(57)【要約】【課題】パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒を設けても、パティキュレートフィルタの強制再生を支障なく良好に行い得るようにする。【解決手段】燃料噴射装置のポスト噴射により燃料添加を行い、そこから生じた炭化水素が酸化触媒で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置に関し、排気ガス７をＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路１９と、強制再生時に排気ガス７の流れをバイパス流路１９に切り換える流路切換手段２０とを備えると共に、該流路切換手段２０にバタフライ弁２６を用いて流路を切り換える形式とし、該バタフライ弁２６の傾動軸２７の両端部を軸支する軸受部材２８を鋳造部品で一体的に構成し且つこれを除いた残りの部位を薄肉板金部品で分割構成する。【選択図】図５
2008138584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化触媒を入側に付帯装備して排気管途中に設けられたパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの前段に設けられて低排気温度条件で排気ガス中のＮＯxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したＮＯx中のＮＯ2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するＮＯx吸着触媒とを備え、該ＮＯx吸着触媒より上流側で燃料添加手段により排気ガス中に燃料添加を行い、その添加燃料から生じた炭化水素が酸化触媒で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置であって、排気ガスをＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路と、強制再生時に排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段とを備えると共に、該流路切換手段をバタフライ弁を用いて流路を切り換える形式とし、該バタフライ弁の傾動軸の両端部を軸支する軸受部材を鋳造部品で一体的に構成し且つ該軸受部材の鋳造部品を除いた残りの部位を薄肉板金部品で分割構成したことを特徴とする排気浄化装置。
【請求項２】
軸受部材を成す鋳造部品に、流路切換手段のハウジングの入口フランジも一体的に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置。
【請求項３】
流路切換手段のハウジングの外周部が断熱材により被包されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【０００３】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造を成し、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出される一方、排気ガス中のパティキュレートが多孔質薄壁の内側表面に捕集されるようになっている。
【０００４】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、ＰｔやＰｄ等を活性種とする酸化触媒をパティキュレートフィルタに一体的に担持させるようにしている。
【０００５】
即ち、このような酸化触媒を担持させたパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
ただし、斯かるパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがある。
【０００７】
そこで、パティキュレートフィルタの入側にフロースルー型の酸化触媒を付帯装備させ、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより上流側に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。
【０００８】
つまり、このようにすれば、燃料添加で生じた炭化水素が酸化触媒を通過する間に酸化反応し、その反応熱で昇温した排気ガスの流入により直後のパティキュレートフィルタの床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる（例えば、下記の特許文献１参照）。
【０００９】
尚、この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加するのが一般的である。
【００１０】
一方、ディーゼルエンジンの排気浄化を図るにあたっては、前述のように排気ガス中のパティキュレートを除去するだけでは十分ではなく、排気ガス中に含まれるＮＯx（窒素酸化物）についても除去する必要があるので、本発明者らは、パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒を設けてパティキュレートとＮＯxの同時低減化を図ることを創案するに到った。
【００１１】
ここで言うＮＯx吸着触媒とは、既に実用化が進められているＮＯx吸蔵還元触媒（排気空燃比がリーンの時に排気ガス中のＮＯxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス中のＯ2濃度が低下した時に未燃の炭化水素やＣＯ等の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄化する性質を持つもの）とは全く異なる性質のものであり、排気ガス中のＮＯxや炭化水素を物理的に吸着する能力に優れたゼオライトから成るフロースルー型の触媒のことを意味している。
【００１２】
ゼオライトはアルミナケイ酸塩質の多孔性結晶材料であり、結晶中に均一な分子レベルの細孔を規則正しく配向して備えていることを特徴とし、この細孔を通じて各種の分子を空洞又は孔路内に吸着する性質を備えており、このような性質以外にも、細孔が均一であることに基づく分子ふるい作用を持つ性質（細孔の孔径より小さい分子しか吸着しない）、結晶構造中のカチオンとアニオンの作用により極性物質を強く吸着する性質、触媒作用を持つ性質も兼ね備えている。
【００１３】
また、この種のゼオライトは、その骨格構造の型に基づき多種類に分類されるが、低排気温度条件下で細孔内へＮＯxと炭化水素を吸着する能力と、吸着した炭化水素を低排気温度条件下で緩慢に排気ガス中の酸素と反応させて亜酸化炭化水素とする能力と、高耐熱性、高耐久性とに優れたものを適宜に選定すれば良く、同様の性質を備えたゼオライト類縁化合物の中から選定することも可能である。
【００１４】
このようなＮＯx吸着触媒をパティキュレートフィルタの前段に装備すれば、既存のＮＯx吸蔵還元触媒が有効に機能しないような排気温度が低い運転状態で排気ガス中のＮＯxと炭化水素がＮＯx吸着触媒に同時吸着され、その吸着された炭化水素が低排気温度条件下で緩慢に排気ガス中の酸素と反応して亜酸化炭化水素となり、前記ＮＯx吸着触媒に吸着されているＮＯx中のＮＯ2が前記亜酸化炭化水素と反応して還元浄化されることになる。
【００１５】
しかも、吸着中に炭化水素の亜酸化炭化水素への酸化反応熱に助勢されてＮＯからＮＯ2への酸化反応も局部的に促されるため、吸着中に新たにＮＯからＮＯ2となったものも亜酸化炭化水素と反応して還元浄化されることになり、ＮＯx吸着触媒に吸着されたＮＯxのうちの約３０％程度が還元浄化されて低減される。
【特許文献１】特開２００３−１９３８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、燃料添加によるパティキュレートフィルタの強制再生を行うに際し、パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒が配置されていると、添加燃料から生じた炭化水素の大半が前段のＮＯx吸着触媒で吸着されてしまうことで酸化触媒での反応熱の発生が滞り、しかも、ＮＯx吸着触媒が蓄熱体となることでヒートマスが増加して排気ガス温度が上がり難くなるため、パティキュレートフィルタの強制再生に支障をきたす虞れがあった。
【００１７】
また、ＮＯx吸着触媒の床温度が炭化水素の放出温度にまで上昇すると、それまで吸着されていた間に緩慢に酸素と反応して軽質の炭化水素となったものが多量に発生し、この軽質の炭化水素が後段の酸化触媒で活発に反応することで急激な温度上昇を招く虞れがあり、このような急激な温度上昇を回避するための燃料添加の制御が技術的に難しいという問題もあった。
【００１８】
そこで、本発明者らは、排気ガスをＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路を設けると共に、強制再生時に排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段を設けることを創案するに到り、これを特願２００６−３０４９５９号として既に出願している。
【００１９】
ただし、排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段自体も蓄熱体となり得るので、この流路切換手段の追加分だけヒートマスが増加してＮＯx吸着触媒を迂回させることのメリットが少なくなってしまう懸念がある。
【００２０】
その対策として流路切換手段をヒートマスの小さな薄肉板金部品で分割構成することが考えられているが、このような薄肉板金部品で流路切換手段を製作した場合には、各薄肉板金部品に板金製造時の圧延等による内部歪みが潜在しているため、高温の排気ガスが流れる環境下で加熱されて内部歪みが現出した際に、流路切換手段のハウジングが熱変形して作動不良が起こる虞れがあった。
【００２１】
より具体的には、流路切換手段を一般的なバタフライ弁を用いて流路を切り換える形式とした場合、そのハウジングに熱変形が生じると、バタフライ弁の傾動軸の軸受位置が当初の設計位置から変わってしまい、該傾動軸が本来あるべき中心位置からずれてバタフライ弁が正常に開閉作動できなくなる虞れがあった。
【００２２】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒を設けても、パティキュレートフィルタの強制再生を支障なく良好に行い得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、酸化触媒を入側に付帯装備して排気管途中に設けられたパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの前段に設けられて低排気温度条件で排気ガス中のＮＯxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したＮＯx中のＮＯ2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するＮＯx吸着触媒とを備え、該ＮＯx吸着触媒より上流側で燃料添加手段により排気ガス中に燃料添加を行い、その添加燃料から生じた炭化水素が酸化触媒で酸化反応した時の反応熱により捕集済みパティキュレートを燃焼させてパティキュレートフィルタを強制再生する排気浄化装置であって、排気ガスをＮＯx吸着触媒を迂回させて酸化触媒へ直接導くバイパス流路と、強制再生時に排気ガスの流れをバイパス流路に切り換える流路切換手段とを備えると共に、該流路切換手段をバタフライ弁を用いて流路を切り換える形式とし、該バタフライ弁の傾動軸の両端部を軸支する軸受部材を鋳造部品で一体的に構成し且つ該軸受部材の鋳造部品を除いた残りの部位を薄肉板金部品で分割構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
而して、このように排気浄化装置を構成した場合に、パティキュレートフィルタの強制再生時にバタフライ弁の傾動位置をバイパス流路を開通する側へ切り換えると、排気ガスがバイパス流路を通りＮＯx吸着触媒を迂回して酸化触媒へ直接導かれることになるので、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒に導いて直ちに反応熱を発生させることが可能となり、しかも、ＮＯx吸着触媒が蓄熱体となってしまうことで排気ガス温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒の急激な温度上昇を招いたりする虞れを未然に回避することが可能となる。
【００２５】
更に、流路切換手段におけるバタフライ弁の傾動軸が鋳造部品の軸受部材により軸支されているので、この種の鋳造部品が内部歪みを含まないことから前記軸受部材の熱変形が起こらなくなり（鋳造部品は、単に溶融物が鋳型の中で冷却硬化して成形されたもので、圧延部品や鍛造部品のような内部歪みが殆ど含まれないため、高温の排気ガスが流れる環境下で加熱されても熱変形の心配がない）、バタフライ弁の傾動軸が本来あるべき中心位置からずれてバタフライ弁が作動不良を起こす虞れが解消されることになる。
【００２６】
また、この軸受部材の鋳造部品を除いた残りの部位がヒートマスの小さな薄肉板金部品で分割構成されているので、流路切換手段の全体としてのヒートマスを小さく抑えることが可能であり、パティキュレートフィルタの強制再生時における排気ガスの温度が上がり易くなる。
【００２７】
更に、本発明においては、軸受部材を成す鋳造部品に、流路切換手段のハウジングの入口フランジも一体的に構成されていることが好ましく、このようにすれば、軸受部材の流路切換手段への組み付けを入口フランジの組み付けと兼ねて一度に行うことが可能となる。
【００２８】
また、本発明においては、流路切換手段のハウジングの外周部が断熱材により被包されていることが好ましく、このようにすれば、流路切換手段の保温性を高めて該流路切換手段を通る排気ガスの外気への放熱による熱損失を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３０】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、燃料添加によるパティキュレートフィルタの強制再生を行うに際し、該パティキュレートフィルタの前段にＮＯx吸着触媒が設けられていても、流路切換手段により排気ガスの流れをバイパス流路に切り換えてＮＯx吸着触媒を迂回させることによって、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒に導いて直ちに反応熱を発生させることができ、しかも、ＮＯx吸着触媒が蓄熱体となってしまうことで排気ガス温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒の急激な温度上昇を招いたりする虞れを未然に回避することができ、更には、軸受部材を鋳造部品で一体的に構成することで熱変形によるバタフライ弁の作動不良を防止しつつ、軸受部材の鋳造部品を除いた残りの部位を薄肉板金部品で分割構成することで流路切換手段の全体としてのヒートマスを小さく抑えることもできるので、パティキュレートフィルタの強制再生を支障なく良好に行うことができる。
【００３１】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、軸受部材の流路切換手段への組み付けを入口フランジの組み付けと兼ねて一度に行うことができ、流路切換手段の組み付け作業の手間を省くことができる。
【００３２】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、流路切換手段の保温性を高めて該流路切換手段を通る排気ガスの外気への放熱による熱損失を低減することができるので、パティキュレートフィルタの強制再生時における排気ガスの温度をより一層上がり易くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１〜図８は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中における１はターボチャージャ２を搭載したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ３から導いた吸気４が吸気管５を介し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４が更にインタクーラ６へと送られて冷却され、該インタクーラ６から図示しないインテークマニホールドへと吸気４が導かれてディーゼルエンジン１の各シリンダに導入されるようにしてある。
【００３５】
また、このディーゼルエンジン１の各シリンダから排出された排気ガス７が排気マニホールド８を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス７が排気管９を介し車外へ排出されるようにしてあり、該排気管９の途中に介装されたケーシング１０内には、捕集済みパティキュレートの酸化反応を助勢する機能を高めた酸化触媒を担持したパティキュレートフィルタ１１が収容されている。
【００３６】
図２にその構造を模式的に示す如く、このパティキュレートフィルタ１１は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路１２の入口が栓体１３により交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路１２については、その出口が栓体１４により目封じされるようになっていて、各流路１２を区画する多孔質薄壁１５を透過してパティキュレートを捕集された排気ガス７のみが下流側へ排出されるようになっている。
【００３７】
更に、前記ケーシング１０内におけるパティキュレートフィルタ１１の前段には、図３に一部を切り欠いて概略的に示す如きハニカム構造を有するフロースルー型の酸化触媒１６が装備されており、この酸化触媒１６は、排気ガス７中の炭化水素の酸化反応を助勢する機能を高めたものとなっており、後段のパティキュレートフィルタ１１に担持されている酸化触媒よりもＰｔやＰｄ等の活性種の量を多くしたものとなっている。
【００３８】
そして、前記ケーシング１０より上流側の排気管９には、低排気温度条件で排気ガス７中のＮＯxと炭化水素を同時吸着し且つその吸着したＮＯx中のＮＯ2を前記炭化水素の酸化生成物である亜酸化炭化水素と反応させて還元浄化するＮＯx吸着触媒１７がケーシング１８に抱持されて装備されている。
【００３９】
尚、このＮＯx吸着触媒１７は、図４に一部を切り欠いて概略的に示す如く、排気ガス７中のＮＯxや炭化水素を物理的に吸着する能力に優れたゼオライトから成るフロースルー型のハニカム構造となっているが、同様の性質を備えたゼオライト類縁化合物から成るものであっても良い。
【００４０】
また、前記排気管９には、排気ガス７をＮＯx吸着触媒１７を迂回させて酸化触媒１６へ直接導くバイパス流路１９が設けられており、該バイパス流路１９の上流の排気管９から分岐する箇所には、排気ガス７の流れをＮＯx吸着触媒１７に向かう流れからバイパス流路１９に向かう流れに切り換える流路切換手段２０が設けられている。
【００４１】
即ち、図５に示す如く、この流路切換手段２０は、排気管９の途中に介装されるハウジング２５内にバタフライ弁２６を傾動軸２７を介して傾動自在に抱持した構造となっており、強制再生時に前記バタフライ弁２６を図５中に仮想線で示す位置から実線で示す位置に傾動させて排気ガス７の流れをバイパス流路１９に向かう流れに切り換えるように構成してある。尚、図５中における２６ａはバタフライ弁２６の外周部に装着されたガスシール用ステンレスニットスプリングシールを示す。
【００４２】
ここで、前記バタフライ弁２６の傾動軸２７は、ハウジング２５の両側部を図示しないガスシール機構を介し回動自在に貫通して前記ハウジング２５の外部で軸受部材２８により軸支されており、この軸受部材２８は、図６〜図８に示す如き鋳造部品により一体的に構成されている。
【００４３】
即ち、ここに図示している例では、流路切換手段２０のハウジング２５の入口フランジ２９が一体的に構成されており、この入口フランジ２９に開口されたガス入口３０の両側に、前記バタフライ弁２６の傾動軸２７を軸支し得るよう一対の軸受アーム３１が突設され、該各軸受アーム３１により前記傾動軸２７のハウジング２５から飛び出した左右の端部が軸支されるようにしてあり、前記ガス入口３０には、ハウジング２５の入口配管部３２が嵌挿されて溶接等により固定されている。
【００４４】
更に、ハウジング２５の外周部は、断熱材であるグラスウール３３により被包されており、該グラスウール３３は、その外側に装着されたカバー３４に被覆されて保持されるようにしてある。
【００４５】
また、前述の如き流路切換手段２０の開閉操作は、ハウジング２５に具備されたアクチュエータ３５により図示しないレバー機構を介して傾動軸２７が回動されることで行われ、このアクチュエータ３５の駆動は、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を担う制御装置２１の制御信号２０ａで制御されるようになっており、この制御装置２１でパティキュレートフィルタ１１の強制再生が実行される際に、排気ガス７の流れがバイパス流路１９側へ切り換えられるようになっている。
【００４６】
そして、前記制御装置２１には、アクセル開度をディーゼルエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ２２（負荷センサ）からの検出信号２２ａと、ディーゼルエンジン１の回転数を検出する回転センサ２３からの検出信号２３ａとが入力されるようになっていると共に、ディーゼルエンジン１の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置２４に対し、燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する制御信号２４ａが出力されるようになっている。
【００４７】
ここで、前記燃料噴射装置２４は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記制御信号２４ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量が適切に制御されるようになっているが、前述のアクセルセンサ２２及び回転センサ２３からの検出信号２２ａ，２３ａに基づき通常モードでの燃料噴射制御を行う制御信号２４ａが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を行う際には通常モードから強制再生モードに切り換わり、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミング（開始時期がクランク角９０゜〜１２０゜の範囲）でポスト噴射を行うような制御信号２４ａが決定されるようになっている。
【００４８】
つまり、このようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス７中に未燃の燃料（主として炭化水素）が添加されることになり、この未燃の燃料により生じた炭化水素（ＨＣガス）が排気ガス７と共にディーゼルエンジン１から排出されることになる。
【００４９】
尚、前述した制御装置２１における通常モードから強制再生モードへの切り換えは、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づきパティキュレートフィルタ１１内の堆積量を推定し、その推定された堆積量が所定の上限値を超えた時にモード切り換えを行うようにすれば良い。
【００５０】
例えば、ディーゼルエンジン１の運転状態に基づきパティキュレートの発生量を推定する一方、現在の運転状態についてパティキュレートの処理量が捕集量を上まわる再生領域にあるか否かを判定し、現在の運転状態が再生領域にあると判定されている間にパティキュレートの発生量を除外し且つ非再生領域でのパティキュレートの発生量のみを積算してパティキュレートフィルタ１１内の堆積量とする機能を全て制御装置２１が兼ね備えるようにし、該制御装置２１によりパティキュレートの堆積量の推定を実行できるようにすれば良い。
【００５１】
而して、このように構成された排気浄化装置では、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を行う必要が生じた際に、制御装置２１が通常モードから強制再生モードに切り換わり、該制御装置２１からの制御信号２４ａにより燃料噴射装置２４でポスト噴射による燃料添加が実行される一方、前記制御装置２１からの制御信号２０ａを受けたアクチュエータ３５により図示しないレバー機構を介して傾動軸２７が回動され、バタフライ弁２６が図５中に仮想線で示す位置から実線で示す位置に傾動して排気ガス７の流れをバイパス流路１９に向かう流れに切り換え、排気ガス７がバイパス流路１９を通りＮＯx吸着触媒１７を迂回して酸化触媒１６へ直接導かれることになるので、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒１６に導いて直ちに反応熱を発生させることが可能となる。
【００５２】
しかも、ＮＯx吸着触媒１７が蓄熱体となってしまうことで排気ガス７の温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒１７が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒１６の急激な温度上昇を招いたりする虞れが未然に回避されることになる。
【００５３】
更に、流路切換手段２０におけるバタフライ弁２６の傾動軸２７が鋳造部品の軸受部材２８により軸支されているので、この種の鋳造部品が内部歪みを含まないことから前記軸受部材２８の熱変形が起こらなくなり（鋳造部品は、単に溶融物が鋳型の中で冷却硬化して成形されたもので、圧延部品や鍛造部品のような内部歪みが殆ど含まれないため、高温の排気ガスが流れる環境下で加熱されても熱変形の心配がない）、バタフライ弁２６の傾動軸２７が本来あるべき中心位置からずれてバタフライ弁２６が作動不良を起こす虞れが解消されることになる。
【００５４】
また、この軸受部材２８の鋳造部品を除いた残りの部位がヒートマスの小さな薄肉板金部品で分割構成されているので、流路切換手段２０の全体としてのヒートマスを小さく抑えることが可能であり、パティキュレートフィルタ１１の強制再生時における排気ガス７の温度が上がり易くなる。
【００５５】
従って、上記形態例によれば、燃料添加によるパティキュレートフィルタ１１の強制再生を行うに際し、該パティキュレートフィルタ１１の前段にＮＯx吸着触媒１７が設けられていても、流路切換手段２０により排気ガス７の流れをバイパス流路１９に切り換えてＮＯx吸着触媒１７を迂回させることによって、添加燃料から生じた炭化水素を遅滞なく酸化触媒１６に導いて直ちに反応熱を発生させることができ、しかも、ＮＯx吸着触媒１７が蓄熱体となってしまうことで排気ガス７の温度が上がり難くなったり、ＮＯx吸着触媒１７が放出温度で軽質の炭化水素を多量に発生してしまうことで後段の酸化触媒１６の急激な温度上昇を招いたりする虞れを未然に回避することができ、更には、軸受部材２８を鋳造部品で一体的に構成することで熱変形によるバタフライ弁２６の作動不良を防止しつつ、軸受部材２８の鋳造部品を除いた残りの部位を薄肉板金部品で分割構成することで流路切換手段２０の全体としてのヒートマスを小さく抑えることもできるので、パティキュレートフィルタ１１の強制再生を支障なく良好に行うことができる。
【００５６】
しかも、特に本形態例の場合には、流路切換手段２０のハウジング２５の外周部をグラスウール３３により被包しているので、流路切換手段２０の保温性を高めて該流路切換手段２０を通る排気ガス７の外気への放熱による熱損失を低減することができ、これによりパティキュレートフィルタ１１の強制再生時における排気ガス７の温度をより一層上がり易くすることができる。
【００５７】
また、本形態例においては、軸受部材２８を成す鋳造部品に、流路切換手段２０のハウジング２５の入口フランジ２９も一体的に構成しているので、軸受部材２８の流路切換手段２０への組み付けを入口フランジ２９の組み付けと兼ねて一度に行うことができ、流路切換手段２０の組み付け作業の手間を省くことができる。
【００５８】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、先の形態例においては、パティキュレートフィルタと別体で酸化触媒を構成した場合を例示しているが、各流路の入口側を目封じしている栓体を入側端面から所要長さだけ流路奥側へ入り込んだ位置に配置して成る奥栓式のパティキュレートフィルタを採用し、その入口側の栓体の配置位置から入側端面までの範囲に酸化触媒原料を担持させてパティキュレートフィルタ自体の前方部分に酸化触媒を一体的に構成することも可能であること、また、先の形態例においては、排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段として、燃料のメイン噴射に続いて非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排気ガス中に燃料を添加する場合を例示しているが、排気管の上流側にインジェクタを別途装備して排気管内に燃料を直噴することも可能であること、断熱材にはグラスウール以外のものを使用しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１のパティキュレートフィルタの構造を模式的に示す断面図である。
【図３】図１の酸化触媒の詳細を一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図４】図１のＮＯx吸着触媒の詳細を一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図５】図１の流路切換手段の詳細を示す断面図である。
【図６】図５の軸受部材の詳細を示す断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向の矢視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向の矢視図である。
【符号の説明】
【００６０】
７  排気ガス
９  排気管
１１  パティキュレートフィルタ
１６  酸化触媒
１７  ＮＯx吸着触媒
１９  バイパス流路
２０  流路切換手段
２１  制御装置
２４  燃料噴射装置（燃料添加手段）
２５  ハウジング
２６  バタフライ弁
２７  傾動軸
２８  軸受部材
２９  入口フランジ
３３  グラスウール（断熱材）
【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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