(57)【要約】【課題】  誤診断を伴うことなく、二次空気供給装置の故障診断を的確に行うことのできる内燃機関の診断装置を提供する。【解決手段】  エンジン吸入空気量と二次空気用エアフローセンサ６３の検出結果との関係から、排気空燃比を推定し、排気空燃比センサ５２を用いた空燃比フィードバック補正値や、排気空燃比センサ５２により求まる排気空燃比とから、前記推定空燃比と空燃比フィードバック補正値や排気空燃比実測値との比較により、二次空気用エアフローセンサ６３の誤差を推定する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系に二次空気を供給する二次空気ポンプと、前記二次空気ポンプが排気系に供給する二次空気の空気量を計測する二次空気量計測手段とを備えた内燃機関の二次空気供給装置の診断装置であって、
始動直後以外に、診断のために前記二次空気ポンプを動かし、前記二次空気量計測手段の検出値と、エンジン吸気系の吸入空気量計測手段の検出値と、排気空燃比センサの出力値から、二次空気量計測手段の誤差値を算出し、当該誤差値より前記二次空気量計測手段の故障診断を行うことを特徴とする内燃機関の診断装置。
【請求項２】
排気系に二次空気を供給する二次空気ポンプと、前記二次空気ポンプが排気系に供給する二次空気の空気量を計測する二次空気量計測手段とを備えた内燃機関の二次空気供給装置の診断装置であって、
始動直後以外に、診断のために前記二次空気ポンプを動かすと共に理論空燃比になるように燃料増量を行い、その時の増量補正係数と、エンジン吸気系の吸入空気量計測手段の検出値と、前記二次空気量計測手段の検出値から、前記二次空気量計測手段の誤差値を算出し、当該誤差値より前記二次空気量計測手段の故障診断を行うことを特徴とする内燃機関の診断装置。
【請求項３】
内燃機関の吸入空気量が二次空気供給量に対し、十分に多い時に、二次空気を供給して誤差検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の診断装置。
【請求項４】
二次空気を供給していない時の空燃比補正係数や学習補正係数と、二次空気供給中の空燃比補正係数及び前記吸入空気量計測手段の検出値及び前記二次空気量計測手段の検出値から、前記二次空気量計測手段の誤差値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の診断装置。
【請求項５】
診断のために前記二次空気ポンプを動かした時に、前記排気空燃比センサによるフィードバックを停止し、前記排気空燃比センサの検出結果と前記吸入空気量計測手段の検出値と前記二次空気量計測手段の検出値から、前記二次空気量計測手段の誤差値を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の診断装置。
【請求項６】
前記二次空気量計測手段の誤差値の算出結果が所定の範囲外のときに、前記二次空気量計測手段が故障であると判定することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関の診断装置。
【請求項７】
前記二次空気量計測手段の誤差値を用いて前記二次空気量計測手段による二次空気量検出値を補正し、補正された二次空気量検出値より二次空気供給装置の故障診断を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の内燃機関の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の診断装置に係り、特に、二次空気供給装置の診断を行う内燃機関の診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の排出する排気ガスによる環境汚染を防止する技術が、数多く提案され採用されて来ている。その中でも、排気管に空気（二次空気）を供給する二次空気供給装置は、始動後の排気ガス中のＨＣ等の未燃焼成分を浄化する技術として有効であり、これまでにも多く採用されている。また、二次空気供給系の診断装置も、種々提案されている（例えば、特許文献１、２、３、４）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８８４６号公報
【特許文献２】特開平７−１１９４５１号公報
【特許文献３】特開２００４−１１５８５号公報
【特許文献４】特開２００４−２０４７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記の如き、二次空気ポンプで排気系に供給する二次空気の空気量を計測する二次空気用エアフローセンサを備えた二次空気供給装置では、二次空気用エアフローセンサの故障や汚損、二次空気配管内の二次空気用エアフローセンサ周辺に異物がつまるなどにより、二次空気用エアフローセンサに検出誤差が生じると、二次空気供給量に誤差を生じ、また、二次空気系の異常を誤検出してしまう虞れがある。
【０００５】
本発明は、前記点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、誤診断を伴うことなく、二次空気供給装置の故障診断を的確に行うことのできる内燃機関の診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による内燃機関の二次空気供給装置の診断装置は、基本的には、内燃機関の排気系に二次空気を供給する二次空気ポンプと、前記二次空気ポンプが排気系に供給する二次空気の空気量を計測する二次空気量計測手段とを備えた二次空気供給装置の診断装置であって、始動直後以外に、診断のために前記二次空気ポンプを動かし、前記二次空気量計測手段の検出値と、エンジン吸気系の吸入空気量計測手段の検出値と、排気空燃比センサの出力値から、二次空気量計測手段の誤差値を算出し、当該誤差値より前記二次空気量計測手段の故障診断を行う。
【０００７】
本発明の他の態様の内燃機関の二次空気供給装置の診断装置は、内燃機関の排気系に二次空気を供給する二次空気ポンプと、前記二次空気ポンプが排気系に供給する二次空気の空気量を計測する二次空気量計測手段とを備えた二次空気供給装置の診断装置であって、始動直後以外に、診断のために前記二次空気ポンプを動かすと共に理論空燃比になるように燃料増量を行い、その時の増量補正係数と、エンジン吸気系の吸入空気量計測手段の検出値と、前記二次空気量計測手段の検出値から、前記二次空気量計測手段の誤差値を算出し、当該誤差値より前記二次空気量計測手段の故障診断を行う。
【０００８】
本発明による二次空気供給装置の診断装置は、好ましくは、内燃機関の吸入空気量が二次空気供給量に対し、十分に多い時に、二次空気を供給して誤差検出を行う。
【０００９】
本発明の他の具体的な態様の二次空気供給装置の診断装置は、二次空気を供給していない時の空燃比補正係数や学習補正係数と、二次空気供給中の空燃比補正係数及び前記吸入空気量計測手段の検出値及び前記二次空気量計測手段の検出値から、前記二次空気量計測手段の誤差値を算出する。
【００１０】
本発明の更に他の具体的な態様の二次空気供給装置の診断装置は、診断のために前記二次空気ポンプを動かした時に、前記排気空燃比センサによるフィードバックを停止し、前記排気空燃比センサの検出結果と前記吸入空気量計測手段の検出値と前記二次空気量計測手段の検出値から、前記二次空気量計測手段の誤差値を算出する。
【００１１】
本発明の更に他の具体的な態様の二次空気供給装置の診断装置は、前記二次空気量計測手段の誤差値の算出結果が所定の範囲外のときに、前記二次空気量計測手段が故障であると判定する。
【００１２】
本発明の更に他の具体的な態様の二次空気供給装置の診断装置は、前記二次空気量計測手段の誤差値を用いて前記二次空気量計測手段による二次空気量検出値を補正し、補正された二次空気量検出値より二次空気供給装置の故障診断を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の二次空気供給装置の故障診断装置は、始動直後以外に、診断のために二次空気ポンプを動かし、二次空気量計測手段の検出値と、エンジン吸気系の吸入空気量計測手段の検出値と、排気空燃比センサの出力値から、二次空気量計測手段の誤差値を算出し、この誤差値を用いて故障診断を行うから、誤診断を伴うことなく、二次空気供給装置の故障診断を的確に行うことがてき、二次空気供給系の故障か、二次空気流量センサの故障かを識別することも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の内燃機関の診断装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関の診断装置である二次空気供給装置の故障診断装置が適用される内燃機関のシステムを示している。
【００１６】
内燃機関１０は、本実施形態では、ＭＰＩ（多気筒燃料噴射）方式の直列４気筒内燃機関であり、各気筒の燃焼室１１毎に、吸気弁１２、排気弁１３、点火プラグ１４を有する。吸気弁１２は、バルブタイミング可変機構１５によって、開閉弁時期、開弁時間を可変設定される。
【００１７】
内燃機関１０は、機関吸気系として、エアクリーナ２１、吸入空気量計測手段であるホットワイヤ式エアフローセンサ２２、吸気ダクト２３、吸入空気量を制御する絞り弁（スロットバルブ）２４、コレクタ２５、吸気ブランチ管２６を有する。
【００１８】
内燃機関１０の燃焼室１１に吸入される空気（吸入空気）は、エアクリーナ２１を通過し、ホットワイヤ式エアフローセンサ２２によってその流量を吸入空気量として計測されつつダクト２３へ流れ、絞り弁２４によって吸入空気量を計量制御され、コレクタ２５より各気筒に直結する吸気ブランチ管２６に分配され、吸気弁１２の弁開によって燃焼室１１に吸入される。
【００１９】
これにより、ホットワイヤ式エアフローセンサ２２は、吸入空気量を計測（検出）し、吸入空気量に相当するセンサ信号（吸入空気量信号）をＥＣＵ（エンジン制御ユニット）１００へ出力する。
【００２０】
絞り弁２４はスロットル駆動モータ２７によって駆動される電動式のものである。スロットル駆動モータ２７はＥＣＵ１００の指令に従って動作する。
【００２１】
絞り弁２４には当該絞り弁２４の開度を検出するスロットルセンサ２８が取り付けられている。スロットルセンサ２８が出力するセンサ信号はＥＣＵ１００に入力される。
【００２２】
ＥＣＵ１００は、スロットルセンサ２８、アクセル開度センサ４１よりセンサ信号を入力することにより、絞り弁２４の開度をアクセル開度センサ４１の出力信号より求まるドライバーのアクセル踏み込み量に基づく目標開度に設定するフィードバック制御や、絞り弁２４の全閉位置の検出、加速の検出等を行う。
【００２３】
バルブ駆動系にはバルブタイミング可変機構１５があり、バルブタイミング可変機構１５はＥＣＵ１００によって目標目標値に向けフィードバック制御される。
【００２４】
内燃機関１０には、クランク角センサ１６、カム角センサ１７が取り付けられており、これらのセンサ信号はＥＣＵ１００に入力される。
【００２５】
吸気ブランチ管２６には各気筒毎の燃料インジェクタ３１が取り付けられている。燃料は、燃料タンク３２から燃料ポンプ３３によって吸引、加圧され、プレッシャレギュレータ３４によって一定圧力に調圧され、燃料配管３５によって燃料インジェクタ３１に供給され、燃料インジェクタ３１より吸気ブランチ管２６内に噴射される。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、クランク角センサ１６、カム角センサ１７よりのセンサ信号に基づいて点火プラグ１４による点火時期を制御する。この点火時期制御は、ＥＣＵ１００が指令信号を点火スイッチであるパワートランジスタを内蔵したイグナイタ１９に出力することにより行われる。
【００２７】
内燃機関１０には、冷却水温を検出するための水温センサ１８が取り付けられており、水温センサ１８が出力するのセンサ信号は、ＥＣＵ１００に入力される。
【００２８】
ＥＣＵ１００は、水温センサ１８よりのセンサ信号より内燃機関１０の暖機状態を検出し、燃料噴射量の増量や点火時期の補正、ラジエータファン（図示省略）のオン／オフやアイドル時の目標回転数の設定を行う。
【００２９】
内燃機関１０は、機関排気系として、エキゾーストマニホールド５１、排気空燃比センサ５２、触媒コンバータ５３、消音器５４を有する。
【００３０】
排気空燃比センサ５２は、排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力するものであり、このセンサ信号はＥＣＵ１００に入力される。ＥＣＵ１００は、排気空燃比センサ５２よりのセンサ信号を参照し、燃焼室１１に供給される燃料と空気との混合気の空燃比が運転状況に応じて求められる目標空燃比になるように、燃料インジェクタ３１の燃料噴射パルス幅を調整する。
【００３１】
内燃機関１０はエアインジェクション方式の二次空気供給装置を有する。二次空気供給装置は、二次空気用エアクリーナ６１、二次空気ポンプ６２、二次空気量計測手段である二次空気用エアフローセンサ６３、二次空気供給配管６４を有し、二次空気ポンプ６２を使って二次空気を触媒コンバータ５３より上流側であるエキゾーストマニホールド５１内に送り込む。
【００３２】
二次空気用エアフローセンサ６３は、二次空気流量を計測（検出）し、センサ信号（二次空気流量信号）をＥＣＵ１００に入力する。ＥＣＵ１００は、二次空気用エアフローセンサ６３よりのセンサ信号に基づいて二次空気ポンプ６２による二次空気供給量を制御する。
【００３３】
これにより、排気ガスに適当量の酸素が供給され、排気ガスがリーン化し、これより下流側にある触媒コンバータ５３内で未燃ガス（排気ガス中のＨＣ、ＣＯ）が酸化反応（燃焼）し、触媒コンバータ５３の昇温が促進される。
【００３４】
ＥＣＵ１００は、マイクロコンピュータによる電子制御式のものであり、ＣＰＵ１０１、電源ＩＣ１０２、入出力インターフェース部１０３等を有し、バッテリ電源４２より電力供給される。ＥＣＵ１００は、上述の各種センサよりセンサ信号を入力し、それらセンサ信号に基づいて、燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御、二次空気供給制御を統括的に行う。
【００３５】
次に、ＥＣＵ１００の燃料噴射制御、点火時期制御に関する内部処理について、図２を用いて説明する。
【００３６】
まず、クランク角センサ１６が出力するクランク角信号に基づいてエンジン回転速度（回転数）Ｎを求める（ステップＳ２０１）。次に、ホットワイヤ式エアフローセンサ２２が出力するセンサ信号より吸入空気量ＱＡを算出する（ステップＳ２０２）。
【００３７】
次に、エンジン回転速度Ｎと吸入空気量ＱＡから充填効率に相当する基本パルス幅Ｔｐを求める（ステップＳ２０３）。
【００３８】
次に、排気空燃比センサ５２の出力結果がリッチなときには空燃比フィードバック補正量αを小さくし、排気空燃比センサ５２の出力結果がリーンなときには空燃比フィードバック補正量αを大きくするＰＩ制御を行う（ステップＳ２０４）。
【００３９】
次に、空燃比フィードバック補正量αを基本噴射パルス幅Ｔｐに乗ずることにより、燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する（ステップＳ２０５）。
【００４０】
次に、また、基本パルス幅Ｔｐとエンジン回転速度Ｎより点火時期マップの検索を行い、点火時期進角度ＡＤＶＭを算出する（ステップＳ２０６）。
【００４１】
図３は、二次空気ポンプ６２の作動タイミングと排気空燃比センサ５２の活性化タイミングの一例を示している。
【００４２】
二次空気ポンプ６２は、始動時Ｔａから所定時間ｔ、例えば１分程度作動する。それに対し、排気空燃比センサ５２は、排気ガスの熱と排気空燃比センサ５２内のヒータにより昇温し、活性化温度に達したところ（時点Ｔｂ）で活性化する。
【００４３】
排気空燃比センサ５２が活性化すると、排気空燃比センサ５２は、排気ガスの空燃比がリッチであれば、約１Ｖの電圧を出力し、排気ガスの空燃比がリーンな時には、約０Ｖの電圧となる。
【００４４】
排気空燃比センサ５２が活性するのにかかる時間は、電源投入後１０秒程度経過してからであり、活性化するまでは排気空燃比の検出は困難である。従って、電源投入後１０秒以内に、二次空気供給中の排気空燃比測定はできず、このタイミングで二次空気系の診断や補正を行うには、二次空気流量センサである二次空気用エアフローセンサ６３を使って検出する方法が優れていると考えられる。
【００４５】
図４は、二次空気用エアフローセンサ６３の出力特性の一例を示している。二次空気用エアフローセンサ６３の出力は、二次空気流量が増えることに従って電圧が高くなる特性を有する。二次空気用エアフローセンサ６３は、二次空気ポンプ６２の流量範囲に合わせて流量計測範囲を設定されている。
【００４６】
この例では、二次空気用エアフローセンサ６３の種類として、周知の熱式のエアフローセンサを使用している。熱式エアフローセンサは、バイパスを備え、その内部に空気流量を測定する発熱抵抗体と感温抵抗体を有する。発熱抵抗体と感温抵抗体は、支持部材に固定されると共に、エアフローセンサの持つ制御モジュールに電気的に接続されている。
【００４７】
制御モジュールは、発熱抵抗体を感温抵抗体に対し、一定の温度差になるよう、外部から得られる電源により加熱制御する電子回路であり、発熱抵抗体から空気への放熱量である加熱量を基に得られる流量信号を、コネクタを介してＥＣＵ１００に送る。
【００４８】
熱式エアフローセンサによる二次空気用エアフローセンサ６３のセンサ出力の誤差の発生パターンには、誤差が正常時出力Ｑｓｎより高めに出る誤差発生パターン１と、誤差が正常時出力Ｑｓｎより低めに出る誤差発生パターン２がある。
【００４９】
前者の誤差発生パターン１は、二次空気用エアフローセンサ６３が取り付けられている二次空気配管内にごみや、虫の死骸などが入り込んだ場合に発生すると考えらる。これに対し、誤差が低めに出る誤差発生パターン２は、二次空気用エアフローセンサ６３の発熱抵抗体周辺に異物が入り込んだ場合に生じると考えらる。
【００５０】
次に、二次空気ポンプ６２の作動処理フローの一実施形態を、図５を参照して説明する。
【００５１】
先ず、二次空気ポンプ６２の作動条件が成立したか否かの判別を行う（ステップＳ５０１）。作動条件不成立時には、このルーチンを終了する。これに対し、作動条件成立時には、二次空気ポンプ６２の制御リレーをオンし、二次空気ポンプ６２を作動させる（ステップＳ５０２）。
【００５２】
ステップＳ５０１における二次空気ポンプ６２の作動条件は、始動直後の、例えば３０秒間、水温が低い時などの条件があげられる。
【００５３】
本発明では、二次空気用エアフローセンサ６３の診断用に前記以外の作動条件を持たせる事を提案している。それは、軽負荷時では、二次空気流量の比率が高く、空燃比が大きくなり、排気空燃比センサ５２の計測範囲から外れる場合があるからである。つまり、始動後は、通常、軽負荷の場合が多く、始動後以外に二次空気用エアフローセンサ６３の診断が行いやすい条件を設定する事により、診断を容易にするものである。
【００５４】
次に、二次空気用エアフローセンサ６３の検出誤差（二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳ）の算出フローの一実施形態を、図６を参照して説明する。
【００５５】
まず、図５で説明した二次空気ポンプ作動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ６０１）。
【００５６】
二次空気ポンプ作動条件が成立していなければ（ステップＳ６０１否定）、二次空気供給していない時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを算出し（ステップＳ６０２）、これより空燃比補正学習係数ＫＢＬＲＣを算出する。
【００５７】
空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの算出は、図３で説明した空燃比フィードバック補正量αの算出と同じである。
【００５８】
これに対し、二次空気ポンプ作動条件が成立すれば（ステップＳ６０２肯定）、二次空気用エアフローセンサ６３の誤差検出処理条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ６０４）。この条件としては、二次空気が空燃比に与える影響が小さく、排気空燃比センサ５２の計測範囲内に入る、もしくは排気空燃比センサ５２によるフィードバック制御範囲に入るように、エンジンの吸入空気量が多く、排気ガスの流量が十分にある領域が設定される。また、負荷変動が小さく安定した運転状態であることを条件に入れることも精度の確保には効果がある。
【００５９】
誤差検出処理条件が成立すれば、二次空気供給している時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを算出する（ステップＳ６０５）。この空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの算出も、図３で説明した空燃比フィードバック補正量αの算出と同じである。
【００６０】
次に、二次空気量率ＡＦ２ＱＡＲを算出する（ステップＳ６０６）。二次空気量率ＡＦ２ＱＡＲは、エンジンの吸入空気量と二次空気流量を合計した空気流量を、エンジンの吸入空気量で割った値である。この値は、空気流量計測結果から求まる空気過剰率に相当する。
【００６１】
次に、二次空気供給中に空燃比フィードバックにより求まった空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを、二次空気供給していない時の空燃比フィードバックより求まった空燃比補正学習係数ＫＢＬＲＣで割ることにより求まる二次空気空燃比補正係数ＡＦ２ＡＬＰを算出する（ステップＳ６０７）。つまり、ＡＦ２ＡＬＰ＝ＡＬＰＨＡ／ＫＢＬＲＣなる演算を行う。この値は、空燃比フィードバックの結果から求まる空気過剰率に相当する。また、この値は、エンジンの吸入空気量を検出するエアフローセンサ２２の誤差については、二次空気供給していない時の空燃比フィードバックによりキャンセルされている。
【００６２】
次に、二次空気量率ＡＦ２ＱＡＲと二次空気空燃比補正係数ＡＦ２ＡＬＰとの比を算出する事により、二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳを得る（ステップＳ６０８）。二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳは、二次空気用エアフローセンサ６３側の誤差と等価であり、二次空気用エアフローセンサ６３の故障判定に用いられる。
【００６３】
次に、二次空気用エアフローセンサ６３の故障判定フローの一実施形態を、図７を参照して説明する。
【００６４】
まず、診断条件成立の判定処理を行う（ステップＳ７０１）。この判定条件は、図６の二次空気用エアフローセンサ６３の誤差検出処理条件と同様である。
【００６５】
次に、二次空気用エアフローセンサ６３の検出誤差算出フロー（図６）で求めた二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳが所定の範囲内にあるかをチェックする（ステップＳ７０２、ステップＳ７０３）。ここでは、下限を０．８（８０％）、上限を１．２（１２０％）としている。この閾値は、二次空気用エアフローセンサ６３の要求精度に応じて設定するものである。
【００６６】
二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳが所定の範囲に入っていない場合には、二次空気用エアフローセンサ６３（二次空気流量センサ）が故障であると判定する（ステップＳ７０４）。
【００６７】
これにより、誤検出を生じることなく、二次空気用エアフローセンサ６３の異常を的確に検出することができる。
【００６８】
二次空気用エアフローセンサ６３の検出誤差（二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳ）の算出フローの他の実施形態を、図８を参照して説明する。
【００６９】
図６に示されている算出フローでは、二次空気用エアフローセンサ６３の誤差検出処理条件が成立している時も、空燃比フィードバックを行っているが、この実施形態では、空燃比フィードバックを停止させている。なお、本実施形態では、排気空燃比センサ５２は、空燃比に対しリニアな特性を持っている事が前提となっている。
【００７０】
本実施形態でも、まず、図５で説明した二次空気ポンプ作動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ８０１）。
【００７１】
二次空気ポンプ作動条件が成立していなければ（ステップＳ８０１否定）、二次空気供給していない時の空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡを算出し（ステップＳ８０２）、これより空燃比補正学習係数ＫＢＬＲＣを算出する。
【００７２】
空燃比フィードバック補正係数ＡＬＰＨＡの算出は、図３で説明した空燃比フィードバック補正量αの算出と同じである。
【００７３】
これに対し、二次空気ポンプ作動条件が成立すれば（ステップＳ８０２肯定）、二次空気用エアフローセンサ６３の誤差検出処理条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ８０４）。この条件としては、二次空気が空燃比に与える影響が小さく、排気空燃比センサ５２の計測範囲内に入る、もしくは排気空燃比センサ５２によるフィードバック制御範囲に入るように、エンジンの吸入空気量が多く、排気ガスの流量が十分にある領域が設定される。また、負荷変動が小さく安定した運転状態であることを条件に入れることも精度の確保には効果がある。
【００７４】
次に、排気空燃比センサ５２の出力を空燃比ＬＡＦ２に換算する（ステップＳ８０５）。この換算は、テーブル検索などで求める手法をとることができる。
【００７５】
次に、二次空気量率ＡＦ２ＱＡＲを算出する（ステップＳ８０６）。二次空気量率ＡＦ２ＱＡＲは、エンジンの吸入空気量と二次空気流量を合計した空気流量を、エンジンの吸入空気量で割った値である。この値は、空気流量計測結果から求まる空気過剰率に相当する。
【００７６】
次に、排気空燃比に相当する排気空燃比推定値ＡＦＥＳＴを算出する（ステップＳ８０７）。排気空燃比推定値ＡＦＥＳＴは、二次空気量率ＡＦ２ＱＡＲに目標空燃比をかけることにより求められる。
【００７７】
次に、排気空燃比センサ５２で検出した空燃比ＬＡＦ２と排気空燃比推定値ＡＦＥＳＴとの比を算出する事により、二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳを得る（ステップＳ８０８）。この二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳも、二次空気用エアフローセンサ６３側の誤差と等価であり、二次空気用エアフローセンサ６３の故障判定に用いられる。
【００７８】
二次空気ポンプ６２を含む二次空気系の故障を検出する処理フローの１実施形態を、図９を参照して説明する。
【００７９】
まず、二次空気用エアフローセンサ６３の出力を取り込み（ステップＳ９０１）、二次空気用エアフローセンサ６３の出力（二次空気検出量）を二次空気検出補正係数ＡＦ２ＨＯＳで補正し、補正二次空気検出量ＡＦ２ＱＡを求める（ステップＳ９０２）。
【００８０】
次に、診断条件が成立しているか否かの判別を行い（ステップＳ９０３）、診断条件が成立していれば、補正二次空気検出量ＡＦ２ＱＡが所定の範囲内に入っているかをチェックする（ステップＳ９０３、ステップＳ９０４）。ここでは、上限を５００Ｌ／ｍｉｎ、下限を４００Ｌ／ｍｉｎとしている。
【００８１】
補正二次空気検出量ＡＦ２ＱＡが所定の範囲に入っていない場合には、二次空気系が故障であると判定する（ステップＳ９０６）。
【００８２】
これにより、誤検出を生じることなく、二次空気ポンプ６２を含む二次空気系の異常を二次空気用エアフローセンサ６３の故障と区別して的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明による二次空気供給装置の故障診断装置が適用される内燃機関システムの一つの実施形態を示すシステム構成図。
【図２】エンジン制御装置の制御フローの一つの実施形態を示すフローチャート。
【図３】二次空気ポンプ作動のタイミングと空燃比センサ活性化タイミングを示すタイムチャート。
【図４】二次空気用エアフローセンサの特性を示すグラフ。
【図５】二次空気ポンプの作動処理フローの一つの実施形態を示すフローチャート。
【図６】二次空気用エアフローセンサの検出誤差の算出フローの一つの実施形態を示すフローチャート。
【図７】二次空気用エアフローセンサの故障判定フローの一つの実施形態を示すフローチャート。
【図８】二次空気用エアフローセンサの検出誤差の算出フローの他の実施形態を示すフローチャート。
【図９】二次空気系の故障を検出するフローの一つの実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８４】
１０  内燃機関
１１  燃焼室
１２  吸気弁
１３  排気弁
１４  点火プラグ
１５  バルブタイミング可変機構
１６  クランク角センサ
１７  カム角センサ
１８  水温センサ
１９  イグナイタ
２１  エアクリーナ
２２  ホットワイヤ式エアフローセンサ
２３  吸気ダクト
２４  絞り弁
２５  コレクタ
２６  吸気ブランチ管
２７  スロットル駆動モータ
２８  スロットルセンサ
３１  燃料インジェクタ
３２  燃料タンク
３３  燃料ポンプ
３４  プレッシャレギュレータ
３５  燃料配管
４１  アクセル開度センサ
４２  バッテリ電源
５１  エキゾーストマニホールド
５２  排気空燃比センサ
５３  触媒コンバータ
５４  消音器
６１  二次空気用エアクリーナ
６２  二次空気ポンプ
６３  二次空気用エアフローセンサ
１００  ＥＣＵ
１０１  ＣＰＵ
１０２  電源ＩＣ
１０３  入出力インターフェース部
【図１】
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【図２】
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【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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