JP2007127045A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device of an internal combustion engine provided with the structure for coping with a failure even when the failure occurs in a plurality of second air supply systems. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device of the internal combustion engine provided with a plurality of exhaust passages 3R-4R and 3L-4L comprises exhaust gas purification catalysts 5R and 5L arranged halfway in the exhaust passages respectively, a plurality of secondary air supply passages 6R and 6L formed for the secondary air suction upstream of the exhaust gas purification catalysts respectively, a plurality of air pumps 7R and 7L arranged for each the secondary air supply passage to supply the secondary air, a communication passage 10 for communicating with a plurality of the second air supply passages, and a communication switching means 11 for opening and closing the communication passage. The overall flow rate of the secondary air can be averaged and introduced by opening the communication passage 10 when the failure occurs in either of the secondary air supply systems, so that the emission can be prevented from deteriorating even when a part of the secondary air supply systems fails. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の排気通路を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。より詳細には、複数の排気通路毎に排気浄化触媒を配置して排気ガスを浄化する排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine having a plurality of exhaust passages. More specifically, the present invention relates to an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas by arranging an exhaust gas purification catalyst for each of a plurality of exhaust passages.

例えばV型のエンジンなどでは左右バンクそれぞれに複数の気筒が配置され、2系統の気筒群が形成されている。従来にあって、この気筒群毎に個別の排気通路(排気系)を設け、排気通路それぞれに排気浄化触媒を配置する構造が知られている。また、排気浄化触媒の上流側に2次空気を導入して、触媒の暖気を促進して浄化機能を向上させる技術が公知である。   For example, in a V-type engine or the like, a plurality of cylinders are disposed in each of the left and right banks, and two cylinder groups are formed. Conventionally, there is known a structure in which an individual exhaust passage (exhaust system) is provided for each cylinder group, and an exhaust purification catalyst is disposed in each exhaust passage. Further, a technique is known in which secondary air is introduced upstream of the exhaust purification catalyst to promote warming of the catalyst and improve the purification function.

例えば特許文献1は、上記技術を組合せた内燃機関の排気浄化装置について開示している。すなわち、特許文献1はV型エンジンの気筒群毎に設けた排気系に2次空気を供給する排気浄化装置について開示する。この排気浄化装置は、吸気系から分岐させた2次空気供給管を備えており、排気浄化触媒それぞれの上流側に2次空気を供給する。各バンクの排気系には、2次空気を供給する供給管とこれを開閉する制御弁が設けられている。この制御弁を交互に所定間隔で開閉することにより、両バンクに交互に2次空気を供給する。これにより、各バンクが排気2次空燃比リーン側とリッチ側とに周期的に変動するため、2次空気供給量は低減されるが排気浄化触媒の酸素貯蔵効果により触媒雰囲気は理論空燃比近傍に保存される。よって、HC、CO等を効率よく酸化して効率良く排気浄化を行うことができる。   For example, Patent Document 1 discloses an exhaust purification device for an internal combustion engine that combines the above-described techniques. That is, Patent Document 1 discloses an exhaust purification device that supplies secondary air to an exhaust system provided for each cylinder group of a V-type engine. This exhaust purification device includes a secondary air supply pipe branched from the intake system, and supplies secondary air to the upstream side of each exhaust purification catalyst. The exhaust system of each bank is provided with a supply pipe for supplying secondary air and a control valve for opening and closing the supply pipe. By alternately opening and closing the control valves at predetermined intervals, secondary air is alternately supplied to both banks. As a result, each bank periodically fluctuates between the exhaust secondary air-fuel ratio lean side and the rich side, so the secondary air supply amount is reduced, but the catalyst atmosphere is close to the theoretical air-fuel ratio due to the oxygen storage effect of the exhaust purification catalyst. Saved in. Therefore, it is possible to efficiently oxidize HC, CO, etc. and perform exhaust purification efficiently.

特開平5−86848号公報JP-A-5-86848

しかしながら、特許文献1の排気浄化装置は吸気系に接続した2次空気供給管を分岐して、排気系にも2次空気の一部を供給するように配管構成しており、1つのエアポンプで2次空気が供給されている。そのため、エアポンプが故障した場合には排気系へ2次空気を供給できなくなる。よって、この場合には排気浄化触媒の暖機が遅れてエミッションの悪化を招くことになってしまう。また、上記V型エンジンに設けられた2つの排気通路は独立している。よって、仮に排気通路それぞれに2次空気供給管を接続し、この2次空気供給管毎にエアポンプを設置した場合でも、片方の2次空気供給管やエアポンプ等に故障が発生した場合には上記と同様にエミッションの悪化を招くことになる。   However, the exhaust purification device of Patent Document 1 is configured to branch a secondary air supply pipe connected to an intake system so as to supply a part of the secondary air to the exhaust system. Secondary air is supplied. For this reason, when the air pump fails, the secondary air cannot be supplied to the exhaust system. Therefore, in this case, the exhaust purification catalyst is delayed in warming up, leading to deterioration of emissions. Further, the two exhaust passages provided in the V-type engine are independent. Therefore, even if a secondary air supply pipe is connected to each exhaust passage and an air pump is installed for each secondary air supply pipe, if a failure occurs in one of the secondary air supply pipes or the air pump, the above As well as worsening emissions.

さらに、特許文献1の排気浄化装置は各バンクに設けた2次空気供給管それぞれに制御弁(開閉弁)が配置されており、排気浄化触媒への2次空気の流通を制御している。よって、片方の制御弁が故障した場合も上記と同様にエミッションの悪化を招く虞がある。   Furthermore, in the exhaust purification device of Patent Document 1, a control valve (open / close valve) is disposed in each secondary air supply pipe provided in each bank, and controls the flow of secondary air to the exhaust purification catalyst. Therefore, even when one of the control valves fails, there is a possibility that the emission will be deteriorated as described above.

上記のように特許文献1の排気浄化装置は、配置されている2次空気供給管が独立しているので、片方で配管詰まり、制御弁の不良などの故障が発生すると、故障側の排気浄化触媒へ十分な2次空気を供給できなくなるので暖機遅れによるエミッションの悪化を招くことになる。   As described above, since the secondary air supply pipe arranged in the exhaust purification device of Patent Document 1 is independent, if a failure such as a pipe clogging or a defective control valve occurs on one side, the exhaust purification on the failure side is performed. Since sufficient secondary air cannot be supplied to the catalyst, the emission is deteriorated due to a delay in warm-up.

よって、本発明の目的は、複数の排気系それぞれに排気浄化触媒を配置すると共に2次空気を供給する構造を備える排気浄化装置で、いずれかの2次空気供給系に不具合が発生してもこれに対処する構造を備えた内燃機関の排気浄化装置を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is an exhaust purification device having a structure in which an exhaust purification catalyst is arranged in each of a plurality of exhaust systems and a secondary air is supplied, and even if any secondary air supply system has a problem. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine having a structure for dealing with this.

上記目的は、複数の排気通路を備える内燃機関の排気浄化装置であって、前記排気通路それぞれの途中に配置した排気浄化触媒と、該排気浄化触媒それぞれの上流側に2次空気導入用に設けた複数の2次空気供給通路と、該2次空気供給通路毎に配置され2次空気を供給する複数のエアポンプとを有すると共に、前記複数の2次空気供給通路を連通する連通路と、該連通路を開閉する連通切換手段とを備える内燃機関の排気浄化装置によって達成できる。   An object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine having a plurality of exhaust passages, the exhaust purification catalyst disposed in the middle of each of the exhaust passages, and provided for introducing secondary air upstream of each exhaust purification catalyst. A plurality of secondary air supply passages, and a plurality of air pumps arranged for each of the secondary air supply passages for supplying secondary air, and a communication passage communicating the plurality of secondary air supply passages, This can be achieved by an exhaust emission control device for an internal combustion engine comprising communication switching means for opening and closing the communication passage.

本発明によると、2次空気導入用に設けた複数の2次空気供給通路を連通する連通路及びこの連通路を開閉する連通切換手段を備えるので、いずれかの2次空気供給系に故障が発生したときに連通路を開くことで2次空気を平均化して導入することができる。よって、2次空気供給系に故障が発生してもエミッションの悪化を抑制できる。また、2次空気の導入を行わないときには連通路を閉じることもできる。   According to the present invention, since a communication passage that communicates a plurality of secondary air supply passages provided for introducing secondary air and a communication switching means that opens and closes the communication passage are provided, any secondary air supply system has a failure. When generated, the secondary air can be averaged and introduced by opening the communication passage. Therefore, even if a failure occurs in the secondary air supply system, deterioration of emissions can be suppressed. Further, the communication path can be closed when the secondary air is not introduced.

また、前記複数の2次空気供給通路の2次空気流量を検出する2次空気流量検出手段と、該2次空気流量検出手段の検出信号に基づいて前記連通切換手段を制御する制御手段とをさらに備え、前記制御弁が2次空気供給通路間の2次空気流量差に基づいて前記連通路の開度を制御するようにしてもよい。このようにすれば2次空気流量を平均化してエミッションの悪化を抑制できる。   A secondary air flow rate detecting means for detecting a secondary air flow rate in the plurality of secondary air supply passages; and a control means for controlling the communication switching means based on a detection signal of the secondary air flow rate detecting means. In addition, the control valve may control the opening degree of the communication path based on a secondary air flow rate difference between the secondary air supply paths. In this way, the secondary air flow rate can be averaged to suppress the deterioration of the emission.

そして、前記制御手段は、前記2次空気供給通路間での2次空気流量差が所定値より大きい場合には、前記連通切換手段を制御して前記連通路を連通させるようにしてもよい。このようにすれば2次空気供給系に故障の発生を監視でき、故障が発生したときに2次空気流量を平均化してエミッションの悪化を抑制できる。また、前記制御手段は、前記2次空気供給通路に2次空気が導入されてないときに、前記連通切換手段を制御して前記連通路を遮断することが望ましい。この場合には、異音の発生を防止できる。   And when the secondary air flow rate difference between the secondary air supply passages is larger than a predetermined value, the control means may control the communication switching means to connect the communication paths. In this way, the occurrence of a failure in the secondary air supply system can be monitored, and when the failure occurs, the secondary air flow rate can be averaged to suppress the deterioration of emissions. The control means may control the communication switching means to shut off the communication path when secondary air is not introduced into the secondary air supply path. In this case, abnormal noise can be prevented.

また、前記内燃機関が2系統の気筒群を含み、前記気筒群毎に前記排気通路を設けて排気系を2系統としてもよい。このようにすればV型エンジンのように左右バンクに複数の気筒を備える内燃機関に本発明を適用できる   The internal combustion engine may include two cylinder groups, and the exhaust passage may be provided for each cylinder group to provide two exhaust systems. In this way, the present invention can be applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinders in the left and right banks, such as a V-type engine.

本発明によれば、複数の排気系それぞれに排気浄化触媒を配置すると共に2次空気を供給する構造を備える排気浄化装置で、いずれかの2次空気供給系に不具合が発生してもこれに対処する構造を備えた内燃機関の排気浄化装置を提供できる。   According to the present invention, an exhaust purification device having a structure in which an exhaust purification catalyst is arranged in each of a plurality of exhaust systems and a secondary air is supplied, even if a problem occurs in any of the secondary air supply systems. An exhaust emission control device for an internal combustion engine having a structure to cope with can be provided.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置について説明する。   Hereinafter, an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施例の排気浄化装置を適用した内燃機関について示した図である。この内燃機関はいわゆるV型のエンジン1であり、左右に独立したバンクLB、RBが形成されている。左バンクLB、右バンクRBのそれぞれには気筒2が4個ずつ配置されて互いに独立した気筒群を形成している。後述するように各気筒群にはそれぞれ個別の排気通路(排気系)が設けられている。なお、この図1では図示の都合からエンジン1の吸気系を省略している。また、左右同様の構成部位は左バンクLBに属するものに「L」、右バンクRBに属するものに「R」の符号を付して区別する。   FIG. 1 is a diagram showing an internal combustion engine to which an exhaust emission control device according to an embodiment is applied. This internal combustion engine is a so-called V-type engine 1, and independent banks LB and RB are formed on the left and right. Four cylinders 2 are arranged in each of the left bank LB and the right bank RB to form independent cylinder groups. As will be described later, each cylinder group is provided with an individual exhaust passage (exhaust system). In FIG. 1, the intake system of the engine 1 is omitted for convenience of illustration. Also, components similar to the left and right are distinguished by attaching “L” to those belonging to the left bank LB and “R” to those belonging to the right bank RB.

左右バンクは対称的に形成されている。V型エンジン1の右バンクRBは、4個の気筒2Rから排出される排気ガスを集合するエキゾーストマニホルド3R及びその下流に接続した排気管4Rが設けられている。このエキゾーストマニホルド3Rと排気管4Rとにより排気通路が形成されている。反対側の左バンクLBも同様であり、エキゾーストマニホルド3Lと排気管4Lとにより排気通路が形成されている。これら排気通路は、独立した2系統の排気系となっている。それぞれの排気官4R、4Lの途中には排気浄化触媒5R、5Lが付設されている。排気浄化触媒5R、5Lとしては酸化反応によりHC等を燃焼させる酸化触媒、三元触媒などを採用することができる。   The left and right banks are formed symmetrically. The right bank RB of the V-type engine 1 is provided with an exhaust manifold 3R that collects exhaust gas discharged from the four cylinders 2R and an exhaust pipe 4R connected downstream thereof. An exhaust passage is formed by the exhaust manifold 3R and the exhaust pipe 4R. The same applies to the left bank LB on the opposite side, and an exhaust passage is formed by the exhaust manifold 3L and the exhaust pipe 4L. These exhaust passages are two independent exhaust systems. Exhaust purification catalysts 5R, 5L are attached in the middle of the respective exhausters 4R, 4L. As the exhaust purification catalysts 5R and 5L, an oxidation catalyst that burns HC or the like by an oxidation reaction, a three-way catalyst, or the like can be employed.

上記エキゾーストマニホルド3R、3Lには、2次空気を導入するための2次空気供給通路(以下、AI配管と称する)6R、6Lが接続されている。このAI配管6R、6Lには、2次空気を吸引する上流側からエアポンプ7R、7L、エア切換弁8R、8L、リード弁9R、9Lが配備されている。AI配管6R、6Lはリード弁9R、9Lの下流側でエキゾーストマニホルド3R、3Lに接続されている。エアポンプ7R、7Lは機外から2次空気として大気Airを取り込み、エキゾーストマニホルド3R、3Lに向けて供給する。エア切換弁8R、8LはAI配管6R、6Lを開閉する。また、リード弁9R、9Lは逆流防止弁として機能する。   Secondary air supply passages (hereinafter referred to as AI pipes) 6R and 6L for introducing secondary air are connected to the exhaust manifolds 3R and 3L. Air pumps 7R and 7L, air switching valves 8R and 8L, and reed valves 9R and 9L are arranged on the AI pipes 6R and 6L from the upstream side for sucking the secondary air. The AI pipes 6R and 6L are connected to the exhaust manifolds 3R and 3L on the downstream side of the reed valves 9R and 9L. The air pumps 7R and 7L take in the air Air as secondary air from the outside of the machine, and supply the air to the exhaust manifolds 3R and 3L. The air switching valves 8R and 8L open and close the AI pipes 6R and 6L. The reed valves 9R and 9L function as a backflow prevention valve.

さらに、AI配管6R、6Lには管内の空気圧を検出する空気圧センサ12R、12Lが付設されている。この空気圧センサ12R、12LはAI配管6R、6L内の2次空気の流量を確認するための2次空気流量検出手段として機能する。このように圧力センサを採用した場合は空気圧から2次空気の流量を換算できる。なお、2次空気流量検出手段としては空気圧センサ12Rに替えて、エアフローメータを用いてもよい。エアフローメータの場合は2次空気流量を直接検出できる。   Further, air pressure sensors 12R and 12L for detecting air pressure in the pipes are attached to the AI pipes 6R and 6L. The air pressure sensors 12R and 12L function as secondary air flow rate detection means for confirming the flow rate of secondary air in the AI pipes 6R and 6L. Thus, when a pressure sensor is employ | adopted, the flow volume of secondary air can be converted from an air pressure. As the secondary air flow rate detection means, an air flow meter may be used instead of the air pressure sensor 12R. In the case of an air flow meter, the secondary air flow rate can be detected directly.

さらに、リード弁9R、9Lの下流側において右側AI配管6Rと左側AI配管6Lとを連通する連通路10が設けられている。この連通路10の途中には連通切換手段としてエア切換弁11が配備されている。このエア切換弁11が閉状態であるときには右AI配管6Rと左AI配管6Lとが独立に維持されて従来の排気浄化装置の場合と同様の構造となる。すなわち、左右それぞれに個別に2次空気が導入され、左右バンクで独立した排気系毎に供給される。   Further, a communication passage 10 is provided on the downstream side of the reed valves 9R and 9L to connect the right AI pipe 6R and the left AI pipe 6L. An air switching valve 11 is provided in the middle of the communication path 10 as communication switching means. When the air switching valve 11 is in the closed state, the right AI pipe 6R and the left AI pipe 6L are maintained independently, and the structure is the same as that of the conventional exhaust purification device. That is, secondary air is individually introduced into the left and right sides, and is supplied to each independent exhaust system in the left and right banks.

一方、上記エア切換弁11を開状態にすると右AI配管6Rと左AI配管6Lとが連通するので、左右バンクの2次空気流量の均一化を図ることができる。よって、仮に片側バンクのAI配管6が詰まったとき、エアポンプ7が故障したとき、エア切換弁8が故障したときなどの様に、所期設計の通りに2次空気を供給できない事態となった場合でも、正常なバンク側から故障のあったバック側へ2次空気を供給できる。これにより、故障があったバンク側の排気浄化触媒5にも2次空気が供給できるのでエミッションの悪化を抑制できる。   On the other hand, when the air switching valve 11 is opened, the right AI pipe 6R and the left AI pipe 6L communicate with each other, so that the secondary air flow rates in the left and right banks can be made uniform. Therefore, if the AI piping 6 of one bank is clogged, the air pump 7 fails, the air switching valve 8 fails, etc., the secondary air cannot be supplied as intended. Even in this case, the secondary air can be supplied from the normal bank side to the failed back side. Thereby, since secondary air can be supplied also to the exhaust purification catalyst 5 on the bank side where the failure has occurred, it is possible to suppress the deterioration of the emission.

ところで、連通路10を設ければ、右AI配管6Rと左AI配管6Lとを常に連通状態とすることができるので、片側バンクに故障が発生したときに対処できることになる。このように単に連通路10だけを設けた場合には、2次空気を導入する制御を実行しないとき(AI制御を実行しないとき)にも連通状態が維持される。ところが、AI配管6に2次空気が流通していない状態になると、エキゾーストマニホルド3から排気ガスが回り込んで左右バンクを行き来して異音を発する可能性がある。そこで、2次空気の導入を行わないときには、右AI配管6Rと左AI配管6Lとを遮断しておくのが望ましい。そこで、本実施例の排気浄化装置は、連通路10を開閉できるようにエア切換弁11を設けた構造としている。   By the way, if the communication path 10 is provided, the right AI pipe 6R and the left AI pipe 6L can always be in communication with each other, so that it is possible to cope with a failure in one bank. When only the communication path 10 is provided as described above, the communication state is maintained even when the control for introducing the secondary air is not executed (when the AI control is not executed). However, when the secondary air does not flow through the AI pipe 6, there is a possibility that the exhaust gas circulates from the exhaust manifold 3 and moves back and forth between the left and right banks to generate noise. Therefore, when the secondary air is not introduced, it is desirable to shut off the right AI pipe 6R and the left AI pipe 6L. Therefore, the exhaust emission control device of this embodiment has a structure in which an air switching valve 11 is provided so that the communication passage 10 can be opened and closed.

このようにエア切換弁11を設けた場合、左右バンクRB、LBいずれかの2次空気供給系に不都合が発生したとき、すなわち前述したようにずれかの2次空気供給系に何らかの故障が発生したときには、この故障を検出して対処できることが望まれる。そこで、本実施例の排気浄化装置は、2次空気供給系の故障に対処するための構成を備えている。以下、この点について説明する。   When the air switching valve 11 is provided in this way, when a problem occurs in the secondary air supply system of either the left or right bank RB or LB, that is, as described above, some sort of failure occurs in the shifted secondary air supply system. When this happens, it is desirable to be able to detect and handle this failure. Therefore, the exhaust emission control device of the present embodiment has a configuration for coping with a failure of the secondary air supply system. Hereinafter, this point will be described.

本実施例の排気浄化装置は、左右の空気圧センサ12R、12Lの出力に基づいて、左右AI配管6R,6L間での2次空気流量差を確認する。そして、この流量差が所定値以上である場合には、片側のバンクの2次空気供給系に何らかの故障が発生したものと想定し、これに対処すべくエア切換弁11を開放する。図2は、V型エンジン1に適用されている排気浄化装置のエア切換弁11の駆動制御に係る構成を示したブロック図である。   The exhaust emission control device of the present embodiment checks the secondary air flow rate difference between the left and right AI pipes 6R and 6L based on the outputs of the left and right air pressure sensors 12R and 12L. If this flow rate difference is greater than or equal to a predetermined value, it is assumed that some failure has occurred in the secondary air supply system of the bank on one side, and the air switching valve 11 is opened to deal with this. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration relating to drive control of the air switching valve 11 of the exhaust purification device applied to the V-type engine 1.

図2に示すように、排気浄化装置は制御手段となる電子制御装置(Electronic Control Unit、以下ECU)13を備えている。このECU13には、空気圧センサ12R、12Lからの検出信号が供給されている。ECU13は、V型エンジン1の排気浄化に関する一連のプログラムやデータ等を格納したROM14及び処理領域を提供するRAM15とバス16を介して接続されている。なお、このECU13は、V型エンジン1側のECUを流用するように設計してもよい。この場合には排気浄化装置側の構成を簡素化できる。   As shown in FIG. 2, the exhaust emission control device includes an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 13 serving as a control means. The ECU 13 is supplied with detection signals from the air pressure sensors 12R and 12L. The ECU 13 is connected via a bus 16 to a ROM 14 that stores a series of programs and data related to exhaust gas purification of the V-type engine 1 and a RAM 15 that provides a processing area. Note that the ECU 13 may be designed to use the ECU on the V-type engine 1 side. In this case, the configuration on the exhaust purification device side can be simplified.

図2において、左右の空気圧センサ12R、12Lそれぞれは、左右のAI配管6R、6L内を流れる2次空気の圧力を検出する。ECU13は圧力差に基づいてAI配管6R、6L間での2次空気流量差を確認する。この流量差が予め規定した所定値を超える場合には、片側のAI配管6の2次空気供給系に何らかの故障が発生したとものと判断してエア切換弁11を開く。これにより正常なAI配管6側から異常が発生したAI配管6側へ2次空気が導入される。これによって異常が発生したAI配管6側に2次空気を供給できるので、排気浄化触媒の暖機を図ってエミッションの悪化を抑制できる。   In FIG. 2, the left and right air pressure sensors 12R and 12L detect the pressure of the secondary air flowing in the left and right AI pipes 6R and 6L. The ECU 13 checks the secondary air flow rate difference between the AI pipes 6R and 6L based on the pressure difference. If this flow rate difference exceeds a predetermined value, the air switching valve 11 is opened because it is determined that some failure has occurred in the secondary air supply system of the AI pipe 6 on one side. As a result, secondary air is introduced from the normal AI pipe 6 side to the AI pipe 6 side where an abnormality has occurred. As a result, the secondary air can be supplied to the side of the AI pipe 6 where the abnormality has occurred, so that the exhaust purification catalyst can be warmed up and the deterioration of the emission can be suppressed.

なお、故障が発生した側のAI配管6に2次空気を全く導入できない場合には、下流の排気浄化触媒5の暖機を図ることが困難であるのでエミッションの悪化が深刻となってしまう。これに対して、実施例の排気浄化装置によれば、正常であるAI配管6から2次空気を補助的に供給できるので異常側の下流にある排気浄化触媒5の暖機を図ることができる。その際、正常側のAI配管6の2次空気量が減少することになるが、片側の排気浄化触媒を暖機できない場合と比較すると、全体としてエミッションの悪化を抑制できる。また、正常側のエアポンプ7による2次空気供給量をアップすることによっても流量低減に対処できる。   If secondary air cannot be introduced into the AI pipe 6 on the side where the failure has occurred, it is difficult to warm up the downstream exhaust purification catalyst 5, and the deterioration of emissions becomes serious. On the other hand, according to the exhaust purification device of the embodiment, secondary air can be supplementarily supplied from the normal AI pipe 6, so that the exhaust purification catalyst 5 on the downstream side of the abnormal side can be warmed up. . At this time, the amount of secondary air in the normal-side AI pipe 6 is reduced, but as a whole, deterioration of emissions can be suppressed as compared with a case where the exhaust purification catalyst on one side cannot be warmed up. Further, the flow rate can be reduced by increasing the amount of secondary air supplied by the normal-side air pump 7.

図3は、ECU13が2次空気供給系の故障を監視して実行するルーチンの一例を示したフローチャートである。ECU13は、例えばエンジン1のイグニッションがオンされたことを確認したときにこのルーチンを起動する。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of a routine that the ECU 13 monitors and executes for failure of the secondary air supply system. For example, the ECU 13 activates this routine when it is confirmed that the ignition of the engine 1 is turned on.

まず、ECU13はエンジン1の排気系へ2次空気の導入を実行する条件(AI実行条件)が成立しているか、否かを確認する(ステップS11)。AI実行条件が成立しているかについては、ECU13が例えばエンジン水温、吸気温度、エンジン始動後の経過時間、バッテリ電圧、エンジン回転数、エンジン負荷状態、AI実行時間、積算2次空気量、2次空気供給システム状態などに基づいて判断する。これら判断要素のいずれか1つ、或いは複数に係る情報をECU13に供給して、ECU13がAI実行条件成立の成否を確認できるようにする。   First, the ECU 13 checks whether or not a condition (AI execution condition) for introducing secondary air into the exhaust system of the engine 1 is established (step S11). Regarding whether the AI execution condition is satisfied, the ECU 13 determines whether the engine water temperature, intake air temperature, elapsed time after engine start, battery voltage, engine speed, engine load state, AI execution time, integrated secondary air amount, secondary Judgment based on air supply system status. Information related to any one or more of these determination elements is supplied to the ECU 13 so that the ECU 13 can confirm whether or not the AI execution condition is satisfied.

ECU13は、上記ステップS11でAI実行条件が成立していないと判断した場合には、エア切換弁11を閉とする。これにより、右AI配管6Rと左AI配管6Lとは独立に維持される。一方、ECU13はステップS11でAI実行条件が成立していると判断した場合には、左右バンクRB、LB間での2次空気量差が所定値より大であるとするフラグが既に立っていないこと(OFF)を確認する共に(ステップS12)、AI実行中であるか、否かを確認する(ステップS13)。   If the ECU 13 determines that the AI execution condition is not satisfied in step S11, the ECU 13 closes the air switching valve 11. Thereby, the right AI pipe 6R and the left AI pipe 6L are maintained independently. On the other hand, if the ECU 13 determines in step S11 that the AI execution condition is satisfied, the flag indicating that the secondary air amount difference between the left and right banks RB and LB is larger than a predetermined value has not been set. (OFF) is confirmed (step S12), and whether or not AI is being executed is confirmed (step S13).

ECU13は、上記ステップS12で2次空気量差が所定値より大であるとするフラグが立っている場合(Noの場合)にはエア切換弁11を開に維持して(ステップS18)、本ルーチンによる処理を繰り返す。また、上記ステップS13でAI実行中前であると判断した場合(Noの場合)にはエア切換弁11を閉に維持して(ステップS19)、本ルーチンによる処理を繰り返す。   The ECU 13 keeps the air switching valve 11 open (step S18) when the flag that the secondary air amount difference is larger than the predetermined value is set in step S12 (in the case of No). Repeat routine processing. If it is determined in step S13 that AI is not being executed (No), the air switching valve 11 is kept closed (step S19), and the processing of this routine is repeated.

ECU13は、ステップS12及びステップS13で共にYesと判断した場合には、左右の空気圧センサ12R、12Lからの検出信号を順に確認し、2次空気流量(AI流量)をそれぞれ算出する(ステップS14、ステップS15)。そして、ECU13が左右バンクRB,LB間に所定値以上の流量差がある。すなわち、左右AI配管6R、6Lを流通している2次空気の流量差が所定値以上となっている場合には、いずれかの2次空気供給系に故障があると判断する(ステップS16)。そして、流量差大のフラグをONとして(ステップS17)、エア切換弁11を開に切換えて(ステップS18)、上記本ルーチンによる処理を繰り返す。   When both the ECU 13 determines Yes in step S12 and step S13, the ECU 13 sequentially checks the detection signals from the left and right air pressure sensors 12R and 12L, and calculates the secondary air flow rate (AI flow rate), respectively (step S14, Step S15). And ECU13 has the flow volume difference more than predetermined value between right-and-left banks RB and LB. That is, if the flow rate difference between the secondary air flowing through the left and right AI pipes 6R and 6L is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that there is a failure in any of the secondary air supply systems (step S16). . Then, the large flow rate difference flag is set to ON (step S17), the air switching valve 11 is switched to open (step S18), and the processing according to this routine is repeated.

以上説明した、実施例の排気浄化装置によると、左右個別に設けた2次空気供給用のAI配管6R、6Lを連通する連通路10にエア切換弁11を備えるので、必要に応じてAI配管6R、6Lを連通させることができる。本実施例のECU13は、2次空気の導入を行わないときにエア切換弁11を閉とするので排気ガスの回り込みによる異音の発生を防止できる。さらに、空気圧センサ12R、12Lを設けることにより、左右の2次空気流量差を確認していずれかの2次空気供給系の故障有無を判断できるので、故障時にはエア切換弁11を開とすることでエミッションの悪化を確実に抑制するこができる。なお、ECU13が空気圧センサ12R、12Lから左右の2次空気流量差を確認し、この左右差を解消するように連通路10の開度を制御するようにしてもよい。すなわち、ECU13が左右バンクの流量が等しくなるようにエア切換弁11を駆動制御するようにしてもよい。このように構成することによってもエミッションの悪化を抑制するこができる。   According to the exhaust gas purification apparatus of the embodiment described above, the air switching valve 11 is provided in the communication passage 10 communicating with the secondary air supply AI pipes 6R, 6L provided separately on the left and right, so that the AI pipe is provided as necessary. 6R and 6L can be communicated. The ECU 13 of the present embodiment closes the air switching valve 11 when the secondary air is not introduced, so that it is possible to prevent the generation of noise due to the exhaust gas flowing around. Furthermore, by providing the air pressure sensors 12R and 12L, it is possible to determine the presence or absence of a failure in any of the secondary air supply systems by checking the difference in the secondary air flow rate between the left and right. It is possible to reliably suppress the deterioration of emissions. The ECU 13 may check the difference in the secondary air flow rate between the left and right from the air pressure sensors 12R and 12L, and control the opening of the communication passage 10 so as to eliminate the difference between the left and right. That is, the ECU 13 may drive and control the air switching valve 11 so that the flow rates of the left and right banks are equal. By configuring in this way, it is possible to suppress the deterioration of emission.

上記実施例では、内燃機関の一例としてV型エンジン1に適用した排気浄化装置について例示したが、複数の排気通路を備える他の形態の内燃機関に本発明を適用できることは言うまでもない。また、上記実施例ではキゾーストマニホルド3にAI配管6を接続する構造を示しているがこのような配管構成に限るものではない。排気浄化触媒より上流であればキゾーストマニホルド3の下流に接続されている排気管4にAI配管6を接続してもよい。   In the above embodiment, the exhaust purification device applied to the V-type engine 1 is illustrated as an example of the internal combustion engine. However, it goes without saying that the present invention can be applied to an internal combustion engine of another form having a plurality of exhaust passages. Moreover, although the structure which connects AI piping 6 to the exhaust manifold 3 is shown in the said Example, it does not restrict to such a piping structure. If it is upstream of the exhaust purification catalyst, the AI pipe 6 may be connected to the exhaust pipe 4 connected downstream of the exhaust manifold 3.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

実施例の排気浄化装置を適用した内燃機関について示した図である。It is the figure shown about the internal combustion engine to which the exhaust gas purification device of an Example is applied. エンジンに適用されている排気浄化装置のエア切換弁の駆動制御に係る構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure which concerns on drive control of the air switching valve of the exhaust gas purification apparatus applied to the engine. 排気浄化装置のECUが2次空気供給系の故障を監視して実行するルーチンの一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the routine which ECU of an exhaust gas purification apparatus monitors and performs the failure of a secondary air supply system.

符号の説明Explanation of symbols

1 V型エンジン(内燃機関)
2 気筒
3 エキゾーストマニホルド
4 排気管
5 排気浄化触媒
6 AI配管(2次空気供給通路)
7 エアポンプ
8 エア切換弁
10 連通路
11 エア切換弁(連通切換手段)
12 空気圧センサ(2次空気流量検出手段)
13 ECU(制御手段)
LB 左バンク
RB 右バンク
Air 2次空気
1 V-type engine (internal combustion engine)
2 cylinder 3 exhaust manifold 4 exhaust pipe 5 exhaust purification catalyst 6 AI piping (secondary air supply passage)
7 Air pump 8 Air switching valve 10 Communication path 11 Air switching valve (communication switching means)
12 Air pressure sensor (secondary air flow rate detection means)
13 ECU (control means)
LB Left bank RB Right bank Air Secondary air

Claims (5)

複数の排気通路を備える内燃機関の排気浄化装置であって、
前記排気通路それぞれの途中に配置した排気浄化触媒と、該排気浄化触媒それぞれの上流側に2次空気導入用に設けた複数の2次空気供給通路と、該2次空気供給通路毎に配置され2次空気を供給する複数のエアポンプとを有すると共に、
前記複数の2次空気供給通路を連通する連通路と、該連通路を開閉する連通切換手段とを備える、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An exhaust emission control device for an internal combustion engine comprising a plurality of exhaust passages,
An exhaust purification catalyst disposed in the middle of each of the exhaust passages, a plurality of secondary air supply passages provided for introducing secondary air upstream of each of the exhaust purification catalysts, and each secondary air supply passage. A plurality of air pumps for supplying secondary air;
An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: a communication passage that communicates with the plurality of secondary air supply passages; and a communication switching means that opens and closes the communication passage.
前記複数の2次空気供給通路の2次空気流量を検出する2次空気流量検出手段と、該2次空気流量検出手段の検出信号に基づいて前記連通切換手段を制御する制御手段とをさらに備え、
前記制御弁が、2次空気供給通路間の2次空気流量差に基づいて前記連通路の開度を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Secondary air flow rate detection means for detecting secondary air flow rates in the plurality of secondary air supply passages, and control means for controlling the communication switching means based on detection signals of the secondary air flow rate detection means. ,
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control valve controls an opening degree of the communication passage based on a difference in secondary air flow rate between the secondary air supply passages.
前記制御手段は、前記2次空気供給通路間での2次空気流量差が所定値より大きい場合には、前記連通切換手段を制御して前記連通路を連通させることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The control means controls the communication switching means to connect the communication path when a difference in secondary air flow rate between the secondary air supply paths is larger than a predetermined value. 2. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to 1. 前記制御手段は、前記2次空気供給通路に2次空気が導入されてないときに、前記連通切換手段を制御して前記連通路を遮断することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The internal combustion engine according to claim 2, wherein the control means controls the communication switching means to shut off the communication path when secondary air is not introduced into the secondary air supply path. Exhaust purification equipment. 前記内燃機関が2系統の気筒群を含み、前記気筒群毎に前記排気通路を設けて排気系を2系統としたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust of the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the internal combustion engine includes two cylinder groups, and the exhaust passage is provided for each cylinder group to form two exhaust systems. Purification equipment.
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