JPH0665846B2 - 二次空気供給装置付エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は排気通路側に設けた排気浄化用触媒に二次空気
を供給するようにした二次空気供給装置付エンジンに関
するものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの排気浄化装置として、第５図に示
す如くエンジン51の排気通路52に排気流通方向に相前後
して排気上流側に位置する第１触媒（三元触媒）54と排
気下流側に位置する第２触媒（酸化触媒）55を設けると
ともに、該第１触媒54の上流側に二次空気を供給する第
１分通路56と該第１触媒54と第２触媒55の中間位置に二
次空気を供給する第２分通路57の２つの二次空気供給通
路を設け、該二つの二次空気供給通路をエンジンの運転
状態に応じて切換弁58によって切換制御してエンジンの
低負荷運転域の全域を通じて排気エミッションを良好に
維持するようにしたものがある。

即ち、この二次空気供給装置は、アイドル運転あるいは
減速運転等のエンジンの低負荷運転領域の中でも特に空
気充填量が少なく燃焼温度の低い運転領域（以下の説明
においては極低負荷運転領域という）においては、排気
中のNOx発生量は少ないが、HC、CO等の未燃成分の発生
量が多いため、この運転領域においては第１分通路56か
ら第１触媒54と第２触媒55の両方に二次空気を供給して
該第１触媒54と第２触媒55の両方でHC、COを酸化除去
し、逆にエンジンの低負荷運転領域の中でも比較的高負
荷側に位置する運転領域（以下の説明においては中低負
荷運転領域という）においては、HC、CO等の未燃成分は
少ないが、NOxの発生量が多くなるため、この運転領域
においては第２分通路57側から第１触媒54と第２触媒55
の中間位置に二次空気を供給してNOxを第１触媒54にお
いて還元除去し、HC、CO等の未燃成分を第２触媒55にお
いて酸化除去するようにしている。又、この二次空気の
制御と同時に排気通路52に設けた酸素センサ60からの出
力に基づいて吸気通路53に設けたインジェクター59から
の燃料供給量を制御（空燃比制御）して排気中のNOx、H
C、COの発生量を可及的に抑えるようにしている。

ところが、このような二次空気供給装置を備えたエンジ
ンにおいては、二次空気の切換操作が行なわれてから実
際に二次空気の供給位置が切換わるまでに時間的なズレ
があることから、特に二次空気の供給を第１分通路56側
から第２分通路57側に切換える場合には下記に詳述する
如く空燃比の適正な制御が損なわれて排気エミッション
が悪化するという問題があった。

即ち、二次空気の制御においては、エンジンの運転状態
が極低負荷運転領域から中低負荷運転領域に移行した場
合には、切換弁58によって二次空気供給用通路が第１分
通路56側から第２分通路57側に切換えられるが、この場
合、該切換弁58が切換わっても該切換弁58より下流側の
第１分通路56内にはまだ二次空気が残っており、これが
切換弁58の切換後において第１触媒54の上流側に供給さ
れるとともに、切換弁58の切換え後、時間的なズレをも
って第２分通路57からの二次空気の供給が開始される。
このため、第６図において曲線L₁で示す如く切換弁58が
切換えられてもその切換後即座に二次空気の供給通路が
第１分通路56側から第２分通路57側に切換わるのではな
く切換時（時間t₁）からしばらくの間は第１分通路56か
らの二次空気の供給が続行されることになる。

一方、エンジンへの燃料供給量は、第６図において曲線
L₂で示す如く第１分通路56からの二次空気供給が行なわ
れる運転領域（即ち、極低負荷運転領域）においては、
吸気充填量が少なく燃焼性が比較的悪いため、増量補正
をして空燃比を過濃側に設定することで燃焼性の改善を
図るようにしており、しかもその場合、燃焼制御方式と
して、通常のフィードバック制御、即ち、第１分通路56
から供給される二次空気により変動する空燃比を酸素セ
ンサ60で検出しこの検出値に基づいて燃料量を増減させ
る制御とせずに、増量値を一定値に固定する固定増量制
御を採用している。このように固定増量制御方式を採用
したのは次のような理由による。即ち、例えば、フィー
ドバック制御方式を採用した場合には、空燃比の変動要
因となる二次空気量そのものがその構造上から吐出量の
変動が不可避なエアポンプによって供給されるものであ
ることから検出空燃比が安定せず、かえって燃焼特性が
悪化してNOx、HC、COの排出量が増加することになる。
このため、この極低負荷運転領域においては、予め設定
した増量値で固定増量を行なうことで燃焼性の安定を図
るようにしたものである。

尚、第２分通路57からの二次空気供給が行なわれる中低
負荷運転領域は比較的吸気充填量が多くその燃焼性が安
定しているため、この運転領域においては空燃比に基づ
くフィードバック制御を行なうようにしている。

従って、上記二次空気の切換制御と燃料制御とが並行し
て行なわれる場合には、切換弁58による二次空気の供給
通路の切換えが行なわれた時点から実際に供給通路が第
１分通路56から第２分通路57側に完全に切換わるまでの
過渡期の前半部においては、第１分通路56から導入され
る二次空気によって空燃比が希薄状態とされているた
め、第１触媒54が酸化雰囲気とされ、本来、第１触媒54
においてNOxを還元除去しなければならない運転領域で
あるにもかかわらずNOxが還元除去されず、排気エミッ
ションが悪化することとなる。

一方、過渡期の後半部においては、第２分通路56内に残
った二次空気の流量により見掛け上、希薄状態とされた
空燃比に基づいて燃料増量が行なわれるため、混合気が
過濃となり、HC、COの発生量が増大し、しかもこの状態
においては第２触媒55のみしかHC、COの除去作用に寄与
しないため、排気エミッションが極度に悪化することに
なる。

尚、排気通路に、排気流通方向に相前後して排気浄化用
触媒を２つ設け、この排気上流側の触媒の上流位置と両
者の中間位置の２位置に選択的に二次空気を供給するよ
うにした二次空気供給装置付エンジンの公知例としては
例えば特公昭54−35251号公報に開示されるものがあ
る。

（発明の目的） 本発明は上記従来技術の項で指摘した問題点を解決しよ
うとするもので、排気通路に２つの排気浄化用触媒を相
前後して配設し、二次空気を排気上流側の触媒の上流位
置と、２つの触媒の中間位置の２位置に供給可能とし、
エンジンの運転状態に応じて二次空気の供給位置を切換
えるようにした二次空気供給装置付エンジンにおいて、
二次空気の供給位置の切換え時における空燃比の変動及
び排気エミッションの悪化を防止することを目的とする
ものである。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段として、排気
通路に設けられる第１触媒と、該第１触媒下流の排気通
路に設けられる第２触媒と、二次空気を上記第１触媒の
上流側位置に供給する第１の切換装置と上記両触媒間位
置へ供給する第２の切換位置との間で選択的に切換制御
される二次空気コントロールバルブを備えるとともに、
上記二次空気コントロールバルブが第１の切換位置に設
定されている時には燃料量を一定量増量させる固定増量
制御を行い、第２の切換位置に設定されている時には燃
料量を空燃比に基づフィードバック制御する燃料制御手
段を備えた二次空気供給装置付エンジンにおいて、上記
二次空気コントロールバルブが切換操作された時にこれ
を検出して切換信号を出力する切換操作検出手段と、該
切換操作検出手段からの切換信号を受けた時、上記二次
空気コントロールバルブの切換位置を検出する切換位置
検出手段と、上記切換位置検出手段により上記二次空気
コントロールバルブの第１の切換位置から第２の切換位
置への切り換えが検出された時、該二次空気コントロー
ルバルブの切換制御後、所定時間だけエンジンへの燃料
供給量を固定増量制御における増量値から漸減補正する
補正手段を設けたことを特徴としている。

（作 用） 本発明では上記の手段によって、二次空気コントロール
バルブ第１の切換位置から第２の切換位置側に切り換え
られて二次空気の供給位置が第１触媒の上流側から該第
１触媒と第２触媒の中間位置へ切り換えられる場合、該
二次空気コントロールバルブの切り換え後直ちに燃料制
御が固定増量制御からフィードバック制御に移行するこ
となく、該二次空気コントロールバルブの切換から所定
時間は燃料量が固定増量値から漸減補正され、該所定時
間の経過後にフィードバック制御に移行される。従っ
て、実際に二次空気が切換わるまでの期間即ち、二次空
気切換えの過渡期においては実際の二次空気の供給状態
の変化に基づいた燃料制御が行なわれ、二次空気コント
ロールバルブの切換制御に対する二次空気の切換えの遅
れた起因する混合気の空燃比の変動及び排気エミッショ
ンの悪化が未然に防止されることになる。

（実施例） 以下、第１図ないし第４図を参照して本発明の好適な実
施例を説明する。

構成 第１図には本発明の実施例に係る二次空気供給装置付き
の自動車用エンジン１の全体システム図が示されてい
る。このエンジン１は、２つの吸気ポート即ち、主吸気
弁22を備えた主吸気ポート２と副吸気弁23を備えた副吸
気ポート３と、排気弁24を備えた排気ポート４を有して
いる。この各吸気ポート2,3と排気ポート４のうち、主
吸気ポート２には主吸気通路５が、副吸気ポート３には
副吸気通路６が、それぞれ接続されている。

主吸気通路５と副吸気通路６は、その吸気上流側におい
て合流せしめられており、該合流部より吸気上流側にエ
アクリーナ11とエアフローメータ12とを取付けている。
又、主吸気通路５の吸気下流側には、主スロットルバル
ブ８とインジェクター13が取付けられている。尚、主ス
ロットルバルブ８の開度は、スロットル開度センサ32に
よって検出され、後述するコントロールユニット31に入
力される。

一方、副吸気通路６は、その中間部にサージタンク10を
形成するとともに、該サージタンク10の直上流側位置に
インタークーラー14を、さらに該インタークーラー14の
直上流側にエンジン１によって駆動される機械式の過給
機15を取付けている。

又、副吸気通路６の上記サージタンク10の下流側位置に
は、副スロットルバルブ９が取付けられている。この副
スロットルバルブ９は、過給不要時に副吸気通路６をそ
のサージタンク10の下流側において閉じることによって
該サージタンク10内のエア圧を過給機15によって上昇さ
せ、もって過給開始時における過給応答性を良好ならし
める如く作用するものであって、前記主吸気通路５に設
けた主スロットルバルブ８が過給開始開度以上開いた時
（換言すれば、過給要求が出された時）に開弁するよう
にその作動が制御されている。

尚、副スロットルバルブ９が開弁されると、エンジン１
の全吸気行程中連続して過給機15による吸気過給が行な
われるものでなく、通常、副吸気弁23の開弁タイミング
は、主吸気弁22がその吸気行程において全閉位置近くま
で閉弁した時点において該副吸気弁23が開くように設定
されており、主吸気通路５からの自然吸気作用の終期に
おいて副吸気通路６から過給吸気が導入されるようにな
っている。

排気通路７には、排気浄化用の触媒コンバータ16と酸素
センサ33とが、該酸素センサ33が排気上流側に位置する
ようにして取付けられている。触媒コンバータ16は、ケ
ース19内に、三元触媒で構成される第１触媒17と酸化触
媒で構成される第２触媒18を、該第１触媒17が排気上流
側に位置ししかも両者間に適宜空間39が形成されるよう
に嵌装して構成されている。

一方、排気通路７と上記サージタンク10は、二次空気供
給通路25を介して相互に連通せしめられている。この二
次空気供給通路25の二次空気下流端は、排気通路７の上
記酸素センサ33取付位置より排気上流側に位置する第１
分通路と、上記触媒コンバータ16の空間39内に開口する
第２分通路27の二つの通路に分岐形成されており、その
通路面積は、第１分通路17の方が第２分通路18よりも大
きくなっている。この第１分通路26と第２分通路27は、
両者の分岐部に配設した圧力応動式の二次空気コントロ
ールバルブ44によって択一的に開閉され、上記サージタ
ンク10に連通せしめられる。

尚、この二次空気コントロールバルブ44の圧力室44a
は、負圧導入通路28を介して上記主吸気通路５の主スロ
ットルバルブ８下流側に連通せしめられており、該二次
空気コントロールバルブ44は、該第１負圧導入通路28に
設けた第１ソレノイドバルブ45が開弁すると圧力室44a
内に大気が導入されて第２分通路27を開通させる（この
時の二次空気コントロールバルブ44の切換位置が特許請
求の範囲中の第２の切換位置である）。また、逆に、上
記第１ソレノイドバルブ45が閉弁すると、該圧力室44a
内に吸気負圧が導入されて第１分通路26が開通される
（この時の二次空気コントロールバルブ44の切換位置が
特許請求の範囲中の第１の切換位置である）。

一方、二次空気供給通路25の上記二次空気コントロール
バルブ44取付位置より上流側には、該二次空気供給通路
25を開閉制御する圧力応動式の通路開閉バルブ43が取付
けられている。この通路開閉バルブ43の圧力室43aは、
上記負圧導入通路28を介して主吸気通路５のスロットル
バルブ８下流に連通せしめられており、該通路開閉バル
ブ43は、該負圧導入通路28に設けた第２ソレノイドバル
ブ46が開弁して該圧力室43a内に大気が導入されると二
次空気供給通路25を閉塞し、該第２ソレノイドバルブ46
が閉弁して該圧力室43a内に吸気負圧が導入されると該
二次空気供給通路25を開通させる如く作用する。この第
２ソレノイドバルブ46と上記第１ソレノイドバルブ45
は、ともに後述するコントロールユニット31からの制御
信号によって作動制御される。

さらに、二次空気供給通路25の最上流端には、オリフィ
ス38の上流側と下流側の空気圧力差から、該二次空気供
給通路25を通ってサージタンク10から排気系に二次空気
として供給される空気量（二次空気量）を検出する差圧
センサ34が取付けられており、該差圧センサ34の検出値
（信号）は、燃料制御用ファクターとしてコントロール
ユニット31に入力される。

一方、上記サージタンク10は、リリーフエア通路20を介
して前記エアフローメータ12の下流側に連通されてい
る。このリリーフエア通路20には、第１リリーフバルブ
41と第２リリーフバルブ42が取付けられている。第１リ
リーフバルブ41は、サージタンク10の最高圧力（最高過
給圧）設定用バルブであって、該サージタンク10の内圧
がスプリング41bのバネ力により設定される最高過給圧
に達すると開弁して該内圧の上昇を防止する如く作用す
る。尚、この第１リリーフバルブ41の圧力室41aには負
圧導入通路28を介して吸気負圧が導入されており、吸気
負圧が増大すると（即ち、主スロットルバルブ８の開度
が小さくなり過給吸気の吸入量が減少するにつれて）、
該第１リリーフバルブ41の開弁圧が低下し、サージタン
ク10の内圧が上記スプリング41bによって設定される最
高過給圧よりも低圧側に設定されるようになっている
（エンジンの要求過給量に基づく最高過給圧制御）。

一方、第２リリーフバルブ42は、上記第１リリーフバル
ブ41と同様に圧力応動弁で構成されており、その圧力室
42a内に吸気負圧が導入されたとき開弁してサージタン
ク10内の加圧空気の一部をリリーフェア通路20側に逃が
すように構成されている。この第２リリーフバルブ42の
作動は、上記通路開閉バルブ43と同様に第２ソレノイド
バルブ46によって行なわれ、該第２ソレノイド46が閉じ
て圧力室42a内に吸気負圧が導入された時（即ち、排気
通路７側へ二次空気が導入される時）、開弁して該サー
ジタンク10の内圧を低下させる如く作用する。これは、
排気通路７側へ二次空気が供給される運転領域は低負荷
運転領域であり、従って過給作用か行なわれておらず、
しかも過給運転時に要求される空気量に比して二次空気
として用いられる空気量は少なく（換言すれば、過給運
転時よりもより一層、サージタンク10の内圧が高くなり
易い）、これらのことから、二次空気導入時には第１リ
リーフバルブ41の外に、この第２リリーフバルブ42を開
いてサージタンク10の内圧上昇を効率的に抑えるように
したものである。

コントロールユニット31は、上記スロットル開度センサ
32から出力されるスロットル開度信号と、回転数センサ
35から出力されるエンジン回転数信号と、エアフローメ
ータ12から出力される吸入空気量信号と、差圧センサ34
から出力される二次空気量信号と酸素センサ33から出力
される酸素濃度信号とを受けて動作し、後に詳述する如
く燃料供給量制御と二次空気制御とを行なう。

作動 続いて、この二次空気供給装置付エンジン１の作動を説
明する。

エンジン１が運転されると、エンジン１の運転状態に応
じた吸気系の制御（即ち、過給を行うかどうかの吸気形
態の選択）と排気系の制御（即ち、二次空気の供給ある
いは供給停止とその供給位置の選択）と燃料系の制御
（燃料噴射量の制御）とが並行して行なわれる。

このエンジン１においては、第２図に示す如くエンジン
の運転領域を設定し、各運転領域に沿って上記各制御を
行なうようにしている。即ち、エンジンの運転領域を、
直線l₁よりも高負荷側に位置する高負荷運転領域（領域
Ａ）と該直線l₁よりも低負荷側に位置する低負荷運転領
域の２つの運転領域に大きく分け、さらに上記低負荷運
転領域を、アイドル領域及び軽負荷ラインl₂より高負荷
側に位置し、低負荷運転領域の中でも比較的高負荷側の
運転領域に属する運転領域（領域Ｂ）と、上記軽負荷ラ
インl₂と減速ラインl₃で囲まれた領域とアイドル領域と
を合わせた運転領域であって低負荷運転領域のうちでも
特に低負荷側に位置する運転領域（領域Ｃ）と、アイド
ル領域より高回転側で且つ減速ラインl₃より低負荷側に
位置する減速運転領域（領域Ｄ）の３つの運転領域に分
け、上記各領域のうち、領域（Ｂ）と領域（Ｃ）の２つ
の運転領域においてのみ排気系に二次空気を供給するよ
うにしている。

即ち、領域（Ａ）においては、高出力が要求される運転
領域であるため、空燃比を過濃側に設定して出力アップ
を図る（この運転領域においては、エンジン負荷が設定
値以上に達すると副スロットルバルブ９が開いて過給が
行なわれる）。

領域（Ｂ）においては、排気中のNOx発生量が多くなる
運転領域であるため二次空気コントロールバルブ44によ
り第２分通路27を開いて該第２分通路27から触媒コンバ
ータ16の空間39内に二次空気を供給して第１触媒17でNO
xを還元除去し、第２触媒18でHC、COを酸化除去する。
さらにこの場合には燃料供給量を酸素センサ33の出力に
基づいてフィードバック制御し、排気中のNOx、HC、CO
の発生量そのものを低減させる（第３図参照）。

領域（Ｃ）においては、排気中のHC、CO発生量が多くな
る運転領域であるため、二次空気コントロールバルブ44
により第１分通路26を開いて該第１分通路26から第１触
媒17の上流側に二次空気を供給して第１触媒17と第２触
媒18の両方でHC、COを酸化除去する。さらに、この場合
には、特に燃焼性が悪化する領域であるため、燃焼性を
重視し、燃料供給量を基本供給量よりも一定量だけ増量
する燃料の増量制御を行ない（第３図参照）、混合気濃
度を過濃側に設定して燃焼性の向上を図る。

領域（Ｄ）においては、減速運転領域であるため、燃料
の供給と二次空気の供給をともに停止してアフターバー
ンの発生を未然に防止するとともに、燃費効率の向上を
図る。

上述の如く領域（Ａ）と領域（Ｂ）と領域（Ｃ）の３つ
の運転領域においては、燃料制御が行なわれ、且つその
内、領域（Ｂ）と領域（Ｃ）の２つの運転領域において
は二次空気の制御も同時に行なわれるわけであるが、こ
の領域Ｂ及び領域Ｃにおける燃料制御については、二次
空気の供給の有無及び供給通路の選定によって噴射量決
定の基礎となるエンジンへの実吸入空気量が変化するた
め、この実吸入空気量を正確に算出する必要がある。

また、二次空気の制御については、その供給通路が第２
分通路27側から第１分通路26側に切換わる場合には何ら
問題ないが、第１分通路26側から第２分通路27側に切換
わる場合（即ち、エンジンの運転領域が領域（Ｃ）から
領域（Ｂ）に移行する場合）には、前記従来技術の項で
も説明したように、燃料系の切換えはほとんど時間的ズ
レを生じることもなく制御後即座に切換わるが、二次空
気はその切換えに時間的なズレが生じるため、第５図に
示す従来例の如く二次空気の切換えと同時に燃料系の制
御形態を固定増量制御からフィードバック制御に切換え
ると、二次空気の切換直後に混合気の空燃比が大きく変
動したり、排気エミッションが悪化するという問題が発
生することになる。

このため、この実施例においては、本発明を適用して第
３図において曲線L₃及び曲線L₄で示す如く二次空気が第
１分通路26側から第２分通路27側に切換わる場合には、
燃料の制御形態を領域（Ｃ）における固定増量制御から
領域（Ｂ）におけるフィードバック制御に即座に切換え
るのではなく、二次空気コントロールバルブ44の制御
（即ち、第１ソレノイドバルブ45の開作動）時点（時間
t₁）から、第１分通路26の閉塞後、該第１分通路26内に
残った二次空気が排気通路７側にほぼ全量導入され、二
次空気の供給がほぼ完全に第２分通路側に切換わったと
推定される時点（時間t₂）までの間を補正期間とし、こ
の補正期間内においては、燃料の増量値を、領域（Ｃ）
における固定増量制御の固定増量値から二次空気の減少
状態に対応させながら徐々に低下させる補正制御を行な
うようにしている（即ち、この実施例においては、上記
補正期間（t₁〜t₂）が特許請求の範囲中の所定期間に該
当する）。

このように、燃料の増量値が、実際の二次空気の減少状
態に応じて領域（Ｃ）における固定増量値から除々に減
少せしめられると、該補正期間即ち、第１分通路26から
依然として導入される二次空気によって第１触媒17と第
２触媒18とがともに酸化雰囲気とされている状態（換言
すれば触媒コンバータ16によるNOx除去能力が低下して
いる状態）においては混合気濃度が過濃側に設定されて
いるNOxの発生量が抑制され、しかもこの混合気濃度が
第１分通路26からの二次空気の供給量の減少とともに
（即ち、触媒コンバータ16の除去能力回復のとともに）
低下されるため、この補正期間の全域を通じて排気エミ
ッションが良好に維持される。又、酸素センサ33の出力
に基づく空燃比のフィードバック制御が、第１分通路26
側からの二次空気供給が停止された時点（即ち、酸素セ
ンサ33の出力が安定する時点）から開始されるため、空
燃比の大きな変動もなく、より高水準の燃焼性能が得ら
れる。

この燃料供給量制御と二次空気の供給通路の切換制御
は、コントロールユニット31によって行なわれるもので
あり、このコントロールユニット31による制御を第４図
に示すフローチャートを参照して説明する。

エンジン始動後、エアフローメータ12の出力信号から主
吸気通路５及び副吸気通路６に吸入された合計吸入空気
量Qaを演算し（ステップS₁）、差圧センサ34の出力値を
読み込み（ステップS₂）、さらに現在のエンジンの運転
状態即ち、スロットル開度とエンジン回転数Ｎを読み込
む（ステップS₃）。

次に、上記のスロットル開度とエンジン回転数とから現
在のエンジンの運転領域をマップ（第２図参照）から判
定する（ステップS₄）。

即ち、ステップS₄において、現在のエンジンの運転状態
は領域（Ｃ）内にあるかどうかを判定し、判定の結果、
現在のエンジンの運転状態が領域（Ｃ）内にある場合に
は、ステップS₅において二次空気量Qbが上記差圧センサ
出力P₁から演算し、さらにステップS₆において領域
（Ｃ）における増量率（即ち、予め設定した固定増量値
に対応する演算係数）Ckを設定する。次に、ステップS₇
においてエンジン側に実際の吸入された吸入空気量（実
吸気量）Ｑを、合計吸入空気量Qaと上記二次空気量Qbと
から算出し、ステップS₈において燃料噴射量（噴射パル
ス幅）Ｔ（＝Ｋ・Ｑ／Ｎ・Ck、K:基本噴射量の演算係
数）を算出する。

一方、ステップS₄における判定の結果、現在のエンジン
の運転状態は領域（Ｃ）以外の運転領域にあると判定さ
れた場合には、ステップS₉において差圧センサ34の出力
値に基づいてエンジンの運転状態が完全に領域（Ｃ）か
ら領域（Ｂ）あるいは領域（Ａ）に移行したかどうか
（換言すれば、二次空気の供給が第１分通路26側から完
全に第２分通路27側に切換わったかあるいは二次空気の
供給が停止されたかどうか）を判定する。

即ち、上記差圧センサ34は、オリフィス38の前後の差圧
を検出するが、この場合、上記通路開閉バルブ43により
二次空気供給通路25が閉塞された状態では上記オリフィ
ス38の前後の圧力は均衡して差圧０の状態となる（即
ち、二次空気の供給停止状態）。一方、上記開閉バルブ
43が開弁している状態においても、上記二次空気コント
ロールバルブ44の切換位置によって上記差圧が変化す
る。即ち、この二次空気コントロールバルブ44により切
り換えられる第１分通路26と第２分通路27との間におい
ては前者の方が後者に比してその通路面積が大きく設定
されている。従って、第１分通路26が開口している状態
下では、第２分通路27が開口している状態下よりも二次
空気の流通抵抗が少ない分だけ上記オリフィス38におけ
る差圧が小さくなる。このため、上記差圧センサ34の出
力値によって、触媒コンバータ16側への二次空気の供給
が停止された状態と、第１分通路26を介して二次空気が
供給されている状態と、第２分通路27を介して二次空気
が供給されている状態の三つの異なる二次空気供給態様
を判別することができるものである（即ち、この実施例
においては、上記差圧センサ34が特許請求の範囲中の切
換操作検出手段と切換位置検出手段の双方に該当す
る）。

かかる思想の下に、差圧センサ34の出力値に基づいて二
次空気供給態様の判定が行なわれる。即ち、第３図に示
す如く第１分通路26から二次空気が供給されている場合
における差圧センサ出力値Pbと、第２分通路27から二次
空気が供給されている場合における差圧センサ出力値Pc
（Pb＞Pc）の中間の出力で且つより差圧センサ出力値Pc
に近い基準出力値Paを設定し（即ち、差圧センサ出力が
出力Pa以下の領域にある場合には、第１分通路26側に残
っていた二次空気がほとんど排気通路７に導入されて二
次空気の供給通路がほぼ完全に第１分通路26側から第２
分通路27側に切換ったかあるいは二次空気の供給そのも
のが停止されたものとと推定される）、この基準出力値
Paと現在の差圧センサ出力値P₁とを比較する。

ステップS₉における比較の結果、P₁＜Paである場合に
は、上述の如くエンジンの運転状態が領域（Ｃ）から領
域（Ｂ）あるいは領域（Ａ）に完全に移行した状態であ
るため、次に、ステップS₁₀においてスロットル開度と
エンジン回転数とから現在の運転領域を判定する。

判定の結果、現在のエンジンの運転状態が領域（Ｂ）に
ある場合には、ステップS₁₁において上記差圧センサ出
力値P₁から二次空気量Qbを算出するとともに、ステップ
S₁₂において燃料系のフィードバック制御を設定し、さ
らに合計吸入空気量Qaと二次空気量Qbとからエンジンへ
の実吸入空気量Ｑを演算し（ステップS₇）、この実吸入
空気量Ｑに基づいて燃料噴射量Ｔを算出する（ステップ
S₈）。

一方、ステップS₁₀における判定の結果、現在のエンジ
ンの運転状態が領域（Ａ）にある場合には、この運転領
域は高出力が要求される運転領域であるため、エンジン
の運転状態に応じてマップから燃料の増量率Ckを設定し
（ステップS₁₃）、この増量率Ckに基づいて燃料噴射量
Ｔを設定する（ステップS₈）。尚、この運転領域におい
ては、二次空気の供給は停止されているため、ステップ
S₁において求められる合計吸入空気量QaがステップS₇に
おける実吸入量Ｑに相当する。

さらに、元に戻ってステップS₉における比較の結果、P₁
＞Paである場合には、現在エンジンの運転状態は領域
（Ｃ）から領域（Ｂ）に移行したものの、二次空気の供
給通路はまだ完全には第１分通路26側から第２分通路27
側に移行していない状態（即ち、通路切換えの過渡期で
あり、本発明が有効に作用する領域）である。従って、
この場合には、ステップS₁₄において現在の二次空気量Q
bを算出し、さらに、ステップS₁₅において燃料の増量率
CkをCk＝１としてオープンループを設定する。

従って、ステップS₈において算出される燃料噴射量Ｔ
は、実吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎのみによって増
減制御されるため、その変化状態は、第３図において曲
線L₄で示す如く二次空気量（即ち、実吸入空気量）の減
少とともに次第に減少する特性を示すことになる。即
ち、この実施例においては上記ステップS14,ステップS1
5が特許請求の範囲中の補正手段に該当する）。

尚、ここでは、領域（Ｄ）における制御フローの説明は
省略している。

（発明の効果） 本発明の二次空気供給装置付エンジンは、排気通路に設
けられる第１触媒と、該第１触媒下流の排気通路に設け
られる第２触媒と、二次空気を上記第１触媒の上流側位
置に供給する第１の切換位置と上記両触媒間位置へ供給
する第２の切換位置との間で選択的に切換制御される二
次空気コントロールバルブを備えるとともに、上記二次
空気コントロールバルブが第１の切換位置に設定されて
いる時には燃料量を一定量増量させる固定増量制御を行
い、第２の切換位置に設定されている時には燃料量を空
燃比に基づフィードバック制御する燃料制御手段を備え
た二次空気供給装置付エンジンにおいて、上記二次空気
コントロールバルブが切換操作された時にこれを検出し
て切換信号を出力する切換操作検出手段と、該切換操作
検出手段からの切換信号を受けた時、上記二次空気コン
トロールバルブの切換位置を検出する切換位置検出手段
と、上記切換位置検出手段により上記二次空気コントロ
ールバルブの第１の切換位置から第２の切換位置への切
り換えが検出された時、該二次空気コントロールバルブ
の切換制御後、所定時間だけエンジンへの燃料供給量を
固定増量制御における増量値から漸減補正する補正手段
を設けたことを特徴としている。

従って、本発明の二次空気供給装置付エンジンによれ
ば、二次空気コントロールバルブが第１の切換位置から
第２の切換位置側に切り換えられて二次空気の供給位置
が第１触媒の上流側から該第１触媒と第２触媒の中間位
置へ切り換えられる場合、該二次空気コントロールバル
ブの切り換え後直ちに燃料制御が固定増量制御からフィ
ードバック制御に移行することなく、該二次空気コント
ロールバルブの切換から所定時間は燃料量が固定増量値
から漸減補正され、該所定時間の経過後にフィードバッ
ク制御に移行される。従って、実際に二次空気が切換わ
るまでの期間即ち、二次空気切換えの過渡期においては
実際の二次空気の供給状態の変化に基づいた燃料制御が
行なわれ、二次空気コントロールバルブの切換制御に対
する二次空気の切換えの遅れに起因する混合気の空燃比
の変動及び排気エミッションの悪化が未然に防止される
という効果が奏せられるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る二次空気供給装置付き
エンジンのシステム図、第２図は、第１図に示したエン
ジンの運転領域図、第３図は第１図に示したエンジンの
制御特性図、第４図は第１図に示したエンジンの制御フ
ローチャート図、第５図は従来構造の二次空気供給装置
付エンジンのシステム図、第６図は第５図に示したエン
ジンの制御特性図である。 １……エンジン ２……主吸気ポート ３……副吸気ポート ４……排気ポート ５……主吸気通路 ６……副吸気通路 ７……排気通路 8,9……スロットルバルブ 13……インジェクター 14……インタークーラ 15……過給機 16……触媒コンバータ 17……第１触媒 18……第２触媒 25……二次空気供給通路 26……第１分通路 27……第２分通路 28……負圧導入通路 31……コントロールユニット 32……スロットル開度センサ 33……酸素センサ 34……差圧センサ 35……回転数センサ 44……二次空気コントロールバルブ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 Ｈ 7536−3Ｇ (72)発明者 金久 英二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−57015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−87929（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−61622（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気通路に設けられる第１触媒と、該第１
   触媒下流の排気通路に設けられる第２触媒と、二次空気
   を上記第１触媒の上流側位置に供給する第１の切換装置
   と上記両触媒間位置へ供給する第２の切換位置との間で
   選択的に切換制御される二次空気コントロールバルブを
   備えるとともに、上記二次空気コントロールバルブが第
   １の切換位置に設定されている時には燃料量を一定量増
   量させる固定増量制御を行い、第２の切換位置に設定さ
   れている時には燃料量を空燃比に基づフィードバック制
   御する燃料制御手段を備えた二次空気供給装置付エンジ
   ンにおいて、 上記二次空気コントロールバルブが切換操作された時に
   これを検出して切換信号を出力する切換操作検出手段
   と、 該切換操作検出手段からの切換信号を受けた時、上記二
   次空気コントロールバルブの切換位置を検出する切換位
   置検出手段と、 上記切換位置検出手段により上記二次空気コントロール
   バルブの第１の切換位置から第２の切換位置への切り換
   えが検出された時、該二次空気コントロールバルブの切
   換制御後、所定時間だけエンジンへの燃料供給量を固定
   増量制御における増量値から漸減補正する補正手段を設
   けたことを特徴とする二次空気供給装置付エンジン。