(57)【要約】【課題】適切に排気の温度を調整して、触媒の浄化性能の低下を抑制する。【解決手段】内燃機関の排気浄化装置（１）は、複数の排気通路（２１、２２）各々の第１分岐路（２１ａ、２２ａ）が合流されてなる第１合流部（２３）、複数の排気通路各々の第２分岐路（２１ｂ、２２ｂ）が合流されてなる第２合流部（２４）、並びに第1及び第２合流部が更に合流されてなる第３合流部（２５）を有する合流通路と、合流通路の下流側に配置された触媒（３１）と、第１合流部に流入する排気の流量及び第２合流部に流入する排気の流量間の比率を変更可能である流量変更手段（３３）と、複数の排気通路の外周面に導かれる走行風の風量を変更可能な風量変更手段（４２）と、内燃機関の負荷に応じて比率を変更するように流量変更手段を制御する共に触媒の温度に応じて風量を変更するように風量変更手段を制御する制御手段（５０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
一端が前記複数の気筒群のうち対応する気筒群に夫々接続されると共に、他端が第１分岐路及び第２分岐路に夫々分岐されてなる複数の排気通路と、
前記複数の排気通路各々の第１分岐路が合流されてなる第１合流部、前記複数の排気通路各々の第２分岐路が合流されてなる第２合流部、並びに前記第1及び第２合流部が更に合流されてなる第３合流部を有する合流通路と、
前記合流通路の下流側に配置された触媒と、
前記第１合流部に流入する排気の流量及び前記第２合流部に流入する排気の流量間の比率を変更可能である流量変更手段と、
前記複数の排気通路の外周面に導かれる走行風の風量を変更可能な風量変更手段と、
前記内燃機関の負荷に応じて前記比率を変更するように前記流量変更手段を制御する共に前記触媒の温度に応じて前記風量を変更するように前記風量変更手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記検出された負荷に応じて前記比率を変更するように前記流量変更手段を制御すると共に前記検出された温度に応じて前記風量を変更するように前記風量変更手段を制御する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装置。
【請求項３】
前記合流通路は、前記第１合流部を含むと共に一端が前記第1分岐路に接続されている第1合流通路と、前記第２合流部を含むと共に一端が前記第２分岐路に接続されている第２合流通路と、前記第３合流部を含むと共に一端が前記第1分岐路の他端及び前記第２分岐路の他端に接続されていると共に他端が前記触媒に接続された第３合流通路とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記流量変化手段は、前記第１及び第２合流通路の一方に設けられた絞り弁を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記絞り弁を前記負荷に応じて、開いた状態及び閉じた状態のいずれか一方に切り換えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記風量変更手段は、
少なくとも前記複数の排気通路を覆う防風部材と、
前記防風部材に設けられ、前記走行風が流入する開口部と、
前記開口部を開閉可能な開閉部材と
を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記負荷が負荷閾値より高いことを条件に、前記第２合流部を介して前記第３合流部に前記排気を流入させるように前記流量変更手段を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項８】
前記負荷閾値は、前記内燃機関の回転数に応じて可変である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装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記温度が温度閾値より高いことを条件に、前記走行風を前記外周面に導くように前記風量変更手段を制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１０】
前記第１分岐路は、前記第２分岐路に比べて、保温性に優ると共に冷却性に劣るように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＶ型エンジン等の複数の気筒群を備える内燃機関の排気浄化装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気浄化装置では、排気通路に設けられる触媒の浄化性能の低下を抑制することが図られる。例えば、特許文献１及び２には、左右の気筒群各々の排気管を、放熱量が多くなる分岐管と、放熱量が少なくなる分岐管とに夫々分岐させ、２本の放熱量が多くなる分岐管を合流させて冷却側混合管を形成すると共に、２本の放熱量が少なくなる分岐管を合流させて保温側混合管を形成する。そして、冷却側混合管に排気絞り弁を設け、該排気絞り弁を開閉することによって、冷却側混合管を通過する排気の量を制御して、触媒の温度を所定の温度範囲内に維持する技術が記載されている。
【０００３】
尚、特許文献３には、排気マフラの温度が最適な排気マフラ温度より高い場合に、導風装置のバタフライバルブを開かせて走行風を排気マフラに当てて、排気マフラ温度（排気ガス温度）を下げ、排気マフラの温度が最適な排気マフラ温度より低い場合に、バタフライバルブを閉じて走行風を遮断して、排気マフラ温度（排気ガス温度）を上げることによって、排気マフラ内における排気ガス圧力波の伝播速度をエンジンの運転状況に応じて変化させる技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２５４５号公報
【特許文献２】特開２００７−３２５４３号公報
【特許文献３】特開平５−３０２５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術によれば、内燃機関の負荷が小さい（即ち、排気の温度が低い）場合に、走行風によって排気の温度が低下することによって触媒の温度が低下し、触媒の浄化性能が低下する可能性があるという技術的問題点がある。他方、特許文献３に記載の技術によれば、例えば外気温、車両の速度等の影響によって、適切に排気の温度を調節することが困難となり、触媒の浄化性能が低下する可能性があるという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、適切に排気の温度を調整して、触媒の浄化性能の低下を抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関の排気浄化装置は、上記課題を解決するために、複数の気筒群を備える内燃機関の排気浄化装置であって、一端が前記複数の気筒群のうち対応する気筒群に夫々接続されると共に、他端が第１分岐路及び第２分岐路に夫々分岐されてなる複数の排気通路と、前記複数の排気通路各々の第１分岐路が合流されてなる第１合流部、前記複数の排気通路各々の第２分岐路が合流されてなる第２合流部、並びに前記第1及び第２合流部が更に合流されてなる第３合流部を有する合流通路と、前記合流通路の下流側に配置された触媒と、前記第１合流部に流入する排気の流量及び前記第２合流部に流入する排気の流量間の比率を変更可能である流量変更手段と、前記複数の排気通路の外周面に導かれる走行風の風量を変更可能な風量変更手段と、前記内燃機関の負荷に応じて前記比率を変更するように前記流量変更手段を制御する共に前記触媒の温度に応じて前記風量を変更するように前記風量変更手段を制御する制御手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、複数の吸気通路は、一端が、例えばＶ型エンジン等の内燃機関の複数の気筒群のうち対応する気筒群に夫々接続されると共に、他端が第１分岐路及び第２分岐路に夫々分岐されている。合流通路は、複数の排気通路各々の第１分岐路が合流されてなる第１合流部、複数の排気通路各々の第２分岐路が合流されてなる第２合流部、並びに第１及び第２合流部が更に合流されてなる第３合流部を有する。
【０００９】
尚、第１分岐路は、典型的には、第２分岐路より保温性が優れるように形成されている。言い換えれば、第２分岐路は、典型的には、第１分岐路より冷却性が優れるように形成されている。従って、第１分岐路及び第１合流部を介して第３合流部に流入する排気の温度は、第２分岐路及び第２合流部を介して第３合流部に流入する排気の温度より高くなる。
【００１０】
例えばリーンＮＯｘ触媒等の触媒は、合流通路の下流側に配置されている。例えば絞り弁、該絞り弁を駆動する駆動装置等を備えてなる流量変更手段は、第１合流部に流入する排気の流量及び第２合流部に流入する排気の流量間の比率を変更可能である。風量変更手段は、複数の排気通路の外周面に導かれる走行風の風量を変更可能である。尚、風量変更手段は、走行風を、排気通路の外周面の一部に導くように構成されてもよいし、外周面の全部に導くように構成されてもよい。
【００１１】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、内燃機関の負荷に応じて流量変更手段を制御すると共に、触媒の温度に応じて風量変更手段を制御する。具体的には例えば、制御手段は、内燃機関の負荷が比較的高い場合（即ち、排出される排気の量が比較的多く、排気の温度が比較的高い場合）、第２合流部を介して第３合流部に排気が流入するように流量変更手段を制御する。この場合は、第１及び第２合流部の両方から第３合流部に排気が流入することとなる。
【００１２】
他方、制御手段は、内燃機関の負荷が比較的低い場合（即ち、排出される排気の量が比較的少なく、排気の温度が比較的低い場合）、第２合流部を介して第３合流部に排気が流入しないように流量変更手段を制御する。この場合は、第１合流部のみから第３合流部に排気が流入することとなる。
【００１３】
また、制御手段は、触媒の温度が比較的高い場合に、排気通路の外周面に走行風を導くように風量変更手段を制御し、触媒の温度が比較的低い場合に、排気通路の外周面に走行風を導かないように（即ち、風量がゼロになるように）風量変更手段を制御する。
【００１４】
本願発明者の研究によれば、触媒が所定の浄化性能を発揮できる温度範囲は限られている。特に、リーンＮＯｘ触媒では、例えば摂氏３００度〜摂氏５００度と温度範囲が比較的狭い。触媒の温度を所定の温度範囲内に維持するために、例えば排気の温度を制御することが考えられるが、設計段階において、例えば外気温、車速等によって変化する走行風の影響を考慮した、例えば排気温度制御プログラム等を作成することは非常に困難である。すると、触媒を排気によって加熱する際に、走行風によって排気が冷却され、効率的に触媒が加熱されない可能性がある。
【００１５】
これに対して、例えば排気通路を二重管構造にする等して走行風の影響を受け難くすることが考えられるが、例えば車両の加速時等、内燃機関が高負荷運転される際に、排気の熱が放散され難くなり、触媒の温度を所定の温度範囲内に維持することが困難になる可能性がある。或いは、排気又は触媒を冷却するための冷却機構を設けなければならず、製造コスト等が増加することが判明している。
【００１６】
しかるに本発明では、制御手段によって、内燃機関の負荷に応じて流量変更手段が制御されると共に、触媒の温度に応じて風量変更手段が制御される。このため、触媒を加熱する際には、排気通路に走行風が導かれないように風量変更手段が制御されるので、効率的に触媒を加熱することができ、速やかに触媒の温度を所定の温度範囲に到達させることができる。
【００１７】
他方、内燃機関の負荷が高くなり、触媒の温度が上昇すると予測される場合には、冷却性の優れる第２分岐路、及び第２合流部を介して第３合流部に排気が流入するように、流量変更手段が制御されるので、触媒に流入する排気の温度上昇を抑制することができる。加えて、内燃機関が高負荷運転されることに伴い排気の排出量が増加しても、第１及び第２合流部を介して排気を効率的に車外に排出することができるので、内燃機関の出力低下を防止することができる。
【００１８】
更に、触媒の温度が比較的高くなると、排気通路の外周面に走行風を導くように風量変更手段が制御されるので、走行風を用いて積極的に排気を冷却し、触媒に流入する排気の温度を低下させることができ、触媒の温度を所定の温度範囲内に維持することができる。
【００１９】
以上の結果、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、適切に排気の温度を調整して、触媒の浄化性能の低下を抑制することができる。
【００２０】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の一態様では、前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、前記触媒の温度を検出する温度検出手段と、を更に備え、前記制御手段は、前記検出された負荷に応じて前記比率を変更するように前記流量変更手段を制御すると共に前記検出された温度に応じて前記風量を変更するように前記風量変更手段を制御する。
【００２１】
この態様によれば、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる負荷検出手段は、例えばエアフロメータ、吸気圧センサ等の出力に基づいて、内燃機関の負荷を検出する。温度検出手段は、触媒の温度を検出する。尚、温度検出手段は、例えば温度センサ等によって直接的に触媒の温度を検出してもよいし、例えば内燃機関の回転数、負荷等に基づいて間接的に触媒の温度を検出してもよい。
【００２２】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の態様では、前記合流通路は、前記第１合流部を含むと共に一端が前記第1分岐路に接続されている第1合流通路と、前記第２合流部を含むと共に一端が前記第２分岐路に接続されている第２合流通路と、前記第３合流部を含むと共に一端が前記第1分岐路の他端及び前記第２分岐路の他端に接続されていると共に他端が前記触媒に接続された第３合流通路とを有する。
【００２３】
この態様によれば、第１合流通路は、第１合流部を含むと共に、一端が第１分岐路に接続されている。第２合流通路は、第２合流部を含むと共に、一端が第２分岐路に接続されている。第３合流通路は、一端が第１合流通路の他端及び第２合流通路の他端に接続されていると共に、他端が触媒に接続されている。
【００２４】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の態様では、前記流量変化手段は、前記第１及び第２合流通路の一方に設けられた絞り弁を有する。
【００２５】
この態様によれば、比較的容易にして、第１合流部に流入する排気の流量及び第２合流部に流入する排気の流量間の比率を変更することができ、実用上非常に有利である。
【００２６】
この態様では、前記制御手段は、前記絞り弁を前記負荷に応じて、開いた状態及び閉じた状態のいずれか一方に切り換えてよい。
【００２７】
このように構成すれば、絞り弁の制御、即ち、流量変更手段の制御を単純化することができ、実用上非常に有利である。
【００２８】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の態様では、前記風量変更手段は、少なくとも前記複数の排気通路を覆う防風部材と、前記防風部材に設けられ、前記走行風が流入する開口部と、前記開口部を開閉可能な開閉部材とを有する。
【００２９】
この態様によれば、防風部材は、少なくとも複数の排気通路を覆っている。尚、防風部材は、例えば車体の底板のような板状のものであってもよいし、排気通路の周囲を囲う筒状のものであってもよい。防風部材には、走行風が流入する開口部が設けられており、開閉部材は、開口部を開閉することができる。尚、開口部は一つに限らず、複数設けられていてもよい。
【００３０】
風量変更手段の動作時には、開閉部材が駆動されることによって、その開度に応じて、開口部から走行風が排気通路の外周面に導かれることとなる。このため、比較的容易にして、複数の排気通路の外周面に導かれる走行風の風量を変更することができ、実用上非常に有利である。
【００３１】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の態様では、前記制御手段は、前記負荷が負荷閾値より高いことを条件に、前記第２合流部を介して前記第３合流部に前記排気を流入させるように前記流量変更手段を制御する。
【００３２】
この態様によれば、制御手段は、内燃機関の負荷が負荷閾値より高いことを条件に、第２合流部を介して第３合流部に排気を流入させるように流量変更手段を制御する。ここに、本発明に係る「負荷閾値」は、第２合流部を介して第３合流部に排気を流入させるか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。
【００３３】
このような負荷閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、内燃機関の負荷、内燃機関の回転数、排気量及び排気温度の相互間の関係を求め、該求められた関係に基づいて、第２合流部を介して第３合流部に排気を流入させなければ、触媒の温度を所定の温度範囲内に維持することができなくなる負荷よりも所定値だけ低い負荷として設定すればよい。或いは、第１合流部及び第２合流部を用いなければ、効率的に排気を車外に排出できなくなる負荷として、又は該負荷よりも所定値だけ低い負荷として設定すればよい。
【００３４】
他方、制御手段は、内燃機関の負荷が負荷閾値より低いことを条件に、典型的には、第２合流部を介して第３合流部に排気が流入しないように流量変更手段を制御する。尚、検出された負荷が負荷閾値と「等しい」場合は、いずれかに含めて扱えばよい。
【００３５】
この態様では、前記負荷閾値は、前記内燃機関の回転数に応じて可変であってよい。
【００３６】
このように構成すれば、少なくとも効率的に排気を車外に排出することができ、内燃機関の出力低下を防止することができる。他方で、負荷閾値を固定値としておけば、比較に係る制御や処理を単純化できる。
【００３７】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の態様では、前記制御手段は、前記温度が温度閾値より高いことを条件に、前記走行風を前記外周面に導くように前記風量変更手段を制御する。
【００３８】
この態様によれば、制御手段は、触媒の温度が温度閾値より高いことを条件に、走行風を複数の排気通路の外周面に導くように風量変更手段を制御する。ここに、本発明に係る「温度閾値」は、走行風を複数の排気通路の外周面に導くように風量変更手段を制御するか否かを決定する値であり、予め固定値として又は何らかのパラメータに応じた可変値として設定される値である。
【００３９】
このような温度閾値は、経験的若しくは実験的に又はシミュレーションによって、例えば、触媒が所定の浄化性能を発揮できる温度範囲を求めて、該求められた温度範囲の上限温度より所定値だけ低い温度として設定すればよい。
【００４０】
他方、制御手段は、検出された温度が温度閾値より低いことを条件に、典型的には、走行風を複数の排気通路の外周面に導かないように風量変更手段を制御する。尚、検出された温度が温度閾値と「等しい」場合は、いずれかに含めて扱えばよい。
【００４１】
本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の態様では、前記第１分岐路は、前記第２分岐路に比べて、保温性に優ると共に冷却性に劣るように構成されている。
【００４２】
この態様によれば、第１分岐路は、第２分岐路に比べて、保温性に優ると共に冷却性に劣るように構成されている。具体的には例えば、第１分岐路を、第２分岐路を形成する材料よりも小さい熱伝導率を有する材料で形成すればよい。或いは、第１分岐路の径を第２分岐路の径より小さくすればよい。或いは、第１分岐路の長さを第２分岐路の長さより短くすればよい。
【００４３】
これにより、例えば触媒を加熱する場合には、比較的保温性に優れる第１分岐路を介して排気を触媒に導くようにすれば、効率的に触媒を加熱することができ、実用上非常に有利である。或いは、内燃機関の負荷が比較的高い場合には、比較的冷却性に優れる第２分岐路も介して排気を触媒に導くようにすれば、触媒に流入する排気の温度上昇を抑制することができ、実用上非常に有利である。
【００４４】
本発明の作用及びその他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の内燃機関の排気浄化装置に係る実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る排気浄化装置の構成を示すブロック図である。尚、本実施形態では、本発明の内燃機関の一例として、エンジンを例に挙げる。
【００４６】
図１において、車両１００に搭載されたエンジン１１は、複数の気筒群１１ａ及び１１ｂを備えて構成されている。各気筒群１１ａ及び１１ｂは、複数の気筒１２ａ及び１２ｂを夫々有している。
【００４７】
本実施形態に係る排気浄化装置１は、一端が気筒群１１ａに接続されると共に、他端が分岐路２１ａ及び２１ｂに分岐されてなる排気通路２１と、一端が気筒群１１ｂに接続されると共に、他端が分岐路２２ａ及び２２ｂに分岐されてなる排気通路２２と、一端が分岐路２１ａ及び２２ａが合流されてなる合流通路２３と、一端が分岐路２１ｂ及ぶ２２ｂが合流されてなる合流通路２４と、一端が合流通路２３の他端及び合流通路２４の他端が合流されてなる合流通路２５とを備えて構成されている。
【００４８】
図１に示すように、本実施形態では、分岐路２１ａ及び２２ａの径は、夫々、分岐路２１ｂ及び２２ｂの径より小さい。このため、分岐路２１ａ及び２２ａの表面積は、夫々、分岐路２１ｂ及び２２ｂの表面積より小さくなり、分岐路２１ａ及び２２ａは、夫々、分岐路２１ｂ及び２２ｂよりも放熱量が少なくなる。従って、分岐路２１ａ及び２２ａを通過して合流通路２５に流入する排気の温度は、分岐路２１ｂ及び２２ｂを通過して合流通路２５に流入する排気の温度よりも高くなる。分岐路２１ｂ及び２２ｂの材料を、分岐路２１ｂ及び２２ｂと比べて保温性の高い材料から構成してもよい。或いは、分岐路２１ｂ及び２２ｂについては、保温材料で覆われてもよい。
【００４９】
排気浄化装置１は、更に、合流通路２５の下流側に配置されたリーンＮＯｘ触媒３１と、各排気通路２１及び２２に夫々配置されたプリ触媒３２と、合流通路２４を介して合流通路２５に排気を流入するか否かを切替可能な絞り弁３３と、各排気通路２１及び２２の外周面に導かれる走行風の風量を、防風カバー４１に設けられた開口部４１ａを開閉することによって変更可能なフラップ４２と、エンジン１１の負荷を検出すると共に、該検出された負荷及びエンジン１１の回転数に基づいて、リーンＮＯｘ触媒３１の温度を検出するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５０とを備えて構成されている。ＥＣＵ５０は、更に、検出された負荷に応じて絞り弁３３を制御しつつ、検出された温度に応じてフラップ４２を開閉するようにアクチュエータ４２ａを制御する。
【００５０】
絞り弁３３は、全開及び全閉の２つの状態のいずれかで固定可能に構成されてもよいし、全開及び全閉に加えてこれら両者間にある弁開度（即ち、任意の又は幾つかの弁開度）で固定可能に構成されてもよい。絞り弁３３は、本実施形態では一箇所だけ、即ち合流通路２４に１個だけ設けられているが、分岐路２１ｂ及び２２ｂからの流量及び分岐路２１ａ及び２２ａからの流量間の比率を変更できるのであれば、他の箇所に１個又は複数個設けられていてもよい。
【００５１】
フラップ４２は、ＥＣＵ５０からの制御信号によりアクチュエータ４２ａが動作することで、回動及び固定され、開口部４１ａが後述の如き条件で開閉される。フラップ４２は、アクチュエータ４２ａにより、全開及び全閉の２つの状態のいずれかで固定可能に構成されてもよいし、全開及び全閉に加えてこれら両者間にある開度（即ち、任意の又は幾つかの開度）で固定可能に構成されてもよい。
【００５２】
ここで、防風カバー４１と排気通路２２等との位置関係について、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図２は、本実施形態に係る防風カバーと排気通路との位置関係を示す模式図である。尚、図２では、説明の便宜上、排気通路等を簡略化して示している。
【００５３】
図２に示すように、防風カバー４１は、排気通路２２等の下側、車両１００の底部に設けられている。また、図１に示すように、防風カバー４１は、車両１００の底部側から平面的に見て、少なくとも排気通路２１及び２２を覆っている。尚、防風カバー４１に設けられた開口部４１ａの数は、一つに限らず複数であってよい。開口部が複数設けられている場合、フラップ４２は、典型的には、複数の開口部の夫々に対応して複数設けられている。
【００５４】
尚、本実施形態に係る「分岐路２１ａ及び２２ａ」、「分岐路２１ｂ及び２２ｂ」、「合流通路２３」、「合流通路２４」、「合流通路２５」、「リーンＮＯｘ触媒３１」並びに「絞り弁３３」は、夫々、本発明に係る「第１分岐路」、「第２分岐路」、「第１合流通路」、「第２合流通路」、「第３合流通路」、「触媒」及び「流量変更手段」の一例である。また、本実施形態に係る「防風カバー４１」、「フラップ４２」及び「アクチュエータ４２ａ」は、本発明に係る「風量変更手段」の一例であり、本実施形態に係る「ＥＣＵ５０」は、本発明に係る「負荷検出手段」、「温度検出手段」及び「制御手段」の一例である。本実施形態では、各種電子制御用のＥＣＵ５０の一部を、制御装置１の一部として用いている。
【００５５】
次に、以上のように構成された排気浄化装置１を搭載する車両の主に走行時において、ＥＣＵ５０が実行する排気温度調節処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。この排気温度調節処理は主に車両の走行中に、例えば定期的に又は不定期的に、或いは連続してコンマ数秒〜数秒毎に周期的に実行される。
【００５６】
図３において、先ず、ＥＣＵ５０は、例えばクランク角センサの出力に基づいて、エンジン１１の回転数ＮＥを算出する（ステップＳ１０１）。続いて、ＥＣＵ５０は、例えばエアフロメータ、吸気圧センサ等の出力に基づいて、エンジン１１の負荷率ＫＬを算出する（ステップＳ１０２）。
【００５７】
次に、ＥＣＵ５０は、算出された回転数ＮＥ、及びＥＣＵ５０のメモリに予め格納されている、図４に示すようなマップに基づいて、本発明に係る「負荷閾値」の一例としての上限負荷率ＫＬｍａｘを算出又は特定する。ここに、図４は、本実施形態に係るエンジン回転数と上限負荷率との関係を示すマップの一例である。
【００５８】
次に、ＥＣＵ５０は、算出された負荷率ＫＬが、上限負荷率ＫＬｍａｘより高いか否かを判定する（ステップＳ１０４）。上限負荷率ＫＬｍａｘより高いと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、合流通路２４から合流通路２５に排気が流入するように絞り弁３３を制御する（ステップＳ１０５）。一方、上限負荷率ＫＬｍａｘより低いと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、合流通路２４から合流通路２５に排気が流入しないように絞り弁３３を制御する（ステップＳ１０６）。
【００５９】
尚、ＥＣＵ５０は、単純には絞り弁３３が全開又は全閉するように絞り弁３３を制御すればよいが、上限負荷率ＫＬｍａｘより高いと判定された場合に、算出された負荷率ＫＬに応じて、絞り弁３３の開度を可変するように絞り弁３３を制御してもよい。
【００６０】
次に、ＥＣＵ５０は、例えば算出された回転数ＮＥ及び算出された負荷率ＫＬに基づいて、リーンＮＯｘ触媒３１の温度を検出する（ステップＳ１０７）。続いて、ＥＣＵ５０は、検出された温度が、本発明に係る「温度閾値」の一例としての摂氏４５０度より高いか否かを判定する（ステップＳ１０８）。尚、本実施形態に係るリーンＮＯｘ触媒３１がＮＯｘを吸蔵可能な活性温度帯は、例えば摂氏３００度〜摂氏５００度である。従って、本実施形態では、温度閾値は、活性温度帯の上限温度である摂氏５００度より摂氏５０度だけ低い温度として設定されている。
【００６１】
摂氏４５０度より高いと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、各排気通路２１及び２２の外周面に走行風を導くようにフラップ４２を制御する（ステップＳ１０９）。一方、摂氏４５０度より低いと判定された場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、各排気通路２１及び２２の外周面に走行風を導かないようにフラップ４２を制御する（ステップＳ１１０）。
【００６２】
本実施形態では、防風カバー４１及びフラップ４２によって走行風の影響を制御すると共に、エンジン１１の負荷率が比較的低い場合には、分岐路２１ａ及び２２ａを介して排気がリーンＮＯｘ触媒３１に導かれるため、排気の温度が比較的低い、エンジン１１が低負荷運転される場合に、リーンバーン運転の機会を増加することができる。
【００６３】
他方、排気の温度が比較的高い、エンジン１１が高負荷運転される場合に、フラップ４２を開けることによって、走行風を利用して排気の温度を低下させることができるので、リーンバーン運転の機会を増加することができる。加えて、合流通路２３及び２４を介して合流通路２５に排気が流入するように絞り弁３３が制御されるので、効果的に排気を車外に排出することができ、エンジン１１の出力低下を防止することができる。
【００６４】
尚、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の排気浄化装置もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る防風カバーと排気通路との位置関係を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＥＣＵが実行する排気温度調節処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るエンジン回転数と上限負荷率との関係を示すマップの一例である。
【符号の説明】
【００６６】
１…排気浄化装置、１１…エンジン、１１ａ、１１ｂ…気筒群、１２ａ、１２ｂ…気筒、２１、２２…排気通路、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ…分岐路、２３、２４、２５…合流通路、３１…リーンＮＯｘ触媒、３２…プリ触媒、３３…絞り弁、４１…防風カバー、４１ａ…開口部、４２…フラップ、４２ａ…アクチュエータ、５０…ＥＣＵ、１００…車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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