JP2914045B2 - Catalyst warm-up device for internal combustion engine - Google Patents

Catalyst warm-up device for internal combustion engine

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JP2914045B2
JP2914045B2 JP26208692A JP26208692A JP2914045B2 JP 2914045 B2 JP2914045 B2 JP 2914045B2 JP 26208692 A JP26208692 A JP 26208692A JP 26208692 A JP26208692 A JP 26208692A JP 2914045 B2 JP2914045 B2 JP 2914045B2
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ignition plug
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排気系に設けられた触
媒コンバータの早期暖機を実現するための内燃機関の触
媒暖機装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst warm-up device for an internal combustion engine for realizing early warm-up of a catalytic converter provided in an exhaust system.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、内燃機関の排気系に設けられ
る触媒コンバータは、排気ガスにより触媒温度が高めら
れ、それが活性化した時点で、排気ガス中の有害成分を
充分に浄化するものである。それにより、機関始動時か
ら排気ガスにより触媒温度が高められるまでの間におい
て、排気ガス中の有害成分は充分に浄化されずに大気中
に放出され、大気汚染の一因となるために、この時にお
ける触媒コンバータの早期暖機が必要とされている。
2. Description of the Related Art In general, a catalytic converter provided in an exhaust system of an internal combustion engine raises a catalyst temperature by exhaust gas and, when activated, sufficiently purifies harmful components in the exhaust gas. It is. As a result, during the period from the start of the engine to the time when the catalyst temperature is increased by the exhaust gas, the harmful components in the exhaust gas are released to the atmosphere without being sufficiently purified, and contribute to air pollution. There is a need for early warm-up of the catalytic converter at times.

【0003】触媒活性化以前において、機関排気系の触
媒コンバータ上流に二次空気を供給し、この空気と共に
排気ガス中の未燃燃料を点火栓により点火して燃焼さ
せ、その熱によって触媒コンバータを早期に暖機するこ
とを意図する触媒暖機装置が公知であるが、この未燃燃
料はわずかであるために、確実に燃焼させることは困難
である。特願平3−85430号には、前述の触媒コン
バータ上流における燃焼を確実なものとするために、さ
らに、可燃物である水素を供給する触媒暖機装置が提案
されている。
[0003] Prior to activation of the catalyst, secondary air is supplied upstream of the catalytic converter in the engine exhaust system, and unburned fuel in the exhaust gas is ignited by an ignition plug together with this air and burned. Although a catalyst warm-up device intended to warm up early is known, it is difficult to reliably burn the unburned fuel due to its small amount. Japanese Patent Application No. 3-85430 proposes a catalyst warming-up device for supplying hydrogen, which is a combustible, in order to ensure the combustion upstream of the catalytic converter.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術によ
り、触媒活性化以前における触媒コンバータの早期暖機
は確実に実現されるが、機関排気系に二次空気と水素を
供給するための二つの装置を必要とするために、かなり
のコストアップとなる。
According to the above-mentioned prior art, the early warm-up of the catalytic converter before the activation of the catalyst can be surely realized. However, two methods for supplying secondary air and hydrogen to the engine exhaust system are required. The necessity of the device causes a considerable increase in cost.

【0005】従って、本発明の目的は、それ程コストア
ップすることなく触媒活性化以前における触媒コンバー
タの確実な早期暖機を可能とする内燃機関の触媒暖機装
置を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a catalyst warm-up device for an internal combustion engine that enables reliable early warm-up of a catalytic converter before activation of a catalyst without significantly increasing costs.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による第一の内燃
機関の触媒暖機装置は、内燃機関の排気系に設けられた
触媒コンバータと、前記排気系の前記触媒コンバータ上
流に設けられた点火栓と、前記点火栓近傍に可燃物を供
給するための可燃物供給手段と、前記触媒コンバータの
触媒温度が所定値以下の時に、前記可燃物が前記点火栓
近傍に供給されるように前記可燃物供給手段を制御する
第1制御手段と、前記可燃物が前記点火栓近傍に供給さ
れる時に点火が実行されるように前記点火栓を制御する
第2制御手段とを具備し、前記可燃物が前記点火栓近傍
に供給される時に燃焼室内の混合気は理論空燃比より希
薄側に設定されていることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a catalyst warm-up device for an internal combustion engine is provided with a catalytic converter provided in an exhaust system of the internal combustion engine and an ignition provided in the exhaust system upstream of the catalytic converter. A plug, a combustible material supply means for supplying a combustible material to the vicinity of the ignition plug, and the combustible material so that the combustible material is supplied to the vicinity of the ignition plug when a catalyst temperature of the catalytic converter is equal to or lower than a predetermined value. A first control means for controlling a material supply means, and a second control means for controlling the ignition plug so that ignition is performed when the combustible material is supplied to the vicinity of the ignition plug, wherein the combustible material is provided. Is supplied to the vicinity of the ignition plug, the mixture in the combustion chamber is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0007】また、本発明による第二の内燃機関の触媒
暖機装置は、前述の第一の内燃機関の触媒暖機装置にお
いて、前記可燃物が前記点火栓近傍に供給される時に、
前記可燃物が前記点火栓近傍に供給されない時に比べ
て、前記燃焼室へ供給される吸入空気量を増加させる第
3制御手段を、さらに具備することを特徴とする。
The catalyst warming device for a second internal combustion engine according to the present invention is the catalyst warming device for the first internal combustion engine, wherein the combustible material is supplied to the vicinity of the spark plug.
The fuel cell system further comprises third control means for increasing the amount of intake air supplied to the combustion chamber as compared to when the combustibles are not supplied to the vicinity of the ignition plug.

【0008】また、本発明による第三の内燃機関の触媒
暖機装置は、前述の第二の内燃機関の触媒暖機装置にお
いて、前記可燃物が前記点火栓近傍に供給される時に、
燃料噴射量は、吸入空気量を除く機関運転状態に基づき
決定されることを特徴とする。
[0008] The catalyst warm-up device for a third internal combustion engine according to the present invention is the catalyst warm-up device for the second internal combustion engine, wherein the combustible material is supplied to the vicinity of the spark plug.
The fuel injection amount is determined based on the engine operating state excluding the intake air amount.

【0009】[0009]

【作用】前述の第一の内燃機関の触媒暖機装置によれ
ば、触媒コンバータの触媒温度が所定値以下の時に、第
一制御手段により可燃物供給手段が可燃物を排気系の触
媒コンバータ上流に設けられた点火栓近傍に供給し、そ
れと同時に、第2制御手段により点火栓による点火が実
行され、この時における燃焼室内の混合気は理論空燃比
より希薄側に設定されているために、排気系の触媒コン
バータ上流において、可燃物が燃焼室内の燃焼に使用さ
れなかった空気と共に点火栓により点火されて確実に燃
焼し、その熱により触媒コンバータの早期暖機が実現さ
れる。
According to the above-described catalyst warm-up device for the first internal combustion engine, when the catalyst temperature of the catalytic converter is equal to or lower than the predetermined value, the first control means causes the combustible material supply means to remove the combustible material upstream of the exhaust system catalytic converter. Is supplied to the vicinity of the ignition plug provided at the same time, and at the same time, ignition by the ignition plug is executed by the second control means. At this time, the mixture in the combustion chamber is set to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Upstream of the catalytic converter in the exhaust system, the combustibles are ignited by the spark plug together with the air not used for combustion in the combustion chamber and are reliably burned, and the heat of the combustible material quickly warms up the catalytic converter.

【0010】また、前述の第二の内燃機関の触媒暖機装
置によれば、第3制御手段が、可燃物が点火栓近傍に供
給される時に、可燃物が点火栓近傍に供給されない時に
比べて燃焼室へ供給される吸入空気量を増加させるため
に、可燃物が燃焼室内の燃焼に使用されなかった空気と
共に点火栓により点火されて確実に燃焼し、その熱によ
り触媒コンバータの早期暖機が実現されると共に、可燃
物が点火栓近傍に供給されない時は、機関運転状態に応
じた最適な空燃比設定が可能となる。
According to the catalyst warm-up device for the second internal combustion engine described above, the third control means controls the time when the combustible material is supplied near the spark plug when the combustible material is not supplied near the spark plug. In order to increase the amount of intake air supplied to the combustion chamber, the combustibles are ignited by the spark plug together with the air not used for combustion in the combustion chamber, and are reliably burned, and the heat is used to quickly warm up the catalytic converter. Is realized, and when the combustibles are not supplied to the vicinity of the ignition plug, the optimal air-fuel ratio can be set according to the operating state of the engine.

【0011】また、前述の第三の内燃機関の触媒暖機装
置によれば、可燃物が点火栓近傍に供給される時に、燃
料噴射量は、吸入空気量を除く機関運転状態に基づき決
定され、第3制御手段が、可燃物が点火栓近傍に供給さ
れる時に、可燃物が点火栓近傍に供給されない時に比べ
て燃焼室へ供給される吸入空気量を増加させるために、
可燃物が燃焼室内の燃焼に使用されなかった空気と共に
点火栓により点火されて確実に燃焼し、その熱により触
媒コンバータの早期暖機が実現されると共に、吸入空気
量増加に伴い燃料噴射量が増加することはなく、この時
機関回転数が上昇することは防止される。
According to the third catalyst warm-up device for an internal combustion engine, when the combustible is supplied to the vicinity of the ignition plug, the fuel injection amount is determined based on the engine operating state excluding the intake air amount. The third control means increases the amount of intake air supplied to the combustion chamber when the combustible is supplied near the spark plug compared to when the combustible is not supplied near the spark plug;
The combustibles are ignited by the ignition plug together with the air not used for combustion in the combustion chamber and are reliably burned, and the heat allows for early warm-up of the catalytic converter. At this time, the engine speed is prevented from increasing.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明による触媒暖機装置が設けら
れた内燃機関全体を示す概略図である。同図において、
1はエンジン、2は排気通路、3は吸気通路である。エ
ンジン1は、低燃費を実現する希薄燃焼エンジンであ
る。排気通路2には、排気ガス中の有害成分を浄化する
ための触媒コンバータ4が配置され、その上流には点火
プラグ5が設置されている。水の電気分解等により可燃
物である水素を発生させるための水素発生装置6が設け
られ、この水素発生装置6と排気通路2の点火プラグ5
近傍とが、電磁弁7を有する水素供給通路8によって接
続されている。
FIG. 1 is a schematic view showing an entire internal combustion engine provided with a catalyst warm-up device according to the present invention. In the figure,
1 is an engine, 2 is an exhaust passage, and 3 is an intake passage. The engine 1 is a lean burn engine that achieves low fuel consumption. A catalytic converter 4 for purifying harmful components in the exhaust gas is arranged in the exhaust passage 2, and an ignition plug 5 is installed upstream of the catalytic converter 4. A hydrogen generator 6 for generating combustible hydrogen by electrolysis of water or the like is provided. The hydrogen generator 6 and a spark plug 5 in the exhaust passage 2 are provided.
The vicinity is connected by a hydrogen supply passage 8 having an electromagnetic valve 7.

【0013】吸気通路3は、サージタンク3a上流にス
ロットル弁9を有してエアクリーナ10へ通じ、両者の
間には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ1
1が設けられている。点火プラグ5の点火制御、電磁弁
7の開閉制御、及び駆動装置13を介してのスロットル
弁9開度制御等を担当する制御装置14が設けられ、こ
の制御装置14には前述のエアフローメータ11の他
に、機関冷却水温を検出する冷却水温センサ15、触媒
コンバータ4の触媒温度を検出する触媒温度センサ1
6、及び機関回転数を検出するための回転センサ(図示
せず)等が電気的に接続されている。
The intake passage 3 has a throttle valve 9 upstream of the surge tank 3a and communicates with an air cleaner 10, between which an air flow meter 1 for detecting the amount of intake air.
1 is provided. A control device 14 is provided which is responsible for ignition control of the spark plug 5, opening / closing control of the solenoid valve 7, and control of the opening degree of the throttle valve 9 via a drive device 13. The control device 14 includes the air flow meter 11 described above. Besides, a cooling water temperature sensor 15 for detecting the engine cooling water temperature, and a catalyst temperature sensor 1 for detecting the catalyst temperature of the catalytic converter 4
6, a rotation sensor (not shown) for detecting the engine speed, and the like are electrically connected.

【0014】制御装置14は、エンジン始動から車両が
発進するまでの間において、図2に示す第1フローチャ
ートに従って点火プラグ5の点火制御及び電磁弁7の開
閉制御を実行すると共に、図3に示す第2フローチャー
トに従ってスロットル弁9開度制御、エンジン燃料噴射
量制御、及びエンジン点火時期制御を実行する。また、
その後のエンジン燃料噴射量制御は、通常通り、エアフ
ローメータ11から検出される吸入空気量を基に、各運
転状態毎に最適な空燃比が得られるように実行される。
The control device 14 executes the ignition control of the ignition plug 5 and the opening / closing control of the solenoid valve 7 in accordance with the first flowchart shown in FIG. 2 during the period from the start of the engine to the start of the vehicle. The throttle valve 9 opening control, engine fuel injection amount control, and engine ignition timing control are executed according to the second flowchart. Also,
Subsequent control of the engine fuel injection amount is executed based on the intake air amount detected from the air flow meter 11 so as to obtain an optimum air-fuel ratio for each operation state.

【0015】第1フローチャートから説明すると、まず
ステップ101において、回転センサから得られる現在
の回転数Nが機関始動完了後を表す所定回転数N’(例
えば500rpm)以上であるかどうかが判断される。
この判断が肯定される時ステップ102に進み、触媒温
度センサ16を使用して触媒温度Tを検出し、この温度
Tが触媒活性化温度T’以上であるかどうかが判断され
る。この判断が否定される時、ステップ103におい
て、機関始動完了後の経過時間tが所定値t’に達した
かどうかが判断される。この所定時間t’は、水素発生
装置8による水素供給可能時間である。
First, in step 101, it is determined whether or not the current rotational speed N obtained from the rotational sensor is equal to or higher than a predetermined rotational speed N '(for example, 500 rpm) indicating that the engine has been started. .
When this determination is affirmed, the routine proceeds to step 102, where the catalyst temperature T is detected using the catalyst temperature sensor 16, and it is determined whether or not this temperature T is equal to or higher than the catalyst activation temperature T '. When this determination is denied, it is determined in step 103 whether the elapsed time t after the completion of the engine start has reached a predetermined value t '. The predetermined time t ′ is a time during which the hydrogen generator 8 can supply hydrogen.

【0016】この判断が否定される時、ステップ104
において、フラグFが1に設定される。次にステップ1
05において、電磁弁7は開弁され、排気通路2の点火
プラグ5近傍に水素発生装置8から水素が供給され、ス
テップ106において、点火プラグ5の点火が実行され
る。一方、ステップ102又は103における判断が肯
定される時、すなわち触媒の暖機が不必要な時、又は前
述の経過時間tが所定値t’に達した時、ステップ10
7においてフラグFが2に設定される。次にステップ1
08に進み、電磁弁7は閉弁され、排気通路2の点火プ
ラグ5近傍への水素供給は停止され、ステップ109に
おいて、点火プラグ5の点火が中止される。
If this determination is denied, step 104
, The flag F is set to 1. Then step 1
At 05, the solenoid valve 7 is opened, hydrogen is supplied from the hydrogen generator 8 to the vicinity of the ignition plug 5 in the exhaust passage 2, and at step 106, ignition of the ignition plug 5 is performed. On the other hand, when the determination in step 102 or 103 is affirmative, that is, when it is not necessary to warm up the catalyst, or when the elapsed time t has reached the predetermined value t ′, step 10
At 7, the flag F is set to 2. Then step 1
In step 08, the electromagnetic valve 7 is closed, the supply of hydrogen to the vicinity of the ignition plug 5 in the exhaust passage 2 is stopped, and in step 109, the ignition of the ignition plug 5 is stopped.

【0017】また、ステップ101における判断が否定
される時、すなわち機関始動中の時は、ステップ110
に進み、フラグFが0に設定されると共に、前述のステ
ップ108以下の処理が実行される。
If the determination in step 101 is negative, that is, if the engine is being started, step 110 is executed.
Then, the flag F is set to 0, and the above-described processing from step 108 is performed.

【0018】次に第2フローチャートを説明すると、ま
ずステップ201において、第1フローチャートにおい
て各値に設定されるフラグFが0であるかどうかが判断
される。この判断が肯定される時、すなわち機関始動中
は、ステップ202において現在の回転数Nを基に燃料
噴射量τを決定し、次にステップ203において、冷却
水温センサ15を使用して機関温度を表す冷却水温TH
Wを検出し、この時の冷却水温THWを基に混合気の空
燃比A/Fを決定する。この空燃比A/Fは、始動を確
実なものとするために、理論空燃比近傍の値とされ、冷
却水温THWの低下により多少リッチ側とされる。
Next, the second flowchart will be described. First, in step 201, it is determined whether or not the flag F set to each value in the first flowchart is 0. When this determination is affirmative, that is, during engine startup, in step 202, the fuel injection amount τ is determined based on the current rotational speed N, and then, in step 203, the engine temperature is measured using the cooling water temperature sensor 15. Expressed cooling water temperature TH
W is detected, and the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture is determined based on the cooling water temperature THW at this time. The air-fuel ratio A / F is set to a value near the stoichiometric air-fuel ratio in order to ensure starting, and is set to a slightly rich side due to a decrease in the cooling water temperature THW.

【0019】次にステップ204において、この時の燃
料噴射量τを考慮して、この空燃比A/Fとなるように
スロットル弁9の開度θが決定され、ステップ205に
おいて、この時の最適点火時期Aが決定される。
Next, in step 204, the opening degree θ of the throttle valve 9 is determined in consideration of the fuel injection amount τ at this time so that the air-fuel ratio A / F is obtained. The ignition timing A is determined.

【0020】一方、ステップ201における判断が否定
される時、すなわち機関始動完了後は、ステップ206
において現在の回転数を基に燃料噴射量τを決定し、次
にステップ207において、フラグFが1であるかどう
かが判断される。この判断が肯定される時、すなわち排
気通路2に水素が供給されている時、ステップ208に
進み、図4に実線で示されたマップM1からこの時の冷
却水温THWを基に空燃比A/Fを決定し、ステップ2
09において、この時の燃料噴射量τを考慮して、この
空燃比A/Fとなるようにスロットル弁9の開度θが決
定され、ステップ210において、この時の最適点火時
期Aが決定される。
On the other hand, when the determination in step 201 is denied, that is, after the engine start is completed, step 206
, The fuel injection amount τ is determined based on the current rotational speed. Then, in step 207, it is determined whether the flag F is 1. When this determination is affirmed, that is, when hydrogen is being supplied to the exhaust passage 2, the routine proceeds to step 208, where the air / fuel ratio A / A is determined based on the cooling water temperature THW at this time from the map M1 shown by the solid line in FIG. Determine F and step 2
In step 09, the opening degree θ of the throttle valve 9 is determined so as to achieve the air-fuel ratio A / F in consideration of the fuel injection amount τ at this time. In step 210, the optimum ignition timing A at this time is determined. You.

【0021】また、ステップ207における判断が否定
される時、すなわち排気通路2への水素供給が停止され
ている時、ステップ211に進み、図4に点線で示され
たマップM2からこの時の冷却水温THWを基に空燃比
A/Fを決定し、ステップ212において、この時の燃
料噴射量τを考慮して、この空燃比A/Fとなるように
スロットル弁9の開度θが決定され、ステップ213に
おいて、この時の最適点火時期Aが決定される。
When the determination in step 207 is denied, that is, when the supply of hydrogen to the exhaust passage 2 is stopped, the process proceeds to step 211, and the cooling at this time is determined from the map M2 shown by the dotted line in FIG. The air-fuel ratio A / F is determined based on the water temperature THW, and in step 212, the opening degree θ of the throttle valve 9 is determined so as to become the air-fuel ratio A / F in consideration of the fuel injection amount τ at this time. In step 213, the optimum ignition timing A at this time is determined.

【0022】ステップ211で使用されるマップM2
は、通常の希薄燃焼エンジンにおいて、機関始動完了後
のアイドル運転時に一般的に使用される空燃比のマップ
であり、冷却水温THWが、比較的低温度の第1所定冷
却水温THW1まで理論空燃比とされ、それ以上となる
と徐々に空燃比が上昇するように設定されている。ま
た、ステップ208で使用されるマップM1は、冷却水
温THWが、比較的高温度の第2所定冷却水温THW2
以上においてマップM2と同じに設定されているが、そ
れ未満において、マップM2の第2冷却水温THW2に
おける値に設定されている。また、各マップにおいて決
定される空燃比に適するエンジン点火時期は、空燃比が
高い、すなわちリーンである程進角されるように決定さ
れ、燃焼悪化を防止するようにされている。
Map M2 used in step 211
Is a map of an air-fuel ratio generally used in idling operation after completion of engine start in a normal lean-burn engine. The stoichiometric air-fuel ratio is set so that the cooling water temperature THW is reduced to a relatively low first predetermined cooling water temperature THW1. The air-fuel ratio is set so that the air-fuel ratio gradually rises above that. The map M1 used in step 208 indicates that the cooling water temperature THW is a relatively high second predetermined cooling water temperature THW2.
In the above, it is set the same as the map M2, but below that, it is set to the value at the second cooling water temperature THW2 in the map M2. Further, the engine ignition timing suitable for the air-fuel ratio determined in each map is determined so as to be advanced as the air-fuel ratio is higher, that is, the leaner, so as to prevent deterioration of combustion.

【0023】これらの制御によれば、エンジン1の始動
完了までは、始動に最適な空燃比制御及び点火時期制御
が実行され、この始動を確実なものとすることができ
る。また、始動完了後の車両か発進するまでのアイドル
運転状態において、この時、触媒温度が低く触媒が不活
性状態であれば、排気通路2の触媒コンバータ4上流に
設けられた点火プラグ5近傍には水素が供給される。こ
の時の空燃比は、マップM1により常にかなりリーンと
なるように制御されているために、エンジン1の燃焼に
使用されない空気が排気ガスと共に排出され、この空気
が前述の水素と共に点火プラグ5によって点火され燃焼
し、この熱によって触媒は瞬間的に加熱される。この
時、燃料噴射量τはエンジン回転数を基に決定されてお
り、吸入空気量を増加することで混合気の空燃比がリー
ンとされるために、エンジン回転数が低下することは防
止される。
According to these controls, the air-fuel ratio control and the ignition timing control optimal for the start are performed until the start of the engine 1 is completed, and the start can be ensured. Further, in the idling operation state after the start of the vehicle until the vehicle starts moving, if the catalyst temperature is low and the catalyst is in an inactive state at this time, the vicinity of the ignition plug 5 provided upstream of the catalytic converter 4 in the exhaust passage 2 is provided. Is supplied with hydrogen. Since the air-fuel ratio at this time is controlled to be always lean by the map M1, air not used for combustion of the engine 1 is discharged together with the exhaust gas, and this air is discharged by the ignition plug 5 together with the aforementioned hydrogen. The catalyst is ignited and burned, and the heat instantaneously heats the catalyst. At this time, the fuel injection amount τ is determined based on the engine speed, and the increase in the intake air amount makes the air-fuel ratio of the air-fuel mixture lean, thereby preventing the engine speed from lowering. You.

【0024】次に、触媒が活性化温度に達するか、又は
水素発生装置6の性能に依存する水素供給可能時間に達
すると、排気通路2への水素供給は停止されると共に、
点火プラグ5による点火も中止される。この時の空燃比
は、希薄燃焼エンジンにおける一般的な制御(マップM
2)により決定され、全体的に水素供給時に比べて、理
論空燃比側とされ、特に、冷却水温が低い時には、理論
空燃比による運転が行われる。それにより、まだ触媒が
活性化温度となっていない時に、排気ガス中の燃焼に使
用されない空気量は減少するために、その分排気ガス温
度の高めることができ、さらなる触媒の加熱が可能とな
る。また、マップM2による空燃比制御を省略して、車
両発進まではマップM1による空燃比制御が行われるよ
うな希薄燃焼エンジンを使用しても、排気通路内の水素
の確実な燃焼は保証され、触媒の早期暖機は実現され
る。
Next, when the catalyst reaches the activation temperature or reaches the hydrogen supply possible time depending on the performance of the hydrogen generator 6, the supply of hydrogen to the exhaust passage 2 is stopped.
The ignition by the ignition plug 5 is also stopped. The air-fuel ratio at this time is determined by a general control (leave M
It is determined according to 2), and it is on the stoichiometric air-fuel ratio side as compared to when hydrogen is supplied. In particular, when the cooling water temperature is low, the operation based on the stoichiometric air-fuel ratio is performed. As a result, when the catalyst is not at the activation temperature, the amount of air not used for combustion in the exhaust gas is reduced, so that the exhaust gas temperature can be increased accordingly, and further heating of the catalyst becomes possible. . Further, even if the air-fuel ratio control based on the map M2 is omitted and a lean-burn engine in which the air-fuel ratio control based on the map M1 is performed until the vehicle starts is used, reliable combustion of hydrogen in the exhaust passage is guaranteed. Early warm-up of the catalyst is achieved.

【0025】触媒暖機のために、機関燃焼室の未燃燃料
を排気通路2内で点火プラグ5を使用して燃焼させるこ
とは、この未燃燃料がわずかであるために非常に困難で
あるが、本実施例のように水素等の可燃物を新たに供給
することで、排気通路内の燃焼は確実なものとなり、し
かも、この時、前述の未燃燃料は同時に燃焼され、排気
ガス中の有害成分である未燃燃料をかなり減少すること
ができる。
It is very difficult to burn unburned fuel in the engine combustion chamber in the exhaust passage 2 using the spark plug 5 for warming up the catalyst because the amount of unburned fuel is small. However, by newly supplying a combustible material such as hydrogen as in the present embodiment, the combustion in the exhaust passage becomes reliable, and at this time, the unburned fuel described above is simultaneously burned, and The amount of unburned fuel, which is a harmful component of, can be significantly reduced.

【0026】本実施例において、可燃物として水素を使
用したが、他の可燃物も使用可能であることは明らかで
ある。また、水素供給時における空燃比制御は、回転数
を維持するために、燃料噴射量ではなく吸入空気量だけ
で行うようにしたが、吸入空気量増加に伴いスロットル
弁9の開度が増加するために、エンジンピストンのポン
ピングロスが軽減することを考慮すれば、その分燃料噴
射量を低減することも可能である。
Although hydrogen is used as a combustible in this embodiment, it is clear that other combustibles can be used. Further, the air-fuel ratio control at the time of supplying hydrogen is performed only with the intake air amount instead of the fuel injection amount in order to maintain the rotation speed, but the opening degree of the throttle valve 9 increases with the increase of the intake air amount. Therefore, considering that the pumping loss of the engine piston is reduced, the fuel injection amount can be reduced accordingly.

【0027】もちろん、水素供給時の空燃比制御におい
て、スロットル弁9の開度を制御するのではなく、スロ
ットル弁9をバイパスするアイドルスピードコントロー
ルバルブを設け、これを制御するようにすることも可能
である。
Of course, in the air-fuel ratio control at the time of supplying hydrogen, instead of controlling the opening of the throttle valve 9, an idle speed control valve that bypasses the throttle valve 9 may be provided and controlled. It is.

【0028】[0028]

【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の触
媒暖機装置によれば、排気通路へ可燃物を供給すること
で、触媒暖機のための排気通路内の燃焼を確実なものと
することができ、この時必要とされる空気は、エンジン
燃焼室内の空燃比を理論空燃比より希薄にすることで、
この燃焼に使用されない分の空気を利用するために、排
気通路への二次空気供給装置は不要となり、その分コス
トを低減することが可能となる。また、可燃物供給時
に、エンジン燃焼室内へ供給される吸入空気量を増加さ
せ、可燃物燃焼を可能とする程、空燃比を希薄にするこ
とで、可燃物非供給時には、最適な空燃比での運転を行
うことが可能となる。さらに、可燃物供給時には、吸入
空気量を除く機関運転状態に基づき燃料噴射量を決定し
て、吸入空気量だけの増量を行うようにすることで、こ
の時、吸入空気量増加に伴い燃料噴射量が増加されるこ
とはなく、回転数の上昇を防止することができる。
As described above, according to the catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to the present invention, by supplying combustibles to the exhaust passage, combustion in the exhaust passage for warming up the catalyst can be ensured. At this time, the required air can be obtained by making the air-fuel ratio in the engine combustion chamber leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
Since the air not used for the combustion is used, a secondary air supply device to the exhaust passage is not required, and the cost can be reduced accordingly. Also, when supplying combustibles, the amount of intake air supplied to the engine combustion chamber is increased, and the air-fuel ratio is made thinner so that combustibles can be burned. Can be operated. Further, at the time of supplying the combustibles, the fuel injection amount is determined based on the engine operation state excluding the intake air amount, and the amount is increased only by the intake air amount. The amount is not increased, and an increase in the number of revolutions can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による触媒暖機装置が取付けられた内燃
機関の全体概略図である。
FIG. 1 is an overall schematic view of an internal combustion engine equipped with a catalyst warm-up device according to the present invention.

【図2】制御のための第1フローチャートである。FIG. 2 is a first flowchart for control.

【図3】制御のための第2フローチャートである。FIG. 3 is a second flowchart for control.

【図4】第2フローチャートに使用される空燃比決定の
ためのマップである。
FIG. 4 is a map for determining an air-fuel ratio used in a second flowchart.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン 2…排気通路 4…触媒コンバータ 5…点火プラグ 6…水素発生装置 7…制御弁 8…水素供給装置 9…スロットル弁 14…制御装置 15…冷却水温センサ 16…触媒温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine 2 ... Exhaust passage 4 ... Catalytic converter 5 ... Spark plug 6 ... Hydrogen generator 7 ... Control valve 8 ... Hydrogen supply device 9 ... Throttle valve 14 ... Control device 15 ... Cooling water temperature sensor 16 ... Catalyst temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−191411(JP,A) 特開 平4−116218(JP,A) 実開 昭51−23622(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/36 F01N 3/20 F02D 41/04 305 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-191411 (JP, A) JP-A-4-116218 (JP, A) JP-A-51-23622 (JP, U) Field (Int.Cl. 6 , DB name) F01N 3/36 F01N 3/20 F02D 41/04 305

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に設けられた触媒コン
バータと、前記排気系の前記触媒コンバータ上流に設け
られた点火栓と、前記点火栓近傍に可燃物を供給するた
めの可燃物供給手段と、前記触媒コンバータの触媒温度
が所定値以下の時に、前記可燃物が前記点火栓近傍に供
給されるように前記可燃物供給手段を制御する第1制御
手段と、前記可燃物が前記点火栓近傍に供給される時に
点火が実行されるように前記点火栓を制御する第2制御
手段とを具備し、前記可燃物が前記点火栓近傍に供給さ
れる時に前記燃焼室内の混合気は理論空燃比より希薄側
に設定されていることを特徴とする内燃機関の触媒暖機
装置。
1. A catalytic converter provided in an exhaust system of an internal combustion engine, an ignition plug provided upstream of the catalytic converter in the exhaust system, and a combustible material supply means for supplying a combustible material near the ignition plug. First control means for controlling the combustible material supply means such that the combustible material is supplied to the vicinity of the spark plug when the catalyst temperature of the catalytic converter is equal to or lower than a predetermined value; and Second control means for controlling the ignition plug so that ignition is performed when the combustible is supplied to the vicinity of the ignition plug. A catalyst warm-up device for an internal combustion engine, wherein the catalyst warm-up device is set leaner than the fuel ratio.
【請求項2】 前記可燃物が前記点火栓近傍に供給され
る時に、前記可燃物が前記点火栓近傍に供給されない時
に比べて、前記燃焼室へ供給される吸入空気量を増加さ
せる第3制御手段を、さらに具備することを特徴とする
請求項1に記載の内燃機関の触媒暖機装置。
2. A third control for increasing the amount of intake air supplied to the combustion chamber when the combustible is supplied near the ignition plug, compared to when the combustible is not supplied near the ignition plug. The catalyst warm-up device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: means.
【請求項3】 前記可燃物が前記点火栓近傍に供給され
る時に、燃料噴射量は、吸入空気量を除く機関運転状態
に基づき決定されることを特徴とする請求項2に記載の
内燃機関の触媒暖機装置。
3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein when the combustible is supplied to the vicinity of the ignition plug, a fuel injection amount is determined based on an engine operating state excluding an intake air amount. Catalyst warm-up device.
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