JP2007262895A - Failure diagnostic device for exhaust system - Google Patents

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Takeshi Hara
武志 原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To diagnose an exhaust system failure without depending on an operating condition of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: A device for diagnosing a failure of an exhaust system consisting of a first exhaust passage from a first cylinder group of an internal combustion engine, a first exhaust system including a first exhaust emission control means provided to the first exhaust passage, and a second exhaust system including a second exhaust passage from a second cylinder group of the internal combustion engine and a second exhaust emission control means provided to the second exhaust passage, detects the pressure difference (ΔP) between the first exhaust system and second exhaust system to determine that a failure occurs in either of the first or second exhaust system when the absolute value of the pressure difference is more than a prescribed threshold value (first and second determination values). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、排気系の故障を診断する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for diagnosing an exhaust system failure.

従来、内燃機関の排気系に二次空気供給系を設け、該排気系に設けられた触媒装置の上流に空気(二次空気と呼ばれる)を導入して、未燃焼成分を低減することが行われている。   Conventionally, a secondary air supply system is provided in an exhaust system of an internal combustion engine, and air (referred to as secondary air) is introduced upstream of a catalyst device provided in the exhaust system to reduce unburned components. It has been broken.

二次空気供給系を含む排気系に破損などの故障が生じると、エミッションの低下を招くおそれがあるので、故障を診断する手法が提案されている。下記の特許文献1には、水平対向4気筒エンジンに設けられた二次空気供給系において、二次空気を導入する通路内の圧力脈動の最大値および最小値の差が、所定のしきい値以下の場合には、二次空気供給系に漏れ等が生じて圧力脈動が正常値より小さくなっており、故障が生じたと判定している。
特許第3444458号公報
When a failure such as damage occurs in the exhaust system including the secondary air supply system, there is a possibility that the emission may be reduced. Therefore, a method for diagnosing the failure has been proposed. In Patent Document 1 below, in a secondary air supply system provided in a horizontally opposed four-cylinder engine, a difference between the maximum value and the minimum value of pressure pulsations in a passage for introducing secondary air is a predetermined threshold. In the following cases, it is determined that a failure has occurred because a leak or the like has occurred in the secondary air supply system and the pressure pulsation is smaller than the normal value.
Japanese Patent No. 3444458

しかしながら、上記の従来手法によると、圧力脈動の最大値および最小値の差が、内燃機関の運転状態に従って変動する。故障診断の精度を上げるためには、様々な運転状態に対応したしきい値を複数用意しておく必要がある。もしくは、予め用意したしきい値に合わせて、所定の運転状態に至った時のみ、故障診断を許可するようにしなければならない。   However, according to the above conventional method, the difference between the maximum value and the minimum value of the pressure pulsation varies according to the operating state of the internal combustion engine. In order to improve the accuracy of fault diagnosis, it is necessary to prepare a plurality of threshold values corresponding to various operating states. Alternatively, it is necessary to permit failure diagnosis only when a predetermined operating state is reached in accordance with a threshold value prepared in advance.

本願発明の一つの目的は、内燃機関の運転状態に依存することなく、二次空気供給系を含む排気系に故障が生じたかどうかを診断することのできる装置を提供することである。   One object of the present invention is to provide an apparatus capable of diagnosing whether or not a failure has occurred in an exhaust system including a secondary air supply system without depending on the operating state of the internal combustion engine.

この発明の一つの側面によると、内燃機関の第1気筒群からの第1排気通路と、該第1排気通路に設けられた第1排気浄化手段とを含む第1排気系と、該内燃機関の第2の気筒群からの第2排気通路と該第2排気通路に設けられた第2排気浄化手段とを含む第2排気系と、を有する排気系の故障を診断する装置は、該第1排気系および第2排気系の圧力差を検出する圧力差検出手段と、該圧力差検出手段により検出された圧力差の絶対値が、所定のしきい値より大きければ、該第1および第2排気系のいずれかに故障があると判定する故障判定手段と、を備える。   According to one aspect of the present invention, a first exhaust system including a first exhaust passage from the first cylinder group of the internal combustion engine and a first exhaust purification means provided in the first exhaust passage, and the internal combustion engine An apparatus for diagnosing a failure in an exhaust system having a second exhaust system including a second exhaust passage from the second cylinder group and a second exhaust purification means provided in the second exhaust passage includes the second exhaust system. A pressure difference detecting means for detecting a pressure difference between the first exhaust system and the second exhaust system; and if the absolute value of the pressure difference detected by the pressure difference detecting means is greater than a predetermined threshold value, the first and first Failure determination means for determining that there is a failure in any of the two exhaust systems.

この発明によれば、第1および第2の排気系の圧力差に基づいて故障を診断するので、内燃機関の運転状態に制限されることなく、故障診断を実施することができる。様々な運転状態に従って複数のしきい値を設定する必要がない。   According to the present invention, since the failure is diagnosed based on the pressure difference between the first and second exhaust systems, the failure diagnosis can be performed without being limited to the operating state of the internal combustion engine. There is no need to set multiple thresholds according to various operating conditions.

この発明の一実施形態によると、上記の故障判定手段は、さらに、圧力差検出手段により検出された圧力差が、負のしきい値を下回っているならば、第1排気系に故障があると判定し、該圧力差が、正のしきい値を超えているならば、第2排気系に故障があると判定する。   According to one embodiment of the present invention, the failure determination means further has a failure in the first exhaust system if the pressure difference detected by the pressure difference detection means is below a negative threshold value. If the pressure difference exceeds a positive threshold value, it is determined that there is a failure in the second exhaust system.

この発明によれば、第1および第2排気系のどちらに故障があるかを判断することができる。   According to the present invention, it can be determined which of the first and second exhaust systems has a failure.

この発明の一実施形態によると、故障診断装置は、さらに、第1排気系に設けられ、内燃機関に連通する吸気通路および第1排気通路の間に接続された第1の二次空気通路と、第2排気系に設けられ、内燃機関に連通する吸気通路および第2排気通路の間に接続された第2の二次空気通路と、第1の二次空気通路に設けられ、吸気通路からの空気の、第1排気通路への流れを開閉する第1開閉手段と、第2の二次空気通路に設けられ、吸気通路からの空気の、第2排気通路への流れを開閉する第2開閉手段と、第1開閉手段および第2開閉手段を制御する開閉制御手段と、を備える。圧力差検出手段は、該第1開閉手段および第2開閉手段の下流側に設けられ、第1の二次空気通路および第2の二次空気通路の圧力差を検出するよう構成されている。故障判定手段は、該開閉制御手段によって第1および第2の開閉手段が共に閉状態にされた場合に、圧力差検出手段によって検出された圧力差の絶対値が、所定のしきい値より大きければ、第1排気系および第2排気系のいずれかに故障があると判定する。   According to one embodiment of the present invention, the failure diagnosis apparatus further includes a first secondary air passage provided in the first exhaust system and connected between the intake passage communicating with the internal combustion engine and the first exhaust passage. A second secondary air passage provided in the second exhaust system and connected between the intake passage communicating with the internal combustion engine and the second exhaust passage; and a first secondary air passage provided from the intake passage. The first opening / closing means for opening / closing the flow of the air to the first exhaust passage and the second secondary air passage are provided for opening / closing the flow of the air from the intake passage to the second exhaust passage. An opening / closing means; and an opening / closing control means for controlling the first opening / closing means and the second opening / closing means. The pressure difference detection means is provided downstream of the first opening / closing means and the second opening / closing means, and is configured to detect a pressure difference between the first secondary air passage and the second secondary air passage. The failure determination means determines that the absolute value of the pressure difference detected by the pressure difference detection means is greater than a predetermined threshold when both the first and second opening / closing means are closed by the opening / closing control means. For example, it is determined that there is a failure in either the first exhaust system or the second exhaust system.

この発明によれば、第1および第2開閉手段を制御することによって、第1および第2の二次空気通路を含む第1および第2排気系のどちらに故障があるかを判断することができる。   According to the present invention, it is possible to determine which of the first and second exhaust systems including the first and second secondary air passages is defective by controlling the first and second opening / closing means. it can.

この発明の一実施形態によると、故障診断装置は、第1の二次空気通路における第1開閉手段および第2の二次空気通路における第2開閉手段の上流側に設けられた少なくとも1つのエアポンプと、該エアポンプを制御するエアポンプ制御手段と、をさらに備える。エアポンプ制御手段は、故障判定手段によって第1および第2排気系のいずれかに故障があると判断されなかった場合に、該エアポンプを作動させる。開閉制御手段は、エアポンプ制御手段によるエアポンプの作動に応答して、第1および第2の開閉手段のいずれかを開状態にする。故障判定手段は、圧力差検出手段によって検出された圧力差の絶対値が、所定のしきい値より小さければ、第1および第2排気系の両方に故障があると判定する。   According to one embodiment of the present invention, the failure diagnosis apparatus includes at least one air pump provided upstream of the first opening / closing means in the first secondary air passage and the second opening / closing means in the second secondary air passage. And an air pump control means for controlling the air pump. The air pump control means operates the air pump when the failure determination means does not determine that there is a failure in any of the first and second exhaust systems. The opening / closing control means opens one of the first and second opening / closing means in response to the operation of the air pump by the air pump control means. The failure determination means determines that there is a failure in both the first and second exhaust systems if the absolute value of the pressure difference detected by the pressure difference detection means is smaller than a predetermined threshold value.

この発明によれば、第1および第2の排気系の両方に故障がある場合を検出することができる。   According to the present invention, it is possible to detect a case where there is a failure in both the first and second exhaust systems.

本発明の実施するための最良の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の一実施形態に従う、排気系の故障を診断する装置の全体的な構成を概略的に示す。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an apparatus for diagnosing an exhaust system failure according to an embodiment of the present invention.

エンジン10は、多気筒内燃機関(以下、エンジンとよぶ)であり、この実施例では、一例として、4サイクルのV型6気筒のDOHCエンジンが示されている。エンジン10は、右バンク10Rに、#1、#2および#3の3個の気筒(シリンダ)12を備え、左バンク10Lに、#4、#5および#6の3個の気筒12を備える。   The engine 10 is a multi-cylinder internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine). In this embodiment, a four-cycle V-type six-cylinder DOHC engine is shown as an example. The engine 10 includes three cylinders (cylinders) 12 of # 1, # 2 and # 3 in the right bank 10R, and includes three cylinders 12 of # 4, # 5 and # 6 in the left bank 10L. .

バンク毎に設けられる構成要素は、図では、参照番号にRおよびLの文字が付されている。但し、以下の説明においては、R構成要素とL構成要素に共通する事項については、RおよびLの文字が付されることなく参照番号のみで構成要素を参照する点に注意されたい。   In the figure, the components provided for each bank are indicated by reference characters R and L. However, in the following description, it should be noted that with respect to matters common to the R component and the L component, the components are referred to only by reference numerals without the letters R and L.

エアクリーナ14から吸入された空気は、吸気通路16を介して、吸気マニホルド(図示せず)を介して各気筒12に至る。吸気マニホルドには、燃料を噴射するインジェクタ(図示せず)が設けられている。燃料と空気の混合気は、各気筒12の吸気バルブ(図示せず)が開かれたときに、燃焼室(図示せず)に取り込まれ、点火プラグ(図示せず)によって点火されて燃焼する。各気筒に導入される空気の量は、スロットルバルブ20によって調整されることができる。   The air sucked from the air cleaner 14 reaches each cylinder 12 via the intake passage 16 and the intake manifold (not shown). The intake manifold is provided with an injector (not shown) for injecting fuel. The fuel / air mixture is taken into a combustion chamber (not shown) when an intake valve (not shown) of each cylinder 12 is opened, and is ignited and burned by a spark plug (not shown). . The amount of air introduced into each cylinder can be adjusted by the throttle valve 20.

気筒における燃焼により生じた排出ガスは、該気筒の排気バルブ(図示せず)が開かれたときに、排気マニホルド22に出される。その後、排出ガスは、排気マニホルド22の集合部を経て排気通路24に流れ、触媒装置26によって不所望な成分が除去された後、エンジンの外に排出される。   Exhaust gas generated by combustion in the cylinder is discharged to the exhaust manifold 22 when an exhaust valve (not shown) of the cylinder is opened. Thereafter, the exhaust gas flows into the exhaust passage 24 through the collecting portion of the exhaust manifold 22 and is removed from the engine after unwanted components are removed by the catalyst device 26.

排気マニホルド22および触媒装置26が設けられた排気通路24を含む排気系には、二次空気供給装置30が設けられている。二次空気供給装置30は、それぞれのバンクの排気系について、空気供給管(デリバリパイプ)32と、エアバルブ36と、エアポンプ34とを備える。二次空気供給装置30は、2つの排気系について、同量の空気を供給するよう構成されている。   A secondary air supply device 30 is provided in the exhaust system including the exhaust passage 24 provided with the exhaust manifold 22 and the catalyst device 26. The secondary air supply device 30 includes an air supply pipe (delivery pipe) 32, an air valve 36, and an air pump 34 for the exhaust system of each bank. The secondary air supply device 30 is configured to supply the same amount of air for the two exhaust systems.

スロットルバルブ20の上流において吸気通路16が分岐した分岐管16aは、さらに分岐して、第1および第2のエアポンプ34Rおよび34Lの吸入側にそれぞれ接続される。第1および第2のエアポンプ34Rおよび34Lの吐出側は、第1および第2の空気供給管32Rおよび32Lにそれぞれ接続される。第1および第2のエアバルブ36Rおよび36Lは、第1および第2の空気供給管32Rおよび32L上にそれぞれ設けられている。   The branch pipe 16a from which the intake passage 16 branches upstream of the throttle valve 20 is further branched and connected to the suction sides of the first and second air pumps 34R and 34L, respectively. The discharge sides of the first and second air pumps 34R and 34L are connected to the first and second air supply pipes 32R and 32L, respectively. The first and second air valves 36R and 36L are provided on the first and second air supply pipes 32R and 32L, respectively.

第1および第2のエアポンプ34Rおよび34Lは、電動モータ(図示せず)により駆動されると、エアクリーナ14から吸入された空気を吸引して、該空気を、対応する空気供給管32に圧送する。エアバルブ36は、負圧ダイアフラムおよびリードバルブ(逆止弁)を備え、図示しない負圧導入機構を介して負圧が導入されるときに開く。エアバルブ36が開くと、エアバルブ36は、その吸入ポートから、ポンプ34により圧送された空気を導入し、これを、その排気ポートを介して排気マニホルド22に向けて送り出す。   When the first and second air pumps 34R and 34L are driven by an electric motor (not shown), the air sucked from the air cleaner 14 is sucked and the air is pumped to the corresponding air supply pipe 32. . The air valve 36 includes a negative pressure diaphragm and a reed valve (check valve), and opens when negative pressure is introduced through a negative pressure introduction mechanism (not shown). When the air valve 36 is opened, the air valve 36 introduces the air pressure-fed by the pump 34 from the suction port, and sends the air toward the exhaust manifold 22 through the exhaust port.

差圧センサ37が、第1のエアバルブ36Rの下流の排気系の圧力(第1の排気系の第1の圧力と呼ぶ)と、第2のエアバルブ36Lの下流の排気系の圧力(第2の排気系の第2の圧力と呼ぶ)との差を検出するよう設けられる。この実施例では、差圧センサ37は、第1のエアバルブ36Rの排気ポートと第2のエアバルブ36Lの排気ポートとの間を連通する通路38に設けられる。   The differential pressure sensor 37 includes an exhaust system pressure downstream of the first air valve 36R (referred to as a first pressure of the first exhaust system) and an exhaust system pressure downstream of the second air valve 36L (a second pressure). It is provided to detect a difference from the second pressure of the exhaust system). In this embodiment, the differential pressure sensor 37 is provided in a passage 38 communicating between the exhaust port of the first air valve 36R and the exhaust port of the second air valve 36L.

代替的に、図2に示すように、差圧センサ37を、第1のエアバルブ36Rの下流側の第1の空気供給管32R上の或る位置と、第2のエアバルブ36Lの下流側の第2の空気供給管32L上の或る位置とを連通する通路38上に設けてもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 2, the differential pressure sensor 37 is connected to a position on the first air supply pipe 32R on the downstream side of the first air valve 36R and a first position on the downstream side of the second air valve 36L. You may provide on the channel | path 38 which connects a certain position on the 2nd air supply pipe | tube 32L.

さらに、代替の実施形態では、第1のエアバルブ36Rの下流側の空気供給管32R上に第1の圧力センサを設けると共に、第2のエアバルブ36Lの下流側の空気供給管32L上に第2の圧力センサを設けてもよい。差圧は、第1の圧力センサの出力と第2の圧力センサの出力との差から求めることができる。   Further, in an alternative embodiment, a first pressure sensor is provided on the air supply pipe 32R downstream of the first air valve 36R, and a second pressure is provided on the air supply pipe 32L downstream of the second air valve 36L. A pressure sensor may be provided. The differential pressure can be obtained from the difference between the output of the first pressure sensor and the output of the second pressure sensor.

エンジン10には、クランク角センサ42が設けられており、クランクシャフト(図示せず)の回転に従ってCRK信号およびTDC信号を生成する。CRK信号は、所定のクランク角ごとに出力される。TDC信号は、エンジンのピストン(図示せず)のTDC位置(上死点)に関連したクランク角度で出力される。   The engine 10 is provided with a crank angle sensor 42 and generates a CRK signal and a TDC signal according to the rotation of a crankshaft (not shown). The CRK signal is output at every predetermined crank angle. The TDC signal is output at a crank angle related to the TDC position (top dead center) of an engine piston (not shown).

スロットルバルブ20の下流には、絶対圧センサ44が設けられており、吸気通路16内の絶対圧(エンジン負荷)に応じた信号を出力する。また、エンジン10の冷却水通路には水温センサ46が設けられており、エンジンの冷却水の温度に応じた信号を出力する。   An absolute pressure sensor 44 is provided downstream of the throttle valve 20 and outputs a signal corresponding to the absolute pressure (engine load) in the intake passage 16. Further, a water temperature sensor 46 is provided in the cooling water passage of the engine 10 and outputs a signal corresponding to the temperature of the engine cooling water.

大気圧センサ48が、ECU54に設けられており(または接続されており)、該大気圧センサ48は、大気圧に応じた信号を出力する。   An atmospheric pressure sensor 48 is provided (or connected) to the ECU 54, and the atmospheric pressure sensor 48 outputs a signal corresponding to the atmospheric pressure.

触媒装置26の上流には、第1の空燃比センサ50が設けられるとともに、触媒装置26の下流には、第2の空燃比センサ52が設けられる。それぞれの空燃比センサは、排出ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する。   A first air-fuel ratio sensor 50 is provided upstream of the catalyst device 26, and a second air-fuel ratio sensor 52 is provided downstream of the catalyst device 26. Each air-fuel ratio sensor outputs a signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas.

これらのセンサの出力は、電子制御ユニット(以下、「ECU」)という)54に送られる。ECU54は、中央演算処理装置(CPU)およびメモリを備えるコンピュータである。該メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータプログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータが記憶される。   The outputs of these sensors are sent to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 54. The ECU 54 is a computer including a central processing unit (CPU) and a memory. The memory stores a computer program for realizing various controls of the vehicle and data necessary for executing the program.

ECU54は、クランク角センサ42からの出力に基づいてエンジン回転数を算出し、インジェクタを介して噴射すべき燃料噴射量を算出し、イグナイタによる点火時期を決定する。   The ECU 54 calculates the engine speed based on the output from the crank angle sensor 42, calculates the fuel injection amount to be injected through the injector, and determines the ignition timing by the igniter.

ECU54は、電動モータに通電指令を発して、エアポンプ34を駆動させ、二次空気を、対応する排気系に供給する。これにより、燃料の未燃焼成分は、排気マニホルド22およびその下流の排気通路24において燃焼し、触媒装置26を加熱させ、大気に放出させる。触媒装置26の活性化が促進されると共に、大気への未燃焼成分の放出が低減される。   The ECU 54 issues an energization command to the electric motor, drives the air pump 34, and supplies secondary air to the corresponding exhaust system. As a result, unburned components of the fuel are combusted in the exhaust manifold 22 and the exhaust passage 24 downstream thereof, heating the catalyst device 26 and releasing it to the atmosphere. The activation of the catalyst device 26 is promoted, and the release of unburned components to the atmosphere is reduced.

また、ECU54は、差圧センサ37の出力に基づいて、エアバルブ36の下流側の排気系における破損等の故障を診断する。この診断手法について、以下に説明する。この発明の一実施例によると、故障診断は、第1および第2の段階を含む。   Further, the ECU 54 diagnoses a failure such as breakage in the exhaust system on the downstream side of the air valve 36 based on the output of the differential pressure sensor 37. This diagnostic method will be described below. According to one embodiment of the present invention, fault diagnosis includes first and second stages.

図3の(a)および(b)を参照して、この発明の一実施形態に従う、第1の段階における故障診断を説明する。第1の段階では、第1および第2のエアバルブ36Rおよび36Lを閉じる。安定待ち時間T0が経過した後、所定の判定時間T1にわたって、差圧センサ37の値を監視する。エアバルブ36Rおよび36Lが閉じているので、エアバルブ36Rの下流の第1の排気系は、エアバルブ36Lの下流の第2の排気系と同様、排出ガスによる圧力がかかった状態である。第1および第2の排気系に破損等の故障がなければ、符号61および62によりそれぞれ示されるように、第1の排気系の第1の圧力と第2の排気系の第2の圧力との間に差が生じないので、差圧センサの値(第1の圧力−第2の圧力)は、符号65に示されるように、ほぼゼロ付近で推移する。   With reference to (a) and (b) of FIG. 3, the failure diagnosis in the first stage according to one embodiment of the present invention will be described. In the first stage, the first and second air valves 36R and 36L are closed. After the stabilization waiting time T0 has elapsed, the value of the differential pressure sensor 37 is monitored over a predetermined determination time T1. Since the air valves 36R and 36L are closed, the first exhaust system downstream of the air valve 36R is in a state in which pressure from the exhaust gas is applied, as in the second exhaust system downstream of the air valve 36L. If there is no failure such as breakage in the first and second exhaust systems, as indicated by reference numerals 61 and 62, the first pressure of the first exhaust system and the second pressure of the second exhaust system Therefore, the value of the differential pressure sensor (first pressure-second pressure) changes in the vicinity of zero, as indicated by reference numeral 65.

しかしながら、第2の排気系に破損等による故障が生じた場合には、符号71に示されるように、第2の圧力は上昇しない。したがって、第1の圧力61は、第2の圧力71よりも大きくなり、差圧センサ37の値は、符号72に示されるように、正の値を取る。差圧センサ37の値が、故障判定時間T1にわたって、正の値を持つ所定の第1の判定値(符号73で示される)を超えるならば、第2の排気系に故障があると判断することができる。   However, when a failure due to damage or the like occurs in the second exhaust system, the second pressure does not increase as indicated by reference numeral 71. Accordingly, the first pressure 61 is larger than the second pressure 71, and the value of the differential pressure sensor 37 takes a positive value as indicated by reference numeral 72. If the value of differential pressure sensor 37 exceeds a predetermined first determination value (indicated by reference numeral 73) having a positive value over failure determination time T1, it is determined that there is a failure in the second exhaust system. be able to.

他方、第1の排気系に破損等による故障が生じた場合には、符号75に示されるように、第1の圧力は上昇しない。したがって、第2の圧力62は、第1の圧力75よりも大きくなり、差圧センサ37の値は、符号76に示されるように、負の値を取る。差圧センサ37の値が、故障判定時間T1にわたって、負の値を持つ所定の第2の判定値(符号77で示される)を下回るならば、第1の排気系に故障があると判断することができる。   On the other hand, when a failure due to damage or the like occurs in the first exhaust system, as indicated by reference numeral 75, the first pressure does not increase. Therefore, the second pressure 62 becomes larger than the first pressure 75, and the value of the differential pressure sensor 37 takes a negative value as indicated by reference numeral 76. If the value of the differential pressure sensor 37 falls below a predetermined second determination value (indicated by reference numeral 77) having a negative value over the failure determination time T1, it is determined that there is a failure in the first exhaust system. be able to.

図4は、上記の第1の段階の故障診断処理を示すフローチャートである。この実施例では、該処理は、エンジンが始動した後、所定の時間間隔で、ECU54により実施される。   FIG. 4 is a flowchart showing the first stage failure diagnosis process. In this embodiment, the processing is performed by the ECU 54 at predetermined time intervals after the engine is started.

ステップS1において、第1の判定値および第2の判定値を、大気圧センサ48によって検出された大気圧に従って補正する。これは、大気圧により、故障が生じた時の差圧に変動が生じるおそれがあるためである。   In step S <b> 1, the first determination value and the second determination value are corrected according to the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 48. This is because the atmospheric pressure may cause fluctuations in the differential pressure when a failure occurs.

ステップS2において、安定待ち時間T0が経過するのを待つ。ステップS3において、差圧センサ37により検出された差圧ΔPが、正の値を持つ第1の判定値より大きいかどうか判断する。図3の(a)に示したように、ステップS4において、故障判定時間T1にわたって、差圧ΔPが第1の判定値より大きければ、ステップS5において、第2の排気系に破損等の故障があると判断する。   In step S2, the process waits for the stabilization waiting time T0 to elapse. In step S3, it is determined whether or not the differential pressure ΔP detected by the differential pressure sensor 37 is greater than a first determination value having a positive value. As shown in FIG. 3A, if the differential pressure ΔP is larger than the first determination value over the failure determination time T1 in step S4, the second exhaust system has a failure such as breakage in step S5. Judge that there is.

ステップS3の判断がNoならば、ステップS6において、差圧ΔPが、負の値を持つ第2の判定値より低いかどうかを判断する。図3の(b)に示したように、ステップS7において、故障判定時間T1にわたって、差圧ΔPが第2の判定値より低ければ、ステップS8において、第1の排気系に破損等の故障があると判断する。   If the determination in step S3 is No, it is determined in step S6 whether or not the differential pressure ΔP is lower than a second determination value having a negative value. As shown in FIG. 3B, in step S7, if the differential pressure ΔP is lower than the second determination value over the failure determination time T1, in step S8, there is a failure such as breakage in the first exhaust system. Judge that there is.

ステップS3は、差圧ΔPの絶対値が、第1の判定値より大きいかどうかを判断することと同様であり、ステップS6は、差圧ΔPの絶対値が、第2の判定値の絶対値より大きいかどうかを判断することと同様である点に注意されたい。   Step S3 is the same as determining whether or not the absolute value of the differential pressure ΔP is greater than the first determination value, and step S6 includes determining that the absolute value of the differential pressure ΔP is the absolute value of the second determination value. Note that this is similar to determining whether it is greater than.

こうして、第1の段階では、第1および第2の排気系のどちらに故障が生じているかを判断することができる。しかしながら、第1の段階では、第1および第2の排気系の両方に故障が生じている状態を検出することはできない。このような状態を検出するため、第2の段階を実施することができる。   Thus, in the first stage, it can be determined which of the first and second exhaust systems has failed. However, in the first stage, it is impossible to detect a state in which both the first and second exhaust systems have failed. To detect such a condition, the second stage can be implemented.

図5の(a)および(b)を参照して、この発明の一実施例に従う、故障診断の第2の段階を説明する。図の例では、第1の段階による故障診断を終えた後に(時間T0およびT1が経過した後に)、第2の段階の故障診断を実施している。第2の段階では、第1および第2のエアポンプの一方を作動させると共に、該作動させたエアポンプに対応するエアバルブを開く。この例では、第1のエアポンプ34Rを作動させ、第1のエアバルブ36Rを開いている。安定待ち時間T2が経過した後、所定の故障判定時間T3にわたって、差圧センサ37の値を監視する。   With reference to FIGS. 5A and 5B, a second stage of failure diagnosis according to one embodiment of the present invention will be described. In the example shown in the figure, after the failure diagnosis in the first stage is completed (after the times T0 and T1 have elapsed), the failure diagnosis in the second stage is performed. In the second stage, one of the first and second air pumps is activated, and an air valve corresponding to the activated air pump is opened. In this example, the first air pump 34R is operated and the first air valve 36R is opened. After the stabilization waiting time T2 has elapsed, the value of the differential pressure sensor 37 is monitored over a predetermined failure determination time T3.

第1および第2の排気系の両方が正常ならば、第1のエアポンプ34Rにより圧送された空気により、第1の排気系の第1の圧力81が、第2の排気系の第2の圧力82よりも高くなる。両者の圧力差は大きい。結果として、差圧センサ37の出力は、符号83に示されるように、判定時間T3にわたって、正の値を持つ第3の判定値(符号84により示される)を超える。   If both the first and second exhaust systems are normal, the first pressure 81 of the first exhaust system is changed to the second pressure of the second exhaust system by the air pumped by the first air pump 34R. Higher than 82. The pressure difference between the two is large. As a result, the output of the differential pressure sensor 37 exceeds the third determination value (indicated by reference numeral 84) having a positive value over the determination time T3 as indicated by reference numeral 83.

第1および第2の排気系の両方に故障があれば、符号91に示されるように、第1のエアポンプ34Rによって圧送される空気で第1の圧力は多少上がるが、破損等の故障があるために、上がり方が小さい。また、第2の圧力は、符号92に示されるように、破損等の故障により上がらない。両者の圧力差は小さい。符号93に示されるように、差圧センサ37の出力は、故障判定時間T3にわたって、第3の判定値84を超えることができない。   If there is a failure in both the first and second exhaust systems, as indicated by reference numeral 91, the first pressure is increased somewhat by the air pumped by the first air pump 34R, but there is a failure such as breakage. Therefore, the way to go up is small. Further, as indicated by reference numeral 92, the second pressure does not increase due to a failure such as breakage. The pressure difference between the two is small. As indicated by reference numeral 93, the output of the differential pressure sensor 37 cannot exceed the third determination value 84 over the failure determination time T3.

こうして、第1および第2の排気系の両方が故障していることを検出することができる。   Thus, it is possible to detect that both the first and second exhaust systems are out of order.

この例では、判定時間T3が経過した後、第2のエアポンプ34Lを作動させて第2のエアバルブ36Lを開いて、故障診断を終えている。これは、故障診断に必要な処理ではない点を注意されたい。   In this example, after the determination time T3 has elapsed, the second air pump 34L is operated to open the second air valve 36L, and the failure diagnosis is completed. Note that this is not a necessary process for failure diagnosis.

図6は、上記の第2の段階の故障診断処理を示すフローチャートである。この実施例では、該処理は、第1の故障診断を終えた後、所定の時間間隔で、ECU54により実施される。   FIG. 6 is a flowchart showing the failure diagnosis process in the second stage. In this embodiment, the process is performed by the ECU 54 at predetermined time intervals after the first failure diagnosis is completed.

ステップS11において、大気圧センサ48により検出された大気圧に従い、第3の判定値を補正する。この理由は、図4のステップS1を参照して述べた理由と同じである。ステップS12において、第1および第2のエアポンプ34Rおよび34Lのうちの一方を駆動させ、駆動したエアポンプに対応するエアバルブを開く。この実施例では、第1のエアポンプ34Rを駆動させ、第1のエアバルブ36Rを開いている。ステップS13において、安定待ち時間T2が経過するのを待つ。   In step S11, the third determination value is corrected according to the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 48. The reason is the same as described with reference to step S1 in FIG. In step S12, one of the first and second air pumps 34R and 34L is driven, and the air valve corresponding to the driven air pump is opened. In this embodiment, the first air pump 34R is driven to open the first air valve 36R. In step S13, the process waits for the stabilization waiting time T2 to elapse.

ステップS14において、差圧センサ37により検出された差圧ΔPの絶対値を、正の値を持つ第3の判定値と比較する。ステップS15において、判定時間T3にわたって、差圧ΔPの絶対値が第3の判定値より大きければ、図5の(a)に示したように、第1および第2の排気系の両方が正常と判断する(S16)。ステップS17において、判定時間T3にわたって、差圧ΔPの絶対値が第3の判定値より小さければ、図5の(b)に示したように、第1および第2の排気系の両方に故障があると判断する(S18)。   In step S14, the absolute value of the differential pressure ΔP detected by the differential pressure sensor 37 is compared with a third determination value having a positive value. In step S15, if the absolute value of the differential pressure ΔP is greater than the third determination value over the determination time T3, both the first and second exhaust systems are normal as shown in FIG. Judgment is made (S16). In step S17, if the absolute value of the differential pressure ΔP is smaller than the third determination value over the determination time T3, a failure has occurred in both the first and second exhaust systems, as shown in FIG. 5B. It is determined that there is (S18).

ステップS19において、第2のエアポンプ34Lを作動させると共に、第2のエアバルブ36Lを開くことにより、故障診断を終える。   In step S19, the second air pump 34L is operated and the second air valve 36L is opened to complete the failure diagnosis.

代替的に、エアポンプを1つにしてもよい。この場合、エアポンプの吐出を、第1の空気供給管32Rおよび第2の空気供給管32Lの間で切り換えるようにすることができる。   Alternatively, one air pump may be used. In this case, the discharge of the air pump can be switched between the first air supply pipe 32R and the second air supply pipe 32L.

なお、エアバルブ36の下流の排気系の圧力には、脈動が生じるおそれがある。脈動の影響を防ぐために、差圧センサ37の出力をフィルタリングし、該フィルタリングされた出力に基づいて、第1および第2の排気系の故障を診断するようにしてもよい。たとえば、移動平均およびローパスフィルタなどのフィルタリングを実施することができる。   Note that pulsation may occur in the pressure of the exhaust system downstream of the air valve 36. In order to prevent the influence of pulsation, the output of the differential pressure sensor 37 may be filtered and a failure of the first and second exhaust systems may be diagnosed based on the filtered output. For example, filtering such as moving averages and low pass filters can be implemented.

この発明の一実施例に従う、排気系の故障を診断する装置の構成を概略的に示す図。The figure which shows schematically the structure of the apparatus which diagnoses the failure of an exhaust system according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、差圧センサの配置の他の例を示す図。The figure which shows the other example of arrangement | positioning of a differential pressure sensor according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、故障診断の第1の段階を説明するための図。The figure for demonstrating the 1st step of failure diagnosis according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、故障診断の第1の段階の処理のフローチャート。The flowchart of the process of the 1st step of the failure diagnosis according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、故障診断の第2の段階を説明するための図。The figure for demonstrating the 2nd step of failure diagnosis according to one Example of this invention. この発明の一実施例に従う、故障診断の第2の段階の処理のフローチャート。The flowchart of the process of the 2nd step of failure diagnosis according to one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン
16 吸気通路
22 排気マニホルド
24 排気通路
26 触媒装置
30 二次空気供給装置
32 空気供給管
34 エアポンプ
36 エアバルブ
37 差圧センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 16 Intake passage 22 Exhaust manifold 24 Exhaust passage 26 Catalytic device 30 Secondary air supply device 32 Air supply pipe 34 Air pump 36 Air valve 37 Differential pressure sensor

Claims (4)

内燃機関の第1気筒群からの第1排気通路と、該第1排気通路に設けられた第1排気浄化手段とを含む第1排気系と、該内燃機関の第2気筒群からの第2排気通路と該第2排気通路に設けられた第2排気浄化手段とを含む第2排気系と、を有する排気系の故障を診断する装置であって、
前記第1排気系および前記第2排気系の圧力差を検出する圧力差検出手段と、
前記圧力差検出手段により検出された圧力差の絶対値が、所定のしきい値より大きければ、前記第1および第2排気系のいずれかに故障があると判定する故障判定手段と、
を備える、装置。
A first exhaust system including a first exhaust passage from the first cylinder group of the internal combustion engine and a first exhaust purification means provided in the first exhaust passage; and a second exhaust system from the second cylinder group of the internal combustion engine. An exhaust system having a second exhaust system including an exhaust passage and a second exhaust purification means provided in the second exhaust passage;
Pressure difference detecting means for detecting a pressure difference between the first exhaust system and the second exhaust system;
Failure determination means for determining that there is a failure in any of the first and second exhaust systems if the absolute value of the pressure difference detected by the pressure difference detection means is greater than a predetermined threshold;
An apparatus comprising:
前記故障判定手段は、さらに、
前記圧力差検出手段により検出された圧力差が、負のしきい値を下回っているならば、前記第1排気系に故障があると判定し、該圧力差が、正のしきい値を超えているならば、前記第2排気系に故障があると判定する、
請求項1に記載の装置。
The failure determination means further includes
If the pressure difference detected by the pressure difference detecting means is below a negative threshold value, it is determined that the first exhaust system has a failure, and the pressure difference exceeds the positive threshold value. If so, it is determined that there is a failure in the second exhaust system.
The apparatus of claim 1.
前記第1排気系に設けられ、前記内燃機関に連通する吸気通路と、前記第1排気通路との間に接続された第1の二次空気通路と、
前記第2排気系に設けられ、前記内燃機関に連通する吸気通路と、前記第2排気通路との間に接続された第2の二次空気通路と、
前記第1の二次空気通路に設けられ、前記吸気通路からの空気の、前記第1排気通路への流れを開閉する第1開閉手段と、
前記第2の二次空気通路に設けられ、前記吸気通路からの空気の、前記第2排気通路への流れを開閉する第2開閉手段と、
前記第1開閉手段および前記第2開閉手段を制御する開閉制御手段と、をさらに備え、
前記圧力差検出手段は、前記第1開閉手段および前記第2開閉手段の下流側に設けられ、前記第1の二次空気通路および前記第2の二次空気通路の圧力差を検出するよう構成されており、
前記故障判定手段は、前記開閉制御手段によって前記第1および第2の開閉手段が共に閉状態にされた場合に、前記圧力差検出手段によって検出された圧力差の絶対値が、前記所定のしきい値より大きければ、前記第1排気系および前記第2排気系のいずれかに故障があると判定するよう構成される、
請求項1または2に記載の装置。
An intake passage provided in the first exhaust system and communicating with the internal combustion engine; and a first secondary air passage connected between the first exhaust passage;
An intake passage provided in the second exhaust system and communicating with the internal combustion engine; a second secondary air passage connected between the second exhaust passage;
A first opening / closing means provided in the first secondary air passage, for opening and closing a flow of air from the intake passage to the first exhaust passage;
A second opening / closing means provided in the second secondary air passage, for opening and closing a flow of air from the intake passage to the second exhaust passage;
An opening / closing control means for controlling the first opening / closing means and the second opening / closing means,
The pressure difference detecting means is provided downstream of the first opening / closing means and the second opening / closing means, and is configured to detect a pressure difference between the first secondary air passage and the second secondary air passage. Has been
The failure determination means is configured such that an absolute value of a pressure difference detected by the pressure difference detection means when the first and second opening / closing means are both closed by the opening / closing control means. If greater than a threshold, the first exhaust system and the second exhaust system are configured to determine that there is a failure;
The apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1の二次空気通路における前記第1開閉手段および前記第2の二次空気通路における前記第2開閉手段の上流側に設けられた少なくとも1つのエアポンプと、
前記エアポンプを制御するエアポンプ制御手段と、をさらに備え、
前記エアポンプ制御手段は、前記故障判定手段によって前記第1および第2排気系のいずれかに故障があると判定されなかった場合に、前記エアポンプを作動させ、
前記開閉制御手段は、前記エアポンプ制御手段によるエアポンプの作動に応答して、前記第1および第2の開閉手段のいずれかを開状態にし、
前記故障判定手段は、前記圧力差検出手段によって検出された圧力差の絶対値が、所定のしきい値より小さければ、前記第1および第2排気系の両方に故障があると判定する、
請求項1から3のいずれかに記載の装置。

At least one air pump provided on the upstream side of the first opening and closing means in the first secondary air passage and the second opening and closing means in the second secondary air passage;
An air pump control means for controlling the air pump,
The air pump control means operates the air pump when the failure determination means does not determine that there is a failure in either of the first and second exhaust systems,
The opening / closing control means opens one of the first and second opening / closing means in response to the operation of the air pump by the air pump control means,
The failure determination unit determines that both the first and second exhaust systems have a failure if the absolute value of the pressure difference detected by the pressure difference detection unit is smaller than a predetermined threshold value.
The apparatus according to claim 1.

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