(57)【要約】【課題】二次空気供給装置において、大気圧の変化に応じて二次空気の供給量を変更することができる技術を提供する。【解決手段】内燃機関の排気系に設けられ排気中の有害成分を浄化する排気浄化触媒と、排気浄化触媒の上流の排気中へ二次空気を供給する二次空気供給手段と、二次空気供給手段による二次空気の供給の停止時期を判定する停止時期判定手段と、大気の圧力を検出する大気圧検出手段と、大気圧検出手段により検出された大気圧に基づいて、停止時期判定手段による二次空気供給の停止時期を可変とする停止時期変更手段と、を具備した。【選択図】図５
2004108248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられ排気中の有害成分を浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の上流の排気中へ二次空気を供給する二次空気供給手段と、
前記二次空気供給手段による二次空気の供給の停止時期を判定する停止時期判定手段と、
大気の圧力を検出する大気圧検出手段と、
前記大気圧検出手段により検出された大気圧に基づいて、前記停止時期判定手段による二次空気供給の停止時期を可変とする停止時期変更手段と、
を具備することを特徴とする二次空気供給装置。
【請求項２】
前記停止時期判定手段は、前記停止時期判定手段により決定された二次空気供給停止時期に大気圧が低いときほど長くなる期間を付加して停止時期を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
【請求項３】
二次空気供給時に内燃機関に吸入される新気の量を検出する吸入空気量検出手段をさらに備え、前記停止時期判定手段は、前記吸入空気量検出手段により検出された新気の積算量が多くなるほど付加する期間を短くすることを特徴とする請求項２に記載の二次空気供給装置。
【請求項４】
内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段をさらに備え、前記停止時期判定手段は、前記運転状態検出手段により検出された検出値と予め設定された閾値とを比較して二次空気の供給停止時期を決定し、且つ大気圧が低いときほど二次空気の供給停止時期の遅延が大きくなる方向に閾値の値を変更して二次空気供給の停止時期を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
【請求項５】
二次空気供給時に内燃機関に吸入される新気の量を検出する吸入空気量検出手段をさらに備え、前記停止時期判定手段は、前記吸入空気量検出手段により検出された新気の積算量が多くなるほど閾値の変更値を小さくすることを特徴とする請求項４に記載の二次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気中へ空気を供給する二次空気供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の二次空気供給装置では、適切な二次空気の量を排気管内に供給するために、エンジンの少なくとも負荷を含む運転パラメータに応じてポンプ駆動初期値を補正して、ポンプ駆動値を設定し、そのポンプ駆動値に応じた電力をポンプに供給していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、エンジン温度が所定温度に到達すると二次空気の供給を停止させる技術があった（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２２９８６１号公報（第２−５頁、図３）
【特許文献２】
特開平６−１０８８３３号公報（第３−４頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、高地において機関が運転されると、空気密度の低下により吸入空気量及び二次空気量が減少する。このため、燃料供給量が低下し、また、排気での燃料の反応量が減少するため、平地と比較して触媒の暖機に時間がかかる。従って、高地では平地と同様の二次空気供給停止時期の設定を行うと触媒の昇温が不十分となる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、二次空気供給装置において、大気圧の変化に応じて二次空気の供給量を変更することができる技術を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明による二次空気供給装置は、以下の手段を採用した。即ち、
内燃機関の排気系に設けられ排気中の有害成分を浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の上流の排気中へ二次空気を供給する二次空気供給手段と、
前記二次空気供給手段による二次空気の供給の停止時期を判定する停止時期判定手段と、
大気の圧力を検出する大気圧検出手段と、
前記大気圧検出手段により検出された大気圧に基づいて、前記停止時期判定手段による二次空気供給の停止時期を可変とする停止時期変更手段と、
を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の最大の特徴は、大気圧に基づいて二次空気の供給期間を可変とすることにより、大気圧に見合った量の二次空気の供給を行うことにある。
【０００９】
このように構成された二次空気供給装置では、所定の条件を満たすことにより二次空気の供給が行われ、停止時期判定手段により判定された時期となると二次空気の供給が停止される。しかし、内燃機関に吸入される空気及び二次空気の空気密度が大気圧力により変化する。このため、停止時期変更手段は大気圧の影響を考慮して二次空気の供給停止時期を変更し、これにより大気圧に見合った二次空気の供給時間を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明においては、前記停止時期判定手段は、前記停止時期判定手段により決定された二次空気供給停止時期に大気圧が低いときほど長くなる期間を付加して停止時期を可変とすることができる。大気圧が低いほど空気密度は小さくなるため、付加期間を長くする。これにより、二次空気の供給時間が延長され触媒の温度を目標となる温度まで上昇させることが可能となる。
【００１１】
本発明においては、二次空気供給時に内燃機関に吸入される新気の量を検出する吸入空気量検出手段をさらに備え、前記停止時期判定手段は、前記吸入空気量検出手段により検出された新気の積算量が多くなるほど付加する期間を短くすることができる。内燃機関に吸入される新気の総量である積算値と触媒の昇温速度とには相関があり、吸入空気量の積算値が多くなるほど触媒の温度が高くなる。従って、吸入空気量の積算値が多くなるほど付加する期間を短くすることで、適正な二次空気の供給時間を得ることが可能となる。
【００１２】
本発明においては、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段をさらに備え、前記停止時期判定手段は、前記運転状態検出手段により検出された検出値と予め設定された閾値とを比較して二次空気の供給停止時期を決定し、且つ大気圧が低いときほど二次空気の供給停止時期の遅延が大きくなる方向に閾値の値を変更して二次空気供給の停止時期を可変とすることができる。このように構成された二次空気供給装置では、運転状態検出手段により検出された値と予め求められた閾値との関係により二次空気供給実行の可否が判定される。この閾値を変更することにより、二次空気供給実行の可否の判定基準を変更することが可能となり、二次空気供給時間を延長することが可能となる。
【００１３】
本発明においては、二次空気供給時に内燃機関に吸入される新気の量を検出する吸入空気量検出手段をさらに備え、前記停止時期判定手段は、前記吸入空気量検出手段により検出された新気の積算量が多くなるほど閾値の変更値を小さくすることができる。内燃機関に吸入空気量の積算値と触媒の昇温速度とには相関があり、吸入空気量の積算値が多くなるほど触媒の温度が高くなる。従って、吸入空気量の積算値が多くなるほど閾値の変更値を小さくすることにより、適正な二次空気の供給時間を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る二次空気供給装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る二次空気供給装置を車両駆動用のガソリン機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係るエンジンとその吸排気系及び二次空気供給機構の概略構成を示す図である。図１に示すエンジン１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ガソリン機関である。
【００１６】
エンジン１には、吸気枝管３が接続されており、吸気枝管３の各枝管は、各気筒２の燃焼室と吸気ポート１ａを介して連通している。
【００１７】
前記吸気枝管３は、吸気管４に接続されている。前記吸気管４における吸気枝管３の直上流に位置する部位には、該吸気管４内を流通する吸気の流量を調節するスロットル弁５が設けられている。このスロットル弁５には、スロットル開度に応じた電気信号を出力するスロットルセンサ６が取り付けられている。このスロットルセンサ６の出力信号により、スロットル弁５の開度を求めることができる。スロットル弁５の上流の吸気管４には、該吸気管４内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ７が取り付けられている。
【００１８】
また、吸気枝管３には、各気筒２に流入する吸気中へ燃料を噴射する燃料噴射弁８が備えられている。各燃料噴射弁８は、燃料を分配する燃料分配管９に接続されている。
【００１９】
このように構成された吸気系では、吸気は吸気管４を介して吸気枝管３に流入する。吸気枝管３に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配される。この際に燃料噴射弁８に駆動電流が印加されて燃料噴射弁８が開弁し、その結果、燃料噴射弁８から吸気枝管３内若しくは吸気ポート１ａ内へ燃料が噴射される。吸気枝管３内に噴射された燃料は吸気とともに混合気となって各気筒２に流入する。気筒２内では点火プラグ（図示省略）により点火された混合気が燃焼する。
【００２０】
一方、エンジン１には、排気枝管１０が接続され、排気枝管１０の各枝管が排気ポート１ｂを介して各気筒２の燃焼室と連通している。
【００２１】
前記排気枝管１０は、排気管１１と接続され、この排気管１１は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。
【００２２】
前記排気管１１の途中には、三元触媒１２が設けられている。この三元触媒１２は、還元雰囲気でＮＯｘを還元浄化することができる。一方、三元触媒１２は、リーン空燃比のときに酸化作用が活発となり、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）等を酸化させ浄化させることができる。そして、理論空燃比近傍のときに三元触媒１２は最も有効に働く。
【００２３】
前記三元触媒１２より上流の排気管１１には、該排気管１１内を流通する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ１３が取り付けられている。一方、三元触媒１２より下流の排気管１１には、該排気管１１内を流通する排気の酸素濃度に対応した電気信号を出力する酸素濃度センサ１４が取り付けられている。空燃比センサ１３により、三元触媒１２へ流入する排気の空燃比をフィードバック制御することができる。また、酸素濃度センサ１４により、大気中へ放出される排気が三元触媒１２により実際に浄化されているか否か検出することが可能となる。
【００２４】
このように構成された排気系では、エンジン１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポート１ｂを介して排気枝管１０へ排出され、次いで、排気管１１を介して三元触媒１２へ流入し、有害ガス成分が浄化された後マフラーを介して大気中に放出される。
【００２５】
また、エンジン１には、各気筒２からの排気中に二次空気を供給するための二次空気供給機構が備えられている。
【００２６】
二次空気供給機構は、各気筒２の排気ポート１ｂから排気枝管１０へ流入する排気中へ二次空気を噴射する二次空気噴射弁２０を備えている。各二次空気噴射弁２０は、空気分配管２１に接続されている。空気分配管２１には、空気導入管２２ａの一端が接続され、該空気導入管２２ａの他端は吸気枝管３の負圧を導入して開閉するエアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）２４に備わる二次空気室２４ｂの出口側に接続されている。このＡＳＶ２４は、吸気枝管３の負圧を導入する負圧室２４ａ、二次空気が流通する二次空気室２４ｂ、負圧室２４ａに負圧が導入されたときに該負圧室２４ａ方向へ移動するロッド２４ｃ、該ロッド２４ｃの移動により開閉する開閉弁２４ｄ、エアポンプ２３側から二次空気噴射弁２０側へのみ空気を流通させるリードバルブ２４ｅを備えて構成されている。
【００２７】
二次空気室２４ｂの入口側には空気導入管２２ｂの一端が接続され、該空気導入管２２ｂの他端は、エアポンプ２３に接続されている。このエアポンプ２３は、電気モータを駆動源として作動するポンプである。エアポンプ２３とＡＳＶ２４との間の空気導入管２２ｂには、該空気導入管２２ｂを流通する二次空気の圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ２７が取り付けられている。
【００２８】
また、負圧室２４ａは負圧導入管２５を介して吸気枝管３と接続されている。負圧導入管２５の途中には、駆動電圧の印加により開閉するバキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）２６が設けられている。
【００２９】
このように構成された二次空気供給機構では、エアポンプ２３に電力を供給すると該エアポンプ２３が回転し、その回転に応じた空気が吐出される。エアポンプ２３から吐出された空気は、空気導入管２２ｂ内の圧力を上昇させる。一方、ＶＳＶ２６に駆動電圧が印加されると、該ＶＳＶ２６が開弁して、負圧室２４ａに吸気枝管３の負圧が導入される。負圧室２４ａに導入された負圧により、ロッド２４ｃが負圧室２４ａ側に誘引される。ロッド２４ｃと接続された開閉弁２４ｄは開弁し、空気導入管２２ａと空気導入管２２ｂとを連通させる。エアポンプ２３により昇圧された空気は空気導入管２２ｂから空気導入管２２ａを流通して空気分配管２１に到達する。そして、空気分配管２１に到達した空気は、各二次空気噴射弁２０に分配され、各二次空気噴射弁２０から排気ポート１ｂ内に噴射される。排気ポート１ｂに噴射された空気は、排気中の未燃燃料と反応して排気の温度を上昇させる。この温度が上昇した排気により、三元触媒１２の温度を上昇させることが可能となる。
【００３０】
エアポンプ２３の回転を停止させ、同時にＶＳＶ２６を閉弁させると、開閉弁２４ｄが閉じて空気の流通が停止する。この場合、リードバルブ２４ｅは、排気ポート１ｂからの排気の逆流を防ぐ。
【００３１】
エアポンプ２３の作動状態は、圧力センサ２７の出力信号により監視されている。
【００３２】
尚、本実施の形態では、開閉弁２４ｄの開閉をＶＳＶ２６により制御しているが、これに代えて電磁弁を用いても良い。
【００３３】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２８が併設されている。このＥＣＵ２８は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００３４】
ＥＣＵ２８には、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ２８に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ２８には、燃料噴射弁８、エアポンプ２３、ＶＳＶ２６等が電気配線を介して接続され、これらを制御することが可能になっている。また、前記ＥＣＵ２８は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。
【００３５】
ここで、従来の二次空気供給装置では、二次空気の供給時間や二次空気供給時に内燃機関に吸入された新気の量や二次空気の供給時間で触媒が活性温度に達したか否かを判定していた。しかし、このような判定方法では、大気圧の低い高地で運転された場合に、空気密度低下のため吸入空気量及び二次空気量の減少により、触媒温度が活性温度に達していなくても二次空気の供給を停止してしまう。このため、高地では平地と比較して触媒の温度が低くなってしまう。また、大気圧の低い高地では、揮発性の低い燃料が供給されることから、吸気ポート等に付着する燃料量が増加する。この吸気ポート等に付着した燃料のためエンジンに吸入される混合気の空燃比が変動してしまう。以上により、高地では、冷間時の加速時等でエミッション悪化の虞がある。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、大気圧が低いときほど二次空気の供給時間が長くなるように二次空気供給時間を変更する。大気圧が低いほど二次空気の供給時間を長くすることで、触媒の温度を活性温度まで上昇させることが可能となる。
【００３７】
図２は、機関回転数、車速、スロットル開度、ＡＩ実行フラグ値、触媒床温、触媒下流へのＨＣ排出量の時間推移を示したタイムチャート図である。ここで、機関回転数は、所定のクランク角度毎に信号を出力するクランクポジションセンサ（図示省略）により検出される、エンジンの回転数である。車速は、エンジンが搭載されている車両の速度を表している。スロットル開度は、スロットル弁５の開度を示している。また、ＡＩ実行フラグとは、二次空気を供給する必要がある場合にＯＮとなるフラグである。触媒床温は、平地と高地とで比較した値が示されている。ＨＣ排出量は、触媒で浄化されずに触媒の下流へ流出する炭化水素（ＨＣ）の量を示している。
【００３８】
エンジンが始動され、二次空気供給の実行条件が成立するとＡＩ実行フラグがＯＮとなる。ＡＩ実行フラグがＯＮとなると二次空気の供給が開始される。二次空気の供給により触媒床温が上昇するが、平地と比較して高地では触媒の昇温速度が遅くなる。また、エンジン始動時には燃料の供給が過剰となるため、触媒から流出する炭化水素（ＨＣ）の量が多い。
【００３９】
ここで、本実施の形態では、高地において、図２に示すＡＩｏｆｆディレー時間分、二次空気の供給停止時期を遅延させることにより触媒の温度上昇を図る。ここで、ＡＩ実行フラグは例えばスロットル弁が開弁するとＯＦＦになり二次空気の供給が停止される。ＡＩ実行フラグがＯＦＦとなる時期を遅延させると、スロットル弁が開弁され、機関回転数が上昇した後にも二次空気が供給されるため触媒の温度が急激に上昇する。
【００４０】
図３は、大気圧と空気密度との関係を示した図である。このように、大気圧と空気密度とには相関があり、大気圧が低くなるほど空気密度が小さくなり、二次空気供給時の触媒の昇温速度が遅くなる。
【００４１】
図４は、大気圧と二次空気の供給停止遅延時間（ＡＩｏｆｆディレー時間）との関係を示した図である。大気圧が低いほど触媒の昇温速度が遅くなるので、二次空気供給停止の遅延時間を長くする。この関係は、予め実験等により求めることができる。平地（標高０）では、ディレー時間は０となる。
【００４２】
次に、本実施の形態による二次空気供給制御について説明する。
【００４３】
図５は、本実施の形態による二次空気供給制御のフローを示したフローチャート図である。
【００４４】
ステップＳ１０１では、大気圧Ｐａｂｓを取り込む。大気圧は、大気圧に応じた信号を出力する大気圧センサ（図示省略）により検出する。
【００４５】
ステップＳ１０２では、二次空気供給（ＡＩ）実行条件が成立しているか否か判定される。ＡＩ実行条件は、例えば、（１）冷却水温若しくは吸気温度が所定値以下、（２）バッテリ電圧が所定値以上、（３）ＡＩ実行中のエアフローメータ７により検出された吸入空気量の積算値が所定値以下、（４）エンジン負荷が所定値以下、（５）故障診断装置によるＡＩシステムの診断結果が正常、等である。これらの条件を満たした場合に、二次空気の供給が行われる。
【００４６】
ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進む。
【００４７】
ステップＳ１０３では、二次空気供給停止の遅延時間であるディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙを算出する。図４に示す大気圧とディレー時間との関係を予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ２８に記憶させておく。ステップＳ１０１で取り込んだ大気圧Ｐａｂｓをマップに代入してディレー時間Ｔａｉｏｆｆを算出する。
【００４８】
ステップＳ１０４では、ＡＩ実行条件が成立していないときにカウントされるＡＩｏｆｆディレーカウンタＣＡＩＤＬＹをクリアする。
【００４９】
ステップＳ１０５では、ＡＩ制御が実施され、ＡＩ実行フラグに１（ＯＮ）が代入される。
【００５０】
ステップＳ１０６では、ＡＩｏｆｆディレーカウンタＣＡＩＤＬＹをカウントアップする。これにより、ＡＩ実行条件が成立していない時間を積算することができる。
【００５１】
ステップＳ１０７では、前回のルーチンでＡＩ制御が実施されたか否か判定される。これにより、ＡＩ実行条件が成立していないにもかかわらずＡＩ制御実行中であるか否か判定される。
【００５２】
ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進む。
【００５３】
ステップＳ１０８では、ＡＩｏｆｆディレーカウンタＣＡＩＤＬＹがディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙ以下であるか否か判定される。これにより、ステップＳ１０３で算出されたディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙ以下の間中、ＡＩ制御の停止が遅延される。
【００５４】
ステップＳ１０８で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進む。
【００５５】
ステップＳ１０９では、ＡＩ制御が実施されず、ＡＩ実行フラグに０（ＯＦＦ）が代入される。
【００５６】
このようにして、大気圧Ｐａｂｓから二次空気供給停止の遅延時間（ディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙ）を算出することが可能となる。
【００５７】
尚、本実施の形態では、二次空気供給時にエンジン１に吸入される新気の量をも考慮してディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙを算出するようにしても良い。二次空気供給時にエンジン１に吸入される新気の量と触媒温度の昇温速度とには相関があり、このときの吸入新気量が多いほど触媒の昇温速度が速くなる。従って、吸入新気量が多いほどディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙを短くする。
【００５８】
図６は、積算空気量、大気圧、ディレー時間の関係を示した図である。積算空気量は、二次空気供給時にエンジン１に吸入される新気の量であり、エアフローメータ７による検出値を積算して求められる。ここで、積算空気量が多くなるほど、また、大気圧が高くなるほどディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙは短くなる。この関係は予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ２８に記憶しておく。そして、図５中のステップＳ１０１において、大気圧Ｐａｂｓとともに積算空気量を読み込み、ステップＳ１０３において、図６に示すマップからディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙを算出する。
【００５９】
このようにして、大気圧Ｐａｂｓ及び積算空気量から二次空気供給停止の遅延時間（ディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙ）を算出することが可能となる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、大気圧Ｐａｂｓから二次空気供給停止の遅延時間を算出して二次空気の供給時間を延長して触媒の温度を上昇させることができる。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態と比較して以下の点で相違する。即ち、本実施の形態では、ＡＩ実行条件が成立しているか否かの判定を行う場合に用いられる判定条件を大気圧Ｐａｂｓにより可変として最適な二次空気供給時間が得られるようにする。尚、適用対象となるエンジン１やその他ハードウェアの基本構成については、第１の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【００６１】
図５に示される第１の実施の形態によるディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙを求めるフローでは、ステップＳ１０２においてＡＩ実行条件が成立しているか否か判定していた。このＡＩ実行条件は、例えば、（１）冷却水温若しくは吸気温度が所定値以下、（２）バッテリ電圧が所定値以上、（３）ＡＩ実行中のエアフローメータ７により検出された吸入空気量の積算値が所定値以下、（４）エンジン負荷が所定値以下、（５）故障診断装置によるＡＩシステムの診断結果が正常、等を挙げることができる。ここで、エンジン負荷は、スロットル弁の開度、負荷率、吸入空気量としても良い。負荷率とは、エンジン１の最大機関負荷に対する現在の負荷割合を示し、標準大気状態のもとで、行程容積を占める新気の質量を１００％とした時のエアフローメータで計測した１回転あたりのエンジン吸入空気量（質量流量）の割合である。吸入空気量は、単位時間当たりにエンジン１に吸入される新気の量である。
【００６２】
二次空気の供給は、例えば、スロットル弁が所定開度以上に開弁された、負荷率が所定値以上となった、単位時間当たりの吸入空気量が所定量以上となった等の場合に停止されるが、例えば、スロットル弁開度の場合、判定条件となる所定開度の値を大きくすることで、ＡＩ実行停止の条件が緩和されディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙが長くなる。また、負荷率の場合及び吸入空気量の場合には、判定条件となる所定値を大きくすることでディレー時間Ｔａｉｏｆｆｄｌｙが長くなる。
【００６３】
図７は、大気圧と例えばスロットル弁開度若しくは吸入空気量の嵩上げ量との関係を示した図である。ここで、スロットル弁開度若しくは吸入空気量の嵩上げ量とは、二次空気供給停止の判定条件となる閾値の増加量を示している。即ち、スロットル弁開度では、閾値を開き側へ大きくする量を示し、吸入空気量では、吸入空気量の増量側へ閾値を大きくする量を示している。この図に示されるように、大気圧が低いほど嵩上げ量を大きくして二次空気の供給時間が長くなるようにして、二次空気の供給量を増量させる。尚、負荷率についても同様に、閾値を大きくすることで二次空気の供給量を増量させることができる。
【００６４】
次に、本実施の形態による二次空気供給制御について説明する。
【００６５】
図８は、本実施の形態による二次空気供給制御のフローを示したフローチャート図である。
【００６６】
ステップＳ２０１では、大気圧Ｐａｂｓを取り込む。大気圧は、大気圧に応じた信号を出力する大気圧センサ（図示省略）により検出することができる。
【００６７】
ステップＳ２０２では、積算空気量ＧＡｓｕｍを取り込む。積算空気量ＧＡｓｕｍは、二次空気の供給が開始されてからエアフローメータ７により検出された吸入空気量を積算したものである。
【００６８】
ステップＳ２０３では、大気圧Ｐａｂｓから嵩上げ量ＴＡｕｐを算出する。図７に示したように、大気圧Ｐａｂｓと嵩上げ量ＴＡｕｐとの関係を予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ２８に記憶させておく。このマップに大気圧Ｐａｂｓを代入して嵩上げ量ＴＡｕｐを算出することができる。
【００６９】
ステップＳ２０４では、積算空気量ＧＡｓｕｍから基になるＡＩ実行条件ＴＡｏｎを算出する。積算空気量ＧＡｓｕｍと基になるＡＩ実行条件ＴＡｏｎとの関係は予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ２８に記憶させておく。このマップに積算空気量ＧＡｓｕｍを代入して基になるＡＩ実行条件ＴＡｏｎを算出する。この値は、平地での運転中にＡＩ実行条件として用いられる値である。
【００７０】
ステップＳ２０５では、新たなＡＩ実行条件を算出する。ステップＳ２０４で算出された基になるＡＩ実行条件ＴＡｏｎと嵩上げ量ＴＡｕｐとを加えて新たなＡＩ実行条件を算出する。
【００７１】
ステップＳ２０６では、二次空気供給（ＡＩ）実行条件が成立しているか否か判定される。ここでは、ステップＳ２０５において算出されたＡＩ実行条件にて判定される。例えば、スロットル弁開度がステップＳ２０５で算出された開度以上である、吸入空気量がステップＳ２０５で算出された値以上である等により判定される。他にも、例えば、冷却水温若しくは吸気温度が所定値以下である、バッテリ電圧が所定値以上である、ＡＩ実行中のエアフローメータ７により検出された吸入空気量の積算値が所定値以下である、故障診断装置によるＡＩシステムの診断結果が正常である等が判定される。これらの条件を満たした場合には、二次空気の供給を行う。
【００７２】
ステップＳ２０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０７へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ２０８へ進む。
【００７３】
ステップＳ２０７では、ＡＩ制御が実施され、ＡＩ実行フラグに１（ＯＮ）が代入される。
【００７４】
ステップＳ２０８では、ＡＩ制御が実施されず、ＡＩ実行フラグに０（ＯＦＦ）が代入される。
【００７５】
このように、大気圧Ｐａｂｓに基づいてＡＩ実行条件を変更して二次空気供給時間を延長することが可能となる。
【００７６】
尚、本実施の形態では、二次空気供給時にエンジン１に吸入される新気の量をも考慮して嵩上げ量ＴＡｕｐを算出するようにしても良い。二次空気供給時にエンジン１に吸入される新気の量と触媒温度の昇温速度とには相関があり、吸入新気量が多いほど触媒の昇温速度が速くなる。従って、吸入新気量が多いほど嵩上げ量ＴＡｕｐを小さくする。
【００７７】
図９は、積算空気量、大気圧、嵩上げ量の関係を示した図である。積算空気量は、二次空気供給時にエンジン１に吸入される新気の量であり、エアフローメータ７による検出値を積算して求めることができる。積算空気量が多くなるほど、また、大気圧が高くなるほど嵩上げ量ＴＡｕｐは小さくなる。この関係はマップ化され、ＥＣＵ２８に記憶しておく。そして、図８中のステップＳ２０３において、図９のマップから嵩上げ量ＴＡｕｐを算出する。
【００７８】
図１０は、積算空気量とスロットル弁開度、負荷率、吸入空気量の閾値との関係を示した図である。図１０中の実線▲１▼が嵩上げ前の閾値を示し、点線▲２▼が大気圧Ｐａｂｓに基づいて嵩上げされた後の閾値を示し、実線▲３▼が大気圧Ｐａｂｓ及び積算空気量ＧＡｓｕｍに基づいて嵩上げされた後の閾値を示している。点線▲２▼で示される大気圧Ｐａｂｓに基づいて嵩上げされた後の閾値では、全体的に同じ値だけ嵩上げされるが、実線▲３▼で示される大気圧Ｐａｂｓ及び積算空気量ＧＡｓｕｍに基づいて嵩上げされた後の閾値では、積算空気量が多くなるほど嵩上げ値は少なくなっている。
【００７９】
このように、大気圧Ｐａｂｓ及び積算空気量ＧＡｓｕｍに基づいてＡＩ実行条件を変更して二次空気供給時間を延長することが可能となる。
【００８０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、大気圧Ｐａｂｓから二次空気供給停止の条件となる閾値を変更して二次空気供給時間を延長し、触媒の温度を速やかに上昇させることができる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明に係る二次空気供給装置では、二次空気の供給時間を延長することで大気圧が低い場合であっても触媒を活性化温度まで速やかに上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンとその吸排気系及び二次空気供給機構の概略構成を示す図である。
【図２】機関回転数、車速、スロットル開度、ＡＩ実行フラグ値、触媒床温、触媒下流へのＨＣ排出量の時間推移を示したタイムチャート図である。
【図３】大気圧と空気密度との関係を示した図である。
【図４】大気圧と二次空気の供給停止遅延時間（ＡＩｏｆｆディレー時間）との関係を示した図である。
【図５】第１の実施の形態による二次空気供給制御のフローを示したフローチャート図である。
【図６】積算空気量、大気圧、ディレー時間の関係を示した図である。
【図７】大気圧と例えばスロットル弁開度若しくは吸入空気量の嵩上げ量との関係を示した図である。
【図８】第２の実施の形態による二次空気供給制御のフローを示したフローチャート図である。
【図９】積算空気量、大気圧、嵩上げ量の関係を示した図である。
【図１０】積算空気量とスロットル弁開度、負荷率、吸入空気量の閾値との関係を示した図である。
【符号の説明】
１・・・・エンジン
１ａ・・・吸気ポート
１ｂ・・・排気ポート
２・・・・気筒
３・・・・吸気枝管
４・・・・吸気管
５・・・・スロットル弁
６・・・・スロットルセンサ
７・・・・エアフローメータ
８・・・・燃料噴射弁
９・・・・燃料分配管
１０・・・排気枝管
１１・・・排気管
１２・・・三元触媒
１３・・・空燃比センサ
１４・・・酸素濃度センサ
２０・・・二次空気噴射弁
２１・・・空気分配管
２２ａ・・空気導入管
２２ｂ・・空気導入管
２３・・・エアポンプ
２４・・・エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）
２４ａ・・負圧室
２４ｂ・・二次空気室
２４ｃ・・ロッド
２４ｄ・・開閉弁
２４ｅ・・リードバルブ
２５・・・負圧導入管
２６・・・バキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）
２７・・・圧力センサ
２８・・・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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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