(57)【要約】【課題】着火手段に供給する燃料量の割合と前処理触媒コンバータに供給する燃料量の割合とを可変にする。【解決手段】本発明に係る内燃機関は、排気通路３に設けられた排気処理装置と、排気処理装置の上流側に設けられ、排気温度を昇温させるためのバーナー装置３０とを備える。バーナー装置３０は、排気通路３内に燃料Ｆを添加する燃料添加弁７と、燃料添加弁７から添加された燃料を着火する着火手段２１と、添加燃料を酸化させる前処理触媒コンバータ８と、添加燃料を衝突させるための衝突板２０とを含む。衝突板２０は、その雰囲気温度に応じて変形可能である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に設けられた排気処理装置と、前記排気処理装置の上流側に設けられ、排気温度を昇温させるためのバーナー装置とを備えた内燃機関であって、
前記バーナー装置が、前記排気通路内に燃料を添加する燃料添加弁と、前記燃料添加弁から添加された燃料を着火する着火手段と、前記添加燃料を酸化させる前処理触媒コンバータと、前記添加燃料を衝突させるための衝突板とを含み、
前記衝突板が、その雰囲気温度に応じて変形可能であることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記添加燃料が前記燃料添加弁から前記前処理触媒コンバータに向かうよう、前記燃料添加弁と前処理触媒コンバータとが配置され、
前記衝突板が、その雰囲気温度に応じて第１の形状と第２の形状とに変形可能であり、
前記衝突板は、前記第１の形状にあるとき、前記添加燃料の少なくとも一部を途中で遮断し、前記添加燃料を所定割合で前記着火手段に向けて反射供給し、
前記衝突板は、前記第２の形状にあるとき、前記第１の形状にあるときに比べ、前記添加燃料の遮断量を減じ、前記着火手段への添加燃料供給割合を減少すると共に、前記前処理触媒コンバータへの添加燃料供給割合を増大する
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記衝突板は、前記第２の形状にあるとき、前記添加燃料を遮断することなくその全量を前記前処理触媒コンバータに供給する
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記衝突板は、前記第１の形状にあるとき、前記添加燃料の全量を遮断して前記着火手段に向けて反射供給する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記衝突板は、前記雰囲気温度が第１の温度であるとき前記第１の形状にあり、前記雰囲気温度が前記第１の温度より高い第２の温度であるとき前記第２の形状にある
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記衝突板は、バイメタルにより構成されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に係り、特に、排気通路における排気処理装置の上流側に、排気温度を昇温させるためのバーナー装置を設けた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路において、排気処理装置（触媒等）の上流側にバーナー装置を設け、バーナー装置で生成された加熱ガスを利用して排気温度を昇温し、排気処理装置を加熱し、排気処理装置の暖機を促進する場合がある。バーナー装置は、典型的に、排気通路内に添加された燃料を適宜な着火手段によって着火し、燃焼させるものである。
【０００３】
特許文献１には、燃料を噴射する添加弁と、噴射燃料を着火させるための発熱部を有する着火手段とを備えた触媒昇温装置が開示されている。添加弁と着火手段とは、添加弁から噴射された燃料が発熱部に直接接触するような位置に配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、バーナー装置には、添加燃料を酸化させる前処理触媒コンバータと、添加燃料を衝突させるための衝突板とを有するものがある。例えば衝突板は、添加燃料を着火手段に向けて反射させ、着火手段による着火を促進するよう用いられる。
【０００６】
一方、前処理触媒コンバータは添加燃料を酸化して改質する機能を有する。このため、着火手段に供給して着火に用いられる燃料量の割合と、前処理触媒コンバータに供給して酸化、改質に用いられる燃料量の割合とを、可変にできるのが好ましい。
【０００７】
そこで本発明の一の目的は、着火手段に供給する燃料量の割合と前処理触媒コンバータに供給する燃料量の割合とを可変にすることができる内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の態様によれば、
排気通路に設けられた排気処理装置と、前記排気処理装置の上流側に設けられ、排気温度を昇温させるためのバーナー装置とを備えた内燃機関であって、
前記バーナー装置が、前記排気通路内に燃料を添加する燃料添加弁と、前記燃料添加弁から添加された燃料を着火する着火手段と、前記添加燃料を酸化させる前処理触媒コンバータと、前記添加燃料を衝突させるための衝突板とを含み、
前記衝突板が、その雰囲気温度に応じて変形可能であることを特徴とする内燃機関が提供される。
【０００９】
これによれば、衝突板がその雰囲気温度に応じて変形可能であるため、着火手段に供給して着火に用いられる燃料量の割合と、前処理触媒コンバータに供給して酸化、改質に用いられる燃料量の割合とを、可変にすることができる。
【００１０】
好ましくは、前記添加燃料が前記燃料添加弁から前記前処理触媒コンバータに向かうよう、前記燃料添加弁と前処理触媒コンバータとが配置され、前記衝突板が、その雰囲気温度に応じて第１の形状と第２の形状とに変形可能であり、前記衝突板は、前記第１の形状にあるとき、前記添加燃料の少なくとも一部を途中で遮断し、前記添加燃料を所定割合で前記着火手段に向けて反射供給し、前記衝突板は、前記第２の形状にあるとき、前記第１の形状にあるときに比べ、前記添加燃料の遮断量を減じ、前記着火手段への添加燃料供給割合を減少すると共に、前記前処理触媒コンバータへの添加燃料供給割合を増大する。
【００１１】
好ましくは、前記衝突板は、前記第２の形状にあるとき、前記添加燃料を遮断することなくその全量を前記前処理触媒コンバータに供給する。
【００１２】
好ましくは、前記衝突板は、前記第１の形状にあるとき、前記添加燃料の全量を遮断して前記着火手段に向けて反射供給する。
【００１３】
好ましくは、前記衝突板は、前記雰囲気温度が第１の温度であるとき前記第１の形状にあり、前記雰囲気温度が前記第１の温度より高い第２の温度であるとき前記第２の形状にある。
【００１４】
好ましくは、前記衝突板は、バイメタルにより構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、着火手段に供給する燃料量の割合と前処理触媒コンバータに供給する燃料量の割合とを可変にすることができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略側面図である。
【図２】バーナー装置を示す縦断側面図であり、衝突板が第１の形状にあるときの状態を示す。
【図３】バーナー装置を上流側から見たときの縦断正面図であり、衝突板が第１の形状にあるときの状態を示す。
【図４】バーナー装置を示す縦断側面図であり、衝突板が第２の形状にあるときの状態を示す。
【図５】バーナー装置を上流側から見たときの縦断正面図であり、衝突板が第２の形状にあるときの状態を示す。
【図６】第１変形例の縦断正面図であり、衝突板が第１の形状にあるときの状態を示す。
【図７】第１変形例の縦断正面図であり、衝突板が第２の形状にあるときの状態を示す。
【図８】第２変形例の縦断正面図であり、衝突板が第１の形状にあるときの状態を示す。
【図９】第２変形例の縦断正面図であり、衝突板が第２の形状にあるときの状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の好適な実施形態について、以下に詳細に説明する。ただし、本発明の実施態様は下記の各態様のみに限らず、本発明は、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例を含むことに注意しなければならない。実施形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
図１は実施形態におけるエンジン本体１と、その吸排気系の概略構成を示す。エンジン本体１は、車載の直列４気筒４サイクルディーゼルエンジンをなす。エンジン本体１には、吸気管２（吸気通路）および排気管３（排気通路）が接続されている。吸気管２の途中には、吸気管２内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ４が設けられている。このエアフローメータ４により、エンジン本体１に単位時間当たりに流入する吸入空気量（すなわち吸気流量）が検出される。なお、エンジン本体１は複数の気筒を有し、各気筒には筒内燃料噴射弁９が設けられているが、図１では単一の筒内燃料噴射弁９のみを示している。
【００１９】
排気管３の終端は、図示しない消音器に接続され、消音器の出口で大気に開放されている。排気管３の途中には、酸化触媒コンバータ６及びＮＯｘ触媒コンバータ２６が、上流側からこの順番で直列に配置されている。
【００２０】
酸化触媒コンバータ６は、ＨＣ，ＣＯなどの未燃成分をＯ2と反応させてＣＯ，ＣＯ2，Ｈ2Ｏ等とする。触媒物質としては例えばＰｔ／ＣｅＯ2、Ｍｎ／ＣｅＯ2、Ｆｅ／ＣｅＯ2、Ｎｉ／ＣｅＯ2、Ｃｕ／ＣｅＯ2等を用いることができる。
【００２１】
ＮＯｘ触媒コンバータ２６は、好ましくは、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒コンバータ（NSR: NOx Storage Reduction）からなる。ＮＯｘ触媒コンバータ２６は、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元成分（例えば、燃料等）が存在するときは吸蔵していたＮＯｘを還元する機能を有する。ＮＯｘ触媒コンバータ２６は、アルミナＡｌ2Ｏ3等の酸化物からなる基材表面に、触媒成分としての白金Ｐｔのような貴金属と、ＮＯｘ吸収成分とが担持されて構成されている。ＮＯｘ吸収成分は、例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ，リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つから成る。なお、ＮＯｘ触媒コンバータ２６は選択還元型ＮＯｘ触媒コンバータ（SCR: Selective Catalytic Reduction）であってもよい。
【００２２】
これら酸化触媒コンバータ６およびＮＯｘ触媒コンバータ２６に加えて、排気中の煤等の微粒子（ＰＭ、パティキュレート）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられてもよい。好ましくはＤＰＦは、貴金属からなる触媒が担持され、捕集した微粒子を連続的に酸化燃焼する連続再生式のものである。好ましくはＤＰＦは、少なくとも酸化触媒コンバータ６の下流側であって、且つＮＯｘ触媒コンバータ２６の上流側若しくは下流側に配置される。なお火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）の場合、排気通路に三元触媒が設けられるのが好ましい。これら酸化触媒コンバータ６、ＮＯｘ触媒コンバータ２６、ＤＰＦおよび三元触媒が、本発明の排気処理装置に該当する。
【００２３】
排気管３における酸化触媒コンバータ６の上流側にはバーナー装置３０が配置されている。バーナー装置３０は、燃料添加弁７と、着火手段あるいは着火装置としてのグロープラグ２１とを含む。また本実施形態のバーナー装置３０は、前処理触媒コンバータ８と衝突板２０をも含む。バーナー装置３０は、エンジン本体１に接続された排気マニホールド（不図示）の集合部よりも下流側に配置されている。
【００２４】
なお排気マニホールドの集合部の下流側にターボチャージャが設けられてもよい。この場合、バーナー装置３０は、ターボチャージャの下流側で且つ酸化触媒コンバータ６の上流側に設けるのが好ましい。
【００２５】
図２および図３にバーナー装置３０の構成を詳しく示す。なお図２に黒矢印で排気ガス流れ方向を示す。図示するように、燃料添加弁７は、排気管３内に液体の燃料（軽油）Ｆを添加或いは噴射することができる。燃料添加弁７は単一の噴孔７ａを有している。なお噴孔は複数であってもよい。
【００２６】
燃料添加弁７は、排気管３の外面部に取り付けられた弁取付ボス１１に、排気管３の軸方向と垂直に挿入して固定されている。弁取付ボス１１の内部には、燃料添加弁７の内部の燃料を冷却するための冷却水が流通される冷却水通路１２が画成されている。排気管３には、燃料添加弁７から噴射された燃料を通過させるための弁穴１３が設けられている。
【００２７】
燃料添加弁７から所定距離離れた下流側に、燃料添加弁７から添加された燃料を酸化し、改質するための前処理触媒コンバータ８が設けられている。この前処理触媒コンバータ８は、例えばゼオライト製の担体にロジウム等を担持させた酸化触媒コンバータとして構成することができる。
【００２８】
燃料Ｆが前処理触媒コンバータ８に供給されると、そのとき前処理触媒コンバータ８が活性化していれば、前処理触媒コンバータ８内で燃料が酸化させられる。このとき発生する酸化反応熱によって、前処理触媒コンバータ８が昇温させられる。よって前処理触媒コンバータ８を通過する排気ガスを昇温することができる。
【００２９】
また、前処理触媒コンバータ８の温度が高くなると、燃料中の炭素数の多い炭化水素が分解して、炭素数が少なく反応性の高い炭化水素が生成され、これによって燃料が反応性の高い燃料に改質される。
【００３０】
換言すれば、前処理触媒コンバータ８は、一方では急速に発熱する急速発熱器を構成し、他方では、改質された燃料を排出する改質燃料排出器を構成する。
【００３１】
グロープラグ２１は、その先端部の発熱部２１ａが、燃料添加弁７よりもやや下流側で且つ前処理触媒コンバータ８よりも上流側に位置するように設置されている。グロープラグ２１は、図示しない昇圧回路を経て車載直流電源に接続されており、通電された際に発熱部２１ａが発熱する。発熱部２１ａで発生した熱により、燃料添加弁７から添加された燃料に着火して火炎を生じさせる。なお着火手段としては、セラミックヒータやスパークプラグなどの他の装置、とくに電熱式または火花着火式の装置を用いることができる。
【００３２】
グロープラグ２１は、排気管３の外面部に取り付けられたプラグ取付ボス１４に、排気管３の軸方向および燃料添加弁７の軸方向と垂直に挿入して固定され、排気管３の穴を通じて排気管３内に突出されている。プラグ取付ボス１４の内部にも、冷却水が流通される冷却水通路（図示せず）が画成されている。
【００３３】
衝突板２０も、プラグ取付ボス１４に挿入して固定され、排気管３の穴を通じて排気管３内に突出されている。衝突板２０は、ＳＵＳなどの耐熱性及び耐衝撃性に優れた材料から形成することができる。本実施形態の衝突板２０は長方形とされている。
【００３４】
前処理触媒コンバータ８は、排気通路の一部の断面積を占めるように構成されている。本実施形態の場合、図３に示すように、排気管３および前処理触媒コンバータ８はともに断面円形であり、互いに同軸に配置されている。そして排気管３の内径よりも前処理触媒コンバータ８の外径が小さくされている。前処理触媒コンバータ８は、上流端から下流端に直線的に延びた複数の独立セルを有する所謂ストレートフロー型である。
【００３５】
前処理触媒コンバータ８は、円筒状のケーシング８ａ内に配置されており、このケーシング８ａは、放射状に配置された複数のステー８ｂによって排気管３内に支持されている。前処理触媒コンバータ８の内部には触媒内通路８ｃが形成され、ケーシング８ａの外周側には円環状の触媒迂回路３ａが形成される。
【００３６】
前処理触媒コンバータ８はさらに、上流側に向けて突出する導入板１５を含む。導入板１５は、ケーシング８ａの前端且つ下半部に取り付けられ、ケーシング８ａから上流側に向けて突出し、断面半円の樋状に形成されている。導入板１５は、ケーシング８ａと同様、放射状に配置された複数のステー８ｂによって排気管３内に支持されている。導入板１５は、添加燃料Ｆを受け止め、排気ガスの流れも利用しつつ、添加燃料Ｆを前処理触媒コンバータ８に導入、案内する。
【００３７】
図２および図３に示すように、添加燃料Ｆが燃料添加弁７から前処理触媒コンバータ８に向かうよう、燃料添加弁７と前処理触媒コンバータ８とが配置されている。詳しくは、燃料添加弁７は、上方から前処理触媒コンバータ８の導入板１５の底面上に向けて、やや下流側に向かうよう斜め下向きに燃料Ｆを噴射する。噴射された燃料Ｆは所定の噴霧角を有する燃料経路を形成する。
【００３８】
この燃料経路の途中に、グロープラグ２１の発熱部２１ａと衝突板２０とが配置されている。衝突板２０は、発熱部２１ａに近接したやや下方の位置に配置されている。そしてグロープラグ２１と衝突板２０とは、排気管３の上部側方から排気管３内に挿入され、互いに平行に且つ水平方向に直線状に延在されている。
【００３９】
添加燃料Ｆは発熱部２１ａに直接衝突される。また衝突板２０については、図２に示すように上下流方向においては添加燃料Ｆの全体が衝突板２０に衝突するが、図３に示すように左右方向においては添加燃料Ｆの一部（特に右側）しか添加燃料Ｆが衝突板２０に衝突しない。
【００４０】
従って、衝突板２０は、添加燃料Ｆの一部を途中で遮断し、添加燃料Ｆを所定割合でグロープラグ２１の発熱部２１ａに向けて反射供給する。その一方で、衝突板２０は、添加燃料Ｆの残部を遮断することなく素通りさせて前処理触媒コンバータ８に供給する。なおグロープラグ２１の発熱部２１ａに向けて反射した燃料のうちには排気管３の内壁に付着してしまうものもある。
【００４１】
燃料Ｆが衝突板２０に衝突すると、燃料Ｆの微粒化、霧化が促進され、分散性、拡散性が向上する。従ってグロープラグ２１による着火が促進される。グロープラグ２１は、前処理触媒コンバータ８の上方の触媒迂回路３ａとほぼ同じ高さに位置される。よって着火によってできた火炎は、主にその上方の触媒迂回路３ａの中に向かって延びることとなる。
【００４２】
他方、衝突板２０を素通りして前処理触媒コンバータ８に供給された燃料は、前述したように前処理触媒コンバータ８内で酸化、改質され、前処理触媒コンバータ８から排出される。この改質された燃料はその後、下流側の酸化触媒コンバータ６内で本格的に酸化、燃焼され、排気温度の一層の昇温等に用いられる。
【００４３】
こうして、バーナー装置３０は、火炎を含む高温の加熱ガスを生成する。この加熱ガスは、供給される排気ガスと混合して排気温度を昇温させる。昇温された排気ガスは、酸化触媒コンバータ６及びＮＯｘ触媒コンバータ２６に供給され、これらの暖機および活性化を促進する。なお火炎や加熱ガスを利用して、前処理触媒コンバータ８の出口から排出された改質燃料を燃焼させることもできる。
【００４４】
図１に示すように、エンジン本体１には、エンジン本体１の運転状態や運転者の要求等に応じて各種デバイスを制御するための電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、エンジン制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成される。
【００４５】
ＥＣＵ１０には、上述したエアフローメータ４の他、エンジン本体１のクランク角を検出するクランク角センサ２４、アクセル開度に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ２５を含む各種センサ類が、電気配線を介して接続され、これらの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。またＥＣＵ１０には、筒内燃料噴射弁９、燃料添加弁７、及びグロープラグ２１を含む各種デバイスが電気配線を介して接続され、これらがＥＣＵ１０によって制御される。ＥＣＵ１０は、エアフローメータ４の出力値に基づいて吸入空気量を検出し、クランク角センサ２４の出力値に基づいて機関回転数を検出し、アクセル開度センサ２５の出力値に基づいてエンジン本体１の要求負荷を検出することができる。
【００４６】
本実施形態では、バーナー装置３０を用いた昇温制御を実施する際に、ＥＣＵ１０が燃料添加弁７およびグロープラグ２１を作動させる。すなわち、ＥＣＵ１０は、燃料添加弁７を適宜開弁駆動（オン）し、燃料添加弁７から適宜燃料を噴射させる。またＥＣＵ１０は、グロープラグ２１を適宜通電して十分な高温とする。
【００４７】
さて、上述したように、かかる構成においては、グロープラグ２１に供給して着火に用いられる燃料量の割合と、前処理触媒コンバータ８に供給して酸化、改質に用いられる燃料量の割合とを、可変にできるのが好ましい。
【００４８】
とりわけ、上述の構成のみによると、グロープラグ２１への添加燃料供給割合と前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合とが一定である。このため、前処理触媒コンバータ８において燃料改質をより積極的に行いたい場合にも、前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合を増やすことができない。
【００４９】
他方、バーナー装置３０においては、これに供給される排気ガスの温度が低いときに、グロープラグ２１への添加燃料供給割合を増やし、着火を積極的に行い、排気温度を大きく昇温し、酸化触媒コンバータ６等の加熱を促進したいという要請がある。一方、バーナー装置３０に供給される排気ガスの温度が高いときには、前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合を増やし、燃料を着火させるよりもむしろ改質したいという要請がある。しかし、上述の構成のみだとこのような要請を満足できない。特に、燃料改質要請があるときでも衝突板２０が燃料経路の一部を遮ってしまうため、前処理触媒コンバータ８への燃料供給を阻害してしまう。
【００５０】
そこで本実施形態では、この対策として、衝突板２０を、その雰囲気温度（具体的には雰囲気ガスの温度）に応じて変形可能としている。具体的には、衝突板２０をバイメタルにより構成している。
【００５１】
衝突板２０は、その雰囲気温度に応じて第１の形状と第２の形状とに変形可能である。衝突板２０は、雰囲気温度が第１の温度であるときに第１の形状にあり、雰囲気温度が第２の温度であるときに第２の形状にある。第２の温度は第１の温度より高い。
【００５２】
図２および図３に示したのは、衝突板２０が第１の形状にあるときの状態である。これに対し、衝突板２０が第２の形状にあるときの状態を図４および図５に示す。
【００５３】
第２の形状にある衝突板２０は、先端部が下方に向かうよう湾曲している。そして衝突板２０は添加燃料Ｆに衝突せず、図４に示す側面視においても、図５に示す正面視においても、添加燃料Ｆに衝突しない。
【００５４】
従って、衝突板２０は、添加燃料Ｆを遮断することなくその全量を前処理触媒コンバータ８に供給する。グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａと前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合ＢについてはＡ：Ｂ＝０：１００（％）となる。なお、前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合Ｂについては、燃料添加弁７から前処理触媒コンバータ８に直接供給された燃料のみを考慮し、一旦衝突板２０に衝突してその後前処理触媒コンバータ８に間接的に供給された燃料を考慮しない。
【００５５】
こうして衝突板２０は、第２の形状にあるとき、第１の形状にあるときに比べ、添加燃料Ｆの遮断量を減じ、グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａを減少すると共に、前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合Ｂを増大する。
【００５６】
ここで、衝突板２０が第２の形状にあるとき、グロープラグ２１を非作動状態（オフ）として着火を行わせないようにするのが好ましい。他方、衝突板２０が第１の形状にあるときには、グロープラグ２１を作動状態（オン）として着火を行わせるのが好ましい。
【００５７】
なお、より具体的に述べると、衝突板２０は、その雰囲気温度Ｔが所定の第１閾値Ｔ１以下であるときに、図２及び図３に示したような基本形状としての第１の形状を採り、その雰囲気温度Ｔが第１閾値Ｔ１より高い所定の第２閾値Ｔ２以上であるときに、図４及び図５に示したような変形後形状としての第２の形状を採る。前記第１の温度は、第１閾値Ｔ１以下の任意の温度とすることができ、前記第２の温度は、第２閾値Ｔ２以上の任意の温度とすることができる。第１閾値Ｔ１から第２閾値Ｔ２までの間にかけては、衝突板２０は、雰囲気温度Ｔが上昇するにつれ、第１の形状から第２の形状まで徐々に連続的に変形する。
【００５８】
このように本実施形態によれば、衝突板２０がその雰囲気温度に応じて変形可能であるため、グロープラグ２１に供給して着火に用いられる燃料量の割合と、前処理触媒コンバータ８に供給して酸化、改質に用いられる燃料量の割合とを、可変にすることができる。
【００５９】
そして、バーナー装置３０に供給される排気ガスの温度が低いときには、グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａを増やし、着火を積極的に行い、排気温度を大きく昇温することができる。一方、バーナー装置３０に供給される排気ガスの温度が高いときには、前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合Ｂを増やし、燃料を積極的に改質することができる。従って上記要請を満足することができる。
【００６０】
特に、バーナー装置３０に供給される排気ガスの温度が高く燃料改質要請があるとき、衝突板２０が添加燃料を遮断せず、その全量を前処理触媒コンバータ８に供給するので、燃料改質を最大限行うことが可能である。
【００６１】
さらに、添加燃料供給割合の変更を、外部の駆動装置やアクチュエータによらず、衝突板２０自体の温度特性に基づく変形によって行うことができる。よってシンプル化、低コスト化が図れる。またグロープラグ２１および前処理触媒コンバータ８に対して燃料添加弁７を共用すると共に、衝突板２０の変形によって各々に対する添加燃料供給割合を変更し、着火と改質のバランスを変更できる。よって、それぞれに対し燃料添加弁を個別に設け、各々を個別に制御してバランスを変更するよりも、シンプル化、低コスト化が図れる。
【００６２】
なお、ここでは衝突板２０が第２の形状にあるとき、添加燃料Ｆの全量を前処理触媒コンバータ８に供給する例を示した。しかしながら、必ずしも添加燃料Ｆの全量を前処理触媒コンバータ８に供給する必要はなく、その一部を遮断するようにしても良い。要は、第１の形状にあるときよりも第２の形状にあるときの方が、グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａが少なく、前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合Ｂが多ければよい。この点、以下に述べる他の実施形態でも同様である。
【００６３】
次に、他の実施形態を述べる。なお前記実施形態（基本実施形態という）と同一の構成要素については図中同一符号を付して説明を省略する。以下相違点を中心に述べる。
【００６４】
図６には第１変形例を示し、衝突板２０が第１の形状にあるときの状態を示す。衝突板２０は、図示するような正面視においてＬ字状のバイメタル製板材からなり、上下方向に延びる縦部２０ａと、左右方向に延びる横部２０ｂとから一体的になる。縦部２０ａの上端部が、弁取付ボス１１に挿入固定されると共に、排気管３の穴を通過させられる。横部２０ｂは、縦部２０ａの下端からグロープラグ２１に向かって水平方向に延び、その先端部が発熱部２１ａに近接したやや下方の位置に配置されている。つまり横部２０ｂは、左右方向におけるグロープラグ２１の対向側からグロープラグ２１に向かって延びている。
【００６５】
この第１変形例では、衝突板２０が第１の形状にあるとき、衝突板２０の横部２０ｂは、添加燃料Ｆの全量を遮断してグロープラグ２１に向けて反射供給する。図示しない側面視（上下流方向）においても添加燃料Ｆの全体が衝突板２０に衝突する。グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａと前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合ＢについてはＡ：Ｂ＝１００：０（％）となる。
【００６６】
よって、グロープラグ２１での燃料着火要請があるとき、グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａを最大限に増やし、着火を最大限実行することができる。特にこのＬ字状衝突板２０によれば、横部２０ｂで衝突、反射した燃料を縦部２０ａでさらに反射させ、発熱部２１ａに向けて供給することができ、着火をより促進することができる。また衝突した燃料を横部２０ｂ上に残留させて着火燃焼することも可能であり、これによっても着火をより促進することができる。
【００６７】
この第１変形例において、衝突板２０が第２の形状にあるときの状態を図７に示す。このとき、縦部２０ａは、グロープラグ２１から離れるよう左右方向の外側に湾曲し、横部２０ｂの先端部が下方に向かうよう、縦部２０と横部２０ｂの間の角度が増加する。そして衝突板２０は添加燃料Ｆに衝突しない。よってグロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａと前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合Ｂについては、Ａ：Ｂ＝１００：０（％）の状態から、Ａ：Ｂ＝０：１００（％）の状態へと変化する。
【００６８】
この第１変形例によっても基本実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６９】
図８には第２変形例を示し、衝突板２０が第１の形状にあるときの状態を示す。衝突板２０は、図示するような渦巻き状のバイメタル製板材からなり、排気管３側に固定された基端部２０ｃと、前記横部２０ｂ同様に排気管３内で左右方向に延びる先端部２０ｄと、これら基端部２０ｃおよび先端部２０ｄを結ぶ渦巻き部２０ｅとから一体的になる。
【００７０】
排気管３の外面部には、衝突板２０の基端部２０ｃおよび渦巻き部２０ｅを収容するための衝突板ケーシング１６が固設されている。そして衝突板２０の基端部２０ｃは、衝突板ケーシング１６の内部空間に突設されたボス１７に固定されている。排気管３には、衝突板２０の一部（特に先端部２０ｄ）を排気管３内に挿入させて干渉を避けるための挿入穴１８が設けられている。
【００７１】
先端部２０ｄの配置は第１変形例の横部２０ｂの配置と同様である。従って添加燃料Ｆの全量が衝突板２０の先端部２０ｄに衝突し、グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａと前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合ＢについてはＡ：Ｂ＝１００：０（％）となる。
【００７２】
図９には、衝突板２０が第２の形状にあるときの状態を示す。このとき、渦巻き部２０ｅは、第１の形状にあるときよりも伸長し、その結果、先端部２０ｄは斜め下向きになる。これにより先端部２０ｄは添加燃料Ｆに衝突せず、添加燃料Ｆを遮断しない。よってグロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａと前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合ＢについてはＡ：Ｂ＝０：１００（％）となる。
【００７３】
こうして衝突板２０が第１の形状から第２の形状に変形すると、Ａ：Ｂ＝１００：０（％）の状態から、Ａ：Ｂ＝０：１００（％）の状態へと変化することとなる。
【００７４】
この第２変形例では、衝突板２０を渦巻き状のバイメタルから構成したため、その変形可能部分の長さ（具体的には渦巻き部２０ｅの長さ）を基本実施形態および第１変形例より長くすることができ、第１の形状と第２の形状との間の変形量を増大できる。従って、実質的に燃料が衝突する衝突板２０の部分（具体的には先端部２０ｄ）の同一温度変化に対する変位量を増大できる。例えば、グロープラグ２１への添加燃料供給割合Ａと前処理触媒コンバータ８への添加燃料供給割合Ｂとのバランスをよりフレキシブルに可変とすることが可能である。
【００７５】
なお、この第２変形例の衝突板２０は、必ずしも全体を板状としなくてもよく、少なくとも実質的な燃料衝突部分である先端部２０ｄのみ板状とすればよい。従って、例えば渦巻き部２０ｅを棒状の部材で形成しても良い。また渦巻き部２０ｅのみをバイメタルで構成することが可能である。
【００７６】
以上、本発明の好適実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば衝突板は、その雰囲気温度に応じて変形可能であれば、バイメタル以外の材料で構成しても良い。
【００７７】
前記実施形態とは逆に、第１の形状にあるときよりも第２の形状にあるときの方が、前処理触媒コンバータへの添加燃料供給割合が少なく、グロープラグへの添加燃料供給割合が多くてもよい。また、前記実施形態とは逆に、衝突板を第１の形状とする第１の温度より、衝突板を第２の形状とする第２の温度の方が低くても良い。要は、衝突板の雰囲気温度に応じた変形により、グロープラグへの添加燃料供給割合と、前処理触媒コンバータへの添加燃料供給割合とのバランスを変更可能であればよい。
【００７８】
衝突板を第３の形状、第４の形状といったようにより多段階で変形させても良い。また無段階で変形させてもよく、この場合、変形前後の任意の形状を第１の形状および第２の形状とすることができる。
【００７９】
前処理触媒コンバータ及び排気管のうち少なくとも一方は、断面が楕円形や長円形など、非円形であってもよい。前処理触媒コンバータよりも下流側に存在する排気処理装置の種類や配列順序は任意である。内燃機関の用途、形式等も任意であり、車載用等に限定されない。
【００８０】
以上、本発明をある程度の具体性をもって説明したが、クレームされた発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。本発明の実施態様は上述の各態様のみに限らず、本発明は、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例を含む。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  エンジン本体
３  排気管
６  酸化触媒コンバータ
７  燃料添加弁
８  前処理触媒コンバータ
９  筒内燃料噴射弁
１０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１５  導入板
２０  衝突板
２１  グロープラグ
２１ａ  発熱部
２６  ＮＯｘ触媒コンバータ
３０  バーナー装置
２０ａ  縦部
２０ｂ  横部
２０ｃ  基端部
２０ｄ  先端部
２０ｅ  渦巻き部
【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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