(57)【要約】【課題】バルブの開閉頻度を抑制することができる触媒バイパス装置を提供すること。【解決手段】内燃機関１００と主触媒１２０とを連通する第１排気通路２と、両端部３１，３２がこの第１排気通路２に連通する第２排気通路３と、第２排気通路３に配置され、この第２排気通路３に流入した排気ガスを浄化する補助触媒４と、第１排気通路２に配置され、この第１排気通路２を閉塞することで、第１排気通路２を通過する排気ガスを第２排気通路３に流入させるバルブ５と、このバルブ５を開閉するバルブ開閉手段であるアクチュエータ６と、補助触媒４の温度を検出する温度検出手段である温度センサ７と、検出された温度が開弁温度以上であるとアクチュエータ６によりバルブ５を開弁し、検出された温度が開弁温度よりも所定温度低い閉弁温度以下となるとこのアクチュエータ６によりバルブ５を閉弁するバルブ開閉制御手段であるＥＣＵ８とを備える。【選択図】        図１
2007224790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と当該内燃機関から排気される排気ガスを浄化する主触媒とを連通する第１排気通路と、
両端部が前記第１排気通路に連通する第２排気通路と、
前記第２排気通路に配置され、当該第２排気通路に流入した排気ガスを浄化する補助触媒と、
前記第１排気通路に配置され、当該第１排気通路を閉塞することで、当該第１排気通路を通過する排気ガスを前記第２排気通路に流入させるバルブと、
前記バルブを開閉するバルブ開閉手段と、
前記補助触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度が開弁温度以上であると前記バルブ開閉手段により前記バルブを開弁し、前記検出された温度が前記開弁温度よりも所定温度低い閉弁温度以下となると当該バルブ開閉手段により当該バルブを閉弁するバルブ開閉制御手段と、
を備えることを特徴とする触媒バイパス装置。
【請求項２】
内燃機関と当該内燃機関から排気される排気ガスを浄化する主触媒とを連通する第１排気通路と、
両端部が前記第１排気通路に連通する第２排気通路と、
前記第２排気通路に配置され、当該第２排気通路に流入した排気ガスを浄化する補助触媒と、
前記第１排気通路に配置され、当該第１排気通路を閉塞することで、当該第１排気通路を通過する排気ガスを前記第２排気通路に流入させるバルブと、
前記バルブを開閉するバルブ開閉手段と、
前記補助触媒の温度を検出する温度検出手段と、
前記検出された温度が開弁温度以上であると前記バルブ開閉手段により前記バルブを開弁し、所定時間経過後に再度検出された温度が当該開弁温度未満であると当該バルブ開閉手段により当該バルブを閉弁するバルブ開閉制御手段と、
を備えることを特徴とする触媒バイパス装置。
【請求項３】
前記バルブ開閉手段は、前記内燃機関が発生する負圧を用いて前記バルブを開弁することを特徴とする請求項１または２に記載の触媒バイパス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触媒バイパス装置に関し、さらに詳しくは、主触媒の浄化能力が低い時に、補助触媒により内燃機関から排気される排気ガスを浄化する触媒バイパス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排気される排気ガスには、各種の有害物質が含まれている。この有害物質は、主に一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）、窒化酸化物（ＮＯx）などである。これらの有害物質を大気に放出することは、人体に悪影響を与えたり、自然環境を汚染したりすることとなるため、有害物質を大気に放出できる量は一定量の規制されている。一般に、内燃機関から排気される排気ガスに含まれる有害物質は、内燃機関の排気経路に配置された触媒により排気ガスが浄化されることで大気に放出される量が低減されている。
【０００３】
従来では、特許文献１に示すように、内燃機関の排気経路に排気バイパス装置（触媒バイパス装置）が備えられているものがある。この排気バイパス装置は、内燃機関と排気ガスが必ず通過するリア触媒（主触媒）との間に配置されている。この排気バイパス装置は、内燃機関の運転状態に応じて排気ガスが通過するフロント触媒（補助触媒）と、切替弁（バルブ）と、この切替弁を作動させるアクチュエータ（バルブ開閉手段）とを備える。この排気バイパス装置では、アクチュエータにより切替弁が、バイパス通路を開くとともにフロント触媒側の通路を閉塞すると、内燃機関から排気される排気ガスが直接リア触媒に流入する。一方、アクチュエータにより切替弁が、バイパス通路を閉塞するとともにフロント触媒側の通路を開くと、フロント触媒を介してこの排気ガスがリア触媒に流入することとなる。
【０００４】
ここで、この特許文献１に示す従来の排気バイパス装置では、排気ガスの温度が低くリア触媒の浄化能力が低い際に、排気ガスをフロント触媒に流入させ、このフロント触媒によりある程度浄化した後に、リア触媒に流入させる。また、この排気バイパス装置は、内燃機関が高回転高負荷の運転状態である場合に、フロント触媒を介さずに排気ガスを直接リア触媒に流入させる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１を含む従来の触媒バイパス装置では、バルブの動作、すなわち開閉タイミングは、通常補助触媒の温度に基づいて行われる。例えば、補助触媒の温度を検出する温度センサを備え、この温度センサにより検出された補助触媒の温度が所定温度（例えば、７００°）以上となった場合に、バルブ開閉手段によりバルブを開弁し、補助触媒を介さずに排気ガスを直接主触媒に流入させる。つまり、所定温度以上となるとバルブが開弁し、所定温度未満となるとバルブが閉弁することとなる。
【０００７】
しかしながら、上記のように、所定温度、すなわち閾値でバルブの開閉動作が行われる場合、補助触媒の温度がこの所定温度を挟んで上下すると、このバルブの開閉頻度が高くなる。従って、バルブ開閉手段によるバルブの開閉動作が頻繁となり、このバブル開閉手段によるバルブの開閉動作に遅れが発生する虞があった。また、バルブ開閉手段が上記のように負圧によりバルブの開閉動作を行う場合には、バルブ開閉動作１回ごとに負圧を消費することとなるため、バルブの開閉頻度が高くなると、このバルブ開閉手段によるバルブの開閉動作が行えなくなるという虞があった。
【０００８】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バルブの開閉頻度を抑制することができる触媒バイパス装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、内燃機関と当該内燃機関から排気される排気ガスを浄化する主触媒とを連通する第１排気通路と、両端部が前記第１排気通路に連通する第２排気通路と、前記第２排気通路に配置され、当該第２排気通路に流入した排気ガスを浄化する補助触媒と、前記第１排気通路に配置され、当該第１排気通路を閉塞することで、当該第１排気通路を通過する排気ガスを前記第２排気通路に流入させるバルブと、前記バルブを開閉するバルブ開閉手段と、前記補助触媒の温度を検出する温度検出手段と、前記検出された温度が開弁温度以上であると前記バルブ開閉手段により前記バルブを開弁し、前記検出された温度が前記開弁温度よりも所定温度低い閉弁温度以下となると当該バルブ開閉手段により当該バルブを閉弁するバルブ開閉制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、バルブ開閉手段によりバルブを開弁する閾値である開弁温度と、バルブ開閉手段によりバルブを閉弁する閾値である閉弁温度とを異ならせる。つまり、バルブは、検出された補助触媒の温度が開弁温度以上となりバルブ開閉手段により開弁された後、補助触媒の温度が開弁温度よりも所定温度低い閉弁温度となるまでは、開弁状態が維持される。従って、バルブ開閉手段が１つの温度を閾値としてバルブの開閉動作を行う場合と比較して、バルブの開閉頻度を抑制することができる。これにより、バルブ開閉動作の遅れの発生を抑制することができる。
【００１１】
また、この発明では、内燃機関と当該内燃機関から排気される排気ガスを浄化する主触媒とを連通する第１排気通路と、両端部が前記第１排気通路に連通する第２排気通路と、前記第２排気通路に配置され、当該第２排気通路に流入した排気ガスを浄化する補助触媒と、前記第１排気通路に配置され、当該第１排気通路を閉塞することで、当該第１排気通路を通過する排気ガスを前記第２排気通路に流入させるバルブと、前記バルブを開閉するバルブ開閉手段と、前記補助触媒の温度を検出する温度検出手段と、前記検出された温度が開弁温度以上であると前記バルブ開閉手段により前記バルブを開弁し、所定時間経過後に再度検出された温度が当該開弁温度未満であると当該バルブ開閉手段により当該バルブを閉弁するバルブ開閉制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、検出された補助触媒の温度が開弁温度以上となるとバルブ開閉手段によりバルブが開弁され、再度検出された補助触媒の温度が開弁温度未満となるとバブル開閉手段によりバルブが閉弁されるが、この再度検出される補助触媒の温度は、所定時間経過後に検出された補助触媒の温度である。従って、検出された補助触媒の温度と開弁温度とを常に比較して、バルブ開閉手段によりバルブの開閉動作を行わせる場合と比較して、バルブの開閉頻度を抑制することができる。これにより、バルブ開閉動作の遅れの発生を抑制することができる。
【００１３】
また、この発明では、前記バルブ開閉手段は、前記内燃機関が発生する負圧を用いて前記バルブを開弁することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、バルブ開閉手段によるバルブの開閉頻度を抑制することができるので、このバルブ開閉手段が用いる負圧の消費を抑制することができる。これにより、バルブの開閉動作を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明にかかる触媒バイパス装置は、バルブの開閉頻度を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下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、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。ここで、以下に説明する触媒バイパス装置は、乗用車、トラックなどの車両に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気経路に配置されるものである。
【実施例１】
【００１７】
図１は、この発明にかかる触媒バイパス装置の構成例を示す図である。この発明にかかる触媒バイパス装置１−１は、内燃機関１００の排気経路１１０に配置されるものである。この触媒バイパス装置１は、排気経路１１０において、内燃機関１００と、この内燃機関１００から排気された排気ガスを浄化する主触媒１２０との間に配置されるものである。この触媒バイパス装置１−１は、第１排気通路２と、第２排気通路３と、補助触媒４と、バルブ５と、アクチュエータ６と、温度センサ７と、ＥＣＵ８とにより構成されている。なお、この主触媒１２０は、排気ガス中の有害物質を例えば三元触媒などの浄化触媒であり、活性温度以上で所定の浄化能力を発揮する触媒である。
【００１８】
第１排気通路２は、内燃機関１００の図示しない燃焼室と、主触媒１２０とを連通するものである。この第１排気通路２には、この第１排気通路２を閉塞することができるバルブ５が配置されている。
【００１９】
第２排気通路３は、上記第１排気通路２の途中をバイパスするように、その両端部３１，３２がこの第１排気通路２に連通して配置されている。ここで、この両端部３１，３２は、第１排気通路２に配置されるバルブ５を挟むように、この第１排気通路２に連通している。この第２排気通路３には、補助触媒４が配置されている。なお、この第２排気通路３は、上記バルブ５が開弁状態の場合に、第１排気通路２を通過する未浄化の排気ガスがほぼ流入しないように第１排気通路２と連通している。
【００２０】
補助触媒４は、この第２排気通路３に流入した未浄化の排気ガスを浄化するものである。この補助触媒４は、上記第２排気通路３の途中に配置され、例えば上記主触媒１２０と同様に三元触媒などの浄化触媒であり、活性温度以上で所定の浄化能力を発揮する触媒である。
【００２１】
バルブ５は、この第１排気通路２を閉塞することで、第１排気通路を通過する未浄化の排気ガスを第２排気通路３に流入させるものである。このバルブ５は、上記第１排気通路２の途中に、この第１排気通路に対して回転自在に支持されている。バルブ５は、開弁することで第１排気通路２を開放し、閉弁することで第１排気通路２を閉塞するものである。
【００２２】
アクチュエータ６は、バルブ開閉手段であり、上記バルブ５を開閉するものである。つまり、アクチュエータ６によりバルブ５の開閉動作が行われる。このアクチュエータ６は、内燃機関１００が発生する負圧を用いてバルブ５を開弁するものである。このアクチュエータ６は、ダイヤフラムアクチュエータ６１と、ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）６２と、負圧タンク６３とにより構成されている。なお、６４は、ダイヤフラムアクチュエータ６１とバルブ５とを連結する連結部材である。また、６５は、負圧タンク６３から吸気経路１３０へ空気が流れることのみを許容するチェック弁である。また、６６〜６９は、アクチュエータ６を構成する各構成部品に接続されるチューブである。
【００２３】
ダイヤフラムアクチュエータ６１は、負圧により作動し、バルブ５を開弁するものである。このダイヤフラムアクチュエータ６１は、ダイヤフラム式のアクチュエータであり、ＶＳＶ６２とチューブ６６を介して接続されている。なお、このダイヤフラムアクチュエータ６１の動作は、連結部材６４に伝達され、この連結部材６４に伝達されたダイヤフラムアクチュエータ６１の動作により、バルブ５の開閉動作が行われる。
【００２４】
ＶＳＶ６２は、負圧あるいは大気圧をダイヤフラムアクチュエータ６１に導入するものである。このＶＳＶ６２には、３つのチューブ６６〜６８がそれぞれ接続されている。このＶＳＶ６２は、チューブ６６によりダイヤフラムアクチュエータ６１と接続され、チューブ６７により負圧タンク６３と接続され、チューブ６８により大気と接続されている。つまり、ＶＳＶ６２は、チューブ６７を介して導入される負圧、あるいはチューブ６８を介して導入される大気圧のいずれかをチューブ６６を介してダイヤフラムアクチュエータ６１に導入する。ここで、ダイヤフラムアクチュエータ６１は、ＶＳＶ６２により負圧が導入されると、連結部材６４を介してバルブ５を開弁する。また、ダイヤフラムアクチュエータ６１は、バルブ５が開弁した状態からＶＳＶ６２により大気圧が導入されると、負圧が導入された場合と反対の動作を行い、連結部材６４を介して開弁していたバルブ５を閉弁する。なお、このＶＳＶ６２は、ＥＣＵ８により制御されるものであり、ＥＣＵ８から出力される制御信号により、ダイヤフラムアクチュエータ６１に負圧あるいは大気圧のいずれかを導入する。
【００２５】
負圧タンク６３は、内燃機関１００の吸気経路１３０に発生した負圧を貯留するものである。この負圧タンク６３は、上記チューブ６７によりＶＳＶ６２と接続され、チューブ６９により、吸気経路１３０に接続されている。負圧タンク６３には、チューブ６９を介して吸気経路１３０に負圧が発生すると、この負圧タンク６３内の空気がチェック弁６５を介して、吸気経路１３０に供給され、負圧が貯留される。また、負圧タンク６３は、チューブ６７およびＶＳＶ６２を介して、この貯留した負圧をダイヤフラムアクチュエータ６１に導入する。
【００２６】
温度センサ７は、補助触媒４の温度、この実施例では補助触媒４の床温を測定し、検出するものである。なお、検出された補助触媒４の温度Ｔは、ＥＣＵ８に出力される。
【００２７】
ＥＣＵ（Engine Control Unit）８は、内燃機関１００の運転を制御するものであるとともに、バルブ開閉制御手段である。このＥＵＣ８は、上記ＶＳＶ６２を制御することで、バルブ５の開閉を制御する。ここで、このＥＣＵ８は、図示しない入出力ポート（Ｉ／Ｏ）と、処理部と、記憶部とにより構成されている。図示しない入出力ポートは、例えば上記温度センサ７、内燃機関１００に吸気される吸入空気量を調整する図示しないスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、ＶＳＶ６２、その他内燃機関１００の運転制御に必要な各種センサおよび上記各種装置と接続されている。従って、ＥＣＵ８は、温度センサ７、スロットル開度センサ、その他各種センサから出力されたデータがＥＣＵ８に入力される。ＥＣＵ８は、この入力されたデータや、図示しない記憶部に記憶されている各種マップなどに基づいてＶＳＶ６２、その他各種装置に制御信号をそれぞれ出力するものである。図示しない処理部は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより構成されている。この処理部は、触媒バイパス装置を制御する触媒バイパス装置制御方法、すなわちバルブ開閉制御方法に基づくプログラムを例えばＲＡＭにロードして実行することにより、実現させるものである。また、図示しない記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）あるいはＲＡＭ、あるいはこれらの組み合わせなどにより構成されている。なお、この実施例では、バルブ開閉制御手段としてＥＣＵ８を用いたがこの発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＥＣＵ８とは、別の制御装置によって、触媒バイパス装置を制御する触媒バイパス装置制御方法、すなわちバルブ開閉制御方法を実現しても良い。
【００２８】
次に、この実施例１にかかる触媒バイパス装置１−１の動作について説明する。図２は、実施例１にかかる触媒バイパス装置の動作フロー図である。ここでは、通常、閉弁状態であるバルブ５を開弁し、再び閉弁するまでの動作について説明する。
【００２９】
まず、ＥＣＵ８は、補助触媒４の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ１０１）。ここでは、ＥＣＵ８は、温度センサ７により検出された補助触媒４の温度Ｔを取得する。
【００３０】
次に、ＥＣＵ８は、上記取得され、すなわち検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。開弁温度Ｔ１は、アクチュエータ６によりバルブ５を開弁する閾値であり、内燃機関が高速高負荷の運転状態である場合に、未浄化の排気ガスが補助触媒４に流入することで到達する温度をいい、補助触媒４の熱劣化を抑制することができない温度をいう。例えば、開弁温度は、７００°程度である。なお、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１未満である場合、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１以上となるまで検出された補助触媒４の温度Ｔの取得を繰り返す。
【００３１】
次に、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１以上であると判断すると、バルブ５を開弁する（ステップＳＴ１０３）。ここでは、ＥＣＵ８は、ＶＳＶ６２に制御信号を出力する。このＶＳＶ６２は、この制御信号により、負圧タンク６３に貯留されている負圧をチューブ６７、ＶＳＶ６２、チューブ６６を介してダイヤフラムアクチュエータ６１に導入する。このダイヤフラムアクチュエータ６１は、導入された負圧により、連結部材６４を介して閉弁状態であったバルブ５を開弁する。つまり、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１以上であると判断すると、アクチュエータ６によりバルブ５を開弁する。
【００３２】
バルブ５が開弁されると、図１に示すように、内燃機関１００の図示しない燃焼室から排気経路１１０に排気された未浄化の排気ガスは、矢印Ａに示すように、この第１排気通路２を通過し、主触媒１２０に流入する。つまり、内燃機関１００が高速高負荷の運転状態である場合に、バルブ５が開弁されることにより、未浄化の排気ガスは、第２排気通路３を通過せず、すなわち補助触媒４に流入せずに、第１排気通路２を通過することで直接主触媒１２０に流入する。従って、温度の高い未浄化の排気ガスが補助触媒４に流入することによるこの補助触媒４の熱劣化を抑制し、未浄化の排気ガスが補助触媒４を通過することによる圧力損失を低減し、内燃機関１００の出力の低下を抑制することができる。
【００３３】
ここで、バルブ５は、ＥＣＵ８により検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１以上であると判断されるまで、閉弁状態を維持する。従って、バルブ５の閉弁状態が維持されていると、同図に示すように、内燃機関１００の図示しない燃焼室から排気経路１１０に排気された未浄化の排気ガスは、矢印Ｂ（同図点線）に示すように、この第１排気通路２から端部３１を介して第２排気通路３に流入する。そして、補助触媒４に流入し、この補助触媒４を通過し、端部３２を介して再び第１排気通路２に戻り、主触媒１２０に流入する。つまり、内燃機関１００から排気経路１１０に排気された未浄化の排気ガスの温度が低いために、主触媒１２０の温度が上昇せず、この主触媒１２０の浄化能力が低い場合においても、未浄化の排気ガスは、補助触媒４に流入することとなる。これにより、浄化能力の低い主触媒１２０に排気ガスが流入する前に、この排気ガスを補助触媒４に流入させるので、未浄化の排気ガスを補助触媒４によりある程度浄化することができるため、主触媒１２０の浄化能力が低くても、排気経路１１０に排気された排気ガスを十分に浄化することができる。
【００３４】
次に、ＥＣＵ８は、図２に示すように、内燃機関１００がフューエルカット状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０４）。ここでは、ＥＣＵ８は、フューエルカット状態、すなわち内燃機関１００に燃料が供給されていない状態であるか否かをこの実施例１では図示しないスロットル開度センサが取得したスロットルバルブ開度に基づいて判断する。例えば、ＥＣＵ８は、スロットルバルブ開度が０、すなわちスロットルバルブが閉弁状態であるか否かを判断する。ここで、内燃機関１００がフューエルカット状態では、排気経路１１０に吸気経路１３０から内燃機関１００に吸気された空気がそのまま排気される。従って、内燃機関１００がフューエルカット状態で、バルブ５が閉弁状態であると、この排気経路１１０に排気された空気が補助触媒４に流入し、この補助触媒４が酸素過多となり劣化する虞がある。しかしながら、ＥＣＵ８は、内燃機関１００がフューエルカット状態であると判断すると、内燃機関１００がフューエルカット状態でないと判断するまで、再度スロットルバルブ開度の取得を繰り返し、バルブ５の開弁状態を維持するので、補助触媒４の酸素過多による劣化を抑制することができる。
【００３５】
次に、ＥＣＵ８は、内燃機関１００がフューエルカット状態でないと判断すると、再度補助触媒４の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ１０５）。ここでは、ＥＣＵ８は、再度温度センサ７により検出された補助触媒４の温度Ｔを取得する。
【００３６】
次に、ＥＣＵ８は、上記再度取得され、すなわち再度検出された補助触媒４の温度Ｔが閉弁温度Ｔ２以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０６）。この閉弁温度Ｔ２は、アクチュエータ６によりバルブ５を閉弁する閾値であり、上記開弁温度Ｔ１と異なり、この開弁温度Ｔ１よりも低い温度である。閉弁温度Ｔ２は、開弁温度Ｔ１よりも所定温度低い温度である。この所定温度は、例えば３０°程度である。なお、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが閉弁温度Ｔ２を超える場合、検出された補助触媒４の温度Ｔが閉弁温度Ｔ２以下となるまで、内燃機関１００がフューエルカット状態であるか否かを判断し、再度検出された補助触媒４の温度Ｔの取得を繰り返す。
【００３７】
次に、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが閉弁温度Ｔ２以下であると判断すると、開弁状態のバルブ５を閉弁する（ステップＳＴ１０７）。ここでは、ＥＣＵ８は、ＶＳＶ６２に制御信号を出力する。このＶＳＶ６２は、この制御信号により、チューブ６８、ＶＳＶ６２、チューブ６６を介して大気圧をダイヤフラムアクチュエータ６１に導入する。このダイヤフラムアクチュエータ６１は、導入された大気圧により、連結部材６４を介して開弁状態であったバルブ５を閉弁する。つまり、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが閉弁温度Ｔ２以下であると判断すると、アクチュエータ６によりバルブ５を閉弁する。
【００３８】
以上のように、バルブ５は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ１以上となりアクチュエータ６により開弁された後、補助触媒４の温度が開弁温度Ｔ１よりも所定温度低い閉弁温度Ｔ２となるまでは、開弁状態が維持される。従って、アクチュエータ６が１つの温度を閾値としてバルブ５の開閉動作を行う場合と比較して、バルブ５の開閉頻度を抑制することができる。これにより、バルブ開閉動作の遅れの発生を抑制することができる。また、バルブ５の開閉回数を抑制することができるため、バルブ５の開閉動作の信頼性の低下を抑制することができる。また、アクチュエータ６によるバルブ５の開閉頻度を抑制することができるので、このアクチュエータ６が用いる負圧の消費を抑制することができる。従って、バルブ５を開弁したい際に、負圧タンク６３に導入された負圧が小さく、バルブ５を開弁することが困難となることを抑制できる。これにより、経過バルブ５の開閉動作を確実に行うことができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、この発明にかかる実施例２の触媒バイパス装置１−２について説明する。この実施例２にかかる触媒バイパス装置１−２と、実施例１にかかる触媒バイパス装置１−１との異なる点は、バルブ５の開閉動作は、補助触媒４の温度Ｔが１つの閾値である開弁温度Ｔ１以上であるかによって行われるが、バルブ５の閉弁は、このバルブ５を開弁した後、所定時間経過後でなければ行われない点である。なお、この実施例２にかかる触媒バイパス装置１−２の基本的構成は、実施例１にかかる触媒バイパス装置１−１の基本的構成とほぼ同一であるのでその説明は省略する（図１参照）。
【００４０】
次に、実施例２にかかる触媒バイパス装置１−２の動作について説明する。図３は、実施例２にかかる触媒バイパス装置の動作フロー図である。なお、この実施例２にかかる触媒バイパス装置１−２の動作において、実施例１にかかる触媒バイパス装置１−１の動作と同一部分は、省略あるいは簡略化して説明する。
【００４１】
まず、ＥＣＵ８は、補助触媒４の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ２０１）。次に、ＥＣＵ８は、上記取得され、すなわち検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０２）。この開弁温度Ｔ３は、上記実施例１の開弁温度Ｔ１と同一であり、内燃機関が高速高負荷の運転状態である場合に、未浄化の排気ガスが補助触媒４に流入することで到達する温度をいい、補助触媒４の熱劣化を抑制することができない温度をいう。例えば、開弁温度Ｔ３は、７００°程度である。なお、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３未満である場合、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上となるまで検出された補助触媒４の温度Ｔの取得を繰り返す。
【００４２】
次に、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上であると判断すると、バルブ５を開弁する（ステップＳＴ２０３）。つまり、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上であると判断すると、アクチュエータ６によりバルブ５を開弁する。これにより、図１に示すように、内燃機関１００の図示しない燃焼室から排気経路１１０に排気された未浄化の排気ガスは、矢印Ａに示すように、この第１排気通路２を通過し、主触媒１２０に流入する。なお、ＥＣＵ８により検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上であると判断されるまでは、バルブ５の閉弁状態が維持される。従って、同図に示すように、内燃機関１００の図示しない燃焼室から排気経路１１０に排気された未浄化の排気ガスは、矢印Ｂ（同図点線）に示すように、この第１排気通路２から端部３１を介して第２排気通路３に流入し、補助触媒４に流入し、この補助触媒４を通過し、端部３２を介して再び第１排気通路２に戻り、主触媒１２０に流入する。
【００４３】
次に、ＥＣＵ８は、図３に示すように、バルブ５が開弁されると、経過時間の積算を開始する（ステップＳＴ２０４）。ここでは、ＥＣＵ８は、例えば、このＥＣＵ８に構成される図示しないカウンタによるカウントを開始する。
【００４４】
次に、ＥＣＵ８は、内燃機関１００がフューエルカット状態であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０５）。ここでは、ＥＣＵ８は、スロットルバルブ開度が０、すなわちスロットルバルブが閉弁状態であるか否かを判断する。
【００４５】
次に、ＥＣＵ８は、内燃機関１００がフューエルカット状態でないと判断すると、上記バルブ５の開弁後、積算を開始している経過時間が所定時間を経過しているか否かを判断する（ステップＳＴ２０６）。この所定時間とは、通常の内燃機関１００の運転状態において、内燃機関１００の運転状態を高回転高負荷に継続することがある時間以上をいう。例えば、所定時間とは、３秒程度である。
【００４６】
次に、ＥＣＵ８は、バルブ５の開弁後、積算を開始している経過時間が所定時間を経過していると判断すると、再度補助触媒４の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ２０７）。
【００４７】
次に、ＥＣＵ８は、上記再度取得され、すなわち再度検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３未満であるか否かを判断する（ステップＳＴ２０８）。なお、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上である場合、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３未満となるまで、内燃機関１００がフューエルカット状態であるか否かを判断し、バルブ５の開弁後、積算を開始している経過時間が所定時間を経過しているか否かを判断し、再度検出された補助触媒４の温度Ｔの取得を繰り返す。
【００４８】
次に、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３未満であると判断すると、開弁状態のバルブ５を閉弁する（ステップＳＴ２０９）。ここでは、ＥＣＵ８は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３未満であると判断すると、アクチュエータ６によりバルブ５を閉弁する。
【００４９】
以上のように、バルブ５は、検出された補助触媒４の温度Ｔが開弁温度Ｔ３以上となりアクチュエータ６により開弁された後、所定時間経過後に、再度検出された補助触媒４の温度が開弁温度Ｔ３未満となるとアクチュエータ６によりバルブ５が閉弁される。検出された補助触媒４の温度Ｔと開弁温度Ｔ３とを常に比較して、アクチュエータ６によりバルブ５の開閉動作を行わせる場合と比較して、バルブ５の開閉頻度を抑制することができる。これにより、バルブ開閉動作の遅れの発生を抑制することができる。また、バルブ５の開閉回数を抑制することができるため、バルブ５の開閉動作の信頼性の低下を抑制することができる。また、アクチュエータ６によるバルブ５の開閉頻度を抑制することができるので、このアクチュエータ６が用いる負圧の消費を抑制することができる。従って、バルブ５を開弁したい際に、負圧タンク６３に導入された負圧が小さく、バルブ５を開弁することが困難となることを抑制できる。これにより、経過バルブ５の開閉動作を確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
この発明にかかる触媒バイパス装置は、主触媒の浄化能力が低い時に、補助触媒により内燃機関から排気される排気ガスを浄化する触媒バイパス装置に有用であり、特に、バルブの開閉頻度を抑制するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】この発明にかかる触媒バイパス装置の構成例を示す図である。
【図２】実施例１にかかる触媒バイパス装置の動作フロー図である。
【図３】実施例２にかかる触媒バイパス装置の動作フロー図である。
【符号の説明】
【００５２】
１−１，１−２  触媒バイパス装置
２  第１排気通路
３  第２排気通路
３１  端部
３２  端部
４  補助触媒
５  バルブ
６  アクチュエータ（バルブ開閉手段）
６１  ダイヤフラムアクチュエータ
６２  ＶＳＶ
６３  負圧タンク
６４  連結部材
６５  チェック弁
６６〜６９  チューブ
７  温度センサ（温度検出手段）
８  ＥＣＵ（バルブ開閉制御手段）
１００  内燃機関
１１０  排気経路
１２０  主触媒
１３０  吸気経路
【図１】
2007224790.tif 000003
【図２】
2007224790.tif 000004
【図３】
2007224790.tif 000005