JPH09195752A - Exhaust emission control device for engine - Google Patents
Exhaust emission control device for engineInfo
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- JPH09195752A JPH09195752A JP8005787A JP578796A JPH09195752A JP H09195752 A JPH09195752 A JP H09195752A JP 8005787 A JP8005787 A JP 8005787A JP 578796 A JP578796 A JP 578796A JP H09195752 A JPH09195752 A JP H09195752A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気浄
化装置の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an engine exhaust purification device.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車用内燃機関等にあっては、排気浄
化用の触媒コンバータを機関のエキゾーストマニホール
ドの直下に設置して、触媒低温時の活性化を早めるもの
がある。2. Description of the Related Art In some internal combustion engines for automobiles, a catalytic converter for purifying exhaust gas is installed immediately below an exhaust manifold of the engine to accelerate activation of the catalyst at low temperatures.
【0003】この種の排気浄化装置として、例えば図6
に示すようなものがあった(実開平1−66420号公
報、参照)。An example of this type of exhaust emission control device is shown in FIG.
(See Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-66420).
【0004】これについて説明すると、排気通路51は
2つの分岐通路52,53に分岐している。一方の分岐
通路52にメイン触媒コンバータ54が設置され、他方
の分岐通路53にプリ触媒コンバータ56とメイン触媒
コンバータ55が直列に設置され、排気中のHC,CO
の酸化と、NOxの還元が行われる。Explaining this, the exhaust passage 51 is branched into two branch passages 52 and 53. A main catalytic converter 54 is installed in one branch passage 52, and a pre-catalyst converter 56 and a main catalytic converter 55 are installed in series in the other branch passage 53.
Is oxidized and NOx is reduced.
【0005】プリ触媒コンバータ52はエンジンの各気
筒から排出される排気を集めるエキゾーストマニホール
ドにできるだけ近づけて配置され、触媒低温時の活性化
を早めるようになっている。The pre-catalyst converter 52 is arranged as close as possible to the exhaust manifold that collects the exhaust gas discharged from each cylinder of the engine, so as to accelerate the activation at a low temperature of the catalyst.
【0006】各分岐通路52,53を選択的に開閉する
切換弁58が設けられるとともに、各メイン触媒コンバ
ータ54と55の上流側を選択的に連通する開閉弁59
が設けられている。A switching valve 58 for selectively opening / closing the branch passages 52, 53 is provided, and an opening / closing valve 59 for selectively communicating the upstream sides of the main catalytic converters 54, 55.
Is provided.
【0007】排気ガス温度が所定値より低い触媒不活性
域に、切換弁58を介して分岐通路53を開通させると
ともに、開閉弁59を閉じ、排気ガスをプリ触媒コンバ
ータ56を経てメイン触媒コンバータ55に導いて、触
媒の活性化を早める。The branch passage 53 is opened through the switching valve 58 in the catalyst inactive region where the exhaust gas temperature is lower than a predetermined value, the on-off valve 59 is closed, and the exhaust gas is passed through the pre-catalytic converter 56 and the main catalytic converter 55. To accelerate the activation of the catalyst.
【0008】排気ガス温度が所定値以上の高温となる触
媒活性域に、切換弁58を介して分岐通路53を閉塞さ
せるとともに、開閉弁59を開き、排気ガスをプリ触媒
コンバータ56を迂回させつつ各メイン触媒コンバータ
54,55に導いて、プリ触媒コンバータ56の耐熱性
を確保する。While closing the branch passage 53 through the switching valve 58 and opening the opening / closing valve 59 in the catalyst active region where the exhaust gas temperature becomes higher than a predetermined value, the exhaust gas bypasses the pre-catalyst converter 56. The heat resistance of the pre-catalyst converter 56 is ensured by guiding it to the main catalyst converters 54 and 55.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このような従来のエン
ジンの排気浄化装置にあっては、単一の切換弁58を介
してプリ触媒コンバータへ排気を導入するか、プリ触媒
コンバータを迂回して排気を導くかを択一的に行い、プ
リ触媒コンバータ56に対して排気ガスが均一な速度分
布をもって導かれる構造のため、プリ触媒コンバータ5
6の一部に排気を集中的に導いて早期活性化をはかるこ
とができないという問題点があった。In such a conventional engine exhaust emission control device, the exhaust gas is introduced into the pre-catalyst converter via the single switching valve 58, or the pre-catalyst converter is bypassed. The pre-catalyst converter 5 has a structure in which whether to guide the exhaust gas is selectively performed and the exhaust gas is guided to the pre-catalyst converter 56 with a uniform velocity distribution.
There is a problem that exhaust gas cannot be intensively guided to a part of No. 6 for early activation.
【0010】本発明は上記の問題点を解消し、運転条件
に応じてプリ触媒コンバータに導かれる排気の速度分布
を調節できるエンジンの排気浄化装置を提供することを
目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an exhaust gas purifying apparatus for an engine which can adjust the speed distribution of the exhaust gas guided to the pre-catalytic converter according to the operating conditions.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のエンジ
ンの排気浄化装置は、排気通路に直列に設置される排気
浄化用のプリ触媒コンバータおよびメイン触媒コンバー
タと、プリ触媒コンバータに排気を導く触媒通路と、触
媒通路に回動可能に介装される触媒バルブと、プリ触媒
コンバータを迂回して排気を導くバイパス通路と、バイ
パス通路に回動可能に介装されるバイパスバルブと、触
媒バルブを開閉駆動する触媒バルブ駆動手段と、バイパ
スバルブを閉弁方向に付勢するリターンスプリングと、
触媒バルブの開度が所定値より小さい範囲で触媒バルブ
の閉弁作動に連動してバイパスバルブを開弁作動させる
伝達機構と、触媒の不活性域にバイパスバルブを閉弁し
たまま触媒バルブの開度を調節する制御手段と、を備え
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for an engine, which guides exhaust gas to an exhaust gas purifying pre-catalytic converter and a main catalytic converter which are installed in series in an exhaust passage. A catalyst passage, a catalyst valve that is rotatably interposed in the catalyst passage, a bypass passage that bypasses the pre-catalyst converter to guide exhaust gas, a bypass valve that is rotatably interposed in the bypass passage, and a catalyst valve. A catalyst valve drive means for driving the opening and closing, and a return spring for urging the bypass valve in the valve closing direction,
A transmission mechanism that opens the bypass valve in conjunction with the closing operation of the catalyst valve in the range where the opening of the catalyst valve is smaller than a predetermined value, and opens the catalyst valve with the bypass valve closed in the inactive area of the catalyst. Control means for adjusting the degree.
【0012】請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項1に記載の発明において、前記伝達機構とし
て、触媒バルブの開閉作動に連動して回転する伝達ギア
と、バイパスバルブの開閉作動に連動して回転するバイ
パスバルブ駆動ギアと、触媒バルブの開度が所定値より
小さい範囲で伝達ギアとバイパスバルブ駆動ギアが噛合
う歯を削除して形成される切り欠き部と、を備える。According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to the first aspect, the transmission mechanism is a transmission gear that rotates in conjunction with an opening / closing operation of a catalyst valve, and an opening / closing operation of a bypass valve. A bypass valve drive gear that rotates in conjunction with the above, and a notch formed by removing teeth that mesh with the transmission gear and the bypass valve drive gear in a range where the opening of the catalyst valve is smaller than a predetermined value.
【0013】請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項2に記載の発明において、前記伝達機構とし
て、触媒バルブの開閉作動に連動して回転するフック
と、バイパスバルブの開閉作動に連動して回転するとと
もに触媒バルブの開度が所定値より小さい範囲でフック
と係合するストッパと、を備える。According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to the second aspect, the transmission mechanism includes a hook that rotates in conjunction with an opening / closing operation of a catalyst valve and an opening / closing operation of a bypass valve. A stopper that rotates in conjunction with the hook and that engages with the hook when the opening of the catalyst valve is smaller than a predetermined value.
【0014】請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置
は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記触媒バルブを回動可能に支持する触媒バルブシ
ャフトとバイパスバルブを回動可能に支持するバイパス
バルブシャフトを同一軸上に配置する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exhaust emission control system for an engine according to any one of the first to third aspects, wherein a catalyst valve shaft for rotatably supporting the catalyst valve and a bypass valve are rotated. A bypass valve shaft movably supported is arranged on the same axis.
【0015】[0015]
【作用】請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置にお
いて、触媒の不活性域に、バイパスバルブを介してバイ
パス通路を閉じる一方、触媒バルブが触媒通路の通路中
心線に対して所定角度で傾斜する半開位置に調節される
ことにより、プリ触媒コンバータに導かれる排気は触媒
バルブに当たって偏向され、プリ触媒コンバータに対す
る排気の速度分布が部分的に高められる。これにより、
プリ触媒コンバータが部分的に活性化し、プリ触媒コン
バータを介して排気浄化が行われるとともに、メイン触
媒コンバータの活性化を早められる。In the engine exhaust emission control device according to the first aspect of the present invention, the bypass passage is closed in the inactive region of the catalyst through the bypass valve, while the catalyst valve is inclined at a predetermined angle with respect to the passage center line of the catalyst passage. The exhaust gas guided to the pre-catalytic converter is deflected by hitting the catalytic valve by adjusting the half-open position so that the speed distribution of the exhaust gas with respect to the pre-catalytic converter is partially enhanced. This allows
The pre-catalytic converter is partially activated, exhaust gas is purified through the pre-catalytic converter, and the activation of the main catalytic converter is accelerated.
【0016】触媒の活性域に、バイパスバルブを介して
バイパス通路を開く一方、触媒バルブを介して触媒通路
を閉じて、排気をプリ触媒コンバータを迂回して導くこ
とにより、プリ触媒コンバータの耐熱性を確保するとと
もに、メイン触媒コンバータを介して排気浄化が行われ
る。By opening the bypass passage through the bypass valve and closing the catalyst passage through the catalyst valve in the active region of the catalyst, the exhaust gas is guided around the precatalyst converter, so that the heat resistance of the precatalyst converter is improved. And the exhaust gas is purified through the main catalytic converter.
【0017】このように、単一の触媒バルブ駆動手段を
介してバイパスバルブを開閉するとともに、バイパスバ
ルブと独立して触媒バルブの開度を調節することによ
り、構造の簡素化がはかれる。As described above, the structure can be simplified by opening and closing the bypass valve via the single catalyst valve drive means and adjusting the opening of the catalyst valve independently of the bypass valve.
【0018】請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置
において、触媒の活性域に、触媒バルブ駆動手段を介し
て伝達ギアを介して触媒バルブが全閉位置に駆動された
状態で、伝達ギアとバイパスバルブ駆動ギアが噛合うこ
とにより、バイパスバルブは触媒バルブ駆動手段からの
駆動力が伝えられ、リターンスプリングの付勢力に抗し
て全開位置に駆動される。In the exhaust gas purifying apparatus for an engine according to a second aspect of the present invention, in the active region of the catalyst, the catalyst gear is driven to the fully closed position via the transmission gear via the catalyst valve drive means. By engaging the bypass valve drive gear, the drive force from the catalyst valve drive means is transmitted to the bypass valve and is driven to the fully open position against the biasing force of the return spring.
【0019】触媒の不活性域に、触媒バルブ駆動手段に
より伝達ギアを介して触媒バルブが半開位置に駆動され
た状態で、伝達ギアとバイパスバルブ駆動ギアは切欠き
部を介して対峙することにより、バイパスバルブは触媒
バルブ駆動手段からの駆動力が伝えられず、リターンス
プリングの付勢力により全閉位置に保持される。In the inactive area of the catalyst, the transmission gear and the bypass valve drive gear are opposed to each other via the notch while the catalyst valve is driven to the half-open position by the catalyst valve drive means via the transmission gear. The bypass valve is held at the fully closed position by the urging force of the return spring without being transmitted with the driving force from the catalyst valve driving means.
【0020】したがって、単一のステップモータ等で構
成される触媒バルブ駆動手段を介してバイパスバルブと
独立して触媒バルブの開度を調節することが可能とな
り、構造の簡素化がはかれる。Therefore, the opening of the catalyst valve can be adjusted independently of the bypass valve via the catalyst valve driving means composed of a single step motor or the like, and the structure can be simplified.
【0021】請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置
において、触媒の活性域に、触媒バルブ駆動手段により
触媒バルブが全閉位置に駆動された状態で、フックがス
トッパと係合して回転することにより、バイパスバルブ
は触媒バルブ駆動手段からの駆動力が伝えられ、リター
ンスプリングの付勢力に抗して全開位置に駆動される。In the engine exhaust emission control device according to the third aspect, the hook engages with the stopper and rotates in a state where the catalyst valve is driven to the fully closed position by the catalyst valve drive means in the active region of the catalyst. Thus, the drive force from the catalyst valve drive means is transmitted to the bypass valve, and the bypass valve is driven to the fully open position against the biasing force of the return spring.
【0022】触媒の不活性域に、触媒バルブ駆動手段を
介して伝達ギアを介して触媒バルブが半開位置に駆動さ
れた状態で、フックはストッパに係合せず、バイパスバ
ルブは触媒バルブ駆動手段からの駆動力が伝えられず、
リターンスプリングの付勢力により全閉位置に保持され
る。In the inactive area of the catalyst, the hook is not engaged with the stopper and the bypass valve is driven from the catalyst valve driving means while the catalyst valve is driven to the half-open position via the transmission gear via the catalyst valve driving means. The driving force of
It is held in the fully closed position by the biasing force of the return spring.
【0023】したがって、単一のステップモータ等で構
成される触媒バルブ駆動手段を介してバイパスバルブと
独立して触媒バルブの開度を調節することが可能とな
り、構造の簡素化がはかれる。Therefore, the opening of the catalyst valve can be adjusted independently of the bypass valve via the catalyst valve drive means composed of a single step motor or the like, and the structure can be simplified.
【0024】請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置
において、触媒バルブを回動可能に支持する触媒バルブ
シャフトとバイパスバルブを回動可能に支持するバイパ
スバルブシャフトを同一軸上に配置する構造により、装
置の小型化がはかれる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an engine exhaust gas purification apparatus having a structure in which a catalyst valve shaft for rotatably supporting a catalyst valve and a bypass valve shaft for rotatably supporting a bypass valve are arranged on the same axis. The device can be downsized.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0026】図1に示すように、エンジンの排気通路1
にはプリ触媒コンバータ2とメイン触媒コンバータ3が
直列に設置され、排気中のHC,COの酸化と、NOx
の還元が行われる。As shown in FIG. 1, the exhaust passage 1 of the engine
A pre-catalytic converter 2 and a main catalytic converter 3 are installed in series in the exhaust gas, to oxidize HC and CO in the exhaust gas and NOx.
Is reduced.
【0027】コントロールユニット5は、エンジン吸入
空気量Q、エンジン回転数N等の検出信号を入力し、空
燃比を理論空燃比に近づける基本燃料噴射量Tp(=K
×Q/N;Kは定数)が算出されるととともに、O2セ
ンサ8,9の検出信号を入力し、所定のストイキ域で空
燃比が目標値を中心とした狭い範囲に収まるように燃料
噴射量Tiを次式で算出してフィードバック制御する。The control unit 5 receives detection signals such as the engine intake air amount Q and the engine speed N and inputs the basic fuel injection amount Tp (= K) which brings the air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio.
X Q / N; K is a constant) and the detection signals of the O 2 sensors 8 and 9 are input, and the fuel is adjusted so that the air-fuel ratio falls within a narrow range around the target value in a predetermined stoichiometric range. The injection amount Ti is calculated by the following equation and feedback control is performed.
【0028】Ti=Tp×α×COEF+Ts …
(1) ただし、αは空燃比フィードバック補正係数、COEF
は冷却水温センサ19で検出される冷却水温度Tw等を
パラメータとした各種補正係数の和、Tsは無効噴射パ
ルス幅である。Ti = Tp × α × COEF + Ts ...
(1) where α is the air-fuel ratio feedback correction coefficient, COEF
Is the sum of various correction coefficients using the coolant temperature Tw and the like detected by the coolant temperature sensor 19 as parameters, and Ts is the invalid injection pulse width.
【0029】排気通路1はエンジンからの排気をプリ触
媒コンバータ2が収装される触媒通路21と、プリ触媒
コンバータ2を迂回させてメイン触媒コンバータ3へと
導くバイパス通路22が配設される。The exhaust passage 1 is provided with a catalyst passage 21 in which exhaust gas from the engine is housed in the pre-catalyst converter 2 and a bypass passage 22 which bypasses the pre-catalyst converter 2 and leads to the main catalyst converter 3.
【0030】プリ触媒コンバータ2はエンジンの各気筒
から排出される排気を集めるエキゾーストマニホールド
10にできるだけ近づけて配置され、触媒低温時の活性
化を早めるようになっている。The pre-catalyst converter 2 is arranged as close as possible to the exhaust manifold 10 that collects the exhaust gas discharged from each cylinder of the engine so as to accelerate the activation at a low temperature of the catalyst.
【0031】排気通路1の途中には触媒通路21への排
気の導入を制限する触媒バルブ11と、バイパス通路2
2への排気の導入を制限するバイパスバルブ12が並ん
で設けられる。A catalyst valve 11 for restricting the introduction of exhaust gas into the catalyst passage 21 and a bypass passage 2 are provided in the middle of the exhaust passage 1.
A bypass valve 12 is installed side by side to limit the introduction of the exhaust gas to the two.
【0032】図1に示すように、エキゾーストマニホー
ルド10の出口にはチャンバ20が接続され、チャンバ
20に触媒バルブ11とバイパスバルブ12のそれぞれ
が収装される。触媒通路21の開口径は、バイパス通路
22の開口径に比べて小さくなっている。As shown in FIG. 1, a chamber 20 is connected to the outlet of the exhaust manifold 10, and a catalyst valve 11 and a bypass valve 12 are housed in the chamber 20, respectively. The opening diameter of the catalyst passage 21 is smaller than the opening diameter of the bypass passage 22.
【0033】触媒バルブ11は円盤状に形成され、触媒
バルブシャフト13を介して回動可能に支持される。The catalyst valve 11 is formed in a disc shape and is rotatably supported via a catalyst valve shaft 13.
【0034】図2に示すように、触媒バルブ11を開閉
駆動する触媒バルブ駆動手段として、ステップモータ1
7が設けられる。As shown in FIG. 2, the step motor 1 is used as a catalyst valve driving means for opening and closing the catalyst valve 11.
7 are provided.
【0035】触媒バルブシャフト13の一端に触媒バル
ブ駆動ギア14が連結される。触媒バルブ駆動ギア14
は伝達ギア15を介してピニオンギア16に噛合い、ピ
ニオンギア16はステップモータ17の回転軸に連結さ
れる。ステップモータ17の回転によりピニオンギア1
6、伝達ギア15、触媒バルブ駆動ギア14を介して触
媒バルブシャフト13が回転する。A catalyst valve drive gear 14 is connected to one end of the catalyst valve shaft 13. Catalyst valve drive gear 14
Meshes with a pinion gear 16 via a transmission gear 15, and the pinion gear 16 is connected to a rotation shaft of a step motor 17. Rotation of the step motor 17 causes the pinion gear 1
6, the catalyst valve shaft 13 rotates via the transmission gear 15, the catalyst valve drive gear 14.
【0036】ステップモータ17の回転はコントロール
ユニット5から送られる信号により制御される。触媒バ
ルブ11は、ステップモータ17の回転によって触媒通
路21の通路中心線に対して略直交する全閉位置と、通
路中心線に対して略平行となる全開位置の間でその開度
が連続的に調節されるようになっている。The rotation of the step motor 17 is controlled by a signal sent from the control unit 5. The opening of the catalyst valve 11 is continuous between the fully closed position that is substantially orthogonal to the passage centerline of the catalyst passage 21 and the fully opened position that is substantially parallel to the passage centerline due to the rotation of the step motor 17. It is adjusted to.
【0037】バイパスバルブ12は円盤状に形成され、
バイパスバルブシャフト23を介して回動可能に支持さ
れる。The bypass valve 12 is formed in a disc shape,
It is rotatably supported via the bypass valve shaft 23.
【0038】バイパスバルブシャフト23は触媒バルブ
バルブシャフト13と同軸上に配置される。触媒バルブ
シャフト13は筒状に形成され、触媒バルブシャフト1
3の内部にバイパスバルブシャフト23が貫通して設け
られる。The bypass valve shaft 23 is arranged coaxially with the catalyst valve valve shaft 13. The catalyst valve shaft 13 is formed in a tubular shape, and the catalyst valve shaft 1
A bypass valve shaft 23 is provided so as to penetrate inside 3.
【0039】触媒バルブ11の開度が所定値より小さい
範囲で、触媒バルブ11の閉弁作動に連動してバイパス
バルブ12を開弁作動させる伝達機構として、バイパス
バルブシャフト23の一端にバイパスバルブ駆動ギア2
4が連結され、バイパスバルブ駆動ギア24に噛合う伝
達ギア25が伝達ギア15に結合される。すなわち、触
媒バルブ11が開閉するのに伴って伝達ギア15と共に
伝達ギア25が回転し、伝達ギア25に噛合うバイパス
バルブ駆動ギア24を介してバイパスバルブ12が開閉
するようになっている。When the opening of the catalyst valve 11 is smaller than a predetermined value, a bypass valve drive is provided at one end of the bypass valve shaft 23 as a transmission mechanism for opening the bypass valve 12 in conjunction with the closing operation of the catalyst valve 11. Gear 2
4 is connected, and a transmission gear 25 that meshes with the bypass valve drive gear 24 is coupled to the transmission gear 15. That is, the transmission gear 25 rotates together with the transmission gear 15 as the catalyst valve 11 opens and closes, and the bypass valve 12 opens and closes via the bypass valve drive gear 24 that meshes with the transmission gear 25.
【0040】触媒バルブ11の開度が所定値より小さい
範囲で、触媒バルブ11をバイパスバルブ12と独立し
て開閉作動させるために、伝達ギア25の外周には切欠
き部26が形成される。切欠き部26はバイパスバルブ
駆動ギア24に噛合う歯を削除して形成される。切欠き
部26は、触媒バルブ11が所定の開度より小さい開度
範囲で伝達ギア25とバイパスバルブ駆動ギア24が噛
合うように所定の角度範囲に形成される。In order to open / close the catalyst valve 11 independently of the bypass valve 12 within a range where the opening of the catalyst valve 11 is smaller than a predetermined value, a notch 26 is formed on the outer periphery of the transmission gear 25. The notch 26 is formed by removing the teeth that mesh with the bypass valve drive gear 24. The notch portion 26 is formed in a predetermined angle range so that the transmission gear 25 and the bypass valve drive gear 24 mesh with each other in an opening range in which the catalyst valve 11 is smaller than a predetermined opening degree.
【0041】バイパスバルブ12を閉弁方向に付勢する
リターンスプリング27が設けられる。コイル状をした
リターンスプリング27は、その一端がバイパスバルブ
シャフト23に結合され、その他端が連結部材28を介
してチャンバ20側に結合される。A return spring 27 for urging the bypass valve 12 in the valve closing direction is provided. One end of the coiled return spring 27 is connected to the bypass valve shaft 23, and the other end thereof is connected to the chamber 20 side via the connecting member 28.
【0042】コントロールユニット5は、スタータスイ
ッチ信号と吸気量Qとエンジン回転数Nおよび冷却水温
度Tw等の検出信号を入力して、触媒バルブ11とバイ
パスバルブ12の開閉作動を制御する。The control unit 5 receives the starter switch signal, the intake air amount Q, the engine speed N, the cooling water temperature Tw, and other detection signals to control the opening / closing operations of the catalyst valve 11 and the bypass valve 12.
【0043】触媒の不活性域に、バイパスバルブ12を
介してバイパス通路22を閉じる一方、触媒バルブ11
の開度を調節して、触媒バルブ11の整流作用によりプ
リ触媒コンバータ2に対する排気の速度分布が触媒の活
性化が進むのに伴って次第に均一化するように制御す
る。In the inactive area of the catalyst, the bypass passage 22 is closed through the bypass valve 12, while the catalyst valve 11 is closed.
The opening degree of the exhaust gas is adjusted so that the speed distribution of the exhaust gas with respect to the pre-catalytic converter 2 is gradually made uniform as the activation of the catalyst progresses due to the rectifying action of the catalyst valve 11.
【0044】ステップモータ17の回転によりピニオン
ギア16、伝達ギア15、触媒バルブ駆動ギア14を介
して触媒バルブシャフト13が回転し、触媒バルブ11
が半開位置に駆動される。このように触媒バルブ11が
半開位置に保持された状態で、伝達ギア25の切欠き部
26がバイパスバルブ駆動ギア24に対峙する。これに
より、バイパスバルブ12はステップモータ17の駆動
力が伝えられず、リターンスプリング27の付勢力によ
り全閉位置に保持される。The rotation of the step motor 17 causes the catalyst valve shaft 13 to rotate via the pinion gear 16, the transmission gear 15, and the catalyst valve drive gear 14, and the catalyst valve 11
Is driven to the half open position. As described above, the cutout portion 26 of the transmission gear 25 faces the bypass valve drive gear 24 in the state where the catalyst valve 11 is held in the half open position. As a result, the bypass valve 12 is held in the fully closed position by the urging force of the return spring 27 without the driving force of the step motor 17 being transmitted.
【0045】触媒の不活性域に、バイパスバルブ12を
介してバイパス通路22を閉じる一方、触媒バルブ11
が触媒通路21の通路中心線に対して所定角度で傾斜す
る半開位置に保持されることにより、インテークマニホ
ールド10から触媒通路21を通過してプリ触媒コンバ
ータ2に導かれる排気は触媒バルブ11に当たって偏向
され、プリ触媒コンバータ2に対する排気の速度分布が
部分的に高められる。これにより、プリ触媒コンバータ
2が部分的に活性化し、触媒バルブ11が開弁するのに
伴って活性化する部分が次第に拡大することにより、活
性化を早められる。これにより、プリ触媒コンバータ2
を介して排気浄化が行われるとともに、メイン触媒コン
バータ3の活性化を早める。In the inactive region of the catalyst, the bypass passage 22 is closed through the bypass valve 12, while the catalyst valve 11 is closed.
Is held at a half-open position that is inclined at a predetermined angle with respect to the passage center line of the catalyst passage 21, so that the exhaust gas passing from the intake manifold 10 through the catalyst passage 21 to the pre-catalyst converter 2 hits the catalyst valve 11 and is deflected. Thus, the velocity distribution of the exhaust gas with respect to the pre-catalytic converter 2 is partially enhanced. As a result, the pre-catalyst converter 2 is partially activated, and the activated portion gradually expands as the catalyst valve 11 opens, so that activation can be accelerated. Thereby, the pre-catalyst converter 2
The exhaust gas is purified via the valve and the activation of the main catalytic converter 3 is accelerated.
【0046】触媒の活性域に、バイパスバルブ12を介
してバイパス通路22を開き、触媒バルブ11を介して
触媒通路21を閉じて、排気をプリ触媒コンバータ2を
迂回して導く。In the active region of the catalyst, the bypass passage 22 is opened via the bypass valve 12, the catalyst passage 21 is closed via the catalyst valve 11, and the exhaust gas is guided by bypassing the precatalyst converter 2.
【0047】ステップモータ17の回転によりピニオン
ギア16、伝達ギア15、触媒バルブ駆動ギア14を介
して触媒バルブシャフト13が回転し、触媒バルブ11
が全閉位置に駆動される。このように触媒バルブ11が
全閉位置に駆動されるのに伴って、伝達ギア25の切欠
き部26がバイパスバルブ駆動ギア24に対峙する位置
から外れ、伝達ギア25とバイパスバルブ駆動ギア24
が互いに噛合い、バイパスバルブ12はステップモータ
17の駆動力が伝えられ、リターンスプリング27の付
勢力に抗して全閉位置に駆動される。The rotation of the step motor 17 causes the catalyst valve shaft 13 to rotate via the pinion gear 16, the transmission gear 15, and the catalyst valve drive gear 14, and the catalyst valve 11
Is driven to the fully closed position. As the catalyst valve 11 is driven to the fully closed position in this way, the cutout portion 26 of the transmission gear 25 moves out of the position facing the bypass valve drive gear 24, and the transmission gear 25 and the bypass valve drive gear 24
Are engaged with each other, the driving force of the step motor 17 is transmitted to the bypass valve 12, and the bypass valve 12 is driven to the fully closed position against the biasing force of the return spring 27.
【0048】触媒の活性域に、排気がプリ触媒コンバー
タ2を迂回して導かれることにより、プリ触媒コンバー
タ2の耐熱性を確保するとともに、メイン触媒コンバー
タ3を介して排気浄化が行われる。Exhaust gas is guided to the active area of the catalyst while bypassing the pre-catalyst converter 2, so that the heat resistance of the pre-catalyst converter 2 is ensured and the exhaust gas is purified through the main catalyst converter 3.
【0049】伝達ギア25にバイパスバルブ駆動ギア2
4に対峙する切欠き部26が設けられる構造により、単
一のステップモータ17を介してバイパスバルブ12を
開閉駆動するとともに、バイパスバルブ12と独立して
触媒バルブ11の開度を調節することが可能となり、構
造の簡素化がはかれる。The bypass valve drive gear 2 is attached to the transmission gear 25.
With the structure in which the notch portion 26 facing 4 is provided, the bypass valve 12 can be opened / closed via the single step motor 17, and the opening degree of the catalyst valve 11 can be adjusted independently of the bypass valve 12. This is possible and the structure can be simplified.
【0050】次に、図4、図5に示す実施形態について
説明する。なお、図1、図2との対応部分には同一符号
を付す。Next, the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 will be described. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
【0051】触媒バルブシャフト13の一端に触媒バル
ブ駆動ギア34が連結される。触媒バルブ駆動ギア34
はピニオンギア16に噛合い、ピニオンギア16はステ
ップモータ17の回転軸に連結される。ステップモータ
17の回転によりピニオンギア16と触媒バルブ駆動ギ
ア34を介して触媒バルブシャフト13が回転する。A catalyst valve drive gear 34 is connected to one end of the catalyst valve shaft 13. Catalyst valve drive gear 34
Meshes with the pinion gear 16, and the pinion gear 16 is connected to the rotation shaft of the step motor 17. The rotation of the step motor 17 causes the catalyst valve shaft 13 to rotate via the pinion gear 16 and the catalyst valve drive gear 34.
【0052】触媒バルブ11の閉弁作動に連動してバイ
パスバルブ12を開弁作動させる伝達機構として、バイ
パスバルブシャフト23の一端にフック31が連結さ
れ、フック31に係合するストッパ30が触媒バルブ駆
動ギア34に結合される。触媒バルブ11が閉弁するの
に伴ってストッパ30が回転し、ストッパ30に係合す
るフック31を介してバイパスバルブ12が開弁するよ
うになっている。As a transmission mechanism for opening the bypass valve 12 in conjunction with the closing operation of the catalyst valve 11, a hook 31 is connected to one end of the bypass valve shaft 23, and a stopper 30 engaging with the hook 31 is a catalyst valve. It is coupled to the drive gear 34. The stopper 30 is rotated as the catalyst valve 11 is closed, and the bypass valve 12 is opened via the hook 31 engaging with the stopper 30.
【0053】触媒バルブ11が所定の開度より小さい開
度範囲でストッパ30とフックが係合するようになって
いる。The stopper 30 and the hook engage with each other in the opening range of the catalyst valve 11 smaller than a predetermined opening.
【0054】バイパスバルブ12を閉弁方向に付勢する
リターンスプリング27が設けられる。コイル状をした
リターンスプリング27は、その一端がバイパスバルブ
シャフト23に結合され、その他端が連結部材28を介
してチャンバ20側に結合される。A return spring 27 for urging the bypass valve 12 in the valve closing direction is provided. One end of the coiled return spring 27 is connected to the bypass valve shaft 23, and the other end thereof is connected to the chamber 20 side via the connecting member 28.
【0055】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.
【0056】触媒の不活性域では、ステップモータ17
の回転によりピニオンギア16、触媒バルブ駆動ギア3
4を介して触媒バルブシャフト13が回転し、触媒バル
ブ11が半開位置に駆動される。In the inactive area of the catalyst, the step motor 17
Rotation of the pinion gear 16, the catalyst valve drive gear 3
The catalyst valve shaft 13 rotates via 4 and the catalyst valve 11 is driven to the half open position.
【0057】このように触媒バルブ11が半開位置に保
持された状態で、ストッパ30はフック31に係合しな
いので、バイパスバルブ12はステップモータ17の駆
動力が伝えられず、リターンスプリング27の付勢力に
より全閉位置に保持される。Since the stopper 30 does not engage with the hook 31 while the catalyst valve 11 is held in the half-open position in this way, the drive force of the step motor 17 is not transmitted to the bypass valve 12 and the return spring 27 is attached. It is held in the fully closed position by power.
【0058】触媒の活性域では、ステップモータ17の
回転によりピニオンギア16、触媒バルブ駆動ギア34
を介して触媒バルブシャフト13が回転し、触媒バルブ
11が全閉位置に駆動される。In the active area of the catalyst, the pinion gear 16 and the catalyst valve drive gear 34 are rotated by the rotation of the step motor 17.
The catalyst valve shaft 13 is rotated via the, and the catalyst valve 11 is driven to the fully closed position.
【0059】このように触媒バルブ11が全閉位置に駆
動されるのに伴って、ストッパ30がフック31に係合
することにより、バイパスバルブ12にステップモータ
17の駆動力が伝えられ、バイパスバルブ12はリター
ンスプリング27の付勢力に抗して全開位置に駆動され
る。単一のステップモータ17を介してバイパスバルブ
12と独立して触媒バルブ11の開度を調節するため、
構造の簡素化がはかれる。As the catalyst valve 11 is driven to the fully closed position in this way, the stopper 30 engages with the hook 31, whereby the driving force of the step motor 17 is transmitted to the bypass valve 12, and the bypass valve 12 is transmitted. 12 is driven to the fully open position against the biasing force of the return spring 27. In order to adjust the opening of the catalyst valve 11 independently of the bypass valve 12 via the single step motor 17,
The structure can be simplified.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載のエ
ンジンの排気浄化装置は、触媒の不活性域に、バイパス
バルブを介してバイパス通路を閉じる一方、触媒バルブ
が触媒通路の通路中心線に対して所定角度で傾斜する半
開位置に調節され、プリ触媒コンバータに対する排気の
速度分布が部分的に高められることにより、プリ触媒コ
ンバータが部分的に活性化し、プリ触媒コンバータを介
して排気浄化が行われるとともに、メイン触媒コンバー
タの活性化を早められる。また、単一の触媒バルブ駆動
手段を介してバイパスバルブを開閉するとともに、バイ
パスバルブと独立して触媒バルブの開度を調節すること
により、装置の簡素化、小型化がはかれる。As described above, in the engine exhaust gas purification apparatus according to the first aspect of the present invention, the bypass passage is closed through the bypass valve in the inactive region of the catalyst, while the catalyst valve causes the passage center line of the catalyst passage to pass through. Is adjusted to a half-open position that is inclined at a predetermined angle with respect to, and the speed distribution of the exhaust gas relative to the pre-catalytic converter is partially increased, so that the pre-catalytic converter is partially activated and exhaust gas purification is performed via the pre-catalytic converter. As well as being done, the activation of the main catalytic converter can be accelerated. Further, by opening and closing the bypass valve via a single catalyst valve drive means and adjusting the opening of the catalyst valve independently of the bypass valve, the apparatus can be simplified and downsized.
【0061】請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置
は、触媒の不活性域に、触媒バルブ駆動手段により伝達
ギアを介して触媒バルブが半開位置に駆動された状態
で、伝達ギアとバイパスバルブ駆動ギアは切欠き部を介
して対峙することにより、バイパスバルブは触媒バルブ
駆動手段からの駆動力が伝えられず、単一のステップモ
ータ等を介してバイパスバルブと独立して触媒バルブの
開度を調節することが可能となり、構造の簡素化がはか
れる。According to a second aspect of the present invention, there is provided an exhaust emission control device for an engine, wherein the catalyst gear is driven to a half-open position by the catalyst valve drive means via the transmission gear in the inactive region of the catalyst, and the transmission gear and the bypass valve are provided. The drive gear faces the notch so that the bypass valve does not receive the driving force from the catalyst valve drive means, and the opening of the catalyst valve is independent of the bypass valve via a single step motor or the like. Can be adjusted, and the structure can be simplified.
【0062】請求項3に記載のエンジンの排気浄化装置
は、触媒の不活性域に、触媒バルブ駆動手段を介して伝
達ギアを介して触媒バルブが半開位置に駆動された状態
で、フックはストッパに係合せず、バイパスバルブは触
媒バルブ駆動手段からの駆動力が伝えられず、単一のス
テップモータ等を介してバイパスバルブと独立して触媒
バルブの開度を調節することが可能となり、構造の簡素
化がはかれる。According to the third aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for an engine, the hook is a stopper when the catalyst valve is driven to the half-open position in the inactive region of the catalyst via the transmission gear via the catalyst valve drive means. The drive force from the catalyst valve drive means is not transmitted to the bypass valve and the opening degree of the catalyst valve can be adjusted independently of the bypass valve via a single step motor or the like. Can be simplified.
【0063】請求項4に記載のエンジンの排気浄化装置
は、触媒バルブを回動可能に支持する触媒バルブシャフ
トとバイパスバルブを回動可能に支持するバイパスバル
ブシャフトを同一軸上に配置する構造により、装置の小
型化がはかれる。According to another aspect of the engine exhaust emission control device of the present invention, the catalyst valve shaft for rotatably supporting the catalyst valve and the bypass valve shaft for rotatably supporting the bypass valve are arranged on the same axis. The device can be downsized.
【図1】本発明の実施の形態を示すチャンバ等の断面
図。FIG. 1 is a sectional view of a chamber and the like showing an embodiment of the present invention.
【図2】同じくチャンバ等の側面図。FIG. 2 is a side view of the chamber and the like.
【図3】同じく排気浄化装置のシステム図。FIG. 3 is a system diagram of an exhaust emission control device.
【図4】他の実施の形態を示すチャンバ等の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a chamber and the like showing another embodiment.
【図5】同じくチャンバ等の側面図。FIG. 5 is a side view of the chamber and the like.
【図6】従来例を示す排気浄化装置のシステム図。FIG. 6 is a system diagram of an exhaust gas purification device showing a conventional example.
1 排気通路 2 プリ触媒コンバータ 3 メイン触媒コンバータ 4 バイパス通路 5 コントロールユニット 10 エキゾーストマニホールド 11 触媒バルブ 12 バイパスバルブ 13 触媒バルブシャフト 14 触媒バルブ駆動ギア 15 伝達ギア 16 ピニオンギア 17 ステップモータ 21 触媒通路 22 バイパス通路 23 バイパスバルブシャフト 24 バイパスバルブ駆動ギア 25 伝達ギア 26 切欠き部 27 リターンスプリング 30 ストッパ 31 フック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust passage 2 Pre-catalyst converter 3 Main catalytic converter 4 Bypass passage 5 Control unit 10 Exhaust manifold 11 Catalyst valve 12 Bypass valve 13 Catalyst valve shaft 14 Catalyst valve drive gear 15 Transmission gear 16 Pinion gear 17 Step motor 21 Catalyst passage 22 Bypass passage 23 Bypass Valve Shaft 24 Bypass Valve Drive Gear 25 Transmission Gear 26 Notch 27 Return Spring 30 Stopper 31 Hook
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 幹雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mikio Matsumoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (4)
プリ触媒コンバータおよびメイン触媒コンバータと、 プリ触媒コンバータに排気を導く触媒通路と、 触媒通路に回動可能に介装される触媒バルブと、 プリ触媒コンバータを迂回して排気を導くバイパス通路
と、 バイパス通路に回動可能に介装されるバイパスバルブ
と、 触媒バルブを開閉駆動する触媒バルブ駆動手段と、 バイパスバルブを閉弁方向に付勢するリターンスプリン
グと、 触媒バルブの開度が所定値より小さい範囲で触媒バルブ
の閉弁作動に連動してバイパスバルブを開弁作動させる
伝達機構と、 触媒の不活性域にバイパスバルブを閉弁したまま触媒バ
ルブの開度を調節する制御手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。1. A pre-catalyst converter and a main catalytic converter for exhaust purification installed in series in an exhaust passage, a catalyst passage for guiding exhaust gas to the pre-catalyst converter, and a catalyst valve rotatably interposed in the catalyst passage. A bypass passage for bypassing the pre-catalyst converter to guide the exhaust gas, a bypass valve rotatably installed in the bypass passage, a catalyst valve driving means for opening and closing the catalyst valve, and a bypass valve in the closing direction. A return spring that energizes, a transmission mechanism that opens the bypass valve in conjunction with the closing operation of the catalyst valve when the opening of the catalyst valve is smaller than a predetermined value, and closes the bypass valve in the inactive area of the catalyst. An exhaust emission control device for an engine, comprising: a control unit that adjusts the opening of a catalyst valve while the valve is open.
バルブ駆動ギアと、 触媒バルブの開度が所定値より小さい範囲で伝達ギアと
バイパスバルブ駆動ギアが噛合う歯を削除して形成され
る切り欠き部と、 を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの
排気浄化装置。2. As the transmission mechanism, a transmission gear that rotates in conjunction with the opening / closing operation of the catalyst valve, a bypass valve drive gear that rotates in conjunction with the opening / closing operation of the bypass valve, and an opening degree of the catalyst valve of a predetermined value. The exhaust emission control device for an engine according to claim 1, further comprising: a notch formed by removing teeth that mesh with the transmission gear and the bypass valve drive gear in a smaller range.
触媒バルブの開度が所定値より小さい範囲でフックと係
合するストッパと、 を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの
排気浄化装置。3. The transmission mechanism includes a hook that rotates in conjunction with the opening / closing operation of a catalyst valve, and a hook that rotates in conjunction with the opening / closing operation of a bypass valve and that has a degree of opening of the catalyst valve smaller than a predetermined value. The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1, further comprising: a stopper that engages with the stopper.
バルブシャフトとバイパスバルブを回動可能に支持する
バイパスバルブシャフトを同一軸上に配置したことを特
徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジ
ンの排気浄化装置。4. The catalyst valve shaft for rotatably supporting the catalyst valve and the bypass valve shaft for rotatably supporting the bypass valve are arranged on the same axis. The exhaust gas purification device for an engine according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8005787A JPH09195752A (en) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Exhaust emission control device for engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8005787A JPH09195752A (en) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Exhaust emission control device for engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09195752A true JPH09195752A (en) | 1997-07-29 |
Family
ID=11620822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8005787A Pending JPH09195752A (en) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Exhaust emission control device for engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09195752A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115013126A (en) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 东风汽车集团股份有限公司 | Exhaust structure and exhaust control method |
-
1996
- 1996-01-17 JP JP8005787A patent/JPH09195752A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115013126A (en) * | 2022-05-18 | 2022-09-06 | 东风汽车集团股份有限公司 | Exhaust structure and exhaust control method |
CN115013126B (en) * | 2022-05-18 | 2023-08-15 | 东风汽车集团股份有限公司 | Exhaust structure and exhaust control method |
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