JPH0726949A - 内燃機関の排気２次空気導入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電動エアポンプを介して２次空気導入を行うも
のにおいて電動エアポンプの耐久性を改善する。 【構成】２次空気通路を２系統形成し、第１の２次空気
通路７には電動エアポンプ９を、第２の２次空気通路８
には排気通路方向への空気通過のみを許容するチェック
弁１０をそれぞれ介装する。各２次空気通路７，８を個
々に開閉する遮断弁１１，１２と、機関運転条件を検出
する手段と、この検出手段からの信号に基づき前記電動
エアポンプ９の作動と遮断弁１１，１２の開閉を制御す
る制御手段１８とを設け、運転状態に応じて何れかの２
次空気通路７，８を選択的に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気２空気供
給装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術とその解決すべき課題】内燃機関の排気浄
化装置として、リッチ空燃比による比較的高負荷の運転
域で排出されがちな未燃焼成分の酸化を促す目的で排気
系統に新気を導入するようにした排気２次空気導入装置
というものが知られている。

【０００３】従来の排気２次空気導入装置は排気通路中
に生じる脈動波の負圧成分を利用して新気を導入する構
成となっており、従って２次空気が導入されるのは排気
脈動波が顕著に生じる比較的負荷の高い運転域に限られ
ていた。すなわち、アイドル運転時のように負荷の低い
運転域では必要量の２次空気を導入することは困難であ
った。

【０００４】一方、始動直後のアイドル安定性を高める
ために空燃比フィードバック制御を停止して所定のリッ
チ空燃比に固定する制御（リッチクランプ）を行おうと
すると未燃焼成分が排出されて排気エミッションが悪化
するおそれが生じるが、この問題は上述した理由により
従来の排気２次空気導入装置では解決することができな
い。また、未燃焼成分の処理に加えて冷機始動後の触媒
の活性化を促すためにもアイドル条件下で大量の２次空
気導入を行いたいという要求がある。

【０００５】これに対して、このような要求に応えるべ
く電動エアポンプにより強制的に２次空気を供給するよ
うにしたものがある。これによれば運転状態にかかわら
ず２次空気の供給が可能であるが、アイドル時以外の比
較的高負荷の運転域でも２次空気を導入しようとする
と、エアポンプを駆動するモータの負担がそれだけ大き
なものとなり、長時間・高負荷での使用に伴う過熱やブ
ラシ部の摩耗により電動エアポンプの耐久性が損なわれ
るおそれがあった。（排気２次空気導入装置についての
公知文献としては例えば特開昭５３−７７９２０号公報
を参照。）本発明はこのような問題点に着目してなされ
たもので、電動エアポンプを備えた排気２次空気導入装
置の耐久性を改善することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、内燃機関の
吸気通路と排気通路とを連通する２次空気通路を２系統
形成し、第１の２次空気通路には電動エアポンプを、第
２の２次空気通路には排気通路方向への空気通過のみを
許容するチェック弁をそれぞれ介装すると共に、各２次
空気通路を個々に開閉する遮断弁と、機関運転条件を検
出する手段と、この検出手段からの信号に基づき前記電
動エアポンプの作動と遮断弁の開閉を制御する制御手段
とを設ける。

【０００７】

【作用】上記構成において、遮断弁を制御して第１、第
２の何れかの２次空気通路を開くことにより２次空気導
入が可能となる。

【０００８】第１の２次空気通路を開いたときには電動
エアポンプの作動により加圧された空気が強制的に排気
通路に供給される。したがってアイドル運転時など排気
脈動波が期待できない運転域においても２次空気導入が
可能となる。

【０００９】一方、顕著な排気脈動波が生じる運転域に
おいては第２の２次空気通路を開くことにより、排気脈
動波に応動して開閉するチェック弁を介して脈動波の負
圧成分による２次空気導入が可能となる。

【００１０】第２の２次空気通路を介して２次空気導入
が行われている間は電動エアポンプを作動させる必要が
なく、よって電動エアポンプの負担は必要最小限に抑え
られる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１２】図１において１は火花点火式の内燃機関、
２は吸気通路、３は排気通路である。吸気通路２のエア
クリーナ４とスロットル弁５との間の部分に２次空気の
取入口６が設けられ、この取入口６から排気通路３に通
じる２系等の２次空気通路７と８が分岐している。

【００１３】第１の２次空気通路７には電動エアポンプ
９が、第２の２次空気通路８には排気通路３方向への空
気の流通のみを許容するチェック弁１０がそれぞれ介装
され、さらに第１の２次空気通路７には前記電動エアポ
ンプ９の下流側に位置して第１の遮断弁１１が、第２の
２次空気通路８にはチェック弁１０の上流側に位置して
第２の遮断弁１２がそれぞれ介装されている。

【００１４】第１の２次空気通路７はチェック弁１０と
第２の遮断弁１２との間の部分にて第２の２次空気通路
８と合流し、排気ポート付近に設けられた供給口１３を
介して排気通路３に接続されている。

【００１５】２つの遮断弁１１，１２はそれぞれ各々の
２次空気通路７，８を開閉する弁体１１ａ，１２ａ、弁
体１１ａ，１２ａに連結されたダイアフラム１１ｂ，１
２ｂ、これらを閉弁方向に付勢するスプリング１１ｃ，
１２ｃ、ダイアフラム１１ｂ，１２ｂによって画成され
た圧力室１１ｄ，１２ｄなどからなり、それぞれの圧力
室１１ｄ，１２ｄに接続した制御圧力通路１４，１５か
ら選択的に導入される大気圧または吸気管負圧により開
閉作動する。

【００１６】すなわち各制御圧力通路１４，１５はそれ
ぞれに介装された電磁切換弁１６，１７の作動位置に応
じて、スロットル弁５上流の大気圧または下流の吸気管
負圧を上記圧力室１１ｄ，１２ｄに選択的に導入する。
圧力室１１ｄ，１２ｄに大気圧が導入されているときに
は弁体１１ａ，１２ａがスロットル１１ｃ，１２ｃの張
力により閉弁方向に付勢して２次空気通路７，８を遮断
している。これに対して、圧力室１１ｄ，１２ｄに吸気
管負圧が導入されると、スプリング１１ｃ，１２ｃに抗
してダイアフラム１１ｂ，１２ｂが吸引され、弁体１１
ａ，１２ａが開弁される。

【００１７】１８は上記電磁切換弁１６，１７と共に制
御手段を構成するマイクロコンピュータ等からなる制御
回路であり、運転状態検出手段１９からの信号に基づき
電磁切換弁１６，１７を個々に切換作動させて２つの２
次空気通路７，８の開閉を制御する。なお制御回路１８
は図面表現の便宜上２カ所に描いてある。

【００１８】運転状態検出手段１９は、例えば冷機始動
後のアイドル運転状態とそれ以外の運転状態を判別する
場合には冷却水温センサ及びスロットルバルブスイッチ
等により構成することができる。

【００１９】制御回路１８は、さらに電動エアポンプ９
を制御する。すなわちこの場合電動エアポンプ９の電源
回路の途中に設けられたリレースイッチ２０を開閉する
ことにより電源エアポンプ９をオンオフ駆動制御する。
なお２１はバッテリ、２２はフュージブルリンクであ
る。

【００２０】次の上記構成下での作用について説明す
る。

【００２１】２次空気導入を行うべき運転域や必要な２
次空気導入量は個々のエンジン特性や要求される排気エ
ミッション性能によって異なるものであるが、ここでは
冷機始動後の暖機アイドル運転時かそれ以外の運転状態
時かに応じて２系統の２次空気通路を切り換えて使用す
る場合について説明する。

【００２２】まず、機関が冷機始動直後の暖機アイドル
運転状態にあるとき、これを検知した制御回路１８は第
１の遮断弁１１が開、第２の遮断弁１２が閉となるよう
に各々の電磁切換弁１６，１７に指令を発すると同時に
リレースイッチ２０を閉成させて電動エアポンプ９を駆
動する。これによりエアクリーナ４を通過した新気の一
部が電動エアポンプ９により加圧され第１の２次空気通
路７を介して強制的に排気通路３へと供給される。した
がって、必要量の２次空気が確実に排気通路へと送り込
まれて、未燃焼成分の酸化及び排気触媒の立上りが促進
される。

【００２３】これに対して、例えばアイドルから脱して
比較的負荷の大きい運転状態となると、制御回路１８は
第１の遮断弁１１が閉、第２の遮断弁１２が開となるよ
うに各々の電磁切換弁１６，１７を切換作動させる同時
にリレースイッチ２０を開いて電動エアポンプ９を停止
させる。これにより新気は第２の２次空気通路８のみを
介して排気通路３へと供給される状態となり、すなわち
チェック弁１０を介して排気脈動波の負圧作用による２
次空気導入が行われ、常用運転域における排気未燃焼成
分の浄化処理が行われる。

【００２４】このように、通常は排気脈動を利用して２
次空気導入が行われ、電動エアポンプ９は排気脈動のみ
では必要量の２次空気を導入できないアイドル時等の限
られた運転域でのみ駆動される。したがって電動エアポ
ンプ９の負担がそれだけ軽減されて、過熱やブラシ摩耗
による耐久性の悪化という問題が回避される。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動エア
ポンプにより強制的に２次空気を導入する第１の２次空
気通路と、排気脈動により２次空気を導入する第２の２
次空気通路との２系等を設け、排気脈動に基づき必要量
の２次空気が得られる運転域を除くアイドル時等の限ら
れた運転域でのみ電動エアポンプを介しての２次空気導
入を行うものとしたので、運転状態に応じた適正量の２
次空気導入により排気未燃焼成分の確実な処理が可能に
なると共に電動エアポンプの耐久性を向上させることが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成図。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 吸気通路 ３ 排気通路 ７ 第１の２次空気通路 ８ 第２の２次空気通路 ９ 電動エアポンプ １０ チェック弁 １１ 第１の遮断弁 １２ 第２の遮断弁 １８ 制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路と排気通路とを連通
   する２次空気通路を２系統形成し、第１の２次空気通路
   には電動エアポンプを、第２の２次空気通路には排気通
   路方向への空気通過のみを許容するチェック弁をそれぞ
   れ介装すると共に、各２次空気通路を個々に開閉する遮
   断弁と、機関運転条件を検出する手段と、この検出手段
   からの信号に基づき前記電動エアポンプの作動と遮断弁
   の開閉を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする
   内燃機関の排気２次空気導入装置。