JP3585724B2 - 内燃機関の排ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス浄化装置に関し、特に、機関本体からの排ガスを流通させ得る第１排ガス通路と、機関本体からの排ガスを流通させ得る第２排ガス通路と、第１および第２排ガス通路の下流端が共通に接続される共通排ガス通路と、排ガス中のＨＣを吸着すべく第２排ガス通路の中間部に介装される吸着材と、第１および第２排ガス通路を流通する排ガスを共通に通過させるべく共通排ガス通路に介装される共通触媒と、主として第１排ガス通路に排ガスを流通させる状態ならびに主として第２排ガス通路に排ガスを流通させる状態を切換可能な排ガス切換手段とを備える内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる排ガス浄化装置は、特開平７−９１２３７号公報で開示されており、このものでは、吸着材の温度が低温度のときには排ガスを主として第２排ガス通路に流し、吸着材により排ガス中のＨＣを吸着せしめ、共通触媒の温度が高温度となったときには排ガスを主として第１排ガス通路に流し、活性化した共通触媒により排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを除去するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、機関の始動時には排ガスが吸着材を流通してから共通触媒側に流れるので、吸着材に熱を奪われて比較的低温度となった排ガスが共通触媒側に流れることになり、共通触媒の温度上昇が遅れて触媒が活性化するのに時間がかかってしまう。一方、吸着材は、高温である排ガスとの熱交換により温度上昇が速くなり、ＨＣ脱離までの時間が短くなって吸着性能が低下し、共通触媒が活性化するのに必要な時間が稼げなくなり、排ガス浄化が不十分となる可能性がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、吸着材による吸着性能を向上するとともに速やかに活性化される触媒により十分な浄化性能が得られるようにした内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、機関本体からの排ガスを流通させ得る第１排ガス通路と、機関本体からの排ガスを流通させ得る第２排ガス通路と、第１および第２排ガス通路の下流端が共通に接続される共通排ガス通路と、排ガス中のＨＣを吸着すべく第２排ガス通路の中間部に介装される吸着材と、第１および第２排ガス通路を流通する排ガスを共通に通過させるべく共通排ガス通路に介装される共通触媒と、主として第１排ガス通路に排ガスを流通させる状態ならびに主として第２排ガス通路に排ガスを流通させる状態を切換可能な排ガス切換手段とを備える内燃機関の排ガス浄化装置において、第２排ガス通路を流通する排ガスとの熱交換を可能として前記吸着材よりも上流側で第１排ガス通路に介装される第１触媒と、前記吸着材の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出値が前記吸着材の脱離温度よりも低く設定される設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路に排ガスを流通させるが前記温度検出器の検出値が設定温度以上であるときには主として第１排ガス通路に排ガスを流通させるようにして前記排ガス切換手段の作動を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、吸着材の温度が脱離温度よりも低い設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路を排ガスが流通して排ガス中のＨＣが吸着材に吸着されるが、第２排ガス通路を流通する排ガスの温度は、第１排ガス通路に介装されている第１触媒との熱交換により吸着材に達するまでに比較的低温となり、ＨＣ脱離までの時間が長くなって吸着性能が向上する。しかも第１触媒は、第２排ガス通路を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、吸着材の温度が設定温度以上となるのに応じて主として第１排ガス通路を排ガスが流通するようにしたときには、活性化温度に達している第１触媒により十分な浄化性能を得ることができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、第２排ガス通路には、第１触媒との間での熱交換を可能とした第２触媒が介装されることを特徴とし、このような構成によれば、主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際に少量の排ガスが第２排ガス通路を流通する場合には、活性化温度に達している第２触媒により、第２排ガス通路の排ガスを十分に浄化することができる。
【０００８】
さらに請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明の構成に加えて、前記第１および第２触媒は、第１触媒を第２触媒が囲むようにして共通なケーシング内に収納されることを特徴とし、かかる構成によれば、第２触媒から第１触媒への熱交換効率を向上することができるとともに、第２触媒からケーシングを介しての外部への放熱を効率よく行なうことができ、第１触媒を活性化温度まで速やかに昇温させることが可能となるとともに、排ガスが第２排ガス通路内を吸着材に達するまで流通する間に排ガス温度を効率よく降温せしめ、吸着材の吸着性能をさらに向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１ないし図１０は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は内燃機関の排気系の構成を示す図、図２は排気系の一部構成を示す縦断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は触媒コンバータ内のハニカム構造体を示す斜視図、図５は排気動弁装置の平面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図５の８−８線断面図、図９は排ガスが主として第２排ガス通路を流通する状態での図６ないし図８の９−９線断面図、図１０は制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【００１１】
先ず図１において、多気筒たとえば４気筒内燃機関の機関本体Ｅを構成するシリンダヘッド２１には、各気筒に個別に対応した４つの燃焼室２２…が並列して形成されており、それらの燃焼室２２…に通じ得る一対ずつ４組の吸気ポート２３，２３…と、各燃焼室２２…にそれぞれ１つずつ通じ得る４つの第１排気ポート２４１ …と、各燃焼室２２…にそれぞれ１つずつ通じ得る４つの第２排気ポート２４２ …とがシリンダヘッド２１に設けられる。
【００１２】
４つの第１排気ポート２４１ …は第１排ガス通路２５１ に接続され、４つの第２排気ポート２４２ …は第２排ガス通路２６１ に接続され、第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ の下流端は共通排ガス通路２７に共通に接続される。
【００１３】
図２および図３において、第１排気ポート２４１ …には第１排気マニホールド２８１ が接続され、第２排気ポート２４２ …には第２排気マニホールド２８２ が接続される。第１排気マニホールド２８１ は、第２排気マニホールド２８２ 内に配置されるものであり、両排気マニホールド２８１ ，２８２ の上流端に共通に設けられるフランジ２９がシリンダヘッド２１に締結される。
【００１４】
第２排気マニホールド２８２ の下流端は、シリンダヘッド２１に近接した位置に配置される触媒コンバータ３０１ におけるケーシング３１１ の上流側開口端に接続される。図４で示すように、ケーシング３１１ の主要部を構成する円筒状のケーシング主体３１ａ内には、軸線方向に延びる複数の通気孔３２…を有するハニカム構造体３３がケーシング主体３１ａの内面との間にも軸線方向に延びる複数の通気孔３２…を形成して収納、固定されており、ハニカム構造体３３は、金属平板および金属波板を重ね合わせて螺旋状に巻くことにより構成される。而して各通気孔３２…の内面に三元触媒の触媒層が焼成処理により担持される。
【００１５】
第１排気マニホールド２８１ の下流端には、ハニカム構造体３３側に向かうにつれて大径となるテーパ管状の接続管部３４が一体に設けられており、該接続管部３４の下流端すなわち開口端は、触媒コンバータ３０１ 内でハニカム構造体３３の一端に近接、対向される。
【００１６】
触媒コンバータ３０１ におけるケーシング３１１ の下流側開口端には、第２排気管３５２ の上流端が接続され、この第２排気管３５２ の上流側部分内に上流部が同軸に配置される第１排気管３５１ の上流端には、ハニカム構造体３３側に向かうにつれて大径となるテーパ管状の接続管部３６が一体に設けられ、該接続管部３６の上流端すなわち大径端は、触媒コンバータ３０１ 内でハニカム構造体３３の他端に近接、対向される。
【００１７】
第１排気管３５１ の下流側は、第２排気管３５２ の中間部を気密に貫通して外部に延出されるものであり、第１排気管３５１ の貫通部分よりも下流側で第２排気管３５２ に吸着トラッパ３７が介設され、該吸着トラッパ３７は車両の床下に配置される。この吸着トラッパ３７内には、排ガス中のＨＣを吸着する吸着材３８が充填されており、第１および第２排気管３５１ ，３５２ の下流端は、共通排ガス通路２７を形成する共通排ガス管３９の上流端に共通に接続される。
【００１８】
ところで、４つの第１排気ポート２４１ …に接続される第１排ガス通路２５１ は、第１排気マニホールド２８１ 内と、触媒コンバータ３０１ 内における複数の通気孔３２…のうち両接続管部３４，３６で規定される部分すなわちハニカム構造体３３の中央部に配置される各通気孔３２…と、第１排気管３５１ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０１ 内の三元触媒のうち中央部の円形部分が、第１排ガス通路２５１ に介装される第１触媒４１１ として機能する。
【００１９】
また４つの第２排気ポート２４２ …に接続される第２排ガス通路２６１ は、第１排気マニホールド２８１ および第２排気マニホールド２８２ 間と、触媒コンバータ３０１ 内における複数の通気孔３２…のうち両接続管部３４，３６の外方側として規定される部分すなわちハニカム構造体３３の外周側の部分に配置される各通気孔３２…と、第１および第２排気管３５１ ，３５２ 間と、第２排気管３５２ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０１ 内の三元触媒のうち外周側の環状部分が、第２排ガス通路２６１ に介装される第２触媒４２１ として機能する。而して、第２排ガス通路２６１ には、第２触媒４２１ と、第２触媒４２１ よりも下流側の吸着材３８とが介装されることになる。
【００２０】
共通排ガス管３９の中間部には、車両の床下に配置される触媒コンバータ４４が設けられており、該触媒コンバータ４４内には、第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ からの排ガスを共通に流通させる三元触媒が共通触媒４３として内蔵されている。
【００２１】
ところで、シリンダヘッド２１には、開弁時に燃焼室２２…の排ガスを第１排気ポート２４１ …から排出させる第１排気弁４５１ …と、開弁時に燃焼室２２…の排ガスを第２排気ポート２４２ …から排出させる第２排気弁４５２ …とが、各気筒でそれぞれ対をなすようにして設けられる。
【００２２】
図５ないし図８を併せて参照して、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ を開閉駆動する排気動弁装置４６は、図示しないクランク軸から１／２の減速比で回転駆動されるカム軸４７１ と、該カム軸４７１ と平行な軸線を有するロッカ軸４８と、ロッカ軸４８に揺動可能に支持される第１従動ロッカアーム４９１ と、ロッカ軸４８に揺動可能に支持される第２従動ロッカアーム４９２ と、両従動ロッカアーム４９１ ，４９２ 間に挟まれるようにしてロッカ軸４８に揺動可能に支持される単一の駆動ロッカアーム５０とを備える。
【００２３】
カム軸４７１ には、第１および第２従動ロッカアーム４９１ ，４９２ の上面に摺接する第１および第２休止カム５１１ ，５１２ と、駆動ロッカアーム５０の上面に摺接する作動カム５２とが設けられる。一方、第１および第２従動ロッカアーム４９１ ，４９２ は、弁ばね５３１ ，５３２ でそれぞれ閉弁方向に付勢されている第１および第２排気弁４５１ ，４５２ の上端を、先端部で開弁方向に押圧し得るように配置される。また駆動ロッカアーム５０は、シリンダヘッド２１との間に設けられているばね５４により作動カム５２に摺接する方向に付勢されている。
【００２４】
ところで、上記第１および第２休止カム５１１ ，５１２ は、基本的にはカム軸４７１ の回転中心を中心とする円形に形成されるものであるが、作動カム５２の高位部５２ａに対応する部分、すなわち排気弁４５１ ，４５２ の開弁時期に対応する部分で両休止カム５１１ ，５１２ には、カム軸４７１ の半径方向外方にわずかに隆起した隆起部５５１ ，５５２ が設けられる。
【００２５】
第１従動ロッカアーム４９１ および駆動ロッカアーム５０間には、第１従動ロッカアーム４９１ を駆動ロッカアーム５０に連結する状態ならびにその連結を解除する状態を切換可能な第１連結切換機構５６１ が設けられ、第２従動ロッカアーム４９２ および駆動ロッカアーム５０間には、第２従動ロッカアーム４９２ を駆動ロッカアーム５０に連結する状態ならびにその連結を解除する状態を切換可能な第２連結切換機構５６２ が設けられる。
【００２６】
図９を併せて参照して、第１連結切換機構５６１ は、第１従動ロッカアーム４９１ および駆動ロッカアーム５０間を連結可能な第１連結ピン５７１ と、第１連結ピン５７１ に連接されて第１従動ロッカアーム４９１ に摺動可能に嵌合される第１摺動部材５８１ と、第１摺動部材５８１ および第１従動ロッカアーム４９１ 間に設けられる第１戻しばね５９１ とを備える。
【００２７】
駆動ロッカアーム５０には、第１従動ロッカアーム４９１ 側に開放した有底の第１摺動孔６０１ が、ロッカ軸４８と平行な軸線を有して設けられており、第１連結ピン５７１ は、その一端と駆動ロッカアーム５０との間に第１油圧室６１１ を形成して第１摺動孔６０１ に摺動可能に嵌合される。しかも第１連結ピン５７１ の軸線方向長さは、第１連結ピン５７１ が第１油圧室６１１ 側への移動端に在るときに、第１連結ピン５７１ の他端が駆動ロッカアーム５０および第１従動ロッカアーム４９１ の対向面間に在るように設定される。
【００２８】
第１従動ロッカアーム４９１ には、第１連結ピン５７１ の他端部を嵌合させ得るようにして駆動ロッカアーム５０側を開放した有底の第１嵌合孔６２１ が、ロッカ軸４８と平行に設けられており、第１連結ピン５７１ の他端に連接される円盤状の第１摺動部材５８１ が、第１従動ロッカアーム４９１ との間に第１ばね室６３１ を形成するようにして第１嵌合孔６２１ に摺動可能に嵌合される。しかも第１嵌合孔６２１ の閉塞端には、第１ばね室６３１ を外部に開放する第１開放孔６４１ が設けられる。
【００２９】
第１戻しばね５９１ は、第１摺動部材５８１ と第１嵌合孔６２１ の閉塞端との間に設けられるようにして第１ばね室６３１ に収納されており、第１摺動部材５８１ は、第１戻しばね５９１ のばね力により第１連結ピン５７１ に当接するようにばね付勢されている。
【００３０】
このような第１連結切換機構５６１ によれば、第１油圧室６１１ の油圧が低圧であるときには、第１連結ピン５７１ および第１摺動部材５８１ は、第１戻しばね５９１ のばね力により第１油圧室６１１ 側の移動端まで移動しており、この状態で第１連結ピン５７１ および第１摺動部材５８１ の当接面は、駆動ロッカアーム５０および第１従動ロッカアーム４９１ の対向面間に在り、第１従動ロッカアーム４９１ の駆動ロッカアーム５０への連結は解除されている。また第１油圧室６１１ に高油圧を作用せしめると、第１連結ピン５７１ の他端部は第１戻しばね５９１ のばね力に抗して第１摺動部材５８１ を押圧しつつ第１嵌合孔６２１ に嵌合し、第１従動ロッカアーム４９１ が駆動ロッカアーム５０に連結される。
【００３１】
而して第１連結切換機構５６１ が連結解除状態となったときには、第１排気弁４５１ に連結された第１従動ロッカアーム４９１ は、第１休止カム５１１ に従動することになり、第１排気弁４５１ は、作動カム５２の高位部５２ａに対応する開弁時期にわずかに開弁するようにして実質的には休止されることになる。また第１連結切換機構５６１ が連結状態となったときには、第１排気弁４５１ に連結された第１従動ロッカアーム４９１ は、作動カム５２に従動する駆動ロッカアーム５０と一体に揺動することになり、第１排気弁４５１ は、作動カム５２のカムプロフィルに応じた開弁特性で開閉作動することになる。
【００３２】
第２連結切換機構５６２ は、第２従動ロッカアーム４９２ および駆動ロッカアーム５０間を連結可能な第２連結ピン５７２ と、第２連結ピン５７２ に連接されて第２従動ロッカアーム４９２ に摺動可能に嵌合される第２摺動部材５８２ と、第２連結ピン５７２ および駆動ロッカアーム５０間に設けられる第２戻しばね５９２ とを備える。
【００３３】
駆動ロッカアーム５０には、第２従動ロッカアーム４９２ 側に開放した有底の第２摺動孔６０２ が、ロッカ軸４８と平行な軸線を有して設けられており、第２連結ピン５７２ は、その一端と駆動ロッカアーム５０との間に第２ばね室６３２ を形成して第２摺動孔６０１ に摺動可能に嵌合される。しかも第２連結ピン５７２ の軸線方向長さは、第２連結ピン５７２ が第２ばね室６３２ 側への移動端に在るときに、第２連結ピン５７２ の他端が駆動ロッカアーム５０および第２従動ロッカアーム４９２ の対向面間に在るように設定される。
【００３４】
第２従動ロッカアーム４９２ には、第２連結ピン５７２ の他端部を嵌合させ得るようにして駆動ロッカアーム５０側を開放した有底の第２嵌合孔６２２ が、ロッカ軸４８と平行に設けられており、第２連結ピン５７２ の他端に連接される円盤状の第２摺動部材５８２ が第２嵌合孔６２２ に摺動可能に嵌合され、第２従動ロッカアーム４９２ および第２摺動部材５８２ 間には、第２摺動部材５８２ の他端を臨ませる第２油圧室６１２ が形成される。
【００３５】
第２戻しばね５９２ は、第２連結ピン５７２ と第２摺動孔６０２ の閉塞端との間に設けられるようにして第２ばね室６３２ に収納されており、駆動ロッカアーム５０には、第２ばね室６３２ を外部に開放する開放孔６４２ が設けられる。而して第２連結ピン５７２ は、第２戻しばね５９２ のばね力により第２摺動部材５８２ に当接するようにばね付勢されている。
【００３６】
このような第２連結切換機構５６２ によれば、第２油圧室６１２ の油圧が低圧であるときには、第２連結ピン５７２ および第２摺動部材５８２ は、第２戻しばね５９２ のばね力により第２油圧室６１２ 側の移動端まで移動しており、この状態で第２連結ピン５７２ は、第２摺動部材５８２ を押込むようにして第２従動ロッカアーム４９２ の第２嵌合孔６２２ に嵌合しており、第２従動ロッカアーム４９２ が駆動ロッカアーム５０に連結されている。また第２油圧室６１２ に高油圧を作用せしめると、第２摺動部材５８２ は、第２連結ピン５７２ および第２摺動部材５８２ の当接面が駆動ロッカアーム５０および第２従動ロッカアーム４９２ の対向面間に位置するまで、第２戻しばね５９２ のばね力に抗して第２連結ピン５７２ を押圧し、第２従動ロッカアーム４９２ の駆動ロッカアーム５０への連結が解除される。
【００３７】
而して第２連結切換機構５６２ が連結解除状態となったときには、第２排気弁４５２ に連結された第２従動ロッカアーム４９２ は、第２休止カム５１２ に従動することになり、第２排気弁４５２ は、作動カム５２の高位部５２ａに対応する開弁時期にわずかに開弁するようにして実質的には休止されることになる。また第２連結切換機構５６２ が連結状態となったときには、第２排気弁４５２ に連結された第２従動ロッカアーム４９２ は、作動カム５２に従動する駆動ロッカアーム５０と一体に揺動することになり、第２排気弁４５２ は、作動カム５２のカムプロフィルに応じた開弁特性で開閉作動することになる。
【００３８】
ロッカ軸４８には、相互に独立した第１および第２油路６５１ ，６５２ が形成されており、駆動ロッカアーム５０には、第１油路６５１ を第１油圧室６１１ に連通せしめる第１連通路６６１ が設けられ、第２従動ロッカアーム４９２ には、第２油路６５２ を第２油圧室６１２ に連通せしめる第２連通路６６２ が設けられる。
【００３９】
第１および第２油路６５１ ，６５２ は油圧制御手段６７に接続されており、該油圧制御手段６７は、油圧源６８の油圧を制御して両油路６５１ ，６５２ に供給可能に構成される。而して第１連結切換機構５６１ ，５６２ 、第１および第２油路６５１ ，６５２ 、油圧制御手段６７および油圧源６８は、排ガス切換手段７０１ を構成するものであり、該排ガス切換手段７０１ は、主として第１排ガス通路２５１ に排ガスを流通させる状態、主として第２排ガス通路２６１ に排ガスを流通させる状態、ならびに第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ にともに排ガスを流通させる状態を切換可能である。
【００４０】
すなわち排ガス切換手段７０１ において、第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を低油圧とすると、第１連結切換機構５６１ が連結解除状態となっているのに対して第２連結切換機構５６２ は連結状態となっており、第２排気弁４５２ が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第１排気弁４５１ は第１休止カム５１１ により第２排気弁４５２ の開弁時にわずかに開弁するだけであり、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスは主として第２排ガス通路２６１ を流通することになる。また第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を高油圧とすると、第１連結切換機構５６１ が連結状態となるのに対して第２連結切換機構５６２ は連結解除状態となり、第１排気弁４５１ が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第２排気弁４５２ は第２休止カム５１２ により第１排気弁４５１ の開弁時にわずかに開弁するだけであり、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスは主として第１排ガス通路２５１ を流通することになる。さらに第１油路６５１ の油圧を高圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を低圧にすると、第１および第２連結切換機構５６１ ，５６２ がともに連結状態となり、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ がともに作動カム５２により開閉駆動され、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ をそれぞれ流通することになる。
【００４１】
このような排ガス切換手段７０１ の切換作動、すなわち油圧制御手段６７の油圧制御作動は、制御手段７１により制御されるものであり、該制御手段７１には、吸着材３８の温度を検出すべく吸着トラッパ３７に取付けられた温度検出器７２の検出値、ならびに共通触媒４３の温度を検出すべく触媒コンバータ４４に取付けられた温度検出器７３の検出値が入力される。而して制御手段７１は、両温度検出器７２，７３の検出温度に基づいて、図１０で示す手順に従って排ガス切換手段７０１ の排ガス切換を制御する。
【００４２】
図１０において、ステップＳ１では、温度検出器７３の検出値、すなわち共通触媒４３の温度ＴＣを読込み、ステップＳ２で、その触媒温度ＴＣが第１設定温度ＴＳ１以上であるか否かを判断する。この第１設定温度ＴＳ１は、触媒の活性化温度であり、たとえば３００℃である。
【００４３】
ステップＳ２においてＴＣ＜ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ３において、温度検出器７２の検出値、すなわち吸着材３８の温度ＴＡを読込み、ステップＳ４で、その吸着材温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上であるか否かを判断する。この第２設定温度ＴＳ２は、吸着材３８の脱離温度である１４０℃よりも低く設定されるものであり、たとえば１００℃である。
【００４４】
ステップＳ４においてＴＡ＜ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ５で第１排気弁４５１ の作動をほぼ休止するとともに第２排気弁４５２ を開閉作動せしめるように、排ガス切換手段７０１ を制御する。すなわち第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を低油圧として、第１連結切換機構５６１ を連結解除状態とするとともに第２連結切換機構５６２ を連結状態とし、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが主として第２排ガス通路２６１ を流通するようにする。
【００４５】
またステップＳ４においてＴＡ≧ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ６で第２排気弁４５２ の作動をほぼ休止するとともに第１排気弁４５１ を開閉作動せしめるように、排ガス切換手段７０１ を制御する。すなわち第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を高油圧として、第１連結切換機構５６１ を連結状態とするとともに第２連結切換機構５６２ を連結解除状態とし、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが主として第１排ガス通路２５１ を流通するようにする。
【００４６】
さらにステップＳ２においてＴＣ≧ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ７で両排気弁４５１ ，４５２ をともに開閉作動せしめるように、排ガス切換手段７０１ を制御する。すなわち第１油路６５１ の油圧を高圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を低圧にして、両連結切換機構５６１ ，５６２ をともに連結状態とし、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ をそれぞれ流通するようにする。
【００４７】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、吸着材３８の温度が脱離温度よりも低い第２設定温度ＴＳ２未満であるときには主として第２排ガス通路２６１ を排ガスが流通して排ガス中のＨＣが吸着材３８に吸着されるので、機関始動時に未燃のＨＣが排出されることはない。しかも第２排ガス通路２６１ において、吸着材３８よりも上流側には、第２触媒４２１ が介設されており、この第２触媒４２１ は、第１排ガス通路２５１ の途中に介設される第１触媒４１１ を囲むようにして触媒コンバータ３０１ 内に設けられており、両触媒４１１ ，４１２ は、金属材料すなわち熱伝導率が高い材料から成るハニカム構造体３３に担持されている。したがって第２触媒４２１ から第１触媒４１１ への熱交換効率を向上することができるとともに、第２触媒４２１ から触媒コンバータ３０１ のケーシング３１１ を介しての外部への放熱を効率よく行なうことができ、第２排ガス通路２６１ を流通する排ガスの温度は、吸着材３８に達するまでに比較的低温となり、ＨＣ脱離までの時間が長くなって吸着性能が向上する。しかも第１触媒４１１ は、第２排ガス通路２６１ を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、第１排ガス通路２５１ を流通する少量の排ガスは、機関の始動後に比較的短時間の間に活性化温度に達する第１触媒４１１ により浄化されることになる。
【００４８】
吸着材３８の温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上となると、主として第１排ガス通路２５１ を排ガスが流通するようになり、第１排ガス通路２５１ を流通する排ガスは、活性化温度に達している第１触媒４１１ により十分な浄化性能を得ることができる。また第２排ガス通路２６１ を流通する少量の排ガスは、活性化温度に達している第２触媒４２１ により、十分に浄化されることになる。
【００４９】
共通触媒４３の温度ＴＣが活性化温度である第１設定温度ＴＳ１以上となったときには、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ がともに開閉作動することになり、両排ガス通路２５１ ，２６１ をともに排ガスが流通する。したがって、排ガスは、活性化温度に達している第１および第２触媒４１１ ，４２１ ならびに共通排ガス通路２７の共通触媒４３で十分に浄化されることになる。また第２排ガス通路２６１ の吸着材３８は、第２排ガス通路２６１ を流通する排ガスによって脱離温度以上に昇温することになるが、吸着材３８から脱離したＨＣは、共通触媒４３で浄化される。
【００５０】
上記第１実施例では、各気筒の第１および第２排気弁４５１ ，４５２ のうち第１排気弁４５１ を実質的に閉弁休止することにより主として第２排ガス通路２５２ を排ガスが流通するようにし、第２排気弁４５２ を実質的に閉弁休止することにより主として第１排ガス通路２５１ を排ガスが流通するようにしたが、吸着材３８の温度が脱離温度よりも低い第２設定温度ＴＳ２未満であるときに、第１排ガス通路２５１ を流通する排ガスが、第１触媒４１１ および共通触媒４３で十分に浄化される程度の量であれば、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ の実質的な閉弁休止を切換えるものではなくても、第１および第２排ガス通路４５１ ，４５２ を流通する排ガス量に差があるものであってもよい。
【００５１】
図１１は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５２】
第２排ガス通路２６１ において、吸着材３８と、第２排ガス通路２６１ の共通排ガス通路２７への接続部との間には、エアポンプ７４から送出される二次空気が、空気制御手段７５により供給量を制御されて供給される。
【００５３】
この第２実施例によれば、吸着材３８からのＨＣの脱離時に吸着材３８の下流側に二次空気を供給することにより、ＨＣを燃焼せしめるのに十分な空気を供給して、浄化性能をより一層向上することができる。
【００５４】
図１２は本発明の第３実施例を示すものであり、共通排ガス通路２７に設けられている触媒コンバータ４４内に、共通触媒４３の上流側に位置するようにして電気加熱ヒータ７６が内蔵される。この電気加熱ヒータ７６により、共通触媒４３が加熱されることにより、共通触媒４３が活性化温度に達するまでの時間が短縮されることになる。
【００５５】
図１３ないし図１８は本発明の第４実施例を示すものであり、図１３は内燃機関の排気系の構成を示す図、図１４は排気系の一部構成を示す縦断面図、図１５は排気動弁装置の平面図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７は図１６の１７−１７線断面図、図１８は制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【００５６】
先ず図１３において、機関本体Ｅを構成するシリンダヘッド２１には、第１ないし第４気筒の燃焼室２２…が並列して形成されており、各気筒の焼室２２…に通じ得る一対ずつ４組の吸気ポート２３，２３…と、各燃焼室２２…に通じ得る一対ずつ４組の排気ポート２４，２４…とが、シリンダヘッド２１に設けられる。
【００５７】
第２および第３気筒の排気ポート２４，２４は第１排ガス通路２５２ に接続され、第１および第４気筒の排気ポート２４，２４は第２排ガス通路２６２ に接続され、第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ の下流端は共通排ガス通路２７に共通に接続される。
【００５８】
図１４を併せて参照して、第２および第３気筒の排気ポート２４，２４…には第１排気マニホールド７８１ が接続され、第１および第４気筒の排気ポート２４，２４…には第２排気マニホールド７８２ が接続される。第１および第２排気マニホールド７８１ ，７８２ の上流端に共通に設けられたフランジ７９はシリンダヘッド２１に締結され、両排気マニホールド７８１ ，７８２ の下流端は、シリンダヘッド２１に近接した位置に配置される触媒コンバータ３０２ におけるケーシング３１２ の上流側開口端に接続される。
【００５９】
触媒コンバータ３０２ におけるケーシング３１２ 内には、三元触媒を担持するハニカム構造体３３（図４参照）が内蔵されており、第１および第２排気マニホールド７８１ ，７８２ の下流端は、ハニカム構造体３３の一端面において周方向に沿う１８０度ずつの部分に向けて対向するようにして、ケーシング３１２ の上流側開口端に接続される。また前記ケーシング３１２ の下流側開口端には、第１および第２排気管８０１ ，８０２ の上流端が、第１および第２排気マニホールド７８１ ，７８２ にそれぞれ対応して前記ハニカム構造体３３の他面の半分ずつに向けて開口するようにして接続される。
【００６０】
而して第２排気管８０２ には吸着材３８を内蔵せしめた吸着トラッパ３７が介設され、第１および第２排気管８０１ ，８０２ の下流端は、共通排ガス通路２７を形成する共通排ガス管３９の上流端に共通に接続され、共通排ガス管３９には、共通触媒４３が内蔵される触媒コンバータ４４が設けられる。
【００６１】
ところで、第２および第３気筒の排気ポート２４，２４に接続される第１排ガス通路２５２ は、第１排気マニホールド７８１ 内と、触媒コンバータ３０２ 内におけるハニカム構造体３３の半分に配置される通気孔３２…（図４参照）と、第１排気管８０１ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０２ 内の三元触媒のうち半分の半円部分が、第１排ガス通路２５２ に介装される第１触媒４１２ として機能する。
【００６２】
また第１および第４気筒の排気ポート２４，２４に接続される第２排ガス通路２６２ は、第２排気マニホールド７８２ 内と、触媒コンバータ３０２ 内におけるハニカム構造体３３の残余の半分に配置される通気孔３２…（図４参照）と、第２排気管８０２ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０２ 内の三元触媒のうち残余の半円部分が、第２排ガス通路２６２ に介装される第２触媒４２２ として機能することになり、第２排ガス通路２６２ には、第２触媒４２２ と、第２触媒４２２ よりも下流側の吸着材３８とが介装されることになる。
【００６３】
図１５ないし図１７を併せて参照して、各気筒の排気ポート２４，２４および燃焼室２２間の連通、遮断を司る排気弁４５，４５は排気動弁装置８２で開閉駆動されるものであり、該排気動弁装置８２は、図示しないクランク軸から１／２の減速比で回転駆動されるカム軸４７２ と、該カム軸４７２ と平行な軸線を有するロッカ軸４８と、ロッカ軸４８に揺動可能に支持される第１および第２ロッカアーム８３，８４とを備え、弁ばね５３…でそれぞれ閉弁方向に付勢されている両排気弁４５，４５が、第１ロッカアーム８３に連動、連結される。
【００６４】
カム軸４７２ には、第１ロッカアーム８３の上面に摺接する休止カム５１と、第２ロッカアーム８４の上面に摺接する作動カム５２とが設けられ、休止カム５１は、基本的にはカム軸４７２ の回転中心を中心とする円形に形成されるものであるが、作動カム５２の高位部５２ａに対応する部分、すなわち排気弁４５，４５の開弁時期に対応する部分に休止カム５１には、カム軸４７２ の半径方向外方にわずかに隆起した隆起部５５が設けられる。また第２ロッカアーム８４は、図示しないばねにより作動カム５２に摺接する方向に付勢されている。
【００６５】
第１および第２ロッカアーム８３，８４間には、両ロッカアーム８３，８４を連結する状態ならびにその連結を解除する状態を切換可能な連結切換機構８６が設けられる。
【００６６】
連結切換機構８６は、第１および第２ロッカアーム８３，８４間を連結可能な連結ピン８７と、連結ピン８７に連接されて第１ロッカアーム８３に摺動可能に嵌合される摺動部材８８と、摺動部材８８および第１ロッカアーム８３間に設けられる戻しばね８９とを備える。
【００６７】
第２ロッカアーム８４には、第１ロッカアーム８３側に開放した有底の摺動孔９０が、ロッカ軸４８と平行な軸線を有して設けられており、連結ピン８７は、その一端と第２ロッカアーム８３との間に油圧室９１を形成して摺動孔９０に摺動可能に嵌合される。しかも連結ピン８７の軸線方向長さは、該連結ピン８７が油圧室９１側への移動端に在るときに、連結ピン８７の他端が第１および第２ロッカアーム８３，８４の対向面間に在るように設定される。
【００６８】
第１ロッカアーム８３には、連結ピン８７の他端部を嵌合させ得るようにして第２ロッカアーム８４側を開放した有底の嵌合孔９２が、ロッカ軸４８と平行に設けられており、連結ピン８７の他端に連接される円盤状の摺動部材８８が、嵌合孔９２の閉塞端との間に戻しばね８９を介在させて該嵌合孔９２に摺動可能に嵌合される。しかも摺動部材８８には、戻しばね８９で囲繞される軸部８８ａが一体に連設されており、この軸部８８ａは、嵌合孔９２の閉塞端に設けられる挿通孔９４に移動自在に挿通される。
【００６９】
このような連結切換機構８６によれば、油圧室９１の油圧が低圧であるときには、連結ピン８７および摺動部材８８は、戻しばね５９のばね力により油圧室９１側の移動端まで移動しており、この状態で連結ピン８７および摺動部材８８の当接面は、第１および第２ロッカアーム８３，８４の対向面間に在り、両ロッカアーム８３，８４は連結解除状態に在る。また油圧室９１に高油圧を作用せしめると、連結ピン８７の他端部は戻しばね８９のばね力に抗して摺動部材８８を押圧しつつ嵌合孔９２に嵌合し、両ロッカアーム８３，８４が連結される。
【００７０】
而して連結切換機構８６が連結解除状態となったときには、両排気弁４５，４５に連動、連結された第１ロッカアーム８３は、休止カム５１に従動することになり、両排気弁４５，４５は、作動カム５２の高位部５２ａに対応する開弁時期にわずかに開弁するようにして実質的には休止されることになる。また連結切換機構８６が連結状態となったときには、両排気弁４５，４５に連動、連結された第１ロッカアーム８３は、作動カム５２に従動する第２ロッカアーム８４と一体に揺動することになり、両排気弁４５，４５は、作動カム５２のカムプロフィルに応じた開弁特性で開閉作動することになる。
【００７１】
ロッカ軸４８には、相互に独立した第１および第２油路６５１ ，６５２ が形成されており、第２および第３気筒における排気動弁装置８２の第２ロッカアーム８４には、第１油路６５１ を油圧室９１に連通せしめる連通路９６が設けられ、第１および第４気筒における排気動弁装置８２の第２ロッカアーム８４には、第２油路６５２ を油圧室９１に連通せしめる連通路９６が設けられる。
【００７２】
第１および第２油路６５１ ，６５２ は油圧制御手段６７に接続されており、該油圧制御手段６７は、油圧源６８の油圧を制御して両油路６５１ ，６５２ に供給可能に構成される。而して各気筒の連結切換機構８６…、第１および第２油路６５１ ，６５２ 、油圧制御手段６７および油圧源６８は、排ガス切換手段７０２ を構成するものであり、該排ガス切換手段７０２ は、主として第１排ガス通路２５２ に排ガスを流通させる状態、主として第２排ガス通路２６２ に排ガスを流通させる状態、ならびに第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ にともに排ガスを流通させる状態を切換可能である。
【００７３】
すなわち排ガス切換手段７０２ において、第１油路６５１ の油圧を低くするとともに第２油路６５２ の油圧を高くすると、第１および第４気筒の連結切換機構８６が連結状態となるとともに第２および第３気筒の連結切換機構８６が連結解除状態となり、第１および第４気筒の排気弁４５，４５が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第２および第３気筒の排気弁４５，４５は休止カム５１によりほぼ休止状態となる。したがって第１および第４気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第２排ガス通路２６２ を流通するが、第２および第３気筒は実質的な気筒休止状態となるので、第１排ガス通路２５２ には、休止カム５１の隆起部５５で排気弁４５，４５がわずかに開弁するのに応じた少量の排ガスが流通するだけであり、排ガスが主として第２排ガス通路２６２ を流通することになる。また第１油路６５１ の油圧を高くするとともに第２油路６５２ の油圧を低くすると、第２および第３気筒の連結切換機構８６が連結状態となるとともに第１および第４気筒の連結切換機構８６が連結解除状態となり、第２および第３気筒の排気弁４５，４５が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第１および第４気筒の排気弁４５，４５は休止カム５１によりほぼ休止状態となる。したがって第２および第３気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第１排ガス通路２５２ を流通するが、第１および第４気筒は実質的な気筒休止状態となるので、第２排ガス通路２６２ には、休止カム５１の隆起部５５で排気弁４５，４５がわずかに開弁するのに応じた少量の排ガスが流通するだけであり、排ガスが主として第１排ガス通路２５２ を流通することになる。さらに第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧をともに高圧にすると、各気筒の連結切換機構８６が全て連結状態となり、各気筒の両排気弁４５，４５が作動カム５２によりそれぞれ開閉駆動され、燃焼室２２からの排ガスが第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ をそれぞれ流通することになる。
【００７４】
なお、第１ないし第４気筒において、各吸気ポート２３，２３毎に配設される吸気弁（図示せず）も、上記排気動弁装置８２と同様の吸気動弁装置により開閉駆動されるものであり、実質的な気筒休止状態となっている気筒の吸気弁は、ほぼ休止状態となる。
【００７５】
上記排ガス切換手段７０２ の切換作動、すなわち油圧制御手段６７の油圧制御作動は、制御手段７１により制御されるものであり、該制御手段７１には、吸着材３８の温度を検出すべく吸着トラッパ３７に取付けられた温度検出器７２の検出値、ならびに共通触媒４３の温度を検出すべく触媒コンバータ４４に取付けられた温度検出器７３の検出値が入力される。而して制御手段７１は、両温度検出器７２，７３の検出温度に基づいて、図１８で示す手順に従って排ガス切換手段７０２ の排ガス切換を制御する。
【００７６】
図１８のステップＳ１１では、温度検出器７３の検出値、すなわち共通触媒４３の温度ＴＣを読込み、ステップＳ１２で、その触媒温度ＴＣが第１設定温度ＴＳ１以上であるか否かを判断する。ステップＳ１２においてＴＣ＜ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ１３において、温度検出器７２の検出値、すなわち吸着材３８の温度ＴＡを読込み、ステップＳ１４で、その吸着材温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上であるか否かを判断する。
【００７７】
ステップＳ１４においてＴＡ＜ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ１５で第２および第３気筒をほぼ休止するとともに第１および第４気筒を作動せしめるように排ガス切換手段７０２ を制御する。すなわち第１油路６５１ の油圧を低圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を高圧として、第２および第３気筒の連結切換機構８６を連結解除状態とするとともに第１および第４気筒の連結切換機構８６を連結状態とし、排ガスが主として第２排ガス通路２６２ を流通するようにする。
【００７８】
またステップＳ１４においてＴＡ≧ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ１６で第１および第４気筒をほぼ休止するとともに第２および第３気筒を作動せしめるように排ガス切換手段７０２ を制御する。すなわち第１油路６５１ の油圧を高圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を低圧とし、第２および第３気筒の連結切換機構８６を連結状態とするとともに第１および第４気筒の連結切換機構８６を連結解除状態とし、排ガスが主として第１排ガス通路２５２ を流通するようにする。
【００７９】
さらにステップＳ１２においてＴＣ≧ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ１７で各気筒を全て作動せしめるように排ガス切換手段７０２ を制御する。すなわち第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を高圧にして、各気筒の連結切換機構８６が全て連結状態となるようにし、排ガスが第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ をそれぞれ流通するようにする。
【００８０】
このような第２実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。すなわち吸着材３８の温度が脱離温度よりも低い第２設定温度ＴＳ２未満であるときには主として第２排ガス通路２６２ を排ガスが流通して排ガス中のＨＣが吸着材３８に吸着されるので、機関始動時に未燃のＨＣが排出されることはない。しかも吸着材３８よりも上流側で第２排ガス通路２６２ に介設された第２触媒４２２ は、第１排ガス通路２５２ の途中に介設される第１触媒４１２ に隣接するようにして触媒コンバータ３０２ 内に設けられており、両触媒４１２ ，４２２ は、金属材料すなわち熱伝導率が高い材料から成るハニカム構造体３３に担持されている。したがって第２触媒４２２ から第１触媒４１２ への熱交換効率を向上することができるとともに、第２触媒４２２ から触媒コンバータ３０２ のケーシング３１２ を介しての外部への放熱を効率よく行なうことができ、第２排ガス通路２６２ を流通する排ガスの温度は、吸着材３８に達するまでに比較的低温となり、ＨＣ脱離までの時間が長くなって吸着性能が向上する。しかも第１触媒４１２ は、第２排ガス通路２６２ を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、第１排ガス通路２５２ を流通する少量の排ガスは、機関の始動後に比較的短時間の間に活性化温度に達する第１触媒４１２ により浄化されることになる。
【００８１】
吸着材３８の温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上となると、主として第１排ガス通路２５２ を排ガスが流通するようになり、第１排ガス通路２５２ を流通する排ガスは、活性化温度に達している第１触媒４１２ により十分な浄化性能を得ることができる。また第２排ガス通路２６２ を流通する少量の排ガスは、活性化温度に達している第２触媒４２２ により、十分に浄化されることになる。
【００８２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００８３】
たとえば、上記実施例では、主として第２排ガス通路を排ガスが流通する際には少量の排ガスが第１排ガス通路を流通し、主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際には少量の排ガスが第２排ガス通路を流通するようにしたが、主として第２排ガス通路を排ガスが流通する際には第１排ガス通路を排ガスが流通することはなく、また主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際には第２排ガス通路を排ガスが流通することはないようにすることも可能である。すなわち、一対の排気弁の実質的な閉弁休止を切換えるのではなく、一対の排気弁の完全な閉弁休止を切換えるものであってもよく、また複数気筒の実質的な気筒休止を切換えるものではなく、完全な気筒休止を切換えるものであってもよい。
【００８４】
また上記実施例では、主として第２排ガス通路を排ガスが流通する際に、第２排ガスを流通する排ガスと第１触媒との熱交換を図るために、第２排ガス通路において吸着材３８よりも上流側の第２排ガス通路に第２触媒が介設されているが、第２排ガス通路から第１触媒への効率的な熱交換を図り得る構造とすれば、第２触媒を省略することも可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、吸着材の温度が脱離温度よりも低い設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路を排ガスが流通するようにして、排ガス中のＨＣを吸着材に吸着せしめるようにし、第２排ガス通路を流通する排ガスの温度が第１排ガス通路に介装されている第１触媒との熱交換により吸着材に達するまでに比較的低温となるようにして吸着性能を向上することができる。しかも第１触媒は、第２排ガス通路を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、主として第１排ガス通路を排ガスが流通するようにしたときには、活性化温度に達している第１触媒により十分な浄化性能を得ることができる。
【００８６】
また請求項２記載の発明によれば、主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際に少量の排ガスが第２排ガス通路を流通する場合には、活性化温度に達している第２触媒により第２排ガス通路の排ガスを十分に浄化することができる。
【００８７】
さらに請求項３記載の発明によれば、第２触媒から第１触媒への熱交換効率を向上するとともに、第２触媒からケーシングを介しての外部への放熱を効率よく行なうことが可能であり、第１触媒を活性化温度まで速やかに昇温させることが可能となるとともに、吸着材の吸着性能をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の内燃機関の排気系の構成を示す図である。
【図２】排気系の一部構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】触媒コンバータ内のハニカム構造体を示す斜視図である。
【図５】排気動弁装置の平面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】図５の７−７線断面図である。
【図８】図５の８−８線断面図である。
【図９】排ガスが主として第２排ガス通路を流通する状態での図６ないし図８の９−９線断面図である。
【図１０】制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施例の内燃機関の排気系の構成を示す図である。
【図１２】第３実施例の排気系の要部構成を示す図である。
【図１３】第４実施例の内燃機関の排気系の構成を示す図である。
【図１４】排気系の一部構成を示す縦断面図である。
【図１５】排気動弁装置の平面図である。
【図１６】図１５の１６−１６線断面図である。
【図１７】図１６の１７−１７線断面図である。
【図１８】制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２５１ ，２５２ ・・・第１排ガス通路
２６１ ，２６２ ・・・第２排ガス通路
２７・・・共通排ガス通路
３１１ ・・・ケーシング
３８・・・吸着材
４１１ ，４１２ ・・・第１触媒
４２１ ，４２２ ・・・第２触媒
４３・・・共通触媒
７０１ ，７０２ ・・・排ガス切換手段
７１・・・制御手段
７２・・・温度検出器
Ｅ・・・機関本体
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排ガス浄化装置に関し、特に、機関本体からの排ガスを流通させ得る第１排ガス通路と、機関本体からの排ガスを流通させ得る第２排ガス通路と、第１および第２排ガス通路の下流端が共通に接続される共通排ガス通路と、排ガス中のＨＣを吸着すべく第２排ガス通路の中間部に介装される吸着材と、第１および第２排ガス通路を流通する排ガスを共通に通過させるべく共通排ガス通路に介装される共通触媒と、主として第１排ガス通路に排ガスを流通させる状態ならびに主として第２排ガス通路に排ガスを流通させる状態を切換可能な排ガス切換手段とを備える内燃機関の排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる排ガス浄化装置は、特開平７−９１２３７号公報で開示されており、このものでは、吸着材の温度が低温度のときには排ガスを主として第２排ガス通路に流し、吸着材により排ガス中のＨＣを吸着せしめ、共通触媒の温度が高温度となったときには排ガスを主として第１排ガス通路に流し、活性化した共通触媒により排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを除去するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、機関の始動時には排ガスが吸着材を流通してから共通触媒側に流れるので、吸着材に熱を奪われて比較的低温度となった排ガスが共通触媒側に流れることになり、共通触媒の温度上昇が遅れて触媒が活性化するのに時間がかかってしまう。一方、吸着材は、高温である排ガスとの熱交換により温度上昇が速くなり、ＨＣ脱離までの時間が短くなって吸着性能が低下し、共通触媒が活性化するのに必要な時間が稼げなくなり、排ガス浄化が不十分となる可能性がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、吸着材による吸着性能を向上するとともに速やかに活性化される触媒により十分な浄化性能が得られるようにした内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、機関本体からの排ガスを流通させ得る第１排ガス通路と、機関本体からの排ガスを流通させ得る第２排ガス通路と、第１および第２排ガス通路の下流端が共通に接続される共通排ガス通路と、排ガス中のＨＣを吸着すべく第２排ガス通路の中間部に介装される吸着材と、第１および第２排ガス通路を流通する排ガスを共通に通過させるべく共通排ガス通路に介装される共通触媒と、主として第１排ガス通路に排ガスを流通させる状態ならびに主として第２排ガス通路に排ガスを流通させる状態を切換可能な排ガス切換手段とを備える内燃機関の排ガス浄化装置において、第２排ガス通路を流通する排ガスとの熱交換を可能として前記吸着材よりも上流側で第１排ガス通路に介装される第１触媒と、前記吸着材の温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出値が前記吸着材の脱離温度よりも低く設定される設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路に排ガスを流通させるが前記温度検出器の検出値が設定温度以上であるときには主として第１排ガス通路に排ガスを流通させるようにして前記排ガス切換手段の作動を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、吸着材の温度が脱離温度よりも低い設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路を排ガスが流通して排ガス中のＨＣが吸着材に吸着されるが、第２排ガス通路を流通する排ガスの温度は、第１排ガス通路に介装されている第１触媒との熱交換により吸着材に達するまでに比較的低温となり、ＨＣ脱離までの時間が長くなって吸着性能が向上する。しかも第１触媒は、第２排ガス通路を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、吸着材の温度が設定温度以上となるのに応じて主として第１排ガス通路を排ガスが流通するようにしたときには、活性化温度に達している第１触媒により十分な浄化性能を得ることができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、第２排ガス通路には、第１触媒との間での熱交換を可能とした第２触媒が介装されることを特徴とし、このような構成によれば、主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際に少量の排ガスが第２排ガス通路を流通する場合には、活性化温度に達している第２触媒により、第２排ガス通路の排ガスを十分に浄化することができる。
【０００８】
さらに請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明の構成に加えて、前記第１および第２触媒は、第１触媒を第２触媒が囲むようにして共通なケーシング内に収納されることを特徴とし、かかる構成によれば、第２触媒から第１触媒への熱交換効率を向上することができるとともに、第２触媒からケーシングを介しての外部への放熱を効率よく行なうことができ、第１触媒を活性化温度まで速やかに昇温させることが可能となるとともに、排ガスが第２排ガス通路内を吸着材に達するまで流通する間に排ガス温度を効率よく降温せしめ、吸着材の吸着性能をさらに向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１ないし図１０は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は内燃機関の排気系の構成を示す図、図２は排気系の一部構成を示す縦断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は触媒コンバータ内のハニカム構造体を示す斜視図、図５は排気動弁装置の平面図、図６は図５の６−６線断面図、図７は図５の７−７線断面図、図８は図５の８−８線断面図、図９は排ガスが主として第２排ガス通路を流通する状態での図６ないし図８の９−９線断面図、図１０は制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【００１１】
先ず図１において、多気筒たとえば４気筒内燃機関の機関本体Ｅを構成するシリンダヘッド２１には、各気筒に個別に対応した４つの燃焼室２２…が並列して形成されており、それらの燃焼室２２…に通じ得る一対ずつ４組の吸気ポート２３，２３…と、各燃焼室２２…にそれぞれ１つずつ通じ得る４つの第１排気ポート２４１ …と、各燃焼室２２…にそれぞれ１つずつ通じ得る４つの第２排気ポート２４２ …とがシリンダヘッド２１に設けられる。
【００１２】
４つの第１排気ポート２４１ …は第１排ガス通路２５１ に接続され、４つの第２排気ポート２４２ …は第２排ガス通路２６１ に接続され、第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ の下流端は共通排ガス通路２７に共通に接続される。
【００１３】
図２および図３において、第１排気ポート２４１ …には第１排気マニホールド２８１ が接続され、第２排気ポート２４２ …には第２排気マニホールド２８２ が接続される。第１排気マニホールド２８１ は、第２排気マニホールド２８２ 内に配置されるものであり、両排気マニホールド２８１ ，２８２ の上流端に共通に設けられるフランジ２９がシリンダヘッド２１に締結される。
【００１４】
第２排気マニホールド２８２ の下流端は、シリンダヘッド２１に近接した位置に配置される触媒コンバータ３０１ におけるケーシング３１１ の上流側開口端に接続される。図４で示すように、ケーシング３１１ の主要部を構成する円筒状のケーシング主体３１ａ内には、軸線方向に延びる複数の通気孔３２…を有するハニカム構造体３３がケーシング主体３１ａの内面との間にも軸線方向に延びる複数の通気孔３２…を形成して収納、固定されており、ハニカム構造体３３は、金属平板および金属波板を重ね合わせて螺旋状に巻くことにより構成される。而して各通気孔３２…の内面に三元触媒の触媒層が焼成処理により担持される。
【００１５】
第１排気マニホールド２８１ の下流端には、ハニカム構造体３３側に向かうにつれて大径となるテーパ管状の接続管部３４が一体に設けられており、該接続管部３４の下流端すなわち開口端は、触媒コンバータ３０１ 内でハニカム構造体３３の一端に近接、対向される。
【００１６】
触媒コンバータ３０１ におけるケーシング３１１ の下流側開口端には、第２排気管３５２ の上流端が接続され、この第２排気管３５２ の上流側部分内に上流部が同軸に配置される第１排気管３５１ の上流端には、ハニカム構造体３３側に向かうにつれて大径となるテーパ管状の接続管部３６が一体に設けられ、該接続管部３６の上流端すなわち大径端は、触媒コンバータ３０１ 内でハニカム構造体３３の他端に近接、対向される。
【００１７】
第１排気管３５１ の下流側は、第２排気管３５２ の中間部を気密に貫通して外部に延出されるものであり、第１排気管３５１ の貫通部分よりも下流側で第２排気管３５２ に吸着トラッパ３７が介設され、該吸着トラッパ３７は車両の床下に配置される。この吸着トラッパ３７内には、排ガス中のＨＣを吸着する吸着材３８が充填されており、第１および第２排気管３５１ ，３５２ の下流端は、共通排ガス通路２７を形成する共通排ガス管３９の上流端に共通に接続される。
【００１８】
ところで、４つの第１排気ポート２４１ …に接続される第１排ガス通路２５１ は、第１排気マニホールド２８１ 内と、触媒コンバータ３０１ 内における複数の通気孔３２…のうち両接続管部３４，３６で規定される部分すなわちハニカム構造体３３の中央部に配置される各通気孔３２…と、第１排気管３５１ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０１ 内の三元触媒のうち中央部の円形部分が、第１排ガス通路２５１ に介装される第１触媒４１１ として機能する。
【００１９】
また４つの第２排気ポート２４２ …に接続される第２排ガス通路２６１ は、第１排気マニホールド２８１ および第２排気マニホールド２８２ 間と、触媒コンバータ３０１ 内における複数の通気孔３２…のうち両接続管部３４，３６の外方側として規定される部分すなわちハニカム構造体３３の外周側の部分に配置される各通気孔３２…と、第１および第２排気管３５１ ，３５２ 間と、第２排気管３５２ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０１ 内の三元触媒のうち外周側の環状部分が、第２排ガス通路２６１ に介装される第２触媒４２１ として機能する。而して、第２排ガス通路２６１ には、第２触媒４２１ と、第２触媒４２１ よりも下流側の吸着材３８とが介装されることになる。
【００２０】
共通排ガス管３９の中間部には、車両の床下に配置される触媒コンバータ４４が設けられており、該触媒コンバータ４４内には、第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ からの排ガスを共通に流通させる三元触媒が共通触媒４３として内蔵されている。
【００２１】
ところで、シリンダヘッド２１には、開弁時に燃焼室２２…の排ガスを第１排気ポート２４１ …から排出させる第１排気弁４５１ …と、開弁時に燃焼室２２…の排ガスを第２排気ポート２４２ …から排出させる第２排気弁４５２ …とが、各気筒でそれぞれ対をなすようにして設けられる。
【００２２】
図５ないし図８を併せて参照して、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ を開閉駆動する排気動弁装置４６は、図示しないクランク軸から１／２の減速比で回転駆動されるカム軸４７１ と、該カム軸４７１ と平行な軸線を有するロッカ軸４８と、ロッカ軸４８に揺動可能に支持される第１従動ロッカアーム４９１ と、ロッカ軸４８に揺動可能に支持される第２従動ロッカアーム４９２ と、両従動ロッカアーム４９１ ，４９２ 間に挟まれるようにしてロッカ軸４８に揺動可能に支持される単一の駆動ロッカアーム５０とを備える。
【００２３】
カム軸４７１ には、第１および第２従動ロッカアーム４９１ ，４９２ の上面に摺接する第１および第２休止カム５１１ ，５１２ と、駆動ロッカアーム５０の上面に摺接する作動カム５２とが設けられる。一方、第１および第２従動ロッカアーム４９１ ，４９２ は、弁ばね５３１ ，５３２ でそれぞれ閉弁方向に付勢されている第１および第２排気弁４５１ ，４５２ の上端を、先端部で開弁方向に押圧し得るように配置される。また駆動ロッカアーム５０は、シリンダヘッド２１との間に設けられているばね５４により作動カム５２に摺接する方向に付勢されている。
【００２４】
ところで、上記第１および第２休止カム５１１ ，５１２ は、基本的にはカム軸４７１ の回転中心を中心とする円形に形成されるものであるが、作動カム５２の高位部５２ａに対応する部分、すなわち排気弁４５１ ，４５２ の開弁時期に対応する部分で両休止カム５１１ ，５１２ には、カム軸４７１ の半径方向外方にわずかに隆起した隆起部５５１ ，５５２ が設けられる。
【００２５】
第１従動ロッカアーム４９１ および駆動ロッカアーム５０間には、第１従動ロッカアーム４９１ を駆動ロッカアーム５０に連結する状態ならびにその連結を解除する状態を切換可能な第１連結切換機構５６１ が設けられ、第２従動ロッカアーム４９２ および駆動ロッカアーム５０間には、第２従動ロッカアーム４９２ を駆動ロッカアーム５０に連結する状態ならびにその連結を解除する状態を切換可能な第２連結切換機構５６２ が設けられる。
【００２６】
図９を併せて参照して、第１連結切換機構５６１ は、第１従動ロッカアーム４９１ および駆動ロッカアーム５０間を連結可能な第１連結ピン５７１ と、第１連結ピン５７１ に連接されて第１従動ロッカアーム４９１ に摺動可能に嵌合される第１摺動部材５８１ と、第１摺動部材５８１ および第１従動ロッカアーム４９１ 間に設けられる第１戻しばね５９１ とを備える。
【００２７】
駆動ロッカアーム５０には、第１従動ロッカアーム４９１ 側に開放した有底の第１摺動孔６０１ が、ロッカ軸４８と平行な軸線を有して設けられており、第１連結ピン５７１ は、その一端と駆動ロッカアーム５０との間に第１油圧室６１１ を形成して第１摺動孔６０１ に摺動可能に嵌合される。しかも第１連結ピン５７１ の軸線方向長さは、第１連結ピン５７１ が第１油圧室６１１ 側への移動端に在るときに、第１連結ピン５７１ の他端が駆動ロッカアーム５０および第１従動ロッカアーム４９１ の対向面間に在るように設定される。
【００２８】
第１従動ロッカアーム４９１ には、第１連結ピン５７１ の他端部を嵌合させ得るようにして駆動ロッカアーム５０側を開放した有底の第１嵌合孔６２１ が、ロッカ軸４８と平行に設けられており、第１連結ピン５７１ の他端に連接される円盤状の第１摺動部材５８１ が、第１従動ロッカアーム４９１ との間に第１ばね室６３１ を形成するようにして第１嵌合孔６２１ に摺動可能に嵌合される。しかも第１嵌合孔６２１ の閉塞端には、第１ばね室６３１ を外部に開放する第１開放孔６４１ が設けられる。
【００２９】
第１戻しばね５９１ は、第１摺動部材５８１ と第１嵌合孔６２１ の閉塞端との間に設けられるようにして第１ばね室６３１ に収納されており、第１摺動部材５８１ は、第１戻しばね５９１ のばね力により第１連結ピン５７１ に当接するようにばね付勢されている。
【００３０】
このような第１連結切換機構５６１ によれば、第１油圧室６１１ の油圧が低圧であるときには、第１連結ピン５７１ および第１摺動部材５８１ は、第１戻しばね５９１ のばね力により第１油圧室６１１ 側の移動端まで移動しており、この状態で第１連結ピン５７１ および第１摺動部材５８１ の当接面は、駆動ロッカアーム５０および第１従動ロッカアーム４９１ の対向面間に在り、第１従動ロッカアーム４９１ の駆動ロッカアーム５０への連結は解除されている。また第１油圧室６１１ に高油圧を作用せしめると、第１連結ピン５７１ の他端部は第１戻しばね５９１ のばね力に抗して第１摺動部材５８１ を押圧しつつ第１嵌合孔６２１ に嵌合し、第１従動ロッカアーム４９１ が駆動ロッカアーム５０に連結される。
【００３１】
而して第１連結切換機構５６１ が連結解除状態となったときには、第１排気弁４５１ に連結された第１従動ロッカアーム４９１ は、第１休止カム５１１ に従動することになり、第１排気弁４５１ は、作動カム５２の高位部５２ａに対応する開弁時期にわずかに開弁するようにして実質的には休止されることになる。また第１連結切換機構５６１ が連結状態となったときには、第１排気弁４５１ に連結された第１従動ロッカアーム４９１ は、作動カム５２に従動する駆動ロッカアーム５０と一体に揺動することになり、第１排気弁４５１ は、作動カム５２のカムプロフィルに応じた開弁特性で開閉作動することになる。
【００３２】
第２連結切換機構５６２ は、第２従動ロッカアーム４９２ および駆動ロッカアーム５０間を連結可能な第２連結ピン５７２ と、第２連結ピン５７２ に連接されて第２従動ロッカアーム４９２ に摺動可能に嵌合される第２摺動部材５８２ と、第２連結ピン５７２ および駆動ロッカアーム５０間に設けられる第２戻しばね５９２ とを備える。
【００３３】
駆動ロッカアーム５０には、第２従動ロッカアーム４９２ 側に開放した有底の第２摺動孔６０２ が、ロッカ軸４８と平行な軸線を有して設けられており、第２連結ピン５７２ は、その一端と駆動ロッカアーム５０との間に第２ばね室６３２ を形成して第２摺動孔６０１ に摺動可能に嵌合される。しかも第２連結ピン５７２ の軸線方向長さは、第２連結ピン５７２ が第２ばね室６３２ 側への移動端に在るときに、第２連結ピン５７２ の他端が駆動ロッカアーム５０および第２従動ロッカアーム４９２ の対向面間に在るように設定される。
【００３４】
第２従動ロッカアーム４９２ には、第２連結ピン５７２ の他端部を嵌合させ得るようにして駆動ロッカアーム５０側を開放した有底の第２嵌合孔６２２ が、ロッカ軸４８と平行に設けられており、第２連結ピン５７２ の他端に連接される円盤状の第２摺動部材５８２ が第２嵌合孔６２２ に摺動可能に嵌合され、第２従動ロッカアーム４９２ および第２摺動部材５８２ 間には、第２摺動部材５８２ の他端を臨ませる第２油圧室６１２ が形成される。
【００３５】
第２戻しばね５９２ は、第２連結ピン５７２ と第２摺動孔６０２ の閉塞端との間に設けられるようにして第２ばね室６３２ に収納されており、駆動ロッカアーム５０には、第２ばね室６３２ を外部に開放する開放孔６４２ が設けられる。而して第２連結ピン５７２ は、第２戻しばね５９２ のばね力により第２摺動部材５８２ に当接するようにばね付勢されている。
【００３６】
このような第２連結切換機構５６２ によれば、第２油圧室６１２ の油圧が低圧であるときには、第２連結ピン５７２ および第２摺動部材５８２ は、第２戻しばね５９２ のばね力により第２油圧室６１２ 側の移動端まで移動しており、この状態で第２連結ピン５７２ は、第２摺動部材５８２ を押込むようにして第２従動ロッカアーム４９２ の第２嵌合孔６２２ に嵌合しており、第２従動ロッカアーム４９２ が駆動ロッカアーム５０に連結されている。また第２油圧室６１２ に高油圧を作用せしめると、第２摺動部材５８２ は、第２連結ピン５７２ および第２摺動部材５８２ の当接面が駆動ロッカアーム５０および第２従動ロッカアーム４９２ の対向面間に位置するまで、第２戻しばね５９２ のばね力に抗して第２連結ピン５７２ を押圧し、第２従動ロッカアーム４９２ の駆動ロッカアーム５０への連結が解除される。
【００３７】
而して第２連結切換機構５６２ が連結解除状態となったときには、第２排気弁４５２ に連結された第２従動ロッカアーム４９２ は、第２休止カム５１２ に従動することになり、第２排気弁４５２ は、作動カム５２の高位部５２ａに対応する開弁時期にわずかに開弁するようにして実質的には休止されることになる。また第２連結切換機構５６２ が連結状態となったときには、第２排気弁４５２ に連結された第２従動ロッカアーム４９２ は、作動カム５２に従動する駆動ロッカアーム５０と一体に揺動することになり、第２排気弁４５２ は、作動カム５２のカムプロフィルに応じた開弁特性で開閉作動することになる。
【００３８】
ロッカ軸４８には、相互に独立した第１および第２油路６５１ ，６５２ が形成されており、駆動ロッカアーム５０には、第１油路６５１ を第１油圧室６１１ に連通せしめる第１連通路６６１ が設けられ、第２従動ロッカアーム４９２ には、第２油路６５２ を第２油圧室６１２ に連通せしめる第２連通路６６２ が設けられる。
【００３９】
第１および第２油路６５１ ，６５２ は油圧制御手段６７に接続されており、該油圧制御手段６７は、油圧源６８の油圧を制御して両油路６５１ ，６５２ に供給可能に構成される。而して第１連結切換機構５６１ ，５６２ 、第１および第２油路６５１ ，６５２ 、油圧制御手段６７および油圧源６８は、排ガス切換手段７０１ を構成するものであり、該排ガス切換手段７０１ は、主として第１排ガス通路２５１ に排ガスを流通させる状態、主として第２排ガス通路２６１ に排ガスを流通させる状態、ならびに第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ にともに排ガスを流通させる状態を切換可能である。
【００４０】
すなわち排ガス切換手段７０１ において、第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を低油圧とすると、第１連結切換機構５６１ が連結解除状態となっているのに対して第２連結切換機構５６２ は連結状態となっており、第２排気弁４５２ が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第１排気弁４５１ は第１休止カム５１１ により第２排気弁４５２ の開弁時にわずかに開弁するだけであり、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスは主として第２排ガス通路２６１ を流通することになる。また第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を高油圧とすると、第１連結切換機構５６１ が連結状態となるのに対して第２連結切換機構５６２ は連結解除状態となり、第１排気弁４５１ が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第２排気弁４５２ は第２休止カム５１２ により第１排気弁４５１ の開弁時にわずかに開弁するだけであり、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスは主として第１排ガス通路２５１ を流通することになる。さらに第１油路６５１ の油圧を高圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を低圧にすると、第１および第２連結切換機構５６１ ，５６２ がともに連結状態となり、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ がともに作動カム５２により開閉駆動され、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ をそれぞれ流通することになる。
【００４１】
このような排ガス切換手段７０１ の切換作動、すなわち油圧制御手段６７の油圧制御作動は、制御手段７１により制御されるものであり、該制御手段７１には、吸着材３８の温度を検出すべく吸着トラッパ３７に取付けられた温度検出器７２の検出値、ならびに共通触媒４３の温度を検出すべく触媒コンバータ４４に取付けられた温度検出器７３の検出値が入力される。而して制御手段７１は、両温度検出器７２，７３の検出温度に基づいて、図１０で示す手順に従って排ガス切換手段７０１ の排ガス切換を制御する。
【００４２】
図１０において、ステップＳ１では、温度検出器７３の検出値、すなわち共通触媒４３の温度ＴＣを読込み、ステップＳ２で、その触媒温度ＴＣが第１設定温度ＴＳ１以上であるか否かを判断する。この第１設定温度ＴＳ１は、触媒の活性化温度であり、たとえば３００℃である。
【００４３】
ステップＳ２においてＴＣ＜ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ３において、温度検出器７２の検出値、すなわち吸着材３８の温度ＴＡを読込み、ステップＳ４で、その吸着材温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上であるか否かを判断する。この第２設定温度ＴＳ２は、吸着材３８の脱離温度である１４０℃よりも低く設定されるものであり、たとえば１００℃である。
【００４４】
ステップＳ４においてＴＡ＜ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ５で第１排気弁４５１ の作動をほぼ休止するとともに第２排気弁４５２ を開閉作動せしめるように、排ガス切換手段７０１ を制御する。すなわち第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を低油圧として、第１連結切換機構５６１ を連結解除状態とするとともに第２連結切換機構５６２ を連結状態とし、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが主として第２排ガス通路２６１ を流通するようにする。
【００４５】
またステップＳ４においてＴＡ≧ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ６で第２排気弁４５２ の作動をほぼ休止するとともに第１排気弁４５１ を開閉作動せしめるように、排ガス切換手段７０１ を制御する。すなわち第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を高油圧として、第１連結切換機構５６１ を連結状態とするとともに第２連結切換機構５６２ を連結解除状態とし、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが主として第１排ガス通路２５１ を流通するようにする。
【００４６】
さらにステップＳ２においてＴＣ≧ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ７で両排気弁４５１ ，４５２ をともに開閉作動せしめるように、排ガス切換手段７０１ を制御する。すなわち第１油路６５１ の油圧を高圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を低圧にして、両連結切換機構５６１ ，５６２ をともに連結状態とし、各気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第１および第２排ガス通路２５１ ，２６１ をそれぞれ流通するようにする。
【００４７】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、吸着材３８の温度が脱離温度よりも低い第２設定温度ＴＳ２未満であるときには主として第２排ガス通路２６１ を排ガスが流通して排ガス中のＨＣが吸着材３８に吸着されるので、機関始動時に未燃のＨＣが排出されることはない。しかも第２排ガス通路２６１ において、吸着材３８よりも上流側には、第２触媒４２１ が介設されており、この第２触媒４２１ は、第１排ガス通路２５１ の途中に介設される第１触媒４１１ を囲むようにして触媒コンバータ３０１ 内に設けられており、両触媒４１１ ，４１２ は、金属材料すなわち熱伝導率が高い材料から成るハニカム構造体３３に担持されている。したがって第２触媒４２１ から第１触媒４１１ への熱交換効率を向上することができるとともに、第２触媒４２１ から触媒コンバータ３０１ のケーシング３１１ を介しての外部への放熱を効率よく行なうことができ、第２排ガス通路２６１ を流通する排ガスの温度は、吸着材３８に達するまでに比較的低温となり、ＨＣ脱離までの時間が長くなって吸着性能が向上する。しかも第１触媒４１１ は、第２排ガス通路２６１ を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、第１排ガス通路２５１ を流通する少量の排ガスは、機関の始動後に比較的短時間の間に活性化温度に達する第１触媒４１１ により浄化されることになる。
【００４８】
吸着材３８の温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上となると、主として第１排ガス通路２５１ を排ガスが流通するようになり、第１排ガス通路２５１ を流通する排ガスは、活性化温度に達している第１触媒４１１ により十分な浄化性能を得ることができる。また第２排ガス通路２６１ を流通する少量の排ガスは、活性化温度に達している第２触媒４２１ により、十分に浄化されることになる。
【００４９】
共通触媒４３の温度ＴＣが活性化温度である第１設定温度ＴＳ１以上となったときには、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ がともに開閉作動することになり、両排ガス通路２５１ ，２６１ をともに排ガスが流通する。したがって、排ガスは、活性化温度に達している第１および第２触媒４１１ ，４２１ ならびに共通排ガス通路２７の共通触媒４３で十分に浄化されることになる。また第２排ガス通路２６１ の吸着材３８は、第２排ガス通路２６１ を流通する排ガスによって脱離温度以上に昇温することになるが、吸着材３８から脱離したＨＣは、共通触媒４３で浄化される。
【００５０】
上記第１実施例では、各気筒の第１および第２排気弁４５１ ，４５２ のうち第１排気弁４５１ を実質的に閉弁休止することにより主として第２排ガス通路２５２ を排ガスが流通するようにし、第２排気弁４５２ を実質的に閉弁休止することにより主として第１排ガス通路２５１ を排ガスが流通するようにしたが、吸着材３８の温度が脱離温度よりも低い第２設定温度ＴＳ２未満であるときに、第１排ガス通路２５１ を流通する排ガスが、第１触媒４１１ および共通触媒４３で十分に浄化される程度の量であれば、第１および第２排気弁４５１ ，４５２ の実質的な閉弁休止を切換えるものではなくても、第１および第２排ガス通路４５１ ，４５２ を流通する排ガス量に差があるものであってもよい。
【００５１】
図１１は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００５２】
第２排ガス通路２６１ において、吸着材３８と、第２排ガス通路２６１ の共通排ガス通路２７への接続部との間には、エアポンプ７４から送出される二次空気が、空気制御手段７５により供給量を制御されて供給される。
【００５３】
この第２実施例によれば、吸着材３８からのＨＣの脱離時に吸着材３８の下流側に二次空気を供給することにより、ＨＣを燃焼せしめるのに十分な空気を供給して、浄化性能をより一層向上することができる。
【００５４】
図１２は本発明の第３実施例を示すものであり、共通排ガス通路２７に設けられている触媒コンバータ４４内に、共通触媒４３の上流側に位置するようにして電気加熱ヒータ７６が内蔵される。この電気加熱ヒータ７６により、共通触媒４３が加熱されることにより、共通触媒４３が活性化温度に達するまでの時間が短縮されることになる。
【００５５】
図１３ないし図１８は本発明の第４実施例を示すものであり、図１３は内燃機関の排気系の構成を示す図、図１４は排気系の一部構成を示す縦断面図、図１５は排気動弁装置の平面図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７は図１６の１７−１７線断面図、図１８は制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【００５６】
先ず図１３において、機関本体Ｅを構成するシリンダヘッド２１には、第１ないし第４気筒の燃焼室２２…が並列して形成されており、各気筒の焼室２２…に通じ得る一対ずつ４組の吸気ポート２３，２３…と、各燃焼室２２…に通じ得る一対ずつ４組の排気ポート２４，２４…とが、シリンダヘッド２１に設けられる。
【００５７】
第２および第３気筒の排気ポート２４，２４は第１排ガス通路２５２ に接続され、第１および第４気筒の排気ポート２４，２４は第２排ガス通路２６２ に接続され、第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ の下流端は共通排ガス通路２７に共通に接続される。
【００５８】
図１４を併せて参照して、第２および第３気筒の排気ポート２４，２４…には第１排気マニホールド７８１ が接続され、第１および第４気筒の排気ポート２４，２４…には第２排気マニホールド７８２ が接続される。第１および第２排気マニホールド７８１ ，７８２ の上流端に共通に設けられたフランジ７９はシリンダヘッド２１に締結され、両排気マニホールド７８１ ，７８２ の下流端は、シリンダヘッド２１に近接した位置に配置される触媒コンバータ３０２ におけるケーシング３１２ の上流側開口端に接続される。
【００５９】
触媒コンバータ３０２ におけるケーシング３１２ 内には、三元触媒を担持するハニカム構造体３３（図４参照）が内蔵されており、第１および第２排気マニホールド７８１ ，７８２ の下流端は、ハニカム構造体３３の一端面において周方向に沿う１８０度ずつの部分に向けて対向するようにして、ケーシング３１２ の上流側開口端に接続される。また前記ケーシング３１２ の下流側開口端には、第１および第２排気管８０１ ，８０２ の上流端が、第１および第２排気マニホールド７８１ ，７８２ にそれぞれ対応して前記ハニカム構造体３３の他面の半分ずつに向けて開口するようにして接続される。
【００６０】
而して第２排気管８０２ には吸着材３８を内蔵せしめた吸着トラッパ３７が介設され、第１および第２排気管８０１ ，８０２ の下流端は、共通排ガス通路２７を形成する共通排ガス管３９の上流端に共通に接続され、共通排ガス管３９には、共通触媒４３が内蔵される触媒コンバータ４４が設けられる。
【００６１】
ところで、第２および第３気筒の排気ポート２４，２４に接続される第１排ガス通路２５２ は、第１排気マニホールド７８１ 内と、触媒コンバータ３０２ 内におけるハニカム構造体３３の半分に配置される通気孔３２…（図４参照）と、第１排気管８０１ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０２ 内の三元触媒のうち半分の半円部分が、第１排ガス通路２５２ に介装される第１触媒４１２ として機能する。
【００６２】
また第１および第４気筒の排気ポート２４，２４に接続される第２排ガス通路２６２ は、第２排気マニホールド７８２ 内と、触媒コンバータ３０２ 内におけるハニカム構造体３３の残余の半分に配置される通気孔３２…（図４参照）と、第２排気管８０２ 内とにわたって形成されるものであり、触媒コンバータ３０２ 内の三元触媒のうち残余の半円部分が、第２排ガス通路２６２ に介装される第２触媒４２２ として機能することになり、第２排ガス通路２６２ には、第２触媒４２２ と、第２触媒４２２ よりも下流側の吸着材３８とが介装されることになる。
【００６３】
図１５ないし図１７を併せて参照して、各気筒の排気ポート２４，２４および燃焼室２２間の連通、遮断を司る排気弁４５，４５は排気動弁装置８２で開閉駆動されるものであり、該排気動弁装置８２は、図示しないクランク軸から１／２の減速比で回転駆動されるカム軸４７２ と、該カム軸４７２ と平行な軸線を有するロッカ軸４８と、ロッカ軸４８に揺動可能に支持される第１および第２ロッカアーム８３，８４とを備え、弁ばね５３…でそれぞれ閉弁方向に付勢されている両排気弁４５，４５が、第１ロッカアーム８３に連動、連結される。
【００６４】
カム軸４７２ には、第１ロッカアーム８３の上面に摺接する休止カム５１と、第２ロッカアーム８４の上面に摺接する作動カム５２とが設けられ、休止カム５１は、基本的にはカム軸４７２ の回転中心を中心とする円形に形成されるものであるが、作動カム５２の高位部５２ａに対応する部分、すなわち排気弁４５，４５の開弁時期に対応する部分に休止カム５１には、カム軸４７２ の半径方向外方にわずかに隆起した隆起部５５が設けられる。また第２ロッカアーム８４は、図示しないばねにより作動カム５２に摺接する方向に付勢されている。
【００６５】
第１および第２ロッカアーム８３，８４間には、両ロッカアーム８３，８４を連結する状態ならびにその連結を解除する状態を切換可能な連結切換機構８６が設けられる。
【００６６】
連結切換機構８６は、第１および第２ロッカアーム８３，８４間を連結可能な連結ピン８７と、連結ピン８７に連接されて第１ロッカアーム８３に摺動可能に嵌合される摺動部材８８と、摺動部材８８および第１ロッカアーム８３間に設けられる戻しばね８９とを備える。
【００６７】
第２ロッカアーム８４には、第１ロッカアーム８３側に開放した有底の摺動孔９０が、ロッカ軸４８と平行な軸線を有して設けられており、連結ピン８７は、その一端と第２ロッカアーム８３との間に油圧室９１を形成して摺動孔９０に摺動可能に嵌合される。しかも連結ピン８７の軸線方向長さは、該連結ピン８７が油圧室９１側への移動端に在るときに、連結ピン８７の他端が第１および第２ロッカアーム８３，８４の対向面間に在るように設定される。
【００６８】
第１ロッカアーム８３には、連結ピン８７の他端部を嵌合させ得るようにして第２ロッカアーム８４側を開放した有底の嵌合孔９２が、ロッカ軸４８と平行に設けられており、連結ピン８７の他端に連接される円盤状の摺動部材８８が、嵌合孔９２の閉塞端との間に戻しばね８９を介在させて該嵌合孔９２に摺動可能に嵌合される。しかも摺動部材８８には、戻しばね８９で囲繞される軸部８８ａが一体に連設されており、この軸部８８ａは、嵌合孔９２の閉塞端に設けられる挿通孔９４に移動自在に挿通される。
【００６９】
このような連結切換機構８６によれば、油圧室９１の油圧が低圧であるときには、連結ピン８７および摺動部材８８は、戻しばね５９のばね力により油圧室９１側の移動端まで移動しており、この状態で連結ピン８７および摺動部材８８の当接面は、第１および第２ロッカアーム８３，８４の対向面間に在り、両ロッカアーム８３，８４は連結解除状態に在る。また油圧室９１に高油圧を作用せしめると、連結ピン８７の他端部は戻しばね８９のばね力に抗して摺動部材８８を押圧しつつ嵌合孔９２に嵌合し、両ロッカアーム８３，８４が連結される。
【００７０】
而して連結切換機構８６が連結解除状態となったときには、両排気弁４５，４５に連動、連結された第１ロッカアーム８３は、休止カム５１に従動することになり、両排気弁４５，４５は、作動カム５２の高位部５２ａに対応する開弁時期にわずかに開弁するようにして実質的には休止されることになる。また連結切換機構８６が連結状態となったときには、両排気弁４５，４５に連動、連結された第１ロッカアーム８３は、作動カム５２に従動する第２ロッカアーム８４と一体に揺動することになり、両排気弁４５，４５は、作動カム５２のカムプロフィルに応じた開弁特性で開閉作動することになる。
【００７１】
ロッカ軸４８には、相互に独立した第１および第２油路６５１ ，６５２ が形成されており、第２および第３気筒における排気動弁装置８２の第２ロッカアーム８４には、第１油路６５１ を油圧室９１に連通せしめる連通路９６が設けられ、第１および第４気筒における排気動弁装置８２の第２ロッカアーム８４には、第２油路６５２ を油圧室９１に連通せしめる連通路９６が設けられる。
【００７２】
第１および第２油路６５１ ，６５２ は油圧制御手段６７に接続されており、該油圧制御手段６７は、油圧源６８の油圧を制御して両油路６５１ ，６５２ に供給可能に構成される。而して各気筒の連結切換機構８６…、第１および第２油路６５１ ，６５２ 、油圧制御手段６７および油圧源６８は、排ガス切換手段７０２ を構成するものであり、該排ガス切換手段７０２ は、主として第１排ガス通路２５２ に排ガスを流通させる状態、主として第２排ガス通路２６２ に排ガスを流通させる状態、ならびに第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ にともに排ガスを流通させる状態を切換可能である。
【００７３】
すなわち排ガス切換手段７０２ において、第１油路６５１ の油圧を低くするとともに第２油路６５２ の油圧を高くすると、第１および第４気筒の連結切換機構８６が連結状態となるとともに第２および第３気筒の連結切換機構８６が連結解除状態となり、第１および第４気筒の排気弁４５，４５が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第２および第３気筒の排気弁４５，４５は休止カム５１によりほぼ休止状態となる。したがって第１および第４気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第２排ガス通路２６２ を流通するが、第２および第３気筒は実質的な気筒休止状態となるので、第１排ガス通路２５２ には、休止カム５１の隆起部５５で排気弁４５，４５がわずかに開弁するのに応じた少量の排ガスが流通するだけであり、排ガスが主として第２排ガス通路２６２ を流通することになる。また第１油路６５１ の油圧を高くするとともに第２油路６５２ の油圧を低くすると、第２および第３気筒の連結切換機構８６が連結状態となるとともに第１および第４気筒の連結切換機構８６が連結解除状態となり、第２および第３気筒の排気弁４５，４５が作動カム５２により開閉駆動されるのに対して、第１および第４気筒の排気弁４５，４５は休止カム５１によりほぼ休止状態となる。したがって第２および第３気筒の燃焼室２２…からの排ガスが第１排ガス通路２５２ を流通するが、第１および第４気筒は実質的な気筒休止状態となるので、第２排ガス通路２６２ には、休止カム５１の隆起部５５で排気弁４５，４５がわずかに開弁するのに応じた少量の排ガスが流通するだけであり、排ガスが主として第１排ガス通路２５２ を流通することになる。さらに第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧をともに高圧にすると、各気筒の連結切換機構８６が全て連結状態となり、各気筒の両排気弁４５，４５が作動カム５２によりそれぞれ開閉駆動され、燃焼室２２からの排ガスが第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ をそれぞれ流通することになる。
【００７４】
なお、第１ないし第４気筒において、各吸気ポート２３，２３毎に配設される吸気弁（図示せず）も、上記排気動弁装置８２と同様の吸気動弁装置により開閉駆動されるものであり、実質的な気筒休止状態となっている気筒の吸気弁は、ほぼ休止状態となる。
【００７５】
上記排ガス切換手段７０２ の切換作動、すなわち油圧制御手段６７の油圧制御作動は、制御手段７１により制御されるものであり、該制御手段７１には、吸着材３８の温度を検出すべく吸着トラッパ３７に取付けられた温度検出器７２の検出値、ならびに共通触媒４３の温度を検出すべく触媒コンバータ４４に取付けられた温度検出器７３の検出値が入力される。而して制御手段７１は、両温度検出器７２，７３の検出温度に基づいて、図１８で示す手順に従って排ガス切換手段７０２ の排ガス切換を制御する。
【００７６】
図１８のステップＳ１１では、温度検出器７３の検出値、すなわち共通触媒４３の温度ＴＣを読込み、ステップＳ１２で、その触媒温度ＴＣが第１設定温度ＴＳ１以上であるか否かを判断する。ステップＳ１２においてＴＣ＜ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ１３において、温度検出器７２の検出値、すなわち吸着材３８の温度ＴＡを読込み、ステップＳ１４で、その吸着材温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上であるか否かを判断する。
【００７７】
ステップＳ１４においてＴＡ＜ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ１５で第２および第３気筒をほぼ休止するとともに第１および第４気筒を作動せしめるように排ガス切換手段７０２ を制御する。すなわち第１油路６５１ の油圧を低圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を高圧として、第２および第３気筒の連結切換機構８６を連結解除状態とするとともに第１および第４気筒の連結切換機構８６を連結状態とし、排ガスが主として第２排ガス通路２６２ を流通するようにする。
【００７８】
またステップＳ１４においてＴＡ≧ＴＳ２であると判断したときには、ステップＳ１６で第１および第４気筒をほぼ休止するとともに第２および第３気筒を作動せしめるように排ガス切換手段７０２ を制御する。すなわち第１油路６５１ の油圧を高圧にするとともに第２油路６５２ の油圧を低圧とし、第２および第３気筒の連結切換機構８６を連結状態とするとともに第１および第４気筒の連結切換機構８６を連結解除状態とし、排ガスが主として第１排ガス通路２５２ を流通するようにする。
【００７９】
さらにステップＳ１２においてＴＣ≧ＴＳ１であると判断したときには、ステップＳ１７で各気筒を全て作動せしめるように排ガス切換手段７０２ を制御する。すなわち第１および第２油路６５１ ，６５２ の油圧を高圧にして、各気筒の連結切換機構８６が全て連結状態となるようにし、排ガスが第１および第２排ガス通路２５２ ，２６２ をそれぞれ流通するようにする。
【００８０】
このような第２実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。すなわち吸着材３８の温度が脱離温度よりも低い第２設定温度ＴＳ２未満であるときには主として第２排ガス通路２６２ を排ガスが流通して排ガス中のＨＣが吸着材３８に吸着されるので、機関始動時に未燃のＨＣが排出されることはない。しかも吸着材３８よりも上流側で第２排ガス通路２６２ に介設された第２触媒４２２ は、第１排ガス通路２５２ の途中に介設される第１触媒４１２ に隣接するようにして触媒コンバータ３０２ 内に設けられており、両触媒４１２ ，４２２ は、金属材料すなわち熱伝導率が高い材料から成るハニカム構造体３３に担持されている。したがって第２触媒４２２ から第１触媒４１２ への熱交換効率を向上することができるとともに、第２触媒４２２ から触媒コンバータ３０２ のケーシング３１２ を介しての外部への放熱を効率よく行なうことができ、第２排ガス通路２６２ を流通する排ガスの温度は、吸着材３８に達するまでに比較的低温となり、ＨＣ脱離までの時間が長くなって吸着性能が向上する。しかも第１触媒４１２ は、第２排ガス通路２６２ を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、第１排ガス通路２５２ を流通する少量の排ガスは、機関の始動後に比較的短時間の間に活性化温度に達する第１触媒４１２ により浄化されることになる。
【００８１】
吸着材３８の温度ＴＡが第２設定温度ＴＳ２以上となると、主として第１排ガス通路２５２ を排ガスが流通するようになり、第１排ガス通路２５２ を流通する排ガスは、活性化温度に達している第１触媒４１２ により十分な浄化性能を得ることができる。また第２排ガス通路２６２ を流通する少量の排ガスは、活性化温度に達している第２触媒４２２ により、十分に浄化されることになる。
【００８２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００８３】
たとえば、上記実施例では、主として第２排ガス通路を排ガスが流通する際には少量の排ガスが第１排ガス通路を流通し、主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際には少量の排ガスが第２排ガス通路を流通するようにしたが、主として第２排ガス通路を排ガスが流通する際には第１排ガス通路を排ガスが流通することはなく、また主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際には第２排ガス通路を排ガスが流通することはないようにすることも可能である。すなわち、一対の排気弁の実質的な閉弁休止を切換えるのではなく、一対の排気弁の完全な閉弁休止を切換えるものであってもよく、また複数気筒の実質的な気筒休止を切換えるものではなく、完全な気筒休止を切換えるものであってもよい。
【００８４】
また上記実施例では、主として第２排ガス通路を排ガスが流通する際に、第２排ガスを流通する排ガスと第１触媒との熱交換を図るために、第２排ガス通路において吸着材３８よりも上流側の第２排ガス通路に第２触媒が介設されているが、第２排ガス通路から第１触媒への効率的な熱交換を図り得る構造とすれば、第２触媒を省略することも可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、吸着材の温度が脱離温度よりも低い設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路を排ガスが流通するようにして、排ガス中のＨＣを吸着材に吸着せしめるようにし、第２排ガス通路を流通する排ガスの温度が第１排ガス通路に介装されている第１触媒との熱交換により吸着材に達するまでに比較的低温となるようにして吸着性能を向上することができる。しかも第１触媒は、第２排ガス通路を流通する排ガスとの熱交換によって速やかに活性化温度に達することになり、主として第１排ガス通路を排ガスが流通するようにしたときには、活性化温度に達している第１触媒により十分な浄化性能を得ることができる。
【００８６】
また請求項２記載の発明によれば、主として第１排ガス通路を排ガスが流通する際に少量の排ガスが第２排ガス通路を流通する場合には、活性化温度に達している第２触媒により第２排ガス通路の排ガスを十分に浄化することができる。
【００８７】
さらに請求項３記載の発明によれば、第２触媒から第１触媒への熱交換効率を向上するとともに、第２触媒からケーシングを介しての外部への放熱を効率よく行なうことが可能であり、第１触媒を活性化温度まで速やかに昇温させることが可能となるとともに、吸着材の吸着性能をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の内燃機関の排気系の構成を示す図である。
【図２】排気系の一部構成を示す縦断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】触媒コンバータ内のハニカム構造体を示す斜視図である。
【図５】排気動弁装置の平面図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】図５の７−７線断面図である。
【図８】図５の８−８線断面図である。
【図９】排ガスが主として第２排ガス通路を流通する状態での図６ないし図８の９−９線断面図である。
【図１０】制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施例の内燃機関の排気系の構成を示す図である。
【図１２】第３実施例の排気系の要部構成を示す図である。
【図１３】第４実施例の内燃機関の排気系の構成を示す図である。
【図１４】排気系の一部構成を示す縦断面図である。
【図１５】排気動弁装置の平面図である。
【図１６】図１５の１６−１６線断面図である。
【図１７】図１６の１７−１７線断面図である。
【図１８】制御手段による排ガス切換手段の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２５１ ，２５２ ・・・第１排ガス通路
２６１ ，２６２ ・・・第２排ガス通路
２７・・・共通排ガス通路
３１１ ・・・ケーシング
３８・・・吸着材
４１１ ，４１２ ・・・第１触媒
４２１ ，４２２ ・・・第２触媒
４３・・・共通触媒
７０１ ，７０２ ・・・排ガス切換手段
７１・・・制御手段
７２・・・温度検出器
Ｅ・・・機関本体
Claims (3)
- 機関本体（Ｅ）からの排ガスを流通させ得る第１排ガス通路（２５１ ，２５２ ）と、機関本体（Ｅ）からの排ガスを流通させ得る第２排ガス通路（２６１ ，２６２ ）と、第１および第２排ガス通路（２５１ ，２５２ ；２６１ ，２６２ ）の下流端が共通に接続される共通排ガス通路（２７）と、排ガス中のＨＣを吸着すべく第２排ガス通路（２６１ ，２６２ ）の中間部に介装される吸着材（３８）と、第１および第２排ガス通路（２５１ ，２５２ ；２６１ ，２６２ ）を流通する排ガスを共通に通過させるべく共通排ガス通路（２７）に介装される共通触媒（４３）と、主として第１排ガス通路（２５１ ，２５２ ）に排ガスを流通させる状態ならびに主として第２排ガス通路（２６１ ，２６２ ）に排ガスを流通させる状態を切換可能な排ガス切換手段（７０１ ，７０２ ）とを備える内燃機関の排ガス浄化装置において、第２排ガス通路（２６１ ，２６２ ）を流通する排ガスとの熱交換を可能として前記吸着材（３８）よりも上流側で第１排ガス通路（２５１ ，２５２ ）に介装される第１触媒（４１１ ，４１２ ）と、前記吸着材（３８）の温度を検出する温度検出器（７２）と、該温度検出器（７２）の検出値が前記吸着材（３８）の脱離温度よりも低く設定される設定温度未満であるときには主として第２排ガス通路（２６１ ，２６２ ）に排ガスを流通させるが前記温度検出器（７２）の検出値が設定温度以上であるときには主として第１排ガス通路（２５１ ，２５２ ）に排ガスを流通させるようにして前記排ガス切換手段（７０１ ，７０２ ）の作動を制御する制御手段（７１）とを含むことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化装置。
- 第２排ガス通路（２６１ ，２６２ ）には、第１触媒（４１１ ，４１２ ）との間での熱交換を可能とした第２触媒（４２１ ，４２２ ）が介装されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
- 前記第１および第２触媒（４１１ ，４２１ ）は、第１触媒（４１１ ）を第２触媒（４２１ ）が囲むようにして共通なケーシング（３１１ ）内に収納されることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の排ガス浄化装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5187203B2 (ja) * | 2009-01-19 | 2013-04-24 | トヨタ自動車株式会社 | エンジンの排気構造 |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP04015198A patent/JP3585724B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11236814A (ja) | 1999-08-31 |
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