(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設置され排気通路を通るガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、機関関連要素を昇温する燃焼装置と、この燃焼装置の出す燃焼ガスを前記リーンＮＯｘ触媒に向けて導く燃焼ガス導入手段と、を有し、
前記内燃機関が作動状態から停止状態になった後の所定期間に前記燃焼装置を作動してその燃焼ガスを前記燃焼ガス導入手段に導入するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関であって、
前記燃焼ガスを前記燃焼ガス導入手段に導入するにあたり、前記燃焼ガスの空燃比を触媒状態に合わせて可変とする空燃比可変手段を有することを特徴とするリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【請求項２】
前記空燃比可変手段は、前記燃焼装置を構成する、燃焼用燃料を供給する燃料供給手段と、燃焼用空気を供給する空気供給手段と、前記燃焼ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段とを有することを特徴とする請求項１記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【請求項３】
前記空燃比検出手段は、前記燃焼装置に設けた空燃比センサまたは酸素センサであることを特徴とする請求項２記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【請求項４】
前記空燃比センサまたは酸素センサの示す値に基づいて前記燃料供給手段と前記空気供給手段とを制御して前記空燃比を決めることを特徴とする請求項３記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【請求項５】
前記空燃比を触媒状態に合わせてリッチまたはリーンにすることを特徴とする請求項４記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【請求項６】
前記燃焼ガス導入手段は排気再循環装置であることを特徴とする請求項５記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【請求項７】
前記燃焼装置は燃焼式ヒータであることを特徴とする請求項６記載のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【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ＮＯｘ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なリーン雰囲気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用いる触媒としてリーンＮＯｘ触媒がある。
【０００３】
リーンＮＯｘ触媒は所定の温度以上で活性化する。そのため、所定の温度以下では十分な活性化が望めないので、その場合には、リーンＮＯｘ触媒を前記所定の温度以上にまで高めなくてはならない。なお、前記所定の温度のことを活性温度という。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ディーゼルエンジン等の熱効率の良い内燃機関にあっては、元々発熱量が少ない上に内燃機関が例えば軽負荷域の運転状態にあると、ディーゼルエンジンから発生する熱量はさらに少なくなる。故にその場合の排気温度も低い。このため、排気系にあるリーンＮＯｘ触媒にこれを活性化するに十分な熱が行き亘らなくなることがある。特に一旦加速をした後で減速するような場合等、これまで高かった排気温度が急に低くなるような場合では低温排気でリーンＮＯｘ触媒が活性温度よりも冷えてしまうことさえある。
【０００５】
すると、リーンＮＯｘ触媒が活性温度よりも低い場合は、リーンＮＯｘ触媒のＮＯｘの還元浄化を行う上で好ましくないばかりか、リーンＮＯｘ触媒のいわゆるＳ被毒からの回復やＳＯＦ被毒からの回復を行う上でも好ましくない。
【０００６】
一方、燃焼式ヒータの燃焼ガスを機関始動時の暖機のために使用する技術があるが、その他の運転時には燃焼式ヒータの燃焼ガスの持つ熱を無駄にしていた。そこで、燃焼ガスの熱を機関始動時以外に有効利用する技術が望まれていた。
【０００７】
本発明はこのような技術的背景の下になされたもので、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復やＳＯＦ被毒からの回復を確実に行うとともに、燃焼式ヒータの燃焼ガス熱を機関始動時以外にも有効利用することを課題とする。
【０００８】
なお、排気系雰囲気がリーン状態にあるときにリーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復を行うには、排気系空燃比をリッチにする必要がある。そして、これまでは、排気系空燃比をリッチにするのに、例えば、特開平６−１１７２２５号公報にあるように、本来の役割が機関駆動用の燃料を噴く燃料噴射装置であるインジェクタによって、いわゆる副噴射をすることで為してきた。副噴射とは周知の如く、インジェクタが膨張行程から排気行程の間で噴く燃料噴射をいう。
【０００９】
一方、インジェクタが本来噴く燃料噴射を主噴射といい、主噴射は圧縮行程で行う。よって副噴射は副次的である。このため、インジェクタはその本来の役割である主噴射がまず好適になるように設定してある。例えば、機関燃焼を好適に行うためには、燃料を気化あるいは微粒化するのが好ましい。そこで、燃料が気化等し易いように、通常は、ピストンが上死点近傍にある時に主噴射を行うようになっている。そして、これを実現するため、一定の噴射角をもってインジェクタをシリンダーヘッドに取り付けてある。ところが、副噴射は、前記のように膨張行程から排気行程の間で行う燃料噴射であるから、副噴射用にインジェクタから燃料を噴く時期は、ピストンが上死点よりも下方にある時である。この関係で、副噴射で噴かれる燃料は気化あるいは微粒化しにくい。このため副噴射で噴かれる燃料は、液化状態のまま排気系に供給される場合があり得る。しかし、副噴射によって排気系に導かれた燃料であっても、これが気化あるいは微粒化状態にあった方がＳ被毒からの回復を図る上では好ましい。
【００１０】
しかし、本来の役割が主噴射に重点が置かれているインジェクタに副噴射についても十分な効果を期待するには無理がある。
本発明は、このような問題にも対処し得るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関とすることを課題とする。
【００１１】
【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。
【００１２】
すなわち、排気通路に設置され排気通路を通るガスを浄化するリーンＮＯｘ触媒と、機関関連要素を昇温する燃焼装置と、この燃焼装置の出す燃焼ガスを前記リーンＮＯｘ触媒に向けて導く燃焼ガス導入手段と、を有し、前記内燃機関が作動状態から停止状態になった後の所定期間に前記燃焼装置を作動してその燃焼ガスを前記燃焼ガス導入手段に導入するリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関。
【００１３】
ここで、▲１▼「機関関連要素」とは、例えば、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。
▲２▼「内燃機関」とは、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の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である。
【００１４】
▲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ヒータであって、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ヒータである。これを別途設けることで、機関始動前から排気系温度を高めたり、触媒を活性化したりできる。
【００１５】
▲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。
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、後に酸素濃度の低いリッチ雰囲気の排気をリーンＮＯｘ触媒に供給することで前記吸蔵した窒素酸化物を触媒から放出し、排気中の還元成分で一気に還元浄化するものである。つまり、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒は、窒素酸化物の還元浄化を連続して行わず、還元浄化の実行と停止とを交互に繰り返す。したがって、吸蔵還元型リーンＮＯｘ触媒のことを間欠処理型のリーンＮＯｘ触媒といえる。
【００１６】
選択還元型リーンＮＯｘ触媒は、還元剤を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。
▲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。ガソリン等の燃料は、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。なお、燃焼式ヒータの出す燃焼ガスのことを以下、特に断らない限り燃焼ガスという。
【００１７】
▲６▼「燃焼ガス導入手段」は、吸気通路と排気通路とを結び気筒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。
▲７▼「内燃機関が作動状態から停止状態になった後の所定期間」とは、内燃機関が作動を停止することでリーンＮＯｘ触媒に排気ガスが流れなくなったことに起因してリーンＮＯｘ触媒を暖める熱源が無くなり、それまで活性温度以上あったリーンＮＯｘ触媒の温度が活性温度よりも低くなるまでの期間をいう。この所定期間はリーンＮＯｘ触媒の種類や大きさによって異なる。
【００１８】
一般に、内燃機関の停止直後は、排気浄化手段としての触媒の温度は高い。よって、本発明に係るリーンＮＯｘ触媒もその温度は高く、活性温度以上ある。そして、内燃機関が停止状態にあるので、例えば車輌走行時に一旦加速をした後で減速した場合のように、活性温度以上あるリーンＮＯｘ触媒に向けて低温な排気ガスが流れることはない。よって、少なくともリーンＮＯｘ触媒に低温な排気ガスが流れて来ることに起因してリーンＮＯｘ触媒が冷えてしまうことはない。したがって、リーンＮＯｘ触媒は、機関が停止していても、ある期間、すなわち前記所定期間にあっては、活性温度以上の温度を維持する。そして、本発明のリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、この所定期間に前記燃焼装置を作動して燃焼ガスを燃焼ガス導入手段に導入するようになっているので、燃焼ガス導入手段に入った燃焼ガスは、燃焼ガス導入手段を経由してリーンＮＯｘ触媒に向けて流れる。したがって、エンジンＩが停止したことに起因して排気ガスがリーンＮＯｘ触媒に流れなくてもリーンＮＯｘ触媒を活性温度以上に維持しておくことはできる。そしてこの時に、リーンＮＯｘ触媒が、例えばＳ被毒からの回復またはＳＯＦ被毒からの回復を要する状態にあったならば、この所定期間内にそれらの被毒からの回復を実現するに必要な空燃比状態になるように排気系雰囲気を変えれば、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒またはＳＯＦ被毒からの回復を確実に行える。
【００１９】
また、燃焼式ヒータの燃焼ガスを窒素酸化物の還元に用いているので従来の副噴射が不用になる。
そして、本発明に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関では、燃焼装置の燃焼ガス熱を機関始動時以外にも、つまり機関停止後にも利用するので、それだけ燃焼ガス熱の利用できる範囲を広げることができる。
【００２０】
さらに好適な手段としては、前記燃焼ガスを前記燃焼ガス導入手段に導入するにあたり、前記燃焼ガスの空燃比を触媒状態に合わせて可変とする空燃比可変手段を有することが望ましい。
【００２１】
ここで、触媒状態とは、例えばリーンＮＯｘ触媒がＳ被毒またはＳＯＦ被毒からの回復を要する状態をいう。
さらに、前記空燃比可変手段は、前記燃焼装置を構成する、燃焼用燃料を供給する燃料供給手段と、燃焼用空気を供給する空気供給手段と、前記燃焼ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段とを有することを特徴としてもよい。
【００２２】
さらに好適な手段としては、前記空燃比検出手段は、前記燃焼装置に設けた空燃比センサまたは酸素センサであってもよい。なお、これらのセンサは、内燃機関に元々備えられている空燃比センサや酸素センサであってもよい。
【００２３】
さらに好適な手段としては、前記空燃比センサまたは酸素センサの示す値に基づいて前記燃料供給手段と前記空気供給手段とを制御して前記空燃比を決めることが好ましい。
【００２４】
さらに好適な手段としては、空燃比を触媒状態に合わせてリッチまたはリーンにする。例えば、リーンＮＯｘ触媒がＳ被毒からの回復を要するときは、燃焼ガスの空燃比をリッチ（このリッチには理論空燃比であるストイキも含むものとする。）とし、ＳＯＦ被毒からの回復を要するときは、燃焼ガスの空燃比をリーン（このリーンにはストイキ近辺のリーンも含むものとする。）とする。
【００２５】
さらに好適な手段としては、前記燃焼ガス導入手段は排気再循環装置であることが望ましい。
さらに、前記燃焼装置は燃焼式ヒータであってもよい。
【００２６】
【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。
【００２７】
本発明を適用した内燃機関としてのディーゼルエンジンＩは、シリンダ２と、このシリンダ２内に燃焼に必要な空気を送り込む吸気装置３と、シリンダ２から出る排気ガスを大気中に放出する排気装置４とを有する。
【００２８】
シリンダ２は、その上部にシリンダヘッド２ａを載置固定してあり、その内部にはピストン５を上下動可能に設けてある。
ピストン５のピストンヘッドには燃焼室６を形成してある。
【００２９】
また、シリンダヘッド２ａには、ピストン５が上昇して来た時に、前記ピストンヘッドの燃焼室６に臨む吸気ポート８と排気ポート９とを設けてある。
吸気ポート８および排気ポート９には、それぞれ吸気バルブ８ａおよび排気バルブ９ａを組み込んであり、両バルブ間には、シリンダ２に燃料を噴射するインジェクタ１０をシリンダ２に臨んだ状態で配置してある。
【００３０】
インジェクタ１０は、インジェクタ１０の駆動源となる図示しないインジェクションポンプのポンプ圧を受けて燃料を噴出する。
そして、吸気ポート８には吸気通路１１を接続し、排気ポート９には排気通路１２を接続してある。
【００３１】
吸気装置３は、外気をろ過する図示しないエアクリーナを始端とし吸気ポート８を終端とする。そして、エアクリーナと吸気ポート８との間には、吸気系構造物である、ターボチャージャのコンプレッサ１５ａ，エンジンＩの作動の有無に拘わらず要求に応じて必要なときに機関関連要素である例えば冷却水を昇温する燃焼装置としての燃焼式ヒータ１７，図示しない、吸気冷却装置であるインタークーラや吸入分岐管であるインテークマニホールド等を吸気通路１１上に配置してある。
【００３２】
排気装置４は、機関本体内の排気ポート９を始端とし、そこから図示しないマフラを終端とする。そして、排気ポート９とマフラとの間には、排気系構造物である、ターボチャージャのタービン１５ｂやガス浄化装置としての触媒コンバータ１９等を排気通路１２上に備えてある。なお、触媒コンバータ１９は、その内部にリーンＮＯｘ触媒を包蔵し、エンジンＩの排気ガスを主として浄化し、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスも合わせて浄化するガス浄化装置である。また、触媒コンバータ１９のことをリーンＮＯｘ触媒の意味で使えるものとする。
【００３３】
前記吸気装置３と排気装置４とは、排気再循環装置（ＥＧＲ装置）２３で結ばれている。
ＥＧＲ装置２３は、本来、シリンダ２で発生する窒素酸化物を低減するために排気ガスを吸気系に戻す装置である。そのため、ＥＧＲ装置２３の構成要素には、吸気装置３と排気装置４とをシリンダ２に対してバイパス状につなぐ排気再循環通路としてのＥＧＲ通路２３ａがある。そして、ＥＧＲ通路２３ａには、そこを通る排気ガスの量を調整するＥＧＲ弁２３ｂを有する。ＥＧＲ弁２３ｂは、排気再循環を行うために、通常は機関作動中に作動してＥＧＲ通路２３ａを開くが、この実施の形態では、リーンＮＯｘ触媒がそのＳ被毒からの回復を要する時またはＳＯＦ被毒からの回復を要する時であってエンジンＩが作動を停止している時にも作動してＥＧＲ通路２３ａを開く。そしてこの時に燃焼式ヒータ１７が作動すれば、ＥＧＲ通路２３ａを経由して燃焼ガスが排気通路１２に流れ、やがて触媒コンバータ１９に導かれる。よってＥＧＲ通路２３ａを含むＥＧＲ装置２３のことを燃焼ガス導入手段という。また、エンジンＩが作動状態から停止状態になった後の所定期間に燃焼ガスをＥＧＲ通路２３ａに導入する。ここで、「エンジンＩが作動状態から停止状態になった後の所定期間」とは、エンジンＩが作動を停止することで排気ガスが触媒コンバータ１９に流れなくなったことに起因して触媒コンバータ１９を暖める熱源が無くなり、それまでは、つまりエンジンＩの作動中は、排気ガスの熱により活性温度以上あったリーンＮＯｘ触媒の温度が、活性温度よりも低くなるまでの期間をいう。この所定期間はリーンＮＯｘ触媒の種類や大きさによって異なる。なお、停止状態になった後の”後”とは、好ましくはエンジン停止直後のことである。
【００３４】
一方、吸気装置３に属する燃焼式ヒータ１７は、エンジン本体とは別物としてエンジンＩに付属するヒータであって、シリンダ２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。燃焼式ヒータ１７は、吸気通路１１から空気を供給する空気供給路３３と、燃焼式ヒータ１７の出した燃焼ガスを吸気通路１１に出す燃焼ガス排出路３５とを含む。これら空気供給路３３と燃焼ガス排出路３５とによって、燃焼式ヒータ１７を吸気通路１１に取り付けてある。また、燃焼式ヒータ１７には、その燃焼に必要な燃焼用空気を供給する空気供給手段としての送風ファン１７ａや燃焼式ヒータ１７に燃焼用燃料を供給する燃料供給手段としての図示しない燃料供給管を有する。さらに、符号１７ｂが示すものは燃焼ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段としての空燃比センサであり、この空燃比センサ１７ｂを用いることで燃焼ガスの空燃比を制御する。例えば、空燃比センサ１７ｂが検出した空燃比がリッチである場合、このリッチな空燃比をストイキあるいはリーンにしたい場合は、空気供給手段としての送風ファン１７ａの回転数を増やしたり、あるいは燃料供給手段としての燃料供給管から出る供給燃料の量を減らしたりすればよいし、反対に空燃比センサ１７ｂによって得た空燃比がリーンである場合、このリーンな空燃比をストイキあるいはリッチにしたい場合は、空気供給手段としての送風ファン１７ａの回転数を減らしたり、あるいは燃料供給手段としての燃料供給管から供給される供給燃料の量を増やしたりすればよい。つまり空燃比センサの検出値に基づいて、燃料供給管と送風ファン１７ａとを制御して前記空燃比を決める。また、空燃比をリッチやリーンにするかの判断は、触媒状態に合わせてエンジン制御装置である図示しないＥＣＵに含まれる中央処理制御装置ＣＰＵが決める。ここで、触媒状態とは、例えばリーンＮＯｘ触媒がＳ被毒またはＳＯＦ被毒からの回復を要する状態をいう。
【００３５】
また、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復またはＳＯＦ被毒からの回復要求時と判断するのは、コンピュータ、つまり図示しないエンジン制御装置ＥＣＵの構成部品である中央処理制御装置ＣＰＵである。ＣＰＵは、説明の有無に拘わらずエンジンＩに設けた各種センサがエンジンＩの運転状態ごとに検出しかつＥＣＵに送る各種電気信号に基づいて、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復またはＳＯＦ被毒からの回復要求時でかつエンジン停止中か否かを判定する。そして、その判定結果に応じて、ＣＰＵはエンジン停止中において吸気絞り弁３８を作動してＥＧＲ通路２３ａを開く。このとき、Ｓ被毒からの回復要求時の場合は、燃焼ガスの空燃比がリッチになるように空燃比調整をする。またＳＯＦ被毒からの回復要求時の場合は、燃焼ガスの空燃比がリーンになるように空燃比調整をする。そして、前記空気供給手段としての送風ファン１７ａ，燃料供給手段としての燃料供給管および空燃比検出手段である空燃比センサ１７ｂの三つを少なくとも含むものを空燃比可変手段という。燃焼ガスをＥＧＲ通路２３ａに導入するにあたり空燃比可変手段によって燃焼ガスの空燃比を前記のように触媒状態に合わせて可変できる。
【００３６】
なお、空燃比センサ１７ｂの代わりに酸素センサを用いてもよい。
また、燃焼式ヒータ１７を別途設けることで、機関始動前から冷却水等の機関関連要素の温度を高めることができる。
【００３７】
このような燃焼式ヒータ１７は、前記のように機関暖機用にあるいはエンジン搭載車輌の図示しない車室用ヒータを効かせる必要が生じた場合等に要求に応じて作動する。その要求の中には、リーンＮＯｘ触媒がそのＳ被毒からの回復を要する時またはＳＯＦ被毒からの回復を要する時であって車輌が停止している時も含まれる。
【００３８】
そして、空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５の吸気通路１１との各接続箇所Ｃ１，Ｃ２は、接続箇所Ｃ１の方が接続箇所Ｃ２よりも上流側にあり、両接続箇所の間には、吸気通路１１を通る吸気を絞る吸気絞り弁３８を設けてある。
【００３９】
吸気絞り弁３８はリーンＮＯｘ触媒がそのＳ被毒からの回復を要する時またはＳＯＦ被毒からの回復を要する時には少なくとも作動して吸気通路１１を閉じる。
【００４０】
図１は、リーンＮＯｘ触媒がそのＳ被毒からの回復を要する時またはＳＯＦ被毒からの回復を要する時であって作動を停止している状態のエンジンＩを示す。図１において、燃焼ガスは、燃焼ガス排出路３５を経由して吸気通路１１に流れる。このとき吸気絞り弁３８は閉じている。よって、燃焼ガスは吸気ポート８に向けて流れる。しかし、エンジンＩが停止しているので、吸気ポートまたは排気ポートの少なくともいずれかが閉じている。このため、燃焼ガスはシリンダ２内に入れないか入ってもシリンダ２からは出られない。この時、ＥＧＲ弁２３ｂは開いているので、燃焼ガスはＥＧＲ通路２３ａを経由して、排気通路１２に至る。その後は、タービン１５ｂを経由して触媒コンバータ１９に至り、リーンＮＯｘ触媒を暖める。
【００４１】
このときのリーンＮＯｘ触媒の状態に応じて、つまりリーンＮＯｘ触媒がＳ被毒からの回復を要する状態にあるのか、あるいはＳＯＦ被毒からの要求を要する状態にあるのかに応じて、燃焼ガスの空燃比をリッチあるいはリーンにする。
このようにしてリーンＮＯｘ触媒の状態に応じた燃焼式ヒータ１７の空燃比調整を行う。
【００４２】
なお、参考までに図２にエンジンＩが作動している状態を示す。この場合、吸気絞り弁３８は開いている。またＥＧＲ装置２３も通常の作動をする。よって、排気ガスは、ＥＧＲ通路２３ａを通じて、排気通路１２から吸気通路１１に再循環する。
〈実施の形態の作用効果〉
次に、実施の形態の作用効果について説明する。
【００４３】
エンジンＩ停止後しばらくは、つまり所定期間は排気浄化手段としての触媒の温度は高く活性温度以上ある。しかも、エンジンＩが停止状態であるので、例えば車輌走行時に一旦加速をした後で減速した場合のように、活性温度以上あるリーンＮＯｘ触媒に向けて低温な排気ガスが流れて来ることはない。よって、少なくともリーンＮＯｘ触媒に低温な排気ガスが流れて来ることに起因してリーンＮＯｘ触媒が冷えてしまうことはない。したがって、エンジンＩがたとえ停止していても、リーンＮＯｘ触媒は、前記所定期間は活性温度以上の温度を維持する。そして、この所定期間に燃焼式ヒータ１７の出す燃焼ガスをＥＧＲ通路２３ａに導入するようになっているので、ＥＧＲ通路２３ａに入った燃焼ガスは、ＥＧＲ通路２３ａを経由してリーンＮＯｘ触媒に向けて流れる。そしてこの時に、リーンＮＯｘ触媒が、例えばＳ被毒からの回復またはＳＯＦ被毒からの回復を要する状態にあったならば、この所定期間内にそれらの被毒からの回復を実現するに必要な空燃比状態になるように空燃比センサ１７ｂで燃焼ガスの空燃比を検出しながら空燃比がＳ被毒からの回復またはＳＯＦ被毒からの回復に必要な空燃比になるように、燃料供給管から出る燃焼燃料の量や送風ファン１７ａの回転数を調整することで排気系雰囲気を変えれば、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒またはＳＯＦ被毒からの回復を確実に行える。
【００４４】
具体的には、リーンＮＯｘ触媒がＳ被毒からの回復を要する時でありながら空燃比センサ１７ｂが示す空燃比がリーンであったならば、送風ファン１７ａの回転数を減らしたり、あるいは燃料供給管から供給される供給燃料の量を増やしたりて空燃比をストイキあるいはリッチにする。
【００４５】
リーンＮＯｘ触媒がＳＯＦ被毒からの回復を要する時でありながら空燃比センサ１７ｂが示す空燃比がリッチであったならばは、送風ファン１７ａの回転数を増やしたり、あるいは燃料供給管から供給される供給燃料の量を減らしたりして空燃比をストイキに近いリーンにする。
【００４６】
このように、空燃比可変手段の構成手段として含まれる空燃比センサ１７ｂ，燃料供給管および送風ファン１７ａにより、ＥＧＲ通路２３ａに燃焼ガスを導入するにあたって、燃焼ガスの空燃比を触媒状態に合わせて可変とすることができる。
【００４７】
また、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガス熱によって、リーンＮＯｘ触媒は暖められもする。よって、エンジンＩが停止したことに起因して排気ガスがリーンＮＯｘ触媒に流れなくてもリーンＮＯｘ触媒を活性温度以上に維持しておくことはできる。この燃焼式ヒータ１７の作動はエンジンＩの停止後におけるものであるから、これまでエンジン始動時の利用からエンジン停止後の利用にまで広げることができる。
【００４８】
そして、燃焼式ヒータ１７の空燃比制御によって、リーンＮＯｘ触媒に送る還元剤としての炭化水素の量を調整できる。また、燃焼式ヒータの燃焼ガスを窒素酸化物の還元に用いているので従来の副噴射が不用になる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明リーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関によれば、リーンＮＯｘ触媒のＳ被毒からの回復やＳＯＦ被毒からの回復を確実に行うことができる。また、燃焼装置の燃焼ガス熱を機関始動時以外にも、つまり機関停止後にも有効利用できる。さらには、還元剤をリーンＮＯｘ触媒に供給する副噴射の技術も不用にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関の実施の形態の概略構成図であって、エンジンが停止している場合（停止直後の場合）を示す図。
【図２】本発明に係るリーンＮＯｘ触媒を有する内燃機関の実施の形態の概略構成図であって、エンジンが作動している場合を示す図。
【符号の説明】
Ｉ…ディーゼルエンジン（内燃機関）
２…シリンダ
２ａ…シリンダヘッド
３…吸気装置
４…排気装置
５…ピストン
６…燃焼室
７…シリンダヘッド
８…吸気ポート
８ａ…吸気バルブ
９…排気ポート
９ａ…排気バルブ
１０…インジェクタ
１１…吸気通路
１２…排気通路
１５ａ…ターボチャージャのコンプレッサ
１５ｂ…ターボチャージャのタービン
１７…燃焼式ヒータ（燃焼装置）
１７ａ…送風ファン（空気供給手段）
１７ｂ…空燃比センサ（空燃比検出手段）
１９…触媒コンバータ（リーンＮＯｘ触媒）
２３…ＥＧＲ装置（排気再循環装置，燃焼ガス導入手段）
２３ａ…ＥＧＲ通路
２３ｂ…ＥＧＲ弁
３３…空気供給路
３５…燃焼ガス排出路
３８…吸気絞り弁
Ｃ１…空気供給路３３と吸気通路１１との接続箇所
Ｃ２…燃焼ガス排出路３５と吸気通路１１との接続箇所
【図１】
0003557927.tif 000002
【図２】
0003557927.tif 000003