(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられ該内燃機関の排気ガス中のＳＯxを吸収するＳトラップと、前記内燃機関の機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の吸気系に導入する燃焼ガス排出路と、前記Ｓトラップの再生時に前記燃焼式ヒータから排出される還元剤を含んだ燃焼ガスを前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップの上流に導入する導入手段と、を備えることを特徴とする燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項２】
前記導入手段は、前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の気筒を迂回して該内燃機関の排気系の前記Ｓトラップの上流に導入する燃焼ガスバイパス通路を備え、前記Ｓトラップの再生時に前記燃焼ガスバイパス通路を介して前記燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップの上流に導入することを特徴とする請求項１に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項３】
前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップよりも下流に設けられた触媒と、前記Ｓトラップの再生時に前記Ｓトラップの再生排気を前記触媒を迂回させて流すＳトラップ再生排気バイパス通路と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項４】
前記Ｓトラップの再生時に前記内燃機関の排気ガスを前記Ｓトラップを迂回して前記触媒に流す排気ガスバイパス通路を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項５】
前記Ｓトラップの再生時に前記燃焼式ヒータの空燃比をストイキまたはリッチに制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【請求項６】
内燃機関の燃料消費量積算値に基づいて前記Ｓトラップが再生時期か否かを判定する再生判定手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の燃焼式ヒータを有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼式ヒータを有する内燃機関に関し、詳しくは内燃機関の機関関連要素の昇温を図るため内燃機関の吸気系に燃焼ガスを導入する燃焼式ヒータを有する内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、一般に、機関から排出される排気ガス中のＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、ＮＯｘ等を浄化するために、酸化触媒やＮＯｘ触媒等の触媒を排気通路内に配置することが多い。
【０００３】
ところで、一般に、内燃機関の燃料には硫黄分が含まれており、内燃機関で燃料を燃焼すると、燃料中の硫黄分が燃焼してＳＯ２やＳＯ３などの硫黄酸化物（ＳＯｘ）が発生する。このようにＳＯｘを含む排気ガスを前記触媒に流すと、ＳＯｘが触媒の排気浄化機能に悪影響を及ぼす場合がある。
【０００４】
例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときにＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯｘを放出しＮ２に還元する触媒であり、この吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を排気通路に配置することにより排気ガス中のＮＯｘを浄化することができるのであるが、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘの吸収作用を行うのと同じメカニズムで排気ガス中のＳＯｘも吸収する。
【０００５】
ところが、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸収されたＳＯｘは時間経過とともに安定な硫酸塩を形成するため、分解、放出されにくく触媒内に蓄積され易い傾向がある。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒内のＳＯｘ吸収量が増大すると、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸収容量が減少して排気中のＮＯｘの除去を十分に行うことができなくなりＮＯｘ浄化効率が低下する、いわゆるＳＯｘ被毒が生じる。
【０００６】
そこで、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化能を長期に亘って高く維持するために、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒よりも上流に、排気ガス中のＳＯｘを専ら吸収するＳトラップと称される装置を配置し、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒にＳＯｘが流れ込まないようにしてＳＯｘ被毒を防止することが考えられる。
【０００７】
現在、Ｓトラップとしては、流入ガスの空燃比がリーンのときにＳＯｘを吸収し、流入ガスの空燃比がストイキまたはリッチのときに吸収したＳＯｘをＳＯ２として放出するものが考えられている。このようにＳＯｘの吸収と放出が可能なＳトラップであれば、流入ガスの空燃比を制御することにより、ＳトラップのＳＯｘ吸収能力を回復する（以下、これをＳトラップを再生するという）ことができて都合がよいからである。また、このＳトラップの再生には、約３００゜Ｃ以上の温度が必要とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、現状のディーゼルエンジンの場合、Ｓトラップの再生のために、エンジンの気筒内の燃焼状態を制御することによって、エンジンから排出される排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチにしようとすると、大量のＰＭ、ＨＣ、ＣＯが発生するため、この方法は現実的でない。そこで、この方法に代わるＳトラップの再生条件を満足する排気ガスの生成方法の開発が望まれている。
【０００９】
一方、車両においては、動力源としての内燃機関とは別に車室暖房用の燃焼式ヒータを備えたものがあり、特開昭６０−７８８１９号公報には、室内暖房用の燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の排気系の触媒上流に流入させ、燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の排気ガスと共に触媒で浄化して排出する技術が開示されている。
【００１０】
この公報に開示の技術では、燃焼用ヒータの燃焼ガスを排気系の触媒上流に導入しているが、これはあくまでも燃焼式ヒータの燃焼ガスを触媒で浄化することを目的としたものであり、Ｓトラップに関しては何ら記載されていない。
【００１１】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の排気系に設けたＳトラップを再生する時に燃焼式ヒータの燃焼ガスをＳトラップの上流に導入して、Ｓトラップの再生条件を満足する再生用ガスの生成を図ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関は、内燃機関の排気系に設けられ該内燃機関の排気ガス中のＳＯxを吸収するＳトラップと、前記内燃機関の機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の吸気系に導入する燃焼ガス排出路と、前記Ｓトラップの再生時に前記燃焼式ヒータから排出される還元剤を含んだ燃焼ガスを前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップの上流に導入する導入手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
前記Ｓトラップに内燃機関の排気ガスを流していると、Ｓトラップが排気ガス中のＳＯｘを吸収する。Ｓトラップに所定量のＳＯｘが吸収されたときにはＳトラップを再生してＳＯｘ吸収能力を回復させる必要がある。本発明の内燃機関では、Ｓトラップの再生時には前記導入手段によって燃焼式ヒータの燃焼ガスをＳトラップ再生用ガスとしてＳトラップに導入し、Ｓトラップの再生処理を実行する。燃焼式ヒータの燃焼を制御することによって、燃焼ガスの温度や、還元剤としての炭化水素（ＨＣ）の濃度を制御することができるので、Ｓトラップの再生に必要な条件を満足する燃焼ガスを生成し、Ｓトラップに導入することができる。。
【００１４】
内燃機関は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンを例示でき、筒内直接噴射式のリーンバーンガソリンエンジンやディーゼルエンジンを例示することができる。
【００１５】
Ｓトラップは流入排気ガスの空燃比がリーンのときは専らＳＯｘを吸収し、流入排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチにするとリーン時に吸収したＳＯｘをＳＯ２にして放出するものが好ましい。Ｓトラップは、例えば、モルデナイト（ゼオライト）に白金（Ｐｔ）を担持して構成したり、あるいは、アルミナの担体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属と白金（Ｐｔ）を坦持して構成することができる。
【００１６】
本発明において、燃焼式ヒータにより昇温される内燃機関の機関関連要素とは、機関冷却水や、あるいは内燃機関そのものである。この燃焼式ヒータは、内燃機関本体の気筒内での燃焼に何ら影響されることなく独自に燃料を燃焼して燃焼ガスを排出するものである。
【００１７】
本発明において、前記導入手段は、燃焼式ヒータの燃焼ガスをＳトラップの上流に導入したり、あるいはその導入を阻止したりするものであり、弁装置により構成することが可能である。この導入手段は、ＥＣＵ（エンジン制御用コントロールユニット）によりその作動を制御することができる。
【００１８】
この導入手段は、燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の気筒を迂回して該内燃機関の排気系の前記Ｓトラップの上流に導入する燃焼ガスバイパス通路を備え、Ｓトラップの再生時に前記燃焼ガスバイパス通路を介して燃焼式ヒータの燃焼ガスを内燃機関の排気系のＳトラップの上流に導入するように構成することができる。ここで、内燃機関が排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）を備えている場合であれば、ＥＧＲ通路を前記燃焼ガスバイパス通路として利用することも可能である。その場合には、Ｓトラップの再生処理は内燃機関の停止時に実行する。
【００１９】
本発明においては、前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップよりも下流に設けられた触媒と、前記Ｓトラップの再生時に前記Ｓトラップの再生排気を前記触媒を迂回させて流すＳトラップ再生排気バイパス通路と、を備えることが可能である。前記触媒はＳトラップの非再生処理時には排気ガスを浄化して排気する。そして、Ｓトラップの再生処理時にはＳトラップ再生排気はＳトラップ再生排気バイパス通路を流れ、前記触媒には流れないので、Ｓトラップ再生排気による前記触媒のＳＯｘ被毒を防止することができる。
【００２０】
前記触媒としては、酸化触媒、三元触媒、リーンＮＯｘ触媒を例示することができる。リーンＮＯｘ触媒には、選択還元型ＮＯｘ触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒が含まれる。
【００２１】
選択還元型ＮＯｘ触媒とは、酸素過剰の雰囲気で炭化水素の存在下でＮＯｘを還元または分解する触媒をいい、例えば、ゼオライトにＣｕ等の遷移金属をイオン交換して担持した触媒や、ゼオライトまたはアルミナに貴金属を担持した触媒、等が含まれる。
【００２２】
吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、機関吸気通路及び吸蔵還元型ＮＯｘ触媒上流での排気通路内に供給された空気及び燃料（炭化水素）の比を吸蔵還元型ＮＯｘ触媒への流入排気ガスの空燃比と称したときに、流入排気ガスの空燃比がリーンのときはＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出し、Ｎ２に還元する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウム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と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。
【００２３】
本発明においては、前記Ｓトラップの再生時に前記内燃機関の排気ガスを前記Ｓトラップを迂回して前記触媒に流す排気ガスバイパス通路を備えることが可能である。このようにすると、Ｓトラップ再生処理時に排気ガスと燃焼ガス（Ｓトラップ再生用ガス）をそれぞれ別ルートで流すことができるので、内燃機関を停止させることなく内燃機関の運転中にＳトラップを再生することができる。
【００２４】
本発明においては、前記Ｓトラップの再生時に前記燃焼式ヒータの空燃比をストイキまたはリッチに制御することも可能である。再生条件として流入ガスの空燃比がストイキあるいはリッチを要求するＳトラップがあるからである。なお、燃焼式ヒータの空燃比制御は、燃焼式ヒータの燃焼用燃料の供給量を制御したり、燃焼式ヒータの燃焼用空気の供給量を制御したり、あるいはその両方を制御することにより実行することができる。この空燃比制御は、ＥＣＵにより実行する。
【００２５】
本発明においては、内燃機関の燃料消費量積算値に基づいて前記Ｓトラップが再生時期か否かを判定する再生判定手段を備えるのが好ましい。排気ガス中に含まれるＳＯｘは、燃料中の硫黄（Ｓ）分が燃焼して生じたものであり、また、Ｓトラップに吸収されているＳＯｘ量は、内燃機関の各気筒での燃焼で消費された燃料量に相関があるので、燃料消費量積算値からＳトラップの再生時期を判定することができる。このように再生判定手段を備えていると、Ｓトラップの再生処理を適正な時期に実行することが可能になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の実施の形態を図１から図９の図面に基いて説明する。
【００２７】
〔第１の実施の形態〕
まず、第１の実施の形態における燃焼式ヒータを有する内燃機関の構成について図１を参照して説明する。内燃機関としての車両駆動用のエンジン１は水冷式のディーゼルエンジンであって、機関冷却水を含むウォータジャケットを有するエンジン本体３と、エンジン本体３の図示しない複数の気筒内に燃焼に必要な空気を送り込む吸気装置５と、混合気が燃焼した後の排気ガスを大気中に放出する排気装置７と、エンジン１を搭載する車両の室内を暖める車室用ヒータ９とを有する。
【００２８】
吸気装置５は、気筒内に新鮮な空気を取り入れるエアクリーナ１３を始端とし、エンジン本体３の図示しない吸気ポートを終端する。そして、その間に、過給機であるターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａ，インタークーラ１９，およびインタークーラ１９を経由して来た空気を前記各気筒に振り分けるインテークマニホールド２１を備えている。
【００２９】
そして、吸気装置５の構成部材同士の間は、吸気管２３に属する次に述べる複数の連結管で連結してある。
複数の連結管からなる吸気管２３は、コンプレッサ１５ａを境に、エアクリーナ１３から吸気装置５に入って来る吸気が強制的に押し込まれることで加圧状態になる下流側連結管２７とそうでない上流側連結管２５とに大別できる。
【００３０】
上流側連結管２５は、エアクリーナ１３とコンプレッサ１５ａとを結ぶ図１において左右方向に直線的に延びる本流管２９と、本流管２９に対してバイパス状に接続してある支流管としてのヒータ用枝管３１とからなる。
【００３１】
下流側連結管２７は、コンプレッサ１５ａとインテークマニホールド２１とを結ぶ図１において上下方向に延びるＬ字形をした連結管である。
ヒータ用枝管３１は、その途中に燃焼式ヒータ１７を含み、この燃焼式ヒータ１７の上流側端と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７に空気を供給する空気供給路３３と、燃焼式ヒータ１７の下流側端と本流管２９とを結びかつ燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを本流管２９に排出する燃焼ガス排出路３５とからなる。また、空気供給路３３及び燃焼ガス排出路３５と本流管２９との各接続箇所Ｃ１，Ｃ２は、接続箇所Ｃ１の方が接続箇所Ｃ２よりも本流管２９の上流側に位置する。
【００３２】
燃焼式ヒータ１７の上流側端と本流管２９とを結ぶ空気供給路３３には、燃焼式ヒータ１７寄りに弁装置４４を設けてある。弁装置４４は、図３に示すように、空気供給路３３を開閉する弁体４４ａと、この弁体４４ａを開閉駆動する駆動モータ４４ｂと、駆動モータ４４ｂと弁体４４ａとの間に設置した開閉機構部４４ｃとからなり、駆動モータ４４ｂは、エンジン制御用コントロールユニット（ＥＣＵ）４６（図１参照）の図示しないＣＰＵによってその作動が制御される。また、弁装置４４は、エンジン１の駆動を積極的に停止するために、後述の吸気絞り弁７０により下流側連結管２７を絞る場合にも作動して弁体４４ａを閉じるようになっている。
【００３３】
燃焼ガス排出路３５の途中には、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを冷却する燃焼ガスクーラ８４を設けてある。
燃焼ガス排出路３５のうち燃焼式ヒータ１７の下流側端と燃焼ガスクーラ８４とを接続する部分と、下流側連結管２７とは、分岐管９５によって接続されている。燃焼ガス排出路３５と分岐管９５とを接続する部位には、３つのポートを備えた三方弁９７を設けてある。三方弁９７は図２に示すような構成になっている。
【００３４】
三方弁９７は、３つのポートのうちの１つである第１ポート９７ａを燃焼式ヒータ１７の下流側端（後述する排気出口１７ｄ２）と接続し、残る２つのポートのうちの１つである第２ポート９７ｂを燃焼ガス排出路３５の燃焼ガスクーラ８４側と接続し、残る１つのポートであるの第３ポート９７ｃを分岐管９５と接続する。三方弁９７のケース体９７ｄの中にはケース体９７ｄの長手方向に図示しないダイアフラムの作動によって移動する弁体９８を設けてある。この弁体９８は、弁体９８のケース体９７ｄ内における移動場所に応じて、前記３つのポートのうちの２つのポートを、すなわち第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂとを、または第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃとを連通する。そして、その場合、第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂとが連通しているときは、第３ポート９７ｃは閉じ、第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃとが連通しているときは、第２ポート９７ｂが閉じる。この三方弁９７の前記ダイヤフラムは、ＥＣＵ４６のＣＰＵによってその作動が制御され、すなわち、三方弁９７の各ポートの接続状態はＥＣＵ４６によって制御される。
【００３５】
本流管２９を通る吸気は、接続箇所Ｃ１で空気供給路３３に分岐する吸気と、分岐せずに本流管２９をそのまま下流に向かう吸気とに分かれる。そして、三方弁９７が第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂとを連通するように制御されている時には、空気供給路３３に分岐して入る吸気は、空気供給路３３→燃焼式ヒータ１７→燃焼ガス排出路３５を経由して、接続箇所Ｃ２で本流管２９に戻り、分岐しなかった吸気と合流する。この結果、エンジン本体３に入る吸気の温度を高める。また、三方弁９７が第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃとを連通するように制御されている時には、空気供給路３３に分岐して入る吸気は、空気供給路３３→燃焼式ヒータ１７→分岐管９５と流れ、本流管２９には戻らない。
【００３６】
一方、下流側連結管２７の途中には、分岐管９５との接続点よりも上流側に、インタークーラ１９と吸気絞り弁７０を設けてある。インタークーラ１９は吸気絞り弁７０よりも上流側に位置する。
【００３７】
インタークーラ１９は、エンジン１の暖機促進や始動性向上用に吸気を暖める燃焼式ヒータ１７やコンプレッサ１５ａによって受熱した、コンプレッサ１５ａの設置個所よりも下流側の空気を冷却する。
【００３８】
吸気絞り弁７０は、ＥＣＵ４６のＣＰＵによってその作動が制御される。また、吸気絞り弁７０は、エンジン１が所定の停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときに下流側連結管２７を絞るが、エンジン１の始動後に開くこともできる。ここで、「エンジン１が所定の停止状態にあるとき」とは、エンジン１が作動状態から停止した後所定期間内の停止状態のことであり、詳しくは、エンジン１のクランクシャフトの回転は停止しているが電気系統のスイッチはＯＮ状態になっていて、燃焼式ヒータの作動が可能な状態にあるときをいう。なお、「エンジン１が所定の停止状態にあるとき」を以下特に限定しない限り、単に「エンジン１が停止状態にある」という。
【００３９】
そして、吸気絞り弁７０は、エンジン１の運転中に絞ることで、エンジン１の出力制御を行ったりすることもできる。また、エンジン１の運転中に吸気絞り弁７０の絞り制御を行うことで、エンジン１を積極的に停止したりするのにも用いる。
【００４０】
排気装置７は、エンジン本体３の図示しない排気ポートを始端として、そこから終端のＮＯｘ触媒コンバータ３９までの間に、エキゾーストマニホールド３７，ターボチャージャ１５のタービン１５ｂ、Ｓトラップ５０を排気管４２上に備えている。
【００４１】
ＮＯｘ触媒コンバータ３９には吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を収容してある。吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときはＮＯｘを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯｘを放出し、Ｎ２に還元する触媒である。この吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウム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と、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されてなる。
【００４２】
Ｓトラップ５０にはＳＯｘ吸収材を収容してある。ＳＯｘ吸収材は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときは専らＳＯｘを吸収し、流入排気ガスの空燃比をストイキまたはリッチにするとリーン時に吸収したＳＯｘをＳＯ２にして放出するものである。ＳＯｘ吸収材は、例えば、モルデナイト（ゼオライト）に白金（Ｐｔ）を担持して構成したり、あるいは、アルミナの担体にアルカリ金属またはアルカリ土類金属と白金（Ｐｔ）を坦持して構成することができる。
【００４３】
なお、ＮＯｘ触媒コンバータ３９の吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘを放出・還元するためには所定温度以上の高温（以下、このＮＯｘ放出可能な温度範囲をＮＯｘ放出温度と称す）が必要であり、Ｓトラップ５０のＳＯｘ吸収材からＳＯｘを放出するためには所定温度以上の高温（以下、このＳＯｘ放出可能な温度範囲をＳＯｘ放出温度と称す）が必要である。ＮＯｘ放出温度及びＳＯｘ放出温度は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒あるいはＳＯｘ吸収材を構成する材質によって異なり、エンジン１に対する排気浄化システムの構成に応じて、適宜に設定する必要がある。
【００４４】
排気管４２には、ＮＯｘ触媒コンバータ３９の入口近傍と出口近傍に、ＮＯｘ触媒入ガス温度センサ４０とＮＯｘ触媒出ガス温度センサ４１を備える。ＮＯｘ触媒入ガス温度センサ４０はＮＯｘ触媒コンバータ３９に流入するガス温度に比例した電気信号をＥＣＵ４６に出力し、ＮＯｘ触媒出ガス温度センサ４１はＮＯｘ触媒コンバータ３９から流出するガス温度に比例した電気信号をＥＣＵ４６に出力する。
【００４５】
さらに、排気管４２には、Ｓトラップ５０の入口近傍に、Ｓトラップ入ガス温度センサ５１とＯ２センサ５２を備える。Ｓトラップ入ガス温度センサ５１はＳトラップ５０に流入するガス温度に比例した電気信号をＥＣＵ４６に出力する。Ｏ２センサ５２は、流入するガスの酸素濃度に応じた電気信号をＥＣＵ４６に出力するセンサであり、流入するガスの空燃比がリーンのときとリッチのときではその出力値が大きく相違するので、ＥＣＵ４６は、Ｏ２センサ５２の出力値から空燃比がリーンかリッチかを判断することができる。
【００４６】
エンジン本体３には、排気ガスの一部を吸気系に戻す排気ガス再循環装置としてのＥＧＲ装置８８を設けてある。ＥＧＲ装置８８は、排気管４２のエキゾーストマニホールド３７と吸気管２３のインテークマニホールド２１とをエンジン本体３の図示しない気筒をバイパスして接続するＥＧＲ通路９０を備えている。
【００４７】
ＥＧＲ通路９０には、ここを通るＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁９２を備えている。ＥＧＲ弁９２は、ＥＣＵ４６のＣＰＵと電気的に接続してあり、ＥＧＲ装置８８が本来の排気再循環装置としての機能を発揮する、エンジン１の暖機が十分になったときに基本的に開くが、エンジン１が停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときにも開く可変制御可能な弁である。また、ＥＧＲ弁９２は、これを負圧制御する例えばデューティＶＳＶ等の図示しない圧力制御弁と連結してある。この圧力制御弁は、ＥＧＲ弁９２の全開時間と全閉時間の比率、換言すればＥＧＲ弁９２の開き率に相当するデューティ比を有する駆動パルス信号が前記ＣＰＵから入力されると、そのパルス信号に従ってＥＧＲ弁９２を駆動する。
【００４８】
前記のようにＥＧＲ弁９２が、エンジン１が停止状態にあって燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときに開くと、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスはＥＧＲ通路９０に流れる。
【００４９】
燃焼式ヒータ１７は、エンジン本体３とは別体に設けられてエンジン１に付属する燃焼装置であって、エンジン本体３の図示しない気筒内での燃焼に何ら影響されることなく独自に燃焼して燃焼ガスを出す。
【００５０】
燃焼式ヒータ１７はエンジン１が所定の運転状態にあるときに作動するようにＥＣＵ４６のＣＰＵによって作動制御される。「エンジン１が所定の運転状態にあるとき」とは、−１０℃〜１５℃位の温度である寒冷時や−１０℃以下の温度である極寒冷時における、エンジン１の運転中あるいはエンジン１を始動させた後やエンジン１自身の発熱量が少ないとき（例えば燃料消費が少ないとき）およびエンジン１自身の発熱量が少ないことにより冷却水の受熱量が少ないとき、さらには１５℃よりも高い常温の始動直後で冷却水温度が低いときであり、このような条件下にエンジン１があるときが「燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるとき」でもある。燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときと判断するのはＥＣＵ４６のＣＰＵであり、燃焼式ヒータ１７を作動する必要のあるときとＣＰＵが判断した場合には、燃焼式ヒータ１７が作動してそこから燃焼ガスが出て、その燃焼ガスが機関暖機に供される。
【００５１】
また、燃焼式ヒータ１７は、元々は車室内暖房や機関暖機を図るべく機関冷却水などの機関関連要素の温度を上げる装置であるが、本発明ではＳトラップ５０の再生処理時に再生条件を満たす再生用ガスを生成する装置としても機能する。そのため、ＥＣＵ４６のＣＰＵがＳトラップ５０を再生するために燃焼式ヒータ１７を作動する必要があると判断したときにも燃焼式ヒータ１７が作動するように、燃焼式ヒータ１７はＥＣＵ４６のＣＰＵによって作動制御される。これについては後で詳述する。
【００５２】
次に燃焼式ヒータ１７の構造を図３を参照して説明する。燃焼式ヒータ１７は、エンジン１が所定の運転状態にある時に作動して機関冷却水の温度を上げるためのものであり、よって機関冷却水が入っている前記ウォータジャケットとつながっている。それ故、燃焼式ヒータ１７は、その内部に機関冷却水が通る冷却水通路１７ａを備えている。この冷却水通路１７ａは、熱源である燃焼室１７ｄを流通する燃焼ガスによって暖められる。
【００５３】
燃焼室１７ｄは、そこに燃焼筒１７ｂが配置され、また燃焼筒１７ｂを円筒状をした隔壁１７ｃで覆ってなる。隔壁１７ｃで燃焼筒１７ｂを覆うことで、燃焼室１７ｄを燃焼室本体４３のケース体４３ａ内に画するとともに、ケース体４３ａの内面と隔壁１７ｃの外面との間に前記冷却水通路１７ａを形成する。
【００５４】
燃焼室１７ｄはヒータ内空気通路としても機能しており、このため燃焼室１７ｄは、燃焼式ヒータ１７の空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５とそれぞれ空気供給口１７ｄ１および排気排出口１７ｄ２でつながっている。そして、既述のように吸気が本流管２９から分岐して空気供給路３３を通ると、図３に実線矢印で示すように、空気供給路３３→燃焼室１７ｄ→燃焼ガス排出路３５を経由して、燃焼ガスを含んだ状態の吸気が本流管２９に戻る。そして、この吸気は燃焼ガスの燃焼熱によって暖められているので、この暖められた吸気が前記実線矢印で示す経路を経て燃焼室本体４３から排出されるまでの間に、前記暖められた吸気を熱媒体として前記冷却水通路１７ａを流れる冷却水を暖める。よって、燃焼室１７ｄは熱交換通路ともいえる。
【００５５】
燃焼筒１７ｂには、燃料供給路としての燃料供給管１７ｅを介して、燃料ポンプ４７を連結してあり、燃料ポンプ４７のポンプ圧によって燃焼用燃料を燃焼筒１７ｂに供給するようになっている。燃料ポンプ４７はＥＣＵ４６のＣＰＵによって作動制御されてポンプ圧を可変し、燃焼用燃料の供給量を制御する。燃焼室１７ｄに燃焼用燃料を供給すると、この燃料は燃焼筒１７ｂ内で気化する。そして、この気化燃料に図示しない点火装置で点火し、気化燃料が燃焼する。
【００５６】
また、燃焼室本体４３には、空気供給路３３から入って来る吸気を燃焼筒１７ｂ内に送り込むための送風ファン４５を設けてあり、燃焼筒１７ｂに空気を供給することによって火炎Ｆができる。この送風ファン４５は、ＥＣＵ４６のＣＰＵによって作動制御されて出力を可変し、この出力調整によって、燃焼室１７ｄ内を流れる空気量が変わる。よって、送風ファン４５の出力調整によって燃焼室１７ｄ内を流れる空気量を制御できることとなる。
【００５７】
そして、燃焼式ヒータ１７は、ＥＣＵ４６のＣＰＵが燃料ポンプ４７と送風ファン４５を制御して燃焼用燃料の供給量と空気量を制御することにより、空燃比（Ａ／Ｆ）を制御して燃焼状態を制御し、また燃焼式ヒータ１７の出力を制御するようになっている。したがって、この実施の形態においては、送風ファン４５と燃料ポンプ４７とＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ空燃比制御手段を構成する。
【００５８】
一方、冷却水通路１７ａは、冷却水導入口１７ａ１と冷却水排出口１７ａ２とを有し、冷却水導入口１７ａ１は、図１に示すように、水管路Ｗ１を介してエンジン本体３の図示しないウォータジャケットの冷却水排出口と連結している。
【００５９】
また、冷却水排出口１７ａ２は、車室用ヒータ９と水管路Ｗ２を介して連結している。そして、車室用ヒータ９は、水管路Ｗ３を介してエンジン本体３の前記ウォータジャケットの冷却水導入口と連結している。
【００６０】
したがって、ウォータジャケットの冷却水は、水管路Ｗ１を介して燃焼式ヒータ１７に至るとそこで暖められ、その後、燃焼式ヒータ１７から水管路Ｗ２を介して車室用ヒータ９に至り、車室用ヒータ９の熱媒体として熱交換されて車室内に温風を出す。熱交換によって温度が下がった冷却水は水管路Ｗ３を介してウォータジャケットに戻る。このように、水管路Ｗ１〜水管路Ｗ３を介して冷却水がエンジン本体３と、燃焼式ヒータ１７と、車室用ヒータ９との間を循環する。
【００６１】
また、前記空気供給路３３および燃焼ガス排出路３５は、吸気管２３に属する本流管２９の支流管であるが、燃焼式ヒータ１７にのみ適用されるものであることから考えて、これらの管を燃焼式ヒータ１７の構成要素としてとらえることもできる。
【００６２】
次に、この第１の実施の形態における作用について説明する。ディーゼルエンジン１の各気筒から排出される排気ガス中のＳＯｘはＳトラップ５０に吸収されて除去され、ＮＯｘはＮＯｘ触媒コンバータ３９に吸収されて除去される。初めに、そのときの空気の流れについて説明する。
【００６３】
空気の流れは、機関暖機が必要なときと必要でないときで若干異なる。前述した「エンジン１が所定の運転状態にあるとき」は機関暖機が必要なときであり、このときに、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７を作動し、該燃焼式ヒータ１７を所定のリーン空燃比で運転し、吸気絞り弁７０を全開、ＥＧＲ弁９２を全閉、弁装置４４の弁体４４ａを全開、三方弁９７の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂとを連通し第３ポート９７ｃを閉ざす。各弁類の開閉状態がこのようになっていると、次の経路をたどってエアクリーナ１３から吸気装置５に入った空気が排気装置７に至る。
【００６４】
▲１▼エアクリーナ１３から吸気管２３の本流管２９に入った空気は、ヒータ用枝管３１の空気供給路３３に流れる空気と、本流管２９をそのまま下流へと流れる空気に分岐する。
【００６５】
▲２▼空気供給路３３に入った空気は、弁装置４４を経由して、その後、燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３に送り込まれる。
▲３▼燃焼室本体４３に入った空気は、燃焼室本体４３の燃焼室１７ｄにおいて燃料供給管１７ｅから送られる燃焼用燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスとなって燃焼ガス排出路３５に出る。
【００６６】
▲４▼燃焼ガス排出路３５に出た高温の燃焼ガスは、三方弁９７、排気ガスクーラ８４を経由して本流管２９の接続箇所Ｃ２から本流管２９に入り、分岐せずに本流管２９を流れる空気と合流して、吸気の温度を高める。
【００６７】
▲５▼温度を高めた吸気は、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａおよびインタークーラ１９を経由し、吸気絞り弁７０を通過してインテークマニホールド２１に入り、エンジン本体３の各気筒に入って気筒内での燃焼用空気として供される。
【００６８】
▲６▼各気筒内での燃料の燃焼後、排気ガスとなってエキゾーストマニホールド３７に至り、さらに排気管４２、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂ、Ｓトラップ５０、ＮＯｘ触媒コンバータ３９を通って排気される。なお、ディーゼルエンジン１の通常の運転状態では極めてリーンな空燃比で運転しているので、排気ガスの空燃比もリーンになる。このリーン空燃比の排気ガスがＳトラップ５０およびＮＯｘ触媒コンバータ３９に流れるので、Ｓトラップ５０を通過する際に排気ガス中のＳＯｘがＳトラップ５０に吸収され、ＮＯｘ触媒コンバータ３９を通過する際に排気ガス中のＮＯｘがＮＯｘ触媒コンバータ３９に吸収される。そして、Ｓトラップ５０によってＳＯｘを除去された排気ガスがＮＯｘ触媒コンバータ３９に流れるようになるので、ＮＯｘ触媒コンバータ３９がＳＯｘ被毒するのを防止することができる。また、排気ガス中のＨＣやＣＯもＳトラップ５０あるいはＮＯｘ触媒コンバータ３９を通過する際に酸化されてＨ２０やＣＯ２になる。
【００６９】
このように、燃焼式ヒータ１７の高熱な燃焼ガスがエンジン本体３の気筒内に入るため、エンジン１の暖機が進む。
なお、三方弁９７の第３ポート９７ｃが閉じているので、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが三方弁９７から分岐管９５へ流れ出ることはない。
【００７０】
そして、エンジン１の暖機が十分になった場合は、ＥＧＲ弁９２を開き、弁装置４４の弁体４４ａを閉じて、燃焼ガスを本流管２９に流さないようにする。これはエンジン１の暖機が十分であるからＥＧＲ装置８８の排気再循環を実行するためと、エンジン１の暖機が十分であるのにも拘わらず弁体４４ａを開いて燃焼式ヒータ１７の出す高熱な燃焼ガスをエンジン本体３に送る必要がないからである。
【００７１】
このように、エンジン１に暖機が必要なときと必要でないときでは吸気の経路が若干異なるが、いずれの場合も、エンジン本体３の各気筒から排出される排気ガスはＳトラップ５０とＮＯｘ触媒コンバータ３９を通り、その際に、排気ガス中のＳＯｘおよびＮＯｘが除去され、ＨＣ、ＣＯが浄化されて、クリーンな排気ガスとなって排気されることになる。
【００７２】
尚、本流管２９における空気供給路３３との接続箇所Ｃ１および燃焼ガス排出路３５との接続箇所Ｃ２の間の部分にコンプレッサ１５ａがなく、当該部分でコンプレッサ１５ａが作動することがないので、接続箇所Ｃ２側が接続箇所Ｃ１よりも圧力が高くなることはなく、しかも燃焼式ヒータ１７の送風ファン４５により空気供給路３３を介して空気を吸引するようにしているので、空気供給路３３と燃焼ガス排出路３５とを介して本流管２９とつながっている燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄ内に逆流を生じない。よって、燃焼式ヒータ１７の火炎の向きが空気供給路３３側を向く逆火現象を生じることもない。
【００７３】
ところで、このようにエンジン１を運転し、排気ガス中のＳＯｘをＳトラップ５０で吸収除去していると、Ｓトラップ５０のＳＯｘ吸収能力にも限界があるため、徐々に飽和に近づいていく。飽和状態のＳトラップ５０に排気ガスを流すと、排気ガス中のＳＯｘはそのままＳトラップ５０を通過してＮＯｘ触媒コンバータ３９に流入し、ＮＯｘ触媒コンバータ３９をＳＯｘ被毒させてしまう。したがって、Ｓトラップ５０が飽和する前の所定の時期に、Ｓトラップ５０を再生する必要がある。
【００７４】
そこで、この第１の実施の形態では、Ｓトラップ５０に所定量のＳＯｘが吸収されたときに、エンジン１の停止時に合わせて、エンジン１の停止後に燃焼式ヒータ１７を作動し、Ｓトラップ５０の再生条件を満足する燃焼ガスが出るように燃焼式ヒータ１７の燃焼を制御し、その燃焼ガスをＥＧＲ装置８８を介してＳトラップ５０に流し、Ｓトラップ５０の再生処理を実行している。
【００７５】
次に、図４を参照して、Ｓトラップ５０の再生処理実行ルーチンを説明する。このルーチンを構成する各ステップからなるフローチャートはＥＣＵ４６のＲＯＭに記憶してあり、フローチャートの各ステップにおける処理は全てＥＣＵ４６のＣＰＵにより実行される。
【００７６】
＜ステップ１０１＞
まず、ＥＣＵ４６は、ステップ１０１において、エンジン１を運転中、常に燃料消費量を積算し、この燃料消費量積算値に基づいてＳトラップ５０に吸収されているＳＯｘ量を算出する。エンジン本体３の各気筒から排出される排気ガス中に含まれるＳＯｘは、燃料中の硫黄（Ｓ）分が燃焼して生じたものであり、また、Ｓトラップ５０に吸収されているＳＯｘ量は、エンジン本体３の各気筒での燃焼で消費された燃料量に相関関係がある。したがって、燃料消費量の積算値に基づいてＳトラップ５０に吸収されているＳＯｘ量を算出することができるのである。
【００７７】
＜ステップ１０２＞
次に、ＥＣＵ４６は、ステップ１０２において、エンジン停止か否かを判定する。Ｓトラップ５０の再生処理は、エンジン１の停止時に実行するからである。ここでいうエンジン１の停止とは、前述した「エンジン１が所定の停止状態にある」ことであり、したがって、エンジン１のクランクシャフトの回転は停止しているが、電気系統のスイッチはＯＮ状態になっていて、燃焼式ヒータ１７の作動は可能な状態である。ステップ１０２で肯定判定した場合にはステップ１０３に進み、否定判定した場合にはリターンする。
【００７８】
＜ステップ１０３＞
次に、ＥＣＵ４６は、ステップ１０３において、Ｓトラップ５０の再生処理を実行する時期か否かを判定する。すなわち、ステップ１０１で積算した燃料消費量積算値が予め設定しておいた所定値を越えたら再生処理を実行すべき時（再生処理実行時期）と判定し、前記所定値を越えない場合には再生処理実行時期でないと判定する。よって、ＥＣＵ４６による一連の信号処理のうちステップ１０３を実行する部分は、Ｓトラップ５０が再生時期か否かを判定する再生判定手段ということができる。ステップ１０３で肯定判定した場合にはステップ１０４に進み、否定判定した場合にはリターンする。
【００７９】
＜ステップ１０４＞
ＥＣＵ４６は、ステップ１０４において、Ｓトラップ５０に対して再生処理の実行を開始する。Ｓトラップ５０を再生するためは次の再生条件を満足させる必要がある。
（ａ）  ＳＯｘ吸収材をＳＯｘ放出温度にするために、ＳＯｘ放出温度を有する再生用ガスをＳトラップ５０に流す。
（ｂ）  再生用ガスの空燃比をストイキあるいはリッチにする。
そこで、この第１の実施の形態では、燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄにおける燃焼を制御することによって前記再生条件を満足する燃焼ガスを燃焼式ヒータ１７で生成し、この燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを再生用ガスとしてＥＧＲ通路９０を利用してＳトラップ５０に導入する。
【００８０】
詳述すると、弁装置４４の弁体４４ａとＥＧＲ弁９２を全開にし、吸気絞り弁７０を全閉にし、三方弁９７は第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃとを連通し、第２ポート９７ｂを閉ざす。三方弁９７のポート接続状態がこのようになっていると、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスは分岐管９５に流れ出ることは可能であるが、燃焼ガス排出路３５を通って本流管２９に流れることは不可能となる。また、三方弁９７のポート接続状態がこのようになっていて、吸気絞り弁７０が全閉であるので、エアクリーナ１３から本流管２９に入った空気は、その全てが空気供給路３３を通って燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３に送り込まれるようになり、ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａやインタークーラ１９を流れることがない。
【００８１】
この状態で燃焼式ヒータ１７を作動（ＯＮ）する。すると、エアクリーナ１３から吸気装置５に入った空気は次の経路をたどって排気装置７に至る。
▲１▼エアクリーナ１３から本流管２９に入った空気は、ヒータ用枝管３１の空気供給路３３から、弁装置４４を経由して、燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３に送り込まれる。
【００８２】
▲２▼燃焼室本体４３に入った空気は、燃焼室本体４３の燃焼室１７ｄにおいて燃料供給管１７ｅから送られる燃焼用燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスとなって三方弁９７を経由し、分岐管９５に出る。
【００８３】
▲３▼分岐管９５に出た燃焼ガスは、インテークマニホールド２１に入った後、ＥＧＲ通路９０を経由し、ＥＧＲ弁９２を通って、エキゾーストマニホールド３７に流れ、さらに、排気管４２を経由し、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂ、Ｓトラップ５０、触媒コンバータ３９を通って、排気される。よって、分岐管９５とＥＧＲ通路９０は、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを、エンジン本体３の気筒を迂回して排気系におけるＳトラップ５０の上流に導入する「燃焼ガスバイパス通路」ということができる。また、三方弁９７、分岐管９５、ＥＧＲ通路９０、ＥＧＲ弁９２は、Ｓトラップ５０の再生時に燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを、エンジン本体３の気筒を迂回して排気系におけるＳトラップ５０の上流に導入する「導入手段」ということができる。
【００８４】
なお、停止中のエンジン本体３の気筒内を通ってインテークマニホールド２１からエキゾーストマニホールド３７に至る燃焼ガス経路も存在するが、この経路には図示していないが吸気弁や排気弁があり、この経路は、ＥＧＲ弁９２を全開にしたＥＧＲ装置８８に比べて極めて抵抗が大きい。そのため、燃焼ガスはその殆どがＥＧＲ装置８８を通ることとなる。
【００８５】
Ｓトラップ５０の再生処理を実行している間は、三方弁９７の第２ポート９７ｂが全閉であるので、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが三方弁９７を通って燃焼ガスクーラ８４側に流れ出ることはなく、吸気絞り弁７０が全閉であるので、燃焼ガスが分岐管９５からインタークーラ１９側に流れ出ることはない。
【００８６】
また、ステップ１０４において、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄにおいてストイキあるいはリッチ空燃比で燃焼が行われるように、燃料ポンプ４７と送風ファン４５の運転制御を行う。このように、燃焼式ヒータ１７での燃焼がストイキあるいはリッチ空燃比で行われるように燃料ポンプ４７と送風ファン４５の運転を制御をすることを「燃焼式ヒータのＡ／Ｆリッチ制御」という。また、燃焼式ヒータ１７での燃焼がストイキあるいはリッチ空燃比で行われているときに燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスを、ストイキあるいはリッチ空燃比の燃焼ガスという。
【００８７】
また、ステップ１０４において、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスの温度制御を実行する。すなわち、燃焼式ヒータ１７における空燃比と燃焼ガス流量を制御することにより、燃焼ガスの温度をＳＯｘ放出温度にする。なお、第１の実施の形態においては、Ｓトラップ５０のＳＯｘ吸収材のＳＯｘ放出温度は４００〜５００゜Ｃ以上である。
【００８８】
ステップ１０４のＡ／Ｆリッチ制御における目標空燃比をＳトラップ再生空燃比と称したとき、このＳトラップ再生空燃比については、予め、Ｓトラップ５０について実験を行い、その実験結果からＳトラップ５０の再生に最適な空燃比（リッチ度合）を求め、これをＳトラップ再生空燃比として設定する。
【００８９】
また、ＥＣＵ４６は、Ｓトラップ５０のすぐ上流に設けたＯ２センサ５２の検出値から、Ｓトラップ５０に流入する燃焼ガスの空燃比がリーンかリッチかを判定することができるので、この判定がリッチ判定となるように、燃焼式ヒータ１７のＡ／Ｆリッチ制御を行うようにしてもよい。
【００９０】
このようにして、Ｓトラップ再生条件を満たす燃焼ガスが、すなわち、ストイキあるいはリッチ空燃比で、かつ、４００〜５００゜Ｃ以上の温度の燃焼ガスが、Ｓトラップ再生用ガスとしてＳトラップ５０に流れると、Ｓトラップ５０に吸収されていたＳＯｘがＳＯ２として放出され、排気管４２を通って排気される。なお、このときに高濃度のＳＯ２を含むＳトラップ５０の再生排気（以下、これをＳトラップ再生排気という）がＮＯｘ触媒コンバータ３９を通過し、そのうちの極微量のＳＯ２はＮＯｘ触媒コンバータ３９に収容してある吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸収されるが、殆どのＳＯ２は吸蔵還元型ＮＯｘ触媒に吸収されることなくＮＯｘ触媒コンバータ３９を通過して排気される。
【００９１】
そして、Ｓトラップ５０の再生処理が所定時間実行されると、ＥＣＵ４６は、ステップ１０５に進む。なお、Ｓトラップ５０の再生時間は、所定の再生条件（再生用ガス温度と空燃比）での必要再生時間を予め実験により求めておき、これを採用する。Ｓトラップ５０の再生処理完了により、Ｓトラップ５０のＳＯｘ吸収能力が回復する。
【００９２】
＜ステップ１０５＞
ステップ１０５において、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７を停止（ＯＦＦ）し、弁装置４４の弁体４４ａを閉じ、ＥＧＲ弁９２を全閉にし、三方弁９７の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂを連通し、第３ポート９７ｃを閉じて、再生処理を終了する。
【００９３】
この第１の実施の形態では、Ｓトラップ５０の再生処理をエンジン１の停止中に実行しており、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスの全量をＳトラップ再生用ガスとしてＳトラップ５０に流し、この燃焼ガスは他のガス（例えば、エンジン１の吸気など）と混合することがないので、燃焼ガスの温度が低下したり、空燃比が大きくなったり（すなわち、リーンになったり）することがなく、Ｓトラップ５０を効率よく再生することができる。
【００９４】
なお、ＮＯｘ触媒コンバータ３９に収容されている吸蔵還元型ＮＯｘ触媒からＮＯｘを放出するＮＯｘ放出処理については、エンジン１の運転中に適宜のタイミングで実行する。ＮＯｘ触媒コンバータ３９からＮＯｘを放出するためには次の放出条件を満足させる必要がある。
（ａ）  ＮＯｘ触媒コンバータ３９に収容されている吸蔵還元型ＮＯｘ触媒をＮＯｘ放出温度にするために、ＮＯｘ放出温度を有する排気ガスをＮＯｘ触媒コンバータ３９に流す。なお、第１の実施の形態における吸蔵還元型ＮＯｘ触媒のＮＯｘ放出温度は２５０゜Ｃ以上である。
（ｂ）  排気ガスの空燃比をストイキあるいはリッチにする。
【００９５】
したがって、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理は、排気ガス温度が前記ＮＯｘ放出温度となるエンジン１の運転状態の時に実行する。
また、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理において排気ガスの空燃比をストイキあるいはリッチにする手段は、次のいずれかの方法で構成することができる。
（１）エンジン１では機関出力を得るためにエンジン本体３の各気筒内に圧縮上死点近傍で燃料を主噴射する燃料噴射手段（図示せず）を備えているが、この燃料噴射手段を用いて、膨張行程あるいは排気行程で気筒内に燃料を副噴射することにより、排気ガスの空燃比をストイキあるいはリッチにする。
（２）ＮＯｘ触媒コンバータ３９よりも上流の排気管４２内にＨＣ等の還元剤を添加する還元剤添加手段を設け、この還元剤添加手段を用いて排気管４２内に還元剤を添加することにより、排気ガスの空燃比をストイキあるいはリッチにする。
【００９６】
この第１の実施の形態では、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理の実行において、排気ガスはＳトラップ５０を通過してからＮＯｘ触媒コンバータ３９に流入するようになっているが、この排気ガスはＮＯｘ放出処理の温度条件（２５０゜Ｃ以上）は満足しているがＳＯｘ放出処理の温度条件（４００〜５００゜Ｃ以上）は満足していないので、排気ガス中の還元剤（ＨＣ）はＳトラップ５０において消費されることはなく、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理に有効に利用される。また、Ｓトラップ５０で還元剤が消費されないということは、Ｓトラップ５０からＳＯｘが放出されることがないということであり、したがって、ＮＯｘ放出処理実行中もＮＯｘ触媒コンバータ３９のＳＯｘ被毒は回避される。
【００９７】
〔第２の実施の形態〕
図５は本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第２の実施の形態における構成図である。
【００９８】
この第２の実施の形態は、以下の点で第１の実施の形態と相違する。まず、Ｓトラップ５０とＮＯｘ触媒コンバータ３９との間に位置する排気管４２からＳトラップ再生排気管（Ｓトラップ再生排気バイパス通路）６０を分岐して設けてあり、排気管４２とＳトラップ再生排気管６０との接続部位Ｃ３に、再生排気の流れを制御する弁装置６１を設けている。
【００９９】
弁装置６１は、シャッタ６１ａと、このシャッタ６１ａによる流路閉止位置を変更する駆動部６１ｂを備え、弁装置６１の駆動部６１ｂはＥＣＵ４６のＣＰＵによってその作動を制御される。そして、弁装置６１は、シャッタ６１ａが、図５において実線で示すようにＳトラップ再生排気管６０との接続部位よりも下流側の排気管４２を閉塞するように位置するか（以下、このときのシャッタ６１ａの流路閉止位置を排気管閉止位置と称す）、図５において破線で示すようにＳトラップ再生排気管６０を閉塞するように位置するか（以下、このときのシャッタ６１ａの流路閉止位置を再生排気管閉止位置と称す）で、ガスの流れを変える。
【０１００】
その他の構成については、第１の実施の形態と同じであるので、図中同一態様部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
次に、第２の実施の形態の作用を説明する。第２の実施の形態におけるＳトラップ５０の再生処理実行ルーチンは基本的には図４に示す第１の実施の形態の場合と同じである。したがって、第２の実施の形態においても、Ｓトラップ５０の再生は「エンジン１が所定の停止状態にある」ときに実行する。Ｓトラップ５０の再生処理実行において第１の実施の形態の場合と相違する点は、第２の実施の形態では、図４におけるステップ１０４、及びステップ１０５において次の処理を追加する点にある。
【０１０１】
ＥＣＵ４６は、ステップ１０４において、弁装置６１の駆動部６１ｂを作動させてシャッタ６１ａを排気管閉止位置に位置させる。これにより、ＮＯｘ触媒コンバータ３９に繋がる排気管４２が閉塞し、Ｓトラップ５０とＳトラップ再生排気管６０が連通するので、Ｓトラップ再生排気は、ＮＯｘ触媒コンバータ３９を通ることなく、Ｓトラップ再生排気管６０を通って排気される。
【０１０２】
第１の実施の形態において説明したようにＳトラップ再生排気にはＳトラップ５０から放出されたＳＯ２が高濃度で存在するが、本実施の形態のようにＳトラップ再生排気をＳトラップ再生排気管６０に通して排気すると、Ｓトラップ再生排気がＮＯｘ触媒コンバータ３９に流入することがないので、Ｓトラップ再生処理時にＮＯｘ触媒コンバータ３９がＳＯ２により被毒するのを確実に防止することができる。
【０１０３】
なお、このＳトラップ再生処理実行中、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７のＡ／Ｆリッチ制御を実行するとともに、燃焼ガスの温度制御を実行する点については、第１の実施の形態の場合と同じである。
【０１０４】
そして、Ｓトラップ５０の再生処理が終了すると、ＥＣＵ４６は、ステップ１０５において、弁装置６１の駆動部６１ｂを作動させてシャッタ６１ａを再生排気管閉止位置に位置させる。これにより、Ｓトラップ再生排気管６０は閉塞し、Ｓトラップ５０とＮＯｘ触媒コンバータ３９が接続するので、エンジン本体１の各気筒から排出される排気ガスを、Ｓトラップ５０からＮＯｘ触媒コンバータ３９に流すことが可能になる。そして、この状態では排気ガスはＳトラップ再生排気管６０に流れなくなり、排気ガス中に含まれるＮＯｘはＮＯｘ触媒コンバータ３９によって浄化されて排気されることとなる。
【０１０５】
〔第３の実施の形態〕
図６は本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第３の実施の形態における構成図である。
【０１０６】
この第３の実施の形態は、以下の点で第２の実施の形態と相違する。まず、吸気装置５における分岐管９５と、排気管４２におけるＳトラップ５０のすぐ上流部分とは、エンジン本体３を迂回する燃焼ガスバイパス管４８によって接続されている。なお、排気管４２と燃焼ガスバイパス管４８との接続箇所Ｃ４は、Ｓトラップ入ガス温度センサ５１およびＯ２センサ５２よりも排気管４２の上流側で且つターボチャージャ１５のタービン１５ｂよりも下流側に位置している。
【０１０７】
分岐管９５と燃焼ガスバイパス管４８とを接続する部位には、３つのポートを備えた三方弁９７′を設けてある。三方弁９７′の構成は第１の実施の形態における三方弁９７の構成と同じであり、異なるのは３つのポートの接続先だけである。よって、三方弁９７′の構成の説明は省略し、３つのポートの接続先と、弁体９８の位置によるポートの連通状態についてだけ、図７を参照して以下に説明する。
【０１０８】
三方弁９７′は、３つのポートのうちの１つである第１ポート９７ａを分岐管９５の三方弁９７側と接続し、残る２つのポートのうちの１つである第２ポート９７ｂを分岐管９５の下流側連結管２７側と接続し、残る１つのポートであるの第３ポート９７ｃを燃焼ガスバイパス管４８と接続する。三方弁９７′の弁体９８が第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂを連通し第３ポート９７ｃを閉じたとき、三方弁９７を通って分岐管９５に導入された燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスは下流側連結管２７を通ってインテークマニホールド２１へ流れ、燃焼ガスバイパス管４８には流れない。一方、三方弁９７′の弁体９８が第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃを連通し第２ポート９７ｂを閉じたとき、三方弁９７を通って分岐管９５に導入された燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスは燃焼ガスバイパス管４８へ流れ、下流側連結管２７には流れない。この三方弁９７′の作動もＥＣＵ４６のＣＰＵによって制御される。
その他の構成については、前述第２の実施の形態と同じであるので、図中同一態様部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０９】
次に、第３の実施の形態の作用を説明する。Ｓトラップ５０の非再生処理時における排気ガスの流れは第１の実施の形態の場合と同じである。これについて簡単に説明すると、Ｓトラップ非再生処理時には、ＥＣＵ４６は、三方弁９７の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂとを連通し第３ポート９７ｃを閉ざし、三方弁９７′の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃとを連通し第２ポート９７ｂを閉ざす。これにより、燃焼式ヒータ１７から燃焼ガス排出路３５に流れ出た燃焼ガス、あるいは、下流側連結管２７からインテークマニホールド２１へと流れる空気が、三方弁９７′を通って燃焼ガスバイパス管４８に流れ出ることはない。また、ＥＣＵ４６は、弁装置６１の駆動部６１ｂを作動させてシャッタ６１ａを再生排気管閉止位置に位置させる。これにより、Ｓトラップ５０を通過した排気ガスはＮＯｘ触媒コンバータ３９へと導かれ、Ｓトラップ再生排気管６０に流れ出ることはない。
【０１１０】
なお、Ｓトラップ非再生処理時における弁装置４４、吸気絞り弁７０、ＥＧＲ弁９２の開閉状態については、第１の実施の形態の場合のＳトラップ非再生時と同じであるので説明を省略する。
【０１１１】
次に、Ｓトラップ５０の再生処理時について説明する。この第３の実施の形態においても、Ｓトラップ５０の再生処理は、「エンジン１が所定の停止状態にある」ときに実行する。
【０１１２】
第３の実施の形態におけるＳトラップ５０の再生処理実行ルーチンは基本的には図４に示す第１の実施の形態の場合と同じである。以下、図４を援用してエンジン停止中のＳトラップ５０の再生処理実行ルーチンを説明する。
【０１１３】
図４におけるステップ１０１〜１０３については第１の実施の形態と全く同じであるので、説明を省略する。
ステップ１０３で、Ｓトラップ５０が再生処理実行時期であると判定した場合には、ＥＣＵ４６は、ステップ１０４に進み、Ｓトラップ５０に対して再生処理の実行を開始する。
【０１１４】
この実施の形態の場合にも、燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄにおける燃焼を制御することによって前記Ｓトラップ再生条件を満足する燃焼ガスを燃焼式ヒータ１７で生成する点については、第１の実施の形態の場合と同じである。ただし、第１の実施の形態の場合には、再生用ガスをＳトラップ５０に導入するのにＥＧＲ通路９０を利用したが、この第３の実施の形態の場合には、ＥＧＲ通路９０を使わず、燃焼ガスバイパス通路４８を介して再生用ガスをＳトラップ５０に導入する。そのため、ＥＣＵ４６は、ステップ１０４において、次のように各弁の開閉状態の切替処理を実行する。
【０１１５】
ＥＣＵ４６は、弁装置４４の弁体４４ａを全開にし、三方弁９７の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃを連通し第２ポート９７ｃを閉じ、三方弁９７′の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃを連通し第２ポート９７ｂを閉じ、ＥＧＲ弁９２と吸気絞り弁７０を全閉にし、弁装置６１の駆動部６１ｂを駆動してシャッタ６１ａを排気管閉止位置に位置させる。これによって、エアクリーナ１３から上流側連結管２５の本流管２９に入った空気が、次の経路をたどって排気装置７に至る。
【０１１６】
▲１▼エアクリーナ１３から本流管２９に入った空気は、その全量がヒータ用枝管３１の空気供給路３３に流れる。吸気絞り弁７０が全閉であるので、本流管２９に入った空気が下流側連結管２７を通ってインテークマニホールド２１に流れることはないからである。
【０１１７】
▲２▼ヒータ用枝管３１の空気供給路３３に入った空気は、弁装置４４を経由して、その後、燃焼式ヒータ１７の燃焼室本体４３に送り込まれる。
▲３▼燃焼室本体４３に入った空気は、燃焼室本体４３の燃焼室１７ｄにおいて燃料供給管１７ｅから送られる燃焼用燃料の燃焼用空気として供され、燃焼後、燃焼ガスとなって燃焼ガス排出路３５に出る。
【０１１８】
▲４▼燃焼ガス排出路３５に出た燃焼ガスは、三方弁９７を経由して分岐管９５に入り、さらに分岐管９５から三方弁９７′を経由して燃焼ガスバイパス管４８に出る。
▲５▼燃焼ガスバイパス管４８に入った燃焼ガスは、接続箇所Ｃ４から排気管４２に入り、Ｓトラップ５０に導入される。
【０１１９】
▲６▼燃焼ガスはＳトラップ５０を通過する際にＳトラップ５０を再生し、そのＳトラップ再生排気はＳトラップ再生排気管６０を通って排気される。したがって、ＮＯｘ触媒コンバータ３９にはＳトラップ再生排気が流入しないので、Ｓトラップ再生処理時にＮＯｘ触媒コンバータ３９がＳＯ２により被毒するのを確実に防止することができる。
【０１２０】
なお、三方弁９７の第２ポート９７ｂが閉じているので、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが三方弁９７を通り燃焼ガスクーラ８４へ向かって流れることがなく、したがって、燃焼ガスが分岐管３５から本流管２９に流れ出ることはない。また、もう一つの三方弁９７′の第２ポート９７ｂが閉じているので、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが下流側連結管２７に流れ出ることもない。これにより、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスの全量を、Ｓトラップ５０のすぐ上流に導くことができ、燃焼ガスをＳトラップ５０の再生用ガスとして有効に利用することができる。
【０１２１】
また、このＳトラップ再生処理実行中、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７のＡ／Ｆリッチ制御を実行するとともに、燃焼ガスの温度制御を実行する点については、第１の実施の形態の場合と同じである。
【０１２２】
そして、Ｓトラップ５０の再生処理が所定時間実行されると、ＥＣＵ４６は、ステップ１０５に進み、ステップ１０５において、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７を停止（ＯＦＦ）し、弁装置４４の弁体４４ａを閉じ、三方弁９７の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂを連通し第３ポート９７ｃを閉じ、弁装置６１の弁体６１ａを再生排気管閉止位置に位置させて、再生処理を終了する。
【０１２３】
なお、この第３の実施の形態では、分岐管９５と燃焼ガスバイパス管４８は、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを、エンジン本体３の気筒を迂回して排気系におけるＳトラップ５０の上流に導入する「燃焼ガスバイパス通路」ということができる。また、三方弁９７，９７′、分岐管９５、燃焼ガスバイパス管４８は、Ｓトラップ５０の再生時に燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを、エンジン本体３の気筒を迂回して排気系におけるＳトラップ５０の上流に導入する「導入手段」ということができる。
【０１２４】
また、この第３の実施の形態では、エンジン１の停止時に燃焼式ヒータ１７を作動させ、各弁の開閉状態を以下の如く切り替えることによって、ＥＧＲ装置８８に付着・堆積したＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）や煤を、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスによって除去することができる。
【０１２５】
このＳＯＦや煤の除去処理において、ＥＣＵ４６は、弁装置４４の弁体４４ａを全開にし、三方弁９７の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃを連通し第２ポート９７ｃを閉じ、三方弁９７′の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂを連通し第３ポート９７ｃを閉じ、吸気絞り弁７０を全閉にし、ＥＧＲ弁９２を全開にし、弁装置６１のシャッタ６１ａを再生排気管閉止位置に位置させる。これと同時に、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７を作動（ＯＮ）して、燃焼ガスの温度がＳＯＦを燃焼させるのに必要な温度になるように燃焼式ヒータ１７を温度制御する。
【０１２６】
このようにすると、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが、燃焼式ヒータ１７→三方弁９７→三方弁９７′→下流側連結管２７→インテークマニホールド２１→ＥＧＲ管９０→ＥＧＲ弁９２→エキゾーストマニホールド３７→排気管４２→Ｓトラップ５０→ＮＯｘ触媒コンバータ３９の経路を通って排気される。そして、燃焼ガスがＥＧＲ管９０とＥＧＲ弁９２を通過する際に、これらの内部に付着しているＳＯＦが燃焼し、その結果、煤が離脱する。なお、吸気絞り弁７０が閉じているので、燃焼ガスは下流側連結管２７を本流管２９に向かって流れるのを阻止される。また、エンジン本体３内はＥＧＲ装置８８に比べて抵抗が非常に大きいので、燃焼ガスの殆どはＥＧＲ装置８８を通過する。
【０１２７】
〔第４の実施の形態〕
図８は本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第４の実施の形態における構成図である。
【０１２８】
この第４の実施の形態は、以下の点で第３の実施の形態と相違する。まず、排気管４２において、ターボチャージャ１５のタービン１５ｂよりも下流であって接続個所Ｃ４よりも上流に位置する個所（以下、この個所を接続個所Ｃ５という）と、Ｓトラップ５０とＮＯｘ触媒コンバータ３９との間の個所（以下、この個所を接続個所Ｃ６という）とは、排気ガスバイパス管（排気ガスバイパス通路）６２によって接続されている。排気管４２と排気ガスバイパス管６２との接続個所Ｃ６は、排気管４２と燃焼ガスバイパス管６０との接続個所Ｃ３よりも下流側（ＮＯｘ触媒コンバータ３９に近い側）に位置している。
【０１２９】
排気ガスバイパス管６２と、接続個所Ｃ４と接続個所Ｃ５の間の排気管４２には、排気ガス流路切替弁６４が設けられている。排気ガス流路切替弁６４は、排気ガスバイパス管６２を開閉する第１弁体６４ａと、排気管４２を開閉する第２弁体６４ｂとを備えている。第１弁体６４ａと第２弁体６４ｂは駆動部６４ｃによって連動して駆動されるようになっていて、第１弁体６４ａを閉弁位置にすると第２弁体６４ｂは開弁位置になり、第１弁体６４ａを開弁位置にすると第２弁体６４ｂは閉弁位置になる。排気ガス流路切替弁６４の駆動部６４ｃは、ＥＣＵ４６のＣＰＵによってその作動が制御される。これについては後で詳述する。
【０１３０】
排気管４２において接続個所Ｃ３と接続個所Ｃ６との間には弁装置６５が設けられている、弁装置６５は、接続個所Ｃ３と接続個所Ｃ６との間において排気管４２を開閉する弁体６５ａと、この弁体６５ａを駆動する駆動部（図示せず）を備えている。弁装置６５の駆動部はＥＣＵ４６のＣＰＵによって作動を制御される。
【０１３１】
Ｓトラップ再生排気管６０には、弁装置６６が設けられている。弁装置６６は、Ｓトラップ再生排気管６０を開閉する弁体６６ａと、この弁体６６ａを駆動する駆動部（図示せず）を備えている。弁装置６６の駆動部はＥＣＵ４６のＣＰＵによって作動を制御される。なお、この第４の実施の形態では、第３の実施の形態における弁装置６１がない。
その他の構成については、前述第３の実施の形態と同じであるので、図中同一態様部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１３２】
次に、第４の実施の形態の作用を説明する。Ｓトラップ５０の非再生処理時における排気ガスの流れは第１の実施の形態の場合と同じである。これについて簡単に説明すると、Ｓトラップ非再生処理時には、ＥＣＵ４６は、三方弁９７の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂとを連通し第３ポート９７ｃを閉ざし、三方弁９７′の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃとを連通し第２ポート９７ｂを閉ざす。これにより、燃焼式ヒータ１７から燃焼ガス排出路３５に流れ出た燃焼ガス、あるいは、下流側連結管２７からインテークマニホールド２１へと流れる空気が、三方弁９７′を通って燃焼ガスバイパス管４８に流れ出ることはない。
【０１３３】
また、ＥＣＵ４６は、排気ガス流路切替弁６４の駆動部６４ｃを作動して第１弁体６４ａを閉弁位置にして排気ガスバイパス管６２を閉ざし、第２弁体６４ｂを開弁位置にして排気管４２を連通し、弁装置６５の弁体６５ａを開弁位置にして排気管４２を連通し、弁装置６６の弁体６６ａを閉弁位置にしてＳトラップ再生排気管６０を閉ざす。すると、エンジン本体３から出た排気ガスは、排気ガスバイパス管６２及びＳトラップ再生排気管６０には流れず、排気管４２→Ｓトラップ５０→ＮＯｘ触媒コンバータ３９を経由して排気される。
【０１３４】
なお、Ｓトラップ非再生処理時における弁装置４４、吸気絞り弁７０、ＥＧＲ弁９２の開閉状態については、第１の実施の形態の場合のＳトラップ非再生時と同じであるので説明を省略する。
【０１３５】
また、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理時には、ＥＣＵ４６は、排気ガス流路切替弁６４の駆動部６４ｃを作動して第１弁体６４ａを開弁位置にして排気ガスバイパス管６２を連通し、第２弁体６４ｂを閉弁位置にして排気管４２を閉ざし、弁装置６５の弁体６５ａを閉弁位置にして排気管４２を閉ざす。この状態でストイキあるいはリッチ空燃比の排気ガスを流すと、この排気ガスは、接続個所Ｃ５から排気ガスバイパス管６２を通って接続個所Ｃ６に至り、さらにＮＯｘ触媒コンバータ３９に導かれる。すなわち、排気ガスはＳトラップ５０を迂回してＮＯｘ触媒コンバータ３９に流れる。これにより、排気ガス中の還元剤（ＨＳ）はＳトラップ５０において消費されることはなく、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理に有効に利用される。
【０１３６】
また、ＮＯｘ触媒コンバータ３９のＮＯｘ放出処理時には、排気ガスをＳトラップ５０に通さないようにしているので、ＮＯｘ放出温度とＳＯｘ放出温度を比較的に近い温度に設定しても何ら問題を生じない。したがって、例えば、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒としてＮＯｘ放出温度が２５０゜Ｃ以上３００゜Ｃ未満のものを採用し、ＳＯｘ吸収材としてＳＯｘ放出温度が３００゜Ｃ以上のものを採用することができる。
【０１３７】
次に、Ｓトラップ５０の再生処理時について説明する。この第４の実施の形態においては、Ｓトラップ５０の再生処理はエンジン１の運転中に実行することができる。以下、図９を参照して、第４の実施の形態におけるＳトラップ５０の再生処理実行ルーチンを説明する。
【０１３８】
＜ステップ２０１＞
まず、ＥＣＵ４６は、ステップ２０１において、エンジン１を運転中、常に燃料消費量を積算し、この燃料消費量積算値に基づいてＳトラップ５０に吸収されているＳＯｘ量を算出する。このステップ２０１は図４のステップ１０１と同じである。
【０１３９】
＜ステップ２０２＞
次に、ＥＣＵ４６は、ステップ２０２において、Ｓトラップ５０の再生処理を実行する時期か否かを判定する。すなわち、ステップ２０１で積算した燃料消費量積算値が予め設定しておいた所定値を越えたら再生処理を実行すべき時（再生処理実行時期）と判定し、前記所定値を越えない場合には再生処理実行時期でないと判定する。このステップ２０２は図４におけるステップ１０３と同じである。ステップ２０２で肯定判定した場合にはステップ２０３に進み、否定判定した場合にはリターンする。
【０１４０】
＜ステップ２０３＞
ＥＣＵ４６は、ステップ２０３において、Ｓトラップ５０に対して再生処理の実行を開始する。この第４の実施の形態の場合にも、燃焼式ヒータ１７の燃焼室１７ｄにおける燃焼を制御することによってＳトラップ再生条件を満足する燃焼ガスを燃焼式ヒータ１７で生成する点については、第１の実施の形態の場合と同じである。ただし、第４の実施の形態では、エンジン運転中にＳトラップ５０の再生処理を実行するために、燃焼式ヒータから出る燃焼ガスの流路と、エンジン３から出る排気ガスの流路をそれぞれ別に形成するようにしている。この流路を形成するために、ＥＣＵ４６は、ステップ２０３において、次のように各弁の開閉状態の切替処理を実行する。
【０１４１】
ＥＣＵ４６は、弁装置４４の弁体４４ａを全開にし、三方弁９７の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃを連通し第２ポート９７ｃを閉じ、三方弁９７′の第１ポート９７ａと第３ポート９７ｃを連通し第２ポート９７ｂを閉じ、排気ガス流路切替弁６４の第１弁体６４ａを開弁位置にして排気ガスバイパス管６２を連通し、第２弁体６４ｂを閉弁位置にして排気管４２を閉ざし、弁装置６５の弁体６５ａを閉弁位置にして排気管４２を閉ざし、弁装置６６の弁体６６ａを開弁位置にしてＳトラップ再生排気管６０を連通する。図８はこの状態を示している。なお、ＥＧＲ弁９２と吸気絞り弁７０については、ＥＣＵ４６がエンジン１の運転状態に応じてその作動を制御する。これによって、エアクリーナ１３から上流側連結管２５の本流管２９に入った空気が、次の経路をたどって排気装置７に至る。
【０１４２】
▲１▼エアクリーナ１３から本流管２９に入った空気は、ヒータ用枝管３１の空気供給路３３に流れる空気と、本流管２９をそのまま下流へと流れる空気に分岐する。
【０１４３】
▲２▼本流管２９をそのまま下流へと流れる空気は、図８において破線矢印で示すように、本流管２９→ターボチャージャ１５のコンプレッサ１５ａ→下流側連結管２７→インタークーラ１９→吸気絞り弁７０→インテークマニホールド２１→エンジン本体３の各気筒→エキゾーストマニホールド３７→排気管４２→ターボチャージャ１５のタービン１５ｂ→（接続個所Ｃ５）→排気ガスバイパス管６２→（接続個所Ｃ６）→ＮＯｘ触媒コンバータ３９を通って排気される。すなわち、本流管２９をそのまま下流へと流れる空気はエンジン本体３の各気筒内での燃焼に供され、燃焼後にエンジン本体３から排気ガスとして排出され、その排気ガスはＳトラップ５０を迂回してＮＯｘ触媒コンバータ３９に導入され、ＮＯｘ触媒コンバータ３９によって浄化されて排気される。なお、排気ガスがＳトラップ５０を迂回して流れるのは、排気ガス流路切替弁６４の第１弁体６４ａが開弁位置にあり、第２弁体６４ｂが閉弁位置にあり、弁装置６５の弁体６５ａが閉弁位置にあることによる。
【０１４４】
また、三方弁９７′の第２ポート９７ｂが閉じているので、下流側連結管２７を流れる吸気が三方弁９７′を通ってバイパス管４８や三方弁９７側に流れ出ることはない。
【０１４５】
▲３▼一方、ヒータ用枝管３１の空気供給路３３に入った空気は、図８において実線矢印で示すように、弁装置４４→燃焼式ヒータ１７→燃焼ガス排出路３５→三方弁９７→分岐管９５→三方弁９７′→燃焼ガスバイパス管４８→（接続個所Ｃ４）→Ｓトラップ５０→（接続個所Ｃ３）→Ｓトラップ再生排気管６０を通って排気される。すなわち、空気供給路３３に入った空気は燃焼式ヒータ１７内での燃焼に供され、燃焼後の燃焼ガスはＳトラップ再生用ガスとして燃焼式ヒータ１７から出てＳトラップ５０に導入され、Ｓトラップ５０の再生に供された後、Ｓトラップ再生排気となってＳトラップ再生排気管６０を通って排気される。したがって、ＮＯｘ触媒コンバータ３９にはＳトラップ再生排気が流入しないので、Ｓトラップ再生処理時にＮＯｘ触媒コンバータ３９がＳＯ２により被毒するのを確実に防止することができる。
【０１４６】
なお、三方弁９７の第２ポート９７ｂが閉じているので、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが三方弁９７を通り燃焼ガスクーラ８４へ向かって流れることがなく、したがって、燃焼ガスが分岐管３５から本流管２９に流れ出ることはない。また、もう一つの三方弁９７′の第２ポート９７ｂが閉じているので、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスが下流側連結管２７に流れ出ることもない。これにより、燃焼式ヒータ１７から出る燃焼ガスの全量を、Ｓトラップ５０のすぐ上流に導くことができ、燃焼ガスをＳトラップ５０の再生用ガスとして有効に利用することができる。
【０１４７】
また、このＳトラップ再生処理実行中、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７のＡ／Ｆリッチ制御を実行するとともに、燃焼ガスの温度制御を実行する点については、第１の実施の形態の場合と同じである。
【０１４８】
そして、Ｓトラップ５０の再生処理が所定時間実行されると、ＥＣＵ４６は、ステップ２０４に進み、ステップ２０４において、ＥＣＵ４６は、燃焼式ヒータ１７を停止（ＯＦＦ）し、弁装置４４の弁体４４ａを閉じ、三方弁９７の第１ポート９７ａと第２ポート９７ｂを連通し第３ポート９７ｃを閉じ、排気ガス流路切替弁６４の第１弁体６４ａを閉弁位置にし第２弁体６４ｂを開弁位置にし、弁装置６５の弁体６５ａを開弁位置にし、弁装置６６の弁体６６ａを閉弁位置にして、再生処理を終了する。
【０１４９】
なお、この第４の実施の形態では、分岐管９５と燃焼ガスバイパス管４８は、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを、エンジン本体３の気筒を迂回して排気系におけるＳトラップ５０の上流に導入する「燃焼ガスバイパス通路」ということができる。また、三方弁９７，９７′、分岐管９５、燃焼ガスバイパス管４８は、Ｓトラップ５０の再生時に燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスを、エンジン本体３の気筒を迂回して排気系におけるＳトラップ５０の上流に導入する「導入手段」ということができる。
【０１５０】
また、この第４の実施の形態では、前述第３の実施の形態と同様の燃焼ガス流路を形成することにより、ＥＧＲ装置８８に付着・堆積したＳＯＦ（Ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）や煤を、燃焼式ヒータ１７の燃焼ガスによって除去することができる。
【０１５１】
【発明の効果】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関によれば、内燃機関の排気系に設けられ該内燃機関の排気ガス中のＳＯxを吸収するＳトラップと、前記内燃機関の機関関連要素を昇温すべく設けられた燃焼式ヒータの燃焼ガスを前記内燃機関の吸気系に導入する燃焼ガス排出路と、前記Ｓトラップの再生時に前記燃焼式ヒータから排出される還元剤を含んだ燃焼ガスを前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップの上流に導入する導入手段と、を備えることにより、Ｓトラップを燃焼式ヒータの燃焼ガスによって再生することができるという優れた効果が奏される。
【０１５２】
前記内燃機関の排気系の前記Ｓトラップよりも下流に設けられた触媒と、前記Ｓトラップの再生時に前記Ｓトラップの再生排気を前記触媒を迂回させて流すＳトラップ再生排気バイパス通路と、を備えた場合には、Ｓトラップ再生処理時にＳトラップの再生排気によって前記触媒がＳＯｘ被毒するのを防止することができる。
【０１５３】
前記Ｓトラップの再生時に前記内燃機関の排気ガスを前記Ｓトラップを迂回して前記触媒に流す排気ガスバイパス通路を備えた場合には、内燃機関の運転中にＳトラップを再生することができる。
【０１５４】
Ｓトラップの再生時に前記燃焼式ヒータの空燃比をストイキまたはリッチに制御した場合には、Ｓトラップの再生を容易に実行することができる。
内燃機関の燃料消費量積算値に基づいて前記Ｓトラップが再生時期か否かを判定する再生判定手段を備えた場合には、Ｓトラップの再生処理を適正な時期に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第１の実施の形態の概略構成図である。
【図２】前記第１の実施の形態において導入手段の一部を構成する三方弁の概略断面図である。
【図３】前記第１の実施の形態における燃焼式ヒータの概略断面図である。
【図４】前記第１の実施の形態のＳトラップ再生処理実行ルーチンである。
【図５】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第２の実施の形態の概略構成図である。
【図６】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第３の実施の形態の概略構成図である。
【図７】前記第３の実施の形態において導入手段の一部を構成する別の三方弁の概略断面図である。
【図８】本発明に係る燃焼式ヒータを有する内燃機関の第４の実施の形態の概略構成図である。
【図９】前記第４の実施の形態のＳトラップ再生処理実行ルーチンである。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）
３…エンジン本体
５…吸気装置
７…排気装置
９…車室用ヒータ
１３…エアクリーナ
１５…ターボチャージャ
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
１７ａ…燃焼式ヒータの冷却水通路
１７ａ１…冷却水導入口
１７ａ２…冷却水排出口
１７ｂ…燃焼筒
１７ｃ…円筒状隔壁
１７ｄ…燃焼室
１７ｄ１…空気供給口
１７ｄ２…排気排出口
１７ｅ…燃料供給管
１９…インタークーラ
２１…インテークマニホールド
２３…吸気管
２５…上流側連結管
２７…下流側連結管
２９…本流管
３１…ヒータ用枝管
３３…空気供給路
３５…燃焼ガス排出路
３７…エキゾーストマニホールド
３９…ＮＯｘ触媒コンバータ
４０…ＮＯｘ触媒入ガス温度センサ
４１…ＮＯｘ触媒出ガス温度センサ
４２…排気管
４３…燃焼室本体
４３ａ…ケース体
４４…弁装置
４４ａ…弁体
４４ｂ…駆動モータ
４４ｃ…開閉機構部
４５…送風ファン
４６…ＥＣＵ
４７…燃料ポンプ
４８…燃焼ガスバイパス管
５０…Ｓトラップ
５１…Ｓトラップ入ガス温度センサ
５２…Ｏ２センサ
６０…Ｓトラップ再生排気管
６１…弁装置
６１ａ…弁体
６１ｂ…駆動部
６２…排気ガスバイパス管
６４…排気ガス流路切替弁
６４ａ…第１弁体
６４ｂ…第２弁体
６４ｃ…駆動部
６５…弁装置
６５ａ…弁体
６６…弁装置
６６ａ…弁体
７０…吸気絞り弁
８４…燃焼ガスクーラ
８８…ＥＧＲ装置
９０…ＥＧＲ通路
９２…ＥＧＲ弁
９５…分岐管
９７…三方弁
９７′…三方弁
Ｗ１…水管路
Ｗ２…〃
Ｗ３…〃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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