(57)【要約】【課題】複数個の排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、シングルモード、デュアルモード、タンデムモード、バイパスモードを含む複数のモードを簡単な構成で選択可能とする技術を提供する。【解決手段】内燃機関１の排気通路５を、第１フィルタ１１ａを備えた第１分岐通路１０ａと、第２フィルタ１１ｂを備えた第２分岐通路１０ｂと、第３分岐通路とに分岐し、第１分岐通路１０ａと第２分岐通路１０ｂとが合流して連通路１０ｄを形成し、さらに連通路１０ｄを第３分岐通路１０ｃと合流させる構成の排気浄化システムにおいて、３つの姿勢位置を選択可能な第１切換弁１２ａと、２つの姿勢位置を選択可能な第２切換弁１２ｂの姿勢位置を適宜制御することにより、シングルモード、デュアルモード、タンデムモード、バイパスモードを含む複数のモードを選択する。【選択図】図１
2006022740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気が通過するとともに、一端が第１接続部を形成する第１排気通路と、
前記内燃機関の排気が通過するとともに、一端が第２接続部を形成する第２排気通路と、
一端が前記第２接続部において前記第２排気通路と接続されるとともに、他端が第３接続部を形成する連通路と、
前記第１接続部において一端が前記第１排気通路と接続され、前記第３接続部において他端が前記連通路に接続されるとともに、第１排気浄化装置が設けられた第１分岐通路と、
前記第１接続部において一端が前記第１排気通路と接続され、前記第３接続部において他端が前記連通路に接続されるとともに、第２排気浄化装置が設けられた第２分岐通路と、
前記第１接続部において一端が前記第１排気通路と接続され、前記第２接続部において他端が前記第２排気通路に接続される第３分岐通路と、を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記第１接続部に配置される切換弁であって、前記第１排気通路と前記第１分岐通路とを連通させるとともに前記第２分岐通路と前記第３分岐通路とを連通させ、前記第１排気通路及び前記第１分岐通路の２つの通路と前記第２分岐通路及び前記第３分岐通路の２つの通路とは遮断する第１の位置と、前記第１排気通路と前記第２分岐通路とを連通させるとともに前記第１分岐通路と前記第３分岐通路とを連通させ、前記第１排気通路及び前記第２分岐通路の２つの通路と前記第１分岐通路及び前記第３分岐通路の２つの通路とは遮断する第２の位置と、前記第１排気通路と前記第１〜第３分岐通路の全てとを連通させる第３の位置と、を選択可能な第１切換弁と、
前記第２接続部に配置される切換弁であって、前記連通路と前記第２排気通路とを連通させるとともに前記連通路及び前記第２排気通路の２つの通路と前記第３分岐通路とを遮断する第４の位置と、前記第３分岐通路と前記第２排気通路とを連通させるとともに前記第３分岐通路及び前記第２排気通路の２つの通路と前記連通路とを遮断する第５の位置と、を選択可能な第２切換弁と、
前記第１切換弁及び、前記第２切換弁が選択すべき位置を変更する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記第１及び第２排気浄化装置は、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを有し、
前記第１および／または第２排気浄化装置へのアッシュの堆積量を推定するアッシュ量推定手段をさらに備え、
前記アッシュ量推定手段により推定されたアッシュ量が所定値より少ない場合には、前記制御手段は、前記第１切換弁には前記第３の位置を選択させるとともに前記第２切換弁に前記第４の位置を選択させ、
前記アッシュ量推定手段により推定されたアッシュ量が前記所定値以上の場合には、前記制御手段は、前記第１切換弁には前記第１または第２の位置を選択させるとともに前記第２切換弁に前記第５の位置を選択させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項３】
前記第１及び第２排気浄化装置は、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を有し、
前記第１分岐通路に配置され、前記第１排気浄化装置に還元剤を供給する第１還元剤供給手段と、
前記第２分岐通路に配置され、前記第２排気浄化装置に還元剤を供給する第２還元剤供給手段と、
排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を有するとともに、前記第３分岐通路または前記第２排気通路に配置された第３排気浄化装置と、
前記第１および／または第２排気浄化装置のＮＯx触媒におけるＮＯxの量を推定するＮＯx量推定手段と、をさらに備え
前記ＮＯx量推定手段が推定したＮＯxの量が所定量以上となった場合には、
前記制御手段が、前記第１切換弁に前記第３の位置を選択させるとともに前記第２切換弁に前記第５位置を選択させ、
前記第１還元剤供給手段から前記第１排気浄化装置に還元剤が供給されるとともに、前記第２還元剤供給手段から前記第２排気浄化装置に還元剤が供給されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項４】
前記第３排気浄化装置は、前記第３分岐通路に配置されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気にはカーボンを主成分とする微粒子物質が含まれている。これらの微粒子物質の大気への放散を防止するために内燃機関の排気系に微粒子物質を捕集するパティキュレートフィルタ（以下、「フィルタ」という。）を設ける技術が知られている。
【０００３】
かかるフィルタにおいては、捕集された微粒子物質の堆積量が増加すると、フィルタの目詰まりによって排気における背圧が上昇し機関性能が低下するので、フィルタの上流側の排気温度を上昇させることにより、捕集された微粒子物質を酸化除去し、フィルタの排気浄化性能の再生を図るようにしている（以下、「フィルタの再生処理」という。）。
【０００４】
ここで、上記再生処理においてフィルタの上流側の排気温度を上昇させる方法として、フィルタの上流側に酸化能を有する酸化触媒を配置し、再生処理時に、該酸化触媒に還元剤としての燃料を供給することにより、該酸化触媒において燃料の酸化反応を起し、フィルタの上流側の排気温度を上昇させる方法が知られている。
【０００５】
また、排気中のＮＯxを浄化するために、内燃機関の排気系にＮＯx触媒を設けることが知られている。ここでも、例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒の場合に、吸蔵されたＮＯxの量が増加すると浄化性能が悪化する。そこで、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤としての燃料を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯxを還元放出するようにしている（以下、「ＮＯx還元処理」という。）。さらに、ＮＯx触媒に排気中のＳＯxが吸蔵されることにより、浄化性能が劣化するいわゆるＳＯx被毒が発生することが知られており、このＳＯx被毒を解消するために、ＮＯx触媒に還元剤としての燃料を供給する場合もある（以下、「ＳＯx被毒回復処理」という。）。
【０００６】
ここで、上記したフィルタやＮＯx触媒などの排気浄化装置に還元剤としての燃料を供給する際に、フィルタやＮＯx触媒に導入される排気の排気流量が多い場合には、供給された燃料の一部が高温の排気と接触して酸化することにより、前記酸化触媒やＮＯx触媒における酸化反応に用いられないことがある。そうするとフィルタの再生処理や、ＮＯx還元処理、ＳＯx被毒回復処理（以下、これらを総称して「再生処理など」という。）における燃費が悪化してしまう場合がある。
【０００７】
これに対し、排気浄化システム（以下、排気浄化装置及び、その制御系を含め、「排気浄化システム」という。）において２個の排気浄化装置を備えるようにし、２個の排気浄化装置のうちの一方にのみ排気を導入し、他方の排気浄化装置への排気の導入量を抑えるとともに、排気の導入量が抑えられた方の排気浄化装置に還元剤としての燃料を供給することにより、供給された燃料のうち、再生処理などに用いられる燃料の割合を大きくすることが行われている。これにより、再生処理などにおける燃費を向上させることができるとともに、内燃機関の運転状態やエミッションに影響を及ぼすことなくフィルタの再生処理などを行うことができる（以下、このモードを排気浄化システムにおける「シングルモード」という。）。
【０００８】
この他にも、排気浄化システムにおいて２個の排気浄化装置を備えれば、種々の利点がある。例えば、２個の排気浄化装置を並列に備えることにより、排気における背圧を低減するとともに、排気浄化装置の浄化性、耐久性を向上させることができる（以下、このモ
ードを「デュアルモード」という。）また、２個の排気浄化装置を直列に備えることにより、排気に排気浄化装置を２度通過させ、排気の浄化性を向上させることもできる（以下、このモードを「タンデムモード」という。）。さらに、排気浄化装置の温度が過度に高温になった場合には、高温の排気に両方の排気浄化装置をバイパスさせることにより、また、排気浄化装置の温度が過度に低温になった場合には、低温の排気に両方の排気浄化装置をバイパスさせることにより、排気浄化装置の温度を適正に維持することができる（以下、このモードを「バイパスモード」という。）。
【０００９】
以上のように、２個の排気浄化装置を組み合わせた種々のモードを切換えることにより、排気浄化システムの性能を向上させることができる（例えば、特許文献１参照）。しかし、排気浄化システムにおいて上記の個々のモードを実現することはできても、全てのモードを１つのシステムで実現することは困難であった。
【特許文献１】特開平０７−１８９６５５号公報
【特許文献２】特開平０６−１７３６５４号公報
【特許文献３】国際公開第０１／０７３２７３号パンフレット
【特許文献４】特開２００３−３１４２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的とするところは、複数個の排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、シングルモード、デュアルモード、タンデムモード、バイパスモードを含む複数のモードを簡単な構成で実現可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の排気通路を、第１接続部において、第１排気浄化装置が設けられた第１分岐通路と、第２排気浄化装置が設けられた第２分岐通路と、第３分岐通路とに分岐し、前記第１分岐通路と前記第２排気通路とを第３接続部において連通路に接続し、該連通路を第２接続部において前記第３分岐通路と合流させる構成の排気浄化システムにおいて、第１接続部には、３つの姿勢位置を切換可能な第１切換弁を配置し、第２接続部には２つの姿勢位置を切換可能な第２切換弁を配置し、該第１切換弁及び第２切換弁の姿勢位置を制御することにより、シングルモード、デュアルモード、タンデムモード、バイパスモードを含む複数のモードを選択可能とすることを最大の特徴とする。
【００１２】
より詳しくは、内燃機関の排気が通過するとともに、一端が第１接続部を形成する第１排気通路と、
前記内燃機関の排気が通過するとともに、一端が第２接続部を形成する第２排気通路と、
一端が前記第２接続部において前記第２排気通路と接続されるとともに、他端が第３接続部を形成する連通路と、
前記第１接続部において一端が前記第１排気通路と接続され、前記第３接続部において他端が前記連通路に接続されるとともに、第１排気浄化装置が設けられた第１分岐通路と、
前記第１接続部において一端が前記第１排気通路と接続され、前記第３接続部において他端が前記連通路に接続されるとともに、第２排気浄化装置が設けられた第２分岐通路と、
前記第１接続部において一端が前記第１排気通路と接続され、前記第２接続部において他端が前記第２排気通路に接続される第３分岐通路と、を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記第１接続部に配置される切換弁であって、前記第１排気通路と前記第１分岐通路と
を連通させるとともに前記第２分岐通路と前記第３分岐通路とを連通させ、前記第１排気通路及び前記第１分岐通路の２つの通路と前記第２分岐通路及び前記第３分岐通路の２つの通路とは遮断する第１の位置と、前記第１排気通路と前記第２分岐通路とを連通させるとともに前記第１分岐通路と前記第３分岐通路とを連通させ、前記第１排気通路及び前記第２分岐通路の２つの通路と前記第１分岐通路及び前記第３分岐通路の２つの通路とは遮断する第２の位置と、前記第１排気通路と前記第１〜第３分岐通路の全てとを連通させる第３の位置と、を選択可能な第１切換弁と、
前記第２接続部に配置される切換弁であって、前記連通路と前記第２排気通路とを連通させるとともに前記連通路及び前記第２排気通路の２つの通路と前記第３分岐通路とを遮断する第４の位置と、前記第３分岐通路と前記第２排気通路とを連通させるとともに前記第３分岐通路及び前記第２排気通路の２つの通路と前記連通路とを遮断する第５の位置と、を選択可能な第２切換弁と、
前記第１切換弁及び、前記第２切換弁が選択すべき位置を変更する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、上記構成において、第１切換弁を第１の位置とし、第２切換弁を第４の位置とすることにより、排気経路に前記第１排気浄化装置のみが含まれるシングルモードを選択可能である。また、第１切換弁を第２の位置とし、第２切換弁を第４の位置とすることにより、排気経路に前記第２排気浄化装置のみが含まれるシングルモードを選択可能である。
【００１４】
また、上記構成において、第１切換弁を第３の位置とし、第２切換弁を第４の位置とすることにより、排気経路に前記第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置が並列に接続されて含まれるデュアルモードを選択可能である。また、第１切換弁を第１の位置とし、第２切換弁を第５の位置とすることにより、排気経路に前記第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置がこの順番で直列に接続されて含まれるタンデムモードを選択可能である。さらに、第１切換弁を第２の位置とし、第２切換弁を第５の位置とすることにより、前記第２排気浄化装置及び第１排気浄化装置がこの順番で直列に接続されて含まれるタンデムモードを選択可能である。また、前記第１切換弁を第３の位置とし、第２切換弁を第５の位置とすることにより、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置がバイパスされるバイパスモードを選択可能である。
【００１５】
このように、本発明においては、前記第１切換弁及び第２切換弁の姿勢位置を適宜変更することにより、シングルモード、デュアルモード、タンデムモード、バイパスモードを実現することができ、簡単な構成で、排気浄化システムの浄化性能、耐久性能を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記第１及び第２排気浄化装置が、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを有している場合には、
前記第１および／または第２排気浄化装置へのアッシュの堆積量を推定するアッシュ量推定手段をさらに備え、
前記アッシュ量推定手段により推定されたアッシュ量が所定値より少ない場合には、前記制御手段は、前記第１切換弁には前記第３の位置を選択させるとともに前記第２切換弁に前記第４の位置を選択させ、
前記アッシュ量推定手段により推定されたアッシュ量が前記所定値以上の場合には、前記制御手段は、前記第１切換弁には前記第１または第２の位置を選択させるとともに前記第２切換弁に前記第５の位置を選択させるようにしてもよい。
【００１７】
すなわち、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置が、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタを有している場合は、該フィルタの目詰まりを抑制するために、捕集された微粒
子物質を酸化除去させる再生処理が行われる。そうすると、微粒子物質は無害のアッシュとなり、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置のフィルタをすり抜けて車外に放散される。しかし、アッシュの粒径が大きい場合や、フィルタの一部にアッシュが集中して分布する場合には、アッシュがフィルタをすり抜けずに堆積されたままになる場合がある。
【００１８】
そうすると、微粒子物質のアッシュによって排気における背圧が上昇し、内燃機関の機関性能を悪化させる場合がある。
【００１９】
そこで、本発明においては、第１排気浄化装置および／または第２排気浄化装置におけるアッシュの堆積量を推定するアッシュ量推定手段を備えるようにし、アッシュ量推定手段が推定した、第１排気浄化装置および／または第２排気浄化装置へのアッシュの堆積量が所定値より少ない場合には、前記制御手段によって、前記第１切換弁が前記第３の位置とされるとともに前記第２切換弁が第４の位置とされることにより、デュアルモードを選択することとした。一方、アッシュ量推定手段が推定した、第１排気浄化装置および／または第２排気浄化装置へのアッシュの堆積量が所定値以上である場合には、前記制御手段によって、前記第１切換弁が前記第１または第２の位置とされるとともに前記第２切換弁が前記第５の位置とされることにより、タンデムモードを選択することとした。
【００２０】
そうすれば、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置にアッシュが堆積していない場合には、デュアルモードを選択することにより、排気浄化システム全体としての圧損を低減することができるとともに、排気浄化装置の浄化性、耐久性を向上させることができる。
【００２１】
一方、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置にアッシュが多量に堆積している場合には、タンデムモードを選択することにより、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置の一方に堆積されたアッシュを放出することができる。具体的には、前記制御手段によって例えば第１切換弁が第１の位置とされ、第２切換弁が第４の位置とされることによりタンデムモードを選択した場合には、第２排気浄化装置における排気の通過方向をデュアルモードの際の排気の通過方向に対して逆転させることができる。このことにより、第２排気浄化装置の、デュアルモードにおける上流側端面付近に堆積したアッシュを放出させることができる。
【００２２】
この場合、続いて第１切換弁が第２の位置となるよう切換えてもよい。そうすれば、同じくタンデムモードではあるが、第１排気浄化装置と第２排気浄化装置における排気の通過方向を逆転することができる。そうすると、第１排気浄化装置に堆積したアッシュを放出することができる。
【００２３】
なお、ここでアッシュ量推定手段は、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置の再生処理を実施した直後に、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置の前後の排気圧の差圧を検出し、検出された差圧から第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置へのアッシュ堆積量を推定してもよい。こうすれば、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置に捕集された微粒子物質が再生処理において酸化することにより生成されたアッシュのみの堆積量を、正確に推定することができる。
【００２４】
またここで、アッシュ堆積量における上記所定値とは、それ以上第１排気浄化装置または第２排気浄化装置にアッシュが堆積すると、排気における背圧が上昇し、内燃機関の機関性能に影響を及ぼすと考えられる閾値としてのアッシュ堆積量としてもよい。
【００２５】
また、本発明においては、前記第１及び第２排気浄化装置は、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を有し、
前記第１分岐通路に配置され、前記第１排気浄化装置に還元剤を供給する第１還元剤供
給手段と、
前記第２分岐通路に配置され、前記第２排気浄化装置に還元剤を供給する第２還元剤供給手段と、
排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を有するとともに、前記第３分岐通路または前記第２排気通路に配置された下流側排気浄化装置と、
前記第１および／または第２排気浄化装置のＮＯx触媒におけるＮＯxの量を推定するＮＯx量推定手段と、をさらに備え
前記ＮＯx量推定手段が推定したＮＯxの量が所定量以上となった場合には、
前記制御手段が、前記第１切換弁に前記第３の位置を選択させるとともに前記第２切換弁に前記第５位置を選択させ、
前記第１還元剤供給手段から前記第１排気浄化装置に還元剤が供給されるとともに、前記第２還元剤供給手段から前記第２排気浄化装置に還元剤が供給されるようにしてもよい。
【００２６】
すなわち、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置がＮＯx触媒を有する場合は、ＮＯx浄化能力の悪化を抑制するために、ＮＯx触媒におけるＮＯxに対してＮＯx還元処理を行う必要がある。そして、ＮＯx還元処理を行う場合には、前記制御手段によって第１切換弁が第３の位置とされ、第２切換弁が第５の位置とされることにより、バイパスモードを選択し、その上で、第１分岐通路における第１排気浄化装置の上流側に設けられた第１還元剤供給手段及び、第２分岐通路における第２排気浄化装置の上流側に設けられた第２還元剤供給手段から還元剤を供給するようにしてもよい。
【００２７】
そうすれば、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置に導入される排気の排気流量を低減させた上で、第１還元剤供給手段及び第２還元剤供給手段から還元剤を供給することができるので、第１還元剤供給手段及び第２還元剤供給手段からの還元剤が排気と接触することにより酸化消費されることを抑制でき、ＮＯx還元処理における還元剤の消費効率を向上させることができる。また、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置のＮＯx還元処理を同時に短期間で行うことができる。
【００２８】
しかし、そうした場合には、ＮＯx還元処理を実施している間は、排気が第１排気浄化装置も第２排気浄化装置も通過しないで車外に放散されることになる。そうすると、ＮＯx還元処理を実施している間のエミッションが悪化するおそれがある。そこで、本発明においては、第３分岐通路または第２排気通路にもＮＯxを浄化する第３排気浄化装置を設け、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置のＮＯx還元処理を行っている間は、排気中のＮＯxを第３排気浄化装置によって浄化することとした。
【００２９】
このような構成をとることにより、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置のＮＯx還元処理の間にエミッションが悪化することを抑制することができる。また、この構成によれば、各モードの切換時、例えば第１切換弁と第２切換弁の姿勢位置の切換時に、第３分岐通路及び第２排気通路を通過して車外に放散される排気についても第３排気浄化装置によって浄化することができ、モード切換時にエミッションが悪化することも抑制できる。
【００３０】
なお、この場合、第３排気浄化装置は特に第３分岐通路に設けられるようにしてもよい。こうすれば、第３排気浄化装置は、前記第１接続部と第２接続部の間に位置することになるので、デュアルモード及びシングルモードにおいて、第１排気浄化装置および／または第２排気浄化装置を通過した排気が再度第３排気浄化装置を通過することがないので、デュアルモード及びシングルモードにおける、排気浄化システム全体の圧損の増大を抑制することができる。
【００３１】
なお、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。
【発明の効果】
【００３２】
本発明にあっては、複数個の排気浄化装置を組み合わせた排気浄化システムにおいて、簡単な構成で、シングルモード、デュアルモード、タンデムモード、バイパスモードを含む複数のモードを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本実施例に係る内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、ディーゼル機関である。なお、図１においては、内燃機関１の内部及びその吸気系は省略されている。
【００３５】
図１において、内燃機関１には、内燃機関１からの排気が流通する排気管５が接続され、この排気通路５は下流にて図示しないマフラーに接続されている。また、排気通路５の途中には、排気中の微粒子物質（例えば、煤）やＮＯxを浄化する排気浄化部１０が配置されている。以下、排気通路５において、排気浄化部１０の上流を第１排気通路５ａ、下流を第２排気通路５ｂという。また、排気浄化部１０内では、第１排気通路５ａは、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂ及び第３分岐通路１０ｃに分岐されており、この第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂは下流において合流し、連通路１０ｄを形成している。そして、連通路１０ｄは、第３分岐通路１０ｃと合流して第２排気通路５ｂを形成している。そして、第１分岐通路１０ａには、排気中の微粒子物質（例えば、煤）を捕集し、さらに排気中のＮＯxを吸蔵還元する第１フィルタ１１ａが設けられており、第２分岐通路１０ｂには同じく第２フィルタ１１ｂが、第２排気通路５ｂには第３フィルタ１１ｃが設けられている。
【００３６】
本実施例における第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂ及び第３フィルタ１１ｃは、多孔質の基材からなるウォールフロー型のパティキュレートフィルタに吸蔵還元型ＮＯx触媒が担持されたものである。但し、必ずしも第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂ及び第３フィルタ１１ｃはパティキュレートフィルタに吸蔵還元型ＮＯx触媒が担持された構成でなくてもよく、例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒が担持されていないパティキュレートフィルタと、それに直列に設けられた吸蔵還元型ＮＯx触媒とからなる構成にしてもよい。さらに吸蔵還元型ＮＯx触媒以外のＮＯx触媒を用いても良い。
【００３７】
ここで、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂ及び第３フィルタ１１ｃは、本実施例における第１排気浄化装置、第２排気浄化装置及び第３排気浄化装置に相当する。また、第１排気通路５ａにおける、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂ及び第３分岐通路１０ｃへの分岐点は本実施例における第１接続部に相当する。また、連通路１０ｄと、第３分岐通路１０ｃとが合流して第２排気通路５ｂを形成する部分は本実施例における第２接続部に相当する。さらに、第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂが合流し、連通路１０ｄを形成する部分は、本実施例における第３接続部に相当する。
【００３８】
また、第１排気通路５ａにおける、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂ及び第３分岐通路１０ｃへの分岐点には、第１排気通路５ａ、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂ及び第３分岐通路１０ｃのうち、いずれを連通させ、または遮断するかを切換える第１切換弁１２ａが備えられている。同様に、連通路１０ｄと、第３分岐通路１０ｃとが合流して第２排気通路５ｂを形成する部分には、第２排気通路５ｂに対して第３分岐通路
１０ｃと連通路１０ｄのどちらを連通させるかを切換える第２切換弁１２ｂが備えられている。
【００３９】
ここで、第１切換弁１２ａを、図１中実線で示す第１の位置とすることにより、第１排気通路５ａと第１分岐通路１０ａとを連通させ、さらに第２分岐通路１０ｂと第３分岐通路１０ｃとを連通させるとともに、第１排気通路５ａ及び第１分岐通路１０ａと、第２分岐通路１０ｂ及び第３分岐通路１０ｃとを遮断させることができる。また、第１切換弁１２ａを、図１中破線で示す第２の位置とすることにより、第１排気通路５ａと第２分岐通路１０ｂとを連通させ、さらに第１分岐通路１０ａと第３分岐通路１０ｃとを連通させるとともに、第１排気通路５ａ及び第２分岐通路１０ｂと、第１分岐通路１０ａ及び第３分岐通路１０ｃとを遮断させることができる。さらに、第１の位置と第２の位置との中間位置である第３の位置とすることにより、第１排気通路５ａ、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂ及び、第３分岐通路１０cの全てを連通させることができる。
【００４０】
また、第２切換弁１２ｂは、図１中実線で示す第４の位置を選択することにより、連通路１０dと第２排気通路５ｂとを連通させるとともに、第３分岐通路１０ｃと第２排気通路５ｂとを遮断することができ、図１中、破線で示す第５の位置とすることにより、第３分岐通路１０cと第２排気通路５ｂとを連通させるとともに、連通路１０ｄと第２排気通路５ｂとを遮断することができる。
【００４１】
また、図１中、第１分岐通路１０ａにおける第１フィルタ１１ａの第１切換弁１２ａ側には、第１フィルタ１１ａの再生処理などの際に、第１分岐通路１０ａを通過する排気に還元剤としての燃料を添加する第１燃料添加弁１４ａが備えられている。同様に、第２分岐通路１０ｂにおける第２フィルタ１１ｂの第１切換弁１２ａ側には、第２フィルタ１１ｂの再生処理などの際に、第２分岐通路１０ｂを通過する排気に還元剤としての燃料を噴射する第２燃料添加弁１４ｂが備えられている。なお、上記の第１燃料添加弁１４ａは本実施例における第１還元剤供給手段を構成し、第２燃料添加弁１４ｂは、本実施例における第２還元剤供給手段を構成する。
【００４２】
以上述べたように構成された内燃機関１及びその排気系には、該内燃機関１及び排気系を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）３５が併設されている。このＥＣＵ３５は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御する他、内燃機関１の排気浄化部１０に係る制御を行うユニットである。
【００４３】
ＥＣＵ３５には、図示しないクランクポジションセンサや、アクセルポジションセンサなどの内燃機関１の運転状態の制御に係るセンサ類が電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵ３５に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ３５には、内燃機関１内の図示しない燃料噴射弁等が電気配線を介して接続される他、本実施例における第１切換弁１２ａ、第２切換弁１２ｂ及び、第１燃料添加弁１４ａ、第２燃料添加弁１４ｂが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ３５によって制御されるようになっている。従って、ＥＣＵ３５は、本実施例における制御手段を構成する。
【００４４】
また、ＥＣＵ３５には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が備えられており、ＲＯＭには、内燃機関１の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの微粒子物質の捕集能力を再生するための再生処理ルーチンの他、ＮＯx還元処理ルーチン、ＳＯx被毒回復処理ルーチン（いずれも説明は省略）なども、ＥＣＵ３５のＲＯＭに記憶されているプログラムの一つである。
【００４５】
次に、本実施例における排気浄化システムのとりうるモード及び、その作用について説
明する。
【００４６】
[デュアルモード]先ず、図２を用いて、内燃機関１の排気浄化部１０を制御して選択する最も基本的なモードであるデュアルモードについて説明する。この場合は、第１切換弁１２ａを図２に示すような第３の位置とし、第２切換弁１２ｂを第４の位置とする。そうすると、内燃機関１から排出された排気は、図２に示すように、第１排気通路５ａから第１分岐通路１０ａ及び第２分岐通路１０ｂを並行して通過し、その後、連通路１０ｄ、第２排気通路５ｂを通過して車外に排出される。
【００４７】
このモードが選択された場合は、内燃機関１からの排気が、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂの両方を並行して通過するので、排気浄化部１０としてのトータルのフィルタ断面積を増大させることができる。その結果、排気浄化部１０における圧損を抑制することができる。また、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの単位断面積当たりを通過する排気の量を相対的に減少させることができるので、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの排気浄化性能を向上させることができ、さらに、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの負担が減少することから、その耐久性を向上させることができる。
【００４８】
また、本実施例においては、このモードが選択されている状態で、第１フィルタ１１ａおよび／または第２フィルタ１１ｂの再生処理などを行ってもよい。すなわち、デュアルモードにおいては、内燃機関１からの排気が、第１分岐通路１０ａと第２分岐通路１０ｂに分かれた上で、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂに導入される。従って、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂに導入される排気の流量を、内燃機関１から排出された量の半分にすることができる。その結果、再生処理などの際に、燃料添加弁から添加された燃料が高温の排気と接触することにより酸化消費されてしまうことを抑制でき、再生処理などの際の燃費を向上させることができる。
【００４９】
[タンデムモード]次に、図３を用いて、内燃機関１からの排気が、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂの各々を直列に通過するタンデムモードについて説明する。図３は、本実施例における排気浄化システムでタンデムモードを選択した際の作用について説明するための図である。
【００５０】
本モードにおいては、例えば図３（ａ）に示すように、第１切換弁１２ａを第１の位置とし、第２切換弁１２ｂを第５の位置とする。そうすることにより、内燃機関１からの排気は、第１排気通路５ａから第１分岐通路１０ａに導入され、第２分岐通路１０ｂ、第３分岐通路１０ｃの順番で通過した後、第２排気通路５ｂに導入される。
【００５１】
このモードにおいては、内燃機関１からの排気は、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂを直列に通過するので、排気の単位体積あたりの排気浄化能力を高くすることができる。
【００５２】
また、このモードにおいて、図３（ｂ）に示すように第１切換弁１２ａを第２の位置とし、第２切換弁１２ｂを第５の位置とした場合には、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂに対する排気の通過方向を逆転させることができる。
【００５３】
ここで、図３（ａ）に示したタンデムモードを選択した上で、内燃機関１を運転させると、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに吸蔵されるＮＯxは、それぞれのフィルタにおける排気の導入側端面付近に集中して吸蔵される。また、排気の導入方向が一定であるので、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂ内における温度分布が不均一になるおそれがある。これに対し、図３（ｂ）に示すモードに適宜切換えることにより、第１フ
ィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂに対する排気の通過方向を適宜逆転させれば、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに吸蔵されるＮＯxの分布を均一化することができ、あるいは第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂにおける温度分布も均一化することができる。
【００５４】
そうすることにより、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂにおける吸蔵還元型ＮＯx触媒の容量を有効に使用することができ、また、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂ内の一部の温度が以上に高温または低温になることを抑制でき、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの耐久性及び浄化性能を向上させることができる。
【００５５】
[シングルモード]次に、図４を用いて、内燃機関１の排気浄化部１０における第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂのうち、片方のみに排気を通過させるシングルモードについて説明する。このシングルモードは、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂの再生処理などを行う際に選択されることにより好適に作用する。
【００５６】
すなわち、例えばデュアルモードで運転中に、デュアルモードを選択したまま第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの両方の再生処理などを一度に行った場合には、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度が内燃機関１の運転状態の影響を受ける場合がある。例えば、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの再生処理などの最中に内燃機関１の運転状態が高機関負荷、高機関回転数になった場合には、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに導入される排気の温度が高温になるため、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度が過度に高温になるおそれがある。また、排気流量が非常に多い状態で、第１フィルタ１１ａおよび／または第２フィルタ１１ｂの再生処理などのために還元剤としての燃料を供給すると、たとえデュアルモードを選択することにより排気流量が半分になったとしても、供給された燃料のうち、排気中で酸化消費されてしまう燃料の量が多くなる場合がある。その結果、再生処理などに用いられる燃料の割合が低下し、燃費が悪化する場合がある。
【００５７】
そこで、そのような場合において、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの再生処理などを行う際には、図４（ａ）に示すように、例えば、第１切換弁１２ａを第１の位置とし、第２切換弁１２ｂを第４の位置とする。そうすると、内燃機関１からの排気は、第１フィルタ１１ａを通過し、第２フィルタ１１ｂを殆ど通過しない。そして、排気の通過が略停止した第２分岐通路１０ｂにおける第２燃料添加弁１４ｂからのみ燃料を添加する。すなわち、内燃機関１からの排気に、第１フィルタ１１ａを主に通過させるようにした上で、第２フィルタ１１ｂの再生処理などを行う。そうすれば、第２フィルタ１１ｂに導入される排気流量が減少した状態で第２フィルタ１１ｂに燃料を供給することができるので、再生処理などにおける燃費をより向上させることができる。また、内燃機関１の運転状態が、第２フィルタ１１ｂの再生処理などに影響を及ぼすことを抑制できる。
【００５８】
なお、同様に、図４（ｂ）には、第１切換弁１２ａを第２の位置とし、第２切換弁１２ｂを第４の位置とすることにより、第２フィルタ１１ｂにのみ排気を通過させるシングルモードについて示す。この場合には、第１フィルタ１１ａの上流側の第１燃料添加弁１４ａからのみ燃料を添加することにより、同様の効果を得ることができる。
【００５９】
[バイパスモード]次に、図５を用いてバイパスモードについて説明する。前述のように、デュアルモードで運転中に、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの両方の再生処理を一度に行った場合には、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度が内燃機関１の運転状態の影響を受ける場合がある。例えば、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの再生処理中に内燃機関１の運転状態が高機関負荷、高機関回転数になった場合には、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに導入される排気の温度が高温になるため、
第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度が過度に高温になるおそれがある。
【００６０】
このような場合には、第１切換弁１２ａを第３の位置とし、第２切換弁１２ｂを第５の位置とすることにより、バイパスモードを選択する。そうすると、内燃機関１からの排気は背圧の低い第３分岐通路１０ｃのみを通過してそのまま第２排気通路５ｂに導入される。このことにより、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂが再生処理中において高温となっている場合に、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂへの高温の排気の供給を抑えることができ、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂの過度な昇温を抑制することができる。
【００６１】
また、逆に、内燃機関１がフューエルカット状態にあるような場合は、内燃機関１からの排気を第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに導入させると、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度を低下させてしまうこととなり、また、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに担持された吸蔵還元型ＮＯx触媒に過度な酸素供給をすることとなるため、その後の第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂにおけるＮＯx浄化性能を劣化させてしまう場合がある。このような場合に、上記バイパスモードを適用してもよい。
【００６２】
なお、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂの片方が上記の高温状態または低温状態、高酸素供給状態になる場合に、バイパスモードを適用してもよいことは言うまでもない。
【００６３】
以上、説明したように、本実施例においては、内燃機関１の運転状態に応じて第１切換弁１２ａ及び第２切換弁１２ｂのとる姿勢位置を適宜変更することにより、排気浄化部１０におけるデュアルモード、タンデムモード、シングルモード、バイパスモードを使い分けることができ、排気浄化システムの性能を向上させることができるとともに、再生処理などを効果的に、低燃費で行うことができる。
【００６４】
なお、本実施例においては、第２排気通路５ｂに第３フィルタ１１ｃを備えているので、上記で説明したモード間の切換時、例えば、図３（ａ）に示すタンデムモードから図３（ｂ）に示すタンデムモードに切換える場合、すなわち、第２切換弁１２ｂを第５の位置に維持したまま第１切換弁１２ａを第１の位置から第２の位置に切換える過度状態において第１フィルタ１１ａも第２フィルタ１１ｂも通過しない排気が浄化されないまま車外に放散されることを抑制できる。また、バイパスモードにおいて第１フィルタ１１ａも第２フィルタ１１ｂも通過しない排気が浄化されないまま車外に放散されることを抑制できる。
【００６５】
また、本実施例においては、上記のように、第２排気通路５ｂに第３フィルタ１１ｃを備えた例について示したが、第３フィルタ１１ｃを省略した場合においても、排気浄化部１０におけるデュアルモード、タンデムモード、シングルモード、バイパスモードを使い分けることができ、排気浄化システムの性能を向上させることができるとともに、再生処理などを効果的に、低燃費で行うことができるという効果を得ることは可能である。
【実施例２】
【００６６】
次に、本発明における実施例２について説明する。本実施例においては、実施例１で説明したデュアルモードとタンデムモードの組み合わせに係る制御について説明する。本実施例のハード構成の、図１に示したハード構成との違いは、第１分岐通路１０ａには、第１フィルタ１１ａの前後の排気の差圧を検出する図示しない第１差圧検出センサが設けられ、第２分岐通路１０ｂには、第２フィルタ１１ｂの前後の排気の差圧を検出する図示しない第２差圧検出センサが設けられている点である。その他の点は図１示したハード構成
と同じであるので説明は省略する。
【００６７】
本実施例の排気浄化システムにおいては、通常運転時はデュアルモードを選択する。そして、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂのいずれかに捕集された微粒子物質の量が第１所定値以上になると、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂから還元剤としての燃料を供給することにより、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂの温度を上昇させ、微粒子物質を酸化させる再生処理が実施される。ここで、第１所定値とは、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂのいずれかに捕集された微粒子物質の量がそれ以上になると排気浄化部１０における背圧が上昇し、機関性能に影響を及ぼす閾値としての堆積量である。そして、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂのいずれかに捕集された微粒子物質の量が第１所定値以上になったことは、第１差圧検出センサまたは、第２差圧検出センサの出力が予め設定された閾値を越えたことをもって判定してもよいし、前回の再生処理の終了時以降の車両の運転時間や運転距離が一定値を超えたことをもって判定してもよい。
【００６８】
次に、本実施例においては、再生処理が終了した時点で再度、第１差圧検出センサまたは第２差圧検出センサの出力信号を取得し、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂにおける微粒子物質が、再生処理によって酸化して生成されたアッシュの堆積量を推定する。ここで、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂにおいて、微粒子物質が酸化した場合、無害のアッシュとなり、通常フィルタをすり抜けて車外に放散される。しかし、生成されたアッシュの粒径が大きい場合や、フィルタの一部に集中して分布する場合には、アッシュがフィルタをすり抜けずに第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂに堆積する場合がある。そうすると、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂへのアッシュの堆積によって、排気浄化部１０における背圧が上昇するおそれがあるので、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂにアッシュが過剰に堆積することを抑制する必要がある。
【００６９】
そこで、本実施例においては、上記のように推定されたアッシュの量が第２所定値以上かどうかを判定し、推定されたアッシュの量が第２所定値以上の場合には、フィルタからアッシュを放出させる。ここで、第２所定値とは、これ以上、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂにアッシュが堆積していると、これに加えて微粒子物質が捕集された際には、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂに目詰まりが生じ、内燃機関１の機関性能に影響を及ぼすようになるおそれがあると判断される閾値としてのアッシュ堆積量としてもよい。
【００７０】
具体的な制御としては、推定されたアッシュの量が第２所定値以上であった場合には、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂに、再生処理を行った後のアッシュが堆積していると判断することができるので、その場合には、第１切換弁１２ａを第２の位置とし、第２切換弁１２ｂを第５の位置とすることによりタンデムモードに切換える。そのことにより第１フィルタ１１ａにおける排気の通過方向が逆転するので、第１フィルタ１１ａに堆積されたアッシュが放出される。次に、第１切換弁１１ａを第１の位置とし、第２フィルタ１１ｂを第５の位置とすることで、タンデムモードにおける排気の通過方向を逆転させる。そうすると、第２フィルタ１１ｂに堆積されたアッシュが放出される。
【００７１】
この際、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂから放出されたアッシュは第３分岐通路１０ｃなどとの衝突によって粒径が小さくなり、粒径の小さなアッシュは第３フィルタ１１ｃをすり抜けるので、第３フィルタ１１ｃにアッシュが堆積することも抑制される。
【００７２】
以上のように、本実施例における排気浄化システムにおいては、通常運転時及び、第１
フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの再生処理時はデュアルモードを選択しているので、通常運転時の排気浄化システムにおける圧損を低減することができる。また、再生処理を、一度に短時間で完了させることができる。さらに、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂに導入される排気は内燃機関１からの排気の半分となるため、再生処理において第１燃料添加弁１４ａ、第２燃料添加弁１４ｂから添加される燃料が排気と接触して酸化消費されてしまうことを抑制でき、再生処理における燃費を向上させることができる。
【００７３】
加えて、本実施例においては、再生処理の後に、再度第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂの前後の差圧を取得することにより第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂへのアッシュの堆積量を検出し、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂへのアッシュの堆積量が第２所定値以上である場合には、タンデムモードに切換え、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂからアッシュを放出させる。従って、再生処理によって生成されたアッシュが第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂに過剰に堆積することを抑制でき、排気浄化部１０における背圧が上昇し、内燃機関１の機関性能に影響を及ぼすことを抑制できる。
【００７４】
また、本実施例においては、この際、タンデムモードにおける排気の通過方向を切換える制御を行う。このことより、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂの片方ずつから順番にアッシュを放出させることができる。そうすると、一度に放出されるアッシュの量も少なく、さらに放出されたアッシュの粒径は小さくなる傾向になるので、それらのアッシュが第３フィルタ１１ｃに再度堆積することをより確実に抑制することができる。
【実施例３】
【００７５】
次に、本発明における実施例３について説明する。本実施例においては、実施例１で説明したデュアルモードとバイパスモードの組み合わせに係る制御について説明する。本実施例のハード構成の、図１に示したハード構成との違いは、第１分岐通路１０ａにおける、第１フィルタ１１ａの下流側には排気中のＮＯx濃度を検出する図示しない第１ＮＯxセンサが設けられ、第２分岐通路１０ｂにおける、第２フィルタ１１ｂの下流側には、同じく図示しない第２ＮＯxセンサが設けられている点である。その他の点は図１示したハード構成と同じであるので説明は省略する。
【００７６】
本実施例においても、通常運転時はデュアルモードを選択する。そして、第１ＮＯxセンサまたは第２ＮＯxセンサの出力が所定値以上になった場合には、第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂへのＮＯx吸蔵量が増加し、ＮＯx吸蔵能力が低下していると判断できるので、ＮＯx還元処理を実行する。
【００７７】
このＮＯx還元処理を実行する際には、第１切換弁１２ａを第３の位置とし、第２切換弁１２ｂを第５の位置とすることによりバイパスモードを選択する。そしてバイパスモードを選択した上で、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂから還元剤としての燃料を添加することにより、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂに還元剤を供給する。そうすれば、第１フィルタ１１ａ及び、第２フィルタ１１ｂの両方のＮＯx還元処理を同時に行うことができるので、シングルモードを選択してＮＯx還元処理を実行する場合と比較しても、ＮＯx還元処理を短期間で完了させることができる。
【００７８】
また、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂから還元剤としての燃料を添加する際には、バイパスモードを選択することにより、第１分岐通路１０ａ、第２分岐通路１０ｂを通過する排気流量が大幅に減少しているので、第１燃料添加弁１４ａ及び第２燃料添加弁１４ｂから添加された燃料のうち、排気との接触によって酸化消費され、ＮＯx還元処理に用いられない燃料の量が大幅に減少する。結果としてＮＯx還元処理における燃費をより向上させることができる。
【００７９】
さらに、本実施例においては、ＮＯx還元処理を実施している間の排気も、第３フィルタ１１ｃによって浄化されるので、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂのＮＯx再生処理中にエミッションが悪化することを抑制することができる。
【実施例４】
【００８０】
次に、本発明における実施例４について図６を用いて説明する。本実施例のハード構成の、図１に示したバード構成との違いは、第３フィルタ１１ｃが、第３分岐通路１０ｃ、すなわち、第１切換弁１２ａと第２切換弁１２ｂとの間に設けられている点である。その他の点は図１示したハード構成と同じであるので説明は省略する。
【００８１】
図６は本実施例における内燃機関１及びその排気系、制御系を示した図である。図６（ａ）においては、第３フィルタ１１ｃは、第３分岐通路１０ｃに設けられている。こうすれば、バイパスモードを選択した場合や、モード切換時におけるエミッションの悪化を抑制することができるとともに、デュアルモードやシングルモードを選択した場合の、排気浄化部１０における圧損を抑制することができる。
【００８２】
また、この場合には図６（ｂ）に示すように、第４フィルタ１１ｄをさらに第２排気通路５ｂに設けるようにしてもよい。但しこの場合、第４フィルタ１１ｄは、第１フィルタ１１ａ〜第３フィルタ１１ｃと比較して浄化能力が低く、圧損が小さいものを使用してもよい。例えばストレートフロー型のフィルタを用いても良い。そうすれば、デュアルモードやシングルモードにおいても充分な浄化能力を確保するとともに、圧損を抑制することができる。ここで、第３フィルタ１１ｃ及び、第４フィルタ１１ｄは、本実施例における第３排気浄化装置に相当する。
【００８３】
また、この第３フィルタ１１ｃを、第1切換弁１２ａの上流側に備えるようにしてもよい。この場合には、第１切換弁１２ａの固着要因となり得るＳＯＦ成分を、第１切換弁１２ａの前段で除去することができる。
【００８４】
なお、上記の説明においては、内燃機関１はディーゼル機関であるとしたが、上記実施例をガソリンエンジンに適用しても構わない。また、上記実施例においては、吸蔵還元型ＮＯx触媒に還元剤としての燃料を添加することによりＮＯx還元処理などを実施する場合について説明したが、本発明は、尿素水を還元剤として排気通路内に供給し、排気ガス中のＮＯxを還元する選択還元型ＮＯx触媒システムにも適用が可能である。
【００８５】
また、上記実施例においては、第１燃料添加弁１４ａは第１フィルタ１１ａの第１切換弁１２ａ側に配置され、第２燃料添加弁１４ｂは第２フィルタ１１ｂの第１切換弁１２ａ側に配置された例について説明したが、第１燃料添加弁１４ａが第１フィルタ１１ａの第２切換弁１２ｂ側に配置され、あるいは、第２燃料添加弁１４ｂが第２フィルタ１１ｂの第２切換弁１２ｂ側に配置されるようにしてもよい。
【００８６】
さらに第１還元剤供給手段としての燃料添加弁を第１フィルタ１１ａの両側に配置し、第２還元剤供給手段としての燃料添加弁を第２フィルタ１１ｂの両側に配置するようにしてもよい。そうすれば、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂへの排気の通過方向にかかわらず、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの上流側から燃料を添加することができるため、再生処理などの際の制御性が向上する。
【００８７】
また、上記実施例においては、第２切換弁１２ｂを、連通路１０ｄと、第３分岐通路１０ｃとが合流して第２排気通路５ｂを形成する部分に備えた構成について説明したが、この代わりに、第３分岐通路１０ｃ及び連通路１０ｄのそれぞれにおいて、それぞれを開通
／遮断するＯＮ／ＯＦＦバルブを備えるような構成としてもよい。
【００８８】
また、Ｖ型内燃機関においては、上記の実施例において説明した排気系及び排気浄化部１０をそれぞれのバンクについて設けるような構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施例１における内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１における排気浄化部のデュアルモードについて説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１における排気浄化部のタンデムモードについて説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１における排気浄化部のシングルモードについて説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１における排気浄化部のバイパスモードについて説明するための図である。
【図６】本発明の実施例４における内燃機関と、その排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１・・・内燃機関
５・・・排気通路
５ａ・・・第１排気通路
５ｂ・・・第２排気通路
１０・・・排気浄化部
１０ａ・・・第１分岐通路
１０ｂ・・・第２分岐通路
１０ｃ・・・第３分岐通路
１０ｄ・・・連通路
１１ａ・・・第１フィルタ
１１ｂ・・・第２フィルタ
１１ｃ・・・第３フィルタ
１１ｄ・・・第４フィルタ
１２ａ・・・第１切換弁
１２ｂ・・・第２切換弁
１４ａ・・・第１燃料添加弁
１４ｂ・・・第２燃料添加弁
３５・・・ＥＣＵ
【図１】
2006022740.tif 000003
【図２】
2006022740.tif 000004
【図３】
2006022740.tif 000005
【図４】
2006022740.tif 000006
【図５】
2006022740.tif 000007
【図６】
2006022740.tif 000008