JP4057549B2 - 内燃機関における排気ガス浄化装置 - Google Patents
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Description
本発明は、機構の追加を極力回避しつつ、複数の触媒のうち少なくとも1つにおける早期活性化を図ることを目的とする。
図1に示すように、車両に搭載された内燃機関10は、複数の気筒12A,12Bを備えており、複数の気筒12A,12Bは2群に分けられている。一方の群の気筒12Aに対応するシリンダヘッド13Aには気筒12A毎に燃料噴射ノズル14Aが取り付けられており、他方の群の気筒12Bに対応するシリンダヘッド13Bには気筒12B毎に燃料噴射ノズル14Bが取り付けられている。燃料噴射ノズル14A,14Bは、各気筒12A,12B内に燃料を噴射する。11は、燃料噴射ノズル14A,14Bを含む燃料噴射装置を表す。
排気温度Txが閾値To以下である場合(ステップS2においてYES)、制御コンピュータ28は、ステップS4を遂行する。ステップS4における制御は、過給機19Aにおけるベーン開度を最小状態にすると共に、過給機19Bにおけるベーン開度を最大状態にし、かつ流量調整弁29Aの弁開度を最大状態にすると共に、流量調整弁29Bの弁開度を最小状態にする制御である。
排気ガス供給通路24Aは、第1排気経路を構成するエキゾーストマニホールド18Aから吸気経路へ排気ガスを供給するための排気ガス還流経路となる。過給機19Aのタービン部192Aは、第1排気経路から排出される排気ガスの排出流量を調整する。流量調整弁29Aは、第1排気経路から排気ガス還流経路を経由して吸気経路へ供給される排気ガスの供給流量を調整する。タービン部192A及び流量調整弁29Aは、第1排気経路から排出される排気ガスの排出流量、及び第1排気経路から排気ガス還流経路を経由して吸気経路へ供給される排気ガスの供給流量を調整する流量調整手段を構成する。
(1−1)触媒25A,25Bを通過する排気ガス流量が多いほど、触媒25A,25Bにおける温度が早く上昇し、触媒25A,25Bにおける温度は、排気浄化に適した温度に早く到達する。つまり、触媒25A,25Bが早く活性化する。
図4に示すように、第2の実施形態では、過給機が付設されていない点、及び排気絞り弁32A,32Bが触媒25A,25Bより下流の排気通路20A,20Bに設けられている点が第1の実施形態と異なる。基幹吸気通路21には単一のエアフローメータ23が設けられている。
第2の実施形態では、排気絞り弁32Aの弁開度を最小状態にすることにより、排気ガスを排気通路20Aから排出しないようにしている。排気絞り弁32A,32Bを付設した車両においては、排気通路20Aから排気ガスを排出させないための新たな機構が不要である。従って、制動補助のために排気絞り弁32A,32Bを付設した設計となっている車両においては、排気通路20Aから排気ガスを排出させないための新たな機構を追加することなく、一対の触媒25A,25Bのうちの触媒25Bにおける早期活性化を図ることができる。
図5に示すように、第3の実施形態では、エキゾーストマニホールド18A,18Bが連通路33によって接続されている。連通路33と分岐吸気通路16Aとは、分岐通路34Aによって接続されており、分岐通路34Aには流量調整弁29Aが介在されている。連通路33と分岐吸気通路16Bとは、分岐通路34Bによって接続されており、分岐通路34Bには流量調整弁29Bが介在されている。なお、第3の実施形態では、第1の実施形態における温度検出器31は用いられていない。
(1)図7に示すように、気筒12Aに通じるインテークマニホールド15Aと、気筒12Bに通じるインテークマニホールド15Bとを互いに独立させた第4の実施形態も可能である。第3の実施形態と同じ構成部には同じ符合が用いてある。分岐吸気通路16Aは、インテークマニホールド15Aに接続され、分岐吸気通路16Bはインテークマニホールド15Bに接続される。各インテークマニホールド15A,15B内には過給圧検出用の圧力検出器30A,30Bが設けられている。
(2)図8に示す第5の実施形態も可能である。第5の実施形態における内燃機関10Fでは、エキゾーストマニホールド18Aが4つの気筒12Aに通じており、エキゾーストマニホールド18Bが2つの気筒12Bを通じている。エキゾーストマニホールド18Aと基幹吸気通路21とは、排気ガス供給通路24Cを介して接続されており、排気ガス供給通路24Cには流量調整弁29Cが介在されている。エキゾーストマニホールド18Bと基幹吸気通路21とは、排気ガス供給通路24Dを介して接続されており、排気ガス供給通路24Dには流量調整弁29Dが介在されている。13はシリンダヘッド、17はスロットル弁、11は、燃料噴射ノズル14A,14Bを含む燃料噴射装置である。温度検出器31は、排気通路20B内の排気温度を検出する。
(4)第1及び第3,4の実施形態において、過給機におけるベーン開度の最小状態が零開度とはならない過給機を採用してもよい。この場合、排気温度が低温域にある場合には、排気ガスは、排気通路20B側から主として排出されるが、排気通路20A側からもある程度排出される。
(10)3つ以上の排気経路を並列に備えた内燃機関における排気ガス浄化装置に本発明を適用してもよい。この場合、排気温度が低温域にある場合には、3つの排気経路のうちの1つのみから排気ガスを排出するか、あるいは3つの排気経路のうちの2つから排気ガスを排出するようにすればよい。3つの排気経路のうちの1つのみから排気ガスを排出させる構成では、排気温度が低温域にある場合に排気ガスを排出しない2つの排気経路が第1排気経路となり、残りの1つが第2排気経路となる。3つの排気経路のうちの2つから排気ガスを排出させる構成では、排気温度が低温域にある場合に排気ガスを排出しない1つの排気経路が第1排気経路となり、残りの2つが他の排気経路となる。
〔1〕並列に配設された複数の排気経路、排気ガスに含まれる不浄物質の浄化に利用される触媒、前記複数の排気経路のうち、少なくとも、第1排気経路から吸気経路へ排気ガスを供給するための第1排気ガス還流経路と、第2排気経路から吸気経路へ排気ガスを供給するための第2排気ガス還流経路と、の2本の排気ガス還流経路、及び前記第1排気経路から排出される排気ガス排出流量を調整すると共に、前記排気ガス還流経路から吸気経路へ排気ガスを供給する排気ガス供給流量を調整する流量調整手段が設けられ、かつ前記触媒が前記複数の排気経路にそれぞれ設けられた排気ガス浄化装置を付設した内燃機関における排気ガス浄化方法において、
前記触媒の温度が予め設定された低温域にある場合の他の排気経路に対する前記第1排気経路の排出割合が、前記温度が予め設定された低温域にない場合の前記他の排気経路に対する前記第1排気経路の排出割合よりも小さくなるようにする内燃機関における排気ガス浄化方法。
Claims (5)
- 複数の排気経路が並列に配設されており、排気ガスに含まれる不浄物質の浄化に利用される触媒が前記複数の排気経路にそれぞれ設けられている内燃機関における排気ガス浄化装置において、
前記複数の排気経路のうち、少なくとも、第1排気経路から吸気経路へ排気ガスを供給するための第1排気ガス還流経路と、第2排気経路から吸気経路へ排気ガスを供給するための第2排気ガス還流経路と、の2本の排気ガス還流経路と、
前記第1排気経路から下流に排出される排気ガスの排出流量を調整する排出流量調整手段、及び前記第1排気経路から前記第1排気ガス還流経路を経由して前記吸気経路へ供給される排気ガスの供給流量を調整する供給流量調整手段と、
前記触媒の温度の情報に基づいて、前記排出流量調整手段及び前記供給流量調整手段における流量調整状態を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、他の排気通路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にある場合に前記排出流量調整手段の開度を小さくするとともに前記供給流量調整手段の開度を大きくするように制御して、前記他の排気通路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にある場合の他の排気経路に対する前記第1排気経路の排出割合を、前記他の排気通路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にない場合の前記他の排気経路に対する前記第1排気経路の排出割合よりも小さくする内燃機関における排気ガス浄化装置。 - 第1排気経路及び第2排気経路の2つの排気経路が並列に配設されており、排気ガスの浄化に利用される触媒が前記2つの排気経路にそれぞれ設けられている内燃機関における排気ガス浄化装置において、
前記第1排気経路から吸気経路へ排気ガスを供給するための第1排気ガス還流経路、及び前記第2排気経路から吸気経路へ排気ガスを供給するための第2排気ガス還流経路と、
前記第1排気経路から下流に排出される排気ガスの排出流量を調整する排出流量調整手段、及び前記第1排気経路から前記第1排気ガス還流経路を経由して前記吸気経路へ供給される排気ガスの供給流量を調整する供給流量調整手段と、
前記触媒の温度の情報に基づいて、前記排出流量調整手段及び前記供給流量調整手段における流量調整状態を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第2排気通路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にある場合に前記排出流量調整手段の開度を小さくするとともに前記供給流量調整手段の開度を大きくするように制御して、前記第2排気通路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にある場合の第2排気経路に対する前記第1排気経路の排出割合を、前記第2排気通路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にない場合の前記第2排気経路に対する前記第1排気経路の排出割合よりも小さくする内燃機関における排気ガス浄化装置。 - 排気ガス流を利用して空気を供給する可変ノズル式ターボチャージャーを備え、前記排気流量調整手段は、前記可変ノズル式ターボチャージャーにおけるタービン部であり、前記供給流量調整手段は、前記第1排気ガス還流経路における排気流量を調整する流量調整弁であり、前記第1排気ガス還流経路は、前記タービン部よりも上流の第1排気経路に接続されており、前記制御手段は、前記タービン部におけるベーン開度と、前記流量調整弁における弁開度とを制御する請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
- 前記排気流量調整手段は、前記第1排気ガス還流経路と前記第1排気経路との接続部よりも下流における第1排気経路に設けた排気絞り弁であり、前記供給流量調整手段は、前記第1排気ガス還流経路における排気流量を調整する流量調整弁であり、前記制御手段は、前記排気絞り弁における弁開度と、前記流量調整弁における弁開度とを制御する請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
- 他の排気経路に設けられた触媒の温度が予め設定された低温域にある場合、前記第1排気経路から排気ガスを排出させないようにした請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の内燃機関における排気ガス浄化装置。
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