JP4012291B2 - Exhaust gas purification device for turbocharged engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置、特に主排気通路に対しターボチャージャを迂回するように迂回排気通路の設けられた排気ガス浄化装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両等に搭載されるエンジンの排気ガス浄化装置には、一般に、エンジンから排出される排気ガスを浄化するための触媒が装着されている。触媒としては、白金、ロジウム、パラジウムの3種の触媒物質を使用した三元触媒がよく用いられる。構造としては、これら3種の触媒物質を直径2〜4mmのアルミナに付着させたペレット型や、格子状に形成したアルミナに付着させたモノリス型があり、いずれの型もこれら触媒に排気ガスを通過させることで、排気ガス中のCO、HC、NOx濃度を低減させている。
【0003】
このような触媒は、触媒物質の性質上、所定の温度に達して、はじめて所期の機能を発揮する。このため、冷始動時、すなわちエンジンが冷えた状態での始動時には、機能が低下していて、排気ガスを十分に浄化することができないおそれがある。
【0004】
そこで、触媒の昇温を早めるべく主触媒の外に、主触媒の上流側にプリ触媒を設ける技術が、例えば、特開平5−321643号公報に開示されている。
【0005】
ここに開示された技術は、エンジンの排気系におけるターボチャージャのタービンの配置された主排気通路に、そのタービンを迂回するように迂回排気通路を設けている。すなわち、タービンの上流側と下流側とにそれぞれ分岐点と合流点とを有する迂回排気通路を設け、この迂回排気通路にプリ触媒を設けている。
【0006】
そして、主排気通路側に設けた第1のバルブと、迂回排気通路側に設けた第2のバルブとを適宜に開閉させることにより、排気ガスの流れを調整している。例えば、エンジンの始動時には、ターボ側である主排気通路のバルブを閉鎖して、プリ触媒側である迂回排気通路のバルブを開放してプリ触媒の昇温を早め、また、合流点の下流側に配置された主触媒が昇温して十分に活性化された場合ときには、ターボ側のバルブを開放して、プリ触媒側のバルブを閉鎖する。こうすることで、触媒機能とターボ機能(過給機能及び過給応答性)とを両立させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、ターボチャージャの不作動状態から作動状態への切換えが行われる際、すなわちタービンが停止している状態の時に急激に排気ガスの供給がなされるとドライバビリティの悪化や、ターボチャージャ本体への悪影響が及ぶおそれがある。
【0008】
また、主排気通路側のバルブが、ターボチャージャの下流側でかつ合流点の上流側に配置されているために、このバルブを閉鎖し、プリ触媒側のバルブを開放してプリ触媒の昇温を促進する際に、排気ガスの一部がターボチャージャに供給されてしまい、ターボチャージャによって熱が奪われるため、その分、プリ触媒の昇温が遅れてしまうことになる。
【0009】
更に、プリ触媒の設けられた迂回排気通路の開閉バルブは、プリ触媒の上流側に配置されており、そのバルブによる排気ガスからの熱吸収があること、またバルブを設置するスペースの分はエンジン本体からプリ触媒が遠くなるという事情があった。
【0010】
本発明は、上記事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ターボチャージャの機能を十分に確保し、かつプリ触媒の昇温を早めるようにしたターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係るターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置は、
主排気通路に対して、ターボチャージャのタービンの上流側に分岐点を有し、下流側に合流点を有する迂回排気通路が設けられ、この迂回排気通路中にはプリ触媒が配置されている。
そして、前記主排気通路の前記分岐点の下流側でかつ前記タービンの上流側には、開度調整可能な第1のバルブにより構成された第1の開閉手段が、前記迂回排気通路の前記プリ触媒の下流側でかつ前記合流点の上流側には、開度調整可能な第2のバルブによって構成された第2の開閉手段が配置され、更に、前記第1、第2のバルブの開度及び開閉タイミングを制御する制御部を備えている。そして、前記制御部は、エンジンスタート後、エンジンの水温が第1の設定温度に達していない場合に前記第1のバルブを閉状態とし、前記第2のバルブを開状態としてバルブ制御初期状態とし、その後、前記エンジンの水温が前記第1の設定温度以下の温度に設定した第2の設定温度以上である場合に、前記第1のバルブの開動作を開始し、その動作開始以降に前記第2のバルブの閉動作を開始し、所定時間をかけて行われた前記第1のバルブの開動作終了以降に前記第2のバルブの閉動作を終了するように制御することを特徴とする。
【0012】
これにより、プリ触媒は、その上流側にバルブのない状態で設置され、また、第1の開閉手段によりターボチャージャの上流側で主排気通路が遮蔽されるので、他の部材で熱吸収されていない排気ガスを受けることとなる。これにより、より高温の排気ガスにより昇温され、迅速な活性化が図られる。
【0013】
また、例えば、第1の開閉手段を閉状態とし、第2の開閉手段を開状態とすると、エンジン本体からの排気ガスは、タービン側には供給されずに、プリ触媒側にのみ供給される。したがって、プリ触媒の昇温が早められる。逆に、第1の開閉手段を開状態とし、第2の開閉手段を閉状態とすると、エンジン本体からの排気ガスは、プリ触媒側には供給されずに、タービン側にのみ供給される。したがって、ターボチャージャの過給圧や過給応答性が良好になる。
【0015】
また、制御部が第1、第2のバルブの開度及び開閉タイミングをそれぞれ個別に独立して設定することができるので、バルブの単なるオン/オフ制御とは異なり、開度やタイミングを好適に設定することが可能となる。例えば、一方のバルブを徐々に開いていきながら、これと並行して、他方のバルブを徐々に閉鎖していく等の制御を行うことができ、また、ターボチャージャの予回転を適宜に行うことも可能である。したがって、急激なターボチャージャの作動による悪影響を回避することができる。
【0016】
請求項3に係るターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置は、
制御部が、エンジンスタート後、エンジンの水温が第1の設定温度に達していない場合に前記第1のバルブを閉状態とし、前記第2のバルブを開状態としてバルブ制御初期状態とし、その後、前記エンジンの水温が前記第1の設定温度以下の温度に設定した第2の設定温度以上である場合に、前記第1のバルブの開動作を開始し、その動作開始以降に前記第2のバルブの閉動作を開始し、所定時間をかけて行われた前記第1のバルブの開動作終了以降に前記第2のバルブの閉動作を終了するように制御する。
【0017】
更に、請求項1の発明によれば、エンジンの水温に応じて、バルブの開閉を円滑に行うことができる。すなわち、第1のバルブと第2のバルブの開閉切換えが同時に行われるのではなく所定時間を掛けて行われ、双方が共に開状態(全閉状態ではない)にある時間帯が作られている。したがって、停止しているターボチャージャのタービンに急激に大量の排気ガスが供給されることを防止することができる。なお、本発明において、エンジンの水温を検知対象としているのは、比較的容易に検知可能であり、この温度によって、主触媒が昇温しているか否かを推測することができるからである。
【0018】
請求項2に係るターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置は、
前記制御部が、エンジンスタート後のエンジンの水温が第1の設定温度に達していない場合に、前記第1のバルブを閉状態とし、前記第2のバルブを開状態としてバルブ制御初期状態とし、その後、所定時間経過後、前記第1のバルブの開動作を開始し、その動作開始以降に、前記第2のバルブの閉動作を開始して、所定時間をかけて行われた前記第1のバルブの開動作終了以降に前記第2のバルブの閉動作が終了するように制御する。
【0019】
本発明は、初期状態にある第1、第2のバルブの開閉動作を、エンジン水温ではなく時間的条件に基づいて動作させるようにしている。この時間的条件の設定は、通常のエンジン運転状況からして、主触媒の昇温が行われるであろう時間をもって行われる。これにより、バルブ開閉制御の容易化が図られる。
【0020】
請求項3ターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置は、前記第2開閉手段の配置が、前記迂回排気通路の前記プリ触媒の上流側でかつ前記分岐点の下流側にて行われている。このように、第2開閉手段の設置位置がプリ触媒の上流側であっても上記請求項1又は2のバルブ制御を行うことで、同様のターボチャージャのタービンへの急激な排気ガス供給を回避することができ、エンジン運転への悪影響を防止することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明に実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係るターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置の説明図である。
【0022】
図示したターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置(以下単に「排気ガス浄化装置」という)は、エンジン本体10の2つのシリンダグループの各排気ポートからそれぞれ伸長する排気管9を有している。そして、この排気管9からターボチャージャ14のタービン14aを経由する主排気通路12及び途中にプリ触媒16の設けられた迂回排気通路15が伸長している。すなわち、迂回排気通路15は、分岐点P1から合流点P2までの間に連通結合されている。
【0023】
主排気通路12を開閉する第1のバルブ(第1の開閉手段)13は、主排気通路12のタービン14aの上流に設置され、一方、迂回排気通路15を開閉する第2のバルブ(第2の開閉手段)17は、迂回排気通路15中のプリ触媒16の下流側に設けられている。また、排気系の上記合流点P2の下流側には主触媒26が設置されている。
【0024】
ここで第1のバルブ13及び第2のバルブ17は、それぞれその開度及び開閉タイミングが制御可能なバルブであり、ECU(エンジンコントロールユニット)27によって制御される。
【0025】
また、上記プリ触媒16としては、一般に、3種の触媒物質、すなわち、白金、ロジウム、パラジウムを使用した三元触媒が使用される。主触媒26は、その基本的な構成は、プリ触媒16とほぼ同様であり、プリ触媒16よりも大きいものが使用されている。これらの触媒の機能を十分に発揮させるには、プリ触媒16を所定の温度に昇温させる必要がある。
【0026】
なお、エンジン本体10には、吸気側にインテークマニホールド21が接続されており、更にこのインテークマニホールド21の上流にはインタークーラ23が設置され、更に上流には、吸気通路22が接続されている。この吸気通路22中の更に上流には、ターボチャージャ14のコンプレッサ14bが設置されている。
【0027】
上記構成によれば、プリ触媒16は、その上流側にバルブのない状態でよりエンジンに近い位置に設置可能であり、また、第1の開閉手段によりターボチャージャ14の上流側で主排気通路12を閉状態とすることができる。したがって、プリ触媒16には、他の部材で熱吸収されていない高温の排気ガスが供給される。これにより、プリ触媒の排気ガスによる迅速な活性化が図られる。
【0028】
次に、上述の構成の排気ガス浄化装置の動作を図2のフローチャート及び図3のバルブ動作グラフに基づいて説明する。なお、以下の説明において、図1中の「第1のバルブ13」を「バルブV1」と、また、「第2のバルブ17」を「バルブV2」として説明する。
【0029】
まず、ステップ(以下、単に「S」という)101にて、イグニッション(IG)をONして、エンジンをスタートする。次に、S102にて、エンジンの水温TwがT1(例えば、50℃)以上か否かが判断され以上の場合(YESの場合)は、S103にてバルブV1を開状態とし、バルブV2を閉状態とする。この状態は、比較的、水温が高い状態、すなわち、走行終了後、まだあまり時間が経過していない状態であり、主触媒26の温度も適度に高く、活性化されている状態である。
【0030】
したがって、迂回排気通路15を用いてプリ触媒16を特に昇温させる必要はなく、エンジン本体11からの排気ガスは、すべて主排気通路12のターボチャージャ14側に供給して、ターボチャージャ14の機能(過給機能及び過給応答性)を優先させている。
【0031】
これに対し、S102にて水温TwがT1に満たないと判断された場合(NOの場合)は、S104にて、バルブV1を閉状態とし、またバルブV2を開状態として、ECU27によるバルブ制御動作の初期状態とする。そして、S105にてイグニッションONの後、時間t1(例えば、120秒)を超えたか否かを判断し超えたとき(YES)に、バルブV1、V2の開閉制御を開始する。
【0032】
S106では、図3に示したような動作でバルブ開閉制御を行う。なお、図3の横軸は、イグニッションONを0秒とし、これを基準とした経過時間tを示し、また、縦軸はバルブV1、V2の開度を示す。図上、縦軸の「開」の表示は、バルブ全開、「閉」の表示は全閉の状態を示している。
【0033】
イグニッションON後、時間t1までは、S104で示したように、バルブV1を閉状態とし、バルブV2を開状態としたままにしておく。そして、基準時間t1の経過でバルブV1の開動作を開始する。そして、徐々に開度を大きくしていく。一方、バルブV2は、t2経過までは全開状態を維持し、t2から閉動作を開始し、徐々に開度を小さくしていく。そして、バルブV1の開動作をt3で終了させる。この時点では、バルブV2はまだ完全には閉じられておらず、その後、t4で閉動作を終了させる。図3に示す制御が終了した後は、S107のイグニッションOFFまで、S103と同様、バルブV1の開状態、バルブV2の閉状態が続けられる。
【0034】
上述のように、バルブV1、V2を単にON/OFF(全開・全閉切換え)制御するのではなくその開度をデューティ制御し、しかも、バルブV2の閉動作開始(t2)及び閉動作終了(t4)のそれぞれのタイミングを、バルブ1の開動作開始(t1)及び開動作終了(t3)のそれぞれのタイミング以降に遅らせることにより、ターボチャージャ14に対する排気ガスの急激な供給が回避される。これにより、バルブ切換え時のドライバビリティが向上する。なお、ここで、それぞれのタイミング以降とは、同時の場合も含まれる。すなわち、バルブV2の閉動作開始(t2)及び閉動作終了(t4)をバルブ1の開動作開始(t1)及び開動作終了(t3)にそれぞれに合わせてほぼ同時とすることでも初期の作用を奏する。
【0035】
上記のような制御によれば、図3からも理解されるように、タービン14aにつながる主排気通路12を開放するバルブV1の開動作が始まるのは、迂回排気通路15のバルブV2か全開状態にあるときであることから、タービン14aには急激に排気ガスが供給されることがない。t1からt4までの時間は、双方のバルブが多少なりとも開いている状態が作られる。
【0036】
また、上述の排気ガス浄化装置10によると、バルブV1、V2の開閉を制御することで、排気ガスの供給先を、ターボチャージャ14とプリ触媒16とに切り換えることができ、必要に応じて、ターボチャージャ14の機能を優先させるか、プリ触媒16の機能を優先させるかを選択することができ、かつその割合も調整することが可能である。
【0037】
図4に、バルブV1、バルブV2の他の制御例を示す。図4のS201からS207の動作において、図2の動作と異なるのは、S105に代えてS205を行っていることである。すなわち、図2では、時間t1経過後に、バルブV1、バルブV2のデューティ制御を開始しているが、図4の動作では、エンジンの水温がT2(例えば、30℃)以上になったときにデューティ制御を開始するようにしている。すなわち、T1の温度以下の基準温度を定め、そのT2に達した場合には、徐々に上記S106と同様のS206の動作を行うようにしたものである。この動作によっても上述の実施の形態と同様の作用を得ることができる。なお、温度T1とT2の関係は、T1≧T2であり、同温度も含まれる。
【0038】
また、上述の実施の形態においては、迂回排気通路15中に配置された第2のバルブ17(V2)は、プリ触媒16の下流側で、かつ合流点P2の上流側に配置されているが、これに代えて、分岐点P1の下流側で、かつプリ触媒16の上流側に配置するようにしてもよい。この場合においても、上記実施の形態によるバルブ開閉動作により同様の作用、効果を奏することができる。
【0039】
なお、本発明は、上記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各バルブの開閉速度は、バルブV1の開動作開始時及び終了時にバルブV2も開いているような制御を行うことができれば種々のものを設定することができる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置によれば、迂回排気通路のプリ触媒の早期活性化並びにターボチャージャの良好な過給機能及び過給応答性の確保を両立させることができ、ターボチャージャ付きエンジンにおけるプリ触媒の活用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係るターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置の概略構成図である。
【図2】実施の形態におけるバルブの開閉制御を示すフローチャートである。
【図3】実施の形態における時間とバルブ開度との関係を示すバルブ動作説明図である。
【図4】実施の形態における別のバルブ開閉制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 エンジン本体
12 主排気通路
13、V1 第1のバルブ
14 ターボチャージャ
14a タービン
14b コンプレッサ
15 迂回排気通路
P1 分岐点
P2 合流点
16 プリ触媒
17、V2 第2のバルブ
26 主触媒
27 ECU[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device for a turbocharged engine, and more particularly to an exhaust gas purification device provided with a bypass exhaust passage so as to bypass the turbocharger with respect to a main exhaust passage.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART An exhaust gas purification device for an engine mounted on a vehicle or the like is generally equipped with a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the engine. As the catalyst, a three-way catalyst using three kinds of catalyst materials of platinum, rhodium and palladium is often used. As a structure, there are a pellet type in which these three kinds of catalyst materials are attached to alumina having a diameter of 2 to 4 mm, and a monolith type in which these three catalyst materials are attached to alumina formed in a lattice shape. By letting it pass, the concentration of CO, HC and NOx in the exhaust gas is reduced.
[0003]
Such a catalyst exhibits its intended function only after reaching a predetermined temperature due to the nature of the catalyst material. For this reason, at the time of cold start, that is, when the engine is cold, the function is deteriorated, and there is a possibility that exhaust gas cannot be sufficiently purified.
[0004]
Therefore, a technique for providing a pre-catalyst upstream of the main catalyst in addition to the main catalyst in order to accelerate the temperature rise of the catalyst is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-321463.
[0005]
In the technology disclosed herein, a bypass exhaust passage is provided in a main exhaust passage where a turbine of a turbocharger in an engine exhaust system is disposed so as to bypass the turbine. That is, a bypass exhaust passage having a branch point and a junction is provided on the upstream side and the downstream side of the turbine, respectively, and a pre-catalyst is provided in the bypass exhaust passage.
[0006]
The flow of the exhaust gas is adjusted by appropriately opening and closing the first valve provided on the main exhaust passage side and the second valve provided on the bypass exhaust passage side. For example, when starting the engine, the main exhaust passage valve on the turbo side is closed, the bypass exhaust passage valve on the pre-catalyst side is opened to increase the temperature of the pre-catalyst, and the downstream side of the junction When the temperature of the main catalyst arranged at is sufficiently activated by raising the temperature, the turbo side valve is opened and the pre-catalyst side valve is closed. By doing so, the catalyst function and the turbo function (supercharging function and supercharging response) are made compatible.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technique, when the turbocharger is switched from the non-operating state to the operating state, that is, when the exhaust gas is suddenly supplied when the turbine is stopped, the drivability deteriorates. There is a risk of adverse effects on the turbocharger body.
[0008]
Further, since the valve on the main exhaust passage side is arranged downstream of the turbocharger and upstream of the junction, this valve is closed and the pre-catalyst side valve is opened to increase the temperature of the pre-catalyst. When the acceleration is promoted, a part of the exhaust gas is supplied to the turbocharger and heat is taken away by the turbocharger, so that the temperature rise of the pre-catalyst is delayed by that amount.
[0009]
Further, the opening / closing valve of the bypass exhaust passage provided with the pre-catalyst is disposed upstream of the pre-catalyst, and the heat absorption from the exhaust gas by the valve is also performed, and the space for installing the valve is the engine. There was a situation that the pre-catalyst was far from the main body.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying device for a turbocharged engine that sufficiently secures the function of the turbocharger and accelerates the temperature rise of the pre-catalyst. It is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An exhaust gas purification device for an engine with a turbocharger according to claim 1 comprises:
A bypass exhaust passage having a branch point on the upstream side of the turbine of the turbocharger and having a junction on the downstream side is provided with respect to the main exhaust passage, and a pre-catalyst is disposed in the bypass exhaust passage.
Further, on the downstream side of the branch point of the main exhaust passage and the upstream side of the turbine, a first opening / closing means constituted by a first valve whose opening degree can be adjusted includes the pre-opening of the bypass exhaust passage. On the downstream side of the catalyst and on the upstream side of the confluence, second opening / closing means constituted by a second valve whose opening degree can be adjusted is arranged, and further, the opening degree of the first and second valves. And a control unit for controlling the opening / closing timing. Then, after the engine is started, the control unit closes the first valve when the engine water temperature does not reach the first set temperature, opens the second valve, and sets the initial valve control state. Thereafter, when the water temperature of the engine is equal to or higher than the second set temperature set to be equal to or lower than the first set temperature, the opening operation of the first valve is started. The second valve closing operation is started, and the second valve closing operation is controlled to end after the first valve opening operation is completed over a predetermined time.
[0012]
As a result, the pre-catalyst is installed without a valve on the upstream side, and the main exhaust passage is shielded on the upstream side of the turbocharger by the first opening / closing means, so that heat is absorbed by other members. You will receive no exhaust gas. As a result, the temperature is raised by the hotter exhaust gas, and rapid activation is achieved.
[0013]
Further, for example, when the first opening / closing means is closed and the second opening / closing means is opened, the exhaust gas from the engine body is not supplied to the turbine side but is supplied only to the pre-catalyst side. . Therefore, the temperature rise of the pre-catalyst is accelerated. Conversely, when the first opening / closing means is opened and the second opening / closing means is closed, the exhaust gas from the engine body is not supplied to the pre-catalyst side but is supplied only to the turbine side. Therefore, the supercharging pressure and supercharging response of the turbocharger are improved.
[0015]
In addition, since the control unit can individually set the opening degree and the opening / closing timing of the first and second valves individually, the opening degree and timing are suitably different from the simple on / off control of the valve. It becomes possible to set. For example, it is possible to perform control such as gradually opening one valve while closing the other valve in parallel with this, and appropriately performing pre-rotation of the turbocharger. Is also possible. Therefore, adverse effects due to sudden turbocharger operation can be avoided.
[0016]
An exhaust gas purifying device for a turbocharged engine according to claim 3 is:
After the engine is started, the control unit closes the first valve when the engine water temperature has not reached the first set temperature, opens the second valve, sets the valve control initial state, and then When the water temperature of the engine is equal to or higher than a second set temperature set to a temperature lower than the first set temperature, an opening operation of the first valve is started, and the second valve is started after the start of the operation. The closing operation of the second valve is started, and the closing operation of the second valve is controlled to end after the opening operation of the first valve performed over a predetermined time.
[0017]
Furthermore, according to the first aspect of the present invention , the valve can be opened and closed smoothly according to the water temperature of the engine. That is, switching between opening and closing of the first valve and the second valve is not performed at the same time, but is performed over a predetermined time, and a time zone in which both are in an open state (not a fully closed state) is created. . Therefore, it is possible to prevent a large amount of exhaust gas from being suddenly supplied to the turbine of the turbocharger that is stopped. In the present invention, the reason why the water temperature of the engine is to be detected is that it can be detected relatively easily, and it can be estimated from this temperature whether or not the temperature of the main catalyst has increased.
[0018]
An exhaust gas purification apparatus for a turbocharged engine according to claim 2 is provided.
When the engine water temperature after starting the engine has not reached the first set temperature, the control unit closes the first valve, opens the second valve, and sets the initial valve control state. Thereafter, after a predetermined time elapses, the first valve is started to open, and after the start of the operation, the second valve is closed to start the first valve. Control is performed so that the closing operation of the second valve is finished after the opening operation of the valve is finished.
[0019]
In the present invention, the opening and closing operations of the first and second valves in the initial state are operated based on time conditions rather than engine water temperature. The time condition is set with a time during which the temperature of the main catalyst is likely to be increased based on normal engine operating conditions. This facilitates valve opening / closing control.
[0020]
Exhaust gas purification device according to claim 3 turbocharged engine, the arrangement of the second closing means are performed at a downstream side of the and the branch point upstream of the pre-catalyst of the bypass exhaust passage. Thus, even if the installation position of the second opening / closing means is on the upstream side of the pre-catalyst, the sudden exhaust gas supply to the turbine of the same turbocharger is avoided by performing the valve control according to claim 1 or 2. And adverse effects on engine operation can be prevented.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of an exhaust gas purifying device for a turbocharged engine according to the present invention.
[0022]
The illustrated exhaust gas purification device for a turbocharged engine (hereinafter simply referred to as “exhaust gas purification device”) has
[0023]
A first valve (first opening / closing means) 13 that opens and closes the
[0024]
Here, the
[0025]
The pre-catalyst 16 is generally a three-way catalyst using three kinds of catalyst substances, that is, platinum, rhodium, and palladium. The basic structure of the
[0026]
An
[0027]
According to the above configuration, the pre-catalyst 16 can be installed at a position closer to the engine without a valve on the upstream side, and the
[0028]
Next, the operation of the exhaust gas purification apparatus having the above-described configuration will be described based on the flowchart of FIG. 2 and the valve operation graph of FIG. In the following description, “
[0029]
First, in step (hereinafter simply referred to as “S”) 101, the ignition (IG) is turned on and the engine is started. Next, in S102, it is determined whether or not the engine water temperature Tw is equal to or higher than T1 (for example, 50 ° C.). If it is higher (YES), the valve V1 is opened and the valve V2 is closed in S103. State. This state is a state in which the water temperature is relatively high, that is, a state in which not much time has passed yet after traveling, and the temperature of the
[0030]
Therefore, it is not necessary to particularly raise the temperature of the pre-catalyst 16 using the
[0031]
On the other hand, when it is determined in S102 that the water temperature Tw is less than T1 (in the case of NO), the valve control operation by the
[0032]
In S106, valve opening / closing control is performed by the operation as shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 3 indicates the elapsed time t based on the ignition ON being 0 seconds, and the vertical axis indicates the opening degree of the valves V1 and V2. In the figure, the vertical axis “open” indicates that the valve is fully open, and “closed” indicates that the valve is fully closed.
[0033]
After the ignition is turned on, until time t1, as shown in S104, the valve V1 is closed and the valve V2 is kept open. Then, the opening operation of the valve V1 is started when the reference time t1 has elapsed. Then, the opening is gradually increased. On the other hand, the valve V2 maintains the fully open state until t2 elapses, starts the closing operation from t2, and gradually decreases the opening degree. Then, the opening operation of the valve V1 is terminated at t3. At this time, the valve V2 is not completely closed yet, and thereafter the closing operation is terminated at t4. After the control shown in FIG. 3 is completed, the open state of the valve V1 and the closed state of the valve V2 are continued as in S103 until the ignition is turned off in S107.
[0034]
As described above, the valves V1 and V2 are not simply turned ON / OFF (fully opened / closed), but the opening thereof is duty-controlled, and the valve V2 closing operation start (t2) and the closing operation end ( By delaying the respective timings of t4) after the respective timings of the opening operation start (t1) and the opening operation end (t3) of the valve 1, rapid supply of exhaust gas to the
[0035]
According to the above control, as can be understood from FIG. 3, the opening operation of the valve V1 for opening the
[0036]
Further, according to the exhaust
[0037]
FIG. 4 shows another control example of the valve V1 and the valve V2. 4 is different from the operation of FIG. 2 in that S205 is performed instead of S105. That is, in FIG. 2, duty control of the valve V1 and the valve V2 is started after the time t1, but in the operation of FIG. 4, when the engine water temperature becomes T2 (for example, 30 ° C.) or more, the duty is controlled. Control is started. That is, a reference temperature equal to or lower than the temperature of T1 is set, and when T2 is reached, the operation of S206 similar to S106 is gradually performed. Also by this operation, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. The relationship between the temperatures T1 and T2 is T1 ≧ T2, and the same temperature is also included.
[0038]
In the above-described embodiment, the second valve 17 (V2) disposed in the
[0039]
In addition, this invention is not limited to the structure of said each embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of invention. For example, various valve opening / closing speeds can be set as long as the valve V2 can be controlled to open at the start and end of the opening operation of the valve V1.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the exhaust gas purification apparatus for an engine with a turbocharger according to the present invention, early activation of the pre-catalyst in the bypass exhaust passage and ensuring a good turbocharging function and supercharging response of the turbocharger. This makes it possible to improve the utilization of the pre-catalyst in a turbocharged engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purifying device for a turbocharged engine according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing valve opening / closing control in the embodiment;
FIG. 3 is a valve operation explanatory diagram showing the relationship between time and valve opening in the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing another valve opening / closing control in the embodiment;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記主排気通路に対して設けられ前記タービンの上流側に分岐点を有し、下流側に合流点を有する迂回排気通路と、
該迂回排気通路中に配置されたプリ触媒と、
前記主排気通路の前記分岐点の下流側でかつ前記タービンの上流側に配置された開度調整可能な第1のバルブにより構成された第1の開閉手段と、
前記迂回排気通路の前記プリ触媒の下流側でかつ前記合流点の上流側に配置された開度調整可能な第2のバルブによって構成された第2の開閉手段と、
前記第1、第2のバルブの開度及び開閉タイミングを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、エンジンスタート後、エンジンの水温が第1の設定温度に達していない場合に前記第1のバルブを閉状態とし、前記第2のバルブを開状態としてバルブ制御初期状態とし、その後、前記エンジンの水温が前記第1の設定温度以下の温度に設定した第2の設定温度以上である場合に、前記第1のバルブの開動作を開始し、その動作開始以降に前記第2のバルブの閉動作を開始し、所定時間をかけて行われた前記第1のバルブの開動作終了以降に前記第2のバルブの閉動作を終了するように制御することを特徴とするターボチャージャ付エンジンの排気ガス浄化装置。In an exhaust gas purifying apparatus for a turbocharged engine having a main exhaust passage that is opened to the outside air from the exhaust port of the engine via the turbine of the turbocharger and further through the main catalyst,
Has a branching point upstream of the turbine is provided for the main exhaust passage, a bypass exhaust passage having a meeting point on the downstream side,
A pre-catalyst disposed in the bypass exhaust passage;
A first opening / closing means constituted by a first valve having an adjustable opening disposed on the downstream side of the branch point of the main exhaust passage and on the upstream side of the turbine;
A second opening / closing means configured by a second valve having an adjustable opening degree disposed downstream of the pre-catalyst in the bypass exhaust passage and upstream of the junction;
A control unit for controlling the opening degree and opening / closing timing of the first and second valves;
With
When the engine water temperature has not reached the first set temperature after the engine is started, the control unit closes the first valve, opens the second valve, and sets an initial valve control state. When the water temperature of the engine is equal to or higher than the second set temperature set to a temperature equal to or lower than the first set temperature, the opening operation of the first valve is started, and the second operation is started after the start of the operation. With a turbocharger , wherein a valve closing operation is started, and the closing operation of the second valve is controlled after the opening operation of the first valve is completed over a predetermined time . Engine exhaust gas purification device.
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