JP3338728B2 - 内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御する方法と装置 - Google Patents
内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御する方法と装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排ガスへの
二次空気供給を制御する方法と装置、更に詳細には、二
次空気量を内燃機関から排出される排ガス量に合わせて
調整する方法と装置に関するものである。
二次空気供給を制御する方法と装置、更に詳細には、二
次空気量を内燃機関から排出される排ガス量に合わせて
調整する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】冷間始動後にまだラムダ閉ループ制御の
準備ができていない場合に二次空気を内燃機関の排ガス
に供給することがすでに知られている。内燃機関の排気
弁と触媒間に吹き込まれる二次空気と熱い排ガスの発熱
反応並びに触媒内で酸化が進むことによって触媒の加熱
が促進され、従って内燃機関の冷間始動後の暖機段階に
おける有害物質の転換が改善される。この種のシステム
は例えば、１９８９年の雑誌ＭＴＺ５０、第６版、第２
４９ページに記載されている。立法上の要請ではさらに
二次空気供給装置の監視が規定されている。すなわちカ
リフォルニア環境庁ＣＡＲＢは二次空気量を冷間始動時
の有害物質放出を減少させる重要な量としている。この
機能を監視するためにそこでは、二次空気供給装置を短
期間アクティブにし、ラムダ閉ループ制御の反応を調べ
ることが提案されている。有害物質の転換が場合によっ
ては劣化するのを可能な限り僅かにするために、診断の
間は二次空気の供給が減少される。そのために電気的に
駆動される二次空気ポンプの場合には、二次空気ポンプ
の回転数を減少することが提案されている。
準備ができていない場合に二次空気を内燃機関の排ガス
に供給することがすでに知られている。内燃機関の排気
弁と触媒間に吹き込まれる二次空気と熱い排ガスの発熱
反応並びに触媒内で酸化が進むことによって触媒の加熱
が促進され、従って内燃機関の冷間始動後の暖機段階に
おける有害物質の転換が改善される。この種のシステム
は例えば、１９８９年の雑誌ＭＴＺ５０、第６版、第２
４９ページに記載されている。立法上の要請ではさらに
二次空気供給装置の監視が規定されている。すなわちカ
リフォルニア環境庁ＣＡＲＢは二次空気量を冷間始動時
の有害物質放出を減少させる重要な量としている。この
機能を監視するためにそこでは、二次空気供給装置を短
期間アクティブにし、ラムダ閉ループ制御の反応を調べ
ることが提案されている。有害物質の転換が場合によっ
ては劣化するのを可能な限り僅かにするために、診断の
間は二次空気の供給が減少される。そのために電気的に
駆動される二次空気ポンプの場合には、二次空気ポンプ
の回転数を減少することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電気
的な二次空気ポンプを好ましい排ガス特性、良好な騒音
特性、並びに良好な監視機能で駆動する簡単な方法と装
置を提供することである。
的な二次空気ポンプを好ましい排ガス特性、良好な騒音
特性、並びに良好な監視機能で駆動する簡単な方法と装
置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明によれば、電気的に駆動される二次空気ポン
プを用いて内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御す
る方法において、二次空気ポンプの駆動が内燃機関の運
転パラメータに従って少なくとも２段階で行なわれ、内
燃機関が暖まっていて、かつ二次空気ポンプが減少され
たパワーで駆動される段階において、二次空気供給装置
の機能が正常であるかどうかの診断が行われる構成を採
用した。
に、本発明によれば、電気的に駆動される二次空気ポン
プを用いて内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御す
る方法において、二次空気ポンプの駆動が内燃機関の運
転パラメータに従って少なくとも２段階で行なわれ、内
燃機関が暖まっていて、かつ二次空気ポンプが減少され
たパワーで駆動される段階において、二次空気供給装置
の機能が正常であるかどうかの診断が行われる構成を採
用した。
【０００５】更に、本発明では、電気的に駆動される二
次空気ポンプを用いて内燃機関の排ガスへの二次空気供
給を制御する装置において、二次空気ポンプを駆動する
回路が二次空気ポンプと直列に接続された少なくとも１
つの直列抵抗を有し、前記回路は、内燃機関の運転状態
を区別する手段の他に、更に二次空気ポンプに対する電
流供給を直列抵抗なしで行うか、あるいは二次空気ポン
プと直列に接続された前記直列抵抗ないしは複数の直列
抵抗のうち少なくとも一つを介して行うように切り換え
る手段を有し、内燃機関が暖まっていて、かつ二次空気
ポンプに対する電流供給を直列抵抗を介して行うとき
に、二次空気供給装置の機能が正常であるかどうかの診
断が行われる構成も採用した。
次空気ポンプを用いて内燃機関の排ガスへの二次空気供
給を制御する装置において、二次空気ポンプを駆動する
回路が二次空気ポンプと直列に接続された少なくとも１
つの直列抵抗を有し、前記回路は、内燃機関の運転状態
を区別する手段の他に、更に二次空気ポンプに対する電
流供給を直列抵抗なしで行うか、あるいは二次空気ポン
プと直列に接続された前記直列抵抗ないしは複数の直列
抵抗のうち少なくとも一つを介して行うように切り換え
る手段を有し、内燃機関が暖まっていて、かつ二次空気
ポンプに対する電流供給を直列抵抗を介して行うとき
に、二次空気供給装置の機能が正常であるかどうかの診
断が行われる構成も採用した。
【０００６】
【作用】本発明方法および本発明装置によれば、少なく
とも大まかに二次空気量を排ガス量に合わせて調整する
ことが可能になり、それにより次のような利点が得られ
る。すなわち、診断時において二次空気量が多すぎるこ
とにより有害物質の転換（変換）が阻害されることが防
止される。さらにアイドリング時二次空気流量が多すぎ
ることによってもたらされる触媒の過冷却が防止され
る。同時に他の負荷領域においては、触媒の加熱を促進
するために必要とされる最低量の二次空気を供給するこ
とができる。場合によってはポンプの騒音をエンジンの
騒音で打ち消せない内燃機関のアイドリング時におい
て、ポンプの騒音を効果的に減少させることができる。
この利点は特に、アイドリング時でエンジンが暖まって
いる場合、例えば、信号ストップの場合に実施されると
効果を発揮するものである。
とも大まかに二次空気量を排ガス量に合わせて調整する
ことが可能になり、それにより次のような利点が得られ
る。すなわち、診断時において二次空気量が多すぎるこ
とにより有害物質の転換（変換）が阻害されることが防
止される。さらにアイドリング時二次空気流量が多すぎ
ることによってもたらされる触媒の過冷却が防止され
る。同時に他の負荷領域においては、触媒の加熱を促進
するために必要とされる最低量の二次空気を供給するこ
とができる。場合によってはポンプの騒音をエンジンの
騒音で打ち消せない内燃機関のアイドリング時におい
て、ポンプの騒音を効果的に減少させることができる。
この利点は特に、アイドリング時でエンジンが暖まって
いる場合、例えば、信号ストップの場合に実施されると
効果を発揮するものである。
【０００７】好ましい実施例では、二次空気ポンプの少
なくとも２段階の駆動は、二次空気ポンプの電流供給回
路に抵抗を接続することによって行われる。
なくとも２段階の駆動は、二次空気ポンプの電流供給回
路に抵抗を接続することによって行われる。
【０００８】二次空気供給装置の空気部分の診断は、内
燃機関が暖まっている場合だけであって、かつ二次空気
供給が比較的少量の排ガスに対して制御される段階にお
いてのみ行われる。例えば、二次空気供給装置の空気部
分の診断は内燃機関のアイドリング時においてのみ行わ
れる。一方、二次空気供給装置の電気部分の診断は、二
次空気ポンプの通常運転、すなわち冷間始動後の暖機時
に実施される。この場合、二次空気ポンプの作動時二次
空気ポンプ用の電流供給回路に電流が流れるかが調べら
れ、内燃機関の始動に続いて電流が流れない場合には、
一般的に二次空気供給装置における故障あるいは特に二
次空気供給装置の電気部分における故障を表示する信号
が出力され、電流が流れない場合には内燃機関が暖まっ
ているときの二次空気供給装置の空気部分のテストが抑
制される。
燃機関が暖まっている場合だけであって、かつ二次空気
供給が比較的少量の排ガスに対して制御される段階にお
いてのみ行われる。例えば、二次空気供給装置の空気部
分の診断は内燃機関のアイドリング時においてのみ行わ
れる。一方、二次空気供給装置の電気部分の診断は、二
次空気ポンプの通常運転、すなわち冷間始動後の暖機時
に実施される。この場合、二次空気ポンプの作動時二次
空気ポンプ用の電流供給回路に電流が流れるかが調べら
れ、内燃機関の始動に続いて電流が流れない場合には、
一般的に二次空気供給装置における故障あるいは特に二
次空気供給装置の電気部分における故障を表示する信号
が出力され、電流が流れない場合には内燃機関が暖まっ
ているときの二次空気供給装置の空気部分のテストが抑
制される。
【０００９】
【実施例】本発明方法およびそれに対応する装置の実施
例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
【００１０】図１には内燃機関１、吸気管２、燃料調量
手段３、触媒５と排ガスセンサ６を備えた排気管４、内
燃機関の回転数ｎを検出するセンサ７、その温度Ｔを検
出するセンサ７’、制御装置８、二次空気を排気管に供
給する導管９、二次空気ポンプ１０、逆止弁１１、アイ
ドリング接点１３を有する絞り弁１２、内燃機関によっ
て吸気される空気量Ｑを検出する手段１４、二次空気供
給機能における障害を表示する信号を表示または記憶す
る手段１５および本発明装置を有する機能ブロック１６
が図示されている。制御装置８には少なくとも吸気空気
量Ｑ、内燃機関の回転数ｎ、内燃機関の温度Ｔ、絞り弁
の位置（ＬＬ）、現在の燃料／空気混合気組成ラムダＬ
並びに本発明の実施例においてはさらに機能ブロック１
６からの測定信号Ｕが供給される。制御装置はこれらの
信号部分から燃料調量信号、例えば燃料調量手段３を駆
動する噴射時点ｔｉを形成する。吸気管２内で形成され
る燃料／空気混合気は内燃機関１において燃焼される。
この燃焼プロセスでの排ガスの残留酸素成分（Ｌ）が排
ガスセンサ６で検出されて、排ガスにある有害物質が触
媒５で変換される。
手段３、触媒５と排ガスセンサ６を備えた排気管４、内
燃機関の回転数ｎを検出するセンサ７、その温度Ｔを検
出するセンサ７’、制御装置８、二次空気を排気管に供
給する導管９、二次空気ポンプ１０、逆止弁１１、アイ
ドリング接点１３を有する絞り弁１２、内燃機関によっ
て吸気される空気量Ｑを検出する手段１４、二次空気供
給機能における障害を表示する信号を表示または記憶す
る手段１５および本発明装置を有する機能ブロック１６
が図示されている。制御装置８には少なくとも吸気空気
量Ｑ、内燃機関の回転数ｎ、内燃機関の温度Ｔ、絞り弁
の位置（ＬＬ）、現在の燃料／空気混合気組成ラムダＬ
並びに本発明の実施例においてはさらに機能ブロック１
６からの測定信号Ｕが供給される。制御装置はこれらの
信号部分から燃料調量信号、例えば燃料調量手段３を駆
動する噴射時点ｔｉを形成する。吸気管２内で形成され
る燃料／空気混合気は内燃機関１において燃焼される。
この燃焼プロセスでの排ガスの残留酸素成分（Ｌ）が排
ガスセンサ６で検出されて、排ガスにある有害物質が触
媒５で変換される。
【００１１】所定の運転状態において内燃機関の排ガス
に二次空気ポンプ１０によって二次空気が供給される。
二次空気ポンプの駆動は、後述する機能ブロック１６を
介して制御装置８によって、例えば絞り弁の位置に関す
る信号ＬＬおよび内燃機関の負荷、回転数および温度に
関する他の信号に従って行われる。診断処理を実施する
場合に二次空気供給において故障が検出されたときに
は、制御装置は、故障を表示しあるいは後での検査のた
めに故障を格納する手段１５に対応する信号Ｆを出力す
る。逆止弁１１によって、排ガスが二次空気ポンプを介
して外部に流れることが防止される。
に二次空気ポンプ１０によって二次空気が供給される。
二次空気ポンプの駆動は、後述する機能ブロック１６を
介して制御装置８によって、例えば絞り弁の位置に関す
る信号ＬＬおよび内燃機関の負荷、回転数および温度に
関する他の信号に従って行われる。診断処理を実施する
場合に二次空気供給において故障が検出されたときに
は、制御装置は、故障を表示しあるいは後での検査のた
めに故障を格納する手段１５に対応する信号Ｆを出力す
る。逆止弁１１によって、排ガスが二次空気ポンプを介
して外部に流れることが防止される。
【００１２】図２には、制御装置が機能ブロックの形式
で図示されている。入力ブロック１７に図１に示すセン
サの信号（Ｑ、Ｔ、Ｌ、ＬＬ、ｎ）並びに本発明実施例
において発生する信号Ｕが供給される。出力ブロック１
８は例えば燃料調量信号ｔｉ、二次空気ポンプを駆動す
る信号ＳＳｉ（ｉ＝１、…、ｎ）と必要に応じて故障信
号Ｆを出力する。２つのブロック間は、メモリ２０に格
納可能なプログラムに従ってコンピュータユニット１９
によって結合される。メモリ２０はその他に、内燃機関
の運転に使用されるデータ、例えば噴射時間の特性マッ
プ値などを格納している。
で図示されている。入力ブロック１７に図１に示すセン
サの信号（Ｑ、Ｔ、Ｌ、ＬＬ、ｎ）並びに本発明実施例
において発生する信号Ｕが供給される。出力ブロック１
８は例えば燃料調量信号ｔｉ、二次空気ポンプを駆動す
る信号ＳＳｉ（ｉ＝１、…、ｎ）と必要に応じて故障信
号Ｆを出力する。２つのブロック間は、メモリ２０に格
納可能なプログラムに従ってコンピュータユニット１９
によって結合される。メモリ２０はその他に、内燃機関
の運転に使用されるデータ、例えば噴射時間の特性マッ
プ値などを格納している。
【００１３】図３には本発明装置の第１の実施例とし
て、点線で図示された機能ブロック１６の構成が制御装
置８、二次空気ポンプ１０および手段１５と共に図示さ
れている。機能ブロック１６は抵抗１９とスイッチング
手段１７と１８を有し、これらスイッチング手段は制御
装置によって信号ＳＳ１およびＳＳ２を介して互いに二
者択一で操作される。その場合に信号ＳＳ１の形成は、
図１に示す制御装置８の少なくとも１つの入力信号に従
って行われる。
て、点線で図示された機能ブロック１６の構成が制御装
置８、二次空気ポンプ１０および手段１５と共に図示さ
れている。機能ブロック１６は抵抗１９とスイッチング
手段１７と１８を有し、これらスイッチング手段は制御
装置によって信号ＳＳ１およびＳＳ２を介して互いに二
者択一で操作される。その場合に信号ＳＳ１の形成は、
図１に示す制御装置８の少なくとも１つの入力信号に従
って行われる。
【００１４】それぞれ２つの信号のうちどちらが出力さ
れるかに従って二次空気ポンプに異る電圧が印加され
る。ここに図示する実施例においては、スイッチング信
号ＳＳ２が出力されたので、スイッチ１８が閉成され、
スイッチ１７が開放されて全電源電圧が二次空気ポンプ
１０へ印加される。従ってこのスイッチング位置におい
ては内燃機関の排ガスに、比較的負荷値と回転数値が大
きい場合に得られる比較的多量の二次空気が供給され
る。それに対してスイッチング信号ＳＳ１は負荷値と回
転数値が比較的小さい場合、あるいは絞り弁が閉じてい
る場合、すなわち内燃機関のアイドリング時に出力され
る。その場合には二次空気ポンプの電流供給は閉成され
たスイッチ１７と直列抵抗１９を介して行われる。この
直列抵抗を介して減少される電源電圧によって二次空気
ポンプ１０の給送パワーが減少される。
れるかに従って二次空気ポンプに異る電圧が印加され
る。ここに図示する実施例においては、スイッチング信
号ＳＳ２が出力されたので、スイッチ１８が閉成され、
スイッチ１７が開放されて全電源電圧が二次空気ポンプ
１０へ印加される。従ってこのスイッチング位置におい
ては内燃機関の排ガスに、比較的負荷値と回転数値が大
きい場合に得られる比較的多量の二次空気が供給され
る。それに対してスイッチング信号ＳＳ１は負荷値と回
転数値が比較的小さい場合、あるいは絞り弁が閉じてい
る場合、すなわち内燃機関のアイドリング時に出力され
る。その場合には二次空気ポンプの電流供給は閉成され
たスイッチ１７と直列抵抗１９を介して行われる。この
直列抵抗を介して減少される電源電圧によって二次空気
ポンプ１０の給送パワーが減少される。
【００１５】触媒の加熱を促進するために両スイッチン
グ手段は、動作点に従ってエンジン始動後所定期間作動
されるので、二次空気量は２段階で排ガス量に合わせて
調整される。
グ手段は、動作点に従ってエンジン始動後所定期間作動
されるので、二次空気量は２段階で排ガス量に合わせて
調整される。
【００１６】二次空気供給を診断するために、運転でき
るまで暖まっている内燃機関にまず濃厚な混合気が供給
される。それに続いてスイッチ１７がアイドリング時短
期間閉成される。機能が正常であれば、二次空気の吹き
込みによって排ガスの酸素成分が増大される。排ガスセ
ンサ６はそれに対応して希薄な混合気組成を示す。この
信号がないことは二次空気送風部分に故障があることと
同じ意味であって、それに対応した故障検出が格納され
るか、あるいは表示される（手段１５）。
るまで暖まっている内燃機関にまず濃厚な混合気が供給
される。それに続いてスイッチ１７がアイドリング時短
期間閉成される。機能が正常であれば、二次空気の吹き
込みによって排ガスの酸素成分が増大される。排ガスセ
ンサ６はそれに対応して希薄な混合気組成を示す。この
信号がないことは二次空気送風部分に故障があることと
同じ意味であって、それに対応した故障検出が格納され
るか、あるいは表示される（手段１５）。
【００１７】この簡単な実施例の欠点は、二次空気供給
装置の電気部分と空気部分における故障を区別できない
ことである。さらに第２段階において、例えば信号ＳＳ
２が現れない、あるいはスイッチ１８に欠陥があること
がわからない場合がある。この欠点は図４に示す実施例
においては回避されている。この実施例においては図３
に示す機能ブロック１６に他の抵抗２０と抵抗２０での
電圧降下を検出する手段２１が追加されている。この抵
抗は二次空気ポンプの２つの電流供給回路の共通部分に
設けられている。この抵抗での電圧降下Ｕを測定するこ
とによって、二次空気ポンプの通常運転の間信号ＳＳｉ
による正常な駆動並びに個々の回路の機能を監視するこ
とができる。その場合、空気部分の監視、すなわち排ガ
ス流への実際の送風の監視は、上述したようにアイドリ
ング時ラムダ制御器の反応を介して行われる。
装置の電気部分と空気部分における故障を区別できない
ことである。さらに第２段階において、例えば信号ＳＳ
２が現れない、あるいはスイッチ１８に欠陥があること
がわからない場合がある。この欠点は図４に示す実施例
においては回避されている。この実施例においては図３
に示す機能ブロック１６に他の抵抗２０と抵抗２０での
電圧降下を検出する手段２１が追加されている。この抵
抗は二次空気ポンプの２つの電流供給回路の共通部分に
設けられている。この抵抗での電圧降下Ｕを測定するこ
とによって、二次空気ポンプの通常運転の間信号ＳＳｉ
による正常な駆動並びに個々の回路の機能を監視するこ
とができる。その場合、空気部分の監視、すなわち排ガ
ス流への実際の送風の監視は、上述したようにアイドリ
ング時ラムダ制御器の反応を介して行われる。
【００１８】図５は、図３に示す２段階の実施例に関連
して説明した制御装置８によってスイッチ信号ＳＳｉを
介して内燃機関の電流供給回路へ接続することのできる
抵抗Ｒ１からＲｎにより、二次空気ポンプをｎ段階の駆
動に拡張する実施例を示す。
して説明した制御装置８によってスイッチ信号ＳＳｉを
介して内燃機関の電流供給回路へ接続することのできる
抵抗Ｒ１からＲｎにより、二次空気ポンプをｎ段階の駆
動に拡張する実施例を示す。
【００１９】図６（ａ）には本発明方法の実施例とし
て、本発明方法を実施する処理ステップを有するフロー
チャートが図示されている。ステップＳ１で内燃機関が
始動された後にステップＳ２において二次空気ポンプ
（ＳＰ）を作動するための所定の条件が満たされている
かどうかが調べられる。例えば二次空気ポンプは所定の
吸気温度より低いときかつ／または所定の冷却水温度よ
り低いときのみ作動される。各温度がこの値を越えた場
合には、ステップＳ２における判断は否定されて、ステ
ップＳ８を介して排ガスに二次空気を供給することなく
内燃機関の通常運転が行なわれる。それに対して上述の
運転条件が満たされた場合には、ステップＳ４で内燃機
関の負荷量Ｑがしきい値Ｑ０と比較される。例えば始動
後の最初の判断時に予測されることであるが、しきい値
を越えていない場合には、ステップＳ５において信号Ｓ
Ｓ１が出力される。
て、本発明方法を実施する処理ステップを有するフロー
チャートが図示されている。ステップＳ１で内燃機関が
始動された後にステップＳ２において二次空気ポンプ
（ＳＰ）を作動するための所定の条件が満たされている
かどうかが調べられる。例えば二次空気ポンプは所定の
吸気温度より低いときかつ／または所定の冷却水温度よ
り低いときのみ作動される。各温度がこの値を越えた場
合には、ステップＳ２における判断は否定されて、ステ
ップＳ８を介して排ガスに二次空気を供給することなく
内燃機関の通常運転が行なわれる。それに対して上述の
運転条件が満たされた場合には、ステップＳ４で内燃機
関の負荷量Ｑがしきい値Ｑ０と比較される。例えば始動
後の最初の判断時に予測されることであるが、しきい値
を越えていない場合には、ステップＳ５において信号Ｓ
Ｓ１が出力される。
【００２０】図３に示すように、信号ＳＳ１により直列
抵抗１９を有する回路のスイッチ１７が閉成される。従
って二次空気ポンプには比較的小さい電圧が印加され、
その結果、排ガスへの二次空気供給も少なくなる。それ
に対してステップＳ４でしきい値を越えた場合には、ス
テップＳ６を介して信号ＳＳ２が出力される。すなわち
直列抵抗なしで二次空気ポンプが駆動され、その結果、
排ガスに比較的多量の二次空気が供給される。ステップ
Ｓ７では二次空気ポンプをさらに作動し続けるべきかど
うかが調べられる。例えば二次空気ポンプは時間しきい
値に達した後、あるいは内燃機関温度が所定のしきい値
を越えた場合に遮断することができる。
抵抗１９を有する回路のスイッチ１７が閉成される。従
って二次空気ポンプには比較的小さい電圧が印加され、
その結果、排ガスへの二次空気供給も少なくなる。それ
に対してステップＳ４でしきい値を越えた場合には、ス
テップＳ６を介して信号ＳＳ２が出力される。すなわち
直列抵抗なしで二次空気ポンプが駆動され、その結果、
排ガスに比較的多量の二次空気が供給される。ステップ
Ｓ７では二次空気ポンプをさらに作動し続けるべきかど
うかが調べられる。例えば二次空気ポンプは時間しきい
値に達した後、あるいは内燃機関温度が所定のしきい値
を越えた場合に遮断することができる。
【００２１】遮断条件がまだ満たされない間は、ステッ
プＳ４からステップＳ７のループが繰り返される。その
場合、二次空気量はステップＳ４からＳ６によって内燃
機関のそれぞれ実際の負荷値Ｑに適合される。
プＳ４からステップＳ７のループが繰り返される。その
場合、二次空気量はステップＳ４からＳ６によって内燃
機関のそれぞれ実際の負荷値Ｑに適合される。
【００２２】それに対して遮断条件が満たされた場合に
は、ステップＳ７で上述のループから抜けて、ステップ
Ｓ８で排ガスに二次空気を供給することなく内燃機関の
通常運転へ分岐する。この通常運転はステップＳ８とＳ
９を繰り返し通過することによって、ステップＳ９で所
定のテスト条件が満たされたことが検出されるまで持続
される。テストを実施するための重要な周辺条件は、例
えば内燃機関が運転できるまでに暖まっていてアイドリ
ング状態がすでに数秒続いていることである。その場合
にこの状態はさらにテストを実施するために十分な期間
持続すると考えられる。この種の状況の典型的な例は、
車両が信号で停止する待機時間である。信号停止毎に必
ずしもテストを実施せず、従って不必要に頻繁に実施し
ないようにするために、走行サイクル毎に１回だけテス
トを実施するのが好ましい。このテスト条件が満たされ
た場合には、ステップＳ１０において濃厚な混合気（ラ
ムダ＜１）に設定される。
は、ステップＳ７で上述のループから抜けて、ステップ
Ｓ８で排ガスに二次空気を供給することなく内燃機関の
通常運転へ分岐する。この通常運転はステップＳ８とＳ
９を繰り返し通過することによって、ステップＳ９で所
定のテスト条件が満たされたことが検出されるまで持続
される。テストを実施するための重要な周辺条件は、例
えば内燃機関が運転できるまでに暖まっていてアイドリ
ング状態がすでに数秒続いていることである。その場合
にこの状態はさらにテストを実施するために十分な期間
持続すると考えられる。この種の状況の典型的な例は、
車両が信号で停止する待機時間である。信号停止毎に必
ずしもテストを実施せず、従って不必要に頻繁に実施し
ないようにするために、走行サイクル毎に１回だけテス
トを実施するのが好ましい。このテスト条件が満たされ
た場合には、ステップＳ１０において濃厚な混合気（ラ
ムダ＜１）に設定される。
【００２３】その後、排ガスセンサで濃厚な混合気調節
が検出された場合には、ステップＳ１１において短期間
信号ＳＳ１が出力され、それによって二次空気ポンプは
直列抵抗を介して減少された給送パワーで作動される。
二次空気供給装置の機能が正常である場合には、排ガス
センサはさらに供給される酸素に反応して信号が変化
し、それに対応して希薄な混合気のラムダ実際値（λis
t＞１）が出力される。この信号変化がステップＳ１２
で検出された場合には、二次空気供給装置に関与する要
素はその機能が正常であることになる。ステップＳ１４
において二次空気ポンプを遮断した後にこの場合にはス
テップＳ１５に進んで通常運転へ復帰する。それに対し
て期待される信号変化が発生しない場合には、ステップ
Ｓ１２の判断が否定されて、ステップＳ１３において故
障信号が出力され、その後ステップＳ１４で二次空気ポ
ンプがオフにされて、ステップＳ１５で通常運転に復帰
する。
が検出された場合には、ステップＳ１１において短期間
信号ＳＳ１が出力され、それによって二次空気ポンプは
直列抵抗を介して減少された給送パワーで作動される。
二次空気供給装置の機能が正常である場合には、排ガス
センサはさらに供給される酸素に反応して信号が変化
し、それに対応して希薄な混合気のラムダ実際値（λis
t＞１）が出力される。この信号変化がステップＳ１２
で検出された場合には、二次空気供給装置に関与する要
素はその機能が正常であることになる。ステップＳ１４
において二次空気ポンプを遮断した後にこの場合にはス
テップＳ１５に進んで通常運転へ復帰する。それに対し
て期待される信号変化が発生しない場合には、ステップ
Ｓ１２の判断が否定されて、ステップＳ１３において故
障信号が出力され、その後ステップＳ１４で二次空気ポ
ンプがオフにされて、ステップＳ１５で通常運転に復帰
する。
【００２４】図６（ｂ）には図４に示す実施例に関連し
て異る診断を可能にする上述の処理シーケンスの拡張例
が示されている。それによれば二次空気ポンプの駆動
時、例えばテストルーチン（Ｓ９からＳ１６）以外で
も、マークＡの後で、図４の抵抗２０で降下する電圧Ｕ
がしきい値Ｕ０を越えたかどうか（Ｓ１６）が調べられ
る。そうでない場合には、例えばスイッチ１７、１８の
故障によって、あるいはこれらのスイッチを閉じるため
の信号ＳＳｉがないことにより二次空気ポンプの電流供
給回路に電流が流れていない確率が大きい。このように
して二次空気ポンプの電気部分における故障を検出する
ことができ、ステップＳ１７においてそれに応じて区別
された故障信号が手段１５へ出力される。場合によって
は他のステップＳ７からＳ１２は実施されずにマークＣ
へのジャンプに続いて二次空気ポンプ（ＳＰ）がオフに
され（Ｓ１４）、通常運転へ復帰する（Ｓ１５）。
て異る診断を可能にする上述の処理シーケンスの拡張例
が示されている。それによれば二次空気ポンプの駆動
時、例えばテストルーチン（Ｓ９からＳ１６）以外で
も、マークＡの後で、図４の抵抗２０で降下する電圧Ｕ
がしきい値Ｕ０を越えたかどうか（Ｓ１６）が調べられ
る。そうでない場合には、例えばスイッチ１７、１８の
故障によって、あるいはこれらのスイッチを閉じるため
の信号ＳＳｉがないことにより二次空気ポンプの電流供
給回路に電流が流れていない確率が大きい。このように
して二次空気ポンプの電気部分における故障を検出する
ことができ、ステップＳ１７においてそれに応じて区別
された故障信号が手段１５へ出力される。場合によって
は他のステップＳ７からＳ１２は実施されずにマークＣ
へのジャンプに続いて二次空気ポンプ（ＳＰ）がオフに
され（Ｓ１４）、通常運転へ復帰する（Ｓ１５）。
【００２５】それに対してステップＳ１６において電圧
降下Ｕがしきい値Ｕ０を越えた場合には、二次空気供給
装置の電気部分は正常に機能すると見なされて、すでに
説明したステップ列Ｓ７からＳ１５が実施される。その
場合に信号変化（Ｓ１２）が発生しない場合には、ステ
ップＳ１３において、二次空気ポンプの空気部分の故障
を示す故障信号が出力される。
降下Ｕがしきい値Ｕ０を越えた場合には、二次空気供給
装置の電気部分は正常に機能すると見なされて、すでに
説明したステップ列Ｓ７からＳ１５が実施される。その
場合に信号変化（Ｓ１２）が発生しない場合には、ステ
ップＳ１３において、二次空気ポンプの空気部分の故障
を示す故障信号が出力される。
【００２６】このようにして図４に示す実施例によれ
ば、二次空気供給装置の電気部分と空気部分の故障を区
別する故障表示が可能になる。
ば、二次空気供給装置の電気部分と空気部分の故障を区
別する故障表示が可能になる。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、内燃機関が暖まっていて、かつ二次
空気ポンプが減少されたパワーで駆動されるときに、ま
た請求項６の発明では、内燃機関が暖まっていて、かつ
二次空気ポンプに対する電流供給を直列抵抗を介して行
うときに、二次空気供給装置の機能が正常であるかどう
かの診断が行われるので、診断時において二次空気量が
多すぎることにより有害物質の転換が阻害されることが
防止される、という効果が得られる。
１の発明によれば、内燃機関が暖まっていて、かつ二次
空気ポンプが減少されたパワーで駆動されるときに、ま
た請求項６の発明では、内燃機関が暖まっていて、かつ
二次空気ポンプに対する電流供給を直列抵抗を介して行
うときに、二次空気供給装置の機能が正常であるかどう
かの診断が行われるので、診断時において二次空気量が
多すぎることにより有害物質の転換が阻害されることが
防止される、という効果が得られる。
【図１】二次空気ポンプ、制御装置および他の要素を有
する内燃機関の構成を示す構成図である。
する内燃機関の構成を示す構成図である。
【図２】制御装置の構造と機能を説明するブロック図で
ある。
ある。
【図３】二次空気供給を制御しかつ診断する本発明装置
の第１の実施例を示す回路図である。
の第１の実施例を示す回路図である。
【図４】第１の実施例に比較して異る診断を可能にする
第２の実施例を示す回路図である。
第２の実施例を示す回路図である。
【図５】スイッチイング装置の他の実施例を説明する回
路図である。
路図である。
【図６】制御装置によって実施されるプログラムにより
実施することのできる本発明方法を説明するフローチャ
ート図である。
実施することのできる本発明方法を説明するフローチャ
ート図である。
１ 内燃機関 ２ 吸気管 ４ 排気管 ７、７’ センサ ８ 制御装置 １０ 二次空気ポンプ １２ 絞り弁 １３ アイドリング接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/32 Ｆ０１Ｎ 3/32 ３０１Ｚ ＺＡＢ ＺＡＢＧ 9/00 ＺＡＢ 9/00 ＺＡＢＡ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｋ (72)発明者 ヴィンフリート モーゼル ドイツ連邦共和国 71642 ルートヴィ ッヒスブルク グルントヴァインベルゲ 14 (56)参考文献 特開 平５−44451（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−44452（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−84623（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−74028（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−10118（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−70713（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−127063（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/22 F01N 3/32
Claims (7)
- 【請求項１】 電気的に駆動される二次空気ポンプを用
いて内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御する方法
において、 二次空気ポンプの駆動が内燃機関の運転パラメータに従
って少なくとも２段階で行なわれ、内燃機関が暖まっていて、かつ二次空気ポンプが減少さ
れたパワーで駆動される段階において、二次空気供給装
置の機能が正常であるかどうかの診断が行われる ことを
特徴とする内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御す
る方法。 - 【請求項２】 前記少なくとも２段階の駆動が、二次空
気ポンプの電流供給回路に抵抗を接続することによって
行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記診断が内燃機関のアイドリング時に
おいて行われることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項４】 二次空気ポンプの電流供給回路に電流が
流れているかどうかの診断が二次空気ポンプの通常運
転、すなわち冷間始動後の暖機時に実施されることを特
徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項５】 内燃機関の始動に続いて前記電流供給回
路に電流が流れない場合には、故障を表示する信号が出
力されることを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 電気的に駆動される二次空気ポンプを用
いて内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御する装置
において、 二次空気ポンプを駆動する回路が二次空気ポンプと直列
に接続された少なくとも１つの直列抵抗を有し、 前記回路は、内燃機関の運転状態を区別する手段の他
に、更に二次空気ポンプに対する電流供給を直列抵抗な
しで行うか、あるいは二次空気ポンプと直列に接続され
た前記直列抵抗ないしは複数の直列抵抗のうち少なくと
も一つを介して行うように切り換える手段を有し、内燃機関が暖まっていて、かつ二次空気ポンプに対する
電流供給を直列抵抗を介して行うときに、二次空気供給
装置の機能が正常であるかどうかの診断が行わ れる こと
を特徴とする内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御
する装置。 - 【請求項７】 二次空気ポンプの電流供給回路の電流を
調べる手段が設けられていることを特徴とする請求項６
に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4309854.1 | 1993-03-26 | ||
| DE4309854A DE4309854C2 (de) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Sekundärluftzufuhr für eine Brennkraftmaschine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317148A JPH06317148A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3338728B2 true JP3338728B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=6483927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04628594A Expired - Fee Related JP3338728B2 (ja) | 1993-03-26 | 1994-03-17 | 内燃機関の排ガスへの二次空気供給を制御する方法と装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5444975A (ja) |
| JP (1) | JP3338728B2 (ja) |
| DE (1) | DE4309854C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5822976A (en) * | 1995-04-05 | 1998-10-20 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling the amount of secondary air introduced into an internal combustion engine |
| US5878567A (en) * | 1996-01-22 | 1999-03-09 | Ford Global Technologies, Inc. | Closely coupled exhaust catalyst system and engine strategy associated therewith |
| DE19609922B4 (de) * | 1996-03-14 | 2005-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Sekundärluftsystemdiagnoseverfahren |
| DE19829205C1 (de) * | 1998-06-30 | 1999-08-26 | Siemens Ag | Verfahren zur Einspritzzeitkorrektur bei einer Brennkraftmaschine mit Sekundärluftsystem |
| US6604356B1 (en) | 2002-04-19 | 2003-08-12 | Envirolift, Llc | Emission control system for generator engine |
| US6840034B2 (en) * | 2002-04-19 | 2005-01-11 | Envirolift, Llc | Emission control apparatus for marine generator engine |
| DE102004018676B4 (de) | 2004-04-17 | 2013-11-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102006061569A1 (de) | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Regenerieren einer Abgasreinigungsvorrichtung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102007057507A1 (de) | 2007-11-29 | 2009-06-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Regenerieren einer Abgasreinigungsvorrichtung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102010007072A1 (de) | 2010-02-06 | 2011-08-11 | Volkswagen AG, 38440 | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Sekundärluftpumpe |
| DE102015200090B4 (de) | 2015-01-07 | 2021-09-30 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Sekundärluftsystem und Verfahren zur Prüfung der Funktionsfähigkeit des Sekundärluftsystems |
| DE102016214128A1 (de) | 2016-02-29 | 2017-08-31 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Diagnose eines Sekundärluftsystems einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine |
| US11365693B1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-06-21 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and system for operating skipped cylinders to provide secondary air |
| US11365695B1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-06-21 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and system for operating skipped cylinders to provide secondary air |
| US11391227B1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-07-19 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and system for operating skipped cylinders to provide secondary air |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1476486A1 (de) * | 1965-10-29 | 1969-10-02 | Heinz Berger | Vorrichtung zur Vernichtung schaedlicher Anteile der Abgase von Verbrennungsmotoren |
| DE1941538A1 (de) * | 1969-08-14 | 1971-02-25 | Elektrische Geraete Mbh Ges | Elektrischer Reihenschlussmotor fuer Verdichter von Abgasentgiftern |
| DE2046324A1 (de) * | 1970-09-19 | 1972-03-23 | Berger, Heinz, 3470 Höxter | Vorrichtung zur Vernichtung der schädlichen Anteile der Abgase von Verbrennungsmotoren |
| JPS4828820A (ja) * | 1971-08-17 | 1973-04-17 | ||
| JPS6070713U (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-18 | 三菱電機株式会社 | 車両用電動エア−ポンプの制御装置 |
| JPH041444A (ja) * | 1990-04-18 | 1992-01-06 | Toyota Motor Corp | ２次空気供給装置の異常検出装置 |
| DE59004943D1 (de) * | 1990-08-01 | 1994-04-14 | Siemens Ag | Verfahren zum Aufheizen eines Abgaskatalysators. |
| JPH0510118A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | Toyota Motor Corp | 二次空気供給装置の異常検出装置 |
-
1993
- 1993-03-26 DE DE4309854A patent/DE4309854C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-25 FR FR9402189A patent/FR2703106B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-17 JP JP04628594A patent/JP3338728B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-25 US US08/218,342 patent/US5444975A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2703106A1 (fr) | 1994-09-30 |
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| DE4309854C2 (de) | 2002-12-05 |
| DE4309854A1 (de) | 1994-09-29 |
| US5444975A (en) | 1995-08-29 |
| JPH06317148A (ja) | 1994-11-15 |
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