JP2724387B2 - 内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検知方法 - Google Patents
内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検知方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、三元触媒を備えた内燃エンジンの排気系
に、該触媒の上流側に位置して設けられ、触媒の浄化効
率向上のために二次空気を供給する排気二次空気供給装
置の故障検知方法に関する。
に、該触媒の上流側に位置して設けられ、触媒の浄化効
率向上のために二次空気を供給する排気二次空気供給装
置の故障検知方法に関する。
（従来技術及びその課題） 従来、内燃エンジンの排気通路内に、下流側に向かっ
て順に二次空気供給装置、空燃比センサ及び触媒が設け
られ、該二次空気供給装置が作動して二次空気が排気管
に供給されるべきエンジンの特定運転状態時、即ちアイ
ドル時や減速時に前記空燃比センサが出力した該センサ
付近の排気中の残留酸素濃度が低いときに（リッチ状
態）二次空気供給装置に目詰り等の異常（酸素供給不
足）が生じていると判定する装置が例えば特開昭63-111
256号公報にて知られる。
て順に二次空気供給装置、空燃比センサ及び触媒が設け
られ、該二次空気供給装置が作動して二次空気が排気管
に供給されるべきエンジンの特定運転状態時、即ちアイ
ドル時や減速時に前記空燃比センサが出力した該センサ
付近の排気中の残留酸素濃度が低いときに（リッチ状
態）二次空気供給装置に目詰り等の異常（酸素供給不
足）が生じていると判定する装置が例えば特開昭63-111
256号公報にて知られる。
しかしながら上記従来装置において前記異常の判断を
明確に行なうにはエンジンに供給される混合気がリッチ
状態であることが前提となるが、特定運転状態時に混合
気が必ずしもリッチ状態とは限らない。即ち、特定運転
状態時のうち、特に減速時には通常、燃料供給が遮断
（フューエルカット）され、吸気管壁等に付着した燃料
が気筒内に供給されるだけであるため気筒内での燃料の
燃焼（爆発）が必ずしも行なわれない。燃焼が行なわれ
なければ排気中の残留酸素濃度は高くなり（混合気がリ
ーン状態のときの排気に相当）、この場合には二次空気
が供給されない二次空気供給装置の異常時にあっても該
装置は正常に作動していると判定される虞があった。
明確に行なうにはエンジンに供給される混合気がリッチ
状態であることが前提となるが、特定運転状態時に混合
気が必ずしもリッチ状態とは限らない。即ち、特定運転
状態時のうち、特に減速時には通常、燃料供給が遮断
（フューエルカット）され、吸気管壁等に付着した燃料
が気筒内に供給されるだけであるため気筒内での燃料の
燃焼（爆発）が必ずしも行なわれない。燃焼が行なわれ
なければ排気中の残留酸素濃度は高くなり（混合気がリ
ーン状態のときの排気に相当）、この場合には二次空気
が供給されない二次空気供給装置の異常時にあっても該
装置は正常に作動していると判定される虞があった。
また、従来、二次空気が供給されない状態である高負
荷燃料増量運転時に、二次空気供給機構よりも排気系下
流のO2センサが一定期間に亘って、混合気のリーン状態
を検出するならば二次空気供給機構に異常（弁が閉塞さ
れない等の不良）が生じていると判定する二次空気供給
機構の異常検出装置が例えば特開昭63-212750号公報に
て知られる。
荷燃料増量運転時に、二次空気供給機構よりも排気系下
流のO2センサが一定期間に亘って、混合気のリーン状態
を検出するならば二次空気供給機構に異常（弁が閉塞さ
れない等の不良）が生じていると判定する二次空気供給
機構の異常検出装置が例えば特開昭63-212750号公報に
て知られる。
この従来装置は、酸素供給不足ではなく酸素供給過剰
である弁閉塞不良等の異常を検出するものであるととも
に、該異常を検出中に該異常が存在するならば三元触媒
の温度が上昇してしまい該触媒の劣化をもたらすという
問題があった。
である弁閉塞不良等の異常を検出するものであるととも
に、該異常を検出中に該異常が存在するならば三元触媒
の温度が上昇してしまい該触媒の劣化をもたらすという
問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、減速中エ
ンジンに供給される混合気が確実にリッチ状態であると
きに二次空気を供給した位置よりも排気系下流で検出さ
れる残留排気成分濃度を用いて排気二次空気供給装置の
故障を正確に検知する内燃エンジンの排気二次空気供給
装置の故障検知方法を提供することを目的とする。
ンジンに供給される混合気が確実にリッチ状態であると
きに二次空気を供給した位置よりも排気系下流で検出さ
れる残留排気成分濃度を用いて排気二次空気供給装置の
故障を正確に検知する内燃エンジンの排気二次空気供給
装置の故障検知方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明によれば、内燃エン
ジンの排気通路内に下流側に向かって順に第１の排気成
分濃度センサと排気二次空気供給装置と第２の排気成分
濃度センサとを設けた内燃エンジンの排気二次空気供給
装置の故障検知方法において、所定の減速時に前記排気
二次空気供給装置を作動し、この状態下で前記第１及び
第２の排気成分濃度センサの出力に基づいて該第１の排
気成分濃度センサ付近の排気中の第１の排気成分濃度及
び該第２の排気成分濃度センサ付近の排気中の第２の排
気成分濃度が第１の所定値よりも小さいか否かを夫々判
別し、該第１及び第２の排気成分濃度が前記第１の所定
値よりも小さいと判別された時前記排気二次空気供給装
置に故障が発生していると判定することを特徴とする、
内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検知方法が
提供される。
ジンの排気通路内に下流側に向かって順に第１の排気成
分濃度センサと排気二次空気供給装置と第２の排気成分
濃度センサとを設けた内燃エンジンの排気二次空気供給
装置の故障検知方法において、所定の減速時に前記排気
二次空気供給装置を作動し、この状態下で前記第１及び
第２の排気成分濃度センサの出力に基づいて該第１の排
気成分濃度センサ付近の排気中の第１の排気成分濃度及
び該第２の排気成分濃度センサ付近の排気中の第２の排
気成分濃度が第１の所定値よりも小さいか否かを夫々判
別し、該第１及び第２の排気成分濃度が前記第１の所定
値よりも小さいと判別された時前記排気二次空気供給装
置に故障が発生していると判定することを特徴とする、
内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検知方法が
提供される。
（実施例） 以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述す
る。
る。
第１図は本発明の故障検知方法が適用される排気二次
空気供給装置を含む内燃エンジンの燃料供給制御装置の
全体の構成図であり、図中１は内燃エンジンであり、該
エンジン１には吸気管２が設けられる。該吸気管２の途
中にはスロットルボディ３が設けられ、その内部にはス
ロットル弁３′が配されている。スロットル弁３′には
スロットル弁開度（θTH）センサ４が連結されており、
当該スロットル弁３′の開度に応じた電気信号を出力し
て電子コントロールユニット（以下「ECU」という）５
に供給する。
空気供給装置を含む内燃エンジンの燃料供給制御装置の
全体の構成図であり、図中１は内燃エンジンであり、該
エンジン１には吸気管２が設けられる。該吸気管２の途
中にはスロットルボディ３が設けられ、その内部にはス
ロットル弁３′が配されている。スロットル弁３′には
スロットル弁開度（θTH）センサ４が連結されており、
当該スロットル弁３′の開度に応じた電気信号を出力し
て電子コントロールユニット（以下「ECU」という）５
に供給する。
エンジン１とスロットル弁３′との間且つ吸気管２の
図示しない吸気弁の少し上流側には燃料噴射弁６が各気
筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポン
プに接続されていると共にECU5に電気的に接続されて当
該ECU5からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御
される。
図示しない吸気弁の少し上流側には燃料噴射弁６が各気
筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポン
プに接続されていると共にECU5に電気的に接続されて当
該ECU5からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御
される。
一方、スロットル弁３′の直ぐ下流には管７を介して
吸気管内絶対圧（PBA）センサ８が設けられており、こ
の絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信
号は前記ECU5に供給される。
吸気管内絶対圧（PBA）センサ８が設けられており、こ
の絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信
号は前記ECU5に供給される。
エンジン１の本体にはサーミスタ等から成るエンジン
水温（Tw）センサ９が装着され、エンジン水温（冷却水
温）Twを検出して対応する温度信号を出力してECU5に供
給する。エンジン回転数（Ne）センサ10及び気筒判別
（CYL）センサ11はエンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲に取付けられている。エンジン回転
数センサ10はエンジン１のクランク軸の180度回転毎に
所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「TDC信号
パルス」という）を出力し、気筒判別センサ11は特定の
気筒の所定のクランク角度位置で信号パルスを出力する
ものであり、これらの各信号パルスはECU5に供給され
る。ECU5ではNeセンサ10からの入力信号に基づいてエン
ジン回転数Neを算出する。
水温（Tw）センサ９が装着され、エンジン水温（冷却水
温）Twを検出して対応する温度信号を出力してECU5に供
給する。エンジン回転数（Ne）センサ10及び気筒判別
（CYL）センサ11はエンジン１の図示しないカム軸周囲
又はクランク軸周囲に取付けられている。エンジン回転
数センサ10はエンジン１のクランク軸の180度回転毎に
所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「TDC信号
パルス」という）を出力し、気筒判別センサ11は特定の
気筒の所定のクランク角度位置で信号パルスを出力する
ものであり、これらの各信号パルスはECU5に供給され
る。ECU5ではNeセンサ10からの入力信号に基づいてエン
ジン回転数Neを算出する。
エンジン１の排気管12には三元触媒13が配置されてお
り、排気ガス中のHC、CO、NOx等の成分の浄化を行う。
排気成分濃度センサとしてのO2センサ14,15は排気管12
の三元触媒13の上流側及び下流側に夫々装着されてお
り、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検出値VO2F,V
O2Rに応じた信号を出力しECU5に供給する。
り、排気ガス中のHC、CO、NOx等の成分の浄化を行う。
排気成分濃度センサとしてのO2センサ14,15は排気管12
の三元触媒13の上流側及び下流側に夫々装着されてお
り、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検出値VO2F,V
O2Rに応じた信号を出力しECU5に供給する。
またエンジン１の排気管12には上流側O2センサ14の下
流側、且つ三元触媒13の上流側に管16を介して排気二次
空気供給装置の一部である二次エア供給弁17が接続され
る。この弁17は管16を、エアクリーナ17dを介して大気
に開放もしくは閉塞可能に設けられた常閉リード17aと
そのリード17aの上流側に配され同じく管16を大気に開
放もしくは閉塞可能に設けられたダイアフラム弁17b
と、該ダイアフラム弁を管16の閉塞方向に押圧するばね
17cとから成る。この二次エア供給弁17は、一方では管1
6を介してエンジン１の排気管12に、他方では管18を介
して電磁弁から成るリードエアカット弁19（排気二次空
気供給装置の一部）に、更に管20を介して吸気管２のス
ロットルボディ３下流側の吸気管２に夫々連通してい
る。
流側、且つ三元触媒13の上流側に管16を介して排気二次
空気供給装置の一部である二次エア供給弁17が接続され
る。この弁17は管16を、エアクリーナ17dを介して大気
に開放もしくは閉塞可能に設けられた常閉リード17aと
そのリード17aの上流側に配され同じく管16を大気に開
放もしくは閉塞可能に設けられたダイアフラム弁17b
と、該ダイアフラム弁を管16の閉塞方向に押圧するばね
17cとから成る。この二次エア供給弁17は、一方では管1
6を介してエンジン１の排気管12に、他方では管18を介
して電磁弁から成るリードエアカット弁19（排気二次空
気供給装置の一部）に、更に管20を介して吸気管２のス
ロットルボディ３下流側の吸気管２に夫々連通してい
る。
リードエアカット弁19は、空気取入口19aと、管18を
負圧供給用の管20又は大気圧供給用の空気取入口19aと
連通させるための弁体19bと、ECU5に接続されECU5から
の制御信号により付勢されて弁体19bを作動させるリー
ドバルブソレノイド（以下「RVS」という）19cとから成
る。
負圧供給用の管20又は大気圧供給用の空気取入口19aと
連通させるための弁体19bと、ECU5に接続されECU5から
の制御信号により付勢されて弁体19bを作動させるリー
ドバルブソレノイド（以下「RVS」という）19cとから成
る。
RVS19cが付勢されると弁体19bが管20と管18とを連通
させ、エンジン１の回転によってスロットルボディ３の
下流側に生じた負圧はリードエアカット弁19を介して二
次エア供給弁17に導入されて二次エア供給弁17のダイア
フラム弁17bをばね17cの押圧に抗して後退せしめ、その
結果エアクリーナ17dを介して大気（二次エア）が二次
エア供給弁17内に導入され、更に該二次エアが、排気管
12内が負圧になる時にリード17aを押圧開成して排気管1
2内に導入される。この二次エアの導入により、前記三
元触媒13が酸化雰囲気中におかれることになり、酸化雰
囲気下で燃焼する排気ガス中のHC、CO成分の浄化が良好
に行なわれる。
させ、エンジン１の回転によってスロットルボディ３の
下流側に生じた負圧はリードエアカット弁19を介して二
次エア供給弁17に導入されて二次エア供給弁17のダイア
フラム弁17bをばね17cの押圧に抗して後退せしめ、その
結果エアクリーナ17dを介して大気（二次エア）が二次
エア供給弁17内に導入され、更に該二次エアが、排気管
12内が負圧になる時にリード17aを押圧開成して排気管1
2内に導入される。この二次エアの導入により、前記三
元触媒13が酸化雰囲気中におかれることになり、酸化雰
囲気下で燃焼する排気ガス中のHC、CO成分の浄化が良好
に行なわれる。
更にECU5には後述する手法により二次エア供給弁17、
リードエアカット弁19等の排気二次空気供給装置に故障
が発生したことが検知されたときに警告を運転者に発す
るための発光ダイオード21が接続されている。
リードエアカット弁19等の排気二次空気供給装置に故障
が発生したことが検知されたときに警告を運転者に発す
るための発光ダイオード21が接続されている。
ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧
レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタ
ル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、後述
の故障検知プログラム等を処理実行する中央演算処理回
路（以下「CPU」という）5b、CPU5bで実行される各種演
算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前
記燃料噴射弁６、RVS19c、発光ダイオード21等に駆動信
号を供給する出力回路5d等から構成される。
レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタ
ル信号値に変換する等の機能を有する入力回路5a、後述
の故障検知プログラム等を処理実行する中央演算処理回
路（以下「CPU」という）5b、CPU5bで実行される各種演
算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前
記燃料噴射弁６、RVS19c、発光ダイオード21等に駆動信
号を供給する出力回路5d等から構成される。
CPU5bは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づい
て、排ガス中の酸素濃度に応じたフィードバック制御運
転領域やフューエルカット領域等を含むオープンループ
制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別すると
ともに、エンジン運転状態に応じ、次式（１）に基づ
き、前記TDC信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料
噴射時間TOUTを演算する。
て、排ガス中の酸素濃度に応じたフィードバック制御運
転領域やフューエルカット領域等を含むオープンループ
制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別すると
ともに、エンジン運転状態に応じ、次式（１）に基づ
き、前記TDC信号パルスに同期する燃料噴射弁６の燃料
噴射時間TOUTを演算する。
TOUT＝Ti×KO2×KLS×K1＋K2 …（１） ここに、Tiは燃料噴射弁６の噴射時間TOUTの基準値で
あり、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧PBAに応じて
設定されたTiマップから読み出される。
あり、エンジン回転数Neと吸気管内絶対圧PBAに応じて
設定されたTiマップから読み出される。
KO2は空燃比フィードバック補正係数であってフィー
ドバック制御時、上流側O2センサ14により検出される排
気ガス中の酸素濃度に応じて設定され、更にフィードバ
ック制御を行なわない複数の特定運転領域（オープンル
ープ制御運転領域）では各運転領域に応じて設定される
係数である。尚、O2センサの出力電圧に基づく補正係数
KO2の設定手法の詳細は、例えば特開昭63-189638号公報
等に開示されている。
ドバック制御時、上流側O2センサ14により検出される排
気ガス中の酸素濃度に応じて設定され、更にフィードバ
ック制御を行なわない複数の特定運転領域（オープンル
ープ制御運転領域）では各運転領域に応じて設定される
係数である。尚、O2センサの出力電圧に基づく補正係数
KO2の設定手法の詳細は、例えば特開昭63-189638号公報
等に開示されている。
KLSはエンジンが低負荷運転領域及び本発明に係る故
障検知を実行しているときの減速運転領域（オープンル
ープ制御領域）にあるときに1.0より小さな値に設定さ
れるリーン化係数である。
障検知を実行しているときの減速運転領域（オープンル
ープ制御領域）にあるときに1.0より小さな値に設定さ
れるリーン化係数である。
K1及びK2は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じて
演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン
運転状態に応じた燃費特性、エンジン運転性等の諸特性
の最適化が図られるような所定値に決定される。
演算される他の補正係数及び補正変数であり、エンジン
運転状態に応じた燃費特性、エンジン運転性等の諸特性
の最適化が図られるような所定値に決定される。
CPU5bは上述のようにして求めた燃料噴射時間TOUTに
基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回路
5dを介して燃料噴射弁６に供給する。
基づいて燃料噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回路
5dを介して燃料噴射弁６に供給する。
第２図は本発明の実施例の概要を示す図であり、この
図に従って本実施例の概要を以下に説明する。
図に従って本実施例の概要を以下に説明する。
エンジンの所定の減速時、車両の走行速度Ｖは第２図
（Ａ）に示すように減少する。この減速時に燃料供給の
遮断（F/C）を実行するのが通常であるが、本発明に係
る故障検知時には該遮断を実行せず、混合気がリッチ状
態となるように燃料供給を行なう。即ち所定の減速時に
はスロットル弁３′は全閉であり、この状態で混合気の
空燃比が10程度（リッチ状態）になるようにするにはリ
ーン化係数KLSを0.8に設定して燃料噴射時間TOUTを決定
すればよい［第２図（Ｂ），（Ｃ）］。
（Ａ）に示すように減少する。この減速時に燃料供給の
遮断（F/C）を実行するのが通常であるが、本発明に係
る故障検知時には該遮断を実行せず、混合気がリッチ状
態となるように燃料供給を行なう。即ち所定の減速時に
はスロットル弁３′は全閉であり、この状態で混合気の
空燃比が10程度（リッチ状態）になるようにするにはリ
ーン化係数KLSを0.8に設定して燃料噴射時間TOUTを決定
すればよい［第２図（Ｂ），（Ｃ）］。
このようなリッチ化混合気による排気に、RVS19cを付
勢することによって［第２図（Ｄ）］二次空気（エア）
を供給した場合、上流側O2センサ14で検出される残留酸
素濃度の検出値VO2F及び下流側O2センサ15で検出される
残留酸素濃度の検出値VO2Rは夫々第２図（Ｅ）及び
（Ｆ）のようになる。両検出値VO2F,VO2Rは酸素濃度に
反比例する電圧値であるため濃度が高い程小さい値とな
る。
勢することによって［第２図（Ｄ）］二次空気（エア）
を供給した場合、上流側O2センサ14で検出される残留酸
素濃度の検出値VO2F及び下流側O2センサ15で検出される
残留酸素濃度の検出値VO2Rは夫々第２図（Ｅ）及び
（Ｆ）のようになる。両検出値VO2F,VO2Rは酸素濃度に
反比例する電圧値であるため濃度が高い程小さい値とな
る。
第２図（Ｆ）からわかるようにVO2Rは、二次エアが正
常に供給されているときは第２図（Ｆ）の実線のように
なるが、二次エアが正常に供給されず不足した時には破
線に示すようになる。従ってVO2Fが所定値よりも大きい
ことで混合気が確実にリッチ状態となっていることを確
認しつつ、VO2Rのこうした正常時と異常時との明確な相
違点を利用して排気二次空気供給装置（二次エア供給弁
17、リードエアカット弁19等）の故障を検知しようとす
るものである。
常に供給されているときは第２図（Ｆ）の実線のように
なるが、二次エアが正常に供給されず不足した時には破
線に示すようになる。従ってVO2Fが所定値よりも大きい
ことで混合気が確実にリッチ状態となっていることを確
認しつつ、VO2Rのこうした正常時と異常時との明確な相
違点を利用して排気二次空気供給装置（二次エア供給弁
17、リードエアカット弁19等）の故障を検知しようとす
るものである。
次に上記故障検知方法を第３図に示す制御プログラム
のフローチャートに基づき詳述する。本プログラムはTD
C信号パルスの入力毎にCPU5bにおいて実行される。
のフローチャートに基づき詳述する。本プログラムはTD
C信号パルスの入力毎にCPU5bにおいて実行される。
まずステップ101でエンジン１が始動モード運転状態
にあるか否かを判別し、この答が肯定（Yes）ならば、
エンジン１が始動モード運転状態を離脱したあとの経過
時間を計測するダウンカウンタから成るtIDLSTタイマに
所定時間tIDLST（例えば２秒）をセットしてスタートさ
せ（ステップ102）、エンジン１が減速運転状態に入っ
た（後述のステップ110の答が肯定）後の経過時間を計
測するダウンカウンタから成るtRVSMONIタイマに所定時
間tRVSMONI（例えば２秒）をセットしスタートさせ（ス
テップ103）、「１」で故障診断に適したエンジン運転
状態になったことを示す診断フラグF-RVSCHKSTに「０」
を設定し（ステップ104）、RVS19cを消勢して二次空気
を排気管12へ供給しないようにし（ステップ105）、本
プログラムを終了する。
にあるか否かを判別し、この答が肯定（Yes）ならば、
エンジン１が始動モード運転状態を離脱したあとの経過
時間を計測するダウンカウンタから成るtIDLSTタイマに
所定時間tIDLST（例えば２秒）をセットしてスタートさ
せ（ステップ102）、エンジン１が減速運転状態に入っ
た（後述のステップ110の答が肯定）後の経過時間を計
測するダウンカウンタから成るtRVSMONIタイマに所定時
間tRVSMONI（例えば２秒）をセットしスタートさせ（ス
テップ103）、「１」で故障診断に適したエンジン運転
状態になったことを示す診断フラグF-RVSCHKSTに「０」
を設定し（ステップ104）、RVS19cを消勢して二次空気
を排気管12へ供給しないようにし（ステップ105）、本
プログラムを終了する。
一方、ステップ101の答が否定（No）ならばtIDLSTタ
イマのカウント値が０であるか否かを判別する（ステッ
プ106）。この答が否定（No）ならばステップ103へ進
み、一方ステップ106の答が肯定（Yes）、即ちエンジン
１が始動モード運転状態を離脱して通常運転モード状態
になった後所定時間tIDLSTが経過したならばステップ10
7,108へ進み故障診断をすべきエンジン運転状態である
か否かを判別する。
イマのカウント値が０であるか否かを判別する（ステッ
プ106）。この答が否定（No）ならばステップ103へ進
み、一方ステップ106の答が肯定（Yes）、即ちエンジン
１が始動モード運転状態を離脱して通常運転モード状態
になった後所定時間tIDLSTが経過したならばステップ10
7,108へ進み故障診断をすべきエンジン運転状態である
か否かを判別する。
即ち、ステップ107ではエンジン水温Twが所定値T
WCHKRVS（例えば50℃）より大きいか否かを、ステップ1
08ではエンジン回転数Neが所定値NeCHKRVS（例えば4500
rpm）より小さいか否かを判別する。ステップ107及び10
8の答のいずれかが否定（No）ならばステップ103へ進
み、これらの答のいずれもが肯定（Yes）ならばステッ
プ109へ進む。
WCHKRVS（例えば50℃）より大きいか否かを、ステップ1
08ではエンジン回転数Neが所定値NeCHKRVS（例えば4500
rpm）より小さいか否かを判別する。ステップ107及び10
8の答のいずれかが否定（No）ならばステップ103へ進
み、これらの答のいずれもが肯定（Yes）ならばステッ
プ109へ進む。
ステップ109では前記診断フラグF-RVSCHKSTが「１」
であるか否かを判別する。該フラグは最初「０」に設定
されているからこの答は否定（No）となりステップ110
へ進む。
であるか否かを判別する。該フラグは最初「０」に設定
されているからこの答は否定（No）となりステップ110
へ進む。
ステップ110ではスロットル弁開度θTHが、燃料供給
遮断（フューエルカット）を開始すべき所定開度θ
FC（例えば４°）より小さいか否かを判別する。この答
が否定（No）ならばステップ103へ進み、一方ステップ1
10の答が肯定（Yes）、即ちスロットル弁開度θTHが所
定開度θFCより小さくエンジン１の減速状態にあるなら
ば、前記tRVSMONIタイマのカウント値が０であるか否か
を判別する（ステップ111）。この答が否定（No）なら
ばステップ105へ進み、一方この答が肯定（Yes）、即ち
エンジン１が減速状態になった後所定時間tRVSMONIが経
過したならば故障診断に適したエンジン運転状態に至っ
たとしてステップ112乃至114へ進む。
遮断（フューエルカット）を開始すべき所定開度θ
FC（例えば４°）より小さいか否かを判別する。この答
が否定（No）ならばステップ103へ進み、一方ステップ1
10の答が肯定（Yes）、即ちスロットル弁開度θTHが所
定開度θFCより小さくエンジン１の減速状態にあるなら
ば、前記tRVSMONIタイマのカウント値が０であるか否か
を判別する（ステップ111）。この答が否定（No）なら
ばステップ105へ進み、一方この答が肯定（Yes）、即ち
エンジン１が減速状態になった後所定時間tRVSMONIが経
過したならば故障診断に適したエンジン運転状態に至っ
たとしてステップ112乃至114へ進む。
ステップ112では、後述のステップ116及び117で行な
われる混合気のリッチ化及び二次エア供給を実行する前
に検出された下流側O2センサ15の出力値VO2Rを前条件記
憶値VO2RMONIBに記憶し、ステップ113では前記診断フラ
グF-RVSCHKSTに「１」を設定し、ステップ114では排気
二次空気供給装置の異常の継続時間を計測するダウンカ
ウンタから成るtRVSCHKタイマに所定時間tRVSCHK（例え
ば５秒）をセットし（該タイマのスタートは該ステップ
では行なわない）本プログラムを終了する。
われる混合気のリッチ化及び二次エア供給を実行する前
に検出された下流側O2センサ15の出力値VO2Rを前条件記
憶値VO2RMONIBに記憶し、ステップ113では前記診断フラ
グF-RVSCHKSTに「１」を設定し、ステップ114では排気
二次空気供給装置の異常の継続時間を計測するダウンカ
ウンタから成るtRVSCHKタイマに所定時間tRVSCHK（例え
ば５秒）をセットし（該タイマのスタートは該ステップ
では行なわない）本プログラムを終了する。
次回の本プログラム実行時にはステップ109の答は肯
定（Yes）となり、ステップ115で、前記ステップ110と
同一の処理を実行する。ステップ115の答が否定（N
o）、即ちエンジン１が減速運転状態を離脱してしまっ
ているならば前記診断フラグF-RVSCHKSTを「０」に設定
し（ステップ132）、RVS19cを消勢して二次空気を排気
管12へ供給することなく（ステップ133）本プログラム
を終了する。
定（Yes）となり、ステップ115で、前記ステップ110と
同一の処理を実行する。ステップ115の答が否定（N
o）、即ちエンジン１が減速運転状態を離脱してしまっ
ているならば前記診断フラグF-RVSCHKSTを「０」に設定
し（ステップ132）、RVS19cを消勢して二次空気を排気
管12へ供給することなく（ステップ133）本プログラム
を終了する。
一方ステップ115の答が肯定（Yes）ならば、燃料供給
の遮断（フューエルカット）を行なうのが通常である
が、それを行なわず、且つリーン化係数KLSを0.8に設定
して（オープンループ制御）前記数式（１）に基づき燃
料噴射時間TOUTを決定し、燃料噴射弁６を駆動する（ス
テップ116）。リーン化係数KLSを0.8に設定する理由
は、スロットル弁開度θTHが所定開度θFCより小さい状
態下で混合気を空燃比が10程度のリッチ状態にするには
0.8が適当であるということによる。
の遮断（フューエルカット）を行なうのが通常である
が、それを行なわず、且つリーン化係数KLSを0.8に設定
して（オープンループ制御）前記数式（１）に基づき燃
料噴射時間TOUTを決定し、燃料噴射弁６を駆動する（ス
テップ116）。リーン化係数KLSを0.8に設定する理由
は、スロットル弁開度θTHが所定開度θFCより小さい状
態下で混合気を空燃比が10程度のリッチ状態にするには
0.8が適当であるということによる。
次にステップ117で、RVS19cを付勢し二次エアを排気
管12へ供給する。
管12へ供給する。
以上のステップ116及び117の実行により、時間的遅れ
は伴うが、排気二次空気供給装置に故障がなければ上流
側O2センサ14（第１の酸素濃度センサ）で検出される残
留酸素濃度（第１の酸素濃度）は低く（検出値VO2Fは大
きい）、下流側O2センサ15（第２の酸素濃度センサ）で
検出される残留酸素濃度（第２の酸素濃度）は高く（検
出値VO2Rは小さい）なることは確実である。従って以下
のステップ118乃至131において各センサ14,15の出力値V
O2F,VO2Rに基づき故障検知を行なう。
は伴うが、排気二次空気供給装置に故障がなければ上流
側O2センサ14（第１の酸素濃度センサ）で検出される残
留酸素濃度（第１の酸素濃度）は低く（検出値VO2Fは大
きい）、下流側O2センサ15（第２の酸素濃度センサ）で
検出される残留酸素濃度（第２の酸素濃度）は高く（検
出値VO2Rは小さい）なることは確実である。従って以下
のステップ118乃至131において各センサ14,15の出力値V
O2F,VO2Rに基づき故障検知を行なう。
まずステップ118で上流側O2センサ14の出力値VO2Fが
所定基準値VREFより大きいか否か（第１の酸素濃度が第
１の所定値よりも小さいか否か）を判別する。この答が
否定（No）ならば未だリッチ化された混合気による排気
が上流側O2センサ14に達していず、故障診断・検知をす
るには適していないとして本プログラムを終了する。一
方ステップ118の答が肯定（Yes）ならば、リッチ化され
た混合気が上流側O2センサ14に達し、故障診断・検知に
適した状態にあるとしてステップ119へ進んで、混合気
のリッチ化及び二次エア供給を実行する前に検出された
下流側O2センサ15の出力値VO2Rを記憶した前条件記憶値
VO2RMONIBが前記所定基準値VREFより大きいか否かを判
別する。なお前条件記憶値VO2RMONIBを他の所定の基準
値と比較するようにしてもよい（従って第３の酸素濃度
が第２の所定値より小さいか否かを判別する）。
所定基準値VREFより大きいか否か（第１の酸素濃度が第
１の所定値よりも小さいか否か）を判別する。この答が
否定（No）ならば未だリッチ化された混合気による排気
が上流側O2センサ14に達していず、故障診断・検知をす
るには適していないとして本プログラムを終了する。一
方ステップ118の答が肯定（Yes）ならば、リッチ化され
た混合気が上流側O2センサ14に達し、故障診断・検知に
適した状態にあるとしてステップ119へ進んで、混合気
のリッチ化及び二次エア供給を実行する前に検出された
下流側O2センサ15の出力値VO2Rを記憶した前条件記憶値
VO2RMONIBが前記所定基準値VREFより大きいか否かを判
別する。なお前条件記憶値VO2RMONIBを他の所定の基準
値と比較するようにしてもよい（従って第３の酸素濃度
が第２の所定値より小さいか否かを判別する）。
ステップ119の答が肯定（Yes）ならば下流側O2センサ
15の出力値VO2Rが前記所定基準値VREFより大きいか否か
（第２の酸素濃度が第１の所定値より小さいか否か）を
判別する。この答が否定（No）、即ち下流側O2センサ15
付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に低く（ステ
ップ119肯定）、且つ二次エア供給後に高い（ステップ1
20否定）ならば二次エアは充分供給されていることにな
るので、「１」で排気二次空気供給装置に故障が発生し
ていることを示す故障フラグF-NGを「０」に設定し（ス
テップ121）ステップ132,133へ進む。ステップ132では
診断フラグF-RVSCHKSTを「０」に設定して次回以降の新
たな診断に備え、ステップ133ではRVS19cを消勢して故
障診断のための二次空気の供給を停止する。
15の出力値VO2Rが前記所定基準値VREFより大きいか否か
（第２の酸素濃度が第１の所定値より小さいか否か）を
判別する。この答が否定（No）、即ち下流側O2センサ15
付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に低く（ステ
ップ119肯定）、且つ二次エア供給後に高い（ステップ1
20否定）ならば二次エアは充分供給されていることにな
るので、「１」で排気二次空気供給装置に故障が発生し
ていることを示す故障フラグF-NGを「０」に設定し（ス
テップ121）ステップ132,133へ進む。ステップ132では
診断フラグF-RVSCHKSTを「０」に設定して次回以降の新
たな診断に備え、ステップ133ではRVS19cを消勢して故
障診断のための二次空気の供給を停止する。
一方前記ステップ120の答が肯定（Yes）、即ち下流側
O2センサ15付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に
低く、二次エア供給後にも低いならば、二次エアが下流
側O2センサ15付近に実際に達するまでの遅れ時間及び排
気管12中に残留していた未燃ガスによる影響を考慮して
ステップ122乃至124で所定時間tRVSCHKの経過を待ち、
該所定時間が経過した後も前記酸素濃度が低い（ステッ
プ120肯定）ならば排気二次空気供給装置に故障が発生
していると判断する。即ち前記ステップ114でセットし
たtRVSCHKタイマがスタートされているか否かを判別し
（ステップ122）、スタートされていなければスタート
させ（ステップ123）、該tRVSCHKタイマのカウント値が
０になったか否かを判別する（ステップ124）。ステッ
プ124の答が否定（No）ならば本プログラムを終了し、
一方肯定（Yes）ならば故障フラグF-NGを「１」に設定
し、ステップ132へ進む。
O2センサ15付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に
低く、二次エア供給後にも低いならば、二次エアが下流
側O2センサ15付近に実際に達するまでの遅れ時間及び排
気管12中に残留していた未燃ガスによる影響を考慮して
ステップ122乃至124で所定時間tRVSCHKの経過を待ち、
該所定時間が経過した後も前記酸素濃度が低い（ステッ
プ120肯定）ならば排気二次空気供給装置に故障が発生
していると判断する。即ち前記ステップ114でセットし
たtRVSCHKタイマがスタートされているか否かを判別し
（ステップ122）、スタートされていなければスタート
させ（ステップ123）、該tRVSCHKタイマのカウント値が
０になったか否かを判別する（ステップ124）。ステッ
プ124の答が否定（No）ならば本プログラムを終了し、
一方肯定（Yes）ならば故障フラグF-NGを「１」に設定
し、ステップ132へ進む。
前記ステップ119の答が否定（No）ならば下流側O2セ
ンサ15の出力値VO2Rが所定基準値VREFより大きいか否か
を判別する。この答が肯定（Yes）、即ち下流側O2セン
サ15付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に高く
（ステップ119否定）、且つ二次エア供給後には低い
（ステップ126肯定）ならば、二次エアが実際には供給
されていないことは明白であるため故障フラグF-NGを
「１」に設定して（ステップ127）ステップ132へ進む。
ンサ15の出力値VO2Rが所定基準値VREFより大きいか否か
を判別する。この答が肯定（Yes）、即ち下流側O2セン
サ15付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に高く
（ステップ119否定）、且つ二次エア供給後には低い
（ステップ126肯定）ならば、二次エアが実際には供給
されていないことは明白であるため故障フラグF-NGを
「１」に設定して（ステップ127）ステップ132へ進む。
一方ステップ126の答が否定（No）、即ち下流側O2セ
ンサ15付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に高
く、且つ二次エア供給後も高いならば、ステップ122乃
至124と全く同様にステップ128乃至130で所定時間t
RVSCHKの経過を待ち、該所定時間が経過した後も前記酸
素濃度が高い（ステップ126否定）ならば排気二次空気
供給装置に故障は生じていないと判断して故障フラグF
-NGを「０」に設定する（ステップ131）。
ンサ15付近の排気中の酸素濃度が二次エア供給前に高
く、且つ二次エア供給後も高いならば、ステップ122乃
至124と全く同様にステップ128乃至130で所定時間t
RVSCHKの経過を待ち、該所定時間が経過した後も前記酸
素濃度が高い（ステップ126否定）ならば排気二次空気
供給装置に故障は生じていないと判断して故障フラグF
-NGを「０」に設定する（ステップ131）。
なお本実施例では下流側O2センサ15を三元触媒13の下
流側の排気管12に設け、これによって下流側O2センサ15
は三元触媒13で時間的に平滑化され安定化された酸素濃
度を検出することが可能となっている。しかしながら本
発明は当該実施例に限られるものではなく、下流側O2セ
ンサ15を管16より下流側且つ三元触媒13の上流側の排気
管12に設けてもよい。
流側の排気管12に設け、これによって下流側O2センサ15
は三元触媒13で時間的に平滑化され安定化された酸素濃
度を検出することが可能となっている。しかしながら本
発明は当該実施例に限られるものではなく、下流側O2セ
ンサ15を管16より下流側且つ三元触媒13の上流側の排気
管12に設けてもよい。
また本実施例では排気成分濃度センサとして酸素濃度
センサ（O2センサ）を用いたが、炭化水素（HC）濃度セ
ンサを用いて排気成分を検出して排気二次空気供給装置
の故障を検知することも可能である。
センサ（O2センサ）を用いたが、炭化水素（HC）濃度セ
ンサを用いて排気成分を検出して排気二次空気供給装置
の故障を検知することも可能である。
（発明の効果） 以上詳述したように本発明は、内燃エンジンの排気通
路内に下流側に向かって順に第１の排気成分濃度センサ
と排気二次空気供給装置と第２の排気成分濃度センサと
を設けた内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検
知方法において、所定の減速時に前記排気二次空気供給
装置を作動し、この状態下で前記第１及び第２の排気成
分濃度センサの出力に基づいて該第１の排気成分濃度セ
ンサ付近の排気中の第１の排気成分濃度及び該第２の排
気成分濃度センサ付近の排気中の第２の排気成分濃度が
第１の所定値よりも小さいか否かを夫々判別し、該第１
及び第２の排気成分濃度が前記第１の所定値よりも小さ
いと判別された時前記排気二次空気供給装置に故障が発
生していると判定するようにしたので、排気二次空気供
給装置の故障を正確に検知することができる。特にエン
ジン減速時、排気中の残留排気成分濃度の不安定下でも
前記故障を正確に検知できるものである。
路内に下流側に向かって順に第１の排気成分濃度センサ
と排気二次空気供給装置と第２の排気成分濃度センサと
を設けた内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検
知方法において、所定の減速時に前記排気二次空気供給
装置を作動し、この状態下で前記第１及び第２の排気成
分濃度センサの出力に基づいて該第１の排気成分濃度セ
ンサ付近の排気中の第１の排気成分濃度及び該第２の排
気成分濃度センサ付近の排気中の第２の排気成分濃度が
第１の所定値よりも小さいか否かを夫々判別し、該第１
及び第２の排気成分濃度が前記第１の所定値よりも小さ
いと判別された時前記排気二次空気供給装置に故障が発
生していると判定するようにしたので、排気二次空気供
給装置の故障を正確に検知することができる。特にエン
ジン減速時、排気中の残留排気成分濃度の不安定下でも
前記故障を正確に検知できるものである。
また請求項２に記載のように、前記排気通路には触媒
が前記排気二次空気供給装置の下流側に設けられ、前記
第２の排気成分濃度センサは該触媒の下流側に設けられ
るので、第２の排気成分濃度センサは前記触媒内で時間
的に平滑化され安定化された残留排気成分濃度を検出す
ることが可能となり、より正確な前記故障検知ができ
る。
が前記排気二次空気供給装置の下流側に設けられ、前記
第２の排気成分濃度センサは該触媒の下流側に設けられ
るので、第２の排気成分濃度センサは前記触媒内で時間
的に平滑化され安定化された残留排気成分濃度を検出す
ることが可能となり、より正確な前記故障検知ができ
る。
更に、請求項３に記載のように前記所定の減速時に行
なわれる前記排気二次空気供給装置の作動の前に前記第
２の排気成分濃度センサが検出する該センサ付近の排気
中の第３の排気成分濃度に応じて前記排気二次空気供給
装置における前記故障判定を行なうので、排気管に残留
する燃料成分による第２の排気成分濃度センサ出力への
影響を排除した前記故障検知が可能となる。
なわれる前記排気二次空気供給装置の作動の前に前記第
２の排気成分濃度センサが検出する該センサ付近の排気
中の第３の排気成分濃度に応じて前記排気二次空気供給
装置における前記故障判定を行なうので、排気管に残留
する燃料成分による第２の排気成分濃度センサ出力への
影響を排除した前記故障検知が可能となる。
第１図は本発明の故障検知方法が適用される排気二次空
気供給装置を含む内燃エンジンの燃料供給制御装置の全
体構成図、第２図は本発明の実施例の概要を示す各信号
のタイムチャート、第３図は第１図のCPU5bで実行され
る故障検知方法の制御プログラムのフローチャートであ
る。 １……内燃エンジン、５……電子コントロールユニット
（ECU）、12……排気管、13……三元触媒、14……上流
側O2センサ（第１の排気成分濃度センサ）、15……下流
側O2センサ（第２の排気成分濃度センサ）、17……二次
エア供給弁（排気二次空気供給装置）、19……リードエ
アカット弁（排気二次空気供給装置）。
気供給装置を含む内燃エンジンの燃料供給制御装置の全
体構成図、第２図は本発明の実施例の概要を示す各信号
のタイムチャート、第３図は第１図のCPU5bで実行され
る故障検知方法の制御プログラムのフローチャートであ
る。 １……内燃エンジン、５……電子コントロールユニット
（ECU）、12……排気管、13……三元触媒、14……上流
側O2センサ（第１の排気成分濃度センサ）、15……下流
側O2センサ（第２の排気成分濃度センサ）、17……二次
エア供給弁（排気二次空気供給装置）、19……リードエ
アカット弁（排気二次空気供給装置）。
Claims (5)
- 【請求項１】内燃エンジンの排気通路内に下流側に向か
って順に第１の排気成分濃度センサと排気二次空気供給
装置と第２の排気成分濃度センサとを設けた内燃エンジ
ンの排気二次空気供給装置の故障検知方法において、所
定の減速時に前記排気二次空気供給装置を作動し、この
状態下で前記第１及び第２の排気成分濃度センサの出力
に基づいて該第１の排気成分濃度センサ付近の排気中の
第１の排気成分濃度及び該第２の排気成分濃度センサ付
近の排気中の第２の排気成分濃度が第１の所定値よりも
小さいか否かを夫々判別し、該第１及び第２の排気成分
濃度が前記第１の所定値よりも小さいと判別された時前
記排気二次空気供給装置に故障が発生していると判定す
ることを特徴とする、内燃エンジンの排気二次空気供給
装置の故障検知方法。 - 【請求項２】前記排気通路には触媒が前記排気二次空気
供給装置の下流側に設けられ、前記第２の排気成分濃度
センサは該触媒の下流側に設けられる、請求項１記載の
内燃エンジンの排気二次空気供給装置の故障検知方法。 - 【請求項３】前記所定の減速時に行なわれる前記排気二
次空気供給装置の作動の前に前記第２の排気成分濃度セ
ンサが検出する該センサ付近の排気中の第３の排気成分
濃度に応じて前記排気二次空気供給装置における前記故
障判定を行なう、請求項１又は２記載の内燃エンジンの
排気二次空気供給装置の故障検知方法。 - 【請求項４】前記第３の排気成分濃度が第２の所定値よ
り小さいときには前記第１及び第２の排気成分濃度が前
記第１の所定値より小さい状態が所定時間継続したとき
に前記排気二次空気供給装置に故障が発生していると判
定し、一方前記第３の排気成分濃度が前記第２の所定値
以上であるときには前記第１及び第２の排気成分濃度が
前記第１の所定値より小さいとき前記故障が発生してい
ると判定する、請求項３記載の内燃エンジンの排気二次
空気供給装置の故障検知方法。 - 【請求項５】前記所定の減速時に前記排気二次空気供給
装置を作動させるとともに前記エンジンに供給される混
合気がリッチ状態になるように燃料を供給し、この状態
下で前記排気二次空気供給装置における前記故障判定を
行なう、請求項１記載の内燃エンジンの排気二次空気供
給装置の故障検知方法。
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