JPS6139065Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は排気系に三元触媒装置を備えた内燃機
関の排気浄化装置に関する。

排気中に含まれるHC，COの酸化と、NOxの還
元を同時に行う三元触媒装置は、混合気の空燃比
が理論空燃比近傍の、極く狭い範囲内にあるとき
のみ有効に働く。

そのため、三元触媒装置を設置した内燃機関で
は、排気中の酸素濃度を検出しながら混合気が理
論空燃比になるように、燃料供給量をフイードバ
ツク制御していることが多い。

ところが、機関暖機時などは円滑な運転を確保
するのに、濃い混合気が必要となるため、このよ
うな運転時には、フイードバツク制御を一時的に
中止し、濃混合気を供給して暖機促進をはかつて
いる。

ところが、このように濃混合気を供給すると、
排気中に含まれる未燃成分であるHC，COが増加
し、三元触媒装置では酸素不足のために、これら
HC，COを酸化しきれなくなるという現象が生じ
た。

従来、かかる対策として、第１図に示すような
装置が提案された（実開昭52−160010号）。

１は機関本体、２はエアクリーナ、３は吸気マ
ニホールド、４は吸気絞弁、５は排気マニホール
ドを示し、排気管７には三元触媒装置６が設置さ
れるとともにその上流に酸素センサ１２が設けら
れる。

吸気マニホールド３の各吸気ポート部には燃料
噴射弁１３が取付けられ、制御回路（マイクロコ
ンピユータ）１４からの駆動パルス信号に応じて
開閉し、燃料タンク（ポンプ）１１から送り込ま
れる燃料を吸気ポートに噴射供給する。

制御回路１４には吸入空気量を測定するエアフ
ローメータ１５と、機関回転数に対応した信号を
出力する点火コイル１９と、機関暖機状態を検出
する冷却水温センサ１６と、前述した酸素センサ
１２の出力がそれぞれ入力する。

制御回路１４は機関の暖機中は、エアフローメ
ータ１５と点火コイル１９の出力にもとづき、濃
混合気が得られるように燃料噴射量を演算し、機
関回転に同期して燃料噴射弁１３を開閉作動させ
る。

これに対して機関暖機後は、理論空燃比が得ら
れるように演算した燃料噴射量を、酸素センサ１
２の出力にもとづいて補正し、この補正パルス信
号により燃料噴射弁１３を開閉して、混合気を精
度よく理論空燃比にフイードバツク制御し、三元
触媒装置６の働きを最良に保つのである。

そして、暖機中の濃混合気により増加した排気
中のHC，COに対処するため、二次空気導入路８
を排気系に設置し、リードバルブ１０により排気
脈動を利用して三元触媒装置６の上流に二次空気
を導入するようにしてある。

二次空気導入路８の入口部には遮断弁９が介装
され、制御回路１４からの信号により、冷却水温
が所定値以下の暖機時のみ遮断弁９を開く。

このようにして、フイードバツク制御を中止し
て濃混合気を供給する暖機時には、同時に二次空
気を三元触媒装置６の上流に導入するため、三元
触媒装置６を酸化触媒装置として効率よく働かせ
ることができ、HC，COを効果的に酸化除去でき
るのである。

暖機後は遮断弁９が閉じるので、二次空気の供
給は停止し、同時に混合気が理論空燃比にフイー
ドバツク制御され、三元触媒装置６はHC，COの
酸化とNOxの還元を行う。

ところが、上記のように暖機中に濃混合気を供
給し、その排気中に二次空気を送り込んでいる場
合、減速時にアフターバーンが起きやすくなると
いう新たな問題を生じた。特に、高中速走行から
の減速時、空吹かし後の絞弁全閉時に起きやすか
つた。

機関が十分に暖まらないうちに自動車を走らせ
ることはよくあることだが、暖機終了前の走行中
に減速状態に入ると、とくに減速初期には吸気マ
ニホールド内壁等に付着していた燃料が急増する
負圧によつてシリンダ内へ一気に吸い込まれるこ
ともあつて、もともと濃い混合気がなお一層濃く
なり、この濃混合気が完全に燃焼しないで排気ガ
スとして排出する。

ここに、二次空気が供給されると、爆発的に燃
焼が行われるのである。このようなアフターバー
ンが度重なると三元触媒装置６が焼損するなど、
触媒の寿命を短かくすることがあつた。

本考案はこのような問題を解決するために、暖
機が終了するまでの間、所定回転数以上からの減
速初期には二次空気の供給を停止させるようにし
たもので、暖機中のアフターバーンを防いで触媒
の耐久性を向上させることを目的とする。

以下、本考案の実施例を第２図にもとづいて説
明するが、第１図と実質的に同一部分には同符号
を用いることにする。

この実施例は燃料供給装置として、気化器２０
を備えており、したがつて制御回路１４は通常は
気化器２０で生成される混合気の空燃比をフイー
ドバツク制御により、理論空燃比に制御する。

具体的には燃料通路に接続するエアブリードか
らのエア導入量をオンオフ型電磁弁２１で制御す
る。

そして、暖機中はこのエアブリードを全閉する
等により、混合気の空燃比を所定の状態まで濃く
する。

減速状態を検出するために、吸気絞弁４の全閉
を検出するスロツトルスイツチ２２が設けられ、
制御回路１４はこのスイツチ２２からの信号と、
そのときの機関回転数信号（点火コイル１９から
の信号）とから、減速状態を判別する。

そして、減速時には遮断弁９のダイヤフラム室
２３に、三方電磁弁２４を切り換えて、負圧導入
路２５を経由しての吸入負圧を断ち、大気を導入
するようになつている。

ダイヤフラム室２３に大気を導入すると、スプ
リング２６によりダイヤフラム２７が押され、遮
断弁９が二次空気の導入を停止するように閉弁す
る。

なお、遮断弁９とリードバルブ１０はエアクリ
ーナ２の内部に設けてある。

その他の構成は第１図と同様であり、次に作用
について説明すると、機関の暖機時は前述の通
り、空燃比のフイードバツク制御が停止され、濃
混合気が供給されるとともに、遮断弁９が開かれ
て排気中に二次空気が導入される。

これにより未燃HC，COは三元触媒装置６を酸
化触媒装置として使用し、HC，COが除去され
る。

一方、この暖機時に減速状態に移ると、すなわ
ち絞弁４が全閉で回転数が所定値以上の間は、制
御回路１４が三方電磁弁２４を切換え大気解放
し、遮断弁９を全閉保持する。

したがつてこの間は排気中に二次空気が導入さ
れず、未燃燃料を含む排気ガスが排出されても、
排気中には酸素がないため一気に爆発的に燃焼す
ることがなくなる。

これに対して絞弁４が閉じても機関回転数の低
いアイドリング時などは、アフターバーンの心配
がないため、制御回路１４は三方電磁弁２４を切
換え、吸気負圧をダイヤフラム室２３に導き、遮
断弁９を開いて二次空気を導入する。

暖機後に空燃比のフイードバツク制御が開始さ
れると、制御回路１４は遮断弁９を閉じる信号を
出力する。この状態では混合気が理論空燃比にな
つているため、減速初期にも混合気はそれほど濃
くならず、また排気中に含まれる余剰酸素もほと
んどないので、アフターバーンは生じない。本実
施例では燃料供給装置を気化器としたが燃料噴射
弁を使用しても同じ作用が得られる。

また、遮断弁９のダイヤフラム室２３へ入る吸
入負圧を三方電磁弁２４で制御しているが、吸入
負圧を使用せず、遮断弁９を制御回路１４からの
信号で作動するオンオフ式電磁弁で直接開閉して
もよいことは云うまでもない。

以上のように本考案によれば、空燃比フイード
バツク制御を中止して濃混合気を供給している暖
機中に減速状態に移行したときは、二次空気の供
給を遮断するようにしたので、減速初期や空吹し
直後に起きやすいアフターバーンを防止すること
ができ、三元触媒装置など排気系の耐久性向上が
はかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の概略構成図、第２図は本考
案の概略構成図である。 １……機関本体、３……吸気マニホールド、４
……吸気絞弁、５……排気マニホールド、６……
三元触媒装置、７……排気管、８……二次空気導
入路、９……遮断弁、１０……リードバルブ、１
２……酸素センサ、１４……制御回路、１６……
冷却水温センサ、１９……点火コイル、２２……
スロツトルスイツチ、２４……三方電磁弁。２７
……ダイヤフラム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の排気通路に設けた三元触媒装置と、
   この三元触媒装置の上流排気通路に二次空気を導
   入する二次空気導入装置と、同じく上流排気の酸
   素濃度を検出する酸素センサと、機関の暖機状態
   を検出する冷却水温センサとを設け、機関暖機後
   は二次空気導入装置の作動を停止して酸素センサ
   の出力にもとづいて機関供給混合気を理論空燃比
   にフイードバツク制御し、暖機前はこのフイード
   バツク制御を解除して理論空燃比よりも濃い空燃
   比に制御し、かつ、二次空気導入装置を作動させ
   て三元触媒装置を酸化触媒装置として使用した内
   燃機関の排気ガス浄化装置において、機関の減速
   状態を検出する装置と、所定回転数以上からの減
   速初期には暖機前であつても上記二次空気導入装
   置の作動を停止する制御装置とを備えたことを特
   徴とする内燃機関の排気浄化装置。