JP2020045874A - Exhaust device - Google Patents

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Abstract

To efficiently restrain particulate matter such as soot from adhering onto a sensor in an exhaust pipe.SOLUTION: An exhaust device includes an exhaust pipe 20 which is connected to an engine and through which exhaust gas discharged from the engine flows, an A/F sensor 222 provided in the exhaust pipe 20, a throttle mechanism 210 which is provided on the upstream side of the A/F sensor 222 in the exhaust pipe 20 and reduces a diameter of a flow passage of the exhaust pipe 20, a determination section for determining a response delay of the A/F sensor 222 on the basis of a detection value of the A/F sensor 222, and a driving control section for controlling the throttle mechanism 210 so as to reduce the diameter of the flow passage of the exhaust pipe 20 when the response delay of the A/F sensor 222 is determined by the determination section.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、排気装置に関する。   The present invention relates to an exhaust device.

エンジンから排出された排気ガスには、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物および煤等の粒子状物質が含まれている。これらの粒子状物質が、排気管内に設けられたセンサに付着した場合、センサの性能に影響を及ぼす場合がある。特許文献1には、排気管の内部におけるセンサの上流側に、排気ガスの一部がセンサに対して斜めに当たるように、排気ガスを整流するための整流板を備える技術が開示されている。   The exhaust gas discharged from the engine contains particulate matter such as hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides, and soot. If these particulate matter adheres to a sensor provided in the exhaust pipe, the performance of the sensor may be affected. Patent Literature 1 discloses a technique in which a rectifying plate for rectifying exhaust gas is provided on an upstream side of a sensor inside an exhaust pipe so that a part of the exhaust gas is obliquely applied to the sensor.

特開2007−321593号公報JP 2007-321593 A

しかしながら、特許文献1では、整流板によって、排気管内の排気ガスの流通を常に制限することになり、センサへの粒子状物質の堆積を効率よく抑制できないといった問題があった。   However, in Patent Literature 1, there is a problem that the flow of exhaust gas in the exhaust pipe is always restricted by the current plate, and the accumulation of particulate matter on the sensor cannot be efficiently suppressed.

そこで、本発明は、排気管内のセンサに煤等の粒子状物質が堆積することを効率的に抑制することができる排気装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust device that can efficiently suppress deposition of particulate matter such as soot on a sensor in an exhaust pipe.

上記課題を解決するために、本発明の排気装置は、エンジンに接続され、エンジンから排出される排気ガスが流通する排気管と、排気管内に設けられたセンサと、排気管におけるセンサよりも上流側に設けられ、排気管の流路を縮径する絞り機構と、センサの検出値に基づき、センサの応答遅れを判定する判定部と、判定部によりセンサの応答遅れが判定された場合に、排気管の流路を縮径するように絞り機構を制御する駆動制御部と、を備える。   In order to solve the above problems, an exhaust device of the present invention is connected to an engine, an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from the engine flows, a sensor provided in the exhaust pipe, and a sensor upstream of the sensor in the exhaust pipe. Provided on the side, a throttle mechanism that reduces the diameter of the flow path of the exhaust pipe, a determination unit that determines the response delay of the sensor based on the detection value of the sensor, and when the response delay of the sensor is determined by the determination unit, A drive control unit that controls the throttle mechanism so as to reduce the diameter of the flow path of the exhaust pipe.

また、判定部は、エンジン回転数とエンジン負荷とを参照して閾値を決定し、センサの検出値に基づき導出される値と閾値とを比較して、センサの応答遅れを判定するとよい。   Further, the determination unit may determine the threshold value with reference to the engine speed and the engine load, and compare the value derived based on the detection value of the sensor with the threshold value to determine the response delay of the sensor.

また、上記課題を解決するために、本発明の排気装置は、エンジンに接続され、エンジンから排出される排気ガスが流通する排気管と、排気管内に設けられたセンサと、排気管におけるセンサよりも上流側に設けられ、排気管の流路を縮径する絞り機構と、エンジンの始動から所定時間に亘って、排気管の流路を縮径するように絞り機構を制御する駆動制御部と、を備える。   Further, in order to solve the above problem, an exhaust device of the present invention includes an exhaust pipe connected to an engine, through which exhaust gas discharged from the engine flows, a sensor provided in the exhaust pipe, and a sensor in the exhaust pipe. A throttle mechanism that is also provided on the upstream side and reduces the diameter of the flow path of the exhaust pipe, and a drive control unit that controls the throttle mechanism so as to reduce the diameter of the flow path of the exhaust pipe for a predetermined time from the start of the engine. , Is provided.

また、絞り機構は、排気管の流路を縮径した際に、排気ガスの風向がセンサに向かうように配置されるとよい。   The throttle mechanism may be arranged so that the wind direction of the exhaust gas is directed to the sensor when the diameter of the flow path of the exhaust pipe is reduced.

また、センサは、A/Fセンサであるとよい。   Further, the sensor may be an A / F sensor.

また、駆動制御部は、エンジン回転数およびエンジン負荷を参照して、予め設定された解除条件が成立した場合に、排気管の流路の縮径を解除するように絞り機構を制御するとよい。   Further, the drive control unit may refer to the engine speed and the engine load, and control the throttle mechanism so as to cancel the diameter reduction of the flow path of the exhaust pipe when a preset canceling condition is satisfied.

本発明によれば、排気管内のセンサに煤等の粒子状物質が堆積することを効率的に抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to efficiently suppress the accumulation of particulate matter such as soot on the sensor in the exhaust pipe.

排気装置を備えたエンジンの概略図である。1 is a schematic view of an engine provided with an exhaust device. 絞り機構の概略図である。It is a schematic diagram of a diaphragm mechanism. A/Fセンサの応答遅れを説明するための概略図である。It is a schematic diagram for explaining a response delay of an A / F sensor. 絞り機構の制御処理の流れを示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a flow of control processing of the aperture mechanism.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values and the like shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Elements not directly related to the present invention will be omitted. I do.

図1は、排気装置200を備えたエンジン102の概略図である。図1に示すように、エンジン102は、例えば、水平対向4気筒エンジンである。エンジン102では、クランクシャフト2を挟んで2つのシリンダブロック3が配される。シリンダブロック3は、シリンダボア3aがそれぞれ2つ設けられており、各シリンダブロック3のシリンダボア3aが対向する。ここでは、水平対向4気筒エンジンを例示するが、エンジン102の種類は問わない。なお、図1中、信号の流れを破線の矢印で示す。   FIG. 1 is a schematic diagram of an engine 102 provided with an exhaust device 200. As shown in FIG. 1, the engine 102 is, for example, a horizontally opposed four-cylinder engine. In the engine 102, two cylinder blocks 3 are arranged with the crankshaft 2 interposed therebetween. The cylinder block 3 is provided with two cylinder bores 3a, and the cylinder bores 3a of each cylinder block 3 face each other. Here, a horizontally opposed four-cylinder engine is exemplified, but the type of the engine 102 does not matter. In FIG. 1, the flow of the signal is indicated by a broken arrow.

シリンダブロック3には、クランクケース4が一体形成される。シリンダブロック3のうち、クランクケース4とは反対側には、シリンダヘッド5が固定されている。クランクシャフト2は、クランク室6内に回転自在に支持される。クランク室6は、クランクケース4によって形成される。   A crankcase 4 is formed integrally with the cylinder block 3. A cylinder head 5 is fixed to a side of the cylinder block 3 opposite to the crankcase 4. The crankshaft 2 is rotatably supported in the crank chamber 6. The crankcase 6 is formed by the crankcase 4.

クランクシャフト2には、コネクティングロッド7を介してピストン8が連結される。ピストン8は、シリンダボア3aに摺動可能に収容されている。燃焼室9は、シリンダボア3aと、シリンダヘッド5と、ピストン8の冠面とによって囲まれた空間である。   A piston 8 is connected to the crankshaft 2 via a connecting rod 7. The piston 8 is slidably accommodated in the cylinder bore 3a. The combustion chamber 9 is a space surrounded by the cylinder bore 3a, the cylinder head 5, and the crown of the piston 8.

シリンダヘッド5には、吸気ポート10および排気ポート11が燃焼室9に連通するように形成される。吸気ポート10と燃焼室9との間には、吸気弁12の先端(傘部)が位置する。排気ポート11と燃焼室9との間には、排気弁13の先端(傘部)が位置する。   An intake port 10 and an exhaust port 11 are formed in the cylinder head 5 so as to communicate with the combustion chamber 9. Between the intake port 10 and the combustion chamber 9, the tip (umbrella) of the intake valve 12 is located. The tip (umbrella) of the exhaust valve 13 is located between the exhaust port 11 and the combustion chamber 9.

シリンダヘッド5およびヘッドカバー14に囲まれた空間がカム室である。カム室内には、吸気弁用カム15および排気弁用カム16が設けられる。吸気弁用カム15は、吸気弁12の他端に当接する。吸気弁用カム15が回転することで、吸気弁12が軸方向に移動する。これにより、吸気弁12は、吸気ポート10と燃焼室9との間を開閉する。排気弁用カム16は、排気弁13の他端に当接する。排気弁13が回転することで、排気弁13が軸方向に移動する。これにより、排気弁13は、排気ポート11と燃焼室9との間を開閉する。   A space surrounded by the cylinder head 5 and the head cover 14 is a cam chamber. An intake valve cam 15 and an exhaust valve cam 16 are provided in the cam chamber. The intake valve cam 15 contacts the other end of the intake valve 12. The rotation of the intake valve cam 15 causes the intake valve 12 to move in the axial direction. Thereby, the intake valve 12 opens and closes between the intake port 10 and the combustion chamber 9. The exhaust valve cam 16 contacts the other end of the exhaust valve 13. As the exhaust valve 13 rotates, the exhaust valve 13 moves in the axial direction. Thereby, the exhaust valve 13 opens and closes between the exhaust port 11 and the combustion chamber 9.

吸気ポート10の上流側には、インテークマニホールド17が設けられる。インテークマニホールド17は、吸気ポート10に連通する。インテークマニホールド17は、吸気が流通する吸気管18の一部を構成する。吸気管18は、インテークマニホールド17および吸気管上流部18aによって構成される。   An intake manifold 17 is provided upstream of the intake port 10. Intake manifold 17 communicates with intake port 10. The intake manifold 17 forms a part of an intake pipe 18 through which intake air flows. The intake pipe 18 includes an intake manifold 17 and an intake pipe upstream portion 18a.

インテークマニホールド17は、集合部21と、吸気管下流部22とを有している。集合部21は、吸気管上流部18aに連通する。集合部21は、吸気管上流部18aから吸気が流入するタンクである。吸気管下流部22は、集合部21から分岐して下流端が吸気ポート10に接続される。   The intake manifold 17 has a collecting part 21 and an intake pipe downstream part 22. The collecting part 21 communicates with the intake pipe upstream part 18a. The collecting portion 21 is a tank into which intake air flows from the intake pipe upstream portion 18a. The intake pipe downstream portion 22 branches from the collecting portion 21 and has a downstream end connected to the intake port 10.

吸気管上流部18aには、上流側からエアクリーナ23およびスロットルバルブ24が順に設けられる。エアクリーナ23は、吸気に含まれる塵や埃などの異物を除去する。スロットルバルブ24は、インテークマニホールド17に供給する吸気の流量を可変する。スロットルバルブ24の開度は、不図示のアクチュエータによって調整される。なお、スロットルバルブ24の開度は、予め設定されている所定のマップを参照して決定される。この所定のマップには、アクセル開度と、エンジン回転数に対してスロットルバルブ24の開度が予め設定される。   An air cleaner 23 and a throttle valve 24 are sequentially provided in the intake pipe upstream portion 18a from the upstream side. The air cleaner 23 removes foreign substances such as dust and dirt contained in the intake air. The throttle valve 24 varies the flow rate of intake air supplied to the intake manifold 17. The opening of the throttle valve 24 is adjusted by an actuator (not shown). The opening of the throttle valve 24 is determined with reference to a predetermined map set in advance. In this predetermined map, the opening degree of the throttle valve 24 with respect to the accelerator opening degree and the engine speed is set in advance.

ECU201は、中央処理装置(CPU)、プログラム等が格納されたROM、ワークエリアとしてのRAM等を含むマイクロコンピュータで構成され、エンジン102全体を統括制御する。ECU201は、アクセル開度センサ220やクランク角センサ221からエンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)を取得する。また、ECU201は、A/Fセンサ222から排気管20中の排気ガスの空燃比の情報を取得する。また、ECU201は、アクチュエータ211を制御する駆動制御部203として機能する。   The ECU 201 includes a microcomputer including a central processing unit (CPU), a ROM storing programs and the like, a RAM serving as a work area, and the like, and controls the entire engine 102. The ECU 201 acquires the operating status (engine speed and engine load) of the engine 102 from the accelerator opening sensor 220 and the crank angle sensor 221. Further, the ECU 201 acquires information on the air-fuel ratio of the exhaust gas in the exhaust pipe 20 from the A / F sensor 222. Further, the ECU 201 functions as a drive control unit 203 that controls the actuator 211.

スロットルバルブ24により流量が調整された吸気は、インテークマニホールド17の集合部21に流入する。集合部21に流入した吸気は、吸気管下流部22へ分配され、吸気ポート10を介して燃焼室9へ導かれる。燃焼室9に導かれた空気は、不図示のインジェクタから噴射された燃料と混合する。そして、吸気と燃料との混合気は、シリンダヘッド5に設けられた不図示の点火プラグによって点火される。   The intake air whose flow rate is adjusted by the throttle valve 24 flows into the collecting portion 21 of the intake manifold 17. The intake air that has flowed into the collecting part 21 is distributed to the intake pipe downstream part 22 and guided to the combustion chamber 9 via the intake port 10. The air guided to the combustion chamber 9 mixes with fuel injected from an injector (not shown). The mixture of the intake air and the fuel is ignited by a spark plug (not shown) provided in the cylinder head 5.

混合気の燃焼により、ピストン8がシリンダボア3a内で往復運動を行う。ピストン8の往復運動の動力は、コネクティングロッド7を通じてクランクシャフト2の回転運動の動力に変換される。排気ガスは、燃焼室9から、排気ポート11を介して排気装置200に導かれる。エキゾーストマニホールド19は、排気ポート11の下流側に設けられる。エキゾーストマニホールド19は、排気ポート11に連通する。エキゾーストマニホールド19は、排気ガスが流通する排気管20の一部を構成する。   The combustion of the air-fuel mixture causes the piston 8 to reciprocate in the cylinder bore 3a. The power of the reciprocating motion of the piston 8 is converted into the power of the rotational motion of the crankshaft 2 through the connecting rod 7. The exhaust gas is led from the combustion chamber 9 to the exhaust device 200 via the exhaust port 11. The exhaust manifold 19 is provided downstream of the exhaust port 11. The exhaust manifold 19 communicates with the exhaust port 11. The exhaust manifold 19 forms a part of an exhaust pipe 20 through which exhaust gas flows.

排気装置200は、排気管20と、ECU201と、絞り機構210と、アクセル開度センサ220と、クランク角センサ221と、A/F(Air By Fuel)センサ222と、触媒25とを備える。排気ガスは、触媒25で浄化された後、車外へ排出される。   The exhaust device 200 includes an exhaust pipe 20, an ECU 201, a throttle mechanism 210, an accelerator opening sensor 220, a crank angle sensor 221, an A / F (Air By Fuel) sensor 222, and a catalyst 25. The exhaust gas is exhausted outside the vehicle after being purified by the catalyst 25.

絞り機構210は、A/Fセンサ222よりも上流側に設けられる。絞り機構210は、複数枚の板状部材から形成される絞り部210a(図2参照)と、絞り部210aが固定される絞り基板210b(図2参照)によって構成される。絞り機構210は、アクチュエータ211によって絞り部210aが移動され、絞り部210aが排気管20を開閉するように動作する。以下では、排気管20が閉じられているときの絞り部210aを閉状態と称し、排気管20が開かれているときの絞り部210aを閉状態と称する。   The aperture mechanism 210 is provided upstream of the A / F sensor 222. The aperture mechanism 210 includes an aperture section 210a (see FIG. 2) formed from a plurality of plate members, and an aperture substrate 210b (see FIG. 2) to which the aperture section 210a is fixed. The aperture mechanism 210 operates so that the aperture section 210 a is moved by the actuator 211 and the aperture section 210 a opens and closes the exhaust pipe 20. Hereinafter, the throttle unit 210a when the exhaust pipe 20 is closed is referred to as a closed state, and the throttle unit 210a when the exhaust pipe 20 is opened is referred to as a closed state.

A/Fセンサ222は、排気管20内における触媒25の上流に設けられている。A/Fセンサ222は、排気ガスの空燃比を検出する。A/Fセンサ222によって検出された空燃比を示す信号は、ECU201に送信される。ECU201は、A/Fセンサ222から取得した空燃比を示す信号に基づいて現時点の空燃比を導出する。   The A / F sensor 222 is provided in the exhaust pipe 20 upstream of the catalyst 25. The A / F sensor 222 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. A signal indicating the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 222 is transmitted to the ECU 201. The ECU 201 derives the current air-fuel ratio based on the signal indicating the air-fuel ratio acquired from the A / F sensor 222.

また、ECU201は、エンジン102で燃焼される混合気の空燃比を制御する空燃比制御部204として働く。空燃比制御部204は、現時点の空燃比に基づいて、エンジン102の燃焼室に供給する燃料の量と空気の量とを、例えば理論空燃比となるようにフィードバック制御する。   Further, the ECU 201 functions as an air-fuel ratio control unit 204 that controls the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned by the engine 102. The air-fuel ratio control unit 204 performs feedback control on the amount of fuel and the amount of air supplied to the combustion chamber of the engine 102 based on the current air-fuel ratio, for example, to be a stoichiometric air-fuel ratio.

また、ECU201は、A/Fセンサ222から取得した空燃比を示す信号に応答遅れが生じているか否かを判定する判定部202として働く。判定部202は、ECU201によって導出されたアクセル開度に基づいて、A/Fセンサ222において応答遅れが生じているかを判定する。判定部202が、A/Fセンサ222において応答遅れが生じていると判定した場合、駆動制御部203は、絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させて絞り制御を実行する。また、駆動制御部203は、エンジン102の始動時においても同様に、絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させて絞り制御を実行する。ただし、絞り制御の実行中において、予め設定された所定の解除条件が成立したと判定部202によって判定された場合には、駆動制御部203は、絞り部210aを開状態とするようにアクチュエータ211を作動させて絞り制御を終了する。   Further, the ECU 201 functions as the determination unit 202 that determines whether or not a signal indicating the air-fuel ratio acquired from the A / F sensor 222 has a response delay. The determining unit 202 determines whether a response delay has occurred in the A / F sensor 222 based on the accelerator opening derived by the ECU 201. When the determination unit 202 determines that a response delay has occurred in the A / F sensor 222, the drive control unit 203 operates the actuator 211 to perform the aperture control so as to close the aperture unit 210a. Similarly, at the time of starting the engine 102, the drive control unit 203 operates the actuator 211 so as to close the throttle unit 210a to execute the throttle control. However, during the execution of the aperture control, if the determination unit 202 determines that the predetermined release condition set in advance is satisfied, the drive control unit 203 causes the actuator 211 to open the aperture unit 210a. Is operated to end the aperture control.

図2は、絞り機構210の概略図である。図2中、排気ガスの流れを実線矢印で示す。図2(a)、(b)は、駆動制御部203が絞り部210aを開状態とするようにアクチュエータ211を作動させている場合の概略図である。図2(a)に示すように、絞り部210aが開状態に制御されている場合には、絞り部210aは大きく開口しており、絞り機構210の上流側と下流側とでは、排気ガスの流速に大きな変化は生じない。そのため、例えば、排気管20内を流通する排気ガスの流速が遅い場合、図2(b)に示すように、排気ガスに含まれる煤等の粒子状物質300がA/Fセンサ222に堆積する場合がある。A/Fセンサ222に粒子状物質300が堆積すると、A/Fセンサ222に堆積した粒子状物質300の影響により、A/Fセンサ222の応答遅れが生じることとなる。   FIG. 2 is a schematic diagram of the aperture mechanism 210. In FIG. 2, the flow of the exhaust gas is indicated by solid arrows. FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams illustrating a case where the drive control unit 203 operates the actuator 211 so as to open the aperture unit 210a. As shown in FIG. 2A, when the throttle unit 210a is controlled to be in the open state, the throttle unit 210a is largely open, and the upstream and downstream sides of the throttle mechanism 210 are configured to control the exhaust gas flow. No significant change in flow velocity occurs. Therefore, for example, when the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 20 is low, the particulate matter 300 such as soot contained in the exhaust gas accumulates on the A / F sensor 222 as shown in FIG. There are cases. When the particulate matter 300 accumulates on the A / F sensor 222, a response delay of the A / F sensor 222 occurs due to the influence of the particulate matter 300 accumulated on the A / F sensor 222.

図2(c)は、駆動制御部203が絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させている場合の概略図である。本実施形態では、A/Fセンサ222に堆積した粒子状物質300の影響により、A/Fセンサ222に、予め設定した閾値以上の応答遅れが生じた場合、駆動制御部203が絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させる。図2(c)に示すように、絞り部210aが閉状態に制御されている場合、絞り部210aの開口が小さくなるため、絞り機構210の上流側よりも下流側の排気ガスの流速が早くなる。また、絞り機構210は、絞り部210aが閉状態に制御されている場合に、排気ガスの風向がA/Fセンサ222に向かうように配置されている。これにより、図2(c)に示すように、流速が増大した排気ガスがA/Fセンサ222に衝突して、A/Fセンサ222に堆積した粒子状物質300を吹き飛ばすことが可能となる。   FIG. 2C is a schematic diagram in the case where the drive control unit 203 operates the actuator 211 so as to close the aperture unit 210a. In the present embodiment, when a response delay equal to or greater than a preset threshold occurs in the A / F sensor 222 due to the influence of the particulate matter 300 deposited on the A / F sensor 222, the drive control unit 203 causes the throttle unit 210a to operate. The actuator 211 is operated so as to be in the closed state. As shown in FIG. 2C, when the throttle unit 210a is controlled to be in the closed state, the opening of the throttle unit 210a is small, so that the flow velocity of the exhaust gas downstream of the upstream side of the throttle mechanism 210 is higher. Become. The throttle mechanism 210 is arranged so that the wind direction of the exhaust gas is directed to the A / F sensor 222 when the throttle unit 210a is controlled to be in the closed state. As a result, as shown in FIG. 2C, the exhaust gas having the increased flow velocity collides with the A / F sensor 222, and can blow off the particulate matter 300 deposited on the A / F sensor 222.

また、エンジン102の始動直後は、排気ガス中に含まれる水分量が比較的多い。排気ガス中に含まれる水分がA/Fセンサ222の表面に付着して、A/Fセンサ222の表面が濡れている状態だと、A/Fセンサ222に粒子状物質300が堆積(付着)しやすくなってしまう。そこで、本実施形態では、エンジン102の始動から所定時間が経過するまでの間についても、駆動制御部203が絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させる。これにより、排気ガス中に含まれる水分量が比較的多いエンジン102の始動直後であっても、排気ガス中に含まれる水分がA/Fセンサ222の表面に付着することを抑制することができる。そのため、A/Fセンサ222に粒子状物質300が堆積することを抑制することが可能となる。   Immediately after the start of the engine 102, the amount of water contained in the exhaust gas is relatively large. If the water contained in the exhaust gas adheres to the surface of the A / F sensor 222 and the surface of the A / F sensor 222 is wet, the particulate matter 300 is deposited (adhered) on the A / F sensor 222. It becomes easy to do. Thus, in the present embodiment, the drive control unit 203 operates the actuator 211 so as to close the throttle unit 210a even during a period from the start of the engine 102 until a predetermined time elapses. Accordingly, even immediately after the start of the engine 102 having a relatively large amount of moisture contained in the exhaust gas, it is possible to suppress the moisture contained in the exhaust gas from adhering to the surface of the A / F sensor 222. . Therefore, it is possible to suppress the deposition of the particulate matter 300 on the A / F sensor 222.

ただし、絞り部210aが閉状態に制御されている場合であっても、エンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)が、予め設定した所定の解除条件を満たしていると判定部202によって判断された場合には、駆動制御部203が絞り部210aを開状態とするようにアクチュエータ211を作動させる。例えば、エンジン回転数が所定値以上となる高回転時、かつ、エンジン負荷が所定値以上となる高負荷時を所定の解除条件として設定している。高回転時、かつ、高負荷時においては、排気管20内における圧力が上昇しているため、絞り部210aを開状態とすることで、エンジン102に必要以上の圧力がかかることを抑制することが可能となる。また、高回転時、かつ、高負荷時においては、絞り部210aが開状態であったとしても、排気管20内を流通する排気ガスの流速が高いため、A/Fセンサ222に粒子状物質300が堆積するおそれは低い。   However, even when the throttle unit 210a is controlled to be in the closed state, the determination unit 202 determines that the operation state (engine speed and engine load) of the engine 102 satisfies a predetermined release condition set in advance. If it is determined, the drive control unit 203 operates the actuator 211 so as to open the throttle unit 210a. For example, a high release speed when the engine speed is equal to or higher than a predetermined value and a high load time when the engine load is equal to or higher than a predetermined value are set as the predetermined release conditions. At the time of high rotation and high load, the pressure in the exhaust pipe 20 is increasing. Therefore, by opening the throttle portion 210a, it is possible to prevent the engine 102 from being applied with unnecessary pressure. Becomes possible. Also, at high rotation speed and high load, even if the throttle portion 210a is open, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 20 is high. The risk of depositing 300 is low.

図3は、A/Fセンサ222の応答遅れを説明するための概略図である。図3(a)は、ECU201によって導出されたアクセル開度と、ECU201によって導出されたA/F値(空燃比)との関係を示すグラフである。図3中のA/F値は、実線を正常時の値、破線を応答遅れ時の値を示している。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a response delay of the A / F sensor 222. FIG. 3A is a graph showing the relationship between the accelerator opening derived by the ECU 201 and the A / F value (air-fuel ratio) derived by the ECU 201. As for the A / F value in FIG. 3, the solid line shows the value at the time of normal operation, and the broken line shows the value at the time of response delay.

A/F値の変化は、車両の加減速時に生じる。図3では、加速時におけるA/F値の変化を示している。例えば、A/Fセンサ222において応答遅れが生じていない正常時の場合に、加速が終了した時点から、図3(b)に示すように、A/F値が所定の値a(例えば、理論空燃比)へと収束する時点までの間の時間T1が予め設定されている。そして、実際にECU201によって導出されたA/F値において、A/F値が所定の値aへと収束する際に、時間T2がかかったとする。判定部202は、時間T1に対する時間T3の割合が閾値以上である場合に応答遅れが発生していると判定し、時間T1に対する時間T3の割合が閾値未満である場合に、応答遅れが発生していないと判定する。   The change in the A / F value occurs when the vehicle is accelerated or decelerated. FIG. 3 shows a change in the A / F value during acceleration. For example, in the case where the A / F sensor 222 is in a normal state in which no response delay occurs, the A / F value is changed to a predetermined value a (for example, the theoretical value) as shown in FIG. The time T1 until the convergence to the air-fuel ratio) is set in advance. Then, it is assumed that it takes time T2 when the A / F value converges to a predetermined value a in the A / F value actually derived by the ECU 201. The determining unit 202 determines that a response delay has occurred when the ratio of the time T3 to the time T1 is equal to or greater than the threshold, and generates a response delay when the ratio of the time T3 to the time T1 is less than the threshold. It is determined that it has not been done.

このとき、応答遅れの判定に用いる閾値としては、固定値であってもよいし、エンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)と、応答遅れの判定に用いる閾値とが対応付けられたマップを参照して、閾値を決定してもよい。   At this time, the threshold value used for determining the response delay may be a fixed value, or the operating state of the engine 102 (engine speed and engine load) is associated with the threshold value used for determining the response delay. The threshold may be determined with reference to the map.

以下では、ECU201による絞り機構210の制御処理の流れについて説明する。図4は、絞り機構210の制御処理の流れを示すフローチャートである。絞り機構210の制御処理は、エンジン102が駆動しているときに実行される。   Hereinafter, the flow of the control process of the throttle mechanism 210 by the ECU 201 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the control process of the aperture mechanism 210. The control process of the throttle mechanism 210 is executed when the engine 102 is driving.

絞り機構210の制御処理が開始されると、判定部202は、エンジン102の始動時であるか否か判定する(S10)。その結果、エンジン102が始動時であれば(ステップS10におけるYES)、駆動制御部203は、絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させる絞り制御を実行する(S12)。その後、判定部202は、エンジン102の始動から所定時間が経過したか否かを判定する(S14)。   When the control process of the throttle mechanism 210 is started, the determination unit 202 determines whether or not the engine 102 has been started (S10). As a result, if the engine 102 is started (YES in step S10), the drive control unit 203 executes the throttle control for operating the actuator 211 so as to close the throttle unit 210a (S12). Thereafter, the determination unit 202 determines whether a predetermined time has elapsed since the start of the engine 102 (S14).

そして、エンジン102の始動から所定時間が経過していなければ(ステップS14のNO)、判定部202は、エンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)を取得する(ステップS16)。判定部202は、上記ステップS16において取得したエンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)に基づいて、絞り制御の解除条件が成立するか否かを判定する(ステップS18)。判定部202は、エンジン102の始動から所定時間が経過する(ステップS14のYES)か、または、絞り制御の解除条件が成立する(ステップS18のYES)までの間、ステップS12〜16の処理を繰り返し、絞り制御の実行を継続する。エンジン102の始動から所定時間が経過した場合(ステップS14のYES)、および、絞り制御の解除条件が成立した場合(ステップS18のYES)、駆動制御部203は、絞り部210aを開状態とするようにアクチュエータ211を作動させ(絞り制御を終了する:S20)、当該絞り機構210の制御処理を終了する。   If the predetermined time has not elapsed since the start of the engine 102 (NO in step S14), the determination unit 202 acquires the operating status (engine speed and engine load) of the engine 102 (step S16). The determining unit 202 determines whether or not the condition for canceling the throttle control is satisfied based on the operating condition (engine speed and engine load) of the engine 102 acquired in step S16 (step S18). The determination unit 202 performs the processing of steps S12 to S16 until a predetermined time has elapsed from the start of the engine 102 (YES in step S14) or until the condition for canceling the aperture control is satisfied (YES in step S18). The execution of the aperture control is repeated. When a predetermined time has elapsed from the start of the engine 102 (YES in step S14) and when the condition for canceling the throttle control is satisfied (YES in step S18), the drive control unit 203 opens the throttle unit 210a. Thus, the actuator 211 is operated (the aperture control ends: S20), and the control process of the aperture mechanism 210 ends.

一方、エンジン102が始動時でなければ(ステップS10におけるNO)、ECU201は、エンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)およびA/Fセンサ222の検出値を取得する(ステップS22)。判定部202は、上記ステップS22において取得したエンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)およびA/Fセンサ222の検出値に基づいて、A/Fセンサ222の応答遅れが閾値以上であるか否かを判定する(ステップS24)。その結果、A/Fセンサ222の応答遅れが閾値以上であれば(ステップS24のYES)、駆動制御部203は、絞り部210aを閉状態とするようにアクチュエータ211を作動させる(絞り制御を実行する:S26)。ECU201は、上記ステップS22において取得したエンジン102の運転状況(エンジン回転数およびエンジン負荷)に基づいて、絞り制御の解除条件が成立するか否かを判定する(ステップS28)。その後、ECU201は、A/Fセンサ222の応答遅れが閾値未満となる(ステップS24のNO)か、または、絞り制御の解除条件が成立する(ステップS28のYES)までの間、ステップS22〜28を繰り返し、絞り制御の実行を継続する。A/Fセンサ222の応答遅れが閾値未満となった場合(ステップS24のNO)、および、絞り制御の解除条件が成立した場合(ステップS28のYES)、駆動制御部203は、絞り部210aを開状態とするようにアクチュエータ211を作動させ(絞り制御を終了する:S20)、当該絞り機構210の制御処理をリターンする。   On the other hand, if the engine 102 is not started (NO in step S10), the ECU 201 acquires the operating state of the engine 102 (engine speed and engine load) and the detection value of the A / F sensor 222 (step S22). The determination unit 202 determines that the response delay of the A / F sensor 222 is equal to or greater than the threshold value based on the operation state (engine speed and engine load) of the engine 102 and the detection value of the A / F sensor 222 acquired in step S22. It is determined whether or not (step S24). As a result, if the response delay of the A / F sensor 222 is equal to or greater than the threshold (YES in step S24), the drive control unit 203 operates the actuator 211 to close the aperture unit 210a (performs aperture control). Yes: S26). The ECU 201 determines whether or not the condition for canceling the throttle control is satisfied based on the operating state (engine speed and engine load) of the engine 102 acquired in step S22 (step S28). Thereafter, the ECU 201 proceeds to steps S22 to S28 until the response delay of the A / F sensor 222 becomes less than the threshold (NO in step S24) or until the condition for canceling the aperture control is satisfied (YES in step S28). Is repeated, and the execution of the aperture control is continued. When the response delay of the A / F sensor 222 is less than the threshold value (NO in step S24) and when the condition for canceling the aperture control is satisfied (YES in step S28), the drive control unit 203 controls the aperture unit 210a. The actuator 211 is operated so as to be in the open state (the aperture control ends: S20), and the control process of the aperture mechanism 210 returns.

このように、本実施形態では、絞り機構210の駆動を限定的にすることで、排気管20内のA/Fセンサ222に煤等の粒子状物質が付着することを効率的に抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, by restricting the driving of the throttle mechanism 210, it is possible to efficiently suppress the attachment of particulate matter such as soot to the A / F sensor 222 in the exhaust pipe 20. Can be.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the claims, and it is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上記実施形態では、排気管20内にA/Fセンサ222が設けられる場合について示したが、排気管20内に設けられるセンサは、特に限定されない。例えば、排気管20内に設けられるOセンサや、圧力センサ、NOxセンサ等に対して本発明を適用してもよい。 For example, in the above embodiment, the case where the A / F sensor 222 is provided in the exhaust pipe 20 has been described, but the sensor provided in the exhaust pipe 20 is not particularly limited. For example, O 2 sensor disposed in the exhaust pipe 20, a pressure sensor, the present invention may be applied with respect to the NOx sensor and the like.

本発明は、排気装置に利用できる。   The present invention can be used for an exhaust device.

102 エンジン
20 排気管
202 判定部
210 絞り機構
222 A/Fセンサ
102 Engine 20 Exhaust pipe 202 Judgment section 210 Throttle mechanism 222 A / F sensor

Claims (6)

エンジンに接続され、前記エンジンから排出される排気ガスが流通する排気管と、
前記排気管内に設けられたセンサと、
前記排気管における前記センサよりも上流側に設けられ、前記排気管の流路を縮径する絞り機構と、
前記センサの検出値に基づき、前記センサの応答遅れを判定する判定部と、
前記判定部により前記センサの応答遅れが判定された場合に、前記排気管の流路を縮径するように前記絞り機構を制御する駆動制御部と、
を備える排気装置。
An exhaust pipe connected to the engine and through which exhaust gas discharged from the engine flows;
A sensor provided in the exhaust pipe,
A throttle mechanism provided upstream of the sensor in the exhaust pipe to reduce the diameter of the flow path of the exhaust pipe;
A determining unit that determines a response delay of the sensor based on a detection value of the sensor;
When a response delay of the sensor is determined by the determination unit, a drive control unit that controls the throttle mechanism to reduce the diameter of the flow path of the exhaust pipe;
An exhaust device comprising:
前記判定部は、エンジン回転数とエンジン負荷とを参照して閾値を決定し、前記センサの検出値に基づき導出される値と前記閾値とを比較して、前記センサの応答遅れを判定する請求項1に記載の排気装置。   The determination unit determines a threshold value by referring to an engine speed and an engine load, and determines a response delay of the sensor by comparing a value derived based on a detection value of the sensor with the threshold value. Item 7. The exhaust device according to Item 1. エンジンに接続され、前記エンジンから排出される排気ガスが流通する排気管と、
前記排気管内に設けられたセンサと、
前記排気管における前記センサよりも上流側に設けられ、前記排気管の流路を縮径する絞り機構と、
前記エンジンの始動から所定時間に亘って、前記排気管の流路を縮径するように前記絞り機構を制御する駆動制御部と、
を備える排気装置。
An exhaust pipe connected to the engine and through which exhaust gas discharged from the engine flows;
A sensor provided in the exhaust pipe,
A throttle mechanism provided upstream of the sensor in the exhaust pipe to reduce the diameter of the flow path of the exhaust pipe;
A drive control unit that controls the throttle mechanism so as to reduce the diameter of the flow path of the exhaust pipe for a predetermined time from the start of the engine.
An exhaust device comprising:
前記絞り機構は、前記排気管の流路を縮径した際に、前記排気ガスの風向がセンサに向かうように配置される請求項1から3のいずれか一項に記載の排気装置。   4. The exhaust device according to claim 1, wherein the throttle mechanism is arranged such that a wind direction of the exhaust gas is directed to a sensor when a diameter of the flow path of the exhaust pipe is reduced. 5. 前記センサは、A/Fセンサである請求項1から4のいずれか一項に記載の排気装置。   The exhaust device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor is an A / F sensor. 前記駆動制御部は、エンジン回転数およびエンジン負荷を参照して、予め設定された解除条件が成立した場合に、前記排気管の流路の縮径を解除するように前記絞り機構を制御する請求項1から5のいずれか一項に記載の排気装置。   The drive control unit refers to an engine speed and an engine load, and controls the throttle mechanism so as to release the diameter reduction of the flow path of the exhaust pipe when a preset release condition is satisfied. Item 6. The exhaust device according to any one of Items 1 to 5.
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