JP2003056334A

JP2003056334A - 内燃機関の排気浄化装置

Info

Publication number: JP2003056334A
Application number: JP2001247224A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Tamura; 保樹田村; Kojiro Okada; 公二郎岡田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2001-08-16
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】排気圧を上昇させた場合であっても、既存装
置を有効に活用することにより排気系内に確実に２次エ
アを供給して排気浄化効率の向上を実現可能な内燃機関
の排気浄化装置を提供する。【解決手段】過給機(16)よりも下流側の吸気通路(12)
と排気流動制御手段よりも上流側の排気通路とを連通す
る連通路(22)と、過給機の過給と相まって過給機よりも
下流側の吸気通路内の空気圧を上昇させる空気圧上昇手
段(20)とを有し、排気流動制御手段により排気通路の排
気流動が抑制されるとき、空気圧上昇手段によって過給
機よりも下流側の吸気通路内の空気圧を上昇させること
によって排気通路に空気（２次エア）を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、排気通路に空気を供給して排
気系内反応を促進し、内燃機関からの有害物質の排出量
を低減する技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、
Ｈ₂等の未燃物の他、スモーク、ＮＯx等を含む）を低減
させることを目的とした技術として、排気系（排気ポー
ト〜触媒コンバータを含む）内及び触媒上での反応を利
用した排気浄化技術が知られている。その一つとして、
燃焼空燃比をリッチ空燃比にするとともに排気ポートに
排気系外から空気（以下、２次エア）を供給して排気系
内での反応を促進し触媒の早期昇温を行い、有害物質を
低減させる技術がある。

【０００３】そして、２次エアを供給するとともに、排
気圧を上昇させることにより、例えば冷態時における触
媒の早期活性化を図る技術が特開平８−１５８８９７号
公報等に開示されている。これにより、２次エアの供給
による排気系内や触媒上での反応が促進され、排ガスの
浄化能力が増強され、浄化効率の向上及び触媒の早期活
性化が図られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２次エアの
供給による排気系内での反応を十分に促進させるために
は、排気圧を９３３hPa（７００mmHg）程度まで上昇さ
せる必要があり、そのためには、２次エアを供給する２
次エアポンプに当該排気圧よりも大きな吐出圧が要求さ
れる。

【０００５】しかしながら、２次エアの供給用として一
般に使用されるエアポンプは吐出圧が２００hPa（１５
０mmHg）程度であることから、上記のような大きな吐出
圧を有したエアポンプを装備するためにはエアポンプの
大幅な性能向上が要求され、コストアップに繋がり好ま
しいことではない。また、エアポンプを駆動する電動モ
ータの駆動消費電力が増大することになり、燃費悪化に
繋がるという問題もある。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、排気圧を
上昇させた場合であっても、既存装置を有効に活用する
ことにより排気系内に確実に２次エアを供給して排気浄
化効率の向上を実現可能な内燃機関の排気浄化装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、内燃機関の吸気通路に設
けられ、吸入空気を過給する過給機と、内燃機関の排気
通路に空気を供給する空気供給手段と、前記排気通路に
設けられ、該排気通路内の排気流動を抑制する排気流動
制御手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置において、
前記空気供給手段は、前記過給機よりも下流側の吸気通
路と前記排気流動制御手段よりも上流側の排気通路とを
連通する連通路と、前記過給機の過給と相まって前記過
給機よりも下流側の吸気通路内の空気圧を上昇させる空
気圧上昇手段とからなり、前記排気流動制御手段により
前記排気通路の排気流動が抑制されるとき、前記空気圧
上昇手段によって前記過給機よりも下流側の吸気通路内
の空気圧を上昇させることにより前記排気通路に空気を
供給することを特徴としている。

【０００８】従って、排気流動制御手段とともに過給機
を有した内燃機関において、排気流動制御手段により排
気通路の排気流動が抑制されるときには、過給機の過給
と相まって空気圧上昇手段により過給機よりも下流側の
吸気通路内の空気圧が上昇させられて十分に高圧とさ
れ、過給機を有効に利用しながら、排気流動制御手段に
よる排気通路内の排気圧の上昇に拘わらず、空気が連通
路を経て吸気通路から排気通路に容易に供給可能とされ
る。

【０００９】また、請求項２の発明では、前記空気圧上
昇手段は、前記過給機よりも下流側の吸気通路に設けら
れた吸気量調整手段と、該吸気量調整手段を制御する吸
気量調整制御手段とからなり、前記吸気量調整制御手段
は、前記排気流動制御手段により前記排気通路の排気流
動が抑制されるとき、前記過給機よりも下流側且つ前記
吸気量調整手段よりも上流側の吸気通路内の空気圧が前
記排気流動制御手段よりも上流側の排気通路内の排気圧
に比べて大きくなるよう前記吸気量調整手段を制御する
ことを特徴としている。

【００１０】従って、排気流動制御手段により排気通路
の排気流動が抑制されるときには、過給機の過給と相ま
って過給機よりも下流側且つ吸気量調整手段よりも上流
側の吸気通路内の空気圧が排気流動制御手段よりも上流
側の排気通路内の排気圧に比べて大きくなるよう調整さ
れ、空気が連通路を経て吸気通路から排気通路に容易に
して確実に供給可能とされる。

【００１１】また、請求項３の発明では、前記吸気量調
整手段は、内燃機関のスロットル弁よりも上流側の吸気
通路に該スロットル弁とは独立して設けられていること
を特徴としている。従って、スロットル弁の制御とは独
立して吸気量調整手段を細かく調整可能であり、これに
より過給機よりも下流側且つ吸気量調整手段よりも上流
側の吸気通路内の空気圧が的確に高圧とされ、空気が連
通路を経て吸気通路から排気通路に容易にして確実に供
給可能とされる。

【００１２】また、請求項４の発明では、前記吸気量調
整手段は内燃機関のスロットル弁と前記過給機よりも下
流側且つ前記スロットル弁よりも上流側の吸気通路内の
空気圧を調整するリリーフ弁からなり、前記吸気量調整
制御手段は、前記リリーフ弁のリリーフ圧制御基準圧を
変更可能な基準圧変更手段を含み、前記排気流動制御手
段により前記排気通路の排気流動が抑制されるとき、前
記基準圧変更手段によって前記リリーフ圧制御基準圧を
前記排気流動制御手段よりも上流側の排気通路内の排気
圧に設定することを特徴としている。

【００１３】従って、排気流動制御手段により排気通路
の排気流動が抑制されるときには、基準圧変更手段によ
ってリリーフ圧制御基準圧が排気流動制御手段よりも上
流側の排気通路内の排気圧に等しく設定され、これによ
り過給機よりも下流側且つ吸気量調整手段よりも上流側
の吸気通路内の空気圧が確実に排気圧以上とされ、別途
吸気量調整手段を設けることなく、空気が連通路を経て
吸気通路から排気通路に容易にして確実に供給可能とさ
れる。

【００１４】また、請求項５の発明では、前記空気供給
手段により前記排気通路に空気が供給されるとき、内燃
機関の燃焼制御用の吸入空気量情報を前記排気通路に供
給される空気量に応じて補正する吸入空気量補正手段を
備えることを特徴としている。従って、空気供給手段に
より吸気通路から排気通路に空気が供給されると、その
分内燃機関の燃焼制御用の吸入空気量が減少することに
なるが、吸入空気量情報が当該排気通路に供給される空
気量に応じて補正されることで、吸入空気量情報が適正
なものとなり内燃機関の出力変動が抑制される。

【００１５】また、請求項６の発明では、前記空気供給
手段により前記排気通路に空気が供給されるとき、アク
セル操作量に対するスロットル弁開度を前記過給機より
も下流側の吸気通路内の空気圧に応じて補正するスロッ
トル弁開度補正手段を備えることを特徴としている。従
って、過給機の過給と相まって空気圧上昇手段により過
給機よりも下流側の吸気通路内の空気圧が上昇させられ
ると、スロットル弁の上流側の空気密度が上昇して吸入
空気量が変化することになるが、アクセル操作量に対す
るスロットル弁開度が過給機よりも下流側の吸気通路内
の空気圧、即ちスロットル弁の上流側の空気密度に応じ
て補正されることで、運転者の意図しない内燃機関の出
力変動が抑制される。

【００１６】また、請求項７の発明では、内燃機関の吸
気通路に設けられ、吸入空気を過給する過給機と、内燃
機関の排気通路に空気を供給する空気供給手段と、前記
排気通路に設けられ、該排気通路内の排気流動を抑制す
る排気流動制御手段とを備えた内燃機関の排気浄化装置
において、前記空気供給手段は、前記過給機に同軸駆動
されて大気中の空気を圧送する圧縮機と、該圧縮機の吐
出口と前記排気流動制御手段よりも上流側の排気通路と
を連通する連通路とからなり、前記排気流動制御手段に
より前記排気通路の排気流動が抑制されるとき、前記圧
縮機によって前記排気通路に空気を供給することを特徴
としている。

【００１７】従って、排気流動制御手段とともに過給機
を有した内燃機関において、過給機と同軸駆動する圧縮
機を設けるとともに当該圧縮機の吐出口と排気流動制御
手段よりも上流側の排気通路とを連通路で連通すること
により、過給機を有効に利用しながら、排気流動制御手
段による排気通路内の排気圧の上昇に拘わらず、内燃機
関の制御に影響なく、空気が連通路を経て吸気通路から
排気通路に容易に供給可能とされる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。先ず、実施例１について説明す
る。図１を参照すると、本発明に係る内燃機関の排気浄
化装置の概略構成図が示されており、以下、当該排気浄
化装置の構成を説明する。

【００１９】同図に示すように、内燃機関であるエンジ
ン１は、多気筒エンジンであり、ここでは、例えば筒内
噴射型4気筒ガソリンエンジンが使用される。筒内噴射
型のエンジン１は、燃料噴射モードとして吸気行程で燃
料噴射を行う吸気行程噴射モードと圧縮行程で燃料噴射
を行う圧縮行程噴射モードとを有しており、運転状態に
応じて吸気行程噴射モードと圧縮行程噴射モード間で燃
料噴射モードを切換可能である。なお、エンジン１は、
吸気管噴射型エンジンであってもよく、液体燃料エンジ
ンに限らず気体燃料エンジンであってもよい。

【００２０】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
料を燃焼室内に直接噴射可能である。点火プラグ４には
高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。ま
た、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タン
クを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されてい
る。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプ
と高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃
料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高
燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向
けて所望の燃圧で噴射可能である。

【００２１】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞ
れ接続されている。そして、吸気マニホールド１０には
吸気管１２が接続されており、吸気管１２にはアクセル
開度に応じて開閉する吸入空気量を調節する電磁式のス
ロットル弁１４が設けられている。

【００２２】図２を参照すると、当該エンジン１の吸気
系の詳細図が示されており、以下同図に基づきエンジン
１の吸気系の構成について説明する。同図に示すよう
に、吸気管１２には吸入空気の過給を行う過給機１６が
介装されている。この過給機１６としては、ここではリ
ショルム型のスーパーチャージャが適用される。スーパ
ーチャージャはエンジン１の運転状況に応じて吸入空気
の強制過給を行うものであり、電子コントロールユニッ
ト（ＥＣＵ）６０に接続されており、当該ＥＣＵ６０か
らの作動指令に応じて作動する。なお、リショルム型の
スーパーチャージャは公知でありここでは詳細な説明を
省略するが、スーパーチャージャはルーツ式のものであ
ってもよく、また、過給機１６としてターボチャージャ
を用いるようにしてもよい。

【００２３】また、吸気管１２には吸気量を検出する吸
気量センサ１８が設けられており、吸気管１２の先端に
はエアクリーナ１９が接続されている。吸気量センサ１
８としては、例えばカルマン渦式エアフローセンサが適
用されるが、圧力脈動の影響が小さい熱線式エアフロー
センサでもよい。そして、吸気管１２の過給機１６より
も下流側でスロットル弁１４よりも上流側の部分には、
スロットル弁１４とは独立に絞り弁（空気圧上昇手段、
吸気量調整手段）２０が設けられている。絞り弁２０
は、例えばスロットル弁１４と同様にバタフライ式の開
閉弁であり、ＥＣＵ６０に接続され、ＥＣＵ６０からの
開度情報に応じて開閉作動する。

【００２４】吸気管１２の過給機１６よりも下流側で絞
り弁２０よりも上流側の部分からは空気通路（連通路）
２２が延びており、この空気通路２２は排気系に接続さ
れている。また、吸気管１２には、過給機１６と絞り弁
２０をバイパスするようにしてリリーフ通路２４が設け
られており、リリーフ通路２４にはリリーフ弁２６が介
装されている。リリーフ弁２６は、過給機１６によって
過給された空気圧を調圧するためのものであり、リリー
フ圧制御基準圧としてマニ負圧、即ちスロットル弁１４
よりも下流側の吸気マニホールド１０内の空気圧が使用
される。つまり、スロットル弁１４の開度が小さくマニ
負圧が大きいほど、リリーフ弁２６の開度が大きくされ
て過給圧が逃がされ、過給圧が過大になることが防止さ
れる。或いは、過給機１６の非作動時には吸入空気量が
確保される。

【００２５】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド３０の一端が
それぞれ接続されている。排気マニホールド３０として
は、ここでは、デュアル型エキゾーストマニホールドシ
ステムが採用される。各排気ポートには、それぞれ上述
した空気通路２２が分岐して接続されている。つまり、
各排気ポートには、吸気管１２の過給機１６よりも下流
側で絞り弁２０よりも上流側の部分の空気が空気通路２
２を介して２次エアとして供給可能とされている。

【００２６】そして、排気マニホールド３０の他端には
排気管３２が接続されており、排気管３２には、排気浄
化触媒装置として三元触媒４０が介装されている。さら
に、排気管３２の三元触媒４０よりも下流の部分には、
排気流動制御弁（排気流動制御手段）５０が介装されて
いる。排気流動制御弁５０は、排ガス中の有害物質（Ｈ
Ｃ、ＣＯ等の未燃物の他、ＮＯx、スモーク、Ｈ₂等を含
む）の低減を促進させることを目的とする装置であり、
排気圧、排気密度及び排気流速（低減効果増強要因）の
少なくともいずれか一つを変更することが可能に構成さ
れている。具体的には、排気流動制御弁５０は排気管３
２の排気通路断面積を調節可能な密閉型開閉弁５２によ
って構成されている。

【００２７】密閉型開閉弁５２としては種々の方式が考
えられるが、ここではバタフライ弁が採用される。そし
て、密閉型開閉弁５２はＥＣＵ６０に接続されており、
ＥＣＵ６０からの作動指令に応じて開閉作動する。ま
た、排気管３２には排気圧を検出する排気圧センサ３４
が設けられている。ＥＣＵ６０は、入出力装置、記憶装
置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装
置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該Ｅ
ＣＵ６０により、エンジン１を含めた排気浄化装置の総
合的な制御が行われる。

【００２８】ＥＣＵ６０の入力側には、上述した吸気量
センサ１８、排気圧センサ３４の他、アクセルペダル６
２の操作量を検出するアクセル開度センサ６４等の各種
センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出
情報が入力される。一方、ＥＣＵ６０の出力側には、上
述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４、
過給機１６、絞り弁２０、密閉型開閉弁５２等の各種出
力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイス
には各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、弁開度、排気流動
制御量等がそれぞれ出力される。

【００２９】以下、このように構成された本発明の実施
例１に係る排気浄化装置の作用について説明する。エン
ジン１の冷態始動時における三元触媒４０の暖機要求
時、或いは三元触媒４０に付着堆積したＳ成分（硫黄成
分）の加熱除去要求時のように、排気系内反応を促進さ
せたいような場合には、ＥＣＵ６０からの指令により、
２次エアの排気系への供給制御、即ち２次エア制御と排
気流動制御とが実施される。

【００３０】２次エア制御が開始されると、ＥＣＵ６０
は、過給機１６が停止している場合には過給機１６を作
動させ、絞り弁２０を閉弁側に作動させる。このように
すると、過給機１６による過給圧と相まって過給機１６
と絞り弁２０との間の吸気管１２内の空気圧が上昇す
る。一方、排気流動制御が開始されると、ＥＣＵ６０
は、密閉型開閉弁５２を閉弁側に作動させる。これによ
り、密閉型開閉弁５２よりも上流側の排気流動が抑制さ
れ、排気系（排気ポート、排気マニホールド３０、排気
管３２、三元触媒４０を含む）内における排ガスの滞留
時間が長くなるとともに、排気圧が上昇する。

【００３１】そして、この際、絞り弁２０と密閉型開閉
弁５２とは、過給機１６と絞り弁２０間の吸気管１２内
の空気圧の方が密閉型開閉弁５２よりも上流側の排気圧
よりも高くなるように作動制御される（空気圧上昇手
段、吸気量調整制御手段）。詳しくは、例えば過給機１
６による過給圧と絞り弁２０の開度に応じて定まる空気
圧を予めマップ化しておき、当該空気圧のマップ値と排
気圧センサ３４により検出される排気圧とを比較し、絞
り弁２０上流側の空気圧が排気圧よりも大きくなるよう
に絞り弁２０の開度と密閉型開閉弁５２の開度とを適宜
設定する。具体的には、先ず密閉型開閉弁５２の開度を
所定の排気圧を確保するように設定し、絞り弁２０上流
側の空気圧が当該所定の排気圧より大きくなるように絞
り弁２０の開度を設定する。

【００３２】これにより、絞り弁２０上流側の空気圧と
排気圧との圧力差によって、絞り弁２０上流側の空気が
２次エアとして空気通路２２を介して排気ポートに供給
される。このように、本発明の実施例１に係る排気浄化
装置では、過給機１６の過給圧を利用し、絞り弁２０に
より過給機１６の下流側の空気圧が排気圧よりも高くな
るようにして２次エアを吸気系から排気系に供給するよ
うにしている。従って、密閉型開閉弁５２によって排気
流動が抑制され排気系内の排気圧が上昇している場合で
あっても、高価なエアポンプを用いることなく、２次エ
アを容易にして確実に排気系に供給することができる。
これにより、排気系内の反応が良好に促進される。

【００３３】特に、当該実施例１では、過給機１６の下
流側の空気圧を高めるために絞り弁２０をスロットル弁
１４とは独立に設けるようにしている。従って、スロッ
トル弁１４の制御と関係なく絞り弁２０を細かく調整で
き、過給機１６の下流側の空気圧を的確に高圧にでき
る。ところで、このように吸気量センサ１８を通過した
吸気の一部を２次エアとして排気系に供給すると、吸気
量センサ１８によって検出した空気量に対してエンジン
１の燃焼制御に使用する吸入空気量が少なくなり、ＥＣ
Ｕ６０が設定する空燃比と実際の空燃比とに差異が生じ
るためエンジン１が出力変動をきたすおそれがある。

【００３４】そこで、ここでは、図３のフローチャート
に基づき、吸入空気量を補正するようにしている（吸入
空気量補正手段）。図３のステップＳ１０では、上記吸
気量センサ１８からの出力、即ち全吸気量の読み込みを
行う。そして、ステップＳ１２では、空気通路２２を介
して排気系に供給される吸気量、即ち排気系供給吸気量
を演算により求める。ここでは、過給機１６と絞り弁２
０間の吸気管１２内の空気圧に基づいて排気系供給吸気
量を推定により求めるようにする。なお、空気通路２２
にフローセンサ等を設けて直接に排気系供給吸気量を求
めるようにしてもよい。

【００３５】そして、ステップＳ１４において、吸気量
センサ出力と排気系供給吸気量との差から吸入空気量を
求める（吸入空気量＝（吸気量センサ出力）−（排気系
供給吸気量））。なお、ここでいう「吸気量センサ出
力」は吸気量センサ１８の出力電圧から求めた空気量の
ことを指している。これにより、エンジン１の燃焼制御
に使用される吸入空気量情報が適正なものとされて燃焼
制御が良好に実施され、エンジン１の出力変動が防止さ
れる。

【００３６】また、過給機１６の過給により過給機１６
よりも下流側の空気圧、即ちスロットル弁１４の上流側
の空気密度が上昇すると、運転者の意図に反して吸入空
気量が増加し、やはりエンジン１が出力変動をきたすお
それがある。そこで、ここでは、さらに図４のフローチ
ャートに基づき、スロットル弁開度を補正するようにし
ている（スロットル弁開度補正手段）。

【００３７】図４のステップＳ２０では、アクセル開度
センサ６４からの情報に基づきアクセル開度を検出す
る。そして、ステップＳ２２において、アクセル開度セ
ンサ６４からの情報に基づくベース開度に過給機１６よ
りも下流側の空気圧に応じた補正係数を積算し、適正な
スロットル弁開度を求める（スロットル弁開度＝（ベー
ス開度）×（過給機下流圧に応じた補正係数））。これ
により、運転者の意図しないエンジン１の出力変動が防
止される。

【００３８】次に、実施例２について説明する。図５を
参照すると、実施例２に係る吸気系の詳細図が示されて
おり、以下同図に基づき実施例２について説明する。当
該実施例２では、上記実施例１の場合と比較し、絞り弁
２０が存在しておらず、一方、リリーフ弁２６のリリー
フ圧制御基準圧として排気流動制御弁上流圧、即ち密閉
型開閉弁５２の上流側の排気圧を使用可能に切換弁２８
が設けられている。そして、切換弁２８はＥＣＵ６０に
接続されており、ＥＣＵ６０からの切換指令に応じて、
リリーフ圧制御基準圧として使用される基準圧がマニ負
圧と排気流動制御弁上流圧間で切換えられる。

【００３９】以下、このように構成された本発明の実施
例２に係る排気浄化装置の作用について説明する。実施
例２では、上記同様、排気系内反応を促進させたいよう
な場合、ＥＣＵ６０は、過給機１６が停止している場合
には過給機１６を作動させ、密閉型開閉弁５２を閉弁側
に作動させる。そして、同時に切換弁２８を切換え、リ
リーフ弁（空気圧上昇手段、吸気量調整手段）２６のリ
リーフ圧制御基準圧として排気流動制御弁上流圧を使用
可能に設定する。

【００４０】このようにすると、リリーフ圧が排気流動
制御弁上流圧、即ち密閉型開閉弁５２の上流側の排気圧
よりも大きくならないとリリーフ弁２６が開弁されない
ようになり、過給機１６による過給圧と相まって過給機
１６とスロットル弁（空気圧上昇手段、吸気量調整手
段）１４との間の吸気管１２内の空気圧が排気圧よりも
上昇する。

【００４１】これにより、過給機１６下流側の吸気通路
１２内の空気圧と排気圧との圧力差によって、過給機１
６下流側の空気が２次エアとして空気通路２２を介して
排気ポートに供給される。つまり、当該実施例２では、
上記実施例１のように別途絞り弁２０を設けることな
く、吸気系内の空気圧が排気圧よりも大きくなるようＥ
ＣＵ６０によって絞り弁２０等を制御することなく、簡
単な構成にして確実に吸気系の空気圧を排気圧より高く
し、２次エアを確実に排気系に供給するようにできる。

【００４２】従って、本発明の実施例２に係る排気浄化
装置においても、過給機１６の過給圧を利用し、高価な
エアポンプを用いることなく、２次エアを容易にして確
実に排気系に供給することができる。これにより、排気
系内の反応が良好に促進される。そして、当該実施例２
でも、図３のフローチャートに基づいて吸入空気量を補
正し、図４のフローチャートに基づいてスロットル弁開
度を補正するようにする。これにより、エンジン１の燃
焼制御に使用される吸入空気量情報が適正なものとされ
て燃焼制御が良好に実施され、運転者の意図しないエン
ジン１の出力変動が防止される。

【００４３】次に、実施例３について説明する。図６を
参照すると、実施例３に係る吸気系の詳細図が示されて
おり、以下同図に基づき実施例３について説明する。当
該実施例３では、過給機１６に当該過給機１６と同軸駆
動される圧縮機１７が接続されており、当該圧縮機１７
の吐出口に空気通路２２’が接続されている。つまり、
当該実施例３では、過給機１６と同期回転する圧縮機１
７によって大気中の空気が２次空気として排気系に圧送
されるよう構成されている。

【００４４】以下、このように構成された本発明の実施
例３に係る排気浄化装置の作用について説明する。実施
例３では、実施例１、２と同様、排気系内反応を促進さ
せたいような場合、ＥＣＵ６０は、過給機１６が停止し
ている場合には過給機１６を作動させ、つまり圧縮機１
７を過給機１６によって作動させ、密閉型開閉弁５２を
閉弁側に作動させる。

【００４５】このとき、排気圧センサ３４からの排気圧
情報に基づき、圧縮機１７の吐出圧の方が密閉型開閉弁
５２よりも上流側の排気圧よりも高くなるように過給機
１６が作動制御される。これにより、圧縮機１７により
圧縮される空気が２次エアとして空気通路２２’を介し
て排気ポートに供給される。

【００４６】従って、本発明の実施例３に係る排気浄化
装置においても、過給機１６の過給圧を利用し、高価な
エアポンプを用いることなく、２次エアを容易にして確
実に排気系に供給することができる。これにより、排気
系内の反応が良好に促進される。特に、当該実施例３の
場合、エンジン１の燃焼制御に使用される吸入空気とは
関係なく大気中の空気を直接に排気系に供給することに
なるので、過給機１６の過給圧を利用しながらも、エン
ジン１の制御に影響を与えることなく、２次エアを確実
に排気系に供給することができる。

【００４７】以上で説明を終えるが、本発明は上記実施
形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態で
は、２次エアを空気通路２２、２２’を介して排気ポー
トに供給するようにしたが、排気流動制御弁５０の上流
側であれば排気系のいずれの部分に２次エアを供給する
ようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気流動制
御手段とともに過給機を有した内燃機関において、排気
流動制御手段により排気通路の排気流動が抑制されると
きには、過給機の過給と相まって空気圧上昇手段により
過給機よりも下流側の吸気通路内の空気圧が上昇させら
れて十分に高圧とされるので、過給機を有効に利用しな
がら、排気流動制御手段による排気通路内の排気圧の上
昇に拘わらず、連通路を介して空気（２次エア）を吸気
通路から排気通路に容易に供給することができる。

【００４９】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動制御手段により排気通路の排気流動
が抑制されるときには、過給機の過給と相まって過給機
よりも下流側且つ吸気量調整手段よりも上流側の吸気通
路内の空気圧が排気流動制御手段よりも上流側の排気通
路内の排気圧に比べて大きくなるよう調整されるので、
連通路を介して空気（２次エア）を吸気通路から排気通
路に容易にして確実に供給することができる。

【００５０】また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置
によれば、吸気量調整手段は吸気通路にスロットル弁と
は独立して設けられているので、スロットル弁の制御と
独立に吸気量調整手段を細かく調整でき、これにより過
給機よりも下流側且つ吸気量調整手段よりも上流側の吸
気通路内の空気圧を的確に高圧にでき、連通路を介して
空気（２次エア）を吸気通路から排気通路に容易にして
確実に供給することができる。

【００５１】また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置
によれば、吸気量調整手段は内燃機関のスロットル弁と
過給機よりも下流側且つスロットル弁よりも上流側の吸
気通路内の空気圧を調整するリリーフ弁からなり、排気
流動制御手段により排気通路の排気流動が抑制されると
きには、基準圧変更手段によってリリーフ圧制御基準圧
が排気流動制御手段よりも上流側の排気通路内の排気圧
に等しく設定されるので、過給機よりも下流側且つ吸気
量調整手段よりも上流側の吸気通路内の空気圧を確実に
排気圧以上にでき、別途吸気量調整手段を設けることな
く、連通路を介して空気（２次エア）を吸気通路から排
気通路に容易にして確実に供給することができる。

【００５２】また、請求項５の内燃機関の排気浄化装置
によれば、空気供給手段により吸気通路から排気通路に
空気が供給されると、その分内燃機関の燃焼制御用の吸
入空気量が減少することになるが、このとき吸入空気量
情報が当該排気通路に供給される空気量に応じて補正さ
れるので、吸入空気量情報を適正なものとして内燃機関
の出力変動を抑制することができる。

【００５３】また、請求項６の内燃機関の排気浄化装置
によれば、過給機の過給と相まって空気圧上昇手段によ
り過給機よりも下流側の吸気通路内の空気圧が上昇させ
られると、スロットル弁の上流側の空気密度が上昇して
吸入空気量が変化することになるが、このときアクセル
操作量に対するスロットル弁開度が過給機よりも下流側
の吸気通路内の空気圧、即ちスロットル弁の上流側の空
気密度に応じて補正されるので、運転者の意図しない内
燃機関の出力変動を抑制することができる。

【００５４】また、請求項７の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動制御手段とともに過給機を有した内
燃機関において、過給機と同軸駆動する圧縮機を設ける
とともに当該圧縮機の吐出口と排気流動制御手段よりも
上流側の排気通路とを連通路で連通するので、過給機を
有効に利用しながら、排気流動制御手段による排気通路
内の排気圧の上昇に拘わらず、内燃機関の制御に影響な
く、連通路を介して空気（２次エア）を吸気通路から排
気通路に容易に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構
成図である。

【図２】実施例１に係るエンジンの吸気系の詳細図であ
る。

【図３】吸入空気量の補正ルーチンを示すフローチャー
トである。

【図４】スロットル弁開度の補正ルーチンを示すフロー
チャートである。

【図５】実施例２に係るエンジンの吸気系の詳細図であ
る。

【図６】実施例３に係るエンジンの吸気系の詳細図であ
る。

【符号の説明】

１エンジン１２吸気管１４スロットル弁（空気圧上昇手段、吸気量調整手
段）１６過給機１８吸気量センサ２０絞り弁（空気圧上昇手段、吸気量調整手段）２２、２２’ 空気通路（連通路）２４リリーフ通路２６リリーフ弁（空気圧上昇手段、吸気量調整手段）３０排気マニホールド３２排気管３４排気圧センサ５０排気流動制御弁（排気流動制御手段）５２密閉型開閉弁６０ＥＣＵ（電子コントロールユニット）６４アクセル開度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｑ３Ｇ３０１Ｔ 3/30 3/30 ＢＦ０２Ｂ 37/16 Ｆ０２Ｄ 9/02 ３５１ＭＦ０２Ｄ 9/02 ３５１３６１Ｈ３６１ 11/10 Ｋ 11/10 23/00 Ｆ 23/00 Ｐ 41/02 ３１０Ｄ 41/02 ３１０ 41/04 ３１０Ａ 41/04 ３１０ 43/00 ３０１Ｋ 43/00 ３０１３０１Ｒ３０１Ｔ 45/00 ３０１Ｅ 45/00 ３０１Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０３ＧＦターム(参考） 3G005 EA16 FA35 FA42 GB19 GB26 JA24 JA28 3G065 AA03 AA04 AA09 AA10 AA11 CA12 DA04 EA01 EA02 GA05 GA06 GA46 HA02 HA06 JA04 JA09 JA11 KA02 KA36 3G084 AA03 AA04 BA05 BA07 BA08 BA09 BA13 BA15 BA17 BA19 BA24 BA25 DA05 DA10 DA14 EA11 EB22 FA00 FA07 FA10 3G091 AA02 AA10 AA17 AA24 AA28 AB03 BA00 BA01 BA11 BA14 BA15 BA19 BA29 BA33 CA10 CA22 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DA10 DB10 EA01 EA05 EA07 EA30 EA32 FB10 FB11 FB12 FC02 GA06 HA02 HA37 HB06 3G092 AA01 AA06 AA13 AA16 AA18 DB02 DC02 DC03 DC12 DC16 DE03S DG07 EA02 EB05 EC09 FA15 HA01Z HD01X HD08Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA06 HA11 HA15 JA11 JA15 JA24 JA25 JA26 JB09 LA02 LA03 LA08 LB04 MA01 MA11 MA18 NA06 NA07 NA08 NC02 NE01 NE06 NE17 PA01B PA01Z PD14B PD14Z PF03B PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路に設けられ、吸入空
気を過給する過給機と、内燃機関の排気通路に空気を供
給する空気供給手段と、前記排気通路に設けられ、該排
気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段とを備
えた内燃機関の排気浄化装置において、前記空気供給手段は、前記過給機よりも下流側の吸気通
路と前記排気流動制御手段よりも上流側の排気通路とを
連通する連通路と、前記過給機の過給と相まって前記過
給機よりも下流側の吸気通路内の空気圧を上昇させる空
気圧上昇手段とからなり、前記排気流動制御手段により
前記排気通路の排気流動が抑制されるとき、前記空気圧
上昇手段によって前記過給機よりも下流側の吸気通路内
の空気圧を上昇させることにより前記排気通路に空気を
供給することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】前記空気圧上昇手段は、前記過給機より
も下流側の吸気通路に設けられた吸気量調整手段と、該
吸気量調整手段を制御する吸気量調整制御手段とからな
り、前記吸気量調整制御手段は、前記排気流動制御手段によ
り前記排気通路の排気流動が抑制されるとき、前記過給
機よりも下流側且つ前記吸気量調整手段よりも上流側の
吸気通路内の空気圧が前記排気流動制御手段よりも上流
側の排気通路内の排気圧に比べて大きくなるよう前記吸
気量調整手段を制御することを特徴とする、請求項１記
載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】前記吸気量調整手段は、内燃機関のスロ
ットル弁よりも上流側の吸気通路に該スロットル弁とは
独立して設けられていることを特徴とする、請求項２記
載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】前記吸気量調整手段は内燃機関のスロッ
トル弁と前記過給機よりも下流側且つ前記スロットル弁
よりも上流側の吸気通路内の空気圧を調整するリリーフ
弁からなり、前記吸気量調整制御手段は、前記リリーフ弁のリリーフ
圧制御基準圧を変更可能な基準圧変更手段を含み、前記
排気流動制御手段により前記排気通路の排気流動が抑制
されるとき、前記基準圧変更手段によって前記リリーフ
圧制御基準圧を前記排気流動制御手段よりも上流側の排
気通路内の排気圧に設定することを特徴とする、請求項
２記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】前記空気供給手段により前記排気通路に
空気が供給されるとき、内燃機関の燃焼制御用の吸入空
気量情報を前記排気通路に供給される空気量に応じて補
正する吸入空気量補正手段を備えることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装
置。
【請求項６】前記空気供給手段により前記排気通路に
空気が供給されるとき、アクセル操作量に対するスロッ
トル弁開度を前記過給機よりも下流側の吸気通路内の空
気圧に応じて補正するスロットル弁開度補正手段を備え
ることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載の
内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】内燃機関の吸気通路に設けられ、吸入空
気を過給する過給機と、内燃機関の排気通路に空気を供
給する空気供給手段と、前記排気通路に設けられ、該排
気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段とを備
えた内燃機関の排気浄化装置において、前記空気供給手段は、前記過給機に同軸駆動されて大気
中の空気を圧送する圧縮機と、該圧縮機の吐出口と前記
排気流動制御手段よりも上流側の排気通路とを連通する
連通路とからなり、前記排気流動制御手段により前記排
気通路の排気流動が抑制されるとき、前記圧縮機によっ
て前記排気通路に空気を供給することを特徴とする内燃
機関の排気浄化装置。