JP3010855B2 - 内燃機関の2次空気供給装置における自己診断装置 - Google Patents
内燃機関の2次空気供給装置における自己診断装置Info
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- JP3010855B2 JP3010855B2 JP3297262A JP29726291A JP3010855B2 JP 3010855 B2 JP3010855 B2 JP 3010855B2 JP 3297262 A JP3297262 A JP 3297262A JP 29726291 A JP29726291 A JP 29726291A JP 3010855 B2 JP3010855 B2 JP 3010855B2
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- air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
- F01N2550/14—Systems for adding secondary air into exhaust
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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)。
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)。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図1】本発明の構成を示すブロック図
【図2】本発明の一実施例の構成を示すシステム概略図
【図3】排気中成分濃度と空燃比との関係を示す線図
【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
ート
【図5】本発明の作用を説明するタイムチャート
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
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
Claims (1)
- 【請求項1】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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3297262A JP3010855B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 内燃機関の2次空気供給装置における自己診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3297262A JP3010855B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 内燃機関の2次空気供給装置における自己診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05133221A JPH05133221A (ja) | 1993-05-28 |
JP3010855B2 true JP3010855B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=17844249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3297262A Expired - Fee Related JP3010855B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 内燃機関の2次空気供給装置における自己診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3010855B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08246856A (ja) * | 1995-03-07 | 1996-09-24 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の2次空気供給装置 |
KR100298752B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2002-04-06 | 이계안 | 차량용촉매에이징시험방법 |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3297262A patent/JP3010855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05133221A (ja) | 1993-05-28 |
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