JPH0874568A - 内燃機関の二次エア供給方法とその装置 - Google Patents
内燃機関の二次エア供給方法とその装置Info
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- JPH0874568A JPH0874568A JP6214060A JP21406094A JPH0874568A JP H0874568 A JPH0874568 A JP H0874568A JP 6214060 A JP6214060 A JP 6214060A JP 21406094 A JP21406094 A JP 21406094A JP H0874568 A JPH0874568 A JP H0874568A
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- air
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡便な装置構成でありながら、運転状
態に応じて二次エアの供給量を制御できる二次エア供給
装置を提供し、もって有害排出ガス成分の減少を図る。 【構成】 ＥＣＵ３５は、始動直後においては目標テー
ルパイプ空燃比ＯＴＡＦを比較的リーンに設定し、エア
フローセンサ６からの入力信号とこの目標テールパイプ
空燃比ＯＴＡＦとに基づき二次エア供給量ＩＡを決定す
る。しかる後、エアポンプ３１の駆動電圧を制御して、
二次エアノズルからエンジン１の排気ポート１０に向け
て十分な量の二次エアを供給し、ＣＯやＨＣの酸化を促
進させる。また、始動後所定時間が経過した後に空燃比
フィードバック制御が開始されるまでの間においては、
ＥＣＵ３５は、目標テールパイプ空燃比を理論空燃比近
傍に設定して二次エアを供給し、ＮＯX を含めた排気ガ
スの浄化を三元触媒１３に行わせる。
態に応じて二次エアの供給量を制御できる二次エア供給
装置を提供し、もって有害排出ガス成分の減少を図る。 【構成】 ＥＣＵ３５は、始動直後においては目標テー
ルパイプ空燃比ＯＴＡＦを比較的リーンに設定し、エア
フローセンサ６からの入力信号とこの目標テールパイプ
空燃比ＯＴＡＦとに基づき二次エア供給量ＩＡを決定す
る。しかる後、エアポンプ３１の駆動電圧を制御して、
二次エアノズルからエンジン１の排気ポート１０に向け
て十分な量の二次エアを供給し、ＣＯやＨＣの酸化を促
進させる。また、始動後所定時間が経過した後に空燃比
フィードバック制御が開始されるまでの間においては、
ＥＣＵ３５は、目標テールパイプ空燃比を理論空燃比近
傍に設定して二次エアを供給し、ＮＯX を含めた排気ガ
スの浄化を三元触媒１３に行わせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス浄
化に用いられる二次エア供給方法とその装置に係り、詳
しくは運転状態に応じてその供給量を制御する技術に関
する。
化に用いられる二次エア供給方法とその装置に係り、詳
しくは運転状態に応じてその供給量を制御する技術に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年の自動車用ガソリンエンジンには、
有害排出ガス成分の低減を図るため、排気系に三元触媒
が設けられている。三元触媒は、炭化水素（ＨＣ）およ
び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する一方で、窒素酸化物
（ＮＯX ）を還元して、排気ガスの浄化を行うデバイス
である。三元触媒による酸化還元作用は理論空燃比近傍
の狭い領域（ウインドウ）でのみ行われるため、排気マ
ニホールド等にＯ2 センサ等を設置して、空燃比フィー
ドバック制御を行っている。
有害排出ガス成分の低減を図るため、排気系に三元触媒
が設けられている。三元触媒は、炭化水素（ＨＣ）およ
び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する一方で、窒素酸化物
（ＮＯX ）を還元して、排気ガスの浄化を行うデバイス
である。三元触媒による酸化還元作用は理論空燃比近傍
の狭い領域（ウインドウ）でのみ行われるため、排気マ
ニホールド等にＯ2 センサ等を設置して、空燃比フィー
ドバック制御を行っている。
【０００３】ところで、周知のように、三元触媒は所定
の温度（３００〜４００°）にならないと活性化され
ず、冷態始動後の所定時間（数十秒間）は浄化作用が殆
どない。また、エンジンの冷却水温が低い場合には燃料
の気化率が悪いため、燃料噴射増量を行うことによりリ
ッチな混合気を燃焼室に供給し、空燃比フィードバック
制御も停止している。したがって、冷態始動後に所定時
間が経過するまでは、当然のことながら空燃比が過濃と
なり、ＣＯや未燃燃料成分であるＨＣの排出量が多くな
る。そこで、空燃比フィードバック制御の停止時にＣＯ
やＨＣを酸化させる二次エア供給装置が従来より開発さ
れている。この種の装置は、クランクプーリ等によりエ
アポンプを駆動し、始動後所定時間は大量の二次エアを
排気系に供給してＨＣの酸化を図ると共に、三元触媒の
昇温時には切換弁等により二次エアを大気に逃がす構造
を採っている。
の温度（３００〜４００°）にならないと活性化され
ず、冷態始動後の所定時間（数十秒間）は浄化作用が殆
どない。また、エンジンの冷却水温が低い場合には燃料
の気化率が悪いため、燃料噴射増量を行うことによりリ
ッチな混合気を燃焼室に供給し、空燃比フィードバック
制御も停止している。したがって、冷態始動後に所定時
間が経過するまでは、当然のことながら空燃比が過濃と
なり、ＣＯや未燃燃料成分であるＨＣの排出量が多くな
る。そこで、空燃比フィードバック制御の停止時にＣＯ
やＨＣを酸化させる二次エア供給装置が従来より開発さ
れている。この種の装置は、クランクプーリ等によりエ
アポンプを駆動し、始動後所定時間は大量の二次エアを
排気系に供給してＨＣの酸化を図ると共に、三元触媒の
昇温時には切換弁等により二次エアを大気に逃がす構造
を採っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように二
次エアの供給をＯＮ・ＯＦＦ制御した場合、以下の不具
合が発生する問題があった。すなわち、ＣＯやＨＣは大
量の二次エアにより酸化されるが、燃料噴射量の少ない
アイドル運転時等には、必要以上の二次エアが供給され
ることになり、三元触媒の酸素ストレージ作用によりＮ
ＯX が増加してしまうのである。また、エアポンプの吐
出量が一定であるため、エンジンの排気量等に応じて、
吐出量の異なるエアポンプが必要となっていた。そこ
で、特開平5-18234 号公報等には、吐出量可変システム
が付設されたエアポンプを用い、空燃比フィードバック
を行いながら、二次エアを供給する装置が記載されてい
る。この装置では、三元触媒の上流に二次エアを供給す
ると共に、排気マニホールド等に設けられたエンジンア
ウト空燃比を検出する第１のＯ2 センサの他に、二次エ
ア供給部位と三元触媒との間に第２のＯ2 センサを設置
し、該部の酸素濃度が理論空燃比に対応する濃度となる
ように二次エア供給量を制御している。
次エアの供給をＯＮ・ＯＦＦ制御した場合、以下の不具
合が発生する問題があった。すなわち、ＣＯやＨＣは大
量の二次エアにより酸化されるが、燃料噴射量の少ない
アイドル運転時等には、必要以上の二次エアが供給され
ることになり、三元触媒の酸素ストレージ作用によりＮ
ＯX が増加してしまうのである。また、エアポンプの吐
出量が一定であるため、エンジンの排気量等に応じて、
吐出量の異なるエアポンプが必要となっていた。そこ
で、特開平5-18234 号公報等には、吐出量可変システム
が付設されたエアポンプを用い、空燃比フィードバック
を行いながら、二次エアを供給する装置が記載されてい
る。この装置では、三元触媒の上流に二次エアを供給す
ると共に、排気マニホールド等に設けられたエンジンア
ウト空燃比を検出する第１のＯ2 センサの他に、二次エ
ア供給部位と三元触媒との間に第２のＯ2 センサを設置
し、該部の酸素濃度が理論空燃比に対応する濃度となる
ように二次エア供給量を制御している。
【０００５】ところで、三元触媒の不活性時には、二次
エア供給後の空燃比（テールパイプ空燃比）を理論空燃
比よりリーン（１５〜２０程度）にした方が、ＮＯX の
発生を抑えながら、ＣＯやＨＣの浄化効率を高められる
ことがベンチテスト等により確認されている。しかる
に、上述した装置では、２個のＯ2 センサを用いるため
にコストが高くなる一方、テールパイプ空燃比を理論空
燃比に設定することしかできず、ＣＯやＨＣの浄化効率
を極限まで追求することもできなかった。尚、第２のＯ
2 センサをリニア空燃比センサに代えれば、テールパイ
プ空燃比の値を任意に設定することも可能であるが、こ
の場合には高価なリニア空燃比センサや信号増幅用のア
ンプ等が必要となるため、コストが更に上昇する問題が
あった。
エア供給後の空燃比（テールパイプ空燃比）を理論空燃
比よりリーン（１５〜２０程度）にした方が、ＮＯX の
発生を抑えながら、ＣＯやＨＣの浄化効率を高められる
ことがベンチテスト等により確認されている。しかる
に、上述した装置では、２個のＯ2 センサを用いるため
にコストが高くなる一方、テールパイプ空燃比を理論空
燃比に設定することしかできず、ＣＯやＨＣの浄化効率
を極限まで追求することもできなかった。尚、第２のＯ
2 センサをリニア空燃比センサに代えれば、テールパイ
プ空燃比の値を任意に設定することも可能であるが、こ
の場合には高価なリニア空燃比センサや信号増幅用のア
ンプ等が必要となるため、コストが更に上昇する問題が
あった。
【０００６】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
比較的簡便な装置構成でありながら、運転状態に応じた
最適な量の二次エアを供給する二次エア供給装置を提供
することを目的とする。
比較的簡便な装置構成でありながら、運転状態に応じた
最適な量の二次エアを供給する二次エア供給装置を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１の二次エア供給方法は、排気通路に連通する二次エア
供給通路と、この二次エア供給通路を介して前記排気通
路に二次エアを供給する二次エア供給手段とを備えた内
燃機関の二次エア供給方法において、前記内燃機関の吸
気量を検出するステップと、理論空燃比よりリーンな目
標テールパイプ空燃比を設定するステップと、前記吸気
量と前記目標テールパイプ空燃比とに基づき、二次エア
供給量を設定するステップと、設定された二次エア供給
量に基づき、前記二次エア供給手段を駆動制御するステ
ップとを含むことを特徴とする。
１の二次エア供給方法は、排気通路に連通する二次エア
供給通路と、この二次エア供給通路を介して前記排気通
路に二次エアを供給する二次エア供給手段とを備えた内
燃機関の二次エア供給方法において、前記内燃機関の吸
気量を検出するステップと、理論空燃比よりリーンな目
標テールパイプ空燃比を設定するステップと、前記吸気
量と前記目標テールパイプ空燃比とに基づき、二次エア
供給量を設定するステップと、設定された二次エア供給
量に基づき、前記二次エア供給手段を駆動制御するステ
ップとを含むことを特徴とする。
【０００８】また、請求項２の二次エア供給装置は、内
燃機関の排気通路に連通する二次エア供給通路と、この
二次エア供給通路を介して前記排気通路に二次エアを供
給する二次エア供給手段と、前記内燃機関の吸気量を検
出する吸気量検出手段と、理論空燃比よりリーンな目標
テールパイプ空燃比を設定する目標テールパイプ空燃比
設定手段と、前記吸気量と前記目標テールパイプ空燃比
とに基づき、二次エア供給量を設定する二次エア供給量
決定手段と、設定された二次エア供給量に基づき、前記
二次エア供給手段を駆動制御する二次エア供給制御手段
とを備えたことを特徴とする。
燃機関の排気通路に連通する二次エア供給通路と、この
二次エア供給通路を介して前記排気通路に二次エアを供
給する二次エア供給手段と、前記内燃機関の吸気量を検
出する吸気量検出手段と、理論空燃比よりリーンな目標
テールパイプ空燃比を設定する目標テールパイプ空燃比
設定手段と、前記吸気量と前記目標テールパイプ空燃比
とに基づき、二次エア供給量を設定する二次エア供給量
決定手段と、設定された二次エア供給量に基づき、前記
二次エア供給手段を駆動制御する二次エア供給制御手段
とを備えたことを特徴とする。
【０００９】また、請求項３の二次エア供給装置は、請
求項２の二次エア供給装置において、前記内燃機関への
燃料供給量を当該内燃機関の運転状態に基づき設定する
と共に、内燃機関の始動時には始動時増量係数を設定し
て燃料供給量を増量設定する燃料供給量設定手段と、こ
の燃料供給量設定手段により設定された燃料供給量に基
づき当該内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段とを備
え、前記二次エア供給量決定手段が、当該始動時増量係
数に応じて二次エア供給量を設定することを特徴とす
る。
求項２の二次エア供給装置において、前記内燃機関への
燃料供給量を当該内燃機関の運転状態に基づき設定する
と共に、内燃機関の始動時には始動時増量係数を設定し
て燃料供給量を増量設定する燃料供給量設定手段と、こ
の燃料供給量設定手段により設定された燃料供給量に基
づき当該内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段とを備
え、前記二次エア供給量決定手段が、当該始動時増量係
数に応じて二次エア供給量を設定することを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項４の二次エア供給装置は、請
求項２の二次エア供給装置において、始動後の経過時間
に応じて、二次エア供給量決定手段が前記目標テールパ
イプ空燃比を変更することを特徴とする。また、請求項
５の二次エア供給装置は、請求項２の二次エア供給装置
において、前記二次エア供給手段が、吐出量可変形の電
動エアポンプであることを特徴とする。
求項２の二次エア供給装置において、始動後の経過時間
に応じて、二次エア供給量決定手段が前記目標テールパ
イプ空燃比を変更することを特徴とする。また、請求項
５の二次エア供給装置は、請求項２の二次エア供給装置
において、前記二次エア供給手段が、吐出量可変形の電
動エアポンプであることを特徴とする。
【００１１】また、請求項６の二次エア供給装置は、請
求項２の二次エア供給装置において、エンジンアウト空
燃比を検出する空燃比検出手段と、所定運転条件のもと
で検出されたエンジンアウト空燃比に基づき燃料供給量
をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段を備え、当該フィードバック制御が開始された後は、
前記二次エア供給制御手段が二次エアの供給を停止する
ことを特徴とする。
求項２の二次エア供給装置において、エンジンアウト空
燃比を検出する空燃比検出手段と、所定運転条件のもと
で検出されたエンジンアウト空燃比に基づき燃料供給量
をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段を備え、当該フィードバック制御が開始された後は、
前記二次エア供給制御手段が二次エアの供給を停止する
ことを特徴とする。
【００１２】また、請求項７の二次エア供給装置は、請
求項２の二次エア供給装置において、エンジンアウト空
燃比を検出する空燃比検出手段と、所定運転条件のもと
で検出されたエンジンアウト空燃比に基づき燃料供給量
をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段とを備え、当該フィードバック制御が開始される前に
おいて、空燃比検出手段により検出されたエンジンアウ
ト空燃比が理論空燃比よりリッチとなった場合には、前
記二次エア供給制御手段が二次エア供給量を増量するこ
とを特徴とする。
求項２の二次エア供給装置において、エンジンアウト空
燃比を検出する空燃比検出手段と、所定運転条件のもと
で検出されたエンジンアウト空燃比に基づき燃料供給量
をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手
段とを備え、当該フィードバック制御が開始される前に
おいて、空燃比検出手段により検出されたエンジンアウ
ト空燃比が理論空燃比よりリッチとなった場合には、前
記二次エア供給制御手段が二次エア供給量を増量するこ
とを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明の請求項１の二次エア供給方法および請
求項２の二次エア供給装置では、内燃機関が冷態時に始
動されて三元触媒が活性化されるまでの期間は、目標テ
ールパイプ空燃比を理論空燃比よりリーンに設定して二
次エアを供給し、主にＣＯやＨＣの浄化を図ると共に、
その反応熱により三元触媒の活性時間の短縮を図り、三
元触媒が活性化されてから空燃比フィードバック制御が
開始されるまでの期間は、目標テールパイプ空燃比を理
論空燃比の近傍に設定して二次エアを供給し、三元触媒
による酸化還元反応を利用して排気ガスの浄化を図る。
求項２の二次エア供給装置では、内燃機関が冷態時に始
動されて三元触媒が活性化されるまでの期間は、目標テ
ールパイプ空燃比を理論空燃比よりリーンに設定して二
次エアを供給し、主にＣＯやＨＣの浄化を図ると共に、
その反応熱により三元触媒の活性時間の短縮を図り、三
元触媒が活性化されてから空燃比フィードバック制御が
開始されるまでの期間は、目標テールパイプ空燃比を理
論空燃比の近傍に設定して二次エアを供給し、三元触媒
による酸化還元反応を利用して排気ガスの浄化を図る。
【００１４】また、請求項３の二次エア供給装置では、
始動時増量係数に応じて増量設定された燃料供給量に基
づき燃料供給手段が内燃機関に燃料を供給する一方、二
次エア供給量決定手段も始動時増量係数に応じて二次エ
ア供給量を増量設定して二次エア供給手段を駆動制御す
る。また、請求項４の二次エア供給装置では、例えば、
内燃機関の始動直後には目標テールパイプ空燃比をリー
ン側に設定して余剰酸素によりＣＯやＨＣの酸化を促進
させ、三元触媒が活性化された後はテールパイプ空燃比
を理論空燃比近傍に設定し、ＮＯX の排出を抑制すると
共に三元触媒の降温を防止する。
始動時増量係数に応じて増量設定された燃料供給量に基
づき燃料供給手段が内燃機関に燃料を供給する一方、二
次エア供給量決定手段も始動時増量係数に応じて二次エ
ア供給量を増量設定して二次エア供給手段を駆動制御す
る。また、請求項４の二次エア供給装置では、例えば、
内燃機関の始動直後には目標テールパイプ空燃比をリー
ン側に設定して余剰酸素によりＣＯやＨＣの酸化を促進
させ、三元触媒が活性化された後はテールパイプ空燃比
を理論空燃比近傍に設定し、ＮＯX の排出を抑制すると
共に三元触媒の降温を防止する。
【００１５】また、請求項５の二次エア供給装置では、
電動エアポンプを電圧あるいは電流制御することによ
り、二次エアの供給量をコントロールする。また、請求
項６の二次エア供給装置では、空燃比フィードバック制
御後には、エンジンアウト空燃比が理論空燃比近傍に制
御されるため、二次エアの供給を停止してＮＯX の排出
を抑制する。
電動エアポンプを電圧あるいは電流制御することによ
り、二次エアの供給量をコントロールする。また、請求
項６の二次エア供給装置では、空燃比フィードバック制
御後には、エンジンアウト空燃比が理論空燃比近傍に制
御されるため、二次エアの供給を停止してＮＯX の排出
を抑制する。
【００１６】また、請求項７の二次エア供給装置では、
空燃比フィードバック制御前には、例えば、実測された
エンジンアウト空燃比が理論空燃比よりリッチとなった
場合、二次エアを緊急的に増量してＣＯやＨＣの排出を
抑制する。
空燃比フィードバック制御前には、例えば、実測された
エンジンアウト空燃比が理論空燃比よりリッチとなった
場合、二次エアを緊急的に増量してＣＯやＨＣの排出を
抑制する。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例を
詳細に説明する。図１は、本発明に係る二次エア供給装
置を適用したエンジン制御系の概略構成図である。同図
において、１は自動車用の直列４気筒ガソリンエンジン
（以下、単にエンジンと記す）であり、その吸気ポート
２には、各気筒毎に燃料噴射弁３が取り付けられた吸気
マニホールド４を介し、エアクリーナ５，カルマン渦式
のエアフローセンサ６，スロットルバルブ７，ＩＳＣ
（アイドルスピードコントローラ）８等を具えた吸気管
９が接続している。
詳細に説明する。図１は、本発明に係る二次エア供給装
置を適用したエンジン制御系の概略構成図である。同図
において、１は自動車用の直列４気筒ガソリンエンジン
（以下、単にエンジンと記す）であり、その吸気ポート
２には、各気筒毎に燃料噴射弁３が取り付けられた吸気
マニホールド４を介し、エアクリーナ５，カルマン渦式
のエアフローセンサ６，スロットルバルブ７，ＩＳＣ
（アイドルスピードコントローラ）８等を具えた吸気管
９が接続している。
【００１８】また、排気ポート１０には、排気マニホー
ルド１１を介し、Ｏ2 センサ１２，三元触媒１３，図示
しないマフラー等を具えた排気管１４が接続している。
更に、エンジン１には、燃焼室１５の上部に点火ユニッ
ト１６に接続した点火プラグ１７が配置されている。図
１中、１８は冷却水温ＴW を検出する水温センサ、１９
はスロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロットル
センサ、２０は大気圧Ｐa を検出する大気圧センサ、２
１は吸気温度Ｔa を検出する吸気温センサである。
ルド１１を介し、Ｏ2 センサ１２，三元触媒１３，図示
しないマフラー等を具えた排気管１４が接続している。
更に、エンジン１には、燃焼室１５の上部に点火ユニッ
ト１６に接続した点火プラグ１７が配置されている。図
１中、１８は冷却水温ＴW を検出する水温センサ、１９
はスロットルバルブ７の開度θTHを検出するスロットル
センサ、２０は大気圧Ｐa を検出する大気圧センサ、２
１は吸気温度Ｔa を検出する吸気温センサである。
【００１９】排気マニホールド１１の上流部には、二次
エア配管３０を介してエアポンプ３１に接続する二次エ
アノズル３２が取り付けられており、上流側すなわち排
気ポート１０に向けて二次エアを噴射する構造となって
いる。エアポンプ３１は電動式であり、電圧制御される
ことによりその吐出量が変化する。図中、３３は排気ガ
スの逆流を防止するリード弁であり、３４はエアポンプ
３１に接続したエアクリーナである。
エア配管３０を介してエアポンプ３１に接続する二次エ
アノズル３２が取り付けられており、上流側すなわち排
気ポート１０に向けて二次エアを噴射する構造となって
いる。エアポンプ３１は電動式であり、電圧制御される
ことによりその吐出量が変化する。図中、３３は排気ガ
スの逆流を防止するリード弁であり、３４はエアポンプ
３１に接続したエアクリーナである。
【００２０】一方、車室内には、図示しない入出力装
置，多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰ
Ｕ），タイマカウンタ等を具えた、ＥＣＵ（エンジン制
御ユニット）３５が設置されており、エンジン１の総合
的な制御を行う。ＥＣＵ３５の入力側には、上述した各
種センサ類からの検出情報が入力し、ＥＣＵ３５は、こ
れらの検出情報と制御マップ等から燃料噴射量や点火時
期等の最適値を演算し、燃料噴射弁３や点火ユニット１
６等の他、エアポンプ３１の駆動制御を行う。
置，多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置（ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等），中央処理装置（ＣＰ
Ｕ），タイマカウンタ等を具えた、ＥＣＵ（エンジン制
御ユニット）３５が設置されており、エンジン１の総合
的な制御を行う。ＥＣＵ３５の入力側には、上述した各
種センサ類からの検出情報が入力し、ＥＣＵ３５は、こ
れらの検出情報と制御マップ等から燃料噴射量や点火時
期等の最適値を演算し、燃料噴射弁３や点火ユニット１
６等の他、エアポンプ３１の駆動制御を行う。
【００２１】以下、図２の制御フローチャートおよび図
３，図４のグラフを用いて、本実施例における制御の手
順を説明する。運転者がイグニッションキーをＯＮにし
てエンジン１がスタートすると、ＥＣＵ３５は、所定の
制御インターバル（例えば、１０ms）で、図２のフロー
チャートに示した二次エア供給制御サブルーチンを繰り
返し実行する。
３，図４のグラフを用いて、本実施例における制御の手
順を説明する。運転者がイグニッションキーをＯＮにし
てエンジン１がスタートすると、ＥＣＵ３５は、所定の
制御インターバル（例えば、１０ms）で、図２のフロー
チャートに示した二次エア供給制御サブルーチンを繰り
返し実行する。
【００２２】このサブルーチンを開始すると、ＥＣＵ３
５は先ずステップＳ１で、上述した各種センサからの運
転情報をＲＡＭに読み込む。次に、ＥＣＵ３５は、ステ
ップＳ２で、スロットル開度θTHやその時間変化率，体
積効率ＥV ，エンジン始動後の経過時間，冷却水温ＴW
等から空燃比フィードバック制御を行うべきか否かを判
定する。そして、始動直後においてはステップＳ２の判
定がＮo であるため、ＥＣＵ３５は次に、ステップＳ３
で、エンジン始動後の経過時間Ｔが所定の閾値Ｔ1 （本
実施例の場合、４０秒）より小さいか否かを判定する。
５は先ずステップＳ１で、上述した各種センサからの運
転情報をＲＡＭに読み込む。次に、ＥＣＵ３５は、ステ
ップＳ２で、スロットル開度θTHやその時間変化率，体
積効率ＥV ，エンジン始動後の経過時間，冷却水温ＴW
等から空燃比フィードバック制御を行うべきか否かを判
定する。そして、始動直後においてはステップＳ２の判
定がＮo であるため、ＥＣＵ３５は次に、ステップＳ３
で、エンジン始動後の経過時間Ｔが所定の閾値Ｔ1 （本
実施例の場合、４０秒）より小さいか否かを判定する。
【００２３】ステップＳ３の判定がＹesである場合、Ｅ
ＣＵ３５は、ステップＳ４で目標テールパイプ空燃比Ｏ
ＴＡＦを所定の値（本実施例では、２０）に設定し、ス
テップＳ５でこのテールパイプ空燃比ＯＴＡＦを実現す
るための二次エア供給量ＩＡ（ｌ／min ）を下式により
算出する。尚、始動後の経過時間がＴ1 に達するまで目
標テールパイプ空燃比ＯＴＡＦを２０とする理由は、こ
の空燃比で三元触媒１３が酸化反応により最も早く昇温
され、かつＨＣの低減率も高くなることが実験等により
確認されているためである。
ＣＵ３５は、ステップＳ４で目標テールパイプ空燃比Ｏ
ＴＡＦを所定の値（本実施例では、２０）に設定し、ス
テップＳ５でこのテールパイプ空燃比ＯＴＡＦを実現す
るための二次エア供給量ＩＡ（ｌ／min ）を下式により
算出する。尚、始動後の経過時間がＴ1 に達するまで目
標テールパイプ空燃比ＯＴＡＦを２０とする理由は、こ
の空燃比で三元触媒１３が酸化反応により最も早く昇温
され、かつＨＣの低減率も高くなることが実験等により
確認されているためである。
【００２４】ＩＡ＝｛（ＯＴＡＦ×Ｋ−14.7）／14.7｝
×ＡＦＳ×ＰC ×６０ ここで、Ｋは燃料補正係数であり、マップによる補正係
数ＫAFや水温補正係数ＫWT等を積算したものである。ま
た、ＡＦＳ（ＨZ)はエアフローセンサ６の出力周波数で
あり、ＰC （ｌ／Ｐ）は出力周波数ＡＦＳから吸気流量
を求めるためのパルス定数である。
×ＡＦＳ×ＰC ×６０ ここで、Ｋは燃料補正係数であり、マップによる補正係
数ＫAFや水温補正係数ＫWT等を積算したものである。ま
た、ＡＦＳ（ＨZ)はエアフローセンサ６の出力周波数で
あり、ＰC （ｌ／Ｐ）は出力周波数ＡＦＳから吸気流量
を求めるためのパルス定数である。
【００２５】二次エア供給量ＩＡの算出を終えると、Ｅ
ＣＵ３５は、ステップＳ６で、図３のグラフに示したよ
うに二次エア供給量ＩＡに応じたポンプ電圧を印加し
て、エアポンプ３１を駆動する。これにより、始動直後
の比較的リッチな排気ガスに十分な量の二次エアが供給
され、ＣＯとＨＣの酸化が促進される。ステップＳ６で
エアポンプ３１の駆動を行った後、ＥＣＵ３５は、ステ
ップＳ７でＯ2 センサ１２の出力電圧ＶS が０．４ボル
トより小さいか否か、すなわちテールパイプ空燃比が理
論空燃比よりリーンか否かを判定する。そして、この判
定がＹesの場合にはスタートに戻って上述した処理を繰
り返し、Ｎo の場合にはステップＳ８で所定値ΔＩＡを
加えることにより二次エア供給量ＩＡを増大させ、ステ
ップＳ６でエアポンプ３１を駆動する。これは、何らか
の理由により燃料噴射量が過剰となった場合等には、二
次エア供給量ＩＡを急増させることによって、排気ガス
の浄化を可能とするためである。
ＣＵ３５は、ステップＳ６で、図３のグラフに示したよ
うに二次エア供給量ＩＡに応じたポンプ電圧を印加し
て、エアポンプ３１を駆動する。これにより、始動直後
の比較的リッチな排気ガスに十分な量の二次エアが供給
され、ＣＯとＨＣの酸化が促進される。ステップＳ６で
エアポンプ３１の駆動を行った後、ＥＣＵ３５は、ステ
ップＳ７でＯ2 センサ１２の出力電圧ＶS が０．４ボル
トより小さいか否か、すなわちテールパイプ空燃比が理
論空燃比よりリーンか否かを判定する。そして、この判
定がＹesの場合にはスタートに戻って上述した処理を繰
り返し、Ｎo の場合にはステップＳ８で所定値ΔＩＡを
加えることにより二次エア供給量ＩＡを増大させ、ステ
ップＳ６でエアポンプ３１を駆動する。これは、何らか
の理由により燃料噴射量が過剰となった場合等には、二
次エア供給量ＩＡを急増させることによって、排気ガス
の浄化を可能とするためである。
【００２６】一方、ステップＳ３の判定がＮo である場
合、ＥＣＵ３５は、ステップＳ９で目標テールパイプ空
燃比ＯＴＡＦを１５に切換え、ステップＳ５でこのテー
ルパイプ空燃比ＯＴＡＦを実現するための二次エア供給
量ＩＡ（ｌ／min ）を前述した式により算出する。尚、
始動後の経過時間がＴ1 を超えた後に目標テールパイプ
空燃比ＯＴＡＦを理論空燃比に略等しい１５とする理由
は、この時点では三元触媒１３が十分に昇温され、酸化
還元反応が期待できるためである。
合、ＥＣＵ３５は、ステップＳ９で目標テールパイプ空
燃比ＯＴＡＦを１５に切換え、ステップＳ５でこのテー
ルパイプ空燃比ＯＴＡＦを実現するための二次エア供給
量ＩＡ（ｌ／min ）を前述した式により算出する。尚、
始動後の経過時間がＴ1 を超えた後に目標テールパイプ
空燃比ＯＴＡＦを理論空燃比に略等しい１５とする理由
は、この時点では三元触媒１３が十分に昇温され、酸化
還元反応が期待できるためである。
【００２７】二次エア供給量ＩＡの算出を終えると、Ｅ
ＣＵ３５は、ステップＳ６に進んでエアポンプ３１を駆
動する。これにより、空燃比フィードバック制御が開始
されるまでの間も、テールパイプ空燃比が理論空燃比近
傍に制御され、三元触媒１３によりＣＯ，ＨＣ，ＮＯX
が浄化されるることになる。ステップＳ６でエアポンプ
３１の駆動を行った後、ＥＣＵ３５は、ステップＳ７で
Ｏ2 センサ１２の出力電圧Ｖが０．４ボルトより小さい
か否かを判定し、この判定結果に応じて前述した処理を
行う。
ＣＵ３５は、ステップＳ６に進んでエアポンプ３１を駆
動する。これにより、空燃比フィードバック制御が開始
されるまでの間も、テールパイプ空燃比が理論空燃比近
傍に制御され、三元触媒１３によりＣＯ，ＨＣ，ＮＯX
が浄化されるることになる。ステップＳ６でエアポンプ
３１の駆動を行った後、ＥＣＵ３５は、ステップＳ７で
Ｏ2 センサ１２の出力電圧Ｖが０．４ボルトより小さい
か否かを判定し、この判定結果に応じて前述した処理を
行う。
【００２８】エンジン始動後に所定時間（例えば、７０
秒程度）が経過すると、空燃比フィードバック制御の開
始条件が整い、ステップＳ２の判定がＹesとなる。する
と、ＥＣＵ３５は、ステップＳ１０で二次エアの供給を
停止し、ステップＳ１１で空燃比フィードバック制御を
開始する。本実施例では、上述したような二次エア供給
制御を行うことにより、比較的簡便な装置構成を採りな
がら、有害排出ガス成分の排出をエンジン始動直後から
減少させることが可能となった。尚、図４には、始動後
から空燃比フィードバック制御が開始された後の、テー
ルパイプ空燃比と二次エア供給量とポンプ電圧と車速と
の関係を示してある。
秒程度）が経過すると、空燃比フィードバック制御の開
始条件が整い、ステップＳ２の判定がＹesとなる。する
と、ＥＣＵ３５は、ステップＳ１０で二次エアの供給を
停止し、ステップＳ１１で空燃比フィードバック制御を
開始する。本実施例では、上述したような二次エア供給
制御を行うことにより、比較的簡便な装置構成を採りな
がら、有害排出ガス成分の排出をエンジン始動直後から
減少させることが可能となった。尚、図４には、始動後
から空燃比フィードバック制御が開始された後の、テー
ルパイプ空燃比と二次エア供給量とポンプ電圧と車速と
の関係を示してある。
【００２９】以上で、具体的実施例の説明を終えるが、
本発明の態様はこの実施例に限るものではない。例え
ば、上記実施例では二次エア供給装置として電圧制御式
のエアポンプを用いたが、クランププーリにより駆動さ
れる機械式のエアポンプと流量制御弁等を併用するよう
にしてもよい。また、目標テールパイプ空燃比やその切
換タイミングは、エンジンの特性等に応じて適宜設定さ
れることが望ましい。更に、制御の具体的な手順につい
ては、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが
可能である。
本発明の態様はこの実施例に限るものではない。例え
ば、上記実施例では二次エア供給装置として電圧制御式
のエアポンプを用いたが、クランププーリにより駆動さ
れる機械式のエアポンプと流量制御弁等を併用するよう
にしてもよい。また、目標テールパイプ空燃比やその切
換タイミングは、エンジンの特性等に応じて適宜設定さ
れることが望ましい。更に、制御の具体的な手順につい
ては、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが
可能である。
【００３０】
【発明の効果】本発明の請求項１の二次エア供給方法お
よび請求項２の二次エア供給装置によれば、内燃機関の
吸気量を検出する一方で、理論空燃比よりリーンな目標
テールパイプ空燃比を設定し、これら吸気量および目標
テールパイプ空燃比に基づき二次エアを供給するように
したため、エンジンの運転状態に応じた最適な量の二次
エアを供給することが可能となり、排気ガスの浄化を高
いレベルで図ることができる。
よび請求項２の二次エア供給装置によれば、内燃機関の
吸気量を検出する一方で、理論空燃比よりリーンな目標
テールパイプ空燃比を設定し、これら吸気量および目標
テールパイプ空燃比に基づき二次エアを供給するように
したため、エンジンの運転状態に応じた最適な量の二次
エアを供給することが可能となり、排気ガスの浄化を高
いレベルで図ることができる。
【００３１】また、請求項３の二次エア供給装置によれ
ば、始動時増量係数に応じて二次エア供給量を増量設定
するようにしたため、始動直後には十分な量の二次エア
を供給することが可能となり、特にＣＯやＨＣの浄化を
促進することができる。また、請求項４の二次エア供給
装置によれば、始動後の経過時間に応じて目標テールパ
イプ空燃比を変更するようにしたため、例えば、三元触
媒が活性化された後にテールパイプ空燃比を理論空燃比
近傍に設定することにより、ＮＯX の排出を抑制すると
共に三元触媒の降温を防止することができる。
ば、始動時増量係数に応じて二次エア供給量を増量設定
するようにしたため、始動直後には十分な量の二次エア
を供給することが可能となり、特にＣＯやＨＣの浄化を
促進することができる。また、請求項４の二次エア供給
装置によれば、始動後の経過時間に応じて目標テールパ
イプ空燃比を変更するようにしたため、例えば、三元触
媒が活性化された後にテールパイプ空燃比を理論空燃比
近傍に設定することにより、ＮＯX の排出を抑制すると
共に三元触媒の降温を防止することができる。
【００３２】また、請求項５の二次エア供給装置によれ
ば、二次エア供給手段を吐出量可変形の電動エアポンプ
としたため、二次エア供給量の制御が容易になると共
に、同一のエアポンプを排気量の異なる種々のエンジン
に適用することができる。また、請求項６の二次エア供
給装置によれば、空燃比フィードバック制御後は二次エ
アの供給を停止するようにしたため、不要な二次エアに
よるＮＯX の排出が抑制される。
ば、二次エア供給手段を吐出量可変形の電動エアポンプ
としたため、二次エア供給量の制御が容易になると共
に、同一のエアポンプを排気量の異なる種々のエンジン
に適用することができる。また、請求項６の二次エア供
給装置によれば、空燃比フィードバック制御後は二次エ
アの供給を停止するようにしたため、不要な二次エアに
よるＮＯX の排出が抑制される。
【００３３】また、請求項７の二次エア供給装置によれ
ば、空燃比フィードバック制御前においては、空燃比検
出手段が検出したエンジンアウト空燃比が理論空燃比よ
りリッチとならないように、二次エア供給量を増量する
ようにしたため、何らかの理由でエンジンアウト空燃比
がオーバリッチとなってもＣＯやＨＣの排出が抑制され
る。
ば、空燃比フィードバック制御前においては、空燃比検
出手段が検出したエンジンアウト空燃比が理論空燃比よ
りリッチとならないように、二次エア供給量を増量する
ようにしたため、何らかの理由でエンジンアウト空燃比
がオーバリッチとなってもＣＯやＨＣの排出が抑制され
る。
【図１】本発明に係る二次エア供給装置を適用したエン
ジン制御系の一実施例を示した概略構成図である。
ジン制御系の一実施例を示した概略構成図である。
【図２】二次エア供給制御サブルーチンの手順を示した
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】エアポンプのポンプ電圧と吐出量との関係を示
したグラフである。
したグラフである。
【図４】二次エア供給制御における各制御量の関係を示
したグラフである。
したグラフである。
１ エンジン ６ エアフローセンサ １１ 排気マニホールド １２ Ｏ2 センサ １３ 三元触媒 １４ 排気管 ３０ 二次エア配管 ３１ エアポンプ ３２ 二次エアノズル ３５ ＥＣＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/06 ＺＡＢ 9247−3Ｇ ３０５
Claims (7)
- 【請求項１】 排気通路に連通する二次エア供給通路
と、この二次エア供給通路を介して前記排気通路に二次
エアを供給する二次エア供給手段とを備えた内燃機関の
二次エア供給方法において、 前記内燃機関の吸気量を検出するステップと、 理論空燃比よりリーンな目標テールパイプ空燃比を設定
するステップと、 前記吸気量と前記目標テールパイプ空燃比とに基づき、
二次エア供給量を設定するステップと、 設定された二次エア供給量に基づき、前記二次エア供給
手段を駆動制御するステップとを含むことを特徴とする
内燃機関の二次エア供給方法。 - 【請求項２】 内燃機関の排気通路に連通する二次エア
供給通路と、 この二次エア供給通路を介して前記排気通路に二次エア
を供給する二次エア供給手段と、 前記内燃機関の吸気量を検出する吸気量検出手段と、 理論空燃比よりリーンな目標テールパイプ空燃比を設定
する目標テールパイプ空燃比設定手段と、 前記吸気量と前記目標テールパイプ空燃比とに基づき、
二次エア供給量を設定する二次エア供給量決定手段と、 設定された二次エア供給量に基づき、前記二次エア供給
手段を駆動制御する二次エア供給制御手段とを備えたこ
とを特徴とする内燃機関の二次エア供給装置。 - 【請求項３】 前記内燃機関への燃料供給量を当該内燃
機関の運転状態に基づき設定すると共に、内燃機関の始
動時には始動時増量係数を設定して燃料供給量を増量設
定する燃料供給量設定手段と、 この燃料供給量設定手段により設定された燃料供給量に
基づき当該内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段とを
備え、 前記二次エア供給量決定手段が、当該始動時増量係数に
応じて二次エア供給量を設定することを特徴とする請求
項２記載の内燃機関の二次エア供給装置。 - 【請求項４】 前記二次エア供給量決定手段が、始動後
の経過時間に応じて、前記目標テールパイプ空燃比を変
更することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の二次
エア供給装置。 - 【請求項５】 前記二次エア供給手段が、吐出量可変形
の電動エアポンプであることを特徴とする請求項２記載
の内燃機関の二次エア供給装置。 - 【請求項６】 エンジンアウト空燃比を検出する空燃比
検出手段と、所定運転条件のもとで検出されたエンジン
アウト空燃比に基づき燃料供給量をフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段とを備え、 当該フィードバック制御が開始された後は、前記二次エ
ア供給制御手段が二次エアの供給を停止することを特徴
とする請求項２記載の内燃機関の二次エア供給装置。 - 【請求項７】 エンジンアウト空燃比を検出する空燃比
検出手段と、所定運転条件のもとで検出されたエンジン
アウト空燃比に基づき燃料供給量をフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段とを備え、 当該フィードバック制御が開始される前において、空燃
比検出手段により検出されたエンジンアウト空燃比が理
論空燃比よりリッチとなった場合には、前記二次エア供
給制御手段が二次エア供給量を増量することを特徴とす
る請求項２記載の内燃機関の二次エア供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214060A JPH0874568A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 内燃機関の二次エア供給方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214060A JPH0874568A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 内燃機関の二次エア供給方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874568A true JPH0874568A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16649601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6214060A Withdrawn JPH0874568A (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 内燃機関の二次エア供給方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0874568A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6634167B1 (en) | 1999-11-08 | 2003-10-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust temperature raising apparatus and method for internal combustion engine |
| DE102010061804A1 (de) | 2009-11-24 | 2011-05-26 | Denso Corporation, Kariya-City | Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP6214060A patent/JPH0874568A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6634167B1 (en) | 1999-11-08 | 2003-10-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust temperature raising apparatus and method for internal combustion engine |
| DE10055098B4 (de) * | 1999-11-08 | 2006-12-07 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Abgastemperaturerhöhungsgerät und Verfahren für eine Brennkraftmaschine |
| DE102010061804A1 (de) | 2009-11-24 | 2011-05-26 | Denso Corporation, Kariya-City | Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |