(57)【要約】【課題】エンジン停止後に排気管及び排気ガス浄化装置内に残留した排気ガス中の水分が液化して触媒の表面に付着するため、次のエンジン始動時に、触媒と排気ガスとの接触面積の低下や付着水分の気化による触媒温度上昇の遅れが生じて触媒作用が低下し、排気浄化性能が悪化する。さらに触媒温度の急激な温度変化が生じた場合には、水が付着した部分の温度と付着しない部分との温度差が発生して熱応力により触媒が破損する可能性がある。【解決手段】エンジンの排気管に設けられた触媒と、前記排気管内に２次空気を圧送する２次空気ポンプとを備え、前記エンジンの停止後も前記２次空気ポンプを動作させる。【選択図】  図１
2004225539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気管に設けられた触媒と、前記排気管内に２次空気を圧送する２次空気ポンプとを備え、前記エンジンの運転状態に応じて２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
エンジンの排気管に設けられた触媒と、前記排気管内に２次空気を圧送する２次空気ポンプとを備え、前記エンジンの停止後に前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項３】
請求項２において、燃料配管内の燃料圧力を調整する燃料圧力調整手段を備え、前記エンジンの停止後に前記燃料配管内の燃料圧力を低下させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項４】
請求項３において、前記燃料圧力調整手段は、燃料圧力調整弁と並列に設けられたバイパス弁であることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項５】
請求項３において、前記燃料圧力調整手段は、燃料を燃料タンクからインジェクタへ圧送する燃料ポンプであり、前記燃料ポンプの逆回転によって前記燃料配管内の燃料圧力を低下させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項６】
請求項２において、前記エンジンの停止後に所定の時間、前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項７】
請求項２において、前記エンジンの排気管温度を測定する手段および／または前記排気管温度を推定する手段を備え、測定または推定された前記排気管温度が所定の範囲外にあるとき、前記エンジンの停止後に所定の時間、前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項８】
請求項２において、前記エンジンの水温センサ・吸気温度センサ・触媒温度センサ・排気管温度センサの何れかが故障と判定されたとき、前記エンジンの停止後に所定の時間、前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項９】
請求項２において、前記エンジンの吸気弁・排気弁・スロットル弁・ＩＳＣ弁を制御する制御装置を備え、前記エンジンの停止後に吸気弁・排気弁・スロットル弁・ＩＳＣ弁を解放状態とすることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１０】
請求項２において、前記エンジンのクランク軸を回転させる手段を備え、エンジン停止後に所定の回数または所定のクランク角度になるまでクランク軸を回転させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１１】
請求項２において、２次空気の導入口を前記エンジンの排気弁付近に備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１２】
請求項２において、２次空気の導入口を前記触媒の上流側に備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１３】
請求項２において、２次空気の導入口を前記触媒の下流側に備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１４】
請求項２において、前記触媒の温度を測定する手段および／または前記触媒の温度を推定する手段を備え、測定または推定された前記触媒の温度に応じて前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１５】
請求項１４において、外気温度を測定する手段および／または外気温度を推定する手段を備え、測定または推定された前記外気温度と前記測定または推定された前記触媒の温度に応じて前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１６】
請求項１４において、前記測定または推定された前記触媒の温度が所定の範囲外にあるときは、前記エンジンの停止後に所定の時間、前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１７】
請求項２において、前記２次空気ポンプの動作を間欠動作とすることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１８】
請求項２において、前記２次空気ポンプのエンジン停止後の回転数がエンジン動作中の回転数よりも小さいことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１９】
エンジンの排気管に設けられた触媒と、前記排気管内に２次空気を圧送する２次空気ポンプとを有する排気ガス浄化装置の制御装置であって、前記エンジンの停止後に前記２次空気ポンプを動作させることを特徴とする排気ガス浄化装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの排気ガス浄化装置及びその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術としては、エンジンの排気ガス中に含まれる有害成分、例えば、未燃の炭化水素化合物（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ）等を除去するため、三元触媒を排気管に設けて触媒作用によって無害成分に変換する排気ガス浄化装置がある。
【０００３】
ここで、この触媒作用は触媒の温度に依存するので、エンジン始動後から触媒の温度が上昇するまでの間、触媒作用を発揮する事ができない。そこで、排気ガス中の有害成分を一時的に一定量まで触媒内に吸着させて、所定温度以上で浄化する排気ガス浄化装置がある（特開平５−７９３１９号）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−７９３１９号公報（第３−４頁，第１２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術では、エンジン停止後に排気管及び排気ガス浄化装置内に排気ガスが残留してしまう。このため、残留排気ガス中の水分が液化し、触媒の表面に付着する問題があり、次のエンジン始動時に、触媒と排気ガスとの接触面積の低下や付着水分の気化による触媒温度上昇の遅れが生じて触媒作用が低下し、排気浄化性能が悪化するという問題がある。さらに触媒温度の急激な温度変化が生じた場合には、水が付着した部分の温度と付着しない部分との温度差が発生して熱応力により触媒が破損する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、排気ガス浄化装置の浄化性能及び信頼性の向上を目的とする
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する為、本発明では、エンジンの排気管に設けられた触媒と、前記排気管内に２次空気を圧送する２次空気ポンプとを備え、前記エンジンの運転状態に応じて２次空気ポンプを動作させるものとする。
【０００８】
また、エンジンの排気管に設けられた触媒と、前記排気管内に２次空気を圧送する２次空気ポンプとを備え、前記エンジンの停止後に前記２次空気ポンプを動作させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明にかかる排気ガス浄化装置の実施例を示す。
【００１０】
図１に本発明に関するエンジンの構成を示す。エンジン１００には、インジェクタ１０１，点火プラグ１０２，点火コイル１０３，スロットル１０４，水温センサ１１０，クランク角センサ１１１，カム角センサ１１２，スロットルポジションセンサ１１３，吸気管圧力センサ１１４、または吸入空気流量計１１５，リニア空燃比センサ１１６，２次空気ポンプ１２４，触媒１１８，触媒に触媒温度センサ１２３が取り付けられ、エンジン制御装置１２０に接続されている。
【００１１】
燃料は燃料タンク１２５から燃料ポンプ１１７により輸送され、燃圧制御弁１１９によって一定の燃料圧力としている。さらに、燃圧制御弁をバイパスさせる燃料バイパス弁１２６を設けて燃料圧力のフェイルセーフを行う。
【００１２】
また、エンジンの制御パラメータとして用いられる吸気温度と排気温度を測定するため、吸気温度センサ１２１，排気温度センサ１２２が取り付けられている。
【００１３】
さらに、燃料ポンプに印加する電圧を逆転可能とするブリッジ回路または、燃料ポンプの回転方向を正逆に切り替え可能とするギア装置を設ける。これにより、必要な場合には燃料ポンプを逆回転させることにより燃料圧力を低下させることが出来る。
【００１４】
図２にエンジン制御装置の概要を示す。
【００１５】
エンジン制御装置は、数値・論理演算を行うＣＰＵ４０１，少なくともＣＰＵ４０１が実行するプログラム及びデータを格納したＲＯＭ４０２，データを一時的に記憶するＲＡＭ４０３，センサからのアナログ電圧を取り込むＡ／Ｄ変換器４０４，運転状態を示すスイッチを取り込むデジタル入力回路４０５，パルス信号の時間間隔または、所定時間内のパルス数を計数するパルス入力回路４０６、さらに、ＣＰＵの演算結果に基づきアクチュエータ（図示せず）のオン・オフを行うデジタル出力回路４０７，タイマ設定を出力するパルス出力回路４０８，通信回路４０９を有し、通信回路４０９によりエンジン制御装置内のデータを外部に出力し、外部からの通信コマンドによってエンジン制御装置の内部状態を変更出来る。
【００１６】
エンジン制御装置は吸気管圧力センサまたは吸入空気流量計の出力をとりこみ、センサ電圧を所定のテーブルを用いて変換することにより、実際の単位時間当りの吸入空気量Ｑａを算出する。
【００１７】
また、エンジン制御装置はクランク角センサのパルス信号を計測し、所定時間内のパルス数またはパルスの時間間隔に基づいてエンジンの回転数ＮＤＡＴＡを計算する。
【００１８】
前記、単位時間当りの吸入空気量ＱａをＮＤＡＴＡで割り算し、さらに気筒数で割ることにより、１気筒の１回毎の吸入空気量Ｑａｃｙｌを計算する。
【００１９】
Ｑａｃｙｌに所定の計数ＫＴＩを乗ずることにより、Ｑａｃｙｌで燃焼できる燃料量ＴＩが求められ、後述の空燃比制御補正量を含む補正係数を乗じることによりインジェクタを所定の間開弁することにより、必要とする燃料量を噴射して、１回の燃焼毎に混合気を生成する。
【００２０】
ＴＩの計算には以下の補正係数ＣＯＥＦｎ  が乗算される。
【００２１】
ＴＩ＝ＣＯＥＦｎ  ×ＫＴＩ×Ｑａｃｙｌ
ＣＯＥＦｎ  には空燃比補正係数ＡＬＰＨＡｎ  が含まれる。
【００２２】
ＣＯＥＦｎ  ＝１＋ＡＬＰＨＡｎ  ＋増量補正項
ここで、気筒別に制御する場合、添え字ｎを１から気筒番号毎に別々のパラメータとする。
【００２３】
燃焼室内で燃焼した排気ガスにはＮＯｘや未燃焼のＨＣ分等の有害物質が含まれる。そのまま大気中に排出されると大気汚染の原因となるので、触媒内でＮＯｘやＨＣをＮ２  やＨ２Ｏ  ，ＣＯ２  に分解・浄化して排出する。触媒内で効率よく有害成分を分解・浄化するには、触媒の浄化効率の高い空燃比でエンジンを動作させることが肝要である。
【００２４】
概ね、ストイキ（理論空燃比）でエンジンを動作させると触媒後の排気ガスの有害成分が分解・浄化される。
【００２５】
例えば、ストイキの条件下では下記のような化学反応が生じる。
【００２６】
ＣｍＨｎ＋（ｍ＋ｎ／２）Ｏ２  →  ｍＣＯ２  ＋ｎ／２Ｈ２０
おおむね、ガソリン成分の炭化水素では、炭素量ｍが大きいので、ｎ＝２×ｍに近似すると、
ＣｍＨ２ｍ＋（２ｍ）Ｏ２  →  ｍＣＯ２  ＋ｍＨ２０
という近似式に変換できる。
【００２７】
１モルに換算すると、
ＣｍＨ２ｍ＝ｍ×１４ｇ
２ｍＯ２  ＝ｍ×６４ｇ
となる。
【００２８】
上記計算式では、炭化水素を特定せずに近似したが、ガソリン成分を特定した場合、概ねガソリン１４グラムに対して酸素６４グラムが必要となり、水１８グラムが生じる計算となる。なお、理想的な燃焼ではガソリン質量に対して約１４．７倍の質量の大気が必要とされ、ガソリン質量の１．４  倍程度の水が生成されるとされている。
【００２９】
燃料の燃焼により生成された水は、排気ガス温度が露点温度（通常の条件では１００℃）以上であれば水蒸気になっているが、排気管温度が露点温度以下であれば排気管壁に付着する。同様に触媒温度が露点温度以下に冷却されると触媒に付着または吸水される。
【００３０】
ここで触媒は、排気ガスと触媒金属との接触面積が多いほど排気ガス浄化作用が発揮される性質を有するため、触媒温度が低い時には、触媒に付着または吸水された水分によって排気ガスと触媒金属との接触面積が減少し、触媒による浄化性能が低下する問題がある。また、触媒温度の急激な変化が生じると、水が付着した部分の温度と付着しない部分との温度差が発生して熱応力により触媒が破損する可能性がある。
【００３１】
そこで、本発明では排気温度に応じた燃焼制御を行う。
【００３２】
例えば、図３に示すように、触媒温度測定または推定手段と排気管温度測定または推定手段を用いて、温度情報から排気管内に存在する水分量を推定する水分推定手段を用意する。
【００３３】
そして、エンジン運転状態に応じて２次空気ポンプを動作させる。
【００３４】
すなわち、エンジン運転中は触媒温度が所定温度以上であれば、２次空気ポンプを動作させて、触媒内で排気ガスを浄化させる。
【００３５】
エンジン停止後であれば、触媒温度が所定値以下のとき、すなわち露点以下となるまで、２次空気ポンプを動作させて排気管を冷却する。
【００３６】
さらに排気管内にＨＣ放出防止手段を設け、燃料配管の圧力制御や吸気弁・排気弁・スロットル弁・ＩＳＣ弁等の弁制御を行うことによって、未燃ＨＣの放出を抑制することもできる。
【００３７】
排気温度を測定することが可能であれば、そのまま排気温度に応じて燃焼制御を行う。すなわち、排気温度センサ１２２の電圧を取り込んで排気管温度に変換する。
【００３８】
排気温度を推定する場合は、まず、吸気温度センサまたは水温センサの電圧を取り込んで、吸気温度や水温に変換し、排気管温度または触媒温度の初期値とする。さらに、１気筒の１回毎の吸入空気量Ｑａｃｙｌで燃焼できる燃料量ＴＩの積算量ＳＧＭＴＩまたは吸入空気量ＱＡの積算量ＳＧＭＱＡと吸気温度から、図４に示すように排気管温度を推定する。同様な手段によって、触媒温度を推定してもよい。ただし、触媒温度は、所定温度、おおむね３００℃程度になると触媒作用によってＨＣが反応してさらに触媒温度が上昇するので、触媒温度の推定では空燃比も変数の一つとして扱う。
【００３９】
エンジン始動後、排気管温度が所定温度に達するまでは各気筒の空燃比補正量を０以外に設定することによって、排気管に未燃のＨＣと酸素を同時に流して、排気管内で反応させる。反応熱で排気管温度が早期に上昇できる。
【００４０】
排気管温度が所定温度に達した後は空燃比補正係数を０として温度上昇制御を停止する。図５に示すように、エンジン始動後、排気管温度または触媒温度が温度上昇制御開始温度以上の時、空燃比補正係数を気筒毎に変える。その後、排気管温度または触媒温度が所定の温度に達した後、補正値を０とする。
【００４１】
排気管の温度上昇制御は温度をしきい値とするだけでなく、エンジン始動後の経過時間，水温，吸入空気量の積算値，燃料噴射量の積算値等によるしきい値を設定してもよい。
【００４２】
排気管温度を上昇させる手段としては、さらに、点火時期を調整して、排気弁が開いているときに比較的高温の燃焼ガスが排気管に放出されるようにする方法がある。また、前記気筒毎の空燃比補正係数を設定する場合、未燃のＨＣが触媒内で処理できないほど増えると、排気ガスレベルが悪化してしまうため補正範囲が限られる。このため、補正範囲を増やさずに排気管温度を上昇させるために、排気管に外気を導入して排気管内で反応を促進させる事も可能である。
【００４３】
排気管内に導入する手段として排気管への２次空気導入手段を用いて、空気ポンプで圧送する。または、逆止弁を用いて、排気管内圧力が外気よりも負圧になったときに外気を吸い込むようにしてもよい。
【００４４】
ターボがついたエンジンシステムでは、ターボで圧縮した空気を、制御バルブを通して排気管に流すようにしてもよい。
【００４５】
既に述べたように、エンジン停止後に残った排気ガスに含まれる水分が、触媒に付着または凝縮すると、次回のエンジン始動時に触媒性能が低下する。そこで、エンジン停止後、排気管内に残る排気ガス成分中の水分を除去するために、２次空気ポンプを動作させ、排気管内のガスを外気に置き換える。
【００４６】
この場合、エンジン停止後から空気ポンプを動作させる時間は、ポンプの吐出量に応じて排気管容量に相当する時間以上とする。または排気管温度が所定の温度以下に低下するまで動作させる。
【００４７】
図６にタイミングチャートを示す。
【００４８】
エンジン始動後、所定の運転状態が成立した後、所定時間を経過するまで、かつ、排気管温度ＴＥＸが所定以下の時、触媒温度上昇制御を行う。
【００４９】
所定の運転状態とは、例えば、水温が２０℃以上であり、かつ、エンジン回転数がアイドル回転数から数１０００ｒ／ｍｉｎ  程度以下、のように定めることができる。
【００５０】
触媒温度上昇制御の１手段として、気筒別空燃比制御では気筒別に空燃比補正係数を設定する。経過時間を引数として、気筒別に補正係数をテーブル検索して補間計算を行う。または、リッチ側のデータテーブルとリーン側のデータテーブルを設定しておき、噴射タイミング毎にリッチ側，リーン側，補正なし（ストイキ）の３レベルを順に選択して燃料を噴射することで特定の気筒がリッチ・リーン・ストイキに固定されないようにする。
【００５１】
排気管温度センサがない場合は、吸入空気温度を初期値として、吸入空気量の積算値または燃料噴射量の積算値に応じて、排気温度を推定して、時間毎にフィルターを通した値を排気管温度とする方法もある。
【００５２】
気筒別空燃比制御を行っている間、排気管に２次空気を導入するため、空気ポンプを起動する。ターボチャージャーがある場合は、ターボの圧縮出力を排気管に流す。
【００５３】
エンジン停止後の排気管温度ＴＥＸと外気温度ＴＡＭＢに応じて、排気管内の排気ガスの掃気を行う。ただし、バッテリーの放電量も考慮して、動作継続時間の最大値で制限される。
【００５４】
排気管温度ＴＥＸと外気温度ＴＡＭＢの差が所定値になるまで空気ポンプを動作させる。排気管温度や外気温度が推定値の場合は、エンジン停止時の排気管温度に応じた時間を設定して、所定の時間ポンプを動作させることにする。
【００５５】
図７に制御のフローチャートを示す。
【００５６】
まず、エンジン停止中かどうかを判断する。
【００５７】
エンジン停止中であれば、２次空気ポンプ動作タイマがゼロかどうか判断する。タイマがゼロであれば、２次空気ポンプを停止する。
【００５８】
タイマがゼロ以外であれば、タイマを所定時間毎にデクリメントする。同時に排気管温度と外気温度をモニタして、その温度差を求める。
【００５９】
温度差が所定値以下であれば、２次空気ポンプ動作タイマをクリアする。
【００６０】
エンジンがかかっていれば、エンジン始動後、エンジンの運転状態が所定の条件にあるかどうかを判断する。水温が所定値以上、かつエンジン回転数がアイドル回転数からＫ２ＮＤＰＮＤ（数１０００ｒ／ｍｉｎ）以下であれば、触媒温度上昇制御のタイマを起動して、所定時間毎にインクリメントする。
【００６１】
触媒温度上昇制御用タイマが所定値以下、かつ、排気管温度が所定値以下のとき、２次空気ポンプを動作させる。
【００６２】
同時に、吸入空気量とエンジン回転数を求めて基本燃料噴射量を算出する。
【００６３】
排気管温度センサがないときは、吸入空気量を所定時間毎に積算して、積算値から排気ガス温度推定値を算出する。所定時間毎に排気ガス温度推定値をフィルターに通して、排気管温度を求める。吸入空気量の積算値の他に燃料噴射量の積算値を用いてもよい。
【００６４】
２次空気ポンプが動作している間、気筒別空燃比制御用の補正係数を算出する。例えば、触媒温度上昇制御用タイマのタイマ値に応じて、リッチ側補正係数，ストイキ用補正係数，リーン側補正係数の３つの補正係数を求める。
【００６５】
燃料噴射のタイミング毎に３つの値を順々に選択して、基本燃料噴射量に補正する。または、３つの値を所定時間毎に選択して基本燃料量に補正してもよい。
【００６６】
気筒別空燃比制御の他に、点火時期をリタードさせて排気管内で排気ガスを燃焼させて触媒温度を上昇させる手段を組み合わせれば、温度上昇が早くなる。
【００６７】
所定の排気管温度以上または触媒温度上昇制御のタイマ経過後は２次空気ポンプを停止する。
【００６８】
図８に示すように、通常の運転状態において、アイドル状態でも触媒温度が下がってしまうような状態では、触媒温度上昇制御用タイマをクリアまたは減算して、触媒温度上昇制御を再起動してもよい。
【００６９】
エンジン停止後、２次空気ポンプの動作は連続で動作させてもよいが、エンジン停止後のバッテリー消費を考慮して、間欠動作としてもよい。間欠動作の例としては、触媒温度に応じて１回あたりの動作時間を設定する方法や、エンジン停止後に触媒温度が所定時間毎に減少する減少率に応じて、動作時間を設定する方法がある。概略を図９に示す。
【００７０】
エンジン動作中に排気ガスを処理する２次空気ポンプの空気量は、相当大量になるが、エンジン停止後排気管を冷却するための空気量は、排気ガスを処理する空気量が無い分、少量で済むので、本発明のために必要とする２次空気ポンプはエンジン動作中の排気ガス処理に用いる２次空気ポンプと比べて小型でよい。
【００７１】
よって、エンジン運転中に使用する２次空気ポンプと、エンジン停止後に使用する２次空気ポンプとを分けて、エンジン停止後に使用する２次空気ポンプをより小型の物とするか、または、エンジン停止後の２次空気ポンプの回転数をエンジン運転中の回転数より低く設定するようにしてもよい。
【００７２】
回転数を切り替える制御方法としては、２次空気ポンプに印加する電圧を切り替えるか、バッテリー電圧をデューティで制御して平均電圧を制御する方法がある。
【００７３】
また、基本のバッテリー電圧が４２Ｖであれば、１４Ｖのバッテリーが３個接続されているので、エンジン停止中は３個のバッテリーの内、１個分の電圧を２次空気ポンプに印加する接続切り替え回路を用意する。この実施例の構成を図
１０に示す。
【００７４】
排気管温度センサ・触媒温度センサ及び２次空気ポンプの断線・ショート診断を図１１に示す。
【００７５】
排気管温度センサ・触媒温度センサの電圧が所定範囲以外の時、センサ故障と判断して、後述するフェイルセーフ機能を起動する。排気管温度または触媒温度を推定するときは、冷却水温または吸気温度もパラメータの一つとなるので、水温センサまたは吸気温度センサが故障しているときもフェイルセーフ機能を起動する。
【００７６】
具体的なフェイルセーフ機能としては、排気管温度または触媒温度に関係なくエンジン停止後の所定時間に応じて２次空気ポンプを動作させることが考えられる。
【００７７】
また、２次空気ポンプを動作させるＣＰＵ出力とコントロールユニットの出力端子の状態が一致しないとき、例えば、ＣＰＵ出力がオンでコントロールユニットがオフ、または、ＣＰＵ出力がオフでコントロールユニットがオンのとき、２次空気ポンプ用出力が故障していると判断する。この場合は、２次空気ポンプに接続しているＶＢをカットする。
【００７８】
また、排気管温度の上昇速度が速い場合または遅い場合は、排気管または２次空気システムに異常が考えられる。この場合、システム故障と判断する。
【００７９】
故障が検出された場合は、コントロールユニット内の自己診断用記憶領域に故障情報を記憶させて、故障表示ランプＭＩＬを点灯させて運転者にエンジン制御システムの故障を知らせると共に、システムの修理を促す。
【００８０】
排気ガスレベルを低下させるには、触媒性能だけでなく、エンジン停止中の排気ガスの放出を抑える必要がある。例えば、排気ガス中の未燃ＨＣ成分がエンジン停止後の燃焼室に残っている場合がある。さらに、インジェクタから微量であっても燃料が漏れるとそのまま未燃ＨＣとなる。
【００８１】
燃焼室内の未燃ＨＣ成分を放出するために燃焼室の排気弁と吸気弁を両方とも解放し、さらに、スロットル弁またはＩＳＣ弁を開いて、ガスをインテークマニホールド側から放出する。図１２にタイミングチャートを示す。
【００８２】
排気弁・吸気弁を独立で解放できない場合は、エンジン停止後にさらに、所定の回数または所定のクランク角度になるまでスタータ等を用いてクランク軸を回転させる。そして、吸気弁と排気弁が開くようなクランク角度で止める。
【００８３】
吸気弁と排気弁が同時に開くようなオーバーラップ角度が無い場合は、少なくとも、吸気弁側が開くクランク角度とする。
【００８４】
所定の回数またはクランク角度になるようにクランク軸を回している間も、排気管に２次空気を流して、排気管側から排気ガスをインテークマニホールド側に放出することも可能である。
【００８５】
また、インジェクタから燃料が漏れることを防止するために、エンジン停止直後に、燃料配管内の燃料圧力を低下させる。例えば、プレッシャーレギュレータをバイパスさせるためのバイパス弁を付ける方法，燃料のポンプをバイパスさせる方法、または、燃料ポンプを逆転させる方法等の手段により、燃料配管内の燃料を速やかに燃料タンク内に戻す。
【００８６】
上記実施例では２次空気の導入口を触媒の上流側としたが、排気ガスと２次空気の混合をよくするには、エンジンの排気弁付近に設置することも可能である。
【００８７】
たとえば、図１３に示す様に、排気弁に向かって２次空気を吹きかけることによって、排気ガスと２次空気の混合を図る。
【００８８】
また、触媒の上流側と排気弁側との両方に２次空気の導入口を設置してもよい。
【００８９】
さらに、２次空気の配管に分岐弁を設けて、エンジンが運転中は排気弁側のみとし、エンジン停止は触媒上流側に２次空気を導入する構成も可能である。
【００９０】
これまでの実施例ではエンジン制御ユニット内で２次空気制御を行うような構成としたが、エンジンが運転中か停止中かを判断できれば２次空気ポンプの制御が可能なので、たとえば、図１４に示す様に、クランク角信号等のエンジン回転に関係する信号を入力としてエンジンが運転中かどうかを判断して、クランク角信号が所定時間入力されないときにエンジン停止中と判断して２次空気ポンプ制御を行う様にしてもよい。
【００９１】
また、車両が屋外に雨や雪が降るとマフラー側から水が進入することも考えられる。さらに、ガレージ内に放置されていた車両が炎天下に移動した直後、排気管または触媒温度が低い時は、排気管または触媒温度が露点温度以下になる場合があり、この場合、マフラー側から水蒸気を触媒内に吸い込むことも考えられる。
【００９２】
このように、触媒の下流側に水蒸気が付着することも考えると、図１５に示す様に、２次空気を導入する位置を触媒の下流側に設置することも可能である。
【００９３】
これによりマフラー側から吸い込んだ水蒸気の触媒への付着を防止できる。
【００９４】
【発明の効果】
残留排気ガス中の水分が液化して触媒の表面に付着することを防止できるので、排気ガス浄化装置の触媒性能を維持でき、かつ触媒担体に熱応力が生じることが無いので触媒の信頼性が向上される。さらに触媒を従来技術よりも長期間に渡って使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のエンジン構成図。
【図２】エンジン制御装置の説明図。
【図３】本発明の制御ブロック図。
【図４】温度推定説明図。
【図５】触媒温度制御説明図。
【図６】制御のタイミングチャート説明図。
【図７】制御のフローチャート説明図。
【図８】アイドル時のタイマ制御説明図。
【図９】２次空気ポンプの動作時間設定の説明図。
【図１０】２次空気ポンプ接続切り替え回路の説明図。
【図１１】診断・フェイルセーフ説明図。
【図１２】燃焼室内の未燃ＨＣ対策説明図。
【図１３】排気弁近傍に２次空気を導入する場合の説明図。
【図１４】別置き２次空気ポンプ制御装置の図。
【図１５】触媒下流側に２次空気を導入する場合の説明図。
【符号の説明】
１００…エンジン、１０１…インジェクタ、１０２…点火プラグ、１０３…点火コイル、１０４…スロットル、１１０…水温センサ、１１１…クランク角センサ、１１２…カム角センサ、１１３…スロットルポジションセンサ、１１４…吸気管圧力センサ、１１５…吸入空気流量計、１１６…リニア空燃比センサ、１１７…燃料ポンプ、１１８…触媒、１１９…燃圧制御弁、１２０…エンジン制御装置、１２１…吸気温度センサ、１２２…排気温度センサ、１２３…触媒温度センサ、１２４…２次空気ポンプ、１２５…燃料タンク、１２６…燃料バイパス弁。
【図１】
2004225539.tif 000003
【図２】
2004225539.tif 000004
【図３】
2004225539.tif 000005
【図４】
2004225539.tif 000006
【図５】
2004225539.tif 000007
【図６】
2004225539.tif 000008
【図７】
2004225539.tif 000009
【図８】
2004225539.tif 000010
【図９】
2004225539.tif 000011
【図１０】
2004225539.tif 000012
【図１１】
2004225539.tif 000013
【図１２】
2004225539.tif 000014
【図１３】
2004225539.tif 000015
【図１４】
2004225539.tif 000016
【図１５】
2004225539.tif 000017