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JP2003293731A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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Publication number
JP2003293731A
JP2003293731A JP2002095093A JP2002095093A JP2003293731A JP 2003293731 A JP2003293731 A JP 2003293731A JP 2002095093 A JP2002095093 A JP 2002095093A JP 2002095093 A JP2002095093 A JP 2002095093A JP 2003293731 A JP2003293731 A JP 2003293731A
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JP
Japan
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branch
exhaust gas
exhaust
flow rate
adjusting valve
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Granted
Application number
JP2002095093A
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English (en)
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JP3912160B2 (ja
Inventor
Toshisuke Toshioka
俊祐 利岡
Shinya Hirota
信也 広田
Yoshimitsu Henda
良光 辺田
Kazuhiro Ito
和浩 伊藤
Takamitsu Asanuma
孝充 浅沼
Koichi Kimura
光壱 木村
Koichiro Nakatani
好一郎 中谷
Yasuaki Nakano
泰彰 仲野
Akira Kenjo
晃 見上
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パティキュレートフィルタに流入する排気ガ
ス量を容易且つ精密に目標量に制御することができる排
気浄化装置を提供する。 【解決手段】 内燃機関の燃焼室に通じる上流側排気通
路２５ａを具備し、上流側排気通路が分岐部２５ｂにお
いて少なくとも二つの分岐排気通路に分岐し、これら分
岐排気通路の一つにパティキュレートフィルタ２６が配
置され、分岐部に流量調整弁２８が配置され、流量調整
弁の作動位置を調整することによって分岐排気通路に流
入する排気ガス量を調整することができるようになって
いる排気浄化装置において、パラメータ測定手段４９、
５０を具備し、パラメータ測定手段によって測定された
パラメータに基づいて上記少なくとも一つの分岐排気通
路に流入する排気ガス量を算出し、該算出される排気ガ
ス量が目標排気ガス量となるように流量調整弁の作動位
置を調整するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の排気浄化
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パティキュレートフィルタ（以下、フィ
ルタと称す）へ流入する排気ガスの向きを逆転させるこ
とができる排気浄化装置が特開２００１−２７１４４号
公報に開示されている。このような排気浄化装置では機
関排気通路が分岐部において、フィルタが配置された第
一排気通路と大気に通じる第二排気通路とに分岐し、第
一排気通路は先端部が分岐部に戻って接続される。分岐
部には段階的に切替可能な切替弁が配置され、この切替
弁の位置に応じてフィルタに流入する排気ガス量が制御
される。
【０００３】上記公報に開示された排気浄化装置ではフ
ィルタをバイパスすべきとき、すなわちフィルタに流入
させる排気ガスの目標量がほぼ零であるときには、切替
弁が予め定められた中立作動位置に保持される。切替弁
は中立作動位置にあるとき上流から分岐部に流入してく
る排気ガスの流れ方向に対して平行に保持される。この
場合、切替弁の両側を通る排気ガスには大きな圧力差が
生じず、よって分岐部に流入した排気ガスのほとんどは
切替弁に沿って第二排気通路へ流出する。このため切替
弁が中立作動位置にあるときにはフィルタが配置された
第一排気通路への流路が閉じられていないにも関わら
ず、第一排気通路にはほとんど排気ガスが流入せず、し
たがってフィルタに流入する排気ガス量が目標量である
ほぼ零に制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分岐部
や排気通路の形状および切替弁にはバラツキがあるの
で、切替弁の中立作動位置にも排気浄化装置毎にバラツ
キがある。したがって、切替弁を画一的に設定された中
立作動位置に位置決めしたとしても、フィルタに流入す
る排気ガスの量が目標量であるほぼ零にならないことが
ある。
【０００５】したがって、本発明の目的はパティキュレ
ートフィルタに流入する排気ガス量を容易且つ精密に目
標量に制御することができる排気浄化装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明では、内燃機関の燃焼室に通じる上流側
排気通路を具備し、この上流側排気通路が分岐部におい
て少なくとも二つの分岐排気通路に分岐し、これら分岐
排気通路の少なくとも一つにパティキュレートフィルタ
が配置されると共に、分岐部に作動位置が連続的に調整
可能な流量調整弁が配置され、この流量調整弁の作動位
置を調整することによって少なくとも一つの分岐排気通
路に流入する排気ガス量を調整することができるように
なっている排気浄化装置において、排気ガスに関するパ
ラメータを測定するためのパラメータ測定手段を具備
し、該パラメータ測定手段によって測定されたパラメー
タに基づいて上記少なくとも一つの分岐排気通路に流入
する排気ガス量を算出し、算出される排気ガス量が目標
排気ガス量となるように流量調整弁の作動位置を調整す
るようにした。第１の発明では、パラメータ測定手段に
よって測定されたパラメータに基づいて少なくとも一つ
の分岐排気通路に流入する排気ガス量が算出されるの
で、その分岐排気通路に流入する実際の排気ガス量が正
確に算出される。さらに、流量調整弁が連続的に変化す
るので正確に算出された排気ガス量が目標排気ガス量と
僅かに異なっていた場合でも僅かな排気ガス量の違いを
修正することができる程度に精密に流量調整弁を調整す
ることができる。僅かな排気ガス量の違いに応じて僅か
に流量調整弁を調整することにより実際の排気ガス量は
目標排気ガス量とほぼ同一になるため、上記少なくとも
一つの分岐排気通路に流入する排気ガス量を常に精密に
目標排気ガス量に調整することが可能である。
【０００７】第２の発明では、第１の発明において、上
記少なくとも一つの分岐排気通路の先端部が分岐部に戻
って連結されており、流量調整弁の作動位置によっては
上流側排気通路から分岐部に流入した排気ガスの少なく
とも一部が上記少なくとも一つの分岐排気通路を一方の
方向へまたはそれとは逆の方向へ流れ、その後、分岐部
を介して残りの分岐排気通路へと流出することができ
る。この場合、排気ガスは、理論上、少なくとも一つの
分岐排気通路の両端の開口と残りの分岐排気通路の開口
といった三つのポートに流入することができる。こうし
た構成では、分岐部における排気ガスの流れが複雑であ
るので、従来のように、各目標量に対応する流量調整弁
の作動位置を予め求めておくことは非常に煩雑な作業で
ある。しかしながら、第２の発明では、流量調整弁の作
動位置を予め求めることなく、各ポートに流入する排気
ガスの量を目標量とすることができる。
【０００８】第３の発明では、第２の発明において、目
標排気ガス量がほぼ零である。第３の発明では、上流側
排気通路から分岐部に流入した排気ガスは上記残りの分
岐排気通路のみに流れる。よって上記少なくとも一つの
分岐排気通路、およびこの分岐排気通路に配置されたパ
ティキュレートフィルタには排気ガスが流れないため、
パティキュレートフィルタの温度が許容温度以上に上昇
してしまった場合等、パティキュレートフィルタに排気
ガスを流入させるべきではないときにパティキュレート
フィルタを完全にバイパスすることができる。
【０００９】第４の発明では、第２または第３の発明に
おいて、流量調整弁はこの流量調整弁の作動位置が変わ
ると上流側排気通路から分岐部に流入してくる排気ガス
の流れ方向に対する流量調整弁の角度が変化する弁であ
り、分岐部は上流側排気通路に通じるポートを具備し、
流量調整弁の角度はこの流量調整弁が上記ポートの内周
壁と当接する場合の角度よりも大きい。一般に上流側排
気通路から分岐部に流入した排気ガスが全て上記少なく
とも一つの分岐排気通路に流入するような位置に流量調
整弁を保持したときには排気ガスはパティキュレートフ
ィルタによる排気抵抗を受ける。一方、排気ガスが上記
分岐排気通路に流入しないような位置に流量調整弁を保
持したときには排気ガスはパティキュレートフィルタに
よる排気抵抗を受けない。このような場合、流量調整弁
の作動位置によって排気ガスが受ける排気抵抗が小さく
なることで内燃機関の背圧が低下し、内燃機関の運転状
態にも深刻な影響を与えてしまっていた。第４の発明に
よれば、流量調整弁は分岐部に流入してくる排気ガスの
流れ方向に対して常に角度が付いている。したがって、
排気ガスはパティキュレートフィルタによる排気抵抗を
受けないときでも流量調整弁から排気抵抗を受け、結果
として流量調整弁の作動位置の変更時等に内燃機関の背
圧が大きく低下することが防止される。
【００１０】第５の発明では、第３または第４の発明に
おいて、流量調整弁はこの流量調整弁の作動位置が変わ
ると上流側排気通路から分岐部に流入してくる排気ガス
の流れ方向に対する流量調整弁の角度が変化する弁であ
り、排気ガスの流れ方向に対して流量調整弁が垂直であ
るときには上記少なくとも一つの分岐排気通路に流入す
る排気ガスの量が零近傍となり、目標排気ガス量がほぼ
零であるときには排気ガスの流れ方向に対して流量調整
弁がほぼ垂直とされる。上述したように、目標排気ガス
量がほぼ零であるときには、排気ガスがパティキュレー
トフィルタをバイパスするので、パティキュレートフィ
ルタによる排気抵抗がほぼ零になる。一方、流量調整弁
が排気ガスの流れ方向に対して垂直とされると、流量調
整弁による排気抵抗が最も大きくなる。第５の発明で
は、パティキュレートフィルタによる排気抵抗がほぼ零
となるときに流量調整弁による排気抵抗が最も大きくさ
れるので、全体として、排気ガスが受ける排気抵抗が大
きく変動することがなく、よって内燃機関の受ける背圧
の変動もなくなり、内燃機関は安定して運転されるよう
になる。
【００１１】第６の発明では、第２〜第５のいずれか一
つの発明において、分岐部はそれぞれ上流側排気通路、
上記少なくとも一つの分岐排気通路の一方の端部、上記
少なくとも一つの分岐排気通路の他方の端部、および第
二分岐排気通路に通じる第一ポート、第二ポート、第三
ポート、第四ポートを具備し、上流側排気通路から分岐
部に流入した排気ガスが全て上記少なくとも一つの分岐
排気通路に流入するような位置に流量調整弁を保持した
ときに、流量調整弁が第二ポートの内周壁および第三ポ
ートの内周壁と当接する。上流側排気通路から分岐部に
流入した排気ガスが全て上記少なくとも一つの分岐排気
通路に流入するような位置に流量調整弁を保持したとき
に流量調整弁が第一ポートの内周壁および第四ポートの
内周壁と当接しているような場合、流量調整弁と第四ポ
ートの内周壁との間に溝ができる。この溝によって排気
ガスが乱流となるため排気ガスの圧損が増大してしまっ
ていた。これに対し、第６の発明では流量調整弁が第二
ポートの内周壁および第三ポートの内周壁と当接するこ
とにより上述した場合とは別の方向を向いた溝ができ
る。だが、溝の方向が異なるため上述した場合とは違っ
て溝により排気ガスが乱流となることはなく、よって排
気ガスの圧損が増大することもない。
【００１２】第７の発明では、第３の発明において、上
流側排気通路にはＳＯx保持材が配置され、このＳＯx保
持材は排気ガスの空燃比がリーンのときには排気ガス中
のＳＯxを保持し、排気ガスの空燃比がリッチであって
ＳＯx保持材の温度が所定温度を超えたときには保持し
たＳＯxを離脱させることができ、ＳＯxを離脱させると
きには目標排気ガス量がほぼ零とされる。ＳＯx保持材
からＳＯxが離脱せしめられると、分岐部に流入する排
気ガス中にＳＯxが含有される。このとき目標排気ガス
量が零とされることで、パティキュレートフィルタに流
入する排気ガス量がほぼ零となるため、パティキュレー
トフィルタにＳＯxが流入することが回避され、よって
パティキュレートフィルタにＳＯxが保持されてしまう
ことが防止される。
【００１３】第８の発明では、第２〜第７のいずれか一
つの発明において、パラメータ測定手段が二つの圧力セ
ンサであり、これら圧力センサは上記少なくとも一つの
分岐排気通路においてパティキュレートフィルタの両側
にそれぞれ一つずつ配置される。圧力センサをこのよう
に配置した場合にはパラメータ測定手段としてのみでは
なく、パティキュレートフィルタに起因する圧損を測定
するための圧損検知手段としても用いることができる。
【００１４】第９の発明では、第２〜第７のいずれか一
つの発明において、パラメータ測定手段が二つの温度セ
ンサであり、これら温度センサは上記少なくとも一つの
分岐排気通路においてパティキュレートフィルタの両側
にそれぞれ一つずつ配置される。温度センサをこのよう
に配置した場合にはパラメータ測定手段としてのみでは
なく、パティキュレートフィルタの温度を算出するのに
用いることもできる。
【００１５】第１０の発明では、第２〜第７のいずれか
一つの発明において、パラメータ測定手段が流量セン
サ、ＮＯxセンサ、ＨＣセンサ、Ａ／ＦセンサおよびＯ2
センサのうちのいずれか一つであり、このセンサは分岐
排気通路に配置される。
【００１６】第１１の発明では、第１の発明において、
分岐排気通路はパティキュレートフィルタが配置された
第一分岐排気通路と、第二分岐排気通路とを具備し、第
二分岐排気通路の先端は分岐部下流の合流部において第
一分岐排気通路と合流し、分岐部上流の上流側排気通路
と、分岐部と合流部との間の第一分岐排気通路と、分岐
部と合流部との間の第二分岐排気通路と、合流部下流の
分岐排気通路とのうち少なくとも二つに上記パラメータ
測定手段が配置される。パラメータ測定手段はパティキ
ュレートフィルタに流入する排気ガスの量を制御する目
的でパラメータを測定する手段であるが、当該パラメー
タ測定手段を配置する場所によっては、パラメータ測定
手段によって測定されるパラメータを上述した目的以外
の目的で利用することもできる。第１１の発明では、パ
ラメータ測定手段を配置する位置の選択自由度が高いの
で、パラメータ測定手段を配置する位置を適宜選択する
ことによって、パラメータ測定手段を有効に利用するこ
とができる。
【００１７】第１２の発明では、第１１の発明におい
て、パラメータ測定手段が排気ガスの流量以外の排気ガ
スのパラメータを測定する。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
一実施形態を説明する。図１は本発明の排気浄化装置を
備えた圧縮着火式内燃機関を示している。なお本発明に
おいて用いられる排気浄化装置は火花点火式内燃機関に
も搭載可能である。
【００１９】図１および図２を参照すると、１は機関本
体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４は
ピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７
は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポ
ートをそれぞれ示す。吸気ポート８は対応する吸気枝管
１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタン
ク１２は吸気ダクト１３を介して排気ターボチャージャ
１４のコンプレッサ１５に連結される。
【００２０】吸気ダクト１３内にはステップモータ１６
により駆動されるスロットル弁１７が配置され、さらに
吸気ダクト１３周りには吸気ダクト１３内を流れる吸入
空気を冷却するための冷却装置１８が配置される。図１
に示した内燃機関では冷却装置１８内に機関冷却水が導
かれ、この機関冷却水により吸入空気が冷却される。一
方、排気ポート１０は排気マニホルド１９および排気管
２０を介して排気ターボチャージャ１４の排気タービン
２１に連結され、排気タービン２１の出口は排気管２０
ａを介してＳＯx保持材２２を内蔵したケーシング２３
の入口に連結される。ケーシング２３の出口は排気管２
４を介して反転式排気浄化装置２５の入口に連結され
る。反転式排気浄化装置２５は図２に示したように上流
側排気管（上流側排気通路）２５ａと、分岐部２５ｂ
と、第一分岐排気管（第一分岐排気通路）２５ｃと、第
二分岐排気管（第二分岐排気通路）２５ｄと、パティキ
ュレートフィルタ（以下、フィルタと称す）２６を保持
するケーシング２５ｅ（以下、保持ケーシングと称す）
と、下流側排気管（下流側分岐排気通路）２５ｆと、フ
ィルタ２６とを具備する。
【００２１】排気マニホルド１９とサージタンク１２と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２９を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２９内には電気制御式
ＥＧＲ制御弁３０が配置される。またＥＧＲ通路２９周
りにはＥＧＲ通路３０内を流れるＥＧＲガスを冷却する
ための冷却装置３１が配置される。図１に示した内燃機
関では冷却装置３１内に機関冷却水が導かれ、この機関
冷却水によりＥＧＲガスが冷却される。
【００２２】一方、各燃料噴射弁６は燃料供給管６ａを
介して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３２に連結
される。このコモンレール３２内へは電気制御式の吐出
量可変な燃料ポンプ３３から燃料が供給され、コモンレ
ール３３内に供給された燃料は各燃料供給管６ａを介し
て燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３２にはコ
モンレール３２内の燃料圧を検出するための燃料圧セン
サ３４が取り付けられ、燃料圧センサ３４の出力信号に
基づいてコモンレール３２内の燃料圧が目標燃料圧とな
るように燃料ポンプ３３の吐出量が制御される。
【００２３】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１により互いに接続され
たＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備
する。燃料圧センサ３４の出力信号は対応するＡＤ変換
器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、分
岐部２５ｂ近傍の第一分岐排気管２５ｃには第一圧力セ
ンサ４９が配置され、この圧力センサ４９は第一分岐排
気管２５ｃ内の圧力を測定する。一方、分岐部２５ｂ近
傍の第二分岐排気管２５ｄには第二圧力センサ５０が配
置され、この圧力センサ５０は第二分岐排気管２５ｄ内
の圧力を測定する。これら圧力センサ４９、５０の出力
信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポ
ート４５に入力される。
【００２４】アクセルペダル５１にはアクセルペダル５
１の踏込量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ５
２が接続され、負荷センサ５２の出力電圧は対応するＡ
Ｄ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。さ
らに入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０
°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ
５３が接続される。一方、出力ポート４６は対応する駆
動回路４８を介して燃料噴射弁６、スロットル弁駆動用
ステップモータ１６、流量調整弁用ステップモータ２
７、ＥＧＲ制御弁３０、および燃料ポンプ３３に接続さ
れる。
【００２５】次に、図２〜図７を参照して本発明の第一
実施形態の排気浄化装置について説明する。図１に示し
たように第一実施形態の排気浄化装置はＳＯx保持材２
２と反転式排気浄化装置２５とを具備するが、まず図２
を参照して反転式排気浄化装置２５について説明する。
図２（Ａ）は流量調整弁２８が第一作動位置にあるとき
の反転式排気浄化装置２５を示す図であり、図２（Ｂ）
は流量調整弁２８が第二作動位置にあるときの反転式排
気浄化装置２５を示す図であり、図２（Ｃ）は流量調整
弁２８が中立作動位置にあるときの反転式排気浄化装置
２５を示す図である。
【００２６】上流側排気管２５ａの一方の端部は排気管
２４を介して反転式排気浄化装置２５の上流に配置され
るＳＯx保持材２２に連結される。上流側排気管２５ａ
の他方の端部は分岐部２５ｂにおいて第一分岐排気管２
５ｃと第二分岐排気管２５ｄと下流側排気管２５ｆとの
三つの排気管に分岐する。上流側排気管２５ａと下流側
排気管２５ｆとはほぼ一直線上に位置する。また、第一
分岐排気管２５ｃと第二分岐排気管２５ｄとは互いに対
して反対向きに且つ上流側排気管２５ａおよび下流側排
気管２５ｆに対してほぼ垂直に分岐する。したがって、
分岐部２５ｂには上流側排気管２５ａおよび下流側排気
管２５ｆと、第一分岐排気管２５ｃおよび第二分岐排気
管２５ｄとが十字状に連結される。
【００２７】第一分岐排気管２５ｃの分岐部２５ｂに連
結されている端部とは反対側の端部と第二分岐排気管２
５ｄの分岐部２５ｂに連結されている端部とは反対側の
端部との間には保持ケーシング２５ｅが連結される。第
一分岐排気管２５ｃと第二分岐排気管２５ｄとは上流側
排気管２５ａおよび下流側排気管２５ｆの軸線に対して
対称的に形成される。したがって、第一分岐排気管２５
ｃの端部間の距離は第二分岐排気管２５ｄの端部間の距
離と等しい。
【００２８】また、分岐部２５ｂには流量調整弁２８が
設けられる。流量調整弁２８は分岐部２５の中心周りで
連続的に回動し、上流側排気管２５ａおよび下流側排気
管２５ｆの軸線に対して角度が変化する。本実施形態で
は上流側排気管２５ａから分岐部２５ｂに流入してくる
排気ガスの流れ方向が上流側排気管２５ａの軸線方向と
等しいため、上流側排気管２５ａから分岐部２５ｂに流
入してくる排気ガスの流れ方向に対する流量調整弁２８
の角度θ（図３参照。以下、単に流量調整弁２８の角度
と称す）が変化すると言うこともできる。
【００２９】本実施形態の流量調整弁２８は大別して角
度の異なる三つの作動位置間で回動する。これら三つの
位置とは図２（Ａ）に示した第一作動位置と、図２
（Ｂ）に示した第二作動位置と、図２（Ｃ）に示した中
立作動位置とである。上流側排気管２５ａから分岐部２
５ｂに流入してくる排気ガス（以下、分岐部流入排気ガ
スと称す）のうち第一分岐排気管２５ｃまたは第二分岐
排気管２５ｄに流入させるべき排気ガス量を目標分岐排
気ガス量と称すると、三つの作動位置では目標分岐排気
ガス量が異なる。第一作動位置では第一分岐排気管２５
ｃへの目標分岐排気ガス量が分岐部流入排気ガス量と等
しく、第二作動位置では第二分岐排気管２５ｄへの目標
分岐排気ガス量が分岐部流入排気ガス量と等しく、中立
作動位置では第一分岐排気管２５ｃおよび第二分岐排気
管２５ｄへの目標分岐排気ガス量が零近傍である。
【００３０】流量調整弁２８が図２（Ａ）に示した第一
作動位置にある場合、実際に分岐排気管２５ｃに流入す
る排気ガス量を目標排気ガス量とすることは容易であ
る。その理由として、第一作動位置では分岐部流入排気
ガスが流入すべき排気管（すなわち第一分岐排気管２５
ｃ）以外の排気管が上流側排気管２５ａと物理的に遮断
されていることがあげられる。したがって、第一作動位
置では流入排気ガスは全て第一分岐排気管２５ｃに流入
し、第一分岐排気管２５ｃに流入した排気ガスは保持ケ
ーシング２５ｅに保持されたフィルタ２６を一方の方向
に通過して第二分岐排気管２５ｄに流れ、再び分岐部２
５ｂに戻る。第二分岐排気管２５ｄから分岐部２５ｂに
戻った排気ガスは全て下流側排気管２５ｆに流入する。
なお、以下では排気ガスが各分岐排気管２５ｃ、２５ｄ
およびフィルタ２６をこのように流れる方向を順方向と
して説明する。
【００３１】また、流量調整弁２８が図２（Ｂ）に示し
た第二作動位置にある場合、第一作動位置における理由
と同様な理由で実際に第二分岐排気管２５ｄに流入する
排気ガス量を目標排気ガス量とすることは容易である。
したがって第二作動位置では、分岐部流入排気ガスは全
て第二分岐排気管２５ｄに流入し、第二分岐排気管２５
ｄに流入した排気ガスは保持ケーシング２５ｅに保持さ
れたフィルタ２６を上記流量調整弁２８が第一作動位置
にある場合の一方の方向とは反対の方向に通過して第一
分岐排気管２５ｃに流れ、再び分岐部２５ｂに戻る。第
一分岐排気管２５ｃから分岐部２５ｂに戻った排気ガス
は全て下流側排気管２５ｆに流入する。なお、以下では
排気ガスが各分岐排気管２５ｃ、２５ｄおよびフィルタ
２６をこのように流れる方向を逆方向として説明する。
【００３２】一方、流量調整弁２８が図２（Ｃ）に示し
た中立作動位置にある場合、実際に各分岐排気管２５
ｃ、２５ｄに流入する排気ガス量を零近傍とすることは
困難である。その理由として、図２（Ｃ）に示したよう
に中立作動位置では分岐部流入排気ガスが流入すべき排
気管（すなわち下流側排気管２５ｆ）以外の排気管が物
理的に遮断されておらず、したがって分岐部流入排気ガ
スは分岐排気管２５ｃ、２５ｄおよび下流側排気管２５
ｆのいずれとも物理的に接続されていることがあげられ
る。すなわち、流量調整弁２８の角度θのみによって各
分岐排気管２５ｃ、２５ｄおよび下流側排気管２５ｆに
流入する排気ガス量が決定されるため、実際の分岐排気
ガス量が目標分岐排気ガス量（すなわち零近傍）となる
ような角度から流量調整弁２８の角度θが僅かにずれる
と分岐排気ガス量は目標分岐排気ガス量ではなくなって
しまう。
【００３３】ここで、従来では中立作動位置を予め定め
ていた。言い換えると、排気浄化装置の製造時、すなわ
ち初期状態において中立作動位置における流量調整弁２
８の角度θは分岐排気ガス量が目標分岐排気ガス量とな
るような角度（以下、目標角度と称す）に設定されてい
た。
【００３４】ところが、流量調整弁の中立作動位置を予
め定めている場合、上述したように、排気浄化装置毎の
排気管や流量調整弁のバラツキにより、流量調整弁を予
め定められた中立作動位置に位置決めしたとしても、分
岐排気ガス量は目標分岐排気ガス量にはならないことが
ある。
【００３５】ところで、本実施形態ではパラメータ測定
手段として圧力センサ４９、５０が配置され、これら圧
力センサ４９、５０によって排気ガスのパラメータとし
て分岐部２５ｂ近傍の第一分岐排気管２５ｃ内の圧力と
分岐部２５ｂ近傍の第二分岐排気管２５ｄ内の圧力が測
定される。測定された第一分岐排気管２５ｃ内の圧力と
第二分岐排気管２５ｄ内の圧力との間に差がなければ、
分岐排気管２５ｃ、２５ｄ内およびフィルタ２６内で排
気ガスの流れはほとんど無く、これにより分岐排気ガス
量も目標分岐排気ガス量（本実施形態では零近傍）であ
る。したがって、本実施形態では流量調整弁２８の目標
角度は第一圧力センサ４９によって測定された第一分岐
排気管２５ｃ内の圧力Ｐ1と第二圧力センサ５０によっ
て測定された第二分岐排気管２５ｄ内の圧力Ｐ2とがほ
ぼ同一となるような角度であり、中立作動位置制御とし
て流量調整弁２８がこのような目標角度へと調整され
る。
【００３６】ここで図３を参照して中立作動位置制御に
ついて説明する。図３は図２（Ｃ）の状態における分岐
部２５ｂの拡大図である。例えば、第一分岐排気管２５
ｃ内の圧力Ｐ1が第二分岐排気管２５ｄ内の圧力Ｐ2より
も高い場合、排気ガスが圧力の高い方から低い方へと流
れていることから、分岐部流入排気ガスの少なくとも一
部は第一分岐排気管２５ｃに流入し且つ第二分岐排気管
２５ｄから分岐部２５ｂに戻るように上記順方向に流れ
ている。このように排気ガスが流れている場合には流量
調整弁２８を図３に示した第一の方向５５に僅かに回動
させる。こうすることで分岐部２５ｂの内周壁と流量調
整弁２８とによって画成される第一分岐排気管２５ｃへ
の通路が狭くなるため、第一分岐排気管２５ｃに流入す
る分岐排気ガス量が減少し、よって上記順方向に流れる
排気ガス量が減少し、圧力Ｐ1と圧力Ｐ2とが互いに対し
て近づく。
【００３７】一方、第二分岐排気管２５ｄ内の圧力Ｐ2
が第一分岐排気管２５ｃ内の圧力Ｐ1よりも高い場合、
分岐部流入排気ガスの少なくとも一部は上述した場合と
は逆に、上記逆方向に流れている。この場合には流量調
整弁２８を図３に示した第二の方向５６に僅かに回動さ
せる。こうすることで分岐部２５ｂの内周壁と流量調整
弁２８とによって画成される第二分岐排気管２５ｄへの
通路が狭くなるため、第二分岐排気管２５ｄに流入する
分岐排気ガス量が減少し、よって上記逆方向に流れる排
気ガス量が減少し、圧力Ｐ1とＰ2とが互いに対して近づ
く。上述した操作を繰り返して流量調整弁２８の調整を
続けることによって流量調整弁２８の角度は常に目標角
度となり、分岐排気ガス量は目標排気ガス量となる。
【００３８】以上のように、本発明では流量調整弁２８
は排気ガスのパラメータを測定するためのパラメータ測
定手段によって測定されたパラメータに基づいて分岐排
気ガス量が常に目標分岐排気ガス量となるように連続的
に調整される。
【００３９】なお、流量調整弁２８を僅かに回動させる
と説明したが、流量調整弁２８を回動させる回動角度は
圧力センサ４９、５０によって測定される第一分岐排気
管２５ｃ内の圧力Ｐ1と第二分岐排気管２５ｄ内の圧力
Ｐ2との相対圧力差ΔＰに応じて決定されてもよい。こ
の相対圧力差ΔＰは分岐排気管２５ｃ、２５ｄおよびフ
ィルタ２６を流れる排気ガスの流量に応じて変化し、こ
れらを流れる排気ガスの流量が多ければ相対圧力差ΔＰ
は大きく、この排気ガスの流量が少なければ相対圧力差
ΔＰは小さい。このため、相対圧力差ΔＰが大きい場合
には回動角度を大きくし、ΔＰが小さい場合には回動角
度を小さくすれば、実際の分岐排気ガス量が目標分岐排
気ガス量となるように迅速に流量調整弁２８が調整され
る。
【００４０】また、本実施形態では圧力センサ４９、５
０はそれぞれ第一分岐排気管２５ｃおよび第二分岐排気
管２５ｄに配置されているが、これら圧力センサをそれ
ぞれ上流側排気管２５ａおよび下流側排気管２５ｆに配
置してもよい。この場合、中立作動位置制御を行ってい
て目標分岐排気ガス量が零近傍である場合、各圧力セン
サによって測定された圧力がほぼ等しいときに実際の分
岐排気ガス量が目標分岐排気ガス量になっていると判断
される。
【００４１】さらに、上記実施形態では目標分岐排気ガ
ス量が零近傍の場合についてのみ説明しているが、それ
以外の値であってもよい。この場合、各分岐排気ガス量
に対する相対圧力差を予め求め、それをマップとしてＲ
ＯＭ４２に保存しておく。作動時には、マップから目標
分岐排気ガス量に対する相対圧力差が算出され、第一圧
力センサ４９と第二圧力センサ５０との相対圧力差ΔＰ
が上記算出した相対圧力差となるように流量調整弁２８
が調整される。
【００４２】次に図４を参照して流量調整弁２８を中立
作動位置に調整する中立作動位置制御ルーチンについて
説明する。中立作動位置制御が開始されると、まずステ
ップ１０１において流量調整弁２８の角度θが９０°と
される。次いで、ステップ１０２においてＰ1≒Ｐ2であ
るか否かが判定され、Ｐ1≒Ｐ2である場合にはステップ
１０６へ進む。
【００４３】ステップ１０２においてＰ1≒Ｐ2でない場
合にはステップ１０３へ進む。ステップ１０３ではＰ1
＞Ｐ2であるか否かが判定される。Ｐ1＞Ｐ2である場合
にはステップ１０４へ進む。ステップ１０４では流量調
整弁２８が第一の方向５５へ僅かに回動せしめられ、ス
テップ１０６へ進む。一方、ステップ１０３おいてＰ1
＜Ｐ2と判定された場合には、ステップ１０５へ進む。
ステップ１０５では流量調整弁２８が第二の方向５６へ
僅かに回動せしめられ、ステップ１０６へと進む。ステ
ップ１０６では、中立作動位置制御の終了条件が成立し
たか否かが判定される。ここで、終了条件とは、例え
ば、後述するＳＯx排出制御を終了すべきであると判定
されること、または、フィルタの温度を下げる必要がな
くなったと判定されること、である。終了条件が成立し
ていない場合にはステップ１０２へ戻る。一方、終了条
件が成立した場合には中立作動位置制御ルーチンが完了
する。
【００４４】ところで、本発明の第一実施形態では、図
１に示したように反転式排気浄化装置２５の上流にＳＯ
x保持材２２が配置される。ＳＯx保持材２２は、吸気通
路および燃焼室５内に供給された空気と燃料との比を排
気ガスの空燃比と称すると、排気ガスの空燃比がリーン
の場合、および排気ガスの空燃比がほぼ理論空燃比また
はリッチであってＳＯx保持材２２の温度が所定温度以
下である場合に、当該ＳＯx保持材２２に流入する排気
ガス中に含まれるＳＯxを保持する。本実施形態では圧
縮点火式内燃機関が用いられるが、この内燃機関では通
常、空気過剰のもとで燃焼が行われるので排気ガスの空
燃比がリーンである状態で運転されることが多く、排気
ガス中のＳＯxは反転式排気浄化装置２５に流入する前
にこのＳＯx保持材２２に保持される。なお、ＳＯx保持
材２２の所定温度とはＳＯx保持材２２を構成する材料
から一義的に定まる温度であって、排気ガスの空燃比が
ほぼ理論空燃比またはリッチであるときにＳＯx保持材
からＳＯxが離脱し始める温度である。
【００４５】また、ＳＯx保持材２２に保持されたＳＯx
量がＳＯx保持材の許容量を超えた場合には、排気ガス
の空燃比がほぼ理論空燃比またはリッチにされ且つＳＯ
x保持材２２の温度が上記所定温度以上に制御される
（以下、このような制御をＳＯ x再生制御と称す）。Ｓ
Ｏx再生制御が行われると、当該ＳＯx保持材２２に保持
されたＳＯxが排気ガス中に離脱せしめられる。離脱し
たＳＯxはＳＯx保持材２２の下流へ、反転式排気浄化装
置２５へと向かう。
【００４６】一方、反転式排気浄化装置２５に配置され
たフィルタ２６もＳＯx保持材２２と同様にＳＯx保持作
用およびＳＯx離脱作用を有する。したがって反転式排
気浄化装置２５に流入した排気ガスがフィルタ２６を通
過するように流量調整弁２８が第一作動位置または第二
作動位置にある場合には、ＳＯx保持材２２から離脱せ
しめられたＳＯxはフィルタ２６に保持される。ここ
で、フィルタ２６においても保持されたＳＯxを離脱さ
せるにはフィルタ２６の温度を上記所定温度と同様な温
度まで上昇させなければならない。しかしながら、フィ
ルタ２６は内燃機関の排気マニホルド１９から離れて配
置される。このため内燃機関の排気マニホルド１９から
排出されるときには高温である排気ガスも反転式排気浄
化装置２５のフィルタ２６に到達したときには温度が低
下してしまう。このため排気ガスによってフィルタ２６
を上記所定温度と同様な温度まで上昇させるのは困難で
ある。よってＳＯxを保持したとしても離脱させるのが
困難であるためフィルタ２６にはＳＯxが大量に保持さ
れてしまう。このようにフィルタ２６にＳＯxが大量に
保持されるとフィルタ２６はその本来の機能を発揮する
ことができなくなってしまう。
【００４７】これに対して本実施形態では、ＳＯx保持
材２２から離脱させられて反転式排気浄化装置２５に流
入するＳＯxがフィルタ２６に流入することのないよう
に、ＳＯx再生制御を実行するときには流量調整弁２８
が中立作動位置へと回動せしめられる。上述したように
本実施形態では流量調整弁２８が中立作動位置にあると
きにはフィルタ２６には排気ガスが流入しないため、Ｓ
Ｏx保持材２２から離脱せしめられたＳＯxがフィルタ２
６に保持されてしまうことはなく、よってフィルタ２６
の本来の機能が失われてしまうこともない。
【００４８】このように、本実施形態ではＳＯx保持材
２２のＳＯx再生制御を実行する場合には、流量調整弁
２２が中立作動位置へと回動せしめられ、これによって
フィルタ２６にＳＯxが保持されることが防止される。
なお、本実施形態ではＳＯxがフィルタ２６に全く流入
することがないように流量調整弁２８が中立作動位置に
あることが確認されてからＳＯx再生制御を開始する。
【００４９】次に、図５を参照してＳＯx保持材２２の
ＳＯx再生制御中にＳＯxがフィルタ２６に流入しないよ
うにする制御（以下、ＳＯx排出制御と称す）における
ＳＯx排出制御ルーチンについて説明する。ＳＯx排出制
御はＳＯx保持材２２に保持されたＳＯxの量がＳＯx保
持材の許容量を超えた場合等、ＳＯx保持材２２からＳ
Ｏxを離脱させるべきとき、すなわちＳＯx排出制御が必
要なときに開始される。ＳＯx排出制御が開始される
と、まずステップ１２１において図４を参照して説明し
た中立作動位置制御が開始される。次いで、ステップ１
２２においてＰ1≒Ｐ2であるか否かが判定される。Ｐ1
≒Ｐ2でない場合にはステップ１２２が繰り返される。
Ｐ1≒Ｐ2である場合にはステップ１２３へ進む。ステッ
プ１２３ではＳＯx再生制御が開始される。次いでステ
ップ１２４ではＳＯx再生制御終了条件が成立したか否
かが判定される。ここで、ＳＯx再生制御終了条件と
は、例えば、ＳＯx保持材に保持されていたＳＯxのほと
んど全てが排出されたことである。ステップ１２４にお
いてＳＯx再生制御終了条件が成立していないと判定さ
れた場合にはステップ１２４が繰り返される。ステップ
１２４においてＳＯx再生制御終了条件が成立したと判
定された場合にはステップ１２５へ進み、ＳＯx再生制
御が終了せしめられる。次いでステップ１２６において
中立作動位置制御が終了せしめられ、ＳＯx排出制御ル
ーチンが終了する。
【００５０】図６および図７を参照して本発明の利点に
ついて説明する。なお、図６（Ａ）および（Ｂ）は異な
る作動位置にある本発明の流量調整弁２８を示し、図７
（Ａ）および（Ｂ）は異なる作動位置にある従来の流量
調整弁６１を示す。これら図中の矢印は排気ガスの流れ
を示す。
【００５１】図６（Ａ）および（Ｂ）に示したように、
本実施形態では流量調整弁２８の角度θは流量調整弁２
８が上流側排気管２５ａのポート５７ａの内周壁と当接
する場合の角度よりも常に大きく且つ流量調整弁２８が
下流側排気管２５ｆのポート５７ｆの内周壁と当接する
場合の角度よりも常に小さい。流量調整弁２８はこの角
度範囲内で回動する。すなわち流量調整弁２８の両端は
常に第一分岐排気管２５ｃのポート５７ｃおよび第二分
岐排気管２５ｄのポート５７ｄ内に位置する。特に、分
岐部２５ｂにはほぼ十字状に各排気管が連結されている
ため、分岐排気ガス量を零近傍とする流量調整弁２８の
中立作動位置として流量調整弁２８の角度θが零近傍と
なる位置と９０°近傍となる位置とのいずれも採用する
ことができるが、本実施形態では９０°近傍である位置
を中立作動位置としている。
【００５２】一方、従来では図７（Ａ）および（Ｂ）に
示したように流量調整弁６１の角度は、流量調整弁６１
の上流側端部が第一分岐排気管６０ｃのポート６２ｃの
内周壁および第二分岐排気管２５ｄのポート６２ｄの内
周壁と当接する場合の角度よりも常に小さく、流量調整
弁６１はこの角度範囲内で回動していた。すなわち流量
調整弁６１の両端は常に上流側排気管６０ａのポート６
２ａおよび下流側排気管６０ｆのポート６２ｆ内に位置
していた。特に流量調整弁６１の角度が零近傍である場
合を中立作動位置としていた。
【００５３】ところで、従来では流量調整弁６１が第一
作動位置および第二作動位置にあって排気ガスがフィル
タを通過する場合には、排気ガスはフィルタによって排
気抵抗を受ける。しかしながら、流量調整弁６１が中立
作動位置にある場合、排気ガスはフィルタを通過しない
ので排気抵抗を受けない。また、流量調整弁６１が排気
ガスの流れ方向に対してほぼ平行であることから、分岐
部を通過するときにも排気ガスはほとんど排気抵抗を受
けない。このため流量調整弁６１の作動位置が変わると
排気抵抗が突然大きく変わってしまう。すなわち流量調
整弁６１が第一作動位置または第二作動位置から中立作
動位置に回動すると排気抵抗は大幅に小さくなり、中立
作動位置から第一作動位置または第二作動位置に回動す
ると大幅に大きくなる。これにより、このような流量調
整弁６１を備えた排気浄化装置が設けられた内燃機関で
は、運転状態が不安定になったりエミッションが悪化し
たりして、内燃機関の運転状態を適切に制御できなくな
ってしまっていた。
【００５４】これに対して、本発明の流量調整弁２８は
流量調整弁２８が中立作動位置にあるとき、流量調整弁
２８が排気ガスの流れ方向に対してほぼ垂直であること
から排気ガスは流量調整弁２８によって排気抵抗を受け
る。これにより流量調整弁２８の作動位置が変わっても
排気抵抗が突然大きく変わってしまうことはなくなる。
特に、流量調整弁２８の大きさを、流量調整弁２８が中
立作動位置にあるときの排気抵抗とフィルタ２６による
排気抵抗とがほぼ同一の排気抵抗となるような大きさと
すると、排気ガスが受ける排気抵抗は流量調整弁２８の
作動位置が変わってもほとんど変わらない。これにより
内燃機関の背圧の変動がほとんどなくなり、内燃機関の
運転状態が安定する。なお、本発明の流量調整弁２８で
は、流量調整弁２８が中立作動位置にある場合のみなら
ず、第一作動位置から第二作動位置までの全ての作動位
置において排気抵抗が大きく変わってしまうことはな
い。
【００５５】また、図６（Ｂ）に示したように、本実施
形態では流量調整弁２８が第一作動位置または第二作動
位置にあるときに、流量調整弁２８の先端はポート５７
ｃおよび５７ｄの内周壁と当接する。一方、従来では図
７（Ｂ）に示したように、流量調整弁６１の先端はポー
ト６２ａおよび６２ｆの内周壁と当接する。この場合、
流量調整弁６１とポート６２ｆの内周壁との間に溝６３
が形成されてしまい、この溝６３によって図示したよう
に乱流ができてしまう。これにより排気ガスの流れが悪
くなってしまう。これに対して本発明の流量調整弁２８
では図６（Ｂ）に示したように、従来のような溝は形成
されないため乱流が出来ることがなく、よって排気ガス
の流れが悪くなることが防止される。
【００５６】なお、上述したように、排気ガスにフィル
タ２６をバイパスさせる制御、すなわち、中立作動位置
制御は、ＳＯx保持材２２を具備していない排気浄化装
置においても有用である。例えば、フィルタ２６の温度
を下げるための一つの方法として、排気ガスにフィルタ
２６をバイパスさせるという方法がある。したがって、
ＳＯx保持材２２を具備していない排気浄化装置におい
て、フィルタ２６の温度を下げるべきときに、流量調整
弁２８を中立作動位置に調整するようにしてもよい。ま
た、第一分岐排気管２５ｃと第二分岐排気管２５ｄとは
対称的でなくてもよく、距離が等しくなくてもよい。本
発明ではこれら分岐排気管２５ｃ、２５ｄが対称、等距
離でなくても各分岐排気管に流入する排気ガスの流量を
零近傍にすることができる。
【００５７】次に、本発明の第一実施形態の変更例につ
いて説明する。第一実施形態では、ＳＯx排出制御にお
いて流量調整弁２８が中立作動位置にあることが確認さ
れてからＳＯx再生制御を開始していた。ところが、Ｓ
Ｏx再生制御ではＳＯx保持材２２を昇温させる必要があ
るが、ＳＯx再生制御を開始してからＳＯx保持材２２が
上記所定温度にまで昇温してＳＯxが離脱させられるま
でには多少時間がかかる。したがって、上述したように
ＳＯx再生制御を行うと流量調整弁２８が中立作動位置
になってからＳＯx保持材２２が昇温せしめられてＳＯx
が離脱せしめられるまでにタイムラグができてしまう。
このタイムラグの間、排気ガスがフィルタ２６を通過し
ないため、排気浄化装置全体としては排気浄化率が落ち
てしまうので、このような時間は少しでも短いほうが好
ましい。
【００５８】ここで本発明の第一実施形態の変更例で
は、中立作動位置制御を開始してから流量調整弁２８が
中立作動位置に到達すると予想される位置到達時間Ｔ1
を予め実験的に求める。また、ＳＯx再生制御をすべき
と判断された時点のＳＯx保持材の温度から上述した所
定温度にＳＯx保持材２２が到達するまでにかかると予
想される温度到達時間Ｔ2を温度毎に予め実験的に求め
る。次いでＴ3＝Ｔ1−Ｔ2として時間Ｔ3を求める。中立
作動位置制御を開始してから時間Ｔ3後にＳＯx再生制御
を開始すれば、流量調整弁２８が中立作動位置に到達し
たのとほぼ同時にＳＯx保持材２２からＳＯxが離脱され
始め、これにより、排気浄化装置全体としての排気浄化
率が落ちる時間が最小限に抑えられる。
【００５９】この第一実施形態の変更例のＳＯx排出制
御について図８を参照して説明する。ステップ１４２お
よびステップ１４５〜１４８はそれぞれステップ１２１
およびステップ１２３〜１２６と同一なので説明を省略
する。ステップ１４２ではＴ 3＝Ｔ1―Ｔ2として時間Ｔ3
が求められ、ステップ１４２へ進む。ステップ１４３で
は時間カウンタｔが０にリセットされる。次いでステッ
プ１４４では、ｔ≧Ｔ 3であるか否かが判定され、ｔ＜
Ｔ3である場合にはステップ１４４が繰り返される。ｔ
≧Ｔ3となった場合にはステップ１４５へと進む。
【００６０】次に、図９を参照して本発明の第二実施形
態について説明する。なお、図１０は第一実施形態の反
転式排気浄化装置２５を示した図２（Ｃ）と同様な図で
ある。第二実施形態の排気浄化装置の構成は第一実施形
態と同様であるが、第二実施形態ではパラメータ測定手
段として圧力センサではなく温度センサ８０、８１が用
いられる。これら温度センサ８０、８１はそれぞれ第一
分岐排気管２５ｃおよび第二分岐排気管２５ｄに配置さ
れる。分岐排気管２５ｃ、２５ｄには放熱性があるため
これら温度センサ８０、８１は分岐排気管２５ｃ、２５
ｄの温度の影響をほとんど受けないので、温度センサ８
０、８１はそれぞれ第一分岐排気管２５ｃおよび第二分
岐排気管２５ｄ内の排気ガスの温度を測定することがで
きる。
【００６１】ところで、排気ガスがフィルタ２６を通過
すると排気ガス中の成分が酸化されるため、フィルタ２
６通過後の排気ガスの温度は通過前の排気ガスの温度よ
り上昇する。したがって第一分岐排気管２５ｃに配置さ
れる第一温度センサ８０により測定される温度と第二分
岐排気管２５ｄに配置される第二温度センサ８１により
測定される温度が異なる場合、フィルタ２６内を排気ガ
スが流れていることになる。また、フィルタ２６通過後
の排気ガスの方が高温であることから、排気ガスは温度
センサ８０、８１のうち低い温度が測定された分岐排気
管から高い温度が測定された分岐排気管に向かって流れ
ている。
【００６２】一方、第一温度センサ８０により測定され
る温度と第二温度センサ８１により測定される温度に差
がなければ、排気ガスはフィルタ２６を通過していな
い。よって中立作動位置制御を行っていて目標分岐排気
ガス量が零近傍である場合、両温度センサ８０、８１に
よって測定される温度に差がなければ、第一分岐排気管
２５ｃおよび第二分岐排気管２５ｄへの分岐排気ガス量
は目標分岐排気ガス量である。
【００６３】したがって、本実施形態では中立作動位置
における流量調整弁２８の目標角度は第一温度センサ８
０によって測定される温度と第二温度センサ８１によっ
て測定される温度とがほぼ同一となるような角度であ
り、中立作動位置制御として流量調整弁２８がこのよう
な目標角度へと調整される。
【００６４】例えば第一分岐排気管２５ｃ内の温度が第
二分岐排気管２５ｄ内の温度よりも高い場合、分岐部流
入排気ガスの少なくとも一部は第二分岐排気管２５ｄへ
流入して上記逆方向に流れていることから、流量調整弁
２８を図９に示した第二の方向５６へ僅かに回動させ
る。これにより第二分岐排気管２５ｄに流入する分岐排
気ガス量が減少し、両温度センサ８０、８１によって測
定される温度が互いに対して近づく。
【００６５】一方、第二分岐排気管２５ｄ内の温度が第
一分岐排気管２５ｃ内の温度よりも高い場合、分岐部流
入排気ガスの少なくとも一部は第一分岐排気管２５ｃへ
流入して上記順方向に流れていることから流量調整弁２
８を図９に示した第一の方向５５へ僅かに回動させる。
これにより第一分岐排気管２５ｃに流入する分岐排気ガ
ス量が減少し、両温度センサ８０、８１によって測定さ
れる温度が互いに対して近づく。このように流量調整弁
２８の調整を続けることによって流量調整弁２８の角度
は常に目標角度となり、分岐排気ガス量は常に目標排気
ガス量となる。
【００６６】次に第二実施形態の利点について説明す
る。第一実施形態の排気浄化装置で用いられる圧力セン
サは本発明においてパラメータ測定手段として用いられ
ているが、通常、排気浄化装置においてそれ以外の用途
に用いられることは少ない。したがって本発明で圧力セ
ンサを用いる場合には本発明のために新たにこれらセン
サを設けなければならない。これに対して第二実施形態
では温度センサが用いられる。温度センサは、通常、排
気温やフィルタ２６の温度を測定するといった本発明の
パラメータ測定手段としての用途以外の用途にも用いら
れる。したがって第二実施形態では本発明以外の用途の
ために設けられた温度センサを利用することができる。
【００６７】なお、本実施形態では中立作動位置制御を
開始した直後には各分岐排気管の排気ガスの温度は制御
開始直前の温度に依存している。このため第二実施形態
では、制御開始直前の温度への依存をなくすために中立
作動位置制御を開始してから一定時間が経過するまでは
流量調整弁２８を予め定められた中立作動位置（例えば
流量調整弁２８の角度を９０°とする）に位置決めし、
一定時間経過後から上述した温度センサによって測定さ
れた温度に基づく流量調整弁２８の調整を行う。
【００６８】また、流量調整弁２８を僅かに回動させる
と説明したが、流量調整弁２８を回動させる回動角度は
各温度センサ８０、８１に測定される温度の温度差に応
じて決定されてもよい。
【００６９】次に、本発明の第三実施形態について説明
する。第三実施形態の排気浄化装置の構成は第一実施形
態および第二実施形態とほぼ同様であるが、第三実施形
態ではパラメータ測定手段として流量センサ８０、８１
が用いられる。流量センサ８０、８１としては、流体の
流れの方向を測定することができるが、流体が或る特定
の方向に流れている場合にのみその流体の流量を測定す
ることができるタイプと、流体が如何なる方向に流れて
いてもその流体の流量を測定することができるが、流体
の流れの方向を測定することはできないタイプとがあ
る。このうち本実施形態では、流体が或る特定の方向に
流れている場合にのみその流体の流量を測定するタイプ
を用い、第一流量センサ８０を分岐部２５ｂから第一分
岐排気管２５ｃを介してフィルタ２６に流入する排気ガ
スの流量を測定できるように配置し、第二流量センサ８
１を分岐部２５ｂから第二分岐排気管２５ｄを介してフ
ィルタ２６に流入する排気ガスの流量を測定できるよう
に配置する。
【００７０】このように流量センサ８０、８１を配置し
た場合、排気ガスがフィルタ２６を通過していなけれ
ば、流量センサ８０、８１によって測定される排気ガス
量は零近傍となる。したがって、目標分岐排気ガス量が
零近傍である中立作動位置制御を実行したときに、両流
量センサ８０、８１によって測定される排気ガス量が零
近傍であれば、第一分岐排気管２５ｃおよび第二分岐排
気管２５ｄへの分岐排気ガス量は目標分岐排気ガス量と
なっている。すなわち流量調整弁２８の目標角度は両流
量センサ８０、８１によって測定される排気ガス量が零
近傍となるような角度であり、中立作動位置制御では流
量調整弁２８がこのような目標角度へと回動せしめられ
る。
【００７１】したがって例えば、第一流量センサ８０に
よって排気ガスの流れが検出された場合、分岐部流入排
気ガスの少なくとも一部は第一分岐排気管２５ｃへ流入
して上記順方向に流れていることから、流量調整弁２８
を図９に示した第一の方向５５へ第一流量センサ８０に
よって測定された流量に応じて回動させる。これにより
第一分岐排気管２５ｃに流入する分岐排気ガス量が減少
し、第一流量センサ８０によって測定される排気ガスの
流量が少なくなる。
【００７２】一方、第二流量センサ８１によって排気ガ
スの流れが検出された場合、分岐部流入排気ガスの少な
くとも一部は第二分岐排気管２５ｄへ流入して上記逆方
向に流れていることから、流量調整弁２８を図９に示し
た第二の方向５６へ第二流量センサ８１によって測定さ
れた流量に応じて回動させる。これにより第二分岐排気
管２５ｄに流入する分岐排気ガス量が減少し、第二流量
センサ８１によって測定される排気ガスの流量が少なく
なる。このように流量調整弁２８の調整を続ける事によ
って流量調整弁２８の角度は常に目標角度となり、分岐
排気ガス量は常に目標排気ガス量となる。
【００７３】なお、本実施形態では直接、各分岐排気管
２５ｃ、２５ｄ内を流れる排気ガスの流量を測定するこ
とから、測定した流量に応じて流量調整弁２８の回動角
度を変えることにより流量調整弁２８の角度を正確且つ
迅速に分岐排気ガス量が零近傍となる角度に位置決めす
ることができる。また、目標分岐排気ガス量が零近傍で
ない場合でも分岐排気ガス量を正確に目標分岐排気ガス
量とすることができる。
【００７４】また、第三実施形態では流量センサ８０、
８１によって測定された流量に応じて流量調整弁２８を
回動させるべき回動角度を決定しているが、この回動角
度は流量センサ８５によって測定される流量だけでな
く、分岐部流入排気ガス量、すなわち内燃機関から排出
された排気ガス量にも依存する。したがって、回動角度
を決定する場合、流量センサ８５によって測定された流
量を機関回転数等の内燃機関から排出される排気ガス量
に関するパラメータに応じて補正したものを回動角度を
決定するのに用いるのが好ましい。
【００７５】次に、本発明の第四実施形態について説明
する。第四実施形態ではパラメータ測定手段としてＮＯ
xセンサ、ＨＣセンサ、Ａ／ＦセンサまたはＯ2センサ
等、排気ガス中に含まれる成分を測定する様々なセンサ
のうち一種類のセンサが用いられる。以下では、例とし
てＮＯxセンサ８０、８１について説明するが、他のセ
ンサも同様に用いることができる。
【００７６】ところで、内燃機関の運転状態が変化する
と排気ガス中に含まれるＮＯxの濃度も変化する。した
がって、排気ガスが分岐排気管２５ｃ、２５ｄ内を流れ
ていれば各ＮＯxセンサ８０、８１によって測定される
ＮＯx濃度も変化する。逆に、内燃機関の運転状態が変
化しても各ＮＯxセンサ８０、８１によって測定される
ＮＯx濃度が変化しなければ排気ガスは分岐排気管２５
ｃ、２５ｄ内を流れておらず、分岐排気ガス量は零近傍
である。また、ＮＯxは排気ガスがフィルタ２６を通過
するとほとんどが還元されてなくなる。したがって、フ
ィルタ２６を排気ガスが流れる場合には一方のＮＯxセ
ンサ８０、８１からはＮＯxが検出されず、他方のＮＯx
センサに測定されるＮＯx濃度のみ変化する。この場
合、分岐部流入排気ガスは内燃機関の運転状態が変化し
たときにＮＯx濃度が変化した側のＮＯxセンサが配置さ
れた分岐排気管へ流入し、ＮＯxが検出されなかったＮ
Ｏxセンサが配置された分岐排気管から分岐部２５ｂへ
と戻っている。
【００７７】以上のことから、本実施形態では中立作動
位置における流量調整弁２８の目標角度は、負荷センサ
５２やクランク角センサ５３等によって内燃機関の運転
状態を検出し、運転状態が変化したときであっても両Ｎ
Ｏxセンサ８０、８１によって測定されるＮＯx濃度がほ
とんど変化しなくなるような角度であり、中立位置制御
として流量調整弁をこのような目標角度へと調整する。
【００７８】例えば、内燃機関の運転状態が変化したと
きに第一ＮＯxセンサ８０によって測定されるＮＯx濃度
が変化した場合、分岐部流入排気ガスの少なくとも一部
は第一分岐排気管２５ｃへ流入して上記順方向に流れて
いることから、流量調整弁２８を図９に示した第一の方
向５５へ僅かに回動させる。逆に、内燃機関の運転状態
が変化したときに第二ＮＯxセンサ８１によって測定さ
れるＮＯx濃度が変化した場合、分岐部流入排気ガスの
少なくとも一部は第二分岐排気管２５ｄへ流入して上記
逆方向へ流れていることから、流量調整弁２８を図９に
示した第二の方向５６へ僅かに回動させる。このように
流量調整弁２８の調整を続けることによって流量調整弁
２８の角度は常に目標角度となり、分岐排気ガス量は常
に目標分岐排気ガス量となる。
【００７９】図１０を参照して本発明の第五実施形態に
ついて説明する。なお、図１０は図２（Ｃ）および図９
と同様な図である。第五実施形態の排気浄化装置の構成
は第三実施形態と同様であるが、第五実施形態では第一
分岐排気管２５ｃまたは第二分岐排気管２５ｄの一方に
一つの流量センサ８５のみが配置される。
【００８０】本実施形態では流量センサ８５は流量だけ
でなく、流量センサ８５を通過する排気ガスの流れ方向
を検出することができるタイプの流量センサであるた
め、流量センサ８５によって分岐部流入排気ガスが第一
分岐排気管２５ｃおよび第二分岐排気管２５ｄのいずれ
に流入しているか、すなわち排気ガスがこれら分岐排気
管２５ｃ、２５ｄおよびフィルタ２６を順方向および逆
方向のいずれの方向に流れているかを検出することがで
きる。
【００８１】この場合、流量センサ８５は第三実施形態
の二つの流量センサ８０、８１の役割を果たすため、第
三実施形態と同様に流量調整弁２８の角度が調整され、
これにより分岐排気ガス量を目標分岐排気ガス量とする
ことができる。
【００８２】ところが、多くの流量センサでは流量を測
定することはできるが、排気ガスの流れ方向を測定する
ことができない。この場合、流量調整弁２８を回動させ
るべき方向を判断することができず、よって上述した第
五実施形態と同様に流量調整弁２８の角度を調整するこ
とはできない。したがってこのような流量センサ８５を
用いる場合には以下の変更例に示した制御が行われる。
【００８３】第五実施形態の変更例では中立作動位置に
おける流量調整弁２８の目標角度は流量センサ８５によ
って測定される流量が零近傍となるような角度であり、
中立作動位置制御として流量調整弁２８をこのような目
標角度へと調整する。
【００８４】したがって流量センサ８５によって測定さ
れる流量が零近傍ではない場合、測定された流量に応じ
た回動角度だけ流量調整弁２８を第一の方向５５または
第二の方向５６に回動させる。流量調整弁２８を回動さ
せた結果、流量センサ８５によって測定される流量が減
少したが零近傍にならなかった場合、測定された流量に
応じた回動角度だけ流量調整弁２８を前回の回動方向と
同じ方向に回動させる。一方、流量調整弁２８を回動さ
せた結果、流量センサ８５によって測定される流量が増
加した場合、測定された流量に応じた回動角度だけ流量
調整弁２８を前回の回動方向と反対方向に回動させる。
このように流量調整弁２８の調整を続けることによって
流量調整弁２８の角度は常に目標角度となり、分岐排気
ガス量は常に目標排気ガス量となる。
【００８５】次に、図１１を参照して第五実施形態の変
更例の中立作動位置制御ルーチンについて説明する。な
お、以下の説明においてφは流量調整弁２８の回動角度
を示し、例えばその値が正の時には第一の方向５５に回
動し、値が負の時には第二の方向５６に回動する。中立
作動位置制御が開始されると、まずステップ１６１にお
いてステップ１６２〜ステップ１６８を繰り返した回数
を示すカウンタｎが０にセットされ、カウンタｎのとき
に流量センサ８５によって測定された排気ガス量Ｖn、
特にこの場合にはＶ0が流量センサ８５から取得され
る。またステップ１６１では流量調整弁２８の角度θが
９０°とされ、さらに流量調整弁２８を回動すべき回動
角度φnがφ0＝kＶ0として算出される。この定数ｋは、
流量センサ８５によって測定された流量に対してその流
量を零近傍にするのに必要な流量調整弁２８の回動角度
を算出するための定数であり、実際には流量を零近傍に
するのに必要な回動角度よりも小さな角度が算出される
ような値となっている。次いで、算出されたφ1だけ流
量調整弁２８が回動せしめられる。
【００８６】次いで、ステップ１６２ではｎ＋１が新た
なｎとして設定されると共に流量センサ８５から新たな
カウンタｎにおける排気ガス量Ｖnが取得される。次い
で、ステップ１６３ではＶn≒０であるか否かが判定さ
れ、Ｖn≒０である場合にはステップ１６８へ進む。一
方、ステップ１６３においてＶn≒ｂでない場合にはス
テップ１６４へと進み、Ｖn＜Ｖn-1であるか否かが判定
される。ステップ１６４においてＶn＜Ｖn-1である場合
にはステップ１６５へ進む。ステップ１６５ではφn-1
ｋＶn／｜φn-1｜が新たなφnとされ、ステップ１６７
へ進む。一方、ステップ１６４においてＶn≧Ｖn-1であ
る場合にはステップ１６６へ進む。ステップ１６６では
−φn-1ｋＶn／｜φn-1｜が新たなφnとされ、ステップ
１６７へ進む。
【００８７】ステップ１６７では流量調整弁が角度φn
だけ回動せしめられ、ステップ１６８へ進む。ステップ
１６８では、図４のステップ１０６における中立作動位
置制御の終了条件と同様な条件が成立したか否かが判定
され、中立作動位置制御の終了条件が成立していない場
合にはステップ１６２へと戻される。一方、ステップ１
６８において中立作動位置制御の終了条件が成立した場
合には中立作動位置制御ルーチンが終了する。
【００８８】次に第六実施形態について説明する。本実
施形態では、第五実施形態の流量センサ８５の代わりに
ＮＯxセンサ、ＨＣセンサ、Ａ／ＦセンサまたはＯ2セン
サ等の様々なセンサのうち一種類のセンサが用いられ
る。以下では、ＮＯxセンサ８５を第二分岐排気管２５
ｄに配置した場合について説明するが、第一分岐排気管
２５ｃに配置した場合や、他のセンサを用いた場合も同
様である。
【００８９】上述した構成で流量調整弁２８の中立作動
位置制御を行う場合、実際の分岐排気ガス量が目標分岐
排気ガス量（すなわち零近傍）であると言える条件が二
つある。一つ目の条件としては、第四実施形態で説明し
たように内燃機関の運転状態が変化して内燃機関から排
出されるＮＯxの濃度が変化してもＮＯxセンサ８５によ
って測定されるＮＯx濃度が変化しないことが挙げられ
る。二つ目の条件としては測定されるＮＯx濃度が零よ
りも比較的大きいことが挙げられる。測定されるＮＯx
濃度がほぼ零近傍である状態には、分岐排気ガス量が零
近傍である状態と、フィルタを通過した後にＮＯxセン
サの配置された分岐排気管に流入するように排気ガスが
流れている状態との二つが考えられるが、これら二つの
うちどちらの状態であることが原因で測定されるＮＯx
濃度が零近傍であるか判別することは不可能である。こ
のため測定されるＮＯx濃度が零近傍である場合には上
記一つ目の条件を満たしたとしても分岐排気ガス量が目
標排気ガス量であるとは言えない。したがって本実施形
態ではこれら二つの条件を満たすような流量調整弁２８
の角度θが流量調整弁２８の目標角度である。
【００９０】実際の制御では、ＮＯxセンサ８５によっ
て測定されるＮＯx濃度が零近傍である場合、上述した
ように分岐部流入排気ガスが第一分岐排気管２５ｃに流
入して順方向に流れている場合と、分岐排気管２５ｃ、
２５ｄおよびフィルタ２６を排気ガスが流れていない場
合とが考えられるが、そのいずれとも特定できないため
分岐部流入排気ガスが順方向に流れているものとして流
量調整弁２８を第一の方向５５へ僅かに回動させる。
【００９１】また、ＮＯxセンサ８５によって測定され
るＮＯx濃度が零近傍ではなく且つ内燃機関の運転状態
が変化したときに測定されるＮＯx濃度も変化する場
合、分岐部流入排気ガスは第二分岐排気管２５ｄに流入
して逆方向に流れている。したがってこの場合、流量調
整弁２８を第二の方向５６へ僅かに回動させる。このよ
うに流量調整弁２８の調整を続けることによって、流量
調整弁２８の角度θはＮＯ xセンサ８５によって測定さ
れるＮＯx濃度が零近傍ではなく且つ内燃機関の運転状
態が変化しても測定されるＮＯx濃度が変化しないよう
な角度、すなわち目標角度となり、分岐排気ガス量が目
標分岐排気ガス量となる。
【００９２】次に図１２を参照して第六実施形態の中立
作動位置制御ルーチンについて説明する。まずステップ
１８１では、ＮＯxセンサ８５によって測定されるＮＯx
濃度が零近傍であるか否かが判定される。ＮＯx濃度が
零近傍であると判定された場合、ステップ１８２へと進
む。ステップ１８２では、流量調整弁２８が第一の方向
５５へ僅かに回動せしめられ、ステップ１８６へと進
む。一方、ステップ１８１においてＮＯx濃度が零近傍
でないと判定された場合、ステップ１８３へと進む。ス
テップ１８３では、内燃機関の運転状態が変化している
か否かが判定され、運転状態が変化していないと判定さ
れた場合にはステップ１８３が繰り返される。
【００９３】ステップ１８３において運転状態が変化し
ていると判定された場合には、ステップ１８４へ進み、
内燃機関の運転状態の変化に伴ってＮＯx濃度が変化し
たか否かが判定される。ステップ１８４において、ＮＯ
x濃度が変化していないと判定された場合にはステップ
１８６へと進み、ＮＯx濃度が変化していると判定され
た場合にはステップ１８５へと進む。ステップ１８５で
は流量調整弁２８が第二の方向５６へ僅かに回動せしめ
られ、ステップ１８６へ進む。ステップ１８６では、図
４のステップ１０６における中立作動位置制御の終了条
件と同様な条件が成立したか否かが判定され、条件が成
立していない場合にはステップ１８１へ戻される。一
方、ステップ１８６において条件が成立した場合、中立
作動位置制御ルーチンが終了せしめられる。
【００９４】最後に、図１３を参照して本発明の第七実
施形態について説明する。本実施形態では反転式排気浄
化装置２５の代わりに図１３に示した二分岐式排気浄化
装置９０が設けられる。
【００９５】図１３に示したように、二分岐式排気浄化
装置９０は上流側排気管（上流側排気通路）９０ａと、
分岐部９０ｂと、第一分岐排気管（第一分岐排気通路）
９０ｃと、第二分岐排気管（第二分岐排気通路）９０ｄ
と、パティキュレートフィルタ（以下、フィルタと称
す）９１を保持するケーシング９０ｅ（以下、保持ケー
シングと称す）と、下流側排気管（下流側分岐排気通
路）９０ｆと、フィルタ９１とを具備する。
【００９６】上流側排気管９０ａの一方の端部は排気管
２４を介して二分岐式排気浄化装置９０の上流に配置さ
れるＳＯx保持材２２に連結される。したがって二分岐
式排気浄化装置９０には上流側排気管９０ａから排気ガ
スが流入する。上流側排気管９０ａの他方の端部は分岐
部９０ｂにおいて第一分岐排気管９０ｃと第二分岐排気
管９０ｄとに分岐する。上流側排気管９０ａと第一分岐
排気管９０ｃとはほぼ一直線上に位置する。第一分岐排
気管９０ｃ上には保持ケーシング９０ｅが配置され、該
保持ケーシング内にフィルタ９１が保持される。第二分
岐排気管９０ｄの先端はフィルタ９１の下流において第
一分岐排気管９０ｃと合流する。
【００９７】また、分岐部９０ｂには流量調整弁９２が
設けられる。流量調整弁９２は第一分岐排気管９０ｃと
第二分岐排気管９０ｄとの連結部を中心に図１３に示し
たように連続的に揺動し、上流側排気管９０ａから分岐
部９０ｂに流入する排気ガスの流れ方向、すなわち上流
側排気管９０ａおよび第一分岐排気管２５ｃの軸線に対
する流量調整弁９２の角度（以下、流量調整弁９２の角
度と称す）θが変化する。この流量調整弁９２の角度θ
を大きくすると第一分岐排気管９０ｃに流入する排気ガ
ス量が少なくなると共に第二分岐排気管９０ｄに流入す
る排気ガス量が多くなる。逆に、流量調整弁９２の角度
θを小さくすると第一分岐排気管９０ａに流入する排気
ガス量が多くなると共に第二分岐排気管９０ｄに流入す
る排気ガス量が少なくなる。また、上流側排気管９０ａ
およびフィルタ９１より上流の第一分岐排気管９０ｃに
はそれぞれ第一ＮＯxセンサ９３および第二ＮＯxセンサ
９４が配置される。
【００９８】このような構成の二分岐式排気浄化装置９
０では、例えばフィルタ９１内に保持されたＮＯxを離
脱させる場合等、フィルタ９１、すなわち第一分岐排気
管９０ａに流入させる排気ガス量を目標分岐排気ガス量
とすべき場合がある。このような場合、流量調整弁９２
の角度θは以下のように調整される。
【００９９】ここで、本実施形態の二分岐式排気浄化部
９０によれば、上流側排気管９０ａを流れる排気ガス中
のＮＯx量が第一ＮＯxセンサ９３によって測定され、第
一分岐排気管９０ｃ内を流れる排気ガス中のＮＯx量が
第二ＮＯxセンサ９４によって測定される。上流側排気
管９０ａ内のＮＯx量に対する第一分岐排気管９０ｃ内
のＮＯx量は上流側排気管９０ａ内を流れる排気ガス量
に対する第一分岐排気管９０ｃ内を流れる排気ガス量に
比例するため、これらＮＯx量を測定することによって
各排気管９０ａ、９０ｃ内を流れる排気ガス量の比を求
めることができる。一方、内燃機関の運転状態から上流
側排気管９０ａに流入する排気ガス量を算出することが
できる。したがって、これら各排気管９０ａ、９０ｃ内
を流れる排気ガス量の比と上流側排気管９０ａに流入す
る排気ガス量とから第一分岐排気管２５ｃ内に流入する
排気ガス量を算出することができる。
【０１００】したがって、第一分岐排気管９０ｃに流入
させる排気ガス量を目標分岐排気ガス量とすべきとき、
算出した排気ガス量が目標分岐排気ガス量よりも少ない
場合には流量調整弁９２の角度θを僅かに小さくし、目
標分岐排気ガス量よりも多い場合には流量調整弁９２の
角度θを僅かに大きくする。このような操作を繰り返す
ことによって第一分岐排気管９０ａに流入する排気ガス
量は常に目標排気ガス量となる。
【０１０１】本実施形態の利点について説明する。本実
施形態で用いられるＮＯxセンサは、例えばフィルタ９
１に保持されたＮＯxの量を推定するため等、分岐排気
ガス量を測定する以外の用途にも用いられる。したがっ
て本実施形態では分岐排気ガス量を測定する以外の用途
に用いられたセンサを利用することができる。
【０１０２】なお、上記実施形態では上流側排気管９０
ａとフィルタ９１より上流の第一分岐排気管９０ｃとに
ＮＯxセンサ９３、９４が配置されているが、別の位置
に配置されてもよい。より詳細には、上流側排気管９０
ａと、フィルタ９１より上流の第一分岐排気管９０ｃ
と、第二分岐排気管９０ｄと、第二分岐排気管９０ｄと
の合流部より下流の第一分岐排気管９０ｃとのうちいず
れか二つの位置に配置されればよい。これによりセンサ
を配置する位置を様々な位置から選択することができる
ため、分岐排気ガス量を測定する以外の用途に用いられ
たセンサを利用しやすくなる。
【０１０３】また、本実施形態ではＮＯxセンサではな
く、ＨＣセンサ、Ａ／ＦセンサまたはＯ2センサを用い
てもよいし、圧力センサ、流量センサ、温度センサ等を
用いてもよい。
【０１０４】
【発明の効果】本発明によれば、分岐排気通路に流入す
る排気ガス量を常に精密に目標排気ガス量に維持するこ
とが可能であることから、分岐排気通路に配置されるフ
ィルタに流入する排気ガス量を容易且つ精密に目標量に
制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の排気浄化装置を備えた
内燃機関の図である。
【図２】本発明の第一実施形態の排気浄化装置の図であ
る。
【図３】排気浄化装置の分岐部の拡大図である。
【図４】第一実施形態の中立作動位置制御のフローチャ
ートである。
【図５】第一実施形態のＳＯx排出制御のフローチャー
トである。
【図６】本発明の流量調整弁の作動を示す図である。
【図７】従来の流量調整弁の作動を示す図である。
【図８】第一実施形態の変更例のＳＯx排出制御のフロ
ーチャートである。
【図９】第二〜第四実施形態の排気浄化装置の図であ
る。
【図１０】第五および第六実施形態の排気浄化装置の図
である。
【図１１】第五実施形態の中立作動位置制御のフローチ
ャートである。
【図１２】第六実施形態の中立作動位置制御のフローチ
ャートである。
【図１３】第七実施形態の排気浄化装置の図である。
【符号の説明】
２２…ＳＯx保持剤 ２３…ケーシング ２５…反転式排気浄化装置 ２６…パティキュレートフィルタ ２７…流量調整弁用ステップモータ ２８…流量調整弁 ４９、５０…圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/08 Ｆ０１Ｎ 3/08 Ａ 3/18 3/18 Ｂ Ｆ 3/24 3/24 Ｒ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３５５ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｔ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｚ // Ｂ０１Ｄ 46/44 Ｂ０１Ｄ 46/44 (72)発明者 辺田 良光 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 和浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 浅沼 孝充 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 木村 光壱 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中谷 好一郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 仲野 泰彰 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 見上 晃 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA01 AA03 AA04 BA05 BA08 BA09 BA13 BA15 BA19 BA20 BA24 DA10 DA27 EA11 EB01 EB11 EC07 FA00 FA10 FA18 FA27 FA28 FA29 FA33 FA38 3G090 AA01 BA01 CB23 DA02 DA03 DA04 DA09 DA12 EA01 EA02 EA05 EA06 3G091 AA02 AA10 AA11 AA18 AA28 AB08 AB13 BA00 BA11 BA20 BA31 CA12 CA13 CB02 CB03 CB07 CB08 DA01 DA02 DA05 DB10 EA00 EA01 EA03 EA17 EA21 EA31 EA32 EA33 EA34 FC02 FC07 HA22 HA36 HA37 HA42 HB02 HB03 HB05 HB06 3G301 HA02 HA06 HA11 HA13 HA15 JA15 JA21 JA24 JB09 LA03 LB11 MA01 MA18 NA08 NE01 NE06 NE13 NE15 PA17B PA17Z PD01B PD01Z PD02B PD02Z PD11B PD11Z PD14B PD14Z PD16B PD16Z PE01B PE01Z PE03B PE03Z PF03B PF03Z 4D058 NA01 NA04 NA05 QA01 QA03 QA19 QA23 SA08 TA02

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室に通じる上流側排気通
    路を具備し、該上流側排気通路が分岐部において少なく
    とも二つの分岐排気通路に分岐し、これら分岐排気通路
    の少なくとも一つにパティキュレートフィルタが配置さ
    れると共に、上記分岐部に作動位置が連続的に調整可能
    な流量調整弁が配置され、該流量調整弁の作動位置を調
    整することによって少なくとも一つの分岐排気通路に流
    入する排気ガス量を調整することができるようになって
    いる排気浄化装置において、 排気ガスに関するパラメータを測定するためのパラメー
    タ測定手段を具備し、該パラメータ測定手段によって測
    定されたパラメータに基づいて上記少なくとも一つの分
    岐排気通路に流入する排気ガス量を算出し、該算出され
    る排気ガス量が目標排気ガス量となるように流量調整弁
    の作動位置を調整するようにした排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 上記少なくとも一つの分岐排気通路の先
    端部が分岐部に戻って連結されており、流量調整弁の作
    動位置によっては上流側排気通路から分岐部に流入した
    排気ガスの少なくとも一部が上記少なくとも一つの分岐
    排気通路を一方の方向へまたはそれとは逆の方向へ流
    れ、その後、分岐部を介して残りの分岐排気通路へと流
    出することができる請求項１に記載の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 上記目標排気ガス量がほぼ零である請求
    項２に記載の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 上記流量調整弁は該流量調整弁の作動位
    置が変わると上流側排気通路から分岐部に流入してくる
    排気ガスの流れ方向に対する当該流量調整弁の角度が変
    化する弁であり、上記分岐部は上流側排気通路に通じる
    ポートを具備し、上記流量調整弁の角度は該流量調整弁
    が上記ポートの内周壁と当接する場合の角度よりも大き
    い請求項２または３に記載の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 上記流量調整弁は該流量調整弁の作動位
    置が変わると上流側排気通路から分岐部に流入してくる
    排気ガスの流れ方向に対する当該流量調整弁の角度が変
    化する弁であり、上記排気ガスの流れ方向に対して流量
    調整弁が垂直であるときには上記少なくとも一つの分岐
    排気通路に流入する排気ガスの量が零近傍となり、目標
    排気ガス量がほぼ零であるときには上記排気ガスの流れ
    方向に対して流量調整弁がほぼ垂直とされる請求項３ま
    たは４に記載の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 上記分岐部はそれぞれ上流側排気通路、
    上記少なくとも一つの分岐排気通路の一方の端部、上記
    少なくとも一つの分岐排気通路の他方の端部、および第
    二分岐排気通路に通じる第一ポート、第二ポート、第三
    ポート、第四ポートを具備し、上流側排気通路から分岐
    部に流入した排気ガスが全て上記少なくとも一つの分岐
    排気通路に流入するような位置に流量調整弁を保持した
    ときに、流量調整弁が第二ポートの内周壁および第三ポ
    ートの内周壁と当接する請求項２〜５のいずれか一つに
    記載の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 上記上流側排気通路にはＳＯx保持材が
    配置され、該ＳＯx保持材は排気ガスの空燃比がリーン
    のときには排気ガス中のＳＯxを保持し、排気ガスの空
    燃比がリッチであってＳＯx保持材の温度が所定温度を
    超えたときには保持したＳＯxを離脱させることがで
    き、ＳＯxを離脱させるときには目標排気ガス量がほぼ
    零とされる請求項３に記載の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】 上記パラメータ測定手段が二つの圧力セ
    ンサであり、該圧力センサは上記少なくとも一つの分岐
    排気通路においてパティキュレートフィルタの両側にそ
    れぞれ一つずつ配置される請求項２〜７のいずれか一つ
    に記載の排気浄化装置。
  9. 【請求項９】 上記パラメータ測定手段が二つの温度セ
    ンサであり、該温度センサは上記少なくとも一つの分岐
    排気通路においてパティキュレートフィルタの両側にそ
    れぞれ一つずつ配置される請求項２〜７のいずれか一つ
    に記載の排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】 上記パラメータ測定手段が流量セン
    サ、ＮＯxセンサ、ＨＣセンサ、Ａ／ＦセンサおよびＯ2
    センサのうちのいずれか一つであり、該センサは分岐排
    気通路に配置される請求項２〜７のいずれか一つに記載
    の排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】 上記分岐排気通路はパティキュレート
    フィルタが配置された第一分岐排気通路と、第二分岐排
    気通路とを具備し、第二分岐排気通路の先端は分岐部下
    流の合流部において第一分岐排気通路と合流し、分岐部
    上流の上流側排気通路と、分岐部と合流部との間の第一
    分岐排気通路と、分岐部と合流部との間の第二分岐排気
    通路と、合流部下流の分岐排気通路とのうち少なくとも
    二つに上記パラメータ測定手段が配置される請求項１に
    記載の排気浄化装置。
  12. 【請求項１２】 上記パラメータ測定手段が排気ガスの
    流量以外の排気ガスのパラメータを測定する請求項１１
    に記載の排気浄化装置。
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CN111226030A (zh) * 2017-10-16 2020-06-02 Mtu 腓特烈港有限责任公司 用于基于模型地控制和调节内燃机的方法
CN113413688A (zh) * 2021-06-18 2021-09-21 威斯坦(厦门)实业有限公司 一种应用于小型3d打印机的双滤芯除尘系统及其控制方法

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