JP2009156195A - Internal combustion engine - Google Patents

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Yuichiro Kaneda
悠一郎 金田
Shinya Kondo
真也 近藤
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine capable of suppressing the shortening of a life. <P>SOLUTION: This internal combustion engine is provided with a secondary air supply means 70 capable of supplying secondary air to an exhaust passage 46 to discharge exhaust gas from a combustion chamber 18, an intake air quantity detection means to detect an intake air quantity of air to take in the combustion chamber 18, an atmospheric air pressure detection means 62 to detect atmospheric air pressure, a setting means 82 to set a determination value with respect to the intake air quantity according to atmospheric air pressure and a secondary air control means 81 to control the work of the secondary air supply means 70 according to the intake air quantity and the determination value. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、排気通路に二次空気を供給する内燃機関に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine that supplies secondary air to an exhaust passage.

一般に、内燃機関においては、排気ガス中の未燃焼炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等の有害物質を酸化、還元させる三元触媒等からなる触媒コンバータが排気通路上に設けられている。この触媒コンバータは、所定の活性化温度以上になることで活性化し、理論空燃比付近で有害物質の十分な浄化効率を得られるものである。   Generally, in an internal combustion engine, there is a catalytic converter including a three-way catalyst that oxidizes and reduces harmful substances such as unburned hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas. It is provided on the exhaust passage. This catalytic converter is activated when it reaches a predetermined activation temperature or higher, and sufficient purification efficiency of harmful substances can be obtained in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio.

ここで、内燃機関の温度が低い条件において冷間始動する場合、一般に吸入空気温度が低く燃料噴霧の微粒化も十分でないので、燃料噴射弁を通じて燃焼室内に供給する燃料の量を増量し、機関燃焼の安定化、暖機の促進を図るのが一般的である。ところが、燃料の噴射量を増量して混合気をリッチ化すれば、排気ガス中の未燃燃料(HC、CO等)も増えることになる。その上、冷間時には触媒の温度が低く、十分に活性化していない。そのため、冷間始動時など、触媒温度が活性化温度に達していないときに混合気をリッチ化する場合には、二次空気供給(AI:Air Injection)制御を実施して、各燃焼室から排出された直後の排気、例えば、排気マニホールド内の排気に二次空気を混入させ、排気ガス中に含まれる未燃燃料成分を再燃焼させる酸化反応、いわゆる、後燃えを促す。このようにして、触媒コンバータの上流において未燃燃料成分の浄化が促進されると共に、その反応熱によって触媒の活性化が早められる。   Here, when the internal combustion engine is cold-started at a low temperature, since the intake air temperature is generally low and the atomization of the fuel spray is not sufficient, the amount of fuel supplied into the combustion chamber through the fuel injection valve is increased. It is common to stabilize combustion and promote warm-up. However, if the fuel injection amount is increased to enrich the mixture, unburned fuel (HC, CO, etc.) in the exhaust gas also increases. In addition, the temperature of the catalyst is low when cold and is not fully activated. Therefore, when the air-fuel mixture is enriched when the catalyst temperature does not reach the activation temperature, such as during cold start, secondary air supply (AI) control is performed to Secondary air is mixed into the exhaust gas immediately after being discharged, for example, exhaust gas in the exhaust manifold, and an oxidation reaction that recombusts unburned fuel components contained in the exhaust gas, so-called afterburning, is promoted. In this way, purification of unburned fuel components is promoted upstream of the catalytic converter, and activation of the catalyst is accelerated by the reaction heat.

このような従来の内燃機関として、例えば、特許文献1に記載の内燃機関の二次空気供給制御装置は、内燃機関の始動時、内燃機関の停止直前の三元触媒における温度相当量としてのエアフローメータによる積算吸気量(吸気量の積算値)と内燃機関の停止時間とにより算出された積算吸気量の初期値に基づき二次空気導入機構(二次空気供給装置)が制御され、二次空気を圧送するエアポンプを駆動することで二次空気が排気通路の上流側から三元触媒に供給されている。これにより、内燃機関の始動時において、排気通路内の三元触媒に二次空気を供給する際、実際の三元触媒の触媒温度の遷移状態に極めて等しい積算吸気量の遷移状態を用いることで、実際の触媒温度を検出することなく、二次空気を三元触媒に過不足なく精度良く供給し三元触媒の早期の活性化を図っている。   As such a conventional internal combustion engine, for example, the secondary air supply control device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 has an air flow as a temperature equivalent amount in a three-way catalyst at the start of the internal combustion engine and immediately before the stop of the internal combustion engine. The secondary air introduction mechanism (secondary air supply device) is controlled based on the initial value of the integrated intake air amount calculated from the integrated intake air amount (integrated value of the intake air amount) by the meter and the stop time of the internal combustion engine. The secondary air is supplied to the three-way catalyst from the upstream side of the exhaust passage by driving the air pump that pumps the air. Thus, when the internal air engine is started, when the secondary air is supplied to the three-way catalyst in the exhaust passage, the transition state of the integrated intake air amount that is extremely equal to the transition state of the catalyst temperature of the actual three-way catalyst is used. Without detecting the actual catalyst temperature, the secondary air is supplied to the three-way catalyst with sufficient accuracy without excess or deficiency, and the three-way catalyst is activated early.

特開2004−76591号公報JP 2004-76591 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載されている内燃機関の二次空気供給制御装置では、例えば、内燃機関に吸入される吸入空気量に対して二次空気供給装置の作動、停止を制御するための判定値を設定し、これに応じて二次空気供給装置のエアポンプの作動、停止をおこなう場合、例えば、この内燃機関を搭載する車両が走行する高度が変動することで、二次空気供給装置の作動期間が長くなってしまったり、不必要な作動、停止の繰り返しをまねいたりするおそれがあった。これにより、例えば、二次空気供給装置のエアポンプなどの劣化が進行しやすくなるおそれがあり、この結果、二次空気供給装置を備えた内燃機関の寿命が低下するおそれがあった。   However, in the secondary air supply control device for an internal combustion engine described in Patent Document 1 described above, for example, to control the operation and stop of the secondary air supply device with respect to the intake air amount sucked into the internal combustion engine. When the air pump of the secondary air supply device is operated and stopped according to the determination value, for example, the altitude at which the vehicle on which the internal combustion engine is mounted fluctuates, so that the secondary air supply device There is a possibility that the operation period of the system becomes longer, or unnecessary operation and stop are repeated. Thereby, for example, there is a possibility that deterioration of an air pump or the like of the secondary air supply device is likely to proceed, and as a result, the life of the internal combustion engine provided with the secondary air supply device may be reduced.

そこで本発明は、寿命の低下を抑制することができる内燃機関を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the internal combustion engine which can suppress the fall of a lifetime.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明による内燃機関は、燃焼室から排気ガスを排出する排気通路に二次空気を供給可能な二次空気供給手段と、前記燃焼室に吸入される空気の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、大気圧力を検出する大気圧力検出手段と、前記大気圧力に基づいて前記吸入空気量に対する判定値を設定する設定手段と、前記吸入空気量と前記判定値とに基づいて前記二次空気供給手段の作動を制御する二次空気制御手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention is provided with a secondary air supply means capable of supplying secondary air to an exhaust passage for discharging exhaust gas from a combustion chamber, and suctioned into the combustion chamber. An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount of air, an atmospheric pressure detecting means for detecting atmospheric pressure, a setting means for setting a determination value for the intake air amount based on the atmospheric pressure, and the intake air Secondary air control means for controlling the operation of the secondary air supply means based on the quantity and the determination value.

請求項2に係る発明による内燃機関では、前記設定手段は、前記吸入空気量の積算値である積算吸入空気量に対する判定値である積算吸入空気量判定値を運転状態に応じて設定する積算吸入空気量判定値設定手段と、前記大気圧力に基づいて前記積算吸入空気量判定値を補正する積算吸入空気量判定値補正手段とを有し、前記積算吸入空気量判定値補正手段は、前記大気圧力が低大気圧力側における前記積算吸入空気量判定値を高大気圧力側における前記積算吸入空気量判定値より小さな値に補正し、前記二次空気制御手段は、前記積算吸入空気量が前記補正後の前記積算吸入空気量判定値より小さい場合に前記二次空気供給手段を作動状態に制御する一方、前記積算吸入空気量が前記補正後の前記積算吸入空気量判定値より大きい場合に前記二次空気供給手段を停止状態に制御することを特徴とする。   In the internal combustion engine according to the second aspect of the invention, the setting means sets an integrated intake air amount determination value that is a determination value for the integrated intake air amount that is an integrated value of the intake air amount, according to an operating state. Air amount determination value setting means; and integrated intake air amount determination value correction means for correcting the integrated intake air amount determination value based on the atmospheric pressure, wherein the integrated intake air amount determination value correction means The integrated intake air amount determination value at a low atmospheric pressure side is corrected to a value smaller than the integrated intake air amount determination value at a high atmospheric pressure side, and the secondary air control means corrects the integrated intake air amount to the correction value. The secondary air supply means is controlled to be in an operating state when it is smaller than the subsequent integrated intake air amount determination value, while before the integrated intake air amount determination value is larger than the corrected integrated intake air amount determination value. And controlling the secondary air supply means to the stop state.

請求項3に係る発明による内燃機関では、前記設定手段は、瞬時の前記吸入空気量である瞬時吸入空気量に対する判定値である瞬時吸入空気量判定値を運転状態に応じて設定する瞬時吸入空気量判定値設定手段と、前記大気圧力に基づいて前記瞬時吸入空気量判定値を補正する瞬時吸入空気量判定値補正手段とを有し、前記瞬時吸入空気量判定値補正手段は、前記大気圧力が高大気圧力側における前記瞬時吸入空気量判定値を低大気圧力側における前記瞬時吸入空気量判定値より大きな値に補正し、前記二次空気制御手段は、前記瞬時吸入空気量が前記補正後の前記瞬時吸入空気量判定値より大きい場合に前記二次空気供給手段を停止状態に制御することを特徴とする。   In the internal combustion engine according to the third aspect of the invention, the setting means sets the instantaneous intake air amount determination value, which is a determination value for the instantaneous intake air amount that is the instantaneous intake air amount, according to the operating state. An amount determination value setting means; and an instantaneous intake air amount determination value correction means for correcting the instantaneous intake air amount determination value based on the atmospheric pressure, wherein the instantaneous intake air amount determination value correction means includes the atmospheric pressure Corrects the instantaneous intake air amount determination value on the high atmospheric pressure side to a value larger than the instantaneous intake air amount determination value on the low atmospheric pressure side, and the secondary air control means adjusts the instantaneous intake air amount after the correction. The secondary air supply means is controlled to be stopped when the instantaneous intake air amount determination value is larger than the value.

本発明に係る内燃機関によれば、大気圧に基づいて吸入空気量に対する判定値を設定する設定手段と、吸入空気量と判定値とに基づいて二次空気供給手段の作動を制御する二次空気制御手段とを備えるので、設定手段が大気圧に基づいて判定値を設定することから、二次空気供給手段の不必要な作動、停止を抑制することができ、寿命の低下を抑制することができる。   According to the internal combustion engine of the present invention, a setting unit that sets a determination value for the intake air amount based on the atmospheric pressure, and a secondary that controls the operation of the secondary air supply unit based on the intake air amount and the determination value. Since the setting means sets the determination value based on the atmospheric pressure, it is possible to suppress unnecessary operation and stop of the secondary air supply means, and to suppress a decrease in life. Can do.

以下に、本発明に係る内燃機関の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。   Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図1は、本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成図、図2は、本発明の実施形態に係るエンジンの二次空気供給装置の概略構成図、図3は、本発明の実施形態に係るエンジンの積算吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明するフローチャート、図4は、本発明の実施形態に係るエンジンの積算吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する線図、図5は、本発明の実施形態に係るエンジンの瞬時吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明するフローチャート、図6は、本発明の実施形態に係るエンジンの瞬時吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する線図である。   1 is a schematic configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a secondary air supply device for an engine according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart for explaining secondary air supply control based on the integrated intake air amount of the engine according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a flowchart for explaining secondary air supply control based on the instantaneous intake air amount of the engine according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is based on the instantaneous intake air amount of the engine according to the embodiment of the present invention. It is a diagram explaining the secondary air supply control.

本実施形態に係る内燃機関としてのエンジン10は、図1、図2に示すように、乗用車、トラックなどの車両に搭載され、後述するインジェクタ41によって燃料噴霧を燃焼室18に直接噴射する多気筒筒内噴射式のエンジンであり、シリンダボア13内に往復運動可能に設けられるピストン14が2往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行う、いわゆる4サイクルエンジンである。   As shown in FIGS. 1 and 2, an engine 10 as an internal combustion engine according to the present embodiment is mounted on a vehicle such as a passenger car or a truck, and a multi-cylinder in which fuel spray is directly injected into a combustion chamber 18 by an injector 41 described later. This is an in-cylinder injection type engine, and performs a series of four strokes consisting of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while a piston 14 provided in a cylinder bore 13 so as to be capable of reciprocating is reciprocated twice. It is a cycle engine.

本実施形態のエンジン10は、いわゆる、多気筒筒内噴射式であって、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結されており、このシリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部にクランクケース15が締結され、このクランクケース15内にクランクシャフト16が回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト16にそれぞれ連結されている。なお、このクランクケース15の底部には、エンジン10の各部に供給されるオイルが貯留されている。   The engine 10 of the present embodiment is a so-called multi-cylinder in-cylinder injection type, in which a cylinder head 12 is fastened on a cylinder block 11, and pistons 14 are attached to a plurality of cylinder bores 13 formed in the cylinder block 11. Each is fitted so that it can move up and down. A crankcase 15 is fastened to the lower part of the cylinder block 11, and a crankshaft 16 is rotatably supported in the crankcase 15. Each piston 14 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 17. Has been. Note that oil supplied to each part of the engine 10 is stored at the bottom of the crankcase 15.

燃焼室18は、シリンダブロック11におけるシリンダボア13の壁面とシリンダヘッド12の下面11a(図2参照)とピストン14の頂面により構成されており、この燃焼室18は、上部(シリンダヘッド12の下面11a)の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。燃焼室18は、燃料と空気との混合気が燃焼可能であり、この燃焼室18の上部、つまり、シリンダヘッド12の下面11aに吸気ポート19及び排気ポート20が対向して形成されており、この吸気ポート19及び排気ポート20に対して吸気弁21及び排気弁22の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁21及び排気弁22は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート19及び排気ポート20を閉止する方向(図1にて上方)に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁21及び排気弁22の上端部に接触している。   The combustion chamber 18 is constituted by the wall surface of the cylinder bore 13 in the cylinder block 11, the lower surface 11 a (see FIG. 2) of the cylinder head 12, and the top surface of the piston 14. 11a) has a pent roof shape that is inclined so that the central portion is higher. In the combustion chamber 18, a mixture of fuel and air can be combusted, and an intake port 19 and an exhaust port 20 are formed facing the upper portion of the combustion chamber 18, that is, the lower surface 11 a of the cylinder head 12, The lower ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are located with respect to the intake port 19 and the exhaust port 20, respectively. The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are supported by the cylinder head 12 so as to be movable in the axial direction, and are urged and supported in a direction (upward in FIG. 1) for closing the intake port 19 and the exhaust port 20. ing. An intake camshaft 23 and an exhaust camshaft 24 are rotatably supported on the cylinder head 12, and the intake cam 25 and the exhaust cam 26 are in contact with upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22.

なお、図示しないが、クランクシャフト16に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト16と吸気カムシャフト23と排気カムシャフト24が連動可能となっている。   Although not shown, the crankshaft sprocket fixed to the crankshaft 16 and the camshaft sprockets respectively fixed to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are wound with endless timing chains. The crankshaft 16, the intake camshaft 23, and the exhaust camshaft 24 can be interlocked.

従って、クランクシャフト16に同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁21及び排気弁22を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート19及び排気ポート20を開閉し、吸気ポート19と燃焼室18、燃焼室18と排気ポート20とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24は、クランクシャフト16が2回転(720度)する間に1回転(360度)するように設定されている。そのため、エンジン10は、クランクシャフト16が2回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が1回転することとなる。   Accordingly, when the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 rotate in synchronization with the crankshaft 16, the intake cam 25 and the exhaust cam 26 move up and down the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at a predetermined timing. 19 and the exhaust port 20 can be opened and closed so that the intake port 19 and the combustion chamber 18 can communicate with the combustion chamber 18 and the exhaust port 20, respectively. In this case, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to rotate once (360 degrees) while the crankshaft 16 rotates twice (720 degrees). Therefore, the engine 10 executes the four strokes of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke while the crankshaft 16 rotates twice. At this time, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to one. It will rotate.

また、このエンジン10の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構(VVT:Variable Valve Timing-intelligent)27,28となっている。この吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の軸端部にVVTコントローラ29,30が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ31,32からの油圧をこのVVTコントローラ29,30の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムスプロケットに対するカムシャフト23,24の位相を変更し、吸気弁21及び排気弁22の開閉時期を進角または遅角することができるものである。この場合、吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気弁21及び排気弁22の作用角(開放期間)を一定としてその開閉時期を進角または遅角する。また、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ33,34が設けられている。   Further, the valve mechanism of the engine 10 is a variable valve timing-intelligent (VVT) mechanism 27 or 28 that controls the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at an optimal opening / closing timing according to the operating state. It has become. The intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 are configured by providing VVT controllers 29 and 30 at the shaft end portions of the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24, and the oil pressure from the oil control valves 31 and 32 is supplied to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24. The phases of the camshafts 23 and 24 with respect to the cam sprockets are changed by acting on advance and retard chambers (not shown) of the VVT controllers 29 and 30, and the opening and closing timings of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are advanced or retarded. Is something that can be done. In this case, the intake / exhaust variable valve operating mechanisms 27, 28 advance or retard the opening / closing timing while keeping the operating angle (opening period) of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 constant. Further, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are provided with cam position sensors 33 and 34 for detecting their rotational phases.

吸気ポート19には、吸気マニホールド35を介してサージタンク36が連結され、このサージタンク36に吸気管37が連結されており、この吸気管37の空気取入口にはエアクリーナ38が取付けられている。そして、このエアクリーナ38の下流側にスロットル弁39を有する電子スロットル装置40が設けられている。また、シリンダヘッド12には、燃焼室18に直接燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射弁)41が装着されており、このインジェクタ41は、吸気ポート19側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。インジェクタ41は、燃料の噴射口が燃焼室18内に開口するように設けられる。各気筒に装着されるインジェクタ41はデリバリパイプ42に連結され、このデリバリパイプ42には高圧燃料供給管43を介して高圧燃料ポンプ(燃料ポンプ)44が連結されている。更に、シリンダヘッド12には、燃焼室18の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ45が装着されている。   A surge tank 36 is connected to the intake port 19 via an intake manifold 35, and an intake pipe 37 is connected to the surge tank 36. An air cleaner 38 is attached to an air intake port of the intake pipe 37. . An electronic throttle device 40 having a throttle valve 39 is provided on the downstream side of the air cleaner 38. The cylinder head 12 is provided with an injector (fuel injection valve) 41 that directly injects fuel into the combustion chamber 18, and the injector 41 is located on the intake port 19 side and is inclined at a predetermined angle in the vertical direction. Are arranged. The injector 41 is provided such that a fuel injection port opens into the combustion chamber 18. An injector 41 attached to each cylinder is connected to a delivery pipe 42, and a high pressure fuel pump (fuel pump) 44 is connected to the delivery pipe 42 via a high pressure fuel supply pipe 43. Further, the cylinder head 12 is provided with a spark plug 45 that is located above the combustion chamber 18 and ignites the air-fuel mixture.

一方、排気ポート20には、排気マニホールド46を介して排気管47が連結されており、この排気管47には排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxなどの有害物質を浄化処理する浄化触媒としての三元触媒48,49が装着されている。また、エンジン10には、クランキングを行うスタータモータ50が設けられており、エンジン始動時に図示しないピニオンギヤがリングギヤと噛み合った後、回転力がピニオンギヤからリングギヤへと伝わり、クランクシャフト16を回転することができる。   On the other hand, an exhaust pipe 47 is connected to the exhaust port 20 via an exhaust manifold 46, and the exhaust pipe 47 is a purification catalyst that purifies harmful substances such as HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas. The three-way catalysts 48 and 49 are mounted. Further, the engine 10 is provided with a starter motor 50 that performs cranking. When an unillustrated pinion gear meshes with the ring gear when the engine is started, the rotational force is transmitted from the pinion gear to the ring gear to rotate the crankshaft 16. Can do.

ところで、車両にはマイクロコンピュータを中心として構成されエンジン10の各部を制御可能な電子制御ユニット(ECU)51が搭載されており、このECU51は、インジェクタ41や点火プラグ45などを制御可能となっている。即ち、吸気管37の上流側には吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサ52及び吸気温センサ53が装着され、また、サージタンク36には吸気圧センサ54が設けられており、計測した燃焼室18に吸入される空気の吸入空気量、吸気温度、吸気圧(吸気管負圧)をECU51に出力している。また、電子スロットル装置40にはスロットルポジションセンサ55が装着されており、現在のスロットル開度をECU51に出力している。ここで、ECU51は、検出されたスロットル開度や吸入空気量に基づいて内燃機関負荷としてのエンジン負荷(負荷率)を算出することができる。アクセルポジションセンサ56は、現在のアクセル開度をECU51に出力している。更に、エンジン10のクランク角度を検出するクランク角センサ57は、検出した各気筒のクランク角度をECU51に出力し、このECU51は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。なおここで、エンジン回転数は、言い換えれば、クランクシャフト16の回転速度に対応し、このクランクシャフト16の回転速度が高くなれば、クランクシャフト16の回転数、すなわち、エンジン10のエンジン回転数も高くなる。   By the way, the vehicle is equipped with an electronic control unit (ECU) 51 that is configured around a microcomputer and can control each part of the engine 10, and the ECU 51 can control the injector 41, the spark plug 45, and the like. Yes. That is, an airflow sensor 52 and an intake air temperature sensor 53 as intake air amount detection means are mounted on the upstream side of the intake pipe 37, and an intake pressure sensor 54 is provided in the surge tank 36, and the measured combustion chamber The intake air amount of intake air, intake air temperature, and intake pressure (intake pipe negative pressure) are output to the ECU 51. In addition, a throttle position sensor 55 is attached to the electronic throttle device 40, and the current throttle opening is output to the ECU 51. Here, the ECU 51 can calculate the engine load (load factor) as the internal combustion engine load based on the detected throttle opening and intake air amount. The accelerator position sensor 56 outputs the current accelerator opening to the ECU 51. Further, a crank angle sensor 57 that detects the crank angle of the engine 10 outputs the detected crank angle of each cylinder to the ECU 51, and the ECU 51 performs an intake stroke, a compression stroke, and an expansion stroke in each cylinder based on the detected crank angle. The exhaust stroke is determined, and the engine speed is calculated. Here, the engine speed corresponds to the rotational speed of the crankshaft 16 in other words. If the rotational speed of the crankshaft 16 increases, the rotational speed of the crankshaft 16, that is, the engine rotational speed of the engine 10 also increases. Get higher.

また、シリンダブロック11にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ58が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU51に出力している。また、各インジェクタ41に連通するデリバリパイプ42には燃料圧力を検出する燃圧センサ59が設けられており、検出した燃料圧力をECU51に出力している。一方、排気管47には、三元触媒48の排気ガス流動方向上流側にエンジン10の空燃比を検出するA/Fセンサ60、排気ガス流動方向下流側に酸素センサ61が設けられている。A/Fセンサ60は、三元触媒48に導入される前の排気ガスの排気ガス空燃比を検出し、検出した空燃比をECU51に出力し、酸素センサ61は、三元触媒48から排出された後の排気ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をECU51に出力している。このA/Fセンサ60により検出された空燃比(推定空燃比)は、吸入空気と燃料とからなる混合ガスの空燃比(理論空燃比)をフィードバック制御するために用いられる。すなわち、A/Fセンサ60は、排気ガス中の酸素濃度と未燃ガス濃度から排気空燃比をリッチ域からリーン域までの全域にわたり検出し、これをECU51にフィードバックすることにより燃料噴射量を補正し、燃焼を運転状態に合わせた最適な燃焼状態に制御可能となる。   The cylinder block 11 is provided with a water temperature sensor 58 that detects the engine cooling water temperature, and outputs the detected engine cooling water temperature to the ECU 51. The delivery pipe 42 communicating with each injector 41 is provided with a fuel pressure sensor 59 that detects the fuel pressure, and outputs the detected fuel pressure to the ECU 51. On the other hand, the exhaust pipe 47 is provided with an A / F sensor 60 that detects the air-fuel ratio of the engine 10 upstream of the three-way catalyst 48 in the exhaust gas flow direction, and an oxygen sensor 61 downstream of the exhaust gas flow direction. The A / F sensor 60 detects the exhaust gas air-fuel ratio of the exhaust gas before being introduced into the three-way catalyst 48, outputs the detected air-fuel ratio to the ECU 51, and the oxygen sensor 61 is discharged from the three-way catalyst 48. Thereafter, the oxygen concentration of the exhaust gas is detected, and the detected oxygen concentration is output to the ECU 51. The air-fuel ratio (estimated air-fuel ratio) detected by the A / F sensor 60 is used for feedback control of the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) of the mixed gas composed of intake air and fuel. That is, the A / F sensor 60 detects the exhaust air-fuel ratio from the rich range to the lean range from the oxygen concentration in the exhaust gas and the unburned gas concentration, and feeds this back to the ECU 51 to correct the fuel injection amount. Thus, the combustion can be controlled to an optimum combustion state that matches the operating state.

従って、ECU51は、検出した燃料圧力に基づいてこの燃料圧力が所定圧力となるように高圧燃料ポンプ44を駆動すると共に、検出した吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量(燃料噴射時間)、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ41及び点火プラグ45を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。また、ECU51は、検出した排気ガスの酸素濃度をフィードバックして空燃比がストイキ(理論空燃比)となるように燃料噴射量を補正している。   Therefore, the ECU 51 drives the high-pressure fuel pump 44 based on the detected fuel pressure so that the fuel pressure becomes a predetermined pressure, and also detects the detected intake air amount, intake air temperature, intake pressure, throttle opening, accelerator opening. The fuel injection amount (fuel injection time), the injection timing, the ignition timing, etc. are determined based on the engine operating state such as the engine speed and the engine coolant temperature, and the injector 41 and the spark plug 45 are driven to perform the fuel injection and ignition. Execute. Further, the ECU 51 feeds back the detected oxygen concentration of the exhaust gas to correct the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric (theoretical air-fuel ratio).

また、ECU51は、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構27,28を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート19または燃焼室18に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部EGR率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁21の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート19に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁21の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。   The ECU 51 can control the intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 based on the engine operating state. That is, when the temperature is low, the engine is started, the engine is idle, or the load is light, the exhaust gas blows back into the intake port 19 or the combustion chamber 18 by eliminating the overlap between the exhaust valve 22 closing timing and the intake valve 21 opening timing. Reduce the amount to enable stable combustion and improved fuel efficiency. Further, at the time of medium load, by increasing the overlap, the internal EGR rate is increased to improve the exhaust gas purification efficiency, and the pumping loss is reduced to improve the fuel consumption. Further, at the time of high-load low-medium rotation, the closing timing of the intake valve 21 is advanced, thereby reducing the amount of intake air that blows back to the intake port 19 and improving the volume efficiency. At the time of high load and high rotation, the closing timing of the intake valve 21 is retarded in accordance with the rotation speed, so that the timing is adjusted to the inertial force of the intake air and the volume efficiency is improved.

ここで、本実施形態のエンジン10は、例えば、温度が低い条件において冷間始動する場合、一般に吸入空気温度が低く燃料噴霧の微粒化も十分でないので、インジェクタ41を通じて燃焼室18内に供給する燃料の量を増量し、機関燃焼の安定化、暖機の促進を図るのが一般的である。ところが、燃料の噴射量を増量して混合気をリッチ化すれば、排気ガス中の未燃燃料(HC、CO等)も増えることになる。その上、冷間時には三元触媒48,49の温度が低く、十分に活性化していない。そのため、冷間始動時など、触媒温度が活性化温度に達していないときに混合気をリッチ化する場合には、いわゆる二次空気供給(AI:Air Injection)制御を実施して、各燃焼室18から排出された直後の排気、つまり、燃焼室18から排気ガスを排出する排気通路としての排気ポート20や排気マニホールド46内の排気に空気を混入させ、排気ガス中に含まれる未燃燃料成分を再燃焼させる酸化反応、いわゆる、後燃えを促す。このようにして、三元触媒48の上流において未燃燃料成分の浄化が促進されると共に、その反応熱によって触媒の活性化が早められる。   Here, for example, when the engine 10 of the present embodiment is cold-started under a low temperature condition, the intake air temperature is generally low and the atomization of the fuel spray is not sufficient, so the fuel spray is supplied into the combustion chamber 18 through the injector 41. Generally, the amount of fuel is increased to stabilize engine combustion and promote warm-up. However, if the fuel injection amount is increased to enrich the mixture, unburned fuel (HC, CO, etc.) in the exhaust gas also increases. In addition, the temperature of the three-way catalysts 48 and 49 is low when cold and is not fully activated. For this reason, when the air-fuel mixture is enriched when the catalyst temperature does not reach the activation temperature, such as during cold start, so-called secondary air supply (AI) control is performed and each combustion chamber is controlled. Exhaust gas immediately after being exhausted from the exhaust gas 18, that is, exhaust gas in the exhaust port 20 serving as an exhaust passage for exhausting the exhaust gas from the combustion chamber 18 and exhaust gas in the exhaust manifold 46, unburned fuel components contained in the exhaust gas It promotes the so-called after-burning oxidation reaction. In this way, purification of unburned fuel components is promoted upstream of the three-way catalyst 48, and activation of the catalyst is accelerated by the reaction heat.

具体的には、エンジン10は、燃焼室18から排気ガスを排出する排気通路としての排気マニホールド46内(燃焼室18から三元触媒48までの間)に外気を二次空気として供給可能な二次空気供給手段としての二次空気供給装置70を備える。二次空気供給装置70は、二次空気導入通路71と、エアフィルタ72と、空気圧送手段としてのエアポンプ73と、開閉弁75と逆止弁76とを有するコンビネーションバルブ74と、吸気圧導入通路77と、切換弁78と、二次空気圧力センサ79とを備える。   Specifically, the engine 10 can supply outside air as secondary air into the exhaust manifold 46 (between the combustion chamber 18 and the three-way catalyst 48) as an exhaust passage for discharging exhaust gas from the combustion chamber 18. A secondary air supply device 70 is provided as secondary air supply means. The secondary air supply device 70 includes a secondary air introduction passage 71, an air filter 72, an air pump 73 as a pneumatic feeding means, a combination valve 74 having an on-off valve 75 and a check valve 76, and an intake pressure introduction passage. 77, a switching valve 78, and a secondary air pressure sensor 79.

二次空気導入通路71は、排気マニホールド46内の二次空気を導入するためのものである。二次空気導入通路71は、排気ガスの流動方向(排気方向)に対してA/Fセンサ60より上流側にて、排気マニホールド46の排気枝通路部が集合する集合通路部に一端が接続されている。   The secondary air introduction passage 71 is for introducing secondary air in the exhaust manifold 46. One end of the secondary air introduction passage 71 is connected to the collecting passage portion where the exhaust branch passage portions of the exhaust manifold 46 gather on the upstream side of the A / F sensor 60 with respect to the flow direction (exhaust direction) of the exhaust gas. ing.

エアフィルタ72は、二次空気導入通路71に導入される外気中の異物を除去するものであり、二次空気の導入方向に対して二次空気導入通路71の最上流側の他端部に設けられている。   The air filter 72 removes foreign matters in the outside air introduced into the secondary air introduction passage 71, and is disposed at the other end portion on the most upstream side of the secondary air introduction passage 71 with respect to the direction of introduction of the secondary air. Is provided.

エアポンプ73は、排気マニホールド46内に導入される二次空気(外気)を圧送するものであり、二次空気の導入方向に対して二次空気導入通路71のエアフィルタ72より下流側に設けられている。エアポンプ73は、電気モータを駆動源として作動するポンプでありECU51に電気的に接続されており、このECU51によりその駆動が制御されている。   The air pump 73 pumps the secondary air (outside air) introduced into the exhaust manifold 46, and is provided downstream of the air filter 72 in the secondary air introduction passage 71 with respect to the direction of introduction of the secondary air. ing. The air pump 73 is a pump that operates using an electric motor as a drive source, and is electrically connected to the ECU 51, and the driving of the ECU 51 is controlled by the ECU 51.

コンビネーションバルブ74は、二次空気の導入方向に対して二次空気導入通路71のエアポンプ73より下流側に設けられている。このコンビネーションバルブ74は、二次空気導入通路71を開閉する圧力駆動型の開閉弁75及びその下流側の逆止弁76が一体化され構成されている。逆止弁76は、エアポンプ73から排気マニホールド46へ向かう順方向の流体の流れのみを許容し、逆方向の流れを阻止するための弁機構である。   The combination valve 74 is provided on the downstream side of the air pump 73 in the secondary air introduction passage 71 with respect to the introduction direction of the secondary air. The combination valve 74 is configured by integrating a pressure-driven on-off valve 75 that opens and closes the secondary air introduction passage 71 and a check valve 76 on the downstream side thereof. The check valve 76 is a valve mechanism for allowing only a forward fluid flow from the air pump 73 to the exhaust manifold 46 and preventing a reverse flow.

つまり、二次空気導入通路71は、二次空気の導入方向に対して上流側から順に、エアフィルタ72、エアポンプ73、コンビネーションバルブ74の開閉弁75及びコンビネーションバルブ74の逆止弁76が設けられる。   That is, the secondary air introduction passage 71 is provided with the air filter 72, the air pump 73, the opening / closing valve 75 of the combination valve 74, and the check valve 76 of the combination valve 74 in order from the upstream side with respect to the introduction direction of the secondary air. .

吸気圧導入通路77は、一端がコンビネーションバルブ74の開閉弁75に接続される一方、他端が吸気通路としての吸気マニホールド35に接続される。そして、吸気圧導入通路77は、その経路中に切換弁78が設けられている。言い換えれば、コンビネーションバルブ74の開閉弁75は、吸気圧導入通路77を介して吸気マニホールド35に接続され、その途中に切換弁78が設けられている。   One end of the intake pressure introduction passage 77 is connected to the on-off valve 75 of the combination valve 74, and the other end is connected to the intake manifold 35 as an intake passage. The intake pressure introduction passage 77 is provided with a switching valve 78 in the passage. In other words, the opening / closing valve 75 of the combination valve 74 is connected to the intake manifold 35 via the intake pressure introduction passage 77, and a switching valve 78 is provided in the middle thereof.

切換弁78は、例えば、電磁駆動型の切換弁が用いられ、コンビネーションバルブ74の開閉弁75の駆動圧力を大気圧と吸気圧との間で切換えるものである。切換弁78は、ECU51に電気的に接続されており、このECU51によりその駆動が制御されている。   As the switching valve 78, for example, an electromagnetic drive type switching valve is used, and the driving pressure of the on-off valve 75 of the combination valve 74 is switched between the atmospheric pressure and the intake pressure. The switching valve 78 is electrically connected to the ECU 51, and its driving is controlled by the ECU 51.

二次空気圧力センサ79は、二次空気導入通路71のエアポンプ73と開閉弁75との間に設けられており、二次空気導入通路71を流動する二次空気の圧力を計測し、計測した二次空気圧力をECU51に出力している。   The secondary air pressure sensor 79 is provided between the air pump 73 and the on-off valve 75 of the secondary air introduction passage 71, and measures and measures the pressure of the secondary air flowing through the secondary air introduction passage 71. Secondary air pressure is output to the ECU 51.

したがって、二次空気供給装置70は、二次空気を排気マニホールド46内に導入する場合には、ECU51による制御によって切換弁78を吸気圧導入位置である「ON(オン)位置」に切り換えることで、開閉弁75に吸気圧が導入され開閉弁75が開弁される。これにより、二次空気供給装置70は、エアポンプ73によって吐出された二次空気が開閉弁75を通過して逆止弁76側に流れ、その圧力によって逆止弁76が開弁され、二次空気が排気マニホールド46内に導入される。   Accordingly, when the secondary air is introduced into the exhaust manifold 46, the secondary air supply device 70 switches the switching valve 78 to the “ON position” that is the intake pressure introduction position under the control of the ECU 51. Then, the intake pressure is introduced into the on-off valve 75, and the on-off valve 75 is opened. Thereby, in the secondary air supply device 70, the secondary air discharged by the air pump 73 passes through the on-off valve 75 and flows to the check valve 76 side, and the check valve 76 is opened by the pressure. Air is introduced into the exhaust manifold 46.

一方、二次空気供給装置70は、二次空気の導入を停止する場合には、ECU51による制御によって、エアポンプ73が停止されると共に、切換弁78を大気圧導入位置である「OFF(オフ)位置」に切り換えることで、開閉弁75に大気圧が導入され開閉弁75が閉弁される。これにより、二次空気供給装置70は、排気マニホールド46内への二次空気の導入が停止されると共に、逆止弁76に二次空気の圧力が作用しなくなり排気マニホールド46側の圧力が高くなるため、逆止弁76が自動的に閉弁され、排気マニホールド46内の排気ガスがエアポンプ73側に逆流することが防止される。   On the other hand, when the secondary air supply device 70 stops the introduction of the secondary air, the air pump 73 is stopped by the control of the ECU 51, and the switching valve 78 is set to the atmospheric pressure introduction position “OFF (off)”. By switching to “position”, the atmospheric pressure is introduced into the on-off valve 75 and the on-off valve 75 is closed. As a result, the secondary air supply device 70 stops the introduction of the secondary air into the exhaust manifold 46, and the pressure of the secondary air does not act on the check valve 76 and the pressure on the exhaust manifold 46 side is high. Therefore, the check valve 76 is automatically closed, and the exhaust gas in the exhaust manifold 46 is prevented from flowing back to the air pump 73 side.

上記のように構成されるエンジン10では、ピストン14がシリンダボア13内を下降することで、吸気ポート19を介して燃焼室18内に空気が吸入され(吸気行程)、このピストン14が吸気行程下死点を経てシリンダボア13内を上昇することで空気が圧縮される(圧縮行程)。このとき、吸気行程又は圧縮行程にてインジェクタ41から燃焼室18内へ燃料が噴射され、この燃料と空気とが混合して混合気を形成する。そして、ピストン14が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ45により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン14を下降させる(膨張行程)。燃焼後の混合気は、ピストン14が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート20を介して排気ガスとして放出される(排気行程)。このピストン14のシリンダボア13内での往復運動は、コネクティングロッド17を介してクランクシャフト16に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン14は、カウンタウェイトと共にクランクシャフト16が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト16の回転に伴ってシリンダボア13内を往復する。このクランクシャフト16が2回転することで、ピストン14はシリンダボア13を2往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行い、燃焼室18内で1回の爆発が行われる。   In the engine 10 configured as described above, when the piston 14 descends in the cylinder bore 13, air is sucked into the combustion chamber 18 through the intake port 19 (intake stroke), and the piston 14 falls under the intake stroke. The air is compressed by moving up in the cylinder bore 13 through the dead center (compression stroke). At this time, fuel is injected into the combustion chamber 18 from the injector 41 in the intake stroke or compression stroke, and this fuel and air mix to form an air-fuel mixture. When the piston 14 approaches the top dead center of the compression stroke, the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 45, the air-fuel mixture burns, and the piston 14 is lowered by the combustion pressure (expansion stroke). The air-fuel mixture after combustion is discharged as exhaust gas through the exhaust port 20 when the piston 14 rises again toward the top dead center of the intake stroke via the expansion stroke bottom dead center (exhaust stroke). The reciprocating motion of the piston 14 in the cylinder bore 13 is transmitted to the crankshaft 16 through the connecting rod 17, where it is converted into a rotational motion and taken out as an output. When 16 further rotates due to inertial force, the cylinder bore 13 reciprocates as the crankshaft 16 rotates. By rotating the crankshaft 16 twice, the piston 14 reciprocates the cylinder bore 13 twice, during which a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke is performed, and once in the combustion chamber 18. Explosion takes place.

このとき、ECU51は、上述のようにこのエンジン10の冷間始動時など、三元触媒48,49が十分に活性化していない状態にて、二次空気供給装置70のエアポンプ73や切換弁78の駆動を制御することで、排気マニホールド46内に二次空気を供給し、これにより、二次空気中の酸素が未燃燃料成分を再燃焼させることができるので、排気ガスの浄化及び触媒の暖機を行うことができる。そして、ECU51は、三元触媒48,49が暖機され十分に活性化すると、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御し二次空気の供給を停止(終了)する。   At this time, the ECU 51 performs the air pump 73 and the switching valve 78 of the secondary air supply device 70 in a state where the three-way catalysts 48 and 49 are not sufficiently activated, such as when the engine 10 is cold started as described above. By controlling the driving of the exhaust gas, secondary air is supplied into the exhaust manifold 46, whereby oxygen in the secondary air can recombust unburned fuel components. Warm-up can be performed. When the three-way catalysts 48 and 49 are warmed up and sufficiently activated, the ECU 51 controls the driving of the air pump 73 and the switching valve 78 to stop (end) the supply of secondary air.

なお、ECU51による二次空気供給制御を停止(終了)するか否かの判定は、種々の判定方法で判定することができる。ここでは、ECU51は、エアフローセンサ52により検出される吸入空気量の積算値である積算吸入空気量が所定の積算吸入空気量判定値に達したか否かによって二次空気供給制御を停止(終了)するか否かを判定することができる。つまり、ECU51は、例えば、エアフローセンサ52により検出される吸入空気量のエンジン始動開始からの積算吸入空気量を求め、積算吸入空気量が所定の積算吸入空気量判定値に達したと判定された場合には、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御し、エアポンプ73を停止させると共に切換弁78を「OFF(オフ)位置」に切り換え、二次空気供給装置70による二次空気供給制御を停止する制御を実行する。   Whether or not the secondary air supply control by the ECU 51 is to be stopped (terminated) can be determined by various determination methods. Here, the ECU 51 stops (ends) the secondary air supply control depending on whether or not the integrated intake air amount that is the integrated value of the intake air amount detected by the air flow sensor 52 has reached a predetermined integrated intake air amount determination value. ) Can be determined. That is, for example, the ECU 51 obtains an integrated intake air amount from the start of engine start of the intake air amount detected by the air flow sensor 52, and determines that the integrated intake air amount has reached a predetermined integrated intake air amount determination value. In this case, the driving of the air pump 73 and the switching valve 78 is controlled to stop the air pump 73 and the switching valve 78 is switched to the “OFF (off) position” to stop the secondary air supply control by the secondary air supply device 70. Execute control to

また、ここではECU51は、エアフローセンサ52により検出される瞬時の吸入空気量である瞬時吸入空気量が所定の瞬時吸入空気量判定値より大きいと判定された場合には、エアポンプ73を停止し二次空気供給装置70による二次空気供給制御を停止する。これにより、例えば、瞬間的な吸入空気量が比較的に大きくなった場合に二次空気の供給を一時的に停止し二次空気流量(以下、特に断りのない限り単に「AI流量」と略記する)を抑制することができる。なお、ECU51は、積算吸入空気量がまだ所定の積算吸入空気量判定値に達していない場合には瞬時吸入空気量が所定の瞬時吸入空気量判定値より小さくなった際にエアポンプ73を再び作動させ二次空気供給制御を再開する。つまり、この二次空気供給装置70は、積算吸入空気量がまだ所定の積算吸入空気量判定値に達していない条件において、瞬時吸入空気量が所定の瞬時吸入空気量判定値以下である場合にECU51の制御によりエアポンプ73を作動し二次空気を供給する制御を実行する一方、瞬時吸入空気量が所定の瞬時吸入空気量判定値より大きい場合にECU51の制御によりエアポンプ73を一時的に停止し二次空気供給を一時的に停止する制御を実行する。   Here, the ECU 51 stops the air pump 73 when the instantaneous intake air amount that is the instantaneous intake air amount detected by the air flow sensor 52 is determined to be larger than a predetermined instantaneous intake air amount determination value. The secondary air supply control by the secondary air supply device 70 is stopped. Thus, for example, when the instantaneous intake air amount becomes relatively large, the supply of the secondary air is temporarily stopped, and the secondary air flow rate (hereinafter simply referred to as “AI flow rate” unless otherwise specified). Can be suppressed. The ECU 51 operates the air pump 73 again when the instantaneous intake air amount becomes smaller than the predetermined instantaneous intake air amount determination value when the integrated intake air amount has not yet reached the predetermined integrated intake air amount determination value. The secondary air supply control is resumed. That is, this secondary air supply device 70 is used when the instantaneous intake air amount is equal to or less than the predetermined instantaneous intake air amount determination value under the condition that the integrated intake air amount has not yet reached the predetermined integrated intake air amount determination value. While controlling the ECU 51 to operate the air pump 73 to supply secondary air, the ECU 51 temporarily stops the air pump 73 when the instantaneous intake air amount is larger than a predetermined instantaneous intake air amount determination value. Control to temporarily stop the secondary air supply is executed.

ここでエアフローセンサ52によって検出される瞬時吸入空気量とは、例えば、エアフローセンサ52が検出することができる最小単位時間あたりの吸入空気量である。一方、エアフローセンサ52によって検出される積算吸入空気量とは、吸入空気量(瞬時吸入空気量)を積算した量であり、ECU51は、エアフローセンサ52によって検出される吸入空気量(瞬時吸入空気量)を積算すると共にこの積算吸入空気量を後述の記憶部88に記憶することができる。言い換えれば、積算吸入空気量は、二次空気の供給が開始されてからエアフローセンサ52により検出された吸入空気量を積算したものである。   Here, the instantaneous intake air amount detected by the air flow sensor 52 is, for example, the intake air amount per unit time that can be detected by the air flow sensor 52. On the other hand, the integrated intake air amount detected by the air flow sensor 52 is an amount obtained by integrating the intake air amount (instantaneous intake air amount), and the ECU 51 detects the intake air amount (instantaneous intake air amount) detected by the air flow sensor 52. ) And the accumulated intake air amount can be stored in the storage unit 88 described later. In other words, the integrated intake air amount is obtained by integrating the intake air amount detected by the air flow sensor 52 after the supply of secondary air is started.

ところで、エンジン10の二次空気供給装置70は、例えば、上述の積算吸入空気量判定値や瞬時吸入空気量判定値を固定の判定値とした場合、このエンジン10を搭載する車両が走行する高度が変動することで、二次空気供給装置70の作動期間が長くなってしまったり、不必要な作動、停止の繰り返しをまねいたりするおそれがある。これにより、例えば、二次空気供給装置70のエアポンプ73などの劣化が進行しやすくなるおそれがある。   By the way, the secondary air supply device 70 of the engine 10 has an altitude at which the vehicle on which the engine 10 is mounted travels, for example, when the integrated intake air amount determination value and the instantaneous intake air amount determination value described above are fixed determination values. As a result of the fluctuation, the operation period of the secondary air supply device 70 may become long, or unnecessary operation and stop may be repeated. Thereby, for example, there is a possibility that deterioration of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 and the like easily proceeds.

すなわち、上述したように二次空気供給装置70は、外気を排気マニホールド46内に二次空気として供給している。このとき、このエンジン10を搭載した車両の高度が変動することで、二次空気供給装置70により排気マニホールド46内に二次空気として供給される外気の圧力、すなわち、大気圧力(以下、特に断りのない限り単に「大気圧」と略記する。)も変動する。   That is, as described above, the secondary air supply device 70 supplies outside air into the exhaust manifold 46 as secondary air. At this time, the altitude of the vehicle on which the engine 10 is mounted fluctuates, so that the pressure of the outside air supplied as the secondary air into the exhaust manifold 46 by the secondary air supply device 70, that is, the atmospheric pressure (hereinafter, particularly, Unless otherwise noted, it is simply abbreviated as “atmospheric pressure”.)

そして、エンジン10を搭載した車両が標高の高い高地条件、すなわち、車両を取り巻く大気圧が相対的に低大気圧となる条件にあると空気密度が低下することで、当該車両が標高の低い平地(低地)条件、すなわち、車両を取り巻く大気圧が相対的に高大気圧となる条件にある場合と比較して、例えば、吸気行程にてピストン14がシリンダボア13内を下降し空気を吸入する際などのポンピングロスが減少し所定期間における吸入空気量が減少する。このため、高地条件下における積算吸入空気量判定値と平地条件下における積算吸入空気量判定値とを同一の値に設定している場合、当該車両が高地条件下にあると所定期間における吸入空気量が相対的に少なくなることから、積算吸入空気量が所定の積算吸入空気量判定値に達するまでの期間が相対的に長くなる。この結果、例えば、二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動期間が長くなり、このエアポンプ73などの劣化が進行しやすくなり、これにより、この二次空気供給装置70を備えたエンジン10の寿命が低下するおそれがある。   When the vehicle equipped with the engine 10 is in a high altitude condition where the altitude is high, that is, in a condition where the atmospheric pressure surrounding the vehicle is a relatively low atmospheric pressure, the air density decreases, so that the vehicle has a low altitude. For example, when the piston 14 descends in the cylinder bore 13 and sucks air in the intake stroke, as compared with the case where the (lowland) condition, that is, the atmospheric pressure surrounding the vehicle is a relatively high atmospheric pressure condition, etc. The pumping loss is reduced, and the amount of intake air in a predetermined period is reduced. For this reason, when the integrated intake air amount determination value under high altitude conditions and the integrated intake air amount determination value under flat ground conditions are set to the same value, the intake air during a predetermined period when the vehicle is under high altitude conditions. Since the amount becomes relatively small, the period until the integrated intake air amount reaches a predetermined integrated intake air amount determination value becomes relatively long. As a result, for example, the operation period of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 becomes longer, and the deterioration of the air pump 73 and the like is likely to proceed, whereby the life of the engine 10 provided with the secondary air supply device 70 is increased. May decrease.

また、エンジン10を搭載した車両の高地条件下における瞬時吸入空気量判定値と平地条件下における瞬時吸入空気量判定値とを同一の値に設定している場合、当該車両が平地条件下にあると瞬時吸入空気量が相対的に多くなることから、不必要な二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動、停止の繰り返しをまねいたりするおそれがある。特に、エアポンプ73の吐出圧が低下する高地条件下(低大気圧条件下)を考慮し排気ガスのエアポンプ73側への逆流を防止するため、高地条件下における瞬時吸入空気量判定値を相対的に低めに設定し平地条件下における瞬時吸入空気量判定値もこれと同一の値に設定した場合に、この不必要な二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動、停止の繰り返しの頻度が高くなる傾向にある。この結果、エアポンプ73の作動、停止の繰り返しの頻度が高くなることで、エアポンプ73に対して作動開始時に大電流が流れる頻度が増加し、これにより、エアポンプ73へのダメージが蓄積され、この二次空気供給装置70を備えたエンジン10の寿命が低下するおそれがある。   In addition, when the instantaneous intake air amount determination value under the high altitude condition and the instantaneous intake air amount determination value under the flat ground condition of the vehicle equipped with the engine 10 are set to the same value, the vehicle is in the flat ground condition. Since the instantaneous intake air amount is relatively large, there is a possibility that the operation and stop of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 that is unnecessary are repeated. In particular, in consideration of high altitude conditions (low atmospheric pressure conditions) in which the discharge pressure of the air pump 73 is reduced, the instantaneous intake air amount determination value under the high altitude conditions is relatively compared to prevent the backflow of exhaust gas to the air pump 73 side. When the instantaneous intake air amount determination value under the flat ground condition is set to the same value as this, the frequency of repetition of operation and stop of the unnecessary air pump 73 of the secondary air supply device 70 is high. Tend to be. As a result, the frequency of repetition of the operation and stop of the air pump 73 is increased, so that the frequency of a large current flowing to the air pump 73 at the start of operation increases. As a result, damage to the air pump 73 is accumulated. The life of the engine 10 provided with the secondary air supply device 70 may be reduced.

そこで、本実施形態のエンジン10の二次空気供給装置70は、図2に示すように、エンジン10を搭載した車両の高度に応じた大気圧に基づいて吸入空気量に対する判定値を設定する設定手段としての判定値設定部82と、吸入空気量と判定値とに基づいて二次空気供給装置70の作動を制御する二次空気制御手段としての二次空気制御部81とを備え、判定値設定部82が大気圧に基づいて判定値を設定することで、この二次空気供給装置70の作動期間の長期化や不必要な作動、停止を抑制し、エンジン10の寿命低下を抑制している。   Therefore, as shown in FIG. 2, the secondary air supply device 70 of the engine 10 of the present embodiment is set to set a determination value for the intake air amount based on the atmospheric pressure corresponding to the altitude of the vehicle on which the engine 10 is mounted. A determination value setting unit 82 as means, and a secondary air control unit 81 as secondary air control means for controlling the operation of the secondary air supply device 70 based on the intake air amount and the determination value. By setting the determination value based on the atmospheric pressure, the setting unit 82 suppresses a prolonged operation period, unnecessary operation, and stop of the secondary air supply device 70, and suppresses a decrease in the life of the engine 10. Yes.

具体的には、本実施形態のECU51は、二次空気制御部81と、判定値設定部82とが設けられ、さらに、この判定値設定部82は、積算吸入空気量判定値設定手段としての積算吸入空気量判定値設定部83と、瞬時吸入空気量判定値設定手段としての瞬時吸入空気量判定値設定部84と、積算吸入空気量判定値補正手段としての積算吸入空気量判定値補正部85と、瞬時吸入空気量判定値補正手段としての瞬時吸入空気量判定値補正部86とを含んで構成される。また、このエンジン10の二次空気供給装置70は、大気圧力検出手段としての大気圧センサ62を備える。   Specifically, the ECU 51 of the present embodiment is provided with a secondary air control unit 81 and a determination value setting unit 82. The determination value setting unit 82 further serves as an integrated intake air amount determination value setting unit. An integrated intake air amount determination value setting unit 83, an instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 as an instantaneous intake air amount determination value setting unit, and an integrated intake air amount determination value correction unit as an integrated intake air amount determination value correction unit 85 and an instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 as an instantaneous intake air amount determination value correction means. The secondary air supply device 70 of the engine 10 includes an atmospheric pressure sensor 62 as atmospheric pressure detection means.

大気圧センサ62は、二次空気供給装置70により排気マニホールド46内に二次空気として供給される外気の圧力として大気圧を検出するものであり、すなわち、車両の高度に相当する値として車両を取り巻く大気圧を検出するものである。大気圧センサ62は、検出(計測)した大気圧をECU51に出力している。   The atmospheric pressure sensor 62 detects atmospheric pressure as the pressure of the outside air supplied as secondary air into the exhaust manifold 46 by the secondary air supply device 70, that is, the vehicle is set as a value corresponding to the altitude of the vehicle. It detects the atmospheric pressure surrounding it. The atmospheric pressure sensor 62 outputs the detected (measured) atmospheric pressure to the ECU 51.

ここで、このECU51は、マイクロコンピュータを中心として構成され処理部87、記憶部88及び入出力部89を有し、これらは互いに接続され、互いに信号の受け渡しが可能になっている。入出力部89にはエンジン10の二次空気供給装置70を含む各部を駆動する不図示の駆動回路、上述した各種センサが接続されており、この入出力部89は、これらのセンサ等との間で信号の入出力を行なう。また、記憶部88には、エンジン10の二次空気供給装置70を含む各部を制御するコンピュータプログラムが格納されている。この記憶部88は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。処理部87は、不図示のメモリ及びCPU(Central Processing Unit)により構成されており、上述の二次空気制御部81と、積算吸入空気量判定値設定部83、瞬時吸入空気量判定値設定部84、積算吸入空気量判定値補正部85及び瞬時吸入空気量判定値補正部86を含んで構成される判定値設定部82とを有している。図3、図5で説明するエンジン10の二次空気供給装置70の二次空気供給制御は、各部に設けられたセンサによる検出結果に基づいて、処理部87が前記コンピュータプログラムを当該処理部87に組み込まれたメモリに読み込んで演算し、演算の結果に応じて制御信号を送ることにより実行される。その際に処理部87は、適宜記憶部88へ演算途中の数値を格納し、また格納した数値を取り出して演算を実行する。なお、このエンジン10、二次空気供給装置70を制御する場合には、前記コンピュータプログラムの代わりに、ECU51とは異なる専用のハードウェアによって制御してもよい。   The ECU 51 includes a processing unit 87, a storage unit 88, and an input / output unit 89 that are configured with a microcomputer as a center, and are connected to each other so that signals can be exchanged with each other. The input / output unit 89 is connected to a drive circuit (not shown) that drives each unit including the secondary air supply device 70 of the engine 10 and the various sensors described above. The input / output unit 89 is connected to these sensors and the like. Input and output signals between them. The storage unit 88 stores a computer program for controlling each unit including the secondary air supply device 70 of the engine 10. The storage unit 88 is a hard disk device, a magneto-optical disk device, a non-volatile memory such as a flash memory (a storage medium that can be read only such as a CD-ROM), or a RAM (Random Access Memory). A volatile memory or a combination thereof can be used. The processing unit 87 includes a memory (not shown) and a CPU (Central Processing Unit). The above-described secondary air control unit 81, integrated intake air amount determination value setting unit 83, instantaneous intake air amount determination value setting unit 84, and a determination value setting unit 82 including an integrated intake air amount determination value correction unit 85 and an instantaneous intake air amount determination value correction unit 86. The secondary air supply control of the secondary air supply device 70 of the engine 10 described in FIG. 3 and FIG. 5 is based on the detection results of the sensors provided in the respective units. This is executed by reading into a memory incorporated in the memory and calculating, and sending a control signal according to the result of the calculation. At that time, the processing unit 87 appropriately stores a numerical value in the middle of the calculation in the storage unit 88, and takes out the stored numerical value and executes the calculation. In addition, when controlling this engine 10 and the secondary air supply apparatus 70, you may control by the dedicated hardware different from ECU51 instead of the said computer program.

二次空気制御部81は、エアフローセンサ52により検出される吸入空気量と、判定値設定部82によってこの吸入空気量に対して設定される判定値とに基づいて二次空気供給装置70の作動、すなわち、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御する。   The secondary air control unit 81 operates the secondary air supply device 70 based on the intake air amount detected by the air flow sensor 52 and the determination value set for the intake air amount by the determination value setting unit 82. That is, the driving of the air pump 73 and the switching valve 78 is controlled.

判定値設定部82は、大気圧センサ62により検出された大気圧に基づいて吸入空気量に対する判定値を設定するものである。ここで、判定値設定部82により吸入空気量に対して設定される判定値は、上述したように積算吸入空気量に対して設定される積算吸入空気量判定値と、瞬時吸入空気量に対して設定される瞬時吸入空気量判定値とがある。積算吸入空気量判定値は、積算吸入空気量判定値設定部83によってエンジン10の運転状態に応じて設定され、積算吸入空気量判定値補正部85によって大気圧に基づいて補正される。一方、瞬時吸入空気量判定値は、瞬時吸入空気量判定値設定部84によってエンジン10の運転状態に応じて設定され、瞬時吸入空気量判定値補正部86によって大気圧に基づいて補正される。   The determination value setting unit 82 sets a determination value for the intake air amount based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62. Here, the determination value set for the intake air amount by the determination value setting unit 82 is based on the integrated intake air amount determination value set for the integrated intake air amount and the instantaneous intake air amount as described above. And the instantaneous intake air amount judgment value set. The integrated intake air amount determination value is set by the integrated intake air amount determination value setting unit 83 according to the operating state of the engine 10, and is corrected by the integrated intake air amount determination value correction unit 85 based on the atmospheric pressure. On the other hand, the instantaneous intake air amount determination value is set by the instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 according to the operating state of the engine 10 and is corrected by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 based on the atmospheric pressure.

積算吸入空気量判定値設定部83は、エンジン10の運転状態に応じて基準となる積算吸入空気量判定値を設定する。積算吸入空気量判定値設定部83は、例えば、水温センサ58が検出したエンジン冷却水温などに基づいて基準となる積算吸入空気量判定値を算出する。ここでは、ECU51は、例えば、エンジン冷却水温などの運転条件に応じて予め実験等により作成された基準となる積算吸入空気量判定値(例えば、平地における積算吸入空気量判定値)のマップを記憶部88に記憶しており、積算吸入空気量判定値設定部83は、このエンジン冷却水温と基準となる積算吸入空気量判定値との関係を示すマップに基づいてエンジン冷却水温から基準となる積算吸入空気量判定値を算出する。   The integrated intake air amount determination value setting unit 83 sets an integrated intake air amount determination value serving as a reference according to the operating state of the engine 10. The integrated intake air amount determination value setting unit 83 calculates a reference integrated intake air amount determination value based on, for example, the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 58. Here, the ECU 51 stores, for example, a map of an integrated intake air amount determination value (for example, an integrated intake air amount determination value on a flat ground) that is a reference created in advance by experiments or the like according to operating conditions such as engine coolant temperature. The integrated intake air amount determination value setting unit 83 is stored in the unit 88, and the integrated intake air amount determination value setting unit 83 is based on the map indicating the relationship between the engine cooling water temperature and the reference integrated intake air amount determination value. An intake air amount determination value is calculated.

積算吸入空気量判定値補正部85は、大気圧センサ62によって検出された大気圧に基づいて、積算吸入空気量判定値設定部83が算出した基準となる積算吸入空気量判定値を補正する。具体的には、積算吸入空気量判定値補正部85は、大気圧が低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値を高大気圧側(平地条件に相当)における積算吸入空気量判定値より小さな値に補正する。積算吸入空気量判定値補正部85は、例えば、大気圧センサ62によって検出された大気圧に応じて設定される積算吸入空気量判定値補正係数を積算吸入空気量判定値設定部83が算出した基準となる積算吸入空気量判定値に乗じることで、補正後の新たな積算吸入空気量判定値を算出する。   Based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62, the integrated intake air amount determination value correction unit 85 corrects the integrated intake air amount determination value serving as a reference calculated by the integrated intake air amount determination value setting unit 83. Specifically, the integrated intake air amount determination value correcting unit 85 determines the integrated intake air amount determination value when the atmospheric pressure is low atmospheric pressure (corresponding to a high altitude condition) and the integrated intake air when the atmospheric pressure is high atmospheric pressure (corresponding to a flat ground condition). Correct to a value smaller than the amount judgment value. For example, the integrated intake air amount determination value correction unit 85 calculates the integrated intake air amount determination value correction coefficient that is set according to the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62. A new integrated intake air amount determination value after correction is calculated by multiplying the reference integrated intake air amount determination value.

ここでは、ECU51は、例えば、大気圧に応じて予め実験等により作成された積算吸入空気量判定値補正係数のマップを記憶部88に記憶しており、積算吸入空気量判定値補正部85は、この大気圧と積算吸入空気量判定値補正係数との関係を示すマップに基づいて大気圧センサ62が検出した大気圧から積算吸入空気量判定値補正係数を算出し、積算吸入空気量判定値設定部83が算出した基準となる積算吸入空気量判定値と積算吸入空気量判定値補正係数とに基づいて、補正後の新たな積算吸入空気量判定値を算出する。言い換えれば、この積算吸入空気量判定値補正係数は、大気圧が低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値補正係数(例えば、1.0より小さな値)が高大気圧側(平地条件に相当)における積算吸入空気量判定値補正係数(例えば、上限値1.0)より小さな値に設定されている。したがって、積算吸入空気量判定値補正部85は、大気圧が低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値を相対的に小さな値に補正すると共に、高大気圧側(平地条件に相当)における積算吸入空気量判定値を相対的に大きな値に補正することができる。   Here, the ECU 51 stores, for example, a map of an integrated intake air amount determination value correction coefficient created in advance by experiments or the like according to atmospheric pressure in the storage unit 88, and the integrated intake air amount determination value correction unit 85 The integrated intake air amount determination value correction coefficient is calculated from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62 based on the map indicating the relationship between the atmospheric pressure and the integrated intake air amount determination value correction coefficient, and the integrated intake air amount determination value is calculated. Based on the reference integrated intake air amount determination value calculated by the setting unit 83 and the integrated intake air amount determination value correction coefficient, a new integrated intake air amount determination value after correction is calculated. In other words, the integrated intake air amount determination value correction coefficient is such that the integrated intake air amount determination value correction coefficient (for example, a value smaller than 1.0) on the low atmospheric pressure side (corresponding to the high altitude condition) is on the high atmospheric pressure side. It is set to a value smaller than the integrated intake air amount determination value correction coefficient (e.g., upper limit value 1.0) in the flat ground condition. Accordingly, the integrated intake air amount determination value correction unit 85 corrects the integrated intake air amount determination value when the atmospheric pressure is low and low (corresponding to the high altitude condition) to a relatively small value, and also corrects the high intake pressure (flat land condition). The integrated intake air amount determination value can be corrected to a relatively large value.

そして、二次空気制御部81は、積算吸入空気量が積算吸入空気量判定値補正部85による補正後の積算吸入空気量判定値より小さい場合に、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御し、エアポンプ73を作動すると共に切換弁78を「ON(オン)位置」に切り換え、二次空気供給装置70による二次空気供給制御を実行する。一方、二次空気制御部81は、積算吸入空気量が積算吸入空気量判定値補正部85による補正後の積算吸入空気量判定値より大きい場合に、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御し、エアポンプ73を停止させると共に切換弁78を「OFF(オフ)位置」に切り換え、二次空気供給装置70による二次空気供給制御を停止する制御を実行する。   The secondary air control unit 81 controls the driving of the air pump 73 and the switching valve 78 when the integrated intake air amount is smaller than the integrated intake air amount determination value corrected by the integrated intake air amount determination value correction unit 85. Then, the air pump 73 is operated and the switching valve 78 is switched to the “ON (on) position”, and the secondary air supply control by the secondary air supply device 70 is executed. On the other hand, the secondary air control unit 81 controls the driving of the air pump 73 and the switching valve 78 when the integrated intake air amount is larger than the integrated intake air amount determination value corrected by the integrated intake air amount determination value correction unit 85. Then, the air pump 73 is stopped and the switching valve 78 is switched to the “OFF (off) position”, and the secondary air supply control by the secondary air supply device 70 is stopped.

一方、瞬時吸入空気量判定値設定部84は、エンジン10の運転状態に応じて基準となる瞬時吸入空気量判定値を設定する。瞬時吸入空気量判定値設定部84は、例えば、水温センサ58が検出したエンジン冷却水温及び現在の積算吸入空気量に基づいて基準となる瞬時吸入空気量判定値を算出する。ここでは、ECU51は、例えば、エンジン冷却水温及び積算吸入空気量などの運転条件に応じて予め実験等により作成された基準となる瞬時吸入空気量判定値(例えば、高地における瞬時吸入空気量判定値)のマップを記憶部88に記憶しており、瞬時吸入空気量判定値設定部84は、このエンジン冷却水温及び積算吸入空気量と基準となる瞬時吸入空気量判定値との関係を示すマップに基づいてンジン冷却水温及び積算吸入空気量から基準となる瞬時吸入空気量判定値を算出する。   On the other hand, the instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 sets a reference instantaneous intake air amount determination value according to the operating state of the engine 10. The instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 calculates a reference instantaneous intake air amount determination value based on, for example, the engine coolant temperature detected by the water temperature sensor 58 and the current integrated intake air amount. Here, for example, the ECU 51 determines an instantaneous intake air amount determination value (for example, an instantaneous intake air amount determination value at high altitudes) that is a reference created in advance by experiments or the like according to operating conditions such as the engine coolant temperature and the integrated intake air amount. ) Is stored in the storage unit 88, and the instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 is a map showing the relationship between the engine coolant temperature and the cumulative intake air amount and the reference instantaneous intake air amount determination value. Based on the engine cooling water temperature and the integrated intake air amount, a reference instantaneous intake air amount determination value is calculated.

瞬時吸入空気量判定値補正部86は、大気圧センサ62によって検出された大気圧に基づいて、瞬時吸入空気量判定値設定部84が算出した基準となる瞬時吸入空気量判定値を補正する。具体的には、瞬時吸入空気量判定値補正部86は、大気圧が高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値を低大気圧側(高地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値より大きな値に補正する。瞬時吸入空気量判定値補正部86は、例えば、大気圧センサ62によって検出された大気圧に応じて設定される瞬時吸入空気量判定値補正係数を瞬時吸入空気量判定値設定部84が算出した基準となる瞬時吸入空気量判定値に乗じることで、補正後の新たな瞬時吸入空気量判定値を算出する。   The instantaneous intake air amount determination value correcting unit 86 corrects the instantaneous intake air amount determination value serving as a reference calculated by the instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 based on the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62. Specifically, the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 sets the instantaneous intake air amount determination value when the atmospheric pressure is high atmospheric pressure (corresponding to a flat ground condition) and the instantaneous intake air when the atmospheric pressure is low atmospheric pressure (corresponding to a high altitude condition). Correct to a value larger than the amount judgment value. For example, the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 calculates an instantaneous intake air amount determination value correction coefficient that is set according to the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62. By multiplying the reference instantaneous intake air amount determination value, a corrected new instantaneous intake air amount determination value is calculated.

ここでは、ECU51は、例えば、大気圧に応じて予め実験等により作成された瞬時吸入空気量判定値補正係数のマップを記憶部88に記憶しており、瞬時吸入空気量判定値補正部86は、この大気圧と瞬時吸入空気量判定値補正係数との関係を示すマップに基づいて大気圧センサ62が検出した大気圧から瞬時吸入空気量判定値補正係数を算出し、瞬時吸入空気量判定値設定部84が算出した基準となる瞬時吸入空気量判定値と瞬時吸入空気量判定値補正係数とに基づいて、補正後の新たな瞬時吸入空気量判定値を算出する。言い換えれば、この瞬時吸入空気量判定値補正係数は、大気圧が高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値補正係数(例えば、1.0より大きな値)が低大気圧側(高地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値補正係数(例えば、下限値1.0)より大きな値に設定されている。したがって、瞬時吸入空気量判定値補正部86は、大気圧が高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値を相対的に大きな値に補正すると共に、低大気圧側(高地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値を相対的に小さな値に補正することができる。   Here, for example, the ECU 51 stores a map of the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient that is created in advance by experiments or the like according to the atmospheric pressure in the storage unit 88, and the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 is The instantaneous intake air amount determination value correction coefficient is calculated from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62 based on the map indicating the relationship between the atmospheric pressure and the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient, and the instantaneous intake air amount determination value is calculated. Based on the reference instantaneous intake air amount determination value calculated by the setting unit 84 and the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient, a new instantaneous intake air amount determination value after correction is calculated. In other words, the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient is such that the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient (for example, a value greater than 1.0) on the high atmospheric pressure side (corresponding to a flat ground condition) is on the low atmospheric pressure side. The instantaneous intake air amount determination value correction coefficient (e.g., equivalent to the high altitude condition) is set to a value larger than the lower limit value 1.0. Therefore, the instantaneous intake air amount determination value correcting unit 86 corrects the instantaneous intake air amount determination value when the atmospheric pressure is higher than the high atmospheric pressure (corresponding to the flat ground condition) to a relatively large value, and also reduces the instantaneous intake air amount determination value (high altitude condition). Can be corrected to a relatively small value.

そして、二次空気制御部81は、瞬時吸入空気量が瞬時吸入空気量判定値補正部86による補正後の瞬時吸入空気量判定値より大きい場合に、エアポンプ73の駆動を制御し、エアポンプ73を一時停止し、二次空気供給を一時的に停止する制御を実行する。二次空気制御部81は、積算吸入空気量がまだ上記の積算吸入空気量判定値に達していない条件において瞬時吸入空気量が瞬時吸入空気量判定値より小さくなった場合に、エアポンプ73の駆動を制御し、エアポンプ73を再び作動させ二次空気供給を再開する制御を実行する。   Then, the secondary air control unit 81 controls the driving of the air pump 73 when the instantaneous intake air amount is larger than the instantaneous intake air amount determination value corrected by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86, and the air pump 73 is controlled. Control is performed to temporarily stop and temporarily stop the secondary air supply. The secondary air control unit 81 drives the air pump 73 when the instantaneous intake air amount becomes smaller than the instantaneous intake air amount determination value under the condition that the integrated intake air amount has not yet reached the integrated intake air amount determination value. And the control to restart the secondary air supply by operating the air pump 73 again is executed.

次に、図3のフローチャートを参照して、本実施形態に係るエンジン10の二次空気供給装置70の積算吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する。   Next, the secondary air supply control based on the integrated intake air amount of the secondary air supply device 70 of the engine 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ECU51は、大気圧センサ62が検出した大気圧を取り込むと共に(S100)、水温センサ58が検出したエンジン冷却水温を取り込み、積算吸入空気量判定値設定部83は、ECU51の記憶部88に記憶されているエンジン冷却水温と基準となる積算吸入空気量判定値との関係を示すマップに基づいてエンジン冷却水温から基準となる積算吸入空気量判定値を算出する(S102)。   First, the ECU 51 takes in the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62 (S100), takes in the engine cooling water temperature detected by the water temperature sensor 58, and the integrated intake air amount determination value setting unit 83 is stored in the storage unit 88 of the ECU 51. Based on the map indicating the relationship between the stored engine coolant temperature and the reference cumulative intake air amount determination value, the reference cumulative intake air amount determination value is calculated from the engine coolant temperature (S102).

次に、積算吸入空気量判定値補正部85は、大気圧と積算吸入空気量判定値補正係数との関係を示すマップに基づいて、S100にて大気圧センサ62が検出した大気圧から積算吸入空気量判定値補正係数を算出する。そして、積算吸入空気量判定値補正部85は、S102にて積算吸入空気量判定値設定部83が算出した基準となる積算吸入空気量判定値と積算吸入空気量判定値補正係数とに基づいて、補正後の新たな積算吸入空気量判定値を算出する(S104)。これにより、低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値が相対的に小さな値に補正され、高大気圧側(平地条件に相当)における積算吸入空気量判定値が相対的に大きな値に補正される。   Next, the integrated intake air amount determination value correction unit 85 performs integrated intake from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62 in S100 based on a map showing the relationship between the atmospheric pressure and the integrated intake air amount determination value correction coefficient. An air amount determination value correction coefficient is calculated. Then, the integrated intake air amount determination value correcting unit 85 is based on the reference integrated intake air amount determination value and the integrated intake air amount determination value correction coefficient calculated by the integrated intake air amount determination value setting unit 83 in S102. Then, a new integrated intake air amount determination value after correction is calculated (S104). As a result, the integrated intake air amount determination value on the low atmospheric pressure side (corresponding to the highland condition) is corrected to a relatively small value, and the integrated intake air amount determination value on the high atmospheric pressure side (corresponding to the flatland condition) is relatively It is corrected to a large value.

そして、ECU51は、エアフローセンサ52により検出される吸入空気量のエンジン始動開始からの積算吸入空気量を求め、二次空気制御部81は、この積算吸入空気量と、S104にて積算吸入空気量判定値補正部85により補正された積算吸入空気量判定値とを比較し、積算吸入空気量が積算吸入空気量判定値より大きいか否かを判定する(S106)。二次空気制御部81は、積算吸入空気量が積算吸入空気量判定値補正部85による補正後の積算吸入空気量判定値より大きいと判定した場合(S106:Yes)、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御し、エアポンプ73を停止させると共に切換弁78を「OFF(オフ)位置」に切り換え、二次空気供給装置70による二次空気供給制御(AI)を停止し(S108)、次の制御周期に移行する。   Then, the ECU 51 obtains the integrated intake air amount from the start of engine start of the intake air amount detected by the air flow sensor 52, and the secondary air control unit 81 and the integrated intake air amount in S104. The integrated intake air amount determination value corrected by the determination value correcting unit 85 is compared to determine whether or not the integrated intake air amount is greater than the integrated intake air amount determination value (S106). When the secondary air control unit 81 determines that the integrated intake air amount is larger than the integrated intake air amount determination value corrected by the integrated intake air amount determination value correction unit 85 (S106: Yes), the air pump 73 and the switching valve 78 are used. And the switching valve 78 is switched to the “OFF (off) position” to stop the secondary air supply control (AI) by the secondary air supply device 70 (S108). Transition to the control cycle.

二次空気制御部81は、積算吸入空気量が積算吸入空気量判定値補正部85による補正後の積算吸入空気量判定値以下であると判定した場合(S106:No)、他の二次空気供給制御(AI)開始条件が成立しているか否かを判定する(S110)。二次空気制御部81は、他の二次空気供給制御(AI)開始条件が成立していないと判定した場合(S110:No)、そのまま次の制御周期に移行する。二次空気制御部81は、他の二次空気供給制御(AI)開始条件が成立していると判定した場合(S110:Yes)、エアポンプ73や切換弁78の駆動を制御し、エアポンプ73を作動すると共に切換弁78を「ON(オン)位置」に切り換え、二次空気供給制御(AI)を開始(すでに開始されていた場合には継続)し(S112)、次の制御周期に移行する。ここで、他の二次空気供給制御(AI)開始条件としては、例えば、エンジン10の始動後経過時間が所定値以下の始動直後の期間であること、エンジン冷却水温又は吸気温度が所定値以下の低温であること、現在のエンジン負荷が所定値以下の低負荷域であること、故障診断装置による二次空気供給装置70の診断結果が正常であることなどの種々の公知の条件がある。   When the secondary air control unit 81 determines that the integrated intake air amount is equal to or less than the integrated intake air amount determination value after correction by the integrated intake air amount determination value correction unit 85 (S106: No), other secondary air It is determined whether a supply control (AI) start condition is satisfied (S110). If the secondary air control unit 81 determines that another secondary air supply control (AI) start condition is not satisfied (S110: No), the secondary air control unit 81 proceeds to the next control cycle. When the secondary air control unit 81 determines that another secondary air supply control (AI) start condition is satisfied (S110: Yes), the secondary air control unit 81 controls the drive of the air pump 73 and the switching valve 78 to control the air pump 73. At the same time, the switching valve 78 is switched to the “ON (on) position” to start the secondary air supply control (AI) (continue if it has already started) (S112), and shift to the next control cycle. . Here, as other secondary air supply control (AI) start conditions, for example, the elapsed time after the start of the engine 10 is a period immediately after the start of a predetermined value or less, and the engine cooling water temperature or the intake air temperature is a predetermined value or less. There are various known conditions such as a low temperature of the engine, a current engine load in a low load range of a predetermined value or less, and a diagnosis result of the secondary air supply device 70 by the failure diagnosis device being normal.

図4は、エンジン10が備える二次空気供給装置70の積算吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する線図であり、横軸を時間とし、縦軸を積算吸入空気量及びAI流量としている。   FIG. 4 is a diagram for explaining secondary air supply control based on the integrated intake air amount of the secondary air supply device 70 provided in the engine 10, where the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the integrated intake air amount, and AI. The flow rate.

上記のように構成されるエンジン10では、積算吸入空気量判定値補正部85により低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値が相対的に小さな値に補正されることで、このエンジン10を搭載した車両が高地条件下(低大気圧条件下)にある場合の二次空気供給装置70の作動期間を抑制することができる。すなわち、例えば、本図の実線で示すように、積算吸入空気量判定値として積算吸入空気量判定値補正部85により大気圧に基づいて補正された積算吸入空気量判定値を用いた場合、本図の点線で示すように積算吸入空気量判定値として基準となる積算吸入空気量判定値(例えば、平地における積算吸入空気量判定値)をそのまま用いた場合と比較して、車両が標高の高い高地条件下(低大気圧条件下)にあり空気密度が低下しても、低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値が相対的に小さな値に補正されていることで、積算吸入空気量が補正後の積算吸入空気量判定値に到達する時間Aが基準である積算吸入空気量判定値に到達する時間Bよりも短くなる。この結果、高地条件下(低大気圧条件下)における二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動期間を短く抑制することができる。なお、本図では、エアポンプ73の停止後、若干の時差を持ってAI流量が0となっている。   In the engine 10 configured as described above, the integrated intake air amount determination value correction unit 85 corrects the integrated intake air amount determination value on the low atmospheric pressure side (corresponding to the high altitude condition) to a relatively small value. The operation period of the secondary air supply device 70 when the vehicle equipped with the engine 10 is under high altitude conditions (under low atmospheric pressure conditions) can be suppressed. That is, for example, when the integrated intake air amount determination value corrected based on the atmospheric pressure by the integrated intake air amount determination value correcting unit 85 is used as the integrated intake air amount determination value, as shown by the solid line in FIG. As shown by the dotted line in the figure, the vehicle has a higher altitude as compared with the case where the reference integrated intake air amount determination value (for example, the integrated intake air amount determination value on flat ground) is used as it is as the integrated intake air amount determination value. Even if the air density decreases under high altitude conditions (under low atmospheric pressure conditions), the integrated intake air amount judgment value on the low atmospheric pressure side (corresponding to high altitude conditions) is corrected to a relatively small value. The time A when the integrated intake air amount reaches the corrected integrated intake air amount determination value is shorter than the time B when it reaches the reference integrated intake air amount determination value. As a result, the operation period of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 under high altitude conditions (low atmospheric pressure conditions) can be suppressed short. In this figure, after the air pump 73 is stopped, the AI flow rate is 0 with a slight time difference.

次に、図5のフローチャートを参照して、本実施形態に係るエンジン10の二次空気供給装置70の瞬時吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する。   Next, secondary air supply control based on the instantaneous intake air amount of the secondary air supply device 70 of the engine 10 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ECU51は、大気圧センサ62が検出した大気圧を取り込むと共に(S200)、水温センサ58が検出したエンジン冷却水温と現在までの積算吸入空気量を取り込み、瞬時吸入空気量判定値設定部84は、ECU51の記憶部88に記憶されているエンジン冷却水温及び積算吸入空気量と基準となる瞬時吸入空気量判定値との関係を示すマップに基づいてエンジン冷却水温及び積算吸入空気量から基準となる瞬時吸入空気量判定値を算出する(S202)。   First, the ECU 51 takes in the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62 (S200), takes in the engine cooling water temperature detected by the water temperature sensor 58 and the integrated intake air amount up to now, and sets the instantaneous intake air amount determination value setting unit 84. Is based on the engine cooling water temperature and the cumulative intake air amount based on a map showing the relationship between the engine cooling water temperature and the cumulative intake air amount stored in the storage unit 88 of the ECU 51 and the reference instantaneous intake air amount determination value. The instantaneous intake air amount determination value is calculated (S202).

次に、瞬時吸入空気量判定値補正部86は、大気圧と瞬時吸入空気量判定値補正係数との関係を示すマップに基づいて、S200にて大気圧センサ62が検出した大気圧から瞬時吸入空気量判定値補正係数を算出する。そして、瞬時吸入空気量判定値補正部86は、S202にて瞬時吸入空気量判定値設定部84が算出した基準となる瞬時吸入空気量判定値と瞬時吸入空気量判定値補正係数とに基づいて、補正後の新たな瞬時吸入空気量判定値を算出する(S204)。これにより、高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値が相対的に大きな値に補正され、低大気圧側(高地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値が相対的に小さな値に補正される。   Next, the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 performs instantaneous intake from the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 62 in S200 based on a map indicating the relationship between the atmospheric pressure and the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient. An air amount determination value correction coefficient is calculated. Then, the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 is based on the instantaneous intake air amount determination value and the instantaneous intake air amount determination value correction coefficient that are the reference calculated by the instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 in S202. Then, a new instantaneous intake air amount determination value after correction is calculated (S204). As a result, the instantaneous intake air amount determination value on the high atmospheric pressure side (corresponding to flat ground conditions) is corrected to a relatively large value, and the instantaneous intake air amount determination value on the low atmospheric pressure side (corresponding to high ground conditions) is relatively It is corrected to a small value.

そして、二次空気制御部81は、エアフローセンサ52により検出される瞬時吸入空気量と、S204にて瞬時吸入空気量判定値補正部86により補正された瞬時吸入空気量判定値とを比較し、瞬時吸入空気量が瞬時吸入空気量判定値より大きいか否かを判定する(S206)。二次空気制御部81は、瞬時吸入空気量が瞬時吸入空気量判定値補正部86による補正後の瞬時吸入空気量判定値より大きいと判定した場合(S206:Yes)、エアポンプ73の駆動を制御し、エアポンプ73を一時的に停止し、二次空気供給装置70による二次空気供給制御(AI)を停止し(S208)、次の制御周期に移行する。   Then, the secondary air control unit 81 compares the instantaneous intake air amount detected by the air flow sensor 52 with the instantaneous intake air amount determination value corrected by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 in S204, It is determined whether or not the instantaneous intake air amount is larger than the instantaneous intake air amount determination value (S206). When the secondary air control unit 81 determines that the instantaneous intake air amount is larger than the instantaneous intake air amount determination value corrected by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 (S206: Yes), the drive of the air pump 73 is controlled. Then, the air pump 73 is temporarily stopped, the secondary air supply control (AI) by the secondary air supply device 70 is stopped (S208), and the process proceeds to the next control cycle.

二次空気制御部81は、瞬時吸入空気量が瞬時吸入空気量判定値補正部86による補正後の瞬時吸入空気量判定値以下であると判定した場合(S206:No)、他の二次空気供給制御(AI)開始条件が成立しているか否かを判定する(S210)。二次空気制御部81は、他の二次空気供給制御(AI)開始条件が成立していないと判定した場合(S210:No)、そのまま次の制御周期に移行する。二次空気制御部81は、他の二次空気供給制御(AI)開始条件が成立していると判定した場合(S210:Yes)、エアポンプ73の駆動を制御し、エアポンプ73を作動し二次空気供給制御(AI)を再開(すでに再開されていた場合には継続)し(S212)、次の制御周期に移行する。   When the secondary air control unit 81 determines that the instantaneous intake air amount is equal to or less than the instantaneous intake air amount determination value after correction by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 (S206: No), other secondary air It is determined whether a supply control (AI) start condition is satisfied (S210). If the secondary air control unit 81 determines that another secondary air supply control (AI) start condition is not satisfied (S210: No), the secondary air control unit 81 proceeds to the next control cycle as it is. When the secondary air control unit 81 determines that another secondary air supply control (AI) start condition is satisfied (S210: Yes), the secondary air control unit 81 controls the driving of the air pump 73, operates the air pump 73, and performs the secondary operation. The air supply control (AI) is resumed (or continued if it has already been resumed) (S212), and the process proceeds to the next control cycle.

図6は、エンジン10が備える二次空気供給装置70の瞬時吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する線図であり、横軸を時間とし、縦軸を瞬時吸入空気量及びAI流量としている。   FIG. 6 is a diagram for explaining secondary air supply control based on the instantaneous intake air amount of the secondary air supply device 70 provided in the engine 10, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the instantaneous intake air amount and AI. The flow rate.

上記のように構成されるエンジン10では、瞬時吸入空気量判定値補正部86により高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値が相対的に大きな値に補正されることで、このエンジン10を搭載した車両が平地条件下(高大気圧条件下)にある場合の二次空気供給装置70の作動、停止の繰り返しの頻度を抑制することができる。すなわち、例えば、本図の実線で示すように、瞬時吸入空気量判定値として瞬時吸入空気量判定値補正部86により大気圧に基づいて補正された瞬時吸入空気量判定値を用いた場合、本図の点線で示すように瞬時吸入空気量判定値として基準となる瞬時吸入空気量判定値(例えば、高地における瞬時吸入空気量判定値)をそのまま用いた場合と比較して、高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値が相対的に大きな値に補正されていることで、瞬時吸入空気量が補正後の瞬時吸入空気量判定値に到達する回数、言い換えれば、エアポンプ73が停止される回数(図中A1の1回)が基準である瞬時吸入空気量判定値に到達する回数(図中B1、B2、B3及びB4の4回)よりも少なくなる。この結果、平地条件下(高大気圧条件下)における不必要な二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動、停止を抑制することができ、二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動、停止の繰り返しの頻度を抑制することができる。なお、本図でも、エアポンプ73の停止後、若干の時差を持ってAI流量が0となっている。   In the engine 10 configured as described above, the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 corrects the instantaneous intake air amount determination value on the high atmospheric pressure side (corresponding to the flat ground condition) to a relatively large value. The frequency of repetition of operation and stop of the secondary air supply device 70 when the vehicle equipped with the engine 10 is under a flat ground condition (a high atmospheric pressure condition) can be suppressed. That is, for example, when the instantaneous intake air amount determination value corrected based on the atmospheric pressure by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 is used as the instantaneous intake air amount determination value, as shown by the solid line in FIG. Compared to the case where the instantaneous intake air amount determination value (for example, the instantaneous intake air amount determination value at high altitude) as a reference is used as it is as the instantaneous intake air amount determination value as shown by the dotted line in the figure, the high atmospheric pressure side (flat ground) The instantaneous intake air amount determination value in the equivalent condition) is corrected to a relatively large value, so that the number of times the instantaneous intake air amount reaches the corrected instantaneous intake air amount determination value, in other words, the air pump 73 The number of times of stoppage (one time of A1 in the figure) is less than the number of times (four times of B1, B2, B3, and B4 in the figure) of reaching the reference instantaneous intake air amount determination value. As a result, unnecessary operation and stop of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 under flat ground conditions (high atmospheric pressure conditions) can be suppressed, and the operation and stop of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 can be suppressed. The frequency of repetition can be suppressed. Also in this figure, after the air pump 73 is stopped, the AI flow rate becomes 0 with a slight time difference.

この結果、エンジン10の二次空気供給装置70は、このエンジン10を搭載した車両の高度が変動し二次空気供給装置70により排気マニホールド46内に二次空気として供給される外気の大気圧が変動しても、判定値設定部82により積算吸入空気量判定値や瞬時吸入空気量判定値を大気圧に応じて設定することで、高地条件下(低大気圧条件下)におけるエアポンプ73の作動期間を短く抑制することができると共に、平地条件下(高大気圧条件下)におけるエアポンプ73の作動、停止の繰り返しの頻度を抑制しエアポンプ73に対して作動開始時に大電流が流れる頻度を抑制することができるので、エアポンプ73の劣化の進行を抑制することができ、この二次空気供給装置70を備えたエンジン10の寿命の低下を抑制することができる。   As a result, the secondary air supply device 70 of the engine 10 changes the altitude of the vehicle on which the engine 10 is mounted, and the atmospheric pressure of the outside air supplied as secondary air into the exhaust manifold 46 by the secondary air supply device 70 is increased. Even if it fluctuates, the integrated intake air amount determination value and the instantaneous intake air amount determination value are set according to the atmospheric pressure by the determination value setting unit 82, so that the air pump 73 operates under high altitude conditions (low atmospheric pressure conditions). The period can be suppressed to a short time, and the frequency of repeated operation and stop of the air pump 73 under flat ground conditions (high atmospheric pressure conditions) is suppressed, and the frequency of large current flowing to the air pump 73 at the start of operation is suppressed. Therefore, the progress of the deterioration of the air pump 73 can be suppressed, and the decrease in the life of the engine 10 provided with the secondary air supply device 70 can be suppressed. It can be.

以上で説明した本発明の実施形態に係るエンジン10によれば、燃焼室18から排気ガスを排出する排気マニホールド46に二次空気を供給可能な二次空気供給装置70と、燃焼室18に吸入される空気の吸入空気量を検出するエアフローセンサ52と、大気圧力を検出する大気圧センサ62と、大気圧力に基づいて吸入空気量に対する判定値を設定する判定値設定部82と、吸入空気量と判定値とに基づいて二次空気供給装置70の作動を制御する二次空気制御部81とを備える。   According to the engine 10 according to the embodiment of the present invention described above, the secondary air supply device 70 capable of supplying secondary air to the exhaust manifold 46 that exhausts the exhaust gas from the combustion chamber 18 and the suction to the combustion chamber 18. An air flow sensor 52 for detecting the amount of intake air, an atmospheric pressure sensor 62 for detecting atmospheric pressure, a determination value setting unit 82 for setting a determination value for the amount of intake air based on the atmospheric pressure, and an amount of intake air And a secondary air control unit 81 that controls the operation of the secondary air supply device 70 based on the determination value.

したがって、判定値設定部82が大気圧に基づいて判定値を設定することで、この二次空気供給装置70の作動期間の長期化や不必要な作動、停止を抑制することができ、エンジン10の寿命の低下を抑制することができる。   Therefore, when the determination value setting unit 82 sets the determination value based on the atmospheric pressure, the operation period of the secondary air supply device 70 and unnecessary operation and stop can be suppressed. It is possible to suppress a decrease in the lifetime.

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るエンジン10によれば、判定値設定部82は、吸入空気量の積算値である積算吸入空気量に対する判定値である積算吸入空気量判定値を運転状態に応じて設定する積算吸入空気量判定値設定部83と、大気圧力に基づいて積算吸入空気量判定値を補正する積算吸入空気量判定値補正部85とを有し、積算吸入空気量判定値補正部85は、大気圧力が低大気圧力側における積算吸入空気量判定値を高大気圧力側における積算吸入空気量判定値より小さな値に補正し、二次空気制御部81は、積算吸入空気量が補正後の積算吸入空気量判定値より小さい場合に二次空気供給装置70のエアポンプ73を作動状態に制御する一方、積算吸入空気量が補正後の積算吸入空気量判定値より大きい場合に二次空気供給装置70のエアポンプ73を停止状態に制御する。   Furthermore, according to the engine 10 according to the embodiment of the present invention described above, the determination value setting unit 82 sets the integrated intake air amount determination value that is a determination value for the integrated intake air amount that is the integrated value of the intake air amount. The integrated intake air amount determination value setting unit 83 that is set according to the operating state, and the integrated intake air amount determination value correction unit 85 that corrects the integrated intake air amount determination value based on the atmospheric pressure. The determination value correction unit 85 corrects the integrated intake air amount determination value when the atmospheric pressure is low on the low atmospheric pressure side to a value smaller than the integrated intake air amount determination value on the high atmospheric pressure side, and the secondary air control unit 81 detects the integrated intake air amount. When the air amount is smaller than the corrected integrated intake air amount determination value, the air pump 73 of the secondary air supply device 70 is controlled to be in an operating state, while the integrated intake air amount is larger than the corrected integrated intake air amount determination value. Second Controlling the air pump 73 of the air supply apparatus 70 in a stopped state.

したがって、このエンジン10を搭載した車両が標高の高い高地条件下(低大気圧条件下)にあり空気密度が低下しても、積算吸入空気量判定値補正部85により低大気圧側(高地条件に相当)における積算吸入空気量判定値が相対的に小さな値に補正されることで、積算吸入空気量が積算吸入空気量判定値に到達するまでの期間が短くなり、この結果、高地条件下(低大気圧条件下)における二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動期間を短く抑制することができ、エアポンプ73の劣化を抑制することができる。   Therefore, even if the vehicle equipped with the engine 10 is under high altitude conditions (low atmospheric pressure conditions) at high altitude and the air density is reduced, the integrated intake air amount determination value correction unit 85 causes the low atmospheric pressure side (high altitude conditions). Is corrected to a relatively small value, the period until the integrated intake air amount reaches the integrated intake air amount determination value is shortened. The operation period of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 (under low atmospheric pressure conditions) can be suppressed to be short, and deterioration of the air pump 73 can be suppressed.

さらに、以上で説明した本発明の実施形態に係るエンジン10によれば、判定値設定部82は、瞬間の吸入空気量である瞬時吸入空気量に対する判定値である瞬時吸入空気量判定値を運転状態に応じて設定する瞬時吸入空気量判定値設定部84と、大気圧力に基づいて瞬時吸入空気量判定値を補正する瞬時吸入空気量判定値補正部86とを有し、瞬時吸入空気量判定値補正部86は、大気圧力が高大気圧力側における瞬時吸入空気量判定値を低大気圧力側における瞬時吸入空気量判定値より大きな値に補正し、二次空気制御部81は、瞬時吸入空気量が補正後の瞬時吸入空気量判定値より大きい場合に二次空気供給装置70のエアポンプ73を停止状態に制御する。   Furthermore, according to the engine 10 according to the embodiment of the present invention described above, the determination value setting unit 82 operates the instantaneous intake air amount determination value that is a determination value for the instantaneous intake air amount that is the instantaneous intake air amount. An instantaneous intake air amount determination value setting unit 84 that is set according to the state; and an instantaneous intake air amount determination value correction unit 86 that corrects the instantaneous intake air amount determination value based on atmospheric pressure. The value correction unit 86 corrects the instantaneous intake air amount determination value when the atmospheric pressure is high atmospheric pressure side to a value larger than the instantaneous intake air amount determination value when the atmospheric pressure side is low, and the secondary air control unit 81 corrects the instantaneous intake air amount. When the amount is larger than the corrected instantaneous intake air amount determination value, the air pump 73 of the secondary air supply device 70 is controlled to be stopped.

したがって、このエンジン10を搭載した車両が標高の低い平地条件下(高大気圧条件下)にあっても、瞬時吸入空気量判定値補正部86により高大気圧側(平地条件に相当)における瞬時吸入空気量判定値が相対的に大きな値に補正されることで、瞬時吸入空気量が瞬時吸入空気量判定値に到達する回数が抑制され、この結果、平地条件下(高大気圧条件下)における不必要な二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動、停止を抑制することができ、二次空気供給装置70のエアポンプ73の作動、停止の繰り返しの頻度を抑制することができ、エアポンプ73の劣化を抑制することができる。   Therefore, even when the vehicle equipped with the engine 10 is under a flat ground condition (high atmospheric pressure condition) at a low altitude, the instantaneous intake air on the high atmospheric pressure side (corresponding to the flat ground condition) is detected by the instantaneous intake air amount determination value correction unit 86. By correcting the amount determination value to a relatively large value, the number of times the instantaneous intake air amount reaches the instantaneous intake air amount determination value is suppressed, and as a result, unnecessary under flat ground conditions (high atmospheric pressure conditions). The operation and stop of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 can be suppressed, the frequency of repeated operation and stop of the air pump 73 of the secondary air supply device 70 can be suppressed, and deterioration of the air pump 73 can be prevented. Can be suppressed.

なお、上述した本発明の実施形態に係るエンジン10は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。以上の説明では、本発明の内燃機関を筒内噴射式の多気筒エンジンに適用して説明したが、この形式のエンジンに限らず、直列型またはV型エンジンに適用することもでき、ポート噴射式の内燃機関に適用しても同様の作用効果を奏することができる。また、以上の説明では、二次空気は排気通路としての排気マニホールド46の三元触媒48の上流側に供給するものとして説明したが、排気通路としての排気ポート20に供給するようにしてもよい。   The engine 10 according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the above description, the internal combustion engine of the present invention is applied to a cylinder injection type multi-cylinder engine. However, the present invention is not limited to this type of engine, but can be applied to an in-line type or a V type engine. Even if it is applied to the internal combustion engine of the type, the same effect can be obtained. In the above description, the secondary air is described as being supplied to the upstream side of the three-way catalyst 48 of the exhaust manifold 46 serving as an exhaust passage. However, the secondary air may be supplied to the exhaust port 20 serving as an exhaust passage. .

以上のように、本発明に係る内燃機関は、寿命の低下を抑制することができるものであり、排気通路に二次空気を供給する種々の内燃機関に用いて好適である。   As described above, the internal combustion engine according to the present invention can suppress a decrease in life, and is suitable for use in various internal combustion engines that supply secondary air to the exhaust passage.

本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るエンジンの二次空気供給装置の概略構成図である。It is a schematic structure figure of the secondary air supply device of the engine concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るエンジンの積算吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the secondary air supply control based on the integrated intake air amount of the engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るエンジンの積算吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する線図である。It is a diagram explaining the secondary air supply control based on the integrated intake air amount of the engine according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るエンジンの瞬時吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the secondary air supply control based on the instantaneous intake air amount of the engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るエンジンの瞬時吸入空気量に基づいた二次空気供給制御を説明する線図である。It is a diagram explaining secondary air supply control based on the instantaneous intake air amount of the engine concerning the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン(内燃機関)
18 燃焼室
20 排気ポート
46 排気マニホールド(排気通路)
47 排気管
48、49 三元触媒
51 ECU
52 エアフローセンサ(吸入空気量検出手段)
62 大気圧センサ(大気圧力検出手段)
70 二次空気供給装置(二次空気供給手段)
71 二次空気導入通路
72 エアフィルタ
73 エアポンプ
74 コンビネーションバルブ
75 開閉弁
76 逆止弁
77 吸気圧導入通路
78 切換弁
79 二次空気圧力センサ
81 二次空気制御部(二次空気制御手段)
82 判定値設定部(設定手段)
83 積算吸入空気量判定値設定部(積算吸入空気量判定値設定手段)
84 瞬時吸入空気量判定値設定部(瞬時吸入空気量判定値設定手段)
85 積算吸入空気量判定値補正部(積算吸入空気量判定値補正手段)
86 瞬時吸入空気量判定値補正部(瞬時吸入空気量判定値補正手段)
10 Engine (Internal combustion engine)
18 Combustion chamber 20 Exhaust port 46 Exhaust manifold (exhaust passage)
47 Exhaust pipes 48, 49 Three-way catalyst 51 ECU
52 Air flow sensor (intake air amount detection means)
62 Atmospheric pressure sensor (atmospheric pressure detection means)
70 Secondary air supply device (secondary air supply means)
71 Secondary air introduction passage 72 Air filter 73 Air pump 74 Combination valve 75 On-off valve 76 Check valve 77 Intake pressure introduction passage 78 Switching valve 79 Secondary air pressure sensor 81 Secondary air control unit (secondary air control means)
82 judgment value setting section (setting means)
83 Integrated intake air amount determination value setting unit (Integrated intake air amount determination value setting means)
84 Instantaneous intake air amount determination value setting unit (instantaneous intake air amount determination value setting means)
85 Integrated intake air amount determination value correction unit (Integrated intake air amount determination value correction means)
86 Instantaneous intake air amount determination value correction unit (instantaneous intake air amount determination value correction means)

Claims (3)

燃焼室から排気ガスを排出する排気通路に二次空気を供給可能な二次空気供給手段と、
前記燃焼室に吸入される空気の吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
大気圧力を検出する大気圧力検出手段と、
前記大気圧力に基づいて前記吸入空気量に対する判定値を設定する設定手段と、
前記吸入空気量と前記判定値とに基づいて前記二次空気供給手段の作動を制御する二次空気制御手段とを備えることを特徴とする、
内燃機関。
Secondary air supply means capable of supplying secondary air to an exhaust passage for discharging exhaust gas from the combustion chamber;
An intake air amount detection means for detecting an intake air amount of air sucked into the combustion chamber;
Atmospheric pressure detecting means for detecting atmospheric pressure;
Setting means for setting a determination value for the intake air amount based on the atmospheric pressure;
A secondary air control means for controlling the operation of the secondary air supply means based on the intake air amount and the determination value;
Internal combustion engine.
前記設定手段は、前記吸入空気量の積算値である積算吸入空気量に対する判定値である積算吸入空気量判定値を運転状態に応じて設定する積算吸入空気量判定値設定手段と、前記大気圧力に基づいて前記積算吸入空気量判定値を補正する積算吸入空気量判定値補正手段とを有し、前記積算吸入空気量判定値補正手段は、前記大気圧力が低大気圧力側における前記積算吸入空気量判定値を高大気圧力側における前記積算吸入空気量判定値より小さな値に補正し、
前記二次空気制御手段は、前記積算吸入空気量が前記補正後の前記積算吸入空気量判定値より小さい場合に前記二次空気供給手段を作動状態に制御する一方、前記積算吸入空気量が前記補正後の前記積算吸入空気量判定値より大きい場合に前記二次空気供給手段を停止状態に制御することを特徴とする、
請求項1に記載の内燃機関。
The setting means includes an integrated intake air amount determination value setting means for setting an integrated intake air amount determination value, which is a determination value for the integrated intake air amount, which is an integrated value of the intake air amount, according to an operating state; and the atmospheric pressure And an integrated intake air amount determination value correction unit that corrects the integrated intake air amount determination value based on the integrated intake air amount determination value correction unit, wherein the integrated intake air amount determination value correction unit includes the integrated intake air at a low atmospheric pressure side. The amount determination value is corrected to a value smaller than the integrated intake air amount determination value on the high atmospheric pressure side,
The secondary air control means controls the secondary air supply means to be in an operating state when the integrated intake air amount is smaller than the corrected integrated intake air amount determination value, while the integrated intake air amount is The secondary air supply means is controlled to be in a stopped state when the correction is greater than the integrated intake air amount determination value after correction,
The internal combustion engine according to claim 1.
前記設定手段は、瞬時の前記吸入空気量である瞬時吸入空気量に対する判定値である瞬時吸入空気量判定値を運転状態に応じて設定する瞬時吸入空気量判定値設定手段と、前記大気圧力に基づいて前記瞬時吸入空気量判定値を補正する瞬時吸入空気量判定値補正手段とを有し、前記瞬時吸入空気量判定値補正手段は、前記大気圧力が高大気圧力側における前記瞬時吸入空気量判定値を低大気圧力側における前記瞬時吸入空気量判定値より大きな値に補正し、
前記二次空気制御手段は、前記瞬時吸入空気量が前記補正後の前記瞬時吸入空気量判定値より大きい場合に前記二次空気供給手段を停止状態に制御することを特徴とする、
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関。
The setting means includes an instantaneous intake air amount determination value setting means for setting an instantaneous intake air amount determination value, which is a determination value for the instantaneous intake air amount that is the instantaneous intake air amount, according to an operating state; And an instantaneous intake air amount determination value correction unit that corrects the instantaneous intake air amount determination value based on the instantaneous intake air amount determination value correction unit. The instantaneous intake air amount determination value correction unit corrects the instantaneous intake air amount on the high atmospheric pressure side. The determination value is corrected to a value larger than the instantaneous intake air amount determination value on the low atmospheric pressure side,
The secondary air control means controls the secondary air supply means to a stop state when the instantaneous intake air amount is larger than the corrected instantaneous intake air amount determination value.
The internal combustion engine according to claim 1 or 2.
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