JP2011127567A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、触媒を用いて内燃機関の排気ガスを浄化する排気浄化装置に関し、特に排気通路に複数の触媒を直列に設置したものに関する。 The present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust gas of an internal combustion engine using a catalyst, and more particularly to an apparatus in which a plurality of catalysts are installed in series in an exhaust passage.
内燃機関の排気浄化装置として排気通路に2つの触媒を直列に設置し、さらに上流の触媒(上流触媒)を迂回するバイパス路と、バイパス路と触媒側通路とに流入する排気ガス流量を調整するバイパス開閉手段を備えたものが知られている(例えば、特許文献1乃至4)。バイパス路は、上流触媒の上流と下流とをつないでいる。特許文献1には、ガス温が上流の触媒の床温よりも低い場合には、バイパスバルブを閉じ、排気ガスを上流触媒に流し、ガス温が上流の触媒の床温よりも高い場合には、バイパスバルブを開き、排気ガスをバイパス路に流すことが記載されている。この他、特許文献2には、エンジン負荷、回転数排気ガス温度に基づいて、排気ガス通路をバイパス通路側と触媒側とで切替えることが記載されている。
しかしながら、上流触媒に流入する排気ガス流量を調整するバイパス開閉手段は、上流触媒に全ての排気ガスを流入させることや、バイパス路に全ての排気ガスを流入することは一般に困難である。すなわち、バイパス開閉手段が例えばバタフライバルブであるとすると、バルブを全閉にしても少量の排気ガス漏れが発生してしまう可能性がある。このため、バルブを制御して、全ての排気ガスをバイパス路に流入させようとしても少量の排気ガス漏れが発生する可能性がある。例えば、図1のようにバイパス路にバタフライバルブ3を備える構成を使って例示すると、バタフライバルブ3を制御して、開度を全開へと変更制御したとしても、全てのガスがバイパス路に流れるわけではなく、少量ながら上流触媒4に流入する。この少量の排気ガスを排気ガス漏れと呼ぶ。一方、図1と異なって、触媒側通路にバタフライバルブ3を備える構成でも同じ。
However, it is generally difficult for the bypass opening / closing means that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst to cause all exhaust gas to flow into the upstream catalyst and all exhaust gas into the bypass path. That is, if the bypass opening / closing means is, for example, a butterfly valve, a small amount of exhaust gas leakage may occur even when the valve is fully closed. For this reason, there is a possibility that a small amount of exhaust gas leakage occurs even if the valve is controlled to allow all exhaust gas to flow into the bypass passage. For example, as illustrated in FIG. 1 using a configuration in which the
このような排気ガス漏れが発生すると、少量ではあるものの上流触媒に排気ガスが流入してしまう。このように、意図せず上流触媒に排気ガスが流入してしまうとすると、酸素吸蔵量が上限値近傍である場合に、意図せず上流触媒が劣化する可能性がある。すなわち、酸素吸蔵量が上限値近傍である場合に、意図せず未燃燃料が触媒に流入してしまうと、触媒の温度が急上昇する。このような状況で触媒の温度が急上昇すると、触媒の劣化につながる。 When such an exhaust gas leak occurs, the exhaust gas flows into the upstream catalyst although the amount is small. Thus, if the exhaust gas flows into the upstream catalyst unintentionally, the upstream catalyst may deteriorate unintentionally when the oxygen storage amount is near the upper limit value. That is, when the oxygen storage amount is in the vicinity of the upper limit value and the unburned fuel flows into the catalyst unintentionally, the temperature of the catalyst rapidly increases. If the temperature of the catalyst rises rapidly in such a situation, it will lead to deterioration of the catalyst.
そこで本発明は上記の問題点に鑑み、その目的は、意図せず上流触媒の温度が上昇してしまうことを防止し、上流触媒が劣化を抑制する内燃機関の排気浄化装置を提供することである。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides an exhaust purification device for an internal combustion engine that prevents the temperature of the upstream catalyst from unintentionally rising and suppresses deterioration of the upstream catalyst. is there.
請求項1に記載の発明によれば、内燃機関が排出する排気ガスの排気通路に配置された触媒と、触媒の上流と下流とをつなぐバイパス路と、バイパス路に流入する排ガス流量を調整するバイパス開閉手段と、触媒の触媒温度を検出する触媒温度検出手段と、検出された触媒温度によるバイパス開条件に基づいて、バイパス開閉手段によるバイパス開を指示する指示手段と、バイパス開後の触媒の温度上昇に相関する指標値に基づいて、バイパス開条件を補正する補正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が提供される。請求項2に記載の発明によれば、更に該指標値は、酸素吸蔵能を使う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が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the catalyst disposed in the exhaust passage of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine, the bypass passage connecting the upstream and the downstream of the catalyst, and the exhaust gas flow rate flowing into the bypass passage are adjusted. A bypass opening / closing means; a catalyst temperature detecting means for detecting a catalyst temperature of the catalyst; an instruction means for instructing bypass opening by the bypass opening / closing means based on a bypass opening condition based on the detected catalyst temperature; and An exhaust emission control device for an internal combustion engine is provided, comprising correction means for correcting a bypass opening condition based on an index value correlated with a temperature rise. According to a second aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the index value uses an oxygen storage capacity.
バイパス路に流入する排気ガス流量を増大させるようバイパス開閉手段を制御して切替えるための判定値を小さくすることで、バイパス開条件を補正する。このように上流触媒4の酸素吸蔵量に応じてバイパス路に流入する流量を増大させるタイミングを切替えることができる。つまり、上流触媒4の酸素吸蔵量が多い時は、切替え値判定値を小さくして、バルブ切替え後の温度上昇分を見込んだ切替えタイミングとし、上流触媒4の酸素吸蔵量が少ないときには、判定値を大きめにとることで、上流触媒4の温度が適度な値まで上昇できるような切替えタイミングとする。これにより、切換えが行なわれず、触媒に流入する排気ガス流量が調整されない状態が継続された場合に、触媒の温度が所定の上限値(限界値)を越えると推定することができるので、触媒の温度が所定の上限値(限界値)を越えると推定できる場合に、つまり、触媒の温度上昇に相関する指標に基づいて、前もってバイパス路に流入する排気ガス流量を増大させることができる。その結果、意図せず急激な触媒温度上昇を防ぐことができる。特に、触媒の温度が所定の上限値(限界値)を越えてしまうと、触媒の劣化が大幅に進んでしまうおそれがある。そのため、触媒の温度が所定の上限値(限界値)近傍である場合には、より敏感に前もってバイパス路に流入する排気ガス流量を増大させる。こうして、触媒の劣化を防ぐことができる。
The bypass opening condition is corrected by reducing the judgment value for controlling and switching the bypass opening / closing means so as to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass path. In this way, the timing for increasing the flow rate flowing into the bypass passage can be switched according to the oxygen storage amount of the
特に内燃機関の運転状態が加速中の場合には、排気ガスの温度上昇の速度が速く(言い換えると、排気ガスの温度上昇率や温度上昇量が大きく)、上流触媒の温度上昇が予想され、上流触媒の温度上昇速度が大きいことが予想される。このように上流触媒の温度上昇が大きいことが予想される場合には、早期にバイパス路に流入する排気ガス流量を増大させるように切替える。 In particular, when the operating state of the internal combustion engine is accelerating, the exhaust gas temperature rise rate is fast (in other words, the exhaust gas temperature rise rate and the amount of temperature rise are large), and the upstream catalyst temperature rise is expected, It is expected that the temperature rise rate of the upstream catalyst is large. When the temperature increase of the upstream catalyst is expected to be large in this way, switching is performed so as to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass passage at an early stage.
請求項に記載の発明によれば、上流触媒の温度上昇が大きいことが予想される場合には、なるべく早期に、バイパス路に流入する排気ガス流量を増大させるようにバイパス開閉手段を切替えるので、意図せず上流触媒の温度が上昇してしまうことを防止し、上流触媒が劣化することを抑制することができる。 According to the invention described in the claims, when the temperature increase of the upstream catalyst is expected to be large, the bypass opening / closing means is switched so as to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass path as soon as possible. It is possible to prevent the temperature of the upstream catalyst from rising unintentionally and to suppress the deterioration of the upstream catalyst.
以下、図1乃至図3を参照しつつ、本発明の実施例1について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付して説明を簡素化ないし省略する。 Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof is simplified or omitted.
図1は、本実施例による内燃機関の排気浄化装置の構成を説明するための全体図である。 FIG. 1 is an overall view for explaining the configuration of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment.
内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関1と内燃機関が排出する排気ガスの排気通路に配置された上流触媒4(スタートキャットコンバータ、S/Cともいう)と下流触媒(アンダーフロア触媒、U/F触媒ともいう)6とからなる。上流触媒を迂回するバイパス路上には、上流触媒に流入する排気ガス流量を調整するバイパス開閉手段である制御弁3が設置されている。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine includes an internal combustion engine 1 and an upstream catalyst 4 (also referred to as a start cat converter, S / C) and a downstream catalyst (under floor catalyst, U / C) disposed in an exhaust passage of exhaust gas discharged from the internal combustion engine. (Also called F catalyst). A
この上流触媒4は、排気の流れ方向に沿う貫通孔を複数有するよう格子状に形成されたコージェライトからなるセラミック担体と、セラミック担体の表面にコーティングされた触媒層とから構成され、触媒層は、例えば、多数の細孔を有する多孔質のアルミナ(Al2O3)の表面に白金−ロジウム(Pt−Rh)系の貴金属触媒物質を担持させて構成される。
This
上流触媒4は、所定温度以上の時に活性化し、流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍にあると、排気に含まれる炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)を排気中の酸素O2と反応させてH2O及びCOへ酸化すると同時に、排気中のNOXを排気中のHC及びCOと反応させてH2O、CO、N2へ還元する。上流触媒4より上流の排気管5には、上流触媒4に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する上流側空燃比センサ(不図示)が取り付けられている。
The
制御弁3は、ステップモータ等からなり、印加電流の大きさに応じて制御弁3を開閉駆動するアクチュエータ(不図示)が取り付けられている。制御弁3はバタフライバルブの他、スイッチングバルブであってもよい。また設置場所はバイパス路に限定されるものではなく、上流触媒4の上流に設置してもよい。
The
制御弁3を開閉する手段としてアクチュエータによる開閉弁としてもよい。開閉弁の動力は油圧式の他、電動モーターや歯車等機械的に切替える装置を用いてもよい。
As a means for opening and closing the
内燃機関1には、図示しないクランクシャフトが所定角度(例えば、30度)回転する都度、パルス信号を出力するクランクポジションセンサ21と、内燃機関1の図示しないウォータ・ジャケット内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ22とが取り付けられている。
The internal combustion engine 1 includes a
そして、クランクポジションセンサ21と水温センサ22とスロットルポジションセンサ7とエアフローメータ8とバキュームセンサ24と上流側空燃比センサ19と下流側空燃比センサ20と温度センサ40とは、それぞれ電気配線を介してエンジンコントロール用の電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)25に接続され、各センサの出力信号がECU25に入力されるようになっている。
The
ECU25は、各センサからの出力信号をパラメータとして内燃機関1の運転状態を判定し、その運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御等の各種制御を行う。ECU25が行う制御弁3の開閉制御は下記にて詳説する。
The ECU 25 determines the operating state of the internal combustion engine 1 using the output signals from the sensors as parameters, and performs various controls such as fuel injection control and ignition timing control according to the operating state. The opening / closing control of the
ここで、ECU25は、図2に示すように、双方向性バス26により相互に接続された、CPU27とROM28とRAM29とバックアップRAM30と入力ポート31と出力ポート32とを備えるとともに、入力ポート31に接続されたA/Dコンバータ33を備えている。
2, the ECU 25 includes a
入力ポート31は、クランクポジションセンサ21等の出力信号を入力信号とし、それらの出力信号をCPU27やRAM29へ送信する。さらに、入力ポート31は、スロットルポジションセンサ7、エアフローメータ8、上流側空燃比センサ19、下流側空燃比センサ20、水温センサ22、バキュームセンサ24等の出力信号をA/Dコンバータ33を介して入力信号とし、それらの出力信号をCPU27やRAM29へ送信する。
The
出力ポート32は、CPU27から出力される制御信号を、アクチュエータ18や駆動回路11へ送信する。ROM28は、各燃料噴射弁10から噴射すべき燃料量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を行うための空燃比フィードバック制御ルーチン、燃料噴射弁10の燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、制御弁3を制御するための開閉制御ルーチン等のアプリケーションプログラムと、各種の制御マップを格納する。
The
上記の各種の制御マップは、例えば、内燃機関1の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関1の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関始動時の冷却水の温度と始動時から上流触媒4が活性化するまでにかかる時間(以下、触媒活性時間と記す)との関係を示す活性判定制御マップ等である。 The above-mentioned various control maps are, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount, and a fuel injection timing control showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection timing. The map is an activity determination control map showing the relationship between the temperature of the cooling water at the start of the internal combustion engine and the time taken from the start to the activation of the upstream catalyst 4 (hereinafter referred to as catalyst activation time).
RAM29は、各センサからの出力信号やクランクポジションセンサ21の出力信号より算出される機関回転数などのCPU27の演算結果等を格納する。そして、各センサからの出力信号やCPU27の演算結果等は、クランクポジションセンサ21が信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
The RAM 29 stores the calculation results of the
バックアップRAM30は、内燃機関1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。CPU27は、ROM28に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、RAM29に記憶された各センサの出力信号より内燃機関1の運転状態を判定し、その運転状態と各制御マップとから燃料噴射量、燃料噴射時期、制御弁3の開閉時期等を算出する。そして、CPU27は、算出した燃料噴射量、燃料噴射時期、制御弁3の開閉時期に従って、駆動回路11及びアクチュエータ18を制御する。
The
例えば、CPU27は、燃料噴射制御を実行するにあたり、燃料噴射量制御ルーチンに従って動作し、以下の式に従って燃料噴射量(TAU)を決定する。
TAU=TP*FWL*(FAF+FG)*[FASE+FAE+FOTP+FDE(D)]*FFC+TAUV
(TP:基本噴射量、FWL:暖機増量、FAF:空燃比フィードバック補正係数、FG:空燃比学習係数、FASE:始動後増量、FAE:加速増量、FOTP:OTP増量、FDE(D):減速増量(減量)、FFC:燃料カット復帰時補正係数、TAUV:無効噴射時間)
ここで、一般的な触媒の排気浄化性能について説明する。触媒の排気浄化性能を表す指標として、
「排気浄化性能」=「触媒転化率」×「触媒を通過したガス流量」
を考える。これは、触媒が転化(HC,CO,Noxの三元反応)したガス量(g)を表している。下流触媒6には、ほぼ一定流量のガスが流れるため、排気浄化性能はほぼ一定である。但し、上流触媒4に流れるガス流量が増えると上流触媒4側で排気ガスが転化されるため、下流触媒6の転化効率が低下し、排気浄化性能が若干低下する傾向となる。一方、上流触媒4側の排気浄化性能は、流量が支配的となるため、流量が増加すると大きくなる。従って、ある流量を境に、上流触媒4と下流触媒6の排気浄化性能が逆転することになる。
For example, when executing the fuel injection control, the
TAU = TP * FWL * (FAF + FG) * [FASE + FAE + FOTP + FDE (D)] * FFC + TAUV
(TP: Basic injection amount, FWL: Warm-up increase, FAF: Air-fuel ratio feedback correction coefficient, FG: Air-fuel ratio learning coefficient, FASE: Increase after start, FAE: Acceleration increase, FOTP: OTP increase, FDE (D): Deceleration (Increase (decrease), FFC: Correction coefficient at fuel cut return, TAUV: Invalid injection time)
Here, the exhaust purification performance of a general catalyst will be described. As an index indicating the exhaust purification performance of the catalyst,
"Exhaust gas purification performance" = "Catalyst conversion rate" x "Gas flow rate through the catalyst"
think of. This represents the amount of gas (g) converted by the catalyst (three-way reaction of HC, CO, and Nox). Since an approximately constant flow rate of gas flows through the downstream catalyst 6, the exhaust purification performance is substantially constant. However, since the exhaust gas is converted on the
図3のフローチャートを使ってバイパス開閉手段の制御に関する具体的な説明をする。ステップ(図ではSと記してある。以下同じ)1では、エンジン運転中かどうかが判断される。エンジン運転中でない場合は、本ルーチンを終了する。エンジン運転中の場合には、S2に進み、制御弁3が開いているかが判断される。制御弁3が開いているか否かの判断とは、指示手段(ECU25)が制御弁3(バイパス開閉手段)を制御して、全開となるように指示を出している状態か否かの判断のことである。全開となるような指示とは、指示手段(ECU25)が出す指示で、制御弁3(バイパス開閉手段)を制御して、上流触媒に流入する排気ガス流量と比してバイパス路に流入する排気ガス流量を大きくさせるような指示のことであり、かつ更に指示手段(ECU25)が排気ガス流量のうち全ての排気ガス流量をバイパス路に流入するような指示のことである。一方、このステップ2でNoと判断される条件について、詳細に説明する。このステップ2でNoと判断される条件とは、指示手段(ECU25)が制御弁3(バイパス開閉手段)を制御して、全閉となるように指示を出している条件のことである。全閉となるような指示とは、指示手段(ECU25)が出す指示で、制御弁3(バイパス開閉手段)を制御して、上流触媒に流入する排気ガス流量と比してバイパス路に流入する排気ガス流量を小さくさせるような指示のことであり、かつ更に指示手段(ECU25)が排気ガス流量のうち全ての排気ガス流量を上流触媒に流入するようにする指示のことである。このように指示手段(ECU25)が全閉はたは全開の指示を出しているのにも拘わらず、実際に上流触媒に全ての排気ガス流量を流入させることや、実際にバイパス路に全ての排気ガス流量を流入することは一般に困難である。すなわち、バイパス開閉手段が例えばバタフライバルブであるとすると、バルブを全閉にしても少量の排気ガス漏れが発生してしまう可能性がある。このため、バルブを制御して、全ての排気ガスをバイパス路に流入させようとしても少量の排気ガス漏れが発生する可能性がある。例えば、図1のようにバイパス路にバタフライバルブ3を備える構成を使って例示すると、バタフライバルブ3を制御して、開度を全開へと変更制御したとしても、全てのガスがバイパス路に流れるわけではなく、少量ながら上流触媒4に流入する。この少量の排気ガスを排気ガス漏れと呼ぶ。一方、図1と異なって、触媒側通路にバタフライバルブ3を備える構成でも、同じ。このような排気ガス漏れが発生すると、少量ではあるものの上流触媒に排気ガスが流入してしまう。このように、意図せず上流触媒に排気ガスが流入してしまうとすると、酸素吸蔵量(酸素吸蔵能量を示す指標値の1例)が上限値近傍である場合に、意図せず上流触媒が劣化する可能性がある。そのため、指示手段(ECU25)が全閉、又は全開の指示をだしているにも拘わらず、意図せず上流触媒の温度が上昇してしまう。本実施例1では、このことを課題としている。本実施例1の目的は、このような意図しない上流触媒の温度の絶対値、または温度上昇を防止し、上流触媒が劣化を抑制することである。例えば、制御弁3がバタフライバルブであるとして以下説明する。なお、指示手段(ECU25)が出す指示のうち、全閉とする指示とはバタフライバルブ(制御弁3)の開度を開度0度とする。指示手段(ECU25)が出す指示のうち、全開とする指示とはバタフライバルブ(制御弁3)の開度を開度100度とする。ただし、指示手段(ECU25)が出す指示のうち、全開とする指示を、バタフライバルブの開度90度をもって開状態としてもよい。同様に全閉とする指示を、バタフライバルブの開度10度をもって開状態としてもよい。上流触媒に流入する排気ガス流量と比してバイパス路に流入する排気ガス流量を相対的に変更することが制御弁3を調整することである。そのため、開状態又は閉状態として中間の開度をもつようにしてもよいことは、いうまでもない。
A specific description of the control of the bypass opening / closing means will be given using the flowchart of FIG. In step (denoted as S in the figure, the same applies hereinafter) 1, it is determined whether or not the engine is operating. If the engine is not operating, this routine is terminated. When the engine is operating, the process proceeds to S2 and it is determined whether the
ステップ2でNoと判断された場合はS3に進んで、車両が加速中かどうか判断される。車両が加速中であるとは、クランクポジションセンサで計測したエンジン回転数が増加しているときとする。この他、スロットルポジションセンサ7などから負荷を計測して、負荷が所定値以上のときを加速中としてもよい。
If it is determined No in
S3で車両が加速中であると判断された場合には、S4に進んで、上流触媒4の酸素吸蔵量が推定される。上流側空燃比センサ19で検出した空燃比と吸入空気の積算値から上流触媒4に流入した酸素量を検出することで、酸素吸蔵量が推定される。酸素吸蔵能(O2ストレージ)は、酸素吸蔵量(O2ストレージ蓄積量)または酸素吸蔵量変化率を含む。本実施例のS3では、酸素吸蔵量を推定するが、酸素吸蔵量変化率を推定してもよい。上流側空燃比センサ19で検出した空燃比と吸入空気の変化量から上流触媒4に流入する酸素の時間変化を検出して、酸素吸蔵量変化率が推定される。S4で酸素吸蔵量が算出されると、次にS5に進む。
If it is determined in S3 that the vehicle is accelerating, the process proceeds to S4, and the oxygen storage amount of the
S5では、算出された酸素吸蔵量に対応する上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇(S/C温度の絶対値、または温度上昇分)が算出される。上流触媒4の温度上昇は、温度上昇量または温度上昇率を含む。本実施例では、バイパス開後の触媒の温度上昇に相関のある指標値として上流触媒の酸素吸蔵能に対応する上流触媒の酸素吸蔵量を採用する。S5で上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇量(S/C温度の絶対値、または温度上昇分)が算出されると、次にS6に進む。
In S5, the absolute value of the temperature of the
S6では、S5で上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇に対して、制御弁3の開条件を変更する。制御弁3の開条件を変更とは、S7で上流触媒4の酸素吸蔵能(酸素吸蔵量)が所定の判定値以上であるときに制御弁3の開くが、S6では、この判定値を補正(補正手段は、バイパス開となるバイパス開条件を補正する)して変更する。上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇が大きいほど、この判定値を小さく補正(補正手段がバイパス開条件を補正)して変更する。より厳密には、上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇が小さいときの判定値と比して、上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇が大きいときの判定値は小さいか同じとする。上流触媒4の温度の絶対値、または温度上昇(S/C温度の絶対値、または温度上昇分)は、酸素吸蔵量に対応して算出される。S6で判定値が補正(補正手段がバイパス開条件を補正)されると、S7に進む。
In S6, the opening condition of the
S7では、上流触媒4の酸素吸蔵能(酸素吸蔵量)が該判定値以上であるか否かを判定する。言い換えると、制御弁4の開条件が成立するかを判定する。バイパス開後の上流触媒4の温度上昇に相関のある指標値が該判定値以上である場合には、開条件が成立したとして、制御弁4を開く。こうして、指示手段(ECU25)が、バイパス開閉手段を制御して、排気ガス流量のうち全ての排気ガス流量をバイパス路に流入するように指示(全開指示)する場合であり、かつ内燃機関が加速中の場合には、上流触媒の温度が大きいときの判定値を、上流触媒の温度が小さいときの判定値と比して、小さいか同じとされている。上流触媒に流入する排気ガス流量と比してバイパス路に流入する排気ガス流量を増大させるようにバイパス開閉手段を制御する。S7で制御弁4の開条件が成立しない場合には、このルーチンを終了してS1に戻る。
In S7, it is determined whether or not the oxygen storage capacity (oxygen storage amount) of the
まとめると、S1から6までのステップでは、次の条件(1)(2)(3)を満たしたときに、判定値の補正(補正手段がバイパス開条件を補正すること)が行なわれる。 In summary, in the steps from S1 to S6, when the following conditions (1), (2), and (3) are satisfied, the determination value is corrected (the correction means corrects the bypass opening condition).
・ エンジン運転中である。 ・ The engine is running.
・ 制御弁4が閉じている。
・
・ 車両が加速中にある。 ・ The vehicle is accelerating.
この各ステップを実行するECU25が推定手段を実現する。この条件(1)(2)(3)を満たしたとき、もし、指示手段による該指示が行なわれず、触媒に流入する排気ガス流量が調整されない状態が継続された場合に、触媒の温度が所定の上限値(限界値)を越えると推定することができる。言い換えると、推定手段が、この条件(1)(2)(3)を満たしているか否かで、もし、指示手段による該指示が行なわれず、触媒に流入する排気ガス流量が調整されない状態が継続された場合に、触媒の温度が所定の上限値(限界値)を越えるか否かが推定できる。そのため、推定手段(ECU25)が、所定の上限値(限界値)を越えると推定するのは、指示手段が該指示をする場合であり、かつ内燃機関が加速中の場合である。
The
S4から6までのステップでは、判定値を補正(補正手段がバイパス開条件を補正)するにあたって、上流触媒の温度の絶対値、または温度上昇が大きいほど、所定の判定値を小さくするよう補正(補正手段がバイパス開条件を補正)する。すなわち、触媒温度、及び酸素吸蔵能(酸素吸蔵量)に基づいてバイパス開後の上流触媒4の温度上昇を予測し、その触媒温上昇量に基づいて、バイパス開条件を補正される。この補正を行うECU25が補正手段を実現する。このようにして、補正手段は、バイパス開後の前記触媒の温度上昇に相関する指標値(酸素吸蔵能(酸素吸蔵量))に基づいて、バイパス開条件を補正する。こうすることで、上流触媒の温度の絶対値、または温度上昇が大きいほど、上流触媒が許容する最大温度に達する可能性が高くなるとして、上流触媒の温度の絶対値、または温度上昇が小さい場合の判定値と比して、上流触媒の温度の絶対値、または温度上昇が大きい場合は、なるべく早期に制御弁4を開弁して、バイパス路に排気ガスを流入させる。こうして、上流触媒が急激に温度の絶対値、または温度上昇して、最大温度に達する可能性を小さくしている。そのため、触媒の温度が所定の上限値(限界値)近傍である場合には、より敏感に前もってバイパス路に流入する排気ガス流量を増大させることになるので、触媒の劣化を防ぐことができる。
In steps S4 to S6, when the determination value is corrected (the correction means corrects the bypass opening condition), the larger the absolute value of the upstream catalyst temperature or the temperature rise, the smaller the predetermined determination value is corrected ( The correction means corrects the bypass opening condition). That is, the temperature increase of the
以下、図3のフローチャートのうち、言及していないステップについて説明する。S2で制御弁3が開状態の場合はS8に進む。S8では、制御弁4が開条件を満たすかどうか判定する。この開条件は内燃機関1の上流触媒4の酸素吸蔵能が所定の判定値以上になる場合である。判定値の補正(補正手段がバイパス開条件を補正)を行わない。S8で否定的な判定がされたときには、S9に進んで、制御弁4を閉弁する。
Hereinafter, steps that are not mentioned in the flowchart of FIG. 3 will be described. If the
本実施例では、バイパス開後の上流触媒4の温度上昇に相関する指標値として、酸素吸蔵能(酸素吸蔵量)を採用して説明したが、上流触媒4の酸素吸蔵量、酸素吸蔵量変化率、または対応する上流触媒4の温度としてもよい。
In this embodiment, the oxygen storage capacity (oxygen storage amount) is used as an index value correlated with the temperature increase of the
1 内燃機関
2 エキマニ
3 制御弁
4 上流触媒
5 排気管
6 下流触媒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記触媒の上流と下流とをつなぐバイパス路と、
前記バイパス路に流入する前記排ガス流量を調整するバイパス開閉手段と、
前記触媒の触媒温度を検出する触媒温度検出手段と、
検出された触媒温度によるバイパス開条件に基づいて、前記バイパス開閉手段によるバイパス開を指示する指示手段と、
バイパス開後の前記触媒の温度上昇に相関する指標値に基づいて、バイパス開条件を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst disposed in an exhaust passage of exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
A bypass connecting the upstream and downstream of the catalyst;
Bypass opening and closing means for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing into the bypass path;
Catalyst temperature detecting means for detecting the catalyst temperature of the catalyst;
Instructing means for instructing bypass opening by the bypass opening and closing means based on the bypass opening condition by the detected catalyst temperature,
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: correction means for correcting a bypass opening condition based on an index value correlated with a temperature increase of the catalyst after the bypass is opened.
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。 The index value uses oxygen storage capacity,
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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