(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に二次空気を供給すると共に、ゴム材によって弾性支持されたエアポンプを備えた二次空気供給装置において、
上記内燃機関の冷却水温度が、予め設定された「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」未満である場合には、上記エアポンプの環境温度に関わりなくエアポンプを非作動状態にする一方、
上記冷却水温度が、上記「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」以上である場合に、推定または検出された上記エアポンプの環境温度が、予め設定された「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される環境温度」以上である場合にはエアポンプを作動状態にする一方、
上記冷却水温度が、上記「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」以上である場合であっても、推定または検出された上記エアポンプの環境温度が上記「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される環境温度」未満である場合にはエアポンプを非作動状態にすることを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の二次空気供給装置において、
上記エアポンプの作動開始後、冷却水温度が、予め設定された「内燃機関の暖機完了を判定する冷却水温度」まで上昇したことを条件にエアポンプを停止するよう構成されていることを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の二次空気供給装置において、
上記エアポンプの環境温度は、内燃機関の吸入空気温度、外気温度、または、エアポンプ周辺温度を検出することにより、推定または検出される構成となっていることを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の二次空気供給装置において、
上記内燃機関の冷却水が、外部電源からの通電により発熱するブロックヒータにより加熱される構成となっていることを特徴とする二次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の排気系に二次空気を供給する二次空気供給装置に係る。特に、本発明は、二次空気供給装置に備えられるエアポンプの作動期間の適正化を図るための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等に搭載される内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ場合もある）においては、排気通路に触媒（例えば三元触媒）を配置し、排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（ハイドロカーボン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）を低減して、排気ガスの浄化を行う排気浄化装置が設けられている。
【０００３】
上記触媒は、排気ガス温度が比較的低い場合には浄化率が低下する。そこで、従来より、触媒に供給される排気の温度を上昇させるべく、排気系に空気（二次空気）を供給する二次空気供給装置が採用されている。すなわち、排気系へ二次空気を供給することで、二次空気中の酸素と排気ガス中のＣＯ及びＨＣとを反応させて排気ガスの温度を上昇させ、これによって触媒の浄化率の向上を図るようにしたものである（例えば下記の特許文献１及び特許文献２を参照）。
【０００４】
上記二次空気供給装置の具体構成としては、例えば、シリンダヘッドの排気ポート内に向けて二次空気を供給するための二次空気供給通路と、この二次空気供給通路に空気を圧送するためのエアポンプと、二次空気供給通路におけるエアポンプの下流側に配置されて二次空気供給通路の開閉状態を切り換える開閉弁とを備えている。そして、開閉弁を開状態にすると共にエアポンプを作動させることにより、二次空気が二次空気供給通路を通じて排気ポート内に供給される。これにより、排気系内の酸素濃度が高くなり、排気ガス中のＨＣ、ＣＯの酸化反応が促進されることによって排気ガスの温度を上昇させることができる。
【０００５】
尚、上記エアポンプは、その作動時に発生する振動を減衰させるためにゴム材（ゴムブッシュ等）によって弾性支持されている。例えば、エンジンルーム（エンジンコンパートメント）内において、車体のメンバ（サイドメンバ等）に取り付けられたブラケットにゴムブッシュを介してフローティング支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３６２２１３号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記二次空気供給装置におけるエアポンプの作動及び非作動の切り換えは、エンジンの冷却水温度に基づいて行われていた。つまり、冷却水温度が所定の範囲内にある場合に限り、エアポンプを作動させて排気系へ二次空気を供給するようにしていた。例えば、冷却水温度が−１０℃〜４５℃の範囲内にある場合にエアポンプを作動させるようにしていた。
【０００８】
ところで、寒冷地（例えば外気温度が−３０℃程度まで低下するような寒冷地）にあっては、エンジンの極端な低温下による始動不良を回避するために、ブロックヒータ等の冷却水加熱源によってエンジンの冷却水に熱エネルギーを与えて温度上昇させ、これによってエンジンの始動性を確保することが行われている。
【０００９】
そして、上記二次空気供給装置を備えたエンジンに対してブロックヒータにより冷却水温度を上昇させる場合（例えば外気温度が−３０℃程度である状況でブロックヒータにより冷却水温度を上昇させる場合）には、エンジンの始動後、この冷却水温度が上記ブロックヒータによる加熱に起因してエアポンプの作動温度範囲に達すると（例えば、ブロックヒータによる加熱によって冷却水温度が−１０℃まで上昇すると）、エアポンプの作動が開始することになる。また、ブロックヒータによる加熱によってエンジン始動時の冷却水温度が既に上記エアポンプの作動温度範囲に達している場合には、エンジン始動と略同時にエアポンプの作動が開始することになる。
【００１０】
ところが、このような状況では、外気温度やエンジンコンパートメント内温度は極低温度（例えば−３０℃程度）になっている可能性がある。この場合、エアポンプを弾性支持しているゴムブッシュ（マウントゴム）は硬度が高くなっており、その振動減衰機能を殆ど発揮することができない状態になっている。従って、エアポンプの作動により発生する振動をゴムブッシュによって減衰することができず、このエアポンプを支持しているブラケットや車体（例えばサイドメンバ）に振動が伝達されてしまって、この振動が車室内に伝播されたり、この振動に伴って発生する異音が車室内にまで達してしまう可能性がある。このような状況では、車室内に振動や異音が伝播することによる違和感ばかりでなく、冷却水温度が所定温度（例えば上記４５℃）に達してエアポンプが停止する際に、それまでの振動や異音が突然に無くなることによる違和感も乗員に与えてしまう可能性がある。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関に二次空気供給装置を備えさせると共に、ブロックヒータ等の冷却水加熱源によって冷却水を加熱する場合に、エアポンプの作動に伴う振動や異音の発生を抑制することが可能な二次空気供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、二次空気供給装置に備えられているエアポンプの作動許可条件として、冷却水温度が所定値範囲にあり、且つエアポンプの周囲の温度が所定値以上にある場合とした。つまり、仮に冷却水温度が比較的高くても（ブロックヒータ等による加熱によって冷却水温度が比較的高い状態であっても）、エアポンプの周囲の温度が、エアポンプを支持しているゴム材が硬化している温度である場合にはエアポンプの作動を禁止するようにしている。
【００１３】
−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の排気系に二次空気を供給すると共に、ゴム材によって弾性支持されたエアポンプを備えた二次空気供給装置を前提とする。この二次空気供給装置に対し、上記内燃機関の冷却水温度が、予め設定された「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」未満である場合には、上記エアポンプの環境温度に関わりなくエアポンプを非作動状態にする一方、上記冷却水温度が、上記「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」以上である場合に、推定または検出された上記エアポンプの環境温度が、予め設定された「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される環境温度」以上である場合にはエアポンプを作動状態にする一方、上記冷却水温度が、上記「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」以上である場合であっても、推定または検出された上記エアポンプの環境温度が上記「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される環境温度」未満である場合にはエアポンプを非作動状態にする構成としている。
【００１６】
この特定事項により、冷却水温度が、「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」以上である場合に、推定または検出されたエアポンプの環境温度が、予め設定された「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される環境温度」以上となっている場合に限りエアポンプの作動を許可することになる。このため、冷却水温度が、「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される冷却水温度」まで上昇していてもエアポンプの環境温度が「ゴム材が振動減衰機能を発揮することができない硬度になると推定される環境温度」未満となっており、エアポンプを支持しているゴム材の硬度が高くなっている可能性のある状況ではエアポンプの作動を禁止する。従って、エアポンプの作動時に、このエアポンプを支持しているブラケットや車体に振動が伝達されてしまうといった状況を回避することができ、この振動が車室内に伝播されたり、この振動に伴って発生する異音が車室内にまで到達してしまうといったことを防止できる。
【００１７】
上述の如くエアポンプの作動が許可されてその作動が開始した後におけるエアポンプの停止条件としては以下のものが挙げられる。つまり、上記エアポンプの作動開始後、冷却水温度が、予め設定された「内燃機関の暖機完了を判定する冷却水温度」まで上昇したことを条件にエアポンプを停止するようにしている。
【００１８】
エアポンプの作動開始後に冷却水温度が「内燃機関の暖機完了を判定する冷却水温度」まで上昇した場合、内燃機関の暖機運転は完了していることになり、排気ガスの温度も十分に高くなっていると推測されるため、排気系への二次空気の供給を停止する。このように、本解決手段では、エアポンプの作動開始は、冷却水温度及びエアポンプの環境温度の両方を条件とし、エアポンプの停止は、冷却水温度のみを条件としている。
【００１９】
上記エアポンプの環境温度の推定または検出は、内燃機関の吸入空気温度、外気温度、または、エアポンプ周辺温度を検出することにより行われるようにしている。
【００２０】
また、上記内燃機関の冷却水が、外部電源からの通電により発熱するブロックヒータにより加熱される構成となっている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、エアポンプの作動時に、このエアポンプを支持しているブラケットや車体に振動が伝達されてしまうといった状況を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係るエンジンの吸排気系及び二次空気供給装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】エアポンプ作動制御の手順を示すフローチャート図である。
【図４】実施形態において冷却水温度及び吸入空気温度に基づくエアポンプの作動及び停止のタイミングを示すタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンに設けられる二次空気供給装置に本発明を適用した場合について説明する。
【００２４】
−エンジン−
図１は、本実施形態に係る二次空気供給装置１を備えたエンジンシステムの概略構成を示す図である。この図１に示すように、本実施形態に係る二次空気供給装置１は、多気筒（４気筒）ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ）２に取り付けられ、このエンジン２の排気系に外気を二次空気として供給するものである。
【００２５】
エンジン２には、吸気管２１及び排気管２２が接続されている。吸気管２１には、スロットルバルブ２３が設けられており、エアフィルタ２４によって浄化された空気の気筒内に向けての吸気量がスロットルバルブ２３の開度に応じて調整可能となっている。また、上記エアフィルタ２４とスロットルバルブ２３との間には、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ３１が配置されている。
【００２６】
上記排気管２２には、排気を浄化するための触媒（三元触媒）２５が配置されており、この触媒２５の上流側には、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）３２が配置されている。この空燃比センサ３２は、例えば限界電流式の酸素濃度センサが適用されており、広い空燃比領域に亘って空燃比に対応した出力電圧を発生する構成となっている。
【００２７】
また、上記触媒２５の下流側には、酸素センサ（Ｏ2センサ）３３が配置されている。この酸素センサ３３は、例えば起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが適用されており、その出力値が理論空燃比付近でステップ状に変化する構成となっている。
【００２８】
また、エンジン２には、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ３４、及び、エンジン回転数を検出するためのクランクポジションセンサ３５が設けられている。
【００２９】
上記二次空気供給装置１は、二次空気供給路１１、エアポンプ１２、エアスイッチングバルブ１３、圧力センサ３６等を備えている。エアポンプ１２は、外気を吸引し、二次空気供給路１１を通じてエンジン２の排気系に、この外気を二次空気として供給する。具体的には、上記二次空気供給路１１は各気筒（４気筒）に対応するように分岐されており、それぞれが各気筒の排気ポート２６，２６，…に接続されている。
【００３０】
上記二次空気供給路１１には、エアフィルタ１４、上記エアポンプ１２、エアスイッチングバルブ１３が外気吸入側からエンジン排気系側（排気ポート２６側）に向けて順次配設されている。エアスイッチングバルブ１３は、二次空気供給路１１を開閉する機能を有する。このエアスイッチングバルブ１３が開状態にある場合には二次空気供給路１１における二次空気の流通を許容する。一方、このエアスイッチングバルブ１３が閉状態にある場合には二次空気供給路１１における二次空気の流通を禁止する。
【００３１】
上記エアスイッチングバルブ１３の開閉制御は、例えば電磁弁１５の開閉に応じて行われる。具体的に、上記電磁弁１５は、上記吸気管２１とエアスイッチングバルブ１３との間を接続する配管１６上に配設されている。この電磁弁１５が開状態となることにより、配管１６を通じてエアスイッチングバルブ１３に吸入負圧が導入される。この吸入負圧の導入により、エアスイッチングバルブ１３は開状態となる。
【００３２】
具体的には、このエアスイッチングバルブ１３は負圧導入室１３ａを備えていると共に、この負圧導入室１３ａに収容されたスプリング１３ｂによって閉側に付勢された弁体１３ｃを備えている。上記電磁弁１５が閉状態となることにより、エアスイッチングバルブ１３の負圧導入室１３ａに吸入負圧が作用していない状況では、上記スプリング１３ｂの付勢力によって弁体１３ｃは閉位置にある。そして、上記電磁弁１５が開状態となり、エアスイッチングバルブ１３の負圧導入室１３ａに吸入負圧が作用すると、上記スプリング１３ｂの付勢力に抗して弁体１３ｃは開位置に移動し、二次空気供給路１１から排気系への二次空気の供給が可能な状態になる。また、このエアスイッチングバルブ１３には、二次空気供給路１１における空気の逆流を防止するための逆止弁１７が内蔵されている。
【００３３】
上記二次空気供給路１１におけるエアポンプ１２とエアスイッチングバルブ１３との間には、上記圧力センサ３６が設けられている。この圧力センサ３６は、エアポンプ１２の吐出圧を検出する。
【００３４】
上記エンジン２の運転状態及び二次空気供給装置１の作動状態はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５０によって制御される。このＥＣＵ５０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）５２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５３及びバックアップＲＡＭ５４などを備えている。
【００３５】
ＲＯＭ５２は、各種制御プログラム（例えば後述する二次空気供給装置１におけるエアポンプの制御プログラム等）や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ５４は、エンジン２の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００３６】
これらＲＯＭ５２、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５３及びバックアップＲＡＭ５４は、バス５７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路５５及び外部出力回路５６と接続されている。
【００３７】
外部入力回路５５には、上記エアフローメータ３１、空燃比センサ３２、酸素センサ３３、水温センサ３４、クランクポジションセンサ３５、圧力センサ３６の他、上記エアフローメータ３１に内蔵され吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３７、上記スロットルバルブ２３の開度を検出するスロットル開度センサ３８、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ３９等が接続されている。
【００３８】
一方、外部出力回路５６には、上記スロットルバルブ２３を駆動するスロットルモータ２７、エンジン２の気筒内に向けて燃料を噴射するインジェクタ２８、図示しない点火プラグの点火タイミングを調整するイグナイタ２９、上記エアポンプ１２、電磁弁１５等が接続されている。各センサの機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００３９】
−二次空気供給処理の基本動作−
次に、上述した二次空気供給装置１における二次空気供給処理の基本動作について説明する。二次空気供給装置１は、例えば、車両の冷間始動時等の燃料濃度が高く、空燃比（Ａ／Ｆ）が小さく、かつ、触媒２５が十分に昇温しておらずその機能（排気浄化機能）が十分に発揮されにくい状態において、電磁弁１５を開放することで吸気管２１内の負圧をエアスイッチングバルブ１３の負圧導入室１３ａに導く。これにより、エアスイッチングバルブ１３の弁体１３ｃが開放される。
【００４０】
この状態で、エアポンプ１２を駆動することにより、エアフィルタ１４を通過した外気を二次空気として二次空気供給路１１を介して排気ポート２６，２６，…に導く。これにより、排気中の酸素濃度が上昇し、排気中のＨＣ、ＣＯの排気管２２における二次燃焼が促進される。その結果、排気温度を上昇させることで触媒２５の昇温を促進することができ、排気ガスの浄化率の向上を図ることができる。
【００４１】
−ブロックヒータ−
本実施形態に係るエンジン２にはブロックヒータ４０が設けられている。以下、このブロックヒータ４０について説明する。
【００４２】
ブロックヒータ４０は、冷寒地等、外気が極低温（例えば−３０℃）まで低下する条件下で車両を使用する場合に、冷却水を加熱することでエンジン２の始動性を高めるためのものである。
【００４３】
具体的には、図１に示すようにエンジン２のシリンダブロックの端面に凹陥部２ａを設けておき、この凹陥部２ａに、例えばセラミックヒータにより構成されたブロックヒータ４０が挿入されている。このブロックヒータ４０は、家庭用電源を使用するものであって、例えば駐車場に備えられたコンセントに電源プラグを差し込むことにより発熱し、その熱がエンジン２のシリンダブロックを経て冷却水に伝達されることになる。
【００４４】
また、このブロックヒータ４０の使用形態としては、エンジン２の停止状態で冷却水の加熱を開始させ、エンジン２の始動時には冷却水温度を、エンジン２の始動性が良好となる温度まで上昇させるようにしたり、エンジン２の始動と略同時に冷却水の加熱を開始させるようにすることが挙げられる。
【００４５】
−エアポンプ作動制御−
次に、本実施形態の特徴とする動作であるエアポンプ１２の作動制御について図３のフローチャートに沿って説明する。このフローチャートに示される処理は、エンジン２の始動後、上記ＥＣＵ５０により所定の周期で繰り返し実行される。
【００４６】
先ず、ステップＳＴ１において、冷却水の温度（水温）及び吸入空気の温度（吸気温）が検出される。具体的には、上記水温センサ３４の出力信号に基づいて冷却水の温度が求められ、また、吸気温センサ３７の出力信号に基づいて吸入空気の温度が求められる。
【００４７】
その後、ステップＳＴ２に移り、エアポンプ作動フラグが「０」となっているか否かを判定する。このエアポンプ作動フラグは、エアポンプ１２の作動開始に伴って「１」にセットされるフラグであり、エアポンプ１２の停止中には「０」にリセットされている。
【００４８】
エアポンプ１２が未だ作動しておらず、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、上記ステップＳＴ１で検出された水温が所定の範囲内（所定値α以上で且つ所定値β以下の範囲内）にあるか否かを判定する。この範囲の下限値αは、水温がこの値未満である場合には、エンジンコンパートメント内温度が極低温度となっている可能性が高く、エアポンプ１２を弾性支持しているゴムブッシュの硬度が高くなっており、その振動減衰機能を殆ど発揮することができないと推定される値として設定されている。一方、上記範囲の上限値βは、水温がこの値を超えている場合には、エンジン２の暖機運転は完了しており、排気ガスの温度が十分に高いために触媒２５の浄化率が高く確保されている、つまり二次空気の供給は必要ないと推定される値として設定されている。
【００４９】
このため、水温が上記所定の範囲内から外れている場合には、ステップＳＴ３でＮＯ判定され、エアポンプ１２の作動を開始することなくリターンされる。
【００５０】
一方、上記ブロックヒータ４０による冷却水の加熱動作などによって水温が上記所定の範囲内にある場合には、ステップＳＴ３でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ４に移る。このステップＳＴ４では、上記ステップＳＴ１で検出された吸気温が所定値γ以上であるか否かを判定する。この所定値γは、吸気温がこの値未満である場合には、エンジンコンパートメント内温度が極低温度となっている可能性が高く、エアポンプ１２を弾性支持しているゴムブッシュの硬度が高くなっており、その振動減衰機能を殆ど発揮することができないと推定される値として設定されている。
【００５１】
このため、吸気温が上記所定値γ未満である場合には、ステップＳＴ４でＮＯ判定され、エアポンプ１２の作動を開始することなくリターンされる。このように、仮に、水温が上記所定の範囲内にある場合であっても、吸気温が所定値γ未満である場合にはエアポンプ１２の作動が禁止されることになる。
【００５２】
一方、吸気温が上記所定値γ以上である場合には、ステップＳＴ４でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ５に移って、エアポンプ１２の作動を開始する。つまり、エアポンプ１２の作動を開始すると共に、上記電磁弁１５を開状態とすることで配管１６を通じてエアスイッチングバルブ１３に吸入負圧を導入し、これにより、エアスイッチングバルブ１３を開状態にする。これにより、エアポンプ１２から圧送された二次空気が二次空気供給路１１を経てエンジン排気系（排気ポート２６，２６，…）に導入され、この二次空気中の酸素と排気ガス中のＣＯ及びＨＣとを反応させて排気ガスの温度を上昇させる。これにより、触媒２５の浄化率が向上する。
【００５３】
このようにしてエアポンプ１２の作動開始に伴う二次空気の供給動作が開始された後、ステップＳＴ６に移り、上記エアポンプ作動フラグを「１」にセットしてリターンされる。
【００５４】
このようにしてエアポンプ１２の作動が開始されると、ステップＳＴ２ではＮＯ判定されることになり、ステップＳＴ７に移って、上記ステップＳＴ１で検出された水温が所定値βを超えたか否かを判定する。
【００５５】
水温が未だ所定値β以下である場合には、ステップＳＴ７でＮＯ判定され、エアポンプ１２の作動を継続する。つまり、未だ排気ガスの温度は十分に上昇しておらず、二次空気の供給が必要であると判断してエアポンプ１２の作動を継続する。
【００５６】
一方、水温が所定値βを超えた場合には、ステップＳＴ７でＹＥＳ判定され、ステップＳＴ８に移ってエアポンプ１２を停止する。つまり、触媒２５が十分に昇温し、排気浄化機能が十分に発揮される状態にあると判断してエアポンプ１２を停止する。これに伴い、上記電磁弁１５を閉状態とすることで、エアスイッチングバルブ１３への負圧導入を解除し、エアスイッチングバルブ１３を閉状態にする。これにより、排気系への二次空気の導入を解除する。その後、ステップＳＴ９に移り、エアポンプ作動フラグを「０」にリセットする。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、水温が上記所定の範囲内にあり、且つ吸気温が所定値以上である場合に限りエアポンプ１２の作動を許可するようにしている。言い換えると、水温が上記所定の範囲内にあっても吸気温が所定値未満である場合にはエアポンプ１２の作動を禁止し、また、吸気温が所定値以上であっても水温が上記所定の範囲外にある場合にはエアポンプ１２の作動を禁止している。このため、エアポンプ１２を弾性支持しているゴムブッシュの硬度が高くなっている可能性のある状況ではエアポンプ１２の作動が禁止されることになる。従って、エアポンプ１２の作動時に、このエアポンプ１２を支持しているブラケットや車体（例えばサイドメンバ）に振動が伝達されてしまうといった状況を回避することができ、この振動が車室内に伝播されたり、この振動に伴って発生する異音が車室内にまで到達してしまうといったことを防止できる。その結果、車室内に振動や異音が伝播することによる違和感や、冷却水温度が所定温度（上記所定温度β）に達してエアポンプ１２が停止する際に、それまでの振動や異音が突然に無くなることによる違和感を回避することができる。
【００５８】
図４は、冷却水温度及び吸入空気温度に基づくエアポンプ１２の作動及び停止のタイミングの一例を示すタイミングチャート図である。以下に示すタイミングチャート図では、上記冷却水温度の所定範囲における上記所定値αを−１０℃とし、上記所定値βを４５℃とした場合であり、上記吸入空気温度の上記所定値γを−１０℃とした場合を例に挙げて説明する。また、ブロックヒータ４０による加熱開始時点における冷却水温度が−１０℃以下である場合について説明する。これら温度はこれに限定されるものではなく、任意に設定可能である。
【００５９】
図４（ａ）は、ブロックヒータ４０による加熱開始時における冷却水温度が−１０℃未満であり、吸入空気温度が−１０℃以上となっている場合のタイミングチャート図である。また、ブロックヒータ４０による加熱開始及びエンジン２の始動に伴って冷却水温度及び吸入空気温度が共に上昇していく場合のタイミングチャート図である。
【００６０】
この図４（ａ）に示すものでは、図中のタイミングＡでブロックヒータ４０による加熱が開始されると共にエンジン２が始動され、または、ブロックヒータ４０による加熱が開始された後にエンジン２が始動され、冷却水温度が−１０℃に達した時点（図中のＯＮ時点）でエアポンプ１２の作動が開始する。その後、冷却水温度が上昇していき、４５℃に達した時点（図中のＯＦＦ時点）でエアポンプ１２が停止されることになる。
【００６１】
一方、図４（ｂ）は、ブロックヒータ４０による加熱開始時における冷却水温度が−１０℃未満であり、吸入空気温度が−１０℃未満となっている場合のタイミングチャート図である。また、ブロックヒータ４０による加熱開始及びエンジン２の始動に伴って冷却水温度及び吸入空気温度が共に上昇していくが、吸入空気温度の上昇割合が比較的小さい場合（例えば車両が戸外に駐車されている場合等）のタイミングチャート図である。
【００６２】
この図４（ｂ）に示すものでは、図中のタイミングＡでブロックヒータ４０による加熱が開始されると共にエンジン２が始動され、または、ブロックヒータ４０による加熱が開始された後にエンジン２が始動され、冷却水温度が−１０℃に達しても、吸入空気温度が未だ−１０℃に達していないためにエアポンプ１２の作動は開始されない（図中のタイミングＢ）。また、冷却水温度が４５℃に達しても、吸入空気温度は未だ−１０℃に達していないためにエアポンプ１２の作動は開始されない（図中のタイミングＣ）。つまり、エアポンプ１２の作動が開始されること無しにエンジン２の暖機運転が完了している。
【００６３】
従来では、図４（ｂ）におけるタイミングＢでエアポンプ１２の作動が開始されることになり、エアポンプ１２を弾性支持しているゴムブッシュの硬度が高くなっている状況でエアポンプ１２の作動が開始されてしまっていた。本実施形態では、このゴムブッシュの硬度が比較的低い場合に限りエアポンプ１２の作動を開始することになるため（図４（ｂ）の場合にはエアポンプ１２は作動しない）、上述した如く、振動が車室内に伝播されたり、この振動に伴って発生する異音が車室内にまで到達してしまうといったことを防止できる。
【００６４】
また、図４（ｃ）は、ブロックヒータ４０による加熱開始時における冷却水温度が−１０℃未満であり、吸入空気温度が−１０℃未満となっている場合のタイミングチャート図である。また、ブロックヒータ４０による加熱開始及びエンジン２の始動に伴って冷却水温度及び吸入空気温度が共に上昇していく場合（例えば車両が屋内駐車場に駐車されている場合等）のタイミングチャート図である。
【００６５】
この図４（ｃ）に示すものでは、図中のタイミングＡでブロックヒータ４０による加熱が開始されると共にエンジン２が始動され、または、ブロックヒータ４０による加熱が開始された後にエンジン２が始動され、冷却水温度が−１０℃に達しても、吸入空気温度が未だ−１０℃に達していないためにエアポンプ１２の作動は開始されない（図中のタイミングＢ）。その後、吸入空気温度が上昇していき、−１０℃に達した時点（図中のＯＮ時点）でエアポンプ１２の作動が開始する。その後、冷却水温度が上昇していき、４５℃に達した時点（図中のＯＦＦ時点）でエアポンプ１２が停止されることになる。
【００６６】
従来では、図４（ｃ）におけるタイミングＢでエアポンプ１２の作動が開始されることになり、エアポンプ１２を弾性支持しているゴムブッシュの硬度が高くなっている状況でエアポンプ１２の作動が開始されてしまっていた。本実施形態では、このゴムブッシュの硬度が比較的低い場合に限りエアポンプ１２の作動を開始することになるため（図中のＯＮ時点からエアポンプ１２は作動される）、上述した如く、振動が車室内に伝播されたり、この振動に伴って発生する異音が車室内にまで到達してしまうといったことを防止できる。
【００６７】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態は、自動車用エンジン２に設けられる二次空気供給装置１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車以外に使用されるエンジンに対しても適用可能である。
【００６８】
また、上記実施形態では、エアポンプ１２の環境温度を吸気温センサ３７によって検出される吸入空気温度によって推定するようにしていた。本発明はこれに限らず、エンジンコンパートメント内温度を検出可能な温度センサや外気温度を検出可能な外気温センサを備えさせ、これらの検出値からエアポンプ１２の環境温度を検出または推定するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、冷却水加熱源をブロックヒータ４０としていた。本発明はこれに限らず、エンジン駆動中に発生する熱を蓄熱材に蓄熱しておき、エンジン再始動時には、その蓄熱材からの放熱によって冷却水を加熱するようにした蓄熱装置を利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、ブロックヒータにより始動性の向上が図られた自動車用エンジンに対し、エアポンプの作動に伴う振動や異音の発生を抑制可能とする二次空気供給装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１        二次空気供給装置
１２      エアポンプ
２        エンジン（内燃機関）
３４      水温センサ
３７      吸気温センサ
４０      ブロックヒータ（冷却水加熱源）
５０      ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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