(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状況によらずフィルタ直前触媒装置の酸化触媒の活性を得、さらに活性を促進して、あらゆる運転状態でパティキュレートフィルタの強制的再生を行えるようにする。【解決手段】排気通路１０におけるフィルタ直前触媒装置３０よりも排気上流側に補助加熱装置４０を、排気流の方向にみて補助加熱装置の断面が排気通路の一部を占めるように設け、補助加熱装置は、筒形のケーシング４３と、酸化触媒を備えた補助触媒装置４１と、排気通路の外部から供給される補助燃料を補助触媒装置の排気上流側へ供給する補助燃料供給部４２と、上記補助触媒装置を加熱する発熱装置４５とを備え、パティキュレートフィルタが目詰まりしたときに、補助触媒装置の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば発熱装置を作動させ、補助触媒装置が活性温度以上であれば補助燃料供給部による補助燃料の供給を行うようにした内燃機関のフィルタ再生装置である。【選択図】図１
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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、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置における上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するようにした内燃機関のフィルタ再生装置において、
上記排気通路における上記フィルタ直前触媒装置よりも排気上流側に補助加熱装置が、排気流の方向にみて上記補助加熱装置の断面が上記排気通路の一部を占めるように設けられており、上記補助加熱装置は、
上記排気通路において一端の開口が排気上流側に向き他端の開口が排気下流側に向くように配置された筒形のケーシングと、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた補助触媒装置と、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記排気通路の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置及び上記補助触媒装置の被毒性を持たない可燃性の補助燃料を上記補助触媒装置の排気上流側へ供給することができる補助燃料供給部と、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記補助触媒装置を加熱する発熱装置とを備えており、
上記パティキュレートフィルタが目詰まりしたときに、上記補助触媒装置の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば上記発熱装置を作動させ、上記補助触媒装置が上記活性温度以上であれば上記補助燃料供給部による上記補助燃料の供給を行うように構成したことを特徴とする内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項２】
請求項１の内燃機関のフィルタ再生装置において、さらに、上記補助加熱装置と上記フィルタ直前触媒装置との間に一又は二以上の中間加熱装置が、上記排気流の方向にみて上記中間加熱装置の断面が上記排気通路の一部を占めるように、しかも上記補助加熱装置、上記中間加熱装置、及び上記フィルタ直前触媒装置が上記排気通路に沿ってそれぞれ間隔をあけるように設けられており、上記中間加熱装置は、
上記排気通路において一端の開口が排気上流側に向き他端の開口が排気下流側に向くように配置された筒形のケーシングと、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた中間触媒装置とを備えている内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の内燃機関のフィルタ再生装置において、上記補助加熱装置及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積が、又は上記補助加熱装置、上記中間加熱装置及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積が、排気下流にいくほど大きくなるように設定されている内燃機関のフィルタ再生装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項の内燃機関のフィルタ再生装置において、さらに、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置に、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置の内部の通路面積を変える弁が設けられている内燃機関のフィルタ再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関で生成される排気ガスに含まれる粒子状物質（パティキュレートマターともいう）を捕集するパティキュレートフィルタの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に、排気ガスに含まれる主として黒煙（スス）などの粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路の上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を設けた内燃機関の排気浄化装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。このような排気浄化装置では、上記酸化触媒において排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ2や水などに変わり、この酸化反応によって排気ガスが加熱され、高温になった排気ガスが上記パティキュレートフィルタに流れ込むため、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタから粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタが強制的に再生される。
【０００３】
非特許文献１には、排気通路のＤＯＣ（酸化触媒）よりも排気上流側に、液体燃料を噴射するインジェクタを設けた排気浄化装置が提案されている。この排気浄化装置では、上記インジェクタから噴射された液体燃料が排気ガスに混入し、この液体燃料が上記ＤＯＣにおいて酸化されるので、この酸化反応によって排気ガスがさらに加熱され、さらに高温になった排気ガスが上記パティキュレートフィルタに流れ込むことから、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタから粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタが強制的に再生される。
【０００４】
特許文献２には、コモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンの排気通路に、パティキュレートフィルタを設け、上記排気通路の上記パティキュレートフィルタよりも排気上流側に酸化触媒を設け、フィルタの再生時期になると、燃料噴射弁によるメイン噴射直後の膨張行程または排気行程でポスト噴射を実行し、これによって上記パティキュレートフィルタの再生処理を行わせるようにした排気浄化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２０８８０号公報
【特許文献２】特開２００９−１４４７００号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】草鹿仁，「新しい”クリーン・ディーゼル・エンジン技術”」，社団法人  日本自動車工業会，２００８年３月号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進するためには、上記パティキュレートフィルタ入口の排気ガス温度を或る程度の温度（例えば約６００℃前後の温度）よりも高く保つ必要がある。そのためには、上記酸化触媒を上記温度よりも低いが所定の活性温度（例えば約２５０℃前後の温度）よりも高く保っておく必要がある。しかし、例えば上記内燃機関のアイドリング時、又は上記内燃機関の減速時などに燃料供給をカットしている時などの排気ガス温度は、上記内燃機関に負荷がかかっているときの排気ガス温度に較べて非常に低いので、上記酸化触媒が上記活性温度にまで至らないことから上記酸化触媒が活性を得られず、排気ガスが加熱されないので、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進されず、上記パティキュレートフィルタの強制的再生が行えない。そのため、例えば比較的負荷をかける運転の頻度が少ない内燃機関などではパティキュレートフィルタの強制的再生を行う機会が無くなる。そのため、上記特許文献１の内燃機関では、例えば上記排気通路に電気ヒータを設け、上記内燃機関を停めて上記電気ヒータに通電して上記パティキュレートフィルタを高温に加熱して強制的再生を行うか、上記内燃機関から上記パティキュレートフィルタを取り外して電気ヒータなどにより上記パティキュレートフィルタを高温に加熱して強制的再生を行うことが考えられるが、いずれにしても上記内燃機関の利用が制限されるし、手間もかかる。また、上記特許文献２の排気浄化装置においても、アイドリング時、又は燃料供給をカットしている時などでは上記ポスト噴射により供給された燃料が充分に酸化されないので、上記酸化触媒が上記活性温度にまで至らないことから上記酸化触媒が活性を得られず、排気ガスが加熱されないので、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進されず、上記パティキュレートフィルタの強制的再生が行えない。また、電気ヒータなどにより上記酸化触媒を加熱することも考えられるが、そうしたときには電気ヒータなどで消費するエネルギを出来るだけ節約することが求められる。
【０００８】
本発明は、このような点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、補助燃料が供給される酸化触媒を設けた小規模な補助加熱装置を排気通路に設け、この補助加熱装置へ一部の排気ガスを導いてこれを集中的に加熱することで排気ガスの一部に少量の高熱の排気ガスをつくり、この少量の高温な排気ガスをパティキュレートフィルタの排気上流側にある酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置へ流すことにより、内燃機関の運転状況にかかわらず上記フィルタ直前触媒装置における酸化触媒の活性を確実に且つ速やかに得、さらに活性を促進して、上記内燃機関のあらゆる運転状態でパティキュレートフィルタの強制的再生を行えるようにし、上述した問題を一挙に解決することができる内燃機関のフィルタ再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の内燃機関のフィルタ再生装置は、内燃機関の排気通路に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを設け、上記排気通路における上記パティキュレートフィルタの排気上流側に、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置を設け、上記フィルタ直前触媒装置における上記物質の酸化反応により加熱された排気ガスで上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタを再生するようにした内燃機関のフィルタ再生装置である。そして、この内燃機関のフィルタ再生装置は、
上記排気通路における上記フィルタ直前触媒装置よりも排気上流側に補助加熱装置が、排気流の方向にみて上記補助加熱装置の断面が上記排気通路の一部を占めるように設けられており、上記補助加熱装置は、
上記排気通路において一端の開口が排気上流側に向き他端の開口が排気下流側に向くように配置された筒形のケーシングと、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた補助触媒装置と、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記排気通路の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置及び上記補助触媒装置の被毒性を持たない可燃性の補助燃料を上記補助触媒装置の排気上流側へ供給することができる補助燃料供給部と、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記補助触媒装置を加熱する発熱装置とを備えており、
上記パティキュレートフィルタが目詰まりしたときに、上記補助触媒装置の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば上記発熱装置を作動させ、上記補助触媒装置が上記活性温度以上であれば上記補助燃料供給部による上記補助燃料の供給を行うように構成したことを特徴としている。
【００１０】
上記排気通路を流れる上記排気ガスはその全量が上記フィルタ直前触媒装置を通り、上記排気ガスに含まれる粒子状物質は上記パティキュレートフィルタにより捕集される。そして、上記フィルタ直前触媒装置がその酸化触媒の活性温度以上にあるときには、上記フィルタ直前触媒装置において上記排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また上記排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ2や水などに変わり、この酸化反応によって上記排気ガスが加熱され、高温になった上記排気ガスが上記パティキュレートフィルタに流れ込むため、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタから粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタが強制的に再生される。
【００１１】
上記排気通路を流れる上記排気ガスのうち一部が上記補助加熱装置を流れる。そして、上記パティキュレートフィルタが目詰まりしたときに、上記補助触媒装置が上記活性温度未満であれば上記発熱装置が作動するので、上記発熱装置により上記補助触媒装置が加熱され、上記補助触媒装置の温度がその酸化触媒の活性温度を越えると、上記補助触媒装置における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進される。そして、上記補助触媒装置が上記活性温度を越えておれば上記補助燃料供給部により上記補助燃料が上記補助触媒装置の排気上流側へ供給されるので、上記一部の排気ガスと上記補助燃料とが混合して上記補助触媒装置へ流れ込み、上記補助触媒装置において上記補助燃料が上記物質と共に酸化されるので、上記一部の排気ガスが加熱されて高温になり、この上記一部の高温の排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置へ流れ込む。そのため、上記フィルタ直前触媒装置の少なくとも一部の温度が上がり、その周囲も熱伝導により温度が上がる。そうすると、上記フィルタ直前触媒装置における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進されるので、上述したような酸化反応によって上記フィルタ直前触媒装置を通る上記排気ガスが加熱され、高温になった上記排気ガスが上記パティキュレートフィルタに流れ込み、上記パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタから粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタが強制的に再生される。これらの機能は内燃機関の運転状況にかかわらず発揮され、上記内燃機関を停める必要がない。また、上記補助触媒装置がその活性温度未満のときであっても速やかに上記補助触媒装置における酸化触媒の活性が得られ、上記パティキュレートフィルタが強制的に再生される。さらに、上記補助加熱装置は上記排気ガスの一部を流すに過ぎないので、上記発熱装置は、比較的小さな上記補助触媒装置を加熱すればよく、上記フィルタ直前触媒装置を加熱するために上記フィルタ直前触媒装置に発熱装置を設ける場合に較べると上記発熱装置が小規模なものになるので、エネルギが節約される。
【００１２】
また、上記補助触媒装置の温度がその酸化触媒の活性温度以上であるときに上記発熱装置を作動させてもよい。そうしたときには、上記発熱装置により上記補助触媒装置が加熱され、上記補助触媒装置における酸化触媒の活性が更に促進される。さらに、上記発熱装置が上記補助燃料供給部をも加熱できたときには、上記補助燃料供給部における上記補助燃料の霧化が促進され、上記一部の排気ガスと上記補助燃料との混合が進み、上記補助触媒装置における上記補助燃料の酸化が促進される。
【００１３】
本発明の第２の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記第１の内燃機関のフィルタ再生装置において、さらに、上記補助加熱装置と上記フィルタ直前触媒装置との間に一又は二以上の中間加熱装置が、上記排気流の方向にみて上記中間加熱装置の断面が上記排気通路の一部を占めるように、しかも上記補助加熱装置、上記中間加熱装置、及び上記フィルタ直前触媒装置が上記排気通路に沿ってそれぞれ間隔をあけるように設けられており、上記中間加熱装置は、
上記排気通路において一端の開口が排気上流側に向き他端の開口が排気下流側に向くように配置された筒形のケーシングと、
上記ケーシングの内部に設けられ、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えた中間触媒装置とを備えている。
【００１４】
このようにすれば、上記一部の排気ガスが加熱されて高温になる過程が連続して行われるので、上記フィルタ直前触媒装置へ流れ込む上記一部の排気ガスが更に高温になって上記フィルタ直前触媒装置における酸化触媒の活性が更に促進される。
【００１５】
本発明の第３の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記第１又は第２の内燃機関のフィルタ再生装置において、上記補助加熱装置及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積が、又は上記補助加熱装置、上記中間加熱装置及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積が、排気下流にいくほど大きくなるように設定されている。
【００１６】
このようにすれば、排気上流側にある上記補助加熱装置から出た上記一部の排気ガスがそれよりも排気下流側にある上記フィルタ直前触媒装置又は上記中間加熱装置に受け取られやすくなる。
【００１７】
本発明の第４の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの内燃機関のフィルタ再生装置において、さらに、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置に、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置の内部の通路面積を変える弁が設けられている。
【００１８】
このようにすれば、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置を通る上記一部の排気ガスの流速を変えることができるので、上記一部の排気ガスへの熱伝達を調節することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の内燃機関のフィルタ再生装置は、補助燃料が供給される酸化触媒を設けた小規模な上記補助加熱装置を上記排気通路に設け、この補助加熱装置へ一部の排気ガスを導いてこれを集中的に加熱することで排気ガスの一部に少量の高熱の排気ガスをつくり、この少量の高温な排気ガスを上記パティキュレートフィルタの排気上流側にある酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置へ流すので、内燃機関の運転状況にかかわらず上記フィルタ直前触媒装置における酸化触媒の活性を確実に且つ速やかに得、さらに活性を促進して、アイドリング時又は燃料カット時などを含めて上記内燃機関のあらゆる運転状態で上記パティキュレートフィルタの強制的再生を行うことができる。その結果、例えば比較的負荷をかける運転の頻度が少ない内燃機関などでも内燃機関を停めることなく、しかも例えば空ぶかしなど特殊な運転を行うことなく、つまり内燃機関に通常の運転をさせながら、手間をかけずに上記パティキュレートフィルタの強制的再生を行うことができる。また、コモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンでポスト噴射を行う場合でも、本発明の第１の内燃機関のフィルタ再生装置を用いれば、上記フィルタ直前触媒装置における酸化触媒の活性を確実に得、さらに活性を促進し、アイドリング時又は燃料カット時などを含めて上記ディーゼルエンジンのあらゆる運転状態で上記パティキュレートフィルタの強制的再生を行うことができる。さらに、上記発熱装置が比較的小規模なものになるので、エネルギを節約することができる。また、上記補助触媒装置の温度がその酸化触媒の活性温度以上であるときに上記発熱装置を作動させたときには、上記補助触媒装置における酸化触媒の活性を更に促進することができる。さらに、上記発熱装置が上記補助燃料供給部をも加熱できたときには、上記補助燃料の霧化促進により、上記補助触媒装置における上記補助燃料の酸化を促進することができ、パティキュレートフィルタの強制的再生を促進することができる。
【００２０】
本発明の第２の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記補助加熱装置と上記フィルタ直前触媒装置との間に一又は二以上の中間加熱装置を設けたので、上記第１の内燃機関のフィルタ再生装置により得られる効果が得られることに加えて、さらに、上記フィルタ直前触媒装置へ流れ込む上記一部の排気ガスを更に高温にして上記フィルタ直前触媒装置における酸化触媒の活性を更に促進することができ、上記パティキュレートフィルタの強制的再生を更に促進することができる。
【００２１】
本発明の第３の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記補助加熱装置及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積が、又は上記補助加熱装置、上記中間加熱装置及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積を、排気下流にいくほど大きくなるように設定したので、上記第２又は第３の内燃機関のフィルタ再生装置により得られる効果が得られることに加え、排気上流側にある上記補助加熱装置から出た上記一部の排気ガスがそれよりも排気下流側にある上記フィルタ直前触媒装置又は上記中間加熱装置に受け取られやすくなり、上記第１又は第２の内燃機関のフィルタ再生装置の実効を高めることができる。
【００２２】
本発明の第４の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置に、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置の通路面積を変える弁を設けたので、上記第１ないし第３のうちいずれか一つの内燃機関のフィルタ再生装置により得られる効果が得られることに加え、さらに、上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置を通る上記一部の排気ガスの流速を変えて、上記一部の排気ガスへの熱伝達を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第１の実施形態を示す全体図である。排気通路構成部材を断面して排気通路の内部をみせているが、パティキュレートフィルタ、フィルタ直前触媒装置、及び補助加熱装置は断面していない。
【図２】図２は、図１の仮想線で囲んだ部分を拡大して断面した図である。
【図３】図３は、図２の内側の仮想線で囲んだ部分を拡大した図である。
【図４】図４は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第２の実施形態を示す全体図である。排気通路構成部材を断面して排気通路の内部をみせている。補助触媒装置及び補助燃料供給部は断面しているが、グロープラグは断面していない。中間加熱装置は断面している。パティキュレートフィルタ、及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。タンク、燃料配管の一部、ポンプ、及び昇温装置は図１と同様であるので省略している。
【図５】図５は、第２の実施形態が備える中間加熱装置の変形例を示す図２に相当する図である。
【図６】図６は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第３の実施形態を示す全体図である。排気通路構成部材を断面して排気通路の内部をみせているが、パティキュレートフィルタ、及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。補助加熱装置は断面しているが、グロープラグは断面していない。タンク、燃料配管の一部、ポンプ、及び昇温装置は図１と同様であるので省略している。
【図７】図７は、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第４の実施形態を示す全体図である。排気通路構成部材を断面して排気通路の内部をみせているが、パティキュレートフィルタ、及びフィルタ直前触媒装置は断面していない。補助加熱装置は断面しているが、グロープラグは断面していない。タンク、燃料配管の一部、ポンプ、及び昇温装置は図１と同様であるので省略している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１ないし図３は本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第１の実施形態を示す。この第１の実施形態の内燃機関は、往復ピストン機構を備えた公知のディーゼルエンジンである。この内燃機関は、シリンダと、このシリンダに摺動可能に嵌挿されたピストンとを備えており、上記シリンダにおけるピストンの頂面側には燃焼室が形成されている。上記内燃機関には、一端が上記燃焼室に接続され、他端が大気に開放されて、当該燃焼室に新気を供給する吸気通路が設けられている。また、上記内燃機関には、一端が上記燃焼室に接続され、他端が大気に開放されて、当該燃焼室から排出される排気ガスを外部へ導出する排気通路１０が設けられている。上記排気通路１０は、シリンダに近い側から排気マニフォールド、排気管などの複数の排気通路構成部材の内部通路により一連に構成されている。燃焼方式は直接噴射式であり、そのために機械式の燃料噴射ポンプにより加圧された燃料をシリンダヘッドに設けたインジェクタから上記燃焼室へぞれぞれ噴射するようにしている。以上のような構成の第１の実施形態の内燃機関によって本発明の対象とする内燃機関が限定解釈されることはない。本発明の対象とする内燃機関は、副室式（予燃焼室式・渦流室式）のディーゼルエンジンのような内燃機関であってもよく、また燃料噴射をユニットインジェクタ式やコモンレール式で行うディーゼルエンジンのような内燃機関であってもよい。本発明の対象とする内燃機関には、例えばロータリーエンジンが含まれ、また例えばシリンダ内に直接に燃料が噴射されるようにしたガソリンエンジンも含まれる。本発明の対象とする内燃機関には、自動車又はその他の輸送用機器に搭載される内燃機関も、発電装置駆動用の内燃機関で例示されるような敷地に定置した内燃機関も含まれる。
【００２５】
上記排気通路１０には、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ２０が設けられている。このパティキュレートフィルタ２０は、排気流の方向にみて上記パティキュレートフィルタ２０の断面が上記排気通路１０の全面を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記パティキュレートフィルタ２０を通るようにしている。上記パティキュレートフィルタ２０の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記パティキュレートフィルタ２０の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記パティキュレートフィルタ２０は、排気通路構成部材、つまり上記排気通路１０を構成する部材である筒形部材の内部通路に収容されて、その排気通路構成部材に保持されている。パティキュレートフィルタを排気通路構成部材に対して脱着可能に設けてもよい。そして、パティキュレートフィルタ２０の上記導出側の端面は大気に向かって開放されており、上記導入側の端面は上記排気通路１０において排気上流側に向いている。このパティキュレートフィルタ２０は、いわゆる目封じタイプである。このパティキュレートフィルタ２０は、セラミックで構成され、隔壁で区画された複数のセルを有する、いわゆるハニカム体であって、ハニカムを１セルずつ交互にその端を塞いだものであり、排気ガスが壁を通過するときに粒子状物質を捕集する。上記パティキュレートフィルタ２０の導入側の端面では各セルの端面がシール材によって交互に市松模様状に塞がれており、導出側の端面では、上記導入側の端面で塞がれたセルは開口し、上記導入側の端面で開口していたセルはシール材によって塞がれた構造をしている。パティキュレートフィルタとしては、他にも例えば多孔体タイプ、繊維タイプなどがあり、これらは、例えば金属等の材料で構成され、排気が多孔体又は繊維の構成体に衝突することで粒子状物質を捕集するように構成されている。しかし、本発明のパティキュレートフィルタの構造は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集する機能を発揮するものであればよい。
【００２６】
また、上記排気通路１０における上記パティキュレートフィルタ２０よりも排気上流側には、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えたフィルタ直前触媒装置３０が設けられている。上記フィルタ直前触媒装置３０は、上記酸化触媒と、この酸化触媒をその両端を除いて覆うケーシングとを備えているが、このようなケーシングを設けずに上記酸化触媒そのものにより上記フィルタ直前触媒装置を構成してもよい。このフィルタ直前触媒装置３０は、排気流の方向にみて上記フィルタ直前触媒装置３０の断面が上記排気通路１０の全面を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記フィルタ直前触媒装置３０を通るようにしている。このフィルタ直前触媒装置３０が備える酸化触媒は、ディーゼル用酸化触媒である。上記フィルタ直前触媒装置３０の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記フィルタ直前触媒装置３０の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記フィルタ直前触媒装置３０は、排気通路構成部材、つまり上記排気通路１０を構成する部材である筒形部材の内部通路に収容されて、その排気通路構成部材に保持されている。そして、上記フィルタ直前触媒装置３０の上記導出側の端面は、上記パティキュレートフィルタ２０の上記導入側の端面に近接し且つ対向しており、上記導入側の端面は上記排気通路１０において排気上流側に向いている。上記フィルタ直前触媒装置３０は、排気ガスを流すための細い貫通孔が多数設けられたステンレス製の母材と、上記母材に担持された酸化触媒としての白金（Ｐｔ）とを備えている。上記母材はステンレス製に限定されることはなく、例えばコージェライト、セラミックなどで形成してもよい。上記担持される材料は白金（Ｐｔ）に限定されることはなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒の機能を発揮するのであれば他の材質であってもよい。そして、排気上流側の排気通路１０からの排気ガスが上記導入側の端面から上記フィルタ直前触媒装置３０へ入ると、上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の触媒反応により、排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ2や水などに変わる。そして、この酸化反応によって排気ガスが加熱されて高温になる。本発明のフィルタ直前触媒装置は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する機能を発揮するものであればよい。以上の構成により、上記フィルタ直前触媒装置３０における上記物質の酸化反応により加熱された上記排気ガスで上記パティキュレートフィルタ２０に捕集された粒子状物質の酸化を促進して上記パティキュレートフィルタ２０を再生するようにしている。本発明でいう上記物質には、排気ガスに含まれる粒子状物質、排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が含まれている。
【００２７】
上記排気通路１０における上記フィルタ直前触媒装置３０よりも排気上流側に補助加熱装置４０が設けられている。この補助加熱装置４０は、排気流の方向にみて上記補助加熱装置４０の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように配置されている。また、上記補助加熱装置４０は、上記フィルタ直前触媒装置３０と上記排気通路に沿って間隔をあけて配置されている。そして、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスのうち一部が上記補助加熱装置４０を流れるようになっている。上記補助加熱装置４０の周囲には、排気流の方向にみて上記補助加熱装置４０の周囲に上記排気通路１０の残部があり、この上記排気通路１０の残部に上記補助加熱装置４０を流れる一部の上記排気ガス以外の上記排気ガスが通るようになっている。上記補助加熱装置４０を流れる上記排気ガスの流量と、上記補助加熱装置４０の周囲を流れる上記排気ガスの流量との比率は、例えば１対１５などであるが、これによって本発明における上記の流量比が限定解釈されることはない。
【００２８】
図１及び図２に示すように、上記補助加熱装置４０は、ケーシング４３と、上記ケーシング４３の内部に設けられた補助触媒装置４１と、上記ケーシング４３の内部に設けられた補助燃料供給部４２と、上記ケーシング４３の内部に設けられた発熱装置４５とを備えている。上記ケーシング４３は、薄い耐熱性の板状部材により筒形に形成されている。このケーシング４３は、上記排気通路１０において、一端の開口が排気上流側に向き、他端の開口が排気下流側に向くように配置されている。このケーシング４３は、排気流を横切るように延びる支持部材（図示省略）を介して出来るだけ排気流を妨げないように上記排気通路構成部材に連結されているが、後述する燃料配管５２を介して又は他の部材を介して上記排気通路構成部材に接続してもよい。そして、上記ケーシング４３の内部において、排気下流側に上記補助触媒装置４１が設けられ、排気上流側に上記補助燃料供給部４２が設けられている。この実施形態では、上記ケーシング４３が上記補助触媒装置４１を収容する第１のケーシング４３ａと上記補助燃料供給部４２を収容する第２のケーシング４３ｂとを備えており、上記第１のケーシング４３ａの排気上流側の端面と上記第２のケーシング４３ｂの排気下流側の端面とが気密性を確保できるように接続されている。上記ケーシングは、上記第１のケーシングと上記第２のケーシングとを一体的に設けてもよいし、上記第１のケーシングの排気上流側の端面と上記第２のケーシングの排気下流側の端面との間に隙間をあけてもよい。
【００２９】
上記補助触媒装置４１は、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えている。上記補助触媒装置４１は、上記酸化触媒と、この酸化触媒をその両端を除いて覆うケーシングとを備えているが、このようなケーシングを設けずに上記酸化触媒そのものにより上記補助触媒装置を構成してもよい。上記補助触媒装置４１が備える酸化触媒は、ディーゼル用酸化触媒である。上記補助触媒装置４１の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記補助触媒装置４１の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。そして、上記補助触媒装置４１は上記ケーシング４３の内側に隙間無く嵌っている。上記補助触媒装置４１の上記導入側の端面は上記ケーシング４３の内部において排気上流側へ向いている。また、上記補助触媒装置４１の上記導出側の端面は、上記ケーシング４３の排気下流側の開口から上記排気通路１０に露出している。上記補助触媒装置４１は、排気流の方向にみて上記補助触媒装置４１の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスの一部が上記補助触媒装置４１を通るようにしている。上記補助触媒装置４１は、排気ガスを流すための細い貫通孔が多数設けられたコージェライト製の母材と、上記母材に担持された酸化触媒としての白金（Ｐｔ）とを備えている。上記母材はコージェライト製に限定されることはなく、例えばステンレス、セラミックなどで形成してもよい。上記担持される材料は白金（Ｐｔ）に限定されることはなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒の機能を発揮するのであれば他の材質であってもよい。排気上流側の上記排気通路１０からの排気ガスが上記導入側の端面から上記補助触媒装置４１に入ると、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の触媒反応により、排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ2や水などに変わる。そして、この酸化反応によって排気ガスが加熱されて高温になる。本発明の上記補助触媒装置は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する機能を発揮するものであればよい。
【００３０】
上記補助燃料供給部４２は、上記ケーシング４３の内部において、上記排気通路１０の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置３０及び上記補助触媒装置４１の被毒性を持たない可燃性の補助燃料を上記補助触媒装置４１の排気上流側へ供給するように構成されている。上記補助燃料供給部４２は、耐熱性の多孔質材料よりなる。上記補助燃料供給部４２はグラスウールにより形成しているが、上記補助燃料供給部は例えばセラミック製の多孔質材料などのような他の耐熱性の多孔質材料により形成してもよい。上記補助燃料供給部４２は筒形に形成されている。上記補助燃料供給部４２の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記補助燃料供給部４２の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記補助燃料供給部４２には排気上流側から排気下流側へ貫通する内部通路４２ａが設けられている。上記内部通路４２ａの一端は排気ガスの導入側の開口として上記補助燃料供給部４２の排気上流側の端面に開口しており、上記内部通路４２ａの他端は排気ガスの導出側の開口として上記補助燃料供給部４２の排気下流側の端面に開口している。そして、上記補助燃料供給部４２は上記ケーシング４３の内側に隙間無く嵌っている。上記補助燃料供給部４２の上記導出側の端面は上記ケーシング４３の内部において排気下流側へ向いていて、上記補助触媒装置４１の上記導入側の端面に近接し且つ対向している。また、上記補助燃料供給部４２の上記導入側の端面は、上記ケーシング４３の排気上流側の開口から上記排気通路１０に露出している。上記補助燃料供給部４２は、排気流の方向にみて上記補助燃料供給部４２の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスの一部が上記補助燃料供給部４２の上記内部通路４２ａを通るようにしている。図３に示すように、上記補助燃料供給部４２には上記補助燃料供給部４２の外部から供給された補助燃料が浸み込み、この浸み込んだ補助燃料が気化して気相の状態で上記補助燃料供給部４２の内側の内部通路４２ａを通る上記排気ガスに混入するようになっている。その場合、上記補助燃料供給部４２に浸み込んだ補助燃料が気化せずに液相の状態で上記補助燃料供給部４２の内側の内部通路４２ａを通る上記排気ガスに混入するようにしてもよい。上記補助燃料は軽油である。したがって、上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料をそのまま補助燃料として利用することができる。もっとも、上記燃料噴射ポンプに供給される燃料と別の種類の軽油を補助燃料として用いてもよい。図１において、５１は燃料を溜めるタンクであって、このタンク５１には上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料が収容されている。そして、このタンク５１と上記補助燃料供給部４２とは燃料配管５２によって接続されている。上記燃料配管５２にはポンプ５３が設けられており、このポンプ５３を作動させると、上記タンク５１の燃料が上記補助燃料として上記燃料配管５２を介して上記補助燃料供給部４２へ供給されるようになっている。これによって上記排気通路１０の外部から供給された補助燃料をほぼ気相状態で上記排気ガスに混入させて上記補助触媒装置４１へ供給するように構成されている。上記燃料噴射ポンプに供給される燃料と別の種類の軽油を補助燃料として用いるときは、上記タンクは上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料を溜めるタンクと別のタンクになる。この実施形態の補助燃料を軽油にしたことにより本発明の補助燃料が限定解釈されることはない。本発明の補助燃料は上記排気通路の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置及び上記補助触媒装置の被毒性を持たない可燃性の燃料であればよい。また、上記補助燃料をほぼ気相状態で上記排気ガスに混入させて上記補助触媒装置へ供給するときには、本発明の補助燃料は補助燃料供給部へ供給される段階ではこの実施形態のように液体燃料であってもよいし、補助燃料として例えばＬＰガスなどのように気体燃料を用いてもよい。
【００３１】
上記発熱装置４５は、上記ケーシング４３の内部において、上記補助触媒装置４１を加熱するように配置されている。すなわち、上記補助燃料供給部４２における内部通路４２ａを形成する面には、上記内部通路４２ａを取り巻くように螺旋状に巻かれた電熱線よりなるシーズヒータが嵌められており、このシーズヒータの両端は第１のスイッチを介して電源に接続されている。このシーズヒータにより、上記発熱装置４５が構成されている。そして、後述する制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記発熱装置４５へ送られて上記発熱装置４５の作動を制御する。上記発熱装置は、上記補助触媒装置を加熱するものであれば、他の発熱原理を用いた発熱手段を用いてもよい。上記発熱装置４５は、その輻射熱により上記補助触媒装置４１を加熱すると共に、上記補助燃料供給部４２をも加熱する。しかし、上記発熱装置は、その輻射熱により上記補助触媒装置を加熱するが上記補助燃料供給部は加熱しないように構成したものであってもよい。したがって、上記発熱装置は、例えば、上記補助触媒装置の周辺又は内部に設けてもよく、上記補助触媒装置の排気下流側に設けてもよい。
【００３２】
そして、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば上記発熱装置４５を作動させるように構成している。また、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１が上記活性温度以上であれば上記補助燃料供給部４２による上記補助燃料の供給を行うように構成している。すなわち、図１において、６１は制御手段であって、この制御手段６１は、ＣＰＵ、メモリ、ストレージ又はその他の記憶装置などを備えており、送られてきた信号を演算処理して制御信号を出力する。この制御手段６１は電子制御回路ユニットであるが、これに代えてコンピュータなどを用いてもよい。上記フィルタ直前触媒装置３０の排気ガス導出側の端面付近には、第１の温度センサ６２が設けられ、上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近には、第２の温度センサ６３が設けられている。また、上記フィルタ直前触媒装置３０の排気ガス導入側の端面付近には、圧力センサ６４が設けられている。上記第１の温度センサ６２、上記第２の温度センサ６３、及び上記圧力センサ６４の出力信号は上記制御手段６１へ送られており、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記発熱装置４５へ送られて上記発熱装置４５の作動を制御する。すなわち、上記制御手段６１により、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりするに至ったときに対応する目詰まり対応圧力に対してそれ以上であり、且つ上記第２の温度センサ６３が検出した上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近の温度が、上記補助触媒装置４１の温度がその活性温度に至ったときに対応した活性対応温度に対してそれ未満であるときは、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりし且つ上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度未満であると判断して上記第１のスイッチを閉じて上記発熱装置４５を作動させる。これによって上記補助触媒装置４１が加熱される。一方、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が上記目詰まり対応圧力未満であるときには上記第１のスイッチを開いて上記発熱装置４５を不作動にするが、そのようにせずに上記第１のスイッチを閉じて上記発熱装置４５を作動させてもよい。上記第２の温度センサ６３が検出した上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記活性対応温度以上であるときには上記第１のスイッチを開いて上記発熱装置４５を不作動にするが、そのようにせずに上記第１のスイッチを閉じて上記発熱装置４５を作動させてもよい。また、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記ポンプ５３へ送られて上記ポンプ５３の作動を制御する。すなわち、上記制御手段６１により、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりするに至ったときに対応する目詰まり対応圧力に対してそれ以上であり、且つ上記第２の温度センサ６３が検出した上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近の温度が、上記補助触媒装置４１の温度がその活性温度に至ったときに対応した活性対応温度に対してそれ以上であるときは、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりし且つ上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度以上であると判断して上記ポンプ５３を作動させて上記補助燃料供給部４２へ上記補助燃料を供給する。これによって上記補助触媒装置４１における上記物質及び上記補助燃料の酸化反応により上記排気ガスが加熱され、この加熱された上記排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れる。一方、上記制御手段６１により、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が上記目詰まり対応圧力未満であるときは上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしていないと判断し、また上記第２の温度センサ６３が検出した上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記活性対応温度未満のときは上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性を得ることが期待できないと判断し、これらのうち少なくともいずれかの判断をしたときには上記ポンプ５３を不作動にして上記補助燃料供給部４２への上記補助燃料の供給を止めるようにしている。さらに、上記制御手段６１により、上記第１の温度センサ６２が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記フィルタ直前触媒装置３０又は上記パティキュレートフィルタ２０の耐用限界温度を越えたときは排気ガス温度が過剰に高くなっていると判断し、上記ポンプ５３を不作動にして上記補助燃料供給部４２への上記補助燃料の供給を止めるようにしている。この上記第１の温度センサ６２に基づいて上記ポンプ５３を不作動にする制御は行った方が好ましいが必ずしも行わなくてもよい。
【００３３】
上記燃料配管５２には、上記補助燃料供給部４２へ供給される補助燃料を加熱する昇温装置５４が設けられている。すなわち、上記燃料配管５２の周囲には電熱線よりなるヒータが設けられており、このヒータの両端は第２のスイッチを介して電源に接続されている。このヒータにより、上記昇温装置５４が構成されている。そして、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記昇温装置５４へ送られて上記昇温装置５４の作動を制御する。すなわち、上記制御手段６１により、上記第２の温度センサ６３が検出した上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記活性対応温度未満のときは上記補助触媒装置４１における酸化触媒が活性を得ていないと判断して上記第２のスイッチを閉じて上記昇温装置５４を作動させる。その結果、上記補助燃料供給部４２に供給される上記補助燃料が加熱されて補助燃料の霧化が促進され、上記一部の排気ガスと上記補助燃料との混合が進み、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化が促進される。上記昇温装置は、上記補助燃料供給部へ供給される補助燃料を加熱するものであれば、他の加熱手段を用いてもよい。
【００３４】
従って、上記内燃機関のフィルタ再生装置の第１の実施形態においては、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記フィルタ直前触媒装置３０を通り、上記排気ガスに含まれる粒子状物質は上記パティキュレートフィルタ２０により捕集される。そして、上記フィルタ直前触媒装置３０がその酸化触媒の活性温度以上にあるときには、上記フィルタ直前触媒装置３０において上記排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また上記排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ2や水などに変わり、この酸化反応によって上記排気ガスが加熱され、高温になった上記排気ガスが上記パティキュレートフィルタ２０に流れ込むため、上記パティキュレートフィルタ２０に捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタ２０から粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタ２０が強制的に再生される。
【００３５】
上記排気通路１０を流れる上記排気ガスのうち一部が上記補助加熱装置４０を流れる。そして、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１が上記活性温度未満であれば上記発熱装置４５が作動するので、上記発熱装置４５により上記補助触媒装置４１が加熱され、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度を越えると、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進される。そして、上記補助触媒装置４１が上記活性温度を越えておれば上記補助燃料供給部４２により上記補助燃料が上記補助触媒装置４１の排気上流側へ供給されるので、上記一部の排気ガスと上記補助燃料とが混合して上記補助触媒装置４１へ流れ込み、上記補助触媒装置４１において上記補助燃料が上記物質と共に酸化されるので、上記一部の排気ガスが加熱されて高温になり、この上記一部の高温の排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む。そのため、上記フィルタ直前触媒装置３０の少なくとも一部の温度が上がり、その周囲も熱伝導により温度が上がる。そうすると、上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進されるので、上述したような酸化反応によって上記フィルタ直前触媒装置３０を通る上記排気ガスが加熱され、高温になった上記排気ガスが上記パティキュレートフィルタ２０に流れ込み、上記パティキュレートフィルタ２０に捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタ２０から粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタ２０が強制的に再生される。これらの機能は内燃機関の運転状況にかかわらず発揮され、上記内燃機関を停める必要がない。また、上記補助触媒装置４１がその活性温度未満のときであっても速やかに上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性が得られ、上記パティキュレートフィルタ２０が強制的に再生される。さらに、上記補助加熱装置４０は上記排気ガスの一部を流すに過ぎないので、上記発熱装置４５は、比較的小さな上記補助触媒装置４１を加熱すればよく、上記フィルタ直前触媒装置３０を加熱するために上記フィルタ直前触媒装置３０に発熱装置を設ける場合に較べると上記発熱装置４５が小規模なものになるので、エネルギが節約される。
【００３６】
また、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度以上であるときに上記発熱装置４５を作動させてもよい。そうしたときには、上記発熱装置４５により上記補助触媒装置４１が加熱され、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性が更に促進される。さらに、上記発熱装置４５が上記補助燃料供給部４２をも加熱できたときには、上記補助燃料供給部４２における上記補助燃料の霧化が促進され、上記一部の排気ガスと上記補助燃料との混合が進み、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化が促進される。
【００３７】
このように上記第１の実施形態は、補助燃料が供給される酸化触媒を設けた小規模な上記補助加熱装置４０を上記排気通路１０に設け、この補助加熱装置４０へ一部の排気ガスを導いてこれを集中的に加熱することで排気ガスの一部に少量の高熱の排気ガスをつくり、この少量の高温な排気ガスを上記パティキュレートフィルタ２０の排気上流側にある酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置３０へ流すので、内燃機関の運転状況にかかわらず上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性を確実に且つ速やかに得、さらに活性を促進して、アイドリング時又は燃料カット時などを含めて上記内燃機関のあらゆる運転状態で上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を行うことができる。その結果、例えば比較的負荷をかける運転の頻度が少ない内燃機関などでも内燃機関を停めることなく、しかも例えば空ぶかしなど特殊な運転を行うことなく、つまり内燃機関に通常の運転をさせながら、手間をかけずに上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を行うことができる。また、コモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンでポスト噴射を行う場合でも、上記内燃機関のフィルタ再生装置を用いれば、上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性を確実に得、さらに活性を促進し、アイドリング時又は燃料カット時などを含めて上記ディーゼルエンジンのあらゆる運転状態で上記パティキュレートフィルタの強制的再生を行うことができる。さらに、上記発熱装置４５が比較的小規模なものになるので、エネルギを節約することができる。また、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度以上であるときに上記発熱装置４５を作動させたときには、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性を更に促進することができる。さらに、上記発熱装置４５が上記補助燃料供給部４２をも加熱できたときには、上記補助燃料の霧化促進により、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化を促進することができ、上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を促進することができる。
【００３８】
本発明の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記補助加熱装置と上記フィルタ直前触媒装置との上記排気流の方向にみた面積の大小関係を何ら限定するものではない。そのような種々の実施形態のなかで、上記第１の実施形態は、上記補助加熱装置４０及び上記フィルタ直前触媒装置３０の上記排気流の方向にみた面積が、排気下流にいくほど大きくなるように設定されている。すなわち、上記補助加熱装置４０の上記排気流の方向にみた面積よりも上記フィルタ直前触媒装置３０の上記排気流の方向にみた面積の方が大きくなるように設定されている。このようにすれば、排気上流側にある上記補助加熱装置４０から出た上記一部の排気ガスがそれよりも排気下流側にある上記フィルタ直前触媒装置３０に受け取られやすくなる。
【００３９】
本発明の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記昇温装置を設けていない実施形態を含む。そのような種々の実施形態のなかで、上記第１の実施形態は、上記燃料配管５２に、上記補助燃料供給部４２へ供給される補助燃料を加熱する昇温装置５４を設けている。このようにすれば、上記補助燃料供給部４２における補助燃料の霧化が促進され、上記一部の排気ガスと上記補助燃料との混合が進み、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化が促進される。
【００４０】
次に、本発明の内燃機関のフィルタ再生装置における他の実施形態を説明する。上記第１の実施形態及びその変形例の構成はそのまま上記他の実施形態及びその変形例の構成として引用して説明の重複を避けると共に、上記他の実施形態及びその変形例の構成において上記第１の実施形態及びその変形例の構成と異なるものについて追加的に説明する。図４は本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態は、上記補助加熱装置４０の構成が上記第１の実施形態と異なっている。また、この第２の実施形態は、さらに中間加熱装置７０を備えている点が上記第１の実施形態と異なっている。
【００４１】
上記補助加熱装置４０の上記ケーシング４３は上記第１の実施形態の上記ケーシング４３と同様の構成である。ここでは上記補助触媒装置４１の周囲のケーシングと上記補助燃料供給部４２の周囲のケーシングとを一体的に設けているが、上記第１の実施形態のように上記第１のケーシングと上記第２のケーシングに分割して設けてもよいし、上記第１のケーシングの排気上流側の端面と上記第２のケーシングの排気下流側の端面との間に隙間をあけてもよい。また、上記補助触媒装置４１は、上記第１の実施形態の上記補助触媒装置４１と同様の構成である。上記補助燃料供給部４２は、耐熱性の多孔質材料よりなる。上記補助燃料供給部４２はセラミック製の多孔質材料により形成しているが、上記補助燃料供給部は例えば金属繊維製の多孔質材料のような他の耐熱性の多孔質材料により形成してもよい。上記補助燃料供給部４２は、多孔質材料であるから内部に無数の微細な貫通通路が形成されているが、第１の実施形態の上記補助燃料供給部４２に設けたような貫通する大きな内部通路は設けられていない。この第２の実施形態の上記補助燃料供給部４２は、母線がほぼ上記ケーシング４３の内部を流れる上記排気流に沿うようなほぼ円柱形に形成されているが、上記補助燃料供給部は、例えば直方体であっても又はその他の形状に形成されていてもよい。上記補助燃料供給部４２の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記補助燃料供給部４２の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。そして、上記補助燃料供給部４２は上記ケーシング４３の内部空間に、上記補助燃料供給部４２と上記ケーシング４３の内壁との間を上記排気ガスが充分に流れるだけの隙間があくように配置されている。上記補助燃料供給部４２の上記導出側の端面は上記ケーシング４３の内部において排気下流側へ向いていて、上記補助触媒装置４１の上記導入側の端面に近接し且つ対向している。また、上記補助燃料供給部４２の上記導入側の端面は、上記ケーシング４３の排気上流側の開口よりも排気下流側に配置されている。上記補助燃料供給部４２は、排気流の方向にみて上記補助燃料供給部４２の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスの一部が上記補助燃料供給部４２の上記微細な貫通通路と上記補助燃料供給部４２の周囲を通るようにしている。そして、上記補助燃料供給部４２には上記補助燃料供給部４２の外部から供給された補助燃料が浸み込み、この浸み込んだ補助燃料が気化して気相の状態で上記補助燃料供給部４２の上記微細な貫通通路と上記補助燃料供給部４２の周囲を通る上記排気ガスに混入するようになっている。その場合、上記補助燃料供給部４２に浸み込んだ補助燃料が気化せずに液相の状態で上記補助燃料供給部４２の内側の内部通路４２ａを通る上記排気ガスに混入するようにしてもよい。上記補助燃料は軽油である。したがって、上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料をそのまま補助燃料として利用することができる。もっとも、上記燃料噴射ポンプに供給される燃料と別の種類の軽油を補助燃料として用いてもよい。上記第１の実施形態の上記タンク５１、上記燃料配管５２、及び上記ポンプ５３は、この第２の実施形態でも同様の構成のものをそれぞれ備えており、上記第１の実施形態のときと同様の機能を発揮する。上記燃料配管５２の補助燃料を吐出する側の端部が上記補助燃料供給部４２に接続されている。そして、上記ポンプ５３を作動させると、上記タンク５１の燃料が上記補助燃料として上記燃料配管５２を介して上記補助燃料供給部４２へ供給されるようになっている。これによって上記排気通路１０の外部から供給された補助燃料をほぼ気相状態で上記排気ガスに混入させて上記補助触媒装置４１へ供給するように構成されている。上記燃料噴射ポンプに供給される燃料と別の種類の軽油を補助燃料として用いるときは、上記タンクは上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料を溜めるタンクと別のタンクになる。この実施形態の補助燃料を軽油にしたことにより本発明の補助燃料が限定解釈されることはない。本発明の補助燃料は上記排気通路の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置及び上記補助触媒装置の被毒性を持たない可燃性の燃料であればよい。また、上記補助燃料をほぼ気相状態で上記排気ガスに混入させて上記補助触媒装置へ供給するときには、本発明の補助燃料は補助燃料供給部へ供給される段階ではこの実施形態のように液体燃料であってもよいし、補助燃料として例えばＬＰガスなどのように気体燃料を用いてもよい。上記第１の実施形態における上記タンク５１、上記燃料配管５２、及び上記ポンプ５３などに関する説明は、この第２の実施形態でも同様に適用される。
【００４２】
上記第１の実施形態では、上記発熱装置４５としてシーズヒータを用いた。これに対して上記第２の実施形態では、発熱装置４５として、上記シーズヒータではなく、第１のグロープラグ４５ａと第２のグロープラグ４５ｂとを用いた。上記第２のグロープラグ４５ｂは、上記第１のグロープラグ４５ａよりも排気下流側に設けられている。上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂは、ディーゼルエンジンの予備加熱装置として用いられるものであり、内部が空洞になった棒状の筒部を備えており、上記筒部の内部に電熱線よりなるコイルがを設けられていて、このコイルに電流を通して赤熱させると、上記筒部が発熱するようになっている。上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂは、上記筒部が上記ケーシング４３の内部に配置されるように上記ケーシング４３に取付られている。上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂは、基端が上記排気通路構成部材に取付られているが、この取付構造を生かして上記ケーシング４３を上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂを介して上記排気通路構成部材に取付けるようにしてもよい。そして、上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂのそれぞれの電熱線の両端は上記第１のスイッチを介して電源に接続されている。そして、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂへ送られて上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂの作動を制御する。上記第１の実施形態の上記制御手段６１による上記発熱装置４５の制御は、この第２の実施形態の上記制御手段６１による上記各グロープラグ４５ａ、４５ｂの制御でも同様に行われ、第１の実施形態のときと同様の機能を発揮する。上記第１のグロープラグ４５ａは、その上記筒部の先端が上記補助燃料供給部４２に開けられた穴に突っ込まれている。また、上記第２のグロープラグ４５ｂは、その筒部が上記補助燃料供給部４２の排気下流側で且つ上記補助触媒装置４１の排気上流側に配置されている。そして、通電されることによって上記第１のグロープラグ４５ａ及び第２のグロープラグ４５ｂが発熱すると、その輻射熱により上記補助触媒装置４１を加熱して上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性を得、また上記補助燃料を加熱して上記補助燃料の微粒子化を行うようにしている。上記発熱装置は、上記補助触媒装置を加熱するが上記補助燃料供給部は加熱しないように構成したものであってもよい。したがって、例えば、上記第１のグロープラグを設けずに上記発熱装置を第２のグロープラグのみで構成し、主として輻射熱により上記補助触媒装置４１を加熱して上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性を得るようにしてもよい。その場合、例えば、上記第２のグロープラグを上記補助触媒装置の周辺又は内部に設けてもよく、上記補助触媒装置の排気下流側に設けてもよい。上記発熱装置は、上記補助燃料供給部へ供給された補助燃料を加熱するものであれば、他の加熱手段を用いてもよく、第１の実施形態のようにシーズヒータを用いてもよい。また、第１の実施形態において上記発熱装置としてグロープラグを用いてもよい。
【００４３】
そして、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば上記発熱装置４５を作動させるように構成している。また、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１が上記活性温度以上であれば上記補助燃料供給部４２による上記補助燃料の供給を行うように構成している。上記第１の実施形態の上記制御手段６１、上記第１の温度センサ６２、上記第２の温度センサ６３、及び上記圧力センサ６４は、この第２の実施形態でも同様の構成のものをそれぞれ備えており、上記第１の実施形態のときと同様の機能を発揮する。その場合、上記第１の実施形態のときと同様に、上記第１の温度センサ６２に基づいて上記ポンプ５３を不作動にする制御は行った方が好ましいが必ずしも行わなくてもよい。上記第１の実施形態における上記制御手段６１、上記第１の温度センサ６２、上記第２の温度センサ６３、及び上記圧力センサ６４などに関する説明は、この第２の実施形態でも同様に適用される。
【００４４】
上記第１の実施形態の上記昇温装置５４は、この第２の実施形態でも同様の構成のものを備えており、上記第１の実施形態のときと同様の機能を発揮する。上記第１の実施形態における上記昇温装置５４に関する説明は、この第２の実施形態でも同様に適用される。
【００４５】
上記第２の実施形態は、さらに中間加熱装置７０を備えている。この中間加熱装置７０は、上記補助加熱装置４０と上記フィルタ直前触媒装置３０との間に設けられている。上記中間加熱装置７０は、上記排気流の方向にみて上記中間加熱装置７０の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように配置されている。また、上記補助加熱装置４０、上記中間加熱装置７０、及び上記フィルタ直前触媒装置３０が上記排気通路１０に沿ってそれぞれ間隔をあけて配置されている。そして、上記中間加熱装置７０の排気上流側を流れる上記排気ガスのうち一部が上記中間加熱装置７０を流れるようになっている。上記中間加熱装置７０の周囲には、排気流の方向にみて上記中間加熱装置７０の周囲に上記排気通路１０の残部があり、この上記排気通路１０の残部に上記中間加熱装置７０を流れる一部の上記排気ガス以外の上記排気ガスが通るようになっている。上記中間加熱装置７０を流れる上記排気ガスの流量と、上記中間加熱装置７０の周囲を流れる上記排気ガスの流量との比率は、例えば１対３などであるが、これによって本発明における上記の流量比が限定解釈されることはない。
【００４６】
上記中間加熱装置７０は、ケーシング７３と、上記ケーシング７３の内部に設けられた中間触媒装置７１とを備えている。上記ケーシング７３は、薄い耐熱性の板状部材により筒形に形成されている。このケーシング７３は、上記排気通路１０において、一端の開口が排気上流側に向き、他端の開口が排気下流側に向くように配置されている。このケーシング７３は、排気流を横切るように延びる支持部材（図示省略）を介して出来るだけ排気流を妨げないように上記排気通路構成部材に連結されているが、後述する燃料配管５２’を設けたときにはこの燃料配管５２’を介して又は他の部材を介して上記排気通路構成部材に接続してもよい。そして、上記ケーシング７３の内部に、上記中間触媒装置７１が設けられている。
【００４７】
この中間触媒装置７１の構成は上記補助触媒装置４１の構成と同様である。すなわち、上記中間触媒装置７１は、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えている。上記中間触媒装置７１は、上記酸化触媒と、この酸化触媒をその両端を除いて覆うケーシングとを備えているが、このようなケーシングを設けずに上記酸化触媒そのものにより上記中間触媒装置を構成してもよい。上記中間触媒装置７１が備える酸化触媒は、ディーゼル用酸化触媒である。上記中間触媒装置７１の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記中間触媒装置７１の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。そして、上記中間触媒装置７１は上記ケーシング７３の内側に隙間無く嵌っている。上記中間触媒装置７１の上記導入側の端面は上記ケーシング７３の内部において排気上流側へ向いており、上記補助加熱装置４０の上記補助触媒装置４１の下流側端面に対向している。また、上記中間触媒装置７１の上記導出側の端面は上記ケーシング７３の内部において排気下流側へ向いており、上記フィルタ直前触媒装置３０の上流側端面に対向している。上記中間触媒装置７１は、排気流の方向にみて上記中間触媒装置７１の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスの一部が上記中間触媒装置７１を通るようにしている。上記中間触媒装置７１は、排気ガスを流すための細い貫通孔が多数設けられたコージェライト製の母材と、上記母材に担持された酸化触媒としての白金（Ｐｔ）とを備えている。上記母材はコージェライト製に限定されることはなく、例えばステンレス、セラミックなどで形成してもよい。上記担持される材料は白金（Ｐｔ）に限定されることはなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒の機能を発揮するのであれば他の材質であってもよい。排気上流側の上記排気通路１０からの排気ガスが上記導入側の端面から上記中間触媒装置７１に入ると、上記中間触媒装置７１における酸化触媒の触媒反応により、排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ２や水などに変わる。そして、この酸化反応によって排気ガスが加熱されて高温になる。本発明の上記中間触媒装置は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する機能を発揮するものであればよい。上記中間触媒装置７１に入る上記排気ガスは、上記補助加熱装置４０の補助触媒装置４１から出た排気ガスを含んでおり、これに上記補助加熱装置４０を通らずに上記補助加熱装置４０の周囲から流れ込む上記排気ガスが含まれることがある。第１の実施形態では上記第２の温度センサ６３を上記補助触媒装置４１の排気ガス導出側の端面付近に設けたが、第２の実施形態では上記第２の温度センサ６３を上記中間加熱装置７０の中間触媒装置７１の排気ガス導出側の端面付近に設けている。しかし、上記第２の温度センサを上記補助触媒装置の排気ガス導出側の端面付近に設けてもよい。
【００４８】
上記補助加熱装置４０、上記中間加熱装置７０、及び上記フィルタ直前触媒装置３０の上記排気流の方向にみた面積は、排気下流にいくほど大きくなるように設定されている。すなわち、上記補助加熱装置４０の上記面積よりも上記中間加熱装置７０の上記面積が大きく、上記中間加熱装置７０の上記面積よりも上記フィルタ直前触媒装置３０の上記面積は大きい。また、上記排気流の方向にみて、上記補助加熱装置４０が上記中間加熱装置７０に含まれ、上記中間加熱装置７０が上記フィルタ直前触媒装置３０に含まれるように配置されていることが好ましい。
【００４９】
従って、上記第２の実施形態によっても上記第１の実施形態と同様の作用及び効果が得られる。すなわち、上記内燃機関のフィルタ再生装置の第２の実施形態においては、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスはその全量が上記フィルタ直前触媒装置３０を通り、上記排気ガスに含まれる粒子状物質は上記パティキュレートフィルタ２０により捕集される。そして、上記フィルタ直前触媒装置３０がその酸化触媒の活性温度以上にあるときには、上記フィルタ直前触媒装置３０において上記排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また上記排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ２や水などに変わり、この酸化反応によって上記排気ガスが加熱され、高温になった上記排気ガスが上記パティキュレートフィルタ２０に流れ込むため、上記パティキュレートフィルタ２０に捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタ２０から粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタ２０が強制的に再生される。
【００５０】
この第２の実施形態の場合、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスのうち一部が上記補助加熱装置４０を流れ、さらに上記中間加熱装置７０を流れる。そして、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１が上記活性温度未満であれば上記発熱装置４５が作動するので、上記発熱装置４５により上記補助触媒装置４１が加熱され、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度を越えると、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進される。そして、上記補助触媒装置４１が上記活性温度を越えておれば上記補助燃料供給部４２により上記補助燃料が上記補助触媒装置４１の排気上流側へ供給されるので、上記一部の排気ガスと上記補助燃料とが混合して上記補助触媒装置４１へ流れ込み、上記補助触媒装置４１において上記補助燃料が上記物質と共に酸化されるので、上記一部の排気ガスが加熱されて高温になり、この上記一部の高温の排気ガスが上記中間加熱装置７０へ流れ込む。そのため、上記中間加熱装置７０の温度が上がる。そうすると、上記中間加熱装置７０における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進されるので、上述したような酸化反応によって上記中間加熱装置７０を通る上記一部の排気ガスが加熱され、さらに高温になった上記一部の排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む。そのため、上記フィルタ直前触媒装置３０の少なくとも一部の温度が上がり、その周囲も熱伝導により温度が上がる。そうすると、上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性が得られ、さらに温度上昇にともない活性が促進されるので、上述したような酸化反応によって上記フィルタ直前触媒装置３０を通る上記排気ガスが加熱され、高温になった上記排気ガスが上記パティキュレートフィルタ２０に流れ込み、上記パティキュレートフィルタ２０に捕集された粒子状物質の酸化が促進され、上記パティキュレートフィルタ２０から粒子状物質が除去され、上記パティキュレートフィルタ２０が強制的に再生される。このように、上記一部の排気ガスが加熱されて高温になる過程が上記補助加熱装置４０と上記中間加熱装置７０とで連続して行われるので、上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む上記一部の排気ガスが更に高温になって上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性が更に促進される。これらの機能は内燃機関の運転状況にかかわらず発揮され、上記内燃機関を停める必要がない。また、上記補助触媒装置４１の酸化触媒及び上記中間触媒装置７１の酸化触媒のうち少なくとも一方がその活性温度未満のときであっても速やかにそれらの酸化触媒の活性が得られ、上記パティキュレートフィルタ２０が強制的に再生される。さらに、上記補助加熱装置４０は上記排気ガスの一部を流すに過ぎないので、上記発熱装置４５は、比較的小さな上記補助触媒装置４１を加熱すればよく、上記フィルタ直前触媒装置３０を加熱するために上記フィルタ直前触媒装置３０に発熱装置を設ける場合に較べると上記発熱装置４５が小規模なものになるので、エネルギが節約される。
【００５１】
また、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度以上であるときに上記発熱装置４５を作動させてもよい。そうしたときには、上記発熱装置４５により上記補助触媒装置４１が加熱され、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性が更に促進される。そして、上記中間触媒装置７１における酸化触媒の活性が更に促進される。さらに、上記発熱装置４５が上記補助燃料供給部４２をも加熱できたときには、上記補助燃料供給部４２における上記補助燃料の霧化が促進され、上記一部の排気ガスと上記補助燃料との混合が進み、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化が促進される。そして、上記中間触媒装置７１における上記補助燃料の酸化が促進される。
【００５２】
このように上記第２の実施形態は、補助燃料が供給される酸化触媒を設けた小規模な上記補助加熱装置４０を上記排気通路１０に設け、この補助加熱装置４０へ一部の排気ガスを導いてこれを集中的に加熱することで排気ガスの一部に少量の高熱の排気ガスをつくり、この少量の高温な排気ガスを上記中間加熱装置７０へ流し、さらにこの少量の高温な排気ガスを上記パティキュレートフィルタ２０の排気上流側にある酸化触媒を備えた上記フィルタ直前触媒装置３０へ流すので、内燃機関の運転状況にかかわらず上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性を確実に且つ速やかに得、さらに活性を促進して、アイドリング時又は燃料カット時などを含めて上記内燃機関のあらゆる運転状態で上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を行うことができる。さらに、上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む上記一部の排気ガスを更に高温にして上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性を更に促進することができ、上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を更に促進することができる。その結果、例えば比較的負荷をかける運転の頻度が少ない内燃機関などでも内燃機関を停めることなく、しかも例えば空ぶかしなど特殊な運転を行うことなく、つまり内燃機関に通常の運転をさせながら、手間をかけずに上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を行うことができる。また、コモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンでポスト噴射を行う場合でも、上記内燃機関のフィルタ再生装置を用いれば、上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性を確実に得、さらに活性を促進し、アイドリング時又は燃料カット時などを含めて上記ディーゼルエンジンのあらゆる運転状態で上記パティキュレートフィルタの強制的再生を行うことができる。さらに、上記発熱装置４５が比較的小規模なものになるので、エネルギを節約することができる。また、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度以上であるときに上記発熱装置４５を作動させたときには、上記補助触媒装置４１における酸化触媒の活性を更に促進することができる。さらに、上記発熱装置４５が上記補助燃料供給部４２をも加熱できたときには、上記補助燃料の霧化促進により、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化を促進することができ、上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生を促進することができる。
【００５３】
本発明の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記中間加熱装置を設けていない実施形態を含む。そのような種々の実施形態のなかで、上記第２の実施形態は、上記補助加熱装置４０と上記フィルタ直前触媒装置３０との間に上記中間加熱装置７０を設けている。このようにすれば、上記一部の排気ガスが加熱されて高温になる過程が連続して行われるので、上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む上記一部の排気ガスが更に高温になって上記フィルタ直前触媒装置３０における酸化触媒の活性が更に促進される。
【００５４】
本発明の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記補助加熱装置、上記中間加熱装置、及び上記フィルタ直前触媒装置の上記排気流の方向にみた面積の相対関係を特に限定しない。そのような種々の実施形態のなかで、上記第２の実施形態は、上記補助加熱装置４０、上記中間加熱装置７０、及び上記フィルタ直前触媒装置３０の上記排気流の方向にみた面積を、排気下流にいくほど大きくなるように設定している。このようにすれば、排気上流側にある上記補助加熱装置４０から出た上記一部の排気ガスがそれよりも排気下流側にある上記中間加熱装置７０に受け取られやすくなり、上記中間加熱装置７０を設けた意義が高められ、上記内燃機関のフィルタ再生装置の実効を高めることができる。
【００５５】
本発明の内燃機関のフィルタ再生装置は、上記昇温装置を設けていない実施形態を含む。そのような種々の実施形態のなかで、上記第２の実施形態は、上記燃料配管５２に、上記補助燃料供給部４２へ供給される補助燃料を加熱する昇温装置５４を設けたので、上記補助燃料供給部４２における補助燃料の霧化が促進され、上記一部の排気ガスと上記補助燃料との混合が進み、上記補助触媒装置４１における上記補助燃料の酸化が促進される。
【００５６】
上記第２の実施形態の上記中間加熱装置７０は、上記ケーシング７３と、上記中間触媒装置７１とを備えるものであったが、上記中間加熱装置７０には変形例がある。その一つとして、図５に示すような中間加熱装置７０がある。この中間加熱装置７０は上記第１の実施形態における上記補助加熱装置４０と同様に構成されている。この中間加熱装置７０は、排気流の方向にみて上記中間加熱装置７０の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように配置されている。また、上記補助加熱装置４０、上記中間加熱装置７０、及び上記フィルタ直前触媒装置３０が上記排気通路に沿ってそれぞれ間隔をあけて配置されている。そして、上記中間加熱装置７０の排気上流側を流れる上記排気ガスのうち一部が上記中間加熱装置７０を流れるようになっている。上記中間加熱装置７０の周囲には、排気流の方向にみて上記中間加熱装置７０の周囲に上記排気通路１０の残部があり、この上記排気通路１０の残部に上記中間加熱装置７０を流れる一部の上記排気ガス以外の上記排気ガスが通るようになっている。上記中間加熱装置７０を流れる上記排気ガスの流量と、上記中間加熱装置７０の周囲を流れる上記排気ガスの流量との比率は、例えば１対３などであるが、これによって本発明における上記の流量比が限定解釈されることはない。
【００５７】
図５に示すように、上記中間加熱装置７０は、ケーシング７３と、上記ケーシング７３の内部に設けられた中間触媒装置７１と、上記ケーシング７３の内部に設けられた中間燃料供給部７２と、上記ケーシング７３の内部に設けられた発熱装置７５とを備えている。上記ケーシング７３は、薄い耐熱性の板状部材により筒形に形成されている。このケーシング７３は、上記排気通路１０において、一端の開口が排気上流側に向き、他端の開口が排気下流側に向くように配置されている。このケーシング７３は、排気流を横切るように延びる支持部材（図示省略）を介して出来るだけ排気流を妨げないように上記排気通路構成部材に連結されているが、後述する燃料配管５２’を介して又は他の部材を介して上記排気通路構成部材に接続してもよい。そして、上記ケーシング７３の内部において、排気下流側に上記中間触媒装置７１が設けられ、排気上流側に上記中間燃料供給部７２が設けられている。この実施形態では、上記ケーシング７３が上記中間触媒装置７１を収容する第１のケーシング７３ａと上記中間燃料供給部７２を収容する第２のケーシング７３ｂとを備えており、上記第１のケーシング７３ａの排気上流側の端面と上記第２のケーシング７３ｂの排気下流側の端面とが気密性を確保できるように接続されている。上記ケーシングは、上記第１のケーシングと上記第２のケーシングとを一体的に設けてもよいし、上記第１のケーシングの排気上流側の端面と上記第２のケーシングの排気下流側の端面との間に隙間をあけてもよい。
【００５８】
上記中間触媒装置７１は、上記排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒を備えている。上記中間触媒装置７１は、上記酸化触媒と、この酸化触媒をその両端を除いて覆うケーシングとを備えているが、このようなケーシングを設けずに上記酸化触媒そのものにより上記中間触媒装置を構成してもよい。上記中間触媒装置７１が備える酸化触媒は、ディーゼル用酸化触媒である。上記中間触媒装置７１の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記中間触媒装置７１の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。そして、上記中間触媒装置７１は上記ケーシング７３の内側に隙間無く嵌っている。上記中間触媒装置７１の上記導入側の端面は上記ケーシング７３の内部において排気上流側へ向いている。また、上記中間触媒装置７１の上記導出側の端面は、上記ケーシング７３の排気下流側の開口から上記排気通路１０に露出している。上記中間触媒装置７１は、排気流の方向にみて上記中間触媒装置７１の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスの一部が上記中間触媒装置７１を通るようにしている。上記中間触媒装置７１は、排気ガスを流すための細い貫通孔が多数設けられたコージェライト製の母材と、上記母材に担持された酸化触媒としての白金（Ｐｔ）とを備えている。上記母材はコージェライト製に限定されることはなく、例えばステンレス、セラミックなどで形成してもよい。上記担持される材料は白金（Ｐｔ）に限定されることはなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する酸化触媒の機能を発揮するのであれば他の材質であってもよい。排気上流側の上記排気通路１０からの排気ガスが上記導入側の端面から上記中間触媒装置７１に入ると、上記中間触媒装置７１における酸化触媒の触媒反応により、排気ガスに含まれる粒子状物質が酸化され、また排気ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ、ＳＯＦなどの物質が酸化されてＣＯ２や水などに変わる。そして、この酸化反応によって排気ガスが加熱されて高温になる。本発明の上記中間触媒装置は、この実施形態によって限定解釈されるものではなく、排気ガスに含まれる物質の酸化を触媒反応により促進する機能を発揮するものであればよい。
【００５９】
上記中間燃料供給部７２は、上記ケーシング７３の内部において、上記排気通路１０の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置３０、上記補助触媒装置４１、及び上記中間触媒装置７１の被毒性を持たない可燃性の補助燃料を上記中間触媒装置７１の排気上流側へ供給するように構成されている。上記中間燃料供給部７２は、耐熱性の多孔質材料よりなる。上記中間燃料供給部７２はグラスウールにより形成しているが、上記中間燃料供給部は例えばセラミック製の多孔質材料などのような他の耐熱性の多孔質材料により形成してもよい。上記中間燃料供給部７２は筒形に形成されている。上記中間燃料供給部７２の一端には排気ガスの導入側の端面が設けられており、上記中間燃料供給部７２の他端には排気ガスの導出側の端面が設けられている。上記中間燃料供給部７２には排気上流側から排気下流側へ貫通する内部通路７２ａが設けられている。上記内部通路７２ａの一端は排気ガスの導入側の開口として上記中間燃料供給部７２の排気上流側の端面に開口しており、上記内部通路７２ａの他端は排気ガスの導出側の開口として上記中間燃料供給部７２の排気下流側の端面に開口している。そして、上記中間燃料供給部７２は上記ケーシング７３の内側に隙間無く嵌っている。上記中間燃料供給部７２の上記導出側の端面は上記ケーシング７３の内部において排気下流側へ向いていて、上記中間触媒装置７１の上記導入側の端面に近接し且つ対向している。また、上記中間燃料供給部７２の上記導入側の端面は、上記ケーシング７３の排気上流側の開口から上記排気通路１０に露出している。上記中間燃料供給部７２は、排気流の方向にみて上記中間燃料供給部７２の断面が上記排気通路１０の一部を占めるように設けられており、上記排気通路１０を流れる上記排気ガスの一部が上記中間燃料供給部７２の上記内部通路７２ａを通るようにしている。図５に示すように、上記中間燃料供給部７２には上記中間燃料供給部７２の外部から供給された補助燃料が浸み込み、この浸み込んだ補助燃料が気化して気相の状態で上記中間燃料供給部７２の内側の内部通路７２ａを通る上記排気ガスに混入するようになっている。その場合、上記中間燃料供給部７２に浸み込んだ補助燃料が気化せずに液相の状態で上記中間燃料供給部７２の内側の内部通路７２ａを通る上記排気ガスに混入するようにしてもよい。上記補助燃料は軽油である。したがって、上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料をそのまま補助燃料として利用することができる。もっとも、上記燃料噴射ポンプに供給される燃料と別の種類の軽油を補助燃料として用いてもよい。５２’は上記昇温装置５４から延びる上記燃料配管５２から分岐した燃料配管５２’であって、上記ポンプ５３を作動させると、上記タンク５１の燃料が上記補助燃料として上記燃料配管５２’を介して上記中間燃料供給部７２へ供給されるようになっている。これによって上記排気通路１０の外部から供給された補助燃料をほぼ気相状態で上記排気ガスに混入させて上記中間触媒装置７１へ供給するように構成されている。上記燃料噴射ポンプに供給される燃料と別の種類の軽油を補助燃料として用いるときは、上記タンクは上記内燃機関の上記燃料噴射ポンプに供給される燃料を溜めるタンクと別のタンクになる。上記タンク５１、上記燃料配管５２、上記ポンプ５３、及び上記昇温装置５４は上記補助加熱装置４０に用いるものを共用したが、上記中間燃料供給部７２のための専用のタンク、燃料配管、ポンプ、又は昇温装置を設けてもよい。この実施形態の補助燃料を軽油にしたことにより本発明の補助燃料が限定解釈されることはない。本発明の補助燃料は上記排気通路の外部から供給されて上記フィルタ直前触媒装置、中間触媒装置及び上記補助触媒装置の被毒性を持たない可燃性の燃料であればよい。また、上記補助燃料をほぼ気相状態で上記排気ガスに混入させて上記中間触媒装置へ供給するときには、本発明の補助燃料は中間燃料供給部へ供給される段階ではこの実施形態のように液体燃料であってもよいし、補助燃料として例えばＬＰガスなどのように気体燃料を用いてもよい。
【００６０】
上記発熱装置７５は、上記ケーシング７３の内部において、上記中間触媒装置７１を加熱するように配置されている。すなわち、上記中間燃料供給部７２における内部通路７２ａを形成する面には、上記内部通路７２ａを取り巻くように螺旋状に巻かれた電熱線よりなるシーズヒータが嵌められており、このシーズヒータの両端は第３のスイッチを介して電源に接続されている。このシーズヒータにより、上記発熱装置７５が構成されている。そして、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記発熱装置７５へ送られて上記発熱装置７５の作動を制御する。上記発熱装置は、上記中間触媒装置を加熱するものであれば、他の発熱原理を用いた発熱手段を用いてもよい。上記発熱装置７５は、その輻射熱により上記中間触媒装置７１を加熱すると共に、上記中間燃料供給部７２をも加熱する。しかし、上記発熱装置は、その輻射熱により上記中間触媒装置を加熱するが上記中間燃料供給部は加熱しないように構成したものであってもよい。したがって、上記発熱装置は、例えば、上記中間触媒装置の周辺又は内部に設けてもよく、上記中間触媒装置の排気下流側に設けてもよい。
【００６１】
そして、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば上記発熱装置４５、７５を作動させるように構成している。また、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１が上記活性温度以上であれば上記補助燃料供給部４２及び上記中間燃料供給部７２による上記補助燃料の供給を行うように構成している。すなわち、上記制御手段６１により、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりするに至ったときに対応する目詰まり対応圧力に対してそれ以上であり、且つ上記第２の温度センサ６３が検出した上記中間触媒装置７１の排気ガス導出側の端面付近の温度が、上記補助触媒装置４１の温度がその活性温度に至ったときに対応した活性対応温度に対してそれ未満であるときは、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりし且つ上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度未満であると判断して上記第１のスイッチを閉じて上記発熱装置４５を作動させると共に、上記第３のスイッチを閉じて上記発熱装置７５を作動させる。これによって上記補助触媒装置４１及び上記中間触媒装置７１が加熱される。一方、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が上記目詰まり対応圧力未満であるときには上記第１のスイッチ及び上記第３のスイッチを開いて上記発熱装置４５、７５を不作動にするが、そのようにせずに上記第１のスイッチ及び上記第３のスイッチを閉じて上記発熱装置４５、７５を作動させてもよい。上記第２の温度センサ６３が検出した上記中間触媒装置７１の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記活性対応温度以上であるときには上記第１のスイッチ及び上記第３のスイッチを開いて上記発熱装置４５、７５を不作動にするが、そのようにせずに上記第１のスイッチ及び上記第３のスイッチを閉じて上記発熱装置４５、７５を作動させてもよい。また、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記ポンプ５３へ送られて上記ポンプ５３の作動を制御する。すなわち、上記制御手段６１により、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりするに至ったときに対応する目詰まり対応圧力に対してそれ以上であり、且つ上記第２の温度センサ６３が検出した上記中間触媒装置７１の排気ガス導出側の端面付近の温度が、上記補助触媒装置４１の温度がその活性温度に至ったときに対応した活性対応温度に対してそれ以上であるときは、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりし且つ上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度以上であると判断して上記ポンプ５３を作動させて上記補助燃料供給部４２及び上記中間燃料供給部７２へ上記補助燃料を供給する。これによって上記補助触媒装置４１及び上記中間触媒装置７１における上記物質及び上記補助燃料の酸化反応により上記排気ガスが加熱され、この加熱された上記排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れる。一方、上記制御手段６１により、上記圧力センサ６４が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気直上流側の排気ガス圧力が上記目詰まり対応圧力未満であるときは上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしていないと判断し、また上記第２の温度センサ６３が検出した上記中間触媒装置７１の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記活性対応温度未満のときは上記補助触媒装置４１及び上記中間触媒装置７１における酸化触媒の活性を得ることが期待できないと判断し、これらのうち少なくともいずれかの判断をしたときには上記ポンプ５３を不作動にして上記補助燃料供給部４２及び上記中間燃料供給部７２への上記補助燃料の供給を止めるようにしている。さらに、上記制御手段６１により、上記第１の温度センサ６２が検出した上記フィルタ直前触媒装置３０の排気ガス導出側の端面付近の温度が上記フィルタ直前触媒装置３０又は上記パティキュレートフィルタ２０の耐用限界温度を越えたときは排気ガス温度が過剰に高くなっていると判断し、上記ポンプ５３を不作動にして上記補助燃料供給部４２及び上記中間燃料供給部７２への上記補助燃料の供給を止めるようにしている。この上記第１の温度センサ６２に基づいて上記ポンプ５３を不作動にする制御は行った方が好ましいが必ずしも行わなくてもよい。また、上記発熱装置は、上記中間燃料供給部へ供給された補助燃料を加熱するものであれば、他の加熱手段を用いてもよく、第２の実施形態のようにグロープラグを用いてもよい。
【００６２】
上記補助加熱装置４０、上記中間加熱装置７０、及び上記フィルタ直前触媒装置３０の上記排気流の方向にみた面積は、排気下流にいくほど大きくなるように設定されている。すなわち、上記補助加熱装置４０の上記面積よりも上記中間加熱装置７０の上記面積が大きく、上記中間加熱装置７０の上記面積よりも上記フィルタ直前触媒装置３０の上記面積は大きい。また、上記排気流の方向にみて、上記補助加熱装置４０が上記中間加熱装置７０に含まれ、上記中間加熱装置７０が上記フィルタ直前触媒装置３０に含まれるように配置されていることが好ましい。
【００６３】
上記変形例の上記中間加熱装置７０によっても上記第２の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。その場合、上記パティキュレートフィルタ２０が目詰まりしたときに、上記補助触媒装置４１の温度がその酸化触媒の活性温度未満であれば上記発熱装置４５、７５を作動させ、上記補助触媒装置４１が上記活性温度以上であれば上記補助燃料供給部４２及び上記中間燃料供給部７２による上記補助燃料の供給を行うので、上記中間燃料供給部７２へも上記補助燃料が供給されることになり、上記一部の排気ガスと上記補助燃料とが混合して上記中間触媒装置７１へ流れ込み、上記中間触媒装置７１において上記物質と共に酸化されるので、上記一部の排気ガスが加熱されて更に高温になり、この上記一部の高温の排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む。このように上記補助燃料によって上記中間加熱装置７０の上記中間触媒装置７１における酸化触媒の活性が促進されるので、上述したような酸化反応によって上記中間加熱装置７０を通る上記一部の排気ガスが一層加熱され、さらに高温になった上記一部の排気ガスが上記フィルタ直前触媒装置３０へ流れ込む。そのため、上記パティキュレートフィルタ２０の強制的再生が一層強力に行われる。
【００６４】
上記第２の実施形態では上記中間加熱装置７０を一つだけ設けたが、上記補助加熱装置と上記フィルタ直前触媒装置との間に二以上の上記中間加熱装置を設けてもよい。その場合も、上記排気流の方向にみて上記各中間加熱装置の断面が上記排気通路の一部を占めるように、しかも上記補助加熱装置、上記中間加熱装置、及び上記フィルタ直前触媒装置が上記排気通路に沿ってそれぞれ間隔をあけるように設ける。また、二以上の上記中間加熱装置は、最初に説明したような上記中間触媒装置を備えると共に上記中間燃料供給部を備えていないものであってもよいし、上記変形例の上記中間加熱装置のように上記中間触媒装置と上記中間燃料供給部とを備えたものであってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよく、組み合わせるときには排気流に沿って種類の異なる上記中間加熱装置をどのような順序で配列するかを限定するものではない。
【００６５】
図６は本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態は、上記中間加熱装置７０を設けていた上記第２の実施形態において上記中間加熱装置７０を設けていない。しかも、この第３の実施形態では、上記補助燃料供給部４２と上記第１のグロープラグ４５ａの構造が異なっている。すなわち、上記第２の実施形態では上記第１のグロープラグ４５ａの筒部の先端を上記補助燃料供給部４２に開けられた穴に突っ込んだが、上記第３の実施形態では上記第１のグロープラグ４５ａの筒部の先端を上記補助燃料供給部４２の排気上流側に配置しており、上記補助燃料供給部４２に穴を設けていない。上記第１のグロープラグ４５ａが発熱すると、上記補助燃料の加熱と、上記補助燃料の微粒子化を行うことは上記第２の実施形態のときと同様である。上記第３の実施形態によっても上記第２の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６６】
図７は本発明の内燃機関のフィルタ再生装置の第４の実施形態を示す。この第４の実施形態は、上記第３の実施形態において、さらに、上記補助加熱装置４０に、上記補助加熱装置４０の内部の通路面積を変える弁８０が設けられている。上記弁８０は公知のバタフライ弁であるが、他の形式の弁であってもよい。上記弁８０は、上記補助加熱装置４０の上記ケーシング４３の内部において上記補助燃料供給部４２よりも排気上流側に設けられた弁体８１と、上記弁体８１に設けられると共に両端部を上記ケーシング４３に回動自在に支持された弁軸８２と、上記弁軸８２を回動するアクチュエータ８３とを備えており、上記アクチュエータ８３の作動によって上記弁体８１を回動させて角度を変えることで上記補助加熱装置４０の内部の通路面積を変えるように構成している。そして、上記制御手段６１から出力された制御信号の一つが上記アクチュエータ８３へ送られて上記弁８０の作動を制御する。
【００６７】
上記第４の実施形態によっても上記第３の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。さらに、上記弁８０の開度を変えることによって上記補助加熱装置４０を通る上記一部の排気ガスの流速を変えることができるので、上記一部の排気ガスへの熱伝達を調節することができる。上記弁は上記中間加熱装置に設けることができる。その構成は上記弁８０と同様であり、弁体８１を設ける部位が上記補助加熱装置４０の上記ケーシング４３の内部における上記補助燃料供給部４２よりも排気上流側であることに代えて、上記中間加熱装置７０の上記ケーシング７３の内部における上記中間燃料供給部７２よりも排気上流側になり、上記弁軸８２が支持される先が上記補助加熱装置４０の上記ケーシング４３であることに代えて、上記中間加熱装置７０の上記ケーシング７３になる。そして、上記アクチュエータ８３の作動によって上記弁体８１を回動させて角度を変えることで上記中間加熱装置７０の内部の通路面積を変えるように構成する。そのようにすれば、上記弁８０の開度を変えることによって上記中間加熱装置７０を通る上記一部の排気ガスの流速を変えることができるので、上記一部の排気ガスへの熱伝達を調節することができる。この弁８０は上記第２の実施形態のように、上記中間触媒装置を備えると共に上記中間燃料供給部を備えていない上記中間加熱装置７０にも設けることができる。上記実施形態では上記弁を上記補助加熱装置の上記ケーシングの内部において上記補助燃料供給部よりも排気上流側に設けたが、弁を設ける位置はこれに限定されるものではなく、上記弁は上記補助加熱装置又は上記中間加熱装置のケーシングの内部において排気流に沿ったどの位置に設けてもよい。
【００６８】
本発明の内燃機関のフィルタ再生装置は、以上の実施形態の特徴を組み合わせた実施形態を含んでいる。さらに、以上の実施形態は本発明の内燃機関のフィルタ再生装置のいくつかの例を示したに過ぎない。したがって、これらの実施形態の記載によって本発明の内燃機関のフィルタ再生装置が限定解釈されることはない。
【符号の説明】
【００６９】
１０  排気通路
２０  パティキュレートフィルタ
３０  フィルタ直前触媒装置
４０  補助加熱装置
４１  補助触媒装置
４２  補助燃料供給部
４５  発熱装置
４５ａ  グロープラグ
４５ｂ  グロープラグ
５４  昇温装置
７０  中間加熱装置
７１  中間触媒装置
７２  中間燃料供給部
７５  発熱装置
８０  弁
【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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