JP2004270515A

JP2004270515A - Secondary air feed control device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004270515A
Application number: JP2003061205A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kita; 正之北; Toru Noma; 徹野間
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve emission for early warm-up of catalyst by reducing unburned HC from an internal combustion engine during secondary air supply including the initial stage of the secondary air supply. <P>SOLUTION: When increasing the fuel injection amount to the internal combustion engine so as to maintain the air-fuel ratio (A/F) before catalyst introduced to a three-way catalyst, which is detected by an A/F sensor during secondary air supply by a secondary air supply mechanism, a prescribed delay time from the start of the secondary air supply is set for the increased amount (time t1 to t2 in Fig.(a)), and the fuel injection amount based on the air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine to contribute to the combustion is gradually changed until it reaches a BASE value, which is the increased amount (time t2 to t3 of Fig.(a)). This allows reduction of the unburned HC from the internal combustion engine that accompanies the incremental compensation in the fuel injection amount to the internal combustion engine during the secondary air supply including the initial stage of the secondary air supply. Accordingly, the early warm-up of the catalyst can be realized while improving emission control. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路内の触媒に２次空気を供給し活性化する内燃機関の２次空気供給制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関の２次空気供給制御装置に関連する先行技術文献としては、特開平５−１７１９７３号公報、特開平６−２１２９５９号公報、特開２００１−２６３０５０号公報にて開示されたものが知られている。このうち、特開平５−１７１９７３号公報には、高容量のエアポンプを用いることなく触媒を早期に暖機する技術が示されている。また、特開平６−２１２９５９号公報には、エミッションを悪化させることなく触媒の暖機を速やかに行わせる技術が示されている。そして、特開２００１−２６３０５０号公報には、触媒上流側で後燃えを発生させて触媒早期暖機性能向上と構成簡単化・低コスト化とを両立させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１７１９７３号公報（第２頁）
【特許文献２】特開平６−２１２９５９号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献３】特開２００１−２６３０５０号公報（第２頁〜第６頁）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の特開平５−１７１９７３号公報では、内燃機関に供給される空燃比をリッチ側に設定すると共に、２次空気を供給することにより触媒を早期に暖機し活性化することができるとしている。
【０００４】
また、特開平６−２１２９５９号公報では、複数の触媒のうち上流側触媒の活性化後で、かつ排気系に２次空気が供給されているときに、内燃機関より排気系へ排出される排気と共に複数の触媒に運ばれるべき熱エネルギを増大させるようにしており、上流側触媒の活性化前には、各触媒に排気と共に運ばれるべき熱エネルギが増大されないことから、その分だけエミッションの悪化が抑えられ、触媒の暖機を速やかに行わせることができるとしている。
【０００５】
また、特開２００１−２６３０５０号公報では、内燃機関からの排出ガスが触媒上流側の排気通路内で燃焼可能な温度に上昇されるため、後燃えが発生し、その燃焼熱で触媒を早期に暖機することができ、後燃えによって内燃機関から排出される未燃ＨＣ（炭化水素）が燃焼されるとしている。
【０００６】
しかし、これらのものでは、２次空気の供給中に内燃機関への燃料噴射量の増量補正が行われ、この増量分に伴う内燃機関からの未燃ＨＣの増加は避けられないため、少なからずエミッションが悪化するという不具合があった。
【０００７】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中における内燃機関からの未燃ＨＣを低減してエミッションを改善しつつ触媒を早期暖機可能な内燃機関の２次空気供給制御装置の提供を課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関の２次空気供給制御装置によれば、２次空気供給機構による触媒の上流側の排気通路内への２次空気の供給中には、燃料供給制御手段にて内燃機関への燃料噴射量の増量が禁止される。これにより、２次空気供給機構による２次空気の供給中における内燃機関からの未燃ＨＣが低減され、エミッションが良好に改善される。
【０００９】
請求項２の内燃機関の２次空気供給制御装置によれば、内燃機関の排気通路途中に設置され、排出ガスを浄化する触媒に導入され、２次空気供給機構による２次空気の供給中に空燃比検出手段で検出される空燃比が維持されるよう内燃機関への燃料噴射量が増量される際には、燃料供給制御手段にてその増量分に対して２次空気の供給開始から所定の遅延時間が設定される。これにより、２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中における内燃機関への燃料噴射量の増量に伴う内燃機関からの未燃ＨＣが低減され、エミッションが良好に改善される。
【００１０】
請求項３の内燃機関の２次空気供給制御装置における燃料供給制御手段では、増量分に到達するまで燃料噴射量が徐変されることで、２次空気の供給中における内燃機関への燃料噴射量の増量に伴う機関回転速度変動が抑制され、ドライバビリティが良好に改善される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、１０は内燃機関であり、内燃機関１０の吸気通路１１の上流側には、図示しないエアクリーナを介して供給される吸入空気量を検出するエアフローメータ１２が配設されている。このエアフローメータ１２の下流側には内燃機関１０への吸入空気量を調整するスロットルバルブ１３が配設されている。このスロットルバルブ１３にはその開度を検出するスロットル開度センサ１４が配設されている。吸気通路１１から内燃機関１０の各気筒の吸気ポート１５近傍には燃料を噴射供給するインジェクタ（燃料噴射弁）１６が配設されている。
【００１４】
そして、スロットルバルブ１３にて設定される吸入空気量とインジェクタ１６にて噴射供給される燃料との混合気が、吸気バルブ１７が開くことによって内燃機関１０の燃焼室１８内に導入される。また、内燃機関１０のシリンダヘッド側には各気筒毎に点火プラグ１９が配設されている。この点火プラグ１９の火花放電によって燃焼室１８内の混合気が点火される。混合気は、燃焼室１８内で燃焼されたのち、排出ガスとして排気バルブ２１が開くことによって燃焼室１８から排気通路２２に排出される。
【００１５】
この排気通路２２途中には周知の三元触媒２３が配設され、その上流側には排出ガスの空燃比に応じてリニアな信号を出力するＡ／Ｆ（空燃比）センサ２４、下流側には排出ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチかリーンかによって出力電圧が反転する酸素センサ２５がそれぞれ配設されている。また、内燃機関１０のクランクシャフト２６には、その回転角であるクランク角〔°ＣＡ（ＣｒａｎｋＡｎｇｌｅ）〕を検出するクランク角センサ２７が配設されている。内燃機関１０の機関回転速度は、クランク角センサ２７で検出されるクランクシャフト２６が所定時間当たりに回転するクランク角に基づいて算出される。更に、内燃機関１０にはその冷却水温を検出する水温センサ２８が配設されている。
【００１６】
次に、排気通路２２内に外気を供給する２次空気供給機構３０の構成について説明する。Ａ／Ｆセンサ２４の上流側の排気通路２２には、２次空気を供給するための２次空気供給通路３１が接続されている。２次空気供給通路３１の大気側にはエアフィルタ３２が配設され、このエアフィルタ３２の下流側には２次空気を圧送するエアポンプ３３が配設されている。
【００１７】
このエアポンプ３３の排気通路２２側にはコンビネーションバルブ３４が配設されている。このコンビネーションバルブ３４は、２次空気供給通路３１を開閉する圧力駆動型の開閉弁３５及びその下流側の逆止弁３６が一体化され構成されている。コンビネーションバルブ３４の開閉弁３５は、吸気圧導入通路３７によって導かれる背圧によって開閉が切替えられる。この吸気圧導入通路３７は吸気通路１１に接続され、この吸気圧導入通路３７の途中に配設された電磁駆動型の切換弁３８によって開閉弁３５の背圧が大気圧と吸気圧との間で切換えられる。
【００１８】
つまり、２次空気を供給する場合には、吸気通路１１の吸気圧を導入するために切換弁３８を開弁する。そして、開閉弁３５に吸気圧を導入することにより開閉弁３５が開弁される。これにより、エアポンプ３３から吐出された２次空気が開閉弁３５を通過して逆止弁３６側に流れる。この逆止弁３６は、排気通路２２からの排出ガスの流込みを規制するものであって、エアポンプ３３の２次空気圧力が排出ガス圧力よりも高くなったときには、その圧力によって逆止弁３６が開弁され、２次空気が排気通路２２内に供給される。
【００１９】
一方、２次空気を停止する場合には、エアポンプ３３が停止されると共に、切換弁３８を大気圧を導入する位置に切換えて開閉弁３５に大気圧を導入する。これにより、開閉弁３５が閉弁される。すると、排気通路２２への２次空気が停止され、逆止弁３６に２次空気の圧力が作用しなくなり排気通路２２側の圧力が高くなる。このため、逆止弁３６が自動的に閉弁され、排気通路２２内の排出ガスがエアポンプ３３側に逆流することが防止される。
【００２０】
４０はＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：電子制御ユニット）であり、ＥＣＵ４０は、周知の各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ４１、制御プログラムや制御マップ等を格納したＲＯＭ４２、各種データ等を格納するＲＡＭ４３、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ４４、入出力回路４５及びそれらを接続するバスライン４６等からなる論理演算回路として構成されている。ＥＣＵ４０には、上述の各種センサ信号が入力され、入力される信号に基づいてＥＣＵ４０からインジェクタ１６、点火プラグ１９、２次空気供給機構３０のエアポンプ３３や切換弁３８等に制御信号が出力される。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における２次空気供給制御の処理手順を図２のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。ここで、図８（ａ）は、本実施例の２次空気供給制御に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャート、図８（ｂ）は、比較のため２次空気の供給中に、単純に内燃機関への燃料噴射量の増量補正をするときの各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を示すタイムチャートである。なお、この２次空気供給制御ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２２】
図２において、ステップＳ１０１では、三元触媒２３を早期に暖機し活性化するための２次空気供給制御条件が成立しているかが判定される。この２次空気供給制御条件が成立するのは、水温センサ２８で検出された冷却水温が所定温度以上で、内燃機関１０の暖機後からの停止期間が短く、吸入空気量が比較的少ないとき等である。ステップＳ１０１の判定条件が成立、即ち、２次空気供給制御条件が成立しているときにはステップＳ１０２に移行し、エアポンプ３３がＯＮ（オン）とされ（図８（ａ）に示す２次空気の供給中である時刻ｔ１〜時刻ｔ４参照）、本ルーチンを終了する。
【００２３】
このエアポンプ３３のＯＮ時には、上述したように、２次空気供給機構３０を構成する切換弁３８が開弁され、吸気圧導入通路３７を介してコンビネーションバルブ３４の開閉弁３５に吸気圧が導入されることにより開閉弁３５が開弁される。これにより、エアポンプ３３から吐出された２次空気が開閉弁３５を通過し、エアポンプ３３の２次空気圧力が排出ガス圧力よりも高くなるとコンビネーションバルブ３４の逆止弁３６が開弁され、２次空気が２次空気供給通路３１を通って２次空気供給孔３１ａから排気通路２２内に供給される。
【００２４】
一方、ステップＳ１０１の判定条件が成立せず、即ち、２次空気供給制御条件が不成立であるときにはステップＳ１０３に移行し、エアポンプ３３がＯＦＦ（オフ）とされ（図８（ａ）に示す２次空気供給停止である時刻ｔ１以前、時刻ｔ４以降参照）、本ルーチンを終了する。このエアポンプ３３のＯＦＦ時には、上述したように、２次空気供給機構３０を構成する切換弁３８が閉弁され、吸気圧導入通路３７を介してコンビネーションバルブ３４の開閉弁３５に大気圧が導入されることで開閉弁３５が閉弁される。これにより、排気通路２２側の圧力が高くなり、コンビネーションバルブ３４の逆止弁３６が自動的に閉弁される。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１における燃料噴射制御の処理手順を図３のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。なお、この燃料噴射制御ルーチンは所定時間毎にＣＰＵ４１にて繰返し実行される。
【００２６】
図３において、ステップＳ２０１では、内燃機関１０が始動完了しているかが判定される。ここでは、内燃機関１０がクランキングにより機関回転速度が例えば、５００〔ｒｐｍ〕以上となり始動完了状態にあるかが判定される。ステップＳ２０１の判定条件が成立せず、即ち、内燃機関１０が未だ始動完了となっていないときにはステップＳ２０２に移行し、始動時制御処理として、水温センサ２８で検出される冷却水温等に基づく燃料噴射量の周知の始動時増量が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、ステップＳ２０１の判定条件が成立、即ち、内燃機関１０が始動完了となっているときにはステップＳ２０３に移行し、空燃比Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御条件が成立しているかが判定される。この空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立するのは、Ａ／Ｆセンサ２４が活性化しており内燃機関１０の運転状態が過渡状態でない定常状態にあるときである。ステップＳ２０３の判定条件が成立せず、即ち、Ａ／Ｆセンサ２４が非活性または内燃機関１０の運転状態が過渡状態にあり空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立しないときにはステップＳ２０４に移行し、後述のオープンループ制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立、即ち、Ａ／Ｆセンサ２４が活性化、かつ内燃機関１０の運転状態が定常状態にあり空燃比Ｆ／Ｂ制御条件が成立するとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ２以降）にはステップＳ２０５に移行し、後述の空燃比Ｆ／Ｂ制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２９】
次に、図３の燃料噴射制御ルーチンのステップＳ２０４におけるオープンループ制御の処理手順を図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、エアポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中には、内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正をしない場合に対応しており、このときの内燃機関１０からの未燃ＨＣ（炭化水素）を図８（ａ）に燃料噴射量増量補正なしとして破線にて示す。
【００３０】
図４において、ステップＳ３０１では、機関回転速度及び吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量ＴＰが算出される。次にステップＳ３０２に移行して、冷間始動時であるかが判定される。ステップＳ３０２の判定条件が成立、即ち、冷却水温が所定温度未満と低く冷間始動時であるときにはステップＳ３０３に移行し、機関回転速度及び負荷に基づいて燃料噴射量の始動後補正量が算出される。次にステップＳ３０４に移行して、冷却水温に基づいて燃料噴射量の暖機補正量が算出される。次にステップＳ３０５に移行して、その他補正量１が算出される。
【００３１】
一方、ステップＳ３０２の判定条件が成立せず、即ち、冷却水温が所定温度以上と高く冷間始動時でないときにはステップＳ３０６に移行し、内燃機関１０のその他の運転パラメータに基づいてその他補正量２が算出される。ステップＳ３０５またはステップＳ３０６の処理ののちステップＳ３０７に移行し、最終的な燃料噴射量ＴＡＵが次式（１）にて算出され、本ルーチンを終了する。
【００３２】
【数１】

【００３３】
上述のように、エアポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中、内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正をしない場合には、図８（ａ）に破線にて示すように、内燃機関１０からの未燃ＨＣの増加を招くことがない。また、機関回転速度変動が生じないためドライバビリティが悪化することもない。
【００３４】
次に、図３の燃料噴射制御ルーチンのステップＳ２０５における空燃比Ｆ／Ｂ制御の処理手順を図５のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。
【００３５】
図５において、ステップＳ４０１では、目標空燃比設定処理として目標空燃比が１．０（理論空燃比）に設定される。次にステップＳ４０２に移行して、ステップＳ４０１で設定された目標空燃比に対して空燃比Ｆ／Ｂ制御処理が実行され、本ルーチンを終了する。この空燃比Ｆ／Ｂ制御処理は、内燃機関１０の機関回転速度、負荷、吸入空気量、冷却水温、始動後経過時間のうち少なくとも１つに基づき推定算出され、内燃機関１０に供給され燃焼に寄与する空燃比である燃焼空燃比を、周知のように、Ａ／Ｆセンサ２４にて検出される三元触媒２３に導入される触媒前空燃比（図８（ａ）参照）に基づき設定されるリッチディザ係数とリーンディザ係数とによる目標空燃比に対してリッチ側とリーン側とに振らせるよう燃料噴射量を調整するものである。
【００３６】
このように、本実施例の内燃機関の２次空気供給制御装置は、内燃機関１０の排気通路２２途中に設置され、排出ガスを浄化する三元触媒２３と、三元触媒２３の上流側の排気通路２２内に２次空気を供給する２次空気供給機構３０と、２次空気供給機構３０による２次空気の供給中には、内燃機関１０への燃料噴射量の増量を禁止するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される燃料供給制御手段とを具備するものである。つまり、２次空気供給機構３０による２次空気の供給中にあっては、内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正をしないことによって、却って、内燃機関１０からの未燃ＨＣを増加しないようにできるのである。また、当然のことながら、内燃機関に供給される空燃比の急変を招くことがないため、機関回転速度変動によるドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００３７】
次に、上述の実施例で図３の燃料噴射制御ルーチンのステップＳ２０４におけるオープンループ制御の処理手順の変形例を図６のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。なお、本ルーチンは、エアポンプ３３がＯＮで２次空気の供給中に内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正をする場合に対応しており、このときの内燃機関１０からの未燃ＨＣを図８（ａ）に燃料噴射量増量補正有りとして実線にて示す。
【００３８】
図６において、ステップＳ５０１では、機関回転速度及び吸入空気量に基づいて基本燃料噴射量ＴＰが算出される。次にステップＳ５０２に移行して、冷間始動時であるかが判定される。ステップＳ５０２の判定条件が成立、即ち、冷却水温が所定温度未満と低く冷間始動時であるときにはステップＳ５０３に移行し、エアポンプ３３がＯＮとなっているかが判定される。ステップＳ５０３の判定条件が成立、即ち、エアポンプ３３がＯＮで２次空気が２次空気供給通路３１を通って２次空気供給孔３１ａから排気通路２２内に供給されているとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ４）にはステップＳ５０４に移行する。
【００３９】
ステップＳ５０４では、エアポンプ３３からの２次空気供給に基づく燃料噴射量のエアポンプ補正量が算出される。次にステップＳ５０５に移行して、機関回転速度及び負荷に基づいて燃料噴射量の始動後補正量が算出される。次にステップＳ５０６に移行して、冷却水温に基づいて燃料噴射量の暖機補正量が算出される。次にステップＳ５０７に移行して、その他補正量１が算出される。
【００４０】
一方、ステップＳ５０３の判定条件が成立せず、即ち、エアポンプ３３がＯＦＦで２次空気が供給されていないとき（図８（ａ）に示す時刻ｔ１以前、時刻ｔ４以降）にはステップＳ５０８に移行し、機関回転速度及び負荷に基づいて燃料噴射量の始動後補正量が算出される。次にステップＳ５０９に移行して、冷却水温に基づいて燃料噴射量の暖機補正量が算出される。次にステップＳ５１０に移行して、内燃機関１０のその他の運転パラメータに基づいてその他補正量１が算出される。
【００４１】
一方、ステップＳ５０２の判定条件が成立せず、即ち、冷却水温が所定温度以上と高く冷間始動時でないときにはステップＳ５１１に移行し、内燃機関１０のその他の運転パラメータに基づいてその他補正量２が算出される。ステップＳ５０７またはステップＳ５１０またはステップＳ５１１の処理ののちステップＳ５１２に移行し、最終的な燃料噴射量ＴＡＵが次式（２）にて算出され、本ルーチンを終了する。
【００４２】
【数２】

【００４３】
次に、図６のオープンループ制御ルーチンのステップＳ５０４における燃料噴射量のエアポンプ補正量算出の処理手順を図７のフローチャートに基づき、図８を参照して説明する。
【００４４】
図７において、まず、ステップＳ６０１では、ＢＡＳＥ値の算出処理が実行される。このＢＡＳＥ値は、内燃機関１０の機関回転速度及び吸入空気量をパラメータとして推定算出され、内燃機関１０に供給され燃焼に寄与する空燃比である燃焼空燃比の最終到達値である（図８に示すＢＡＳＥ値参照）。次にステップＳ６０２に移行して、エアポンプ３３がＯＦＦからＯＮとなったかが判定される。ステップＳ６０２の判定条件が成立、即ち、エアポンプ３３がＯＦＦ→ＯＮとなった直後であるときにはステップＳ６０３に移行し、エアポンプＯＮ直後フラグＡＰＯＮが「１」にセットされる。一方、ステップＳ６０２の判定条件が成立せず、即ち、エアポンプ３３がＯＦＦ→ＯＮとなった直後でないときにはステップＳ６０３がスキップされる。
【００４５】
次にステップＳ６０４に移行して、エアポンプＯＮ直後フラグＡＰＯＮが「１」であるかが判定される。ステップＳ６０４の判定条件が成立、即ち、エアポンプＯＮ直後フラグＡＰＯＮが「１」であるときにはステップＳ６０５に移行し、ディレイ（遅延）時間が設定される。このディレイ時間は、エアポンプ３３がＯＦＦからＯＮとなった直後に内燃機関１０からの未燃ＨＣを増加させないようにするため、燃焼空燃比を変化開始させるまでの時間であり、内燃機関１０の吸気温、冷却水温に基づき設定される。
【００４６】
次にステップＳ６０６に移行して、エアポンプＯＮ直後フラグＡＰＯＮが「０」にリセットされる。次にステップＳ６０７に移行して、例えば、内燃機関１０の冷却水温をパラメータとして徐変量が算出される。この徐変量は、内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正に伴う燃焼空燃比が、急激にＢＡＳＥ値に設定されないよう燃焼空燃比を徐々に段階的に変化させるためのものである。これにより、内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正をしつつ内燃機関１０からの未燃ＨＣを低減することができる。一方、ステップＳ６０４の判定条件が成立せず、即ち、エアポンプＯＮ直後フラグＡＰＯＮが「０」であるときにはステップＳ６０５〜ステップＳ６０７がスキップされる。
【００４７】
次にステップＳ６０８に移行して、ステップＳ６０５で設定されたディレイ時間が経過したかが判定される。ステップＳ６０８の判定条件が成立せず、即ち、ディレイ時間が経過していないときには、何もすることなく本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ６０８の判定条件が成立、即ち、ディレイ時間が経過したときにはステップＳ６０９に移行し、ＢＡＳＥ値に到達したかが判定される。ステップＳ６０９の判定条件が成立せず、即ち、エアポンプ補正量がＢＡＳＥ値に未だ到達していないときにはステップＳ６１０に移行し、前回のエアポンプ補正量にステップＳ６０７で算出された徐変量が加算され今回のエアポンプ補正量とされ、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ６０９の判定条件が成立、即ち、エアポンプ補正量がＢＡＳＥ値に既に到達しているときにはステップＳ６１１に移行し、ＢＡＳＥ値がエアポンプ補正量とされ、本ルーチンを終了する。
【００４８】
上述のように、内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正の際、エアポンプ３３がＯＮで２次空気の供給中には、２次空気の供給開始から所定のディレイ時間（図８（ａ）に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間）が設けられており、こののち内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正に伴う燃焼空燃比がＢＡＳＥ値に到達するまで徐変されており（図８（ａ）に示す時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間）、図８（ａ）に実線にて示すように、２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中における内燃機関１０からの未燃ＨＣを低減することができる。また、２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中に燃焼空燃比の急変が生じないため、機関回転速度変動を抑制しドライバビリティを改善することができる。
【００４９】
なお、図８（ｂ）に示す２次空気供給制御では、上述の変形例と同様の期間となる時刻ｔ０１〜時刻ｔ０２の期間に２次空気が供給されている。しかしながら、時刻ｔ０１の２次空気の供給直後に内燃機関への燃料噴射量の増量補正に伴う燃焼空燃比が直ちに図８（ａ）に示すＢＡＳＥ値相当まで変動されている。この燃焼空燃比の急変に起因して、２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中に内燃機関からの未燃ＨＣが増加していることが分かる。また、この燃焼空燃比の急変によって、機関回転速度に大きな変動が現われ、ドライバビリティも悪化することとなる。
【００５０】
このように、本変形例の内燃機関の２次空気供給制御装置は、内燃機関１０の排気通路２２途中に設置され、排出ガスを浄化する三元触媒２３と、三元触媒２３の上流側の排気通路２２内に２次空気を供給する２次空気供給機構３０と、三元触媒２３の上流側の排気通路２２内で２次空気供給通路３１の２次空気供給孔３１ａより下流側に配設され、排出ガス中の空燃比を検出する空燃比検出手段としてのＡ／Ｆセンサ２４と、２次空気供給機構３０による２次空気の供給中にＡ／Ｆセンサ２４で検出される空燃比を維持するよう内燃機関１０への燃料噴射量を増量する際には、その増量分に対して２次空気の供給開始から所定のディレイ（遅延）時間を設定するＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される燃料供給制御手段とを具備するものである。また、本変形例の内燃機関の２次空気供給制御装置のＥＣＵ４０内のＣＰＵ４１にて達成される燃料供給制御手段は、増量分に到達するまで燃料噴射量を徐変するものである。
【００５１】
つまり、２次空気供給機構３０による２次空気の供給中にＡ／Ｆセンサ２４にて検出される空燃比である三元触媒２３に導入される触媒前空燃比を維持するよう内燃機関１０への燃料噴射量を増量する際には、その増量分に対して２次空気の供給開始から所定のディレイ時間を設定し、その増量分に到達するまで燃料噴射量を徐変する。これにより、２次空気の供給初期を含む２次空気の供給中における内燃機関１０への燃料噴射量の増量補正に伴う内燃機関１０からの未燃ＨＣを低減することができ、エミッションを改善しつつ三元触媒２３の早期暖機を図ることができる。また、この増量補正に伴う機関回転速度変動を抑制しドライバビリティを改善することができる。
【００５２】
ところで、上記実施例及び変形例では、２次空気供給機構３０をコンビネーションバルブ３４を用い吸気圧導入通路３７の途中に配設された切換弁３８によって開閉弁３５の背圧を大気圧と吸気通路１１側の吸気圧との間で切換える構成を採用しているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、吸気通路１１側の吸気圧を利用することなく、２次空気供給通路３１の途中に電磁駆動弁を配設してエアポンプ３３のＯＮ／ＯＦＦに連動させ、電磁駆動弁を開／閉するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置が適用された内燃機関及びその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける２次空気供給制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明の実施の形態の一実施例にかかる内燃機関の２次空気供給制御装置で使用されているＥＣＵ内のＣＰＵにおける燃料噴射制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は図３におけるオープンループ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は図３の空燃比Ｆ／Ｂ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は図４のオープンループ制御の処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図７】図７は図６におけるエアポンプ補正量算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は図２乃至図７の２次空気供給制御に対応する各種センサ信号や各種制御量等の遷移状態を、２次空気の供給中に単純に内燃機関への燃料噴射量を増量補正するときと比較して示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０内燃機関
２２排気通路
２３三元触媒
２４Ａ／Ｆ（空燃比）センサ
２７クランク角センサ
３０２次空気供給機構
３１２次空気供給通路
３１ａ２次空気供給孔
４０ＥＣＵ（電子制御ユニット）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary air supply control device for an internal combustion engine that supplies and activates secondary air to a catalyst in an exhaust passage of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as prior art documents related to a secondary air supply control device for an internal combustion engine, those disclosed in JP-A-5-171973, JP-A-6-212959, and JP-A-2001-263050 are disclosed. Are known. Among them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-171973 discloses a technique for quickly warming up a catalyst without using a high-capacity air pump. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-219959 discloses a technique for quickly warming up a catalyst without deteriorating emission. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-263050 discloses a technology that generates afterburning on the upstream side of the catalyst to achieve both early catalyst warm-up performance improvement and simplified configuration and low cost.
[Patent Document 1] JP-A-5-171973 (page 2)
[Patent Document 2] JP-A-6-219959 (pages 2 to 3)
[Patent Document 3] JP-A-2001-263050 (pages 2 to 6)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-171973, the catalyst can be quickly warmed up and activated by setting the air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine to the rich side and supplying the secondary air. And
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-219959 discloses an exhaust gas discharged from an internal combustion engine to an exhaust system after activation of an upstream catalyst among a plurality of catalysts and when secondary air is supplied to the exhaust system. In addition, the heat energy to be transferred to a plurality of catalysts is increased, and before the activation of the upstream catalyst, the heat energy to be transferred to the respective catalysts together with the exhaust gas is not increased. And the catalyst can be quickly warmed up.
[0005]
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-263050, since exhaust gas from the internal combustion engine is raised to a temperature at which combustion can be performed in the exhaust passage on the upstream side of the catalyst, afterburning occurs, and the catalyst is quickly heated by the combustion heat. The engine can be warmed up, and unburned HC (hydrocarbon) discharged from the internal combustion engine is burned by afterburning.
[0006]
However, in these fuel cells, an increase in the fuel injection amount to the internal combustion engine is corrected during the supply of the secondary air, and an increase in unburned HC from the internal combustion engine due to the increase is unavoidable. There was a problem that emission deteriorated.
[0007]
In view of the above, the present invention has been made to solve such a problem, and it has been proposed to reduce unburned HC from the internal combustion engine during the supply of the secondary air including the initial stage of the supply of the secondary air, thereby improving the emission and reducing the catalyst. It is an object of the present invention to provide a secondary air supply control device for an internal combustion engine that can be quickly warmed up.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the secondary air supply control device for an internal combustion engine of the first aspect, during the supply of the secondary air into the exhaust passage upstream of the catalyst by the secondary air supply mechanism, the internal combustion engine is controlled by the fuel supply control means. The increase of the fuel injection amount is prohibited. Thereby, unburned HC from the internal combustion engine during the supply of the secondary air by the secondary air supply mechanism is reduced, and the emission is improved satisfactorily.
[0009]
According to the secondary air supply control device for an internal combustion engine according to the second aspect, the secondary air supply mechanism is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, is introduced into the catalyst for purifying exhaust gas, and is supplied during the secondary air supply by the secondary air supply mechanism. When the fuel injection amount to the internal combustion engine is increased so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means is maintained, the fuel supply control means determines a predetermined amount from the start of the secondary air supply for the increased amount. Is set. Thereby, unburned HC from the internal combustion engine due to an increase in the fuel injection amount to the internal combustion engine during the supply of the secondary air including the initial stage of the supply of the secondary air is reduced, and the emission is improved satisfactorily.
[0010]
In the fuel supply control means of the secondary air supply control device for an internal combustion engine according to the third aspect, the fuel injection amount is gradually changed until the fuel injection amount reaches the increased amount, so that the fuel injection to the internal combustion engine during the supply of the secondary air is performed. Fluctuation of the engine speed due to the increase in the amount is suppressed, and drivability is improved satisfactorily.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0012]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine to which a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied, and peripheral devices thereof.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an internal combustion engine, and an air flow meter 12 that detects an amount of intake air supplied through an air cleaner (not shown) is provided upstream of an intake passage 11 of the internal combustion engine 10. Downstream of the air flow meter 12, a throttle valve 13 for adjusting the amount of intake air to the internal combustion engine 10 is provided. The throttle valve 13 is provided with a throttle opening sensor 14 for detecting its opening. An injector (fuel injection valve) 16 that injects and supplies fuel is disposed near the intake port 15 of each cylinder of the internal combustion engine 10 from the intake passage 11.
[0014]
Then, a mixture of the amount of intake air set by the throttle valve 13 and the fuel injected and supplied by the injector 16 is introduced into the combustion chamber 18 of the internal combustion engine 10 by opening the intake valve 17. An ignition plug 19 is provided for each cylinder on the cylinder head side of the internal combustion engine 10. The mixture in the combustion chamber 18 is ignited by the spark discharge of the ignition plug 19. After the air-fuel mixture is burned in the combustion chamber 18, the exhaust gas is opened from the combustion chamber 18 to the exhaust passage 22 by opening the exhaust valve 21 as exhaust gas.
[0015]
A well-known three-way catalyst 23 is disposed in the middle of the exhaust passage 22. An A / F (air-fuel ratio) sensor 24 that outputs a linear signal according to the air-fuel ratio of the exhaust gas is provided upstream of the three-way catalyst 23. Are provided with oxygen sensors 25 whose output voltage is inverted depending on whether the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. The crankshaft 26 of the internal combustion engine 10 is provided with a crank angle sensor 27 that detects a crank angle [° CA (Crack Angle)] that is a rotation angle thereof. The engine rotation speed of the internal combustion engine 10 is calculated based on the crank angle at which the crankshaft 26 rotates per predetermined time detected by the crank angle sensor 27. Further, the internal combustion engine 10 is provided with a water temperature sensor 28 for detecting the temperature of the cooling water.
[0016]
Next, the configuration of the secondary air supply mechanism 30 that supplies outside air into the exhaust passage 22 will be described. A secondary air supply passage 31 for supplying secondary air is connected to the exhaust passage 22 on the upstream side of the A / F sensor 24. An air filter 32 is provided on the atmosphere side of the secondary air supply passage 31, and an air pump 33 for feeding secondary air under pressure is provided downstream of the air filter 32.
[0017]
On the exhaust passage 22 side of the air pump 33, a combination valve 34 is provided. The combination valve 34 is configured by integrating a pressure-driven open / close valve 35 for opening and closing the secondary air supply passage 31 and a check valve 36 on the downstream side thereof. The open / close valve 35 of the combination valve 34 is switched between open and closed by the back pressure guided by the intake pressure introduction passage 37. The intake pressure introduction passage 37 is connected to the intake passage 11, and the back pressure of the on-off valve 35 is set between the atmospheric pressure and the intake pressure by an electromagnetically driven switching valve 38 provided in the middle of the intake pressure introduction passage 37. Is switched by.
[0018]
That is, when supplying the secondary air, the switching valve 38 is opened to introduce the intake pressure of the intake passage 11. Then, by introducing the intake pressure to the on-off valve 35, the on-off valve 35 is opened. As a result, the secondary air discharged from the air pump 33 passes through the on-off valve 35 and flows to the check valve 36 side. The check valve 36 regulates the flow of the exhaust gas from the exhaust passage 22. When the secondary air pressure of the air pump 33 becomes higher than the exhaust gas pressure, the check valve 36 is controlled by the pressure. Is opened, and the secondary air is supplied into the exhaust passage 22.
[0019]
On the other hand, when stopping the secondary air, the air pump 33 is stopped, and the switching valve 38 is switched to the position for introducing the atmospheric pressure to introduce the atmospheric pressure to the on-off valve 35. Thereby, the on-off valve 35 is closed. Then, the secondary air to the exhaust passage 22 is stopped, and the pressure of the secondary air does not act on the check valve 36, so that the pressure on the exhaust passage 22 side increases. For this reason, the check valve 36 is automatically closed, and the exhaust gas in the exhaust passage 22 is prevented from flowing back to the air pump 33 side.
[0020]
Numeral 40 denotes an ECU (Electronic Control Unit), which stores a CPU 41 as a central processing unit for executing various known arithmetic processing, a ROM 42 storing a control program, a control map, and the like, and various data. It is configured as a logical operation circuit including a RAM 43, a B / U (backup) RAM 44, an input / output circuit 45, and a bus line 46 connecting them. The above-mentioned various sensor signals are input to the ECU 40, and control signals are output from the ECU 40 to the injector 16, the ignition plug 19, the air pump 33 of the secondary air supply mechanism 30, the switching valve 38, and the like based on the input signals. .
[0021]
Next, the processing procedure of the secondary air supply control by the CPU 41 in the ECU 40 used in the secondary air supply control device for the internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. This will be described with reference to FIG. Here, FIG. 8A is a time chart showing transition states of various sensor signals and various control amounts corresponding to the secondary air supply control of the present embodiment, and FIG. 8B is a secondary chart for comparison. 5 is a time chart showing transition states of various sensor signals, various control amounts, and the like when simply increasing the fuel injection amount to the internal combustion engine during the supply of air. This secondary air supply control routine is repeatedly executed by the CPU 41 at predetermined time intervals.
[0022]
In FIG. 2, in step S101, it is determined whether a secondary air supply control condition for quickly warming up and activating the three-way catalyst 23 is satisfied. This secondary air supply control condition is satisfied when the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 28 is equal to or higher than a predetermined temperature, the stop period after the internal combustion engine 10 is warmed up is short, and the intake air amount is relatively small. And so on. When the determination condition of step S101 is satisfied, that is, when the secondary air supply control condition is satisfied, the process proceeds to step S102, and the air pump 33 is turned on (supply of the secondary air shown in FIG. 8A). (See time t1 to time t4 in the middle), this routine ends.
[0023]
When the air pump 33 is turned on, the switching valve 38 constituting the secondary air supply mechanism 30 is opened as described above, and the intake pressure is introduced into the open / close valve 35 of the combination valve 34 via the intake pressure introduction passage 37. As a result, the on-off valve 35 is opened. Thereby, the secondary air discharged from the air pump 33 passes through the on-off valve 35, and when the secondary air pressure of the air pump 33 becomes higher than the exhaust gas pressure, the check valve 36 of the combination valve 34 is opened, and the secondary valve is opened. Air is supplied from the secondary air supply hole 31 a into the exhaust passage 22 through the secondary air supply passage 31.
[0024]
On the other hand, when the determination condition of step S101 is not satisfied, that is, when the secondary air supply control condition is not satisfied, the process proceeds to step S103, and the air pump 33 is turned off (the secondary pump shown in FIG. 8A). Before the time t1 at which the air supply is stopped, and after the time t4), this routine ends. When the air pump 33 is turned off, the switching valve 38 constituting the secondary air supply mechanism 30 is closed as described above, and the atmospheric pressure is introduced into the opening / closing valve 35 of the combination valve 34 via the intake pressure introduction passage 37. This causes the on-off valve 35 to close. As a result, the pressure on the exhaust passage 22 side increases, and the check valve 36 of the combination valve 34 is automatically closed.
[0025]
Next, the processing procedure of the fuel injection control by the CPU 41 in the ECU 40 used in the secondary air supply control device of the internal combustion engine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. This will be described with reference to FIG. This fuel injection control routine is repeatedly executed by the CPU 41 at predetermined time intervals.
[0026]
In FIG. 3, in step S201, it is determined whether the start of the internal combustion engine 10 has been completed. Here, it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is in a start completed state by cranking, for example, when the engine rotation speed is equal to or more than 500 [rpm]. If the determination condition in step S201 is not satisfied, that is, if the start of the internal combustion engine 10 has not yet been completed, the process proceeds to step S202, and the fuel injection based on the coolant temperature detected by the water temperature sensor 28 is performed as a start control process. A known start-up of the amount is performed and the routine ends.
[0027]
On the other hand, when the determination condition of step S201 is satisfied, that is, when the start of the internal combustion engine 10 is completed, the process proceeds to step S203, and it is determined whether the air-fuel ratio F / B (feedback) control condition is satisfied. The air-fuel ratio F / B control condition is satisfied when the A / F sensor 24 is activated and the operating state of the internal combustion engine 10 is in a steady state that is not a transient state. If the determination condition of step S203 is not satisfied, that is, if the A / F sensor 24 is inactive or the operating state of the internal combustion engine 10 is in a transient state and the air-fuel ratio F / B control condition is not satisfied, the process proceeds to step S204, and will be described later. Is executed, and this routine ends.
[0028]
On the other hand, when the determination condition of step S203 is satisfied, that is, when the A / F sensor 24 is activated, the operating state of the internal combustion engine 10 is in a steady state, and the air-fuel ratio F / B control condition is satisfied (FIG. 8A) After the time t2 shown in (2), the process proceeds to step S205, where the air-fuel ratio F / B control process described later is executed, and this routine ends.
[0029]
Next, the processing procedure of the open loop control in step S204 of the fuel injection control routine of FIG. 3 will be described based on the flowchart of FIG. This routine corresponds to a case where the fuel injection amount to the internal combustion engine 10 is not increased during the supply of the secondary air including the initial supply of the secondary air irrespective of ON / OFF of the air pump 33. The unburned HC (hydrocarbon) from the internal combustion engine 10 at this time is shown by a broken line in FIG. 8A without the fuel injection amount increase correction.
[0030]
In FIG. 4, in step S301, a basic fuel injection amount TP is calculated based on the engine speed and the intake air amount. Next, the process proceeds to step S302, and it is determined whether it is during the cold start. When the determination condition of step S302 is satisfied, that is, when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature and the engine is in the cold start, the process proceeds to step S303, and the post-start correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the engine speed and the load. You. Next, the process proceeds to step S304, where a warm-up correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the cooling water temperature. Next, the process proceeds to step S305, and the other correction amount 1 is calculated.
[0031]
On the other hand, when the determination condition of step S302 is not satisfied, that is, when the cooling water temperature is higher than the predetermined temperature and not during the cold start, the process proceeds to step S306, and the other correction amount 2 is determined based on other operating parameters of the internal combustion engine 10. Is calculated. After the processing of step S305 or step S306, the process proceeds to step S307, where the final fuel injection amount TAU is calculated by the following equation (1), and this routine ends.
[0032]
(Equation 1)

[0033]
As described above, regardless of ON / OFF of the air pump 33, during the supply of the secondary air including the initial stage of the supply of the secondary air, when the increase correction of the fuel injection amount to the internal combustion engine 10 is not performed, FIG. As shown by the dashed line in ()), an increase in unburned HC from the internal combustion engine 10 does not occur. Further, since the engine speed does not fluctuate, drivability does not deteriorate.
[0034]
Next, the processing procedure of the air-fuel ratio F / B control in step S205 of the fuel injection control routine of FIG. 3 will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG.
[0035]
In FIG. 5, in step S401, the target air-fuel ratio is set to 1.0 (the stoichiometric air-fuel ratio) as a target air-fuel ratio setting process. Next, the process proceeds to step S402, where an air-fuel ratio F / B control process is performed on the target air-fuel ratio set in step S401, and this routine ends. This air-fuel ratio F / B control process is estimated and calculated based on at least one of the engine speed, load, intake air amount, cooling water temperature, and elapsed time after starting of the internal combustion engine 10, and is supplied to the internal combustion engine 10 for combustion. As is well known, a combustion air-fuel ratio that is a contributing air-fuel ratio is set based on a pre-catalyst air-fuel ratio (see FIG. 8A) introduced into the three-way catalyst 23 detected by the A / F sensor 24. The fuel injection amount is adjusted so that the target air-fuel ratio based on the rich dither coefficient and the lean dither coefficient is shifted to the rich side and the lean side.
[0036]
As described above, the secondary air supply control device for the internal combustion engine according to the present embodiment is installed in the exhaust passage 22 of the internal combustion engine 10 and purifies the exhaust gas. A secondary air supply mechanism 30 that supplies secondary air into the exhaust passage 22 and an ECU 40 that prohibits an increase in the amount of fuel injected into the internal combustion engine 10 during the supply of the secondary air by the secondary air supply mechanism 30 And a fuel supply control means achieved by the CPU 41. That is, during the supply of the secondary air by the secondary air supply mechanism 30, by not increasing the fuel injection amount to the internal combustion engine 10, the unburned HC from the internal combustion engine 10 is not increased. You can do it. Naturally, a sudden change in the air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine does not occur, so that it is possible to prevent drivability from deteriorating due to fluctuations in the engine speed.
[0037]
Next, a modified example of the processing procedure of the open loop control in step S204 of the fuel injection control routine of FIG. 3 in the above embodiment will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG. This routine corresponds to the case where the air pump 33 is ON and the amount of fuel injection to the internal combustion engine 10 is increased while the secondary air is being supplied, and the unburned HC from the internal combustion engine 10 at this time is corrected. FIG. 8A shows a solid line indicating that the fuel injection amount increase correction is performed.
[0038]
In FIG. 6, in step S501, a basic fuel injection amount TP is calculated based on the engine speed and the intake air amount. Next, the process proceeds to step S502, and it is determined whether or not a cold start is being performed. When the determination condition of step S502 is satisfied, that is, when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature and the engine is in the cold start, the process proceeds to step S503, and it is determined whether the air pump 33 is ON. When the determination condition of step S503 is satisfied, that is, when the air pump 33 is turned on and the secondary air is supplied through the secondary air supply passage 31 from the secondary air supply hole 31a into the exhaust passage 22 (see FIG. 8A During the period from time t1 to time t4) shown in FIG.
[0039]
In step S504, the air pump correction amount of the fuel injection amount based on the secondary air supply from the air pump 33 is calculated. Next, the process proceeds to step S505, where a post-start correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the engine speed and the load. Next, the process proceeds to step S506, where a warm-up correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the cooling water temperature. Next, the process proceeds to step S507, and the other correction amount 1 is calculated.
[0040]
On the other hand, when the determination condition of step S503 is not satisfied, that is, when the air pump 33 is OFF and the secondary air is not supplied (before time t1 shown in FIG. 8A, after time t4), the process proceeds to step S508. Then, the post-start correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the engine speed and the load. Next, the process proceeds to step S509, where a warm-up correction amount of the fuel injection amount is calculated based on the cooling water temperature. Next, the process proceeds to step S510, where the other correction amount 1 is calculated based on other operating parameters of the internal combustion engine 10.
[0041]
On the other hand, when the determination condition of step S502 is not satisfied, that is, when the cooling water temperature is higher than the predetermined temperature and not during the cold start, the process proceeds to step S511, and the other correction amount 2 is set based on other operating parameters of the internal combustion engine 10. Is calculated. After the processing of step S507 or step S510 or step S511, the process proceeds to step S512, where the final fuel injection amount TAU is calculated by the following equation (2), and this routine ends.
[0042]
(Equation 2)

[0043]
Next, the processing procedure of calculating the air pump correction amount of the fuel injection amount in step S504 of the open loop control routine of FIG. 6 will be described with reference to FIG. 8 based on the flowchart of FIG.
[0044]
In FIG. 7, first, in step S601, a BASE value calculation process is performed. This BASE value is estimated and calculated using the engine speed and the intake air amount of the internal combustion engine 10 as parameters, and is a final attainment value of a combustion air-fuel ratio which is an air-fuel ratio supplied to the internal combustion engine 10 and contributing to combustion (see FIG. 8). BASE value shown). Next, the process proceeds to step S602, where it is determined whether the air pump 33 has been turned from OFF to ON. When the determination condition of step S602 is satisfied, that is, immediately after the air pump 33 is turned from OFF to ON, the process proceeds to step S603, and the air pump ON immediately after flag APON is set to "1". On the other hand, when the determination condition of step S602 is not satisfied, that is, when it is not immediately after the air pump 33 is turned from OFF to ON, step S603 is skipped.
[0045]
Next, the process proceeds to step S604, and it is determined whether the flag APON immediately after the air pump is turned on is “1”. When the determination condition of step S604 is satisfied, that is, when the flag APON immediately after the air pump is turned on is “1”, the process proceeds to step S605, and a delay time is set. This delay time is a time until the combustion air-fuel ratio is started to change so as not to increase the unburned HC from the internal combustion engine 10 immediately after the air pump 33 is turned from OFF to ON. It is set based on air temperature and cooling water temperature.
[0046]
Next, the process proceeds to step S606, where the flag APON immediately after the air pump is turned on is reset to “0”. Next, the process proceeds to step S607, and the gradual change amount is calculated using, for example, the cooling water temperature of the internal combustion engine 10 as a parameter. The gradual change amount is for gradually changing the combustion air-fuel ratio stepwise so that the combustion air-fuel ratio accompanying the increase correction of the fuel injection amount to the internal combustion engine 10 is not suddenly set to the BASE value. As a result, it is possible to reduce the unburned HC from the internal combustion engine 10 while correcting the increase in the fuel injection amount to the internal combustion engine 10. On the other hand, if the determination condition of step S604 is not satisfied, that is, if the flag APON immediately after the air pump is ON is “0”, steps S605 to S607 are skipped.
[0047]
Next, the process proceeds to step S608, and it is determined whether the delay time set in step S605 has elapsed. If the determination condition in step S608 is not satisfied, that is, if the delay time has not elapsed, this routine ends without doing anything. On the other hand, when the determination condition of step S608 is satisfied, that is, when the delay time has elapsed, the process proceeds to step S609, and it is determined whether the BASE value has been reached. If the determination condition in step S609 is not satisfied, that is, if the air pump correction amount has not yet reached the BASE value, the process proceeds to step S610, and the gradual change amount calculated in step S607 is added to the previous air pump correction amount, and the current air pump correction amount is added. The air pump correction amount is set, and this routine ends. On the other hand, when the determination condition of step S609 is satisfied, that is, when the air pump correction amount has already reached the BASE value, the process proceeds to step S611, the BASE value is set as the air pump correction amount, and the routine ends.
[0048]
As described above, when increasing the fuel injection amount to the internal combustion engine 10, while the air pump 33 is ON and the secondary air is being supplied, a predetermined delay time from the start of the secondary air supply (FIG. 8A) (A period from time t1 to time t2 shown in FIG. 8), and thereafter, the combustion air-fuel ratio accompanying the correction of the increase in the fuel injection amount to the internal combustion engine 10 is gradually changed until it reaches the BASE value (FIG. 8A, the unburned HC from the internal combustion engine 10 during the supply of the secondary air including the initial stage of the supply of the secondary air, as shown by the solid line in FIG. Can be reduced. Further, since the combustion air-fuel ratio does not suddenly change during the supply of the secondary air including the initial stage of the supply of the secondary air, it is possible to suppress the fluctuation of the engine speed and improve the drivability.
[0049]
In the secondary air supply control shown in FIG. 8B, the secondary air is supplied during a period from time t01 to time t02, which is a period similar to the above-described modification. However, immediately after the supply of the secondary air at the time t01, the combustion air-fuel ratio associated with the increase correction of the fuel injection amount to the internal combustion engine is immediately changed to the BASE value shown in FIG. It can be seen that due to the sudden change in the combustion air-fuel ratio, the unburned HC from the internal combustion engine increases during the supply of the secondary air including the initial stage of the supply of the secondary air. In addition, the sudden change in the combustion air-fuel ratio causes a large change in the engine speed, and the drivability also deteriorates.
[0050]
As described above, the secondary air supply control device for the internal combustion engine according to the present modification is provided in the middle of the exhaust passage 22 of the internal combustion engine 10 and purifies exhaust gas, and the three-way catalyst 23 on the upstream side of the three-way catalyst 23. A secondary air supply mechanism 30 that supplies secondary air into the exhaust passage 22, and a secondary air supply mechanism 30 that is disposed downstream of the secondary air supply hole 31 a of the secondary air supply passage 31 in the exhaust passage 22 upstream of the three-way catalyst 23. A / F sensor 24 as air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio in exhaust gas, and an air-fuel ratio detected by A / F sensor 24 during secondary air supply by secondary air supply mechanism 30 When the fuel injection amount to the internal combustion engine 10 is increased so as to maintain the predetermined time, the CPU 41 in the ECU 40 that sets a predetermined delay time from the start of the supply of the secondary air to the increased amount is achieved. With fuel supply control means A. Further, the fuel supply control means achieved by the CPU 41 in the ECU 40 of the secondary air supply control device for the internal combustion engine according to the present modification is to gradually change the fuel injection amount until the increase amount is reached.
[0051]
That is, during the supply of the secondary air by the secondary air supply mechanism 30, the internal combustion engine 10 is controlled to maintain the pre-catalyst air-fuel ratio introduced into the three-way catalyst 23, which is the air-fuel ratio detected by the A / F sensor 24. When the fuel injection amount is increased, a predetermined delay time is set from the start of supply of the secondary air to the increased amount, and the fuel injection amount is gradually changed until the increased amount is reached. This makes it possible to reduce unburned HC from the internal combustion engine 10 due to the increase correction of the fuel injection amount to the internal combustion engine 10 during the supply of the secondary air including the initial supply of the secondary air, thereby improving the emission. In addition, the three-way catalyst 23 can be warmed up early. In addition, it is possible to suppress the fluctuation of the engine speed due to the increase correction and to improve the drivability.
[0052]
In the above embodiment and the modified example, the secondary air supply mechanism 30 uses the combination valve 34 to switch the back pressure of the on-off valve 35 to the atmospheric pressure and the intake passage by the switching valve 38 disposed in the middle of the intake pressure introduction passage 37. Although a configuration for switching between the intake pressure on the intake passage 11 side and the intake pressure on the intake passage 11 side are employed, the present invention is not limited to this. An electromagnetically driven valve may be provided in the middle of the next air supply passage 31 so that the electromagnetically driven valve is opened / closed in conjunction with ON / OFF of the air pump 33.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine to which a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied, and peripheral devices thereof.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of a secondary air supply control by a CPU in an ECU used in a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. is there.
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of fuel injection control in a CPU in an ECU used in a secondary air supply control device for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of open loop control in FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the air-fuel ratio F / B control of FIG. 3;
FIG. 6 is a flowchart illustrating a modification of the processing procedure of the open loop control of FIG. 4;
FIG. 7 is a flowchart illustrating a processing procedure for calculating an air pump correction amount in FIG. 6;
8 is a diagram illustrating transition states of various sensor signals, various control amounts, and the like corresponding to the secondary air supply control of FIGS. 2 to 7 and simply showing a fuel injection amount to the internal combustion engine during secondary air supply. 6 is a time chart showing a comparison with the case of increasing the amount.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 internal combustion engine 22 exhaust passage 23 three-way catalyst 24 A / F (air-fuel ratio) sensor 27 crank angle sensor 30 secondary air supply mechanism 31 secondary air supply passage 31a secondary air supply hole 40 ECU (electronic control unit)

Claims

A catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas,
A secondary air supply mechanism for supplying secondary air into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst;
Fuel supply control means for prohibiting an increase in the amount of fuel injected into the internal combustion engine during the supply of the secondary air by the secondary air supply mechanism. apparatus.

A catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas,
A secondary air supply mechanism for supplying secondary air into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst;
Air-fuel ratio detection means disposed in the exhaust passage on the upstream side of the catalyst and downstream of the supply hole for secondary air to detect an air-fuel ratio in exhaust gas;
When increasing the fuel injection amount to the internal combustion engine so as to maintain the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means during the supply of the secondary air by the secondary air supply mechanism, A secondary air supply control device for an internal combustion engine, characterized by fuel supply control means for setting a predetermined delay time from the start of secondary air supply.

3. The secondary air supply control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the fuel supply control means gradually changes the fuel injection amount until the fuel injection amount is reached.