JP4033117B2 - 二次空気供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置よりも上流側に二次空気を供給すると共に構成部品の異常を検出できるようになっている二次空気供給装置に関する。

内燃機関においては、排気通路に酸化機能を有する触媒を配置し、排気ガス中の一酸化炭素（以下、「ＣＯ」と称する）、ハイドロカーボン（以下、「ＨＣ」と称する）、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する）成分を低減して浄化を図るようにした排気浄化装置を設けることが知られている。さらに、排気通路に接続された開閉弁を有する二次空気供給通路にエアポンプから空気を圧送することによって、排気管内に二次空気を供給して酸素濃度を高くし、これにより、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化させて排気ガスの浄化を促進する二次空気供給装置が知られている。このような二次空気供給装置においてエアポンプまたは開閉弁などの構成部品に異常が生じる場合には、排気ガスの浄化効率が低下してエミッションが悪化するので、二次空気供給通路に圧力センサを配置し、圧力センサにより計測された圧力値等に基づいて構成部品の異常を検出している（例えば、特許文献１および特許文献２を参照されたい。）。
特開２００３−８３０４８号公報 特許第３４４４４５８号明細書

ところで、特許文献１に記載の二次空気供給装置においては圧力センサが開閉弁および逆止弁よりも上流に設けられている。逆止弁は開閉制御不能であるが、ここで逆止弁の代わりに別の開閉弁が下流側に設けられている場合、つまり、上流側および下流側に開閉弁が設けられていて圧力センサがこれら開閉弁のさらに上流に設けられている場合を考える。このような場合に下流側の開閉弁の異常判定に使用する圧力値等を検出するためには、上流側の開閉弁を開放する必要がある。従って、上流側の開閉弁を開放することによって圧力値がその影響を受け、下流側の開閉弁の異常判定が比較的困難となると共に異常判定の精度も低下する事態が生じうる。

また、このような二次空気供給装置を備えた内燃機関において、内燃機関の排気通路から伝達される排気脈動を検出することにより異常判定を行う場合には、排気脈動は下流側および上流側の開閉弁の両方を通過して圧力センサにより検出されることになるので、これら開閉弁を通過する際に排気脈動が減衰し、排気脈動の値に影響を与えることに加えて排気脈動を検出すること自体が困難となる可能性もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、下流側の開閉弁についても比較的容易に異常判定することが可能であると共に排気脈動を容易に検出することのできる二次空気供給装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目に記載の発明によれば、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置よりも上流側に二次空気を供給する二次空気通路と、前記二次空気通路に設けられていて二次空気を供給するポンプと、前記ポンプの下流に設けられていて前記二次空気通路を開閉する上流側の開閉手段と、該上流側の開閉手段の下流に設けられていて前記二次空気通路を開閉する下流側の開閉手段と、前記上流側の開閉手段と前記下流側の開閉手段との間に設けられていて前記二次空気通路の圧力を測定する圧力センサとを具備し、前記圧力センサにより検出される圧力値と圧力変化値とに基づいて前記ポンプ、前記上流側および下流側の開閉手段の異常を検出するようになっている二次空気供給装置が提供される。

すなわち１番目の発明においては、圧力センサが上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間に設けられている。つまり、圧力センサは上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との両方に隣接していることになるので、上流側の開閉手段の状態に影響されることなしに下流側の開閉弁の異常判定に使用する圧力変動等を検出することができ、それにより、下流側の開閉弁についても比較的容易に異常判定できると共に異常判定の精度も向上させることができる。また、内燃機関の排気通路からの排気脈動を検出する場合には、排気脈動は下流側の開閉手段のみを通過して圧力センサにより計測されることになるので、排気脈動の減衰を少なくして排気脈動を容易に検出することが可能になる。

２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記上流側および下流側の開閉手段が閉鎖している状態において前記ポンプを駆動させるときにおける前記二次空気通路内の圧力が第一の圧力値よりも大きくなる場合には、前記上流側の開閉手段が開固着であると判定するようにした。
すなわち２番目の発明においては、上流側および下流側の開閉手段を閉鎖してポンプを駆動させたとしても、圧力センサは上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間に配置されているのであるから、本来ならば圧力は上昇しない筈である。このため、圧力が第一の圧力値よりも大きくなった場合には、二次空気が上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間まで流入して圧力が上昇したものと判定でき、これにより、上流側の開閉手段が開固着しているものと判定できる。第一の圧力値としては、例えば閉塞クライテリアを採用することができる。さらに、２番目の発明においては、開閉手段が閉鎖されているので、二次空気は二次空気供給通路に供給されず、従って、エミッションへの影響を少なくすることが可能である。

３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記ポンプが駆動していると共に前記上流側の開閉手段が開放していて前記下流側の開閉手段が閉鎖している状態において前記上流側の開閉手段を開放状態から閉鎖するときにおける前記二次空気通路内の圧力が第一の圧力値よりも大きい場合には、前記上流側の開閉手段が開固着であると判定するようにした。
すなわち３番目の発明においては、ポンプが駆動していて下流側の開閉手段が閉鎖しているときに上流側の開閉手段を閉鎖すると、圧力センサは上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間に配置されているのであるから、本来ならば圧力は低下する筈である。このため、圧力が第一の圧力値よりも大きい場合には、二次空気が上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間まで流入して圧力が上昇したものと判定でき、これにより、上流側の開閉手段が開固着しているものと判定できる。第一の圧力値としては、例えば閉塞クライテリアを採用することができる。また、２番目の発明と併用することにより、上流側の開閉手段に関する開固着判定の精度を高めることができる。さらに、３番目の発明においては、下流側の開閉手段が閉鎖されているので、二次空気は二次空気供給通路に供給されず、従って、エミッションへの影響を少なくすることが可能である。

４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、前記ポンプが駆動していると共に前記上流側および前記下流側の開閉手段が閉鎖している状態において前記上流側の開閉手段を閉鎖状態から開放するときにおける前記二次空気通路内の圧力が前記第一の圧力値よりも小さい第二の圧力値よりもさらに小さい場合には、前記上流側の開閉手段が閉固着であると判定するようにした。
すなわち４番目の発明においては、ポンプが駆動していて下流側の開閉手段が閉鎖しているときに上流側の開閉手段を開放すると、圧力センサは上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間に配置されているのであるから、本来ならば圧力は比較的大きくなる筈である。このため、圧力が第二の圧力値よりも小さい程度にしか上昇しない場合には、二次空気は上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間まで流入しなかったために圧力がそれほど上昇しなかったものと判定でき、これにより、上流側の開閉手段が閉固着しているものと判定できる。なお、第二の圧力値は第一の圧力値よりも小さくて二次空気供給装置停止時の圧力値よりも大きい値である。さらに、４番目の発明においては、下流側の開閉手段が閉鎖されているので、二次空気は二次空気供給通路に供給されず、従って、エミッションへの影響を少なくすることが可能である。

５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記ポンプが駆動していると共に前記上流側および前記下流側の開閉手段が開放している状態において前記下流側の開閉手段を開放状態から閉鎖するときにおける前記二次空気通路内の圧力が前記第一の圧力値よりも小さい第二の圧力値よりもさらに小さい場合には、前記上流側の開閉手段が閉固着であると判定するようにした。
すなわち５番目の発明においては、ポンプが駆動していて上流側の開閉手段が開放しているときに下流側の開閉手段を閉鎖すると、圧力センサは上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間に配置されているのであるから、圧力は比較的大きくなる筈である。このため、圧力が第二の圧力値よりも小さい程度にしか上昇しない場合には、二次空気は上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間まで流入しなかったために圧力がそれほど上昇しなかったものと判定でき、これにより、上流側の開閉手段が閉固着しているものと判定できる。第二の圧力値は第一の圧力値よりも小さくて二次空気供給装置停止時の圧力値よりも大きい値である。また、４番目の発明と併用することにより、上流側の開閉手段に関する閉固着判定の精度を高めることができる。さらに、５番目の発明においては、上流側の開閉手段が閉鎖されているので二次空気は二次空気供給通路に供給されず、従って、エミッションへの影響を少なくすることが可能である。

６番目の発明によれば、１番目から５番目のいずれかの発明において、前記二次空気通路が、内燃機関からそれぞれ延びる第一および第二の排気通路にそれぞれ設けられた排気浄化装置よりも上流側にそれぞれ接続されていて分岐点から分岐する第一および第二の分岐通路を含んでおり、前記下流側の開閉手段が前記第一および第二の分岐通路にそれぞれ設けられた第一および第二の分岐通路開閉手段を含んでおり、前記圧力センサは前記上流側の開閉手段と前記分岐点との間に配置されており、前記ポンプが駆動していると共に前記上流側の開閉手段ならびに前記第一および第二の分岐通路開閉手段を開放している状態において前記第一の分岐通路開閉手段を閉鎖するときに、該第一の分岐通路開閉手段の閉鎖前後における前記二次空気通路内の圧力の圧力変化値が所定の圧力変化値よりも小さい場合には、前記第一の分岐通路開閉手段が開固着であると判定するようにした。
すなわち６番目の発明において、下流側の開閉手段が第一および第二の分岐通路開閉手段を含む場合であって二次空気を通過させた後に第一の分岐通路開閉手段のみを閉鎖する場合には、二次空気通路内の圧力は二次空気供給時の圧力よりも上昇する筈である。従って、このときの圧力変化値が所定の圧力変化値よりも小さい場合には、二次空気は第一および第二の分岐通路の両方に流れているために圧力変化が小さかったものと判定でき、これにより、第一の分岐通路開閉手段が開固着しているものと判定できる。なお、この場合には単に圧力変化値が所定の圧力変化値よりも大きいか否かで異常判定できるので、極めて短期間、例えば０．１秒程度で異常判定を完了することができ、このためエミッションへの悪影響を避けることができる。

７番目の発明によれば、６番目の発明において、前記ポンプが駆動していると共に前記上流側の開閉手段ならびに前記第一および第二の分岐通路開閉手段を開放している状態において前記第一の分岐通路開閉手段を閉鎖するときにおける前記二次空気通路内の圧力が前記第一の圧力値よりも大きい場合には、前記第二の分岐通路開閉手段が閉固着であると判定するようにした。
すなわち７番目の発明において、二次空気を通過させた後に第一の分岐通路開閉手段のみを閉鎖する場合には、二次空気通路内の圧力は二次空気供給時の圧力よりも上昇するものの、第一および第二の分岐通路開閉手段の両方を閉鎖したときの圧力よりも小さい筈である。従って、このときの圧力が第一の圧力値よりも大きい場合には、二次空気は第二の分岐通路には流れていないために圧力が上昇したものと判断でき、これにより、第二の分岐通路開閉手段が閉固着しているものと判定できる。なお、この場合には単に圧力値が所定の値よりも大きいか否かで異常判定できるので、極めて短期間、例えば０．１秒程度で異常判定を完了することができ、このためエミッションへの悪影響を避けることができる。

各発明によれば、下流側の開閉弁についても比較的容易に異常判定することが可能であると共に排気脈動を容易に検出することができるという共通の効果を奏しうる。
さらに、２番目の発明によれば、上流側の開閉手段が開固着しているものと判定することができるという効果を奏しうる。
さらに、３番目の発明によれば、上流側の開閉手段が開固着しているものと判定することができるという効果を奏しうる。
さらに、４番目の発明によれば、上流側の開閉手段が閉固着しているものと判定することができるという効果を奏しうる。
さらに、５番目の発明によれば、上流側の開閉手段が閉固着しているものと判定することができるという効果を奏しうる。
さらに、６番目の発明によれば、下流側の開閉手段のうちの第一の分岐通路開閉手段が開固着しているものと判定することができるという効果を奏しうる。
さらに、７番目の発明によれば、下流側の開閉手段のうちの第二の分岐通路開閉手段が閉固着しているものと判定することができるという効果を奏しうる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に基づく二次空気供給装置を示す概略図である。本発明の二次空気供給装置３０は内燃機関１、例えば多気筒Ｖ型ガソリンエンジンに取付られている。図１に示されるように内燃機関１の左右両バンクの気筒は相互に独立した排気マニホルド４ａ、４ｂを介して排気管７ａ、７ｂにそれぞれ連結されている。また、排気管７ａ、７ｂには酸化機能を有する触媒を担持した触媒コンバータ５ａ、５ｂがそれぞれ設けられている。これら触媒コンバータ５ａ、５ｂは排気浄化装置としての役目を果たす。さらに、排気管７ａ、７ｂの触媒コンバータ５ａ、５ｂの上流側には二次空気供給口８ａ、８ｂがそれぞれ設けられている。これら二次空気供給口８ａ、８ｂは後述する二つの分岐管２３ａ、２３ｂにそれぞれ接続されている。さらに、排気管７ａ、７ｂにおいてはＯ_２センサ６ａ、６ｂが触媒コンバータ５ａ、５ｂの上流にそれぞれ設けられると共に、Ｏ_２センサ１６ａ、１６ｂが触媒コンバータ５ａ、５ｂの下流にそれぞれ設けられている。従って、触媒コンバータ５ａ、５ｂの上流および下流のＯ_２濃度を測定することによって、触媒コンバータ５ａ、５ｂにおいて消費されたＯ_２量を算出することが可能となる。一方、内燃機関の左右両バンクの気筒に吸気ガスを供給する吸気管３にはスロットル弁３ａが設けられており、この吸気管３はエアクリーナ２に接続されている。エアクリーナ２とスロットル弁３ａとの間には空気量（一次空気量）を測定するためのエアフロメータ３ｂが設けられている。さらに、吸気温度を測定するための温度センサ３ｃが吸気管３に設けられている。

二次空気供給装置３０は吸気管３のスロットル弁３ａとエアクリーナ２との間の位置から延びる空気取入管２１を有している。空気取入管２１は電動エアポンプ９に接続されており、二次空気供給管２２が電動エアポンプ９から延びている。図示されるように二次空気供給管２２は二つの分岐管２３ａ、２３ｂに分岐しており、これら分岐管２３ａ、２３ｂは排気管７ａ、７ｂの二次空気供給口８ａ、８ｂにそれぞれ接続している。図１に示されるように分岐管２３ａには制御弁Ｖ１が設けられており、また分岐管２３ｂには制御弁Ｖ２が設けられている。さらに、二次空気供給管２２にも制御弁Ｖ０が設けられている。これら制御弁Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２はエアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）またはバキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）であり、後述するＥＣＵ４０によって分岐管２３ａ、２３ｂおよび二次空気供給管２２内を流れる二次空気量を制御するよう開閉する。さらに、圧力センサ３３が二次空気供給管２２において、分岐管２３ａ、２３ｂの分岐点と制御弁Ｖ０との間に設けられている。つまり、図示されるように、圧力センサ３３は上流側の制御弁Ｖ０と下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２との間に配置されている。なお、二次空気は大気から直接的に取り入れるようにしてもよい。

電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備する。図１に示されるように触媒コンバータ５ａ、５ｂの上流に設けられたＯ_２センサ６ａ、６ｂおよび触媒コンバータ５ａ、５ｂの下流に設けられたＯ_２センサ１６ａ、１６ｂの出力信号は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、エアフロメータ３ｂの出力信号も、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。さらに、二次空気供給管２２に設けられた圧力センサ３３の出力信号も、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。さらに、吸気通路に設けられた温度センサ３ｃ、および機関冷却水の温度センサ（図示しない）からの出力信号も、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。アクセルペダル５０にはアクセルペダル５０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ５１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２が接続される。さらに、入力ポート４５には車速を表す車速センサ５３からの出力パルスが入力される。一方、出力ポート４６は対応する駆動回路４８を介して内燃機関１の燃料噴射弁（図示しない）、スロットル弁３ａを制御するためのステップモータ（図示しない）、二次空気供給管２２の制御弁Ｖ０、分岐管２３ａ、２３ｂの制御弁Ｖ１、Ｖ２および電動エアポンプ９に接続される。

触媒コンバータ５ａ、５ｂ内に配置されていて酸化機能を有する触媒としては、酸化触媒、三元触媒、または吸蔵されたＮＯｘを放出し還元浄化する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を用いることができる。なお、ＮＯｘ触媒は燃焼室における平均空燃比がリッチになるとＮＯｘを放出する機能を有する。ＮＯｘ触媒は例えばアルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。

この二次空気供給装置３０は、主に冷間始動時等の燃料濃度が高く、空燃比が小さく、かつ排気浄化装置としての触媒コンバータ５ａ、５ｂが十分に昇温しておらず、その機能が十分に発揮されにくい状況において使用される。そして、二次空気を触媒コンバータ５ａ、５ｂに供給することにより触媒コンバータ５ａ、５ｂにおける酸素濃度が高くなるので、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を浄化することができるようになる。

図２は本発明の二次空気供給装置の異常判定動作を示すタイムチャートである。以下、図２を参照しつつ、本発明の二次空気供給装置３０に備えられていて異常判別される構成部品の異常判定について説明する。なお、二次空気供給装置３０に備えられた構成部品とは、エアポンプ９、上流側の制御弁Ｖ０、下流側の第一の制御弁Ｖ１および下流側の第二の制御弁Ｖ２のことを意味している。

図２の左方に示されるように、エアポンプ９が停止していると共に上流側の制御弁Ｖ０ならびに下流側の第一および第二の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉鎖している状態、つまり二次空気が二次空気供給管２２に流れていない場合に、二次空気供給装置３０の構成部品の異常判別が開始される。そして、図２に示されるように構成部品の異常判別をする際には、はじめにエアポンプ９を駆動する。次いで、所定の期間Ａ１経過した後に上流側の制御弁Ｖ０のみを開放する。そして、所定の期間Ａ２経過した後に下流側の二つの制御弁、つまり分岐管２３ａ、２３ｂにそれぞれ設けられた制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方を開放する。次いで所定の期間Ｂ経過した後に下流側の一方の制御弁、例えば分岐管２３ａに設けられた制御弁Ｖ１のみを閉鎖する。次いで、所定の期間Ｃ経過した後に、下流側の他方の制御弁、例えば分岐管２３ｂに設けられた制御弁Ｖ２を閉鎖する。さらに、所定の期間Ｄ１経過後に上流側の制御弁Ｖ０を閉鎖する。そして、さらに所定の期間Ｄ２経過後にエアポンプ９を停止する。これにより、エアポンプ９が停止すると共に、上流側の制御弁Ｖ０ならびに下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の全てが閉鎖する状態が形成される。所定の期間Ｅ経過後に再び上流側の制御弁Ｖ０のみを開放し、さらに所定の期間Ｆ経過後にこの制御弁Ｖ０を閉鎖するようにする。前述した期間Ａ１〜期間Ｆについては圧力センサ３３により二次空気供給管２２の圧力を計測しており、これにより得られた圧力値または圧力変化値より各構成部品の異常判断を行うようにする。

はじめに、異常が検出されない場合、つまり二次空気供給装置３０の各構成部品が正常動作している場合について説明する。図２の下方には、図２の上方に示される異常判定動作をした際に圧力センサ３３により検出される圧力（縦軸）と時間（横軸）との間における正常状態時の関係が示されている。また、表１は異常判定の結果を示す表であり、各期間における圧力Ｐまたは圧力差ΔＰの状態および圧力挙動パターンが示されている。なお、表１の「０」欄には正常状態の場合の結果が示されている。

以下、表１を適宜参照しつつ、二次空気供給装置３０が正常状態にあるときに際に圧力センサ３３により検出される圧力Ｐについて説明する。図２に示されるように、エアポンプ９を駆動した期間Ａ１後の期間Ａ２において上流側の制御弁Ｖ０を開放すると、圧力Ｐは所定の値である圧力Ｐ１および他の所定の値である閉塞クライテリアを越えて上昇する。次いで、期間Ａ２経過後に下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方を開放すると、圧力Ｐは図示される圧力Ｐ１よりもやや高いところまで低下する。ここで、圧力Ｐ１は、圧力Ｐがこの圧力Ｐ１よりも小さいときには二次空気が流れないものと判断できる圧力である。また、期間Ｂにおいては、エアポンプ９が駆動していると共に上流側の制御弁Ｖ０ならびに下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が開放しているので、二次空気は空気取入管２１、二次空気供給管２２および分岐管２３ａ、２３ｂを流れて触媒コンバータ５ａ、５ｂに供給されるようになる。また、期間Ｂにおいては下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が開放しているので、圧力脈動が内燃機関の排気通路から分岐管２３ａおよび分岐管２３ｂを通って二次空気供給管２２まで伝達されて、二次空気供給管２２において圧力センサ３３により検出される。従って、圧力脈動と共に検出される圧力Ｐは図２および図３に示される圧力挙動パターンのような波形の挙動を示すようになる。二次空気供給装置３０が正常状態にあるときの期間Ｂにおける圧力Ｐは、圧力Ｐ１よりも大きくてかつ内燃機関の排気系からの圧力脈動も含んでいる。従って、図２の期間Ｂにおける圧力Ｐの圧力挙動パターンは図３に示されるパターン１−１、または圧力Ｐが閉塞クライテリアよりも大きい場合にはパターン１−２のようになる。

次いで、期間Ｃにおいて下流側の一方の制御弁Ｖ１のみを閉鎖すると、圧力Ｐは閉塞クライテリアを越えない程度にまで上昇する。つまり期間Ｂと期間Ｃとの間においては圧力差ΔＰが存在していることになる（表１を参照されたい）。このとき、二次空気は他方の分岐管２３ｂのみに流れる。期間Ｃにおいても一方の制御弁Ｖ２が開放しているので、圧力脈動が内燃機関の排気通路から分岐管２３ｂに伝達されて、圧力センサ３３により検出される。ただし、一方の制御弁Ｖ１は閉鎖されているので、圧力値自体は期間Ｂの場合の圧力Ｐよりも小さくなる。つまり、期間Ｃにおける圧力Ｐは閉塞クライテリアと圧力Ｐ１との間にあるようになるので、期間Ｃにおける圧力Ｐの圧力挙動パターンは図３に示されるパターン１−１のようになる。

そして、期間Ｄ１において下流側の他方の制御弁Ｖ２を閉鎖すると二次空気は分岐管２３ａ、２３ｂに流れなくなるので、圧力Ｐは圧力Ｐ１および閉塞クライテリアを越えて上昇するようになる。次いで、制御弁Ｖ０を閉鎖した期間Ｄ２においては圧力Ｐは圧力Ｐ１よりも低い位置まで低下する。さらに、期間Ｅにおいてエアポンプ９を停止しているので、期間Ｆにおいて上流側の制御弁Ｖ０を開放したとしても圧力Ｐは変化しない。正常状態での期間Ｅにおいては圧力Ｐは所定の値の圧力Ｐ１よりも小さく、また下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉鎖しているために圧力脈動も検出されない。このため、期間Ｅにおける圧力挙動パターンは図３のパターン４のようになる。

二次空気供給装置３０の各構成部品が正常状態にある場合には圧力Ｐは図２の下方に示されるような挙動を示す。なお、実際には上流側の制御弁Ｖ０等の開閉作用等から圧力Ｐが変化し終えるまでの間に或る程度のタイムラグがあるので、圧力Ｐは縦軸に対して鋭角をなすように変化するのであるが、理解を容易にするために、図２の下方および図４から図８においては圧力Ｐは上流側の制御弁Ｖ０等の開閉作用等に応じて瞬時に変化したように示されている。そして、二次空気供給装置３０の構成部品のいずれかに異常がある場合には図２の下方に示される圧力挙動とは異なる挙動を示す。以下、異常判定の結果を示す表１を適宜参照しつつ、図４から図８において二次空気供給装置３０の各構成部品の異常検出作用について説明する。

図４（ａ）は、エアポンプに関するＯＮ固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図４（ａ）に示される圧力挙動を参照しつつ、エアポンプが駆動したままで停止できない状態、つまりＯＮ固着している場合について説明する。図４（ａ）に示される圧力挙動においては、エアポンプ９を停止すると共に上流側の制御弁Ｖ０および下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２を閉鎖した後に上流側の制御弁Ｖ０を開放する期間Ｆにおいては圧力Ｐが再び圧力Ｐ１（およびこの場合には閉塞クライテリア）を越える（Ｐ≧Ｐ１）よう上昇している。つまり、図４（ａ）に示される圧力挙動においては、エアポンプ９は期間Ａ１において停止状態から正常に駆動されたものの、その後、期間Ａ１から期間Ｅのいずれかの期間においてＯＮ固着となったために駆動状態のまま停止することができなくなっている。そして、期間Ｅにおいてエアポンプ９を停止するよう操作したものの実際にはエアポンプ９は停止せず、これにより、期間Ｆにおいて圧力Ｐが再び上昇している。このため、図４（ａ）に示されるような圧力挙動を示した場合には、期間Ａ１において駆動した後のいずれかの期間においてエアポンプ９は駆動状態のままで固着、つまりＯＮ固着したものと判定することができる。なお、他の期間における圧力挙動は図２に示される正常状態の場合と同様である。

図４（ｂ）は、エアポンプに関するＯＦＦ固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図４（ｂ）に示される圧力挙動を参照しつつ、エアポンプ９が停止状態のまま駆動することができない状態、つまりＯＦＦ固着している場合について説明する。図４（ｂ）に示される圧力挙動においては期間Ａ１にてエアポンプ９を駆動すると共に期間Ａ２にて上流側の制御弁Ｖ０を開放している。これら期間Ａ１、Ａ２においては下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２は閉鎖しているので、本来であれば圧力Ｐは上昇する筈である。ところが、圧力Ｐは圧力Ｐ１よりも小さい初期状態のまま変化しておらず、期間Ａ２においてもＰ＜Ｐ１となっている。つまり、エアポンプ９は停止状態のまま固着、つまりＯＦＦ固着しており、駆動状態への切替ができなくなっているために圧力値は上昇しない。以降、期間Ｆまで圧力値は上昇せず、図４（ｂ）においては圧力Ｐは常に圧力Ｐ１よりも小さくなっており、Ｐ＜Ｐ１である。このため、図４（ｂ）に示されるような圧力挙動を示した場合にはエアポンプ９はＯＦＦ固着したものと判定することができる。なお、期間Ｂおよび期間Ｃにおいては下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２のうちの少なくとも一方を開放しているので、内燃機関の排気系からの圧力脈動が分岐管２３ａまたは分岐管２３ｂを通じて圧力センサ３３まで伝達される。つまり、期間Ｂおよび期間Ｃにおいては圧力値自体は小さいものの圧力脈動が生じている。従って、期間Ｂおよび期間Ｃにおける圧力挙動パターンは図３のパターン２のようになる。

次いで、図５（ａ）は、上流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図５（ａ）に示される圧力挙動を参照しつつ、上流側の制御弁Ｖ０が開放したまま固着している開固着状態にある場合について説明する。図５（ａ）に示される圧力挙動においては期間Ａ１においてエアポンプ９を駆動した直後から圧力Ｐが圧力Ｐ１および閉塞クライテリアを越えて上昇しており、Ｐ≧Ｐ１となっている。ここで、圧力センサ３３は上流側の制御弁Ｖ０と下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２との間に配置されているので、上流側および下流側の制御弁を閉鎖してエアポンプ９を駆動させたとしても、本来ならば期間Ａ１においては圧力変化は生じない筈である。しかしながら、圧力Ｐは図示されるように圧力Ｐ１および閉塞クライテリアを越えて上昇している。つまり、期間Ａ１において圧力Ｐが上昇したのは、上流側の制御弁Ｖ０が開固着していることにより二次空気が上流側の制御弁Ｖ０を越えて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２まで到達したためであると判断できる。その後の期間Ａ２から期間Ｄ１にかけては図２に示した正常状態時の圧力挙動と同様な挙動を示している。さらに、期間Ｄ２においては上流側の制御弁Ｖ０を閉鎖しているので圧力Ｐは本来であれば低下する筈であるが、圧力Ｐは期間Ｄ１時の圧力Ｐからほとんど低下しておらず、期間Ｄ２における圧力Ｐは圧力Ｐ１および閉塞クライテリアよりも大きい。つまり、期間Ｄ２時の圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１および閉塞クライテリアよりも大きいままとなっているのは、上流側の制御弁Ｖ０が開固着していることにより二次空気が上流側の制御弁Ｖ０を越えて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２まで到達しているためであると判断できる。なお、期間Ｅおよび期間Ｆにおいては図２に示した正常状態時の圧力挙動と同様な圧力挙動を示している。このように、図５（ａ）においては図２に示される一回の異常検出動作により上流側の制御弁Ｖ０に関する開固着の判定を期間Ａ１と期間Ｄ２との両方において行うことができ、これにより上流側の制御弁Ｖ０に関する開固着判定の精度を高めることができる。当然のことながら、このような上流側の制御弁Ｖ０に関する開固着判定の一方のみを行うようにしてもよい。なお、図５（ａ）の期間Ａ１および期間Ｄ２においては下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉鎖されているので、二次空気は二次空気供給通路に供給されず、従って、エミッションへの影響を少なくすることが可能である。

図５（ｂ）は、上流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図５（ｂ）に示される圧力挙動を参照しつつ、上流側の制御弁Ｖ０が閉鎖したまま固着している閉固着状態にある場合について説明する。図５（ｂ）に示される圧力挙動においては期間Ａ１にてエアポンプ９を駆動すると共に期間Ａ２にて上流側の制御弁Ｖ０を開放していて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２は閉鎖しているので、本来であれば期間Ａ２においては圧力Ｐは上昇する筈である。ところが、圧力Ｐは図示されるように圧力Ｐ１よりも小さい初期状態のまま変化しておらず、期間Ａ２においてもＰ＜Ｐ１となっている。つまり、この場合には上流側の制御弁Ｖ０は閉じたまま閉固着しているために二次空気が上流側の制御弁Ｖ０を越えて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２まで到達しないことにより圧力Ｐが上昇していないものと判断できる。また、図５（ｂ）において下流側の一方の制御弁Ｖ１を閉鎖した後に下流側の他方の制御弁Ｖ２を閉鎖する期間Ｄ１においては、二次空気が流れなくなるので圧力Ｐは比較的大きくなる筈である。しかしながら、期間Ｄ１においても圧力Ｐは圧力Ｐ１よりも小さくなっている。従って、このような場合には、二次空気が上流側の制御弁Ｖ０を越えて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２まで到達しないために圧力Ｐが上昇していないものと判断できるので、上流側の制御弁Ｖ０が閉固着しているものと判定することができる。このように、図５（ａ）に示される異常検出作用においては期間Ａ２と期間Ｄ１との両方において上流側の制御弁Ｖ０に関する閉固着の判定を行うことができ、これにより上流側の制御弁Ｖ０に関する閉固着判定の精度を高めることができる。当然のことながら、この閉固着判定の一方のみを行うようにしてもよい。なお、図４（ｂ）に示した場合と同様の理由により、期間Ｂおよび期間Ｃにおける圧力挙動パターンは図３のパターン２のようになっている。さらに、図５（ｂ）における期間Ａ２および期間Ｄ１においては、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉鎖されているので、二次空気は二次空気供給通路に供給されず、従って、エミッションへの影響を少なくすることが可能である。

次いで、図６（ａ）は、最初に閉鎖される下流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図６（ａ）に示される圧力挙動を参照しつつ、下方側の一方の制御弁Ｖ１が開固着している場合について説明する。この場合には、制御弁Ｖ１が開放しているので、期間全体にわたって内燃機関の排気系からの圧力脈動が分岐管２３ａを通じて圧力センサ３３により検出される。このため、図６（ａ）に示されるように全ての期間において波形の圧力脈動が検出されている。図６（ａ）の期間Ａ２において上流側の制御弁Ｖ０を開放するときには圧力Ｐは圧力Ｐ１を越えて上昇するものの、下流側の一方の制御弁Ｖ１が開放していて二次空気が流れているので閉塞クライテリアまで到達することはない。次いで、期間Ｃにおいて一方の制御弁Ｖ１を閉鎖すると、その分だけ圧力Ｐは上昇する筈であるが、この場合には一方の制御弁Ｖ１が開固着しているので、期間Ｃにおける圧力Ｐは期間Ｂの場合とほぼ同じまま上昇しない。従って、図６（ａ）の期間Ｃにおける圧力Ｐと期間Ｂにおける圧力Ｐとの間の圧力差ΔＰが所定の値よりも小さい場合には、先に閉鎖した一方の制御弁Ｖ１が開固着しているものと判断することができる。なお、この場合には単に圧力変化値が所定の圧力変化値よりも大きいか否かで異常判定できるので、極めて短期間、例えば０．１秒程度で異常判定を完了することができ、このためエミッションへの悪影響を避けることができる。次いで、期間Ｄ１において下流側の他方の制御弁Ｖ２を閉鎖すると、圧力Ｐは圧力Ｐ１を越えて上昇して圧力差ΔＰがわずかながら発生するが、この場合にも一方の下流側の制御弁Ｖ１が開放しているために圧力Ｐは閉塞クライテリアを越えることはない。そして、期間Ｄ２において上流側の制御弁Ｖ０を閉鎖すると圧力Ｐは圧力Ｐ１を下回るようになる。なお、期間Ｅにおいてはエアポンプ９を停止しているが、制御弁Ｖ１が開固着しているので排気系の圧力脈動が分岐管２３ａを通じて伝達される。つまり、期間Ｅにおける圧力Ｐは圧力Ｐ１よりも小さく、また圧力脈動が検出されているので、期間Ｅにおける圧力挙動パターンは図３に示されるパターン２のようになる。なお、他の期間における圧力挙動は、図２に示される正常状態の場合と同様である。

図６（ｂ）は、先に閉鎖される下流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図６（ｂ）に示される圧力挙動を参照しつつ、先に閉鎖される下流側の制御弁Ｖ１が閉鎖したまま固着、つまり閉固着している場合について説明する。この場合には期間Ｂにおいて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方を開放するときに圧力Ｐが閉塞クライテリアと圧力Ｐ１との間まで低下する。ただし、実際には一方の制御弁Ｖ１が閉固着しているために比較的少量の二次空気が流れているので、期間Ｂにおける圧力Ｐは正常状態の場合の期間Ｂにおける圧力Ｐ（図２を参照されたい）よりも大きくなっている。次いで、期間Ｃにおいて一方の制御弁Ｖ１を閉鎖するが、この制御弁Ｖ１はもともと閉固着しているので、期間Ｂと期間Ｃとで二次空気供給装置３０の状態は変わっておらず、期間Ｂにおける圧力Ｐおよび期間Ｃにおける圧力Ｐは同一の圧力挙動を示している。つまり、期間Ｂにおける圧力Ｐと期間Ｂと期間Ｃとの間の圧力差ΔＰとに基づいて、先に閉鎖される下流側の制御弁Ｖ１の閉固着を判定することができる。なお、他の期間における圧力挙動は正常状態の場合の圧力挙動と同様である。

次いで、図７（ａ）は、後に閉鎖される下流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図７（ａ）に示される圧力挙動を参照しつつ、後に閉鎖される下流側の制御弁Ｖ２が開放したまま固着、つまり開固着している場合について説明する。この場合には、後に閉鎖される下流側の制御弁Ｖ２が開固着しているので、内燃機関の排気系からの圧力脈動が分岐管２３ｂを通じて期間全体にわたって圧力センサ３３により検出される。このため、図７（ａ）に示されるように全ての期間において波形の圧力脈動が検出されている。そして、図７（ａ）においては期間Ａ２において上流側の制御弁Ｖ０を開放するときには圧力Ｐは圧力Ｐ１を越えて上昇するものの、下流側の他方の制御弁Ｖ２が開放していて二次空気が流れているので圧力Ｐは閉塞クライテリアまで到達することはない。そして、図７（ａ）の期間Ｄ１において下流側の他方の制御弁Ｖ２を閉鎖すると、その分だけ圧力Ｐは上昇する筈である。ところが、下流側の他方の制御弁Ｖ２はもともと開固着しているので、期間Ｄ１における圧力Ｐは、制御弁Ｖ１のみを閉鎖している期間Ｃの場合の圧力Ｐとほぼ同じまま上昇することはない。従って、図７（ａ）の期間Ｃにおける圧力Ｐと期間Ｂにおける圧力Ｐとの間の圧力差ΔＰが所定の値よりも小さい場合には、後に閉鎖される下流側の他方の制御弁Ｖ２が開固着しているものと判断することができる。そして、期間Ｄ２において上流側の制御弁Ｖ０を閉鎖すると圧力Ｐは圧力Ｐ１を下回るようになる。なお、期間Ｅにおいてはエアポンプ９を停止しているが、制御弁Ｖ１が開固着しているので排気系の圧力脈動が分岐管２３ａを通じて伝達される。つまり、期間Ｅにおける圧力Ｐは圧力Ｐ１よりも小さく、また圧力脈動が検出されているので、期間Ｅにおける圧力挙動パターンは図３に示されるパターン２のようになる。なお、他の期間における圧力挙動は図２に示される正常状態の場合と同様である。

図７（ｂ）は、後に閉鎖される下流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図７（ｂ）に示される圧力挙動を参照しつつ、後に閉鎖される下流側の制御弁Ｖ２が閉鎖したまま固着、つまり閉固着している場合について説明する。図７（ｂ）の期間Ｃにおいて下流側の一方の制御弁Ｖ１を閉鎖するときには、他方の制御弁Ｖ２がもともと閉固着しているので下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が閉鎖したことになり、圧力Ｐは圧力Ｐ１および閉塞クライテリアを越えるよう上昇する。これに対し、図２に示される正常状態においては期間Ｃにおける圧力Ｐは期間Ｂのときの圧力よりも大きいものの、図示される最大圧力よりは小さくなっている。つまり、図７（ｂ）に示されるように期間Ｃにおいて圧力Ｐが閉塞クライテリアを越える場合には、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が閉鎖しているために二次空気が分岐管２３ｂに流れなくなって圧力変化が大きくなったのであるから、制御弁Ｖ２が閉固着しているものと判定できる。なお、この場合には単に圧力値が所定の値よりも大きいか否かで異常判定できるので、極めて短期間、例えば０．１秒程度で異常判定を完了することができ、このためエミッションへの悪影響を避けることができる。なお、図７（ｂ）の期間Ｃにおける圧力Ｐは閉塞クライテリアよりも大きく、また期間Ｃにおいては下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が閉鎖しているので、内燃機関の排気系からの圧力脈動は検出されない。このため、図７（ｂ）の期間Ｃにおける圧力挙動パターンは図３のパターン３−２のようになる。また、他の期間における圧力挙動は正常状態の場合の圧力挙動と同様である。

図８（ａ）は、上流側および下流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図８（ａ）に示される圧力挙動を参照しつつ、下流側の一方の制御弁Ｖ１および下流側の他方の制御弁Ｖ２の両方が開放したまま固着、つまり開固着している場合について説明する。この場合には、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が開固着しているために、内燃機関の排気系からの圧力脈動が分岐管２３ａ、２３ｂを通じて期間全体にわたって圧力センサ３３により検出される。つまり、本来であれば圧力脈動が検出されない期間においても圧力脈動が検出される。そして、期間Ａ２において上流側の制御弁Ｖ０を開放したときには、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が開放しているので圧力Ｐは圧力Ｐ１を越える程度、つまり正常状態における二次空気供給時の圧力Ｐ程度までしか上昇しない（図２の期間Ｂにおける圧力Ｐを参照されたい）。そして、下流側の一方の制御弁Ｖ１を閉鎖する期間Ｃ、下流側の他方の制御弁Ｖ２を閉鎖する期間Ｄ１においてもこれら下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が開固着しているために圧力Ｐの変化は見られず、期間Ｄ２において上流側の制御弁Ｖ０を閉鎖したときに圧力Ｐは圧力Ｐ１を下回るようになる。つまり、図８（ａ）においては期間Ｃの圧力Ｐと期間Ｄ１における圧力Ｐとが等しくなっており、期間Ｃと期間Ｄ１との間で圧力差ΔＰは存在していない。これに対し、期間Ｃと期間Ｄ１との間で圧力差ΔＰが発生している場合には、先に閉鎖される下流側の一方の制御弁Ｖ１が開固着していると判断できる（図６（ａ）を参照されたい）。そして、図８（ａ）に示されるような期間Ｃと期間Ｄ１との間で圧力差ΔＰが存在している圧力挙動が得られた場合には下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が開固着しているものと判定することができる。また、図示される期間Ｅにおける圧力Ｐは、上流側の制御弁Ｖ０が閉鎖されているので圧力Ｐ１よりも下回っており、また下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が開放しているために内燃機関の排気系からの圧力脈動は分岐管２３ａ、２３ｂを通じて検出されている。従って、図８（ａ）の期間Ｅにおける圧力挙動パターンは図３に示されるパターン２のようになる。なお、他の期間における圧力挙動は図２に示される正常状態の場合と同様である。

最終的に図８（ｂ）は、上流側および下流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。図８（ｂ）に示される圧力挙動を参照しつつ、下流側の制御弁Ｖ１および下流側の制御弁Ｖ２の両方が閉鎖したまま固着、つまり閉固着している場合について説明する。この場合には、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉固着しているので、内燃機関の排気系からの圧力脈動は圧力センサ３３まで伝達されず、従って、圧力脈動は期間全体にわたって検出されない。図示されるように、期間Ｂにおいて下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２を開放したとしても、実際にはこれら下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉鎖しているために、圧力は閉塞クライテリアよりも低下することはない。ここで、期間Ｂにおいては圧力Ｐは閉塞クライテリアよりも大きく、また下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２が閉鎖しているので圧力脈動は検出されないのであるから、図８（ｂ）の期間Ｂにおける圧力挙動パターンは図３のパターン３−２になる（圧力Ｐが閉塞クライテリアよりも小さい場合には圧力挙動パターンはパターン３−１になる）。そして、下流側の一方の制御弁Ｖ１を閉鎖する期間Ｃ、下流側の他方の制御弁Ｖ２を閉鎖する期間Ｄ１においても圧力Ｐの変化は見られない。そして、期間Ｄ２において上流側の制御弁Ｖ０を閉鎖したときに圧力Ｐは圧力Ｐ１を下回るよう低下する。従って、図８（ｂ）に示されるような圧力挙動が得られた場合には下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が閉固着しているものと判定することができる。

このように本発明においては、圧力センサにより検出される圧力Ｐと圧力変化値ΔＰとに基づいてエアポンプ９、上流側の制御弁Ｖ０、および下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の異常を検出することができる。特に、図１に示したように圧力センサは上流側の開閉手段と下流側の開閉手段との間に設けられているので、圧力センサは上流側の制御弁Ｖ０と下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２との両方に隣接している。このため本発明においては、上流側の制御弁Ｖ０の開閉状態に影響されることなしに下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の異常判定に使用する圧力変動等を検出することができ、それにより、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２についても比較的容易に異常判定できると共に異常判定の精度も向上させられる。さらに、内燃機関の排気通路からの排気脈動を検出する場合には、排気脈動は下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２のみを通過して圧力センサ３３により計測されることになるので、排気脈動の減衰を少なくして排気脈動を容易に検出することも可能になる。

なお、図１を参照して説明した内燃機関１は二つのバンクを備えており、分岐管２３ａ、２３ｂはこれらバンクから延びる排気管７ａ、７ｂにそれぞれ接続されている。しかしながら、気筒数が比較的多い内燃機関においては単一のバンクのみしか備えていない場合（図示しない）であっても、一つのバンクに対して二つの排気管が設けられる場合もあり、このような場合にも図５（ａ）から図８（ｂ）を参照して前述した本発明の異常検出作用を行うことができるのは明らかである。

さらに、図５（ａ）から図８（ｂ）を参照して前述した本発明の異常検出作用の一部は、図１に示されるような左右両バンクに分けられる多気筒Ｖ型ガソリンエンジンでなくても行うことができる。図９は、本発明の異常検出作用の一部を行うことのできる他の内燃機関を示す図である。図９に示されるように、この場合の内燃機関１は単一のバンクとなる構成であり、吸気管３から延びる吸気マニホルド３ｄが内燃機関１の一側に接続されていると共に排気マニホルド４が内燃機関１の他側に接続されている。図９における二次空気供給装置３０’は空気取入管２１と電動エアポンプ９と二次空気供給管２２とを備えており、二次空気供給管２２には制御弁Ｖ０と圧力センサ３４とが上流側から順番に設けられている。さらに、二次空気供給管２２には制御弁Ｖ３が圧力センサ３３の下流に設けられており、二次空気供給管２２は内燃機関１の排気管７に接続している。つまり、図９においては下流側の制御弁Ｖ３が単一となっている。図示されるように排気管７には酸化機能を有する触媒を担持した触媒コンバータ５が設けられており、Ｏ_２センサ６、１６が触媒コンバータ５の上流および下流に設けられている。なお、図９においては理解を容易にするためにＥＣＵ４０を省略している。

ここで、図５（ａ）を再び参照して分かるように、図５（ａ）の期間Ａ１および期間Ｄ２で行われる上流側の制御弁Ｖ０の開固着判定を行う際には、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が閉鎖した状態となっている。従って、上流側の制御弁Ｖ０の開固着判定をするためには、下流側の二つの制御弁Ｖ１、Ｖ２が設けられている必要はなく、単一の下流側制御弁Ｖ３を備える図９に示されるような内燃機関であっても、図２に示される動作を図５（ａ）を参照しつつ行うことにより上流側の制御弁Ｖ０の開固着判定を比較的容易に行うことができるのは明らかである。すなわち、前述したのと同様な理由から期間Ａ１における圧力Ｐが閉塞クライテリアよりも大きくなっている場合および期間Ｄ２における圧力Ｐが閉塞クライテリアよりも大きくなっている場合には、上流側の制御弁Ｖ０が開固着しているものと判定することができる。

同様に、図５（ｂ）を再び参照して分かるように、図５（ｂ）の期間Ａ２および期間Ｄ１で行われる上流側の制御弁Ｖ０の閉固着判定を行う際には、下流側の制御弁Ｖ１、Ｖ２の両方が閉鎖した状態となっている。従って、上流側の制御弁Ｖ０の閉固着判定をするためには、下流側の二つの制御弁Ｖ１、Ｖ２が設けられている必要はなく、単一の下流側制御弁Ｖ３を備える図９に示されるような内燃機関であっても、図２に示される動作を図５（ｂ）を参照しつつ行うことにより上流側の制御弁Ｖ０の閉固着判定を行うことができるのは明らかである。すなわち前述したのと同様な理由から、期間Ａ２における圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１よりも小さい場合および期間Ｄ１における圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１よりも小さい場合には、上流側の制御弁Ｖ０が閉固着しているものと判定することができる。

本発明に基づく二次空気供給装置を示す概略図である。 本発明の二次空気供給装置の異常判定動作を示すタイムチャートである。 圧力挙動パターンを示す図である。 （ａ）エアポンプに関するＯＮ固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。（ｂ）エアポンプに関するＯＦＦ固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。 （ａ）上流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。（ｂ）上流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。 （ａ）先に閉鎖される下流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。（ｂ）先に閉鎖される下流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。 （ａ）後に閉鎖される下流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。（ｂ）後に閉鎖される下流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。 （ａ）上流側および下流側の制御弁に関する開固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。（ｂ）上流側および下流側の制御弁に関する閉固着の異常検出作用時における図２と同様の圧力挙動を示す図である。 本発明に基づく他の二次空気供給装置を示す概略図である。

符号の説明

１…内燃機関
３ａ…スロットル弁
４ａ、４ｂ…排気マニホルド
５、５ａ、５ｂ…触媒コンバータ
７、７ａ、７ｂ…排気管
９…エアポンプ
２１…空気取入管
２２…二次空気供給管
２３ａ、２３ｂ…分岐管
３０、３０’…二次空気供給装置
３３、３４…圧力センサ
Ｖ０…上流側の制御弁
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３…下流側の制御弁

Claims (7)

1. 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置よりも上流側に二次空気を供給する二次空気通路と、
   前記二次空気通路に設けられていて二次空気を供給するポンプと、
   前記ポンプの下流に設けられていて前記二次空気通路を開閉する上流側の開閉手段と、
   該上流側の開閉手段の下流に設けられていて前記二次空気通路を開閉する下流側の開閉手段と、
   前記上流側の開閉手段と前記下流側の開閉手段との間に設けられていて前記二次空気通路の圧力を測定する圧力センサとを具備し、前記圧力センサにより検出される圧力値と圧力変化値とに基づいて前記ポンプ、前記上流側および下流側の開閉手段の異常を検出するようになっている二次空気供給装置。
2. 前記上流側および下流側の開閉手段が閉鎖している状態において前記ポンプを駆動させるときにおける前記二次空気通路内の圧力が第一の圧力値よりも大きくなる場合には、前記上流側の開閉手段が開固着であると判定するようにした請求項１に記載の二次空気供給装置。
3. 前記ポンプが駆動していると共に前記上流側の開閉手段が開放していて前記下流側の開閉手段が閉鎖している状態において前記上流側の開閉手段を開放状態から閉鎖するときにおける前記二次空気通路内の圧力が第一の圧力値よりも大きい場合には、前記上流側の開閉手段が開固着であると判定するようにした請求項１または２に記載の二次空気供給装置。
4. 前記ポンプが駆動していると共に前記上流側および前記下流側の開閉手段が閉鎖している状態において前記上流側の開閉手段を閉鎖状態から開放するときにおける前記二次空気通路内の圧力が前記第一の圧力値よりも小さい第二の圧力値よりもさらに小さい場合には、前記上流側の開閉手段が閉固着であると判定するようにした請求項１から３のいずれか一項に記載の二次空気供給装置。
5. 前記ポンプが駆動していると共に前記上流側および前記下流側の開閉手段が開放している状態において前記下流側の開閉手段を開放状態から閉鎖するときにおける前記二次空気通路内の圧力が前記第一の圧力値よりも小さい第二の圧力値よりもさらに小さい場合には、前記上流側の開閉手段が閉固着であると判定するようにした請求項１から４のいずれか一項に記載の二次空気供給装置。
6. 前記二次空気通路が、内燃機関からそれぞれ延びる第一および第二の排気通路にそれぞれ設けられた排気浄化装置よりも上流側にそれぞれ接続されていて分岐点から分岐する第一および第二の分岐通路を含んでおり、前記下流側の開閉手段が前記第一および第二の分岐通路にそれぞれ設けられた第一および第二の分岐通路開閉手段を含んでおり、前記圧力センサは前記上流側の開閉手段と前記分岐点との間に配置されており、
   前記ポンプが駆動していると共に前記上流側の開閉手段ならびに前記第一および第二の分岐通路開閉手段を開放している状態において前記第一の分岐通路開閉手段を閉鎖するときに、該第一の分岐通路開閉手段の閉鎖前後における前記二次空気通路内の圧力の圧力変化値が所定の圧力変化値よりも小さい場合には、前記第一の分岐通路開閉手段が開固着であると判定するようにした請求項１から５のいずれか一項に記載の二次空気供給装置。
7. 前記ポンプが駆動していると共に前記上流側の開閉手段ならびに前記第一および第二の分岐通路開閉手段を開放している状態において前記第一の分岐通路開閉手段を閉鎖するときにおける前記二次空気通路内の圧力が前記第一の圧力値よりも大きい場合には、前記第二の分岐通路開閉手段が閉固着であると判定するようにした請求項６に記載の二次空気供給装置。
   

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