(57)【要約】【課題】この発明は、気筒休止機構を備えた内燃機関において、休止可能気筒が稼動を再開したときの排気ガス浄化処理能力の低下を防止し、速やかに排気ガス浄化を可能とすることを目的とする。【解決手段】この発明は、稼動気筒と休止可能気筒とからなる複数の気筒を備え、全気筒稼動状態と一部気筒休止状態との何れかの状態に設定する気筒休止機構を備え、稼動気筒と休止可能気筒とから排出される排気ガスがそれぞれ通過する排気通路と、これらの排気通路を集合させる集合部と、この集合部の下流側に配置される排気触媒とを備える排気ガス浄化装置において、排気触媒を稼動気筒の排気通路に連絡する稼動気筒用排気触媒と、休止可能気筒の排気通路に連絡する休止可能気筒用排気触媒とで構成し、稼動気筒用排気触媒の車両前後方向後側に休止可能気筒用排気触媒を配置したことを特徴とする。【選択図】図７
2014234781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転中に常時稼動される少なくとも一つの稼動気筒と、前記内燃機関の運転中に稼動を休止され得る少なくとも一つの休止可能気筒とからなる複数の気筒を備え、前記内燃機関の運転状態に応じて前記複数の気筒を全て稼動する全気筒稼動状態と、前記休止可能気筒の稼動を休止する一部気筒休止状態との何れかの状態に設定する気筒休止機構を備え、前記稼動気筒と前記休止可能気筒とから排出される排気ガスがそれぞれ通過する排気通路と、これらの排気通路を集合させる集合部と、この集合部の下流側に配置される排気触媒とを備える排気ガス浄化装置において、前記排気触媒を前記稼動気筒の排気通路に連絡する稼動気筒用排気触媒と、前記休止可能気筒の排気通路に連絡する休止可能気筒用排気触媒とで構成し、前記稼動気筒用排気触媒の車両前後方向後側に前記休止可能気筒用排気触媒を配置したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
内燃機関の運転中に常時稼動される少なくとも一つの稼動気筒と、前記内燃機関の運転中に稼動を休止され得る少なくとも一つの休止可能気筒とからなる複数の気筒を備え、前記内燃機関の運転状態に応じて前記複数の気筒を全て稼動する全気筒稼動状態と、前記休止可能気筒の稼動を休止する一部気筒休止状態との何れかの状態に設定する気筒休止機構を備え、前記稼動気筒と前記休止可能気筒とから排出される排気ガスがそれぞれ通過する排気通路と、これらの排気通路を集合させる集合部と、この集合部の下流側に配置される排気触媒とを備える排気ガス浄化装置において、前記排気触媒を前記稼動気筒の排気通路に連絡する稼動気筒用排気触媒と、前記休止可能気筒の排気通路に連絡する休止可能気筒用排気触媒とで構成し、前記稼動気筒用排気触媒の径方向中心側に前記休止可能気筒用排気触媒を配置したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は排気ガス浄化装置に係り、特に、稼動気筒と休止可能気筒とを有する内燃機関の休止可能気筒が稼動状態に復帰したときに早期に排気ガス浄化を可能した排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を有する内燃機関には、燃費向上を目的として、低負荷時などの一定の条件下で、複数の気筒のうち、一部の気筒（休止可能気筒）を休止し、残った気筒（稼動気筒）のみを稼動して最低限必要な出力を得る気筒休止機構を備えている内燃機関がある。気筒休止機構は、Ｖ型内燃機関などの大排気量内燃機関の燃費向上対策として採用されることが多く、その場合、Ｖ型内燃機関の一側バンクを休止可能気筒群とし、もう一方の他側バンクを稼動気筒群とする事例がある。
このようなＶ型内燃機関に元々備わる排気ガス処理装置は、一般的に各側バンクごとに排気マニホルドとそれに連ずる排気触媒が配置され、各側バンクでそれぞれ独立した２系統の排気ガス浄化装置を備えている。（特開２０００−１７９３３１号公報）
そのため、休止可能気筒を休止状態としたときに、一側バンクの休止可能気筒群から排出される空気のみの排気ガス（未燃焼）と、稼動気筒群から排出される排気ガスとは、各側バンクに備える排気ガス浄化装置によって別々に処理され、お互いの排気ガスに影響を与えることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７９３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、直列内燃機関に気筒休止機構を採用する場合、元々備わる一般的な排気ガス浄化装置、つまり、各気筒から排出される排気ガスを排気マニホルドで集合した後、一つの排気触媒に流して浄化する排気ガス浄化装置では、休止可能気筒が休止状態のときに、稼動気筒から排出される排気ガスと休止可能気筒から排出される空気のみの排気ガスとが混合してしまい、空気過剰となった排気ガスが排気触媒にながれ込み、排気ガス浄化処理能力の低下（ＮＯｘの処理能力の低下）となるおそれがある。
そのため、直列内燃機関においても、稼動気筒用と休止可能気筒用との２系統の排気ガス浄化装置を設置することが望ましいが、部品点数の増加や、装置の大型化、大型化による車両搭載性の悪化、などが懸念される。よって、直列内燃機関の排気ガス浄化装置は、元々備わる排気ガス浄化装置と同等の外形に抑えつつ、気筒休止機構に対応する稼動気筒用と休止可能気筒用との２系統の排気ガス浄化処理ができることが望まれる。
また、２系統の排気ガス浄化装置を配置した場合は、休止可能気筒が休止状態のときに休止可能気筒用排気触媒の温度が低下してしまい、触媒活性温度を下回るおそれがある。休止可能気筒用排気触媒は、休止可能気筒が再稼動したときに触媒活性温度に復帰するまでの間、充分な排気ガス浄化処理が出来ず、排気ガス浄化処理能力が低下するおそれがある。前記公報の排気ガス浄化装置は、休止可能気筒用排気触媒を加温するために電気式ヒータを使用しているため、電力消費による燃費性能悪化、部品点数増加、コスト増加となる問題がある。
【０００５】
この発明は、気筒休止機構を備えた内燃機関において、休止可能気筒が稼動を再開したときの排気ガス浄化処理能力の低下を防止し、速やかに排気ガス浄化を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内燃機関の運転中に常時稼動される少なくとも一つの稼動気筒と、前記内燃機関の運転中に稼動を休止され得る少なくとも一つの休止可能気筒とからなる複数の気筒を備え、前記内燃機関の運転状態に応じて前記複数の気筒を全て稼動する全気筒稼動状態と、前記休止可能気筒の稼動を休止する一部気筒休止状態との何れかの状態に設定する気筒休止機構を備え、前記稼動気筒と前記休止可能気筒とから排出される排気ガスがそれぞれ通過する排気通路と、これらの排気通路を集合させる集合部と、この集合部の下流側に配置される排気触媒とを備える排気ガス浄化装置において、前記排気触媒を前記稼動気筒の排気通路に連絡する稼動気筒用排気触媒と、前記休止可能気筒の排気通路に連絡する休止可能気筒用排気触媒とで構成し、前記稼動気筒用排気触媒の車両前後方向後側に前記休止可能気筒用排気触媒を配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、稼動気筒用排気触媒の熱によって車両前後方向後側の休止可能気筒用排気触媒を加温するとともに、稼動気筒用排気触媒を休止可能気筒用排気触媒の前方に配置することによって車両前後方向後側の休止可能気筒用排気触媒が走行風によって冷却されることを防止する。
また、この発明は、休止可能気筒用排気触媒が車両前後方向前側の稼動気筒用排気触媒と車両前後方向後側の内燃機関とに挟まれる構造となるので、稼動気筒用排気触媒の熱と内燃機関の熱とによって休止可能気筒用排気触媒が温度低下しにくい。
以上の作用で、この発明は、休止可能気筒が休止状態のときの休止可能気筒用排気触媒の温度低下を防ぐことができ、休止可能気筒が稼動状態に復帰したときの排気ガス浄化処理能力の低下を防止することができる。また、この発明は、休止可能気筒用排気触媒を早期に触媒活性温度に昇温させて、速やかに排気ガス浄化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は排気ガス浄化装置の正面図である。（実施例１）
【図２】図２は排気ガス浄化装置の平面図である。（実施例１）
【図３】図３は排気ガス浄化装置の側面図である。（実施例１）
【図４】図４は図３のＡ−Ａ線による断面図である。（実施例１）
【図５】図５は図３のＢ−Ｂ線による断面図である。（実施例１）
【図６】図６は図３のＣ−Ｃ線による断面図である。（実施例１）
【図７】図７は図１のＤ−Ｄ線による断面図である。（実施例１）
【図８】図８は排気ガス浄化装置の正面図である。（実施例２）
【図９】図９は排気ガス浄化装置の平面図である。（実施例２）
【図１０】図１０は排気ガス浄化装置の側面図である。（実施例２）
【図１１】図１１は図１０のＡ−Ａ線による断面図である。（実施例２）
【図１２】図１２は図１０のＢ−Ｂ線による断面図である。（実施例２）
【図１３】図１３は図１０のＣ−Ｃ線による断面図である。（実施例２）
【図１４】図１４は図８のＤ−Ｄ線による断面図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１〜図７は、この発明の実施例１を示すものである。図１〜図３において、車両に搭載された内燃機関１は、複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４を備えている。複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４は、内燃機関１の運転中に常時稼動される稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３と、内燃機関１の運転中に稼動を休止され得る休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４とからなる。
前記内燃機関１は、気筒休止機構２を備えている。気筒休止機構２は、内燃機関１に設けた燃料噴射弁３の燃料供給及び点火プラグ４の点火を制御することで、内燃機関１の運転状態に応じて複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４の全てを稼動する全気筒稼動状態と、休止条件に基づき休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４の稼動を休止する一部気筒休止状態との何れかの状態に設定する。気筒休止機構２は、一部気筒休止状態において、第１気筒♯１及び第４気筒♯４への燃料供給及び点火を停止することで、第１気筒♯１及び第４気筒♯４の稼動を休止する。
前記内燃機関１は、複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置５を備えている。排気ガス浄化装置５は、内燃機関１の車両前後方向前側に排気マニホルド６を取り付けている。排気マニホルド６は、複数の第１分岐排気管７〜第４分岐排気管１０の上流側を互いに離してフランジ１１に接続し、図４に示すように第１分岐排気管７〜第４分岐排気管１０の下流側を集合して集合部１２に接続している。集合部１２に接続される第１分岐排気管７〜第４分岐排気管１０の下流側は、第２分岐排気管８・第３分岐排気管９の車両前後方向後側に第１分岐排気管７・第４分岐排気管１０を配置している。集合部１２の下流側には、触媒ケース１３を接続している。
排気マニホルド６は、フランジ１１を内燃機関１に取り付けることで、第１気筒♯１〜第４気筒♯４の第１排気ポート１４〜第４排気ポート１７に、第１分岐排気管５〜第４分岐排気管８の第１排気通路１８〜第４排気通路２１の上流側をそれぞれ連通する。第１排気通路１８〜第４排気通路２１の下流側は、集合部１２の集合通路２２の上流側に集合して連通される。集合通路２２の下流側は、触媒ケース１３のケース空間２３の上流側に連通される。集合通路２２において集合された排気ガスは、触媒ケース１３のケース空間２３に配置した排気触媒２４により浄化される。排気触媒２４により浄化された排気ガスは、触媒ケース１３の下流側に接続された後部排気管の後部排気通路に導かれ、外部に排出される。
【００１１】
前記排気ガス浄化装置５は、図５・図６に示すように、前記集合部１２の内部の集合通路２２に隔壁２５を配置している。隔壁２５は、上流側隔壁部２６と下流側隔壁部２７とからなる。
前記上流側隔壁部２６は、図５に示すように、集合通路２２の中心から互いに直交するように外方向に延びる４つの第１上流側壁部分２８〜第４上流側壁部分３１を有し、断面が＋形状に形成される。上流側隔壁部２６は、第１上流側壁部分２８〜第４上流側壁部分３１の上流端を集合部１２の延長方向上流端まで延出するとともに下流端を集合部１２の延長方向中間まで延出して集合部１２内に配置することで、集合通路２２を断面において４分の１円形状の４つに分割している。
上流側隔壁部２６で４つに分割された集合通路２２には、それぞれ第１上流側集合排気管３２〜第４上流側集合排気管３５を配置している。第１上流側集合排気管３２〜第４上流側集合排気管３５の上流端は、それぞれ前記第１分岐排気管７〜第４分岐排気管１０の下流端に接続している。第１上流側集合排気管３２〜第４上流側集合排気管３５は、第２上流側集合排気管３３・第３上流側集合排気管３４の車両前後方向後側に第１上流側集合排気管３２・第４上流側集合排気管３５を配置している。
これにより、上流側隔壁部２６は、集合通路２２の上流側を４つに分割し、第１排気通路１８〜第４排気通路２１がそれぞれ連通する第１上流側集合排気通路３６〜第４上流側集合排気通路３９を形成している。第１上流側集合排気通路３６〜第４上流側集合排気通路３９は、第２上流側集合排気通路３７・第３上流側集合排気通路３８の車両前後方向後側に第１上流側集合排気通路３６・第４上流側集合排気通路３９を配置している。
【００１２】
前記下流側隔壁部２７は、図６に示すように、集合通路２２の中心を通り外方向に延びる１つの下流側壁部分４０を有し、断面が−形状に形成される。下流側隔壁部２７は、下流側壁部分４０の上流端を集合部１２の延長方向中間まで延出して第１上流側壁部分２８・第３上流側壁部分３０の下流端に接続するとともに下流端を集合部１２の延長方向下流端まで延出して集合部１２内に配置することで、集合通路２２を断面において２分の１円形状の２つに分割している。
下流側隔壁部２７で２つに分割された集合通路２２には、それぞれ第１下流側集合排気管４１・第２下流側集合排気管４２を配置している。第１下流側集合排気管４１の上流端には、前記第２上流側集合排気管３３・第３上流側集合排気管３４の下流端を集合して接続している。第２下流側集合排気管４２の上流端には、前記第１上流側集合排気管３２・第４上流側集合排気管３５の下流端を集合して接続している。第１下流側集合排気管４１・第２下流側集合排気管４２は、第１下流側集合排気管４１の車両前後方向後側に第２上流側集合排気管４２を配置している。
これにより、下流側隔壁部２７は、第２上流側集合排気通路３７・第３上流側集合排気通路３８が集合して連通する第１下流側集合排気通路４３を形成するとともに、第１上流側集合排気通路３６・第４上流側集合排気通路３９が集合して連通する第２下流側集合排気通路４４を形成している。第１下流側集合排気通路４３には、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３から排出される排気ガスが通過する。第２下流側集合排気通路４４には、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４から排出される排気ガスが通過する。
このように、隔壁２５は、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３の排気ガスが流れる第２排気通路１９及び第３排気通路２０と、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４の排気ガスが流れる第１排気通路１８及び第４排気通路２１とを、第１下流側集合排気通路４３と第２下流側集合排気通路４４とに区画している。隔壁２５は、下流端を排気触媒２４まで延出して集合部１２の内部に配置される。第１下流側集合排気通路４３・第２下流側集合排気通路４４は、第１下流側集合排気通路４３の車両前後方向後側に第２下流側集合排気通路４４を配置している。
【００１３】
前記排気触媒２４は、図７に示すように、分割線４５によって半円柱形状に分割された稼動気筒用排気触媒４６と休止可能気筒用排気触媒４７とで構成している。稼動気筒用排気触媒４６は、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３から排出される排気ガスが通過する第１下流側集合排気通路４３に連絡する。休止可能気筒用排気触媒４７は、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４から排出される排気ガスが通過する第２下流側集合排気通路４４に連絡する。
排気触媒２４は、稼動気筒用排気触媒４６の上流端を第１下流側集合排気通路４３の下流端に合致させるとともに、休止可能気筒用排気触媒４７の上流端を第２下流側集合排気通路４４の下流端に合致させて、触媒ケース１３のケース空間２３に配置される。排気触媒２４は、稼動気筒用排気触媒４６の車両前後方向後側に休止可能気筒用排気触媒４７を隣接して配置している。
休止可能気筒用排気触媒４７は、車両前後方向前側の稼動気筒用排気触媒４６と車両前後方向後側の内燃機関１とに挟まれて配置されている。触媒ケース１３に配置された稼動気筒用排気触媒４６と休止可能気筒用排気触媒４７とは、外周を支持材４８により触媒ケース１３の周壁部４９に支持され、下流端をワイヤーメッシュ５０により触媒ケース１３の底部５１に支持される。
【００１４】
この排気ガス浄化装置５は、内燃機関１の第１気筒♯１〜第４気筒♯４からそれぞれ第１排気通路１８〜第４排気通路２１に排出された排気ガスを、集合通路２２において集合して排気触媒２４により浄化する。
内燃機関１の稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３から排出される排気ガスは、第２排気通路１９及び第３排気通路２０をそれぞれ通過し、集合部１２に配置した隔壁２５により第１下流側集合排気通路４３に集合され、排気触媒２４の分割された稼動気筒用排気触媒４６に導かれて浄化される。また、内燃機関１の休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４から排出される排気ガスは、第１排気通路１８及び第４排気通路２１をそれぞれ通過し、集合部１２に配置した隔壁２５により第２下流側集合排気通路４４に集合され、排気触媒２４の分割された休止可能気筒用排気触媒４７に導かれて浄化される。
【００１５】
この排気ガス浄化装置５は、排気触媒２４を、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３の排気ガスを浄化する稼動気筒用排気触媒４６と、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４の排気ガスを浄化する休止可能気筒用排気触媒４７とに分割して構成し、稼動気筒用排気触媒４６の車両前後方向後側に休止可能気筒用排気触媒４７を配置している。
また、休止可能気筒用排気触媒４７は、車両前後方向前側の稼動気筒用排気触媒４６と車両前後方向後側の内燃機関１とに挟まれて配置されている。
これにより、排気ガス浄化装置５は、稼動気筒用排気触媒４６の熱によって車両前後方向後側の休止可能気筒用排気触媒４７を加温するとともに、稼動気筒用排気触媒４６を休止可能気筒用排気触媒４７の前方に配置することによって、車両前後方向後側の休止可能気筒用排気触媒４７が走行風によって冷却されることを防止する。
また、排気ガス浄化装置５は、休止可能気筒用排気触媒４７が車両前後方向前側の稼動気筒用排気触媒４６と車両前後方向後側の内燃機関１とに挟まれる構造となるので、稼動気筒用排気触媒４６の熱と内燃機関１の熱とによって休止可能気筒用排気触媒４７が温度低下しにくい。
このため、この排気ガス浄化装置５は、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４が休止状態のときの休止可能気筒用排気触媒２７の温度低下を防ぐことができ、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４が稼動状態に復帰したときの排気ガス浄化処理能力の低下を防止することができる。また、この排気ガス浄化装置５は、休止可能気筒用排気触媒４７を早期に触媒活性温度に昇温させて、速やかに排気ガス浄化を可能とすることができる。
【実施例２】
【００１６】
図８〜図１４は、この発明の実施例２を示すものである。図８〜図１０において、車両に搭載された内燃機関１０１は、複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４を備えている。複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４は、内燃機関１０１の運転中に常時稼動される稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３と、内燃機関１０１の運転中に稼動を休止され得る休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４とからなる。
前記内燃機関１０１は、気筒休止機構１０２を備えている。気筒休止機構１０２は、内燃機関１０１に設けた燃料噴射弁１０３の燃料供給及び点火プラグ１０４の点火を制御することで、内燃機関１０１の運転状態に応じて複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４の全てを稼動する全気筒稼動状態と、休止条件に基づき休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４の稼動を休止する一部気筒休止状態との何れかの状態に設定する。気筒休止機構１０２は、一部気筒休止状態において、第１気筒♯１及び第４気筒♯４への燃料供給及び点火を停止することで、第１気筒♯１及び第４気筒♯４の稼動を休止する。
前記内燃機関１０１は、複数の第１気筒♯１〜第４気筒♯４から排出される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置１０５を備えている。排気ガス浄化装置１０５は、内燃機関１０１の車両前後方向前側に排気マニホルド１０６を取り付けている。排気マニホルド１０６は、複数の第１分岐排気管１０７〜第４分岐排気管１１０の上流側を互いに離してフランジ１１１に接続し、図１１に示すように第１分岐排気管１０７〜第４分岐排気管１１０の下流側を集合して集合部１１２に接続している。集合部１１２に接続される第１分岐排気管１０７〜第４分岐排気管１１０の下流側は、第２分岐排気管１０８・第３分岐排気管１０９の車両前後方向後側に第１分岐排気管１０７・第４分岐排気管１１０を配置している。集合部１１２の下流側には、触媒ケース１１３を接続している。
排気マニホルド１０６は、フランジ１１１を内燃機関１０１に取り付けることで、第１気筒♯１〜第４気筒♯４の第１排気ポート１１４〜第４排気ポート１１７に、第１分岐排気管１０７〜第４分岐排気管１１０の第１排気通路１１８〜第４排気通路１２１の上流側をそれぞれ連通する。第１排気通路１１８〜第４排気通路１２１の下流側は、集合部１１２の集合通路１２２の上流側に集合して連通される。集合通路１２２の下流側は、触媒ケース１１３のケース空間１２３の上流側に連通される。集合通路１２２において集合された排気ガスは、触媒ケース１１３のケース空間１２３に配置した排気触媒１２４により浄化される。排気触媒１２４により浄化された排気ガスは、触媒ケース１１３の下流側に接続された後部排気管の後部排気通路に導かれ、外部に排出される。
【００１７】
前記排気ガス浄化装置１０５は、図１２・図１３に示すように、前記集合部１１２の内部の集合通路１２２に隔壁１２５を配置している。隔壁１２５は、上流側隔壁部１２６と下流側隔壁部１２７とからなる。
前記上流側隔壁部１２６は、図１２に示すように、集合通路１２２の中心から互いに直交するように外方向に延びる４つの第１上流側壁部分１２８〜第４上流側壁部分１３１を有し、断面が＋形状に形成される。上流側隔壁部１２６は、第１上流側壁部分１２８〜第４上流側壁部分１３１の上流端を集合部１１２の延長方向上流端まで延出するとともに下流端を集合部１１２の延長方向中間まで延出して集合部１１２内に配置することで、集合通路１２２を断面において４分の１円形状の４つに分割している。
上流側隔壁部１２６で４つに分割された集合通路１２２には、それぞれ第１上流側集合排気管１３２〜第４上流側集合排気管１３５を配置している。第１上流側集合排気管１３２〜第４上流側集合排気管１３５の上流端は、それぞれ前記第１分岐排気管１０７〜第４分岐排気管１１０の下流端に接続している。第１上流側集合排気管１３２〜第４上流側集合排気管１３５は、第２上流側集合排気管１３３・第３上流側集合排気管１３４の車両前後方向後側に第１上流側集合排気管１３２・第４上流側集合排気管１３５を配置している。
これにより、上流側隔壁部１２６は、集合通路１２２の上流側を４つに分割し、第１排気通路１１８〜第４排気通路１２１がそれぞれ連通する第１上流側集合排気通路１３６〜第４上流側集合排気通路１３９を形成している。第１上流側集合排気通路１３６〜第４上流側集合排気通路１３９は、第２上流側集合排気通路１３７・第３上流側集合排気通路１３８の車両前後方向後側に第１上流側集合排気通路１３６・第４上流側集合排気通路１３９を配置している。
【００１８】
前記下流側隔壁部１２７は、図１３に示すように、集合通路１２２の中心を囲むように径方向に膨らんだ１つの下流側壁部分１４０を有し、断面が円形状に形成される。下流側隔壁部１２７は、下流側壁部分１４０の上流端を集合部１１２の延長方向中間まで延出して円形状の一部を第１上流側壁部分１２８・第３上流側壁部分１３０の下流端に接続するとともに円形状の残部を第４上流側壁部分１３１を内包するように集合部１１２内に配置し、下流端を集合部１１２の延長方向下流端まで延出して集合部１１２内の中心に配置することで、集合通路１２２を断面において径方向中心側の円形状と径方向外周側の円環形状との２つに分割している。
下流側隔壁部１２７で２つに分割された集合通路１２２には、それぞれ径方向外周側に第１下流側集合排気管１４１を配置し、径方向中心側に第２下流側集合排気管１４２を配置している。第１下流側集合排気管１４１の上流端には、前記第２上流側集合排気管１３３・第３上流側集合排気管１３４の下流端を集合して接続している。第２下流側集合排気管１４２の上流端には、前記第１上流側集合排気管１３２・第４上流側集合排気管１３５の下流端を集合して接続している。
これにより、下流側隔壁部１２７は、第２上流側集合排気通路１３７・第３上流側集合排気通路１３８が集合して連通する円環筒形状の第１下流側集合排気通路１４３を形成するとともに、第１上流側集合排気通路１３６・第４上流側集合排気通路１３９が集合して連通する円柱形状の第２下流側集合排気通路１４４を形成している。第１下流側集合排気通路１４３には、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３から排出される排気ガスが通過する。第２下流側集合排気通路１４４には、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４から排出される排気ガスが通過する。
このように、隔壁１２５は、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３の排気ガスが流れる第２排気通路１１９及び第３排気通路１２０と、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４の排気ガスが流れる第１排気通路１１８及び第４排気通路１２１とを、第１下流側集合排気通路１４３と第２下流側集合排気通路１４４とに区画している。隔壁１２５は、下流端を排気触媒１２４まで延出して集合部１１２の内部に配置される。第１下流側集合排気通路１４３・第２下流側集合排気通路１４４は、第１下流側集合排気通路１４３の径方向中心側に第２下流側集合排気通路１４４を配置している。
【００１９】
前記排気触媒１２４は、図１４に示すように、円筒形状の分割部材１４５によって分割された円環筒形状の稼動気筒用排気触媒１４６と円柱形状の休止可能気筒用排気触媒１４７とで構成している。排気触媒１２４は、円環筒形状の稼動気筒用排気触媒１４６の径方向中心側に円筒形状の空洞部１４８を設け、この空洞部１４８内に円筒形状の分割部材１４５を介して円柱形状の休止可能気筒用排気触媒１４７を配置している。稼動気筒用排気触媒１４６は、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３から排出される排気ガスが通過する第１下流側集合排気通路１４３に連絡する。休止可能気筒用排気触媒１４７は、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４から排出される排気ガスが通過する第２下流側集合排気通路１４４に連絡する。
排気触媒１２４は、稼動気筒用排気触媒１４６の上流端を第１下流側集合排気通路１４３の下流端に合致させるとともに、休止可能気筒用排気触媒１４７の上流端を第２下流側集合排気通路１４４の下流端に合致させて、触媒ケース１１３のケース空間１２３に配置される。触媒ケース１１３に配置された稼動気筒用排気触媒１４６と休止可能気筒用排気触媒１４７とは、稼動気筒用排気触媒１４６の外周を支持材１４９により触媒ケース１１３の周壁部１５０に支持され、下流端をワイヤーメッシュ１５１により触媒ケース１１３の底部１５２に支持される。
【００２０】
この排気ガス浄化装置１０５は、内燃機関１０１の第１気筒♯１〜第４気筒♯４からそれぞれ第１排気通路１１８〜第４排気通路１２１に排出された排気ガスを、集合通路１２２において集合して排気触媒１２４により浄化する。
内燃機関１０１の稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３から排出される排気ガスは、第２排気通路１１９及び第３排気通路１２０をそれぞれ通過し、集合部１１２に配置した隔壁１２５により第１下流側集合排気通路１４３に集合され、排気触媒１２４の分割された稼動気筒用排気触媒１４６に導かれて浄化される。また、内燃機関１０１の休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４から排出される排気ガスは、第１排気通路１１８及び第４排気通路１２１をそれぞれ通過し、集合部１１２に配置した隔壁１２５により第２下流側集合排気通路１４４に集合され、排気触媒１２４の分割された休止可能気筒用排気触媒１４７に導かれて浄化される。
【００２１】
この排気ガス浄化装置１０５は、排気触媒１２４を、稼動気筒である第２気筒♯２及び第３気筒♯３の排気ガスを浄化する稼動気筒用排気触媒１４６と、休止可能気筒である第１気筒♯１及び第４気筒♯４の排気ガスを浄化する休止可能気筒用排気触媒１４７とに分割して構成し、稼動気筒用排気触媒１４６の径方向中心側に休止可能気筒用排気触媒１４７を配置している。
排気ガス浄化装置１０５は、稼動気筒用排気触媒１４６を休止可能気筒用排気触媒１４７の径方向全周に渡り囲んで配置しているため、稼動気筒用排気触媒１４６の熱によって休止可能気筒用排気触媒１４７を効率的に加温することができ、加温効果がより高まる。
また、排気ガス浄化装置１０５は、休止可能気筒用排気触媒１４７が径方向全周に渡り稼動気筒用排気触媒１４６で囲まれる構造となるので、車両の走行時の走行風よって冷却されることを防止する。
このため、この排気ガス浄化装置１０５は、休止可能気筒が休止状態のときの休止可能気筒用排気触媒１４７の温度低下を防ぎ、休止可能気筒が稼動状態に復帰したときに休止可能気筒用排気触媒１４７を早期に触媒活性温度に昇温させて、速やかに排気ガス浄化を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明は、気筒休止機構を備える内燃機関において、休止可能気筒が稼動を再開したときの排気ガス浄化処理能力の低下を防止し、速やかに排気ガス浄化を可能とすることができるものであり、気筒休止機構を備える内燃機関を搭載した四輪車に限らず、二輪車にも応用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  内燃機関
２  気筒休止機構
３  燃料噴射弁
４  点火プラグ
５  排気ガス浄化装置
６  排気マニホルド
７〜１０  第１分岐排気管〜第４分岐排気管
１２  集合部
１３  触媒ケース
１８〜２１  第１排気通路〜第４排気通路
２２  集合通路
２３  ケース空間
２４  排気触媒
２５  隔壁
２６  上流側隔壁部
２７  下流側隔壁部
３６〜３９  第１上流側集合排気通路〜第４上流側集合排気通路
４３  第１下流側集合排気通路
４４  第２下流側集合排気通路
４６  稼動気筒用排気触媒
４７  休止可能気筒用排気触媒
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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