(57)【要約】【課題】  本発明は、添加用インジェクタに粒子状物質が体積することを抑制できるとともに、添加用インジェクタが耐熱温度をこえた排気ガスにさらされることを抑制できる浄化装置を提供する。【解決手段】  排気浄化装置２００は、排気通路１０２に配置されるフィルタ５０と、排気通路１０２においてパティキュレートフィルタ５０の下流に配置される酸化触媒６０と、排気通路１０２においてパティキュレートフィルタ５０の下流であってかつ酸化触媒６０の上流に連通する収容部１０１と、収容部１０１内に収容されるとともに燃料Ｆを供給可能な燃料添加用インジェクタ３４と、収容部１０１を開閉可能な弁装置２１０と、弁装置２１０の動作を制御可能な制御装置９０とを備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に備えられた排気浄化装置であって、
前記排気通路へ添加剤を供給する添加剤供給装置と、
前記排気通路に配置され、排気ガス中の粒子状物質を捕集可能なフィルタと、
前記フィルタの下流に配置される排気浄化触媒と、
前記フィルタの下流であってかつ前記排気浄化触媒の上流の前記排気通路壁面に一端が開口して該排気通路と連通し、他端に前記添加剤供給装置を備える収容部と、
前記収容部を前記排気通路に対して開閉可能な開閉手段と、
前記開閉手段の動作を制御可能な制御装置と
を具備することを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が、所定温度より大きい場合は、前記収容部を塞ぐべく前記開閉手段を駆動する
ことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が、前記所定温度以下である場合は、前記収容部と前記排気通路とを連通すべく前記開閉手段を駆動する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記排気浄化触媒より下流の温度を上げる必要のない第１の状態において、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が第１の所定温度より大きくなると、前記収容部を塞ぐべく前記開閉手段を駆動し、
前記制御装置は、前記排気浄化触媒より下流の温度を上げる必要のある第２の状態において、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が第２の所定温度以下となると、前記収容部と前記排気通路とを連通すべく前記開閉手段を駆動し、
前記第２の所定温度は、前記第１の所定温度より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路中を流動する排気ガスを浄化する排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気通路の途中に装備した排気浄化用触媒やフィルタにより排気浄化を図ることが行われている。この種の排気浄化用触媒やフィルタとしては、例えばディーゼルエンジンの下流に備えられて、排気ガス中の酸素濃度が高い状態の時（排気空燃比がリーンの時）に排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し、排気ガス中の酸素濃度が低下した時（排気空燃比がリッチの時）にＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）等の還元成分の介在によりＮＯｘを分解放出して還元浄化する性質を備えたＮＯｘトラップ触媒や、機関から排出される粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタが知られている。
【０００３】
このＮＯｘトラップ触媒においては、ＮＯｘの吸蔵量が増大して飽和量に達してしまうと、それ以上のＮＯｘを吸蔵できなくなるため、定期的にＮＯｘトラップ触媒に流入する排気ガスの酸素濃度を低下させてＮＯｘを分解放出させる必要がある。例えば、ガソリン機関に使用した場合であれば、機関の運転空燃比を低下（機関をリッチ空燃比で運転）することにより、排気ガス中の酸素濃度を低下し且つ排気ガス中のＨＣやＣＯ等の還元成分を増加してＮＯｘの分解放出を促すことができる。  
また、このパティキュレートフィルタにおいても、粒子状物質の捕集量が増大して飽和量に達してしまうと、それ以上の粒子状物質を捕集できなくなるため、パティキュレートフィルタは、定期的に捕集した粒子状物質を焼却させる必要がある。パティキュレートフィルタにおいて粒子状物質の焼却は、機関の運転空燃比を低下することにより排気ガス中の被酸化成分を酸化（燃焼）させ、パティキュレートフィルタの温度を、粒子状物質が焼却される温度まで上昇することで可能となる。なお、ＨＣやＣＯ等の還元成分の増加や酸化（燃焼）、或いは被酸化成分の酸化（燃焼）には、ＮＯｘトラップ触媒やパティキュレートフィルタと一体又は上流側に別体に設けられた酸化機能を有する触媒（例えば、酸化触媒）が使用される。
【０００４】
ただし、ディーゼル機関の場合には、機関をリッチ空燃比で運転することが困難である。このため、ＮＯｘトラップ触媒やパティキュレートフィルタの上流側で排気ガス中に、添加剤として例えば液体状の燃料を添加することにより、その添加した燃料を排気ガス中で酸化（燃焼）、熱分解させて排ガス温度を上昇させるとともに、多量のＨＣやＣＯ等の還元成分を生成し、これらの還元成分を酸素と反応させることで排気ガス中の酸素濃度を低下させる方法が知られている。
【０００５】
排気ガス中の液体状の燃料を添加する構造として、排気浄化触媒の上流に例えば燃料添加用インジェクタを設ける構造がある。燃料添加用インジェクタが液体状の燃料を噴射することによって排気ガス中の未燃燃料の量が増加し、それゆえ、酸化触媒で未燃燃料の熱分解がなされるとともに、未燃燃料の酸化反応による排気ガスの温度上昇量が大きくなる。しかしながら、排気通路中に燃料などの添加剤を噴射する添加用インジェクタを設ける構造であると、排気ガス中の粒子状物質がインジェクタに付着するとともに堆積し、それゆえ、インジェクタが詰まるなどすることが考えられる。また、添加用インジェクタの周囲に粒子状物質が堆積することが考えられる。
【０００６】
周囲に粒子状物質が堆積すると、添加用インジェクタが噴射した燃料などの添加剤が、堆積した粒子状物質によるデポジットによってさえぎられることによって、酸化触媒に供給されにくくなる。
【０００７】
このように、添加用インジェクタから噴射された添加剤が下流に流れにくくなることによって、燃費が悪くなる。この点について具体的に説明する。添加用インジェクタの下流に燃料などの添加剤が流れにくくなることによって、酸化触媒に供給される排気ガス中の燃料の割合が増加しなくなる。
【０００８】
このとき、添加用インジェクタの駆動を制御する制御装置は、排気ガス中の燃料の割合を増加すべく、さらに燃料を噴射するよう添加用インジェクタを駆動する。この結果、添加用インジェクタが噴射する燃料の量が増加するため、燃費が悪くなる。
【０００９】
また、堆積したデポジットを洗い流すために、燃料を多く噴射することがある。この結果、燃費が悪くなる。
【００１０】
添加用インジェクタの上流にフィルタを配置する構造が提案されている。添加用インジェクタの上流にフィルタが配置されることによって、当該フィルタによって粒子状物質が除去された排気ガスが添加用インジェクタまで流れるようになる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４１６６８７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１のように、添加用インジェクタの上流にフィルタが配置される構造であると、当該フィルタは、捕集した粒子状物質を焼却するために、ディーゼルエンジンより排出された排気ガスによって直接昇温される必要がある。
【００１２】
このため、フィルタを通過した排気ガスの温度は、当該フィルタが捕集した粒子状物質を焼却するに充分な温度まで上昇している。この結果、添加用インジェクタに到達する排気ガスの温度は、当該添加用インジェクタの動作に不具合を生じない耐熱温度をこえてしまうことが考えられる。
【００１３】
添加用インジェクタが、耐熱温度をこえた排気ガスにさらされることは好ましくない。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、排気通路に配置された添加用インジェクタに粒子状物質が堆積することを抑制しつつ、添加用インジェクタが耐熱温度をこえた排気ガスにさらされることを抑制できる排気浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に備えられた排気浄化装置であって、前記排気通路へ添加剤を供給する添加剤供給装置と、前記排気通路に配置され、排気ガス中の粒子状物質を捕集可能なフィルタと、前記フィルタの下流に配置される排気浄化触媒と、前記フィルタの下流であってかつ前記排気浄化触媒の上流の前記排気通路壁面に一端が開口して該排気通路と連通し、他端に前記添加剤供給装置を備える収容部と、前記収容部を前記排気通路に対して開閉可能な開閉手段と、前記開閉手段の動作を制御可能な制御装置とを備える。
【００１６】
本願の請求項２に記載の排気浄化装置では、請求項１に記載の排気浄化装置おいて、前記制御装置は、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が、所定温度より大きい場合は、前記収容部を塞ぐべく前記開閉手段を駆動する。
【００１７】
本願の請求項３に記載の排気浄化装置では、請求項１または２の排気浄化装置において、前記制御装置は、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が、前記所定温度以下である場合は、前記収容部と前記排気通路とを連通すべく前記開閉手段を駆動する。
【００１８】
本願の請求項４に記載の排気浄化装置では、請求項１に記載の排気浄化装置において、前記制御装置は、前記排気浄化触媒より下流の温度を上げる必要のない第１の状態において、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が第１の所定温度より大きくなると、前記収容部を塞ぐべく前記開閉手段を駆動し、前記制御装置は、前記排気浄化触媒より下流の温度を上げる必要のある第２の状態において、前記フィルタより下流であってかつ前記添加剤供給装置より上流の排気ガス温度が第２の所定温度以下となると、前記収容部と前記排気通路とを連通すべく前記開閉手段を駆動し、前記第２の所定温度は、前記第１の所定温度より大きい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、添加剤供給装置に粒子状物質が堆積することを抑制できるとともに、添加剤供給装置が耐熱温度をこえた排気ガスにさらされることを抑制できる排気浄化装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１の実施形態に係る浄化装置を、図１〜４を用いて説明する。本実施形態では、排気浄化装置２００が、ディーゼルエンジン１０に連結される排気系３０に組み込まれる構造を、また排気ガスへの添加剤として燃料を添加するものを一例に、説明する。なお、排気浄化装置２００が組み込まれる排気系は、ディーゼルエンジン１０に連結された排気系以外、また添加剤が燃料以外であってももちろん良い。
【００２１】
図１は、ディーゼルエンジン１０と、ディーゼルエンジン１０に連結される吸気系２０と、ディーゼルエンジン１０に連結される排気系３０とを示す概略図である。ディーゼルエンジン１０と、吸気系２０と、排気系３０とは、例えば自動車に設けられている。
【００２２】
ディーゼルエンジン１０は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２となどを備えている。シリンダブロック１１には、例えば複数のシリンダ１３が形成されている。各シリンダ１３内には、シリンダ１３内を摺動可能なピストン１４が収容されている。ピストン１４は、クランクシャフト１５にコネクティングロッド１６を介して連結されている。
【００２３】
シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１のデッキ面上に固定されている。シリンダヘッド１２においてシリンダ１３と対向する部位は、シリンダ１３と反対側に凹む凹部が形成されている。この凹部とシリンダ１３とピストン１４とによって規定される空間が燃焼室１７となっている。
【００２４】
シリンダヘッド１２には、燃焼室１７に開口する吸気ポート１８と排気ポート１９とが形成されている。また、シリンダヘッド１２には、燃焼室１７に燃料を噴射するインジェクタ５が設けられている。
【００２５】
吸気系２０は、燃焼室１７に吸気する。吸気系２０は、吸気ポート１８に連結される吸気管やエアクリーナなどを備えている。
【００２６】
排気系３０は、ディーゼルエンジン１０が排出する排気ガスＧを車外に導く。排気系３０は、例えば、ターボーチャージャの排気タービン３と、排気浄化装置２００とを備えている。排気タービン３は、排気ポート１９の下流に配置されており、排気ポート１９と連通している。なお、本発明で言う、上流と下流とは、図中矢印で示す排気ガスＧの流れる方向に沿って定義される。
【００２７】
排気浄化装置２００は、ＮＯｘトラップ触媒４０と、パティキュレートフィルタ５０と、酸化触媒６０と、添加剤供給装置の一例として燃料添加用インジェクタ３４と、開閉手段の一例として弁装置２１０と、制御装置９０と、第１〜３の排気ガス温度センサ３２，３８，８０と、第１，２の酸素濃度センサ３３，８１と、収容部１０１となどを備えている。
【００２８】
排気タービン３の下流には、パティキュレートフィルタ５０が配置されている。パティキュレートフィルタ５０は、排気タービン３と連通しており、排気タービン３を通過した排気ガスＧがパティキュレートフィルタ５０に流入する。パティキュレートフィルタ５０は、本発明で言うフィルタの一例である。
【００２９】
パティキュレートフィルタ５０の下流には、酸化触媒６０が配置されている。パティキュレートフィルタ５０と酸化触媒６０とは、第１の管部材３１で互いに連結されており、連通している。パティキュレートフィルタ５０を通過した排気ガスＧは、第１の管部材３１を通過して酸化触媒６０に流入する。
【００３０】
酸化触媒６０は、ハウジング６１と、当該ハウジング６１内に収容される担体６２とを備えている。酸化触媒６０は、例えばハニカム構造の担体６２に触媒活性成分の一例である白金やパラジウムが担持される構造である。酸化触媒６０を通過した排気ガスは、酸化触媒６０によって排気ガス中の未燃ＨＣの酸化が促進され、それゆえ、温度が上昇する。酸化触媒６０は、本発明で言う排気浄化触媒の一例である。
【００３１】
第１の管部材３１には、第１の排気ガス温度センサ３２と、第１の酸素濃度センサ３３と、燃料添加用インジェクタ３４と、弁装置２１０とが設けられている。具体的には、第１の排気ガス温度センサ３２と、第１の酸素濃度センサ３３とは、酸化触媒６０の直前に配置されており、酸化触媒６０に流入する直前の排気ガスＧの温度と、排気ガスＧ中の酸素濃度を検出している。なお、第１の排気ガス温度センサ３２は、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、後述される燃料添加用インジェクタ３４より上流に配置されており、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、後述される燃料添加用インジェクタ３４より上流の排気ガスＧの温度を検出する。
【００３２】
燃料添加用インジェクタ３４は、酸化触媒６０に向かって燃料Ｆを添加可能である。燃料添加用インジェクタ３４は、本発明で言う添加剤を供給する添加剤供給装置の一例である。燃料Ｆは、本発明で言う添加剤の一例である。燃料Ｆが添加されることによって、排気ガス中の未燃ＨＣが増加する。この未燃ＨＣは、酸化触媒６０で酸化が促進される。
【００３３】
燃料添加用インジェクタ３４と弁装置２１０とについて説明する。図２は、排気系３０において、弁装置２１０と燃料添加用インジェクタ３４との周囲を拡大して示す断面図である。なお、図２中では、第１の排気ガス温度センサ３２と第１の酸素濃度センサ３３とは、省略されている。
【００３４】
図２に示すように、第１の管部材３１は、実際は、酸化触媒６０のすぐ上流の位置で屈曲する屈曲部３５を有している。屈曲部３５は、一例として略９０度屈曲している。
【００３５】
燃料添加用インジェクタ３４は、排気通路１０２に連通する収容部１０１内に設けられている。本発明で言う排気通路とは、排気系３０によって構成されて内部を排気ガスＧが流動する流路である。本実施形態では、例えば第１の管部材３１と、後述される第２，３の管部材３７，３９と、パティキュレートフィルタ５０と、酸化触媒６０と、ＮＯｘトラップ触媒４０となどによって形成される。
【００３６】
収容部１０１は、第１の管部材３１の例えば屈曲部３５に設けられるとともに、第１の管部材３１において酸化触媒６０と対向する位置に配置されている。また、収容部１０１は、排気通路１０２に対して凹状に凹む形状であり、排気通路１０２に対して外側に突出している。収容部１０１は、排気通路１０２においてパティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、酸化触媒６０の上流の位置に連通している。また、収容部１０１は、第１の排気ガス温度センサ３２より下流で、排気通路１０２に連通している。
【００３７】
収容部１０１において排気通路１０２と反対側の端部１０３は、閉塞している。燃料添加用インジェクタ３４は、収容部１０１の端部１０３に設けられている。燃料添加用インジェクタ３４は、燃料Ｆを噴射可能なノズル１０４を有している。ノズル１０４は、収容部１０１内に位置している。このため、燃料添加用インジェクタ３４は、収容部１０１内に燃料Ｆを噴射可能である。
【００３８】
弁装置２１０は、収容部１０１と排気通路１０２とが互いに連通する連通部１０５に配置されている。連通部１０５は、収容部１０１と排気通路１０２との境界部である。または、言い換えると、連通部１０５は、収容部１０１の開口部である。弁装置２１０は、弁体２１１と、弁体２１１を回転可能に支持する回転支持軸２１２と、弁体２１１の位置を変位する駆動部２１３とを備えている。
【００３９】
弁体２１１は、収容部１０１と排気通路０２との連通部１０５に配置されている。弁体２１１は、回転支持軸２１２によって連通部１０５に取り付けられている。弁体２１１は、回転支持軸２１２回りに回転可能である。
【００４０】
弁体２１１は、連通部１０５を閉塞する閉位置Ｐ１（図中実線で示す）と、連通部１０５を開放する開位置Ｐ２（図中２点鎖線で示す）との間で回転変位可能である。この点について、具体的に説明する。
【００４１】
回転支持軸２１２は、連通部１０５の内壁面の近傍に配置されている。弁体２１１は、当該弁体２１１が閉位置Ｐ１にある状態において、連通部１０５の内壁面に密接して収容部１０１を遮断する（気密に閉じる）形状である。それゆえ、弁体２１１が閉位置Ｐ１にある状態では、収容部１０１は、排気通路１０２に対して気密に閉塞されており、それゆえ、互いに連通しない。つまり、排気通路１０２中を流動する排気ガスＧが収容部１０１内に流入することが抑制される。
【００４２】
開位置Ｐ２は、回転支持軸２１２回りに閉位置Ｐ１から排気通路１０２側に向かって回転した位置（全開位置）であって、弁体２１１の姿勢は、弁体２１１が排気通路１０２の内壁面に重なるように沿う姿勢となる。弁体２１１が開位置Ｐ２にある状態では、連通部１０５が開放される。言い換えると、収容部１０１と排気通路１０２とが互いに連通する。回転支持軸２１２が内壁面の近傍に配置されることによって、弁体２１１が開位置Ｐ２にある状態では、連通部１０５は、略全域開口するようになる。
【００４３】
なお、弁装置２１０の構造は、上記に限定されない。要するに、収容部１０１を気密に遮断できる機能を有していればよく、収容部１０１（連通部１０５）が、開放される状態と、排気ガスＧが流入できないように遮断される状態を切り替えることができる構造であればよい。
【００４４】
また、本発明で言う開閉手段は、弁装置２０１に限定されない。要するに、開閉手段は、収容部１０１を気密に遮断できる機能を有していればよく、収容部１０１（連通部１０５）が、開放される状態と、排気ガスＧが流入できないように遮断される状態を切り替えることができる構造であればよい。
【００４５】
駆動部２１３は、弁体２１１を回転支持軸２１２回りに回転駆動する。
【００４６】
図１に示すように、酸化触媒６０の下流にＮＯｘトラップ触媒４０が配置されている。酸化触媒６０とＮＯｘトラップ触媒４０とは、第２の管部材３７で互いに連結され、連通している。酸化触媒６０を通過した排気ガスＧは、第２の管部材３７を通ってＮＯｘトラップ触媒４０に流入する。
【００４７】
ＮＯｘトラップ触媒４０は、排気ガス中のＮＯｘ（窒素化合物）を還元反応によって低減する機能を有している。また、ＮＯｘトラップ触媒４０は、排気ガス中の窒素酸化物および硫黄成分を捕集する機能を有している。ＮＯｘトラップ触媒４０は、当該ＮＯｘトラップ触媒４０の周囲を還元雰囲気とした上で温度がある温度まで上昇すると、捕集した窒素酸化物および硫黄を還元し放出する。
【００４８】
第２の管部材３７には、第２の排気温度センサ３８が設けられている。具体的には、第２の排気温度センサ３８は、ＮＯｘトラップ触媒４０の直前に配置されており、ＮＯｘトラップ触媒４０に流入する排気ガスの温度を検出する。
【００４９】
ＮＯｘトラップ触媒４０の下流には、第３の管部材３９が連結されている。ＮＯｘトラップ触媒４０と第３の管部材３９とは互いに連通しており、それゆえ、ＮＯｘトラップ触媒４０を通過した排気ガスＧは第３の管部材３９内に流入する。
【００５０】
第３の管部材３９には、第３の排気ガス温度センサ８０と、第２の酸素濃度センサ８１とが設けられている。第３の排気ガス温度センサ８０は、ＮＯｘトラップ触媒４０を通過した排気ガスＧの温度を検出する。第２の酸素濃度センサ８１は、ＮＯｘトラップ触媒４０を通過した排気ガスＧ中の酸素濃度を検出する。
【００５１】
第１〜３の排気ガス温度センサ３２，３８，８０と、第１，２の酸素濃度センサ３３，８１と、燃料添加用インジェクタ３４とは、制御装置９０に接続されている。制御装置９０は、第１〜３の排気ガス温度センサ３２，３８，８０の検出結果と、第１，２の酸素濃度センサ３３，８１の検出結果とに基づいて排気ガスＧの状態を検出する。また、制御装置９０は、第１，２の酸素濃度センサ３３，８１の検出結果に基づいて、各所の排気ガスの状態（リーン状態であるか、または、リッチ状態であるか）を算出する。
【００５２】
また、駆動部２１３は、制御装置９０に連結されている。制御装置９０は、駆動部２１３の動作を制御する。言い換えると、制御装置９０は、弁体２１１の位置を制御する。また、制御装置９０は、インジェクタ５の動作を制御する。インジェクタ５は、制御装置９０の制御によって、噴射する燃料の量が制御される。それゆえ、燃焼室１７で燃焼される混合気の空燃比は、制御装置９０によって制御可能となる。なお、図１中、第１〜３の排気ガス温度センサ３２，３８，８０、第１，２の酸素濃度センサ３３，８１、燃料添加用インジェクタ３４と、インジェクタ５と制御装置９０との接続を示す線は、一部が省略されている。
【００５３】
つぎに、排気浄化装置２００の動作を説明する。図１に示すように、ディーゼルエンジン１０から排出される排気ガスＧは、パティキュレートフィルタ５０と酸化触媒６０とＮＯｘトラップ触媒４０とを通過して、車外に排出される。なお、ＮＯｘトラップ触媒４０の下流に更にパティキュレートフィルタなどを設けてももちろん良い。具体的には、排気ガスＧは、パティキュレートフィルタ５０を通過する際に、当該パティキュレートフィルタ５０の粒子状物質が捕集される。このため、粒子状物質が除去された後の排気ガスＧが、酸化触媒６０とＮＯｘトラップ触媒４０とを通過する。
【００５４】
まず、排気浄化装置２００の動作のうち、パティキュレートフィルタ５０が捕集した粒子状物質を焼却する動作を説明する。パティキュレートフィルタ５０は、捕集した粒子状物質を捕集すると、粒子状物質の捕集機能が低下する。このため、例えば定期的にパティキュレートフィルタ５０が捕集した粒子状物質を焼却する必要がある。
【００５５】
このため、ディーゼルエンジン１０では、パティキュレートフィルタ５０で捕集された粒子状物質を焼却すべく、パティキュレートフィルタ５０に流入する排気ガスＧの温度を上昇するために、燃焼室１７内で生成される排気ガスＧの温度を上昇する。具体的には、インジェクタ５より噴射される燃料の量を制御して燃焼される混合気をリーン状態にするなどして、排気ガスの温度を、粒子状物質を焼却できる温度まで上昇する。
【００５６】
図３は、粒子状物質を焼却する動作を示すフローチャートである。図３に示される排気浄化装置２００の動作は、例えば、自動車のイグニッションキーがオンされて、ディーゼルエンジン１０が駆動を開始すると、実行される。
【００５７】
図３に示すように、制御装置９０は、ステップＳＴ１１において、筒内再生制御開始条件が成立したか否かを判定する。ここで言う筒内再生制御とは、パティキュレートフィルタ５０で捕集された粒子状物質を焼却すべく燃焼室１７内で生成される排気ガスＧの温度を上昇する制御である。
【００５８】
上記したように、本実施形態では、パティキュレートフィルタ５０に捕集された粒子状物質は、定期的に焼却される。このため、筒内再生制御開始条件とは焼却制御を行うべき時期になることを示し、焼却制御を行う時期になると条件が成立したと判定される。言い換えると、前回行われた焼却制御から所定時間が経過すると、条件が成立したと判定される。なお、上記開始条件は、一例である。
【００５９】
ついで、ステップＳＴ１２に進む。ステップＳＴ１２では、制御装置９０は、駆動部２１３を制御して、弁体２１１を閉位置Ｐ１に位置決めし、収容部１０１を気密に閉塞する。このため、収容部１０１内に排気ガスＧが流入しなくなる。
【００６０】
ついで、制御装置９０は、排気ガスＧの温度を上昇すべくインジェクタ５より噴射される燃料の量を制御する。なお、インジェクタ５は、制御装置９０に制御されることに限定されない。他の制御装置などによって動作が制御されてもよい。要するに、筒内再生制御開始条件が成立した際に、パティキュレートフィルタ５０に到達する排気ガスＧの温度が粒子状物質を焼却可能な温度まで上昇されればよい。
【００６１】
ついで、ステップＳＴ１３に進む。ステップＳＴ１３では、制御装置９０は、第１の排気ガス温度センサ３２によって検出されるパティキュレートフィルタ５０の下流であってかつ燃料添加用インジェクタ３４の上流の排気ガスＧの温度と、予め設定される所定温度とを比較し、当該排気ガスＧの温度が所定温度以下であるかもしくは否かを判定する。パティキュレートフィルタ５０の下流であってかつ燃料添加用インジェクタ３４の上流の排気ガスは、収容部１０１内に流入する直前の排気ガスである。言い換えると、燃料添加用インジェクタ３４に到達する直前の排気ガスＧとなる。このため、パティキュレートフィルタ５０の下流であってかつ燃料添加用インジェクタ３４の排気ガスの温度を比較に用いる。
【００６２】
ここで言う所定温度とは、本実施形態では、例えば、燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度である。ここで言う耐熱温度とは、当該耐熱温度をこえて温度が上昇すると燃料添加用インジェクタ３４の動作に不具合が生じる温度である。
【００６３】
ステップＳＴ１３において検出された排気ガスＧの温度が所定温度以下である場合は、ステップＳＴ１４に進む。ステップＳＴ１４では、制御装置９０は、駆動部２１３を制御して、弁体２１１を開位置Ｐ２に位置決める。そして、制御装置９０は、パティキュレートフィルタ５０に捕集された粒子状物質を焼却すべく、燃焼室１７で生成される排気ガスＧの温度を上昇するよう、インジェクタ５を制御する。
【００６４】
これは、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、燃料添加用インジェクタ３４の上流の排気ガスＧの温度が所定温度以下である場合は、燃料添加用インジェクタ３４が排気ガスＧにさらされても、燃料添加用インジェクタ３４は排気ガスＧの熱による不具合を生じないためである。
【００６５】
ステップＳＴ１３において、検出された排気ガスＧの温度が所定温度より大きいと判定されると、ステップＳＴ１５に進む。ステップＳＴ１５では、制御装置９０は、弁体２１１が閉位置Ｐ１にある状態を保持する。そして、制御装置９０は、パティキュレートフィルタ５０に捕集された粒子状物質を焼却すべく、燃焼室１７で生成される排気ガスＧの温度を上昇するよう、インジェクタ５を制御する。
【００６６】
ステップＳＴ１４，ＳＴ１５を経て、ステップＳＴ１６に進む。ステップＳＴ１６では、制御装置９０は、筒内再生制御終了の条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、一例として、筒内再生制御が開始されてから一定の時間（予め設定された時間）が経過すると、筒内再生制御終了の条件が成立したと判定する。この一定の時間は、例えば、捕集された粒子状物質を焼却するのに充分な時間が確保されている。
【００６７】
なお、筒内再生制御終了の条件は、上記に限定されない。例えば、排気浄化装置２００が、パティキュレートフィルタ５０のすぐ下流の位置の排気ガスＧの圧力を検出する圧力センサを備え、当該圧力センサの検出結果にもとづいて粒子状物質が焼却状態（どの程度焼却されたかなど）を判定し、その焼却状態に基づいて筒内再生制御が終了したと判定してもよい。
【００６８】
ステップＳＴ１６において、筒内再生制御が終了したと判定されない間は、ステップＳＴ１３〜１６の動作が繰り返される。
【００６９】
ステップＳＴ１６において、筒内再生制御が終了したと判定されると、ステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、パティキュレートフィルタ５０における粒子状物質の焼却動作が終了される。このため、パティキュレートフィルタ５０に到達する排気ガスＧの温度を上昇するために行われたインジェクタ５の動作の制御も終了する。
【００７０】
ついで、排気浄化装置２００の動作のうち、ＮＯｘトラップ触媒４０が捕集した窒素酸化物および硫黄成分を放出する動作を説明する。図４は、ＮＯｘトラップ触媒４０が捕集した窒素酸化物および硫黄成分を排出する動作を示すフローチャートである。図４に示すように、本実施形態では、排気浄化装置２００は、燃料添加用インジェクタ３４が燃料Ｆを噴射することによって、排気ガスの空燃比を低下させて還元雰囲気とし、同時に酸化触媒６０より下流の排気ガスＧの温度をＮＯｘトラップ触媒４０において還元反応が生じ窒素酸化物および硫黄成分が放出される温度まで上昇する。図４に示される排気浄化装置２００の動作は、例えば、自動車のイグニッションキーがオンされて、ディーゼルエンジン１０が駆動を開始してから実行される。
【００７１】
図４に示すように、制御装置９０は、ステップＳＴ２１において、再生制御開始条件が成立したか否かを判定する。ここで言う再生制御とは、ＮＯｘトラップ触媒４０が捕集した窒素酸化物および硫黄成分を放出する制御を示す。本実施形態では、例えば、予め設定された所定時間ごとに、ＮＯｘトラップ触媒４０で捕集された窒素酸化物および硫黄成分を放出する制御が行われる。ここで言う所定時間は、パティキュレートフィルタ５０の再生制御を行う周期の間隔とは異なっており、ＮＯｘトラップ触媒４０に対して適切な時間である。なお、パティキュレートフィルタ５０の再生周期と同じであってもよい。
【００７２】
このため、ステップＳＴ２１では、制御装置９０は、ＮＯｘトラップ触媒４０において窒素酸化物および硫黄成分を放出すべき時期に達したか否かを判定する。言い換えると、前回ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御を行ってから、予め設定された所定時間が経過したか否かを判定する。
【００７３】
ステップＳＴ２１において、ＮＯｘトラップ触媒４０において、捕集された窒素酸化物および硫黄成分を放出すべき時期であると判定されると、ステップＳＴ２２に進む。ステップＳＴ２２では、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、燃料添加用インジェクタ３４より上流の排気ガスＧの温度、つまり、第１の排気ガス温度センサ３２が検出した排気ガスＧの温度が所定温度以下であるか否かを判定する。ここで言う所定温度とは、上記されたパティキュレートフィルタ５０の再生制御で説明された値と同じであり、本実施形態では燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度である。
【００７４】
第１の排気ガス温度センサが検出した排気ガスＧの温度が所定温度より大きい場合は、ステップＳＴ２３に進む。ステップＳＴ２３では、排気ガスＧの温度を下げるべく制御が行われる。この制御は、具体的には、燃焼室１７で生成される排気ガスＧの温度が低くなるように、例えば制御装置９０によって、インジェクタ５から噴射される燃料の量が調整されるなどする。
【００７５】
ステップＳＴ２２において排気ガスＧの温度が所定温度以下であると判定されると、ステップＳＴ２４に進む。ステップＳＴ２４では、制御装置９０は、駆動部２１３を制御して、弁体２１１を開位置Ｐ２に位置決める。このことによって、収容部１０１と排気通路１０２とは、互いに連通する。さらに、連通部１０５は、略全開状態となる。
【００７６】
ついで、制御装置９０は、酸化触媒６０より下流の排気ガスＧの温度を上昇すべく、燃料添加用インジェクタ３４を駆動し、燃料Ｆを噴射する（本実施形態で言う再生制御）。
【００７７】
ついで、ステップＳＴ２５に進む。ステップＳＴ２５では、制御装置９０は、再生制御が終了する条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、再生制御が開始されてから予め設定された所定時間が経過すると、再生制御が完了したと判断する。このため、再生制御が開始されてから予め設定された所定時間が経過しない間は、再生制御が終了したと判定されない。ここで言う所定時間とは、パティキュレートフィルタ５０の再生制御の際に用いられた所定時間とは異なる。所定時間は、ＮＯｘトラップ触媒４０に適切に設定される時間である。なお、パティキュレートフィルタ５０の再生制御に用いられた所定時間と同じであってもよい。
【００７８】
再生制御が終了したと判定されない間は、ステップＳＴ２２〜ＳＴ２５を繰り返す。なお、本実施形態のＮＯｘトラップ触媒４０が捕集した窒素酸化物および硫黄成分を放出する再生制御では、インジェクタ５の燃料噴射によって排気ガスＧの温度を上昇する制御は行われない。このため、ステップＳＴ２１においてステップＳＴ２２で排気ガス温度が所定温度以下であると判定されると、それ以降においても排気ガスの温度が所定温度より大きくなることは生じにくくなる。
【００７９】
ステップＳＴ２５において再生制御の終了条件が成立したと判定されると、ステップＳＴ２６に進む。ステップＳＴ２６では、制御装置９０は、燃料添加用インジェクタ３４の動作を終了する。
【００８０】
このように構成される排気浄化装置２００では、収容部１０１と排気通路１０２との連通部１０５に弁装置２１０が設けられることによって、収容部１０１を気密に閉塞する状態と、収容部１０１を開放して収容部１０１と排気通路１０２とが互いに連通する状態を形成することができる。
【００８１】
このため、収容部１０１内に流入する排気ガスＧの温度が、燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度をこえる場合（つまり所定温度より大きい場合）、弁体２１１を閉位置Ｐ１に位置決めて収容部１０１を遮断することによって、燃料添加用インジェクタ３４が排気ガス中にさらされることが抑制される。
【００８２】
また、パティキュレートフィルタ５０の再生制御の際に、弁体２１１を閉位置Ｐ１に位置決めて収容部１０１を気密に閉塞することによって、燃料添加用インジェクタ３４が排気ガスＧにさらされなくなる。このため、燃料添加用インジェクタ３４が、当該燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度をこえる排気ガスＧ中にさらされることが抑制される。
【００８３】
つぎに、本発明の第２の実施形態にかかる排気浄化装置２００を、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、排気浄化装置２００の動作が第１の実施形態と異なる。排気浄化装置２００の構成と、ディーゼルエンジン１０の構成と、吸気系２０の構成と、排気系３０の構成となど、全ての構成は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００８４】
本実施形態では、第１の実施形態で用いられた閾値である所定温度にかえて、第１の所定温度と第２の所定温度とが用いられる。本実施形態では、排気浄化装置２００の動作は、第１の状態と、第２の状態とを備えている。第１の状態は、酸化触媒６０より下流の排気ガスＧの空燃比の低下や温度を上げる必要がない状態である。言い換えると、通常の運転状態である。
【００８５】
第２の状態は、酸化触媒６０より下流の排気ガスＧの空燃比の低下や温度を上昇する必要がある状態である。一例としては、ＮＯｘトラップ触媒４０に捕集された窒素酸化物および硫黄成分を放出するためにＮＯｘトラップ触媒４０に流入する排気ガスの空燃比を下げ、同時に温度を上昇する場合である。第１，２の状態は、制御装置９０によって判定される。また、本実施形態では、パティキュレートフィルタ５０の再生制御（粒子状物質の焼却）またはＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御（窒素酸化物および硫黄成分の放出）が必要ない場合では、制御装置９０は、定期的に燃料添加用インジェクタ３４にクリーニング噴射を行わせる。
【００８６】
クリーニング噴射とは、酸化触媒６０の下流の排気ガスＧの温度の上昇を目的とした噴射ではなく、燃料添加用インジェクタ３４に、燃料の燃え残った煤などが詰まることを防止するために定期的に行われる噴射である。一度のクリーニング噴射で噴射される燃料の量は、少量でもよく、酸化触媒６０の下流の排気ガスＧの温度が大きく変化しない量である。
【００８７】
図５は、本実施形態の排気浄化装置２００の動作の一例を示すフローチャートである。つぎに、排気浄化装置２００の動作を説明する。まず、パティキュレートフィルタ５０とＮＯｘトラップ触媒４０との再生制御が必要ない場合を説明する。なお、図５に示される排気浄化装置２００の動作は、例えば、自動車のイグニッションキーがオンされてエンジン１０が駆動を開始すると、実行される。
【００８８】
図５に示すように、ステップＳＴ３１において、制御装置９０は、再生制御の開始条件が成立したか否かを判定する。ここで言う再生制御とは、パティキュレートフィルタ５０の再生制御（粒子状物質の焼却）またはＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御（窒素酸化物および硫黄成分の放出）である。ステップＳＴ３１では、どちらか一方、または両方の再生制御の開始条件が成立したか否かが判定される。パティキュレートフィルタ５０の再生制御開始条件の成立と、ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御の開始条件の成立とは、第１の実施形態と同様であってよい。
【００８９】
ステップＳＴ３１で、再生制御の開始条件が成立していないと判定されると、ステップＳＴ３２に進む。ステップＳＴ３２では、排気ガスＧの温度が第１の所定温度以下であるか否かが判定される。ステップＳＴ３１において再生制御の開始条件が成立していないと判定されることは、排気浄化装置２００が第１の状態であることを示す。
【００９０】
ここでいう排気ガスＧの温度は、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、燃料添加用インジェクタ３４の上流の排気ガスＧの温度である。つまり、第１の排気ガス温度センサ３２によって検出される排気ガスＧの温度である。第１の所定温度は、例えば燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度（第１の実施形態で説明された耐熱温度）である。
【００９１】
ステップＳＴ３２において排気ガスＧの温度が第１の所定温度より大きいと判定されると、ステップＳＴ３７に進む。ステップＳＴ３７では、制御装置９０は、駆動部２１３を制御して弁体２１１を閉位置Ｐ１に位置決めすることによって、収容部１０１を遮断する。
【００９２】
ステップＳＴ３２において排気ガスＧの温度が第１の所定温度以下であると判定されると、ステップＳＴ３３に進む。ステップＳＴ３３では、制御装置９０が備える例えば時間計測部において時間の計測が開始される。
【００９３】
ついで、ステップＳＴ３４に進む。ステップＳＴ３４では、ステップＳＴ３３で時間の計測が開始されてから予め設定された時間経過したか否か（経過時間ｔが、あらかじめ設定された時間ｔ１以上となったか否か）が判定される。ここで言う予め設定される時間とは、クリーニング噴射の間隔である。
【００９４】
ステップＳＴ３４で所定時間が計測されたと判定されると、ついで、ステップＳＴ３５に進む。ステップＳＴ３５では、クリーニング噴射を行う。このため、制御装置９０は、燃料添加用インジェクタ３４を駆動して、クリーニング噴射を行う。
【００９５】
クリーニング噴射が終了すると、ついで、ステップＳＴ３６に進む。ステップＳＴ３６では、カウントされたタイム（時間ｔ）がクリアされる。
【００９６】
つぎに、再生制御の開始条件が成立した場合を説明する。ステップＳＴ３１において、再生制御の開始条件が成立したと判定されると、ステップＳＴ３８に進む。ステップＳ３８では、制御装置９０は、パティキュレートフィルタ５０の再生制御か否かを判定する。パティキュレートフィルタ５０の再生制御である場合は、ステップＳＴ３９に進む。パティキュレートフィルタ５０の再生制御の場合は、第１の状態である。
【００９７】
ステップＳＴ３９では、制御装置９０は、駆動部２１３を駆動して、弁体２１１を閉位置Ｐ１に位置決める。このことによって、弁体２１１によって収容部１０１が遮断されて、それゆえ、収容部１０１が気密に閉塞される。このため、収容部１０１内に排気ガスＧが流入することが抑制される。
【００９８】
ついで、ステップＳＴ４０に進む。ステップＳＴ４０では、パティキュレートフィルタ５０の温度を、粒子状物質を焼却可能な温度まで上昇すべく、排気ガスＧの温度を上昇するように筒内再生制御を開始する。筒内再生制御として、例えばインジェクタ５の動作を制御して、燃焼室１７で生成される排気ガスＧの温度を上昇する。
【００９９】
ついで、ステップＳＴ４１に進む。ステップＳＴ４１では、制御装置９０は、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、燃料添加用インジェクタ３４の上流の排気ガスＧの温度を検出するとともに、当該温度が第１の所定温度以下であるか否かを判定する。第１の所定温度はステップＳＴ３２で説明された温度（燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度）である。
【０１００】
ステップＳＴ４１において、排気ガスＧの温度が第１の所定温度以下であると判定されると、ステップＳＴ４２に進む。ステップＳＴ４２では、制御装置９０は、駆動部２３１を制御して弁体２１１を駆動し、当該弁体２１１を開位置Ｐ２に位置決める。このことによって、連通部１０５（収容部１０１）が略全開状態となる。そして、パティキュレートフィルタ５０の再生制御が行われる。
【０１０１】
ステップＳＴ４１において排気ガスＧの温度が第１の所定温度より大きいと判定される。ステップＳＴ４３に進む。ステップＳＴ４３では、弁体２１１が閉位置Ｐ１にある状態が保たれたまま、再生制御が行われる。
【０１０２】
ついで、ステップＳＴ４２，ＳＴ４３を経て、ステップＳＴ４４に進む。ステップＳＴ４４では、制御装置９０は、筒内再生制御の終了条件が成立したか否かを判定する。パティキュレートフィルタ５０の再生制御の終了条件は、第１の実施形態と同様であってよい。
【０１０３】
筒内再生制御の終了条件が成立しない間は、ステップＳＴ４０〜ＳＴ４４が繰り返えされる。筒内再生制御の終了条件が成立すると、ステップＳＴ４５に進み、筒内再生制御が終了する。
【０１０４】
ついで、再生制御のうち、ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御（捕集された硫黄成分および窒素酸化物の放出を行う制御）について説明する。ステップＳＴ３８において、パティキュレートフィルタ５０の再生制御ではないと判定されると、つまり、ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御であると判定されると、ステップＳＴ４６に進む。ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御の場合は、酸化触媒６０より下流の排気ガスＧの温度を上昇する必要があるので、第２の状態である。
【０１０５】
ステップＳＴ４６では、排気ガスの温度が第２の所定温度以下であるか否かが判定される。ここで言う排気ガスＧの温度は、パティキュレートフィルタ５０の下流であって、かつ、燃料添加用インジェクタ３４より上流の排気ガスＧの温度である。つまり、第１の排気ガス温度センサ３２によって検出される排気ガスの温度である。
【０１０６】
第２の所定温度は、第１の所定温度より大きく設定されている。言い換えると、第２の所定温度は、燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度より大きい値に設定されている。また、第２の所定温度は、酸化触媒６０より下流の排気ガスＧの温度をＮＯｘトラップ触媒４０が窒素酸化物および硫黄成分を放出可能となる状態まで上昇すべく燃料Ｆを噴射した状態において、当該噴射された燃料Ｆによって収容部１０１に流入して燃料添加用インジェクタ３４に到達する排気ガスＧの温度が燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度以下となるように考慮して設定された温度である。
【０１０７】
ステップＳＴ４６において排気ガスＧの温度が第２の所定温度より大きいと判定されると、ステップＳＴ５０に進む。ステップＳＴ５０では、排気ガスＧの温度が第２の所定温度以下となるように、制御装置９０は、インジェクタ５より噴射される燃料の量を調整するなどする。
【０１０８】
ステップＳＴ４６において排気ガスの温度が第２の所定温度以下であると判定されると、ついで、ステップＳＴ４７に進む。ステップＳＴ４７では、制御装置９０は、駆動部２１３を制御して弁体２１１を開位置Ｐ２に位置決めすることによって、収容部１０１（連通部１０５）を開放する。このことによって、収容部１０１（連通部１０５）は、略全開状態となる。
【０１０９】
ついで、ステップＳＴ４８に進む。ステップＳＴ４８では、制御装置９０は、ＮＯｘトラップ触媒４０が窒素酸化物および硫黄成分を放出可能となる温度に達するように、燃料添加用インジェクタ３４を駆動して燃料Ｆを噴射する。燃料Ｆを噴射することによって、排気ガスＧは酸化触媒６０での酸化反応が促進されるとともに、リッチ状態になる。
【０１１０】
このとき、収容部１０１内には排気ガスＧが流入するが、燃料添加用インジェクタ３４が燃料Ｆを噴射することによって排気ガスＧの温度が低下し、それゆえ、燃料添加用インジェクタ３４に到達する排気ガスＧの温度は、当該燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度以下となる。
【０１１１】
ついで、ステップＳＴ４９に進む。ステップＳＴ４９では、制御装置９０は、ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御の終了条件が成立したか否かを判定する。ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御の終了条件は、第１の実施形態で説明された終了条件と同じであってよい。
【０１１２】
ステップＳＴ４９においてＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御の終了条件が成立するまでの間は、ステップＳＴ４６〜ＳＴ５０の動作が繰り返される。ステップＳＴ４９においてＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御の終了条件が成立したと判定されると、ステップＳＴ５１に進み、制御装置９０は、燃料添加用インジェクタ３４の燃料噴射を停止する。このことによって、再生制御が終了される。
【０１１３】
本実施形態の排気浄化装置２００では、パティキュレートフィルタ５０とＮＯｘトラップ触媒４０とを効率よく再生することができる。この点について説明する。
【０１１４】
パティキュレートフィルタ５０が捕集した粒子状物質を焼却するために望まれる、パティキュレートフィルタ５０に到達する排気ガスＧの温度は、摂氏温度略６５０度ほどである。ＮＯｘトラップ触媒４０において特に硫黄成分を放出するために必要な排気ガスＧの温度は、摂氏温度略７５０〜８００度ほどである。
【０１１５】
このため、まず、パティキュレートフィルタ５０が捕集した粒子状物質を焼却する制御を行う。この際、収容部１０１は、上記説明されたように第１の所定温度との比較に基づいて弁体２１１によって遮断される。排気ガスＧの温度は、粒子状物質を焼却するために、摂氏温度略６５０度ほどである。
【０１１６】
ついで、粒子状物質を焼却する制御のすぐ後に、ＮＯｘトラップ触媒４０の再生制御を行う。この際、燃料添加用インジェクタ３４より燃料Ｆを噴射するために、排気ガスＧの温度を下げる必要があるが、第２の所定温度まで下げればよい。つまり、燃料添加用インジェクタ３４の耐熱温度（第１の所定温度）まで下げる必要がないので、排気ガスＧの高い温度を利用することができる。
【０１１７】
このように、本実施形態では、収容部１０１を遮断する際の閾値として、第１の実施形態で説明された所定温度にかえて第１，２の所定温度を設定することによって、パティキュレートフィルタ５０の再生制御のために温度が上昇した排気ガスＧを利用することができるので、第１の実施形態の効果に加えて、効率よくパティキュレートフィルタ５０とＮＯｘトラップ触媒４０との再生制御を行うことができるようになる。
【０１１８】
なお、本実施形態では、パティキュレートフィルタ５０の再生制御中においてはクリーニング噴射を行っていない。しかしながら、パティキュレートフィルタ５０の再生制御中においてもクリーニング噴射を行ってもよい。例えば、ステップＳＴ４２において、収容部１０１が開放された状態で再生制御が行われるが、この際、制御装置９０は、燃料添加用インジェクタ３４を駆動して、クリーニング噴射を行ってもよい。
【０１１９】
つぎに、本発明の第３の実施形態に係る浄化装置を、図６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、弁装置２１０が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について具体的に説明する。
【０１２０】
図６は、本実施形態の排気浄化装置２００において、弁装置２１０の近傍を拡大して示す断面図である。図６に示すように、本実施形態では、開位置Ｐ２が、第１の実施形態と異なる。本実施形態の開位置Ｐ２では、弁体２１１は、収容部１０１内の壁面に重なるように沿う姿勢となる。つまり、本実施形態では、弁体２１１は、閉位置Ｐ１から開位置Ｐ２まで開く際には、収容部１０１内に向かって回転変位する。本実施形態の開位置Ｐ２であっても、弁体２１１が壁面に重なるように沿う姿勢となるので、収容部１０１と排気通路１０２との連通部１０５は、第１，２の実施形態と同様に、略全域開放される。このため、燃料Ｆの噴射は、邪魔されない。
【０１２１】
また、制御装置９０は、弁体２１１の位置を、開位置Ｐ２と閉位置Ｐ１との間で保持可能である。例えば、図中に２点鎖線で示されるように、制御装置９０は、弁体２１１の位置を、当該弁体２１１が燃料添加用インジェクタ３４から噴射された燃料Ｆとぶつかる位置Ｐ３に保持することができる。
【０１２２】
ＮＯｘトラップ触媒４０が捕集した窒素酸化物および硫黄成分を放出するために酸化触媒６０の下流の排気ガスＧの温度を上昇すべく燃料Ｆを噴射する場合、制御装置９０は、弁体２１１の位置を燃料Ｆとぶつかる位置Ｐ３に位置決めることができる。
【０１２３】
位置Ｐ３にある場合、噴射された燃料Ｆが弁体２１１と衝突することによって、より一層拡散されるとともに、燃料Ｆの流れに乱流が生じることによって燃料Ｆがより一層排気ガスＧと混ざるようになる。このことによって、燃料添加用インジェクタ３４より噴射された燃料Ｆが酸化触媒６０において効率よく酸化反応が促進されるようになる。
【０１２４】
このため、本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、燃料添加用インジェクタ３４より噴射された燃料Ｆの酸化反応が、より一層効率よく促進されるようになる。
【０１２５】
なお、本実施形態の弁装置２１０は、第２の実施形態で説明された排気浄化装置２００に用いられてもよい。この場合、第２の実施形態の効果に加えて、燃料添加用インジェクタ３４より噴射された燃料Ｆの酸化反応がより一層促進される。
【０１２６】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る浄化装置を備える排気系と、ディーゼルエンジンと、吸気系とを示す概略図。
【図２】図１に示された排気系において、弁装置と燃料添加用インジェクタとの周囲を拡大して示す断面図
【図３】図１に示された排気浄化装置の動作のうち、パティキュレートフィルタを再生する動作を示すフローチャート。
【図４】図１に示された排気浄化装置の動作のうち、ＮＯｘトラップ触媒を再生する動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る浄化装置の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る浄化装置の弁装置を示す断面図。
【符号の説明】
【０１２８】
３４…燃料添加用インジェクタ（添加剤供給装置）、５０…パティキュレートフィルタ（フィルタ）、６０…酸化触媒（排気浄化触媒）、９０…制御装置、１０１…収容部、１０２…排気通路、２００…浄化装置、２１０…弁装置（開閉手段）。
【図１】
2010116908.tif 000003
【図２】
2010116908.tif 000004
【図３】
2010116908.tif 000005
【図４】
2010116908.tif 000006
【図５】
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【図６】
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