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JP5200731B2 - Exhaust gas purification system - Google Patents
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Description

この発明は、排ガス浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system.

排ガス浄化触媒は、所定温度よりも高温の状態で排ガス浄化性能を発揮する。そのため冷間始動直後は十分な排気浄化性能を得ることが難しい。   The exhaust gas purification catalyst exhibits exhaust gas purification performance at a temperature higher than a predetermined temperature. Therefore, it is difficult to obtain sufficient exhaust purification performance immediately after cold start.

そこでエンジンルーム内に小形のマニホールド触媒を設けて、冷間始動直後で床下触媒が不活性状態のときには排気シャットバルブの弁体を閉じて排ガスをマニホールド触媒に流して浄化し、床下触媒が活性状態になったら排気シャットバルブの弁体を開いて排ガスを床下触媒に流して浄化する技術が研究されている。   Therefore, a small manifold catalyst is provided in the engine room. When the underfloor catalyst is in an inactive state immediately after a cold start, the exhaust shut valve is closed and the exhaust gas is passed through the manifold catalyst for purification, and the underfloor catalyst is in an active state. Research has been conducted on a technology for purifying exhaust gas by opening the valve body of the exhaust shut-off valve and flowing exhaust gas through the underfloor catalyst.

ところがこのような技術では、排気シャットバルブの弁体を開閉して排ガスの通流経路を変更したときに生じる背圧の急変に起因してトルクの急変(トルク段差)が生じる可能性がある。   However, with such a technique, there is a possibility that a sudden change in torque (torque step) may occur due to a sudden change in back pressure that occurs when the exhaust shut valve is opened and closed to change the exhaust gas flow path.

そこで特許文献1では排気シャットバルブの弁体をゆっくり開閉することで背圧の急変を防止している。
特開2007−154811号公報
Therefore, in Patent Document 1, a sudden change in back pressure is prevented by slowly opening and closing the valve body of the exhaust shut valve.
JP 2007-154811 A

しかしながら、排気シャットバルブの弁体は、遊嵌状態で取り付けられている。このようにすることで、閉弁時の弁体の姿勢誤差を吸収して排ガスを確実に流さないようにしているのである。そのため排ガスの流れを受けると弁体が振動して異音が発生するおそれがある。そこで乗員が異音に気がつかない程度の短時間で弁体を開閉しなければならない。   However, the valve body of the exhaust shut-off valve is attached in a loosely fitted state. By doing so, the posture error of the valve body when the valve is closed is absorbed so that the exhaust gas does not flow reliably. Therefore, when the flow of exhaust gas is received, the valve body may vibrate and noise may be generated. Therefore, it is necessary to open and close the valve body in such a short time that the occupant does not notice the noise.

したがってエンジン仕様や運転状態によっては、特許文献1の方法では、所望の性能を満足できないことが本件発明者らによって知見された。   Accordingly, the inventors of the present invention have found that the desired performance cannot be satisfied by the method of Patent Document 1 depending on engine specifications and operating conditions.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジンの運転状態に応じて排ガスの通流経路を変更する排気シャットバルブの弁体を開閉するときに、トルク急変(トルク段差)を発生させない排ガス浄化システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and when the valve body of the exhaust shut valve that changes the flow path of the exhaust gas according to the operating state of the engine is opened and closed, the torque suddenly changes. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system that does not generate (torque step).

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、エンジンから排出される排ガスが流れるメイン排気通路(10)と、前記メイン排気通路(10)の流路断面の一部分ずつを開閉して排ガスの流量を変更可能な複数の弁体(51−1,51−2)を含む排気シャットバルブ(50)と、前記排気シャットバルブ(50)よりも下流側のメイン排気通路(10)に設けられる床下触媒(20)と、前記排気シャットバルブ(50)よりも上流側のメイン排気通路(10)から一旦分岐し、排気シャットバルブ(50)よりも下流側であって前記床下触媒(20)よりも上流側のメイン排気通路(10)に再び合流するサブ排気通路(30)と、前記サブ排気通路(30)に設けられるマニホールド触媒(40)と、前記複数の弁体(51−1,51−2)を開弁するときは、ある弁体(51−1)を開弁してから、別の弁体(51−2)を開弁してもトルク段差を生じない時間の経過を待って別の弁体(51−2)を開弁する開弁制御手段と、を有することを特徴とする。 The present invention relates to a main exhaust passage (10) through which exhaust gas discharged from an engine flows, and a plurality of valve bodies capable of changing the flow rate of exhaust gas by opening and closing portions of the flow passage cross section of the main exhaust passage (10). An exhaust shut-off valve (50) including 51-1, 51-2), an underfloor catalyst (20) provided in a main exhaust passage (10) downstream of the exhaust shut-off valve (50), and the exhaust shut-off valve (50) is once branched from the main exhaust passage (10) upstream of the exhaust shut-off valve (50) and upstream of the underfloor catalyst (20). There are times when the sub-exhaust passage (30) that joins again, the manifold catalyst (40) provided in the sub-exhaust passage (30), and the plurality of valve bodies (51-1, 51-2) are opened. the valve body from the opening of the (51-1), another valve body (51- ) And having a, a valve opening control means for opening the further valve member (51-2) after waiting for the time that does not cause torque step be opened.

本発明によれば、排気シャットバルブの複数の弁体を開弁するときは、ある弁体を開弁してから別の弁体を開弁するようにしたので、排気シャットバルブ(弁体)の開閉にかかわらずトルクの急変(トルク段差)を防止できるのである。   According to the present invention, when opening a plurality of valve bodies of the exhaust shut valve, since one valve body is opened and then another valve body is opened, the exhaust shut valve (valve body) It is possible to prevent a sudden change in torque (torque step) regardless of the opening and closing of the motor.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明による排ガス浄化システムの基本構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an exhaust gas purification system according to the present invention.

エンジンEに設けられたメイン排気通路10と、床下触媒20と、サブ排気通路30と、マニホールド触媒40と、を含む。   A main exhaust passage 10 provided in the engine E, an underfloor catalyst 20, a sub exhaust passage 30, and a manifold catalyst 40 are included.

メイン排気通路10は、エンジンEから排出される排ガスが流れる。メイン排気通路10の途中に排気シャットバルブ50が設けられる。排気シャットバルブ50は、第1弁体51−1と、第2弁体51−2と、を含む。第1弁体51−1は、第1シャフト52−1の回りに回動してメイン排気通路10の流路断面の一部の領域を開閉する。第2弁体51−2は、第2シャフト52−2の回りに回転してメイン排気通路10の流路断面の他の領域を開閉する。第1弁体51−1及び第2弁体51−2が開弁すると、エンジンEから排出される排ガスのほとんどがメイン排気通路10を流れる。第1弁体51−1及び第2弁体51−2の一方が閉弁し他方が開弁すると、エンジンEから排出される排ガスの一部がメイン排気通路10を流れる。第1弁体51−1及び第2弁体51−2が閉弁すると、排ガスはメイン排気通路10を流れない。   Exhaust gas discharged from the engine E flows through the main exhaust passage 10. An exhaust shut valve 50 is provided in the middle of the main exhaust passage 10. The exhaust shut valve 50 includes a first valve body 51-1 and a second valve body 51-2. The first valve body 51-1 rotates around the first shaft 52-1 to open and close a partial region of the flow passage cross section of the main exhaust passage 10. The second valve body 51-2 rotates around the second shaft 52-2 to open and close other areas of the cross section of the main exhaust passage 10. When the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are opened, most of the exhaust gas discharged from the engine E flows through the main exhaust passage 10. When one of the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 is closed and the other is opened, part of the exhaust gas discharged from the engine E flows through the main exhaust passage 10. When the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are closed, the exhaust gas does not flow through the main exhaust passage 10.

床下触媒20は、排気シャットバルブ50よりも下流側のメイン排気通路10に配置される。床下触媒20は、大容量であり排ガス浄化可能量が大きい。   The underfloor catalyst 20 is disposed in the main exhaust passage 10 on the downstream side of the exhaust shut valve 50. The underfloor catalyst 20 has a large capacity and a large amount of exhaust gas purification.

サブ排気通路30は、排気シャットバルブ50よりも上流側のメイン排気通路10から一旦分岐し、排気シャットバルブ50よりも下流側であって床下触媒20よりも上流側のメイン排気通路10に再び合流する。   The sub exhaust passage 30 once branches from the main exhaust passage 10 upstream of the exhaust shut-off valve 50 and joins again to the main exhaust passage 10 downstream of the exhaust shut-off valve 50 and upstream of the underfloor catalyst 20. To do.

マニホールド触媒40は、サブ排気通路30に配置される。マニホールド触媒40は、床下触媒20よりも小容量であり排ガス浄化可能量が小さいが、高温の排ガスが流れると迅速に活性可能である。   The manifold catalyst 40 is disposed in the sub exhaust passage 30. The manifold catalyst 40 has a smaller capacity than the underfloor catalyst 20 and a small amount of exhaust gas purification, but can be activated quickly when high-temperature exhaust gas flows.

図2は、排気シャットバルブの近辺を拡大した斜視図である。   FIG. 2 is an enlarged perspective view of the vicinity of the exhaust shut-off valve.

本実施形態で使用される排気シャットバルブの基本構造は、たとえば特開2008−8284号公報に開示されているので、ここでは簡単に説明する。なお以下では第1弁体及び第2弁体などに共通する事項については、符号末尾の「−1」「−2」を適宜省略して説明する。   The basic structure of the exhaust shut-off valve used in this embodiment is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-8284, and will be briefly described here. Hereinafter, matters common to the first valve body and the second valve body will be described by appropriately omitting “-1” and “−2” at the end of the reference numerals.

排気シャットバルブ50は、弁体51と、シャフト52と、プレート53と、を含む。本実施形態の排気シャットバルブ50は、2枚の弁体51が2枚のプレート53を介して1本のシャフト52に取り付けられた1軸2弁構造である。   Exhaust shut valve 50 includes a valve body 51, a shaft 52, and a plate 53. The exhaust shut-off valve 50 according to the present embodiment has a single-shaft two-valve structure in which two valve bodies 51 are attached to one shaft 52 via two plates 53.

シャフト52の先端には、アーム54が固設されている。不図示のアクチュエータでアーム54を上下動させることでシャフト52が回動する。   An arm 54 is fixed to the tip of the shaft 52. The shaft 52 is rotated by moving the arm 54 up and down by an actuator (not shown).

プレート53は、シャフト52に固設される。本実施形態では、2枚のプレート53が、1本のシャフト52に固設される。そしてそれぞれのプレート53には大きめの孔(不図示)が形成されている。   The plate 53 is fixed to the shaft 52. In the present embodiment, two plates 53 are fixed to one shaft 52. Each plate 53 has a large hole (not shown).

弁体51には、細めのピン11aが固設される。このピン11aがプレート53の孔に挿通される。ピン11aの先端は、保持リング11bで固定される。このような構造であるので、弁体51はプレート53に遊び(ガタツキ)がある状態で取り付けられる。   A thin pin 11 a is fixed to the valve body 51. This pin 11 a is inserted through the hole of the plate 53. The tip of the pin 11a is fixed by the holding ring 11b. Due to such a structure, the valve body 51 is attached to the plate 53 with play (backlash).

弁体51がプレート53に遊び(ガタツキ)がある状態で取り付けられるので、弁体51がシャフト52を中心として回動したときにメイン排気通路10を着実に閉じてエンジンEから排出される排ガスを確実に流さないのである(詳細は特開2008−8284号公報)。   Since the valve body 51 is attached to the plate 53 with play (backlash), the exhaust gas discharged from the engine E by steadily closing the main exhaust passage 10 when the valve body 51 rotates around the shaft 52. It does not flow reliably (for details, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-8284).

このような構造では、仮に弁体51を中間開度に保持しようとすると、排ガスの流れによって弁体51がガタついて異音が発生する。また排ガスの流れ抵抗が大きいので、アクチュエータの保持トルクが多大になる。したがって図2に示したように全閉した状態か、あるいは全開した状態で固定保持しなければならない。すなわちこのような構造の排気シャットバルブでは、弁体を中間開度に保持することができないのである。   In such a structure, if the valve body 51 is held at an intermediate opening degree, the valve body 51 is rattled due to the flow of exhaust gas, and an abnormal noise is generated. Further, since the flow resistance of the exhaust gas is large, the holding torque of the actuator becomes great. Therefore, it must be fixedly held in the fully closed state or fully opened state as shown in FIG. That is, with the exhaust shut valve having such a structure, the valve body cannot be maintained at an intermediate opening degree.

しかしながら、このような排気シャットバルブでは、弁体を全閉状態から全開すると、排ガスが一気に流れて背圧が急変することに起因してトルクの急変(トルク段差)が生じる可能性がある。   However, in such an exhaust shut-off valve, when the valve body is fully opened from the fully closed state, a sudden change in torque (torque step) may occur due to the exhaust gas flowing at a stroke and the back pressure suddenly changing.

そこで本実施形態では、上述のように、メイン排気通路10の流路断面の一部の領域を開閉する第1弁体51−1と、メイン排気通路10の流路断面の他の領域を開閉する第2弁体51−2と、を設けたのである。そして排気シャットバルブを全閉状態から全開するときは、まず第1弁体51−1を全開した後、時間をあけて第2弁体51−2を全開するようにしたのである。以下ではこの制御の具体的な内容を説明する。   Therefore, in the present embodiment, as described above, the first valve body 51-1 that opens and closes a partial area of the flow passage cross section of the main exhaust passage 10 and the other area of the flow passage cross section of the main exhaust passage 10 are opened and closed. The second valve body 51-2 is provided. When the exhaust shut-off valve is fully opened from the fully closed state, the first valve body 51-1 is first fully opened, and then the second valve body 51-2 is fully opened after a certain period of time. Hereinafter, specific contents of this control will be described.

図3は本発明による排ガス浄化システムの制御ロジックのメインルーチンを示すフローチャートである。なおコントローラはエンジン運転中に以下の処理を微小時間(たとえば10ミリ秒)ごとに繰り返し実行する。   FIG. 3 is a flowchart showing the main routine of the control logic of the exhaust gas purification system according to the present invention. The controller repeatedly executes the following processing every minute time (for example, 10 milliseconds) during engine operation.

ステップS1においてコントローラは、床下触媒が活性状態であるか否かを判定する。具体的には床下触媒を流れる排ガス温度に基づいて判定すればよい。なお排ガス温度は、たとえば床下触媒の入口に設置された排ガス温度センサによって検出すればよい。またはエンジンに吸入される空気量の積算値から推定してもよい。床下触媒が活性状態であればステップS7へ処理を移行し、活性状態でなければステップS2へ処理を移行する。   In step S1, the controller determines whether the underfloor catalyst is in an active state. Specifically, it may be determined based on the temperature of the exhaust gas flowing through the underfloor catalyst. The exhaust gas temperature may be detected by, for example, an exhaust gas temperature sensor installed at the inlet of the underfloor catalyst. Alternatively, it may be estimated from an integrated value of the amount of air taken into the engine. If the underfloor catalyst is in an active state, the process proceeds to step S7, and if not, the process proceeds to step S2.

ステップS2においてコントローラは、要求加速が基準加速度A1よりも大きいか否かを判定する。なお加速要求の有無は、アクセルペダルの踏込量やスロットルバルブの開度から検出すればよい。また基準加速度A1は要求加速が緩加速以上であるか否かを判定する基準値でありあらかじめ車両特性に応じて設定しておく。要求加速が基準加速度A1よりも大きければステップS5へ処理を移行し、そうでなければステップS3へ処理を移行する。   In step S2, the controller determines whether the required acceleration is greater than the reference acceleration A1. The presence or absence of the acceleration request may be detected from the accelerator pedal depression amount or the throttle valve opening. The reference acceleration A1 is a reference value for determining whether the required acceleration is equal to or greater than the slow acceleration, and is set in advance according to the vehicle characteristics. If the requested acceleration is larger than the reference acceleration A1, the process proceeds to step S5, and if not, the process proceeds to step S3.

ステップS3においてコントローラは、加速時遅延カウンタ及び開弁遅延カウンタをリセットする。なおこれらのカウンタについては後述する。   In step S3, the controller resets the acceleration delay counter and the valve opening delay counter. These counters will be described later.

ステップS4においてコントローラは、閉弁処理を実行する。この閉弁処理のサブルーチンについては後述する。   In step S4, the controller executes a valve closing process. The subroutine for the valve closing process will be described later.

ステップS5においてコントローラは、開弁遅延カウンタ及び閉弁遅延カウンタをリセットする。なおこれらのカウンタについても後述する。   In step S5, the controller resets the valve opening delay counter and the valve closing delay counter. These counters will also be described later.

ステップS6においてコントローラは、加速要求時処理を実行する。この加速要求時処理のサブルーチンについても後述する。   In step S6, the controller executes acceleration request time processing. This acceleration request processing subroutine will also be described later.

ステップS7においてコントローラは、閉弁遅延カウンタ及び加速時遅延カウンタをリセットする。なおこれらのカウンタについても後述する。   In step S7, the controller resets the valve closing delay counter and the acceleration delay counter. These counters will also be described later.

ステップS8においてコントローラは、開弁処理を実行する。この開弁処理のサブルーチンについても後述する。   In step S8, the controller executes a valve opening process. The subroutine for the valve opening process will also be described later.

図4は本発明による排ガス浄化システムの閉弁処理のサブルーチンを示すフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing a subroutine for valve closing processing of the exhaust gas purification system according to the present invention.

ステップS41においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁が開弁状態であるか否かを判定する。開弁状態であればステップS42へ処理を移行し、そうでなければステップS43へ処理を移行する。   In step S41, the controller determines whether or not both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are open. If so, the process proceeds to step S42; otherwise, the process proceeds to step S43.

ステップS42においてコントローラは、第1弁体51−1を開弁したまま第2弁体51−2を閉弁する。   In step S42, the controller closes the second valve body 51-2 while opening the first valve body 51-1.

ステップS43においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁が閉弁状態であるか否かを判定する。閉弁状態であればステップS46へ処理を移行し、そうでなければステップS44へ処理を移行する。   In step S43, the controller determines whether or not both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are closed. If so, the process proceeds to step S46; otherwise, the process proceeds to step S44.

ステップS44においてコントローラは、閉弁遅延カウンタをインクリメントする。   In step S44, the controller increments the valve closing delay counter.

ステップS45においてコントローラは、閉弁遅延カウンタが基準カウント値を超えたか否かを判定する。なおこの基準カウント値は、第1弁体51−1及び第2弁体51−2を片弁開弁状態から両弁閉弁状態にしてもトルクが急変して段差を生じなくなる時間のカウント値であり、あらかじめ実験を通じて設定されている。閉弁遅延カウンタが基準カウント値を越えるまでは一旦処理を抜け、越えたらステップS46へ処理を移行する。   In step S45, the controller determines whether or not the valve closing delay counter has exceeded a reference count value. This reference count value is a count value of the time when the torque changes suddenly and no step is produced even when the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are in the single valve open state to the double valve close state. And set in advance through experiments. The process once exits until the valve closing delay counter exceeds the reference count value, and if it exceeds, the process proceeds to step S46.

ステップS46においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁を閉弁する。   In step S46, the controller closes both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2.

図5は本発明による排ガス浄化システムの加速要求時処理のサブルーチンを示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flow chart showing a subroutine of acceleration request processing of the exhaust gas purification system according to the present invention.

ステップS61においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁が閉弁状態であるか否かを判定する。閉弁状態であればステップS62へ処理を移行し、そうでなければステップS64へ処理を移行する。   In step S61, the controller determines whether or not both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are closed. If so, the process proceeds to step S62; otherwise, the process proceeds to step S64.

ステップS62においてコントローラは、加速時遅延カウンタをリセットする。   In step S62, the controller resets the acceleration delay counter.

ステップS63においてコントローラは、第2弁体51−2を閉弁したまま第1弁体51−1を開弁する。   In step S63, the controller opens the first valve body 51-1 while closing the second valve body 51-2.

ステップS64においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁が開弁状態であるか否かを判定する。開弁状態であればステップS68へ処理を移行し、そうでなければステップS65へ処理を移行する。   In step S64, the controller determines whether or not both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are open. If so, the process proceeds to step S68; otherwise, the process proceeds to step S65.

ステップS65においてコントローラは、要求加速が基準加速度A2よりも大きいか否かを判定する。なお基準加速度A2は要求加速が急加速であるか否かを判定する基準値である。すなわち基準加速度A2は上述の基準加速度A1よりも大きい。基準加速度A2はあらかじめ車両特性に応じて設定しておく。大きければステップS66へ処理を移行し、そうでなければステップS62へ処理を移行する。   In step S65, the controller determines whether the required acceleration is greater than the reference acceleration A2. The reference acceleration A2 is a reference value for determining whether or not the requested acceleration is a rapid acceleration. That is, the reference acceleration A2 is larger than the above-described reference acceleration A1. The reference acceleration A2 is set in advance according to the vehicle characteristics. If so, the process proceeds to step S66; otherwise, the process proceeds to step S62.

ステップS66においてコントローラは、加速時遅延カウンタをインクリメントする。   In step S66, the controller increments the acceleration delay counter.

ステップS67においてコントローラは、加速時遅延カウンタが基準カウント値を超えたか否かを判定する。なおこの基準カウント値は、第1弁体51−1及び第2弁体51−2を片弁開弁状態から両弁開弁状態にしてもトルクが急変して段差を生じなくなる時間のカウント値であり、要求加速などに応じてあらかじめ実験を通じて設定されている。加速時遅延カウンタが基準カウント値を越えるまでは一旦処理を抜け、越えたらステップS68へ処理を移行する。   In step S67, the controller determines whether or not the acceleration delay counter has exceeded a reference count value. This reference count value is a count value of the time when the torque changes suddenly and no step is produced even if the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are opened from the one-valve state to the both-valve state. It is set through experiments in advance according to the required acceleration. The process once exits until the acceleration delay counter exceeds the reference count value, and if it exceeds, the process proceeds to step S68.

ステップS68においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁を開弁する。   In step S68, the controller opens both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2.

図6は本発明による排ガス浄化システムの開弁処理のサブルーチンを示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a subroutine of valve opening processing of the exhaust gas purification system according to the present invention.

ステップS81においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁が閉弁状態であるか否かを判定する。閉弁状態であればステップS82へ処理を移行し、そうでなければステップS83へ処理を移行する。   In step S81, the controller determines whether or not both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are closed. If so, the process proceeds to step S82; otherwise, the process proceeds to step S83.

ステップS82においてコントローラは、第2弁体51−2を閉弁したまま第1弁体51−1を開弁する。   In step S82, the controller opens the first valve body 51-1 while closing the second valve body 51-2.

ステップS83においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁が開弁状態であるか否かを判定する。開弁状態であればステップS86へ処理を移行し、そうでなければステップS84へ処理を移行する。   In step S83, the controller determines whether or not both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are open. If so, the process proceeds to step S86; otherwise, the process proceeds to step S84.

ステップS84においてコントローラは、開弁遅延カウンタをインクリメントする。   In step S84, the controller increments the valve opening delay counter.

ステップS85においてコントローラは、開弁遅延カウンタが基準カウント値を超えたか否かを判定する。なおこの基準カウント値は、第1弁体51−1及び第2弁体51−2を片弁開弁状態から両弁開弁状態にしてもトルクが急変して段差を生じなくなる時間のカウント値であり、あらかじめ実験を通じて設定されている。開弁遅延カウンタが基準カウント値を越えるまでは一旦処理を抜け、越えたらステップS86へ処理を移行する。   In step S85, the controller determines whether or not the valve opening delay counter exceeds the reference count value. This reference count value is a count value of the time when the torque changes suddenly and no step is produced even if the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are opened from the one-valve state to the both-valve state. And set in advance through experiments. The process once exits until the valve opening delay counter exceeds the reference count value, and when it exceeds, the process proceeds to step S86.

ステップS86においてコントローラは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2の両弁を開弁する。   In step S86, the controller opens both the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2.

図7は本発明による制御装置を実行したときの排気シャットバルブの開閉状態を示す図である。   FIG. 7 is a view showing an open / close state of the exhaust shut-off valve when the control device according to the present invention is executed.

なお以下ではフローチャートとの対応が分かりやすくするために、フローチャートのステップ番号にSを付して記載する。   In the following, in order to make the correspondence with the flowchart easier to understand, S is added to the step number of the flowchart.

(冷間始動直後;床下触媒が不活性状態)
床下触媒20が不活性状態であって加速要求がないときは、第1弁体51−1及び第2弁体51−2が閉弁している。このときコントローラは、ステップS1→S2→S3→S4→S41→S43→S46と繰り返し処理を進めて、第1弁体51−1及び第2弁体51−2を閉弁し続ける。すると排ガスは図7(A)のようにマニホールド触媒40に流れて浄化され、床下触媒20に流れ、床下触媒20を暖機する。
(Immediately after cold start; underfloor catalyst is inactive)
When the underfloor catalyst 20 is in an inactive state and there is no acceleration request, the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are closed. At this time, the controller repeats the process of steps S1, S2, S3, S4, S41, S43, and S46, and continues to close the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2. Then, as shown in FIG. 7A, the exhaust gas flows into the manifold catalyst 40 and is purified, flows into the underfloor catalyst 20, and warms up the underfloor catalyst 20.

(床下触媒が不活性状態中に加速要求があったとき)
床下触媒20が不活性状態中に加速要求があると、コントローラは、ステップS2→S5→S6へ処理を移行する。そしてコントローラは、ステップS6→S61→S62→S63と処理を進めて図7(B)に示すように第2弁体51−2を閉弁したまま第1弁体51−1を開弁する。次サイクルでは、ステップS1→S2→S5→S6→S61→S64→S65と処理を進める。そして要求加速が大きければ、ステップS65→S66→S67と処理を進め、加速時遅延カウンタが基準カウント値を越えるまでは、ステップS1→S2→S5→S6→S61→S64→S65→S66→S67と処理を繰り返して図7(B)の状態(第2弁体51−2を閉弁したまま第1弁体51−1を開弁)を維持する。加速時遅延カウンタが基準カウント値を越えたら、ステップS67→S68と処理を移行し、図7(C)に示すように第1弁体51−1及び第2弁体51−2を開弁する。なお加速時遅延カウンタが基準カウント値を越える前に要求加速が小さくなったら加速時遅延カウンタがリセットされ(ステップS62,S3)、再度要求加速が大きくなったら加速時遅延カウンタがインクリメントされる(ステップS66)。
(When there is a request for acceleration while the underfloor catalyst is inactive)
If there is an acceleration request while the underfloor catalyst 20 is in the inactive state, the controller shifts the process from step S2 to S5 to S6. Then, the controller proceeds with the process in steps S6 → S61 → S62 → S63, and opens the first valve body 51-1 while closing the second valve body 51-2 as shown in FIG. 7B. In the next cycle, the process proceeds in the order of steps S1, S2, S5, S6, S61, S64, and S65. If the requested acceleration is large, the process proceeds from step S65 to S66 to S67. Until the acceleration delay counter exceeds the reference count value, steps S1 to S2 to S5 to S6 to S61 to S64 to S65 to S66 to S67. The process is repeated to maintain the state shown in FIG. 7B (the first valve body 51-1 is opened while the second valve body 51-2 is closed). When the acceleration delay counter exceeds the reference count value, the process proceeds from step S67 to S68, and the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are opened as shown in FIG. . If the required acceleration decreases before the acceleration delay counter exceeds the reference count value, the acceleration delay counter is reset (steps S62 and S3). If the required acceleration increases again, the acceleration delay counter is incremented (step S62). S66).

(床下触媒が活性状態)
床下触媒20が活性状態になったら、コントローラは、ステップS1→S7→S8→S81と処理を進める。このとき第1弁体51−1及び第2弁体51−2が閉弁状態であれば、コントローラは、ステップS81→S82と処理を進めて図7(B)に示すように第2弁体51−2を閉弁したまま第1弁体51−1を開弁する。次サイクルでは、ステップS1→S7→S8→S81→S83→S84→S85と処理を進め、開弁遅延カウンタが基準カウント値を越えるまで、その処理を繰り返して図7(B)の状態(第2弁体51−2を閉弁したまま第1弁体51−1を開弁)を維持する。開弁遅延カウンタが基準カウント値を越えたら、ステップS85→S86と処理を移行し、図7(C)に示すように第1弁体51−1及び第2弁体51−2を開弁する。
(The catalyst under the floor is active)
When the underfloor catalyst 20 is activated, the controller advances the process in steps S1 → S7 → S8 → S81. At this time, if the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are in the closed state, the controller advances the process from step S81 to S82, and the second valve body as shown in FIG. The first valve body 51-1 is opened while the valve 51-2 is closed. In the next cycle, the process proceeds in the order of steps S1, S7, S8, S81, S83, S84, and S85, and the process is repeated until the valve opening delay counter exceeds the reference count value (the second state shown in FIG. 7B). The first valve body 51-1 is kept open while the valve body 51-2 is closed. When the valve opening delay counter exceeds the reference count value, the process proceeds from step S85 to S86, and the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are opened as shown in FIG. .

(床下触媒が再度不活性化)
床下触媒20が一旦活性化しても、エンジンのアイドル運転が連続するなどして排ガス温度が下がって再度不活性化する場合がある。このときはこのときコントローラは、ステップS1→S2→S3→S4→S41→S42と処理を進めて図7(B)に示すように第1弁体51−1を開弁したまま第2弁体51−2を閉弁する。次サイクルでは、ステップS1→S2→S3→S4→S41→S43→S44→S45と処理を進め、閉弁遅延カウンタが基準カウント値を越えるまで、その処理を繰り返して図7(B)の状態(第1弁体51−1を開弁したまま第2弁体51−2を閉弁)を維持する。閉弁遅延カウンタが基準カウント値を越えたら、ステップS45→S46と処理を移行し、図7(A)に示すように第1弁体51−1及び第2弁体51−2を閉弁する。
(The underfloor catalyst is deactivated again)
Even if the underfloor catalyst 20 is once activated, the exhaust gas temperature may be lowered and deactivated again due to, for example, continuous idling of the engine. At this time, the controller advances the process in steps S1, S2, S3, S4, S41, and S42, and opens the first valve body 51-1 as shown in FIG. 51-2 is closed. In the next cycle, the process proceeds in the order of steps S1, S2, S3, S4, S41, S43, S44, and S45, and the process is repeated until the valve closing delay counter exceeds the reference count value (see FIG. 7B). The second valve body 51-2 is kept closed while the first valve body 51-1 is opened. When the valve closing delay counter exceeds the reference count value, the process proceeds from step S45 to step S46, and the first valve body 51-1 and the second valve body 51-2 are closed as shown in FIG. .

本実施形態によれば、排気シャットバルブを全閉状態から全開するときは、まず第1弁体51−1を全開した後、十分に時間をあけて第2弁体51−2を全開するようにした。また排気シャットバルブを全開状態から全閉するときは、まず第2弁体51−2を全閉した後、十分に時間をあけて第1弁体51−1を全閉するようにした。このようにしたので、排気シャットバルブの開閉にかかわらずトルクの急変(トルク段差)を防止できるのである。   According to this embodiment, when the exhaust shut-off valve is fully opened from the fully closed state, the first valve body 51-1 is first fully opened, and then the second valve body 51-2 is fully opened after a sufficient time. I made it. When the exhaust shut-off valve is fully closed from the fully open state, the second valve body 51-2 is first fully closed, and then the first valve body 51-1 is fully closed after a sufficient time. As a result, sudden changes in torque (torque steps) can be prevented regardless of whether the exhaust shut-off valve is opened or closed.

また従来のような構造で、排気シャットバルブを全閉しておくと、排気シャットバルブの直下流のメイン排気通路の温度が低下する。そして床下触媒の活性化を待って排気シャットバルブを全開すると、排気シャットバルブの直下流に滞留していた排ガスが床下触媒に流れ込むので、床下触媒が一時的に不活性化する可能性もあった。しかしながら本実施形態のように、排気シャットバルブを全閉状態から全開するときにまず第1弁体51−1を全開するようにすれば、排気シャットバルブの直下流の温度低下を防止でき、床下触媒が一時的に不活性化する事態は生じないのである。   If the exhaust shut-off valve is fully closed with the conventional structure, the temperature of the main exhaust passage immediately downstream of the exhaust shut-off valve is lowered. When the exhaust shut-off valve is fully opened after waiting for the under-floor catalyst to be activated, the exhaust gas staying immediately downstream of the exhaust shut-off valve flows into the under-floor catalyst, which may temporarily deactivate the under-floor catalyst. . However, if the first valve body 51-1 is first fully opened when the exhaust shut-off valve is fully opened from the fully closed state as in this embodiment, the temperature drop immediately downstream of the exhaust shut-off valve can be prevented, and A situation where the catalyst is temporarily deactivated does not occur.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

たとえば、上記説明においては、排気シャットバルブは2段階で弁体を開閉するようにしたが、弁体を多弁にして多段階で開閉するようにしてもよい。   For example, in the above description, the exhaust shut-off valve is configured to open and close the valve body in two stages, but it may be configured to open and close in multiple stages by using multiple valve bodies.

また上記説明においては、先ず上側の弁体が開弁し遅れて下側の弁体が開弁する場合や、先ず下側の弁体が閉弁し遅れて上側の弁体が閉弁する場合を例示して説明したが、逆であってもよい。   Also, in the above description, when the upper valve element opens first and the lower valve element opens later, or when the lower valve element closes first and the upper valve element closes later. However, the reverse may be possible.

本発明による排ガス浄化システムの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the exhaust gas purification system by this invention. 排気シャットバルブの近辺を拡大した斜視図である。It is the perspective view which expanded the vicinity of an exhaust shut valve. 本発明による排ガス浄化システムの制御ロジックのメインルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main routine of the control logic of the exhaust gas purification system by this invention. 本発明による排ガス浄化システムの閉弁処理のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the valve closing process of the exhaust gas purification system by this invention. 本発明による排ガス浄化システムの加速要求時処理のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the process at the time of the acceleration request | requirement of the exhaust gas purification system by this invention. 本発明による排ガス浄化システムの開弁処理のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of the valve opening process of the exhaust gas purification system by this invention. 本発明による制御装置を実行したときの排気シャットバルブの開閉状態を示す図である。It is a figure which shows the opening-and-closing state of an exhaust shut valve when the control apparatus by this invention is performed.

符号の説明Explanation of symbols

10 メイン排気通路
20 床下触媒
30 サブ排気通路
40 マニホールド触媒
50 排気シャットバルブ
51−1 第1弁体
51−2 第2弁体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main exhaust passage 20 Underfloor catalyst 30 Sub exhaust passage 40 Manifold catalyst 50 Exhaust shut valve 51-1 1st valve body 51-2 2nd valve body

Claims (5)

エンジンから排出される排ガスが流れるメイン排気通路と、
前記メイン排気通路の流路断面の一部分ずつを開閉して排ガスの流量を変更可能な複数の弁体を含む排気シャットバルブと、
前記排気シャットバルブよりも下流側のメイン排気通路に設けられる床下触媒と、
前記排気シャットバルブよりも上流側のメイン排気通路から一旦分岐し、排気シャットバルブよりも下流側であって前記床下触媒よりも上流側のメイン排気通路に再び合流するサブ排気通路と、
前記サブ排気通路に設けられるマニホールド触媒と、
前記複数の弁体を開弁するときは、ある弁体を開弁してから、別の弁体を開弁してもトルク段差を生じない時間の経過を待って別の弁体を開弁する開弁制御手段と、
を有する排ガス浄化システム。
A main exhaust passage through which exhaust gas discharged from the engine flows,
An exhaust shut-off valve including a plurality of valve bodies capable of changing the flow rate of exhaust gas by opening and closing part of the flow passage cross section of the main exhaust passage;
An underfloor catalyst provided in a main exhaust passage downstream of the exhaust shut-off valve;
A sub-exhaust passage that once branches from the main exhaust passage upstream from the exhaust shut-off valve, and that joins the main exhaust passage downstream from the exhaust shut-off valve and upstream from the underfloor catalyst;
A manifold catalyst provided in the sub exhaust passage;
When opening the plurality of valve bodies, after opening a certain valve body , wait for the passage of time without causing a torque step even if another valve body is opened. Valve opening control means for
An exhaust gas purification system.
前記開弁制御手段は、前記床下触媒が不活性状態から活性状態になったら前記複数の弁体を順次開弁する、
ことを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化システム。
The valve opening control means sequentially opens the plurality of valve bodies when the underfloor catalyst changes from an inactive state to an active state.
The exhaust gas purification system according to claim 1 .
前記開弁制御手段は、前記床下触媒が不活性状態であっても加速要求が大きくなったら前記複数の弁体を順次開弁する、
ことを特徴とする請求項1に記載の排ガス浄化システム。
The valve opening control means sequentially opens the plurality of valve bodies when an acceleration request becomes large even when the underfloor catalyst is in an inactive state.
The exhaust gas purification system according to claim 1 .
エンジンから排出される排ガスが流れるメイン排気通路と、
前記メイン排気通路の流路断面の一部分ずつを開閉して排ガスの流量を変更可能な複数の弁体を含む排気シャットバルブと、
前記排気シャットバルブよりも下流側のメイン排気通路に設けられる床下触媒と、
前記排気シャットバルブよりも上流側のメイン排気通路から一旦分岐し、排気シャットバルブよりも下流側であって前記床下触媒よりも上流側のメイン排気通路に再び合流するサブ排気通路と、
前記サブ排気通路に設けられるマニホールド触媒と、
前記複数の弁体を閉弁するときは、ある弁体を閉弁してから、別の弁体を閉弁してもトルク段差を生じない時間の経過を待って別の弁体を閉弁する閉弁制御手段と、
を有する排ガス浄化システム。
A main exhaust passage through which exhaust gas discharged from the engine flows,
An exhaust shut-off valve including a plurality of valve bodies capable of changing the flow rate of exhaust gas by opening and closing part of the flow passage cross section of the main exhaust passage;
An underfloor catalyst provided in a main exhaust passage downstream of the exhaust shut-off valve;
A sub-exhaust passage that once branches from the main exhaust passage upstream from the exhaust shut-off valve, and that joins the main exhaust passage downstream from the exhaust shut-off valve and upstream from the underfloor catalyst;
A manifold catalyst provided in the sub exhaust passage;
When closing the plurality of valve bodies, after closing a certain valve body and waiting for the passage of time that does not cause a torque step even if another valve body is closed, the other valve body is closed. Valve closing control means for
An exhaust gas purification system.
前記閉弁制御手段は、前記床下触媒が活性状態から不活性状態になったら前記複数の弁体を順次閉弁する、
ことを特徴とする請求項に記載の排ガス浄化システム。
The valve closing control means sequentially closes the plurality of valve bodies when the underfloor catalyst is changed from an active state to an inactive state.
The exhaust gas purification system according to claim 4 .
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