(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の条件下において内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置の制御方法において、
前記２次空気供給系に凍結可能性がある場合には、完全暖機後に２次空気供給系を強制駆動して２次空気供給系内のパージを行い、かつ、凍結による一時故障が検出された場合には、検出されなかった場合に比べて前記パージを長時間行うことを特徴とする２次空気供給系の制御方法。
【請求項２】
所定の条件下において内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置の制御方法において、
前記２次空気供給系に凍結可能性がある場合には、完全暖機後に２次空気供給系を強制駆動して２次空気供給系内のパージを行うとともに、凍結判定箇所に応じて前記パージ時間を調整することを特徴とする２次空気供給系の制御方法。
【請求項３】
所定の条件下において内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置の制御方法において、
前記２次空気供給系に凍結可能性がある場合には、完全暖機後に２次空気供給系を強制的に一時開通して２次空気供給系内のパージを行い、かつ、凍結による一時故障が検出された場合には、検出されなかった場合に比べて前記パージを長時間行うことを特徴とする２次空気供給系の制御方法。
【請求項４】
所定の条件下において内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置の制御方法において、
前記２次空気供給系に凍結可能性がある場合には、完全暖機後に２次空気供給系を強制的に一時開通して２次空気供給系内のパージを行うとともに、凍結判定箇所に応じて前記パージ時間を調整することを特徴とする２次空気供給系の制御方法。
【請求項５】
所定の条件下において内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置の制御方法において、
前記２次空気供給系に凍結可能性がある場合には、凝縮水位置を推定し、完全暖機後に推定した凝縮水位置に応じて２次空気供給系の一時強制開通と一時強制運転を切り替えることにより２次空気供給系内のパージを行うことを特徴とする２次空気供給系の制御方法。
【請求項６】
凍結による一時故障が検出された場合には、検出されなかった場合に比べて前記パージを長時間行うことを特徴とする請求項２、４、５のいずれかに記載の２次空気供給系の制御方法。
【請求項７】
凍結判定箇所に応じて前記パージ時間を調整することを特徴とする請求項１、３、５のいずれかに記載の２次空気供給系の制御方法。
【請求項８】
外気温度に応じて前記パージ時間を調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の２次空気供給系の制御方法。
【請求項９】
前記パージを内燃機関の停止後に行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の２次空気供給系の制御方法。
【請求項１０】
触媒劣化抑制制御中は前記パージを禁止する請求項１〜９のいずれかに記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系の排気浄化装置上流に２次空気を供給する２次空気供給系の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化装置として、排気系に触媒を配置し、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ成分等を浄化する装置が知られている。さらに、排気管に接続された開閉弁を有する２次空気供給通路を介して排気管内に２次空気を供給して酸素濃度を高めることで、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを２次燃焼させることで排気ガスの浄化を促進する技術が知られている。
【０００３】
特開平６−１７６４５号公報に開示されている技術はそうした技術の一つであり、２次空気を排気ポートと触媒上流のいずれに供給するかを切り換え可能とし、機関停止時には、排気ポートと触媒上流の２次空気流路を一時的に連通させることで流路内の凝縮水を排出可能とし、２次空気流路の凍結による閉塞を防止するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この技術は切り換え弁を操作して重力によって排出を促すものであり、２次空気系の配管自体を水分の自然排出が可能な配置とする必要があり、弁やポンプのような複雑な構成部品内に凝縮した水分を排出することはできない。この結果、機関停止時に低温状態で放置されると、残存した凝縮水が凍結してしまい、再始動時に２次空気供給が行えなくなるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、凝縮水の排出を確実に行うことが可能な２次空気供給装置の制御方法を提供することを課題とする。
【０００６】
上記課題を解決するため本発明に係る２次空気供給装置の制御方法は、所定の条件下において内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置の制御方法において、この２次空気供給系に凍結可能性がある場合に、完全暖機後に２次空気系を強制駆動して２次空気供給系内のパージを行うものであり、（１）凍結による一時故障が検出された場合には、検出されなかった場合に比べて前記パージを長時間行うか、（２）凍結判定箇所に応じて前記パージ時間を調整することを特徴とする。
【０００７】
このように２次空気系を強制駆動して２次空気供給系内をパージして残存していた水分を排出してから２次空気供給系を停止し、閉鎖することで供給系内に水分が残存することがなくなり、機関停止時の凍結を確実に防止できる。
【０００８】
あるいは、本発明に係る２次空気供給装置の制御方法は、２次空気供給系に凍結可能性がある場合に、完全暖機後に２次空気供給系を強制的に一時開通してパージを行うものであり、上記（１）（２）のいずれかを要件として備えるものでもよい。完全暖機後に２次空気供給系を強制的に開通させると、エアサクションにより２次空気が排気系に流れ、２次空気供給系内の凝縮水が除去される。除去後、２次空気供給系を閉鎖することで供給系内に水分が残存することがなくなり、機関停止時の凍結を確実に防止できる。
【０００９】
あるいは、凝縮水位置を推定し、推定位置に応じて２次空気供給系の一時強制開通と一時強制運転を切り替えることでパージを行うものでもよい。２次空気供給系で用いられるエアポンプ等の耐久信頼性を向上させるためには、その作動時間（強制駆動時間）をできるだけ短くすることが好ましい。強制運転によれば凝縮水の排出は速やかに行える反面、２次空気供給量が過剰となる。強制開通の場合には、結果的に供給される２次空気量は少なくてすむが、凝縮水が上流側に存在する場合には排出に時間がかかる。そこで、凝縮水位置に応じて強制運転と強制開通とを切り替える、具体的には、上流側に凝縮水が存在する場合には強制運転を、下流側に凝縮水が存在する場合には強制開通を行うことで、水分排出を効率よく行うことができる。
【００１０】
凍結による一時故障が検出された場合には、検出されなかった場合に比べてパージを長時間行うことが好ましい。凍結による一時故障が検出された場合には、そうでない場合に比べて供給系内に水分が多量に残存していることが予想されるため、パージ時間を延ばすことで水分の確実な排出が行える。
【００１１】
また、外気温度に応じてパージ時間を調整してもよい。外気温度が低いほど、２次空気供給系内に凝縮水がたまりやすくなるので、その場合にはパージ時間を延ばすことで水分の確実な排出が行える。
【００１２】
凍結判定箇所に応じてパージ時間を調整することが好ましい。凍結と判定された箇所が２次空気供給系の上流側にあるほど水分の排出に時間を要するからである。
【００１３】
このパージを内燃機関の停止後に行うことが好ましい。この場合には、機関が停止しており、排気ガスに伴う新たな凝縮水が２次空気系に侵入することはなく、水分を確実に排出することが可能であるからである。
【００１４】
触媒劣化抑制制御中はこのパージを禁止することが好ましい。触媒劣化抑制制御とは、排気浄化触媒が高温の時に触媒を通過する排気ガスの空燃比がリーンになると、触媒の劣化が起こりやすいため、燃料カットを禁止して排ガス空燃比がリーンになりすぎるのを防止するものである。この際に、２次空気供給系を開通させると、２次空気により排ガス空燃比がリーン化して、触媒劣化抑制制御の効果が失われるため、この制御中にパージを禁止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明が実施される２次空気供給装置の構成を示す概略図である。この２次空気供給装置１は、内燃機関である多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ。）２に取り付けられるものである。ここで、エンジン２には吸気管２０と排気管２１とが取り付けられており、吸気管２０には、スロットル２４が配置され、吸気フィルタ２５に接続されている。吸気フィルタ２５とスロットル２４の間には、空気量（一次空気量）を測定するためのエアフローメータ２６は、吸気温度ＴＨＡを測定するための吸気温センサ２７とが配置されている。また、エンジン２にはエンジン冷却水温ＴＨＷを計測するための冷却水温センサ２８が取り付けられている。エンジンを制御するエンジンＥＣＵ２３には、これらエアフローメータ２６、吸気温センサ２７、冷却水温センサ２８のほか図示していない回転数センサの出力やスロットル２４の開度等の情報が入力されている。
【００１７】
一方、排気管２１下流には、３元触媒からなる排気浄化装置２２が配置されており、排気浄化装置の上流と下流の双方に排気中の酸素濃度を検知するためのＯ2センサ３１、３２が配置されている。なお、Ｏ2センサに代えて、Ａ／Ｆセンサ、リニアＯ2センサを用いてもよい。
【００１８】
２次空気供給装置１は、吸気管２０の吸気フィルタ２５とスロットル２４との間の位置と排気管２１のエンジン２と上流側Ｏ2センサ３１との間を接続する２次空気供給通路１１を備えており、この２次空気供給通路１１上に吸気管２０側から電気モータ駆動式のエアポンプ（ＡＰ）１２、エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）１３、逆止弁であるリード弁（ＲＶ）１４が配置される。そして、ＡＰ１２とＡＳＶ１３との間に圧力センサ１５が配置されている。このＡＳＶ１３には、吸気管２０のスロットル２４下流から延びる配管１６が接続されており、この配管１６にはさらに電磁弁１７が配置されている。
【００１９】
２次空気供給装置１の動作を制御する制御装置１０は、エンジンＥＣＵ２３と相互に情報をやりとりできるよう信号ラインで接続されているほか、圧力センサ１５、Ｏ2センサ３１、３２の出力信号が入力されるとともに、ＡＰ１２のモータ駆動と電磁弁１７の開閉を制御する。なお、制御装置１０は、エンジンＥＣＵ２３の一部をなしていてもよい。
【００２０】
この２次空気供給装置１は、主として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、排気浄化装置２２が充分に昇温しておらずその機能が充分に発揮されにくい状態において、制御装置１０が電磁弁１７を開くことで、吸気管２０内の負圧をＡＳＶ１３に導いて、ＡＳＶ１３を開制御するとともに、エアポンプ１２を駆動させることで、エアフィルタ２５を通過した空気の一部を２次空気供給通路１１を介して排気管２１内に導いて排気中の酸素濃度を上昇させ、そのＡ／Ｆを上げ、排気中のＨＣ、ＣＯの排気管２１における２次燃焼を促して排気の浄化を図るとともに、排気温度を上昇させて排気浄化装置２２の３元触媒の昇温を促進することによりエミッションの悪化を抑制する。なお、ＡＳＶ１３と電磁弁１７の組み合わせに代えて、ＡＳＶ１３部分に直接、電磁弁を使用することもできる。
【００２１】
このように２次空気供給装置は低温時に作動させることが多いため、供給通路１１内に凝縮水が残存しているとこれが凍結して通路１１が閉塞したり、ＡＰ１２やＡＳＶ１３、ＲＶ１４の作動不良を引き起こす可能性がある。そこで本発明に係る２次空気供給系の制御方法は凝縮水を排出する制御を行うことを特徴とする。以下、その制御方法のいくつかについて具体的に説明する。
【００２２】
（第１の制御方法）
図２は、第１の制御方法のメインフローチャートであり、図３はこの制御方法で用いられる低温フラグFlagTCの設定処理を表すフローチャートである。この制御方法は主に制御装置１０によりエンジンＥＣＵ２３と協働して行われるものであり、エンジン２の始動から停止まで所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２３】
まずステップＳ１では、冷却水温センサ２８により得られたエンジン冷却水温ＴＨＷから完全暖機後か否かを判定する。完全暖機後、つまりＴＨＷが所定温度以上となってから所定時間以上経過していない場合にはステップＳ８へと移行して低温始動時の２次空気供給（ＡＩ）制御が完了しているか否かを判定する。完了していない場合には、ステップＳ１０へと移行して低温始動時のＡＩ制御を実行する。一方、完了している場合にはステップＳ９へと移行して２次空気供給系をＯＦＦにする。具体的にはＡＰ１２を停止させてＡＳＶ１３を閉じる。そして、空燃比（Ａ／Ｆ）を通常のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する。
【００２４】
ステップＳ１で完全暖機後であると判定された場合には、ステップＳ２へ移行して低温フラグFlagTCの値をチェックする。このFlagTCは図３に示されるルーチンにより設定される。すなわち、ステップＳ１５でエンジン冷却水温ＴＨＷか最小吸気温ＴＨＡｍｉｎのいずれかが５℃未満の条件が満たされるか否かを判定し、満たされる場合には、ステップＳ１６へと移行してFlagTCの値に１をセットする。条件が満たされない場合にはFlagTCの値に０をセットする。
【００２５】
こうして設定されたFlagTCの値が０の場合には、凍結のおそれなしと判定し、凝縮水排出制御を行わずにステップＳ９へと移行する。一方、FlagTCの値が１の場合には、凍結のおそれありと判定し、ステップＳ３へと移行する。ステップＳ３では、凝縮水排出制御の完了を表すFlagRWの値をチェックする。FlagRWが１の場合には、凝縮水排出は完了しているとして排出制御を行わずにステップＳ９へと移行する。FlagRWが０の場合には、凝縮水排出を行う必要があるとしてステップＳ４へと移行する。
【００２６】
ステップＳ４では、エンジン２の運転状態をチェックする。エンジン２がフューエルカット状態あるいは軽負荷状態で運転されている場合には凝縮水排出制御を行う条件が整っているとしてステップＳ５へと移行する。それ以外の場合には、凝縮水排出制御のために後述する２次空気供給を行うと触媒性能が低下し、エミッションが悪化してしまうおそれがあるため、排出制御を行わずステップＳ９へと移行する。
【００２７】
ステップＳ５では、後述する凝縮水排出制御の継続時間ｔrwと閾値ｔthとを比較する。ｔrwがｔth未満である場合にはステップＳ７へと移行して２次空気供給系をＯＮにし、Ａ／ＦのＦ／Ｂ制御を解除する。具体的にはＡＳＶ１３が閉じているならば開き、ＡＰ１２が停止しているなら作動させることで２次空気供給通路１１内に空気を流通させて掃気することにより、残存していた凝縮水を排気管２１側へと排出する。
【００２８】
ステップＳ５でｔrwが凝縮水排出に十分な時間であるｔth以上であると判定された場合にはステップＳ６へと移行してFlagRWに排出完了を示す１をセットして、ステップＳ９へと移行し、ＡＰ１２を停止させてＡＳＶ１３を閉じることで２次空気供給系をＯＦＦにする。
【００２９】
このように２次空気供給装置１内での凍結可能性がある場合には、エンジン２の完全暖機後に２次空気供給通路１１内を強制掃気することにより排気からの逆流等により水分が２次空気供給通路１１内に残存するのを防止し、エンジン２停止中に２次空気供給装置１内で凝縮水が凍結して起こる凍結故障を抑制する。
【００３０】
（第２の制御方法）
図４は第２の制御方法のメインフローチャートであり、図５はこの制御方法で用いられる凍結故障フラグFlagFSの設定処理を表すフローチャートである。この制御方法も第１の制御方法と同様に主に制御装置１０によりエンジンＥＣＵ２３と協働して行われるものであり、エンジン２の始動から停止まで所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００３１】
最初のステップＳ１の処理は第１の制御方法と同一であり、また、ここで完全暖機後でないと判定された場合の処理も第１の制御方法と同一であるため、その詳細な説明は省略する。ステップＳ１で完全暖機後と判定された場合には、第１の制御方法と異なり、ステップＳ３へと直接移行するが、それ以外のステップＳ４までの処理は第１の制御方法と同一となる。
【００３２】
ステップＳ４で条件が満たされている場合には、第１の制御方法と異なり、ステップＳ２１へと移行して、凍結故障フラグFlagFSの値がチェックされる。このFlagFSは図５に示されるルーチンにより設定される。すなわち、ステップＳ３１で始動時の凍結故障判定により凍結開異常フラグFlagFopか凍結閉異常フラグFlagFclのいずれかが１という条件が満たされるか否かを判定し、満たされる場合には、ステップＳ３２へと移行してFlagFSの値に１をセットする。条件が満たされない場合にはFlagFSの値に０をセットする。
【００３３】
こうして設定されたFlagFSの値が０の場合、つまり始動時に凍結異常が起こっていない場合には、ステップＳ２２へと移行して低温フラグFlagTCの値をチェックする。この処理は第１の制御方法におけるステップＳ２の処理に相当する。FlagTCの値が０である場合には、凍結のおそれなしと判定し、凝縮水排出制御を行わずにステップＳ９へと移行する。一方、FlagTCの値が１の場合には、凍結のおそれありと判定し、ステップＳ５へと移行する。
【００３４】
ステップＳ５では、後述する凝縮水排出制御の継続時間ｔrwと閾値ｔthとを比較する。ｔrwがｔth未満である場合にはステップＳ７へと移行して２次空気供給系をＯＮにし、Ａ／ＦのＦ／Ｂ制御を解除する。具体的にはＡＳＶ１３が閉じているならば開き、ＡＰ１２が停止しているなら作動させることで２次空気供給通路１１内に空気を流通させて掃気することにより、残存していた凝縮水を排気管２１側へと排出する。
【００３５】
ステップＳ５で、ｔrwが凝縮水排出に十分な時間であるｔth以上であると判定された場合にはステップＳ６へと移行してFlagRWに排出完了を示す１をセットして、ステップＳ９へと移行し、ＡＰ１２を停止させてＡＳＶ１３を閉じることで２次空気供給系をＯＦＦにする。
【００３６】
一方、ステップＳ２１でFlagFSの値が１の場合、つまり始動時に凍結異常が起こっていた場合には、ステップＳ２３へと移行して凝縮水排出制御の継続時間ｔrwと閾値ｔth2とを比較する。ここで、ｔth＜ｔth2に設定されている。そして、ｔrwがｔth2未満である場合にはステップＳ７へと移行し、ｔrwがｔth2以上である場合にはステップＳ６へと移行することにより、FlagFSが０でFlagTCが１の場合に比べて長時間２次空気供給通路１１内の強制掃気を行うこととなる。このようにすることで、既に凍結による一時故障が検出された場合は、そうでない場合に比べて長時間の強制掃気を行うことにより凝縮水を確実に排出して次回の始動時における故障の発生を抑制する。
【００３７】
凝縮水排出制御の継続時間の閾値tth、tth2は一定値でもよいが、図６に示されるように外気温Ｔｄが低いほど閾値を大きく設定して掃気時間を長くすることが好ましい。さらに、図７に示されるように、ＡＰ１２の凍結による一時故障と判定された場合には、他のＡＳＶ１３やＲＶ１４の凍結による一時故障と判定された場合に比べて閾値tth2を大きく設定して掃気時間を長くすることが好ましい。ＡＰ１２は、ＡＳＶ１３やＲＶ１４より供給通路１１の上流側に位置し、また、構造上バルブに比べて凝縮水を完全に排出するのに時間を要すると考えられるからである。
【００３８】
外気温Ｔｄは図示していない気温センサ等によって直接測定してもよいし、吸気温ＴＨＡで代用してもよい。凍結予防を確実にするためには、図８に示されるルーチンによって予測した外気温Ｔｄを用いることが好ましい。具体的には、ステップＳ４１で始動時のエンジン冷却水温ＴＨＷＳと吸気温ＴＨＡＳを読込み、ステップＳ４２で前回のタイムステップにおける予測外気温Ｔｄを変数Ｔｄold内に格納する。ステップＳ４３では現在の吸気温ＴＨＡを読み込む。ステップＳ４４、Ｓ４５では、ＴＨＡとＴＨＡＳを比較してＴＨＡＳのほうが低い場合にはＴＨＡをＴＨＡＳで置き換える。ステップＳ４６〜Ｓ４８では、設定したＴＨＡとＴＨＷＳとを比較し、低い方の値をＴｄに設定する。ステップＳ４９、Ｓ５０では、ＴｄとＴｄoldを比較してＴｄoldのほうが低い場合には、ＴｄをＴｄoldで置き換える。この結果、Ｔｄには始動時から現在までの吸気温ＴＨＡの最低温度と始動時のエンジン冷却水温ＴＨＷＳのうち低いほうの温度が設定されることになり、始動後に外気温が変動したり、車両を移動させた場合においても凝縮水排出制御の継続時間を十分に確保することができる。
【００３９】
（第３の制御方法）
図９は第３の制御方法のメインフローチャートである。この制御方法は、第１、第２の制御方法と同様に主に制御装置１０によりエンジンＥＣＵ２３と協働して行われるものであるが、第１、第２の制御方法と異なり、エンジン２の停止後、FlagECが１に設定されるまでの間に所定のタイミングで繰り返し実行されることを特徴とする。
【００４０】
まず、ステップＳ５１では、エンジン２の停止後所定の時間が経過しているか否かをチェックする。停止後所定時間経過前の場合には、排気管２１内に排気ガスが残留している可能性があるため処理を行わずに終了する。停止後所定時間経過していた場合にはステップＳ５２へと移行してエンジン２の停止が暖機後であるか否かをチェックする。暖機後でない場合には、ステップＳ５３へと移行し、FlagECに１をセットして処理を終了する。この場合には、凝縮水排出制御は実行されないことになる。
【００４１】
ステップＳ５４では、凝縮水排出制御の完了フラグFlagRWの値をチェックする。FlagRWの値が１の場合には、ステップＳ５３へと移行してFlagECに１をセットして処理を終了する。そして、FlagRWの値が０の場合には、ステップＳ２１へと移行する。ステップＳ２１〜ステップＳ５４、５５へと至る処理は図４に示される第２の制御方法と同一である。本制御方法ではエンジン２が停止後であるため、第２の制御方法のステップＳ７、Ｓ８におけるエンジン２の燃焼制御が行われないため、これに代えてステップＳ５４、Ｓ５５が実行されている。
【００４２】
この制御方法によれば、エンジン２の停止後に２次空気供給通路１１内を強制的に掃気するため、通路１１内に残存する排気ガス等由来の水分を確実に排出することができる。したがって、次回始動時に凍結故障が起こるおそれを十分に低減することができる。また、エンジン停止直後ではなく、一定時間経過してから掃気を行うことで２次空気供給通路１１の冷却によって管内で凝縮した水分を確実に排出することができる。さらに、エンジン停止状態なので２次空気供給系の作動によってエミッションが悪化することがない。
【００４３】
（第４の制御方法）
図１０は第４の制御方法のフローチャートである。この制御方法は、第１の制御方法に類似するが、第１の制御方法では、ＡＩシステムを強制駆動することで２次空気供給通路１１の掃気を行ったのに対して、本制御方法では、ＡＰ１２を駆動せず、ＡＳＶ１３のみを開くことで掃気を行う点が相違する。
【００４４】
具体的には、図１０に示されるように、図２に示されるフローチャートのステップＳ７、Ｓ９に代えてステップＳ６７、Ｓ６９の処理を行うとともに、ステップＳ４とステップＳ５の間にステップＳ６４の処理を追加している。
【００４５】
すなわち、ステップＳ６７では、ステップＳ７のようにＡＩシステムを駆動するのではなく、ＡＰ１２は停止させたまま、ＡＳＶ１３を開き、Ａ／ＦのＦ／Ｂ制御を解除する。これにより、２次空気供給通路１１を開通させてエアサクションによりエアフィルタ２５を通過した空気の一部が２次空気供給通路１１を通過して排気管２１へと導入されるのを促進し、２次空気供給通路１１内の掃気を行うことで残存していた凝縮水を排気管２１へと排出する。
【００４６】
一方のステップＳ６９は実質的にはステップＳ９と同様であり、ＡＰ１２停止を継続しつつ、ＡＳＶ１３を閉じることで２次空気供給通路１１を遮断し、Ａ／ＦのＦ／Ｂ制御を実行する。
【００４７】
ステップＳ６４では、触媒劣化抑制制御中であるか否かを判定する。排気浄化装置２２を通過する排気ガスの空燃比がリーン、つまり酸素過多の状態では、NOxの吸蔵と、ＣＯ、ＨＣの酸化処理が促進されるが、排気浄化装置２２が高温の状態でこれを行うと、過熱による触媒の劣化が起こりやすい。そこで、燃料カットを禁止して排ガス空燃比がリーンになりすぎる（酸素濃度が高くなりすぎる）のを防止する触媒劣化抑制制御を行う。このときに、２次空気供給系のパージを行うと、パージにより供給された２次空気により排ガス空燃比がリーン化して酸素濃度が上がり、触媒劣化抑制制御が実質的に無効となるため、この制御中にはパージを禁止する必要がある。そこで、制御中の場合には、ステップＳ６９へと移行してパージを行わず、非制御中の場合のみステップＳ５を経てステップＳ６７へと移行することでパージを許可する。
【００４８】
第１の制御方法では、水分除去能力が高い反面、ＡＰ１２の作動時間が増加するので、その耐久信頼性を向上させる必要がある。また、大量の２次空気が供給されるため排気の空燃比がオーバーリーンになりやすく、NOx排出量が悪化しやすい。本制御方法によれば、強制的な掃気ではないため、過剰な２次空気供給が行われず、オーバーリーンになるのを抑制するとともに、ＡＰ１２の作動時間が増加しないので、現在の耐久信頼性で対応可能である。
【００４９】
もちろん、第１〜第３の制御方法においても、触媒劣化抑制制御中の掃気を禁止することが好ましい。ＡＰ１２作動による掃気の場合には、２次空気供給量が過剰になりやすいので、掃気禁止は特に有効である。
【００５０】
（第５の制御方法）
図１１は第５の制御方法のフローチャートである。この制御方法は、第４の制御方法の変形形態であるが、触媒劣化抑制制御中の禁止制御は除外している。さらに、ステップＳ３とステップＳ６９の間にステップＳ７１、Ｓ７２を配置し、ステップＳ６に代えてステップＳ７３を設けている点が第４の制御方法と相違する。
【００５１】
この制御方法においては、ステップＳ７３で凝縮水排出制御の完了フラグFlagRWを１にセットする際に、セットした時点の時刻ｔを変数ｔendに格納している。そして、ステップＳ７１では、こうして設定したｔendと現在時刻ｔとの差（ｔ−ｔend）、つまりパージ終了からの経過時刻を閾値ｔth3と比較する。比較結果がＮＯ、つまり前回のパージから十分な時間が経過していない場合にはステップＳ６９に移行し、ＡＳＶ１３を閉として２次空気供給通路１１を遮断した状態を維持してＡ／ＦのＦ／Ｂ制御を通常制御により制御する。
【００５２】
一方、前回のパージから十分な時間が経過した場合には、再びFlagRWを０にリセットし（ステップＳ７２）、ステップＳ４へと戻ることで、ステップＳ６７へと至り、再度２次空気供給通路１１のパージを実行する。
【００５３】
これにより、一定時間ごとに２次空気供給通路１１のパージを実行するので、暖機後に２次空気供給通路１１に溜まる凝縮水を効果的に除去することができる。その結果、再始動時に２次空気供給通路１１内に残存していた凝縮水が凍結して２次空気供給通路が閉塞するのを抑制する効果が増す。
【００５４】
（第６の制御方法）
図１２は第６の制御方法のフローチャートである。この制御方法は、第２の制御方法に類似するが、第２の制御方法では、ＡＩシステムを強制駆動することで２次空気供給通路１１の掃気を行ったのに対して、本制御方法では、凍結予想箇所に応じてＡＩシステムの強制駆動（ＡＰ１２オン、ＡＳＶ１３開）とＡＰ１２オフ、ＡＳＶ１３開制御を切り替える点が相違する。
【００５５】
具体的には、ステップＳ６７、Ｓ８１を追加してステップＳ５からステップＳ７へ至るのではなく、ステップＳ６７へ至るように経路を変更するとともに、ステップＳ２３からステップＳ７へと至る経路にステップＳ８１を置き、ステップＳ８１の判定結果に応じてステップＳ７またはステップＳ６７へと至るように変更している。
【００５６】
ステップＳ８１では、ＡＰ１２の凍結フラグＸＡＰの値が凍結異常を示す１であるか否かを判定する。図１４はこのＸＡＰの設定ルーチンを説明するフローチャートである。ステップＳ９１では、凍結フラグFlagFSの値をチェックする。判定結果がＹＥＳの場合には、続いてＡＰ１２の凍結故障か否かを判定する（ステップＳ９２）。そしてＡＰ１２の凍結故障（圧力センサ１５の凍結故障を含む）と判定した場合にはステップＳ９３に移行してＸＡＰの値を１にセットする。それ以外の場合には、ステップＳ９４でＸＡＰの値を０にセットしている。
【００５７】
ステップＳ８１でＸＡＰが１と判定された場合には、ＡＳＶ１３より上流側で凍結故障に至った場合と推定されるから、ステップＳ７へと移行し、ＡＩシステムをＯＮにして強制掃気を行うことで短時間で確実に２次空気供給通路１１内のパージを行う。一方、ＸＡＰが０と判定された場合には、ＡＳＶ１３より下流側で凍結故障に至った場合と推定されるから、ステップＳ６７へと移行し、ＡＳＶ１３を開き、エアサクションによる掃気を行うだけで、凝縮水の排出が可能である。これにより、凝縮水排出に必要ない過剰な２次空気供給を抑制することができ、エミッションの劣化を招くことがない。
【００５８】
以上説明した各制御方法における処理ルーチンは、例示にすぎず種々の変形が可能である。例えば処理の結果が同一であれば判定の順序は変更可能である。また、以上説明した制御方法を一部組み合わせた変形形態も本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、暖機後に２次空気供給通路を掃気することで２次空気供給通路および構成部品に付着した凝縮水や管内に残存する水分を排気管へと排出して、機関停止後に２次空気供給系が低温環境下におかれた場合でも構成部品や供給通路の凍結による閉塞、故障を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施される２次空気供給装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る２次空気供給系の制御方法の第１の制御方法のメインフローチャートである。
【図３】図２の制御方法で用いられる低温フラグFlagTCの設定処理を表すフローチャートである。
【図４】本発明に係る２次空気供給系の制御方法の第２の制御方法のメインフローチャートである。
【図５】図２の制御方法で用いられる凍結故障フラグFlagFSの設定処理を表すフローチャートである。
【図６】外気温Ｔｄに対する凝縮水排出制御の継続時間の閾値tth、tth2の設定例を示すグラフである。
【図７】外気温Ｔｄに対する凝縮水排出制御の継続時間の閾値tth、tth2の別の設定例を示すグラフである。
【図８】外気温Ｔｄの予測ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る２次空気供給系の制御方法の第３の制御方法のメインフローチャートである。
【図１０】本発明に係る２次空気供給系の制御方法の第４の制御方法のメインフローチャートである。
【図１１】本発明に係る２次空気供給系の制御方法の第５の制御方法のメインフローチャートである。
【図１２】本発明に係る２次空気供給系の制御方法の第６の制御方法のメインフローチャートである。
【図１３】図１２の処理で用いるフラグＸＡＰの設定ルーチンを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１…２次空気供給装置、２…エンジン、１０…制御装置、１１…２次空気供給通路、１２…エアポンプ、１３…ＡＳＶ（エアスイッチングバルブ）、１４…リード弁（逆止弁）、１５…圧力センサ、１６…配管、１７…電磁弁、２０…吸気管、２１…排気管、２２…排気浄化装置、２３…エンジンＥＣＵ、２４…スロットル、２５…吸気フィルタ、２６…エアフローメータ、２７…吸気温センサ、２８…冷却水温センサ、３１、３２…Ｏ2センサ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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