(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に搭載され、その排気が触媒コンバーターに連通している直列内燃機関を有する自動車であって、各シリンダーからの排気マニフォールドが内燃機関の一方側で結合して共通ダクトとされ、該共通ダクトから異なった断面を持つ２本の供給ダクトが排気ダクトに連通され、大きな断面の上記供給ダクトが弁により閉鎖可能とされ、排気を上記排気ダクトへ導く上記供給ダクトは異なった長さを有しており、大きな断面を持ち内燃機関の下に位置する上記供給ダクトは、自動車の進行方向に向かって上記内燃機関の前側で下側に曲線領域を有し、客室の下側に位置する上記排気ダクトに向かって延びており、小さな断面を持つ供給ダクトは、上記共通ダクトの分離要素近傍と上記排気ダクトとの間に短絡部を形成し、
上記内燃機関（１）の上記排気マニフォールド（２）が三元触媒コンバーター（１２）に直接連結しており、窒素酸化物用トラップ（８）が、排気の流れ方向において上記排気ダクト（１３）とテール・パイプ（１４）の間に位置していることを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方に搭載され、その排気が触媒コンバーターに連通している直列内燃機関を有する自動車であって、各シリンダーからの排気マニフォールドが内燃機関の一方側で結合して共通ダクトとされ、共通ダクトから異なった断面を持つ２本の供給ダクトが排気ダクトに連通され、大きな断面の供給ダクトが弁により閉鎖可能とされ、排気を排気ダクトへと導く供給ダクトは異なった長さを有しており、大きな断面を持ち内燃機関の下に位置する供給ダクトは、自動車の進行方向に向かって内燃機関の前側で下側に曲線領域を有し、客室の下側に位置する排気ダクトに向かって進行方向とは反対側に延びており、小さな断面を持つ供給ダクトは、共通ダクトの分離要素近傍と排気ダクトとの間に短絡部を形成している、自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の構成は、ドイツ公開特許公報４２１８８３４号に開示されている。そこにおいては、自動車の横置き直列エンジンの場合に、同じ長さであるが異なった断面を有する２本のダクトが内燃機関から、自動車の後部に配置された触媒コンバーターへと直接つながっている。大きな断面を有するダクトには、遮断弁が配置され、それにより、加熱段階において、大きな断面のダクトが遮断され、排気は小さな断面のダクトを通ってのみ触媒コンバーターに供給される。これは、空間的な制約のためにダクトを配置するのが困難であるという事と共に、小さな断面の排気ダクトが必要とする長さは、過剰な熱損失につながるという、問題点を持っている。
【０００３】
一方でドイツ公開特許公報２５３４３９９９８には、２本の異なったダクトを通って排気が触媒コンバーターに供給される際に、これらの供給ダクトは異なった長さであるべきという事が開示されているが、このようなダクトを自動車の内部に配置するのは困難であると共に、この配置によって望ましい結果が得られるものではなかった。
【０００４】
ドイツ特許出願１９６５１２３５．５−１３号においては、触媒コンバーターに排気を供給するダクトが異なった長さを有し、内燃機関の下側に位置する大きな断面のダクトが、車両進行方向に沿って内燃機関の前側で下側に曲線領域を有し、そこから車両の進行方向に対して反対側に延びて、車室の下側に位置する触媒コンバーターに連通し、小さな断面の供給ダクトは、共通ダクトの分離要素の近傍領域と排気ダクトの触媒コンバーターに隣接する領域との間を短絡する部分を形成している。
【０００５】
この配置においては、排気中の窒素酸化物を削減する機器を、三元触媒コンバーターの下流側に配置することが可能である。
【０００６】
しかしながら、この配置においては、三元触媒の発熱反応が窒素酸化物を削減する機器である窒素酸化物用トラップに対して、大きな熱負荷を与える。このトラップは、高温に対して敏感である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、三元触媒と窒素酸化物用トラップの配置を、三元触媒の発熱反応により生成される熱によって、窒素酸化物用トラップに対して重大な熱的影響が起こらないように、改良することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のために、内燃機関の排気マニフォールドが三元触媒に直接連通し、窒素酸化物用トラップが排気の流れに沿って排気ダクトとテール・パイプとの間に位置するように構成されている。
【０００９】
【発明の効果】
この構成の結果、三元触媒の発熱反応による、排気の加熱が、排気ダクトの曲線領域内のガス流によって、穏やかとなり、窒素酸化物用トラップに対する大きな熱負荷が避けられることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
内燃機関１は直列に配置された、例えば４つのシリンダーを有し、実施例においては、シリンダー列は進行方向を横切って配置されている。内燃機関からの排気は、排気マニフォールド２を通って直接三元触媒コンバーター１２に供給される。そこから、排気は分離要素１１と全体として符号３で示される排気ダクトを通って、窒素酸化物用トラップ８に供給される。
【００１１】
分離要素のすぐ後ろにおいて、大径供給ダクト４と小断面供給ダクト５との両方に対して排気ガスを供給できるようにされている。ここで小断面供給ダクト５は排気を短い経路で排気ダクトの領域１３に導くことになる。領域１３は、排気ダクト７の窒素酸化物用トラップ１３への連通部のすぐ前に位置している。大断面供給ダクト４は、進行方向に沿って曲線領域６に向かって延び、これは、内燃機関１の下側でかつ、進行方向に沿って前側に位置している。そして、排気は、進行方向とは逆に延び、排気を窒素酸化物用トラップ８へ供給する排気ダクト７を通って、導かれる。なお、テール・パイプは１４として示される。
【００１２】
排気ダクト３の曲線領域６の前側には、遮断弁９が設けられており、供給ダクト４と曲線領域６との間に位置することになる。遮断弁９はアクチュエーター１０により、作動させられる。遮断弁９を、特にその部分の冷却状態が良い場合には、曲線領域６の後ろ側に配置することも出来る。
【００１３】
内燃機関１の始動に際して、最初に遮断弁９のアクチュエーター１０が供給ダクト４を確実に閉じて、短絡通路を通って排気が窒素酸化物用トラップ８に届くようにする。その後で窒素酸化物用トラップ８内の温度に応じて、遮断弁９はアクチュエーター１０により開かれて、供給ダクト４、曲線領域６及び排気ダクト７を通る通路が開放される。供給ダクト４は供給ダクト５よりも大きな断面を有しているので、排気のうちかなりの部分が、供給ダクト４と曲線領域６とを通って窒素酸化物用トラップ８に達することになる。
【００１４】
ダクト内において排気マニフォールドのすぐ後ろに三元触媒コンバーター１２を配置する結果、望ましい迅速な加熱が行える事になる。それ以外に、弁９を開くことにより排気の冷却が良好に行われることになる。始動時、つまり弁９が閉じている際に、供給ダクト５を通っての排気の分離が起こる。しかしながら、この運転領域においては、その期間が短いことと、内燃機関１及び三元触媒コンバーターの両方を初期加熱する必要性を考慮したことにより、窒素酸化物用トラップに供給されるガスの温度は、窒素酸化物用トラップへの熱負荷を考慮しても許容範囲内となる。
【００１５】
この構成により、三元触媒コンバーターの後ろ側で内燃機関の下に配置された冷却コイルへと排気が供給されるので、三元触媒コンバーターの発熱反応による窒素酸化物用トラップが高温になるまでの望ましくない過熱状態が避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の前方領域における本発明による構成の側面図である。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  排気マニフォールド
４  大断面供給ダクト
５  小断面供給ダクト
６  曲線領域
７、１３  排気ダクト
８  窒素酸化物用トラップ
９  弁
１１  分離要素
１２  三元触媒コンバーター
【図１】
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