JPS5846649B2 - 二次空気供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機関燃焼室から排出される未燃ガス（炭化水
素および一酸化炭素）を浄化するために、排気系へ二次
空気を供給する二次空気供給装置に関する。

未燃ガスが大気へ放出されることを防止するために、触
媒を収容する触媒コンバータが排気系に設けられ、さら
に触媒コンバータより上流の排気系から二次空気が供給
されている。

こうして未燃ガスは、触媒コンバータ内において二次空
気中の酸素と反応して酸化されている。

この反応においては多量の酸化熱が触媒コンバータ内に
おいて発生するので、従来の二次空気供給装置では、触
媒コンバータの溶損を防止して耐久性を向上させるため
に、触媒コンバータが異常高温になるおそれのあるとき
、二次空気供給を停止させている。

しかし、二次空気供給を停止している期間において、車
両が減速状態にあるとき、排気系中の未然ガス量が増大
して排気系中の空燃比（空気と未然ガスとの比）が、そ
の触媒による未然ガスの酸化を促進し易い値になって、
触媒コンバータの温度が上昇している。

本発明の目的は、触媒コンバータが異常高温状態にある
場合に二次空気供給を停止する二次空気供給装置におい
て、この場合に車両が減速状態になっても、触媒コンバ
ータの温度上昇を防止することのできる二次空気供給装
置を提供することである。

この目的を達成するために、本発明によれば、触媒コン
バータが異常高温状態になるおそれのある場合は二次空
気を供給しているが、この場合に車両が減速状態にある
ときに限り、二次空気が排気系へ供給される。

この期間の排気系の排気ガス量に比して多量の低温二次
空気が触媒コンバータ内の触媒と接触する結果、触媒温
度が低下し、このことは未燃ガスの酸化反応を低下させ
る。

また触媒による未燃ガスの酸化反応速度は、排気系の空
燃比（空気と未燃ガスとの比）に関係するが、この期間
二次空気が供給されることにより、触媒コンバータ内の
空燃比が希薄方向へ移行、すなわち触媒による未燃ガス
の酸化反応速度が低くなる方向へ移行する。

触媒の温度低下と空燃比の希薄方向への移行とにより触
媒コンバータ内の酸化反応が抑制されるとともに、低温
二次空気が触媒コンバータを冷却し、こうして車両減速
期間中の触媒コンバータの温度上昇は防止され、触媒コ
ンパ−タの温度を有効に下降させる。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

１は気化器、２は絞り弁、３は吸気分岐管、４は吸気弁
、５は燃焼室、６は排気弁、７は排気管、８は触媒を収
容している触媒コンバークである。

温度センサ１１は触媒コンバータ８内の温度を検出する
。

温度センサ１１の出力は制御器１２のＯＲ回路１３へ送
られる。

車速センサ１４は車両速度を検出し、その出力は制御器
１２のＡＮＤ回路１５へ送られる。

気化器１の絞り弁２の近傍にポート１６が設けられてい
る。

絞り弁２が所定開度以上にあるとき、すなわち車両が通
常に走行しているときや加速状態にあるときは、ポート
１６からほぼ大気圧が取出される。

他方絞り弁２が所定開度以下にあるとき、すなわち車両
が減速状態にあるときや機関がアイドリング状態にある
ときは、負圧がポート１６から取出される。

負圧スイッチ１７は、ポート１６から管１８を介して送
られてくる空気圧を検出する。

負圧スイッチ１７の出力はＡＮＤ回路１５へ送られる。

ＡＮＤ回路１５の出力はＯＲ回路１３へ送られる。

電磁開閉弁２１は、ポート２２．２３を有し、コイル２
４の付勢電流はポート２２と２３との接続を制御する。

ポート２２はフィルタ２５を介して大気へ接続されてい
る。

ＯＲ回路１３の出力端子はコイル２４を介して直流電源
２６へ接続されている。

負圧ポート２７は吸気分岐管３に設けられている。

気化器１の上流に取付けられているエアクリーナ２８は
空気ポンプ３１の吸入口３２へ接続されている。

負圧応動開閉弁３３は、圧力室３４、大気ポート３５を
有する大気室３６、室３４と３６との間を区画するダイ
ヤフラム３８、ダイヤフラム３８を下動方向に維持する
役目をもつばね４１、およびダイヤフラム３８に連結し
ている弁体４２をもつ。

室３４と３６との圧力差に応動してダイヤフラム３８が
たわみ、弁体４２は二次空気供給通路４３を開閉する。

二次空気供給通路４３は、空気ポンプ３１の吐出口４４
を負圧応動開閉弁３３および逆止弁４５を介して排気系
の二次空気ノズル４６へ接続している。

逆止弁４５は排気ガスの二次空気供給通路４３への逆流
を防止する。

負圧応動開閉弁３３の圧力室３４は、電磁開閉弁２１の
ポート２３へ接続されているとともに、オリフィス４７
を介して負圧ポート２７へ接続されている。

オリフィス４７は、大気が吸気ポート２７へ導かれるの
を防止する。

触媒コンバータ８内の温度が所定値Ｔ以下である場合、
すなわち触媒コンバータ８内の酸化反応熱が触媒コンバ
ータ８を損壊させるおそれがない場合、温度センサ１１
は’ １ ” （高レベル電圧）をＯＲ回路１３へ送る
。

この場合、ＯＲ回路１３の出力は”１″に維持されるの
で、電磁開閉弁２１のコイル２４は付勢状態になり、ポ
ート２２と２３との接続は断たれる。

したがって負圧応動開閉弁３３の圧力室３４へ負圧ポー
ト２７から吸気管負圧が供給され、二次空気供給通路４
３は開かれている。

こうして加圧された二次空気が空気ポンプ３１から二次
空気供給通路４３および二次空気ノズル４６を介して排
気系へ供給され、触媒コンバータ８内において未燃ガス
が有効に酸化される。

触媒コンバーク８内の温度が所定値Ｔ以上である場合、
すなわち触媒コンバータ８内の酸化反応熱によって触媒
コンバータが損壊するおそれがある場合、温度センサ１
１は”Ｏ″（低レベル電圧）をＯＲ回路１３へ送る。

この場合の作用をさらに車両が減速状態にあるときとそ
の他のときとの２つに分けて説明する。

車両が減速状態にあるとき、車速は所定値ｖ以上である
ので、車速センサ１４は′１″をＡＮＤ回路１５へ送る
。

またこのとき、絞り弁２はポート１６より上流に位置し
ているので、ポート１６から所定値４以上の負圧が負圧
スイッチ１７へ送られ、負圧スイッチ１７は１ ？１を
ＡＮＤ回路１５へ送る。

したがってＡＮＤ回路１５の出力は“１”であるので、
ＯＲ回路１３の出力も“１″になる。

こうして触媒コンバータ８内の温度が所定値Ｔ以下であ
る場合と同様に二次空気ノズル４６から排気系へ二次空
気が供給される。

二次空気が排気系へ供給される結果、前述したように触
媒コンバータ８内における酸化反応は抑制され、触媒コ
ンバータ８の温度は有効に下降する。

車両が減速状態にないときとして車両が通常走行状態あ
るいは加速状態にあるとき、絞り弁２はポート１６より
下流に位置している。

したがってほぼ大気圧（所定値Ｐ以下の負圧）がポート
１６から負圧スイッチ１７へ送られ、負圧スイッチ１１
の出力はＯ”になる。

こうしてＯＲ回路１３の２つの入力はともに０″になる
ので、このときコイル２４へ付勢電流が供給されず、電
磁開閉弁２１のポート２２と２３とは接続状態になる。

負圧応動開閉弁３３の圧力室３４へは電磁開閉弁２１の
ポート２２から大気圧が供給されるので、二次空気供給
通路４３は閉じられる。

こうして二次空気ノズル４６から排気系への二次空気供
給は停止される。

車両が減速状態にないときとして機関がアイドリング状
態にあるとき、絞り弁２は負圧ポート１６より上流にあ
って負圧スイッチ１７の出力は９１１ Ｆ＋である。

しかし車速か所定値Ｖ以下であるので、ＡＮＤ回路１５
の出力は０″であり、このときもＯＲ回路１３の２つの
入力はともに０“であるので、コイル２４へ付勢電流が
供給されない。

したがって車両が通常走行状態あるいは加速状態にある
ときと同様に、このときも二次空気が二次空気ノズル４
６から排気系へ供給されることはなく、触媒コンバータ
８内での未燃ガスの酸化はほとんど実施されず、触媒コ
ンバータ８の温度は下降する。

このように本発明によれば、触媒コンバータ８が異常に
高温状態になるおそれがある場合は、排気系への二次空
気供給は停止されるが、車両が減速状態にあるときに限
って二次空気供給が実施される。

排気系へ二次空気が供給されない場合には、車両が減速
状態にあるとき、排気系における空燃比は、触媒による
未燃ガスの酸化効率が最大になる値付近であるが、本発
明では二次空気が供給されるので、空燃比は、希薄方向
へ十分移行される。

さらにこのときの排気ガス量に対して多量の低温二次空
気が供給され、この低温二次空気は触媒の温度を下げる
。

触媒温度が下がることによっても、触媒コンバータ８内
における未燃ガスの酸化反応は抑制される。

このように二次空気が供給される結果、触媒コンバータ
８内における酸化反応が抑制されるので、触媒コンバー
タ８が異常高温状態になるおそれがある場合の車両減速
期間中も、触媒コンバータ８の温度を上昇させることな
く、有効に下降させることができ、触媒コンバータ８の
耐久性を向上させることができる。

また低温二次空気の冷却作用によっても、触媒コンバー
タ８の温度を下降させることができる。

なお実施例では、車両が減速を開始した直後から車速が
所定値までの全期間にわたって二次空気が排気系へ供給
されるが、減速開始から所定時間を経過してから二次空
気を供給し、最初の部分期間では二次空気を供給しない
ようにし、二次空気による減速時のアフタバーンを確実
に防止することも可能である。

また実施例では、機関のアイドリング時と車両の減速時
とを正しく区別して検出できるように、負圧スイッチ１
７の他に車速センサ１４を用いている。

車両が高地（大気圧が低い地域）を走行することを考慮
する必要がない場合は、アイドリング時の吸気管負圧と
減速時の吸気管負圧との差が大きく、負圧スイッチ１７
の設定負圧Ｐのみを適切に選定することにより、アイド
リング時と減速時とを正しく区別して検出することがで
きるので、この場合は車速センサ１４、およびＡＮＤ回
路１５を省略して装置を簡略化することができる。

また実施例では車速を検出するセンサ１４が用いられて
いるが、車速と機関回転速度とはほぼ対応関係があるの
で、車速センサ１４の代わりに機関回転速度センサを用
いてもよい。

実施例では絞り弁２の開度を検出するためにポート１６
および負圧スイッチ１７が設けられているが、絞り弁２
のシャフトによって操作されて絞り弁開度を検出するス
ロットルスイッチをこれらの代わりに設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の構成図である。 ８・・・・・・触媒コンバータ、１２・・・・・・制御
器、１４・・・・・・車速センサ、１７・・・・・・負
圧スイッチ、２１・・・・・・電磁開閉弁、３１・・・
・・・空気ポンプ、３３・・・・・・負圧応動開閉弁、
４６・・・・・・二次空気ノズル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 排気系に設けられている触媒コンバータ、該触媒コ
   ンバータの温度を検出する第１の手段、車両の減速状態
   を検出する第２の手段、該触媒コンバークより上流の排
   気系に設けられている二次空気ノズル、および該触媒コ
   ンバータの温度が所定値以上でかつ車両が減速状態にあ
   る状態を該第１の手段と該第２の手段とからの信号によ
   り検出して、この状態のとき該二次空気ノズルから排気
   系への二次空気供給を許容する第３の手段を備えること
   を特徴とする、二次空気供給装置。