JPH05240031A - 内燃機関の２次空気制御装置 - Google Patents
内燃機関の２次空気制御装置Info
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- air
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
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Abstract
(57)【要約】
【目的】内燃機関における２次空気供給量を適切に制御
する。 【構成】所定運転条件で開閉弁７を開とする一方、コン
トロールユニット12からのエアフローメータ13等により
検出された吸入空気流量に基づいて設定された印加電圧
を電動式エアポンプ６に出力して駆動する。これによ
り、消費電力を節減しつつ、最適量の２次空気が供給さ
れる。
する。 【構成】所定運転条件で開閉弁７を開とする一方、コン
トロールユニット12からのエアフローメータ13等により
検出された吸入空気流量に基づいて設定された印加電圧
を電動式エアポンプ６に出力して駆動する。これによ
り、消費電力を節減しつつ、最適量の２次空気が供給さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の２次空気制
御装置に関する。
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関においては、排気通路に２次空
気を供給し、排気中の有害成分であるＣＯ，ＨＣを再燃
焼させて低減するようにしたものがある。また、２次空
気は通常排気浄化触媒の上流側に供給されるため、再燃
焼により温度上昇した排気が排気浄化触媒に流入して触
媒温度を高められるので、再燃焼しきらないＣＯ，ＨＣ
の排気浄化触媒による酸化反応も促進され、以てＣＯ，
ＨＣの低減性能を大きく高めることができる。
気を供給し、排気中の有害成分であるＣＯ，ＨＣを再燃
焼させて低減するようにしたものがある。また、２次空
気は通常排気浄化触媒の上流側に供給されるため、再燃
焼により温度上昇した排気が排気浄化触媒に流入して触
媒温度を高められるので、再燃焼しきらないＣＯ，ＨＣ
の排気浄化触媒による酸化反応も促進され、以てＣＯ，
ＨＣの低減性能を大きく高めることができる。
【０００３】尚、常時２次空気を供給することは、排気
浄化触媒を過熱させて却ってその機能を損ねたり、高熱
による劣化を伴うので、ＣＯ，ＨＣが増加しやすい運転
条件(例えば安定性のため混合比をリッチ化される場合
の定常アイドル時等) でのみ行われている (特公昭５３
−９６６３号公報参照) 。
浄化触媒を過熱させて却ってその機能を損ねたり、高熱
による劣化を伴うので、ＣＯ，ＨＣが増加しやすい運転
条件(例えば安定性のため混合比をリッチ化される場合
の定常アイドル時等) でのみ行われている (特公昭５３
−９６６３号公報参照) 。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２次空気が
供給される領域では２次空気の供給量は、ＣＯ，ＨＣの
再燃焼に必要な量より多過ぎても空気による冷却作用の
方が効いて排気による再燃焼機能が損なわれる。また、
排気浄化触媒の活性開始温度をより低く下げられる (ラ
イトオフ性能) 排気中の空気濃度も決まっている。した
がって、２次空気による希釈率を一定に保持すべく、２
次空気の供給量は排気流量に比例的に制御されることが
望ましい。
供給される領域では２次空気の供給量は、ＣＯ，ＨＣの
再燃焼に必要な量より多過ぎても空気による冷却作用の
方が効いて排気による再燃焼機能が損なわれる。また、
排気浄化触媒の活性開始温度をより低く下げられる (ラ
イトオフ性能) 排気中の空気濃度も決まっている。した
がって、２次空気による希釈率を一定に保持すべく、２
次空気の供給量は排気流量に比例的に制御されることが
望ましい。
【０００５】しかしながら、前記従来の２次空気供給制
御装置を備えた内燃機関にあっては、２次空気の供給源
としてのエアポンプは機関駆動されて機関回転速度に同
期して回転し、２次空気供給領域で２次空気供給通路を
開とするだけの制御であるため、２次空気の供給量は機
関回転速度に比例的であり、上記要求が満たされていな
い。
御装置を備えた内燃機関にあっては、２次空気の供給源
としてのエアポンプは機関駆動されて機関回転速度に同
期して回転し、２次空気供給領域で２次空気供給通路を
開とするだけの制御であるため、２次空気の供給量は機
関回転速度に比例的であり、上記要求が満たされていな
い。
【０００６】また、近年電動式のエアポンプを用いて２
次空気供給量を制御するようにした２次空気供給装置も
提案されているが、このものでは、２次空気通路に介装
した制御弁の開度を可変に制御する方式であるため、制
御弁通過時の圧力損失に伴いエアポンプの消費電力が増
大し、また、制御弁上流側のポンプ吐出圧力と制御弁下
流側の圧力との圧力比が変化し、適切な流量制御を行う
ことが困難であるという問題があった。
次空気供給量を制御するようにした２次空気供給装置も
提案されているが、このものでは、２次空気通路に介装
した制御弁の開度を可変に制御する方式であるため、制
御弁通過時の圧力損失に伴いエアポンプの消費電力が増
大し、また、制御弁上流側のポンプ吐出圧力と制御弁下
流側の圧力との圧力比が変化し、適切な流量制御を行う
ことが困難であるという問題があった。
【０００７】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
みなされたもので、電動式エアポンプを用いて消費電力
を節減しつつ良好な２次空気供給量制御が行えるように
した内燃機関の２次空気供給装置を提供することを目的
とする。
みなされたもので、電動式エアポンプを用いて消費電力
を節減しつつ良好な２次空気供給量制御が行えるように
した内燃機関の２次空気供給装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は図１
に示すように、電動式エアポンプにより吐出される空気
を機関の排気通路に供給する内燃機関の２次空気制御装
置において、機関に供給される吸入空気流量を検出する
吸入空気流量検出手段と、吸入空気流量に比例的に２次
空気量が吐出されるように前記エアポンプの印加電圧を
吸入空気流量に対応して設定する印加電圧設定手段と、
検出された吸入空気流量に基づいて前記印加電圧設定手
段により設定された印加電圧をエアポンプに印加する印
加電圧制御手段と、を含んで構成した。
に示すように、電動式エアポンプにより吐出される空気
を機関の排気通路に供給する内燃機関の２次空気制御装
置において、機関に供給される吸入空気流量を検出する
吸入空気流量検出手段と、吸入空気流量に比例的に２次
空気量が吐出されるように前記エアポンプの印加電圧を
吸入空気流量に対応して設定する印加電圧設定手段と、
検出された吸入空気流量に基づいて前記印加電圧設定手
段により設定された印加電圧をエアポンプに印加する印
加電圧制御手段と、を含んで構成した。
【０００９】
【作用】かかる構成によれば、吸入空気流量と排気流量
とは略一致しており、したがって、吸入空気流量に基づ
いて設定された電圧をエアポンプに印加して駆動するこ
とにより、吸入空気流量即ち排気流量に比例的に２次空
気供給量が制御される。
とは略一致しており、したがって、吸入空気流量に基づ
いて設定された電圧をエアポンプに印加して駆動するこ
とにより、吸入空気流量即ち排気流量に比例的に２次空
気供給量が制御される。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の構成を示す図２において、内燃機関１の
排気通路２にはマニホールト部分の下流側に排気浄化触
媒 (三元触媒) ３、マフラー４が順次介装されている。
前記排気浄化触媒３上流の排気通路２に２次空気を供給
する２次空気供給管５には電動式エアポンプ６，開閉弁
７，チェック弁８が順次介装され、上流端部にはエアク
リーナ (図示せず) が装着されている。前記開閉弁７
は、その作動負圧室７ａが前記電動式エアポンプ６上流
側と吸気通路９とを結ぶ通路に介装された電磁切換弁10
を介して接続され、ＥＣＭ (エンジンコントロールモジ
ュール)11からの信号によって切換制御される前記電磁
切換弁10により、２次空気供給を行う運転領域では、吸
気負圧が導かれて開弁し、２次空気供給を停止する運転
領域では、大気圧が導かれて閉弁するようになってい
る。
る。一実施例の構成を示す図２において、内燃機関１の
排気通路２にはマニホールト部分の下流側に排気浄化触
媒 (三元触媒) ３、マフラー４が順次介装されている。
前記排気浄化触媒３上流の排気通路２に２次空気を供給
する２次空気供給管５には電動式エアポンプ６，開閉弁
７，チェック弁８が順次介装され、上流端部にはエアク
リーナ (図示せず) が装着されている。前記開閉弁７
は、その作動負圧室７ａが前記電動式エアポンプ６上流
側と吸気通路９とを結ぶ通路に介装された電磁切換弁10
を介して接続され、ＥＣＭ (エンジンコントロールモジ
ュール)11からの信号によって切換制御される前記電磁
切換弁10により、２次空気供給を行う運転領域では、吸
気負圧が導かれて開弁し、２次空気供給を停止する運転
領域では、大気圧が導かれて閉弁するようになってい
る。
【００１１】ここで、２次空気供給時には前記電動式エ
アポンプ６が、電圧コントロールモジュールを内蔵した
コントロールユニット12からの制御電圧を印加されて駆
動されるようになっている。尚、コントロールユニット
12には、吸入空気流量Ｑを検出するエアフロメータ13，
機関回転速度Ｎを検出する回転速度センサ14の他図示し
ない各種センサからの信号が入力されて２次空気を供給
する運転条件を検出し、該運転条件で、後述するように
して設定された電圧を印加して電動式エアポンプ６を駆
動するようになっている。
アポンプ６が、電圧コントロールモジュールを内蔵した
コントロールユニット12からの制御電圧を印加されて駆
動されるようになっている。尚、コントロールユニット
12には、吸入空気流量Ｑを検出するエアフロメータ13，
機関回転速度Ｎを検出する回転速度センサ14の他図示し
ない各種センサからの信号が入力されて２次空気を供給
する運転条件を検出し、該運転条件で、後述するように
して設定された電圧を印加して電動式エアポンプ６を駆
動するようになっている。
【００１２】図３は、電動式エアポンプ６の特性と、機
関運転の各種状態量との関係を示す。図において、吸入
空気流量ＱI と排気圧力ＰE とは相関があり、排気流量
ＱEと排気圧力とも相関がある (排気圧力ＰE ＝Ａ・Ｑ
E 2 , Ａは定数) 。そして、要求２次空気流量Ｑ2 は、
前記排気流量ＱE に対し、希釈率を乗算した値となる。
関運転の各種状態量との関係を示す。図において、吸入
空気流量ＱI と排気圧力ＰE とは相関があり、排気流量
ＱEと排気圧力とも相関がある (排気圧力ＰE ＝Ａ・Ｑ
E 2 , Ａは定数) 。そして、要求２次空気流量Ｑ2 は、
前記排気流量ＱE に対し、希釈率を乗算した値となる。
【００１３】また、印加電圧をパラメータとするポンプ
吐出特性は、左上図のようになり、該等電圧吐出特性線
と要求２次空気流量Ｑ2 との交点により、要求２次空気
流量Ｑ2 に見合った印加電圧が決定される。前記関係を
もとに吸入空気流量ＱI に対する電動式エアポンプ６の
印加電圧がコントロールユニット９内のＲＯＭ等にテー
プルマップとして記憶される。そして、該吸入空気流量
Ｑ1 が検出されると、対応する電動式エアポンプ６の印
加電圧を前記テーブルマップより検索し、該電圧を電動
式エアポンプ６に印加して駆動する。
吐出特性は、左上図のようになり、該等電圧吐出特性線
と要求２次空気流量Ｑ2 との交点により、要求２次空気
流量Ｑ2 に見合った印加電圧が決定される。前記関係を
もとに吸入空気流量ＱI に対する電動式エアポンプ６の
印加電圧がコントロールユニット９内のＲＯＭ等にテー
プルマップとして記憶される。そして、該吸入空気流量
Ｑ1 が検出されると、対応する電動式エアポンプ６の印
加電圧を前記テーブルマップより検索し、該電圧を電動
式エアポンプ６に印加して駆動する。
【００１４】図４は、本実施例における２次空気供給制
御ルーチンを示す。ステップ (図ではＳと記す。以下同
様) １では、エアフローメータ13，回転速度センサ14そ
の他各種センサからの機関運転状態信号及び別途燃料噴
射量制御ルーチンにおいて演算された燃料の基本燃料噴
射量ＴP 等を入力する。ステップ２では、検出された機
関運転状態に基づいて２次空気供給を行う運転条件であ
るか否かを判定する。
御ルーチンを示す。ステップ (図ではＳと記す。以下同
様) １では、エアフローメータ13，回転速度センサ14そ
の他各種センサからの機関運転状態信号及び別途燃料噴
射量制御ルーチンにおいて演算された燃料の基本燃料噴
射量ＴP 等を入力する。ステップ２では、検出された機
関運転状態に基づいて２次空気供給を行う運転条件であ
るか否かを判定する。
【００１５】ステップ３では、吸入空気流量Ｑ1 をエア
フローメータ13の値から直接又は前記基本燃料噴射量Ｔ
P に機関回転速度Ｎを乗じた値として求める。後者の場
合、基本燃料噴射量ＴP 演算の際にエアフローメータで
検出されるＱの値を脈動の影響の影響を避けるため加重
平均値を用いるようにしているので、脈動の影響を回避
できる。即ち、エアフローメータ13又は該ステップ３の
機能が吸入空気流量検出手段に相当する。
フローメータ13の値から直接又は前記基本燃料噴射量Ｔ
P に機関回転速度Ｎを乗じた値として求める。後者の場
合、基本燃料噴射量ＴP 演算の際にエアフローメータで
検出されるＱの値を脈動の影響の影響を避けるため加重
平均値を用いるようにしているので、脈動の影響を回避
できる。即ち、エアフローメータ13又は該ステップ３の
機能が吸入空気流量検出手段に相当する。
【００１６】ステップ４では、上記のようにして求めら
れた吸入空気流量Ｑ1 に対応する電動式エアポンプ６へ
の印加電圧ＶP を前記テーブルマップから検索して求め
る。即ち、前記テーブルマップを記憶したＲＯＭ及び該
ステップ４の機能が印加電圧設定手段に相当する。ステ
ップ５では、前記検索された印加電圧ＶP に応じた信号
を電圧コントロールモジュールに出力し、印加電圧ＶP
を電動式エアポンプ６に出力すると同時に電磁切換弁10
を作動して開閉弁７を開に保持する。これにより、設定
された印加電圧ＶP で駆動される電動式エアポンプ６か
ら吐出される２次空気が２次空気供給管５を介して排気
通路２へ供給される。即ち、コントロールユニット12に
内蔵された電圧コントロールモジュール及び該ステップ
５の機能が印加電圧制御手段に相当する。
れた吸入空気流量Ｑ1 に対応する電動式エアポンプ６へ
の印加電圧ＶP を前記テーブルマップから検索して求め
る。即ち、前記テーブルマップを記憶したＲＯＭ及び該
ステップ４の機能が印加電圧設定手段に相当する。ステ
ップ５では、前記検索された印加電圧ＶP に応じた信号
を電圧コントロールモジュールに出力し、印加電圧ＶP
を電動式エアポンプ６に出力すると同時に電磁切換弁10
を作動して開閉弁７を開に保持する。これにより、設定
された印加電圧ＶP で駆動される電動式エアポンプ６か
ら吐出される２次空気が２次空気供給管５を介して排気
通路２へ供給される。即ち、コントロールユニット12に
内蔵された電圧コントロールモジュール及び該ステップ
５の機能が印加電圧制御手段に相当する。
【００１７】このように、電動式エアポンプ６の印加電
圧を制御することによって、排気流量が異なっても最適
に設定された希釈率に保って２次空気を供給することに
より、排気中のＣＯやＨＣ等の未燃成分の再燃焼に必要
なだけの量を供給することができ、過剰供給による冷却
を防止でき、排気浄化触媒３による排気浄化性能 (ライ
トオフ性能を含む) も最適に保持できるので、ＣＯ，Ｈ
Ｃの排出量を可及的に低減できる。また、必要な電圧の
みが供給され、絞り等による圧力損失も生じないので消
費電力も可及的に節減できるものである。
圧を制御することによって、排気流量が異なっても最適
に設定された希釈率に保って２次空気を供給することに
より、排気中のＣＯやＨＣ等の未燃成分の再燃焼に必要
なだけの量を供給することができ、過剰供給による冷却
を防止でき、排気浄化触媒３による排気浄化性能 (ライ
トオフ性能を含む) も最適に保持できるので、ＣＯ，Ｈ
Ｃの排出量を可及的に低減できる。また、必要な電圧の
みが供給され、絞り等による圧力損失も生じないので消
費電力も可及的に節減できるものである。
【００１８】尚、電圧コントロールモジュールは、定常
の直流電圧を出力するものでもよいが、例えば目標電圧
６Ｖの場合、出力電圧12ＶのＯＮデューティを50％とす
るようなデューティ制御によるようなものでもよい。
又、電圧コントロールモジュールの代わりにデジタル電
圧信号を、Ｄ／Ａ変換器によりアナログ電圧信号に変換
して出力するようにしてもよい。更に、印加電圧をリニ
アに可変制御するものの他、電動式エアポンプ６への電
流をステップ的に切換制御すべく、駆動回路に並列して
介装された抵抗を切り換えて制御するような構成であっ
てもよい。
の直流電圧を出力するものでもよいが、例えば目標電圧
６Ｖの場合、出力電圧12ＶのＯＮデューティを50％とす
るようなデューティ制御によるようなものでもよい。
又、電圧コントロールモジュールの代わりにデジタル電
圧信号を、Ｄ／Ａ変換器によりアナログ電圧信号に変換
して出力するようにしてもよい。更に、印加電圧をリニ
アに可変制御するものの他、電動式エアポンプ６への電
流をステップ的に切換制御すべく、駆動回路に並列して
介装された抵抗を切り換えて制御するような構成であっ
てもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、吸入空気流量の検出値に基づいて電動式エアポンプ
の印加電圧を制御して２次空気の供給量を制御する構成
としたため、ＣＯ，ＨＣ等の未燃成分の発生量を可及的
に低減できると共に、消費電力も必要最小源に節減でき
るものである。
ば、吸入空気流量の検出値に基づいて電動式エアポンプ
の印加電圧を制御して２次空気の供給量を制御する構成
としたため、ＣＯ，ＨＣ等の未燃成分の発生量を可及的
に低減できると共に、消費電力も必要最小源に節減でき
るものである。
【図１】本発明の構成，機能を示すブロック図
【図２】本発明の一実施例の全体構成を示す図
【図３】同上実施例における電動式エアポンプと各種機
関運転状態量の関係を示す線図
関運転状態量の関係を示す線図
【図４】同上実施例における２次空気供給制御ルーチン
を示すフローチャート
を示すフローチャート
１ 内燃機関 ２ 排気通路 ５ ２次空気供給管 ６ 電動式エアポンプ ９ コントロールユニット 12 エアフローメータ
Claims (1)
- 【請求項１】電動式エアポンプにより吐出される空気を
機関の排気通路に供給する内燃機関の２次空気制御装置
において、機関に供給される吸入空気流量を検出する吸
入空気流量検出手段と、吸入空気流量に比例的に２次空
気量が吐出されるように前記エアポンプの印加電圧を吸
入空気流量に対応して設定する印加電圧設定手段と、検
出された吸入空気流量に基づいて前記印加電圧設定手段
により設定された印加電圧をエアポンプに印加する印加
電圧制御手段と、を含んで構成したことを特徴とする内
燃機関の２次空気制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041209A JP3018716B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 内燃機関の２次空気制御装置 |
| US08/013,430 US5345763A (en) | 1992-02-27 | 1993-02-04 | Secondary air control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4041209A JP3018716B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 内燃機関の２次空気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240031A true JPH05240031A (ja) | 1993-09-17 |
| JP3018716B2 JP3018716B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=12602019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4041209A Expired - Fee Related JP3018716B2 (ja) | 1992-02-27 | 1992-02-27 | 内燃機関の２次空気制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5345763A (ja) |
| JP (1) | JP3018716B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008133832A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc | 自動車の排気系の空気噴射システムへの空気流量の計算方法 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4343639A1 (de) * | 1993-12-21 | 1995-06-22 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Überwachung eines Sekundärluftsytems in Verbindung mit dem Abgassystem eines Kraftfahrzeugs |
| AU750054B2 (en) * | 1998-03-04 | 2002-07-11 | Ebara Corporation | Performance regulating device for fluid machinery |
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