WO2012066606A1 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

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健一 辻本
三樹男 井上
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine provided with an exhaust gas processing device having a function of purifying exhaust gas.
  • the exhaust passage of the internal combustion engine is generally provided with an exhaust treatment device having a function of purifying the exhaust, and the exhaust treatment device may include a catalyst or the like.
  • a fuel addition valve and a glow plug may be provided upstream of the exhaust treatment device.
  • fuel is added from the fuel addition valve, and heat can be applied to the added fuel by a glow plug.
  • Such fuel addition valves and glow plugs can be used to heat the exhaust treatment device.
  • an oxidation catalyst may be provided on the downstream side of the glow plug, thereby promoting the oxidation of the fuel added by the fuel addition valve.
  • Patent Document 1 discloses an example of an exhaust purification device for an internal combustion engine.
  • This exhaust purification device includes a small oxidation catalyst having a small cross-sectional area, a fuel supply valve, and a glow plug disposed between them in an exhaust passage upstream of the exhaust treatment device.
  • the injection port of the fuel supply valve faces the end face of the small oxidation catalyst, and the glow plug is disposed at a position where the tip of the glow plug comes into contact with the fuel injected from the fuel supply valve.
  • Each operation of the fuel supply valve and the glow plug is controlled and they may have first to third control states. In the first control state, heating by the glow plug is performed while fuel is supplied from the fuel supply valve, and the fuel from the fuel supply valve is ignited.
  • the glow plug In the second control state, the glow plug is heated while fuel is supplied from the fuel supply valve, but the fuel from the fuel supply valve is not ignited.
  • the third control state fuel is supplied from the fuel supply valve, but heating by the glow plug is stopped.
  • the first control state or the third control state can be selected in an operation region where ignition is possible, and the second control state or the third control state can be selected in an operation region where ignition is impossible.
  • the oxidizer when a small oxidation catalyst, that is, an oxidizer is provided upstream of the exhaust treatment device, the oxidizer generally includes a plurality of gas passages.
  • the ease of passage of gas in the gas passages differs depending on the shape and size of the gas passages.
  • the ease of combustion of the fuel added and supplied to the exhaust passage differs depending on the ease of passage of the gas, and when the gas is difficult to pass, the flame generated by the combustion of the added fuel may disappear in the oxidizer. .
  • misfire is undesirable because it inhibits heating of the exhaust treatment device.
  • an object of the present invention is to make gas easily passable in an oxidizer provided upstream of the exhaust treatment device.
  • an exhaust purification device for an internal combustion engine including an exhaust treatment device in an exhaust passage, the oxidation device provided upstream of the exhaust treatment device, and the upstream of the oxidation device Fuel addition means for adding fuel to the side, and heating means provided on the upstream side of the oxidizer for heating the fuel added from the fuel addition means, the oxidizer comprising an exhaust stream
  • An exhaust purification device for an internal combustion engine is provided that is formed to have a gas passage of 30 or more and 200 or less per 0.0006452 m 2 in the cross section in the road direction.
  • the oxidizer is formed so as to have gas passages of 30 or more and 200 or less per 0.0006452 m 2 in the cross section in the exhaust flow passage direction, so that the gas effectively passes through the oxidizer. It becomes possible to do.
  • each of the gas passages of the oxidizer is formed such that a circle having a diameter of 1.6 mm or more and 4.9 mm or less is inscribed in the cross section in the exhaust flow passage direction.
  • detection means whose output changes according to the state of the exhaust downstream of the oxidizer, and determination means for determining the state of the exhaust downstream of the oxidizer based on the output of the detector are further provided.
  • the control means for controlling the operation of at least one of the fuel addition means and the heating means is configured to control the fuel addition means and the fuel addition means according to the state of exhaust gas downstream of the oxidizer determined by the determination means. The operation of at least one of the heating means may be controlled.
  • the temperature of the downstream side of the oxidizer has passed through the oxidizer.
  • determining means for determining whether or not the temperature is lower than a predetermined temperature.
  • the control means for controlling the operation of at least one of the fuel addition means and the heating means when the determination means determines that the temperature downstream of the oxidizer is lower than the predetermined temperature, The operation of at least one of the fuel addition unit and the heating unit may be controlled so as to be higher than before.
  • an exhaust amount adjusting device for adjusting the exhaust amount supplied to the exhaust passage may be further provided.
  • the exhaust amount adjusting device may increase the exhaust amount more than before.
  • an excellent effect is exhibited in that the ease of gas passage in the oxidizer provided upstream of the exhaust treatment device is optimized, and heat can be effectively applied to the exhaust treatment device. Is done.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a partially enlarged schematic cross-sectional view of the exhaust emission control device in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional schematic view of the oxidation device of the exhaust gas purification device in FIG.
  • FIG. 5 is a graph conceptually showing the relationship between the number of gas passages per unit cross-sectional area of the oxidizer and the temperature downstream of the oxidizer.
  • FIG. 6 is a graph conceptually showing the relationship between the number of gas passages per unit cross-sectional area of the oxidizer and the discharge amount of fine particles.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a gas passage of an alternative oxidation apparatus, and corresponds to FIG.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a gas passage of another alternative oxidation apparatus, and corresponds to FIG.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a gas passage of still another alternative oxidizer, and corresponds to FIG.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an example of control in the exhaust gas purification apparatus for the internal combustion engine of FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 5 provided with an exhaust gas purification device 1 for an internal combustion engine in the embodiment.
  • the engine body 10 is an in-vehicle four-cycle diesel engine.
  • An intake pipe 12 and an exhaust pipe 14 are connected to the engine body 10.
  • An intake passage 16 and an exhaust passage 18 are defined by the intake pipe 12 and the exhaust pipe 14, respectively.
  • an air flow meter 20 that outputs a signal corresponding to the flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 12 is provided. Based on the output signal of the air flow meter 20, the amount of intake air flowing into the engine body 10 per unit time (that is, the intake flow rate) is detected.
  • An electronically controlled intake throttle valve 21 is provided in the intake passage 16.
  • the engine body 10 has in-line four cylinders, and each cylinder is provided with an in-cylinder fuel injection valve 22, but only a single in-cylinder fuel injection valve 22 is shown in FIG.
  • the end of the exhaust pipe 14 is connected to a silencer (not shown) and opened to the atmosphere at the outlet of the silencer.
  • An exhaust gas purification device 1 is provided to purify the exhaust gas in the exhaust passage 18.
  • the exhaust purification device 1 includes a plurality of exhaust treatment devices.
  • a first catalytic converter 24 and a second catalytic converter 26 are arranged in series in the middle of the exhaust pipe 14 in order from the upstream side.
  • a first exhaust treatment device (hereinafter referred to as a first treatment device) 28 is accommodated in the first catalytic converter 24.
  • the first processing device 28 mainly includes an oxidation catalyst, and may simply be referred to as an oxidation catalyst.
  • a second exhaust treatment device (hereinafter referred to as a second treatment device) 30 is accommodated in the second catalytic converter 26.
  • the second processing device 30 is a particulate filter (DPF).
  • the first processing unit 28 that includes an oxidation catalyst, HC, unburned components such as CO is reacted with O 2 to CO, CO 2, H 2 O or the like.
  • an oxidation catalyst for example, Pt / CeO 2 , Mn / CeO 2 , Fe / CeO 2 , Ni / CeO 2 , Cu / CeO 2 or the like can be used.
  • the 2nd processing apparatus 30 which is DPF collects particulates (PM, particulates), such as soot in exhaust.
  • the second processing apparatus 30 which is a DPF is of a continuous regeneration type in which a catalyst made of a noble metal is supported and the collected fine particles can be continuously oxidized and combusted.
  • a third exhaust processing device including a NOx catalyst is provided to purify NOx (nitrogen oxide) in the exhaust gas.
  • the third processing apparatus can be simply referred to as a NOx catalyst.
  • the NOx catalyst of the third processing apparatus is disposed on the downstream side of the second processing apparatus 30.
  • an exhaust treatment device hereinafter referred to as a fourth treatment device
  • the first processing device 28, the second processing device 30, the third processing device, and the fourth processing device each correspond to an exhaust processing device in the present invention.
  • the third processing unit that is, the NOx catalyst may be an NOx storage reduction (NSR) catalyst.
  • NSR NOx storage reduction
  • the NOx catalyst stores NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reduces the stored NOx when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is low and a reducing component (such as HC) exists.
  • a reducing component such as HC
  • the NOx catalyst is configured such that a noble metal such as platinum Pt as a catalyst component and a NOx absorbing component are supported on the surface of a base material made of an oxide such as alumina Al 2 O 3 .
  • the NOx absorption component is at least one selected from, for example, an alkali metal such as potassium K, sodium Na, lithium Li, and cesium Cs, an alkaline earth such as barium Ba and calcium Ca, and a rare earth such as lanthanum La and yttrium Y. It consists of one.
  • the NOx catalyst may be a selective reduction type NOx catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction).
  • SCR Selective Catalytic Reduction
  • the selective reduction type NOx catalyst includes, for example, a NOx purification catalyst that promotes a chemical reaction (reduction reaction) between ammonia and NOx.
  • a urea water addition device for supplying ammonia can be provided upstream of the NOx catalyst.
  • the exhaust purification device 1 includes a temperature raising device 40, and the temperature raising device 40 is applied to the upstream side of the first processing device 28 in the exhaust passage 18.
  • the temperature raising device 40 includes a fuel addition valve 42 as a fuel addition unit, a glow plug 44 as a heating unit, and an oxidizer 46.
  • the temperature raising device 40 can act like a burner as a whole as will be described later, it may be referred to as a burner device.
  • the temperature raising device 40 is substantially disposed on the downstream side of a collecting portion of an exhaust manifold (not shown) connected to the engine body 10.
  • a turbocharger may be provided on the downstream side of the exhaust manifold assembly.
  • the temperature raising device 40 may be provided on the downstream side of the turbocharger and on the upstream side of the first processing device.
  • FIG. 2 and 3 are enlarged schematic views around the fuel addition valve 42, the glow plug 44, and the oxidation device 46 of the temperature raising device 40.
  • FIG. 2 and 3 are enlarged schematic views around the fuel addition valve 42, the glow plug 44, and the oxidation device 46 of the temperature raising device 40.
  • the fuel addition valve 42 can add or inject liquid fuel F into the exhaust passage 18.
  • the fuel F is light oil.
  • the fuel addition valve 42 has a single injection hole 42a, a plurality of injection holes may be provided.
  • a fuel tank 48 of the engine 5 is connected to a fuel pump 52 via a fuel suction pipe 50.
  • the fuel pump 52 is mechanical here, and operates using a driving force of an output shaft (crankshaft) (not shown) of the engine 5.
  • the fuel pump 52 is further connected to the fuel addition valve 42 via a fuel supply pipe 54. In the above configuration, the fuel pump 52 sucks the fuel stored in the fuel tank 48 through the fuel suction pipe 50 and discharges it to the fuel supply pipe 54, whereby the fuel is supplied to the fuel addition valve 42.
  • the glow plug 44 is installed so that the heat generating portion 44a at the tip thereof is located in the exhaust passage downstream of the fuel addition valve 42 and upstream of the oxidizer 46.
  • the glow plug 44 is connected to the in-vehicle DC power supply 58 via the booster circuit 56, and the heat generating portion 44a generates heat when energized.
  • the heat generated in the heat generating portion 44a can ignite the fuel F added from the fuel addition valve 42 to generate a flame.
  • a part of the added fuel F can be ignited by directly contacting the heat generating portion 44a.
  • other apparatuses such as a ceramic heater and a spark plug, especially an electrothermal type or a spark ignition type apparatus can be used.
  • the oxidizing device 46 is provided on the downstream side of the glow plug 44 and the upstream side of the first processing device 28, and is provided so as to oxidize or reform the fuel added from the fuel addition valve 42.
  • the oxidizer 46 includes a zeolite carrier and an oxidation catalyst material such as rhodium supported thereon.
  • the oxidizer 46 is supported and fixed in the exhaust pipe 14 by a support member 60.
  • the oxidizer 46 When the fuel F is supplied to the oxidizer 46, if the oxidizer 46 is activated at that time, the fuel is oxidized in the oxidizer 46.
  • the oxidation device 46 is heated by the oxidation reaction heat generated at this time. Therefore, the temperature of the exhaust gas passing through the oxidizer 46 can be raised.
  • hydrocarbons having a large number of carbon atoms in the fuel are decomposed to generate hydrocarbons having a small number of carbon atoms and high reactivity. As a result, the fuel is changed to a highly reactive fuel. Can be quality.
  • the oxidizer 46 constitutes a rapid heat generator that rapidly generates heat on the one hand, and a reformed fuel discharger that discharges the reformed fuel on the other hand.
  • the fuel addition valve 42 injects the fuel F obliquely downward from the upper side toward the heat generating portion 44 a of the glow plug 44 toward the slightly downstream side.
  • the injected fuel F has a predetermined spray angle and generally forms a conical fuel path.
  • a heat generating portion 44a is disposed in the middle of the fuel path.
  • the fuel added by the fuel addition valve 42 can be combusted by the heating by the heat generating portion 44 a of the glow plug 44 which is a heating means, and the resulting flame can reach the oxidizer 46.
  • the temperature raising device 40 can generate a high-temperature heating gas including a flame in some cases.
  • This heating gas is mixed with the exhaust supplied from the engine body 10 to the exhaust passage 18 to raise the exhaust temperature.
  • the heated exhaust gas is supplied to the first processing device 28 and the second processing device 30 to promote warming up and activation thereof.
  • the oxidizer 46 includes a plurality of gas passages 46a.
  • the plurality of gas passages 46 a are defined by the carrier wall 46 b of the oxidizer 46.
  • the catalyst material is supported, that is, coated on the wall portion 46b that defines the plurality of gas passages 46a.
  • each gas passage 46a communicates with the upstream end face 46u and the downstream end face 46d of the oxidizer 46, respectively.
  • the plurality of gas passages 46a are independent of each other.
  • the oxidizer 46 in this embodiment is a so-called straight flow type having a plurality of independent cells extending substantially linearly from the upstream end to the downstream end, and each cell forms a gas passage 46a.
  • the exhaust pipe 14 is generally circular in cross section, and the oxidizer 46 is generally circular in cross section, and both are arranged coaxially.
  • the fuel added from the fuel addition valve 42 passes around the heat generating portion 44 a of the glow plug 44, reaches the oxidizer 46, and passes through the gas passage 46 a of the oxidizer 46.
  • the added fuel F can be combusted before reaching the oxidizer 46, and the flame generated thereby can be guided to each gas passage 46 a of the oxidizer 46.
  • the oxidizer 46 is designed and constructed in consideration of such suitable passage of flames and gas containing flames and maintenance of the exhaust purification function. Here, the oxidizer 46 will be described in more detail.
  • the oxidizer 46 has a cross section in a plane substantially orthogonal to the exhaust flow passage direction A (see FIG. 2) (hereinafter referred to as a cross section in the exhaust flow passage direction) of 30 or more and 200 or less per square inch, that is, 0.0006452 m 2.
  • the gas passage 46a is formed.
  • the number of gas passages in the oxidizer 46 that is, the number of cells, is derived in order to achieve both ease of passage of flame and suppression of generation of fine particles such as soot.
  • FIG. 1 an arbitrary one gas passage 46a of the oxidizer 46 in the cross section in the exhaust passage direction is shown in FIG.
  • the cross-sectional shape of the gas passage 46a is substantially square, the inscribed circle I can be substantially defined there.
  • the oxidizer 46 of this embodiment is designed such that the inscribed circle I of the gas passage 46a in the cross section in the exhaust flow passage direction has a diameter of 1.6 mm or more and 4.9 mm or less.
  • FIG. 5 is a graph conceptually showing the relationship between the number of gas passages per 0.0006452 m 2 and the passage characteristic value of the flame in the cross section in the exhaust flow passage direction of the oxidizer.
  • the temperature at the downstream side of the oxidizer when the flame is continuously sent to the oxidizer for a predetermined time is used as the passing characteristic value of the flame.
  • a plurality of oxidizers having different numbers of gas passages per unit cross-sectional area in the cross section in the exhaust flow passage direction that is, passage densities (cell densities), were used.
  • cpsi cell per square inch
  • a plurality of oxidizers each having gas passages having a density of 1 cpsi, 30 cpsi, 50 cpsi, 100 cpsi, 200 cpsi, 300 cpsi, 400 cpsi in the cross section in the exhaust passage direction.
  • flames were continuously sent to each of them for a predetermined time, and the extent to which the temperature on the downstream side increased was examined. Specifically, the temperature on the downstream side of the oxidizer was measured based on the output from the temperature sensor provided on the downstream side of the oxidizer, and the degree of flame passage in the oxidizer was determined.
  • the temperature on the downstream side of the oxidizer was equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 800 ° C.) corresponding to the flame temperature, it was determined that the flame passed through the oxidizer.
  • a predetermined temperature for example, 800 ° C.
  • the temperature on the downstream side of the oxidizer corresponds to the maximum temperature obtained using the temperature sensor when the flame is continuously sent to the oxidizer for a predetermined time.
  • the passage density is 200 cpsi or less, a result that a flame passes through the oxidizer was obtained.
  • the passage density is 200 cpsi or less (200 or less per 0.0006452 m 2 )
  • the gas passage of the oxidizer is preferably formed so that a circle having a diameter of 1.6 mm or more is inscribed in the cross section in the exhaust flow passage direction.
  • a sensor for detecting the amount of fine particles in the gas, that is, the amount of smoke was arranged downstream of the experimental passage, and the amount of discharged fine particles was evaluated based on the output of the sensor.
  • the passage density is 30 cpsi or more
  • discharge of fine particles can be suppressed to a predetermined amount or less.
  • the passage density that is, the cell density is 1 cpsi
  • the region to which the added fuel adheres is small in the oxidizer. Therefore, it is difficult for the fuel to vaporize, and the discharge amount of fine particles seems to exceed a predetermined amount.
  • the number of gas passages per unit cross-sectional area of the oxidizer that is, the passage density
  • the passage density 30 cpsi or more (30 or more per 0.0006452 m 2 )
  • discharge of fine particles can be suitably suppressed.
  • the gas passage of the oxidizer should be formed so that a circle having a diameter of 4.9 mm or less is inscribed in the cross section in the exhaust flow passage direction.
  • the oxidizer 46 of the present embodiment is formed to include 30 or more and 200 or less gas passages 46a per 0.0006452 m 2 in the cross section in the exhaust passage direction.
  • each of the most gas passages 46a is formed such that a circle having a diameter of 1.6 mm or more and 4.9 mm or less is inscribed in its cross section.
  • the gas passage of the oxidizer is preferably formed so that a circle having a diameter of 1.6 mm or more and 4.9 mm or less is inscribed in the cross section in the exhaust flow passage direction.
  • the invention is not limited to the case where an inscribed circle is defined in the cross section of the gas passage. This will now be described in detail.
  • the shape of the gas passage of the oxidizer in the cross section in the direction of the exhaust passage is substantially square as shown in FIG. 4, but the gas passage of the oxidizer can have other shapes.
  • the shape of the gas passage of the oxidizer in the cross section in the exhaust flow passage direction may be a regular polygon such as a regular hexagon or a regular octagon.
  • FIG. 7 shows a gas passage 46a1 of an alternative oxidizer, The cross-sectional shape is a substantially regular hexagon.
  • an inscribed circle I1 can be defined in the gas passage 46a1 in the cross section in the exhaust passage direction.
  • the shape of the gas passage of the oxidizer in the cross section in the exhaust flow passage direction may not be a regular polygon.
  • the gas passage of the oxidizer in the cross section in the exhaust flow passage direction is 1.6 mm or more and 4.9 mm or less. It is good to form so that the circle
  • FIG. 8 shows a gas passage 46a2 of another alternative oxidizer, and the gas passage 46a2 is substantially six so that the circle I2 is inscribed in three places in the gas passage 46a2 in the section of the exhaust passage direction. It is formed in a square shape.
  • FIG. 9 shows a gas passage 46a3 of still another alternative oxidizer, and the base material or carrier of the oxidizer is formed by combining a planar plate member 62 and a corrugated member 64. These gaps serve as gas passages 46a3.
  • the gas passage 46a3 is formed in the gas passage 46a3 so that the circle I3 is inscribed in three places in the cross section in the exhaust passage direction. It is to be understood by those skilled in the art that the gas passage located at the edge of the oxidizer 46 does not have to be formed so that a circle having a diameter of 1.6 mm or more and 4.9 mm or less is inscribed in the exhaust passage direction cross section. It will be fully understood. In other words, each of the majority gas passages of the oxidizer is preferably formed such that a circle having a diameter of 1.6 mm or more and 4.9 mm or less is inscribed in the cross section in the exhaust flow passage direction.
  • the engine 5 including the temperature raising device 40 having the above-described configuration includes an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 70 having functions as various control means.
  • the engine body 10 is provided with an ECU 70 for controlling various devices in accordance with the operating state of the engine body 10, the driver's request, and the like.
  • This ECU 70 inputs / outputs signals to / from a CPU that executes various arithmetic processes related to engine control, a ROM that stores programs and data necessary for the control, a RAM that temporarily stores CPU calculation results, and the like. It is configured with input / output ports and the like.
  • the ECU 70 includes a throttle opening sensor 72 that outputs an electrical signal corresponding to the opening of the intake throttle valve 21 (throttle opening), and a crank angle sensor that detects the crank angle of the engine body 10. 74, an accelerator opening sensor 76 for outputting an electric signal corresponding to the opening of the accelerator pedal 75 (accelerator opening), a first temperature sensor 78 for detecting the temperature of exhaust, and the temperature of the first processing device 28 are detected.
  • Various sensors including a temperature sensor 80 are connected through electrical wiring, and these output signals are input to the ECU 70.
  • the ECU 70 detects the intake air amount based on the output value of the air flow meter 20, detects the engine rotation speed based on the output value of the crank angle sensor 74, and based on the output value of the accelerator opening sensor 76.
  • the required load of the engine body 10 can be detected.
  • the ECU 70 is connected with various devices including an actuator 21a of the throttle valve 21, a fuel injection valve 22, a fuel addition valve 42, and a glow plug 44 through electric wiring. These operations are controlled by the ECU 70.
  • Such an ECU 70 has a control function of the engine 5 as a whole, and also has a function of a control means (control device) in the temperature raising device 40.
  • fuel addition control means for controlling the operation of the fuel addition valve 42 as fuel addition means
  • heating control means for controlling the operation of the glow plug 44 as heating means
  • pump control means for controlling the operation of the pump 52
  • the ECU 70 has the functions of each of the above. Therefore, the fuel addition device includes the fuel addition valve 42 as the fuel addition means and a part of the ECU 70, and the heating device includes the glow plug 44 as the heating means and a part of the ECU 70.
  • the ECU 70 based on the output of the first temperature sensor 78 as temperature detecting means provided in the exhaust passage downstream of the oxidizer 46, the state of the exhaust gas downstream of the oxidizer 46, particularly the downstream side of the oxidizer 46. Further, the ECU 70 has a function as determination means for determining the state of the exhaust upstream of the first exhaust treatment device 28. Further, the ECU 70 has a control function of an exhaust amount adjusting device for adjusting the exhaust amount supplied to the exhaust passage 18. Here, the ECU 70 adjusts the exhaust amount supplied to the exhaust passage 18 as shown below. Each operation of the injection valve 22 and the throttle valve 21 can be controlled.
  • the fuel injection amount and / or the fuel injection timing are set so as to obtain a desired output based on the intake air amount, the engine rotational speed, etc., that is, the engine operating state represented by the engine load and the engine rotational speed. Is done.
  • the fuel injection from the fuel injection valve 22 is executed based on the fuel injection amount and / or the fuel injection timing.
  • the ECU 70 operates the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 as appropriate. That is, the ECU 70 appropriately opens (turns on) the fuel addition valve 42 to inject fuel from the fuel addition valve 42 as appropriate. Further, the ECU 70 energizes (turns on) the glow plug 44 as appropriate so as to obtain a sufficiently high temperature.
  • control of the temperature raising device 40 in the present embodiment will be described.
  • the temperature of the first processing device 28 is particularly within the predetermined activation temperature range of the first processing device 28 so that the temperature of the exhaust processing device quickly rises above a predetermined temperature.
  • the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 are actuated so as to reach early. That is, the glow plug 44 is energized, and fuel is injected from the fuel addition valve 42 toward the tip end portion 44a.
  • the gas containing or generated due to this fuel passes through the oxidizer 46 and its surroundings and reaches the exhaust treatment device.
  • the gas supply to the exhaust treatment device at the time of starting the engine is performed from the start of the engine start until the temperature of the first treatment device 28 becomes equal to or higher than a predetermined temperature within the predetermined active temperature range.
  • the predetermined temperature within the predetermined activation temperature range of the first processing apparatus is set to 200 ° C., for example.
  • the supply of the heating gas to the exhaust treatment device at the time of starting the engine may be continued until the engine warm-up is completed even if the temperature of the exhaust treatment device is increased early.
  • completion of engine warm-up may be determined based on the coolant temperature of the engine 10. For example, when the temperature of the exhaust treatment device rises early, and then the cooling water temperature of the engine 10 becomes equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 70 ° C.) and the ECU 70 determines that the engine warm-up is complete, the ECU 70 determines that the fuel addition valve 42 And the operation of the glow plug 44 are both stopped.
  • a predetermined temperature for example, 70 ° C.
  • the temperature raising device 40 functions so as to keep the temperature of the first processing apparatus 28 within the predetermined activation temperature range. Specifically, when the temperature of the first processing apparatus 28 is in a lower limit temperature range (for example, a temperature range of 200 ° C. or more and 250 ° C. or less) within the predetermined activation temperature range, fuel is added from the fuel addition valve 42, and Alternatively, the glow plug 44 is energized (the glow plug is activated).
  • a lower limit temperature range for example, a temperature range of 200 ° C. or more and 250 ° C. or less
  • the temperature raising device 40 operates at a predetermined time for a predetermined time in order to remove the PM collected by the second processing device 30 that is a DPF, that is, to regenerate it. For example, whenever the cumulative operation time of the engine 5 exceeds a predetermined time, the temperature raising device 40 operates.
  • the temperature raising device 40 can also work when the differential pressure before and after the second processing device 30 becomes equal to or higher than a predetermined pressure.
  • a pressure sensor for detecting the differential pressure before and after the second processing apparatus 30, that is, a differential pressure sensor may be provided.
  • the exhaust treatment apparatus is heated to increase the temperature of the exhaust treatment device.
  • the operation of the fuel addition valve 42 and / or the glow plug 44 causes the oxidation of the fuel in the exhaust passage and the like, it is preferable that the operation is actively performed during fuel cut or idle operation. In such a case, the oxygen concentration in the exhaust passage is relatively high.
  • the ECU 70 determines whether or not the exhaust passage needs to be heated. When the ECU 70 determines that it is necessary, the ECU 70 controls the operation of the fuel addition valve 42 and / or the glow plug 44. Is done. Each operation of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 is controlled by the ECU 70 according to the state of the exhaust gas downstream of the oxidizer 46. The control in this embodiment will be described below based on the flowchart of FIG.
  • the ECU 70 determines whether heating is necessary (step S101). Whether or not heating is necessary is determined based on outputs from the various sensors and / or operating conditions. When heating is necessary, as described above, when starting the engine, when raising the temperature of the exhaust treatment device, and when trying to regenerate the second treatment device.
  • step S103 the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 are operated.
  • This operation includes a case where both the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 are operated, and a case where only one of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 is operated.
  • the selection of the operation mode is executed based on the output from the various sensors and / or the operating state, and based on data stored in advance. However, here, for ease of explanation, only the case where both the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 are operated will be described below. However, when the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 have been stopped so far, each of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 is operated according to basic data (for example, basic fuel addition amount and basic supply power). In step S103 of the subsequent routine, the operating states of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 are maintained.
  • the time to be determined is an elapsed time from the time when it is determined that heating is necessary, and is measured by the ECU 70.
  • the predetermined time is determined in advance based on experiments and is a constant here, but may be a variable. The predetermined time can be determined according to the experiment shown in FIG.
  • Step S107 it is determined whether or not the flame has not passed through the oxidizer 46 (Step S107).
  • This determination corresponds to determining the state of the exhaust downstream of the oxidizer 46.
  • the ECU 70 determines whether or not the flame has not passed based on the output from the first temperature sensor 78. Specifically, it is determined whether or not the temperature detected based on the output from the first temperature sensor 78 is lower than a predetermined temperature (for example, lower than 800 ° C.) corresponding to the passage of the flame through the oxidizer 46. Is done.
  • a predetermined temperature for example, lower than 800 ° C.
  • step S107 If it is determined that the flame has passed through the oxidizer 46 (No in step S107), the operation of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 is continued as it is according to the basic data or data corrected so far (step S107). S109).
  • step S107 the basic data is corrected in the operation control of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44.
  • the operation of the glow plug 44 is corrected and controlled so as to increase the power supplied to the glow plug 44 so as to increase the heating amount and strengthen the heating.
  • the operation of the fuel addition valve 42 is corrected and controlled so as to increase the amount of fuel added by the valve 42 (step S111).
  • step S107 of the subsequent routine the correction amount is further increased.
  • the heating amount can be increased more than before by increasing the power supplied to the glow plug 44 or increasing the amount of fuel added by the fuel addition valve 42. Therefore, only the operation of either the fuel addition valve 42 or the glow plug 44 may be corrected and controlled.
  • step S111 when it is determined that the flame has not passed through the oxidizer 46 (affirmative determination in step S107), feedback control can also be executed in step S111. In this case, for example, based on the output from the first temperature sensor 78, at least one of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 so that the temperature downstream of the oxidizer 46 matches a predetermined temperature (for example, 800 ° C.). The operation is feedback controlled.
  • a predetermined temperature for example, 800 ° C.
  • step S101 If it is determined that heating is not necessary (No in step S101), the operation of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 is stopped (step S113).
  • the ECU 70 adjusts the exhaust amount supplied to the exhaust passage 18. Specifically, at that time, the displacement is increased.
  • the throttle valve 21 and the fuel injection valve 22 are corrected and controlled so that the throttle opening is larger than before and the fuel injection amount is increased correspondingly.
  • the exhaust flow rate increases, vaporization of the fuel added from the fuel addition valve 42 is promoted, and combustion of the added fuel is promoted. Therefore, the temperature of the exhaust gas downstream of the oxidizer 46 can be increased more than before.
  • the ignition timing may be corrected and controlled.
  • the throttle valve 21, the fuel injection valve 22, and the spark plug may be corrected and controlled so that the exhaust amount increases.
  • the correction control of the fuel addition valve 42 and the glow plug 44 may not be executed when step S111 is reached, and only the exhaust amount supplied to the exhaust passage 18 may be adjusted as described above.
  • the fuel addition valve is used as the fuel addition means, and the same fuel as the engine fuel is added from the fuel addition valve.
  • other fuels can be used, for example, alcohols such as ethanol and methanol can be used as additives.
  • the number, type, configuration, and arrangement order of the exhaust treatment devices provided in the exhaust passage are not limited to the above embodiment.
  • the number of exhaust treatment devices may be one, two, or four or more.
  • Various catalysts, filters, and the like can be used as the exhaust treatment device.
  • the said oxidation apparatus does not need to contain the oxidation catalyst which has the above-mentioned structure, and can contain the catalyst which has another oxidation function.
  • the oxidation catalyst of the first processing device 28 and the oxidation catalyst of the oxidation device 46 may be the same or different.
  • the first temperature sensor which is a temperature detection means
  • the first temperature sensor is used to determine the state of the exhaust gas downstream of the oxidizer
  • other detection means can be used.
  • a sensor whose output changes according to the exhaust component such as an A / F sensor, an O2 sensor, and a NOx sensor, can be used as the detection means.
  • the part of the ECU that functions as the determination means can determine the state of the exhaust gas downstream of the oxidizer.
  • the ECU can control the operation of both or one of the fuel addition valve and the glow plug according to the determined exhaust state downstream of the oxidizer.
  • the present invention is applied to a diesel engine.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to various engines such as a port injection type gasoline engine and a cylinder injection type gasoline engine. It is.
  • the fuel used is not limited to light oil or gasoline, but may be alcohol fuel, LPG (liquefied natural gas), or the like. Further, the number of cylinders and the cylinder arrangement format of the engine to which the present invention is applied may be any.

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Abstract

　本発明は、排気通路（１８）に排気処理装置（２８）を備えた内燃機関の排気浄化装置（１）を提供する。排気浄化装置（１）は、排気処理装置（２８）よりも上流側に設けられた酸化装置（４６）と、該酸化装置（４６）の上流側に燃料を添加するための燃料添加弁（４２）と、該燃料添加弁（４２）から添加された燃料を加熱するために酸化装置（４６）の上流側に設けられたグロープラグ（４４）とを備える。酸化装置（４６）は、排気流路方向断面において、０．０００６４５２ｍ２当たり、３０以上かつ２００以下のガス通路を備えるように形成されている。

Description

内燃機関の排気浄化装置
　本発明は、排気を浄化する機能を有する排気処理装置を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
　内燃機関の排気通路には一般に排気を浄化する機能を有する排気処理装置が設けられ、該排気処理装置は触媒等を備え得る。さらに、該排気処理装置よりも上流側に燃料添加弁およびグロープラグが設けられる場合がある。この場合、燃料添加弁から燃料が添加され、添加燃料にはグロープラグにより熱が加えられることができる。このような燃料添加弁およびグロープラグは、排気処理装置を加熱するために利用され得る。そして、さらに、グロープラグの下流側に酸化触媒を設け、これにより燃料添加弁により添加された燃料の酸化を促進する場合がある。
　特許文献１は、内燃機関の排気浄化装置の一例を開示する。この排気浄化装置は、排気処理装置よりも上流側の排気通路に、断面積の小さな小型酸化触媒と、燃料供給弁と、これらの間に配置されたグロープラグとを備えている。燃料供給弁の噴射口は小型酸化触媒の端面を向き、グロープラグはその先端が燃料供給弁から噴射される燃料と接触する位置に配置されている。燃料供給弁およびグロープラグの各作動は制御され、それらは第１～第３の制御状態を有し得る。第１の制御状態では、燃料供給弁から燃料が供給されつつグロープラグによる加熱が行われ、燃料供給弁からの燃料は着火する。第２の制御状態では、燃料供給弁から燃料が供給されつつグロープラグによる加熱が行われるが、燃料供給弁からの燃料は着火しない。第３の制御状態では、燃料供給弁から燃料が供給されるがグロープラグによる加熱は停止している。第１の制御状態または第３の制御状態は着火が可能な運転領域において選択され得、第２の制御状態または第３の制御状態は着火が不可能な運転領域において選択され得る。
特開２０１０－０５９８８６号公報
　上記したように排気処理装置よりも上流側に小型酸化触媒つまり酸化装置を備える場合、その酸化装置は一般に複数のガス通路を備える。しかし、それらガス通路の形状および大きさ等に応じてそれらガス通路におけるガスの通り易さは異なる。例えば、ガスの通り易さに応じて、排気通路に添加供給された燃料の燃焼のし易さは異なり、ガスが通り難い場合、添加燃料の燃焼により生じた火炎が酸化装置で消える場合もある。このような失火は、排気処理装置の加熱を阻害するので、好ましくない。
　そこで本発明の一の目的は、排気処理装置よりも上流側に設けられる酸化装置におけるガスの通り易さを好適にすることにある。
　本発明の一の態様によれば、排気通路に排気処理装置を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記排気処理装置よりも上流側に設けられた酸化装置と、該酸化装置の上流側に燃料を添加するための燃料添加手段と、該燃料添加手段から添加された燃料を加熱するために前記酸化装置の上流側に設けられた加熱手段とを備え、前記酸化装置は、排気流路方向断面において、０．０００６４５２ｍ２当たり、３０以上かつ２００以下のガス通路を備えるように形成されている、内燃機関の排気浄化装置が提供される。
　上記構成によれば、酸化装置は、排気流路方向断面において、０．０００６４５２ｍ２当たり、３０以上かつ２００以下のガス通路を備えるように形成されているので、ガスは酸化装置を効果的に通過することが可能になる。
　好ましくは、前記酸化装置の前記ガス通路の各々は、前記排気流路方向断面において、１．６ｍｍ以上かつ４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されている。
　好ましくは、前記酸化装置よりも下流側の排気の状態に応じて出力が変化する検出手段と、該検出手段による出力に基づいて、前記酸化装置よりも下流側の排気の状態を判定する判定手段とがさらに備えられる。この場合、前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御する制御手段は、前記判定手段により判定された前記酸化装置よりも下流側の排気の状態に応じて、前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御するとよい。
　好ましくは、前記酸化装置よりも下流側の排気通路に設けられた温度検出手段と、該温度検出手段による出力に基づいて、前記酸化装置よりも下流側の温度が前記酸化装置を火炎が通過したことに相当する所定温度未満であるか否かを判定する判定手段とがさらに備えられる。この場合、前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御する制御手段は、前記判定手段により前記酸化装置よりも下流側の温度が前記所定温度未満と判定されたとき、加熱量をそれまでよりも高めるように、前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御するとよい。
　また、前記排気通路に供給される排気量を調整する排気量調整装置がさらに備えられるとよい。この場合、該排気量調整装置は、前記判定手段により前記酸化装置よりも下流側の温度が前記所定温度未満と判定されたとき、排気量をそれまでよりも多くするとよい。
　本発明によれば、排気処理装置よりも上流側に設けられる酸化装置におけるガスの通り易さを好適にし、それにより排気処理装置に効果的に熱を加えることができるという、優れた効果が発揮される。
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関の排気浄化装置が適用された内燃機関の概略構成図である。 図２は、図１における排気浄化装置の部分的な拡大断面模式図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、図１における排気浄化装置の酸化装置の部分的な断面模式図である。 図５は、酸化装置の単位断面積当たりのガス通路の数と、酸化装置下流側の温度との関係を概念的に表したグラフである。 図６は、酸化装置の単位断面積当たりのガス通路の数と、微粒子の排出量との関係を概念的に表したグラフである。 図７は、代替的な酸化装置のガス通路の断面模式図であり、図４に対応する図である。 図８は、別の代替的な酸化装置のガス通路の断面模式図であり、図４に対応する図である。 図９は、さらに別の代替的な酸化装置のガス通路の断面模式図であり、図４に対応する図である。 図１０は、図１の内燃機関の排気浄化装置における制御の一例を説明するためのフローチャートである。
　本発明の好適な実施形態について、以下に詳細に説明する。ただし、本発明の実施態様は下記の各態様のみに限らず、本発明は、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例を含むことに注意しなければならない。実施形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
　図１は実施形態における内燃機関の排気浄化装置１を備えた内燃機関（以下、エンジン）５の概略構成を示す。エンジン本体１０は、車載の４サイクルディーゼルエンジンをなす。エンジン本体１０には、吸気管１２および排気管１４が接続されている。これら吸気管１２および排気管１４によって吸気通路１６および排気通路１８がそれぞれ区画形成される。
　吸気管１２の途中には、吸気管１２内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。このエアフローメータ２０の出力信号に基づき、エンジン本体１０に単位時間当たりに流入する吸入空気量（すなわち吸気流量）が検出される。また、電子制御式の吸気スロットルバルブ２１が吸気通路１６に設けられている。ただし、エンジン本体１０は直列４気筒を有し、各気筒には筒内燃料噴射弁２２が設けられているが、図１では単一の筒内燃料噴射弁２２のみが示されている。
　排気管１４の終端は、図示しない消音器に接続され、消音器の出口で大気に開放されている。そして、排気通路１８の排気を浄化するために、排気浄化装置１が設けられている。
　排気浄化装置１は、複数の排気処理装置を備える。排気管１４の途中には、上流側から順に、第１触媒コンバータ２４と、第２触媒コンバータ２６とが直列的に配置されている。そして、第１触媒コンバータ２４内には、第１排気処理装置（以下、第１処理装置）２８が収容されている。第１処理装置２８は、ここでは主に酸化触媒を含み、単に酸化触媒と称されることができる。また、第２触媒コンバータ２６内には、第２排気処理装置（以下、第２処理装置）３０が収容されている。第２処理装置３０はパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）である。
　酸化触媒を含む第１処理装置２８は、ＨＣ，ＣＯなどの未燃成分をＯ２と反応させてＣＯ，ＣＯ２，Ｈ２Ｏ等とする。酸化触媒の触媒物質としては例えばＰｔ／ＣｅＯ２、Ｍｎ／ＣｅＯ２、Ｆｅ／ＣｅＯ２、Ｎｉ／ＣｅＯ２、Ｃｕ／ＣｅＯ２等を用いることができる。ＤＰＦである第２処理装置３０は、排気中の煤等の微粒子（ＰＭ、パティキュレート）を捕集するものである。ここでは、ＤＰＦである第２処理装置３０は、貴金属からなる触媒が担持され、捕集した微粒子を連続的に酸化燃焼可能な連続再生式のものである。
　これら第１処理装置２８および第２処理装置３０に加え、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化するためにＮＯｘ触媒を含む第３排気処理装置（以下、第３処理装置）が設けられるのが好ましい。なお、第３処理装置は、単にＮＯｘ触媒と称されることができる。好ましくは第３処理装置のＮＯｘ触媒は、第２処理装置３０の下流側に配置される。なお、火花点火式内燃機関（例えばガソリンエンジン）の場合、排気通路に三元触媒と称され得る排気処理装置（以下、第４処理装置）が設けられるのが好ましい。なお、これら第１処理装置２８、第２処理装置３０、第３処理装置および第４処理装置が、それぞれ本発明における排気処理装置に該当する。
　なお第３処理装置つまりＮＯｘ触媒は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（NSR: NOx Storage Reduction）であることができる。この場合、ＮＯｘ触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低く且つ還元成分（例えばＨＣ等）が存在するときに吸蔵ＮＯｘを還元する機能を有する。ＮＯｘ触媒は、アルミナＡｌ２Ｏ３等の酸化物からなる基材表面に、触媒成分としての白金Ｐｔのような貴金属と、ＮＯｘ吸収成分とが担持されて構成されている。ＮＯｘ吸収成分は、例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ，リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つから成る。代替的に、ＮＯｘ触媒は選択還元型ＮＯｘ触媒（SCR: Selective Catalytic Reduction）であってもよい。選択還元型ＮＯｘ触媒は、例えば、アンモニアとＮＯｘとの化学反応（還元反応）を促進させるＮＯｘ浄化用の触媒を含む。この場合には、アンモニア供給用に例えば尿素水添加装置がＮＯｘ触媒の上流側に設けられ得る。
　さらに、排気浄化装置１は、昇温装置４０を備え、該昇温装置４０は排気通路１８における第１処理装置２８の上流側に適用される。昇温装置４０は、燃料添加手段としての燃料添加弁４２と、加熱手段としてのグロープラグ４４と、酸化装置４６とを含む。なお、昇温装置４０は、後述するように全体としてバーナーの如く作用し得るので、バーナー装置と称されてもよい。
　昇温装置４０は、エンジン本体１０に接続された排気マニホールド（不図示）の集合部よりも下流側に実質的に配置されている。排気マニホールドの集合部の下流側にターボチャージャが設けられてもよく、この場合、昇温装置４０は、ターボチャージャの下流側で且つ第１処理装置２８の上流側に設けられるとよい。
　図２および図３に、昇温装置４０の燃料添加弁４２、グロープラグ４４、酸化装置４６周囲の拡大模式図を示す。
　図示するように、燃料添加弁４２は、排気通路１８に液体の燃料Ｆを添加或いは噴射することができる。ここでは、燃料Ｆは軽油である。燃料添加弁４２は単一の噴孔４２ａを有しているが、噴孔は複数であってもよい。エンジン５の燃料タンク４８は燃料吸引管５０を介して、燃料ポンプ５２に接続されている。燃料ポンプ５２はここでは機械式であり、エンジン５の図示しない出力軸（クランクシャフト）の駆動力を利用して作動する。燃料ポンプ５２は、更に燃料供給管５４を介して燃料添加弁４２に接続されている。上記構成では、燃料ポンプ５２が燃料吸入管５０を介して燃料タンク４８に貯留されている燃料を吸入し、燃料供給管５４へと吐出することで、燃料添加弁４２に燃料が供給される。
　グロープラグ４４は、その先端部の発熱部４４ａが、燃料添加弁４２よりも下流側で且つ酸化装置４６よりも上流側の排気通路に位置するように設置されている。グロープラグ４４は、昇圧回路５６を経て車載直流電源５８に接続されており、通電された際に発熱部４４ａが発熱する。発熱部４４ａで発生した熱により、燃料添加弁４２から添加された燃料Ｆに着火して火炎を生じさせることができる。添加燃料Ｆの一部が、発熱部４４ａに直接接触して着火させられ得る。なお加熱手段としては、セラミックヒータやスパークプラグなどの他の装置、とくに電熱式または火花着火式の装置を用いることができる。
　酸化装置４６は、グロープラグ４４の下流側かつ第１処理装置２８の上流側に設けられ、燃料添加弁４２から添加された燃料を酸化または改質するように設けられている。酸化装置４６は、ここでは、ゼオライト製の担体と、そこに担持されたロジウム等の酸化触媒物質とを備えて構成されている。なお、酸化装置４６は、支持部材６０により、排気管１４内に支持固定されている。
　燃料Ｆが酸化装置４６に供給されると、そのとき酸化装置４６が活性化していれば、酸化装置４６内で燃料が酸化させられる。このとき発生する酸化反応熱によって、酸化装置４６が昇温させられる。よって酸化装置４６を通過する排気を昇温することができる。また、酸化装置４６の温度が高くなると、燃料中の炭素数の多い炭化水素が分解して、炭素数が少なく反応性の高い炭化水素が生成され、これによって燃料が反応性の高い燃料に改質され得る。換言すれば、酸化装置４６は、一方では急速に発熱する急速発熱器を構成し、他方では、改質された燃料を排出する改質燃料排出器を構成する。
　図２に示すように、燃料添加弁４２は、上方からグロープラグ４４の発熱部４４ａに向けて、やや下流側に向かうよう斜め下向きに燃料Ｆを噴射する。噴射された燃料Ｆは所定の噴霧角を有し、一般的には円錐形状の燃料経路を形成する。この燃料経路の途中に発熱部４４ａが配置されている。加熱手段であるグロープラグ４４の発熱部４４ａによる加熱により、燃料添加弁４２により添加された燃料は燃焼し得、これにより生じた火炎が酸化装置４６に到達することができる。
　こうして、昇温装置４０は、場合によって火炎を含む、高温の加熱用ガスを生成することができる。この加熱用ガスは、エンジン本体１０から排気通路１８に供給される排気と混合して排気温度を昇温させる。昇温された排気は、第１処理装置２８および第２処理装置３０に供給され、これらの暖機および活性化を促進する。
　ところで、酸化装置４６は複数のガス通路４６ａを備える。複数のガス通路４６ａは、酸化装置４６の担体の壁部４６ｂによって区画形成されている。なお、複数のガス通路４６ａを区画形成する壁部４６ｂには、上記したように触媒物質が担持つまりコーティングされている。図２および図３に示されるように、各ガス通路４６ａは、酸化装置４６の上流側端面４６ｕおよび下流側端面４６ｄにそれぞれ連通する。そして、これら複数のガス通路４６ａは互いに独立している。換言すると、本実施形態での酸化装置４６は、その上流端から下流端に概ね直線的に延びた複数の独立セルを有する所謂ストレートフロー型であり、個々のセルがガス通路４６ａを形成する。なお、図３から明らかなように、排気管１４は概ね断面円形であり、酸化装置４６は概ね断面円形であり、両者は互いに同軸に配置されている。
　他方、燃料添加弁４２から添加された燃料は、グロープラグ４４の発熱部４４ａ周囲を通過して酸化装置４６に至り、酸化装置４６のガス通路４６ａを通過する。上記したように、酸化装置４６に至る前に、添加燃料Ｆは燃焼し得、これにより生成した火炎は、酸化装置４６の各ガス通路４６ａに導かれ得る。
　このような火炎や火炎を含むガスの好適な通過および排気浄化機能の維持確保を考慮して、酸化装置４６は設計されて、構築されている。ここで酸化装置４６についてより詳しく述べる。
　酸化装置４６は、排気流路方向Ａ（図２参照）に略直交する平面での断面（以下、排気流路方向断面）において、１平方インチ当たりつまり０．０００６４５２ｍ２当たり、３０以上かつ２００以下のガス通路４６ａを備えるように形成されている。この酸化装置４６におけるガス通路の数つまりセル数は、後述するように、火炎の通過し易さと、煤等の微粒子の発生の抑制との両立を図るべく導き出されている。
　ここで、排気流路方向断面における酸化装置４６の任意の１つのガス通路４６ａを図４に示す。本実施形態では、ガス通路４６ａの断面形状は略正方形であるので、そこに内接円Ｉを実質的に定めることができる。排気流路方向断面におけるガス通路４６ａの内接円Ｉが１．６ｍｍ以上４．９ｍｍ以下の直径を有するように、本実施形態の酸化装置４６は設計されている。
　これらガス通路の数、および、その形状および大きさに関して、ここで以下に説明される。
　図５は、酸化装置の排気流路方向断面における０．０００６４５２ｍ２当たりのガス通路の数と、火炎の通過特性値との関係を概念的に表したグラフである。火炎の通過特性値としてはここでは火炎を酸化装置に所定時間送り続けたときの酸化装置下流側の温度が用いられていている。図５に結果が示される実験では、排気流路方向断面における単位断面積当たりのガス通路の数つまり通路密度（セル密度）が異なる複数の酸化装置を用いた。通路密度の単位として実験ではｃｐｓｉ（cell per square inch）を用い、各々が排気流路方向断面において１ｃｐｓｉ、３０ｃｐｓｉ、５０ｃｐｓｉ、１００ｃｐｓｉ、２００ｃｐｓｉ、３００ｃｐｓｉ、４００ｃｐｓｉの密度のガス通路を有する複数の酸化装置を用いた。そして実験ではそれらの各々に対して火炎を所定時間送り続け、その下流側の温度がどの程度まで高まるかを調べた。具体的には、酸化装置下流側に設けた温度センサによる出力に基づいて酸化装置下流側の温度を計測し、酸化装置における火炎の通過の程度を判断した。そして、酸化装置下流側の温度が火炎温度に相当する所定温度（例えば８００℃）以上であったとき、火炎が酸化装置を通過したと判断した。ただし、酸化装置下流側の温度は、酸化装置に火炎を所定時間送り続けたときに、温度センサを用いて得られた最高温度に相当する。
　その結果、酸化装置のガス通路の数つまり通路密度が、２００ｃｐｓｉ以下のとき、酸化装置を火炎が通過するとの結果が得られた。
　また、この実験および同様の実験を通じて、酸化装置のガス通路の断面形状および大きさと、火炎の通過し易さとの関係を調べた。その結果、酸化装置のガス通路が排気流路方向断面において１．６ｍｍ以上の直径の円が内接するように形成されているとき、酸化装置を火炎が通過することが分かった。
　以上より、酸化装置の単位断面積当たりのガス通路の数つまり通路密度が、２００ｃｐｓｉ以下（０．０００６４５２ｍ２当たり２００以下）であるとき、火炎の好適な通過が確保されることが明らかになった。そして、そのためには酸化装置のガス通路は排気流路方向断面において１．６ｍｍ以上の直径の円が内接するように形成されているとよいことが分かった。
　他方、火炎が好適に酸化装置を通過する場合であっても、燃料添加弁により添加された燃料の燃焼により、排気状態が悪化するのでは好ましくない。そこで、酸化装置のガス通路の数と、煤等の微粒子の排出量との関係を実験で調べた。その結果が、図６のグラフに概念的に表されている。ただし、実験では、酸化装置の単位断面積当たりのガス通路の数に相当する種々の太さの実験通路、具体的には１ｃｐｓｉ、１５ｃｐｓｉ、３０ｃｐｓｉ、５０ｃｐｓｉ、１００ｃｐｓｉ、２００ｃｐｓｉのそれぞれに相当する太さの実験通路を用いた。そして、実験では、各実験通路上流側で燃料を燃焼させ、火炎を各実験通路に送った。該実験通路の下流側にガス中の微粒子の量つまりスモーク量を検出するためのセンサ（すす検出器）を配置し、該センサの出力に基づいて微粒子の排出量を評価した。
　その結果、酸化装置のガス通路の数つまり通路密度が、３０ｃｐｓｉ以上のとき、微粒子の排出が所定量以下に抑制できることが分かった。このように、酸化装置のガス通路の数つまり通路密度を３０ｃｐｓｉ以上とすることで、微粒子の排出量を抑制でき、さらにこれにより排気通路での圧力損失を抑制することができる。通路密度つまりセル密度が１ｃｐｓｉの場合、添加燃料が付着する領域が酸化装置に少なく、それ故に、燃料の気化が生じ難く、微粒子の排出量が所定量を超えたようである。
　また、この実験および同様の実験を通じて、酸化装置のガス通路の断面形状および大きさと、微粒子の排出との関係を調べた。その結果、酸化装置のガス通路が排気流路方向断面において４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されているとき、微粒子の排出を抑制できることが分かった。
　以上より、酸化装置の単位断面積当たりのガス通路の数つまり通路密度が、３０ｃｐｓｉ以上（０．０００６４５２ｍ２当たり３０以上）であるとき、微粒子の排出を好適に抑制できることが明らかになった。そして、そのためには酸化装置のガス通路は排気流路方向断面において４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されているとよいことが分かった。
　これらの実験結果にしたがって、上記したように、本実施形態の酸化装置４６は、排気流路方向断面において０．０００６４５２ｍ２当たり３０以上かつ２００以下のガス通路４６ａを備えるように形成されている。加えて、大部分のガス通路４６ａの各々は、その断面において１．６ｍｍ以上かつ４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されている。
　しかし、酸化装置のガス通路は排気流路方向断面において１．６ｍｍ以上かつ４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されているとよいとの上記実験より得られた知見の適用は、ガス通路の該断面に内接円が定められる場合に限定されない。ここで、それが詳細に説明される。
　本実施形態では、排気流路方向断面における酸化装置のガス通路の形状は図４に示す如く略正方形であるが、酸化装置のガス通路は他の形状等を有することができる。例えば排気流路方向断面における酸化装置のガス通路の形状は正六角形、正八角形などの正多角形であってもよく、図７には代替的な酸化装置のガス通路４６ａ１が表されていて、その断面形状は略正六角形である。この場合、排気流路方向断面においてガス通路４６ａ１には内接円Ｉ１が定められ得る。また、排気流路方向断面における酸化装置のガス通路の形状は正多角形でなくてもよく、上記したように排気流路方向断面において酸化装置のガス通路は１．６ｍｍ以上４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されるとよい。例えば、図８には別の代替的な酸化装置のガス通路４６ａ２が表されていて、排気流路方向断面においてガス通路４６ａ２には円Ｉ２が３箇所で内接するようにガス通路４６ａ２は略六角形に形成されている。また、図９にはさらに別の代替的な酸化装置のガス通路４６ａ３が表されていて、その酸化装置の基材つまり担体は平面状板部材６２と波状部材６４とを組み合わせて形成されていて、それらの隙間がガス通路４６ａ３とされている。この場合にも、排気流路方向断面においてガス通路４６ａ３には円Ｉ３が３箇所で内接するようにガス通路４６ａ３は形成されている。なお、酸化装置４６の縁部に位置するガス通路は、排気流路方向断面において１．６ｍｍ以上４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されていなくてもよいことは当業者に十分に理解されるだろう。つまり、酸化装置の過半のガス通路の各々が、排気流路方向断面において１．６ｍｍ以上かつ４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されているとよい。
　さて、本実施形態をさらに説明する。上記した構成を備える昇温装置４０を備えたエンジン５は、各種制御手段としての機能を備える電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）７０を備える。図１に示すように、エンジン本体１０には、エンジン本体１０の運転状態や運転者の要求等に応じて各種デバイスを制御するためのＥＣＵ７０が併設されている。このＥＣＵ７０は、エンジン制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成される。
　ＥＣＵ７０には、上述したエアフローメータ２０の他、吸気スロットルバルブ２１の開度（スロットル開度）に応じた電気信号を出力するスロットル開度センサ７２、エンジン本体１０のクランク角を検出するクランク角センサ７４、アクセルペダル７５の開度（アクセル開度）に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ７６、排気の温度を検出するための第１温度センサ７８、第１処理装置２８の温度を検出するための温度センサ８０を含む各種センサ類が、電気配線を介して接続され、これらの出力信号がＥＣＵ７０に入力される。したがって、ＥＣＵ７０は、例えば、エアフローメータ２０の出力値に基づいて吸入空気量を検出し、クランク角センサ７４の出力値に基づいてエンジン回転速度を検出し、アクセル開度センサ７６の出力値に基づいてエンジン本体１０の要求負荷を検出することができる。
　そして、ＥＣＵ７０には、スロットルバルブ２１のアクチュエータ２１ａ、燃料噴射弁２２、燃料添加弁４２、グロープラグ４４を含む各種デバイスが電気配線を介して接続されている。これらの作動はＥＣＵ７０によって制御される。
　このようなＥＣＵ７０はエンジン５全般の制御機能を有し、昇温装置４０における制御手段（制御装置）の機能を有する。具体的には、燃料添加手段である燃料添加弁４２の作動を制御する燃料添加制御手段、加熱手段であるグロープラグ４４の作動を制御する加熱制御手段、ポンプ５２の作動を制御するポンプ制御手段の各々としての機能をＥＣＵ７０は備える。したがって、燃料添加手段である燃料添加弁４２とＥＣＵ７０の一部とを含んで燃料添加装置は構成され、加熱手段であるグロープラグ４４とＥＣＵ７０の一部とを含んで加熱装置は構成される。また、酸化装置４６よりも下流側の排気通路に設けられた温度検出手段としての第１温度センサ７８の出力に基づいて、酸化装置４６よりも下流側の排気の状態、特に酸化装置４６下流側かつ第１排気処理装置２８上流側の排気の状態を判定する判定手段としての機能をＥＣＵ７０は有する。また、排気通路１８に供給される排気量を調整する排気量調整装置の制御機能をＥＣＵ７０は備え、ここでは以下に示すようにＥＣＵ７０は排気通路１８に供給される排気量を調整するように燃料噴射弁２２およびスロットルバルブ２１の各作動を制御することができる。
　エンジン１０では、吸入空気量、エンジン回転速度など、すなわちエンジン負荷およびエンジン回転速度で表されるエンジン運転状態に基づいて、所望の出力を得るように、燃料噴射量および／または燃料噴射時期が設定される。そして、それら燃料噴射量および／または燃料噴射時期に基づいて、燃料噴射弁２２からの燃料の噴射が実行される。
　そして、排気処理装置の昇温を行うときには、ＥＣＵ７０が燃料添加弁４２、グロープラグ４４を適宜作動させる。すなわち、ＥＣＵ７０は、燃料添加弁４２を適宜開弁駆動（オン）し、燃料添加弁４２から適宜燃料を噴射させる。またＥＣＵ７０は、グロープラグ４４を適宜通電（オン）して十分な高温とする。以下、本実施形態における、昇温装置４０の制御を説明する。
　昇温装置４０では、例えば、エンジン始動時、排気処理装置の温度が所定温度以上に早期に上がるように、特にここでは第１処理装置２８の温度が該第１処理装置２８の所定活性温度域内に早期に達するように、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４が作動させられる。つまり、グロープラグ４４は通電され、その先端部４４ａに向けて燃料添加弁４２から燃料が噴射される。この燃料を含むまたはこの燃料に起因して生じたガスは酸化装置４６やその周囲を通過して排気処理装置に至る。このようなエンジン始動時の排気処理装置へのガスの供給は、エンジン始動開始時から行われ、第１処理装置２８の温度がその所定活性温度域内の所定温度以上になるまで実行される。なお、ここでは第１処理装置の所定活性温度域内の所定温度は、例えば２００℃に設定されている。ただし、このようなエンジン始動時の排気処理装置への加熱用ガスの供給は、排気処理装置の温度が早期に高まったとしても、エンジン暖機が完了するまで継続されるとよい。この場合、エンジン暖機完了はエンジン１０の冷却水温に基づいて判断されるとよい。例えば、排気処理装置の温度が早期に高まって、その後、エンジン１０の冷却水温が所定温度（例えば７０℃）以上になってエンジン暖機完了とＥＣＵ７０が判定したとき、ＥＣＵ７０は、燃料添加弁４２の作動とグロープラグ４４の作動とを共に停止する。
　さらに、第１処理装置２８の温度が上記した所定活性温度域内に達した後、第１処理装置２８の温度をその所定活性温度域内に保つように、昇温装置４０が機能する。具体的には、第１処理装置２８の温度がその所定活性温度域内の下限温度域（例えば２００℃以上２５０℃以下の温度域）にあるとき、燃料添加弁４２から燃料が添加される、および／または、グロープラグ４４に通電される（グロープラグが作動される）。
　また、昇温装置４０は、ＤＰＦである第２処理装置３０に捕集されたＰＭを除去するべく、つまり、それを再生させるべく、所定時期に、所定時間、作動する。例えば、エンジン５の累積作動時間が所定時間を越えるたびに、昇温装置４０は作動する。なお、昇温装置４０は、第２処理装置３０の前後の差圧が所定圧以上になったときに、働くこともできる。この場合、第２処理装置３０前後の差圧を検出するための圧力センサつまり差圧センサが備えられるとよい。
　なお、燃料添加弁４２および／またはグロープラグ４４を作動させるときは、上記したように排気通路へ加熱して排気処理装置の昇温を図るときである。しかし、そのような燃料添加弁４２および／またはグロープラグ４４の作動は排気通路での燃料の酸化等を生じさせるので、燃料カット中またはアイドル運転中に積極的に行われるとよい。そのようなときには、排気通路の酸素濃度が相対的に高いからである。
　以上述べたように排気通路への加熱が必要であるか否かがＥＣＵ７０により判断され、それが必要であるとＥＣＵ７０が判断したとき、ＥＣＵ７０により燃料添加弁４２および／またはグロープラグ４４は作動制御される。そして、このような燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の各作動は酸化装置４６よりも下流側の排気の状態に応じてＥＣＵ７０により制御される。以下に本実施形態での、その制御について図１０のフローチャートに基づいて説明する。
　まず、ＥＣＵ７０は加熱が必要か否かを判定する（ステップＳ１０１）。加熱が必要か否かは、上記各種センサからの出力および／または運転状態に基づいて判定される。加熱が必要なときには、上記したように、エンジン始動時、排気処理装置の昇温を図るとき、第２処理装置の再生を図るときが含まれる。
　加熱が必要であると判定されると（ステップＳ１０１で肯定判定）、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４が作動される（ステップＳ１０３）。この作動には、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の両方を作動させる場合と、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４のいずれか一方のみを作動させる場合とが含まれる。このような作動形態の選択は、上記各種センサからの出力および／または運転状態に基づくと共に、予め記憶するデータ等に基づいて、実行される。ただし、ここでは、説明を容易にするために、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の両方を作動させる場合についてのみ以下説明する。ただし、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４がそれまで停止状態であったときには、基本データ（例えば基本燃料添加量および基本供給電力）にしたがって燃料添加弁４２およびグロープラグ４４のそれぞれは作動される。そして、以後のルーチンのステップＳ１０３では、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の作動状態は維持される。
　燃料添加弁４２およびグロープラグ４４が作動されると（ステップＳ１０３）、所定時間経過したか否かが判定される（ステップＳ１０５）。ここで判定対象となる時間は、加熱が必要であると判断された時点からの経過時間であり、ＥＣＵ７０により計測される。所定時間は予め実験に基づいて定められていてここでは定数であるが、変数とされてもよい。なお、この所定時間は、上記した図５の実験にしたがって定められることができる。
　所定時間経過したと判定されると（ステップＳ１０５で肯定判定）、酸化装置４６を火炎が未通過か否かが判定される（ステップＳ１０７）。この判定（ステップＳ１０７）は酸化装置４６よりも下流側の排気の状態を判定することに相当する。ＥＣＵ７０は、第１温度センサ７８からの出力に基づいて火炎が未通過であるか否かを判定する。具体的には、第１温度センサ７８からの出力に基づいて検出された温度が、酸化装置４６を火炎が通過したことに相当する所定温度未満（例えば８００℃未満）であるか否かで判定される。
　酸化装置４６を火炎が通過したと判定されると（ステップＳ１０７で否定判定）、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の作動が基本データまたはそれまでに補正されたデータにしたがってそのまま続行される（ステップＳ１０９）。
　他方、酸化装置４６を火炎が未通過であると判定されると（ステップＳ１０７で肯定判定）、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の作動制御において基本データが補正される。この場合、火炎が未通過であるので、加熱量をそれまでよりも高めて加熱を強化するように、グロープラグ４４への供給電力を増やすようにグロープラグ４４の作動が補正制御され、燃料添加弁４２による燃料添加量を増やすように燃料添加弁４２の作動が補正制御される（ステップＳ１１１）。なお、以後のルーチンのステップＳ１０７では、補正量がさらに大きくされる。ただし、グロープラグ４４への供給電力を増やすことと、燃料添加弁４２による燃料添加量を増やすことのうちのいずれか一方により、加熱量をそれまでよりも高めることは可能である。それ故、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４のいずれかの作動のみが補正制御されてもよい。
　なお、酸化装置４６を火炎が未通過であると判定されたとき（ステップＳ１０７で肯定判定）、ステップＳ１１１でフィードバック制御が実行されることも可能である。この場合、例えば、第１温度センサ７８からの出力に基づいて、酸化装置４６下流側の温度が所定温度（例えば８００℃）に一致するように、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の少なくとも一方の作動がフィードバック制御される。
　なお、加熱が必要でないと判定されると（ステップＳ１０１で否定判定）、燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の作動が停止される（ステップＳ１１３）。
　加えて、本実施形態では、上記したように加熱が強化されるとき（ステップＳ１１１）、ＥＣＵ７０は、排気通路１８に供給される排気量を調整する。具体的には、そのとき、排気量が増やされる。これは、スロットル開度がそれまでよりも大きくなるようにかつ燃料噴射量がそれに対応させて多くなるようにスロットルバルブ２１と燃料噴射弁２２とを補正制御することを意味する。これにより、排気流量が増大し、燃料添加弁４２から添加された燃料の気化が促進され、その添加燃料の燃焼が促される。したがって、酸化装置４６下流側の排気の温度をそれまでよりも高めることが可能になる。なお、エンジン５が火花点火式内燃機関である場合、点火時期も補正制御されるとよい。また、排気量が増大するように、スロットルバルブ２１、燃料噴射弁２２、点火プラグの各作動のいずれか１つのみが補正制御されてもよい。ただし、ステップＳ１１１に至ったとき燃料添加弁４２およびグロープラグ４４の補正制御が実行されずに、排気通路１８に供給される排気量のみが上記したように調整されてもよい。
　以上、本発明を実施形態およびその変形例に基づいて説明したが、本発明はそれらに限定されず、他の実施形態を許容する。例えば、上記実施形態では、燃料添加手段として燃料添加弁を用いて、該燃料添加弁からエンジンの燃料と同じ燃料を添加した。しかし、他の燃料を用いることができ、例えば、添加剤として、エタノール、メタノール等のアルコールを用いることができる。
　また、排気通路に設けられる排気処理装置の数、種類、構成および配列順序は、上記実施形態に限定されない。排気処理装置の数は１つでも、２つでも、４つ以上でもよい。排気処理装置として、種々の触媒、フィルタ等が用いられ得る。また、上記酸化装置は、上記した構成を有する酸化触媒を含まなくてもよく、別の酸化機能を有する触媒を含むことができる。第１処理装置２８の酸化触媒と酸化装置４６の酸化触媒とは同じであっても異なってもよい。
　また、上記実施形態では、酸化装置よりも下流側の排気の状態を判定するために、温度検出手段である第１温度センサを用いたが、他の検出手段が用いられることができる。例えば、Ａ／Ｆセンサ、Ｏ２センサ、ＮＯｘセンサなどの排気成分に応じて出力が変わるセンサを検出手段として用いることができる。これらの出力に基づいて判定手段として機能するＥＣＵの部分は、酸化装置下流側の排気の状態を判定することができる。そして、この場合、ＥＣＵは、判定された酸化装置下流側の排気の状態に応じて、燃料添加弁およびグロープラグの両方または一方の作動を制御することができる。
　また、上記実施形態では、本発明はディーゼルエンジンに適用されたが、これに限定されず、本発明は、ポート噴射型式のガソリンエンジン、筒内噴射形式のガソリンエンジン等の各種のエンジンに適用可能である。また、用いられる燃料は、軽油やガソリンに限らず、アルコール燃料、ＬＰＧ（液化天然ガス）等でもよい。また、本発明が適用されるエンジンの気筒数、気筒配列形式などは如何なるものであってもよい。
　以上、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、クレームされた発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。本発明の実施態様は上述の態様のみに限らず、本発明は、請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例を含む。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

Claims (7)

  1. 　排気通路に排気処理装置を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、
    　前記排気処理装置よりも上流側に設けられた酸化装置と、
    　該酸化装置の上流側に燃料を添加するための燃料添加手段と、
    　該燃料添加手段から添加された燃料を加熱するために前記酸化装置の上流側に設けられた加熱手段と
    を備え、
    　前記酸化装置は、排気流路方向断面において、０．０００６４５２ｍ２当たり、３０以上かつ２００以下のガス通路を備えるように形成されている、内燃機関の排気浄化装置。
  2. 　前記酸化装置の前記ガス通路の各々は、前記排気流路方向断面において、１．６ｍｍ以上かつ４．９ｍｍ以下の直径の円が内接するように形成されている、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 　前記酸化装置よりも下流側の排気の状態に応じて出力が変化する検出手段と、
    　該検出手段による出力に基づいて、前記酸化装置よりも下流側の排気の状態を判定する判定手段と
    をさらに備える、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 　前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御する制御手段は、前記判定手段により判定された前記酸化装置よりも下流側の排気の状態に応じて、前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御する、請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. 　前記酸化装置よりも下流側の排気通路に設けられた温度検出手段と、
    　該温度検出手段による出力に基づいて、前記酸化装置よりも下流側の温度が前記酸化装置を火炎が通過したことに相当する所定温度未満であるか否かを判定する判定手段と
    をさらに備える、請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 　前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御する制御手段は、前記判定手段により前記酸化装置よりも下流側の温度が前記所定温度未満と判定されたとき、加熱量をそれまでよりも高めるように、前記燃料添加手段および前記加熱手段の少なくとも一方の作動を制御する、請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  7. 　前記排気通路に供給される排気量を調整する排気量調整装置をさらに備え、
    　該排気量調整装置は、前記判定手段により前記酸化装置よりも下流側の温度が前記所定温度未満と判定されたとき、排気量をそれまでよりも多くする、請求項５または６に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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