JP2003138929A - Abnormality diagnosis device of catalyst early warm-up control system for internal combustion engine - Google Patents

Abnormality diagnosis device of catalyst early warm-up control system for internal combustion engine

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JP2003138929A
JP2003138929A JP2001338972A JP2001338972A JP2003138929A JP 2003138929 A JP2003138929 A JP 2003138929A JP 2001338972 A JP2001338972 A JP 2001338972A JP 2001338972 A JP2001338972 A JP 2001338972A JP 2003138929 A JP2003138929 A JP 2003138929A
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達也 岡
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英幸 前地
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine normality/abnormality of an exhaust gas temperature raising system and a secondary air introducing system, in a catalyst early warm-up control system which introduces a secondary air into an exhaust pipe while raising temperature of an exhaust gas during catalyst early warm-up control, to generate after burning. SOLUTION: During the catalyst early warm-up control, the temperature of the exhaust gas flowing in a periphery of an air-fuel ratio sensor and in a catalyst is changed depending on the normality/abnormality of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system, and according to this change, a proceeding state of warm-up of the catalyst and a proceeding state of an activation of an air-fuel ratio sensor are changed. When the secondary air introducing system becomes abnormal and a secondary air introducing amount runs short or becomes excess, an air-fuel ratio of the exhaust gas in the periphery of the air-fuel ratio sensor is changed accordingly. By focusing attention on the relationship, the proceeding state of the activation of the air-fuel ratio sensor and an output (air-fuel ratio of the exhaust gas) of the air-fuel ratio sensor are determined, thereby respectively determining the normality/abnormality of the exhaust gas temperature raising system and the normality/abnormality of the secondary air introducing system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排出ガ
ス浄化用の触媒の暖機を促進する触媒早期暖機制御シス
テムの異常の有無を診断する内燃機関の触媒早期暖機制
御システムの異常診断装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an abnormality of a catalyst early warm-up control system of an internal combustion engine for diagnosing whether or not there is an abnormality of a catalyst early warm-up control system for promoting warm-up of a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine. The present invention relates to a diagnostic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の自動車は、排出ガスを浄化するた
めに三元触媒等の触媒を搭載しているが、この触媒は、
エンジン始動後に活性温度に暖機されるまでは、排出ガ
ス浄化率が低いため、エンジン始動後に触媒が活性温度
に暖機されるまで、点火時期遅角制御等により触媒早期
暖機制御を実行して、排気熱量を増加させて触媒を短時
間で暖機するようにしている。この触媒早期暖機制御シ
ステムの故障等によって触媒早期暖機制御中の排気熱量
が減少して触媒に供給する熱量が不足すると、触媒の暖
機(活性化)が遅れて、エンジン始動後の排気エミッシ
ョンが悪化してしまうため、触媒早期暖機制御システム
の異常を早期に検出する必要がある。
2. Description of the Related Art Recent automobiles are equipped with a catalyst such as a three-way catalyst in order to purify exhaust gas.
Since the exhaust gas purification rate is low until the engine is warmed up to the activation temperature after starting, the catalyst early warm-up control is executed by ignition timing retard control, etc. until the catalyst is warmed up to the activation temperature after the engine is started. The exhaust heat is increased to warm up the catalyst in a short time. If the exhaust heat amount during the catalyst early warm-up control decreases due to the failure of the catalyst early warm-up control system and the amount of heat supplied to the catalyst becomes insufficient, the catalyst warm-up (activation) is delayed and the exhaust gas after engine start Since the emission deteriorates, it is necessary to detect an abnormality in the catalyst early warm-up control system at an early stage.

【0003】そこで、特開2001−132438号公
報に示すように、触媒の温度を検出する触媒温度センサ
を設け、この触媒温度センサで検出した触媒温度と、始
動後の積算吸入空気量に基づいて推定した推定触媒温度
とを比較して、触媒早期暖機制御システムの異常の有無
を診断することが提案されている。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132438, a catalyst temperature sensor for detecting the temperature of the catalyst is provided, and based on the catalyst temperature detected by this catalyst temperature sensor and the cumulative intake air amount after starting. It has been proposed to compare the estimated estimated catalyst temperature to diagnose whether there is an abnormality in the catalyst early warm-up control system.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、益々厳しく
なる排出ガス規制に対応して触媒暖機性能を更に高める
ために、点火時期遅角制御等によって内燃機関の排出ガ
ス温度を昇温して触媒上流側の排気通路内で排出ガス中
のリッチ成分(HC,CO等)が燃焼可能な排出ガス温
度に昇温すると共に、触媒上流側の排気通路内に二次空
気(酸素)を導入することによって、触媒上流側の排気
通路内で高温の排出ガス中のリッチ成分(HC,CO
等)を二次空気(酸素)と混合して後燃えを発生させ、
その燃焼熱で触媒に流入する排出ガス温度を更に昇温し
て触媒を効率良く短時間で暖機する触媒早期暖機制御シ
ステムが提案されている。
By the way, in order to further improve the catalyst warm-up performance in response to the increasingly strict exhaust gas regulations, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is raised by the ignition timing retard control or the like. Introduce secondary air (oxygen) into the exhaust passage on the upstream side of the catalyst while raising the temperature of the exhaust gas at which the rich components (HC, CO, etc.) in the exhaust gas can burn in the exhaust passage on the upstream side. As a result, the rich components (HC, CO
Etc.) with secondary air (oxygen) to generate afterburn,
A catalyst early warm-up control system has been proposed which warms the catalyst efficiently and in a short time by further raising the temperature of exhaust gas flowing into the catalyst by the combustion heat.

【0005】このように後燃え可能な排出ガス温度に昇
温する排出ガス昇温系と、後燃えを発生させるための二
次空気を導入する二次空気導入系とを有する触媒早期暖
機制御システムでは、異常の発生箇所として排出ガス昇
温系と二次空気導入系とが考えられる。
The catalyst early warm-up control having the exhaust gas temperature raising system for raising the temperature of the exhaust gas capable of post-combustion in this way and the secondary air introduction system for introducing the secondary air for generating the after-combustion In the system, the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are considered as the places where the abnormality occurs.

【0006】しかし、上記従来公報(特開2001−1
32438号公報)の異常診断方法では、触媒早期暖機
制御システムに異常が発生したことは検出できるが、そ
れが排出ガス昇温系の異常なのか二次空気導入系の異常
なのかを特定することができないため、触媒早期暖機制
御システムの異常を検出できたしても、異常箇所を特定
するのに手間取って、修理、部品交換等を速やかに行う
ことができない。しかも、上記従来公報の構成では、触
媒温度を検出するための触媒温度センサを新たに設ける
必要があるため、その分、コストアップしてしまい、近
年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たす
ことができない。
However, the above-mentioned conventional publication (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-1)
In the abnormality diagnosis method of Japanese Patent No. 32438), it is possible to detect that an abnormality has occurred in the catalyst early warm-up control system, but it is specified whether it is an abnormality of the exhaust gas temperature raising system or an abnormality of the secondary air introduction system. Therefore, even if an abnormality of the catalyst early warm-up control system can be detected, it is not possible to quickly perform repair, replacement of parts, etc., in order to identify the abnormal portion. Moreover, in the configuration of the above-mentioned conventional publication, since it is necessary to newly provide a catalyst temperature sensor for detecting the catalyst temperature, the cost is increased accordingly, and cost reduction, which is an important technical problem in recent years, is reduced. Unable to meet demand.

【0007】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、第1の目的は、二次空気導入方式の触媒
早期暖機システムの異常診断を行う機能を低コスト化の
要求を満たしながら実現することであり、また、第2の
目的は、触媒早期暖機システムに異常が発生した場合
に、それが排出ガス昇温系の異常なのか二次空気導入系
の異常なのかを特定することができる内燃機関の触媒早
期暖機制御システムの異常診断装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in consideration of such circumstances. A first object of the present invention is to reduce the cost of a function for diagnosing abnormalities in a catalyst early warm-up system of a secondary air introduction type. The second purpose is to realize whether an abnormality occurs in the exhaust gas temperature raising system or the secondary air introduction system when an abnormality occurs in the catalyst early warm-up system. An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device for a catalyst early warm-up control system of an internal combustion engine that can be specified.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記第1の目的を達成す
るために、本発明の請求項1の内燃機関の触媒早期暖機
制御システムの異常診断装置は、後燃え可能な排出ガス
温度に昇温する排出ガス昇温系と、後燃えを発生させる
ための二次空気を導入する二次空気導入系とを有する触
媒早期暖機制御システムにおいて、二次空気導入部付近
又はそれよりも下流側の排気通路に、排出ガスの酸素濃
度等のガス成分濃度、空燃比、リッチ/リーンのいずれ
かを検出する排出ガスセンサを設置し、内燃機関の始動
後に排出ガスセンサの活性化の進み具合をセンサ活性判
定手段により判定し、その判定結果に基づいて触媒早期
暖機制御システムの異常の有無を異常診断手段により判
定するようにしたものである。
In order to achieve the first object, an abnormality diagnostic device for a catalyst early warm-up control system for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention provides an exhaust gas temperature capable of post-combustion. In a catalyst early warm-up control system having an exhaust gas temperature raising system for raising temperature and a secondary air introducing system for introducing secondary air for generating afterburning, in the vicinity of a secondary air introducing portion or downstream thereof An exhaust gas sensor that detects the gas component concentration such as oxygen concentration of the exhaust gas, the air-fuel ratio, or rich / lean is installed in the exhaust passage on the side of the exhaust gas, and the progress of activation of the exhaust gas sensor is detected after the internal combustion engine is started. The determination is made by the activity determining means, and the presence / absence of abnormality of the catalyst early warm-up control system is determined by the abnormality diagnosing means based on the determination result.

【0009】近年の電子制御化された内燃機関では、排
気通路中の触媒の上流側(又は触媒の上流・下流の両
側)に排出ガスの酸素濃度等のガス成分濃度、空燃比、
リッチ/リーンのいずれかを検出する排出ガスセンサを
設置し、この排出ガスセンサの出力に基づいて空燃比を
理論空燃比付近に制御することで、触媒の排出ガス浄化
効率を高めるようにしている。内燃機関の始動後は、排
出ガスセンサも、触媒と同じく、排気熱によって温度上
昇し(ヒータ内蔵の排出ガスセンサでは、ヒータの発熱
と排気熱の両方によって温度上昇し)、それによって、
排出ガスセンサの活性化が進むに従って、排出ガスセン
サの出力レベルが正常レベルへ上昇する。
In an electronically controlled internal combustion engine of recent years, a gas component concentration such as an oxygen concentration of exhaust gas, an air-fuel ratio, and the like are provided upstream of a catalyst (or both upstream and downstream of the catalyst) in an exhaust passage.
An exhaust gas sensor that detects either rich or lean is installed, and the air-fuel ratio is controlled to be near the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of this exhaust gas sensor, thereby enhancing the exhaust gas purification efficiency of the catalyst. After the internal combustion engine is started, the exhaust gas sensor, like the catalyst, also rises in temperature due to exhaust heat (in the exhaust gas sensor with a built-in heater, the temperature rises due to both heat generated by the heater and exhaust heat),
As the activation of the exhaust gas sensor progresses, the output level of the exhaust gas sensor rises to the normal level.

【0010】例えば、図6及び図7に示すように、触媒
早期暖機制御システムの排出ガス昇温系と二次空気導入
系が両方とも正常に機能していれば、排気管内の二次空
気導入部付近で後燃えが発生して、二次空気導入部付近
又はそれよりも下流側に設けられた排出ガスセンサの周
辺や触媒を流れる排出ガスの温度が高温になるため、触
媒の暖機が早くなるのと同時に排出ガスセンサの活性化
の進み具合も早くなるが、もし、排出ガス昇温系や二次
空気導入系に異常が発生して排出ガスセンサ周辺や触媒
を流れる排出ガスの温度が低くなると、それに応じて触
媒の暖機が遅くなるのと同時に排出ガスセンサの活性化
の進み具合も遅くなる。
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, if both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system of the catalyst early warm-up control system are functioning normally, the secondary air in the exhaust pipe is Afterburning occurs in the vicinity of the introduction part, and the temperature of the exhaust gas flowing around the exhaust gas sensor provided near the secondary air introduction part or on the downstream side and the temperature of the exhaust gas flowing through the catalyst become high. At the same time, the progress of activation of the exhaust gas sensor also becomes faster, but if an abnormality occurs in the exhaust gas temperature raising system or the secondary air introduction system, the temperature of the exhaust gas flowing around the exhaust gas sensor and the catalyst becomes low. Then, accordingly, the catalyst warm-up becomes slow, and at the same time, the progress of activation of the exhaust gas sensor becomes slow.

【0011】本発明は、このような触媒の暖機の進み具
合と排出ガスセンサの活性化の進み具合との相関関係に
着目し、内燃機関の始動後に排出ガスセンサの活性化の
進み具合を判定することで、間接的に触媒の暖機の進み
具合を判断して、触媒早期暖機制御システムの異常の有
無を診断するものである。この場合、触媒早期暖機制御
システムの異常診断に利用する排出ガスセンサは、空燃
比制御のために設置されている排出ガスセンサを利用す
れば良いため、触媒温度センサ等の新たなセンサを設け
る必要がなく、低コスト化の要求も満たしながら、触媒
早期暖機システムの異常診断を行う機能を実現すること
ができる。
The present invention focuses on the correlation between the progress of catalyst warm-up and the progress of activation of the exhaust gas sensor, and determines the progress of activation of the exhaust gas sensor after starting the internal combustion engine. Thus, the progress of catalyst warm-up is indirectly determined, and the presence or absence of abnormality in the catalyst early warm-up control system is diagnosed. In this case, the exhaust gas sensor used for the abnormality diagnosis of the catalyst early warm-up control system may use the exhaust gas sensor installed for the air-fuel ratio control, so that it is necessary to provide a new sensor such as a catalyst temperature sensor. In addition, it is possible to realize the function of diagnosing the abnormality of the catalyst early warm-up system while satisfying the demand for cost reduction.

【0012】ところで、図7に示すように、排出ガス昇
温系と二次空気導入系の両方が正常に機能している場合
は、排気通路内に導入した二次空気中の酸素の一部が後
燃えせずに残ることで排出ガスの空燃比が弱リーン(触
媒暖機完了後の目標空燃比よりも少しリーンの状態)に
なるが、排出ガス昇温系が正常で、二次空気導入系が異
常で二次空気導入量が不足する場合は、二次空気導入に
よる排出ガスの空燃比のリーンずれが少なくなり、排出
ガスの空燃比がストイキ付近(触媒暖機完了後の目標空
燃比付近)に維持される。反対に、二次空気導入系が正
常で、排出ガス昇温系が異常で排出ガスの温度が正常時
よりも低くなる場合は、後燃えが不完全になって、二次
空気中の酸素の多くが後燃えせずに残ることで排出ガス
の空燃比がリーン側にずれる。このような排出ガスの空
燃比の変化は、排出ガスセンサの出力の変化として現れ
る。
By the way, as shown in FIG. 7, when both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are functioning normally, a part of the oxygen in the secondary air introduced into the exhaust passage is formed. The exhaust gas air-fuel ratio becomes slightly lean (a little leaner than the target air-fuel ratio after completion of catalyst warm-up) as a result of remaining afterburning, but the exhaust gas temperature raising system is normal and the secondary air If the introduction system is abnormal and the amount of secondary air introduced is insufficient, the lean deviation of the air-fuel ratio of the exhaust gas due to the secondary air introduction is reduced, and the air-fuel ratio of the exhaust gas is near stoichiometry (the target air temperature after completion of catalyst warm-up). The fuel ratio is maintained). On the contrary, when the secondary air introduction system is normal and the exhaust gas temperature raising system is abnormal and the exhaust gas temperature is lower than normal, afterburning is incomplete and the oxygen content of the secondary air is reduced. Since most of them remain without post-combustion, the air-fuel ratio of the exhaust gas shifts to the lean side. Such a change in the air-fuel ratio of the exhaust gas appears as a change in the output of the exhaust gas sensor.

【0013】このような関係に着目して、請求項2のよ
うに、触媒早期暖機制御システムの異常有りと判定する
場合に、排出ガスセンサの活性化の進み具合と排出ガス
センサの出力又はその出力に相関するパラメータとを用
いて排出ガス昇温系の異常と二次空気導入系の異常とを
判別するようにしても良い。例えば、排出ガスセンサの
活性化の進み具合が正常時よりも遅くて触媒早期暖機制
御システムの異常有りと判定される場合は、排出ガスセ
ンサの出力から排出ガスの空燃比を判定することで、排
出ガス昇温系の異常なのか二次空気導入系の異常なのか
を精度良く特定することができ、異常発生時の修理、部
品交換等が容易になる。また、二次空気導入系の異常の
態様に、二次空気導入量の不足と過剰の2通りの異常が
存在するシステムでは、図7に示すように、排出ガスセ
ンサの活性化の進み具合と排出ガスセンサの出力との組
み合わせによって二次空気導入量が不足か過剰かについ
ても判別することができる。
Focusing on such a relationship, when it is determined that there is an abnormality in the catalyst early warm-up control system as in claim 2, the progress of activation of the exhaust gas sensor and the output of the exhaust gas sensor or its output May be used to discriminate between the abnormality of the exhaust gas temperature raising system and the abnormality of the secondary air introduction system. For example, if the progress of activation of the exhaust gas sensor is slower than normal and it is determined that there is an abnormality in the catalyst early warm-up control system, by determining the air-fuel ratio of the exhaust gas from the output of the exhaust gas sensor, It is possible to accurately identify whether the gas temperature raising system is abnormal or the secondary air introducing system is abnormal, and when the abnormality occurs, repair, replacement of parts and the like are facilitated. In a system in which there are two types of abnormalities in the secondary air introduction system, that is, the secondary air introduction amount is insufficient and the secondary air introduction amount is excessive, as shown in FIG. The combination with the output of the gas sensor can also determine whether the amount of secondary air introduced is insufficient or excessive.

【0014】また、排出ガスセンサの活性化の進み具合
を判定する方法としては、請求項3のように、排出ガス
センサが活性化するまでの時間又はそれに相関するパラ
メータを用いて判定するようにしても良い。例えば、排
出ガスセンサが活性化するまでの時間が長くなれば、排
出ガスセンサの活性化の進み具合が遅いと判断すること
ができる。
Further, as a method for judging the progress of activation of the exhaust gas sensor, as in claim 3, the time until activation of the exhaust gas sensor or a parameter correlated therewith may be used for the judgment. good. For example, if it takes a long time to activate the exhaust gas sensor, it can be determined that the progress of activation of the exhaust gas sensor is slow.

【0015】また、ヒータを内蔵した排出ガスセンサの
場合は、請求項4のように、排出ガスセンサの活性化の
進み具合を、該排出ガスセンサが活性化するまでのヒー
タの消費電力積算値又はそれに相関するパラメータを用
いて判定するようにしても良い。前述したように、ヒー
タ内蔵の排出ガスセンサは、ヒータの発熱と排気熱の両
方によって活性化が進むため、触媒早期暖機制御システ
ムの異常によって排出ガスセンサ周辺を流れる排出ガス
温度が低くなれば、その分、排出ガスセンサが活性化す
るまでに供給するヒータ熱(ヒータの消費電力積算値)
を増加する必要がある。従って、排出ガスセンサが活性
化するまでのヒータの消費電力積算値が多くなれば、排
気熱による排出ガスセンサの活性化の進み具合が遅いと
判断することができる。
Further, in the case of an exhaust gas sensor having a built-in heater, the progress of activation of the exhaust gas sensor is correlated with the integrated value of power consumption of the heater until the exhaust gas sensor is activated, or the correlation thereof. You may make it determine using the parameter. As described above, since the exhaust gas sensor with a built-in heater is activated by both heat generation of the heater and exhaust heat, if the exhaust gas temperature around the exhaust gas sensor becomes low due to an abnormality in the catalyst early warm-up control system, Minutes, heater heat supplied until the exhaust gas sensor is activated (heater power consumption integrated value)
Need to increase. Therefore, if the integrated value of the power consumption of the heater until the exhaust gas sensor is activated increases, it can be determined that the progress of activation of the exhaust gas sensor due to exhaust heat is slow.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】《実施形態(1)》以下、本発明
の実施形態(1)を図1乃至図17に基づいて説明す
る。まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の
概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン11の吸
気管12の最上流部には、エアクリーナ(図示せず)が
設けられ、このエアクリーナの下流側には、吸入空気量
を検出するエアフローメータ13が設けられている。こ
のエアフローメータ13の下流側には、スロットルバル
ブ14とスロットル開度を検出するスロットル開度セン
サ15とが設けられている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION << Embodiment (1) >> An embodiment (1) of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, the schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner (not shown) is provided in the most upstream part of the intake pipe 12 of the engine 11 which is an internal combustion engine, and an air flow meter 13 for detecting the amount of intake air is provided downstream of the air cleaner. A throttle valve 14 and a throttle opening sensor 15 for detecting the throttle opening are provided downstream of the air flow meter 13.

【0017】更に、エンジン11の各気筒に空気を導入
する吸気マニホールド16の吸気ポート近傍には、それ
ぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁17が取り付けられてい
る。エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点
火プラグ18が取り付けられ、各点火プラグ18の火花
放電によって筒内の混合気に点火される。また、エンジ
ン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷
却水温センサ19や、エンジン回転速度を検出するクラ
ンク角センサ20が取り付けられている。
Further, a fuel injection valve 17 for injecting fuel is attached near an intake port of an intake manifold 16 for introducing air into each cylinder of the engine 11. A spark plug 18 is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and a spark discharge of each spark plug 18 ignites an air-fuel mixture in the cylinder. Further, a cooling water temperature sensor 19 for detecting a cooling water temperature and a crank angle sensor 20 for detecting an engine rotation speed are attached to a cylinder block of the engine 11.

【0018】一方、エンジン11の排気管21(排気通
路)には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を低減さ
せる三元触媒等の触媒22が設けられ、この触媒22の
上流側に排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ23
(排出ガスセンサ)が設けられている。この空燃比セン
サ23のセンサ素子24は、活性温度が高いため(約6
00〜700℃以上)、排出ガスの熱のみでは、エンジ
ン始動後にセンサ素子24を早期に活性化することは困
難である。そこで、空燃比センサ23は、ヒータ25を
内蔵し、このヒータ25の発熱によりセンサ素子24を
早期に活性化させると共に、エンジン運転中にセンサ素
子24の温度を活性温度範囲に維持するようにヒータ2
5への通電を制御するようにしている。この空燃比セン
サ23のセンサ素子24のインピーダンス(以下「素子
インピーダンス」という)Zdcは、センサ素子24の
温度に依存し、センサ素子24の温度が上昇するに従っ
て、素子インピーダンスZdcが低下するという特性が
ある。
On the other hand, an exhaust pipe 21 (exhaust passage) of the engine 11 is provided with a catalyst 22 such as a three-way catalyst for reducing CO, HC, NOx, etc. in the exhaust gas, and the catalyst 22 is exhausted upstream of the catalyst 22. Air-fuel ratio sensor 23 for detecting the air-fuel ratio of gas
(Exhaust gas sensor) is provided. The sensor element 24 of the air-fuel ratio sensor 23 has a high activation temperature (about 6
It is difficult to activate the sensor element 24 early after the engine is started only by the heat of the exhaust gas. Therefore, the air-fuel ratio sensor 23 has a built-in heater 25, which activates the sensor element 24 early by the heat generated by the heater 25 and maintains the temperature of the sensor element 24 within the active temperature range during engine operation. Two
The energization to 5 is controlled. The impedance (hereinafter referred to as “element impedance”) Zdc of the sensor element 24 of the air-fuel ratio sensor 23 depends on the temperature of the sensor element 24, and the element impedance Zdc decreases as the temperature of the sensor element 24 increases. is there.

【0019】次に、排気管21に外気を二次空気として
導入する二次空気導入装置34の構成を説明する。排気
管21のうちの空燃比センサ23の上流側には、二次空
気を導入するための二次空気導入管35が接続されてい
る。この二次空気導入管35から排気管21内に二次空
気を導入する位置は、排気管21内の排出ガス温度が排
出ガス中のHC等のリッチ成分が燃焼可能な温度(例え
ば700℃)以上となる範囲内に設定されている。
Next, the structure of the secondary air introducing device 34 for introducing the outside air into the exhaust pipe 21 as secondary air will be described. A secondary air introduction pipe 35 for introducing secondary air is connected to the exhaust pipe 21 upstream of the air-fuel ratio sensor 23. The position at which the secondary air is introduced into the exhaust pipe 21 from the secondary air introduction pipe 35 is such that the exhaust gas temperature in the exhaust pipe 21 is a temperature at which a rich component such as HC in the exhaust gas can burn (eg, 700 ° C.). It is set within the above range.

【0020】二次空気導入管35の最上流部には、エア
フィルタ36が設けられ、このエアフィルタ36の下流
側に、二次空気を圧送するエアポンプ37が設けられて
いる。このエアポンプ37の下流側には、コンビネーシ
ョンバルブ38が設けられている。このコンビネーショ
ンバルブ38は、二次空気導入管35を開閉する圧力駆
動型の開閉弁39の下流側に逆止弁40を一体化して構
成されている。コンビネーションバルブ38の開閉弁3
9は、吸気圧導入管41を介して吸気管12に接続さ
れ、この吸気圧導入管41の途中に設けられた電磁駆動
型の切換弁42によって開閉弁39の駆動圧力を大気圧
と吸気圧との間で切り換えるようになっている。
An air filter 36 is provided at the most upstream side of the secondary air introducing pipe 35, and an air pump 37 for sending the secondary air under pressure is provided downstream of the air filter 36. A combination valve 38 is provided downstream of the air pump 37. The combination valve 38 is configured by integrating a check valve 40 on the downstream side of a pressure-driven on-off valve 39 that opens and closes the secondary air introduction pipe 35. Open / close valve 3 of combination valve 38
Reference numeral 9 is connected to the intake pipe 12 via an intake pressure introducing pipe 41, and an electromagnetically driven switching valve 42 provided in the intake pressure introducing pipe 41 changes the drive pressure of the on-off valve 39 to atmospheric pressure and intake pressure. It is designed to switch between and.

【0021】二次空気を導入する場合は、電磁駆動型の
切換弁42をオン(吸気圧導入位置)に切り換えて圧力
駆動型の開閉弁39に吸気圧を導入することで開閉弁3
9を開弁する。これにより、エアポンプ37から吐出さ
れた二次空気が開閉弁39を通過して逆止弁40側に流
れ、その圧力で逆止弁40が開弁されて、二次空気が排
気管21内に導入される。
When the secondary air is introduced, the switching valve 42 of electromagnetic drive type is turned on (intake pressure introduction position) and the intake pressure is introduced into the opening / closing valve 39 of pressure drive type to open / close the valve 3.
9 is opened. As a result, the secondary air discharged from the air pump 37 flows through the on-off valve 39 to the check valve 40 side, and the pressure causes the check valve 40 to open, so that the secondary air flows into the exhaust pipe 21. be introduced.

【0022】一方、二次空気の導入を停止する場合は、
切換弁42をオフ(大気圧導入位置)に切り換えて開閉
弁39に大気圧を導入することで開閉弁39を閉弁す
る。これにより、排気管21への二次空気の導入が停止
されると共に、逆止弁40に二次空気の圧力が作用しな
くなって排気管21側の圧力が高くなるため、逆止弁4
0が自動的に閉弁して、排気管21内の排出ガスがエア
ポンプ37側に逆流することが防止される。
On the other hand, when the introduction of the secondary air is stopped,
The switching valve 42 is turned off (atmospheric pressure introduction position) and atmospheric pressure is introduced into the opening / closing valve 39 to close the opening / closing valve 39. As a result, the introduction of the secondary air into the exhaust pipe 21 is stopped, the pressure of the secondary air does not act on the check valve 40, and the pressure on the exhaust pipe 21 side rises.
The valve 0 is automatically closed to prevent the exhaust gas in the exhaust pipe 21 from flowing back to the air pump 37 side.

【0023】前述した空燃比センサ23は、センサ制御
回路26によって制御される。センサ制御回路26に
は、エンジン制御回路28との間でデータを送受信する
サブマイクロコンピュータ(以下「サブマイコン」と略
記する)27が設けられている。エンジン制御回路28
は、サブマイコン27に対するホストマイコンの役割を
果たすと共に、エンジン11全体の制御を行う主体とな
るマイクロコンピュータである。エンジン制御回路28
は、CPU29、ROM30、RAM31、バックアッ
プRAM32等から構成され、ROM30に記憶された
各種の制御ルーチンを実行することで、エンジン運転状
態に応じて燃料噴射弁17の燃料噴射量や点火プラグ1
8の点火時期を制御する。
The air-fuel ratio sensor 23 described above is controlled by the sensor control circuit 26. The sensor control circuit 26 is provided with a sub-microcomputer (hereinafter abbreviated as “sub-microcomputer”) 27 that transmits and receives data to and from the engine control circuit 28. Engine control circuit 28
Is a microcomputer which plays a role of a host microcomputer for the sub-microcomputer 27 and is a main body for controlling the entire engine 11. Engine control circuit 28
Is composed of a CPU 29, a ROM 30, a RAM 31, a backup RAM 32, and the like, and executes various control routines stored in the ROM 30 to perform a fuel injection amount of the fuel injection valve 17 and the ignition plug 1 according to an engine operating state.
The ignition timing of No. 8 is controlled.

【0024】[ヒータ制御]センサ制御回路26のサブ
マイコン27は、ROM(図示せず)に記憶された図2
のヒータ制御ルーチンを実行することで、空燃比センサ
23のヒータ25の電流(以下「ヒータ電流」という)
を制御する。以下、サブマイコン27によって実行され
る図2のヒータ制御ルーチンの処理内容を説明する。
[Heater control] The sub-microcomputer 27 of the sensor control circuit 26 shown in FIG. 2 stored in the ROM (not shown).
By executing the heater control routine of the above, the current of the heater 25 of the air-fuel ratio sensor 23 (hereinafter referred to as "heater current")
To control. The processing contents of the heater control routine of FIG. 2 executed by the sub-microcomputer 27 will be described below.

【0025】図2に示すヒータ制御ルーチンは、所定の
周期(例えば128ms周期)でタイマ割り込み処理に
て起動される。本ルーチンが起動されると、まず、ステ
ップ101で、空燃比センサ23の素子インピーダンス
Zdcが所定の半活性判定値(例えば200Ω)以下に
低下したか否かで、センサ素子24が半活性状態に達し
たか否かを判定する。
The heater control routine shown in FIG. 2 is started by timer interrupt processing at a predetermined cycle (for example, 128 ms cycle). When this routine is started, first, at step 101, the sensor element 24 is brought into a semi-active state depending on whether or not the element impedance Zdc of the air-fuel ratio sensor 23 has fallen below a predetermined half-activity determination value (for example, 200Ω). It is determined whether or not it has been reached.

【0026】この際、素子インピーダンスZdcは、次
のようにして検出される。素子インピーダンスZdcの
検出時に空燃比センサ23の印加電圧を一時的に正方向
に変化させた後、負方向に変化させる。そして、印加電
圧を正方向(又は負方向)に変化させた時の電圧変化量
ΔVと電流変化量ΔIとから素子インピーダンスZdc
を次式により算出する。 Zdc=ΔV/ΔI
At this time, the element impedance Zdc is detected as follows. When the element impedance Zdc is detected, the voltage applied to the air-fuel ratio sensor 23 is temporarily changed in the positive direction and then changed in the negative direction. The element impedance Zdc is calculated from the voltage change amount ΔV and the current change amount ΔI when the applied voltage is changed in the positive direction (or the negative direction).
Is calculated by the following formula. Zdc = ΔV / ΔI

【0027】尚、この検出方法は一例であって、正負両
側の電圧及び電流の変化量に基づいて素子インピーダン
スZdcを検出したり、負の印加電圧Vnegを印加し
た時のセンサ電流Inegから素子インピーダンスZd
c(=Vneg/Ineg)を算出しても良い。
This detection method is an example, and the element impedance Zdc is detected based on the amount of change in the voltage and current on both the positive and negative sides, or the element impedance is calculated from the sensor current Ineg when the negative applied voltage Vneg is applied. Zd
c (= Vneg / Ineg) may be calculated.

【0028】上記ステップ101で、素子インピーダン
スZdcが半活性判定値(200Ω)以下に低下してい
ないと判定された場合は、センサ素子24が半活性状態
に達していないと判断して、ステップ102に進み、ヒ
ータ25の通電を「100%通電制御」で制御する。こ
の100%通電制御は、ヒータ25の通電率(デューテ
ィ比)を100%に維持して、ヒータ25の発熱量を最
大に維持してセンサ素子24の温度上昇を促進する制御
である。センサ素子24が半活性状態に達していない期
間中は、この100%通電制御が継続して実施される。
If it is determined in step 101 that the element impedance Zdc has not dropped to the half-activity determination value (200Ω) or less, it is determined that the sensor element 24 has not reached the half-activity state, and step 102 is performed. Then, the energization of the heater 25 is controlled by "100% energization control". The 100% energization control is control for maintaining the energization rate (duty ratio) of the heater 25 at 100%, maintaining the maximum heat generation amount of the heater 25, and promoting the temperature rise of the sensor element 24. This 100% energization control is continuously performed during the period when the sensor element 24 has not reached the semi-active state.

【0029】その後、ヒータ25の発熱によりセンサ素
子24の温度が上昇し、ステップ101で、素子インピ
ーダンスZdcが半活性判定値(200Ω)以下に低下
したと判定されたときに、センサ素子24が半活性状態
に達したと判断して、ステップ103に進み、素子イン
ピーダンスZdcが素子インピーダンスフィードバック
制御(以下「素子インピーダンスF/B制御」と表記す
る)を開始するための所定の判定値以下であるか否かを
判定する。ここで、素子インピーダンスF/B制御開始
の判定値は、センサ素子24の温度が活性温度付近まで
昇温したか否か(つまりセンサ素子24が活性化したか
否か)を判定するものであり、サブマイコン27のバッ
クアップRAM(図示せず)内に記憶保持されている目
標インピーダンスZdcTGよりも10Ω程度大きい値
に設定される。例えば、目標インピーダンスZdcTG
の初期値(センサ劣化前の値)が30Ωである場合、素
子インピーダンスF/B制御開始の判定値は30+10
=40Ωに設定される。
Thereafter, the temperature of the sensor element 24 rises due to the heat generated by the heater 25, and when it is determined in step 101 that the element impedance Zdc has dropped to the half-activity determination value (200Ω) or less, the sensor element 24 is half-heated. When it is determined that the active state has been reached, the process proceeds to step 103, where the element impedance Zdc is equal to or less than a predetermined determination value for starting element impedance feedback control (hereinafter referred to as "element impedance F / B control"). Determine whether or not. Here, the determination value of the element impedance F / B control start determines whether or not the temperature of the sensor element 24 has risen to near the activation temperature (that is, whether or not the sensor element 24 has been activated). , A value larger than the target impedance ZdcTG stored and held in the backup RAM (not shown) of the sub-microcomputer 27 by about 10Ω. For example, the target impedance ZdcTG
When the initial value of (the value before sensor deterioration) is 30Ω, the judgment value of the element impedance F / B control start is 30 + 10.
= 40Ω is set.

【0030】このステップ103で「No」と判定され
た場合は、センサ素子24の温度が活性温度付近まで昇
温していない(活性化していない)と判断して、ステッ
プ104に進み、ヒータ25の通電を「電力制御」によ
り制御する。この際、素子インピーダンスZdcに応じ
てマップ等より電力指令値が決定され、その電力指令値
に応じてヒータ25のデューティ比Dutyが算出され
る。この電力制御は、センサ素子24が半活性状態で且
つ活性化が完了する前の期間に実施される。
If "No" is determined in this step 103, it is determined that the temperature of the sensor element 24 has not risen to the vicinity of the activation temperature (not activated), the process proceeds to step 104, and the heater 25 The energization of is controlled by "power control". At this time, a power command value is determined from a map or the like according to the element impedance Zdc, and the duty ratio Duty of the heater 25 is calculated according to the power command value. This power control is performed in the period when the sensor element 24 is in the semi-active state and before the activation is completed.

【0031】その後、ステップ108に進み、電力指令
値が電力ガード値設定ルーチン(図示せず)によって算
出された所定の電力ガード値WHGD以上であるか否か
を判定し、もし、電力指令値が電力ガード値WHGD以
上であれば、ステップ109に進み、電力指令値を電力
ガード値WHGDでガード処理して(電力指令値=WH
GD)、本ルーチンを終了する。一方、電力指令値が電
力ガード値WHGDよりも小さければ、ステップ104
で算出した電力指令値をそのまま採用して本ルーチンを
終了する。
After that, the routine proceeds to step 108, where it is judged whether or not the power command value is equal to or larger than a predetermined power guard value WHGD calculated by a power guard value setting routine (not shown). If it is equal to or higher than the power guard value WHGD, the process proceeds to step 109, where the power command value is guarded with the power guard value WHGD (power command value = WH
GD), this routine ends. On the other hand, if the power command value is smaller than the power guard value WHGD, step 104
The power command value calculated in step 3 is adopted as it is, and this routine ends.

【0032】その後、センサ素子24の温度が活性温度
付近まで昇温すると、本ルーチンが起動されたときに、
ステップ103で「Yes」と判定され、ステップ10
5に進み、目標インピーダンス設定ルーチン(図示せ
ず)を実行して、空燃比センサ23が劣化したときで
も、センサ素子24の温度を最適活性温度(例えば70
0℃)付近に維持できるように、目標インピーダンスZ
dcTGをセンサ素子24の劣化度合いに応じて設定す
る。
After that, when the temperature of the sensor element 24 is raised to near the activation temperature, when this routine is started,
In step 103, it is determined as “Yes”, and in step 10
5, the target impedance setting routine (not shown) is executed to set the temperature of the sensor element 24 to the optimum activation temperature (for example, 70
Target impedance Z so that it can be maintained near 0 ° C.
dcTG is set according to the degree of deterioration of the sensor element 24.

【0033】この後、ステップ106に進み、素子イン
ピーダンスF/B制御を実施する。この素子インピーダ
ンスF/B制御では、例えばPID制御を用いてヒータ
25の通電率であるデューティ比Dutyを次のように
して算出する。
After that, the routine proceeds to step 106, where element impedance F / B control is carried out. In this element impedance F / B control, for example, the duty ratio Duty, which is the duty ratio of the heater 25, is calculated using PID control as follows.

【0034】まず、次の(1)〜(3)式により比例項
GP、積分項GI、微分項GDを算出する。 GP=KP・(Zdc−ZdcTG) ……(1) GI=GI(i-1) +KI・(Zdc−ZdcTG) ……(2) GD=KD・{Zdc−Zdc(i-1) } ……(3) ここで、KPは比例定数、KIは積分定数、KDは微分
定数であり、GI(i-1)及びZdc(i-1) は前回処理時
の値である。
First, the proportional term GP, the integral term GI, and the differential term GD are calculated by the following equations (1) to (3). GP = KP * (Zdc-ZdcTG) ... (1) GI = GI (i-1) + KI * (Zdc-ZdcTG) ... (2) GD = KD * {Zdc-Zdc (i-1)} ... (3) Here, KP is a proportional constant, KI is an integral constant, KD is a differential constant, and GI (i-1) and Zdc (i-1) are values at the time of the previous processing.

【0035】そして、上記比例項GP、積分項GI、微
分項GDを積算して、ヒータ25のデューティ比Dut
yを算出すると共に(Duty=GP+GI+GD)、
算出したデューティ比Dutyに対応する電力指令値を
算出する。尚、デューティ比Dutyの制御は、上記P
ID制御に限定されるものではなく、PI制御やP制御
を用いても良い。
Then, the proportional term GP, the integral term GI, and the differential term GD are integrated to obtain the duty ratio Dut of the heater 25.
y is calculated (Duty = GP + GI + GD),
A power command value corresponding to the calculated duty ratio Duty is calculated. The duty ratio Duty is controlled by the above P
The control is not limited to the ID control, and PI control or P control may be used.

【0036】そして、次のステップ107で、素子イン
ピーダンスF/B実行フラグXFBを「1」にセットす
る。このフラグXFBは、素子インピーダンスF/B制
御が実施されているか否かを示すものであり、XFB=
1は素子インピーダンスF/B制御の実施を意味し、X
FB=0は素子インピーダンスF/B制御の未実施を意
味する。尚、このフラグXFBは、イグニッションキー
のオン操作時に「0」にリセットされる。
Then, in the next step 107, the element impedance F / B execution flag XFB is set to "1". This flag XFB indicates whether or not the element impedance F / B control is executed, and XFB =
1 means implementation of element impedance F / B control, and X
FB = 0 means that the element impedance F / B control is not executed. The flag XFB is reset to "0" when the ignition key is turned on.

【0037】素子インピーダンスF/B制御期間中も、
電力ガード値設定ルーチン(図示せず)によって電力ガ
ード値WHGDが算出され、電力指令値のガード処理が
行われる(ステップ108、109)。このとき、電力
指令値が電力ガード値WHGDに達している場合には、
上記ステップ106で算出したデューティ比Dutyが
電力ガード値WHGDに応じて修正される。
Even during the element impedance F / B control period,
An electric power guard value WHGD is calculated by an electric power guard value setting routine (not shown), and the electric power command value is guarded (steps 108 and 109). At this time, if the power command value has reached the power guard value WHGD,
The duty ratio Duty calculated in step 106 is corrected according to the power guard value WHGD.

【0038】以上のようにして、センサ素子24の温度
上昇(素子インピーダンスZdcの低下)に応じて、ヒ
ータ25の制御を100%通電制御→電力制御の順に実
行してセンサ素子24の温度を活性温度付近まで上昇さ
せ、その後は、素子インピーダンスF/B制御により素
子インピーダンスZdcを目標インピーダンスZdcT
Gに維持することで、センサ素子24の温度を活性温度
に保持する。
As described above, the temperature of the sensor element 24 is activated by executing the control of the heater 25 in the order of 100% energization control → power control according to the temperature rise of the sensor element 24 (the decrease of the element impedance Zdc). After the temperature is raised to near the temperature, the element impedance Zdc is controlled by the element impedance F / B control.
By maintaining the temperature at G, the temperature of the sensor element 24 is maintained at the activation temperature.

【0039】[触媒早期暖機制御]次に、触媒早期暖機
制御について説明する。エンジン制御回路28は、図3
の排出ガス昇温制御ルーチンを実行することで、冷間始
動時に点火プラグ18の点火時期を遅角制御して排出ガ
ス中のリッチ成分(HC,CO等)が排気管21内で燃
焼可能な排出ガス温度に昇温させると共に、図4及び図
5の二次空気導入制御用のルーチンを実行することで、
二次空気導入装置34を制御して排気管21内に後燃え
を発生させるための外気を二次空気として導入する。こ
れにより、エンジン11から排出される高温の排出ガス
中のリッチ成分を、二次空気導入装置34によって導入
される二次空気の酸素と混合させて、触媒22上流側の
排気管21内で後燃えを自然に発生させ、その燃焼熱で
触媒22に流入する排出ガスの温度を更に昇温して触媒
22を効率良く短時間で暖機する。
[Catalyst early warm-up control] Next, the catalyst early warm-up control will be described. The engine control circuit 28 is shown in FIG.
By executing the exhaust gas temperature raising control routine of (1), the ignition timing of the ignition plug 18 is retarded at the time of cold start, and rich components (HC, CO, etc.) in the exhaust gas can be burned in the exhaust pipe 21. By raising the temperature of the exhaust gas and executing the routine for secondary air introduction control of FIGS. 4 and 5,
The secondary air introducing device 34 is controlled to introduce the outside air for generating afterburn into the exhaust pipe 21 as secondary air. As a result, the rich component in the high-temperature exhaust gas discharged from the engine 11 is mixed with the oxygen of the secondary air introduced by the secondary air introducing device 34, and is mixed in the exhaust pipe 21 upstream of the catalyst 22. Burning is naturally generated, and the combustion heat thereof further raises the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst 22 to efficiently warm up the catalyst 22 in a short time.

【0040】この場合、図3の排出ガス昇温制御ルーチ
ンを実行する機能、点火プラグ18及び点火装置(図示
せず)等によって排出ガス昇温系が構成され、図4及び
図5の二次空気導入制御用のルーチンを実行する機能と
二次空気導入装置34等によって二次空気導入系が構成
されている。
In this case, the exhaust gas temperature raising system is constituted by the function of executing the exhaust gas temperature raising control routine of FIG. 3, the spark plug 18, the ignition device (not shown), etc., and the secondary gas temperature raising system of FIG. 4 and FIG. A secondary air introduction system is configured by the function of executing the routine for air introduction control, the secondary air introduction device 34, and the like.

【0041】また、エンジン制御回路28は、燃料噴射
制御ルーチン(図示せず)を実行することで、触媒早期
暖機制御時に触媒22に流入する排出ガスの空燃比を弱
リーン(筒内混合気はほぼ理論空燃比又は弱リッチ)に
し、触媒22に流入するHC量を低減する。以下、エン
ジン制御回路28が実行する図3の排出ガス昇温制御ル
ーチンと、図4及び図5の二次空気導入制御用のルーチ
ンの処理内容を説明する。
Further, the engine control circuit 28 executes a fuel injection control routine (not shown) so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 22 during the catalyst early warm-up control is set to a weak lean (cylinder mixture). Is approximately stoichiometric air-fuel ratio or slightly rich) to reduce the amount of HC flowing into the catalyst 22. The processing contents of the exhaust gas temperature raising control routine of FIG. 3 and the routine for secondary air introduction control of FIGS. 4 and 5 executed by the engine control circuit 28 will be described below.

【0042】[排出ガス昇温制御]図3の排出ガス昇温
制御ルーチンは、例えば各気筒の燃料噴射毎に実行され
る。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201
〜203で、触媒早期暖機制御のための点火時期遅角制
御(排ガス昇温制御)を実施するか否かを次のようにし
て判定する。まず、ステップ201で、始動完了から所
定時間(例えば1秒)が経過したか否かを判定する。始
動完了は、例えば、エンジン回転速度Neが始動判定値
を越えたか否かにより判定する。始動完了から所定時間
が経過していれば、ステップ202に進み、エンジン冷
却水温Twが所定温度(例えば60℃)未満であるか否
かを判定し、エンジン冷却水温Twが所定温度よりも高
ければ、エンジン11を高温の状態で再始動する高温再
始動時ではないと判断して、ステップ203に進み、触
媒早期暖機制御を継続するか否かを判定する。具体的に
は、スタータオン(クランキング開始)から20秒が経
過したか否か、或は、非アイドル状態になったか否かを
判定し、スタータオンから20秒が経過していれば、或
は、非アイドル状態になっていれば、触媒早期暖機制御
を継続しないと判定する。
[Exhaust Gas Temperature Raising Control] The exhaust gas temperature raising control routine of FIG. 3 is executed, for example, each time fuel is injected into each cylinder. When this routine is started, first, step 201
At 203, whether or not the ignition timing retard control (exhaust gas temperature raising control) for the catalyst early warm-up control is executed is determined as follows. First, in step 201, it is determined whether or not a predetermined time (for example, 1 second) has elapsed from the completion of starting. Completion of the start is determined by, for example, whether or not the engine rotation speed Ne exceeds the start determination value. If the predetermined time has elapsed from the completion of the start, the routine proceeds to step 202, where it is determined whether the engine cooling water temperature Tw is lower than a predetermined temperature (for example, 60 ° C.), and if the engine cooling water temperature Tw is higher than the predetermined temperature. Then, it is determined that the engine 11 is not restarted at a high temperature in a high temperature restart state, and the process proceeds to step 203 to determine whether or not to continue the catalyst early warm-up control. Specifically, it is determined whether 20 seconds have passed since the starter was turned on (start of cranking), or whether the idle state was entered, and if 20 seconds have passed since the starter was turned on, If it is in the non-idle state, it is determined that the catalyst early warm-up control is not continued.

【0043】上記ステップ201〜203のいずれか1
つでも「No」と判定された場合は、ステップ204に
進み、触媒早期暖機制御が不要と判断して、通常の点火
時期制御を実施する。この通常の点火時期制御では、エ
ンジン始動当初には、点火時期を例えば圧縮TDC前
(BTDC)5℃Aに固定する。また、エンジン暖機完
了後には、エンジン運転状態に応じた基本進角度に対し
てアイドル安定化補正やノック進角補正等を行い、最適
な進角値により点火時期を制御する。
Any one of steps 201 to 203
If it is determined to be "No" at all, the routine proceeds to step 204, where it is determined that the catalyst early warm-up control is unnecessary, and the normal ignition timing control is executed. In this normal ignition timing control, the ignition timing is fixed at 5 ° C. before compression TDC (BTDC) at the beginning of engine start. Further, after the engine warm-up is completed, idle stabilization correction, knock advance correction, etc. are performed on the basic advance angle according to the engine operating state, and the ignition timing is controlled by the optimum advance value.

【0044】一方、上記ステップ201〜203で全て
「Yes」と判定された場合は、触媒早期暖機制御が必
要と判断して、ステップ205に進み、点火時期遅角制
御を実施して、点火プラグ18の点火時期を例えば圧縮
TDC後(ATDC)10℃Aに遅角する。これによ
り、筒内の混合気の燃焼を遅らせて排気管21内に排出
する排出ガスの温度を高温にする。
On the other hand, if all of the above steps 201 to 203 are determined to be "Yes", it is judged that the catalyst early warm-up control is necessary, and the routine proceeds to step 205, where the ignition timing retard control is executed and the ignition timing is controlled. The ignition timing of the plug 18 is retarded to, for example, 10 ° C. after compression TDC (ATDC). As a result, the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder is delayed to raise the temperature of the exhaust gas discharged into the exhaust pipe 21.

【0045】[二次空気導入制御]図4の二次空気導入
制御ルーチンは、所定周期で実行される。本ルーチンが
起動されると、まず、ステップ301で、後述する図5
の二次空気導入判定ルーチンを実行して二次空気導入フ
ラグFABを、二次空気導入の許可を意味する「オン」
又は二次空気導入の禁止を意味する「オフ」に設定す
る。
[Secondary Air Introduction Control] The secondary air introduction control routine of FIG. 4 is executed at a predetermined cycle. When this routine is started, first, in step 301, FIG.
The secondary air introduction determination routine is executed and the secondary air introduction flag FAB is set to "ON", which means permission of secondary air introduction.
Or set to “OFF”, which means prohibition of secondary air introduction.

【0046】この後、ステップ302に進み、二次空気
導入フラグFABがオンか否かを判定し、二次空気導入
フラグFABがオンであれば、ステップ303に進み、
切換弁42をオン(吸気圧導入位置)に切り換えて開閉
弁39を開弁した後、ステップ304に進み、始動(ス
タータオン又は始動完了)からの経過時間をパラメータ
とするエアポンプ37のデューティ比Dutyのマップ
を検索して、始動からの経過時間に応じたエアポンプ3
7のデューティ比Dutyを算出する。このデューティ
比Dutyのマップ特性は、始動から所定時間が経過す
るまでは始動からの経過時間に応じてデューティ比Du
tyが増加し、その後は、デューティ比Dutyがほぼ
一定値となるように設定されている。
After that, the routine proceeds to step 302, where it is judged whether or not the secondary air introduction flag FAB is on. If the secondary air introduction flag FAB is on, then it proceeds to step 303.
After switching the switching valve 42 to ON (intake pressure introduction position) and opening the opening / closing valve 39, the routine proceeds to step 304, where the duty ratio Duty of the air pump 37 is set with the elapsed time from start (starter ON or start completion) as a parameter. Search the map of the air pump 3 according to the elapsed time from the start
The duty ratio Duty of 7 is calculated. The map characteristic of the duty ratio Duty is that the duty ratio Du depends on the elapsed time from the start until a predetermined time elapses from the start.
ty increases, and thereafter, the duty ratio Duty is set to a substantially constant value.

【0047】この後、ステップ305に進み、エアポン
プ37の作動電圧Vpをエアポンプ37の最大作動電圧
Vmにデューティ比Dutyを乗算して求め(Vp=V
m×Duty)、この作動電圧Vpでエアポンプ37を
作動させて、二次空気を排気管21に導入する。
Thereafter, the routine proceeds to step 305, where the operating voltage Vp of the air pump 37 is obtained by multiplying the maximum operating voltage Vm of the air pump 37 by the duty ratio Duty (Vp = V
m × Duty), the air pump 37 is operated with this operating voltage Vp to introduce secondary air into the exhaust pipe 21.

【0048】一方、二次空気導入フラグFABがオフで
あれば、切換弁42をオフ(大気圧導入位置)に切り換
えて開閉弁39を閉弁すると共に、エアポンプ37を停
止させて(ステップ306,307)、二次空気の導入
を停止する。
On the other hand, if the secondary air introduction flag FAB is off, the switching valve 42 is switched off (atmospheric pressure introduction position) to close the on-off valve 39 and the air pump 37 is stopped (step 306, 307), the introduction of secondary air is stopped.

【0049】[二次空気導入判定]次に、上記ステップ
301で実行される図5の二次空気導入判定ルーチンの
処理内容を説明する。本ルーチンが起動されると、ま
ず、ステップ401で、始動が完了したか否かを、エン
ジン回転速度Neが始動判定値を越えたか否かにより判
定し、始動完了前であれば、ステップ402に進み、気
筒内で最初の爆発が発生したか否かを判定する。まだ、
最初の爆発が発生していなければ、ステップ404に進
み、二次空気導入フラグFABをオフにセットして、本
ルーチンを終了する。その後、最初の爆発が発生したと
きに、ステップ405に進み、二次空気導入フラグFA
Bをオンにセットして、本ルーチンを終了する。
[Secondary Air Introduction Determination] Next, the processing contents of the secondary air introduction determination routine of FIG. 5 executed in step 301 will be described. When this routine is started, first, in step 401, it is determined whether or not the startup is completed, based on whether or not the engine speed Ne exceeds the startup determination value. Proceed to determine if the first explosion has occurred in the cylinder. yet,
If the first explosion has not occurred, the routine proceeds to step 404, the secondary air introduction flag FAB is set to OFF, and this routine ends. After that, when the first explosion occurs, the routine proceeds to step 405, where the secondary air introduction flag FA
B is set to ON, and this routine ends.

【0050】一方、ステップ401で、始動完了と判定
された場合は、ステップ403に進み、二次空気導入条
件が成立しているか否かを判定する。この二次空気導入
条件は、例えば、次の〜である。 排出ガス温度が後燃え可能な温度(例えば700℃)
以上であること 触媒温度が所定温度より低いこと エンジン11のHC排出量が比較的多くなる運転状態
であること
On the other hand, when it is determined in step 401 that the start is completed, the process proceeds to step 403, and it is determined whether or not the secondary air introduction condition is satisfied. The secondary air introduction conditions are, for example, the following items. Exhaust gas temperature is a temperature at which afterburning is possible (eg 700 ℃)
The above is true. The catalyst temperature is lower than a predetermined temperature. The engine 11 is in an operating state in which the HC emission amount is relatively large.

【0051】上記の条件は、例えば、エンジン回転速
度Ne、吸気管圧力PM、吸入空気量Ga等の変動量が
所定値以上であること、燃焼の不安定度を表すラフネス
値が所定値以上であること、エンジン回転速度Neが所
定値以上で点火時期の遅角量が所定値以上であること等
であり、要は、筒内の燃焼状態がある程度不安定である
ことである。このような場合、エンジン11から未燃H
Cが排出されるため、後燃えに必要なHCを排気管21
内に供給できると共に、後燃えにより触媒22に流入す
るHC量(大気中へのHC排出量)を低減することもで
きる。また、上記の条件を満たしていれば、二次空気
導入直後から後燃えを確実に発生させることができる。
The above conditions are, for example, that the fluctuation amount of the engine speed Ne, the intake pipe pressure PM, the intake air amount Ga, etc. is a predetermined value or more, and the roughness value indicating the instability of combustion is a predetermined value or more. That is, the engine rotation speed Ne is equal to or higher than a predetermined value and the retard amount of the ignition timing is equal to or higher than a predetermined value. The point is that the combustion state in the cylinder is unstable to some extent. In such a case, the unburned H from the engine 11
Since C is discharged, HC necessary for afterburning is exhausted from the exhaust pipe 21.
The amount of HC flowing into the catalyst 22 due to afterburning (the amount of HC discharged into the atmosphere) can be reduced. Further, if the above conditions are satisfied, afterburning can be reliably generated immediately after the introduction of the secondary air.

【0052】また、上記における所定温度は、例えば
触媒22の活性温度範囲の下限値付近又はそれよりも少
し高い温度に設定されている。従って、触媒温度が所定
温度よりも低いときは、触媒22を暖機する必要がある
ため、二次空気を導入して、後燃えにより触媒22の暖
機を促進する。一方、触媒温度が所定温度以上であると
きは、触媒22が活性状態であり、触媒22を暖機する
必要がないため、二次空気の導入を禁止して、後燃えに
よる触媒22の過熱を防止する。
The above-mentioned predetermined temperature is set, for example, near the lower limit of the activation temperature range of the catalyst 22 or a temperature slightly higher than it. Therefore, when the catalyst temperature is lower than the predetermined temperature, the catalyst 22 needs to be warmed up, so secondary air is introduced to promote warming up of the catalyst 22 by afterburning. On the other hand, when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the catalyst 22 is in an active state and it is not necessary to warm up the catalyst 22, so the introduction of secondary air is prohibited to prevent overheating of the catalyst 22 due to afterburning. To prevent.

【0053】以上説明したとの条件が満たされたと
き、又は、との条件が満たされたときに、二次空気
導入条件が成立し、ステップ405に進み、二次空気導
入フラグFABをオンにセットして、二次空気の導入を
許可し、本ルーチンを終了する。一方、二次空気導入条
件が不成立の場合は、ステップ404に進み、二次空気
導入フラグFABをオフにセットして、二次空気の導入
を禁止し、本ルーチンを終了する。
When the conditions (1) and (2) described above are satisfied, or when the conditions (1) and (2) are satisfied, the secondary air introduction condition is satisfied, and the routine proceeds to step 405, where the secondary air introduction flag FAB is turned on. Set, permit the introduction of secondary air, and end this routine. On the other hand, when the secondary air introduction condition is not satisfied, the routine proceeds to step 404, the secondary air introduction flag FAB is set to OFF, the introduction of the secondary air is prohibited, and this routine is ended.

【0054】尚、二次空気導入条件の判定方法は、種々
変更可能であり、例えば、の条件(触媒温度<所定温
度)が満たされたときに、二次空気導入条件が成立する
ようにしたり、或は、の条件(エンジン11のHC排
出量増加)が満たされたときに、二次空気導入条件が成
立するようにしても良い。
The method for determining the secondary air introduction condition can be changed in various ways. For example, when the condition (catalyst temperature <predetermined temperature) is satisfied, the secondary air introduction condition is satisfied. Alternatively, the secondary air introduction condition may be satisfied when the condition (increase in HC emission amount of the engine 11) is satisfied.

【0055】[触媒早期暖機制御異常診断]また、エン
ジン制御回路28は、図8乃至図11の触媒早期暖機制
御異常診断用の各ルーチンを実行することで、触媒早期
暖機制御システムの異常の有無を判定する異常診断手段
としての役割を果たす。尚、図8乃至図11の触媒早期
暖機制御異常診断用の各ルーチンはサブマイコン27で
実行するようにしても良い。
[Catalyst early warm-up control abnormality diagnosis] Further, the engine control circuit 28 executes the routines for catalyst early warm-up control abnormality diagnosis of FIGS. It plays a role of abnormality diagnosis means for determining the presence or absence of abnormality. Each routine for diagnosing the catalyst early warm-up control abnormality in FIGS. 8 to 11 may be executed by the sub-microcomputer 27.

【0056】ここで、触媒早期暖機制御システムの異常
診断方法について説明する。エンジン始動後は、空燃比
センサ23の周辺を流れる排出ガスの熱とヒータ25の
発熱によって空燃比センサ23が加熱されて温度上昇
し、それによって、空燃比センサ23の活性化が進むに
従って、空燃比センサ23の出力レベルが正常レベルへ
上昇する。
Here, an abnormality diagnosis method for the catalyst early warm-up control system will be described. After the engine is started, the air-fuel ratio sensor 23 is heated by the heat of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 and the heat generated by the heater 25, and the temperature rises. The output level of the fuel ratio sensor 23 rises to the normal level.

【0057】図6及び図7に示すように、触媒早期暖機
制御システムの排出ガス昇温系と二次空気導入系が両方
とも正常に機能していれば、排気管21内の二次空気導
入部付近で後燃えが発生して、空燃比センサ23の周辺
や触媒22を流れる排出ガスの温度が高温になるため、
触媒22の暖機が早くなるのと同時に空燃比センサ23
の活性化の進み具合も早くなるが、もし、排出ガス昇温
系や二次空気導入系に異常が発生して空燃比センサ23
周辺や触媒22を流れる排出ガスの温度が低くなると、
それに応じて触媒22の暖機が遅くなるのと同時に空燃
比センサ23の活性化の進み具合も遅くなる。この場
合、後述する理由により排出ガス昇温系の正常/異常と
二次空気導入系の正常/異常との組み合わせ(A)〜
(F)に応じて空燃比センサ23周辺を流れる排出ガス
の温度が変化し、それに応じて空燃比センサ23の活性
化の進み具合も変化する。
As shown in FIGS. 6 and 7, if both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system of the catalyst early warm-up control system are functioning normally, the secondary air in the exhaust pipe 21 Afterburning occurs near the introduction portion and the temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 and the catalyst 22 becomes high,
As soon as the catalyst 22 warms up quickly, the air-fuel ratio sensor 23
However, if an abnormality occurs in the exhaust gas temperature raising system or the secondary air introducing system, the air-fuel ratio sensor 23
When the temperature of the exhaust gas flowing around and the catalyst 22 becomes low,
Accordingly, the warm-up of the catalyst 22 is delayed, and at the same time, the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 is delayed. In this case, a combination of normality / abnormality of the exhaust gas temperature raising system and normality / abnormality of the secondary air introduction system (A) to
The temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 changes according to (F), and the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 also changes accordingly.

【0058】(A)排出ガス昇温系と二次空気導入系の
両方が正常の場合には、排出ガス昇温制御によってエン
ジン11から排出される高温の排出ガスが、二次空気導
入による後燃えによって更に昇温されて、空燃比センサ
23の周辺を流れる排出ガスの温度が高温になるため、
空燃比センサ23の活性化の進み具合が非常に早くな
る。触媒早期暖機制御中は、触媒22に流入する排出ガ
ス(つまり空燃比センサ23周辺を流れる排出ガス)の
空燃比を弱リーンにするので、排出ガス昇温系と二次空
気導入系の両方が正常であれば、空燃比センサ23周辺
の排出ガスの空燃比が弱リーンになる。
(A) When both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are normal, the high temperature exhaust gas exhausted from the engine 11 by the exhaust gas temperature raising control is after the secondary air is introduced. Since the temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 becomes higher due to the further increase in temperature due to burning,
The progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 becomes very quick. During the catalyst early warm-up control, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 22 (that is, the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23) is set to a weak lean, so both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are Is normal, the air-fuel ratio of the exhaust gas around the air-fuel ratio sensor 23 becomes weak lean.

【0059】(B)排出ガス昇温系が正常で、二次空気
導入系が二次空気導入不足となる異常の場合には、排出
ガス昇温制御によってエンジン11から高温の排出ガス
が排出されるが、二次空気導入量の不足分だけ後燃えに
よる昇温効果が減少して、空燃比センサ23の周辺を流
れる排出ガスの温度が(A)の場合よりも低くなるた
め、空燃比センサ23の活性化の進み具合が(A)の場
合よりも遅くなる。更に、この場合は、二次空気導入に
よる排出ガスの空燃比のリーンずれが少なくなり、空燃
比センサ23周辺の排出ガスの空燃比がストイキ付近
(触媒22の暖機完了後の目標空燃比付近)に維持され
る。
(B) When the exhaust gas temperature raising system is normal and the secondary air introducing system is abnormal such that the secondary air is insufficiently introduced, the exhaust gas temperature increasing control causes the high temperature exhaust gas to be emitted from the engine 11. However, since the temperature rise effect due to afterburning is reduced by the shortage of the secondary air introduction amount and the temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 becomes lower than that in the case of (A), the air-fuel ratio sensor The degree of activation of 23 is slower than in the case of (A). Further, in this case, the lean deviation of the air-fuel ratio of the exhaust gas due to the secondary air introduction is reduced, and the air-fuel ratio of the exhaust gas around the air-fuel ratio sensor 23 is near stoichiometric (around the target air-fuel ratio after completion of warming up of the catalyst 22). ) Is maintained.

【0060】(D)〜(F)排出ガス昇温系が異常の場
合には、排出ガス昇温系の異常によってエンジン11か
ら排出される排出ガスの温度が後燃え可能な温度まで昇
温されないため、排気管21内に二次空気を導入しても
後燃えが十分に発生せず、反対に二次空気で排出ガスが
冷やされる結果となるため、空燃比センサ23の周辺を
流れる排出ガスの温度が(B)の場合よりも更に低い温
度になる。この場合は、(D)二次空気導入系が二次空
気導入不足となる異常、(E)二次空気導入系が正常、
(F)二次空気導入系が二次空気導入過剰となる異常の
順に二次空気導入量が多くなるので、空燃比センサ23
周辺の排出ガス温度が(D)、(E)、(F)の順に低
くなり、その結果、空燃比センサ23の活性化の進み具
合が(D)、(E)、(F)の順に遅くなる。
(D) to (F) When the exhaust gas temperature raising system is abnormal, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine 11 is not raised to a temperature at which afterburning is possible due to the abnormality of the exhaust gas temperature raising system. Therefore, even if the secondary air is introduced into the exhaust pipe 21, afterburning is not sufficiently generated, and on the contrary, the exhaust gas is cooled by the secondary air, so that the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 is exhausted. The temperature is lower than that in the case of (B). In this case, (D) the abnormality that the secondary air introduction system is insufficient to introduce the secondary air, (E) the secondary air introduction system is normal,
(F) Since the secondary air introduction amount increases in the order of abnormalities in which the secondary air introduction system becomes excessive with the secondary air introduction, the air-fuel ratio sensor 23
The ambient exhaust gas temperature becomes lower in the order of (D), (E), and (F), and as a result, the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 becomes slower in the order of (D), (E), and (F). Become.

【0061】排出ガス昇温系が異常の場合(D)〜
(F)は、後燃えが十分に発生しないため、二次空気導
入量が多くなるほど、空燃比センサ23周辺を流れる排
出ガス中の酸素濃度が高くなって、排出ガスの空燃比の
リーンずれが大きくなる。従って、(F)二次空気導入
系が二次空気導入過剰となる異常の場合は、二次空気導
入による排出ガスの空燃比のリーンずれが最大になり、
空燃比センサ23周辺の排出ガスの空燃比がリーンとな
る。反対に、(D)二次空気導入系が二次空気導入不足
となる異常の場合は、二次空気導入による排出ガスの空
燃比のリーンずれが少なくなり、空燃比センサ23周辺
の排出ガスの空燃比がストイキ付近に維持される。ま
た、(E)二次空気導入系が正常の場合は、空燃比のリ
ーンずれが(D)と(F)との中間になり、空燃比セン
サ23周辺の排出ガスの空燃比が弱リーンになる。
When the exhaust gas temperature raising system is abnormal (D)
In (F), since afterburning does not occur sufficiently, the oxygen concentration in the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 becomes higher as the secondary air introduction amount increases, and the lean deviation of the air-fuel ratio of the exhaust gas occurs. growing. Therefore, in the case of (F) the secondary air introduction system is in an abnormal state where the secondary air is excessively introduced, the lean deviation of the air-fuel ratio of the exhaust gas due to the secondary air introduction becomes maximum,
The air-fuel ratio of the exhaust gas around the air-fuel ratio sensor 23 becomes lean. On the other hand, when (D) the secondary air introduction system is abnormal such that the secondary air is insufficiently introduced, the lean deviation of the air-fuel ratio of the exhaust gas due to the secondary air introduction is reduced, and the exhaust gas around the air-fuel ratio sensor 23 is reduced. The air-fuel ratio is maintained near stoichiometry. Further, (E) when the secondary air introduction system is normal, the lean deviation of the air-fuel ratio becomes intermediate between (D) and (F), and the air-fuel ratio of the exhaust gas around the air-fuel ratio sensor 23 becomes weak lean. Become.

【0062】一方、(C)排出ガス昇温系が正常で、二
次空気導入系が二次空気導入過剰となる異常の場合に
は、排出ガス昇温制御によってエンジン11から高温の
排出ガスが排出されるが、二次空気導入量の超過分で排
出ガスが冷やされるため、二次空気導入量の超過分に応
じて空燃比センサ23の周辺を流れる排出ガスの温度が
低下する。このため、空燃比センサ23の周辺を流れる
排出ガスの温度が、(A)の場合よりも低く、(E)の
場合よりも高い温度領域となり、空燃比センサ23の活
性化の進み具合が、(A)の場合よりも遅く、(E)の
場合よりも早い領域となる。この(C)の場合は、排出
ガス中に後燃えせずに残る酸素が多くなるため、空燃比
センサ23周辺の排出ガスの空燃比がリーンとなる。
On the other hand, (C) When the exhaust gas temperature raising system is normal and the secondary air introducing system is abnormal such that the secondary air is excessively introduced, the exhaust gas temperature raising control causes the high temperature exhaust gas to be emitted from the engine 11. Although exhausted, the exhaust gas is cooled by the excess amount of the secondary air introduction amount, so that the temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 decreases according to the excess amount of the secondary air introduction amount. Therefore, the temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 is lower than that in the case of (A) and higher than that in the case of (E), and the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 is The area is slower than in the case of (A) and earlier than in the case of (E). In the case of (C), since the amount of oxygen remaining in the exhaust gas without post-combustion increases, the air-fuel ratio of the exhaust gas around the air-fuel ratio sensor 23 becomes lean.

【0063】本実施形態(1)では、このような排出ガ
ス昇温系と二次空気導入系の正常/異常の組み合わせ
(A)〜(F)と空燃比センサ23の活性化の進み具合
(排出ガス温度)との関係、及び、二次空気導入量と空
燃比センサ23の出力(排出ガス空燃比)との関係に着
目して、空燃比センサ23の活性化の進み具合と空燃比
センサ23の出力を判定して、排出ガス昇温系と二次空
気導入系の正常/異常の組み合わせが(A)〜(F)の
いずれに該当するかを判定する。
In the present embodiment (1), such normal / abnormal combinations (A) to (F) of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system and the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 ( Exhaust gas temperature), and the relationship between the secondary air introduction amount and the output of the air-fuel ratio sensor 23 (exhaust gas air-fuel ratio), the degree of activation of the air-fuel ratio sensor 23 and the air-fuel ratio sensor The output of 23 is determined to determine which of (A) to (F) the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system corresponds to.

【0064】この際、空燃比センサ23の活性化の進み
具合を判定は、エンジン始動から空燃比センサ23が活
性化するまでの時間とヒータ25の消費電力積算値(以
下「ヒータ電力積算値」という)を用いて判定する。つ
まり、触媒早期暖機制御システムの排出ガス昇温系の異
常や二次空気導入系の異常によって触媒早期暖機制御中
の空燃比センサ23周辺を流れる排出ガス温度が低下す
ると、空燃比センサ23が活性化するまでの時間が長く
なると共に、ヒータ電力積算値が増加するため、エンジ
ン始動から空燃比センサ23が活性化するまでの時間と
ヒータ電力積算値をそれぞれ判定値と比較して空燃比セ
ンサ23の活性化の進み具合を判定する。この機能が特
許請求の範囲でいうセンサ活性判定手段に相当する。
At this time, the progress of the activation of the air-fuel ratio sensor 23 is determined by the time from the engine start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23 and the power consumption integrated value of the heater 25 (hereinafter referred to as "heater power integrated value"). Is called). That is, when the temperature of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 during the catalyst early warm-up control decreases due to an abnormality in the exhaust gas temperature raising system of the catalyst early warm-up control system or an abnormality in the secondary air introduction system, the air-fuel ratio sensor 23 As the time until activation becomes longer and the heater power integrated value increases, the time from engine start until the air-fuel ratio sensor 23 is activated and the heater power integrated value are respectively compared with the judgment value to compare the air-fuel ratio. The progress of activation of the sensor 23 is determined. This function corresponds to the sensor activity determining means in the claims.

【0065】以下、この触媒早期暖機制御システムの異
常診断を行う図8乃至図11の触媒早期暖機制御異常診
断用の各ルーチンの処理内容を説明する。図8の触媒早
期暖機制御異常診断ルーチンは、所定周期で実行され
る。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ501
で、空燃比センサ23の素子インピーダンスZdcが所
定の活性判定値(例えば40Ω)よりも大きいか否か
で、センサ素子24が活性化する前であるか否かを判定
する。この活性判定値は、前記図2のステップ103で
用いた素子インピーダンスF/B制御開始の判定値と同
じ値に設定すれば良い。
The processing contents of each routine for the catalyst early warm-up control abnormality diagnosis of FIGS. 8 to 11 for performing the abnormality diagnosis of the catalyst early warm-up control system will be described below. The catalyst early warm-up control abnormality diagnosis routine of FIG. 8 is executed at a predetermined cycle. When this routine is started, first, step 501
Then, it is determined whether or not the sensor element 24 has not yet been activated, depending on whether or not the element impedance Zdc of the air-fuel ratio sensor 23 is larger than a predetermined activation determination value (for example, 40Ω). This activation determination value may be set to the same value as the element impedance F / B control start determination value used in step 103 of FIG.

【0066】ステップ501で、素子インピーダンスZ
dcが所定の活性判定値よりも大きいと判定された場合
は、センサ素子24が活性化する前と判断して、ステッ
プ502に進み、始動から前回までのヒータ電力積算値
WHSM(i-1) に今回のヒータ電力WHを加算して、ヒ
ータ電力積算値WHSMの記憶値を更新する。
In step 501, the element impedance Z
When it is determined that dc is larger than the predetermined activation determination value, it is determined that the sensor element 24 is not activated, and the process proceeds to step 502, where the heater power integrated value WHSM (i-1) from the start to the previous time. Is added to the current heater power WH to update the stored value of the heater power integrated value WHSM.

【0067】この後、ステップ503に進み、始動後の
経過時間を計測する始動後経過時間カウンタCNTをカ
ウントアップし、更に、次のステップ504で、始動か
ら前回までの吸入空気量積算値GASM(i-1) に今回の
吸入空気量GAを加算して、吸入空気量積算値GASM
の記憶値を更新する。
After that, the routine proceeds to step 503, where the post-start elapsed time counter CNT for measuring the elapsed time after the start is counted up, and at the next step 504, the intake air amount integrated value GASM ( i-1) This time intake air amount GA is added, intake air amount integrated value GASM
The stored value of is updated.

【0068】その後、空燃比センサ23が活性化して空
燃比センサ23の素子インピーダンスZdcが所定の活
性判定値(例えば40Ω)以下になった時点で、ステッ
プ501で「No」と判定されて、ステップ505に進
み、排出ガス昇温系と二次空気導入系の正常/異常の組
み合わせを判定するための第1判定値K1WHSM、K1
CNT を次式により算出する。 K1WHSM=B1WHSM×CWHSM K1CNT =B1CNT ×CCNT
After that, the air-fuel ratio sensor 23 is activated and becomes empty.
The element impedance Zdc of the fuel ratio sensor 23 is set to a predetermined value.
When the value becomes less than the sex judgment value (for example, 40Ω), the step
If the answer is No in step 501, go to step 505.
A normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system
First determination value K1 for determining the matchingWHSM, K1
CNTIs calculated by the following formula. K1WHSM= B1WHSM× CWHSM K1CNT= B1CNT× CCNT

【0069】ここで、第1判定値K1WHSMとK1
CNT は、排出ガス昇温系と二次空気導入系の両方が正常
である場合に始動から空燃比センサ23が活性化するま
でに必要となるヒータ電力積算値WHSMと経過時間C
NTに相当する。また、B1WHSMとB1CNT は第1ベー
ス値であり、予め、基準となるエンジン運転条件で設定
した第1判定値に相当し、CWHSMとCCNT は、それぞれ
エンジン運転条件に応じて第1ベース値B1WHSM、B1
CNT を補正するための補正係数である。
Here, the first judgment value K1 WHSM and K1
The CNT is a heater electric power integrated value WHSM and an elapsed time C required from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23 when both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are normal.
Equivalent to NT. Further, B1 WHSM and B1 CNT are the first base values and correspond to the first determination value set in advance in the standard engine operating condition, and C WHSM and C CNT are the first base value in accordance with the engine operating condition, respectively. Base value B1 WHSM , B1
It is a correction coefficient for correcting CNT .

【0070】本ルーチンでは、空燃比センサ23に供給
する排気熱量が吸入空気量GA(排出ガス流量)によっ
て変化することを考慮して、ステップ504で、始動か
ら空燃比センサ23が活性化するまでの吸入空気量積算
値GASMを求め、空燃比センサ23の活性後に、ステ
ップ505に進み、図12及び図13のマップにより吸
入空気量積算値GASMに応じて補正係数CWHSM、C
CNT を算出する。この際、吸入空気量積算値GASMが
多くなるほど、空燃比センサ23に供給する排気熱量が
多くなって空燃比センサ23の活性化が早くなることを
考慮して、吸入空気量積算値GASMが多くなるほど、
補正係数CWHSM、CCNT が小さくなるように設定され、
吸入空気量積算値GASMが基準値のときに補正係数C
WHSM、CCN T が1.0となる。第1ベース値B1WHSM
B1CNT は、吸入空気量積算値GASMが基準値のとき
に実験又はシミュレーション等で設定した第1判定値K
WH SM、K1CNT に相当する。
In this routine, in consideration of the fact that the exhaust heat amount supplied to the air-fuel ratio sensor 23 changes depending on the intake air amount GA (exhaust gas flow rate), at step 504, from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23. The intake air amount integrated value GASM is obtained, and after the air-fuel ratio sensor 23 is activated, the routine proceeds to step 505, where the correction coefficients C WHSM , C are calculated according to the intake air amount integrated value GASM from the maps of FIGS.
Calculate CNT . At this time, in consideration of the fact that the intake air amount integrated value GASM increases, the exhaust heat amount supplied to the air-fuel ratio sensor 23 increases and the air-fuel ratio sensor 23 is activated faster. So that's it,
The correction factors C WHSM and C CNT are set to be small,
When the intake air amount integrated value GASM is the reference value, the correction coefficient C
WHSM, C CN T is 1.0. 1st base value B1 WHSM ,
B1 CNT is the first judgment value K set in the experiment or simulation when the intake air amount integrated value GASM is the reference value.
Equivalent to 1 WH SM , K1 CNT .

【0071】尚、吸入空気量積算値GASMの代わりに
吸入空気量GAの平均値を算出して、吸入空気量GAの
平均値に応じて補正係数CWHSM、CCNT を算出するよう
にしても良い。また、空燃比に応じて排出ガス温度が変
化して空燃比センサ23に供給する排気熱量が変化する
ため、図14に示すように、始動から空燃比センサ23
が活性化するまでの空燃比積算値(又は平均値)に応じ
て補正係数CWHSM、C CNT を設定しても良い。
Instead of the intake air amount integrated value GASM,
Calculate the average value of intake air amount GA
Correction coefficient C according to the average valueWHSM, CCNTTo calculate
You can Also, the exhaust gas temperature changes depending on the air-fuel ratio.
Change and the amount of exhaust heat supplied to the air-fuel ratio sensor 23 changes
Therefore, as shown in FIG. 14, the air-fuel ratio sensor 23
Depending on the air-fuel ratio integrated value (or average value) until the activation
Correction coefficient CWHSM, C CNTMay be set.

【0072】或は、始動初期の排気管温度に応じて排出
ガス温度が変化して空燃比センサ23に供給する排気熱
量が変化するため、図15に示すように、始動初期の排
気管温度に相関するパラメータ(例えば始動時の冷却水
温、油温、吸気温、エンジン停止時間等)に応じて補正
係数CWHSM、CCNT を設定しても良い。
Alternatively, since the exhaust gas temperature changes in accordance with the exhaust pipe temperature at the initial stage of start and the exhaust heat quantity supplied to the air-fuel ratio sensor 23 changes, the exhaust pipe temperature at the initial stage of start is changed as shown in FIG. The correction coefficients C WHSM and C CNT may be set according to the correlated parameters (for example, cooling water temperature at starting, oil temperature, intake air temperature, engine stop time, etc.).

【0073】また、可変バルブタイミング機構を搭載し
たエンジンでは、バルブオーバーラップ量に応じて排出
ガス温度が変化して空燃比センサ23に供給する排気熱
量が変化するため、図16に示すように、始動から空燃
比センサ23が活性化するまでのバルブオーバーラップ
量積算値(又は平均値)に応じて、補正係数CWHSM、C
CNT を設定しても良い。
Further, in the engine equipped with the variable valve timing mechanism, the exhaust gas temperature changes according to the valve overlap amount and the exhaust heat amount supplied to the air-fuel ratio sensor 23 also changes, so that as shown in FIG. According to the valve overlap amount integrated value (or average value) from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23, the correction coefficients C WHSM , C
You may set CNT .

【0074】また、車速が速くなるに従って排気管21
を冷やす走行風量が増加して排気管21の温度上昇が少
なくなり、それによって、排出ガス温度の上昇が少なく
なって、空燃比センサ23の活性化が遅れるため、図1
7に示すように、始動から空燃比センサ23が活性化す
るまでの車速積算値(又は平均値)に応じて補正係数C
WHSM、CCNT を設定しても良い。
Further, as the vehicle speed increases, the exhaust pipe 21
1 increases because the amount of traveling air that cools the engine increases and the temperature of the exhaust pipe 21 does not rise so much that the exhaust gas temperature rises less and activation of the air-fuel ratio sensor 23 is delayed.
As shown in FIG. 7, the correction coefficient C depends on the vehicle speed integrated value (or average value) from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23.
WHSM and C CNT may be set.

【0075】以上のようにして、ステップ505で第1
判定値K1WHSM、K1CNT を算出した後、ステップ50
6に進み、次のとの条件を両方とも満たすか否か
で、排出ガス昇温系と二次空気導入系が両方とも正常で
あるか否かを判定する。 始動から空燃比センサ23が活性化するまでのヒータ
電力積算値WHSMが第1判定値K1WHSM以下であるこ
と(WHSM≦K1WHSM) 始動から空燃比センサ23が活性化するまでの経過時
間CNTが第1判定値K1CNT 以下であること(CNT
≦K1CNT
As described above, in step 505, the first
After calculating the judgment values K1 WHSM and K1 CNT , step 50
Proceeding to 6, it is determined whether or not both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are normal, depending on whether or not both the following conditions are satisfied. The heater power integrated value WHSM from the start to activation of the air-fuel ratio sensor 23 is less than or equal to the first determination value K1 WHSM (WHSM ≦ K1 WHSM ) The elapsed time CNT from start to activation of the air-fuel ratio sensor 23 is The first judgment value K1 CNT or less (CNT
≤K1 CNT )

【0076】これら2つの条件,を両方とも満たせ
ば、空燃比センサ23の活性化、ひいては触媒22の早
期暖機が正常に行われたと判断して、ステップ507に
進み、排出ガス昇温系と二次空気導入系が両方とも正常
である[図7の(A)に該当する]と判定して、本ルー
チンを終了する。
If both of these two conditions are satisfied, it is judged that the activation of the air-fuel ratio sensor 23 and thus the early warm-up of the catalyst 22 have been normally performed, and the routine proceeds to step 507, where the exhaust gas temperature raising system is established. It is determined that both the secondary air introduction systems are normal [corresponding to (A) in FIG. 7], and this routine is ended.

【0077】これに対して、上記2つの条件,のい
ずれか一方でも満たさない条件があれば、空燃比センサ
23の活性化、ひいては触媒22の早期暖機が正常に行
われなかったと判断し、排出ガス昇温系と二次空気導入
系のうちの少なくとも一方が異常であると判断して、ス
テップ508に進み、異常判定フラグXCHECKを
「1」にセットして、本ルーチンを終了する。この場合
は、以下に説明する図9〜図11のルーチンによって、
排出ガス昇温系と二次空気導入系のいずれが異常である
か否か、つまり排出ガス昇温系と二次空気導入系の正常
/異常の組み合わせが図7の(B)〜(F)のいずれに
該当するか否かを判定する。
On the other hand, if any of the above two conditions is not satisfied, it is determined that the activation of the air-fuel ratio sensor 23 and the early warm-up of the catalyst 22 were not normally performed. It is determined that at least one of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is abnormal, the process proceeds to step 508, the abnormality determination flag XCHECK is set to "1", and this routine is ended. In this case, according to the routines of FIGS. 9 to 11 described below,
Whether or not the exhaust gas temperature raising system or the secondary air introducing system is abnormal, that is, the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is shown in FIGS. Which of the above is applicable is determined.

【0078】[異常判定事前処理]図9の異常判定事前
処理ルーチンは、所定周期で実行され、平均空燃比MA
Fがストイキよりもリーンであるか否かを次のようにし
て判定する。まず、ステップ601で、異常判定フラグ
XCHECKが触媒早期暖機制御システムの異常を意味
する「1」にセットされているか否かを判定する。も
し、異常判定フラグXCHECK=1と判定されれば、
ステップ602に進み、カウンタCLEANをカウント
アップした後、ステップ603に進み、空燃比センサ2
3で検出した排出ガスの空燃比の前回までの空燃比積算
値AFSM(i-1) に今回の空燃比AFを加算して、空燃
比積算値AFSMの記憶値を更新する。
[Abnormality determination preprocessing] The abnormality determination preprocessing routine of FIG. 9 is executed at a predetermined cycle, and the average air-fuel ratio MA
Whether or not F is leaner than stoichiometry is determined as follows. First, in step 601, it is determined whether or not the abnormality determination flag XCHECK is set to "1" which means an abnormality in the catalyst early warm-up control system. If it is determined that the abnormality determination flag XCHECK = 1,
After advancing to step 602 and counting up the counter CLEAN, advancing to step 603, the air-fuel ratio sensor 2
The current air-fuel ratio AF is added to the previous air-fuel ratio integrated value AFSM (i-1) of the exhaust gas air-fuel ratio detected in 3 to update the stored value of the air-fuel ratio integrated value AFSM.

【0079】この後、ステップ604に進み、カウンタ
CLEANのカウント値が所定値KLEANを越えたか
否かを判定し、越えていなければ、以降の処理を行うこ
となく、本ルーチンを終了する。これにより、異常判定
フラグXCHECK=1の場合は、カウンタCLEAN
のカウント値が所定値KLEANを越えるまで、空燃比
積算値AFSMを算出する処理を繰り返す。
After that, the routine proceeds to step 604, where it is judged whether or not the count value of the counter CLEAN exceeds the predetermined value KLEAN. If not, the present routine is terminated without performing the subsequent processing. As a result, when the abnormality determination flag XCHECK = 1, the counter CLEAN
The process of calculating the air-fuel ratio integrated value AFSM is repeated until the count value of exceeds the predetermined value KLEAN.

【0080】その後、カウンタCLEANのカウント値
が所定値KLEANを越えた時点で、ステップ605に
進み、空燃比積算値AFSMをカウンタCLEANのカ
ウント値で除算して平均空燃比MAFを求める。 MAF=AFSM/CLEAN
After that, when the count value of the counter CLEAN exceeds the predetermined value KLEAN, the routine proceeds to step 605, where the air-fuel ratio integrated value AFSM is divided by the count value of the counter CLEAN to obtain the average air-fuel ratio MAF. MAF = AFSM / CLEAN

【0081】この後、ステップ606に進み、平均空燃
比MAFがストイキ(14.6)よりもリーンか否かを
判定する。もし、平均空燃比MAFがストイキよりもリ
ーンであれば、ステップ607に進み、空燃比リーンフ
ラグXLEANを空燃比センサ23周辺を流れる排出ガ
スの平均空燃比MAFがリーンであることを意味する
「1」にセットした後、ステップ609に進み、異常判
定フラグXCHECKを「0」にリセットして、本ルー
チンを終了する。
After this, the routine proceeds to step 606, where it is judged if the average air-fuel ratio MAF is leaner than stoichiometric (14.6). If the average air-fuel ratio MAF is leaner than stoichiometric, the routine proceeds to step 607, where the air-fuel ratio lean flag XLEAN means that the average air-fuel ratio MAF of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 is lean "1. After setting to "0", the process proceeds to step 609, the abnormality determination flag XCHECK is reset to "0", and this routine is finished.

【0082】一方、ステップ606で「No」と判定さ
れた場合には、ステップ608に進み、空燃比リーンフ
ラグXLEANを空燃比センサ23周辺を流れる排出ガ
スの平均空燃比MAFがストイキ又はそれよりもよりも
リッチであることを意味する「0」にセットした後、ス
テップ609に進み、異常判定フラグXCHECKを
「0」にリセットして、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if "No" is determined in the step 606, the process proceeds to a step 608, the air-fuel ratio lean flag XLEAN is set and the average air-fuel ratio MAF of the exhaust gas flowing around the air-fuel ratio sensor 23 is stoichiometric or higher. After setting to "0" which means richer than that, the routine proceeds to step 609, where the abnormality determination flag XCHECK is reset to "0" and this routine is ended.

【0083】異常判定フラグXCHECKを「0」にリ
セットした後は、ステップ601で「No」と判定され
てステップ610に進み、カウンタCLEAN、空燃比
積算値AFSM、平均空燃比MAFを全て「0」にリセ
ットして、本ルーチンを終了する。
After resetting the abnormality determination flag XCHECK to "0", it is determined "No" at step 601 and the routine proceeds to step 610, where the counter CLEAN, the air-fuel ratio integrated value AFSM and the average air-fuel ratio MAF are all "0". Then, this routine is finished.

【0084】尚、二次空気導入中にも、空燃比フィード
バック制御するシステムにおいては、平均空燃比MAF
を算出する代わりに、平均フィードバック補正量、又は
空燃比若しくは空燃比センサ23の出力に相関するパラ
メータを算出して、ストイキよりもリーンか否かを判定
しても良い。
In the system in which the air-fuel ratio feedback control is performed even during the introduction of the secondary air, the average air-fuel ratio MAF
Instead of calculating, the average feedback correction amount or a parameter that correlates with the air-fuel ratio or the output of the air-fuel ratio sensor 23 may be calculated, and it may be determined whether leaner than stoichiometric.

【0085】[異常箇所判定]図10及び図11に示す
異常箇所判定ルーチンは、所定周期で実行され、排出ガ
ス昇温系と二次空気導入系のいずれが異常であるか否
か、つまり排出ガス昇温系と二次空気導入系の正常/異
常の組み合わせが図7の(B)〜(F)のいずれに該当
するか否かを次のようにして判定する。まず、ステップ
701で、異常判定フラグXCHECKが「1」から
「0」にリセットされたか否かを判定する。前述した図
9の異常判定事前処理ルーチンのステップ607又は6
08で空燃比リーンフラグXLEANが「1」又は
「0」にセットされて、ステップ609で異常判定フラ
グXCHECKが「1」から「0」にリセットされた時
点で、ステップ702に進み、排出ガス昇温系と二次空
気導入系の正常/異常の組み合わせを判定するための第
2判定値K2WHSM、K2CNT を次式により算出する。 K2WHSM=B2WHSM×CWHSM K2CNT =B2CNT ×CCNT
[Abnormal Part Judgment] The abnormal part judgment routine shown in FIGS. 10 and 11 is executed at a predetermined cycle to determine whether the exhaust gas temperature raising system or the secondary air introducing system is abnormal, that is, the exhaust gas. Whether or not the normal / abnormal combination of the gas temperature raising system and the secondary air introducing system corresponds to any of (B) to (F) in FIG. 7 is determined as follows. First, in step 701, it is determined whether the abnormality determination flag XCHECK has been reset from "1" to "0". Step 607 or 6 of the abnormality determination preprocessing routine of FIG. 9 described above.
At step 08, the air-fuel ratio lean flag XLEAN is set to "1" or "0", and at step 609, the abnormality determination flag XCHECK is reset from "1" to "0". The second determination values K2 WHSM and K2 CNT for determining the normal / abnormal combination of the temperature system and the secondary air introduction system are calculated by the following formula. K2 WHSM = B2 WHSM x C WHSM K2 CNT = B2 CNT x C CNT

【0086】ここで、第2判定値K2WHSMとK2
CNT は、排出ガス昇温系が異常で、二次空気導入系が正
常の場合、つまり図7の(E)の場合に始動から空燃比
センサ23が活性化するまでに必要となるヒータ電力積
算値WHSMと経過時間CNTに相当する。また、B2
WHSMとB2CNT は第2ベース値であり、予め、基準とな
るエンジン運転条件で設定した第2判定値に相当し、C
WHSMとCCNT は、それぞれエンジン運転条件に応じて第
2ベース値B2WHSM、B2CNT を補正するための補正係
数である。
Here, the second judgment value K2 WHSM and K2
In the CNT , when the exhaust gas temperature raising system is abnormal and the secondary air introduction system is normal, that is, in the case of (E) of FIG. 7, the heater power integration required from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23 is performed. It corresponds to the value WHSM and the elapsed time CNT. Also, B2
WHSM and B2 CNT are the second base values, which correspond to the second judgment value set in advance in the standard engine operating condition, and C
WHSM and C CNT are correction coefficients for correcting the second base values B2 WHSM and B2 CNT according to the engine operating conditions, respectively.

【0087】この後、ステップ703に進み、排出ガス
昇温系と二次空気導入系の正常/異常の組み合わせを判
定するための第3判定値K3WHSM、K3CNT を次式によ
り算出する。 K3WHSM=B3WHSM×CWHSM K3CNT =B3CNT ×CCNT
Thereafter, the routine proceeds to step 703, where the third judgment values K3 WHSM and K3 CNT for judging the combination of normal / abnormal of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are calculated by the following equation. K3 WHSM = B3 WHSM x C WHSM K3 CNT = B3 CNT x C CNT

【0088】ここで、第3判定値K3WHSMとK3
CNT は、排出ガス昇温系が異常で、二次空気導入系が二
次空気導入不足となる異常の場合、つまり図7の(D)
の場合に始動から空燃比センサ23が活性化するまでに
必要となるヒータ電力積算値WHSMと経過時間CNに
相当する。また、B3WHSMとB3CNT は第3ベース値で
あり、予め、基準となるエンジン運転条件で設定した第
3判定値に相当し、CWHSMとCCNT は、それぞれエンジ
ン運転条件に応じて第3ベース値B3WHSM、B3CNT
補正するための補正係数である。
Here, the third judgment value K3 WHSM and K3
In the case of CNT , when the exhaust gas temperature raising system is abnormal and the secondary air introduction system is an abnormality in which the secondary air introduction is insufficient, that is, (D) in FIG.
In this case, it corresponds to the heater power integrated value WHSM and the elapsed time CN required from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23. Further, B3 WHSM and B3 CNT are the third base values and correspond to the third determination value set in advance in the reference engine operating condition, and C WHSM and C CNT are respectively the third base value in accordance with the engine operating condition. It is a correction coefficient for correcting the base values B3 WHSM and B3 CNT .

【0089】この後、ステップ704に進み、次のと
の条件を両方とも満たすか否かで、排出ガス昇温系と
二次空気導入系の正常/異常の組み合わせが図7の
(E)又は(F)であるか否かを判定する。 始動から空燃比センサ23が活性化するまでのヒータ
電力積算値WHSMが第2判定値K2WHSM以上であるこ
と(WHSM≧K2WHSM) 始動から空燃比センサ23が活性化するまでの経過時
間CNTが第2判定値K2CNT 以上であること(CNT
≧K2CNT
After that, the routine proceeds to step 704, where the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is determined as shown in FIG. 7E or depending on whether or not both the following conditions are satisfied. It is determined whether or not (F). The heater power integrated value WHSM from the start to activation of the air-fuel ratio sensor 23 is not less than the second determination value K2 WHSM (WHSM ≧ K2 WHSM ) The elapsed time CNT from start to activation of the air-fuel ratio sensor 23 is Second judgment value K2 CNT or more (CNT
≧ K2 CNT )

【0090】これら2つの条件,を両方とも満たせ
ば、空燃比センサ23の活性化、ひいては触媒22の暖
機が最も遅れる異常態様である図7の(E)又は(F)
のいずれかに該当すると判断できるため、それを判別す
るために、ステップ705に進み、平均空燃比MAFが
所定値(例えば17)よりもリーンであるか否かを判定
する。
If both of these two conditions are satisfied, the activation of the air-fuel ratio sensor 23 and the warm-up of the catalyst 22 will be delayed most, which is the abnormal mode (E) or (F) in FIG.
Since it can be determined that the average air-fuel ratio MAF is leaner than a predetermined value (for example, 17), it is determined whether the average air-fuel ratio MAF is leaner than a predetermined value (for example, 17).

【0091】もし、平均空燃比MAFが所定値(例えば
17)よりもリーンであれば、ステップ706に進み、
排出ガス昇温系と二次空気導入系の正常/異常の組み合
わせが図7の(F)、つまり、排出ガス昇温系が異常
で、二次空気導入系が二次空気導入過剰となる異常であ
ると判定して、本ルーチンを終了する。
If the average air-fuel ratio MAF is leaner than the predetermined value (eg, 17), the routine proceeds to step 706.
The normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is (F) in FIG. 7, that is, the exhaust gas temperature raising system is abnormal and the secondary air introducing system is an excessive secondary air introducing system. Then, this routine is ended.

【0092】一方、ステップ705で「No」と判定さ
れれば、ステップ707に進み、排出ガス昇温系と二次
空気導入系の正常/異常の組み合わせが図7の(E)、
つまり、排出ガス昇温系が異常で、二次空気導入系が正
常であると判定して、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if “No” is determined in step 705, the process proceeds to step 707, and the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is shown in FIG.
That is, it is determined that the exhaust gas temperature raising system is abnormal and the secondary air introducing system is normal, and this routine is ended.

【0093】また、上記ステップ704で、「No」と
判定された場合は、排出ガス昇温系と二次空気導入系の
正常/異常の組み合わせが図7の(B)〜(D)のいず
れかであると判断できるため、それを判別するために、
図11のステップ708に進み、空燃比リーンフラグX
LEANが「1」か否かによって、平均空燃比MAFが
ストイキによりもリーンか否かを判定する。
If it is determined "No" in the above step 704, the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is any one of FIG. 7 (B) to (D). Because it can be judged that it is,
In step 708 of FIG. 11, the air-fuel ratio lean flag X is set.
Depending on whether LEAN is "1", it is determined whether the average air-fuel ratio MAF is lean due to stoichiometry.

【0094】もし、空燃比リーンフラグXLEAN=1
であれば、ステップ709に進み、排出ガス昇温系と二
次空気導入系の正常/異常の組み合わせが図7の
(C)、つまり排出ガス昇温系が正常で、二次空気導入
系が二次空気導入過剰となる異常であると判定して、本
ルーチンを終了する。
If the air-fuel ratio lean flag XLEAN = 1
If so, the process proceeds to step 709, and the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is shown in FIG. 7C, that is, the exhaust gas temperature raising system is normal and the secondary air introducing system is When it is determined that the secondary air is excessively introduced, the routine is terminated.

【0095】これに対して、空燃比リーンフラグXLE
AN=0であれば、排出ガス昇温系と二次空気導入系の
正常/異常の組み合わせが図7の(B)又は(D)であ
ると判断して、それを判別するために、ステップ710
に進み、次のとの条件を両方とも満たすか否かで、
排出ガス昇温系と二次空気導入系の正常/異常の組み合
わせが図7の(D)であるか否かを判定する。
On the other hand, the air-fuel ratio lean flag XLE
If AN = 0, it is determined that the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is (B) or (D) in FIG. 710
Proceed to and whether or not the following conditions are both satisfied,
It is determined whether or not the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is (D) in FIG. 7.

【0096】始動から空燃比センサ23が活性化する
までのヒータ電力積算値WHSMが第3判定値K3WHSM
以上であること(WHSM≧K3WHSM) 始動から空燃比センサ23が活性化するまでの経過時
間CNTが第3判定値K3CNT 以上であること(CNT
≧K3CNT ) これら2つの条件,を両方とも満たせば、ステップ
711に進み、排出ガス昇温系と二次空気導入系の正常
/異常の組み合わせが図7の(D)、つまり、排出ガス
昇温系が異常で、二次空気導入系が二次空気導入不足と
なる異常であると判定して、本ルーチンを終了する。
The heater electric power integrated value WHSM from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23 is the third judgment value K3 WHSM.
The above is (WHSM ≧ K3 WHSM ) The elapsed time CNT from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23 is the third determination value K3 CNT or more (CNT
≧ K3 CNT ) If both of these two conditions are satisfied, the routine proceeds to step 711, where the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system is shown in FIG. It is determined that the temperature system is abnormal and the secondary air introduction system is an abnormality in which the secondary air introduction is insufficient, and this routine is ended.

【0097】一方、ステップ710で「No」と判定さ
れれば、ステップ712に進み、排出ガス昇温系と二次
空気導入系の正常/異常の組み合わせが図7の(B)、
つまり、排出ガス昇温系が正常で、二次空気導入系が二
次空気導入不足となる異常であると判定して、本ルーチ
ンを終了する。
On the other hand, if "No" is determined in step 710, the process proceeds to step 712, where the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is shown in FIG.
That is, it is determined that the exhaust gas temperature raising system is normal and the secondary air introduction system is an abnormality causing insufficient secondary air introduction, and this routine is ended.

【0098】尚、図8のステップ506の処理、図10
のステップ704の処理及び図11のステップ710の
処理は、演算処理の簡略化のために、2つの条件,
のいずれか一方の演算、判定処理を省略して、片方の演
算、判定処理のみを実行するようにしても良い。
The process of step 506 of FIG. 8 and the process of FIG.
The process of step 704 of FIG. 11 and the process of step 710 of FIG.
It is also possible to omit one of the calculations and the determination process and execute only one of the calculations and the determination process.

【0099】以上説明した本実施形態(1)では、排出
ガス昇温系と二次空気導入系の正常/異常の組み合わせ
(A)〜(F)と空燃比センサ23の活性化の進み具合
(空燃比センサ23周辺の排出ガス温度)との関係、及
び、二次空気導入量と空燃比センサ23の出力(空燃比
センサ23周辺の排出ガス空燃比)との関係に着目し
て、空燃比センサ23の活性化の進み具合と空燃比セン
サ23の出力を判定して、排出ガス昇温系と二次空気導
入系の正常/異常の組み合わせが図7の(A)〜(F)
のいずれであるかを判定するようにしたので、触媒早期
暖機制御システムの異常を検出できるのは勿論のこと、
触媒早期暖機制御システムの異常が排出ガス昇温系の異
常なのか二次空気導入系の異常なのかを精度良く特定す
ることができ、異常発生時の修理、部品交換等が容易に
なる。しかも、空燃比センサ23の出力を利用すること
で、二次空気導入系の異常が二次空気導入量の過剰と不
足のいずれであるかも判別することができる。また、触
媒早期暖機制御システムの異常診断に利用する空燃比セ
ンサ23は、空燃比制御のために設置されている空燃比
センサ23を利用すれば良いため、触媒温度センサ等の
新たなセンサを設ける必要がなく、低コスト化の要求も
満たすことができる。
In the embodiment (1) described above, the normal / abnormal combinations (A) to (F) of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system and the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 ( Focusing on the relationship between the exhaust gas temperature around the air-fuel ratio sensor 23) and the relationship between the secondary air introduction amount and the output of the air-fuel ratio sensor 23 (exhaust gas air-fuel ratio around the air-fuel ratio sensor 23), the air-fuel ratio The progress of activation of the sensor 23 and the output of the air-fuel ratio sensor 23 are determined, and the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is shown in FIGS.
Since it was determined which of the above, it is of course possible to detect the abnormality of the catalyst early warm-up control system,
It is possible to accurately identify whether the abnormality of the catalyst early warm-up control system is the abnormality of the exhaust gas temperature raising system or the abnormality of the secondary air introduction system, and it becomes easy to repair or replace parts when the abnormality occurs. Moreover, by utilizing the output of the air-fuel ratio sensor 23, it is possible to determine whether the abnormality of the secondary air introduction system is the excess or the shortage of the secondary air introduction amount. Further, since the air-fuel ratio sensor 23 used for the abnormality diagnosis of the catalyst early warm-up control system may use the air-fuel ratio sensor 23 installed for the air-fuel ratio control, a new sensor such as a catalyst temperature sensor is used. It is not necessary to provide it, and the demand for cost reduction can be satisfied.

【0100】《実施形態(2)》次に、本発明の実施形
態(2)では、図18及び図19の触媒早期暖機制御異
常診断ルーチンを実行して触媒早期暖機制御システムの
異常の有無を判定する。本ルーチンでは、まず、ステッ
プ801〜804で、前記実施形態(1)と同様の方法
で、始動から空燃比センサ23が活性化するまでのヒー
タ電力積算値WHSM、経過時間CNT、吸入空気量積
算値GASMを算出した後、ステップ805に進み、第
1判定値K1WHSM、K1CNT を算出し、更に、次のステ
ップ806で、第2判定値K2WHSM、K2CNT を算出す
る。
<< Embodiment (2) >> Next, in the embodiment (2) of the present invention, the catalyst early warm-up control abnormality diagnosis routine of FIGS. 18 and 19 is executed to detect the abnormality of the catalyst early warm-up control system. Determine the presence or absence. In this routine, first, in steps 801 to 804, the heater power integrated value WHSM from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23, the elapsed time CNT, and the intake air amount integration are performed in the same manner as in the above embodiment (1). After calculating the value GASM, the routine proceeds to step 805, where the first judgment values K1 WHSM and K1 CNT are calculated, and at the next step 806, the second judgment values K2 WHSM and K2 CNT are calculated.

【0101】この後、ステップ807に進み、ヒータ
電力積算値WHSMが第1判定値K1WHSM以下(WHS
M≦K1WHSM)であるか否か、経過時間CNTが第1
判定値K1CNT 以下(CNT≦K1CNT )であるか否か
を判定する。これら2つの条件,を両方とも満たせ
ば、ステップ808に進み、排出ガス昇温系と二次空気
導入系が両方とも正常である[排出ガス昇温系と二次空
気導入系の正常/異常の組み合わせが図7の(A)であ
る]と判定して、本ルーチンを終了する。
After that, the routine proceeds to step 807, where the heater power integrated value WHSM is equal to or less than the first judgment value K1 WHSM (WHS
M ≦ K1 WHSM ), the elapsed time CNT is the first
It is determined whether the determination value is K1 CNT or less (CNT ≦ K1 CNT ). If both of these two conditions are satisfied, the routine proceeds to step 808, where both the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system are normal [normal / abnormal of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system. The combination is (A) in FIG. 7], and this routine is ended.

【0102】これに対して、ステップ807で、「N
o」と判定された場合は、図19のステップ809に進
み、ヒータ電力積算値WHSMが第2判定値K2WHSM
以上(WHSM≧K2WHSM)であるか否か、経過時間
CNTが第2判定値K1CNT 以上(CNT≧K2CNT
であるか否かを判定する。これら2つの条件,を両
方とも満たせば、ステップ810に進み、少なくとも排
出ガス昇温系が異常である[排出ガス昇温系と二次空気
導入系の正常/異常の組み合わせが図7の(E)又は
(F)である]と判定して、本ルーチンを終了する。
On the other hand, in step 807, "N
If it is determined to be “o”, the process proceeds to step 809 in FIG. 19 and the heater power integrated value WHSM is the second determination value K2 WHSM.
Whether or not (WHSM ≧ K2 WHSM ) is satisfied, the elapsed time CNT is not less than the second determination value K1 CNT (CNT ≧ K2 CNT )
Or not. If both of these two conditions are satisfied, the routine proceeds to step 810, where at least the exhaust gas temperature raising system is abnormal [the normal / abnormal combination of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system is shown in FIG. ) Or (F)], and this routine is ended.

【0103】一方、ステップ809で、「No」と判定
された場合は、ステップ811に進み、少なくとも二次
空気導入系が異常である[排出ガス昇温系と二次空気導
入系の正常/異常の組み合わせが図7の(B)〜(D)
のいずれかである]と判定して、本ルーチンを終了す
る。
On the other hand, if "No" is determined in the step 809, the process proceeds to a step 811, and at least the secondary air introducing system is abnormal [normal / abnormal of exhaust gas temperature raising system and secondary air introducing system]. The combinations of (B) to (D) in FIG.
This is the end of the routine.

【0104】尚、図18のステップ807の処理及び図
19のステップ809の処理は、演算処理の簡略化のた
めに、2つの条件,のいずれか一方の演算、判定処
理を省略して、片方の演算、判定処理のみを実行するよ
うにしても良い。
In order to simplify the arithmetic processing, the processing of step 807 of FIG. 18 and the processing of step 809 of FIG. It is also possible to execute only the calculation and determination processing of.

【0105】以上説明した本実施形態(2)の触媒早期
暖機制御異常診断では、前記実施形態(1)の触媒早期
暖機制御異常診断に比べて異常診断の演算処理を簡略化
しながら、触媒早期暖機制御システムの異常発生時に、
排出ガス昇温系の異常なのか二次空気導入系の異常なの
かを特定することができる。
In the catalyst early warm-up control abnormality diagnosis of the present embodiment (2) explained above, the catalyst early warm-up control abnormality diagnosis of the embodiment (1) is simplified while the operation process of the abnormality diagnosis is simplified. When an error occurs in the early warm-up control system,
It is possible to identify whether the exhaust gas temperature raising system is abnormal or the secondary air introducing system is abnormal.

【0106】尚、上記各実施形態(1),(2)では、
1つのパラメータ(吸入空気量積算値GASM)のみに
基づいて各ベース値B1WHSM〜B3WHSM、B1CNT 〜B
CN T を補正して判定値K1WHSM〜K3WHSM、K1CNT
〜K3CNT を求めるようにしたが、複数のパラメータに
よってベース値B1WHSM〜B3WHSM、B1CNT 〜B3
CNT を補正して判定値K1WHSM〜K3WHSM、K1CNT
K3CNT を求めるようにしても良い。この場合は、図1
2〜図17のマップ等から算出した複数の補正係数を掛
け合わせたり、或は、複数のパラメータを変数とするマ
ップ又は数式を作成して、そのマップ又は数式から補正
係数を算出するようにしても良い。
In each of the above embodiments (1) and (2),
Only for one parameter (intake air amount integrated value GASM)
Based on each base value B1WHSM~ B3WHSM, B1CNT~ B
ThreeCN TTo correct the judgment value K1WHSM~ K3WHSM, K1CNT
~ K3CNTI tried to find
Therefore, the base value B1WHSM~ B3WHSM, B1CNT~ B3
CNTTo correct the judgment value K1WHSM~ K3WHSM, K1CNT~
K3CNTMay be asked. In this case,
2 to multiply a plurality of correction coefficients calculated from the map of FIG.
Or a parameter that uses multiple parameters as variables.
Create a formula or formula and correct it from the map or formula
The coefficient may be calculated.

【0107】また、上記各実施形態(1),(2)で
は、各ベース値B1WHSM〜B3WHSM、B1CNT 〜B3
CNT を補正係数CWHSM、CCNT で補正して判定値K1
WHSM〜K3 WHSM、K1CNT 〜K3CNT を求めるようにし
たが、始動から空燃比センサ23が活性化するまでのヒ
ータ電力積算値WHSMや始動後経過時間カウンタCN
Tのカウント値を補正係数CWHSM、CCNT で補正するよ
うにしても良い。この場合は、ベース値B1WHSM〜B3
WHSM、B1CNT 〜B3CNT をそのまま判定値K1WHSM
K3WHSM、K1CNT 〜K3CNT として用いれば良い。
In each of the above embodiments (1) and (2),
Is each base value B1WHSM~ B3WHSM, B1CNT~ B3
CNTIs the correction coefficient CWHSM, CCNTCorrected with the judgment value K1
WHSM~ K3 WHSM, K1CNT~ K3CNTAsking for
However, from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23,
Data accumulated power value WHSM and elapsed time counter CN after start
Correction value C for the count value of TWHSM, CCNTI will correct it with
You can do it. In this case, the base value B1WHSM~ B3
WHSM, B1CNT~ B3CNTIs the judgment value K1WHSM~
K3WHSM, K1CNT~ K3CNTIt can be used as

【0108】また、上記各実施形態(1),(2)で
は、始動から空燃比センサ23が活性化するまでの経過
時間CNTとヒータ電力積算値WHSMを測定したが、
始動後に空燃比センサ23の素子インピーダンスZdc
が所定値(例えば100Ω)以下に低下してから活性判
定値(例えば40Ω)に低下するまでの経過時間CNT
とヒータ電力積算値WHSMを測定し、この経過時間C
NTとヒータ電力積算値WHSMをそれぞれ判定値と比
較して、触媒早期暖機制御システムの異常診断を行うよ
うにしても良い。このようにすれば、始動当初の空燃比
センサ23の温度(素子インピーダンスZdc)が異な
っていても、空燃比センサ23の活性化に要する時間C
NTとヒータ電力積算値WHSMを常に同じ条件で測定
することができ、異常診断精度を向上することができ
る。
Further, in each of the above embodiments (1) and (2), the elapsed time CNT from the start to the activation of the air-fuel ratio sensor 23 and the heater power integrated value WHSM are measured.
After starting, the element impedance Zdc of the air-fuel ratio sensor 23
Elapsed time CNT from when the value falls below a predetermined value (for example, 100Ω) to when it drops to the activity determination value (for example, 40Ω)
And heater power integrated value WHSM are measured, and this elapsed time C
It is also possible to compare NT and the heater electric power integrated value WHSM with the respective judgment values to make an abnormality diagnosis of the catalyst early warm-up control system. In this way, even if the temperature (element impedance Zdc) of the air-fuel ratio sensor 23 at the beginning of starting is different, the time C required for activation of the air-fuel ratio sensor 23 is increased.
NT and the heater power integrated value WHSM can always be measured under the same conditions, and the abnormality diagnosis accuracy can be improved.

【0109】また、始動後にエンジン運転状態がある程
度安定するまで暫く待ってから点火時期遅角制御等の触
媒早期暖機制御が開始されることを考慮して、始動後に
点火時期遅角制御等の触媒早期暖機制御が開始されてか
ら空燃比センサ23の素子インピーダンスZdcが活性
判定値(例えば40Ω)に低下するまでの経過時間CN
Tとヒータ電力積算値WHSMを測定し、この経過時間
CNTとヒータ電力積算値WHSMをそれぞれ判定値と
比較して、触媒早期暖機制御システムの異常診断を行う
ようにしても良い。このようにすれば、触媒早期暖機制
御が開始される前のエンジン運転状態のばらつきの影響
を受けずに、触媒早期暖機制御による空燃比センサ23
の活性化の進み具合を精度良く判定することができ、異
常診断精度を向上することができる。
Further, considering that the catalyst early warm-up control such as the ignition timing retard control is started after waiting for a while until the engine operating condition is stabilized to some extent after the start, the ignition timing retard control after the start is performed. Elapsed time CN from when the catalyst early warm-up control is started until the element impedance Zdc of the air-fuel ratio sensor 23 decreases to the activation determination value (for example, 40Ω)
It is also possible to measure T and the heater power integrated value WHSM, and compare the elapsed time CNT and the heater power integrated value WHSM with the respective judgment values to make an abnormality diagnosis of the catalyst early warm-up control system. With this configuration, the air-fuel ratio sensor 23 based on the catalyst early warm-up control is not affected by the variation in the engine operating state before the catalyst early warm-up control is started.
It is possible to accurately determine the progress of the activation of, and it is possible to improve the accuracy of abnormality diagnosis.

【0110】また、上記各実施形態(1),(2)で
は、触媒22の上流側に設置した空燃比センサ23の活
性化の進み具合を判定することで、触媒早期暖機制御シ
ステムの排出ガス昇温系と二次空気導入系の異常の有無
を診断するようにしたが、触媒22の下流側に排出ガス
の酸素濃度等のガス成分濃度、空燃比、リッチ/リーン
のいずれかを検出する排出ガスセンサを設置したシステ
ムでは、触媒22の下流側の排出ガスセンサの活性化の
進み具合を判定することで、触媒早期暖機制御システム
の排出ガス昇温系と二次空気導入系の異常の有無を診断
するようにしても良い。
Further, in each of the above embodiments (1) and (2), the progress of activation of the air-fuel ratio sensor 23 installed on the upstream side of the catalyst 22 is judged to determine the discharge of the catalyst early warm-up control system. Although the presence or absence of abnormality in the gas temperature raising system and the secondary air introducing system is diagnosed, any one of gas component concentration such as oxygen concentration of exhaust gas, air-fuel ratio, rich / lean is detected on the downstream side of the catalyst 22. In the system in which the exhaust gas sensor is installed, the progress of the activation of the exhaust gas sensor on the downstream side of the catalyst 22 is determined to determine whether the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system of the catalyst early warm-up control system are abnormal. The presence / absence may be diagnosed.

【0111】また、触媒22の上流側と下流側の両方に
排出ガスセンサを設置したシステムでは、上流側の排出
ガスセンサの活性化の進み具合と下流側の排出ガスセン
サの活性化の進み具合を判定して、これら双方の判定結
果から総合的に触媒早期暖機制御システムの排出ガス昇
温系と二次空気導入系の異常診断を行うようにしても良
い。この場合、上流側の排出ガスセンサの活性化の進み
具合と下流側の排出ガスセンサの活性化の進み具合の判
定結果(排出ガスセンサの活性化に要する時間、ヒータ
電力積算値等)の比較又は差によって触媒早期暖機制御
システムの排出ガス昇温系と二次空気導入系の異常診断
を行うようにしても良い。
Further, in a system in which exhaust gas sensors are installed both upstream and downstream of the catalyst 22, the progress of activation of the exhaust gas sensor on the upstream side and the progress of activation of the exhaust gas sensor on the downstream side are determined. Then, the abnormality diagnosis of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system of the catalyst early warm-up control system may be comprehensively performed based on the determination results of both of them. In this case, depending on the comparison or difference between the determination results of the progress of activation of the exhaust gas sensor on the upstream side and the progress of activation of the exhaust gas sensor on the downstream side (time required for activation of the exhaust gas sensor, heater power integrated value, etc.). Abnormality diagnosis of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system of the catalyst early warm-up control system may be performed.

【0112】また、電力制御の期間(200Ω≧素子イ
ンピーダンスZdc>40Ωの期間)中に素子インピー
ダンスZdcの変化率の平均値を算出し、この素子イン
ピーダンスZdcの変化率平均値を判定値と比較して触
媒早期暖機制御システムの排出ガス昇温系と二次空気導
入系の異常診断を行うようにしても良い。
Further, during the power control period (200Ω ≧ element impedance Zdc> 40Ω), the average value of the change rate of the element impedance Zdc is calculated, and the average change rate of the element impedance Zdc is compared with the judgment value. Thus, abnormality diagnosis of the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introducing system of the catalyst early warm-up control system may be performed.

【0113】尚、触媒22の上流側及び/又は下流側に
配置する排出ガスセンサは、空燃比を検出する空燃比セ
ンサに限定されず、排出ガスの酸素濃度等のガス成分濃
度を検出するセンサや、排出ガスのリッチ/リーンを検
出する酸素センサを搭載したシステムに本発明を適用し
て実施することができる。
The exhaust gas sensor arranged on the upstream side and / or the downstream side of the catalyst 22 is not limited to the air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio, but may be a sensor for detecting the gas component concentration such as the oxygen concentration of the exhaust gas. The present invention can be applied to and implemented in a system equipped with an oxygen sensor that detects rich / lean of exhaust gas.

【0114】また、上記各実施形態(1),(2)で
は、排出ガスセンサ(空燃比センサ23)の活性判定を
素子インピーダンスZdcに基づいて行うようにした
が、排出ガスセンサの出力が所定値以上になったか否か
で活性判定を行っても良い。また、排出ガスのリッチ/
リーンを検出する酸素センサの場合は、酸素センサの出
力がリーン出力からリッチ出力に変化したか否かで活性
判定を行っても良い。
In each of the above embodiments (1) and (2), the activation of the exhaust gas sensor (air-fuel ratio sensor 23) is determined based on the element impedance Zdc, but the output of the exhaust gas sensor is equal to or greater than a predetermined value. The activity determination may be made based on whether or not Exhaust gas rich /
In the case of an oxygen sensor that detects lean, the activity determination may be performed depending on whether the output of the oxygen sensor changes from lean output to rich output.

【0115】また、上記各実施形態(1),(2)で
は、触媒早期暖機制御中に二次空気導入装置34のエア
ポンプ37をデューティ制御して二次空気導入量を可変
するようにしたが、二次空気導入量を可変する機能を持
たない簡単な二次空気導入装置を搭載したシステムにも
本発明を適用することができる。
Further, in each of the above embodiments (1) and (2), the air pump 37 of the secondary air introducing device 34 is duty-controlled during the catalyst early warm-up control so that the amount of secondary air introduced can be varied. However, the present invention can be applied to a system equipped with a simple secondary air introducing device that does not have a function of changing the amount of secondary air introduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態(1)を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire engine control system showing an embodiment (1) of the present invention.

【図2】ヒータ制御ルーチンの処理の流れを示すフロー
チャート
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of a heater control routine.

【図3】排出ガス昇温制御ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート
FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow of an exhaust gas temperature raising control routine.

【図4】二次空気導入制御ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート
FIG. 4 is a flowchart showing a processing flow of a secondary air introduction control routine.

【図5】二次空気導入判定ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート
FIG. 5 is a flowchart showing a processing flow of a secondary air introduction determination routine.

【図6】空燃比センサ周辺の排出ガス温度特性を示す図FIG. 6 is a diagram showing an exhaust gas temperature characteristic around an air-fuel ratio sensor.

【図7】触媒早期暖機制御システムの排出ガス昇温系と
二次空気導入系の異常診断方法を説明するための図
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of diagnosing an abnormality in the exhaust gas temperature raising system and the secondary air introduction system of the catalyst early warm-up control system.

【図8】実施形態(1)の触媒早期暖機制御異常診断ル
ーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow of a catalyst early warm-up control abnormality diagnosis routine of the embodiment (1).

【図9】異常判定事前処理ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート
FIG. 9 is a flowchart showing a processing flow of an abnormality determination preprocessing routine.

【図10】異常箇所判定ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート(その1)
FIG. 10 is a flowchart (part 1) showing a processing flow of an abnormal portion determination routine.

【図11】異常箇所判定ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート(その2)
FIG. 11 is a flowchart showing a processing flow of an abnormal point determination routine (No. 2).

【図12】吸入空気量積算値GASMと補正係数CWHSM
との関係を規定するマップを概念的に示す図
FIG. 12 Intake air amount integrated value GASM and correction coefficient C WHSM
Figure that conceptually shows a map that defines the relationship with

【図13】吸入空気量積算値GASMと補正係数CCNT
との関係を規定するマップを概念的に示す図
FIG. 13: Intake air amount integrated value GASM and correction coefficient C CNT
Figure that conceptually shows a map that defines the relationship with

【図14】空燃比積算値と補正係数CWHSM(CCNT )と
の関係を規定するマップを概念的に示す図
FIG. 14 is a diagram conceptually showing a map that defines the relationship between the integrated value of air-fuel ratio and the correction coefficient C WHSM (C CNT ).

【図15】始動時冷却水温と補正係数CWHSM(CCNT
との関係を規定するマップを概念的に示す図
[Fig. 15] Cooling water temperature at start-up and correction coefficient C WHSM (C CNT )
Figure that conceptually shows a map that defines the relationship with

【図16】バルブオーバーラップ量積算値と補正係数C
WHSM(CCNT )との関係を規定するマップを概念的に示
す図
FIG. 16: Valve overlap amount integrated value and correction coefficient C
Figure that conceptually shows the map that defines the relationship with WHSM (C CNT ).

【図17】車速積算値と補正係数CWHSM(CCNT )との
関係を規定するマップを概念的に示す図
FIG. 17 is a diagram conceptually showing a map that defines the relationship between the vehicle speed integrated value and the correction coefficient C WHSM (C CNT ).

【図18】実施形態(2)の触媒早期暖機制御異常診断
ルーチンの処理の流れを示すフローチャート(その1)
FIG. 18 is a flowchart showing a processing flow of a catalyst early warm-up control abnormality diagnosis routine of the embodiment (2) (No. 1).

【図19】実施形態(2)の触媒早期暖機制御異常診断
ルーチンの処理の流れを示すフローチャート(その2)
FIG. 19 is a flowchart showing a processing flow of a catalyst early warm-up control abnormality diagnosis routine of the embodiment (2) (No. 2).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…エンジン(内燃機関)、13…エアフローメー
タ、17…燃料噴射弁、18…点火プラグ、21…排気
管(排気通路)、22…触媒、23…空燃比センサ(排
出ガスセンサ)、24…センサ素子、25…ヒータ、2
6…センサ制御回路、27…サブマイコン、28…エン
ジン制御回路(異常診断手段,センサ活性判定手段)、
34…二次空気導入装置、35…二次空気導入管。
11 ... Engine (internal combustion engine), 13 ... Air flow meter, 17 ... Fuel injection valve, 18 ... Spark plug, 21 ... Exhaust pipe (exhaust passage), 22 ... Catalyst, 23 ... Air-fuel ratio sensor (exhaust gas sensor), 24 ... Sensor Element, 25 ... heater, 2
6 ... Sensor control circuit, 27 ... Sub-microcomputer, 28 ... Engine control circuit (abnormality diagnosis means, sensor activity determination means),
34 ... Secondary air introducing device, 35 ... Secondary air introducing pipe.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 摩島 嘉裕 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 岡 達也 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 前地 英幸 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 堤 昌之 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3G084 AA03 BA09 BA13 BA23 BA25 CA02 DA10 DA31 DA33 EB11 FA07 FA10 FA20 FA26 FA27 FA29 FA33 FA38 3G091 AB01 BA02 BA22 BA27 BA29 CA22 CA23 CA24 DC01 EA01 EA05 EA07 EA34 HA36    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yoshihiro Majima             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO (72) Inventor Tatsuya Oka             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO (72) Inventor Hideyuki Maechi             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO (72) Inventor Masayuki Tsutsumi             1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi stock market             Inside the company DENSO F-term (reference) 3G084 AA03 BA09 BA13 BA23 BA25                       CA02 DA10 DA31 DA33 EB11                       FA07 FA10 FA20 FA26 FA27                       FA29 FA33 FA38                 3G091 AB01 BA02 BA22 BA27 BA29                       CA22 CA23 CA24 DC01 EA01                       EA05 EA07 EA34 HA36

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排出ガス浄化用の触媒の暖機
を促進する触媒早期暖機制御システムの異常の有無を診
断する内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断
装置であって、 前記触媒早期暖機制御システムは、内燃機関の排出ガス
温度を排出ガス中のリッチ成分が前記触媒上流側の排気
通路内で後燃え可能な排出ガス温度に昇温する排出ガス
昇温系と、前記後燃えを発生させるための二次空気を前
記触媒上流側の排気通路内に導入する二次空気導入系と
を有し、 前記二次空気の導入部付近又はそれよりも下流側の排気
通路に設けられて排出ガスの酸素濃度等のガス成分濃
度、空燃比、リッチ/リーンのいずれかを検出する排出
ガスセンサと、 内燃機関の始動後に前記排出ガスセンサの活性化の進み
具合を判定するセンサ活性判定手段と、 前記センサ活性判定手段で判定した前記排出ガスセンサ
の活性化の進み具合に基づいて前記触媒早期暖機制御シ
ステムの異常の有無を判定する異常診断手段とを備えて
いることを特徴とする内燃機関の触媒早期暖機制御シス
テムの異常診断装置。
1. An abnormality diagnosing device for a catalyst early warm-up control system for an internal combustion engine for diagnosing whether or not there is an abnormality in the catalyst early warm-up control system for promoting warm-up of a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, The catalyst early warm-up control system, an exhaust gas temperature raising system that raises the exhaust gas temperature of an internal combustion engine to an exhaust gas temperature at which a rich component in the exhaust gas can be post-combusted in the exhaust passage on the upstream side of the catalyst, And a secondary air introduction system for introducing secondary air for generating the afterburn into the exhaust passage on the catalyst upstream side, and an exhaust passage near the introduction portion of the secondary air or on the downstream side thereof. An exhaust gas sensor installed in the engine for detecting gas component concentration such as oxygen concentration of exhaust gas, air-fuel ratio, or rich / lean, and sensor activity for determining the progress of activation of the exhaust gas sensor after starting the internal combustion engine Judgment means And an abnormality diagnosis means for determining whether or not there is an abnormality in the catalyst early warm-up control system based on the progress of activation of the exhaust gas sensor determined by the sensor activity determination means. Abnormality diagnostic device for catalyst early warm-up control system of engine.
【請求項2】 前記異常診断手段は、前記触媒早期暖機
制御システムの異常有りと判定する場合に、前記排出ガ
スセンサの活性化の進み具合と前記排出ガスセンサの出
力又はその出力に相関するパラメータとを用いて前記排
出ガス昇温系の異常と前記二次空気導入系の異常とを判
別することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の触
媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
2. The abnormality diagnosis means, when determining that there is an abnormality in the catalyst early warm-up control system, the progress of activation of the exhaust gas sensor and the output of the exhaust gas sensor or a parameter correlated with the output. The abnormality diagnosis device for the catalyst early warm-up control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein an abnormality in the exhaust gas temperature raising system and an abnormality in the secondary air introduction system are discriminated using.
【請求項3】 前記センサ活性判定手段は、前記排出ガ
スセンサの活性化の進み具合を、該排出ガスセンサが活
性化するまでの時間又はそれに相関するパラメータを用
いて判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の
内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置。
3. The sensor activity determining means determines the progress of activation of the exhaust gas sensor by using a time until the exhaust gas sensor is activated or a parameter correlated therewith. 3. An abnormality diagnostic device for a catalyst early warm-up control system for an internal combustion engine according to 1 or 2.
【請求項4】 前記排出ガスセンサは、活性化を促進す
るヒータを内蔵し、 前記センサ活性判定手段は、前記排出ガスセンサの活性
化の進み具合を、該排出ガスセンサが活性化するまでの
前記ヒータの消費電力積算値又はそれに相関するパラメ
ータを用いて判定することを特徴とする請求項1乃至3
のいずれかに記載の内燃機関の触媒早期暖機制御システ
ムの異常診断装置。
4. The exhaust gas sensor has a built-in heater that promotes activation, and the sensor activity determination means determines the progress of activation of the exhaust gas sensor until the exhaust gas sensor is activated. 4. The determination is performed by using an integrated power consumption value or a parameter correlated therewith.
An abnormality diagnostic device for a catalyst early warm-up control system for an internal combustion engine according to any one of 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012117370A (en) * 2010-11-29 2012-06-21 Toyota Motor Corp Secondary air supply device
US20140020367A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Kia Motors Corporation Vehicle having system and method of diagnosing secondary air injection apparatus
DE102005005533B4 (en) * 2004-03-25 2016-05-19 Denso Corporation Drive device for a secondary air injection system
CN114542251A (en) * 2022-03-18 2022-05-27 潍柴动力股份有限公司 Electrical heating catalyst carrier resistance fault diagnosis method and system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005005533B4 (en) * 2004-03-25 2016-05-19 Denso Corporation Drive device for a secondary air injection system
JP2012117370A (en) * 2010-11-29 2012-06-21 Toyota Motor Corp Secondary air supply device
US20140020367A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Kia Motors Corporation Vehicle having system and method of diagnosing secondary air injection apparatus
US9097165B2 (en) * 2012-07-20 2015-08-04 Hyundai Motor Company Vehicle having system and method of diagnosing secondary air injection apparatus
CN114542251A (en) * 2022-03-18 2022-05-27 潍柴动力股份有限公司 Electrical heating catalyst carrier resistance fault diagnosis method and system
CN114542251B (en) * 2022-03-18 2023-01-20 潍柴动力股份有限公司 Electrical heating catalyst carrier resistance fault diagnosis method and system

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