JPH05187227A - 電動エアポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電動エアポンプ壁面温度が凝縮水
分の蒸発温度に上がるまで電動エアポンプの停止を規制
することにより、電動エアポンプ内に凝縮水分が滞留す
ることを防ぐことを目的とする。 【構成】 二次空気供給用の電動エアポンプを備えた内
燃機関の電動エアポンプの制御装置であって、電動エア
ポンプ内の凝縮水発生を検出する凝縮水検出手段と、凝
縮水検出後に凝縮水が蒸発する所定時間は他の条件に優
先して電動エアポンプの運転を続けるエアポンプ作動手
段とを備えることを特徴とする電動エアポンプの制御装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の二次空気供給
に使用される電動エアポンプの制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関から排出される排気エミッショ
ンのうち、ＨＣ、ＣＯは排気系に二次空気を供給するこ
とにより良好に浄化できるため、二次空気供給装置を備
えた種々の内燃機関が公知となっている。更に、二次空
気を排気系に安定して供給するために、エアポンプによ
り排気系に二次空気を圧送するようにした二次空気の供
給装置が、特開昭６３−１８１２２号公報に開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エアポンプはその運転
時、大気圧、大気温度の空気を吸い込み、圧縮して吐き
出している。吐き出し側では空気の圧力は大気圧より高
くなっていることはもちろん、圧縮の過程において空気
の温度は大気温度より高められる。これに対して、前回
のエアポンプの運転からある程度の長時間経過後であれ
ば、エアポンプの壁面温度は運転開始時には、大気温度
と略等しい温度状態にあるため、高温、高圧のエアポン
プ吐き出し側の空気はエアポンプ壁面で冷やされて、空
気中に含まれている水分がエアポンプ壁面に凝縮してし
まう。高温のエアポンプ吐き出し側の空気との熱交換あ
るいは内燃機関の発生する熱により、エアポンプ壁面の
温度がエアポンプ吐き出し側の空気の温度に近づけば、
エアポンプ壁面に空気中に含まれている水分が凝縮する
ことはなくなり、またエアポンプ壁面に既に凝縮してい
る水分も蒸発して空気中に戻り、あるいは空気の流れに
より吹き飛ばされてエアポンプ壁面には存在しなくな
る。しかしながら、従来技術ではエアポンプの運転時期
は排気エミッションの浄化の必要性に基づいて制御する
ものであり、排気エミッションの発生しない内燃機関の
運転停止後はエアポンプの運転は停止されるため、内燃
機関の運転時間が短い場合には、エアポンプ壁面温度が
あまり上昇しない状態、即ちエアポンプ壁面に水分が凝
縮した状態でエアポンプの運転は停止し、エアポンプ内
に水分が滞留する事となる。エアポンプ内に水分が滞留
することにより、エアポンプ壁面の腐食あるいは寒冷地
においてはエアポンプの凍結、二次空気供給通路の凍結
閉塞等の問題が発生することとなる。本発明は上記問題
に鑑み、エアポンプ壁面温度が凝縮水分の蒸発温度に上
がるまでエアポンプの停止を規制することにより、エア
ポンプ内に凝縮水分が滞留することを防ぐことを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明におけるエアポン
プの制御装置は、図１に示すように、二次空気供給用の
電動エアポンプ１１を備えた内燃機関の電動エアポンプ
１１の制御装置であって、電動エアポンプ１１内の凝縮
水発生を検出する凝縮水検出手段１４と、凝縮水検出後
に凝縮水が蒸発する所定時間は他の条件に優先して電動
エアポンプ１１の運転を続けるエアポンプ作動手段１５
とを備えることを特徴とする。

【０００５】

【作用】上記手段により、電動エアポンプ１１壁面温度
が凝縮水分の蒸発温度に上がる所定時間は電動エアポン
プ１１の停止を規制することが出来、電動エアポンプ１
１壁面に空気中に含まれている水分が凝縮することはな
くなる。また、電動エアポンプ１１壁面に既に凝縮して
いる水分も蒸発して空気中に戻り、あるいは空気の流れ
により吹き飛ばされて電動エアポンプ１１内に水分が滞
留することを防ぐことが出来る。

【０００６】

【実施例】続いて、本発明の一実施例について図２、図
３、図４、図５に基づいて以下に説明する。本実施例
は、内燃機関の冷間始動時にコールドエミッション低減
を目的として排気通路に二次空気を供給する二次空気供
給装置を備えた内燃機関に、本発明の構成を適用したも
のである。図２は本実施例の全体構成を示している。Ｖ
型の内燃機関１は、エアクリーナ２を通して吸気通路３
により空気を吸い込むようになっている。また、内燃機
関１で燃焼した後の燃焼ガスは排気通路４を通して触媒
５に導かれ、触媒５により浄化された燃焼ガスは図示し
ない消音器を介して大気中に放出されるようになってい
る。触媒直上流の排気通路４には空燃比フィードバック
制御のための酸素センサ１６が取り付けられている。吸
気通路３のエアクリーナ１の直下流から二次空気供給通
路６が形成され、二次空気供給通路６は切替制御弁７を
介して、排気通路４の排気ポート８に連通するポート二
次空気供給通路９と触媒５下流の排気通路４に連通する
触媒下流二次空気供給通路１０に連通される。切替制御
弁７は図３に示すように（ａ）の位置で二次空気供給通
路６とポート二次空気供給通路９とを連通し、（ｂ）の
位置で二次空気供給通路６と触媒下流二次空気供給通路
１０とを連通する構造になっている。切替制御弁７の上
流の二次空気供給通路６には吸気通路３側から空気を吸
い込み排気通路４側に圧縮して吐き出すように電動エア
ポンプ１１が配されている。内燃機関１には機関温度を
計測する温度センサ１２が取りつけられている。温度セ
ンサ１２の出力はエアポンプ作動手段としてのコントロ
ーラ１３に入力され、コントローラ１３は電動エアポン
プ１１と切替制御弁７に接続され電動エアポンプ１１の
運転と切替制御弁７の位置をそれぞれ制御している。

【０００７】コントローラ１３は図４、図５に示すフロ
ーチャートに基づいて制御を行っており、以下にフロー
チャートに従って電動エアポンプ１１と切替制御弁７の
制御を説明する。内燃機関１の始動時には図４のフロー
チャートに基づいて、冷間始動時であるかどうかを判定
すると共に凝縮水の発生を検出する。Ｓ１では、温度セ
ンサ１２の出力である機関温度が、大気温度より若干高
い程度の所定温度以下であるかどうか判定し、所定温度
以下であればＳ２に進み、所定温度を越えていればＳ３
に進む。Ｓ２では、機関温度が所定温度以下の冷間始動
時であるため、二次空気を排気通路４に供給するため電
動エアポンプ１１の運転を開始することとしてＳ４に進
む。Ｓ３では、機関温度が所定温度を越える温間始動時
であるため、二次空気を排気通路４に供給する必要がな
いため電動エアポンプ１１の運転を行わないこととして
フローを抜ける。Ｓ４では、機関温度が所定温度以下の
冷間始動時であるため、電動エアポンプ１１壁面温度は
大気温度と略等しい状態にあり、電動エアポンプ１１の
運転により凝縮水が発生することを検出してフローを抜
ける。この判定ルーチンと温度センサ１２が本実施例に
おける凝縮水検出手段となる。図４のフローを終了した
時点で、電動エアポンプ１１の運転を開始することにな
っているなら、次に図５のフローチャートに示されるサ
ブルーチンに基づいて電動エアポンプ１１と切替制御弁
７の制御を開始する。Ｓ５では、温度センサ１２の出力
である機関温度が、機関の暖機終了温度以下であるかど
うか判定し、暖機終了温度以下であればＳ６に進み、暖
機終了温度を越えていればＳ７に進む。Ｓ６では、機関
が暖機終了前の状態であり排気ポート８に二次空気を供
給すべく、切替制御弁７の位置を（ａ）に制御してＳ９
に進む。Ｓ７では、機関の暖機が終了した状態であり触
媒５下流に二次空気を供給すべく、切替制御弁７の位置
を（ｂ）に制御してＳ８に進む。Ｓ８では、電動エアポ
ンプ１１の運転開始から、電動エアポンプ１１の温度
が、凝縮水の蒸発する電動エアポンプ１１の温度まで上
昇可能な所定時間経過したかどうかを判定し、経過して
いなければＳ９へ進み、経過していればＳ１０に進む。
Ｓ９では、電動エアポンプ１１の運転を続けることとし
フローを抜ける。Ｓ１０では、電動エアポンプ１１の運
転を停止することとしフローを抜ける。以上のサブルー
チンは内燃機関１の始動後、所定の間隔で繰り返し実行
され、電動エアポンプ１１の停止までは実行される。

【０００８】次に、本実施例の効果について説明する。
内燃機関１の冷間始動時に電動エアポンプ１１により二
次空気が排気ポート８に供給されて、コールドエミッシ
ョンが良好に低減される。また、電動エアポンプ１１は
コールドエミッションの低減の目的からは、内燃機関１
の暖機終了まで運転するだけで良いのであるが、本実施
例においては、電動エアポンプ１１の運転開始から、電
動エアポンプ１１温度が凝縮水の蒸発する電動エアポン
プ１１温度まで上昇可能な所定時間が経過するまでは、
暖機の終了や内燃機関１の停止といった諸条件に関わら
ず、電動エアポンプ１１が停止されることはないため、
電動エアポンプ１１内に凝縮水分が滞留することを防止
できる。また、切替制御弁７により内燃機関１の暖機終
了後、電動エアポンプ１１の運転が継続しており、触媒
５下流に二次空気が供給される場合には、触媒５を通り
抜けた排気ガスを二次空気が更に希釈して浄化する事に
よりエミッションを低減することができる。また、内燃
機関１の暖機終了後は通常空燃比フィードバック制御が
行われるが、酸素センサ１６よりも下流の触媒５下流に
二次空気が供給されるため酸素センサ１６の出力が二次
空気により乱されることはなく、空燃比フィードバック
制御が良好に行われる。

【０００９】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限るものではなく、本発明の
範囲内で種々の実施例が可能なものである。例えば、凝
縮水検出手段は電動エアポンプ１１内部に水分センサを
設けて直接凝縮水を検出するものや、電動エアポンプ１
１の壁面温度を検出して凝縮水が発生する電動エアポン
プ１１の壁面温度かどうか判定するようにしてもよい。
また、電動エアポンプ１１の壁面温度が凝縮水が蒸発す
る所定時間の経過後も、しばらくは電動エアポンプ１１
の運転を継続するようにしてもよく、この場合には、エ
アポンプ内の凝縮水の滞留防止を確実なものとし、電動
エアポンプ１１下流の二次空気通路に凝縮水が留まるこ
とを防いで、始動時に凝縮水の凍結により二次空気通路
が閉塞することも防止できる。また、二次空気の供給時
期や、供給場所も冷間始動時や排気ポート８に限るもの
ではなく、種々の供給時期や、供給場所に関して適用し
うるものであり、要は、特許請求の範囲に示したとお
り、凝縮水検出後に凝縮水が蒸発する所定時間は他の条
件に優先して電動エアポンプ１１の運転を続けるような
電動エアポンプ１１作動手段を設ければよいものであ
る。

【００１０】

【発明の効果】本発明においては、電動エアポンプ壁面
温度が凝縮水分の蒸発温度に上がる所定時間は電動エア
ポンプの停止を規制することにより、電動エアポンプ壁
面に空気中に含まれている水分が凝縮することを防止出
来る。また、このとき電動エアポンプ壁面に既に凝縮し
ている水分は蒸発して空気中に戻り、あるいは空気の流
れにより吹き飛ばされるため、電動エアポンプ内に水分
が滞留することを防ぐことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における、電動エアポンプの制御装置
のクレーム対応図。

【図２】 本発明の一実施例の全体構成図。

【図３】 切替制御弁の作動説明図。

【図４】 コントローラの凝縮水検出ルーチンを示すフ
ローチャート。

【図５】 コントローラの二次空気制御ルーチンを示す
フローチャート。

【符号の説明】

１ ・・・ 内燃機関 ２ ・・・ エアクリーナ ３ ・・・ 吸気通路 ４ ・・・ 排気通路 ５ ・・・ 触媒 ６ ・・・ 二次空気供給通路 ７ ・・・ 切替制御弁 ８ ・・・ 排気ポート ９ ・・・ ポート二次空気供給通路 １０ ・・・ 触媒下流二次空気供給通路 １１ ・・・ 電動エアポンプ １２ ・・・ 温度センサ １３ ・・・ コントローラ １４ ・・・ 凝縮水検出手段 １５ ・・・ エアポンプ作動手段 １６ ・・・ 酸素センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次空気供給用の電動エアポンプを備え
   た内燃機関の電動エアポンプの制御装置であって、電動
   エアポンプ内の凝縮水発生を検出する凝縮水検出手段
   と、凝縮水検出後に凝縮水が蒸発する所定時間は他の条
   件に優先して電動エアポンプの運転を続けるエアポンプ
   作動手段とを備えることを特徴とする電動エアポンプの
   制御装置。