JP2013087687A - Secondary air supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次空気供給システムに関する。 The present invention relates to a secondary air supply system.
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒よりも上流側に二次空気を供給するポンプを備え、該排気浄化触媒へ酸素を供給する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 A technique is known that includes a pump that supplies secondary air upstream of an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and supplies oxygen to the exhaust purification catalyst (see, for example, Patent Document 1). ).
このような二次空気を供給するシステムでは、排気通路からポンプへ排気が逆流しないように、ポンプから排気通路までの間の二次空気供給管に逆止弁を備えている。このため、二次空気を供給する際に、逆止弁を開弁させるための余計なポンプ仕事が必要となり、ポンプが電動の場合には消費電力が増加する虞がある。また、内燃機関のクランクシャフトにより駆動されるポンプの場合には、逆止弁を開くために内燃機関に供給する燃料を増加する必要があるため、燃費が悪化する虞がある。また、ポンプの仕事が増加することによりポンプが発熱して、劣化する虞がある。 In such a system for supplying secondary air, a check valve is provided in the secondary air supply pipe between the pump and the exhaust passage so that the exhaust does not flow backward from the exhaust passage to the pump. For this reason, when supplying secondary air, the extra pump work for opening a check valve is needed, and when a pump is electrically driven, there exists a possibility that power consumption may increase. Further, in the case of a pump driven by a crankshaft of an internal combustion engine, it is necessary to increase the fuel supplied to the internal combustion engine in order to open the check valve. Moreover, there is a possibility that the pump generates heat and deteriorates due to an increase in work of the pump.
これに対し、逆止弁を備えていない場合には、ポンプを停止させたときに、該ポンプ内に内燃機関の排気が逆流する虞がある。ポンプ内に内燃機関の排気が逆流すると、ポンプ内が汚れて機能低下を招く虞がある。また、ポンプ内において排気中の水分が凝縮して、ポンプの機能低下を招く虞もある。 On the other hand, if the check valve is not provided, the exhaust gas from the internal combustion engine may flow back into the pump when the pump is stopped. If the exhaust gas of the internal combustion engine flows backward in the pump, the inside of the pump may become dirty and the function may be deteriorated. In addition, moisture in the exhaust may condense in the pump, leading to a decrease in pump function.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次空気を供給するポンプ内への内燃機関の排気の逆流を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress the backflow of the exhaust gas of the internal combustion engine into the pump that supplies the secondary air.
上記課題を達成するために本発明による二次空気供給システムは、
可動部が動くことで空気を圧縮又は搬送して出口から排出するサイクルを繰り返すポンプと、
前記ポンプの出口を内燃機関の排気通路へ接続する二次空気供給管と、
前記ポンプを停止させるときに、前記サイクルの終期に前記可動部を停止させる停止部と、
を備える。
In order to achieve the above object, a secondary air supply system according to the present invention comprises:
A pump that repeats a cycle in which the moving part moves to compress or convey air and discharge from the outlet;
A secondary air supply pipe connecting the outlet of the pump to the exhaust passage of the internal combustion engine;
When stopping the pump, a stop unit that stops the movable unit at the end of the cycle;
Is provided.
たとえば、二次空気供給管内の圧力が排気通路内の圧力以上となるようにポンプからの空気の吐出量を制御することにより、二次空気供給管に逆止弁を設けなくても、排気通路からポンプへ排気が逆流することを抑制できる。そして、逆止弁を開くための仕事が必要なくなるので、燃費の悪化または消費電力の増加、ポンプ負荷の増加を抑制できる。 For example, by controlling the discharge amount of air from the pump so that the pressure in the secondary air supply pipe is equal to or higher than the pressure in the exhaust passage, the exhaust passage can be provided without providing a check valve in the secondary air supply pipe. It is possible to prevent the exhaust gas from flowing backward to the pump. And since the work for opening a check valve is not required, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption, increase in power consumption, and increase in pump load.
しかし、ポンプを停止させているときには、排気通路内の圧力よりも二次空気供給管内の圧力が低くなり得る。したがって、内燃機関の排気が、ポンプ内に逆流する虞がある。これに対し停止部は、可動部が空気を圧縮又は搬送して出口から排出するサイクルの終期
に可動部を停止させる。可動部は、空気を圧縮又は搬送して該空気をポンプの出口から押し出すため、ポンプから空気が排出される終期には、ポンプの出口からポンプ内へ通じている空気が流通可能な空間の容積が比較的小さくなっている。このようなときに可動部を停止させることで、内燃機関の排気がポンプ内に逆流し難くなる。また、内燃機関の排気がポンプ内に逆流したとしても逆流する量が少なくなる。
However, when the pump is stopped, the pressure in the secondary air supply pipe can be lower than the pressure in the exhaust passage. Therefore, there is a possibility that exhaust gas from the internal combustion engine flows backward into the pump. On the other hand, the stop portion stops the movable portion at the end of the cycle in which the movable portion compresses or conveys air and discharges it from the outlet. The movable part compresses or conveys air and pushes out the air from the outlet of the pump. Therefore, at the end of the discharge of the air from the pump, the volume of the space through which the air communicating from the outlet of the pump into the pump can flow Is relatively small. By stopping the movable part at such time, the exhaust of the internal combustion engine hardly flows back into the pump. Moreover, even if the exhaust gas from the internal combustion engine flows back into the pump, the amount of backflow decreases.
なお、前記サイクルの終期とは、前記サイクルが完了する直前としてもよく、前記サイクルが完了した時点としてもよい。さらには、前記サイクルが完了した直後としてもよい。また、前記サイクルの終期は、可動部による空気の押し出しが完了した時点、または、その直後としてもよい。さらに、可動部が出口から空気を出し切ったときとしてもよい。また、圧縮行程終了時としてもよい。これらは、ある程度の幅を持っていてもよい。また、ポンプは、圧縮機としてもよい。可動部は、間欠的に空気を押し出してもよい。また、可動部により圧縮又は搬送される空気の排出が終了した直後に可動部を停止させてもよい。 The end of the cycle may be immediately before the cycle is completed or may be the time when the cycle is completed. Furthermore, it may be immediately after the cycle is completed. Further, the end of the cycle may be at the time when the air is completely pushed out by the movable part, or immediately after that. Furthermore, it is good also as a time when a movable part draws out air from an exit. Also, it may be at the end of the compression stroke. These may have a certain width. The pump may be a compressor. The movable part may push air intermittently. Moreover, you may stop a movable part immediately after discharge | emission of the air compressed or conveyed by a movable part is complete | finished.
本発明においては、前記停止部は、前記ポンプの出口から連通するポンプ内部の容積が、略最小のときに前記可動部を停止させることができる。 In this invention, the said stop part can stop the said movable part, when the volume inside the pump connected from the exit of the said pump is substantially the minimum.
ポンプから空気が吐出されるときには、可動部が動くことにより、ポンプ出口から連通するポンプ内部の容積が徐々に縮小される。そして、この容積が最小となるときに可動部を停止させれば、内燃機関の排気がポンプ内に逆流したとしても、少量に抑えることができるため、凝縮水の発生量や汚れの付着を最小限に抑えることができる。なお、容積が略最小のときには、容積が0のときを含むことができる。また、ポンプ内部の容積が最小に近い所定範囲のときにも同様の効果を得ることができるため、この範囲も略最小のときに含むことができる。 When air is discharged from the pump, the internal volume of the pump communicating from the pump outlet is gradually reduced by moving the movable part. If the movable part is stopped when this volume is minimized, the amount of condensed water generated and contamination can be minimized because even if the exhaust gas of the internal combustion engine flows back into the pump, it can be suppressed to a small amount. To the limit. It should be noted that when the volume is substantially minimum, it can include when the volume is zero. Moreover, since the same effect can be acquired also when the volume inside a pump is the predetermined range near the minimum, this range can also be included when it is substantially the minimum.
本発明においては、前記停止部は、前記ポンプの可動部が前記ポンプの出口に最も近付いたときに、該可動部を停止させることができる。 In the present invention, the stop portion can stop the movable portion when the movable portion of the pump comes closest to the outlet of the pump.
すなわち、可動部によりポンプの出口が塞がれなくても、可動部が出口に近付くことにより、内燃機関の排気が逆流するときの抵抗となるため、ポンプ内部に内燃機関の排気が流入することを抑制できる。また、可動部が出口に近付くことにより、出口から通じているポンプ内の容積が小さくなるため、内燃機関の排気が流入したとしても、その量を少なくすることができる。 In other words, even if the outlet of the pump is not blocked by the movable part, the exhaust of the internal combustion engine flows into the pump because the movable part approaches the outlet and becomes resistance when the exhaust of the internal combustion engine flows backward. Can be suppressed. Further, since the volume in the pump that communicates from the outlet becomes smaller due to the movable part approaching the outlet, even if the exhaust gas from the internal combustion engine flows in, the amount can be reduced.
本発明においては、前記停止部は、前記ポンプの可動部で前記ポンプの出口を塞ぐように、該可動部を停止させることができる。 In this invention, the said stop part can stop this movable part so that the outlet of the said pump may be plugged up with the movable part of the said pump.
可動部がポンプの出口に接近したときに、該可動部が出口を塞ぐポンプもある。このような場合には、可動部により内燃機関の排気の流入が遮断されるため、ポンプ内での凝縮水の発生量や汚れの付着を抑制できる。なお、可動部の少なくとも一部が出口上に存在すれば、ポンプ内に内燃機関の排気が流入するときの抵抗となり得るため、排気の流入を抑制できる。このため、ポンプの出口を塞ぐことには、ポンプの出口を完全に塞ぐだけでなく、可動部の少なくとも一部が出口上に位置することも含むことができる。 In some pumps, the movable part closes the outlet when the movable part approaches the outlet of the pump. In such a case, since the inflow of exhaust gas from the internal combustion engine is blocked by the movable portion, the amount of condensed water generated in the pump and the adhesion of dirt can be suppressed. If at least a part of the movable part exists on the outlet, it can be a resistance when the exhaust gas of the internal combustion engine flows into the pump, so that the inflow of exhaust gas can be suppressed. For this reason, plugging the outlet of the pump can include not only completely blocking the outlet of the pump, but also that at least a portion of the movable portion is located on the outlet.
本発明によれば、二次空気を供給するポンプ内への内燃機関の排気の逆流を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the backflow of the exhaust_gas | exhaustion of an internal combustion engine into the pump which supplies secondary air can be suppressed.
以下、本発明に係る二次空気供給システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the secondary air supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
図1は、本実施例に係る二次空気供給システムの概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、ディーゼル機関であっても、また、ガソリン機関であってもよい。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a secondary air supply system according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 may be a diesel engine or a gasoline engine.
内燃機関1には、排気通路2が接続されている。排気通路2の途中には、排気浄化触媒3が設けられている。排気浄化触媒3は、たとえば、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型
NOx触媒、三元触媒、酸化触媒などを例示できる。排気浄化触媒3は、酸化機能を有す
る触媒、または、還元剤と空気とを供給することで発熱する触媒としてもよい。
An
また、排気浄化触媒3よりも上流側の排気通路2には、二次空気供給装置4が備えられている。この二次空気供給装置4は、排気通路2内に開口する開口部41、二次空気供給管42、およびポンプ43を備えて構成されている。開口部41は、排気通路2の内径よりも小さな外径となるように、且つ、排気通路2の中心軸と同軸の筒状となるように形成されている。この開口部41は、二次空気供給管42を介してポンプ43に接続されている。ポンプ43はたとえば電動モータを備えて構成され、その回転数に応じた空気を吐出する。そして、ポンプ43が作動して空気を吐出することにより、排気通路2へ空気が供給される。なお、ポンプ43は、内燃機関1のクランクシャフト又はカムシャフトから駆動力を得てもよい。また、ポンプ43は、回転数を制御することで空気の吐出量を制御するものであってもよく、通電する時間と通電を停止する時間とを調整することにより空気の吐出量を制御するものであってもよい。
A secondary
二次空気供給管42には、該二次空気供給管42内の圧力を検出する二次空気圧力センサ11が設けられている。また、開口部41と排気浄化触媒3との間の排気通路2には、該排気通路2内の圧力を検出する排気圧力センサ12が設けられている。また、排気浄化触媒3よりも下流側の排気通路2には、該排気通路2を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ13が取り付けられている。この排気温度センサ13の出力信号に基づいて排気浄化触媒3の温度が検出される。
The secondary
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
ECU10には、上記センサが電気配線を介して接続され、該センサの出力信号が入力されるようになっている。一方、ECU10には、ポンプ43が電気配線を介して接続され、このポンプ43はECU10により制御される。
The
そして本実施例では、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるように、ECU10がポンプ43を制御する。すなわち、二次空気圧力センサ11により検出される圧力と、排気圧力センサ12により検出される圧力と、を比較して、二次空気圧力センサ11により検出される圧力が、排気圧力センサ12により検出される圧力以上となるように、ポンプ43を制御する。
In this embodiment, the
たとえば、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2よりも低ければ、ポンプ43から吐出される空気の量を増加させるか又はポンプ43を作動させ、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上であればポンプ43から吐出される空気の量を減少させるか又はポンプ43を停止させる。
For example, if the pressure P1 in the secondary
図2は、本実施例に係る二次空気供給装置4の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンはECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of the secondary
ステップS101では、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上であるか否か判定される。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流しない状態であるか否か判定される。
In step S101, it is determined whether or not the pressure P1 in the secondary
ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進む。ステップS102では、ポンプ43が停止される。本ステップでは、ポンプ43からの空気の吐出量を減少させてもよい。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流しない状態であるため、ポンプ43を停止させるか、空気の吐出量を減少させることにより、ポンプ43の仕事を減少させる。
If a positive determination is made in step S101, the process proceeds to step S102. In step S102, the
一方、ステップS101で否定判定がなされた場合にはステップS103へ進む。ステップS103では、ポンプ43が作動される。本ステップでは、ポンプ43からの空気の吐出量を増加させてもよい。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流する虞があるため、該排気が逆流しないようにポンプ43から空気を吐出させる。
On the other hand, if a negative determination is made in step S101, the process proceeds to step S103. In step S103, the
このようにして、二次空気供給管42内の圧力P1を、排気通路2内の圧力P2以上に維持することで、二次空気供給管42を排気が逆流することを抑制できる。これにより、逆止弁を廃止することができるため、燃費を向上させることができる。また、消費電力を低減させることができる。さらに、ポンプ43が劣化することを抑制できる。
In this way, by maintaining the pressure P1 in the secondary
なお、本実施例では、二次空気圧力センサ11と、排気圧力センサ12と、設けているが、これに代えて、二次空気供給管42内の圧力と排気通路2内の圧力との差を検出する差圧センサを設けてもよい。このような差圧センサによっても、二次空気供給管42内の圧力P1と、排気通路2内の圧力P2と、を比較することができるため、二次空気供給管42内の圧力P1が排気通路2内の圧力P2以上となるようにポンプ43を制御することができる。
In the present embodiment, the secondary
また、本実施例では、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるように、ポンプ43を制御しているが、これに代えて、二次空気供給管42内の圧力P1が0よりも大きくなるようにポンプ43を制御してもよい。また、二次空気供給管42内を排気が逆流しない程度にポンプ43を制御してもよい。ここで、排気の流量や
排気の温度、背圧などに基づいて、二次空気供給管42内を排気が逆流するか否か判定することができる。また、予め実験等により求めたマップを用いてポンプ43を制御することもできる。
In the present embodiment, the
ところで、本実施例に係る二次空気供給装置4は、逆止弁を備えていないため、ポンプ43を停止させると内燃機関1の排気がポンプ43の内部まで逆流する虞がある。例えば、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2未満となってポンプ43を作動させようとしても、作動するまでに時間がかかると、内燃機関1の排気がポンプ43に到達する虞がある。そして、内燃機関1の排気がポンプ43に達すると、該ポンプ43の内部が排気中のPMにより汚れたり、ポンプ43の内部で凝縮水が発生したりする虞がある。これらにより、ポンプ43が破損したり、機能低下を招いたりする虞がある。
By the way, since the secondary
これに対し本実施例では、ポンプ43内部への排気の流入を抑制するように、該ポンプ43を停止させる。
In contrast, in this embodiment, the
ここで、図3は、本実施例に係るポンプ43の構造を示す2面図である。図3に示すポンプ43は、ベーンポンプである。ポンプ43は、ハウジング431内に、ロータ432と、ベーン433と、を備えている。ハウジング431は、その内部に円柱状の空間を有している。ロータ432は、円柱状に形成されており、その中心軸が、ハウジング431の中心軸と平行に且つハウジング431の中心軸とずれて配置される。ロータ432の外周面が、ハウジング431の内周面に接するように、両中心軸がずらされている。このロータ432は、例えば電動モータ又は内燃機関1のカムシャフト、クランクシャフトにより駆動される。
Here, FIG. 3 is a two-view diagram illustrating the structure of the
また、ロータ432には、該ロータ432の中心軸と直交するベーン433が設けられている。ベーン433は、ロータ432に設けられた溝に摺動可能に設置される。ベーン433の少なくとも一端は、ハウジング431まで達している。ロータ432は、ハウジング431内で回転する。そして、ロータ432が回転すると、ベーン433がハウジング431の内周面に押されて、ロータ432内を径方向に移動する。
The
ハウジング431には、空気の入口である吸入口434と、空気の出口である排出口435と、が設けられている。吸入口434は、ハウジング431内の曲面部分に、該ハウジング431の中心軸と直交する方向に設けられている。また、排出口435は、ハウジング431内の平面部分に、該ハウジング431の中心軸と平行となる方向に設けられている。吸入口434及び排出口435は、ロータ432の外周面とハウジング431の内周面とが接している箇所の付近に、この箇所を挟んで設けられている。排出口435には、二次空気供給管42が接続されている。ロータ432は、排出口435から、ロータ432の外周面とハウジング431の内周面とが接している箇所を介して、吸入口434へ向かう方向に回転する。
The
このように構成されたポンプ43では、ロータ432が回転すると、ベーン433の先端がハウジング431の内周面に沿って進む。そして、吸入口434から通じている空間であって、ハウジング431、ロータ432、ベーン433で囲まれることにより形成される空間の容積が徐々に大きくなる、これにより、吸入口434からハウジング431内に空気が吸入される。この空気は、ロータ432が回転するにしたがってベーン433に押されて、排出口435へと進む。ベーン433が排出口435上を通過すると、排出口435から通じている空間であって、ハウジング431、ロータ432、ベーン433で囲まれることにより形成される空間の容積が徐々に小さくなる。これにより、排出口435から空気が押し出される。この空気は、二次空気供給管42を流通して排気通路2に供給される。
In the
そして、本実施例では、ポンプ43を停止させるときには、ベーン433の少なくとも一部が排出口435上に位置するように、ロータ432を停止させる。より望ましくは、ベーン433が、排出口435を塞ぐようにロータ432を停止させる。なお、排出口435をベーン433が塞ぐことが可能となるように、排出口435及びベーン433の形状を決定してもよい。なお、図3は、ベーン433が排出口435上に位置しているときを示している。
In this embodiment, when the
ここで、ベーン433により排出口435を塞げば、内燃機関1の排気がハウジング431内に流入することが抑制される。また、ベーン433により排出口435が完全に塞がれていない状態であっても、ベーン433の少なくとも一部が排出口435上に位置すれば、排気の流入時に抵抗となるため、排気の流入を抑制できる。なお、ベーン433により排出口435が塞がれるのは、排出口435から空気の排出が完了した直後である。これは、ポンプ43が空気を吸入してから排出するまでのサイクルの終期ともいえる。このときには、排出口435から通じているポンプ43内の空間の容積が最も小さくなっている。
Here, if the
なお、ベーン433が排出口435を塞ぐ位置で、より確実にロータ432を停止させるために、ベーン433が排出口435上に位置しているときに該ロータ432を固定するための機構を備えていてもよい。
In order to stop the
ここで、図4は、ロータ432を固定するための機構を示す図である。この機構では、ハウジング431を貫通するロックピン436を備えている。ロータ432には、ロックピン436が嵌る穴437が設けられており、該ロックピン436が穴437に嵌ると、ロータ432が回転できなくなる。そして、ロックピン436が穴437に嵌った状態で、ベーン433が排出口435上に位置するように、穴437の位置が定められている。ロックピン436は、ハウジング431に設けられる電磁弁438により制御される。電磁弁438は、通電状態(ON)でロックピン436を穴437から引き抜き、非通電状態(OFF)でロックピン436を穴437に嵌める。この電磁弁438は、ECU10により制御される。
Here, FIG. 4 is a view showing a mechanism for fixing the
なお、電磁弁438でロックピン436を進退させる代わりに、油圧を用いてロックピン436を進退させてもよい。
Instead of moving the
また、ロータ432の回転角度に基づいて、該ロータ432を制御してもよい。ロータ432の回転角度は、例えば回転角度を検出するセンサにより取得することができる。そして、ベーン433が排出口435上に位置するようなロータ432の回転角度を予め求めておき、ロータ432の停止時にベーン433が排出口435上に位置するような回転角度となるようにモータを制御してもよい。このときには、ECU10がモータをデューティ制御してもよい。
Further, the
また、ロータ432が停止したときに、ベーン433と排出口435との隙間が小さくなるように、ベーン433またはハウジング431を形成してもよい。そうすると、ベーン433とハウジング431との隙間を排気が逆流することを抑制できる。例えば、ロータ432が停止したときに、排出口435上にあるベーン433の一部を該排出口435側に突出させることにより、排出口435とベーン433との隙間を小さくすることができる。逆に、排出口435をベーン433側に向けて突出させてもよい。
Further, the
なお、排出口435とベーン433とを近付けると、ベーン433が排出口435の周縁に接触する虞がある。これに対し、接触する虞のある箇所に耐久性を向上するためのコ
ーティングや、摩擦を低減するためのコーティングを施してもよい。また、ベーン433又は排出口435に、耐久性を向上させる形状や、摩擦を低減させる形状を採用してもよい。
When the
次に、図5は、本実施例に係るポンプ43を停止するときの制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、ECU10により所定時間毎に実行される。
Next, FIG. 5 is a flowchart showing a control flow when the
ステップS201では、ポンプ43が停止される状態であるか否か判定される。例えば、内燃機関1のクランクシャフト又はカムシャフトからカップリングを介してロータ432を駆動している場合には、該カップリングが切断状態となっている場合に、ポンプ43が停止される状態であると判定される。また、ロータ432をモータにより駆動している場合には、該モータへの電力供給が停止された場合に、ポンプ43が停止される状態であると判定される。また、ポンプ43を必要としない運転状態となっている場合に、ポンプ43が停止される状態であると判定してもよい。
In step S201, it is determined whether or not the
ステップS201で肯定判定がなされた場合にはステップS202へ進み、一方、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。 If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. On the other hand, if a negative determination is made, this routine is terminated.
ステップS202では、ロータ432の回転速度が所定値以下であるか否か判定される。ロータ432の回転速度は、例えばロータ432の回転角度を検出するセンサを取り付けて検出する。また、ロータ432を駆動するモータの電力供給を停止させてから経過した時間に基づいて、ロータ432の回転速度を推定してもよい。この関係は、予め実験等により求めておくことができる。ここでいう所定値とは、ロータ432の回転速度が十分に低下したことを示す値であり、ロックピン436をロータ432側へ突出させても、該ロックピン436やロータ432が破損しない回転速度の上限値である。
In step S202, it is determined whether or not the rotational speed of the
ステップS202で肯定判定がなされた場合にはステップS203へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS202を再度実行する。すなわち、ロータ432の回転速度が所定値以下となるまで、ステップS202が繰り返し実行される。
If an affirmative determination is made in step S202, the process proceeds to step S203, whereas if a negative determination is made, step S202 is executed again. That is, step S202 is repeatedly executed until the rotational speed of the
ステップS203では、ポンプ43の吐出圧が、所定値以下であるか否か判定される。ポンプ43の吐出圧は、二次空気供給管42内の圧力であり、二次空気圧力センサ11により検出される圧力である。また、ここでいう所定値とは、ポンプ43の吐出圧が十分に低下したことを示す値である。
In step S203, it is determined whether or not the discharge pressure of the
ステップS203で肯定判定がなされた場合にはステップS204へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS203を再度実行する。すなわち、ポンプ43の吐出圧が所定値以下となるまで、ステップS203が繰り返し実行される。
If an affirmative determination is made in step S203, the process proceeds to step S204. On the other hand, if a negative determination is made, step S203 is executed again. That is, step S203 is repeatedly executed until the discharge pressure of the
ステップS204では、電磁弁438がOFFとされる。すなわち、ロックピン436をロータ432側へ突出させる。このときにはロータ432がまだ回転しているので、ロックピン436の先端がロータ432の外周面に接した状態でロータ432が回転する。そして、穴437がロックピン436の位置まで来ると、ロックピン436が穴437に嵌り、同時にロータ432の回転が停止する。このようにして、ロータ432の停止時に、ベーン433で排出口435を塞ぐことができる。なお、本実施例においてはステップS204を処理するECU10が、本発明における停止部に相当する。
In step S204, the
なお、ロックピン436を備えず、代わりに、モータを制御することでロータ432の停止位置を調整する場合には、ステップS204において、ロータ432の位置をセンサにより検出する。そして、ロータ432が停止したときに、ベーン433が排出口435
上に位置するように、ロータ432の回転角度をデューティ制御する。
If the
The rotation angle of the
なお、ロックピン436を用いるか、または、モータのデューティ制御を行う代わりに、カムまたはギアを用いてロータ432の停止位置を調整してもよい。
The stop position of the
また、本実施例においては、排出口の位置が異なっていてもよい。図6は、排出口435Bが、吸入口434と同じようにハウジング431Bの外周面に設けられているポンプ43Bの構造を示す図である。このように構成されたポンプ43Bにおいても、ベーン433の先端が排出口435Bを塞ぐようにロータ432を停止させれば、内燃機関1の排気がポンプ43B内に逆流することを抑制できる。
Further, in this embodiment, the position of the discharge port may be different. FIG. 6 is a view showing a structure of a
以上説明したように本実施例によれば、ポンプ43の内部に内燃機関1の排気が逆流することを抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to suppress the exhaust of the internal combustion engine 1 from flowing backward into the
<実施例2>
図7は、直交する2枚のベーン51,52を備えるポンプ50の概略構成を示した図である。図3に示したポンプ43と異なる箇所について説明する。
<Example 2>
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
図7に示すポンプ50は、第一ベーン51及び第二ベーン52を備えている。第一ベーン51及び第二ベーン52は、ロータ53の中心軸で直交し、夫々が該ロータ53に設けられた溝に摺動可能に設置される。第一ベーン51と第二ベーン52とは、夫々が他方を避けるように、該他方の相対的な移動範囲に合わせて中央部が削られている。また、排出口54は、吸入口434と同じようにハウジング55の外周面に設けられている。
The
このように構成されたポンプ50においても、第一ベーン51または第二ベーン52の先端が排出口54を塞ぐようにロータ53を停止させれば、内燃機関1の排気がポンプ50内に逆流することを抑制できる。
Also in the
<実施例3>
図8は、ピストン61の往復運動により空気を吐出するピストンポンプ60の概略構成を示した図である。実施例1の図3で説明したポンプ43の代わりに、ピストンポンプ60を用いている。これ以外の装置については、実施例1と同じため説明を省略する。
<Example 3>
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a
ピストンポンプ60においては、ピストン61が最も低い位置にあるときにシリンダ62内の容積が最も大きくなり、ピストン61が最も高い位置にあるときにシリンダ62内の容積が最も小さくなる。吸入口63は、ピストン61が比較的低い位置にあるときに開口するように、シリンダ62の比較的低い位置に形成される。また、排出口64は、シリンダヘッド65に形成されている。ピストン61は、コネクティングロッド66を介してクランク67に接続されている。そして、クランク67が回転することにより、ピストン61がシリンダ62内を往復する。クランク67は、例えばモータにより駆動される。
In the
このように構成されたピストンポンプ60では、ピストン61が比較的低い位置にあるときに、吸入口63からシリンダ62内へ空気が流入する。ピストン61の位置が高くなると、吸入口63がピストン61により塞がれ、該吸入口63から空気が流出することが抑制される。そして、ピストン61が上昇することで該ピストン61に押された空気は、排出口64から排出される。このように構成されたピストンポンプ60においても、ピストンポンプ60を停止させるときに、ピストン61が比較的高い位置で停止するようにすれば、排出口64から通じているシリンダ62内の容積が比較的小さくなるため、内燃機関1の排気が排出口64から逆流したとしても、その量は少なくなる。また、より望ましくは、ピストン61が最も高い位置で停止するようにすれば、排出口64から通じている
シリンダ62内の容積が最も小さくなり、シリンダ62内に逆流する内燃機関1の排気の量をより少なくすることができる。これにより、シリンダ62内が汚れることを抑制したり、シリンダ62内で凝縮水が発生したりすることを抑制できる。ここで、ピストン61が比較的高い位置にあるときは、ピストンポンプ60が空気を吸入してから排出するまでのサイクルの終期ともいえる。
In the
なお、可動部の往復運動により空気を圧縮又は搬送するポンプ(例えば、ダイヤフラムポンプ、斜板式ポンプ、プランジャーポンプ等)であれば、同様に考えることができる。すなわち、排出口から通じているポンプ内(シリンダ内としてもよい。)の容積が比較的小さくなったとき、または、空気が最も圧縮された状態となるとき、可動部が排出口に比較的近いとき等に可動部を停止させることで、ポンプ内に流入する内燃機関1の排気の量を少なくすることができる。 The same applies to any pump that compresses or conveys air by a reciprocating motion of the movable part (for example, a diaphragm pump, a swash plate pump, a plunger pump, etc.). That is, when the volume in the pump (which may be in the cylinder) leading from the discharge port becomes relatively small, or when the air is in the most compressed state, the movable part is relatively close to the discharge port. By stopping the movable part at times, the amount of exhaust gas from the internal combustion engine 1 flowing into the pump can be reduced.
<実施例4>
図9は、2つのロータが回転することにより空気を吐出するルーツ式ポンプ70の概略構成を示した図である。実施例1の図3で説明したポンプ43の代わりに、ルーツ式ポンプ70を用いている。これ以外の装置については、実施例1と同じため説明を省略する。
<Example 4>
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a Roots-
図9に示すルーツ式ポンプ70は、ハウジング71内に第一ロータ72及び第二ロータ73の2つのロータを有する。2つのロータ72,73は、互いに反対方向に同期回転するように構成されている。このようなルーツ式ポンプ70では、吸入口74からハウジング71内に入った空気は、ハウジング71とロータ72,73との間の空間に閉じ込められ、ロータ72,73の回転に従って、排出口75側に排出される。
A
このように構成されたルーツ式ポンプ70においても、ロータ72,73を停止させるときに、排出口75から通じているハウジング71内の空間(ハウジング71と2つのロータ72,73とで囲まれる空間)の容積が比較的小さくなるような位置で停止させることで、ハウジング71内に流入する排気の量を比較的少なくすることができるので、凝縮水の発生量や汚れの付着量を抑えることができる。なお、排出口75から通じているハウジング71内の空間の容積が比較的小さくなるような位置にロータ72,73があるときには、ルーツ式ポンプ70が空気を吸入してから排出するまでのサイクルの終期ともいえる。また、より望ましくは、ロータ72,73を停止させるときに、排出口75から通じているハウジング71内の空間(ハウジング71と2つのロータ72,73とで囲まれる空間)の容積が最も小さくなるような位置(一点鎖線参照)で停止させることで、ハウジング71内に流入する排気の量を最も少なくすることができるので、凝縮水の発生量や汚れの付着量を最小限に抑えることができる。ロータ72,73の停止位置は、予め実験等により求めておく。
Even in the
なお、ねじれた一対のロータがかみ合うツイン(ダブル)スクリュー式ポンプ、1本のスクリューロータに対して中心軸を直角にして配置された2本のゲイトロータにより2つの圧縮室を形成するシングルスクリュー式ポンプ、またはスクロール式ポンプにおいても同様に考えることができる。例えば、排出口から空気を出し切った直後であれば、排出口から通じているポンプ内の空間の容積が小さくなっているため、このときにポンプを停止させればよい。 A twin (double) screw pump in which a pair of twisted rotors are engaged, and a single screw pump in which two compression chambers are formed by two gate rotors arranged with a central axis at a right angle with respect to one screw rotor. The same applies to a scroll pump. For example, immediately after the air is exhausted from the discharge port, the volume of the space in the pump communicating with the discharge port is small, and the pump may be stopped at this time.
1 内燃機関
2 排気通路
3 排気浄化触媒
4 二次空気供給装置
10 ECU
11 二次空気圧力センサ
12 排気圧力センサ
13 排気温度センサ
41 開口部
42 二次空気供給管
43 ポンプ
431 ハウジング
432 ロータ
433 ベーン
434 吸入口
435 排出口
436 ロックピン
437 穴
438 電磁弁
1
11 Secondary
Claims (4)
前記ポンプの出口を内燃機関の排気通路へ接続する二次空気供給管と、
前記ポンプを停止させるときに、前記サイクルの終期に前記可動部を停止させる停止部と、
を備える二次空気供給システム。 A pump that repeats a cycle in which the moving part moves to compress or convey air and discharge from the outlet;
A secondary air supply pipe connecting the outlet of the pump to the exhaust passage of the internal combustion engine;
When stopping the pump, a stop unit that stops the movable unit at the end of the cycle;
A secondary air supply system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011228656A JP2013087687A (en) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Secondary air supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011228656A JP2013087687A (en) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Secondary air supply system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013087687A true JP2013087687A (en) | 2013-05-13 |
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JP2011228656A Pending JP2013087687A (en) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | Secondary air supply system |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013087687A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022096153A1 (en) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | Eaton Intelligent Power Limited | Egr pump locking mechanism and method to lock egr pump rotating group during engine braking |
-
2011
- 2011-10-18 JP JP2011228656A patent/JP2013087687A/en active Pending
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WO2022096153A1 (en) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | Eaton Intelligent Power Limited | Egr pump locking mechanism and method to lock egr pump rotating group during engine braking |
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