JPH06248938A

JPH06248938A - エンジンの二次エア制御装置

Info

Publication number: JPH06248938A
Application number: JP5792593A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Yamagata; 博人山県; Hiroshi Shimoyama; 弘志下山; Seiji Makimoto; 成治牧本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1993-02-23
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【目的】排気系に排気ガス浄化用の触媒を備えたエン
ジンにおいて、エンジンの暖機運転時に、触媒に悪影響
を与えることなくＣＯやＨＣに対する浄化性能を向上さ
せることを目的とする。【構成】エンジン１の本体部分を構成するロータハウ
ジング２に設けられた排気ポート１３へ二次エアを供給
するための第１ノズル２０を開口すると共に、排気通路
１４上に設置したメイン触媒コンバータ１６の中間部分
に、該コンバータ１６における前部触媒１９ａと後部触
媒１９ｂとの間へ二次エアを供給するための第２ノズル
２１を開口する。そして、エンジン１の暖機運転時にお
いて、上記第１、第２ノズル２０，２１からの二次エア
の供給状態をＯ₂センサ１７の出力に基づいて交互に切
り換えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気系に供
給される二次エアを制御する二次エア制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両用などのエンジンにおいては、排気
系に燃焼後の排気ガスを浄化する触媒コンバータを設置
する場合があるが、この種の触媒コンバータにおける触
媒材料としては、排気ガス中に含まれる有害成分の中で
も特に環境に対する影響の大きい一酸化炭素（ＣＯ）、
炭化水素（ＨＣ）及び窒素系酸化物（ＮＯｘ）の３成分
に対して優れた浄化特性を発揮する三元触媒が広く用い
られている。

【０００３】ところで、一般に三元触媒は、空気過剰率
λ（空燃比／理論空燃比）を指標として、その周辺の雰
囲気がλ＝１付近で上記３成分に対して最大の浄化特性
を発揮するようになっており、例えば還元性物質である
ＣＯやＨＣなどの未燃成分に対する浄化特性は、λが１
より小さくなるほど急速に悪化する。逆に、酸化性物質
であるＮＯｘに対する浄化特性は、λが１より大きくな
るほど急速に悪化することになる。したがって、エンジ
ンの排気系に三元触媒を用いた触媒コンバータを設置す
る場合には、所定の運転条件下において、燃焼室に供給
される混合気の空燃比を理論空燃比（λ＝１）にフィー
ドバック制御する空燃比制御が行われることになる。こ
の空燃比制御は、具体的には、触媒コンバータの上流側
に例えば排気ガス中の残留酸素濃度を検出するＯ₂セン
サを設置して、このＯ₂センサの検出値が酸素不足状態
（空気に対して例えば燃料が過濃な状態；以下、リッチ
状態という）においては燃料供給量を減量すると共に、
上記検出値が酸素過剰状態（空気に対して例えば燃料が
希薄な状態；以下、リーン状態という）においては燃料
供給量を増量することにより、上記空燃比が理論空燃比
に収束するように行われる。したがって、燃焼室から排
出される排気ガスの組成も、燃焼室における混合気の空
燃比を反映してλが１の付近に制御されることになっ
て、触媒コンバータにより上記３成分がそれぞれ効果的
に除去されることになる。

【０００４】しかし、エンジンの運転状態によっては燃
焼室における混合気の空燃比がリッチ状態となる場合が
あり、このような場合には排気ガス中に含まれるＣＯや
ＨＣなどの未燃成分が増加することになり、このため触
媒コンバータで処理しきれない量の未燃成分が大気中に
排出されることになって排気性能を悪化させる可能性が
ある。

【０００５】この問題に対しては、例えば実公昭６３−
１６８２６号公報に開示されているように、エンジンの
排気系に上流側から第１、第２触媒を分離して配置する
と共に、第１触媒の上流側の排気系に二次エアを供給す
る第１エア供給通路と、第１、第２触媒の間に位置する
排気系に二次エアを供給する第２エア供給通路とを設け
て、これらの第１、第２エア供給通路を介して排気系に
供給される二次エアの供給状態をエンジンの運転状態に
応じて制御するようにしたものがある。これによれば、
例えば燃焼室に供給される混合気の空燃比を理論空燃比
に維持するフィードバック制御が行われる運転状態のと
きに、第２エア供給通路を介して第１、第２触媒の間に
二次エアを供給するようにすれば、第２触媒が酸化特性
になってＣＯやＨＣが効率よく酸化されると共に、ＮＯ
ｘも第１触媒で還元されることになって、排気性能が良
好に維持されることになる。そして、ＮＯｘが発生しに
くい運転状態においては、第１エア供給通路を介して第
１触媒の上流側に二次エアを供給するようにすれば、第
１、第２触媒がそれぞれ酸化特性となり、このため通常
よりも多量のＣＯやＨＣなどが発生したとしても、より
一層効果的に酸化されることになって排気性能の悪化が
回避されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
始動時においては、触媒の温度が活性化温度よりも低い
ことから排気ガスの浄化効率が悪く、ＣＯやＨＣなどの
未燃成分の排出量が多くなる傾向にある。特に、冷間始
動時においては上記の傾向が特に顕著となる。

【０００７】これに対しては、エンジンの暖機運転時に
おいて、触媒の上流側に二次エアを導入することで排気
ガスの組成をリーン状態とし、触媒を酸化特性として使
用することで、ＣＯ並びにＨＣの浄化性能を高めること
が考えられる。その場合に、エンジンの暖機運転時にお
いては、燃料の壁面付着を考慮して多量の燃料が供給さ
れるようになっており、そのため燃焼室における混合気
の空燃比がオーバーリッチ状態となり、ＣＯやＨＣなど
の未燃成分の排出量が著しく増加することになる。した
がって、二次エアを供給し続けると、未燃成分の再燃焼
熱と触媒での反応熱との相乗作用により、触媒の温度が
許容温度を超えて異常に高くなり、触媒作用が早期に劣
化したり、最悪の場合触媒が溶損する危険性がある。

【０００８】そこで、次善の策として、例えばエンジン
の始動直後から排気系に二次エアを供給し初め、触媒で
の酸化反応を助長させると共に、設定時間が経過してか
ら、触媒を保護するために二次エアの供給を停止するこ
とが考えられている。しかし、そうすると、二次エアの
供給を停止してから触媒が活性化するまでの間は、ＣＯ
やＨＣに対する浄化性能が低下することになって好まし
くない。

【０００９】また、上記公報記載の技術を応用して、エ
ンジンの始動直後に、排気系に分離して設けた第１、第
２触媒の上流側に二次エアを供給すると共に、設定時間
が経過してから上記第１、第２触媒の間に二次エアを供
給することも考えられる。しかし、この場合において
も、上記設定時間が経過した後は、第１触媒でのＣＯや
ＨＣに対する浄化性能が低下することになって、解決す
べき課題が残る。

【００１０】この発明は、排気系に排気ガス浄化用の触
媒を備えたエンジンにおける上記の問題に対処するもの
で、エンジンの暖機運転時に、触媒に悪影響を与えるこ
となくＣＯやＨＣに対する浄化性能を向上させることを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１の発明（以下、第１発明という）に係るエンジンの二
次エア制御装置は、排気系に排気ガス浄化用の触媒を備
え、かつ所定の条件下で上記触媒の上流側に二次エアを
供給するように構成されたエンジンにおいて、上記触媒
を排気系の上流側から第１触媒と第２触媒とに分離して
設置すると共に、上記第１触媒の上流側の排気系に二次
エアを供給する第１エア供給通路と、第１、第２触媒の
間に位置する排気系に二次エアを供給する第２エア供給
通路と、エンジンの暖機運転時に、上記第１、第２エア
供給通路を介して排気系へ交互に二次エアを導入させる
二次エア制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１２】また、本願の請求項２の発明（以下、第２
発明という）に係るエンジンの二次エア制御装置は、排
気系に排気ガス浄化用の触媒を備え、かつ所定の条件下
で上記触媒の上流側に二次エアを供給するように構成さ
れたエンジンにおいて、上記触媒を排気系の上流側から
第１触媒と第２触媒とに分離して設置すると共に、上記
第１触媒の上流側の排気系に二次エアを供給する第１エ
ア供給通路と、第１、第２触媒の間に位置する排気系に
二次エアを供給する第２エア供給通路と、エンジンから
排出される排気ガスの成分から空燃比を検出する空燃比
検出手段と、エンジンの暖機運転時において、上記空燃
比検出手段で検出される空燃比が所定値よりも過濃な状
態を示すときには上記第１エア供給通路を介して排気系
へ二次エアを導入させ、かつ上記空燃比が所定値よりも
希薄な状態を示すときには上記第２エア供給通路を介し
て排気系へ二次エアを導入させる二次エア制御手段とを
設けたことを特徴とする。そして、本願の請求項３の発
明（以下、第３発明という）に係るエンジンの二次エア
制御装置は、上記第１、第２発明における二次エア制御
手段を、エンジンの始動後、所定時間の間は第１エア供
給通路を介して排気系へ二次エアを導入させるように構
成したことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記の構成によれば、次のような作用が得られ
る。

【００１４】すなわち、第１〜第３発明のいずれにおい
ても、エンジンの暖機運転時においては、排気系に設置
された第１触媒の上流側と、該第１触媒よりも下流側に
設置された第２触媒の上流側とに、第１、第２エア供給
通路を介して二次エアが交互に供給されることになるの
で、ＣＯやＨＣの浄化性能が更に向上することになる。
しかも、第１触媒の上流側には適当な時間間隔をおいて
二次エアが供給されることになるので、第１触媒が異常
に過熱されることがなく、これにより触媒が溶損した
り、触媒作用が早期に劣化したりすることがなくなっ
て、該第１触媒の耐久性も確保されることになる。

【００１５】特に、第２発明によれば、排気ガスの成
分、例えば残存酸素濃度から求められた空燃比に応じて
二次エアの供給状態が切り換えられるようになっている
ので、例えば空燃比が未燃成分の過濃な状態を示すとき
には第１エア供給通路を介して第１触媒の上流側に二次
エアが供給されることになり、第１触媒と第２触媒とが
それぞれ酸化性触媒となって、過剰なＣＯやＨＣが効果
的に除去されることになる。一方、空燃比が未燃成分の
希薄な状態を示すときには第１、第２触媒の間に二次エ
アが供給されることになり、第１触媒の異常な過熱が防
止される。その場合に、未燃成分が希薄であることか
ら、第２触媒だけでもＣＯやＨＣが効果的に除去される
ことになって、排気性能の悪化も回避されることにな
る。

【００１６】しかも、第３発明によれば、始動後、所定
機関の間は、二次エアが第１触媒の上流側に常時供給さ
れることになるので、始動直後における排気ガス中のＣ
ＯやＨＣがより一層効果的に除去されると共に、ＣＯや
ＨＣなどの再燃焼による熱と触媒での反応熱とにより、
第１触媒の暖機性が向上することになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１８】図１に示すように、実施例に係るエンジン
１は周知のロータリピストンエンジンであって、トロコ
イド状の内周面が形成されたロータハウジング２と、そ
の両側に配置されたサイドハウジング３とによって画成
されてなるトロコイド空間４を有すると共に、偏心軸５
に支承された概略三角形状のロータ６が上記トロコイド
空間４内を図の時計回りの方向に遊星回転運動する構成
とされている。そして、このロータ６の外周面に形成さ
れた３つのロータフランク６ａ，６ｂ，６ｃが、該ロー
タ６の回転に伴って吸気、圧縮、燃焼、排気を行うため
の作動室を順次形成するようになっている。

【００１９】上記サイドハウジング３には、一端がトロ
コイド空間４に面して開口する吸気ポート７が形成され
ていると共に、この吸気ポート７の他端側に吸気通路８
が接続されている。そして、この吸気通路８には、上流
側から、吸入空気量を検出するエアフローセンサ９と、
吸入空気量ないしエンジン出力を調節するスロットルバ
ルブ１０と、吸気通路８内に燃料を噴射する燃料噴射弁
１１とが設置されている。

【００２０】一方、上記ロータハウジング２には、先端
着火部がトロコイド空間４を臨む一対の点火プラグ１
２，１２と、一端がトロコイド空間４に面して開口する
排気ポート１３とが設けられている。そして、この排気
ポート１３に接続された排気通路１４には、上流側から
前置触媒コンバータ１５とメイン触媒コンバータ１６と
が適当な間隔をおいて設置されていると共に、前置触媒
コンバータ１５の上流側には排気ガス中の残存酸素濃度
を検出するＯ₂センサ１７が設置されている。ここで、
上記前置触媒コンバータ１５には、本発明に係る第１触
媒としての前置触媒１８が内蔵されていると共に、メイ
ン触媒コンバータ１６には、前後に分離された状態で前
部触媒１９ａと後部触媒１９ｂとが内蔵されている。

【００２１】また、エンジン本体を構成するロータハウ
ジング２には、上記排気ポート１３へ二次エアを導入す
るための第１ノズル２０が設けられていると共に、上記
メイン触媒コンバータ１６の中間部分には、上記前部触
媒１９ａと後部触媒１９ｂとの間へ二次エアを導入する
ための第２ノズル２１が開口されている。したがって、
この実施例においては、上記後部触媒１９ｂが本発明の
第２触媒に相当することになる。

【００２２】また、このエンジン１には、上記第１、第
２ノズル２０，２１を介して排気通路１４に供給する二
次エアが取り入れられるエア取入通路２２が備えられて
おり、このエア取入通路２２上に上記二次エアを加圧送
給するエアポンプ２３が設置されている。また、エア取
入通路２２の下流側は、リリーフバルブ２４を介して切
換バルブ２５に接続されていると共に、上記第１ノズル
２０に通じる第１エア供給通路２６の上流端と、同じく
第２ノズル２１に通じる第２エア供給通路２７の上流端
とが上記切換バルブ２５にそれぞれ接続されている。こ
の切換バルブ２５には、ダイヤフラム式の第１アクチュ
エータ２５ａと、該アクチュエータ２５ａで駆動される
弁体２５ｂとが備えられ、この弁体２５ｂが上記第１エ
ア供給通路２６の上流端と第２エア供給通路２７の上流
端とを選択的に開閉するように配置されている。上記第
１アクチュエータ２５ａの負圧室には、スロットルバル
ブ１０の下流側における吸気通路８から導かれた第１負
圧通路２８が接続されていると共に、上記負圧室を吸気
通路８もしくは大気連通路に選択的に連通させる第１電
磁弁２９が上記第１負圧通路２８の中間部分に設置され
ている。ここで、上記第１電磁弁２９がＯＦＦ状態のと
きには第１負圧通路２８が遮断されて、上記第１アクチ
ュエータ２５ａの負圧室が大気連通路を介して大気開放
された状態となり、切換バルブ２５の弁体２５ｂが図の
ように第１エア供給通路２６の上流端を閉鎖した状態で
保持されることになる。したがって、エアポンプ２３か
ら送出される二次エアが第２エア供給通路２７に流入
し、下流側の第２ノズル２１を経てメイン触媒コンバー
タ１６に内蔵された前部触媒１９ａと後部触媒１９ｂと
の間へスプリットエアとして供給されることになる。

【００２３】一方、第１電磁弁２９がＯＮ状態になると
第１負圧通路２８を介して第１アクチュエータ２５ａの
負圧室に作動負圧が供給され、このアクチュエータ２５
ａの作動により切換バルブ２５の弁体２５ｂが移動して
第１ノズル２０へ通じる第１エア供給通路２６を開放す
る。したがって、上記エアポンプ２３から送出される二
次エアが今度は第１エア供給通路２６に流入し、下流側
の第１ノズル２０を経て排気ポート１３内へポートエア
として供給されることになる。その際、第２エア供給通
路２７が上記弁体２５ｂによって閉鎖され、第２ノズル
２１からの二次エアの供給が停止される。なお、上記第
１、第２エア供給通路２６，２７には逆流防止用のチェ
ック弁３０，３０がそれぞれ設けられている。

【００２４】一方、切換バルブ２５の上流側に設置され
た上記リリーフバルブ２４には、二次エアを開放するリ
リーフ通路３１の上流端が接続されている。そして、こ
のリリーフ通路３１と上記エア取入通路２２との連通口
が、上記リリーフバルブ２４に備えられたダイヤフラム
式の第２アクチュエータ２４ａで駆動される弁体２４ｂ
により、開通、遮断されるようになっている。この場合
においても、上記第２アクチュエータ２４ａの負圧室に
は、上記スロットルバルブ１０の下流側における吸気通
路８から導かれた第２負圧通路３２が接続されていると
共に、上記負圧室を吸気通路８もしくは大気連通路に選
択的に連通させる第２電磁弁３３が上記第２負圧通路３
２の中間部分に設置されている。ここで、上記第２電磁
弁３３がＯＦＦ状態のときには第２負圧通路３２が遮断
されて、上記第２アクチュエータ２４ａの負圧室が大気
連通路を介して大気開放された状態となり、リリーフバ
ルブ２４の弁体２４ｂが図のようにリリーフ通路３１の
上流端を閉鎖した状態で保持されることになる。したが
って、エアポンプ２３から送出される二次エアが、第１
エア供給通路２６もしくは第２エア供給通路２７を介し
て排気通路１４に導入されることになる。

【００２５】一方、第２電磁弁３３がＯＮ状態になると
第２負圧通路３２を介して第２アクチュエータ２４ａの
負圧室に作動負圧が供給され、このアクチュエータ２４
ａの作動によりリリーフバルブ２４の弁体２４ｂが移動
して、エアポンプ２３から送出される二次エアがリリー
フ通路３１を通り、図示しない消音器を経て大気開放さ
れる。

【００２６】以上の構成に加えて、このエンジン１には
コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）４０が備
えられ、このＥＣＵ４０は、イグニッションスイッチ４
１からの始動信号と、エアフローセンサ９からの吸入空
気量信号と、エンジン回転数を検出するエンジン回転セ
ンサ４２からのエンジン回転数信号と、上記スロットル
バルブ１０の開度を検出するスロットル開度センサ４３
からのスロットル開度信号と、エンジン水温を検出する
水温センサ４４からの水温信号と、Ｏ₂センサ１７が示
す空燃比信号とを入力し、これらの信号に基づいて始動
判定を行うと共に、上記燃料噴射弁１１からの燃料噴射
制御と二次エア制御とを行うようになっている。

【００２７】ここでＥＣＵ４０が行う燃料噴射制御の概
略を説明すると、ＥＣＵ４０は各種信号を読み込んだ上
で、エアフローセンサ９からの吸入空気量信号が示す吸
入空気量とエンジン回転センサ４２からのエンジン回転
数信号が示すエンジン回転数とに基づいて１サイクルあ
たりに作動室に吸入される空気量を演算して、それに対
応する基本燃料噴射量を算出する。次いで、上記水温セ
ンサ４４からの水温信号などに基づいて各種補正量を設
定すると共に、所定のフィードバック条件が成立すると
きには、上記Ｏ₂センサ１７からの空燃比信号に基づい
てフィードバック補正量を設定する。このフィードバッ
ク補正量は、上記空燃比信号が理論空燃比よりもリーン
状態を示すときに燃料噴射量が増量し、また該信号が理
論空燃比よりもリッチ状態を示すときに燃料噴射量が減
量するように設定される。そして、これらの補正量と上
記基本燃料噴射量とに基づいて最終燃料噴射量を決定し
た上で、この最終燃料噴射量で燃料が噴射されるように
燃料噴射弁１１に対して駆動信号を出力するようになっ
ている。

【００２８】次に、本発明の特徴部分である二次エア制
御について説明すると、この二次エア制御は具体的には
図２のフローチャートに従って次のように行われる。

【００２９】すなわち、ＥＣＵ４０はステップＳ１でエ
ンジン１が完爆したか否かを判定する。完爆したと判定
したときには、ステップＳ２に進んで始動タイマをスタ
ートさせた後、ステップＳ３で上記水温センサ４４から
の信号が示すエンジン水温Ｔｗが第１設定水温Ｔ１（例
えば５０℃）よりも高いか否かを判定する。つまり、エ
ンジンが暖機状態かどうかを判定するのである。そし
て、エンジン水温Ｔｗが第１設定水温Ｔ１よりも高いと
判定したときには、ステップＳ４に移って所定の通常制
御を実行する。

【００３０】この通常制御は、例えば次のように行われ
る。

【００３１】つまり、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数Ｎ
ｅとスロットル開度θとをそれぞれ読み込み、これらの
値が示す運転状態Ｒ（Ｎｅ，θ）を、図３に示すように
予めスロットル開度θとエンジン回転数Ｎｅとをパラメ
ータとして設定した領域マップに照らし合わせて、該運
転状態ＲがエアカットゾーンＡに属するかを判定する。

【００３２】ここで、上記領域マップにおいては、エア
カット回転数Ｎｃ（例えば３５００ｒｐｍ）と所定の基
準回転数Ｎｏ（例えば１０００ｒｐｍ）との間に、所定
の減速ラインＬｇよりも高負荷側に位置して第１ゾーン
Ｂ１が設定されている。上記減速ラインＬｇよりも低負
荷側には第２ゾーンＢ２が設定されていると共に、上記
基準回転数Ｎｏよりも低回転側には第３ゾーンＢ３が設
定されている。そして、残余の領域がエアカットゾーン
Ａとされている。なお、温間時においてエンジン１の運
転状態Ｒが上記第１ゾーンＢ１に属するときには、上記
Ｏ₂センサ１７の出力に基づく空燃比のフィードバック
制御が行われることになる。

【００３３】そして、ＥＣＵ４０はエンジン１の運転状
態Ｒが上記エアカットゾーンＡに属すると判定したとき
には、第２電磁弁３３をＯＦＦからＯＮに切り換える。
これにより、第２負圧通路３２を通って第２アクチュエ
ータ２４ａに作動負圧が供給されてリリーフバルブ２４
が作動し、エアポンプ２３からの二次エアがリリーフ通
路３１を経て大気開放される。これにより、二次エアの
供給が停止される。

【００３４】一方、ＥＣＵ４０はエンジン１の運転状態
Ｒが第１ゾーンＢ１に属すると判定したときには第１、
第２電磁弁２９，３３をそれぞれＯＦＦ状態に維持す
る。したがって、エアポンプ２３からの二次エアが第２
エア供給通路２７を通り、第２ノズル２１からメイン触
媒コンバータ１６における前部触媒１９ａと後部触媒１
９ｂとの間に導入されることになる。これにより、第２
ノズル２１よりも下流側の後部触媒１９ｂが酸化性触媒
として機能し、ＣＯやＨＣなどの未燃成分が酸化燃焼さ
れると共に、第２ノズル２１よりも上流側の前部触媒１
９ａが還元性触媒として機能し、排気ガス中に含まれる
ＮＯｘが還元されることになる。

【００３５】また、エンジン１の運転状態が第２、第３
ゾーンＢ２，Ｂ３に属するときには、第１電磁弁２９が
ＯＦＦからＯＮに切り換えられる。したがって、切換バ
ルブ２５の第１アクチュエータ２５ａに第１負圧通路２
８を介して作動負圧が供給されて該バルブ２５が作動
し、エアポンプ２３からの二次エアが第１エア供給通路
２６を通り、第１ノズル２０から排気ポート１３内へ導
入されることになる。これにより、排気ポート１３に排
出される高温の排気ガス中の未燃成分に二次エアが作用
することになって酸化反応が促進されると共に、前置触
媒コンバータ１５に備えられた前置触媒１８、メイン触
媒コンバータ１６に備えられた前部触媒１９ａ及び後部
触媒１９ｂのいずれもが酸化性触媒として機能すること
になって、酸化性物質であるＣＯ並びにＨＣが効果的に
除去されることになる。その場合に、エンジン１の運転
状態Ｒが第２ゾーンＢ２へ移行したときには、所定時間
が経過するまで排気ポート１３への二次エアの供給が停
止されることになる。これにより、減速初期に未燃燃料
が排気ポート１３へ排出されたとしても酸素不足とな
り、アフターバーンが確実に防止されることになる。し
かも、排気ポート１３への二次エアの供給が停止される
ことから、排気ガスが確実に掃気されることになって作
動室に残留した排気ガスが次の吸気行程に持ち込まれる
ことによる混合気の希釈化が防止され、これにより空燃
比の変動が防止されて耐エンスト性が向上することにも
なる。

【００３６】また、エンジン１の運転状態Ｒが第３ゾー
ンＢ３に属するときには、所定の時間間隔をあけて第２
電磁弁３３がＯＮ、ＯＦＦされる。これにより、第１ノ
ズル２０から二次エアが間欠的に導入されることにな
る。

【００３７】図２のフローチャートに戻り、ＥＣＵ４０
は上記ステップＳ３においてエンジン水温Ｔｗが第１設
定水温Ｔ１よりも高くないと判定したときには、ステッ
プＳ５を実行して上記エンジン水温Ｔｗが今度は第２設
定水温Ｔ２（例えば１５℃）よりも低いか否かを判定す
る。エンジン水温Ｔｗが第２設定水温Ｔ２よりも低いと
判定したときには、ステップＳ６を実行して低温フラグ
Ｆｃを１にセットした後、ステップＳ７に進んでエンジ
ン１の運転状態Ｒが上記第１ゾーンＢ１に属するか否か
を判定する。そして、運転状態Ｒが第１ゾーンＢ１に属
すると判定したときには、ステップＳ８に進んで上記始
動タイマがタイムアップしているか否かを判定する。な
お、この始動タイマは、例えばエンジン１の完爆後６０
秒が経過したときにタイムアップするように初期設定さ
れている。

【００３８】ＥＣＵ４０は上記ステップＳ８において、
始動タイマのタイムアップを判定したときにはステップ
Ｓ９に進み、Ｏ₂センサ１７からの空燃比信号が示す空
燃比（排気ガスの組成比）がリッチ状態か否かを判定す
る。つまり、排気ガス中の未燃成分濃度が理論空燃比の
ときよりも過濃かどうか判定するのである。そして、上
記組成比がリッチ状態であると判定したときにはステッ
プＳ１０を実行して、第１電磁弁２９をＯＦＦからＯＮ
に切り換える。また、ＥＣＵ４０は上記ステップＳ８に
おいて始動タイマがタイムアップしていないと判定した
ときには、上記ステップＳ９をスキップしてステップＳ
１０に移り、無条件で第１電磁弁２９をＯＦＦからＯＮ
に切り換える。

【００３９】一方、ＥＣＵ４０は上記ステップＳ９にお
いて排気ガスの組成比がリッチ状態ではないと判定した
とき、すなわち排気ガス中の未燃成分濃度が理論空燃比
のときよりも希薄であると判定したときにはステップＳ
１１を実行して第１電磁弁２９をＯＦＦする。

【００４０】また、ＥＣＵ４０は上記ステップＳ５にお
いてエンジン水温Ｔｗが第２設定水温Ｔ２よりも低くな
いと判定したときには、ステップＳ１２を実行して上記
低温フラグＦｃの値が１であるか否かを判定して、ＹＥ
Ｓと判定したときのみステップＳ７に戻ってエンジン１
の運転状態Ｒが第１ゾーンＢ１に属するか否かを判定す
る。なお、上記低温フラグＦｃはエンジン水温Ｔｗが第
１設定水温Ｔ１を超えた時点でリセットされるようにな
っている。

【００４１】次に、実施例の作用を説明する。

【００４２】例えばエンジン水温Ｔｗが第２設定水温Ｔ
２よりも低い状態でエンジン１が始動したとすると、始
動直後に第１電磁弁２９がＯＮとなる。したがって、切
換バルブ２５の第１アクチュエータ２５ａに第１負圧通
路２８を介して作動負圧が供給されて該バルブ２５が作
動し、エアポンプ２３からの二次エアが第１エア供給通
路２６を通り、第１ノズル２０から排気ポート１３内へ
導入されることになる。これにより、排気ポート１３に
排出される高温の排気ガス中の未燃成分に二次エアが作
用することになって酸化反応が促進されると共に、前置
触媒コンバータ１５に備えられた前置触媒１８、メイン
触媒コンバータ１６に備えられた前部触媒１９ａ及び後
部触媒１９ｂのいずれもが酸化性触媒として機能するこ
とになって、酸化性物質であるＣＯ並びにＨＣが効果的
に除去されることになる。また、上記未燃成分の再燃焼
による熱と前置触媒での反応熱とにより、前置触媒コン
バータ１５の暖機が促進されることになる。

【００４３】そして、エンジン１の始動後、所定時間が
経過して始動タイマがタイムアップすると、Ｏ₂センサ
１７からの空燃比信号に基づいて上記第１電磁弁２９が
ＯＮ、ＯＦＦされることになる。つまり、例えば未燃成
分が過濃なときには第１エア供給通路２６を介して前置
触媒コンバータ１５の前置触媒１８の上流側に二次エア
が供給されることになり、上記前置触媒１８、メイン触
媒コンバータ１６に備えられた前部触媒１９ａ及び後部
触媒１９ｂのいずれもが酸化性触媒として機能すること
になって、ＣＯ並びにＨＣが効果的に除去されることに
なる。一方、未燃成分が希薄なときにはメイン触媒コン
バータ１６における後部触媒１９ｂの上流側に二次エア
が導入される。その場合に、未燃成分が希薄であること
から、メイン触媒コンバータ１６における後部触媒１９
ｂだけでもＣＯやＨＣが効果的に除去されることになっ
て、排気性能が悪化することがない。

【００４４】また、作動室に供給される混合気の変動に
伴ってＯ₂センサ１７の出力が適当なインターバルで交
互に反転することから、第１ノズル２０と第２ノズル２
１とから二次エアが交互に供給されることになり、前置
触媒コンバータ１５ないし前置触媒１８の異常な過熱が
防止されることにもなる。

【００４５】なお、この実施例においては、Ｏ₂センサ
１７の出力に基づいて二次エアの供給状態を切り換える
ようになっているが、タイマなどを用いて適当なインタ
ーバルで第１、第２ノズル２０，２１から交互に二次エ
アを供給させるようにしても良い。

【００４６】また、第２ノズル２１をメイン触媒コンバ
ータ１６の上流側に開口させるようにしても良い。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
の暖機運転時においては、排気系に設置された第１触媒
の上流側と、該第１触媒よりも下流側に設置された第２
触媒の上流側とに、第１、第２エア供給通路を介して二
次エアが交互に供給されることになるので、ＣＯやＨＣ
の浄化性能が更に向上することになる。しかも、第１触
媒の上流側には適当な間隔をおいて二次エアが供給され
ることになるので、第１触媒が異常に過熱されることが
なく、これにより触媒が溶損したり、触媒作用が早期に
劣化したりすることがなくなって、該第１触媒の耐久性
も確保されることになる。

【００４８】特に、第２発明によれば、排気ガスの成
分、例えば残存酸素濃度から求められた空燃比に応じて
二次エアの供給状態が切り換えられるようになっている
ので、例えば空燃比が未燃成分の過濃な状態を示すとき
には第１エア供給通路を介して第１触媒の上流側に二次
エアが供給されることになり、第１触媒と第２触媒とが
それぞれ酸化性触媒となって、過剰なＣＯやＨＣが効果
的に除去されることになる。一方、空燃比が未燃成分の
希薄な状態を示すときには第１、第２触媒の間に二次エ
アが供給されることになり、第１触媒の異常な過熱が防
止される。その場合に、未燃成分が希薄であることか
ら、第２触媒だけでもＣＯやＨＣが効果的に除去される
ことになって、排気性能の悪化も回避されることにな
る。

【００４９】しかも、第３発明によれば、始動後、所定
機関の間は、二次エアが第１触媒の上流側に常時供給さ
れることになるので、始動直後における排気ガス中のＣ
ＯやＨＣがより一層効果的に除去されると共に、ＣＯや
ＨＣなどの再燃焼による熱と触媒での反応熱とにより、
第１触媒の暖機性が向上することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロータリピストンエンジンの概略構成図であ
る。

【図２】二次エア制御を示すフローチャート図であ
る。

【図３】制御領域を示す運転領域図である。

【符号の説明】

１エンジン１３排気ポート１４排気通路１５前置触媒コンバータ１６メイン触媒コンバータ１７Ｏ₂センサ１８前置触媒１９ｂ後部触媒２０第１ノズル２１第２ノズル２６第１エア供給通路２７第２エア供給通路４０ＥＣＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０１Ｎ 3/22 ３０１Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気系に排気ガス浄化用の触媒を備え、
かつ所定の条件下で上記触媒の上流側に二次エアを供給
するように構成されたエンジンの二次エア制御装置であ
って、上記触媒が排気系の上流側から第１触媒と第２触
媒とに分離されて設置されていると共に、上記第１触媒
の上流側の排気系に二次エアを供給する第１エア供給通
路と、第１、第２触媒の間に位置する排気系に二次エア
を供給する第２エア供給通路と、エンジンの暖機運転時
に、上記第１、第２エア供給通路を介して排気系へ交互
に二次エアを導入させる二次エア制御手段とが設けられ
ていることを特徴とするエンジンの二次エア制御装置。
【請求項２】排気系に排気ガス浄化用の触媒を備え、
かつ所定の条件下で上記触媒の上流側に二次エアを供給
するように構成されたエンジンの二次エア制御装置であ
って、上記触媒が排気系の上流側から第１触媒と第２触
媒とに分離されて設置されていると共に、上記第１触媒
の上流側の排気系に二次エアを供給する第１エア供給通
路と、第１、第２触媒の間に位置する排気系に二次エア
を供給する第２エア供給通路と、エンジンから排出され
る排気ガスの成分から空燃比を検出する空燃比検出手段
と、エンジンの暖機運転時において、上記空燃比検出手
段で検出される空燃比が所定値よりも過濃な状態を示す
ときには上記第１エア供給通路を介して排気系へ二次エ
アを導入させ、かつ上記空燃比が所定値よりも希薄な状
態を示すときには上記第２エア供給通路を介して排気系
へ二次エアを導入させる二次エア制御手段とが設けられ
ていることを特徴とするエンジンの二次エア制御装置。
【請求項３】二次エア制御手段は、エンジンの始動
後、所定時間の間は第１エア供給通路を介して排気系へ
二次エアを導入させるように構成されていることを特徴
とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載のエ
ンジンの二次エア制御装置。