(57)【要約】    【課題】  エンジン暖機後の硫黄臭の発生・体感を防止する。    【解決手段】  エンジン暖機後のアイドル運転時若しくは低車速運転時（Ｓ１）で、かつ、少なくとも触媒温度が高い硫黄臭発生条件のとき（Ｓ２）に、排気通路の触媒上流に二次空気を供給する（Ｓ３）。これにより、排気を酸化雰囲気にし、Ｈ２ＳをＳＯ２等に酸化して、硫黄臭の発生を防止する。【選択図】  図２
2006220080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に排気浄化触媒を備える自動車用内燃機関において、
機関暖機後のアイドル運転時若しくは低車速運転時で、かつ、少なくとも触媒温度が高い硫黄臭発生条件のときに、排気通路の触媒上流に二次空気を供給することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の硫黄臭防止装置。
【請求項２】
前記硫黄臭発生条件は、触媒温度を直接若しくは間接的に検出し、これが所定値以上か否かにより判断することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の硫黄臭防止装置。
【請求項３】
前記硫黄臭発生条件は、触媒温度と空燃比とから判断することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の硫黄臭防止装置。
【請求項４】
前記硫黄臭発生条件は、アイドル運転若しくは低車速運転に移行する直前の運転履歴より判断することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の硫黄臭防止装置。
【請求項５】
二次空気の供給開始後、硫黄臭発生条件のレベル低下を検出した後に、二次空気の供給を停止することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の硫黄臭防止装置。
【請求項６】
二次空気の供給開始から、所定時間経過後に、二次空気の供給を停止することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の硫黄臭防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用内燃機関の排気の硫黄臭防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＮＯｘ吸蔵触媒の硫黄被毒を解除する際に、テールパイプから大気中にＨ２Ｓ（硫化水素）が放出されて、硫黄臭を生じるのを防止するため、ＮＯｘ吸蔵触媒の下流に二次空気を供給してＨ２Ｓを酸化処理することが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０９９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１では、ＮＯｘ吸蔵触媒の硫黄被毒解除時の硫黄臭についてのみ対策しているが、本発明者らは、硫黄臭がより問題となるシーンについて検討し、一定の結論を得た。
すなわち、硫黄臭の発生メカニズム自体は解明できていないものの、本発明者らの検討により、硫黄臭は三元触媒などにおいても触媒温度が高いときに発生し、アイドル運転時若しくは低車速運転時にこれを強く体感することがわかった。
【０００４】
本発明は、このような点から、硫黄臭の体感を極力防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明では、機関暖機後のアイドル運転時若しくは低車速運転時で、かつ、少なくとも触媒温度が高い硫黄臭発生条件のときに、排気通路の触媒上流に二次空気を供給する構成とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、硫黄臭の発生しやすい条件と、これを体感しやすい条件とを考慮して、二次空気を供給し、排気を酸化雰囲気とすることで、硫黄臭の元となるＨ２ＳをＳＯ２等に酸化して、硫黄臭の体感を極力防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図である。
エンジン１の吸気通路２には、吸気マニホールド３の入口側に位置させて、吸入空気量を制御する電制スロットル弁４が設置されている。電制スロットル弁４は、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵという）２０からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。但し、アクセルペダルにワイヤ等で連結された機械式のスロットル弁を用いてもよい。
【０００８】
吸気マニホールド３の出口側のブランチ部には、各気筒の吸気ポート５に燃料を噴射する燃料噴射弁６が取付けられている。燃料噴射弁６は、ＥＣＵ２０からエンジン回転に同期して出力される噴射パルス信号により、そのパルス幅によって定められる時間、ソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射する。
電制スロットル弁４の制御を受けた空気と、燃料噴射弁６から噴射された燃料は、吸気弁７が開いたときに、エンジン１の燃焼室８に吸入される。
【０００９】
燃焼室８内に吸入された空気と燃料は、混合気を形成し、ＥＣＵ２０により制御される点火時期にて、点火プラグ９により点火されて燃焼する。燃焼後の排気は、排気弁１０を介して、排気通路１１（排気ポート１２）へ排出される。排気通路１１は、シリンダヘッド内に気筒毎に形成される排気ポート１２、これらの出口側に接続される排気マニホールド１３などから構成されており、排気マニホールド１３の集合部下流に三元触媒等の排気浄化触媒１４が設けられている。
【００１０】
ここで、排気通路１１の触媒１４上流、特に排気の高温部であるシリンダヘッド内の各気筒の排気ポート１２へ二次空気を供給すべく、二次空気供給装置として、電動式エアポンプ１５が設けられ、その吐出側は、遮断弁１６を介し、更に分配用の配管（ギャラリー）１７を介して、気筒毎の排気ポート１２に開口する二次空気供給通路１８に接続されている。尚、ここでは二次空気を排気ポート１２に供給しているが、排気通路１１の触媒１４上流であればよく、また、気筒毎、気筒グループ毎、全気筒共通のいずれでもよい。
【００１１】
ＥＣＵ２０には、アクセルペダルセンサ２１により検出されるアクセル開度ＡＰＯ（アクセル全閉時にＯＮとなるアイドルスイッチの信号を含む）、クランク角センサ２２により検出されるエンジン回転数Ｎｅ、エアフローメータ２３により検出される吸入空気量Ｑａ、水温センサ２４により検出されるエンジン冷却水温Ｔｗ、空燃比センサ２５により検出される排気空燃比、触媒温度センサ２６により検出される触媒温度Ｔｃ、車速センサ２７により検出される車速ＶＳＰなどが、必要に応じて、入力されている。
【００１２】
ＥＣＵ２０は、これらの入力信号より検出されるエンジン運転条件に基づいて、電制スロットル弁４の開度、燃料噴射弁６の燃料噴射時期及び燃料噴射量、点火プラグ９の点火時期などを制御する。また、エアポンプ１５、遮断弁１６の作動を制御する。尚、遮断弁１６はエアポンプ１５のＯＮ時に開、ＯＦＦ時に閉とするもので、エアポンプ１５自体がＯＦＦ時の遮断機能を有しているときは省略できる。
【００１３】
ここにおいて、始動直後などで触媒昇温要求がある場合、例えば、触媒温度センサ２６により検出される触媒温度Ｔｃが所定の活性温度より低い場合に、エンジン側の空燃比をリッチに設定して、排気ポート１２に多量の未燃燃料を排出させた状態で、エアポンプ１５をＯＮにすると共に、遮断弁１６を開いて、排気ポート１２に二次空気を供給する。すなわち、排気ポート１２に多量の未燃燃料を排出させ、これを二次空気の供給により再燃焼させることにより、排気温度を上昇させ、触媒１４の早期活性化を図る。
【００１４】
その一方、本発明では、エンジン暖機後の硫黄臭対策として、二次空気供給装置を利用し、硫黄臭防止制御を実行する。
図２は、エンジン暖機後に行われる硫黄臭防止制御の第１実施例のフローチャートである。
Ｓ１では、硫黄臭を体感しやすい条件か否かの判定のため、アイドルスイッチからの信号に基づいて、アイドル運転時（アイドルスイッチＯＮ）か否かを判定する。又は、車速センサからの信号に基づいて、極低車速運転時（車速ＶＳＰが所定値以下）か否かを判定する。この他、アイドル運転状態（アイドルスイッチＯＮ）での停車時（車速ＶＳＰ＝０のとき）か否か、或いは、アイドル運転状態（アイドルスイッチＯＮ）での極低車速時（車速ＶＳＰ≦所定値）か否かを判定してもよい。
【００１５】
Ｓ１での判定の結果、ＹＥＳの場合にＳ２へ進み、ＮＯの場合はＳ１へ戻る。
Ｓ２では、硫黄臭発生条件か否かの判定のため、触媒温度センサにより検出される触媒温度Ｔｃを読込み、触媒温度Ｔｃが硫黄臭発生条件として定めた所定値ＴＨ以上か否かを判定する。
Ｓ２での判定の結果、ＹＥＳの場合にＳ３へ進み、ＮＯの場合はＳ１へ戻る。
【００１６】
Ｓ３では、硫黄臭の発生を防止するため、エアポンプＯＮ、遮断弁開として、排気通路（排気ポート）への二次空気の供給を開始する。これにより、排気が酸化雰囲気となり、硫黄臭の元となるＨ２ＳがＳＯ２等に酸化され、臭いを防止できる。
二次空気の供給開始後は、Ｓ４、Ｓ５の判定を繰り返す。
Ｓ４では、Ｓ１と同様に、アイドル運転時若しくは極低車速運転時か否かを判定し、ＮＯとなった場合に、Ｓ６へ進み、エアポンプＯＦＦ、遮断弁閉として、排気通路（排気ポート）への二次空気の供給を停止する。
【００１７】
Ｓ５では、触媒温度センサにより検出される触媒温度Ｔｃを読込み、触媒温度Ｔｃが硫黄臭発生条件として定めた前記所定値ＴＨに対しヒステリシスを持たせて定めた所定値ＴＬ以下になったか否かを判定する（ＴＬ＜ＴＨである）。判定の結果、ＹＥＳ（Ｔｃ≦ＴＬ）となった場合に、Ｓ６へ進み、エアポンプＯＦＦ、遮断弁閉として、排気通路（排気ポート）への二次空気の供給を停止する。
【００１８】
以上のように、硫黄臭の発生しやすい条件と、これを体感しやすい条件とを考慮して、二次空気を供給し、排気を酸化雰囲気とすることで、硫黄臭の元となるＨ２ＳをＳＯ２等に酸化して、硫黄臭の体感を極力防止できる。
また、二次空気を触媒上流に供給することで、触媒下流に供給する場合に比べ、排気温度が高いので、Ｈ２ＳからＳＯ２等への酸化反応を促進できる。
【００１９】
また、触媒の早期活性化のため低温始動直後に限定して使用していた二次空気供給装置の有効活用が可能となる。
特に本実施例によれば、硫黄臭発生条件は、触媒温度を直接若しくは間接的に検出し、これが所定値以上か否かにより判断することにより、硫黄臭発生条件を的確に捉えることができる。尚、触媒温度は、触媒下流の排気温度などから間接的に検出するようにしてもよい。
【００２０】
また、特に本実施例によれば、二次空気の供給開始後、硫黄臭発生条件のレベル低下を検出した後に、二次空気の供給を停止することにより、二次空気の供給時間を過不足のない適切なものとすることができる。
図３は、エンジン暖機後に行われる硫黄臭防止制御の第２実施例のフローチャートである。第１実施例（図２）と異なるのは、Ｓ２’、Ｓ５’の部分であり、これについてのみ説明する。
【００２１】
Ｓ２’では、硫黄臭発生条件か否かの判定のため、触媒温度センサにより検出される触媒温度と空燃比センサにより検出される空燃比とを読込み、触媒温度と空燃比とから、図４のマップを参照して、硫黄臭発生指標値Ｓａを計算し、硫黄臭発生指標値Ｓａが硫黄臭発生条件として定めた所定値ＳＨ以上か否かを判定する。判定の結果、ＹＥＳの場合にＳ３へ進み、二次空気の供給を開始する。
【００２２】
ここで、硫黄臭発生指標値Ｓａは、図４に示されるように、触媒温度が高いほど、空燃比がリッチなほど、大きくなるように設定されている。
Ｓ５’では、触媒温度センサにより検出される触媒温度と空燃比センサにより検出される空燃比とを読込み、触媒温度と空燃比とから、図４のマップを参照して、硫黄臭発生指標値Ｓａを計算し、硫黄臭発生指標値Ｓａが硫黄臭発生条件として定めた前記所定値ＳＨに対しヒステリシスを持たせて定めた所定値ＳＬ以下になったか否かを判定する（ＳＬ＜ＳＨである）。判定の結果、ＹＥＳ（Ｓａ≦ＳＬ）となった場合に、Ｓ６へ進み、二次空気の供給を停止する。
【００２３】
特に本実施例によれば、硫黄臭発生条件は、触媒温度と空燃比とから判断することにより、高リッチ状態での硫黄臭の発生にも的確に対処できる。
図５は、エンジン暖機後に行われる硫黄臭防止制御の第３実施例のフローチャートである。第１実施例（図２）と異なるのは、Ｓ２”、Ｓ５”の部分であり、これについてのみ説明する。
【００２４】
Ｓ２”では、硫黄臭発生条件か否かの判定のため、アイドル運転（若しくは極低車速運転）へ移行する直前の運転履歴に基づいて、硫黄臭発生条件か否かを判定する。具体的には、高車速で長時間運転したか否か、より具体的には、直前の高車速での運転時間が所定時間以上、若しくは、直前の所定時間内での平均車速が所定値以上か否かによって判定する。判定の結果、ＹＥＳの場合にＳ３へ進み、二次空気の供給を開始する。
【００２５】
Ｓ５”では、二次空気供給開始後、所定時間経過したか否かを判定する。判定の結果、ＹＥＳとなった場合に、Ｓ６へ進み、二次空気の供給を停止する。
特に本実施例によれば、硫黄臭発生条件は、アイドル運転若しくは低車速運転に移行する直前の運転履歴より判断するので、触媒温度センサを有しない場合でも実施できる。
また、特に本実施例によれば、二次空気の供給開始から、所定時間経過後に、二次空気の供給を停止することにより、制御を簡素化できる。尚、このような時間制御は、第１実施例（図２）及び第２実施例（図３）にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態を示す内燃機関のシステム図
【図２】硫黄臭防止制御の第１実施例のフローチャート
【図３】硫黄臭防止制御の第２実施例のフローチャート
【図４】第２実施例で用いる硫黄臭発生指標値算出用のマップを示す図
【図５】硫黄臭防止制御の第３実施例のフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
１  エンジン
２  吸気通路
３  吸気マニホールド
４  電制スロットル弁  
５  吸気ポート
６  燃料噴射弁
７  吸気弁
８  燃焼室
９  点火プラグ
１０  排気弁
１１  排気通路
１２  排気ポート
１３  排気マニホールド
１４  排気浄化触媒
１７  電動式エアポンプ
１６  遮断弁
１７  配管（ギャラリ）
１８  二次空気供給通路
２０  ＥＣＵ
２１  アクセルペダルセンサ（アイドルスイッチ）
２２  クランク角センサ
２３  エアフローメータ
２４  水温センサ
２５  空燃比センサ
２６  触媒温度センサ
２７  車速センサ
【図１】
2006220080.tif 000003
【図２】
2006220080.tif 000004
【図３】
2006220080.tif 000005
【図４】
2006220080.tif 000006
【図５】
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