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JP2005264879A - Secondary air supply device - Google Patents

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JP2005264879A
JP2005264879A JP2004081142A JP2004081142A JP2005264879A JP 2005264879 A JP2005264879 A JP 2005264879A JP 2004081142 A JP2004081142 A JP 2004081142A JP 2004081142 A JP2004081142 A JP 2004081142A JP 2005264879 A JP2005264879 A JP 2005264879A
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Japan
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secondary air
air supply
air pump
supply device
air
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Application number
JP2004081142A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Nakano
博史 中野
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary air supply device for suitably suppressing the deterioration of exhaust emission even when any inconvenience occurs in secondary air supply. <P>SOLUTION: The secondary air supply device comprises a secondary air supply passage 11 communicating with an exhaust pipe 3 of an internal combustion engine 1. In the secondary air supply passage 11, an air cleaner 12, an air pump 13 and an air switching valve 14 are arranged for secondary air. The secondary air supply device performs driving control of the air pump 13 through an electronic control device 15 and opening/closing control of the air switching valve 14 to supply the secondary air to the exhaust pipe 3. At this time, the air pump 13 is controlled to be driven in two operation modes different in torque, depending on a mode for secondary air supply into the exhaust pipe 3. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の排気系に対して、排気ガスの酸化を促進するための二次空気を供給する二次空気供給装置に関する。   The present invention relates to a secondary air supply device that supplies secondary air for promoting oxidation of exhaust gas to an exhaust system of an internal combustion engine.

周知のように、二次空気供給装置は、例えば内燃機関の始動時など、内燃機関の排気系に配設される触媒が活性化されるまでの特定の期間において、同排気系に対して二次空気(酸素)を供給する装置である。そして、このような二次空気の供給によって、上記特定の期間における内燃機関の排気エミッションの改善、さらには上記触媒の早期活性化を図るようにしている。   As is well known, the secondary air supply device is connected to the exhaust system in a specific period until the catalyst disposed in the exhaust system of the internal combustion engine is activated, for example, at the start of the internal combustion engine. This device supplies secondary air (oxygen). By supplying such secondary air, the exhaust emission of the internal combustion engine in the specific period is improved, and the catalyst is activated early.

ところで、こうした二次空気供給装置が内燃機関の排気系に対して二次空気を供給している特定の期間は、同排気系の酸素濃度が、内燃機関の燃焼室に導入される空気と燃料との比(空燃比)によることなく変化する。このため、この特定の期間、内燃機関にあっては、上記空燃比をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御を行うことなく、いわゆるオープンループ制御によって上記空燃比を制御するようにしている。   By the way, during a specific period in which the secondary air supply device supplies secondary air to the exhaust system of the internal combustion engine, the oxygen concentration of the exhaust system is such that the air and fuel introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine. It changes without depending on the ratio (air-fuel ratio). For this reason, in the internal combustion engine, the air-fuel ratio is controlled by so-called open loop control without performing air-fuel ratio feedback control for feedback control of the air-fuel ratio during this specific period.

このため、上記二次空気供給装置によって二次空気の供給が行われる上記特定の期間中に、二次空気供給装置自体に何らかの異常が生じ、内燃機関の排気系に対する二次空気の供給が十分に行われない場合には、内燃機関の排気エミッションが著しく低下することにもなる。すなわちこの場合、まず第1に、内燃機関の排気系に対する二次空気の供給が十分に行われないため、二次空気の供給による排気エミッションの改善が期待できなくなる。第2に、触媒が活性化されていないため、同触媒による排気エミッションの改善も期待できない。さらには第3として、内燃機関における空燃比制御もこれがオープンループ制御により行われるため、やはり内燃機関としての排気エミッションの低下が避けられない。   For this reason, during the specific period in which the secondary air is supplied by the secondary air supply device, some abnormality occurs in the secondary air supply device itself, and the supply of secondary air to the exhaust system of the internal combustion engine is sufficient. Otherwise, the exhaust emission of the internal combustion engine will be significantly reduced. That is, in this case, first of all, since the secondary air is not sufficiently supplied to the exhaust system of the internal combustion engine, improvement of exhaust emission by the supply of the secondary air cannot be expected. Secondly, since the catalyst is not activated, it is not expected to improve exhaust emission by the catalyst. Thirdly, since the air-fuel ratio control in the internal combustion engine is also performed by open loop control, the exhaust emission as the internal combustion engine is inevitably lowered.

そこで従来は、例えば特許文献1、あるいは特許文献2にみられるように、内燃機関の排気系の酸素濃度に基づいて自らの異常を自己検出する二次空気供給装置なども提案されている。すなわち、この二次空気供給装置では、内燃機関の排気系に二次空気を供給している上記特定の期間にあるにもかかわらず、同機関の排気系の酸素濃度が許容値未満に維持されるような場合に、当該装置自らの異常であるとしてこれを検出するようにしている。
特開平9−1371717号公報 特開平4−308312号公報
Therefore, conventionally, as seen in Patent Document 1 or Patent Document 2, for example, a secondary air supply device that self-detects its own abnormality based on the oxygen concentration of the exhaust system of the internal combustion engine has been proposed. That is, in this secondary air supply device, the oxygen concentration in the exhaust system of the engine is maintained below the allowable value in spite of the specific period in which the secondary air is supplied to the exhaust system of the internal combustion engine. In such a case, this is detected as an abnormality of the device itself.
JP-A-9-137717 JP-A-4-308312

このように、上記従来の二次空気供給装置によれば、当該装置自らの異常を検出することはできる。しかし、これによって内燃機関としての排気エミッションの悪化が改善される訳ではない。   Thus, according to the conventional secondary air supply device, it is possible to detect the abnormality of the device itself. However, this does not improve the deterioration of exhaust emission as an internal combustion engine.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次空気の供給に何らかの不都合が生じる場合であれ、排気エミッションの悪化を好適に抑制することのできる二次空気供給装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is a secondary air supply device that can suitably suppress deterioration of exhaust emission even if any inconvenience occurs in the supply of secondary air. Is to provide.

こうした目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、吸入される空気を加圧して吐出するエアポンプと、このエアポンプの駆動に基づき吐出される空気を内燃機関の排気系に供給する二次空気供給路と、この二次空気供給路を開閉するバルブ手段とを備え、前記エアポンプの駆動および前記バルブ手段の開弁操作を通じて内燃機関の排気系に二次空気を供給する二次空気供給装置として、前記エアポンプの駆動を各々トルクの異なる複数の動作モードにて制御する制御手段を備えることとした。   In order to achieve such an object, according to the first aspect of the present invention, an air pump that pressurizes and discharges sucked air, and a secondary that supplies air discharged based on driving of the air pump to an exhaust system of the internal combustion engine. A secondary air supply device comprising an air supply path and valve means for opening and closing the secondary air supply path, and supplying secondary air to an exhaust system of an internal combustion engine through driving of the air pump and opening of the valve means As described above, control means for controlling the driving of the air pump in a plurality of operation modes each having a different torque is provided.

前述のように、二次空気供給装置は、内燃機関の排気系(排気管など)に配設された触媒の早期活性化を図るべく、同機関の始動初期などに、同排気系に対して二次空気を供給する装置である。このため、このような二次空気供給装置にあっては、上記触媒が活性化されて以降は、内燃機関の排気系に対して二次空気を供給する必要がなくなり、上記二次空気供給路に二次空気が流れることもなくなる。ただし、このときには逆に、内燃機関の運転に伴い、高温の排気ガスが上記二次空気供給路に流れ込むようになる。そして、こうして排気ガスが上記二次空気供給路に流れ込む際、この二次空気供給路と排気管との接続部などに異物が付着することがある。そしてこのことが、上記二次空気供給路における二次空気の流通を妨げ、ひいては内燃機関の排気系に対する二次空気の適正な供給を困難とする一因となっている。   As described above, the secondary air supply device is used with respect to the exhaust system at the initial start of the engine or the like in order to achieve early activation of the catalyst disposed in the exhaust system (exhaust pipe or the like) of the internal combustion engine. A device for supplying secondary air. For this reason, in such a secondary air supply device, it is not necessary to supply secondary air to the exhaust system of the internal combustion engine after the activation of the catalyst, and the secondary air supply path No secondary air will flow through. However, at this time, conversely, with the operation of the internal combustion engine, high-temperature exhaust gas flows into the secondary air supply path. When the exhaust gas flows into the secondary air supply path in this way, foreign matter may adhere to the connection portion between the secondary air supply path and the exhaust pipe. This obstructs the flow of the secondary air in the secondary air supply path, and thus makes it difficult to properly supply the secondary air to the exhaust system of the internal combustion engine.

この点、各々トルクの異なる複数の動作モードにて上記エアポンプの駆動を制御する制御手段を備える上記構成によれば、たとえ上記異物が付着するようなことがあったとしても、例えば通常時よりもトルクの高い動作モードにて上記エアポンプを駆動させることで、この付着した異物を取り除くことができるか、あるいは、上記異物を取り除くまではいかないにしろ、上記異物付着時などにおけるいわばフェールセーフとして、内燃機関の排気系(排気管)に対し、十分な量の二次空気を供給することができるようになる。そして、こうした態様で二次空気の供給量が制御されることで、前述した排気エミッションの悪化なども好適に抑制されるようになる。   In this regard, according to the above configuration comprising the control means for controlling the driving of the air pump in a plurality of operation modes each having a different torque, even if the foreign matter adheres, for example, than in normal times By driving the air pump in an operation mode with high torque, the adhered foreign matter can be removed, or the foreign matter cannot be removed until the foreign matter is attached. A sufficient amount of secondary air can be supplied to the exhaust system (exhaust pipe) of the engine. Further, by controlling the supply amount of secondary air in such a manner, the above-described deterioration of exhaust emission and the like are suitably suppressed.

また、この場合には特に、請求項2に記載のように、前記制御手段として、前記内燃機関の排気系への二次空気供給態様を検出するセンサによる検出出力に基づいて前記エアポンプの動作モードを選択し、この選択した動作モードにて前記エアポンプの駆動を制御することが望ましい。   Further, particularly in this case, as described in claim 2, as the control means, an operation mode of the air pump based on a detection output by a sensor that detects a secondary air supply mode to the exhaust system of the internal combustion engine. It is desirable to control the driving of the air pump in the selected operation mode.

すなわち通常、上記接続部などに異物が付着している場合と異物が付着していない場合とでは、内燃機関の排気系に対して供給される二次空気の流量も自ずと異なったものとなる。この点、内燃機関の排気系への二次空気供給態様を検出するセンサの検出出力、すなわち実際の二次空気供給態様(供給量)に基づいてエアポンプの動作モード(駆動トルク)を使い分ける上記構成によれば、上記異物の付着の有無、あるいはその付着量などに応じて上記エアポンプの動作モード(駆動トルク)が選択制御されることとなり、特に異物付着時におけるより適切なフェールセーフが図られるようになる。   That is, normally, the flow rate of the secondary air supplied to the exhaust system of the internal combustion engine is naturally different between the case where foreign matter is attached to the connecting portion and the like and the case where foreign matter is not attached. In this regard, the above-described configuration in which the operation mode (drive torque) of the air pump is selectively used based on the detection output of the sensor that detects the secondary air supply mode to the exhaust system of the internal combustion engine, that is, the actual secondary air supply mode (supply amount) Accordingly, the operation mode (drive torque) of the air pump is selected and controlled in accordance with the presence or absence of the foreign matter or the amount of the foreign matter, so that a more appropriate failsafe can be achieved particularly when foreign matter is attached. become.

さらに、上記接続部などに付着する異物の量が多いほど内燃機関の排気系に供給される上記二次空気の流量(供給量)が減少することに鑑みれば、上記制御手段としては、請求項3に記載のように、上記複数の動作モードとして、第1の動作モードと、該第1の動作モードよりもトルクの高い第2の動作モードとを備えて、上記第1の動作モードにてエアポンプを駆動したときの上記センサによる検出出力が上記二次空気を供給したことによる空気量の基準値未満であるとき、上記第2の動作モードを選択し、この選択した第2の動作モードにてエアポンプの駆動を制御することが、同制御の簡便性および実用性の面でより望ましい。   Furthermore, in view of the fact that the flow rate (supply amount) of the secondary air supplied to the exhaust system of the internal combustion engine decreases as the amount of foreign matter adhering to the connection portion or the like increases, 3, the plurality of operation modes include a first operation mode and a second operation mode having a higher torque than the first operation mode. When the detection output by the sensor when the air pump is driven is less than a reference value of the air amount due to the supply of the secondary air, the second operation mode is selected, and the selected second operation mode is set. Therefore, it is more desirable to control the driving of the air pump in terms of simplicity and practicality of the control.

これらの構成において、請求項4に記載のように、前記制御手段として、前記第2の動作モードによる前記エアポンプの駆動に際し、内燃機関の吸気系に吸入される吸入空気量の積算値が同機関の排気系に設けられている触媒の活性状態を示す所定の値となること、および前記センサによる検出出力が前記二次空気を供給したことによる空気量の基準値以上となること、の論理積条件が満たされるまで、前記エアポンプを前記第2の動作モードにて駆動するようにすれば、上記フェールセーフも的確に実現されるようになる。   In these configurations, the integrated value of the intake air amount sucked into the intake system of the internal combustion engine when the air pump is driven in the second operation mode is used as the control means. The logical product of the predetermined value indicating the active state of the catalyst provided in the exhaust system of the exhaust system and that the detection output by the sensor is equal to or greater than the reference value of the air amount by supplying the secondary air If the air pump is driven in the second operation mode until the condition is satisfied, the fail-safe can be realized accurately.

すなわち、触媒の温度は吸入空気量の積算値に相関する。この点、上記構成によれば、内燃機関の吸気系に吸入される吸入空気量の積算値が上記触媒の活性状態を示す所定の値となって、かつ、上記センサによる検出出力が二次空気を供給したことによる空気量の基準値以上となったと判断されるまで上記二次空気を供給するようにしているため、触媒の活性化、および排気エミッションの悪化抑制のいずれも的確に図られるようになる。   That is, the temperature of the catalyst correlates with the integrated value of the intake air amount. In this regard, according to the above configuration, the integrated value of the intake air amount sucked into the intake system of the internal combustion engine becomes a predetermined value indicating the active state of the catalyst, and the detection output by the sensor is secondary air. Since the secondary air is supplied until it is determined that the air amount exceeds the reference value due to the supply of air, both the activation of the catalyst and the suppression of the deterioration of exhaust emission can be accurately achieved. become.

これらの構成において、請求項5に記載のように、前記制御手段として、前記第2の動作モードによる前記エアポンプの駆動に際し、前記エアポンプの連続駆動時間がフェールセーフに必要とされる上限時間に達するまで、前記エアポンプを前記第2の動作モードにて駆動することによっても、上記フェールセーフは的確に実現される。   In these configurations, as described in claim 5, as the control means, when the air pump is driven in the second operation mode, the continuous drive time of the air pump reaches an upper limit time required for fail-safe. Up to this point, the failsafe can be accurately realized by driving the air pump in the second operation mode.

すなわち、高トルクにてエアポンプが連続駆動される場合、同エアポンプには過大な負荷がかかる。そしてこのことは、エアポンプの信頼性の低下にも繋がり、その影響が無視できない。この点、制御手段としてのこのような構成によれば、エアポンプとしての信頼性の低下を抑制しつつ、内燃機関の排気系に対する上記二次空気の供給を最大限確保することができるようになる。   That is, when the air pump is continuously driven at a high torque, an excessive load is applied to the air pump. This also leads to a decrease in the reliability of the air pump, and its influence cannot be ignored. In this regard, according to such a configuration as the control means, it is possible to secure the maximum supply of the secondary air to the exhaust system of the internal combustion engine while suppressing a decrease in reliability as the air pump. .

これらの構成において、請求項6に記載のように、前記制御手段として、前記エアポンプを駆動しているにもかかわらず前記センサによる検出出力が変化しないとき、その旨を示すダイアグコードを記憶手段に記憶するようにすれば、当該二次空気供給装置の構成部品のいずれかが故障していることを容易に認識することができるようになる。   In these configurations, as described in claim 6, when the detection output from the sensor does not change even though the air pump is driven, the control unit is configured to store a diagnosis code indicating that in the storage unit. By storing it, it becomes possible to easily recognize that any of the components of the secondary air supply device is out of order.

また、これらの構成において、請求項7に記載のように、前記二次空気供給路における前記エアポンプと前記バルブ手段との間の圧力を検出する圧力センサをさらに備え、前記制御手段は、前記圧力センサによって検出される圧力値の推移に基づき当該二次空気供給装置の故障内容を特定し、この特定した故障内容に対応するダイアグコードを記憶手段に記憶するようにすれば、当該二次空気供給装置を構成する部品のいずれが故障しているのかを特定することもできるようになる。   Further, in these configurations, as described in claim 7, further comprising a pressure sensor that detects a pressure between the air pump and the valve means in the secondary air supply path, and the control means includes the pressure sensor. By identifying the failure content of the secondary air supply device based on the transition of the pressure value detected by the sensor and storing the diagnosis code corresponding to the identified failure content in the storage means, the secondary air supply It is also possible to identify which of the components that make up the device has failed.

これらの構成において、請求項8に記載のように、前記制御手段として、当該二次空気供給装置の起動時、前記記憶手段にダイアグコードが記憶されているとき、前記エアポンプの駆動を非実行とすれば、当該二次空気供給装置としての劣化の進行を抑制することができるようにもなる。   In these configurations, as described in claim 8, when the secondary air supply device is activated as the control unit, when the diagnosis code is stored in the storage unit, the driving of the air pump is not executed. Then, it becomes possible to suppress the progress of deterioration as the secondary air supply device.

なお、前記内燃機関の排気系への二次空気供給態様を検出するセンサとしては、請求項9に記載のように、排気系の酸素濃度の変化に対して、リニアに検出出力が変化する空燃比センサ、および2値的に検出出力が変化する酸素センサの一方であることが望ましい。これらいずれのセンサであれ、通常の空燃比フィードバック制御に用いられるセンサを流用して二次空気の供給態様を検出することが可能であり、何ら特別なセンサを新たに設ける必要がない。   In addition, as a sensor for detecting the secondary air supply mode to the exhaust system of the internal combustion engine, as described in claim 9, an empty air whose detection output changes linearly with respect to a change in the oxygen concentration of the exhaust system. It is desirable to be one of a fuel ratio sensor and an oxygen sensor whose detection output changes in a binary manner. Any of these sensors can detect the supply mode of the secondary air by using a sensor used for normal air-fuel ratio feedback control, and it is not necessary to newly provide any special sensor.

以下、この発明にかかる二次空気供給装置の一実施の形態について、図1〜図4を参照しつつ詳細に説明する。
この実施の形態の装置は、車載ガソリン機関の排気系に適用される二次空気供給装置を想定しており、図1に、この内燃機関も含めて、当該二次空気供給装置の全体構成を模式的に示す。
Hereinafter, an embodiment of a secondary air supply device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The apparatus of this embodiment assumes a secondary air supply apparatus applied to an exhaust system of an on-vehicle gasoline engine. FIG. 1 includes the internal combustion engine and the entire configuration of the secondary air supply apparatus. This is shown schematically.

同図1に示されるように、内燃機関1は、その燃焼室(図示略)を境に、吸気管(吸気系)2および排気管(排気系)3が接続される構造となっている。
このうち、吸気管2には、内燃機関1の吸気ポートに対して燃料を噴射するためのインジェクタ4が配設されており、このインジェクタ4から噴射される燃料が空気との混合気となって、内燃機関1の燃焼室に導入される。そして、この混合気が同燃焼室内にて点火プラグ5により点火されて燃焼される。なお、この実施の形態において、吸気管2に吸入される、正確にはスロットルバルブ(図示略)を介して燃焼室に取り込まれる空気量(吸入空気量)は、同吸気管2に配設されているエアフローセンサGAによって検出されることとなる。
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 1 has a structure in which an intake pipe (intake system) 2 and an exhaust pipe (exhaust system) 3 are connected with a combustion chamber (not shown) as a boundary.
Among these, the intake pipe 2 is provided with an injector 4 for injecting fuel into the intake port of the internal combustion engine 1, and the fuel injected from the injector 4 becomes an air-fuel mixture. And introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine 1. The air-fuel mixture is ignited and burned by the spark plug 5 in the combustion chamber. In this embodiment, the amount of air (intake air amount) that is taken into the intake pipe 2 and taken into the combustion chamber via a throttle valve (not shown), precisely, is disposed in the intake pipe 2. The airflow sensor GA is detected.

一方、排気管3には、内燃機関1の燃焼室から燃焼後の混合気(排気ガス)が排出される。そして、こうして燃焼室から排出された排気ガスは、排気管3の途中に設けられている触媒(例えば三元触媒)6にて浄化された後、外部へ放出される。なお、この排気管3には、上記排気ガスからその燃焼に供された混合気の空燃比を検出するためのA/F(空燃比)センサAFSが図示の態様で配設されている。   On the other hand, the air-fuel mixture (exhaust gas) after combustion is discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine 1 to the exhaust pipe 3. The exhaust gas thus discharged from the combustion chamber is purified by a catalyst (for example, a three-way catalyst) 6 provided in the middle of the exhaust pipe 3 and then released to the outside. The exhaust pipe 3 is provided with an A / F (air-fuel ratio) sensor AFS for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture provided for combustion from the exhaust gas in the illustrated manner.

このような内燃機関1に対して、この実施の形態の二次空気供給装置は、上記排気管3に通じる二次空気供給路11を備えている。この二次空気供給路11には、その上流側から、二次空気浄化用のエアクリーナ12、この浄化されて吸入される空気を加圧して吐出するエアポンプ13、そして同供給路11を開閉するエアスイッチングバルブ14(バルブ手段)が順に設けられている。また、この二次空気供給路11の上記エアポンプ13とエアスイッチングバルブ14との間には、同供給路11内の圧力を検出するための圧力センサPSが配設されている。そして、この二次空気供給装置において、上記エアポンプ13の駆動制御、並びに上記エアスイッチングバルブ14の開閉制御(開閉操作)等は、電子制御装置15を通じて行われる。   For such an internal combustion engine 1, the secondary air supply device of this embodiment includes a secondary air supply path 11 that communicates with the exhaust pipe 3. The secondary air supply path 11 includes an air cleaner 12 for purifying secondary air, an air pump 13 for pressurizing and discharging the purified and sucked air from the upstream side, and an air for opening and closing the supply path 11. A switching valve 14 (valve means) is provided in order. Further, a pressure sensor PS for detecting the pressure in the supply passage 11 is disposed between the air pump 13 and the air switching valve 14 in the secondary air supply passage 11. In the secondary air supply device, the drive control of the air pump 13 and the open / close control (open / close operation) of the air switching valve 14 are performed through the electronic control device 15.

ちなみにこの実施の形態において、この電子制御装置15は、上記インジェクタ4による燃料噴射時期や燃料噴射量(空燃比)の制御、さらには点火プラグ(図示略)による点火時期の制御など、内燃機関1の運転全体にかかる制御を司る装置である。そして、それら制御の一環として、上記エアポンプ13やエアスイッチングバルブ14に対する制御を併せて実行する。   Incidentally, in this embodiment, the electronic control unit 15 controls the internal combustion engine 1 such as control of the fuel injection timing and fuel injection amount (air-fuel ratio) by the injector 4, and control of the ignition timing by an ignition plug (not shown). It is a device that governs the control over the entire operation. And as a part of those controls, control with respect to the said air pump 13 and the air switching valve 14 is performed collectively.

すなわち、この電子制御装置15では、上記エアフローセンサGAをはじめ、A/FセンサAFS、圧力センサPSなどの各種センサから取り込まれる信号に基づいて現在の機関運転状態を認識する。そして、この認識した機関運転状態に基づいて、上記インジェクタ4や点火プラグ5、エアポンプ13、エアスイッチングバルブ14などの駆動を制御する。この実施の形態の電子制御装置15としては、機関始動時など、上記触媒6が未だ活性化されていない特定の期間に、上記エアポンプ13を駆動するとともに、エアスイッチングバルブ14を開として、上記排気管3に二次空気を供給する。そして、これによって該特定の期間における内燃機関1の排気エミッションの改善、さらには上記触媒6の早期活性化を図るようにしている。   That is, the electronic control unit 15 recognizes the current engine operating state based on signals taken from various sensors such as the air flow sensor GA, the A / F sensor AFS, and the pressure sensor PS. Based on the recognized engine operating state, the driving of the injector 4, spark plug 5, air pump 13, air switching valve 14 and the like is controlled. The electronic control unit 15 of this embodiment is configured to drive the air pump 13 and open the air switching valve 14 during a specific period in which the catalyst 6 is not yet activated, such as when the engine is started. Secondary air is supplied to the tube 3. Thus, the exhaust emission of the internal combustion engine 1 during the specific period is improved, and the catalyst 6 is activated early.

ところで、このような二次空気供給装置にあっては、上記触媒6が活性化されて以降は、排気管3に対して二次空気を供給する必要がなくなり、上記二次空気供給路11に二次空気が流れることもなくなる。ただし、このときには逆に、内燃機関の運転に伴い、高温の排気ガスが上記二次空気供給路11に流れ込むようになり、この際、図1に示されるように、二次空気供給路11と排気管3との接続部などに異物(未燃成分など)Fが付着することがある。そして、このような異物Fの付着が、上記二次空気供給路11における二次空気の流通を妨げ、ひいては内燃機関の排気管3に対する二次空気の適切な供給を困難とする一因となる。   By the way, in such a secondary air supply device, it is not necessary to supply secondary air to the exhaust pipe 3 after the activation of the catalyst 6, and the secondary air supply path 11 is connected to the secondary air supply path 11. Secondary air will not flow. However, at this time, conversely, along with the operation of the internal combustion engine, high-temperature exhaust gas flows into the secondary air supply path 11. At this time, as shown in FIG. Foreign matters (such as unburned components) F may adhere to the connection with the exhaust pipe 3 or the like. Such adhesion of the foreign matter F obstructs the flow of the secondary air in the secondary air supply passage 11 and thus makes it difficult to appropriately supply the secondary air to the exhaust pipe 3 of the internal combustion engine. .

そこで、この実施の形態では、当該二次空気供給装置の制御手段でもある上記電子制御装置15に、各々トルクの異なる2つの動作モードにて上記エアポンプ13の駆動制御を行う機能を持たせるようにしている。これにより、上記接続部などに異物Fが付着しているような場合であれ、通常時よりもトルクの高い動作モードにて上記エアポンプを駆動することで、排気管3に対し十分な量の二次空気を供給することができるようになる。   Therefore, in this embodiment, the electronic control device 15 which is also a control means of the secondary air supply device is provided with a function of controlling the driving of the air pump 13 in two operation modes with different torques. ing. As a result, even when the foreign matter F is attached to the connection portion or the like, a sufficient amount of the exhaust pipe 3 is connected to the exhaust pipe 3 by driving the air pump in an operation mode having a higher torque than usual. The secondary air can be supplied.

図2は、この電子制御装置15によるエアポンプ13の駆動制御についてその制御手順をフローチャートとして示したものであり、次に、この図2に基づいて、同エアポンプ13の駆動制御について詳述する。   FIG. 2 is a flowchart showing the control procedure of the drive control of the air pump 13 by the electronic control unit 15. Next, the drive control of the air pump 13 will be described in detail with reference to FIG.

同制御に際し、電子制御装置15はまず、ステップS1の処理として、上記排気管3に対する二次空気の供給要求があるか否かを判断する。そしてこの結果、上記触媒6が既に活性化されているなど、二次空気の供給要求がないと判断される場合には、電子制御装置15は、次にステップS2の処理として、エアポンプ13の駆動を停止する(行わない)とともにエアスイッチングバルブ14を閉弁し、この制御を終了する。   In the same control, the electronic control unit 15 first determines whether there is a request for supplying secondary air to the exhaust pipe 3 as a process of step S1. As a result, when it is determined that there is no secondary air supply request, such as when the catalyst 6 has already been activated, the electronic control unit 15 then drives the air pump 13 as a process of step S2. Is stopped (not performed) and the air switching valve 14 is closed to end this control.

一方、このステップS1の処理において、内燃機関1の始動時など、触媒6が未活性状態にあって二次空気の供給要求があると判断される場合、電子制御装置15は、次のステップS3の処理として、当該二次空気供給装置に故障があったか否かを判断する。   On the other hand, in the process of step S1, when it is determined that the catalyst 6 is in an inactive state and there is a request for supplying secondary air, such as when the internal combustion engine 1 is started, the electronic control unit 15 performs the next step S3. In the process, it is determined whether or not there is a failure in the secondary air supply device.

すなわち、この電子制御装置15は、過去の処理において、当該二次空気供給装置に故障がある旨判断した場合、その旨を示すダイアグコードを不揮発生メモリからなる自身の記憶装置(記憶手段)に記憶するようにしている。そして、この記憶装置からそれらダイアグコードが読み出された場合、電子制御装置15は、上記排気管3に対する二次空気供給のための処理を行うことなく、上記ステップS2の処理を行った後、この制御を終了する。   That is, when it is determined in the past processing that the secondary air supply device has a failure, the electronic control device 15 displays a diagnosis code indicating that fact in its own storage device (storage means) comprising a nonvolatile raw memory. I remember it. When these diagnostic codes are read from the storage device, the electronic control unit 15 performs the process of step S2 without performing the process for supplying secondary air to the exhaust pipe 3, This control is terminated.

また一方、このステップS3の処理において、上記記憶装置からダイアグコードが読み出されなかった場合、すなわち当該二次空気供給装置に故障がない旨判断される場合、電子制御装置15は、排気管3に対して二次空気を供給し、これによって上記触媒5の早期活性化を図るべく、次のステップS4以降の処理を実行する。   On the other hand, when the diagnosis code is not read from the storage device in the process of step S3, that is, when it is determined that there is no failure in the secondary air supply device, the electronic control device 15 performs the exhaust pipe 3 Secondary air is supplied to the above, and thereby the following processing from step S4 is executed in order to activate the catalyst 5 at an early stage.

すなわち、まず、ステップS4の処理として、空燃比のフィードバック制御を停止してこれをオープンループ制御による空燃比制御に切り替える。その後、ステップS5の処理として、内燃機関の排気管3に対し、二次空気の供給を開始する。具体的には、電子制御装置15は、エアポンプ13の動作モードを通常時の動作モード(第1の動作モード)に選択し、この選択した動作モードにて上記エアポンプ13の駆動制御を行う。またこのとき、電子制御装置15は、エアスイッチングバルブ14の開弁制御(開弁操作)を併せて行う。   That is, first, as the process of step S4, the air-fuel ratio feedback control is stopped and switched to the air-fuel ratio control by the open loop control. Thereafter, as a process of step S5, supply of secondary air to the exhaust pipe 3 of the internal combustion engine is started. Specifically, the electronic control unit 15 selects the operation mode of the air pump 13 as a normal operation mode (first operation mode), and performs drive control of the air pump 13 in the selected operation mode. At this time, the electronic control unit 15 also performs valve opening control (opening operation) of the air switching valve 14.

そして次に、ステップS6の処理として、電子制御装置15は、上記A/FセンサAFSによるセンサ出力(排気管3内の酸素濃度に対応)を取り込み、この取り込んだセンサ出力に基づいて排気管3に対する二次空気の供給態様が正常か否かを判断する。   Then, as a process of step S6, the electronic control unit 15 takes in the sensor output (corresponding to the oxygen concentration in the exhaust pipe 3) from the A / F sensor AFS, and the exhaust pipe 3 based on the taken-in sensor output. It is determined whether the secondary air supply mode is normal.

すなわち、図3に、二次空気の供給開始以降の上記A/FセンサAFSによるセンサ出力の推移例を示すように、排気管3に対して二次空気が正常に供給されている場合、A/FセンサAFSのセンサ出力(図3ではセンサ出力AF1)は、二次空気の供給開始からの時間が経過するにつれてリーン側に変化する。そして、このセンサ出力AF1は、上記二次空気の供給開始から所定時間の経過後には飽和する。   That is, when secondary air is normally supplied to the exhaust pipe 3, as shown in FIG. 3 as an example of transition of sensor output by the A / F sensor AFS after the start of supply of secondary air, The sensor output of the / F sensor AFS (sensor output AF1 in FIG. 3) changes to the lean side as time elapses from the start of the supply of secondary air. The sensor output AF1 is saturated after a predetermined time has elapsed from the start of the supply of the secondary air.

一方、上記接続部に異物Fが付着しているなど、上記排気管3に対して二次空気が十分供給されない場合、A/FセンサAFSのセンサ出力(図3ではセンサ出力AF2)は、二次空気の供給開始からの時間が経過するにつれてリーン側に変化する。ただし、このセンサ出力AF2は、上記センサ出力AF1よりもリーン側に変化する動きが鈍く、また上記所定時間の経過後に飽和するレベルも上記センサ出力AF1よりリッチ側となる。   On the other hand, when the secondary air is not sufficiently supplied to the exhaust pipe 3, such as when foreign matter F adheres to the connection part, the sensor output of the A / F sensor AFS (sensor output AF2 in FIG. 3) is 2 It changes to the lean side as time elapses from the start of the supply of the next air. However, the sensor output AF2 has a slower movement that changes to the lean side than the sensor output AF1, and the level that saturates after the lapse of the predetermined time is also richer than the sensor output AF1.

また一方、上記エアポンプ13自体、あるいは上記エアスイッチングバルブ14自体が故障している場合、さらには上記接続部が異物Fによって完全に塞がれている場合などには、上記排気管3には二次空気が導入されない。したがってこの場合、A/FセンサAFSのセンサ出力(図3ではセンサ出力AF3)は変化しない。   On the other hand, when the air pump 13 itself or the air switching valve 14 itself is out of order, or when the connecting portion is completely blocked by the foreign matter F, the exhaust pipe 3 is Secondary air is not introduced. Accordingly, in this case, the sensor output of the A / F sensor AFS (sensor output AF3 in FIG. 3) does not change.

そこで、電子制御装置15では、同図3に併せて示すように、上記センサ出力AF1(正常の場合)の飽和レベルと上記センサ出力AF2(二次空気が十分供給されない場合)の飽和レベルとの間に基準値SLを予め設定している。そして、この基準値SLと、上記A/FセンサAFSのセンサ出力の飽和レベルとを比較することで、上記二次空気の供給態様が正常か否かを判断する。   Therefore, in the electronic control unit 15, as shown in FIG. 3, the saturation level of the sensor output AF1 (when normal) and the saturation level of the sensor output AF2 (when secondary air is not sufficiently supplied) A reference value SL is preset between them. Then, by comparing this reference value SL with the saturation level of the sensor output of the A / F sensor AFS, it is determined whether or not the secondary air supply mode is normal.

すなわち、上記A/FセンサAFSのセンサ出力が基準値SLよりもリーン側にあると判断される場合には、上記二次空気の供給態様も正常であると判断することができる。したがってこの場合、電子制御装置15は、次のステップS7およびS8の処理として、触媒6が活性状態となったことが判断されるまで、エアポンプ13を上記通常時の動作モードにて継続してその駆動を制御する。   That is, when it is determined that the sensor output of the A / F sensor AFS is leaner than the reference value SL, it is possible to determine that the secondary air supply mode is also normal. Accordingly, in this case, the electronic control unit 15 continues to operate the air pump 13 in the normal operation mode until it is determined that the catalyst 6 is activated in the next steps S7 and S8. Control the drive.

ここで、電子制御装置15は、触媒6の温度が上記吸入空気量の積算値に相関することに鑑み、同触媒6の活性化のために必要な空気量の積算値を、規定値GA1として予め設定している。そして、電子制御装置15は、上記エアフローセンサGAを通じて検出される吸気管2への吸入空気量を取り込み、この取り込んだ吸入空気量の積算値と上記規定値GA1との比較により上記触媒6の活性化の有無を判断する。そして、ステップS8の処理において、上記吸入空気量の積算値が上記規定値GA1以上であると判断されるとき、上記触媒6が活性化されたとして、電子制御装置15は上記ステップS2の処理を行ってこの制御を終了する。   Here, in view of the fact that the temperature of the catalyst 6 correlates with the integrated value of the intake air amount, the electronic control unit 15 sets the integrated value of the air amount necessary for activating the catalyst 6 as the specified value GA1. It is set in advance. Then, the electronic control unit 15 takes in the intake air amount to the intake pipe 2 detected through the air flow sensor GA, and compares the integrated value of the taken-in intake air amount with the specified value GA1 to determine the activity of the catalyst 6. Determine whether or not When it is determined in step S8 that the integrated value of the intake air amount is equal to or greater than the specified value GA1, the electronic control unit 15 determines that the catalyst 6 has been activated and performs the process in step S2. To finish this control.

他方、上記ステップS6の処理において、上記A/FセンサAFSのセンサ出力が上記基準値SL(図3)よりもリッチ側にあると判断される場合には、上記二次空気の供給態様は異常であることになる。そこでこのとき、電子制御装置15は、ステップS9の処理として、エアポンプ13を上記通常時の動作モードにて駆動制御したことで、A/FセンサAFSのセンサ出力が変化しているか否かを判断する。   On the other hand, if it is determined in step S6 that the sensor output of the A / F sensor AFS is on the rich side with respect to the reference value SL (FIG. 3), the secondary air supply mode is abnormal. It will be. Therefore, at this time, the electronic control unit 15 determines whether or not the sensor output of the A / F sensor AFS is changed by controlling the drive of the air pump 13 in the normal operation mode as the process of step S9. To do.

すなわち、例えば先の図3に示したセンサ出力AF2のように、上記A/FセンサAFSのセンサ出力にリーン側への変化がある場合には、内燃機関1の排気エミッションの改善には不十分であるものの、排気管3にはある程度の流量の二次空気が導入されていることとなる。そしてこのような場合、上記二次空気供給路11における二次空気の流通が、上記接続部などに付着する異物Fにより妨げられている可能性が高い。そこで、電子制御装置15は、次にステップS10の処理として、エアポンプ13の駆動モードを、上記通常時の動作モードに対して高トルクの動作モード(第2の動作モード)に切り替え、この高トルクの動作モードにてエアポンプ13を駆動する。これにより、上記接続部などに付着した異物Fが除去されるようになるか、あるいは異物Fが除去されないにしろ、排気管3に対して十分な量の二次空気が供給されるようになる。   That is, for example, when the sensor output of the A / F sensor AFS is changed to the lean side as in the sensor output AF2 shown in FIG. 3, the exhaust emission of the internal combustion engine 1 is insufficient to improve the exhaust emission. However, secondary air having a certain flow rate is introduced into the exhaust pipe 3. In such a case, there is a high possibility that the circulation of the secondary air in the secondary air supply path 11 is hindered by the foreign matter F adhering to the connection part or the like. Therefore, the electronic control unit 15 then switches the drive mode of the air pump 13 to a high torque operation mode (second operation mode) with respect to the normal operation mode as a process of step S10. The air pump 13 is driven in the operation mode. As a result, the foreign matter F adhering to the connecting portion or the like is removed, or a sufficient amount of secondary air is supplied to the exhaust pipe 3 even if the foreign matter F is not removed. .

排気管3内にこうして十分な量の二次空気を供給しつつ、電子制御装置15は、次にステップS11の処理として、上記A/FセンサAFSのセンサ出力が上記基準値SL(図3)以上、リーン側へ変化していること、および上記触媒6が活性化されたこと、の論理積条件が成立されたか否かを判断する。   While supplying a sufficient amount of secondary air into the exhaust pipe 3, the electronic control unit 15 then outputs the sensor output of the A / F sensor AFS as the reference value SL (FIG. 3) as the processing of step S 11. As described above, it is determined whether or not the logical product condition of the change to the lean side and the activation of the catalyst 6 is satisfied.

ちなみに、上記触媒6が活性化したか否かについては、上述したように、エアフローセンサGAを通じて検出される吸入空気量の積算値と規定値GA1との比較により判断される。   Incidentally, whether or not the catalyst 6 is activated is determined by comparing the integrated value of the intake air amount detected through the air flow sensor GA with the specified value GA1, as described above.

そして、電子制御装置15は、このステップS11の処理において、上記論理積条件が満たされたと判断されるようになるまで、エアポンプ13を高トルクの動作モードにて継続(連続)して駆動制御する。   Then, the electronic control unit 15 continuously (continuously) drives and controls the air pump 13 in the high torque operation mode until it is determined that the logical product condition is satisfied in the process of step S11. .

ただし、このようにエアポンプ13が高トルクにて連続駆動する場合、同エアポンプ13には過大な負荷がかかる。そしてこのことは、エアポンプ13の信頼性の低下にも繋がり、その影響が無視できない。そこで、この実施の形態において、電子制御装置15は、高トルクにてエアポンプ13を連続駆動させた場合に同エアポンプ13の信頼性に影響が生じ得る限界時間、換言すればこうしたいわばフェールセーフに必要とされる限界時間を、上限時間として予め設定している。そして、上記ステップS11の処理においてエアポンプ13を連続駆動する場合には、次のステップS12の処理と併せて、この上限時間と、高トルクの動作モードによる上記エアポンプ13の連続駆動時間とを比較するようにしている。そしてその後、電子制御装置15は、同エアポンプ13の連続駆動時間が上記上限時間に達したと判断された時点で、同エアポンプ13の駆動を停止するようにしている。これにより、エアポンプ13の信頼性の低下を抑制しつつ、同エアポンプ13を高トルクにて駆動して、上記異物Fの付着などに対するフェールセーフを行うことができるようになる。   However, when the air pump 13 is continuously driven at a high torque, an excessive load is applied to the air pump 13. This also leads to a decrease in the reliability of the air pump 13, and its influence cannot be ignored. Therefore, in this embodiment, the electronic control unit 15 is necessary for the limit time that can affect the reliability of the air pump 13 when the air pump 13 is continuously driven at a high torque, in other words, for fail-safe in this way. Is set in advance as an upper limit time. When the air pump 13 is continuously driven in the process of step S11, the upper limit time and the continuous drive time of the air pump 13 in the high torque operation mode are compared with the process of the next step S12. I am doing so. After that, the electronic control unit 15 stops driving the air pump 13 when it is determined that the continuous drive time of the air pump 13 has reached the upper limit time. As a result, the air pump 13 can be driven at a high torque while suppressing a decrease in the reliability of the air pump 13, and fail-safe against the adhesion of the foreign matter F can be performed.

なお、上記ステップS12の処理において、エアポンプ13の連続駆動時間が上記上限時間に達したと判断される以前に、上記ステップS11の処理において、上記論理積条件が満たされたと判断される場合には、その時点で上記ステップS2の処理を行ってこの制御を終了する。   In the process of step S12, when it is determined that the logical product condition is satisfied in the process of step S11 before it is determined that the continuous drive time of the air pump 13 has reached the upper limit time. At that time, the process of step S2 is performed and this control is terminated.

ところで、上記ステップS9の処理において、例えば先の図3に示したセンサ出力AF3のように、エアポンプ13を駆動したにもかかわらず、A/FセンサAFSのセンサ出力に変化がなかったと判断されることがある。そしてこの場合には、上述のように、エアポンプ13やエアスイッチングバルブ14自体が故障している、あるいは上記接続部が異物Fによって完全に塞がれていると考えられる。このため、このような場合、電子制御装置15は、ステップS13の処理として、まず、A/FセンサAFSのセンサ出力が変化しない原因を上記圧力センサPSの出力に基づいて特定する。具体的には、電子制御装置15は、圧力センサPSによる図4に例示するような出力値の推移に基づいて同原因を特定する。すなわち、同図4に示されるように、エアポンプ13が故障しており、同ポンプ13が駆動しない場合にあっては、上記圧力センサPSから出力される圧力値(図4では圧力値PS1)は変化しない。   Incidentally, in the process of step S9, it is determined that the sensor output of the A / F sensor AFS has not changed even though the air pump 13 is driven as in the sensor output AF3 shown in FIG. 3, for example. Sometimes. In this case, as described above, it is considered that the air pump 13 or the air switching valve 14 itself has failed, or the connecting portion is completely blocked by the foreign matter F. For this reason, in such a case, the electronic control unit 15 first identifies the cause of the change in the sensor output of the A / F sensor AFS based on the output of the pressure sensor PS as the process of step S13. Specifically, the electronic control unit 15 identifies the cause based on the transition of the output value as exemplified in FIG. 4 by the pressure sensor PS. That is, as shown in FIG. 4, when the air pump 13 is out of order and the pump 13 is not driven, the pressure value (pressure value PS1 in FIG. 4) output from the pressure sensor PS is It does not change.

これに対し、エアポンプ13は正常であっても、エアスイッチングバルブ14が故障しており、同バルブ14が開弁しない場合には、上記圧力センサPSから出力される圧力値(図4では圧力値PS2)は、エアポンプ13の駆動に伴って急激に高くなる。そして、上記エアポンプ13の駆動開始から比較的短い時間にて所定の所定値に飽和する。   On the other hand, even if the air pump 13 is normal, if the air switching valve 14 is broken and the valve 14 does not open, the pressure value output from the pressure sensor PS (the pressure value in FIG. 4). PS2) increases rapidly as the air pump 13 is driven. Then, it saturates to a predetermined value in a relatively short time from the start of driving of the air pump 13.

また一方、上記接続部が異物Fによって完全に塞がれているような場合、エアポンプ13、エアスイッチングバルブ14が正常である限り、上記圧力センサPSから出力される圧力値は、同図4に示されるように、上記二次空気供給路11の長さ分だけ遅れるものの、やはりエアポンプ13の駆動開始に伴って徐々にその値が高くなる。そしてついには、所定の圧力値にて飽和するようになる。なお、同図4には、正常時の圧力値の推移を圧力値PS0として参考までに図示している。   On the other hand, when the connection portion is completely blocked by the foreign matter F, the pressure value output from the pressure sensor PS is as shown in FIG. 4 as long as the air pump 13 and the air switching valve 14 are normal. As shown in the figure, the value gradually increases with the start of driving of the air pump 13 although it is delayed by the length of the secondary air supply path 11. Eventually, saturation occurs at a predetermined pressure value. In FIG. 4, the transition of the pressure value at the normal time is shown as a pressure value PS0 for reference.

以上より、このステップS13の処理においては、電子制御装置15は、上記圧力センサPSによる圧力値が変化しない場合には、上記エアポンプ13の故障を特定する。また、同圧力センサPSによる圧力値が変化した場合には、例えば上記エアポンプ13の駆動開始からの圧力値の推移が急激であるか否かの判断に基づいて上記エアスイッチングバルブ14自体の故障、あるいは異物Fの付着による装置異常を特定する。   As described above, in the process of step S13, the electronic control unit 15 identifies a failure of the air pump 13 when the pressure value by the pressure sensor PS does not change. Further, when the pressure value by the pressure sensor PS changes, for example, the failure of the air switching valve 14 itself based on the determination of whether or not the transition of the pressure value from the start of driving of the air pump 13 is abrupt. Or the apparatus abnormality by adhesion of the foreign material F is specified.

こうして排気管3内の空燃比が変化しない原因を特定した電子制御装置15は次いでこの特定した原因に対応するダイアグコードを自身の記憶装置に記憶する。そして、ステップS14の処理として、車室内の計器パネルなどに設けられているとする警告灯を点灯した後、上記ステップS2の処理を行ってこの制御を終了する。   The electronic control unit 15 that has identified the cause of the change in the air-fuel ratio in the exhaust pipe 3 thus stores the diagnostic code corresponding to the identified cause in its own storage device. And as a process of step S14, after lighting the warning lamp provided in the instrument panel etc. of a vehicle interior, the process of said step S2 is performed and this control is complete | finished.

以上説明したように、この実施の形態にかかる二次空気供給装置によれば、以下に記載するような多くの優れた効果が得られるようになる。
(1)通常時の動作モードにてエアポンプ13を駆動した際、排気管3に設けられたA/FセンサAFSのセンサ出力が基準値SLよりもリッチ側にある場合には、上記通常時の動作モードよりもトルクの高い動作モードにて上記エアポンプ13を駆動制御するようにした。このため、異物Fなどの付着によって二次空気の供給が適正に行われなくなったような場合であれ、いわばフェールセーフとして排気管3に十分な量の二次空気を供給することができるようになり、ひいては排気エミッションの悪化なども好適に抑制されるようになる。
As described above, according to the secondary air supply apparatus according to this embodiment, many excellent effects as described below can be obtained.
(1) When the air pump 13 is driven in the normal operation mode, when the sensor output of the A / F sensor AFS provided in the exhaust pipe 3 is on the rich side with respect to the reference value SL, The air pump 13 is driven and controlled in an operation mode having a higher torque than the operation mode. For this reason, even if it is a case where supply of secondary air cannot be performed properly due to adhesion of foreign matter F or the like, a sufficient amount of secondary air can be supplied to the exhaust pipe 3 as a fail safe. As a result, deterioration of exhaust emission and the like are preferably suppressed.

(2)A/FセンサAFSのセンサ出力が基準値SLよりもリーン側となってかつ、エアフローセンサGAを通じて検出される吸入空気量の積算値が規定値GA1以上となることが判断されるまで、エアポンプ13を高トルクにて駆動制御するようにした。このため、上記フェールセーフとしての排気エミッションの悪化抑制もより的確に実現されるようになる。   (2) Until it is determined that the sensor output of the A / F sensor AFS is leaner than the reference value SL and the integrated value of the intake air amount detected through the airflow sensor GA is equal to or greater than the specified value GA1. The air pump 13 is driven and controlled with high torque. For this reason, the deterioration suppression of the exhaust emission as the fail safe is more accurately realized.

(3)高トルクの動作モードによる上記エアポンプ13の連続駆動時間が上記フェールセーフに必要とされる上限時間に達したと判断される場合には、エアポンプ13の駆動を停止することとした。これにより、上記フェールセーフを最大限に図りつつ、エアポンプ13の信頼性の低下についてもこれを好適に抑制することができるようになる。   (3) When it is determined that the continuous drive time of the air pump 13 in the high torque operation mode has reached the upper limit time required for the failsafe, the drive of the air pump 13 is stopped. As a result, it is possible to suitably suppress the decrease in the reliability of the air pump 13 while maximizing the above fail-safe.

(4)エアポンプ13を駆動したにもかかわらず、上記A/FセンサAFSのセンサ出力が変化しないときには、エアポンプ13とエアスイッチングバルブ14の間に設けた圧力センサPSの出力に基づいてその原因を特定し、この特定した原因に対応するダイアグコードを記憶するようにした。このため、エアポンプ13の故障、エアスイッチングバルブ14の故障、さらには異物Fの付着による装置異常などを容易に判断することができるようになる。   (4) When the sensor output of the A / F sensor AFS does not change despite the air pump 13 being driven, the cause is determined based on the output of the pressure sensor PS provided between the air pump 13 and the air switching valve 14. The diagnostic code corresponding to the identified cause is stored. For this reason, it becomes possible to easily determine the failure of the air pump 13, the failure of the air switching valve 14, and the abnormality of the device due to the adhesion of the foreign matter F.

(5)しかも、上記ダイアグコードが記憶されているときには、エアポンプ13の駆動を行わない、すなわちエアポンプ13の駆動を非実行とするようにしたため、当該二次空気供給装置としての劣化の進行を抑制することができるようになる。   (5) In addition, when the diagnosis code is stored, the air pump 13 is not driven, that is, the air pump 13 is not driven, so that the progress of deterioration as the secondary air supply device is suppressed. Will be able to.

(6)二次空気の供給態様を検出するセンサとして、センサ出力が排気管3内の酸素濃度の変化に対してリニアに変化するA/FセンサAFSを採用することとした。このため、排気管3に対する二次空気の供給態様を容易に検出することができるようになる。しかも、このA/FセンサAFSは、空燃比のフィードバック制御において通常に用いられるセンサであり、こうしたセンサを同フィードバック制御の禁止期間に流用するようにしたことで、何ら特別なセンサを追加することなく、二次空気の供給態様が検出可能ともなる。   (6) As a sensor for detecting the supply mode of the secondary air, an A / F sensor AFS whose sensor output changes linearly with respect to a change in oxygen concentration in the exhaust pipe 3 is adopted. For this reason, the supply mode of the secondary air to the exhaust pipe 3 can be easily detected. In addition, this A / F sensor AFS is a sensor that is normally used in air-fuel ratio feedback control, and by adding such a sensor to the prohibited period of the feedback control, any special sensor is added. In addition, the supply mode of the secondary air can be detected.

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記A/FセンサAFSのセンサ出力が変化しなかった場合、必ずしもその原因を特定せずとも、単にその旨(二次空気供給異常)を示すダイアグコードを記憶するようにしてもよい。これによっても、当該二次空気供給装置の故障についてもその旨を認識することはできる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
When the sensor output of the A / F sensor AFS does not change, a diagnosis code indicating that fact (secondary air supply abnormality) may be stored without necessarily identifying the cause. This also makes it possible to recognize the failure of the secondary air supply device.

・また、二次空気供給異常の原因を特定する場合、その特定にかかる処理(図2のステップS13)は、図2に例示した処理(制御)とは独立して行うようにしてもよい。
・排気管3に対する二次空気の供給態様を検出するセンサとしては、上記A/FセンサAFSに限らず、流量センサなど、任意のセンサを用いることができる。もっとも、機関運転の制御に通常に用いられているセンサを流用するという意味では、例えばO2センサのように、センサ出力が酸素濃度の変化に対して2値的に変化するセンサなども適宜採用することができる。この場合にはまず、二次空気の供給の開始時において、同センサのセンサ出力がリッチ側となるように設定する。そして、二次空気の供給開始から同センサのセンサ出力がリーン側に変化するまでの時間を測定することにより、排気管3に対する二次空気の供給態様を検出する。
-Moreover, when specifying the cause of secondary air supply abnormality, you may make it perform the process (step S13 of FIG. 2) concerning the identification independently of the process (control) illustrated in FIG.
-As a sensor which detects the supply aspect of the secondary air with respect to the exhaust pipe 3, not only the said A / F sensor AFS but arbitrary sensors, such as a flow sensor, can be used. However, in terms of diverting a sensor that is normally used for engine operation control, a sensor whose sensor output changes in a binary manner with respect to a change in oxygen concentration, such as an O2 sensor, is also employed as appropriate. be able to. In this case, first, the sensor output of the sensor is set to the rich side at the start of the supply of secondary air. And the supply mode of the secondary air with respect to the exhaust pipe 3 is detected by measuring the time from the supply start of secondary air until the sensor output of the sensor changes to the lean side.

・上記吸入空気量の積算値に基づく触媒6の活性化の判断については、機関温度も併せて参照するようにしてもよい。これにより、より正確に触媒6の活性化を判断することができるようになる。なお、機関温度としては、例えば内燃機関の冷却を行う冷却水の温度を用いることができる。   -Regarding the determination of the activation of the catalyst 6 based on the integrated value of the intake air amount, the engine temperature may also be referred to. Thereby, activation of the catalyst 6 can be determined more accurately. As the engine temperature, for example, the temperature of cooling water for cooling the internal combustion engine can be used.

・また、上記吸入空気量の積算値に限らず、内燃機関1の負荷や機関回転速度に基づいて上記触媒6の活性化を判断することもできる。さらには、上記触媒6の温度を直接モニタするようにしてもよい。   The activation of the catalyst 6 can also be determined based on the load of the internal combustion engine 1 and the engine speed, not limited to the integrated value of the intake air amount. Furthermore, the temperature of the catalyst 6 may be directly monitored.

・上記実施の形態では、エアポンプ13の動作モードとして2つのモードを持ち、これらを選択的に使い分ける構成としたが必ずしもこのような構成である必要はない。要は、各々トルクの異なる複数の動作モードにてエアポンプ13の駆動を制御するようにすれば、上記実施の形態に準じたフェールセーフを実現することはできる。   In the above embodiment, the operation mode of the air pump 13 has two modes, and these are selectively used selectively. However, such a configuration is not necessarily required. In short, if the driving of the air pump 13 is controlled in a plurality of operation modes each having a different torque, the fail safe according to the above embodiment can be realized.

この発明にかかる二次空気供給装置の一実施の形態についてその構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure about one Embodiment of the secondary air supply apparatus concerning this invention. 同実施の形態の二次空気制御装置によるエアポンプの駆動制御についてその制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure about the drive control of the air pump by the secondary air control apparatus of the embodiment. A/Fセンサによるセンサ出力の推移例を示すタイムチャート。The time chart which shows the transition example of the sensor output by an A / F sensor. 圧力センサによる出力値の推移例を示すタイムチャート。The time chart which shows the transition example of the output value by a pressure sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1…エンジン、2…吸気管、3…排気管、4…インジェクタ、5…点火プラグ、6…触媒、11…二次空気供給路、12…エアクリーナ、13…エアポンプ、14…エアスイッチングバルブ、15…電子制御装置、GA…エアフローセンサ、AFS…A/Fセンサ、PS…圧力センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Intake pipe, 3 ... Exhaust pipe, 4 ... Injector, 5 ... Spark plug, 6 ... Catalyst, 11 ... Secondary air supply path, 12 ... Air cleaner, 13 ... Air pump, 14 ... Air switching valve, 15 ... electronic control unit, GA ... air flow sensor, AFS ... A / F sensor, PS ... pressure sensor.

Claims (9)

吸入される空気を加圧して吐出するエアポンプと、このエアポンプの駆動に基づき吐出される空気を内燃機関の排気系に供給する二次空気供給路と、この二次空気供給路を開閉するバルブ手段とを備え、前記エアポンプの駆動および前記バルブ手段の開弁操作を通じて内燃機関の排気系に二次空気を供給する二次空気供給装置において、
前記エアポンプの駆動を各々トルクの異なる複数の動作モードにて制御する制御手段を備える
ことを特徴とする二次空気供給装置。
An air pump that pressurizes and discharges the sucked air, a secondary air supply path that supplies the discharged air to the exhaust system of the internal combustion engine based on driving of the air pump, and a valve means that opens and closes the secondary air supply path A secondary air supply device for supplying secondary air to an exhaust system of an internal combustion engine through driving of the air pump and opening operation of the valve means,
A secondary air supply device comprising: control means for controlling driving of the air pump in a plurality of operation modes each having a different torque.
前記制御手段は、前記内燃機関の排気系への二次空気供給態様を検出するセンサによる検出出力に基づいて前記エアポンプの動作モードを選択し、この選択した動作モードにて前記エアポンプの駆動を制御する
請求項1に記載の二次空気供給装置。
The control means selects an operation mode of the air pump based on a detection output by a sensor that detects a secondary air supply mode to an exhaust system of the internal combustion engine, and controls driving of the air pump in the selected operation mode. The secondary air supply device according to claim 1.
前記複数の動作モードが、第1の動作モードと、該第1の動作モードよりもトルクの高い第2の動作モードとからなり、前記制御手段は、前記第1の動作モードにて前記エアポンプを駆動したときの前記センサによる検出出力が前記二次空気を供給したことによる空気量の基準値未満であるとき、前記第2の動作モードを選択し、この選択した第2の動作モードにて前記エアポンプの駆動を制御する
請求項2に記載の二次空気供給装置。
The plurality of operation modes include a first operation mode and a second operation mode having a higher torque than the first operation mode, and the control means controls the air pump in the first operation mode. When the detection output by the sensor when driven is less than the reference value of the air amount due to the supply of the secondary air, the second operation mode is selected, and the second operation mode is selected in the selected second operation mode. The secondary air supply device according to claim 2, wherein the driving of the air pump is controlled.
前記制御手段は、前記第2の動作モードによる前記エアポンプの駆動に際し、内燃機関の吸気系に吸入される吸入空気量の積算値が同機関の排気系に設けられている触媒の活性状態を示す所定の値となること、および前記センサによる検出出力が前記二次空気を供給したことによる空気量の基準値以上となること、の論理積条件が満たされるまで、前記エアポンプを前記第2の動作モードにて駆動する
請求項3に記載の二次空気供給装置。
When the air pump is driven in the second operation mode, the control means indicates the active state of the catalyst provided in the exhaust system of the engine, wherein the integrated value of the intake air amount sucked into the intake system of the internal combustion engine The air pump is operated in the second operation until a logical product condition of satisfying a predetermined value and that a detection output by the sensor is equal to or greater than a reference value of an air amount by supplying the secondary air is satisfied. The secondary air supply device according to claim 3, wherein the secondary air supply device is driven in a mode.
前記制御手段は、前記第2の動作モードによる前記エアポンプの駆動に際し、前記エアポンプの連続駆動時間がフェールセーフに必要とされる上限時間に達するまで、前記エアポンプを前記第2の動作モードにて駆動する
請求項3に記載の二次空気供給装置。
When the air pump is driven in the second operation mode, the control means drives the air pump in the second operation mode until the continuous drive time of the air pump reaches an upper limit time required for fail-safe. The secondary air supply device according to claim 3.
前記制御手段は、前記エアポンプを駆動しているにもかかわらず前記センサによる検出出力が変化しないとき、その旨を示すダイアグコードを記憶手段に記憶する
請求項2〜5のいずれか一項に記載の二次空気供給装置。
The said control means memorize | stores the diagnostic code which shows that in the memory | storage means, when the detection output by the said sensor does not change in spite of driving the said air pump. Secondary air supply device.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の二次空気供給装置において、
前記二次空気供給路における前記エアポンプと前記バルブ手段との間の圧力を検出する圧力センサをさらに備え、前記制御手段は、前記圧力センサによって検出される圧力値の推移に基づき当該二次空気供給装置の故障内容を特定し、この特定した故障内容に対応するダイアグコードを記憶手段に記憶する
ことを特徴とする二次空気供給装置。
In the secondary air supply device according to any one of claims 1 to 6,
A pressure sensor for detecting a pressure between the air pump and the valve means in the secondary air supply path, wherein the control means is configured to supply the secondary air based on a transition of a pressure value detected by the pressure sensor; A secondary air supply device characterized by specifying a failure content of the device and storing a diagnosis code corresponding to the specified failure content in a storage means.
前記制御手段は、当該二次空気供給装置の起動時、前記記憶手段にダイアグコードが記憶されているとき、前記エアポンプの駆動を非実行とする
請求項6または7に記載の二次空気供給装置。
The secondary air supply device according to claim 6 or 7, wherein when the secondary air supply device is activated, the control unit does not execute the driving of the air pump when a diagnostic code is stored in the storage device. .
前記内燃機関の排気系への二次空気供給態様を検出するセンサは、同排気系の酸素濃度の変化に対して、リニアに検出出力が変化する空燃比センサ、および2値的に検出出力が変化する酸素センサの一方である
請求項2〜8のいずれか一項に記載の二次空気供給装置。
The sensor for detecting the secondary air supply mode to the exhaust system of the internal combustion engine includes an air-fuel ratio sensor whose detection output changes linearly with respect to a change in oxygen concentration of the exhaust system, and a binary detection output. The secondary air supply device according to any one of claims 2 to 8, wherein the secondary air supply device is one of oxygen sensors that change.
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