JP3010855B2 - Self-diagnosis device in secondary air supply device of internal combustion engine - Google Patents
Self-diagnosis device in secondary air supply device of internal combustion engineInfo
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- Testing Of Engines (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、酸素濃度検出手段を排
気浄化触媒の上流側及び下流側に備え、該下流側の酸素
濃度検出手段の出力に基づいて自己診断を行う内燃機関
の2次空気供給装置における自己診断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary engine for an internal combustion engine which has an oxygen concentration detecting means upstream and downstream of an exhaust gas purification catalyst and performs self-diagnosis based on the output of the oxygen concentration detecting means on the downstream side. The present invention relates to a self-diagnosis device in an air supply device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の内燃機関にあっては、以下のよう
に空燃比制御が行われる(特開昭60−240840号
公報等参照)。機関の吸入空気流量Q及び回転数Nを検
出してシリンダに吸入される空気量に対応する基本燃料
供給量Tp(=K・Q/N;Kは定数)を演算し、この
基本燃料供給量Tpを機関温度等により補正したもの
を、排気中酸素濃度の検出によって混合気の空燃比を検
出する空燃比センサからの信号によって設定される空燃
比フィードバック補正係数(空燃比補正量)を用いてフ
ィードバック補正を施し、バッテリ電圧による補正等を
も行って最終的に燃料供給量Tiを設定する。2. Description of the Related Art In a conventional internal combustion engine, air-fuel ratio control is performed as follows (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-240840). By detecting the intake air flow rate Q and the number of revolutions N of the engine, a basic fuel supply amount Tp (= K · Q / N; K is a constant) corresponding to the amount of air taken into the cylinder is calculated. Tp corrected by the engine temperature or the like is used by using an air-fuel ratio feedback correction coefficient (air-fuel ratio correction amount) set by a signal from an air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the air-fuel mixture by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas. The feedback correction is performed, and the correction based on the battery voltage is also performed to finally set the fuel supply amount Ti.
【0003】上記空燃比センサからの信号に基づく空燃
比フィードバック補正は空燃比を目標空燃比(理論空燃
比)付近に制御するように行われる。これは、排気系に
介装され、排気中のCO,HCを酸化すると共に、NO
X を還元して浄化する排気浄化触媒(三元触媒)の転化
効率(浄化効率)が理論空燃比燃焼時の排気状態で有効
に機能するように設定されているからである。[0003] The air-fuel ratio feedback correction based on the signal from the air-fuel ratio sensor is performed so as to control the air-fuel ratio near the target air-fuel ratio (the stoichiometric air-fuel ratio). This is interposed in the exhaust system to oxidize CO and HC in the exhaust gas,
This is because the conversion efficiency (purification efficiency) of the exhaust purification catalyst (three-way catalyst) that reduces and purifies X is set so as to function effectively in the exhaust state during stoichiometric air-fuel ratio combustion.
【0004】ところで、上記のような通常の空燃比フィ
ードバック制御装置では1個の空燃比センサを、該セン
サの応答性を高めるため、できるだけ燃焼室に近い排気
マニホールドの集合部分に設けているが、この部分は排
気温度が高いため、空燃比センサが熱的影響や劣化によ
り特性が変化し易く、また、気筒毎の排気の混合が不十
分であるため全気筒の平均的な空燃比を検出しにくく、
空燃比の検出精度に難があり、延いては空燃比制御精度
を悪くしていた。By the way, in the ordinary air-fuel ratio feedback control device as described above, one air-fuel ratio sensor is provided in a collective portion of the exhaust manifold as close as possible to the combustion chamber in order to enhance the response of the sensor. Since the exhaust gas temperature is high in this part, the air-fuel ratio sensor tends to change its characteristics due to thermal effects and deterioration.In addition, since the exhaust gas for each cylinder is insufficiently mixed, the average air-fuel ratio of all cylinders is detected. Difficult,
The accuracy of detecting the air-fuel ratio was difficult, and the accuracy of the air-fuel ratio control was poor.
【0005】この点に鑑み、排気浄化触媒の下流側にも
空燃比センサを設け、2つの空燃比センサの検出値を用
いて空燃比をフィードバック制御するものが提案されて
いる(特開昭58−48756号公報等参照)。即ち、
下流側の空燃比センサは燃焼室から離れているため応答
性には難があるが、排気浄化触媒の下流であるため、排
気成分(CO,HC,NOX ,CO2 )のばらつきによ
る特性のばらつきを生じにくく、排気中の毒性成分によ
る被毒量が少ないため被毒による特性変化も受けにく
く、しかも排気の混合状態がよいため全気筒の平均的な
空燃比を検出できる等上流側の空燃比センサに比較し
て、高精度で安定した検出性能が得られる。In view of this point, there has been proposed an air-fuel ratio sensor provided downstream of the exhaust gas purification catalyst and performing feedback control of the air-fuel ratio using the detection values of the two air-fuel ratio sensors (Japanese Patent Laid-Open No. 58-1983). -48756, etc.). That is,
Since the downstream air-fuel ratio sensor is far from the combustion chamber, its response is difficult. However, since it is downstream of the exhaust gas purification catalyst, the characteristic due to the variation of exhaust components (CO, HC, NO X , CO 2 ) is low. It is difficult to cause variation, and the poisoning amount of the toxic components in the exhaust gas is small, so it is hard to be affected by the characteristic change due to the poisoning. Moreover, since the exhaust gas is mixed well, the average air-fuel ratio of all cylinders can be detected. As compared with the fuel ratio sensor, a highly accurate and stable detection performance can be obtained.
【0006】ここで、排気を浄化する目的で配設された
排気浄化触媒を用いた排気浄化装置では、排気系での酸
素反応を促進させて、所定の転化率を確保するために、
触媒上流側の排気通路に2次空気(酸素)を供給するよ
う構成されたものがある。即ち、アイドル時等において
は、内燃機関の燃焼安定性を高めるため、空燃比をリッ
チ側にクランプするが、この時に、排気中のCO,HC
成分が増加するのに対処して、上流側の空燃比センサと
排気浄化触媒との間に2次空気を供給し、排気浄化触媒
によるCO,HC浄化機能を促進するようにしたものが
ある。Here, in an exhaust gas purifying apparatus using an exhaust gas purifying catalyst provided for purifying exhaust gas, an oxygen reaction in an exhaust system is promoted to secure a predetermined conversion rate.
Some are configured to supply secondary air (oxygen) to an exhaust passage on the upstream side of the catalyst. That is, at the time of idling or the like, the air-fuel ratio is clamped to the rich side in order to enhance the combustion stability of the internal combustion engine.
In some cases, secondary air is supplied between the air-fuel ratio sensor on the upstream side and the exhaust gas purification catalyst to cope with the increase in the component, thereby promoting the CO and HC purification function of the exhaust gas purification catalyst.
【0007】上記のような2次空気の供給においては、
空燃比状態(CO,HC濃度)に対応して最適量を供給
することが望まれ、例えば排気温度の低いときに過剰な
2次空気が供給されると、CO,HCの燃焼に供されな
い2次空気によって触媒を冷却してしまうことがあり、
また、2次空気の過剰供給は三元触媒においてNOX の
転化率を低下させてしまうことになる。逆に、2次空気
量が少なすぎると、十分に酸化反応を促進させることが
できなくなり、また、触媒温度を高温に維持できなくな
ってしまう。In the supply of the secondary air as described above,
It is desirable to supply the optimum amount in accordance with the air-fuel ratio state (CO, HC concentration). For example, if excessive secondary air is supplied when the exhaust gas temperature is low, it is not used for combustion of CO and HC. The secondary air may cool the catalyst,
Also, excessive supply of the secondary air will be thus lowering the conversion of the NO X in the three-way catalyst. Conversely, if the amount of secondary air is too small, the oxidation reaction cannot be sufficiently promoted, and the catalyst temperature cannot be maintained at a high temperature.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な2次空気を供給するものにあっては、2次空気供給系
に何らかの故障、例えば2次空気の供給パイプの詰まり
等の故障が生じても、このような故障は直接機関の運転
性に影響を与えるものではないために、運転者がかかる
故障に気付き難く、2次空気の供給が不足する側に故障
した場合には2次空気の供給による良好な排気浄化が行
えない状態で運転が継続されてしまう惧れがあり、ま
た、2次空気量が過剰になる側に故障した場合には、高
負荷時に触媒温度が必要以上に高くなってしまう惧れが
ある。By the way, in the system for supplying the secondary air as described above, some trouble occurs in the secondary air supply system, for example, a trouble such as clogging of the supply pipe of the secondary air occurs. However, since such a failure does not directly affect the operability of the engine, it is difficult for the driver to notice such a failure. There is a risk that the operation will be continued in a state where good exhaust gas purification cannot be performed by the supply of air. There is a fear that it will be higher.
【0009】そこで、従来では、内燃機関の排気通路内
に下流側に向かって2次空気供給手段と空燃比センサと
排気浄化触媒とを順に設け、内燃機関のアイドル時や減
速時等の特定運転状態時における該空燃比センサの出力
に基づいて2次空気供給装置の異常を診断することが行
われていた(特開昭63−111256号公報等参
照)。Therefore, conventionally, a secondary air supply means, an air-fuel ratio sensor, and an exhaust gas purifying catalyst are sequentially provided in the exhaust passage of the internal combustion engine toward the downstream side to perform a specific operation such as when the internal combustion engine is idling or decelerating. Diagnosis of an abnormality in the secondary air supply device has been performed based on the output of the air-fuel ratio sensor in the state (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-111256).
【0010】しかしながら、このものにあっては、2次
空気供給装置の異常診断のためだけに、排気浄化触媒の
上流側に空燃比センサを設けると、コスト増加につなが
る惧れがある。また、フィードバック補正係数を設定す
るための信号を得る空燃比センサを前記2次空気供給装
置の異常診断の用途に兼用する場合にあっては、2次空
気供給系に何らかの故障が発生して過剰な空気が供給さ
れた場合に、実際の燃焼は理論空燃比で行われているに
もかかわらず、該空燃比センサにより検出される空燃比
はリーンであると誤検出をし、リッチ燃焼となるように
制御されるため結果的にオーバーリッチとなり、エミッ
ショッの悪化や最悪の場合はエンスト等を発生する惧れ
がある。However, in this case, if an air-fuel ratio sensor is provided upstream of the exhaust purification catalyst only for abnormality diagnosis of the secondary air supply device, there is a possibility that the cost will increase. Further, when the air-fuel ratio sensor for obtaining the signal for setting the feedback correction coefficient is also used for the purpose of abnormality diagnosis of the secondary air supply device, any failure occurs in the secondary air supply system and the When the appropriate air is supplied, even though the actual combustion is performed at the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor is erroneously detected as lean, resulting in rich combustion. As a result, the vehicle becomes over-rich, and there is a risk that the emission will deteriorate or, in the worst case, engine stall will occur.
【0011】また、排気浄化触媒の上流側及び下流側の
排気通路に夫々設けられ排気中の酸素濃度を検出する第
1及び第2の酸素濃度検出手段と、前記第1の酸素濃度
検出手段と排気浄化触媒との間の排気通路に所定の運転
条件で2次空気を供給する2次空気供給手段と、を含ん
で構成される内燃機関の2次空気供給装置において、第
2の酸素濃度検出手段で検出される酸素濃度に基づいて
2次空気供給装置の自己診断を行うことが考えられる。
ここで前記第2の酸素濃度検出手段は、リッチ検出,リ
ーン検出の反転周期が長いため、より精度をあげて期間
の計測を行うことが可能となるが、一方では、排気浄化
触媒に相当の量のO2 が蓄えられるため、2次空気供給
後、実際に該第2の酸素濃度検出手段により酸素濃度の
変化が検出されるのに期間がかかるということがあっ
た。[0011] Further, first and second oxygen concentration detecting means provided in an exhaust passage on an upstream side and a downstream side of an exhaust purifying catalyst, respectively, for detecting oxygen concentration in exhaust gas, and the first oxygen concentration detecting means. A secondary air supply unit for an internal combustion engine including: a secondary air supply unit configured to supply secondary air to the exhaust passage between the exhaust purification catalyst and the exhaust passage under predetermined operating conditions. It is conceivable to perform a self-diagnosis of the secondary air supply device based on the oxygen concentration detected by the means.
Here, since the second oxygen concentration detecting means has a long inversion cycle of rich detection and lean detection, it is possible to measure the period with higher accuracy, but on the other hand, it corresponds to an exhaust purification catalyst. Since the amount of O 2 is stored, it sometimes takes time for the second oxygen concentration detecting means to actually detect a change in oxygen concentration after the supply of the secondary air.
【0012】そこで、本発明はかかる従来の実情に鑑み
なされたもので、2次空気の供給を強制的に行い、排気
浄化触媒の下流側の排気通路に設けられた第2の酸素濃
度検出手段を用いて診断する一方、排気浄化触媒にO 2
が蓄えられても、2次空気供給装置の故障を確実に診断
できることを可能とした自己診断装置を提供することを
目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional situation, and the secondary air is forcibly supplied and exhausted.
The second oxygen concentration provided in the exhaust passage downstream of the purification catalyst
While it diagnosed with degree detecting means, O 2 in the exhaust gas purifying catalyst
Of secondary air supply system is diagnosed reliably even if is stored
It is an object of the present invention to provide a self-diagnosis device that can do the above.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る内燃機関の2次空気供給装置における自己診断装置
は、機関の排気通路に配設されて排気を浄化する排気浄
化触媒と、該排気浄化触媒の上流側及び下流側の排気通
路に夫々設けられ排気中の酸素濃度を検出する第1及び
第2の酸素濃度検出手段と、前記上流側の酸素センサよ
り下流で前記排気浄化触媒より上流の排気通路に所定の
運転条件で2次空気を供給する2次空気供給手段と、を
含んで構成される内燃機関の2次空気供給装置における
自己診断装置であって、前記2次空気供給手段による2
次空気の供給を強制的に行わせる診断用供給制御手段
と、前記診断用供給制御手段によって2次空気の供給が
開始されてから所定期間経過後に前記第2の酸素濃度検
出手段で検出される酸素濃度が前記2次空気の供給に見
合った変化を示さないときに前記2次空気供給手段が故
障していると診断する故障診断手段と、を含んで構成さ
れる。Therefore, a self-diagnosis device for a secondary air supply device for an internal combustion engine according to the present invention is provided with an exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of the engine to purify exhaust gas, First and second oxygen concentration detecting means provided in the exhaust passages on the upstream and downstream sides of the purification catalyst to detect the oxygen concentration in the exhaust gas, respectively;
A secondary air supply means for supplying secondary air to the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst at predetermined operating conditions downstream of the exhaust purification catalyst. And the secondary air supply means 2
Diagnostic supply control means for forcibly supplying the secondary air, and detection by the second oxygen concentration detecting means after a lapse of a predetermined period from the supply of the secondary air by the diagnostic supply control means. Failure diagnosis means for diagnosing that the secondary air supply means has failed when the oxygen concentration does not show a change corresponding to the supply of the secondary air.
【0014】[0014]
【作用】以上の構成によれば、診断用供給制御手段によ
り排気通路に2次空気が強制的に供給され、故障診断手
段により該2次空気の供給に見合った酸素濃度の変化
が、第2の酸素濃度検出手段で検出されるか否かにより
2次空気供給手段の故障が診断される。According to the above construction, the secondary air is forcibly supplied to the exhaust passage by the diagnostic supply control means, and the change in the oxygen concentration corresponding to the supply of the secondary air by the failure diagnostic means is determined by the second supply. The failure of the secondary air supply means is diagnosed based on whether the oxygen concentration is detected by the oxygen concentration detection means.
【0015】ここで、第2の酸素濃度検出手段は反転の
周期が長く、第2の酸素濃度検出手段で検出される当該
酸素濃度の変化をより精度をあげて確認することができ
る。また、2次空気を必要とする所定の運転条件におい
て診断を実施すると、触媒の酸素ストレージ効果によ
り、実際に酸素センサに酸素が到達するのに期間がかか
るが、これに対応して2次空気供給開始後所定期間経過
後に第2の酸素濃度検出手段で当該酸素濃度の変化が検
出されたときに、2次空気供給が故障していると診断す
るので、確実に故障を診断することができる。 Here, the second oxygen concentration detecting means has a long reversal cycle, and the change in the oxygen concentration detected by the second oxygen concentration detecting means can be confirmed with higher accuracy. Further, when performing the diagnostic in a predetermined operating condition requiring secondary air, the oxygen storage effect of the catalyst, but actually it takes time for the oxygen to the oxygen sensor reaches the secondary air Correspondingly A predetermined period has elapsed since the start of supply
Later, the change in the oxygen concentration is detected by the second oxygen concentration detecting means.
When delivered, diagnose that the secondary air supply has failed.
Therefore, the failure can be diagnosed reliably.
【0016】[0016]
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の構成を示す図2において、機関1にはエ
アクリーナ2から吸気ダクト3、スロットル弁4及び吸
気マニホールド5を介して空気が吸入される。吸気マニ
ホールド5の各ブランチ部には、各気筒別に燃料噴射弁
6が設けられている。この燃料噴射弁6は、ソレノイド
に通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃
料噴射弁であって、後述するコントロールユニット12か
らの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しな
い燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータに
より所定圧力に制御された燃料を、機関1に噴射供給す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2 showing the configuration of one embodiment, air is sucked into an engine 1 from an air cleaner 2 via an intake duct 3, a throttle valve 4 and an intake manifold 5. In each branch of the intake manifold 5, a fuel injection valve 6 is provided for each cylinder. The fuel injection valve 6 is an electromagnetic fuel injection valve that is energized by a solenoid and opens, and is deenergized and closed by being energized by a drive pulse signal from a control unit 12, which will be described later. Fuel that is pressure-fed from a fuel pump (not shown) and controlled to a predetermined pressure by a pressure regulator is injected and supplied to the engine 1.
【0017】機関1の各燃焼室には点火栓7が設けられ
ていて、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させ
る。そして、機関1からは、排気マニホルード8,排気
ダクト9,排気浄化触媒としての三元触媒10を介して排
気が大気中に排出される。ここで、三元触媒10は排気中
のCO,HCの酸化とNOxの還元を行って排気を浄化
しているものである。Each combustion chamber of the engine 1 is provided with an ignition plug 7, which ignites a spark to ignite and burn an air-fuel mixture. Then, exhaust gas is discharged from the engine 1 to the atmosphere via an exhaust manifold 8, an exhaust duct 9, and a three-way catalyst 10 as an exhaust purification catalyst. Here, the three-way catalyst 10 purifies the exhaust gas by oxidizing CO and HC in the exhaust gas and reducing NOx.
【0018】コントロールユニット12は、CPU,RO
M,RAM,A/D変換器及び入出力インタフェイス等
を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種
のセンサからの入力信号を受け、後述の如く演算処理し
て、燃料噴射弁6の作動を制御する。前記各種のセンサ
としては、吸気ダクト3中にエアフローメータ13が設け
られていて、機関1の吸入空気流量Qに応じた信号を出
力する。The control unit 12 includes a CPU, RO
A microcomputer including an M, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like is provided. The microcomputer receives input signals from various sensors, performs arithmetic processing as described later, and operates the fuel injection valve 6. Control. As the various sensors, an air flow meter 13 is provided in the intake duct 3, and outputs a signal corresponding to the intake air flow rate Q of the engine 1.
【0019】また、図2で図示しないディストリビュー
タには、クランク角センサ14が内蔵されており、該クラ
ンク角センサ14から機関回転と同期して出力されるクラ
ンク単位角信号を一定時間カウントして、または、クラ
ンク基準角信号の周期を計測して機関回転数Nを検出す
る。また、機関1の冷却ジャケット内の冷却水温度Tw
を検出する水温センサ15が設けられている。A distributor (not shown in FIG. 2) has a built-in crank angle sensor 14, and counts a crank unit angle signal output from the crank angle sensor 14 in synchronization with the engine rotation for a certain period of time. Alternatively, the period of the crank reference angle signal is measured to detect the engine speed N. Also, the cooling water temperature Tw in the cooling jacket of the engine 1
Is provided.
【0020】また、機関1が搭載される車両の車速VS
Pを検出する車速センサ19が設けられている。また、排
気マニホールド8の集合部には第1の酸素センサ31が設
けられている。この第1の酸素センサ31は、排気中の酸
素濃度に感応して出力値が変化する公知のセンサであ
り、例えば大気に対する排気中の酸素濃度比に応じた起
電力を発生する構成となっている。排気中の酸素濃度
は、図3に示すように理論空燃比を境に急変するから、
前記第1の酸素センサ31の出力値に基づいて機関吸入混
合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリー
ンであるかを判別できる。即ち、第1の酸素センサ31は
第1の酸素濃度検出手段の機能を奏するものである。The vehicle speed VS of the vehicle on which the engine 1 is mounted
A vehicle speed sensor 19 for detecting P is provided. In addition, a first oxygen sensor 31 is provided at a collecting portion of the exhaust manifold 8. The first oxygen sensor 31 is a known sensor whose output value changes in response to the oxygen concentration in the exhaust gas. For example, the first oxygen sensor 31 is configured to generate an electromotive force corresponding to the oxygen concentration ratio in the exhaust gas with respect to the atmosphere. I have. Since the oxygen concentration in the exhaust changes suddenly at the stoichiometric air-fuel ratio as shown in FIG.
Based on the output value of the first oxygen sensor 31, it can be determined whether the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture is rich or lean with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. That is, the first oxygen sensor 31 functions as a first oxygen concentration detecting means.
【0021】また前記三元触媒10の下流側に第1空燃比
センサと同一の機能を有する第2の酸素濃度検出手段と
しての第2の空燃比センサ32が設けられる。さらに、所
定のアイドル運転条件で空燃比をリッチ側に固定して安
定性を確保する際に、第1の空燃比センサ31と三元触媒
10との間から排気中に2次空気を供給させる2次空気供
給手段の一部を構成する2次空気導入口23が設けられ
る。A second air-fuel ratio sensor 32 as second oxygen concentration detecting means having the same function as the first air-fuel ratio sensor is provided downstream of the three-way catalyst 10. Further, the first air-fuel ratio sensor 31 and the three-way catalyst
There is provided a secondary air inlet 23 which constitutes a part of secondary air supply means for supplying secondary air into the exhaust gas from the space between the secondary air supply port and the secondary air supply means.
【0022】ところで、本実施例における内燃機関1に
は、以下のような構成の2次空気供給装置50が備えられ
ている。2次空気供給装置50は、スロットル弁4の上流
側の吸気ダクト3に設けられた開口3aと前記導入口23
とを連通する2次空気導入通路50aと、この通路50aに
介装されて前記導入口23から前記開口3aへ向かう流れ
のみを防止する逆流防止バルブ50bと、この逆流防止バ
ルブ50bより開口3a側の通路50aに介装される電磁弁
50cとからなり、コントロールユニット12から送られる
信号によって電磁弁50cの開度が制御される構成となっ
ている。Incidentally, the internal combustion engine 1 in this embodiment is provided with a secondary air supply device 50 having the following configuration. The secondary air supply device 50 is provided with an opening 3 a provided in the intake duct 3 on the upstream side of the throttle valve 4 and the inlet 23.
, A backflow prevention valve 50b interposed in the passage 50a to prevent only the flow from the introduction port 23 toward the opening 3a, and a side closer to the opening 3a than the backflow prevention valve 50b. Solenoid valve interposed in the passage 50a
50c, and the opening of the solenoid valve 50c is controlled by a signal sent from the control unit 12.
【0023】即ち、電磁弁50cがオンとなると、2次空
気導入口23に2次空気が導入されることとなり、2次空
気供給手段が構成される。次に、コントロールユニット
12により実行される自己診断ルーチンについて、図4に
示すフローチャート及び図5に示すタイムチャートを参
照しつつ、説明する。尚、本実施例においては、診断用
供給制御手段,故障診断手段としての機能は、図4のフ
ローチャートに示すようにコントロールユニット12がソ
フトウェア的に備えている。That is, when the solenoid valve 50c is turned on, secondary air is introduced into the secondary air inlet 23, and secondary air supply means is formed. Next, the control unit
The self-diagnosis routine executed by the routine 12 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. 4 and a time chart shown in FIG. In this embodiment, the functions of the diagnostic supply control unit and the failure diagnosis unit are provided by software in the control unit 12 as shown in the flowchart of FIG.
【0024】まず、ステップ1(図中ではS1としてあ
る。以下同様)では、車速センサ19により検出される車
速VSPがある程度の中速以上の略定常な所定の車速に
なっているか否かを、当該車速VSPがLoとHiとの
間にあるか否かにより判断する。そして、車速が中速以
上の所定の車速にある場合は、排気流量が多く、三元触
媒10にO2 が蓄えられらても、排気中のO2 のうち三元
触媒10に蓄積されるO 2 の割合が小さく、該蓄積の影響
が比較的少なくてすむ時であり、2次空気供給装置にお
ける自己診断を行うのに適している運転条件であるとし
て、ステップ2以下に進む。First, step 1 (referred to as S1 in the figure)
You. In the following, the vehicle detected by the vehicle speed sensor 19
Speed VSP to a certain vehicle speed that is almost steady above a certain medium speed
It is determined whether or not the vehicle speed VSP is between Lo and Hi.
Judgment is made based on whether it is in between. And, when the vehicle speed is
At the above specified vehicle speed, the exhaust flow rate is large and
O to medium 10TwoIs stored in the exhaust gas,TwoThree yuan
O accumulated in the catalyst 10 TwoThe effect of the accumulation
It is a time when the amount of air is relatively small.
Operating conditions that are suitable for self-diagnosis
Then, proceed to step 2 and subsequent steps.
【0025】ステップ2では、後述するタイマ2が計測
中であるか否かを判断し、計測中でない場合はステップ
3に進む。ステップ3では、第2の空燃比センサ32によ
り検出される空燃比がリッチか否を判定する。即ち、リ
ッチであれば、空燃比がリッチである時間が所定時間継
続しているか否かを判断するためにステップ4に進む。In step 2, it is determined whether or not a timer 2, which will be described later, is measuring, and if not, the process proceeds to step 3. In step 3, it is determined whether the air-fuel ratio detected by the second air-fuel ratio sensor 32 is rich. That is, if the air-fuel ratio is rich, the process proceeds to step 4 to determine whether the air-fuel ratio is rich for a predetermined time.
【0026】ステップ4では、後述するタイマ1が計測
中であるか否かを判断し、計測していない場合はステッ
プ5に進み、自己診断を行うため、空燃比フィードバッ
ク補正係数αを1( 100%)に固定し、その後、ステッ
プ6に進んで、空燃比がリッチとなっている時間T1 を
計測するために、タイマ1の計測を開始する。一方ステ
ップ4で、タイマ1が計測中であると判断された場合に
は、ステップ7に進み、前記リッチとなっている時間T
1 が所定時間TS1経過したか否かを判断する。ここで、
第2の空燃比センサ32は燃焼室から離れており、かつ三
元触媒10の下流であるため、排気成分(CO,HC,N
OX ,CO2 )のばらつきによる特性のばらつきを生じ
にくく、排気中の毒性成分による被毒量が少ないため被
毒による特性変化も受けにくく、高精度で安定した検出
性能が得られる。In step 4, it is determined whether or not a timer 1 to be described later is counting. If not, the process proceeds to step 5, where the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is set to 1 (100 %) in fixed, then the routine proceeds to step 6, to the air-fuel ratio is to measure the time T 1 which is a rich, starts measurement of the timer 1. On the other hand, if it is determined in step 4 that the timer 1 is counting, the process proceeds to step 7 in which the rich time T
It is determined whether 1 has passed a predetermined time T S1 . here,
Since the second air-fuel ratio sensor 32 is remote from the combustion chamber and downstream of the three-way catalyst 10, the exhaust components (CO, HC, N
O X, hardly occurs a variation in the variation due to the characteristics of CO 2), characteristic change less likely due to poisoning due poisoning amount is small due to toxic components in the exhaust, stable detection performance can be obtained with high accuracy.
【0027】従って、第2の空燃比センサ32により検出
される空燃比がリッチとなっている時間が所定時間TS1
経過したと判断される場合には、その後空燃比の変化が
生じた場合に、三元触媒10にO2 が蓄積される影響が比
較的少なくてすむ時であり、空燃比の変化を第2の空燃
比センサ32により検出し易い運転条件,即ち2次空気供
給装置50における自己診断を行うのに適している運転条
件であるとして、ステップ8に進み、2次空気供給装置
50をオンとして自己診断を開始する。Therefore, the time during which the air-fuel ratio detected by the second air-fuel ratio sensor 32 is rich is a predetermined time T S1.
If it is determined that the time has elapsed, it is time when the influence of the accumulation of O 2 in the three-way catalyst 10 is relatively small when the air-fuel ratio changes thereafter. It is determined that the operating condition is easy to detect by the air-fuel ratio sensor 32, that is, the operating condition is suitable for performing self-diagnosis in the secondary air supply device 50.
Turn on 50 to start self-diagnosis.
【0028】そして、ステップ9では、2次空気供給装
置50をオンとしてから第2の空燃比センサ32により検出
される空燃比がリッチ状態から所定のリーン状態に反転
するまでに要する時間T2 の計測を開始する。一方、ス
テップ2において、タイマ2が時間T2 を計測中である
と判断された場合は、ステップ10以降に進む。In step 9, the time T 2 required for the air-fuel ratio detected by the second air-fuel ratio sensor 32 to change from the rich state to the predetermined lean state after the secondary air supply device 50 is turned on is determined. Start measurement. On the other hand, in step 2, when the timer 2 is determined to be being measured time T 2, the process proceeds to step 10 and subsequent.
【0029】ステップ10では、第2の空燃比センサ32に
より検出される空燃比がリーン状態であるか否を判断す
る。そして、リーン状態であると判断された場合には、
当初リッチであった空燃比が2次空気供給装置50により
2次空気導入口23に2次空気が導入されたことにより、
リッチ状態からリーン状態に反転したと判断し、ステッ
プ11において、2次空気供給装置50が正常であると判定
する。In step 10, it is determined whether the air-fuel ratio detected by the second air-fuel ratio sensor 32 is in a lean state. And if it is determined that it is lean,
The air-fuel ratio, which was initially rich, was introduced into the secondary air inlet 23 by the secondary air supply device 50,
It is determined that the state has been reversed from the rich state to the lean state, and it is determined in step 11 that the secondary air supply device 50 is normal.
【0030】また、ステップ10で、第2の空燃比センサ
32により検出される空燃比がリーン状態に反転していな
いと判断された場合は、ステップ12に進み、前記ステッ
プ9で計測を開始した2次空気供給装置50をオンとして
からの経過時間T2 が所定時間TS2経過したか否かを判
断する。ここで、経過時間T2 が所定時間TS2経過して
いない場合(No)は、そのままリターンし、再度これ
までのステップを繰り返す。一方、経過時間T2 が所定
時間TS2経過している場合(Yes)は、2次空気供給
装置50をオンとしてから十分な時間(TS2)が経過して
いるにも関わらず、第2の空燃比センサ32により検出さ
れる空燃比がリーン状態に反転していない場合であり、
このときは、2次空気供給装置50をオンとしても2次空
気供給装置50に異常があるため、該2次空気が供給され
ていないと判断できるので、ステップ13において、2次
空気供給装置50が異常であると判定する。In step 10, the second air-fuel ratio sensor
If it is determined that the air-fuel ratio detected by 32 has not been reversed to the lean state, the process proceeds to step 12, and the elapsed time T 2 from when the secondary air supply device 50 started to be measured in step 9 is turned on. Is determined whether a predetermined time T S2 has elapsed. Here, if the elapsed time T 2 has not the predetermined time T S2 elapsed (No), it returns to repeat the previous steps again. On the other hand, when the elapsed time T 2 is a predetermined time T S2 elapsed (Yes), despite a time sufficient secondary air supply system 50 from the ON (T S2) has passed, the second This is the case where the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is not inverted to the lean state,
At this time, even if the secondary air supply device 50 is turned on, there is an abnormality in the secondary air supply device 50, so it can be determined that the secondary air is not being supplied. Is determined to be abnormal.
【0031】ここで、ステップ11またはステップ13にお
いて、2次空気供給装置50の正常、異常判定がなされた
後は、ステップ15に進み、2次空気供給装置50の自己診
断は終了したとして、2次空気供給装置50をオフとし、
2次空気の強制的な供給を停止する。そして、ステップ
5において、自己診断を行うための運転条件に運転条件
をクランプするための空燃比フィードバック補正係数α
の固定を解除し、通常の空燃比フィードバック制御に戻
る。Here, after it is determined in step 11 or step 13 that the secondary air supply device 50 is normal or abnormal, the process proceeds to step 15 where it is assumed that the self-diagnosis of the secondary air supply device 50 has been completed. Turn off the secondary air supply device 50,
Stop the forced supply of secondary air. In step 5, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α for clamping the operating condition to the operating condition for performing the self-diagnosis
Is released, and the flow returns to the normal air-fuel ratio feedback control.
【0032】一方、ステップ3において、第2の空燃比
センサ32により検出される空燃比がリッチではないと判
断された場合は、診断に適した状態ではないとして、ス
テップ14においてタイマ1及びタイマ2をリセットし、
ステップ15以降に進む。尚、2次空気供給装置50は、以
下のように構成してもよい。機関、若しくは電動モータ
により駆動されるエアポンプにより圧送される空気を、
プレッシャレギュレータによって所定圧力に調整したの
ち、コントロールユニット12から送られるデューティ信
号によってその開度が制御される電磁式のコントロール
バルブで流量調節を行う構成としてもよい。On the other hand, if it is determined in step 3 that the air-fuel ratio detected by the second air-fuel ratio sensor 32 is not rich, it is determined that the state is not suitable for diagnosis, and the timer 1 and the timer 2 are determined in step 14. Reset,
Proceed to step 15 and subsequent steps. Note that the secondary air supply device 50 may be configured as follows. Engine, or air pumped by an air pump driven by an electric motor,
After the pressure is adjusted to a predetermined value by the pressure regulator, the flow rate may be adjusted by an electromagnetic control valve whose opening is controlled by a duty signal sent from the control unit 12.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、診断用供給制御手段により、第1の酸素濃度検出手
段と排気浄化触媒との間の排気通路に2次空気が強制的
に供給された後所定期間経過後に、故障診断手段によ
り、該2次空気の供給に見合った酸素濃度の変化が検出
されるか否かにより2次空気供給手段の故障が診断され
るので、精度の高い診断を行うことが可能となる。As described above, according to the present invention, the first oxygen concentration detecting means is controlled by the supply control means for diagnosis.
After a lapse of a predetermined period after the secondary air is forcibly supplied to the exhaust passage between the stage and the exhaust purification catalyst, a change in the oxygen concentration corresponding to the supply of the secondary air is detected by the failure diagnosis means. Since the failure of the secondary air supply means is diagnosed depending on whether or not it is possible , highly accurate diagnosis can be performed.
【図1】本発明の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
【図2】本発明の一実施例の構成を示すシステム概略図FIG. 2 is a system schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図3】排気中成分濃度と空燃比との関係を示す線図FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an exhaust gas component concentration and an air-fuel ratio.
【図4】2次空気供給装置の自己診断を示すフローチャ
ートFIG. 4 is a flowchart showing self-diagnosis of the secondary air supply device.
【図5】本発明の作用を説明するタイムチャートFIG. 5 is a time chart illustrating the operation of the present invention.
1 機関 9 排気ダクト 10 三元触媒 12 コントロールユニット 19 車速センサ 23 2次空気導入口 31 第1の空燃比センサ 32 第2の空燃比センサ 50 2次空気供給装置 50a 2次空気導入通路 50c 電磁弁 Reference Signs List 1 engine 9 exhaust duct 10 three-way catalyst 12 control unit 19 vehicle speed sensor 23 secondary air inlet 31 first air-fuel ratio sensor 32 second air-fuel ratio sensor 50 secondary air supply device 50a secondary air inlet passage 50c solenoid valve
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−1444(JP,A) 特開 平4−365919(JP,A) 特開 平1−216011(JP,A) 特開 昭63−248908(JP,A) 特開 昭63−111256(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/22 301 - 321 F02D 41/14 310 G01M 15/00 F02D 45/00 314 Continuation of front page (56) References JP-A-4-1444 (JP, A) JP-A-4-365919 (JP, A) JP-A 1-216011 (JP, A) JP-A-63-248908 (JP) , A) JP-A-63-111256 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F01N 3/22 301-321 F02D 41/14 310 G01M 15/00 F02D 45/00 314
Claims (1)
る排気浄化触媒と、 該排気浄化触媒の上流側及び下流側の排気通路に夫々設
けられ排気中の酸素濃度を検出する第1及び第2の酸素
濃度検出手段と、前記上流側の酸素センサより下流で前記排気浄化触媒よ
り上流の 排気通路に所定の運転条件で2次空気を供給す
る2次空気供給手段と、 を含んで構成される内燃機関の2次空気供給装置におけ
る自己診断装置であって、 前記2次空気供給手段による2次空気の供給を強制的に
行わせる診断用供給制御手段と、 前記診断用供給制御手段によって2次空気の供給が開始
されてから所定期間経過後に前記第2の酸素濃度検出手
段で検出される酸素濃度が前記2次空気の供給に見合っ
た変化を示さないときに前記2次空気供給手段が故障し
ていると診断する故障診断手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の2次空
気供給装置における自己診断装置。An exhaust purification catalyst disposed in an exhaust passage of an engine for purifying exhaust gas, and a first exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage upstream and downstream of the exhaust purification catalyst for detecting an oxygen concentration in exhaust gas. A second oxygen concentration detecting means, and an exhaust gas purification catalyst downstream of the upstream oxygen sensor.
A secondary air supply means for supplying secondary air to a downstream exhaust passage under predetermined operating conditions, and a secondary air supply device for an internal combustion engine, the secondary air supply device comprising: Diagnostic supply control means for forcibly supplying the secondary air by the supply means; and the second oxygen concentration detecting means after a lapse of a predetermined period from the supply of the secondary air by the diagnostic supply control means. Failure diagnosis means for diagnosing that the secondary air supply means has failed when the oxygen concentration detected in the step does not show a change corresponding to the supply of the secondary air. A self-diagnosis device in a secondary air supply device of an internal combustion engine.
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JP3297262A JP3010855B2 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Self-diagnosis device in secondary air supply device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH05133221A JPH05133221A (en) | 1993-05-28 |
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Family Applications (1)
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KR100298752B1 (en) * | 1997-12-31 | 2002-04-06 | 이계안 | Catalyst aging testing system and method of vehicle |
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1991
- 1991-11-13 JP JP3297262A patent/JP3010855B2/en not_active Expired - Fee Related
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