JPH08128320A - 電動エアポンプを備えた二次空気供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関の始動時の触媒の暖機の他に、減速時の
ような通常の運転条件においても二次空気を供給し、電
動エアポンプを大型化する必要を除く。 【構成】 内燃機関１の始動時に電動エアポンプ１１が
回転駆動され、加圧された二次空気が通路１４，１５を
通って機関の排気マニホールド８へ強制的に供給されて
触媒９の暖機を促進させる。この時は制御手段が通路開
閉弁４７を開弁させている。機関１が通常の運転状態に
なると電動エアポンプ１１は停止するが、二次空気の通
過を許す。減速運転のように二次空気を供給すべき状態
になると、制御手段は通路開閉弁４７を開弁させる。こ
の時は電動エアポンプ１１が駆動されないが、排気マニ
ホールド８の排気ガスの圧力は脈動をしているので、脈
動の負圧期間に応答性の高い低圧損リード弁４６が開弁
し、二次空気が排気通路へ自動的に吸入され、無動力で
減速運転状態の触媒臭を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用等の内燃機関
の排気ガスを浄化するために、該機関の排気通路へ二次
空気を供給する電動エアポンプシステムに係り、特に該
システムにおける逆止弁の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平４−２１９４１５号公報に
記載されているように、自動車用の内燃機関の排気ガス
を浄化するために、機関の排気通路へ強制的に二次空気
を供給する電動エアポンプシステムは従来から公知であ
る。従来の電動エアポンプシステムは図３に例示するよ
うな構成を有する。この図において、１は内燃機関、２
は吸気通路、３はエアクリーナ、４は吸気通路２の途中
に設けられたスロットル弁、５は吸気通路２から分岐し
ている吸気マニホールド、６は個々のシリンダ、７は燃
焼室、８は排気マニホールド、９は触媒装置、１０は集
合排気通路、をそれぞれ示している。

【０００３】１１は電動エアポンプであって、マイクロ
プロセッサを備えている図示しない電子式制御装置の制
御信号を受けて給電されることにより回転駆動される電
動機部分１１ａと、エアクリーナ３の下流側から給気管
１２を介して吸入した空気を加圧するポンプ部分１１ｂ
とからなっている。ポンプ部分１１ｂの吐出側には後述
のような構造を有する通路開閉弁１３を介して二次空気
通路１４が接続され、二次空気通路１４は分岐して分岐
二次空気通路１５となり、分岐二次空気通路１５の先端
はそれぞれ排気マニホールド８に開口している。

【０００４】複数の分岐二次空気通路１５の途中には、
それぞれ図４に拡大して示すような構造の逆止弁１６が
設けられ、二次空気通路１４から排気マニホールド８の
方向（図４において左側から右側へ）への二次空気の流
動のみを許すようになっている。即ち、従来の電動エア
ポンプシステムに使用されている逆止弁１６を示す図４
において、略円筒形の弁ハウジング１７には円板型の隔
壁１８を挟んで漏斗型の入口筒部１９がかしめ付けられ
ており、隔壁１８には数個の扇形の弁開口２０が形成さ
れている。弁ハウジング１７内において弁開口２０を閉
塞するように、ゴム製で円形の弁板２１が、半球形のス
トッパ２２と、バックアップ用の渦巻き形のスプリング
２３とを介して、リベット２４により隔壁１８の中心部
に取り付けられている。なお、２５は弁ハウジング１７
の出口開口と一体化された螺子部である。

【０００５】従来の通路開閉弁１３の構造を図５に例示
する。弁ハウジング２６には、電動エアポンプ１１の吐
出側に接続される入口筒部２７と、二次空気通路１４に
接続される出口筒部２８とが一体に形成されており、弁
ハウジング２６内における出口筒部２８の端部は弁開口
となっている。弁ハウジング２６内に形成された弁室３
０の開口縁部にはダイヤフラム３１を挟んで弁フード３
２がかしめ付けられており、それによって弁フード３２
の内部のダイヤフラム３１の上部に制御圧室３３が形成
される。ダイヤフラム３１の片面において弁開口２９を
閉塞し得る位置には、ゴム製のシール部材３４を焼き付
けられた円形の弁板３５が、他の片面には深皿形のプレ
ッシャープレート３６が、それらの中心の穴に挿入され
たリベット３７によって取り付けられる。

【０００６】プレッシャープレート３６はダイヤフラム
３１のストッパとして弁フード３２の内面に衝突するこ
とがあるので、その周縁には緩衝のためのゴムリング４
０が取り付けられている。弁フード３２内に装填された
圧縮スプリング３８は、プレッシャープレート３６をば
ね座とすることによって、弁開口２９を閉じる方向にダ
イヤフラム３１と弁板３５を付勢する。制御圧室３３
は、弁フード３２に取り付けられた制御圧の入口３９
と、図３に示す制御圧導入管４１によって、バキューム
・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）４２に接続されると
共に、ＶＳＶ４２は電磁式のもので、１つのポートは内
燃機関１の吸気通路２におけるスロットル弁４よりも下
流側の位置（例えばサージタンク４４）へ、負圧導入管
４３を介して接続されていると共に、他のポート４５は
大気に開放している。ＶＳＶ４２は図示しない前述の電
子式制御装置が発生する制御信号によって切り換えら
れ、吸気負圧又は大気圧のいずれか一方を制御圧とし
て、制御圧導入管４１を介して通路開閉弁１３の制御圧
室３３へ供給するようになっている。

【０００７】従来の電動エアポンプシステムは上記のよ
うな構成を有するので、内燃機関１が冷間始動されたと
きは、図示しない制御装置はＶＳＶ４２を切り換えて制
御圧導入管４１を負圧導入管４３と導通させる。従っ
て、通路開閉弁１３の制御圧室３３は、機関１の吸気通
路２のスロットル弁４よりも下流側の吸気負圧が導入さ
れることによって負圧となり、ダイヤフラム３１は吸引
されて圧縮スプリング３８の付勢に抗して移動するの
で、弁板３５も移動して弁開口２９を開く。それと同時
に、制御装置は制御信号を発することによって、電動エ
アポンプ１１の電動機部分１１ａに給電してポンプ部分
１１ｂを回転駆動させるので、給気管１２からの二次空
気はポンプ部分１１ｂに吸入、圧縮され、開弁した通路
開閉弁１３を通って二次空気通路１４から分岐二次空気
通路１５へ流れて、圧力差によって逆止弁１６のゴムか
らなる弁板２１を押圧変形させて弁開口２０を開き、内
燃機関１の排気マニホールド８へ流入する。

【０００８】内燃機関１の冷間始動時に触媒装置９へ流
入する排気ガス中に二次空気が添加されることにより、
発熱反応である排気ガス中のＨＣやＣＯの酸化が促進さ
れるので、触媒装置９内の触媒の温度上昇が早くなり、
触媒が迅速に活性化して排気ガスの浄化機能を完全に発
揮するようになる。また、触媒装置９の暖機が完了した
とき、制御装置はＶＳＶ４２を切り換えて制御圧導入管
４１を介して通路開閉弁１３の制御圧室３３へ大気圧を
導入するので、弁板３５は圧縮スプリング３８に押され
て弁開口２９を閉じて閉弁させると共に、電動エアポン
プ１１の電動機部分１１ａへの給電を遮断してポンプ部
分１１ｂを停止させる。それによって図３に示す従来の
電動エアポンプシステムは休止状態となり、ポンプ部分
１１ｂは二次空気の通過を許す単なる二次空気通路とな
る。

【０００９】なお、特に図示していないが、排気マニホ
ールド８のような排気弁直後の排気通路では排気ガスが
間欠的に通過していることによって、排気ガスの圧力が
絶えず脈動しているので、機関１の回転数が比較的低い
状態では、排気ガスの圧力が負圧になる瞬間が間欠的に
生じる。そこで、他の従来技術として、電動エアポンプ
のような強制的な二次空気供給手段を使用しないで、排
気ガス圧力の脈動の負圧期間を利用して、リード弁型の
逆止弁を介して排気マニホールドへ二次空気を吸入させ
る無動力の簡単な二次空気供給装置が良く知られてい
る。

【００１０】また、特開平５−２０９５１２号公報に
は、電動エアポンプを制御してエンジンの運転状態に応
じた適切な二次空気量をエンジンの排気系へ供給する制
御装置において、予めメモリに記憶されたマップの中か
ら、エンジンの運転状態に応じた適切な二次空気量を得
るモータ印加電圧の特性曲線を選択し、かつこれに乗せ
て制御信号を出力する制御部と、この制御信号を受けて
電動エアポンプの直流モータを駆動するとともに、直流
モータの消費電流が制御信号の意味する二次空気供給量
となるように調整する駆動部とを設けるエンジンの二次
空気制御装置が記載されており、この装置における二次
空気供給通路の電動エアポンプの下流側にリードバルブ
を介設することが記載されている。

【００１１】この従来技術の場合は、駆動部が制御信号
を受けて電動エアポンプの直流モータを駆動する際に、
モータの消費電流を制御パラメータとして扱い、モータ
の消費電流値が制御信号の意味する二次空気供給量とな
るように調整するため、特にモータの低回転数領域にお
いて、モータの回転数を制御パラメータとする場合より
も容易に所望の細かな制御を行うことができるという効
果がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前者の従来の電動エア
ポンプシステムは、機関１の冷間始動時に触媒９の暖機
を促進するために、排気マニホールド８を通過する排気
ガス中へ二次空気を強制的に供給するのが主たる目的で
あるが、機関１の通常の運転状態においても、排気ガス
中へ二次空気を供給するのが排気ガス浄化の目的から言
って望ましいような運転条件、例えば、スロットル弁４
が閉じられて排気ガス中のＨＣやＣＯが増加する機関１
の減速状態において、触媒装置９の暖機時と同様に、通
路開閉弁１３を開弁させると共に、電動エアポンプ１１
によって排気マニホールド８内へ二次空気を強制的に供
給して、減速時のＨＣやＣＯのような未燃分が触媒装置
９に入ることによって発生する触媒臭を除去することが
考えられる。

【００１３】しかしながら、減速運転は自動車に搭載さ
れた内燃機関１の通常の運転状態において頻繁に実行さ
れるものであるから、その都度、電動エアポンプ１１を
駆動するとすれば、電動機部分１１ａの発熱が大となる
と考えられ、電動エアポンプ１１の耐久性が低下するこ
とが明らかである。もし、そのような頻繁な使用に十分
に耐えられるように電動エアポンプ１１を大型化すると
すれば、電動エアポンプ１１を含むシステム全体の占め
るスペースが大きくなり、コストも上昇することは避け
られない。

【００１４】なお、そのように二次空気の供給が望まし
い運転条件において、電動エアポンプ１１を停止させた
ままで、通路開閉弁１３だけを開弁させた場合には、前
述の他の従来技術に使用されるリード弁のように、逆止
弁１６が排気ガスの圧力の脈動における負圧期間に開弁
して、二次空気を無動力で排気ガス中に吸入させること
ができると考えられるかも知れない。

【００１５】しかしながら、従来の電動エアポンプシス
テムにおける逆止弁１６は、排気ガスの逆流を防ぐため
に、前述のようにゴム製の弁板２１を使用しており、ゴ
ムの弾力と渦巻き形のスプリング２３の付勢によって弁
開口２０を閉塞しているので開弁圧がかなり高くなって
いる。また、逆止弁１６が排気ガス圧力の脈動の瞬間的
な負圧期間に開弁したとしても弁リフトは大きくないの
で、通気抵抗が大きいために圧力損失も大きくなる。従
って、弁ハウジング１７内に排気マニホールド８内の排
気ガスの圧力の脈動による瞬間的な負圧が繰り返して作
用しても、弁板２１の応答が鈍くて脈動に十分に追従す
ることができず、弁開口２０が有効な量の二次空気を通
過させることができない。

【００１６】従って、図３〜図５に示したような従来の
電動エアポンプシステムでは、電動エアポンプ１１を設
けている以上当然のことではあるが、無動力で有効な二
次空気供給を行うことは不可能である。そして仮に、二
次空気供給を電動エアポンプ１１を駆動することによっ
て行うとしても、スペースやコストの問題を無視して電
動エアポンプ１１を大型化しない限り、機関１の減速運
転状態のように頻繁に生じる運転条件下では二次空気を
供給することはできない。

【００１７】また、後者の特開平５−２０９５１２号公
報に記載された電動エアポンプシステムでは、電動エア
ポンプの吐出量を変化させるためにモータの消費電流を
制御パラメータとしているため、モータを制御する制御
部に予めモータの印加電圧の特性曲線を入力しておく必
要がある。

【００１８】本発明は、従来技術におけるこのような問
題に鑑み、機関の冷間始動時における触媒の暖機だけで
なく、機関の通常の運転状態における減速のような頻繁
に生じる運転条件においても必要な量の二次空気を供給
して触媒臭を除去することができ、しかも電動エアポン
プを大型化する必要がなく、低廉なコストで製造するこ
とができるような、きわめて実用的で搭載性に優れてお
り、かつ電動エアポンプの複雑な制御を必要としない電
動エアポンプシステムを提供することを目的としてい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、排気ガスを浄化するための
触媒が設けられている内燃機関の排気通路と、前記触媒
よりも上流側の前記排気通路へ二次空気を供給するため
に接続された二次空気通路と、前記二次空気通路に接続
して設けられ、前記機関の始動時に回転駆動されて加圧
した二次空気を前記二次空気通路を介して前記排気通路
へ強制的に送り込むことによって前記触媒の暖機を促進
すると共に、前記機関の通常の運転時には停止して単な
る二次空気の通路となることができる電動エアポンプ
と、前記電動エアポンプの下流側の前記二次空気通路上
に排気ガス圧力の脈動に応答する逆止弁として設けられ
た弁リードを有する低圧損リード弁と、を備えており、
前記低圧損リード弁は、前記電動エアポンプの吐出流量
が２００ｌ／ｍｉｎの時に、４ｋＰａ以下の前記電動エ
アポンプの吐出圧を満足することを特徴とする電動エア
ポンプを備えた二次空気供給システムを提供する。

【００２０】

【作用】内燃機関の始動時には、電動エアポンプが回転
駆動されることによって、加圧された二次空気が二次空
気通路を通って機関の排気通路へ強制的に供給され、触
媒の暖機を促進させる。この時は制御手段が通路開閉弁
を開弁させており、通路開閉弁と直列に接続されている
低圧損リード弁も、電動エアポンプの二次空気の吐出圧
力を受けて大きく開弁する。

【００２１】暖機が終わって内燃機関が通常の運転状態
になると、電動エアポンプは給電を絶たれて停止する
が、二次空気が内部を通過することを許す。減速運転の
ように通常の運転状態でも二次空気の供給が望ましい状
態になった時に、制御手段は通路開閉弁を開弁させる。
この時には電動エアポンプは駆動されないが、排気通路
を流れる排気ガスの圧力は脈動をしているので、脈動の
負圧期間において応答性の高い逆止弁としての低圧損リ
ード弁が開弁し、二次空気が排気通路へ自動的に吸入さ
れる。それによって排気通路への二次空気の供給が無動
力で行われ、減速運転状態においては触媒臭を防止する
ことが可能になる。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）本発明による電動エアポンプシステムの第
１の実施例を図１に基づいて説明する。図３に示し先に
説明した従来のシステムに使用されているものと同様な
部分については、同じ参照符号を付している。即ち、１
は内燃機関、２は吸気通路、３はエアクリーナ、４はス
ロットル弁、５は分岐した吸気マニホールド、６は各シ
リンダ、７はそれらの燃焼室、８は排気マニホールド、
９は触媒装置、１０は集合排気通路、１１は電動エアポ
ンプ、１１ａは電動機部分、１１ｂはポンプ部分、１２
は給気管、１４は二次空気通路、１５は分岐二次空気通
路、４１は制御圧導入管、４２はバキューム・スイッチ
ング・バルブ（ＶＳＶ）、４３は負圧導入管、４４はサ
ージタンク、４５は大気開放ポートをそれぞれ示してい
る。

【００２３】図１の実施例が図３の従来例と異なる点
は、図４に詳細を示したようなゴム製の弁板２１を備え
ている逆止弁１６を使用しないで、分岐二次空気通路１
５上の逆止弁１６と同じ位置に、逆止弁としての低圧損
リード弁４６と、通路開閉弁４７とが一体化された図２
に詳細に示したような弁組立体４８をそれぞれ設けたこ
とである。実施例の弁組立体４８における通路開閉弁４
７を従来例における通路開閉弁１３（図５参照）と比較
すると、一部形状等が異なるとしても、実質的に殆ど相
違はないので、この場合も同じ参照符号を付している。
即ち、２６は弁ハウジング、２７は入口筒部、２９は弁
開口、３０は弁室、３１はダイヤフラム、３２は弁フー
ド、３３は制御圧室、３４はシール部材、３５は弁板、
３６はプレッシャープレート、３７はリベット、３８は
圧縮スプリング、３９は制御圧入口、４０は緩衝ゴムリ
ングをそれぞれ示している。

【００２４】図５に示す従来例における通路開閉弁１３
の出口筒部２８にあたる部分は、図２の弁組立体４８に
おいては低圧損リード弁４６の弁ハウジング４９となっ
ている。弁ハウジング４９は、図示しない手段によって
通路開閉弁４７の弁ハウジング２６と一体的に締結され
る。また、弁ハウジング４９の出口筒部５０は機関１の
排気マニホールド８に接続されており、分岐二次空気通
路１５を介して触媒装置９の上流側へ二次空気を送り込
むことができる。

【００２５】図２に例示する低圧損リード弁４６は、弁
ハウジング４９の開口を閉塞するように、シール部材５
１を介して取り付けられるプレート５２を備えている。
プレート５２は通路開閉弁４７の弁ハウジング２６と低
圧損リード弁４６の弁ハウジング４９とを一体的に締結
する際に、間に挟み込むことによって固定される。プレ
ート５２には長方形の弁開口５３が形成されており、弁
開口５３を閉塞するように例えばステンレス鋼又はバネ
鋼の薄板からなる長方形の弁リード５４が設けられ、弁
リード５４の過大な変形を防止するストッパ５５と共
に、螺子５６によってプレート５２に取り付けられる。
弁リード５４が弁開口５３を閉じる時に生じる衝撃を緩
和すると共に、閉弁状態のシール性を高めるために、弁
開口５３の周囲の少なくとも一部に緩衝ゴム５７を取り
付ける。

【００２６】次に、図１及び図２に示した本発明の実施
例の作動について説明する。この例では、電動エアポン
プシステムを触媒の早期活性化のためと、機関１の減速
運転状態における触媒臭の除去のためとの、２つの目的
に対して使用する。前者の触媒の早期活性化は従来の電
動エアポンプシステムと同様な機能であるが、後者の減
速状態における触媒臭の除去は、従来の電動エアポンプ
システムにおいては電動エアポンプを大型化しない限り
不可能であったものを本発明によって可能とした機能で
あるから、本発明の特徴は後者に表れているということ
ができる。

【００２７】作動１．触媒の早期活性化 内燃機関１が始動された直後に、図示しない制御装置が
発生する制御信号によって電動エアポンプ１１に給電が
行われて、ポンプ部分１１ｂが回転駆動されると共に、
バキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ）４２が切
り換えられて、負圧導入管４３と制御圧導入管４１が連
通し、通路開閉弁４７の制御圧室３３にサージタンク４
４の吸気負圧が供給される。それによって弁板３５は圧
縮スプリング３８に抗して弁開口２９を開き、電動エア
ポンプ１１によって加圧された二次空気が、二次空気通
路１４と分岐二次空気通路１５を通って低圧損リード弁
４６の弁開口５３に入り、弁リード５４を押し開けて出
口筒部５０から排気マニホールド８へ送りこまれる。触
媒装置９の上流側に二次空気が供給される結果、触媒の
温度上昇が促進されて、触媒が完全な排気浄化機能を奏
する活性化温度に迅速に到達することが可能になる。

【００２８】触媒が活性化温度に達すると、制御装置の
制御信号によって電動エアポンプ１１が停止すると共
に、ＶＳＶ４２が切り換えられて、制御圧導入管４１を
介して通路開閉弁４７の制御圧室３３へ大気圧を導入す
るので、弁板３５は圧縮スプリング３８に押されて弁開
口２９を閉じ、通路開閉弁４７は分岐二次空気通路１５
を遮断する。従って、排気マニホールド８への二次空気
の供給は一時休止の状態となる。

【００２９】作動２．減速運転状態における触媒臭の除
去 内燃機関１の通常の運転状態において減速状態に入る
と、スロットル弁４が閉弁することによって排気ガス中
にＨＣやＣＯ等の未燃分が増加し、それが触媒装置９に
流入することによって触媒臭が発生するが、実施例のシ
ステムでは、制御装置が機関１の減速状態を検知すると
ＶＳＶ４２を切り換えて、通路開閉弁４７の制御圧室３
３へサージタンク４４の吸気負圧を導入する。それによ
って通路開閉弁４７は開弁して二次空気通路１４と分岐
二次空気通路１５を連通させる。この時は制御装置は電
動エアポンプ１１を駆動しないので、二次空気が強制的
に送り込まれる訳ではないが、排気脈動が比較的強くな
っていることもあり、排気マニホールド８が負圧になる
たびに低圧損リード弁４６の弁リード５４が応答して弁
開口５３を開き、二次空気を排気マニホールド８内へ間
欠的に送り込む。この時、給気管１２から入った二次空
気は電動エアポンプ１１を通過する必要があるから、通
気抵抗とならないように、ポンプ部分１１ｂとしては容
積型のポンプよりも遠心型や軸流型のポンプを選ぶべき
である。

【００３０】排気脈動を利用した無動力による二次空気
の供給は、従来の電動エアポンプシステムにおけるゴム
製の弁板２１を使用した逆止弁１６によっては殆ど不可
能であるが、非常に薄いステンレス鋼製等の弁リード５
４を使用する低圧損リード弁４６はきわめて応答性が良
く、圧力損失が少ないので、これを逆止弁として使用す
ることにより、排気脈動のみによって実用上十分な量の
二次空気を排気マニホールド８内へ送り込むことができ
る。それによって排気ガス中の未燃分の酸化が促進さ
れ、減速運転状態における触媒臭発生の問題が解消す
る。減速運転が頻繁に行われるような場合でも、電動エ
アポンプ１１は駆動されないので電動機部分１１ａが過
熱するような恐れはなく、電動エアポンプ１１は単に冷
間始動時に二次空気を供給するだけでよいから小型のも
ので十分である。従って、従来技術の場合のように、電
動エアポンプ１１を大型化することによるスペース及び
コスト面、或いは搭載性等の問題は生じない。

【００３１】図６は、図１〜図２に示した本発明の実施
例の電動エアポンプシステムの無動力による作動状態、
つまり、内燃機関１の通常の運転中に電動エアポンプ１
１を停止させたまま通路開閉弁４７を開弁させた状態に
おける二次空気流量（Ａ）、排気ガス圧力（Ｂ）、及び
低圧損リード弁４６の弁リフト量の変化（Ｃ）を、横軸
に機関１の回転数をとって示したものである。排気マニ
ホールド８における排気ガス圧力は線図（Ｂ）に示すよ
うに脈動的に変動するが、機関１の回転数が一定値ｎに
達するまでの比較的低回転の領域では、排気ガス圧力の
脈動は正圧と負圧が交互に並んだ形のものとなる。本発
明の実施例においては圧力の変動に敏感に反応する低圧
損リード弁４６を使用するので、排気ガスの圧力が正圧
の時は閉弁して排気ガスが電動エアポンプシステムに入
るのを阻止するが、排気ガスの圧力が負圧となった時に
は線図（Ｃ）に示したように開弁して、二次空気を排気
マニホールド８へ吸入させる。従って、実施例による二
次空気の流量（単位はリットル／分）は線図（Ａ）に示
したように高くなる。

【００３２】これに対して図７は、図３〜図５に示した
ような電動エアポンプシステムの従来例において、電動
エアポンプ１１を停止させたままで、通路開閉弁１３の
みを開弁させた場合の二次空気流量（Ａ）、排気ガス圧
力（Ｂ）、及び逆止弁１６の弁リフト量の変化（Ｃ）
を、横軸に機関１の回転数をとって示したものである。
線図（Ｂ）の排気ガス圧力の脈動は図６の（Ｂ）と同じ
ように生じるが、逆止弁１６はゴム製の弁板２１を有す
るため圧力の脈動に対する応答が鈍く、追従遅れが生じ
るので、回転数ｎ以下の低回転数域における脈動の負圧
部分を有効に利用することができない。また、脈動の負
圧部分による逆止弁１６の開弁時のリフトが小さく、圧
力損失が大きいので、図７の線図（Ａ）に示すように、
二次空気の流量が小さく、減速運転時等に必要な二次空
気量を満たすことができない。

【００３３】なお、図８は本発明の電動エアポンプ１１
の特性を示したもので、電動エアポンプ１１（ポンプ部
分１１ｂ）の吐出圧力と吐出流量との関係を示してい
る。そして、この線図上に記載された従来品は、特開平
５−２０９１２号公報に記載された電動エアポンプシス
テムにおいて、モータの消費電流による制御を行わない
場合（単に、電動エアポンプとリード弁との組み合わ
せ）に相当するものであるが、この従来品では、本来１
２Ｖあるべきバッテリー電圧が１０Ｖに低下したときに
は、電動エアポンプの必要な吐出流量である３００ｌ／
ｍｉｎを満足することができない。これに対して、本発
明の電動エアポンプでは、バッテリー電圧が１０Ｖのと
きでも、電動エアポンプの必要な吐出流量３００ｌ／ｍ
ｉｎを満足することができる。

【００３４】なお、本発明の電動エアポンプシステムに
おける低圧損リード弁４６は、吐出流量が２００ｌ／ｍ
ｉｎのときに、４ｋＰａ以下の電動エアポンプの吐出圧
を満足する（即ち、吐出圧が４ｋＰａ以下の電動エアポ
ンプであっても十分に開弁して２００ｌ／ｍｉｎの加圧
した空気の吐出を行うことができる）ものである。

【００３５】（実施例２）本発明による電動エアポンプ
システムの第２の実施例を図９及び図１０に基づいて説
明する。図１及び図２に示し先に説明した第１の実施例
に使用されているものと実質的に同様な部分について
は、同じ参照符号を付して説明を省略する。図９及び図
１０に示す第２の実施例が図１及び図２に示す第１の実
施例と異なる点は、低圧損リード弁４６と通路開閉弁４
７とが一体に形成されてなる弁組立体４８が、第１の実
施例では２個用いられているが、第２の実施例では一つ
の通路開閉弁４７と二つの低圧損リード弁４６を単一の
弁組立体５８とした点にある。

【００３６】第２の実施例の弁組立体５８は、図１０に
示すように、通路開閉弁４７の弁ハウジング２６が、低
圧損リード弁４６の弁ハウジング４９の内周と一体的に
締結される。図２に示した第１の実施例の場合と異な
り、通路開閉弁４７の弁開口２９の内周には隔離壁２６
ａが設けられ、弁ハウジング２６の内部を二つの部分に
区画している。弁ハウジング２６の外周には、弁開口２
９と連通する穴が相互に反対向きに二個形成されてい
る。そしてこれらの穴５９，６０と対向してそれらに連
通するように、二個の低圧損リード弁４６の弁開口５３
をそれぞれ通路開閉弁４７の弁ハウジング２６の外周に
配設している。第２の実施例によれば、電動エアポンプ
１１を備える二次空気供給システムの構成を更に簡略
化、軽量化することができるので、搭載性を飛躍的に向
上させることができる。

【００３７】（実施例３）本発明による電動エアポンプ
システムの第３の実施例を図１１に基づいて説明する。
先に説明した第１の実施例に使用されているものと実質
的に同様な部分については、同じ参照符号を付して説明
を省略する。第３の実施例においては、図３に示した従
来のシステムに対して、ゴム製で円形の弁板２１を有す
る逆止弁１６を、前記第１の実施例において説明した金
属製の薄板からなる弁リード５４を用いる低圧損リード
弁４６としたものである。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、機関の始動時において
電動エアポンプによって二次空気を強制的に排気ガス中
へ供給して触媒の暖機を促進することができるだけでな
く、機関の通常の運転状態における減速のような、頻繁
に生じる運転条件においても必要な量の二次空気を排気
の圧力の脈動を利用して無動力で排気ガス中に供給して
触媒臭を除去することができ、この際は電動エアポンプ
を使用しないので電動エアポンプを大型化する必要がな
く、かつ、低圧損リード弁を配設したので、電動エアポ
ンプの複雑な制御を必要とせず、必要な電動エアポンプ
の吐出流量が容易に得られるという利点がある。

【００３９】また、通路開閉弁と低圧損リード弁とを一
体化して弁組立体とすることが可能になるので、弁部分
を小型化することができる。その結果、システム全体を
小型化すると共に、低廉なコストで製造することができ
るようになるので、実用的で搭載性に優れた電動エアポ
ンプシステムが得られる。更に、始動時だけでなく、機
関の運転中にも二次空気を流通させるので、電動エアポ
ンプシステム内に排気ガスや凝縮水等が停滞して腐食や
デポジットの堆積が生じるというような問題も防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の電動エアポンプシステ
ムを示す断面図である。

【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。

【図３】電動エアポンプシステムの従来例を示す断面図
である。

【図４】図３の一部を拡大して示す断面図である。

【図５】図３の他の一部を拡大して示す断面図である。

【図６】本発明の実施例の効果を示す線図である。

【図７】図６との比較において従来例の問題点を示す線
図である。

【図８】本発明の電動エアポンプの特性を示す線図であ
る。

【図９】本発明の第２の実施例の電動エアポンプシステ
ムを示す断面図である。

【図１０】図９の要部を拡大して示す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施例の電動エアポンプシス
テムを示す断面図である。

【符号の説明】

１…内燃機関 ２…吸気通路 ４…スロットル弁 ６…シリンダ ８…排気マニホールド ９…触媒装置 １１…電動エアポンプ １１ａ…電動機部分 １１ｂ…ポンプ部分 １３…通路開閉弁（従来技術） １４…二次空気通路 １５…分岐二次空気通路 １６…逆止弁（従来技術） ２１…ゴム製の弁板（従来技術） ２３…渦巻き形のスプリング（従来技術） ２６…弁ハウジング ２６ａ…隔離壁 ２７…入口筒部 ２８…出口筒部 ３１…ダイヤフラム ３３…制御圧室 ３５…弁板 ３６…プレッシャープレート ３８…圧縮スプリング ３９…制御圧入口 ４１…制御圧導入管 ４２…バキューム・スイッチング・バルブ（ＶＳＶ） ４３…負圧導入管 ４４…サージタンク ４５…大気開放ポート ４６…低圧損リード弁 ４７…通路開閉弁 ４８…弁組立体（第１の実施例の要部） ５０…出口筒部 ５２…プレート ５３…弁開口 ５４…弁リード ５５…ストッパ ５７…緩衝ゴム ５８…弁組立体（第２の実施例の要部） ５９，６０…穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気ガスを浄化するための触媒が設けら
   れている内燃機関の排気通路と、 前記触媒よりも上流側の前記排気通路へ二次空気を供給
   するために接続された二次空気通路と、 前記二次空気通路に接続して設けられ、前記機関の始動
   時に回転駆動されて加圧した二次空気を前記二次空気通
   路を介して前記排気通路へ強制的に送り込むことによっ
   て前記触媒の暖機を促進すると共に、前記機関の通常の
   運転時には停止して単なる二次空気の通路となることが
   できる電動エアポンプと、 前記電動エアポンプの下流側の前記二次空気通路上に排
   気ガス圧力の脈動に応答する逆止弁として設けられた弁
   リードを有する低圧損リード弁と、 を備えており、 前記低圧損リード弁は、前記電動エアポンプの吐出流量
   が２００ｌ／ｍｉｎの時に、４ｋＰａ以下の前記電動エ
   アポンプの吐出圧を満足することを特徴とする電動エア
   ポンプを備えた二次空気供給システム。
2. 【請求項２】 前記低圧損リード弁と直列に前記二次空
   気通路上に設けられた通路開閉弁と、前記通路開閉弁を
   開閉制御するための前記制御手段とを備えており、 前記通路開閉弁を開閉制御するための前記制御手段が、
   前記内燃機関の吸気負圧と大気圧の一方を選択的に制御
   圧として前記通路開閉弁へ供給する電磁式のバキューム
   ・スイッチング・バルブを含んでいる請求項１記載の電
   動エアポンプを備えた二次空気供給システム。
3. 【請求項３】 前記低圧損リード弁と前記通路開閉弁が
   一体化されて弁組立体を構成している請求項１記載の電
   動エアポンプを備えた二次空気供給システム。
4. 【請求項４】 前記低圧損リード弁の弁リードが金属の
   薄板からなっている請求項１記載の電動エアポンプを備
   えた二次空気供給システム。
5. 【請求項５】 前記金属の薄板が、ステンレス鋼又はバ
   ネ鋼からなっている請求項４記載の電動エアポンプを備
   えた二次空気供給システム。