JP3016915B2 - 二次空気供給装置の故障診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、未燃焼成分
を浄化させる目的で、排気系に２次エアを供給する排気
２次エア供給手段を備え、この排気２次エア供給手段が
正常に作動しているか否かを診断するような二次空気供
給装置の故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、未燃焼成分を浄化する目的で、
吸気系のエアクリーナにおけるエレメント後位と、排気
系の触媒コンバータとの間を、２次エア供給通路で接続
し、この２次エア供給通路にエアポンプを介設し、上述
のエアポンプの駆動時に、２次エアを排気系に供給し
て、排気ガス中の未燃焼成分を再燃焼させて、エミッシ
ョン性能を高めるように構成した２次エア供給装置（例
えば、特開平２−２０１０１４号公報参照）は従来から
知られいてる。

【０００３】上述の２次エア供給装置において、２次エ
ア供給通路の詰りが生じた場合やエアポンプが故障およ
び断線（エアポンプへ信号を送る通電線の断線）した場
合、さらには２次エア供給通路から２次エアがリークす
るような場合には排気系に対して良好に２次エアの供給
を行なうことが困難となる関係上、２次エアが正規に供
給されているか否かを故障診断する必要がある。

【０００４】従来、このような二次空気供給装置の故障
診断装置としては、例えば、特願平２−８６８２４号
（同一出願人による先願）に記載の装置がある。

【０００５】すなわち、排気通路に２次エアを供給する
排気２次エア供給装置と、この排気２次エア供給装置の
故障診断を実行すべき条件が成立したか否かを判定する
故障診断条件判定手段と、この故障診断条件判定手段に
よる条件成立判定時に、排気通路に２次エアを供給し
て、排気通路に配設したＯ_２センサの出力に基づいて故
障の有無を判定するフェイル判定手段とを備えた二次空
気供給装置の故障診断装置である。

【０００６】しかし、このような従来の故障診断装置に
おいては、次のような問題点があった。つまり、故障診
断中に排気通路に２次エアを供給する関係上、この故障
診断の実行中においては排気ガス中の酸素濃度が過多と
なり、触媒コンバータの還元反応が低下し、窒素酸化物
（nitrogen oxide、以下単にＮＯｘと略記する）の排出
量が多くなる問題点があった。

【０００７】また逆に２次エアの供給を停止し、その時
のＯ_２センサ出力に基いて故障診断を行なう場合、本来
供給すべき２次エアの供給が停止されることになり、Ｈ
Ｃの排出量が多くなる問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、２次エアの故障診断時に２次エア供給を停
止すると共に、ＨＣ抑制手段を作動させることで、ＨＣ
発生量の抑制を図りつつ、２次エアの故障診断を実行す
ることができる二次空気供給装置の故障診断装置の提供
を目的とする。

【０００９】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、上述のＨＣ(ハイド
ロカーボン)抑制手段が空燃比をリーン側に補正する補
正手段で構成されることにより、故障診断実行に伴う２
次エア遮断によるＨＣ発生量の増加を抑制することがで
きる二次空気供給装置の故障診断装置の提供を目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、排気系に２次エアを供給する排気２次エア供
給手段と、上記排気２次エア供給手段の故障診断を実行
すべき条件が成立したか否かを判定する故障診断条件判
定手段と、上記故障診断条件判定手段による条件成立判
定時に、排気系への２次エア供給を遮断して、排気系に
配設した空燃比センサの出力に基づいて故障の有無を判
定するフェイル判定手段とを備えた二次空気供給装置の
故障診断装置であって、故障診断の実行時に作動するＨ
Ｃ抑制手段を備えた二次空気供給装置の故障診断装置で
あることを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記ＨＣ抑制手段は
空燃比をリーン側に補正する補正手段で構成された二次
空気供給装置の故障診断装置であることを特徴とする。

【００１２】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれ
ば、上述の排気２次エア供給手段は排気系に２次エアを
供給し、上述の故障診断条件判定手段は排気２次エア供
給手段の故障診断を実行すべき条件が成立したか否かを
判定し、上述のフェイル判定手段は、故障診断条件判定
手段による条件成立判定時に、排気系への２次エア供給
を遮断(カット)して、排気系に配設された空燃比センサ
の出力に基づいて故障の有 無を判定するが、上述の故障
診断の実行時にはＨＣ抑制手段が作動する。

【００１３】このように２次エアの故障診断時に排気系
への２次エアの供給を遮断し、しかも、上述のＨＣ抑制
手段が故障診断の実行時に作動するので、このＨＣ抑制
手段により、ＨＣ発生量の抑制を図ることができる。し
たがって、ＨＣ(ハイドロカーボン)発生量の抑制を図り
つつ、２次エアの故障診断を実行することができる効果
がある。

【００１４】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述のＨＣ抑
制手段は空燃比をリーン側に補正する補正手段で構成さ
れているので、故障診断の実行に伴う２次エア遮断によ
るＨＣ発生量の増加を抑制することができる効果があ
る。

【００１５】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。

【００１６】図面はエンジンの二次空気供給装置の故障
診断装置を示し、図１において、エアクリーナ１の浄化
空気出口にエアフローセンサ２を接続し、このエアフロ
ーセンサ２の下流側にスロットルボディ３を接続して、
同スロットルボディ３のスロットルチャンバ４内にはス
ロットル弁５を配設している。

【００１７】上述のスロットル弁５下流側のスロットル
チャンバ４にはＶ型１２気筒エンジン１１の各バンク用
のサージタンク６，６を接続し、これらの各サージタン
ク６，６の複数の出口部には吸気マニホルド７，７を介
して、一方側バンク８および他方側バンク９の各吸気ポ
ート１０，１０を接続している。

【００１８】Ｖ型１２気筒エンジン１１の上述の一方側
バンク８および他方側バンク９におけるそれぞれの排気
ポート１２，１２には、排気マニホルド１３，１３を接
続し、これらの各排気マニホルド１３，１３には、空燃
比センサとしてのＯ_２センサ１４，１４が配設された排
気通路１５，１５を連通すると共に、上述のＯ_２センサ
１４，１４下流側の排気通路１５，１５には前位触媒コ
ンバータ１６，１７を配設している。

【００１９】また上述の前位触媒コンバータ１６，１７
の下流を、排気通路１８，１９を介して集合部２０で集
合させ、集合部２０下流における排気通路２１には後位
触媒コンバータ２２を介設している。

【００２０】ところで、未燃焼成分を浄化する目的で、
排気系に２次エアを供給する排気２次エア供給手段とし
ての排気２次エア供給装置２３を設けている。この排気
２次エア供給装置２３は、エアクリーナ１の浄化空気出
口と２次エアバルブ２４との間を結ぶ２次エア供給通路
２５と、この２次エア供給通路２５に介設された電動タ
イプの吐出量可変型の２次エアポンプ２６と、上述の２
次エアバルブ２４から分岐されて上述の前位触媒コンバ
ータ１６，１７に２次エアを供給する前位２次エア供給
ライン２７，２８と、上述の後位触媒コンバータ２２に
２次エアを供給する後位２次エア供給ライン２９とを備
え、上述の各２次エア供給ライン２７，２８，２９の２
次エア流入口２７ａ，２８ａ，２９ａを、触媒コンバー
タ１６，１７前位または触媒担体前位に形成している。

【００２１】そして、上述の２次エアバルブ２４の切換
えにより、エンジン１１が冷えている暖機運転中は２次
エアを前位触媒コンバータ１６，１７から供給して、全
ての触媒コンバータ１６，１７，２２を酸化触媒として
用い、排気系に直列に介設された上下両段の触媒コンバ
ータ１６，１７，２２で未燃焼成分を浄化する一方、エ
ンジン１１が暖まって未燃焼成分が減少し、ＮＯ_Ｘ成分
が多くなる暖機後、定常走行状態では、２次エアを後位
触媒コンバータ２２に供給し、この後位触媒コンバータ
２２をＨＣ浄化用（酸化触媒）とし、上流側の前位触媒
コンバータ１６，１７は三元触媒として用いるように構
成している。なお、図１における３０はインジェクタ、
３１は後位触媒コンバータ２２下流側において空燃比を
検出するＯ_２センサである。

【００２２】図２は故障診断装置の制御回路を示し、Ｃ
ＰＵ４０は、エアフローセンサ２からの吸入空気量Ｑ、
スロットルセンサ３２からのスロットル開度ＴＶＯ、デ
ィストリビュータ３３からのエンジン回転数Ｎｅ、水温
センサ３４からの水温ｔ、Ｏ_２センサ１４，３１からの
空燃比Ａ／Ｆ、アイドルスイッチ３５からのアイドル信
号、車速センサ３６からの車速Ｖの各入力に基づいて、
ＲＯＭ３７に格納されたプログラムに従って、２次エア
ポンプ２６、インジェクタ３０、インジケータランプ３
８、２次エアバルブ２４を駆動制御し、またＲＡＭ３９
は触媒の活性の有無を判定するための温度データ、故障
診断条件を判定するための水温データ、車速データ、減
速条件成立の有無を判定するためのエンジン回転数デー
タ、リーン判定用のＯ_２センサ出力電圧データなどの必
要なデータを記憶する。

【００２３】ここで、上述のＣＰＵ４０は、排気２次エ
ア供給装置２３の故障診断を実行すべき条件が成立した
か否かを判定する故障診断条件判定手段（図３に示すフ
ローチャートの第２ステップ４２参照）と、上記故障診
断条件判定手段による条件成立判定時に、排気系に２次
エアを供給して、排気系に配設したＯ_２センサ３１の出
力に基づいて故障の有無を判定するフェイル判定手段
（図３に示すフローチャートの第７ステップ４７参照）
と、故障診断の実行時に、上流側の触媒コンバータ１
６，１７をバイパスして２次エアを下流側の触媒コンバ
ータ２２へ供給するＮＯｘ発生抑制手段としての２次エ
アバイパス供給手段（図３に示すフローチャートの第４
ステップ４４参照）と、上述のＮＯｘ発生抑制手段つま
り２次エアバイパス供給手段の作動に同期して２次エア
供給量を増量する２次エア増量手段（図３に示すフロー
チャートの第５ステップ４５参照）と、減速か否かを判
定することにより、ＮＯｘ排出量の少ない運転条件か否
かを判定する運転条件判定手段（図３に示すフローチャ
ートの第３ステップ４３参照）とを兼ねる。

【００２４】このように構成した二次空気供給装置の故
障診断装置の作用を、図３のフローチャートを参照し
て、以下に説明する。

【００２５】第１ステップ４１で、ＣＰＵ４０は水温
ｔ、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、アイドルスイッチ信
号、スロットル開度ＴＶＯなどの必要な各種信号の読込
みを実行する。

【００２６】次に第２ステップ４２で、ＣＰＵ４０は水
温ｔが例えば８０℃以上で、かつ車速Ｖが例えば５０km
／ｈ以上か否かの判定に基づいて故障診断条件成立か否
かを判定し、故障診断条件成立時には次の第３ステップ
４３に移行する一方、非成立時には別の第１１ステップ
５１に移行する。

【００２７】上述の第３ステップ４３で、ＣＰＵ４０は
エンジン回転数Ｎｅが例えば２０００rpm 以上で、かつ
アイドルスイッチ３５がＯＮか否かの判定に基づいて、
ＮＯｘ排出量の少ない運転条件としての減速条件が成立
したか否かを判定し、減速時には次の第４ステップ４４
に移行する一方、非減速時には上述の第１１ステップ５
１に移行する。

【００２８】上述の第４ステップ４４で、ＣＰＵ４０は
２次エアバルブ２４を切換操作し、排気２次エア供給装
置２３の２次エアが前位触媒コンバータ１６，１７をバ
イパスして、下流側の後位触媒コンバータ２２へ供給さ
れるように制御する。

【００２９】次に第５ステップ４５で、ＣＰＵ４０は電
動タイプで、かつ吐出量可変型の２次エアポンプ２６に
対する通電電流値を増大することで、この２次エアポン
プ２６の回転数を向上し、２次エア供給量を例えば最大
流量に増量する。

【００３０】次に第６ステップ４６で、ＣＰＵ４０は下
流側のＯ_２センサ３１の出力電圧の読込みを実行した後
に、次の第７ステップ４７に移行し、この第７ステップ
４７で、ＣＰＵ４０はＯ_２センサ３１に基づいて空燃比
がリーンか否か、換言すればＯ_２センサ出力電圧が図４
に示す０．２ボルト程度か否かを判定する。

【００３１】排気２次エア供給装置２３により２次エア
が正常に供給されていると、空燃比はリーンになる一
方、２次エア供給通路２５の詰り、２次エアポンプ２６
の回転不良等により２次エアが供給されない場合、また
は２次エア供給量が過少な場合には空燃比はリッチとな
る。

【００３２】上述の第７ステップ４７での判定に基づい
てＯ_２センサ出力電圧が０．２ボルト程度のリーン時に
は次の第８ステップ４８に移行し、Ｏ_２センサ出力電圧
が０．２ボルトよりも過大なリッチ時には別の第９ステ
ップ４９に移行する。

【００３３】上述の第８ステップ４８で、ＣＰＵ４０は
システムつまり排気２次エア供給装置２３が正常である
と認定する一方、上述の第９ステップ４９で、ＣＰＵ４
０はシステム故障と認定した後に、次の第１０ステップ
５０に移行し、この第１０ステップ５０で、ＣＰＵ４０
はインジケータランプ３８いわゆるＭＩＬを点灯して、
排気２次エア供給装置２３の故障をドライバに報知す
る。なお上述のインジケータランプ３８に代えてブザー
を駆動してもよい。

【００３４】以上が故障診断時の説明であるが、故障診
断以外の時には触媒の活性化の有無に対応して２次エア
の供給位置および供給量をそれぞれ可変すべく構成して
いる。

【００３５】すなわち、図３のフローチャートにおける
上述の第１１ステップ５１で、ＣＰＵ４０は水温ｔが２
０℃以下か否かの判定に基づいて触媒の非活性、活性を
判定し、ｔ＜２０℃の触媒非活性時は次の第１２ステッ
プ５２に移行する一方、ｔ＞２０℃の触媒活性時には別
の第１４ステップ５４に移行する。

【００３６】上述の第１２ステップ５２で、ＣＰＵ４０
は２次エアバルブ２４を切換操作して、排気２次エア供
給装置２３の２次エアが前位触媒コンバータ１６，１７
側へ供給されるように制御した後に、次の第１３ステッ
プ５３で、ＣＰＵ４０は電動タイプの２次エアポンプ２
６に対する通電電流値を増大して、２次エア量を最大流
量よりも低い所定の流量に増量する。

【００３７】このように、エンジン１１が冷えている暖
機運転中は上述の２次エアバルブ２４の切換えにより、
２次エアを前位触媒コンバータ１６，１７から供給し
て、全ての触媒コンバータ１６，１７，２２を酸化触媒
として用い、排気系に直列に介設された上下両段の各触
媒コンバータ１６，１７，２２で未燃焼成分を浄化す
る。

【００３８】一方、上述の第１４ステップ５４で、ＣＰ
Ｕ４０は２次エアバルブ２４を切換操作して、排気２次
エア供給装置２３の２次エアが下流側の後位触媒コンバ
ータ２２へ供給されるように制御した後に、次の第１５
ステップ５５で、ＣＰＵ４０は電動タイプの２次エアポ
ンプ２６に対する通電電流値を低下して、２次エア量を
減量する。

【００３９】このように、エンジン１１が暖まって未燃
焼成分が減少し、ＮＯｘ成分が多くなる暖機後には、２
次エアを後位触媒コンバータ２２に供給し、この後位触
媒コンバータ２２をＨＣ浄化用（酸化触媒）とし、上流
側の前位触媒コンバータ１６，１７は三元触媒として用
いる。

【００４０】このように、排気系に２次エアを供給しな
がら、同２次エア系の故障診断を実行する時は、本来、
ＮＯｘの発生量が多くなるが、上述の故障診断実行時に
ＮＯｘ発生抑制手段として２次エアバイパス供給手段
（図３の第４ステップ４４参照）が作動するので、上述
の２次エアは上流側の触媒コンバータ１６，１７をバイ
パスして下流側の触媒コンバータ２２に供給される。

【００４１】この結果、上述の上流側の触媒コンバータ
１６，１７は酸化触媒となることなく、還元触媒機能を
果たすので、この触媒コンバータ１６，１７によりＮＯ
ｘ浄化性能を確保することができる。したがって、ＮＯ
ｘ排出量を抑制しつつ、２次エアの故障診断を実行する
ことができる効果がある。

【００４２】また、上述のＮＯｘ発生抑制手段（２次エ
アバイパス供給手段）の作動と同期して、上述の２次エ
ア増量手段（図３の第５ステップ４５参照）が排気系に
供給する２次エアの供給量を増量するので、故障診断精
度の向上を図ることができる効果がある。

【００４３】さらに上述の故障診断条件判定手段（図３
の第２ステップ４２参照）と運転条件判定手段としての
減速条件判定手段（図３の第３ステップ４３参照）との
両手段により、故障診断条件とＮＯｘ排出量の少ない運
転条件（減速条件）との両条件成立時にのみ故障診断を
実行するので、２次エア故障診断中におけるＮＯｘ発生
量の低減を図ることができると共に、次の如き効果があ
る。つまり、上述の減速時はＨＣ（ハイドロカーボン）
が増加する運転領域であるが、２次エアの故障診断時に
は排気系へ２次エアを増量供給（たとえば最大量供給）
するので、この２次エアによりＨＣ（ハイドロカーボ
ン）の浄化をも良好に行なうことができる効果がある。

【００４４】次に図５乃至図８を参照して他の実施例に
ついて説明する。図面はエンジンの二次空気供給装置の
故障診断装置を示し、図５において、エアクリーナ６０
の浄化空気出口にエアフローセンサ６１を接続し、この
エアフローセンサ６１の下流側にスロットルボディ６２
を接続して、同スロットルボディ６２のスロットルチャ
ンバ６３内にはスロットル弁６４を配設している。

【００４５】上述のスロットル弁６４下流側のスロット
ルチャンバ６３には直列多気筒エンジン６５のサージタ
ンク６６を接続し、このサージタンク６６の出口部には
吸気マニホルド６７を介して、吸気ポート６８を接続し
ている。

【００４６】直列多気筒エンジン６５の排気ポート６９
には、排気マニホルド７０を接続し、この排気マニホル
ド７０には、空燃比フィードバック制御用のＯ_２センサ
７１が配設された排気通路７２を連通すると共に、上述
のＯ_２センサ７１下流側には前位触媒コンバータ７３を
配設している。

【００４７】また上述の前位触媒コンバータ７３の下流
を、排気通路７４を介して後位触媒コンバータ７５に連
通し、この後位触媒コンバータ７５の下流には２次エア
故障診断用のＯ_２センサ７６を配設している。

【００４８】ところで、未燃焼成分を浄化する目的で、
排気系に２次エアを供給する排気２次エア供給装置７７
を設けている。この排気２次エア供給装置７７は、エア
クリーナ６０の浄化空気出口と排気通路７４との間を結
ぶ２次エア供給通路７８と、この２次エア供給通路７８
に介設された電動タイプの２次エアポンプ７９とを備え
ている。

【００４９】なお、図５における８０はインジェクタ、
８１はスロットルセンサ、８２は水温センサである。

【００５０】図６は故障診断装置の制御回路を示し、Ｃ
ＰＵ９０は、エアフローセンサ６１からの吸入空気量
Ｑ、スロットルセンサ８１からのスロットル開度ＴＶ
Ｏ、ディストリビュータ８３からのエンジン回転数Ｎ
ｅ、水温センサ８２からの水温ｔ、各Ｏ_２センサ７１，
７６からの空燃比Ａ／Ｆの各入力に基づいて、ＲＯＭ８
４に格納されたプログラムに従って、２次エアポンプ７
９、インジェクタ８０、インジケータランプ８５を駆動
制御し、またＲＡＭ８６は故障診断条件成立の可否を判
定するための吸入空気量範囲データ、エンジン回転数範
囲データ、水温範囲データ、吸入空気量の変化率設定デ
ータ、スロットル開度変化率の設定データ、フェイル判
定時に必要な理論空燃比に相当する電圧（０．４５ボル
ト）のデータ、フィードバックディレー時間変更データ
Ｔ^ＬＲ１、Ｔ^ＬＲ２（図７参照）などの必要なデータを
記憶する。

【００５１】ここで上述のＣＰＵ９０は、排気２次エア
供給装置７７の故障診断を実行すべき条件が成立したか
否かを判定する故障診断条件判定手段（図７に示すフロ
ーチャートの第２ステップ９２参照）と、故障診断の実
行時に作動するＮＯｘ発生抑制手段の一例として、目標
空燃比と実空燃比との偏差に基づいて空燃比が理論空燃
比（Ａ／Ｆ＝１４．７）になるようにフィードバック補
正量ＣＦＢ（図８参照）を補正する空燃比フィードバッ
ク制御手段において、上述のフィードバック補正量ＣＦ
Ｂをリッチ側に補正する補正手段（図７に示すフローチ
ャートの第４ステップ９４参照）と、上述の補正手段に
より空燃比を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）に対して
リッチ設定した状態で、上述の排気２次エア供給装置７
７により排気系へ２次エアを供給し、上述のＯ_２センサ
７６のリッチ出力時に２次エア故障であると判定するフ
ェイル判定手段（図７に示すフローチャートの第６ステ
ップ９６参照）とを兼ねる。

【００５２】このように構成した二次空気供給装置の故
障診断装置の作用を、図７のフローチャートを参照し
て、以下に説明する。第１ステップ９１で、ＣＰＵ９０
は吸入空気量Ｑ、スロットル開度ＴＶＯ、エンジン回転
数Ｎｅ、水温ｔ、実空燃比Ａ／Ｆなどの必要な各種信号
の読込みを実行すると共に、吸入空気量の変化率ΔＱ、
スロットル開度の変化率ΔＴＶＯを演算する。

【００５３】次に第２ステップ９２で、ＣＰＵ９０は故
障診断条件が成立したか否かを次の各式の論理積（ＡＮ
Ｄ論理）が成立するか否かにより判定する。

【００５４】 Ｑ１≦Ｑ≦Ｑ２ Ｎｅ１≦Ｎｅ≦Ｎｅ２ ｔ１≦ｔ≦ｔ２ ΔＱ≦ΔＱ３ ΔＴＶＯ≦ΔＴＶＯ１ ここに、Ｑ、Ｎｅ、ｔ、ΔＱ、ΔＴＶＯは現行のそれぞ
れの値、Ｑ１、Ｑ２、Ｎｅ１、Ｎｅ２、ｔ１、ｔ２、Δ
Ｑ３、ΔＴＶＯ１は予めＲＡＭ８６に記憶させた設定値
である。

【００５５】そして、上述の各式の成立時には故障診断
条件成立とみなして次の第３ステップ９３に移行する一
方、故障診断条件の不成立時には上述の第１ステップ９
１にリターンする。

【００５６】上述の第３ステップ９３で、ＣＰＵ９０は
２次エアポンプ７９を駆動して、排気系に２次エアを供
給し、次の第４ステップ９４で、ＣＰＵ９０はフィード
バックディレー時間をＴ^LR1からＴ^LR2に変更することに
より、フィードバック補正量ＣＦＢ（図８参照）をリッ
チ側に補正する。

【００５７】ここで、図８のタイムチャートについて説
明すると、同図の空燃比フィドバック制御用のＯ_２セン
サ７１の出力ａはリーン側とリッチ側とで応答性に多少
の差異があるので、このＯ_２センサ出力ａに対してリー
ンＬ側からリッチＲ側への出力変更時にフィードバック
ディレーＴ^ＬＲをかけ、リッチＲ側からリーンＬ側への
出力変更時にフィードバックディレーＴ^ＲＬをかけて、
判定値ｂを求め、この判定値ｂに基づいてフィードバッ
ク補正量ＣＦＢを演算することにより、実空燃比が目標
空燃比に収束するようなフィードバック制御を行なう。

【００５８】図８のタイムチャートにおいてフィードバ
ックディレー時間をＴ^LR1(通常のフィードバック制御用
のディレー時間）からＴ^LR2(故障診断時のディレー時
間）（但しＴ^LR1＜Ｔ^LR2）に変更すると、リッチ側への
フィードバックディレー時間ＴLRが長くなるので、フィ
ードバック補正量ＣＦＢはリッチ側に補正される。

【００５９】次に第５ステップ９５で、ＣＰＵ９０は２
次エア故障診断用のＯ_２センサ７６の出力を読込み、次
の第６ステップ９６で、ＣＰＵ９０はＯ_２センサ７６出
力に基づいてリッチ判定を実行する。すなわち、上述の
第４ステップ９４で空燃比Ａ／Ｆをリッチ側に補正して
いると、２次エアが正常に供給された場合には空燃比は
リーンとなるが、２次エア供給通路７８の詰りや２次エ
アポンプ７９の回転不良等の故障により、２次エアが供
給されない場合、並びに２次エアの供給不足が発生した
場合には、空燃比はリッチとなるので、上述の第６ステ
ップ９６でリッチ判定を実行する。

【００６０】そして、Ｏ_２センサ７６の出力電圧が０．
４５ボルト以下のリーン時(システム正常時）には次の
第７ステップ９７に移行する一方、Ｏ_２センサ７６の出
力電圧が０．４５ボルト以上のリッチ時(システム故障
時）には別の第９ステップ９９に移行する。

【００６１】上述の第７ステップ９７で、ＣＰＵ９０は
２次エアポンプ７９を停止して、排気系への２次エア供
給を停止した後に、次の第８ステップ９８に移行し、こ
の第８ステップ９８で、ＣＰＵ９０はフィードバックデ
ィレー時間をＴ^LR2(故障診断時のディレー時間）からＴ
^LR1(通常のフィードバック用のディレー時間）の元の値
に変更する。

【００６２】一方、上述の第９ステップ９９で、ＣＰＵ
９０はシステム故障に対応して、インジケータランプ８
５を点灯し、ドライバに２次エア系故障を報知した後
に、上述の各ステップ９７，９８での処理を経て、一連
の故障診断を終了する。

【００６３】このように、ＮＯｘ発生抑制手段を補正手
段（図７の第４ステップ９４参照）で構成したので、故
障診断の実行時には、この補正手段により空燃比フィー
ドバック制御手段のフィードバック補正量ＣＦＢをリッ
チ側に補正して、燃料噴射量を増量補正することがで
き、この結果、燃料冷却により燃焼温度を抑制するの
で、ＮＯｘの発生を抑制することができる効果がある。

【００６４】加えて、上述のフェイル判定手段（図７の
第６ステップ９６参照）は空燃比センサとしてのＯ_２セ
ンサ７６のリッチ出力時に２次エア故障であると判定す
るので、次のような効果がある。

【００６５】すなわち、上述の補正手段（第４ステップ
９４参照）によりＮＯｘの発生を抑制する目的で空燃比
をリッチ側に補正しているので、２次エアが正常に供給
されると空燃比はリーンになるが、２次エア供給通路７
８の詰りや２次エアポンプ７９の回転不良等の各種の故
障により、２次エアが正常に供給されない故障時には、
空燃比はリッチとなる。このため、上述のフェイル判定
手段（第６ステップ９６参照）でのリッチ判定により２
次エア故障判定を実行することで、ＮＯｘの発生を抑制
しつつ、適正な故障診断を行なうことができる効果があ
る。

【００６６】次に図９を参照して請求項１および請求項
２に対応する実施例について説明する。なお、この実施
例では図５、図６で示した回路装置を用いる。但し、こ
の実施例の場合、上述のＣＰＵ９０は、排気２次エア供
給装置７７の故障診断を実行すべき条件が成立したか否
かを判定する故障診断条件判定手段（図９のフローチャ
ートにおける第２ステップ１０２参照）と、上述の故障
診断条件判定手段による条件成立判定時に、排気系への
２次エア供給を遮断して、排気系に配設したＯ_２センサ
７６の出力に基づいて故障の有無を判定するフェイル判
定手段（図９のフローチャートにおける第６ステップ１
０６参照）と、故障診断の実行時に作動するＨＣ抑制御
手段（図９のフローチャートにおける第４ステップ１０
４参照）とを兼ねる。

【００６７】また、この実施例(図９参照)では上述のＨ
Ｃ抑制手段として、目標空燃比と実空燃比との偏差に基
づいて空燃比が理論空燃比になるようにフィードバック
補正量ＣＦＢ（図８参照）を補正する空燃比フィードバ
ック制御手段において、上述のフィードバック補正量Ｃ
ＦＢをリーン側に補正する補正手段で構成している(請
求項２参照)。

【００６８】このように構成した二次空気供給装置の故
障診断装置の作用を、図９のフローチャートを参照し
て、以下に説明する。第１ステップ１０１で、ＣＰＵ９
０は吸入空気量Ｑ、スロットル開度ＴＶＯ、エンジン回
転数Ｎｅ、水温ｔ、実空燃比Ａ／Ｆなどの必要な各種信
号の読込みを実行すると共に、吸入空気量の変化率Δ
Ｑ、スロットル開度の変化率ΔＴＶＯを演算する。

【００６９】次に第２ステップ１０２(故障診断条件判
定手段)で、ＣＰＵ９０は故障診断条件が成立したか否
かを次の各式の論理積（ＡＮＤ論理）が成立するか否か
により判定する。

【００７０】 Ｑ１≦Ｑ≦Ｑ２ Ｎｅ１≦Ｎｅ≦Ｎｅ２ ｔ１≦ｔ≦ｔ２ ΔＱ≦ΔＱ３ ΔＴＶＯ≦ΔＴＶＯ１ ここに、Ｑ、Ｎｅ、ｔ、ΔＱ、ΔＴＶＯは現行のそれぞ
れの値、Ｑ１、Ｑ２、Ｎｅ１、Ｎｅ２、ｔ１、ｔ２、Δ
Ｑ３、ΔＴＶＯ１は予めＲＡＭ８６に記憶させた設定値
である。

【００７１】そして、上述の各式の成立時には故障診断
条件成立とみなして次の第３ステップ１０３に移行する
一方、故障診断条件の不成立時には上述の第１ステップ
１０１にリターンする。

【００７２】上述の第３ステップ１０３で、ＣＰＵ９０
は２次エアポンプ７９の駆動を停止して、排気系への２
次エアの供給を遮断し、次の第４ステップ１０４(ＨＣ
抑制手段および補正手段)で、ＣＰＵ９０はフィードバ
ックディレー時間をＴ^LR1からＴ^LR3に変更することによ
り、フィードバック補正量ＣＦＢ（図８参照）をリーン
側に補正する。なお、このリーン側への補正は次のよう
に予め設定されている。すなわちフィードバック制御に
用いるＯ_２センサは２つのＯ_２センサ７１，７６のうち
の上流側のＯ_２センサ７１を用い、２次エア故障診断時
には下流側のＯ_２センサ７６を用いるので、２次エアが
正常にカットされた場合に下流側のＯ_２センサ７６でリ
ッチ判定が可能な程度に補正する。

【００７３】すなわち、図８のタイムチャートにおいて
フィードバックディレー時間をＴ^LR1からＴ^LR3（但しＴ
^LR1＞Ｔ^LR3）に変更すると、リッチ側へのフィードバッ
クディレー時間ＴLRが短くなるので、フィードバック補
正量ＣＦＢはリーン側に補正される。

【００７４】次に第５ステップ１０５で、ＣＰＵ９０は
２次エア故障診断用のＯ_２センサ７６の出力を読込み、
次の第６ステップ１０６(フェイル判定手段)で、ＣＰＵ
９０はＯ_２センサ７６出力に基づいてリーン判定を実行
する。すなわち、２次エアが正常にカットされていると
Ｏ_２センサ７６の出力は０．４５ボルトもしくはそれ以
上となるが、２次エアカット信号の出力にもかかわらず
信号線の断線等により、２次エアが供給されるような故
障時にはＯ_２センサ７６の出力は０．４５ボルト未満と
なるので、上述のリーン判定を実行することができる。

【００７５】そして、Ｏ_２センサ７６の出力が０．４５
ボルト以上のリッチ時（システム正常時）には次の第７
ステップ１０７に移行する一方、Ｏ_２センサ７６の出力
が０．４５ボルト以下のリーン時（システム故障）には
別の第９ステップ１０９に移行する。

【００７６】上述の第７ステップ１０７で、ＣＰＵ９０
はシステム正常と認定した後に、次の第８ステップ１０
８で、ＣＰＵ９０はフィードバックディレー時間を故障
診断用のディレー時間Ｔ^LR3から通常の空燃比フィード
バック制御用のディレー時間Ｔ^LR1に変更処理する。

【００７７】一方、上述の第９ステップ１０９で、ＣＰ
Ｕ９０はシステム故障と認定した後に、次の第１０ステ
ップ１１０で、ＣＰＵ９０はインジケータランプ８５を
点灯し、ドライバに２次エア故障を報知し、次いで上述
の第８ステップ１０８での処理を経て一連の故障診断を
終了する。

【００７８】以上要するに、上記実施例の二次空気供給
装置の故障診断装置によれば、上述の排気２次エア供給
手段７７は排気系に２次エアを供給し、上述の故障診断
条件判定手段(ステップ１０２参照)は排気２次エア供給
手段７７の故障診断を実行す べき条件が成立したか否か
を判定し、上述のフェイル判定手段(ステップ１０６参
照)は、故障診断条件判定手段(ステップ１０２参照)に
よる条件成立判定時に、排気系への２次エア供給を遮断
(カット)して、排気系に配設された空燃比センサ(Ｏ _２
センサ７６参照)の出力に基づいて故障の有無を判定す
るが、上述の故障診断の実行時にはＨＣ抑制手段(ステ
ップ１０４参照)が作動する。

【００７９】このように、２次エアの故障診断時に排気
系への２次エアの供給を遮断し、しかもＨＣ抑制手段
（図９の第４ステップ１０４参照）が故障診断の実行時
に作動するので、このＨＣ抑制手段により、ＨＣ（ハイ
ドロカーボン）発生量の抑制を図ることができる。した
がってＨＣ発生量の抑制を図りつつ、２次エアの故障診
断を実行することができる効果がある。

【００８０】また、上述のＨＣ抑制手段(ステップ１０
４参照)は空燃比をリーン側に補正する補正手段で構成
されているので、故障診断の実行に伴う２次エア遮断に
よるＨＣ発生量の増加を抑制することができる効果があ
る。

【００８１】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の排気２次エア供給手段は、実施例
の排気２次エア供給装置２３，７７に対応し、以下同様
に、空燃比センサはＯ_２センサ７６に対応し、故障診断
条件判定手段は、第２ステップ１０２（図９参照）に対
応し、フェイル判定手段は、第６ステップ１０６（図９
参照）に対応し、 ＨＣ抑制手段および補正手段は、第４
ステップ１０４（図９参照）に対応するも、この発明
は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 二次空気供給装置の故障診断装置を示す系統
図。

【図２】 制御回路ブロック図。

【図３】 故障診断処理を示すフローチャート。

【図４】 空燃比に対するＯ２センサ出力を示す説明
図。

【図５】 本発明の二次空気供給装置の故障診断装置の
実施例を示す系統図。

【図６】 制御回路ブロック図。

【図７】 故障診断処理の他の実施例を示すフローチャ
ート。

【図８】 タイムチャート。

【図９】 本発明の二次空気供給装置の故障診断装置に
おける故障診断処理を示すフローチャート。

【符号の説明】７ ６…Ｏ_２センサ(空燃比センサ) ７ ７…排気２次エア供給装置(排気２次エア供給手段) １ ０２…故障診断条件判定手段 １ ０６…フェイル判定手段 １ ０４…ＨＣ抑制手段(補正手段)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01N 3/22 - 3/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気系に２次エアを供給する排気２次エア
   供給手段と、 上記排気２次エア供給手段の故障診断を実行すべき条件
   が成立したか否かを判定する故障診断条件判定手段と、 上記故障診断条件判定手段による条件成立判定時に、排
   気系への２次エア供給を遮断して、排気系に配設した空
   燃比センサの出力に基づいて故障の有無を判定するフェ
   イル判定手段とを備えた二次空気供給装置の故障診断装
   置であって、 故障診断の実行時に作動するＨＣ抑制手段を備えた 二次
   空気供給装置の故障診断装置。
2. 【請求項２】上記ＨＣ抑制手段は空燃比をリーン側に補
   正する補正手段で構成された請求項１記載の二次空気供
   給装置の故障診断装置。