JPH0357811A - 内燃機関の排気浄化システムの診断装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化システムの診断装置

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JPH0357811A
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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〉 本発明は、内燃機関の排気浄化システムの診断装置に関
する。
〈従来の技術〉 従来の内燃機関の排気浄化システムとして、排気通路に
介装された触媒装置と、該排気通路の触媒装置上流側に
２次空気を導入する２次空気導入装置と、２次空気の導
入を制御する制御装置と、を含むシステム構成要素を備
えたものが知られている。
このシステムでは、所定の運転領域、例えば減速運転領
域、機関低温時、アイドリング時、空燃比を大にして運
転する時等に排気通路中に２次空気を導入することで、
排気中の未燃分を触媒装置で燃焼させることにより、排
気の浄化性能の向上を図るようにしている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述のような従来の排気浄化システムに
あっては、システムの構威要素が正常に機能しているか
否か、即ち、システムの構成要素であるところの２次空
気導入装置．制御装置が正常に機能しているか或いは触
媒装置が劣化しているか等を診断する装置やプログラム
が設けられていないため、システムの異常を掌握できず
、装置の信頼性に劣るという問題点があった。
尚、従来、前記触媒装置が劣化しているか否かを診断す
る装置として、特開昭６３−１６５７４４号公報に示さ
れる触媒劣化診断用センサが知られている。
この触媒劣化診断用センサは、触媒装置のハニカム内に
担持させた触媒戒分の高温での劣化挙動は他の耐熱基材
に形或させた同じ触媒或分の薄膜でも同じように再現で
きることに着目して、この薄膜を有する基材をセンサと
してハニカム多孔室内に挿入することにより間接的にハ
ニカムに担持させた触媒の劣化度を診断するものである
。
しかし、このセンサは、触媒劣化診断のみに用途が限定
され、排気浄化システムの他の構成要素の診断には使用
できないため、使用性に劣るものである。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、排
気浄化システムが正常に機能しているか否かを診断する
装置を提供し、システムの異常を確実正確に掌握可能と
することにより、装置の信頼性の向上を図ることを目的
とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明の内燃機関の排気浄化システムの診断
装置は、第１図に示すように、排気通路に介装された触
媒装置と、該排気通路の触媒装置上流側に２次空気を導
入する２次空気導入装置と、２次空気の導入を制御する
制御装置と、を含むシステム構成要素を備えた内燃機関
の排気浄化システムにおいて、排気通路の２次空気導入
部の下流側の排温を検出する１以上の排温検出装置と、
同一の所定機関運転領域における２次空気導入時と非導
入時の検出排温相互若しくは検出排温に基づきシステム
診断用に所定の演算を施して得た値相互を比較する比較
手段と、比較結果に基づいて前記システム構成要素の機
能が正常であるか異常であるかを判定する判定手段と、
を設けた。
く作用〉 かかる構威において、例えば、ある機関運転領域で２次
空気導入を行うと、２次空気（外気）が排気に導入され
る分、導入部の下流での排温が低下する。従って、同一
のある機関運転領域で２次空気導入時と非導入時の前記
排温を検出し、この排温の比較結果に基づいて２次空気
導入装置，２次空気導入制御装置の故障の診断を行う。
又、例えば、２次空気導入装置，２次空気導入制御装置
及び触媒装置等が正常であれば、該触媒装置の触媒で２
次空気と排気中の未燃分が酸化反応するので、２次空気
導入の停止中よりも触媒装置の人口部と出口部間の温度
差は大きい。
又、２次空気導入装置，２次空気導入制御装置等の故障
或いは触媒装置の触媒機能劣化が生じていれば、触媒装
置における酸化反応が十分に行われず、触媒装置の人口
部と出口部間の温度差が小さい。
従って、同一のある機関運転領域に、２次空気導入を実
行した時の触媒装置の入口部と出口部の排温検出手段で
検出した排温の差と、２次空気導人を停止した時の排温
検出手段で検出した排温の差と、を比較し、この比較結
果に基づいて２次空気導入装置，２次空気導入制御装置
等の故障或いは触媒装置の触媒機能劣化の診断を行う。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図において、機関１の排気マニホールド２の集合部
よりも下流側の排気通路３には、排気中の酸素濃度を検
出することにより空燃比を検出する酸素センサ４が介装
されている。この酸素センサ４下流の排気通路３には三
元式触媒装置５が介装されている。
一方、排気通路３の触媒装置５上流側に２次空気を導入
する２次空気導入装置と２次空気の導入を制御する制御
装置とが設けられている。
即ち、吸気通路６には、上流側から下流側に、エアクリ
ーナ７、エアフロメータ８、吸気絞り弁９及びアイドル
スイッチＩＯが介装されており、エアフロメータ８下流
の吸気通路６と、酸素センサ４と触媒装置５間の排気通
路６と、が２次空気導入通路１ｌにより連通接続され、
この２次空気導入通路ｌ１には２次空気制御弁ｌ２が介
装されている。
この２次空気制御弁１２の本体１２ａ内は、仕切壁１２
ｂによって２室ａ，ｂに仕切られており、２次空気導入
通路１１下流側と連通ずる室ｂには、排気脈動圧力によ
って作動する弁体１２ｃが設けられている。２次空気導
入通路１１上流側と連通ずる室ａの上部にはダイヤフラ
ム１２ｄによって仕切られた圧力室Ｃが設けられており
、該ダイヤフラム１２ｄには前記仕切壁１２ｂに形成さ
れた連通孔１２ｅを開閉する弁体１２ｆが連結されてい
る。この弁体１２ｆは常時はスプリング１２ｇにより閉
方向に付勢される。前記圧力室Ｃには吸気負圧導入通路
１３の一端が接続されている。この吸気負圧導入通路１
３の他端は２叉に分岐し、一方の分岐通路１３ａは２次
空気導入通路ｌ１の２次空気制御弁１２上流側に連通さ
れ、他方の分岐通路１３ｂは吸気絞り弁９下流の吸気通
路６に連通される。そして、吸気負圧導入通路１３の分
岐部には、２つの分岐通路１３ａ，１３ｂを吸気負圧導
入通路ｌ３に選択的に運通させるべく通路を切り換える
三方電磁式切換弁１４が介装される従って、三方電磁式
切換弁１４をＯＮＬて、吸気負圧導入通路１３と分岐通
路１３ｂとを連通させると、吸気負圧が圧力室Ｃに導入
され、ダイヤフラム１２ｄがスプリング１２ｇの弾性力
に抗して上動し、弁体１２ｆにより連通孔１２ｅが開放
されて２次空気導入通路１１が開通する（第３図（ａ）
参照）。
又、三方電磁式切換弁１４をＯＦＦＬて、吸気負圧導入
通路１３と分岐通路１３ａとを連通させると、吸気負圧
が圧力室Ｃに導入されるのが遮断され、ダイヤフラム１
２ｄがスプリング１２ｇの弾性力により下動し、弁体１
２ｆにより連通孔１２ｅが閉塞されて２次空気導入通路
ｌ１が閉塞される（第３図（ｂ）参照）。
以上により、２次空気導入が行われるある機関運転領域
において、２次空気導入の実行と停止とを選択的に切り
換えることができるようになっている。
前記酸素センサ４からの空燃比検出信号とアイドルスイ
ッチ１０からのアイドル検出信号とがコントロールユニ
ット１５に人力され、このコントロールユニット１５か
らは、前記三方電磁式切換弁１４の制御信号が出力され
る。
ここで、排気通路３の２次空気導入部の下流側の排温を
検出する１以上の排温検出装置と、同一の所定機関運転
領域における２次空気導入時と非導入時の検出排温相互
若しくは検出排温に基づきシステム診断用に所定の演算
を施して得た値相互を比較する比較手段と、比較結果に
基づいてシステム構成要素の機能が正常であるか異常で
あるかを判定する判定手段と、が設けられている。
本実施例においては、触媒装置５の入口部に前記排温検
出装置としての排温センサ１６が設けられている。この
排温センサ１６からの排温検出信号は前記コントロール
ユニット１５に入力され、この排温検出信号に基づいて
２次空気導入装置の機能が正常であるか否かを判定する
判定手段がコントロールユニット１５に備えられている
。
上記の判定は、次のように行われる。
即ち、ある機関運転領域で２次空気導入を行うと、２次
空気（外気）が排気に導入される分、導入部の下流での
排温が低下する。従って、同一のある安定した運転領域
で２次空気導入時と非導入時の前記排温を検出し、２次
空気導入時の排温が非導入時の排温よりも所定温度低下
すれば、正常と判定し、所定温度低下しなければ、異常
と判定する。
これを第４図に示すフローチャートで説明すると次のよ
うになる。
ステップ（以下、図と同様にＳと略称する）１で、診断
するべき機関運転領域（例えばアイドル時）であるか否
かを判定し、診断するべき機関運転領域であると判定さ
た時には、Ｓ２に進んで２次空気導入を開始し、Ｓ３に
進んで排温Ａを検出する。Ｓ４では２次空気導入を停止
し、Ｓ５に進んで排温Ｂを検出する。Ｓ６では、上記排
温Ａ，Ｂ同士を比較し、２次空気導入時の排温Ａが非導
入時の排温Ｂよりも低下すれば、Ｓ７に進んで正常と判
定し、所定温度低下しなければ、Ｓ８に進んで異常と判
定する。
従って、異常と判定されたことによって、２次空気導入
が適正になされていないことが判明し、２次空気導入装
置若しくは２次空気導入制御装置が故障していることが
判明する。
このようにして、２次空気導入装置若しくは２次空気導
入制御装置が故障していると診断された場合には、例え
ば、ランプや警報装置等の報知手段により運転者等にそ
の旨を知らせるように構成すると良い。
かかる構成によれば、システムの構成要素が正常に機能
しているか否か、即ち、システムの構成要素であるとこ
ろの２次空気導入装置及び制御装置が正常に機能してい
るかを診断することができ、システムの異常を確実・正
確に掌握できるようになるので、装置の信頼性の向上を
図ることができ、システムの異常時の対策を速やかに行
うことができる。
次に、本発明の他の実施例を第５図〜第７図に基づいて
説明する。
この実施例においては、第５図に示すように、触媒装置
５の入口部に排温センサ１７が設けられると共に、該触
媒装置５の内部若しくは出口部に排温センサ１８が設け
られ、これらの排温センサ１７，１Ｂからの排温検出信
号はコントロールユニット１５に入力され、この排温検
出信号に基づいて排気浄化システムの機能が正常である
か否かを判定する判定手段がコントロールユニット１５
に備えられている。
上記の判定は、次のように行われる。
即ち、２次空気導入装置，２次空気導入制御装置及び触
媒装置５が正常であれば、該触媒装置５の触媒で２次空
気と排気中の未燃分との酸化反応により、２次空気導入
の停止中よりも触媒装置５の入口部と出口部間の温度差
は大きい。
一方、２次空気導入装置，２次空気導入制御装置の故障
或いは触媒装置５の触媒機能劣化が生じていれば、触媒
装置５における触媒での酸化反応が十分行われず、触媒
装置５の人口部と出口部間の温度差が小さい。
従って、同一のある安定した機関運転領域例えば、アイ
ドル時（リッチクランプさせる）に、２次空気導入を実
行し、両排温センサ１７，１Ｂで検出した排温ａ，ｂの
差をＩ　（＝ｂ−ａ）とする。
更に、２次空気導入を停止し、その後の両排温センサで
検出した排温ａ’，ｂ”の差をＩ［　（＝ｂ’一ａ゛　
）とする。
そして、かかる■，■の温度差を比較し、■〉■ならば
、２次空気導入装置，２次空気導入制御装置及び触媒装
置５が正常であると診断し、■＝■ならば、２次空気導
入装置，２次空気導入制御装置の故障或いは触媒装置５
の触媒機能劣化が生じていると診断する。
これを第６図に示すフローチャートで説明すると次のよ
うになる。
アイドルスイッチがＯＮでスタートし、Ｓ１でλコント
ロール（空燃比フィードバック制御）において、リッチ
クランプ（空燃比補正係数αの値を増量側に固定し、２
次空気導入を行うことで、混合気が薄くなるのを防止す
る）を開始する。
Ｓ２では、２次空気導入を開始し、Ｓ３で排温センサに
よる排温検出を行う（排温ａ，ｂ）。
Ｓ４では、排温差を演算する（ｆ＝ｂ−ａ）。
Ｓ５では、２次空気導入を停止し、Ｓ６で排温センサに
よる排温検出を行う（排温ａ’　，ｂ’　）。
Ｓ７では、排温差を演算する（　ｎ　＝ｂ　ｌ　−ａＩ
　）尚、Ｓ６で排温検出後、Ｓ２に戻って２次空気導入
を開始する。
Ｓ８では、Ｓ４とＳ７の排温差Ｉ，　　ＩＩを比較し、
上述したように、■〉■ならば、Ｓ９に進んで２次空気
導入装置，２次空気導入制御装置及び触媒装置５が正常
であると診断し、Ｉ＝ｎならば、Ｓ１０に進んで２次空
気導入装置．２次空気導入制御装置の故障或いは触媒装
置５の触媒機能劣化が生じていると診断する。
第７図は本実施例の診断装置の機能を説明するタイムチ
ャートであり、（ａ）は車速、〜）はアイドルスイッチ
、（Ｃ）はリッチクランプの変化を示す。
又、（ｄ）は三方電磁式切換弁の作動状態、（ｅ）は２
次空気流量の状態を示す。
更に、（ｆ）は２次空気導入及び触媒機能正常時の排温
の関係を示し、（濁は２次空気導入及び触媒機能異常時
の排温の関係を示している。
かかる実施例によれば、２次空気導入装置，２次空気導
入制御装置のみならず触媒装置５も正常に機能している
かを診断ずることができ、システムの異常を確実・正確
に掌握できるようになるので、装置の信頼性の向上を図
ることができる。
又、このものでは、従来の使用性に劣る触媒劣化診断用
センサを適用する必要がない。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気浄化
システムの診断装置によると、同一の所定機関運転領域
における２次空気導入時と非導入時の検出排温相互若し
くは検出排温に基づきシステム診断用に所定の演算を施
して得た値相互を比較し、この比較結果に基づいてシス
テム構成要素の機能が正常であるか異常であるかを判定
するようにしたから、システムの異常を確実・正確に掌
握することが可能となり、システムの信頼性の向上を図
ることができる実用的効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの診
断装置のクレーム対応図、第２図は同上装置の一実施例
を示す構成図、第３図（ａ），　Ｑ））は夫々同上実施
例の作動説明図、第４図は同上実施例の作用を説明する
フローチャート、第５図は他の実施例の構威図、第６図
は同上実施例の作用を説明するフローチャート、第７図
は同上実施例の機能を説明するタイムチャートである。 １・・・機関　　３・・・排気通路 １１・・・２次空気導入通路　　１ １５・・・コントロールユニット １６，１７．１８・・・排温センサ ５・・・触媒装置 ２・・・２次空気制御弁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 排気通路に介装された触媒装置と、該排気通路の触媒装
    置上流側に２次空気を導入する２次空気導入装置と、２
    次空気の導入を制御する制御装置と、を含むシステム構
    成要素を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、
    排気通路の２次空気導入部の下流側の排温を検出する１
    以上の排温検出装置と、同一の所定機関運転領域におけ
    る２次空気導入時と非導入時の検出排温相互若しくは検
    出排温に基づきシステム診断用に所定の演算を施して得
    た値相互を比較する比較手段と、比較結果に基づいて前
    記システム構成要素の機能が正常であるか異常であるか
    を判定する判定手段と、を設けたことを特徴とする内燃
    機関の排気浄化システムの診断装置。
JP1191523A 1989-07-26 1989-07-26 内燃機関の排気浄化システムの診断装置 Expired - Lifetime JP2518696B2 (ja)

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