(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の複数の気筒群毎に設けられた複数の上流側排気通路と、
前記複数の上流側排気通路を集合して延びる下流側排気通路と、
前記複数の上流側排気通路のうちの一の上流側排気通路にのみ配設され、三元触媒機能を有する上流側触媒コンバータと、
前記下流側排気通路に配設され、触媒機能を有する下流側触媒コンバータと、
前記複数の上流側排気通路のうち前記一の上流側排気通路以外の他の上流側排気通路に設けられた排気絞り手段と、
を備えることを特徴とする多気筒内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記排気絞り手段は触媒コンバータの担体部分であることを特徴とする、請求項１記載の多気筒内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記複数の上流側排気通路は、多気筒内燃機関の各気筒のうち燃焼の連続しない複数の気筒からなる気筒群毎に設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載の多気筒内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
さらに、多気筒内燃機関の複数の気筒群毎に運転パラメータを変更する運転パラメータ変更手段を備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の多気筒内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、排気通路の上流側に前段触媒コンバータ（ＦＣＣまたはＭＣＣ）を有するとともに下流側に床下触媒コンバータ（ＵＣＣ）を備えた排気浄化装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
一般に、自動車用内燃機関（エンジン）の排気系には、例えば車両の床下に位置して床下触媒コンバータ（アンダフロアキャタライザコンバータ、以下ＵＣＣと略す）が介装されており、この床下触媒コンバータでは、主として該触媒コンバータに内蔵された三元触媒によって排ガス中のＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯx（窒素酸化物）を浄化・低減している。また、近年、床下触媒コンバータに三元触媒とともに、酸化雰囲気でＮＯxを吸蔵するとともに還元雰囲気で当該吸蔵したＮＯxを放出し還元する吸蔵型ＮＯx触媒（ＮＯxトラップ触媒）を備えた車両も実用化されている。
【０００３】
さらに、最近では、床下触媒コンバータ以外に、触媒の早期活性化を図るべくエンジンからの高温の燃焼ガスを受け易い排気マニホールド内や排気マニホールド直後に別途前段触媒コンバータ（マニホールドキャタライザコンバータまたはフロントキャタライザコンバータ、以下それぞれＭＣＣ、ＦＣＣと略す）を介装するようにし、エンジンの冷態始動直後からでも高い排気浄化性能を発揮可能にした排気浄化装置が開発され実用化されている。
【０００４】
また、排気システムとして、点火順序の連続しない気筒同士で排気通路を例えば２本（デュアル）に纏め、排気慣性或いは排気脈動を利用して全開性能を向上させ、高出力を得るようにしたデュアル型エキゾーストマニホールドシステムが広く採用されており、当該デュアル型エキゾーストマニホールドシステムにおいては、纏めた排気通路にそれぞれ前段触媒コンバータを配設するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、床下触媒コンバータのみを介装した場合、小排気量の軽車両或いは低負荷運転時においては、特に冷態始動時において、排気管により冷却されるために床下触媒コンバータへ流入する排ガスの温度が低くなり過ぎて床下触媒コンバータを十分に活性化できないという問題があり、一方、大排気量の重車両或いは中高負荷運転時においては、床下触媒コンバータへ流入する排ガスの温度が高いために排気通路内で排ガス中のＨＣ、ＣＯ等の未燃成分の反応が促進されてさらに排気昇温が進み、床下触媒コンバータが過昇温して吸蔵型ＮＯx触媒の高性能範囲（例えば、３５０〜４５０℃）を超えてしまうという問題がある。また、吸蔵型ＮＯx触媒が高性能範囲にあっても、排ガスの温度が高くなるほど還元雰囲気においてはＮＯxの放出速度が増大するため、ＨＣやＮＯxの一部が酸化或いは還元されずに大気中に放出されるという問題もある。
【０００６】
床下触媒コンバータの上流側に前段触媒コンバータを配設するようにした場合には、排ガスの熱の多くが前段触媒コンバータの昇温に使用されるため、上記床下触媒コンバータのみの場合以上に床下触媒コンバータを活性化し難いという問題があり、また、還元雰囲気にしたとしても高温の前段触媒コンバータによってＨＣ等の還元剤（ＨＣ等）が消費されてしまうために放出されたＮＯxを十分に還元できず、還元雰囲気を強化すると燃料消費量が増大して燃費が悪化したり還元剤（ＨＣ等）が余剰となって大気中に放出されるという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、内燃機関の出力向上を図りながら、触媒性能を十分に活用可能な多気筒内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、多気筒内燃機関の複数の気筒群毎に設けられた複数の上流側排気通路と、前記複数の上流側排気通路を集合して延びる下流側排気通路と、前記複数の上流側排気通路のうちの一の上流側排気通路にのみ配設され、三元触媒機能を有する上流側触媒コンバータと、前記下流側排気通路に配設され、触媒機能を有する下流側触媒コンバータと、前記複数の上流側排気通路のうち前記一の上流側排気通路以外の他の上流側排気通路に設けられた排気絞り手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
即ち、複数の上流側排気通路のうちの一の上流側排気通路には三元触媒機能を有する上流側触媒コンバータが設けられ、一方他の上流側排気通路には触媒コンバータは設けられておらず、一の上流側排気通路を流れる排ガスについては、上流側触媒コンバータによってＨＣ、ＣＯ等が浄化処理されるために下流側触媒コンバータに流入するＨＣ、ＣＯ等が全体として低減され、一方、他の上流側排気通路を流れる排ガスについては、ＨＣ、ＣＯ等を含んだまま且つ触媒コンバータに熱を奪われることなく下流側触媒コンバータに流入する。
【００１０】
これにより、低負荷運転時であっても他の上流側排気通路からの排ガスの熱によって床下触媒コンバータが良好に活性化され、中高負荷運転時においては、全体としてＨＣ、ＣＯ等が低減されるために排気通路内でのＨＣ、ＣＯ等の反応の促進が緩和されて床下触媒コンバータの昇温が抑制され、例えば吸蔵型ＮＯx触媒が高性能範囲を超えてしまうことが防止される。また、例えば吸蔵型ＮＯx触媒からＮＯxを放出する際には、還元剤（ＨＣ等）を増量して還元雰囲気を強化しなくても他の上流側排気通路からの排ガス中のＨＣ、ＣＯ等によって良好に還元雰囲気が形成されてＮＯxが還元除去され、燃費の悪化やＨＣやＮＯxの大気中への放出が防止される。つまり、内燃機関の運転状態によらず触媒性能が十分に活用される。
【００１１】
特に、前記複数の上流側排気通路のうち前記一の上流側排気通路以外の他の上流側排気通路に排気絞り手段を備えており、一の上流側排気通路では上流側触媒コンバータがあるために排気抵抗が大きく、他の上流側排気通路では触媒コンバータがないために排気抵抗が小さく、内燃機関の機関出力にばらつきによる変動が生じるのであるが、他の上流側排気通路に排気絞り手段を備えることで排気抵抗が均等になり、当該機関出力の変動が防止される。
【００１２】
また、請求項２の発明では、前記排気絞り手段は触媒コンバータの担体部分であることを特徴としている。
従って、排気絞り手段として触媒コンバータの担体部分を採用することで、他の上流側排気通路においても上流側触媒コンバータの配設された一の上流側排気通路の排気抵抗と略同等の排気抵抗が得られ、機関出力の変動が良好に防止される。
【００１３】
また、請求項３の発明では、前記複数の上流側排気通路は、多気筒内燃機関の各気筒のうち燃焼の連続しない複数の気筒からなる気筒群毎に設けられていることを特徴としている。
即ち、燃焼の連続しない複数の気筒からなる気筒群毎に複数の上流側排気通路の設けられた所謂デュアル型エキゾーストマニホールドシステムを採用することにより、排気慣性或いは排気脈動の効果が得られる。
【００１４】
これにより、内燃機関において全開性能の向上を図り、高出力を確保しながら、床下触媒コンバータの早期活性化が図られ、燃費悪化及びＨＣやＮＯxの大気中への放出が防止され、触媒性能が十分に活用される。
また、請求項４の発明では、さらに、多気筒内燃機関の複数の気筒群毎に運転パラメータを変更する運転パラメータ変更手段を備えることを特徴としている。
【００１５】
従って、一の上流側排気通路と他の上流側排気通路との間で排気抵抗や排気脈動による機関トルク差がある場合であっても、点火時期や燃料噴射時期等の運転パラメータを気筒群毎に最適に変更することで当該機関トルク差が良好に防止される。
また、例えば、一の上流側排気通路内の排気空燃比が他の上流側排気通路内の排気空燃比よりもリーン空燃比となるように燃焼空燃比を設定することにより、上流側触媒コンバータにおいてＨＣ、ＣＯ等をより効率的に浄化することが可能となり、低負荷運転時にあっては上流側触媒コンバータにおける酸化反応熱で床下触媒コンバータがさらに良好に活性化され、中高負荷運転時にあってはＨＣ、ＣＯ等がさらに減少して床下触媒コンバータの過昇温が確実に抑制される。
【００１６】
また、例えば、低負荷運転時において、他の上流側排気通路側の気筒群毎について点火時期を遅角させたり、筒内噴射型内燃機関である場合に膨張行程以降に副噴射を実施（二段燃焼）したりすることにより、排気昇温が促進され、床下触媒コンバータがより一層良好に活性化される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、本発明に係る多気筒内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以下、当該排気浄化装置の構成を説明する。
同図に示すように、多気筒内燃機関であるエンジン本体（以下、単にエンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モードを切り換えることで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射）とともに圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射）を実施可能な筒内噴射型火花点火式４サイクル４気筒ガソリンエンジンが採用される。この筒内噴射型のエンジン１は、理論空燃比（ストイキオ）での運転の他、リッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）やリーン空燃比での運転（リーン空燃比運転）を実現可能である。
【００１８】
同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃料を燃焼室内に直接噴射可能である。
点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。また、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向けて所望の燃圧で噴射可能である。
【００１９】
シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。なお、吸気マニホールド１０には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられている。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド２０の一端がそれぞれ接続されている。排気マニホールド２０としては、ここでは、図２に示すようなデュアル型エキゾーストマニホールドシステムが採用される。
【００２０】
デュアル型エキゾーストマニホールドシステムからなる排気マニホールド２０では、＃１気筒からの排気通路２０ａと＃４気筒からの排気通路２０ｄ及び＃２気筒からの排気通路２０ｂと＃３気筒からの排気通路２０ｃがそれぞれ合流するように構成されている（燃焼順序が＃１→＃３→＃４→＃２の場合）。つまり、燃焼が連続しない＃１気筒と＃４気筒を一の気筒群（＃１、＃４気筒群）として纏め、やはり燃焼が連続しない＃２気筒と＃３気筒を他の気筒群（＃２、＃３気筒群）として纏めるようにしている。これにより、当該排気マニホールド２０では、上述したように、排気干渉が少なくされ、排気慣性或いは排気脈動の大きな効果が得られる。
【００２１】
排気マニホールド２０の他端には、集合管２２を介して排気管２８が接続されており、集合管２２は、排気通路２０ａ及び排気通路２０ｄからの排ガスが流通する集合管２２ａと排気通路２０ｂ及び排気通路２０ｃからの排ガスが流通する集合管２２ｂの２本の管路（デュアル管路）から構成されている。つまり、集合管２２は、＃１気筒と＃４気筒からなる一の気筒群からの排ガスが集合管２２ａを流れ、＃２気筒と＃３気筒からなる他の気筒群からの排ガスが集合管２２ｂを流れるように構成されている。
【００２２】
そして、集合管２２ａには、前段触媒コンバータとして三元触媒（上流側触媒コンバータ、以下ＭＣＣ）２４が介装されている。
また、集合管２２から排気管２８への移行部分、即ち集合管２２ａと集合管２２ｂとの集合部２７には、排気センサとして、リニア空燃比センサ（λセンサ、以下ＬＡＦＳと略す）２９が設けられている。
【００２３】
排気管２８には、さらに、床下触媒コンバータ（下流側触媒コンバータ、以下ＵＣＣ）３０が介装されている。同図に示すように、ＵＣＣ３０は、上流側に三元触媒３２が配設され、下流側に吸蔵型ＮＯx触媒３４が配設されて構成されている。吸蔵型ＮＯx触媒３４は、排気空燃比がリーン空燃比（酸化雰囲気）であるときにＮＯxを吸蔵する一方、排気空燃比がリッチ空燃比（還元雰囲気）とされると、吸蔵したＮＯxを放出し還元するよう構成された触媒である。
【００２４】
また、集合管２２ａからは排ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気系に還流させるためのＥＧＲ通路４０が延びており、該ＥＧＲ通路４０の先端は吸気マニホールド１０に接続されている。そして、ＥＧＲ通路４０には排ガスの還流量を調節するＥＧＲ弁４２が介装されている。
電子コントロールユニット（ＥＣＵ）６０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ６０により、エンジン１を含めた排気浄化装置の総合的な制御が行われる。
【００２５】
ＥＣＵ６０の入力側には、上述したＬＡＦＳ２９等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４、ＥＧＲ弁４２等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、ＥＧＲ量等の指令がそれぞれ出力され、これにより、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射され、点火プラグ４により適正なタイミングで火花点火が実施され、適切なＥＧＲ制御が行われる。
【００２６】
そして、当該エンジン１では、ＬＡＦＳ２９からの排気空燃比情報に基づき、排気空燃比が所定空燃比となるように、燃焼空燃比をフィードバック制御（空燃比Ｆ／Ｂ制御）するようにしている。
以下、上記のように構成された本発明に係る多気筒内燃機関の排気浄化装置の作用について運転状態を分けて説明する。
【００２７】
「冷態始動時（低負荷運転時）」
エンジン１の冷態始動時には、ＭＣＣ２４がエンジン１に近い位置にあることから、集合管２２ａでは排ガスの熱によってＭＣＣ２４の早期活性化が図られ、排気中のＨＣ、ＣＯ等が良好に浄化される。
一方、集合管２２ｂでは、排ガスは素通りしてＨＣ、ＣＯ等が浄化されることなくそのまま排気管２８及びＵＣＣ３０を流れるため、排気管２８の空冷により排ガス温度が若干低下するものの、ＵＣＣ３０、即ち三元触媒３２及び吸蔵型ＮＯx触媒３４についても、排ガスの熱によって早期活性化が図られる。
【００２８】
つまり、従来のように集合管２２ａとともに集合管２２ｂにもＭＣＣが設けられていると、エンジン１から流出する排ガスの熱の殆どがＭＣＣの昇温活性化に使用されてＵＣＣが十分に活性化されないのであるが、このように集合管２２ｂについてＭＣＣを設けないようにすることで、ＵＣＣ３０の早期活性化が図られる。
【００２９】
ところで、集合管２２ａにのみＭＣＣ２４を設けるようにすると、ＭＣＣ２４を設けた集合管２２ａ側については排気抵抗が大きくなる一方で集合管２２ｂ側については排気抵抗が小さくなるため、排気脈動の作用と相俟って、＃１、＃４気筒群と＃２、＃３気筒群間でエンジン１の出力トルクにばらつきによる変動が生じるおそれがある。
【００３０】
そこで、ここでは、ＥＣＵ６０からの指令により、エンジン１の点火時期や燃料噴射時期等（運転パラメータ）を気筒群毎に、即ち＃１、＃４気筒群と＃２、＃３気筒群とでそれぞれ異なる設定とし、エンジン１の出力トルク変動を抑制するようにしている（運転パラメータ変更手段）。
また、ここでは、＃１、＃４気筒群の燃焼空燃比（運転パラメータ）を＃２、＃３気筒群の燃焼空燃比よりもリーン空燃比側に設定するようにしている（運転パラメータ変更手段）。このようにすると、集合管２２ａ内の排気空燃比がリーン空燃比となり、十分な酸素存在のもと、ＭＣＣ２４においてＨＣ、ＣＯ等の酸化反応が急速に進展し、より多くの反応熱が発生する。これにより、排気管２８を経てＵＣＣ３０に到達する排ガスの温度がより一層高くなり、ＵＣＣ３０が良好に活性化される。
【００３１】
なお、この場合、＃２、＃３気筒群について燃焼空燃比をリッチ空燃比にしたり、点火時期を遅角させたり、膨張行程以降に燃料の副噴射を実施（二段燃焼）したりするのがよく、このようにすれば集合管２２ｂや排気管２８内での反応が促進されて排気温度が上昇し、ＵＣＣ３０がより一層良好に活性化される（運転パラメータ変更手段）。
【００３２】
なお、点火時期、燃料噴射時期、副噴射時期、燃焼空燃比等（運転パラメータ）については瞬時値であってもよいし平均値であってもよい。
「通常運転時（中高負荷運転時）」
エンジン１が冷態から温態に移行し、ＭＣＣ２４が活性状態にある場合には、集合管２２ａを流れる排ガス中のＨＣ、ＣＯ等はＭＣＣ２４によって良好に浄化される。即ち、集合管２２ｂを経て排気管２８を流れる排ガスについてはＨＣ、ＣＯ等を含んだ状態でＵＣＣ３０に供給される一方、集合管２２ａを経て排気管２８を流れる排ガスについてはＨＣ、ＣＯ等を殆ど含まない状態でＵＣＣ３０に供給される。つまり、集合管２２ａにＭＣＣ２４が設けられていると、ＭＣＣ２４がない場合に比べ、ＵＣＣ３０に到達するＨＣ、ＣＯ等の量が全体として略半半分に減少する。
【００３３】
このようにＵＣＣ３０に到達するＨＣ、ＣＯ等の量が全体として略半減すると、ＵＣＣ３０の三元触媒３２でのＨＣ、ＣＯ等の酸化反応が抑制されて反応熱の発生が低減され、ＵＣＣ３０の過昇温が防止される。これにより、特に三元触媒３２の下流に位置する吸蔵型ＮＯx触媒３４ではＮＯxを浄化するのに最適な温度範囲、即ち高性能範囲（例えば、３５０〜４５０℃）が存在しているのであるが、吸蔵型ＮＯx触媒３４の温度がかかる高性能範囲を超えてしまうということが良好に防止される。また、三元触媒３２や吸蔵型ＮＯx触媒３４の溶損も良好に防止される。
【００３４】
なお、この場合にも、ＥＣＵ６０からの指令により、エンジン１の点火時期や燃料噴射時期等（運転パラメータ）を気筒群毎に、即ち＃１、＃４気筒群と＃２、＃３気筒群とでそれぞれ異なる設定とし、エンジン１の出力トルク変動を抑制するようにしている。
さらに、＃１、＃４気筒群の燃焼空燃比を＃２、＃３気筒群の燃焼空燃比よりもリーン空燃比側に設定するようにしている。このようにすると、十分な酸素存在のもと、ＭＣＣ２４においてＨＣ、ＣＯ等が十分に浄化されて確実に減少することになり、吸蔵型ＮＯx触媒３４の温度が高性能範囲を超えてしまうということがより一層良好に防止される。また、三元触媒３２や吸蔵型ＮＯx触媒３４の溶損がより一層良好に防止される。
【００３５】
「ＮＯxパージ運転時」
吸蔵型ＮＯx触媒３４に吸蔵されたＮＯxについては定期的に放出し還元（ＮＯxパージ）する必要があるが、ＮＯxの吸蔵量が所定量に達したら、＃１、＃４気筒群の燃焼空燃比についてはそのままに＃２、＃３気筒群の燃焼空燃比をリッチ空燃比に設定して還元剤（ＨＣ、ＣＯ等）を吸蔵型ＮＯx触媒３４に供給する。このようにすると、集合管２２ｂには何ら障害となる触媒コンバータがないので、集合管２２ｂから排気管２８を経て吸蔵型ＮＯx触媒３４に供給される排ガスの排気空燃比を効率よくリッチ空燃比（還元雰囲気）にでき、吸蔵型ＮＯx触媒３４のＮＯxパージを良好に実施することができる。
【００３６】
つまり、集合管２２ａとともに集合管２２ｂにもＭＣＣが設けられていると、燃焼空燃比をリッチ空燃比に設定して排気空燃比をリッチ空燃比（還元雰囲気）としてもＨＣ、ＣＯ等がＭＣＣでの酸化反応に使用されて消費されてしまい、ＨＣ、ＣＯ等が吸蔵型ＮＯx触媒３４に良好に供給されず、故に燃料噴射量を増量する等して燃焼空燃比のリッチ度合いを高めて還元雰囲気を強化してやらなければならないのであるが、本発明では、このように燃焼空燃比のリッチ度合いを高める必要がなくなり、燃費の悪化が防止されるとともに、ＨＣ、ＣＯ等の不足によって還元できないＮＯxの大気中への放出や過剰に供給されたＨＣ、ＣＯ等の大気中への放出が防止される。
【００３７】
また、上述したようにＵＣＣ３０ひいては吸蔵型ＮＯx触媒３４が過昇温することが防止されるので、触媒温度が高いほどＮＯxパージ時におけるＮＯxの放出速度が大きく、ＨＣ、ＣＯ等の不足によってＮＯxが還元されないおそれがあるのであるが、このようなＮＯxが還元されない事態が回避され、やはりＮＯxの大気中への放出が防止される。
【００３８】
以上のように、本発明に係る排気浄化装置によれば、集合管２２ａにのみＭＣＣ２４を配設し、集合管２２ｂには触媒コンバータを設けないことにより、エンジン１の運転状態（低負荷運転、中高負荷運転、ＮＯxパージ運転）によらず、ＭＣＣ２４とともにＵＣＣ３０の触媒性能を十分に活用することが可能となる。特に、排気マニホールド２０にデュアル型エキゾーストマニホールドシステムを採用し、排気慣性或いは排気脈動の効果を得るようにすることで、エンジン１の全開性能の向上を図り、高出力を確保しながら、ＭＣＣ２４とともにＵＣＣ３０の触媒性能を十分に活用することができる。
【００３９】
なお、ＥＧＲ通路４０の上流端を集合管２２ａのうちＭＣＣ２４の下流部分に接続しているため、ＭＣＣ２４がフィルタとしての機能を果たし、ＥＧＲガス中のデポジット成分を低減することができる。
ところで、図３を参照すると、上記実施形態の変形例が示されており、同図に示すように、集合管２２ｂに触媒コンバータの担体、即ち触媒層のない断面格子状の担体部分のみからなる触媒担体（排気絞り手段、コージライト等）２６を介装するようにしてもよい。
【００４０】
このように、集合管２２ｂに触媒担体２６を介装するようにすると、触媒担体２６を設けない場合にはＭＣＣ２４を設けた集合管２２ａ側の排気抵抗が大きい一方で集合管２２ｂ側の排気抵抗が小さく＃１、＃４気筒群と＃２、＃３気筒群間でエンジン１の出力にばらつきによる変動が生じるのであるが、集合管２２ｂ側の排気抵抗が集合管２２ａ側の排気抵抗と略等しくなり、エンジン１の出力変動が良好に防止され、エンジン１の出力向上が図られる。特に、排気マニホールド２０にデュアル型エキゾーストマニホールドシステムを併用し、排気慣性或いは排気脈動の効果を得るようにすることで、さらにエンジン１の全開性能の向上を図り、高出力を確保しながら、ＭＣＣ２４とともにＵＣＣ３０の触媒性能を十分に活用することができる。
【００４１】
また、集合管２２ｂ側の排気抵抗を上げるためには、集合管２２ｂの流路断面積を絞るようにしてもよく、図４に他の変形例を示すように、集合管２２ｂに絞り弁２６’を介装するようにしてもよい。この場合、集合管２２ｂ側の排気抵抗が集合管２２ａ側の排気抵抗と略等しくなるように絞り弁２６’の開度を適宜調節するようにすればよいが、集合管２２ｂ側の排気抵抗が集合管２２ａ側の排気抵抗と略等しくなる開度に固定するようにしてもよい。
【００４２】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、集合管２２ａのみにＭＣＣ２４を配設するようにしたが、他方の集合管２２ｂのみにＭＣＣ２４を配設するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１が４気筒であって集合管２２が集合管２２ａと集合管２２ｂの２本の管路（デュアル管路）から構成される場合について説明したが、エンジン１は複数気筒であればよく、また集合管２２は３本以上であってもよく、この場合、いずれか一つの集合管についてのみ触媒コンバータを設けない構成にするのが好ましい。
【００４３】
また、上記実施形態では、ＵＣＣ３０に吸蔵型ＮＯx触媒３４を備える場合について説明したが、ＵＣＣ３０は三元触媒３２のみで構成されていてもよく、この場合であっても早期活性化等に関して十分な効果が得られる。さらに、ＵＣＣ３０は吸蔵型ＮＯx触媒３４のみで構成されていてもよく、吸蔵型ＮＯx触媒３４の上流と下流とに三元触媒を備えて構成されていてもよく、吸蔵型ＮＯx触媒３４の下流に三元触媒を備えて構成されていてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、一方の集合管２２ａのみにＭＣＣ２４を配設するようにし、他方の集合管２２ｂには触媒コンバータを設けない構成にしたが、他方の集合管２２ｂに、ＭＣＣ２４よりも貴金属の担持量の少ない、即ち触媒性能の低いＭＣＣを配設するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１として筒内噴射型火花点火式４サイクル４気筒ガソリンエンジンを用いるようにしたが、吸気管噴射型ガソリンエンジン、２サイクルガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等であっても本発明を良好に適用可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の多気筒内燃機関の排気浄化装置によれば、複数の上流側排気通路のうちの一の上流側排気通路には三元触媒機能を有する上流側触媒コンバータを設け、一方他の上流側排気通路には触媒コンバータを設けないようにしたので、一の上流側排気通路を流れる排ガスについては上流側触媒コンバータでＨＣ、ＣＯ等を浄化処理して下流側触媒コンバータに流入するＨＣ、ＣＯ等を全体として低減させるようにでき、一方、他の上流側排気通路を流れる排ガスについてはＨＣ、ＣＯ等を含んだまま且つ触媒コンバータに熱を奪われることなく下流側触媒コンバータに流入させるようにできる。
【００４６】
これにより、低負荷運転時であっても他の上流側排気通路からの排ガスの熱によって床下触媒コンバータを良好に活性化でき、中高負荷運転時においては、全体としてＨＣ、ＣＯ等を低減し床下触媒コンバータの昇温を抑制して例えば吸蔵型ＮＯx触媒が高性能範囲を超えないようにでき、さらに、例えば吸蔵型ＮＯx触媒からＮＯxを放出する際には、他の上流側排気通路からの排ガス中のＨＣ、ＣＯ等によって良好に還元雰囲気を形成しＮＯxを還元除去して燃費の悪化やＨＣやＮＯxの大気中への放出を防止することができ、内燃機関の運転状態によらず触媒性能を十分に活用することができる。
【００４７】
そして、一の上流側排気通路では上流側触媒コンバータがあるために排気抵抗が大きく、他の上流側排気通路では触媒コンバータがないために排気抵抗が小さいのであるが、他の上流側排気通路に排気絞り手段を備えることで排気抵抗を均等にでき、当該機関出力の変動を防止することができる。
【００４８】
また、請求項２の多気筒内燃機関の排気浄化装置によれば、排気絞り手段として触媒コンバータの担体部分を採用するので、他の上流側排気通路においても上流側触媒コンバータの配設された一の上流側排気通路の排気抵抗と略同等の排気抵抗を得るようにでき、機関出力の変動を良好に防止することができる。
また、請求項３の多気筒内燃機関の排気浄化装置によれば、燃焼の連続しない複数の気筒からなる気筒群毎に複数の上流側排気通路の設けられた所謂デュアル型エキゾーストマニホールドシステムを採用するようにしたので、排気慣性或いは排気脈動の効果を得るようにできる。これにより、内燃機関において全開性能の向上を図り、高出力を確保しながら、床下触媒コンバータの早期活性化を図るとともに燃費悪化及びＨＣやＮＯxの大気中への放出を防止でき、触媒性能を十分に活用することができる。
【００４９】
また、請求項４の多気筒内燃機関の排気浄化装置によれば、一の上流側排気通路と他の上流側排気通路との間で排気抵抗や排気脈動による機関トルク差がある場合であっても、点火時期や燃料噴射時期等の運転パラメータを気筒群毎に最適に変更することで当該機関トルク差を良好に防止でき、また、例えば、一の上流側排気通路内の排気空燃比が他の上流側排気通路内の排気空燃比よりもリーン空燃比となるように燃焼空燃比を設定することで、上流側触媒コンバータにおいてＨＣ、ＣＯ等をより効率的に浄化することが可能となり、低負荷運転時にあっては上流側触媒コンバータにおける酸化反応熱によって床下触媒コンバータをさらに良好に活性化でき、中高負荷運転時にあってはＨＣ、ＣＯ等をさらに減少させて床下触媒コンバータの過昇温を確実に抑制でき、また、例えば、低負荷運転時において、他の上流側排気通路側の気筒群毎について点火時期を遅角させたり、筒内噴射型内燃機関である場合に膨張行程以降に副噴射を実施（二段燃焼）したりすることで、排気昇温を促進させ、床下触媒コンバータをより一層良好に活性化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多気筒内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るデュアル型エキゾーストマニホールドシステムを示す図である。
【図３】本発明の変形例に係るデュアル型エキゾーストマニホールドシステムを示す図である。
【図４】本発明の他の変形例に係るデュアル型エキゾーストマニホールドシステムを示す図である。
【符号の説明】
１  エンジン
６  燃料噴射弁
２０  排気マニホールド
２２ａ、２２ｂ  集合管（上流側排気通路）
２４  三元触媒（上流側触媒コンバータ、ＭＣＣ）
２６  触媒担体（排気絞り手段）
２８  排気管（下流側排気通路）
３０  床下触媒コンバータ（下流側触媒コンバータ、ＵＣＣ）
３２  三元触媒
３４  吸蔵型ＮＯx触媒
６０  電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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