JP2998477B2 - 内燃機関の２次空気供給装置 - Google Patents
内燃機関の２次空気供給装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の２次空気供給
装置に関し、特に、暖機時等に内燃機関に２次空気を供
給して触媒の温度を上昇させて活性化し、排気ガスをク
リーンにできる内燃機関の２次空気供給装置に関する。
装置に関し、特に、暖機時等に内燃機関に２次空気を供
給して触媒の温度を上昇させて活性化し、排気ガスをク
リーンにできる内燃機関の２次空気供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、排気系にＯ2 センサのような空
燃比センサを備え、空燃比制御装置により空燃比フィー
ドバック（以下Ｆ／Ｂという）制御を行う内燃機関は、
排気系に三元触媒を備えており、三元触媒により燃焼室
から排出されるガスに含まれる有害成分のＨＣ，ＣＯ，
ＮＯｘを浄化している。
燃比センサを備え、空燃比制御装置により空燃比フィー
ドバック（以下Ｆ／Ｂという）制御を行う内燃機関は、
排気系に三元触媒を備えており、三元触媒により燃焼室
から排出されるガスに含まれる有害成分のＨＣ，ＣＯ，
ＮＯｘを浄化している。
【０００３】一方、前述のような内燃機関には、機関始
動後の暖機時や減速時、あるいは低速低負荷時等のよう
に、機関の最高燃焼温度が高くなく、ＨＣ，ＣＯの排出
量が多い状態における触媒の浄化効率向上（触媒の暖機
性向上）を目的として２次空気を供給しているものがあ
る（例えば、特開昭50-97722号公報、特開昭52-129833
号公報 )。
動後の暖機時や減速時、あるいは低速低負荷時等のよう
に、機関の最高燃焼温度が高くなく、ＨＣ，ＣＯの排出
量が多い状態における触媒の浄化効率向上（触媒の暖機
性向上）を目的として２次空気を供給しているものがあ
る（例えば、特開昭50-97722号公報、特開昭52-129833
号公報 )。
【０００４】このように機関に２次空気を供給する場合
の２次空気の供給量の制御は、機関の冷却水温や、機関
の吸入空気量の積算値等で判定することによって行われ
ている。即ち、機関冷却水の温度がある範囲内にある
時、あるいは吸入空気量の積算値がある範囲にある時に
２次空気の供給を行うことが行われている。そして、２
次空気の供給時には空燃比をオープンループ制御し、２
次空気供給停止後同時にＯ2 センサによる空燃比のＦ／
Ｂ制御を再開している。
の２次空気の供給量の制御は、機関の冷却水温や、機関
の吸入空気量の積算値等で判定することによって行われ
ている。即ち、機関冷却水の温度がある範囲内にある
時、あるいは吸入空気量の積算値がある範囲にある時に
２次空気の供給を行うことが行われている。そして、２
次空気の供給時には空燃比をオープンループ制御し、２
次空気供給停止後同時にＯ2 センサによる空燃比のＦ／
Ｂ制御を再開している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、０°Ｃ
以下の低温条件で車両が放置されると、２次空気通路内
に入った排気ガス中の水分により、制御バルブ、チェッ
クバルブ等が氷結している場合があり、その際にエアポ
ンプを作動させて２次空気を供給しようとするとバルブ
閉状態での駆動となるため、エアポンプ配管、ポンプ駆
動系の耐久性が悪くなる恐れがあった。
以下の低温条件で車両が放置されると、２次空気通路内
に入った排気ガス中の水分により、制御バルブ、チェッ
クバルブ等が氷結している場合があり、その際にエアポ
ンプを作動させて２次空気を供給しようとするとバルブ
閉状態での駆動となるため、エアポンプ配管、ポンプ駆
動系の耐久性が悪くなる恐れがあった。
【０００６】また、機関始動時に２次空気通路系が氷結
していると判定された時に、全ての運転条件において２
次空気の排気系への供給を止めては、機関の運転開始
後、触媒が活性化するまでに氷が解凍した時でも、２次
空気が供給されないので触媒の活性が遅くなり、この結
果、排気エミッションの触媒による浄化開始が遅くなっ
ていた。
していると判定された時に、全ての運転条件において２
次空気の排気系への供給を止めては、機関の運転開始
後、触媒が活性化するまでに氷が解凍した時でも、２次
空気が供給されないので触媒の活性が遅くなり、この結
果、排気エミッションの触媒による浄化開始が遅くなっ
ていた。
【０００７】そこで、本発明は、機関始動時に２次空気
通路系が氷結していると判定されたような場合でも、そ
の後の運転状態によって氷結の解凍状態を判定し、２次
空気を供給するようにして触媒の活性化を早め、排気エ
ミッションの触媒による浄化開始をエアポンプ配管、ポ
ンプ駆動系の耐久性を悪化させることなく早めることが
できる内燃機関の２次空気供給装置を提供することを目
的とする。
通路系が氷結していると判定されたような場合でも、そ
の後の運転状態によって氷結の解凍状態を判定し、２次
空気を供給するようにして触媒の活性化を早め、排気エ
ミッションの触媒による浄化開始をエアポンプ配管、ポ
ンプ駆動系の耐久性を悪化させることなく早めることが
できる内燃機関の２次空気供給装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の内燃機関の２次空気供給装置の構成が図１に示され
る。図１に示すように、本発明の内燃機関の２次空気供
給装置は、内燃機関ＥＧの排気通路ＥＸ内に２次空気を
供給するエアポンプＡＰを備え、機関ＥＧが暖機状態に
ある時にこのエアポンプＡＰを駆動して２次空気を供給
するものであって、機関温度ＴＨＷを検出する機関温度
検出手段Ａと、機関ＥＦの始動後の運転状態と、始動時
の機関温度ＴＨＷとから、２次空気供給装置内での氷結
が解凍するに必要な時間を設定する解凍時間設定手段Ｂ
と、その時間の間は２次空気供給装置の作動を禁止する
２次空気供給装置の作動禁止手段Ｃとを備えていること
を特徴としている。
明の内燃機関の２次空気供給装置の構成が図１に示され
る。図１に示すように、本発明の内燃機関の２次空気供
給装置は、内燃機関ＥＧの排気通路ＥＸ内に２次空気を
供給するエアポンプＡＰを備え、機関ＥＧが暖機状態に
ある時にこのエアポンプＡＰを駆動して２次空気を供給
するものであって、機関温度ＴＨＷを検出する機関温度
検出手段Ａと、機関ＥＦの始動後の運転状態と、始動時
の機関温度ＴＨＷとから、２次空気供給装置内での氷結
が解凍するに必要な時間を設定する解凍時間設定手段Ｂ
と、その時間の間は２次空気供給装置の作動を禁止する
２次空気供給装置の作動禁止手段Ｃとを備えていること
を特徴としている。
【０００９】
【作用】本発明の内燃機関の２次空気供給装置によれ
ば、機関の冷間始動時に２次空気供給通路の氷結を解凍
するのに必要な機関の積算吸入空気量の基準値が機関温
度に応じて演算され、始動終了後はその時点における機
関温度の時に触媒が活性状態にあるために必要な機関始
動後からの吸入空気量の基準値が演算される。そして、
機関の始動後からの積算吸入空気量が、この解凍基準値
以上、かつ、触媒活性基準値以下の時にエアポンプが駆
動されて排気通路に２次空気が供給され、触媒が活性化
される。
ば、機関の冷間始動時に２次空気供給通路の氷結を解凍
するのに必要な機関の積算吸入空気量の基準値が機関温
度に応じて演算され、始動終了後はその時点における機
関温度の時に触媒が活性状態にあるために必要な機関始
動後からの吸入空気量の基準値が演算される。そして、
機関の始動後からの積算吸入空気量が、この解凍基準値
以上、かつ、触媒活性基準値以下の時にエアポンプが駆
動されて排気通路に２次空気が供給され、触媒が活性化
される。
【００１０】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明の内燃機関の２次空気供給装
置の一実施例を備えた電子制御燃料噴射式内燃機関の概
略構成図である。この図において、機関本体１の吸気通
路２にはエアクリーナ２ａの下流側にエアフローメータ
３が設けられている。
に説明する。図２は本発明の内燃機関の２次空気供給装
置の一実施例を備えた電子制御燃料噴射式内燃機関の概
略構成図である。この図において、機関本体１の吸気通
路２にはエアクリーナ２ａの下流側にエアフローメータ
３が設けられている。
【００１１】エアフローメータ３は吸入空気量ＱＡを直
接計測するものであって、ポテンショメータを内蔵して
吸入空気量ＱＡに比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に供給されている。また、ディ
ストリビュータ４には、その軸が例えばクランク角(CA)
に換算して 360゜毎に基準位置検出用パルス信号を発生
するクランク角センサ５およびクランク角に換算して30
゜毎に角度位置検出用パルス信号を発生するクランク角
センサ６が設けられている。これらのクランク角センサ
５，６のパルス信号は制御回路１０の入出力インタフェ
ース１０２に供給され、このうち、クランク角センサ６
の出力はＣＰＵ１０３の割込端子に供給される。
接計測するものであって、ポテンショメータを内蔵して
吸入空気量ＱＡに比例したアナログ電圧の出力信号を発
生する。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ
内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に供給されている。また、ディ
ストリビュータ４には、その軸が例えばクランク角(CA)
に換算して 360゜毎に基準位置検出用パルス信号を発生
するクランク角センサ５およびクランク角に換算して30
゜毎に角度位置検出用パルス信号を発生するクランク角
センサ６が設けられている。これらのクランク角センサ
５，６のパルス信号は制御回路１０の入出力インタフェ
ース１０２に供給され、このうち、クランク角センサ６
の出力はＣＰＵ１０３の割込端子に供給される。
【００１２】更に、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給
系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射
弁７が、吸気ポートに近い吸気マニホルド２ｂに設けら
れている。機関の排気通路８には排気ガス中の酸素成分
濃度に応じた電気信号を発生するＯ2 センサ９が排気マ
ニホルド８ａと三元触媒８ｂとの間に設けられている。
このＯ2 センサ９の出力は制御回路１０のバッファ回路
１１１を介してＡ／Ｄ変換器１０１に供給される。
系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射
弁７が、吸気ポートに近い吸気マニホルド２ｂに設けら
れている。機関の排気通路８には排気ガス中の酸素成分
濃度に応じた電気信号を発生するＯ2 センサ９が排気マ
ニホルド８ａと三元触媒８ｂとの間に設けられている。
このＯ2 センサ９の出力は制御回路１０のバッファ回路
１１１を介してＡ／Ｄ変換器１０１に供給される。
【００１３】また、機関本体１のシリンダブロックの冷
却水通路には、機関の暖機状態を冷却水温度を介して検
出するための水温センサ１１が設けられている。水温セ
ンサ１１は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の
電気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に
供給されている。一方、排気通路８の排気マニホルド８
ａには２次空気が供給されるようになっており、この実
施例では２次空気は電動エアポンプ１２により空気導入
管１３を介して供給されるようになっている。この電動
エアポンプ１２の空気取入口にはサイレンサ１６が取り
付けられており、電動エアポンプ１２の空気流出側に取
り付けられた空気導入管１３の途中には、エアポンプ１
２側からＡＳＶ（空気切換弁）１４と逆止弁１７が設け
られている。逆止弁１７は排気通路８側からエアポンプ
１２側への空気の逆流を防止するものであり、リード弁
等が使用される。
却水通路には、機関の暖機状態を冷却水温度を介して検
出するための水温センサ１１が設けられている。水温セ
ンサ１１は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の
電気信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に
供給されている。一方、排気通路８の排気マニホルド８
ａには２次空気が供給されるようになっており、この実
施例では２次空気は電動エアポンプ１２により空気導入
管１３を介して供給されるようになっている。この電動
エアポンプ１２の空気取入口にはサイレンサ１６が取り
付けられており、電動エアポンプ１２の空気流出側に取
り付けられた空気導入管１３の途中には、エアポンプ１
２側からＡＳＶ（空気切換弁）１４と逆止弁１７が設け
られている。逆止弁１７は排気通路８側からエアポンプ
１２側への空気の逆流を防止するものであり、リード弁
等が使用される。
【００１４】電動エアポンプ１２はリレー１９を介して
バッテリ２０に接続されており、リレー１９の接点１９
ａがオンした時に駆動されて２次空気を空気導入管１３
に送り出す。リレー１９はリレーコイル１９ｂに通電さ
れた時にオンするようになっており、リレーコイル１９
ｂは制御回路１０によって通電されるようになってい
る。また、電動エアポンプ１２の作動状態は入出力イン
タフェース１０２に入力されるようになっている。
バッテリ２０に接続されており、リレー１９の接点１９
ａがオンした時に駆動されて２次空気を空気導入管１３
に送り出す。リレー１９はリレーコイル１９ｂに通電さ
れた時にオンするようになっており、リレーコイル１９
ｂは制御回路１０によって通電されるようになってい
る。また、電動エアポンプ１２の作動状態は入出力イン
タフェース１０２に入力されるようになっている。
【００１５】ＡＳＶ１４はそのばね室１４ａに負圧が導
かれた時に、常時は空気導入管１３を遮断している弁体
１４ｂが開弁するように構成されており、ばね室１４ａ
にはＶＳＶ（電気式負圧切換弁）１５を介して吸気負圧
が導入されるようになっている。ＶＳＶ１５はばね室１
４ａをスロットル弁下流側の吸気通路２または大気に連
通するように構成されており、その切り換えを行うソレ
ノイド１５ａは制御回路１０の入出力インタフェース１
０２に駆動回路１１２を介して接続されている。１８は
ばね室１４ａ側の空気が吸気通路２側に流入するのを防
ぐ逆止弁であり、リード弁等が使用される。
かれた時に、常時は空気導入管１３を遮断している弁体
１４ｂが開弁するように構成されており、ばね室１４ａ
にはＶＳＶ（電気式負圧切換弁）１５を介して吸気負圧
が導入されるようになっている。ＶＳＶ１５はばね室１
４ａをスロットル弁下流側の吸気通路２または大気に連
通するように構成されており、その切り換えを行うソレ
ノイド１５ａは制御回路１０の入出力インタフェース１
０２に駆動回路１１２を介して接続されている。１８は
ばね室１４ａ側の空気が吸気通路２側に流入するのを防
ぐ逆止弁であり、リード弁等が使用される。
【００１６】そして、入出力インタフェース１０２から
の信号によりソレノイド１５ａが通電されると、ＶＳＶ
１５の“黒”−“黒”が連通してばね室１４ａが吸気通
路２に接続され、ソレノイド１５ａが非通電状態の時に
ＶＳＶ１５の“白”−“白”が連通してばね室１４ａが
大気に解放される。即ち、制御回路１０からの通電信号
によりＡＳＶ１４が開弁して２次空気が排気マニホルド
８ａに供給されるのである。
の信号によりソレノイド１５ａが通電されると、ＶＳＶ
１５の“黒”−“黒”が連通してばね室１４ａが吸気通
路２に接続され、ソレノイド１５ａが非通電状態の時に
ＶＳＶ１５の“白”−“白”が連通してばね室１４ａが
大気に解放される。即ち、制御回路１０からの通電信号
によりＡＳＶ１４が開弁して２次空気が排気マニホルド
８ａに供給されるのである。
【００１７】制御回路１０は、例えばマイクロコンピュ
ータを用いて構成され、前述のＡ／Ｄ変換器１０１，入
出力インタフェース１０２，ＣＰＵ１０３の他にＲＯＭ
１０４，ＲＡＭ１０５，図示しないイグニッションスイ
ッチオフ後も情報の保持を行うバックアップＲＡＭ（Ｂ
−ＲＡＭ）１０６等が設けられており、これらはバス１
０７で接続されている。この制御回路１０において、ダ
ウンカウンタ１０８，フリップフロップ１０９及び駆動
回路１１０は燃料噴射弁７を制御するためのものであ
る。即ち、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射
量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセットされると
共にフリップフロップ１０９もセットされる。この結
果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。
ータを用いて構成され、前述のＡ／Ｄ変換器１０１，入
出力インタフェース１０２，ＣＰＵ１０３の他にＲＯＭ
１０４，ＲＡＭ１０５，図示しないイグニッションスイ
ッチオフ後も情報の保持を行うバックアップＲＡＭ（Ｂ
−ＲＡＭ）１０６等が設けられており、これらはバス１
０７で接続されている。この制御回路１０において、ダ
ウンカウンタ１０８，フリップフロップ１０９及び駆動
回路１１０は燃料噴射弁７を制御するためのものであ
る。即ち、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射
量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８にプリセットされると
共にフリップフロップ１０９もセットされる。この結
果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の付勢を開始する。
【００１８】他方、ダウンカウンタ１０８がクロック信
号 (図示せず) を計数して最後にそのキャリアウト端子
が“1"レベルとなった時に、フリップフロップ１０９が
リセットされて駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を
停止する。つまり、前述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴
射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた
量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることにな
る。
号 (図示せず) を計数して最後にそのキャリアウト端子
が“1"レベルとなった時に、フリップフロップ１０９が
リセットされて駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付勢を
停止する。つまり、前述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴
射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた
量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることにな
る。
【００１９】なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生はＡ／Ｄ
変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インタフェー
ス１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した
時、等である。前述の回転速度Ｎｅのデータはクランク
角センサ６の30゜CA毎の割込みによって演算されてＲＡ
Ｍ１０５の所定領域に格納される。
変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了後、入出力インタフェー
ス１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した
時、等である。前述の回転速度Ｎｅのデータはクランク
角センサ６の30゜CA毎の割込みによって演算されてＲＡ
Ｍ１０５の所定領域に格納される。
【００２０】ここで、図２の制御回路１０の動作につい
て説明する。第３図は機関運転中に行われるメインルー
チンであり、所定時間、例えば４ｍｓ毎に実行される。
このルーチンではステップ３０１にて機関の運転状態量
の検出が行われる。この運転状態量としては、例えば、
機関水温ＴＨＷ、吸入空気量ＱＡ、バッテリ電圧Ｖ、機
関始動後の経過時間Ｔ、センサ類の異常、および機関高
負荷時の燃料増量（ＦＯＴＰ増量）の有無等が検出され
る。そして、続くステップ３０２において、吸入空気量
ＱＡの積算値である積算吸入空気量ＴＱＡが演算され
る。
て説明する。第３図は機関運転中に行われるメインルー
チンであり、所定時間、例えば４ｍｓ毎に実行される。
このルーチンではステップ３０１にて機関の運転状態量
の検出が行われる。この運転状態量としては、例えば、
機関水温ＴＨＷ、吸入空気量ＱＡ、バッテリ電圧Ｖ、機
関始動後の経過時間Ｔ、センサ類の異常、および機関高
負荷時の燃料増量（ＦＯＴＰ増量）の有無等が検出され
る。そして、続くステップ３０２において、吸入空気量
ＱＡの積算値である積算吸入空気量ＴＱＡが演算され
る。
【００２１】ステップ３０１における機関の運転状態量
の検出では、機関水温ＴＨＷや吸入空気量ＱＡは、実際
にはＡ／Ｄ変換されて制御回路１０に取り込まれる。即
ち、エアフローメータ３の吸入空気量ＱＡのデータは、
Ａ／Ｄ変換器１０１によってＡ／Ｄ変換されてＲＡＭ１
０５の所定領域に格納され、水温センサ１１による機関
の冷却水温ＴＨＷのアナログ値は、Ａ／Ｄ変換器１０１
によってＡ／Ｄ変換されてＲＡＭ１０５の所定領域に格
納される。つまり、ＲＡＭ１０５における吸入空気量Ｑ
Ａのデータおよび冷却水温ＴＨＷのデータは４ｍｓ毎に
更新されている。このような検出値のＡ／Ｄ変換は他の
機関の運転状態量に付いても行われているが、この変換
は本発明の趣旨ではないのでこれ以上の説明を省略す
る。
の検出では、機関水温ＴＨＷや吸入空気量ＱＡは、実際
にはＡ／Ｄ変換されて制御回路１０に取り込まれる。即
ち、エアフローメータ３の吸入空気量ＱＡのデータは、
Ａ／Ｄ変換器１０１によってＡ／Ｄ変換されてＲＡＭ１
０５の所定領域に格納され、水温センサ１１による機関
の冷却水温ＴＨＷのアナログ値は、Ａ／Ｄ変換器１０１
によってＡ／Ｄ変換されてＲＡＭ１０５の所定領域に格
納される。つまり、ＲＡＭ１０５における吸入空気量Ｑ
Ａのデータおよび冷却水温ＴＨＷのデータは４ｍｓ毎に
更新されている。このような検出値のＡ／Ｄ変換は他の
機関の運転状態量に付いても行われているが、この変換
は本発明の趣旨ではないのでこれ以上の説明を省略す
る。
【００２２】図４は機関始動時の制御を示すものであ
り、所定クランク角、例えば 360゜CA毎に実行される。
ステップ４０１では機関の始動フラグＳＦが"1" か否か
が判定される。この始動フラグＳＦは機関停止時に"0"
にされているものである。従って、機関始動直後にステ
ップ４０１に進んで来た時にはＳＦ＝"0" でるのでステ
ップ４０２に進み、図３で説明したステップ３０１で求
められている機関水温ＴＨＷに対応する解凍基準値ＫＴ
ＱＡＦが演算される。この解凍基準値ＫＴＱＡＦの演算
は、図６に破線で示すような線図をマップ化したものに
よって行われる。
り、所定クランク角、例えば 360゜CA毎に実行される。
ステップ４０１では機関の始動フラグＳＦが"1" か否か
が判定される。この始動フラグＳＦは機関停止時に"0"
にされているものである。従って、機関始動直後にステ
ップ４０１に進んで来た時にはＳＦ＝"0" でるのでステ
ップ４０２に進み、図３で説明したステップ３０１で求
められている機関水温ＴＨＷに対応する解凍基準値ＫＴ
ＱＡＦが演算される。この解凍基準値ＫＴＱＡＦの演算
は、図６に破線で示すような線図をマップ化したものに
よって行われる。
【００２３】解凍基準値ＫＴＱＡＦは、図６に示すよう
に、機関の冷却水温ＴＨＷが０°Ｃ以下の時に意味を持
つものであり、０°Ｃ以下のある水温ＴＨＷのときに２
次空気供給系の部品の氷結部が同じ温度状態にあるもの
とし、機関が始動して標準的な運転が行われた時に、２
次空気供給系の部品の氷結が解凍するまでの積算空気量
ＴＱＡに相当するものである。
に、機関の冷却水温ＴＨＷが０°Ｃ以下の時に意味を持
つものであり、０°Ｃ以下のある水温ＴＨＷのときに２
次空気供給系の部品の氷結部が同じ温度状態にあるもの
とし、機関が始動して標準的な運転が行われた時に、２
次空気供給系の部品の氷結が解凍するまでの積算空気量
ＴＱＡに相当するものである。
【００２４】このようにしてステップ４０２で機関水温
ＴＨＷに対応する解凍基準値ＫＴＱＡＦが演算された後
はステップ５０３に進み、機関の始動フラグＳＦを"1"
にしてこのルーチンを終了する。従って、クランク角 3
60゜CA後にこのルーチンが起動された時にはステップ４
０１でYES となり、ステップ４０４に進む。ステップ４
０４では機関の始動が終了したか否かが判定される。機
関の始動が終了していない時にはそのままこのルーチン
を終了し、機関の始動が終了している時にはステップ４
０５に進む。ステップ４０５では機関水温ＴＨＷにより
触媒活性基準値ＫＴＱＡＡＩが演算されてこのルーチン
を終了する。
ＴＨＷに対応する解凍基準値ＫＴＱＡＦが演算された後
はステップ５０３に進み、機関の始動フラグＳＦを"1"
にしてこのルーチンを終了する。従って、クランク角 3
60゜CA後にこのルーチンが起動された時にはステップ４
０１でYES となり、ステップ４０４に進む。ステップ４
０４では機関の始動が終了したか否かが判定される。機
関の始動が終了していない時にはそのままこのルーチン
を終了し、機関の始動が終了している時にはステップ４
０５に進む。ステップ４０５では機関水温ＴＨＷにより
触媒活性基準値ＫＴＱＡＡＩが演算されてこのルーチン
を終了する。
【００２５】この触媒活性基準値ＫＴＱＡＡＩの演算
は、図６に実線で示すような線図をマップ化したものに
よって行われる。触媒活性基準値ＫＴＱＡＡＩは、機関
がある水温ＴＨＷの時に、触媒が活性状態にあるために
必要な機関始動後からその時点までの積算空気量ＴＱＡ
に相当するものである。この触媒活性基準値ＫＴＱＡＡ
Ｉは機関始動終了後にクランク角 360゜CA毎に継続的に
演算される。
は、図６に実線で示すような線図をマップ化したものに
よって行われる。触媒活性基準値ＫＴＱＡＡＩは、機関
がある水温ＴＨＷの時に、触媒が活性状態にあるために
必要な機関始動後からその時点までの積算空気量ＴＱＡ
に相当するものである。この触媒活性基準値ＫＴＱＡＡ
Ｉは機関始動終了後にクランク角 360゜CA毎に継続的に
演算される。
【００２６】図５は２次空気の供給制御を示すものであ
り、メインルーチン周回毎に行われる。ステップ５０１
ではまず機関始動後５秒経過したか否かが判定される。
これは機関始動直後は機関回転が不安定であり、このよ
うな時にエアポンプ１２を駆動するための負荷を加える
と機関が更に不安定になるので、これを防ぐためのもの
である。従って、機関始動開始後５秒未満であればステ
ップ５０９に進んでエアポンプ１２の駆動が止められ、
２次空気の供給が行われず、５秒以上経過した後であれ
ばステップ５０２に進む。
り、メインルーチン周回毎に行われる。ステップ５０１
ではまず機関始動後５秒経過したか否かが判定される。
これは機関始動直後は機関回転が不安定であり、このよ
うな時にエアポンプ１２を駆動するための負荷を加える
と機関が更に不安定になるので、これを防ぐためのもの
である。従って、機関始動開始後５秒未満であればステ
ップ５０９に進んでエアポンプ１２の駆動が止められ、
２次空気の供給が行われず、５秒以上経過した後であれ
ばステップ５０２に進む。
【００２７】ステップ５０２ではバッテリ電圧Ｖが所定
電圧、例えば、１１．５Ｖより高いか否かが判定され
る。これはバッテリ２０の充電不足の時にエアポンプ１
２を駆動するための電気負荷を加えると機関が不安定に
なるので、これを防ぐためのものである。従って、バッ
テリ電圧≦１１．５Ｖであればステップ５０９に進んで
２次空気の供給が行われず、バッテリ電圧＞１１．５Ｖ
であればステップ５０３に進む。
電圧、例えば、１１．５Ｖより高いか否かが判定され
る。これはバッテリ２０の充電不足の時にエアポンプ１
２を駆動するための電気負荷を加えると機関が不安定に
なるので、これを防ぐためのものである。従って、バッ
テリ電圧≦１１．５Ｖであればステップ５０９に進んで
２次空気の供給が行われず、バッテリ電圧＞１１．５Ｖ
であればステップ５０３に進む。
【００２８】ステップ５０３ではＦＯＰＴ増量中か否
か、即ち、機関高負荷時の燃料増量中か否かが判定され
る。これは機関高負荷時の燃料増量中に２次空気を供給
すると触媒８ｂの反応が急激になるためであり、これを
防ぐためのものである。従って、ＦＯＴＰ増量中であれ
ばステップ５０９に進んで２次空気の供給が行われず、
ＦＯＴＰ増量中でなければステップ５０４に進む。
か、即ち、機関高負荷時の燃料増量中か否かが判定され
る。これは機関高負荷時の燃料増量中に２次空気を供給
すると触媒８ｂの反応が急激になるためであり、これを
防ぐためのものである。従って、ＦＯＴＰ増量中であれ
ばステップ５０９に進んで２次空気の供給が行われず、
ＦＯＴＰ増量中でなければステップ５０４に進む。
【００２９】ステップ５０４ではセンサ類が正常か否か
が判定される。そして、センサ類が異常である時にはス
テップ５０９に進んで２次空気の供給が行われず、セン
サ類が正常の時にはステップ５０５に進む。ステップ５
０５では機関の水温条件による判定が行われ、水温ＴＨ
Ｗが１０°Ｃ以上３５°Ｃ以下の範囲の時にはステップ
５０６に進むが、水温ＴＨＷが１０°Ｃ未満、或いは３
５°Ｃより高い時にはステップ５０９に進んで２次空気
の供給が行われない。これは、機関の低温側、例えば、
１０°Ｃ未満では機関冷間状態での燃料の気化性の不良
を補うために、一般的に燃料が増量されてリッチになっ
ている。この時の２次空気を供給すると触媒８ｂが急激
に反応することになるため、２次空気の供給を行わない
方が良いためである。また、機関の高温側、例えば、３
５°Ｃを越える時は、触媒活性への暖機は比較的容易で
あり、必要以上の２次空気の供給は空燃比をリーンにし
て還元によるＮＯｘ浄化率を落とすことになるので、２
次空気の供給を行わない方が良いためである。
が判定される。そして、センサ類が異常である時にはス
テップ５０９に進んで２次空気の供給が行われず、セン
サ類が正常の時にはステップ５０５に進む。ステップ５
０５では機関の水温条件による判定が行われ、水温ＴＨ
Ｗが１０°Ｃ以上３５°Ｃ以下の範囲の時にはステップ
５０６に進むが、水温ＴＨＷが１０°Ｃ未満、或いは３
５°Ｃより高い時にはステップ５０９に進んで２次空気
の供給が行われない。これは、機関の低温側、例えば、
１０°Ｃ未満では機関冷間状態での燃料の気化性の不良
を補うために、一般的に燃料が増量されてリッチになっ
ている。この時の２次空気を供給すると触媒８ｂが急激
に反応することになるため、２次空気の供給を行わない
方が良いためである。また、機関の高温側、例えば、３
５°Ｃを越える時は、触媒活性への暖機は比較的容易で
あり、必要以上の２次空気の供給は空燃比をリーンにし
て還元によるＮＯｘ浄化率を落とすことになるので、２
次空気の供給を行わない方が良いためである。
【００３０】ステップ５０６では２次空気供給系の氷
結、解凍の判定が行われ、機関始動後の積算吸入空気量
ＴＱＡが解凍基準値ＫＴＱＡＦ以上か否かが判定され
る。そして、ＴＱＡ≧ＫＴＱＡＦの時は２次空気供給系
に氷結はないとしてステップ５０７に進み、ＴＱＡ＜Ｋ
ＴＱＡＦの時は２次空気供給系に氷結があるものとして
ステップ５０９に進み、２次空気の供給が行われない。
なお、機関始動時に機関温度が０°Ｃ以上の時は図６で
説明したようにＫＴＱＡＦ＝０であるので、ステップ５
０６からステップ５０９に進むことはない。このよう
に、２次空気供給系の氷結の判定を機関始動時の水温Ｔ
ＨＷに応じて機関始動時からの積算吸入空気量ＴＱＡで
行うのは、機関の冷却水温ＴＨＷに比べて２次空気供給
系の部品の温度上昇が遅く、水温ＴＨＷのみで２次空気
供給系の氷結の判定が困難であるからである。
結、解凍の判定が行われ、機関始動後の積算吸入空気量
ＴＱＡが解凍基準値ＫＴＱＡＦ以上か否かが判定され
る。そして、ＴＱＡ≧ＫＴＱＡＦの時は２次空気供給系
に氷結はないとしてステップ５０７に進み、ＴＱＡ＜Ｋ
ＴＱＡＦの時は２次空気供給系に氷結があるものとして
ステップ５０９に進み、２次空気の供給が行われない。
なお、機関始動時に機関温度が０°Ｃ以上の時は図６で
説明したようにＫＴＱＡＦ＝０であるので、ステップ５
０６からステップ５０９に進むことはない。このよう
に、２次空気供給系の氷結の判定を機関始動時の水温Ｔ
ＨＷに応じて機関始動時からの積算吸入空気量ＴＱＡで
行うのは、機関の冷却水温ＴＨＷに比べて２次空気供給
系の部品の温度上昇が遅く、水温ＴＨＷのみで２次空気
供給系の氷結の判定が困難であるからである。
【００３１】ステップ５０７では触媒の活性度の判定が
行われ、機関始動後の積算吸入空気量ＴＱＡが触媒活性
基準値ＫＴＱＡＡＩか否かが判定される。そして、ＴＱ
Ａ≦ＫＴＱＡＡＩの時は触媒８ｂが活性化していないと
してステップ５０８に進み、ＴＱＡ＞ＫＴＱＡＡＩの時
は触媒８ｂの活性化が終了したものとしてステップ５０
９に進み、２次空気の供給が行われない。
行われ、機関始動後の積算吸入空気量ＴＱＡが触媒活性
基準値ＫＴＱＡＡＩか否かが判定される。そして、ＴＱ
Ａ≦ＫＴＱＡＡＩの時は触媒８ｂが活性化していないと
してステップ５０８に進み、ＴＱＡ＞ＫＴＱＡＡＩの時
は触媒８ｂの活性化が終了したものとしてステップ５０
９に進み、２次空気の供給が行われない。
【００３２】ステップ５０８では電動エアポンプ１２が
駆動され、２次空気が排気通路８に供給され、触媒８ｂ
が活性化される。以上の制御により、本発明の内燃機関
の２次空気供給装置では、２次空気供給系の部品に氷結
がない状態で、かつ、触媒が十分に活性化していない状
態でのみ、排気通路８に２次空気が供給される。
駆動され、２次空気が排気通路８に供給され、触媒８ｂ
が活性化される。以上の制御により、本発明の内燃機関
の２次空気供給装置では、２次空気供給系の部品に氷結
がない状態で、かつ、触媒が十分に活性化していない状
態でのみ、排気通路８に２次空気が供給される。
【００３３】なお、前述の実施例では、２次空気供給系
の部品に氷結がない状態で、かつ、触媒が十分に活性化
していない状態の判定に積算吸入空気量ＴＱＡを使用し
たが、この判定には積算吸入空気量ＴＱＡの他に、積算
燃料噴射量、積算機関回転数等が考えられる。
の部品に氷結がない状態で、かつ、触媒が十分に活性化
していない状態の判定に積算吸入空気量ＴＱＡを使用し
たが、この判定には積算吸入空気量ＴＱＡの他に、積算
燃料噴射量、積算機関回転数等が考えられる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の２次空気供給装置によれば、機関始動時に２次空気通
路系が氷結していると判定されたような場合でも、その
後の運転状態によって氷結の解凍状態を判定し、２次空
気を供給するようにして触媒の活性化を早め、排気エミ
ッションの触媒による浄化開始をエアポンプ配管、ポン
プ駆動系の耐久性を悪化させることなく早めることがで
きるという効果がある。
の２次空気供給装置によれば、機関始動時に２次空気通
路系が氷結していると判定されたような場合でも、その
後の運転状態によって氷結の解凍状態を判定し、２次空
気を供給するようにして触媒の活性化を早め、排気エミ
ッションの触媒による浄化開始をエアポンプ配管、ポン
プ駆動系の耐久性を悪化させることなく早めることがで
きるという効果がある。
【図１】本発明の内燃機関の２次空気供給装置の構成を
示すブロック構成図である。
示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施例の内燃機関の２次空気供給装
置を備えた内燃機関の全体構成図である。
置を備えた内燃機関の全体構成図である。
【図３】図２の制御回路の機関運転中の制御を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】図２の制御回路の機関始動時の制御を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】図２の制御回路の２次空気供給制御を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図６】本発明の制御において使用する解凍基準値と触
媒活性基準値の機関水温に対する特性を示す線図であ
る。
媒活性基準値の機関水温に対する特性を示す線図であ
る。
１…機関本体 ２…吸気通路 ２ｂ…吸気マニホルド ３…エアフローメータ ４…ディストリビュータ ５，６…クランク角センサ ７…燃料噴射弁 ８…排気通路 ８ａ…排気マニホルド ８ｂ…触媒 ９…Ｏ2 センサ １０…制御回路 １１…水温センサ １２…電動エアポンプ １３…空気導入間 １４…ＡＳＶ（空気切換弁） １５…ＶＳＶ（電気式負圧切換弁） １７，１８…逆止弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/00 - 3/38 F01N 9/00 F02D 41/00 - 41/40 F02D 43/00 - 45/00
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路内に２次空気を供給
するエアポンプを備え、機関が暖機過程にある時にこの
エアポンプを駆動して２次空気を供給する内燃機関の２
次空気供給装置であって、 機関温度を検出する手段と、 機関の始動後の運転状態と、始動時の機関温度とから、
２次空気供給装置内での氷結が解凍するに必要な時間を
設定する手段と、 その時間の間は２次空気供給装置の作動を禁止する手段
とを備えることを特徴とする内燃機関の２次空気供給装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343393A JP2998477B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 内燃機関の２次空気供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343393A JP2998477B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 内燃機関の２次空気供給装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248937A JPH06248937A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2998477B2 true JP2998477B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=12386412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343393A Expired - Fee Related JP2998477B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 内燃機関の２次空気供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998477B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6945035B2 (en) * | 2001-11-30 | 2005-09-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Auxiliary air supplying system, and control methods and failure diagnostic methods thereof |
| JP4241211B2 (ja) | 2003-06-19 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | ２次空気供給装置 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP3343393A patent/JP2998477B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06248937A (ja) | 1994-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081105 |
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