(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを、簡易な構成で両立することのできる可変排気装置を提供すること。【解決手段】第１触媒３１が内設された第１排気管１２から分岐した第１分岐管１５と、第２触媒３２が内設された第２排気管１３から分岐した第２分岐管１６と、集合排気管２２に接続された連結排気管２１とが接続されると共に、これらの連通を切り替える切替バルブ４０を設ける。これにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６との連通を切り替えた場合には、デュアル長を変えることができる。また、第１分岐管１５や第２分岐管１６と連結排気管２１との連通を切り替えることにより、第１触媒３１や第２触媒３２を通すかを切り替ることができる。この結果、内燃機関１の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを、簡易な構成で両立することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の一部の前記気筒から排出される排気ガスが流れる第１通路と、
前記第１排気通路に流れる前記排気ガスを排出する前記気筒とは異なる前記気筒から排出される前記排気ガスが流れる第２通路と、
前記第１通路内に配設されると共に前記排気ガスを浄化する第１浄化手段と、
前記第２通路内に配設されると共に前記排気ガスを浄化する第２浄化手段と、
前記第１通路内を流れる前記排気ガスの流れ方向における前記第１浄化手段の下流側の位置と前記第２通路内を流れる前記排気ガスの流れ方向における前記第２浄化手段の下流側の位置とで前記第１通路及び前記第２通路に接続される共通通路と、
前記排気ガスの流れ方向における前記第１浄化手段の上流側の位置で前記第１通路から分岐している第１分岐通路と、
前記排気ガスの流れ方向における前記第２浄化手段の上流側の位置で前記第２通路から分岐している第２分岐通路と、
一端が前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とに連通可能に設けられると共に他端が前記共通通路に接続される連結通路と、
前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とに接続され、且つ、少なくとも前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ遮断させる、または、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させる、または、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させることを切り替え可能に設けられた切替手段と、
を備えることを特徴とする可変排気装置。
【請求項２】
前記切替手段は、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させた際には、さらに前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させることを特徴とする請求項１に記載の可変排気装置。
【請求項３】
前記切替手段は、それぞれが前記切替手段内で連通した第１開口部と第２開口部と第３開口部とを有しており、
前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ遮断させる場合には、前記第１開口部と前記第２開口部と前記第３開口部とは、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とには連通させず、
前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させる場合には、前記第１開口部と前記第２分岐通路とを連通させると共に前記第２開口部と前記第１分岐通路とを連通させ、且つ、前記第３開口部は前記連結通路には連通させず、
前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させる場合には、前記第１開口部と前記第１分岐通路とを連通させると共に前記第２開口部と前記第２分岐通路とを連通させ、さらに、前記第３開口部と前記連結通路とを連通させることを特徴とする請求項１または２に記載の可変排気装置。
【請求項４】
前記連結通路は、共に前記共通通路に接続される第１連結通路と第２連結通路とからなり、
前記切替手段には７つの開口部が形成されていると共に、前記７つの開口部のうち第１開口部と第２開口部、及び第３開口部と第４開口部、及び第５開口部と第６開口部と第７開口部とが、それぞれ前記切替手段内で連通しており、
前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ遮断させる場合には前記開口部は、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とには連通させず、
前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させる場合には、前記第１開口部と前記第１分岐通路とを連通させると共に前記第２開口部と前記第１連結通路とを連通させ、且つ、前記第３開口部と前記第２分岐通路とを連通させると共に前記第４開口部と前記第２連結通路とが連通させ、
前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させると共に、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させる場合には、前記第５開口部と前記第１分岐通路とを連通させると共に前記第６開口部と前記第２分岐通路とを連通させ、さらに、前記第７開口部と前記連結通路とを連通させることを特徴とする請求項１または２に記載の可変排気装置。
【請求項５】
さらに、前記共通通路には、前記共通通路内を流れる前記排気ガスを浄化する共通浄化手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変排気装置。
【請求項６】
さらに、前記連結通路には、前記連結通路内の連通と遮断とを切り替え可能に設けられた連結通路切替手段が配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変排気装置に関するものである。特に、この発明は、内燃機関のあらゆる回転域での性能を簡易な構成で確保できる可変排気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関では、運転状態に応じて高いトルクを得られるように、複数の気筒に接続される排気管を排気ガスの流れ方向における上流側と下流側との２箇所で集合させ、上流側の集合部分に、集合している排気管同士の連通及び遮断を切り替える切替え弁を設けているものがある。これにより、切替え弁で上流側の集合部分の連通及び遮断を切り替えることによって、内燃機関から複数の通路に排出された排気ガスが合流するまでの長さであるデュアル長を変えることができるので、排気ガスの脈動を変化させることができる。従って、必要に応じて切替え弁を切り替えることにより、運転状態に応じて排気効果を向上させることができ、高いトルクを得ることができる。
【０００３】
ここで、内燃機関の排気管内には、排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の浄化を目的としてＮＯｘ触媒が多く用いられているものがある。このようなＮＯｘ触媒は、排気ガス中に含まれる硫黄成分も吸収するが、硫黄成分を多く吸収すると、吸収することができるＮＯｘの量が少なくなり、ＮＯｘ触媒の浄化能力が低下する。このようにＮＯｘ触媒に吸収された硫黄成分は、ＮＯｘ触媒の温度が一定温度よりも高くなるとＮＯｘ触媒から放出されるが、通常ＮＯｘ触媒が使用される環境下では、ＮＯｘ触媒の温度は硫黄成分を放出できる温度よりも低い。このため、従来の排気通路の制御装置では、ＮＯｘ触媒の温度を上昇できるように制御しているものがある。例えば、特許文献１に記載の排気通路長制御装置では、複数の排気管における２箇所の集合部分の間に、ＮＯｘ触媒を配設している。
【０００４】
このように設けられるＮＯｘ触媒の温度を上昇させる必要がある場合には、複数の気筒から空燃比の異なる排気ガス、即ち、リーン空燃比の排気ガスとリッチ空燃比の排気ガスとを排出し、前記切替え弁を開く。これにより、これらの空燃比の異なる排気ガスが合流するので、リーン空燃比の排気ガスに含まれる酸素とリッチ空燃比の排気ガスに含まれる炭化水素とがＮＯｘ触媒で酸化反応し、ＮＯｘ触媒の温度が上昇する。この結果、ＮＯｘ触媒は硫黄成分を放出できる温度に達し、硫黄成分を放出するので、ＮＯｘ触媒の浄化能力を確保することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、内燃機関の運転状態に応じて性能を確保する場合には、特許文献１に記載の排気通路長制御装置のように、デュアル長を変化させて排気脈動効果を向上させる以外に、排気管内に設けられる浄化手段である触媒を、運転状況に応じてバイパスさせることによっても性能を確保することができる。つまり、内燃機関の運転する際には、排気脈動効果を向上させる以外に、運転状況に応じて、排気ガスを触媒に通す必要がある場合には触媒を通し、触媒を通す必要がない場合には触媒をバイパスさせるように内燃機関の運転状態に応じて切り替え、触媒をバイパスさせる場合における背圧を低減することによっても、性能を確保することができる。
【０００７】
しかし、これらにより性能を確保するために、デュアル長を変化させることと、運転状況に応じて触媒をバイパスさせることとを共に実現するためには、デュアル長を変化させるために設けられる切替え弁以外に、触媒をバイパスするかを切り替える切替え弁が必要になる。このため、切替え弁の数が増えると共に、排気管の構成が複雑になるので、車両への搭載性が低下する虞があり、また、製造コストが上昇する虞があった。さらに、切替え弁の数が増えることにより、制御も複雑になる虞があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを、簡易な構成で両立することのできる可変排気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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る可変排気装置は、複数の気筒を有する内燃機関の一部の前記気筒から排出される排気ガスが流れる第１通路と、前記第１排気通路に流れる前記排気ガスを排出する前記気筒とは異なる前記気筒から排出される前記排気ガスが流れる第２通路と、前記第１通路内に配設されると共に前記排気ガスを浄化する第１浄化手段と、前記第２通路内に配設されると共に前記排気ガスを浄化する第２浄化手段と、前記第１通路内を流れる前記排気ガスの流れ方向における前記第１浄化手段の下流側の位置と前記第２通路内を流れる前記排気ガスの流れ方向における前記第２浄化手段の下流側の位置とで前記第１通路及び前記第２通路に接続される共通通路と、前記排気ガスの流れ方向における前記第１浄化手段の上流側の位置で前記第１通路から分岐している第１分岐通路と、前記排気ガスの流れ方向における前記第２浄化手段の上流側の位置で前記第２通路から分岐している第２分岐通路と、一端が前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とに連通可能に設けられると共に他端が前記共通通路に接続される連結通路と、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とに接続され、且つ、少なくとも前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ遮断させる、または、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させる、または、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させることを切り替え可能に設けられた切替手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明では、第１浄化手段が配設されている第１通路から分岐した第１分岐通路と、第２浄化手段が配設されている第２通路から分岐した第２分岐通路と、共通通路に接続されると共に第１分岐通路及び第２分岐通路と連通可能に設けられた連結通路との連通を、切替手段によって切り替え可能に設けている。これらのように設けることにより、第１分岐通路と第２分岐通路と連結通路とをそれぞれ遮断させた場合には、排気ガスは第１通路や第２通路を通るので、デュアル長は長くなり、第１浄化手段や第２浄化手段を通過する。これにより、内燃機関運転時の低回転時における排気脈動効果を向上させることができる。また、第１分岐通路と第２分岐通路とを連通させた場合には、第１分岐通路や第２分岐通路を通った排気ガスが合流するので、デュアル長は短くなり、第１浄化手段や第２浄化手段を通過する。これにより、内燃機関運転時の高回転時における排気脈動効果を向上させることができる。
【００１１】
また、第１分岐通路と連結通路及び第２分岐通路と連結通路とをそれぞれ連通させた場合には、排気ガスは第１分岐通路から連結通路、または第２分岐通路から連結通路を通って共通通路に流れるので、第１浄化手段や第２浄化手段をバイパスさせることができる。これにより、内燃機関の運転状態に応じて背圧を低減することができる。また、この場合において、第１分岐通路と第２分岐通路とを連通させた場合にはデュアル長は短くなるので、高回転時における排気脈動効果を向上させることができ、第１分岐通路と第２分岐通路とを連通させない場合にはデュアル長は長くなるので、低回転時における排気脈動効果を向上させることができる。これらのように、第１分岐通路と、第２分岐通路と、連結通路との連通を、切替手段によって切り替え可能に設けることにより、複数の気筒から排出される排気ガスが合流するまでの長さを変化させたり、排気ガスを第１通路及び第２通路に通したり通さなかったりすることができる。これらの結果、内燃機関の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを、簡易な構成で両立することができる。
【００１２】
また、この発明に係る可変排気装置は、前記切替手段は、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させた際には、さらに前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、切替手段を切り替えることによって、第１分岐通路と連結通路及び第２分岐通路と連結通路とをそれぞれ連通させた際には、第１分岐通路と第２分岐通路とを連通させているので、第１浄化手段や第２浄化手段をバイパスさせた場合におけるデュアル長を短くすることができる。これにより、第１浄化手段及び第２浄化手段をバイパスできるので、内燃機関の運転状態に応じて背圧を低減できると共に、高回転時における排気脈動効果を向上させることができる。これらの結果、より確実に内燃機関の運転状態に応じて排気脈動効果を向上させることができると共に運転状態に応じて背圧を低減することができる。
【００１４】
また、この発明に係る可変排気装置は、前記切替手段は、それぞれが前記切替手段内で連通した第１開口部と第２開口部と第３開口部とを有しており、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ遮断させる場合には、前記第１開口部と前記第２開口部と前記第３開口部とは、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とには連通させず、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させる場合には、前記第１開口部と前記第２分岐通路とを連通させると共に前記第２開口部と前記第１分岐通路とを連通させ、且つ、前記第３開口部は前記連結通路には連通させず、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させる場合には、前記第１開口部と前記第１分岐通路とを連通させると共に前記第２開口部と前記第２分岐通路とを連通させ、さらに、前記第３開口部と前記連結通路とを連通させることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、切替手段に、当該切替手段内で連通した第１開口部と第２開口部と第３開口部とを設け、切替手段を切り替える場合にはこれらの第１〜３開口部と、第１分岐通路、第２分岐通路及び連結通路を連通させたり連通させなかったりすることにより、第１分岐通路、第２分岐通路、連結通路を、より確実に互いに連通させたり連通させなかったりすることができる。これにより、１つの切替手段を切り替えるのみでデュアル長を変化させたり、浄化手段をバイパスさせたりすることができる。この結果、より確実に簡易な構成で、内燃機関の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを両立することができる。
【００１６】
また、この発明に係る可変排気装置は、前記連結通路は、共に前記共通通路に接続される第１連結通路と第２連結通路とからなり、前記切替手段には７つの開口部が形成されていると共に、前記７つの開口部のうち第１開口部と第２開口部、及び第３開口部と第４開口部、及び第５開口部と第６開口部と第７開口部とが、それぞれ前記切替手段内で連通しており、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ遮断させる場合には前記開口部は、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路と前記連結通路とには連通させず、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させる場合には、前記第１開口部と前記第１分岐通路とを連通させると共に前記第２開口部と前記第１連結通路とを連通させ、且つ、前記第３開口部と前記第２分岐通路とを連通させると共に前記第４開口部と前記第２連結通路とが連通させ、前記第１分岐通路と前記第２分岐通路とを連通させると共に、前記第１分岐通路と前記連結通路及び前記第２分岐通路と前記連結通路とをそれぞれ連通させる場合には、前記第５開口部と前記第１分岐通路とを連通させると共に前記第６開口部と前記第２分岐通路とを連通させ、さらに、前記第７開口部と前記連結通路とを連通させることを特徴とする。
【００１７】
この発明では、連結通路を第１連結通路と第２連結通路とから構成し、切替手段に７つの開口部を形成している。この開口部は、上記のように第１開口部と第２開口部、第３開口部と第４開口部、第５開口部と第６開口部と第７開口部とが、それぞれ切替手段内で連通している。この切替手段を切り替える場合には、これらの開口部と、第１分岐通路、第２分岐通路、第１連結通路、第２連結通路を連通させたり連通させなかったりすることにより、第１分岐通路、第２分岐通路、第１連結通路、第２連結通路を、より確実に互いに連通させたり連通させなかったりすることができる。特に、連結通路を第１連結通路と第２連結通路とから構成しているので、第１分岐通路と第２分岐通路とを連通させる場合でも連通させない場合でも、第１分岐通路と第１連結通路、及び第２分岐通路と第２連結通路とを連通させることができる。これにより、第１分岐通路と第２分岐通路との連通の状態に関わらず、第１分岐通路と第１連結通路、及び第２分岐通路と第２連結通路とを連通させ、浄化手段をバイパスさせることができる。この結果、簡易な構成で、より確実に内燃機関の運転状態に応じて背圧を低減することができる。
【００１８】
また、この発明に係る可変排気装置は、さらに、前記共通通路には、前記共通通路内を流れる前記排気ガスを浄化する共通浄化手段が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
この発明では、連結通路が接続された共通通路に共通浄化手段を設けているので、第１浄化手段及び第２浄化手段をバイパスさせた排気ガスを、共通通路内の共通浄化手段で浄化させることができる。これにより、第１浄化手段及び第２浄化手段をバイパスさせ、背圧を低減させた場合における排気ガスの浄化作用を確保することができる。この結果、背圧を低減させた場合におけるエミッション性能を確保することができる。
【００２０】
また、この発明に係る可変排気装置は、さらに、前記連結通路には、前記連結通路内の連通と遮断とを切り替え可能に設けられた連結通路切替手段が配設されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明では、連結通路に連結通路切替手段を設けているので、切替手段を切り替えることにより第１分岐通路と第２分岐通路のみを連通させ、第１分岐通路及び第２分岐通路と連結通路とを遮断することが出来ない形態においても、連結通路切替手段で連結通路を遮断することにより、第１分岐通路と第２分岐通路のみを連通させることができる。これにより、より確実にデュアル長を短くすることができる。この結果、簡易な構成で、より確実に内燃機関の運転状態に応じて排気脈動効果の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る可変排気装置は、内燃機関の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを、簡易な構成で両立することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る可変排気装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明の実施例１に係る可変排気装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１には、本発明の実施例１に係る可変排気装置１０が備えられており、この内燃機関１は、複数の気筒３を有している。この複数の気筒３は、内燃機関１の運転時における出力軸であるクランクシャフト（図示省略）に対して気筒３が２方向に向けて形成されており、このように形成された気筒３を有する当該内燃機関１は、いわゆるＶ型の内燃機関１となっている。このＶ型の内燃機関１は、３つの気筒３が１つの組となってバンク５を形成しており、このバンク５が２つ設けられている。即ち、当該内燃機関１は、６つの気筒３を有している。また、２つのバンク５のうち、一方のバンク５は第１バンク６となっており、他方のバンク５は第２バンク７となっている。
【００２５】
このように複数の気筒３が形成される内燃機関１には、内燃機関１の運転時に内燃機関１から排出される排気ガスが流れる排気通路である排気管１１が接続されている。この排気管１１は各気筒３に接続されており、第１バンク６に形成される気筒３に接続される排気管１１は第１排気管１２となっており、第２バンク７に形成される気筒３に接続される排気管１１は第２排気管１３となっている。このうち、第１排気管１２は、第１バンク６に形成される気筒３から排出される排気ガスが流れる第１通路となっており、第２排気管１３は、第２バンク７に形成される気筒３から排出される排気ガスが流れる第２通路となっている。これらの第１排気管１２、及び第２排気管１３は、それぞれ３つの気筒３に接続された３つの排気管１１が１つに集合して形成されている。
【００２６】
また、第１排気管１２内には、第１排気管１２内を流れる排気ガスを浄化する第１浄化手段である第１触媒３１が配設されており、第２排気管１３内には、第２排気管１３内を流れる排気ガスを浄化する第２浄化手段である第２触媒３２が配設されている。さらに、これらの第１排気管１２及び第２排気管１３は、第１排気管１２内を流れる排気ガスの流れ方向における第１触媒３１の下流側の位置と、第２排気管１３内を流れる排気ガスの流れ方向における第２触媒３２の下流側の位置とで集合して１つの排気管１１に接続されており、第１排気管１２及び第２排気管１３が接続されたこの排気管１１は、共通通路である集合排気管２２となっている。つまり、第１排気管１２と第２排気管１３とは、共に内燃機関１側に位置する端部と反対側の端部で集合排気管２２に接続されている。この集合排気管２２内には、当該集合排気管２２内を流れる排気ガスを浄化する共通浄化手段である共通触媒３５が設けられている。
【００２７】
このように集合排気管２２に設けられる共通触媒３５と、第１触媒３１及び第２触媒３２は、炭化水素（ＨＣ）と、一酸化炭素（ＣＯ）と、窒素酸化物（ＮＯｘ）との３物質を酸化・還元反応によって同時に除去する、いわゆる三元触媒となっている。また、これらの第１触媒３１、第２触媒３２、共通触媒３５は、浄化温度は同じであるが、排気ガスは、流れ方向で放熱し温度勾配を持つため、共通触媒３５よりも、排気ガスの流れ方向において上流側に位置する第１触媒３１及び第２触媒３２の方が、高温に晒されることになる。
【００２８】
また、第１排気管１２は、第１排気管１２内を流れる排気ガスの流れ方向における第１触媒３１の上流側の位置で分岐しており、この分岐している部分は第１分岐通路である第１分岐管１５となっている。同様に、第２排気管１３は、第２排気管１３内を流れる排気ガスの流れ方向における第２触媒３２の上流側の位置で分岐しており、この分岐している部分は第２分岐通路である第２分岐管１６となっている。これらの第１分岐管１５と第２分岐管１６との間には、切替手段である切替バルブ４０が設けられており、第１分岐管１５及び第２分岐管１６は、切替バルブ４０に接続されている。
【００２９】
また、この切替バルブ４０には、連結通路である連結排気管２１が接続されており、この連結排気管２１は、両端部のうちの一端が切替バルブ４０に接続され、他端が第１排気管１２と第２排気管１３と集合排気管２２との接続部分に接続されている。つまり、連結排気管２１は、切替バルブ４０と集合排気管２２とに接続されており、これらの間に設けられている。
【００３０】
また、切替バルブ４０は、このように第１分岐管１５と第２分岐管１６と連結排気管２１とに接続されており、また、切替バルブ４０には、切替バルブ４０を作動可能に設けられたアクチュエータ（図示省略）が接続されている。これにより、切替バルブ４０は作動可能になっており、第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１は、切替バルブ４０を作動させることにより、切替バルブ４０を介して連通したり切替バルブ４０によって遮断されたりする。
【００３１】
また、第１排気管１２には、当該第１排気管１２内を流れる排気ガスの流れ方向において、第１分岐管１５が第１排気管１２から分岐している部分の上流側と前記内燃機関１との間に、排気ガスの成分を検出する排気成分検出手段である第１排気成分センサ５１が設けられている。また、第２排気管１３には、第１排気管１２と同様に、第２排気管１３内を流れる排気ガスの流れ方向において、第２分岐管１６が第２排気管１３から分岐している部分の上流側と前記内燃機関１との間に、排気成分検出手段である第２排気成分センサ５２が設けられている。さらに、集合排気管２２には、当該集合排気管２２内を流れる排気ガスの流れ方向における共通触媒３５の下流側に、排気成分検出手段である共通排気成分センサ５５が設けられている。
【００３２】
これらのように設けられる切替バルブ４０、第１排気成分センサ５１、第２排気成分センサ５２及び共通排気成分センサ５５は、全て当該内燃機関１を搭載する車両（図示省略）の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）からなる制御部６０に接続されている。
【００３３】
ＥＣＵからなるこの制御部６０には、処理部６１、記憶部６２及び入出力部６３が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、制御部６０に接続されている切替バルブ４０、第１排気成分センサ５１、第２排気成分センサ５２及び共通排気成分センサ５５は、入出力部６３に接続されており、入出力部６３は、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部６２には、本発明に係る可変排気装置１０を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部６２は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００３４】
また、処理部６１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されている。当該可変排気装置１０が有する切替バルブ４０の制御は、第１排気成分センサ５１など車両の各部に設けられたセンサによる検出結果に基づいて、処理部６１が前記コンピュータプログラムを当該処理部６１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて切替バルブ４０を作動させることにより制御する。その際に処理部６１は、適宜記憶部６２へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように可変排気装置１０を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵとは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００３５】
図２は、図１のＡ部詳細図である。切替バルブ４０は、断面形状が略円形になっており、内部には穴状の通路であるガス通路が形成されている。このガス通路は、第１ガス通路４１と第２ガス通路４２とからなり、第１ガス通路４１と第２ガス通路４２とは、切替バルブ４０内で接続されている。詳しくは、第１ガス通路４１は切替バルブ４０を貫通しており、その両端が切替バルブ４０の外側の面であるバルブ外周面４８に開口し、それぞれ第１開口部４５と第２開口部４６になっている。また、第２ガス通路４２は、一端が切替バルブ４０の内部で第１ガス通路４１に接続され、第１ガス通路４１に連通しており、他端がバルブ外周面４８に開口し、第３開口部４７になっている。このうち、第１開口部４５と第２開口部４６とは、第１分岐管１５及び第２分岐管１６の内部の断面形状と同等の形状になっており、第３開口部４７は、連結排気管２１の内部の断面形状と同等の形状になっている。
【００３６】
このように形成される切替バルブ４０は、当該切替バルブ４０の断面形状である円形の中心を中心として回動可能になっている。また、第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１は、バルブ外周面４８に対向し、ほぼ接するように形成され、実質的に切替バルブ４０に接続されている。これらの第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１は、切替バルブ４０が回動することにより、第１開口部４５、第２開口部４６、第３開口部４７から第１ガス通路４１や第２ガス通路４２に連通したり、バルブ外周面４８によって遮断されたりする。
【００３７】
この実施例１に係る可変排気装置１０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。内燃機関１を運転すると、気筒３内に空気と燃料との混合気が吸入され、気筒３内で燃料が燃焼する。燃料の燃焼後のガスは、排気ガスとなって排気管１１内に排出され、第１バンク６に設けられた気筒３から排出される排気ガスは、第１排気管１２内に排出され、第２バンク７に設けられた気筒３から排出される排気ガスは、第２排気管１３内に排出される。
【００３８】
内燃機関１の運転時には、このように排気ガスが発生し、排気ガスは排気管１１内を流れるが、内燃機関１の暖気運転時や低回転・低負荷時には、切替バルブ４０で第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を遮断する。なお、内燃機関１の運転状態は、第１排気成分センサ５１など車両の各部に設けられたセンサによる検出結果に基づいて制御部６０で総合的に判断する。このように、切替バルブ４０に接続されている全ての排気管１１を遮断する場合には、切替バルブ４０を作動させて第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を、バルブ外周面４８で塞ぐ（図２参照）。このように、第１分岐管１５と第２分岐管１６を遮断した場合には、内燃機関１から排出された排気ガスは第１分岐管１５及び第２分岐管１６の方向には流れず、第１排気管１２内を流れる排気ガスは第１触媒３１の方向に流れ、第２排気管１３内を流れる排気ガスは第２触媒３２の方向に流れる。これにより、排気ガスは第１触媒３１や第２触媒３２を通過し、これらを通過する際に浄化される。
【００３９】
第１分岐管１５及び第２分岐管１６が切替バルブ４０によって遮断されている状態では、排気ガスはこのように第１触媒３１や第２触媒３２を通過するが、内燃機関１の暖気運転時や低回転・低負荷時には、排気ガスの温度は低くなっている。このため、第１分岐管１５及び第２分岐管１６を切替バルブ４０によって遮断し、排気ガスが第１触媒３１や第２触媒３２を通過するようにした場合でも、第１分岐管１５及び第２分岐管１６の温度が高くなり過ぎることを抑制できる。
【００４０】
第１触媒３１や第２触媒３２を通過した排気ガスは、さらに下流に流れて第１排気管１２と第２排気管１３とが接続されている集合排気管２２内に流れ、集合排気管２２内で合流する。この集合排気管２２には共通触媒３５が設けられているため、集合排気管２２内で合流した排気ガスは、共通触媒３５を通過し、共通触媒３５によって浄化される。
【００４１】
このように、内燃機関１の暖気運転時や低回転・低負荷時には、切替バルブ４０で第１分岐管１５や第２分岐管１６を遮断することにより、排気ガスは第１触媒３１や第２触媒３２を通過するが、このような運転状態の場合における背圧は、比較的低くなっている。このため、第１触媒３１や第２触媒３２は排気ガスの流れの大きな抵抗にはなり難くなっており、排気ガスは容易に流れる。また、第１排気管１２や第２排気管１３を通る排気ガスは、集合排気管２２で合流するため、内燃機関１から排出された排気ガスが複数の通路を通った状態での、この通路の長さであるデュアル長が長くなる。このため、排気脈動は、内燃機関１を低回転で運転している場合に適した排気脈動になり、内燃機関１の低回転時における性能が確保される。
【００４２】
図３は、第１分岐管と第２分岐管とを連通させた状態を示す説明図である。前記内燃機関１の運転時における高回転・低負荷時には、切替バルブ４０で第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通させ、連結排気管２１は遮断する。第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を、このような状態にする場合には、切替バルブ４０を作動させて第２開口部４６と第１分岐管１５とを連通させ、第１開口部４５と第２分岐管１６とを連通させる。これにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６とは、第１ガス通路４１に対して連通するので、この第１分岐管１５と第２分岐管１６とは、第１ガス通路４１を介して連通する。また、連結排気管２１は、切替バルブ４０のバルブ外周面４８で塞ぐ。
【００４３】
このように、第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通した場合には、内燃機関１から排出された排気ガスの一部は第１分岐管１５内及び第２分岐管１６内に流れ、第１分岐管１５、第２分岐管１６、第１ガス通路４１のいずれかの部分で、第１分岐管１５内の排気ガスと第２分岐管１６内の排気ガスとは合流する。これにより、第１分岐管１５及び第２分岐管１６の方向に流れた排気ガスは、第１触媒３１や第２触媒３２の方向には向かわないため、デュアル長が短くなる。このため、排気脈動は、内燃機関１を高回転で運転している場合に適した排気脈動になり、内燃機関１の高回転時における性能が確保される。
【００４４】
また、第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通させても、連結排気管２１は遮断させているので、排気ガスは第１触媒３１または第２触媒３２を通って集合排気管２２の方向に向かうが、内燃機関１を低負荷で運転している場合における背圧は、比較的低くなっている。このため、第１触媒３１や第２触媒３２は排気ガスの流れの大きな抵抗にはなり難くなっており、排気ガスは容易に流れる。
【００４５】
図４は、第１分岐管、第２分岐管、連結排気管を連通させた状態を示す説明図である。前記内燃機関１の運転時における高回転・高負荷時には、切替バルブ４０で第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を全て連通させる。第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を、このような状態にする場合には、切替バルブ４０を作動させて第１開口部４５と第１分岐管１５とを連通させ、第２開口部４６と第２分岐管１６とを連通させ、さらに、第３開口部４７と連結排気管２１とを連通させる。これにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６とは、第１ガス通路４１に対して連通し、連結排気管２１は第２ガス通路４２に対して連通するので、第１分岐管１５と第２分岐管１６と連結排気管２１とは、第１ガス通路４１及び第２ガス通路４２を介して連通する。
【００４６】
このように、第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を連通させた場合には、内燃機関１から排出された排気ガスは、第１排気管１２内から第１分岐管１５内に流れると共に、第２排気管１３内から第２分岐管１６内に流れる。これにより、排気ガスは第１分岐管１５、第２分岐管１６、第１ガス通路４１のいずれかの部分で合流する。さらに、合流した排気ガスは、第２ガス通路４２を通って連結排気管２１内に流れ、連結排気管２１内から集合排気管２２の方向に向かって集合排気管２２内に流れる。このため、内燃機関１から排出された排気ガスは、第１触媒３１及び第２触媒３２を通らずに集合排気管２２内に流れ、集合排気管２２に配設された共通触媒３５を通過し、共通触媒３５で浄化される。つまり、第１触媒３１と第２触媒３２とはバイパスされ、排気ガスはこれらを通過せずに、集合排気管２２内に流れる。
【００４７】
内燃機関１を高回転・高負荷で運転する際には、背圧は比較的高くなっているが、この運転状態の時には、切替バルブ４０を切り替えて第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスさせているので、背圧が低減され、排気ガスは効率良く流れる。
【００４８】
また、切替バルブ４０を切り替えて第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を連通させた状態では、排気ガスはこのように第１触媒３１及び第２触媒３２は通過せず、第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を通って集合排気管２２内に流れ、共通触媒３５を通過する。また、内燃機関１を高回転・高負荷で運転する際には、排気ガスの温度は高くなるが、排気ガスは放熱しながら下流方向に流れる。このため、高温の排気ガスが共通触媒３５を通過する際には、排気ガスの温度は低下しているので、共通触媒３５の温度が高くなり過ぎることが抑制される。
【００４９】
また、排気ガスは、第１分岐管１５、第２分岐管１６、第１ガス通路４１のいずれかの部分で合流するため、デュアル長が短くなる。このため、排気脈動は、内燃機関１を高回転で運転している場合に適した排気脈動になり、内燃機関１の高回転時における性能が確保される。
【００５０】
以上の可変排気装置は、第１触媒３１が配設されている第１排気管１２から分岐した第１分岐管１５と、第２触媒３２が配設されている第２排気管１３から分岐した第２分岐管１６と、集合排気管２２に接続されると共に第１分岐管１５及び第２分岐管１６と連通可能に設けられた連結排気管２１との連通を、切替バルブ４０によって切り替え可能に設けている。これらのように設けることにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６と連結排気管２１とをそれぞれ遮断させた場合には、排気ガスは第１排気管１２内や第２排気管１３内を通るので、デュアル長は長くなり、内燃機関１運転時の低回転時における排気脈動効果を向上させることができる。また、第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通させた場合には、第１分岐管１５や第２分岐管１６を通った排気ガスが合流するので、デュアル長は短くなり、内燃機関１運転時の高回転時における排気脈動効果を向上させることができる。
【００５１】
また、第１分岐管１５と連結排気管２１及び第２分岐管１６と連結排気管２１とをそれぞれ連通させた場合には、排気ガスは第１分岐管１５から連結排気管２１、または第２分岐管１６から連結排気管２１を通って集合排気管２２に流れるので、第１触媒３１や第２触媒３２をバイパスさせることができる。これにより、内燃機関１の高負荷運転時など背圧が高くなる運転状態においても背圧を低減することができ、運転状態に応じて背圧を低減することができる。これらのように、第１分岐管１５と、第２分岐管１６と、連結排気管２１との連通を、１つの切替バルブ４０によって切り替え可能に設けることにより、複数の気筒３から排出される排気ガスが合流するまでの長さを変化させたり、排気ガスを第１触媒３１及び第２触媒３２に通したり通さなかったりすることができる。これらの結果、内燃機関１の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを、簡易な構成で両立することができる。
【００５２】
また、切替バルブ４０を切り替えることによって、第１分岐管１５と連結排気管２１及び第２分岐管１６と連結排気管２１とをそれぞれ連通させた際には、第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通させているので、第１触媒３１や第２触媒３２をバイパスさせた場合におけるデュアル長を短くすることができる。これにより、第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスできるので、内燃機関１の運転状態に応じて背圧を低減できると共に、高回転時における排気脈動効果を向上させることができる。これらの結果、より確実に内燃機関１の運転状態に応じて排気脈動効果を向上させることができると共に運転状態に応じて背圧を低減することができる。
【００５３】
また、切替バルブ４０に、第１ガス通路４１によって切替バルブ４０内で連通した第１開口部４５と第２開口部４６とを設け、さらに、第１ガス通路４１に連通する第２ガス通路４２によって切替バルブ４０内で第１開口部４５及び第２開口部４６と連通した第３開口部４７を設けている。切替バルブ４０を切り替える場合にはこれらの第１開口部４５、第２開口部４６、第３開口部４７と、第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管２１を連通させたり連通させなかったりすることにより、第１分岐管１５、第２分岐管１６、連結排気管２１を、より確実に互いに連通させたり連通させなかったりすることができる。これにより、１つの切替バルブ４０を切り替えるのみでデュアル長を変化させたり、第１触媒３１や第２触媒３２をバイパスさせたりすることができる。この結果、より確実に簡易な構成で、内燃機関の運転状態に応じた排気脈動効果の向上と運転状態に応じて背圧を低減することとを両立することができる。
【００５４】
また、連結排気管２１が接続された集合排気管２２に共通触媒３５を設けているので、第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスさせた排気ガスを、集合排気管２２内の共通触媒３５で浄化させることができる。これにより、第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスさせ、背圧を低減させた場合における排気ガスの浄化作用を確保することができる。この結果、背圧を低減させた場合におけるエミッション性能を確保することができる。
【実施例２】
【００５５】
本実施例２に係る可変排気装置は、実施例１に係る可変排気装置と略同様の構成であるが、連結排気管が第１連結通路と第２連結通路と有している点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略すると共に、同一の符号を付す。図５は、本発明の実施例２に係る可変排気装置が設けられた内燃機関の概略図である。図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。同図に示す可変排気装置７０は、実施例１に係る可変排気装置１０と同様に切替バルブ８０が設けられており、この切替バルブ８０を切り替えることにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６と連結排気管７５の連通と遮断とを切り替えることができる。このように、切替バルブ８０によって連通と遮断とが切り替えられる第１分岐管１５と第２分岐管１６と連結排気管７５とのうち、連結排気管７５は、内側に当該連結排気管７５内を２つの空間に区切る仕切板７８が設けられている。これにより、連結排気管７５内は、第１連結通路７６と第２連結通路７７とに区切られている。これらの第１連結通路７６と第２連結通路７７とは、当該連結排気管７５の形成方向、或いは、連結排気管７５内を流れる排気ガスの流れ方向に沿って、略平行に形成されている。
【００５６】
図７は、図５のＣ部詳細図である。実施例２に係る可変排気装置に設けられる切替バルブ８０は、実施例１に係る可変排気装置１０に設けられる切替バルブ４０と異なり、７つの開口部が形成されている。また、この切替バルブ８０には、内部に穴状の通路であるガス通路が形成されており、このガス通路は、第１ガス通路８１、第２ガス通路８２、第３ガス通路８３及び第４ガス通路８４を有している。詳しくは、第１ガス通路８１は、両端部がバルブ外周面８８の２箇所に開口されており、この２箇所に開口された開口部は、第１開口部９１と第２開口部９２になっている。第２ガス通路８２も同様に、両端部がバルブ外周面８８の２箇所に開口されており、この２箇所に開口された開口部は、第３開口部９３と第４開口部９４になっている。これらの開口部のうち、第１開口部９１と第３開口部９３とは、第１分岐管１５及び第２分岐管１６の内部の断面形状と同等の形状になっている。また、第２開口部９２は第１連結通路７６の内部の断面形状と同等の形状になっており、第４開口部９４は第２連結通路７７の内部の断面形状と同等の形状になっている。さらに、第２開口部９２と第４開口部９４との配置は、第１連結通路７６及び第２連結通路７７における切替バルブ８０に対向している部分の配置と同じ配置になっている。
【００５７】
また、第３ガス通路８３は、切替バルブ８０を貫通しており、その両端がバルブ外周面８８に開口し、それぞれ第５開口部９５と第６開口部９６になっている。また、第４ガス通路８４は、一端が切替バルブ８０の内部で第３ガス通路８３に接続され、第３ガス通路８３に連通しており、他端がバルブ外周面８８に開口し、第７開口部９７になっている。これらの開口部のうち、第５開口部９５と第６開口部９６とは、第１分岐管１５及び第２分岐管１６の内部の断面形状と同等の形状になっている。また、第７開口部９７は、第１連結通路７６と第２連結通路７７とを合わせた状態の内部の断面形状と同等の形状になっている。
【００５８】
この実施例２に係る可変排気装置７０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。実施例２における内燃機関１の運転時における暖気運転時や低回転・低負荷時には、切替バルブ８０で第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管７５を遮断する。このように、切替バルブ８０に接続されている全ての排気管１１を遮断する場合には、切替バルブ８０を作動させて第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管７５をバルブ外周面８８で塞ぐ。これにより、内燃機関１から排出された排気ガスは第１触媒３１や第２触媒３２を通過し、これらを通過する際に浄化される。また、第１触媒３１や第２触媒３２を通過した排気ガスは、さらに下流に流れて集合排気管２２内に流れ、集合排気管２２内で合流する。集合排気管２２内で合流した排気ガスは、共通触媒３５を通過し、共通触媒３５によって浄化される。
【００５９】
このように、内燃機関１の暖気運転時や低回転・低負荷時には、切替バルブ８０で第１分岐管１５や第２分岐管１６を遮断することにより、第１排気管１２や第２排気管１３を通る排気ガスは集合排気管２２で合流するため、デュアル長が長くなる。このため、排気脈動は、内燃機関１を低回転で運転している場合に適した排気脈動になり、内燃機関１の低回転時における性能が確保される。
【００６０】
図８は、第１分岐管と第１連結通路、及び第２分岐管と第２連結通路とをそれぞれ連通させた状態を示す説明図である。前記内燃機関１の運転時における低回転・高負荷時には、切替バルブ８０で第１分岐管１５と第１連結通路７６とを連通させ、第２分岐管１６と第２連結通路７７とを連通させる。第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管７５を、このような状態にする場合には、切替バルブ８０を作動させて第１開口部９１と第１分岐管１５とを連通させ、第２開口部９２と第１連結通路７６とを連通させる。また、第３開口部９３と第２分岐管１６とを連通させ、第４開口部９４と第２連結通路７７とを連通させる。これにより、第１分岐管１５と第１連結通路７６とは、第１ガス通路８１に対して連通するので、第１分岐管１５と第１連結通路７６とは、第１ガス通路８１を介して連通する。同様に、第２分岐管１６と第２連結通路７７とは、第２ガス通路８２に対して連通するので、第２分岐管１６と第２連結通路７７とは、第２ガス通路８２を介して連通する。
【００６１】
このように、第１分岐管１５と第１連結通路７６とを連通させ、第２分岐管１６と第２連結通路７７とを連通させた場合には、内燃機関１から第１排気管１２内に排出された排気ガスは、第１排気管１２内から第１分岐管１５内に流れ、第１ガス通路８１を通って第１連結通路７６内に流れる。また、内燃機関１から第２排気管１３内に排出された排気ガスは、第２排気管１３内から第２分岐管１６内に流れ、第２ガス通路８２を通って第２連結通路７７内に流れる。第１連結通路７６内に流れた排気ガスと第２連結通路７７内に流れた排気ガスは、共に集合排気管２２内に流れ、集合排気管２２内で合流する。このように、内燃機関１から排出された排気ガスは、集合排気管２２内に流入するまでは異なる経路で流れるため、デュアル長が長くなっている。このため、排気脈動は、内燃機関１を低回転で運転している場合に適した排気脈動になり、内燃機関１の低回転時における性能が確保される。
【００６２】
また、内燃機関１を高負荷で運転する際には、背圧は比較的高くなっているが、この運転状態の場合に切替バルブ８０を切り替えて、排気ガスを第１分岐管１５から第１連結通路７６、または第２分岐管１６から第２連結通路７７に流して集合排気管２２内に流入させている。つまり、第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスさせている。これにより、背圧が低減され、排気ガスは効率良く流れる。
【００６３】
図９は、第１分岐管、第２分岐管、連結排気管を連通させた状態を示す説明図である。前記内燃機関１の運転時における高回転・高負荷時には、切替バルブ８０で第１分岐管１５と第２分岐管１６と第１連結通路７６と第２連結通路７７とを全て連通させる。第１分岐管１５、第２分岐管１６及び連結排気管７５を、このような状態にする場合には、切替バルブ８０を作動させて第５開口部９５と第１分岐管１５とを連通させ、第６開口部９６と第２分岐管１６とを連通させ、さらに、第７開口部９７と第１連結通路７６と第２連結通路７７とを連通させる。つまり、第７開口部９７と連結排気管７５とを連通させる。これにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６とは、第３ガス通路８３に対して連通し、第１連結通路７６と第２連結通路７７は第４ガス通路８４に対して連通するので、第１分岐管１５と第２分岐管１６と第１連結通路７６と第２連結通路７７とは、第３ガス通路８３及び第４ガス通路８４を介して連通する。
【００６４】
このように、第１分岐管１５、第２分岐管１６、第１連結通路７６及び第２連結通路７７を連通させた場合には、内燃機関１から排出された排気ガスは、第１排気管１２内から第１分岐管１５内に流れると共に、第２排気管１３内から第２分岐管１６内に流れる。これにより、排気ガスは第１分岐管１５、第２分岐管１６、第３ガス通路８３のいずれかの部分で合流する。さらに、合流した排気ガスは、第４ガス通路８４を通って第１連結通路７６及び第２連結通路７７、即ち連結排気管７５内に流れ、連結排気管７５内から集合排気管２２の方向に向かって集合排気管２２内に流れる。このため、内燃機関１から排出された排気ガスは、第１触媒３１及び第２触媒３２を通らずに集合排気管２２内に流れる。つまり、第１触媒３１と第２触媒３２とはバイパスされ、排気ガスはこれらを通過せずに、集合排気管２２内に流れる。
【００６５】
内燃機関１を高回転・高負荷で運転する際には、背圧は比較的高くなっているが、この運転状態の場合に、切替バルブ８０を切り替えて、排気ガスを第１分岐管１５及び第２分岐管１６から第１連結通路７６及び第２連結通路７７に流して集合排気管２２内に流入させている。つまり、第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスさせている。これにより、背圧が低減され、排気ガスは効率良く流れる。
【００６６】
また、排気ガスは、第１分岐管１５、第２分岐管１６、第３ガス通路８３のいずれかの部分で合流するため、デュアル長が短くなっている。このため、排気脈動は、内燃機関１を高回転で運転している場合に適した排気脈動になり、内燃機関１の高回転時における性能が確保される。
【００６７】
以上の可変排気装置７０は、連結排気管７５を第１連結通路７６と第２連結通路７７とから構成し、切替バルブ８０に７つの開口部を形成している。この開口部は、上述したように、第１開口部９１と第２開口部９２、第３開口部９３と第４開口部９４、第５開口部９５と第６開口部９６と第７開口部９７とが、それぞれ切替バルブ８０内で連通している。この切替バルブ８０を切り替える場合には、これらの開口部と、第１分岐管１５、第２分岐管１６、第１連結通路７６、第２連結通路７７を連通させたり連通させなかったりすることにより、第１分岐管１５、第２分岐管１６、第１連結通路７６、第２連結通路７７を、より確実に互いに連通させたり連通させなかったりすることができる。特に、連結排気管７５を第１連結通路７６と第２連結通路７７とから構成しているので、第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通させる場合でも連通させない場合でも、第１分岐管１５と第１連結通路７６、及び第２分岐管１６と第２連結通路７７とを連通させることができる。これにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６との連通の状態に関わらず、第１分岐管１５と第１連結通路７６、及び第２分岐管１６と第２連結通路７７とを連通させ、第１触媒３１及び第２触媒３２をバイパスさせることができる。この結果、簡易な構成で、より確実に内燃機関１の運転状態に応じて背圧を低減することができる。
【００６８】
図１０は、本発明の実施例２に係る可変排気装置の変形例を示す概略図である。なお、実施例２に係る可変排気装置７０は、排気ガスの流れを切り替える切替手段は、切替バルブ８０が１つ設けられているのみであるが、切替手段は、排気ガスの流れを切り替える切替手段は、複数配設してもよい。例えば、図１０に示すように、連結排気管７５に、当該連結排気管７５内の連通と遮断とを切り替え可能な連結通路切替手段である連結通路切替バルブ１００を配設してもよい。この場合、連結通路切替バルブ１００を切り替えることにより、第１連結通路７６と第２連結通路７７とは同時に連通、また遮断が切り替えられる。また、この連結通路切替バルブ１００は、切替バルブ８０と同様に制御部６０に接続され、制御部６０によって制御される。
【００６９】
このように連結排気管７５に連結通路切替バルブ１００を配設することにより、実施例２に係る可変排気装置７０のように、第１分岐管１５と第２分岐管１６のみを連通させることが出来ない形態、つまり、第１分岐管１５と第２分岐管１６とを連通させた状態において第１分岐管１５及び第２分岐管１６と連結排気管７５とを遮断することが出来ない形態においても、連結通路切替バルブ１００で連結排気管７５を遮断することにより、第１分岐管１５と第２分岐管１６のみを連通させることができる。
【００７０】
具体的には、実施例２に係る可変排気装置７０において、切替バルブ８０を切り替えて第１分岐管１５と第２分岐管１６と第１連結通路７６と第２連結通路７７とを、第３ガス通路８３及び第４ガス通路８４を介して連通させ（図９参照）、この状態で連結通路切替バルブ１００を切り替えて第１連結通路７６と第２連結通路７７とを共に遮断すると、第１連結通路７６及び第２連結通路７７には排気ガスは流れなくなる。これにより、連結排気管７５に第１連結通路７６と第２連結通路７７とを形成し、切替バルブ８０を切り替えることにより第１分岐管１５と第２分岐管１６と第１連結通路７６と第２連結通路７７とを連通させた場合においても、第１分岐管１５と第２分岐管１６との間のみで排気ガスが流れ、第１分岐管１５と第２分岐管１６のみを連通させることができる。従って、より確実にデュアル長を短くすることができる。この結果、簡易な構成で、より確実に内燃機関１の運転状態に応じて排気脈動効果の向上を図ることができる。
【００７１】
なお、浄化手段として第１排気管１２内に設けられる第１触媒３１、第２排気管１３内に設けられる第２触媒３２、集合排気管２２内に設けられる共通触媒３５は、共に三元触媒となっているが、浄化手段は三元触媒以外のものでもよい。例えば、浄化手段として、炭化水素（ＨＣ）を吸着する吸着手段を用いてもよい。上述した可変排気装置１０、７０の第１触媒３１、第２触媒３２、共通触媒３５に、三元触媒以外の浄化手段を用いた場合でも、内燃機関１の運転状況に応じて、より確実に必要な浄化手段に排気ガスを流すことができる。この結果、より確実に排気ガスを浄化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明に係る可変排気装置は、排気ガスが複数の通路に分かれて流れる場合に有用であり、特に、排気ガスの通路中に浄化手段が設けられている場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例１に係る可変排気装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図２】図１のＡ部詳細図である。
【図３】第１分岐管と第２分岐管とを連通させた状態を示す説明図である。
【図４】第１分岐管、第２分岐管、連結排気管を連通させた状態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例２に係る可変排気装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図５のＣ部詳細図である。
【図８】第１分岐管と第１連結通路、及び第２分岐管と第２連結通路とをそれぞれ連通させた状態を示す説明図である。
【図９】第１分岐管、第２分岐管、連結排気管を連通させた状態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る可変排気装置の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  内燃機関
３  気筒
５  バンク
６  第１バンク
７  第２バンク
１０  可変排気装置
１１  排気管
１２  第１排気管
１３  第２排気管
１５  第１分岐管
１６  第２分岐管
２１  連結排気管
２２  集合排気管
３１  第１触媒
３２  第２触媒
３５  共通触媒
４０、８０  切替バルブ
４１、８１  第１ガス通路
４２、８２  第２ガス通路
４５、９１  第１開口部
４６、９２  第２開口部
４７、９３  第３開口部
４８、８８  バルブ外周面
５１  第１排気成分センサ
５２  第２排気成分センサ
５５  共通排気成分センサ
６０  制御部
６１  処理部
６２  記憶部
６３  入出力部
７０  可変排気装置
７５  連結排気管
７６  第１連結通路
７７  第２連結通路
７８  仕切板
８３  第３ガス通路
８４  第４ガス通路
９４  第４開口部
９５  第５開口部
９６  第６開口部
９７  第７開口部
１００  連結通路切替バルブ
【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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