(57)【要約】【課題】  構成部品の異常を正確に判定することが可能で、動作不良の検出も可能とした２次空気供給装置を提供する。【解決手段】  エンジンの排気管の排気浄化装置上流に空気を供給することで排気中の可燃物質を２次燃焼させて排気の浄化を行う２次空気供給装置であって、エアポンプと開閉弁との間に配置された圧力センサで検出した圧力値の時間平均値と圧力変動値から圧力挙動パターン（パターン１ないし４）を求め、この圧力挙動パターンの２次空気供給制御時と停止制御時での変動を基にしてエアポンプと開閉弁の動作状態を判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路を開閉する開閉手段と、前記開閉手段の下流に配置される逆止弁と、を備える２次空気供給装置であって、
前記２次空気供給通路上に配置される圧力センサと、前記圧力センサで検出された圧力値の時間平均値と圧力変動値に基づいて構成部品の異常を検出する異常検出部をさらに備えている２次空気供給装置。
【請求項２】
前記異常検出部は、２次空気供給制御時および供給停止制御時の圧力挙動パターンの組み合わせから各構成部品の故障モードを検出することを特徴とする請求項１記載の２次空気供給装置。
【請求項３】
前記開閉手段の上流側にエアポンプが配置されており、前記圧力センサは、前記エアポンプと前記開閉手段の中間位置に配置されていることを特徴とする請求項２記載の２次空気供給装置。
【請求項４】
前記圧力センサは絶対圧センサであって、前記異常検出部は、前記圧力センサの機関始動直前の検出値を大気圧として記憶することを特徴とする請求項３記載の２次空気供給装置。
【請求項５】
前記異常検出部は、前記圧力センサの出力値から前記エアポンプの流量を監視する機能をさらに備えていることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の２次空気供給装置。
【請求項６】
前記異常検出部は、前記開閉手段の開・閉制御時にそれぞれ前記エアポンプを駆動させて、前記エアポンプの吐出圧を検出することで前記２次空気供給通路の詰まりを検出することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の２次空気供給装置。
【請求項７】
前記排気系に配置された空燃比センサをさらに備え、前記異常検出部にはその出力がさらに入力されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の２次空気供給装置。
【請求項８】
前記異常検出部は、吸入空気量に応じた目標空燃比と実空燃比との差を基にして異常判定を行うことを特徴とする請求項７記載の２次空気供給装置。
【請求項９】
前記異常検出部は、機関冷却水温に応じた予想空燃比と実空燃比との差を基にして異常判定を行うことを特徴とする請求項７記載の２次空気供給装置。
【請求項１０】
前記異常検出部は、２次空気供給制御時、および停止制御時の空燃比の差を基にして異常判定を行う請求項７〜９のいずれかに記載の２次空気供給装置。
【請求項１１】
前記異常検出部は、２次空気供給制御を強制的に一時オフにすることで、前記空燃比センサの活性化を判定する請求項７〜１０のいずれかに記載の２次空気供給装置。
【請求項１２】
前記圧力センサは、前記開閉手段と前記逆止弁の中間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の２次空気供給装置。
【請求項１３】
前記異常検出部は、前記開閉手段が閉制御状態での前記圧力センサで検出される圧力値と圧力変動値を基にして前記逆止弁の異常を検出する請求項１２記載の２次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気系に配置される排気浄化装置の上流側に２次空気を供給する２次空気供給装置に関し、特に、その構成部品の異常検出が可能な２次空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化装置として、排気系に三元触媒を配置し、排気ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ成分を低減して浄化を図る装置が知られている。さらに、排気管に接続された開閉弁を有する２次空気供給通路にエアポンプから空気を圧送することで、排気管内に２次空気を供給して酸素濃度を高くして、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化させることにより排気ガスの浄化を促進する技術が知られている。
【０００３】
このような２次空気供給装置において、エアポンプや開閉弁といった構成部品に以上が生じると、排気ガスの浄化効率が低下してしまい、エミッションが悪化するため、その異常を早期に判定する必要がある。そこで、この種の異常を検出する技術として、特許文献１や特許文献２に開示されている技術が知られている。
【０００４】
前者は、２次空気供給通路のエアポンプと開閉弁との間に圧力センサを配置し、検出した圧力値を基にして２次空気供給装置の異常を検出するものである。また、後者は、２次空気供給通路に圧力センサを配置し、検出した圧力脈動の最大値と最小値との差を基にして２次空気供給装置の異常を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１３１２号公報
【特許文献２】特開平９−１２５９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの技術によれば２次空気供給装置自体の異常は検出しうるが、構成部品のいずれが異常であるかを正確に判定することが難しい。さらに、構成部品が正常には機能していない場合でも、圧力値、圧力脈動が正常値を示す動作不良の場合には異常検出ができない。
【０００７】
そこで本発明は、構成部品の異常を正確に判定することが可能で、動作不良の検出も可能とした２次空気供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る２次空気供給装置は、内燃機関の排気系の排気浄化装置より上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、２次空気供給通路を開閉する開閉手段と、開閉手段の下流に配置される逆止弁とを備える２次空気供給装置であって、２次空気供給通路上に配置される圧力センサと、圧力センサで検出された圧力値の時間平均値と圧力変動値に基づいて構成部品の異常を検出する異常検出部をさらに備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧力センサによって圧力値と圧力変動値とをチェックすることで、その組み合わせに応じて各構成部品の故障モードを従来より詳細に判定することができる。
【００１０】
この異常検出部は、２次空気供給制御時および供給停止制御時の圧力挙動パターンの組み合わせから各構成部品の故障モードを検出することが好ましい。供給制御時、停止制御時の圧力挙動パターンの組み合わせを利用することでさらに詳細な判定が可能となる。
【００１１】
開閉手段の上流側にエアポンプが配置されており、圧力センサは、エアポンプと開閉手段の中間位置に配置されていることが好ましい。このようにエアポンプと開閉手段の中間位置に配置することで、開閉手段の異常とエアポンプの異常とを個別に検出することが容易になる。
【００１２】
圧力センサとして絶対圧センサを用いる場合には、異常検出部は、圧力センサの機関始動直前の検出値を大気圧として記憶すると異常検出時には相対圧を把握することができるとともに２次供給系停止時にはこの圧力センサを大気圧センサとして使用することができ、好ましい。
【００１３】
異常検出部は、圧力センサの出力値からエアポンプの流量を監視する機能をさらに備えていることが好ましい。エアポンプ下流側の２次空気供給装置が正常な場合には、エアポンプの吐出流量と圧力値とは所定の関係が保たれるから、圧力値から吐出流量を推定することができる。
【００１４】
異常検出部は、開閉手段の開・閉制御時にそれぞれエアポンプを駆動させて、エアポンプの吐出圧を検出することで２次空気供給通路の詰まりを検出してもよい。２次空気供給通路が詰まっていると、２次空気供給時には、エアポンプの異常によって吐出流量が確保されていないにもかかわらず、圧力挙動が正常時と同様の挙動を示すことがある。本発明によれば、閉制御時にエアポンプを駆動させることで、吐出圧力の低下を検知することで、エアポンプの異常と２次空気供給通路の詰まりを同時に判定することができる。
【００１５】
排気系に配置された空燃比センサをさらに備え、異常検出部にはその出力がさらに入力されていてもよい。排気系における空燃比をチェックすることで、２次空気供給が正常に行われているか否かを判定することができる。
【００１６】
ここで、異常判定は、吸入空気量に応じた目標空燃比と実空燃比との差を基にするか、機関冷却水温に応じた予想空燃比と実空燃比との差を基にするか、２次空気供給制御時、および停止制御時の空燃比の差を基にすることが好ましい。
【００１７】
２次空気供給制御は冷間始動時に行われるが、空燃比センサが活性化するまでには始動後一定の時間を要するので、２次空気供給制御を強制的に一時オフにすることで、空燃比センサの活性化を判定することが好ましい。
【００１８】
また、圧力センサは、開閉手段と逆止弁の中間に配置されていてもよい。この場合、開閉手段が閉制御状態での圧力センサで検出される圧力値と圧力変動値を基にして逆止弁の異常を検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来と異なり、２次空気供給装置を構成する構成部品であるエアポンプ、開閉弁、逆止弁、配管等の異常、動作不良等の不具合の有無およびその内容を正確に判定することができる。さらに、不具合によっては２次空気供給制御前および制御中の速い段階で判定を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る２次空気供給装置を示す概略図である。
【図２】図１のＡ点における圧力挙動パターンを示すグラフである。
【図３】図１のＢ点における圧力挙動パターンを示すグラフである。
【図４】図１の装置における第１の異常検出処理ルーチンのメインフロー図である。
【図５】図４の処理の一部を詳細に説明するフローチャートである。
【図６】図４の処理の別の一部を詳細に説明するフローチャートである。
【図７】図４の処理のさらに別の一部を詳細に説明するフローチャートである。
【図８】エアポンプ流量と吐出圧力の関係を示す図である。
【図９】図４の処理に加えて配管の詰まり判定処理を行う場合のフローチャートである。
【図１０】第２の異常検出処理ルーチンを実行する２次空気供給装置を示す図である。
【図１１】図１０の空気供給系において行われる第２の異常検出処理ルーチンのメインフロー図である。
【図１２】図１１の一部を詳細に示すフローチャートである。
【図１３】第３の異常検出処理ルーチンを実行する２次空気供給装置を示す図である。
【図１４】図１３の空気供給系において行われる第３の異常検出処理ルーチンのメインフロー図である。
【図１５】図１４の一部を詳細に示すフローチャートである。
【図１６】第４の異常検出処理ルーチンのメインフロー図である。
【図１７】図１６の一部であるＡ／Ｆセンサ活性化判定処理を詳細に示すフローチャートである。
【図１８】吸入空気量と２次Ａ／Ｆ値、Ａ／Ｆ変動値の関係をそれぞれ示すグラフである。
【図１９】第５の異常検出処理ルーチンのメインフロー図である。
【図２０】エンジン冷却水温と、正常エンジン回転数、２次空気供給による予想増大Ａ／Ｆ値、２次空気非供給時の予想Ａ／Ｆ値の関係をそれぞれ示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００２２】
図１は、本発明に係る２次空気供給装置の構成を示す概略図である。この２次空気供給装置１は、内燃機関である多気筒ガソリンエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ。）２に取り付けられるものである。ここで、エンジン２には吸気管２０と排気管２１とが取り付けられており、吸気管２０には、スロットル２４が配置され、吸気フィルタ２５に接続されている。吸気フィルタ２５とスロットル２４の間には、空気量（一次空気量）を測定するためのエアフローメータ２６が配置されている。一方、排気管２１下流には、３元触媒からなる排気浄化装置２２が配置されており、排気浄化装置の上流と下流の双方に排気中の酸素濃度を検知するためのＯ2センサ３１、３２が配置されている。なお、Ｏ2センサに代えて、Ａ／Ｆセンサ、リニアＯ2センサを用いてもよい。
【００２３】
２次空気供給装置１は、吸気管２０の吸気フィルタ２５とスロットル２４との間の位置と排気管２１のエンジン２と上流側Ｏ2センサ３１との間を接続する２次空気供給通路１１を備えており、この２次空気供給通路１１上に吸気管２０側から電気モータ駆動式のエアポンプ（ＡＰ）１２、エアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）１３、逆止弁であるリード弁（ＲＶ）１４が配置される。そして、ＡＰ１２とＡＳＶ１３との間に圧力センサ１５が配置されている。このＡＳＶ１３には、吸気管２０のスロットル２４下流から延びる配管１６が接続されており、この配管１６にはさらに電磁弁１７が配置されている。
【００２４】
２次空気供給装置１の動作を制御する制御装置１０には、エンジンを制御するエンジンＥＣＵ２３と相互に情報をやりとりできるよう接続されているほか、圧力センサ１５、Ｏ2センサ３１、３２の出力信号が入力されるとともに、ＡＰ１２のモータ駆動と電磁弁１７の開閉を制御する。なお、制御装置１０は、エンジンＥＣＵ２３の一部をなしていてもよい。
【００２５】
この２次空気供給装置１は、主として冷間始動時等の燃料濃度が高く、空燃比（Ａ／Ｆ）が小さく、かつ、排気浄化装置２２が充分に昇温しておらずその機能が充分に発揮されにくい状態において、制御装置１０が電磁弁１７を開くことで、吸気管２０内の負圧をＡＳＶ１３に導いて、ＡＳＶ１３を開制御するとともに、エアポンプ１２を駆動させることで、エアフィルタ２５を通過した空気の一部を２次空気供給通路１１を介して排気管２１内に導くことで、排気中の酸素濃度を上昇させて、そのＡ／Ｆを上げ、排気中のＨＣ、ＣＯの排気管２１における２次燃焼を促して排気の浄化を図るとともに、排気温度を上昇させることで排気浄化装置２２の３元触媒の昇温を促進することによりエミッションの悪化を抑制する。なお、ＡＳＶ１３と電磁弁１７の組み合わせに代えて、ＡＳＶ１３部分に直接、電磁弁を使用することもできる。
【００２６】
本発明に係る２次空気供給装置１は、構成部品すなわち、エアポンプ１２、ＡＳＶ１３、ＲＶ１４等の異常を検出する機能を備えていることを特徴とする。具体的には、制御装置１０が、２次空気供給通路１０上に配置される圧力センサ１５で検出される圧力挙動に基づいて構成部品の異常検出を行う。以下、この異常検出の処理ルーチンのいくつかについて詳細に説明する。
【００２７】
まず、第１の異常検出処理ルーチンについて説明する。この処理について具体的に説明する前に、２次空気供給通路１０内の圧力挙動について簡単に説明する。
【００２８】
図２、図３は、図１におけるＡ、Ｂ両点における圧力挙動の考えられるパターンを模式的に示したグラフである。ここでは、ＲＶ１４は正常に機能しているものとする。ここで、Ａ点は、本実施形態で圧力センサ１５が配置されるエアポンプ１２とＡＳＶ１３との間であり、Ｂ点は、ＡＳＶ１３とＲＶ１４との間の位置である。表１にエアポンプ１２とＡＳＶ１３の作動状態の組み合わせとそれぞれの場合の両点における圧力変動パターンをまとめて示す。
【表１】
2010090904.tif 000003
これを基にして、圧力挙動パターンから逆にエアポンプ１２、ＡＳＶ１３の作動状況を推定することができる。
【００２９】
続いて、図４〜図７のフローチャートを参照して第１の異常検出ルーチンを説明する。図４はこのルーチンのメインフロー図であり、図５〜図７はそのサブルーチンを詳細に示すフローチャートである。図４に示される処理は、基本的に制御装置１０によって始動時に一度行われる処理であり、図５〜図７の処理は、図４のメイン処理からそれぞれ一度ずつ呼び出される。
【００３０】
まず、図４に示されるステップＳ２では、２次空気供給制御（フローチャートおよび以下の説明では、ＡＩと略す）の実行条件が成立しているか否かをチェックする。この実行条件は、エンジンＥＣＵ２３から送られるエンジン冷却水温、吸気温、始動経過時間、バッテリー電圧、負荷条件等により決定される。ここで、ＡＩ実行条件が不成立の場合で、ＡＩを実行する必要がないと判定した場合には、処理を一部スキップして後述するステップＳ１６へと移行する。なお、ＡＩ実行条件が未成立にすぎない場合で、時間が経過したらＡＩを実行する必要がある場合には、条件を満たすまでステップＳ２で待機する。そして、ＡＩ実行条件が成立した場合には、ステップＳ４へと移行する。
【００３１】
ステップＳ４では、既にＡＩ機器の異常検出済みでないかをチェックする。後述するＡＩ機器の異常を示すフラグは、車両の補機電源をオフにした場合でもリセットされることなく、ＡＩ機器の点検、整備を行った場合にのみリセットされることが好ましい。異常検出済みの場合には、処理をスキップして後述するステップＳ３２へと移行する。これにより、異常が既に判明している状態でＡＩを作動させようとすることで発生するトラブルを防止できる。
【００３２】
ステップＳ４で、事前にＡＩ機器の異常が検出されていないと判定された場合には、ステップＳ６へと移行して、エアポンプ１２を作動させるとともに、ＡＳＶ１３を開弁する。続く、ステップＳ８では、異常検出条件が成立しているか否かをチェックする。この異常検出条件とは、ＡＩ実行から所定の時間が経過してエアポンプ１２の作動が安定した状態にあり、エンジン２の回転数、負荷や車両の車速条件からエンジンがアイドル状態にあり、異常検出が容易な状態にあることを判定できる条件を指す。異常検出条件が満たされている場合には、ステップＳ１０に移行して、供給制御時の圧力挙動パターンを判定する。
【００３３】
この供給制御時圧力挙動判定処理（ステップＳ１０）では、図５に示されるようにまず、ステップＳ１００で圧力センサ１５で検知した圧力値Ｐの時間変化を所定の時間に渡って取り込む。そして、続く、ステップＳ１０２では、その平均値Ｐｍを算出する。さらに、ステップＳ１０４では、圧力値Ｐの脈動の振幅値Ｐａを算出する。
【００３４】
ステップＳ１０６では、まず、圧力値Ｐの脈動の振幅値Ｐａと閾値Ｐａ０とを比較する。ＰａがＰａ０より大きい場合には、図２で示される脈動の大きなパターン１、２のいずれかであると判定して、ステップＳ１０８へと移行する。そして、ステップＳ１０８では、圧力の平均値Ｐｍと閾値Ｐ０とを比較する。ＰｍがＰ０より大きい場合には、パターン１であり、２次空気供給が行われていると判定して、ステップＳ１１０へと移行し、供給空気量Ｑをチェックする。ここで、エアポンプ１２の吐出圧力とその供給空気量とは図８に示されるような関係がある。そこで、吐出圧力（実際には、圧力センサ１５による測定値の平均値Ｐｍ）から供給空気量を推定することができる。供給空気量が図８に示されるＱｘより少ないと、排気中の燃料濃度が高いまま維持され、エミッションが悪化するおそれがある。ステップＳ１１０では、推定供給空気量がこのＱｘを上回っているか否かをチェックする。なお、吐出圧力値自体を閾値Ｐｘと比較してもよい。
【００３５】
ステップＳ１１２で供給空気量が少ないと判定された場合には、ステップＳ１１４へと移行して、フラグXfaildownに１をセットし、ステップＳ１２０へと移行する。供給空気量が充分な場合にはステップＳ１２０へと直接移行する。そして、ステップＳ１２０では、フラグＦ１１に１をセットし、ステップＳ１３０へと移行してフラグXstep1に１をセットし、このサブルーチンを終了する。
【００３６】
ステップＳ１０８でＰｍがＰ０以下であった場合には、圧力挙動パターンはパターン２であると判定し、ステップＳ１４０へと移行して、フラグＦ１２に１をセットし、ステップＳ１３０の処理を行った後、このサブルーチンを終了する。
【００３７】
ステップＳ１０６でＰａがＰａ０以下であった場合には、図２で示される脈動のないパターン３、４のいずれかであると判定して、ステップＳ１５０へと移行する。そして、ステップＳ１５０では、ステップＳ１０８と同様にＰｍとＰ０とを比較する。ＰｍがＰ０より大きい場合には、圧力挙動パターンはパターン３であると判定し、ステップＳ１６０へと移行して、フラグＦ１３に１をセットし、ステップＳ１３０の処理を行った後、このサブルーチンを終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１５０でＰｍがＰ０以下であった場合には、圧力挙動パターンはパターン４であると判定し、ステップＳ１７０へと移行して、フラグＦ１４に１をセットし、ステップＳ１３０の処理を行った後、このサブルーチンを終了する。
【００３９】
図５のサブルーチンが終了すると、図４に示されるメインフローのステップＳ１２のＡＩ終了条件判定へと移行する。ＡＩ終了条件が満たされない場合には、ステップＳ８へと戻り、処理を繰り返す。一方、ステップＳ８で異常検出条件が満たされていない場合には、ステップＳ１０の圧力挙動判定をスキップしてステップＳ１２へと移行する。これにより、ＡＩ実行中の圧力挙動パターン判定の判定成功率、精度を向上させることができる。
【００４０】
ステップＳ１２でＡＩ終了条件が成立したと判定された場合には、ステップＳ１４へと移行してエアポンプ１２を停止させ、ＡＳＶ１３を閉じてＡＩ制御を停止する。そして、ステップＳ１６へと移行してフラグXstep1の値をチェックすることで、ステップＳ１０の圧力挙動判定が終了しているか否かをチェックする。Xstep1が１以外の場合には、供給制御時の圧力挙動パターンの判定ができていないので、その後の判定処理をスキップして後述するステップＳ３２へと移行する。一方、Xstep1が１の場合には、供給制御時の圧力挙動パターンの判定を終了しているので、次の処理ステップＳ１８へと移行する。ステップＳ１８では、次の停止制御時圧力挙動判定（ステップＳ２０）を行うための異常検出条件が満たされているか否かをチェックする。満たされていた場合には、ステップＳ２０へと移行して停止制御時圧力挙動判定を行う。
【００４１】
図６に示されるこの停止制御時圧力挙動判定処理（ステップＳ２０）のサブルーチンは、図５に示される制御時圧力挙動判定処理のサブルーチンと類似する。まず、ステップＳ２００で圧力センサ１５で検知した圧力値Ｐの時間変化を所定の時間に渡って取り込む。続いてその平均値Ｐｍ算出（ステップＳ２０２）と圧力値Ｐの脈動の振幅値Ｐａの算出（ステップＳ２０４）を行う。
【００４２】
ステップＳ２０６では、まず、Ｐａと閾値Ｐａ０とを比較する。ＰａがＰａ０より大きい場合には、図２で示される脈動の大きなパターン１、２のいずれかであると判定して、ステップＳ２０８へと移行する。そして、ステップＳ２０８では、圧力の平均値Ｐｍと閾値Ｐ０とを比較する。ＰｍがＰ０より大きい場合には、パターン１であると判定して、ステップＳ２２０へと移行し、フラグＦ２１に１をセットする。
【００４３】
ステップＳ２０８でＰｍがＰ０以下であった場合には、圧力挙動パターンはパターン２であると判定し、ステップＳ２４０へと移行して、フラグＦ２２に１をセットする。
【００４４】
ステップＳ２０６でＰａがＰａ０以下であった場合には、図２で示される脈動のないパターン３、４のいずれかであると判定して、ステップＳ２５０へと移行する。そして、ステップＳ２５０では、ステップＳ２０８と同様にＰｍとＰ０とを比較する。ＰｍがＰ０より大きい場合には、圧力挙動パターンはパターン３であると判定し、ステップＳ２６０へと移行して、フラグＦ２３に１をセットする。
【００４５】
一方、ステップＳ２５０でＰｍがＰ０以下であった場合には、圧力挙動パターンはパターン４であると判定し、ステップＳ２７０へと移行して、フラグＦ２４に１をセットする。
【００４６】
フラグＦ２１〜Ｆ２４をセットした後は、いずれの場合もステップＳ２３０へと移行してフラグXstep2に１をセットし、このサブルーチンを終了する。
【００４７】
図６のサブルーチンが終了すると、図４に示されるメインフローのステップＳ２４へと移行する。一方、ステップＳ１８で異常検出条件が成立していない場合には、ステップＳ２２へと移行してＡＩ停止後、所定時間が経過しているか否かをチェックし、経過していない場合には、ステップＳ１８へと戻ることで、ＡＩ停止後所定時間は再判定を試みる。所定時間経過していた場合には、ステップＳ２４へと移行する。
【００４８】
ステップＳ２４では、フラグXstep2の値をチェックすることで、ステップＳ２０の圧力挙動判定が終了しているか否かをチェックする。Xstep2が１以外の場合には、停止制御時の圧力挙動パターンの判定ができていないので、その後の判定処理をスキップして後述するステップＳ３２へと移行する。一方、Xstep2が１の場合には、停止制御時の圧力挙動パターンの判定を終了しているので、次の処理ステップＳ３０へと移行する。
【００４９】
ステップＳ３０は、ステップＳ２０とＳ３０の判定結果を基にして構成部品の異常を判定する。エアポンプ１２、ＡＳＶ１３のそれぞれの正常、異常モードの組み合わせに対して供給・停止制御時の圧力挙動パターンを対応させて表２にまとめて示す。
【表２】
2010090904.tif 000004
ここで、○は正常を、×は機器の異常を表す。
【００５０】
図７に示されるステップＳ３０の異常判定処理の処理フローはこの表２を基にして判定を行うものである。まず、ステップＳ３００では、フラグＦ１１が１であるか否かをチェックする。１の場合は供給制御時の圧力挙動パターンがパターン１であることを示しているので、次にステップＳ３０２へと移行し、フラグＦ２４が１であるか否かをチェックする。１の場合は停止制御時の圧力挙動パターンがパターン４であることを示すから、表２から明らかなようにこの組み合わせはモード１であり、エアポンプ１２、ＡＳＶ１３とも正常であることを示す。そこで、ステップＳ３０４へと移行してフラグXfaildownの値をチェックすることで、流量低下が起こっていないか否かをチェックする。Xfaildownが１でない場合には、流量低下が引き起こされておらず、機器がいずれも正常であるから、ステップＳ３０６へと移行して、故障診断フラグXAIに正常であることを示す１をセットしてサブルーチンを終了する。一方、Xfaildownが１の場合には、流量低下があることから、エアポンプ１２の作動不良の可能性があり、ステップＳ３１８へと移行して、故障診断フラグXAIに異常であることを示す−１をセットしてサブルーチンを終了する。
【００５１】
ステップＳ３０２でＦ２４が１でない場合には、表２におけるモード２、４、５のいずれかであるから、ステップＳ３１０へと移行する。このステップＳ３１０では、まずフラグＦ２２が１であるか否かをチェックする。Ｆ２２が１でない場合、つまり停止制御時の圧力挙動パターンがパターン２ではなく、パターン１、３であるモード４、５の場合には、エアポンプ１２が常時作動している故障状態にあることから、ステップＳ３１２へと移行して、エアポンプの故障診断フラグXFAPに常時作動故障であることを示す１をセットしてステップＳ３１４へと移行する。一方、Ｆ２２が１、つまり停止制御時の圧力挙動パターンがパターン２の場合、つまりモード２の場合には、エアポンプ１２は正常であるから、ステップＳ３１２をスキップしてステップＳ３１４へと移行する。
【００５２】
続く、ステップＳ３１４では、フラグＦ２３が１であるか否かをチェックする。Ｆ２３が１でない場合、つまり停止制御時の圧力挙動パターンがパターン３ではなく、パターン１、２であるモード２、５の場合には、ＡＳＶ１３が常時開弁している開固着状態にあることから、ステップＳ３１６へと移行して、ＡＳＶの故障診断フラグXFASVに開固着であることを示す１をセットしてステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。一方、Ｆ２３が１、つまり停止制御時の圧力挙動パターンがパターン３、つまりモード４の場合には、ＡＳＶ１３は正常であるから、ステップＳ３１６をスキップしてステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。
【００５３】
一方、ステップＳ３００でＦ１１が１でないと判定された場合には、モード３、６〜９のいずれかであることを示す。この場合には、ステップＳ３２０へと移行してフラグＦ１２が１であるか否かをチェックする。Ｆ１２が１、つまり供給制御時の圧力挙動パターンがパターン２の場合はモード７、８のいずれかであり、いずれの場合にもエアポンプ１２は不作動状態であることから、エアポンプの故障診断フラグXFAPに不作動故障であることを示す−１をセットしてステップＳ３２４へと移行する。このステップＳ３２４では、フラグＦ２２が１であるか否かをチェックする。Ｆ２２が１、つまり停止制御時の圧力挙動パターンがパターン２の場合はモード８であり、ＡＳＶ１３が常時開弁している開固着状態にあることから、ステップＳ３２６へと移行して、ＡＳＶの故障診断フラグXFASVに開固着であることを示す１をセットしてステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。一方、Ｆ２２が１でない場合はモード７であって、ＡＳＶ１３は正常であるから、ステップＳ３２６をスキップしてステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ３２０でＦ１２が１でないと判定された場合には、モード３、６、９のいずれかであることになる。いずれの場合もＡＳＶ１３は常時閉弁状態である閉固着状態にあることから、ステップＳ３３０へと移行して、ＡＳＶの故障診断フラグXFASVに閉固着であることを示す−１をセットする。続いて、ステップＳ３３２ではフラグＦ１３が１であるか否かをチェックする。Ｆ１３が１の場合には、供給制御時の圧力挙動パターンがパターン３であり、モード３、６のいずれかであることを示す。この場合は、ステップＳ３３４へと移行してフラグＦ２３が１であるか否かをチェックする。１である場合には、停止制御時の圧力挙動パターンもパターン３であり、モード６であって、エアポンプ１２が常時作動している故障状態にあることになる。そこで、ステップＳ３３６へと移行して、エアポンプの故障診断フラグXFAPに常時作動故障であることを示す１をセットした後、ステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。一方、Ｆ２３が１でない場合はモード３であって、エアポンプ１２は正常であるから、ステップＳ３３６をスキップしてステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。
【００５５】
ステップＳ３３２でＦ１３が１でないと判定された場合には、モード９であってエアポンプ１２が不作動の故障状態にあることを示す。そこで、ステップＳ３３８へと移行してエアポンプの故障診断フラグXFAPに不作動故障であることを示す−１をセットした後、ステップＳ３１８へと移行し、故障診断フラグXAIに−１をセットしてサブルーチンを終了する。
【００５６】
図７のサブルーチンが終了すると、図４に示されるステップＳ３２へと移行して故障診断フラグXAIの値をチェックする。その値がシステムが正常であることを示す１の場合には、ステップＳ３４をスキップして処理を終了する。一方、その値がシステムが異常であることを示す−１または、未判定であることを示す０の場合には、ステップＳ３４へと移行して図示していない表示装置やアラームを利用して運転者に対してシステムに異常がある旨あるいは故障検知が行えなかった旨を通知する警告処理を行い、処理を終了する。
【００５７】
本発明に係るこの異常検出ルーチンによれば、エアポンプ、ＡＳＶのいずれがどのような故障をしているのかを正確に検知することが可能である。
【００５８】
以上の説明では、ＡＩ終了後に停止制御時の圧力挙動判定処理を行い、その後で異常判定処理を行う例を説明したが、ＡＩ供給中に強制的に一時供給を停止することにより停止制御時の圧力挙動判定を行うことで、ＡＩ供給制御の条件成立中にその異常判定を行ってもよい。このようにすると、ＡＩ制御中に故障診断を行うことが可能となる。
【００５９】
また、表２に示されるように、機器正常時におけるＡＩ供給制御時の圧力挙動パターンはパターン１に限られることから、供給制御時の圧力挙動パターンがパターン１以外であった場合には、直ちにＡＩ制御を停止して、停止時の圧力挙動パターン判定に移行してもよい。特に、供給制御時の圧力挙動パターンがパターン４であった場合には、表２に示されるモード９であることは明らかであるから、停止時の圧力挙動パターン判定を省略することも可能である。
【００６０】
さらに、圧力センサ１５の位置はＡ点に限られるものではなく、Ｂ点に配置されていても同様の手法によって機器の故障モードを判別することが可能である。また、圧力センサ１５としては大気圧との差圧を出力する相対圧センサのほか、絶対圧センサを用いることもできる。この場合、２次空気系の作動停止時には、大気圧の検出が可能な構成である必要があるが、一般的なエアポンプ１２では、ハウジングとポンプ回転体とが密着しておらず、非作動時にはその前後が連通する構成となっているため、このようなエアポンプ１２においては、大気圧検出が可能である。このような構成の場合には、エンジン始動前の出力値を大気圧として用い、その差から相対圧を演算すればよい。これにより、２次空気系の異常検出時および２次空気供給中以外には、圧力センサ１５を大気圧センサとして用いることが可能となる。ただし、エアポンプ１２の常時作動故障時には吐出圧分だけ大気圧を高めに見積もる可能性があるので、この場合はエアポンプ１２の使用電力、電圧、電流等をチェックして補正すればよい。また、ＡＳＶ１３の開固着時には、エンジン２による排気脈動が伝達される可能性があるが、この場合、平均圧力は大気圧近傍となるので平均化処理により大気圧を検出することが可能である。
【００６１】
この第１の異常検出ルーチンにさらに配管の詰まり判定を追加することも可能である。図９は、この詰まり判定処理を示すフローチャートであり、図７に示されるステップＳ３０４とステップＳ３０６との間に挿入されることで第１の異常検出ルーチン中での詰まり判定を可能とする。
【００６２】
ステップＳ３０４でフラグXfaildownの値が１でないと判定された場合には、ＡＳＶ１３が閉状態のまま、エアポンプ１２を一時駆動させ（ステップＳ３０１）、圧力センサ１５によりその吐出圧Ｐを読み込む（ステップＳ３０３）、そして計測した吐出圧Ｐと閾値ＰYとを比較する（ステップＳ３０５）。ＰがＰYより小さい場合には、エアポンプの作動不良が起こっているにもかかわらず、ＡＩ供給制御時には、一定の圧力値が検出されたことを示す。これは、ＡＳＶ１３下流の配管が詰まっているため、エアポンプ１２の吐出量が充分でないのに一定の圧力上昇が見られたことを示すから、ステップＳ３０７へと移行して配管状態を表すフラグXjamに詰まりを示す１をセットするとともに、エアポンプ流量を表すフラグXfaildownに流量低下を示す１をセットして、ステップＳ３１８へ移行する。充分な圧力上昇が見られる場合には、エアポンプ１２の流量低下、配管詰まりはないとしてステップＳ３０６へ移行する。これにより、配管を含めた２次空気供給装置の異常を判定することができる。
【００６３】
次に、第２の異常検出ルーチンについて図１０〜図１２を参照して説明する。この異常検出ルーチンが実施される２次空気供給装置では、図１０に示されるように圧力センサ１５がＢ点に配置されている点が図１に示される２次空気供給装置と異なる。図１１は異常検出処理のメインフロー図であり、図１２はそのうちのリード弁の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００６４】
まず、ステップＳ３８では、ＡＩ実行条件が成立しているか否かをチェックする。これは図４に示されるステップＳ２と同等の処理である。条件が成立していない場合（未成立の場合を除く。未成立の場合には条件が成立するまで待機する。）には、その後の処理をスキップして終了する。条件が成立している場合には、次に、ステップＳ３９へと移行して、既にＡＩ機器の異常検出済みでないかをチェックする。この処理は図４に示されるステップＳ４と同等の処理である。異常検出済みの場合には、処理をスキップして後述するステップＳ５７へと移行する。これにより、異常が既に判明している状態でＡＩを作動させようとすることで発生するトラブルを防止できる。
【００６５】
ステップＳ３９で、事前にＡＩ機器の異常が検出されていないと判定された場合には、ステップＳ４０へと移行して、リード弁の異常判定処理を行う。図１２はこの異常判定処理を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、所定時間の圧力値Ｐの変動を読み込み（ステップＳ４００）、圧力平均値Ｐｍを算出する（ステップＳ４０１）。次に、このＰｍと閾値ＰA（ＰAは負圧、すなわち、大気圧以下である。）とを比較する（ステップＳ４０２）。負圧が発生している場合には、Ｂ点では、エンジン２によって発生する排気管２１内の圧力脈動のうち最小圧力（負圧）でホールドされていることを意味し、ＲＶ１４が正常に機能していると判定してそのまま処理を終了する。
【００６７】
一方、負圧が発生していない場合には、ステップＳ４０３へと移行してシステムの状態を示すフラグXAIに異常を示す値−１をセットする。そして、圧力脈動の変動値ΔＰを算出する（ステップＳ４０４）。そして、このΔＰと閾値ΔＰAとを比較する。ΔＰがΔＰAより大きい場合には、ＲＶ１４が常時開弁状態にあって、エンジン２によって発生する排気管２１内の圧力脈動がＢ点に直接伝わっていることを意味するから、ステップＳ４０７へと移行してＲＶ１４の故障状態を示すフラグXFRVに開固着状態であることを示す１をセットして処理を終了する。
【００６８】
一方、ステップＳ４０６で圧力脈動がないと判定された場合には、Ｐｍが大気圧近傍あるいはそれ以上でホールドされていることを意味する。そこで、ステップＳ４０８でまず、Ｐｍが大気圧近傍か（相対圧が０近傍であるか）否かをチェックする。Ｐｍが大気圧近傍ではない、すなわち、大気圧より高い状態にある場合には、ＡＩが停止制御状態であるにも関わらず、作動していることを意味するから、エアポンプ１２の故障状態を表すフラグXFAPに常時作動状態であることを示す１を、ＡＳＶ１３の故障状態を表すフラグXFASVに開固着状態であることを示す１をそれぞれセットして（ステップＳ４０９）処理を終了する。
【００６９】
Ｐｍが大気圧近傍であった場合には、ステップＳ４１０へと移行してさらにΔＰと別の閾値ΔＰC（ここでΔＰC＜ΔＰAである。）とを比較する。ΔＰがΔＰCより大きい場合には、ＡＳＶ１３が開弁状態にあって吸気側の脈動が伝わっているものと判定し、ＡＳＶ１３の故障状態を表すフラグXFASVに開固着状態であることを示す１をセットして（ステップＳ４１２）処理を終了する。一方、ΔＰがΔＰC以下の場合には、ＡＳＶ１３、ＲＶ１４とも閉弁状態にあるものと判定し、ＲＶ１４の故障状態を示すフラグXFRVに閉固着状態であることを示す−１をセットして（ステップＳ４１１）処理を終了する。
【００７０】
図１２のサブルーチンの処理が終了すると、図１１に示されるステップＳ４１へと移行してフラグXAIの値をチェックする。値が−１の場合には、機器の故障が検出されているので、後述するステップＳ５７へと移行し、値が−１でない（正確には異常検出処理が終了していないため初期値０である）場合には、ステップＳ４３へと移行し、エアポンプ１２を作動させ、ＡＳＶ１３を開弁して、ＡＩ供給を開始する。続く、ステップＳ４４では、異常検出条件が成立しているか否かをチェックする。この異常検出条件は図４におけるステップＳ８の条件と同一である。異常検出条件が満たされていない場合には判定処理をスキップしてステップＳ５０へと移行する。
【００７１】
異常検出条件が満たされている場合には、ステップＳ４５に進み、フラグXAIの値をチェックする。XAIが０の場合、つまり異常検出処理がまだ行われていない場合のみ、ステップＳ４６へと移行し、既に正常との判定結果が得られている場合には、判定処理をスキップしてステップＳ５０へと移行する。なお、異常の場合に、この処理は迂回される。
【００７２】
ステップＳ４６では、所定時間の圧力値Ｐの変動を読み込む。そして、圧力平均値Ｐｍを算出する（ステップＳ４７）。ステップＳ４８では、このＰｍと閾値ＰD（大気圧より高い）とを比較する。ＰｍがＰDより大きい場合には、充分な２次空気供給があると判定し、ステップＳ４９へと移行して故障診断フラグXAIに正常であることを示す１をセットする。ステップＳ５０では、ＡＩ終了条件が成立しているか否かをチェックし、成立していない場合には、ステップＳ４４へと戻ることで、処理を繰り返し、２次空気供給を継続する。一方、ＡＩ終了条件が成立した場合には、ステップＳ５１へと移行してエアポンプ１２を停止させるとともに、ＡＳＶ１３を閉弁して２次空気供給を停止して処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ４８でＰｍがＰD以下であると判定された場合には、ステップＳ５２へと移行し、このＰｍとＰA（大気圧より低い負圧である。）とを比較する。ＰｍがＰAより小さい場合には、ＡＳＶ１３が閉弁状態にあり、２次空気供給が妨げられていると判定してＡＳＶ１３の故障状態を表すフラグXFASVに閉固着状態であることを示す−１をセットし（ステップＳ５３）、ステップＳ５５へと移行する。一方、ＰｍがＰA以上の場合には、ＡＳＶ１３は正常に開弁状態にあるが、エアポンプ１２が停止している結果、エアフィルタ２５側と連通し、ほぼ大気圧に近い状態にあるものと判定し、エアポンプ１２の故障状態を表すフラグXFAPに不作動状態であることを示す−１をセットし（ステップＳ５４）、ステップＳ５５へと移行する。
【００７４】
ステップＳ５５では、システムの状態を示すフラグXAIに異常を示す値−１をセットする。そして、ステップＳ５６では、エアポンプ１２を停止させ、ＡＳＶ１３を閉弁させる制御を行う。実際には、いずれかの部品が故障しているため、元々２次空気供給は行えていないが、他の正常な機器の故障を誘発するのを避けるためにこの処理が行われる。続く、ステップＳ５７では、図４におけるステップＳ３４と同様に図示していない表示装置やアラームを利用して運転者に対してシステムに異常がある旨あるいは故障検知が行えなかった旨を通知する警告処理を行い、処理を終了する。
【００７５】
この実施形態によれば、ＲＶ１４の異常と他の一部の機器の異常判定をＡＩ実行前に行うことができる。また、ＡＩ実行中に他の機器の異常判定も行うことが可能である。
【００７６】
次に、第３の異常検出ルーチンについて図１３〜図１５を参照して説明する。この異常検出ルーチンが実施される２次空気供給装置では、図１３に示されるようにエアポンプ１２を有していない点が図１０に示される２次空気供給装置と異なる。図１４は異常検出処理のメインフローであり、図１５はそのうちのリード弁の異常判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７７】
第３の異常検出ルーチンの処理内容は、第２の異常検出ルーチンの処理内容とほぼ同様であるため、一致する部分の詳細な説明は省略する。ＡＩ実行条件成立判定（ステップＳ３９）、ＡＩ機器異常判定（ステップＳ４０）を経てリード弁異常判定処理（ステップＳ４０ａ）に移行する。図１５はこの異常判定処理を示すフローチャートである。この異常判定処理は図１３に示される異常判定処理フローのうち、エアポンプ１２に関連するステップＳ４０８、Ｓ４０９のみを除外したものである。したがって、その内容の詳しい説明は省略する。
【００７８】
図１５のサブルーチンの処理が終了すると、図１４に示されるステップＳ４１へと移行してフラグXAIのチェック（ステップＳ４１）の後、値が−１でない場合には、ＡＳＶ１３を開弁して、ＡＩ供給を開始する（ステップＳ４３ａ）。続いて、異常検出条件成立を確認し（ステップＳ４４）、満たされていない場合には判定処理をスキップしてステップＳ５０へと移行する。
【００７９】
異常検出条件が満たされている場合には、フラグXAIを確認し（ステップＳ４５）、XAIが０の場合のみ、ステップＳ４６へと移行し、他の場合には、判定処理をスキップしてステップＳ５０へと移行する。
【００８０】
ステップＳ４６では、所定時間の圧力値Ｐの変動を読み込む。そして、圧力平均値Ｐｍを算出する（ステップＳ４７）。ステップＳ４８ａでは、このＰｍが大気圧近傍であるか（相対圧の場合は０近傍か）を確認する。大気圧近傍の場合は、充分な２次空気供給があると判定し、ステップＳ４９へと移行して故障診断フラグXAIに正常であることを示す１をセットする。ステップＳ５０では、ＡＩ終了条件が成立しているか否かをチェックし、成立していない場合には、ステップＳ４４へと戻ることで、処理を繰り返し、２次空気供給を継続する。一方、ＡＩ終了条件が成立した場合には、ステップＳ５１ａへと移行してＡＳＶ１３を閉弁して２次空気供給を停止して処理を終了する。
【００８１】
ステップＳ４８ａでＰｍが大気圧近傍でない、具体的には負圧が大きい場合は、ＡＳＶ１３が閉弁状態にあり、２次空気供給が妨げられていると判定して、ステップＳ５５ａへと移行し、ＡＳＶ１３の故障状態を表すフラグXFASVに閉固着状態であることを示す−１をセットするとともに、システムの状態を示すフラグXAIに−１をセットする。（ステップＳ５３）。そして、ステップＳ５６ａでは、ＡＳＶ１３を閉弁させる制御を行う。実際には、ＡＳＶ１３は閉固着状態にあるが、他の正常な機器の故障を誘発するのを避けるためにこの処理が行われる。続く、ステップＳ５７の処理は、図１１におけるのと同様である。
【００８２】
本異常検出処理ルーチンによっても第２の異常検出処理ルーチンと同様に構成機器の異常モードを正確に判定することができる。
【００８３】
次に、第４の異常検出処理ルーチンについて図１６〜図１８を参照して説明する。この異常検出処理ルーチンは、図１に示される２次空気供給装置において実施されるものである。そして、エアポンプ１２の吐出量低下と燃料系異常を判定するものであって、図４〜図６に示される第１の異常検出処理ルーチンと併用することが可能である。
【００８４】
図１６は、この処理ルーチンのメインフローを示している。まず、ステップＳ６０では、ＡＩ制御中であるか否かをチェックする。ＡＩ制御中でない場合にはその後の処理をスキップして処理を終了する。一方、ＡＩ制御中の場合にはステップＳ６２へと移行する。
【００８５】
次に、所定時間のエアポンプ１２の吐出圧Ｐの変動、実際には圧力センサ１５の測定値を読み込み（ステップＳ６２）、圧力平均値Ｐｍを算出する（ステップＳ６４）。次に、このＰｍと閾値ＰFとを比較する（ステップＳ６６）。ＰｍがＰF以下の場合には、吐出量が不足していることを意味するから（図８参照）、ステップＳ６７へ移行してエアポンプの流量低下を表すフラグXfaildownに１をセットするとともに、システムの状態を示すフラグXAIに故障状態であることを示す−１をセットして処理を終了する。
【００８６】
一方、ＰｍがＰFより大きい場合には、ステップＳ６８へと移行してＰｍと閾値ＰGとを比較する（ここでＰF＜ＰG）。ＰｍがＰG以上の場合には、エアポンプ１２は正常であるが、配管が詰まっているため吐出圧が増大していると判定し、ステップＳ６９へと移行して配管詰まりを表すフラグXjamに１をセットするとともに、システムの状態を示すフラグXAIに故障状態であることを示す−１をセットして処理を終了する。
【００８７】
一方、ＰｍがＰGより小さい場合には、ステップＳ７０のＡ／Ｆセンサ活性化判定処理へと移行する。ここで、Ａ／Ｆセンサとは図１に示されるＯ2センサ３１を含む排気の空燃比、空気過剰率等を検出できるセンサを指す。
【００８８】
図１７はこのＡ／Ｆセンサ活性化判定処理の具体的処理のフローチャートである。まず、ステップＳ７００では、ＡＩ制御中であるか否かをチェックする。制御中でない場合には処理をスキップして終了する。続く、ステップＳ７０２では、活性化状態を示すフラグXAFの値をチェックする。フラグXAFの値は活性化判定未了の場合には０を、センサ異常の場合には−１を活性化済みの場合には１をとる。ステップＳ７０２でXAFが０以外の場合にはその後の処理をスキップして終了する。
【００８９】
その次のステップＳ７０４、Ｓ７０６では、エンジン始動後の経過時間Δｔstと所定の閾値Δｔth1、Δｔth2とをそれぞれ比較する（ここで、Δｔth1＜Δｔth2である）。ΔｔstがΔｔth1以下の場合には、エンジン２の回転が安定していない可能性があるので、ステップＳ７００へと戻って処理を繰り返す。ΔｔstがΔｔth2以上の場合には、Δｔth2経過してもＡ／Ｆセンサが活性化していないことを示すから、Ａ／Ｆセンサが異常であると判定し、ステップＳ７０７へ移行してフラグXAFに−１をセットして処理を終了する。それ以外、つまりΔｔstがΔｔth1を越え、Δｔth2未満の場合には、ステップＳ７０８へと移行してエンジンＥＣＵ２３からスロットル開度の時間変化量Δθを取り込み、これを閾値Δθthと比較する。ΔθがΔθth以上の場合には、エンジン２が過渡状態にあり、以下に示す活性化判定を正確に行うことができないため、ステップＳ７００へと戻り、再度処理を繰り返す。
【００９０】
ステップＳ７０８でエンジンがΔθがΔθthより小さいと判定された場合には、次にエアポンプ１２を停止させ、ＡＳＶ１３を閉弁して、ＡＩを一時停止し（ステップＳ７１０）、Ｏ2センサ３１の出力値から停止前後のＡ／Ｆの差Δλを演算する（ステップＳ７１２）。続くステップＳ７１４では、このΔλと閾値Δλthとを比較する。ＡＩ供給時と停止時に有為な差が見られれば、Ａ／Ｆセンサが活性化しているとみなせるから、ステップＳ７１６へと移行してフラグXAFに１をセットして処理を終了する。一方、有為な差が見られない場合には、未だ活性化していないとしてフラグXAFを変更することなく０のまま処理を終了する。
【００９１】
図１７に示される判定処理終了後は、図１６に示されるステップＳ７２に戻り、フラグXAFの値がチェックされる。この値が０の場合には、ステップＳ７０へと戻り（一定の待機時間を設けることが好ましい）、再判定を行う。値が−１の場合には、Ａ／Ｆセンサを利用したこれ以下の処理判定が行えないので、その後の処理をスキップして終了する。そして値が１の場合にのみステップＳ７４へと移行する。
【００９２】
ステップＳ７４では、Ｏ2センサ３１の出力からＡＩ時の排気２次Ａ／Ｆ値λ2を読込み、続いて、エアフローメータ２６で測定される吸入空気量Ｇａから算出される目標２次Ａ／Ｆ値λ2tを算出する（ステップＳ７６）。このＧａとλ2tとの間には、図１８（ａ）に示される関係がある。ステップＳ７８では、λ2とλ2tとを比較する。λ2がλ2t以上の場合には、充分な２次空気が供給されているとして、ステップＳ８０へと移行してシステムの状態を示すフラグXAIに正常である旨を示す１をセットして処理を終了する。
【００９３】
一方、λ2がλ2t未満の場合には、２次空気の供給量が不足していることを表す。そこで、まず、エアポンプ１２を停止して、ＡＳＶ１３を閉弁することで２次空気供給を停止し（ステップＳ８２）、この時のＯ2センサ３１の出力、つまり２次空気供給停止時の排気のＡ／Ｆ値（以下、１次Ａ／Ｆ値と呼ぶ）λ1を読み込む（ステップＳ８４）。続いて、λ2とλ1との差をΔλとし（ステップＳ８６）、エアフローメータ２６で測定される吸入空気量Ｇａから算出される目標Ａ／Ｆ変動値Δ（Ａ／Ｆ）＝Δλthを算出する（ステップＳ８８）。このＧａとλ2tとの間には、図１８（ｂ）に示される関係がある。続いて、ΔλとΔλthを比較する（ステップＳ９０）。ΔλがΔλth以下の場合には、吐出量自体が実際には不足しているが、詰まりにより吐出圧自体は上昇した場合であると判定し、ステップＳ９１へと移行して、フラグXjam、Xfaildownに１をそれぞれセットするとともに、XAIに−１をセットして処理を終了する。
【００９４】
一方、ΔλがΔλthを越えている場合には、空燃比が異常にリッチになっている場合であると判定して、燃料系の異常判定を行い（ステップＳ９２）、その後処理を終了する。燃料系異常判定処理の具体的な内容については割愛する。
【００９５】
この処理によればエアポンプ１２の流量低下や配管１１の詰まりを正確に判定することが可能となる。
【００９６】
次に、第５の異常検出処理ルーチンについて図１９、図２０を参照して説明する。この異常検出処理ルーチンは、図１に示される２次空気供給装置において実施されるものである。
【００９７】
図１９はこの処理のメインフローである。まず、ステップＳ６１では、ＡＩ制御中であるか否かをチェックする。ＡＩ制御中でない場合にはその後の処理をスキップして処理を終了する。一方、ＡＩ制御中の場合にはステップＳ６３へと移行し、始動後最初のアイドル状態であるか（ファーストアイドルか）をチェックする。
【００９８】
次に、ステップＳ７０のＡ／Ｆセンサ活性化判定処理へと移行する。この活性化判定処理の内容は前述した図１７に示される処理である。処理後はステップＳ７１へと移行し、フラグXAFの値がチェックされる。この値が０の場合には、ステップＳ７０へと戻り（一定の待機時間を設けることが好ましい）、再判定を行う。値が−１の場合には、Ａ／Ｆセンサを利用したこれ以下の処理判定が行えないので、その後の処理をスキップして終了する。そして値が１の場合にのみステップＳ７１へと移行する。
【００９９】
ステップＳ７１では、エンジンＥＣＵ２３から冷却水温ＴHWデータを受信し、図２０（ａ）に示される関係に基づいて正常エンジン回転数NE1を算出する。次に、図２０（ｂ）に示される関係に基づいてＴHWから２次空気供給によって増大すると予想されるＡ／Ｆ値であるΔλｗを算出する（ステップＳ７５）。そして、ステップＳ７７で実際のエンジン回転数NEをNE1と比較する。
【０１００】
NEがNE1より大きい場合には、ステップＳ７９へと移行し、図２０（ｃ）に示される関係に基づいてＴHWから２次空気供給がない場合の予想Ａ／Ｆ値であるλｗを算出する。次に、Ｏ2センサ３１の出力から２次空気供給時の排気２次Ａ／Ｆ値λ2を読込み（ステップＳ８１）、λ2とλｗの差をΔλとする（ステップＳ８３）。そして、ΔλとΔλｗとを比較する（ステップＳ８５）。
【０１０１】
ΔλがΔλｗより大きい場合には、充分な２次空気供給があるとして、２次空気供給装置を正常と判定し、ステップＳ８７へと移行してフラグXAIに１をセットして処理を終了する。
【０１０２】
一方、ステップＳ７７でNEがNE1以下であった場合、および、ステップＳ８５でΔλがΔλｗ以下であった場合には、ステップＳ８９へと移行して、エアポンプ１２を停止し、ＡＳＶ１３を閉じて２次空気供給を停止する。次に、Ｏ2センサ３１の出力から２次空気停止時の排気１次Ａ／Ｆ値λ1を読込み（ステップＳ９３）、λ2とλ1の差をΔλとする（ステップＳ９５）。そして、ΔλとΔλｗとを比較する（ステップＳ９７）。
【０１０３】
ΔλがΔλｗより大きい場合には、充分な２次空気供給があるとして、２次空気供給装置を正常と判定し、ステップＳ８７へと移行してフラグXAIに１をセットして処理を終了する。
【０１０４】
一方、ΔλがΔλｗより小さい場合には、２次空気供給が充分でないとして２次空気供給装置を異常と判定し、ステップＳ９９へと移行してフラグXAIに−１をセットして処理を終了する。
【０１０５】
この異常検出処理ルーチンにおいては、予想Ａ／Ｆを用いて正常と判定された場合、つまり始動直後の燃焼状態良好な場合には、２次空気供給装置の強制オフによる判定処理を行わないので、エミッションの低下を抑制することができ、好ましい。
【０１０６】
本発明は、異常の異常検出処理ルーチンの使用に限られるものではなく、これらの組み合わせや基本的な考え方を同じくするルーチンの変更、修正、改良はすべて本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…２次空気供給装置、２…エンジン、１０…制御装置、１１…２次空気供給通路、１２…エアポンプ、１３…ＡＳＶ（エアスイッチングバルブ）、１４…リード弁（逆止弁）、１５…圧力センサ、１６…配管、１７…電磁弁、２０…吸気管、２１…排気管、２２…排気浄化装置、２３…エンジンＥＣＵ、２４…スロットル、２５…吸気フィルタ、３１、３２…Ｏ2センサ。
【図１】
2010090904.tif 000005
【図２】
2010090904.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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