JP4366692B2 - 内燃機関の二次エア供給システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の二次エア供給システムに関するものである。

内燃機関の排気管には、排気を浄化するための触媒等の排気浄化装置が設けられており、この排気浄化装置の浄化効率を向上させるべく、排気浄化装置の上流側にエアポンプ等の二次エア供給装置を配設し、該二次エア供給装置により排気管に二次エアを供給する技術が従来から提案されている。

ここで、エアポンプは例えばＤＣモータ等により構成されており、ポンプ作動状態では時間の経過に伴いポンプ温度が上昇する。そのため、エアポンプを長時間作動させるとポンプ温度が過剰に上昇し、その温度上昇によりエアポンプの損傷やポンプ寿命の短縮などの不都合が生じるおそれがあった。こうした不都合を解消すべく、エアポンプの作動時間を予め設定し、その作動時間内でエアポンプを作動させるようにした技術がある。

例えば特許文献１では、内燃機関の停止時の冷却水温度と次の始動時の冷却水温度との温度差に応じて内燃機関の停止から始動までの停止時間が短いか否かを判断し、該停止時間が短いと判断された場合に、始動時の冷却水温と吸入空気温との温度差によってエアポンプの作動時間を補正するようにしていた。

しかしながら、上記従来技術では、エアポンプの作動開始前において温度条件等によりポンプ作動時間が可変設定されるものの、エアポンプの作動開始後は単に作動時間が経過するまでエアポンプが作動されるだけである。そのため、エアポンプの作動中に作動状態が変化した場合等にはそれに対応できない。仮にエアポンプの作動状態が高負荷状態に変化した場合には、通常負荷状態での作動時と比べてエアポンプの負担が大きくなり、エアポンプの損傷や寿命短縮などの不都合が生じる。
特開２０００−２４０４３４号公報

本発明は、二次エア供給装置の保護を図りつつ、同二次エア供給装置を適正に作動させることができる内燃機関の二次エア供給システムを提供することを主たる目的とするものである。

請求項１に記載の発明では、二次エア供給装置の作動開始前において当該二次エア供給装置の作動時間が設定され、その作動時間内で二次エア供給装置が作動される。また特に、二次エア供給装置の作動中における作動状況が検出され、その作動状況に基づいて二次エア供給装置の作動時間が補正される。本構成によれば、二次エア供給装置の作動時間が一旦設定された後は不変である従来技術とは異なり、二次エア供給装置の作動状況に応じて作動時間を適宜変更できる。従って、二次エア供給装置の作動開始後に作動状況が変化しても、その作動状況の変化に合わせて二次エア供給装置を作動させることができ、エアポンプ等よりなる二次エア供給装置の保護を図ることができる。

二次エア供給時には、二次エア供給先である排気通路の圧力等に応じて二次エア供給装置の駆動負荷が変化すると考えられる。それ故、請求項１に記載したように、二次エア供給装置の作動状況として二次エア供給装置の駆動負荷を検出し、該駆動負荷に基づいて二次エア供給装置の作動時間を補正すると良い。
作動状況検出手段としてより具体的には、請求項１に記載の発明では、二次エア供給状態で圧力検出手段により検出した二次エア通路内の圧力と、前記二次エア供給状態とは異なる別状態で圧力検出手段により検出した基準圧力とに基づいて駆動負荷が算出される。この場合、二次エア通路内の圧力だけでなく基準圧力も用いて二次エア供給装置の駆動負荷が算出されるため、二次エア供給装置や圧力検出手段（圧力センサ等）が持つ製品公差等が存在したとしてもその製品公差等に影響されることなく精度良く二次エア供給装置の駆動負荷を算出することができる。このとき、二次エア通路内の圧力と基準圧力との差圧に基づいて二次エア供給装置の駆動負荷が算出されると良い。これにより、大気圧等が変動したとしてもその大気圧変動に影響されることなく、駆動負荷が精度良く算出できる。また、二次エア通路を締め切り状態とし、その締め切り状態で検出した締め切り圧を基準圧力とすると良い。

請求項２に記載の発明では、二次エア供給装置の作動開始前において当該二次エア供給装置の作動時間が設定され、その作動時間内で二次エア供給装置が作動される。また特に、二次エア供給装置の作動中における作動状況が検出され、その作動状況に基づいて二次エア供給装置の作動時間が補正される。また、二次エア供給装置の作動状況として二次エア供給装置の駆動負荷を検出し、該駆動負荷に基づいて二次エア供給装置の作動時間を補正する。特に本発明では、作動状況検出手段により検出された二次エア供給装置の駆動負荷が予め定めた基準負荷よりも大きくなる場合に、その差に応じて二次エア供給装置の作動時間が短縮側に補正される。この場合、その都度の駆動負荷に合わせて適度に二次エア供給装置の作動時間を補正することができる。
請求項２に記載の発明における作動状況検出手段としてより具体的には、次の請求項３〜５が考えられる。請求項３に記載の発明では、二次エア供給状態で圧力検出手段により検出した二次エア通路内の圧力に基づいて駆動負荷が算出される。つまり、例えば内燃機関への吸入空気量の増加等により排気通路の圧力が高くなると、それに伴い二次エア通路内の圧力も高くなり、二次エア供給装置の駆動負荷が増加する。従って、二次エア通路内の圧力から二次エア供給装置の駆動負荷を算出することが可能となる。

請求項４に記載の発明では、二次エア供給状態で圧力検出手段により検出した二次エア通路内の圧力と、前記二次エア供給状態とは異なる別状態で圧力検出手段により検出した基準圧力とに基づいて駆動負荷が算出される。この場合、二次エア通路内の圧力だけでなく基準圧力も用いて二次エア供給装置の駆動負荷が算出されるため、二次エア供給装置や圧力検出手段（圧力センサ等）が持つ製品公差等が存在したとしてもその製品公差等に影響されることなく精度良く二次エア供給装置の駆動負荷を算出することができる。このとき、二次エア通路内の圧力と基準圧力との差圧に基づいて二次エア供給装置の駆動負荷が算出されると良い。これにより、大気圧等が変動したとしてもその大気圧変動に影響されることなく、駆動負荷が精度良く算出できる。また、二次エア通路を締め切り状態とし、その締め切り状態で検出した締め切り圧を基準圧力とすると良い。

また、請求項５に記載の発明では、二次エア供給状態での二次エア量に基づいて駆動負荷が算出される。内燃機関への吸入空気量の増加（排気通路の圧力上昇）等により二次エア通路内の圧力も高くなると、二次エア供給装置の駆動負荷が増加するが、このとき二次エア量が減少する。従って、二次エア量から二次エア供給装置の駆動負荷を算出することが可能となる。

請求項６に記載の発明では、二次エア供給装置の作動前条件に基づいて二次エア供給装置の作動時間が設定される。この場合、二次エア供給装置自体の温度や周囲環境の温度等に応じて二次エア供給装置の作動時間が設定されることで、より一層確実に二次エア供給装置の保護を図ることができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１にはＤＣモータ等のアクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１４と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５とが設けられている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる図示しない点火装置を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。

排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられ、この触媒３１の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ３２（リニアＡ／Ｆセンサ、Ｏ2センサ等）が設けられている。また、エンジン１０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水温センサ３３や、エンジンの所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３４が取り付けられている。吸気温センサ３９は、吸気管上流部のエアクリーナ等に設けられ、吸入空気の温度を検出する。

また、二次エア供給システムとして、排気管２４において触媒３１よりも上流側には二次エア配管３５が接続され、その二次エア配管３５の上流部には二次エア供給装置としての二次エアポンプ３６が設けられている。二次エアポンプ３６は例えばＤＣモータ等より構成され、図示しない車載バッテリからの給電を受けて作動する。また、二次エアポンプ３６よりも下流側には、二次エア配管３５を開放又は閉鎖する開閉弁３７が設けられている。二次エアポンプ３６と開閉弁３７との間には、二次エア配管３５内の圧力を検出する圧力センサ３８が設けられている。

上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司るＥＣＵ４０に入力される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１９の燃料噴射量や点火プラグ２５による点火時期を制御する。また、ＥＣＵ４０は、エンジン始動時の触媒３１の早期活性化などを図るべく、二次エアポンプ３６を作動させることにより二次エア供給を実施する。

次に、二次エア供給処理について図２のフローチャートを用いて説明する。図２の処理は、例えば所定の時間周期でＥＣＵ４０により実行される。

先ずステップＳ１０１では、二次エア供給の実行条件が成立しているか否かを判別する。例えば、エンジン始動初期であり、且つ水温が所定温度域にある場合に実行条件が成立したとされる。実行条件が成立していれば、後続のステップＳ１０２に進み、排気管２４への二次エア供給のための各ステップを実行する。また、実行条件が成立していなければ、ステップＳ１０９に進み、二次エア供給停止の状態とする。

ステップＳ１０２では、二次エアポンプ３６の許容作動時間ｔｓａｉを決定する。本実施の形態では、二次エアポンプ３６の作動開始時のポンプ温度を推定し、その推定温度に応じて許容作動時間ｔｓａｉを決定することとしている。具体的には、水温センサ３３の検出値より算出したエンジン水温Ｔｗと吸気温センサ３９の検出値より算出した吸気温Ｔａとを読み込むと共に、それら各温度Ｔｗ，Ｔａのうち高い方をポンプ作動開始時のポンプ温度とする。そして、例えば図３の関係に基づいて、ポンプ温度に対応する許容作動時間ｔｓａｉを算出する。図３によれば、ポンプ温度が高いほど短く、逆にポンプ温度が低いほど長くなるよう許容作動時間ｔｓａｉが算出される。

その後、ステップＳ１０３では、開閉弁３７を開放すると共に二次エアポンプ３６を作動させることにより二次エア供給を開始する。なお、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理は、二次エア供給開始時に１回のみ実施されれば良く、実際には、初回時以降は読み飛ばされる。

ステップＳ１０４では、作動時間カウンタｃｐのカウントアップ操作により二次エア供給開始後におけるポンプ作動時間を計測する（ｃｐ＝ｃｐ前回値＋１）。

ステップＳ１０５では、二次エアポンプ３６の駆動負荷を算出する。本実施の形態では、図４の関係を用い、エアポンプ作動状態での二次エア流量に応じてポンプ駆動負荷を算出する。要するに、二次エアポンプ３６の作動状態下において、例えばエンジン１０への吸入空気量の増加に伴い排気圧力が増大すると、二次エア配管３５内の圧力も高くなり、ポンプ駆動負荷が増大する。このとき、二次エア流量が減少するため、二次エア流量の算出値からポンプ駆動負荷が算出できる。

ここで、二次エア流量を算出するには、基本的に開閉弁３７＝開、二次エアポンプ３６＝ＯＮ（作動）としたときの圧力センサ３８の検出値（二次エア供給圧Ｐｓ）に基づいて二次エア流量を算出すればよいが、二次エアポンプ３６や圧力センサ３８が有する製品公差等に起因する算出精度の低下を防ぐため、本実施の形態では、二次エア供給圧Ｐｓと基準圧との差圧に基づいて二次エア流量を算出する。例えば、開閉弁３７＝閉、二次エアポンプ３６＝ＯＮの状態で基準圧としての締め切り圧Ｐ０を検出しておき、次の（１）式により二次エア流量Ｑａを算出する。

なお、上記（１）式において、ρは流体密度、Ｃは係数、Ａは管路断面積である。流体密度ρは温度特性を持つため、吸気温により流体密度ρを補正する構成とすることも可能である。

その後、ステップＳ１０６では、その都度のポンプ駆動負荷に基づいて作動時間補正量Δｔを算出する。このとき、通常の負荷レベル（基準負荷）からの駆動負荷上昇量を算出すると共に、例えば図５の関係に基づいて、駆動負荷上昇量が大きいほど作動時間補正量Δｔを大きい値とする。ステップＳ１０７では、それまでの許容作動時間ｔｓａｉを作動時間補正量Δｔにより減算補正する（ｔｓａｉ＝ｔｓａｉ前回値−Δｔ）。

ステップＳ１０８では、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉ以上であるか否かを判別する。ｃｐ＜ｔｓａｉの場合、そのまま本処理を終了する。これにより、二次エア供給が継続される。また、ｃｐ≧ｔｓａｉの場合、ステップＳ１０９に進み、開閉弁３７を閉鎖すると共に二次エアポンプ３６の作動を停止することにより二次エア供給を終了する。

図６は、上述した二次エア供給処理の流れをより具体的に示すタイムチャートである。図６には、二次エア供給／供給停止と、ポンプ駆動負荷の変化と、作動時間カウンタｃｐの変化とを示しており、作動時間カウンタｃｐの変化を示すチャート部分には許容作動時間ｔｓａｉを一点鎖線にて図示している。

さて、タイミングｔ１で二次エア供給が開始されると、許容作動時間ｔｓａｉが初期設定されると共に、作動時間カウンタｃｐのカウントアップ操作が開始される。ｔ１以降、ポンプ駆動負荷が上昇し、その後通常の負荷レベルで維持される。このとき、ポンプ駆動負荷が通常の負荷レベルで維持されている状態では、許容作動時間ｔｓａｉの減算補正が行われず、ｔｓａｉ値は初期設定値のまま保持される。

その後、タイミングｔ２で吸入吸気量の増加（排気圧力上昇）等によりポンプ駆動負荷が上昇すると、通常の負荷レベルからの上昇量に応じて許容作動時間ｔｓａｉが減算補正される。そして、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉに到達するタイミングｔ３では、二次エア供給が停止される。

かかる場合、許容作動時間ｔｓａｉを減算補正しない構成（従来構成）であれば、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉの初期設定値に到達するタイミングｔ４で二次エア供給が停止されるのに対し、本実施の形態では、上記の如く許容作動時間ｔｓａｉを減算補正することによりタイミングｔ３で二次エア供給が停止される。従って、二次エア供給中にポンプ駆動負荷が上昇する場合であっても、二次エアポンプ３６に過剰な負荷がかかり、結果としてポンプ寿命が短縮される等の不都合が解消される。

上記のとおり吸入空気量の増加等により二次エアポンプ３６の作動時間が短縮されるが、吸入空気量の増加時には触媒３１の暖機が早められるため、ポンプ作動時間の短縮により触媒３１の暖機不良が生じるといった不都合は生じない。つまり、触媒暖機の観点から言えば、図６において、吸入空気量一定の場合にはタイミングｔ４が触媒３１の暖機完了タイミングとなるのに対し、吸入空気量の増加時にはタイミングｔ３が触媒３１の暖機完了タイミングとなる。この場合、吸入空気量の増加により触媒３１の暖機所要時間が短縮される。上記の如く二次エアポンプ３６の作動時間が短縮されることにより、触媒３１の暖機所要時間に合わせて二次エア供給を行うことが可能となる。

以上詳述した本実施の形態によれば、二次エアポンプ３６の作動中におけるポンプ駆動負荷に基づいて許容作動時間ｔｓａｉを補正するようにしたため、二次エア供給開始後にポンプ駆動負荷が変化しても、その変化に合わせて二次エアポンプ３６を作動させることができる。従って、二次エアポンプ３６の保護を図ることができる。

また、ポンプ駆動負荷の算出パラメータとして用いる二次エア流量Ｑａを、二次エア供給圧Ｐｓと締め切り圧Ｐ０（基準圧力）との差圧に基づいて算出するようにしたため、大気圧の変動、二次エアポンプ３６や圧力センサ３８が持つ製品公差、二次エア配管３５での圧損等に影響されることなく二次エア流量Ｑａが精度良く算出できる。従って、ポンプ駆動負荷を正確に把握し、ひいては二次エアポンプ３６を好適に作動させることができる。

二次エアポンプ３６の作動前条件としてポンプ温度を推定し、その推定温度に応じて二次エアポンプ３６の作動許容時間ｔｓａｉを設定するようにしたため、より一層確実に二次エアポンプ３６の保護を図ることができる。

（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、二次エア供給中におけるポンプ駆動負荷の上昇分（通常の負荷レベルとの差分）に応じて作動時間補正量Δｔを逐次算出し、そのΔｔにより許容作動時間ｔｓａｉを補正したが、本実施の形態では、ポンプ駆動負荷が規定値を超えた時にのみ許容作動時間ｔｓａｉを補正する構成とする。

図７は、本実施の形態における二次エア供給処理を示すフローチャートであり、本処理は前記図２に代えてＥＣＵ４０により実行される。なお、図７の処理は前記図２と重複するステップもあり、重複部分については説明を簡略化する。

先ずステップＳ２０１〜Ｓ２０４では、二次エア供給の実行条件が成立している場合において、二次エアポンプ３６の許容作動時間ｔｓａｉの決定、二次エア供給開始、作動時間カウンタｃｐのカウントアップ操作によるポンプ作動時間の計測、を各々実行する（前記図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同じ）。

その後、ステップＳ２０５では、触媒３１の暖機が完了しているか否かを判別する。このとき、例えばエンジン始動時からの吸入空気量の積算値が所定値に達した時に触媒３１の暖機が完了がしたと判別される。触媒暖機が完了していれば、そのままステップＳ２１０に進み、二次エア供給を停止する。また、触媒暖機が未完了であればステップＳ２０６に進み、二次エア流量に応じて二次エアポンプ３６の駆動負荷を算出する（前記図２のステップＳ１０５と同じ）。

ステップＳ２０７では、前記算出したポンプ駆動負荷が予め定めた規定値ｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、ポンプ駆動負荷≧ｔｈであることを条件にステップＳ２０８に進み、それまでの許容作動時間ｔｓａｉを所定の減算量ｋｔにより減算補正する（ｔｓａｉ＝ｔｓａｉ前回値−ｋｔ）。

その後、ステップＳ２０９では、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉ以上であるか否かを判別する。ｃｐ＜ｔｓａｉの場合、そのまま本処理を終了する。これにより、二次エア供給が継続される。また、ｃｐ≧ｔｓａｉの場合、ステップＳ２１０に進み、開閉弁３７を閉鎖すると共に二次エアポンプ３６の作動を停止することにより二次エア供給を終了する。

図８は、上述した二次エア供給処理の流れをより具体的に示すタイムチャートである。図８には、二次エア供給／供給停止と、ポンプ駆動負荷の変化と、作動時間カウンタｃｐの変化とを示しており、作動時間カウンタｃｐの変化を示すチャート部分には許容作動時間ｔｓａｉを一点鎖線にて図示している。

さて、タイミングｔ１１で二次エア供給が開始されると、許容作動時間ｔｓａｉが初期設定されると共に、作動時間カウンタｃｐのカウントアップ操作が開始される。ｔ１１以降、ポンプ駆動負荷が上昇し、その後通常の負荷レベルで維持される。このとき、ポンプ駆動負荷が通常の負荷レベルで維持されている状態では、許容作動時間ｔｓａｉの減算補正が行われず、ｔｓａｉ値は初期設定値のまま保持される。

その後、吸入吸気量の増加（排気圧力上昇）等によりポンプ駆動負荷が上昇し、ポンプ駆動負荷が規定値ｔｈを超えるタイミングｔ１２〜ｔ１３の期間では、許容作動時間ｔｓａｉが減算補正される。そして、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉに到達するタイミングｔ１４では、二次エア供給が停止される。

以上第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様に、二次エア供給開始後にポンプ駆動負荷が変化しても、その変化に合わせて二次エアポンプ３６を作動させることができる。従って、二次エアポンプ３６の保護を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記第１の実施の形態において、通常の負荷レベル＋α（α＞０）を不感帯として設定しておき、その不感帯を超えてポンプ駆動負荷が上昇した場合に、その時の駆動負荷上昇量に応じて許容作動時間ｔｓａｉを減算補正するようにしても良い。

上記第２の実施の形態では、ポンプ駆動負荷の上昇を判定するための規定値ｔｈを１つ設定したが、これを２段以上設定しても良い。

上記各実施の形態では、ポンプ駆動負荷の上昇時において許容作動時間ｔｓａｉを減算補正することで、二次エアポンプ３６の作動時間短縮を図る構成としたが、これを変更し、ポンプ駆動負荷の上昇時において作動時間カウンタｃｐの値を補正することで、二次エアポンプ３６の作動時間短縮を図るようにしても良い。ここでは、図９，図１０のタイムチャートを用いて説明する。

図９において、タイミングｔ２１で二次エア供給が開始されると、許容作動時間ｔｓａｉが初期設定されると共に、作動時間カウンタｃｐのカウントアップ操作が開始される。ｔ２１以降、ポンプ駆動負荷が上昇し、その後通常の負荷レベルで維持される。このとき、ポンプ駆動負荷が通常の負荷レベルで維持されている状態では、作動時間カウンタｃｐの補正が行われず、予め定めたカウントアップ量でｃｐ値が増加する。

その後、タイミングｔ２２で吸入吸気量の増加（排気圧力上昇）等によりポンプ駆動負荷が上昇すると、許容作動時間ｔｓａｉは初期設定値のまま保持されるのに対し、通常の負荷レベルからの上昇量に応じて作動時間カウンタｃｐの値が増量補正される。そして、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉに到達するタイミングｔ２３では、二次エア供給が停止される。

また、図１０においては、タイミングｔ３１で二次エア供給が開始されると、許容作動時間ｔｓａｉが初期設定されると共に、作動時間カウンタｃｐのカウントアップ操作が開始される。ｔ３１以降、ポンプ駆動負荷が上昇し、その後通常の負荷レベルで維持される。このとき、ポンプ駆動負荷が通常の負荷レベルで維持されている状態では、作動時間カウンタｃｐの補正が行われず、予め定めたカウントアップ量でｃｐ値が増加する。

その後、吸入吸気量の増加（排気圧力上昇）等によりポンプ駆動負荷が上昇し、ポンプ駆動負荷が規定値ｔｈを超えるタイミングｔ３２〜ｔ３３の期間では、許容作動時間ｔｓａｉは初期設定値のまま保持されるのに対し、作動時間カウンタｃｐの値が増量補正される。そして、作動時間カウンタｃｐの値が許容作動時間ｔｓａｉに到達するタイミングｔ３４では、二次エア供給が停止される。

上記図９，図１０の何れの場合であっても、前記第１，第２の実施の形態と同様、二次エアポンプ３６の作動時間が適正に補正できることとなり、結果として二次エアポンプ３６の保護を図ることができる。

上記実施の形態では、二次エア配管３５に圧力センサ３８を設け、その圧力センサ３８の検出値により二次エア流量を算出したが、これに代えて、二次エア配管３５に流量センサを設け、その流量センサの検出値により二次エア流量を算出する構成としても良い。

上記実施の形態では、エアポンプ作動状態での二次エア流量に応じてポンプ駆動負荷を算出したが、これを以下のように変更する。二次エア供給時において、エンジンへの吸入空気量の増加等により排気管２４内の圧力が高くなると、それに伴い二次エア配管３５内の圧力も高くなり、ポンプ駆動負荷が増加する。故に、図１１の（ａ）の関係を用い、圧力センサ３８により検出した二次エア供給圧に基づいてポンプ駆動負荷を算出する。又は、二次エアポンプ３６の駆動回路において電流計測器によりポンプ駆動電流を計測する。そして、図１１の（ｂ）の関係を用い、ポンプ駆動電流に基づいてポンプ駆動負荷を算出する。

締め切り圧Ｐ０と二次エア供給圧Ｐｓとの差圧（Ｐ０−Ｐｓ）に応じてポンプ駆動負荷を算出することも可能である。この場合、「Ｐ０−Ｐｓ」が大きいほど、ポンプ駆動負荷が小さい値として算出される。

上記実施の形態では、エンジン水温Ｔｗと吸気温Ｔａとのうち高い方をポンプ作動前のポンプ温度として推定し、そのポンプ温度に対応させて許容作動時間ｔｓａｉを算出したが、この構成を変更する。例えば、前回のポンプ停止時からの経過時間等に応じて二次エアポンプ３６の作動開始前におけるポンプ温度を推定し、その推定ポンプ温度に対応させて許容作動時間ｔｓａｉを算出しても良い。許容作動時間ｔｓａｉを予め定めた固定値で設定することも可能である。

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。 二次エア供給処理を示すフローチャートである。 ポンプ温度と許容作動時間との関係を示す図である。 二次エア流量とポンプ駆動負荷との関係を示す図である。 駆動負荷上昇量と作動時間補正量との関係を示す図である。 二次エア供給処理の流れを示すタイムチャートである。 第２の実施の形態における二次エア供給処理を示すフローチャートである。 二次エア供給処理の流れを示すタイムチャートである。 二次エア供給処理の流れを示すタイムチャートである。 二次エア供給処理の流れを示すタイムチャートである。 （ａ）は二次エア供給圧とポンプ駆動負荷との関係を示す図であり、（ｂ）はポンプ駆動電流とポンプ駆動負荷との関係を示す図である。

符号の説明

１０…内燃機関としてのエンジン、２４…排気管、３１…排気浄化装置としての触媒、３５…二次エア配管、３６…二次エア供給装置としての二次エアポンプ、３８…圧力検出手段としての圧力センサ、４０…作動状況検出手段及び補正手段としてのＥＣＵ。

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路に二次エアを供給するための二次エア供給装置を備え、二次エア供給装置の作動開始前に当該装置の作動時間を設定し、その作動時間内で二次エア供給装置を作動させるようにした内燃機関の二次エア供給システムにおいて、
   前記二次エア供給装置の作動中における作動状況を検出する作動状況検出手段と、
   前記二次エア供給装置の作動時間を、前記作動状況に基づいて補正する補正手段と、
   を備え、
   前記作動状況検出手段は、前記作動状況として二次エア供給装置の駆動負荷を検出し、前記補正手段は、前記駆動負荷に基づいて二次エア供給装置の作動時間を補正するものであり、
   前記二次エア供給装置から前記排気通路に通じる二次エア通路内の圧力を検出する圧力検出手段を備え、
   前記作動状況検出手段は、二次エア供給状態で前記圧力検出手段により検出した二次エア通路内の圧力と、前記二次エア供給状態とは異なる別状態で前記圧力検出手段により検出した基準圧力とに基づいて前記駆動負荷を算出する手段を備えることを特徴とする内燃機関の二次エア供給システム。
2. 内燃機関の排気通路に二次エアを供給するための二次エア供給装置を備え、二次エア供給装置の作動開始前に当該装置の作動時間を設定し、その作動時間内で二次エア供給装置を作動させるようにした内燃機関の二次エア供給システムにおいて、
   前記二次エア供給装置の作動中における作動状況を検出する作動状況検出手段と、
   前記二次エア供給装置の作動時間を、前記作動状況に基づいて補正する補正手段と、
   を備え、
   前記作動状況検出手段は、前記作動状況として二次エア供給装置の駆動負荷を検出し、
   前記補正手段は、前記作動状況検出手段により検出した二次エア供給装置の駆動負荷が予め定めた基準負荷よりも大きくなる場合に、その差に応じて前記二次エア供給装置の作動時間を短縮側に補正することを特徴とする内燃機関の二次エア供給システム。
3. 前記二次エア供給装置から前記排気通路に通じる二次エア通路内の圧力を検出する圧力検出手段を備え、
   前記作動状況検出手段は、二次エア供給状態で前記圧力検出手段により検出した二次エア通路内の圧力に基づいて前記駆動負荷を算出する手段を備える請求項２に記載の内燃機関の二次エア供給システム。
4. 前記二次エア供給装置から前記排気通路に通じる二次エア通路内の圧力を検出する圧力検出手段を備え、
   前記作動状況検出手段は、二次エア供給状態で前記圧力検出手段により検出した二次エア通路内の圧力と、前記二次エア供給状態とは異なる別状態で前記圧力検出手段により検出した基準圧力とに基づいて前記駆動負荷を算出する手段を備える請求項２に記載の内燃機関の二次エア供給システム。
5. 前記作動状況検出手段は、二次エア供給状態での二次エア量に基づいて前記駆動負荷を算出する手段を備える請求項２に記載の内燃機関の二次エア供給システム。
6. 前記二次エア供給装置の作動前条件に基づいて前記作動時間を設定する請求項１乃至５の何れかに記載の内燃機関の二次エア供給システム。

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