JP2004011585A

JP2004011585A - ２次空気供給装置

Info

Publication number: JP2004011585A
Application number: JP2002168843A
Authority: JP
Inventors: Shigemasa Hirooka; 広岡　重正; ▲吉▼岡　衛; Mamoru Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: US6918245B2; JP3726781B2; US20040011027A1

Abstract

【課題】構成部品の異常を正確に判定することが可能で、動作不良の検出も可能とした２次空気供給装置を提供する。
【解決手段】エアポンプ作動中に開閉手段（ＡＳＶ）の開閉状態を切り替え、エアポンプとＡＳＶの間に配置した圧力センサで検出した該開閉前後の圧力値（Ｐ１、Ｐ２）および圧力変動値（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいて各構成部品の異常を検出する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気系に配置される排気浄化装置の上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置に関し、特に、その構成部品の異常検出が可能な２次空気供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気浄化装置として、排気系に三元触媒を配置し、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ成分を低減して浄化を図る装置が知られている。さらに、排気管に接続された開閉弁を有する２次空気供給通路にエアポンプから空気を圧送することで、排気管内に２次空気を供給して酸素濃度を高くして、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化させることにより排気ガスの浄化を促進する技術が知られている。
【０００３】
このような２次空気供給装置において、エアポンプや開閉弁といった構成部品に以上が生じると、排気ガスの浄化効率が低下してしまい、エミッションが悪化するため、その異常を早期に判定する必要がある。そこで、この種の異常を検出する技術として、特開平９−２１３１２号公報や特開平９−１２５９４５号公報に開示されている技術が知られている。
【０００４】
前者は、２次空気供給通路のエアポンプと開閉弁との間に圧力センサを配置し、検出した圧力値を基にして２次空気供給装置の異常を検出するものである。また、後者は、２次空気供給通路に圧力センサを配置し、検出した圧力脈動の最大値と最小値との差を基にして２次空気供給装置の異常を検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの技術によれば２次空気供給装置自体の異常は検出しうるが、構成部品のいずれが異常であるかを正確に判定することが難しい。さらに、構成部品が正常には機能していない場合でも、圧力値、圧力脈動が正常値を示す動作不良（例えば、配管の詰まり等）の場合には異常検出ができない。
【０００６】
そこで本発明は、構成部品の異常を正確に判定することが可能で、動作不良の検出も可能とした２次空気供給装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る２次空気供給装置は、内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、この２次空気供給通路上に配置されるエアポンプと、エアポンプ下流に配置されて２次空気供給通路の開閉状態を切り替える開閉手段と、開閉手段の下流に配置される逆止弁とを備える２次空気供給装置であって、エアポンプと開閉手段の間に配置される圧力センサと、圧力センサによって検出したエアポンプ作動中における開閉弁の開閉を切り替えた際の切替前と切替後それぞれの圧力値とその圧力差を基にして構成部品の異常を検出する異常検出部と、をさらに備えているものである。
【０００８】
あるいは、本発明に係る２次空気供給システムは、多気筒内燃機関の１つないし複数の気筒に対応して設けられた複数の排気系上にそれぞれ配置された排気浄化装置の上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置であって、共通の主通路と、主通路より下流側で分岐されて排気系の各々に連なる複数の分岐通路と、主通路上に配置されるエアポンプと、分岐通路のそれぞれに配置されて各分岐通路の開閉状態を切り替える開閉手段と、各開閉手段の下流側の分岐通路上にそれぞれ配置されている逆止弁と、を備えている２次空気供給装置において、エアポンプ下流の主通路上に配置される圧力センサと、エアポンプ作動中に各開閉手段の開閉状態を１つずつ切り替え、切替前と各切替後のそれぞれの圧力値と各圧力差を基にして構成部品の異常を検出する異常検出部と、をさらに備えているものである。
【０００９】
本発明では、従来技術のようにある状態における圧力値、圧力変動値を基にして判定を行うのではなく、エアポンプ作動中の開閉手段の開閉状態の切り替え前後におけるエアポンプ下流側の圧力値（望ましくは時間平均値）を検出し、圧力値および各圧力値の差を求め、これを基に構成部品の異常を検出している。各故障モードによってエアポンプ下流側の圧力挙動は異なり、開閉手段切替え前後の圧力値および圧力差の組み合わせが異なってくる。したがって、前後の圧力挙動を検出することで故障モードを特定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明に係る２次空気供給装置の第１の実施形態の構成を示す概略図である。この２次空気供給装置１は、内燃機関である多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ。）２に取り付けられるものである。ここで、エンジン２には吸気管２０と排気管２１とが接続されており、吸気管２０には、スロットル２４が配置され、吸気フィルタ２５に接続されている。吸気フィルタ２５とスロットル２４の間には、空気量（１次空気量）を測定するためのエアフローメータ２６が配置されている。一方、排気管２１下流には、三元触媒からなる排気浄化装置２２が配置されており、排気浄化装置の上流と下流の双方に排気中の酸素濃度を検知するためのＯ_２センサ３１、３２が配置されている。なお、Ｏ_２センサに代えて、Ａ／Ｆセンサ、リニアＯ_２センサを用いてもよい。
【００１２】
２次空気供給装置１は、吸気管２０の吸気フィルタ２５とスロットル２４との間の位置と排気管２１のエンジン２と上流側Ｏ_２センサ３１との間を接続する２次空気供給通路１１を備えており、この２次空気供給通路１１上に吸気管２０側から電気モータ駆動式のエアポンプ（ＡＰ）１２、エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）１３、逆止弁であるリード弁（ＲＶ）１４が配置される。そして、ＡＰ１２とＡＳＶ１３との間に圧力センサ１５が配置されている。このＡＳＶ１３には、吸気管２０のスロットル２４下流から延びる配管１６が接続されており、この配管１６上には三方弁１７が配置されている。三方弁１７の他のポートは、配管１８、フィルタ１９を介して外気へと接続されている。
【００１３】
２次空気供給装置１の動作を制御する制御装置１０には、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ２３と相互に情報をやりとりできるよう接続されているほか、圧力センサ１５、Ｏ_２センサ３１、３２の出力信号が入力されるとともに、ＡＰ１２のモータ駆動と三方弁１７の作動を制御する。なお、制御装置１０は、エンジンＥＣＵ２３の一部をなしていてもよい。
【００１４】
この２次空気供給装置１は、主として冷間始動時等の燃料濃度が高く、空燃比（Ａ／Ｆ）が小さく、かつ、排気浄化装置２２が充分に昇温しておらずその機能が充分に発揮されにくい状態において、制御装置１０が三方弁１７を制御して、配管１６を吸気管２０側へと接続して吸気管２０内の負圧をＡＳＶ１３に導く。これにより、ＡＳＶ１３を開制御するとともに、ＡＰ１２を駆動させることで、エアフィルタ２５を通過した空気の一部を２次空気供給通路１１を介して排気管２１内に導く２次空気供給を行うことで、排気中の酸素濃度を上昇させて、そのＡ／Ｆを上げ、排気中のＨＣ、ＣＯの排気管２１における２次燃焼を促して排気の浄化を図るとともに、排気温度を上昇させることで排気浄化装置（三元触媒）２２の昇温を促進することによりエミッションの悪化を抑制する。なお、ＡＳＶ１３と三方弁１７の組み合わせに代えて、ＡＳＶ１３部分に直接、電磁弁を使用することもできる。
【００１５】
この２次空気供給装置１においては、構成部品すなわち、ＡＰ１２、ＡＳＶ１３の異常を検出する機能を備えていることを特徴とする。具体的には、制御装置１０が、２次空気供給通路１１上に配置される圧力センサ１５で検出される圧力挙動に基づいて構成部品の異常検出を行う。以下、この異常検出の処理ルーチンについて詳細に説明する。
【００１６】
図２は、２次空気供給（ＡＩ）システム作動前から停止後に至るまでの圧力センサ１５の圧力変化の各構成部品の作動状態に応じた差異を表すタイムチャートである。図３〜図５は、異常検出の処理フローであって、図３が検出のメイン処理のフローチャートであり、図４はＡＩシステムＯＦＦ時の圧力検出処理を示すフローチャートであり、図５が異常判定処理を示すフローチャートである。
【００１７】
この処理は基本的に制御装置１０によって行われるものであり、図３の処理はエンジン始動後、ＸＳＴＥＰ３に１が設定されるまで、つまり異常検出に使用するＡＩシステムＯＮ時とＯＦＦ時の圧力検出処理を終了するまで繰り返し実行される。図４の処理は図３のメイン処理から呼び出される。図５の異常判定処理は、ＸＳＴＥＰ３に１が設定されて図３の処理が終了した後に、図３、図４の処理で検出した圧力値を基にして引き続き一回だけ実行されるものである。
【００１８】
まず、図３に示されるメイン処理から説明する。ステップＳ１０１では、圧力センサ１５の出力値である圧力値Ｐを取り込み、続くステップＳ１０２で過去の所定期間における出力値との時間平均値であるＰｍを算出する。こうして求めた時間平均値を基にして異常判定を行うことで、圧力脈動の影響を受けずに正確な異常検出を行うことができる。
【００１９】
ステップＳ１０３では、ＡＩ実行条件が成立しているか否かをチェックする。この実行条件は、エンジンＥＣＵ２３から送られるエンジン冷却水温、吸気温、始動経過時間、バッテリー電圧、負荷条件等により決定される。ここで、ＡＩ実行条件が不成立の場合で、ＡＩを実行する必要がないと判定した場合には、後述するステップＳ１５０へと移行する。なお、ＡＩ実行条件が未成立にすぎず、後にＡＩを実行する必要がある場合には、条件を満たすまでステップＳ１０３で待機する。ＡＩ実行条件が成立している場合には、ステップＳ１０４へと移行する。
【００２０】
ステップＳ１０４では、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値を０にリセットし、ＡＩ＿ＯＮカウンタの値を１増加させる。ここで、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタ、ＡＩ＿ＯＮカウンタは、それぞれＡＩ停止後、ＡＩ作動中の継続タイムステップ数を表すカウンタ値である。そして、ＡＳＶ１３を開弁制御し（ステップＳ１０５）、ＡＰ１２に対し、作動を指示する（ステップＳ１０６）。ＡＳＶ１３の開弁指示により、三方弁１７は、配管１６を吸気管２０側へと接続し、吸気管２０内の負圧をＡＳＶ１３に導く。これにより、ＡＳＶ１３は閉状態の場合には開状態に切り替えられる。そして、ＡＰ１２を作動させることで、２次空気供給通路１１を介してエアフィルタ２５を通過した空気の一部が排気管２１内に導かれる２次空気供給が行われる。
【００２１】
ステップＳ１０７では、ＡＩが作動中の異常検出条件が成立しているか否かをチェックする。この異常検出条件とは、ＡＩ実行から所定の時間が経過してＡＰ１２の作動が安定した状態にあり、エンジン２の回転数、負荷や車両の車速条件からエンジンがアイドル状態にある等、異常検出が容易な状態にある条件を指す。異常検出条件が満たされている場合には、供給制御時の圧力挙動を検出するためステップＳ１０８へと移行する。異常検出条件が満たされていない場合には、その後の処理をスキップして終了する。
【００２２】
ステップＳ１０８では、ＡＩ作動時の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ１の値が検出未了である０であるか否かを判定する。検出未了である０の場合にのみ、検出を行うため、ステップＳ１０９へと移行し、検出完了を示す１の場合にはその後の処理をスキップして終了する。ステップＳ１０９では、まずステップＳ１０２で求めた圧力平均値Ｐｍを判定する。ＡＰ１２が正常に機能していれば、図２に示されるように、圧力平均値Ｐｍは増大するはずである。そこで、Ｐｍが所定の閾値Ｐ１を上回った場合には、ステップＳ１２０へと移行し、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２正常を示す値１を設定する。
【００２３】
図２に示されるようにＡＰ１２のＯＦＦ故障とＡＳＶ１３の閉故障が同時に発生しているか、圧力センサ１５が故障している場合、閉塞等の異常が起こっている場合には、圧力平均値Ｐｍは増大しないか、増大量が少ないはずである。そこで、Ｐｍが０以上Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１２１へと移行し、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２の正常・異常が判別できないことを示す値０を設定する。
【００２４】
図２に示されるようにＡＰ１２が停止しているが、ＡＳＶ１３は正常に機能している場合には、排気管２１側の負圧が伝えられるため、圧力平均値Ｐｍは負になる。そこで、Ｐｍが負である場合には、ステップＳ１２２へと移行し、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２が停止していることを示す値−１を設定する。
【００２５】
ステップＳ１２０、Ｓ１２１、Ｓ１２２でＡＩ判定フラグＦ１の値をセットした後はステップＳ１３０へと移行してＡＩ作動時の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ１に１をセットし、作動時の圧力Ｐｍを変数Ｐｏｐへと格納して（ステップＳ１３１）処理を終了する。
【００２６】
ステップＳ１０３でＡＩ実行条件が成立しないと判定された場合には、ステップＳ１５０へと移行しＡＩのＯＦＦ時の圧力検出処理を実行して終了する。
【００２７】
このＡＩがＯＦＦ時の圧力検出処理は、図４に示されるように、まず、ステップＳ２０１でＡＩ＿ＯＮカウンタの値を０にリセットし、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値を１増加させる。続いて、ステップＳ２０２では、ＡＳＶ１３を閉弁制御する。ＡＳＶ１３の閉弁指示により、三方弁１７は、配管１６を通路１８側へと接続し、フィルタ１９を介して外気をＡＳＶ１３に導く、これにより、ＡＳＶ１３は開状態の場合には閉状態に切り替えられる。
【００２８】
続く、ステップＳ２０３では、ＡＩ作動時の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ１の値をチェックする。ここで、ＸＳＴＥＰ１の値が１以外、具体的には初期値０の場合には、ＡＩ作動時の圧力検出がなされていない場合、例えば、始動直後のＡＩ実行前の状態では、ＡＩ作動後の圧力検出処理条件を満たさないとして、ステップＳ２５０へと移行し、ＡＰ１２の作動停止を指示し、その後の処理をスキップして終了する。
【００２９】
ＸＳＴＥＰ１の値が１、つまり、ＡＩ作動時の圧力検出が終了している場合には、ステップＳ２０４へと移行し、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値と閾値Ｔ２とを比較する。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ２以下の場合には、ステップＳ２０５へ移動し、ＡＰ１２の作動継続を指示する。続く、ステップＳ２０６では、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値と閾値Ｔ３とを比較する。ここで、Ｔ２＞Ｔ３である。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ３以下の場合には、ＡＳＶ１３閉止直後でＡＰ１２の吐出圧が安定していない可能性があるため、その後の処理をスキップして終了する。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ３を超えている場合には、ＡＳＶ１３閉止後十分に時間が経過し、ＡＰ１２の吐出圧が安定していると判定し、ステップＳ２０７へと移行する。ステップＳ２０７では、ＡＩ停止直後の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ２の値が検出未了である０であるか否かを判定する。検出未了である０の場合にのみ、検出を行うため、ステップＳ２０８へと移行し、検出完了を示す１の場合には、その後の処理をスキップして終了する。
【００３０】
ステップＳ２０８では、Ｐｍの値を閾値Ｐ２と比較する。ここでＰ２＞Ｐ１の関係にある。ＰｍがＰ２を上回っている場合には、図２に示されるように、ＡＰ１２作動、ＡＳＶ１３閉止の状態（ＡＳＶ１３の閉故障を含む。）にあると判定し、ステップＳ２０９でＡＩ判定フラグＦ２にこの状態を示す１を設定する。一方、ＰｍがＰ２以下の場合には、ＡＳＶ１３が開状態か、ＡＰ１２が不作動か、圧力センサ１５が異常の状態にあると判定し、ステップＳ２１０でＡＩ判定フラグＦ２にこの状態を示す０を設定する。
【００３１】
ステップＳ２０９、Ｓ２１０でＡＩ判定フラグＦ２を設定した後はステップＳ２１１へと移行し、ＡＰ１２作動中のＡＳＶ１３閉弁制御時の圧力Ｐｍを変数Ｐｃｌへと格納して（ステップＳ２１１）、ＰｏｐとＰｃｌの差分を求めることでＡＰ１２作動中のＡＳＶ１３開閉切替え時の圧力変動量ΔＰを求める（ステップＳ２１２）。
【００３２】
続く、ステップＳ２１３では、このΔＰの値を判定する。ＡＰ１２作動中にＡＳＶ１３の開閉切替えが正常に行われた場合には、下流側が閉止されることで図２に示されるように、ＡＳＶ１３閉止に伴って圧力値が上昇するはずである。そこで、ΔＰが所定の閾値ΔＰ１より大きい場合、つまりＡＳＶ１３の開閉切替制御に伴う圧力変動が大きい場合には、ステップＳ２１４へと移行し、ＡＩ判定フラグＦ３にこの状態を示す１を設定する。
【００３３】
一方、開閉切替制御にかかわらずＡＳＶ１３の作動状態が変化しない場合には、開閉前後の圧力変動ΔＰはほとんどないはずである。そこで、ΔＰがΔＰ１より小さい所定の閾値ΔＰ２より小さい場合には、ステップＳ２１５へと移行してＡＩ判定フラグＦ３にこの状態を示す０を設定する。
【００３４】
また、閉止制御によりＡＳＶ１３自体は閉止状態へと切り替えられているが２次空気供給通路１１に詰まりがあるような場合には、小さいものの圧力変動が生ずるはずである。そこで、ΔＰ２≦ΔＰ≦ΔＰ１の場合には、ステップＳ２１６へと移行してＡＩ判定フラグＦ３にこの状態を示す−１を設定する。ステップＳ２１４〜Ｓ２１６の処理終了後はステップＳ２１８へと移行してＡＩ停止直後の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ２に１をセットして処理を終了する。
【００３５】
一方、ステップＳ２０４でＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ２を超えていた場合には、ステップＳ２６０へ移動し、ＡＰ１２の作動停止を指示する。ステップＳ２６１では、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値と閾値Ｔ４とを比較する。ここで、Ｔ４＞Ｔ２である。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ４以下の場合には、ＡＰ１２の停止指示直後で配管１１内の圧力が安定していない可能性があるため、その後の処理をスキップして終了する。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ４を超えている場合には、ＡＰ１２の停止後十分に時間が経過し、配管１１内の圧力が安定していると判定し、ステップＳ２６２へと移行する。
【００３６】
ステップＳ２６２では、ＡＩ停止直後の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ２の値が検出完了を示す１であるか否かを判定する。検出未了を示す０の場合には、ＡＩ完全停止後の圧力検出終了条件が満たされていないとしてその後の処理をスキップして処理を終了する。
【００３７】
ステップＳ２６２でＸＳＴＥＰ２の値が検出完了を示す１であった場合には、ステップＳ２６３へと移行して圧力値Ｐｍが０か否かを判定する。ＡＰ１２停止、ＡＳＶ１３閉の場合（圧力センサ１５異常時を含む）には、Ｐｍは略０となるかから、この場合には、ステップＳ２６４へと移行してＡＩ判定フラグＦ４にこの状態を示す１を設定する。一方、圧力値Ｐｍが０以外の場合には、ＡＰ１２が作動中か、ＡＳＶ１３が開状態であることを示すからこの場合には、ステップＳ２６５へと移行してＡＩ判定フラグＦ４にこの状態を示す０を設定する。ステップＳ２６４、Ｓ２６５終了後は、いずれの場合もステップＳ２６６でＡＩ完全停止後の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ３の値に１をセットして処理を終了する。
【００３８】
以上の処理によってＡＩ判定フラグＦ１〜Ｆ４に作動状態に応じたフラグ値がセットされる。このとき、各フラグの値と各構成部品の正常、異常との対応は表１の通りである。
【表１】

【００３９】
図５に示される異常判定処理はこの表に基づいて各フラグの値から異常の起きている構成部品を特定するものである。
【００４０】
まず、ステップＳ３０１では、Ｆ１の値を判定する。Ｆ１の値が１の場合には、ＡＰ１２が正常あるいは常時作動故障状態であるモード１〜６のいずれかであると判定して、ステップＳ３０２へと移行する。Ｆ１の値が−１の場合には、モード７、８のいずれかであると判定して後述するステップＳ３５０へ移行し、Ｆ１の値が０の場合には、残るモード９、１０のいずれかであると判定して後述するステップＳ３６０へと移行する。
【００４１】
ステップＳ３０２では、Ｆ２の値を判定する。Ｆ２の値が１の場合には、ＡＳＶ１３が正常または閉故障状態であるモード１、３、４、６のいずれかであると判定して、ステップＳ３０３へと移行する。Ｆ２の値が０の場合には、ＡＳＶ１３が開故障状態であるモード２、５のいずれかであると判定して後述するステップＳ３１０へと移行する。
【００４２】
ステップＳ３０３では、Ｆ３の値を判定する。Ｆ３の値が１の場合には、ＡＳＶ１３が正常に動作しているモード１、４のいずれかであると判定し、ステップＳ３０４へと移行する。Ｆ３が０の場合には、ＡＳＶ１３が閉故障状態であるモード３、６のいずれかであると判定して、後述するステップＳ３２０へと移行する。また、Ｆ３が−１の場合には、モード１、４のうち、配管につまりがあるモード１’、４’の場合と判定してステップＳ３３０へと移行する。
【００４３】
ステップＳ３０４では、ＡＳＶ正常を示すフラグＸＡＳＶＯＫに１をセットした後、ステップＳ３０５へと移行してＦ４の値を判定する。Ｆ４の値が１の場合には、モード１に該当すると判定し、ステップＳ３０６へと移行してＡＰ正常フラグＸＡＰＯＫとＡＩ正常フラグＸＡＩＯＫにそれぞれ１をセットし、ステップＳ３０７で後述するＡＰ流量の算出・学習処理を行って判定処理を終了する。ステップＳ３０５でＦ４の値が０の場合には、モード４に該当すると判定し、ステップＳ３４０へと移行してＡＰ１２のＯＮ異常フラグＸＦＡＰＯＮに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００４４】
配管に詰まりがあると判定されて、ステップＳ３３０へと移行したら、配管詰まりフラグＸＡＩＪＡＭに１をセットするとともに、ＡＳＶ正常を示すフラグＸＡＳＶＯＫに１をセットした後、ステップＳ３３１へと移行してＦ４の値を判定する。Ｆ４の値が１の場合には、モード１’に該当すると判定し、ステップＳ３３２へと移行してＡＰ正常フラグＸＡＰＯＫに１をセットし、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。ステップＳ３３１でＦ４の値が０の場合には、モード４’に該当すると判定し、ステップＳ３４０へと移行してＡＰ１２のＯＮ異常フラグＸＦＡＰＯＮに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００４５】
モード３、６のいずれかであると判定され、ステップＳ３２０へ移行したら、ＡＳＶ１３の閉故障フラグＸＦＡＳＶＣＬに１をセットし、続いて、ステップＳ３３１へと移行して、Ｆ４の値を判定する。モード３の場合は、Ｆ４の値が１となるから、ステップＳ３３２へと移行して、ＡＰ正常フラグＸＡＰＯＫに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。一方、モード６の場合には、Ｆ４の値が０となるから、ステップＳ３３１からステップＳ３２３へと移行してＡＰ１２のＯＮ異常フラグＸＦＡＰＯＮに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００４６】
モード２、５のいずれかであると判定され、ステップＳ３１０へ移行したら、ＡＳＶ１３の開故障フラグＸＦＡＳＶＯＰに１をセットし、続いて、ステップＳ３３１へと移行してＦ４の値を判定する。モード２の場合は、Ｆ４の値が１となるから、ステップＳ３３２へと移行して、ＡＰ正常フラグＸＡＰＯＫに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。一方、モード５の場合には、Ｆ４の値が０となるから、ステップＳ３３１からステップＳ３２３へと移行してＡＰ１２のＯＮ異常フラグＸＦＡＰＯＮに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００４７】
モード７、８のいずれかであると判定され、ステップＳ３５０へと移行した場合は、ＡＰ１２のＯＦＦ異常フラグＸＦＡＰＯＦＦに１をセットし、続いて、Ｆ４の値を判定する（ステップＳ３５１）。Ｆ４の値が０の場合には、モード８であると判定してステップＳ３５２へと移行し、ＡＳＶ１３の開故障フラグＸＦＡＳＶＯＰに１をセットし、ステップＳ３３１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。Ｆ４の値が１の場合には、モード７であると判定して、ステップＳ３５３へと移行し、ＡＳＶ正常を示すフラグＸＡＳＶＯＫに１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ３０１でＦ１が０と判定された場合には、モード９か１０のいずれかであると判定されるが、圧力センサ１５の値からモード９とモード１０を判別することは困難なため、ステップＳ３６０へと移行して、ＡＳＶ１３の閉故障フラグＸＦＡＳＶＣＬ、ＡＰ１２のＯＦＦ異常フラグＸＦＡＰＯＦＦ、圧力センサ１５の異常フラグＸＦＰＲＥＳＳにそれぞれ１をセットした後、ステップＳ３４１へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００４９】
次に、ステップＳ３１４のＡＰ１２流量の算出・学習処理の詳細を図６、図７を参照して説明する。図６は、ＡＰ１２の吐出圧力と流量の関係を示す線図であり、図７が流量算出・学習処理のフローチャートである。
【００５０】
まず、ステップＳ４０１では、ステップＳ２１１で格納したＡＰ１２作動中かつＡＳＶ１３閉止時の圧力値Ｐｃｌを読み出す。ステップＳ４０２では変数Ｑの値をＱｏｌｄに格納する。続く、ステップＳ４０３では、図６に示されるような吐出圧力−流量線図を予め求めておき、これに基づいてＰｃｌの値から流量Ｑｎｅｗを求める。ステップＳ４０４では、ＱｎｅｗとＱｏｌｄの差の絶対値と閾値ｑとを比較する。閾値ｑより大きい場合のみ、ステップＳ４０５へと移行し、変数ＱをＱｎｅｗで更新する。閾値ｑ以下の場合には、Ｑの値はそのまま維持される（Ｑｏｌｄの値のままとなる）ので、その後の処理をスキップして終了する。
【００５１】
続いて、ステップＳ４０７では、更新した変数Ｑの値を制御装置１０内の例えば、不揮発性メモリ等に格納する。そして、ステップＳ４０８では、２次Ａ／Ｆ補正値を算出（更新）し、ステップＳ４０９で更新した２次Ａ／Ｆ補正値を制御装置１０内の例えば、不揮発性メモリ等に格納して処理を終了する。
【００５２】
この２次空気供給装置においては、以上説明したように、構成部品がどのような故障をしているかを正確に検知することが可能となるので、確実な故障診断が行える。
【００５３】
次に、本発明に係る２次空気供給装置の第２の実施形態について説明する。図８は、この第２の実施形態の２次空気供給装置１ａは、第１の実施形態の２次空気供給装置１と異なり、気筒（シリンダ）をＶ字型に配列したＶ型配列エンジン２ａに取り付けられる点が相違する。
【００５４】
このエンジン２ａの排気系は、同一バンクの気筒各々に接続されている２系統の排気管２１ａ、２１ｂを有し、それぞれに三元触媒からなる排気浄化装置２２ａ、２２ｂが配置されている。各排気浄化装置２２ａ、２２ｂの上流側には、それぞれＯ_２センサ３１ａ、３１ｂが配置されている。各排気管２１ａ、２１ｂは、排気浄化装置２２ａ、２２ｂの下流側で排気管２１ｃに合流される。
【００５５】
２次空気供給装置１ａは、これら２系統の排気管２１ａ、２１ｂのそれぞれに２次空気を供給するために以下の点が上述した２次空気供給装置１と異なる。まず、２次空気供給通路１１は、上流側の主通路１１ｃがＡＰ１２の下流側で２つの分岐通路１１ａ、１１ｂに分岐されてそれぞれ排気管２１ａ、２１ｂに接続されている。各分岐通路１１ａ、１１ｂにはＡＳＶ１３ａ、１３ｂとＲＶ１４ａ、１４ｂが配置されている。また、配管１６も２つに分岐され、各分岐路上に三方弁１７ａ、１７ｂを有している。これらの三方弁１７ａ、１７ｂからはＡＳＶ１３ａ、１３ｂへと配管が接続されている。また、圧力センサ１５は、主通路１１ｃのＡＰ１２の下流に配置されている。
【００５６】
この構成により、三方弁１７ａ、１７ｂを制御することで、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂの開閉を独立して制御することができる。この結果、排気管２１ａ、２１ｂのそれぞれへの２次空気供給のオン、オフを独立して制御することができる。
【００５７】
この２次空気供給装置１ａにおいても、構成部品すなわち、ＡＰ１２、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂの異常を検出する機能を備えている。具体的には、制御装置１０が、２次空気供給通路１１上に配置される圧力センサ１５で検出される圧力挙動に基づいて構成部品の異常検出を行う。以下、この異常検出の処理ルーチンについて詳細に説明する。
【００５８】
図９は、２次空気供給（ＡＩ）システム作動前から停止後に至るまでの圧力センサ１５の圧力変化の各構成部品の作動状態に応じた差異を表すタイムチャートである。図１０〜図１３は、異常検出の処理フローであって、図１０が検出のメイン処理のフローチャートであり、図１１は片バンク作動時の圧力検出処理を示すフローチャートであり、図１２がＡＩ終了後の圧力検出処理を示すフローチャートであり、図１３が異常判定処理を示すフローチャートである。
【００５９】
まず、図１０に示されるメイン処理から説明する。ステップＳ５０１では、圧力センサ１５の出力値である圧力値Ｐを取り込む。このとき、上述したステップＳ１０２の処理と同様に、過去の所定期間における出力値との時間平均値であるＰｍを算出してもよい。
【００６０】
ステップＳ５０２では、ＡＩ実行条件が成立しているか否かをチェックする。この実行条件は、上述したステップＳ１０３の実行条件と同等である。ここで、ＡＩ実行条件が不成立の場合で、ＡＩを実行する必要がないと判定した場合には、後述するステップＳ５３０へと移行する。なお、ＡＩ実行条件が未成立にすぎず、後にＡＩを実行する必要がある場合には、条件を満たすまでステップＳ５０２で待機する。ＡＩ実行条件が成立している場合には、ステップＳ５０３へと移行する。
【００６１】
ステップＳ５０３では、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値を０にリセットし、ＡＩ＿ＯＮカウンタの値を１増加させる。そして、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂを開弁制御し（ステップＳ５０４）、ＡＰ１２に対し、作動を指示する（ステップＳ５０５）。ＡＳＶ１３ａ、１３ｂの開弁指示により、三方弁１７ａ、１７ｂは、吸気管２０内の負圧を配管１６を介してＡＳＶ１３ａ、１３ｂの各々に導く、これにより、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂは閉状態の場合には開状態に切り替えられる。そして、ＡＰ１２を作動させることで、２次空気供給通路１１ａ、１１ｂを介してエアフィルタ２５を通過した空気の一部が排気管２１ａ、２１ｂ内にそれぞれ導かれる２次空気供給が行われる。
【００６２】
ステップＳ５０６では、ＡＩが作動中の異常検出条件が成立しているか否かをチェックする。この異常検出条件も上述したステップＳ１０７の異常検出条件と同等である。異常検出条件が満たされている場合には、供給制御時の圧力挙動を検出するためステップＳ５０７へと移行する。異常検出条件が満たされていない場合には、その後の処理をスキップして終了する。
【００６３】
ステップＳ５０７では、ＡＩ作動時の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ１の値が検出未了である０であるか否かを判定する。検出未了である０の場合には検出を行うため、ステップＳ５０８へと移行し、検出完了を示す１の場合には片バンクＯＮ検出処理（ステップＳ５２０）を行う。この処理の詳細については後述する。
【００６４】
ステップＳ５０８では、まずステップＳ５０１で検出した圧力値Ｐを判定する。具体的には、３つの閾値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３（ここで、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３である。）との関係を判定する。ＡＰ１２が正常に機能していれば、図２に示されるように、圧力値Ｐは増大するはずである。さらに、いずれかのバンク用の分岐通路１１ａ、１１ｂに閉塞（ＡＳＶ１３ａ、１３ｂ、ＲＶ１４ａ、１４ｂの異常を含む）があると、その圧力値Ｐは通路がともに正常な場合より高くなり、両通路ともに異常がある場合には、片方に異常があるときより高い圧力値を示すはずである。
【００６５】
そこで、Ｐが所定の閾値Ｐ１未満の場合には、ステップＳ５０９へと移行し、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２異常を示す値０を設定する。ＰがＰ１以上Ｐ２未満の場合には、ＡＰ１２が作動し、バンクの閉塞がないと判定し、ステップＳ５１０へと移行して、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２作動、バンク閉塞なしを示す値１を設定する。ＰがＰ２以上Ｐ３未満の場合には、ＡＰ１２が作動しているが、片バンクに閉塞があると判定し、ステップＳ５１１へと移行して、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２作動、片バンク閉塞を示す値２を設定する。ＰがＰ３以上の場合には、ＡＰ１２が作動しているが、両バンク閉塞と判定し、ステップＳ５１２へと移行して、ＡＩ判定フラグＦ１にＡＰ１２作動、両バンク閉塞を示す値３を設定する。
【００６６】
ステップＳ５０９〜Ｓ５１２でＡＩ判定フラグＦ１の値をセットした後はステップＳ５１３へと移行してＡＩ作動時（両バンクＯＮ時）の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ１に１をセットし、作動時の圧力Ｐを変数Ｐｔｗｉｎへと格納して（ステップＳ５１４）処理を終了する。
【００６７】
ステップＳ５０２でＡＩ実行条件が成立しないと判定された場合には、ステップＳ５３０へと移行し後述するＡＩ終了後の圧力検出処理を実行して終了する。
【００６８】
次に、ステップＳ５２０の片バンクＯＮ検出処理について説明する。図１１に示されるように、まず、ステップＳ２０１で片バンクＯＮ検出処理の終了フラグＸＳＴＥＰ２の値が未了を示す０か否かを判定する。１の場合には、すでに検出が完了していることを示すからその後の処理をスキップして終了する。０の場合には、続くステップＳ６０２で、ＡＩ＿ＯＮカウンタの値と閾値Ｔ１とを比較する。ＡＩ＿ＯＮカウンタの値が閾値Ｔ１以下の場合には、その後の処理をスキップして処理を終了する。ＡＩ＿ＯＮカウンタの値が閾値Ｔ１を超えている場合には、片バンクを停止させてもエミッションの劣化を抑制できると判定し、ステップＳ６０３へと移行する。
【００６９】
ステップＳ６０３では、ＡＳＶ１３ａのみを閉止制御する。具体的には、三方弁１７ａを切り替えて、ＡＳＶ１３ａにフィルタ１９、配管１８を介して外気を導くことで、ＡＳＶ１３ａの動作を閉止に切り替える（すでに閉止させている場合には閉止を継続する）。続く、ステップＳ６０４では、閉止切り替え指示後ｔｘ経過しているかを判定する。切り替え指示後ｔｘ未満の場合には、切替えから間がなく圧力が安定していない可能性があるため、その後の処理をスキップして終了する。
【００７０】
切り替え指示後ｔｘ以上経過している場合には、ステップＳ６０５へと移行する。ステップＳ６０５では、Ｐの値を判定する。具体的には、前述した閾値Ｐ２、Ｐ３との関係を判定する。Ｐの値がＰ２未満の場合には、ステップＳ６０６へと移行してＡＩ判定フラグＦ２に０を設定する。Ｐの値がＰ２以上Ｐ３未満の場合には、ステップＳ６０７へと移行してＡＩ判定フラグＦ２に１を設定する。Ｐの値がＰ３以上の場合には、ステップＳ６０８へと移行してＡＩ判定フラグＦ２に２を設定する。設定後は、ステップＳ６０９へと移行して片バンクＯＮ制御時の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ２に１をセットする。
【００７１】
続くステップＳ６１０では現在の圧力値Ｐを変数Ｐｓｉｎｇｌｅに格納し、Ｓ６１１では、ステップＳ５１４で求めたＰｔｗｉｎの値との差ΔＰを求める。ステップＳ６１２では、求めたΔＰの値と所定の閾値ΔＰ１とを比較する。
【００７２】
ΔＰがΔＰ１を上回る場合には、配管に詰まりがないとして配管詰まりフラグＸＡＩＪＡＭに０をセットして処理を終了する。ΔＰがΔＰ１以下の場合には、配管に詰まりがある可能性があるので、配管詰まりフラグＸＡＩＪＡＭに１をセットして処理を終了する。
【００７３】
次に、ステップＳ５３０のＡＩ終了後検出処理について説明する。図１２に示されるように、まず、ステップＳ７０１で、ＡＩ＿ＯＮカウンタの値を０にリセットし、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値を１増加させる。次に、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂの両方を閉止制御する。通常は、ＡＳＶ１３ａは閉弁制御ずみであり、ＡＳＶ１３ｂをさらに閉弁させる。具体的には、三方弁１７ｂを切り替えて、ＡＳＶ１３ｂにフィルタ１９、配管１８を介して外気を導くことで、ＡＳＶ１３ｂの動作を閉止に切り替える（すでに閉止させている場合には閉止を継続する）。
【００７４】
続くステップＳ７０３では、片バンクＯＮ検出処理の終了フラグＸＳＴＥＰ２の値が完了を示す１か否かを判定する。０の場合は、ＡＩ終了後検出処理の処理条件を満たしていないとしてその後の処理をスキップして終了する。１の場合には、続くステップＳ７０４で、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値と閾値Ｔ３とを比較する。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ３を超えている場合には、ＡＩ終了後検出処理の処理条件を満たしていないとして、ステップＳ７５０へと移行してＡＰ１２を停止させ、その後の処理をスキップして処理を終了する。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ３以下の場合にはステップＳ７０５へと移行し、ＡＰ１２を作動させる。通常は作動中であるため、作動を継続させることになる。
【００７５】
次のステップＳ７０６では、ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値と閾値Ｔ４とを比較する。ここで、Ｔ４＜Ｔ３の関係がある。ＡＩ＿ＯＦＦカウンタの値が閾値Ｔ４以下の場合には、ＡＩ終了後検出処理の処理条件を満たしていないとして、その後の処理をスキップして処理を終了する。
【００７６】
続くステップＳ７０７では、ＡＩ終了後検出処理の終了フラグＸＳＴＥＰ３の値が未了を示す０か否かを判定する。１の場合はその後の処理をスキップして終了する。０の場合には、続くステップＳ７０８で、圧力値Ｐを判定する。具体的には、前述した閾値Ｐ２、Ｐ３との関係を判定する。Ｐの値がＰ２未満の場合には、ステップＳ７０９へと移行してＡＩ判定フラグＦ３に０を設定する。Ｐの値がＰ２以上Ｐ３未満の場合には、ステップＳ７１０へと移行してＡＩ判定フラグＦ３に１を設定する。Ｐの値がＰ３以上の場合には、ステップＳ７１１へと移行してＡＩ判定フラグＦ３に２を設定する。設定後は、ステップＳ７１２へと移行してＡＩ終了後の圧力検出終了フラグＸＳＴＥＰ３に１をセットする。そして、ステップＳ７１３で現在の圧力値Ｐを変数Ｐｃｌｏｓｅに格納して処理を終了する。
【００７７】
以上の処理によってＡＩ判定フラグＦ１〜Ｆ３に作動状態に応じたフラグ値がセットされる。このとき、各フラグの値と各構成部品の正常、異常との対応は表２の通りである。
【表２】

【００７８】
図１３に示される異常判定処理はこの表に基づいて各フラグの値から異常の起きている構成部品を特定するものである。
【００７９】
まず、ステップＳ８０１では、Ｆ１の値を判定する。Ｆ１の値が０の場合には、ＡＰ１２が作動していないモード１０の状態であると判定し、ステップＳ８５０へ移行する。Ｆ１の値が１の場合には、ＡＰ１２は作動し、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂともに開制御時に開弁しているモード１、２、４、５のいずれかの状態であると判定して、ステップＳ８０２へと移行する。Ｆ１の値が２の場合には、ＡＰ１２は作動し、ＡＳＶ１２ａ、１２ｂのいずれか一方のみが開制御時に閉弁しているモード３、６〜８の状態であると判定し、ステップＳ８２０へと移行する。Ｆ１の値が３の場合には、ＡＰ１２は作動し、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂともに開制御時に閉弁しているモード９の状態であると判定して、ステップＳ８４０へと移行する。
【００８０】
ステップＳ８０２では、Ｆ２の値を判定する。Ｆ２の値が１の場合には、ＡＳＶ１３ａは正常なモード１、２の状態のいずれかであると判定して、ステップＳ８０３へと移行する。Ｆ２の値が０の場合には、ＡＳＶ１３ａが開故障状態であるモード４、５のいずれかであると判定して後述するステップＳ８１５へと移行する。
【００８１】
ステップＳ８０３では、ＡＳＶ１３ａが正常に機能していることを示すフラグＸＡＳＶ１ＯＫに１を設定し、続くステップＳ８０４でＦ３の値を判定する。Ｆ３の値が２の場合には、ＡＳＶ１３ｂも正常に動作しているモード１であると判定し、ステップＳ８０５へと移行する。Ｆ３が１の場合には、ＡＳＶ１３ｂが開故障状態であるモード２の状態であると判定して、後述するステップＳ８１０へと移行する。
【００８２】
ステップＳ８０６では、フラグＸＡＩＪＡＭの設定値を判定する。０の場合には、詰まりがないとしてステップＳ８０７へと移行してＡＩ正常フラグＸＡＩＯＫに１をセットし、ステップＳ８０８でＡＰ流量の算出・学習処理を行って判定処理を終了する。ステップＳ８０６でフラグＸＡＩＪＡＭの設定値が１の場合には、配管に詰まりがあると判定して、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８３】
モード２であると判定され、ステップＳ８１０へ移行した場合には、ＡＳＶ１３ｂの開故障フラグＸＦＡＳＶ２ＯＰに１をセットし、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８４】
モード４、５のいずれかであると判定され、ステップＳ８１５へ移行した場合には、ＡＳＶ１３ａの開故障フラグＸＦＡＳＶ１ＯＰに１をセットし、ステップＳ８１６へと移行して、Ｆ３の値を判定する。Ｆ３が０の場合には、モード５であると判定して、ステップＳ８１０へと移行し、ＡＳＶ１３ｂの開故障フラグＸＦＡＳＶ２ＯＰに１をセットし、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。Ｆ３が１の場合には、モード４であると判定して、ステップＳ８１７へと移行し、ＡＳＶ１３ｂが正常に機能していることを示すフラグＸＡＳＶ２ＯＫに１を設定し、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８５】
モード３、６〜８の状態であると判定されて、ステップＳ８２０へ移行した場合には、Ｆ２の値を判定する。Ｆ２の値が１の場合には、ＡＳＶ１３ａが故障しているモード６〜８の状態のいずれかであると判定して、ステップＳ８２１へと移行する。Ｆ２の値が２の場合には、モード３であると判定してステップＳ８３０へと移行し、ＡＳＶ１３ａが正常に機能していることを示すフラグＸＡＳＶ１ＯＫに１を設定するとともに、ＡＳＶ１３ｂの閉故障フラグＸＦＡＳＶ２ＣＬに１をセットし、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８６】
ステップＳ８２１では、Ｆ３の値を判定する。Ｆ３の値が２の場合には、モード７であると判定してステップＳ８２２へと移行し、ＡＳＶ１３ａの閉故障フラグＸＦＡＳＶ１ＣＬに１をセットし、ステップＳ８１７へと移行して、ＡＳＶ１３ｂが正常に機能していることを示すフラグＸＡＳＶ２ＯＫに１を設定した後、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８７】
Ｆ３の値が１の場合には、片バンクが閉塞、片バンクが常時開となるクロス故障であるモード６、８のいずれかであるが、圧力値の挙動からではいずれのバンクが閉塞しているか判定できないため、ステップＳ８２３でＡＩ作動中のそれぞれの排気管２１ａ、２１ｂ内でＯ２センサ３１ａ、３１ｂによって測定したＡ／Ｆ値を読み出し、ステップＳ８２４で両者を比較する。排気管２１ａ側のＡ／Ｆ値がリーンであった場合には、分岐通路１１ａ側が連通していたと判定し、ステップＳ８２５へと移行して、ＡＳＶ１３ａの開故障フラグＸＦＡＳＶ１ＯＰに１を設定するとともに、ＡＳＶ１３ｂの閉故障フラグＸＦＡＳＶ２ＣＬに１をセットし、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。反対に、排気管２１ｂ側のＡ／Ｆ値がリーンであった場合には、分岐通路１１ｂ側が連通していたと判定し、ステップＳ８２６へと移行して、ＡＳＶ１３ａの閉故障フラグＸＦＡＳＶ１ＣＬに１を設定するとともに、ＡＳＶ１３ｂの開故障フラグＸＦＡＳＶ２ＯＰに１をセットし、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８８】
モード９の状態であると判定され、ステップＳ８４０へと移行した場合には、ＡＳＶ１３ａ、ＡＳＶ１３ｂそれぞれの閉故障フラグＸＦＡＳＶ１ＣＬ、ＸＦＡＳＶ２ＣＬに１を設定した後、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００８９】
モード１０の状態であると判定され、ステップＳ８５０へと移行した場合には、ＡＰ１２のＯＦＦ故障フラグＸＦＡＰＯＦＦに１を設定した後、ステップＳ８０９へと移行してＡＩ異常フラグＸＡＩＮＧに１をセットして判定処理を終了する。
【００９０】
以上の説明では、ＡＰ１２の常時作動故障の判定については省略したが、この故障判定は、ＡＳＶ１３ａ、１３ｂ閉止後にＡＰ１２を作動制御から停止制御に切り替えた前後での圧力値に差があるか否かにより判定することができる。また、ＡＰ１２の印加電圧の変化から判定することもできる。
【００９１】
以上の説明では、気筒の配列形式としてＶ型配列エンジンを例に説明したきたが、水平対向配列やその他の機関配列形式であっても、少なくとも複数の独立した排気浄化装置を備え、その上流側に主通路から分岐された２次空気供給通路が接続されてそれぞれに２次空気を供給する形式であればよい。
【００９２】
以上いずれの実施形態においても処理フローは例示であって、これと同様の機能を実現するための変更が可能である。例えば、閾値としてＡＳＶの開閉切替え前の圧力と開閉前後の圧力差を用いてもよい。さらに、ここでは、ＡＩ供給停止時にＡＰを作動させたままＡＳＶを閉弁切替した際の切替前後の圧力を基に判定を行ったが、ＡＩ供給開始時にＡＳＶの開弁制御に先行してＡＰを作動させ、ＡＳＶを開弁切替した際の切替前後の圧力を基に判定を行ってもよい。あるいは、作動中に一時的にＡＳＶを閉弁して判定を行うこともできる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置において、ＡＰとＡＳＶの間に配置した圧力センサでＡＳＶの開閉切替え前後のそれぞれの圧力、圧力差を判定することで故障モードを特定し、構成部品の異常を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２次空気供給装置の第１の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】図１の装置の作動前から停止後に至るまでの圧力センサで測定される圧力変化の各構成部品の作動状態に応じた差異を表すタイムチャートである。
【図３】図１の装置の異常検出のメイン処理のフローチャートである。
【図４】図１の装置のＡＩシステムＯＦＦ時の圧力検出処理を示すフローチャートである。
【図５】図１の装置の異常判定処理を示すフローチャートである。
【図６】エアポンプの吐出圧力と流量の関係を示す線図で
【図７】エアポンプの流量算出・学習処理のフローチャートである。
【図８】本発明に係る２次空気供給装置の第２の実施形態の構成を示す概略図である。
【図９】図８の装置の作動前から停止後に至るまでの圧力センサで測定される圧力変化の各構成部品の作動状態に応じた差異を表すタイムチャートである。
【図１０】図８の装置の異常検出のメイン処理のフローチャートである。
【図１１】図８の装置の片バンク作動時の圧力検出処理を示すフローチャートである。
【図１２】図８の装置のＡＩ終了後の圧力検出処理を示すフローチャートである。
【図１３】図８の装置の異常判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２次空気供給装置１、エンジン２、制御装置１０、２次空気供給通路１１、エアポンプ（ＡＰ）１２、エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）１３、リード弁（ＲＶ）１４、圧力センサ１５、配管１６、三方弁１７、配管１８、フィルタ１９、吸気管２０、排気管２１、排気浄化装置２２、エンジンＥＣＵ２３、スロットル２４、吸気フィルタ２５、エアフローメータ２６、Ｏ_２センサ３１、３２、

Claims

内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路上に配置されるエアポンプと、前記エアポンプ下流に配置されて前記２次空気供給通路の開閉状態を切り替える開閉手段と、前記開閉手段の下流に配置される逆止弁とを備える２次空気供給装置であって、
前記エアポンプと前記開閉手段の間に配置される圧力センサと、
前記圧力センサによって検出した前記エアポンプ作動中における前記開閉弁の開閉を切り替えた際の切替前と切替後それぞれの圧力値とその圧力差を基にして構成部品の異常を検出する異常検出部と、
をさらに備えている２次空気供給装置。
多気筒内燃機関の１つないし複数の気筒に対応して設けられた複数の排気系上にそれぞれ配置された排気浄化装置の上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置であって、共通の主通路と、前記主通路より下流側で分岐されて前記排気系の各々に連なる複数の分岐通路と、前記主通路上に配置されるエアポンプと、前記分岐通路のそれぞれに配置されて各分岐通路の開閉状態を切り替える開閉手段と、各開閉手段の下流側の分岐通路上にそれぞれ配置されている逆止弁と、を備えている２次空気供給装置において、
前記エアポンプ下流の主通路上に配置される圧力センサと、
前記エアポンプ作動中に各開閉手段の開閉状態を１つずつ切り替え、切替前と各切替後のそれぞれの圧力値と各圧力差を基にして構成部品の異常を検出する異常検出部と、
をさらに備えている２次空気供給装置。