JPH0711949A - 内燃機関の排気管内空気導入制御装置 - Google Patents
内燃機関の排気管内空気導入制御装置Info
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- JPH0711949A JPH0711949A JP15658193A JP15658193A JPH0711949A JP H0711949 A JPH0711949 A JP H0711949A JP 15658193 A JP15658193 A JP 15658193A JP 15658193 A JP15658193 A JP 15658193A JP H0711949 A JPH0711949 A JP H0711949A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/14—Systems for adding secondary air into exhaust
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、加熱された２次空気を周期的に
触媒装置の上流側に供給して排気ガスの浄化効率を向上
できる内燃機関の排気管内空気導入制御装置を得ること
を目的とする。 【構成】 導管９と第１および第２空気導入管１０、１
１との間には、バイパスバルブ１２が配設され、第１空
気導入管１０の経路中には加熱器１３が配設されてい
る。そこで、制御装置１９によりバイパスバルブ１２を
周期的に切り換えて、エアポンプ８から導管８を通って
導入された２次空気を、第１空気導入管１０と第２空気
導入管１１とに交互に流入させる。その結果、触媒装置
５の上流側には、加熱された２次空気が周期的に導入さ
れる。排気ガスは導入された２次空気と混合し、酸素の
リッチ／リーンな状態を変動して触媒装置５に導入され
る。
触媒装置の上流側に供給して排気ガスの浄化効率を向上
できる内燃機関の排気管内空気導入制御装置を得ること
を目的とする。 【構成】 導管９と第１および第２空気導入管１０、１
１との間には、バイパスバルブ１２が配設され、第１空
気導入管１０の経路中には加熱器１３が配設されてい
る。そこで、制御装置１９によりバイパスバルブ１２を
周期的に切り換えて、エアポンプ８から導管８を通って
導入された２次空気を、第１空気導入管１０と第２空気
導入管１１とに交互に流入させる。その結果、触媒装置
５の上流側には、加熱された２次空気が周期的に導入さ
れる。排気ガスは導入された２次空気と混合し、酸素の
リッチ／リーンな状態を変動して触媒装置５に導入され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、排気ガス浄化用の触
媒が配置された車両用内燃機関の排気管内に２次空気を
導入する空気導入制御装置に関するものである。
媒が配置された車両用内燃機関の排気管内に２次空気を
導入する空気導入制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の排気ガス規制の強化にと
もない、内燃機関の排気通路に排気ガスを浄化する触媒
を設けることが一般的に行われている。触媒の低温時に
おける浄化効率は、例えば「三元触媒の低温活性法」
（社団法人自動車技術会、学術講演前刷集861、昭61−5
861012）に述べられているように、三元触媒内での反応
系の雰囲気を周期的に酸素のリッチ／リーンに変動させ
ることにより大きく向上させることができる。図７は三
元触媒の浄化率特性の一例を示すもので、縦軸にＣＯ浄
化率を、横軸に触媒温度を表し、図中Ａは排気ガスに２
次空気を導入し続けた場合を、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥはそ
れぞれ排気ガスに導入する２次空気の導入周期を１se
c、５sec、１０secおよび２０secとした場合である。図
７によれば、排気ガスに２次空気を導入し続けると、触
媒温度が約１５０℃からＣＯの浄化が徐々に行われ、２
次空気を排気ガスに間欠的に導入すると、ＣＯの浄化可
能となる触媒温度が低下することがわかる。
もない、内燃機関の排気通路に排気ガスを浄化する触媒
を設けることが一般的に行われている。触媒の低温時に
おける浄化効率は、例えば「三元触媒の低温活性法」
（社団法人自動車技術会、学術講演前刷集861、昭61−5
861012）に述べられているように、三元触媒内での反応
系の雰囲気を周期的に酸素のリッチ／リーンに変動させ
ることにより大きく向上させることができる。図７は三
元触媒の浄化率特性の一例を示すもので、縦軸にＣＯ浄
化率を、横軸に触媒温度を表し、図中Ａは排気ガスに２
次空気を導入し続けた場合を、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥはそ
れぞれ排気ガスに導入する２次空気の導入周期を１se
c、５sec、１０secおよび２０secとした場合である。図
７によれば、排気ガスに２次空気を導入し続けると、触
媒温度が約１５０℃からＣＯの浄化が徐々に行われ、２
次空気を排気ガスに間欠的に導入すると、ＣＯの浄化可
能となる触媒温度が低下することがわかる。
【０００３】さらに、先行技術として、例えば特開昭５
３−８１８１４号公報には、内燃機関の吸気圧、エアポ
ンプの出力等を用いて切り換え制御される圧力作動式バ
ルブを２次空気供給管に設け、該圧力作動式バルブによ
り三元触媒に供給する２次空気の導入をＯＮ／ＯＦＦし
て供給することにより、理論空燃比よりも大きな空燃比
の排気ガスと理論空燃比よりも小さな空燃比の排気ガス
とを交互に５回／秒以上で三元触媒に供給して、有害な
ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）の浄化促進を行
うことが示されている。
３−８１８１４号公報には、内燃機関の吸気圧、エアポ
ンプの出力等を用いて切り換え制御される圧力作動式バ
ルブを２次空気供給管に設け、該圧力作動式バルブによ
り三元触媒に供給する２次空気の導入をＯＮ／ＯＦＦし
て供給することにより、理論空燃比よりも大きな空燃比
の排気ガスと理論空燃比よりも小さな空燃比の排気ガス
とを交互に５回／秒以上で三元触媒に供給して、有害な
ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）の浄化促進を行
うことが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の排気
管内空気導入制御装置は、内燃機関の吸気圧、エアポン
プの出力等を用いて切り換え制御される圧力作動式バル
ブを２次空気供給管に設けているので、２次空気の切り
換え機構が複雑となるとともに高い部品性能精度が要求
され、さらに制御用信号の取り出しが困難となるという
課題があった。
管内空気導入制御装置は、内燃機関の吸気圧、エアポン
プの出力等を用いて切り換え制御される圧力作動式バル
ブを２次空気供給管に設けているので、２次空気の切り
換え機構が複雑となるとともに高い部品性能精度が要求
され、さらに制御用信号の取り出しが困難となるという
課題があった。
【０００５】また、内燃機関から排気される排気ガスの
温度に比べて低温の２次空気が排気管内に供給されてい
るので、排気ガスの温度および触媒の温度が低下してし
まい、触媒における排気ガス浄化反応が低下してしまう
という課題もあった。
温度に比べて低温の２次空気が排気管内に供給されてい
るので、排気ガスの温度および触媒の温度が低下してし
まい、触媒における排気ガス浄化反応が低下してしまう
という課題もあった。
【０００６】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、触媒装置の上流側に２次空気を
簡易な構成で周期的に導入でき、かつ、加熱された２次
空気を触媒装置の上流側に供給して排気ガスの浄化効率
を向上できる内燃機関の排気管内空気導入制御装置を得
ることを目的とする。
ためになされたもので、触媒装置の上流側に２次空気を
簡易な構成で周期的に導入でき、かつ、加熱された２次
空気を触媒装置の上流側に供給して排気ガスの浄化効率
を向上できる内燃機関の排気管内空気導入制御装置を得
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る内燃機関の排気管内空気導入制御装置は、エアポン
プと、一端がエアポンプに接続された導管と、導管の他
端に配設された切り換えバルブと、一端が切り換えバル
ブに接続され、他端が触媒装置の上流側の排気管に接続
された第１空気導入管と、一端が切り換えバルブに接続
され、他端が触媒装置の下流側の排気管に接続された第
２空気導入管と、第１空気導入管の経路中に配設された
加熱器と、切り換えバルブを切り換え、また加熱器に通
電する制御装置とを備えたものである。
係る内燃機関の排気管内空気導入制御装置は、エアポン
プと、一端がエアポンプに接続された導管と、導管の他
端に配設された切り換えバルブと、一端が切り換えバル
ブに接続され、他端が触媒装置の上流側の排気管に接続
された第１空気導入管と、一端が切り換えバルブに接続
され、他端が触媒装置の下流側の排気管に接続された第
２空気導入管と、第１空気導入管の経路中に配設された
加熱器と、切り換えバルブを切り換え、また加熱器に通
電する制御装置とを備えたものである。
【０００８】また、この発明の第２の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置は、エアポンプと、一端
がエアポンプに接続された導管と、導管の他端に配設さ
れた切り換えバルブと、一端が切り換えバルブに接続さ
れ、他端が触媒装置の上流側の排気管に接続された空気
導入管と、一端が切り換えバルブに接続され、他端が開
口された空気排出管と、空気導入管の経路中に配設され
た加熱器と、切り換えバルブを切り換え、また加熱器に
通電する制御装置とを備えたものである。
関の排気管内空気導入制御装置は、エアポンプと、一端
がエアポンプに接続された導管と、導管の他端に配設さ
れた切り換えバルブと、一端が切り換えバルブに接続さ
れ、他端が触媒装置の上流側の排気管に接続された空気
導入管と、一端が切り換えバルブに接続され、他端が開
口された空気排出管と、空気導入管の経路中に配設され
た加熱器と、切り換えバルブを切り換え、また加熱器に
通電する制御装置とを備えたものである。
【０００９】また、この発明の第３の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置は、エアポンプと、一端
がエアポンプに接続された導管と、導管の他端に配設さ
れた開閉バルブと、一端が開閉バルブに接続され、他端
が触媒装置の上流側の排気管に接続された空気導入管
と、一端が開閉バルブの上流側の導管に接続され、他端
が開閉バルブの下流側の空気導入管に接続されたバイパ
ス配管と、バイパス配管の接続位置の下流側の空気導入
管の経路中に配設された加熱器と、開閉バルブの開度を
周期的に変え、また加熱器に通電する制御装置とを備え
たものである。
関の排気管内空気導入制御装置は、エアポンプと、一端
がエアポンプに接続された導管と、導管の他端に配設さ
れた開閉バルブと、一端が開閉バルブに接続され、他端
が触媒装置の上流側の排気管に接続された空気導入管
と、一端が開閉バルブの上流側の導管に接続され、他端
が開閉バルブの下流側の空気導入管に接続されたバイパ
ス配管と、バイパス配管の接続位置の下流側の空気導入
管の経路中に配設された加熱器と、開閉バルブの開度を
周期的に変え、また加熱器に通電する制御装置とを備え
たものである。
【００１０】また、この発明の第４の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置は、触媒装置の上流側に
導入される２次空気の流量に応じて加熱器への通電量を
変化させて加熱器を通電制御するようにしたものであ
る。
関の排気管内空気導入制御装置は、触媒装置の上流側に
導入される２次空気の流量に応じて加熱器への通電量を
変化させて加熱器を通電制御するようにしたものであ
る。
【００１１】また、この発明の第５の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置は、加熱器の温度が所定
値となるまで加熱器に通電し、その後加熱器の通電量を
触媒装置の上流側に導入される２次空気の流量に応じて
変化させて加熱器を通電制御するようにしたものであ
る。
関の排気管内空気導入制御装置は、加熱器の温度が所定
値となるまで加熱器に通電し、その後加熱器の通電量を
触媒装置の上流側に導入される２次空気の流量に応じて
変化させて加熱器を通電制御するようにしたものであ
る。
【００１２】
【作用】この発明の第１の発明においては、エアポンプ
から導管を介して導入された２次空気は、切り換えバル
ブにより第１および第２空気導入管に交互に導入され、
触媒装置の上流側と下流側とに交互に導入される。そし
て、触媒装置の上流側に導入される２次空気は加熱器に
より加熱される。そこで、触媒装置には酸素のリッチ／
リーンな排気ガスが周期的に導入され、触媒の浄化性能
が高められる。また、２次空気の熱により排気ガスの温
度が低下せず、触媒の温度上昇が促進され、触媒は速や
かに反応速度に達して活性化する。さらに、触媒装置の
下流側には温度の低い２次空気が周期的に導入され、排
気系から外気に排出される排気ガスが冷却される。
から導管を介して導入された２次空気は、切り換えバル
ブにより第１および第２空気導入管に交互に導入され、
触媒装置の上流側と下流側とに交互に導入される。そし
て、触媒装置の上流側に導入される２次空気は加熱器に
より加熱される。そこで、触媒装置には酸素のリッチ／
リーンな排気ガスが周期的に導入され、触媒の浄化性能
が高められる。また、２次空気の熱により排気ガスの温
度が低下せず、触媒の温度上昇が促進され、触媒は速や
かに反応速度に達して活性化する。さらに、触媒装置の
下流側には温度の低い２次空気が周期的に導入され、排
気系から外気に排出される排気ガスが冷却される。
【００１３】また、この発明の第２の発明においては、
エアポンプから導管を介して導入された２次空気は、切
り換えバルブにより空気導入管と空気排出管とに交互に
導入され、触媒装置の上流側に周期的に導入される。そ
して、触媒装置の上流側に導入される２次空気は加熱器
により加熱される。そこで、触媒装置には酸素のリッチ
／リーンな排気ガスが周期的に導入され、触媒の浄化性
能が高められる。また、２次空気の熱により排気ガスの
温度が低下せず、触媒の温度上昇が促進され、触媒は速
やかに反応速度に達して活性化する。
エアポンプから導管を介して導入された２次空気は、切
り換えバルブにより空気導入管と空気排出管とに交互に
導入され、触媒装置の上流側に周期的に導入される。そ
して、触媒装置の上流側に導入される２次空気は加熱器
により加熱される。そこで、触媒装置には酸素のリッチ
／リーンな排気ガスが周期的に導入され、触媒の浄化性
能が高められる。また、２次空気の熱により排気ガスの
温度が低下せず、触媒の温度上昇が促進され、触媒は速
やかに反応速度に達して活性化する。
【００１４】また、この発明の第３の発明においては、
エアポンプから導管を介して導入された２次空気は、開
閉バルブとバイパス配管との二系統に分かれて触媒装置
の上流側に導入され、開閉バルブの開度を周期的に変え
ることにより、触媒装置の上流側に導入される２次空気
の流量が周期的に変えられる。そして、触媒装置の上流
側に導入される２次空気は加熱器により加熱される。そ
こで、上記第１の発明と同様に作用する。
エアポンプから導管を介して導入された２次空気は、開
閉バルブとバイパス配管との二系統に分かれて触媒装置
の上流側に導入され、開閉バルブの開度を周期的に変え
ることにより、触媒装置の上流側に導入される２次空気
の流量が周期的に変えられる。そして、触媒装置の上流
側に導入される２次空気は加熱器により加熱される。そ
こで、上記第１の発明と同様に作用する。
【００１５】また、この発明の第４の発明においては、
加熱器への通電量を触媒装置の上流側に導入される２次
空気の流量に応じて変化させて加熱器を通電制御してい
るので、触媒装置の上流側に導入される２次空気の温度
が過度に上昇することなく、所定温度に維持できる。
加熱器への通電量を触媒装置の上流側に導入される２次
空気の流量に応じて変化させて加熱器を通電制御してい
るので、触媒装置の上流側に導入される２次空気の温度
が過度に上昇することなく、所定温度に維持できる。
【００１６】また、この発明の第５の発明において、加
熱器の温度が所定値となるまで加熱器に通電し、その後
加熱器の通電量を触媒装置の上流側に導入される２次空
気の流量に応じて変化させて加熱器を通電制御している
ので、触媒装置の上流側に導入される２次空気が所定温
度に速やかに達するとともに、触媒装置の上流側に導入
される２次空気の温度が過度に上昇することなく、所定
温度に維持できる。
熱器の温度が所定値となるまで加熱器に通電し、その後
加熱器の通電量を触媒装置の上流側に導入される２次空
気の流量に応じて変化させて加熱器を通電制御している
ので、触媒装置の上流側に導入される２次空気が所定温
度に速やかに達するとともに、触媒装置の上流側に導入
される２次空気の温度が過度に上昇することなく、所定
温度に維持できる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す内燃機関の
排気管内空気導入制御装置の構成図であり、図において
１は内燃機関、２はトランスミッション、３は吸気管、
４は排気管、５は排気管４の経路中に設けられた触媒装
置であり、この触媒装置５には例えば三元触媒が収容さ
れている。６は吸気管３の上流に設けられたスロットル
バルブ、７はエアクリーナである。
る。 実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す内燃機関の
排気管内空気導入制御装置の構成図であり、図において
１は内燃機関、２はトランスミッション、３は吸気管、
４は排気管、５は排気管４の経路中に設けられた触媒装
置であり、この触媒装置５には例えば三元触媒が収容さ
れている。６は吸気管３の上流に設けられたスロットル
バルブ、７はエアクリーナである。
【００１８】８は電気式のエアポンプ、９はエアポンプ
８から吐出された２次空気を流通する導管、１０は触媒
装置５の上流側の排気管４に接続された第１空気導入
管、１１は触媒装置５の下流側の排気管４に接続された
第２空気導入管、１２は導管９と第１および第２空気導
入管１０、１１との間に配設されて、導管９を介して流
通してきた２次空気を第１および第２空気導入管１０、
１１に選択的に導入する切り換えバルブとしての電気式
のバイパスバルブ、１３は第１空気導入管１０の経路中
に配設された加熱器、１４は導管９の経路中に配設され
て導管９を流通する２次空気の流量を制御する電気式の
制御バルブ、１５は導管９の経路中に配設されて排気ガ
スの逆流を阻止する逆止弁である。１６はバッテリ、１
７はエアポンプ８をＯＮ／ＯＦＦするエアポンプ用リレ
ー、１８は加熱器１３をＯＮ／ＯＦＦする加熱器用リレ
ー、１９はエアポンプ８、バイパスバルブ１２、加熱器
１３および制御バルブ１４の作動を制御する制御装置で
ある。
８から吐出された２次空気を流通する導管、１０は触媒
装置５の上流側の排気管４に接続された第１空気導入
管、１１は触媒装置５の下流側の排気管４に接続された
第２空気導入管、１２は導管９と第１および第２空気導
入管１０、１１との間に配設されて、導管９を介して流
通してきた２次空気を第１および第２空気導入管１０、
１１に選択的に導入する切り換えバルブとしての電気式
のバイパスバルブ、１３は第１空気導入管１０の経路中
に配設された加熱器、１４は導管９の経路中に配設され
て導管９を流通する２次空気の流量を制御する電気式の
制御バルブ、１５は導管９の経路中に配設されて排気ガ
スの逆流を阻止する逆止弁である。１６はバッテリ、１
７はエアポンプ８をＯＮ／ＯＦＦするエアポンプ用リレ
ー、１８は加熱器１３をＯＮ／ＯＦＦする加熱器用リレ
ー、１９はエアポンプ８、バイパスバルブ１２、加熱器
１３および制御バルブ１４の作動を制御する制御装置で
ある。
【００１９】図２はこの発明の実施例１を示す内燃機関
の排気管内空気導入制御装置における動作を説明するタ
イムチャートであり、図２の（ａ）は触媒上流導入空気
量のタイムチャートを、図２の（ｂ）は触媒下流導入空
気量のタイムチャートを、図２の（ｃ）は加熱器作動の
タイムチャートを示している。
の排気管内空気導入制御装置における動作を説明するタ
イムチャートであり、図２の（ａ）は触媒上流導入空気
量のタイムチャートを、図２の（ｂ）は触媒下流導入空
気量のタイムチャートを、図２の（ｃ）は加熱器作動の
タイムチャートを示している。
【００２０】つぎに、この実施例１の動作について説明
する。内燃機関１の始動直後では、空気／燃料比が小と
なり、ＣＯ、ＨＣの放出量が多く、かつ、触媒の温度が
低温であり充分活性化されていない。まず、内燃機関１
が始動直後、または一定時間経過後に、制御装置１９に
よりエアポンプ用リレー１７が作動され、エアポンプ８
にバッテリ１６から電力が供給されて、２次空気が吐出
される。この２次空気の吐出量は、図３に示すように、
内燃機関１の始動（ｔ0）後立ち上がり、制御バルブ１
４開度に応じた一定量（Ｑ0）となっている。そして、
制御装置１９により制御バルブ１４の開度が調整され
て、２次空気の流量が調整される。また、制御装置１９
により加熱器用リレー１８が作動され、加熱器１３にバ
ッテリ１６から電力が供給されて、加熱器１３がＯＮと
なる。この時、バイパスバルブ１２は制御装置１９によ
り導管９と第１空気導入管１０とを連通するようになっ
ている。そこで、エアポンプ８から導管９を介して導入
された２次空気が加熱されて、触媒装置５の上流側の排
気管４内に導入される。そして、所定時間経過後、バイ
パスバルブ１２が制御装置１９により切り換えられて、
導管９と第２空気導入管１１とが連通するようになる。
そこで、エアポンプ８から導管９を介して導入された２
次空気が触媒装置５の下流側の排気管４内に導入され
る。
する。内燃機関１の始動直後では、空気／燃料比が小と
なり、ＣＯ、ＨＣの放出量が多く、かつ、触媒の温度が
低温であり充分活性化されていない。まず、内燃機関１
が始動直後、または一定時間経過後に、制御装置１９に
よりエアポンプ用リレー１７が作動され、エアポンプ８
にバッテリ１６から電力が供給されて、２次空気が吐出
される。この２次空気の吐出量は、図３に示すように、
内燃機関１の始動（ｔ0）後立ち上がり、制御バルブ１
４開度に応じた一定量（Ｑ0）となっている。そして、
制御装置１９により制御バルブ１４の開度が調整され
て、２次空気の流量が調整される。また、制御装置１９
により加熱器用リレー１８が作動され、加熱器１３にバ
ッテリ１６から電力が供給されて、加熱器１３がＯＮと
なる。この時、バイパスバルブ１２は制御装置１９によ
り導管９と第１空気導入管１０とを連通するようになっ
ている。そこで、エアポンプ８から導管９を介して導入
された２次空気が加熱されて、触媒装置５の上流側の排
気管４内に導入される。そして、所定時間経過後、バイ
パスバルブ１２が制御装置１９により切り換えられて、
導管９と第２空気導入管１１とが連通するようになる。
そこで、エアポンプ８から導管９を介して導入された２
次空気が触媒装置５の下流側の排気管４内に導入され
る。
【００２１】つづいて、制御装置１９によりバイパスバ
ルブ１２を周期的に切り換えることにより、エアポンプ
８から導入された２次空気が、第１および第２空気導入
管１０、１１を介して触媒装置５の上流側と下流側とに
交互に導入される。この時の触媒装置５の上流側と下流
側とには、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞ
れＱ1、Ｑ2の空気量が交互に導入されている。そして、
加熱器１３は、図２の（ｃ）に示すように、内燃機関１
の始動後ＯＮ状態となるように通電制御されている。こ
こで、バイパスバルブ１２の切り換え周期は、内燃機関
１の始動直後から触媒が充分活性化するまでの間で１〜
数サイクル切り換えている。そして、内燃機関１から排
出された排気ガスは、加熱された２次空気と混合され、
周期的に酸素のリッチ／リーンな雰囲気を繰り返して触
媒装置５に導入され、有害なＣＯ、ＨＣが触媒により浄
化された後、大気中に放出される。
ルブ１２を周期的に切り換えることにより、エアポンプ
８から導入された２次空気が、第１および第２空気導入
管１０、１１を介して触媒装置５の上流側と下流側とに
交互に導入される。この時の触媒装置５の上流側と下流
側とには、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞ
れＱ1、Ｑ2の空気量が交互に導入されている。そして、
加熱器１３は、図２の（ｃ）に示すように、内燃機関１
の始動後ＯＮ状態となるように通電制御されている。こ
こで、バイパスバルブ１２の切り換え周期は、内燃機関
１の始動直後から触媒が充分活性化するまでの間で１〜
数サイクル切り換えている。そして、内燃機関１から排
出された排気ガスは、加熱された２次空気と混合され、
周期的に酸素のリッチ／リーンな雰囲気を繰り返して触
媒装置５に導入され、有害なＣＯ、ＨＣが触媒により浄
化された後、大気中に放出される。
【００２２】そして、触媒が充分活性化した後、制御装
置１９によりエアポンプ８、バイパスバルブ１２および
加熱器１３の作動をＯＦＦとする。そこで、触媒装置５
では、排気ガス中のＮＯXを還元し、ＣＯ、ＨＣを酸化
し、大気中に放出する。
置１９によりエアポンプ８、バイパスバルブ１２および
加熱器１３の作動をＯＦＦとする。そこで、触媒装置５
では、排気ガス中のＮＯXを還元し、ＣＯ、ＨＣを酸化
し、大気中に放出する。
【００２３】このように、上記実施例１によれば、触媒
装置５の上流側には、加熱された２次空気が周期的に導
入されて、内燃機関１から排気された排気ガスと混合さ
れて触媒装置５に導入されている。そこで、触媒装置５
では、酸素のリッチ／リーンな排気ガスが周期的に導入
されて、低温状態の触媒の浄化性能が高められる。その
結果、内燃機関１の始動直後のＣＯ、ＨＣを大量に含む
排気ガスを効率良く浄化して、大気中に放出することが
できる。さらに、触媒装置５の上流側に２次空気を周期
的に導入する機構として電気式のバイパスバルブ１２を
用いているので、構成が簡易となるとともに、その切り
換え制御が簡単となる。
装置５の上流側には、加熱された２次空気が周期的に導
入されて、内燃機関１から排気された排気ガスと混合さ
れて触媒装置５に導入されている。そこで、触媒装置５
では、酸素のリッチ／リーンな排気ガスが周期的に導入
されて、低温状態の触媒の浄化性能が高められる。その
結果、内燃機関１の始動直後のＣＯ、ＨＣを大量に含む
排気ガスを効率良く浄化して、大気中に放出することが
できる。さらに、触媒装置５の上流側に２次空気を周期
的に導入する機構として電気式のバイパスバルブ１２を
用いているので、構成が簡易となるとともに、その切り
換え制御が簡単となる。
【００２４】また、触媒装置５の上流側に導入される２
次空気が加熱されているので、触媒の温度上昇を促進し
て触媒を速やかに活性化でき、浄化効率を向上すること
ができる。
次空気が加熱されているので、触媒の温度上昇を促進し
て触媒を速やかに活性化でき、浄化効率を向上すること
ができる。
【００２５】また、加熱されていない２次空気が触媒装
置５の下流側に導入されているので、触媒装置５から排
出される排気ガスが冷却され、排気管４出口での高温排
気ガスの害を防止することができる。
置５の下流側に導入されているので、触媒装置５から排
出される排気ガスが冷却され、排気管４出口での高温排
気ガスの害を防止することができる。
【００２６】実施例２．上記実施例１では、内燃機関１
の始動から触媒が充分活性化するまでのみ、制御装置１
９によりエアポンプ８、バイパスバルブ１２および加熱
器１３を作動させて、触媒装置５の上流側の排気管４内
に加熱された２次空気を周期的に導入するものとしてい
るが、内燃機関１の運転中、制御装置１９によりエアポ
ンプ８、バイパスバルブ１２および加熱器１３を作動さ
せて、触媒装置５の上流側の排気管４内に加熱された２
次空気を周期的に導入するものとしてもよく、この場合
には、特にＣＯ、ＨＣの浄化効率が高まる。
の始動から触媒が充分活性化するまでのみ、制御装置１
９によりエアポンプ８、バイパスバルブ１２および加熱
器１３を作動させて、触媒装置５の上流側の排気管４内
に加熱された２次空気を周期的に導入するものとしてい
るが、内燃機関１の運転中、制御装置１９によりエアポ
ンプ８、バイパスバルブ１２および加熱器１３を作動さ
せて、触媒装置５の上流側の排気管４内に加熱された２
次空気を周期的に導入するものとしてもよく、この場合
には、特にＣＯ、ＨＣの浄化効率が高まる。
【００２７】実施例３．上記実施例１では、第２空気導
入管１１を触媒装置５の下流側の排気管４に接続し、バ
イパスバルブ１２を切り換えてエアポンプ８から導入さ
れた２次空気を第２空気導入管１１を介して触媒装置５
の下流側に導入するものとしているが、第２空気導入管
１１に代えて他端が開口された空気排出管をバイパスバ
ルブ１２に接続するもの、あるいはエアポンプ８の吐出
部で外気へ放出すべく切り換え得る構成としてもよい。
入管１１を触媒装置５の下流側の排気管４に接続し、バ
イパスバルブ１２を切り換えてエアポンプ８から導入さ
れた２次空気を第２空気導入管１１を介して触媒装置５
の下流側に導入するものとしているが、第２空気導入管
１１に代えて他端が開口された空気排出管をバイパスバ
ルブ１２に接続するもの、あるいはエアポンプ８の吐出
部で外気へ放出すべく切り換え得る構成としてもよい。
【００２８】上記実施例３によれば、バイパスバルブ１
２を切り換えることによりエアポンプ８から導入された
２次空気は、触媒装置５の上流側と大気中とに交互に導
かれ、上記実施例１と同様、酸素のリッチ／リーンな排
気ガスが周期的に導入されるとともに、加熱された２次
空気により触媒が速やかに活性化されるという効果を奏
する。
２を切り換えることによりエアポンプ８から導入された
２次空気は、触媒装置５の上流側と大気中とに交互に導
かれ、上記実施例１と同様、酸素のリッチ／リーンな排
気ガスが周期的に導入されるとともに、加熱された２次
空気により触媒が速やかに活性化されるという効果を奏
する。
【００２９】実施例４．上記実施例１では、内燃機関１
の始動後、加熱器１３をＯＮ状態とするものとしている
が、この実施例４では、内燃機関１の始動後、触媒装置
５の上流側に２次空気を導入している時のみ加熱器１３
をＯＮとするように加熱器１３を通電制御するものとし
ている。
の始動後、加熱器１３をＯＮ状態とするものとしている
が、この実施例４では、内燃機関１の始動後、触媒装置
５の上流側に２次空気を導入している時のみ加熱器１３
をＯＮとするように加熱器１３を通電制御するものとし
ている。
【００３０】この実施例４によれば、触媒装置５の上流
側に導入すべく２次空気が第１空気導入管１０内を流通
している際に加熱器１３がＯＮとなり、２次空気の過度
の温度上昇が抑制され、触媒装置５の上流側に導入され
る２次空気の温度を所定温度に制御することができる。
側に導入すべく２次空気が第１空気導入管１０内を流通
している際に加熱器１３がＯＮとなり、２次空気の過度
の温度上昇が抑制され、触媒装置５の上流側に導入され
る２次空気の温度を所定温度に制御することができる。
【００３１】実施例５．図４はこの発明の実施例５を示
す内燃機関の排気管内空気導入制御装置の構成図であ
り、図において２０は加熱器１３内の温度を検出し、そ
の検出信号を制御装置１９に出力する温度センサであ
る。なお、他の構成は上記実施例１と同様の構成であ
る。図５はこの発明の実施例５に係る内燃機関の排気管
内空気導入制御装置における動作を説明するタイムチャ
ートであり、図５の（ａ）は触媒上流導入空気量のタイ
ムチャートを、図５の（ｂ）は触媒下流側導入空気量の
タイムチャートを、図５の（ｃ）は温度センサ出力のタ
イムチャートを、図５の（ｄ）は加熱器作動のタイムチ
ャートを示している。
す内燃機関の排気管内空気導入制御装置の構成図であ
り、図において２０は加熱器１３内の温度を検出し、そ
の検出信号を制御装置１９に出力する温度センサであ
る。なお、他の構成は上記実施例１と同様の構成であ
る。図５はこの発明の実施例５に係る内燃機関の排気管
内空気導入制御装置における動作を説明するタイムチャ
ートであり、図５の（ａ）は触媒上流導入空気量のタイ
ムチャートを、図５の（ｂ）は触媒下流側導入空気量の
タイムチャートを、図５の（ｃ）は温度センサ出力のタ
イムチャートを、図５の（ｄ）は加熱器作動のタイムチ
ャートを示している。
【００３２】この実施例５では、図５に示すように、内
燃機関１の始動（ｔ0）と同時に加熱器１３がＯＮとな
り、バイパスバルブ１２が所定周期で切り換えられてい
る。そこで、加熱器１３は、２次空気が第１空気導入管
１０内を流通する際には２次空気を加熱し、また２次空
気が第２空気導入管１１内を流通する際には第１空気導
入管１０内に滞留している空気を加熱している。そし
て、温度センサ２０からの出力により加熱器１３内の温
度が所定温度（Ｔ1）に上昇したことを制御装置１９が
検知すると、加熱器１３をバイパスバルブ１２の切り換
え周期に合わせてＯＮ／ＯＦＦ制御する。
燃機関１の始動（ｔ0）と同時に加熱器１３がＯＮとな
り、バイパスバルブ１２が所定周期で切り換えられてい
る。そこで、加熱器１３は、２次空気が第１空気導入管
１０内を流通する際には２次空気を加熱し、また２次空
気が第２空気導入管１１内を流通する際には第１空気導
入管１０内に滞留している空気を加熱している。そし
て、温度センサ２０からの出力により加熱器１３内の温
度が所定温度（Ｔ1）に上昇したことを制御装置１９が
検知すると、加熱器１３をバイパスバルブ１２の切り換
え周期に合わせてＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３３】このように、上記実施例５によれば、加熱
器１３の温度が所定温度（Ｔ1）となるまでＯＮとし、
それ以降はバイパスバルブ１２の切り換え周期に合わせ
てＯＮ／ＯＦＦ制御しているので、触媒装置５の上流側
に導入する２次空気の温度を速やかに所定温度に上昇さ
せることができるとともに、過度の温度上昇が抑制され
て、所定温度に維持することができる。
器１３の温度が所定温度（Ｔ1）となるまでＯＮとし、
それ以降はバイパスバルブ１２の切り換え周期に合わせ
てＯＮ／ＯＦＦ制御しているので、触媒装置５の上流側
に導入する２次空気の温度を速やかに所定温度に上昇さ
せることができるとともに、過度の温度上昇が抑制され
て、所定温度に維持することができる。
【００３４】実施例６．図６はこの発明の実施例６を示
す内燃機関の排気管内空気導入制御装置の構成図であ
り、図において２１は導管９の他端側に配設され、制御
装置１９により開口が制御される電気式の開閉バルブ、
２２は一端が開閉バルブ２１に接続され、他端が触媒装
置５の上流側の排気管４に接続され、さらにその経路中
に加熱器１３が配設された空気導入管、２３は開閉バル
ブ２１を迂回して導管９と空気導入管２２とを連通する
バイパス配管であり、このバイパス配管２３は加熱器１
３の上流側の空気導入管２１に接続されている。なお、
この実施例６の構成で上記実施例１と異なるところは、
第２空気導入管１１が配設されていない点である。
す内燃機関の排気管内空気導入制御装置の構成図であ
り、図において２１は導管９の他端側に配設され、制御
装置１９により開口が制御される電気式の開閉バルブ、
２２は一端が開閉バルブ２１に接続され、他端が触媒装
置５の上流側の排気管４に接続され、さらにその経路中
に加熱器１３が配設された空気導入管、２３は開閉バル
ブ２１を迂回して導管９と空気導入管２２とを連通する
バイパス配管であり、このバイパス配管２３は加熱器１
３の上流側の空気導入管２１に接続されている。なお、
この実施例６の構成で上記実施例１と異なるところは、
第２空気導入管１１が配設されていない点である。
【００３５】つぎに、この実施例６の動作について説明
する。エアポンプ８から導入された２次空気は、開閉バ
ルブ２１を通って空気導入管２２に導入されるととも
に、バイパス配管２３を通って空気導入管２２に導入さ
れ、それらの総和として触媒装置５の上流側の排気管４
に導入される。そして、制御装置１９により開閉バルブ
２１が閉じられると、エアポンプ８から導入された２次
空気は、バイパス配管２３のみを通って空気導入管２２
を介して触媒装置５の上流側の排気管４に導入される。
すなわち、開閉バルブ２１が閉じてバイパス配管２３の
みを空気が通る場合、このバイパス配管２３内壁の抵抗
によって、流通できる２次空気の量が少なくなる。バイ
パス配管２３が空気導入管２２より細い場合は特に顕著
である。そこで、制御装置１９により開閉バルブ２１を
周期的に開閉制御することにより、２次空気量が周期的
に増減して触媒装置５の上流側に導入される。この時、
開閉バルブ２１の開度を調整することにより、内燃機関
１の運転条件に応じて触媒装置５の上流側に導入される
２次空気量を調整でき、触媒装置５内に導入される排気
ガスと２次空気との混合ガスの空燃比を適正に設定する
ことができる。
する。エアポンプ８から導入された２次空気は、開閉バ
ルブ２１を通って空気導入管２２に導入されるととも
に、バイパス配管２３を通って空気導入管２２に導入さ
れ、それらの総和として触媒装置５の上流側の排気管４
に導入される。そして、制御装置１９により開閉バルブ
２１が閉じられると、エアポンプ８から導入された２次
空気は、バイパス配管２３のみを通って空気導入管２２
を介して触媒装置５の上流側の排気管４に導入される。
すなわち、開閉バルブ２１が閉じてバイパス配管２３の
みを空気が通る場合、このバイパス配管２３内壁の抵抗
によって、流通できる２次空気の量が少なくなる。バイ
パス配管２３が空気導入管２２より細い場合は特に顕著
である。そこで、制御装置１９により開閉バルブ２１を
周期的に開閉制御することにより、２次空気量が周期的
に増減して触媒装置５の上流側に導入される。この時、
開閉バルブ２１の開度を調整することにより、内燃機関
１の運転条件に応じて触媒装置５の上流側に導入される
２次空気量を調整でき、触媒装置５内に導入される排気
ガスと２次空気との混合ガスの空燃比を適正に設定する
ことができる。
【００３６】特に、触媒装置５の上流側に導入に必要と
する空気量に応じて、導管９、空気導入管２２およびバ
イパス配管２３の太さを設定することにより、開閉バル
ブ２１の開動作での導入空気量と閉動作での導入空気量
とを最適に設定することができる。
する空気量に応じて、導管９、空気導入管２２およびバ
イパス配管２３の太さを設定することにより、開閉バル
ブ２１の開動作での導入空気量と閉動作での導入空気量
とを最適に設定することができる。
【００３７】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３８】この発明の第１または第２の発明に係る内
燃機関の排気管内空気導入制御装置では、、簡易な構成
で触媒装置の上流側に２次空気を周期的に導入でき、ま
た排気ガスおよび触媒の温度を低下させることがなく、
かつ、低温状態での触媒装置の浄化効率が高められ、内
燃機関の始動時に排気ガス中に多量に含まれるＣＯ、Ｈ
Ｃの浄化を促進することができる。
燃機関の排気管内空気導入制御装置では、、簡易な構成
で触媒装置の上流側に２次空気を周期的に導入でき、ま
た排気ガスおよび触媒の温度を低下させることがなく、
かつ、低温状態での触媒装置の浄化効率が高められ、内
燃機関の始動時に排気ガス中に多量に含まれるＣＯ、Ｈ
Ｃの浄化を促進することができる。
【００３９】また、この発明の第３の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置では、上記第１の発明の
効果に加え、導入する２次空気量を調整して排気空燃比
を適正に設定することができ、浄化効率を一層向上する
ことができる。
関の排気管内空気導入制御装置では、上記第１の発明の
効果に加え、導入する２次空気量を調整して排気空燃比
を適正に設定することができ、浄化効率を一層向上する
ことができる。
【００４０】また、この発明の第４の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置では、触媒装置の上流側
に導入される２次空気を過度に加熱することが抑制さ
れ、２次空気を所定温度で安定して触媒装置の上流側に
導入することができる。
関の排気管内空気導入制御装置では、触媒装置の上流側
に導入される２次空気を過度に加熱することが抑制さ
れ、２次空気を所定温度で安定して触媒装置の上流側に
導入することができる。
【００４１】また、この発明の第５の発明に係る内燃機
関の排気管内空気導入制御装置では、触媒装置の上流側
に導入される２次空気を速やかに所定温度まで昇温する
ことができ、かつ、触媒装置の上流側に導入される２次
空気を過度に加熱することが抑制される。
関の排気管内空気導入制御装置では、触媒装置の上流側
に導入される２次空気を速やかに所定温度まで昇温する
ことができ、かつ、触媒装置の上流側に導入される２次
空気を過度に加熱することが抑制される。
【図１】この発明の実施例１を示す内燃機関の排気管内
空気導入制御装置の構成図である。
空気導入制御装置の構成図である。
【図２】この発明の実施例１を示す内燃機関の排気管内
空気導入制御装置における動作を説明するタイムチャー
トである。
空気導入制御装置における動作を説明するタイムチャー
トである。
【図３】この発明の実施例１を示す内燃機関の排気管内
空気導入制御装置におけるエアポンプの吐出量を説明す
るタイムチャートである。
空気導入制御装置におけるエアポンプの吐出量を説明す
るタイムチャートである。
【図４】この発明の実施例５を示す内燃機関の排気管内
空気導入制御装置の構成図である。
空気導入制御装置の構成図である。
【図５】この発明の実施例５を示す内燃機関の排気管内
空気導入制御装置における動作を説明するタイムチャー
トである。
空気導入制御装置における動作を説明するタイムチャー
トである。
【図６】この発明の実施例６を示す内燃機関の排気管内
空気導入制御装置の構成図である。
空気導入制御装置の構成図である。
【図７】三元触媒のＣＯ浄化率特性を示すグラフであ
る。
る。
１ 内燃機関 ４ 排気管 ５ 触媒装置 ８ エアポンプ ９ 導管 １０ 第１空気導入管 １１ 第２空気導入管 １２ バイパスバルブ（切り換えバルブ） １３ 加熱器 １９ 制御装置 ２１ 開閉バルブ ２２ 空気導入管 ２３ バイパス配管
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の排気管の経路中に配設された
触媒装置の上流側に２次空気を導入する内燃機関の排気
管内空気導入制御装置において、エアポンプと、一端が
前記エアポンプに接続された導管と、前記導管の他端に
配設された切り換えバルブと、一端が前記切り換えバル
ブに接続され、他端が前記触媒装置の上流側の前記排気
管に接続された第１空気導入管と、一端が前記切り換え
バルブに接続され、他端が前記触媒装置の下流側の前記
排気管に接続された第２空気導入管と、前記第１空気導
入管の経路中に配設された加熱器と、前記エアポンプか
ら前記導管を介して導入された２次空気を前記切り換え
バルブにより前記第１および第２空気導入管に交互に導
入して、前記触媒装置の上流側と下流側とに２次空気を
交互に導入するとともに、前記触媒装置の上流側に導入
される２次空気を加熱すべく前記加熱器を作動させる制
御装置とが備えられたことを特徴とする内燃機関の排気
管内空気導入制御装置。 - 【請求項２】 内燃機関の排気管の経路中に配設された
触媒装置の上流側に２次空気を導入する内燃機関の排気
管内空気導入制御装置において、エアポンプと、一端が
前記エアポンプに接続された導管と、前記導管の他端に
配設された切り換えバルブと、一端が前記切り換えバル
ブに接続され、他端が前記触媒装置の上流側の前記排気
管に接続された空気導入管と、一端が前記切り換えバル
ブに接続され、他端が開口された空気排出管と、前記空
気導入管の経路中に配設された加熱器と、前記エアポン
プから前記導管を介して導入された２次空気を前記切り
換えバルブにより前記空気導入管と前記空気排出管とに
交互に導入して、前記触媒装置の上流側に２次空気を周
期的に導入するとともに、前記触媒装置の上流側に導入
される２次空気を加熱すべく前記加熱器を作動させる制
御装置とが備えられたことを特徴とする内燃機関の排気
管内空気導入制御装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気管の経路中に配設された
触媒装置の上流側に２次空気を導入する内燃機関の排気
管内空気導入制御装置において、エアポンプと、一端が
前記エアポンプに接続された導管と、前記導管の他端に
配設された開閉バルブと、一端が前記開閉バルブに接続
され、他端が前記触媒装置の上流側の前記排気管に接続
された空気導入管と、一端が前記開閉バルブの上流側の
前記導管に接続され、他端が前記開閉バルブの下流側の
前記空気導入管に接続されたバイパス配管と、前記バイ
パス配管の接続位置の下流側の前記空気導入管の経路中
に配設された加熱器と、前記開閉バルブの開度を周期的
に変えて、２次空気の流量を周期的に変えて前記触媒装
置の上流側に導入するとともに、前記触媒装置の上流側
に導入される２次空気を加熱すべく前記加熱器を作動さ
せる制御装置とが備えられたことを特徴とする内燃機関
の排気管内空気導入制御装置。 - 【請求項４】 制御装置はさらに触媒装置の上流側に導
入される２次空気の流量に応じて加熱器への通電量を変
化させて前記加熱器を通電制御するようにしたことを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の
排気管内空気導入制御装置。 - 【請求項５】 制御装置はさらに加熱器の温度が所定値
となるまで前記加熱器に通電し、前記加熱器の温度が前
記所定値となれば前記加熱器の通電量を触媒装置の上流
側に導入される２次空気の流量に応じて変化させて前記
加熱器を通電制御するようにしたことを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の排気管内空気
導入制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15658193A JPH0711949A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 内燃機関の排気管内空気導入制御装置 |
| US08/212,740 US5519992A (en) | 1993-03-16 | 1994-03-14 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine, and apparatus and method for controlling the same |
| US08/457,462 US5517848A (en) | 1993-03-16 | 1995-06-01 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine, and apparatus and method for controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15658193A JPH0711949A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 内燃機関の排気管内空気導入制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711949A true JPH0711949A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=15630895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15658193A Pending JPH0711949A (ja) | 1993-03-16 | 1993-06-28 | 内燃機関の排気管内空気導入制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025005A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2013075293A (ja) * | 2012-12-07 | 2013-04-25 | Powrex Corp | 流動層装置 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15658193A patent/JPH0711949A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010025005A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2013075293A (ja) * | 2012-12-07 | 2013-04-25 | Powrex Corp | 流動層装置 |
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