(57)【要約】【課題】  エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できるエア供給装置の制御装置を提供する。【解決手段】  エアを圧送するためのエア圧送ポンプ５１と、エア圧送ポンプ５１が圧送するエアを供給するための二次エア供給配管５４を連通、遮蔽するエアスイッチングバルブ５２とを有して構成されるエア供給装置５０を制御するためのＥＣＵ１Ａであって、エアスイッチングバルブ５２が二次エア供給配管５４を遮蔽している状態でエア圧送ポンプ５１が作動しているときに、二次エア供給配管５４のうち、エア圧送ポンプ５１及びエアスイッチングバルブ５２間のエア供給通路５４内の状態に応じて、このエア供給通路５４内から加圧エアを排出するための制御を行う特定水分排出制御手段を備える。【選択図】  図２
2009052449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアを圧送するためのエア圧送ポンプと、該エア圧送ポンプが圧送するエアを供給するためのエア供給通路を連通、遮蔽する通路開閉手段とを有して構成されるエア供給装置を制御するためのエア供給装置の制御装置であって、
前記通路開閉手段が前記エア供給通路を遮蔽している状態で前記エア圧送ポンプが作動しているときに、前記エア供給通路のうち、前記エア圧送ポンプ及び前記通路開閉手段間のエア供給通路内の状態に応じて、該エア供給通路内から前記エア圧送ポンプを介して加圧エアを排出するための制御を行う特定水分排出制御手段を備えることを特徴とするエア供給装置の制御装置。
【請求項２】
前記特定水分排出制御手段が、前記加圧エアを排出するための制御として、前記エア圧送ポンプを停止させるための制御を行うことを特徴とする請求項１記載のエア供給装置の制御装置。
【請求項３】
前記特定水分排出制御手段が、前記加圧エアを排出するための制御として、前記エア圧送ポンプのエア吸入口とエア吐出口とが入れ替わるように前記エア圧送ポンプを作動させるための制御を行うことを特徴とする請求項１記載のエア供給装置の制御装置。
【請求項４】
前記特定水分排出制御手段が、さらに前記エア圧送ポンプ内から水分を排出すべき所定の条件が満たされている場合に、前記加圧エアを排出するための制御を行うことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のエア供給装置の制御装置。
【請求項５】
前記エア供給装置が内燃機関の排気系に二次エアを供給するためのものであることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のエア供給装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエア供給装置の制御装置に関し、特にエア圧送ポンプ内の水分を排出するためのエア供給装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の排気系に二次エアを供給する技術が知られている。内燃機関の排気系に二次エアを供給すると、触媒で酸化反応の促進を図ることや未燃ガスの後燃えを発生させることができ、これにより排気エミッションの改善等を図ることができる。ところでこの二次エアはエア圧送ポンプによって二次エア供給通路を介して内燃機関の排気系に供給されるが、エア圧送ポンプの停止時にエア圧送ポンプや二次エア供給通路内に水分が残存していると、凍結等により機能上の問題が生じる虞がある。これに対してエア圧送ポンプや二次エア供給通路内から水分を排出するための技術が例えば特許文献１から３までで提案されている。またこのほか本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献４または５で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２７３３１号公報
【特許文献２】特開平０６−１１７２３４号公報
【特許文献３】特開平０６−０１７６４５号公報
【特許文献４】特開２００５−２２６５６９号公報
【特許文献５】特開２００４−１００５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで例えば氷点下の環境温度のもと、水分を多量に含んだ吸気をエア圧送ポンプが吸入していたときにエア圧送ポンプが停止した場合には、エア圧送ポンプ内で水分が凝縮及び凍結し、この結果、エア圧送ポンプの作動不良を発生させる虞があるところ、係る水分の凝縮及び凍結は、機関停止時だけでなく機関運転中にエア圧送ポンプが停止しているときにも発生する虞がある。またエア圧送ポンプが停止したときにエア圧送ポンプ内で既に凍結し始めている水分については、新気を導入しながら導入した新気とともに水分の排出を図るような技術では、エア圧送ポンプ内から排出することは困難であると考えられる。さらに新気を導入しながら導入した新気とともに水分の排出を図るような技術では、新気が含む水分の影響を受けて新たにエア圧送ポンプの作動不良を招く虞もあると考えられる。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できるエア供給装置の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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明はエアを圧送するためのエア圧送ポンプと、該エア圧送ポンプが圧送するエアを供給するためのエア供給通路を連通、遮蔽する通路開閉手段とを有して構成されるエア供給装置を制御するためのエア供給装置の制御装置であって、前記通路開閉手段が前記エア供給通路を遮蔽している状態で前記エア圧送ポンプが作動しているときに、前記エア供給通路のうち、前記エア圧送ポンプ及び前記通路開閉手段間のエア供給通路内の状態に応じて、該エア供給通路内から前記エア圧送ポンプを介して加圧エアを排出するための制御を行う特定水分排出制御手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで通路開閉手段がエア供給通路を遮蔽している状態でエア圧送ポンプが作動している場合には、エア圧送ポンプ及び通路開閉手段間のエア供給通路内でエアが加圧及び昇温され、水分を吸収し易くなる。係る点に着目し、エア圧送ポンプ及び通路開閉手段間のエア供給通路内の状態に応じて、このエア供給通路内からエア圧送ポンプを介して加圧エアを排出するための制御を行うようにした本発明によれば、エア圧送ポンプを介して十分に加圧及び床温された加圧エアを排出することができ、以ってエア圧送ポンプ内の水分を十分に吸収しつつ排出できる。この点、本発明によれば、新気を導入しながら導入した新気とともに水分の排出を図るような技術と比較して、最終的に十分に加圧及び床温された加圧エアを放出することでエア圧送ポンプ内の水分を排出できるので、新気が含む水分の影響を受けることがない点で、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できる。
【０００８】
また本発明によれば、エア供給通路を遮蔽するように通路開閉手段を制御するとともに、エア圧送ポンプを作動させることで、例えば機関停止時や二次エアを供給するためのＡＩ（エアインジェクション）制御の実行終了時に限られず、適宜のタイミングでエア圧送ポンプを介して加圧エアを排出できるようになる点で、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できる。さらに本発明によれば、エア圧送ポンプを介して十分に加圧及び昇温された加圧エアを排出することで、エア圧送ポンプ内で既に凍結し始めている水分も排出できる点で、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できる。
【０００９】
また本発明は前記特定水分排出制御手段が、前記加圧エアを排出するための制御として、前記エア圧送ポンプを停止させるための制御を行ってもよい。具体的には例えば本発明のようにエア圧送ポンプを停止させることで、エア圧送ポンプを介して加圧エアを自然放出させることができ、これによりエア圧送ポンプ内の水分を排出することができる。
【００１０】
また本発明は前記特定水分排出制御手段が、前記加圧エアを排出するための制御として、前記エア圧送ポンプのエア吸入口とエア吐出口とが入れ替わるように前記エア圧送ポンプを作動させるための制御を行ってもよい。また本発明のようにすれば、上述のように自然放出させる場合と比較してさらにエア圧送ポンプを介した加圧エアの放出を促進することができる。
【００１１】
なお、請求項１から３いずれか１項記載の発明において、エア圧送ポンプ及び通路開閉手段間のエア供給通路内の状態に応じて制御を行うにあたり、特定水分排出制御手段は具体的には例えば通路開閉手段がエア供給通路を遮蔽している状態でエア圧送ポンプが作動しているときに、エア圧送ポンプが作動したとき、或いは通路開閉手段がエア供給通路を遮蔽したときから（好ましくはこれらのときのうち、いずれか遅いときから）所定時間が経過した場合に制御を行うようにすることができる。
【００１２】
そしてこの所定時間を、エア圧送ポンプが作動したとき、或いは通路開閉手段がエア供給通路を遮蔽したとき（好ましくはこれらのときのうち、いずれか遅いとき）のエア圧送ポンプ及び通路開閉手段間のエア供給通路内の状態（例えばこのときのエア供給通路内の温度としての吸気温度や圧力など）に応じて、所定時間が経過した時点でこのエア供給通路内のエアが十分加圧及び床温される時間に設定すれば、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できる。
【００１３】
また本発明は前記特定水分排出制御手段が、さらに前記エア圧送ポンプ内から水分を排出すべき所定の条件が満たされている場合に、前記加圧エアを排出するための制御を行ってもよい。これにより、水分を排出する必要がある場合にだけ特定水分排出制御手段による制御が行われるようになる点で、さらに好適にエア圧送ポンプ内の水分を排出できる。
【００１４】
また本発明は前記エア供給装置が内燃機関の排気系に二次エアを供給するためのものであってもよい。すなわちエア供給装置は必ずしも二次エアを供給するためのものに限られないが、具体的には内燃機関の排気系に二次エアを供給するためのエア供給装置につき、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出することができる。なお、この場合、本発明によればエア供給通路を遮蔽するように通路開閉手段を制御することで、エア圧送ポンプ停止後に排気がエア圧送ポンプに流入してくることを防止できることから、排気に含まれる凝縮水の影響を受けることも回避できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エア圧送ポンプ内の水分を好適に排出できるエア供給装置の制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１はＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａで実現されているエア供給装置の制御装置を関連する各構成とともに模式的に示す図である。内燃機関システム１００は吸気系１０と排気系２０と内燃機関３０とエア供給装置５０とを有して構成されている。吸気系１０は吸気を濾過するためのエアクリーナ１１と、エアフロメータ１２と、吸入空気量を調節するためのスロットル弁１３とを有して構成されている。エアフロメータ１２は吸入空気量を計測するための構成であり、吸気温を検出するための吸気温センサ１２ａを内蔵している。排気系２０は内燃機関５０の各気筒から排出される排気を合流させるためのエキゾーストマニホールド２１と、排気を浄化するための触媒２２とを有して構成されている。内燃機関３０には冷却水温を検出するための水温センサ３１が配設されている。
【００１８】
エア供給装置５０はエア圧送ポンプ（以下、単にＡＰと称す）５１と、エアスイッチングバルブ（請求項記載の通路開閉手段に相当。以下、単にＡＳＶと称す）５２と、二次エア吸入配管５３と、二次エア供給配管（請求項記載のエア供給通路に相当）５４とを有して構成されている。なお、図２ではこのエア供給装置５０を単体で模式的に示している。ＡＰ５１はエアを圧送するための構成であり、ＡＰ５１には回転方向を正逆方向に切替可能な電動ポンプが適用されている。またこのＡＰ５１は停止時に二次エア供給配管５４内の圧力が、二次エア吸入配管５３内の圧力（大気圧）よりも高くなっている場合に、二次エア供給配管５４から二次エア吸入配管５３に加圧エアを自然放出するようになっている。
【００１９】
ＡＰ５１はそのエア吸入口５１ａが大気に連通している。本実施例では二次エア吸入配管５３がエア吸入口５１ａと、吸気系１０のうち、エアクリーナ１１よりも下流側、且つエアフロメータ１２よりも上流側の部分とを接続しており、これによりＡＰ５１が大気と連通する。またＡＰ５１は二次エア供給配管５４を介して排気系２０のうち、触媒２２よりも上流側の部分に接続されている。二次エア供給配管５４は本実施例では具体的にはエア吐出口５１ｂとエキゾーストマニホールド２１とを接続しており、さらに二次エア供給配管５４はエキゾーストマニホールド２１側ではエキゾーストマニホールド２１の分岐配管夫々に分岐接続されている。二次エア供給配管５４にはＡＳＶ５２が配設されている。ＡＳＶ５２は二次エア供給配管５４を連通、遮蔽するための構成であり、ＡＳＶ５２は電磁弁で実現されている。またエアＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給配管５４には圧力センサ５５が配設されている。
【００２０】
ＥＣＵ１Ａは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有して構成されるマイクロコンピュータと、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主として内燃機関３０を制御するための構成であり、本実施例では内燃機関３０の図示しない燃料噴射弁などのほか、ＡＰ５１やＡＳＶ５２が制御対象として電気的に接続されている。またＥＣＵ１Ａには吸気温センサ１２ａや、水温センサ３１や、圧力センサ５５などが電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１Ａにはこのほか各種の制御対象やセンサ、スイッチ類が電気的に接続されていてよい。
【００２１】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では内燃機関制御用プログラムや二次エアを供給するためのＡＩ制御用プログラムのほか、以下に示す特定水分排出制御用プログラムも格納している。なお、これらのプログラムは一体として構成されていてもよい。特定水分排出制御用プログラムは、ＡＳＶ５２が二次エア供給配管５４を遮蔽している状態でＡＰ５１が作動しているときに、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給通路５４内の状態に応じて、このエア供給通路５４内から加圧エアを排出するための制御を行うように作成されている。この点、特定水分排出制御用プログラムは本実施例ではさらに具体的には加圧エアを排出するための制御として、ＡＰ５１を停止させるための制御を行うように作成されている。これにより、ＡＰ５１を介して加圧エアを自然放出させることができる。
【００２２】
またＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給通路５４内の状態に応じて、ＡＰ５１を停止させるための制御を行うにあたって、特定水分排出制御用プログラムは本実施例では具体的には、ＡＳＶ５２が二次エア供給通路５４を遮蔽している状態でＡＰ５１が作動しているときに、ＡＳＶ５２が二次エア供給通路５４を遮蔽している状態でＡＰ５１が作動したときから（或いはＡＰ５１が既に作動している場合には、ＡＳＶ５２が二次エア供給通路５４を遮蔽したときから）所定時間αが経過したか否かを判定するとともに、所定時間αが経過した場合にＡＰ５１を停止させるための制御を行うように作成されている。
【００２３】
この所定時間αは、本実施例ではＡＰ５１が作動したとき（或いはＡＰ５１が既に作動している場合には、ＡＳＶ５２が二次エア供給通路５４を遮蔽したとき）の吸気温、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給配管５４の内圧、及び内燃機関３０の冷却水温に応じて、所定時間αが経過した時点でこの二次エア供給配管５４内のエアが十分加圧及び床温される時間に設定されている。このためこの所定時間αが経過したか否かを判定することで、ＡＰ５１内の水分を排出するにあたって、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給通路５４内が十分加圧及び床温された状態になっているか否かを判定できる。本実施例ではＲＯＭがこの所定時間αのマップデータを予め格納している。
【００２４】
またこの特定水分排出制御用プログラムは、さらにＡＰ５１内から水分を排出すべき所定の条件が満たされているか否かを判定するとともに、満たされている場合にＡＰ５１を停止させるための制御を行うように作成されている。この所定の条件は本実施例では具体的には、内燃機関５０始動時の水温や、吸気温や、ＡＩ制御時のＡＰ５１の作動時間や、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給通路５４の内圧や、外気の湿度などによって構成されており、これらの要素すべてが各々の条件を個別に満たしている場合に、ＡＰ５１内から水分を排出すべき所定の条件が満たされることになる。なお、外気の湿度は例えばセンサを用いて検出することができる。本実施例ではマイコンとＲＯＭが格納するプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現され、特にマイコンと特定水分排出制御用プログラムとで特定水分排出制御手段が実現されている。
【００２５】
次にＥＣＵ１Ａで行われる処理を図３に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートには周知技術であることなどから上述の説明で特段明示しなかったプログラムに基づいて行われる処理も含まれているが、本フローチャートに示す処理はすべてＲＯＭに格納されたプログラムに基づき行われる。また本フローチャートに対応した二次エア供給装置５０の状態変化の様子を図４に模式的に示す。ＣＰＵはＡＩ制御の実行を終了する（ステップＳ１１）。このとき、ＣＰＵは二次エア供給通路５２を遮蔽するようにＡＳＶ５２を制御するとともに、ＡＰ５２を停止するための制御を行う。続いてＣＰＵは各種センサの出力から得た検出値等に基づき、前述した所定の条件が成立したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１２）。否定判定であれば、ＡＰ５１内の水分を特段排出する必要がないため、本フローチャートに示す処理を終了する。
【００２６】
一方、肯定判定であれば、ＣＰＵはＡＳＶ５２が二次エア供給通路５２を遮蔽している状態（ＡＳＶ５２閉）で、ＡＰ５１を作動させるための処理を実行する（ステップＳ１３）。続いてＣＰＵはＡＰ５１作動後、所定時間αが経過したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１４）。なお、本ステップに示す処理を実行するにあたって、ＣＰＵはＡＰ５１が作動したときの吸気温、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給配管５４の内圧、及び内燃機関３０の冷却水温を検出する処理を実行するとともに、マップデータから所定時間αを読み込む処理を実行する。ステップＳ１４で否定判定であれば、ステップＳ１４に戻る。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵはＡＰ５１を停止させるための処理を実行する（ステップＳ２１）。これにより、ＡＰ５１を介して十分床温した加圧エアを自然放出させることができ、以ってＡＰ５１内の水分を好適に排出できる。
【００２７】
なお、本フローチャートは例えばステップＳ１１でＡＩ制御の実行を終了する際にＡＰ５１を停止せず、さらにステップＳ１３でＡＰ５１を作動させるための処理を実行しないように変形することなどもできる。このときにはさらにステップＳ１２で否定判定された場合にＡＰ５１を停止するための制御を行うように本フローチャートを変形すれば、ＡＰ５１内の水分を特段排出する必要がないときにはそのままＡＰ５１を停止させることができる。また本フローチャートのようなＡＩ制御の実行終了後に限られず、適宜のタイミングで二次エア供給配管５４を遮蔽するようにＡＳＶ５２を制御するとともにＡＰ５１を作動させることで、ＡＰ５１内の水分を適宜排出することも可能である。以上により、ＡＰ５１内の水分を好適に排出できるＥＣＵ１Ａを実現できる。
【実施例２】
【００２８】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｂは実施例１で前述した特定水分排出制御用プログラムの代わりに以下に示す特定水分排出制御用プログラムをＲＯＭに格納している点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、ＥＣＵ１ＢはＥＣＵ１Ａと同様にＡＰ５１やＡＰ５２を制御対象としている。本実施例に係る特定水分排出制御用プログラムも実施例１前述した特定水分排出制御用プログラムと同様に、ＡＳＶ５２が二次エア供給配管５４を遮蔽している状態でＡＰ５１が作動しているときに、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給通路５４内の状態に応じて、このエア供給通路５４内から加圧エアを排出するための制御を行うように作成されている。
【００２９】
一方、本実施例に係る特定水分排出制御用プログラムは、加圧エアを排出するための制御として、具体的にはＡＰ５１のエア吸入口５１ａとエア吐出口５１ｂとが入れ替わるように、すなわちＡＰ５１の回転方向を正方向から逆方向に切り替えるようにＡＰ５１を逆転作動させるための制御を行うに作成されている点で、実施例１で前述した特定水分排出制御用プログラムと異なるものとなっている。またこれに関連し、この特定水分排出制御用プログラムは、ＡＰ５１が逆転作動してから所定時間βが経過した場合に、ＡＰ５１を停止させるための制御を行うように作成されている。この所定時間βは加圧エアを十分排出することができる時間に予め設定されている。
【００３０】
なお、ＡＰ５１及びＡＳＶ５２間の二次エア供給通路５４内の状態に応じて、ＡＰ５１を逆転作動させるための制御を行うにあたって、本実施例に係る特定水分排出制御用プログラムも所定時間αが経過したか否かを実施例１と同様に判定するように作成されており、この結果、所定時間αが経過した場合にはＡＰ５１を逆転作動させるための制御を行うように作成されている。また、本実施例に係る特定水分排出制御用プログラムもさらにＡＰ５１内から水分を排出すべき所定の条件が実施例１と同様に満たされているか否かを判定するように作成されており、この結果、満たされている場合にはＡＰ５１を逆転作動させるための制御を行うように作成されている。本実施例ではマイコンとＲＯＭが格納するプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現され、特にマイコンと上述の特定水分排出制御用プログラムとで特定水分排出制御手段が実現されている。
【００３１】
次にＥＣＵ１Ｂで行われる処理を図５に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートはステップＳ１４及びＳ２１の間にさらにステップＳ１５及びＳ１６が追加されている点以外、図４に示すフローチャートと同一のものとなっているため、ここでは特にステップＳ１５及びＳ１６について説明する。ステップＳ１４で肯定判定であった場合には、ＣＰＵはＡＰ５１を逆転作動させるための制御を実行する（ステップＳ１５）。これにより、ＡＰ５１を介した加圧エアの放出を促進することができる。続いてＣＰＵはＡＰ５１を逆転作動させた後、所定時間βが経過したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１６）。否定判定であれば、ステップＳ１６に戻る。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵはＡＰ５１を停止させるための処理を実行する（ステップＳ２１）。以上により、エア圧送ポンプ５１内の水分を好適に排出できるＥＣＵ１Ｂを実現できる。
【００３２】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ＥＣＵ１Ａを関連する各構成とともに模式的に示す図である。
【図２】エア供給装置５０を単体で模式的に示す図である。
【図３】ＥＣＵ１Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図４】図３に示すフローチャートに対応した二次エア供給装置５０の状態変化の様子を模式的に示す図である。
【図５】ＥＣＵ１Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ＥＣＵ
１０  吸気系
２０  排気系
３０  内燃機関
５０  エア供給装置
５１  エア圧送ポンプ
５２  エアスイッチングバルブ
５３  二次エア吸入配管
５４  二次エア供給配管
５５  圧力センサ
【図１】
2009052449.tif 000003
【図２】
2009052449.tif 000004
【図３】
2009052449.tif 000005
【図４】
2009052449.tif 000006
【図５】
2009052449.tif 000007