JP2012225309A - Secondary air supply system - Google Patents

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Kazuhiro Ito
和浩 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit a back flow of exhaust to a side of a pump for supplying secondary air.SOLUTION: A system includes: the pump for discharging air; a secondary air supply pipe that connects an outlet of the pump with an exhaust passage of an internal combustion engine; a secondary air pressure detection device for detecting a pressure in the secondary air supply pipe; an exhaust pressure detection device for detecting a pressure in the exhaust passage; and a discharge amount control device for adjusting air amount discharged from the pump such that the pressure in the secondary air supply pipe detected by the secondary air pressure detection device is equal to or higher than the pressure in the exhaust passage detected by the exhaust pressure detection device.

Description

本発明は、二次空気供給システムに関する。   The present invention relates to a secondary air supply system.

内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒よりも上流側に二次空気を供給するポンプを備え、該排気浄化触媒へ酸素を供給する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   A technique is known that includes a pump that supplies secondary air upstream of an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and supplies oxygen to the exhaust purification catalyst (see, for example, Patent Document 1). ).

このような二次空気を供給するシステムでは、排気通路からポンプへ排気が逆流しないように、ポンプから排気通路までの間の二次空気供給管に逆止弁を備えている。このため、二次空気を供給する際に、逆止弁を開弁させるための余計なポンプ仕事が必要となり、ポンプが電動の場合には消費電力が増加する虞がある。また、内燃機関のクランクシャフトにより駆動されるポンプの場合には、逆止弁を開くために内燃機関に供給する燃料を増加する必要があるため、燃費が悪化する虞がある。また、ポンプの仕事が増加することによりポンプが発熱して、劣化する虞がある。   In such a system for supplying secondary air, a check valve is provided in the secondary air supply pipe between the pump and the exhaust passage so that the exhaust does not flow backward from the exhaust passage to the pump. For this reason, when supplying secondary air, the extra pump work for opening a check valve is needed, and when a pump is electrically driven, there exists a possibility that power consumption may increase. Further, in the case of a pump driven by a crankshaft of an internal combustion engine, it is necessary to increase the fuel supplied to the internal combustion engine in order to open the check valve. Moreover, there is a possibility that the pump generates heat and deteriorates due to an increase in work of the pump.

特開2001−303939号公報JP 2001-303939 A 特開2005−264879号公報JP 2005-264879 A

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次空気を供給するポンプ側への排気の逆流を抑制することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress the backflow of exhaust gas to the pump side supplying the secondary air.

上記課題を達成するために本発明による二次空気供給システムは、
空気を吐出するポンプと、
前記ポンプの出口を内燃機関の排気通路へ接続する二次空気供給管と、
前記二次空気供給管内の圧力を検出する二次空気圧力検出装置と、
前記排気通路内の圧力を検出する排気圧力検出装置と、
前記二次空気圧力検出装置により検出される前記二次空気供給管内の圧力が、前記排気圧力検出装置により検出される前記排気通路内の圧力以上となるように、前記ポンプから吐出される空気の量を調整する吐出量制御装置と、
を備える。
In order to achieve the above object, a secondary air supply system according to the present invention comprises:
A pump that discharges air;
A secondary air supply pipe connecting the outlet of the pump to the exhaust passage of the internal combustion engine;
A secondary air pressure detection device for detecting the pressure in the secondary air supply pipe;
An exhaust pressure detecting device for detecting the pressure in the exhaust passage;
The pressure of the air discharged from the pump is adjusted so that the pressure in the secondary air supply pipe detected by the secondary air pressure detection device is equal to or higher than the pressure in the exhaust passage detected by the exhaust pressure detection device. A discharge amount control device for adjusting the amount;
Is provided.

二次空気供給管内の圧力が排気通路内の圧力以上となるようにポンプからの空気の吐出量を制御することにより、二次空気供給管に逆止弁を設けなくても、排気通路からポンプへ排気が逆流することを抑制できる。そして、逆止弁を開くための仕事が必要なくなるので、燃費の悪化または消費電力の増加、ポンプ負荷の増加を抑制できる。   By controlling the amount of air discharged from the pump so that the pressure in the secondary air supply pipe is equal to or higher than the pressure in the exhaust passage, the pump can be pumped from the exhaust passage without providing a check valve in the secondary air supply pipe The exhaust can be prevented from flowing backward. And since the work for opening a check valve is not required, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption, increase in power consumption, and increase in pump load.

本発明においては、前記二次空気供給管が接続される箇所よりも下流側の排気通路に排気浄化触媒を備え、
前記吐出量制御装置は、前記排気浄化触媒の温度を上昇させる必要のある場合には、必要のない場合よりも、前記ポンプから吐出される空気の量を多くすることができる。
In the present invention, an exhaust purification catalyst is provided in the exhaust passage downstream of the location where the secondary air supply pipe is connected,
The discharge amount control device can increase the amount of air discharged from the pump when it is necessary to increase the temperature of the exhaust purification catalyst than when it is not necessary.

排気浄化触媒の温度を上昇させる必要のある場合は、排気浄化触媒の温度が活性温度よりも低下する虞のあるときとしてもよい。これは、内燃機関から排出される排気の温度が低いために、排気浄化触媒の温度が低下する運転領域で運転されている場合とすることもできる。このような運転領域では、内燃機関の燃焼状態が不安定になるため、排気中に多くの未燃燃料が含まれている。このような未燃燃料は排気浄化触媒にて浄化される。そして、未燃燃料が酸化させるときに発熱するため、該排気浄化触媒の温度が上昇する。しかし、酸素の量が不足すると未燃燃料が浄化されず、且つ、排気浄化触媒の温度が低下してしまう。これに対し、二次空気の供給量を増加させることで、酸素が不足することを抑制できる。これにより、発熱量を増加させることができるため、排気浄化触媒の温度を上昇させることができる。   When it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst, the temperature of the exhaust purification catalyst may be lower than the activation temperature. This may be a case where the engine is operated in an operation region where the temperature of the exhaust purification catalyst decreases because the temperature of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is low. In such an operating region, the combustion state of the internal combustion engine becomes unstable, so that a lot of unburned fuel is contained in the exhaust gas. Such unburned fuel is purified by an exhaust purification catalyst. And since the unburnt fuel generates heat when it is oxidized, the temperature of the exhaust purification catalyst rises. However, if the amount of oxygen is insufficient, unburned fuel will not be purified, and the temperature of the exhaust purification catalyst will decrease. On the other hand, it is possible to suppress the shortage of oxygen by increasing the supply amount of secondary air. Thereby, since the emitted-heat amount can be increased, the temperature of an exhaust purification catalyst can be raised.

一方、排気浄化触媒の温度を上昇させる必要のない場合には、二次空気供給管内の圧力が排気通路内の圧力以上となっていればよく、二次空気供給管内において排気が逆流しない程度の圧力差があればよい。すなわち、排気浄化触媒へ空気を供給する必要がないため、排気が逆流しない程度に空気を吐出させればよい。   On the other hand, when it is not necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst, the pressure in the secondary air supply pipe only needs to be equal to or higher than the pressure in the exhaust passage, and the exhaust does not flow back in the secondary air supply pipe. There should be a pressure difference. That is, since it is not necessary to supply air to the exhaust purification catalyst, the air may be discharged to the extent that the exhaust does not flow backward.

このように、必要に応じてポンプからの空気の吐出量を変化させることで、ポンプの仕事が減少するので、燃費の悪化または消費電力の増加、ポンプ負荷の増加を抑制できる。また、逆止弁を廃止することにより、逆止弁を設けたときに課題となる逆止弁へのデポジットの付着による該逆止弁の固着や、逆止弁のシールが不十分なことに起因する二次空気供給管への煤の堆積といったことがなくなる。その他、逆止弁を備えるものと比べて、逆止弁を介さない分、応答性が向上するといった効果も見込まれる。   Thus, since the work of the pump is reduced by changing the amount of air discharged from the pump as necessary, it is possible to suppress deterioration in fuel consumption, increase in power consumption, and increase in pump load. In addition, by eliminating the check valve, the check valve is not firmly fixed due to deposit adhesion to the check valve, which is a problem when the check valve is provided, and the check valve is not sufficiently sealed. There is no accumulation of soot in the secondary air supply pipe. In addition, an effect that the responsiveness is improved by the amount not including the check valve as compared with the case including the check valve is also expected.

本発明によれば、二次空気を供給するポンプ側への排気の逆流を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the backflow of the exhaust_gas | exhaustion to the pump side which supplies secondary air can be suppressed.

実施例に係る二次空気供給システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the secondary air supply system which concerns on an Example. 実施例1に係る二次空気供給装置の制御フローを示したフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a control flow of the secondary air supply device according to the first embodiment. 機関回転数と、物理量と、ポンプの作動領域との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an engine speed, a physical quantity, and the operating area | region of a pump. 実施例2に係る二次空気供給装置の制御フローを示したフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a control flow of a secondary air supply device according to a second embodiment.

以下、本発明に係る二次空気供給システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the secondary air supply system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

<実施例1>
図1は、本実施例に係る二次空気供給システムの概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、ディーゼル機関であっても、また、ガソリン機関であってもよい。
<Example 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a secondary air supply system according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 may be a diesel engine or a gasoline engine.

内燃機関1には、排気通路2が接続されている。排気通路2の途中には、排気浄化触媒3が設けられている。排気浄化触媒3は、たとえば、吸蔵還元型NOx触媒、選択還元型
NOx触媒、三元触媒、酸化触媒などを例示できる。排気浄化触媒3は、酸化機能を有す
る触媒、または、還元剤と空気とを供給することで発熱する触媒としてもよい。
An exhaust passage 2 is connected to the internal combustion engine 1. An exhaust purification catalyst 3 is provided in the middle of the exhaust passage 2. Examples of the exhaust purification catalyst 3 include an occlusion reduction type NOx catalyst, a selective reduction type NOx catalyst, a three-way catalyst, and an oxidation catalyst. The exhaust purification catalyst 3 may be a catalyst having an oxidation function or a catalyst that generates heat by supplying a reducing agent and air.

また、排気浄化触媒3よりも上流側の排気通路2には、二次空気供給装置4が備えられている。この二次空気供給装置4は、排気通路2内に開口する開口部41、二次空気供給
管42、およびポンプ43を備えて構成されている。開口部41は、排気通路2の内径よりも小さな外径となるように、且つ、排気通路2の中心軸と同軸の筒状となるように形成されている。この開口部41は、二次空気供給管42を介してポンプ43に接続されている。ポンプ43はたとえば電動モータを備えて構成され、その回転数に応じた空気を吐出する。そして、ポンプ43が作動して空気を吐出することにより、排気通路2へ空気が供給される。なお、ポンプ43は、内燃機関1のクランクシャフトから駆動力を得てもよい。また、ポンプ43は、回転数を制御することで空気の吐出量を制御するものであってもよく、作動する時間と停止する時間とを調整することにより空気の吐出量を制御するものであってもよい。
A secondary air supply device 4 is provided in the exhaust passage 2 upstream of the exhaust purification catalyst 3. The secondary air supply device 4 includes an opening 41 that opens into the exhaust passage 2, a secondary air supply pipe 42, and a pump 43. The opening 41 is formed so as to have an outer diameter smaller than the inner diameter of the exhaust passage 2 and a cylindrical shape coaxial with the central axis of the exhaust passage 2. The opening 41 is connected to the pump 43 via a secondary air supply pipe 42. The pump 43 includes an electric motor, for example, and discharges air according to the number of rotations. Air is supplied to the exhaust passage 2 by operating the pump 43 to discharge air. The pump 43 may obtain driving force from the crankshaft of the internal combustion engine 1. Further, the pump 43 may control the amount of air discharged by controlling the number of rotations, and controls the amount of air discharged by adjusting the operation time and the stop time. May be.

二次空気供給管42には、該二次空気供給管42内の圧力を検出する二次空気圧力センサ11が設けられている。また、開口部41と排気浄化触媒3との間の排気通路2には、該排気通路2内の圧力を検出する排気圧力センサ12が設けられている。また、排気浄化触媒3よりも下流側の排気通路2には、該排気通路2を流通する排気の温度を検出する排気温度センサ13が取り付けられている。この排気温度センサ13の出力信号に基づいて排気浄化触媒3の温度が検出される。なお、本実施例では二次空気圧力センサ11が、本発明における二次空気圧力検出装置に相当する。また、本実施例においては排気圧力センサ12が、本発明における排気圧力検出装置に相当する。   The secondary air supply pipe 42 is provided with a secondary air pressure sensor 11 that detects the pressure in the secondary air supply pipe 42. An exhaust pressure sensor 12 that detects the pressure in the exhaust passage 2 is provided in the exhaust passage 2 between the opening 41 and the exhaust purification catalyst 3. An exhaust temperature sensor 13 for detecting the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 2 is attached to the exhaust passage 2 downstream of the exhaust purification catalyst 3. Based on the output signal of the exhaust temperature sensor 13, the temperature of the exhaust purification catalyst 3 is detected. In this embodiment, the secondary air pressure sensor 11 corresponds to the secondary air pressure detection device in the present invention. In this embodiment, the exhaust pressure sensor 12 corresponds to the exhaust pressure detection device in the present invention.

以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver.

ECU10には、上記センサが電気配線を介して接続され、該センサの出力信号が入力されるようになっている。一方、ECU10には、ポンプ43が電気配線を介して接続され、このポンプ43はECU10により制御される。   The ECU 10 is connected to the sensor via an electric wiring, and an output signal of the sensor is input to the ECU 10. On the other hand, a pump 43 is connected to the ECU 10 via electrical wiring, and the pump 43 is controlled by the ECU 10.

そして本実施例では、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるように、ECU10がポンプ43を制御する。すなわち、二次空気圧力センサ11により検出される圧力と、排気圧力センサ12により検出される圧力と、を比較して、二次空気圧力センサ11により検出される圧力が、排気圧力センサ12により検出される圧力以上となるように、ポンプ43を制御する。   In this embodiment, the ECU 10 controls the pump 43 so that the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 is equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2. That is, the pressure detected by the secondary air pressure sensor 11 is compared with the pressure detected by the exhaust pressure sensor 12, and the pressure detected by the secondary air pressure sensor 11 is detected by the exhaust pressure sensor 12. The pump 43 is controlled so as to be equal to or higher than the pressure to be applied.

たとえば、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2よりも低ければ、ポンプ43から吐出される空気の量を増加させるか又はポンプ43を作動させ、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上であればポンプ43から吐出される空気の量を減少させるか又はポンプ43を停止させる。   For example, if the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 is lower than the pressure P2 in the exhaust passage 2, the amount of air discharged from the pump 43 is increased or the pump 43 is operated to supply the secondary air. If the pressure P1 in the pipe 42 is equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2, the amount of air discharged from the pump 43 is reduced or the pump 43 is stopped.

図2は、本実施例に係る二次空気供給装置4の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンはECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本実施例では図2に示したフローを処理するECU10が、本発明における吐出量制御装置に相当する。   FIG. 2 is a flowchart showing a control flow of the secondary air supply device 4 according to the present embodiment. This routine is repeatedly executed by the ECU 10 every predetermined time. In the present embodiment, the ECU 10 that processes the flow shown in FIG. 2 corresponds to the discharge amount control device according to the present invention.

ステップS101では、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上であるか否か判定される。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流しない状態であるか否か判定される。   In step S101, it is determined whether or not the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 is equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2. That is, it is determined whether or not the exhaust does not flow backward in the secondary air supply pipe 42.

ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進む。ステップS102では、ポンプ43が停止される。本ステップでは、ポンプ43からの空気の吐出量を減少させてもよい。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流しない状態であるた
め、ポンプ43を停止させるか、空気の吐出量を減少させることにより、ポンプ43の仕事を減少させる。
If a positive determination is made in step S101, the process proceeds to step S102. In step S102, the pump 43 is stopped. In this step, the discharge amount of air from the pump 43 may be decreased. That is, since the exhaust does not flow backward in the secondary air supply pipe 42, the work of the pump 43 is reduced by stopping the pump 43 or reducing the discharge amount of air.

一方、ステップS101で否定判定がなされた場合にはステップS103へ進む。ステップS103では、ポンプ43が作動される。本ステップでは、ポンプ43からの空気の吐出量を増加させてもよい。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流する虞があるため、該排気が逆流しないようにポンプ43から空気を吐出させる。   On the other hand, if a negative determination is made in step S101, the process proceeds to step S103. In step S103, the pump 43 is operated. In this step, the amount of air discharged from the pump 43 may be increased. That is, since there is a possibility that the exhaust gas flows backward in the secondary air supply pipe 42, the air is discharged from the pump 43 so that the exhaust gas does not flow backward.

このようにして、二次空気供給管42内の圧力P1を、排気通路2内の圧力P2以上に維持することで、二次空気供給管42を排気が逆流することを抑制できる。これにより、逆止弁を廃止することができるため、燃費を向上させることができる。また、消費電力を低減させることができる。さらに、ポンプ43が劣化することを抑制できる。   In this way, by maintaining the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 at or above the pressure P2 in the exhaust passage 2, it is possible to suppress the backflow of exhaust gas through the secondary air supply pipe 42. Thereby, since a check valve can be abolished, fuel consumption can be improved. In addition, power consumption can be reduced. Furthermore, it can suppress that the pump 43 deteriorates.

なお、本実施例では、二次空気圧力センサ11と、排気圧力センサ12と、設けているが、これに代えて、二次空気供給管42内の圧力と排気通路2内の圧力との差を検出する差圧センサを設けてもよい。このような差圧センサによっても、二次空気供給管42内の圧力P1と、排気通路2内の圧力P2と、を比較することができるため、二次空気供給管42内の圧力P1が排気通路2内の圧力P2以上となるようにポンプ43を制御することができる。   In the present embodiment, the secondary air pressure sensor 11 and the exhaust pressure sensor 12 are provided, but instead, the difference between the pressure in the secondary air supply pipe 42 and the pressure in the exhaust passage 2 is provided. You may provide the differential pressure sensor which detects this. Such a differential pressure sensor can also compare the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 with the pressure P2 in the exhaust passage 2, so that the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 is exhausted. The pump 43 can be controlled so as to be equal to or higher than the pressure P2 in the passage 2.

また、本実施例では、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるように、ポンプ43を制御しているが、これに代えて、二次空気供給管42内の圧力P1が0よりも大きくなるようにポンプ43を制御してもよい。また、二次空気供給管42内を排気が逆流しない程度にポンプ43を制御してもよい。ここで、排気の流量や排気の温度、背圧などに基づいて、二次空気供給管42内を排気が逆流するか否か判定することができる。また、予め実験等により求めたマップを用いてポンプ43を制御することもできる。   In the present embodiment, the pump 43 is controlled so that the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 becomes equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2, but instead, the secondary air supply You may control the pump 43 so that the pressure P1 in the pipe | tube 42 may become larger than zero. Further, the pump 43 may be controlled so that the exhaust does not flow backward in the secondary air supply pipe 42. Here, it can be determined whether or not the exhaust gas flows backward in the secondary air supply pipe 42 based on the exhaust gas flow rate, the exhaust gas temperature, the back pressure, and the like. Further, the pump 43 can be controlled using a map obtained in advance through experiments or the like.

<実施例2>
本実施例では、燃費の悪化を抑制しつつポンプ43を作動させる。その他の装置などは実施例1と同じため説明を省略する。
<Example 2>
In the present embodiment, the pump 43 is operated while suppressing deterioration of fuel consumption. Since other devices are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施例では、排気浄化触媒3の温度を上昇させる必要がないときには、二次空気供給管42内を排気が逆流しないように必要最低限の空気をポンプ43から吐出させる。すなわち、排気浄化触媒3へ空気を供給する必要がないときには、ポンプ43からの空気の吐出量を制限する。また、ポンプ43を停止させても二次空気供給管42内を排気が逆流しない場合には、該ポンプ43を停止させてもよい。   In this embodiment, when it is not necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst 3, the minimum amount of air is discharged from the pump 43 so that the exhaust does not flow backward in the secondary air supply pipe. That is, when it is not necessary to supply air to the exhaust purification catalyst 3, the discharge amount of air from the pump 43 is limited. If the exhaust does not flow backward in the secondary air supply pipe 42 even if the pump 43 is stopped, the pump 43 may be stopped.

たとえば、機関回転数NE、機関トルクTRQ、燃料噴射量Q、吸入空気量Ga、排気流量Gex(=Ga+Q)、アクセル開度ACCP、排気圧力P6、単位時間当たりのアクセル開度の変化量(=ACCP/sec)など、排気の圧力と相関関係にある物理量を用いてポンプ43を制御する。これら物理量と、ポンプ43の作動状態と、の関係を予め実験等により求めてマップ化しておいてもよい。なお、機関回転数NEは、内燃機関1のクランクシャフトが所定角度回転する毎に信号を出力するクランクポジションセンサを設けることにより検出することができる。機関トルクTRQは、燃料噴射量Q又は吸入空気量Ga、アクセル開度ACCPに基づいて算出することができる。燃料噴射量QはECU10により算出される指令値を用いることできる。吸入空気量Gaは、吸気の流量を検出するエアフローメータを吸気通路に設けることにより検出することができる。排気流量Gexは、吸入空気量Gaと燃料噴射量Qとを加算して算出することができる。アクセル開度ACCPは、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサを設けることにより
検出することができる。排気圧力P6は、排気圧力センサ12の検出値としてもよい。
For example, engine speed NE, engine torque TRQ, fuel injection amount Q, intake air amount Ga, exhaust flow rate Gex (= Ga + Q), accelerator opening ACCP, exhaust pressure P6, change in accelerator opening per unit time (= The pump 43 is controlled using a physical quantity correlated with the exhaust pressure, such as ACCP / sec. The relationship between these physical quantities and the operating state of the pump 43 may be obtained in advance through experiments or the like and mapped. The engine speed NE can be detected by providing a crank position sensor that outputs a signal each time the crankshaft of the internal combustion engine 1 rotates by a predetermined angle. The engine torque TRQ can be calculated based on the fuel injection amount Q or the intake air amount Ga, and the accelerator opening ACCP. As the fuel injection amount Q, a command value calculated by the ECU 10 can be used. The intake air amount Ga can be detected by providing an air flow meter for detecting the flow rate of intake air in the intake passage. The exhaust gas flow rate Gex can be calculated by adding the intake air amount Ga and the fuel injection amount Q. The accelerator opening ACCP can be detected by providing an accelerator opening sensor that detects the opening of the accelerator pedal. The exhaust pressure P6 may be a detection value of the exhaust pressure sensor 12.

また、内燃機関1から排出される未燃燃料(例えばHC)の量が多く、且つ、排気浄化触媒3が活性状態にある場合には、ポンプ43を作動させてもよい。これにより、排気浄化触媒3にて未燃燃料を浄化することができると共に、該排気浄化触媒3の活性を維持することができる。未燃燃料が排出されるか否かは、内燃機関1の運転状態により判断することができる。また、排気浄化触媒3が活性状態にあるか否かは、排気温度センサ13により判断することができる。   Further, when the amount of unburned fuel (for example, HC) discharged from the internal combustion engine 1 is large and the exhaust purification catalyst 3 is in an active state, the pump 43 may be operated. As a result, unburned fuel can be purified by the exhaust purification catalyst 3, and the activity of the exhaust purification catalyst 3 can be maintained. Whether or not unburned fuel is discharged can be determined based on the operating state of the internal combustion engine 1. Further, whether or not the exhaust purification catalyst 3 is in an active state can be determined by the exhaust temperature sensor 13.

図3は、機関回転数と、前記物理量と、ポンプ43の作動領域との関係を示した図である。横軸は機関回転数NEであり、縦軸は機関トルクTRQ、又は、燃料噴射量Q、吸入空気量Ga、排気流量Gex、アクセル開度ACCP、排気圧力P6である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship among the engine speed, the physical quantity, and the operating region of the pump 43. The horizontal axis is the engine speed NE, and the vertical axis is the engine torque TRQ, or the fuel injection amount Q, the intake air amount Ga, the exhaust flow rate Gex, the accelerator opening ACCP, and the exhaust pressure P6.

ポンプ43を作動させる領域を「作動」で示し、ポンプ43を停止させる領域を「停止」で示している。図3の右上の「作動」で示される領域は、前記物理量及び機関回転数が大きな運転領域であり、高回転高負荷の運転領域である。この領域は、排気の圧力が比較的高くなる領域であり、このために二次空気供給管42を排気が逆流する虞がある領域である。したがって、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるように、ポンプ43を作動させる。   A region where the pump 43 is operated is indicated by “actuation”, and a region where the pump 43 is stopped is indicated by “stop”. A region indicated by “operation” in the upper right of FIG. 3 is an operation region where the physical quantity and the engine speed are large, and is an operation region where high rotation and load are high. This region is a region where the pressure of the exhaust becomes relatively high, and for this reason, the exhaust may flow backward through the secondary air supply pipe 42. Therefore, the pump 43 is operated so that the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 becomes equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2.

また、図3の「停止」の領域では、排気の圧力が比較的低いために二次空気供給管42を排気が逆流する虞がなく、且つ、内燃機関1から未燃燃料が排出される虞のない領域である。この領域は、中回転中負荷の運転領域である。この領域では、ポンプ43を停止させることにより、ポンプ43の仕事を減少させることができる。なお、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるように、ポンプ43を作動させてもよい。   Further, in the “stop” region of FIG. 3, since the exhaust pressure is relatively low, there is no possibility that exhaust flows backward through the secondary air supply pipe 42, and unburned fuel may be discharged from the internal combustion engine 1. There is no area. This region is an operation region of a medium rotation and middle load. In this region, the work of the pump 43 can be reduced by stopping the pump 43. The pump 43 may be operated so that the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 is equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2.

また、図3の左下の「作動」で示される領域は、排気の圧力が比較的低いために、二次空気供給管42を排気が逆流する虞はないが、内燃機関1からの未燃燃料の排出が多くなる領域である。この領域は、低回転低負荷の運転領域であり、排気浄化触媒3の温度が低下する虞のある領域である。すなわち、排気浄化触媒3の温度を上昇させる必要のある領域である。この領域では、排気中に未燃燃料が多く含まれるため、排気浄化触媒3が活性状態にあれば、二次空気を供給することで、排気浄化触媒3の温度上昇をはかることができる。したがって、図3の左下の領域では、排気浄化触媒3が活性状態にある場合に限り、ポンプ43を作動させる。この場合、二次空気供給管42内の圧力P1を、排気通路2内の圧力P2以上とするために必要となる空気量よりも多くの空気量を必要とする。このため、ポンプ43からの空気の吐出量を、他の領域(排気浄化触媒3の温度を上昇させる必要のない領域)よりも多くする。   Further, in the region indicated by “actuation” in the lower left of FIG. 3, there is no possibility that the exhaust gas flows backward through the secondary air supply pipe 42 because the pressure of the exhaust gas is relatively low. This is an area where the amount of emissions increases. This region is an operation region of low rotation and low load, and is a region where the temperature of the exhaust purification catalyst 3 may be lowered. That is, this is a region where the temperature of the exhaust purification catalyst 3 needs to be raised. In this region, since a large amount of unburned fuel is contained in the exhaust, if the exhaust purification catalyst 3 is in an active state, the temperature of the exhaust purification catalyst 3 can be increased by supplying secondary air. Therefore, in the lower left region of FIG. 3, the pump 43 is operated only when the exhaust purification catalyst 3 is in an active state. In this case, an amount of air larger than that required to make the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2 is required. For this reason, the discharge amount of the air from the pump 43 is made larger than other regions (regions in which the temperature of the exhaust purification catalyst 3 does not need to be raised).

図4は、本実施例に係る二次空気供給装置4の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンはECU10により所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、本実施例では図4に示したフローを処理するECU10が、本発明における吐出量制御装置に相当する。   FIG. 4 is a flowchart showing a control flow of the secondary air supply device 4 according to the present embodiment. This routine is repeatedly executed by the ECU 10 every predetermined time. In the present embodiment, the ECU 10 that processes the flow shown in FIG. 4 corresponds to the discharge amount control device according to the present invention.

ステップS201では、図3に示したマップの「作動」領域内であるか否か判定される。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流する状態であるか否か、又は二次空気を供給して未燃燃料を酸化させることができるか否か判定される。   In step S201, it is determined whether or not it is within the “operation” region of the map shown in FIG. That is, it is determined whether or not the exhaust gas is flowing backward in the secondary air supply pipe 42 or whether or not the unburned fuel can be oxidized by supplying the secondary air.

ステップS201で肯定判定がなされた場合にはステップS202へ進む。ステップS202では、ポンプ43が作動される。本ステップでは、ステップS201で否定判定が
なされた場合よりも、ポンプ43からの空気の吐出量を増加させてもよい。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流する虞があるため、該排気が逆流しないようにポンプ43から空気を吐出させる。または、排気浄化触媒3に二次空気を供給することで、未燃燃料が酸化されるようにポンプ43から空気を吐出させる。本ステップでは、二次空気供給管42内の圧力P1が、排気通路2内の圧力P2以上となるようにポンプ43から空気を吐出させる。その後、ステップS204へ進む。
If an affirmative determination is made in step S201, the process proceeds to step S202. In step S202, the pump 43 is activated. In this step, the amount of air discharged from the pump 43 may be increased as compared with the case where a negative determination is made in step S201. That is, since there is a possibility that the exhaust gas flows backward in the secondary air supply pipe 42, the air is discharged from the pump 43 so that the exhaust gas does not flow backward. Alternatively, by supplying secondary air to the exhaust purification catalyst 3, air is discharged from the pump 43 so that unburned fuel is oxidized. In this step, air is discharged from the pump 43 so that the pressure P1 in the secondary air supply pipe 42 is equal to or higher than the pressure P2 in the exhaust passage 2. Thereafter, the process proceeds to step S204.

一方、ステップS201で否定判定がなされた場合にはステップS203へ進む。ステップS203では、ポンプ43が停止される。本ステップでは、ステップS201で肯定判定がなされた場合よりも、ポンプ43からの空気の吐出量を減少させてもよい。すなわち、二次空気供給管42内を排気が逆流しない状態であるため、ポンプ43を停止させるか、空気の吐出量を減少させることにより、仕事を減少させる。   On the other hand, if a negative determination is made in step S201, the process proceeds to step S203. In step S203, the pump 43 is stopped. In this step, the amount of air discharged from the pump 43 may be reduced as compared with the case where an affirmative determination is made in step S201. That is, since the exhaust does not flow back through the secondary air supply pipe 42, the work is reduced by stopping the pump 43 or reducing the discharge amount of air.

ステップS204では、排気浄化触媒3の温度上昇が必要か否か判定される。すなわち、図3の左下の「作動」の運転領域であるか否か判定される。合わせて、排気浄化触媒3の温度が活性温度に達しているか否か判定してもよい。ステップS204で肯定判定がなされた場合にはステップS205へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。   In step S204, it is determined whether or not the temperature of the exhaust purification catalyst 3 needs to be increased. That is, it is determined whether or not the operation region is the “operation” in the lower left of FIG. In addition, it may be determined whether or not the temperature of the exhaust purification catalyst 3 has reached the activation temperature. If an affirmative determination is made in step S204, the process proceeds to step S205, and if a negative determination is made, this routine is terminated.

ステップS205では、ポンプ43からの空気の吐出量が増加される。このときには、排気浄化触媒3にて未燃燃料が酸化されるようにポンプ43が制御される。このときの空気の吐出量は、予め設定された固定値としてもよく、推定される未燃燃料の量に応じて多くしてもよい。   In step S205, the amount of air discharged from the pump 43 is increased. At this time, the pump 43 is controlled so that the unburned fuel is oxidized by the exhaust purification catalyst 3. The air discharge amount at this time may be a preset fixed value, or may be increased according to the estimated amount of unburned fuel.

このようにして、ポンプ43から空気を吐出する必要のある場合には、必要に応じてポンプ43を作動させることにより、燃費を向上させることができ、消費電力を減少させることができ、ポンプ43の故障を抑制することができる。   In this way, when it is necessary to discharge air from the pump 43, the fuel efficiency can be improved and the power consumption can be reduced by operating the pump 43 as necessary. Can be prevented.

なお、本実施例では、排気浄化触媒3の温度を上昇させる必要があるときに、内燃機関1から未燃燃料を排出させつつ二次空気を供給させてもよい。また、排気浄化触媒3の温度を上昇させる必要があるときに、排気浄化触媒3よりも上流側に還元剤を供給しつつ二次空気を供給してもよい。このように供給される未燃燃料や還元剤が空気により排気浄化触媒3にて発熱するために、排気浄化触媒3の温度を上昇させることができる。   In the present embodiment, when the temperature of the exhaust purification catalyst 3 needs to be raised, the secondary air may be supplied while discharging the unburned fuel from the internal combustion engine 1. Further, when the temperature of the exhaust purification catalyst 3 needs to be raised, the secondary air may be supplied while supplying the reducing agent upstream of the exhaust purification catalyst 3. Since the unburned fuel and the reducing agent supplied in this way generate heat in the exhaust purification catalyst 3 due to air, the temperature of the exhaust purification catalyst 3 can be raised.

1 内燃機関
2 排気通路
3 排気浄化触媒
4 二次空気供給装置
10 ECU
11 二次空気圧力センサ
12 排気圧力センサ
13 排気温度センサ
41 開口部
42 二次空気供給管
43 ポンプ
1 Internal combustion engine 2 Exhaust passage 3 Exhaust purification catalyst 4 Secondary air supply device 10 ECU
11 Secondary Air Pressure Sensor 12 Exhaust Pressure Sensor 13 Exhaust Temperature Sensor 41 Opening 42 Secondary Air Supply Pipe 43 Pump

Claims (2)

空気を吐出するポンプと、
前記ポンプの出口を内燃機関の排気通路へ接続する二次空気供給管と、
前記二次空気供給管内の圧力を検出する二次空気圧力検出装置と、
前記排気通路内の圧力を検出する排気圧力検出装置と、
前記二次空気圧力検出装置により検出される前記二次空気供給管内の圧力が、前記排気圧力検出装置により検出される前記排気通路内の圧力以上となるように、前記ポンプから吐出される空気の量を調整する吐出量制御装置と、
を備える二次空気供給システム。
A pump that discharges air;
A secondary air supply pipe connecting the outlet of the pump to the exhaust passage of the internal combustion engine;
A secondary air pressure detection device for detecting the pressure in the secondary air supply pipe;
An exhaust pressure detecting device for detecting the pressure in the exhaust passage;
The pressure of the air discharged from the pump is adjusted so that the pressure in the secondary air supply pipe detected by the secondary air pressure detection device is equal to or higher than the pressure in the exhaust passage detected by the exhaust pressure detection device. A discharge amount control device for adjusting the amount;
A secondary air supply system comprising:
前記二次空気供給管が接続される箇所よりも下流側の排気通路に排気浄化触媒を備え、
前記吐出量制御装置は、前記排気浄化触媒の温度を上昇させる必要のある場合には、必要のない場合よりも、前記ポンプから吐出される空気の量を多くする請求項1に記載の二次空気供給システム。
An exhaust purification catalyst is provided in the exhaust passage downstream of the location where the secondary air supply pipe is connected,
2. The secondary according to claim 1, wherein the discharge amount control device increases the amount of air discharged from the pump when it is necessary to increase the temperature of the exhaust purification catalyst than when it is not necessary. Air supply system.
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