(57)【要約】【課題】内燃機関の排気装置において、排気温度が高温となると、流路切替禁止部は、たとえ、燃料カットが実行されたとしても、流路切替制御部の制御状態にかかわらず、制御弁を開状態として、排気ガスが触媒を通過するようになるため、触媒が過熱状態となるのを防止することができる。【解決手段】制御手段（１４）は、排気温度検出器（１５）により検出された排気温度（Ｔ）が設定値（Ｔａｃｔ１、Ｔａｃｔ２）以上であるときに、流路切替制御部（１４Ｂ）による制御状態にかかわらず、制御弁（１２）を開状態にする流路切替禁止部（１４Ｃ）を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒を排気管に備えた排気装置であって、前記排気管の内部の排気通路を第１通路と第２通路とに分割する仕切り部材を設け、前記第１通路と前記第２通路とのいずれか一方を閉塞する制御弁を設け、前記内燃機関が燃料カット中に前記制御弁を閉塞方向へ駆動させる流路切替制御部が備えられた制御手段を設けた内燃機関の排気装置において、前記排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出器を設け、前記制御手段は、前記排気温度検出器により検出された排気温度が設定値以上であるときに、前記流路切替制御部による制御状態にかかわらず、前記制御弁を開状態にする流路切替禁止部を備えたことを特徴とする内燃機関の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の排気装置に係り、特に内燃機関の排気ガスを浄化する触媒を活性状態に保つための内燃機関の排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に適用される内燃機関の排気装置としては、排気管の途中に排気ガスを浄化するための触媒を配置している構造がある。
触媒は、一定の温度範囲（例えば、３００℃〜５００℃）の状態のとき、排気ガスを効率良く浄化できることが知られている。
このような内燃機関の排気装置としては、以下のような先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６４３７２４号公報
【０００４】
特許文献１に係る排気ガス浄化装置は、内燃機関の燃料カット中に、低温の空気が排気管に流れ込み、触媒の温度が上記の温度範囲（例えば、３００℃〜５００℃）よりも低下することを課題としているものである。
そして、この課題を解決するために、排気管の内部の排気通路を、触媒を備えた第１通路と、触媒を備えていない第２通路とに分割し、これら第１通路と第２通路のうちの一方を閉塞するバルブ（制御弁）と、このバルブを制御する制御手段とを備え、燃料カットが実行されたとき、制御手段が第１通路を閉塞するようにバルブを駆動させている。
この特許文献１に係る排気ガス浄化装置によれば、内燃機関の燃料カット時には、バルブが触媒を備えた第１通路を閉塞するため、低温の空気によって触媒が冷却されることを防止できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、触媒は、低温状態で浄化効率が悪化する性質がある一方、過剰に高温な状態となると、熱による破損をするおそれがある。
しかし、上記の特許文献１では、排気ガスが高温である場合を考慮しておらず、排気ガスが高温の状態であるにもかかわらず、バルブが第１通路を閉塞するように駆動されると、触媒の温度がさらに過剰な高温に達し、触媒が破損するおそれがあった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、排気温度が高温となる場合であっても、触媒の破損を防止できる内燃機関の排気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒を排気管に備えた排気装置であって、前記排気管の内部の排気通路を第１通路と第２通路とに分割する仕切り部材を設け、前記第１通路と前記第２通路とのいずれか一方を閉塞する制御弁を設け、前記内燃機関が燃料カット中に前記制御弁を閉塞方向へ駆動させる流路切替制御部が備えられた制御手段を設けた内燃機関の排気装置において、前記排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出器を設け、前記制御手段は、前記排気温度検出器により検出された排気温度が設定値以上であるときに、前記流路切替制御部による制御状態にかかわらず、前記制御弁を開状態にする流路切替禁止部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、排気温度が高温となる場合であっても、触媒の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は排気装置の制御系のブロック図である。（実施例）
【図２】図２は排気装置の制御のフローチャートである。（実施例）
【図３】図３は内燃機関と排気装置との構成図である。（実施例）
【図４】図４は制御弁の開状態の排気ガスの流れを示す図である。（実施例）
【図５】図５は制御弁の閉状態の排気ガスの流れを示す図である。（実施例）
【図６】図６は排気温度と各制御の関係を示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、排気温度が高温となる場合であっても、触媒の破損を防止できる目的を、排気温度が高温となると、たとえ、燃料カットが実行されたとしても、制御弁を開状態にして実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。
図１、図３に示すように、車両には、この車両に適用される内燃機関１と、この内燃機関１に連結した排気装置２とが搭載される。
内燃機関１は、図１に示すように、燃料を供給する燃料噴射装置３が備える。
排気装置２は、図３に示すように、内燃機関１の排気ガスを外部へ導くように排気通路４を形成する排気管５と、この排気管５の途中で内燃機関１の排気ガスを浄化するための触媒６とを備える。
触媒６は、排気管５の途中に拡張した触媒ケース７内で内燃機関１側である上流側に位置して保持されている。従って、触媒ケース７内では、触媒６よりも下流側に空間８が形成される。
【００１２】
排気管５の排気通路４には、図３に示すように、触媒６よりも下流側で、つまり、触媒ケース７の空間８内において排気通路４を第１通路９と第２通路１０とに分割する仕切り部材１１が設けられる。この仕切り部材１１は、一端が触媒６の後端面に固定され、他端が下流側へ水平方向に延びている。
また、排気管５の排気通路４には、第１通路９と第２通路１０とのいずれか一方、例えば、第１通路９を閉塞する制御弁（流路切替弁）１２が設けられる。制御弁１２は、弁軸１３を中心に回転可能であり、触媒ケース７の空間８の第１通路９内に配設されている。
制御弁１２には、制御手段１４が接続している。この制御手段１４は、制御弁１２を駆動制御する。
制御手段１４には、図１、図３に示すように、排気ガスの排気温度を検出する排気温度検出器１５が接続する。この排気温度検出器１５は、図３に示すように、第１通路９・第２通路１０よりも下流側で、触媒ケース７に取り付けられている。
また、制御手段１４には、図１に示すように、アクセルペダルの踏み込み状態を検出するアクセルペダルセンサ１６と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキペダルセンサ１７と、車両の速度（以下「車速」という）を検出可能なクランク角センサ１８とが接続している。
【００１３】
制御手段１４は、車両減速時に所定の燃料カット条件が成立すると燃料カットＦＣを実施する燃料カット制御部１４Ａを備える。この燃料カット制御部１４Ａは、クランク角センサ１８に基づき算出される車速、及び、アクセルペダル又はブレーキペダルの踏み込み状態に基づき、車両が減速中又は停車中であることを検出し、燃料カットＦＣを実行する。
制御手段１４は、内燃機関１が燃料カットＦＣ中に制御弁１２を閉塞方向へ駆動させる流路切替制御部１４Ｂとを備える。
制御手段１４は、排気温度検出器１５により検出された排気温度Ｔが設定値以上であるときに、流路切替制御部１４Ｂによる制御状態にかかわらず、制御弁１２を開状態にする流路切替禁止部１４Ｃを備える。上記の設定値は、例えば、図６に示すように、第１の設定値Ｔａｃｔ１（例えば、２９０℃）、あるいは、この第１の設定値Ｔａｃｔ１よりも高い第２の設定値Ｔａｃｔ２（例えば、３００℃）からなる。
制御手段１４は、記憶手段としてのメモリ１４Ｄを備える。このメモリ１４Ｄは、流路切替許可フラグメントＣ、燃料カットフラグメントＦＣ、排気温度Ｔなどの値が記憶されており、随時更新される。
【００１４】
次に、この実施例に係る制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、制御手段１４のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、流路切替許可フラグメントＣ、燃料カットフラグメントＦＣ、排気温度Ｔなどの値をメモリ１４Ｄから取得する（ステップＡ０２）。
そして、流路切替制御が許可されたか否か（Ｃ＝１？）を判断し（ステップＡ０３）、このステップＡ０２がＹＥＳの場合には、排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２未満か否か（Ｔ＜Ｔａｃｔ２？）を判断し（ステップＡ０４）、このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、燃料カットＦＣ中か否か（ＦＣ＝１？）否かを判断し（ステップＡ０５）、このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、制御弁１２を閉弁し（Ｖ＝１）（ステップＡ０６）、一方、前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、制御弁１２を開弁する（Ｖ＝０）（ステップＡ０７）。
即ち、上記のステップＡ０３〜ステップＡ０７において、流路切替制御部１４Ｂは、流路切替制御が許可状態であるか否かを判断する。流路切替制御が許可状態である場合、排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２よりも高いか否かを判断する。次に、流路切替制御部１４Ｂは、燃料カット制御部１４Ａが燃料カットＦＣを実行中か否かを判断する。燃料カットＦＣが実行中である場合に、流路切替制御部１４Ｂは、排気温度Ｔが低下すると予測されるため、排気ガスが触媒６の半分でのみ通過可能なように、制御弁１２を閉弁し（図５参照）、触媒６の温度が低下するのを防止する。一方、燃料カットＦＣが実行されていない場合には、流路切替制御部１４Ｂは、触媒６を早期に活性化させるために、排気ガスが触媒６の全体で通過可能なように、制御弁１２を開弁する（図４参照）。
【００１５】
前記ステップＡ０４がＮＯの場合には、流路切替制御を禁止（Ｃ＝０）とする（ステップＡ０８）。つまり、このステップＡ０８において、排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２を超えた場合に、流路切替禁止部１４Ｂは、流路切替許可フラグメントＣを「０」に書き換え、流路切替制御を禁止する。
【００１６】
前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔ１未満か否か（Ｔ＜Ｔａｃｔ１？）を判断し（ステップＡ０９）、このステップＡ０９がＹＥＳの場合には、流路切替制御を許可する（ステップＡ１０）。一方、このステップＡ０９がＮＯの場合には、制御弁１２を開弁し（Ｖ＝０）（ステップＡ１１）する。
即ち、上記のステップＡ０９〜ステップＡ１１において、流路切替禁止部１１Ｂは、流路切替制御が禁止状態である場合に、排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔｌ未満であるか否かを判定する。排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔｌ以上である場合に、流路切替制御部１４Ｂは、排気ガスを触媒６へ通過させ触媒６を冷却させるため、制御弁１２を開弁する（図４参照）。流路切替禁止部１４Ｂは、排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔ１以上になるまで、制御弁１２の開弁状態を維持する。そして、流路切替禁止部１４Ｂは、排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔ１以上となると、流路切替許可フラグメントＣを「１」に書き換える。
【００１７】
前記ステップＡ０６の処理後、前記ステップＡ０７の処理後、前記ステップＡ０８の処理後、前記ステップＡ１０の処理後、又は、前記ステップＡ１１の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＡ１２）。
【００１８】
次いで、この実施例の制御について、図６のタイムチャートに沿って説明する。
図６に示すように、排気温度Ｔが高くなり始めている場合には（時間ｔ１）、燃料カット条件が不成立であり、燃料カットＦＣがオフ状態（ＦＣ＝０）であり、排気流れ制御が有効（Ｃ＝１）であり、制御弁１２が開状態に制御されている（Ｖ＝０）（図４参照）。
排気温度Ｔが高くなって行き、燃料カット条件が成立すると（時間ｔ２）、燃料カットＦＣがオン（ＦＣ＝１）となり、制御弁１２が閉状態に制御される（Ｖ＝１）（図５参照）。
その後、燃料カット条件が不成立になると（時間ｔ３）、燃料カットＦＣがオフ（ＦＣ＝０）となり、制御弁１２が開状態に制御される（Ｖ＝０）（図４参照）。
排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔ１を超えて第２の設定値Ｔａｃｔ２に達しようとするときに、燃料カット条件が成立すると（時間ｔ４）、燃料カットＦＣがオン（ＦＣ＝１）となり、制御弁１２が閉状態に制御される（Ｖ＝１）（図５参照）。
そして、燃料カット条件が不成立になると（時間ｔ５）、燃料カットＦＣがオフ（ＦＣ＝０）となり、制御弁１２が開状態に制御される（Ｖ＝０）（図４参照）。
排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２を超えようとすると（時間ｔ６）、排気流れ制御が無効（Ｃ＝０）となる。
その後、排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２を超えて高くなり、燃料カット条件が成立し、燃料カットＦＣがオン（ＦＣ＝１）になる（時間ｔ７）。
排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔ１に戻ると（時間ｔ８）、排気流れ制御が有効（Ｃ＝１）になり、制御弁１２が閉状態に制御される（Ｖ＝１）（図５参照）。
そして、燃料カット条件が不成立になると（時間ｔ９）、 燃料カットＦＣがオフ（ＦＣ＝０）となり、制御弁１２が開状態に制御される（Ｖ＝０）（図４参照）。
排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２に達すると（時間ｔ１０）、排気流れ制御が無効（Ｃ＝０）になる。
その後、排気温度Ｔが第２の設定値Ｔａｃｔ２を超えて高くなり、燃料カット条件が成立し、燃料カットＦＣがオン（ＦＣ＝１）になる（時間ｔ１１）。
排気温度Ｔが第１の設定値Ｔａｃｔ１に戻ると（時間ｔ１２）、排気流れ制御が有効（Ｃ＝１）になり、制御弁１２が閉状態に制御される（Ｖ＝１）（図５参照）。
そして、燃料カット条件が不成立になると（時間ｔ１３）、 燃料カットＦＣがオフ（ＦＣ＝０）となり、制御弁１２が開状態に制御される（Ｖ＝０）（図４参照）。
【００１９】
この結果、この実施例において、制御手段１４は、排気温度検出器１５により検出された排気温度Ｔが設定値以上であるときに、流路切替制御部１４Ｂによる制御状態にかかわらず、制御弁１２を開状態にする流路切替禁止部１４Ｃを備えている。
上記のような構成によれば、排気温度Ｔが高温となると、流路切替禁止部１４Ｃは、たとえ、燃料カットＦＣが実行されたとしても、流路切替制御部１４Ｂの制御状態にかかわらず、制御弁１２を開状態（図４参照）にする。従って、排気ガスが触媒６の全体を通過するようになるため、触媒６が過熱状態となることを防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明に係る内燃機関の排気装置を、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  内燃機関
２  排気装置
３  燃料噴射装置
４  排気通路
５  排気管
６  触媒
７  触媒ケース
８  触媒ケース内の空間
９  第１通路
１０  第２通路
１１  仕切り部材
１２  制御弁
１３  弁軸
１４  制御手段
１４Ａ  燃料カット制御部
１４Ｂ  流路切替制御部
１４Ｃ  流路切替禁止部
１４Ｄ  メモリ
１５  排気温度検出器
１６  アクセルペダルセンサ
１７  ブレーキペダルセンサ
１８  クランク角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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