JP3053703B2 - ２次エア制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は触媒装置を用いてエン
ジンの排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化装置に供給す
る２次エアを制御するための２次エア制御装置に関する
ものである。
ジンの排気ガスの浄化を行う排気ガス浄化装置に供給す
る２次エアを制御するための２次エア制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は例えば特開昭６３−１８１２２
号公報に示された従来の２次エア制御装置を示す構成図
であり、図において、９はエンジンのシリンダ、８はシ
リンダ９の冷却水路に設けた水温センサ、１３はシリン
ダ９に空気を送る吸気管、１５は吸気管１３の空気量を
調整するスロットルバルブ、１６は空気量を検出するエ
アフローセンサ、１８は燃料噴射弁、１２は吸気バル
ブ、１０は排気バルブ、１１は点火プラグである。
号公報に示された従来の２次エア制御装置を示す構成図
であり、図において、９はエンジンのシリンダ、８はシ
リンダ９の冷却水路に設けた水温センサ、１３はシリン
ダ９に空気を送る吸気管、１５は吸気管１３の空気量を
調整するスロットルバルブ、１６は空気量を検出するエ
アフローセンサ、１８は燃料噴射弁、１２は吸気バル
ブ、１０は排気バルブ、１１は点火プラグである。
【０００３】１４は排気管、６は排気管１４の途中に設
けた触媒コンバータ、１７は触媒コンバータ６の温度を
検出する触媒温度センサ、５は触媒コンバータ６の入口
側の排気管１４に２次エアを供給する２次エア供給管、
７は２次エア供給管５に浄化された空気を送るエアポン
プ、３は２次エアの供給量を制御するバルブ、２はバル
ブ３を制御するソレノイド、４はバルブ３のリリーフ通
路である。また、１はコントロールユニットで、各セン
サ８，１７，１６の検出信号やエンジンの始動信号、回
転数等に基づいてスロットルバルブ１５、燃料噴射弁１
８、ソレノイド２等を制御する。
けた触媒コンバータ、１７は触媒コンバータ６の温度を
検出する触媒温度センサ、５は触媒コンバータ６の入口
側の排気管１４に２次エアを供給する２次エア供給管、
７は２次エア供給管５に浄化された空気を送るエアポン
プ、３は２次エアの供給量を制御するバルブ、２はバル
ブ３を制御するソレノイド、４はバルブ３のリリーフ通
路である。また、１はコントロールユニットで、各セン
サ８，１７，１６の検出信号やエンジンの始動信号、回
転数等に基づいてスロットルバルブ１５、燃料噴射弁１
８、ソレノイド２等を制御する。
【０００４】次に動作について説明する。図１４のフロ
ーチャートと共に説明する。まず、ステップＳＴ１４１
でエンジンの運転状態を読み込む。これら運転状態に関
する情報は、例えばエンジン回転数ｒｐｍ、スロットル
開度ＴＶＯ、吸気量Ｑａである。ステップＳＴ１４２
で、これらの情報に基づいてまず基本の燃料噴射量Ｔｅ
2 を次式に従って計算する。 Ｔｅ2 ＝ｋ・Ｑａ／ｒｐｍ （ｋは係数）
ーチャートと共に説明する。まず、ステップＳＴ１４１
でエンジンの運転状態を読み込む。これら運転状態に関
する情報は、例えばエンジン回転数ｒｐｍ、スロットル
開度ＴＶＯ、吸気量Ｑａである。ステップＳＴ１４２
で、これらの情報に基づいてまず基本の燃料噴射量Ｔｅ
2 を次式に従って計算する。 Ｔｅ2 ＝ｋ・Ｑａ／ｒｐｍ （ｋは係数）
【０００５】次にステップＳＴ１４３であらかじめＲＯ
Ｍ内に格納されている水温補正量ＣT を設定する。この
特性は水温ＴＥＭＰが低いほど大きいようなものであ
る。低温時には混合気をリッチにする必要があるからで
ある。ステップＳＴ１４４では各種補正量（Ｃｚ）を設
定する。この各種補正は軽負荷時、アイドリング時等、
一定の運転状態では混合気をリッチにする必要があるか
らである。またこのステップＳＴ１４４では、始動後の
燃料をエンジン水温に応じて増量補正し、時間の経過と
ともに、この増補正を減少させる制御も行う。
Ｍ内に格納されている水温補正量ＣT を設定する。この
特性は水温ＴＥＭＰが低いほど大きいようなものであ
る。低温時には混合気をリッチにする必要があるからで
ある。ステップＳＴ１４４では各種補正量（Ｃｚ）を設
定する。この各種補正は軽負荷時、アイドリング時等、
一定の運転状態では混合気をリッチにする必要があるか
らである。またこのステップＳＴ１４４では、始動後の
燃料をエンジン水温に応じて増量補正し、時間の経過と
ともに、この増補正を減少させる制御も行う。
【０００６】ステップＳＴ１４５で、ＴＥＭＰが所定温
度（定数ａ）以下かを調べる。ＴＥＭＰがａより低温で
あると判断されれば、ステップＳＴ１４６でエンジン始
動直後か否かを調べる。エンジン始動直後であれば、ス
テップＳＴ１４７で２次エアタイマＴを初期値（Ｘ）に
セットする。一度２次エアタイマＴをセットすれば、以
降は始動直後でなくなるので、それ以降は２次エアタイ
マＴはステップＳＴ１５１で減数ｙだけカウントダウン
する。２次エアタイマＴにセットされる値Ｘは水温が低
いほど短くなっている。
度（定数ａ）以下かを調べる。ＴＥＭＰがａより低温で
あると判断されれば、ステップＳＴ１４６でエンジン始
動直後か否かを調べる。エンジン始動直後であれば、ス
テップＳＴ１４７で２次エアタイマＴを初期値（Ｘ）に
セットする。一度２次エアタイマＴをセットすれば、以
降は始動直後でなくなるので、それ以降は２次エアタイ
マＴはステップＳＴ１５１で減数ｙだけカウントダウン
する。２次エアタイマＴにセットされる値Ｘは水温が低
いほど短くなっている。
【０００７】ステップＳＴ１４８では２次エアタイマＴ
のタイムアウトを調べる。タイムアウトしていなけれ
ば、ステップＳＴ１４９で２次エア供給領域であるか否
かを信号ＴＶＯ，ｒｐｍにより判定する。そしてその判
定の結果にかかわらず、ステップＳＴ１５１でタイマＴ
の減算を行うが、その前にステップＳＴ１５０で減数ｙ
自体の演算を行っておく。これはこの図１４に示した制
御では２次エアタイマＴのセット時間ＸをＴＥＭＰに従
って可変とすることで、基本的に触媒コンバータ６の過
熱化は防げるのであるが、ステップＳＴ１５０以下の減
算ルーチンにより、排気ガスが多い領域でさらに過熱を
正確に防止するために、上記タイムアウト時間を排気ガ
ス量に応じて可変として、精密な制御を達成するもので
ある。
のタイムアウトを調べる。タイムアウトしていなけれ
ば、ステップＳＴ１４９で２次エア供給領域であるか否
かを信号ＴＶＯ，ｒｐｍにより判定する。そしてその判
定の結果にかかわらず、ステップＳＴ１５１でタイマＴ
の減算を行うが、その前にステップＳＴ１５０で減数ｙ
自体の演算を行っておく。これはこの図１４に示した制
御では２次エアタイマＴのセット時間ＸをＴＥＭＰに従
って可変とすることで、基本的に触媒コンバータ６の過
熱化は防げるのであるが、ステップＳＴ１５０以下の減
算ルーチンにより、排気ガスが多い領域でさらに過熱を
正確に防止するために、上記タイムアウト時間を排気ガ
ス量に応じて可変として、精密な制御を達成するもので
ある。
【０００８】即ち、ステップＳＴ１５０ではＱａ，ｒｐ
ｍを考慮して減数ｙを決定する。この時、ｂ，ｃはＲＯ
Ｍに格納されている所定の係数であって、Ｑａ×ｒｐｍ
が大の時は排気ガス量も増えるので、そのような場合は
２次エア供給時間をより少なくする（減数ｙを大とす
る）ようなｂ，ｃが前もって設定されている。ステップ
ＳＴ１５１でタイマＴの減算を行い、ステップＳＴ１５
２でステップＳＴ１４９の判定が２次エア供給領域（エ
アインジェクション領域）であったかを調べる。その領
域であれば、ステップＳＴ１５３でＲＡＭ中のＡＣＶＳ
フラグをＯＮする。２次エア供給領域でなかったのなら
ば、ステップＳＴ１５４でＡＣＶＳフラグをＯＦＦにす
る。ここで、２次エア供給領域であるかないかにかかわ
らず、ステップＳＴ１５０で減数ｙを吸気量Ｑａ、回転
数ｒｐｍに応じた量にしているのは、タイマＴがタイム
アウト前であれば２次エア供給領域でなくても、未燃焼
ガスが多い可能性があり、それによる浄化装置の温度上
昇を防ぐためである。
ｍを考慮して減数ｙを決定する。この時、ｂ，ｃはＲＯ
Ｍに格納されている所定の係数であって、Ｑａ×ｒｐｍ
が大の時は排気ガス量も増えるので、そのような場合は
２次エア供給時間をより少なくする（減数ｙを大とす
る）ようなｂ，ｃが前もって設定されている。ステップ
ＳＴ１５１でタイマＴの減算を行い、ステップＳＴ１５
２でステップＳＴ１４９の判定が２次エア供給領域（エ
アインジェクション領域）であったかを調べる。その領
域であれば、ステップＳＴ１５３でＲＡＭ中のＡＣＶＳ
フラグをＯＮする。２次エア供給領域でなかったのなら
ば、ステップＳＴ１５４でＡＣＶＳフラグをＯＦＦにす
る。ここで、２次エア供給領域であるかないかにかかわ
らず、ステップＳＴ１５０で減数ｙを吸気量Ｑａ、回転
数ｒｐｍに応じた量にしているのは、タイマＴがタイム
アウト前であれば２次エア供給領域でなくても、未燃焼
ガスが多い可能性があり、それによる浄化装置の温度上
昇を防ぐためである。
【０００９】次に、ステップＳＴ１５５では、ＩＮＪ＝
Ｔｅ 2 ×Ｃ T ×Ｃ z に基づいて最終燃料噴射量ＩＮＪを
演算し、ステップＳＴ１５６で上記ＩＮＪ，ＡＣＶＳフ
ラグに基づいてドライバを駆動させる。このＡＣＶＳフ
ラグがＯＮになっているとき、ステップＳＴ１５６で制
御値出力を行うと、上記ドライバを介してソレノイド２
が付勢される。上記の各ステップをステップＳＴ１４８
でタイマＴがタイムアウトしたと判断されるまで繰り返
す。一度タイマＴがタイムアウトすると、ステップＳＴ
１４５でＴＥＭＰ≧ａと判断されない限り、ソレノイド
２はオフしたままである。
Ｔｅ 2 ×Ｃ T ×Ｃ z に基づいて最終燃料噴射量ＩＮＪを
演算し、ステップＳＴ１５６で上記ＩＮＪ，ＡＣＶＳフ
ラグに基づいてドライバを駆動させる。このＡＣＶＳフ
ラグがＯＮになっているとき、ステップＳＴ１５６で制
御値出力を行うと、上記ドライバを介してソレノイド２
が付勢される。上記の各ステップをステップＳＴ１４８
でタイマＴがタイムアウトしたと判断されるまで繰り返
す。一度タイマＴがタイムアウトすると、ステップＳＴ
１４５でＴＥＭＰ≧ａと判断されない限り、ソレノイド
２はオフしたままである。
【００１０】ステップＳＴ１４５でＴＥＭＰ≧ａと判断
される時とは、エンジン始動前から既にエンジンが暖ま
っていて、エンジン始動後のタイマＴがタイムアウトし
ないうちにＴＥＭＰ≧ａとなったような場合と、通常の
エンジン運転領域でエンジンが定常温度状態にある時で
ある。このような時は、エンジンは定常回転時であり、
未燃焼ガス成分は少ないから、触媒コンバータ６の高熱
化はあまり問題にならないので、主に排気ガス浄化の観
点からのみ、２次エアを制御するためにステップＳＴ１
５７で得られるＴＶＯ，ｒｐｍに基づいて２次エア供給
領域か否かを判断して、その判断に基づいて（ステップ
ＳＴ１５８）、ステップＳＴ１５９又はステップＳＴ１
５４でフラグをＯＮ又はＯＦＦする。次に、以上の結果
に基づいて、ステップＳＴ１５５，ＳＴ１５６により燃
料噴射量ＩＮＪを演算し、ソレノイド制御量ＡＣＶＳと
共に出力する。
される時とは、エンジン始動前から既にエンジンが暖ま
っていて、エンジン始動後のタイマＴがタイムアウトし
ないうちにＴＥＭＰ≧ａとなったような場合と、通常の
エンジン運転領域でエンジンが定常温度状態にある時で
ある。このような時は、エンジンは定常回転時であり、
未燃焼ガス成分は少ないから、触媒コンバータ６の高熱
化はあまり問題にならないので、主に排気ガス浄化の観
点からのみ、２次エアを制御するためにステップＳＴ１
５７で得られるＴＶＯ，ｒｐｍに基づいて２次エア供給
領域か否かを判断して、その判断に基づいて（ステップ
ＳＴ１５８）、ステップＳＴ１５９又はステップＳＴ１
５４でフラグをＯＮ又はＯＦＦする。次に、以上の結果
に基づいて、ステップＳＴ１５５，ＳＴ１５６により燃
料噴射量ＩＮＪを演算し、ソレノイド制御量ＡＣＶＳと
共に出力する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の２次エア制御装
置は以上のように構成されているので、触媒コンバータ
６を用いた排気ガス浄化装置が加熱防止のためにエンジ
ンから離れた所、例えば床下等に設置されている場合に
は排気ガス浄化装置の温度上昇が遅くなり、このため排
気ガスを充分に浄化できない等の問題点があった。ま
た、２次エア制御装置は触媒上流から空気を導入するた
めに排気ガスが酸化雰囲気になり、触媒での窒素酸化物
（以下、ＮＯx と呼ぶ）の還元ができなくなるという問
題点があった。特に、排気ガス中の有害成分（ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯx ）排出量がエンジン低温時には高温時に比べ
て１０倍以上の量となることを考慮すると、エンジン始
動後短い時間（約３０秒）で排気ガス浄化装置の温度
（約４００度）を高温状態とし、２次エア導入によるＮ
Ｏx の排出量を抑えることが重要である。
置は以上のように構成されているので、触媒コンバータ
６を用いた排気ガス浄化装置が加熱防止のためにエンジ
ンから離れた所、例えば床下等に設置されている場合に
は排気ガス浄化装置の温度上昇が遅くなり、このため排
気ガスを充分に浄化できない等の問題点があった。ま
た、２次エア制御装置は触媒上流から空気を導入するた
めに排気ガスが酸化雰囲気になり、触媒での窒素酸化物
（以下、ＮＯx と呼ぶ）の還元ができなくなるという問
題点があった。特に、排気ガス中の有害成分（ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯx ）排出量がエンジン低温時には高温時に比べ
て１０倍以上の量となることを考慮すると、エンジン始
動後短い時間（約３０秒）で排気ガス浄化装置の温度
（約４００度）を高温状態とし、２次エア導入によるＮ
Ｏx の排出量を抑えることが重要である。
【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、エンジンの冷間始動時に排
気ガス浄化装置の温度上昇を促進し、ＮＯx 排出量を増
加すること無く排気ガス中の未燃成分の浄化量を増加さ
せることのできるエンジンの２次エア制御装置を得るこ
とを目的とする。
ためになされたものであり、エンジンの冷間始動時に排
気ガス浄化装置の温度上昇を促進し、ＮＯx 排出量を増
加すること無く排気ガス中の未燃成分の浄化量を増加さ
せることのできるエンジンの２次エア制御装置を得るこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る２
次エア制御装置は、２次エア供給量を制御する制御弁を
設け、エンジンの吸入空気量、冷却水温度等に基づいて
上記制御弁を制御する制御信号の振幅、周波数を演算す
るようにしたものである。
次エア制御装置は、２次エア供給量を制御する制御弁を
設け、エンジンの吸入空気量、冷却水温度等に基づいて
上記制御弁を制御する制御信号の振幅、周波数を演算す
るようにしたものである。
【００１４】
【００１５】請求項２の発明に係る２次エア制御装置
は、排気ガス浄化装置の入口側と出口側とに酸素濃度の
検出手段を設け、その出力比に基づいて上記２次エア加
熱手段を制御するようにしたものである。
は、排気ガス浄化装置の入口側と出口側とに酸素濃度の
検出手段を設け、その出力比に基づいて上記２次エア加
熱手段を制御するようにしたものである。
【００１６】請求項３の発明に係る２次エア制御装置
は、排気ガス浄化装置内に第１及び第２の排気ガス浄化
手段を直列に設け、エンジンの運転状態に応じて、第２
の排気ガス浄化手段のみ又は第１及び第２の排気ガス浄
化手段に選択的に２次エア加熱手段で加熱した２次エア
を供給するようにしたものである。
は、排気ガス浄化装置内に第１及び第２の排気ガス浄化
手段を直列に設け、エンジンの運転状態に応じて、第２
の排気ガス浄化手段のみ又は第１及び第２の排気ガス浄
化手段に選択的に２次エア加熱手段で加熱した２次エア
を供給するようにしたものである。
【００１７】
【作用】請求項１の発明における演算制御手段は、エン
ジンの運転状態に基づいて排気ガス浄化装置が最も効率
よく排気ガスを浄化し、温度上昇を促進するように、２
次エア供給量の制御信号の変調振幅と周波数を算出す
る。
ジンの運転状態に基づいて排気ガス浄化装置が最も効率
よく排気ガスを浄化し、温度上昇を促進するように、２
次エア供給量の制御信号の変調振幅と周波数を算出す
る。
【００１８】請求項２の発明における２次エア加熱手段
は、排気ガス温度低下による排気ガス浄化装置の浄化性
能低下を防止するために２次エアを加熱する。そしてエ
ンジンの暖機が進み、排気ガス浄化装置が充分動作して
いると判定された時には２次エア加熱手段の動作は停止
される。
は、排気ガス温度低下による排気ガス浄化装置の浄化性
能低下を防止するために２次エアを加熱する。そしてエ
ンジンの暖機が進み、排気ガス浄化装置が充分動作して
いると判定された時には２次エア加熱手段の動作は停止
される。
【００１９】請求項３の発明における第１及び第２の排
気ガス浄化手段は、２次エア供給管の途中に設けられ、
上記排気ガスに送り込む２次エアを加熱する２次エア加
熱手段を備え、エンジン回転数、冷却水温等のエンジン
運転状態に応じて上記２次エアの供給を制御することに
より、ＨＣ，ＣＯの排出量を低減することができる。
気ガス浄化手段は、２次エア供給管の途中に設けられ、
上記排気ガスに送り込む２次エアを加熱する２次エア加
熱手段を備え、エンジン回転数、冷却水温等のエンジン
運転状態に応じて上記２次エアの供給を制御することに
より、ＨＣ，ＣＯの排出量を低減することができる。
【００２０】
【実施例】実施例１． 以下、請求項１の発明の一実施例を図について説明す
る。図１において、２１はエンジン、２２は大気中のチ
リやほこりを除去するエアクリーナ、２３はエアクリー
ナ２２で浄化した空気をエンジン２１に送る吸気管、２
４は吸気管２３の途中に設けられてエンジン２１に送ら
れる空気量を検出するエアフローセンサ、２５はエンジ
ン２１に送られる空気量を調整するスロットルバルブ、
２６はエンジン２１より排出される有害ガスを外部に排
出する排気管である。
る。図１において、２１はエンジン、２２は大気中のチ
リやほこりを除去するエアクリーナ、２３はエアクリー
ナ２２で浄化した空気をエンジン２１に送る吸気管、２
４は吸気管２３の途中に設けられてエンジン２１に送ら
れる空気量を検出するエアフローセンサ、２５はエンジ
ン２１に送られる空気量を調整するスロットルバルブ、
２６はエンジン２１より排出される有害ガスを外部に排
出する排気管である。
【００２１】２７は上記エアクリーナ２２で浄化した空
気の一部を２次エアとして取り出す２次エア供給管、２
８は２次エアを排気管２６に送り込むためのエアポンプ
である。なお、エアクリーナ２２を介さずに外気を導入
してもよい。２９は２次エアの供給量を調整する制御
弁、３０は排気管２６を流れる排気ガスが２次エア供給
管２７に流れ込むのを防止する逆止弁、３１は排気管２
６に送り込む２次エアを加熱する２次エア加熱手段とし
てのヒータである。
気の一部を２次エアとして取り出す２次エア供給管、２
８は２次エアを排気管２６に送り込むためのエアポンプ
である。なお、エアクリーナ２２を介さずに外気を導入
してもよい。２９は２次エアの供給量を調整する制御
弁、３０は排気管２６を流れる排気ガスが２次エア供給
管２７に流れ込むのを防止する逆止弁、３１は排気管２
６に送り込む２次エアを加熱する２次エア加熱手段とし
てのヒータである。
【００２２】３２は排気管２６の途中に設けられた触媒
を用いた排気ガス浄化装置であり、２次エアを供給され
ながら化学反応によって排気ガスの有害成分を酸化させ
ることにより排気ガスの浄化を行う。３３はエンジン２
１の排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してエンジン２
１の空燃比を求めることができる検出手段としてのＯ2
センサであり、例えばジルコニア素子を用いたジルコニ
アＯ2 センサや、チタニア素子を用いたチタニアＯ2 セ
ンサである。
を用いた排気ガス浄化装置であり、２次エアを供給され
ながら化学反応によって排気ガスの有害成分を酸化させ
ることにより排気ガスの浄化を行う。３３はエンジン２
１の排気ガスに含まれる酸素濃度を検出してエンジン２
１の空燃比を求めることができる検出手段としてのＯ2
センサであり、例えばジルコニア素子を用いたジルコニ
アＯ2 センサや、チタニア素子を用いたチタニアＯ2 セ
ンサである。
【００２３】３４は燃料ポンプ（図示せず）からの燃料
をエンジン２１内の吸気弁に向けて噴霧するインジェク
タである。３５は演算制御手段又は制御手段としてのコ
ントローラであり、各センサ２４，３３の検出信号Ｓ
1 ，Ｓ2 や、エンジン回転数検出信号Ｓ3 、冷却水温度
検出信号Ｓ4 等に基づいて２次エア供給量を算出し、こ
れに応じた制御信号Ｓ5 を作って制御弁２９を制御す
る。また、エンジン２１の運転状態から推察される排気
ガス浄化装置３２の動作状態に応じて２次エア加熱の要
・不要を判定し、ヒータ３１のＯＮ／ＯＦＦを制御する
制御信号Ｓ6 を出力する。さらに、上記検出信号Ｓ1 ，
Ｓ3 により基本燃料噴射パルス幅を求め、水温等の温度
補正を行い、さらに上記検出信号Ｓ2 により空燃比が理
論空燃比となるように空燃比フィードバック補正を行
い、噴射パルス幅を決定してインジェクタ３４を駆動す
る駆動信号Ｓ7 を作り、燃料制御を行う。
をエンジン２１内の吸気弁に向けて噴霧するインジェク
タである。３５は演算制御手段又は制御手段としてのコ
ントローラであり、各センサ２４，３３の検出信号Ｓ
1 ，Ｓ2 や、エンジン回転数検出信号Ｓ3 、冷却水温度
検出信号Ｓ4 等に基づいて２次エア供給量を算出し、こ
れに応じた制御信号Ｓ5 を作って制御弁２９を制御す
る。また、エンジン２１の運転状態から推察される排気
ガス浄化装置３２の動作状態に応じて２次エア加熱の要
・不要を判定し、ヒータ３１のＯＮ／ＯＦＦを制御する
制御信号Ｓ6 を出力する。さらに、上記検出信号Ｓ1 ，
Ｓ3 により基本燃料噴射パルス幅を求め、水温等の温度
補正を行い、さらに上記検出信号Ｓ2 により空燃比が理
論空燃比となるように空燃比フィードバック補正を行
い、噴射パルス幅を決定してインジェクタ３４を駆動す
る駆動信号Ｓ7 を作り、燃料制御を行う。
【００２４】次に動作について説明する。コントローラ
の演算手順を図２，３のフローチャートに沿って説明す
る。図２は２次エア供給量演算決定処理のメインルーチ
ンを示し、図３は所定時間毎に発生する割り込みルーチ
ンを示し、２次エアの加熱制御処理ルーチンを示したも
のである。まず、図２のフローチャートに基づき、２次
エア供給量演算決定処理ルーチンの動作について説明す
る。ここでは、吸入空気量検出センサ（エアフローセン
サ２４）付の多点燃料噴射装置付エンジンの場合を一例
として説明するが、エアフローセンサ２４の代わりに吸
気管内圧力センサや筒内圧センサを具備したエンジンの
場合でも同様の動作となることは言うまでもない。
の演算手順を図２，３のフローチャートに沿って説明す
る。図２は２次エア供給量演算決定処理のメインルーチ
ンを示し、図３は所定時間毎に発生する割り込みルーチ
ンを示し、２次エアの加熱制御処理ルーチンを示したも
のである。まず、図２のフローチャートに基づき、２次
エア供給量演算決定処理ルーチンの動作について説明す
る。ここでは、吸入空気量検出センサ（エアフローセン
サ２４）付の多点燃料噴射装置付エンジンの場合を一例
として説明するが、エアフローセンサ２４の代わりに吸
気管内圧力センサや筒内圧センサを具備したエンジンの
場合でも同様の動作となることは言うまでもない。
【００２５】図において、ステップＳＴ２１でエアフロ
ーセンサ２４の検出信号Ｓ1 より予め演算処理された吸
入空気量検出値Ｑａｆｓを読み込み、ＲＡＭに記憶す
る。ステップＳＴ２２でエンジン本体に具備された冷却
水温センサ（図示せず）の検出信号Ｓ4 を読み込み、Ｔ
ｗとしてＲＡＭに記憶する。次に、ステップＳＴ２３へ
進み、上記ＲＡＭに記憶した吸入空気量Ｑａｆｓと冷却
水温Ｔｗとに基づいて予め定められた２次元マップより
２次エア基本供給量Ｑ0 をテーブルルックアップする。
次にステップＳＴ２４において、２次エア基本供給量Ｑ
0 を１００％として制御信号Ｓ5 に対して変調をかける
比率ΔＱ2 を次式に基づき演算し、記憶する。 ΔＱ2 ＝（ａＴｗ2 ＋ｂＴｗ＋ｃ）×（Ｑａｆｓ）／（Ｑａｆｓ0 ） ・・・・・（１） ここで、ａ，ｂ，ｃは予め定められた定数、Ｑａｆｓ0
はエンジン動作中心点での予め既知である吸入空気量で
ある。
ーセンサ２４の検出信号Ｓ1 より予め演算処理された吸
入空気量検出値Ｑａｆｓを読み込み、ＲＡＭに記憶す
る。ステップＳＴ２２でエンジン本体に具備された冷却
水温センサ（図示せず）の検出信号Ｓ4 を読み込み、Ｔ
ｗとしてＲＡＭに記憶する。次に、ステップＳＴ２３へ
進み、上記ＲＡＭに記憶した吸入空気量Ｑａｆｓと冷却
水温Ｔｗとに基づいて予め定められた２次元マップより
２次エア基本供給量Ｑ0 をテーブルルックアップする。
次にステップＳＴ２４において、２次エア基本供給量Ｑ
0 を１００％として制御信号Ｓ5 に対して変調をかける
比率ΔＱ2 を次式に基づき演算し、記憶する。 ΔＱ2 ＝（ａＴｗ2 ＋ｂＴｗ＋ｃ）×（Ｑａｆｓ）／（Ｑａｆｓ0 ） ・・・・・（１） ここで、ａ，ｂ，ｃは予め定められた定数、Ｑａｆｓ0
はエンジン動作中心点での予め既知である吸入空気量で
ある。
【００２６】次にステップＳＴ２５へ進み、上記変調の
基本周波数ｆを冷却水温に基づきテーブルルックアップ
する。この２次エア基本供給量に対する上記変調率ΔＱ
2 と周波数ｆとは、例えば図４に示すような関係で冷却
水温Ｔｗに対して予め実験に基づき定められている。温
度が上昇するにつれて触媒活性化が進み、小さな変調幅
と高い変調周波数に触媒内浄化反応が応答する。以上の
ステップＳＴ２４，ＳＴ２５の結果に基づき、ステップ
ＳＴ２３で求めた２次エア基本供給量Ｑ0 を次式により
補正演算し、２次エア供給量Ｑ2 をステップＳＴ２６で
求める。 Ｑ2 ＝Ｑ0 ×｛１＋ΔＱ2 ・ｓｉｎ・２πｆ（ｔ−ｔ0 ｝ ・・・（２） ここで、ｔ0 は、本２次エア補正制御開始初期時刻であ
る。
基本周波数ｆを冷却水温に基づきテーブルルックアップ
する。この２次エア基本供給量に対する上記変調率ΔＱ
2 と周波数ｆとは、例えば図４に示すような関係で冷却
水温Ｔｗに対して予め実験に基づき定められている。温
度が上昇するにつれて触媒活性化が進み、小さな変調幅
と高い変調周波数に触媒内浄化反応が応答する。以上の
ステップＳＴ２４，ＳＴ２５の結果に基づき、ステップ
ＳＴ２３で求めた２次エア基本供給量Ｑ0 を次式により
補正演算し、２次エア供給量Ｑ2 をステップＳＴ２６で
求める。 Ｑ2 ＝Ｑ0 ×｛１＋ΔＱ2 ・ｓｉｎ・２πｆ（ｔ−ｔ0 ｝ ・・・（２） ここで、ｔ0 は、本２次エア補正制御開始初期時刻であ
る。
【００２７】そしてステップＳＴ２７において、ステッ
プＳＴ２６で求めた２次エア供給量Ｑ2 を２次エア制御
弁２９の制御信号Ｓ5 に変換し、これを制御弁２９へ出
力し、ルーチンを終了する。なお、本実施例では、２次
エア変調をｓｉｎ関数を基本としたが、矩形波や三角波
状の関数でもよいことは言うまでもない。
プＳＴ２６で求めた２次エア供給量Ｑ2 を２次エア制御
弁２９の制御信号Ｓ5 に変換し、これを制御弁２９へ出
力し、ルーチンを終了する。なお、本実施例では、２次
エア変調をｓｉｎ関数を基本としたが、矩形波や三角波
状の関数でもよいことは言うまでもない。
【００２８】以上のように、制御信号Ｓ5 に変調をかけ
ることにより、３元触媒上で例えば一酸化炭素の浄化反
応が進行する場合には、酸素の濃度に高低の変化をつけ
る（変調をかける）ことができ、これにより一定濃度の
酸素を流入する場合に比べて触媒の吸着量を実効的に増
加させ、反応量を増加することが可能になる。これは触
媒表面におけるＣＯ，Ｏ2 の協奏的な吸着効果を有効利
用することとなる。
ることにより、３元触媒上で例えば一酸化炭素の浄化反
応が進行する場合には、酸素の濃度に高低の変化をつけ
る（変調をかける）ことができ、これにより一定濃度の
酸素を流入する場合に比べて触媒の吸着量を実効的に増
加させ、反応量を増加することが可能になる。これは触
媒表面におけるＣＯ，Ｏ2 の協奏的な吸着効果を有効利
用することとなる。
【００２９】次に排気管２６内へ導入する２次エアを加
熱制御する動作を図３のフローチャートを用いて説明す
る。ステップＳＴ３１において冷却水温（検出信号Ｓ
4 ）を読み込みＲＡＭに記憶する。この冷却水温はエン
ジン排出ガス等で加熱される触媒の温度状態に対応して
いるので、ステップＳＴ３２に進み、冷却水温Ｔｗが所
定値Ｔｗ0 以上かどうかを判定する。ここでＹｅｓと判
定された場合は触媒が活性化状態に近づき、常温の２次
エアを供給し触媒に酸素を供給するのみで触媒上の反応
が促進されるものと判断して、ステップＳＴ３３でエア
加熱用のヒータ３１への通電を制御信号Ｓ6 によりＯＦ
Ｆとする。また、ステップＳＴ３２においてＮｏと判断
された場合は、触媒が不活性であるとして、ステップＳ
Ｔ３４でヒータ３１への通電をＯＮとして、この割り込
みルーチンを終了する。なお、上記では水温センサの検
出温度に応じて制御を行ったが、排気ガス浄化装置３２
に触媒温度センサを設け、その検出温度に応じて制御し
てもよい。
熱制御する動作を図３のフローチャートを用いて説明す
る。ステップＳＴ３１において冷却水温（検出信号Ｓ
4 ）を読み込みＲＡＭに記憶する。この冷却水温はエン
ジン排出ガス等で加熱される触媒の温度状態に対応して
いるので、ステップＳＴ３２に進み、冷却水温Ｔｗが所
定値Ｔｗ0 以上かどうかを判定する。ここでＹｅｓと判
定された場合は触媒が活性化状態に近づき、常温の２次
エアを供給し触媒に酸素を供給するのみで触媒上の反応
が促進されるものと判断して、ステップＳＴ３３でエア
加熱用のヒータ３１への通電を制御信号Ｓ6 によりＯＦ
Ｆとする。また、ステップＳＴ３２においてＮｏと判断
された場合は、触媒が不活性であるとして、ステップＳ
Ｔ３４でヒータ３１への通電をＯＮとして、この割り込
みルーチンを終了する。なお、上記では水温センサの検
出温度に応じて制御を行ったが、排気ガス浄化装置３２
に触媒温度センサを設け、その検出温度に応じて制御し
てもよい。
【００３０】以上述べた図２，図３の２次エア制御動作
は、予めコントローラ３５内のＲＯＭにプログラムされ
ており、触媒の活性化状態に応じて２次エア供給量と供
給パターンとヒータ３１とを予め定められ関係に制御す
ることにより、低温時の触媒活性化を早め、有害ガス成
分が触媒下流より排出される量を低減することができ
る。
は、予めコントローラ３５内のＲＯＭにプログラムされ
ており、触媒の活性化状態に応じて２次エア供給量と供
給パターンとヒータ３１とを予め定められ関係に制御す
ることにより、低温時の触媒活性化を早め、有害ガス成
分が触媒下流より排出される量を低減することができ
る。
【００３１】図５は本実施例における車速Ｖと冷却水温
Ｔｗと２次エアの制御信号Ｓ5 及びヒータ通電の制御信
号Ｓ6 との関係をエンジン始動後の経過時間に対して示
したものである。車速Ｖが増すにつれてエンジン暖機状
態が進み、冷却水温が上昇する。これに対してエンジン
吸入空気量と冷却水温とを考慮して２次エアの制御弁２
９が駆動され冷却水温の上昇に応じて２次エアの制御信
号Ｓ5 に対する変調振幅を制御する。またヒータ３１は
エンジン２１の始動後、前記ヒータ制御処理ルーチンが
動作すると通電ＯＮし、冷却水温が所定温度になるとヒ
ータ通電をＯＦＦする。
Ｔｗと２次エアの制御信号Ｓ5 及びヒータ通電の制御信
号Ｓ6 との関係をエンジン始動後の経過時間に対して示
したものである。車速Ｖが増すにつれてエンジン暖機状
態が進み、冷却水温が上昇する。これに対してエンジン
吸入空気量と冷却水温とを考慮して２次エアの制御弁２
９が駆動され冷却水温の上昇に応じて２次エアの制御信
号Ｓ5 に対する変調振幅を制御する。またヒータ３１は
エンジン２１の始動後、前記ヒータ制御処理ルーチンが
動作すると通電ＯＮし、冷却水温が所定温度になるとヒ
ータ通電をＯＦＦする。
【００３２】実施例２． 次に請求項２の発明の実施例について説明する。上記実
施例１では排気ガス浄化装置３２の入口側に酸素濃度セ
ンサ（Ｏ2 センサ３３）が１個具備されている場合を示
したが、この実施例２では、図１における排気ガス浄化
装置３２の入口側と出口側の排気管２６にＯ2 センサ３
３がそれぞれ装着されており、他の構成は図１と全く同
一である。図６は実施例２の動作を示すフローチャート
である。なお、２次エア供給とその変調方法に関する動
作は、図２に示すものと同一であるので説明を省略す
る。基本的な考え方は排気ガス浄化装置３２の前後に配
されたＯ2 センサ３３の出力比が触媒活性化状態に応じ
て変化することを利用し、この出力比に応じてヒータ３
１及び２次エア変調を制御するものである。
施例１では排気ガス浄化装置３２の入口側に酸素濃度セ
ンサ（Ｏ2 センサ３３）が１個具備されている場合を示
したが、この実施例２では、図１における排気ガス浄化
装置３２の入口側と出口側の排気管２６にＯ2 センサ３
３がそれぞれ装着されており、他の構成は図１と全く同
一である。図６は実施例２の動作を示すフローチャート
である。なお、２次エア供給とその変調方法に関する動
作は、図２に示すものと同一であるので説明を省略す
る。基本的な考え方は排気ガス浄化装置３２の前後に配
されたＯ2 センサ３３の出力比が触媒活性化状態に応じ
て変化することを利用し、この出力比に応じてヒータ３
１及び２次エア変調を制御するものである。
【００３３】まず、ステップＳＴ６１において、排気ガ
ス浄化装置３２の入口側のＯ2 センサ３３の出力をＡ／
Ｄ変換してＲＡＭにｘf として読み込み記憶する。同様
にステップＳＴ６２において、排気ガス浄化装置３２の
出口側のＯ 2 センサ３３の出力ｘr を読み込み記憶す
る。そしてステップＳＴ６３で２つのＯ2 センサの出力
比ｘr ／ｘf を次式に示すような１次フィルタを用いて
平均化した値ＳＮｊを算出する。 ＳＮｊ＝（１−ｋ）ＳＮｊ＋ｋ（ｘr ／ｘf ） ・・・・・（３） ここで、ｋは定数であり、平均化フィルタのカットオフ
周波数に対応し、ここではｋ＝０．２である。また、こ
の式（３）は、一次遅れ伝達関数をディジタル計算用に
変換したものであり、一般的に使われている。例えば、
ｋを０．５とした場合には、前回データと今回データの
平均値を表す（移動平均）。すなわち、ｋはデータに対
する重みを示すものである。ｋが大きければ今回データ
の重みが大きくカットオフ周波数が高くなる。また、逆
にｋが小さければカットオフ周波数は低くなる。
ス浄化装置３２の入口側のＯ2 センサ３３の出力をＡ／
Ｄ変換してＲＡＭにｘf として読み込み記憶する。同様
にステップＳＴ６２において、排気ガス浄化装置３２の
出口側のＯ 2 センサ３３の出力ｘr を読み込み記憶す
る。そしてステップＳＴ６３で２つのＯ2 センサの出力
比ｘr ／ｘf を次式に示すような１次フィルタを用いて
平均化した値ＳＮｊを算出する。 ＳＮｊ＝（１−ｋ）ＳＮｊ＋ｋ（ｘr ／ｘf ） ・・・・・（３） ここで、ｋは定数であり、平均化フィルタのカットオフ
周波数に対応し、ここではｋ＝０．２である。また、こ
の式（３）は、一次遅れ伝達関数をディジタル計算用に
変換したものであり、一般的に使われている。例えば、
ｋを０．５とした場合には、前回データと今回データの
平均値を表す（移動平均）。すなわち、ｋはデータに対
する重みを示すものである。ｋが大きければ今回データ
の重みが大きくカットオフ周波数が高くなる。また、逆
にｋが小さければカットオフ周波数は低くなる。
【００３４】次に、ステップＳＴ６４において、ステッ
プＳＴ６３で算出したＯ 2 センサ３３の出力比平均値Ｓ
Ｎｊが所定値ＳＮｏ以下かどうか判定する。ここで、Ｙ
ｅｓと判定された場合は、触媒が活性化状態に近づき触
媒後流の酸素濃度が触媒上反応により均一化された結果
ＳＮｊ値が小さくなっていると判断し、ステップＳＴ６
５でヒータ３１をＯＦＦする。また、ステップＳＴ６４
でＮｏと判断された場合は触媒が不活性であるとして、
ステップＳＴ６６でヒータ３１の通電をＯＮに維持して
この割り込みルーチンを終了する。
プＳＴ６３で算出したＯ 2 センサ３３の出力比平均値Ｓ
Ｎｊが所定値ＳＮｏ以下かどうか判定する。ここで、Ｙ
ｅｓと判定された場合は、触媒が活性化状態に近づき触
媒後流の酸素濃度が触媒上反応により均一化された結果
ＳＮｊ値が小さくなっていると判断し、ステップＳＴ６
５でヒータ３１をＯＦＦする。また、ステップＳＴ６４
でＮｏと判断された場合は触媒が不活性であるとして、
ステップＳＴ６６でヒータ３１の通電をＯＮに維持して
この割り込みルーチンを終了する。
【００３５】図７と図８に実験結果を示す。図７はエア
振幅量を変えた時の浄化作用の比較を示している。横軸
に振幅量、縦軸にＣＯ2 発生増加率を示している。ここ
で触媒反応の度合いは反応によって発生するＣＯ2 から
求めている。２次エアを流入しないときのＣＯ2 発生量
を基準にしている。また、エア流入周期は１０秒であ
り、排気ガス温度は６０度である。
振幅量を変えた時の浄化作用の比較を示している。横軸
に振幅量、縦軸にＣＯ2 発生増加率を示している。ここ
で触媒反応の度合いは反応によって発生するＣＯ2 から
求めている。２次エアを流入しないときのＣＯ2 発生量
を基準にしている。また、エア流入周期は１０秒であ
り、排気ガス温度は６０度である。
【００３６】図８は振幅周波数を変えたときのＣＯ2 発
生量を示すものである。この図は、排気ガス温度の違い
により周波数を変更する必要があることを示している。
生量を示すものである。この図は、排気ガス温度の違い
により周波数を変更する必要があることを示している。
【００３７】実施例３． 次に請求項３の発明の実施例について図９と共に説明す
る。この実施例３においては、図９に示すように、排気
ガス浄化装置３２内に第１の排気ガス浄化手段としての
第１の触媒（プリキャタ）３２ａと、第２の排気ガス浄
化手段としての第２の触媒（メインキャタ）３２ｂとを
近接して直列に設けている。また、ヒータ３１の下流側
にフロースイッチングバルブ３６が設けられ、ここから
第２の触媒３２ｂに対する２次エア供給管３７が接続さ
れている。
る。この実施例３においては、図９に示すように、排気
ガス浄化装置３２内に第１の排気ガス浄化手段としての
第１の触媒（プリキャタ）３２ａと、第２の排気ガス浄
化手段としての第２の触媒（メインキャタ）３２ｂとを
近接して直列に設けている。また、ヒータ３１の下流側
にフロースイッチングバルブ３６が設けられ、ここから
第２の触媒３２ｂに対する２次エア供給管３７が接続さ
れている。
【００３８】フロースイッチングバルブ３６はコントロ
ーラ３５からの制御信号Ｓ8 により、２次エアを第１の
触媒３２ａと第２の触媒３２ｂの上流側に供給したり、
または２次エア供給管３７を通じて第２の触媒３２ｂの
上流側だけに供給する動作を行う。また、エンジン２１
の冷却水通路には冷却水温センサ３８が設けられ、冷却
水温の検出信号Ｓ9 をコントローラ３５に加えるように
成されている。なお、フロースイッチングバルブ３６と
２次エア供給管３７により２次エア切換手段が構成され
る。また、冷却水温センサ３８とクランク角センサ等の
エンジン回転検出手段によりエンジン運転状態検出手段
が構成される。
ーラ３５からの制御信号Ｓ8 により、２次エアを第１の
触媒３２ａと第２の触媒３２ｂの上流側に供給したり、
または２次エア供給管３７を通じて第２の触媒３２ｂの
上流側だけに供給する動作を行う。また、エンジン２１
の冷却水通路には冷却水温センサ３８が設けられ、冷却
水温の検出信号Ｓ9 をコントローラ３５に加えるように
成されている。なお、フロースイッチングバルブ３６と
２次エア供給管３７により２次エア切換手段が構成され
る。また、冷却水温センサ３８とクランク角センサ等の
エンジン回転検出手段によりエンジン運転状態検出手段
が構成される。
【００３９】次に動作について説明する。コントローラ
３５内での演算手順を図１０，図１１のフローチャート
に沿って説明する。図１０は加熱２次エア供給開始決定
処理メインルーチンを示し、図１１は所定時間毎に発生
する割り込みルーチン処理であり、エンジン運転状態検
出値として冷却水温を用いた場合での２次エア供給流路
の配管経路と加熱２次エア供給制御処理ルーチンを示し
たものである。
３５内での演算手順を図１０，図１１のフローチャート
に沿って説明する。図１０は加熱２次エア供給開始決定
処理メインルーチンを示し、図１１は所定時間毎に発生
する割り込みルーチン処理であり、エンジン運転状態検
出値として冷却水温を用いた場合での２次エア供給流路
の配管経路と加熱２次エア供給制御処理ルーチンを示し
たものである。
【００４０】まず、図１０のフローチャートに基づき加
熱２次エア供給開始決定処理ルーチンの動作について説
明する。ここではエンジン運転状態としてエンジン回転
数を用いた場合を一例として説明する。ステップＳＴ１
０１でエンジン回転数Ｎを図９で図示を略したクランク
角センサ信号出力より読み込み、ＲＡＭに記憶する。ス
テップＳＴ１０２で上記エンジン回転数Ｎが所定回転数
Ｎｓ以上であるかどうかを判定する。この所定回転数Ｎ
ｓは例えばエンジン２１が始動・完爆を完了し、エンジ
ンが暖機状態に入ったと判断できるＮ＝５００ｒｐｍを
用いる。ステップＳＴ１０２でＹｅｓと判定された場合
はステップＳＴ１０３へ進み、触媒へ供給する２次エア
を約２００℃程度に昇温させるためにエア加熱用のヒー
タ３１へ通電を実行する。
熱２次エア供給開始決定処理ルーチンの動作について説
明する。ここではエンジン運転状態としてエンジン回転
数を用いた場合を一例として説明する。ステップＳＴ１
０１でエンジン回転数Ｎを図９で図示を略したクランク
角センサ信号出力より読み込み、ＲＡＭに記憶する。ス
テップＳＴ１０２で上記エンジン回転数Ｎが所定回転数
Ｎｓ以上であるかどうかを判定する。この所定回転数Ｎ
ｓは例えばエンジン２１が始動・完爆を完了し、エンジ
ンが暖機状態に入ったと判断できるＮ＝５００ｒｐｍを
用いる。ステップＳＴ１０２でＹｅｓと判定された場合
はステップＳＴ１０３へ進み、触媒へ供給する２次エア
を約２００℃程度に昇温させるためにエア加熱用のヒー
タ３１へ通電を実行する。
【００４１】次にステップＳＴ１０４へ進み、２次エア
供給流路の出口を第１の触媒（プリキャタ）３２ａの入
口方向へフロースイッチングバルブ（Ｆ．Ｓ．Ｖ．）３
６を切換える制御信号Ｓ8 を出力する。ステップＳＴ１
０５において、ステップＳＴ１０３で予め加熱されてい
る２次エアを第１の触媒３２ａの入口へ供給すべくエア
ポンプ２８をＯＮとする制御信号Ｓ10を出力する。そし
てステップＳＴ１０６において予め定められている２次
エア供給量変調周波数と２次エア供給量の変調振幅に基
づいて２次エア供給量の制御弁２９を制御する制御信号
Ｓ5 を出力する。例えば、制御弁２９としてデューティ
ソレノイドバルブを用いて、ｆ0 ＝０．５〜５Ｈｚの所
定周波数で全開と全閉をくり返し、エア流量０ｌ／ｍｉ
ｎと１００〜１５０ｌ／ｍｉｎとの間を矩形波状に変調
された２次エアを供給する。
供給流路の出口を第１の触媒（プリキャタ）３２ａの入
口方向へフロースイッチングバルブ（Ｆ．Ｓ．Ｖ．）３
６を切換える制御信号Ｓ8 を出力する。ステップＳＴ１
０５において、ステップＳＴ１０３で予め加熱されてい
る２次エアを第１の触媒３２ａの入口へ供給すべくエア
ポンプ２８をＯＮとする制御信号Ｓ10を出力する。そし
てステップＳＴ１０６において予め定められている２次
エア供給量変調周波数と２次エア供給量の変調振幅に基
づいて２次エア供給量の制御弁２９を制御する制御信号
Ｓ5 を出力する。例えば、制御弁２９としてデューティ
ソレノイドバルブを用いて、ｆ0 ＝０．５〜５Ｈｚの所
定周波数で全開と全閉をくり返し、エア流量０ｌ／ｍｉ
ｎと１００〜１５０ｌ／ｍｉｎとの間を矩形波状に変調
された２次エアを供給する。
【００４２】一方、ステップＳＴ１０２でＮ＜Ｎｓであ
り、Ｎｏと判断された場合はステップＳＴ１０７へ進
み、ヒータ通電を停止すると共に、ステップＳＴ１０８
へ進み、エアポンプ２８をＯＦＦする制御信号Ｓ10を出
力して、本ルーチンの処理を終了する。
り、Ｎｏと判断された場合はステップＳＴ１０７へ進
み、ヒータ通電を停止すると共に、ステップＳＴ１０８
へ進み、エアポンプ２８をＯＦＦする制御信号Ｓ10を出
力して、本ルーチンの処理を終了する。
【００４３】次にエンジン運転状態（本実施例では冷却
水温）を検出し、その検出値に基づいて２次エア供給流
路とヒータ３１及びエアポンプ２８を制御する動作を図
１１のフローチャートを用いて説明する。ステップＳＴ
２０１において、エンジン暖機状態を検出するためにエ
ンジン本体に装着した冷却水温センサ３８の出力を読み
込み、ＲＡＭに記憶する。ステップＳＴ２０２におい
て、冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｗ0 以上かどうかを判定す
る。Ｙｅｓと判定された場合は、プリキャタが部分昇温
したとしてステップＳＴ２０３へ進み、フロースイッチ
ングバルブ（Ｆ．Ｓ．Ｖ．）３６を第１の触媒（プリキ
ャタ）３２ａから第２の触媒（メインキャタ）３２ｂの
入口方向に２次エアが流入するように切換える。この処
理はプリキャタが加熱２次エアの導入により早期昇温し
活性化する本実施例の第１と第２の触媒３２ａ，３２ｂ
を有する構成において、プリキャタが活性後は酸素が過
剰な条件下でプリキャタにおいてＮＯxが生成されるの
を防ぐため、過剰な酸素を昇温が未完了で不活性なメイ
ンキャタ入口にのみ導入するように２次エア流路を切換
え、メインキャタによってＨＣ，ＣＯの浄化を促進する
と共に、プリキャタでＮＯx 浄化を行うようにするもの
である。
水温）を検出し、その検出値に基づいて２次エア供給流
路とヒータ３１及びエアポンプ２８を制御する動作を図
１１のフローチャートを用いて説明する。ステップＳＴ
２０１において、エンジン暖機状態を検出するためにエ
ンジン本体に装着した冷却水温センサ３８の出力を読み
込み、ＲＡＭに記憶する。ステップＳＴ２０２におい
て、冷却水温Ｔｗが所定値Ｔｗ0 以上かどうかを判定す
る。Ｙｅｓと判定された場合は、プリキャタが部分昇温
したとしてステップＳＴ２０３へ進み、フロースイッチ
ングバルブ（Ｆ．Ｓ．Ｖ．）３６を第１の触媒（プリキ
ャタ）３２ａから第２の触媒（メインキャタ）３２ｂの
入口方向に２次エアが流入するように切換える。この処
理はプリキャタが加熱２次エアの導入により早期昇温し
活性化する本実施例の第１と第２の触媒３２ａ，３２ｂ
を有する構成において、プリキャタが活性後は酸素が過
剰な条件下でプリキャタにおいてＮＯxが生成されるの
を防ぐため、過剰な酸素を昇温が未完了で不活性なメイ
ンキャタ入口にのみ導入するように２次エア流路を切換
え、メインキャタによってＨＣ，ＣＯの浄化を促進する
と共に、プリキャタでＮＯx 浄化を行うようにするもの
である。
【００４４】次にステップＳＴ２０４において冷却水温
Ｔｗが第２の所定値Ｔｗ1 以上であるかどうかを判定
し、Ｙｅｓと判定された場合はステップＳＴ２０５へ進
み、エンジン暖機が進行し、排気ガスと触媒自体の昇温
が進み、２次エアの加熱が不必要となったと判断してヒ
ータ３１への通電をＯＦＦする。さらにステップＳＴ２
０６へ進み、図１０のステップＳＴ１０６において実行
された所定の基本周波数ｆ0 で制御弁２９を駆動する制
御信号Ｓ5 の駆動周波数を次式に基づき補正し、その補
正後周波数ｆの制御信号Ｓ5 を出力する。 ｆ＝ｆ0 ×（ａ×Ｔｗ＋ｂ） ・・・・・（４） ここで、ａ，ｂは定数であり、冷却水温Ｔｗに対してバ
ルブ駆動基本周波数ｆ0 を１０〜５０Ｈｚへと高い周波
数へ補正するように予め設定されている。
Ｔｗが第２の所定値Ｔｗ1 以上であるかどうかを判定
し、Ｙｅｓと判定された場合はステップＳＴ２０５へ進
み、エンジン暖機が進行し、排気ガスと触媒自体の昇温
が進み、２次エアの加熱が不必要となったと判断してヒ
ータ３１への通電をＯＦＦする。さらにステップＳＴ２
０６へ進み、図１０のステップＳＴ１０６において実行
された所定の基本周波数ｆ0 で制御弁２９を駆動する制
御信号Ｓ5 の駆動周波数を次式に基づき補正し、その補
正後周波数ｆの制御信号Ｓ5 を出力する。 ｆ＝ｆ0 ×（ａ×Ｔｗ＋ｂ） ・・・・・（４） ここで、ａ，ｂは定数であり、冷却水温Ｔｗに対してバ
ルブ駆動基本周波数ｆ0 を１０〜５０Ｈｚへと高い周波
数へ補正するように予め設定されている。
【００４５】その結果、バルブ１３の駆動周期に対して
エア流量変動が追従せず駆動周波数ｆに対して一定のエ
ア流量が触媒に供給される。一方、ステップＳＴ２０２
またはＳＴ２０４においてＮｏと判定された場合は、２
次エア加熱とエア変調による制御量を変化させる必要が
ないと考えて、本割り込みルーチンを終了する。
エア流量変動が追従せず駆動周波数ｆに対して一定のエ
ア流量が触媒に供給される。一方、ステップＳＴ２０２
またはＳＴ２０４においてＮｏと判定された場合は、２
次エア加熱とエア変調による制御量を変化させる必要が
ないと考えて、本割り込みルーチンを終了する。
【００４６】次にステップＳＴ２０７において、エンジ
ン暖機が完了し、これに対応してメインキャタも昇温し
活性化が完了して２次エア供給が不要かどうかを判定す
ることを目的として、冷却水温Ｔｗが第３の所定値Ｔｗ
2 以上かどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は
ステップＳＴ２０８へ進み、制御弁２９が常閉するよう
にエアポンプ２８への通電をＯＦＦし、制御信号Ｓ5 と
Ｓ10とを出力する。一方、ステップＳＴ２０７でＮｏと
判定された場合は、２次エア供給継続がメインキャタに
とって必要と判断して、エアポンプをＯＮに維持したま
ま、本割り込みルーチンを終了する。
ン暖機が完了し、これに対応してメインキャタも昇温し
活性化が完了して２次エア供給が不要かどうかを判定す
ることを目的として、冷却水温Ｔｗが第３の所定値Ｔｗ
2 以上かどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は
ステップＳＴ２０８へ進み、制御弁２９が常閉するよう
にエアポンプ２８への通電をＯＦＦし、制御信号Ｓ5 と
Ｓ10とを出力する。一方、ステップＳＴ２０７でＮｏと
判定された場合は、２次エア供給継続がメインキャタに
とって必要と判断して、エアポンプをＯＮに維持したま
ま、本割り込みルーチンを終了する。
【００４７】なお、上述のステップＳＴ２０２，ＳＴ２
０４及びＳＴ２０７での判定において、予め実験上で決
定されている第１，２及び第３の所定冷却水温は、２リ
ッター直列４気筒エンジン搭載の乗用車において、例え
ばＴｗ0 ＝３５℃，Ｔｗ1 ＝５０℃、そしてＴｗ2 ＝６
０℃である。冷却水温と触媒昇温との関係は、乗用車全
体の運転条件で決まる冷却損失等によって変化するた
め、上記所定温度Ｔｗ0，Ｔｗ1 及びＴｗ2 は実験上決
定する。
０４及びＳＴ２０７での判定において、予め実験上で決
定されている第１，２及び第３の所定冷却水温は、２リ
ッター直列４気筒エンジン搭載の乗用車において、例え
ばＴｗ0 ＝３５℃，Ｔｗ1 ＝５０℃、そしてＴｗ2 ＝６
０℃である。冷却水温と触媒昇温との関係は、乗用車全
体の運転条件で決まる冷却損失等によって変化するた
め、上記所定温度Ｔｗ0，Ｔｗ1 及びＴｗ2 は実験上決
定する。
【００４８】以上のように、エンジン運転状態検出方法
として、エンジン回転数と冷却水温を検出し、その検出
値に基づいて近接したプリキャタ（第１の触媒３２ａ）
とメインキャタ（第２の触媒３２ｂ）の各々の昇温状態
に合わせて加熱した２次エアを各々のキャタ入口に導入
することにより、エンジン始動後早期に酸化反応により
プリキャタの昇温を早めると共に、プリキャタで発生し
た反応熱をメインキャタへ供給する。そしてエンジン暖
機が進行し、エンジン排気ガスが理論空燃比に近づき、
かつ２次エアを導入してプリキャタ入口の空燃比がリー
ンとなることによりＮＯx が生成されるのを防止すべ
く、まだ不活性であり、ＨＣ，ＣＯ浄化のために酸素を
必要とするメインキャタに２次エアを導入するように制
御する構成にしたので、従来より低いＮＯx 排出量で同
等以上のＨＣ，ＣＯ排出量低減を達成することができ
る。
として、エンジン回転数と冷却水温を検出し、その検出
値に基づいて近接したプリキャタ（第１の触媒３２ａ）
とメインキャタ（第２の触媒３２ｂ）の各々の昇温状態
に合わせて加熱した２次エアを各々のキャタ入口に導入
することにより、エンジン始動後早期に酸化反応により
プリキャタの昇温を早めると共に、プリキャタで発生し
た反応熱をメインキャタへ供給する。そしてエンジン暖
機が進行し、エンジン排気ガスが理論空燃比に近づき、
かつ２次エアを導入してプリキャタ入口の空燃比がリー
ンとなることによりＮＯx が生成されるのを防止すべ
く、まだ不活性であり、ＨＣ，ＣＯ浄化のために酸素を
必要とするメインキャタに２次エアを導入するように制
御する構成にしたので、従来より低いＮＯx 排出量で同
等以上のＨＣ，ＣＯ排出量低減を達成することができ
る。
【００４９】実施例４． 実施例２ではエンジン運転状態検出手段として冷却水温
センサを用いて、Ｆ．Ｓ．Ｖ．切換えと２次エア加熱ヒ
ータ３１をＯＮ／ＯＦＦすると共に２次エア供給量を制
御する実施例を説明したが、図９に示した実施例の構成
において第２の触媒３２ｂの下流に排気ガス温度センサ
を設けた構成とし、この排気ガス温度センサを触媒浄化
検出手段として使用するようにしてもよい。
センサを用いて、Ｆ．Ｓ．Ｖ．切換えと２次エア加熱ヒ
ータ３１をＯＮ／ＯＦＦすると共に２次エア供給量を制
御する実施例を説明したが、図９に示した実施例の構成
において第２の触媒３２ｂの下流に排気ガス温度センサ
を設けた構成とし、この排気ガス温度センサを触媒浄化
検出手段として使用するようにしてもよい。
【００５０】この場合は、図１２のフローチャートに示
すように、ステップＳＴ３０２〜３０３及びＳＴ３０５
〜３０８は図１１のフローチャートでのステップＳＴ２
０３〜２０３及びＳＴ２０５〜２０８と同一の動作を行
い、ステップＳＴ３０１及びＳＴ３０４のみ予め定めら
れた触媒出口排気ガス温度Ｔｅｘ0 よりステップＳＴ３
０１で検出記憶した排気ガス温度Ｔｅｘが大きいかどう
か判断して、ヒータ３１の通電と２次エア供給量を制御
するようにしてよい。
すように、ステップＳＴ３０２〜３０３及びＳＴ３０５
〜３０８は図１１のフローチャートでのステップＳＴ２
０３〜２０３及びＳＴ２０５〜２０８と同一の動作を行
い、ステップＳＴ３０１及びＳＴ３０４のみ予め定めら
れた触媒出口排気ガス温度Ｔｅｘ0 よりステップＳＴ３
０１で検出記憶した排気ガス温度Ｔｅｘが大きいかどう
か判断して、ヒータ３１の通電と２次エア供給量を制御
するようにしてよい。
【００５１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、２次エア供給量を制御する制御弁を設け、エンジン
の吸入空気量、冷却水温度等に基づいて上記制御弁を制
御する制御弁の振幅、周波数を演算するように構成した
ので、エンジンの運転状態に応じて排気ガス浄化装置が
最も効率よく浄化作用を行うように温度上昇が促進され
る効果がある。
ば、２次エア供給量を制御する制御弁を設け、エンジン
の吸入空気量、冷却水温度等に基づいて上記制御弁を制
御する制御弁の振幅、周波数を演算するように構成した
ので、エンジンの運転状態に応じて排気ガス浄化装置が
最も効率よく浄化作用を行うように温度上昇が促進され
る効果がある。
【００５２】
【００５３】請求項２の発明によれば、排気ガス浄化装
置の入口側と出口側とに酸素濃度の検出手段を設け、そ
の出力比に基づいて上記２次エア加熱手段を制御するよ
うに構成したので、低温時においても排気ガスの浄化作
用を促進できると共に、２次エア加熱手段を効率良く制
御し、電力消費を最小限に抑えることができる効果があ
る。
置の入口側と出口側とに酸素濃度の検出手段を設け、そ
の出力比に基づいて上記２次エア加熱手段を制御するよ
うに構成したので、低温時においても排気ガスの浄化作
用を促進できると共に、２次エア加熱手段を効率良く制
御し、電力消費を最小限に抑えることができる効果があ
る。
【００５４】請求項３の発明によれば、２つの排気ガス
浄化手段を設け、これに対する加熱した２次エアの供給
をエンジンの運転状態に応じて制御するように構成した
ので、従来より低いＮＯx 排出量で同等以上のＨＣ，Ｃ
Ｏ排出量を低減することができる効果がある。
浄化手段を設け、これに対する加熱した２次エアの供給
をエンジンの運転状態に応じて制御するように構成した
ので、従来より低いＮＯx 排出量で同等以上のＨＣ，Ｃ
Ｏ排出量を低減することができる効果がある。
【図１】請求項１の発明の一実施例を示す構成図であ
る。
る。
【図２】動作を示すフローチャートである。
【図３】動作を示すフローチャートである。
【図４】冷却水温度と変調率及び周波数との関係を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図５】動作の一例を示すグラフ図である。
【図６】請求項２の発明の一実施例の動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図７】流入エア変動量とＣＯ2 発生増加率との関係を
示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
【図８】２次エア流入周期とＣＯ2 発生量との関係を示
すグラフ図である。
すグラフ図である。
【図９】請求項３の発明の一実施例を示す構成図であ
る。
る。
【図１０】動作を示すフローチャートである。
【図１１】動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施例４による動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図１３】従来の２次エア制御装置の構成図である。
【図１４】動作を示すフローチャートである。
２１ エンジン ２９ 制御弁 ３１ ヒータ（２次エア加熱手段） ３２ 排気ガス浄化装置 ３２ａ 第１の触媒（第１の排気ガス浄化手段） ３２ｂ 第２の触媒（第２の排気ガス浄化手段） ３３ Ｏ2 センサ（検出手段） ３５ コントローラ（演算制御手段、制御手段） ３６ フロースイッチングバルブ（２次エア切換手段） ３７ ２次エア供給管（２次エア切換手段） ３８ 冷却水温センサ（エンジン運転状態検出手段） Ｓ5 制御信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｚ (72)発明者 黒田 俊樹 姫路市定元町13番地の１ 三菱電機コン トロールソフトウエア株式会社 姫路事 業所内 (56)参考文献 特開 平５−321651（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222929（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−106431（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−36517（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/22 - 3/36 F01N 9/00
Claims (3)
- 【請求項１】 ２次エアが供給されたエンジンの排気ガ
スを触媒を用いて浄化する排気ガス浄化装置に用いら
れ、上記２次エアを制御する２次エア制御装置におい
て、上記２次エアの供給量を制御するように成され制御
信号により動作される制御弁と、上記エンジンの吸入空
気量、冷却水温度等に基づいて上記制御信号の振幅及び
周波数を演算する演算制御手段とを備えた２次エア制御
装置。 - 【請求項２】 ２次エアが供給されたエンジンの排気ガ
スを触媒を用いて浄化する排気ガス浄化装置に用いら
れ、上記２次エアを制御する２次エア制御装置におい
て、２次エア供給管の途中に設けられ、上記排気ガスに
送り込む２次エアを加熱する２次エア加熱手段と、上記
排気ガス浄化装置の入口側と出口側とにそれぞれ設けら
れ排気ガス中の酸素濃度を検出する２つの検出手段と、
上記２つの検出手段の検出出力の出力比から所定の演算
を行い、演算結果に応じて上記２次エア加熱手段を制御
する制御信号を出力する演算制御手段とを備えた２次エ
ア制御装置。 - 【請求項３】 ２次エアが供給されたエンジンの排気ガ
スを触媒を用いて浄化する排気ガス浄化装置に用いら
れ、上記２次エアを制御する２次エア制御装置におい
て、２次エア供給管の途中に設けられ、上記排ガスに送
り込む２次エアを加熱する２次エア加熱手段と、上記排
気ガス浄化装置内に直列に設けられた第１及び第２の排
気ガス浄化手段と、上記第２の排気ガス浄化手段または
上記第１及び第２の排気ガス浄化手段に選択的に２次エ
アを供給する２次エア切換手段と、エンジンの運転状態
を検出し、その検出に応じて上記２次エア切換手段を制
御するエンジン運転状態検出手段とを備えた２次エア制
御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247165A JP3053703B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | ２次エア制御装置 |
| DE4325202A DE4325202C2 (de) | 1992-08-25 | 1993-07-27 | Vorrichtung zur Steuerung von Sekundärluft in einer Brennkraftmaschine |
| US08/576,395 US5675968A (en) | 1992-08-25 | 1995-12-21 | Secondary air control apparatus for exhaust gas purifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247165A JP3053703B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | ２次エア制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674030A JPH0674030A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3053703B2 true JP3053703B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=17159409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247165A Expired - Fee Related JP3053703B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | ２次エア制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5675968A (ja) |
| JP (1) | JP3053703B2 (ja) |
| DE (1) | DE4325202C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09133016A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP3531328B2 (ja) * | 1996-01-29 | 2004-05-31 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関制御の解除時期制御装置 |
| KR19980077062A (ko) * | 1997-04-16 | 1998-11-16 | 김영귀 | 배기관의 촉매향상장치 |
| US6044643A (en) * | 1997-12-15 | 2000-04-04 | General Motors Corporation | Engine control system and method |
| FR2778206B1 (fr) * | 1998-04-29 | 2000-12-15 | Renault | Dispositif de pot catalytique |
| DE19829205C1 (de) * | 1998-06-30 | 1999-08-26 | Siemens Ag | Verfahren zur Einspritzzeitkorrektur bei einer Brennkraftmaschine mit Sekundärluftsystem |
| DE19933029A1 (de) * | 1999-07-15 | 2001-01-18 | Porsche Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Desulfatisierung eines NOx-Speicherkatalysators |
| FR2815077B1 (fr) * | 2000-10-05 | 2003-03-21 | Renault | Procede et dispositif d'amorcage d'un catalyseur |
| US6779338B1 (en) * | 2001-02-14 | 2004-08-24 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for purging a hydrocarbon trap |
| DE10144674B4 (de) * | 2001-09-11 | 2004-06-03 | Siemens Ag | Verfahren zur Erkennung einer Fehlfunktion an einer Abgasklappeneinrichtung und/oder einer Saugrohrumschalteinrichtung |
| JP3952733B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2007-08-01 | 日産自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの排気浄化制御装置 |
| DE10154081A1 (de) | 2001-11-02 | 2003-05-22 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Steuerung der Sekundärluftmenge |
| JP2004225539A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Hitachi Ltd | 排気ガス浄化装置 |
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| US7487632B2 (en) * | 2006-11-27 | 2009-02-10 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Method of calculating airflow introduction into an automotive exhaust air injection system |
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