JPH01216011A - 内燃機関の二次空気導入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内ａｍ関の排気通路に二次空気を導入する
装置に関する。

（従来の技術） 排気通路にＧｏ、ＨＣ，ＮＯｘを同時に処理する三元触
媒を介装した内燃機関では、三元触媒の上流に配置した
酸素センサの検出信号に応じて通常供給混合気が理論空
燃比となるようにフィードバッグ制御されるが、例えば
機関の運転条件によって濃混合気を供給したり、Ｇｏ、
ＨＣが増加したときには、排気は効率皐（浄化されない
。

そこで、酸素センサの上流の排気通路に関口する二次空
気導入通路を設け、濃混合気を供給したり、Ｃｏ、ＨＣ
が増加する運転時には、導入通路から二次空気を導入す
ることで、三元触媒での反応を促進し、排気を的確に浄
化するようにしたものがある。

また、この場合二次空気を酸素センサの上流に導入する
ことで、排気を良好に浄化しながら、酸素センサの検出
信号にしたがって供給混合気を渦空燃比に制御可能とし
たものもある（特開昭６１−２４７８１１号公報等参照
）。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような二次空気導入装置では、二次空気
導入通路の途中に制御弁が介装され、この制御弁を制御
回路からの信号等により開閉す−ることで、二次空気の
導入を制御するようになっている。

ところが、この制御弁等が何らかの原因により故障した
場合、従来装置では排気に及ぼす影響が大きいにもかか
わらず、故障を診断することはできない。

即ち、二次空気が要求されるときに制御弁が故障して閉
じたままの状態となると、ＣＯ，ＨＣの排出量が増加す
るが、故障に気付かないため、そのまま運転を続けてし
まう、また、制御弁が開いたままだと、ＮＯｘが浄化さ
れない＊ま運転を続けてしまうことにもなる。

この発明は、制御弁の故障を診断できる二次空気導入装
置の提供を目的としている。

（！１題を解決するための手段） この発明は、第１図に示すように排気中の酸素濃度を検
出する酸素センサ１の上流の排気通路２に開口する二次
空気導入通路３と、この導入通路３を制御回路４からの
信号に応じて開閉する制御弁５とを設けた内燃機関の二
次空気導入装置において、前記制御弁５の開時と閉時の
酸素センサ１の出力から制御弁５の故障状態を判定する
故障診断手段６を設ける。

（作用） したがって、制御弁５に開信号を送っても閉じたままだ
ったり、あるいは閉信号を送っても開いたままのときは
、酸素センサ１の出力はほとんど変化しないため、その
出力から故障診断手段６が制御弁５の故障を判定できる
。

（実施例） 第２図は本発明の実施例を示す構成図で、１０はエンジ
ン、１１は吸気通路、１２は排気通路である。

吸気通路１１には、エンジンアイドリング時等に絞り弁
１３をバイパスして吸気を導くエアレギュレータ１４等
が配設され、これらの下流側に燃料噴射弁１５が配置さ
れている。

排気通路１２には、排気中の酸素濃度を検出する酸素セ
ンサ１６と、その下流側に三元触媒１７および７７う１
８が配置され、酸素センサ１６の上流に二次空気導入通
路１９が開口している。

二次空気導入通路１９は、上流側が吸気通路１１のエア
クリーナ２０に接続され、途中に排気通路１２内の排気
圧力脈動に応動して開くリードバルブ２１と、導入通路
１９を開閉するグイヤ７ラム型の開閉弁２２が介装され
る。

ＲＭ弁２２は、負圧室２３が電磁弁（三方電磁弁）２４
を介して紋り弁１３の下流の吸気通路１１に接続され、
負圧室２３にエンジンの吸入負圧が導入されると弁体２
５が導入通路１９を闇く一方、吸入負圧が遮断され負圧
室２３が大気に解放されると弁体２５が導入通路１９を
閉じる。

開閉弁２２とともに制御弁を構成する電磁弁２４は、制
御回路２６からのＯＮ、ＯＦＦ信号により開閉され、開
時に開閉弁２２の負圧室２３に吸入負圧を導入し、閉時
に負圧室２３を大気に解放する。

２７はエンノンの吸入空気量を検出するエフ７０−セン
サ、２８は絞り弁開度センサ、２９は冷却水温を検出す
る水温センサ、３０はエンジンの回転数を検出するクラ
ンク角センサ、３１は単連センサでこれらの検出信号は
＃！素センサ１６の検出信号とともに制御回路２６に送
られる。

制御回路２６は、各検出信号に基づいて部分負荷時等の
所定の運献時に、前記電磁弁２４にＯＮ信号（ＩＩ！信
号）を送１３、Ｉｌｌ！ｆｆＪ弁２２　ヲ閏イて二次空
気導入通路１９から二次空気を排気通路１ｉに導入する
ように制御する。他方、低負荷や高負荷時等には、電磁
弁２４にＯＦＦ信号（閉信号）を送り、ｍｍ弁２２を閉
じるように制御する。

また、制御回路２６は、各検出信号に基づいて燃料噴射
弁１５の燃料噴射量を制御すると共に、酸素センサ１６
の検出信号に応じて、供給混合気が運転条件に対応した
所定の空燃比となるようにフィードバッグ制御する。

一方、前記電磁弁２４および開閉弁２２の故障を診断す
るためのスイッチ３２が設けられ、このスイッチ３２が
ＯＮされると、制御回路２６は第３図に示すように、電
磁弁２°４のＯＦＦの条件時（ステップ１０２）に電磁
弁２４にまずＯＮ信号−を所定時間送り（ステップ１０
４）、次に電磁弁２４にＯＦＦ信号を所定時間送る（ス
テップ１０６）。

そして、このＯＮ信号時の酸素センサ１６の出力と、Ｏ
ＦＦ信号時の酸素センサの出力とを比較しくステップ１
０５，１０７．１０８）、その差が所定値より小さけれ
ば電磁弁２４あるいは開閉弁２２が故障と判定すると共
に、第２図の故障表示ランプ３３を点灯する（ステップ
１０９，１１０）。

なお、この故障診断は、手動によりスイッチ３２をＯＮ
することで行われるが、この場合スイッチ３２とは別に
制御回路２６により所定の運転時に適時自動的に行なう
ようにしても良い。

このように構成したので、電磁弁２４や開閉弁２２が正
常に作動しているときには、運転条件に応じて制御回路
２６から電磁弁２４に送られる信号により、二次空気導
入通路１９から排気通路１２への二次空気の導入が的確
に制御される。

このため、運転条件によって濃混合気を供給したり、Ｃ
ｏ、ＨＣが増加するときには、二次空気の導入により三
元触媒１７での反応が促進され、良好な排気組成が確保
される。

そして、電磁弁２４や開閉弁２２が正常に作動している
かどうかは、スイッチ３２のＯＮにより制御回路２６か
ら電磁弁２４に所定時開ＯＮ信号とＯＦＦ信号が送られ
、このＯＮ信号時とＯＦＦ信号時の酸素センサ１６の出
力の差から判定される。

この場合、酸素センサ１６の出力の差が大きいときには
電磁弁２４．開閉弁２２は正常に作動していると判定さ
れるが、出力の差が所定値よりも小さいときには、開閉
弁２２が作動せず二次空気の導入が切換らないため、電
磁弁２４あるいは開閉弁２２が故障と判定でき、このと
き故障表示ランプ３３が点灯される。

したがって、電磁弁２４や開閉弁２２が故障した場合、
二次空気の導入が正確に制御されないため、Ｃｏ、ＨＣ
あるいはＮＯｘの排出量が増加することになるが、電磁
弁２４や開閉弁２２の故障を知ることができ、故障表示
ランプ３３の点灯により排気組成が悪化したままで運転
を続けることを回、避できる。

なお、リードパルプ２１が故障した場合ももちろん故障
を知ることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、排気中の酸素濃度を検出
する酸素センサの上流の排気通路に開口する二次空気導
入通路と、この導入通路を制御回路からの信号に応じて
開閉する制御弁とを設けた内ｔＲ機関の二次空気導入装
置において、前記制御弁の開時と閉時の酸素センサの出
力から制御弁の故障状態を判定する故障診断手段を設け
たので、制御弁が故障した場合に排気組成が悪化したま
ま運転を続けることが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図、第３図は本発明の実
施例を示す構成図とその制御内容を示す７０−チャート
である。 １２・・・排気通路、１６・・・酸素センサ、１９・・
・二次空気導入通路、２２・・・開閉弁、２４・・・電
磁弁、２６・・・制御回路、３２・・・スイッチ、３３
・・・故障表示ランプ。 第１図 ニンシ゛ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気中の酸素濃度を検出する酸素センサの上流の排気通
   路に開口する二次空気導入通路と、この導入通路を制御
   回路からの信号に応じて開閉する制御弁とを設けた内燃
   機関の二次空気導入装置において、前記制御弁の開時と
   閉時の酸素センサの出力から制御弁の故障状態を判定す
   る故障診断手段を設けたことを特徴とする内燃機関の二
   次空気導入装置。