JPH07127445A - 内燃機関の排気管内空気導入制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気管内空気導入制御装置

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JPH07127445A
JPH07127445A JP5301331A JP30133193A JPH07127445A JP H07127445 A JPH07127445 A JP H07127445A JP 5301331 A JP5301331 A JP 5301331A JP 30133193 A JP30133193 A JP 30133193A JP H07127445 A JPH07127445 A JP H07127445A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気ガス浄化促進のために加熱した空気を排
気管に導入する制御装置において、システム異常による
排気ガス浄化の悪化と部品の破損を防止する。 【構成】 加熱器12の下流に温度検出器18を配設し
て、温度検出器18の出力に応じて異常を判断し、加熱
器12の通電制御と加熱器12に導入する空気量制御に
より過熱を防止すると共に、過熱をシステム制御により
回避できない場合は加熱器12の作動を停止し、加熱器
12に空気を多く導入しかつ運転者に警報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、排気ガス浄化のため
に内燃機関の排気管内に空気を導入する排気管内空気導
入制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の排気ガスの浄化のために、排
気系に触媒を配設し、触媒の温度が低い状態では浄化効
率を早期に高めるために触媒の上流に空気を導入するこ
とが従来より行われている。また、排気管内に空気を導
入する2次エア導入システムの異常を検出するとともに
各種制御が行われており、その先行技術として、特開昭
63−143362号、特開昭63−248908号、
及び特開平4−1443号公報等には、空燃比センサを
用いて排気ガスの空燃比(A/F)の状態を検知し、2次
エア導入システムの異常を判断していることが示されて
いる。
【0003】図5は従来の内燃機関の排気管へ加熱した
空気を導入する装置を示す全体構成図であり、1は内燃
機関、2はトランスミッション、3は吸気管、4は排気
管、5は触媒コンバータ、6はスロットルバルブ、7は
エアクリーナ、8は電気式エアポンプ、9,10は空気
導入管、11は逆止弁、12は排気管に導入する空気を
加熱する加熱器、13は排気管に導入する空気の空気量
を調整する制御バルブ、14はエアポンプ8・加熱器1
2・制御バルブ13等を制御する演算制御器、15はバ
ッテリー、16は加熱器12をON−OFFする加熱器
用リレー、17はエアポンプ8をON−OFFするエア
ポンプ用リレーである。
【0004】次に、上記2次エア導入システムの動作に
ついて説明する。図5において、内燃機関1の始動と同
時又は始動から所定時間後に、エアポンプ8の作動によ
って一定量の空気を空気導入管9、制御バルブ13、逆
止弁11、加熱器12、空気導入管10を通じて排気管
4へ導入する。また、加熱器12は内燃機関1の始動と
同時又は始動から所定時間後に演算制御器14により制
御されて通電されるため、排気管4へ導入される空気は
加熱器12を通過する際に加熱される。図6は導入され
る空気量のタイムチャートを示し、内燃機関始動後まも
なく一定量Qの加熱した空気が導入されることとなる。
【0005】そして、排気管4内に導入された加熱空気
は、触媒コンバータ5の触媒を活性化させて、排気ガス
中の有害成分であるHC(ハイドロカーボン)、CO(一
酸化炭素)の反応を促進させ、その結果排気ガスの浄化
が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の内燃機関の排気
管内空気導入制御装置は以上のように構成されているの
で、例えば逆止弁11が排気ガスのスラッジの影響を受
けたり、エアポンプ8及びエアポンプ8上流のエアクリ
ーナ(図示せず)が目づまりを起こしたり、導入管(導入
管9,制御バルブ13と逆止弁11間の導入管,逆止弁
11と加熱器12間の導入管,導入管10)がガタつい
たり又は外れたり、制御バルブ13が作動不良になる等
して空気の流れが阻害される状況になった場合には、空
気導入管を通過する空気量が少なくなり、加熱器12の
温度が急激に上昇して、加熱器及び周辺機器を破損させ
ることがあった。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、加熱器による導入空気の過熱
を防止し、機器の安全性が保たれる排気管内空気導入制
御装置を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る内燃機関
の排気管内空気導入制御装置は、加熱器の下流の温度を
検出して、この空気温度と予め設定した所定温度とを比
較判定し、加熱空気温度が第1の所定温度を超えたか否
かに応答して加熱器をOFF−ON制御するものであ
る。
【0009】また、空気温度が第2の所定温度を超えた
ときには加熱器の制御を停止するようにした。
【0010】更に、空気温度が第1の所定温度を超えた
か否かに応答して加熱器をOFF−ON制御するととも
に、加熱器に導入する空気量を加熱器の通電をOFFし
ている間に多く流すようにした。
【0011】また、空気温度が第2の所定温度以上にな
ったときに、加熱器の通電を停止し、運転者に警告を発
し、また加熱器の通電停止後所定の時間加熱器に導入す
る空気量を多くするようにした。
【0012】さらに、空気流量の低下または流れないこ
とによるするために加熱器及び加熱器への導入空気量を
検出した温度に応じて制御する構成とした。
【0013】
【作用】この発明では、加熱器の下流で温度を検出して
空気温度と第1の所定温度又は第2の所定温度と比較す
ることにより2次エア導入システムの異常を判断し、シ
ステムの制御範囲内の場合には、加熱器と加熱器に導入
する空気量を制御し、システム制御が不可能の場合に
は、加熱器の作動を停止し、加熱器の過熱を防止するた
めに加熱器に空気を所定の時間多く導入し、また運転者
に警報出力することにより、有害な排気ガスの排出を抑
える2次エア導入システム構成部品を過熱による破損か
ら守ることができる。
【0014】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の実施例1に係る内燃機関の
排気管内空気導入制御装置を示す構成図である。図にお
いて、1は駆動力を発生する内燃機関であり、その回転
力はトランスミッション2を介して伝達される。内燃機
関1の一方側には吸気管3が配設されており、エアクリ
ーナ7で清浄化され且つスロットルバルブ6により流量
調整された空気はこの吸気管3を通って内燃機関1内に
供給される。上記空気は、インジェクター(図示せず)か
ら噴射される燃料と混合され、内燃機関1内で燃焼する
ことにより動力を発生する。そして、内燃機関1から排
出された排気ガスは、排気管4の途中に設けられた触媒
コンバータ5に送り込まれる。触媒コンバータ5では、
触媒が排気ガス中に含まれる有害なHC(ハイドロカー
ボン)、CO(一酸化炭素)と化学反応してそれらを浄化
する。
【0015】8は電気式のエアポンプであり、空気導入
管9,10を介して、排気管4に設置された触媒コンバ
ータ5の上流側に空気を送り込む役割を果たす。そし
て、この空気導入路には、排気ガスが逆流しないための
逆止弁11,排気管に導入する空気を加熱する加熱器1
2,排気管に導入する空気の空気量を調整する制御バル
ブ13が設けられており、エアポンプ8・加熱器12・
制御バルブ13は演算制御器14により制御される。ま
た、15はバッテリー、16は加熱器12をON−OF
Fする加熱器用リレー、17はエアポンプ8をON−O
FFするエアポンプ用リレーである。
【0016】更に本実施例では、加熱器12の下流側に
2次エアの温度を検出するための温度検出器18と、過
熱異常を運転者に知らせる警報ランプ19を設ける。
【0017】次に、上記実施例1の動作について説明す
る。内燃機関1の始動と同時又は始動後所定時間後に、
演算制御器14はエアポンプリレー17を作動させてエ
アポンプ8を駆動させ、空気導入管9,10を介して排
気管4の触媒5上流側に空気を導入する。また、演算制
御器14は、内燃機関1の始動と同時に、加熱器用リレ
ー17を作動させる指令を行い、加熱器12は加熱器用
リレー17を介してバッテリー15により電流が供給さ
れ、加熱器12を通過する空気を加熱する。また、加熱
器12下流の導入空気温度は温度検出器18により検出
され、当該温度上昇は図2のように変化する。
【0018】図3は本実施例に係る空気導入制御装置の
動作を示すタイムチャート図であり、演算制御器14
は、加熱器12に通電が開始された後、温度検出器18
により検出された空気温度と予め設定された第1の所定
温度T1とを比較して、第1の所定温度T1以下の場合は
異常がないと判定して、加熱器12とエアポンプ8の作
動制御をそのまま維持する。
【0019】一方、温度検出器18により検出された空
気温度が第1の所定温度T1を超えた場合、演算制御器
14は加熱器12の作動を停止するように指令を出す。
即ち、演算制御器14は、導入空気温度が第1の所定温
度T1以上か以下かを判定し、図3に示すように加熱器
12の通電をON−OFF制御するように加熱器用リレ
ー17へ指令するものである。
【0020】また、温度検出器18の出力が予め設定さ
れた第2の所定温度T2以上になった場合、制御器14
は加熱器12、エアポンプ8等の2次エア導入システム
の関連部品の制御を停止するように出力する。
【0021】更に、第2の所定温度T2を超えた場合、
制御器14は警報ランプ19を点灯すべく制御し、運転
者に異常を知らせる。なお、警報手段として特にランプ
に限らず例えばブザー等、車両運転者に異常を知らせる
手段であれば良い。
【0022】なお、上記第1の所定温度T1は加熱器1
2が高温の熱により破損しない温度であり、加熱器の材
質及び性能と、加熱器に導入する空気量により定められ
る。本実施例の場合、加熱器12としてヒーターを使用
し、T1=700〜800℃程度に設定した。
【0023】また、上記第2の所定温度T2は高温の熱
により加熱器周辺機器が短い時間で破損してしまう温度
であり、加熱器12と加熱器12週辺の部品の耐熱性に
より定められる。本実施例の場合T2=850〜900
℃程度に設定した。
【0024】上記実施例1において、第2の所定温度T
2を超えた場合、直ちにエアポンプ8等の2次エア導入
システムの制御を停止して導入空気量をゼロにするよう
にしたが、加熱器12の高温状態をできるだけ早く脱す
るために、エアポンプ8を第2の所定温度T2を超えた
後一定時間(図3cのS時間)作動させることによりエア
を導入して加熱器12を冷やすようにしても良い。ま
た、図3のように第2の所定温度T2以下で導入空気の
流量を変化させない一定制御を行っている場合を示した
が、可変量制御であっても構わない。
【0025】実施例2.上記実施例1では、第1の所定
温度T1と第2の所定温度T2の間において加熱器12の
通電をON−OFF制御するようにしたが、加熱器の通
電停止だけでは導入空気温度の低下が少ない場合があ
る。そこで実施例2では、検出された温度が第1の所定
温度T1を超えた場合、演算制御器14は、加熱器12
への通電をOFFすると共に、制御バルブ13へ信号を
出して加熱器12に導入する空気量を多く導入するよう
に制御する。その結果、導入空気温度の低下が速やかに
進み、加熱器12を安定して制御することが可能とな
る。図4はこの実施例2のタイムチャートを示す。
【0026】実施例3.上記実施例では、検出温度が第
2の所定温度T2以上になったときには、加熱器12の
通電を停止する制御としたが、加熱器12の通電停止だ
けでは加熱器12及び周辺部分の温度が速やかに低下し
ないことがあり、この場合は加熱器12の通電停止と加
熱器12へ導入する空気量を制御バルブ13の制御によ
り多くすることにより目的を達成できることが可能とな
る。
【0027】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば排気管
に導入する空気を加熱する加熱器の下流に温度検出器を
設け、温度検出器の出力である加熱器下流の空気温度に
より2次エア導入システムの異常を判断し、加熱器が過
熱しないようにシステム制御すると共に、過熱が制御で
きない場合には加熱器の作動を停止し、運転者に警報を
出すようにしたので信頼性の高い排気管の2次エア導入
システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1に係る内燃機関の排気管内
燃機関空気導入制御装置を示す構成図である。
【図2】実施例1における加熱器下流の温度変化のチャ
ート図である。
【図3】実施例1における導入空気検出温度と加熱器の
作動、導入空気量、警報動作の関係を示すタイミングチ
ャート図である。
【図4】実施例2における導入空気検出温度と加熱器の
作動、導入空気量の関係を示すタイミングチャート図で
ある。
【図5】従来の内燃機関の排気管内燃機関空気導入制御
装置を示す構成図である。
【図6】従来の導入空気量を示すチャート図である。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 トランスミッション 3 吸気管 4 排気管 5 触媒コンバータ 6 スロットルバルブ 7 エアクリーナ 8 エアポンプ 9 空気導入管 10 空気導入管 11 逆止弁 12 加熱器 13 制御バルブ 14 制御器 15 バッテリー 16 ポンプ用リレー 17 加熱器用リレー 18 温度検出器 19 警報ランプ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気管内に加熱した空気を導
    入する排気管内空気導入制御装置において、加熱器の下
    流の加熱空気の温度を検出する温度検出手段と、前記空
    気温度と予め設定した所定温度とを比較判定する判定手
    段を設け、前記空気温度が第1の所定温度を超えたか否
    かに応答して前記加熱器をOFF−ON制御することを
    特徴とする内燃機関の排気管内空気導入制御装置。
  2. 【請求項2】 内燃機関の排気管内に加熱した空気を導
    入する排気管内空気導入制御装置において、加熱器の下
    流の加熱空気の温度を検出する温度検出手段と、前記空
    気温度と予め設定した所定温度とを比較判定する判定手
    段を設け、前記空気温度が第2の所定温度を超えたとき
    に加熱器の制御を停止することを特徴とする内燃機関の
    排気管内空気導入制御装置。
  3. 【請求項3】 内燃機関の排気管内に加熱した空気を導
    入する排気管内空気導入制御装置において、加熱器の下
    流の加熱空気の温度を検出する温度検出手段と、前記空
    気温度と予め設定した所定温度とを比較判定する判定手
    段を設け、前記空気温度が第1の所定温度を超えたか否
    かに応答して前記加熱器をOFF−ON制御するととも
    に、前記加熱器に導入する空気量を加熱器の通電をOF
    Fしている間に多く流すことを特徴とする内燃機関の排
    気管内空気導入制御装置。
  4. 【請求項4】 排気管に導入する加熱器の下流の空気温
    度が第2の所定温度以上になったときに、加熱器の通電
    を停止することを特徴とする請求項1,3記載の内燃機
    関の排気管内空気導入制御装置。
  5. 【請求項5】 排気管に導入する加熱器の下流の空気温
    度が第2の所定温度以上になったときに、加熱器の通電
    を停止すると共に、加熱器の通電停止後所定の時間加熱
    器に導入する空気量を多くすることを特徴とする請求項
    1,3における内燃機関の排気管内空気導入制御装置。
  6. 【請求項6】 排気管に導入する加熱器の下流の空気温
    度が第2の所定温度以上になったときに、警報を出力す
    ることを特徴とする請求項2,4,5記載の内燃機関の
    排気管内空気導入制御装置。
JP5301331A 1993-03-16 1993-11-05 内燃機関の排気管内空気導入制御装置 Pending JPH07127445A (ja)

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JP5301331A JPH07127445A (ja) 1993-11-05 1993-11-05 内燃機関の排気管内空気導入制御装置
US08/212,740 US5519992A (en) 1993-03-16 1994-03-14 Exhaust gas purification system for internal combustion engine, and apparatus and method for controlling the same
US08/457,462 US5517848A (en) 1993-03-16 1995-06-01 Exhaust gas purification system for internal combustion engine, and apparatus and method for controlling the same

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