JP3088543B2 - Engine exhaust system - Google Patents
Engine exhaust systemInfo
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- JP3088543B2 JP3088543B2 JP04031750A JP3175092A JP3088543B2 JP 3088543 B2 JP3088543 B2 JP 3088543B2 JP 04031750 A JP04031750 A JP 04031750A JP 3175092 A JP3175092 A JP 3175092A JP 3088543 B2 JP3088543 B2 JP 3088543B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの排気を浄化
するための装置に関し、特に還元触媒と三元触媒とをエ
ンジンの運転状態に応じて選択的に使用するようにした
エンジンの排気装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for purifying exhaust gas of an engine, and more particularly to an exhaust device for an engine in which a reduction catalyst and a three-way catalyst are selectively used in accordance with an operation state of the engine. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】エンジンの燃焼制御に関して、空燃比を
理論空燃比よりも希薄とし、いわゆるリーンバーン(希
薄燃焼)させることで燃費性能の向上を図るようにした
制御技術はすでに知られている。しかし、リーン空燃比
制御にあっては、排気中のNOX (窒素酸化物)が増え
ることが知られており、そのため、このNOX などを浄
化する目的で、例えば銅イオン交換ゼオライトといった
還元触媒を排気系に設けることが考えられている。とこ
ろが、そうした還元触媒は耐熱温度が比較的低いことか
ら、例えば特開平1−171625号(B01D 53
/36)などの公報に見られるように、排気通路を二系
統として一方にNOX などを浄化する還元触媒を設ける
と共に、他方にはHC,CO,NOX の三成分を浄化す
る三元触媒を設け、二系統とした排気通路の分岐部に配
設した切替弁で排気の導入をいずれかの排気経路に切替
え制御し、排気が高温のときには還元触媒側に流通させ
ないようにすることが提案されている。2. Description of the Related Art As for combustion control of an engine, a control technique for improving the fuel efficiency by making the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and performing so-called lean burn (lean combustion) is already known. However, in lean air-fuel ratio control, it is known that NO x (nitrogen oxide) in exhaust gas increases. Therefore, for the purpose of purifying NO x and the like, a reduction catalyst such as a copper ion exchanged zeolite is used. It has been considered to provide in the exhaust system. However, since such a reduction catalyst has a relatively low heat resistance temperature, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-171625 (B01D53)
/ 36) as seen in JP-like, provided with a reduction catalyst while the purifying and NO X in the exhaust passage as two systems, the three-way catalyst and the other for purifying HC, CO, the three components of the NO X It is proposed to control the introduction of exhaust gas to one of the exhaust paths by using a switching valve arranged at the branch of the exhaust passage with two systems so that the exhaust gas does not flow to the reduction catalyst side when the temperature is high. Have been.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気系
の切替弁は、カーボン付着等のため動作不良を起こす懸
念があり、上述したような従来のものでは切替弁が故障
して動作しなくなった場合、耐熱性の低い還元触媒側へ
高温排気が流通されるおそれがあった。また、切替弁が
全閉状態で故障した場合には、エンジン運転そのものを
確保できなくなるおそれもあった。However, there is a concern that the switching valve in the exhaust system may malfunction due to adhesion of carbon or the like. In addition, high-temperature exhaust gas may flow to the side of the reduction catalyst having low heat resistance. Further, when the switching valve fails in the fully closed state, there is a possibility that the engine operation itself cannot be secured.
【0004】本発明は前記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、切替弁が故障したときでも排気の
流通を適切に確保できると共に還元触媒側への高温排気
の流入を防止でき、エンジン運転の確保および還元触媒
の保護を図れるエンジンの排気装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to ensure that even when the switching valve fails, it is possible to appropriately secure the flow of exhaust gas and to prevent the flow of high-temperature exhaust gas into the reduction catalyst. Another object of the present invention is to provide an exhaust device for an engine that can ensure the operation of the engine and protect the reduction catalyst.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、排気通路に配設され、NOX 等を浄化する還
元触媒と、該還元触媒の上流で上記排気通路から分岐さ
れた副排気通路に配設され、HC,CO,NOX の三成
分を浄化する三元触媒と、上記排気通路と上記副排気通
路との分岐部に配設され、制御信号が入力されないとき
上記三元触媒側を常開とし且つ上記還元触媒側を常閉と
する切替弁と、リーン空燃比制御時上記三元触媒側を閉
じて上記還元触媒側を開放すべく、制御信号を上記切替
弁に出力する弁制御手段とを備えたことを特徴とする。[Summary of the invention To achieve the above object, is disposed in an exhaust passage, a reducing catalyst for purifying NO X, etc., secondary branched from the exhaust passage upstream of said reduction catalytic is disposed in an exhaust passage, HC, CO, and three-way catalyst for purifying three components of nO X, are disposed in the branch portion between the exhaust passage and the auxiliary exhaust passage, the three-way when the control signal is not input A switching valve that normally opens the catalyst side and normally closes the reduction catalyst side, and outputs a control signal to the switching valve to close the three-way catalyst side and open the reduction catalyst side during lean air-fuel ratio control. And a valve control means.
【0006】また本発明は、上記還元触媒が、上記排気
通路の代わりに上記副排気通路に配設され、且つ上記三
元触媒が、上記副排気通路の代わりに上記排気通路に配
設されたことを特徴とする。Further, according to the present invention, the reduction catalyst is disposed in the auxiliary exhaust passage instead of the exhaust passage, and the three-way catalyst is disposed in the exhaust passage instead of the auxiliary exhaust passage. It is characterized by the following.
【0007】さらに本発明は、上記切替弁が故障したと
きに、上記リーン空燃比制御を禁止する制御禁止手段を
備えたことを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a control inhibiting means for inhibiting the lean air-fuel ratio control when the switching valve fails.
【0008】さらにまた本発明は、排気通路に配設さ
れ、NOX 等を浄化する還元触媒と、該還元触媒の上流
に配設され、制御信号が入力されないとき該還元触媒側
を常閉とする第1の切替弁と、該第1の切替弁の上流で
上記排気通路から分岐された副排気通路に配設され、H
C,CO,NOX の三成分を浄化する三元触媒と、上記
副排気通路に配設され、制御信号が入力されないとき上
記三元触媒側を常開とする第2の切替弁と、リーン空燃
比制御時には上記三元触媒側を閉じて上記還元触媒側を
開放すべく、制御信号を上記第1及び第2の切替弁に出
力する弁制御手段とを備えたことを特徴とする。[0008] Furthermore, the present invention is disposed in the exhaust passage, a reducing catalyst for purifying NO X, etc., is disposed upstream of the reducing catalyst, and normally closed to said reduction catalytic side when the control signal is not input A first switching valve, and a sub exhaust passage branched from the exhaust passage upstream of the first switching valve;
C, CO, and three-way catalyst for purifying three components of NO X, are disposed in the auxiliary exhaust passage, a second switching valve to normally open the three-way catalyst side when the control signal is not input, the lean Valve control means for outputting a control signal to the first and second switching valves so as to close the three-way catalyst side and open the reduction catalyst side at the time of air-fuel ratio control.
【0009】[0009]
【作用】本発明の作用について述べると、基本的にはエ
ンジンの運転状態、具体的には空燃比制御状態に応じて
切替弁の切替動作が行われ、還元触媒と三元触媒とが選
択的に使用されることになる。すなわち、切替弁の切替
により、リーン空燃比制御時には排気は還元触媒へ導入
され、リーン空燃比制御時以外の通常制御状態では排気
は三元触媒へ導入される。この切替弁は、リーン空燃比
制御にあたって弁制御手段から制御信号が入力されたと
きに限ってこのときのみ、還元触媒が配設された側の排
気通路を開放し三元触媒が配設された側の排気通路を閉
じるようになっており、制御信号が入力されないリーン
空燃比制御以外の通常制御状態では、常に三元触媒が配
設された側の排気通路を開放している状態を保持する。
従って、通常のエンジン運転状態では、切替弁は三元触
媒側の排気通路の開放を確保している。The operation of the present invention will be described. Basically, the switching operation of the switching valve is performed in accordance with the operating state of the engine, specifically, the air-fuel ratio control state, and the reduction catalyst and the three-way catalyst are selectively operated. Will be used. That is, by switching the switching valve, exhaust gas is introduced into the reduction catalyst during lean air-fuel ratio control, and exhaust gas is introduced into the three-way catalyst in a normal control state other than during lean air-fuel ratio control. This switching valve opens the exhaust passage on the side where the reduction catalyst is disposed and only when the control signal is input from the valve control means in the lean air-fuel ratio control, and the three-way catalyst is disposed. In the normal control state other than the lean air-fuel ratio control where the control signal is not input, the exhaust path on the side where the three-way catalyst is disposed is always kept open. .
Therefore, in a normal engine operating state, the switching valve ensures opening of the exhaust passage on the three-way catalyst side.
【0010】さらに、切替弁の故障時に制御禁止手段で
リーン空燃比制御を禁止することで、NOx の排出を抑
制することができる。Furthermore, by prohibiting the lean air-fuel ratio control by the control prohibiting means at the time of failure of the switching valve, it is possible to suppress the emission of NO x.
【0011】上記切替弁は、還元触媒側と三元触媒側と
にそれぞれ独立に配設してもよく、この場合還元触媒側
の第1の切替弁を還元触媒に対して常閉とし、三元触媒
側の第2の切替弁を三元触媒に対して常開として構成す
れば、上記と同様な作用を確保することができる。The switching valve may be provided independently on the reduction catalyst side and the three-way catalyst side. In this case, the first switching valve on the reduction catalyst side is normally closed with respect to the reduction catalyst, If the second switching valve on the source catalyst side is configured to be normally opened with respect to the three-way catalyst, the same operation as described above can be ensured.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照して説明する。図1は、本発明に係るエンジンの排気
装置の好適な一実施例を示す構成図である。同図は空燃
比制御を行う制御装置に本発明を適用した実施例を示し
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a preferred embodiment of an exhaust system for an engine according to the present invention. FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a control device for performing air-fuel ratio control.
【0013】このエンジン1は、燃料噴射を行うインジ
ェクタ2を各気筒に対して備えて、いわゆる燃料噴射式
のものに構成されている。インジェクタ2はエンジン1
の各燃焼室とエアクリーナ3とを連通している吸気通路
4に設けられている。吸気通路4には、エアクリーナ3
を介して吸入される吸気の流量を検知するエアフロメー
タ5、その吸気の流量を増すための過給機6、吸気の流
量を適宜に調節するためのスロットル弁7およびインジ
ェクタ2が、エアクリーナ3側からエンジン1側に向か
って順に設けられている。The engine 1 is provided with an injector 2 for performing fuel injection for each cylinder, and is configured as a so-called fuel injection type. Injector 2 is engine 1
Are provided in an intake passage 4 that communicates each combustion chamber with the air cleaner 3. The air cleaner 3 is provided in the intake passage 4.
An air flow meter 5 for detecting the flow rate of intake air sucked through the air cleaner, a supercharger 6 for increasing the flow rate of the intake air, a throttle valve 7 for appropriately adjusting the flow rate of the intake air, and an injector 2 are provided on the side of the air cleaner 3 From one to the engine 1 side.
【0014】排気系は、エンジン1の各燃焼室と第1触
媒コンバータ8とを連通している排気通路9の他に、第
1触媒コンバータ8の上流で副排気通路10を分岐させ
て二系統で構成されている。この副排気通路10は、下
流端が排気通路9側の第1触媒コンバータ8に接続さ
れ、その途中には第2触媒コンバータ11が配設されて
いる。排気通路9と副排気通路10との分岐部には、切
替弁12が配設されている。The exhaust system is divided into a secondary exhaust passage 10 upstream of the first catalytic converter 8 in addition to an exhaust passage 9 communicating each combustion chamber of the engine 1 with the first catalytic converter 8 to form a two-system exhaust system. It is composed of The auxiliary exhaust passage 10 has a downstream end connected to the first catalytic converter 8 on the exhaust passage 9 side, and a second catalytic converter 11 disposed in the middle thereof. A switching valve 12 is provided at a branch between the exhaust passage 9 and the sub-exhaust passage 10.
【0015】排気通路9には、空燃比を検出するために
排気中の酸素濃度を検知するO2 センサ13が切替弁1
2の上流側に設けられている。また当該上流側には、排
気の一部を吸気側に戻して再循環させるためのEGR通
路14が接続されている。このEGR通路14は、その
下流端が吸気通路4に連通され、途中にはEGR量を適
切に調節するためのEGR弁15が配設されており、排
気の一部がスロットル弁7の下流側に戻されるようにな
っている。EGR弁15は吸気負圧に応じて適宜に開閉
されるようになっており、加速時などエンジン負荷が大
きくなるに連れてEGR量が増すように動作制御され
る。In the exhaust passage 9, an O 2 sensor 13 for detecting an oxygen concentration in the exhaust gas for detecting an air-fuel ratio is provided with a switching valve 1.
2 is provided on the upstream side. Further, an EGR passage 14 for returning a part of the exhaust gas to the intake side and recirculating the exhaust gas is connected to the upstream side. The downstream end of the EGR passage 14 is communicated with the intake passage 4, and an EGR valve 15 for appropriately adjusting the EGR amount is provided in the middle of the EGR passage 14, and a part of the exhaust gas flows downstream of the throttle valve 7. Is to be returned to. The EGR valve 15 is appropriately opened and closed according to the intake negative pressure, and the operation is controlled so that the EGR amount increases as the engine load increases, such as during acceleration.
【0016】第1触媒コンバータ8は、NOX などを浄
化する還元触媒16と、HC,CO,NOX の三成分を
浄化する三元触媒17とを直列配列としたもので、これ
へ連通される副排気通路10の上流側に還元触媒16が
配設され、下流側に三元触媒17が配設されている。他
方、第2触媒コンバータ11は、三元触媒17だけを備
えている。The first catalytic converter 8 includes a reduction catalyst 16 for purifying such NO X, HC, CO, in which the three-way catalyst 17 for purifying the three components of the NO X was serially arranged, communicated to this A reduction catalyst 16 is disposed upstream of the auxiliary exhaust passage 10 and a three-way catalyst 17 is disposed downstream. On the other hand, the second catalytic converter 11 includes only the three-way catalyst 17.
【0017】切替弁12は、制御信号が入力された時に
は、排気通路9側を開放して副排気通路10側に対して
は閉状態となるが、制御信号が入力されない時には副排
気通路10側を開放して排気通路9側に対しては閉状態
となるようになっている。The switching valve 12 opens the exhaust passage 9 and closes the auxiliary exhaust passage 10 when a control signal is input, but closes the auxiliary exhaust passage 10 when no control signal is input. And is closed with respect to the exhaust passage 9 side.
【0018】エンジン1の各部は、CPU,RAM,R
OMおよびI/Oポートを備えたコンピュータ18によ
って適宜に制御されるようになっている。すなわち、コ
ンピュータ18には、その入力側にエアフロメータ5,
O2 センサ13など各種のスイッチ・センサ類が接続さ
れ、それらの検知信号がエンジン1の運転状態等を判断
するため取込まれる一方、出力側にはインジェクタ2,
切替弁12など各種のアクチュエータ類が接続され、そ
れらに対して制御信号が送られるようになっており、空
燃比制御等の各種のエンジン制御が所定の制御ロジック
に従ってなされる。Each part of the engine 1 includes a CPU, a RAM,
It is appropriately controlled by a computer 18 having an OM and an I / O port. That is, the computer 18 has an air flow meter 5 on its input side.
Various switches and sensors such as the O 2 sensor 13 are connected, and their detection signals are taken in to determine the operating state of the engine 1 and the like.
Various actuators such as the switching valve 12 are connected and control signals are sent to them, and various engine controls such as air-fuel ratio control are performed according to a predetermined control logic.
【0019】本発明はエンジン1の空燃比制御に伴う切
替弁12の制御に係り、図2および図3はその関係処理
部分を示すフローチャートである。The present invention relates to the control of the switching valve 12 associated with the air-fuel ratio control of the engine 1, and FIGS. 2 and 3 are flowcharts showing the relevant processing.
【0020】空燃比制御として、基本的にはエンジン1
の運転状態に応じて適正空燃比を得るため燃料の噴射量
を増減させることにしており、燃料圧力を所定に保持し
てインジェクタ2の開弁時間すなわち燃料の噴射時間を
増減制御する。これは図2に示すように、まず吸気量,
回転速度,排気中の酸素濃度および冷却水温といった当
該制御に必要な各種信号の最新データを読込み(S
1)、それらのデータに基づいて燃料の基本噴射時間T
P を演算する(S2)。そして、切替弁12が正常で
(S3,YES)、かつエンジン1の運転状態がリーン
空燃比領域にあれば(S4,YES)、リーン空燃比制
御のための補正演算を行い(S5)、さらに基本噴射時
間TP とこの補正量βとの和、つまり最終的な噴射時間
TA を求める(S6)。そして、この噴射時間TA に相
当する制御信号をインジェクタ2へ出力する(S7)。As the air-fuel ratio control, basically, the engine 1
The fuel injection amount is increased or decreased in order to obtain an appropriate air-fuel ratio in accordance with the operation state of the fuel cell, and the valve opening time of the injector 2, that is, the fuel injection time is controlled to increase or decrease while maintaining the fuel pressure at a predetermined value. This is, as shown in FIG.
Read the latest data of various signals necessary for the control, such as the rotation speed, the oxygen concentration in the exhaust gas, and the cooling water temperature (S
1), based on the data, the basic injection time T of the fuel
P is calculated (S2). If the switching valve 12 is normal (S3, YES) and the operating state of the engine 1 is in the lean air-fuel ratio region (S4, YES), a correction calculation for lean air-fuel ratio control is performed (S5). the sum of the correction amount β of the basic injection time T P Toko, i.e. obtain a final injection time T a (S6). Then, a control signal corresponding to the injection time T A is output to the injector 2 (S7).
【0021】切替弁12が正常か否かは(S3)、制御
信号の出力時に当該切替弁12の端子電圧をモニタする
ことで判定するようにしており、制御信号が出力されて
いるにもかかわらず端子電圧が正規値でないときは何ら
かの異常状態なので、切替弁12は正常でなく故障した
と判定する(S3,NO)。またエンジン1の運転状態
がリーン空燃比領域にあるか否かは(S4)、エンジン
1の回転速度および負荷状態をモニタすることで判定す
るようにしており、制御領域については図4に示すよう
に、回転速度Nおよび負荷Lに対応してリーン空燃比領
域A<理論空燃比領域B<オープン領域Cと順次に大き
くなっていく領域マップを予め設定してあるので、その
領域マップに回転速度Nおよび負荷Lを照合してリーン
空燃比領域Aから外れているか否かを判定することにな
る。Whether the switching valve 12 is normal or not (S3) is determined by monitoring the terminal voltage of the switching valve 12 at the time of outputting the control signal, even though the control signal is being output. If the terminal voltage is not a normal value, it is determined that the switching valve 12 is abnormal and has failed (S3, NO). Whether the operating state of the engine 1 is in the lean air-fuel ratio region (S4) is determined by monitoring the rotational speed and the load state of the engine 1, and the control region is as shown in FIG. In addition, a region map that sequentially increases in the order of the lean air-fuel ratio region A <the stoichiometric air-fuel ratio region B <the open region C corresponding to the rotation speed N and the load L is set in advance. By comparing N and load L, it is determined whether or not it is out of the lean air-fuel ratio region A.
【0022】切替弁12の故障時(S3,NO)あるい
はエンジン1の運転状態がリーン空燃比領域にないとき
は(S4,NO)、現在の運転状態を検出して、理論空
燃比領域Bにあれば(S8,YES)、理論空燃比制御
のための補正演算を行う(S9)。他方、理論空燃比領
域Bになければ(S8,NO)、現在の運転状態はオー
プン領域Cにあるので、オープン制御つまりスロットル
弁7の開度に応じた増量制御のため補正演算を行う(S
10)。When the switching valve 12 has failed (S3, NO) or when the operating state of the engine 1 is not in the lean air-fuel ratio range (S4, NO), the current operating state is detected and the stoichiometric air-fuel ratio range B is detected. If there is (S8, YES), a correction calculation for stoichiometric air-fuel ratio control is performed (S9). On the other hand, if it is not in the stoichiometric air-fuel ratio region B (S8, NO), since the current operating state is in the open region C, a correction operation is performed for open control, that is, for increasing the amount in accordance with the opening of the throttle valve 7 (S8).
10).
【0023】一方、切替弁12の制御として、基本的に
はエンジン1の運転状態に応じて排気の流通経路を切替
えることにしており、図3に示すように、まず当該制御
に必要な各種信号の最新データを読込み(T1)、エン
ジン1の運転状態がリーン空燃比領域Aにあれば(T
2,YES)、第1触媒コンバータ8側を開放して第2
触媒コンバータ11側を閉じるように切替え動作させる
ための制御信号を当該切替弁12へ出力する(T3)。
他方、リーン空燃比領域Aになければ(T2,NO)、
現在の運転状態は理論空燃比領域Bあるいはオープン領
域Cにあるので、切替弁12へは制御信号を出力しない
で第2触媒コンバータ11側を開放して第1触媒コンバ
ータ8側を閉状態に維持させる(T4)。On the other hand, the control of the switching valve 12 basically switches the exhaust gas flow path in accordance with the operating state of the engine 1, and first, as shown in FIG. 3, various signals necessary for the control. (T1), and if the operating state of the engine 1 is in the lean air-fuel ratio region A (T1),
2, YES), the first catalytic converter 8 side is opened and the second catalytic converter 8 is opened.
A control signal for performing a switching operation to close the catalytic converter 11 side is output to the switching valve 12 (T3).
On the other hand, if it is not in the lean air-fuel ratio region A (T2, NO),
Since the current operating state is in the stoichiometric air-fuel ratio region B or the open region C, the second catalytic converter 11 is opened and the first catalytic converter 8 is kept closed without outputting a control signal to the switching valve 12. (T4).
【0024】このようにコンピュータ18の制御のも
と、基本的にはエンジン1の運転状態、具体的には空燃
比制御状態に応じて切替弁12の切替動作が行われ、第
1触媒コンバータ8と第2触媒コンバータ11とが選択
的に使用されることになる。すなわち、切替弁12の切
替により、リーン空燃比制御時には排気は第1触媒コン
バータ8へ導入されて還元触媒16から次段の三元触媒
17へと順に導かれ、リーン空燃比制御時以外の通常制
御状態では排気は第2触媒コンバータ11の三元触媒1
7から第1触媒コンバータ8の三元触媒17へと順に導
入される。この切替弁12は、リーン空燃比制御にあた
ってコンピュータ18から制御信号が入力されたときに
限ってこのときのみ、還元触媒16が配設された側の排
気通路9を開放し三元触媒17が配設された第2触媒コ
ンバータ11側の排気通路10を閉じるようになってお
り、他方制御信号が入力されないリーン空燃比制御以外
の通常制御状態では、常に三元触媒17が配設された第
2触媒コンバータ11側の排気通路10を開放している
状態を保持する。従って、通常のエンジン運転状態で
は、切替弁12は三元触媒側の排気通路10の開放を確
保している。したがって、切替弁12が故障したときで
も排気の流通を適切に確保できると共に、還元触媒16
側への高温排気の流入を防ぐことができる。その結果、
エンジン運転を確保でき、還元触媒16が熱劣化しない
ようにその保護を図ることができる。As described above, under the control of the computer 18, the switching operation of the switching valve 12 is performed basically according to the operating state of the engine 1, specifically, the air-fuel ratio control state. And the second catalytic converter 11 are selectively used. That is, by switching the switching valve 12, during the lean air-fuel ratio control, the exhaust gas is introduced into the first catalytic converter 8, and is guided from the reduction catalyst 16 to the three-way catalyst 17 in the next stage in order. In the controlled state, exhaust gas is supplied to the three-way catalyst 1 of the second catalytic converter 11.
7 to the three-way catalyst 17 of the first catalytic converter 8. The switching valve 12 opens the exhaust passage 9 on the side where the reduction catalyst 16 is disposed and controls the three-way catalyst 17 only when a control signal is input from the computer 18 in the lean air-fuel ratio control. In the normal control state other than the lean air-fuel ratio control in which the control signal is not input, the exhaust passage 10 on the side of the second catalytic converter 11 provided is closed. The state where the exhaust passage 10 on the side of the catalytic converter 11 is opened is maintained. Therefore, in a normal engine operation state, the switching valve 12 ensures opening of the exhaust passage 10 on the three-way catalyst side. Therefore, even when the switching valve 12 fails, the flow of exhaust gas can be appropriately secured, and the reduction catalyst 16
High temperature exhaust gas can be prevented from flowing into the side. as a result,
Engine operation can be ensured, and the reduction catalyst 16 can be protected from thermal degradation.
【0025】また、切替弁12が故障したときには、フ
ローS4,S5がバイパスされるのでリーン空燃比制御
のための補正演算が行われることはなく、すなわちリー
ン空燃比制御が禁止される。このため、切替弁12の故
障時にNOX の排出を抑制することができる。When the switching valve 12 fails, the flow S4 and S5 are bypassed, so that the correction calculation for the lean air-fuel ratio control is not performed, that is, the lean air-fuel ratio control is prohibited. Therefore, it is possible to suppress the emission of NO X when the switching valve 12 fails.
【0026】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、例えば図5に示すように、排気通路9
側の第1触媒コンバータ80の上流段に三元触媒17を
配設すると共に、副排気通路10側の第2触媒コンバー
タ110は還元触媒16によって構成し、排気通路9と
副排気通路10との分岐部の切替弁120としては制御
信号が入力されないときに副排気通路10側に対して閉
状態となる設定としてもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as shown in FIG.
The three-way catalyst 17 is disposed upstream of the first catalytic converter 80 on the side, and the second catalytic converter 110 on the side of the sub-exhaust passage 10 is constituted by the reduction catalyst 16. The switching valve 120 of the branch portion may be set to be closed with respect to the sub exhaust passage 10 when a control signal is not input.
【0027】また、図6に示すように、排気通路9と副
排気通路10との分岐部には切替弁を設けずに、上記第
1触媒コンバータ8の上流の排気通路9に、制御信号が
入力されないとき第1触媒コンバータ8側を常閉とする
第1の切替弁19を配設すると共に、上記第2触媒コン
バータ11の下流の副排気通路10に、制御信号が入力
されないとき第2触媒コンバータ11の下流側を常開と
する第2の切替弁20を配設し、第1の切替弁19と第
2の切替弁20とをバイパス排気通路21で連通させる
構成としてもよい。この場合還元触媒16側の第1の切
替弁19は還元触媒16に対して常閉とされ、三元触媒
17側の第2の切替弁20は三元触媒17に対して常開
とされているので、その結果、両弁19,20が故障し
たときでも排気の適切な流通を確保でき、還元触媒16
側への高温排気の流入を防ぐことができる。また、弁動
作の制御としては、リーン空燃比制御時に制御信号を入
力して第1の切替弁19を開弁させると共に第2の切替
弁20を閉弁させ、これにより第1触媒コンバータ8へ
排気を導入し、通常の空燃比制御時には制御信号を出力
することなしに、第1の切替弁19の閉弁が維持される
と共に第2の切替弁20の開弁状態が維持されて、これ
により第2触媒コンバータ11に排気が導入される。As shown in FIG. 6, a switching signal is not provided at a branch portion between the exhaust passage 9 and the sub-exhaust passage 10, and a control signal is supplied to the exhaust passage 9 upstream of the first catalytic converter 8. A first switching valve 19 that normally closes the first catalytic converter 8 side when not input is provided, and a second catalyst when a control signal is not input to the sub exhaust passage 10 downstream of the second catalytic converter 11. A second switching valve 20 that normally opens the downstream side of the converter 11 may be provided, and the first switching valve 19 and the second switching valve 20 may be communicated with each other through the bypass exhaust passage 21. In this case, the first switching valve 19 on the side of the reduction catalyst 16 is normally closed with respect to the reduction catalyst 16, and the second switching valve 20 on the side of the three-way catalyst 17 is normally opened with respect to the three-way catalyst 17. As a result, even when both valves 19 and 20 fail, appropriate flow of exhaust gas can be secured, and the reduction catalyst 16
High temperature exhaust gas can be prevented from flowing into the side. In the control of the valve operation, a control signal is input at the time of lean air-fuel ratio control to open the first switching valve 19 and close the second switching valve 20, whereby the first catalytic converter 8 During the normal air-fuel ratio control, the first switching valve 19 is kept closed, and the second switching valve 20 is kept open. As a result, exhaust gas is introduced into the second catalytic converter 11.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるエンジンの排気装置によれば、基本的にはエンジン
の運転状態、具体的には空燃比制御状態に応じて切替弁
の切替動作が行われ、還元触媒と三元触媒とが選択的に
使用されることになる。すなわち、切替弁の切替によ
り、リーン空燃比制御時には排気は還元触媒へ導入さ
れ、リーン空燃比制御時以外の通常制御状態では排気は
三元触媒へ導入される。この切替弁は、リーン空燃比制
御にあたって弁制御手段から制御信号が入力されたとき
に限ってこのときのみ、還元触媒が配設された側の排気
通路を開放し三元触媒が配設された側の排気通路を閉じ
るようになっており、制御信号が入力されないリーン空
燃比制御以外の通常制御状態では、常に三元触媒が配設
された側の排気通路を開放している状態を保持する。従
って、通常のエンジン運転状態では、切替弁は三元触媒
側の排気通路の開放を確保している。したがって、切替
弁が故障したときでも排気の適切な流通を確保できると
共に、還元触媒側への高温排気の流入を防ぐことができ
る。その結果、エンジン運転を確保でき、還元触媒が熱
劣化しないようにその保護を図ることができる。As described above in detail, according to the engine exhaust system of the present invention, the switching operation of the switching valve basically depends on the operating state of the engine, specifically, the air-fuel ratio control state. Is performed, and the reduction catalyst and the three-way catalyst are selectively used. That is, by switching the switching valve, exhaust gas is introduced into the reduction catalyst during lean air-fuel ratio control, and exhaust gas is introduced into the three-way catalyst in a normal control state other than during lean air-fuel ratio control. This switching valve opens the exhaust passage on the side where the reduction catalyst is disposed and only when the control signal is input from the valve control means in the lean air-fuel ratio control, and the three-way catalyst is disposed. In the normal control state other than the lean air-fuel ratio control where the control signal is not input, the exhaust path on the side where the three-way catalyst is disposed is always kept open. . Therefore, in a normal engine operating state, the switching valve ensures opening of the exhaust passage on the three-way catalyst side. Therefore, even when the switching valve fails, it is possible to ensure appropriate flow of exhaust gas and prevent high-temperature exhaust gas from flowing into the reduction catalyst. As a result, the operation of the engine can be ensured, and the reduction catalyst can be protected from thermal degradation.
【0029】さらに、切替弁の故障時に制御禁止手段で
リーン空燃比制御を禁止することで、NOx の排出を抑
制することができる。Furthermore, by prohibiting the lean air-fuel ratio control by the control prohibiting means at the time of failure of the switching valve, it is possible to suppress the emission of NO x.
【0030】上記切替弁は、還元触媒側と三元触媒側と
にそれぞれ独立に配設してもよく、この場合還元触媒側
の第1の切替弁を還元触媒に対して常閉とし、三元触媒
側の第2の切替弁を三元触媒に対して常開として構成す
れば、上記と同様な効果を確保することができる。The switching valve may be provided independently on the reduction catalyst side and the three-way catalyst side. In this case, the first switching valve on the reduction catalyst side is normally closed with respect to the reduction catalyst, If the second switching valve on the source catalyst side is configured to be normally open with respect to the three-way catalyst, the same effect as described above can be ensured.
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
【図2】空燃比制御を概略的に示すフローチャートであ
る。FIG. 2 is a flowchart schematically showing air-fuel ratio control.
【図3】切替弁制御を概略的に示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart schematically showing switching valve control.
【図4】空燃比制御の領域マップの概要説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of an area map of air-fuel ratio control.
【図5】本発明の他例の要部を例示した構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a main part of another example of the present invention.
【図6】本発明のさらに他例の要部を例示した構成図で
ある。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a main part of still another example of the present invention.
1 エンジン 9 排気通路 10 副排気通路 12,120 切替弁 16 還元触媒 17 三元触媒 18 弁動作制御手段,禁止制御手段(コンピュー
タ) 19 第1の切替弁 20 第2の切替弁 21 バイパス排気通路DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 1 engine 9 exhaust passage 10 auxiliary exhaust passage 12, 120 switching valve 16 reduction catalyst 17 three-way catalyst 18 valve operation control means, inhibition control means (computer) 19 first switching valve 20 second switching valve 21 bypass exhaust passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F01N 3/28 301 F01N 3/28 301C (56)参考文献 特開 平4−31615(JP,A) 特開 平1−171625(JP,A) 特開 平4−265415(JP,A) 特開 平4−224223(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/08 - 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI F01N 3/28 301 F01N 3/28 301C (56) References JP-A-4-31615 (JP, A) JP-A-1-171625 (JP, A) JP-A-4-265415 (JP, A) JP-A-4-224223 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/08-3 / 28
Claims (4)
る還元触媒と、該還元触媒の上流で上記排気通路から分
岐された副排気通路に配設され、HC,CO,NOX の
三成分を浄化する三元触媒と、上記排気通路と上記副排
気通路との分岐部に配設され、制御信号が入力されない
とき上記三元触媒側を常開とし且つ上記還元触媒側を常
閉とする切替弁と、リーン空燃比制御時上記三元触媒側
を閉じて上記還元触媒側を開放すべく、制御信号を上記
切替弁に出力する弁制御手段とを備えたことを特徴とす
るエンジンの排気装置。1. A is disposed in an exhaust passage, a reducing catalyst for purifying NO X, etc., are disposed in auxiliary exhaust passage that is branched from the exhaust passage upstream of said reduction catalytic, HC, CO, of the NO X A three-way catalyst for purifying three components and a branch portion between the exhaust passage and the sub-exhaust passage. When a control signal is not input, the three-way catalyst side is normally opened and the reduction catalyst side is normally closed. And a valve control means for outputting a control signal to the switching valve so as to close the three-way catalyst side and open the reduction catalyst side during lean air-fuel ratio control. Exhaust system.
に上記副排気通路に配設され、且つ上記三元触媒が、上
記副排気通路の代わりに上記排気通路に配設されたこと
を特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気装置。2. The method according to claim 1, wherein the reduction catalyst is disposed in the auxiliary exhaust passage instead of the exhaust passage, and the three-way catalyst is disposed in the exhaust passage instead of the sub exhaust passage. The exhaust device for an engine according to claim 1, wherein
ン空燃比制御を禁止する制御禁止手段を備えたことを特
徴とする請求項1または2に記載のエンジンの排気装
置。3. The engine exhaust system according to claim 1, further comprising control inhibition means for inhibiting the lean air-fuel ratio control when the switching valve fails.
る還元触媒と、該還元触媒の上流に配設され、制御信号
が入力されないとき該還元触媒側を常閉とする第1の切
替弁と、該第1の切替弁の上流で上記排気通路から分岐
された副排気通路に配設され、HC,CO,NOX の三
成分を浄化する三元触媒と、上記副排気通路に配設さ
れ、制御信号が入力されないとき上記三元触媒側を常開
とする第2の切替弁と、リーン空燃比制御時には上記三
元触媒側を閉じて上記還元触媒側を開放すべく、制御信
号を上記第1及び第2の切替弁に出力する弁制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気装置。Is 4. disposed in an exhaust passage, a reducing catalyst for purifying NO X, etc., is disposed upstream of the reducing catalyst, a reductive catalyst side when the control signal is not input first to normally closed a switching valve is disposed in the auxiliary exhaust passage that is branched from the exhaust passage upstream of the first switching valve, HC, CO, and three-way catalyst for purifying three components of NO X, in the auxiliary exhaust passage A second switching valve, which is arranged to normally open the three-way catalyst side when a control signal is not input, and controls to close the three-way catalyst side and open the reduction catalyst side during lean air-fuel ratio control. An exhaust system for an engine, comprising: valve control means for outputting a signal to the first and second switching valves.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04031750A JP3088543B2 (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Engine exhaust system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04031750A JP3088543B2 (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Engine exhaust system |
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|---|---|
| JPH05231142A JPH05231142A (en) | 1993-09-07 |
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3088543B2 (en) |
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1992
- 1992-02-19 JP JP04031750A patent/JP3088543B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05231142A (en) | 1993-09-07 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |