JP3816291B2 - 排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精度よく排気浄化が行え、確実にアフターバーンの発生を防止し、より簡素化を図った排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの排気通路に二次空気を供給することで排気通路内の排ガス中の未燃成分を酸化させる排気浄化装置としては、例えば、特開平５−３４０２４０号公報「自動二輪車の排気浄化装置」が知られている。
【０００３】
上記公報の図６には、エアフィルタ８５（符号は、上記公報の番号を流用する。）に第２の配管８１ｂを介してリード弁１０５及びカット弁１０８を備えた制御ユニット１００を接続し、この制御ユニット１００を二次空気導入管８１を介してエンジン１７の排気通路３７に接続し、更に、制御ユニット１００を負圧導入管１１６を介してエンジン１７の吸気管４５に接続した排気浄化装置の技術が記載されている。
【０００４】
二次空気は、排気通路３７内の負圧により、エアフィルタ８５側から制御ユニット１００内のリード弁１０５を介して排気通路３７内に供給され、減速運転時には、吸気管４５内の負圧により、制御ユニット１００内にある通常は開いているカット弁１０８が閉じ、排気通路３７への二次空気の供給を停止し、アフターバーンを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、吸気管４５内の負圧によってカット弁１０８が閉じるため、例えば、各エンジン回転数や各スロットル開度毎に空燃比を細かく異ならせているエンジンでは、大きい空燃比（混合気が薄い）に設定されたエンジン回転数やスロットル開度で吸気管４５内の負圧が大きくなって、アフターバーンが発生しにくいのにカット弁１０８が閉じることも考えられ、かえって排気浄化を妨げることになる。
従って、上記した排気浄化装置では、精度よく排気浄化を行うことが難しい。
【０００６】
但し、エンジン回転数、スロットル開度等によってあまりにきめ細かくカット弁１０８を制御するのでは、排気浄化装置が非常に複雑になり、コストアップを招く。
【０００７】
また、例えば、減速運転中に急にスロットルバルブを開いた場合には、吸気管４５内の負圧が小さくなってカット弁１０８が開き、二次空気が排気通路３７内に供給される。
【０００８】
上記したスロットルバルブを開くまでに、吸気管４５内では、大きな負圧で気化器から燃料が吸い出され、未燃ガスとなった混合気が排気通路３７内に一時的に濃い混合気に生成され、二次空気の供給によってアフターバーンが発生することが予想されるが、このように、上記したカット弁１０８の開閉では、アフターバーンを確実に防止することは難しい。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、精度よく排気浄化を行うことができ、また、確実にアフターバーンの発生を防止することができ、しかも、より簡素化を図ることができる排気浄化装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、エンジンの排気通路に、空気導入通路を接続し、この空気導入通路に空気制御弁を介設し、この空気制御弁を制御部の開制御で開いて排気通路に空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置であって、前記制御部は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報を受けた時に、前記空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させ、スロットル開度が開度しきい値を越えているときには、空気制御弁の開度を、所定のエンジン回転数まではエンジン回転数が高くなるにつれて全開から段階的に小さくし、所定のエンジン回転数からエンジン最高回転数までは全開となるように制御することを特徴とする。
【００１１】
空気制御弁の開閉を、エンジン回転数とスロットル開度とにより制御するため、従来のような吸気管内の負圧を利用して空気導入管に設けた弁を開閉制御するのに比べて、排気浄化を精度よく行う。
【００１２】
また、空気制御弁の閉状態を一定時間保持させることで、この一定時間内に排気通路内の排ガス中の未燃成分を排出させる。
これにより、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、未燃成分が爆発的に燃焼するアフターバーンを確実に防止することができる。
【００１３】
更に、スロットル開度が開度しきい値を越えている時には、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数による制御だけで更なる排気浄化に対応する。
これにより、排気浄化装置をより簡素にすることができ、コストアップを抑えることができる。
【００１４】
請求項２は、エンジンの排気通路に、空気導入通路を接続し、この空気導入通路に空気制御弁を介設し、この空気制御弁を制御部の開制御で開いて排気通路に空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置であって、前記制御部は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数が減少するときの回転数変化率が変化率しきい値以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、前記空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させる制御をなすことを特徴とする。
【００１５】
特に、車両減速時のエンジン回転数が急激に降下するときに、空気制御弁を閉状態を一定時間保持することにより、この一定時間内に排気通路内の濃い未燃成分を排出させることができ、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、アフターバーンが発生するのを確実に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る排気浄化装置を採用した自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１０は、前後方向に延びる車体フレーム１１の前端にヘッドパイプ１２を備え、このヘッドパイプ１２に操舵自在にフロントフォーク１３及び前輪１４を取付け、フロントフォーク１３の上部に一体的にハンドル１５を取付け、車体フレーム１１の後部にエンジン１６及び動力伝達機構１７からなるパワーユニット１８を取付け、このパワーユニット１８の後端の出力軸に後輪２１を取付け、エンジン１６の上部に吸気管２２を介してキャブレタ２３を接続し、このキャブレタ２３にコネクティングチューブ２４、吸気チャンバ２５を介してエアクリーナ２６を接続し、エンジン１６の上方の車体フレーム１１にヘルメットや小物等を収納するラゲッジボックス２７を取付け、このラゲッジボックス２７の上部にシート２８を配置したスクータ型車両である。
ここで、３１はエンジン１６の冷却のためのラジエータ、３２はバッテリである。
【００１７】
図２は本発明に係る自動二輪車の要部拡大側面図であり、ラゲッジボックス２７とパワーユニット１８との間の空間Ｓに、吸気管２２、キャブレタ２３、コネクティングチューブ２４、吸気チャンバ２５及びエアクリーナ２６の前端部を配置した状態を示す。なお、４１は車体フレーム１１（図１参照）に対してスイングするパワーユニット１８のスイング軸、４２はシリンダブロック、４３はシリンダヘッド、４４はヘッドカバーである。
【００１８】
ラゲッジボックス２７は、可能な限り収納容量を稼ぐために底部２７ａの位置を下げるとともに、底部２７ａにキャブレタ２３との干渉を避けるための窪み部２７ｂを形成したものである。
キャブレタ２３とコネクティングチューブ２４との結合及びコネクティングチューブ２４と吸気チャンバ２５との結合は、それぞれバンド４５，４５で行う。
【００１９】
吸気チャンバ２５は、側面視ではコネクティングチューブ２４と同等の高さを有するものである。
エアクリーナ２６は、下端部をパワーユニット１８の上端部に倣う形状に形成したものであり、パワーユニット１８との一体感を向上させ、外観性を高めたものである。
【００２０】
図３は本発明に係る自動二輪車の吸気チャンバ及びエアクリーナの平面図であり、吸気チャンバ２５は、平面視略矩形の本体部５１と、この本体部５１内に連通する入口管部５２、出口管部５３及び二次空気取出管部５４とからなり、入口管部５２にバンド５５でエアクリーナ２６を接続し、出口管部５３にバンド４５でコネクティングチューブ２４を接続したものである。
【００２１】
二次空気取出管部５４は、排気系にチューブを介して接続する（図４で詳述する。）ことで、排気系内でＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素化合物）等を酸化させるための空気（二次空気と呼ぶ。）を供給する部分である。
【００２２】
エアクリーナ２６は、エアクリーナケース６１と、このエアクリーナケース６１の開口面に取付けたエアクリーナエレメント６２と、エアクリーナエレメント６２を覆うためにエアクリーナケース６１に取付けたケースカバー６３と、このケースカバー６３に取付けた吸気口６４と、キャブレタ２３（図２参照）へエアを供給するためにエアクリーナケース６１に取付けたエア供給管６５とからなる。
【００２３】
ここで、６１ｂは入口管部５２を取付けるためにエアクリーナケース６１に設けたチャンバ取付け部、６７はエアフィルタエレメント６２とケースカバー６３とで形成したダーティサイド、６８はエアクリーナケース６１とエアクリーナエレメント６２とで形成したクリーンサイドである。
【００２４】
図４は本発明に係る排気浄化装置を説明する模式図である。
図中、４３ａはシリンダヘッド４３に設けた排気通路としての排気ポート、８１はシリンダヘッド４３に取付けた排気管、８２はヘッドカバー４４に取付けたリードバルブ、８３は空気制御弁としての二次空気コントロールバルブ、８４は二次空気第１通路、８５は二次空気第２通路、８６はシリンダヘッド通路である。
上記した二次空気第１通路８４、二次空気第２通路８５及びシリンダヘッド通路８６は空気導入通路としての二次空気導入通路８７を構成するものである。
【００２５】
また、８８はスロットル開度を検出するためにキャブレタ２３に取付けたスロットル開度センサ、８９はエンジン回転数を検出するためにクランク軸回りに設けた回転数センサ、９０はスロットル開度センサ８８からのスロットル開度信号ＴＳと回転数センサ８９からのエンジン回転数信号ＮＳとに基づいて二次空気コントロールバルブ８３に開閉信号ＫＨを送り、二次空気コントロールバルブ８３の開閉制御を行う制御部としてのコントロールユニットである。
【００２６】
本発明の排気浄化装置９１は、二次空気取出管部５４、二次空気第１通路８４、二次空気コントロールバルブ８３、二次空気第２通路８５、リードバルブ８２、シリンダヘッド通路８６、スロットル開度センサ８８、回転数センサ８９及びコントロールユニット９０からなる装置である。
【００２７】
エンジン１６を運転すると、二次空気コントロールバルブ８３が開いている場合には、排気ポート４３ａ内圧力の脈動時の負圧によって、吸気チャンバ２５内のエアは、二次空気取出管部５４から二次空気第１通路８４を通って二次空気コントロールバルブ８３に至る。
【００２８】
更に、エアは、二次空気コントロールバルブ８３から二次空気第２通路８５を通って前述した負圧で開いたリードバルブ８２に至り、このリードバルブ８２内を通って、シリンダヘッド通路８６を介して排気ポート４３ａ内、排気管８１内に流入する。
そして、排気ポート４３ａ内、排気管８１内のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を酸化させ、排気浄化を図る。
【００２９】
図５は本発明に係る排気浄化装置を説明するエンジンの側面図であり、図２に示したエンジン１６の反対側の側面を見た図である。
エンジン１６は、シリンダヘッド４３の側面に二次空気コントロールバルブ８３を取付けたものである。
ここで、８３ａ，８３ｂは二次空気コントロールバルブ８３のエア吸入口及びエア吐出口、９３はウォータポンプ、９４はサーモスタットである。
【００３０】
図６は図５の６矢視図であり、シリンダヘッド４３の側面に突出部４３ｄを設け、この突出部４３ｄに二次空気コントロールバルブ８３及びサーモスタット９４をボルト１０２で共締めして取付けたことを示す。
【００３１】
詳しくは、二次空気コントロールバルブ８３に薄板状のブラケット１０３を取付け、このブラケット１０３をクッションラバー１０４，１０５（クッションラバー１０４，１０５は一体である。）で挟み、これらのブラケット１０３、クッションラバー１０４，１０５にクランク状のステー１０６をボルト１０７とステー１０６に固定したナット１０８とで共締めする。
【００３２】
更に、サーモスタット９４にブラケット１１１を取付け、このブラケット１１１と上記したステー１０６とを突出部４３ｄにボルト１０２で共締めして取付けたことを示す。
【００３３】
図７は図６の７−７線断面図である。
リードバルブ８２は、エア取入れ部８２ａと、薄板状で弾性を有するリード８２ｂと、このリード８２ｂの開度を規制するストッパ８２ｃと、これらのリード８２ｂ及びストッパ８２ｃをビス１１２で固定するためのベース部８２ｄとからなる。
【００３４】
ここで、４３ｅは一端を排気ポート４３ａに開口させるためにシリンダヘッド４３（図５参照）に設けた二次空気の吐出孔、４４ｄはヘッドカバー４４におけるリードバルブ８２を取付けるための凹部、４４ｅはヘッドカバー４４の凹部４４ｄに一端を開口するとともにシリンダヘッド４３の吐出孔４３ｅに接続する連通孔、４４ｆはシリンダヘッド４３側のヘッドカバー４４の端面である。
上記した吐出孔４３ｅと連通孔４４ｅとは、図４に示したシリンダヘッド通路８６を構成するものである。
【００３５】
図８は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの断面図であり、二次空気コントロールバルブ８３は、ソレノイドバルブであり、バルブ本体１２１と、このバルブ本体１２１を駆動する駆動部１２２とからなる。
【００３６】
バルブ本体１２１は、弁ケース１２４と、この弁ケース１２４内に設けた通気孔１２５と、弁ケース１２４内に形成した弁座部１２６と、この弁座部１２６に着座することにより通気孔１２５を閉じる弁体１２７と、この弁体１２７を開側へ押付けるコイルばね１２８と、弁体１２７に取付けた弁棒１３１と、この弁棒１３１の端部に取付けたプランジャ１３２とからなる。なお、１３５，１３６，１３７はＯリング、１３８は弁ケース１２４のカバーである。
前述のエア吸入口８３ａ及びエア吐出口８３ｂは、通気孔１２５の両端部に取付けたものである。
【００３７】
駆動部１２２は、コイル１４１を備えたボビン１４２と、このボビン１４２の芯になるシリンダ部１４３内に固定したコア１４４と、ボビン１４２を収納するボビンケース１４５と、このボビンケース１４５の端部を塞ぐガスケット１４６と、コイル１４１に給電する導線１４７，１４８と、これらの導線１４７，１４８を束ねるクランプ１５１と、ボビンケース１４５、ガスケット１４６、導線１４７，１４８及びクランプ１５１に被せたキャップ１５２とからなる。なお、１５３はキャップ１５２の端部に取付けるとともにバルブ本体１２１との合わせ部に設けた大プレート，１５４はコア１４４の端部に取付けた小プレート、１５５はＯリングである。
【００３８】
二次空気コントロールバルブ８３は、コイル１４１に電圧を加えない場合は、図のように開状態にあり、コイル１４１に電圧を加えた場合に、コア１４４がシリンダ部１４３内に移動自在に挿入したプランジャ１３２を吸引し、弁棒１３１を介して弁体１２７を弁座部１２６に着座させることで、二次空気コントロールバルブ８３は閉状態になる。
【００３９】
このように、２次コントロールバルブ８３は、全開又は全閉の２つの状態を切換えるものであるが、この２次コントロールバルブ８３では、コイル１４１にパルス電圧を加えることにより、このパルス電圧のパルス占有率（デューティ比）を０〜１００％の間で変化させ、全開と全閉とを繰り返えすことで、全開状態と全閉状態との間のコントロールバルブ開度に設定することができる。
例えば、パルス占有率０（％）は全開、パルス占有率１００（％）は全閉、パルス占有率２５（％）は３／４開状態相当の流量である。
【００４０】
図９は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するグラフであり、縦軸はスロットル開度θｔｈ（単位は％）、横軸はエンジン回転数Ｎｅ（単位はｒｐｍ）を表す。
エンジン回転数Ｎｅが回転数しきい値としての設定エンジン回転数Ｅ（ｒｐｍ）以下で、且つスロットル開度θｔｈが開度しきい値としての設定スロットル開度Ｆ（％）以下をＡゾーンとすると、Ａゾーンは、二次空気コントロールバルブ（以下、単に「コントロールバルブ」と記す。）が開状態になる領域である。
このＡゾーンを開状態にするのは、Ａゾーンが車両運転時に使用頻度が多い領域であり、キャブレタから供給される混合気が濃いので、排気通路内の未燃焼成分も多くなり、最も排気浄化を必要とするからである。
【００４１】
また、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅ（ｒｐｍ）を越えてエンジン最高回転数であるＮｍａｘ（ｒｐｍ）までで、且つスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆ（％）以下をＢゾーンとすると、Ｂゾーンは、コントロールバルブが閉状態になる領域である。
このＢゾーンを閉状態にするのは、キャブレタから供給される混合気が薄く、排気通路内に流れる未燃成分が少なくなるからである。
【００４２】
更に、Ａゾーン及びＢゾーン以外の領域、即ち、エンジン回転数Ｎｅが０〜Ｎｍａｘ（ｒｐｍ）で、且つスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆ（％）を越えて１００％（全開）までの領域をＣゾーンとすると、Ｃゾーンは、エンジン回転数に応じたマップ制御によりコントロールバルブの開閉を行う領域である。なお、マップ制御については、図１０で詳述する。
【００４３】
このＣゾーンでエンジン回転数に応じたコントロールバルブの開閉を行うのは、Ｃゾーンでは、スロットル開度を大きくすることで、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数によるコントロールバルブの開閉制御だけで更なる排気浄化に対応することができるからである。
【００４４】
また、車両の急激な減速時には、エンジン回転数が降下するとともにスロットル開度が小さくなるため、吸気系のスロットルバルブ下流では吸入負圧が増大し、キャブレタから燃料が吸出されて濃い混合気になり、燃焼室で燃えずに排気通路内に流れ出る未燃成分も多くなる。
【００４５】
この未燃成分に二次空気を供給すると、爆発的な燃焼、即ちアフターバーンが発生し、騒音や排気管、マフラ等の破損に繋がるため、本発明の排気浄化装置では、急激な減速時にコントロールバルブを一端閉状態にし、この閉状態を一定時間保持する制御をコントロールユニットで行うようにした。
【００４６】
詳しくは、矢印（１）のようなＢゾーンからＡゾーンへ移行する時と、矢印（２）のようなＣゾーンからＡゾーンへ移行する時に、コントロールバルブを閉状態にし、この閉状態を一定時間（矢印（１）の場合は時間Ｔ１、矢印（２）の場合は時間Ｔ２）保持する制御である。
上記した矢印（１）の場合の制御をディレイ制御（１）とし、矢印（２）の場合の制御をディレイ制御（２）とする。
【００４７】
更に、急激な減速を判別するために、設定エンジン回転数変化率Ｇ、即ち、単位時間Ｊ当りのエンジン回転数変化量Ｈ（減少量）を定め、矢印（１）や矢印（２）の移行時のエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇ以上の場合に、ディレイ制御（１）、ディレイ制御（２）を行うようにした。
【００４８】
図１０は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブのマップ制御の一例を説明するグラフであり、縦軸はコントロールバルブ開度α（単位は％）、横軸はエンジン回転数Ｎｅ（単位はｒｐｍ）を表す。
エンジン回転数Ｎｅが０〜Ｎ１（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αは１００％（全開）、エンジン回転数ＮｅがＮ１〜Ｎ２（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αはＣ２（％）、エンジン回転数ＮｅがＮ２〜Ｎ３（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αはＣ１（％）、エンジン回転数ＮｅがＮ３〜Ｎｍａｘ（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αは１００（％）（全開）になる。
このように、図９で説明したＣゾーンでは、コントロールバルブを、エンジン回転数Ｎｅによってのみ開閉制御する。
【００４９】
以上の図４、図９及び図１０で説明したように、本発明は、エンジン１６の排気ポート４３ａに、二次空気導入通路８７を接続し、この二次空気導入通路８７に二次空気コントロールバルブ８３を介設し、この二次空気コントロールバルブ８３をコントロールユニット９０の開制御で開いて排気ポート４３ａに二次空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置９１であって、コントロールユニット９０は、スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆを越えているときには、二次空気コントロールバルブ８３をエンジン回転数Ｎｅに応じて開閉制御することを特徴とする。
【００５０】
スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆを越えている時には、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数Ｎｅによる制御だけで更なる排気浄化に対応する。
これにより、排気浄化装置９１をより簡素にすることができ、コストアップを抑えることができる。
【００５１】
図１１は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するフローである。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１……コントロールバルブを全開にする。
【００５２】
ＳＴ０２……スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆより小さいか又は等しいかどうか判断する。
θｔｈ≦Ｆでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０９へ進む。（このＳＴ０９からは、Ｃゾーン（図９参照）内の開閉制御になる。）
θｔｈ≦Ｆである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０３へ進む。
【００５３】
ＳＴ０３……エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅより大きいかどうか判断する。
Ｎｅ＞Ｅでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
Ｎｅ＞Ｅである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０４へ進む。（以下、Ｂゾーン（図９参照）内の開閉制御になる。）
【００５４】
ＳＴ０４……コントロールバルブを全閉にする。
ＳＴ０５……減速時のエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇより大きいか又は等しいかどうか判断する。
△Ｎｅ≧Ｇでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
△Ｎｅ≧Ｇである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０６へ進む。
【００５５】
ＳＴ０６……エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅより小さいか又は等しいかどうか判断する。
Ｎｅ≦Ｅでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
Ｎｅ≦Ｅである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０７へ進む。
ＳＴ０７……ディレイ制御（１）を実施する。即ち、時間Ｔ１の間、コントロールバルブを全閉保持する。
ＳＴ０８……コントロールバルブを全開にする。
【００５６】
ＳＴ０９……エンジン回転数に応じて図１０に示したようなマップ制御を行う。
ＳＴ１０……減速時のエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇより大きいか又は等しいかどうか判断する。
△Ｎｅ≧Ｇでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
△Ｎｅ≧Ｇである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ１１へ進む。
【００５７】
ＳＴ１１……エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅより小さいか又は等しいかどうか判断する。
Ｎｅ≦Ｅでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
Ｎｅ≦Ｅである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ１２へ進む。
【００５８】
ＳＴ１２……スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆより小さいか又は等しいかどうか判断する。
θｔｈ≦Ｆでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０９へ進む。
θｔｈ≦Ｆである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ１３へ進む。
ＳＴ１３……ディレイ制御（２）を実施する。即ち、時間Ｔ２の間、コントロールバルブを全閉保持する。この後、ＳＴ０８へ進む。
【００５９】
以上の図４及び図９で説明したように、本発明は、エンジン１６の排気ポート４３ａに、二次空気導入通路８７を接続し、この二次空気導入通路８７に二次空気コントロールバルブ８３を介設し、この二次空気コントロールバルブ８３をコントロールユニット９０の開制御で開いて排気ポート４３ａに二次空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置９１であって、コントロールユニット９０は、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅを上回る又はスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆを全開側に越えていた状態から、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅ以下で、且つスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆ以下の領域、即ちＡゾーンに移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数Ｎｅが減少するときのエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇ以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、二次空気コントロールユニット８３を閉じ、且つ閉状態を一定時間Ｔ１又は一定時間Ｔ２保持させる制御をなすことを特徴とする。
【００６０】
二次空気コントロールユニット８３の開閉を、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θｔｈとにより制御するため、従来のような吸気管内の負圧を利用して空気導入管に設けた弁を開閉制御するのに比べて、排気浄化を精度よく行うことができる。
【００６１】
また、二次空気コントロールバルブ８３の閉状態を一定時間Ｔ１又は一定時間Ｔ２保持させる（特に、車両減速時のエンジン回転数が急激に降下するとき）ことで、この一定時間Ｔ１，Ｔ２内に排気ポート４３ａや排気管８１内の排ガス中の未燃成分（特に濃い未燃成分）を排出させることができる。
これにより、一定時間Ｔ１，Ｔ２の後に二次空気コントロールバルブ８３を開いたときに、未燃成分が爆発的に燃焼するアフターバーンを確実に防止することができる。
【００６２】
尚、本実施の形態では、図９で説明したように、コントロールユニット９０は、Ａゾーンに移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇ以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、二次空気コントロールユニット８３の閉状態を保持させる制御をなすものとしたが、コントロールユニット９０は、Ａゾーンに移行した回転数開度減少情報のみを受けた時に、二次空気コントロールユニット８３の閉状態を保持させる制御をなすものとしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の排気浄化装置は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報を受けた時に、空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させ、スロットル開度が開度しきい値を越えているときには、空気制御弁の開度を、所定のエンジン回転数まではエンジン回転数が高くなるにつれて全開から段階的に小さくし、所定のエンジン回転数からエンジン最高回転数までは全開となるように制御するので、空気制御弁の開閉を、エンジン回転数とスロットル開度とにより制御するため、従来のような吸気管内の負圧を利用して空気導入管に設けた弁を開閉制御するのに比べて、排気浄化を精度よく行うことができる。
【００６４】
また、空気制御弁の閉状態を一定時間保持させることで、この一定時間内に排気通路内の排ガス中の未燃成分を排出させることができ、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、未燃成分が爆発的に燃焼するアフターバーンを確実に防止することができる。
【００６５】
更に、スロットル開度がスロットルしきい値を越えている時に、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数による制御だけで更なる排気浄化に対応することができ、排気浄化装置をより簡素にすることができ、コストアップを抑えることができる。
【００６６】
請求項２の排気浄化装置は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数が減少するときの回転数変化率が変化率しきい値以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させる制御をなすので、特に、車両減速時のエンジン回転数が急激に降下するときに、空気制御弁を閉状態を一定時間保持することにより、この一定時間内に排気通路内の濃い未燃成分を排出させることができ、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、アフターバーンが発生するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る排気浄化装置を採用した自動二輪車の側面図
【図２】 本発明に係る自動二輪車の要部拡大側面図
【図３】 本発明に係る自動二輪車の吸気チャンバ及びエアクリーナの平面図
【図４】 本発明に係る排気浄化装置を説明する模式図
【図５】 本発明に係る排気浄化装置を説明するエンジンの側面図
【図６】 図５の６矢視図
【図７】 図６の７−７線断面図
【図８】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの断面図
【図９】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するグラフ
【図１０】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブのマップ制御の一例を説明するグラフ
【図１１】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するフロー
【符号の説明】
４３ａ…排気通路（排気ポート）、８３…空気制御弁（二次空気コントロールバルブ）、８７…空気導入通路（二次空気導入通路）、９０…制御部（コントロールユニット）、９１…排気浄化装置、Ｅ…回転数しきい値（設定エンジン回転数）、Ｆ…開度しきい値（設定スロットル開度）、Ｇ…変化率しきい値（設定エンジン回転数変化率）、Ｎ３…所定のエンジン回転数、Ｎｅ…エンジン回転数、Ｎｍａｘ…エンジン最高回転数、θｔｈ…スロットル開度。
【発明の属する技術分野】
本発明は、精度よく排気浄化が行え、確実にアフターバーンの発生を防止し、より簡素化を図った排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの排気通路に二次空気を供給することで排気通路内の排ガス中の未燃成分を酸化させる排気浄化装置としては、例えば、特開平５−３４０２４０号公報「自動二輪車の排気浄化装置」が知られている。
【０００３】
上記公報の図６には、エアフィルタ８５（符号は、上記公報の番号を流用する。）に第２の配管８１ｂを介してリード弁１０５及びカット弁１０８を備えた制御ユニット１００を接続し、この制御ユニット１００を二次空気導入管８１を介してエンジン１７の排気通路３７に接続し、更に、制御ユニット１００を負圧導入管１１６を介してエンジン１７の吸気管４５に接続した排気浄化装置の技術が記載されている。
【０００４】
二次空気は、排気通路３７内の負圧により、エアフィルタ８５側から制御ユニット１００内のリード弁１０５を介して排気通路３７内に供給され、減速運転時には、吸気管４５内の負圧により、制御ユニット１００内にある通常は開いているカット弁１０８が閉じ、排気通路３７への二次空気の供給を停止し、アフターバーンを防止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、吸気管４５内の負圧によってカット弁１０８が閉じるため、例えば、各エンジン回転数や各スロットル開度毎に空燃比を細かく異ならせているエンジンでは、大きい空燃比（混合気が薄い）に設定されたエンジン回転数やスロットル開度で吸気管４５内の負圧が大きくなって、アフターバーンが発生しにくいのにカット弁１０８が閉じることも考えられ、かえって排気浄化を妨げることになる。
従って、上記した排気浄化装置では、精度よく排気浄化を行うことが難しい。
【０００６】
但し、エンジン回転数、スロットル開度等によってあまりにきめ細かくカット弁１０８を制御するのでは、排気浄化装置が非常に複雑になり、コストアップを招く。
【０００７】
また、例えば、減速運転中に急にスロットルバルブを開いた場合には、吸気管４５内の負圧が小さくなってカット弁１０８が開き、二次空気が排気通路３７内に供給される。
【０００８】
上記したスロットルバルブを開くまでに、吸気管４５内では、大きな負圧で気化器から燃料が吸い出され、未燃ガスとなった混合気が排気通路３７内に一時的に濃い混合気に生成され、二次空気の供給によってアフターバーンが発生することが予想されるが、このように、上記したカット弁１０８の開閉では、アフターバーンを確実に防止することは難しい。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、精度よく排気浄化を行うことができ、また、確実にアフターバーンの発生を防止することができ、しかも、より簡素化を図ることができる排気浄化装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、エンジンの排気通路に、空気導入通路を接続し、この空気導入通路に空気制御弁を介設し、この空気制御弁を制御部の開制御で開いて排気通路に空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置であって、前記制御部は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報を受けた時に、前記空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させ、スロットル開度が開度しきい値を越えているときには、空気制御弁の開度を、所定のエンジン回転数まではエンジン回転数が高くなるにつれて全開から段階的に小さくし、所定のエンジン回転数からエンジン最高回転数までは全開となるように制御することを特徴とする。
【００１１】
空気制御弁の開閉を、エンジン回転数とスロットル開度とにより制御するため、従来のような吸気管内の負圧を利用して空気導入管に設けた弁を開閉制御するのに比べて、排気浄化を精度よく行う。
【００１２】
また、空気制御弁の閉状態を一定時間保持させることで、この一定時間内に排気通路内の排ガス中の未燃成分を排出させる。
これにより、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、未燃成分が爆発的に燃焼するアフターバーンを確実に防止することができる。
【００１３】
更に、スロットル開度が開度しきい値を越えている時には、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数による制御だけで更なる排気浄化に対応する。
これにより、排気浄化装置をより簡素にすることができ、コストアップを抑えることができる。
【００１４】
請求項２は、エンジンの排気通路に、空気導入通路を接続し、この空気導入通路に空気制御弁を介設し、この空気制御弁を制御部の開制御で開いて排気通路に空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置であって、前記制御部は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数が減少するときの回転数変化率が変化率しきい値以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、前記空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させる制御をなすことを特徴とする。
【００１５】
特に、車両減速時のエンジン回転数が急激に降下するときに、空気制御弁を閉状態を一定時間保持することにより、この一定時間内に排気通路内の濃い未燃成分を排出させることができ、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、アフターバーンが発生するのを確実に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る排気浄化装置を採用した自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１０は、前後方向に延びる車体フレーム１１の前端にヘッドパイプ１２を備え、このヘッドパイプ１２に操舵自在にフロントフォーク１３及び前輪１４を取付け、フロントフォーク１３の上部に一体的にハンドル１５を取付け、車体フレーム１１の後部にエンジン１６及び動力伝達機構１７からなるパワーユニット１８を取付け、このパワーユニット１８の後端の出力軸に後輪２１を取付け、エンジン１６の上部に吸気管２２を介してキャブレタ２３を接続し、このキャブレタ２３にコネクティングチューブ２４、吸気チャンバ２５を介してエアクリーナ２６を接続し、エンジン１６の上方の車体フレーム１１にヘルメットや小物等を収納するラゲッジボックス２７を取付け、このラゲッジボックス２７の上部にシート２８を配置したスクータ型車両である。
ここで、３１はエンジン１６の冷却のためのラジエータ、３２はバッテリである。
【００１７】
図２は本発明に係る自動二輪車の要部拡大側面図であり、ラゲッジボックス２７とパワーユニット１８との間の空間Ｓに、吸気管２２、キャブレタ２３、コネクティングチューブ２４、吸気チャンバ２５及びエアクリーナ２６の前端部を配置した状態を示す。なお、４１は車体フレーム１１（図１参照）に対してスイングするパワーユニット１８のスイング軸、４２はシリンダブロック、４３はシリンダヘッド、４４はヘッドカバーである。
【００１８】
ラゲッジボックス２７は、可能な限り収納容量を稼ぐために底部２７ａの位置を下げるとともに、底部２７ａにキャブレタ２３との干渉を避けるための窪み部２７ｂを形成したものである。
キャブレタ２３とコネクティングチューブ２４との結合及びコネクティングチューブ２４と吸気チャンバ２５との結合は、それぞれバンド４５，４５で行う。
【００１９】
吸気チャンバ２５は、側面視ではコネクティングチューブ２４と同等の高さを有するものである。
エアクリーナ２６は、下端部をパワーユニット１８の上端部に倣う形状に形成したものであり、パワーユニット１８との一体感を向上させ、外観性を高めたものである。
【００２０】
図３は本発明に係る自動二輪車の吸気チャンバ及びエアクリーナの平面図であり、吸気チャンバ２５は、平面視略矩形の本体部５１と、この本体部５１内に連通する入口管部５２、出口管部５３及び二次空気取出管部５４とからなり、入口管部５２にバンド５５でエアクリーナ２６を接続し、出口管部５３にバンド４５でコネクティングチューブ２４を接続したものである。
【００２１】
二次空気取出管部５４は、排気系にチューブを介して接続する（図４で詳述する。）ことで、排気系内でＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＮＯｘ（窒素化合物）等を酸化させるための空気（二次空気と呼ぶ。）を供給する部分である。
【００２２】
エアクリーナ２６は、エアクリーナケース６１と、このエアクリーナケース６１の開口面に取付けたエアクリーナエレメント６２と、エアクリーナエレメント６２を覆うためにエアクリーナケース６１に取付けたケースカバー６３と、このケースカバー６３に取付けた吸気口６４と、キャブレタ２３（図２参照）へエアを供給するためにエアクリーナケース６１に取付けたエア供給管６５とからなる。
【００２３】
ここで、６１ｂは入口管部５２を取付けるためにエアクリーナケース６１に設けたチャンバ取付け部、６７はエアフィルタエレメント６２とケースカバー６３とで形成したダーティサイド、６８はエアクリーナケース６１とエアクリーナエレメント６２とで形成したクリーンサイドである。
【００２４】
図４は本発明に係る排気浄化装置を説明する模式図である。
図中、４３ａはシリンダヘッド４３に設けた排気通路としての排気ポート、８１はシリンダヘッド４３に取付けた排気管、８２はヘッドカバー４４に取付けたリードバルブ、８３は空気制御弁としての二次空気コントロールバルブ、８４は二次空気第１通路、８５は二次空気第２通路、８６はシリンダヘッド通路である。
上記した二次空気第１通路８４、二次空気第２通路８５及びシリンダヘッド通路８６は空気導入通路としての二次空気導入通路８７を構成するものである。
【００２５】
また、８８はスロットル開度を検出するためにキャブレタ２３に取付けたスロットル開度センサ、８９はエンジン回転数を検出するためにクランク軸回りに設けた回転数センサ、９０はスロットル開度センサ８８からのスロットル開度信号ＴＳと回転数センサ８９からのエンジン回転数信号ＮＳとに基づいて二次空気コントロールバルブ８３に開閉信号ＫＨを送り、二次空気コントロールバルブ８３の開閉制御を行う制御部としてのコントロールユニットである。
【００２６】
本発明の排気浄化装置９１は、二次空気取出管部５４、二次空気第１通路８４、二次空気コントロールバルブ８３、二次空気第２通路８５、リードバルブ８２、シリンダヘッド通路８６、スロットル開度センサ８８、回転数センサ８９及びコントロールユニット９０からなる装置である。
【００２７】
エンジン１６を運転すると、二次空気コントロールバルブ８３が開いている場合には、排気ポート４３ａ内圧力の脈動時の負圧によって、吸気チャンバ２５内のエアは、二次空気取出管部５４から二次空気第１通路８４を通って二次空気コントロールバルブ８３に至る。
【００２８】
更に、エアは、二次空気コントロールバルブ８３から二次空気第２通路８５を通って前述した負圧で開いたリードバルブ８２に至り、このリードバルブ８２内を通って、シリンダヘッド通路８６を介して排気ポート４３ａ内、排気管８１内に流入する。
そして、排気ポート４３ａ内、排気管８１内のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等を酸化させ、排気浄化を図る。
【００２９】
図５は本発明に係る排気浄化装置を説明するエンジンの側面図であり、図２に示したエンジン１６の反対側の側面を見た図である。
エンジン１６は、シリンダヘッド４３の側面に二次空気コントロールバルブ８３を取付けたものである。
ここで、８３ａ，８３ｂは二次空気コントロールバルブ８３のエア吸入口及びエア吐出口、９３はウォータポンプ、９４はサーモスタットである。
【００３０】
図６は図５の６矢視図であり、シリンダヘッド４３の側面に突出部４３ｄを設け、この突出部４３ｄに二次空気コントロールバルブ８３及びサーモスタット９４をボルト１０２で共締めして取付けたことを示す。
【００３１】
詳しくは、二次空気コントロールバルブ８３に薄板状のブラケット１０３を取付け、このブラケット１０３をクッションラバー１０４，１０５（クッションラバー１０４，１０５は一体である。）で挟み、これらのブラケット１０３、クッションラバー１０４，１０５にクランク状のステー１０６をボルト１０７とステー１０６に固定したナット１０８とで共締めする。
【００３２】
更に、サーモスタット９４にブラケット１１１を取付け、このブラケット１１１と上記したステー１０６とを突出部４３ｄにボルト１０２で共締めして取付けたことを示す。
【００３３】
図７は図６の７−７線断面図である。
リードバルブ８２は、エア取入れ部８２ａと、薄板状で弾性を有するリード８２ｂと、このリード８２ｂの開度を規制するストッパ８２ｃと、これらのリード８２ｂ及びストッパ８２ｃをビス１１２で固定するためのベース部８２ｄとからなる。
【００３４】
ここで、４３ｅは一端を排気ポート４３ａに開口させるためにシリンダヘッド４３（図５参照）に設けた二次空気の吐出孔、４４ｄはヘッドカバー４４におけるリードバルブ８２を取付けるための凹部、４４ｅはヘッドカバー４４の凹部４４ｄに一端を開口するとともにシリンダヘッド４３の吐出孔４３ｅに接続する連通孔、４４ｆはシリンダヘッド４３側のヘッドカバー４４の端面である。
上記した吐出孔４３ｅと連通孔４４ｅとは、図４に示したシリンダヘッド通路８６を構成するものである。
【００３５】
図８は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの断面図であり、二次空気コントロールバルブ８３は、ソレノイドバルブであり、バルブ本体１２１と、このバルブ本体１２１を駆動する駆動部１２２とからなる。
【００３６】
バルブ本体１２１は、弁ケース１２４と、この弁ケース１２４内に設けた通気孔１２５と、弁ケース１２４内に形成した弁座部１２６と、この弁座部１２６に着座することにより通気孔１２５を閉じる弁体１２７と、この弁体１２７を開側へ押付けるコイルばね１２８と、弁体１２７に取付けた弁棒１３１と、この弁棒１３１の端部に取付けたプランジャ１３２とからなる。なお、１３５，１３６，１３７はＯリング、１３８は弁ケース１２４のカバーである。
前述のエア吸入口８３ａ及びエア吐出口８３ｂは、通気孔１２５の両端部に取付けたものである。
【００３７】
駆動部１２２は、コイル１４１を備えたボビン１４２と、このボビン１４２の芯になるシリンダ部１４３内に固定したコア１４４と、ボビン１４２を収納するボビンケース１４５と、このボビンケース１４５の端部を塞ぐガスケット１４６と、コイル１４１に給電する導線１４７，１４８と、これらの導線１４７，１４８を束ねるクランプ１５１と、ボビンケース１４５、ガスケット１４６、導線１４７，１４８及びクランプ１５１に被せたキャップ１５２とからなる。なお、１５３はキャップ１５２の端部に取付けるとともにバルブ本体１２１との合わせ部に設けた大プレート，１５４はコア１４４の端部に取付けた小プレート、１５５はＯリングである。
【００３８】
二次空気コントロールバルブ８３は、コイル１４１に電圧を加えない場合は、図のように開状態にあり、コイル１４１に電圧を加えた場合に、コア１４４がシリンダ部１４３内に移動自在に挿入したプランジャ１３２を吸引し、弁棒１３１を介して弁体１２７を弁座部１２６に着座させることで、二次空気コントロールバルブ８３は閉状態になる。
【００３９】
このように、２次コントロールバルブ８３は、全開又は全閉の２つの状態を切換えるものであるが、この２次コントロールバルブ８３では、コイル１４１にパルス電圧を加えることにより、このパルス電圧のパルス占有率（デューティ比）を０〜１００％の間で変化させ、全開と全閉とを繰り返えすことで、全開状態と全閉状態との間のコントロールバルブ開度に設定することができる。
例えば、パルス占有率０（％）は全開、パルス占有率１００（％）は全閉、パルス占有率２５（％）は３／４開状態相当の流量である。
【００４０】
図９は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するグラフであり、縦軸はスロットル開度θｔｈ（単位は％）、横軸はエンジン回転数Ｎｅ（単位はｒｐｍ）を表す。
エンジン回転数Ｎｅが回転数しきい値としての設定エンジン回転数Ｅ（ｒｐｍ）以下で、且つスロットル開度θｔｈが開度しきい値としての設定スロットル開度Ｆ（％）以下をＡゾーンとすると、Ａゾーンは、二次空気コントロールバルブ（以下、単に「コントロールバルブ」と記す。）が開状態になる領域である。
このＡゾーンを開状態にするのは、Ａゾーンが車両運転時に使用頻度が多い領域であり、キャブレタから供給される混合気が濃いので、排気通路内の未燃焼成分も多くなり、最も排気浄化を必要とするからである。
【００４１】
また、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅ（ｒｐｍ）を越えてエンジン最高回転数であるＮｍａｘ（ｒｐｍ）までで、且つスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆ（％）以下をＢゾーンとすると、Ｂゾーンは、コントロールバルブが閉状態になる領域である。
このＢゾーンを閉状態にするのは、キャブレタから供給される混合気が薄く、排気通路内に流れる未燃成分が少なくなるからである。
【００４２】
更に、Ａゾーン及びＢゾーン以外の領域、即ち、エンジン回転数Ｎｅが０〜Ｎｍａｘ（ｒｐｍ）で、且つスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆ（％）を越えて１００％（全開）までの領域をＣゾーンとすると、Ｃゾーンは、エンジン回転数に応じたマップ制御によりコントロールバルブの開閉を行う領域である。なお、マップ制御については、図１０で詳述する。
【００４３】
このＣゾーンでエンジン回転数に応じたコントロールバルブの開閉を行うのは、Ｃゾーンでは、スロットル開度を大きくすることで、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数によるコントロールバルブの開閉制御だけで更なる排気浄化に対応することができるからである。
【００４４】
また、車両の急激な減速時には、エンジン回転数が降下するとともにスロットル開度が小さくなるため、吸気系のスロットルバルブ下流では吸入負圧が増大し、キャブレタから燃料が吸出されて濃い混合気になり、燃焼室で燃えずに排気通路内に流れ出る未燃成分も多くなる。
【００４５】
この未燃成分に二次空気を供給すると、爆発的な燃焼、即ちアフターバーンが発生し、騒音や排気管、マフラ等の破損に繋がるため、本発明の排気浄化装置では、急激な減速時にコントロールバルブを一端閉状態にし、この閉状態を一定時間保持する制御をコントロールユニットで行うようにした。
【００４６】
詳しくは、矢印（１）のようなＢゾーンからＡゾーンへ移行する時と、矢印（２）のようなＣゾーンからＡゾーンへ移行する時に、コントロールバルブを閉状態にし、この閉状態を一定時間（矢印（１）の場合は時間Ｔ１、矢印（２）の場合は時間Ｔ２）保持する制御である。
上記した矢印（１）の場合の制御をディレイ制御（１）とし、矢印（２）の場合の制御をディレイ制御（２）とする。
【００４７】
更に、急激な減速を判別するために、設定エンジン回転数変化率Ｇ、即ち、単位時間Ｊ当りのエンジン回転数変化量Ｈ（減少量）を定め、矢印（１）や矢印（２）の移行時のエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇ以上の場合に、ディレイ制御（１）、ディレイ制御（２）を行うようにした。
【００４８】
図１０は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブのマップ制御の一例を説明するグラフであり、縦軸はコントロールバルブ開度α（単位は％）、横軸はエンジン回転数Ｎｅ（単位はｒｐｍ）を表す。
エンジン回転数Ｎｅが０〜Ｎ１（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αは１００％（全開）、エンジン回転数ＮｅがＮ１〜Ｎ２（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αはＣ２（％）、エンジン回転数ＮｅがＮ２〜Ｎ３（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αはＣ１（％）、エンジン回転数ＮｅがＮ３〜Ｎｍａｘ（ｒｐｍ）の範囲では、コントロールバルブ開度αは１００（％）（全開）になる。
このように、図９で説明したＣゾーンでは、コントロールバルブを、エンジン回転数Ｎｅによってのみ開閉制御する。
【００４９】
以上の図４、図９及び図１０で説明したように、本発明は、エンジン１６の排気ポート４３ａに、二次空気導入通路８７を接続し、この二次空気導入通路８７に二次空気コントロールバルブ８３を介設し、この二次空気コントロールバルブ８３をコントロールユニット９０の開制御で開いて排気ポート４３ａに二次空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置９１であって、コントロールユニット９０は、スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆを越えているときには、二次空気コントロールバルブ８３をエンジン回転数Ｎｅに応じて開閉制御することを特徴とする。
【００５０】
スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆを越えている時には、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数Ｎｅによる制御だけで更なる排気浄化に対応する。
これにより、排気浄化装置９１をより簡素にすることができ、コストアップを抑えることができる。
【００５１】
図１１は本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するフローである。なお、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１……コントロールバルブを全開にする。
【００５２】
ＳＴ０２……スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆより小さいか又は等しいかどうか判断する。
θｔｈ≦Ｆでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０９へ進む。（このＳＴ０９からは、Ｃゾーン（図９参照）内の開閉制御になる。）
θｔｈ≦Ｆである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０３へ進む。
【００５３】
ＳＴ０３……エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅより大きいかどうか判断する。
Ｎｅ＞Ｅでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
Ｎｅ＞Ｅである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０４へ進む。（以下、Ｂゾーン（図９参照）内の開閉制御になる。）
【００５４】
ＳＴ０４……コントロールバルブを全閉にする。
ＳＴ０５……減速時のエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇより大きいか又は等しいかどうか判断する。
△Ｎｅ≧Ｇでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
△Ｎｅ≧Ｇである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０６へ進む。
【００５５】
ＳＴ０６……エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅより小さいか又は等しいかどうか判断する。
Ｎｅ≦Ｅでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
Ｎｅ≦Ｅである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ０７へ進む。
ＳＴ０７……ディレイ制御（１）を実施する。即ち、時間Ｔ１の間、コントロールバルブを全閉保持する。
ＳＴ０８……コントロールバルブを全開にする。
【００５６】
ＳＴ０９……エンジン回転数に応じて図１０に示したようなマップ制御を行う。
ＳＴ１０……減速時のエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇより大きいか又は等しいかどうか判断する。
△Ｎｅ≧Ｇでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
△Ｎｅ≧Ｇである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ１１へ進む。
【００５７】
ＳＴ１１……エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅより小さいか又は等しいかどうか判断する。
Ｎｅ≦Ｅでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０２へ戻る。
Ｎｅ≦Ｅである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ１２へ進む。
【００５８】
ＳＴ１２……スロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆより小さいか又は等しいかどうか判断する。
θｔｈ≦Ｆでない（ＮＯ）ならば、ＳＴ０９へ進む。
θｔｈ≦Ｆである（ＹＥＳ）ならば、ＳＴ１３へ進む。
ＳＴ１３……ディレイ制御（２）を実施する。即ち、時間Ｔ２の間、コントロールバルブを全閉保持する。この後、ＳＴ０８へ進む。
【００５９】
以上の図４及び図９で説明したように、本発明は、エンジン１６の排気ポート４３ａに、二次空気導入通路８７を接続し、この二次空気導入通路８７に二次空気コントロールバルブ８３を介設し、この二次空気コントロールバルブ８３をコントロールユニット９０の開制御で開いて排気ポート４３ａに二次空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置９１であって、コントロールユニット９０は、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅを上回る又はスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆを全開側に越えていた状態から、エンジン回転数Ｎｅが設定エンジン回転数Ｅ以下で、且つスロットル開度θｔｈが設定スロットル開度Ｆ以下の領域、即ちＡゾーンに移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数Ｎｅが減少するときのエンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇ以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、二次空気コントロールユニット８３を閉じ、且つ閉状態を一定時間Ｔ１又は一定時間Ｔ２保持させる制御をなすことを特徴とする。
【００６０】
二次空気コントロールユニット８３の開閉を、エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θｔｈとにより制御するため、従来のような吸気管内の負圧を利用して空気導入管に設けた弁を開閉制御するのに比べて、排気浄化を精度よく行うことができる。
【００６１】
また、二次空気コントロールバルブ８３の閉状態を一定時間Ｔ１又は一定時間Ｔ２保持させる（特に、車両減速時のエンジン回転数が急激に降下するとき）ことで、この一定時間Ｔ１，Ｔ２内に排気ポート４３ａや排気管８１内の排ガス中の未燃成分（特に濃い未燃成分）を排出させることができる。
これにより、一定時間Ｔ１，Ｔ２の後に二次空気コントロールバルブ８３を開いたときに、未燃成分が爆発的に燃焼するアフターバーンを確実に防止することができる。
【００６２】
尚、本実施の形態では、図９で説明したように、コントロールユニット９０は、Ａゾーンに移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数変化率△Ｎｅが設定エンジン回転数変化率Ｇ以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、二次空気コントロールユニット８３の閉状態を保持させる制御をなすものとしたが、コントロールユニット９０は、Ａゾーンに移行した回転数開度減少情報のみを受けた時に、二次空気コントロールユニット８３の閉状態を保持させる制御をなすものとしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の排気浄化装置は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報を受けた時に、空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させ、スロットル開度が開度しきい値を越えているときには、空気制御弁の開度を、所定のエンジン回転数まではエンジン回転数が高くなるにつれて全開から段階的に小さくし、所定のエンジン回転数からエンジン最高回転数までは全開となるように制御するので、空気制御弁の開閉を、エンジン回転数とスロットル開度とにより制御するため、従来のような吸気管内の負圧を利用して空気導入管に設けた弁を開閉制御するのに比べて、排気浄化を精度よく行うことができる。
【００６４】
また、空気制御弁の閉状態を一定時間保持させることで、この一定時間内に排気通路内の排ガス中の未燃成分を排出させることができ、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、未燃成分が爆発的に燃焼するアフターバーンを確実に防止することができる。
【００６５】
更に、スロットル開度がスロットルしきい値を越えている時に、十分な空気が供給された燃焼によって比較的排気浄化が良い状態になるため、エンジン回転数による制御だけで更なる排気浄化に対応することができ、排気浄化装置をより簡素にすることができ、コストアップを抑えることができる。
【００６６】
請求項２の排気浄化装置は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数が減少するときの回転数変化率が変化率しきい値以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させる制御をなすので、特に、車両減速時のエンジン回転数が急激に降下するときに、空気制御弁を閉状態を一定時間保持することにより、この一定時間内に排気通路内の濃い未燃成分を排出させることができ、一定時間の後に空気制御弁を開いたときに、アフターバーンが発生するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る排気浄化装置を採用した自動二輪車の側面図
【図２】 本発明に係る自動二輪車の要部拡大側面図
【図３】 本発明に係る自動二輪車の吸気チャンバ及びエアクリーナの平面図
【図４】 本発明に係る排気浄化装置を説明する模式図
【図５】 本発明に係る排気浄化装置を説明するエンジンの側面図
【図６】 図５の６矢視図
【図７】 図６の７−７線断面図
【図８】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの断面図
【図９】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するグラフ
【図１０】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブのマップ制御の一例を説明するグラフ
【図１１】 本発明に係る排気浄化装置の二次空気コントロールバルブの開閉制御を説明するフロー
【符号の説明】
４３ａ…排気通路（排気ポート）、８３…空気制御弁（二次空気コントロールバルブ）、８７…空気導入通路（二次空気導入通路）、９０…制御部（コントロールユニット）、９１…排気浄化装置、Ｅ…回転数しきい値（設定エンジン回転数）、Ｆ…開度しきい値（設定スロットル開度）、Ｇ…変化率しきい値（設定エンジン回転数変化率）、Ｎ３…所定のエンジン回転数、Ｎｅ…エンジン回転数、Ｎｍａｘ…エンジン最高回転数、θｔｈ…スロットル開度。
Claims (2)
- エンジンの排気通路に、空気導入通路を接続し、この空気導入通路に空気制御弁を介設し、この空気制御弁を制御部の開制御で開いて排気通路に空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置であって、
前記制御部は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報を受けた時に、前記空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させ、
スロットル開度が開度しきい値を越えているときには、前記空気制御弁の開度を、所定のエンジン回転数まではエンジン回転数が高くなるにつれて全開から段階的に小さくし、前記所定のエンジン回転数からエンジン最高回転数までは全開となるように制御することを特徴とする排気浄化装置。 - エンジンの排気通路に、空気導入通路を接続し、この空気導入通路に空気制御弁を介設し、この空気制御弁を制御部の開制御で開いて排気通路に空気を供給し、排ガス中の未燃成分を燃焼させることができるようにした排気浄化装置であって、前記制御部は、エンジン回転数が回転数しきい値を上回る又はスロットル開度が開度しきい値を全開側に越えていた状態から、エンジン回転数が回転数しきい値以下で、且つスロットル開度が開度しきい値以下の領域に移行した回転数開度減少情報と、エンジン回転数が減少するときの回転数変化率が変化率しきい値以上になった急減速情報との両情報を受けた時に、前記空気制御弁を閉じ、且つ閉状態を一定時間保持させる制御をなすことを特徴とする排気浄化装置。
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