JP2007046599A - Exhaust manifold assembly body for internal combustion engine and exhaust gas controller and control method for internal combustion engine equipped with assembly body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関し、具体的には、下流の排出ガス制御装置へ流れる排出ガスを調整するための、排気マニフォールド組立体、同組立体を備えた内燃機関の排出ガス制御装置、及び同制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine, and more specifically, an exhaust manifold assembly for adjusting exhaust gas flowing to a downstream exhaust gas control device, an exhaust gas control device for an internal combustion engine equipped with the assembly, and the same It relates to a control method.
リーンバーン・ガソリン・エンジンは、CO2排出物を低減するために使用され得る技術の1つである。排気管のNOx排出物規制要件に適合するため、NOxトラップが、これらのエンジンの排出ガス制御装置の一部として必要とされる。現在のNOxトラップ技術は温度感受性を持っている、即ち、NOxトラップ能力が、トラップの熱時効をもたらす約650℃を上回る温度によって劣化する。加えて、NOxトラップの効率がトラップ温度に大きく依存しており、最適なNOxトラップ能力を得るため、トラップ温度がNOxトラップ設計に依存する目標温度に対して、所定の範囲内に理想的に維持されなくてはならない。この所定範囲は、目標温度からプラス・マイナス25度程度の狭さであり得る。 Lean burn gasoline engines are one technique that can be used to reduce CO 2 emissions. A NOx trap is required as part of the exhaust emission control system of these engines in order to meet the NOx emission control requirements of the exhaust pipe. Current NOx trap technology is temperature sensitive, that is, the NOx trap capability is degraded by temperatures above about 650 ° C. resulting in thermal aging of the trap. In addition, NOx trap efficiency is highly dependent on trap temperature, and trap temperature is ideally maintained within a specified range relative to the target temperature, which depends on the NOx trap design, to obtain optimal NOx trap capability. It must be done. This predetermined range may be as narrow as plus or minus 25 degrees from the target temperature.
もし、NOxトラップ内に硫黄堆積物が蓄積されたならば、これらは、「脱硫」として知られる処理によって除去されなければならない。なお「脱硫」においては、排出ガス制御装置が脱硫を促進できるようにするため、NOxトラップの温度を600℃以上に高めなくてはならない。 If sulfur deposits accumulate in the NOx trap, they must be removed by a process known as “desulfurization”. In “desulfurization”, the temperature of the NOx trap must be increased to 600 ° C. or higher so that the exhaust gas control device can promote desulfurization.
なお、触媒を「ライト・オフ」させるのに必要な時間を短縮するため、エンジン用の触媒を、エンジンの排出口に近づけて配置することも知られている。そのような触媒は、エンジンの排気マニフォールドに直接的に連結されるのが通常なので、近接触媒(close coupled catalyst)として、よく知られている。 It is also known to place an engine catalyst close to the engine outlet in order to reduce the time required to “light off” the catalyst. Such catalysts are well known as close coupled catalysts because they are usually coupled directly to the engine exhaust manifold.
そのような近接触媒もまた、高温時効作用を受け、それは入ってくる気体の温度を低減することによって、緩和され得る。しかしながら、排気管の排出物の低下を確実なものとするため、排出ガス温度の低下を、触媒の「ライト・オフ」の達成を犠牲にしてまで、可能な限り迅速にすべきではない。触媒のライト・オフは、触媒が低温始動(cold start)から作動温度まで到達したときに達成され、そこにおいて排出物の活発な低減が開始される。 Such proximity catalysts are also subject to high temperature aging, which can be mitigated by reducing the temperature of the incoming gas. However, in order to ensure a reduction in exhaust pipe emissions, the reduction in exhaust gas temperature should not be as rapid as possible, at the expense of achieving “light off” of the catalyst. Catalyst light-off is achieved when the catalyst reaches the operating temperature from a cold start, where an active reduction of emissions begins.
これらの相反する温度要求及び費用制約条件が、触媒のライト・オフを譲歩することなく排出ガス温度を調整するための、低コストの方法を必要とする。 These conflicting temperature requirements and cost constraints require a low cost method to adjust the exhaust gas temperature without compromising catalyst light-off.
本発明の目的は、内燃機関(エンジン)用の改良された排気マニフォールド組立体、それを使用する排出ガス制御装置及び同方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide an improved exhaust manifold assembly for an internal combustion engine (engine), an exhaust gas control device using the same, and a method thereof.
本発明の第1の観点によれば、使用時にそこに内燃機関(エンジン)からの排出ガスが流入する入口、使用時にそこから排出ガスが流れ出る排出口、排出ガスを入口から排出口へ移動させるための第1排出ガス流路、排出ガスを入口から排出口へ移動させるための第2排出ガス流路及び、第1排出ガス流路及び第2排出ガス流路を流れる排出ガスの流量を調節するためのバルブ手段を備えた排気マニフォールド組立体において、排気マニフォールド組立体の中を通って第1排出ガス流路を流れる排出ガスが最小限の冷却を受け、第2排出ガス流路を流れる排出ガスが、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度が調節され得るように排出ガス冷却器から活発な冷却作用を受ける、排気マニフォールド組立体が提供される。 According to the first aspect of the present invention, an inlet into which exhaust gas from an internal combustion engine (engine) flows during use, an exhaust port through which exhaust gas flows out during use, and the exhaust gas is moved from the inlet to the exhaust port. The first exhaust gas flow path for controlling the flow rate, the second exhaust gas flow path for moving the exhaust gas from the inlet to the discharge port, and the flow rate of the exhaust gas flowing through the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path An exhaust manifold assembly having valve means for performing exhaust gas flowing through the first exhaust gas passage through the exhaust manifold assembly with minimal cooling and exhaust flowing through the second exhaust gas passage An exhaust manifold assembly is provided in which the gas is actively cooled from an exhaust gas cooler so that the temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold assembly can be adjusted.
バルブ手段は、内燃機関(エンジン)が低温始動されるとき、内燃機関(エンジン)からの排出ガスの全て若しくは大部分が第1排出ガス流路を通るように作動し得る。 The valve means may operate such that all or most of the exhaust gas from the internal combustion engine (engine) passes through the first exhaust gas flow path when the internal combustion engine (engine) is cold started.
バルブ手段は、少なくとも排出ガス温度が第1所定温度を下回るときに、エンジンからの排出ガスの全て若しくは大部分が第1排出ガス流路を通るように作動され得る。 The valve means may be actuated so that all or most of the exhaust gas from the engine passes through the first exhaust gas flow path at least when the exhaust gas temperature is below the first predetermined temperature.
バルブ手段は、排出ガス温度が第2所定温度を超えたときに、排出ガスの少なくとも一部が第2排出ガス流路を通るように作動する。 The valve means operates so that at least part of the exhaust gas passes through the second exhaust gas flow path when the exhaust gas temperature exceeds the second predetermined temperature.
バルブ手段は、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度を調節するために、第1排出ガス流路及び第2排出ガス流路を流れる排出ガスの比率を変えるように作動し得る。 The valve means may be operable to change the ratio of exhaust gas flowing through the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path to adjust the temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold assembly.
排出ガスは、排気マニフォールド組立体から出る排出ガスの温度を、所定の温度範囲内に維持するため、調節され得る。 The exhaust gas can be adjusted to maintain the temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold assembly within a predetermined temperature range.
バルブ手段は、第1排出ガス流路を通る排出ガスの流量を調節するために適所に置かれた、単一の制御バルブであり得る。 The valve means may be a single control valve placed in place to regulate the flow rate of exhaust gas through the first exhaust gas flow path.
バルブ手段は、第1排出ガス流路を出る排出ガスの流量を選択的に制限するため、排出口の近傍に置かれ得る。 A valve means may be placed in the vicinity of the outlet to selectively limit the flow of exhaust gas exiting the first exhaust gas flow path.
或いは、バルブ手段は、第2排出ガス流路を通る排出ガスの流量を調節するために適所に置かれた、単一の制御バルブであり得る。 Alternatively, the valve means may be a single control valve placed in place to regulate the exhaust gas flow rate through the second exhaust gas flow path.
バルブ手段は、第2排出ガス流路を出る排出ガスの流量を選択的に制限するため、排出口の近傍に置かれ得る。 The valve means can be placed in the vicinity of the outlet to selectively limit the flow rate of the exhaust gas exiting the second exhaust gas flow path.
更に別の代替案として、バルブ手段は、第1排出ガス流路と第2排出ガス流路を通る排出ガスの流量を同時に調節するために、適所に置かれた単一の制御バルブであり得る。 As yet another alternative, the valve means may be a single control valve in place to simultaneously adjust the flow rate of exhaust gas through the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path. .
この場合、バルブ手段は、第1排出ガス流路と第2排出流路から出る排出ガスの流量を選択的に変化するため、排出口の近傍におかれ得る。 In this case, the valve means can be placed in the vicinity of the discharge port to selectively change the flow rate of the exhaust gas exiting from the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path.
排出ガス冷却器は、エンジンの主冷却装置から取り出された冷媒を使用可能である。 The exhaust gas cooler can use the refrigerant taken out from the main cooling device of the engine.
排気マニフォールド組立体は、第1排出ガス流路を規定する、少なくとも1つの内側排出ガス導管と、内側排出ガス導管を取り囲み且つ、第2排出ガス流路を規定すべく内側排出ガス導管から間隔を空けて置かれた第1筐体と、第1筐体を取り囲み且つ、排出ガス冷却器を形成するための冷媒が通過する隙間を規定すべく第1筐体から間隔を空けて置かれた第2筐体とを有する。 The exhaust manifold assembly surrounds at least one inner exhaust conduit defining a first exhaust passage and the inner exhaust conduit and is spaced from the inner exhaust conduit to define a second exhaust passage. A first housing disposed at a distance from the first housing so as to define a gap surrounding the first housing and a passage through which the refrigerant for forming the exhaust gas cooler passes. 2 housings.
内側排出ガス導管のそれぞれは、フランジ・プレートによってエンジンからの排出口に連結されている。 Each of the inner exhaust conduits is connected to an exhaust from the engine by a flange plate.
フランジ・プレートは(単一の場合もあれば、複数の場合もある)、そこから延びて内側排出ガス導管の端部が係合される管状スリーブを持ち得る。 The flange plate (which may be single or multiple) may have a tubular sleeve extending therefrom to engage the end of the inner exhaust gas conduit.
排気マニフォールドは、単一のフランジ・プレートと、排気マニフォールド組立体が結合される、エンジン内の気筒と同等の数の管状スリーブとを持つ場合がある。 The exhaust manifold may have a single flange plate and as many tubular sleeves as there are cylinders in the engine to which the exhaust manifold assembly is coupled.
管状スリーブのそれぞれはその中に、第2排出ガス流路への入口を提供するための1つ以上の開口を持ち得る。 Each of the tubular sleeves may have one or more openings therein for providing an inlet to the second exhaust gas flow path.
或いは、管状スリーブのそれぞれは、第2排出ガス流路への入口を提供するために、それが係合する内側排出ガス導管の端部内の1つ以上の対応する開口と協働するための1つ以上の開口をその中に持ち得る。 Alternatively, each of the tubular sleeves 1 for cooperating with one or more corresponding openings in the end of the inner exhaust gas conduit with which it engages to provide an inlet to the second exhaust gas flow path. There can be more than one opening in it.
マニフォールド組立体はまた、第1排出ガス流路を形成する多くの内側排出ガス導管を持ち得る。 The manifold assembly may also have a number of inner exhaust gas conduits that form the first exhaust gas flow path.
内側排出ガス導管は、エンジンから、そこにおいて分離した内側排出ガス導管が排出口に延びる単一導管を形成すべく合併する接合点に排出ガスを流し得る。 The inner exhaust conduit may flow exhaust from the engine to a junction where separate inner exhaust conduits merge to form a single conduit extending to the outlet.
第1排出ガス流路は、1つの排出ガス導管によって形成され得、制御手段は、排出ガス導管の出口端部に置かれた制御バルブであり、第2排出ガス流路は、その排出ガス導管、制御バルブを排出ガス冷却器の入口に接続する第1冷却導管及び、排出ガス冷却器の排出口から制御バルブに接続する第2冷却導管によって形成され、制御バルブは、第1排出ガス流路及び第2排出ガス流路を通る排出ガスの流量を調節するように作動する。 The first exhaust gas flow path can be formed by one exhaust gas conduit, the control means is a control valve placed at the outlet end of the exhaust gas conduit, and the second exhaust gas flow path is the exhaust gas conduit Formed by a first cooling conduit connecting the control valve to the inlet of the exhaust gas cooler and a second cooling conduit connecting from the outlet of the exhaust gas cooler to the control valve, the control valve being a first exhaust gas flow path And operating to regulate the flow rate of the exhaust gas through the second exhaust gas flow path.
エンジンから、そこにおいて制御バルブに延びる単一の導管を形成すべく各々の導管が合併する接続点に向かって排出ガスを独立して流す、数個の排出ガス導管が存在する場合もある。 There may be several exhaust gas conduits that allow the exhaust gas to flow independently from the engine to a junction where each conduit merges to form a single conduit that extends to the control valve therein.
制御バルブは、第1排出ガス流路のみを通って入口から排出口まで全ての排出ガスが流れる第1の位置から、第2の排出ガス流路を通って入口から排出口まで全ての排出ガスが流れる第2の位置へ移動可能にされ得る。 The control valve passes through the first exhaust gas flow path only from the first position where all exhaust gas flows from the inlet to the exhaust port, and passes through the second exhaust gas flow path from the inlet to the exhaust port. May be movable to a second position through which the flows.
制御バルブが、第1位置と第2位置との間に位置するとき、排出ガスの一部が第1排出ガス流路を流れ、排出ガスの一部が第2排出ガス流路を流れ得る。 When the control valve is located between the first position and the second position, a part of the exhaust gas can flow through the first exhaust gas flow path, and a part of the exhaust gas can flow through the second exhaust gas flow path.
第1位置と第2位置との間の制御バルブの位置が、排出口を通って排気マニフォールドから出る排出ガスの温度を調節するために、変更され得る。 The position of the control valve between the first position and the second position can be changed to adjust the temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold through the exhaust port.
制御バルブが第1の位置にあるとき、第2冷却導管を通る排出ガスの流れを実質的に妨げ得る。 When the control valve is in the first position, the flow of exhaust gas through the second cooling conduit may be substantially obstructed.
制御バルブが第1の位置にあるときであっても、制御バルブを冷却するため、制御バルブを通る排出ガスの僅かな漏れが許容される場合がある。 Even when the control valve is in the first position, a slight leakage of exhaust gas through the control valve may be allowed to cool the control valve.
本発明の第2の観点によれば、本発明の第1の観点に従った排気マニフォールド組立体及び、排気マニフォールド組立体からの排出口に連結された触媒装置を持つエンジンの排出ガス制御装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust manifold assembly according to the first aspect of the present invention, and an exhaust gas control device for an engine having a catalyst device connected to an exhaust port from the exhaust manifold assembly. Provided.
触媒装置は、三元触媒であり得る。 The catalytic device can be a three-way catalyst.
排出ガス制御装置は、三元触媒の下流に置かれるリーンNOxトラップを更に備え得る。 The exhaust gas control device may further comprise a lean NOx trap placed downstream of the three way catalyst.
三元触媒と、リーンNOxトラップは、排気マニフォールド組立体からの排出口に直接的に連結される共通のキャニスター内に載置され得る。 The three-way catalyst and the lean NOx trap can be mounted in a common canister that is directly connected to the outlet from the exhaust manifold assembly.
排出ガス制御装置は、電子制御装置及び、排気マニフォールドの下流の排出ガス温度を表す信号を提供するために、電子制御装置に動作可能に結合された排出温度センサーを更に有し得る。 The exhaust gas control device may further include an electronic control device and an exhaust temperature sensor operably coupled to the electronic control device to provide a signal representative of the exhaust gas temperature downstream of the exhaust manifold.
バルブ手段は制御バルブであり得、制御バルブの位置は電子制御装置によって制御され得る。 The valve means can be a control valve and the position of the control valve can be controlled by an electronic controller.
制御バルブの位置は、排出温度センサー及び排出温度モデルから受ける信号の一方に応じて電子制御装置によって制御され得る。 The position of the control valve can be controlled by the electronic controller in response to one of the signals received from the exhaust temperature sensor and the exhaust temperature model.
電子制御装置は、検出された排出ガス温度が第1所定温度を下回るとき、制御バルブを、排出ガスが単に、或いは主として、第1排出ガス流路を通って流れる位置に動かすように作動し得る。 The electronic control unit may operate to move the control valve to a position where the exhaust gas flows simply or primarily through the first exhaust gas flow path when the detected exhaust gas temperature falls below the first predetermined temperature. .
第1所定温度は、排気マニフォールドに結合された三元触媒のライト・オフ温度であり得る。 The first predetermined temperature may be a light-off temperature of a three-way catalyst coupled to the exhaust manifold.
三元触媒は、排気マニフォールドからの排出口に連結され、リーンNOxトラップは、三元触媒の下流に置かれ、そして電子制御装置は、リーンNOxトラップ内の排出ガスの温度を所定の温度範囲内に維持すべく、制御バルブの位置を制御するよう作動し得る。 The three-way catalyst is connected to an exhaust port from the exhaust manifold, the lean NOx trap is placed downstream of the three-way catalyst, and the electronic control unit keeps the temperature of the exhaust gas in the lean NOx trap within a predetermined temperature range. Can be operated to control the position of the control valve.
所定の温度範囲は、その温度を下回るとリーンNOxトラップが効率よく動作しない下側温度限界によって境界の下端が決められ、その温度を上回るとリーンNOxトラップに時期尚早な時効が生じる上側温度限界によって境界の上端が決められ得る。 The lower limit of the boundary is determined by the lower temperature limit where the lean NOx trap does not operate efficiently below that temperature, and the upper temperature limit at which premature aging occurs in the lean NOx trap above that temperature. The upper edge of the boundary can be determined.
所定の温度幅は、リーンNOxトラップが最高の効率で動作する温度幅であり得る。 The predetermined temperature range may be a temperature range at which the lean NOx trap operates at maximum efficiency.
電子制御装置は、リーンNOxトラップから硫黄を除去する必要があるときに、排出ガス温度が上側温度限界を超えることを許容するよう動作し得る。 The electronic controller may operate to allow the exhaust gas temperature to exceed the upper temperature limit when sulfur needs to be removed from the lean NOx trap.
本発明の第3の観点によれば、本発明の第1の観点に従った排気マニフォールド組立体、排気マニフォールド組立体からの排出口に結合された三元触媒及び、三元触媒の下流に置かれたリーンNOxトラップを備える排出ガス制御装置の制御方法において、エンジン始動後、三元触媒を迅速にライト・オフすべく、三元触媒のライト・オフ温度に対応する排出ガス温度が到達されるまで、排出ガスの全て若しくは大部分を第1排出ガス流路を通る流路をもたらす工程を有する方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, an exhaust manifold assembly according to the first aspect of the present invention, a three-way catalyst coupled to an outlet from the exhaust manifold assembly, and a downstream of the three-way catalyst. In the control method of the exhaust gas control apparatus provided with the lean NOx trap, the exhaust gas temperature corresponding to the light-off temperature of the three-way catalyst is reached in order to quickly light-off the three-way catalyst after starting the engine. Until now, a method is provided that includes providing a flow path through the first exhaust gas flow path for all or most of the exhaust gas.
本方法は、リーンNOxトラップ内の排出ガス温度が、リーンNOxトラップが最大効率で動作する範囲に留まるよう、第1排出ガス流路及び第2排出ガス流路を通る排出ガスの流量を変えることによって、三元触媒及びリーンNOxトラップを通過する排出ガスの温度を制御する工程を更に有す得る。 The method changes the flow rate of exhaust gas through the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path so that the exhaust gas temperature in the lean NOx trap remains within a range where the lean NOx trap operates at maximum efficiency. May further include a step of controlling the temperature of the exhaust gas passing through the three-way catalyst and the lean NOx trap.
本方法は、排出ガス温度が、それを上回ると三元触媒及びリーンNOxトラップの一方の時期尚早な時効が生じる上側温度限界に近づいたとき、排出ガスの全て若しくは大部分が第2排出ガス流路を通る流路をもたらす工程を更に有する場合もある。 When the exhaust gas temperature approaches the upper temperature limit above which premature aging of one of the three-way catalyst and lean NOx trap occurs, all or most of the exhaust gas flows into the second exhaust gas stream. There may be a further step of providing a flow path through the path.
本方法は、更に、リーンNOxトラップから硫黄を除去する必要があるときに、排出ガス温度が上側温度限界を上回って偏位することを可能とする工程を有し得る。 The method may further comprise the step of allowing the exhaust gas temperature to deviate above the upper temperature limit when sulfur needs to be removed from the lean NOx trap.
具体的に図1を参照すると、内燃機関(エンジン)の排出ガス制御装置が示されており、この例においてエンジンは、リーンバーン・エンジン10である。
Referring specifically to FIG. 1, an exhaust gas control device for an internal combustion engine (engine) is shown. In this example, the engine is a
排出ガス制御装置は、第1排出ガス流路12及び第2排出ガス流路13を規定する排気マニフォールド組立体、排気マニフォールド組立体からの排出ガスを受けるべく、その下流に置かれた三元触媒16、三元触媒16からの排出ガスを受けるべく、三元触媒の下流に置かれたリーンNOxトラップ17、排気マニフォールド組立体を通る流量を調整するバルブ手段15、温度センサー20によって、図示される少なくとも1箇所において測定された排出ガス温度に基づきバルブ手段15の作動を制御する電子制御装置5を有する。
The exhaust gas control device includes an exhaust manifold assembly that defines the first exhaust
或いは、制御は、モデル化された排出ガス温度、つまり、温度モデル(を利用して設定される算出式やルックアップ・テーブルなど)に基づく場合がある。 Alternatively, the control may be based on the modeled exhaust gas temperature, that is, a temperature model (a calculation formula or a lookup table set using the temperature model).
排出ガス制御装置の大部分を形成する排気装置の排気管19から放出されるノイズを低減するため、消音器18が、リーンNOxトラップの下流に置かれる。
A
排気マニフォールド組立体は、エンジンからの排出ガスが流入する入口と、そこから三元触媒16に排出ガスを流す排出口とを持つ。バルブ手段15は、第1排出ガス流路12及び第2排出ガス流路13を通る排出ガスの流量を調整するため使用される。
The exhaust manifold assembly has an inlet through which exhaust gas from the engine flows and an outlet through which exhaust gas flows from the three-
バルブ手段15は、第1排出ガス流路12の端部近くに示されているが、それが、第2排出ガス流路13の端部の近くの位置や、二つの流路の結合点に置かれてもよく、或いは、両方の排出ガス流路12、13に置かれ得ることは理解できるであろう。好ましくは、どんなバルブ手段が使用されようとも、バルブが作動するところの温度をできる限り低くするため、バルブ手段は排気マニフォールド組立体からの排出口の近くに置かれる。
The valve means 15 is shown near the end of the first exhaust
第1排出ガス流路12内を流れる排出ガスは、可能な限り高い排出ガス温度が排気マニフォールド組立体から排出口に移動させられるよう、あまり冷やされること無く流れる。つまり、第1流路の中を流れる排出ガスを冷却するために何も企図されず、そして、自然の熱伝導及び放射ロスに起因して排出ガスの最小限の冷却が生じる。
Exhaust gas flowing through the first exhaust
反対に、第2排出ガス流路13を流れる、若しくは通過する排出ガスは、排出ガス冷却器14からの積極的な冷却に晒され、そして第2排出ガス流路13に入る排出ガスと、第2排出ガス流路13を出る排出ガスとの間には、大きな温度偏差が存在する。
On the contrary, the exhaust gas flowing through or passing through the second
排出ガス冷却器14は、種々の形態であり得るが、いずれの場合においても、第2排出ガス流路13を通る排出ガスを冷却するために、液体の冷媒が使用される。
The
好ましくは、この冷媒はエンジン10の主冷却回路(不図示)から引き出され、その後、主冷却回路に戻される。これは、排出ガス冷却器14が排出ガスからいくらかの熱を回収し且つ、主冷却回路にそれを返すことを可能とするからである。これは、低温状態でエンジンを始動した後にエンジン暖機を促進するときに有利であり、それによって、エンジン暖機中の排出物の低減、暖機中の排出物の低減及び、乗員室のヒーター能力を改善する。しかしながら、排出ガスから吸収した熱を消散させるためのラジエータ及び、冷媒を循環させるためのポンプを持つ、独立した冷媒供給回路も必要に応じて使用され得ることは、理解できるであろう。
Preferably, the refrigerant is drawn from a main cooling circuit (not shown) of the
三元触媒16は、排気マニフォールドの下流の近距離のところに置かれ得るが、排気マニフォールドからの排出口の直接的に連結されるのが好ましい。つまり、三元触媒16は、好ましくは近接触媒である。
The three
同様に、リーンNOxトラップは、三元触媒16の下流に置かれる独立装置であり得るが、本発明による排気マニフォールド組立体を利用することにより、三元触媒16及びリーンNOxトラップ17が排気マニフォールドの排出口に直接的に結合された共通のキャニスター内に載置されることが可能であり、有利である。これは、そのような配置が、二つのキャニスターを持つ車両に比べて、より低価格で製造でき、車両内により簡単に配設できるからである。そのような配置において、共通キャニスター配列は、キャニスターの入口端部において三元触媒ブリック(brick)を収容し、NOxトラップは三元触媒ブリックの下流で、共通キャニスターの排出口の近くに置かれるであろう。
Similarly, the lean NOx trap may be an independent device placed downstream of the three-
NOxトラップ17の入口に単一の温度センサー20が示されているが、数個の温度センサーが、排気マニフォールドを出るところ、三元触媒16を出るところ、NOxトラップ17に入るところ及び、NOxトラップ17を出るところのような、種々の部位における排出ガスの温度を示す信号を供給するのに使用される場合もある。或いは、排出ガスの温度は予め設計されたモデルを用いて算出され得る。しかしながら、三元触媒16を出る排出ガス即ち、NOxトラップ17に入る排出ガスのおよその温度を示す少なくとも1つの信号が電子制御装置5に供給されたとき、バルブ手段15の有効な制御が得られ得る。
Although a
排出ガス制御装置の作動は以下の通りである。 The operation of the exhaust gas control device is as follows.
エンジンの始動の際に主として必要なことは、三元触媒16をできるだけ早くライト・オフすることと、エンジン10が希薄燃焼(リーン)モードで運転可能となるまでは重要ではないが、NOxトラップ17をライト・オフすることである。リーンバーン・エンジンは、それがリーンで運転されるために十分暖まるまで、約3分の運転が必要であるのが一般的である。
The main requirement for starting the engine is that it is not important until the three-
したがって、この運転フェーズの間、電子制御装置5は、バルブ手段15を完全に開くことによって排出ガスの大部分が第1排出ガス流路12を通って排気マニフォールド組立体に入るように、バルブ手段15を制御する。少量の排出ガスが第2排出ガス流路13を通る可能性があるが、これは排気マニフォールド組立体から出る排出ガスの温度に大きな影響を与えないであろう。バルブ手段15は第2排出ガス流路13を通る流れを禁止しないが、バルブ手段15が完全に開かれたとき、第2排出ガス流路13の排出ガスの流れに対する抵抗は、第1排出ガス流路12よりも高いことは理解できるであろう。この工程は、温度センサー20からの信号が、三元触媒16内部の温度が、三元触媒16のライト・オフ温度に到達したことを示すまで継続する。この温度は、それを下回るときに排出ガスが主として第1排出ガス流路12に導かれる、第1所定温度として使用される。以下に示される処理を用いて、この温度は温度センサー20を使用する直接測定と、モデリングの組み合わせによって導き出され得る。例えば、275℃のライト・オフ温度が三元触媒16に必要とされる場合、電子制御装置5は、測定された温度と実際のブリック温度との関係を示すルックアップ・テーブルを使用することにより、検出された温度が325℃に達するまで、排出ガス流を第1排出ガス流路12に導くべくバルブ手段を制御するよう作動し得る。或いは、測定位置とブリック中心温度との間に50℃の温度偏差があることが分かっている場合、電子制御装置5の中に設定される所定温度が、325℃とされる。
Accordingly, during this operating phase, the
三元触媒16がライト・オフすると同時に、迅速な加熱の必要性は少なくなり、電子制御装置5は、そこにおいて排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度を、広い意味で、その下端が、それを下回ると三元触媒16と、リーンNOxトラップの一方が効率的に動作しない低温側温度限界によって境界され、その上端がそれを上回ると三元触媒16と、リーンNOxトラップの一方の時効が生じる高温側温度限界によって境界される、所定範囲内に維持することを企図する第2の運転フェーズに入る。
At the same time that the three-
本実施形態の実施において、電子制御装置5は、この運転フェーズの間、NOxトラップの中の排出ガスの温度が、そこにおいてNOxトラップが最大効率で動作する温度範囲内に維持するために動作する。もし排出ガス温度が、この範囲の上端に近づいたならば、電子制御装置5は、バルブ手段15を完全に若しくは部分的に閉じることによって、より多くの排出ガスが第2排出ガス流路13を通って流れる状態を作るべく、バルブ手段を操作し、もし排出ガス温度が、この範囲の下端に近づいたならば、電子制御装置5は、バルブ手段15を開くことによって第1排出ガス流路12を通る排出ガス流の比率を増加させる。このようにして、電子制御装置5は、少なくともエンジン10がリーンバーン・運転モードで運転している間、NOxトラップ17に入る排出ガスの温度を要求される温度範囲内に保つことができる。
In the implementation of this embodiment, the
もしリーンNOxトラップ17に入る排出ガスの温度が好ましい温度範囲の上限値を超えたならば、バルブ手段15は、バルブ手段15を完全に閉じることによって第2排出ガス流路13を通る排出ガスの量が最大になるよう作動する。これは、リーンNOxトラップ17の温度時効の影響を低減するため、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度を、好ましい温度範囲の上限値に可能な限り近づける。エンジンが高負荷や高回転で運転している間、エンジンを出る排出ガスの温度は大幅に上がり、そして冷却要求が排出ガス冷却器14の冷却能力を一時的に超えそうになることは理解できるであろう。したがって、これらの状態の間、リーンNOxトラップ17に入る気体の温度をできるだけ低くすることが目的とされる。
If the temperature of the exhaust gas entering the
そのような状態の間、三元触媒16も悪影響を与えられる可能性があるので、電子制御装置5が、三元触媒16内の排出ガスの温度が所定の上限温度を上回るとき、第2排出ガス流路を通る流れを最大化し、第1排出ガス流路12を通る流れを最小化するよう作動することも可能である。これは、三元触媒16内の排出ガス温度が、リーンNOxトラップ17内の温度よりかなり高いことにより、三元触媒16とリーンNOxトラップ17との間に、かなり大きな温度差がある場合に、とりわけ適切である。
During such a state, the three-
しかしながら、電子制御装置5はまた、リーンNOxトラップ17から硫黄を除去する必要が生じたとき、リーンNOxトラップ17に入る排出ガスの温度が好ましい温度範囲の上限を超えるのを許容するようプログラムされる。これは、リーンNOxトラップ17から硫黄を除去するために、リーンNOxトラップ17が、650℃のような、通常の運転範囲を優に上回る高温まで加熱されなければならないからである。
However, the
そのような脱硫運転が必要とされたとき、電子制御装置5は、リーンNOxトラップ17に入る排出ガスの温度が、かなりの割合の排出ガスが第1排出ガス流路12を通ることを許容し、そして第2排出ガス流路13を通る流れを制限することを通常必要とする、要求温度まで上昇することを許容すべく、バルブ手段15を制御する。エンジンを出る排出ガスの温度が約675℃の場合は、冷却は必要なく、流れは主として第1排出ガス流路12を通るが、排出ガスの温度が800℃の場合は、この好ましくない温度から、三元触媒16そして、特にリーンNOxトラップ17を保護するため、ある程度の冷却作用が必要とされる。この場合においては、バルブ手段15が、所望の脱硫温度を生成するため、第1排出ガス流路12及び第2排出ガス流路13の両方を通る流れが生じるのを許容する。
When such a desulfurization operation is required, the
したがって、本発明に従った排出ガス制御装置は、始動時の増加された燃料経済性と排出物低減をもたらす排出ガスからの熱の回収によって、エンジンの暖機運転を改善すること、触媒装置に入る排出ガスの最高温度を低減する能力によって触媒装置の時期尚早な時効のリスクを低減すること、エンジンの排気マニフォールドの近くに連結された単一のユニット内で三元触媒とリーンNOxトラップとを一体化する機会を得ること、そして、排出ガスの温度を、そこにおいて最適な効率が得られる好ましい範囲内に維持する能力によってリーンNOxトラップの能力を改善することを含むが、これらに限定されない、幾つかの有利点を持つ。 Therefore, the exhaust gas control device according to the present invention improves the warm-up operation of the engine by recovering heat from the exhaust gas resulting in increased fuel economy and emission reduction at start-up, to the catalytic device. Reduces the risk of premature aging of the catalytic device by the ability to reduce the maximum temperature of the exhaust gas entering, with the three-way catalyst and lean NOx trap in a single unit connected near the engine exhaust manifold Including but not limited to obtaining the opportunity to integrate and improving the capacity of the lean NOx trap by the ability to maintain the temperature of the exhaust gas within a preferred range where optimum efficiency is obtained therein, Has several advantages.
本発明は、リーンバーン・エンジンにおいて特に有利なので、本発明をリーンバーン・エンジンの排出ガス制御装置を具体的に参照して説明してきたが、他の形式のエンジンにも適用可能であることは理解できるであろう。この場合、リーンNOxトラップは、エンジンの形式に依存して、別の触媒或いは、微粒子捕集装置によって置き換えられるであろう。 Since the present invention is particularly advantageous in lean burn engines, the present invention has been described with specific reference to a lean burn engine exhaust gas control system, but is applicable to other types of engines. You can understand. In this case, the lean NOx trap will be replaced by another catalyst or particulate collection device, depending on the type of engine.
図2及び図3を特に参照すると、前述の排出ガス制御装置の一部を形成する際の使用に適した、排気マニフォールド組立体30の第1実施形態が、より詳細に示される。
With particular reference to FIGS. 2 and 3, a first embodiment of an
排気マニフォールド組立体30は、インナー・クラムシェル32の形式の第1筐体によって囲まれた、排気管33の形式の4つの内側排気導管(内側排出ガス導管)を有し、インナー・クラムシェル32は、閉容積(閉空間)を規定すべく排気管33から間隔を空けて置かれる。インナー・クラムシェル32はそれ自体、閉容積を規定すべくインナー・クラムシェル32から間隔を空けて置かれたアウター・クラムシェル31の形式の第2筐体に囲まれている。この場合において、インナー・クラムシェル32及びアウター・クラムシェル31はそれぞれ、個々の閉容積を規定すべく共に溶接された二つ以上の構成部品を持つ、プレス加工された金属部品である。しかしながら、代替形態の構造が使用され得ることは理解できるだろう。
The
内側排出ガス導管としての排気管33は、排気マニフォールド組立体30を通る第1排出ガス流路12を規定し、この流路は排出ガスの冷却を最小にすべく設計される。これは、インナー・クラムシェル32及びアウター・クラムシェル31が必要な構造的剛性を提供するので、排気管の熱質量を最小化することにより達成され得る。排気管33とインナー・クラムシェル32の間に形成される容積(空間)が第2排出ガス流路13を形成し、そして、インナー・クラムシェル32とアウター・クラムシェル31との間に形成される容積が排出ガス冷却器14を形成する。
The
使用に際して排気マニフォールド組立体が結合されるエンジンの主冷却回路からの冷媒は、インナー・クラムシェル32から熱を取り除いて移動させるため、入口25から排出口26へ、インナー・クラムシェル32とアウター・クラムシェル31との間に形成された容積を通って循環する。つまり、熱は、インナー・クラムシェル32を介した熱伝導によって、第2排出ガス流路13を流れる排出ガスから、取り除かれる。
The refrigerant from the main cooling circuit of the engine to which the exhaust manifold assembly is coupled in use removes heat from the
単一の排気管フランジ39が、この場合において、排気マニフォールド組立体30をエンジン(不図示)に連結するために使用される。しかしながら、各排気管が独立に冷却される場合、数個の排気管フランジが使用される可能性がある。
A single
インナー・クラムシェル32とアウター・クラムシェル31は、それらを排気管フランジ39に固定すべく、排気管フランジ39に溶接される。排気管フランジ39は、排気管33との連携のために、そこから外側に延びる多くの管状スリーブ34を持つ。
The
排気管33のそれぞれは、管状スリーブ34のそれぞれの中に、それらの間に滑り継手を形成すべく、嵌入される。或いは、排気管は管状スリーブの外側に対して嵌められ得ることは理解できるであろう。
Each of the
滑り継手は、排気管33の加熱や冷却の間に移動が生じることを可能とするだけでなく、排気管フランジ39及び排気管33の調整をするための場所を提供する。管状スリーブ34のそれぞれは、排気管フランジ39の中に形成された開口39a(図2においては、1つしか見えない)を用いて調整するよう、適所に置かれる。開口39aは、エンジンから排気マニフォールド組立体30への入口を形成し、エンジンの排気ポート(不図示)と一直線に配設される。
The slip joint not only allows movement to occur during heating and cooling of the
管状スリーブ34のそれぞれは、多くの開口35を持つ。これらの開口は、排気管33と管状スリーブ34との間に必要とされるオーバーラップが僅か数ミリに過ぎないので、排気管33によって塞がれない。管状スリーブ34の中の開口35は、排気管33とインナー・クラムシェル32との間に規定される第2排出ガス流路への入口を形成する。
Each
或いは、管状スリーブ34の中に形成される開口35は、排気管33の端部における補助開口(不図示)と連携する。管状スリーブ34の中の開口35と、排気管の中の補助開口は、排気管33とインナー・クラムシェル32との間に規定される第2排出ガス流路への入口を形成する。
Alternatively, the
排気管33は、エンジンから、そこにおいて個々の排気管33が、排気マニフォールド組立体30から排出口に向かって延びる単一の導管を形成すべく結合する接合点36に向かって独立して伸びる。
排出ガスが閉容積から出て、排気マニフォールド組立体30の排出口に流れるのを可能とするため、出口開口37が、第2排出ガス流路13の排出口端部において形成される。
An
バルブ組立体40の形態のバルブ手段が、排気マニフォールド組立体30の排出口から僅かに上流の、第1排出ガス流路12と第2排出ガス流路とが単一の混合排出流を形成すべく結合される位置の直前の位置に配設される。バルブ組立体40は、この場合、第2排出ガス流路13のみを通る流れを制御するのが示されるが、バルブ組立体が、(図1に示すように)第1排出ガス流路12を通る流れを制御すべく置かれ、或いは、両方の流路を通る流れを制御すべく、そこにおいて第1及び第2排出ガス通路が結合する位置に置かれることも同等に可能であることは理解できるであろう。
The valve means in the form of a
バルブ組立体40は、バキューム・アクチュエータ42によって、リンケージ43を介して可動とされるバタフライ・バルブ41を有する。バキューム・アクチュエータ42は、使用に際して、図1に示すような電子制御装置によって電気的に制御される。バキューム・アクチュエータを使用する代わりに、電気式アクチュエータやその他の適切なアクチュエータが使用され得ることは、理解できるであろう。
The
バルブ組立体40は、この場合において、三元触媒コンバータ(不図示)のような近接触媒のキャニスターの一端部としても使用される、排気マニフォールド組立体30の出口筐体38の中に載置される。既に述べたように、リーンNOxトラップも、三元触媒に使用されるのと同じキャニスターの中に載置され得る。出口筐体は、冷媒を入口25からバタフライ・バルブ41の軸受(不図示)を取り囲む領域へ導く内部導管(不図示)を持つ。これは、安価な軸受材料の使用を許容し、そして、その上、バタフライ・バルブ41は第2排出ガス流路を通る気体の流量を調整するだけなので、第1排出ガス流路12の出口に置かれた場合に比べ低い温度に晒される。
The
排気マニフォールド組立体30の動作は以下の通りである。バタフライ・バルブ41は、排気マニフォールド組立体30の下流の排出ガスの目標温度に応じて位置を選択すべく、電子制御装置によって制御される。
The operation of the
バタフライ・バルブ41が図3に示す位置に移動した場合、第2排出ガス流路を通る流れは制限されず、したがって排出ガスの流れとして、排気管33を通る即ち、排気マニフォールド組立体30を直接的に通る、温度損失の比較的少ない第1排出ガス流路を通る流れと、そこにおいて排出ガスが冷却される第2排出ガス流路を通る流れとが存在する。その二つの排出ガスの流れは、その後、排気マニフォールド組立体30を出る前に、混合する。結果として生じるガス流の温度は、個々の温度及び、二つの流れの体積流量率に依存するが、排気マニフォールド組立体30に入る排出ガスの温度よりかなり低い。排気マニフォールド組立体30は、バルブ組立体40を使ってこれら二つの流れの比を変えることにより、排気マニフォールド組立体30を出る排出ガスの温度を変えるのに使用され得る。これは、下流の三元触媒或いはリーンNOxトラップに入る排出ガスの温度を、これらの触媒装置を最大の或いはそれに近い効率で作動させるべく調整するのに、有用である。
When the
バタフライ・バルブ41が、図示されているものに対して直角に動いた場合、第2排出ガス流路を通る流れは阻止され、したがって、排出ガスの流れは、大幅な温度損失無く、排気管33を直接通って排気マニフォールド組立体30を通る流れのみとなる。これは、例えば三元触媒やリーンNOxトラップのライト・オフのために、下流の装置へできる限り高い温度を供給する必要性がある場合に、有用である。
If the
第2排出ガス流路の終端におけるこの位置にバタフライ・バルブ41を置くことの欠点の1つが、排出ガスが常時第1排出ガス流路を通って流れ、第2排出ガス流路を通る流れを増やすことしか、この流れを制限できないことである。これは、常に冷却されない排出ガスの流れが存在するため、達成可能な最大の温度降下を制限する。しかしながら、先に説明したように、バタフライ・バルブは、そのように配置されることによって、より低い温度に晒され、したがって、その製造においてより安価な材料が使用される可能性を持つ。
One of the disadvantages of placing the
図4を参照すると、本発明による排気マニフォールド組立体の第2実施形態が示され、それは多くの点で既に説明したものと同じである。 Referring to FIG. 4, a second embodiment of an exhaust manifold assembly according to the present invention is shown, which in many respects is the same as already described.
排気マニフォールド組立体30は、インナー・クラムシェル132の形式の第1筐体によって囲まれた、排気管133の形式の4つの内側排気導管(内側排出ガス導管)を有し、インナー・クラムシェル132は、閉容積を規定すべく排気管133から間隔を空けて置かれる。インナー・クラムシェル132はそれ自体、閉容積を規定すべくインナー・クラムシェル132から間隔を空けて置かれたアウター・クラムシェル131の形式の第2筐体に囲まれている。前述の通り、インナー・クラムシェル132及びアウター・クラムシェル131はそれぞれ、個々の閉容積を規定すべく共に溶接された、プレス加工された金属部品である。
The
排気管133は、排気マニフォールド組立体30を通る第1排出ガス流路を規定する。排気管133とインナー・クラムシェル132の間に形成される容積が第2排出ガス流路13を形成し、そして、インナー・クラムシェル132とアウター・クラムシェル131との間に形成される容積が排出ガス冷却器14を形成する。
The
使用に際して排気マニフォールド組立体が接続されるエンジン(不図示)の主冷却回路からの冷媒は、インナー・クラムシェル132から熱を取り除いて移動させるため、入口125から排出口126へ、インナー・クラムシェル132とアウター・クラムシェル131との間に形成された容積を通って循環する。
In use, refrigerant from the main cooling circuit of the engine (not shown) to which the exhaust manifold assembly is connected moves away from the
この場合において、単一の排気管フランジ139が、排気マニフォールド組立体をエンジンに連結するために使用される。
In this case, a single
インナー・クラムシェル132とアウター・クラムシェル131は、それらを排気管フランジ139に固定すべく、排気管フランジ39に溶接される。排気管フランジは、排気管133の一部との連携のために、そこから外側に延びる多くの管状スリーブ(図では見えない)を持つ。
The
排気管133のそれぞれは、排気管133の加熱と冷却の間の移動を可能とする滑り継手を形成すべく、管状スリーブの外側に嵌められる。
Each of the
管状スリーブのそれぞれは、排気管フランジ139の中に形成された開口(不図示)を用いて調整するよう、適所に置かれる。この開口は、エンジンから排気マニフォールド組立体への入口を形成し、エンジンの排気ポート(不図示)と一直線に配設される。
Each of the tubular sleeves is put in place to be adjusted using an opening (not shown) formed in the
管状スリーブのそれぞれは、排気管133の端部の補助開口135と協働するため、その中に形成される多くの開口を持つ。管状スリーブの中の開口と、排気管の中の補助開口135は、排気管133とインナー・クラムシェル132との間に規定される第2排出ガス流路への入口を形成する。
Each of the tubular sleeves has a number of openings formed therein to cooperate with the
排気管133は、エンジンから、そこにおいて個々の排気管133が、排気マニフォールド組立体から排出口に向かって延びる単一の導管を形成すべく結合するマニフォールドに向かって少しの距離、独立して伸びる。
排出ガスが閉容積から出て、排気マニフォールド組立体の排出口に流れるのを可能とするため、出口開口137が、第2排出ガス流路13の排出口端部において形成される。
An
バルブ組立体140が、排気マニフォールド組立体の排出口から僅かに上流の、第1排出ガス流路と第2排出ガス流路とが単一の混合排出流を形成すべく結合される位置の直前の位置に配設される。バルブ組立体140は、第1排出ガス流路のみを通る流れを制御する。
Immediately before
バルブ組立体140は、バキューム・アクチュエータ142によって、リンケージ143を介して可動とされたバタフライ・バルブ141を有する。バキューム・アクチュエータ142は、使用に際して、図1に示すような電子制御装置によって電気的に制御される。
The
バルブ組立体140は、この場合において、三元触媒コンバータ(不図示)のような近接触媒のキャニスターの一端部としても使用される、排気マニフォールド組立体30の出口筐体138の中に載置される。既に述べたように、リーンNOxトラップも、三元触媒に使用されるのと同じキャニスターの中に載置され得る。出口筐体138は、冷媒を入口125からバタフライ・バルブ141の軸受(不図示)を取り囲む領域へ導く内部導管(不図示)を持つ。
The
排気マニフォールド組立体の動作は以下の通りである。バタフライ・バルブ141は、排気マニフォールド組立体の下流の排出ガスの目標温度に応じて位置を選択すべく、電子制御装置によって制御される。
The operation of the exhaust manifold assembly is as follows. The
バタフライ・バルブ141が図4に示す位置に移動した場合、第1排出ガス流路を通る流れは制限されず、したがって排出ガスの流れとして、排気管133を通る、即ち、排気マニフォールド組立体を直接的に通る温度損失の比較的少ない流れと、そこにおいて排出ガスが冷却される第2排出ガス流路を通る流れとが存在する。その二つの排出ガスの流れは、その後、排気マニフォールド組立体30を出る前に、混合する。結果として生じるガス流の温度は、個々の温度及び、二つの流れの体積流量率に依存し、そして流れ抵抗の違いのため、流れの大部分は第1排出ガス流路を通る。これら二つの流れの比を変えることにより、排気マニフォールド組立体30は、排気マニフォールド組立体30を出る排出ガスの温度を変えるために使用され得る。これは、下流の三元触媒或いはリーンNOxトラップに入る排出ガスの温度を、これらの触媒装置を最大の或いはそれに近い効率で作動させるべく、調整するのに有用である。
When the
バタフライ・バルブ141が、図示されているものに対して直角に動いた場合、第1排出ガス流路を通る流れは阻止され、したがって、排出ガスは、最大冷却効果を得る第2排出ガス流路を主として流れざるを得ない。この配置は、排出ガス温度を、そこにおいて排気マニフォールド組立体の下流に置かれた装置の時期尚早な時効が生じる温度を下回って降下するのに、或いは、少なくとも、そのような温度を上回るいかなる温度変位をできるだけ少なくするのに、有用である。
When the
バタフライ・バルブ141がそのように配設された場合、第2排出ガス流路を通って流れる排出ガスの比率が、バタフライ・バルブ141が図4に示す位置にあるとき、下流に置かれた触媒の迅速なライト・オフをもたらすため、十分な排出ガス温度が供給され得るように、設定されるべきであることは理解できるであろう。これは、第2排出ガス流路を通って流れることに対する抵抗を変える開口135の大きさと数を変更すること、或いは、排気管133とインナー・クラムシェル132との間の隙間の大きさを変えることにより、或いは、それらの組み合わせにより、行なわれ得る。
When the
図5及び図6を参照すると、本発明による排気マニフォールド組立体の、第3の実施形態が示される。 With reference to FIGS. 5 and 6, a third embodiment of an exhaust manifold assembly according to the present invention is shown.
排気マニフォールドは、排気マニフォールド組立体を通る第1排出ガス流路を規定する排気管233の形式の4つの内側排気導管(内側排出ガス導管)とバルブ組立体240を有し、バルブ組立体240は、第1排出ガス流路の終端部に配設された可動バルブ手段としてのバタフライ・バルブ241、バタフライ・バルブ241から排出ガス冷却器214への流路を提供する第1冷却導管213a及び、排出ガス冷却器214の排出口からバタフライ・バルブ241に戻る流路を提供する第2冷却導管213bを持つ。
The exhaust manifold has four inner exhaust conduits (inner exhaust gas conduits) in the form of
エンジンから排気管233を介して排気マニフォールド組立体を通り、その後、第1及び第2冷却導管213a、213b及び排出ガス冷却器を通って流れる排出ガスが、第2排出ガス流路をたどる。
Exhaust gas flowing from the engine through the exhaust manifold assembly via the
使用に際して排気マニフォールド組立体が結合されるエンジン(不図示)の主冷却回路からの冷媒が、排出ガス冷却器214を通過する排出ガスを冷却するため、排出ガス冷却器を通って循環する。
In use, refrigerant from the main cooling circuit of an engine (not shown) to which the exhaust manifold assembly is coupled circulates through the exhaust gas cooler to cool the exhaust gas passing through the
単一の排気管フランジ239が、排気マニフォールド組立体をエンジンに結合するのに使用され、排気管233のそれぞれが、排気管フランジ239に直接溶接される。
A single
排気管233は、エンジンから、そこにおいて個々の排気管233が、バルブ組立体240に向かって延びる単一の導管を形成すべく結合するマニフォールドに向かって少しの距離、独立して伸びる。
バルブ組立体240が、排気マニフォールド組立体の排出口から僅かに上流の、第1排出ガス流路と第2排出ガス流路とが単一の混合排出流を形成すべく結合される位置に配設される。バルブ組立体240は、両方の排出ガス流路の流量を調整し、或いは具体的には、どれだけの量の排出ガスが排出ガス冷却器214を通って迂回されるべきかを判定する。
バルブ組立体240は、バキューム・アクチュエータ242によって、リンケージ243を介して可動とされたバタフライ・バルブ241を有する。バキューム・アクチュエータ242は、使用に際して、図1に示すような電子制御装置によって電気的に制御される。
The
バルブ組立体240は、この場合において、三元触媒コンバータ(不図示)のような近接触媒のキャニスターの一端部としても使用される、排気マニフォールド組立体30の出口筐体238の中に載置される。既に述べたように、リーンNOxトラップも、三元触媒に使用されるのと同じキャニスターの中に載置され得る。出口筐体238は、この場合、鋳物であり、二つの冷却導管213a、213bを備えた単一部材としての鋳造品である。しかしながら、他の形態の構成や設計も使用され得ることは理解できるであろう。
The
排気マニフォールド組立体の動作は以下の通りである。バタフライ・バルブ241は、排気マニフォールド組立体の下流の排出ガスの目標温度に応じて位置を選択すべく、電子制御装置によって制御される。
The operation of the exhaust manifold assembly is as follows. The
バタフライ・バルブ241が図5及び図6に示す位置に移動した場合、第1排出ガス流路及び第2排出ガス流路を通る流れは制限されない。しかし、排出ガスの大部分は排気管を通って、即ち、温度損失が殆ど無い状態で、排気マニフォールド組立体を直接的に通って流れる。これは、排出ガスが排出ガス冷却器214を通る場合に高い流れ抵抗が存在するため及び、排出ガスの慣性が排出ガスを第1冷却導管231aの入口を通過させるためである。
When the
したがって、バタフライ・バルブ241がこの位置にあるとき、排出ガスが主として第1排出ガス通路を通るため、排気マニフォールド組立体に入る排出ガス温度と、排気マニフォールド組立体から出る排出ガス温度との間には、殆ど差が生じない。しかしながら、少しの流量の排出ガスが、主エンジン冷却回路内の冷媒を温める一助となるべく使用され得る排出ガス冷却器214を通って流れる。
Therefore, when the
その後、二つの排出ガスの流れは、排気マニフォールド組立体を出る前に、混合される。結果として生じるガス流の温度は、個々の温度及び、二つの流れの体積流量率に依存する。 The two exhaust gas streams are then mixed prior to exiting the exhaust manifold assembly. The resulting gas stream temperature depends on the individual temperature and the volumetric flow rate of the two streams.
バタフライ・バルブが図6において参照符号214aにより示されるように、図5に示す位置に対して45度の位置に移動した場合、第1排出ガス流路を通る流れが阻止され、全ての排出ガスが第2排出ガス流路を通らざるを得ない。第2排出ガス流路は、排出ガス導管としての排気管233だけでなく、第1冷却導管213a、第2冷却導管213b及び、排出ガス冷却器214を含むことは理解できるであろう。このバルブ位置は、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度をできる限り降下させることにより、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度が、排気マニフォールドの下流に載置されたいかなる装置にも時期尚早な時効を生じさせるのを禁止するのに有用である。もし排出ガス冷却器214の冷却能力が、エンジンを最大動力近くで運転することによって越えられる可能性があるので、排出ガスが高い温度に達しないということではないが、それはできるだけ低くされる。例えば、排出ガス冷却器が150℃の温度降下を生成する能力があるときに、排出ガス温度が800℃まで上がった場合、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度は依然として650℃あるが、これは800℃の温度の場合に比べて、時効の影響は少ない。
When the butterfly valve is moved to a position of 45 degrees with respect to the position shown in FIG. 5, as indicated by reference numeral 214a in FIG. 6, the flow through the first exhaust gas passage is blocked and all exhaust gases are blocked. However, it has to pass through the second exhaust gas passage. It will be understood that the second exhaust gas flow path includes not only the
したがって、これらの二つの位置の間でバタフライ・バルブ241、241aの位置を変えることにより、冷却された排出ガスと冷却されていない排出ガスとの比を変えることができる。これは、排気マニフォールド組立体が、下流に移動する排出ガスの出口温度を変更可能であることを意味し、排気マニフォールド組立体が、触媒装置或いはリーンNOxトラップを、最大作動効率又はその近傍に保持するために使用され得ることを意味する。
Therefore, by changing the position of the
図7を参照すると、図6に示すバルブ配置と直接置き換えることを意図された、代替バルブ配置が示される。 Referring to FIG. 7, an alternative valve arrangement is shown that is intended to directly replace the valve arrangement shown in FIG.
この場合において、バルブ手段としてのペニー・バルブ(penny valve)341が、バタフライ・バルブの代わりに使用される。
In this case, a
このバルブ配置と、前述のバルブ配置との主な違いは、ペニー・バルブ341が図7における参照符号341により示される第1の位置にあるとき、第2冷却導管213bの排出口が覆われるため、第2排出ガス流路を通る流れが無い点である。バルブ部材が、図7における参照符号341aにより示される第2の位置にあるとき、排出ガスの全ては、第2排出ガス流路を通って流れ、第1排出ガス流路を通って流れることはできない。したがって、この配置は、両方の排出ガス流路を選択的に停止することを可能とする。これは、図6に示す配置の場合に比べて、エンジン暖機中に供給される排出ガスの温度を、より高くすることを可能とする。
The main difference between this valve arrangement and the previously described valve arrangement is that when the
既に述べたように、ペニー・バルブ341は、排気マニフォールド組立体を出る排出ガスの温度が、前述した種々の作動要求に合うように調整されるのを許容すべく、移動可能である。
As already mentioned, the
図7に示すバルブ配置の利点の1つは、ペニー・バルブ341、341aの軸受が、第2冷却導管213bの出口に置かれるので、第2冷却導管213bから出てくる冷たい排出ガスに時々晒されることとなり、それによって、安価な軸受材料が使用され得る点である。また、排出ガスの大部分が冷却されずに排気マニフォールド組立体から流れ出るときでさえも、冷却された排出ガスの流れがペニー・バルブ341の後面を冷やすことが可能なように、少量の漏れがペニー・バルブ341を超えることを可能にする場合もある。
One advantage of the valve arrangement shown in FIG. 7 is that the bearings of the
本発明を1つ以上の実施形態を参照して例示の目的で説明してきたが、本発明が記載された実施形態に限定されないこと、そして、記載された実施形態に対する修正実施形態或いは代替実施形態が本発明の範囲を逸脱することなく構成され得ることは、この技術分野の当業者によって理解できるであろう。 Although the invention has been described by way of example with reference to one or more embodiments, the invention is not limited to the described embodiments and is a modified or alternative embodiment to the described embodiments. It will be appreciated by those skilled in the art that can be constructed without departing from the scope of the present invention.
5 電子制御装置
10 エンジン(内燃機関)
12 第1排出ガス流路
13 第2排出ガス流路
14 排出ガス冷却器
15 バルブ手段
16 三元触媒
17 NOxトラップ
20 温度センサー(排出温度センサー)
25 入口
26 排出口
30 排気マニフォールド組立体
31 アウター・クラムシェル(第2筐体)
32 インナー・クラムシェル(第1筐体)
33 排気管(排出ガス導管)
34 管状スリーブ
35 開口
36 接合点
40 バルブ組立体
41 バタフライ・バルブ(バルブ手段)
125 入口
126 排出口
131 アウター・クラムシェル(第2筐体)
132 インナー・クラムシェル(第1筐体)
133 排気管(内側排出ガス導管)
140 バルブ組立体
141 バタフライ・バルブ(バルブ手段)
213a 第1冷却導管
213b 第2冷却導管
214 排出ガス冷却器
233 排気管(内側排出ガス導管)
240 バルブ組立体
341 ペニー・バルブ(バルブ手段)
5
12 First
25
32 Inner clam shell (first housing)
33 Exhaust pipe (exhaust gas conduit)
34
125
132 Inner clamshell (first housing)
133 Exhaust pipe (inner exhaust gas conduit)
140
213a First cooling
240
Claims (45)
使用時にそこから排出ガスが流れ出る排出口と、
上記排出ガスを上記入口から上記排出口へ移動させるための第1排出ガス流路と、
上記排出ガスを上記入口から上記排出口へ移動させるための第2排出ガス流路と、
上記第1排出ガス流路及び上記第2排出ガス流路を流れる蒸気排出ガスの流量を調節するためのバルブ手段とを備えた内燃機関の排気マニフォールド組立体において、
上記排気マニフォールド組立体の中を通って上記第1排出ガス流路を流れる上記排出ガスが最小限の冷却を受け、
上記第2排出ガス流路を流れる排出ガスが、上記排気マニフォールド組立体を出る上記排出ガスの温度が調節され得るように排出ガス冷却器から活発な冷却作用を受ける
ことを特徴とする排気マニフォールド組立体。 An inlet through which exhaust gas from the engine flows into in use,
An exhaust port through which exhaust gas flows out during use,
A first exhaust gas flow path for moving the exhaust gas from the inlet to the outlet;
A second exhaust gas flow path for moving the exhaust gas from the inlet to the outlet;
An exhaust manifold assembly for an internal combustion engine, comprising: valve means for adjusting a flow rate of the steam exhaust gas flowing through the first exhaust gas passage and the second exhaust gas passage;
The exhaust gas flowing through the first exhaust gas flow path through the exhaust manifold assembly undergoes minimal cooling;
The exhaust manifold assembly wherein the exhaust gas flowing through the second exhaust gas flow path is actively cooled by an exhaust gas cooler so that the temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold assembly can be adjusted. Solid.
ことを特徴とする請求項1に記載の排気マニフォールド組立体。 The valve means operates so that all or most of the exhaust gas from the internal combustion engine passes through the first exhaust gas passage when the internal combustion engine is started at a low temperature. An exhaust manifold assembly as described.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の排気マニフォールド組立体。 The valve means operates such that all or most of the exhaust gas from the internal combustion engine passes through the first exhaust gas flow path when at least the exhaust gas temperature falls below a first predetermined temperature. The exhaust manifold assembly according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 2. The valve means according to claim 1, wherein when the upper air exhaust gas temperature exceeds a second predetermined temperature, at least a part of the exhaust gas passes through the second exhaust gas flow path. The exhaust manifold assembly according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 The valve means is operative to change the ratio of exhaust gas flowing through the first exhaust gas passage and the second exhaust gas passage to regulate the temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold assembly. An exhaust manifold assembly according to any one of claims 1 to 4, characterized in that
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 6. The exhaust gas of claim 1, wherein the exhaust gas is adjusted to maintain a temperature of the exhaust gas exiting the exhaust manifold assembly within a predetermined temperature range. Exhaust manifold assembly.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 7. A valve as claimed in claim 1, wherein the valve means is a single control valve placed in place to regulate the flow rate of exhaust gas through the first exhaust gas flow path. An exhaust manifold assembly according to claim 1.
ことを特徴とする請求項7に記載の排気マニフォールド組立体。 8. An exhaust manifold assembly as claimed in claim 7, wherein the valve means is positioned in the vicinity of the exhaust port to selectively limit the flow rate of exhaust gas exiting the first exhaust gas flow path.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 7. A valve according to claim 1, wherein the valve means is a single control valve placed in place to regulate the flow rate of exhaust gas through the second exhaust gas flow path. An exhaust manifold assembly according to claim 1.
ことを特徴とする請求項9に記載の排気マニフォールド組立体。 10. An exhaust manifold assembly as claimed in claim 9, wherein the valve means is positioned in the vicinity of the exhaust port to selectively limit the flow rate of exhaust gas exiting the second exhaust gas flow path.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 The valve means is a single control valve placed in place to simultaneously adjust the flow rate of exhaust gas passing through the first exhaust gas passage and the second exhaust gas passage. An exhaust manifold assembly according to any one of the preceding claims.
ことを特徴とする請求項11に記載の排気マニフォールド組立体。 The valve means is disposed in the vicinity of the exhaust port so as to selectively change the flow rate of exhaust gas exiting from the first exhaust gas passage and the second exhaust passage. The exhaust manifold assembly according to claim 11.
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 The exhaust manifold assembly according to any one of claims 1 to 12, wherein the exhaust gas cooler uses a refrigerant taken from a main cooling device of the internal combustion engine.
上記第1排出ガス流路を規定する、少なくとも1つの内側排出ガス導管と、
該内側排出ガス導管を取り囲み且つ、上記第2排出ガス流路を規定すべく該内側排出ガス導管から間隔を空けて置かれた第1筐体と、
該第1筐体を取り囲み且つ、上記排出ガス冷却器を形成するための冷媒が通過する隙間を規定すべく上記第1筐体から間隔を空けて置かれた第2筐体とを有する
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 The exhaust manifold assembly is
At least one inner exhaust gas conduit defining the first exhaust gas flow path;
A first housing surrounding the inner exhaust gas conduit and spaced apart from the inner exhaust gas conduit to define the second exhaust gas flow path;
A second casing surrounding the first casing and spaced apart from the first casing to define a gap through which a refrigerant for forming the exhaust gas cooler passes. 14. An exhaust manifold assembly according to any one of the preceding claims.
ことを特徴とする請求項14に記載の排気マニフォールド組立体。 15. An exhaust manifold assembly according to claim 14, wherein each of the inner exhaust gas conduits is connected to the exhaust port of the internal combustion engine by a flange plate.
ことを特徴とする請求項15に記載の排気マニフォールド組立体。 The exhaust manifold assembly of claim 15, wherein the flange plate has a tubular sleeve extending therefrom to engage an end of the inner exhaust gas conduit.
上記排気マニフォールド組立体が結合される、内燃機関の気筒と同数の管状スリーブとを持つ
ことを特徴とする請求項14に記載の排気マニフォールド組立体。 The exhaust manifold assembly includes a single flange plate,
The exhaust manifold assembly according to claim 14, wherein the exhaust manifold assembly has the same number of tubular sleeves as the cylinders of the internal combustion engine to which the exhaust manifold assembly is coupled.
ことを特徴とする請求項16又は17のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 18. Each of the tubular sleeves has one or more openings therein for providing an inlet to the second exhaust gas flow path. Exhaust manifold assembly.
ことを特徴とする請求項16又は17に記載の排気マニフォールド組立体。 Each of the tubular sleeves cooperates with one or more corresponding openings in the end of the inner exhaust gas conduit with which it engages to provide an inlet to the second exhaust gas flow path. 18. An exhaust manifold assembly according to claim 16 or 17 having one or more openings therein.
ことを特徴とする請求項14乃至19のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 The exhaust manifold assembly according to any one of claims 14 to 19, wherein the manifold assembly comprises a plurality of inner exhaust gas conduits forming the first exhaust gas flow path.
ことを特徴とする請求項20に記載の排気マニフォールド組立体。 21. The inner exhaust conduit for flowing exhaust gas from an internal combustion engine to a junction where the separated inner exhaust conduit merges to form a single conduit extending to an outlet. An exhaust manifold assembly according to claim 1.
上記制御手段が、上記排出ガス導管の出口端部に置かれた制御バルブであり、
上記第2排出ガス流路が、上記排出ガス導管及び上記制御バルブを上記排出ガス冷却器の入口に接続する第1冷却導管及び、上記排出ガス冷却器の排出口から上記制御バルブに接続する第2冷却導管によって形成され、
上記制御バルブが、上記第1排出ガス流路及び上記第2排出ガス流路を通る排出ガスの流量を調節するように作動する
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 The first exhaust gas flow path is formed by one exhaust gas conduit;
The control means is a control valve located at the outlet end of the exhaust gas conduit;
The second exhaust gas flow path connects a first cooling conduit connecting the exhaust gas conduit and the control valve to an inlet of the exhaust gas cooler, and a second connecting the control valve from an exhaust port of the exhaust gas cooler. Formed by two cooling conduits,
14. The control valve according to claim 1, wherein the control valve operates to adjust a flow rate of exhaust gas passing through the first exhaust gas passage and the second exhaust gas passage. Exhaust manifold assembly.
ことを特徴とする請求項22に記載の排気マニフォールド組立体。 Comprising several exhaust gas conduits for independently flowing exhaust gas from the internal combustion engine to a connection point where each conduit merges to form a single conduit extending to the control valve therein. 23. An exhaust manifold assembly according to claim 22.
ことを特徴とする請求項22又は23に記載の排気マニフォールド組立体。 From the first position where all exhaust gas flows from the inlet to the outlet through only the first exhaust gas passage, the control valve passes from the inlet through the second exhaust gas passage. The exhaust manifold assembly according to claim 22 or 23, wherein the exhaust manifold assembly is movable to a second position where all exhaust gas flows to the exhaust port.
ことを特徴とする請求項24に記載の排気マニフォールド組立体。 When the control valve is positioned between the first position and the second position, a part of the exhaust gas flows through the first exhaust gas flow path, and the remainder of the exhaust gas is the second exhaust gas. 25. The exhaust manifold assembly of claim 24, wherein the exhaust manifold assembly flows through a flow path.
ことを特徴とする請求項25に記載の排気マニフォールド組立体。 26. The position of the control valve between the first position and the second position is changed to adjust the temperature of the exhaust gas exiting through the exhaust port. An exhaust manifold assembly according to claim 1.
ことを特徴とする請求項24乃至26のいずれか1つに記載の排気マニフォールド組立体。 27. An exhaust manifold set according to any one of claims 24 to 26, wherein when the control valve is in the first position, exhaust gas flow through the second cooling conduit is substantially impeded. Solid.
ことを特徴とする請求項27に記載の排気マニフォールド組立体。 28. A slight leakage of exhaust gas through the control valve is allowed to cool the control valve even when the control valve is in the first position. Exhaust manifold assembly.
ことを特徴とする内燃機関の排出ガス制御装置。 An exhaust gas control apparatus for an internal combustion engine, comprising: the exhaust manifold assembly according to any one of claims 1 to 28; and a catalyst device connected to an exhaust port from the exhaust manifold assembly.
ことを特徴とする請求項29に記載の排出ガス制御装置。 30. The exhaust gas control device according to claim 29, wherein the catalyst device is a three-way catalyst.
ことを特徴とする請求項30に記載の排出ガス制御装置。 31. The exhaust gas control device of claim 30, wherein the exhaust gas control device further comprises a lean NOx trap placed downstream of the three-way catalyst.
ことを特徴とする請求項31に記載の排出ガス制御装置。 32. The exhaust gas control of claim 31, wherein the three way catalyst and the lean NOx trap are mounted in a common canister directly connected to the exhaust port of the exhaust manifold assembly. apparatus.
ことを特徴とする請求項29乃至32のいずれか1つに記載の排出ガス制御装置。 The exhaust gas control device further comprises an electronic control device and an exhaust temperature sensor operably coupled to the electronic control device to provide a signal representative of the exhaust gas temperature downstream of the exhaust manifold. An exhaust gas control device according to any one of claims 29 to 32.
ことを特徴とする請求項33に記載の排出ガス制御装置。 The exhaust gas control device according to claim 33, wherein the valve means is a control valve, and the position of the control valve is controlled by the electronic control device.
ことを特徴とする請求項34に記載の排出ガス制御装置。 35. The exhaust gas control device according to claim 34, wherein the position of the control valve is controlled by the electronic control device according to one of signals received from the exhaust temperature sensor and an exhaust temperature model.
ことを特徴とする請求項35に記載の排出ガス制御装置。 The electronic control unit operates the control valve so that when the detected exhaust gas temperature is lower than a first predetermined temperature, the exhaust gas is simply or mainly moved to a position where the exhaust gas flows through the first exhaust gas passage. 36. The exhaust gas control device according to claim 35, wherein
ことを特徴とする請求36に記載の排出ガス制御装置。 37. The exhaust gas control device according to claim 36, wherein the first predetermined temperature is a light-off temperature of the three-way catalyst coupled to the exhaust manifold.
上記リーンNOxトラップが、上記三元触媒の下流に置かれ、
上記電子制御装置が、上記リーンNOxトラップ内の排出ガスの温度を所定の温度範囲内に維持すべく、上記制御バルブの位置を制御するよう作動する
ことを特徴とする請求項35に記載の排出ガス制御装置。 The three-way catalyst is connected to an exhaust port from the exhaust manifold;
The lean NOx trap is placed downstream of the three way catalyst;
36. The exhaust of claim 35, wherein the electronic controller is operative to control the position of the control valve to maintain the temperature of the exhaust gas in the lean NOx trap within a predetermined temperature range. Gas control device.
ことを特徴とする請求項38に記載の排出ガス制御装置。 The lower end of the boundary is determined by a lower temperature limit at which the lean NOx trap does not operate efficiently when the predetermined temperature range falls below that temperature, and when the temperature exceeds the predetermined temperature range, the lean NOx trap is prematurely aged. The exhaust gas control device according to claim 38, wherein an upper end of the boundary is determined by a temperature limit.
ことを特徴とする請求項38に記載の排出ガス制御装置。 39. The exhaust gas control device according to claim 38, wherein the predetermined temperature range is a temperature range in which the lean NOx trap operates with maximum efficiency.
ことを特徴とする請求項39に記載の排出ガス制御装置。 40. The electronic controller of claim 39, wherein the electronic controller is operative to allow the exhaust gas temperature to exceed the upper temperature limit when sulfur needs to be removed from the lean NOx trap. Exhaust gas control device.
該排気マニフォールド組立体の排出口に結合された三元触媒と、
該三元触媒の下流に置かれたリーンNOxトラップとを備える排出ガス制御装置の制御方法において、
内燃機関の始動後、上記三元触媒を迅速にライト・オフすべく、上記三元触媒のライト・オフ温度に対応する排出ガス温度が到達されるまで、上記排出ガスの全て若しくは大部分を上記第1排出ガス流路を通る流路をもたらす工程を有する
ことを特徴とする方法。 An exhaust manifold assembly according to any one of claims 1 to 28;
A three way catalyst coupled to the outlet of the exhaust manifold assembly;
In a control method of an exhaust gas control device comprising a lean NOx trap placed downstream of the three-way catalyst,
After starting the internal combustion engine, all or most of the exhaust gas is removed until the exhaust gas temperature corresponding to the light-off temperature of the three-way catalyst is reached in order to quickly light off the three-way catalyst. Providing a flow path through the first exhaust gas flow path.
ことを特徴とする請求項42に記載の方法。 Changing the flow rate of exhaust gas through the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path so that the exhaust gas temperature in the lean NOx trap stays in a range where the lean NOx trap operates at maximum efficiency. 43. The method of claim 42, further comprising: controlling a temperature of exhaust gas passing through the three-way catalyst and the lean NOx trap.
ことを特徴とする請求項42又は43に記載の方法。 When the exhaust gas temperature exceeds the upper temperature limit where premature aging of one of the three-way catalyst and lean NOx trap is approached, all or most of the exhaust gas passes through the second exhaust gas flow path. 44. The method of claim 42 or 43, further comprising providing a flow path therethrough.
ことを特徴とする請求項44に記載の方法。 45. The method of claim 44, further comprising allowing the exhaust gas temperature to deviate above the upper temperature limit when sulfur needs to be removed from the lean NOx trap. Method.
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