JP2003239730A - Exhaust emission control device for engine - Google Patents

Exhaust emission control device for engine

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JP2003239730A
JP2003239730A JP2002077273A JP2002077273A JP2003239730A JP 2003239730 A JP2003239730 A JP 2003239730A JP 2002077273 A JP2002077273 A JP 2002077273A JP 2002077273 A JP2002077273 A JP 2002077273A JP 2003239730 A JP2003239730 A JP 2003239730A
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exhaust gas
catalyst carrier
engine
opening
catalyst
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JP2002077273A
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Japanese (ja)
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Masanori Senda
正典 仙田
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate purification of an exhaust gas by early activating a catalyst immediately after engine starting. <P>SOLUTION: Partition plates which respectively divide into two an inlet side end face part and an outlet side end face part of a catalyst carrier are inserted into a catalyst case carrying the catalyst carrier. A first opening/closing valve, a second opening/closing valve each of which opens/closes divided one side, and a third opening/closing valve which is driven to open/close in the middle of a return passage for making an opening of an inlet side and an opening of an outlet side of the catalyst carrier communicate with each other, are controlled to open/close based on an engine operating condition. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れるエンジンの排気ガス浄化装置に関するものであり、
特にエンジン冷間時の触媒コンバータの早期活性化の向
上に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an engine mounted on an automobile or the like,
Particularly, it relates to improvement of early activation of the catalytic converter when the engine is cold.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自動車エンジンの排気ガスを浄化
する装置として、貴金属などを触媒として坦持した担体
を用いる排気ガス浄化装置が知られている。このような
貴金属触媒を用いて、排気ガス中の有害成分を浄化する
ためには、一般に触媒の温度をその活性化温度である約
350℃以上に上昇させる必要がある。しかしながら、
エンジン始動直後においては、前記触媒担体が活性化温
度に達していないため、炭化水素化合物(以下HCと略
す)等の排気ガス有害成分がほとんど浄化されないまま
大気中へ排出されてしまうという問題がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an apparatus for purifying exhaust gas of an automobile engine, an exhaust gas purifying apparatus using a carrier carrying a precious metal as a catalyst has been known. In order to purify harmful components in exhaust gas using such a noble metal catalyst, it is generally necessary to raise the temperature of the catalyst to its activation temperature of about 350 ° C. or higher. However,
Immediately after the engine is started, the catalyst carrier does not reach the activation temperature, so that there is a problem that exhaust gas harmful components such as hydrocarbon compounds (hereinafter abbreviated as HC) are discharged to the atmosphere without being purified. .

【0003】このような問題を解決するために、特開平
8−14034号公報記載の排気ガス浄化装置では、排
気浄化の主作用をなす触媒装置4(貴金属を主成分とす
る三元触媒)の下流に排気ガス有害成分を吸着するため
の吸着装置5(疎水性ゼオライトを坦持したコージェラ
イト製のハニカム体12を吸着剤構造体としたもの)を
設けるとともに、このハニカム体12の側方にバイパス
流路5bを形成し、これらの上流に切替弁8を設け、エ
ンジン始動直後には、切替弁8を開弁してHCを吸着剤
に吸着させ一方排気ガス温度が上昇すると切替弁8を閉
弁して排気ガス熱で高温となった吸着成分を脱離させ
て、還流流路10,14を介して前記触媒装置4の上流
側に還流させている。
In order to solve such a problem, in the exhaust gas purifying apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-14034, the catalyst device 4 (three-way catalyst containing a precious metal as a main component), which has the main function of purifying exhaust gas, is used. An adsorption device 5 for adsorbing harmful components of exhaust gas (having a cordierite honeycomb body 12 supporting a hydrophobic zeolite as an adsorbent structure) is provided downstream, and the honeycomb body 12 is provided on the side thereof. The bypass flow path 5b is formed, and the switching valve 8 is provided upstream of these, and immediately after the engine is started, the switching valve 8 is opened to adsorb HC to the adsorbent, while the switching valve 8 is opened when the exhaust gas temperature rises. By closing the valve, the adsorbed component which has become high temperature due to the heat of the exhaust gas is desorbed and is recirculated to the upstream side of the catalyst device 4 through the recirculation flow paths 10 and 14.

【0004】しかし、この装置では、触媒装置4のほか
に吸着装置5が必要となり、装置も複雑となり、コスト
も上昇する。また、排気ガス圧力は排気マニホールド2
内が最も高く、触媒装置4および吸着装置5を経由する
ことにより圧力損失により、次第に低下するので、還流
流路10,14を還流する排気ガスは少なく、排気ガス
中のHCは浄化されないという問題がある。
However, in this device, the adsorption device 5 is required in addition to the catalyst device 4, the device becomes complicated, and the cost increases. Also, the exhaust gas pressure is the exhaust manifold 2
Since the inside of the exhaust gas is the highest, and it gradually decreases due to the pressure loss due to passing through the catalyst device 4 and the adsorption device 5, the exhaust gas recirculating through the recirculation flow paths 10 and 14 is small, and the HC in the exhaust gas is not purified. There is.

【0005】また、特開平7−77034号公報記載の
排気装置では、排気マニホールド枝管9aの下方に機関
長手方向に延びる触媒コンバータ11を配置し、上流管
9cから下方に延びるバイパス管21を触媒コンバータ
11に連結し、機関暖機運転時には流路切換弁22を制
御して排気ガスをバイパス管21を介して触媒コンバー
タ11内に導き、一方、機関暖機運転完了後には流路切
換弁22を制御して排気ガスを排気マニホールド集合部
9Bおよび排気ガス導入部10を介して触媒コンバータ
11内に導いている。しかし、この装置によるとバイパ
ス管21の出口と排気ガス導入管10の出口側からの排
気ガスがいずれも触媒コンバータ11の触媒全体を通過
するようになっており、機関暖機時には排気ガスが触媒
全体を通過するため、触媒が活性化するまでに時間がか
かるという問題がある。
Further, in the exhaust system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-77034, a catalytic converter 11 extending in the longitudinal direction of the engine is arranged below the exhaust manifold branch pipe 9a, and a bypass pipe 21 extending downward from the upstream pipe 9c is used as a catalyst. When the engine 11 is warmed up, the flow path switching valve 22 is controlled to guide the exhaust gas into the catalytic converter 11 through the bypass pipe 21, while the engine 11 is warmed up. Is controlled to guide the exhaust gas into the catalytic converter 11 through the exhaust manifold collecting portion 9B and the exhaust gas introducing portion 10. However, according to this device, the exhaust gas from the outlet of the bypass pipe 21 and the exhaust gas from the outlet of the exhaust gas introduction pipe 10 both pass through the entire catalyst of the catalytic converter 11, and the exhaust gas becomes the catalyst when the engine is warmed up. Since it passes through the whole, there is a problem that it takes time to activate the catalyst.

【0006】また、特開平9−203314号公報記載
の排気浄化装置には、排気管31の上流で主通路31a
とバイパス通路31bに分岐して主通路31aに触媒を
設置し排気ガスの流れを切り換える弁33を設けてい
る。判定手段34により触媒が非活性でありかつ空燃比
がリッチである場合に触媒32側に排気が、それ以外の
条件でバイパス通路31b側に排気が流れるように切換
弁を切り換える。しかし、この装置では触媒が2個必要
となり触媒暖機は遅くなるという問題がある。
Further, in the exhaust gas purification apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-203314, the main passage 31a is provided upstream of the exhaust pipe 31.
A valve 33 for branching to the bypass passage 31b and installing a catalyst in the main passage 31a and switching the flow of exhaust gas is provided. When the catalyst is inactive and the air-fuel ratio is rich by the determination means 34, the switching valve is switched so that the exhaust flows to the catalyst 32 side and the exhaust flows to the bypass passage 31b side under other conditions. However, this apparatus has a problem that two catalysts are required and catalyst warm-up becomes slow.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、エン
ジン始動直後の触媒を早期に活性化して排気ガスの浄化
を促進する排気ガス浄化装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus that promptly activates a catalyst immediately after starting an engine to promote purification of exhaust gas.

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係る排気ガス浄化装置は、触媒
担体を坦持する触媒ケースに前記触媒担体の入口側端面
部および出口側端面部を2分する仕切板を設け、2分し
た一方側をアクチュエータにより開閉する第1および第
2開閉弁と、前記触媒担体の入口側通路と出口側通路と
を連通する戻し通路の途中にアクチュエータにより開閉
される第3開閉弁とを設け、前記第1および第2および
第3開閉弁の開度をエンジン運転状態に基づいて開閉制
御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 of the present invention comprises a catalyst case carrying a catalyst carrier, an inlet side end face portion and an outlet of the catalyst carrier. A partition plate that divides the side end surface portion into two is provided, and first and second opening / closing valves that open and close one side of the divided two by an actuator, and a return passage that connects the inlet side passage and the outlet side passage of the catalyst carrier. And a third opening / closing valve which is opened / closed by an actuator, and the opening / closing of the first, second and third opening / closing valves is controlled based on the engine operating state.

【0008】本発明によると、触媒担体の全通路面積を
仕切板により2分して、排気ガスを帰還させるようにし
たので、エンジン始動時は触媒担体全体のうち一方側の
触媒担体に全排気ガス量が通過するので、早期に暖機が
でき、その余熱で他方側の触媒担体を暖機するため、触
媒担体の全体を暖めるより、約2倍の早さで暖機される
ことになり、触媒の活性化温度(約350℃)に早く到
達でき、有害成分の排出が早期に抑制される。
According to the present invention, the total passage area of the catalyst carrier is divided into two by the partition plate so that the exhaust gas is returned. Therefore, when the engine is started, the exhaust gas is completely exhausted to one side of the catalyst carrier. Since the amount of gas passes through, it can be warmed up early, and the remaining heat warms up the catalyst carrier on the other side, so the catalyst carrier is warmed up about twice as fast as the catalyst carrier as a whole. The catalyst activation temperature (about 350 ° C.) can be reached quickly, and the emission of harmful components can be suppressed early.

【0009】また、本発明の請求項2に係るエンジンの
運転状態は、エンジン水温が所定値以下であるときに
は、第1および第2開閉弁を閉じるとともに、第3開閉
弁を開き、触媒担体の全通路面積の一方側を通過したの
ち、他方側を通過するようにし、前記エンジン水温が所
定値以上であるときには、前記第1および第2開閉弁を
開くとともに、前記第3開閉弁を閉じて触媒担体の全通
路面積を通過するようにしたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, when the engine water temperature is equal to or lower than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are closed and the third opening / closing valve is opened, so that the catalyst carrier After passing through one side of the entire passage area and passing through the other side, when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are opened and the third opening / closing valve is closed. It is characterized in that it passes through the entire passage area of the catalyst carrier.

【0010】本発明によると、エンジン始動直後、エン
ジン水温が所定値以下のときには、前記第1および第2
開閉弁を閉じるとともに、第3開閉弁を開き排気ガスを
循環させて触媒担体の一方側を暖機し、その余熱で他方
側の触媒担体を暖機するようにし、エンジン水温が所定
値以上になったとき、排気ガスを触媒担体の全通路面積
を通過するようにしたので、触媒担体の暖機速度が従来
技術より約2倍に早まり、必要以上に加熱されず最適な
活性化温度状態を維持することができる。
According to the present invention, immediately after the engine is started, when the engine water temperature is equal to or lower than the predetermined value, the first and second
The on-off valve is closed and the third on-off valve is opened to circulate the exhaust gas to warm up one side of the catalyst carrier, and the residual heat warms up the other side of the catalyst carrier so that the engine water temperature exceeds a predetermined value. When this happens, exhaust gas is made to pass through the entire passage area of the catalyst carrier, so the warm-up speed of the catalyst carrier is about twice as fast as in the conventional technology, and the optimum activation temperature state is maintained without excessive heating. Can be maintained.

【0011】本発明の請求項3にかかる発明は、エンジ
ンの冷却水温が所定値以上のときであって、吸入空気量
が所定値以下のときには、第1および第2開閉弁を閉じ
るとともに、第3開閉弁を開き、触媒担体の一方側を通
過したのち、戻し管路を帰還して他方側を通過するよう
にし、前記エンジン水温が所定値以上のときであって、
吸入空気量が所定値以上のときには、第1および第2開
閉弁を開くとともに、第3開閉弁を閉じて触媒単体の全
通路面積を通過するようにしたことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, when the cooling water temperature of the engine is equal to or higher than a predetermined value and the intake air amount is equal to or lower than the predetermined value, the first and second opening / closing valves are closed, and 3 Open the on-off valve, pass through one side of the catalyst carrier, and then return through the return pipe to pass through the other side. When the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value,
When the intake air amount is equal to or larger than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are opened and the third opening / closing valve is closed so that the entire passage area of the catalyst alone is passed.

【0012】本発明によると、エンジン水温が所定値以
上であって、例え触媒担体が活性化温度に達していても
アイドリング時のように排気ガス量が少ないときは、排
気ガスを帰還させて触媒担体の一方側を活性化温度に維
持することにより、アイドリングが長く続いても最適な
活性化温度状態に維持することができる。
According to the present invention, when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value and the exhaust gas amount is small even when the catalyst carrier reaches the activation temperature, such as during idling, the exhaust gas is returned to the catalyst. By maintaining one side of the carrier at the activation temperature, it is possible to maintain the optimum activation temperature state even if idling continues for a long time.

【0013】本発明の請求項4にかかる発明は、それぞ
れの管路の一方側を開閉する第1弁体および戻し通路に
連通するそれぞれの開口を開閉する第2弁体とを含む第
1および第2開閉弁を、エンジンの運転状態に応じて、
排気ガスが触媒担体の一方側を通過し、戻し通路を帰還
して触媒担体の他方側を通過し、あるいは排気ガスが戻
し通路を帰還せず触媒担体の全通路面積を通過するよう
にしたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 of the present invention includes the first and second valve bodies that open and close one side of each of the pipelines and the second valve body that opens and closes each opening communicating with the return passage. Depending on the operating condition of the engine, the second on-off valve
Exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier, returns through the return passage and passes through the other side of the catalyst carrier, or exhaust gas passes through the entire passage area of the catalyst carrier without returning through the return passage. Is characterized by.

【0014】本発明によると、触媒担体を担持した触媒
ケースの上流側と下流側に開口をそれぞれ設け、その開
口を戻し通路で連通し、第1および第2開閉弁によりそ
れぞれの開口と管路の開と閉を同時に切り替えること
で、請求項1から3と比較して第3開閉弁が省略できる
分、構造が簡単になり、製造コストも低減できる。
According to the present invention, openings are provided at the upstream side and the downstream side of the catalyst case carrying the catalyst carrier, the openings are communicated with the return passage, and the openings and the pipelines are provided by the first and second opening / closing valves. By simultaneously switching between open and closed, the third on-off valve can be omitted as compared with the first to third aspects, so that the structure is simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0015】本発明の請求項5にかかる発明は、エンジ
ン水温が所定値以下のときには、第1および第2開閉弁
を閉じて排気ガスが触媒担体の一方側を通過したのち、
戻し管路を帰還して他方側を通過するようにし、前記エ
ンジン水温が所定値以上のときには前記第1および第2
開閉弁を開いて触媒担体の全通路面積を通過することを
特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, when the engine water temperature is equal to or lower than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are closed and the exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier.
When the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value, the first and second return pipes are returned to pass the other side.
It is characterized in that the on-off valve is opened to pass the entire passage area of the catalyst carrier.

【0016】本発明によると、エンジン始動直後、エン
ジン水温が所定値以下のときは、前記第1および第2開
閉弁を閉じて排気ガスを帰還させて、触媒担体の一方側
を暖機し、余熱で他方側の触媒担体を暖機するようにし
たので、請求項1から3に比較して第3開閉弁が省略で
きる分、構造が簡単になり、製造コストも低減できる。
According to the present invention, immediately after the engine is started, when the engine water temperature is equal to or lower than the predetermined value, the first and second opening / closing valves are closed to return the exhaust gas to warm up one side of the catalyst carrier, Since the catalyst carrier on the other side is warmed up by the residual heat, the structure can be simplified and the manufacturing cost can be reduced, as compared with the first to third aspects, because the third on-off valve can be omitted.

【0017】本発明の請求項6にかかる発明は、エンジ
ン水温が所定値以上のときであって、吸入空気量が所定
値以下のときには、前記第1および第2開閉弁を閉じて
おり、排気ガスは触媒担体の一方側を通過したのち、戻
し管路を帰還して触媒担体の他方側を通過するように
し、吸入空気量が所定値以上のときには、前記第1およ
び第2開閉弁を開いて触媒担体の全通路面積を通過する
ようにしたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value and the intake air amount is equal to or lower than the predetermined value, the first and second opening / closing valves are closed, and the exhaust gas is discharged. The gas passes through one side of the catalyst carrier and then returns through the return pipe to pass through the other side of the catalyst carrier. When the intake air amount is equal to or more than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are opened. It is characterized in that the catalyst passes through the entire passage area of the catalyst carrier.

【0018】本発明によると、エンジン水温が所定値以
上であって、吸入空気量が所定値より少ないときには排
気ガスを触媒担体の一方側を活性化温度に維持すること
により、アイドリングが長く続いても排気ガスの有害成
分の排出を低減を維持できるので、請求項1から3に比
較して第3開閉弁が省略できる分、構造が簡単になり、
製造コストも低減できる。
According to the present invention, when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value and the intake air amount is smaller than the predetermined value, the exhaust gas is maintained at the activation temperature on one side of the catalyst carrier, so that idling continues for a long time. Since the emission of harmful components of the exhaust gas can be maintained to be reduced, the structure can be simplified because the third on-off valve can be omitted as compared with the first to third aspects.
Manufacturing costs can also be reduced.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】[実施形態1]本発明の望ましい
第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1
ないし図5は本発明の実施形態に係る排気ガス制御装置
を示している。図1は排気ガス制御装置の全体を示す。
複数気筒を有するエンジン1の排気ポートには、排気マ
ニホールド2が接続され、その下流に排気管路3が接続
されている。排気管路3の下流には触媒コンバータ4が
接続され、さらにその下流には消音器5が接続されてい
る。エンジン1から排出された排気ガスは排気管路3を
経由し、触媒コンバータ4で有害成分が浄化され、消音
器5を経由して大気へ排出される。触媒コンバータ4の
上流側と下流側にはそれぞれ酸素センサ6,7が取り付
けられ、排気ガス中のHC,CO,NOx濃度を検出
し、その信号はマイクロコンピュータからなる電子制御
装置(ECU)8へ送られる。触媒コンバータ4には後
述のモータ16,17,19が組み込まれており、EC
U8からの駆動信号で制御される。電子制御装置(EC
U)8は請求項にいう制御手段に相当する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment 1] A preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1
5 to 5 show the exhaust gas control device according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 shows the entire exhaust gas control device.
An exhaust manifold 2 is connected to an exhaust port of an engine 1 having a plurality of cylinders, and an exhaust pipe line 3 is connected downstream thereof. A catalytic converter 4 is connected downstream of the exhaust pipe line 3, and a silencer 5 is connected further downstream thereof. The exhaust gas discharged from the engine 1 passes through the exhaust pipe line 3, the catalytic converter 4 purifies harmful components, and is discharged to the atmosphere via the silencer 5. Oxygen sensors 6 and 7 are attached to the upstream side and the downstream side of the catalytic converter 4, respectively, to detect HC, CO, and NOx concentrations in the exhaust gas, and the signals thereof are sent to an electronic control unit (ECU) 8 including a microcomputer. Sent. Motors 16, 17, and 19 described later are incorporated in the catalytic converter 4, and the EC
It is controlled by the drive signal from U8. Electronic control unit (EC
U) 8 corresponds to the control means in the claims.

【0020】一方、エンジン1の吸気ポートには吸気マ
ニホールド9が接続され、その上流には吸入空気量を制
御するためのスロットルボデー10、すなわち、吸入空
気量制御器が配置され、ECU8からの駆動信号に基づ
いて駆動される。さらにその上流には吸入空気量を測定
するためのエアーフローメータ11が配置され、その信
号はECU8に送られる。水温センサ12がエンジン1
に取り付けられ、エンジン1の内部を循環する冷却水の
水温を検知し、ECU8に送る。ECU8からはこれら
の信号に基づいてスロットルボデー10に備えられたス
ロットルバルブ(図示略)の開度を制御するモータ(図
示略)を制御して吸入空気量を制御している。
On the other hand, an intake manifold 9 is connected to an intake port of the engine 1, and a throttle body 10 for controlling the intake air amount, that is, an intake air amount controller is arranged upstream of the intake manifold 9 and driven by the ECU 8. It is driven based on the signal. Further, an air flow meter 11 for measuring the amount of intake air is arranged upstream thereof, and a signal thereof is sent to the ECU 8. Water temperature sensor 12 is engine 1
The temperature of the cooling water circulated inside the engine 1 is detected and sent to the ECU 8. Based on these signals, the ECU 8 controls a motor (not shown) that controls the opening of a throttle valve (not shown) provided in the throttle body 10 to control the intake air amount.

【0021】次に触媒コンバータの構成について、第2
図から第4図を用いて詳細に説明する。触媒ケース13
は中央部が太い筒体20で、両端が円錐面21,22と
なっており、筒体20の内部には触媒担体23が担持さ
れている。円錐面21,22の端面には管路14,15
が接合され、その管路14,15には後述の第1開閉弁
26および第2開閉弁29を開閉制御するためのモータ
16,17が取り付けられている。また、触媒ケース1
3の外周部の上部には排気ガスの戻し通路18が設けら
れ、その途中には後述の第3開閉弁34を開閉制御する
ためのモータ19が設けられている。
Next, regarding the structure of the catalytic converter,
This will be described in detail with reference to FIGS. Catalyst case 13
Has a thick cylindrical body 20 at the center and has conical surfaces 21 and 22 at both ends, and a catalyst carrier 23 is carried inside the cylindrical body 20. Pipe lines 14, 15 are provided on the end faces of the conical faces 21, 22.
Are connected, and motors 16 and 17 for controlling opening / closing of a first opening / closing valve 26 and a second opening / closing valve 29, which will be described later, are attached to the pipelines 14 and 15, respectively. Also, catalyst case 1
An exhaust gas return passage 18 is provided in the upper part of the outer peripheral portion of 3, and a motor 19 for controlling the opening / closing of a third opening / closing valve 34 described later is provided in the middle thereof.

【0022】管路14,15内には軸24,27が回動
できるように貫通して設けられ、モータ16,17の回
転軸にそれぞれ接続されている。軸24,27には第1
弁体25および第2弁体28がそれぞれ固定されてお
り、モータ16,17の回動により管路14,15の全
通路面積の半分に相当する一方側または他方側が遮蔽さ
れるようになっている。触媒担体23の入口側端面部2
3aおよび出口側端面部23bと軸24,27間には触
媒ケース13の円錐面21,22の排気通路を上側通路
21b、22bと下側通路21a,22aに2分するよ
うに仕切板30,30が設けられている。触媒担体23
は、触媒担体23に設けた小さな複数の孔が軸方向に貫
通して設けられており、仕切板30,30を設けること
により全通路面積が2分されることになる。
Shafts 24 and 27 are rotatably provided in the pipe lines 14 and 15 and are connected to the rotation shafts of the motors 16 and 17, respectively. The shafts 24 and 27 have a first
The valve body 25 and the second valve body 28 are fixed, respectively, and the rotation of the motors 16 and 17 shields one side or the other side corresponding to half of the total passage area of the pipelines 14 and 15. There is. Inlet-side end surface portion 2 of the catalyst carrier 23
3a and the outlet side end face portion 23b and the shafts 24 and 27, the partition plate 30 is formed so as to divide the exhaust passage of the conical surfaces 21 and 22 of the catalyst case 13 into upper passages 21b and 22b and lower passages 21a and 22a. 30 are provided. Catalyst carrier 23
Is provided with a plurality of small holes provided in the catalyst carrier 23 so as to penetrate therethrough in the axial direction, and by providing the partition plates 30, 30, the total passage area is divided into two.

【0023】また、円錐面21,22には上流側の開口
31および下流側の開口32が設けられ、排気ガスの戻
し通路18により連通している。開口31は、仕切板3
0によって2分された筒体20の下側通路21aに開口
している。開口32は円錐面22の上側通路22bに開
口している。また、戻し通路18のほぼ中央部には軸3
3が回動できるように貫通して設けられ、モータ19の
回転軸に接続されている。軸33にはほぼ円形の弁体3
4が固定され、モータ19の回動により戻し通路18を
開閉できるようになっている。また、管路14,15の
両端はフランジ36,37が形成され、排気管路3およ
び消音器5とボルトなどで結合されている。図3はエン
ジンが暖機後の第1および第2開閉弁の状態を示し、図
4はエンジンが始動直後の第1および第2開閉弁の状態
を示す。ここに、請求項にいうアクチュエータはモータ
を示している。
Further, the conical surfaces 21 and 22 are provided with an opening 31 on the upstream side and an opening 32 on the downstream side, which communicate with each other through the exhaust gas return passage 18. The opening 31 is the partition plate 3.
It is opened to the lower passage 21a of the tubular body 20 which is divided by 0. The opening 32 opens in the upper passage 22b of the conical surface 22. In addition, the shaft 3 is provided at approximately the center of the return passage 18.
3 is pierced so as to be rotatable, and is connected to the rotation shaft of the motor 19. The shaft 33 has a substantially circular valve body 3
4 is fixed, and the return passage 18 can be opened and closed by the rotation of the motor 19. Further, flanges 36 and 37 are formed at both ends of the pipelines 14 and 15, and are connected to the exhaust pipeline 3 and the silencer 5 with bolts or the like. FIG. 3 shows the states of the first and second on-off valves after the engine has warmed up, and FIG. 4 shows the states of the first and second on-off valves immediately after the engine starts. Here, the actuator mentioned in the claims indicates a motor.

【0024】以上の構成において、図5のフローチャー
トを用いて作用を説明する。エンジン1のイグニッショ
ンキースイッチをONにすると、ステップ100に進
み、エンジン1の水温が例えば60℃以下か否が判定さ
れる。肯定(YES)ならステップ110へ進み、第1
開閉弁26は、ECU8からの駆動信号によりモータ1
6を駆動し、管路14の下方側へ回動されて管路14の
下側半分を閉鎖する。第2開閉弁29は、ECU8から
の駆動信号によりモータ17を回動されて管路15の上
側通路へ回動して管路15の上側半分を閉鎖する。ま
た、第3開閉弁35は、モータ19の回動により開にさ
れ排気ガスのすべてが帰還できるように制御する。
The operation of the above structure will be described with reference to the flowchart of FIG. When the ignition key switch of the engine 1 is turned on, the routine proceeds to step 100, where it is determined whether the water temperature of the engine 1 is 60 ° C. or lower. If affirmative (YES), proceed to step 110, first
The on-off valve 26 is driven by the motor 1 in response to a drive signal from the ECU 8.
6 is driven and rotated downward of the pipe line 14 to close the lower half of the pipe line 14. The second on-off valve 29 rotates the motor 17 in response to a drive signal from the ECU 8 to rotate to the upper passage of the conduit 15 to close the upper half of the conduit 15. The third opening / closing valve 35 is opened by the rotation of the motor 19 and is controlled so that all the exhaust gas can be returned.

【0025】そしてエンジン1がスタータ(図示略)の
駆動により始動すると、エンジン1の排気ポートからH
C,COの多い低温の排気ガスが排気管路3を通り、触
媒担体23の上側半分を通過する。
When the engine 1 is started by driving a starter (not shown), H
The low-temperature exhaust gas containing a large amount of C and CO passes through the exhaust pipe line 3 and passes through the upper half of the catalyst carrier 23.

【0026】また、第2開閉弁29が管路15の上側通
路を閉鎖するので、排気ガスは開口32を通り戻し通路
18を帰還して開口31より排出され、触媒担体23の
下側通路を通過し消音器5を経由して大気に放出され
る。つぎにステップ120へ進み、エンジン1の水温が
60℃を越えたかどうかを判定する。この時点では、ま
だエンジン1は暖機されておらず、否定(NO)となっ
てステップ110へ戻り、ステップ110の状態を維持
する。しばらくすると、エンジン1が燃料の燃焼熱によ
り暖機され排気ガスの温度も上昇してくる。この排気ガ
スのもつ熱量およびHC,COの酸化作用により触媒担
体23は急速に暖められる。
Further, since the second opening / closing valve 29 closes the upper passage of the pipe 15, the exhaust gas passes through the opening 32, returns to the return passage 18 and is discharged from the opening 31, and the lower passage of the catalyst carrier 23. It passes through and is released to the atmosphere via the silencer 5. Next, the routine proceeds to step 120, where it is determined whether the water temperature of the engine 1 has exceeded 60 ° C. At this point, the engine 1 has not been warmed up yet, the result is negative (NO), the process returns to step 110, and the state of step 110 is maintained. After a while, the engine 1 is warmed up by the combustion heat of the fuel and the temperature of the exhaust gas also rises. The catalyst carrier 23 is rapidly warmed by the heat quantity of the exhaust gas and the oxidizing action of HC and CO.

【0027】そして、触媒担体23が活性化し始める温
度(約350℃)になると、エンジン1の水温が60℃
を越えるようになる。ステップ120で、水温が60℃
を越えたかどうかを判定し、肯定(YES)であれば、
ステップ130へ進み、図3に示すようにモータ16,
17を駆動して第1開閉弁26および第2開閉弁29を
開とし、またモータ19を駆動して第3開閉弁35を閉
とする。すると、排気ガスは、戻し通路18を通過せず
管路14の全通路面積を通り、触媒担体23の全通路面
積を通り、管路15を通り消音器5を経由して大気へ排
出される。このときにはすでに触媒担体23が全体とし
て活性化する温度になっているので、触媒担体23の全
通路面積に排気ガスを通しても触媒担体23の温度が低
下することはない。したがって、エンジン始動後から早
期に排気ガスの浄化ができる。
When the temperature of the catalyst carrier 23 starts to be activated (about 350 ° C.), the water temperature of the engine 1 becomes 60 ° C.
Will be exceeded. In step 120, the water temperature is 60 ℃
If it is affirmative (YES),
Proceeding to step 130, as shown in FIG.
17 is driven to open the first opening / closing valve 26 and the second opening / closing valve 29, and the motor 19 is driven to close the third opening / closing valve 35. Then, the exhaust gas does not pass through the return passage 18, passes through the entire passage area of the pipeline 14, passes through the entire passage area of the catalyst carrier 23, passes through the pipeline 15, and is discharged to the atmosphere through the silencer 5. . At this time, since the temperature of the catalyst carrier 23 is already activated as a whole, the temperature of the catalyst carrier 23 does not decrease even if exhaust gas is passed through the entire passage area of the catalyst carrier 23. Therefore, the exhaust gas can be purified early after the engine is started.

【0028】ところで、エンジン水温が60℃以上であ
っても吸入空気量が小さいとき、すなわちアイドリング
運転を長く続けた場合は、時間とともに触媒担体23の
温度が低下し活性化温度を下回ることがある。この場合
の対策として、ステップ100において、エンジン冷却
水の温度が60℃以下であるかどうか判定し、否定(N
O)であるときは、ステップ140へ進み、吸入空気量
が5g/sec以下かどうかを判定する。
By the way, even when the engine water temperature is 60 ° C. or more, when the intake air amount is small, that is, when the idling operation is continued for a long time, the temperature of the catalyst carrier 23 may decrease with time and fall below the activation temperature. . As a countermeasure in this case, in step 100, it is judged whether the temperature of the engine cooling water is 60 ° C. or lower, and a negative (N
If it is O), the routine proceeds to step 140, where it is judged if the intake air amount is 5 g / sec or less.

【0029】肯定(YES)であるときは、ステップ1
10へ進み、第1開閉弁26および第2開閉弁29を閉
じるとともに、第3開閉弁35を開にする。そうするこ
とによって触媒担体23の温度を活性化温度に常に維持
できることになる。また、吸入空気量が例えば5g/s
ec以下でないと判定したとき、すなわち否定(NO)
であるときはステップ130へ進み、第1開閉弁26お
よび第2開閉弁29を開くとともに、第3開閉弁35を
閉じる。このときは排気ガス量が十分あり、触媒担体2
3の温度が活性化温度以下に低下することはない。した
がって、エンジン暖機後のアイドリング運転が長く続い
ても排気ガスの浄化性能が低下することがない。
If affirmative (YES), step 1
10, the first opening / closing valve 26 and the second opening / closing valve 29 are closed, and the third opening / closing valve 35 is opened. By doing so, the temperature of the catalyst carrier 23 can always be maintained at the activation temperature. Further, the intake air amount is, for example, 5 g / s
When it is determined that it is not less than or equal to ec, that is, negative (NO)
If so, the routine proceeds to step 130, where the first opening / closing valve 26 and the second opening / closing valve 29 are opened and the third opening / closing valve 35 is closed. At this time, the exhaust gas amount is sufficient and the catalyst carrier 2
The temperature of 3 does not drop below the activation temperature. Therefore, even if the idling operation after engine warm-up continues for a long time, the exhaust gas purification performance does not deteriorate.

【0030】[実施形態2]つぎに、触媒コンバータの
第2の実施形態について図6から図8を用いて説明す
る。図6は触媒コンバータの概観図、図7は触媒コンバ
ータの縦断面図、図8は戻し通路を切り替えるための弁
形状、図9は開閉弁の作用図を示す。第1の実施形態と
同じ構成については同一の符号を付してある。触媒コン
バータ40は、触媒ケース41の中央部が太い筒体43
になっており、両端は円錐面44,45が形成されて、
筒体43の中に触媒担体23が担持されている。排気管
路14,15にはモータ16およびモータ17が設けら
れている。触媒ケース41の外周部には戻し通路42が
設けられている。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the catalytic converter will be described with reference to FIGS. 6 to 8. 6 is a schematic view of the catalytic converter, FIG. 7 is a vertical sectional view of the catalytic converter, FIG. 8 is a valve shape for switching the return passage, and FIG. 9 is an operation diagram of the on-off valve. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The catalytic converter 40 includes a cylindrical body 43 having a thick central portion of a catalyst case 41.
And conical surfaces 44 and 45 are formed at both ends,
The catalyst carrier 23 is carried in the cylindrical body 43. A motor 16 and a motor 17 are provided in the exhaust pipe lines 14 and 15. A return passage 42 is provided on the outer peripheral portion of the catalyst case 41.

【0031】軸24,27は、管路14,15を貫通し
て設けられ、モータ16,17の回転軸に結合され回動
できるようになっている。触媒担体23の入口側端面部
23aおよび出口側端面部23bと軸24,25間には
仕切板30,30が固定され管路14,15および触媒
担体23の全通路面積を2分している。
The shafts 24 and 27 are provided so as to penetrate the pipe lines 14 and 15, and are connected to the rotation shafts of the motors 16 and 17 so as to be rotatable. Partition plates 30 and 30 are fixed between the inlet side end face portion 23a and the outlet side end face portion 23b of the catalyst carrier 23 and the shafts 24 and 25 to divide the total passage area of the pipe lines 14 and 15 and the catalyst carrier 23 into two. .

【0032】触媒ケース41の外周面には排気ガスを帰
還するための戻し通路42が設けられ、触媒ケース41
の全周を覆って触媒ケース41が走行風で冷却されない
ようになっている。筒体43の両端面は円錐面44,4
5となっており、その傾斜面には上流側の開口46およ
び下流側の開口47が設けられている。この開口46,
47には弁座48,49が設けられている。軸24,2
5には管路14,15の一方側を閉または開にするため
の半円形状の第1弁体50,53が固定され、他端には
円盤状の第2弁体51,54が第1弁体50,53と角
度(120〜150°)をもって取り付けられている。
第2弁体51,54と軸24,25との間は第2弁体5
1,54の幅より小さくなっており、排気ガスが通りや
すくなっている。
A return passage 42 for returning exhaust gas is provided on the outer peripheral surface of the catalyst case 41.
The catalyst case 41 is so constructed as not to be cooled by the traveling wind so as to cover the entire circumference thereof. Both end surfaces of the cylindrical body 43 are conical surfaces 44, 4
5, the upstream side opening 46 and the downstream side opening 47 are provided on the inclined surface. This opening 46,
Valve seats 48 and 49 are provided at 47. Shaft 24,2
A semi-circular first valve body 50, 53 for closing or opening one side of the pipe lines 14, 15 is fixed to the valve 5, and a disk-shaped second valve body 51, 54 is fixed to the other end. It is attached at an angle (120 to 150 °) with one valve body 50, 53.
The second valve body 5 is provided between the second valve body 51, 54 and the shaft 24, 25.
The width is smaller than the width of 1, 54, so that exhaust gas can easily pass through.

【0033】つぎに、作用について図10を用いて詳細
に説明する。エンジン1のイグニッションキースイッチ
をONにすると、ステップ200へ進み、エンジンの冷
却水温を水温センサ12により検知し、その信号をEC
U8に送る。ECU8はエンジン水温が60℃以下かど
うかを判定し、肯定(YES)なら、ステップ210へ
進み、図9に示すように第2弁体51,54で弁座4
8,49を開とし、管路14は下側通路44aを第1弁
体50で閉じ、管路15は上側通路45bを第1弁体5
3で閉じることにより、排気ガスが触媒担体23の一方
側を通過し、開口47を通り、戻し通路42を帰還して
開口46から排出し触媒担体23の他方側を通過し管路
15を通過して消音器5から大気へ排出される。
Next, the operation will be described in detail with reference to FIG. When the ignition key switch of the engine 1 is turned on, the routine proceeds to step 200, where the cooling water temperature of the engine is detected by the water temperature sensor 12, and the signal is EC
Send to U8. The ECU 8 determines whether the engine water temperature is 60 ° C. or lower, and if the determination is affirmative (YES), the process proceeds to step 210, where the second valve element 51, 54 is used to set the valve seat 4 as shown in FIG.
8, 49 are opened, the pipe line 14 closes the lower passage 44a by the first valve body 50, and the pipe line 15 opens the upper passage 45b by the first valve body 5.
By closing at 3, the exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier 23, passes through the opening 47, returns through the return passage 42, is discharged from the opening 46, passes through the other side of the catalyst carrier 23, and passes through the pipeline 15. Then, the muffler 5 is discharged to the atmosphere.

【0034】つぎに、ステップ220へ進み、エンジン
1の冷却水温が60℃以上かどうかを判定し、肯定(Y
ES)ならば、第1弁体50,53を開とし、第2弁体
51,54を閉として、排気ガスが触媒担体23の全通
路面積を通過して大気へ排出される。エンジン水温が6
0℃とは触媒担体23が活性化する温度に相当する。こ
の時点では触媒担体23は活性化温度に達しており、触
媒担体23の全体で、排気ガスの浄化ができることにな
る。したがって、第1の実施形態より開閉弁が1つ少な
く、構成が簡単で、コストを低減できる。
Next, the routine proceeds to step 220, where it is judged whether or not the cooling water temperature of the engine 1 is 60 ° C. or higher, and affirmative (Y
If ES), the first valve bodies 50, 53 are opened, the second valve bodies 51, 54 are closed, and the exhaust gas passes through the entire passage area of the catalyst carrier 23 and is discharged to the atmosphere. Engine water temperature is 6
0 ° C. corresponds to the temperature at which the catalyst carrier 23 is activated. At this point, the catalyst carrier 23 has reached the activation temperature, and the exhaust gas can be purified by the entire catalyst carrier 23. Therefore, the number of on-off valves is one less than that of the first embodiment, the configuration is simple, and the cost can be reduced.

【0035】ところで、エンジン1が始動直後で間もな
いときには、排気ガス温度は低く、エンジン1の冷却水
温度も低い。ステップ220で水温が60℃以上かどう
か判定し、否定(NO)とされたときにはステップ21
0へ戻り、第1弁体50,53を閉にし、第2弁体5
1,54を開に維持する。また、ステップ200で、エ
ンジン1の冷却水温度が60℃以下であるかどうかが判
定され、否定(NO)であると判定されたときは、ステ
ップ240へ進み、吸入空気量が5g/sec以下であ
るかどうか判定される。肯定(YES)であるとき、す
なわちアイドリング状態であると判定されたときは、ス
テップ210へ進み、第1弁体50,53を閉にし、第
2弁体51,54を開に維持する。これはエンジン1の
冷却水温が60℃を越えていてもアイドリングを続けて
いると、排気ガス量が少ないため触媒担体23の温度が
低下し、活性化温度を下回ることがあるための対策であ
る。
By the way, immediately after the engine 1 is just started, the exhaust gas temperature is low and the cooling water temperature of the engine 1 is also low. In step 220, it is determined whether the water temperature is 60 ° C. or higher, and if the result is negative (NO), step 21
0, the first valve bodies 50 and 53 are closed, and the second valve body 5
Keep 1,54 open. Further, in step 200, it is determined whether or not the cooling water temperature of the engine 1 is 60 ° C. or lower, and when the determination is negative (NO), the process proceeds to step 240, and the intake air amount is 5 g / sec or less. Is determined. When the result is affirmative (YES), that is, when it is determined that the vehicle is in the idling state, the routine proceeds to step 210, where the first valve bodies 50 and 53 are closed and the second valve bodies 51 and 54 are maintained open. This is a measure to prevent the temperature of the catalyst carrier 23 from decreasing due to a small amount of exhaust gas when the cooling water temperature of the engine 1 exceeds 60 ° C. because the amount of exhaust gas is small, and may fall below the activation temperature. .

【0036】ステップ240で吸入空気量が5g/se
c以下であるかどうかを判定し、否定(NO)であると
判定されると、ステップ230へ進み、第1弁体50,
53を開とするとともに、第2弁体51,54を閉と
し、排気ガスは触媒担体23の全通路面積を通過し消音
器5を通過する。この段階では触媒担体23は活性化温
度を維持しており、冷却により活性化温度を下回ること
がない。したがって、第1の実施形態と同様の効果があ
るとともに、開閉弁が1つ少ない分だけ、構成が簡単で
コストを低減できる。なお、実施形態におけるモータ
は、モータだけでなく、電磁ソレノイドまたはロータリ
ソレノイドでもよい。また、戻し通路42は触媒ケース
41の全体を覆うことなく、排気ガスが抵抗なく帰還で
きれば部分的に構成してもよい。
In step 240, the intake air amount is 5 g / se
If it is determined to be negative (NO), the routine proceeds to step 230, where the first valve body 50,
53 is opened and the second valve bodies 51, 54 are closed, and the exhaust gas passes through the entire passage area of the catalyst carrier 23 and passes through the silencer 5. At this stage, the catalyst carrier 23 maintains the activation temperature and does not fall below the activation temperature by cooling. Therefore, in addition to the same effects as the first embodiment, the number of open / close valves is reduced by one, so that the structure is simple and the cost can be reduced. The motor in the embodiment is not limited to the motor and may be an electromagnetic solenoid or a rotary solenoid. Further, the return passage 42 may be partially configured without covering the entire catalyst case 41 as long as exhaust gas can return without resistance.

【0037】なお、本発明は、技術的思想を逸脱しない
範囲で以下のように構成を変更することができる。すな
わち、第2の実施形態における第2弁体51,54のう
ち、いずれかがなくても同様に戻し通路を開閉でき、構
造をさらに簡素化できる。
The present invention can be modified as follows within the scope not departing from the technical idea. That is, the return passage can be similarly opened and closed without any one of the second valve bodies 51 and 54 in the second embodiment, and the structure can be further simplified.

【発明の効果】請求項1に記載の発明の構成によれば、
触媒担体を2分して排気ガスを通過させるので触媒担体
が早期に活性化温度に達することができ、排出ガス濃度
を早期に低減できる。
According to the configuration of the invention described in claim 1,
Since the catalyst carrier is divided into two and the exhaust gas is allowed to pass through, the catalyst carrier can reach the activation temperature early, and the exhaust gas concentration can be reduced early.

【0038】請求項2に記載の発明の構成によれば、エ
ンジン水温が所定温度より低いときには、排気ガスは触
媒担体の一方側を通過して触媒担体を暖機し、エンジン
水温が所定温度より高いときには触媒担体の全通路面積
を通過するので触媒担体の温度を活性化温度以下になら
ないように常に制御することができる。
According to the second aspect of the invention, when the engine water temperature is lower than the predetermined temperature, the exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier to warm up the catalyst carrier, and the engine water temperature is lower than the predetermined temperature. When it is high, it passes through the entire passage area of the catalyst carrier, so that the temperature of the catalyst carrier can be constantly controlled so as not to fall below the activation temperature.

【0039】請求項3に記載の発明の構成によれば、エ
ンジンが暖機されていて、アイドリングが長く続いても
触媒担体の温度を低下することなく、排気ガスの有害成
分の排出を低減できる。
According to the third aspect of the present invention, even if the engine is warmed up and idling continues for a long time, the temperature of the catalyst carrier is not lowered, and the emission of harmful components of the exhaust gas can be reduced. .

【0040】請求項4に記載の発明の構成によれば、請
求項1から3の効果に加えて、第3開閉弁を省略できる
分、構造が簡単になり、コストも低減できる。
According to the configuration of the invention described in claim 4, in addition to the effects of claims 1 to 3, the structure can be simplified and the cost can be reduced because the third on-off valve can be omitted.

【0041】請求項5に記載の発明の構成によれば、請
求項1から3の効果に加えて、第3開閉弁が省略できる
分、構造が簡単になり、コストも低減できる。
According to the structure of the invention described in claim 5, in addition to the effects of claims 1 to 3, the structure can be simplified and the cost can be reduced because the third opening / closing valve can be omitted.

【0042】請求項6に記載の発明の構成によれば、請
求項1から3の効果に加えて、第3開閉弁が省略できる
分、構造が簡単になり、コストも低減できる。
According to the structure of the invention described in claim 6, in addition to the effects of claims 1 to 3, the structure can be simplified and the cost can be reduced because the third on-off valve can be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態によるエンジンの排気
ガス浄化装置の全体図である。
FIG. 1 is an overall view of an exhaust gas purifying apparatus for an engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態による触媒コンバータ
の外形図である。
FIG. 2 is an outline view of the catalytic converter according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態による触媒コンバータ
の縦断面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the catalytic converter according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態による触媒コンバータ
の弁体が作用したときの縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view when the valve body of the catalytic converter according to the first embodiment of the present invention acts.

【図5】本発明の第1の実施形態による排気ガス浄化装
置を制御するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for controlling the exhaust gas purification device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態による触媒コンバータ
の外観図である。
FIG. 6 is an external view of a catalytic converter according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施形態による触媒コンバータ
の縦断面図である。
FIG. 7 is a vertical sectional view of a catalytic converter according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態による開閉弁の斜視図
である。
FIG. 8 is a perspective view of an opening / closing valve according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態による触媒コンバータ
の弁体が作用したときの縦断面図である。
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view when a valve body of a catalytic converter according to a second embodiment of the present invention acts.

【図10】本発明の第2の実施形態による排気ガス浄化
装置を制御するフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart for controlling an exhaust gas purification device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 3 排気管路 4,40 触媒コンバータ 8 電子制御装置(制御手段) 13,43 触媒ケース 18 戻し通路 23 触媒担体 26 第1開閉弁 29 第2開閉弁 30 仕切板 31,32 開口 35 第3開閉弁 42 戻し通路 46,47 開口 50,53 第1弁体 51,54 第2弁体 52 第1開閉弁 55 第2開閉弁 1 engine 3 exhaust pipe 4,40 catalytic converter 8 Electronic control device (control means) 13,43 catalyst case 18 Return passage 23 Catalyst carrier 26 1st on-off valve 29 Second on-off valve 30 dividers 31, 32 openings 35 Third on-off valve 42 Return passage 46,47 opening 50,53 1st valve body 51,54 Second valve body 52 First on-off valve 55 Second on-off valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/28 F01N 3/28 H L ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/28 F01N 3/28 H L

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの排気管路に介設した排気ガス
浄化装置において、該排気ガス浄化装置は、排気ガス中
の有害成分を浄化する触媒単体と、中央部が太く両端部
が円錐面からなる円筒状の触媒ケースと、該触媒ケース
の傾斜面の入口側の開口と出口側の開口とを前記触媒ケ
ースの外周部で連通する排気ガスの戻し通路と、前記触
媒担体の入口側端面部および出口側端面部にそれぞれ配
設されて触媒担体の全通路面積および管路を2分する仕
切板と、前記管路の一方側をアクチュエータの駆動によ
り前記管路が開閉駆動される第1および第2開閉弁と、
前記戻し通路の途中に設けたアクチュエータにより開閉
駆動される第3開閉弁と、前記第1、第2および第3開
閉弁の制御を行う制御手段とからなり、前記エンジンの
運転状態に応じて、排気ガスが前記触媒担体の一方側を
通過して前記戻し通路を帰還して前記触媒担体の他方側
を通過し、または排気ガスは前記戻し通路を通過せず前
記触媒担体の全通路面積を通過するようにしたことを特
徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
1. An exhaust gas purifying device provided in an exhaust pipe of an engine, wherein the exhaust gas purifying device comprises a catalyst simple substance for purifying harmful components in exhaust gas, a central portion being thick, and both end portions being conical surfaces. A cylindrical catalyst case, an exhaust gas return passage that connects the inlet side opening and the outlet side opening of the inclined surface of the catalyst case with the outer peripheral portion of the catalyst case, and the inlet side end surface portion of the catalyst carrier And a partition plate which is respectively disposed on the end face portion on the outlet side and divides the entire passage area of the catalyst carrier and the pipeline into two parts. First and second opening and closing of the pipeline by driving an actuator on one side of the pipeline. A second on-off valve,
A third opening / closing valve that is opened / closed by an actuator provided in the middle of the return passage, and a control unit that controls the first, second, and third opening / closing valves, and according to an operating state of the engine, Exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier and returns to the return passage and passes through the other side of the catalyst carrier, or exhaust gas passes through the entire passage area of the catalyst carrier without passing through the return passage. An exhaust gas purifying device for an engine, which is characterized in that
【請求項2】 前記エンジンの運転状態はエンジン水温
が所定値以下のときには、前記アクチュエータにより前
記第1および第2開閉弁を閉じるとともに、前記アクチ
ュエータにより第3開閉弁を開き、排気ガスは触媒担体
の一方側を通過したのち、戻し通路を帰還して前記触媒
担体の他方側を通過するようにし、前記エンジン水温が
所定値以上のときには、前記第1および第2開閉弁を開
くとともに、前記第3開閉弁を閉じて前記触媒担体の全
通路面積を通過するようにしたことを特徴とする請求項
1に記載したエンジンの排気ガス浄化装置。
2. The operating state of the engine is such that when the engine water temperature is below a predetermined value, the actuator closes the first and second on-off valves and the actuator opens the third on-off valve, and exhaust gas is a catalyst carrier. After passing through one side, the return passage is returned to pass through the other side of the catalyst carrier, and when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are opened, and the first opening / closing valve is opened. 3. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 1, wherein the on-off valve 3 is closed so as to pass through the entire passage area of the catalyst carrier.
【請求項3】 前記エンジンの運転状態は、エンジン水
温が所定値以上のときであって、吸入空気量が所定値以
下のときには前記第1および第2開閉弁を閉じるととも
に、前記第3開閉弁を開き、排気ガスは前記触媒担体の
一方側を通過したのち、前記戻し通路を帰還して前記触
媒担体の他方側を通過するようにし、吸入空気量が所定
値以上のときには、前記第1および第2開閉弁を開くと
ともに、前記第3開閉弁を閉じて触媒担体の全通路面積
を通過するようにしたことを特徴とする請求項2に記載
したエンジンの排気ガス浄化装置。
3. The operating state of the engine is such that when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value and the intake air amount is equal to or lower than a predetermined value, the first and second opening / closing valves are closed and the third opening / closing valve is closed. And the exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier and then returns through the return passage to pass through the other side of the catalyst carrier. When the intake air amount is equal to or more than a predetermined value, the first and The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 2, wherein the second opening / closing valve is opened and the third opening / closing valve is closed so as to pass through the entire passage area of the catalyst carrier.
【請求項4】 エンジンの排気管路に介設した排気ガス
浄化装置において、該排気ガス浄化装置は、排気ガス中
の有害成分を浄化する触媒担体と、中央部が太く両端部
が傾斜面となっている円筒状の触媒ケースと、該触媒ケ
ースの両端に設けた前記傾斜面の入口側の開口と出口側
の開口とを前記触媒ケースの外周部で連通する排気ガス
の戻し通路と、前記触媒担体の入口側端面部および出口
側端面部にそれぞれ配設されて触媒担体の全通路面積を
2分する仕切板と、それぞれの前記管路の一方側を開閉
する第1弁体および前記戻し通路に連通するそれぞれの
前記開口を開閉する第2弁体とを一体的に含む第1およ
び第2開閉弁と、アクチュエータにより前記第1および
第2開閉弁の開閉制御を行う制御手段とからなり、前記
エンジンの運転状態に応じて、排気ガスは前記触媒担体
の一方側を通過して前記戻し通路を帰還し、触媒担体の
他方側を通過し、または排気ガスは前記戻し通路を通過
せず触媒担体の全通路面積を通過するようにしたことを
特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
4. An exhaust gas purifying device provided in an exhaust pipe of an engine, wherein the exhaust gas purifying device comprises a catalyst carrier for purifying harmful components in the exhaust gas, and a thick central portion and inclined surfaces at both end portions. A cylindrical catalyst case, and an exhaust gas return passage that communicates the inlet side opening and the outlet side opening of the inclined surface provided at both ends of the catalyst case with the outer peripheral portion of the catalyst case, Partition plates that are respectively disposed on the inlet-side end face portion and the outlet-side end face portion of the catalyst carrier and divide the total passage area of the catalyst carrier into two parts; The first and second on-off valves integrally include a second valve body that opens and closes each of the openings communicating with the passage, and a control unit that controls opening and closing of the first and second on-off valves by an actuator. , The operating state of the engine Accordingly, the exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier and returns through the return passage, passes through the other side of the catalyst carrier, or the exhaust gas does not pass through the return passage and the entire passage area of the catalyst carrier. An exhaust gas purifying device for an engine, characterized in that
【請求項5】 前記エンジンの運転状態は、エンジン水
温が所定値以下のときには、アクチュエータにより前記
第1弁体を閉じるとともに第2弁体を開き、排気ガスが
前記触媒担体の一方側を通過したのち、前記戻し管路を
帰還して前記触媒担体の他方側を通過するようにし、ま
たは前記エンジン水温が所定値以上のときには、前記第
1弁体を開くとともに前記第2弁体を閉じて前記触媒担
体の全通路面積を通過するようにしたことを特徴とする
請求項4に記載したエンジンの排気ガス浄化装置。
5. The engine operating state is such that, when the engine water temperature is below a predetermined value, the actuator closes the first valve body and opens the second valve body, and exhaust gas passes through one side of the catalyst carrier. After that, the return pipe is returned to pass the other side of the catalyst carrier, or when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value, the first valve body is opened and the second valve body is closed. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 4, wherein the catalyst carrier passes through the entire passage area.
【請求項6】 前記エンジンの運転状態は、エンジン水
温が所定値以上のときであって、吸入空気量が所定値以
下のときには、前記第1弁体を閉じるとともに前記第2
弁体を開いて、触媒担体の一方側を通過したのち、排気
ガスは前記戻し管路を帰還して触媒担体の他方側を通過
するようにし、吸入空気量が所定値以上のときには、前
記第1弁体を開くとともに前記第2弁体を閉じて前記触
媒担体の全通路面積を通過するようにしたことを特徴と
する請求項4に記載したエンジンの排気ガス浄化装置。
6. The operating state of the engine is such that when the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined value and the intake air amount is equal to or lower than a predetermined value, the first valve body is closed and the second valve is closed.
After opening the valve element and passing one side of the catalyst carrier, the exhaust gas returns through the return pipe and passes through the other side of the catalyst carrier. The exhaust gas purifying apparatus for an engine according to claim 4, wherein one valve body is opened and the second valve body is closed so as to pass through the entire passage area of the catalyst carrier.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016008529A (en) * 2014-06-23 2016-01-18 株式会社豊田中央研究所 Exhaust emission control device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016008529A (en) * 2014-06-23 2016-01-18 株式会社豊田中央研究所 Exhaust emission control device

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