JPH079227B2

JPH079227B2 - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JPH079227B2
Application number: JP61244844A
Authority: JP
Inventors: 直幸野口; 一城下田; 新一涌谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1986-10-15
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPS63179170A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの排気系に二次空気を供給するとと
もに吸気系に排気ガスの還流を行うようにしたエンジン
の排気浄化装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、エンジンの排気系に排気浄化用の触媒装置を
介装し、この触媒装置の上流側に二次空気を供給するよ
うにした技術が知られている（例えば、実開昭59−1835
号公報参照）。

上記二次空気の供給は、軽負荷領域においては運転性が
悪いのでエンジンに供給する燃料を増量し、空燃比をリ
ッチにするとともに排気ガスに未燃焼成分が増量するの
で多量の二次空気を供給するものである。

また、通常、吸気系への排気ガスの還流は、前記軽負荷
ゾーンおよびフィードバックゾーンにおいて行われ、NO
xの排出を抑制するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点）しかして、上記のように二次空気の供給を行っている場
合に、高地等での運転により大気圧が低下し空気密度が
低減すると、実質的に二次空気が減少することになり、
排気浄化特性が変化してくる。そして、上記二次空気の
低減により触媒装置に導入される排気ガスの性状は空燃
比がリッチ側に移行することになり、それに伴ってNOx
の浄化効率が向上し、不必要に多量の排気ガスが還流さ
れてエンジンの運転性、走行性の低下を招いていること
になる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、NOxの浄化性能を維
持しつつ走行性の改善を図るようにしたエンジンの排気
浄化装置を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の排気浄化装置は、エンジンの排気系に二次空気
を供給するとともに、排気ガスの一部を吸気系に還流す
るについて、エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段の出力を受け、運転状態に応じて二次空気の供給
量を変更する二次空気供給手段と、排気ガス還流量を制
御する排気ガス還流量制御手段と、大気圧を検出する大
気圧検出手段および運転状態検出手段の出力を受け、二
次空気の供給されている運転状態が検出された時に大気
圧の低下に応じて排気ガス還流量を減少させる補正信号
を前記排気ガス還流量制御手段に出力する補正手段とを
備えたことを特徴とするものである。

第１図は本発明の構成を明示するための概略構成図であ
る。

エンジン１の排気通路２には排気ガス中の有害成分とし
てのCO,HC,NOx等を反応浄化するための触媒装置３を介
装する。さらに、上流側の排気通路２には、二次空気を
供給する二次空気供給通路５が接続されている。

上記二次空気供給通路５の上流端は、エンジン１に吸気
を供給する吸気通路６に接続されている。また、二次空
気供給通路５には、エンジン１の運転状態を検出する運
転状態検出手段７の出力を受け、運転状態に応じて二次
空気を異なった供給量に変更する二次空気供給手段８が
設置されている。

一方、前記二次空気供給通路５の接続部分より上流側の
排気通路２から、排気ガスの一部を吸気通路６に還流す
る排気ガス還流通路11が接続されている。この排気ガス
還流通路11による排気ガスの還流量は、上記運転状態検
出手段７の出力を受け、運転状態に応じた排気ガスを還
流する排気ガス還流量制御手段12で制御する。

さらに、大気圧を検出する大気圧検出手段13を設け、こ
の大気圧検出手段13の信号および前記運転状態検出手段
７の信号を受けた補正手段14は、二次空気が供給される
運転状態のときに、前記排気ガス還流量制御手段12に大
気圧の低下に応じて排気ガス還流量を低減する補正信号
を出力するものである。

（作用）上記のような排気浄化装置では、高地等で大気圧が低下
し二次空気の実質的供給量が低減した場合には、触媒装
置への排気ガスの性状がリッチ側に移行してNOxの浄化
効率が向上するのに対応して排気ガス還流量を低減し、
NOxの所定値以上の浄化性能を維持しつつ排気ガス還流
で低下していた走行性を向上するようにしている。

（実施例）以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。第２図
は具体例のエンジンの全体構成図である。

エンジン１の燃焼室15に吸気を供給する吸気通路６に
は、吸入空気量を検出するエアフローメータ16、吸入空
気量を規制するスロットル弁17、燃料を噴射供給する燃
料噴射弁９が配設されている。一方、エンジン１から排
気ガスを導出する排気通路２には、排気ガスの成分濃度
（O₂濃度）を検出する空燃比センサ18（O₂センサ）、三
元触媒による触媒装置３がそれぞれ介装されている。

また、前記空燃比センサ18の上流側の排気通路２には、
二次空気供給通路５の下流端が接続され、この二次空気
供給通路５の上流端は二次空気制御弁19およびエアポン
プ20を介してエアフローメータ16の上流の吸気通路６に
接続され、排気通路２に二次空気を供給するように構成
されている。

さらに、前記二次空気供給通路５の下流端接続部より上
流側の排気通路２から、排気ガスの一部をスロットル弁
17下流の吸気通路６に還流する排気ガス還流通路11が接
続されている。この排気ガス還流通路11の途中には排気
ガス還流量を制御する排気ガス還流制御弁25が介装さ
れ、この還流制御弁25はスロットル弁17下流の吸気負圧
を閉作動源とするアクチュエータ26への圧力通路27に設
けられたソレノイドバルブ28の作動によって開閉操作さ
れる。

上記二次空気供給通路５の二次空気制御弁19は、コント
ロールユニット21からの制御信号によって操作され、エ
アポンプ20からの二次空気の供給量を制御する。また、
燃料噴射弁９からの燃料噴射量についても、この燃料噴
射弁９に対してコントロールユニット21から制御信号
（燃料噴射パルス）が出力されて、燃料供給量が制御さ
れるものである。さらに、排気ガス還流量についても、
排気ガス還流制御弁25に対するソレノイドバルブ28に、
コントールユニット21からの制御信号が出力されて制御
される。

前記コントールユニット21には、エンジン１の運転状態
を検出するために、前記エアフローメータ16からの吸気
量信号、空燃比センサ18からの空燃比信号に加えて、ス
ロットル弁17の開度を検出するスロットルセンサ22から
のスロットル開度信号、エンジン回転数を検出するため
の回転センサ23からのエンジン回転信号、および大気圧
を検出する大気圧センサ29からの大気圧信号がそれぞれ
入力される。

そして、上記コントールユニット21は、エンジン１の運
転状態に応じて二次空気供給量を、排気ガス還流量およ
び燃料供給量を制御するものであって、軽負荷ゾーン
（第５図のＩゾーン）においては燃料供給量を増量（フ
ィードバック制御停止）するとともに多量の二次空気を
供給する。一方、それより負荷の大きいフィードバック
ゾーン（第５図のIIゾーン）においては空燃比センサ18
の出力に基づいて検出空燃比が所定値（理論空燃比）と
なるように燃料供給量をフィードバック制御するととも
に、このフィードバックゾーンIIに移行して所定期間
（例えば２分間）は比較的少量の二次空気（ポートもら
しエア）を供給するように制御するものである。

さらに、排気ガスの還流は、上記軽負荷ゾーンＩおよび
フィードバックゾーンIIにおいてのみ行うものである。
そして、大気圧が低下し、かつ、二次空気の供給と排気
ガスの還流が行われ、しかもフィードバック制御が行わ
れていない時、すなわち、例えば高地での軽負荷ゾーン
Ｉにおいては、大気圧の低下に応じて排気ガス還流量を
低減する補正を行うものである。

前記コントールユニット21の作動を第３図のフローチャ
ートに沿って説明する。スタート後、ステップS1でエン
ジン回転数、スロットル開度、空燃比信号、大気圧信号
等の入力信号を読み込み、ステップS2で運転ゾーンを判
定する。この運転ゾーンの判定は、例えば、第５図の特
性で行うものであり、Ｉゾーンは軽負荷ゾーン、IIゾー
ンはフィードバックゾーン、IIIゾーンは燃料カットゾ
ーン、IVゾーンはアイドリングゾーンである。そして、
二次空気の供給はI,III,IVの各ゾーンとIIゾーンへの移
行初期で行い、排気ガスの還流はI,IIゾーンで行う。

続いて、ステップS3で運転ゾーンが排気ガス還流ゾーン
か否かを判定するとともに、ステップS4でフィードバッ
クゾーン以外か否かを判定し、さらにステップS5で二次
空気供給ゾーンか否かを判定する。そして、排気ガス還
流ゾーンで、フィードバックゾーン以外で、二次空気供
給ゾーンにあるYES時には、ステップS6で大気圧センサ2
9による大気圧に応じて排気ガス還流量を演算する。こ
の排気ガス還流量の演算は、予め記憶している第４図の
特性に基づき、大気圧が低下するほど排気ガス還流量が
低下するように求めるものである。

上記のようにして求めた排気ガス還流量に対応してソレ
ノイドバルブ28の駆動信号を求め、ステップS7で排気ガ
ス還流制御を行い、所定量の排気ガスの吸気系に還流す
る。そして、運転状態に応じてステップS8の燃料制御、
およびステップS9で二次空気供給制御を行うものであ
る。

上記のような制御により、大気圧の低下に伴って二次空
気の供給量が低減し、触媒装置３に対する排気ガスの性
状が空燃比のリッチ側に移行した状態となる場合には、
排気ガス還流量を低減するものである。

また、前記ステップS3〜S5のいずれかの判定がNOとなる
運転ゾーンにおいては、それぞれの運転状態に応じて、
大気圧補正のない排気ガス還流制御（S7）、燃料制御
（S8）、二次空気制御（S9）を行うものである。

なお、上記実施例においては、二次空気供給時に気圧が
低下してもフィードバックゾーンにおいては触媒装置に
対する排気ガスがリッチ側へ移行しないことから排気ガ
ス還流量の低減補正をしないようにしているが、空燃比
のフィードバック制御を行わない制御系の場合には、二
次空気供給時の気圧低下時には常に排気ガス還流量の低
減補正を行うようにしてもよい。

（発明の効果）上記のような本発明によれば、大気圧の低下に伴って排
気ガスの性状が触媒装置におけるNOxの浄化効率が向上
する方向に移行した場合には、排気ガス還流量を低減す
るようにしたことにより、この排気ガスの還流によって
低下していた走行性能の改善を図ることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するためのエンジンの排気
浄化装置の概略構成図、第２図は本発明の一実施例における排気浄化装置を備え
たエンジンの全体構成図、第３図はフローチャート図、第４図は大気圧に対する排気ガス還流量の補正特性を示
す特性図、第５図は運転ゾーンの例を示す制御特性図である。１……エンジン、２……排気通路３……触媒装置５……二次空気供給通路、６……吸気通路７……運転状態検出手段８……二次空気供給手段、９……燃料噴射弁 11……排気ガス還流通路 12……排気ガス還流量制御手段 13……大気圧検出手段、14……補正手段 18……空燃比センサ 19……二次空気制御弁 21……コントロールユニット 25……還流制御弁、29……大気圧センサ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−179171（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−138251（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−67267（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの排気系に二次空気を供給すると
ともに、排気ガスの一部を吸気系に還流するようにした
エンジンの排気浄化装置において、エンジンの運転状態
を検出する運転状態検出手段と、上記運転状態検出手段
の出力を受け、運転状態に応じて二次空気の供給量を変
更する二次空気供給手段と、上記運転状態検出手段の出
力を受け、排気ガス還流量を制御する排気ガス還流量制
御手段と、大気圧を検出する大気圧検出手段と、上記運
転状態検出手段および大気圧検出手段の出力を受け、二
次空気の供給されている運転状態が検出された時に大気
圧の低下に応じて排気ガス還流量を減少させる補正信号
を前記排気ガス還流量制御手段に出力する補正手段とを
備えたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。