(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に介設した触媒ユニットの上流部に２次エアを供給するエアポンプの故障検出装置であって、
エアポンプに通電されるポンプ電流を検出する電流センサと、電流センサからの検出信号が入力され、検出信号に基づいてポンプ電流を認識する診断手段とを備え、診断手段によりポンプ電流に基づいてエアポンプの故障の有無を判別するものにおいて、
電流センサの検出信号を診断手段に入力する回路、または、診断手段に、エアポンプの起動時に検出信号の均しにより前記認識したポンプ電流をピーク変化を生ずることなく速やかに定常値に安定させて、エアポンプの実電流が定常値に安定するまでに要する時間より早くポンプ電流の検出を開始しても、エアポンプの故障の誤検知を生じない検出信号のピーク変化を均す均し手段を設ける、
ことを特徴とするエンジンのエアポンプの故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気通路に介設した触媒ユニットの上流部に２次エアを供給するエアポンプの故障検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のエアポンプの故障検出装置として、エアポンプに通電されるポンプ電流を検出する電流センサと、電流センサからの検出信号を入力する診断手段とを備え、診断手段によりポンプ電流に基づいてエアポンプの故障の有無を判別するものは知られている（特開平９−１３７７１８号公報参照）。
【０００３】
ここで、エアポンプの起動時は、エアポンプの慣性マスや起動特性の影響でポンプ電流がピーク的に上昇し、ポンプ電流が定常値に安定するまでに時間がかかる。そこで、上記のものでは、誤検知防止のため、エアポンプへの通電開始後、ポンプ電流が安定するまでに要する所定の待ち時間を存してポンプ電流の検出を開始し、検出開始から所定の検出時間内に検出されたポンプ電流の積算値や平均値を求め、この値が所定の許容範囲に入っていないときに故障有りと判別している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
故障の早期検出のためには、エアポンプを作動させる度に毎回故障判別を行うことが望まれるが、エアポンプは排気中の酸素濃度が低下する運転状態で作動させるもので、その作動継続時間は一定せず、ポンプ電流の検出開始から所定の検出時間が経過する前にエアポンプの作動が停止され、エアポンプの故障判別を実行できなくなることがある。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、エアポンプの故障判別が実行不能となる頻度を可及的に減少し得るようにした故障検出装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、エンジンの排気通路に介設した触媒ユニットの上流部に２次エアを供給するエアポンプの故障検出装置であって、エアポンプに通電されるポンプ電流を検出する電流センサと、電流センサからの検出信号を入力する診断手段とを備え、診断手段によりポンプ電流に基づいてエアポンプの故障の有無を判別するものにおいて、電流センサの検出信号を診断手段に入力する回路、または、診断手段に、検出信号のピーク変化を均す均し手段を設けている。
【０００７】
エアポンプの起動時にポンプ電流がピーク的に上昇しても、診断手段が検出信号に基づいて認識するポンプ電流は検出信号の均しによりピーク変化を生ずることなく速やかに定常値に安定し、エアポンプの実電流が定常値に安定するまでに要する時間より早くポンプ電流の検出を開始しても、エアポンプの故障の誤検知を生じない。そして、ポンプ電流の検出開始時期を早くすることにより、エアポンプの作動継続時間が短くなっても、エアポンプの作動停止までに所定の検出時間を確保できるようになり、エアポンプの故障判別が実行不能となる頻度を可及的に減少できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は車両用のエンジンであり、エンジン１の吸気通路２に、上流側から順に、エアクリーナ３と、スロットルバルブ４と、燃料噴射弁５とを設け、スロットル開度θを検出するセンサ６と、吸気負圧ＰＢを検出するセンサ７と、吸気温ＴＡを検出するセンサ８と、エンジン回転数ＮＥを検出するセンサ９と、エンジン冷却水の水温ＴＷを検出するセンサ１０と、車速Ｖを検出するセンサ１１とからの信号を車載コンピュータから成るコントローラ１２に入力し、コントローラ１２によりこれらセンサからの信号に応じて燃料噴射弁５からの燃料噴射量を制御するようにしている。
【０００９】
また、エンジン１の排気通路１３には、通電により発熱するヒータとしての機能を持つ電気加熱式触媒（以下、ＥＨＣと記す）１４と、主としてエンジン始動直後の排気浄化を分担するスタート触媒１５と、三元触媒１６とから成る触媒ユニットが介設されており、更に、触媒ユニットの上流の排気通路１３の部分にエアポンプ１７を接続し、エアクリーナ３とスロットルバルブ４との間の吸気通路２の部分からのエアをエアポンプ１７により２次エアとして排気通路１３に供給し得るようにしている。
【００１０】
ＥＨＣ１４は、コントローラ１２による制御で、エンジン１の冷間始動時に一定時間通電されるようになっている。また、エアポンプ１７は、スイッチ１８を介して車載バッテリ１９に接続されており、スイッチ１８をコントローラ１２で制御して、排気中の酸素濃度が低下する運転状態でエアポンプ１７を通電作動させるようにしている。
【００１１】
また、エアポンプ１７に通電されるポンプ電流ＩＡＰを検出する電流センサ２０を設けて、電流センサ２０からの検出信号をコントローラ１２に入力し、コントローラ１２を診断手段として機能させて、ポンプ電流ＩＡＰに基づくエアポンプ１７の故障検知を行っている。尚、エアポンプ１７に印加されるポンプ電圧ＶＡＰがバッテリ電圧の変化等で変化するとポンプ電流ＩＡＰが変化するため、ポンプ電圧ＶＡＰを検出する電圧センサ２１を設けて、電圧センサ２１からの検出信号もコントローラ１２に入力し、ポンプ電圧ＶＡＰの変化によるポンプ電流ＩＡＰの変化を相殺して、ポンプ電圧ＶＡＰが基準値であるときのポンプ電流ＩＡＰを求めるようにしている。
【００１２】
故障検知の処理プログラムは図２に示す通りであり、先ず、Ｓ１のステップでエアポンプ１７に通電されているか否かを判別し、通電されているときは、Ｓ２のステップで第１タイマｔｍ１の計時動作を開始し、次に、Ｓ３のステップで第１タイマｔｍ１の計時時間、即ち、エアポンプ１７への通電開始からの経過時間が所定の設定時間Ｙｔｍ１に達したか否かを判別する。そして、ｔｍ１≧Ｙｔｍ１になったとき、Ｓ４のステップで第２タイマｔｍ２の計時動作を開始し、次に、Ｓ５のステップで第２タイマｔｍ２の計時時間、即ち、ｔｍ１＝Ｙｔｍ１になってからの経過時間が所定の設定時間Ｙｔｍ２（例えば１０秒）以内であるか否かを判別し、ｔｍ２≦Ｙｔｍ２であれば、Ｓ６のステップでポンプ電流ＩＡＰとポンプ電圧ＶＡＰとをサンプリングし、次に、Ｓ７のステップに進み、ポンプ電圧ＶＡＰが基準値であるときの電流値となるようにポンプ電流ＩＡＰをポンプ電圧ＶＡＰに応じて補正し、これを記憶する。
【００１３】
そして、ｔｍ２＞Ｙｔｍ２になったときＳ８のステップに進み、Ｙｔｍ２のサンプリング時間内に記憶されたポンプ電流ＩＡＰの積算値ＩＡＰＴ＝∫ＩＡＰｄｔを求め、次に、Ｓ９のステップでＩＡＰＴが所定の許容範囲に入っているか否かを判別し、入っていない場合はエアポンプ１７が故障したと判断し、Ｓ１０のステップでエアポンプ１７の故障表示ランプを点灯する等の故障処理を行う。尚、Ｓ８のステップでＹｔｍ２のサンプリング時間内に記憶されたポンプ電流ＩＡＰの平均値を求め、Ｓ９のステップで平均値が所定の許容範囲に入っているか否かを判別するようにしても良い。
【００１４】
ところで、エアポンプ１７に通電すると、エアポンプ１７の慣性マスや起動特性の影響で、ポンプ電流ＩＡＰが、図３に実線で示す如く、通電当初にピーク的に上昇し、ポンプ電流ＩＡＰが定常値に安定するまでに時間がかかる。ここで、ポンプ電流ＩＡＰのサンプリングは、エアポンプ１７への通電開始からＹｔｍ１の待ち時間を存して開始され、Ｙｔｍ１をポンプ電流ＩＡＰが安定するまでに要する時間に合わせて長目（例えば２秒）に設定すれば、誤検知を防止できるが、これではサンプリング開始からＹｔｍ２のサンプリング時間が経過する前にエアポンプ１７への通電が停止されて、エアポンプ１７の故障判別が実行不能となる頻度が増す。
【００１５】
そこで、本実施形態では、電流センサ２０からの検出信号をコントローラ１２に入力する回路に、検出信号のピーク変化を均す均し手段としてのＣＲ時定数回路２２を設けている。これによれば、検出信号に基づいてコントローラ１２が認識するポンプ電流ＩＡＰは、図３に点線で示す如く、ピーク変化を生ずることなく定常値に速やかに安定する。かくて、エアポンプ１７への通電開始からサンプリング開始までの待ち時間Ｙｔｍ１を短時間（例えば１秒）に設定しても、誤検知を生じない。
【００１６】
そして、Ｙｔｍ１を短く設定することにより、Ｙｔｍ２のサンプリング時間が経過する前にエアポンプ１７への通電が停止される頻度、即ち、エアポンプ１７の故障判別が実行不能となる頻度を減少できる。
【００１７】
尚、ポンプ電流ＩＡＰの通電当初のピーク変化特性はエアポンプ１７の機種毎に異なり、そのため、ＣＲ時定数回路２２は、使用するエアポンプ１７の機種に合わせた時定数を持つものにする。
【００１８】
また、ＣＲ時定数回路２２を設けずに、コントローラ１２で電流センサ２０からの検出信号のピーク変化を均す均し処理を行うこと、即ち、コントローラ１２にソフトウェアによる均し手段を設けることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エアポンプへの通電開始からポンプ電流の検出開始までの待ち時間を短縮して、エアポンプの故障判別が実行不能となる頻度を可及的に減少できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置を具備するエンジンの制御系を示すブロック回路図
【図２】コントローラによる故障検知の制御プログラムを示すフローチャート
【図３】エアポンプの実電流とコントローラが認識するポンプ電流の変化特性を示すグラフ
【符号の説明】
１  エンジン                １２  コントローラ（診断手段）
１３  排気通路                １７  エアポンプ
２０  電流センサ              ２２  ＣＲ時定数回路（均し手段）
【図１】
0003604565.tif 000002
【図２】
0003604565.tif 000003
【図３】
0003604565.tif 000004