JPH11153026A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine

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JPH11153026A
JPH11153026A JP31924797A JP31924797A JPH11153026A JP H11153026 A JPH11153026 A JP H11153026A JP 31924797 A JP31924797 A JP 31924797A JP 31924797 A JP31924797 A JP 31924797A JP H11153026 A JPH11153026 A JP H11153026A
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JP
Japan
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exhaust
exhaust gas
reburning
oxygen
internal combustion
Prior art date
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Application number
JP31924797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Tayama
彰 田山
Kazuhiko Kanetoshi
和彦 兼利
Hirobumi Tsuchida
博文 土田
Keiji Okada
圭司 岡田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel consumption and to prevent fouling of an exhaust gas system. SOLUTION: Exhaust gas exhausted from an engine 2 flows in a recombustion chamber 7 after oxygen is fed to a part, where an exhaust pressure of exhaust pulsation is decreased, by an oxygen feed means 11. In this case, a velocity of flow of exhaust gas is rapidly decreased by the recombustion chamber 7 to rapidly expand an exhaust passage, and break away is caused to occur to a flow by an eddy current generating means 8. A part where concentration of an unburnt component (CO, HC) is high and a part where oxygen concentration is high alternately occur at the periphery of an ignition plug 10. Further, a part where a quantity of unburning component is high in exhaust gas is ignited by an ignition means 10 and exhaust gas is caused to effect stratified combustion. This constitution effectively warms up a catalyst 5 and the catalyst is early activated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、排気を浄化する
触媒が早期に活性化するように、排気中の未燃焼成分を
再燃焼させて触媒を暖機する内燃機関の排気浄化装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which warms up a catalyst by reburning unburned components in exhaust gas so that a catalyst for purifying exhaust gas is activated early.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、内燃機関が始動直後で充分に暖
まっておらず、排気ガス温度が低い場合には、三元触媒
のような排気ガス中の有害成分(CO,HC等)を取り
除く触媒が充分に活性化していないため、触媒の排気浄
化能力が低く、排気ガス中の有害成分の排出量が多くな
る。そこで、内燃機関の始動後の早い時期に触媒を活性
化させるため、排気ガスを再度燃焼させて触媒を暖機す
る技術が案出された。
2. Description of the Related Art In general, when an internal combustion engine is not sufficiently warmed immediately after starting and exhaust gas temperature is low, a catalyst such as a three-way catalyst for removing harmful components (CO, HC, etc.) in the exhaust gas. Is not sufficiently activated, the exhaust gas purifying ability of the catalyst is low, and the emission of harmful components in the exhaust gas increases. Therefore, in order to activate the catalyst at an early stage after the start of the internal combustion engine, a technique of burning the exhaust gas again to warm up the catalyst has been devised.

【0003】例えば、特表平6−508409号公報に
開示された技術は、燃料噴射量を増量し、排気ガス中の
CO,H2,HC濃度を高めると共に、排気系に2次空
気を導入して排気ガス中の酸素濃度を高め、この排気ガ
スに点火栓で着火して再燃焼させ、この再燃焼により発
生した熱で触媒を暖機し、触媒を早期に活性化させるよ
うになっている。
[0003] For example, the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-508409 increases the fuel injection amount to increase the concentrations of CO, H 2 and HC in the exhaust gas and introduces secondary air into the exhaust system. Then, the oxygen concentration in the exhaust gas was increased, and the exhaust gas was ignited with an ignition plug and recombusted.The heat generated by the recombustion warmed the catalyst and activated the catalyst early. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術においては、排気ガスと2次空気が均一に
混合されるため、排気ガス中に含まれるCO,H2,H
C濃度が薄くなってしまう。そのため、再燃焼させる排
気ガスのCO,H2,HC濃度が可燃領域になるよう
に、2次空気で希釈される分の燃料を増量する必要があ
った。その結果、燃費の悪化を招来すると共に、未燃焼
成分の増加に起因する排気系の汚れの増加という問題を
生じていた。
However, in such a conventional technique, since the exhaust gas and the secondary air are uniformly mixed, CO, H 2 , H contained in the exhaust gas are not included.
The C concentration becomes thin. Therefore, it was necessary to increase the amount of fuel diluted by the secondary air so that the CO, H 2 , and HC concentrations of the exhaust gas to be reburned were in the combustible region. As a result, fuel economy is deteriorated, and an increase in unburned components causes an increase in fouling of the exhaust system.

【0005】尚、2次空気を導入することなく、機関の
一部の気筒の燃料をカットし、その一部の気筒から排出
される空気を他の気筒から排出される排気ガスに導入す
るようにした技術も既に案出されている(特開平9−9
6216号公報参照)。しかしながら、この技術におい
ても、他の気筒から排出された排気ガス中のCO,
2,HC濃度が一部の気筒から排出された空気によっ
て希釈されてしまうため、再燃焼させる排気ガスのC
O,HC濃度を可燃領域にするには、前記従来技術の場
合と同様に、空気によって希釈される分の燃料を増加す
る必要があった。その結果、この従来技術も前記従来技
術と同様に、燃費の悪化を招来すると共に、未燃焼成分
の増加に起因する排気系の汚れの増加という問題を生じ
ていた。
[0005] Incidentally, without introducing secondary air, fuel in some cylinders of the engine is cut, and air discharged from some of the cylinders is introduced into exhaust gas discharged from other cylinders. Technology has already been devised (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 9-9).
No. 6216). However, even in this technique, CO, which is contained in exhaust gas discharged from other cylinders,
Since the H 2 and HC concentrations are diluted by the air discharged from some of the cylinders, the C
In order to make the O and HC concentrations in the flammable region, it is necessary to increase the amount of fuel diluted by air, as in the case of the above-mentioned prior art. As a result, similar to the above-described prior art, this conventional technique causes deterioration of fuel consumption and also causes a problem of increased contamination of an exhaust system due to an increase in unburned components.

【0006】そこで、本発明は、燃費の悪化や排気系の
汚れの増加を招来することなく、早期に触媒を活性化さ
せ、優れた排気浄化機能を発揮し得る内燃機関の排気浄
化装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that can activate a catalyst early and exhibit an excellent exhaust gas purifying function without causing deterioration of fuel efficiency and increase in contamination of an exhaust system. The purpose is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、機関
の負荷と回転数を含む運転状態を検出する運転状態検出
手段と、機関の排気系に配置されて排気を再燃焼させ、
排気を浄化する触媒を暖機する再燃焼手段と、上記触媒
の上流側の排気系に接続され、排気脈動に応じて酸素を
排気中に供給する酸素供給手段と、上記運転状態検出手
段の検出結果に基づいて上記酸素供給手段と上記再燃焼
手段とを作動制御する制御手段と、を備えた内燃機関の
排気浄化装置である。そして、上記再燃焼手段が、排気
流路を急激に拡大する再燃焼室と、流れを剥離させて渦
を発生させる渦流発生手段と、この渦発生部において排
気に点火する点火手段と、を備えている。又、上記制御
手段が、排気脈動中の排気圧が小さくなる部分に酸素が
供給されるように上記酸素供給手段を作動させると共
に、上記渦発生部に未燃焼成分の多いガスが流れ込んだ
際に上記点火手段を作動させることを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an operating state detecting means for detecting an operating state including a load and a rotation speed of an engine, and disposed in an exhaust system of the engine to reburn the exhaust gas.
Re-combustion means for warming up a catalyst for purifying exhaust gas, oxygen supply means connected to an exhaust system on the upstream side of the catalyst for supplying oxygen to exhaust gas in response to exhaust pulsation, and detection of the operation state detection means An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: a control unit that controls the operation of the oxygen supply unit and the reburning unit based on a result. The reburning means includes a reburning chamber for rapidly expanding an exhaust passage, a vortex flow generating means for separating a flow to generate a vortex, and an ignition means for igniting exhaust gas at the vortex generating portion. ing. Further, the control means operates the oxygen supply means so that oxygen is supplied to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation becomes small, and when a gas having a large amount of unburned components flows into the vortex generating portion. The ignition means is operated.

【0008】請求項2の発明は、機関の負荷と回転数を
含む運転状態を検出する運転状態検出手段と、機関の排
気系に配置されて排気を再燃焼させ、排気を浄化する触
媒を暖機する再燃焼手段と、上記触媒の上流側の排気系
に接続され、排気脈動に応じて酸素を排気中に供給する
酸素供給手段と、上記運転状態検出手段の検出結果に基
づいて上記酸素供給手段を作動制御する制御手段と、を
備えた内燃機関の排気浄化装置である。そして、上記再
燃焼手段が、排気流路を急激に拡大する再燃焼室と、流
れを剥離させて渦を発生させる渦流発生手段と、この渦
発生部において排気に点火する点火手段と、を備えてい
る。又、上記制御手段が、排気脈動中の排気圧が小さく
なる部分に酸素が供給されるように上記酸素供給手段を
作動させることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an operating state detecting means for detecting an operating state including a load and a rotation speed of an engine, and a catalyst disposed in an exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and purifying the exhaust gas. Re-combustion means, an oxygen supply means connected to an exhaust system on the upstream side of the catalyst for supplying oxygen to exhaust gas in response to exhaust pulsation, and an oxygen supply means based on a detection result of the operation state detection means. And a control means for controlling the operation of the means. The reburning means includes a reburning chamber for rapidly expanding an exhaust passage, a vortex flow generating means for separating a flow to generate a vortex, and an ignition means for igniting exhaust gas at the vortex generating portion. ing. Further, the invention is characterized in that the control means operates the oxygen supply means such that oxygen is supplied to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation decreases.

【0009】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
において、上記酸素供給手段から供給される酸素が上記
点火手段近傍の排気系に導入されることを特徴としてい
る。
[0009] The invention of claim 3 is claim 1 or claim 2.
Wherein the oxygen supplied from the oxygen supply means is introduced into an exhaust system near the ignition means.

【0010】請求項4の発明は、機関の運転状態を検出
する運転状態検出手段と、機関の排気系に配置されて排
気を再燃焼させ、排気を浄化する触媒を暖機する再燃焼
手段と、上記再燃焼手段による触媒暖機時に機関の一部
の気筒への燃料噴射をカットする燃料カット手段と、上
記運転状態検知手段の検出結果に基づいて上記燃料カッ
ト手段を作動させる制御手段と、を備えた内燃機関の排
気浄化装置である。そして、上記再燃焼手段が、排気流
路を急激に拡大する再燃焼室と、流れを剥離させて渦を
発生させる渦流発生手段と、この渦発生部において排気
に点火する点火手段と、を備えている。又、上記燃料噴
射がカットされた一部の気筒の排気が、酸素供給手段に
よって上記再燃焼手段の点火手段近傍に導入されること
を特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an operating state detecting means for detecting an operating state of the engine, and a reburning means disposed in an exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and warming up a catalyst for purifying the exhaust gas. A fuel cut means for cutting fuel injection to a part of the cylinder of the engine when the catalyst is warmed up by the reburning means, a control means for operating the fuel cut means based on a detection result of the operating state detecting means, An exhaust gas purification device for an internal combustion engine comprising: The reburning means includes a reburning chamber for rapidly expanding an exhaust passage, a vortex flow generating means for separating a flow to generate a vortex, and an ignition means for igniting exhaust gas at the vortex generating portion. ing. Further, the exhaust gas of a part of the cylinders from which the fuel injection has been cut is introduced into the vicinity of the ignition means of the reburning means by the oxygen supply means.

【0011】請求項5の発明は、請求項2又は請求項4
の発明において、上記点火手段がグロープラグであるこ
とを特徴としている。
The invention of claim 5 is the invention of claim 2 or 4
In the invention, the ignition means is a glow plug.

【0012】請求項6の発明は、請求項1又は請求項2
の発明において、上記酸素供給手段が、排気脈動中の排
気圧が小さくなる部分に多く酸素を供給し、排気脈動中
の排気圧が大きくなる部分に少なく酸素を供給すること
を特徴としている。
[0012] The invention of claim 6 is the invention of claim 1 or claim 2.
The present invention is characterized in that the oxygen supply means supplies a large amount of oxygen to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation decreases, and supplies a small amount of oxygen to a portion where the exhaust pressure during the exhaust pulsation increases.

【0013】請求項7の発明は、請求項1又は請求項2
の発明において、上記酸素供給手段が、排気脈動中の排
気圧が小さくなる部分に間欠的に酸素を供給することを
特徴としている。
[0013] The invention of claim 7 is the invention of claim 1 or claim 2.
The present invention is characterized in that the oxygen supply means intermittently supplies oxygen to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation decreases.

【0014】請求項8の発明は、機関の排気系に配置さ
れて排気を再燃焼させ、排気を浄化する触媒を暖機する
再燃焼手段と、上記触媒の上流側の排気系に接続され、
排気脈動に応じて酸素を排気中に供給する酸素供給手段
と、を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、上記再
燃焼手段が、排気流路を急激に拡大する再燃焼室と、流
れを剥離させて渦を発生させる渦流発生手段と、この渦
発生部において排気に点火する点火手段と、を備え、排
気脈動中の排気圧が小さくなる部分に酸素を供給し、上
記渦発生部に未燃焼成分の多いガスが流れ込んだ際に上
記点火手段を少なくとも作動させることを特徴としてい
る。
[0014] The invention of claim 8 is a reburning means arranged in the exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and warming up a catalyst for purifying the exhaust gas, and connected to an exhaust system upstream of the catalyst,
An oxygen purification device for an internal combustion engine, comprising: oxygen supply means for supplying oxygen into exhaust gas in response to exhaust pulsation, wherein the recombustion means includes a recombustion chamber that rapidly expands an exhaust flow path; Vortex generating means for peeling off and generating vortices, and igniting means for igniting exhaust gas in the vortex generating section, supplying oxygen to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation becomes small, and supplying oxygen to the vortex generating section. It is characterized in that at least the ignition means is operated when a gas containing a large amount of unburned components flows.

【0015】[0015]

【発明の効果】請求項1〜2および請求項8の発明によ
れば、機関から排出された排気ガスは、酸素供給手段に
よって排気脈動の排気圧の小さくなる部分に酸素が供給
された後、再燃焼室に流入するが、この際、排気通路を
急激に拡大する再燃焼室によって急速に排気ガスの流速
が遅くなり、渦流発生手段で流れに剥離を生じさせられ
ることにより渦が生じ、点火手段の周囲において未燃焼
成分(CO,H2,HC)濃度の高い部分と酸素濃度の
高い部分が交互に生じる。そして、点火手段が、排気ガ
ス中の未燃焼成分が多い部分に点火し、排気ガスを成層
燃焼させる。その結果、触媒が効果的に暖機され、触媒
が早期に活性化する。このように、本発明によれば、排
気脈動の排気圧が小さな部分に酸素が供給され、排気脈
動の排気圧の大きな部分(即ち、未燃焼成分が多い部
分)が酸素で希釈されることがないので、未燃焼成分の
希釈分だけ燃料噴射量を増量する必要がなくなり、燃費
の向上を図ることができると共に、未燃焼成分の増大に
起因する排気系の汚れを防止することができる。
According to the present invention, the exhaust gas discharged from the engine is supplied to the portion where the exhaust pressure of the exhaust pulsation is reduced by the oxygen supply means. The gas flows into the reburning chamber. At this time, the reburning chamber, which rapidly expands the exhaust passage, rapidly reduces the flow velocity of the exhaust gas, and the vortex is generated by the vortex generating means causing the flow to separate, so that a vortex is generated. Around the means, a portion having a high concentration of unburned components (CO, H 2 , HC) and a portion having a high oxygen concentration alternately occur. Then, the ignition means ignites a portion of the exhaust gas that has a large amount of unburned components to cause stratified combustion of the exhaust gas. As a result, the catalyst is effectively warmed up and the catalyst is activated early. As described above, according to the present invention, oxygen is supplied to a portion of the exhaust pulsation where the exhaust pressure is low, and a portion of the exhaust pulsation where the exhaust pressure is high (that is, a portion having a large amount of unburned components) is diluted with oxygen. Therefore, it is not necessary to increase the fuel injection amount by the amount corresponding to the dilution of the unburned components, so that the fuel efficiency can be improved and the exhaust system can be prevented from being contaminated due to the increased unburned components.

【0016】請求項3の発明によれば、酸素供給手段か
ら供給される酸素が点火栓の近傍に導入されるため、未
燃焼成分濃度が酸素によって希釈されるのをより一層効
果的に防止することができる。
According to the third aspect of the present invention, since the oxygen supplied from the oxygen supply means is introduced into the vicinity of the ignition plug, the concentration of the unburned component is prevented from being diluted by the oxygen more effectively. be able to.

【0017】請求項4の発明によれば、機関から排出さ
れた排気ガスは、再燃焼室に流入する際、排気通路を急
激に拡大する再燃焼室によって急速に排気ガスの流速が
遅くなり、渦流発生手段で流れに剥離を生じさせられる
ことにより渦が生じ、点火手段の周囲に流れる。そし
て、燃料カットされた気筒から点火手段の近傍に酸素が
導入される。その結果、点火手段近傍の排気ガスは、未
燃焼成分の多い部分と酸素の多い部分とが完全に混じり
合うことなく層を成す。そして、再燃焼室内の排気ガス
は、点火手段により未燃焼成分が多い部分に点火され、
成層燃焼し、触媒を暖機して、早期に触媒を活性化す
る。このように、本発明によれば、燃料カットされた気
筒の酸素が点火手段の近傍に直接導入されるようになっ
ており、未燃焼成分の多い部分に酸素が完全に混じり合
うことがなく、未燃焼成分の多い部分が酸素によって希
釈されることがないので、未燃焼成分の希釈分だけ燃料
を増加する必要がなくなり、燃費の向上を図ることがで
きると共に、燃料増加に起因する排気系の汚れの増加を
防止することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, when the exhaust gas discharged from the engine flows into the reburning chamber, the flow rate of the exhaust gas is rapidly reduced by the reburning chamber which rapidly expands the exhaust passage, A vortex is generated by causing the flow to be separated by the vortex generating means, and flows around the ignition means. Then, oxygen is introduced from the fuel-cut cylinder to the vicinity of the ignition means. As a result, the exhaust gas in the vicinity of the ignition means forms a layer without completely mixing the portion with a large amount of unburned components and the portion with a large amount of oxygen. Then, the exhaust gas in the reburning chamber is ignited by the igniting means into a portion having a large amount of unburned components,
It stratifies and warms the catalyst, activating the catalyst early. As described above, according to the present invention, the oxygen of the fuel-cut cylinder is directly introduced into the vicinity of the ignition means, so that the oxygen is not completely mixed with the portion having a large amount of unburned components, Since the portion with a large amount of unburned components is not diluted by oxygen, it is not necessary to increase the fuel by the amount of dilution of the unburned components. An increase in dirt can be prevented.

【0018】請求項5の発明によれば、点火手段として
グロープラグを使用しているので、点火手段の点火タイ
ミングの制御が不要となり、排気浄化装置の構成が容易
になると共に、排気浄化装置の作動制御が容易になる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the glow plug is used as the ignition means, it is not necessary to control the ignition timing of the ignition means. Operation control becomes easy.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】[第1の実施の形態]図1は、本発明の実
施の形態に係る内燃機関の排気浄化装置1を示す概略構
成図であり、図2は、同排気浄化装置1を示すブロック
図である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic diagram showing an exhaust gas purifying apparatus 1 for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the exhaust gas purifying apparatus 1. FIG.

【0021】これらの図において、内燃機関2の吸気側
には、内燃機関2に供給する燃料を増量する燃料増量手
段(例えば、燃料噴射弁)3が配置されている。一方、
内燃機関2の排気通路4には、排気ガスを浄化する触媒
5が配置され、この触媒5の上流側に再燃焼手段6が配
置されている。この再燃焼手段6は、排気通路4を急激
に拡大する再燃焼室7と、この再燃焼室7に流入する排
気ガスの流れを剥離させて渦を生じさせる渦流発生手段
8と、渦発生部において排気ガスに点火する点火栓(点
火手段)10を備えている。このうち、渦流発生手段8
は、再燃焼室7に開口する排気通路4のシャープエッジ
部が該当する(図4,図5(a)参照)。ここで、排気
通路4を流れてきた排気ガスは、再燃焼室7に流入する
際に、急速に膨張して流速が低下すると共にシャープエ
ッジ部8で剥離を生じ、排気ガスの流れに渦が生じる。
In these figures, a fuel increasing means (for example, a fuel injection valve) 3 for increasing the amount of fuel supplied to the internal combustion engine 2 is arranged on the intake side of the internal combustion engine 2. on the other hand,
A catalyst 5 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 4 of the internal combustion engine 2, and a reburning means 6 is disposed upstream of the catalyst 5. The reburning means 6 includes a reburning chamber 7 for rapidly expanding the exhaust passage 4, a vortex generating means 8 for separating the flow of exhaust gas flowing into the reburning chamber 7 to generate a vortex, and a vortex generating section. And an ignition plug (ignition means) 10 for igniting exhaust gas. Among them, the vortex generating means 8
Corresponds to a sharp edge portion of the exhaust passage 4 opening to the reburning chamber 7 (see FIGS. 4 and 5A). Here, when the exhaust gas flowing through the exhaust passage 4 flows into the reburning chamber 7, the exhaust gas rapidly expands, the flow velocity decreases, and separation occurs at the sharp edge portion 8. Occurs.

【0022】内燃機関2と再燃焼室7との間の排気通路
4には、排気ガス中に2次空気を供給する酸素供給手段
11が配置されている。この酸素供給手段11は、2次
空気供給路12に配置された2次空気ポンプ13と、こ
の2次空気ポンプ13の下流側に配置されて2次空気供
給路12を開閉する電磁弁14とを備えている。そし
て、これら2次空気ポンプ13及び電磁弁14は、コン
トロールユニット(制御手段)15によって作動制御さ
れるようになっており、再燃焼室7内の排気ガスの未燃
焼成分(CO,H2,HC)濃度と酸素濃度とが交互に
濃くなるように、排気脈動に応じて間欠的に2次空気を
排気通路4中に供給するようになっている。そして、排
気流量に関係する機関の負荷を検出するために、例え
ば、エアフロメータやスロットル弁開度センサ等からな
る負荷センサ16が配置されている。この負荷センサ1
6は、その検出信号をコントロールユニット15に出力
するようになっている。
In the exhaust passage 4 between the internal combustion engine 2 and the reburning chamber 7, an oxygen supply means 11 for supplying secondary air into the exhaust gas is arranged. The oxygen supply means 11 includes a secondary air pump 13 disposed in the secondary air supply path 12, and an electromagnetic valve 14 disposed downstream of the secondary air pump 13 to open and close the secondary air supply path 12. It has. The operation of the secondary air pump 13 and the solenoid valve 14 is controlled by a control unit (control means) 15, and the unburned components (CO, H 2 , Secondary air is intermittently supplied into the exhaust passage 4 according to the exhaust pulsation so that the HC) concentration and the oxygen concentration alternately increase. In order to detect the load of the engine related to the exhaust flow rate, a load sensor 16 including, for example, an air flow meter and a throttle valve opening sensor is disposed. This load sensor 1
6 outputs the detection signal to the control unit 15.

【0023】コントロールユニット15は、機関冷却水
温センサ17,機関回転センサ18や負荷センサ16等
からの信号に基づいて内燃機関2の運転状態を検知し、
その検知結果に基づいて排気再燃焼の必要を判定して、
燃料増量手段3,点火栓10,2次空気ポンプ13及び
電磁弁14を作動制御するようになっている。尚、上記
負荷センサ16、機関冷却水温センサ17及び機関回転
センサ18が、機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段を構成している。
The control unit 15 detects the operating state of the internal combustion engine 2 based on signals from the engine cooling water temperature sensor 17, the engine rotation sensor 18, the load sensor 16, and the like.
Based on the detection result, the necessity of exhaust reburning is determined,
The operation of the fuel increasing means 3, the ignition plug 10, the secondary air pump 13, and the solenoid valve 14 is controlled. The load sensor 16, the engine cooling water temperature sensor 17, and the engine rotation sensor 18 constitute operating state detecting means for detecting the operating state of the engine.

【0024】図3は、2次空気が間欠的に導入された排
気ガス中の未燃焼成分(CO,H2,HC)濃度と酸素
濃度との関係について説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the concentration of unburned components (CO, H 2 , HC) and the concentration of oxygen in the exhaust gas into which the secondary air is intermittently introduced.

【0025】この図3に示すように、従来の排気浄化装
置は、2次空気を排気ガス中に一定の割合で導入してい
たため、排気ガス中の未燃焼成分(CO,H2,HC)
の濃度が2次空気によって希釈され、2次空気に含まれ
る酸素濃度が排気ガスによって希釈される。その結果、
未燃焼成分の濃度と2次空気の酸素濃度が全体的に薄く
なってしまう。そのため、希釈された排気ガスを可燃領
域まで濃くするためには、希釈された未燃焼成分を濃く
しなければならず、燃料のさらなる増量を図らなければ
ならない。その結果、燃費の悪化及び燃料の増加に起因
する排気系の汚れが増大するようになっていた。尚、排
気ガスは、この図に示すように、排気管内で脈動してい
るため、未燃焼成分濃度と酸素濃度が排気ガス量に応じ
て多少増減する。
As shown in FIG. 3, in the conventional exhaust gas purification apparatus, since the secondary air is introduced into the exhaust gas at a constant rate, the unburned components (CO, H 2 , HC) in the exhaust gas.
Is diluted by the secondary air, and the oxygen concentration contained in the secondary air is diluted by the exhaust gas. as a result,
The concentration of the unburned components and the oxygen concentration of the secondary air are reduced as a whole. Therefore, in order to increase the concentration of the diluted exhaust gas to the flammable region, the diluted unburned components must be increased, and the fuel must be further increased. As a result, the exhaust system becomes dirty due to the deterioration of fuel efficiency and the increase of fuel. Since the exhaust gas pulsates in the exhaust pipe as shown in this figure, the unburned component concentration and the oxygen concentration slightly increase or decrease according to the amount of the exhaust gas.

【0026】一方、図3に示すように、本実施の形態に
係る排気浄化装置は、排気脈動に応じて2次空気の導入
を間欠的に行い、2次空気を排気ガス量が少ない時(排
気圧が低い時)に排気ガスに導入し、排気ガス量が多い
時(排気圧が高い時)には排気ガスに2次空気を導入し
ないようになっているため、排気ガスに含まれる未燃焼
成分(CO,HC)濃度がほとんど下がらない。そのた
め、未燃焼成分濃度と酸素濃度が交互に濃くなる。そし
て、この未燃焼成分濃度と酸素濃度が交互に濃くなった
排気ガスが前述のように再燃焼室7に流入すると、急速
に流速が遅くなり、渦を生じて点火栓10の近傍に至
る。この際、点火栓10は、図4に示すように、酸素濃
度が濃い部分に未燃焼成分濃度の濃い部分が流れた時
に、その排気ガスに点火し、排気ガスを成層燃焼させ
る。このように、本実施の形態によれば、2次空気を導
入した際に、排気ガス中の未燃焼成分(CO,H2,H
C)濃度が薄くならないので、更に燃料を増量する必要
がなく、燃費が向上し、しかも排気系の汚れを低減する
ことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the exhaust gas purifying apparatus according to the present embodiment intermittently introduces secondary air in response to exhaust pulsation, and discharges secondary air when the amount of exhaust gas is small ( When the exhaust pressure is low, the exhaust gas is introduced into the exhaust gas. When the exhaust gas amount is large (the exhaust pressure is high), secondary air is not introduced into the exhaust gas. Combustion component (CO, HC) concentration hardly decreases. Therefore, the unburned component concentration and the oxygen concentration alternately increase. When the exhaust gas in which the unburned component concentration and the oxygen concentration are alternately increased flows into the reburning chamber 7 as described above, the flow velocity is rapidly reduced, and a vortex is generated to reach the vicinity of the ignition plug 10. At this time, as shown in FIG. 4, when a portion having a high concentration of unburned component flows into a portion having a high oxygen concentration, the ignition plug 10 ignites the exhaust gas to cause stratified combustion of the exhaust gas. Thus, according to the present embodiment, when the secondary air is introduced, the unburned components (CO, H 2 , H
C) Since the concentration does not decrease, it is not necessary to further increase the amount of fuel, so that fuel efficiency is improved and dirt on the exhaust system can be reduced.

【0027】図6は、4気筒の内燃機関を例に採った排
気ガスと2次空気導入のタイミングを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the timing of introduction of exhaust gas and secondary air taking a four-cylinder internal combustion engine as an example.

【0028】この図6及び図1,図2に示すように、各
気筒から順次排気ガスが排出されてくる。その結果排気
通路4内の排気圧が脈動することになる。そして、排気
ガスの少ない時に2次空気を導入し、排気ガスが多い時
に2次空気の導入を停止する。この2次空気の導入を的
確に行うには、排気通路4内の脈動状態を把握する必要
がある。そこで、先ず、排気ガスが再燃焼室7に入って
くるタイミング(ガスが排気弁から排出された後、再燃
焼室7に流入するまでの時間)について考察してみる
と、そのタイミングは、排気弁から再燃焼室7までの排
気通路4の容積と排気ガス量(即ち、負荷)によって多
少変化することが分かる。この場合、排気通路4の容積
は変化しないので、排気ガス量に影響する負荷を検出す
れば、上記タイミングを知ることができる。次いで、図
6に示す排気ガスの山の間隔について考察してみると、
排気ガスは各気筒から順次排出されるので、機関2の回
転数を機関回転センサ18で検出することにより、排気
ガスの山の間隔を容易に知ることができるということが
分かる。従って、コントロールユニット15が負荷セン
サ16による負荷信号と機関回転センサ18による回転
数信号に基づいて2次空気ポンプ13及び電磁弁14を
作動させれば、2次空気導入位置での排気脈動を推測す
ることが可能となり、排気ガスに的確に2次空気を導入
することができる。尚、再燃焼室7において排気ガスに
点火するタイミングは、2次空気の導入タイミングと同
様に、コントロールユニット15が負荷センサ16と機
関回転センサ18からの検知信号に基づいて点火栓10
の作動を制御することにより、的確に排気ガスに点火す
ることができる。
As shown in FIG. 6, FIG. 1, and FIG. 2, exhaust gas is sequentially discharged from each cylinder. As a result, the exhaust pressure in the exhaust passage 4 pulsates. Then, when the amount of exhaust gas is small, the secondary air is introduced, and when the amount of exhaust gas is large, the introduction of the secondary air is stopped. In order to accurately introduce the secondary air, it is necessary to grasp the pulsation state in the exhaust passage 4. Therefore, first, the timing at which the exhaust gas enters the reburning chamber 7 (the time from when the gas is discharged from the exhaust valve to when it flows into the reburning chamber 7) is considered. It can be seen that the volume slightly varies depending on the volume of the exhaust passage 4 from the valve to the reburning chamber 7 and the amount of exhaust gas (that is, load). In this case, since the volume of the exhaust passage 4 does not change, the timing can be known by detecting a load that affects the exhaust gas amount. Next, considering the interval between the peaks of the exhaust gas shown in FIG.
Since the exhaust gas is sequentially discharged from each cylinder, it is understood that the interval between the peaks of the exhaust gas can be easily known by detecting the rotation speed of the engine 2 with the engine rotation sensor 18. Therefore, if the control unit 15 operates the secondary air pump 13 and the solenoid valve 14 based on the load signal from the load sensor 16 and the rotation speed signal from the engine rotation sensor 18, the exhaust pulsation at the secondary air introduction position is estimated. And secondary air can be introduced into the exhaust gas accurately. The timing at which the exhaust gas is ignited in the reburning chamber 7 is determined by the control unit 15 based on the detection signals from the load sensor 16 and the engine rotation sensor 18 in the same manner as the timing of introducing the secondary air.
By controlling the operation of the exhaust gas, it is possible to accurately ignite the exhaust gas.

【0029】次ぎに、排気浄化装置1の作動状態を図7
及び図1,図2に基づき説明する。先ず、ステップ1に
おいて、機関始動時の冷却水温Twiが所定温度Kc以
下か否か機関冷却水温センサ17からの検知信号に基づ
き判定する。ここで、冷却水温が所定温度以下の場合に
は、触媒が活性化していないと判断され、排気を再燃焼
させて触媒を早期に活性化する必要がある。そこで、ス
テップ2において、燃料増量手段3を作動させて燃料噴
射量を増量する。次いで、ステップ3において、排気ガ
スの脈動に応じて2次空気を間欠的に導入する。ここで
は、2次空気導入位置での排気脈動を機関回転数及び負
荷に基づき推測し、排気ガスの少ない時に2次空気ポン
プ13及び電磁弁14を作動させて2次空気を導入す
る。ステップ4において、再燃焼室7の点火栓10付近
が燃焼し易い排気濃度(即ち、CO,H2,HC濃度の
高いガスと酸素濃度の高いガスとの境界層)になったと
きに、点火栓10を作動させて排気ガスに点火する。こ
こで、点火のタイミングは、機関回転数と負荷に基づき
推測する。次ぎに、ステップ5において、再燃焼を開始
してから所定時間経過したか否か判定する。ここで、再
燃焼を開始してから所定時間経過した場合には、触媒5
が充分活性化されたものと判断する。そこで、ステップ
6において、燃料増量手段3の作動を停止させると共
に、2次空気ポンプ13及び電磁弁14の作動を停止さ
せ、燃料増量及び2次空気の導入を停止する。尚、ステ
ップ1において、冷却水温が所定温度を越えているよう
な場合には、触媒5は充分に活性化されていると判断さ
れるので、排気ガスの再燃焼による触媒5の暖機をする
ことなく、触媒5により排気浄化を行う。又、ステップ
5において、再燃焼開始から所定時間経過してない場合
には、触媒5が充分に活性化されていないと判断される
ので、更に再燃焼作業が続行される。
Next, the operating state of the exhaust gas purifying apparatus 1 is shown in FIG.
And FIG. 1 and FIG. First, in step 1, it is determined based on a detection signal from the engine cooling water temperature sensor 17 whether or not the cooling water temperature Twi at the time of starting the engine is equal to or lower than a predetermined temperature Kc. Here, when the cooling water temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, it is determined that the catalyst has not been activated, and it is necessary to activate the catalyst early by reburning the exhaust gas. Then, in step 2, the fuel increasing means 3 is operated to increase the fuel injection amount. Next, in step 3, secondary air is intermittently introduced according to the pulsation of the exhaust gas. Here, the exhaust pulsation at the secondary air introduction position is estimated based on the engine speed and the load, and when the exhaust gas is small, the secondary air pump 13 and the solenoid valve 14 are operated to introduce the secondary air. In step 4, when the vicinity of the ignition plug 10 in the reburning chamber 7 reaches an easily combustible exhaust gas concentration (that is, a boundary layer between a gas having a high concentration of CO, H 2 , and HC and a gas having a high oxygen concentration), ignition is performed. The plug 10 is operated to ignite the exhaust gas. Here, the ignition timing is estimated based on the engine speed and the load. Next, in step 5, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the start of reburning. Here, when a predetermined time has elapsed since the start of reburning, the catalyst 5
Is determined to be sufficiently activated. Therefore, in step 6, the operation of the fuel increasing means 3 is stopped, the operations of the secondary air pump 13 and the solenoid valve 14 are stopped, and the fuel increase and the introduction of the secondary air are stopped. If the temperature of the cooling water exceeds the predetermined temperature in step 1, it is determined that the catalyst 5 has been sufficiently activated, and the catalyst 5 is warmed up by reburning the exhaust gas. Without this, the exhaust gas is purified by the catalyst 5. If it is determined in step 5 that the predetermined time has not elapsed since the start of the reburning, it is determined that the catalyst 5 has not been sufficiently activated, and the reburning operation is further continued.

【0030】[第2の実施の形態]以上の実施の形態に
おいて、渦流発生手段8として図5(a)の構成を説明
したが、これに限られず、図5(b)の様な構成のもの
でもよい。即ち、図5(b)において、再燃焼室7は、
排気導入部20が略円錐形状を呈しており、その排気導
入部20の拡大された端部側の再燃焼室壁21が上流側
の排気通路4に比較して急激に拡大する様になってい
る。そして、その排気導入部20近傍の再燃焼室7の中
央部には、端部が折り曲げられた円板状又は多角形板状
の渦流発生手段8が配置されている。又、この渦流発生
手段8の略中央部には、点火栓10が取り付けられてい
る。このように構成された再燃焼室7に流入した排気ガ
スは、急速に流速が遅くなり、渦流発生手段8によって
流れに剥離が生じて、渦流発生手段8の中心側に向かう
渦流となる。そして、渦流となった排気ガスは、この渦
発生部に位置する点火栓10によって点火されて燃焼
し、触媒5を暖機する。
[Second Embodiment] In the above embodiment, the configuration of FIG. 5A was described as the eddy current generating means 8, but the present invention is not limited to this, and the configuration as shown in FIG. It may be something. That is, in FIG. 5B, the reburning chamber 7
The exhaust introduction section 20 has a substantially conical shape, and the enlarged recombustion chamber wall 21 on the end side of the exhaust introduction section 20 expands more rapidly than the exhaust passage 4 on the upstream side. I have. At the center of the reburning chamber 7 in the vicinity of the exhaust introducing section 20, a disk-shaped or polygonal-plate-shaped eddy current generating means 8 whose end is bent is disposed. An ignition plug 10 is attached to a substantially central portion of the vortex generating means 8. The flow rate of the exhaust gas flowing into the reburning chamber 7 configured as described above rapidly decreases, and the flow is separated by the vortex flow generating means 8 to form a vortex flowing toward the center of the vortex flow generating means 8. The vortexed exhaust gas is ignited by the spark plug 10 located in the vortex generating portion and burns, thereby warming up the catalyst 5.

【0031】[第3の実施の形態]又、渦流発生手段8
は、図5(c)に示す構成のものでもよい。即ち、図5
(c)において、再燃焼室7は、上記図5(b)に示し
たものと同様であるが、渦流発生手段8の配置部位及び
形状が上記第1及び第2の実施の形態と異なる。即ち、
渦流発生手段8は、略円錐形状の排気導入部20に設置
され、排気流路4方向へ沿って延びる平板状に形成され
ている。そして、この渦流発生手段8と再燃焼室壁21
との間に点火栓が配置されるようになっている。このよ
うに構成された再燃焼室7に流入した排気ガスは、急速
に流速が遅くなり、渦流発生手段8により流れに剥離が
生じて、渦流発生手段8と再燃焼室7との間に流れ込む
ような渦流となる。そして、渦流となった排気ガスは、
この渦発生部に位置する点火栓10によって点火されて
燃焼し、触媒5を暖機する。
[Third Embodiment] In addition, eddy current generating means 8
May have the configuration shown in FIG. That is, FIG.
In (c), the reburn chamber 7 is the same as that shown in FIG. 5B, but the location and shape of the vortex generator 8 are different from those of the first and second embodiments. That is,
The vortex generating means 8 is provided in the substantially conical exhaust introduction portion 20 and is formed in a flat plate shape extending along the exhaust flow path 4. Then, the vortex flow generating means 8 and the reburning chamber wall 21
And an ignition plug is arranged between them. The flow rate of the exhaust gas that has flowed into the reburning chamber 7 configured as described above rapidly decreases, and the flow is separated by the vortex generating means 8 and flows between the vortex generating means 8 and the reburning chamber 7. It becomes such a vortex. And the vortex exhaust gas is
The catalyst is ignited and burned by the ignition plug 10 located at the vortex generating portion, and the catalyst 5 is warmed up.

【0032】[第4の実施の形態]図8は、本発明の第
4の実施の形態を示すものである。本実施の形態は、2
次空気供給路12が再燃焼室7に開口しており、2次空
気が点火栓10の近傍に直接導入されるようになってい
る。このような構成にすれば、未燃焼成分(CO,
2,HC)濃度と酸素濃度を交互に濃くすることがよ
り一層確実に行われる。
[Fourth Embodiment] FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, 2
The secondary air supply passage 12 is open to the reburning chamber 7 so that secondary air is directly introduced into the vicinity of the ignition plug 10. With such a configuration, the unburned components (CO,
The concentration of H 2 and HC) and the concentration of oxygen are alternately increased.

【0033】[第5の実施の形態]上記実施の形態にお
いては、2次空気を間欠的に導入するように構成されて
いるが、本実施の形態は、図9に示すように、電磁弁の
代わりにリード弁が2次空気供給路12の排気通路4側
開口端に配置され、排気脈動の排気圧が低い部分には2
次空気を多く供給し、排気脈動の排気圧が高い部分には
2次空気を少なく供給するようになっている。ここで、
リード弁22は、排気の動圧によって開閉作動するの
で、内燃機関2の排気弁の近くに配置するのが好まし
い。
[Fifth Embodiment] In the above embodiment, the secondary air is intermittently introduced. However, in the present embodiment, as shown in FIG. Instead, a reed valve is arranged at the opening end of the secondary air supply passage 12 on the exhaust passage 4 side, and the reed valve 2
A large amount of secondary air is supplied, and a small amount of secondary air is supplied to a portion where the exhaust pressure of the exhaust pulsation is high. here,
Since the reed valve 22 opens and closes by the dynamic pressure of the exhaust gas, it is preferable to arrange the reed valve 22 near the exhaust valve of the internal combustion engine 2.

【0034】このような構成によっても、一定の割合で
2次空気を導入する従来技術に比較し、未燃焼成分(C
O,H2,HC)が酸素で希釈されることが少ないた
め、2次空気導入にともなう燃料増量をする必要がな
く、燃費の向上を図ることができる。又、このような構
成にすることにより、電磁弁が不要になると共に、排気
浄化装置の作動制御が容易となる。
Even with such a configuration, the unburned component (C) is lower than that of the prior art in which the secondary air is introduced at a constant rate.
O, H 2 , and HC) are less likely to be diluted with oxygen, so that it is not necessary to increase the amount of fuel accompanying the introduction of secondary air, thereby improving fuel efficiency. With such a configuration, the solenoid valve is not required, and the operation control of the exhaust gas purification device is facilitated.

【0035】尚、リード弁22を使用せず、排気圧に応
じて吐出量の異なる(即ち、排気圧が低いときは吐出量
が多く、排気圧が高いときは吐出量が少ない)2次空気
ポンプを使用してもよい。このようにしても、本実施の
形態と同様の効果を得ることができる。
Note that the reed valve 22 is not used, and the discharge amount differs depending on the exhaust pressure (that is, the discharge amount is large when the exhaust pressure is low and the discharge amount is small when the exhaust pressure is high). A pump may be used. Even in this case, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

【0036】[第6の実施の形態]図10は、本発明の
第6の実施の形態を示すものである。本実施の形態は、
多気筒内燃機関2の一部の気筒の燃料をカットし、その
一部の気筒から排出されたガスを他の気筒の排気通路2
3とは別の排気通路(酸素供給手段)24で再燃焼室7
の点火栓10の近傍に導入し、他の気筒から排出されて
再燃焼室7に流入した排気ガスの未燃焼成分(CO,H
2,HC)濃度と酸素濃度とを交互に濃くするようにな
っている。即ち、本実施の形態は、燃料カットされた一
部の気筒の排気中の酸素を2次空気の代わりに使用する
ようになっている。ここで、一部の気筒への燃料カット
は、図示しない燃料噴射弁の作動を制御するコントロー
ルユニット15により構成される燃料カット手段により
行われる。尚、燃料のカットは、一部の気筒への燃料の
供給を完全に遮断することはもちろんのこと、一部の気
筒のみ燃料の供給を少なくする場合をも含むものであ
る。又、一部の気筒の排気通路24は、再燃焼室7の上
流側で点火栓10近傍の排気通路(他の気筒の排気通
路)23に接続するようにしてもよい。
[Sixth Embodiment] FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment,
The fuel in some of the cylinders of the multi-cylinder internal combustion engine 2 is cut, and the gas discharged from some of the cylinders is discharged to the exhaust passage 2 of another cylinder.
An exhaust passage (oxygen supply means) 24 separate from the recombustion chamber 7
Unburned components (CO, H) of the exhaust gas introduced into the vicinity of the ignition plug 10 and discharged from the other cylinders and flowed into the reburning chamber 7.
2 , HC) concentration and oxygen concentration are alternately increased. That is, in the present embodiment, oxygen in the exhaust of some of the cylinders whose fuel has been cut is used instead of the secondary air. Here, the fuel cut to a part of the cylinders is performed by a fuel cut means constituted by a control unit 15 for controlling the operation of a fuel injection valve (not shown). The fuel cut includes not only completely shutting off the supply of fuel to some of the cylinders, but also reducing the supply of fuel to only some of the cylinders. Further, the exhaust passage 24 of some cylinders may be connected to an exhaust passage (exhaust passage of another cylinder) 23 near the spark plug 10 on the upstream side of the reburning chamber 7.

【0037】このような本実施の形態によっても、前記
各実施の形態と同様に燃費の向上を図ることができる。
According to this embodiment, the fuel efficiency can be improved in the same manner as in each of the above embodiments.

【0038】[第7の実施の形態]上記各実施の形態
は、点火栓10の点火のタイミングをコントロールユニ
ット15で制御するようになっているが、点火栓10と
してグロープラグを使用し、グロープラグを常時加熱し
ておくようにしてもよい。このようにしても、再燃焼室
7の未燃焼成分(CO,H2,HC)濃度と酸素濃度と
が交互に濃くなった排気ガスに点火することができ、触
媒5を暖機することができる。従って、本実施の形態に
よれば、排気浄化装置の作動制御が容易になる。
Seventh Embodiment In each of the above-described embodiments, the ignition timing of the ignition plug 10 is controlled by the control unit 15, but a glow plug is used as the ignition plug 10 and the glow plug is used. The plug may be constantly heated. Also in this case, it is possible to ignite the exhaust gas in which the unburned component (CO, H 2 , HC) concentration and the oxygen concentration in the reburning chamber 7 are alternately increased, and the catalyst 5 can be warmed up. it can. Therefore, according to the present embodiment, the operation control of the exhaust gas purification device is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の排
気浄化装置の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同排気浄化装置のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the exhaust gas purification device.

【図3】排気ガス中の未燃焼成分濃度と酸素濃度との関
係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an unburned component concentration and an oxygen concentration in exhaust gas.

【図4】再燃焼室の流入ガスの流れ状態を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a flow state of gas flowing into a reburning chamber.

【図5】再燃焼手段の拡大図。図5(a)は第1の拡大
図、図5(b)は第2の拡大図、図5(c)は第3の拡
大図。
FIG. 5 is an enlarged view of the reburning means. 5A is a first enlarged view, FIG. 5B is a second enlarged view, and FIG. 5C is a third enlarged view.

【図6】排気ガスと2次空気導入のタイミングを示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing timing of introducing exhaust gas and secondary air.

【図7】排気浄化装置の作動状態を示すフローチャート
図。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation state of the exhaust gas purification device.

【図8】本発明の第4の実施の形態を示す排気浄化装置
の再燃焼手段の構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram of a reburning unit of an exhaust gas purification device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5の実施の形態を示す排気浄化装置
の要部構成図。
FIG. 9 is a main part configuration diagram of an exhaust emission control device showing a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6の実施の形態を示す排気浄化装
置の概略構成図。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device according to a sixth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…排気浄化装置 2…内燃機関 5…触媒 6…再燃焼手段 7…再燃焼室 8…渦流発生手段 10…点火栓(点火手段) 11…酸素供給手段 15…コントロールユニット(制御手段) 16…負荷センサ(運転状態検出手段) 17…機関冷却水温センサ(運転状態検出手段) 18…機関回転センサ(運転状態検出手段) 24…排気通路(酸素供給手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust gas purification apparatus 2 ... Internal combustion engine 5 ... Catalyst 6 ... Reburning means 7 ... Reburning chamber 8 ... Eddy current generation means 10 ... Spark plug (ignition means) 11 ... Oxygen supply means 15 ... Control unit (control means) 16 ... Load sensor (operating state detecting means) 17 ... Engine cooling water temperature sensor (operating state detecting means) 18 ... Engine rotation sensor (operating state detecting means) 24 ... Exhaust passage (oxygen supplying means)

フロントページの続き (72)発明者 岡田 圭司 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 front page (72) Inventor Keiji Okada Nissan Motor Co., Ltd. 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機関の負荷と回転数を含む運転状態を検
出する運転状態検出手段と、 機関の排気系に配置されて排気を再燃焼させ、排気を浄
化する触媒を暖機する再燃焼手段と、 上記触媒の上流側の排気系に接続され、排気脈動に応じ
て酸素を排気中に供給する酸素供給手段と、 上記運転状態検出手段の検出結果に基づいて上記酸素供
給手段と上記再燃焼手段とを作動制御する制御手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、 上記再燃焼手段が、排気流路を急激に拡大する再燃焼室
と、流れを剥離させて渦を発生させる渦流発生手段と、
この渦発生部において排気に点火する点火手段と、を備
え、 上記制御手段が、排気脈動中の排気圧が小さくなる部分
に酸素が供給されるように上記酸素供給手段を作動させ
ると共に、上記渦発生部に未燃焼成分の多いガスが流れ
込んだ際に上記点火手段を作動させることを特徴とする
内燃機関の排気浄化装置。
1. An operating state detecting means for detecting an operating state including a load and a rotation speed of an engine, and a reburning means disposed in an exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and warming up a catalyst for purifying the exhaust gas. An oxygen supply unit connected to an exhaust system on the upstream side of the catalyst and supplying oxygen to exhaust gas in response to exhaust pulsation; an oxygen supply unit and the reburn based on a detection result of the operation state detection unit Control means for controlling the operation of the means;
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising: a reburning means, a reburning chamber that sharply expands an exhaust passage, and a vortex flow generating means that generates a vortex by separating a flow,
Ignition means for igniting exhaust gas at the vortex generating section, wherein the control means operates the oxygen supply means so as to supply oxygen to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation decreases, and An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, wherein the ignition means is activated when a gas having a large amount of unburned components flows into the generating section.
【請求項2】 機関の負荷と回転数を含む運転状態を検
出する運転状態検出手段と、 機関の排気系に配置されて排気を再燃焼させ、排気を浄
化する触媒を暖機する再燃焼手段と、 上記触媒の上流側の排気系に接続され、排気脈動に応じ
て酸素を排気中に供給する酸素供給手段と、 上記運転状態検出手段の検出結果に基づいて上記酸素供
給手段を作動制御する制御手段と、を備えた内燃機関の
排気浄化装置であって、 上記再燃焼手段が、排気流路を急激に拡大する再燃焼室
と、流れを剥離させて渦を発生させる渦流発生手段と、
この渦発生部において排気に点火する点火手段と、を備
え、 上記制御手段が、排気脈動中の排気圧が小さくなる部分
に酸素が供給されるように上記酸素供給手段を作動させ
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
2. An operating state detecting means for detecting an operating state including a load and a rotational speed of the engine, and a reburning means disposed in an exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and warming up a catalyst for purifying the exhaust gas. An oxygen supply unit connected to an exhaust system on the upstream side of the catalyst and supplying oxygen to exhaust gas in response to exhaust pulsation; and an operation control of the oxygen supply unit based on a detection result of the operation state detection unit. Control means, and an exhaust purification device for an internal combustion engine, comprising: a reburning means, wherein the reburning means sharply expands an exhaust passage, and a vortex flow generating means for separating a flow to generate a vortex;
Ignition means for igniting exhaust gas in the vortex generating section, wherein the control means operates the oxygen supply means so that oxygen is supplied to a portion where exhaust pressure during exhaust pulsation becomes small. Exhaust purification device for an internal combustion engine.
【請求項3】 上記酸素供給手段から供給される酸素が
上記点火手段近傍の排気系に導入されることを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載の内燃機関の排気浄化装
置。
3. An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein oxygen supplied from said oxygen supply means is introduced into an exhaust system near said ignition means.
【請求項4】 機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段と、 機関の排気系に配置されて排気を再燃焼させ、排気を浄
化する触媒を暖機する再燃焼手段と、 上記再燃焼手段による触媒暖機時に機関の一部の気筒へ
の燃料噴射をカットする燃料カット手段と、 上記運転状態検知手段の検出結果に基づいて上記燃料カ
ット手段を作動させる制御手段と、を備えた内燃機関の
排気浄化装置であって、 上記再燃焼手段が、排気流路を急激に拡大する再燃焼室
と、流れを剥離させて渦を発生させる渦流発生手段と、
この渦発生部において排気に点火する点火手段と、を備
え、 上記燃料噴射がカットされた一部の気筒の排気が、酸素
供給手段によって上記再燃焼手段の点火手段近傍に導入
されることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
4. An operating state detecting means for detecting an operating state of the engine; a reburning means disposed in an exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and warming up a catalyst for purifying the exhaust gas; An internal combustion engine comprising: fuel cut means for cutting fuel injection into some of the cylinders of the engine when the catalyst is warmed up; and control means for operating the fuel cut means based on the detection result of the operating state detecting means. An exhaust gas purifying apparatus, wherein the reburning means includes a reburning chamber that rapidly expands an exhaust flow path, and a vortex flow generating means that generates a vortex by separating a flow,
Ignition means for igniting the exhaust gas at the vortex generating section, wherein the exhaust gas of a part of the cylinders from which the fuel injection has been cut is introduced into the vicinity of the ignition means of the reburning means by the oxygen supply means. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
【請求項5】 上記点火手段がグロープラグであること
を特徴とする請求項2又は請求項4に記載の内燃機関の
排気浄化装置。
5. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein said ignition means is a glow plug.
【請求項6】 上記酸素供給手段が、排気脈動中の排気
圧が小さくなる部分に多く酸素を供給し、排気脈動中の
排気圧が大きくなる部分に少なく酸素を供給することを
特徴とする請求項1又は請求項2記載の内燃機関の排気
浄化装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said oxygen supply means supplies a large amount of oxygen to a portion where the exhaust pressure during exhaust pulsation decreases, and supplies a small amount of oxygen to a portion where the exhaust pressure during the exhaust pulsation increases. 3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
【請求項7】 上記酸素供給手段が、排気脈動中の排気
圧が小さくなる部分に間欠的に酸素を供給することを特
徴とする請求項1又は請求項2記載の内燃機関の排気浄
化装置。
7. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said oxygen supply means intermittently supplies oxygen to a portion where exhaust pressure during exhaust pulsation decreases.
【請求項8】 機関の排気系に配置されて排気を再燃
焼させ、排気を浄化する触媒を暖機する再燃焼手段と、 上記触媒の上流側の排気系に接続され、排気脈動に応じ
て酸素を排気中に供給する酸素供給手段と、 を備えた内燃機関の排気浄化装置であって、 上記再燃焼手段が、排気流路を急激に拡大する再燃焼室
と、流れを剥離させて渦を発生させる渦流発生手段と、
この渦発生部において排気に点火する点火手段と、を備
え、 排気脈動中の排気圧が小さくなる部分に酸素を供給し、
上記渦発生部に未燃焼成分の多いガスが流れ込んだ際に
上記点火手段を少なくとも作動させることを特徴とする
内燃機関の排気浄化装置。
8. A reburning means disposed in an exhaust system of the engine for reburning the exhaust gas and warming up a catalyst for purifying the exhaust gas, wherein the reburning means is connected to an exhaust system on the upstream side of the catalyst and responds to exhaust pulsation. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: oxygen supply means for supplying oxygen into exhaust gas, wherein the re-combustion means comprises: a re-combustion chamber for rapidly expanding an exhaust flow path; Vortex flow generating means for generating
An ignition means for igniting exhaust gas in the vortex generating portion, and supplying oxygen to a portion where exhaust pressure during exhaust pulsation becomes small,
An exhaust purification device for an internal combustion engine, wherein at least the ignition means is operated when a gas having a large amount of unburned components flows into the vortex generating section.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019215449A1 (en) * 2019-10-09 2021-04-15 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine with secondary air system

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DE102019215449A1 (en) * 2019-10-09 2021-04-15 Robert Bosch Gmbh Internal combustion engine with secondary air system

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