(57)【要約】【課題】開閉手段の動作不良を抑制すると共に開閉手段の誤作動を抑制できる内燃機関の排気通路バルブ装置を提供すること。【解決手段】バイパスバルブ４０は、ＥＣＵ６０が有する運転制御部６２からの信号により、開閉制御部６３で開閉の制御をしている。内燃機関１の停止時には、イグニッションスイッチ７５のＯＦＦ後、停止過程時間Ｔが経過するまでの間にバイパスバルブ４０を開閉させる。これにより、バイパスバルブ４０に付着した付着物を除去できる。また、停止過程時間Ｔが経過した時点で、運転時電気系統７１を遮断してイグニッション７をＯＦＦにする。これに連動してバイパスバルブ電気系統７２も遮断する。これにより、内燃機関１の停止後にバイパスバルブ４０が誤作動することを抑制できる。これらの結果、開閉手段であるバイパスバルブ４０の動作不良を抑制すると共にバイパスバルブ４０の誤作動を抑制することができる。【選択図】        図１
2007211723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスが流れる排気通路と、
前記排気通路に配設されていると共に、前記排気通路内を開閉可能に設けられた開閉手段と、
前記内燃機関の運転を制御可能に設けられており、且つ、前記内燃機関を停止する指示である停止指示を受けた後、所定時間経過後に前記内燃機関を停止させる運転制御手段と、
前記開閉手段の開閉を制御すると共に、前記運転制御手段が前記停止指示を受けてから前記内燃機関が停止するまでの間に前記開閉手段を開閉させる開閉制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路バルブ装置。
【請求項２】
前記排気通路は、前記排気ガスが流れる第１通路と、前記排気ガスが流れると共に両端で前記第１通路に接続され、且つ、前記開閉手段が配設された第２通路とを有しており、
前記第１通路内には、前記排気ガスを浄化する浄化手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気通路バルブ装置。
【請求項３】
前記内燃機関には、前記内燃機関の運転時に点火する点火手段が接続された電気系統である運転時電気系統が設けられており、
前記停止指示は、前記運転時電気系統を遮断させる信号となっており、
前記運転制御手段は、前記運転時電気系統を遮断させる信号を受けた後、所定時間経過後に前記運転時電気系統を遮断させると共に、前記運転時電気系統を遮断させる信号を受けた後、前記運転時電気系統を遮断させるまでの間に、前記開閉制御手段に前記開閉手段を開閉させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気通路バルブ装置。
【請求項４】
前記開閉制御手段は、前記内燃機関に吸入される空気の通路である吸気通路に接続されていると共に、前記吸気通路内の圧力によって前記開閉手段を開閉させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気通路バルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路バルブ装置に関するものである。特に、この発明は、作動部分の動作不良を抑制できる内燃機関の排気通路バルブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関には、吸気通路や排気通路など気体が流れる通路に、気体の流量を調整する、或いは、通路内の開閉を行なうことを目的とした開閉手段である開閉弁が設けられているものがある。内燃機関では、当該内燃機関の運転中に、この開閉弁を開閉することにより、通路内を流れる気体の流れを調整することができるので、内燃機関の運転を制御したり、性能の向上を図ったりすることができる。しかし、内燃機関は、燃料を燃焼室内で燃焼させることにより運転しているため、気体内に燃料の燃焼時のカーボン等が含まれる場合がある。例えば、吸気通路内には、内燃機関の運転時の吹き返しにより燃料の燃焼時のカーボン等が流れる場合がある。また、排気通路内には、燃料の燃焼後の排気ガスが流れるため、燃料の燃焼時のカーボン等が流れ易くなっている。
【０００３】
このように、気体が流れる通路にカーボン等が流れた場合には、このカーボン等は開閉弁に付着する虞がある。このように、開閉弁に付着物が付着し、この付着物が固着した場合には、開閉弁を作動させるのが困難になり、動作不良の要因になる虞がある。このため、従来の内燃機関が有する気体の通路に設けられる開閉弁の中には、内燃機関の停止直後に当該開閉弁を作動させているものがある。例えば、特許文献１に記載される内燃機関の補助空気量制御装置が有する開閉弁では、内燃機関の停止直後に開閉弁を回動させている。これにより、内燃機関の運転時に開閉弁に付着・堆積した付着物を削り落とすことができる。従って、カーボン等の付着物が開閉弁の作動部分に堆積することを抑制でき、開閉弁の開閉の動作不良を抑制することができる。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−５８１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、内燃機関を停止させる場合には、通常、内燃機関に設けられる点火手段が接続された電気系統である運転時電気系統を遮断することにより、内燃機関の運転を停止する。このように、内燃機関の停止時には運転時電気系統が遮断されるが、特許文献１に記載の開閉弁のように内燃機関の運転の停止直後に作動させる場合には、開閉弁を運転時電気系統以外の電気系統に接続する必要がある。この場合、この電気系統が遮断されていない場合には、開閉弁にも電気が流れる虞があり、内燃機関の停止時において、開閉弁が接続された電気系統が遮断されていない場合には、開閉弁が誤作動する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、開閉手段の動作不良を抑制すると共に開閉手段の誤作動を抑制できる内燃機関の排気通路バルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置は、内燃機関の排気ガスが流れる排気通路と、前記排気通路に配設されていると共に、前記排気通路内を開閉可能に設けられた開閉手段と、前記内燃機関の運転を制御可能に設けられており、且つ、前記内燃機関を停止する指示である停止指示を受けた後、所定時間経過後に前記内燃機関を停止させる運転制御手段と、前記開閉手段の開閉を制御すると共に、前記運転制御手段が前記停止指示を受けてから前記内燃機関が停止するまでの間に前記開閉手段を開閉させる開閉制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、内燃機関の運転の停止時に開閉手段を開閉させているので、内燃機関の運転中に開閉手段に付着したカーボン等の付着物を、この開閉によって除去することができる。これにより、開閉手段の作動部分にカーボン等が噛み込むことによる動作不良を抑制することができる。また、内燃機関の停止は、運転制御手段が停止指示を受けた後、所定時間経過後に内燃機関の運転を停止させており、開閉制御手段は、運転制御手段がこの停止指示を受けてから内燃機関を停止するまでの間に、開閉手段の開閉を行なっている。これにより、開閉制御手段は、内燃機関を運転させるための電気系統に連動させることができ、開閉制御手段の電気系統を、内燃機関の運転の停止に伴って遮断することができる。これにより、内燃機関の停止時において、内燃機関が停止するまでの間は開閉手段を開閉させることができ、内燃機関を停止させた際には、開閉手段も作動しないようにすることができる。これらの結果、開閉手段の動作不良を抑制すると共に開閉手段の誤作動を抑制することができる。
【０００９】
また、この発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置は、前記排気通路は、前記排気ガスが流れる第１通路と、前記排気ガスが流れると共に両端で前記第１通路に接続され、且つ、前記開閉手段が配設された第２通路とを有しており、前記第１通路内には、前記排気ガスを浄化する浄化手段が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この発明では、排気通路に第１通路と第２通路とを設け、開閉手段は第２通路に配設し、第１通路内には排気ガスを浄化する浄化手段を設けている。このように、第１通路に浄化手段を設け、開閉手段を第２通路に設けることにより、開閉手段の開閉によって排気ガスが第１通路内の浄化手段を通るようにしたり、浄化手段を通らないで下流側に流れるようにしたりすることができる。このため、内燃機関の運転の停止時に開閉手段を開閉させて開閉手段の動作不良を抑制することにより、より確実に所望の状態に開閉手段を開閉することができ、排気ガスを適切に浄化手段に通したり通さなかったりすることができる。従って、排気通路に第１通路と第２通路とを形成し、浄化手段を設けた場合における排気ガスの浄化性能を、より確実に確保することができる。この結果、より確実に排気ガスを浄化することができる。
【００１１】
また、この発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置は、前記内燃機関には、前記内燃機関の運転時に点火する点火手段が接続された電気系統である運転時電気系統が設けられており、前記停止指示は、前記運転時電気系統を遮断させる信号となっており、前記運転制御手段は、前記運転時電気系統を遮断させる信号を受けた後、所定時間経過後に前記運転時電気系統を遮断させると共に、前記運転時電気系統を遮断させる信号を受けた後、前記運転時電気系統を遮断させるまでの間に、前記開閉制御手段に前記開閉手段を開閉させることを特徴とする。
【００１２】
この発明では、運転制御手段が、運転時電気系統を遮断させる信号を受けた後、運転時電気系統を遮断させるまでの間に、開閉制御手段に開閉手段を開閉させている。これにより、開閉制御手段は運転制御手段が遮断させる運転時電気系統に連動させることができ、より確実に内燃機関の運転の停止に伴って開閉手段も作動しないようにすることができる。この結果、より確実に開閉手段の誤作動を抑制することができる。
【００１３】
また、この発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置は、前記開閉制御手段は、前記内燃機関に吸入される空気の通路である吸気通路に接続されていると共に、前記吸気通路内の圧力によって前記開閉手段を開閉させることを特徴とする。
【００１４】
この発明では、開閉制御手段は、内燃機関運転時の吸気通路内の圧力によって開閉手段を開閉させているが、開閉制御手段は、運転制御手段が停止指示を受けた後、所定時間が経過して内燃機関の運転を停止させる前に、開閉手段を開閉させている。このため、内燃機関が停止していない状態で開閉手段を開閉させることができるので、より確実に内燃機関の停止時に開閉手段を開閉させることができる。この結果、より確実に開閉手段の誤作動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置は、開閉手段の動作不良を抑制すると共に開閉手段の誤作動を抑制することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。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。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係る排気通路バルブ装置が設けられた内燃機関の概略図である。同図に示す内燃機関１には、本発明の実施例に係る排気通路バルブ装置１５が備えられており、この内燃機関１は、内部に燃焼室５が形成されたシリンダヘッド２とシリンダブロック３とを有している。また、シリンダブロック３内には、当該シリンダブロック３内を往復運動可能に設けられたピストン４が配設されている。燃焼室５は、このピストン４の上死点側に位置しており、当該燃焼室５には吸気通路である吸気管１０と、排気通路である排気管１１とが接続されている。このうち、吸気管１０と燃焼室５との接続部分には、吸気バルブ１２が設けられており、排気管１１と燃焼室５との接続部分には、排気バルブ１３が設けられている。また、この燃焼室５には、内燃機関１の運転時に点火する点火手段である点火プラグ６が設けられており、点火プラグ６は、当該点火プラグ６を点火させる点火装置であるイグニッション７に接続されている。
【００１８】
また、排気管１１は、内側に内燃機関１運転時の排気ガスが流れる第１通路である主通路２１と、同様に内燃機関１運転時の排気ガスが流れる第２通路であるバイパス通路２５とを有している。これらの主通路２１とバイパス通路２５とは、排気管１１が、内燃機関１から排気ガスの下流方向に向かった所定の位置で分岐しており、分岐した後さらに接続されている。詳しくは、バイパス通路２５は、その両端部で主通路２１に接続されており、両端部のうち、主通路２１内を流れる排気ガスの流れの上流側に位置する端部が上流側接続部２６となり、主通路２１内を流れる排気ガスの流れの下流側に位置する端部が下流側接続部２７となり、上流側接続部２６と下流側接続部２７とで主通路２１に接続されている。
【００１９】
換言すると、上流側接続部２６と下流側接続部２７とは、主通路２１の形成方向、或いは主通路２１内を流れる排気ガスの流れの方向において、上流側接続部２６は下流側接続部２７よりも内燃機関１寄りに位置し、下流側接続部２７は上流側接続部２６よりも内燃機関１から離れた部分に位置している。
【００２０】
また、バイパス通路２５には、排気通路バルブ装置１５の一部を構成する開閉手段であるバイパスバルブ４０が設けられている。このバイパスバルブ４０は、バイパス通路２５内に設けられており、バイパス通路２５内において上流側接続部２６よりも排気ガスの流れ方向における下流側で、且つ、下流側接続部２７よりも排気ガスの流れ方向における上流側に設けられている。また、このバイパスバルブ４０には、内圧を変化させることにより作動するアクチュエータ４１が接続されており、バイパスバルブ４０は、このアクチュエータ４１によって作動可能になっている。また、バイパスバルブ４０は、このようにアクチュエータ４１によって作動することによりバイパス通路２５内を開閉可能に設けられている。
【００２１】
このようにバイパスバルブ４０に接続されるアクチュエータ４１には、内側に空気が通るチューブである制御チューブ４６が接続されており、さらに、この制御チューブ４６においてアクチュエータ４１に接続されている側に位置する端部の反対側の端部には、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）４２が接続されている。このＶＳＶ４２は、内側の空気圧が、大気圧よりも低い状態を維持できるように設けられた負圧タンク４３に接続されており、負圧タンク４３は負圧チューブ４７によって吸気管１０に接続されている。このように、負圧タンク４３は吸気管１０に接続されているため、内側の空気圧は、吸気管１０内の空気圧と同程度の圧力になる。また、ＶＳＶ４２は、制御チューブ４６と負圧タンク４３内とを連通する、または、制御チューブ４６と外気、即ち大気とを連通することを、切り替えることができるように設けられている。
【００２２】
また、前記排気管１１内には、内側に排気ガスを浄化する浄化手段である触媒３０が設けられており、このうち、前記主通路２１には、内側に排気ガスを浄化する触媒３０のうち第１触媒３１が配設されている。詳しくは、第１触媒３１は、主通路２１内における上流側接続部２６と下流側接続部２７との間に位置している。また、排気管１１には、当該排気管１１内を流れる排気ガスの流れ方向における下流側接続部２７の下流側に、触媒３０のうち第２触媒３２が配設されている。これらの第１触媒３１と第２触媒３２とは、炭化水素（ＨＣ）と、一酸化炭素（ＣＯ）と、窒素酸化物（ＮＯｘ）との３物質を酸化・還元反応によって同時に除去する、いわゆる三元触媒となっている。また、これらの第１触媒３１と第２触媒３２とでは、浄化温度は同じであるが、排気ガスは、流れ方向で放熱し温度勾配を持つため、第２触媒３２よりも、排気ガスの流れ方向において上流側に位置する第１触媒３１の方が、高温に晒されることになる。
【００２３】
また、排気管１１内には、排気管１１内を流れる排気ガスの成分を検出するガス成分検出手段である第１ガス成分検出センサ５１と第２ガス成分検出センサ５２とが設けられている。このうち、第１ガス成分検出センサ５１は主通路２１に設けられており、主通路２１内における第１触媒３１よりも下流側接続部２７寄りの位置、つまり、第１触媒３１よりも排気ガスの流れ方向における下流側の位置に配設されている。また、第２ガス成分検出センサ５２は、排気管１１内における第２触媒３２の近傍で、第２触媒３２よりも下流側接続部２７寄りの位置、つまり、第２触媒３２よりも排気ガスの流れ方向における上流側の位置に配設されている。また、前記吸気管１０には、燃料を吸気管１０内に噴射する燃料供給手段であるインジェクタ５０が配設されており、当該インジェクタ５０は、燃料を吸気管１０内に噴射することにより内燃機関１に対して燃料を供給可能に設けられている。
【００２４】
これらの第１ガス成分検出センサ５１、第２ガス成分検出センサ５２、インジェクタ５０、ＶＳＶ４２、イグニッション７は、全て当該内燃機関１を搭載する車両（図示省略）の各部を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０に接続されている。さらに、ＥＣＵ６０には、車両の室内に設けられ、内燃機関１の運転のＯＮとＯＦＦとを切り替えるイグニッションスイッチ７５が接続されている。このうち、イグニッション７とＥＣＵ６０とが接続されている部分を含む電気系統は、運転時電気系統７１となっており、ＶＳＶ４２とＥＣＵ６０とが接続されている部分を含む電気系統はバイパスバルブ電気系統７２となっている。これらの運転時電気系統７１とバイパスバルブ電気系統７２とは連動しており、運転時電気系統７１が遮断されると、ＥＣＵ６０によってバイパスバルブ電気系統７２も遮断される。
【００２５】
ＥＣＵ６０には、処理部６１、記憶部６７及び入出力部６８が設けられており、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。また、ＥＣＵ６０に接続されている第１ガス成分検出センサ５１、第２ガス成分検出センサ５２、インジェクタ５０、ＶＳＶ４２、イグニッション７及びイグニッションスイッチ７５は、入出力部６８に接続されており、入出力部６８は、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部６７には、本発明に係る内燃機関１の排気通路バルブ装置１５を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部６７は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、或いはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００２６】
また、処理部６１は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、少なくとも、内燃機関１の運転を制御する運転制御手段である運転制御部６２と、バイパスバルブ４０の開閉を制御する開閉制御手段である開閉制御部６３とを有している。
【００２７】
当該排気通路バルブ装置１５が有するバイパスバルブ４０の制御は、第１ガス成分検出センサ５１や第２ガス成分検出センサ５２など車両の各部に設けられたセンサ（図示省略）による検出結果に基づいて、処理部６１が前記コンピュータプログラムを当該処理部６１に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じてＶＳＶ４２を作動させることにより、バイパスバルブ４０を制御する。その際に処理部６１は、適宜記憶部６７へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このように排気通路バルブ装置１５を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ＥＣＵ６０とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。
【００２８】
また、このＥＣＵ６０と、当該ＥＣＵ６０に接続されるＶＳＶ４２、ＶＳＶ４２に接続される負圧タンク４３、及びバイパスバルブ４０に接続されるアクチュエータ４１は、バイパスバルブ４０の開閉を制御し、バイパスバルブ４０を作動させる制御手段として設けられている。
【００２９】
図２は、図１のＡ部詳細図である。前記バイパスバルブ４０は、バイパス通路２５内に形成されたバルブシート８２の近傍に設けられている。このバルブシート８２は、バイパス通路２５の内壁８１の全周に渡って内壁８１に接続されており、内壁８１から当該バイパス通路２５の内側方向に向けて突出すると共に内側に略円形の穴が開いた板状の形状で形成されている。この穴はバルブシート穴８３となっており、バルブシート８２を貫通して形成されている。
【００３０】
バイパスバルブ４０は、このように形成されるバルブシート８２の近傍に設けられ、バルブシート穴８３を開閉することにより、バイパス通路２５内を開閉可能に設けられている。詳しくは、バイパスバルブ４０は、フラップ８５とシャフト８６とを有し、さらに、これらを接続する支持部８７が設けられている。このうちシャフト８６は、略円柱状の形状で形成されており、アクチュエータ４１（図１参照）によって回動可能になっている。また、フラップ８５は、バルブシート穴８３の径よりも大きい径で形成された円板状の形状となっている。このように形成されるフラップ８５は、支持部８７によってシャフト８６に接続されており、シャフト８６が回動することより、シャフト８６の回動に伴って作動可能になっている。これにより、バイパスバルブ４０は、バルブシート穴８３を開閉でき、バイパス通路２５内を開閉可能に形成されている。
【００３１】
この実施例に係る排気通路バルブ装置１５は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。前記内燃機関１の運転時には、車両の室内に設けられたイグニッションスイッチ７５をＯＮにする。これにより、ＥＣＵ６０が有する運転制御部６２が運転時電気系統７１を閉じるように制御し、運転時電気系統７１に電気が流れるようになる。この状態で内燃機関１に設けられる始動手段であるセルスタータ（図示省略）を作動させると、内燃機関１は運転を開始する。内燃機関１が運転を開始すると、吸気管１０に設けられたインジェクタ５０から吸気管１０内に燃料を噴射することにより、吸気管１０内を流れる空気と燃料とが混合し、吸気管１０内で燃料と空気との混合気が作られる。この混合気は、吸気バルブ１２が開いた際に吸気管１０から燃焼室５内に入り込む。燃焼室５内に入り込んだ混合気は、点火プラグ６が点火した際に着火し、燃焼室５内で燃焼する。このように燃焼室５内で燃料が燃焼すると、燃焼ガスの圧力でピストン４は押し下げられ、内燃機関１は作動する。燃料の燃焼後のガスは、排気ガスとなって排気バルブ１３が開いた際に排気管１１の方向に流れ、燃焼室５内から排出される。
【００３２】
また、このように内燃機関１を運転している際には、吸気管１０から燃焼室５内に混合気が吸い込まれるため、吸気管１０内の空気圧は大気圧よりも低くなる。即ち、吸気管１０内は負圧になる。このため、負圧チューブ４７によって吸気管１０に接続される負圧タンク４３内の空気は、吸気管１０の方向に流れ、負圧タンク４３内の空気圧は、吸気管１０内の圧力と同程度の圧力になる。これにより、負圧タンク４３内は負圧になる。また、負圧タンク４３はＶＳＶ４２と接続されているが、ＶＳＶ４２は、制御チューブ４６と負圧タンク４３内とを連通する、または、制御チューブ４６と大気とを連通することを、切り替えることができるように設けられている。
【００３３】
この制御チューブ４６は、アクチュエータ４１に接続されているため、ＶＳＶ４２を切り替えることにより、アクチュエータ４１に大気圧、または負圧を伝えることができる。つまり、制御チューブ４６と負圧タンク４３内とを連通するようにＶＳＶ４２を切り替えた場合には、アクチュエータ４１に負圧を伝えることができ、制御チューブ４６と大気とを連通するようにＶＳＶ４２を切り替えた場合には、アクチュエータ４１に大気圧を伝えることができる。このように、大気圧や負圧を伝えることにより、アクチュエータ４１は作動し、アクチュエータ４１に接続されるバイパスバルブ４０のシャフト８６（図２参照）が回動することにより、バイパスバルブ４０も作動する。つまり、バイパスバルブ４０は、ＶＳＶ４２を切り替えることにより作動可能になっている。
【００３４】
内燃機関１の運転時には、排気ガスが排気管１１内を流れるが、内燃機関１の始動直後や内燃機関１を低回転低負荷で運転している際には、ＥＣＵ６０からＶＳＶ４２に信号を送り、ＶＳＶ４２を切り替えてバイパスバルブ４０を閉じる（図２参照）。これにより、バイパス通路２５内は閉じられるが、この状態では、排気ガスはバイパス通路２５には流れず、第１触媒３１が設けられた主通路２１内に流れ込み、この排気ガスは第１触媒３１を通過して第１触媒３１により浄化される。第１触媒３１を通過した排気ガスは、さらに、排気ガスの流れ方向において下流側に位置する第２触媒３２の方向に流れ、第２触媒３２を通過して第２触媒３２により浄化される。バイパスバルブ４０を閉じた状態では、排気ガスはこのように主通路２１内を流れるが、内燃機関１の暖気運転時や低回転低負荷時には、排気ガスの温度は低くなっている。このため、バイパスバルブ４０を閉じ、排気ガスが第１触媒３１を通過するようにした場合でも、第１触媒３１の温度が高くなり過ぎることを抑制できる。
【００３５】
図３は、図２に示したバイパスバルブが開いた状態を示す図である。また、内燃機関１を高回転高負荷で運転している際には、ＥＣＵ６０からＶＳＶ４２にバイパスバルブ４０を開ける信号を送り、ＶＳＶ４２を切り替える。これにより、アクチュエータ４１はバイパスバルブ４０のシャフト８６を回動させるので、フラップ８５はバルブシート８２から離れた位置に移動し、バイパスバルブ４０は開けられる。バイパスバルブ４０が開けられると、バイパス通路２５内におけるバルブシート穴８３の上流側と下流側とが連通するので、バイパス通路２５内が開かれ、排気ガスはバイパス通路２５に流れ込む。この場合、排気管１１内を流れる排気ガスは、ほぼ全てバイパス通路２５に流れるため、主通路２１内には流れなくなる。このように、バイパスバルブ４０を開けた状態では、排気ガスは主通路２１内に流れないため、排気ガスは第１触媒３１を通過することなく第２触媒３２の方向に流れて第２触媒３２のみにより浄化される。また、内燃機関１を高回転・高負荷で運転する際には排気ガスの温度は高くなるが、排気ガスは放熱しながら下流方向に流れる。このため、高温の排気ガスが第２触媒３２を通過する際には、排気ガスの温度は低下しているので、第２触媒３２の温度が高くなり過ぎることが抑制される。
【００３６】
図４は、内燃機関の停止時のイグニッションとバイパスバルブの開閉の流れを示す説明図である。図４では、時間の経過に対するイグニッションスイッチ７５のＯＮまたはＯＦＦの信号であるイグニッション信号の状態をイグニッション信号線９１により示しており、時間の経過に対するバイパスバルブ４０の開閉状態をバイパスバルブ状態線９２により示しており、時間の経過に対するイグニッション７のＯＮとＯＦＦの状態をイグニッション状態線９３により示している。内燃機関１の運転の停止時には、イグニッション信号線９１で示すように、車両の室内に設けられたイグニッションスイッチ７５をＯＮの状態からＯＦＦにする。このようにイグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした場合、運転時電気系統７１はすぐには遮断されず、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから実際にイグニッション７をＯＦＦにするまでの所定時間である、停止過程時間Ｔの経過後に遮断される。つまり、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした場合、イグニッション状態線９３で示すように停止過程時間Ｔの経過後にイグニッション７はＯＮの状態からＯＦＦの状態になり、イグニッション７は停止するので、点火プラグ６は点火しなくなる。また、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした場合には、インジェクタ５０から噴射する燃料は停止する。このため、内燃機関１の運転は停止する。
【００３７】
イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした場合、イグニッション７は停止過程時間Ｔの経過後にＯＦＦになるが、イグニッションスイッチ７５のＯＦＦ時にバイパスバルブ４０が閉じた状態にある場合（図２参照）には、バイパスバルブ状態線９２で示しように、バイパスバルブ４０を開けた後（図３参照）、再びバイパスバルブ４０を閉じる。つまり、バイパスバルブ４０は、イグニッションスイッチ７５がＯＦＦになってから、イグニッション７がＯＦＦになり、内燃機関１が完全に停止するまでに間に開閉する。
【００３８】
また、内燃機関１の運転中には、燃焼室５で燃料が燃焼するため、排気ガス中にはカーボン等が含まれており、このカーボンは、排気ガスが排気管１１内を流れることにより、排気ガスの流れに伴って排気管１１内を流れる。バイパスバルブ４０は、この排気管１１のうちバイパス通路２５内に設けられているが、バイパス通路２５内では、このようにバイパスバルブ４０が設けられていることにより、バイパスバルブ４０付近で排気ガスが澱み易くなっている。このため、排気ガス中のカーボンはバイパスバルブ４０に付着し、バイパスバルブ４０に対する付着物９５となる場合がある。特に、バイパスバルブ４０のシャフト８６付近にカーボンが付着して付着物９５となった場合、バイパスバルブ４０の作動時に噛み込む虞がある。このように、バイパスバルブ４０のシャフト８６付近に付着物９５が付着している場合でも、内燃機関１の運転の停止時にバイパスバルブ４０を開閉することにより、付着物９５に対して外力が作用するので、付着物９５はバイパスバルブ４０から外れ、付着物９５は除去される。
【００３９】
次に、実施例に係る排気通路バルブ装置１５の制御方法、即ち、当該排気通路バルブ装置１５の処理手順のうち、内燃機関１を停止させる場合における処理手順について詳細に説明する。図５は、本発明の実施例に係る排気通路バルブ装置の制御方法の処理手順を示すフロー図である。内燃機関１の運転時には、イグニッションスイッチ７５はＯＮになっているが、内燃機関１の運転を停止させる際には、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにする。イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした場合、その情報は、内燃機関１を停止する指示である停止指示として、ＥＣＵ６０が有する運転制御部６２に伝えられる。このように運転制御部６２に伝えられる停止指示は、運転時電気系統７１を遮断させる信号となっている。
【００４０】
運転制御部６２では、イグニッションスイッチ７５からの信号、即ちイグニッション信号を受けることによりイグニッションスイッチ７５の状態を検出しており、イグニッションスイッチ７５がＯＦＦであるかを判断する（ステップＳＴ１０１）。この判断により、イグニッションスイッチ７５がＯＦＦであると判断された場合には、インジェクタ５０からの燃料の噴射を停止し、燃料供給を停止する（ステップＳＴ１０２）。詳しくは、運転時電気系統７１を遮断させる信号を、入出力部６８を介して運転制御部６２が受けた後、この運転制御部６２がインジェクタ５０に対して、燃料の噴射を停止させる信号を送る。これにより、燃料の供給は停止し、内燃機関１は停止するが、イグニッション７はＯＦＦになっていない。つまり、運転時電気系統７１は遮断されていない。このため、運転時電気系統７１に連動して遮断されるバイパスバルブ電気系統７２は、イグニッションスイッチ７５がＯＦＦになっても、運転時電気系統７１が遮断されるまでは遮断されない。また、イグニッションスイッチ７５がＯＦＦであるかの判断により、イグニッションスイッチ７５がＯＦＦではない、即ち、ＯＮであると判断された場合には、この処理手順から抜け出る。
【００４１】
インジェクタ５０による燃料の供給を停止した後は、次に、バイパスバルブ４０を開ける（ステップＳＴ１０３）。詳しくは、運転時電気系統７１を遮断させる信号を運転制御部６２が受けた後、この運転制御部６２が開閉制御部６３に対して、バイパスバルブ４０を開ける旨の信号を送る。この信号を受けた開閉制御部６３は、入出力部６８を介してＶＳＶ４２にバイパスバルブ４０を開ける信号を送り、ＶＳＶ４２を切り替える。これにより、バイパスバルブ４０は開けられる。
【００４２】
イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてバイパスバルブ４０を開けた後、次に、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから実際にイグニッション７をＯＦＦにするまでの所定時間である、停止過程時間Ｔが経過したか否かを判断する（ステップＳＴ１０４）。この判断により、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから、停止過程時間Ｔが経過してないと判断された場合には、停止過程時間Ｔが経過するまでバイパスバルブ４０を開けた状態を維持し、停止過程時間Ｔの経過を待つ。なお、この停止過程時間Ｔは、予め記憶部６７に記憶されている。
【００４３】
これに対し、停止過程時間Ｔが経過したか否かの判断により、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから停止過程時間Ｔが経過したと判断された場合には、バイパスバルブ４０を閉じる（ステップＳＴ１０５）。詳しくは、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから停止過程時間Ｔが経過した後、運転制御部６２が開閉制御部６３に対して、バイパスバルブ４０を閉じる旨の信号を送る。この信号を受けた開閉制御部６３は、入出力部６８を介してＶＳＶ４２にバイパスバルブ４０を閉じる信号を送り、ＶＳＶ４２を切り替える。これにより、バイパスバルブ４０は閉じられる。
【００４４】
このように、バイパスバルブ４０を閉じた後は、次にイグニッション７をＯＦＦにする（ステップＳＴ１０６）。詳しくは、バイパスバルブ４０を閉じた後、運転制御部６２で運転時電気系統７１を遮断することによってイグニッション７をＯＦＦにする。その際に、運転時電気系統７１とバイパスバルブ電気系統７２とは連動して運転制御部６２によって遮断されるため、運転制御部６２が運転時電気系統７１を遮断する際には、バイパスバルブ電気系統７２も連動して遮断する。これにより、内燃機関１は完全に停止する。
【００４５】
以上の排気通路バルブ装置１５は、内燃機関１の運転の停止時にバイパスバルブ４０を開閉させているので、内燃機関１の運転中にバイパスバルブ４０に付着したカーボン等の付着物９５に対して、この開閉により外力を与えることができ、付着物９５を除去することができる。これにより、バイパスバルブ４０のシャフト８６付近、即ち作動部分に付着物９５が噛み込むことによる動作不良を抑制することができる。また、内燃機関１の停止は、イグニッションスイッチ７５のＯＦＦによって運転制御部６２が停止指示を受けた後、停止過程時間Ｔの経過後に内燃機関１の運転を完全に停止させており、開閉制御部６３は、運転制御部６２がこの停止指示を受けてから内燃機関１を停止するまでの間に、バイパスバルブ４０の開閉を行なっている。これにより、開閉制御部６３は、内燃機関１を運転させるための電気系統である運転時電気系統７１に連動させることができ、開閉制御部６３の電気系統であるバイパスバルブ電気系統７２を、内燃機関１の運転の停止に伴って遮断することができる。これにより、内燃機関１の停止時において、運転時電気系統７１が遮断され、イグニッション７がＯＦＦになるまでの間、即ち、内燃機関１が完全に停止するまでの間はバイパスバルブ４０を開閉させることができ、内燃機関１を停止させた際には、バイパスバルブ４０も作動しないようにすることができる。これらの結果、開閉手段であるバイパスバルブ４０の動作不良を抑制すると共にバイパスバルブ４０の誤作動を抑制することができる。
【００４６】
また、排気管１１に主通路２１とバイパス通路２５とを設け、バイパスバルブ４０はバイパス通路２５に配設し、主通路２１内には排気ガスを浄化する第１触媒３１を設けている。このように、主通路２１に第１触媒３１を設け、バイパスバルブ４０をバイパス通路２５に設けることにより、バイパスバルブ４０の開閉によって排気ガスが主通路２１内の第１触媒３１を通るようにしたり、第１触媒３１を通らないで下流側に流れるようにしたりすることができる。このため、内燃機関１の運転の停止時にバイパスバルブ４０を開閉させてバイパスバルブ４０の動作不良を抑制することにより、より確実に所望の状態にバイパスバルブ４０を開閉することができ、排気ガスを適切に第１触媒３１に通したり通さなかったりすることができる。従って、排気管１１に主通路２１とバイパス通路２５とを形成し、主通路２１内に第１触媒３１を設けた場合における排気ガスの浄化性能を、より確実に確保することができる。この結果、より確実に排気ガスを浄化することができる。
【００４７】
また、運転制御部６２が、運転時電気系統７１を遮断させる信号を受けた後、運転時電気系統７１を遮断させるまでの間に、開閉制御部６３にバイパスバルブ４０を開閉させている。これにより、開閉制御部６３は運転制御部６２が遮断させる運転時電気系統７１に連動させることができ、より確実に内燃機関１の停止に伴ってバイパスバルブ４０も作動しないようにすることができる。この結果、より確実にバイパスバルブ４０の誤作動を抑制することができる。
【００４８】
また、アクチュエータ４１などバイパスバルブ４０の開閉手段は、内燃機関１運転時の吸気管１０内の圧力、即ち負圧を利用してバイパスバルブ４０を開閉させているが、開閉制御部６３は、運転制御部６２が停止指示を受けた後、内燃機関１の運転の停止直後にバイパスバルブ４０を開閉させている。このため、負圧タンク４３内の圧力が高くなる前にバイパスバルブ４０を開閉させることができるので、より確実に内燃機関１の停止時にバイパスバルブ４０を開閉させることができる。この結果、より確実にバイパスバルブ４０の誤作動を抑制することができる。
【００４９】
なお、上述した排気通路バルブ装置１５では、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした時点でインジェクタ５０からの燃料の噴射を停止しており、燃料の供給を停止しているが、インジェクタ５０からの燃料の噴射は、停止過程時間Ｔの経過後に噴射を停止してもよい。これにより、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてからインジェクタ５０をＯＦＦにするまでの間は、内燃機関１は運転を続けるので、吸気管１０内は負圧を維持し続ける。従って、この間に吸気管１０内の負圧を利用してバイパスバルブ４０を開閉する際に、より確実に開閉することができ、より確実にバイパスバルブ４０に付着した付着物９５を除去することができる。この結果、より確実にバイパスバルブ４０の誤作動を抑制することができる。
【００５０】
また、上述した説明では、バイパスバルブ４０はイグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした時点で閉じられている状態の場合について説明しているが、バイパスバルブ４０は、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした時点で開いていてもよい。バイパスバルブ４０が開いた状態においても、バイパスバルブ４０は、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから停止過程時間Ｔが経過するまでの間に開閉すればよい。さらに、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにした時点でバイパスバルブ４０が開いている場合、バイパスバルブ４０は、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにしてから停止過程時間Ｔが経過するまでの間に、閉じる、開く、閉じる、の流れで作動するのが好ましい。このように作動した場合、バイパスバルブ４０は、閉じられた状態で停止することになる。上記内燃機関１の始動時には、排気ガスは主通路２１内に設けられた第１触媒３１に流すため、内燃機関１の始動時にはバイパスバルブ４０を閉じるが、内燃機関１の停止時にバイパスバルブ４０を閉じた状態で停止させることにより、始動時に、より確実に排気ガスを第１触媒３１で浄化することができる。この結果、内燃機関１のエミッション性能を確保することができる。
【００５１】
また、排気通路バルブ装置１５が有する開閉手段はバイパスバルブ４０以外のものでもよく、内燃機関１の運転時に排気管１１内を開閉ものであれば、バイパスバルブ４０以外のものでもよい。この場合、イグニッションスイッチ７５をＯＦＦにして、開閉手段が開閉して停止する際における開閉手段の状態は、内燃機関１の始動時における開閉手段の状態と同じ状態であるのが好ましい。この状態で開閉手段を停止することにより、内燃機関１の始動時に開閉手段を作動させる必要がなく、内燃機関の始動時における処理手順を低減することができ、容易に始動することができる。
【００５２】
また、上述した排気通路バルブ装置１５では、アクチュエータ４１等を使用してバイパスバルブ４０を作動させているが、バイパスバルブ４０の作動は、アクチュエータ４１等以外により行なってもよい。内燃機関１の運転中にバイパスバルブ４０の作動を確実に行なえるものであれば、アクチュエータ４１等以外のものを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係る内燃機関の排気通路バルブ装置は、内燃機関の排気通路内を開閉するバルブ装置に有用であり、特に、バルブの作動を確保する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例に係る排気通路バルブ装置が設けられた内燃機関の概略図である。
【図２】図１のＡ部詳細図である。
【図３】図２に示したバイパスバルブが開いた状態を示す図である。
【図４】内燃機関の停止時のイグニッションとバイパスバルブの開閉の流れを示す説明図である。
【図５】本発明の実施例に係る排気通路バルブ装置の制御方法の処理手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  内燃機関
２  シリンダヘッド
３  シリンダブロック
４  ピストン
５  燃焼室
６  点火プラグ
７  イグニッション
１０  吸気管
１１  排気管
１２  吸気バルブ
１３  排気バルブ
１５  排気通路バルブ装置
２１  主通路
２５  バイパス通路
２６  上流側接続部
２７  下流側接続部
３０  触媒
３１  第１触媒
３２  第２触媒
４０  バイパスバルブ
４１  アクチュエータ
４２  ＶＳＶ
４３  負圧タンク
４６  制御チューブ
４７  負圧チューブ
５０  インジェクタ
５１  第１ガス成分検出センサ
５２  第２ガス成分検出センサ
６０  ＥＣＵ
６１  処理部
６２  運転制御部
６３  開閉制御部
６７  記憶部
６８  入出力部
７１  運転時電気系統
７２  バイパスバルブ電気系統
７５  イグニッションスイッチ
８１  内壁
８２  バルブシート
８３  バルブシート穴
８５  フラップ
８６  シャフト
８７  支持部
９１  イグニッション信号線
９２  バイパスバルブ状態線
９３  イグニッション状態線
９５  付着物
【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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