JP3172238B2 - 2次エア供給装置の故障診断装置 - Google Patents

2次エア供給装置の故障診断装置

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JP3172238B2
JP3172238B2 JP05236192A JP5236192A JP3172238B2 JP 3172238 B2 JP3172238 B2 JP 3172238B2 JP 05236192 A JP05236192 A JP 05236192A JP 5236192 A JP5236192 A JP 5236192A JP 3172238 B2 JP3172238 B2 JP 3172238B2
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exhaust
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air supply
failure
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/14Systems for adding secondary air into exhaust

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2次エア供給装置の故
障診断装置に係り、特に、2次エア供給通路に配設され
たエアコントロールバルブの故障を診断するようにした
ものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、エンジンにおいて燃焼室内で
燃焼されなかった混合気の未燃成分を排気通路中で燃焼
させてエミッション性の向上を図ることに鑑みられたも
のとして、排気通路中にエアを供給するようにした2次
エア供給装置が知られている。この2次エア供給装置
は、2次エア供給通路を備えており、この2次エア供給
通路の上流端がエアクリーナに連通されていると共に下
流端が排気通路に連通されていて、エアクリーナで浄化
された外気を2次エアとして排気通路に供給するように
している。また、この2次エア供給通路にはエアポンプ
及びエアコントロールバルブ(以下ACVと略称する)
が介設されており、排気通路に混合気の未燃成分が発生
し易いエンジン運転状態において、このACVを開放す
ると共にエアポンプを駆動させて排気通路に2次エアを
供給してエンジンのエミッション性の向上を図るように
している。一方、その他のエンジン運転状態では、AC
Vを閉鎖しておくと共にエアポンプを停止させておいて
排気通路へ2次エアを供給させないようにして触媒コン
バータの熱劣化等を防止するようにしている。
【0003】また、正確な2次エアの供給動作が行われ
ていることを診断するために、この2次エア供給装置の
故障診断が行われている。この故障診断の方法として
は、例えば、特開昭63−143362号公報に示され
ているように、排気通路中に配設されたO2 センサの検
出信号に基づく燃料噴射量のフィードバック補正係数を
読込み、このフィードバック補正係数が、予め設定され
た判定値よりも小さい場合に2次エア供給装置の故障診
断を行うようにしたものが知られている。また、他の故
障診断の方法として、例えば、特開平1−216011
号公報に示されているように、2次エアの供給時と非供
給時とのO2 センサの各出力を読込み、この出力の差と
予め設定された判定値とを比較することによって2次エ
ア供給装置の故障診断を行うようにしたものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うな2次エア供給装置の故障診断によれば、前記ACV
の故障を正確に診断することができない場合があった。
つまり、例えば、ACVに故障が発生していて、ACV
を閉作動させても完全に閉鎖されていないような場合に
は、排気通路の排気脈動の影響によって排気通路中に2
次エアが供給されてしまうことになる。そして、この2
次エアの供給量は、前記排気脈動の大きさによって変化
する。つまり、エンジン回転数が高かったり吸入空気量
が多い場合には排気脈動が大きくなっており、これによ
って、完全に閉鎖されていないACVの隙間から多量の
2次エアが導入されることになる。逆に、エンジン回転
数が低かったり吸入空気量が少ない場合には排気脈動が
小さくなっており、これによって、完全に閉鎖されてい
ないACVの隙間からの2次エアの導入量が少量になっ
ている。
【0005】このように、エンジンの運転状態に応じて
変化する2次エアの導入量を、予め設定された固定値と
しての判定値でもって故障診断するような場合、誤診断
が生じることがある。つまり、判定値の値によってはA
CVが故障していないにも拘らず故障判定されたり、逆
に、故障しているにも拘らず故障していないと判定され
るようなことがある。
【0006】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、如何なるエンジ
ンの運転状態、例えば排気脈動の影響が2次エア供給通
路に大きく作用するようなエンジン運転状態であって
も、2次エア供給装置の故障診断が正確に行えるように
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、排気通路における排気脈動の大きさに応
じて故障判定レベルを変更するようにした。具体的に、
請求項1記載の発明は、図1に示すように、エンジンの
排気通路10に2次エアの供給を可能とするように前記
排気通路10に接続された2次エア供給通路23aと、
該2次エア供給通路23aに配設されて2次エアの供給
時に駆動されると共に2次エアの非供給時に停止される
2次エア供給手段23bと、前記2次エア供給通路23
aに配設されて2次エアの供給時に開放されると共に2
次エアの非供給時に閉鎖される2次エア調整手段23c
と、前記排気通路10に配設されて該排気通路10を流
通する排気の状態を検知する排気検知手段27,31,
32とを備えさせる。そして、該排気検知手段27,3
1,32の出力信号を受け、該出力信号と予め設定され
た故障判定値とを比較することによって、2次エアの非
供給作動時において前記2次エア調整手段23cからの
2次エアの漏れの有無を検知して該2次エア調整手段2
3cの故障を判定する故障判定手段36を備えさせ、更
に、前記排気通路10における排気脈動状態を検知する
排気脈動検知手段37と、該排気脈動検知手段37の出
力を受け、該出力に応じて前記故障判定手段36におけ
る故障判定値を変更する故障判定値変更手段38とを備
えさせるような構成としている。
【0008】請求項2記載の発明は、前記請求項1記載
のエンジンの2次エア供給装置の故障診断装置におい
て、排気検知手段を、2次エア供給通路23aの排気通
路10への接続位置よりも排気通路下流側に配設されて
排気中の酸素濃度を検知するO2 センサ27,32で成
す。そして、故障判定値変更手段38を、排気脈動検知
手段37によって検知される排気脈動が大きいほど故障
判定値を小さく設定するような構成とする。更に、故障
判定手段36を、2次エアの供給作動時と非供給作動時
とにおける夫々の排気中の酸素濃度の差が前記故障判定
値よりも小さいときに2次エア調整手段23cの故障を
判定するような構成とする。
【0009】請求項3記載の発明は、前記請求項1記載
のエンジンの2次エア供給装置の故障診断装置におい
て、排気検知手段を、2次エア供給通路23aの排気通
路10への接続位置よりも排気通路上流側に配設されて
排気中の酸素濃度を検知する第1O2 センサ31と、2
次エア供給通路23aの排気通路10への接続位置より
も排気通路下流側に配設されて排気中の酸素濃度を検知
する第2O2 センサ32とで成す。そして、故障判定値
変更手段38を、排気脈動検知手段37によって検知さ
れる排気脈動が大きいほど故障判定値を大きく設定する
ような構成とする。更に、故障判定手段36を、2次エ
アの非供給作動時において、前記第1O2センサ31と
第2O2 センサ32とによって検知される夫々の排気中
の酸素濃度の差が前記故障判定値よりも大きいときに2
次エア調整手段23cの故障を判定するような構成とす
る。
【0010】請求項4記載の発明は、前記請求項1,2
または3記載の2次エア供給装置の故障診断装置におい
て、排気脈動検知手段37が、エンジン回転数に基づい
て排気通路10における排気脈動状態を検知するような
構成とする。
【0011】請求項5記載の発明は、前記請求項1,2
または3記載の2次エア供給装置の故障診断装置におい
て、排気脈動検知手段37が、吸入空気量に基づいて排
気通路10における排気脈動状態を検知するような構成
とする。
【0012】
【作用】上記の構成により、本発明では以下に述べるよ
うな作用が得られる。請求項1記載の発明では、排気通
路10に混合気の未燃成分が発生し易いようなエンジン
の運転状態にあっては、2次エア調整手段23cを開放
すると共に2次エア供給手段23bを駆動させて排気通
路10に2次エアを供給し、未燃成分を排気通路10で
燃焼させることによりエンジンのエミッション性の向上
を図る。そして、2次エア調整手段23cの故障診断時
には、故障判定値変更手段38が、排気脈動検知手段3
7の出力を受け、該出力に応じて故障判定手段36にお
ける故障判定値を変更する。そして、故障判定手段36
が、排気検知手段27,31,32の出力信号を受け、
該出力信号と前記変更された故障判定値とを比較するこ
とによって、2次エアの非供給作動時において2次エア
調整手段23cからの2次エアの漏れの有無を検知して
該2次エア調整手段23cの故障を判定する。このよう
にして2次エア調整手段23cの故障診断が行われるた
めに、前記排気通路10における排気脈動の影響による
誤診断が防止される。
【0013】請求項2記載の発明では、故障判定値を設
定する際、故障判定値変更手段38は、排気脈動検知手
段37によって検知される排気脈動が大きいほど故障判
定値を小さくするように変更する。そして、故障判定手
段36は、2次エアの供給作動時と非供給作動時とにお
ける排気中の酸素濃度の差が前記故障判定値よりも小さ
いときに2次エア調整手段23cの故障を判定する。つ
まり、2次エア調整手段23cが故障しているような場
合には、2次エアの非供給状態から供給状態に切換えた
際の排気通路10中の酸素濃度の変化量が小さくなるた
め、これに応じて故障判定値も小さく設定するようにし
ている。
【0014】請求項3記載の発明では、故障判定値を設
定する際、故障判定値変更手段38は、排気脈動検知手
段37によって検知される排気脈動が大きいほど故障判
定値を大きくするように変更する。そして、故障判定手
段36は、2次エアの非供給時において、前記第1O2
センサ31と第2O2 センサ32とによって検知される
夫々の排気中の酸素濃度の差が前記故障判定値よりも大
きいときに2次エア調整手段23cの故障を判定する。
従って、2次エア調整手段23cが故障しているような
場合には、第1O2 センサ31と第2O2 センサ32と
によって検知される夫々の排気中の酸素濃度の差が大き
くなるため、これに応じて故障判定値も大きく設定する
ようにしている。
【0015】請求項4記載の発明では、排気通路10に
おける排気脈動状態の検知をエンジン回転数で代用し、
このエンジン回転数信号を故障判定値変更手段38に出
力して、該故障判定値変更手段38が故障判定値を変更
することになる。
【0016】請求項5記載の発明では、排気通路10に
おける排気脈動状態の検知を吸入空気量で代用し、この
吸入空気量信号を故障判定値変更手段38に出力して、
該故障判定値変更手段38が故障判定値を変更すること
になる。
【0017】
【実施例】
(第1実施例)以下、本発明に係る第1実施例を図面に
基づいて説明する。図2は本発明の実施例の全体構成を
示す。同図において、1はエンジンで、このエンジン1
は、シリンダ2を有するシリンダブロック3と、該シリ
ンダブロック3上面に組付けられたシリンダヘッド4
と、該シリンダヘッド4の上面に組付けられたシリンダ
ヘッドカバー5と、シリンダ2内を往復動するピストン
6とを有し、前記シリンダ2内にはシリンダヘッド4の
下面及びピストン6の頂面で区画される燃焼室7が形成
されている。また、前記ピストン6は図示しないコネク
チングロッドを介してクランク軸8に連結されている。
更に、前記シリンダヘッド4には吸気ポート4a及び排
気ポート4bが形成されている。また、この図2におけ
る9は前記燃焼室7内に吸気を供給する吸気通路、10
は燃焼室7内の排気ガスを排出する排気通路、11は排
気通路10の途中に配設された排気浄化装置としての触
媒コンバータである。また、前記吸気通路9の下流端に
は図示しない吸気弁が、前記排気通路10の上流端には
同じく図示しない排気弁が夫々設けられている。
【0018】そして、前記吸気通路9には上流側から順
に、吸入空気量を検出するエアフロ−メ−タ12、吸入
空気量を制御するスロットルバルブ13、吸気脈動の吸
収等を行うためのサ−ジタンク14及び燃料を噴射供給
するインジェクタ15が配設され、吸気通路9の上流端
はエアクリーナ16に接続されている。
【0019】また、17は前記スロットルバルブ13を
バイパスして燃焼室7に空気を供給するバイパス通路
で、その途中にはエンジン1のアイドル時にバイパス通
路17を流通する空気量を制御してエンジン回転数(ア
イドル回転数)を調整するための比例電磁弁から成るア
イドルスピードコントロ−ルバルブ(ISCバルブ)1
8が配設されている。
【0020】また、19は前記インジェクタ15に燃料
供給通路20を介して接続される燃料タンクである。そ
して、前記燃料供給通路20の上流端にはフューエルポ
ンプ20aが接続されている。また、前記インジェクタ
15には該インジェクタ15の内圧を一定に保って安定
した燃料噴射を行わせるためのプレッシャレギュレータ
21aを備えたレギュレータ通路21が連結されてい
る。
【0021】そして、前記燃料タンク19とサージタン
ク14との間には、燃料タンク19内で発生した蒸発燃
料を燃焼室7側に供給するためのパージ通路22が架設
されており、このパ−ジ通路22の途中には、蒸発燃料
を回収吸着するキャニスタ22aと、パ−ジ通路22を
開閉して蒸発燃料の吸気通路9への供給(パ−ジ)を調
節するデューティーソレノイドバルブから成るパ−ジコ
ントロールバルブ22bとが配設されている。
【0022】そして、本エンジン1は、排気通路10へ
2次エアを供給するための2次エア供給装置23を備え
ている。以下、この2次エア供給装置23について説明
する。この2次エア供給装置23は、2次エア供給通路
23a、本発明でいう2次エア供給手段としてのエアポ
ンプ23b及び本発明でいう2次エア調整手段としての
エアコントロールバルブ(以下ACVと略称する)23
cを備えて成っている。前記2次エア供給通路23a
は、その上流端が前記エアクリーナ16に連通されてい
ると共に下流端が前記排気ポート4bに連通されてい
て、エアクリーナ16で浄化された外気を2次エアとし
て排気ポート4bに供給可能とし、この2次エアを供給
することにより、燃焼室7内で燃焼されることなく排気
ポート4b及び排気通路10に排出された混合気の未燃
成分を燃焼させてエミッション性の向上を図るようにし
ている。また、エアポンプ23bは、前記2次エア供給
通路23aの途中に配設されており、上述したように2
次エアを供給する際にのみ駆動されて、排気ポート4b
に向って2次エアを供給するようになっている。そし
て、ACV23cは、前記2次エア供給通路23aにお
ける前記エアポンプ23bの下流側に配設されており、
エアポンプ23bの駆動に連動して2次エアを供給する
際にのみ開放され、それ以外の状態では全閉状態とされ
るようになっている。つまり、本2次エア供給装置23
は、排気通路10に混合気の未燃成分が発生し易いエン
ジン運転状態においてエアポンプ23bを駆動させると
共にACV23cを開放して排気系に2次エアを供給し
てエンジンのエミッション性の向上を図るようにしてい
る。
【0023】そして、前記インジェクタ15、アイドル
スピ−ドコントロ−ルバルブ18、ACV23c等はC
PUを内蔵したコントロ−ルユニット35により作動制
御される。このコントロ−ルユニット35には、スロッ
トルバルブ13の開度を検出するスロットルセンサ24
の検出信号、クランク軸8のクランク角を検出するクラ
ンク角センサ25の検出信号、ウォータジャケットのエ
ンジン冷却水温度を検出する水温センサ26の検出信
号、吸入空気量を検出するエアフローメータ12の吸入
空気量信号などが入力されるようになっている。また、
前記排気通路10における触媒コンバータ11の上流側
には本発明でいう排気検知手段としてのO2 センサ27
が配設されており、排気中の酸素濃度を検出してその検
出信号をコントロールユニット35に送信するようにな
っている。そして、コントロールユニット35において
は、このO2 センサ27の検出信号に基づいた空燃比の
フィードバック補正係数CFB が算出されるようになって
いる。更に、車室内には2次エア供給装置23の故障警
告ランプ(MIL)28が配設されており、前記コント
ロールユニット35は該故障警告ランプ28への信号出
力が可能となっている。
【0024】そして、本例の特徴とする動作としては、
前記2次エア供給装置23のACV23cの故障診断を
行うことにある。つまり、エンジン運転状態が2次エア
非供給域であってACV23cを全閉とするような制御
を行っているにも拘らず、該ACV23cの故障により
全閉状態となっていないような場合では、エアポンプ2
3bが停止されていても排気ポート4bにおける排気脈
動の影響によって排気通路10に2次エアが導入されて
しまうことになって触媒コンバータ11の熱劣化などが
懸念されることになるため、この故障診断を行おうとす
るものである。
【0025】以下に、この本例の特徴とする2次エア供
給装置23の故障診断動作を行わせる前記コントロ−ル
ユニット35における信号処理手順について図3のフロ
−チャ−トに基づいて説明する。同図において、先ず、
イグニッションスイッチのON作動を受けてスタ−ト
し、ステップS1において前記各センサの検出信号の読
込みを行う。ここでは、主にエアフローメータ12によ
る吸入空気量の検出信号、クランク角センサ25による
エンジン回転数の検出信号、スロットルセンサ24によ
るスロットル開度の検出信号、水温センサ26によるエ
ンジン冷却水温度の検出信号の読込みが行われる、そし
て、ステップS2において、ステップS1で読込まれた
検出信号に基づいて2次エア供給装置23の故障診断実
行条件が成立したか否かを判定する。つまり、2次エア
供給装置23の故障診断が行える領域であるか否かを判
定する。具体的には、エンジンの定常運転状態において
故障診断を行うようにしており、吸入空気量、エンジン
回転数、エンジン冷却水温度の夫々が所定範囲内にあ
り、且つ単位時間当りの吸入空気量の変化量及びスロッ
トル開度の変化量が所定値以下のときに故障診断実行条
件が成立したと判定するようにしている。そして、この
ステップS2において故障診断実行条件が成立したYE
Sの場合には、ステップS3に移って、排気通路10中
の酸素濃度をO2センサ27によって所定時間t1だけ
サンプリングし、この検出された酸素濃度に基づいて設
定されるフィードバック補正係数の所定時間t1中の平
均値CFB1を算出する。そして、このフィードバック補正
係数の所定時間t1中の平均値CFB1を算出した後、ステ
ップS4に移り、ACV23cを開放させて、排気ポー
ト4b及び排気通路10に2次エアの導入を行う。その
後、ステップS5に移り、この2次エアの導入が行われ
た状態において、再び、排気通路10中の酸素濃度をO
2 センサ27によって所定時間t2だけサンプリング
し、この検出された酸素濃度に基づいて設定されるフィ
ードバック補正係数の所定時間t2中の平均値CFB2を算
出する。そして、このフィードバック補正係数の所定時
間t2中の平均値CFB2を算出した後、ステップS6に移
り、前記ステップS5で算出されたフィードバック補正
係数の平均値CFB2から前記ステップS3で算出されたフ
ィードバック補正係数の平均値CFB1を減算して、その値
をΔCFB とする。そして、このようにしてΔCFB を算出
した後、ステップS7に移って前記クランク角センサ2
5によって検出されたエンジン回転数に基づいて故障判
定値を設定する。この故障判定値は、エンジン回転数が
高いほど小さく設定されるようになっている。つまり、
エンジン回転数が高いということは排気系における排気
脈動が大きくなっており、仮にACV23cが故障して
いるような場合には、ACV23cを閉作動させても全
閉状態とならず、この排気脈動の影響によって2次エア
が多量に導入され、この状態でACV23cを開状態に
してもフィードバック補正係数の変化量は小さいので、
これに応じて故障判定値も小さく設定するようにしてい
る。このようにして故障判定値を設定した後、ステップ
S8に移って、前記ステップS6において算出されたΔ
CFB が前記ステップS7において設定された故障判定値
以上であるか否かの判定を行う。つまり、ΔCFB が故障
判定値以上である場合には、ACV23cの閉状態では
2次エアが導入されていなかったことになり、これによ
ってACV23cに故障が生じていないことが判定で
き、一方、ΔCFB が故障判定値よりも小さい場合には、
ACV23cの閉状態において2次エアが導入されてい
たために、ACV23cを開状態にしてもフィードバッ
ク補正係数の変化が小さかったことになり、これによっ
てACV23cに故障が生じていることが判定できるよ
うになっている。従って、このステップS8においてΔ
CFB が故障判定値より小さいNOの場合にはステップS
9に移って故障警告ランプ28(MIL)を点灯し、Δ
CFB が故障判定値以上であるYESの場合にはリターン
される。このような制御動作が行われるようになってい
るために、ステップS7において本発明でいう故障判定
値変更手段38が、ステップS8において本発明でいう
故障判定手段36が構成されている。また、本例の制御
動作では、エンジン回転数によって排気脈動の大きさを
検出するようにしているので、クランク角センサ25に
よって排気脈動検知手段37が構成されていることにな
る。
【0026】このようなコントロ−ルユニット35の動
作により、排気通路10における排気脈動の影響力に応
じて、ACV23cの故障判定を行うための故障判定値
を変更するようにしているので、故障診断の誤診断を行
うことがなくなり、故障診断装置の信頼性を大幅に向上
することができる。
【0027】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
について説明する。本例におけるエンジン1の主たる構
成は、上述した第1実施例と同様であり、2次エア供給
装置23及び故障判定動作のみが第1実施例と異なって
いるために、この2次エア供給装置23及び故障判定動
作のみについて説明する。
【0028】本例における2次エア供給装置23の2次
エア供給通路23aの下流端は前記排気通路10におけ
る触媒コンバータ11の直上流に連通されていて、エア
クリーナ16で浄化された外気を2次エアとして排気通
路10に供給可能とするようにしている。また、前記排
気通路10における前記2次エア供給通路23aの下流
端接続位置よりも上流側には第1O2 センサ31が配設
されており、また、前記触媒コンバータ11の直下流側
には第2O2 センサ32が配設されている。そして、こ
の両O2 センサによって本発明でいう排気検知手段が構
成されている。この各O2 センサ31,32は上述した
第1実施例におけるO2 センサ27と同様に排気中の酸
素濃度を検出してその検出信号をコントロールユニット
35に送信するようになっている。そして、コントロー
ルユニット35においては、この各O2 センサによって
検出された酸素濃度信号に基づいた空燃比のフィードバ
ック補正係数CFB が夫々算出されるようになっている。
【0029】次に、本例における2次エア供給装置23
の故障診断動作を行わせる前記コントロ−ルユニット3
5における信号処理手順について図5のフロ−チャ−ト
に基づいて説明する。同図において、先ず、イグニッシ
ョンスイッチのON作動を受けてスタ−トし、ステップ
S11において前記各センサの検出信号の読込みを行
う。ここでは、上述した第1実施例におけるステップS
1と同様に、主に吸入空気量の検出信号、エンジン回転
数の検出信号、スロットル開度の検出信号、エンジン冷
却水温度の検出信号の読込みが行われる。そして、ステ
ップS12において、ステップS11で読込まれた検出
信号に基づいて2次エア供給装置23の故障診断実行条
件が成立したか否かを判定する。ここでも上述した第1
実施例におけるステップS2と同様に、エンジンの定常
運転状態において故障診断を行うようにしており、吸入
空気量、エンジン回転数、エンジン冷却水温度の夫々が
所定範囲内にあり、且つ単位時間当りの吸入空気量の変
化量及びスロットル開度の変化量が所定値以下のときに
故障診断実行条件が成立したと判定するようにしてい
る。そして、このステップS12において故障診断実行
条件が成立したYESの場合には、ステップS13に移
って、第1O2 センサ31及び第2O2 センサ32夫々
において排気通路10中の酸素濃度を所定時間t1だけ
サンプリングし、この検出された酸素濃度に基づいて設
定される各フィードバック補正係数の所定時間t1中の
平均値CFB3,CFB4 を夫々算出する。そして、このフィー
ドバック補正係数の所定時間t1中の平均値をCFB3,CFB
4 算出した後、ステップS14に移り、ACV23cを
開放させて排気通路10に2次エアの導入を行う。その
後、ステップS15に移り、この2次エアの導入が行わ
れた状態において、第2O2センサ32において酸素濃
度を所定時間t2だけサンプリングし、この検出された
酸素濃度に基づいて設定されるフィードバック補正係数
の所定時間t2中の平均値CFB5を算出する。そして、こ
の各フィードバック補正係数の所定時間t2中の平均値
CFB5を算出した後、ステップS16に移り、前記ステッ
プS15で算出されたフィードバック補正係数の平均値
CFB5から前記ステップS13で算出されたフィードバッ
ク補正係数の平均値CFB4を減算して、その値をΔCFB1と
すると共に、前記ステップS13で算出されたフィード
バック補正係数の平均値CFB4から同じく前記ステップS
13で算出されたフィードバック補正係数の平均値CFB3
を減算して、その値をΔCFB2とする。そして、このΔCF
B1,ΔCFB2を算出した後、ステップS17に移って前記
クランク角センサ25によって検出されたエンジン回転
数に基づいて第1故障判定値を設定する。この第1故障
判定値は、上述した第1実施例におけるステップS7と
同様にエンジン回転数が高いほど小さく設定されるよう
になっている。つまり、エンジン回転数が高いというこ
とは排気系における排気脈動が大きくなっており、仮に
ACV23cが故障しているような場合には、ACV2
3cを閉作動させても全閉状態とならず、この排気脈動
の影響によって2次エアが多量に導入され、この状態で
ACV23cを開状態にしてもフィードバック補正係数
の変化量は小さいので、これに応じて第1故障判定値も
小さく設定するようにしている。このようにして第1故
障判定値を設定した後、ステップS18に移って前記ク
ランク角センサ25によって検出されたエンジン回転数
に基づいて第2故障判定値を設定する。この故障判定値
は、エンジン回転数が高いほど大きく設定されるように
なっている。つまり、エンジン回転数が高いということ
は排気系における排気脈動が大きくなっており、仮にA
CV23cが故障しているような場合には、この排気脈
動によって2次エアが多量に導入されていることになる
ため、第1O2 センサ31の検出信号に基づいて設定さ
れるフィードバック補正係数の平均値CFB3と第1O2
ンサ32の検出信号に基づいて設定されるフィードバッ
ク補正係数の平均値CFB4との差が大きくなっているの
で、これに応じて第2故障判定値も大きく設定するよう
にしている。つまり、逆に、排気脈動が小さい運転領域
では、この故障判定値を小さく設定して2次エアの僅か
な漏れを検知して故障判定を可能にするようにしてい
る。
【0030】このようにして各故障判定値を設定した
後、ステップS19に移って、前記ステップS16にお
いて算出されたΔCFB1が前記ステップS17において設
定された第1故障判定値以上であるか否かの判定を行
う。つまり、ΔCFB1が故障判定値以上である場合には、
ACV23cの閉状態では2次エアが導入されていなか
ったことになり、これによってACV23cに故障が生
じていないことが判定でき、一方、ΔCFB1が故障判定値
よりも小さい場合には、ACV23cの閉状態において
2次エアが導入されていたために、ACV23cを開状
態にしてもフィードバック補正係数の変化が小さかった
ことになり、これによってACV23cに故障が生じて
いることが判定できるようになっている。従って、この
ステップS19においてΔCFB1が故障判定値よりも小さ
いNOの場合にはステップS21に移って故障警告ラン
プ28(MIL)を点灯し、ΔCFB1が故障判定値以上で
あるYESの場合にはステップS20に移る。そして、
このステップS20では、前記ステップS16において
算出されたΔCFB2が前記ステップS18において設定さ
れた第2故障判定値以上であるか否かの判定を行う。つ
まり、ΔCFB2が故障判定値以上である場合には、ACV
23cの故障によって2次エアが排気通路10に導入さ
れていることが判定でき、一方、ΔCFB2が故障判定値よ
り小さい場合には、各O2 センサ31,32の検知信号
に基づくフィードバック補正係数の差が小さく、ACV
23cが故障していないことが判定できるようになって
いる。従って、このステップS20においてΔCFB2が第
2故障判定値以上であるYESの場合にはステップS2
1に移って故障警告ランプ28(MIL)を点灯し、Δ
CFB2が故障判定値よりも小さいNOの場合にはこのリタ
ーンされる。
【0031】このような制御動作が行われるようになっ
ているために、ステップS17及びS18において本発
明でいう故障判定値変更手段38が、ステップS19及
びステップS20において本発明でいう故障判定手段3
6が構成されている。また、本例の制御動作にあって
も、エンジン回転数によって排気脈動の大きさを検出す
るようにしているので、クランク角センサ25によって
排気脈動検知手段37が構成されている。
【0032】このように、本例の故障制御動作にあって
も、排気通路10における排気脈動の影響力に応じて、
ACV23cの故障判定を行うための故障判定値を変更
するようにしているので、故障診断の誤診断を行うこと
がなくなり、故障診断装置の信頼性を大幅に向上するこ
とができる。
【0033】尚、上述した各実施例では、エンジン回転
数によって排気脈動の大きさを検出するようにしていた
が、本発明は、これに限るものではなく、エアフローメ
ータ12によって検出される吸入空気量によって排気脈
動の大きさを検出することもでき、このような場合、エ
アフローメータ12によって排気脈動検知手段37が構
成されることになる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下に述べるような効果が発揮される。請求項1記載の
発明によれば、排気脈動検知手段の出力に応じて故障判
定手段における故障判定値を変更する故障判定値変更手
段を備えさせるようにしたために、排気通路における排
気脈動の影響力に応じた故障診断が可能となって誤診断
が防止され、故障診断装置の信頼性を大幅に向上するこ
とができる。
【0035】請求項2記載の発明によれば、故障判定値
変更手段を、排気脈動検知手段によって検知される排気
脈動が大きいほど故障判定値を小さく設定するような構
成とし、故障判定手段を、2次エアの供給作動時と非供
給作動時とにおける夫々の排気中の酸素濃度の差が前記
故障判定値よりも小さいときに2次エア調整手段の故障
を判定するような構成としたために、2次エア調整手段
の切換え動作の際に、該2次エア調整手段の故障診断を
行うことができる。
【0036】請求項3記載の発明によれば、故障判定値
変更手段を、排気脈動検知手段によって検知される排気
脈動が大きいほど故障判定値を大きく設定するような構
成とし、故障判定手段を、2次エアの非供給作動時にお
いて、第1O2 センサと第2O2 センサとによって検知
される夫々の排気中の酸素濃度の差が前記故障判定値よ
りも大きいときに2次エア調整手段の故障を判定するよ
うな構成としたために、2次エアの非供給時において2
次エア調整手段の故障診断を行うことができる。
【0037】請求項4記載の発明によれば、排気脈動検
知手段が、エンジン回転数に基づいて排気通路における
排気脈動状態を検知するような構成としたために、制御
動作の簡略化を図ることができる。
【0038】請求項5記載の発明によれば、排気脈動検
知手段が、吸入空気量に基づいて排気通路における排気
脈動状態を検知するような構成としたために、この場合
にも制御動作の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す図である。
【図2】第1実施例におけるエンジンの全体概略図であ
る。
【図3】第1実施例におけるコントロ−ルユニットによ
る故障診断動作を示すフロ−チャ−ト図である。
【図4】第2実施例におけるエンジンの全体概略図であ
る。
【図5】第2実施例におけるコントロ−ルユニットによ
る故障診断動作を示すフロ−チャ−ト図である。
【符号の説明】
10 排気通路 23a 2次エア供給通路 23b エアポンプ(2次エア供給手段) 23c エアコントロールバルブ(2次エア調整手段) 27,31,32 O2 センサ(排気検知手段) 36 故障判定手段 37 排気脈動検知手段 38 故障判定値変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/22 301 F02D 41/14 310 F02D 45/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排気通路に2次エアの供給を
    可能とするように前記排気通路に接続された2次エア供
    給通路と、 該2次エア供給通路に配設され、2次エアの供給時に駆
    動されると共に2次エアの非供給時に停止される2次エ
    ア供給手段と、 前記2次エア供給通路に配設され、2次エアの供給時に
    開放されると共に2次エアの非供給時に閉鎖される2次
    エア調整手段と、 前記排気通路に配設され、該排気通路を流通する排気の
    状態を検知する排気検知手段と、 該排気検知手段の出力信号を受け、該出力信号と予め設
    定された故障判定値とを比較することによって、2次エ
    アの非供給作動時において前記2次エア調整手段からの
    2次エアの漏れの有無を検知して該2次エア調整手段の
    故障を判定する故障判定手段と、 前記排気通路における排気脈動状態を検知する排気脈動
    検知手段と、 該排気脈動検知手段の出力を受け、該出力に応じて前記
    故障判定手段における故障判定値を変更する故障判定値
    変更手段とを備えていることを特徴とする2次エア供給
    装置の故障診断装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエンジンの2次エア供給
    装置の故障診断装置において、排気検知手段は、2次エ
    ア供給通路の排気通路への接続位置よりも排気通路下流
    側に配設されて排気中の酸素濃度を検知するO2 センサ
    で成っており、 故障判定値変更手段は、排気脈動検知手段によって検知
    される排気脈動が大きいほど故障判定値を小さく設定す
    るようになっており、 故障判定手段は、2次エアの供給作動時と非供給作動時
    とにおける夫々の排気中の酸素濃度の差が前記故障判定
    値よりも小さいときに2次エア調整手段の故障を判定す
    るようになっていることを特徴とする2次エア供給装置
    の故障診断装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のエンジンの2次エア供給
    装置の故障診断装置において、排気検知手段は、2次エ
    ア供給通路の排気通路への接続位置よりも排気通路上流
    側に配設されて排気中の酸素濃度を検知する第1O2
    ンサと、2次エア供給通路の排気通路への接続位置より
    も排気通路下流側に配設されて排気中の酸素濃度を検知
    する第2O2 センサとで成っており、 故障判定値変更手段は、排気脈動検知手段によって検知
    される排気脈動が大きいほど故障判定値を大きく設定す
    るようになっており、 故障判定手段は、2次エアの非供給作動時において、前
    記第1O2 センサと第2O2 センサとによって検知され
    る夫々の排気中の酸素濃度の差が前記故障判定値よりも
    大きいときに2次エア調整手段の故障を判定するように
    なっていることを特徴とする2次エア供給装置の故障診
    断装置。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3記載の2次エア供
    給装置の故障診断装置において、排気脈動検知手段は、
    エンジン回転数に基づいて排気通路における排気脈動状
    態を検知するようになっていることを特徴とする2次エ
    ア供給装置の故障診断装置。
  5. 【請求項5】 請求項1,2または3記載の2次エア供
    給装置の故障診断装置において、排気脈動検知手段は、
    吸入空気量に基づいて排気通路における排気脈動状態を
    検知するようになっていることを特徴とする2次エア供
    給装置の故障診断装置。
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JP4984787B2 (ja) * 2006-09-25 2012-07-25 トヨタ自動車株式会社 二次空気供給装置の異常判定装置、異常判定方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
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