JPH0949422A - 内燃機関の排出ガス浄化装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジン始動直後の排出ガス中の有害成分の
排出量を低減する。 【解決手段】 触媒17の下流側に、排気管16を開閉
する排気ダンパ18を設け、この排気ダンパ18を空気
圧アクチュエータ21で開閉駆動する。空気圧アクチュ
エータ21の圧力室23内にスプリング24を収納し、
空気圧P3 とスプリング24のばね力との大小関係によ
り排気ダンパ18を開閉する。圧力室23は微小絞り2
5を介して大気に連通している。エンジン停止後は圧力
室23内に吸入負圧を導入して排気ダンパ18を閉鎖す
る。これにより、触媒17を保温して、その後の始動時
の排出ガス浄化性能を高める。排気ダンパ18の閉鎖中
に、微小絞り25からの微小な圧力漏れにより圧力室2
3内の空気圧P3 がスプリング24のばね力よりも小さ
くなると、排気ダンパ18はスプリング24のばね力に
より開放される。
排出量を低減する。 【解決手段】 触媒17の下流側に、排気管16を開閉
する排気ダンパ18を設け、この排気ダンパ18を空気
圧アクチュエータ21で開閉駆動する。空気圧アクチュ
エータ21の圧力室23内にスプリング24を収納し、
空気圧P3 とスプリング24のばね力との大小関係によ
り排気ダンパ18を開閉する。圧力室23は微小絞り2
5を介して大気に連通している。エンジン停止後は圧力
室23内に吸入負圧を導入して排気ダンパ18を閉鎖す
る。これにより、触媒17を保温して、その後の始動時
の排出ガス浄化性能を高める。排気ダンパ18の閉鎖中
に、微小絞り25からの微小な圧力漏れにより圧力室2
3内の空気圧P3 がスプリング24のばね力よりも小さ
くなると、排気ダンパ18はスプリング24のばね力に
より開放される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関(エンジ
ン)の始動後に排出ガス浄化用の触媒の温度を活性温度
まで早期に上昇させるようにした内燃機関の排出ガス浄
化装置に関するものである。
ン)の始動後に排出ガス浄化用の触媒の温度を活性温度
まで早期に上昇させるようにした内燃機関の排出ガス浄
化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載されている三元触媒の排出
ガス浄化性能を有効に発揮させるためには、触媒の温度
を活性温度(一般的には300〜350℃)まで上昇さ
せる必要がある。従って、エンジン始動後に触媒温度が
活性温度に上昇するまでは、排出ガス浄化能力が低く、
排出ガス中の有害成分(HC,CO,NOx)の排出量
が多くなり、エミッションが悪化する。この問題を解決
するために、近年、エンジン始動後に触媒を早期暖機す
るために、始動時のエンジン冷却水温が低いときに触媒
早期暖機制御を実行するようにしたものがある。ここ
で、触媒早期暖機制御は、例えば特開昭60−8887
0号公報に示すように、エンジンの点火時期を遅角し、
同時にアイドル回転数を上昇させることにより、排出ガ
ス温度を上昇させて、触媒温度を早期に活性温度に上昇
させるものがある。
ガス浄化性能を有効に発揮させるためには、触媒の温度
を活性温度(一般的には300〜350℃)まで上昇さ
せる必要がある。従って、エンジン始動後に触媒温度が
活性温度に上昇するまでは、排出ガス浄化能力が低く、
排出ガス中の有害成分(HC,CO,NOx)の排出量
が多くなり、エミッションが悪化する。この問題を解決
するために、近年、エンジン始動後に触媒を早期暖機す
るために、始動時のエンジン冷却水温が低いときに触媒
早期暖機制御を実行するようにしたものがある。ここ
で、触媒早期暖機制御は、例えば特開昭60−8887
0号公報に示すように、エンジンの点火時期を遅角し、
同時にアイドル回転数を上昇させることにより、排出ガ
ス温度を上昇させて、触媒温度を早期に活性温度に上昇
させるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジン停
止後は触媒と冷却水は、共に放熱により冷めていくが、
熱容量・放熱性の相違から両者の冷め方は異なり、触媒
の方がエンジン冷却水よりも早く冷める。従って、エン
ジン停止時間によってはエンジン冷却水温度が高くて
も、触媒が冷えた状態になっている場合がある。このよ
うな場合に、従来のようなエンジン冷却水温に基づく触
媒早期暖機制御を行うと、触媒が冷えているにも拘ら
ず、触媒早期暖機が行われず、触媒温度が活性温度にな
るまでに時間がかかり、エンジン始動直後の排出ガス中
の有害成分の排出量が多くなるという欠点がある。
止後は触媒と冷却水は、共に放熱により冷めていくが、
熱容量・放熱性の相違から両者の冷め方は異なり、触媒
の方がエンジン冷却水よりも早く冷める。従って、エン
ジン停止時間によってはエンジン冷却水温度が高くて
も、触媒が冷えた状態になっている場合がある。このよ
うな場合に、従来のようなエンジン冷却水温に基づく触
媒早期暖機制御を行うと、触媒が冷えているにも拘ら
ず、触媒早期暖機が行われず、触媒温度が活性温度にな
るまでに時間がかかり、エンジン始動直後の排出ガス中
の有害成分の排出量が多くなるという欠点がある。
【0004】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、エンジン始動直後の
排出ガス中の有害成分の排出量を低減できる内燃機関の
排出ガス浄化装置を提供することにある。
たものであり、従ってその目的は、エンジン始動直後の
排出ガス中の有害成分の排出量を低減できる内燃機関の
排出ガス浄化装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の内燃機関の排出ガス浄化装置
は、排気経路の触媒の上流側と下流側の少なくとも一方
に、該排気経路を開閉する排気開閉手段を設け、機関停
止後に所定の条件で前記排気開閉手段を駆動手段により
閉鎖するようにしたものである。
に、本発明の請求項1の内燃機関の排出ガス浄化装置
は、排気経路の触媒の上流側と下流側の少なくとも一方
に、該排気経路を開閉する排気開閉手段を設け、機関停
止後に所定の条件で前記排気開閉手段を駆動手段により
閉鎖するようにしたものである。
【0006】機関停止中の触媒の冷え方が早い理由は、
内燃機関に比べて熱容量が小さいことに加え、外部から
排気経路に侵入した外気が触媒の放熱を促進するためで
ある。そこで、上記構成のように、機関停止後に所定の
条件で排気経路の触媒の上流側と下流側の少なくとも一
方で排気開閉手段を閉鎖することで、排気経路内の外気
の流れを排気開閉手段で遮断し、触媒の放熱を少なくす
る。これにより、触媒の冷え方が緩やかになり、機関停
止後に触媒温度が従来より高くなっている状態が長く続
く。このため、機関停止後、ある程度短い時間であれ
ば、再始動の際、触媒が素早く活性温度に上昇し、再始
動直後から良好な排出ガス浄化性能が得られる。
内燃機関に比べて熱容量が小さいことに加え、外部から
排気経路に侵入した外気が触媒の放熱を促進するためで
ある。そこで、上記構成のように、機関停止後に所定の
条件で排気経路の触媒の上流側と下流側の少なくとも一
方で排気開閉手段を閉鎖することで、排気経路内の外気
の流れを排気開閉手段で遮断し、触媒の放熱を少なくす
る。これにより、触媒の冷え方が緩やかになり、機関停
止後に触媒温度が従来より高くなっている状態が長く続
く。このため、機関停止後、ある程度短い時間であれ
ば、再始動の際、触媒が素早く活性温度に上昇し、再始
動直後から良好な排出ガス浄化性能が得られる。
【0007】また、請求項2では、触媒が活性状態にな
っているか否かを活性判定手段により判定し、触媒が活
性状態になっているときには、機関停止後所定時間が経
過するまで前記排気開閉手段を駆動手段によって閉鎖す
る。これは、触媒が活性状態になっていなければ、触媒
温度が低く、触媒を保温する必要がないからである。
っているか否かを活性判定手段により判定し、触媒が活
性状態になっているときには、機関停止後所定時間が経
過するまで前記排気開閉手段を駆動手段によって閉鎖す
る。これは、触媒が活性状態になっていなければ、触媒
温度が低く、触媒を保温する必要がないからである。
【0008】また、請求項3では、前記排気開閉手段の
閉鎖中に内燃機関を再始動させる操作が行われたとき
に、前記駆動手段は再始動と同時に前記排気開閉手段を
開放する。これにより、機関再始動後は排気開閉手段を
確実に開放し、排出ガスの排出を妨げないようにする。
閉鎖中に内燃機関を再始動させる操作が行われたとき
に、前記駆動手段は再始動と同時に前記排気開閉手段を
開放する。これにより、機関再始動後は排気開閉手段を
確実に開放し、排出ガスの排出を妨げないようにする。
【0009】また、請求項4では、前記駆動手段は、閉
鎖方向への駆動力を油圧源又は空気圧源からの作動圧力
で発生すると共に、開放方向への駆動力をばね力で発生
し、前記排気開閉手段の閉鎖中に前記作動圧力を作動圧
力減衰手段により少しずつ減衰させ、その作動圧力が前
記ばね力よりも低下したときに前記排気開閉手段を前記
ばね力により開放させる。
鎖方向への駆動力を油圧源又は空気圧源からの作動圧力
で発生すると共に、開放方向への駆動力をばね力で発生
し、前記排気開閉手段の閉鎖中に前記作動圧力を作動圧
力減衰手段により少しずつ減衰させ、その作動圧力が前
記ばね力よりも低下したときに前記排気開閉手段を前記
ばね力により開放させる。
【0010】このように、排気開閉手段の閉鎖中に作動
圧力を作動圧力減衰手段により少しずつ漏らして減衰さ
せることで、排気開閉手段の閉鎖から所定時間経過後に
排気開閉手段の開放動作をばね力により自動的に行わせ
ることができると共に、電気系が故障した場合でも、排
気開閉手段の開放動作をばね力により確実に行わせるこ
とができる。
圧力を作動圧力減衰手段により少しずつ漏らして減衰さ
せることで、排気開閉手段の閉鎖から所定時間経過後に
排気開閉手段の開放動作をばね力により自動的に行わせ
ることができると共に、電気系が故障した場合でも、排
気開閉手段の開放動作をばね力により確実に行わせるこ
とができる。
【0011】また、請求項5では、触媒温度又は排出ガ
ス温度を直接又は間接的に検出する温度検出手段と、前
記触媒の外周囲を包囲するように設けられた熱交換部と
外部に設置された放熱部との間で熱交換媒体を循環させ
る循環経路と、前記温度検出手段により検出した温度が
前記触媒に悪影響を及ぼす高温状態になっているときに
前記循環経路内の熱交換媒体を循環させる循環制御手段
とを備えた構成となっている。
ス温度を直接又は間接的に検出する温度検出手段と、前
記触媒の外周囲を包囲するように設けられた熱交換部と
外部に設置された放熱部との間で熱交換媒体を循環させ
る循環経路と、前記温度検出手段により検出した温度が
前記触媒に悪影響を及ぼす高温状態になっているときに
前記循環経路内の熱交換媒体を循環させる循環制御手段
とを備えた構成となっている。
【0012】この構成では、触媒温度又は排出ガス温度
が触媒に悪影響を及ぼす高温状態になっているときに
は、循環経路内の熱交換媒体を循環させることで、触媒
の外周囲を包囲する熱交換部内を流れる熱交換媒体によ
って触媒を冷却し、過昇温による触媒の熱劣化を抑え
る。
が触媒に悪影響を及ぼす高温状態になっているときに
は、循環経路内の熱交換媒体を循環させることで、触媒
の外周囲を包囲する熱交換部内を流れる熱交換媒体によ
って触媒を冷却し、過昇温による触媒の熱劣化を抑え
る。
【0013】更に、請求項6では、温度検出手段の検出
温度が所定温度より低いときに前記熱交換媒体の循環を
停止させる。この状態では、触媒の外周囲を包囲する熱
交換部が断熱壁として機能し、触媒の放熱を少なくして
触媒を保温する。これにより、機関停止後、ある程度短
い時間であれば、再始動の際、触媒が素早く活性温度に
上昇し、再始動直後から良好な排出ガス浄化性能が得ら
れる。
温度が所定温度より低いときに前記熱交換媒体の循環を
停止させる。この状態では、触媒の外周囲を包囲する熱
交換部が断熱壁として機能し、触媒の放熱を少なくして
触媒を保温する。これにより、機関停止後、ある程度短
い時間であれば、再始動の際、触媒が素早く活性温度に
上昇し、再始動直後から良好な排出ガス浄化性能が得ら
れる。
【0014】一方、請求項7では、触媒温度を直接又は
間接的に触媒温度判定手段により判定し、機関始動後に
触媒を早期に温度上昇させる触媒早期暖機制御の実行/
不実行を前記触媒温度判定手段により判定した触媒温度
に基づいて判定する。従って、再始動時に、エンジン冷
却水温が高くても、触媒が冷えた状態になっていれば、
従来と異なり、触媒早期暖機制御の実行条件が成立し、
触媒早期暖機が実行される。
間接的に触媒温度判定手段により判定し、機関始動後に
触媒を早期に温度上昇させる触媒早期暖機制御の実行/
不実行を前記触媒温度判定手段により判定した触媒温度
に基づいて判定する。従って、再始動時に、エンジン冷
却水温が高くても、触媒が冷えた状態になっていれば、
従来と異なり、触媒早期暖機制御の実行条件が成立し、
触媒早期暖機が実行される。
【0015】更に、請求項8では、前記触媒温度判定手
段により判定した触媒温度に応じて触媒早期暖機制御の
パラメータを触媒早期暖機制御手段により可変する。こ
れにより、触媒温度に応じた内容の触媒早期暖機が行わ
れ、触媒の暖機が効率良く行われる。
段により判定した触媒温度に応じて触媒早期暖機制御の
パラメータを触媒早期暖機制御手段により可変する。こ
れにより、触媒温度に応じた内容の触媒早期暖機が行わ
れ、触媒の暖機が効率良く行われる。
【0016】また、請求項9では、前記触媒早期暖機制
御手段は、前記内燃機関の冷却水温に応じて触媒早期暖
機制御のパラメータを補正する。これにより、冷却水温
も考慮した触媒早期暖機が行われ、ドライバビリティも
良好に保たれる。
御手段は、前記内燃機関の冷却水温に応じて触媒早期暖
機制御のパラメータを補正する。これにより、冷却水温
も考慮した触媒早期暖機が行われ、ドライバビリティも
良好に保たれる。
【0017】ところで、機関停止直後の触媒温度は非常
に高温になっているので、触媒温度を温度センサで直接
検出することは困難である。そこで、請求項10では、
前記触媒温度判定手段は、前記内燃機関の冷却水温と運
転停止時間に基づいて触媒温度を推定する。つまり、冷
却水と触媒の放熱による温度低下特性は予め実験等で調
べることができるので、運転停止時間と、そのときの冷
却水温が分かれば、触媒温度を推定することが可能であ
る。
に高温になっているので、触媒温度を温度センサで直接
検出することは困難である。そこで、請求項10では、
前記触媒温度判定手段は、前記内燃機関の冷却水温と運
転停止時間に基づいて触媒温度を推定する。つまり、冷
却水と触媒の放熱による温度低下特性は予め実験等で調
べることができるので、運転停止時間と、そのときの冷
却水温が分かれば、触媒温度を推定することが可能であ
る。
【0018】また、請求項11では、前記触媒温度判定
手段は、前記触媒の上流側と下流側の少なくとも一方に
設置された空燃比センサの素子温度とヒータ温度の少な
くとも一方に基づいて触媒温度を推定する。つまり、空
燃比センサは触媒の近くに配置されるため、空燃比セン
サの素子温度とヒータ温度は触媒の放熱の影響を受け、
触媒の温度が高ければ、空燃比センサの素子温度とヒー
タ温度の温度も高くなる。この関係から、空燃比センサ
の素子温度又はヒータ温度から触媒温度を推定すること
が可能である。
手段は、前記触媒の上流側と下流側の少なくとも一方に
設置された空燃比センサの素子温度とヒータ温度の少な
くとも一方に基づいて触媒温度を推定する。つまり、空
燃比センサは触媒の近くに配置されるため、空燃比セン
サの素子温度とヒータ温度は触媒の放熱の影響を受け、
触媒の温度が高ければ、空燃比センサの素子温度とヒー
タ温度の温度も高くなる。この関係から、空燃比センサ
の素子温度又はヒータ温度から触媒温度を推定すること
が可能である。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態を
図1乃至図5に基づいて説明する。まず、図1に基づい
てシステム全体の概略構成を説明する。内燃機関である
エンジン11の吸気側に連結された吸気マニホールド1
2がサージタンク13を介して吸気管14に接続されて
いる。エンジン11の排気側には、排気経路を構成する
ために排気マニホールド15を介して排気管16が接続
され、その途中に排出ガス浄化用の三元触媒等の触媒1
7が設けられている。
図1乃至図5に基づいて説明する。まず、図1に基づい
てシステム全体の概略構成を説明する。内燃機関である
エンジン11の吸気側に連結された吸気マニホールド1
2がサージタンク13を介して吸気管14に接続されて
いる。エンジン11の排気側には、排気経路を構成する
ために排気マニホールド15を介して排気管16が接続
され、その途中に排出ガス浄化用の三元触媒等の触媒1
7が設けられている。
【0020】触媒17の下流側には、排気管16を開閉
する排気開閉手段として排気ダンパ18が軸19を介し
て回動可能に取り付けられている。この排気ダンパ18
を開閉するリンク機構20が駆動手段である空気圧アク
チュエータ21のロッド22に連結され、そのロッド2
2の突出/引込動作によって排気ダンパ18が開閉され
る。図2に示すように、空気圧アクチュエータ21の空
気圧P3 (負圧)が作用する圧力室23内にはスプリン
グ24が収納され、空気圧P3 とスプリング24のばね
力(反発力)との大小関係によりロッド22が突出され
たり引込められたりするように設定されている。
する排気開閉手段として排気ダンパ18が軸19を介し
て回動可能に取り付けられている。この排気ダンパ18
を開閉するリンク機構20が駆動手段である空気圧アク
チュエータ21のロッド22に連結され、そのロッド2
2の突出/引込動作によって排気ダンパ18が開閉され
る。図2に示すように、空気圧アクチュエータ21の空
気圧P3 (負圧)が作用する圧力室23内にはスプリン
グ24が収納され、空気圧P3 とスプリング24のばね
力(反発力)との大小関係によりロッド22が突出され
たり引込められたりするように設定されている。
【0021】図1に示すように、空気圧アクチュエータ
21の圧力室23は、圧力導入管27、電磁弁28、ア
キュームレータ(空気圧力蓄積器)29、逆止弁30及
び圧力導入管31を介して負圧の空気圧源である吸気管
14のサージタンク13に接続され、エンジン11の吸
入負圧が空気圧アクチュエータ21の圧力室23に導入
されるようになっている。更に、圧力室23には、図2
に示すように、作動圧力減衰手段となる微小絞り25を
介して大気を導入する大気導入管26が接続され、圧力
室23内の空気圧(負圧)が微小オリフィス25から少
しずつ圧力漏れして減衰するようになっている。
21の圧力室23は、圧力導入管27、電磁弁28、ア
キュームレータ(空気圧力蓄積器)29、逆止弁30及
び圧力導入管31を介して負圧の空気圧源である吸気管
14のサージタンク13に接続され、エンジン11の吸
入負圧が空気圧アクチュエータ21の圧力室23に導入
されるようになっている。更に、圧力室23には、図2
に示すように、作動圧力減衰手段となる微小絞り25を
介して大気を導入する大気導入管26が接続され、圧力
室23内の空気圧(負圧)が微小オリフィス25から少
しずつ圧力漏れして減衰するようになっている。
【0022】また、電磁弁28は3ポート3位置弁を用
い、弁位置Aでは、両圧力導入管27,31を連通して
大気連通管32を遮断し、弁位置Bでは、圧力導入管2
7,31と大気連通管32を全て遮断し、弁位置Cで
は、圧力導入管31を遮断して圧力導入管27と大気連
通管32とを連通させる。この場合、電磁弁28に通電
しないオフ状態では、弁位置Bとなり、圧力導入管2
7,31と大気連通管32を全て遮断した状態となる。
また、アキュームレータ29内に、圧力導入管27に連
通する蓄圧室33と、大気連通孔34を通して大気に連
通する大気連通室35とを仕切り形成する圧力隔壁36
がスライド可能に設けられ、この圧力隔壁36がリター
ンスプリング37で支持されている。これにより、アキ
ュームレータ29内の蓄圧室33には、リターンスプリ
ング37のばね力と釣り合う空気圧(吸入負圧)P2 が
蓄積される。
い、弁位置Aでは、両圧力導入管27,31を連通して
大気連通管32を遮断し、弁位置Bでは、圧力導入管2
7,31と大気連通管32を全て遮断し、弁位置Cで
は、圧力導入管31を遮断して圧力導入管27と大気連
通管32とを連通させる。この場合、電磁弁28に通電
しないオフ状態では、弁位置Bとなり、圧力導入管2
7,31と大気連通管32を全て遮断した状態となる。
また、アキュームレータ29内に、圧力導入管27に連
通する蓄圧室33と、大気連通孔34を通して大気に連
通する大気連通室35とを仕切り形成する圧力隔壁36
がスライド可能に設けられ、この圧力隔壁36がリター
ンスプリング37で支持されている。これにより、アキ
ュームレータ29内の蓄圧室33には、リターンスプリ
ング37のばね力と釣り合う空気圧(吸入負圧)P2 が
蓄積される。
【0023】一方、図1に示す電子制御ユニット(以下
「ECU」という)38は、燃料噴射制御や点火制御を
行うと共に、電磁弁28の弁位置をA,B,Cのいずれ
かの位置に切り替える。また、エンジン停止後に電磁弁
28を駆動するために、ECU38にはディレイ回路3
9が内蔵され、エンジン停止後も所定時間が経過するま
でバッテリ40からディレイ回路39を介して電源が供
給される。
「ECU」という)38は、燃料噴射制御や点火制御を
行うと共に、電磁弁28の弁位置をA,B,Cのいずれ
かの位置に切り替える。また、エンジン停止後に電磁弁
28を駆動するために、ECU38にはディレイ回路3
9が内蔵され、エンジン停止後も所定時間が経過するま
でバッテリ40からディレイ回路39を介して電源が供
給される。
【0024】ECU38は、エンジン回転数、冷却水
温、吸入空気量等の運転パラメータを検出する各種セン
サ(図示せず)に基づいて電磁弁28の通電/断電を切
り替え、排気ダンパ18を閉鎖/開放する。
温、吸入空気量等の運転パラメータを検出する各種セン
サ(図示せず)に基づいて電磁弁28の通電/断電を切
り替え、排気ダンパ18を閉鎖/開放する。
【0025】例えば、エンジン11が十分な暖機状態
で、且つ触媒17が完全に活性化している運転状態から
エンジン11を停止し、短時間(約1時間程度)経過後
に再始動する場合を考える。このような場合、通常エン
ジン11は再始動時において暖機状態を維持している反
面、触媒17は活性温度(一般的には300〜350
℃)以下に冷めてしまっている。これは、触媒17がエ
ンジン11に比べ熱容量が小さいことに加え、触媒17
の上流側の排気マニホールド15と下流側の排気管16
を通じて大気が触媒17側へ流入し、触媒17の放熱を
促進するためである。従って、このような条件では、排
気ダンパ18を閉鎖することで、触媒17側への大気の
流入を遮断し、触媒17の放熱を少なくすることができ
る。これにより、触媒17の冷え方が緩やかになり、エ
ンジン停止後に触媒温度が従来より高くなっている状態
が長く続く。このため、エンジン停止後、ある程度短い
時間であれば、再始動の際、触媒17が素早く活性温度
に上昇し、再始動直後から良好な排出ガス浄化性能が得
られる。
で、且つ触媒17が完全に活性化している運転状態から
エンジン11を停止し、短時間(約1時間程度)経過後
に再始動する場合を考える。このような場合、通常エン
ジン11は再始動時において暖機状態を維持している反
面、触媒17は活性温度(一般的には300〜350
℃)以下に冷めてしまっている。これは、触媒17がエ
ンジン11に比べ熱容量が小さいことに加え、触媒17
の上流側の排気マニホールド15と下流側の排気管16
を通じて大気が触媒17側へ流入し、触媒17の放熱を
促進するためである。従って、このような条件では、排
気ダンパ18を閉鎖することで、触媒17側への大気の
流入を遮断し、触媒17の放熱を少なくすることができ
る。これにより、触媒17の冷え方が緩やかになり、エ
ンジン停止後に触媒温度が従来より高くなっている状態
が長く続く。このため、エンジン停止後、ある程度短い
時間であれば、再始動の際、触媒17が素早く活性温度
に上昇し、再始動直後から良好な排出ガス浄化性能が得
られる。
【0026】また、エンジン停止前の運転中では、電磁
弁28はオフ(OFF)され、電磁弁28の弁位置がB
となり、圧力導入管27,31と大気連通管32を全て
遮断した状態となる。この状態では、吸気管14のサー
ジタンク13内に連通する圧力導入管27内の空気圧
(負圧)P1 により、アキュームレータ29内の蓄圧室
33には、リターンスプリング37のばね力と釣り合う
空気圧P2 (=P1 )が蓄積される。このとき、空気圧
アクチュエータ21の圧力室23内の空気圧P3は大気
圧であり、スプリング24のばね力によりロッド22が
突出し、リンク機構20により排気ダンパ18が開放状
態に保持される。
弁28はオフ(OFF)され、電磁弁28の弁位置がB
となり、圧力導入管27,31と大気連通管32を全て
遮断した状態となる。この状態では、吸気管14のサー
ジタンク13内に連通する圧力導入管27内の空気圧
(負圧)P1 により、アキュームレータ29内の蓄圧室
33には、リターンスプリング37のばね力と釣り合う
空気圧P2 (=P1 )が蓄積される。このとき、空気圧
アクチュエータ21の圧力室23内の空気圧P3は大気
圧であり、スプリング24のばね力によりロッド22が
突出し、リンク機構20により排気ダンパ18が開放状
態に保持される。
【0027】この後、エンジン11の運転が停止される
と、ECU38からの閉鎖指令信号により電磁弁28を
所定時間(数秒間)だけオン(ON)状態にし、弁位置
をAの位置に保持する。この弁位置Aでは、アキューム
レータ29と空気圧アクチュエータ21とが圧力導入管
27を介して連通され、アキュームレータ29に蓄積さ
れていた圧力P2 が空気圧アクチュエータ21の圧力室
23に導入される。これにより、圧力室23内の空気圧
P3 (=P2 )がスプリング24のばね力に打ち勝って
ロッド22が引っ込められ、リンク機構20により排気
ダンパ18が閉鎖状態に切り替えられる。上述した所定
時間(数秒間)経過後に電磁弁28はOFF状態に戻さ
れるが、圧力室23内の空気圧P3 が微小絞り25から
の微小な圧力漏れによりスプリング24のばね力よりも
小さくなるまでの間、排気ダンパ18は閉鎖状態に保持
される。
と、ECU38からの閉鎖指令信号により電磁弁28を
所定時間(数秒間)だけオン(ON)状態にし、弁位置
をAの位置に保持する。この弁位置Aでは、アキューム
レータ29と空気圧アクチュエータ21とが圧力導入管
27を介して連通され、アキュームレータ29に蓄積さ
れていた圧力P2 が空気圧アクチュエータ21の圧力室
23に導入される。これにより、圧力室23内の空気圧
P3 (=P2 )がスプリング24のばね力に打ち勝って
ロッド22が引っ込められ、リンク機構20により排気
ダンパ18が閉鎖状態に切り替えられる。上述した所定
時間(数秒間)経過後に電磁弁28はOFF状態に戻さ
れるが、圧力室23内の空気圧P3 が微小絞り25から
の微小な圧力漏れによりスプリング24のばね力よりも
小さくなるまでの間、排気ダンパ18は閉鎖状態に保持
される。
【0028】また、短時間のエンジン停止後、空気圧ア
クチュエータ21により排気ダンパ18が閉鎖状態に保
持されている状態からエンジン11を再始動する場合に
は、再始動と同時に電磁弁28を所定時間ON状態にし
て、弁位置をCの位置に切り替える。これにより、空気
圧アクチュエータ21内の圧力室23が圧力導入管27
を介して大気連通管32と連通した状態となり、圧力室
23内に即座に大気が導入されて圧力室23内の空気圧
P3 が大気圧となる。これに伴って、空気圧アクチュエ
ータ21のスプリング24のばね力によりロッド22が
突出し、排気ダンパ18が開放状態に切り替えられる。
クチュエータ21により排気ダンパ18が閉鎖状態に保
持されている状態からエンジン11を再始動する場合に
は、再始動と同時に電磁弁28を所定時間ON状態にし
て、弁位置をCの位置に切り替える。これにより、空気
圧アクチュエータ21内の圧力室23が圧力導入管27
を介して大気連通管32と連通した状態となり、圧力室
23内に即座に大気が導入されて圧力室23内の空気圧
P3 が大気圧となる。これに伴って、空気圧アクチュエ
ータ21のスプリング24のばね力によりロッド22が
突出し、排気ダンパ18が開放状態に切り替えられる。
【0029】一方、エンジン停止後から再始動までに長
時間経過し、触媒17が冷えてしまった場合には、もは
や排気ダンパ18の閉鎖(触媒17の保温)を行う必要
がない。そこで、排気ダンパ18の閉鎖中に、空気圧ア
クチュエータ21内の圧力室23内の空気圧P3 を微小
絞り25から少しずつ圧力漏れさせて、圧力室23内の
空気圧P3 を徐々に減衰させる。そして、触媒17の温
度が所定温度に低下するまでの時間とほぼ同時間経過後
に、上述した微小絞り25からの圧力漏れにより圧力室
23内の空気圧P3 がスプリング24のばね力よりも小
さくなり、排気ダンパ18がスプリング24のばね力で
開放状態に戻される。尚、上記のような排気ダンパ18
の閉鎖動作を実現するために、スプリング24のばね
力、圧力室23の内容積、微小絞り25の開口径等が設
定される。
時間経過し、触媒17が冷えてしまった場合には、もは
や排気ダンパ18の閉鎖(触媒17の保温)を行う必要
がない。そこで、排気ダンパ18の閉鎖中に、空気圧ア
クチュエータ21内の圧力室23内の空気圧P3 を微小
絞り25から少しずつ圧力漏れさせて、圧力室23内の
空気圧P3 を徐々に減衰させる。そして、触媒17の温
度が所定温度に低下するまでの時間とほぼ同時間経過後
に、上述した微小絞り25からの圧力漏れにより圧力室
23内の空気圧P3 がスプリング24のばね力よりも小
さくなり、排気ダンパ18がスプリング24のばね力で
開放状態に戻される。尚、上記のような排気ダンパ18
の閉鎖動作を実現するために、スプリング24のばね
力、圧力室23の内容積、微小絞り25の開口径等が設
定される。
【0030】次に、ECU38による排気ダンパ18の
開閉制御を図3に基づいて説明する。まず、ステップ1
01で、エンジン回転数NE、吸入空気量QN、吸気管
圧力PM、スロットル開度TA、冷却水温THW等の運
転状態を検出する各種センサから出力される信号を読み
込み、続くステップ102で、冷却水温THWが所定温
度Ts以上であるか否かによって触媒17が活性状態に
なっているか否かを判定する。もし、冷却水温THWが
所定温度TS未満であれば、触媒17の温度も低く、排
気ダンパ18の閉鎖(触媒17の保温)は不要であるの
で、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了す
る。上記ステップ102の処理が特許請求の範囲でいう
活性判定手段として機能する。
開閉制御を図3に基づいて説明する。まず、ステップ1
01で、エンジン回転数NE、吸入空気量QN、吸気管
圧力PM、スロットル開度TA、冷却水温THW等の運
転状態を検出する各種センサから出力される信号を読み
込み、続くステップ102で、冷却水温THWが所定温
度Ts以上であるか否かによって触媒17が活性状態に
なっているか否かを判定する。もし、冷却水温THWが
所定温度TS未満であれば、触媒17の温度も低く、排
気ダンパ18の閉鎖(触媒17の保温)は不要であるの
で、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了す
る。上記ステップ102の処理が特許請求の範囲でいう
活性判定手段として機能する。
【0031】一方、上記ステップ102で、冷却水温T
HWが所定温度Ts以上であると判定されれば、触媒1
7も温度が高くなっていると推定されるので、ステップ
103に進み、スタータフラグXSTAがON(始動
中)であるか否かを判定して、OFFであれば、ステッ
プ104に進んで、エンジン停止フラグXEGOFFが
ON(エンジン停止中)であるか否かを判定する。ここ
で、OFF(エンジン運転中)であれば、ステップ10
7に進み、電磁弁28をOFF状態に維持して、弁位置
をBの位置に保持し、圧力導入管27,31と大気連通
管32を全て遮断した状態に保つ。この状態では、空気
圧アクチュエータ21の圧力室23内の空気圧P3 は大
気圧であり、スプリング24のばね力によりロッド22
が突出し、排気ダンパ18が開放状態に保持される。
HWが所定温度Ts以上であると判定されれば、触媒1
7も温度が高くなっていると推定されるので、ステップ
103に進み、スタータフラグXSTAがON(始動
中)であるか否かを判定して、OFFであれば、ステッ
プ104に進んで、エンジン停止フラグXEGOFFが
ON(エンジン停止中)であるか否かを判定する。ここ
で、OFF(エンジン運転中)であれば、ステップ10
7に進み、電磁弁28をOFF状態に維持して、弁位置
をBの位置に保持し、圧力導入管27,31と大気連通
管32を全て遮断した状態に保つ。この状態では、空気
圧アクチュエータ21の圧力室23内の空気圧P3 は大
気圧であり、スプリング24のばね力によりロッド22
が突出し、排気ダンパ18が開放状態に保持される。
【0032】これに対し、エンジン停止フラグXEGO
FFがON(エンジン停止中)である場合には、ステッ
プ105に進んで、電磁弁ONカウンタ(A)のカウン
ト値CSOLAが所定時間t1 経過前であるか否かを判
定し、所定時間t1 経過前であれば、ステップ106に
進んで、電磁弁28をON状態に保持し、弁位置をAの
位置に保持する。この弁位置Aでは、アキュームレータ
29と空気圧アクチュエータ21とが圧力導入管27を
介して連通され、アキュームレータ29に蓄積されてい
た圧力P2 が空気圧アクチュエータ21の圧力室23に
導入され、排気ダンパ18が閉鎖状態に保持される。
FFがON(エンジン停止中)である場合には、ステッ
プ105に進んで、電磁弁ONカウンタ(A)のカウン
ト値CSOLAが所定時間t1 経過前であるか否かを判
定し、所定時間t1 経過前であれば、ステップ106に
進んで、電磁弁28をON状態に保持し、弁位置をAの
位置に保持する。この弁位置Aでは、アキュームレータ
29と空気圧アクチュエータ21とが圧力導入管27を
介して連通され、アキュームレータ29に蓄積されてい
た圧力P2 が空気圧アクチュエータ21の圧力室23に
導入され、排気ダンパ18が閉鎖状態に保持される。
【0033】その後、所定時間t1 が経過した時点で、
ステップ107に進み、電磁弁28をOFFして、弁位
置をBの位置に切り替えて、圧力導入管27,31と大
気連通管32を全て遮断する。この後も、排気ダンパ1
8は閉鎖状態を保つが、空気圧アクチュエータ21内の
圧力室23内に微小絞り25から少しずつ大気が吸い込
まれて、圧力室23内の空気圧P3 が徐々に減衰し、触
媒17の温度が所定温度に低下するまでの時間とほぼ同
時間経過後に、圧力室23内の空気圧P3 がスプリング
24のばね力よりも小さくなり、排気ダンパ18がスプ
リング24のばね力で開放状態に戻される。
ステップ107に進み、電磁弁28をOFFして、弁位
置をBの位置に切り替えて、圧力導入管27,31と大
気連通管32を全て遮断する。この後も、排気ダンパ1
8は閉鎖状態を保つが、空気圧アクチュエータ21内の
圧力室23内に微小絞り25から少しずつ大気が吸い込
まれて、圧力室23内の空気圧P3 が徐々に減衰し、触
媒17の温度が所定温度に低下するまでの時間とほぼ同
時間経過後に、圧力室23内の空気圧P3 がスプリング
24のばね力よりも小さくなり、排気ダンパ18がスプ
リング24のばね力で開放状態に戻される。
【0034】一方、前述したステップ103で、スター
タフラグXSTAがON(始動中)の場合には、ステッ
プ108に進み、電磁弁ONカウンタ(B)のカウント
値CSOLBが所定時間t2 経過前であるか否かを判定
し、所定時間t2 経過前であれば、ステップ109に進
んで、電磁弁28をONして弁位置をCの位置に切り替
えた状態に保持する。この状態では、空気圧アクチュエ
ータ21内の圧力室23が圧力導入管27を介して大気
連通管32と連通し、圧力室23内に大気が導入されて
圧力室23内の空気圧P3 が大気圧となり、空気圧アク
チュエータ21のスプリング24のばね力により排気ダ
ンパ18が開放状態に切り替えられる。
タフラグXSTAがON(始動中)の場合には、ステッ
プ108に進み、電磁弁ONカウンタ(B)のカウント
値CSOLBが所定時間t2 経過前であるか否かを判定
し、所定時間t2 経過前であれば、ステップ109に進
んで、電磁弁28をONして弁位置をCの位置に切り替
えた状態に保持する。この状態では、空気圧アクチュエ
ータ21内の圧力室23が圧力導入管27を介して大気
連通管32と連通し、圧力室23内に大気が導入されて
圧力室23内の空気圧P3 が大気圧となり、空気圧アク
チュエータ21のスプリング24のばね力により排気ダ
ンパ18が開放状態に切り替えられる。
【0035】その後、所定時間t2 が経過した時点で、
ステップ110に進み、電磁弁28をOFFして、弁位
置をBの位置に切り替え、圧力導入管27,31と大気
連通管32を全て遮断し、吸気管14のサージタンク1
3内に連通する圧力導入管27内の空気圧(負圧)P1
により、アキュームレータ29内の蓄圧室33に、リタ
ーンスプリング37のばね力と釣り合う空気圧P2 (=
P1 )が蓄積される。このとき、排気ダンパ18は引き
続き開放状態に保たれる。
ステップ110に進み、電磁弁28をOFFして、弁位
置をBの位置に切り替え、圧力導入管27,31と大気
連通管32を全て遮断し、吸気管14のサージタンク1
3内に連通する圧力導入管27内の空気圧(負圧)P1
により、アキュームレータ29内の蓄圧室33に、リタ
ーンスプリング37のばね力と釣り合う空気圧P2 (=
P1 )が蓄積される。このとき、排気ダンパ18は引き
続き開放状態に保たれる。
【0036】以上説明した図3の排気ダンパ開閉制御を
行った場合のタイムチャートを図4及び図5に示してい
る。図4は、短時間のエンジン停止後、排気ダンパ18
が閉鎖状態に保持されている状態からエンジン11を再
始動する場合のタイムチャートであり、図5は、エンジ
ン停止後から再始動までに長時間経過し、排気ダンパ1
8が開放状態に保持されている状態からエンジン11を
再始動する場合のタイムチャートである。
行った場合のタイムチャートを図4及び図5に示してい
る。図4は、短時間のエンジン停止後、排気ダンパ18
が閉鎖状態に保持されている状態からエンジン11を再
始動する場合のタイムチャートであり、図5は、エンジ
ン停止後から再始動までに長時間経過し、排気ダンパ1
8が開放状態に保持されている状態からエンジン11を
再始動する場合のタイムチャートである。
【0037】図4と図5のいずれの場合でも、エンジン
停止直後に、電磁弁28がONされて弁位置がA位置に
切り替えられ、空気圧アクチュエータ21の圧力P3 が
低下して排気ダンパ18が閉鎖され、触媒17が保温さ
れる。このとき、電磁弁28がONされると同時に、電
磁弁ONカウンタ(A)がカウントアップし、そのカウ
ント値CSOLAが所定時間t1 になった時点で、電磁
弁28がOFFされる。この後も、排気ダンパ18は閉
鎖状態に保持されるが、空気圧アクチュエータ21内の
圧力室23内に微小絞り25から少しずつ大気が吸い込
まれて圧力P3が徐々に減衰する。この際も、圧力P3
がスプリング24のばね力Psに打ち勝っている間は、
排気ダンパ18は閉鎖状態に保持される。
停止直後に、電磁弁28がONされて弁位置がA位置に
切り替えられ、空気圧アクチュエータ21の圧力P3 が
低下して排気ダンパ18が閉鎖され、触媒17が保温さ
れる。このとき、電磁弁28がONされると同時に、電
磁弁ONカウンタ(A)がカウントアップし、そのカウ
ント値CSOLAが所定時間t1 になった時点で、電磁
弁28がOFFされる。この後も、排気ダンパ18は閉
鎖状態に保持されるが、空気圧アクチュエータ21内の
圧力室23内に微小絞り25から少しずつ大気が吸い込
まれて圧力P3が徐々に減衰する。この際も、圧力P3
がスプリング24のばね力Psに打ち勝っている間は、
排気ダンパ18は閉鎖状態に保持される。
【0038】図4に示すように、短時間のエンジン停止
後、排気ダンパ18が閉鎖状態に保持されている状態か
らエンジン11を再始動する場合には、再始動によりス
タータフラグXSTAがONに切り替わった直後に、空
気圧アクチュエータ21の圧力P3 が即座に大気圧とな
り、排気ダンパ18が開放される。
後、排気ダンパ18が閉鎖状態に保持されている状態か
らエンジン11を再始動する場合には、再始動によりス
タータフラグXSTAがONに切り替わった直後に、空
気圧アクチュエータ21の圧力P3 が即座に大気圧とな
り、排気ダンパ18が開放される。
【0039】これに対し、図5に示すように、エンジン
停止後から再始動までに長時間経過すると、再始動する
前に、微小絞り25からの圧力漏れにより空気圧アクチ
ュエータ21の圧力P3 がスプリング24のばね力Ps
より小さくなり、排気ダンパ18が開放される。この
後、エンジン11を再始動する場合には、再始動時に既
に排気ダンパ18が開放状態になっているので、再始動
後もそのまま排気ダンパ18を開放状態に維持するだけ
である。
停止後から再始動までに長時間経過すると、再始動する
前に、微小絞り25からの圧力漏れにより空気圧アクチ
ュエータ21の圧力P3 がスプリング24のばね力Ps
より小さくなり、排気ダンパ18が開放される。この
後、エンジン11を再始動する場合には、再始動時に既
に排気ダンパ18が開放状態になっているので、再始動
後もそのまま排気ダンパ18を開放状態に維持するだけ
である。
【0040】以上説明した第1の実施形態では、エンジ
ン停止直後から排気ダンパ18を閉鎖することで、排気
管16内の外気の流れを排気ダンパ18で遮断し、触媒
17の放熱を少なくすることができる。これにより、触
媒17の冷え方が緩やかになり、エンジン停止後に触媒
温度が従来より高くなっている状態が長く続く。このた
め、エンジン停止後、ある程度短い時間であれば、再始
動の際、触媒17が素早く活性温度に上昇し、再始動直
後から良好な排出ガス浄化性能が得られ、再始動直後の
排出ガス中の有害成分が減少する。
ン停止直後から排気ダンパ18を閉鎖することで、排気
管16内の外気の流れを排気ダンパ18で遮断し、触媒
17の放熱を少なくすることができる。これにより、触
媒17の冷え方が緩やかになり、エンジン停止後に触媒
温度が従来より高くなっている状態が長く続く。このた
め、エンジン停止後、ある程度短い時間であれば、再始
動の際、触媒17が素早く活性温度に上昇し、再始動直
後から良好な排出ガス浄化性能が得られ、再始動直後の
排出ガス中の有害成分が減少する。
【0041】しかも、排気ダンパ18を駆動する空気圧
アクチュエータ21は、閉鎖方向への駆動力を空気圧P
3 で発生すると共に、開放方向への駆動力をスプリング
24のばね力で発生し、排気ダンパ18の閉鎖中に空気
圧P3 を微小絞り25により少しずつ減衰させ、その空
気圧P3 がスプリング24のばね力よりも小さくなった
ときに、排気ダンパ18をスプリング24のばね力によ
り開放させるようにしたので、排気ダンパ18の開放動
作をスプリング24のばね力により自動的に行わせるこ
とができると共に、電気系が故障した場合でも、排気ダ
ンパ18の開放動作をスプリング24のばね力により確
実に行わせることができ、フェールセーフ性を高めるこ
とができる。
アクチュエータ21は、閉鎖方向への駆動力を空気圧P
3 で発生すると共に、開放方向への駆動力をスプリング
24のばね力で発生し、排気ダンパ18の閉鎖中に空気
圧P3 を微小絞り25により少しずつ減衰させ、その空
気圧P3 がスプリング24のばね力よりも小さくなった
ときに、排気ダンパ18をスプリング24のばね力によ
り開放させるようにしたので、排気ダンパ18の開放動
作をスプリング24のばね力により自動的に行わせるこ
とができると共に、電気系が故障した場合でも、排気ダ
ンパ18の開放動作をスプリング24のばね力により確
実に行わせることができ、フェールセーフ性を高めるこ
とができる。
【0042】尚、圧力源として空気圧に代えて油圧を用
いても良い。また、排気ダンパ18を駆動する駆動手段
として、モータ、電磁石等の他の駆動源を用いても良
い。この場合、排気ダンパ18の閉鎖時間をタイマーで
計時して、所定時間経過後に、モータ、電磁石等により
排気ダンパ18を開放するようにしても良い。
いても良い。また、排気ダンパ18を駆動する駆動手段
として、モータ、電磁石等の他の駆動源を用いても良
い。この場合、排気ダンパ18の閉鎖時間をタイマーで
計時して、所定時間経過後に、モータ、電磁石等により
排気ダンパ18を開放するようにしても良い。
【0043】また、上記第1の実施形態では、冷却水温
THWが所定温度TS未満のとき、つまり触媒17が冷
えているときには、触媒17を保温する必要がないた
め、この場合には、エンジン運転停止後でも排気ダンパ
18を閉鎖せず、エンジン運転停止後の無駄な電力消費
を無くすようにしている。しかしながら、本発明は、触
媒17の温度を問わず、エンジン運転停止後に常に排気
ダンパ18を閉鎖するようにしても良く、この場合で
も、本発明の所期の目的は十分に達成することができ
る。
THWが所定温度TS未満のとき、つまり触媒17が冷
えているときには、触媒17を保温する必要がないた
め、この場合には、エンジン運転停止後でも排気ダンパ
18を閉鎖せず、エンジン運転停止後の無駄な電力消費
を無くすようにしている。しかしながら、本発明は、触
媒17の温度を問わず、エンジン運転停止後に常に排気
ダンパ18を閉鎖するようにしても良く、この場合で
も、本発明の所期の目的は十分に達成することができ
る。
【0044】また、上記第1の実施形態では、排気ダン
パ18の閉鎖時間がある程度長くなると、排気ダンパ1
8が自動的に開放されて、再始動時の排出ガスの排出が
排気ダンパ18で妨げられないようにしている。しかし
ながら、本発明は、エンジン停止中は常時排気ダンパを
閉鎖状態に保ち、再始動時に排気ダンパを開放するよう
にしても良く、この場合でも、本発明の所期の目的は十
分に達成することができる。
パ18の閉鎖時間がある程度長くなると、排気ダンパ1
8が自動的に開放されて、再始動時の排出ガスの排出が
排気ダンパ18で妨げられないようにしている。しかし
ながら、本発明は、エンジン停止中は常時排気ダンパを
閉鎖状態に保ち、再始動時に排気ダンパを開放するよう
にしても良く、この場合でも、本発明の所期の目的は十
分に達成することができる。
【0045】また、上記第1の実施形態では、触媒17
の下流側に排気ダンパ18を設けたので、排気管16の
出口からの外気の触媒17側への流入を確実に遮断する
ことができて、触媒17の保温性を高めることができ
る。しかし、排気管16内への外気の流入は、吸気管1
4→吸気マニホールド12→エンジン11→排気マニホ
ールド15の経路でも発生するため、触媒17の上流側
に排気ダンパ18を設けても、エンジン運転停止後の触
媒17の放熱を少なくすることができる。この場合、触
媒17の下流側と上流側の双方に排気ダンパ18を設け
れば、触媒17の保温性を更に高めることができる。
の下流側に排気ダンパ18を設けたので、排気管16の
出口からの外気の触媒17側への流入を確実に遮断する
ことができて、触媒17の保温性を高めることができ
る。しかし、排気管16内への外気の流入は、吸気管1
4→吸気マニホールド12→エンジン11→排気マニホ
ールド15の経路でも発生するため、触媒17の上流側
に排気ダンパ18を設けても、エンジン運転停止後の触
媒17の放熱を少なくすることができる。この場合、触
媒17の下流側と上流側の双方に排気ダンパ18を設け
れば、触媒17の保温性を更に高めることができる。
【0046】一方、図6及び図7は本発明の第2の実施
形態を示したものであり、上記第1の実施形態と異なる
部分についてのみ説明する。触媒17の外周囲を包囲す
るように筒型の熱交換部51が設けられている。この熱
交換部51内に熱交換媒体を流通させるために、アキュ
ームレータ52内に溜められた液化した熱交換媒体をポ
ンプ53により逆止弁54を介して熱交換部51内へ送
り、この熱交換部51内の熱交換媒体で触媒17を冷却
し、その過程で、触媒17の熱を奪って気化した熱交換
媒体を逆止弁55を介してコンデンサ56(放熱部)へ
送り、該熱交換媒体をこのコンデンサ56で走行風によ
り放熱させて液化し、アキュームレータ52へ戻す循環
経路57が構成されている。
形態を示したものであり、上記第1の実施形態と異なる
部分についてのみ説明する。触媒17の外周囲を包囲す
るように筒型の熱交換部51が設けられている。この熱
交換部51内に熱交換媒体を流通させるために、アキュ
ームレータ52内に溜められた液化した熱交換媒体をポ
ンプ53により逆止弁54を介して熱交換部51内へ送
り、この熱交換部51内の熱交換媒体で触媒17を冷却
し、その過程で、触媒17の熱を奪って気化した熱交換
媒体を逆止弁55を介してコンデンサ56(放熱部)へ
送り、該熱交換媒体をこのコンデンサ56で走行風によ
り放熱させて液化し、アキュームレータ52へ戻す循環
経路57が構成されている。
【0047】ここで、逆止弁54,55の設定開弁圧力
は、ポンプ53の常用定格吐出圧力よりも低く、該ポン
プ53の作動中には上記循環経路57内を熱交換媒体が
循環し、且つ該ポンプ53の停止中には熱交換媒体が沸
点に達する圧力よりも逆止弁54,55の設定開弁圧力
が高く、熱交換部51内に液化した熱交換媒体が封じ込
められるようになっている。熱交換媒体は、沸点が約1
00℃以上で、大気圧下で常温で液体であり、不燃性
で、上記循環経路57を形成する金属配管に対して腐食
その他の劣化が極めて少ない液体を使用する。
は、ポンプ53の常用定格吐出圧力よりも低く、該ポン
プ53の作動中には上記循環経路57内を熱交換媒体が
循環し、且つ該ポンプ53の停止中には熱交換媒体が沸
点に達する圧力よりも逆止弁54,55の設定開弁圧力
が高く、熱交換部51内に液化した熱交換媒体が封じ込
められるようになっている。熱交換媒体は、沸点が約1
00℃以上で、大気圧下で常温で液体であり、不燃性
で、上記循環経路57を形成する金属配管に対して腐食
その他の劣化が極めて少ない液体を使用する。
【0048】また、触媒17の上流側には、排出ガスの
温度を検出する温度検出手段として温度センサ58が設
けられ、この温度センサ58によって検出した排出ガス
温度Teの信号がECU38に入力される。このECU
38は、温度センサ58により検出した排出ガス温度T
eに基づいてポンプ53のモータ59のON/OFFを
制御し、特許請求の範囲でいう循環制御手段として機能
する。
温度を検出する温度検出手段として温度センサ58が設
けられ、この温度センサ58によって検出した排出ガス
温度Teの信号がECU38に入力される。このECU
38は、温度センサ58により検出した排出ガス温度T
eに基づいてポンプ53のモータ59のON/OFFを
制御し、特許請求の範囲でいう循環制御手段として機能
する。
【0049】以下、このECU38による循環制御の内
容を図7に基づいて説明する。まず、ステップ101
で、エンジン回転数NE、吸入空気量QN、吸気管圧力
PM、スロットル開度TA、冷却水温THW等の運転状
態を検出する各種センサから出力される信号を読み込
み、続くステップ202で、温度センサ58により検出
した排出ガス温度Teを読み込む。次のステップ203
で、排出ガス温度Teが触媒17に悪影響を及ぼす高温
状態(所定温度Th以上)であるか否かを判定する。例
えば、高速・高負荷運転時には、排出ガス温度Teが所
定温度Th以上となり、この場合には、触媒17が過昇
温状態で熱劣化するおそれがあるので、ステップ204
に進み、ポンプ53のモータ59をONする。これによ
り、アキュームレータ52内に溜められた液化した熱交
換媒体を熱交換部51内へ送り、この熱交換部51内の
熱交換媒体で触媒17を冷却し、その過程で、熱交換部
51内で触媒17の熱を奪って気化した熱交換媒体をコ
ンデンサ56へ送り、該熱交換媒体をここで放熱させて
液化し、アキュームレータ52へ戻す。このような熱交
換媒体の循環により触媒17の温度を適正な活性温度に
まで冷却して、触媒17の過昇温による熱劣化を未然に
防ぐ。
容を図7に基づいて説明する。まず、ステップ101
で、エンジン回転数NE、吸入空気量QN、吸気管圧力
PM、スロットル開度TA、冷却水温THW等の運転状
態を検出する各種センサから出力される信号を読み込
み、続くステップ202で、温度センサ58により検出
した排出ガス温度Teを読み込む。次のステップ203
で、排出ガス温度Teが触媒17に悪影響を及ぼす高温
状態(所定温度Th以上)であるか否かを判定する。例
えば、高速・高負荷運転時には、排出ガス温度Teが所
定温度Th以上となり、この場合には、触媒17が過昇
温状態で熱劣化するおそれがあるので、ステップ204
に進み、ポンプ53のモータ59をONする。これによ
り、アキュームレータ52内に溜められた液化した熱交
換媒体を熱交換部51内へ送り、この熱交換部51内の
熱交換媒体で触媒17を冷却し、その過程で、熱交換部
51内で触媒17の熱を奪って気化した熱交換媒体をコ
ンデンサ56へ送り、該熱交換媒体をここで放熱させて
液化し、アキュームレータ52へ戻す。このような熱交
換媒体の循環により触媒17の温度を適正な活性温度に
まで冷却して、触媒17の過昇温による熱劣化を未然に
防ぐ。
【0050】その後、低速・低負荷運転時、或はエンジ
ン停止状態になると、排出ガス温度Teが所定温度Th
より低くなり、触媒17の温度も低下するため、ステッ
プ203からステップ205に進み、ポンプ53のモー
タ59をOFFし、循環経路57内の熱交換媒体の循環
を停止する。これにより、触媒17によって加熱された
熱交換媒体を熱交換部51内で滞留させ、熱交換部51
が触媒17を保温する断熱壁として機能する。従って、
エンジン停止後でも、触媒17の冷え方が緩やかにな
り、エンジン停止後に触媒温度が従来より高くなってい
る状態が長く続くようになる。このため、エンジン停止
後、ある程度短い時間であれば、再始動の際、触媒17
が素早く活性温度に上昇し、再始動直後から良好な排出
ガス浄化性能が得られる。
ン停止状態になると、排出ガス温度Teが所定温度Th
より低くなり、触媒17の温度も低下するため、ステッ
プ203からステップ205に進み、ポンプ53のモー
タ59をOFFし、循環経路57内の熱交換媒体の循環
を停止する。これにより、触媒17によって加熱された
熱交換媒体を熱交換部51内で滞留させ、熱交換部51
が触媒17を保温する断熱壁として機能する。従って、
エンジン停止後でも、触媒17の冷え方が緩やかにな
り、エンジン停止後に触媒温度が従来より高くなってい
る状態が長く続くようになる。このため、エンジン停止
後、ある程度短い時間であれば、再始動の際、触媒17
が素早く活性温度に上昇し、再始動直後から良好な排出
ガス浄化性能が得られる。
【0051】尚、上記第2の実施形態では、排出ガス温
度を温度センサ58で直接検出するようにしたが、エン
ジン回転数NE、吸入空気量QN、吸気管圧力PM、ス
ロットル開度TA、冷却水温THW等の運転状態パラメ
ータから排出ガス温度を推定(間接的に検出)するよう
にしても良い。推定方法としては、例えば排出ガス温度
と運転状態パラメータとの関係をマップ化し、そのマッ
プを用いて排出ガス温度を算出するようにしても良い。
度を温度センサ58で直接検出するようにしたが、エン
ジン回転数NE、吸入空気量QN、吸気管圧力PM、ス
ロットル開度TA、冷却水温THW等の運転状態パラメ
ータから排出ガス温度を推定(間接的に検出)するよう
にしても良い。推定方法としては、例えば排出ガス温度
と運転状態パラメータとの関係をマップ化し、そのマッ
プを用いて排出ガス温度を算出するようにしても良い。
【0052】また、排出ガス温度に代えて、触媒温度を
検出し、その触媒温度が所定温度以上であるか否かによ
って熱交換媒体の循環/停止を制御するようにしても良
い。この場合も、触媒温度を温度センサで直接検出して
も良いし、運転状態パラメータから推定(間接的に検
出)するようにしても良い。
検出し、その触媒温度が所定温度以上であるか否かによ
って熱交換媒体の循環/停止を制御するようにしても良
い。この場合も、触媒温度を温度センサで直接検出して
も良いし、運転状態パラメータから推定(間接的に検
出)するようにしても良い。
【0053】一方、図8乃至図21は、本発明の第3の
実施形態を示したものである。この第3の実施形態で
は、触媒17の上流側には、排出ガスの空燃比に応じた
リニアな信号を出力する空燃比センサ61が設けられ、
また、触媒17の下流側には、排出ガスの空燃比がリッ
チかリーンかによって出力が反転する酸素センサ62が
設けられている。ECU38は、触媒17の上流側の空
燃比センサ61の出力に基づいて目標空燃比と実空燃比
との偏差を小さくするように空燃比をフィードバック制
御すると共に、触媒17の下流側の酸素センサ62の出
力に基づいて目標空燃比を補正する。
実施形態を示したものである。この第3の実施形態で
は、触媒17の上流側には、排出ガスの空燃比に応じた
リニアな信号を出力する空燃比センサ61が設けられ、
また、触媒17の下流側には、排出ガスの空燃比がリッ
チかリーンかによって出力が反転する酸素センサ62が
設けられている。ECU38は、触媒17の上流側の空
燃比センサ61の出力に基づいて目標空燃比と実空燃比
との偏差を小さくするように空燃比をフィードバック制
御すると共に、触媒17の下流側の酸素センサ62の出
力に基づいて目標空燃比を補正する。
【0054】また、ECU38は、特許請求の範囲でい
う触媒早期暖機制御手段としても機能し、エンジン始動
時に、後述する所定の条件で、エンジン11の点火時期
を遅角し、同時にアイドル回転数を上昇させることによ
り、排出ガス温度を上昇させて、触媒17の温度を早期
に活性温度に上昇させる。
う触媒早期暖機制御手段としても機能し、エンジン始動
時に、後述する所定の条件で、エンジン11の点火時期
を遅角し、同時にアイドル回転数を上昇させることによ
り、排出ガス温度を上昇させて、触媒17の温度を早期
に活性温度に上昇させる。
【0055】更に、ECU38は、触媒温度を判定する
触媒温度判定手段として機能すると共に、この触媒温度
に基づいて触媒早期暖機制御の実行/不実行を判定する
判定手段としても機能する。
触媒温度判定手段として機能すると共に、この触媒温度
に基づいて触媒早期暖機制御の実行/不実行を判定する
判定手段としても機能する。
【0056】次に、2通りの触媒温度判定方法を説明す
る。図9に示す触媒温度判定法1は、図11に示すよう
に、運転停止時間の経過に伴ってエンジン冷却水温と触
媒温度が変化する特性を利用し、運転停止時間とそのと
きのエンジン冷却水温とから触媒温度を推定するもので
ある。具体的には、まずステップ301で、運転停止時
間を読み出し、続くステップ302で、エンジン冷却水
温を読み出す。次のステップ303で、図10に示すマ
ップから、エンジン冷却水温と運転停止時間に応じて触
媒温度THCATを求める。
る。図9に示す触媒温度判定法1は、図11に示すよう
に、運転停止時間の経過に伴ってエンジン冷却水温と触
媒温度が変化する特性を利用し、運転停止時間とそのと
きのエンジン冷却水温とから触媒温度を推定するもので
ある。具体的には、まずステップ301で、運転停止時
間を読み出し、続くステップ302で、エンジン冷却水
温を読み出す。次のステップ303で、図10に示すマ
ップから、エンジン冷却水温と運転停止時間に応じて触
媒温度THCATを求める。
【0057】一方、図12に示す触媒温度判定法2は、
触媒17の上流側の空燃比センサ61と下流側の酸素セ
ンサ62の素子温度又はヒータ温度から触媒温度を推定
するものである。つまり、空燃比センサ61と酸素セン
サ62は、触媒17の近くに配置され、素子温度とヒー
タ温度は触媒17の放熱の影響を受け、触媒温度が高け
れば、素子温度とヒータ温度の温度も高くなることを利
用するものである。図14及び図15に示すように、素
子温度とヒータ温度に応じてそれぞれ抵抗が変化するた
め、素子内部抵抗とヒータ抵抗を計測することによって
素子温度とヒータ温度とを求めることができる。
触媒17の上流側の空燃比センサ61と下流側の酸素セ
ンサ62の素子温度又はヒータ温度から触媒温度を推定
するものである。つまり、空燃比センサ61と酸素セン
サ62は、触媒17の近くに配置され、素子温度とヒー
タ温度は触媒17の放熱の影響を受け、触媒温度が高け
れば、素子温度とヒータ温度の温度も高くなることを利
用するものである。図14及び図15に示すように、素
子温度とヒータ温度に応じてそれぞれ抵抗が変化するた
め、素子内部抵抗とヒータ抵抗を計測することによって
素子温度とヒータ温度とを求めることができる。
【0058】図12に示す触媒温度判定法2では、まず
ステップ311で、空燃比センサ61のヒータ抵抗RH
AFを計測し、続くステップ302で、酸素センサ62
のヒータ抵抗RHO2を計測する。次のステップ303
で、両センサ61,62のヒータ抵抗RHAF,RHO
2の重み付平均値RHCATを次式により算出する。 RHCAT=KAFCAT×RHAF+(1−KAFC
AT)×RHO2(KAFCAT:重み係数) そして、次のステップ314で、図13に示すマップか
らヒータ抵抗平均値RHCATに応じて触媒温度THC
ATを算出する。
ステップ311で、空燃比センサ61のヒータ抵抗RH
AFを計測し、続くステップ302で、酸素センサ62
のヒータ抵抗RHO2を計測する。次のステップ303
で、両センサ61,62のヒータ抵抗RHAF,RHO
2の重み付平均値RHCATを次式により算出する。 RHCAT=KAFCAT×RHAF+(1−KAFC
AT)×RHO2(KAFCAT:重み係数) そして、次のステップ314で、図13に示すマップか
らヒータ抵抗平均値RHCATに応じて触媒温度THC
ATを算出する。
【0059】尚、空燃比センサ61と酸素センサ62の
双方のヒータ抵抗を測定するのものに限定されず、いず
れか一方のセンサのヒータ抵抗(ヒータ温度)を測定し
ても良い。また、ヒータ抵抗(ヒータ温度)に代えて、
素子内部抵抗(素子温度)を測定しても良く、或は、ヒ
ータ抵抗(ヒータ温度)と素子内部抵抗(素子温度)の
双方を測定して、触媒温度THCATの推定精度を更に
高めるようにしても良い。
双方のヒータ抵抗を測定するのものに限定されず、いず
れか一方のセンサのヒータ抵抗(ヒータ温度)を測定し
ても良い。また、ヒータ抵抗(ヒータ温度)に代えて、
素子内部抵抗(素子温度)を測定しても良く、或は、ヒ
ータ抵抗(ヒータ温度)と素子内部抵抗(素子温度)の
双方を測定して、触媒温度THCATの推定精度を更に
高めるようにしても良い。
【0060】次に、図16に基づいて、触媒早期暖機制
御実行/不実行判定ルーチンの処理内容を説明する。本
ルーチンはイニシャル時に1回だけ実行され、処理が開
始されると、まず、ステップ321で、触媒温度THC
ATが200℃以下か否かを判定し、触媒温度THCA
Tが200℃よりも高ければ、触媒早期暖機は行う必要
がないので、ステップ325に進み、触媒早期暖機実行
許可フラグXCATを不許可を示す「0」にセットし
て、本ルーチンを終了する。
御実行/不実行判定ルーチンの処理内容を説明する。本
ルーチンはイニシャル時に1回だけ実行され、処理が開
始されると、まず、ステップ321で、触媒温度THC
ATが200℃以下か否かを判定し、触媒温度THCA
Tが200℃よりも高ければ、触媒早期暖機は行う必要
がないので、ステップ325に進み、触媒早期暖機実行
許可フラグXCATを不許可を示す「0」にセットし
て、本ルーチンを終了する。
【0061】これに対し、触媒温度THCATが200
℃以下であれば、触媒早期暖機を実行するために、ステ
ップ322に進み、冷却水温THWと触媒温度THCA
Tに応じた目標回転数NETGTをマップから読み込
み、続くステップ323で、冷却水温THWと触媒温度
THCATに応じた点火時期ATGTをマップから読み
込む。この後、ステップ324で、触媒早期暖機実行許
可フラグXCATを許可を示す「1」にセットして、本
ルーチンを終了する。
℃以下であれば、触媒早期暖機を実行するために、ステ
ップ322に進み、冷却水温THWと触媒温度THCA
Tに応じた目標回転数NETGTをマップから読み込
み、続くステップ323で、冷却水温THWと触媒温度
THCATに応じた点火時期ATGTをマップから読み
込む。この後、ステップ324で、触媒早期暖機実行許
可フラグXCATを許可を示す「1」にセットして、本
ルーチンを終了する。
【0062】次に、図17に基づいて、触媒早期暖機制
御条件判定ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチン
は、所定時間毎(例えば128ms毎)に割り込み処理
され、処理が開始されると、まず、ステップ321で、
触媒早期暖機実行許可フラグXCATが許可を示す
「1」であるか否かを判定し、不許可「0」であれば、
ステップ342〜344のリセット処理(XCAT=
0,XECATL=0,XECATH=0)を行って、
本ルーチンを終了する。ここで、XECATLは、走行
中触媒早期暖機実行中フラグであり、走行中触媒早期暖
機は、点火遅角のみを行う。この場合、走行中の遅角量
はアイドル中の遅角量よりも小さい。XECATHは、
アイドル中触媒早期暖機実行中フラグであり、アイドル
中の触媒早期暖機は、点火遅角と目標アイドル回転数の
上昇の双方を行う。
御条件判定ルーチンの処理内容を説明する。本ルーチン
は、所定時間毎(例えば128ms毎)に割り込み処理
され、処理が開始されると、まず、ステップ321で、
触媒早期暖機実行許可フラグXCATが許可を示す
「1」であるか否かを判定し、不許可「0」であれば、
ステップ342〜344のリセット処理(XCAT=
0,XECATL=0,XECATH=0)を行って、
本ルーチンを終了する。ここで、XECATLは、走行
中触媒早期暖機実行中フラグであり、走行中触媒早期暖
機は、点火遅角のみを行う。この場合、走行中の遅角量
はアイドル中の遅角量よりも小さい。XECATHは、
アイドル中触媒早期暖機実行中フラグであり、アイドル
中の触媒早期暖機は、点火遅角と目標アイドル回転数の
上昇の双方を行う。
【0063】上述したステップ331で、触媒早期暖機
実行許可フラグXCATが許可を示す「1」であれば、
ステップ332に進み、始動後経過時間が50秒に満た
ないか否かを判定し、50秒以上経過すれば、触媒早期
暖機を行う必要がないので、ステップ342〜344の
リセット処理を行う。始動後経過時間が50秒に満たな
ければ、ステップ333に進み、エンジン11の運転が
アイドル中か否かを判定し、アイドル中であれば、ステ
ップ334に進み、エンジン回転数NEが600rpm
よりも小さいか否かを判定し、600rpm以上であれ
ば、触媒早期暖機を行う必要がないので、ステップ34
2〜344のリセット処理を行う。
実行許可フラグXCATが許可を示す「1」であれば、
ステップ332に進み、始動後経過時間が50秒に満た
ないか否かを判定し、50秒以上経過すれば、触媒早期
暖機を行う必要がないので、ステップ342〜344の
リセット処理を行う。始動後経過時間が50秒に満たな
ければ、ステップ333に進み、エンジン11の運転が
アイドル中か否かを判定し、アイドル中であれば、ステ
ップ334に進み、エンジン回転数NEが600rpm
よりも小さいか否かを判定し、600rpm以上であれ
ば、触媒早期暖機を行う必要がないので、ステップ34
2〜344のリセット処理を行う。
【0064】もし、エンジン回転数NEが600rpm
よりも小さければ、ステップ335に進み、アイドル中
触媒早期暖機実行中フラグXECATLを実行中を示す
「1」に設定し、続くステップ336で、走行中触媒早
期暖機実行中フラグXECATHを不実行を示す「0」
に設定する。これにより、エンジン回転数NEが600
rpmよりも小さい場合に、アイドル中触媒早期暖機を
実行し、点火遅角と目標アイドル回転数の上昇の双方を
行う。このときの目標アイドル回転数は、始動時の触媒
温度とエンジン冷却水温とに基づいて図18に示すマッ
プにより設定され、目標点火時期は、始動時の触媒温度
とエンジン冷却水温とに基づいて図19に示すマップに
より設定される。
よりも小さければ、ステップ335に進み、アイドル中
触媒早期暖機実行中フラグXECATLを実行中を示す
「1」に設定し、続くステップ336で、走行中触媒早
期暖機実行中フラグXECATHを不実行を示す「0」
に設定する。これにより、エンジン回転数NEが600
rpmよりも小さい場合に、アイドル中触媒早期暖機を
実行し、点火遅角と目標アイドル回転数の上昇の双方を
行う。このときの目標アイドル回転数は、始動時の触媒
温度とエンジン冷却水温とに基づいて図18に示すマッ
プにより設定され、目標点火時期は、始動時の触媒温度
とエンジン冷却水温とに基づいて図19に示すマップに
より設定される。
【0065】一方、走行中の場合には、ステップ333
からステップ337へ移行し、吸気量QAが所定量Qo
より小さいか否かを判定し、QA<Qoであれば、ステ
ップ338に進み、走行中触媒早期暖機実行中フラグX
ECATHを実行中を示す「1」に設定し、続くステッ
プ339で、アイドル中触媒早期暖機実行中フラグXE
CATLを不実行を示す「0」に設定する。これによ
り、走行直後で、吸気量QAが所定量Qoより小さいと
きに、走行中触媒早期暖機を実行し、点火遅角のみを行
う。このときの目標点火時期も、図19と同様のマップ
により設定される。また、吸気量QAが所定量Qo以上
のときには、ステップ333からステップ340,34
1へ移行し、アイドル中触媒早期暖機実行中フラグXE
CATLと走行中触媒早期暖機実行中フラグXECAT
Hを共に不実行を示す「0」に設定し、触媒早期暖機を
実行しない。
からステップ337へ移行し、吸気量QAが所定量Qo
より小さいか否かを判定し、QA<Qoであれば、ステ
ップ338に進み、走行中触媒早期暖機実行中フラグX
ECATHを実行中を示す「1」に設定し、続くステッ
プ339で、アイドル中触媒早期暖機実行中フラグXE
CATLを不実行を示す「0」に設定する。これによ
り、走行直後で、吸気量QAが所定量Qoより小さいと
きに、走行中触媒早期暖機を実行し、点火遅角のみを行
う。このときの目標点火時期も、図19と同様のマップ
により設定される。また、吸気量QAが所定量Qo以上
のときには、ステップ333からステップ340,34
1へ移行し、アイドル中触媒早期暖機実行中フラグXE
CATLと走行中触媒早期暖機実行中フラグXECAT
Hを共に不実行を示す「0」に設定し、触媒早期暖機を
実行しない。
【0066】以上説明した触媒早期暖機制御を行った場
合のタイムチャートを図20と図21に示している。図
20に示すように、エンジン始動時に、触媒温度が低
く、冷却水温が高い場合には、遅角量が大きくなると共
に、目標アイドル回転数が高くなる。一方、図21に示
すように、エンジン始動時に、触媒温度が低く、冷却水
温が低い場合には、遅角量がほぼ0になると共に、目標
アイドル回転数が図20の場合よりも低くなる。このよ
うに、触媒温度と冷却水温に応じて触媒早期暖機制御の
パラメータである遅角量と目標アイドル回転数を可変す
ることにより、そのときの触媒温度と冷却水温に合った
触媒早期暖機が行われ、触媒17の暖機が効率良く行わ
れる。
合のタイムチャートを図20と図21に示している。図
20に示すように、エンジン始動時に、触媒温度が低
く、冷却水温が高い場合には、遅角量が大きくなると共
に、目標アイドル回転数が高くなる。一方、図21に示
すように、エンジン始動時に、触媒温度が低く、冷却水
温が低い場合には、遅角量がほぼ0になると共に、目標
アイドル回転数が図20の場合よりも低くなる。このよ
うに、触媒温度と冷却水温に応じて触媒早期暖機制御の
パラメータである遅角量と目標アイドル回転数を可変す
ることにより、そのときの触媒温度と冷却水温に合った
触媒早期暖機が行われ、触媒17の暖機が効率良く行わ
れる。
【0067】上記第3の実施形態では、触媒早期暖機制
御の実行/不実行を触媒温度に基づいて判定するので、
再始動時に、冷却水温が高くても、触媒が冷えた状態に
なっていれば、従来と異なり、触媒早期暖機制御の実行
条件が成立し、触媒早期暖機を実行することができて、
エンジン始動直後の排出ガス中の有害成分の排出量を低
減することができる。
御の実行/不実行を触媒温度に基づいて判定するので、
再始動時に、冷却水温が高くても、触媒が冷えた状態に
なっていれば、従来と異なり、触媒早期暖機制御の実行
条件が成立し、触媒早期暖機を実行することができて、
エンジン始動直後の排出ガス中の有害成分の排出量を低
減することができる。
【0068】尚、上記第3の実施形態では、触媒早期暖
機の実行時に触媒温度と冷却水温に応じて遅角量と目標
アイドル回転数を可変するようにしたが、触媒早期暖機
の実行時間を可変するようにしても良い。
機の実行時に触媒温度と冷却水温に応じて遅角量と目標
アイドル回転数を可変するようにしたが、触媒早期暖機
の実行時間を可変するようにしても良い。
【0069】また、触媒早期暖機の方法として、EGI
(グロープラグ)、ディザ制御(燃料噴射量を±10%
程度振る)、失火コントロール、EHC(ヒータ付触
媒)等を用いたものでも良い。
(グロープラグ)、ディザ制御(燃料噴射量を±10%
程度振る)、失火コントロール、EHC(ヒータ付触
媒)等を用いたものでも良い。
【0070】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の請求項1の構成によれば、排気経路の触媒の上流側と
下流側の少なくとも一方に、該排気経路を開閉する排気
開閉手段を設け、機関停止後に所定の条件で前記排気開
閉手段を閉鎖するようにしたので、機関停止後に触媒の
放熱を少なくすることができて、再始動の際、触媒を素
早く活性温度に上昇させることができて、始動直後から
良好な排出ガス浄化性能を得ることができ、始動直後の
排出ガス中の有害成分の排出量を低減することができ
る。
の請求項1の構成によれば、排気経路の触媒の上流側と
下流側の少なくとも一方に、該排気経路を開閉する排気
開閉手段を設け、機関停止後に所定の条件で前記排気開
閉手段を閉鎖するようにしたので、機関停止後に触媒の
放熱を少なくすることができて、再始動の際、触媒を素
早く活性温度に上昇させることができて、始動直後から
良好な排出ガス浄化性能を得ることができ、始動直後の
排出ガス中の有害成分の排出量を低減することができ
る。
【0071】また、請求項2では、触媒が活性状態にな
っているときに、機関停止後所定時間が経過するまで排
気開閉手段を閉鎖するようにしたので、触媒の保温が実
際に必要な時に排気開閉手段を確実に閉鎖状態に保つこ
とができる。
っているときに、機関停止後所定時間が経過するまで排
気開閉手段を閉鎖するようにしたので、触媒の保温が実
際に必要な時に排気開閉手段を確実に閉鎖状態に保つこ
とができる。
【0072】また、請求項3では、排気開閉手段の閉鎖
中に内燃機関を再始動させる操作が行われたときに、再
始動と同時に排気開閉手段を開放するようにしたので、
機関再始動後は排気開閉手段を確実に開放することがで
きて、排出ガスの排出に排気開閉手段が邪魔にならずに
済む。
中に内燃機関を再始動させる操作が行われたときに、再
始動と同時に排気開閉手段を開放するようにしたので、
機関再始動後は排気開閉手段を確実に開放することがで
きて、排出ガスの排出に排気開閉手段が邪魔にならずに
済む。
【0073】また、請求項4では、排気開閉手段の閉鎖
中にその駆動手段の作動圧力を少しずつ減衰させ、その
作動圧力がばね力よりも低下したときに排気開閉手段を
前記ばね力により開放させるようにしたので、排気開閉
手段の閉鎖から所定時間経過後に排気開閉手段の開放動
作をばね力により自動的に行わせることができると共
に、電気系が故障した場合でも、排気開閉手段の開放動
作をばね力により確実に行わせることができ、フェール
セーフ性を高めることができる。
中にその駆動手段の作動圧力を少しずつ減衰させ、その
作動圧力がばね力よりも低下したときに排気開閉手段を
前記ばね力により開放させるようにしたので、排気開閉
手段の閉鎖から所定時間経過後に排気開閉手段の開放動
作をばね力により自動的に行わせることができると共
に、電気系が故障した場合でも、排気開閉手段の開放動
作をばね力により確実に行わせることができ、フェール
セーフ性を高めることができる。
【0074】また、請求項5では、触媒温度又は排出ガ
ス温度が触媒に悪影響を及ぼす高温状態になっていると
きに、触媒の外周囲を包囲する熱交換部内を流れる熱交
換媒体によって触媒を冷却することができて、過昇温に
よる触媒の熱劣化を抑えることができる。
ス温度が触媒に悪影響を及ぼす高温状態になっていると
きに、触媒の外周囲を包囲する熱交換部内を流れる熱交
換媒体によって触媒を冷却することができて、過昇温に
よる触媒の熱劣化を抑えることができる。
【0075】更に、請求項6では、触媒温度又は排出ガ
ス温度が所定温度より低いときに熱交換部内の熱交換媒
体の循環を停止させるようにしたので、触媒の外周囲を
包囲する熱交換部を断熱壁として機能させることができ
て、触媒を保温することができ、再始動直後から良好な
排出ガス浄化性能を得ることができる。
ス温度が所定温度より低いときに熱交換部内の熱交換媒
体の循環を停止させるようにしたので、触媒の外周囲を
包囲する熱交換部を断熱壁として機能させることができ
て、触媒を保温することができ、再始動直後から良好な
排出ガス浄化性能を得ることができる。
【0076】一方、請求項7では、触媒早期暖機制御の
実行/不実行を触媒温度に基づいて判定するようにした
ので、再始動時に、エンジン冷却水温が高くても、触媒
が冷えた状態になっていれば、従来と異なり、触媒早期
暖機を実行することができて、触媒早期暖機が必要なと
きにそれを確実に実行することができる。
実行/不実行を触媒温度に基づいて判定するようにした
ので、再始動時に、エンジン冷却水温が高くても、触媒
が冷えた状態になっていれば、従来と異なり、触媒早期
暖機を実行することができて、触媒早期暖機が必要なと
きにそれを確実に実行することができる。
【0077】更に、請求項8では、触媒温度に応じて触
媒早期暖機制御のパラメータを可変するようにしたの
で、触媒温度に応じた内容の触媒早期暖機を行うことが
できて、触媒の暖機を効率良く行うことができる。
媒早期暖機制御のパラメータを可変するようにしたの
で、触媒温度に応じた内容の触媒早期暖機を行うことが
できて、触媒の暖機を効率良く行うことができる。
【0078】また、請求項9では、内燃機関の冷却水温
に応じて触媒早期暖機制御のパラメータを補正するの
で、冷却水温も考慮した高精度な触媒早期暖機を行なう
ことができる。
に応じて触媒早期暖機制御のパラメータを補正するの
で、冷却水温も考慮した高精度な触媒早期暖機を行なう
ことができる。
【0079】また、請求項10では、内燃機関の冷却水
温と運転停止時間に基づいて触媒温度を推定するので、
触媒温度を検出する特別な温度センサを用いなくても、
触媒温度を推定することができる。
温と運転停止時間に基づいて触媒温度を推定するので、
触媒温度を検出する特別な温度センサを用いなくても、
触媒温度を推定することができる。
【0080】また、請求項11では、触媒の近くに配置
された空燃比センサの素子温度とヒータ温度の少なくと
も一方に基づいて触媒温度を推定するので、上記請求項
10の場合と同じく、触媒温度を検出する特別な温度セ
ンサを用いなくても、触媒温度を推定することができ
る。
された空燃比センサの素子温度とヒータ温度の少なくと
も一方に基づいて触媒温度を推定するので、上記請求項
10の場合と同じく、触媒温度を検出する特別な温度セ
ンサを用いなくても、触媒温度を推定することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施形態を示すシステム全体の
概略構成図
概略構成図
【図2】主要部の構成を示す図
【図3】排気ダンパ開閉制御ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート
すフローチャート
【図4】短時間のエンジン停止後、再始動を行った場合
の各部の挙動を示すタイムチャート
の各部の挙動を示すタイムチャート
【図5】長時間のエンジン停止後、再始動を行った場合
の各部の挙動を示すタイムチャート
の各部の挙動を示すタイムチャート
【図6】本発明の第2の実施形態における熱交換媒体の
循環経路の構成を示す図
循環経路の構成を示す図
【図7】熱交換媒体循環制御ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート
すフローチャート
【図8】本発明の第3の実施形態を示すシステム全体の
概略構成図
概略構成図
【図9】触媒温度判定法1における処理の流れを示すフ
ローチャート
ローチャート
【図10】運転停止時間、冷却水温、触媒温度との関係
を示す特性図
を示す特性図
【図11】運転停止後の冷却水温と触媒温度の経時的変
化を示す図
化を示す図
【図12】触媒温度判定法2における処理の流れを示す
フローチャート
フローチャート
【図13】触媒温度THCATと空燃比/酸素センサの
ヒータ抵抗平均値RHCATとの関係を示す特性図
ヒータ抵抗平均値RHCATとの関係を示す特性図
【図14】空燃比センサの素子温度と素子内部抵抗との
関係を示す特性図
関係を示す特性図
【図15】空燃比センサのヒータ温度とヒータ抵抗との
関係を示す特性図
関係を示す特性図
【図16】触媒早期暖機制御実行/不実行判定ルーチン
の処理の流れを示すフローチャート
の処理の流れを示すフローチャート
【図17】触媒早期暖機制御実行条件判定ルーチンの処
理の流れを示すフローチャート
理の流れを示すフローチャート
【図18】始動時の触媒温度と冷却水温から触媒早期暖
機制御時の目標アイドル回転数を求めるマップを概念的
に示す図
機制御時の目標アイドル回転数を求めるマップを概念的
に示す図
【図19】始動時の触媒温度と冷却水温から触媒早期暖
機制御時の目標点火時期(アイドル時)を求めるマップ
を概念的に示す図
機制御時の目標点火時期(アイドル時)を求めるマップ
を概念的に示す図
【図20】始動時に、触媒温度が低く、冷却水温が高い
場合の触媒早期暖機制御の挙動を示すタイムチャート
場合の触媒早期暖機制御の挙動を示すタイムチャート
【図21】始動時に、触媒温度が低く、冷却水温が低い
場合の触媒早期暖機制御の挙動を示すタイムチャート
場合の触媒早期暖機制御の挙動を示すタイムチャート
11…エンジン(内燃機関)、13…サージタンク、1
4…吸気管、16…排気管(排気経路)、17…触媒、
18…排気ダンパ(排気開閉手段)、21…空気圧アク
チュエータ(駆動手段)、24…スプリング(ばね)、
25…微小絞り(作動圧力減衰手段)、26…大気導入
管、28…電磁弁、29…アキュームレータ、30…逆
止弁、38…ECU(活性判定手段,循環制御手段,触
媒温度判定手段,触媒早期暖機制御手段)、51…熱交
換部、52…アキュームレータ、53…ポンプ、54,
55…逆止弁、56…コンデンサ(放熱部)、57…循
環経路、58…温度センサ(温度検出手段)、61…空
燃比センサ、62…酸素センサ。
4…吸気管、16…排気管(排気経路)、17…触媒、
18…排気ダンパ(排気開閉手段)、21…空気圧アク
チュエータ(駆動手段)、24…スプリング(ばね)、
25…微小絞り(作動圧力減衰手段)、26…大気導入
管、28…電磁弁、29…アキュームレータ、30…逆
止弁、38…ECU(活性判定手段,循環制御手段,触
媒温度判定手段,触媒早期暖機制御手段)、51…熱交
換部、52…アキュームレータ、53…ポンプ、54,
55…逆止弁、56…コンデンサ(放熱部)、57…循
環経路、58…温度センサ(温度検出手段)、61…空
燃比センサ、62…酸素センサ。
Claims (11)
- 【請求項1】 内燃機関の排気経路の途中に排出ガス浄
化用の触媒を設けた内燃機関の排出ガス浄化装置におい
て、 前記排気経路の前記触媒の上流側と下流側の少なくとも
一方に設置され、該排気経路を開閉する排気開閉手段
と、 機関停止後に所定の条件で前記排気開閉手段を閉鎖する
駆動手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排出ガ
ス浄化装置。 - 【請求項2】 前記触媒が活性状態になっているか否か
を判定する活性判定手段を備え、 前記触媒が活性状態になっているときに前記駆動手段は
機関停止後所定時間が経過するまで前記排気開閉手段を
閉鎖することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
排出ガス浄化装置。 - 【請求項3】 前記排気開閉手段の閉鎖中に前記内燃機
関を再始動させる操作が行われたときに、前記駆動手段
は再始動と同時に前記排気開閉手段を開放することを特
徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排出ガス浄
化装置。 - 【請求項4】 前記駆動手段は、閉鎖方向への駆動力を
油圧源又は空気圧源からの作動圧力で発生すると共に、
開放方向への駆動力をばね力で発生し、 前記排気開閉手段の閉鎖中に前記作動圧力を作動圧力減
衰手段により少しずつ減衰させ、その作動圧力が前記ば
ね力よりも低下したときに前記排気開閉手段を前記ばね
力により開放させることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれかに記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。 - 【請求項5】 内燃機関の排気経路の途中に排出ガス浄
化用の触媒を設けた内燃機関の排出ガス浄化装置におい
て、 前記触媒の温度又は排出ガスの温度を直接又は間接的に
検出する温度検出手段と、 前記触媒の外周囲を包囲するように設けられた熱交換部
と外部に設置された放熱部との間で熱交換媒体を循環さ
せる循環経路と、 前記温度検出手段により検出した温度が前記触媒に悪影
響を及ぼす高温状態になっているときに前記循環経路内
の熱交換媒体を循環させる循環制御手段とを備えたこと
を特徴とする内燃機関の排出ガス浄化装置。 - 【請求項6】 前記循環制御手段は、前記温度検出手段
の検出温度が所定温度より低いときに前記熱交換媒体の
循環を停止させることを特徴とする請求項1に記載の内
燃機関の排出ガス浄化装置。 - 【請求項7】 内燃機関の排気経路の途中に排出ガス浄
化用の触媒を設けた内燃機関の排出ガス浄化装置におい
て、 前記触媒の温度を直接又は間接的に判定する触媒温度判
定手段と、 機関始動後に触媒を早期に温度上昇させる触媒早期暖機
制御の実行/不実行を前記触媒温度判定手段により判定
した触媒温度に基づいて判定する判定手段とを備えたこ
とを特徴とする内燃機関の排出ガス浄化装置。 - 【請求項8】 前記触媒温度判定手段により判定した触
媒温度に応じて触媒早期暖機制御のパラメータを可変す
る触媒早期暖機制御手段を備えていることを特徴とする
請求項7に記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。 - 【請求項9】 前記触媒早期暖機制御手段は、前記内燃
機関の冷却水温に応じて触媒早期暖機制御のパラメータ
を補正することを特徴とする請求項8に記載の内燃機関
の排出ガス浄化装置。 - 【請求項10】 前記触媒温度判定手段は、前記内燃機
関の冷却水温と運転停止時間に基づいて触媒温度を推定
することを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載
の内燃機関の排出ガス浄化装置。 - 【請求項11】 前記触媒温度判定手段は、前記触媒の
上流側と下流側の少なくとも一方に設置された空燃比セ
ンサの素子温度とヒータ温度の少なくとも一方に基づい
て触媒温度を推定することを特徴とする請求項7乃至9
のいずれかに記載の内燃機関の排出ガス浄化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7203033A JPH0949422A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 内燃機関の排出ガス浄化装置 |
| US08/694,066 US5845486A (en) | 1995-08-09 | 1996-08-08 | Internal combustion engine exhaust gas purifier apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7203033A JPH0949422A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 内燃機関の排出ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949422A true JPH0949422A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16467242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7203033A Pending JPH0949422A (ja) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | 内燃機関の排出ガス浄化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5845486A (ja) |
| JP (1) | JPH0949422A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0990783A3 (en) * | 1998-10-02 | 2001-12-12 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling internal combustion engine |
| JP2014039900A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Toyota Central R&D Labs Inc | 触媒反応装置及び車両 |
| JP2014121290A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Fulta Electric Machinery Co Ltd | 炭酸ガス発生装置の吹出口機構 |
| JP2014210566A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御システム |
| JP2015190388A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 富士重工業株式会社 | 触媒コンバータの冷却機構 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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