JP3912160B2

JP3912160B2 - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP3912160B2
Application number: JP2002095093A
Authority: JP
Inventors: 俊祐利岡; 信也広田; 良光辺田; 和浩伊藤; 孝充浅沼; 光壱木村; 好一郎中谷; 泰彰仲野; 晃見上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003293731A

Description

【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、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おり、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が調整され、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。
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１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。
【０００７】
第２の発明では、第１の発明において、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。
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２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。
【０００８】
上記課題を解決するために、第３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、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おり、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が調整され、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。
【０００９】
第４の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、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。
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４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。
【００１０】
第５の発明では、第１〜第４のいずれか一つの発明において、上記目標排気ガス量がほぼ零である。
第５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。
【００１１】
第６の発明では、第１〜第４のいずれか一つの発明において、上記上流側排気通路にはＳＯ _x 保持材が配置され、該ＳＯ _x 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ＳＯ _x を保持し、排気ガスの空燃比がリッチであってＳＯ _x 保持材の温度が所定温度を超えたときには保持したＳＯ _x を離脱させることができ、ＳＯ _x 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。
ＳＯ _x 保持材からＳＯ _x が離脱せしめられると、分岐部に流入する排気ガス中にＳＯ _x 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ＳＯ _x 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ＳＯ _x が保持されてしまうことが防止される。
【００１２】
第７の発明では、第１〜第６のいずれか一つの発明において、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。
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。
【００１３】
第８の発明では、第１〜第６のいずれか一つの発明において、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。
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。
【００１４】
第９の発明では、第１〜第６のいずれか一つの発明において、上記パラメータ測定手段が流量センサ、ＮＯ _x センサ、ＨＣセンサ、Ａ／ＦセンサおよびＯ ₂ 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。
【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２０ａを介してＳＯ_x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２４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５１の踏込量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ５２が接続され、負荷センサ５２の出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。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２７、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ＳＯ_x保持材２２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ＳＯ_x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２５ｃ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２５ｄ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２５ｃ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２５ｂ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２５ｃ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２５ｃ）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２５ｂ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２５ｄ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２５ｃ、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２５ｆ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２８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２５ｃ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、５０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ＲＯＭ４２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ＳＯ_x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。ＳＯ_x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ＳＯ_x保持材２２の温度が所定温度以下である場合に、当該ＳＯ_x保持材２２に流入する排気ガス中に含まれるＳＯ_x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ＳＯ_xは反転式排気浄化装置２５に流入する前にこのＳＯ_x保持材２２に保持される。なお、ＳＯ_x保持材２２の所定温度とはＳＯ_x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ＳＯ_x保持材からＳＯ_xが離脱し始める温度である。
【００４５】
また、ＳＯ_x保持材２２に保持されたＳＯ_x量がＳＯ_x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）。ＳＯ_x再生制御が行われると、当該ＳＯ_x保持材２２に保持されたＳＯ_xが排気ガス中に離脱せしめられる。離脱したＳＯ_xはＳＯ_x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ＳＯ_x保持材２２と同様にＳＯ_x保持作用およびＳＯ_x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、ＳＯ_x保持材２２から離脱せしめられたＳＯ_x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ＳＯ_x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ＳＯ_x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ＳＯ_xが大量に保持されてしまう。このようにフィルタ２６にＳＯ_x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、ＳＯ_x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ＳＯ_xがフィルタ２６に流入することのないように、ＳＯ_x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、ＳＯ_x保持材２２から離脱せしめられたＳＯ_xがフィルタ２６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ＳＯ_x保持材２２のＳＯ_x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ＳＯ_xが保持されることが防止される。なお、本実施形態ではＳＯ_x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ＳＯ_x再生制御を開始する。
【００４９】
次に、図５を参照してＳＯ_x保持材２２のＳＯ_x再生制御中にＳＯ_xがフィルタ２６に流入しないようにする制御（以下、ＳＯ_x排出制御と称す）におけるＳＯ_x排出制御ルーチンについて説明する。ＳＯ_x排出制御はＳＯ_x保持材２２に保持されたＳＯ_xの量がＳＯ_x保持材の許容量を超えた場合等、ＳＯ_x保持材２２からＳＯ_xを離脱させるべきとき、すなわちＳＯ_x排出制御が必要なときに開始される。ＳＯ_x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１２２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ＳＯ_x再生制御が開始される。次いでステップ１２４ではＳＯ_x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、ＳＯ_x再生制御終了条件とは、例えば、ＳＯ_x保持材に保持されていたＳＯ_x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ＳＯ_x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ＳＯ_x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、ＳＯ_x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、ＳＯ_x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２８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６２ａ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５７ｃ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、ＳＯ_x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、ＳＯ_x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、ＳＯ_x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ＳＯ_x再生制御を開始していた。ところが、ＳＯ_x再生制御ではＳＯ_x保持材２２を昇温させる必要があるが、ＳＯ_x再生制御を開始してからＳＯ_x保持材２２が上記所定温度にまで昇温してＳＯ_x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ＳＯ_x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ＳＯ_x保持材２２が昇温せしめられてＳＯ_x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、ＳＯ_x再生制御をすべきと判断された時点のＳＯ_x保持材の温度から上述した所定温度にＳＯ_x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ＳＯ_x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ＳＯ_x保持材２２からＳＯ_x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ＳＯ_x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Ｔ₃＝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≧Ｔ₃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、２５ｄの温度の影響をほとんど受けないので、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２６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８０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２８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８１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ＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_xセンサ８０、８１によって測定されるＮＯ_x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ＮＯ_xセンサ８０、８１によって測定されるＮＯ_x濃度が変化しなければ排気ガスは分岐排気管２５ｃ、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、ＮＯ_x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ＮＯ_xセンサ８０、８１からはＮＯ_xが検出されず、他方のＮＯ_xセンサに測定されるＮＯ_x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ＮＯ_x濃度が変化した側のＮＯ_xセンサが配置された分岐排気管へ流入し、ＮＯ_xが検出されなかったＮＯ_x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ＮＯ_xセンサ８０、８１によって測定されるＮＯ_x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ＮＯ_xセンサ８０によって測定されるＮＯ_x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ＮＯ_xセンサ８１によって測定されるＮＯ_x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Ｖ_n、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φ_n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Ｖ_nが取得される。次いで、ステップ１６３ではＶ_n≒０であるか否かが判定され、Ｖ_n≒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Ｖ_n≒ｂでない場合にはステップ１６４へと進み、Ｖ_n＜Ｖ_n-1であるか否かが判定される。ステップ１６４においてＶ_n＜Ｖ_n-1である場合にはステップ１６５へ進む。ステップ１６５ではφ_n-1ｋＶ_n／｜φ_n-1｜が新たなφ_nとされ、ステップ１６７へ進む。一方、ステップ１６４においてＶ_n≧Ｖ_n-1である場合にはステップ１６６へ進む。ステップ１６６では−φ_n-1ｋＶ_n／｜φ_n-1｜が新たなφ_n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φ_n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１６８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ＮＯ_x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、ＮＯ_xセンサ８５を第二分岐排気管２５ｄ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ＮＯ_xの濃度が変化してもＮＯ_xセンサ８５によって測定されるＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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、ＮＯ_xセンサ８５によって測定されるＮＯ_x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、ＮＯ_xセンサ８５によって測定されるＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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、ＮＯ_xセンサ８５によって測定されるＮＯ_x濃度が零近傍であるか否かが判定される。ＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_x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、ＮＯ_x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ＳＯ_x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ＮＯ_xセンサ９３および第二ＮＯ_x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９０では、例えばフィルタ９１内に保持されたＮＯ_x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ＮＯ_x量が第一ＮＯ_x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ＮＯ_x量が第二ＮＯ_xセンサ９４によって測定される。上流側排気管９０ａ内のＮＯ_x量に対する第一分岐排気管９０ｃ内のＮＯ_x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ＮＯ_x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ＮＯ_xセンサは、例えばフィルタ９１に保持されたＮＯ_x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９０ａとフィルタ９１より上流の第一分岐排気管９０ｃとにＮＯ_x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９０ａ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ＮＯ_x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ＳＯ_x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ＳＯ_x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…ＳＯ_x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

Claims

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おり、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が調整され、
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排気浄化装置。
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１に記載の排気浄化装置。
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おり、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が調整され、
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排気浄化装置。
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１〜３のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
上記目標排気ガス量がほぼ零である請求項１〜４のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
上記上流側排気通路にはＳＯ_x保持材が配置され、該ＳＯ_x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ＳＯ_xを保持し、排気ガスの空燃比がリッチであってＳＯ_x保持材の温度が所定温度を超えたときには保持したＳＯ_xを離脱させることができ、ＳＯ_x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１〜４のいずれか１項に記載の排気浄化装置。
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１〜６のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
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１〜６のいずれか一つに記載の排気浄化装置。
上記パラメータ測定手段が流量センサ、ＮＯ_x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１〜６のいずれか一つに記載の排気浄化装置。