(57)【要約】【課題】二次空気供給制御装置が、複数のエアポンプを駆動するときに発生する電圧降下を抑制する。【解決手段】ＥＣＵ３０が、複数の二次空気供給配管１８の各々に配設され、バッテリ５０を介した電源供給により駆動されて吸気管２側から対応する排気管３側へ供給するエアポンプ１９の各々を、通電して駆動し、各エアポンプ１９の通電開始タイミングを所定時間ずらして調整する。また、ＥＣＵ３０が、複数の二次空気供給配管１８の各々に配設され、バッテリ５０を介した電源供給により駆動されて吸気管２側から対応する排気管３側へ二次空気を供給するエアポンプ１９の各々を、通電して駆動し、各エアポンプ１９への通電開始からの駆動デューティを目標値まで徐々に近づけるように制御する。【選択図】図１
2007270730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気経路に対して、複数の電動エアポンプを用いて二次空気の供給を行う二次空気供給装置を制御する二次空気供給制御装置であって、
前記電動エアポンプへの通電制御を行うもので、少なくとも１つの電動エアポンプの通電開始タイミングを、他の電動エアポンプの通電開始タイミングと異ならせる通電制御手段、
を備えたことを特徴とする二次空気供給制御装置。
【請求項２】
前記通電制御手段は、前記バッテリの充電状態に応じて前記各電動エアポンプの通電開始タイミングを変化させることを特徴とする請求項１記載の二次空気供給制御装置。
【請求項３】
前記通電制御手段は、前記各電動エアポンプの状態に基づいて先に通電開始する電動エアポンプを変更することを特徴とする請求項２記載の二次空気供給制御装置。
【請求項４】
前記通電制御手段は、前記各電動エアポンプの駆動履歴に基づいて、駆動頻度または駆動積算時間の少ない方を先に通電することを特徴とする請求項３記載の二次空気供給制御装置。
【請求項５】
前記通電制御手段は、前記電動エアポンプのいずれかを停止したときに、その停止された電動エアポンプと同じ駆動継続時間で他の電動エアポンプを停止させることを特徴とする請求項１記載の二次空気供給制御装置。
【請求項６】
エンジンの排気経路に対して、複数の電動エアポンプを用いて二次空気の供給を行う二次空気供給装置を制御する二次空気供給制御装置であって、
前記電動エアポンプへの通電制御を行うもので、前記電動エアポンプに供給する電流を徐々に増加させる通電制御手段、
を備えたことを特徴とする二次空気供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気管内へ二次空気を供給する二次空気供給装置を制御する二次空気供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの排気ガス中の有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）を浄化するために排気通路の途中に三元触媒などが設けられているが、このような触媒は、所定の活性化温度にならないと十分な浄化機能を発揮できない。
【０００３】
そこで近年では、エンジンの冷間始動時などのような触媒が低温になっているときに、触媒を早期に活性化させるための二次空気供給装置が用いられている。この二次空気供給装置は、エンジンの吸気管と排気管とを接続する二次空気供給配管にエアポンプを配置して構成され、吸気管側から排気管側へ二次空気を供給するものである。すなわち、エンジンに供給する燃料の量を通常より多くして、シリンダからその未燃成分を排気させる一方、二次空気供給配管を介して触媒の上流側に二次空気を供給してその未燃成分を反応させる。これにより、その反応によって発生した反応熱で触媒を短時間で温めることができる。
【０００４】
一方、エンジンには、複数の気筒を直列に配置して排気ガスを１つの排気管から排出するもののほか、Ｖ型エンジンや、水平対向型エンジンのように、吸気管につながる複数の気筒をグループに分割して左右のバンクに配置したものがある。このようなエンジンでは、各バンクに対応して複数の排気管が設けられ、各排気管ごとに触媒が設けられる。したがって、このような場合には、それぞれの触媒に対して別個に二次空気を供給する必要があるが、従来は各排気管内の触媒に対して１つのエアポンプを使って二次空気を供給していた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−８６８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、１つのエアポンプで２つの触媒に対してそれぞれ空気を供給すると、１つの触媒に対して供給できる空気量が減少してしまい、暖気性能が落ちてしまうという問題がある。そこで、それぞれの触媒に対して１つずつのエアポンプを用いて二次空気を供給したいという要請がある。
【０００６】
しかし、エアポンプを複数設置すると消費電力が大きくなる。このため、これらのエアポンプを同時に駆動すると、その起動時に電源を供給するバッテリの電圧降下が著しく大きくなってしまい、車両を制御するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）に十分な作動電流が供給されなくなるおそれがあるという問題がある。
【０００７】
図１１は、従来の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
同図において、横軸は時間ｔを表し、縦軸は上段から右バンクのエアポンプ１９０Ｒの駆動状態、左バンクのエアポンプ１９０Ｌの駆動状態、およびバッテリ電圧をそれぞれ表している。
【０００８】
図示のように、エアポンプ１９０Ｒおよびエアポンプ１９０Ｌが同時に駆動される。上述のとおり、車両に搭載された２つのエアポンプを同時に駆動すると瞬間的にバッテリ電圧の電圧降下が大きくなってしまうので、車両に搭載されているマイコンが異常を起こしてしまい、車両の制御が正常に行えなくなってしまうことがある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数のエアポンプを駆動するときに発生するバッテリの電圧降下を抑制する二次空気供給制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では上記問題を解決するために、エンジンの排気経路に対して、複数の電動エアポンプを用いて二次空気の供給を行う二次空気供給装置を制御する二次空気供給制御装置であって、前記電動エアポンプへの通電制御を行うもので、少なくとも１つの電動エアポンプの通電開始タイミングを、他の電動エアポンプの通電開始タイミングと異ならせる通電制御手段を備えたことを特徴とする二次空気供給制御装置が提供される。
【００１１】
これにより、通電制御手段が、電動エアポンプへの通電制御を行うもので、少なくとも１つの電動エアポンプの通電開始タイミングを、他の電動エアポンプの通電開始タイミングと異ならせる。
【００１２】
また、本発明では、エンジンの排気経路に対して、複数の電動エアポンプを用いて二次空気の供給を行う二次空気供給装置を制御する二次空気供給制御装置であって、前記電動エアポンプへの通電制御を行うもので、前記電動エアポンプに供給する電流を徐々に増加させる通電制御手段、を備えたことを特徴とする二次空気供給制御装置が提供される。
【００１３】
これにより、通電制御手段が、エンジンの排気経路に対して、複数の電動エアポンプを用いて二次空気の供給を行う二次空気供給装置であって、電動エアポンプへの通電制御を行うもので、電動エアポンプに供給する電流を徐々に増加させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の二次空気供給制御装置によれば、複数の電動エアポンプを駆動するタイミングをずらすので、電動エアポンプを駆動したことによるバッテリの瞬間的な電圧降下を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の二次空気供給制御装置によれば、電動エアポンプに供給する電流を目標値まで徐々に近づけるように制御するので、電動エアポンプを駆動したことによるバッテリの瞬間的な電圧降下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
本実施の形態は、本発明の二次空気供給制御装置を、Ｖ型８気筒エンジンを搭載した車両に適用したものである。
【００１７】
図１は、本実施の形態のエンジン周辺の構成を表す概略構成図である。
エンジン１は、右バンク１Ｒおよび左バンク１Ｌを有するＶ字形状に形成されたシリンダブロックを備える。図示しないが、右バンク１Ｒには１番目の気筒＃１、３番目の気筒＃３、５番目の気筒＃５、７番目の気筒＃７が配置され、左バンク１Ｌには２番目の気筒＃２、４番目の気筒＃４、６番目の気筒＃６、８番目の気筒＃８が配置されている。
【００１８】
このエンジン１には、その吸排気系の上流側に吸気管２が接続され、下流側に排気管３が接続されている。吸気管２の上流側端部にはエアクリーナ４が設けられ、下流側端部には、右バンク１Ｒおよび左バンク１Ｌについて各気筒ごとに吸気通路を分けるインテークマニホールド５がそれぞれ設けられている。エアクリーナ４を介して吸気管２に導入された空気は、各インテークマニホールド５を通って各バンクの各気筒内に吸入される。なお、右バンク１Ｒおよび左バンク１Ｌは、エンジン１において左右対称に配置されてほぼ同様の構成を有するため、同様の構成部分については同一の符号を付すなどしてその説明を簡略化する。
【００１９】
吸気管２の中間部にはサージタンク６が設けられ、そのやや上流側にはスロットルバルブ７が設けられている。各気筒の燃焼室８には、インジェクタ９がそれぞれ配置されている。このインジェクタ９は、図示しない燃料タンクから汲み上げられて調圧された燃料が供給され、通電制御により開弁して燃焼室８に燃料を噴射する。このとき噴射された燃料は、上流側から吸気バルブ１０を介して燃焼室８に導入される吸入空気と混合されて混合気となり、燃焼されてエンジントルクを生成する。
【００２０】
また、各気筒の燃焼室８には、スパークプラグ１１がそれぞれ配置されている。このスパークプラグ１１には、イグニッションコイル一体型のイグナイタ１２により生成されて高電圧が印加されて点火用の火花を生成する。この点火により燃焼室８内の混合気が燃焼し、ピストン１３を介してクランク軸１４に回転駆動力が与えられる。そして、エンジン１が所定の高負荷状態のときには、右バンク１Ｒおよび左バンク１Ｌの双方を作動させて大きな回転駆動力を生成する。一方、エンジン１が所定の低負荷状態のときには、減筒運転により一方のバンクの全気筒への燃料カットを実行し、その作動を停止させて燃費の向上を図るようにしている。燃焼により発生した排気ガスは、排気バルブ１５を介して各気筒から排出される。
【００２１】
排気管３の上流側の各端部には、右バンク１Ｒおよび左バンク１Ｌについて各気筒ごとに排気通路を合流させて排気管３に接続するエキゾーストマニホールド１６が設けられている。排気管３の下流側の各端部には、排気ガス浄化用の触媒コンバータ１７が配置されている。触媒コンバータ１７には、排気ガス中の未燃成分の酸化と窒素酸化物の還元とを同時に促進する三元触媒が収納されている。燃焼室８から排出された排気ガスは、このエキゾーストマニホールド１６を通って排気管３に導出され、触媒コンバータ１７で浄化されて図示しないマフラーへと送られる。
【００２２】
また、吸気管２のスロットルバルブ７より上流位置と、各排気管３の触媒よりも上流位置（図示の例ではエキゾーストマニホールド１６の中間部）とを各気筒を迂回してそれぞれ接続するように、一対の二次空気供給配管１８が設けられている。この一対の二次空気供給配管１８には、エアクリーナ４を介して吸気管２に導入された空気を右バンク１Ｒに対応する二次空気供給配管１８内に引き込むためのエアポンプ１９Ｒと、左バンク１Ｌに対応する二次空気供給配管１８内に引き込むためのエアポンプ１９Ｌが設けられている。以下、このエアポンプ１９Ｒとエアポンプ１９Ｌを総称してエアポンプ１９ということもある。
【００２３】
また、二次空気供給配管１８のエアポンプ１９より下流側には、エアポンプ１９によって吸気管２から引き込まれ、排気管３へ供給される空気の流量を制御するエアバルブ２０が設けられている。
【００２４】
また、吸気管２の最上流部には、吸気温センサが一体化したエアフローメータ２１が設けられ、吸入空気量と吸気温を検出できるようになっている。また、吸気管２のスロットルバルブ７の近傍には、スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ２２が設けられている。
【００２５】
また、エンジン１のシリンダブロックには、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ２３が設けられている。また、クランク軸１４の近傍には、エンジン回転数を算出するために、クランク軸１４の回転に伴う所定のクランク角ごとにクランク角信号を発生するクランク角センサ２４が配置されている。
【００２６】
また、排気管３には酸素センサ２５が設けられている。この酸素センサ２５により検出される酸素濃度から算出される空燃比を理論空燃比に近づける空燃比フィードバック制御により燃料噴射制御が行われている。また、触媒コンバータ１７には、触媒の温度を検出する触媒温度センサ２６が設けられている。なお、酸素センサ２５が検出した酸素濃度から模擬した触媒模擬温度を使用してもよい。
【００２７】
そして、エンジン１の燃料噴射制御や点火時期制御、および二次空気供給制御は、マイコンを中心に構成された電子制御装置（Electronic Control Unit：以下「ＥＣＵ」という）により実行される。本実施の形態においては、このＥＣＵ３０が二次空気供給制御装置を構成する。
【００２８】
図２は、このＥＣＵおよびその入出力を表すブロック図である。
ＥＣＵ３０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、各種の制御演算プログラムやデータを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）３２、演算過程の数値やフラグが所定領域に格納されるＲＡＭ（Random Access Memory）３３、演算処理の結果などが格納される不揮発性の記憶装置であるＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）３４、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog/Digital）コンバータ３５、各種デジタル信号が入出力される入出力インタフェース３６、計時用タイマ３７、およびこれら各機器がそれぞれ接続されるバスライン３８などを備えている。
【００２９】
このＥＣＵ３０は、エンジン１の状態を検出する各種センサからの出力信号を取り込むとともに、エンジン１に設けられた各種アクチュエータに駆動信号を出力する。すなわち、ＥＣＵ３０には、上述したエアポンプ１９、エアバルブ２０、エアフローメータ２１、スロットル開度センサ２２、水温センサ２３、クランク角センサ２４、酸素センサ２５、および触媒温度センサ２６の他にも、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ４１、車両駆動軸の回転から車速を検出する車速センサ４２、車両に搭載されたバッテリの電圧、電流、およびバッテリ液温度を検出するバッテリセンサ４３、イグニッションスイッチ４４、スタータスイッチ４５などのセンサ・スイッチ類が接続されている。
【００３０】
また、ＥＣＵ３０には、各バンクの各気筒（＃１〜＃８）のインジェクタ９、イグナイタ１２、燃料タンクから汲み上げた燃料を調圧してインジェクタ９に圧送する高圧燃料ポンプ４６、スロットルバルブ７を開閉するためのスロットル駆動モータ４７、エンジン１をクラッキングさせるスタータモータ４８などの各種アクチュエータが接続されている。
【００３１】
また、バッテリ５０は、ＥＣＵ３０と上述の各種アクチュエータと接続されており、動作をするための電力を供給する。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって所定の制御処理を行う。
【００３２】
次に、本実施の形態の二次空気供給制御装置の動作について説明する。
本実施の形態の二次空気供給制御装置では、エンジン１に供給する燃料の量を通常より多くして、燃焼室８からその未燃成分を排気させる。その一方、左右各エアポンプ１９を駆動し、各エアバルブ２０を開くことによって各二次空気供給配管１８を介して各触媒コンバータ１７の上流側に二次空気を供給してその未燃成分を反応させる。これにより、その反応によって発生した反応熱で各触媒コンバータ１７を短時間で温めることができる。
【００３３】
次に、本実施の形態の二次空気供給制御について説明する。
図３は、本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
【００３４】
同図において、横軸は時間ｔを表し、縦軸は上段からエアポンプ１９Ｒの駆動状態、エアポンプ１９Ｌの駆動状態、およびバッテリ電圧をそれぞれ表している。また、エアポンプ１９Ｒとエアポンプ１９Ｌは、車両に搭載された２つのエアポンプ１９における、右バンク１Ｒに対応して配設されたものと、左バンク１Ｌに対応して配設されたものを表す。
【００３５】
図示のように、エアポンプ１９Ｒが駆動された所定時間後にエアポンプ１９Ｌが駆動される。上述のとおり、車両に搭載された２つのエアポンプ１９を同時に駆動するとバッテリ電圧の電圧降下が大きくなってしまうので、本実施の形態では、エアポンプ１９を駆動することによるバッテリ電圧の電圧降下によって、車両に搭載されているマイコンなどが異常を起こさないように所定時間の間隔（駆動間隔）をあけて駆動する。
【００３６】
次に、上述の駆動間隔を決定するための決定方法について説明する。
図４は、駆動間隔を決定する際に用いる制御マップを示す図である。図４に示すように、この制御マップは、バッテリ電圧と駆動間隔の関係が示されている。バッテリ電圧の欄には、エアポンプ１９駆動直前のバッテリ５０の出力電圧ごとに９Ｖ以上１２Ｖ未満、１２Ｖ以上１６Ｖ未満、および１６Ｖ以上が設定されている。駆動間隔の欄には、バッテリ電圧の欄に設定されたバッテリ５０の出力電圧に対応して、１２００ｍｓ、６００ｍｓ、および３００ｍｓが設定されている。
【００３７】
つまり、バッテリ電圧が９Ｖ以上１２Ｖ未満のときには、車両に搭載された２つのエアポンプ１９を駆動する間隔を１２００ｍｓとする。また、バッテリ電圧が１２Ｖ以上１６Ｖ未満のときには、駆動間隔を６００ｍｓとし、バッテリ電圧が１６Ｖ以上のときには、駆動間隔を３００ｍｓとする。
【００３８】
エアポンプ１９駆動直前のバッテリ電圧が高いときには、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下がある程度大きくてもバッテリ電圧を一定値以上に保つことができる。また、一方のエアポンプ１９を駆動することによって電圧降下が起きても、バッテリ電圧がすぐに上昇するという性質がある。つまり、バッテリ電圧が、たとえばマイコンの最低駆動電圧以上に保つことができるので異常が起きない。そこで、２つのエアポンプ１９を駆動する間隔をある程度近接させてもマイコンに異常が発生しない。
【００３９】
一方、エアポンプ１９駆動直前のバッテリ電圧が低いときには、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下が小さくないとバッテリ電圧を一定値以上に保つことができなくなる。また、一方のエアポンプ１９を駆動することによって電圧降下が起きると、バッテリ電圧が回復するまでに時間がかかるという性質がある。つまり、電圧降下が大きいとバッテリ電圧がマイコンの最低駆動電圧以下になってしまい異常が起きてしまう。
【００４０】
したがって、エアポンプ１９駆動直前のバッテリ電圧が高いときには、駆動間隔を短くし、バッテリ電圧が低いときには、駆動間隔を長くする。なお、バッテリ電圧が９Ｖ未満のときにはバッテリ５０が劣化していると判断し、たとえば二次空気供給装置の動作を停止する。
【００４１】
このようなＥＣＵ３０により、以下の処理が行われる。
図５は、ＥＣＵによる二次空気供給制御処理の手順を示すフローチャートである。以下、図５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００４２】
〔ステップＳ１１〕エンジン１が始動すると、前回駆動したエアポンプ１９がエアポンプ１９Ｒかエアポンプ１９ＬのどちらだったかをＥＥＰＲＯＭ３４から読み出す。前回駆動したエアポンプ１９がエアポンプ１９Ｒだった場合には、処理をステップＳ１６へ進め、エアポンプ１９Ｌだった場合には、処理をステップＳ１２へ進める。なお、前回駆動したエアポンプ１９がエアポンプ１９Ｒかエアポンプ１９ＬのどちらだったかがＥＥＰＲＯＭ３４に記憶されていない場合には、たとえばＲＯＭ３２に記憶されているデフォルトで設定されているポンプを駆動してもよい。
【００４３】
〔ステップＳ１２〕バッテリセンサ４３からバッテリ電圧を取得する。そして、エアポンプ１９Ｒに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｒを駆動する。
〔ステップＳ１３〕エアポンプ１９Ｌを駆動するまでの時間を計時する。たとえば、バッテリセンサ４３から取得したバッテリ電圧に基づいて上述したように駆動間隔を取得する。そして、エアポンプ１９Ｒに対して駆動指令信号を出力すると同時に、計時用タイマ３７が駆動指令信号を出力してからの経過時間を計時する。
【００４４】
〔ステップＳ１４〕計時用タイマ３７で計時した経過時間が、バッテリ電圧に基づいて取得した駆動間隔になると、エアポンプ１９Ｌに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｌを駆動する。
【００４５】
〔ステップＳ１５〕エアポンプ１９のうち、先に駆動したのがどちらであったかを、たとえばＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。
〔ステップＳ１６〕バッテリセンサ４３からバッテリ電圧を取得する。そして、エアポンプ１９Ｌに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｌを駆動する。
【００４６】
〔ステップＳ１７〕エアポンプ１９Ｒを駆動するまでの時間を計時する。たとえば、バッテリセンサ４３から取得したバッテリ電圧に基づいて上述したように駆動間隔を取得する。そして、エアポンプ１９Ｌに対して駆動指令信号を出力すると同時に、計時用タイマ３７が駆動指令信号を出力してからの経過時間を計時する。
【００４７】
〔ステップＳ１８〕エアポンプ１９Ｒに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｒを駆動する。
このように、バッテリ５０の状態に基づいてエアポンプ１９を駆動する間隔をあけて駆動するタイミングをずらすことにより、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下が抑制され、マイコンが異常をきたすことを防ぐことが可能となる。また、左右のエアポンプ１９を交互に駆動することにより、エアポンプ１９の劣化の偏りを防止することが可能となる。
【００４８】
なお、上記実施の形態においてバッテリ５０の状態をバッテリ電圧に基づいて判断しているが、バッテリ充電率に基づいて判断してもよい。以下に、バッテリ充電率に基づいて駆動間隔を決定するときに用いる制御マップについて説明する。
【００４９】
図６は、駆動間隔を決定する際に用いる制御マップを示す図である。図６に示すように、この制御マップは、バッテリ充電率と駆動間隔の関係が示されている。バッテリ充電率の欄には、バッテリ充電率ごとに２０％以上５０％未満、５０％以上８０％未満、および８０％以上が設定されている。駆動間隔の欄には、バッテリ充電率の欄に設定されたバッテリ充電率に対応して、１２００ｍｓ、６００ｍｓ、３００ｍｓが設定されている。
【００５０】
つまり、バッテリ充電率が２０％以上５０％未満のときには、２つのエアポンプ１９を駆動する間隔を１２００ｍｓとする。また、バッテリ充電率が５０％以上８０％未満のときには、間隔を６００ｍｓとし、バッテリ充電率が８０％以上のときには、間隔を３００ｍｓとする。
【００５１】
エアポンプ１９駆動直前のバッテリ充電率が高いときには、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下がある程度大きくてもバッテリ電圧を一定値以上に保つことができる。また、一方のエアポンプ１９を駆動することによって電圧降下が起きても、バッテリ電圧がすぐに上昇するという性質がある。つまり、バッテリ電圧が、たとえばマイコンの最低駆動電圧以上に保つことができるので異常が起きない。そこで、２つのエアポンプ１９を駆動する間隔をある程度近接させてもマイコンに異常が発生しない。
【００５２】
一方、エアポンプ１９駆動直前のバッテリ充電率が低いときには、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下が小さくないとバッテリ電圧を一定値以上に保つことができなくなる。また、一方のエアポンプ１９を駆動することによって電圧降下が起きると、バッテリ電圧が回復するまでに時間がかかるという性質がある。つまり、電圧降下が大きいとバッテリ電圧がマイコンの最低駆動電圧以下になってしまい異常が起きてしまう。
【００５３】
したがって、エアポンプ１９駆動直前のバッテリ電圧が高いときには、駆動間隔を短くし、バッテリ電圧が低いときには、駆動間隔を長くする。なお、バッテリ充電率が２０％未満のときには、バッテリ電圧が９Ｖ未満のときと同様にバッテリ５０が劣化していると判断し、たとえば二次空気供給装置の動作を停止する。
【００５４】
また、上記実施の形態において、Ｖ型エンジンのような複数の排気系統があるエンジンに対して二次空気供給装置が適用される例を説明したが、本発明の二次空気供給装置を適用するエンジンは複数の排気系統があるものに限らなくてもよい。たとえば、直列型エンジンのように排気系統が１つの場合であっても、１つの排気系統に対して複数のエアポンプが設けられている場合には、各エアポンプの駆動タイミングをずらすことによって同様の効果を得ることができる。
【００５５】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の二次空気供給制御装置は、エアポンプの駆動時間を積算値に基づいてエアポンプを駆動する点が異なる以外は、第１の実施の形態と同様である。このため、上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
【００５６】
図７は、ＥＣＵによる二次空気供給制御処理の手順を示すフローチャートである。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
〔ステップＳ２１〕エンジン１が始動すると、前回の駆動までの積算駆動時間が長いのはエアポンプ１９Ｒかエアポンプ１９ＬのどちらだったかをＥＥＰＲＯＭ３４から読み出す。積算駆動時間が長いのがエアポンプ１９Ｒだった場合には、処理をステップＳ２６へ進め、エアポンプ１９Ｌだった場合には、処理をステップＳ２２へ進める。
【００５７】
〔ステップＳ２２〕バッテリセンサ４３からバッテリ電圧を取得する。そして、エアポンプ１９Ｒに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｒを駆動する。
〔ステップＳ２３〕エアポンプ１９Ｌを駆動するまでの時間を計時する。たとえば、バッテリセンサ４３から取得したバッテリ電圧、バッテリ電流、およびバッテリ液温度から算出したバッテリ充電率に基づいて駆動間隔を取得する。そして、エアポンプ１９Ｒに対して駆動指令信号を出力すると同時に、計時用タイマ３７が駆動指令信号を出力してからの経過時間を計時する。
【００５８】
なお、バッテリ充電率は、たとえばバッテリ電圧とバッテリ電流からバッテリ５０の開放電圧を算出する。そして、その開放電圧からバッテリ充電率を決定する。また、決定したバッテリ充電率をさらにバッテリ液温度によって補正する。
【００５９】
〔ステップＳ２４〕計時用タイマ３７で計時した経過時間が、バッテリ充電率に基づいて取得した駆動間隔になると、エアポンプ１９Ｌに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｌを駆動する。
【００６０】
〔ステップＳ２５〕エアポンプ１９Ｒとエアポンプ１９Ｌそれぞれの駆動時間を積算し、たとえばＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。
〔ステップＳ２６〕バッテリセンサ４３からバッテリ電圧を取得する。そして、エアポンプ１９Ｌに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｌを駆動する。
【００６１】
〔ステップＳ２７〕エアポンプ１９Ｒを駆動するまでの時間を計時する。たとえば、バッテリセンサ４３から取得したバッテリ電圧、バッテリ電流、およびバッテリ液温度から算出したバッテリ充電率に基づいて駆動間隔を取得する。そして、エアポンプ１９Ｌに対して駆動指令信号を出力すると同時に、計時用タイマ３７が駆動指令信号を出力してからの経過時間を計時する。
【００６２】
〔ステップＳ２８〕計時用タイマ３７で計時した経過時間が、バッテリ充電率に基づいて取得した駆動間隔になると、エアポンプ１９Ｒに対して駆動指令信号を出力し、エアポンプ１９Ｒを駆動する。
【００６３】
このように、バッテリ充電率に基づいてエアポンプ１９を駆動する間隔をあけて駆動するタイミングをずらすことにより、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下が抑制され、マイコンが異常をきたすことを防ぐことが可能となる。
【００６４】
また、左右のエアポンプ１９の積算駆動時間が少ない方を駆動する制御を行うことにより、エアポンプ１９の劣化の偏りを防止することが可能となる。なお、エアポンプ１９の劣化の偏りを防止することが可能となる制御としては、上述したエアポンプ１９を交互に駆動する制御や、積算駆動時間が少ない方を駆動する制御以外に、駆動回数の履歴に基づいて駆動回数が少ない方を駆動する制御などが考えられる。
【００６５】
なお、上記実施の形態においてバッテリ充電率をバッテリ電圧、バッテリ電流、およびバッテリ液温度から算出しているが、簡易にバッテリ電圧のみからバッテリ充電率算出してもよい。
【００６６】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態の二次空気供給制御装置は、２つのエアポンプをその駆動デューティを徐々に引き上げながら同時に駆動する点が異なる以外は、第１の実施の形態と同様である。このため、上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
【００６７】
図８は、本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
同図において、横軸は時間ｔを表し、縦軸は上段からエアポンプ１９Ｒの駆動デューティ、エアポンプ１９Ｌの駆動デューティ、およびバッテリ電圧をそれぞれ表している。
【００６８】
図示のように、エアポンプ１９Ｒおよびエアポンプ１９Ｌは、同時に駆動デューティ（つまり、各エアポンプ１９に供給される電流量）が、それぞれの目標値に向けて徐々に引き上げられながら駆動されている。上述のとおり、車両に搭載された２つのエアポンプ１９を同時に駆動するとバッテリ電圧の電圧降下が大きくなってしまうので、本実施の形態では、エアポンプ１９を駆動することによるバッテリ電圧の電圧降下によって、車両に搭載されているマイコンなどが異常を起こさないようにエアポンプ１９の駆動デューティを徐々に引き上げる制御を行うことによって電圧降下を抑制する。
【００６９】
このように、エアポンプ１９の駆動デューティを徐々に引き上げる制御を行うことにより、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下が少なくなり、マイコンが異常をきたすことを防ぐことが可能となる。
【００７０】
なお、上記実施の形態において２つのエアポンプ１９を同時に駆動したが、駆動デューティを制御し、かつエアポンプ１９を駆動する間隔を開けることによって駆動するタイミングをずらしてもよい。以下に、別の実施の形態として駆動デューティを制御しながら駆動タイミングをずらす二次空気供給制御を説明する。
【００７１】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態の二次空気供給制御装置は、エアポンプを駆動するタイミングをずらす点が異なる以外は、第３の実施の形態と同様である。このため、上記第３の実施の形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
【００７２】
図９は、本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
同図において、横軸は時間ｔを表し、縦軸は上段からエアポンプ１９Ｒの駆動デューティ、エアポンプ１９Ｌの駆動デューティ、およびバッテリ電圧をそれぞれ表している。
【００７３】
図示のように、エアポンプ１９Ｒが駆動された所定時間後にエアポンプ１９Ｌが駆動される。また、エアポンプ１９Ｒおよびエアポンプ１９Ｌは、駆動デューティが目標値に向けて徐々に上げられながら駆動されている。上述のとおり、車両に搭載された２つのエアポンプ１９を同時に駆動するとバッテリ電圧の電圧降下が大きくなってしまうので、本実施の形態では、エアポンプ１９を駆動することによるバッテリ電圧の電圧降下によって、車両に搭載されているマイコンなどが異常を起こさないように、所定時間の間隔をあけて駆動し、かつエアポンプ１９の駆動デューティを制御することによって電圧降下を抑制する。
【００７４】
このように、所定時間の間隔をあけて駆動し、かつエアポンプ１９の駆動デューティを制御することにより、エアポンプ１９を駆動することによる電圧降下が少なくなり、マイコンが異常をきたすことを防ぐことが可能となる。
【００７５】
なお、上記第３の実施の形態を除くすべての実施の形態においてエアポンプ１９を駆動するタイミングをずらすことによって、エアポンプ１９が駆動することによる電圧降下を抑制する制御を行う旨の説明をした。しかし、このような制御を行うと、エアポンプ１９Ｒおよびエアポンプ１９Ｌそれぞれの積算駆動時間に差が生じることがある。
【００７６】
そこで、エアポンプ１９を駆動するタイミングをずらすと同時に、エアポンプ１９を停止するタイミングもずらす制御を行うことによって積算駆動時間を一致させる制御を行ってもよい。以下に、別の実施の形態としてエアポンプ１９の駆動と停止のタイミングをずらす二次空気供給制御を説明する。
【００７７】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態の二次空気供給制御装置は、エアポンプ１９を停止するタイミングをもずらす点が異なる以外は、第１の実施の形態と同様である。このため、上記第１の実施の形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
【００７８】
図１０は、本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
同図において、横軸は時間ｔを表し、縦軸は上段からエアポンプ１９Ｒの駆動状態、エアポンプ１９Ｌの駆動状態、およびバッテリ電圧をそれぞれ表している。
【００７９】
図示のように、エアポンプ１９Ｒが駆動された所定時間後にエアポンプ１９Ｌが駆動される。また、エアポンプ１９Ｒが停止された所定時間後にエアポンプ１９Ｌが駆動される。上述のとおり、車両に搭載された２つのエアポンプ１９を同時に停止するとエアポンプ１９Ｒおよびエアポンプ１９Ｌそれぞれの積算駆動時間が一致しなくなってしまうので、本実施の形態では、エアポンプ１９を駆動することによるバッテリ電圧の電圧降下によって、車両に搭載されているマイコンなどが異常を起こさないように一定の駆動間隔をあけて駆動するとともに、駆動時にあけた駆動間隔と同じだけの間隔をあけて停止する。
【００８０】
たとえば、エンジン１の右側に配設された触媒コンバータ１７の温度が所定温度以上になったことによりエアポンプ１９Ｒを停止したとき、エアポンプ１９Ｒが停止してからエアポンプ１９Ｌを駆動するときにあけた駆動間隔と同じ時間待ってエアポンプ１９Ｌを停止する。
【００８１】
このように、エアポンプ１９Ｒおよびエアポンプ１９Ｌの駆動時間を同じにすることにより、エアポンプ１９Ｒおよびエアポンプ１９Ｌの積算駆動時間が一致し、どちらか一方のエアポンプ１９だけを長時間使用することによる劣化の偏りをなくすことが可能となる。
【００８２】
なお、エアポンプ１９を停止する条件として触媒コンバータ１７の温度が所定温度以上になったことを例示したが、他にもエンジン１が切られた場合、あらかじめ設定された時間以上駆動された場合、スロットル開度が所定以上になった場合などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本実施の形態のエンジン周辺の構成を表す概略構成図である。
【図２】このＥＣＵおよびその入出力を表すブロック図である。
【図３】本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
【図４】駆動間隔を決定する際に用いる制御マップを示す図である。
【図５】ＥＣＵによる二次空気供給制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】駆動間隔を決定する際に用いる制御マップを示す図である。
【図７】ＥＣＵによる二次空気供給制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
【図９】本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
【図１０】本実施の形態の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
【図１１】従来の二次空気供給制御が実行されるタイミングを表すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１  エンジン
１Ｒ  右バンク
１Ｌ  左バンク
２  吸気管
３  排気管
４  エアクリーナ
５  インテークマニホールド
６  サージタンク
７  スロットルバルブ
８  燃焼室
９  インジェクタ
１０  吸気バルブ
１１  スパークプラグ
１２  イグナイタ
１３  ピストン
１４  クランク軸
１５  排気バルブ
１６  エキゾーストマニホールド
１７  触媒コンバータ
１８  二次空気供給配管
１９  エアポンプ
２０  エアバルブ
２１  エアフローメータ
２２  スロットル開度センサ
２３  水温センサ
２４  クランク角センサ
２５  酸素センサ
２６  触媒温度センサ
３０  ＥＣＵ
【図１】
2007270730.tif 000003
【図２】
2007270730.tif 000004
【図３】
2007270730.tif 000005
【図４】
2007270730.tif 000006
【図５】
2007270730.tif 000007
【図６】
2007270730.tif 000008
【図７】
2007270730.tif 000009
【図８】
2007270730.tif 000010
【図９】
2007270730.tif 000011
【図１０】
2007270730.tif 000012
【図１１】
2007270730.tif 000013