(57)【要約】【課題】排気ガス浄化装置において、一つの触媒ケース内で排気触媒を分割した場合に、排気ガスの干渉を防止することにある。【解決手段】排気マニホルド（８）の集合部（１１）の内部には、稼動気筒（♯１、♯２）の排気通路（１２Ａ、１２Ｂ）と休止可能気筒（♯３）の排気通路（１２Ｃ）とを区画して下流端（２０Ｅ、２１Ｅ）が排気触媒（１４）まで延出する隔壁（１９）が配置される。排気触媒（１４）は、稼動気筒から排出される排気ガスが通過する部分（１４Ａ）と休止可能気筒から排出される排気ガスが通過する部分（１４Ｂ）とに分割される。隔壁（１９）と排気触媒（１４）の上流側端面（１４Ｈ）との間に配置される熱膨張性マット（２２）は、排気触媒（１４）の稼動気筒から排出される排気ガスが通過する部分（１４Ａ）と休止可能気筒から排出される排気ガスが通過する部分（１４Ｂ）とをシールする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関には前記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いずれかの状態に設定する気筒休止手段を有する制御装置を備え、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複数の排気通路を形成する複数の排気分岐管と前記複数の排気通路を集合させる集合部とを有する排気マニホルドを備え、前記集合部の下流側に配置される排気触媒を備える排気ガス浄化装置において、前記集合部の内部には前記稼動気筒の排気通路と前記休止可能気筒の排気通路とを区画して前記排気触媒側の下流端が前記排気触媒まで延出する隔壁を配置し、前記排気触媒を前記稼動気筒から排出される排気ガスが通過する部分と前記休止可能気筒から排出される排気ガスが通過する部分とに分割し、前記隔壁と前記排気触媒の上流側端面との間に熱膨張性マットを配置し、前記熱膨張性マットは前記排気触媒の前記稼動気筒から排出される排気ガスが通過する部分と前記排気触媒の前記休止可能気筒から排出される排気ガスが通過する部分とをシールすることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記排気触媒の上流側端面には排気ガス流動方向に窪む凹形状の溝部を設け、前記熱膨張性マットを前記溝部の中に配置し、前記隔壁の前記下流端を前記熱膨張性マットに当たるように前記溝部内に延ばしたことを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記溝部の中に配置される前記熱膨張性マットは、前記隔壁の稼働気筒側に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化装置。
【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２気筒以上の内燃機関の一部気筒で燃料噴射だけ（空気有り）を停止して運転する場合に、制御装置の空燃比制御性を向上する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関の排気ガス浄化装置においては、運転状態で一部気筒の燃料噴射だけ（空気あり）を停止する場合、稼働気筒（燃料噴射気筒）の混合ガスと休止可能気筒（燃料噴射停止気筒）の空気とが混ざるため、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ等がリーン化した混合ガスを検出してしまい、空燃比制御が正常にできなくなる。
そこで、混合ガスと空気とが混ざらないようにするために、排気マニホルド内に仕切り板を設けて分離させる技術がある。この場合、稼働気筒側には、空燃比制御するための空燃比（Ａ／Ｆ）センサ（又は酸素濃度（Ｏ２）センサ）の取り付けが必要となる。
このような排気ガス浄化装置としては、例えば、以下のような先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８５６５８号公報
【０００４】
特許文献１に係る多気筒内燃機関の排気処理装置は、第１のバンクと第２のバンクとを備えて、運転状態に応じて第２のバンクを休止させるＶ型の内燃機関において、第２のバンクを休止させる場合に、制御弁を開いて第２のバンクの各気筒に第１のバンクの排気を導入させることで、第２のバンクの気筒における新気率を低下させる構造である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、仕切り板により、稼働気筒の混合ガスと休止可能気筒の空気とが排気マニホルド内の上流側で混ざることを回避できるが、仕切り板の下端面と排気触媒の上流側端面との間に僅かでもクリアランスがある場合に、休止可能気筒側からの空気が排気脈動によって稼働気筒側に流れ込み、このため、空燃比が実際の空燃比よりもリーン側になると、空燃比センサがそのリーン状態を検出して空燃比制御が起動する。しかし、この空燃比センサによる空燃比のリーン検出によって、空燃比のリッチ制御が起動するため、必要以上に燃料を噴射して燃費悪化にも繋がることから、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明は、一つの触媒ケース内で排気触媒を分割した場合に、排気ガスの干渉を防止することができる排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関には前記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いずれかの状態に設定する気筒休止手段を有する制御装置を備え、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複数の排気通路を形成する複数の排気分岐管と前記複数の排気通路を集合させる集合部とを有する排気マニホルドを備え、前記集合部の下流側に配置される排気触媒を備える排気ガス浄化装置において、前記集合部の内部には前記稼動気筒の排気通路と前記休止可能気筒の排気通路とを区画して前記排気触媒側の下流端が前記排気触媒まで延出する隔壁を配置し、前記排気触媒を前記稼動気筒から排出される排気ガスが通過する部分と前記休止可能気筒から排出される排気ガスが通過する部分とに分割し、前記隔壁と前記排気触媒の上流側端面との間に熱膨張性マットを配置し、前記熱膨張性マットは前記排気触媒の前記稼動気筒から排出される排気ガスが通過する部分と前記排気触媒の前記休止可能気筒から排出される排気ガスが通過する部分とをシールすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、一つの触媒ケース内で排気触媒を分割した場合に、混合ガスと空気とが混じるのを回避し、排気ガスの干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内燃機関の平面図である。（実施例）
【図２】図２は内燃機関の正面図である。（実施例）
【図３】図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線による内燃機関の断面図である。（実施例）
【図４】図４はこの発明の変形例における内燃機関の断面図である。（変形例）
【図５】図５はこの発明の他の変形例における内燃機関の断面図である。（変形例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、一つの触媒ケース内で排気触媒を分割した場合に、排気ガスの干渉を防止する目的を、排気触媒の稼働気筒から排出される排気ガスが通過する部分と排気触媒の休止可能気筒から排出される空気が通過する部分との間をシールする熱膨張性マットを備えて実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
図１に示すように、車両には、内燃機関１が搭載される。
内燃機関１は、複数の多気筒として、例えば、３つ第１気筒♯１〜第３気筒♯３を備える構造であって、運転中に常時稼動される少なくとも一つの稼動気筒（例えば、第１気筒♯１・第２気筒♯２）と、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（例えば、第３気筒♯３）とを備える。
内燃機関１は、エンジン本体２を構成するシリンダヘッド３を備える。
シリンダヘッド３には、第１〜第３気筒♯１〜♯３に対応して、第１〜第３点火プラグ４Ａ〜４Ｃと第１〜第３燃料噴射弁５Ａ〜５Ｃとが取り付けられる。
第１〜第３点火プラグ４Ａ〜４Ｃと第１〜第３燃料噴射弁５Ａ〜５Ｃとは、制御装置６に接続し、この制御装置６からの制御信号によって作動制御される。
制御装置６は、図１に示すように、内燃機関１の運転状態に応じて複数の気筒（♯１〜♯３）を全て稼動する全気筒稼動状態と、休止可能気筒（♯３）の稼動を休止する一部気筒休止状態とのいずれかの状態に設定する気筒休止手段７を有する。
【００１２】
シリンダヘッド３の側面には、排気マニホルド８が取り付けられる。
排気マニホルド８は、図２に示すように、取付フランジ９と、第１〜第３排気分岐管１０Ａ〜１０Ｃと、集合部１１とから構成される、
取付フランジ９は、シリンダヘッド３の側面に取り付けられる。
第１〜第３排気分岐管１０Ａ〜１０Ｃは、取付フランジ９に接続され、稼動気筒（♯１、♯２）と休止可能気筒（♯３）とから排出される排気ガスがそれぞれ通過する複数の第１〜第３排気通路１２Ａ〜１２Ｃを形成する。
集合部１１は、第１〜第３排気通路１２Ａ〜１２Ｃを集合させる。
【００１３】
排気マニホルド８には、図２に示すように、内燃機関１の排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置（触媒コンバータ）１３が連結される。この排気ガス浄化装置１３は、長手方向が上下方向に配置される。
排気ガス浄化装置１３は、排気触媒１４と、触媒ケース１５と、上流側管部１６と、下流側管部１７とから構成される。排気触媒１４は、集合部１１の下流側に配置され、排気ガスを浄化する。触媒ケース１５は、排気触媒１４を包むように形成される。上流側管部１６は、触媒ケース１５の上流端に接続されるとともに排気マニホルド８の集合部１１に接続される。下流側管部１７は、触媒ケース１５の下流端に接続され、排気管が接続される接続フランジ１８を備える。
【００１４】
排気ガス浄化装置１３において、図３に示すように、集合部１１の内部には、隔壁１９が配置される。隔壁１９は、例えば、接合された稼働側隔壁２０と休止側隔壁２１とで構成される。稼働側隔壁２０と休止側隔壁２１とは、稼動気筒（♯１、♯２）の排気通路１２Ａ、１２Ｂと休止可能気筒（♯３）の排気通路１２Ｃとを区画して、排気触媒１４側の下流端２０Ｅと下流端２１Ｅとが排気触媒１４まで延出して配置される。これにより、排気触媒１４は、稼動気筒（♯１、♯２）から排出される排気ガスが通過する部分１４Ａと、休止可能気筒（♯３）から排出される排気ガスが通過する部分１４Ｂとに分割線Ｐで分割される。
隔壁１９を構成する稼働側隔壁２０と休止側隔壁２１と排気触媒１４の上流側端面１４Ｈとの間には、熱膨張性マット２２が配置される。
熱膨張性マット２２は、稼働側隔壁２０の下流端２０Ｅと休止側隔壁２１の下流端２１Ｅとの間に挟まれて排気触媒１４の上流側端面１４Ｈに当接され、排気触媒１４の稼動気筒（♯１、♯２）から排出される排気ガスが通過する部分１４Ａと、排気触媒１４の休止可能気筒（♯３）から排出される排気ガスが通過する部分１４Ｂとをシールする。
【００１５】
このような構造により、熱膨張性マット２２によって、排気触媒１４の稼働気筒（♯１、♯２）から排出される排気ガスが通過する部分１４Ａと排気触媒１４の休止可能気筒（♯３）から排出される空気が通過する部分１４Ｂとの間をシールして、排気ガスと空気とが混ざることを防止する。また、熱膨張性マット２２は、熱膨張するため、熱に対して追従しやすく、シール性を高めることができる。これにより、制御装置６において、正常な空燃比制御性を確保することが可能となり、また、空燃比制御性が確保され正常起動することにより、一部気筒の燃料噴射停止による燃費の向上を図ることができる。
【００１６】
なお、この発明においては、例えば、図４に示すように、排気触媒１４の上流側端面１４Ｈには、排気ガス流動方向に窪むように凹形状の溝部２３を設ける。この溝部２３は、排気触媒１４の稼働気筒（♯１、♯２）から排出される排気ガスが通過する部分１４Ａに形成された一側溝部２３Ａと、排気触媒１４の休止可能気筒（♯３）から排出される空気が通過する部分１４Ｂに形成された他側溝部２３Ｂとからなる。熱膨張性マット２２は、溝部２３中に配置される。隔壁１９の下流端１９Ｅは、熱膨張性マット２２に当たるように、熱膨張性マット２２の収容穴２４内まで延ばされる。
このような構造により、熱膨張性マット２２を溝部２３内に入れて隔壁１９と密着させることで、シール性を向上することができる。
また、図５に示すように、溝部２３の一側溝部２３Ａに配置される熱膨張性マット２２は、隔壁１９の稼働気筒（♯１、♯２）側に配置される。
このような構造により、熱膨張性マット２２に稼働気筒（♯１、♯２）が排出する排気ガスが当たる。逆に、休止可能気筒（♯３）の空気は当たりにくくなる。熱膨張性マット２２には熱がかかるため、熱膨張性マット２２が膨張してシール性が確保される。熱膨張性マット２２は稼働気筒（♯１、♯２）側にあればよいため、この配置により、熱膨張性マット２２の量、サイズを軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明に係る排気ガス浄化装置は、各種内燃機関に適用可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  内燃機関
３  シリンダヘッド
４Ａ〜４Ｃ  第１〜第３点火プラグ
５Ａ〜５Ｃ  第１〜第３燃料噴射弁
６  制御装置
７  気筒休止手段
８  排気マニホルド
１０Ａ〜１０Ｃ  第１〜第３排気分岐管
１１  集合部
１２Ａ〜１２Ｃ  第１〜第３排気通路
１３  排気ガス浄化装置
１４  排気触媒
１４Ａ  排気触媒の稼動気筒（♯１、♯２）から排出される排気ガスが通過する部分
１４Ｂ  排気触媒の休止可能気筒（♯３）から排出される排気ガスが通過する部分
１４Ｈ  排気触媒の上流側端面
１５  触媒ケース
１９  隔壁
２２  熱膨張性マット
２３  溝部
♯１〜♯３  第１〜第３気筒
【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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