(57)【要約】【課題】複数の気筒群を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、複数の気筒群からの排気を充分に混合、均一化した上で、排気浄化装置に導入することができる技術を提供する。【解決手段】各気筒群からの排気を複数の分岐管（２ａと２ｂ、５２ａと５２ｂ）に分岐させて、異なる気筒群の排気から分岐した排気同士（２ａと５２ａ、２ｂと５２ｂ）をさらに合流させて混合管（３，５３）を形成させる。混合管（３，５３）の排気を排気浄化装置（４，５４）に流入させる。【選択図】図２
2007032542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数の気筒群から排出される排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気を浄化する一または複数の排気浄化装置と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記排気通路は、
前記複数の気筒群の各々に接続され、前記各気筒群から排出される排気が通過する前記気筒群の数と同数の気筒群直結排気通路と、
前記気筒群直結排気通路が分岐することにより、気筒群直結排気通路の各々に対して同数ずつ形成された気筒群毎分岐通路と、
前記気筒群直結排気通路の各々から分岐した複数の気筒群毎分岐通路のうちの１本ずつを、全ての前記気筒群直結排気通路について合流させることにより、一の気筒群に対して形成された気筒群毎分岐通路の数と同数形成された混合排気通路と、を有し、
該混合排気通路を通過する排気を前記排気浄化装置に導入することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
【請求項２】
前記排気浄化装置は、前記混合排気通路の各々に設けられた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。
【請求項３】
前記混合排気通路の全てが合流することにより、合流混合排気通路が形成され、前記排気浄化装置は、該合流混合排気通路に設けられた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。
【請求項４】
前記混合排気通路の全てが合流することにより、合流混合排気通路が形成され、該合流混合排気通路はさらに分岐されることにより複数の２次混合排気通路が形成され、前記排気浄化装置は、該２次混合排気通路の各々に設けられたこをと特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項５】
前記気筒群毎分岐通路同士を合流させて前記混合排気通路を形成させる際には、前記気筒群毎分岐通路を所定方向に重ねるように合流させ、
前記混合排気通路同士を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際には、前記混合排気通路をさらに前記所定方向に重ねるように合流させることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項６】
前記気筒群毎分岐通路同士を合流させて前記混合排気通路を形成させる際には、前記気筒群毎分岐通路を所定方向に重ねるように合流させ、
前記混合排気通路によって、前記気筒群毎分岐通路を前記所定方向に重ねる順番が異なるようにし、
前記混合排気通路を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際には、前記混合排気通路同士を前記所定方向とは異なる方向に重ねるように合流させることを特徴とする請求項３または４に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項７】
前記気筒群毎分岐通路を合流させて前記混合排気通路を形成させる際の、前記気筒群毎分岐通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらす脈動位相変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項８】
前記脈動位相変更手段は、合流する前記気筒群毎分岐通路同士の長さを互いに異ならせることにより、前記気筒群毎分岐通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらずことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項９】
前記混合排気通路を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際の、前記混合排気通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらす、第２脈動位相変更手段をさらに有することを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１０】
前記第２脈動位相変更手段は、合流する前記混合排気通路同士の長さを互いに異ならせることにより、前記混合排気通路を通過する排気の脈動の位相を互いにずらすことを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の排気浄化システム。
【請求項１１】
前記複数の気筒群の各々は、前記内燃機関に設けられた複数のバンクの各々を形成することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気にはＮＯxなどの有害物質が含まれている。これらの有害物質の排出を
低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のＮＯxを浄化するＮＯx触媒からなる排気浄化装置を設けることが知られている。この技術において、ＮＯx触媒として例えば三元
触媒を用いた場合には、ストイキ近傍雰囲気でＨＣ、ＣＯ及びＮＯxを同時に浄化するこ
とができる。また、ＮＯx触媒として例えば吸蔵還元型ＮＯx触媒を設けた場合には、流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低
下し且つ還元剤が存在するときは吸蔵していたＮＯxを還元する機能により排気中のＮＯxを浄化することができる。
【０００３】
また、この吸蔵還元型ＮＯx触媒においては、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触媒に還元剤を供給し、同触媒に吸蔵されたＮＯxを還元放出することが行われる（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
媒の床温を上昇させるとともに還元剤を供給する場合もある（以下、「ＳＯx再生処理」
という。）。
【０００４】
上述のような排気浄化装置に関して、内燃機関が複数の気筒群（例えばバンク）を有する場合には、複数の気筒群からの排気を混合して排気を全体として均一化してから排気浄化装置へ導入することが望ましいとされている。すなわち、排気の均一性が確保されていない場合には、前記排気浄化装置に流入する排気全体の空燃比を最適値に制御できず、前記排気浄化装置の全体で効率的に排気の浄化を行うことが困難となる場合があるからである。
【０００５】
ここで、複数の気筒群に接続された排気通路を単に合流させることにより、排気の均一化を図った場合には、各気筒群からの排気の慣性効果や偏流などにより排気を充分に均一化することが困難となる場合があった。そうすると、各気筒群からの排気に空燃比の差が生じたときには、排気浄化触媒において充分な三元活性が得られなかったり、充分な昇温効果が得られなかったり、充分なＳＯx被毒回復効果が得られなかったりする場合があっ
た。
【０００６】
図１には、２つのバンク１００ａ、１００ｂを備えた内燃機関における排気浄化システムの従来例について示す。ここでは、図１（Ａ）に示すように、各バンク１００ａ、１００ｂから排出された排気はそれぞれ排気管１０１ａ、１０１ｂを通過した後、一旦合流してからさらに分岐され、排気浄化触媒１０３ａ、１０３ｂに導入される。
【０００７】
ここにおいて、排気管１０１ａと１０１ｂとの合流点１０４においては、図１（Ｂ）に示すように、両方からの排気がその慣性によって、流入する排気管に偏りが生じる場合がある。そうすると、バンク１００ａからの排気は排気浄化装置１０３ｂに、バンク１００ｂからの排気は排気浄化装置１０３ａに偏って導入される。
【０００８】
そうすると、ＡＦセンサ１０２ａ、１０２ｂの個体差などにより各バンク１００ａ、１００ｂから排出される排気の空燃比に差が在る場合には、２つの排気浄化装置１０３ａ、１０３ｂの両方において導入する排気の空燃比を最適化することが困難な場合があった。
【特許文献１】特開２００３−３２８７５０号公報
【特許文献２】特開平１１−２００８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的とするところは、複数の気筒群を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、複数の気筒群からの排気を充分に混合、均一化した上で、排気浄化装置に導入することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、各気筒群からの排気を複数に分岐させて、異なる気筒群の排気から分岐した排気同士をさらに合流させて混合させることを最大の特徴とする。
【００１１】
より詳しくは、内燃機関の複数の気筒群から排出される排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気を浄化する一または複数の排気浄化装置と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記排気通路は、
前記複数の気筒群の各々に接続され、前記各気筒群から排出される排気が通過する前記気筒群の数と同数の気筒群直結排気通路と、
前記気筒群直結排気通路が分岐することにより、気筒群直結排気通路の各々に対して同数ずつ形成された気筒群毎分岐通路と、
前記気筒群直結排気通路の各々から分岐した複数の気筒群毎分岐通路のうちの１本ずつを、全ての前記気筒群直結排気通路について合流させることにより、一の気筒群に対して形成された気筒群毎分岐通路の数と同数形成された混合排気通路と、を有し、
該混合排気通路を通過する排気を前記排気浄化装置に導入することを特徴とする。
【００１２】
そうすれば、内燃機関の各気筒群から排出された排気を単純に混合させた場合と比較して、均一性の高い排気を排気浄化装置に導入することができる。その結果、排気浄化装置に導入される排気の空燃比を全体的に最適に制御することが可能となるとともに、排気浄化装置が複数備えられている場合には、排気浄化装置の間で、導入される排気の空燃比の差が生じることを抑制できる。
【００１３】
例えば２つのバンクからの排気を一旦合流させ、さらに分岐して２つの排気浄化装置に導入する場合には、２つのバンクからの排気の慣性効果によって、それぞれのバンクからの排気がより導入され易い排気浄化装置が生じ、各排気浄化装置に導入される排気の空燃比に偏りがでるおそれがある。それに対し、本発明における排気浄化システムでは、少なくとも各混合排気通路を通過する排気を同等なものにすることができ、各混合排気通路に排気浄化装置が設けられた場合には、各排気浄化装置に導入される排気に偏りが生じることを抑制できる。
【００１４】
また、例えば排気浄化システムに一の排気浄化装置を有する場合には、前記混合排気通路の全てを合流させることにより合流混合排気通路を形成させ、前記排気浄化装置は、該合流混合排気通路に設けるようにしてもよい。
【００１５】
その場合には、互いに同等になるように図られた複数の混合排気通路を通過する排気をさらに混合させることにより、より均一化が進んだ排気を排気浄化装置に導入させることができる。
【００１６】
さらに、排気浄化システムに複数の排気浄化装置を有する場合であっても、前記混合排
気通路の全てを一旦合流させることにより合流混合排気通路を形成させ、該合流混合排気通路をさらに分岐させることにより複数の２次混合排気通路を形成させ、前記排気浄化装置が該２次混合排気通路の各々に設けられるようにしてもよい。
【００１７】
そうすれば、互いにより均一化が図られた、合流混合排気通路を通過する排気をさらに分岐させた上で複数の排気浄化装置に導入させることができる。その結果、全ての排気浄化装置における排気の均一化度合いをさらに高めることができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記気筒群毎分岐通路同士を合流させて前記混合排気通路を形成させる際には、前記気筒群毎分岐通路を所定方向に重ねるように合流させ、
前記混合排気通路同士を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際には、前記混合排気通路をさらに前記所定方向に重ねるように合流させるようにしてもよい。
【００１９】
すなわち、気筒群毎分岐通路同士を合流させて混合排気通路を形成させる際には、気筒群毎分岐通路を所定方向に重ねるように合流させるので、混合排気通路においては、各気筒群から排出された排気が所定方向に重なった状態で流通する。また、混合排気通路同士を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際には、前記混合排気通路同士をさらに前記所定方向に重ねるように合流させるので、結局、前記合流混合排気通路においては、各気筒群から排出された排気が重なった状態の排気が、各気筒群に対して設けられた気筒群毎分岐通路の数に相当する数だけさらに層状に重なる。
【００２０】
その結果、合流混合排気通路において、より効率よく、各気筒群から排出される排気を混合させることができ、均一化の度合いをより高めることができる。
【００２１】
また、本発明においては、前記気筒群毎分岐通路同士を合流させて前記混合排気通路を形成させる際には、前記気筒群毎分岐通路を所定方向に重ねるように合流させ、
前記混合排気通路によって、前記気筒群毎分岐通路を前記所定方向に重ねる順番が異なるようにし、
前記混合排気通路を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際には、前記混合排気通路同士を前記所定方向とは異なる方向に重ねるように合流させるようにしてもよい。
【００２２】
すなわち、気筒群毎分岐通路同士を合流させて混合排気通路を形成させる際には、気筒群毎分岐通路を所定方向に重ねるように合流させるので、混合排気通路においては、上述の場合と同様、各気筒群から排出された排気が所定方向に重なった状態で流通する。さらに、前記混合排気通路によって前記気筒群毎分岐通路を前記所定方向に重ねる順番が異なるようにした上で、前記混合排気通路同士を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際には、前記混合排気通路同士を前記所定方向とは異なる方向に重ねるように合流させるので、結局、前記合流混合排気通路においては、各気筒群から排出された排気が２次元的に束になった状態で流通する。
【００２３】
その結果、合流混合排気通路において、より効率よく、各気筒群から排出される排気を混合させることができ、均一化の度合いをより高めることができる。
【００２４】
なお、上記において、前記混合排気通路によって前記気筒群毎分岐通路を前記所定方向に重ねる順番が異なるようにせずに、前記混合排気通路同士を前記所定方向とは異なる方向に重ねるように合流させた場合には、結局、前記合流混合排気通路においても、前記混合排気通路と同様の排気ガスの状態にしかできず、それ以上に均一化を図ることが困難となる。従って、上記においては、前記混合排気通路によって前記気筒群毎分岐通路を前記所定方向に重ねる順番が異なるようにした上で、前記混合排気通路同士を前記所定方向とは異なる方向に重ねるように合流させることが重要となる。
【００２５】
また、本発明においては、前記気筒群毎分岐通路を合流させて前記混合排気通路を形成させる際の、前記気筒群毎分岐通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらす脈動位相変更手段をさらに有するようにしてもよい。
【００２６】
そうすれば、前記気筒群の数と同数存在する前記混合排気通路の各々において、各気筒群毎分岐通路から流入した排気同士が合流した後の排気の成分分布の空間的な位相をずらすことができる。そうすると、その後各混合排気通路を合流させて合流混合排気通路を形成した際に、合流混合排気通路を通過する排気をより効率的に混合させ、均一化の度合いを高めることができる。すなわち、成分分布の空間的な位相が揃った排気同士を合流させても、それ以上空間的な成分分布をランダムにすることは困難であるが、成分分布の空間的な位相が異なった排気同士を合流させることにより、空間的な成分分布をよりランダムにすることができ、排気をより効率的に混合させることができる。
【００２７】
ここで、この脈動位相変更手段は、合流する前記気筒群毎分岐通路同士の長さを互いに異ならせることにより、前記気筒群毎分岐通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらずことによって実現してもよい。
【００２８】
そうすれば、簡単な構成により、各混合排気通路において混合される各気筒群毎分岐通路から流入した排気の脈動の位相を、より確実にずらすことができる。
【００２９】
また、同様の考え方を、前記混合排気通路を合流させて合流混合排気通路を形成する際に適用してもよい。すなわち、本発明において、前記混合排気通路を合流させて前記合流混合排気通路を形成させる際の、前記混合排気通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらす、第２脈動位相変更手段をさらに有するようにしてもよい。さらに、前記第２脈動位相変更手段は、合流する前記混合排気通路同士の長さを互いに異ならせることにより、前記混合排気通路の各々を通過する排気の脈動の位相を互いにずらすようにしてもよい。
【００３０】
この場合には、各混合排気通路を合流させて合流混合排気通路を形成した際に、合流混合排気通路を通過する排気をより効率的に混合させ、均一化の度合いを高めることができる。
【００３１】
また、本発明においては、前記複数の気筒群の各々は、前記内燃機関に設けられた複数のバンクの各々を形成するようにしてもよい。そうすれば、バンク毎に独立に排気の空燃比を制御することにより排気浄化装置に導入される排気の空燃比を制御するような場合にも、排気浄化装置に導入される排気をより効率的に混合させ、均一化の度合いを高めることができ、空燃比の制御性を高めることができる。
【００３２】
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。
【発明の効果】
【００３３】
本発明にあっては、複数の気筒群を有する内燃機関の排気浄化システムにおいて、複数の気筒群からの排気を充分に混合、均一化した上で、排気浄化装置に導入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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。
【実施例１】
【００３５】
図２は、本実施例に係る排気浄化システムの概略構成を示す図である。図２においては、２つのバンクを備えた例えばＶ型内燃機関に係る排気浄化システムを想定している。図２（Ａ）における右排気管１には図示しない右バンクからの排気が流入し、左排気管５１には、図示しない左バンクからの排気が流入する。右排気管１は途中で２つの右分岐管２ａ、２ｂに分岐し、同様に左分岐管５１は２つの左分岐管５２ａ、５２ｂに分岐する。
【００３６】
上記の排気浄化システムのより下流側においては、右分岐管２ａ及び左分岐管５２ａが合流して右混合管３を形成する。一方、右分岐管２ｂ及び左分岐管５２ｂが合流して左混合管５３を形成する。右混合管３には右排気浄化装置４が、左混合管５３には左排気浄化装置５４が設けられている。
【００３７】
本実施例における右排気浄化装置４、左排気浄化装置５４は三元触媒を含んでいる。ここで三元触媒は、理論空燃比付近で燃焼させた排気中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯxを、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ及びＮ2にする触媒であり、例えばＰｔとＲｈの混合物、又はＰｔとＰｄとＲｈの混合物をアルミナに担持させたものとして使用することができる。
【００３８】
図２（Ｂ）には、各バンクから排出された排気の各段階における様子を模式化した図を示す。（ａ）の段階については、右排気管１及び左排気管５１における排気の様子を、（ｂ）の段階においては、右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂにおける排気の様子を、（ｃ）の段階においては、右混合管３、左混合間５３における排気の様子を示している。なお、各排気の様子における枠に囲まれた単位は、内燃機関の周期運動に起因する１回の脈動に対応する排気を示している。
【００３９】
ここで、右排気管１へ導入される排気と左排気管５１へ導入される排気の空燃比が異なっていた場合について考える。このような場合であっても、図２に示すように、各々のバンクからの排気は右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂに一旦分岐され、そのうちの片方ずつが合流することにより、別のバンクからの排気同士が混合されるので、右混合管３及び左混合管５３においては、排気の空燃比の分布に偏りが生じることなく同様な排気が通過するようになる。
【００４０】
その結果、右排気浄化装置４及び左排気浄化装置５４に導入する排気の空燃比を同等にすることができる。
【００４１】
なお、本実施例における右排気管１、左排気管５１は気筒群直結排気通路に相当する。また、本実施例における右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂは気筒群毎分岐通路に相当する。また、右混合管３、左混合管５３は混合排気通路に相当する。
【実施例２】
【００４２】
次に本発明における実施例２について説明する。本実施例と上記の実施例１との相違点は、まず右混合管３及び左混合管５３に直接右排気浄化装置４及び左排気浄化装置５４が設けられるのではなく、右混合管３及び左混合管５３を一旦合流させてさらに再分岐させている点である。
【００４３】
また、本実施例においては、右分岐管２ａ、２ｂ及び、左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させる際、また右混合管３及び左混合管５３を合流させる際の合流の仕方に特徴がある。
【００４４】
図３には、本実施例における排気浄化システムの概略図を示す。図３（Ａ）に示すように、本排気浄化システムにおいては、右混合管３及び左混合管５３が一旦合流されて合流
混合管５が形成されている。そして、合流混合管５が再度分岐された右第２混合管６、左第２混合管５６に対して、右排気浄化装置４、左排気浄化装置５４が設けられている。
【００４５】
そして、本実施例においては、右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させて右混合管３、左混合管５３とする際の合流方向と、右混合管３と左混合管５３とを合流させて合流混合管５とする際の合流方向とを同じ方向にしている。
【００４６】
ここで、図３（Ｂ）において、（ａ）は右排気管１及び左排気管５１の白抜き矢印の方向からみた断面図、（ｂ）は、右分岐管２ａ、２ｂと左分岐管５２ａ、５２ｂとの断面図、（ｃ）は、右混合管３、左混合管５３の断面図、（ｄ）は、合流混合管５の断面図を示している。
【００４７】
ここで、右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させて右混合管３、左混合管５３とする際の合流方向は、図中（ｃ）に示すように、図２（Ａ）における紙面に直角方向であり、右分岐通路２ａ、２ｂからの排気が紙面の手前方向になるように合流している。さらに右混合管３と左混合管５３とを合流させて合流混合管５とする際の合流方向も、図２（Ａ）における紙面に直角方向としている。その結果、図中（ｄ）に示すように、右バンクからの排気と左バンクからの排気とが合流混合管５においては交互に層状に重なることとなり、混合が促進され、排気の均一化を図ることができる。
【００４８】
本実施例においては、合流混合管５が再度分岐された右第２混合管６、左第２混合管５６に対して、右排気浄化装置４、左排気浄化装置５４が設けられているので、右排気浄化装置４、左排気浄化装置５４における空燃比を均一にすることができる。
【００４９】
なお、上記において右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させて右混合管３、左混合管５３とする際の合流方向と、右混合管３と左混合管５３とを合流させて合流混合管５とする際の合流方向とは、必ずしも図２（Ａ）における紙面に直角方向でなくともよく、同じ方向であればよい。また、上記２つの合流方向は厳密に同じ方向である必要はなく、各バンクからの排気が合流混合管５内で略層状に重なり、混合が促進される程度の同一性で構わない。
【００５０】
次に本実施例における第２の態様について説明する。第２の態様においては、第１の態様と比較して、右分岐管２ａ、２ｂ及び、左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させる際、また右混合管３及び左混合管５３を合流させる際の合流の仕方が異なる。
【００５１】
本態様における排気浄化システムを図４に示す。本システムにおいては、右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させて右混合管３、左混合管５３とする際の合流方向は、図中（ｃ）に示すように、図４（Ａ）における紙面に直角方向であり、右混合管３に関しては、右分岐通路２ａからの排気が紙面の手前方向になるように、左混合管５３に関しては、左分岐通路５２ｂからの排気が紙面の手前方向になるように合流している。
【００５２】
さらに右混合管３と左混合管５３とを合流させて合流混合管５とする際の合流方向は、図４（Ａ）における紙面に平行としている。その結果、図４（ｄ）に示すように、右バンクからの排気と左バンクからの排気とが合流混合管５の断面を９０度毎に４分割するように２次元的に束ねられ、両バンクからの排気の混合が促進され、右排気浄化装置４及び左排気浄化装置５４に導入される排気の均一化の度合いを向上させることができる。
【００５３】
なお、本態様においては、右分岐管２ａ、２ｂ及び左分岐管５２ａ、５２ｂを合流させて右混合管３、左混合管５３とする際の合流方向と、右混合管３と左混合管５３とを合流
させて合流混合管５とする際の合流方向とを略９０度異ならせることとしたが、この角度は９０度に限られない。この角度を０度すなわち平行以外とすることにより、右バンクからの排気と左バンクからの排気とが２次元的に束ねられる形で混合させ、排気の均一化の度合いを向上させることができる。
【００５４】
なお、本実施例において合流混合管５は合流混合排気通路に相当する。また、右第２混合管６及び左第２混合管５６は２次混合排気通路に相当する。
【実施例３】
【００５５】
次に本発明における実施例３について説明する。本実施例においては、右分岐管２ａと２ｂの管路長を異ならせ、同時に左分岐管５２ａと５２ｂの管路長を異ならせることにより、右混合管３及び左混合管５３に導入する排気の脈動の位相を異ならせることとし、さらに、右混合管３を流れる排気と左混合管５３を流れる排気とを合流させることにより、合流混合管５を流れる排気の均一化の度合いをより高くする例について説明する。
【００５６】
本実施例における排気浄化システムについて図５に示す。図５（Ａ）に示すシステムの構成は図３（Ａ）に示したものと略同等である。ここで特に、右分岐管２ａの長さＬ１は、右分岐管２ｂの長さＬ２より短く設定されている。同様に、左分岐管５２ａの長さはＬ２、左分岐管５２ｂの長さはＬ１に設定されている。この場合における排気の様子を図５（Ｂ）に示す。
【００５７】
図５（Ｂ）の（ａ）の段階の排気は右排気管１、左排気管５１の内部の排気を示している。なお、各排気の様子における枠に囲まれた単位は、内燃機関の周期運動に起因する１回の脈動に対応する排気を示している。ここで、右排気管１と左排気管５１の長さは等しいので、内燃機関の同じ周期運動に起因する排気が右排気管１と左排気管５１とを流通している。次に（ｂ）の段階においては、長さがＬ２である右分岐管２ｂ及び左分岐管５２ａには、内燃機関のさらに早期の周期運動に起因する排気が流通できるので、長さがＬ１である右分岐管２ａ及び左分岐管５２ｂより多くの脈動に対応する排気が流通している。
【００５８】
（ｃ）の段階における右混合管３では、右分岐管２ａを流れる排気と、左分岐管５２ａを流れる排気とが、（ｂ）の段階における先端を揃える形で交互に混合される。同様に左混合管５３では、右分岐管２ｂを流れる排気と、左分岐管５２ｂを流れる排気とが、（ｂ）の段階における先端を揃える形で交互に混合される。
【００５９】
さらに（ｄ）の段階では、右混合管３及び、左混合管５３を流れる排気が合流し、図に示した模式図のように混合される。そうすれば、合流混合管５においては、例えば紙面に平行方向に、右バンクからの排気と左バンクからの排気が重なるように、さらに軸方向にはランダムに右バンクからの排気と左バンクからの排気が互い違いに現れるような形で、あるいはそれに近い形で、右混合管３及び、左混合管５３を流れる排気を混合することができる。
【００６０】
その結果、右バンクからの排気と左バンクからの排気をより確実に混合させることができ、排気浄化装置に導入される排気の均一化の度合いをより高めることができる。
【００６１】
ここで、互いに管路長が異なるように設けられた右分岐管２ａと２ｂ、左分岐管５２ａと５２ｂは、本実施例における脈動位相変更手段に相当する。なお、本実施例においては、右分岐管２ａと２ｂの管路長及び左分岐管５２ａと５２ｂの管路長を異ならせるようにしたが、必ずしもこの方法によって脈動位相変更手段を形成する必要はない。例えば右分岐管２ａと２ｂの管路断面積、左分岐管５２ａと５２ｂの管路断面積を異ならせるなど、各分岐通路の容積を異ならせることによって脈動位相変更手段を形成してもよい。
【００６２】
図６には、本実施例における第２の態様について示す。本態様においては、右混合管３と左混合管５３の長さを異ならせることにより、合流混合管５を通過する排気の混合度合いを高める。
【００６３】
図６に示すように、右混合管３の長さをＬ３、左混合管５３の長さをＬ４とし、Ｌ４＞Ｌ３とした場合には、図６（Ｂ）の（ｃ）の段階に示すように、左混合管５３には、右混合管３と比較して多くの内燃機関の周期運動に起因する排気が流通することができる。そして、それらの排気が合流混合管５において合流した際には、図６（Ｂ）の（ｃ）の段階に示す排気が先頭を同じくして合流し、図６（Ｂ）の（ｄ）の段階で示すように混合されることとなる。そうすれば、図５に示した場合と同様に、合流混合管５においては、例えば紙面に平行方向に、右バンクからの排気と左バンクからの排気が重なるように、さらに軸方向にはランダムに右バンクからの排気と左バンクからの排気が互い違いに現れるような形で混合させることができる。
【００６４】
その結果、右バンクからの排気と左バンクからの排気をより確実に混合させることができ、排気浄化装置に導入される排気の均一化の度合いを高めることができる。なお、本態様において管路長が異なるように形成された右混合管３及び左混合管５３は、本実施例における第２脈動位相変更手段に相当する。
【００６５】
なお、上記の実施例においては、内燃機関の２つバンクからの排気を各々２本、合計４本の分岐管に分岐し、分岐管同士を合流させることにより２本の混合管を形成する２−４−２型の排気系、あるいは、さらに２本の混合管を合流させて合流混合管を形成する２−４−２−１型の排気系、さらには、合流混合管をさらに２本の第２混合管に分岐する２−４−２−１−２型の排気系について説明したが、排気系の型はこれらに限られない。
【００６６】
すなわち、例えば２−６−３型、２−６−３−１型、２−６−３−１−３型などの排気系を用いてもよい。
【００６７】
また、上記実施例においては、三元触媒を含む排気浄化装置に挿入される排気の均一性の度合いを高める例について説明したが、本発明が適用される排気浄化装置はこれに限られない。例えば、吸蔵還元型ＮＯx触媒のＮＯx還元処理又はＳＯx再生処理における空燃
比の制御性を向上させることにより、処理効率を高める場合や、触媒床温の制御性を向上させる目的で本発明を用いてもよい。
【００６８】
また、上記実施例においては、内燃機関が２つのバンクを有し、該２つのバンクから排出される排気を充分に混合し、均一化の度合いを高める場合について説明したが、本発明における気筒群はバンクのみを意味しない。例えば一のシリンダブロック列を複数の気筒群に分割し、気筒群毎に空燃比や運転状態を制御する場合に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に関わる従来例について説明するための図である。
【図２】本発明の実施例１における排気浄化システムと、その排気系の各段階における排気の様子を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例２の第１の態様における排気浄化システムと、その排気系の各段階における排気の様子を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例２の第２の態様における排気浄化システムと、その排気系の各段階における排気の様子を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例３の第１の態様における排気浄化システムと、その排気系の各段階における排気の様子を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例３の第２の態様における排気浄化システムと、その排気系の各段階における排気の様子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・右排気管
２ａ、２ｂ・・・右分岐管
３・・・右混合管
４・・・右排気浄化装置
５・・・合流混合管
６・・・右第２混合管
５１・・・左排気管
５２ａ、５２ｂ・・・左分岐管
５３・・・左混合管
５４・・・左排気浄化装置
５６・・・左第２混合管
１００ａ、１００ｂ・・・バンク
１０１ａ、１０１ｂ・・・排気管
１０２ａ、１０２ｂ・・・ＡＦセンサ
１０３ａ、１０３ｂ・・・排気浄化装置
１０４・・・合流点
【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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