JP2009156194A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排気ガスの排気系を制御する排気制御装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust control device that controls an exhaust system of exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
従来の排気系として、内燃機関から排出された排気ガスが流れる排気通路と、排気通路に介設されたスタートキャタリスト(S/C)と、排気通路においてS/Cの下流側に設けられると共に排気通路に介設されたアンダーフロア触媒コンバータ(U/F)と、S/Cの上流側の排気通路から分岐すると共にS/CとU/Fとの間の排気通路に接続されるバイパス通路と、排気通路とバイパス通路との間で流路切替を行うバイパス弁とを備えた内燃機関の制御システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。この内燃機関の制御システムは、車両の運転者により当該車両を加速させる加速操作が行われたか否かを判定する加速操作判定手段と、加速操作が行われたと判定された場合に、バイパス弁を制御して、バイパス通路側に流路切替を行う制御手段と、をさらに備えている。これにより、この内燃機関の制御システムでは、車両の運転者により加速操作が行われると、バイパス弁によりバイパス通路側に流路切替が行われ、内燃機関から排出された排気ガスは、バイパス通路を通過してU/Fに流入する。 As a conventional exhaust system, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows, a start catalyst (S / C) interposed in the exhaust passage, and provided downstream of the S / C in the exhaust passage An underfloor catalytic converter (U / F) interposed in the exhaust passage, and a bypass passage that branches from the exhaust passage upstream of the S / C and is connected to the exhaust passage between the S / C and U / F In addition, there is known a control system for an internal combustion engine that includes a bypass valve that switches a flow path between an exhaust passage and a bypass passage (for example, see Patent Document 1). The internal combustion engine control system includes an acceleration operation determination unit that determines whether an acceleration operation for accelerating the vehicle is performed by a driver of the vehicle, and a bypass valve when it is determined that the acceleration operation is performed. Control means for controlling and switching the flow path to the bypass passage side. Thus, in this control system for an internal combustion engine, when an acceleration operation is performed by the driver of the vehicle, the flow path is switched to the bypass passage side by the bypass valve, and the exhaust gas discharged from the internal combustion engine passes through the bypass passage. Passes and flows into U / F.
このとき、従来の内燃機関の制御システムにおいて、車両の運転者により、車両を徐々に加速する場合、排気ガスのガス温は加速に伴って徐々に上昇し、十分に上昇しきったところで、バイパス弁によりバイパス通路側に流路切替が行われ、排気ガスがU/Fに流入する。これにより、排気ガスのガス温を、U/Fの触媒活性温度に到達させることができるため、排気ガスを好適に浄化することができる。 At this time, in the conventional control system for an internal combustion engine, when the vehicle driver gradually accelerates the vehicle, the temperature of the exhaust gas gradually increases with the acceleration, and the bypass valve Thus, the flow path is switched to the bypass passage side, and the exhaust gas flows into the U / F. Thereby, since the gas temperature of exhaust gas can be made to reach the catalyst activation temperature of U / F, exhaust gas can be purified suitably.
しかしながら、一方で、車両の運転者により、車両を急加速する場合、排気ガスのガス温は急加速に伴って十分に上昇することができず、この状態で、バイパス弁によりバイパス通路側に流路切替が行われ、排気ガスがU/Fに流入する。すると、U/Fの触媒活性温度に達していない排気ガスが、U/Fに流入してしまうため、U/Fの触媒活性温度が低下してしまい、排気ガスの浄化を十分に行うことが困難となる虞がある。 However, on the other hand, when the vehicle driver suddenly accelerates the vehicle, the exhaust gas temperature cannot rise sufficiently with the sudden acceleration, and in this state, the bypass valve flows to the bypass passage side. The path is switched and the exhaust gas flows into the U / F. Then, since the exhaust gas that has not reached the U / F catalytic activation temperature flows into the U / F, the catalytic activation temperature of the U / F decreases, and the exhaust gas can be sufficiently purified. May be difficult.
そこで、本発明は、内燃機関の急加速運転時においても、排気ガスの浄化を好適に行うことが可能な排気制御装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust control device capable of suitably purifying exhaust gas even during rapid acceleration operation of an internal combustion engine.
本発明の排気制御装置は、内燃機関から排出された排気ガスが流れる排気通路と、排気通路に介設され、排気ガスを浄化する第1浄化触媒装置と、第1浄化触媒装置の下流側の排気通路に介設され、排気ガスを浄化する第2浄化触媒装置と、第1浄化触媒装置の上流側の排気通路および第1浄化触媒装置と第2浄化触媒装置との間の排気通路を接続するバイパス通路と、バイパス通路に介設され、バイパス通路を開閉する開閉弁と、を備えた排気系の制御を行う排気制御装置において、予め設定された開閉弁の開閉条件に基づいて、開閉弁を開閉制御する開閉弁制御手段と、開閉弁制御手段による開閉弁の開弁を遅延させる開弁遅延手段とを備えたことを特徴とする。 An exhaust control device of the present invention includes an exhaust passage through which exhaust gas discharged from an internal combustion engine flows, a first purification catalyst device interposed in the exhaust passage for purifying exhaust gas, and a downstream side of the first purification catalyst device. A second purification catalyst device that is disposed in the exhaust passage and purifies exhaust gas, and connects an exhaust passage upstream of the first purification catalyst device and an exhaust passage between the first purification catalyst device and the second purification catalyst device. In an exhaust control device for controlling an exhaust system provided with a bypass passage and an on-off valve that is provided in the bypass passage and opens and closes the bypass passage, the on-off valve based on a preset on-off condition of the on-off valve And an opening / closing valve control means for controlling the opening / closing of the valve, and an opening delay means for delaying the opening / closing of the opening / closing valve by the opening / closing valve control means.
この場合、開閉条件は、内燃機関の負荷および内燃機関の回転数に基づいて設定されると共に、開弁遅延手段は、内燃機関の負荷変化率に基づいて開閉弁の遅延時間を設定しており、開閉弁制御手段は、開条件となった場合、開弁遅延手段により設定された遅延時間分遅延させて、開閉弁を開弁させることが、好ましい。 In this case, the open / close condition is set based on the load of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine, and the valve opening delay means sets the delay time of the open / close valve based on the load change rate of the internal combustion engine. The opening / closing valve control means preferably opens the opening / closing valve by delaying by the delay time set by the valve opening delay means when the opening condition is met.
これらの場合、開弁遅延手段は、内燃機関の負荷変化率が、第1所定値から第1所定値よりも大きい第2所定値まで増加すると、この増加に伴って、遅延時間を増加させると共に、内燃機関の負荷変化率が、第2所定値よりも大きい第3所定値から第3所定値よりも大きい第4所定値まで増加すると、この増加に伴って、遅延時間を減少させることが、好ましい。 In these cases, when the load change rate of the internal combustion engine increases from the first predetermined value to the second predetermined value larger than the first predetermined value, the valve opening delay means increases the delay time along with this increase. When the load change rate of the internal combustion engine increases from a third predetermined value that is larger than the second predetermined value to a fourth predetermined value that is larger than the third predetermined value, the delay time can be decreased along with this increase. preferable.
また、これらの場合、内燃機関の負荷および内燃機関の負荷変化率は、内燃機関に取り込まれる吸入空気量により求められることが、好ましい。 In these cases, it is preferable that the load of the internal combustion engine and the load change rate of the internal combustion engine are obtained from the amount of intake air taken into the internal combustion engine.
また、この場合、開閉条件は、第2浄化触媒装置の推定床温に基づいて設定されると共に、開弁遅延手段は、推定床温をなまし処理により算出しており、開閉弁制御手段は、開条件となった場合、開閉弁を開弁させても良い。 In this case, the opening / closing condition is set based on the estimated bed temperature of the second purification catalyst device, and the valve opening delay means calculates the estimated bed temperature by a smoothing process. When the opening condition is met, the on-off valve may be opened.
本発明にかかる排気制御装置は、急加速時において、開閉弁の開弁を遅延させることにより、排気ガスのガス温が十分に上昇しきった状態で、第2浄化触媒装置に排気ガスを流入させることができるため、排気ガスの浄化を好適に行うことができるという効果を奏する。 The exhaust control device according to the present invention causes the exhaust gas to flow into the second purification catalyst device in a state where the gas temperature of the exhaust gas has sufficiently increased by delaying the opening of the on-off valve during rapid acceleration. Therefore, the exhaust gas can be suitably purified.
以下、添付した図面を参照して、本発明にかかる排気制御装置について説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, an exhaust control device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
ここで、図1は、実施例にかかる排気制御装置により制御される排気系の概略構成図であり、図2は、開閉弁の開閉制御を行うための開閉制御マップの説明図である。また、図3は、ディレー時間を設定するためのディレー時間設定マップの説明図であり、図4は、開弁ディレー制御に関するフローチャートである。 Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust system controlled by the exhaust control device according to the embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an open / close control map for performing open / close control of the open / close valve. FIG. 3 is an explanatory diagram of a delay time setting map for setting the delay time, and FIG. 4 is a flowchart regarding valve opening delay control.
先ず、図1を参照して、排気制御装置により制御される排気系1について説明する。排気系1は、駆動源となるエンジン10(内燃機関)から排出された排気ガスが流れる排気通路11と、排気通路11に介設されたスタート触媒コンバータ12(第1浄化触媒装置:以下、S/Cと言う)と、S/C12の下流側の排気通路11に介設されたアンダーフロア触媒コンバータ13(第2浄化触媒装置:以下、U/F触媒と言う)とを備えている。また、排気系1は、エンジン10とS/C12との間の排気通路11から分岐すると共にS/C12とU/F触媒13との間の排気通路11へ合流するバイパス通路14をさらに備え、バイパス通路14には、バイパス通路14を開閉する開閉弁15が設けられている。そして、この排気系1は、排気制御装置としてのECU2により制御されている。
First, an exhaust system 1 controlled by an exhaust control device will be described with reference to FIG. The exhaust system 1 includes an
排気通路11は、エンジン10から送られてくる排気ガスを外気へ排出するものであり、その上流側が排気マニホールド18を介してエンジン10に接続されており、その下流側が図示しないマフラーを介して排気口まで至っている。
The
S/C12は、比較的小容量の触媒とされ、エンジン10の近傍に配設されていることから、エンジン10の冷間始動後、短時間で触媒活性温度まで昇温させることができ、主として始動時やエンジン10の低負荷・低回転時における排気ガスの浄化に用いられる。U/F触媒13は、S/C12に比して大容量の触媒とされ、エンジン10から離れた位置に配設されていることから、S/C12に比して触媒活性温度まで昇温しにくい構成となっている。そして、S/C12およびU/F触媒13は、三元触媒から構成され、HC、CO、NOXを酸化・還元反応により浄化する。
Since the S /
バイパス通路14は、エンジン10から排出された排気ガスを、S/C12を通過させずに迂回させて、U/F触媒13へ流入させものである。開閉弁15は、後述するECU2により開閉制御可能に構成されており、開閉弁15を開弁することによりバイパス通路14を開放し、開閉弁15を閉弁することによりバイパス通路14を閉塞している。これにより、バイパス通路14への排気ガスの流れを規制することができる。
The
開閉弁15を開弁してバイパス通路14を開放すると、エンジン10から排出された排気ガスは、S/C12を迂回し、バイパス通路14を通過してU/F触媒13に排気ガスが流れる。一方で、開閉弁15を閉弁してバイパス通路14を閉塞すると、エンジン10から排出された排気ガスは、S/C12を通過した後、U/F触媒13を通過する。なお、開閉弁15は、開閉条件となる後述の開閉制御マップM1に基づいて、ECU2により開閉制御されている。
When the on-off
次に、排気系1を制御するECU2について説明する。ECU2は、上記の開閉弁15を開閉制御する開閉弁制御部20を有しており、開閉弁制御部20(開閉弁制御手段)は、ECU2に記憶された図2に示す開閉制御マップM1を開閉条件として、開閉弁15を開閉制御している。具体的に、ECU2には、エンジン10に吸入される吸入空気量を検出するエアフローセンサ22や、エンジン回転数を検出するクランク角センサ23等の各種センサが接続されており、この検出結果に基づいて、開閉弁15を開閉制御している。
Next, the
ここで、開閉弁15の開閉制御は、主としてS/C12の保護のために行われている。これは、エンジン10から排出される排気ガスの温度が高温となった場合には、S/C12の床温が過熱することにより、熱劣化が生じてしまう虞があるためである。排気ガスが高温となる場合は、例えば、エンジン10が高回転・高負荷となる運転領域で定常運転しているときであり、この場合、開閉弁15を開弁することにより、S/C12への排気ガスの流入を規制している。一方、排気ガスが低温となる場合は、例えば、エンジン10が低回転・低負荷となる運転領域で定常運転しているときであり、この場合、開閉弁15を閉弁して、S/C12へ排気ガスを流入させている。
Here, the opening / closing control of the opening /
具体的に、図2の開閉制御マップM1を参照するに、開閉制御マップM1は、横軸がエンジン回転数、縦軸がエンジン負荷となっており、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、開閉弁15の開弁領域E1と閉弁領域E2とが区分けされている。開弁領域E1は、上記したように高回転・高負荷となる運転領域において、開閉弁15を開弁するように設定されており、閉弁領域E2は、上記したように低回転・低負荷となる運転領域において、開閉弁15を閉弁するように設定されている。つまり、この開閉制御マップM1は、所定のエンジン回転数およびエンジン負荷でエンジン10を定常運転しているときに排出される排気ガスのガス温に基づいて作成したものである。なお、エンジン負荷は、上記したエアフローセンサ22による検出結果から求められ、また、エンジン回転数は、上記したクランク角センサ23による検出結果から求められる。
Specifically, referring to the opening / closing control map M1 in FIG. 2, the opening / closing control map M1 has an engine speed on the horizontal axis and an engine load on the vertical axis. Based on the engine speed and the engine load, A valve opening region E1 and a valve closing region E2 of the on-off
これにより、例えば、エンジン10の冷間始動時(暖機時)やエンジン10が低回転・低負荷で運転している場合には、開閉弁15を閉弁し、排気ガスをS/C12に流入させることで、S/C12を通過した排気ガスは浄化される。また、S/C12を通過した排気ガスは、下流側のU/F触媒13を通過することにより浄化される。
Thereby, for example, when the
一方、エンジン10の暖機後やエンジン10が高回転・高負荷で運転している場合には、開閉弁15を開弁し、排気ガスをバイパス通路14に流入させることで、排気ガスは、S/C12を迂回してU/F触媒13を通過することにより浄化され、また、S/C12の過熱が抑制される。
On the other hand, when the
ところで、例えば、低回転・低負荷の運転領域から、高回転・高負荷の運転領域へ、エンジン10の運転領域を移行させる場合、つまり、エンジン10を加速運転させる場合、これに伴って、エンジン10から排出される排気ガスのガス温は上昇する。このとき、エンジン10を徐々に加速運転させる場合、低回転・低負荷の運転領域から高回転・高負荷の運転領域へ移行するための移行時間を長くとることができるため、排気ガスのガス温を、U/F触媒13の触媒活性温度まで十分に上昇させることができる。このため、開閉弁15を開弁してU/F触媒13に排気ガスを流入させても、U/F触媒13において適切に排気ガスを浄化することができる。
By the way, for example, when the operation region of the
一方、エンジン10を急加速運転させる場合、上記の移行時間を長くとることができずに短くなってしまうため、排気ガスのガス温を、U/F触媒13の触媒活性温度まで上昇させることができない。これにより、開閉弁15を開弁してU/F触媒13に排気ガスを流入させても、U/F触媒13の触媒活性温度を上昇させることができず、あるいはU/F触媒13の触媒活性温度を低下させてしまうため、U/F触媒13において十分に排気ガスを浄化することが困難となる虞がある。
On the other hand, when the
このため、本実施例では、エンジン10が急加速運転を行った場合、開閉弁15の開弁を遅延させ、排気ガスのガス温上昇のための時間を長くとることにより、排気ガスのガス温をU/F触媒13の触媒活性温度まで上昇させることができ、これにより、U/F触媒13において排気ガスの浄化を適切に行うことが可能な構成となっている。以下、エンジン10の加速運転時において、開閉弁15の開弁を遅延する開弁遅延制御ついて具体的に説明する。
For this reason, in the present embodiment, when the
ECU2は、上記したエアフローセンサ22により検出される吸入空気量に基づいてエンジン10の負荷変化率を導出する負荷変化率導出部25と、導出した負荷変化率に基づいて開閉弁15の開弁のディレー時間(遅延時間)を設定する開弁ディレー時間設定部26(開弁遅延手段)とを、さらに有している。
The
具体的に、負荷変化率導出部25は、検出される吸入空気量の変化率ΔGaを算出することにより、エンジン10の負荷変化率を導出している。つまり、エンジン10の負荷変化率は、吸入空気量の変化率ΔGaであり、吸入空気量の変化率ΔGaは、単位時間(例えば、エアフローセンサ22のサンプリング時間)における吸入空気量の変化量である。なお、本実施例では吸入空気量に基づいてエンジン10の負荷変化率を導出したが、ECU2に接続されたスロットルポジションセンサ(図示省略)により検出されるスロットル開度に基づいてエンジン10の負荷変化率を導出しても良い。
Specifically, the load change
開弁ディレー時間設定部26は、導出した吸入空気量の変化率ΔGaに基づいて、ECU2に記憶された図3に示すディレー時間設定マップM2から、ディレー時間を設定する。ここで、ディレー時間設定マップM2について説明する。ディレー時間設定マップM2は、吸入空気量の変化率ΔGaに基づいて変化するディレー時間の設定マップであり、横軸が吸入空気量の変化率ΔGaとなっており、縦軸が設定されるディレー時間となっている。
The valve opening delay
このディレー時間設定マップM2を見るに、吸入空気量の変化率ΔGaがΔGa1(第1所定値)からΔGa2(第2所定値)まで増加してゆくと、この増加に伴って、ディレー時間は長くなってゆく。つまり、吸入空気量の変化率ΔGaが増加するということは、低回転・低負荷の運転領域から高回転・高負荷の運転領域へ移行するための移行時間が短くなるということであり、ディレー時間を長くとることにより、排気ガスのガス温上昇のための時間を確保することができる。これにより、排気ガスのガス温をU/F触媒13の触媒活性温度まで上昇させることが可能となる。
As shown in the delay time setting map M2, when the change rate ΔGa of the intake air amount increases from ΔGa1 (first predetermined value) to ΔGa2 (second predetermined value), the delay time increases with this increase. It will become. In other words, the increase in the intake air amount change rate ΔGa means that the transition time for shifting from the low rotation / low load operation region to the high rotation / high load operation region is shortened, and the delay time By taking a long period of time, it is possible to secure time for increasing the gas temperature of the exhaust gas. As a result, the gas temperature of the exhaust gas can be raised to the catalyst activation temperature of the U /
また、吸入空気量の変化率ΔGaがΔGa2からΔGa3まで増加すると、この間のディレー時間は所定値となる。つまり、ΔGa2におけるディレー時間と、ΔGa3におけるディレー時間とは、同じ長さとなる。 When the change rate ΔGa of the intake air amount increases from ΔGa2 to ΔGa3, the delay time during this period becomes a predetermined value. That is, the delay time in ΔGa2 and the delay time in ΔGa3 have the same length.
さらに、吸入空気量の変化率ΔGaがΔGa3(第3所定値)からΔGa4(第4所定値)まで増加すると、この増加に伴ってディレー時間は短くなってゆく。つまり、吸入空気量の変化率ΔGaが大きい場合、排気ガスのガス温も急上昇するため、ディレー時間を長くしてしまうと、S/C12を過熱してしまう虞がある。このため、ディレー時間を短くすることにより、S/C12を保護することが可能となる。
Furthermore, when the change rate ΔGa of the intake air amount increases from ΔGa3 (third predetermined value) to ΔGa4 (fourth predetermined value), the delay time decreases with this increase. That is, when the rate of change ΔGa in the intake air amount is large, the exhaust gas temperature also rises rapidly. Therefore, if the delay time is increased, the S /
次に、図4のフローチャートを参照して、開閉弁15の開弁時における開弁ディレー制御の一連の制御フローについて説明する。先ず、ECU2が起動すると、ECU2は、エンジン10が運転しているか否かを判別する(S1)。なお、エンジン10が運転しているか否かを判別するには、例えば、エンジン10内の点火プラグ(図示省略)の放電等を検出すればよい。
Next, a series of control flow of the valve opening delay control when the on-off
エンジン10が運転していると判定されると、ECU2は、開閉弁制御部20により開閉弁15が閉弁しているか否かを判別する(S2)。ECU2により開閉弁15が閉弁していると判別されると、後述するS3に移行する。一方、開閉弁15が開弁していると判別されると、後述するS8に移行する。
When it is determined that the
ECU2により開閉弁15が閉弁していると判別されると、ECU2は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、開閉制御マップM1から、開閉弁15が開条件(開弁領域E1)となっているか否かを判別する(S3)。ECU2により開閉弁15が開条件となっていると判別されると、後述するS4に移行する。一方、開閉弁15が開条件となっていないと判別されると、後述するS9に移行する。
When the
ECU2により開閉弁15が開条件となっていると判別されると、ECU2は、エアフローセンサ22により検出した吸入空気量に基づいて、吸入空気量の変化率ΔGaを導出し、導出した吸入空気量の変化率ΔGaに基づいて、ディレー時間設定マップM2から、ディレー時間を設定する(S4)。
When the
続いて、ECU2は、設定されたディレー時間が経過したか否かを判別する(S5)。ECU2によりディレー時間が経過したと判定されると、ECU2は開閉弁15を開弁する(S7)。一方、ディレー時間が経過していないと判定されると、ディレー時間の経過を待って(S6)、再度S5に戻る。つまり、ディレー時間が経過するまで、S5とS6との間をループする。S7において、開閉弁15を開弁すると、再びS1に戻って、開弁ディレー制御を行う。
Subsequently, the
ここで、S2において、開閉弁15が開弁していると判別されると、S8において、ECU2は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、開閉制御マップM1から、開閉弁15が閉条件(閉弁領域E2)となっているか否かを判別する。ECU2により開閉弁15が閉条件となっていると判別されると、後述するS9に移行する。一方、開閉弁15が閉条件となっていないと判別されると、再びS1に戻って、開弁ディレー制御を行う。
Here, if it is determined in S2 that the on-off
また、S8において、開閉弁15が閉条件となっていると判別されると、または、S3において、開閉弁15が開条件となっていないと判別されると、S9に移行し、S9において、ECU2は開閉弁15を閉弁する。この後、再びS1に戻って、開弁ディレー制御を行う。
If it is determined in S8 that the on-off
以上の構成によれば、開閉弁15が開条件となると、吸入空気量の変化率ΔGaに基づいて、ディレー時間を設定できるため、設定されたディレー時間分、開閉弁15の開弁を遅延させることにより、排気ガスのガス温上昇のための時間を確保することができる。これにより、排気ガスのガス温をU/F触媒13の触媒活性温度まで上昇させた後、開閉弁15を開弁してバイパス通路14を開放できるため、U/F触媒13の触媒活性温度を低下させることなく、U/F触媒13において排気ガスを適切に浄化できる。
According to the above configuration, when the opening / closing
また、ディレー時間設定マップM2において、ΔGa3からΔGa4への吸入空気量の変化率ΔGaの増加に伴って、ディレー時間を減少させることにより、急激に温度上昇してゆく排気ガスをS/C12に流入させて、S/C12を過熱することがないため、S/C12の過熱を抑制し、S/C12の保護を図ることができる。
Further, in the delay time setting map M2, exhaust gas whose temperature rises suddenly flows into the S /
さらに、エアフローセンサ22により検出される吸入空気量に基づいて、開閉制御マップM1におけるエンジン負荷と、ディレー時間設定マップM2における吸入空気量の変化率ΔGa(エンジンの負荷変化率)と、を導出できるため、開弁ディレー制御を簡易な構成で行うことができる。
Furthermore, based on the intake air amount detected by the
次に、図1、図5および図6を参照して、実施例2にかかる排気制御装置について説明する。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。排気制御装置としてのECU30により制御される排気系は、実施例1にかかる排気系1と同様の構成となっている。ここで、実施例2におけるECU30は、図1に示すように、開閉弁15を開閉する開閉弁制御部31を有しており、開閉弁制御部31は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて推定されるU/F触媒13の推定床温を開閉条件として、開閉弁15を開閉制御している。
Next, an exhaust control apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 5, and 6. Only different parts will be described in order to avoid duplicate descriptions. The exhaust system controlled by the
具体的に、開閉弁制御部31は、U/F触媒13の推定床温が、予め設定された開弁推定床温以上となると開閉弁15を開弁すると共に、予め設定された閉弁推定床温以下となると開閉弁15を閉弁する。このとき、U/F触媒13の推定床温は、なまし処理により算出されており、これにより、開閉弁15の開弁を遅延させている。以下、エンジン10の加速運転時において、開閉弁15の開弁を遅延させる開弁ディレー制御について具体的に説明する。
Specifically, the on-off
ECU2は、U/F触媒13の模擬床温を導出するU/F模擬床温導出部32と、導出されたU/F触媒13の模擬床温および前回算出したU/F触媒13の推定床温に基づいて、新たなU/F触媒13の推定床温をなまし処理により算出する推定床温算出部33(開弁遅延手段)と、を有している。
The
U/F模擬床温導出部32は、エンジン負荷およびエンジン回転数に基づいて、図5に示すU/F触媒13の模擬床温マップM3から、U/F触媒13の模擬床温を導出する。なお、エンジン負荷は、上記したエアフローセンサ22による検出結果から求められ、また、エンジン回転数は、上記したクランク角センサ23による検出結果から求められる。ここで、U/F触媒13の模擬床温マップM3について説明する。U/F触媒13の模擬床温マップM3は、横軸がエンジン回転数、縦軸がエンジン負荷となっており、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、U/F触媒13の模擬床温が設定されている。つまり、このU/F触媒13の模擬床温マップM3は、所定のエンジン回転数およびエンジン負荷でエンジン10を定常運転しているときのU/F触媒13の床温を、実験等に基づいて作成したものである。これにより、ECU2は、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、U/F触媒13の模擬床温を導出することができる。
The U / F simulated bed
推定床温算出部33は、U/F模擬床温導出部32により導出されたU/F触媒13の模擬床温と、推定床温算出部33により推定された前回のU/F触媒13の推定床温とに基づいて、例えば、「新たなU/F触媒の推定床温=U/F触媒の模擬床温×1/16+前回算出したU/F触媒の推定床温×15/16」の式から、新たなU/F触媒13の推定床温を算出する。つまり、推定床温算出部33は、上記の式に基づいて計算を行うことにより、U/F触媒13の推定床温をなまし処理により算出することが可能となる。これにより、ECU2は、U/F触媒13の模擬床温をそのままU/F触媒13の推定床温とする場合に比して、U/F触媒13の推定床温を遅延させて上昇させることができるため、排気ガスのガス温上昇のための時間を長くとることができる。なお、上記の式において、U/F触媒13の模擬床温の配分を1/16、前回算出したU/F触媒13の推定床温の配分を15/16としたが、これに限定せず、なまし処理のなまし量に応じて任意に配分を変更してもよい。この場合、U/F触媒13の模擬床温の配分が小さければ小さいほど遅延させる時間を長くすることができ、U/F触媒13の模擬床温の配分が大きければ大きいほど遅延させる時間が短くなる。
The estimated bed
次に、図6のフローチャート図を参照して、開閉弁15の開弁時における開弁ディレー制御の一連の制御フローについて説明する。先ず、ECU2が起動すると、ECU2は、エンジン10が運転しているか否かを判別する(S11)。エンジン10が運転していると判定されると、ECU2は、推定床温算出部33によりU/F触媒13の推定床温を算出する(S12)。
Next, a series of control flows of the valve opening delay control when the on-off
続いて、ECU2は、算出したU/F触媒13の推定床温が、予め設定された開弁推定床温に達しているか否か、すなわち、開弁推定床温以上であるか否かを判別する(S13)。ECU2により算出したU/F触媒13の推定床温が開弁推定床温に達している(以上である)と判定されると、後述するS14に移行する一方、算出したU/F触媒13の推定床温が開弁推定床温に達していない(未満である)と判定されると、後述するS16に移行する。
Subsequently, the
ECU2により算出したU/F触媒13の推定床温が開弁推定床温に達していると判定されると、ECU2は、開閉弁15が閉弁しているか否かを判別する(S14)。ECU2により開閉弁15が閉弁していると判定されると、ECU2は開閉弁15を開弁する(S15)一方、開閉弁15が開弁していると判定されると、再びS11に戻って、開弁ディレー制御を行う。
If it is determined that the estimated bed temperature of the U /
ここで、S13において、ECU2により算出したU/F触媒13の推定床温が開弁推定床温に達していないと判定されると、ECU2は、ECU2により算出したU/F触媒13の推定床温が閉弁推定床温に達しているか否か、すなわち、閉弁推定床温より大きいか否かを判別する(S16)。ECU2により算出したU/F触媒13の推定床温が閉弁推定床温に達していない(以下である)と判定されると、後述するS17に移行する一方、算出したU/F触媒13の推定床温が閉弁推定床温に達している(閉弁推定床温より大きい)と判定されると、再びS11に戻って、開弁ディレー制御を行う。
If it is determined in S13 that the estimated bed temperature of the U /
ECU2により算出したU/F触媒13の推定床温が閉弁推定床温に達していないと判定されると、ECU2は、開閉弁15が閉弁しているか否かを判別する(S17)。ECU2により開閉弁15が開弁していると判定されると、ECU2は開閉弁15を閉弁する(S18)一方、開閉弁15が閉弁していると判定されると、再びS11に戻って、開弁ディレー制御を行う。
If it is determined that the estimated bed temperature of the U /
以上の構成においても、U/F触媒13の推定床温をなまし処理によって算出することにより、排気ガスのガス温上昇のための時間を確保することができる。これにより、排気ガスのガス温をU/F触媒13の触媒活性温度まで上昇させた後、開閉弁15を開弁してバイパス通路14を開放することができるため、U/F触媒13の触媒活性温度を低下させることなく、U/F触媒13において排気ガスを適切に浄化することができる。
Also in the above configuration, the time for increasing the gas temperature of the exhaust gas can be secured by calculating the estimated bed temperature of the U /
以上のように、本発明は、エンジンから排出された排気ガスの流れを制御する排気制御装置に有用であり、特に、排気ガスを浄化する浄化触媒装置を有する場合に適している。 As described above, the present invention is useful for an exhaust control device that controls the flow of exhaust gas discharged from an engine, and is particularly suitable for the case where a purification catalyst device that purifies exhaust gas is provided.
1 排気系
2 ECU
10 エンジン
11 排気通路
12 S/C
13 U/F触媒
14 バイパス通路
15 開閉弁
18 排気マニホールド
20 開閉弁制御部
22 エアフローセンサ
23 クランク角センサ
25 負荷変化率導出部
26 開弁ディレー時間設定部
M1 開閉制御マップ
E1 開弁領域
E2 閉弁領域
M2 ディレー時間設定マップ
30 ECU(実施例2)
31 開閉弁制御部(実施例2)
32 U/F模擬床温導出部
33 推定床温算出部
M3 模擬床温マップ
1
10
13 U /
31 On-off valve controller (Example 2)
32 U / F simulated bed
Claims (5)
前記排気通路に介設され、前記排気ガスを浄化する第1浄化触媒装置と、
前記第1浄化触媒装置の下流側の前記排気通路に介設され、前記排気ガスを浄化する第2浄化触媒装置と、
前記第1浄化触媒装置の上流側の前記排気通路、および前記第1浄化触媒装置と前記第2浄化触媒装置との間の前記排気通路、を接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路に介設され、前記バイパス通路を開閉する開閉弁と、を備えた排気系の制御を行う排気制御装置において、
予め設定された前記開閉弁の開閉条件に基づいて、前記開閉弁を開閉制御する開閉弁制御手段と、
前記開閉弁制御手段による前記開閉弁の開弁を遅延させる開弁遅延手段とを備えたことを特徴とする排気制御装置。 An exhaust passage through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows;
A first purification catalyst device interposed in the exhaust passage and purifying the exhaust gas;
A second purification catalyst device that is interposed in the exhaust passage downstream of the first purification catalyst device and purifies the exhaust gas;
A bypass passage connecting the exhaust passage upstream of the first purification catalyst device and the exhaust passage between the first purification catalyst device and the second purification catalyst device;
In an exhaust control device for controlling an exhaust system provided with an on-off valve interposed in the bypass passage and opening and closing the bypass passage,
An on-off valve control means for controlling on-off of the on-off valve based on a preset on-off condition of the on-off valve;
An exhaust control device comprising valve opening delay means for delaying opening of the on / off valve by the on / off valve control means.
前記開弁遅延手段は、前記内燃機関の負荷変化率に基づいて前記開閉弁の遅延時間を設定しており、
前記開閉弁制御手段は、開条件となった場合、前記開弁遅延手段により設定された前記遅延時間分遅延させて、前記開閉弁を開弁させることを特徴とする請求項1に記載の排気制御装置。 The open / close condition is set based on the load of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine,
The valve opening delay means sets a delay time of the on-off valve based on a load change rate of the internal combustion engine,
2. The exhaust according to claim 1, wherein the opening / closing valve control means opens the opening / closing valve by delaying the delay time set by the valve opening delay means when an opening condition is satisfied. Control device.
前記内燃機関の負荷変化率が、第1所定値から前記第1所定値よりも大きい第2所定値まで増加すると、この増加に伴って、前記遅延時間を増加させると共に、
前記内燃機関の負荷変化率が、前記第2所定値よりも大きい第3所定値から前記第3所定値よりも大きい第4所定値まで増加すると、この増加に伴って、前記遅延時間を減少させることを特徴とする請求項2に記載の排気制御装置。 The valve opening delay means includes
When the load change rate of the internal combustion engine increases from a first predetermined value to a second predetermined value larger than the first predetermined value, the delay time is increased along with this increase,
When the load change rate of the internal combustion engine increases from a third predetermined value larger than the second predetermined value to a fourth predetermined value larger than the third predetermined value, the delay time is decreased with this increase. The exhaust control device according to claim 2.
前記開弁遅延手段は、前記推定床温をなまし処理により算出しており、
前記開閉弁制御手段は、開条件となった場合、前記開閉弁を開弁させることを特徴とする請求項1に記載の排気制御装置。 The open / close condition is set based on an estimated bed temperature of the second purification catalyst device,
The valve opening delay means calculates the estimated bed temperature by a smoothing process,
The exhaust control device according to claim 1, wherein the on-off valve control means opens the on-off valve when an open condition is satisfied.
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