃焼式ヒータ１７から水管路Ｗ２を介して車室用ヒータ９に至り、車室用ヒータ９の熱媒体として熱交換されて車室内に温風を出す。熱交換によって温度が下がった冷却水は水管路Ｗ３を介してウォータジャケットに戻る。このように、水管路Ｗ１〜水管路Ｗ３を介して冷却水がエンジン本体３と、燃焼式ヒータ１７と、車室用ヒータ９との間を循環する。なお、冷却水の循環は、エンジン駆動時は図示しないエンジン用ウォータポンプによって行うが、エンジン非駆動時には、水管路Ｗ１に設けた、エンジン用ウォータポンプとは別の電動ウォータポンプＷ１ａによっても行う。よって、エンジンＩが動いていない場合でも車室用ヒータ９は効く。
（燃焼式ヒータ１７の他の構成部品）
なお、燃焼室本体４３は、この他に送風ファン４５や燃焼式ヒータ１７専用の図示しないＣＰＵ等を備え、これらによって燃焼式ヒータ１７を好適に作動し、燃焼室１７ｄに火炎Ｆができる。
（三方弁９７）
次に前記した三方弁９７について図３を参照して述べる。
【００５６】
三方弁９７は、その一つの口である第１の口９７ａを燃焼式ヒータ１７の排気出口１７ｄ２と接続し、残りの二口のうちの一方の第２の口９７ｂを燃焼ガス排出通路３５と、また他方の第３の口９７ｃを燃焼ガス導入路９９と接続する。すなわち三方弁９７は、燃焼式ヒータ１７と、燃焼ガス排出通路３５と、燃焼ガス導入路９９との間に位置する。三方弁９７のケース体９７ｄの中にはケース体９７ｄの長手方向に、図示しないダイアフラムの作動によって移動する弁体９８がある。
【００５７】
弁体９８は、ケース体９７ｄ内における弁体９８の移動場所に応じて、前記３口のうちの２口を、すなわち第１の口９７ａと第２の口９７ｂとを、または第１の口９７ａと第３の口９７ｃとを連通する（図３の二点鎖線矢印および実線矢印参照）。そして、前記第１の口９７ａと第２の口９７ｂとが連通しているときは、第３の口９７ｃは閉じ、第１の口９７ａと第３の口９７ｃとが連通しているときは、第２の口９７ｂが閉じる。
【００５８】
詳しくは、エンジンＩが作動状態や停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときには、第１の口９７ａと第２の口９７ｂとが連通するように弁体９８が二点鎖線表示のように動く。この場合、エンジン停止時に燃焼式ヒータ１７が燃焼すると、その時に出る燃焼ガスは、第１の口９７ａと第２の口９７ｂを経由した後、本流管２９とＥＧＲ通路９０とを経由して、やがて排気管４２の触媒コンバータ３９に至る。よって、触媒コンバータ３９は、これをエンジンＩの始動前から活性温度になるまで高めることができるので、エンジンＩの始動後、触媒コンバータ３９は即時有効に機能する。
【００５９】
また、エンジンＩの停止状態や作動状態で燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときには、第１の口９７ａと第３の口９７ｃとを連通するように弁体９８が実線表示のように動く。この場合、燃焼式ヒータ１７が燃焼すると、その時に出る燃焼ガスは、第１の口９７ａと第３の口９７ｃを経由した後、燃焼ガス導入路９９を経由して、やがて排気管４２の触媒コンバータ３９の手前箇所である接合点Ｃ５に至る。よって、触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒は、これがエンジンＩの始動後にまだ活性していない場合でも、これを一気に活性温度にまで高めることができるため、エンジンＩの出力がまだ軽負荷状態であっても、即時有効にリーンＮＯｘ触媒が機能するようにできる。
【００６０】
このように三方弁９７は、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスを吸気本流管２９やＥＧＲ通路９０や燃焼ガス導入路９９に導入したり、あるいはそれらへの燃焼ガスの進行を阻止したりすることで、燃焼ガスの流れの向きを切り替える切り替え弁といえる。また、燃焼ガスは燃焼式ヒータの排気であるので、三方弁のことを排気切り替え弁ともいう。
（燃焼ガス導入路９９とＥＧＲ通路９０との違い）
燃焼ガス導入路９９とＥＧＲ通路９０との違いは、触媒に熱を与える燃焼ガスがこれらを通過する間に熱が逃げにくくなっているかどうかにある。
【００６１】
両者はともに燃焼ガスをエンジン本体３を通すことなく触媒コンバータ３９に向けて送るという点では同じであるが、燃焼ガス導入路９９は燃焼ガスを触媒コンバータ３９の手前に向けて直接送る通路であるため、触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒を直接的に暖めることができる。
【００６２】
これに対し、ＥＧＲ通路９０は触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒を間接的に暖める。つまり、ＥＧＲ通路９０を通る燃焼ガスが触媒コンバータ３９に至るまでの間に燃焼ガスはエキゾーストマニホールド３７やタービン１５ｂを通過しなければならず、よって、当該通過中にエキゾーストマニホールド３７等に燃焼ガスの持つ熱が奪われてしまう。このため、ＥＧＲ通路９０を通る燃焼ガスではリーンＮＯｘ触媒を十分暖められない場合が考えられる。
【００６３】
ＥＧＲ通路９０の場合は、吸気絞り弁７０が必要で、吸・排気口の間に吸気絞り弁７０がある必要があるが、エンジンＩが作動していない場合にしか利用できない。これに対し、燃焼ガス導入路９９の場合は、吸気絞り弁７０はなくてもよく、また、吸気絞り弁７０は吸・排気口の下流にあってもよい。エンジンＩの駆動前であろうとなかろうと、時期的に何等制限を受けることなく利用できる。
【００６４】
また、三方弁９７と燃焼ガス導入路９９を持っている場合は、エンジン作動前は、ＥＧＲ８８も燃焼ガス導入路９９も両方利用できるので、その場合、どちらを利用するかは、触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒の温度がどれ位有るかによって異なる。すなわち、触媒温度があまり低くない場合は、ＥＧＲ８８によって緩やかに活性温度になるように調整すればよいし、触媒温度がかなり低い場合は、燃焼ガス導入路９９によって一気に活性温度にまで高めてもよい。エンジン作動前にどちらの通路を利用して触媒温度を高めるかについては、ＣＰＵがエンジンＩに備えられている各センサの出す検出値に基づいて決定する。（燃焼式ヒータ１７を用いたリーンＮＯｘ触媒の再生処理実行ルーチン）
次に図４を用いて燃焼式ヒータ１７を用いたリーンＮＯｘ触媒の再生処理を実行するためのルーチンについて述べる。このルーチンはステップ：Ｓ１００〜Ｓ１０６からなる。
【００６５】
また、このルーチン以外の後述する他のルーチンを含めて、ルーチン実行用のフローチャートの各々は、ＥＣＵ４６のＲＯＭに記憶してある。また、フローチャートの各ステップにおける処理は、すべてＥＣＵ４６のＣＰＵによる。
【００６６】
まず、Ｓ１００でリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したかどうかを判定する。リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したかどうかの判定を行うには、例えば▲１▼エンジンＩの作動時間が所定時間を経過したかどうかで判別する方法，▲２▼触媒コンバータ３９の後方に設けた出口ＮＯｘセンサ３９ｃの出力が所定値以上になるかどうかで判別する方法，▲３▼エンジンＩへ供給する燃料の量の積算値が所定値以上になったかどうかで判別する方法が考えられる。前記所定時間等の値は、エンジンＩの作動時間等がこれら所定時間等の値を過ぎるとリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したことを示す指標となる値であって、エンジンの種類や車種によって異なる。
【００６７】
Ｓ１００で肯定判定すればＳ１０１に進み、否定判定すればＳ１０２に進む。Ｓ１０１ではエンジン作動中かどうかを判定する。Ｓ１０１で肯定判定すればＳ１０３に進み、否定判定すればＳ１０４に進む。
【００６８】
Ｓ１０３で吸気系の圧力と排気系の圧力との差圧が所定値以上あるかどうかを吸気圧センサ２９ａと排気圧センサ２９ｂとが検出した値から判定する。なお、「所定値」とは、前記差圧が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータ１７を作動させたときに、吸気系の圧力が排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値である。逆流が生じない場合とは、例えばターボチャージャ１５が作動している場合が考えられる。Ｓ１０３で肯定判定した場合はＳ１０５に進み、否定判定した場合はＳ１０２に進む。
【００６９】
Ｓ１０５では、排気切り替え弁である三方弁９７をエンジン排気系の触媒コンバータ３９の上流側に切り替える。このときエンジンＩは作動しているのでＥＧＲ通路９０を燃焼ガス導入路として利用できない。よって、燃焼ガス導入路９９を開くように三方弁９７を切り替える。
【００７０】
次のＳ１０６では、リーンＮＯｘ触媒の再生処理用に燃焼式ヒータ１７の作動制御を行う。つまり、燃焼ガスが高熱になるように燃料供給量や燃料と空気の供給量を共に増やし、燃焼式ヒータ１７の出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前よりも大きくする。また、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を変えて再生処理を実行する。その後、このルーチンを終了する。
【００７１】
話をＳ１００とＳ１０３で否定判定する場合のＳ１０２に進める。
Ｓ１０２では、排気切り替え弁である三方弁９７をエンジン吸気系側に切り替える。つまり、燃焼ガス排出通路３５を開く。その後、このルーチンを終了する。
【００７２】
ところで、Ｓ１０４では、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立し、かつエンジンＩが作動していないことを前提とした処理である。よって、リーンＮＯｘ触媒の再生にあたり触媒コンバータ３９に燃焼ガス熱を供給するのにＥＧＲ通路９０を用いても燃焼ガス導入路９９を用いてもよい。言い換えると、排気切り換え弁である三方弁９７をエンジン排気系触媒上流に切り換えるか、吸気系に切り換え、ＥＧＲ弁９２を開いて吸気絞り弁を閉じる。但し、ＥＧＲ通路９０を利用する場合は、吸気絞り弁７０を閉じて燃焼ガスが本流管２９を逆流しないようにする。
【００７３】
Ｓ１０４の後は前記Ｓ１０６に進む。
以上に述べたものが、第１の実施の形態に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関、すなわちエンジンＩである。
【００７４】
なお、前記Ｓ１０３での判定事項である「機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上あるかどうか」を「機関吸気系の圧力が所定値以上あるかどうか」と置き換えてもよい。機関吸気系の圧力だけから機関排気系の圧力をある程度予測できるからである。なお、この場合の「所定値」は、前述した所定値と実質同じである。つまり、機関吸気系の圧力が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータを作動させたときに、機関吸気系の圧力が機関排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータの燃焼ガスが機関排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値をいう。
【００７５】
次にエンジンＩが停止状態にあるときと作動状態にあるときの空気の流れる経路を述べる。
（エンジンＩが停止状態にあるときの空気の流れ経路）
リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立し燃焼式ヒータ１７の出力が高まると、送風ファン４５に吸引されて、エアクリーナ１３から吸気装置５に入った空気は次の経路をたどって触媒コンバータ３９に至る。
【００７６】
▲１▼エアクリーナ１３から吸気管２３の上流側連結管２５に入った空気は、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａおよびインタークーラ１９を経由して本流管２９の接続箇所Ｃ１から空気供給通路３３に空気が流れる。
【００７７】
▲２▼空気供給通路３３に入った空気は、燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３に送り込まれる。
▲３▼燃焼室本体４３に入った空気は、燃焼室本体４３の燃焼室１７ｄにおいて燃料供給管１７ｅから送られる燃焼燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスとなって燃焼ガス排出通路３５に出る。このとき三方弁９７が燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９に向けるように弁体９８を設定してあれば、燃焼ガスは燃焼ガス導入路９９を経由して触媒コンバータ３９に向けて流れ、その後、触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒を暖める。
【００７８】
▲４▼また、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスをこれが燃焼ガス排出通路３５を通過して接続箇所Ｃ２に向かうように三方弁９７の弁体９８を設定してあれば、燃焼ガス排出通路３５に出た燃焼ガスは、その後本流管２９の接続箇所Ｃ２から本流管２９に入る。このとき吸気絞り弁７０は閉じてあるので、燃焼ガスはエンジン本体３側の前記図示しないとした吸気ポートの側に向かう。
【００７９】
▲５▼▲４▼の場合、燃焼ガスが吸気ポートに向かってもエンジンＩは停止しているので、吸気ポートまたは／および排気ポートは閉じている。よって、前記燃焼ガスはエンジン本体３のシリンダには入らずまたは入ってもその外には出ず、インテークマニホールド２１とエキゾーストマニホールド３７を結ぶＥＧＲ通路９０に入る。このときＥＧＲ弁９２は開いているので、燃焼ガスはＥＧＲ弁９２を経由して、エキゾーストマニホールド３７に至る。そして、排気管４２のタービン１５ｂを経由して触媒コンバータ３９に至る。
（エンジンＩが作動状態にあるときの空気の流れ経路）
次にエンジンＩが作動状態にあるときにリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立し、燃焼式ヒータ１７が作動すると、エアクリーナ１３から吸気装置５に入った空気は次の経路をたどって排気装置７に至る。
【００８０】
▲１▼エアクリーナ１３から吸気管２３の上流側連結管２５に入った空気は、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａおよびインタークーラ１９を経由して本流管２９に向かう。このときエンジンＩが動いているので、吸気絞り弁７０は開いており、前記空気の大半はエンジン本体３の吸気ポートに向かう。
【００８１】
▲２▼同時に接続箇所Ｃ１から送風ファン４５に吸引されて空気供給通路３３に空気が分流し、この分流した分の空気が燃焼式ヒータ１７で燃焼に供された後、燃焼ガスとなって熱を持つ。そして、燃焼ガス排出通路３５の三方弁９７の弁体９８が、燃焼ガスをこれが燃焼ガス排出通路３５を通過して接続箇所Ｃ２に向かうように設定してあれば、燃焼ガス排出通路３５に出た前記熱を持った燃焼ガスは、その後本流管２９の接続箇所Ｃ２から本流管２９に入り、機関暖機に供する。本流管２９に入った燃焼ガスは、エンジンＩが作動しているので、その吸気ポートからシリンダ内に入りその後排気ポートを経てエキゾーストマニホールド３７およびタービン１５ｂを経て触媒コンバータ３９に流れる。
【００８２】
▲３▼一方、エンジン１の作動中において触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒の活性化や再生処理を優先すべきとＥＣＵが判断した場合は、弁体９８の設定を燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９に導かれて触媒コンバータ３９の手前に向けて流れるようになっており、その場合、燃焼ガスは燃焼ガス導入路９９を経由して排気管４２の触媒コンバータ３９の手前箇所である接合点Ｃ５に至る。
【００８３】
弁体９８の設定を燃焼ガスが燃焼ガス排出通路３５を通過して接続箇所Ｃ２に向かうようにする場合の条件としては、リーンＮＯｘ触媒の活性化よりもエンジン本体３の暖機性を優先すべきとＥＣＵ４６が判断した場合である。したがって、反対にエンジン１の作動中において触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒の活性化や再生処理を優先すべきとＥＣＵが判断した場合は、弁体９８の設定を燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９に導かれて触媒コンバータ３９の手前に向けて流れるようにする。
【００８４】
なお、エンジン１の始動に合わせてコンプレッサ１５ａが作動するので、コンプレッサ１５ａが作動すると下流側連結管２７のうちコンプレッサ１５ａよりも下流側における吸気圧が高まる。そして、前記のようにエンジン１の作動時にも燃焼式ヒータ１７は作動する。
【００８５】
エンジンＩが作動しているときは、ＥＧＲ通路９０はこれを燃焼ガス導入路としては使わないのは勿論である。これはＥＧＲ通路９０がその本来の用途である排気再循環装置として機能するからである。
〈第１の実施の形態の作用効果〉
次に、第１の実施の形態の作用効果について説明する。
【００８６】
（１）エンジンＩでは、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９やＥＧＲ通路９０を経由して、リーンＮＯｘ触媒を含む触媒コンバータ３９の上流側に向けて流れる。したがって、このときに燃焼式ヒータ１７の出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前よりも大きくして、燃焼ガス熱を高めれば、エンジンＩの停止の有無に拘わらず、リーンＮＯｘ触媒は、そこに到達した高熱な燃焼ガスによって温度が高まり活性化する。
【００８７】
（２）しかも、燃焼ガスに適量の炭化水素や一酸化炭素が含まれるように燃焼式ヒータ１７の燃焼具合を調整すれば、従来用いていた副噴射を必要としなくても排気浄化とリーンＮＯｘ触媒の還元，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を行うに十分な、還元剤としての炭化水素や一酸化炭素を確保できる。したがって、エンジンＩが停止状態にあるときから燃焼式ヒータ１７を作動しておけば、エンジンＩの始動後はその直後から効果的に排気浄化ができるのはもちろん、リーンＮＯｘ触媒の還元やリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復も十分期待できる。
【００８８】
（３）触媒の活性化を図るべく排気系温度を高めるのに燃焼式ヒータ１７を使っているとともに従来のようにエンジンに外部負荷をかけなくともよいので、未燃ガスの発生が少ない。このため、パティキュレートマターの発生を抑制できる。そして、リーンＮＯｘ触媒にＳＯＦ被毒が生じたり、あるいはパティキュレートマターが付着しても燃焼ガス熱を高めることによってそれらを燃焼できる。このため、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦ被毒からの回復やパティキュレートマターの除去ができる。
【００８９】
（４）ＥＧＲ通路９０をエンジン停止時の燃焼ガス導入路として適用すれば、これはエンジンＩに既存の構造物であるから燃焼ガス導入路として新たに設ける必要がない。このため、装置全体が複雑化せずしかもコストを下げられる。
【００９０】
（５）バイパス通路として機能する燃焼ガス導入路９９を経由して燃焼ガスを触媒コンバータ３９の手前にまで、つまりリーンＮＯｘ触媒の直ぐ近くにまで直接的に送り込める。このため、リーンＮＯｘ触媒を活性化するのに燃焼ガス熱を無駄なく有効利用できる。また、燃焼ガス導入路９９を断熱化すれば、燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９を通過する間に燃焼ガスの持つ熱を他に逃がすことなく触媒を暖めることのみに利用できる。このため、リーンＮＯｘ触媒を一層有効に暖められる。したがって、それだけ早くに排気浄化が可能であり、またリーンＮＯｘ触媒の還元，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復，ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去ができる。つまり、各被毒の回復やパティキュレートマター除去に適した温度になるようにリーンＮＯｘ触媒の温度を設定することで、好適なリーンＮＯｘ触媒の再生ができるのである。
【００９１】
（６）一旦エンジンが始動した後あまり時間の経っていない段階でエンジンＩを停止した場合、つまり、現在はエンジンＩが停止しているが、その少し前にエンジンＩが所定の回転数以上で動いていたり、あるいは所定以上の負荷を受けていたりしたために、リーンＮＯｘ触媒の温度がまだある程度高い域にある場合には、燃焼式ヒータ１７の出力を大きくしなくてもすぐにリーンＮＯｘ触媒床温を活性温度以上に高められる。
【００９２】
（７）エンジンＩの停止中であっても、ＥＧＲ通路９０および燃焼ガス導入路９９のいずれかを通って触媒コンバータ３９に至った燃焼ガスにより、触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒を再生処理できる。
【００９３】
（８）エンジン停止中においてリーンＮＯｘ触媒の再生処理が必要でないときであってもリーンＮＯｘ触媒を予熱しておける。よって、エンジンＩの始動とともにリーンＮＯｘ触媒を有効に機能させられる。
【００９４】
（９）機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧または機関吸気系の圧力が所定値以上になる時に燃焼式ヒータ１７を作動すれば、エンジンＩが作動中であっても燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９を経由して排気管４２に流せる。換言すればコンプレッサ１５ａの作動で吸気系の圧力を排気系の圧力よりも高めれば、機関始動後であっても燃焼ガス導入路９９を経由して、高熱な燃焼ガスを排気管４２に設置の触媒コンバータ３９の手前にまでバイパス供給できる。しかもその供給は高圧下において直接的である。よって、燃焼式ヒータ１７の燃焼熱は、燃焼ガス導入路９９内をスムーズに流れて触媒コンバータ３９に到るため、エンジン１が作動していてもリーンＮＯｘ触媒を活性化できる。また、燃焼ガス導入路９９内が高圧であるので、燃焼式ヒータ１７に向けて、エンジン排ガスが燃焼ガス導入路９９を介して逆流することもない。
【００９５】
（１０）エンジン作動状態で吸気絞り弁７０を開くとともにコンプレッサ１５ａを作動し、その状態で、燃焼式ヒータ１７の送風ファン４５の回転数を大きくすることで、燃焼ガスを触媒コンバータ３９の手前に燃焼ガス導入路９９を経由して導入しやすくなる。
〈第２の実施の形態〉
図５および図６を用いて第２の実施の形態に係るエンジンＩＩを説明する。
【００９６】
この第２の実施の形態に係るエンジンＩＩが第１の実施の形態に係るエンジンＩと異なるのは次の事項である。よって、第２の実施の形態に係るエンジンＩＩが第１の実施の形態のエンジンＩと同一な部分には同一符号を付して図示するだけとし、説明は省略する。
【００９７】
▲１▼ヒータ用枝管３１を上流側連結管２５でつなぐ。よって、上流側連結管２５におけるヒータ用枝管３１の位置はコンプレッサ１５ａよりも上流にあること。
▲２▼燃焼ガス排出通路３５の途中に吸気絞り弁７０の下流側に向けて延びる分岐管９５を備えたこと。
【００９８】
▲３▼燃焼ガス排出通路３５のうち分岐管９５との交差点に三方弁９７を設けたこと。
▲４▼分岐管９５の途中に三方弁９７と構造的に同一な三方弁９７’を設けたこと。
【００９９】
▲５▼コンプレッサ１５ｂよりも下流側に位置する排気管４２にはその長手方向に並列し、排気ガスの流し分けがかわりがわりになされる少なくとも２以上（本実施の形態では２つ）の触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂを設けたこと。
【０１００】
▲６▼触媒コンバータが２つある関係で、第１の実施の形態で述べた燃焼ガス導入路９９に相当する別の燃焼ガス導入路９９’があり、その先端は二股状であること。また、排気管４２の一部を複線部４２ａとし、そこに触媒コンバータをそれぞれ配置し、それらに対応するように複線部４２ａにおける各触媒コンバータの上流側に燃焼ガス導入路９９’の二股状の先端を配置したこと。
【０１０１】
▲７▼燃焼ガス導入路９９’の各先端に、触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂに向けて排気ガスを流し込んだり止めたりする開閉弁１００，１００を設けたこと。
▲８▼触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂへの排気ガスの流し分けを行う排気ガス流し分け装置１０２を複線部４２ａの上流側境界部に設けたこと。
【０１０２】
▲９▼複線部４２ａのうち触媒コンバータ３９Ａおよび３９Ｂの入り口側にそれぞれ温度センサ１０４および１０４を設けたこと。
なお、マフラ４１は図示を省略した。また、触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂに係る各種センサおよび排気ガス流し分け装置１０２は、ＥＣＵ４６と電気的に接続してある。
【０１０３】
図５に示すように、上流側連結管２５でヒータ用枝管３１をつなぐことで、燃焼式ヒータ１７と空気供給通路３３と燃焼ガス排出通路３５とからなるヒータ用枝管３１は、コンプレッサ１５ａよりも上流に位置するＵ字形をしたバイパス通路となる。そして、第１の実施の形態で述べた下流側連結管２７に相当する管は、第２の実施の形態では第１の実施の形態で述べた本流管２９に相当するコンプレッサー１５ａとインテークマニホールド２１とを結ぶＬ字形をした下流側連結管２７’のみになる。また、ヒータ用枝管３１の空気供給通路３３と燃焼ガス排出通路３５とが、上流側連結管２５と接続する接続箇所をそれぞれ符号Ｃ１’およびＣ２’で示す。
（三方弁９７’）
三方弁９７’が三方弁９７と異なる点は、その取り付け位置の違いでしかなく、両者の構成は同じである。よって、三方弁９７’の構成上の説明は省略する。但し、取り付け位置の違いにより、第１の口９７ａ，第２の口９７ｂおよび第３の口９７ｃの各接続先が異なるが、この三方弁９７’は、三方弁９７から流れて来た燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に流すか、エンジン本体３側に向けて流すかを振り分けるものであるので、この振り分けの違いについての説明に留め、前記第１の口９７ａ〜第３の口９７ｃの各接続先については説明を省略する。
【０１０４】
三方弁９７’が燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に向ける場合は、エンジンＩが動いていようとなかろうと、リーンＮＯｘ触媒がまだ活性温度に達していない場合か再生処理必要時である。また、三方弁９７’が燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスをエンジン本体３側に向ける場合は、エンジン低温始動時かエンジンＩが停止しておりかつリーンＮＯｘ触媒がまだ活性温度に達していない場合か再生処理必要時であり、この場合、ＥＧＲ通路９０を利用して燃焼ガスを触媒コンバータ３９に導く。但し、エンジン作動前に燃焼ガスを触媒コンバータ３９に導くのに、ＥＧＲ通路９０を利用するか燃焼ガス導入路９９’を利用するかは、第１の実施の形態で述べたと同じであり、エンジンＩＩに備えられている各種センサの検出値に基づいて、ＣＰＵが決定する。
（排気ガス流し分け装置１０２）
排気ガス流し分け装置１０２は、エンジン排ガスを触媒コンバータ３９Ａか３９Ｂに振り分けるための装置である。排気ガス流し分け装置１０２は、弁体１０２ａとその駆動機構１０２ｂとからなり、駆動機構１０２ｂはＥＣＵ４６と電気的に接続してある（接続状態は図示せず）。そして、ＥＣＵ４６のＣＰＵの制御下で触媒コンバータ３９Ａか触媒コンバータ３９Ｂのいずれかにエンジン排ガスを振り分ける。また、排気ガス流し分け装置１０２は、触媒コンバータ３９Ａおよび３９Ｂのうち、再生処理が必要な触媒コンバータには排気ガスを流さないように、弁体１０２ａによって当該再生処理が必要な触媒コンバータへの排気ガスの流れを阻止する。
（リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復処理およびＮＯｘ還元処理実行ルーチン）
第１の実施の形態ではリーンＮＯｘ触媒の再生処理を述べたが、この第２の実施の形態では、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＮＯｘ還元の各処理を行う場合について図６を参照して述べる。また、このルーチンはＳ２０１〜Ｓ２０６の各ステップからなる。
【０１０５】
処理がこのルーチンに移行すると、Ｓ２０１では車輌走行距離の積算またはエンジンＩＩの燃料消費量の積算を行い、これらの積算値のいずれかに基づいてＳ被毒量を算出する。Ｓ被毒量は走行距離等に比例して増えるからである。
【０１０６】
よって、走行距離等の積算値がある特定値となったならば、それに応じてＳ被毒を回復すべき時期にあるとしてＳ被毒の回復を行う。この判断をＳ２０２で行う。
【０１０７】
走行距離等の積算値は、ＥＣＵ４６のＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）に一時記憶しておく。そして必要に応じてＥＣＵ４６のＣＰＵに呼び出す。なお、Ｓ被毒量の算出は、当該積算値だけによるのではなく排気温度に基づいてもできるし、またはそれらの全部に基づいてもできる。
【０１０８】
Ｓ２０２で肯定判定すれば、Ｓ２０３に進み、否定判定すればＳ２０４に進む。 Ｓ２０３では燃焼式ヒータ１７を作動するとともに排気切り替え弁である三方弁９７，９７’の操作により燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に流す。このとき、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気、つまり、リーンＮＯｘ触媒の還元剤となる炭化水素や一酸化炭素の多い雰囲気におけるように、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチでしかも触媒温度が６００℃以上になるように燃焼式ヒータ１７の出力制御を行う。６００℃は、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を行う適切な温度である。燃焼式ヒータ１７の出力制御を行って触媒温度を６００℃以上にしたときにリーンＮＯｘ触媒の温度を検出するのが、温度センサ１０４である。
【０１０９】
その後所定時間が経過してから燃焼式ヒータ１７を停止する。なお、ここでいう「所定時間」とはリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒を回復することができるに十分な時間である。
【０１１０】
Ｓ２０４では、入り口ＮＯｘセンサ３９ａが検出した値と出口ＮＯｘセンサ３９ｃが検出した値との差を、信号差として検出する。
Ｓ２０５ではＳ２０４で求めた検出結果に基づいて触媒コンバータ３９に含まれているリーンＮＯｘ触媒が還元時期にあるかどうかを判定する。この判定には、図示しない周知のＮＯｘ排出量マップから推定してもよい。Ｓ２０５で肯定判定すれば次のＳ２０６に進み、否定判定すればこのルーチンを終了し、必要に応じて繰り返す。
【０１１１】
Ｓ２０６では燃焼式ヒータ１７を作動するとともに排気切り替え弁である三方弁９７，９７’の操作により燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に流す。このとき、燃焼式ヒータ１７の空燃比がリッチでしかもリーンＮＯｘ触媒の温度が３００℃以上になるように燃焼式ヒータ１７の出力制御を行う。３００℃は、ＮＯｘ還元を行う適切な温度である。燃焼式ヒータ１７の出力制御を行ってリーンＮＯｘ触媒の温度を３００℃以上にしたときもリーンＮＯｘ触媒の温度を温度センサ１０４で検出する。
【０１１２】
その後所定時間が経過してから燃焼式ヒータ１７を停止するとともに必要に応じてこのルーチンを繰り返す。なお、ここでいう「所定時間」とはリーンＮＯｘ触媒の還元処理をすることができるに十分な時間である。
〈第２の実施の形態の作用効果〉
次に第２の実施の形態の作用効果について説明する。
【０１１３】
本実施の形態では、双数のリーンＮＯｘ触媒のいずれにも同時に排気ガスを流すのではなく、排気ガス流し分け装置１０２を作動して一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）にのみ排気ガスを流すようにし、他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）には前記一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）がＳ被毒からの回復を要する時であったり、ＮＯｘ還元を要する時であったり等の処理要求（以下単に「処理要求」という。）をする状態になるまで排気ガスを流さない。なお、前記Ｓ２０３やＳ２０６のように処理する対象によって燃焼式ヒータの出力制御を変える。
【０１１４】
そして、一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）が処理要求をする状態になったら今度は排気ガス流し分け装置１０２を先程とは反対に作動して他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）にのみ排気ガスを流す。そして、このとき一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）にあってはその触媒コンバータに係る開閉弁１００を開いて燃焼ガス導入路９９’から燃焼ガス熱を送り、この一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）の処理を行う。このとき他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に係る開閉弁１００は閉じておく。
【０１１５】
次に他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）が処理要求をする状態となったら、排気ガス流し分け装置１０２を作動して他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に排気ガスを流さないようにする。同時に処理が済んだ一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）にのみ排気ガスを流し、前記他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に係る開閉弁１００を開いて燃焼ガス熱を他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に送り込み、この他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）の処理を行う。
【０１１６】
このように双数の触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂのうち、処理要求の状態になった触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）を休ませて、つまり排気ガスがその触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）には流れないようにし、別の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）で排気浄化を行うようになっているので、排気浄化処理が滞ることなく排気できる。よって、排気および排気浄化を効率良く行える。
【０１１７】
また、このエンジンＩＩにあっては、リーンＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒１７のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒１７を還元雰囲気におけるように燃焼ガスの空燃比をリッチにするので、燃焼熱が高まる上に、炭化水素や一酸化炭素の還元ガス成分が排気ガス中に多くなる。よって、リーンＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ還元やリーンＮＯｘ触媒１７のＳ被毒からの回復ができる。
〈第３の実施の形態〉
次に第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩを図７および図８を用いて説明する。
【０１１８】
前記した第２の実施の形態に係るエンジンＩＩでは触媒コンバータは双数あったが、第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩにあっては、図７に示すように単数である。よって、燃焼ガス導入路も二股でなくなる。つまりこの第３の実施の形態で示す触媒コンバータおよび燃焼ガス導入路は、第１の実施の形態のものと同じタイプのものである。よって、それぞれを第１の実施の形態と同じ符号３９および９９で示す。また、触媒コンバータ３９の前後部に温度センサ１０４を配置してある。他の構成部分については、第２の実施の形態と同じであるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【０１１９】
この第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩでも燃焼式ヒータ１７の空燃比をリッチにすることで、還元剤としての炭化水素等の供給がリーンＮＯｘ触媒に必要であるときに対応できる。その場合の燃焼式ヒータ１７の作動制御実行ルーチンを図８に示す。
（燃焼式ヒータ１７の作動制御ルーチン）
図８に示す燃焼式ヒータ１７の作動制御ルーチンは、Ｓ３０１〜Ｓ３０６の各ステップからなる。
【０１２０】
処理がこのルーチンに移行すると、Ｓ３０１では触媒コンバータ３９の入り口温度と出口温度とを温度センサ１０４，１０４で検出し、それらの温度差から触媒温度を算出する。なお、触媒温度とは、触媒コンバータ３９を通過するガス温度ではなく触媒コンバータ３９においてリーンＮＯｘ触媒の置かれている触媒床の温度のことである。
【０１２１】
Ｓ３０２では、リーンＮＯｘ触媒の温度がリーンＮＯｘ触媒の再生を行うに有効な温度範囲にあるかどうかを判定する。Ｓ３０２で肯定判定すればＳ３０３に進み、否定判定すればこのルーチンを終了する。
【０１２２】
Ｓ３０３では触媒コンバータ３９内における空気量Ｇａを適宜の空気量検出手段により検出するとともに、その空気量に応じた還元剤としての炭化水素量の算出を行う。
【０１２３】
次のＳ３０４ではリーンＮＯｘ触媒３９が、その機能を発揮するための最適な温度よりも低いかどうかを判定する。Ｓ３０４で肯定判定すればＳ３０５に進み、否定判定すれば、つまりＳ３０６に進む。
【０１２４】
Ｓ３０５は、リーンＮＯｘ触媒の温度がその機能を発揮するための最適な温度よりも低い温度であることを前提とした処理であるので、燃焼式ヒータ１７の排気熱量や空燃比がリッチになるようにリッチ制御を行うことにより、燃焼ガスの温度を上昇してリーンＮＯｘ触媒の温度が、その機能を発揮するための最適な温度以上にするとともに、炭化水素を供給する。
【０１２５】
Ｓ３０６では、リーンＮＯｘ触媒の温度が、その機能を発揮するための最適な温度以上であることを前提としたステップであるので、燃焼式ヒータ１７の排気熱量が最低になるような状態で作動したり、あるいは空燃比制御を行ったりすることにより、燃焼ガスの温度上昇をせずに炭化水素の供給を行って、リーンＮＯｘ触媒が、再生温度範囲内にあるようにする。そして、その後は必要に応じてこのルーチンを繰り返す。
〈第３の実施の形態の作用効果〉
この第３の実施の形態にあっても、エンジン１の作動の有無に拘わらず、リーンＮＯｘ触媒の触媒再生を行うことができる。
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態に係るエンジンＩＶを図９を用いて説明する。
【０１２６】
エンジン停止中のみに限定して触媒再生を行う場合には、図９のような構造になる。図９に示すエンジンＩＶの構造が図７に示す第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩと相違するところは、燃焼ガス導入路９９がないことと、それに関連して吸気圧センサ２９ａと排気圧センサ２９ｂがないこと、三方弁９７’が分岐管９５にないことである。
〈第４の実施の形態の作用効果〉
この第４の実施の形態に係るエンジンＩＶにあっては、エンジン停止中において、ＥＧＲ通路９０を利用したリーンＮＯｘ触媒３９の再生を行える。
〈第５の実施の形態〉
次に図１０〜図１３を用いて第５の実施の形態に係るエンジンＶを説明する。
【０１２７】
この第５の実施の形態に係るエンジンＶが図５に示す第２の実施の形態に係るエンジンＩＩと異なる点は、触媒コンバータが一つであることと、排気管４２に触媒コンバータに対してバイパスする触媒用バイパス管を備えたこと、およびそれら相違点に関連する箇所だけである。よって、第２の実施の形態に係るエンジンＩＩと同一部分については第２の実施の形態で示したと同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１０は本実施形態の概略構成図であるが、第２の実施の形態と比べて異なる部分以外は最大限簡略化してある。また、話を簡単にするためにリーンＮＯｘ触媒の活性化にＥＧＲ通路９０は用いず、燃焼ガス導入路９９のみを用いることとするがエンジン始動前であればＥＧＲでリーンＮＯｘ触媒を活性化してもよいのはもちろんである。
【０１２８】
図１０において、この第５の実施の形態に係るエンジンＶは、排気管４２がその触媒コンバータ３９に対してバイパスする触媒用バイパス管１１０と、この触媒用バイパス管１１０および触媒コンバータ３９に排気ガスを流し分ける排気ガス流し分け装置１１２とを有している。
【０１２９】
触媒用バイパス管１１０は、排気管４２上にある触媒コンバータ３９の上流側と下流側とを結んでバイパスする排気通路である。
排気ガス流し分け装置１１２は、排気管４２と触媒用バイパス管１１０との２つある接合点Ｃ３，Ｃ４のうち、上流側に位置する接合点Ｃ３に設けてある。また、排気ガス流し分け装置１１２は、触媒用バイパス管１１０の一方の開口１１０ａを開閉自在にする開閉弁１１２ａとこの開閉弁１１２ａを駆動する駆動装置１１２ｂとを有する。そして、この排気ガス流し分け装置１１２の駆動制御はＥＣＵ４６のＣＰＵが行う。
【０１３０】
また、排気ガス流し分け装置１１２の取り付け位置となる前記接合点Ｃ３の排気管４２における位置は、排気管４２の燃焼ガス導入路９９との接合点Ｃ５よりも上流にある。これは燃焼ガス導入路９９を伝って排気管４２に流れて来る燃焼ガス熱を無駄なく触媒コンバータ３９に送り込むためである。
【０１３１】
次にこのような構成のエンジンＶの触媒コンバータ３９に導入する燃焼ガスの空燃比調整の好適例を▲１▼エンジン始動前，▲２▼始動直後，▲３▼エンジン作動中とに分けて具体的に説明する。
【０１３２】
以下に述べる燃焼ガスの空燃比調整によりリーンＮＯｘ触媒に堆積した被毒物質を除去し、リーンＮＯｘ触媒の再生を効率良く行う。
▲１▼エンジン始動前にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生するための空燃比制御
図１１を参照して説明する。図１１は、縦軸に燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆを示し、横軸に時間経過を示すＡ／Ｆ−時間線図である。この線図における符号ａ，ｂ，ｃは、次の説明項ａ〜ｃに対応する領域であることを意味する。また、図中１点鎖線で示す線は、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ（理論空燃比）の場合を示し、これをストイキ線ということにする。なお、これらの符号およびストイキ線は、図１２および図１３で示す他のＡ／Ｆ−時間線図にあっても同様の取扱いをするものとする。
【０１３３】
ａ：燃焼式ヒータ１７の作動直後は燃焼ガス中に還元剤としての炭化水素や一酸化炭素等ができるだけ含まれないように燃焼制御を行う。領域ａにあっては、空燃比Ａ／Ｆは２０程度のリーンであり、このような排気が触媒コンバータ３９に入ることで触媒コンバータ３９の入り口部での温度が高まり、リーンＮＯｘ触媒が活性化する。このときの燃焼ガスは、前記のようにその空燃比がリーンであって燃焼ガス中に含まれる炭化水素等のほとんどないクリーンな排気である。
【０１３４】
ｂ：触媒コンバータ３９の入り口部での温度が触媒活性温度（例えば２００℃）以上になった時、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆはストイキとする。このとき燃焼ガスには、２〜３パーセントの一酸化炭素と、それを燃焼するに十分な量の酸素とが存在する。このためそれら一酸化炭素や酸素がリーンＮＯｘ触媒に供給されるので、一酸化炭素が燃焼によって酸化し、リーンＮＯｘ触媒の温度がさらに上昇する。
【０１３５】
ｃ：リーンＮＯｘ触媒の温度が上昇することにより、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦの酸化やＳ離脱が可能な温度、言い換えればリーンＮＯｘ触媒の再生可能な温度（５００℃以上）になると、前記空燃比Ａ／Ｆをリーンまたはリッチに繰り返し変更してＳＯＦ被毒からの回復またはＳ被毒からの回復等の再生を図る。
【０１３６】
▲２▼エンジン始動直後にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生するための空燃比制御
図１２に示すＡ／Ｆ−時間線図において、矢印ｉは、エンジンＶの始動時期を示す。図１２のグラフ線において矢印ｉの指す位置よりも時間軸で左側の部分ではまだエンジンＶが停止状態にあり、右側の部分ではエンジンＶが作動状態にあることを意味する。また、同じく図１２のグラフ線における矢印領域ｉｉの範囲では、触媒用バイパス管１１０の開口１１０ａを排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａを駆動装置１１２ｂによって作動することで開き、それ故、触媒用バイパス管１１０をエンジンＶの排気ガスが流通する期間を示す。矢印領域ｉｉにあっては図１３で示すＡ／Ｆ−時間線図にあっても同様の取り扱いをするものとする。
【０１３７】
ａ：グラフ線における矢印ｉの左側であるエンジン始動前にあっては、触媒暖機のために燃焼ガスを触媒コンバータ３９に導入する。同じく矢印ｉの右側であるエンジン始動後のしかも直後にあっては排気ガスの方が燃焼ガスよりも低温である場合があり得る。よって、触媒暖機が未だ不十分で触媒が活性温度以下の場合は、燃焼ガスよりも低温な排気ガスを触媒コンバータ３９には流さずに触媒用バイパス管１１０に流すべく、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａを開く。リーンＮＯｘ触媒が燃焼ガスによって暖まるまでの間は燃焼ガス中に還元剤としての炭化水素や一酸化炭素等ができるだけ含まれないように燃焼制御を行う。領域ａにあっては、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆは２０程度のリーンであり、このような空燃比の排気ガスが触媒コンバータ３９に入ることで、触媒コンバータ３９の入り口部での温度が高まりリーンＮＯｘ触媒が活性化する。
【０１３８】
ｂ：触媒コンバータ３９の入り口部での温度が高まりリーンＮＯｘ触媒が活性温度（例えば２００℃）以上になったときに、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆをリッチとする。このとき燃焼ガスには多量の一酸化炭素が含まれており、触媒により一酸化炭素が酸化し、また触媒温度がさらに上昇する。このとき、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａにより触媒用バイパス管１１０の開口１１０ａは閉じる。そして、エンジン排ガスと燃焼ガスとからなる混合ガスの空燃比は、リーンからストイキの間に制御する。
【０１３９】
ｃ：リーンＮＯｘ触媒の温度が上昇することにより、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦの酸化やＳ離脱が可能な温度、言い換えればリーンＮＯｘの再生可能な温度（５００℃以上）になると、前記空燃比Ａ／Ｆがリッチ域で変動するように制御する。このとき、エンジン排ガスと燃焼ガスとの混合ガスの空燃比はリーンとリッチとを繰り返す。
【０１４０】
▲３▼エンジン作動中にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生するための空燃比制御
図１３を参照して説明する。
【０１４１】
ａ：エンジン作動中にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生の必要が生じた場合であって、エンジンＶの排気ガスが低い場合は、この低温な排気ガスが触媒コンバータ３９をバイパスするように、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａにより触媒用バイパス管１１０の開口１１０ａを開く。このとき燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９を経由して触媒コンバータ３９に流す。
【０１４２】
触媒コンバータ３９を流れる燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆはリッチ域にある。そして、開閉弁１１２ａを経由してそれよりも下流側の触媒コンバータ３９に向かうエンジンＶの排気ガスと燃焼ガスとからなる混合ガスがストイキになるように制御する。
【０１４３】
ｂ：リーンＮＯｘ触媒の温度が上昇することにより、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦの酸化やＳ離脱が可能な温度、言い換えればリーンＮＯｘの再生可能な温度（５００℃以上）になると、燃焼式ヒータ１７の排気空燃比Ａ／Ｆがストイキを境にリーン域とリッチ域との間で変動するように制御する。このとき、エンジン排ガスと燃焼ガスとの混合ガスの空燃比はリーンとリッチとを繰り返すようになる。
〈第５の実施の形態の作用効果〉
この第５の実施の形態に係るエンジンＶでは、排気管４２にリーンＮＯｘ触媒を含む触媒コンバータ３９に対してバイパスする触媒用バイパス管１１０を有し、この触媒用バイパス管１１０の側と、排気管４２のうち触媒コンバータ３９のある側とのいずれかへ、排気ガス流し分け装置１１２を用いて排気ガスの流し分けを行う。この流し分けのうち、触媒用バイパス管１１０に排気ガスが通されるのは、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時で排気ガスの温度がリーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合のみである。それ以外の場合は排気ガスは触媒コンバータ３９によって排気浄化される。つまり、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度が低い場合は、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａを操作して触媒用バイパス管１１０を開き、これにより排気ガスを触媒コンバータ３９には流さずに触媒用バイパス管１１０に向けて流す。このため、触媒コンバータ３９には、排気管４２のうち排気ガス流し分け装置１１２の設置場所Ｃ３よりも下流側の箇所であって触媒コンバータ３９の手前の箇所である接合点Ｃ５に向けて延びている燃焼ガス導入路９９を経由する、燃焼式ヒータ１７からの高熱な燃焼ガスだけを通すことができる。したがって、排気ガスが低温な場合であってもこの低温な排気ガスがリーンＮＯｘ触媒を通らないようにできるので、リーンＮＯｘ触媒の温度が低温排気によって低下してしまうことがない。したがって、リーンＮＯｘ触媒を容易に活性化できる。また、ＳＯＦやパティキュレートマターを効率よく燃焼できる温度にまで触媒温度を十分高められるので、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元，Ｓ被毒からの回復ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去も良好にすることができる。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明によれば、機関関連要素を昇温するため吸気通路に燃焼ガスを流す燃焼式ヒータと、排気通路に備えられ排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記吸気通路側から前記排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と有するので、次の効果を奏する。
【０１４５】
▲１▼副噴射を不用にしてもリーンＮＯｘ触媒への炭化水素等の還元剤の供給を十分行える。
▲２▼内燃機関の排気系に設けるリーンＮＯｘ触媒が内燃機関の始動とともに有効に機能するように機関始動前から排気系温度を十分高められる。
【０１４６】
▲３▼排気浄化、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復およびパティキュレートマターの除去を良好にできる。
▲４▼パティキュレートマターの発生を抑えられる。
【０１４７】
▲５▼機関始動後であっても燃焼ガスを排気通路に必要に応じて送り込めるようにすることで、燃焼式ヒータへの逆流を防ぐとともにリーンＮＯｘ触媒の活性化を促進する。
【０１４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第１の実施の形態の概略構成図
【図２】燃焼式ヒータの概略断面図
【図３】三方弁の概略説明図
【図４】第１の実施の形態に係るリーンＮＯｘ触媒の再生処理実行ルーチンを説明するための図
【図５】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第２の実施の形態の概略構成図
【図６】リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復処理およびＮＯｘ還元処理実行ルーチンを説明するための図
【図７】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第３の実施の形態の概略構成図
【図８】第３の実施の形態に係る燃焼式ヒータの作動制御実行ルーチンを説明するための図
【図９】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第４の実施の形態の概略構成図
【図１０】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第５の実施の形態の概略構成図
【図１１】第５の実施の形態に係るエンジン始動前にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復をするための燃焼ガス空燃比制御Ａ／Ｆ−時間線図
【図１２】第５の実施の形態に係るエンジン始動直後にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復をするための燃焼ガス空燃比制御Ａ／Ｆ−時間線図
【図１３】第５の実施の形態に係るエンジン作動中にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復をするための燃焼ガス空燃比制御Ａ／Ｆ−時間線図
【符号の説明】
Ｉ〜Ｖ…エンジン（内燃機関）
３…エンジン本体（機関本体，機関関連要素）
５…吸気装置
７…排気装置
９…車室用ヒータ
１３…エアクリーナ
１５…ターボチャージャ（過給機）
１５ａ…コンプレッサ
１５ｂ…ターボチャージャのタービン
１７…燃焼式ヒータ
１７ａ…燃焼式ヒータの冷却水通路
１７ａ１…冷却水導入口
１７ａ２…冷却水排出口
１７ｂ…燃焼筒
１７ｃ…円筒状隔壁
１７ｄ…燃焼室
１７ｄ１…空気供給口
１７ｄ２…排気排出口
１７ｅ…燃料供給管
１９…インタークーラ
２１…インテークマニホールド
２３…吸気管（吸気通路）
２５…上流側連結管
２７…下流側連結管
２７’…下流側連結管
２９…本流管
２９ａ…吸気圧センサ
３１…ヒータ用枝管
３３…空気供給通路
３５…燃焼ガス排出通路
３７…エキゾーストマニホールド
３９…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
３９ａ…入り口ＮＯｘセンサ
３９ｃ…出口ＮＯｘセンサ
３９Ａ…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
３９Ｂ…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
４１…マフラ
４２…排気管（排気通路）
４３…燃焼室本体
４３ａ…ケース体
４５…送風ファン
４６…ＥＣＵ
７０…吸気絞り弁
８８…ＥＧＲ
９０…ＥＧＲ通路（燃焼ガス導入路）
９２…ＥＧＲ弁
９５…分岐管
９７…三方弁
９７’…三方弁
９７ａ…第１の口
９７ｂ…第２の口
９７ｃ…第３の口
９７ｄ…三方弁のケース体
９８…弁体
９９…燃焼ガス導入路，バイパス通路
９９ａ…燃焼ガス導入路の出口
９９’…燃焼ガス導入路
１００…燃焼ガス導入路に係る開閉弁
１０２…排気ガス流し分け装置
１０２ａ…弁体
１０２ｂ…駆動機構
１０４…温度センサ
１１０…触媒用バイパス管
１１０ａ…触媒用バイパス管１１０の開口
１１２…排気ガス流し分け装置
１１２ａ…開閉弁
１１２ｂ…駆動装置
Ｃ１…空気供給通路３３と本流管２９との接続箇所
Ｃ２…燃焼ガス排出通路３５と本流管２９との接続箇所
Ｃ１’…空気供給通路３３と上流側連結管２５との接続箇所
Ｃ２’…燃焼ガス排出通路３５と上流側連結管２５との接続箇所
Ｃ３…排気管４２と触媒用バイパス管１１０との接合点であって上流側に位置する接合点
Ｃ４…排気管４２と触媒用バイパス管１１０との接合点であって下流側に位置する接合点
Ｃ５…排気管４２における燃焼ガス導入路９９との接合点（リーンＮＯｘ触媒の手前箇所）
Ｆ…火炎
Ｗ１〜Ｗ３…水管路
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関、詳しくは、排気系における雰囲気が特に酸素過剰状態になる内燃機関の排気系に備えられ、この排気系の排気ガス中に含まれる窒素酸化物を還元剤を用いて浄化するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン直噴リーンバーンエンジンやディーゼルエンジン等、熱効率が良く、排気系における雰囲気が酸素過剰でかつ炭化水素や一酸化炭素が少ない内燃機関の排気浄化手段として排気系に用いる触媒には、例えば吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒がある。吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒は、リーン雰囲気で窒素酸化物を触媒に一旦吸蔵し、後で還元雰囲気中で還元剤を適量に触媒に供給することで、吸蔵した窒素酸化物を一気に還元浄化する間欠処理型のリーンＮＯｘ触媒である。なお、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒以外に選択還元型リーンＮＯｘ触媒がある。この選択還元型リーンＮＯｘ触媒は、還元剤をこれに供給することで窒素酸化物を連続的に選択還元浄化する連続処理型のリーンＮＯｘ触媒である。また、還元剤としては、例えば特開平６−１１７２２５号公報にあるように炭化水素を挙げられる。なお、炭化水素以外にも一酸化炭素等が還元剤として知られている。
【０００３】
炭化水素を還元剤として用いると、炭化水素の一部は部分酸化して活性種を生成する。そして、この活性種が窒素酸化物と反応してこれを還元し、人体に無害な窒素，水素，酸素および二酸化炭素を生成する。
【０００４】
そして、前記公報では、この還元剤の供給を、内燃機関で通常行われるインジェクタ等の機関燃料噴射装置による圧縮行程での噴射による供給とは別に、同じ機関燃料噴射装置の噴射により、膨張行程〜排気行程で行っている。これらの噴射のうち、前者の機関駆動用の噴射を主噴射といい、後者の別な噴射を副噴射という。
【０００５】
また、リーンＮＯｘ触媒を有効に機能させるには、リーンＮＯｘ触媒の活性化が必要であり、そのためにはリーンＮＯｘ触媒をこれが有効に機能する温度である活性温度以上にまで高めなくてはならない。そして、これまでの技術では、内燃機関の出す排気ガス熱を利用して触媒温度を高めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
副噴射は前記のように膨張行程〜排気行程で行われるので、ピストンが上死点よりも下方に移行した時点で燃料を噴射する。ところでピストンが上死点近傍にあるときに燃料を噴くのが燃焼を行う上で好適であり、これを実現するため燃料噴射装置は一定の噴射角をもって設置してある。このため、ピストンがそのストロークにおける上死点よりも下方にあるときに燃料を噴くようになっている副噴射では、燃料が気化しにくく、よって還元剤として液化状態のままリーンＮＯｘ触媒に供給されてしまうことが考えられる。燃料を還元剤として有効利用するには、気化状態にした方が好ましい。しかし、本来の役割が機関駆動用に燃焼用燃料を噴くインジェクタ等の燃料噴射装置では燃料が気化するように副噴射の実行タイミングをうまく捉えるのが難しい。このため、気化状態の還元剤を副噴射を行わずにリーンＮＯｘ触媒に供給できる技術が望まれていた。
【０００７】
また、これまではリーンＮＯｘ触媒が有効に機能するのはリーンＮＯｘ触媒が活性温度以上になることができる機関始動後であり、機関始動前の停止状態からはリーンＮＯｘ触媒を活性温度にまで高めることができなかった。また、機関始動後であってもリーンＮＯｘ触媒が活性化するまではしばらく時間がかかるので、その間はリーンＮＯｘ触媒が有効に機能しない。しかも、直噴エンジンやディーゼルエンジンのように、熱効率が良い内燃機関にあっては、内燃機関が例えば軽負荷域等の運転状態にあると、その時の排気温度が低いため、排気系にリーンＮＯｘ触媒を活性化するに十分な熱が行き亘らず、加速後の減速時等では却って内燃機関の低温排気でリーンＮＯｘ触媒が冷えてしまうことさえある。
【０００８】
すると、リーンＮＯｘ触媒のいわゆるＳＯｘ被毒からの回復やＳＯＦ被毒からの回復を行うのが難しくなるばかりか、パティキュレートマターの除去もしにくくなる。なお、ＳＯｘ被毒に限らず、イオウによる被毒のことを総称してＳ被毒ということにする。また、周知の如くＳＯＦ被毒はイオウによる被毒ではないので、Ｓ被毒には含まれない。
【０００９】
一方、排気温度を高め排気系の雰囲気をリッチにすべく内燃機関に吸、排気絞り等を行って外部負荷をかけると、今度は燃費悪化の要因になるばかりかパティキュレートマターが発生する虞がある。
【００１０】
また、前記公報に記載はないが、内燃機関は車室暖房性能および機関暖機性能の向上を図るために大気中から吸気するタイプの燃焼式ヒータを備える場合があり、この燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを排気通路に排出することで、触媒の活性化を図ることが考えられる。しかし、その場合、内燃機関が駆動している状態では、内燃機関の排気圧と燃焼式ヒータのそれとでは内燃機関の方が高いため、両者の圧力差によって燃焼式ヒータの燃焼ガスを排気通路に排出できない。よって、燃焼式ヒータの燃焼熱をリーンＮＯｘ触媒の暖機用に有効利用できない。さらに、前記圧力差によって、燃焼式ヒータがその燃焼ガスを外部に排出するための燃焼ガス排出通路を通じて、機関排気ガスが燃焼式ヒータに逆流してしまう虞がある。なお、燃焼式ヒータの燃焼ガスおよび内燃機関の出す排気ガスを以下特に断らない限りそれぞれ単に燃焼ガスおよび排気ガスということにする。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みて発明したものであって、次の効果を奏する、リーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関を提供することを技術的課題とする。
▲１▼副噴射を不用にしてもリーンＮＯｘ触媒への炭化水素等の還元剤の供給を十分行える。
【００１２】
▲２▼内燃機関の排気系に設けるリーンＮＯｘ触媒が内燃機関の始動とともに有効に機能するように機関始動前から排気系温度を十分高められる。
▲３▼排気浄化、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒やＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去を良好にできる。
【００１３】
▲４▼パティキュレートマターの発生を抑えられる。
▲５▼機関始動後であっても燃焼式ヒータへの逆流を防いで燃焼ガスを排気通路に必要に応じて送り込めるようにすることで、リーンＮＯｘ触媒の活性化を促進する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関は次の手段を採用した。
【００１５】
（１）機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時，ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時であり、更に、前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
または、機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時である前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
または、機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時である前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
または、機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有し、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であるリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにする。
【００１６】
ここで、
▲１▼「機関関連要素」とは、機関冷却水やシリンダブロック、シリンダヘッド等内燃機関自体のことである。
【００１７】
▲２▼「機関」とは、通常のポート噴射ガソリンエンジンだけでなく、ガソリン直噴リーンバーンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＣＮＧ（ｃｏｍｍｐｒｅｓｓｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ；圧縮天然ガス）エンジン等の内燃機関も含む。
【００１８】
▲３▼「燃焼式ヒータ」は、内燃機関本体とは別物として内燃機関に付属するものが好ましい。内燃機関本体のシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自の燃焼を行って燃焼ガスを排出することができれば、機関始動前であっても機関排気系の温度を高めたり、触媒処理を行ったりするのに使えるからである。
【００１９】
▲４▼「リーンＮＯｘ触媒」は、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒であっても選択還元型リーンＮＯｘ触媒であってもよい。
▲５▼「燃焼ガス」は、その成分に必要に応じて炭化水素や一酸化炭素等を含むものがよく、そのために燃焼式ヒータの燃焼用燃料にはガソリンや軽油等の内燃機関用燃料を用いるのが好ましい。ガソリン等はこれが完全燃焼しなければ未燃ガスを発生し、未燃ガスには還元剤となる炭化水素や一酸化炭素が含まれるからである。
【００２０】
▲６▼「燃焼ガス導入路」は、これを燃焼ガスが通過する間にその熱が他に逃げることなくリーンＮＯｘ触媒を暖めることのみに供される通路であって、内燃機関の気筒を避けて排気系に燃焼ガスを導く通路であると好適である。なお、燃焼ガスの熱のことを以下特に断らない限り燃焼ガス熱という。
【００２１】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に燃焼ガスが燃焼ガス導入路を経由してリーンＮＯｘ触媒の上流側に向けて流れる。したがって、このときの燃焼ガスの熱が高ければ、内燃機関の停止の有無に拘わらず、リーンＮＯｘ触媒は、そこに到達した高熱な燃焼ガスによって温度が高まり活性化する。
【００２２】
しかも、燃焼ガスに適量の炭化水素や一酸化炭素が含まれるように燃焼式ヒータの燃焼具合を調整すれば、従来用いていた副噴射を必要としなくても排気浄化とリーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ触媒の還元やＳ被毒からの回復を行うに十分な、還元剤としての炭化水素や一酸化炭素を確保できる。したがって、機関停止状態にあるときから燃焼式ヒータを作動しておけば、内燃機関の始動後はその直後から効果的に排気浄化ができるのはもちろん、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ触媒の還元やＳ被毒からの回復も十分期待できる。
【００２３】
また、触媒の活性化を図るべく排気系温度を高めるのに、燃焼式ヒータを使えば、従来のように内燃機関に外部負荷をかけなくともよいので未燃ガスの発生が少ない。このため、パティキュレートマターの発生を抑制できる。そして、リーンＮＯｘ触媒にＳＯＦ被毒が生じたり、あるいはパティキュレートマターが付着しても燃焼ガス熱を高めることによってそれらを燃焼できるため、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦ被毒からの回復やパティキュレートマターの除去ができる。
【００２４】
ここで、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時、ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時であることが望ましい。
そして、前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時、または前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時、またはリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにすると好適である。ここで、還元雰囲気とはリーンＮＯｘ触媒の還元剤となる炭化水素や一酸化炭素の多い雰囲気をいう。
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、燃焼式ヒータへの燃料供給量を増やして燃焼ガスの空燃比をリッチにすると燃焼熱が高まる上に、炭化水素や一酸化炭素の還元ガス成分が排気ガス中に多くなる。よって、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元やＳ被毒からの回復ができる。
【００２５】
（２）前記（１）の項において、前記燃焼ガス導入路は、ＥＧＲ通路であってもよい。なお、ＥＧＲ通路は、ＮＯｘの発生軽減のため、本来は排気ガスの一部を吸気系に戻すべく、排気通路から吸気通路に内燃機関の排気ガスを再循環するための通路である。
【００２６】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、このＥＧＲ通路をエンジン停止時の燃焼ガス導入路に適用すれば、ＥＧＲ通路は内燃機関に既存の構造物であって燃焼ガス導入路として新たに設ける必要がない。このため、装置全体が複雑化せずしかもコストを下げられる。
【００２７】
（３）前記（１）項において、前記燃焼ガス導入路は、前記機関排気通路のうち前記リーンＮＯｘ触媒の手前箇所にまで至り、前記機関本体に対してバイパスするバイパス通路であることが望ましい。
【００２８】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、バイパス通路を経由して燃焼式ヒータから出る燃焼ガスをリーンＮＯｘ触媒の手前にまで、つまりリーンＮＯｘ触媒の直ぐ近くにまで直接的に送り込める。このため、リーンＮＯｘ触媒を活性化するのに燃焼ガス熱を無駄なく有効利用できる。また、燃焼ガス導入路を断熱化すれば、燃焼ガスが燃焼ガス導入路を通過する間に燃焼ガスの持つ熱を他に逃がすことなく触媒を暖めることのみに利用できるため、リーンＮＯｘ触媒を一層有効に暖められる。したがって、それだけ早くに排気浄化が可能であり、またリーンＮＯｘ触媒の還元，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復，ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去ができる。つまり、各被毒の回復やパティキュレートマター除去に適した温度になるようにリーンＮＯｘ触媒の温度を設定することで、好適なリーンＮＯｘ触媒の再生ができるのである。
【００３１】
（４）前記（１）から（３）いずれかの項において、機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上ある時に前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを前記燃焼ガス導入路に流すようにしてもよい。なお、「所定値」とは、前記差圧が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータを作動させたときに、機関吸気系の圧力が機関排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータの燃焼ガスが機関排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値とする。
【００３２】
（５）前記（１）から（３）のいずれかの項において、前記内燃機関に過給機を設けこの過給機による過給によって機関吸気系の圧力が所定値以上になったときに、前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを前記燃焼ガス導入路に流すようにしてもよい。この場合の「所定値」は、（６）項の所定値と実質同じであり、機関吸気系の圧力が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータを作動させたときに、機関吸気系の圧力が機関排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータの燃焼ガスが機関排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値をいう。
【００３３】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、内燃機関に過給機である例えばターボチャージャを備えて置き、そのコンプレッサの作動によって吸気系の圧力を、排気通路のうちリーンＮＯｘ触媒の手前位置であって燃焼ガス導入位置の排気圧よりも高めれば、燃焼ガス導入路を経由して、高熱な燃焼ガスをリーンＮＯｘ触媒までバイパス供給できる。よって、ターボチャージャが付いていない内燃機関の場合であれば内燃機関を作動することで排気系圧力の方が吸気系圧力よりも高くなる機関運転であっても、本発明のような過給機、なかでもターボチャージャを有する内燃機関であればコンプレッサの作動により吸気系圧力が排気系圧力よりも高まる。このため、燃焼ガス導入路を経由して高熱な燃焼ガスをリーンＮＯｘ触媒の手前にまで供給できる。したがって、機関始動後であっても燃焼ガスを排気通路に必要に応じて送り込めるので、リーンＮＯｘ触媒の活性化を促進する。また、ターボチャージャを有する内燃機関の場合、前記吸気系圧力は、ターボチャージャのコンプレッサ設置場所よりも下流部分での圧力とする。また、前記排気系圧力は、ターボチャージャのタービン設置場所よりも下流部分でリーンＮＯｘ触媒の手前部分の圧力とする。なお、内燃機関が作動しているときは、ＥＧＲ通路はこれを燃焼ガス導入路としては使わないのは勿論である。これはＥＧＲ通路がその本来の用途である排気再循環装置として機能するからである。また、「機関吸気系の圧力が所定値以上になったとき」は、「機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上になったとき」と言い換えられる。
【００３４】
（６）前記（１）から（５）いずれかの項において、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時には、前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスの熱が高まるように、前記燃焼式ヒータの出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前の出力よりも大きくするとよい。なお、熱エネルギーが増えるように燃焼式ヒータの出力を大きくするには、燃焼式ヒータに送り込まれる燃料の量や燃料と空気の量を増やして燃焼式ヒータで生じる火炎を大きくする。
【００３５】
（７）前記（１）から（６）いずれかの項において、前記排気通路は、前記リーンＮＯｘ触媒に対してバイパスする触媒用バイパス管と、この触媒用バイパス管と前記リーンＮＯｘ触媒とに前記排気ガスを流し分ける排気ガス流し分け装置と、を有し、前記排気ガス流し分け装置は、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度が前記リーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合に前記触媒用バイパス管に前記排気ガスを通すと好適である。
【００３６】
なお、リーンＮＯｘ触媒に対して排気通路に触媒用バイパス管をバイパスすることによってできる、排気通路と触媒用バイパス管との２つある接合点のうち、上流側に位置する接合点に排気ガス流し分け装置を配置するのが良い。 また、排気ガス流し分け装置としては、触媒用バイパス管の開口を開閉自在にする開閉弁が好ましい。そして、この開閉弁の作動制御は、エンジン制御装置であるＥＣＵの中央処理制御装置であるＣＰＵが行う。
【００３７】
さらに、排気ガス流し分け装置の取り付け位置となる前記上流の接合点は、排気通路の燃焼ガス導入路との接合点よりも上流にあることが望ましい。燃焼ガス導入路を伝って排気通路に流れて来る燃焼ガス熱を無駄なく触媒に送り込むためである。
【００３８】
本項記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、排気通路にリーンＮＯｘ触媒に対してバイパスする触媒用バイパス管を有し、この触媒用バイパス管と排気通路のうちリーンＮＯｘ触媒のある側とへ、排気ガス流し分け装置を用いて排気ガスの流し分けを行う。この流し分けのうち、触媒用バイパス管に排気ガスが通されるのは、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度がリーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合である。つまり、排気ガスの温度が低い場合は、排気ガス流し分け装置によって排気ガスはリーンＮＯｘ触媒に向けては流されずに触媒用バイパス管に向けて流される。このため、リーンＮＯｘ触媒には、燃焼ガス導入路を経由して高熱な燃焼ガスだけを流すことができる。このようにすることで、排気ガスが低温な場合であってもこの低温な排気ガスをリーンＮＯｘ触媒に通さないようにできるので、リーンＮＯｘ触媒の温度が低温排気によって低下してしまうことがない。したがって、リーンＮＯｘ触媒を容易に活性化できる。また、ＳＯＦやパティキュレートマターを効率よく燃焼できる温度にまで触媒温度を十分高めることもでき、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元，Ｓ被毒からの回復，ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去も良好にすることができる。
【００３９】
（８）前記（１）から（６）いずれかの項において、前記排気通路は、前記排気通路の長手方向に並列し前記排気ガスの流し分けが交互になされる少なくとも２以上のリーンＮＯｘ触媒と、これらのリーンＮＯｘ触媒に前記排気ガスの流し分けを行う排気ガス流し分け装置と、を有し、前記排気ガス流し分け装置は、前記リーンＮＯｘ触媒のうち再生処理が必要な状態のリーンＮＯｘ触媒には前記排気ガスを流さないことが好ましい。なお、燃焼ガス導入路の先端を枝別れ状にして各先端にそれぞれ開閉弁を設け、この開閉弁を介して前記各リーンＮＯｘ触媒ごとに燃焼ガス導入路の先端を接続するとよい。
【００４０】
また、複数あるリーンＮＯｘ触媒のいずれもが再生処理を要しない場合において、これら複数のリーンＮＯｘ触媒に同時に排気ガスを流すのではなく、例えばリーンＮＯｘ触媒が双数の場合は、排気ガス流し分け装置を作動して一方のリーンＮＯｘ触媒にのみ排気ガスを流すようにし、他方のリーンＮＯｘ触媒には前記一方のリーンＮＯｘ触媒が再生処理要求をする状態になるまで排気ガスを流さない。そして、一方のリーンＮＯｘ触媒が再生処理を要求をする状態になったら、今度は排気ガス流し分け装置を先程とは反対に作動して他方のリーンＮＯｘ触媒にのみ排気ガスを流すようにする。そして、このとき一方のリーンＮＯｘ触媒にあっては、前記燃焼ガス導入路の一方のリーンＮＯｘ触媒に係る開閉弁を開いて燃焼ガス熱を送り、この一方のリーンＮＯｘ触媒の再生処理を行う。このとき他方のリーンＮＯｘ触媒に係る開閉弁は閉じておく。
【００４１】
次に他方のリーンＮＯｘ触媒において再生処理を要求をする状態となったら、排気ガス流し分け装置を作動して他方のリーンＮＯｘ触媒に排気ガスを流さないようにする。同時に再生処理が済んだ前記一方のリーンＮＯｘ触媒にのみ排気ガスを流し、前記他方のリーンＮＯｘ触媒に係る開閉弁を開いて燃焼ガス熱を他方のリーンＮＯｘ触媒に送り込み、当該他方のリーンＮＯｘ触媒の再生処理を行う。
【００４２】
このように複数あるリーンＮＯｘ触媒のうち、再生処理要求の状態になったリーンＮＯｘ触媒を休ませて、つまり排気ガスがそのリーンＮＯｘ触媒には流れないようにし、別のリーンＮＯｘ触媒で排気浄化を行うようになっているので、排気浄化処理が滞ることなくできる。よって、排気および排気浄化を効率良く行える。
【００４３】
（９）前記（１）項において、前記燃焼式ヒータは機関吸気通路に燃焼ガスを流せるようにする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関を添付した図面に基づいて説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を示す。
（ディーゼルエンジンＩ）
内燃機関としてのディーゼルエンジンＩは、機関冷却水を含むウォータジャケットを有する機関本体としてのエンジン本体３と、エンジン本体３の図示しない複数のエンジンシリンダ内に燃焼に必要な空気を送り込む吸気装置５と、混合気が燃焼した後の排気ガスを大気中に放出する排気装置７と、エンジン搭載車輌の室内を暖める車室用ヒータ９とを有する。なお、ディーゼルエンジンのことを特に断らない限り、以下単に「エンジン」という。
（吸気装置５）
吸気装置５は、エンジンシリンダ内に新鮮な空気を取り入れるエアクリーナ１３を始端とし、エンジン本体３内の図示しない吸気ポートを終端とする。そして、その間に、過給機であるターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａ，インタークーラ１９およびインタークーラ１９を経由して来た混合気を前記各エンジンシリンダに振り分けるインテークマニホールド２１等を配備してある。そして、吸気装置５の構成部材同士の間は、吸気通路としての吸気管２３に属する複数の連結管で連結してある。
（吸気管２３）
吸気管２３は、コンプレッサ１５ａを境に、エアクリーナ１３から吸気装置５に入って来る吸気が強制的に押し込まれることで加圧状態になる下流側連結管２７とそうでない上流側連結管２５とに大別できる。
（上流側連結管２５）
上流側連結管２５は、エアクリーナ１３とコンプレッサ１５ａとの間で、図１において左右方向にまっすぐ延びる連結管である。
（下流側連結管２７）
下流側連結管２７は、コンプレッサ１５ａとインテークマニホールド２１とを結ぶ図１において上下方向に延びるＬ字形をした本流管２９と、本流管２９にバイパス状に接続してある支流管としてのヒータ用枝管３１とからなる。
（ヒータ用枝管３１）
ヒータ用枝管３１は、その途中に燃焼式ヒータ１７を含み、この燃焼式ヒータ１７の上流側端と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７に空気を供給する空気供給通路３３と、燃焼式ヒータ１７の下流側端と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを本流管２９に排出する燃焼ガス排出通路３５とからなる。また、空気供給通路３３および燃焼ガス排出通路３５の本流管２９との各接続箇所Ｃ１，Ｃ２は、接続箇所Ｃ１の方が接続箇所Ｃ２よりも上流側に位置する。そして、燃焼ガス排出通路３５のうち燃焼式ヒータ１７寄り箇所には三方弁９７を設けてあり、この三方弁９７からは燃焼ガス導入路９９が排気装置７の後述する触媒コンバータ３９の手前にまで延びている。燃焼ガス導入路９９については排気装置７の説明をした後でさらに述べる。
（接続箇所Ｃ１およびＣ２周りの部品）
また、接続箇所Ｃ１とコンプレッサ１５ａとの間にはインタークーラ１９を設置してあり、本流管２９のうち接続箇所Ｃ１と接続箇所Ｃ２との間には、吸気絞り弁７０を設けてある。また、吸気絞り弁７０の下流、つまり本流管２９のうちコンプレッサ１５ａの下流には、吸気圧センサ２９ａを取り付けてあり、この吸気圧センサ２９ａにより本流管２９のうちコンプレッサ１５ａ下流部分での吸気圧を測定する。吸気圧センサ２９ａで検出した吸気圧は、電気信号となってＥＣＵ４６に送られる。
（インタークーラ１９）
インタークーラ１９は、コンプレッサ１５ａによって受熱した、コンプレッサ１５ａの設置個所よりも下流側に位置する空気を冷却する。
（吸気絞り弁７０）
吸気絞り弁７０は、その作動をＥＣＵ４６の図示しないＣＰＵによって制御する。また、吸気絞り弁７０は、エンジンＩが停止状態にあり、かつ燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときは本流管２９を絞る。ただし、三方弁９７と燃焼ガス導入路９９がある場合は、吸気絞り弁７０はなくてもエンジン停止時に燃焼式ヒータ１７を作動できる。また、ディーゼルエンジンであるエンジンＩは、吸気絞り弁７０を絞ることでその作動を積極的に停止する。なお、エンジンＩの始動時及び始動後には吸気絞り弁７０を開く。
【００４５】
本流管２９を通る吸気は、接続箇所Ｃ１でヒータ用枝管３１に分岐する吸気と、分岐せずに本流管２９をそのまま下流に向かう吸気とに分かれる。そして、ヒータ用枝管３１に入る前記分岐した吸気は、空気供給通路３３→燃焼式ヒータ１７→燃焼ガス排出通路３５を経由する間に燃焼式ヒータ１７から受熱して高熱となる。この高熱となった吸気が接続箇所Ｃ２で本流管２９に戻り、そこで前記Ｃ１で分岐しなかった吸気と合流することでエンジン本体３に入る吸気の温度を高めるように作用する。
（排気装置７）
排気装置７は、エンジン本体３内の図示しない排気ポートを始端とし、そこから終端のマフラ４１までの間に、エキゾーストマニホールド３７，ターボチャージャ１５のタービン１５ｂおよびエンジンＩの排気ガスを浄化する吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒を含む触媒コンバータ３９を排気通路としての排気管４２上に備えている。なお、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒のことを以後特に断らない限り、単に「リーンＮＯｘ触媒」という。また、触媒コンバータ３９はリーンＮＯｘ触媒を適宜のケース体に充填したものであるので、触媒コンバータ３９をリーンＮＯｘ触媒の意味で使えるものとする。また、排気管４２における触媒コンバータ３９の入り口および出口の両端部近傍には、それぞれ入り口ＮＯｘセンサ３９ａおよび出口ＮＯｘセンサ３９ｃを取り付けてある。これらセンサ３９ａおよび３９ｃは、ＥＣＵ４６と電気的に接続してある。入り口ＮＯｘセンサ３９ａと出口ＮＯｘセンサ３９ｃが検出した値との差から触媒コンバータ３９に含まれているリーンＮＯｘ触媒が還元時期にあるかどうかがわかる。
（燃焼ガス導入路９９）
燃焼ガス導入路９９は、燃焼式ヒータ１７から出て三方弁９７を経由した後の燃焼ガスをエンジン本体３を通すことなく排気管４２に向けて送るものである。つまり、燃焼ガス導入路９９は、吸気通路である吸気管２３と排気通路である排気管４２とを結びエンジン本体３に対してバイパスするバイパス通路である。そして、この燃焼ガス導入路９９の排気管４２との接合点Ｃ５は触媒コンバータ３９の手前箇所となる 。
【００４６】
よって、エンジンＩの駆動の有無に拘わらず、燃焼式ヒータ１７が作動すれば燃焼ガス導入路９９を経由して接合点Ｃ５に至った燃焼ガスにより、触媒コンバータ３９を直接的に暖めることができる。また、燃焼ガス導入路９９は、ここを燃焼ガスが通過する間にその燃焼熱を他に逃がすことなく触媒コンバータ３９を暖めることにのみ利用できるものである。なお、三方弁９７については燃焼式ヒータ１７の説明をしてから述べる。また、燃焼ガス導入路９９の出口９９ａの近傍には排気圧センサ２９ｂを設置してあり、この排気圧センサ２９ｂもＥＣＵ４６と電気的に接続してある。排気圧センサ２９ｂにより燃焼ガス導入路９９の出口９９ａ部分の排気圧を測定する。排気圧センサ２９ｂで検出した排気圧は、電気信号となってＥＣＵ４６に送られる。
（ＥＧＲ８８）
エンジン本体３には、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気ガス再循環装置としてのＥＧＲ８８を設けてある。ＥＧＲ８８は、排気管４２のエキゾーストマニホールド３７と吸気管２３のインテークマニホールド２１とをエンジン本体３の図示しないシリンダに対してバイパス状に接続するＥＧＲ通路９０を備えている。
【００４７】
ＥＧＲ通路９０は、ここを通る流通ガス量を制御するＥＧＲ弁９２を有する。ＥＧＲ弁９２は、ＥＣＵ４６のＣＰＵと電気的に接続してあり、電気モータ９２ａにより駆動する。ＥＧＲ弁９２は、元来、エンジンＩが作動状態にあるときにＣＰＵの制御下で必要に応じて開く弁ではあるが、エンジンＩが停止状態でかつ燃焼式ヒータ１７を作動する必要があるときにも開く可変制御可能な弁である。また、ＥＧＲ弁９２は、燃焼式ヒータ１７の出す燃焼ガスをＥＧＲ通路９０を介して触媒コンバータ３９に導く導入機構ともいえる。なお、燃焼式ヒータ１７の出す燃焼ガスを特に断らない限り以下燃焼ガスという。
【００４８】
前記のようにエンジンＩが停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときにＥＧＲ弁９２が開くと、ＥＧＲ通路９０を介して、燃焼ガスを吸気管２３から排気管４２に送る。よってＥＧＲ通路９０は、触媒コンバータ３９に向けて燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路ということもできる。
【００４９】
なお、ＥＧＲ通路９０は、吸気管２３の本流管２９のうち燃焼式ヒータ１７の設置箇所よりも下流箇所を、および排気管４２のうち触媒コンバータ３９の設置個所よりも上流箇所を前記エンジンシリンダに対してバイパス状に接続する通路でもある。
（燃焼式ヒータ１７）
燃焼式ヒータ１７は、エンジン本体３とは別物としてエンジンＩに付属する燃焼用装置であって、エンジン本体３の図示しないシリンダ内での燃焼に何等影響されることなく独自に燃焼して燃焼ガスを出す。
【００５０】
また、燃焼式ヒータ１７はエンジンＩが停止状態にあるときだけでなく、エンジンＩが所定の運転状態にあるときにおいても作動し、燃焼式ヒータ１７の作動はＣＰＵが制御する。
【００５１】
「エンジンＩが所定の運転状態あるとき」とは、車室暖房が必要で機関冷却水温度が低いとき，触媒温度が低い時，リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したとき（リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時）等であり、このような条件下にエンジンＩがあるときは、エンジンＩの作動の有無に拘わらず、燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるとき、言い換えれば「燃焼式ヒータ１７の作動実行条件が成立したとき」でもある。なお、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したとき（リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時）とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時，ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時のことである。燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときと判断するのは、ＣＰＵである。ＣＰＵは、エンジンＩに設けた図示しない各種センサがエンジンＩの運転状態ごとに検出しかつＥＣＵ４６に送る各種電気信号に基づいて、燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときを判断する。ＣＰＵが燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときと判断すると、燃焼式ヒータ１７が作動してそこから高熱な燃焼ガスが出る。この燃焼ガスが車室暖房や機関暖機のための熱源として供される。
【００５２】
また、燃焼式ヒータ１７は、元々が車室暖房及び機関暖機を図るべく機関冷却水等の機関関連要素を昇温することでそれらの温度を上げる装置であるが、本発明では触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒の活性による排気浄化や再生処理を図る装置としても機能する。このことについては後で順を追って説明する。
（燃焼式ヒータ１７の概略構造）
次に燃焼式ヒータ１７の概略構造を図２を参照して示す。
【００５３】
燃焼式ヒータ１７は、機関冷却水の入っている前記ウォータジャケットとつながっている。それ故、燃焼式ヒータ１７は、その内部に機関冷却水が通る冷却水通路１７ａを備えている。この冷却水通路１７ａは、熱源である燃焼室１７ｄを流通する燃焼ガスによって暖められる。燃焼室１７ｄは、そこに燃焼筒１７ｂを配置し、この燃焼筒１７ｂを円筒状の隔壁１７ｃで覆うことでなる。
（燃焼室本体４３）
隔壁１７ｃで燃焼筒１７ｂを覆うことで、燃焼室１７ｄを隔壁１７ｃ内に画する。またこの隔壁１７ｃもケース体４３ａによって覆われており、これによりケース体４３ａの内面と隔壁１７ｃの外面との間に前記冷却水通路１７ａを形成する。ケース体４３ａと、このケース体４３が包蔵する冷却水通路１７ａ等を含むものを燃焼室本体とし、これを符号４３で示す。
（燃焼式ヒータ１７の空気流通路）
また、前記した空気供給通路３３および燃焼ガス排出通路３５は、吸気管２３に属する本流管２９の支流管であるヒータ用枝管３１に属する通路である。そして、燃焼式ヒータ１７にのみ適用され、燃焼室本体４３に対して、燃焼用空気を供給しかつ燃焼ガスを排出する空気流通路として機能するものであることから、これらの通路３３，３５を燃焼室本体４３とともに燃焼式ヒータ１７の構成要素としてもよい。
（燃焼室１７ｄ）
燃焼室１７ｄが燃焼式ヒータ１７内の空気流通路として機能していることより燃焼室１７ｄは燃焼室１７ｄに対して空気が出入りする空気供給口１７ｄ１および排気排出口１７ｄ２を有している。空気供給口１７ｄ１および排気排出口１７ｄ２はそれぞれ空気供給通路３３および燃焼ガス排出通路３５とつながっている。そして、既述のように吸気が本流管２９から分岐してヒータ用枝管３１を通ると、図２に実線矢印で示すように、空気供給通路３３→空気供給口１７ｄ１→燃焼室１７ｄ→排気排出口１７ｄ２→燃焼ガス排出通路３５を経由して、燃焼ガスを含んだ状態の吸気が本流管２９に戻る。そして、この吸気は燃焼ガスの燃焼熱によって暖められているので、この暖められた吸気が前記実線矢印で示す経路を経て燃焼室本体４３から排出されるまでの間に、前記暖められた吸気を熱媒体として前記冷却水通路１７ａを流れる破線矢印で図２に示す冷却水を暖める。よって、燃焼室１７ｄは熱交換通路ともいえる。
（燃焼筒１７ｂ）
燃焼筒１７ｂには、燃料供給路としての燃料供給管１７ｅによって燃焼燃料を供給するようになっており、ここから燃焼室１７ｄに燃焼燃料を供給すると、この燃料は燃焼室本体４３内で気化する。そして、この気化燃料に図示しない点火装置で点火し、気化燃料を燃焼する。
（冷却水通路１７ａ）
一方、冷却水通路１７ａは、冷却水導入口１７ａ１と冷却水排出口１７ａ２とを有し、冷却水導入口１７ａ１は、図１からわかるように、エンジン本体３の図示しないウォータジャケットの冷却水排出口と水管路Ｗ１を介して連結している。
【００５４】
また、冷却水排出口１７ａ２は、車室用ヒータ９と水管路Ｗ２を介して連結している。そして、車室用ヒータ９は、水管路Ｗ３を介してウォータジャケットの図示しない冷却水導入口と連結している。
【００５５】
したがって、ウォータジャケットの冷却水は、水管路Ｗ１を介して燃焼式ヒータ１７に至るとそこで暖められ、その後、燃焼式ヒータ１７から水管路Ｗ２を介して車室用ヒータ９に至り、車室用ヒータ９の熱媒体として熱交換されて車室内に温風を出す。熱交換によって温度が下がった冷却水は水管路Ｗ３を介してウォータジャケットに戻る。このように、水管路Ｗ１〜水管路Ｗ３を介して冷却水がエンジン本体３と、燃焼式ヒータ１７と、車室用ヒータ９との間を循環する。なお、冷却水の循環は、エンジン駆動時は図示しないエンジン用ウォータポンプによって行うが、エンジン非駆動時には、水管路Ｗ１に設けた、エンジン用ウォータポンプとは別の電動ウォータポンプＷ１ａによっても行う。よって、エンジンＩが動いていない場合でも車室用ヒータ９は効く。
（燃焼式ヒータ１７の他の構成部品）
なお、燃焼室本体４３は、この他に送風ファン４５や燃焼式ヒータ１７専用の図示しないＣＰＵ等を備え、これらによって燃焼式ヒータ１７を好適に作動し、燃焼室１７ｄに火炎Ｆができる。
（三方弁９７）
次に前記した三方弁９７について図３を参照して述べる。
【００５６】
三方弁９７は、その一つの口である第１の口９７ａを燃焼式ヒータ１７の排気出口１７ｄ２と接続し、残りの二口のうちの一方の第２の口９７ｂを燃焼ガス排出通路３５と、また他方の第３の口９７ｃを燃焼ガス導入路９９と接続する。すなわち三方弁９７は、燃焼式ヒータ１７と、燃焼ガス排出通路３５と、燃焼ガス導入路９９との間に位置する。三方弁９７のケース体９７ｄの中にはケース体９７ｄの長手方向に、図示しないダイアフラムの作動によって移動する弁体９８がある。
【００５７】
弁体９８は、ケース体９７ｄ内における弁体９８の移動場所に応じて、前記３口のうちの２口を、すなわち第１の口９７ａと第２の口９７ｂとを、または第１の口９７ａと第３の口９７ｃとを連通する（図３の二点鎖線矢印および実線矢印参照）。そして、前記第１の口９７ａと第２の口９７ｂとが連通しているときは、第３の口９７ｃは閉じ、第１の口９７ａと第３の口９７ｃとが連通しているときは、第２の口９７ｂが閉じる。
【００５８】
詳しくは、エンジンＩが作動状態や停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときには、第１の口９７ａと第２の口９７ｂとが連通するように弁体９８が二点鎖線表示のように動く。この場合、エンジン停止時に燃焼式ヒータ１７が燃焼すると、その時に出る燃焼ガスは、第１の口９７ａと第２の口９７ｂを経由した後、本流管２９とＥＧＲ通路９０とを経由して、やがて排気管４２の触媒コンバータ３９に至る。よって、触媒コンバータ３９は、これをエンジンＩの始動前から活性温度になるまで高めることができるので、エンジンＩの始動後、触媒コンバータ３９は即時有効に機能する。
【００５９】
また、エンジンＩの停止状態や作動状態で燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときには、第１の口９７ａと第３の口９７ｃとを連通するように弁体９８が実線表示のように動く。この場合、燃焼式ヒータ１７が燃焼すると、その時に出る燃焼ガスは、第１の口９７ａと第３の口９７ｃを経由した後、燃焼ガス導入路９９を経由して、やがて排気管４２の触媒コンバータ３９の手前箇所である接合点Ｃ５に至る。よって、触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒は、これがエンジンＩの始動後にまだ活性していない場合でも、これを一気に活性温度にまで高めることができるため、エンジンＩの出力がまだ軽負荷状態であっても、即時有効にリーンＮＯｘ触媒が機能するようにできる。
【００６０】
このように三方弁９７は、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスを吸気本流管２９やＥＧＲ通路９０や燃焼ガス導入路９９に導入したり、あるいはそれらへの燃焼ガスの進行を阻止したりすることで、燃焼ガスの流れの向きを切り替える切り替え弁といえる。また、燃焼ガスは燃焼式ヒータの排気であるので、三方弁のことを排気切り替え弁ともいう。
（燃焼ガス導入路９９とＥＧＲ通路９０との違い）
燃焼ガス導入路９９とＥＧＲ通路９０との違いは、触媒に熱を与える燃焼ガスがこれらを通過する間に熱が逃げにくくなっているかどうかにある。
【００６１】
両者はともに燃焼ガスをエンジン本体３を通すことなく触媒コンバータ３９に向けて送るという点では同じであるが、燃焼ガス導入路９９は燃焼ガスを触媒コンバータ３９の手前に向けて直接送る通路であるため、触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒を直接的に暖めることができる。
【００６２】
これに対し、ＥＧＲ通路９０は触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒を間接的に暖める。つまり、ＥＧＲ通路９０を通る燃焼ガスが触媒コンバータ３９に至るまでの間に燃焼ガスはエキゾーストマニホールド３７やタービン１５ｂを通過しなければならず、よって、当該通過中にエキゾーストマニホールド３７等に燃焼ガスの持つ熱が奪われてしまう。このため、ＥＧＲ通路９０を通る燃焼ガスではリーンＮＯｘ触媒を十分暖められない場合が考えられる。
【００６３】
ＥＧＲ通路９０の場合は、吸気絞り弁７０が必要で、吸・排気口の間に吸気絞り弁７０がある必要があるが、エンジンＩが作動していない場合にしか利用できない。これに対し、燃焼ガス導入路９９の場合は、吸気絞り弁７０はなくてもよく、また、吸気絞り弁７０は吸・排気口の下流にあってもよい。エンジンＩの駆動前であろうとなかろうと、時期的に何等制限を受けることなく利用できる。
【００６４】
また、三方弁９７と燃焼ガス導入路９９を持っている場合は、エンジン作動前は、ＥＧＲ８８も燃焼ガス導入路９９も両方利用できるので、その場合、どちらを利用するかは、触媒コンバータ３９に含まれるリーンＮＯｘ触媒の温度がどれ位有るかによって異なる。すなわち、触媒温度があまり低くない場合は、ＥＧＲ８８によって緩やかに活性温度になるように調整すればよいし、触媒温度がかなり低い場合は、燃焼ガス導入路９９によって一気に活性温度にまで高めてもよい。エンジン作動前にどちらの通路を利用して触媒温度を高めるかについては、ＣＰＵがエンジンＩに備えられている各センサの出す検出値に基づいて決定する。（燃焼式ヒータ１７を用いたリーンＮＯｘ触媒の再生処理実行ルーチン）
次に図４を用いて燃焼式ヒータ１７を用いたリーンＮＯｘ触媒の再生処理を実行するためのルーチンについて述べる。このルーチンはステップ：Ｓ１００〜Ｓ１０６からなる。
【００６５】
また、このルーチン以外の後述する他のルーチンを含めて、ルーチン実行用のフローチャートの各々は、ＥＣＵ４６のＲＯＭに記憶してある。また、フローチャートの各ステップにおける処理は、すべてＥＣＵ４６のＣＰＵによる。
【００６６】
まず、Ｓ１００でリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したかどうかを判定する。リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したかどうかの判定を行うには、例えば▲１▼エンジンＩの作動時間が所定時間を経過したかどうかで判別する方法，▲２▼触媒コンバータ３９の後方に設けた出口ＮＯｘセンサ３９ｃの出力が所定値以上になるかどうかで判別する方法，▲３▼エンジンＩへ供給する燃料の量の積算値が所定値以上になったかどうかで判別する方法が考えられる。前記所定時間等の値は、エンジンＩの作動時間等がこれら所定時間等の値を過ぎるとリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立したことを示す指標となる値であって、エンジンの種類や車種によって異なる。
【００６７】
Ｓ１００で肯定判定すればＳ１０１に進み、否定判定すればＳ１０２に進む。Ｓ１０１ではエンジン作動中かどうかを判定する。Ｓ１０１で肯定判定すればＳ１０３に進み、否定判定すればＳ１０４に進む。
【００６８】
Ｓ１０３で吸気系の圧力と排気系の圧力との差圧が所定値以上あるかどうかを吸気圧センサ２９ａと排気圧センサ２９ｂとが検出した値から判定する。なお、「所定値」とは、前記差圧が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータ１７を作動させたときに、吸気系の圧力が排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値である。逆流が生じない場合とは、例えばターボチャージャ１５が作動している場合が考えられる。Ｓ１０３で肯定判定した場合はＳ１０５に進み、否定判定した場合はＳ１０２に進む。
【００６９】
Ｓ１０５では、排気切り替え弁である三方弁９７をエンジン排気系の触媒コンバータ３９の上流側に切り替える。このときエンジンＩは作動しているのでＥＧＲ通路９０を燃焼ガス導入路として利用できない。よって、燃焼ガス導入路９９を開くように三方弁９７を切り替える。
【００７０】
次のＳ１０６では、リーンＮＯｘ触媒の再生処理用に燃焼式ヒータ１７の作動制御を行う。つまり、燃焼ガスが高熱になるように燃料供給量や燃料と空気の供給量を共に増やし、燃焼式ヒータ１７の出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前よりも大きくする。また、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を変えて再生処理を実行する。その後、このルーチンを終了する。
【００７１】
話をＳ１００とＳ１０３で否定判定する場合のＳ１０２に進める。
Ｓ１０２では、排気切り替え弁である三方弁９７をエンジン吸気系側に切り替える。つまり、燃焼ガス排出通路３５を開く。その後、このルーチンを終了する。
【００７２】
ところで、Ｓ１０４では、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立し、かつエンジンＩが作動していないことを前提とした処理である。よって、リーンＮＯｘ触媒の再生にあたり触媒コンバータ３９に燃焼ガス熱を供給するのにＥＧＲ通路９０を用いても燃焼ガス導入路９９を用いてもよい。言い換えると、排気切り換え弁である三方弁９７をエンジン排気系触媒上流に切り換えるか、吸気系に切り換え、ＥＧＲ弁９２を開いて吸気絞り弁を閉じる。但し、ＥＧＲ通路９０を利用する場合は、吸気絞り弁７０を閉じて燃焼ガスが本流管２９を逆流しないようにする。
【００７３】
Ｓ１０４の後は前記Ｓ１０６に進む。
以上に述べたものが、第１の実施の形態に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関、すなわちエンジンＩである。
【００７４】
なお、前記Ｓ１０３での判定事項である「機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上あるかどうか」を「機関吸気系の圧力が所定値以上あるかどうか」と置き換えてもよい。機関吸気系の圧力だけから機関排気系の圧力をある程度予測できるからである。なお、この場合の「所定値」は、前述した所定値と実質同じである。つまり、機関吸気系の圧力が当該所定値以上になって、燃焼式ヒータを作動させたときに、機関吸気系の圧力が機関排気系の圧力よりも高くなり、燃焼式ヒータの燃焼ガスが機関排気系の方へ流れることができ、逆流の生じない値をいう。
【００７５】
次にエンジンＩが停止状態にあるときと作動状態にあるときの空気の流れる経路を述べる。
（エンジンＩが停止状態にあるときの空気の流れ経路）
リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立し燃焼式ヒータ１７の出力が高まると、送風ファン４５に吸引されて、エアクリーナ１３から吸気装置５に入った空気は次の経路をたどって触媒コンバータ３９に至る。
【００７６】
▲１▼エアクリーナ１３から吸気管２３の上流側連結管２５に入った空気は、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａおよびインタークーラ１９を経由して本流管２９の接続箇所Ｃ１から空気供給通路３３に空気が流れる。
【００７７】
▲２▼空気供給通路３３に入った空気は、燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３に送り込まれる。
▲３▼燃焼室本体４３に入った空気は、燃焼室本体４３の燃焼室１７ｄにおいて燃料供給管１７ｅから送られる燃焼燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスとなって燃焼ガス排出通路３５に出る。このとき三方弁９７が燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９に向けるように弁体９８を設定してあれば、燃焼ガスは燃焼ガス導入路９９を経由して触媒コンバータ３９に向けて流れ、その後、触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒を暖める。
【００７８】
▲４▼また、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスをこれが燃焼ガス排出通路３５を通過して接続箇所Ｃ２に向かうように三方弁９７の弁体９８を設定してあれば、燃焼ガス排出通路３５に出た燃焼ガスは、その後本流管２９の接続箇所Ｃ２から本流管２９に入る。このとき吸気絞り弁７０は閉じてあるので、燃焼ガスはエンジン本体３側の前記図示しないとした吸気ポートの側に向かう。
【００７９】
▲５▼▲４▼の場合、燃焼ガスが吸気ポートに向かってもエンジンＩは停止しているので、吸気ポートまたは／および排気ポートは閉じている。よって、前記燃焼ガスはエンジン本体３のシリンダには入らずまたは入ってもその外には出ず、インテークマニホールド２１とエキゾーストマニホールド３７を結ぶＥＧＲ通路９０に入る。このときＥＧＲ弁９２は開いているので、燃焼ガスはＥＧＲ弁９２を経由して、エキゾーストマニホールド３７に至る。そして、排気管４２のタービン１５ｂを経由して触媒コンバータ３９に至る。
（エンジンＩが作動状態にあるときの空気の流れ経路）
次にエンジンＩが作動状態にあるときにリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求条件が成立し、燃焼式ヒータ１７が作動すると、エアクリーナ１３から吸気装置５に入った空気は次の経路をたどって排気装置７に至る。
【００８０】
▲１▼エアクリーナ１３から吸気管２３の上流側連結管２５に入った空気は、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａおよびインタークーラ１９を経由して本流管２９に向かう。このときエンジンＩが動いているので、吸気絞り弁７０は開いており、前記空気の大半はエンジン本体３の吸気ポートに向かう。
【００８１】
▲２▼同時に接続箇所Ｃ１から送風ファン４５に吸引されて空気供給通路３３に空気が分流し、この分流した分の空気が燃焼式ヒータ１７で燃焼に供された後、燃焼ガスとなって熱を持つ。そして、燃焼ガス排出通路３５の三方弁９７の弁体９８が、燃焼ガスをこれが燃焼ガス排出通路３５を通過して接続箇所Ｃ２に向かうように設定してあれば、燃焼ガス排出通路３５に出た前記熱を持った燃焼ガスは、その後本流管２９の接続箇所Ｃ２から本流管２９に入り、機関暖機に供する。本流管２９に入った燃焼ガスは、エンジンＩが作動しているので、その吸気ポートからシリンダ内に入りその後排気ポートを経てエキゾーストマニホールド３７およびタービン１５ｂを経て触媒コンバータ３９に流れる。
【００８２】
▲３▼一方、エンジン１の作動中において触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒の活性化や再生処理を優先すべきとＥＣＵが判断した場合は、弁体９８の設定を燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９に導かれて触媒コンバータ３９の手前に向けて流れるようになっており、その場合、燃焼ガスは燃焼ガス導入路９９を経由して排気管４２の触媒コンバータ３９の手前箇所である接合点Ｃ５に至る。
【００８３】
弁体９８の設定を燃焼ガスが燃焼ガス排出通路３５を通過して接続箇所Ｃ２に向かうようにする場合の条件としては、リーンＮＯｘ触媒の活性化よりもエンジン本体３の暖機性を優先すべきとＥＣＵ４６が判断した場合である。したがって、反対にエンジン１の作動中において触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒の活性化や再生処理を優先すべきとＥＣＵが判断した場合は、弁体９８の設定を燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９に導かれて触媒コンバータ３９の手前に向けて流れるようにする。
【００８４】
なお、エンジン１の始動に合わせてコンプレッサ１５ａが作動するので、コンプレッサ１５ａが作動すると下流側連結管２７のうちコンプレッサ１５ａよりも下流側における吸気圧が高まる。そして、前記のようにエンジン１の作動時にも燃焼式ヒータ１７は作動する。
【００８５】
エンジンＩが作動しているときは、ＥＧＲ通路９０はこれを燃焼ガス導入路としては使わないのは勿論である。これはＥＧＲ通路９０がその本来の用途である排気再循環装置として機能するからである。
〈第１の実施の形態の作用効果〉
次に、第１の実施の形態の作用効果について説明する。
【００８６】
（１）エンジンＩでは、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９やＥＧＲ通路９０を経由して、リーンＮＯｘ触媒を含む触媒コンバータ３９の上流側に向けて流れる。したがって、このときに燃焼式ヒータ１７の出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前よりも大きくして、燃焼ガス熱を高めれば、エンジンＩの停止の有無に拘わらず、リーンＮＯｘ触媒は、そこに到達した高熱な燃焼ガスによって温度が高まり活性化する。
【００８７】
（２）しかも、燃焼ガスに適量の炭化水素や一酸化炭素が含まれるように燃焼式ヒータ１７の燃焼具合を調整すれば、従来用いていた副噴射を必要としなくても排気浄化とリーンＮＯｘ触媒の還元，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を行うに十分な、還元剤としての炭化水素や一酸化炭素を確保できる。したがって、エンジンＩが停止状態にあるときから燃焼式ヒータ１７を作動しておけば、エンジンＩの始動後はその直後から効果的に排気浄化ができるのはもちろん、リーンＮＯｘ触媒の還元やリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復も十分期待できる。
【００８８】
（３）触媒の活性化を図るべく排気系温度を高めるのに燃焼式ヒータ１７を使っているとともに従来のようにエンジンに外部負荷をかけなくともよいので、未燃ガスの発生が少ない。このため、パティキュレートマターの発生を抑制できる。そして、リーンＮＯｘ触媒にＳＯＦ被毒が生じたり、あるいはパティキュレートマターが付着しても燃焼ガス熱を高めることによってそれらを燃焼できる。このため、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦ被毒からの回復やパティキュレートマターの除去ができる。
【００８９】
（４）ＥＧＲ通路９０をエンジン停止時の燃焼ガス導入路として適用すれば、これはエンジンＩに既存の構造物であるから燃焼ガス導入路として新たに設ける必要がない。このため、装置全体が複雑化せずしかもコストを下げられる。
【００９０】
（５）バイパス通路として機能する燃焼ガス導入路９９を経由して燃焼ガスを触媒コンバータ３９の手前にまで、つまりリーンＮＯｘ触媒の直ぐ近くにまで直接的に送り込める。このため、リーンＮＯｘ触媒を活性化するのに燃焼ガス熱を無駄なく有効利用できる。また、燃焼ガス導入路９９を断熱化すれば、燃焼ガスが燃焼ガス導入路９９を通過する間に燃焼ガスの持つ熱を他に逃がすことなく触媒を暖めることのみに利用できる。このため、リーンＮＯｘ触媒を一層有効に暖められる。したがって、それだけ早くに排気浄化が可能であり、またリーンＮＯｘ触媒の還元，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復，ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去ができる。つまり、各被毒の回復やパティキュレートマター除去に適した温度になるようにリーンＮＯｘ触媒の温度を設定することで、好適なリーンＮＯｘ触媒の再生ができるのである。
【００９１】
（６）一旦エンジンが始動した後あまり時間の経っていない段階でエンジンＩを停止した場合、つまり、現在はエンジンＩが停止しているが、その少し前にエンジンＩが所定の回転数以上で動いていたり、あるいは所定以上の負荷を受けていたりしたために、リーンＮＯｘ触媒の温度がまだある程度高い域にある場合には、燃焼式ヒータ１７の出力を大きくしなくてもすぐにリーンＮＯｘ触媒床温を活性温度以上に高められる。
【００９２】
（７）エンジンＩの停止中であっても、ＥＧＲ通路９０および燃焼ガス導入路９９のいずれかを通って触媒コンバータ３９に至った燃焼ガスにより、触媒コンバータ３９のリーンＮＯｘ触媒を再生処理できる。
【００９３】
（８）エンジン停止中においてリーンＮＯｘ触媒の再生処理が必要でないときであってもリーンＮＯｘ触媒を予熱しておける。よって、エンジンＩの始動とともにリーンＮＯｘ触媒を有効に機能させられる。
【００９４】
（９）機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧または機関吸気系の圧力が所定値以上になる時に燃焼式ヒータ１７を作動すれば、エンジンＩが作動中であっても燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９を経由して排気管４２に流せる。換言すればコンプレッサ１５ａの作動で吸気系の圧力を排気系の圧力よりも高めれば、機関始動後であっても燃焼ガス導入路９９を経由して、高熱な燃焼ガスを排気管４２に設置の触媒コンバータ３９の手前にまでバイパス供給できる。しかもその供給は高圧下において直接的である。よって、燃焼式ヒータ１７の燃焼熱は、燃焼ガス導入路９９内をスムーズに流れて触媒コンバータ３９に到るため、エンジン１が作動していてもリーンＮＯｘ触媒を活性化できる。また、燃焼ガス導入路９９内が高圧であるので、燃焼式ヒータ１７に向けて、エンジン排ガスが燃焼ガス導入路９９を介して逆流することもない。
【００９５】
（１０）エンジン作動状態で吸気絞り弁７０を開くとともにコンプレッサ１５ａを作動し、その状態で、燃焼式ヒータ１７の送風ファン４５の回転数を大きくすることで、燃焼ガスを触媒コンバータ３９の手前に燃焼ガス導入路９９を経由して導入しやすくなる。
〈第２の実施の形態〉
図５および図６を用いて第２の実施の形態に係るエンジンＩＩを説明する。
【００９６】
この第２の実施の形態に係るエンジンＩＩが第１の実施の形態に係るエンジンＩと異なるのは次の事項である。よって、第２の実施の形態に係るエンジンＩＩが第１の実施の形態のエンジンＩと同一な部分には同一符号を付して図示するだけとし、説明は省略する。
【００９７】
▲１▼ヒータ用枝管３１を上流側連結管２５でつなぐ。よって、上流側連結管２５におけるヒータ用枝管３１の位置はコンプレッサ１５ａよりも上流にあること。
▲２▼燃焼ガス排出通路３５の途中に吸気絞り弁７０の下流側に向けて延びる分岐管９５を備えたこと。
【００９８】
▲３▼燃焼ガス排出通路３５のうち分岐管９５との交差点に三方弁９７を設けたこと。
▲４▼分岐管９５の途中に三方弁９７と構造的に同一な三方弁９７’を設けたこと。
【００９９】
▲５▼コンプレッサ１５ｂよりも下流側に位置する排気管４２にはその長手方向に並列し、排気ガスの流し分けがかわりがわりになされる少なくとも２以上（本実施の形態では２つ）の触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂを設けたこと。
【０１００】
▲６▼触媒コンバータが２つある関係で、第１の実施の形態で述べた燃焼ガス導入路９９に相当する別の燃焼ガス導入路９９’があり、その先端は二股状であること。また、排気管４２の一部を複線部４２ａとし、そこに触媒コンバータをそれぞれ配置し、それらに対応するように複線部４２ａにおける各触媒コンバータの上流側に燃焼ガス導入路９９’の二股状の先端を配置したこと。
【０１０１】
▲７▼燃焼ガス導入路９９’の各先端に、触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂに向けて排気ガスを流し込んだり止めたりする開閉弁１００，１００を設けたこと。
▲８▼触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂへの排気ガスの流し分けを行う排気ガス流し分け装置１０２を複線部４２ａの上流側境界部に設けたこと。
【０１０２】
▲９▼複線部４２ａのうち触媒コンバータ３９Ａおよび３９Ｂの入り口側にそれぞれ温度センサ１０４および１０４を設けたこと。
なお、マフラ４１は図示を省略した。また、触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂに係る各種センサおよび排気ガス流し分け装置１０２は、ＥＣＵ４６と電気的に接続してある。
【０１０３】
図５に示すように、上流側連結管２５でヒータ用枝管３１をつなぐことで、燃焼式ヒータ１７と空気供給通路３３と燃焼ガス排出通路３５とからなるヒータ用枝管３１は、コンプレッサ１５ａよりも上流に位置するＵ字形をしたバイパス通路となる。そして、第１の実施の形態で述べた下流側連結管２７に相当する管は、第２の実施の形態では第１の実施の形態で述べた本流管２９に相当するコンプレッサー１５ａとインテークマニホールド２１とを結ぶＬ字形をした下流側連結管２７’のみになる。また、ヒータ用枝管３１の空気供給通路３３と燃焼ガス排出通路３５とが、上流側連結管２５と接続する接続箇所をそれぞれ符号Ｃ１’およびＣ２’で示す。
（三方弁９７’）
三方弁９７’が三方弁９７と異なる点は、その取り付け位置の違いでしかなく、両者の構成は同じである。よって、三方弁９７’の構成上の説明は省略する。但し、取り付け位置の違いにより、第１の口９７ａ，第２の口９７ｂおよび第３の口９７ｃの各接続先が異なるが、この三方弁９７’は、三方弁９７から流れて来た燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に流すか、エンジン本体３側に向けて流すかを振り分けるものであるので、この振り分けの違いについての説明に留め、前記第１の口９７ａ〜第３の口９７ｃの各接続先については説明を省略する。
【０１０４】
三方弁９７’が燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に向ける場合は、エンジンＩが動いていようとなかろうと、リーンＮＯｘ触媒がまだ活性温度に達していない場合か再生処理必要時である。また、三方弁９７’が燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスをエンジン本体３側に向ける場合は、エンジン低温始動時かエンジンＩが停止しておりかつリーンＮＯｘ触媒がまだ活性温度に達していない場合か再生処理必要時であり、この場合、ＥＧＲ通路９０を利用して燃焼ガスを触媒コンバータ３９に導く。但し、エンジン作動前に燃焼ガスを触媒コンバータ３９に導くのに、ＥＧＲ通路９０を利用するか燃焼ガス導入路９９’を利用するかは、第１の実施の形態で述べたと同じであり、エンジンＩＩに備えられている各種センサの検出値に基づいて、ＣＰＵが決定する。
（排気ガス流し分け装置１０２）
排気ガス流し分け装置１０２は、エンジン排ガスを触媒コンバータ３９Ａか３９Ｂに振り分けるための装置である。排気ガス流し分け装置１０２は、弁体１０２ａとその駆動機構１０２ｂとからなり、駆動機構１０２ｂはＥＣＵ４６と電気的に接続してある（接続状態は図示せず）。そして、ＥＣＵ４６のＣＰＵの制御下で触媒コンバータ３９Ａか触媒コンバータ３９Ｂのいずれかにエンジン排ガスを振り分ける。また、排気ガス流し分け装置１０２は、触媒コンバータ３９Ａおよび３９Ｂのうち、再生処理が必要な触媒コンバータには排気ガスを流さないように、弁体１０２ａによって当該再生処理が必要な触媒コンバータへの排気ガスの流れを阻止する。
（リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復処理およびＮＯｘ還元処理実行ルーチン）
第１の実施の形態ではリーンＮＯｘ触媒の再生処理を述べたが、この第２の実施の形態では、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＮＯｘ還元の各処理を行う場合について図６を参照して述べる。また、このルーチンはＳ２０１〜Ｓ２０６の各ステップからなる。
【０１０５】
処理がこのルーチンに移行すると、Ｓ２０１では車輌走行距離の積算またはエンジンＩＩの燃料消費量の積算を行い、これらの積算値のいずれかに基づいてＳ被毒量を算出する。Ｓ被毒量は走行距離等に比例して増えるからである。
【０１０６】
よって、走行距離等の積算値がある特定値となったならば、それに応じてＳ被毒を回復すべき時期にあるとしてＳ被毒の回復を行う。この判断をＳ２０２で行う。
【０１０７】
走行距離等の積算値は、ＥＣＵ４６のＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）に一時記憶しておく。そして必要に応じてＥＣＵ４６のＣＰＵに呼び出す。なお、Ｓ被毒量の算出は、当該積算値だけによるのではなく排気温度に基づいてもできるし、またはそれらの全部に基づいてもできる。
【０１０８】
Ｓ２０２で肯定判定すれば、Ｓ２０３に進み、否定判定すればＳ２０４に進む。 Ｓ２０３では燃焼式ヒータ１７を作動するとともに排気切り替え弁である三方弁９７，９７’の操作により燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に流す。このとき、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気、つまり、リーンＮＯｘ触媒の還元剤となる炭化水素や一酸化炭素の多い雰囲気におけるように、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチでしかも触媒温度が６００℃以上になるように燃焼式ヒータ１７の出力制御を行う。６００℃は、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を行う適切な温度である。燃焼式ヒータ１７の出力制御を行って触媒温度を６００℃以上にしたときにリーンＮＯｘ触媒の温度を検出するのが、温度センサ１０４である。
【０１０９】
その後所定時間が経過してから燃焼式ヒータ１７を停止する。なお、ここでいう「所定時間」とはリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒を回復することができるに十分な時間である。
【０１１０】
Ｓ２０４では、入り口ＮＯｘセンサ３９ａが検出した値と出口ＮＯｘセンサ３９ｃが検出した値との差を、信号差として検出する。
Ｓ２０５ではＳ２０４で求めた検出結果に基づいて触媒コンバータ３９に含まれているリーンＮＯｘ触媒が還元時期にあるかどうかを判定する。この判定には、図示しない周知のＮＯｘ排出量マップから推定してもよい。Ｓ２０５で肯定判定すれば次のＳ２０６に進み、否定判定すればこのルーチンを終了し、必要に応じて繰り返す。
【０１１１】
Ｓ２０６では燃焼式ヒータ１７を作動するとともに排気切り替え弁である三方弁９７，９７’の操作により燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９’に流す。このとき、燃焼式ヒータ１７の空燃比がリッチでしかもリーンＮＯｘ触媒の温度が３００℃以上になるように燃焼式ヒータ１７の出力制御を行う。３００℃は、ＮＯｘ還元を行う適切な温度である。燃焼式ヒータ１７の出力制御を行ってリーンＮＯｘ触媒の温度を３００℃以上にしたときもリーンＮＯｘ触媒の温度を温度センサ１０４で検出する。
【０１１２】
その後所定時間が経過してから燃焼式ヒータ１７を停止するとともに必要に応じてこのルーチンを繰り返す。なお、ここでいう「所定時間」とはリーンＮＯｘ触媒の還元処理をすることができるに十分な時間である。
〈第２の実施の形態の作用効果〉
次に第２の実施の形態の作用効果について説明する。
【０１１３】
本実施の形態では、双数のリーンＮＯｘ触媒のいずれにも同時に排気ガスを流すのではなく、排気ガス流し分け装置１０２を作動して一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）にのみ排気ガスを流すようにし、他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）には前記一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）がＳ被毒からの回復を要する時であったり、ＮＯｘ還元を要する時であったり等の処理要求（以下単に「処理要求」という。）をする状態になるまで排気ガスを流さない。なお、前記Ｓ２０３やＳ２０６のように処理する対象によって燃焼式ヒータの出力制御を変える。
【０１１４】
そして、一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）が処理要求をする状態になったら今度は排気ガス流し分け装置１０２を先程とは反対に作動して他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）にのみ排気ガスを流す。そして、このとき一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）にあってはその触媒コンバータに係る開閉弁１００を開いて燃焼ガス導入路９９’から燃焼ガス熱を送り、この一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）の処理を行う。このとき他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に係る開閉弁１００は閉じておく。
【０１１５】
次に他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）が処理要求をする状態となったら、排気ガス流し分け装置１０２を作動して他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に排気ガスを流さないようにする。同時に処理が済んだ一方の触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）にのみ排気ガスを流し、前記他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に係る開閉弁１００を開いて燃焼ガス熱を他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）に送り込み、この他方の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）の処理を行う。
【０１１６】
このように双数の触媒コンバータ３９Ａ，３９Ｂのうち、処理要求の状態になった触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）を休ませて、つまり排気ガスがその触媒コンバータ３９Ａ（３９Ｂ）には流れないようにし、別の触媒コンバータ３９Ｂ（３９Ａ）で排気浄化を行うようになっているので、排気浄化処理が滞ることなく排気できる。よって、排気および排気浄化を効率良く行える。
【０１１７】
また、このエンジンＩＩにあっては、リーンＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒１７のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒１７を還元雰囲気におけるように燃焼ガスの空燃比をリッチにするので、燃焼熱が高まる上に、炭化水素や一酸化炭素の還元ガス成分が排気ガス中に多くなる。よって、リーンＮＯｘ触媒１７のＮＯｘ還元やリーンＮＯｘ触媒１７のＳ被毒からの回復ができる。
〈第３の実施の形態〉
次に第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩを図７および図８を用いて説明する。
【０１１８】
前記した第２の実施の形態に係るエンジンＩＩでは触媒コンバータは双数あったが、第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩにあっては、図７に示すように単数である。よって、燃焼ガス導入路も二股でなくなる。つまりこの第３の実施の形態で示す触媒コンバータおよび燃焼ガス導入路は、第１の実施の形態のものと同じタイプのものである。よって、それぞれを第１の実施の形態と同じ符号３９および９９で示す。また、触媒コンバータ３９の前後部に温度センサ１０４を配置してある。他の構成部分については、第２の実施の形態と同じであるので、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【０１１９】
この第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩでも燃焼式ヒータ１７の空燃比をリッチにすることで、還元剤としての炭化水素等の供給がリーンＮＯｘ触媒に必要であるときに対応できる。その場合の燃焼式ヒータ１７の作動制御実行ルーチンを図８に示す。
（燃焼式ヒータ１７の作動制御ルーチン）
図８に示す燃焼式ヒータ１７の作動制御ルーチンは、Ｓ３０１〜Ｓ３０６の各ステップからなる。
【０１２０】
処理がこのルーチンに移行すると、Ｓ３０１では触媒コンバータ３９の入り口温度と出口温度とを温度センサ１０４，１０４で検出し、それらの温度差から触媒温度を算出する。なお、触媒温度とは、触媒コンバータ３９を通過するガス温度ではなく触媒コンバータ３９においてリーンＮＯｘ触媒の置かれている触媒床の温度のことである。
【０１２１】
Ｓ３０２では、リーンＮＯｘ触媒の温度がリーンＮＯｘ触媒の再生を行うに有効な温度範囲にあるかどうかを判定する。Ｓ３０２で肯定判定すればＳ３０３に進み、否定判定すればこのルーチンを終了する。
【０１２２】
Ｓ３０３では触媒コンバータ３９内における空気量Ｇａを適宜の空気量検出手段により検出するとともに、その空気量に応じた還元剤としての炭化水素量の算出を行う。
【０１２３】
次のＳ３０４ではリーンＮＯｘ触媒３９が、その機能を発揮するための最適な温度よりも低いかどうかを判定する。Ｓ３０４で肯定判定すればＳ３０５に進み、否定判定すれば、つまりＳ３０６に進む。
【０１２４】
Ｓ３０５は、リーンＮＯｘ触媒の温度がその機能を発揮するための最適な温度よりも低い温度であることを前提とした処理であるので、燃焼式ヒータ１７の排気熱量や空燃比がリッチになるようにリッチ制御を行うことにより、燃焼ガスの温度を上昇してリーンＮＯｘ触媒の温度が、その機能を発揮するための最適な温度以上にするとともに、炭化水素を供給する。
【０１２５】
Ｓ３０６では、リーンＮＯｘ触媒の温度が、その機能を発揮するための最適な温度以上であることを前提としたステップであるので、燃焼式ヒータ１７の排気熱量が最低になるような状態で作動したり、あるいは空燃比制御を行ったりすることにより、燃焼ガスの温度上昇をせずに炭化水素の供給を行って、リーンＮＯｘ触媒が、再生温度範囲内にあるようにする。そして、その後は必要に応じてこのルーチンを繰り返す。
〈第３の実施の形態の作用効果〉
この第３の実施の形態にあっても、エンジン１の作動の有無に拘わらず、リーンＮＯｘ触媒の触媒再生を行うことができる。
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態に係るエンジンＩＶを図９を用いて説明する。
【０１２６】
エンジン停止中のみに限定して触媒再生を行う場合には、図９のような構造になる。図９に示すエンジンＩＶの構造が図７に示す第３の実施の形態に係るエンジンＩＩＩと相違するところは、燃焼ガス導入路９９がないことと、それに関連して吸気圧センサ２９ａと排気圧センサ２９ｂがないこと、三方弁９７’が分岐管９５にないことである。
〈第４の実施の形態の作用効果〉
この第４の実施の形態に係るエンジンＩＶにあっては、エンジン停止中において、ＥＧＲ通路９０を利用したリーンＮＯｘ触媒３９の再生を行える。
〈第５の実施の形態〉
次に図１０〜図１３を用いて第５の実施の形態に係るエンジンＶを説明する。
【０１２７】
この第５の実施の形態に係るエンジンＶが図５に示す第２の実施の形態に係るエンジンＩＩと異なる点は、触媒コンバータが一つであることと、排気管４２に触媒コンバータに対してバイパスする触媒用バイパス管を備えたこと、およびそれら相違点に関連する箇所だけである。よって、第２の実施の形態に係るエンジンＩＩと同一部分については第２の実施の形態で示したと同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１０は本実施形態の概略構成図であるが、第２の実施の形態と比べて異なる部分以外は最大限簡略化してある。また、話を簡単にするためにリーンＮＯｘ触媒の活性化にＥＧＲ通路９０は用いず、燃焼ガス導入路９９のみを用いることとするがエンジン始動前であればＥＧＲでリーンＮＯｘ触媒を活性化してもよいのはもちろんである。
【０１２８】
図１０において、この第５の実施の形態に係るエンジンＶは、排気管４２がその触媒コンバータ３９に対してバイパスする触媒用バイパス管１１０と、この触媒用バイパス管１１０および触媒コンバータ３９に排気ガスを流し分ける排気ガス流し分け装置１１２とを有している。
【０１２９】
触媒用バイパス管１１０は、排気管４２上にある触媒コンバータ３９の上流側と下流側とを結んでバイパスする排気通路である。
排気ガス流し分け装置１１２は、排気管４２と触媒用バイパス管１１０との２つある接合点Ｃ３，Ｃ４のうち、上流側に位置する接合点Ｃ３に設けてある。また、排気ガス流し分け装置１１２は、触媒用バイパス管１１０の一方の開口１１０ａを開閉自在にする開閉弁１１２ａとこの開閉弁１１２ａを駆動する駆動装置１１２ｂとを有する。そして、この排気ガス流し分け装置１１２の駆動制御はＥＣＵ４６のＣＰＵが行う。
【０１３０】
また、排気ガス流し分け装置１１２の取り付け位置となる前記接合点Ｃ３の排気管４２における位置は、排気管４２の燃焼ガス導入路９９との接合点Ｃ５よりも上流にある。これは燃焼ガス導入路９９を伝って排気管４２に流れて来る燃焼ガス熱を無駄なく触媒コンバータ３９に送り込むためである。
【０１３１】
次にこのような構成のエンジンＶの触媒コンバータ３９に導入する燃焼ガスの空燃比調整の好適例を▲１▼エンジン始動前，▲２▼始動直後，▲３▼エンジン作動中とに分けて具体的に説明する。
【０１３２】
以下に述べる燃焼ガスの空燃比調整によりリーンＮＯｘ触媒に堆積した被毒物質を除去し、リーンＮＯｘ触媒の再生を効率良く行う。
▲１▼エンジン始動前にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生するための空燃比制御
図１１を参照して説明する。図１１は、縦軸に燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆを示し、横軸に時間経過を示すＡ／Ｆ−時間線図である。この線図における符号ａ，ｂ，ｃは、次の説明項ａ〜ｃに対応する領域であることを意味する。また、図中１点鎖線で示す線は、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆがストイキ（理論空燃比）の場合を示し、これをストイキ線ということにする。なお、これらの符号およびストイキ線は、図１２および図１３で示す他のＡ／Ｆ−時間線図にあっても同様の取扱いをするものとする。
【０１３３】
ａ：燃焼式ヒータ１７の作動直後は燃焼ガス中に還元剤としての炭化水素や一酸化炭素等ができるだけ含まれないように燃焼制御を行う。領域ａにあっては、空燃比Ａ／Ｆは２０程度のリーンであり、このような排気が触媒コンバータ３９に入ることで触媒コンバータ３９の入り口部での温度が高まり、リーンＮＯｘ触媒が活性化する。このときの燃焼ガスは、前記のようにその空燃比がリーンであって燃焼ガス中に含まれる炭化水素等のほとんどないクリーンな排気である。
【０１３４】
ｂ：触媒コンバータ３９の入り口部での温度が触媒活性温度（例えば２００℃）以上になった時、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆはストイキとする。このとき燃焼ガスには、２〜３パーセントの一酸化炭素と、それを燃焼するに十分な量の酸素とが存在する。このためそれら一酸化炭素や酸素がリーンＮＯｘ触媒に供給されるので、一酸化炭素が燃焼によって酸化し、リーンＮＯｘ触媒の温度がさらに上昇する。
【０１３５】
ｃ：リーンＮＯｘ触媒の温度が上昇することにより、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦの酸化やＳ離脱が可能な温度、言い換えればリーンＮＯｘ触媒の再生可能な温度（５００℃以上）になると、前記空燃比Ａ／Ｆをリーンまたはリッチに繰り返し変更してＳＯＦ被毒からの回復またはＳ被毒からの回復等の再生を図る。
【０１３６】
▲２▼エンジン始動直後にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生するための空燃比制御
図１２に示すＡ／Ｆ−時間線図において、矢印ｉは、エンジンＶの始動時期を示す。図１２のグラフ線において矢印ｉの指す位置よりも時間軸で左側の部分ではまだエンジンＶが停止状態にあり、右側の部分ではエンジンＶが作動状態にあることを意味する。また、同じく図１２のグラフ線における矢印領域ｉｉの範囲では、触媒用バイパス管１１０の開口１１０ａを排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａを駆動装置１１２ｂによって作動することで開き、それ故、触媒用バイパス管１１０をエンジンＶの排気ガスが流通する期間を示す。矢印領域ｉｉにあっては図１３で示すＡ／Ｆ−時間線図にあっても同様の取り扱いをするものとする。
【０１３７】
ａ：グラフ線における矢印ｉの左側であるエンジン始動前にあっては、触媒暖機のために燃焼ガスを触媒コンバータ３９に導入する。同じく矢印ｉの右側であるエンジン始動後のしかも直後にあっては排気ガスの方が燃焼ガスよりも低温である場合があり得る。よって、触媒暖機が未だ不十分で触媒が活性温度以下の場合は、燃焼ガスよりも低温な排気ガスを触媒コンバータ３９には流さずに触媒用バイパス管１１０に流すべく、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａを開く。リーンＮＯｘ触媒が燃焼ガスによって暖まるまでの間は燃焼ガス中に還元剤としての炭化水素や一酸化炭素等ができるだけ含まれないように燃焼制御を行う。領域ａにあっては、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆは２０程度のリーンであり、このような空燃比の排気ガスが触媒コンバータ３９に入ることで、触媒コンバータ３９の入り口部での温度が高まりリーンＮＯｘ触媒が活性化する。
【０１３８】
ｂ：触媒コンバータ３９の入り口部での温度が高まりリーンＮＯｘ触媒が活性温度（例えば２００℃）以上になったときに、燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆをリッチとする。このとき燃焼ガスには多量の一酸化炭素が含まれており、触媒により一酸化炭素が酸化し、また触媒温度がさらに上昇する。このとき、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａにより触媒用バイパス管１１０の開口１１０ａは閉じる。そして、エンジン排ガスと燃焼ガスとからなる混合ガスの空燃比は、リーンからストイキの間に制御する。
【０１３９】
ｃ：リーンＮＯｘ触媒の温度が上昇することにより、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦの酸化やＳ離脱が可能な温度、言い換えればリーンＮＯｘの再生可能な温度（５００℃以上）になると、前記空燃比Ａ／Ｆがリッチ域で変動するように制御する。このとき、エンジン排ガスと燃焼ガスとの混合ガスの空燃比はリーンとリッチとを繰り返す。
【０１４０】
▲３▼エンジン作動中にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生するための空燃比制御
図１３を参照して説明する。
【０１４１】
ａ：エンジン作動中にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復等再生の必要が生じた場合であって、エンジンＶの排気ガスが低い場合は、この低温な排気ガスが触媒コンバータ３９をバイパスするように、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａにより触媒用バイパス管１１０の開口１１０ａを開く。このとき燃焼ガスを燃焼ガス導入路９９を経由して触媒コンバータ３９に流す。
【０１４２】
触媒コンバータ３９を流れる燃焼ガスの空燃比Ａ／Ｆはリッチ域にある。そして、開閉弁１１２ａを経由してそれよりも下流側の触媒コンバータ３９に向かうエンジンＶの排気ガスと燃焼ガスとからなる混合ガスがストイキになるように制御する。
【０１４３】
ｂ：リーンＮＯｘ触媒の温度が上昇することにより、リーンＮＯｘ触媒のＳＯＦの酸化やＳ離脱が可能な温度、言い換えればリーンＮＯｘの再生可能な温度（５００℃以上）になると、燃焼式ヒータ１７の排気空燃比Ａ／Ｆがストイキを境にリーン域とリッチ域との間で変動するように制御する。このとき、エンジン排ガスと燃焼ガスとの混合ガスの空燃比はリーンとリッチとを繰り返すようになる。
〈第５の実施の形態の作用効果〉
この第５の実施の形態に係るエンジンＶでは、排気管４２にリーンＮＯｘ触媒を含む触媒コンバータ３９に対してバイパスする触媒用バイパス管１１０を有し、この触媒用バイパス管１１０の側と、排気管４２のうち触媒コンバータ３９のある側とのいずれかへ、排気ガス流し分け装置１１２を用いて排気ガスの流し分けを行う。この流し分けのうち、触媒用バイパス管１１０に排気ガスが通されるのは、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時で排気ガスの温度がリーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合のみである。それ以外の場合は排気ガスは触媒コンバータ３９によって排気浄化される。つまり、リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度が低い場合は、排気ガス流し分け装置１１２の開閉弁１１２ａを操作して触媒用バイパス管１１０を開き、これにより排気ガスを触媒コンバータ３９には流さずに触媒用バイパス管１１０に向けて流す。このため、触媒コンバータ３９には、排気管４２のうち排気ガス流し分け装置１１２の設置場所Ｃ３よりも下流側の箇所であって触媒コンバータ３９の手前の箇所である接合点Ｃ５に向けて延びている燃焼ガス導入路９９を経由する、燃焼式ヒータ１７からの高熱な燃焼ガスだけを通すことができる。したがって、排気ガスが低温な場合であってもこの低温な排気ガスがリーンＮＯｘ触媒を通らないようにできるので、リーンＮＯｘ触媒の温度が低温排気によって低下してしまうことがない。したがって、リーンＮＯｘ触媒を容易に活性化できる。また、ＳＯＦやパティキュレートマターを効率よく燃焼できる温度にまで触媒温度を十分高められるので、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元，Ｓ被毒からの回復ＳＯＦ被毒からの回復およびパティキュレートマターの除去も良好にすることができる。
【０１４４】
【発明の効果】
本発明によれば、機関関連要素を昇温するため吸気通路に燃焼ガスを流す燃焼式ヒータと、排気通路に備えられ排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記吸気通路側から前記排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と有するので、次の効果を奏する。
【０１４５】
▲１▼副噴射を不用にしてもリーンＮＯｘ触媒への炭化水素等の還元剤の供給を十分行える。
▲２▼内燃機関の排気系に設けるリーンＮＯｘ触媒が内燃機関の始動とともに有効に機能するように機関始動前から排気系温度を十分高められる。
【０１４６】
▲３▼排気浄化、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復およびパティキュレートマターの除去を良好にできる。
▲４▼パティキュレートマターの発生を抑えられる。
【０１４７】
▲５▼機関始動後であっても燃焼ガスを排気通路に必要に応じて送り込めるようにすることで、燃焼式ヒータへの逆流を防ぐとともにリーンＮＯｘ触媒の活性化を促進する。
【０１４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第１の実施の形態の概略構成図
【図２】燃焼式ヒータの概略断面図
【図３】三方弁の概略説明図
【図４】第１の実施の形態に係るリーンＮＯｘ触媒の再生処理実行ルーチンを説明するための図
【図５】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第２の実施の形態の概略構成図
【図６】リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復処理およびＮＯｘ還元処理実行ルーチンを説明するための図
【図７】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第３の実施の形態の概略構成図
【図８】第３の実施の形態に係る燃焼式ヒータの作動制御実行ルーチンを説明するための図
【図９】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第４の実施の形態の概略構成図
【図１０】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第５の実施の形態の概略構成図
【図１１】第５の実施の形態に係るエンジン始動前にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復をするための燃焼ガス空燃比制御Ａ／Ｆ−時間線図
【図１２】第５の実施の形態に係るエンジン始動直後にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復をするための燃焼ガス空燃比制御Ａ／Ｆ−時間線図
【図１３】第５の実施の形態に係るエンジン作動中にリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒等からの回復をするための燃焼ガス空燃比制御Ａ／Ｆ−時間線図
【符号の説明】
Ｉ〜Ｖ…エンジン（内燃機関）
３…エンジン本体（機関本体，機関関連要素）
５…吸気装置
７…排気装置
９…車室用ヒータ
１３…エアクリーナ
１５…ターボチャージャ（過給機）
１５ａ…コンプレッサ
１５ｂ…ターボチャージャのタービン
１７…燃焼式ヒータ
１７ａ…燃焼式ヒータの冷却水通路
１７ａ１…冷却水導入口
１７ａ２…冷却水排出口
１７ｂ…燃焼筒
１７ｃ…円筒状隔壁
１７ｄ…燃焼室
１７ｄ１…空気供給口
１７ｄ２…排気排出口
１７ｅ…燃料供給管
１９…インタークーラ
２１…インテークマニホールド
２３…吸気管（吸気通路）
２５…上流側連結管
２７…下流側連結管
２７’…下流側連結管
２９…本流管
２９ａ…吸気圧センサ
３１…ヒータ用枝管
３３…空気供給通路
３５…燃焼ガス排出通路
３７…エキゾーストマニホールド
３９…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
３９ａ…入り口ＮＯｘセンサ
３９ｃ…出口ＮＯｘセンサ
３９Ａ…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
３９Ｂ…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
４１…マフラ
４２…排気管（排気通路）
４３…燃焼室本体
４３ａ…ケース体
４５…送風ファン
４６…ＥＣＵ
７０…吸気絞り弁
８８…ＥＧＲ
９０…ＥＧＲ通路（燃焼ガス導入路）
９２…ＥＧＲ弁
９５…分岐管
９７…三方弁
９７’…三方弁
９７ａ…第１の口
９７ｂ…第２の口
９７ｃ…第３の口
９７ｄ…三方弁のケース体
９８…弁体
９９…燃焼ガス導入路，バイパス通路
９９ａ…燃焼ガス導入路の出口
９９’…燃焼ガス導入路
１００…燃焼ガス導入路に係る開閉弁
１０２…排気ガス流し分け装置
１０２ａ…弁体
１０２ｂ…駆動機構
１０４…温度センサ
１１０…触媒用バイパス管
１１０ａ…触媒用バイパス管１１０の開口
１１２…排気ガス流し分け装置
１１２ａ…開閉弁
１１２ｂ…駆動装置
Ｃ１…空気供給通路３３と本流管２９との接続箇所
Ｃ２…燃焼ガス排出通路３５と本流管２９との接続箇所
Ｃ１’…空気供給通路３３と上流側連結管２５との接続箇所
Ｃ２’…燃焼ガス排出通路３５と上流側連結管２５との接続箇所
Ｃ３…排気管４２と触媒用バイパス管１１０との接合点であって上流側に位置する接合点
Ｃ４…排気管４２と触媒用バイパス管１１０との接合点であって下流側に位置する接合点
Ｃ５…排気管４２における燃焼ガス導入路９９との接合点（リーンＮＯｘ触媒の手前箇所）
Ｆ…火炎
Ｗ１〜Ｗ３…水管路
Claims (12)
- 機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関であって、
前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時とは、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時，リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復およびＳＯＦ被毒からの回復を要する時，ならびにリーンＮＯｘ触媒からパティキュレートマターの除去を要する時であり、
更に、前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにすることを特徴とするリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。 - 機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関であって、
前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時である前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時およびリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにすることを特徴とするリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。 - 機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関であって、
前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時である前記リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘ還元を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにすることを特徴とするリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。 - 機関関連要素を昇温するための燃焼式ヒータと、機関排気通路に備えられ機関排気ガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、このリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時に、前記機関排気通路におけるリーンＮＯｘ触媒上流側に向けて前記燃焼式ヒータの出す燃焼ガスを導く燃焼ガス導入路と、を有するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関であって、
前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であるリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を要する時は、リーンＮＯｘ触媒を還元雰囲気におけるように前記燃焼ガスの空燃比をリッチにすることを特徴とするリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。 - 前記燃焼ガス導入路は、ＥＧＲ通路であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 前記燃焼ガス導入路は、前記機関排気通路のうち前記リーンＮＯｘ触媒の手前箇所にまで至り、前記機関本体に対してバイパスするバイパス通路であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 機関吸気系の圧力と機関排気系の圧力との差圧が所定値以上ある時に前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを前記燃焼ガス導入路に流すことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 前記内燃機関に過給機を設けこの過給機による過給によって機関吸気系の圧力が所定値以上になったときに、前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスを前記燃焼ガス導入路に流すことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時には、前記燃焼式ヒータから出る燃焼ガスの熱が高まるように、前記燃焼式ヒータの出力をリーンＮＯｘ触媒の再生処理要求前の出力よりも大きくすることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 前記排気通路は、前記リーンＮＯｘ触媒に対してバイパスする触媒用バイパス管と、この触媒用バイパス管と前記リーンＮＯｘ触媒とに前記排気ガスを流し分ける排気ガス流し分け装置と、を有し、前記排気ガス流し分け装置は、前記リーンＮＯｘ触媒の再生処理要求時であって排気ガスの温度が前記リーンＮＯｘ触媒の活性温度よりも低い場合に前記触媒用バイパス管に前記排気ガスを通すことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 前記排気通路は、排気通路の長手方向に並列し前記排気ガスの流し分けが交互になされる少なくとも２以上のリーンＮＯｘ触媒と、これらのリーンＮＯｘ触媒に前記排気ガスの流し分けを行う排気ガス流し分け装置と、を有し、前記排気ガス流し分け装置は、前記リーンＮＯｘ触媒のうち再生処理が必要な状態のリーンＮＯｘ触媒には前記排気ガスを流さないことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
- 前記燃焼式ヒータは、機関吸気通路に燃焼ガスを流すことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
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