JP2005163717A - 二次空気供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 二股の二次空気供給管のそれぞれに取付けられた２つの空気制御弁の異常を低コストで診断する。
【解決手段】 二股にされた二次空気供給管の分岐部分（１２ａ，１２ｂ）のそれぞれに第１、第２空気制御弁（２２ａ，２２ｂ）が付設され、単管部分（１２）には圧力センサ（２０）と補助空気制御弁（２１）が付設されている。２つの空気制御弁をタイミングをずらして開き、１つ目の空気制御弁を開いた時の単管部分の圧力変動と２つ目の空気制御弁を開いた時の単管部分の圧力変動が測定される。１つ目の圧力変動と、２つ目の圧力変動の組み合わせの種類により２つの空気制御弁の異常を診断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二次空気供給装置に関し、特には２つのバンクを有する内燃機関の２つの排気系に二股にされた二次空気供給管を有し、その二股部分のそれぞれに空気制御弁が設けられている二次空気供給装置に関する。

内燃機関の排気ガスを浄化するために触媒が使用されている。この触媒は温度が低いと浄化率が悪いので始動時等に早期に温度を上げることが必要である。この触媒は排気ガス中の酸素濃度が増えると活性化して温度が上がる。そこで、このような場合に排気ガスに空気を混入せしめる二次空気供給装置が使用されている。この二次空気供給装置はエアポンプから吐出された空気を排気管に接続されている二次空気供給管を介して排気管内に供給するものである。

二次空気が必要な場合に二次空気が供給されなければ所望する触媒の活性化を得ることが出来ず、逆に、温度が充分に上がり触媒が活性化している状態で二次空気を供給すると触媒が過熱する。そこで、二次空気供給管には二次空気の供給を制御する空気制御弁が設けられ、空気制御弁を制御して排気管に適切な量の二次空気が供給されるようにしている。

もし、空気制御弁に異常があると、適切な量の二次空気が供給されなくなって、排気エミッションの悪化、あるいは、触媒の過熱が発生する。そこで、空気制御弁の異常を診断するようにした二次空気供給装置が開発されており、例えば、特許文献１に記載のものがある。これは、空気制御弁とエアポンプの間に圧力センサを設け、空気制御弁を開閉したときの圧力センサが検出した圧力変動にもとづき空気制御弁の異常を検出するものである。

ところで、機関にはＶ型機関のように、気筒が２つの気筒群に分けられて複数バンクを有し、各バンク毎に排気管が取付けられているものがある。このようなＶ型機関の各排気管に二次空気を供給する場合、それぞれ独立した二次空気供給装置で各排気管に二次空気を供給することは可能である。しかし、このようにすると２つのエアポンプを必要としコストが高くなってしまう。

そこで、特許文献２に記載の装置では、１つのエアポンプから二股の二次空気供給管を介して２つの排気管に二次空気を供給するようにしている。そして、空気制御弁は二次空気供給管の分岐部分にそれぞれに設けられている。このような場合、二股の二次空気供給管は上流側でつながっておりこれらを流れる二次空気は相互に影響を及ぼし合う。
このような二次空気供給装置について、上記の影響に配慮して、２つの空気制御弁の異常診断を低コストで精度よくおこなうものは未だに開発されていない。

特開２００３−８３０４８号公報 特開平５−８６８４８号公報

本発明は上記問題に鑑み、２つのバンクを有する内燃機関の２つの排気系に二股にされた二次空気供給管を有し、その二股部分のそれぞれに空気制御弁が設けられている二次空気供給装置において、２つの空気制御弁の異常を低コストで精度よく診断することを目的とする。

請求項１の発明によれば、２つのバンクを有する内燃機関の各バンクのそれぞれに取付けられたの排気管のそれぞれに、単管部分から分岐部分に二股に分岐された二次空気供給管を介して、二次空気を供給する二次空気供給装置であって、二次空気供給管の、分岐部分のそれぞれに取付けられた２つの空気制御弁と、単管部分に取付けられた圧力センサと、を具備し、一回の異常診断において、２つの空気制御弁をタイミングをずらして開き、圧力センサで、１つ目の空気制御弁を開いた時の単管部分の圧力変動と２つ目の空気制御弁を開いた時の単管部分の圧力変動を測定し、測定された２つの圧力変動の組み合わせにもとづいて、２つの空気制御弁の異常診断をおこなう、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。
このように構成される二次空気供給装置では、二股にされた二次空気供給管の分岐部分のそれぞれに設けられている空気制御弁をタイミングをずらして開き、圧力センサで測定した、それぞれの時の、二次空気供給管の単管部分の圧力変動の組み合わせにもとづいて２つの空気制御弁の異常診断がおこなわれる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、１つ目の空気制御弁が開かれたままの状態で２つ目の空気制御弁を開く、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明において、次回の診断において２つの空気制御弁を開く順序を、今回の診断の場合の順序と逆にする、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項４の発明によれば、請求項２の発明において、今回の診断で一方の制御弁が異常と診断された場合に、次回の診断において今回異常と診断された方の空気制御弁を１つ目に開く、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項５の発明によれば、請求項１の発明において、１つ目の空気制御弁の圧力変動の測定が終了したら１つ目の空気制御弁を閉じ、その後に２つ目の空気制御弁を開く、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項６の発明によれば、請求項１の発明において、１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動の有無と、２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動の有無の組み合わせから、２つの空気制御弁が共に正常であるか、１つ目の空気制御弁が異常で２つ目の空気制御弁が正常であるか、１つ目の空気制御弁が正常で２つ目の空気制御弁が異常であるか、２つの空気制御弁が共に異常であるか、を診断する、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項７の発明によれば、請求項６の発明において、少なくとも一方の空気制御弁が異常であると診断された場合に、１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動と２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動を比較して、その結果にもとづいて、異常が、開異常であるか閉異常であるかを診断する、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項８の発明によれば、請求項１の発明において、二次空気供給管の単管部分の圧力センサの下流側に補助空気制御弁が設けられている、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

請求項９の発明によれば、請求項８の発明において、少なくとも、一方の空気制御弁が異常であると診断された場合に、
２つの空気制御弁に共に閉じる指令を出し、補助制御弁に開く指令を出した時に、圧力センサが排気の脈動を検出した際には、前記異常であると診断された少なくとも一方の空気制御弁は開異常であると診断する、ことを特徴とする二次空気供給装置が提供される。

各請求項に記載の発明は、二股にされた二次空気供給管の分岐部分のそれぞれに設けられている空気制御弁をタイミングをずらして開き、圧力センサで測定したそれぞれの時の二次空気供給管の単管部分の圧力変動の組み合わせにもとづいて２つの空気制御弁の異常診断がおこなわれる。したがって、１つの圧力センサで２つの空気制御弁の異常診断を実行できコストがかからず、また、一方の圧力変動ではなく２つの圧力変動の組み合わせに基いているので精度がよい。

請求項２のようにすれば、１つ目の空気制御弁が開かれたままの状態で２つ目の空気制御弁を開くので、圧力変動の測定を速やかにおこなうことができ診断に時間がかからない。
このようにする場合、１つ目に開く方は圧力変動が大きく出るので捉えやすくその測定精度はよいが、２つ目に開く方は１つ目に開く方に比べると圧力変動が小さくて捉えづらく１つ目に比べると測定精度が悪いという差がある。
請求項３のようにすれば、次回の診断において２つの空気制御弁を開く順序が、今回の診断の場合の順序と逆にされるので、上記の順番による差の影響をなくすことができ診断の精度が向上する。
請求項４のようにすれば、今回の診断で一方の制御弁が異常と診断された場合に、次回の診断において今回異常と診断された方の空気制御弁を１つ目に開かれるので、異常と診断された空気制御弁を精度よく検証できる。
請求項５のようにすれば、１つ目の空気制御弁の診断が終了したら、診断の終了した空気制御弁を閉じてから、２つ目の空気制御弁を開くので、２つ目の空気制御弁も１つ目と同じに圧力変動が大きく出るので順番による差がなくなり診断の精度が向上する。

請求項７のようにすれば、異常の有無のみならず、異常が開異常（開き放し）か閉異常（閉じ放し）も診断できる。
請求項８のようにすれば、２つの空気制御弁の、一方または両方が、開異常（開き放し）になっても補助空気制御弁があるのでその上流側の圧力センサ等の部品が排気ガスにより損傷されることを防止することができる。
請求項９のようにすれば、２つの空気制御弁に共に閉の指令を出し、補助空気制御弁に開の指令を出した時の排気の脈動の有無をチェックすることにより、２つの空気制御弁をタイミングをずらして開いたときの圧力変動の組み合わせにもとづく診断の一部を検証することができる。

以下、添付の図面を参照して本発明の各実施の形態を説明する。
初めに、図１を参照して、各実施の形態に共通のハード構成を説明する。図１において、１はエンジンを示し、この実施の形態においては気筒が２つの気筒群に分割されて第１バンク１ａと第２バンク１ｂを有するＶ型の気筒配置を有するＶ型エンジンとされている。エンジン１には吸気管３が取付けられ、吸気管３の入口にはエアクリーナ２が配設されている。

エンジン１の第１、第２バンク１ａ、１ｂには第１、第２排気マニホールド４ａ，４ｂが取付けられ、第１、第２排気マニホールド４ａ，４ｂには第１、第２排気管７ａ，７ｂが接続されている。また、第１、第２排気管７ａ，７ｂには三元触媒を用いた第１、第２触媒コンバータ５ａ，５ｂが介装され、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_xの浄化をおこなっている。そのために排気ガス中の酸素濃度を検出する第１、第２Ｏ₂センサ６ａ，６ｂが触媒コンバータ５ａ，５ｂの上流側の第１、第２排気管７ａ，７ｂに取付けられている。第１、第２触媒コンバータ５ａ，５ｂで浄化された排気ガスは集合された排気管９を通って排出される。

第１、第２排気管７ａ，７ｂには第１、第２二次空気供給口８ａ，８ｂが設けられ、第１、第２二次空気供給口８ａ，８ｂには第１、第２二次空気供給管１２ａａ、１２ｂの下流端が接続されている。第１、第２二次空気供給管１２ａ、１２ｂは上流端で集合され、単管の集合二次空気供給管１２に接続されている。集合二次空気供給管１２の上流端はエアポンプ１０の吐出側に接続されている。エアポンプ１０の吸い込み側はエアクリーナ２と空気取入管１１を介して接続されている。

集合二次空気供給管１２には圧力センサ２０と補助空気制御弁２１が圧力センサ２０を上流側にして取付けられている。第１、第２二次空気供給管１２ａ、１２ｂにはそれぞれ、第１、第２空気制御弁２２ａ、２２ｂが取付けられている。なお、補助空気制御弁２１は、本発明の各実施の形態では、第１、第２空気制御弁２２ａ、２２ｂの一方、または、両方が開き放しになり、高負荷運転中に排気ガスが逆流して、圧力センサ２０やエアポンプ等を破損することを防止するために使用される。

ＥＣＵ３０はマイクロコンピュータであるが、電源を切っても記憶が残るバックアップＲＡＭを含んでいる。そして、ＥＣＵ３０には本発明に関連する圧力センサ２０、補助空気制御弁２１、第１、第２空気制御弁２２ａ、２２ｂ等が接続され後述するようにして異常診断をおこなうが、その他の一般の数多くの制御をおこなう。

以下、上記のようなハード構成を利用して実施される各実施の形態の異常診断の制御について説明する。
初めに、この診断の考え方について説明する。
この診断は基本的に、１回の診断において、第１空気制御弁２２ａと第２空気制御弁２２ｂの、２つの空気制御弁を時間をずらして開き、その時に発生する圧力変動にもとづいて異常の有無、種類を診断するものである。

図２が、この実施の形態における、エアポンプ１０、補助空気制御弁２１、１つ目に開く空気制御弁、２つ目に開く空気制御弁の操作タイミングを示すタイミングチャートである。
図示されるように、エアポンプ１０が先ずＯＮにされ、ついで補助空気制御弁２１が開にされ、タイミングｔ１で１つ目の空気制御弁が開かれ、タイミングｔ１からずれて設定されているタイミングｔ２で２つ目の空気制御弁が開かれる。そして、タイミングｔ３でエアポンプ１０がＯＦＦにされ、同時に１つ目に開かれた空気制御弁と２つ目に開かれた空気制御弁が共に閉じられる。その後、ｔ４で補助制御弁２１が閉じられる。

以下に説明する各実施の形態では、圧力センサ２０が検出するタイミングｔ１およびｔ２において圧力変動の大きさをそれぞれ測定し、その結果にもとづいて異常の有無、種類を診断する。圧力変動の大きさは変動前の圧力と変動後の圧力の差から算出するので、当然に変動前の圧力と変動後の圧力の値も算出される。

図３は、１つ目に開く空気制御弁と２つ目に開く空気制御弁が共に異常がない場合の圧力センサ１０が検出する単管部分の圧力の変動である。
補助空気制御弁２１、第１空気制御弁２２ａ、第２空気制御弁２２ｂの全てを閉じた状態でエアポンプ１０を作動せしめることによって、圧力（単管部分）の上昇が始まる。そして、先ず、補助空気制御弁２１が開かれると補助空気制御弁２１と第１空気制御弁２２ａ、第２空気制御弁２２ｂの間の容積が増大するので一旦圧力が低下する。しかし、第１空気制御弁２２ａ、第２空気制御弁２２ｂはまだ閉じられているので圧力は再び上昇する。そして、タイミングｔ１において一方の空気制御弁を開くことにより一方の空気の流路が確保され圧力は低下する。さらに、タイミングｔ２において他方の空気制御弁も開くことにより両方の空気の流路が確保されさらに圧力は低下する。
このように、１つ目に開く空気制御弁と２つ目に開く空気制御弁が共に異常がない場合は１つ目の空気制御弁を開いた時と、２つ目の空気制御弁を開いた時の両方で圧力降下を示す。

２つ目に開く空気制御弁が正常であって、１つ目に開く空気制御弁が開異常（開き放し）の場合は図４の（Ａ）に示すような圧力変動を示し、１つ目に開く空気制御弁が閉異常（閉じ放し）の場合は図４の（Ｂ）に示すような圧力変動を示す。すなわち、いずれの場合も、１つ目の空気制御弁を開いた時は圧力変動を示さず、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力降下を示す。そして、２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力降下は、閉異常の場合の方が開異常の場合よりもが大きい、あるいは、より高い圧力から降下をしている。

１つ目に開く空気制御弁が正常であって、２つ目に開く空気制御弁が開異常（開き放し）の場合は図５の（Ａ）に示すような圧力変動を示し、２つに開く空気制御弁が閉異常（閉じ放し）の場合は図５の（Ｂ）に示すような圧力変動を示す。すなわち、いずれの場合も、１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動を示し、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動を示さない。そして、１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力降下は、閉異常の場合の方が開異常の場合よりもが大きい、あるいは、より高い圧力から降下をしている。

１つ目に開く空気制御弁と２つ目に開く空気制御弁が共に開異常（開き放し）の場合は図６の（Ａ）に示すように圧力変動を示さず、１つ目に開く空気制御弁と２つ目に開く空気制御弁が共に閉異常（閉じ放し）の場合も図６の（Ｂ）に示すように圧力変動を示さない。すなわち、いずれの場合も、１つ目の空気制御弁を開いた時も、２つ目の空気制御弁を開いた時も圧力変動を示さない。しかし、１つ目に開く空気制御弁と２つ目に開く空気制御弁が共に閉異常（閉じ放し）の場合の方が、１つ目に開く空気制御弁と２つ目に開く空気制御弁が共に開異常（開き放し）の場合よりも、高い圧力を保っている。

以上を整理すると、以下のようになる。
１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が有り、２つ目の空気制御弁を開いた時にも圧力変動が有る、場合は、両方の空気制御弁とも正常である。…ケースＡ

１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無く、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が有る、場合は、１つ目に開く制御弁に異常がある。
そして、
２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動が小さい、または、低い圧力からの降下であればその異常は開異常（開き放し）である。…ケースＢ１
２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動が大きい、または、高い圧力からの降下であればその異常は閉異常（閉じ放し）である。…ケースＢ２

１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動があり、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無い、場合は、２つ目に開く制御弁に異常がある。
さらに、
１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動が小さい、または、低い圧力からの降下であればその異常は開異常（開き放し）である。…ケースＣ１
１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動が大きい、または、高い圧力からの降下であればその異常は閉異常（閉じ放し）である。…ケースＣ２

１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無く、２つ目の空気制御弁を開いた時にも圧力変動が無い、場合は、両方の空気制御弁に異常がある。
さらに、
圧力が低ければ、両方の空気制御弁が開異常（開き放し）である。…ケースＤ１
圧力が高ければ、両方の空気制御弁が閉異常（閉じ放し）である。…ケースＤ２

上記にもとづいて、第１の実施の形態では図７に示すフローチャートにより上記のどのケースに該当するのかを診断する。
以下、図７のフローチャートの各ステップを順を追って説明する。
まず、ステップＳ１０１ではＥＣＵ３０のＲＡＭに記憶されている第１空気制御弁と第２空気制御弁を開く順番を読み込む。ステップＳ１０２では１つ目の空気制御弁の圧力変動測定が未了であるか否か、を判定する。肯定判定された場合はステップＳ１０３に進み１つ目の空気制御弁を開いてからステップＳ１０４に進み１つ目の空気制御弁の圧力変動測定条件が成立しているか否か、を判定する。この条件とは以下に示すものである。
（１）２次空気供給を実行すべき運転条件にあることであって、
（１ａ）始動後所定時間以内であること。
（１ｂ）機関冷却水温が所定温度範囲内であること。
（２）エアポンプ１０が作動中であること。
（３）補助空気制御弁２１が開であること。
（４）診断対象の空気制御弁が開であること。

ステップＳ１０４で否定判定された場合は終了し肯定判定された場合は、ステップＳ１０５に進んで１つ目の空気制御弁の圧力変動測定をおこないその結果を記憶する。ステップＳ１０６では１つ目の空気制御弁の圧力変動測定が終了したか否か、を判定する。ステップＳ１０６で否定判定された場合は終了し、肯定判定された場合はステップＳ１０７で２つ目の空気制御弁を開いてからステップＳ１０８に進み、２つ目の空気制御弁の圧力変動測定条件が成立しているか否か、を判定する。この条件とはステップＳ１０４と同じで（４）の診断対象の空気制御弁が開であることの診断対象が１つ目の空気制御弁から２つ目の空気制御弁に変わるだけである。以下、ステップＳ１０９、ステップＳ１１０でステップＳ１０４、ステップＳ１０５と同様のことを２つ目の空気制御弁について実行してからステップＳ１１１に進んで、ステップＳ１０５で記憶された1つ目の空気制御弁の圧力変動測定結果、ステップＳ１０９で記憶された２つ目の空気制御弁の圧力変動測定結果から、異常の有無、種類を判定してから終了する。

図８に示すのが前述した考え方にしたがって、ステップ図７のステップＳ１１１で実行される異常の有無、種類を判定するサブルーチンのフローチャートである。
ステップＳ２０１では１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動があったか否か、を判定する。肯定判定された場合は、ステップＳ２０２に進み１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動があったか否か、を判定し、否定判定された場合はステップＳ２０３に進み２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動があったか否か、を判定する。
なお、ステップＳ２０３に進むのは１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無い場合であるが、圧力変動が無いことを確実に捉えるために、所定時間圧力変動無しの状態が続いたことを確認してからステップＳ２０３に進むことが好ましい。

ステップＳ２０２で肯定判定された場合は、１つ目の空気制御弁を開いた時と２つ目の空気制御弁を開いた時の両方で圧力変動があった場合であり、図３の変化を示し、前述のケースＡ）に該当するのでステップＳ２０７に進んで両方の空気制御弁が正常であるという判定を下して終了する。
ステップＳ２０２で否定判定された場合はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４に進むのは１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が有り、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無い場合であるが、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無いことを確実に捉えるために、所定時間圧力変動無しの状態が続いたことを確認してからステップＳ２０４に進むことが好ましい。

ステップＳ２０４に進むのは、１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が有り、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無い場合であり、２つ目の空気制御弁に異常がある場合で、図５の（Ａ）または（Ｂ）のいずれかの変化を示しており、前述のケースＣ１またはケースＣ２のいずれかに該当する。しかしながら、開異常か閉異常かは不明である。そこで、ステップＳ２０４では１つ目の空気制御弁の圧力変動幅が予め定めた閾値より、大きいか否か、または、１つ目の空気制御弁の圧力変動開始時の圧力が予め定めた閾値より、大きいか否か、を判定する。

ステップＳ２０４で肯定判定された場合は図５の（Ｂ）の変化を示した場合で、前述のケースＣ２に該当する。そこで、ステップＳ２０８に進んで２つ目の空気制御弁が閉異常（閉じ放し）であるという判定を下して終了する。
ステップＳ２０４で否定判定された場合は図５の（Ａ）の変化を示した場合で、前述のケースＣ１に該当する。そこでステップＳ２０９に進んで２つ目の空気制御弁が開異常（開き放し）であるという判定を下して終了する。

ステップＳ２０１で否定判定されステップＳ２０３に進んだ場合は、ステップＳ２０３でステップＳ２０２と同様に２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動があったか否か、を判定する。ステップＳ２０３で肯定判定された場合はステップＳ２０５に進み、否定判定された場合はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６に進むのは１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無く、かつ、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無い場合であるが、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無いことを確実に捉えるために、所定時間圧力変動無しの状態が続いたことを確認してからステップＳ２０６に進むことが好ましい。

ステップＳ２０５に進むのは、１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無く、２つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が有る場合であり、１つ目の空気制御弁に異常がある場合で、図４の（Ａ）または（Ｂ）のいずれかの変化を示しており、前述のケースＢ１またはケースＢ２のいずれかに該当する。しかしながら、開異常か閉異常かは不明である。そこで、ステップＳ２０５では、２つ目の空気制御弁の圧力変動幅が予め定めた閾値より、大きいか否か、または、２つ目の空気制御弁の圧力変動開始時の圧力が予め定めた閾値より、大きいか否か、を判定する。

ステップＳ２０５で肯定判定された場合は図４の（Ｂ）の変化を示した場合で、前述のケースＢ２に該当する。そこで、ステップＳ２１０に進んで１つ目の空気制御弁が閉異常（閉じ放し）であるという判定を下して終了する。
ステップＳ２０５で否定判定された場合は図４の（Ａ）の変化を示した場合で、前述のケースＢ１に該当する。そこで、ステップＳ２１１に進んで１つ目の空気制御弁が開異常（開き放し）であるという判定を下して終了する。

一方、ステップＳ２０３で否定判定されステップＳ２０６に進むのは、すでに述べたように、１つ目の空気制御弁を開いた時に圧力変動が無く、２つ目の空気制御弁を開いた時にも圧力変動が無く、両方の空気制御弁が異常である場合で、図６の（Ａ）または（Ｂ）の変化を示し、前述のケースＤ１またはケースＤ２のいずれかに該当する。しかしながら、開異常か閉異常かは不明である。そこで、ステップＳ２０６では、変動しない圧力の値が予め定めた閾値より、大きいか否か、を判定する。

ステップＳ２０６で肯定判定された場合は図６の（Ｂ）に相当し、前述のケースＤ２であるのでステップＳ２１２に進んで両方の空気制御弁が閉異常（閉じ放し）であるという判定を下して終了する。
ステップＳ２０６で否定判定された場合は図６の（Ａ）に相当し、前述のケースＤ１であるのでステップＳ２１３に進んで両方の空気制御弁が開異常（開き放し）であるという判定を下して終了する。

第１の実施の形態は上記のように作用し、１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動と２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動の組み合わせから、２つの空気制御弁の異常の有無のみならず、異常が有る場合には開異常（開き放し）か閉異常（閉じ放し）かを診断することができる。そして、圧力センサは１個しか必要とせず、低コストであり、また、２つの圧力変動の組み合わせに基いて診断しているので精度がよい。

次に、第２の実施の形態の異常診断について説明する。図９が第２の実施の形態のフローチャートであって、第１の実施の形態に対してステップＳ１１１の次にステップＳ１１２をおこなって終了する点が異なる。このステップＳ１１２では、次回の診断時の制御弁を開く順序を今回とは逆にする指令を出しこれをＥＣＵ３０の不揮発メモリに記憶せしめる。
例えば、今回、第１空気制御弁２２ａを１つ目に開き、第２空気制御弁２２ｂを２つ目に開いた場合には、次回は第２空気制御弁２２ｂを１つ目に開き、第１空気制御弁２２ａを２つ目に開くようにする。

２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動は、１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動より小さい、したがって、例えば、図３および図４の（Ａ）に示される圧力変動が正確に捉えられない虞がある。しかし、この第２の実施の形態によれば、次回は今回（圧力変動があるものにおいて）圧力変動が小さくしか発生しなかったものが大きく発生するので今回よりも精度よく判定ができる。

次に、第３の実施の形態の異常診断について説明する。図１０が第３の実施の形態のフローチャートであって、第１の実施の形態に対してステップＳ１１１の終了後に、ステップＳ１１２ａ、１１３、１１４をおこなう点が異なる。
ステップＳ１１２ａでは１つ目の空気制御弁か２つ目の空気制御弁か一方の空気制御弁のみが異常であるか否かを判定する。すなわち、前述のケースＢ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２のいずれかであるか否か、を判定する。

ステップＳ１１２ａで肯定判定された場合は、ステップＳ１１３に進み今回異常と判定された方の空気制御弁を次回１つ目に開く指令を出してＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭに記憶せしめる。例えば、今回、第１空気制御弁２２ａが異常と判定された場合、次回、第１空気制御弁２２ａを１つ目に開き、第２空気制御弁２２ｂを２つ目に開く。逆に、今回、第２空気制御弁２２ｂが異常と判定された場合は、次回、第２空気制御弁２２ｂを１つ目に開き、第２空気制御弁２２ｂを２つ目に開く。
このようにすることにより、今回、異常と判定された空気制御弁が、１つ目に開いたものでも２つ目に開いたものであっても、次回に、高い判定精度で検証することができる。

一方、ステップＳ１１２ａで否定判定された場合、すなわち、前述のケースＡ、Ｄ１、Ｄ２の場合はステップＳ１１４に進み、第２の実施の形態のステップＳ１１２と同じように次回の診断時の制御弁を開く順序を今回とは逆にする指令を出しこれをＥＣＵ３０のバックアップＲＡＭに記憶せしめてから終了する。その効果は前述の通りである。

次に、第４の実施の形態について説明する。図１１が第４の実施の形態のフローチャートであって、第１の実施の形態に対してステップＳ１０６とステップＳ１０７の間に、ステップＳ１０６ａを実行する点が異なる。ステップＳ１０６ａでは１つ目の空気制御弁を閉じるという動作をおこなう。
このようにすると、２つ目の空気制御弁を開くときには１つ目の空気制御弁が取付けられている二次空気供給管には二次空気は供給されないので、圧力がより高い状態で２つ目の空気制御弁を開くことができその結果圧力変動が大きく現出し、判定精度が向上する。

以上説明してきたように、本発明の各実施の形態では、圧力センサ２０が検出するタイミングｔ１およびｔ２において圧力変動の大きさをそれぞれ測定し、その結果にもとづいて異常の有無、種類を診断することができる。
しかし、さらに、各制御弁が開いている時の圧力の脈動を判定して、上記の本発明の実施の形態による診断の結果の一部を確認することもできる。
例えば、少なくとも一方の空気制御弁が異常であると診断された場合に、第１空気制御弁２２ａと第２空気制御弁２２ｂの両方に閉の指令を出し、補助空気制御弁２１に開の指令を出した時に、圧力センサ２０が排気ガスの脈動を検出したならば、異常と診断された少なくとも一方の空気制御弁は開異常（開き放し）であると判定することができる。

本発明の各実施の形態に共通のハード構成を示す図である。 エアポンプ、補助空気制御弁、１つ目の空気制御弁、２つ目の空気制御弁の作動のタイミング、および、圧力変動測定のタイミングを示すタイミングチャートである。 １つ目の空気制御弁と２つ目の空気制御弁が共に正常な場合の圧力変化を示す図である。 １つ目の空気制御弁が異常で、２つ目の空気制御弁が正常な場合の圧力変化を示す図であって、（Ａ）は１つ目の空気制御弁の異常が開異常（開き放し）の場合を、（Ｂ）は１つ目の空気制御弁の異常が閉異常（閉じ放し）の場合を、示している。 １つ目の空気制御弁が正常で、２つ目の空気制御弁が異常な場合の圧力変化を示す図であって、（Ａ）は１つ目の空気制御弁の異常が開異常（開き放し）の場合を、（Ｂ）は１つ目の空気制御弁の異常が閉異常（閉じ放し）の場合を、示している。 １つ目の空気制御弁、２つ目の空気制御弁が共に異常な場合の圧力変化を示す図で（Ａ）は両方の空気制御弁の異常が共に開異常（開き放し）の場合を、（Ｂ）は両方の空気制御弁の異常が共に閉異常（閉じ放し）の場合を、示している。 第１の実施の形態の異常診断のフローチャートである。 第１の実施の形態のステップＳ１１１で実行される異常の有無、種類を判定するサブルーチンのフローチャートである。 第２の実施の形態の異常診断のフローチャートである。 第３の実施の形態の異常診断のフローチャートである。 第４の実施の形態の異常診断のフローチャートである。

符号の説明

１…内燃機関
３…吸気管
４ａ，４ｂ…第１、第２排気マニホールド
５ａ，５ｂ…第１、第２触媒コンバータ
７ａ，７ｂ…第１、第２排気管
８ａ，８ｂ…第１、第２二次空気供給口
１０…エアポンプ
１１…空気取り入れ管
１２…集合二次空気供給管
１２ａ、１２ｂ…第１、第２二次空気供給管
２０…圧力センサ
２１…補助空気制御弁
２２ａ，２２ｂ…第１、第２空気制御弁
３０…ＥＣＵ

Claims (9)

1. ２つのバンクを有する内燃機関の各バンクのそれぞれに取付けられたの排気管のそれぞれに、単管部分から分岐部分に二股に分岐された二次空気供給管を介して、二次空気を供給する二次空気供給装置であって、二次空気供給管の、分岐部分のそれぞれに取付けられた２つの空気制御弁と、単管部分に取付けられた圧力センサと、を具備し、
   一回の異常診断において、２つの空気制御弁をタイミングをずらして開き、圧力センサで、１つ目の空気制御弁を開いた時の単管部分の圧力変動と２つ目の空気制御弁を開いた時の単管部分の圧力変動を測定し、測定された２つの圧力変動の組み合わせにもとづいて、２つ空気制御弁の異常診断をおこなう、ことを特徴とする二次空気供給装置。
2. １つ目の空気制御弁が開かれたままの状態で２つ目の空気制御弁を開く、ことを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
3. 次回の診断において２つの空気制御弁を開く順序を、今回の診断の場合の順序と逆にする、ことを特徴とする請求項２に記載の二次空気供給装置。
4. 今回の診断で一方の制御弁が異常と診断された場合に、次回の診断において今回異常と診断された方の空気制御弁を１つ目に開く、ことを特徴とする請求項２に記載の二次空気供給装置。
5. １つ目の空気制御弁の圧力変動の測定が終了したら１つ目の空気制御弁を閉じ、その後に２つ目の空気制御弁を開く、ことを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
6. １つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動の有無と、２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動の有無の組み合わせから、２つの空気制御弁が共に正常であるか、１つ目の空気制御弁が異常で２つ目の空気制御弁が正常であるか、１つ目の空気制御弁が正常で２つ目の空気制御弁が異常であるか、２つの空気制御弁が共に異常であるか、を診断する、ことを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
7. 少なくとも一方の空気制御弁が異常であると診断された場合に、１つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動と２つ目の空気制御弁を開いた時の圧力変動を比較して、その結果にもとづいて、異常が、開異常であるか閉異常であるかを診断する、ことを特徴とする請求項５に記載の二次空気供給装置。
8. 二次空気供給管の単管部分の圧力センサの下流側に補助空気制御弁が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の二次空気供給装置。
9. 少なくとも、一方の空気制御弁が異常であると診断された場合に、
   ２つの空気制御弁に共に閉じる指令を出し、補助制御弁に開く指令を出した時に、圧力センサが排気の脈動を検出した際には、前記異常であると診断された少なくとも一方の空気制御弁は開異常であると診断する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の二次空気供給装置。

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