JP3613673B2 - Exhaust passage switching device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路切換装置に係り、特に、触媒の上流側の排気通路を、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた通路と該吸着剤をバイパスする通路とに選択的に切り換える切換弁を備え、所定条件が成立する場合に吸着剤に吸着している未燃焼成分を触媒へ向けてパージすべく切換弁を駆動する内燃機関の排気通路切換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平6−58139号に開示される如く、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する装置が知られている。この装置は、排気通路を、排気ガス中のHC等の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられたバイパス通路と、該吸着剤をバイパスする本通路とに選択的に切り換える切換弁を備えている。また、この装置は、吸着剤の下流側の排気通路に設けられ、排気ガスを浄化する触媒を備えている。
【0003】
内燃機関の始動直後等の冷間時には、排気ガス中に含まれる未燃焼成分が増大する。また、触媒は、冷間時には排気ガス中の未燃焼成分を効果的に浄化することができない。更に、吸着剤は、温度が高いほど未燃焼成分を吸着し難くなり、例えば80℃を超える付近から、吸着する未燃焼成分を外部へ放出し始める特性を有している。以下、吸着剤が吸着する未燃焼成分を外部へ放出し始める温度を、吸着剤の脱離温度と称す。そこで、上記従来の装置において、切換弁は、冷間時に排気通路をバイパス通路に切り換える。この場合、排気ガスがバイパス通路を流通することで、排気ガス中の未燃焼成分は、吸着剤に吸着される。切換弁は、排気ガスの温度が未燃焼成分の脱離温度に達した場合に、排気通路を本通路に切り換える。この場合は、吸着剤が排気ガスに曝されることはなく、吸着剤から未燃焼成分が多量に脱離するのが防止される。従って、上記従来の装置によれば、排気ガス中の未燃焼成分が多量に大気中に放出されるのを回避することができ、その結果、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【0004】
ところで、吸着剤に未燃焼成分が吸着された場合は、その後、その吸着剤を再生すべく、吸着剤から未燃焼成分を脱離させ、その未燃焼成分を触媒により浄化することが必要となる。以下、吸着剤から未燃焼成分を脱離させることを未燃焼成分の「パージ」と称す。そこで、上記従来の装置においては、触媒の温度が活性可能な温度に達した場合に、切換弁が排気通路を主通路からバイパス通路へ切り換えることにより、吸着剤に吸着されている未燃焼成分の触媒へのパージが開始される。吸着剤から未燃焼成分がパージされると、その分だけ排気中の酸素濃度が減少し、空燃比がリッチ側に変化する。そして、未燃焼成分のパージされる量が減少すると、空燃比のリッチ側への変化量が減少する。従って、未燃焼成分の触媒へのパージは、排気中の空燃比のリッチ側への変化量が低下した場合に、切換弁が排気通路をバイパス通路から主通路へ切り換えることにより終了される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
吸着剤は、上述の如く、温度が脱離温度に達した場合に、吸着する未燃焼成分を外部へ放出し始め、温度が例えば250℃近傍に達すると、未燃焼成分がほとんど吸着されていない状態となる。吸着剤に未燃焼成分が吸着されていない場合は、吸着剤からのパージを行う必要はない。しかしながら、上記従来の装置では、吸着剤に未燃焼成分が吸着されていない場合でも、触媒の温度が活性可能な温度に達する毎に、吸着剤からの未燃焼成分のパージが開始されていた。
【0006】
また、排気中の空燃比は、吸着剤からの未燃焼成分の脱離に起因して変動するだけでなく、内燃機関の運転状態等の要因に応じても変動するものである。このため、上記従来の装置では、吸着剤に多量の未燃焼成分が吸着されているにもかかわらず、そのパージが終了される事態、すなわち、触媒の上流側の排気通路がバイパス通路から主通路へ切り換わるように切換弁が駆動される事態が生じ得る。このように、上記従来の装置では、吸着剤に吸着されている未燃焼成分が適正なタイミングでパージされていなかった。
【0007】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、適正なタイミングで、吸着剤に吸着されている排気ガス中の未燃焼成分を触媒へ向けてパージすることが可能な内燃機関の排気通路切換装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項1に記載する如く、触媒が設けられた排気通路と、前記触媒の上流側の排気通路を、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第1の通路と前記吸着剤をバイパスする第2の通路とに選択的に切り換える切換弁と、所定条件が成立する場合に、前記吸着剤に吸着している未燃焼成分を前記触媒へ向けてパージすべく、前記触媒の上流側の排気通路が前記第1の通路に切り換わるように前記切換弁を駆動する切換弁制御手段と、を備える内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換弁は、スロットル弁の下流側の吸気通路に生ずる負圧を駆動源として駆動すると共に、
前記吸着剤の温度を検出する状態量検出手段を備え、
前記切換弁制御手段は、内燃機関が前記スロットル弁の開度が所定値以下となるアイドル状態にあり、かつ、前記状態量検出手段により検出された温度が第1の所定値以上となった場合、前記吸着剤に吸着している未燃焼成分のパージを開始すべく、前記触媒の上流側の排気通路が前記第1の通路に切り換わるように前記切換弁を駆動することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置により達成される。
【0010】
ところで、吸着剤に吸着されている未燃焼成分の吸着量は、吸着剤の温度に依存する。すなわち、吸着剤は、触媒の上流側の排気通路が第1の通路に切り換わっていなくても、温度が高くなると未燃焼成分を外部へ放出する一方、更に温度が高くなるとすべての未燃焼成分を放出する。また、切換弁は、スロットル弁の下流側の吸気通路に生ずる負圧を駆動源として駆動するため、切換弁を適正に駆動するためには、吸気通路に生ずる負圧をある程度低圧に維持する必要がある。内燃機関の運転中、スロットル弁の開度が所定値以下である場合は、吸気通路にある程度低圧の負圧が生ずる。そこで、切換弁制御手段は、内燃機関がスロットル弁の開度が所定値以下となるアイドル状態にあり、かつ、吸着剤の温度が第1の所定値以上となった場合に、吸着剤に吸着している未燃焼成分のパージを開始すべく、触媒上流側の排気通路が吸着剤のある第1の通路に切り換わるように切換弁を駆動する。このため、本発明によれば、切換弁により排気通路を適正に切り換えることができる状態でかつ適正なタイミングで、吸着剤に吸着されている排気ガス中の未燃焼成分を触媒へ向けてパージすることができる。
【0012】
尚、請求項2に記載する如く、請求項1記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換弁制御手段は、前記状態量検出手段により検出された温度が前記第1の所定値に比して高い第2の所定値に達した場合、前記パージを終了すべく、前記触媒の上流側の排気通路が前記第2の通路に切り換わるように前記切換弁を駆動することとしてもよい。
【0015】
ところで、請求項1記載の発明によれば、スロットル弁の開度が所定値以下にならない場合は、切換弁は駆動されない。かかる場合に吸着剤の温度が、吸着剤に吸着している未燃焼成分のパージを開始すべき第1の所定値を超えて、第3の所定値に達した場合は、未燃焼成分が、吸着剤に残存することなくすべて脱離したと判断できる。この場合は、切換弁により排気通路を第1の通路に切り換える必要はない。
【0016】
従って、請求項3に記載する如く、請求項1記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換弁制御手段は、前記スロットル弁の開度が前記所定値以下となる前に、前記状態量検出手段により検出された温度が前記第1の所定値に比して高い第3の所定値に達した場合は、前記切換弁の駆動を禁止することとしてもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施例である排気通路切換装置の構成図を示す。また、図2は、本実施例の排気通路切換装置の要部拡大図を示す。本実施例のシステムは、内燃機関用電子制御ユニット(以下、ECUと称す)10を備えており、ECU10により制御される。
【0018】
図1に示す如く、本実施例のシステムは、内燃機関12を備えている。内燃機関12は、筒内へ吸入空気を送り込むためのインテークマニホールド14、および、筒内で発生した排気ガスを大気へ放出するためのエギゾーストマニホールド16を備えている。エギゾーストマニホールド16には、第1排気管18が接続されている。第1排気管18の上流側端部近傍には、三元触媒からなるスタートキャタリスト20が設けられている。第1排気管18の下流側には、第2排気管22が接続されている。第2排気管22の上流側端部近傍には、三元触媒から成る主触媒24が設けられている。主触媒24及びスタートキャタリスト20は共に、温度が例えば350℃以上である場合に活性化し、排気ガスを浄化することが可能となる。以下、主触媒24又はスタートキャタリスト20が活性化する温度を活性温度と称す。
【0019】
図1及び図2に示す如く、第1排気管18と第2排気管22との接続部には、HC吸着装置28が設けられている。HC吸着装置28は、第1排気管18と第2排気管22とをそれらの中心部において大きな開口面積で連通させる主通路30と、主通路30をバイパスして連通させるバイパス通路32と、第1排気管8と第2排気管22との連通路を主通路30とバイパス通路32とで切り換える切換弁34と、を備えている。
【0020】
バイパス通路32には、HC吸着剤36が配設されている。HC吸着剤36は、排気ガス中に含まれる未燃焼成分としての炭化水素(HC)を吸着する機能を有している。また、HC吸着剤36は、温度が高いほどHCを吸着し難くなり、例えば80℃を超える付近から、吸着していたHCを外部へ放出し始める特性を有している。以下、HC吸着剤36が吸着していたHCを外部へ放出し始める際の温度を脱離温度と称す。
【0021】
本実施例のシステムは、また、ダイヤフラム機構40を備えている。ダイヤフラム機構40には、ダイヤフラム42が設けられている。ダイヤフラム42は、ダイヤフラム機構40の内部空間を、変圧室44(図1において左側の部屋)と、大気圧室46(図1において右側の部屋)とに区画している。ダイヤフラム42には、作動ロッド48を介して上記した切換弁34が連結されている。切換弁34は、ダイヤフラム42が撓んでいない状態では全開状態となることにより主通路30を導通させ、ダイヤフラム42が変圧室44側へ最大限に撓んだ状態では全閉状態となることにより主通路30を遮断する。
【0022】
大気圧室46内の圧力は、常時、大気圧に維持されている。また、変圧室44には、負圧供給配管50の一端が接続されている。負圧供給配管50の他端は、バキューム・スイッチング・バルブ(以下、VSVと称す)52に接続されている。負圧供給配管50には、その内部の圧力、すなわち、変圧室44に供給される圧力(以下、供給圧Pと称す)に応じた信号を出力する圧力センサ54が配設されている。圧力センサ54の出力信号は、ECU10に供給されている。ECU10は、圧力センサ54の出力信号に基づいて供給圧Pを検出する。尚、圧力センサ54を変圧室44に設けることとしてもよい。
【0023】
VSV52には、インテークマニホールド14に連通する負圧通路56が接続されている。また、VSV52は、大気に開放される大気開放口を備えている。VSV52は、オフ状態で負圧供給配管50を大気開放口に導通させ、一方、ECU10からオン信号が供給された場合に負圧供給配管50を大気開放口から遮断すると共に負圧通路56へ導通させる。
【0024】
負圧通路56には、チェックバルブ58が設けられている。チェックバルブ58は、インテークマニホールド14の負圧(以下、吸気圧と称す)が負圧供給配管50側の圧力に比して低圧である場合に、負圧供給配管50側からインテークマニホールド14へ向かうガスの流れを許容する一方向弁である。
【0025】
インテークマニホールド14の、負圧通路56が接続する部位の上流側には、流路の有効面積を可変するスロットルバルブ(図示せず)が設けられている。このスロットルバルブの近傍には、そのスロットルバルブの開度(以下、スロットル開度と称す)θに応じた電気信号を出力するスロットルポジションセンサ60が配設されている。スロットルポジションセンサ60の出力信号は、ECU10に供給されている。ECU10は、スロットルポジションセンサ60の出力信号に基づいてスロットル開度θを検出する。
【0026】
ECU10には、また、内燃機関12の回転数(以下、機関回転数NEと称す)に応じた信号を出力する機関回転数センサ62、及び、インテークマニホールド14を流通する吸入空気の重量(以下、吸入空気量Gaと称す)に応じた信号を出力するエアフロメータ64が接続されている。ECU10は、機関回転数センサ62の出力信号に基づいて機関回転数NEを検出すると共に、エアフロメータ64の出力信号に基づいて吸入空気量Gaを検出する。
【0027】
上記の構成において、VSV52がオフ状態である場合、ダイヤフラム機構40の変圧室44には、負圧供給配管50を介して大気圧が導入される。この場合、変圧室44と大気圧46とが等圧となるため、ダイヤフラム42に撓みは生じない。上記の如く、切換弁34は、ダイヤフラム42が撓んでいない状態で全開状態となる。従って、VSV52がオフ状態に維持されている場合は、切換弁34が全開状態となることで、排気ガスの大部分は、第1排気管18から、バイパス通路32を経由することなく、すなわち、HC吸着剤36を通過することなく、主通路30を経由して第2排気管22へ流入する。
【0028】
一方、VSV52がオン状態である場合、ダイヤフラム機構40の変圧室44には、負圧供給配管50を介して吸気圧が供給される。この場合、変圧室44の圧力が大気圧室46の圧力に比して小さくなることで、ダイヤフラム42に変圧室44側への撓みが生ずる。上記の如く、切換弁34は、ダイヤフラム42が変圧室44側へ最大限に撓んだ場合に全閉状態となる。従って、VSV52がオン状態になると、切換弁34が全閉状態となることで、排気ガスは、第1排気管18から、バイパス通路32を経由して、すなわち、HC吸着剤36を通過して第2排気管22へ流入する。
【0029】
このように、切換弁34、作動ロッド48、ダイヤフラム機構40、負圧供給配管50、及びVSV52は、吸気圧を用いて、第1排気管18と第2排気管22との接続部における排気ガスの流路を主通路30とバイパス通路32とで切り換える機構である。以下、切換弁34、作動ロッド48、ダイヤフラム機構40、負圧供給配管50、及びVSV52を総称する場合は、切換機構と称す。
【0030】
内燃機関12の冷間時には、排気ガス中に含まれるHCが増大する。また、内燃機関12の冷間時には、スタートキャタリスト20及び主触媒24は活性していないので、スタートキャタリスト20及び主触媒24による排気ガスの浄化は効果的に行われない。このため、内燃機関12の冷間時に、排気ガスがHC吸着剤36を通過することなく第1排気管18から第2排気管22へ流入すると、HCを多量に含む排気ガスが大気へ放出されてしまう。
【0031】
そこで、本実施例のシステムにおいて、ECU10は、内燃機関12の冷間時に、VSV52に対してオン信号を供給する。この場合、上記の如く、排気ガスがHC吸着剤36を通過することで、排気ガスに含まれるHCがHC吸着剤36に吸着される。従って、スタートキャタリスト20及び主触媒24による排気ガスの浄化が効果的に行われない冷間時において、HCを多量に含む排気ガスが大気へ放出されるのを防止することができる。
【0032】
上記の如く、第1排気管18の上流側端部近傍には、排気ガスを浄化するスタートキャタリスト20が設けられている。スタートキャタリスト20は、排気管の、内燃機関12の燃焼室に近い部位に配設されているため、主触媒24に比して暖機し易く、活性し易くなっている。スタートキャタリスト20が活性した後は、内燃機関12から排出される排気ガス中にHCが含まれていても、スタートキャタリスト20の下流側に多量のHCが排出されることはない。このため、スタートキャタリスト20が活性した後は、排気ガスをHC吸着剤36を介して流通させる必要はない。すなわち、排気ガスの流通路をバイパス通路32から主通路30へ切り換えることとしても何ら問題は生じない。
【0033】
そこで、本実施例のシステムにおいて、ECU10は、スタートキャタリスト20の温度(以下、S/C温度と称す)が活性温度に達した場合にVSV52に対するオン信号の供給を停止する。この場合、排気ガスは、HC吸着剤36を通過することなく主通路30を経由して大気に放出される。
【0034】
図3は、内燃機関12の始動が開始された後の、HC吸着剤36の温度(以下、HC温度と称す)と、HC吸着剤36に吸着されているHCの量(以下、HC吸着量と称す)との関係を表した図を示す。尚、図3には、本実施例の内燃機関12を搭載する車両が所定の速度パターンで走行した際の時間変化が示されている。
【0035】
時刻t=0において内燃機関の始動が完了した場合、排気ガス中に含まれるHCをHC吸着剤36に吸着すべく、排気ガスの流通路は主通路30からバイパス通路32へ切り換わる。この状態は、S/C温度が活性温度に達するまで(図3(B)において斜線で示す時間だけ)維持される。この際、HC吸着剤36には多量のHCが吸着される。そして、S/C温度が活性温度に達すると、排気ガスの流通路がバイパス通路32から主通路30へ切り換わる。この場合、排気ガスは、上述の如く、HC吸着剤36を通過することなく主通路30を経由して大気に放出される。
【0036】
HC吸着剤36は、その中を高温の排気ガスが通過しなくても、主通路30を流通する排気ガスの伝熱により昇温する。HC吸着剤36は、HC温度が脱離温度に達すると、吸着するHCを外部へ放出する。このため、HC吸着剤36にHCが吸着された後、そのHCは、排気ガスの流通路が主通路30に切り換わっていても、図3に示す如く、時刻t=200sec近傍においてHC温度が80℃近傍に達した場合に脱離し始める。
【0037】
図4は、一分子中の炭素数と沸点との関係を表した図を示す。図4に示す如く、一分子中の炭素数が増加するほど、その沸点も増加する傾向にある。排気ガスがHC吸着剤36を通過することなく主通路30を流通する場合、すなわち、HC吸着剤36が主通路30を流通する排気ガスの伝熱により昇温する場合は、HC温度の最高到達温度は、排気ガスがHC吸着剤36を通過する場合に比して低い。このため、排気ガスがHC吸着剤36を通過することなく主通路30を流通する場合には、その経過時間が多くなっても、HC吸着剤36から炭素数の多いHCが脱離しないおそれがある。
【0038】
かかる事態が生ずると、HC吸着剤36の吸着性能が低下することで、その後、排気ガス中のHCがHC吸着剤36に適正に吸着されない不都合が生じ得る。従って、HC吸着剤36にHCが吸着された場合には、その後、HC吸着剤36を再生すべく、HC吸着剤36からHCを確実に脱離させ、そのHCを主触媒24に浄化させることが必要となる。
【0039】
HC吸着剤36が設けられたバイパス通路32に高温の排気ガスが流通すると、HC吸着剤36は、排気ガスからの伝熱に起因して速やかに高温状態となる。この場合は、HC吸着剤36に吸着されているHCがすべて脱離することとなる。以下、バイパス通路32に高温の排気ガスを流通させることにより、HC吸着剤36からHCを脱離させることをHCの「強制パージ」と称す。尚、HC吸着剤36に多量のHCが吸着されている状態で高温の排気ガスがHC吸着剤36を通過すると、短時間のうちに多量のHCがHC吸着剤36から脱離し、主触媒24が脱離したすべてのHCを有効に浄化できない事態が生じ得る。
【0040】
そこで、本実施例のシステムにおいて、ECU10は、HC温度が、HC吸着剤36に残存するHCがある程度少なくなると判断できる温度に達した場合に、残存するHCを主触媒24へ向けて強制パージすべく、VSV52に対してオン信号を供給する。そして、ECU10は、HC温度が、HC吸着剤36に吸着されているHCがすべて脱離すると判断できる温度に達した場合に、VSV52へのオン信号の供給を停止する。本実施例のシステムは、上述のタイミングで、HC吸着剤36に吸着するHCを強制パージする点に特徴を有している。
【0041】
HC吸着剤36は、内燃機関12の始動後、内燃機関12から排出される排気ガスの伝熱により昇温する。HC吸着剤36は、単位時間当たりの排気ガス量が多いほど、すなわち、吸入空気量が多いほど昇温し易く、一方、単位時間当たりの排気ガス量が少ないほど、すなわち、吸入空気量が少ないほど昇温し難くなる。そこで、本実施例においては、単位時間ごとに吸入空気量に応じて加減算するHC吸着剤温カウンタを設け、そのカウント値に基づいてHC吸着剤36の温度(HC温度)を推定することとする。尚、内燃機関12の点火時期が遅角されると、排気ガスの温度は上昇する。従って、HC吸着剤温カウンタのカウント値を、点火時期の遅角量に応じて補正することとしてもよい。
【0042】
尚、切換弁34は、インテークマニホールド14に生ずる負圧(吸気圧)を駆動源にして開閉する。すなわち、インテークマニホールド14にある程度低圧の負圧が生じていなければ、切換弁34は開閉駆動することができない。吸気圧は、インテークマニホールド14内に設けられたスロットルバルブのスロットル開度θに応じて変動する。スロットル開度θが大きい場合には吸気圧が低圧状態になり難く、スロットル開度θが小さい場合には吸気圧が低圧状態となり易い。従って、ECU10は、HC吸着剤36に残存するHCを強制パージするためのVSV52へのオン信号の供給を、スロットル開度θが小さい場合に行うこととしている。以下、本実施例の特徴部について説明する。
【0043】
図5は、本実施例のシステムにおいて、内燃機関12の始動が開始された後に実現されるタイムチャートを示す。尚、図5(A)には内燃機関12のイグニションスイッチの時間変化が、図5(B)にはインテークマニホールド14に負圧が発生したか否かを表すフラグの時間変化が、図5(C)には内燃機関12がアイドル状態となったか否かを表すアイドルスイッチのオン・オフ状態の時間変化が、図5(D)にはHC温度の時間変化が、図5(E)にはVSV52へのオン信号の時間変化が、図5(F)には切換弁34の開閉の時間変化が、それぞれ示されている。
【0044】
図5に示す如く、時刻t0においてイグニションスイッチがオン状態とされると、内燃機関12が始動し始める。その後、時刻t1において、内燃機関12の機関回転数NEが例えば400rpm以上となることにより、インテークマニホールド14に、切換弁34が全開状態と全閉状態との間で適正に動作できるだけの負圧が発生すると、VSV52に対してオン信号の供給が開始される。そして、時刻t2においてスタートキャタリスト20の温度(S/C温度)が活性温度に達すると、VSV52に対するオン信号の供給が停止される。この場合には、HC吸着剤36に多量のHCが吸着される。
【0045】
そして、推定されるHC温度が、HC吸着剤36に吸着するHCが脱離し、HC吸着剤36に残存するHCが少なくなると判断できる温度(例えば180℃;以下、この温度をパージ開始温度と称す)に達し(図5において時刻t3)、かつ、内燃機関12が、スロットル開度θが所定値以下となるアイドル状態となる(図5において時刻t4)と、VSV52に対してオン信号の供給が開始される。この場合、高温の排気ガスがHC吸着剤36を通過することによりHC吸着剤36が更に高温状態となり、その結果、HC吸着剤36に吸着されているHCがすべて脱離することとなる。
【0046】
そして、時刻t5において、推定されるHC温度が、HC吸着剤36に吸着されているHCがすべて脱離すると判断できる温度(例えば300℃;以下、この温度をパージ終了温度と称す)に達すると、VSV52に対するオン信号の供給が停止される。この場合は、HC吸着剤36にHCが残存しない状態で、排気ガスの流通路がバイパス通路32から主通路30へ切り換わる。従って、本実施例によれば、適正なタイミングで、HC吸着剤36に吸着しているHCを主触媒24へ向けて強制パージすることができる。
【0047】
以下、本実施例のシステムにおいて、上記の機能を実現するための処理の内容について説明する。
【0048】
図6は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてECU10が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図6に示すルーチンは、その処理が終了するごとに起動されるルーチンである。図6に示すルーチンが起動されると、まずステップ100の処理が実行される。
【0049】
ステップ100では、切換弁34による排気通路の切換操作を許可するための条件(以下、許可条件と称す)が成立しているか否かが判別される。具体的には、この許可条件は、内燃機関12の冷却水温や外気温が所定値(例えば−30℃)以上にある場合に成立する。その結果、許可条件が成立しないと判別された場合は、その後何ら処理が進められることなく、今回のルーチンは終了される。一方、許可条件が成立すると判別された場合は、次にステップ102の処理が実行される。
【0050】
ステップ102では、冷間時において排気ガス中に含まれるHCをHC吸着剤36に吸着させる処理が完了したか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、今回のルーチンが終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ104の処理が実行される。
【0051】
ステップ104では、HC吸着剤温カウンタを用いて推定したHC温度がパージ開始温度TH1に達しているか否かが判別される。HC温度がパージ開始温度TH1に達していない場合は、未だHC吸着剤36に多量のHCが残存していると判断できる。かかる状態で高温の排気ガスがHC吸着剤36を通過すると、短時間のうちに多量のHCがHC吸着剤36から脱離し、主触媒24が脱離したすべてのHCを有効に浄化できない事態が生じ得る。このため、HC温度がパージ開始温度TH1に達していない場合には、HC吸着剤36からのHCの強制パージを行うことは適切でない。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ106の処理が実行される。
【0052】
ステップ106では、HC吸着剤36からのHCの強制パージを停止すべく、VSV52へのオン信号の供給を停止する処理が実行される。本ステップ106の処理が実行されると、切換弁34が全開状態に維持されるか、あるいは、全閉状態から全開状態に変化することで、排気ガスの流通路が主通路30になる。本ステップ106の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【0053】
一方、上記ステップ104においてHC温度がパージ開始温度TH1に達している場合は、HC吸着剤36に吸着するHCが少なくなっていると判断できる。この場合は、HC吸着剤36からのHCの強制パージが行われても、多量のHCが脱離することはなく、主触媒24の浄化を効果的に行うことが可能となる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ108の処理が実行される。ステップ108では、内燃機関12がアイドル状態にあるか否かが判別される。内燃機関12がアイドル状態にある場合は、インテークマニホールド14に設けられたスロットルバルブの開度(スロットル開度θ)がかなり小さくなることで、吸気圧が低圧状態になる。吸気圧が低圧状態に維持される場合は、インテークマニホールドに大きな負圧が生じ、切換弁34を開閉駆動するための切換機構を適正に作動させることが可能となる。従って、上記ステップ108において内燃機関12がアイドル状態にあると判別された場合は、次にステップ110の処理が実行される。
【0054】
ステップ110では、既にHC吸着剤36からのHCの強制パージが行われているか否か、すなわち、強制パージのために切換弁34が全閉状態となっているか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ112の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、次にステップ114の処理が実行される。
【0055】
ステップ112では、HC吸着剤36からのHCの強制パージを行うべく、VSV52に対してオン信号を供給する処理が実行される。本ステップ112の処理が実行されると、切換弁34が全閉状態となることで、排気ガスの流通路がバイパス通路32になる。本ステップ112の処理が終了すると、今回のルーチンが終了される。
【0056】
ステップ114では、HC吸着剤温カウンタを用いて推定したHC温度がパージ終了温度TH2(>TH1)に達しているか否かが判別される。HC温度がパージ終了温度TH2に達していない場合は、HC吸着剤36にHCが残存していると判断でき、HCの強制パージを継続することが適切である。従って、HC温度がパージ終了温度TH2に達していないと判別された場合は、次に上記ステップ112の処理が実行される。一方、HC温度がパージ終了温度TH2に達している場合は、HC吸着剤36にHCが残存していないと判断でき、HCの強制パージを停止することが適切である。従って、HC温度がパージ終了温度TH2に達していると判別された場合は、次に上記ステップ106の処理が実行される。一方、上記ステップ108において内燃機関12がアイドル状態にないと判別された場合は、スロットル開度θが大きくなっており、吸気圧が高圧になっていると判断できる。吸気圧が高圧状態となると、インテークマニホールド14に大きな負圧が生じないことで、切換弁34を開閉駆動するための切換機構を適正に作動させることが不可能となる。かかる状態でHCの強制パージを行うことは適切でない。従って、ステップ108において内燃機関12がアイドル状態にないと判別された場合は、次にステップ116の処理が実行される。
【0057】
ステップ116では、上記ステップ110の処理内容と同様に、既にHC吸着剤36からのHCの強制パージが行われているか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ118の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、次にステップ120の処理が実行される。
【0058】
ステップ118では、上記ステップ114の処理内容と同様に、HC温度がパージ終了温度TH2に達しているか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次に上記ステップ106の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、今回のルーチンが終了される。
【0059】
ステップ120では、HC吸着剤温カウンタを用いて推定したHC温度が、HC吸着剤36に吸着されているHCがすべて脱離すると判断できる温度TH3(=TH2)に達しているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がなされると、HCの強制パージを行うことなく、HC吸着剤36に吸着していたHCがすべて脱離したと判断できる。この場合は、その後にHCの強制パージを行う必要はない。尚、以下では、上記の温度TH3をパージ禁止温度TH3と称す。従って、肯定判定がなされた場合は、次に上記ステップ106の処理が実行される。
【0060】
上記の処理によれば、HC温度が、HC吸着剤36に残存するHCが少なくなると判断できる温度に達した場合に、HC吸着剤36からのHCの強制パージを開始することができる。HC吸着剤36に残存するHCが少ない場合は、HCの強制パージが行われても、その下流側に多量のHCが脱離することはない。また、HC温度が、HC吸着剤36に吸着されているHCがすべて脱離すると判断できる温度に達した場合に、HCの強制パージを終了することができる。HC吸着剤36にHCが吸着されていない場合は、HCの強制パージを行う必要はない。従って、本実施例によれば、適正なタイミングで、HC吸着剤36に吸着しているHCを主触媒24へ向けて強制パージすることができる。強制パージされたHCは主触媒24により浄化される。このため、強制パージに起因して排気エミッションが悪化することは回避される。
【0061】
また、上記の処理によれば、HC温度がパージ開始温度TH1に達しており、かつ、内燃機関12がアイドル状態にある場合に、HC吸着剤36からのHCの強制パージを行うことができる。内燃機関12がアイドル状態にある場合は、スロットルバルブが全閉状態近傍まで閉弁されており、その下流側の吸気通路に大きな負圧が生じていると判断できる。この場合は、その負圧を駆動源として、切換弁34を開閉駆動する切換機構を適正に作動させることが可能となる。従って、本実施例によれば、切換弁34による排気通路の切り換え操作を適正に行うことができる状態でHC吸着剤36に吸着するHCの強制パージが行われることで、HC吸着剤36に吸着するHCを確実に脱離させることが可能となっている。更に、上記の処理によれば、内燃機関12がアイドル状態にあり、かつ、HC温度がパージ開始温度TH1に達しているという条件が成立する前に、HC温度がパージ禁止温度TH3に達した場合は、HC吸着剤36からのHCの強制パージを禁止することができる。すなわち、HCの強制パージを行うための、切換弁34による排気ガスの流通路の、主通路30からバイパス通路32への切り換え操作を禁止することができる。HC温度がパージ禁止温度TH3に達している場合は、HC吸着剤36に吸着されていたHCがすべて脱離し、HC吸着剤36にはHCが残存していないと判断できる。この場合は、切換弁34による排気通路の切換操作を行う必要はない。従って、本実施例によれば、不必要に切換弁34による排気通路の切り換え操作が行われるのを回避することが可能となっている。
【0062】
内燃機関12の冷却水温や外気温が極低温で例えば−30℃を下回っていると、凍結等に起因して切換機構70が正常に動作せず、無理に動作すると破損するおそれがある。そこで、本実施例において、冷却水温や外気温が極低温である場合には、切換弁34による排気通路の切り換え操作が禁止される。すなわち、冷間時においてHC吸着剤36へ排気ガス中のHCを吸着させようとしても、切換弁34による排気通路の切り換えが行われない場合がある。このため、仮に強制パージが行われないものとすると、内燃機関12の始動が開始されてから終了するまでの間に一度も排気通路の切り換えが行われない事態が生じ得る。かかる事態が生ずると、切換弁34が全閉状態に維持される期間が長くなり、切換弁34の固着が生じ易くなってしまう。
【0063】
しかしながら、本実施例においては、冷間時に切換弁34による排気通路の切り換え操作が行われなかった場合でも、その後内燃機関12がアイドル状態にあり、かつ、HC温度がパージ開始温度TH1に達した場合に強制パージが実行される。すなわち、切換弁34による排気通路の切り換え操作が行われる。従って、本実施例によれば、内燃機関12の始動が開始されてから終了するまでの間に少なくとも一回排気通路の切り換えを行うので、切換弁34の固着を確実に予防することが可能となっている。
【0064】
また、本実施例において、HC吸着剤36からのHCの強制パージは、すなわち、強制パージのための切換弁34の開閉駆動は、既存のエアフロメータ64を用いて検出した吸入空気量Gaに応じて加減算するHC吸着剤温カウンタのカウント値に基づいて行われている。このため、本実施例によれば、HC吸着剤36に、その温度を検出するための温度センサを取り付けることは不要となっている。従って、本実施例のシステムによれば、HC吸着剤36からHCを強制パージするための機構を低コストで実現することが可能となっている。
【0065】
尚、上記の実施例においては、主触媒24が特許請求の範囲に記載した「触媒」に、第1排気管18と第2排気管22との連通路が特許請求の範囲に記載した「触媒の上流側の排気通路」に、HC吸着剤36が特許請求の範囲に記載した「吸着剤」に、バイパス通路32が特許請求の範囲に記載した「第1の通路」に、主通路30が特許請求の範囲に記載した「第2の通路」に、パージ開始温度TH1が特許請求の範囲に記載した「第1の所定値」に、パージ終了温度TH2が特許請求の範囲に記載した「第2の所定値」に、パージ禁止温度TH3が特許請求の範囲に記載した「第3の所定値」に、それぞれ相当している。
【0066】
また、上記の実施例においては、ECU10が、エアフロメータ64を用いて検出した吸入空気量に応じた加減算されるHC吸着剤温カウンタのカウント値に基づいてHC吸着剤の温度(HC温度)を検出することにより特許請求の範囲に記載した「状態量検出手段」が、上記ステップ104〜120の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「切換弁制御手段」が、それぞれ実現されている。
【0067】
ところで、上記の実施例においては、エアフロメータ64を用いて検出した吸入空気量Gaに応じて加減算するHC吸着剤温カウンタのカウント値に基づいてHC吸着剤36の温度を推定することとしているが、HC吸着剤36に直接に温度センサを取り付け、その温度を検出することとしてもよい。
【0068】
また、上記の実施例においては、HC吸着剤36の温度に基づいてHC吸着剤36からのHCの強制パージを実行することとしているが、HC吸着剤36に吸着しているHCの吸着量を検出し、その吸着量に基づいて強制パージを行うこととしてもよい。
【0069】
更に、上記の実施例においては、冷間時において排気ガス中のHCをHC吸着剤36に吸着させる処理が完了する毎に必ず強制パージが行われているが、その処理が所定回数完了する毎に、すなわち、前回強制パージが行われた後に冷間時におけるHC吸着剤36へのHCの吸着が行われた回数(以下、吸着動作回数と称す)が所定回数に達した場合に、強制パージを行うこととしてもよい。尚、この所定回数は、排気ガス中の炭素数の多いHCがある程度多量にHC吸着剤36に吸着すると判断できる吸着動作回数であり、例えば5回に設定される。吸着動作回数が所定回数に達していない場合は、HC吸着剤36に炭素数の多いHCが多量に吸着されていないと判断でき、強制パージを行う必要はない。従って、吸着動作回数が所定回数に達した場合に強制パージを行うこととすれば、不必要に切換弁34による排気通路の切り換え操作が行われるのが回避される。
【0070】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1及び2記載の発明によれば、切換弁による排気通路の切り換え操作を適正に行うことができる状態でかつ適正なタイミングで、吸着剤に吸着されている排気ガス中の未燃焼成分を触媒へ向けてパージすることができる。
【0072】
また、請求項3記載の発明によれば、切換弁による排気通路の切り換え操作が不必要に行われるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である排気通路切換装置のシステム構成図である。
【図2】本実施例の排気通路切換装置の要部拡大図である。
【図3】内燃機関の始動が開始された後の、HC吸着剤の温度と、HC吸着剤に吸着されているHCの量との関係を表した図である。
【図4】一分子中の炭素数と沸点との関係を表した図である。
【図5】本実施例のシステムにおいて、内燃機関の始動が開始された後に実現されるタイムチャートを示す図である。
【図6】本実施例においてECUが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
10 内燃機関用電子制御ユニット(ECU)
12 内燃機関
24 主触媒
30 主通路
32 バイパス通路
34 切換弁
36 HC吸着剤
64 エアフロメータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust passage switching device for an internal combustion engine, and more particularly, to an exhaust passage upstream of a catalyst, a passage provided with an adsorbent that adsorbs unburned components in exhaust gas, and a passage that bypasses the adsorbent. The present invention relates to an exhaust passage switching device for an internal combustion engine that drives a switching valve to purge unburned components adsorbed on an adsorbent toward a catalyst when a predetermined condition is satisfied.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, JP-A-6-58139, an apparatus for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine is known. This device includes a switching valve that selectively switches the exhaust passage between a bypass passage provided with an adsorbent that adsorbs unburned components such as HC in the exhaust gas and a main passage that bypasses the adsorbent. Yes. Further, this apparatus includes a catalyst that is provided in an exhaust passage on the downstream side of the adsorbent and purifies the exhaust gas.
[0003]
When the internal combustion engine is cold, such as immediately after starting, the unburned components contained in the exhaust gas increase. Further, the catalyst cannot effectively purify unburned components in the exhaust gas when cold. Further, the adsorbent becomes difficult to adsorb unburned components as the temperature increases, and has a characteristic of starting to release adsorbed unburned components to the outside from, for example, a temperature exceeding 80 ° C. Hereinafter, the temperature at which the unburned component adsorbed by the adsorbent starts to be released is referred to as the adsorbent desorption temperature. Therefore, in the conventional apparatus, the switching valve switches the exhaust passage to the bypass passage when cold. In this case, as the exhaust gas flows through the bypass passage, the unburned components in the exhaust gas are adsorbed by the adsorbent. The switching valve switches the exhaust passage to the main passage when the temperature of the exhaust gas reaches the desorption temperature of the unburned components. In this case, the adsorbent is not exposed to the exhaust gas, and a large amount of unburned components are prevented from desorbing from the adsorbent. Therefore, according to the conventional apparatus, it is possible to avoid a large amount of unburned components in the exhaust gas being released into the atmosphere, and as a result, it is possible to prevent the exhaust emission from deteriorating.
[0004]
By the way, when an unburned component is adsorbed on the adsorbent, it is necessary to desorb the unburned component from the adsorbent and purify the unburned component with a catalyst in order to regenerate the adsorbent. . Hereinafter, desorption of unburned components from the adsorbent is referred to as “purging” of unburned components. Therefore, in the above conventional apparatus, when the temperature of the catalyst reaches an active temperature, the switching valve switches the exhaust passage from the main passage to the bypass passage, so that the unburned components adsorbed by the adsorbent are changed. The purge to the catalyst is started. When unburned components are purged from the adsorbent, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced by that amount, and the air-fuel ratio is changed to the rich side. When the amount of unburned component purged decreases, the amount of change of the air-fuel ratio to the rich side decreases. Therefore, the purge of unburned components into the catalyst is terminated when the switching valve switches the exhaust passage from the bypass passage to the main passage when the amount of change of the air-fuel ratio in the exhaust gas to the rich side decreases.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the temperature reaches the desorption temperature, the adsorbent starts releasing the unburned components to be adsorbed to the outside. When the temperature reaches, for example, around 250 ° C., the unburned components are hardly adsorbed. It becomes a state. When unburned components are not adsorbed on the adsorbent, it is not necessary to purge from the adsorbent. However, in the above-described conventional apparatus, even when the unburned component is not adsorbed by the adsorbent, the purge of the unburned component from the adsorbent is started each time the temperature of the catalyst reaches an active temperature.
[0006]
Further, the air-fuel ratio in the exhaust gas not only varies due to the desorption of unburned components from the adsorbent, but also varies depending on factors such as the operating state of the internal combustion engine. For this reason, in the conventional apparatus described above, the purge is ended even though a large amount of unburned components are adsorbed by the adsorbent, that is, the exhaust passage on the upstream side of the catalyst passes from the bypass passage to the main passage. A situation may occur in which the switching valve is driven so as to switch to. Thus, in the conventional apparatus, the unburned component adsorbed by the adsorbent has not been purged at an appropriate timing.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and is an exhaust of an internal combustion engine that can purge unburned components in exhaust gas adsorbed by an adsorbent toward a catalyst at an appropriate timing. An object is to provide a passage switching device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the exhaust passage provided with the catalyst and the exhaust passage upstream of the catalyst are provided with an adsorbent that adsorbs unburned components in the exhaust gas. A switching valve that selectively switches between the second passage and the second passage that bypasses the adsorbent, and purges unburned components adsorbed on the adsorbent toward the catalyst when a predetermined condition is satisfied. Therefore, in the exhaust passage switching device for an internal combustion engine, comprising: switching valve control means for driving the switching valve so that the exhaust passage on the upstream side of the catalyst is switched to the first passage,
The switching valve is driven using a negative pressure generated in the intake passage downstream of the throttle valve as a drive source,
Of the adsorbenttemperatureA state quantity detecting means for detecting
The switching valve control means includesThe internal combustion engine is in an idle state where the opening of the throttle valve is a predetermined value or less, andWhen the temperature detected by the state quantity detection means becomes equal to or higher than a first predetermined value, an exhaust passage on the upstream side of the catalyst is configured to start purging of unburned components adsorbed on the adsorbent. This is achieved by an exhaust passage switching device for an internal combustion engine, wherein the switching valve is driven to switch to the first passage.
[0010]
By the way, the amount of unburned components adsorbed on the adsorbent depends on the temperature of the adsorbent. That is, the adsorbent releases unburned components to the outside when the temperature rises, even if the exhaust passage upstream of the catalyst is not switched to the first passage, while all unburned components rise when the temperature rises further. Release.Further, since the switching valve is driven by using the negative pressure generated in the intake passage on the downstream side of the throttle valve as a drive source, it is necessary to maintain the negative pressure generated in the intake passage at a certain low level in order to drive the switching valve properly. There is. During operation of the internal combustion engine, if the opening of the throttle valve is less than or equal to a predetermined value, a certain level of negative pressure is generated in the intake passage. Therefore, the switching valve control means adsorbs the adsorbent when the internal combustion engine is in an idle state where the throttle valve opening is equal to or less than a predetermined value and the temperature of the adsorbent becomes equal to or higher than the first predetermined value. In order to start purging of the unburned components, the switching valve is driven so that the exhaust passage on the upstream side of the catalyst is switched to the first passage having the adsorbent. Therefore, according to the present invention, unburned components in the exhaust gas adsorbed by the adsorbent are purged toward the catalyst in a state where the exhaust passage can be properly switched by the switching valve and at an appropriate timing. be able to.
[0012]
still, Claims2As claimed in1In the internal combustion engine exhaust passage switching device,
The switching valve control means is a temperature detected by the state quantity detection means.BeforeWhen the second predetermined value that is higher than the first predetermined value is reached, the switching valve is arranged so that the exhaust passage on the upstream side of the catalyst is switched to the second passage in order to end the purge. May be driven.
[0015]
by the way,According to invention of Claim 1,When the opening degree of the throttle valve does not become a predetermined value or less, the switching valve is not driven. In such a case, when the temperature of the adsorbent exceeds the first predetermined value to start purging of the unburned components adsorbed on the adsorbent and reaches a third predetermined value, the unburned components are It can be judged that all desorbed without remaining in the adsorbent. In this case, it is not necessary to switch the exhaust passage to the first passage by the switching valve.
[0016]
Therefore, the claims3As claimed in1In the internal combustion engine exhaust passage switching device,
The switching valve control means has a third predetermined value in which the temperature detected by the state quantity detecting means is higher than the first predetermined value before the opening of the throttle valve becomes less than or equal to the predetermined value. When the value reaches the value, the driving of the switching valve may be prohibited.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust passage switching device according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 shows the principal part enlarged view of the exhaust passage switching device of a present Example. The system of this embodiment includes an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 10 for an internal combustion engine, and is controlled by the
[0018]
As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes an
[0019]
As shown in FIGS. 1 and 2, an
[0020]
An HC adsorbent 36 is disposed in the
[0021]
The system of this embodiment also includes a
[0022]
The pressure in the
[0023]
A
[0024]
A
[0025]
A throttle valve (not shown) that varies the effective area of the flow path is provided on the upstream side of the portion of the
[0026]
The
[0027]
In the above configuration, when the
[0028]
On the other hand, when the
[0029]
As described above, the switching valve 34, the operating
[0030]
When the
[0031]
Therefore, in the system of this embodiment, the
[0032]
As described above, the
[0033]
Therefore, in the system of the present embodiment, the
[0034]
3 shows the temperature of the HC adsorbent 36 (hereinafter referred to as HC temperature) and the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent 36 (hereinafter referred to as HC adsorption amount) after the start of the
[0035]
When the start of the internal combustion engine is completed at time t = 0, the exhaust gas flow passage is switched from the
[0036]
Even if the high-temperature exhaust gas does not pass through the HC adsorbent 36, the temperature of the HC adsorbent 36 is raised by heat transfer of the exhaust gas flowing through the
[0037]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of carbon atoms in one molecule and the boiling point. As shown in FIG. 4, the boiling point tends to increase as the number of carbon atoms in one molecule increases. When the exhaust gas flows through the
[0038]
When such a situation occurs, the adsorption performance of the HC adsorbent 36 decreases, and thereafter, there may be a disadvantage that HC in the exhaust gas is not properly adsorbed by the HC adsorbent 36. Therefore, when HC is adsorbed on the HC adsorbent 36, the HC is reliably desorbed from the HC adsorbent 36 and purified by the
[0039]
When the high-temperature exhaust gas flows through the
[0040]
Therefore, in the system of this embodiment, the
[0041]
The HC adsorbent 36 is heated by heat transfer of the exhaust gas discharged from the
[0042]
The switching valve 34 opens and closes using a negative pressure (intake pressure) generated in the
[0043]
FIG. 5 shows a time chart realized after the
[0044]
As shown in FIG.0When the ignition switch is turned on at, the
[0045]
The estimated HC temperature is a temperature at which it can be determined that HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is desorbed and HC remaining in the HC adsorbent 36 is reduced (for example, 180 ° C .; hereinafter, this temperature is referred to as a purge start temperature). ) (Time t in FIG. 5)3), And the
[0046]
And time t5When the estimated HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that all the HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is desorbed (eg, 300 ° C .; hereinafter, this temperature is referred to as a purge end temperature), the
[0047]
The contents of processing for realizing the above functions in the system of this embodiment will be described below.
[0048]
FIG. 6 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the
[0049]
In
[0050]
In
[0051]
In
[0052]
In
[0053]
On the other hand, in
[0054]
In
[0055]
In
[0056]
In
[0057]
In
[0058]
In
[0059]
In
[0060]
According to the above processing, when the HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that the amount of HC remaining in the HC adsorbent 36 decreases, the forced purge of HC from the HC adsorbent 36 can be started. When the amount of HC remaining in the HC adsorbent 36 is small, a large amount of HC is not desorbed downstream of the HC adsorbent 36 even if the HC is forcibly purged. Further, when the HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that all the HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is desorbed, the forced purge of HC can be terminated. When HC is not adsorbed on the HC adsorbent 36, it is not necessary to perform a forced purge of HC. Therefore, according to the present embodiment, the HC adsorbed on the HC adsorbent 36 can be forcibly purged toward the
[0061]
Further, according to the above processing, the HC temperature is changed to the purge start temperature TH.1And the forced purge of HC from the HC adsorbent 36 can be performed when the
[0062]
If the cooling water temperature or the outside air temperature of the
[0063]
However, in this embodiment, even when the switching operation of the exhaust passage by the switching valve 34 is not performed in the cold state, the
[0064]
In this embodiment, the forced purge of HC from the HC adsorbent 36, that is, the opening / closing drive of the switching valve 34 for the forced purge depends on the intake air amount Ga detected using the existing
[0065]
In the above embodiment, the
[0066]
In the above embodiment, the
[0067]
By the way, in the above embodiment, the temperature of the HC adsorbent 36 is estimated based on the count value of the HC adsorbent temperature counter that is added or subtracted according to the intake air amount Ga detected using the
[0068]
Further, in the above embodiment, the forced purge of HC from the HC adsorbent 36 is executed based on the temperature of the HC adsorbent 36, but the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is determined. It is good also as detecting and performing a forced purge based on the adsorption amount.
[0069]
Furthermore, in the above embodiment, forced purge is always performed every time the process of adsorbing HC in the exhaust gas to the HC adsorbent 36 is completed in the cold state, but every time the process is completed a predetermined number of times. That is, when the number of times that HC is adsorbed to the HC adsorbent 36 in the cold state after the previous forced purge is performed (hereinafter referred to as the number of adsorption operations) reaches a predetermined number, the forced purge is performed. It is good also as performing. Note that this predetermined number of times is the number of times of an adsorption operation in which it can be determined that HC having a large number of carbon atoms in the exhaust gas is adsorbed to the HC adsorbent 36 by a certain amount. If the number of adsorption operations has not reached the predetermined number, it can be determined that a large amount of HC having a large number of carbon atoms has not been adsorbed to the HC adsorbent 36, and there is no need to perform forced purge. Therefore, if the forced purge is performed when the number of adsorption operations reaches a predetermined number, unnecessary switching operation of the exhaust passage by the switching valve 34 is avoided.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, claim 1And 2According to the described invention,The exhaust passage can be switched properly by the switching valve.At an appropriate timing, unburned components in the exhaust gas adsorbed by the adsorbent can be purged toward the catalyst.
[0072]
Claims3According to the described invention, it is possible to avoid unnecessary switching operation of the exhaust passage by the switching valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an exhaust passage switching device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the exhaust passage switching device of the present embodiment.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of the HC adsorbent and the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent after the start of the internal combustion engine is started.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the number of carbon atoms in one molecule and the boiling point.
FIG. 5 is a diagram showing a time chart realized after the start of the internal combustion engine is started in the system of the present embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Electronic control unit (ECU) for internal combustion engine
12 Internal combustion engine
24 Main catalyst
30 Main passage
32 Bypass passage
34 Switching valve
36 HC adsorbent
64 Air flow meter
Claims (3)
前記切換弁は、スロットル弁の下流側の吸気通路に生ずる負圧を駆動源として駆動すると共に、
前記吸着剤の温度を検出する状態量検出手段を備え、
前記切換弁制御手段は、内燃機関が前記スロットル弁の開度が所定値以下となるアイドル状態にあり、かつ、前記状態量検出手段により検出された温度が第1の所定値以上となった場合、前記吸着剤に吸着している未燃焼成分のパージを開始すべく、前記触媒の上流側の排気通路が前記第1の通路に切り換わるように前記切換弁を駆動することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。An exhaust passage provided with a catalyst, an exhaust passage upstream of the catalyst, a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in the exhaust gas, and a second passage bypassing the adsorbent A switching valve that selectively switches between and an exhaust passage on the upstream side of the catalyst to purge unburned components adsorbed on the adsorbent toward the catalyst when a predetermined condition is satisfied. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, comprising: switching valve control means for driving the switching valve so as to switch to one passage;
The switching valve is driven using a negative pressure generated in the intake passage downstream of the throttle valve as a drive source,
Comprising state quantity detection means for detecting the temperature of the adsorbent;
The switching valve control means is when the internal combustion engine is in an idle state where the opening of the throttle valve is less than or equal to a predetermined value, and the temperature detected by the state quantity detection means is greater than or equal to a first predetermined value. And the switching valve is driven so that an exhaust passage upstream of the catalyst is switched to the first passage in order to start purging of unburned components adsorbed on the adsorbent. Engine exhaust passage switching device.
前記切換弁制御手段は、前記状態量検出手段により検出された温度が前記第1の所定値に比して高い第2の所定値に達した場合、前記パージを終了すべく、前記触媒の上流側の排気通路が前記第2の通路に切り換わるように前記切換弁を駆動することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。The exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 1 ,
The switching valve control means, when the temperature detected by the state quantity detecting means reaches a second predetermined value higher than the previous SL first predetermined value, so as to terminate the purge of the catalyst An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, wherein the switching valve is driven so that an upstream exhaust passage is switched to the second passage.
前記切換弁制御手段は、前記スロットル弁の開度が前記所定値以下となる前に、前記状態量検出手段により検出された温度が前記第1の所定値に比して高い第3の所定値に達した場合は、前記切換弁の駆動を禁止することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。The exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 1 ,
The switching valve control means has a third predetermined value in which the temperature detected by the state quantity detecting means is higher than the first predetermined value before the opening of the throttle valve becomes less than or equal to the predetermined value. When it reaches, the driving of the switching valve is prohibited, and the exhaust passage switching device of the internal combustion engine is characterized by.
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