JP2006022738A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents

Abstract

【課題】２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、リバースモード、バイパスモードを含む複数のモードを実現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接続部１５において、第１フィルタ１１ａを備えた第１分岐通路１０ｂと、第２フィルタ１１ｂを備えた第２分岐通路１０ｃと、フィルタを備えない第３分岐通路１０ｄとに分岐し、それらを第２接続部１６で合流させる構成において、第１接続部１５において、円柱形の外形を有したバルブであって該円柱を軸方向と略直交する方向に貫通するとともに互いに略直交する複数の貫通孔が開けられた円柱バルブ１２を備え、円柱バルブ１２を回転させることにより排気の通過経路を選択し、第２接続部１６において、バタフライバルブ１３によって排気の通過経路を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の排気浄化システムに関する。

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。

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。）。

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。

また、内燃機関の排気系に、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒を設けることが知られている。そして、例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒を設けた場合には、吸蔵されたＮＯxの量が増加すると浄化性能が悪化するため、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、浄化性能が劣化する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。）。

そして、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は、供給された燃料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吸蔵還元型ＮＯx触媒における酸化反応に用いられないことを抑制するため、排気浄化装置に導入される排気流量は抑える方が望ましいことが知られている。

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、再生処理やＮＯx還元処理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、再生処理やＮＯx還元処理、ＳＯx被毒回復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やＮＯx還元処理、ＳＯx被毒回復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。）。

この他、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、それらに対して排気の導入方向を反転可能とすることにより、フィルタに捕集された微粒子物質の分布
や、ＮＯx触媒の温度分布を均一化することができ、且つ、排気の導入方向を反転した場合にフィルタから排出した微粒子物質を他方のフィルタで捕集し、車外への放出を抑制することができる（以下、このモードを「リバースモード」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。）。

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。
特開平０７−１８９６５５号公報 特開２００３−３１４２４７号公報 特開２００３−７４３２８号公報 特開２００２−５４４７０号公報

本発明の目的とするところは、２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、リバースモード、バイパスモードを含む複数のモードを実現可能とする技術を提供することである。

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排気浄化装置を備えた第１分岐通路と、第２排気浄化装置を備えた第２分岐通路と、排気浄化装置を備えない第３分岐通路に分岐し、それらを第２接続部で合流させる構成の排気浄化システムにおいて、第１接続部においては、円柱形の外形を有し、該円柱を軸方向と略直交する方向に貫通するとともに互いに略直交する複数の貫通孔が開けられた円柱バルブを備えており、該円柱バルブを回転させることにより排気の通過経路を選択し、第２接続部においては、バタフライバルブによって排気の通過経路を選択することを最大の特徴とする。

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、
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接続部には中心軸回りに回動可能に取り付けられた略円柱形状の円柱バルブを備えるとともに、前記第２接続部には、バタフライバルブを備え、
前記円柱バルブには、前記中心軸と略直行する方向に前記円柱形状を貫通するとともに互いに略直行する第１貫通孔及び第２貫通孔が、前記円柱バルブの軸方向の異なる位置に
おいて設けられ、
前記円柱バルブは、前記第１貫通孔によって前記第１排気通路と前記第１分岐通路とを連通させ、前記第２貫通孔によって前記第１排気通路と前記第２分岐通路を連通させるとともに、前記円柱バルブの円柱面によって前記第１排気通路と前記第３分岐通路とを遮断させる第１の角度位置と、前記第１貫通孔によって前記第１排気通路と前記第３分岐通路とを連通させるとともに、前記第２貫通孔によって前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させる第２の角度位置と、を選択可能であり、
前記バタフライバルブは、前記第２排気通路には第１分岐通路のみ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る第１の位置と、前記第２排気通路には第２分岐通路のみ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る第２の位置と、前記第２排気通路に前記第１、第２及び第３分岐通路の全てを連通させる第３の位置と、を選択可能であることを特徴とする。

上記構成によれば、前記円柱バルブに前記第１の角度位置を選択させ、前記バタフライバルブに前記第１の位置を選択させることにより、排気が前記第１分岐通路のみを通過するシングルモードを実現可能である。また、この状態から前記バタフライバルブに前記第２の位置を選択させることにより、排気が前記第２分岐通路のみを通過するシングルモードを実現可能である。さらに、この状態から、前記バタフライバルブに前記第３の位置を選択させることにより、デュアルモードを実現可能である。

また、前記円柱バルブに第２の角度位置を選択させ、前記バタフライバルブに前記第１の位置を選択させることにより、前記第１排気浄化装置と前記第２排気浄化装置を直列に配置することができ、さらに、この状態から前記バタフライバルブに前記第２の位置を選択させることにより、前記第１排気浄化装置と前記第２排気浄化装置とに導入される排気の流入方向を逆転させることができる。すなわちリバースモードを実現することができる。

さらに、前記円柱バルブに第２の角度位置を選択させ、前記バタフライバルブに前記第３の位置を選択させることにより、排気に第３分岐通路のみを通過させるバイパスモードを実現することができる。

このような構成をとることにより、簡単な構成により、シングルモード、デュアルモード、リバースモード、バイパスモードを実現することができ、排気浄化システムの浄化性能及び耐久性を向上させることができる。また、上記構成においては、第１接続部における排気の通過経路の決定に円柱バルブを用いているため、前記バタフライバルブの位置を切換える制御に加えて、この円柱バルブの角度位置を第１の角度位置と第２の角度位置とに切換るという簡単な制御を行うことによって、複雑な排気の通過経路変更を行うことができる。

また、本発明においては、前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び、前記第２分岐通路において前記第２排気浄化装置を収容する部分は円形断面を有し、
前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分とは一つのケース内に収納され、
前記ケースのうち、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分及び前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分以外の空間を、前記第３分岐通路の一部とするようにしてもよい。

こうすれば、前記第１及び第２分岐通路において特に断面積や形状の制限が多い前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び前記第２分岐通路において
前記第２排気浄化装置を収容する部分と、第３分岐通路とを、一つのケース内に高いスペース効率で収納することができる。その結果、排気浄化システムを小型化することができ、取り扱いが容易になり、車両への搭載性を向上させることができる。

また、本発明においては、前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び、前記第２分岐通路において前記第２排気浄化装置を収容する部分は円形断面を有し、
前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分とは、一つのケース内に収納され、
前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分とは、前記ケース内で接するように隣接して配置され、
前記第３分岐通路は、前記ケース内における、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分の間隙に設けられるようにしてもよい。

すなわち、本発明の排気浄化システムでは、前記第１及び第２分岐通路において断面積や形状の制限が多い前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び前記第２分岐通路において前記第２排気浄化装置を収容する部分を、一つのケース内で接するように隣接して配置してもよい。さらに上述したように、前記ケースのうち、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分及び、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分の間隙の部分に前記第３分岐通路を設けてもよい。

そうすれば、前記第１及び第２分岐通路において断面積や形状の制限が大きい前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び前記第２分岐通路において前記第２排気浄化装置を収容する部分を、最も効率よく前記ケース内に配置することができ、さらに、それらの間隙に第３分岐通路を設けるため、排気浄化システムをより効率よく小型化することができる。

しかし、このような構成にした場合、前記第３分岐通路は、前記ケース内において、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分との接触部分によって上側第３分岐通路と下側第３分岐通路とに分割されることとなる。

そこで、本発明においては、前記円柱バルブにおける第１貫通孔を、上側第１貫通孔と下側第１貫通孔の２つに分割し、前記上側第１貫通孔と前記下側第１貫通孔は、前記第２貫通孔を円柱バルブの軸方向において挟んで設け、前記円柱バルブの第１貫通孔が、前記第１排気通路と前記第３分岐通路とを連通させる場合には、前記上側第１貫通孔が、前記第１排気通路と前記上側第３分岐通路とを連通させ、前記下側第１貫通孔が、前記第１排気通路と前記下側第３分岐通路とを連通させるようにしてもよい。

そうすれば、上記したように、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分との接触部分によって前記第３分岐通路が分割されたとしても、分割された各々の部分を第３分岐通路として有効に用いることができるとともに、前記第１排気通路とを確実に連通させることができる。結果として、本発明に係る排気浄化システムの省スペース化と信頼性の確保を両立させることができる。

また、本発明においては、前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔の断面積とを同一にして
もよい。そうすると、前記第１貫通孔及び前記第２貫通孔によって、前記第１排気通路と第１〜第３分岐通路のいずれかとを連通させた場合にも、各分岐通路に導入される排気流量が同一となり、排気浄化システム全体を通過する排気の量を均一化することができる。その結果、前記第１貫通孔及び、前記第２貫通孔のうち、断面積の小さい方の断面積によって排気流量が制限されることを抑制できる。

なお、この場合は、第１、第２及び第３分岐通路の断面積と、第１及び第２排気通路の断面積をも、前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔の断面積と同一にしてもよい。そうすることにより、さらに効率よく排気浄化を行うことができる。

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分岐通路には、前記第１排気浄化装置に還元剤を供給する第１還元剤供給手段が設けられるとともに、前記第２分岐通路には前記第２排気浄化装置に還元剤を供給する第２還元剤供給手段が設けられ、
前記ＮＯx触媒に還元剤を供給して、前記第１排気浄化装置におけるＮＯxまたはＳＯxを還元する際には、
前記円柱バルブには前記第１の角度位置を選択させるとともに、前記バタフライバルブには前記第２の位置を選択させることにより前記排気に第１分岐通路を通過させずに前記第２分岐通路を通過させ、前記第１還元剤供給手段から還元剤を供給することし、
前記ＮＯx触媒に還元剤を供給して、前記第２排気浄化装置におけるＮＯxまたはＳＯxを還元する際には、
前記円柱バルブには前記第１の角度位置を選択させるとともに、前記バタフライバルブには前記第１の位置を選択させることにより前記排気に第２分岐通路を通過させずに前記第１分岐通路を通過させ、前記第２還元剤供給手段から還元剤を供給するようにするとよい。

すなわち、本発明における第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、例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒を有する場合には、排気中のＮＯxが吸蔵されることによって前記第1及び第２排気浄化装置が飽和する前に、第１排気浄化装置及び第２排気浄化装置に還元剤を供給し、ＮＯx還元処理を行う必要がある。この場合、第１分岐通路及び第２分岐通路に還元剤を供給することができるように第1及び第２還元剤供給手段を備えるようにした。

ここで、ＮＯx触媒のＮＯx還元処理においてＮＯx触媒に還元剤を供給する場合には、該ＮＯx触媒を通過する排気流量を低減することが望ましい。これは、該ＮＯx触媒を通過する排気流量が過度に大きいと、供給した還元剤のうち、高温の排気と接触することにより酸化反応を起し、ＮＯx還元処理に用いられない燃料の量が増加してしまい、ＮＯx還元処理における還元剤の消費効率が悪化してしまうからである。

従って、本発明においては、ＮＯx還元処理を行う場合には、本発明に係る排気浄化システムによってシングルモードを実現し、第１分岐通路及び第２分岐通路のうち、排気が通過していない方の分岐通路において、ＮＯx還元処理を行うようにしてもよい。こうすれば、ＮＯx還元処理における還元剤の消費効率の悪化を抑制することができる。

また、吸蔵還元型ＮＯx触媒におけるＳＯx被毒回復処理を行う場合や、前記第１及び第２排気浄化装置がフィルタである場合であって、フィルタの再生処理を行う場合に同様の制御を行ってもよい。そうすれば、ＳＯx被毒回復処理やフィルタの再生処理における還元剤の消費効率の悪化を抑制することができる。

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。

本発明にあっては、２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、リバースモード、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。

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。

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。

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通路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内には、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ、第３分岐通路１０ｄが設けられている。そして、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ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及び第２フィルタ１１ｂがそれぞれ設けられている。

本実施例における第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂ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。

図２に、図１の排気浄化部１０のＡ−Ａ断面における断面図を示す。図２に示すように、排気浄化部１０の外形は、ケース１０ａによって形成されている。そして、ケース１０ａの内部は、仕切り板１０ｅ及び１０ｆによって仕切られ、図２中仕切り板１０ｅの左側の領域によって第１分岐通路１０ｂが形成されている。同様に、仕切り板１０ｆの右側の領域によって第２分岐通路１０ｃが形成され、仕切り板１０ｅと仕切り板１０ｆの間の領域によって第３分岐通路１０ｄが形成されている。

そして、第１分岐通路１０ｂには、第１フィルタ１１ａが、支持部材１０ｇに支持される形で備えられている。同様に第２分岐通路１０ｃには、第２フィルタ１１ｂが、支持部材１０ｈに支持される形で備えられている。

また、図１において、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ、第３分岐通路１０ｄの、内燃機関１側の接続部である第１接続部１５には、円柱バルブ１２が設けられている。図３には、この円柱バルブ１２の詳細な説明図を示す。図３（ａ）は、円柱バルブ１２の平面図、図３（ｂ）は円柱バルブ１２の斜視図である。

この円柱バルブ１２は略円柱状の外形を有する。そしてその軸方向と垂直な方向、すなわち半径方向に、円柱状の外形の側面を貫通する第１貫通孔１２ａ及び、第２貫通孔１２ｂが設けられている。この第１貫通孔１２ａと第２貫通孔１２ｂは各々概略テーパ状であり、円柱バルブの周方向に互いに略直行して設けられている。そして、円柱バルブ１２は、第１接続部において、その軸周りに回転可能に支持されている。また、円柱バルブ１２の回転軸は、図示しないプランジャに結合されており、プランジャの運動によって、その角度位置を２通りに変更することができる。

ここで、円柱バルブ１２の角度位置を、図１に示すような第１の角度位値とした場合、第１貫通孔１２ａによって、第１排気通路５ａと第１分岐通路１０ｂとが連通される。また、第２貫通孔１２ｂによって第１排気通路５ａと第２分岐通路１０ｃとが連通される。一方、第３分岐通路１０ｄは、円柱バルブ１２の外形によって遮断されている。

この際、図１に示すように、テーパ状の第１貫通孔１２ａの第1排気通路５ａ側開口部は、第１排気通路５ａに開口すると同時に、第２分岐通路１０ｃ側にも開口している。従って、第１排気通路５ａから第１貫通孔１２ａに導入された排気の一部は、第１分岐通路１０ｂのみならず第２分岐通路１０ｃにも導入される。同様に第１排気通路５ａから第２貫通孔１２ｂに導入された排気の一部は、第２分岐通路１０ｃのみならず第１分岐通路１０ｂにも導入されることになる。

本来、円柱バルブ１２が第１の角度位置をとった場合には、第１貫通孔１２ａが、第１排気通路５ａを通過する排気を第１分岐通路１０ｂにのみ導入し、第２貫通孔１２ｂが、第１排気通路５ａを通過する排気を第２分岐通路１０ｃにのみ導入するように構成されてもよいが、上記のような構成をとることにより、第１貫通孔１２ａ、第２貫通孔１２ｂの第１排気通路５ａ側開口部の設計自由度を広げることができる。そして、本実施例においては、上記のような構成をとっても、実用上の不具合はない。

次に、円柱バルブ１２を、第１の角度位置より４５度左側に回転させた第２の角度位置まで回転させた場合は、第１貫通孔１２ａが図１において排気通路５と略平行な方向をとることとなり、第１排気通路５ａと、第３分岐通路１０ｄとを連通させる。一方、第２貫通孔１２ｂは、図１において排気通路５と略垂直な方向をとり、第１分岐通路１０ｂと、第２分岐通路１０ｃとを連通させる。

また、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ、第３分岐通路１０ｄの、内燃機関１と反対側の接続部である第２接続部１６には、バタフライバルブ１３が設けられている。このバタフライバルブ１３には、図示しないステッピングモータが結合されており、そのバルブ開度を制御することが可能となっている。

そして、バタフライバルブ１３が、図１に実線示すような第１の位置をとることにより、第１分岐通路１０ｂと、第２排気通路５ｂとを連通するとともに、第２分岐通路１０ｃと第３分岐通路１０ｄとを連通させる。そして、バタフライバルブ１３を時計回りに回転させ、破線で示すような第２の位置とした場合には、第２分岐通路１０ｃと第２排気通路５ｂとを連通させるとともに、第１分岐通路１０ｂと第３分岐通路１０ｄとを連通させる。

さらに、バタフライバルブ１３を第１位置と第２位置の中間の第３位置とする、すなわち、バタフライバルブ１３の弁体が図１における排気通路５と略平行な方向となるように制御することにより、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ、第３分岐通路１０ｄの全てを第２排気通路５ｂと連通させることができる。

また、第１分岐通路１０ｂにおける第１フィルタ１１ａの第１接続部１５側には、第１フィルタ１１ａの微粒子物質の捕集能力を再生させる再生処理や、第１フィルタ１１ａに担持された吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx還元処理、または、ＳＯx被毒回復処理（以下、単純に「再生処理など」という。）を行うための還元剤としての燃料を噴射する第１燃料添加弁１４ａが備えられている。同様に、第２分岐通路１０ｃにおける第２フィルタ１１ｂの第１接続部１５側には、第２燃料添加弁１４ｂが備えられている。

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。

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、本実施例における円柱バルブ１２に結合されたプランジャや、バタフライバルブ１３に結合されたステッピングモータ及び、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。

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。

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。

[デュアルモード]先ず、図４を用いて、内燃機関１の排気浄化部１０を制御して実現する最も基本的なモードについて説明する。この場合、円柱バルブ１２を第１の角度位置とし、バタフライバルブ１３を第３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４に示すように、第１分岐通路１０ｂ及び、第２分岐通路１０ｃを略均等に通過して、第２排気通路５ｂに導入される。

従って、排気浄化システム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ので、排気浄化部１０における背圧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に通過する排気の量を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、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。

なお、この場合、排気中の微粒子物質は、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂにおける、内燃機関１側の端面付近に最も多く堆積すると考えられる。同様に、排気中のＮＯxは、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触媒のうち、内燃機関１側の端面付近に最も多く吸蔵されると考えられる。

[リバースモード]次に、図５を用いて、内燃機関１の排気浄化部１０を制御し、第１フィルタ１１ａ及び第２フィルタ１１ｂの各々の内部における微粒子物質の堆積量の分布を
均一にし、微粒子物質の浄化性能を向上させるリバースモードについて説明する。図５は、本実施例における排気浄化システムでリバースモードを実現した際の作用について説明するための図である。

ここで、内燃機関の微粒子物質を捕集するフィルタにおいては、前述のとおり、フィルタに堆積した微粒子物質の量が過度に増加すると、フィルタの目詰まりを起し、内燃機関の排気における背圧が上昇することにより機関性能が悪化する場合があった。これに対し、フィルタに導入される排気の温度を上昇させることにより、フィルタに堆積された微粒子物質を酸化除去する再生制御が行われる。

しかし、微粒子物質が酸化した後の灰が、フィルタにおける排気導入部に集中して分布しているような場合には、その部分で目詰まりを起し、微粒子物質が酸化した後の灰がフィルタをすり抜けて車外に放出されることが困難となる場合があった。また、微粒子物質が酸化した後の灰の粒径が大きい場合なども、フィルタをすり抜けて車外に放出されることが困難となる場合があった。その結果、再生処理を実施した後も、フィルタの浄化性能が充分に再生されない場合があった。

そのような事態が生じうる場合には、本実施例における円柱バルブ１２を第２の角度位置とする。そして、その状態においてバタフライバルブ１３については、第１の位置と第２の位置を切り替えるようにする。

すなわち、内燃機関１の通常運転時には、先述したデュアルモードが選択されるとすると、再生処理において微粒子物質が酸化された後の灰は、は、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂにおける、内燃機関１側の端面付近に最も多く残存していると考えられる。これに対し、リバースモードにおいては、例えば、円柱バルブ１２を第２の角度位置とし、バタフライバルブを第１の位置とする。この場合には、図５（ａ）に示すような排気の通過経路を形成することができる。すなわち、内燃機関１から排出された排気は、第１排気通路５ａから第３分岐通路１０ｄ、第２分岐通路１０ｃ、第１分岐通路１０ｂの順番で排気浄化部１０内を通過し、第２排気通路５ｂに導入される。この結果、第２フィルタ１１ｂの内燃機関１側に残存した微粒子物質の灰は、一旦第２フィルタ１１ｂから放出され、第１フィルタ１１ａに捕集される。

この結果、第２フィルタ１１ｂの内燃機関１側端面付近における微粒子物質の灰の堆積が解消される。さらに、第２フィルタ１１ｂから放出された微粒子物質の灰が、第１フィルタ１１ａに捕集されるまで、及び捕集される際の運動によって細粒化され、第１フィルタ１１ａの内燃機関１側端面付近に捕集されずにすり抜けるか、あるいは、第１フィルタ１１ａのより内側へと分布するようになる。

次に、円柱バルブ１２はそのままの状態で、バタフライバルブ１３を第２の位置に変更する。そうすると、内燃機関１から排出された排気は、図５(ｂ)に示すような経路を通って第２排気通路に導入される。この際、第１フィルタ１１ａの内燃機関１側の端面付近及び、より内側に分布している微粒子物質の灰は、第１フィルタ１１ａから放出され第２フィルタ１１ｂに導入される。この際には、第２フィルタ１１ｂに導入される微粒子物質の灰は、さらに細粒化されているので、第２フィルタ１１ｂをすり抜けるか、内側まで入り込む。

そして、バタフライバルブ１３の位置を第１の位置と第２の位置の間で交互に切換えることにより、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの内燃機関１側の端面付近に堆積された微粒子物質の灰を除去することができ、または分布を均一化することができる。その結果、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
きる。

なお、上記において、酸化される前の微粒子物質が、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの内燃機関１側の端面付近に多く堆積している場合には、上記のリバースモードを実現することにより、微粒子物質を第１フィルタ１１ａまたは第２フィルタ１１ｂのどちらかに集めた上で、微粒子物質が集められたフィルタの内燃機関１側に備えられた第１燃料添加弁１４ａまたは第２燃料添加弁１４ｂから燃料を当該フィルタに供給することにより、再生処理を行うようにしてもよい。こうすれば、微粒子物質を酸化除去して再生処理を行う際の燃料の添加量を半減させることができる。結果として、フィルタの再生処理における燃費を向上させることができる。

また、内燃機関１の始動時など、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度分布が不均一になる際にも、上記のリバースモードを適用することにより、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの温度分布を早期に均一にすることができ、内燃機関１の始動時に、早急にエミッションを向上させることができる。

[シングルモード]次に、図６を用いて、内燃機関１の排気浄化部１０における第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ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適用されることにより好適に作用する。

すなわち、例えば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。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、排気流量が多い状態で、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの再生処理などのために、第１燃料添加弁１４ａ、第２燃料添加弁１４ｂから燃料を噴射すると、排気中で酸化消費されてしまう燃料が多くなる。その結果、吸蔵還元型ＮＯx触媒における酸化反応に用いられる燃料の割合が低下し、燃費が悪化するおそれがある。

そこで、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６（ａ）に示すように、円柱バルブ１２を第１の角度位置にするとともに、バタフライバルブ１３を例えば、第１の位置にする。そうすると、内燃機関１からの排気は、第１分岐通路１０ｂのみを通過する。そして、排気の通過が略停止した方の第２分岐通路１０ｃにおける第２燃料添加弁１４ｂからのみ燃料を噴射する。すなわち、内燃機関１からの排気に、第１分岐通路１０ｂのみを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分岐通路１０ｃにおけ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。なお、第１フィルタ１１ａの再生処理などにおいては、図６（ｂ）に示すように、円柱バルブ１２を第１の角度位置にするとともにバタフライバルブ１３を第２の位置にし、第１燃料添加弁１４ａからのみ燃料を噴射することにより、同様の効果が得られる。

[バイパスモード]次に、図７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１
１ｂ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。

このような場合には、円柱バルブ１２を第２の角度位置とし、バタフライバルブ１３を第３の位置とする。そうすると、内燃機関１からの排気は最も背圧の低い第３分岐通路１０ｄ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。

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。

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。

以上、説明したように、本実施例においては、円柱バルブ１２の角度位置を２通り、バタフライバルブ１３の位置を３通りの中から適宜選択することにより、簡単な構成及び制御によって、排気浄化部１０におけるデュアルモード、リバースモード、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る。

なお、本実施例における円柱バルブ１２の第１貫通孔１２ａ及び第２貫通孔１２ｂは同一の断面積を有する。但し、本実施例においては、第１貫通孔１２ａ及び第２貫通孔１２ｂはテーパ状の孔形状を有するため、第１貫通孔１２ａ及び第２貫通孔１２ｂにおける大きい方の開口部の断面積及び、小さい方の開口部の断面積が同一である。

これにより、例えば、デュアルモードにおいては第１分岐通路１０ｂと第２分岐通路１０ｃに導入する排気流量を均一にすることができ、第１フィルタ１１ａ、第２フィルタ１１ｂの寿命を揃えることができる。また、リバースモードにおいては、第1排気通路５ａから第３分岐通路１０ｄに導入される排気流量と、第１分岐通路１０ｂから第２分岐通路１０ｃに導入される、または第２分岐通路１０ｃから第１分岐通路１０ｂに導入される排気流量とを均一にすることができ、断面積が小さい方の貫通孔によって排気流量が不要に少なく制限されることを抑制できる。

なお、本実施例においては、円柱バルブ１２を第２の角度位置としたとき、第２貫通孔１２ｂのみが、第３分岐通路１０ｄに対して開口する。この場合、第３分岐通路１０ｄについては、図１における紙面に垂直方向（以下、「高さ方向」という）については、第２貫通孔１２ｂとの接続部のみが開口していればよい。換言すると、高さ方向における第１貫通孔１２ａに相当する部分は開口する必要がない。従って、この部分については第１分岐通路１０ｂを広げるとともに第３分岐通路１１ｄを狭くとり、円柱バルブ１２が第１の角度位置をとったときに、第１貫通孔１２ａの開口部が、より確実に第１分岐通路１０ｂに開口するような形状をとることができる。

なお、円柱バルブ１２の支持方法については、円柱バルブ１２の中心軸を軸方向の両側
から回転可能に支持する方法をとってもよい。また、図８に示すように、円柱バルブ１２の円周面に、中心軸に略直交して凹凸を形成するガイド部１２ｃを設け、さらに第１接続部においては、ガイド部１２ｃと嵌合する図示しない支持部によって、円柱バルブ１２の円周面を摺動可能に支持するようにしてもよい。

このように円柱バルブ１２の円周面を支持する構造とすることにより、円柱バルブ１２と、第１接続部１５における第１排気通路５ａ、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ、第３分岐通路１０ｄの壁面との間からの排気が漏れることを抑制できると同時に、耐久性を向上させることができる。

なお、上記のように円柱バルブ１２の円周面を支持する構造とした場合、円柱バルブ１２と、第１接続部１５における第１排気通路５ａ、第１分岐通路１０ｂ、第２分岐通路１０ｃ、第３分岐通路１０ｄの壁面との間にメタルガスケットを備えることによりさらに機密性を向上させることができる。また、上記のガイド部１２ｃと嵌合する図示しない支持部は、メタルガスケットに設けてもよい。

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、第１分岐通路１０ｂにおける第１フィルタ１１ａを収容する部分と、第２分岐通路１０ｃにおける第２フィルタ１１ｂを収容する部分とが、ケース１０ａ内で接するように隣接して配置され、第３分岐通路１０ｄは、上記接触部分によって分割される例について説明する。

図９には、本実施例における排気浄化部２０について示す。図９（ａ）は本実施例における排気浄化部２０の平面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ断面における断面図である。

本実施例においては、図９に示すように、第１分岐通路２０ｂ、第２分岐通路２０ｃ、第３分岐通路２０ｄがケース２０ａ内に収納されており、第１分岐通路２０ｂにおける第１フィルタ２１ａを収容する部分及び、第２分岐通路２０ｃにおける第２フィルタ２１ｂを収容する部分が接するように隣接している。そして、第３分岐通路２０ｄは、ケース２０ａ内において、第１分岐通路２０ｂにおける第１フィルタ２１ａを収容する部分及び、第２分岐通路２０ｃにおける第２フィルタ２１ｂを収容する部分の間隙に形成されている。そして、第３分岐通路２０ｄは、第１分岐通路２０ｂにおける第１フィルタ２１ａを収容する部分及び、第２分岐通路２０ｃにおける第２フィルタ２１ｂを収容する部分の接触部分によって、上側第３分岐通路２０ｉと下側第３分岐通路２０ｊに分割されている。

このような構成とすることにより、排気浄化部２０内における空間を有効に使用することができ、排気浄化システム全体の小型化を実現できる。結果として、排気浄化システムの車両搭載性を向上することができる。

図１０には本実施例に係る円柱バルブ２２について示す。図１０（ａ）は円柱バルブ２２の平面図、図１０（ｂ）は斜視図である。本実施例においては、図１０（ｂ）に示すように、円柱バルブ２２の中心軸方向の中心に第２貫通孔２２ｂが設けられており、その中心軸方向両側において、上側第１貫通孔２２ｄと、下側第１貫通孔２２ｅが設けられている。ここで、上側第１貫通孔２２ｄと、下側第１貫通孔２２ｅとは略平行に形成されており、上側第１貫通孔２２ｄ及び下側第１貫通孔２２ｅと、第２貫通孔２２ｂとは、互いに略直交している。

また、上側第１貫通孔２２ｄと下側第１貫通孔２２ｅの断面形状は、上側第３分岐通路２０ｉ及び、下側第３分岐通路２０ｊと略同等の形状をしている。すなわち、本実施例においては、第３分岐通路２０ｄは、ケース２０ａ内において、第１分岐通路２０ｂにおけ
る第１フィルタ２１ａを収容する部分及び、第２分岐通路２０ｃにおける第２フィルタ２１ｂを収容する部分の間隙に形成されているため、上側第３分岐通路２０ｉ及び、下側第３分岐通路２０ｊは複数の円弧を含む複雑な形状を有している。そのことに合わせ、上側第１貫通孔２２ｄと、下側第１貫通孔２２ｅの断面形状は、円柱バルブ２２が第２の角度位置をとった際に、確実に上側第３分岐通路２０ｉ及び、下側第３分岐通路２０ｊに開口でき、且つ開口面積を大きくとれる形状となっている。

こうすることにより、円柱バルブ２２を、第１分岐通路２０ｂにおける第１フィルタ２１ａを収容する部分及び、第２分岐通路２０ｃにおける第２フィルタ２１ｂを収容する部分に接近させて構成することができ、排気浄化部２０を小型化することができるとともに、円柱バルブ２２によって、第１排気通路５ａと、第３分岐通路２０ｄとを確実に連通させることができる。

なお、第１分岐通路２０ｂにおける第１フィルタ２１ａを収容する部分及び、第２分岐通路２０ｃにおける第２フィルタ２１ｂを収容する部分は、必ずしも接するように隣接する必要はなく、その間に隙間があっても、本実施例の効果を維持することができる限り問題ない。

また、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排気浄化システム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触媒を備えた排気浄化システムにも適用が可能である。

実施例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。 実施例１における排気浄化部のＡ−Ａ断面における断面図である。 実施例１における円柱バルブの詳細な説明図である。 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。 実施例１における排気浄化部のリバースモードについて説明するための図である。 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。 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。 実施例１における円柱バルブの別の態様についての詳細な説明図である。 実施例２における排気浄化部及びそのＡ−Ａ断面における断面図である。 実施例２における円柱バルブの詳細な説明図である。

符号の説明

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、２０・・・排気浄化部
１０ａ、２０ａ・・・ケース
１０ｂ、２０ｂ・・・第１分岐通路
１０ｃ、２０ｃ・・・第２分岐通路
１０ｄ、２０ｄ・・・第３分岐通路
１０ｅ、１０ｆ・・・仕切り板
１０ｇ、１０ｈ・・・支持部材
１１ａ、２１ａ・・・第１フィルタ
１１ｂ、２１ｂ・・・第２フィルタ
１２、２２・・・円柱バルブ
１２ａ・・・第１貫通孔
１２ｂ、２２ｂ・・・第２貫通孔
１２ｃ・・・ガイド部
１３・・・バタフライバルブ
１４ａ・・・第１燃料添加弁
１４ｂ・・・第２燃料添加弁
１５・・・第１接続部
１６・・・第２接続部
２０ｉ・・・上側第３分岐通路
２０ｊ・・・下側第３分岐通路
２２ｄ・・・上側第１貫通孔
２２ｅ・・・下側第１貫通孔
３５・・・ＥＣＵ

Claims (6)

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、
   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接続部には中心軸回りに回動可能に取り付けられた略円柱形状の円柱バルブを備えるとともに、前記第２接続部には、バタフライバルブを備え、
   前記円柱バルブには、前記中心軸と略直行する方向に前記円柱形状を貫通するとともに互いに略直行する第１貫通孔及び第２貫通孔が、前記円柱バルブの軸方向の異なる位置において設けられ、
   前記円柱バルブは、前記第１貫通孔によって前記第１排気通路と前記第１分岐通路とを連通させ、前記第２貫通孔によって前記第１排気通路と前記第２分岐通路を連通させるとともに、前記円柱バルブの円柱面によって前記第１排気通路と前記第３分岐通路とを遮断させる第１の角度位置と、前記第１貫通孔によって前記第１排気通路と前記第３分岐通路とを連通させるとともに、前記第２貫通孔によって前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させる第２の角度位置と、を選択可能であり、
   前記バタフライバルブは、前記第２排気通路には第１分岐通路のみ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る第１の位置と、前記第２排気通路には第２分岐通路のみ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る第２の位置と、前記第２排気通路に前記第１、第２及び第３分岐通路の全てを連通させる第３の位置と、を選択可能であることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
2. 前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び、前記第２分岐通路において前記第２排気浄化装置を収容する部分は円形断面を有し、
   前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分とは一つのケース内に収納され、
   前記ケースのうち、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分及び前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分以外の空間を、前記第３分岐通路の一部とす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。
3. 前記第１分岐通路において前記第１排気浄化装置を収容する部分及び、前記第２分岐通路において前記第２排気浄化装置を収容する部分は円形断面を有し、
   前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分とは一つのケース内に収納され、
   前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分とは、前記ケース内で接するように隣接して配置され、
   前記第３分岐通路は、前記ケース内における、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する
   部分の間隙に設けら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。
4. 前記第３分岐通路は、前記第１分岐通路における前記第１排気浄化装置を収容する部分と、前記第２分岐通路における前記第２排気浄化装置を収容する部分との接触部分によって上側第３分岐通路と下側第３分岐通路とに分割され、
   前記円柱バルブにおける第１貫通孔は、上側第１貫通孔と下側第１貫通孔の２つの貫通孔からなるとともに、前記上側第１貫通孔と前記下側第１貫通孔は、前記円柱バルブの軸方向において前記第２貫通孔を挟んで設けられ
   前記円柱バルブの第１貫通孔が、前記第１排気通路と前記第３分岐通路とを連通させる場合には、前記上側第１貫通孔が、前記第１排気通路と、前記上側第３分岐通路とを連通させ、前記下側第１貫通孔が、前記第１排気通路と、前記下側第３分岐通路とを連通させ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。
5. 前記第１貫通孔と、前記第２貫通孔の断面積を同一としたことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
6. 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分岐通路には、前記第１排気浄化装置に還元剤を供給する第１還元剤供給手段が設けられるとともに、前記第２分岐通路には前記第２排気浄化装置に還元剤を供給する第２還元剤供給手段が設けられ、
   前記ＮＯx触媒に還元剤を供給して、前記第１排気浄化装置におけるＮＯxまたはＳＯxを還元する際には、
   前記円柱バルブには前記第１の角度位置を選択させるとともに、前記バタフライバルブには前記第２の位置を選択させることにより前記排気に第１分岐通路を通過させずに前記第２分岐通路を通過させ、前記第１還元剤供給手段から還元剤を供給することし、
   前記ＮＯx触媒に還元剤を供給して、前記第２排気浄化装置におけるＮＯxまたはＳＯxを還元する際には、
   前記円柱バルブには前記第１の角度位置を選択させるとともに、前記バタフライバルブには前記第１の位置を選択させることにより前記排気に第２分岐通路を通過させずに前記第１分岐通路を通過させ、前記第２還元剤供給手段から還元剤を供給することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。

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