JP4034697B2 - Failure detection device for exhaust secondary air supply device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は排気二次エア供給装置の故障検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
排気二次エア供給装置は、例えば、内燃機関の排気系に配置された触媒装置の上流位置に接続されるエア供給管とエアポンプからなり、エアポンプを駆動してエア供給管から排気二次エアを導入して燃焼を促進し、排気中の未燃成分を低減する。
【0003】
排気二次エア供給装置においては、エア供給管の破損などの故障が生じると、所期の機能が達成されないことから、その故障検知手法が種々提案されており、その例として特許文献1に記載の技術が提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−26033号公報
【0005】
特許文献1に記載の技術にあっては、内燃機関で駆動されるエアポンプに接続されて触媒装置の上流に二次エアを供給するエア供給管とその開度を調節して二次エア供給量を制御する制御バルブを備える排気二次エア供給装置において、所定の診断運転領域で排気二次エアを断続的に供給し、エア供給位置と触媒装置の間に配置された空燃比センサ(O2センサ)の出力が断続的な供給に見合って反転しているか否か判定することで、その故障を検知している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来技術においては、精度良く故障検知するには、排気二次エア供給装置が正常のときの空燃比センサ出力などを学習するなどして確認しておく必要があって煩瑣であると共に、それによって故障検知が遅れる不都合もあった。かかる不都合は、特にV型機関のようにバンクごとに排気系を備える場合などに顕著となる。
【0007】
従って、この発明の目的は上記した不具合を解消し、排気二次エア供給装置の故障を簡易かつ精度良く検知するようにした排気二次エア供給装置の故障検知装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1項にあっては、内燃機関の排気系に配置された触媒装置の上流位置に排気二次エアを供給する排気二次エア供給装置の故障検知装置において、前記排気系を流れる排気中の酸素濃度に応じた出力を生じる空燃比センサ、前記排気二次エアが供給されるとき、前記空燃比センサの出力に基づいて第1の時刻tnで算出される空燃比フィードバック補正係数と前記第1の時刻tnから第1の所定時間o経過した後の第2の時刻tn+oで算出される空燃比フィードバック補正係数との第1の差を算出する第1の補正係数差算出手段、前記算出された第1の差を第1の所定値と比較する第1の比較手段、前記第1の時刻tnで算出される空燃比フィードバック補正係数と前記第2の時刻tn+oから第2の所定時間p経過した後の第3の時刻tn+o+pで算出される空燃比フィードバック補正係数との第2の差を算出する第2の補正係数差算出手段、前記算出された第2の差を第2の所定値と比較する第2の比較手段、および前記第1、第2の比較手段によって出力される比較結果に基づいて前記排気二次エア供給装置の故障を検知する故障検知手段を備える如く構成した。
【0009】
排気二次エアが供給されるとき、空燃比センサの出力に基づいて第1の時刻tnで算出される空燃比フィードバック補正係数と第1の時刻tnから第1の所定時間o経過した後の第2の時刻tn+oで算出される空燃比フィードバック補正係数との第1の差を算出し、算出された第1の差を第1の所定値と比較し、また第1の時刻tnで算出される空燃比フィードバック補正係数と第2の時刻tn+oから第2の所定時間p経過した後の第3の時刻tn+o+pで算出される空燃比フィードバック補正係数との第2の差を算出し、算出された第2の差を第2の所定値と比較し、それらの比較結果に基づいて排気二次エア供給装置の故障を検知する如く構成したので、排気二次エア供給装置の故障を簡易かつ精度良く検知することができる。また、排気二次エア供給装置が正常のときの空燃比センサ出力などを学習するなどして確認しておくような煩瑣の作業も不要となることから、故障検知が遅れることもない。また、排気二次エアが供給されるときの空燃比センサの出力に基づいて、換言すれば、排気二次エア供給装置を断続的に作動させて排気二次エアを間欠的に供給するときの出力に基づいて故障検知を行うものではないことから、内燃機関の負荷の相違による誤差の影響を受けて故障検知を誤ることがない。
【0010】
請求項2項にあっては、前記故障検知手段は、前記算出された第1の差が前記第1の所定値を超えないとき、前記排気二次エア供給装置が故障と検知すると共に、前記算出された第1の差が前記第1の所定値以上である一方、前記算出された第2の差が前記第2の所定値を超えないとき、前記排気二次エア供給装置が故障と検知する如く構成した。
【0011】
算出された第1の差が第1の所定値を超えないとき、排気二次エア供給装置が故障と検知すると共に、算出された第1の差が第1の所定値以上である一方、算出された第2の差が第2の所定値を超えないとき、排気二次エア供給装置が故障と検知する如く構成したので、第1の所定時間を適宜、例えば続いて述べるように排気二次エア供給装置の作動による内燃機関の負荷などの運転状態の変化が終息するような時間に設定することで、排気二次エア供給装置の故障を一層簡易かつ精度良く検知することができる。
【0012】
請求項3項にあっては、前記第1の所定時間が前記排気二次エア供給装置の作動による前記内燃機関の運転状態の変化が終息する時間に基づいて設定される如く構成した。
【0013】
第1の所定時間が排気二次エア供給装置の作動による内燃機関の運転状態の変化が終息する時間に基づいて設定される如く構成したので、その変化に応じて空燃比センサが予期しない挙動を示すときも、そのような影響を回避することができ、排気二次エア供給装置の故障を一層精度良く検知することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る排気二次エア供給装置の故障検知装置について説明する。
【0015】
図1は、その実施の形態に係る排気二次エア供給装置の故障検知装置の全体構成を示す概略図である。
【0016】
同図において符合10は多気筒内燃機関(以下「エンジン」という)を示す。エンジン10は、4サイクルのV型6気筒のDOHCエンジンからなり、右バンク10Rに#1,#2,#3の3個の気筒(シリンダ)12を備えると共に、左バンク10Lに#4,#5,#6の3個の気筒12を備える。
【0017】
エンジン10において、エアクリーナ14から吸入された空気は吸気管16を流れ、スロットルバルブ20で流量を調節されつつ吸気マニホルド(図示せず)を介して各気筒12の吸気ポートに至り、そこに配置されたインジェクタ(図示せず)からガソリン燃料を噴射される。よって生じた混合気は吸気バルブ(図示せず)が開放されるとき気筒燃焼室(図示せず)に入り、点火プラグ(図示せず)で点火されて燃焼する。
【0018】
燃焼によって生じた排気(排出ガス)は排気バルブ(図示せず)が開放されたとき、左右バンク10R,Lごとに設けられた排気マニホルド22を流れ、集合部で合流した後、排気管24を流れ、触媒装置(三元型)26で有害成分が除去された後、エンジン外に放出される。
【0019】
排気マニホルド22と排気管24からなる排気系には、排気二次エア供給装置30が設けられる。排気二次エア供給装置30は主として、エンジン10の排気系において触媒装置26の上流位置に接続されたエア供給管(デリバリパイプ)32と、エアポンプ34からなる。
【0020】
吸気管16はスロットルバルブ20の上流側で分岐され、分岐管16aの他端はエアポンプ34の吸入側に接続される。エアポンプ34の吐出側はエア供給管32に接続される。エア供給管32はカットオフバルブ36を介して分岐し、それぞれ左右バンク10R,Lの排気マニホルド22に接続される。右バンク10R側の排気マニホルド22に配置されるエア供給管を32R、左バンク10L側のそれを32Lとする。尚、エア供給管32R,Lは、同量のエアを供給する形状に構成される。
【0021】
図2にエア供給管32などの構成を詳細に示すが、図示の如く、エア供給管32の先端には開口32aの付近にフランジ32bが形成され、開口32aを排気マニホルド22に穿設された孔(図1に破線で示す)22aに合致させつつ、フランジ32bで排気マニホルド22にボルト止めすることで、エア供給管32は排気マニホルド22に接続される。
【0022】
エアポンプ34には電動モータ40が接続され、その回転で駆動されてエアクリーナ14から吸入された空気を吸引してエア供給管32に圧送する。カットオフバルブ36は負圧ダイアフラム(図示せず)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、開放して吸入口36aから導入した圧送空気を排気マニホルド22に供給する。
【0023】
図1において、エンジン10のクランク軸などの回転軸(図示せず)の付近にはクランク角センサ42が配置されて気筒判別信号を出力すると共に、各気筒のTDC位置あるいはその付近でTDC信号を、またそれを細分化してなるクランク角度信号を出力する。
【0024】
また、吸気管16のスロットルバルブ20の配置位置の下流には絶対圧センサ44が設けられ、吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAに応じた信号を出力すると共に、エンジン10の冷却水通路(図示せず)には水温センサ46が配置され、エンジン冷却水温TWに応じた信号を出力する。
【0025】
また、排気系において、触媒装置26の上流側には第1の空燃比センサ50が配置されると共に、その下流には第2の空燃比センサ52が配置され、それぞれ配置位置を流れる排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する(以下、右バンク10Rに配置されたセンサを50R,52R、左バンク10Lに配置されたそれを50L,52Lとする)。第1、第2の空燃比センサ50,52は共にO2センサであり、理論空燃比相当値を中心としてリッチ方向とリーン方向に反転を繰り返す信号を出力する。以下、第1の空燃比センサ50を「PO2センサ」、第2の空燃比センサ52を「SO2センサ」という。
【0026】
上記したセンサ群の出力は、ECU54に送られる。ECU54はマイクロコンピュータからなり、入力したクランク角センサ42のクランク角度信号をカウントしてエンジン回転数NEを検出すると共に、クランク角センサ42を含むセンサ出力に基づいてエンジン10に供給されるべき、燃料噴射量TIを以下のように算出する。
【0027】
TI=TIM×KO2×KTOTAL+TTOTAL
上記で、TIMはエンジン回転数NEとエンジン負荷(吸気管内絶対圧)PBAからマップ検索して得られる基本値である。またKO2はPO2センサ出力から得られる検出空燃比に基づいて決定される空燃比フィードバック補正係数であって、以下のように算出される。以下でnは離散系のサンプル番号、より具体的には制御周期である。
KO2(n)=KO2(n-1)−KO2I (検出空燃比がリッチな場合)
KO2(n)=KO2(n-1)+KO2I (検出空燃比がリーンな場合)
即ち、KO2はPO2センサ出力の理論空燃比相当値(反転中心値)からの偏差にI(積分制御項)を加減算して決定される。尚、KO2は左右バンク10R,Lにそれぞれ配置されたPO2センサ50R,Lの出力に基づいてバンクごとに算出される。また、KO2は学習制御される。
【0028】
また、KTOTALはその他の乗算形式による補正係数、TTOTALは加算形式による補正係数である。尚、燃料噴射量TIは、インジェクタの開弁時間として示される。また、燃料噴射量TIは、エンジン10の始動時などに増量される。
【0029】
ECU54は、エンジン回転数NEなどを用いて点火時期も決定すると共に、エンジン10が始動された後、所定時間、電動モータ40に通電指令してエアポンプ34を駆動し、排気二次エアを排気系に供給する。それにより、始動時に増量された燃料の未燃成分は排気マニホルド22およびその下流の排気管24で燃焼させられ、触媒装置26を加熱しつつ、大気に放出される。これにより、触媒装置26の活性化が促進されると共に、大気への未燃成分の放出が低減させられる。また、ECU54は、排気二次エア供給装置30の故障検知も行う。
【0030】
次いで、その排気二次エア供給装置30の故障検知動作を説明する。
【0031】
図3は、その動作を示すフロー・チャートである。
【0032】
以下説明すると、S10でモニタ領域(故障検知領域)か否か判断する。エンジン10が始動されて暖機が終了した後、アイドル状態あるいはその他の定常運転状態にあるとき、モニタ領域と判断される。
【0033】
S10で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはS12に進み、排気二次エア供給装置30の故障が検知ずみか否か判断する。S12で肯定されるときも、以降の処理をスキップする。尚、電動モータ40が故障ではないが、それへの通電が過大となって過熱していると判断される場合なども、以降の処理をスキップする。
【0034】
他方、S12で否定されるときはS14に進み、エアポンプ34をオン、即ち、電動モータ40に通電してエアポンプ34を駆動すると共に、空燃比フィードバック補正係数KO2の学習を禁止する。即ち、故障検知のための人為的な空燃比の操作による本来の空燃比フィードバック制御に影響を与えないため、その学習を禁止する。
【0035】
次いでS16に進み、ある時刻(例えば1から2sec)が経過した後、左右バンクのPO2センサ50R,Lの出力から空燃比フィードバック補正係数KO2を左右バンクについてそれぞれ算出する。尚、右バンク側のPO2センサ50Rから算出される補正係数をKO2R1、左バンク側のそれをKO2L1とする。このときの時刻をtnとする。
【0036】
次いでS18に進み、前記時刻tnから所定時間m経過した後の時刻tn+mにおいて、再び、左右バンクのPO2センサ50R,Lの出力から空燃比フィードバック補正係数KO2を左右バンクについてそれぞれ算出する。このとき算出される右バンク側の補正係数をKO2R2、左バンク側のそれをKO2L2とする。
【0037】
次いでS20に進み、図示の如く、所定時間m後の時刻tn+mのときの空燃比フィードバック補正係数KO2R2,KO2L2から時刻tnのときの空燃比フィードバック補正係数KO2R1,KO2L1を減算して得た差がそれぞれ所定値を超えるか否か判断する。
【0038】
S20で肯定されるときはS22に進み、エア供給管32が正常と判断(検知)すると共に、否定、より正確にはKO2R,Lのいずれかあるいは双方について否定されるときはS24に進み、該当する左右バンク側のエア供給管32RあるいはLが故障と判断(検知)する。
【0039】
ここで、図4および図5を参照して説明する。
【0040】
排気二次エア供給装置30が正常であれば、図4において時点taでエアポンプ34の駆動が開始したとすると、左右バンクの排気マニホルド22には同量のエアが供給されて排気管24を流れる結果、PO2センサ50R,50Lの配置位置で排気は徐々にリーンとなる。従って、その検出値に基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数KO2R,Lの値も、同図に示す如く、リッチ方向に補正するように徐々に変化し、エアポンプ駆動直後の時刻tnのときの値と時刻tn+mのときの値の差は、その間のエア量の増加に伴ってある値以上に拡大する。
【0041】
他方、左右バンクのエア供給管32R,32Lのいずれかに亀裂などの破損が生じてエアがリークしているなどの故障が生じた場合など、左右バンクの排気マニホルド22に同量のエアが供給されていないとき、排気管24を流れるエア量も左右バンクで異なる。
【0042】
例えば、図5に示すように、右バンク10R側に上記したような故障が生じたとすると、PO2センサ50Rの検出値に基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数KO2Rの値も、同図に示す如く、時刻tnと時刻tn+mとの間で所期通りの変化を示さない。
【0043】
従って、前記した所定値を適宜設定し、時刻tnで算出された空燃比フィードバック補正係数と時刻tnから所定時間m経過した後の時刻tn+mで算出された空燃比フィードバック補正係数の差を左右バンクについてそれぞれ比較することで、排気二次エア供給装置30に故障、より正確には差が所定値を超えない側のエア供給管32Rあるいは32Lに亀裂などの破損が生じる、そのフランジ部32bと排気マニホルド22との接続部のシールが不十分となる、あるいはエアポンプ34またはカットオフバルブ36とエア供給管32との接続部のシールが不十分となるなどの故障が生じたと判断することができる。
【0044】
尚、ここで、所定時間は、排気二次エア供給装置30の作動によるエンジン10の運転状態の変化が終息する時間に基づいて設定する。即ち、排気二次エア供給装置30のエアポンプ34は電動モータ40で駆動されることから、エアポンプ34を駆動したとき、電気負荷の急増によってエンジン10の負荷などの運転状態が過渡的に変動し、その結果、空燃比の挙動も影響される恐れがある。そこで、所定時間は運転状態の変化が終息する時間に基づいて、より具体的には終息する時間以上の時間に設定するようにした。これにより、一層精度良く排気二次エア供給装置30の故障を検知することができる。尚、エアポンプ34は、2回目の算出が終了した後、停止する。
【0045】
この実施の形態に係る故障検知装置は上記の如く構成したので、排気二次エア供給装置30の故障、より具体的にはそのエア供給管32の破損などの故障を簡易かつ精度良く検知することができる。
【0046】
図6はこの発明の第2の実施の形態に係る排気二次エア供給装置30の故障検知動作を示すフロー・チャートである。
【0047】
以下説明すると、S100からS106まで第1の実施の形態と同様の処理を経た後、S108に進み、前記時刻tnからある時間o経過した後の時刻tn+oにおいて、再び、左右バンクのPO2センサ50R,Lの出力から空燃比フィードバック補正係数KO2を左右バンクについてそれぞれ算出する。このとき算出される右バンク側の補正係数をKO2R2、左バンク側のそれをKO2L2とする。
【0048】
次いでS110に進み、前記時刻tn+oから、さらにある時間p経過した後の時刻tn+o+pにおいて、再び、左右バンクのPO2センサ50R,Lの出力から空燃比フィードバック補正係数KO2を左右バンクについてそれぞれ算出する。このとき算出される右バンク側の補正係数をKO2R3、左バンク側のそれをKO2L3とする。尚、ある時間oおよびpは、前記した所定時間mと同一の長さであっても良く、あるいはそれより短い時間であっても良い。
【0049】
次いでS112に進み、図示の如く、所定時間o後の時刻tn+oのときの空燃比フィードバック補正係数KO2R2,KO2L2から時刻tnのときの空燃比フィードバック補正係数KO2R1,KO2L1を減算して得た差がそれぞれ所定値を超えるか否か判断する。
【0050】
S112で否定、より正確にはKO2R,Lのいずれかあるいは双方について否定されるときはS114に進み、該当する左右バンク側のエア供給管32RあるいはLが故障と判断(検知)すると共に、S112で肯定されるときはS116に進み、所定時間o+p後の時刻tn+o+pのときの空燃比フィードバック補正係数KO2R3,KO2L3から時刻tnのときの空燃比フィードバック補正係数KO2R1,KO2L1を減算して得た差がそれぞれ第2の所定値を超えるか否か判断する。
【0051】
S116でも肯定されるときはS118に進み、エア供給管32が正常と判断(検知)すると共に、否定、即ち、KO2R,Lのいずれかあるいは双方について否定されるときはS114に進み、該当する左右バンク側のエア供給管32RあるいはLが故障と判断(検知)する。
【0052】
尚、上記において、PO2センサ50R,Lの時刻tnのときの出力と所定時間後の時刻tn+mのときの出力の差を求め、その差を適宜設定する所定の値と比較して故障を検知するようにしても良い。
【0053】
また、所定値(および第2の所定値)は上記したように差から故障を判定するに足る値を適宜選択して設定するが、例えば、排気二次エアが供給されていないときのPO2センサ50R,Lの出力の差を学習し、学習値に応じ、設定された所定値を補正しても良い。
【0054】
また、左右バンクの空燃比フィードバック補正係数KO2R,Lについて共に時刻tnと所定時間後の時刻tn+mとしたが、左右バンクで相違させても良い。即ち、右バンク側について時刻tnとtn+mとする一方、左バンク側について時刻tqとそれから前記した所定時間r後のtq+rとしても良い。
【0055】
この実施の形態は上記の如く、内燃機関(エンジン)10の排気系に配置された触媒装置26の上流位置に排気二次エアを供給する排気二次エア供給装置30の故障検知装置において、前記排気系を流れる排気中の酸素濃度に応じた出力を生じる空燃比センサ(PO2センサ50R,L)、前記排気二次エアが供給されるとき、前記空燃比センサの出力に基づいて第1の時刻tnで算出される空燃比フィードバック補正係数KO2R,L1と前記第1の時刻tnから第1の所定時間o経過した後の第2の時刻tn+oで算出される空燃比フィードバック補正係数KO2R,L2との第1の差を算出する第1の補正係数差算出手段、前記算出された第1の差を第1の所定値と比較する第1の比較手段、前記第1の時刻tnで算出される空燃比フィードバック補正係数KO2R,L1と前記第2の時刻tn+oから第2の所定時間p経過した後の第3の時刻tn+o+pで算出される空燃比フィードバック補正係数KO2R,L3との第2の差を算出する第2の補正係数差算出手段、前記算出された第2の差を第2の所定値と比較する第2の比較手段、および前記第1、第2の比較手段によって出力される比較結果に基づいて前記排気二次エア供給装置の故障を検知する故障検知手段(ECU54,S104からS118)を備える如く構成した。
【0056】
より具体的には、前記故障検知手段は、前記算出された第1の差が前記第1の所定値を超えないとき、前記排気二次エア供給装置が故障と検知すると共に、前記算出された第1の差が前記第1の所定値以上である一方、前記算出された第2の差が前記第2の所定値を超えないとき、前記排気二次エア供給装置が故障と検知する(ECU54,S112からS118)如く構成した。
【0057】
また、前記第1の所定時間mが前記排気二次エア供給装置の作動による前記内燃機関の運転状態の変化が終息する時間に基づいて設定される如く構成した。
【0058】
尚、この実施の形態においては、V型エンジンの左右バンク10R,Lごとにエア供給管30R,Lを配置する共に、その下流にPO2センサ50R,Lを配置する構成を例にとって説明したが、この発明はそれに限られるものでなく、V型エンジン以外にも同様に妥当する。また、空燃比センサとしてO2センサを使用したが、それに限られるものではなく、酸素濃度に比例した出力を生じるセンサを用いても良い。
【0059】
【発明の効果】
請求項1項にあっては、排気二次エア供給装置の故障を簡易かつ精度良く検知することができる。また、排気二次エア供給装置が正常のときの空燃比センサ出力などを学習するなどして確認しておくような煩瑣の作業も不要となることから、故障検知が遅れることもない。また、排気二次エアが供給されるときの空燃比センサの出力に基づいて、換言すれば、排気二次エア供給装置を断続的に作動させて排気二次エアを間欠的に供給するときの出力に基づいて故障検知を行うものではないことから、内燃機関の負荷の相違による誤差の影響を受けて故障検知を誤ることがない。
【0060】
請求項2項にあっては、第1の所定時間を適宜、例えば続いて述べるように排気二次エア供給装置の作動による内燃機関の負荷などの運転状態の変化が終息するような時間に設定することで、排気二次エア供給装置の故障を一層簡易かつ精度良く検知することができる。
【0061】
請求項3項にあっては、第1の所定時間が排気二次エア供給装置の作動による内燃機関の運転状態の変化が終息する時間に基づいて設定される如く構成したので、その変化に応じて空燃比センサが予期しない挙動を示すときも、そのような影響を回避することができ、排気二次エア供給装置の故障を一層精度良く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る排気二次エア供給装置の故障検知装置の全体構成を示す概略図である。
【図2】図1に示す装置のうち、エア供給管などの排気二次エア供給装置の構成部品の一部を詳細に示す説明斜視図である。
【図3】図1に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図4】図3に示す装置の動作を説明する、排気二次エア供給装置に故障がない場合の空燃比センサ(O2センサ)の出力とそれに基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数を示すタイム・チャートである。
【図5】図3に示す装置の動作を説明する、排気二次エア供給装置に故障が発生した場合の空燃比センサ(O2センサ)の出力とそれに基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数を示すタイム・チャートである。
【図6】この発明の第2の実施の形態費に係る排気二次エア供給装置の故障検知装置の動作を示す、図3と同様のフロー・チャートである。
【符号の説明】
10 エンジン(内燃機関)
22 排気マニホルド
24 排気管
26 触媒装置
30 排気二次エア供給装置
32 エア供給管
34 エアポンプ
50 第1の空燃比センサ(PO2センサ)
54 ECU(電子制御ユニット)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a failure detection device for an exhaust secondary air supply device.
[0002]
[Prior art]
The exhaust secondary air supply device includes, for example, an air supply pipe and an air pump connected to an upstream position of a catalyst device disposed in an exhaust system of the internal combustion engine. The exhaust secondary air is driven from the air supply pipe by driving the air pump. Introduce to promote combustion and reduce unburned components in the exhaust.
[0003]
In the exhaust secondary air supply device, when a failure such as breakage of the air supply pipe occurs, the intended function is not achieved. Therefore, various failure detection methods have been proposed, and examples thereof are described in
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-26033
In the technique described in
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the prior art, in order to detect a failure with high accuracy, it is necessary to learn and confirm the output of the air-fuel ratio sensor when the exhaust secondary air supply device is normal. As a result, failure detection is delayed. Such inconvenience is particularly noticeable when an exhaust system is provided for each bank as in a V-type engine.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a failure detection device for an exhaust secondary air supply device that solves the above-described problems and detects a failure of the exhaust secondary air supply device easily and accurately.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to
[0009]
When the exhaust secondary air is supplied, the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculated at the first time tn based on the output of the air-fuel ratio sensor and the first predetermined time o after the first time tn have elapsed. The first difference from the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculated at time tn + o of 2 is calculated, the calculated first difference is compared with a first predetermined value, and calculated at the first time tn. A second difference is calculated between the air-fuel ratio feedback correction coefficient and the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculated at the third time tn + o + p after the second predetermined time p has elapsed from the second time tn + o. the difference between the 2 compared to the second predetermined value, since the failure of the exhaust secondary air supply device to 如 rather configuration you detected based on their comparison results, easily and accurately a failure of the exhaust secondary air supply device It can be detected well. Further, troublesome work such as learning and confirming the air-fuel ratio sensor output when the exhaust secondary air supply device is normal is not necessary, so that failure detection is not delayed. Further, based on the output of the air-fuel ratio sensor when the exhaust secondary air is supplied, in other words, when the exhaust secondary air is intermittently operated to supply the exhaust secondary air intermittently. Since the failure detection is not performed based on the output, the failure detection is not erroneously affected by the error due to the difference in the load of the internal combustion engine.
[0010]
In the second aspect, wherein the failure detection means, when the first difference that is pre SL calculated does not exceed said first predetermined value, together with the exhaust secondary air supply device detects a failure, When the calculated first difference is greater than or equal to the first predetermined value, and the calculated second difference does not exceed the second predetermined value, the exhaust secondary air supply device has failed. Configured to detect .
[0011]
When the first differential issued calculated does not exceed a first predetermined value, the exhaust secondary air supply device detects a failure, one first difference calculated is not less than the first predetermined value, When the calculated second difference does not exceed the second predetermined value, the exhaust secondary air supply device is configured to detect a failure . Therefore, the first predetermined time is appropriately set, for example, as described subsequently. By setting the time such that the change in the operating state such as the load of the internal combustion engine due to the operation of the secondary air supply device ends, a failure of the exhaust secondary air supply device can be detected more easily and accurately.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the first predetermined time is set based on a time at which a change in the operating state of the internal combustion engine due to the operation of the exhaust secondary air supply device ends.
[0013]
Since the first predetermined time is set based on the time when the change in the operating state of the internal combustion engine due to the operation of the exhaust secondary air supply device ends, the air-fuel ratio sensor behaves unexpectedly according to the change. Also when shown, such an influence can be avoided and a failure of the exhaust secondary air supply device can be detected with higher accuracy.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a failure detection device for an exhaust secondary air supply device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a failure detection device for an exhaust secondary air supply device according to the embodiment.
[0016]
In the figure,
[0017]
In the
[0018]
Exhaust gas (exhaust gas) generated by combustion flows through the
[0019]
An exhaust secondary
[0020]
The
[0021]
FIG. 2 shows the configuration of the
[0022]
An
[0023]
In FIG. 1, a
[0024]
Further, an
[0025]
Further, in the exhaust system, a first air-fuel ratio sensor 50 is disposed upstream of the
[0026]
The output of the sensor group described above is sent to the
[0027]
TI = TIM × KO2 × KTOTAL + TTOTAL
In the above, TIM is a basic value obtained by map search from the engine speed NE and the engine load (intake pipe absolute pressure) PBA. KO2 is an air-fuel ratio feedback correction coefficient determined based on the detected air-fuel ratio obtained from the PO2 sensor output, and is calculated as follows. In the following, n is a discrete sample number, more specifically, a control cycle.
KO2 (n) = KO2 (n-1) -KO2I (when the detected air-fuel ratio is rich)
KO2 (n) = KO2 (n-1) + KO2I (when the detected air-fuel ratio is lean)
That is, KO2 is determined by adding / subtracting I (integral control term) to the deviation from the theoretical air-fuel ratio equivalent value (reversal center value) of the PO2 sensor output. Note that KO2 is calculated for each bank based on the outputs of the
[0028]
KTOTAL is a correction coefficient in another multiplication format, and TTOTAL is a correction coefficient in an addition format. The fuel injection amount TI is indicated as the valve opening time of the injector. Further, the fuel injection amount TI is increased when the
[0029]
The
[0030]
Next, the failure detection operation of the exhaust secondary
[0031]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation.
[0032]
In the following, it is determined in S10 whether or not the monitor area (failure detection area). After the
[0033]
When the result in S10 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, the process proceeds to S12, and it is determined whether or not a failure of the exhaust secondary
[0034]
On the other hand, when the result in S12 is negative, the program proceeds to S14, in which the
[0035]
Next, the process proceeds to S16, and after a certain time (for example, 1 to 2 seconds) has elapsed, the air-fuel ratio feedback correction coefficient KO2 is calculated for each of the left and right banks from the outputs of the
[0036]
Next, the process proceeds to S18, and at time tn + m after a predetermined time m has elapsed from time tn, the air-fuel ratio feedback correction coefficient KO2 is again calculated for the left and right banks from the outputs of the
[0037]
Next, the process proceeds to S20, and as shown in the figure, the difference obtained by subtracting the air-fuel ratio feedback correction coefficients KO2R1, KO2L1 at time tn from the air-fuel ratio feedback correction coefficients KO2R2, KO2L2 at time tn + m after a predetermined time m, respectively. It is determined whether or not a predetermined value is exceeded.
[0038]
When the result in S20 is affirmative, the process proceeds to S22, where the
[0039]
Here, it demonstrates with reference to FIG. 4 and FIG.
[0040]
If the exhaust secondary
[0041]
On the other hand, the same amount of air is supplied to the exhaust manifolds 22 of the left and right banks, such as when a failure such as a crack has occurred in one of the
[0042]
For example, as shown in FIG. 5, if the above-described failure occurs on the
[0043]
Accordingly, the predetermined value is appropriately set, and the difference between the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculated at time tn and the air-fuel ratio feedback correction coefficient calculated at time tn + m after a predetermined time m from time tn is set for the left and right banks. By comparing the two, the exhaust secondary
[0044]
Here, the predetermined time is set based on the time when the change in the operating state of the
[0045]
Since the failure detection device according to this embodiment is configured as described above, it is possible to easily and accurately detect a failure such as a failure of the exhaust secondary
[0046]
FIG. 6 is a flowchart showing a failure detection operation of the exhaust secondary
[0047]
In the following, after the same processing as in the first embodiment from S100 to S106, the process proceeds to S108, and again at the time tn + o after a certain time o has elapsed from the time tn, the
[0048]
Next, the process proceeds to S110, and at time tn + o + p after a certain time p has elapsed from time tn + o, the air-fuel ratio feedback correction coefficient KO2 is again calculated for the left and right banks from the outputs of the
[0049]
Next, the process proceeds to S112, and as shown in the figure, the difference obtained by subtracting the air-fuel ratio feedback correction coefficients KO2R1, KO2L1 at time tn from the air-fuel ratio feedback correction coefficients KO2R2, KO2L2 at time tn + o after a predetermined time o, respectively. It is determined whether or not a predetermined value is exceeded.
[0050]
If the result in S112 is negative, more precisely if either or both of KO2R and L are negative, the process proceeds to S114, where the corresponding
[0051]
When the result in S116 is affirmative, the process proceeds to S118, where it is determined (detected) that the
[0052]
In the above, the difference between the output at the time tn of the
[0053]
The predetermined value (and the second predetermined value) is set by appropriately selecting a value sufficient for determining a failure from the difference as described above. For example, the PO2 sensor when exhaust secondary air is not supplied The difference between the outputs of 50R and L may be learned, and the set predetermined value may be corrected according to the learning value.
[0054]
Further, the air-fuel ratio feedback correction coefficients KO2R and L for the left and right banks are both set to the time tn and the time tn + m after a predetermined time, but may be different for the left and right banks. That is, the time tn and tn + m may be set for the right bank side, while the time tq may be set for the left bank side and tq + r after the predetermined time r.
[0055]
As described above, this embodiment is the failure detection device for the exhaust secondary
[0056]
More specifically, the failure detection means, when the first difference that is pre SL calculated does not exceed said first predetermined value, together with the exhaust secondary air supply device detects a failure, the calculated When the first difference is not less than the first predetermined value and the calculated second difference does not exceed the second predetermined value, the exhaust secondary air supply device detects a failure (
[0057]
Further, the first predetermined time m is set based on the time when the change of the operating state of the internal combustion engine due to the operation of the exhaust secondary air supply device ends.
[0058]
In this embodiment, the air supply pipes 30R, L are arranged for each of the left and
[0059]
【The invention's effect】
According to the first aspect, a failure of the exhaust secondary air supply device can be detected easily and accurately. Further, troublesome work such as learning and confirming the air-fuel ratio sensor output when the exhaust secondary air supply device is normal is not necessary, so that failure detection is not delayed. Further, based on the output of the air-fuel ratio sensor when the exhaust secondary air is supplied, in other words, when the exhaust secondary air is intermittently operated to supply the exhaust secondary air intermittently. Since the failure detection is not performed based on the output, the failure detection is not erroneously affected by the error due to the difference in the load of the internal combustion engine.
[0060]
In the second aspect, the first predetermined time is appropriately set, for example, to a time at which the change in the operation state such as the load of the internal combustion engine due to the operation of the exhaust secondary air supply device ends as will be described subsequently By doing so, the failure of the exhaust secondary air supply device can be detected more easily and accurately.
[0061]
According to the third aspect of the present invention, the first predetermined time is set based on the time at which the change in the operating state of the internal combustion engine due to the operation of the exhaust secondary air supply device ends, and accordingly, Even when the air-fuel ratio sensor exhibits unexpected behavior, such an influence can be avoided and a failure of the exhaust secondary air supply device can be detected with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a failure detection device for an exhaust secondary air supply device according to an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory perspective view showing in detail a part of components of an exhaust secondary air supply device such as an air supply pipe in the device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the apparatus shown in FIG. 1;
4 illustrates the operation of the apparatus shown in FIG. 3, and shows the output of the air-fuel ratio sensor (
FIG. 5 explains the operation of the apparatus shown in FIG. 3. The output of the air-fuel ratio sensor (
FIG. 6 is a flow chart similar to FIG. 3, showing the operation of the failure detection device for the exhaust secondary air supply device according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Engine (Internal combustion engine)
22
54 ECU (Electronic Control Unit)
Claims (3)
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