专利名称：二次空气供应设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及二次空气供应设备及其控制方法。更具体而言，本发明涉及能够检测二次空气供应设备中的故障的二次空气供应设备及其控制方法。
背景技术：
二次空气供应设备是公知的，其使用在压力下从空气泵输送的二次空气来供应排气歧管，使得排气中的CO和HC燃烧并由于化学反应而转变为CO2和H2O。
日本专利申请公开No.JP 2003-83048公开了一种二次空气供应设备，其中，可以确定二次空气供应设备的部件中是否发生异常。日本专利申请No.JP 2003-83048中公开的二次空气供应设备包括二次空气供应通道，其用于将二次空气供应到内燃机的排气系统中排气控制装置的上游的部分；打开/关闭部分，其打开/关闭二次空气供应通道；止回阀，其设置在打开/关闭部分的下游；压力传感器，其设置在二次空气供应通道中；异常检测部分，其基于由压力传感器检测的压力值和压力变化值来检测部件中的异常。当控制打开/关闭部分以打开和关闭二次空气供应通道时，异常检测部分驱动空气泵，并检测空气泵的出口压力，从而检测二次空气供应通道的堵塞。
在日本专利申请公开No.JP 2003-83048公开的二次空气供应设备中，由于使用压力传感器获得压力值和压力变化值，所以可以基于压力值和压力变化值的结合来详细确定每个部件的故障模式。而且，由于空气泵被驱动并确定当控制打开/关闭部分以关闭二次空气供应通道时空气泵的出口压力是否降低，所以可以确定空气泵中是否已经发生异常，并同时确定二次空气供应通道是否已经被堵塞。
但是，在日本专利申请公开No.JP 2003-83048公开的二次空气供应设备中，可能不能精确地确定是否已经发生异常。设置二次空气设备的前提条件是，设置打开/关闭二次空气供应通道的打开/关闭部分和设置在打开/关闭部分下游的止回阀。但是，未对具有不同于此构造的二次空气供应设备给予考虑。因此，在具有不同于此构造的二次空气供应设备中，可能不能精确地确定是否已经发生异常。而且，在前述公开中所公开的二次空气供应设备中，空气泵被驱动并检测空气泵的出口压力，从而同时确定二次空气供应设备是否被阻塞。但是，在某些情况下驱动空气泵是不合适的。
发明内容
为了解决前述问题而提出了本发明。相应的，本发明的目的是提供一种二次空气供应设备或这种二次空气供应设备的控制方法，可以精确地检测故障。
本发明的第一方面涉及一种用于设置有多个气缸的内燃机的二次空气供应设备，所述二次空气供应设备将二次空气供应到排气控制装置的上游的部分。所述二次空气供应设备包括在压力下供应空气的空气泵；第一空气通道，在压力下从所述空气泵输送的所述空气可以流过所述第一空气通道；打开/关闭所述第一空气通道的第一打开/关闭阀；第二空气通道，其在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其连接到通向所述多个气缸中的预定气缸的排气通道；打开/关闭所述第二空气通道的第二打开/关闭阀；第三空气通道，其在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其连接到的排气通道所通向的气缸与连接到所述第二空气通道的所述排气通道所通向的所述预定气缸不同；打开/关闭所述第三空气通道的第三打开/关闭阀；执行对所述第一空气通道中压力的检测的压力检测器，所述压力检测器设置在所述空气泵与所述第一打开/关闭阀之间；故障确定装置，所述故障确定装置在所述第一打开/关闭阀受控打开、所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀受控关闭、且所述空气泵受控停止时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果来确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
根据本发明的第一方面，由第一打开/关闭阀来打开/关闭第一空气通道，由第二打开/关闭阀来打开/关闭第二空气通道，且由第三打开/关闭阀来打开/关闭第三空气通道。由设置在空气泵和第一打开/关闭阀之间的压力检测器来检测第一空气通道中的压力。故障确定装置在第一打开/关闭阀受控打开、第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀受控关闭、且空气泵受控停止时，基于由压力检测器执行的检测的结果来确定二次空气供应设备中是否已经发生故障。例如，当由压力检测器检测到压力变化时，可以确定排气经由第二空气通道和第三空气通道中的至少一个通道回流到第一空气通道。在此情况下，可以认为在第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个中已经发生故障，且第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个保持在打开状态且不能关闭。因此，当检测到压力变化时，可以确定第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个中已经发生故障，即，可以检测到二次空气供应设备中的故障。于是，可以精确地检测二次空气供应设备的第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀中的故障。因此，可以提供能够精确地检测故障的二次空气供应设备。
根据本发明的第二方面，在根据本发明第一方面的二次空气供应设备中，所述故障确定装置在引入到所述内燃机中的空气量大于预定量时确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
根据本发明的第二方面，当引入到内燃机中的空气量大于预定量时，可以确定二次空气供应设备中是否已经发生故障。当引入空气量较大时，排气量也足够地大。因此，当第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个保持在打开状态且不能关闭时，由回流到第一空气通道的排气引起的压力变化变得较大。因此，当第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个保持在打开状态且不能关闭时，压力检测装备可以精确地检测压力变化。于是，可以提高检测二次空气提供设备中的故障的精确度。结果，可以精确地检测二次空气提供设备中的故障。
根据本发明的第三方面，在根据本发明的第一方面或第二方面的二次空气供应设备中，所述故障确定装置可以在由所述压力检测器检测到压力变化时确定所述二次空气供应设备中已经发生故障。
根据本发明的第三方面，当由压力检测器检测到压力变化时，可以确定排气经由第二空气通道和第三空气通道的至少一个回流到第一空气通道。在此情况下，可以认为第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个中已经发生故障，即，第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀之一保持在打开状态且不能关闭。因此，当检测到压力变化时，可以确定第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀的至少一个中已经发生故障。就是说，可以检测二次空气供应设备中的故障。于是，可以精确地检测二次空气供应设备的第二打开/关闭阀和第三打开/关闭阀中的故障。
根据本发明的第四方面，在根据本发明的第一方面至第三方面中任一项的二次空气供应设备中，所述故障确定装置可以确定所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀的至少一个中是否已经发生故障。
本发明的第五方面涉及一种用于安装在车辆中的内燃机的二次空气供应设备，其将二次空气供应到排气控制装置的上游的部分。所述二次空气供应设备包括压力检测器，执行对在压力下从空气泵输送的二次空气的压力进行检测；信息获得装置，获得与由车辆的车主听见的噪声相关的信息；泵运转装置，在所述噪声的幅度大于预定值时使所述空气泵运转；故障确定装置，在所述空气泵受控运转时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果来确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
根据本发明的第五方面，当由车辆的车主听见的噪声的幅度大于预定值时，使空气泵运转。于是，在由于其他噪声使车主难以听见空气泵的噪声的状况下使空气泵运转。因此，可以降低车主由于空气泵的运转噪声而感到不适的可能性。在压力下从空气泵输送的空气的压力由压力检测器来检测。故障确定装置在空气泵受控运转时，基于由压力检测器所执行的检测的结果来确定二次空气供应设备中是否已经发生故障。例如，在即使当由空气泵的运转而增大了空气压力时也未由压力检测器检测到压力增大的情况下，确定压力检测器中已经发生故障。于是，可以检测二次空气供应设备中的故障，同时降低了车主由于空气泵的噪声而感到不适的可能性。因此，可以通过精确地使空气泵运转而精确地检测二次空气供应设备中的故障。结果，可以提供能精确地检测故障的二次空气供应设备。
根据本发明的第六方面，在根据本发明第五方面的二次空气供应设备中，与所述噪声相关的所述信息包括车速、所述内燃机的转速、和设置在所述内燃机中的节气门的开度中的至少一个。
根据本发明的第六方面，可以检测作为与噪声相关的信息的以下信息的至少一个车速、内燃机的转速、和设置在内燃机中的节气门的开度。
根据本发明的第七方面，在根据本发明的第五方面或第六方面的二次空气供应设备中，所述内燃机设置有多个气缸。所述二次空气供应设备包括i)第一空气通道，在压力下从所述空气泵输送的所述空气流过所述第一空气通道；ii)打开/关闭所述第一空气通道的第一打开/关闭阀；iii)第二空气通道，其在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其连接到通向所述多个气缸中的预定气缸的排气通道；iv)打开/关闭所述第二空气通道的第二打开/关闭阀；v)第三空气通道，其在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其连接到的排气通道所通向的气缸与连接到所述第二空气通道的所述排气通道所通向的所述预定气缸不同；vi)打开/关闭所述第三空气通道的第三打开/关闭阀。所述故障确定装置在所述第一打开/关闭阀、所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀受控关闭时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果来确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
根据本发明的第七方面，由第一打开/关闭阀来打开/关闭第一空气通道，由第二打开/关闭阀来打开/关闭第二空气通道，且由第三打开/关闭阀来打开/关闭第三空气通道。故障确定装置在全部打开/关闭阀都受控关闭时基于被执行的检测的结果来确定二次空气供应设备中是否已经发生故障。于是，在压力下从空气泵输送的空气受到束缚，使得压力增大。因此，可以基于由压力检测器检测的压力是否增大来确定二次空气供应设备中是否已经发生故障。
根据本发明的第八方面，在根据本发明第七方面的二次空气供应设备中，所述故障确定装置在由所述压力传感器未检测到压力增大时确定所述二次空气供应设备中已经发生故障。
根据本发明的第八方面，当在压力下从空气泵输送的空气的压力应该增大的状况下，压力检测器未检测到压力增大时，可以确定压力检测器中已经发生故障。因此，当压力检测器未检测到压力增大时，可以确定二次空气供应设备中已经发生故障。
根据本发明的第九方面，在根据本发明第五方面至第八方面中任一项的二次空气供应设备，所述故障确定装置确定所述压力检测器和所述空气泵的至少一个是否已经发生故障。
图1是示出根据本发明第一实施例的二次空气供应设备的控制框图；图2是示出由根据本发明第一实施例的二次空气供应设备的ECU所执行的程序的控制结构的流程图；图3是示出由根据本发明第一实施例的二次空气供应设备的ECU所控制的空气泵、电磁ASV、真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)的状态的时序图；图4是示出由根据本发明第二实施例的二次空气供应设备的ECU所执行的程序的控制结构的流程图。
具体实施例方式
此后，将参考附图描述本发明的实施例。在以下说明中，相同部件由相同标号表示，且其名称和功能是相同的。因此，将不重复其详细说明。
第一实施例参考图1，将对根据本发明实施例的包括内燃机控制设备的车辆进行说明。车辆包括发动机100和电子控制单元(此后，称作“ECU”)300。根据本发明实施例的二次空气供应设备通过例如由ECU 300执行的程序来实现。
发动机100是V型发动机。但发动机100不限于V型发动机。空气通过空气滤清器102被取入，并接着经由进气管104和进气歧管106引入到发动机100中。空气与从喷射器(未示出)喷射的燃料一起从进气歧管106引入到八个气缸108中每个的燃烧室中。气缸的数量不限于八个。
引入到每个气缸108中的空气-燃料混合物被火花塞点火并燃烧。于是，发动机100产生驱动力。燃烧后的空气-燃料混合物(即，排气)被导向连接至气缸108的排气歧管110和112。在被催化剂114和116净化之后，排气被排放到车辆外部。引入到发动机100中的空气量由节气门120来控制。节气门120的开度由致动器122来控制。
当催化剂114和116较冷时，不能完全利用催化剂114和116的净化能力。因此二次空气被供应到排气歧管110和112。由于供应了二次空气，所以排气中的CO和HC被燃烧并由于化学反应而转变为CO2和H2O。
在本发明的此实施例中，发动机室中的空气被用作二次空气。为了供应二次空气，设置了空气泵200。空气泵200将发动机室中的空气在压力下输送到第一空气通道210中。
电磁空气开关阀(此后，称作“ASV”)212设置在第一空气通道210中空气泵200的下游。电磁ASV 212基于从ECU 300发送的控制信号，有选择地在打开状态和关闭状态之间改变。因此，电磁ASV 212可以打开/关闭第一空气通道210。第二空气通道220和第三空气通道230连接到第一空气通道210。
第二空气通道220的一端在电磁ASV 212的下游的部分处连接到第一空气通道210。第二空气通道220的另一端连接到排气歧管110，排气歧管110连接到发动机100中的一组。就是说，第二空气通道220的另一端连接到通向设置在发动机100的一组中的气缸108的排气通道。
类似地，第三空气通道230的一端在电磁ASV 212的下游的部分处连接到第一空气通道210。第三空气通道230的另一端连接到排气歧管112，排气歧管112连接到发动机100中的另一组。就是说，第三空气通道230的另一端连接到的排气通道所通向的气缸108与连接到第二空气通道220的排气通道所通向的气缸108不同。
真空压力ASV(1)222设置在第二空气通道220中。真空ASV(1)222连接到真空开关阀(此后，称作“VSV”)224。类似地，真空压力ASV(2)232设置在第三空气通道230中。真空压力ASV(2)232连接到真空开关阀(此后，称作“VSV”)234。
VSV 224和234连接到真空压力箱240。真空压力箱240经由止回阀242连接到节气门120的下游的部分处的进气管104。
止回阀242允许空气从真空箱240流向进气管104。此外，止回阀242禁止空气从进气管104流向真空压力箱240。于是，真空压力箱104中的压力成为真空压力。
基于从ECU 300发送的控制信号，VSV 224在真空压力从真空压力箱240引入到真空压力ASV(1)222的状态和大气压力被引入到真空压力ASV(1)222的状态之间切换。在真空压力从真空压力箱240引入到真空压力ASV(1)222的情况下，真空ASV(1)222被打开。在大气压力被引入到真空压力ASV(1)222的情况下，真空压力ASV(1)222被关闭。于是，真空压力ASV(1)222可以打开/关闭第二空气通道220。
类似地，基于从ECU 300发送的控制信号，VSV 234在真空压力从真空压力箱240引入到真空压力ASV(2)232的状态和大气压力被引入到真空压力ASV(2)232的状态之间切换。在真空压力从真空压力箱240引入到真空压力ASV(2)232的情况下，真空ASV(2)232被打开。在大气压力引入到真空压力ASV(2)232的情况下，真空压力ASV(2)232被关闭。于是，真空压力ASV(2)232可以打开/关闭第三空气通道230。
在电磁ASV 212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232被打开的情况下，在压力下从空气泵200输送的空气经由第一空气通道210、第二空气通道220和第三空气通道230被供应到排气歧管110和112。于是，二次空气被供应到连接至每个气缸108的排气通道。
ECU 300接收信号，这些信号指示了由空气流量计302、节气门开度传感器304、压力传感器306、车速传感器308、曲轴位置传感器310和冷却剂温度传感器312所执行的检测的结果。
空气流量计302检测引入到发动机100中的空气量。节气门开度传感器304检测节气门开度。压力传感器306设置在空气泵200和电磁ASV212之间，并检测第一空气通道210中的压力。车速传感器308检测车辆车轮(未示出)的转速。ECU 300基于由车速传感器308检测的车辆车轮的转速来检测车速。曲轴位置传感器310检测发动机100的曲轴的转速，即发动机转速NE。冷却剂传感器312检测发动机100的冷却剂的温度。
ECU 300基于从传感器发送的信号，以及存储在存储器320中的对应关系和程序来执行计算。因此，ECU 300控制安装在车辆中的装置，使得车辆进入所期望的状态。而且，在此实施例中，ECU 300检测电磁ASV212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232中的故障。
参考图2，将对于由根据本发明此实施例的二次空气供应设备的ECU300所执行的程序的控制结构进行说明。
在步骤S100中，ECU 300确定是否满足AI(空气注入)执行条件。术语“AI(空气注入)”表示“使用空气泵200在压力下输送二次空气，使得二次空气被供应到连接至每个气缸的排气歧管110和112”。AI执行条件是用于执行AI的条件。AI执行条件包括与发动机100的冷却剂温度、从发动机100启动起经过的时间段、引入到发动机100中的空气量等相关的条件。使用了已知的通常条件来作为AI执行条件。因此，将省略其详细说明。如果满足AI执行条件(步骤S100中的“是”)，则执行步骤S102。如果不满足AI执行条件(步骤S100中的“否”)，则执行步骤S200。
在步骤S102中，ECU 300使空气泵200运转。在步骤S104中，ECU300打开电磁阀ASV 212。在步骤S106中，ECU 300使用VSV 224将真空压力从真空压力箱240引入到真空压力ASV(1)222，使得真空压力ASV(1)222被打开。在步骤S108中，ECU 300使用VSV234将真空压力从真空压力箱240引入到真空压力ASV(2)232，使得真空压力ASV(2)232被打开。
在步骤S110中，ECU 300确定是否满足AI结束条件。AI结束条件是用于结束AI的条件。AI结束条件包括与从AI启动起经过的时间段和催化剂116的温度等相关的条件。使用了已知的通常条件来作为AI结束条件。因此，将省略其详细说明。如果满足AI结束条件(步骤S110中的“是”)，则执行步骤S112。如果不满足AI结束条件(步骤S110中的“否”)，则执行步骤S110。
在步骤S112，ECU300结束AI。当AI结束时，停止空气泵200的运转。电磁ASV212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232被关闭。
在步骤S114中，ECU 300基于从压力传感器306发送的信号来检测与空气泵200相抵抗的背压，即第一空气通道210中的压力。在步骤S116中，ECU 300打开电磁ASV 212。
在步骤S118中，ECU 300基于从压力传感器306发送的信号来检测与空气泵200相抵抗的背压，即第一空气通道210中的压力。在步骤S120中，ECU 300关闭电磁ASV 212。
在步骤S200中，ECU 300确定作为引入到发动机100中的空气量的空气量GA是否等于或大于预定空气量GA(0)，且在发动机100启动时的冷却剂温度(冷却剂的温度)TW是否等于或高于预定冷却剂温度TW(0)。
当电磁ASV 212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232处于打开状态时可以由压力传感器306检测到因回流到第一空气通道210的排气引起的压力变化，空气量GA(0)是这种情况下的空气量或者比这种情况下的空气量大的量。例如，冷却剂温度TW(0)是与可以操作ECU 300的ECU 300温度对应的温度。
如果空气量GA等于或大于预定空气量GA(0)，且在发动机启动时冷却剂温度TW等于或高于冷却剂温度TW(0)(步骤S200中的“是”)，则执行步骤S202。否则(步骤S200中的“否”)，结束该例程。该例程可以构造为，除了与空气量GA和冷却剂温度TW相关的条件之外，还满足与空气量GA和冷却剂温度TW相关的条件不同的条件时，执行步骤S202。
在步骤S202中，在空气泵200受控停止且真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232受控关闭时，ECU 300打开电磁ASV 212。
在步骤S204中，ECU 300基于从压力传感器306发送的信号来检测与空气泵200相抵抗的背压，即第一空气通道210内的压力。在步骤S206中，ECU 300关闭电磁ASV 212。
在步骤S300中，当空气泵200受控停止且电磁ASV 212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232受控关闭时，ECU 300确定是否存在压力脉动，即压力变化。如果存在压力变化(步骤S300中的“是”)，则执行步骤S302。否则(步骤S300中的“否”)，则执行步骤S400。
在步骤S302中，ECU 300确定在电磁ASV 212以及真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中已经发生故障，即电磁ASV 212以及真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个保持在打开状态且不能关闭。
在步骤S400中，在空气泵200受控停止，真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232受控关闭，且电磁阀ASV212被打开时，ECU 300确定是否存在压力脉动，即压力变化。如果存在压力变化(步骤S400中的“是”)，则执行步骤S402。否则(步骤S400中的“否”)，则结束该例程。在步骤S402中，ECU 300确定在真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中已经发生故障，即真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个保持在打开状态且不能关闭。
此后，将基于以上已经描述的结构和流程，对根据本发明实施例的二次空气供应设备的ECU 300的操作进行说明。
当驾驶员将点火开关(未示出)打开并启动车辆系统时，确定是否满足AI执行条件(S100)。如果满足AI执行条件(步骤S100中的“是”)，如图3所示，在时间点T(1)使空气泵200运转(S102)。
在使空气泵200运转之后，在时间点T(2)打开电磁ASV 212(S104)。接着，在时间段T(3)打开真空ASV(1)222(S106)。接着，在时间点T(4)打开真空压力ASV(2)232(S108)。
于是，在压力下从空气泵200输送的二次空气经由第一空气通道210、第二空气通道220和第三空气通道230被供应到连接至每个气缸108的排气歧管110和112(即，执行AI)。
在此情况下，当满足AI结束条件(步骤S110中的“是”)时，空气泵200被停止，且电磁ASV 212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232被关闭。于是，在时间点T(5)结束AI(S112)。
在AI结束(S112)后，压力传感器306检测第一空气通道210内的压力(S114)。接着，在时间点T(6)打开电磁ASV 212(S 116)，并再次检测第一空气通道210内的压力(S118)。接着，在时间点T(7)关闭电磁ASV 212(S120)。
如果在电磁ASV 212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的全部都受控关闭时(即，在从时间点T(5)到时间点T(6)的时间段期间)存在如图3中的虚线所示的压力脉动，则可以确定排气回流到第一空气通道210中。
在此情况下，可以认为电磁ASV 212以及真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个保持在打开状态且不能关闭。因此，如果存在压力变化(步骤S300中的“是”)，则确定在电磁ASV212以及真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中已经发生故障(S302)。
而且，即使在从时间点T(5)到时间点T(6)的时间段期间不存在压力变化的情况下(步骤S300中的“否”)，如果在空气泵200受控停止，真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232受控关闭，电磁ASV212打开时，即从时间点T(6)到时间点T(7)的时间段期间，存在如图3的虚线所示的压力脉动，则可以确定排气回流到第一空气通道210中。
在此情况下，可以认为真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个保持在打开状态且不能关闭，并因此排气经由第二空气通道220和第三空气通道230回流到第一空气通道210。
因此，如果存在压力变化(步骤S400中的“是”)，则可以确定在真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中已经发生故障(S402)。
同时，即使在不满足AI执行条件(S100)的情况下，如果空气量GA(引入到发动机100中的空气量)等于或大于预定量GA(0)，且在发动机100启动时的冷却剂温度等于或高于预定温度TW(0)(步骤S200中的“是”)，则确定真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中是否已经发生故障。
为了确定真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中是否已经发生故障，在不执行AI(即，空气泵200受控停止，真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232受控关闭)时，打开电磁ASV 212(S202)。
在此状况下，压力传感器306检测第一空气通道210内的压力(S204)，并关闭电磁ASV 212(S206)。如果在从电磁ASV 212打开到电磁阀ASV 212关闭的时间段期间存在压力变化，则可以确定排气回流到第一空气通道210中。
在此情况下，可以认为真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个保持在打开状态且不能关闭，并因此认为排气经由第二空气通道220和第三空气通道230的至少一个回流到第一空气通道210中。
因此，如果存在压力变化(步骤S400中的“是”)，则可以确定在真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232的至少一个中已经发生故障(S402)。
此时，空气量GA(引入到发动机100中的空气量)等于或大于预定量GA(0)。因此，排气量变得足够大，且由压力传感器306检测的压力变化的幅度变大。因此，压力传感器306可以精确地检测压力变化。于是，可以精确地检测真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232中的故障。
如上所述，根据本发明实施例的二次空气供应设备的ECU在空气量GA(引入到发动机100中的空气量)等于或大于预定量GA(0)的情况下打开电磁ASV。此时，空气泵受控停止，且真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)受控关闭。在此状况下，如果由压力传感器检测到压力变化，则ECU 300确定在真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)的至少一个中已经发生故障，即，真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)的至少一个保持在打开状态且不能关闭。于是，在其中设置真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)来代替止回阀的二次空气供应设备中，可以检测真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)中的故障。
第二实施例参考图4，将描述本发明的第二实施例。在前述第一实施例中，ECU检测电磁ASV、真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)中的故障。在第二实施例中，ECU 300检测压力传感器306中的故障。在第二实施例中的构造的其他部分与前述第一实施例中的相同，且其功能与前述第一实施例中的相同。因此，将不再重复其详细说明。
参考图4，将对由根据本发明第二实施例的二次空气供应设备的ECU300所执行的程序进行说明。除了前述第一实施例中的程序之外，ECU300还执行以下程序。
在步骤S500，ECU 300确定是否未执行AI。句子“未执行AI”表示不满足前述AI执行条件。如果未执行AI(步骤S500中的“是”)，则执行步骤S502。否则(步骤S500中的“否”)，则结束例程。
在步骤S502中，ECU 300确定是否满足以下全部条件车速V等于或高于预定车速V(0)的条件，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)的条件，和节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)的条件。如果车速V等于或高于预定车速V(0)的条件，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)的条件，和节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)的条件全部都满足(步骤S502中的“是”)，则执行步骤S504。否则(步骤S502中的“否”)，则结束例程。
该例程可以构造为，当满足以下条件的至少一个时执行步骤S504，所述条件为车速V等于或高于预定车速V(0)的条件，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)的条件，和节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)的条件。
在步骤S504中，ECU 300使空气泵200运转。在步骤S506中，ECU300基于从压力传感器306发送的信号来检测与空气泵200相抵抗的背压，即，第一空气通道210内的压力。
在步骤S508中，ECU 300确定由压力传感器306检测的压力是否已经增大。如果压力已经增大(步骤S508中的“是”)，则执行步骤S510。否则(步骤S508中的“否”)，则执行步骤S512。
在步骤S510中，ECU 300确定压力传感器306正常。在步骤S512中，ECU 300确定压力传感器306中已经发生故障。此时，“压力传感器306中的故障”表示“压力传感器306和空气泵200的至少一个中的故障”。
此后，将基于已经描述的结构和流程，对根据本发明的此实施例的ECU 300的操作进行说明。
当车辆系统正被启动时，在不满足AI执行条件且未执行AI(步骤S500中的“是”)的情况下，确定是否满足以下全部条件车速V等于或高于预定车速V(0)的条件，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)的条件，和节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)的条件。
如果车速V等于或高于预定车速V(0)的条件，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)的条件，和节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)的条件全部都满足(步骤S502中的“是”)，则使空气泵200运转(S504)。
如果当未执行AI(即，电磁ASV 212、真空压力ASV(1)222和真空压力ASV(2)232处于关闭状态)时使空气泵200运转，则在压力下从空气泵200输送的空气被限制在第一空气通道210中。因此，空气泵200的运转噪声变大。因此，车主可能会由于空气泵200的噪声而感到不适。
但是，当车速V等于或高于预定车速V(0)，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)，且节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)时，道路噪声以及发动机100的运转噪声和排气噪声较大。当在这样的状况下使空气泵200运转时，由于道路噪声以及发动机100的运转噪声和排气噪声，使得车主难以听见空气泵200的运转噪声。因此，可以降低车主由于空气泵200的运转噪声而感到不适的可能性。
当使空气泵200运转(S504)时，检测第一空气通道210内的压力(S506)。由于当使空气泵200运转时，在压力下输送空气，所以第一空气通道210内的压力增大。因此，如果压力传感器306正常，则由压力传感器306检测的压力增大。
因此，如果压力已经增大(步骤S508中的“是”)，则确定压力传感器306正常(S510)。同时，如果压力没有增大(步骤S508中的“否”)，则确定在压力传感器306中已经发生故障。
如上所述，在此实施例中，当车速V等于或高于预定车速V(0)，发动机转速NE等于或高于预定转速NE(0)，且节气门开度TH等于或大于预定开度TH(0)时，使空气泵运转并确定压力传感器中是否已经发生故障。于是，空气泵的运转噪声可以被道路噪声以及发动机的运转噪声和排气噪声所掩盖。结果，可以降低车主由于空气泵的运转噪声而感到不适的可能性。
因此，在说明书中公开的本发明的实施例在各个方面都应被认为是解释性的而非限制性的。本发明的技术范围由权利要求界定，因而，落在权利要求的等同方案的含义和范围内的全部修改都包含在本发明的范围中。
权利要求
1.一种用于设置有多个气缸的内燃机的二次空气供应设备，所述二次空气供应设备将二次空气供应到排气控制装置的上游的部分，其特征在于，包括在压力下供应空气的空气泵；第一空气通道，在压力下从所述空气泵输送的所述空气能够流过所述第一空气通道；打开/关闭所述第一空气通道的第一打开/关闭阀；第二空气通道，其一端在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其另一端连接到通向所述多个气缸中的预定气缸的排气通道；打开/关闭所述第二空气通道的第二打开/关闭阀；第三空气通道，其一端在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其另一端连接到的排气通道所通向的气缸与连接到所述第二空气通道的所述排气通道所通向的所述预定气缸不同；打开/关闭所述第三空气通道的第三打开/关闭阀；对所述第一空气通道中的压力进行检测的压力检测器，所述压力检测器设置在所述空气泵与所述第一打开/关闭阀之间；故障确定装置，所述故障确定装置在所述第一打开/关闭阀受控打开、所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀受控关闭、且所述空气泵受控停止时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果来确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
2.如权利要求1所述的二次空气供应设备，其特征在于，所述故障确定装置在引入到所述内燃机中的空气量大于预定量时确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
3.如权利要求1或2所述的二次空气供应设备，其特征在于，所述故障确定装置在由所述压力检测器检测到压力变化时确定所述二次空气供应设备中已经发生故障。
4.如权利要求1至3中任一项所述的二次空气供应设备，其特征在于，所述故障确定装置确定所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀的至少一个中是否已经发生故障。
5.一种用于安装在车辆中的内燃机的二次空气供应设备，其将二次空气供应到排气控制装置的上游的部分，其特征在于，包括压力检测器，其对在压力下从空气泵输送到连接至排气通道的通道的二次空气的压力进行的检测；信息获得装置，其获得与车辆的车主听见的噪声相关的信息；泵运转装置，其在所述噪声的幅度大于预定值时使所述空气泵运转；故障确定装置，在所述空气泵受控运转时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果，确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
6.如权利要求5所述的二次空气供应设备，其特征在于，与所述噪声相关的所述信息包括车速、所述内燃机的转速、和设置在所述内燃机中的节气门的开度中的至少一个。
7.如权利要求4或5所述的二次空气供应设备，其中，所述内燃机设置有多个气缸，其特征在于，所述二次空气供应设备包括i)第一空气通道，在压力下从所述空气泵输送的所述空气能够流过所述第一空气通道；ii)打开/关闭所述第一空气通道的第一打开/关闭阀；iii)第二空气通道，其在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其连接到通向所述多个气缸中的预定气缸的排气通道；iv)打开/关闭所述第二空气通道的第二打开/关闭阀；v)第三空气通道，其在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且其连接到的排气通道所通向的气缸与连接到所述第二空气通道的所述排气通道所通向的所述预定气缸不同；vi)打开/关闭所述第三空气通道的第三打开/关闭阀；所述故障确定装置在所述第一打开/关闭阀、所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀受控关闭时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果来确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
8.如权利要求7所述的二次空气检测设备，其特征在于，所述故障确定装置在所述压力传感器未检测到压力增大时确定所述二次空气供应设备中已经发生故障。
9.如权利要求5至8中任一项所述的二次空气供应设备，其特征在于，所述故障确定装置确定所述压力检测器和所述空气泵的至少一个是否已经发生故障。
10.一种二次空气供应方法，用于控制供应到排气控制装置的上游的部分的二次空气，其特征在于，包括以下步骤设置下述装置在压力下供应空气的空气泵；打开/关闭第一空气通道的第一打开/关闭阀，在压力下从所述空气泵输送的所述空气能够流过所述第一空气通道；打开/关闭所述第二空气通道的第二打开/关闭阀，所述第二空气通道在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，并且所述第二空气通道连接到通向所述多个气缸中的预定气缸的排气通道；打开/关闭所述第三空气通道的第三打开/关闭阀，所述第三空气通道在所述第一打开/关闭阀的下游的部分处连接到所述第一空气通道，且所述第三空气通道连接到的排气通道所通向的气缸与连接到所述第二空气通道的所述排气通道所引到的所述预定气缸不同；检测在所述空气泵与所述第一打开/关闭阀之间的所述第一空气通道中的压力；在所述第一打开/关闭阀受控打开、所述第二打开/关闭阀和所述第三打开/关闭阀受控关闭、且所述空气泵受控停止时，基于由所述压力检测器执行的检测的结果来确定所述第二空气供应设备中是否已经发生故障。
11.一种二次空气供应设备，用于控制供应到排气控制装置的上游的部分的二次空气，其特征在于，包括检测在压力下从空气泵输送的空气的压力；获得与车辆的车主所听见的噪声相关的信息；泵运转装置，其在所述噪声的幅度大于预定值时使所述空气泵运转；当所述空气泵受控运转时，基于所检测到的压力来确定所述二次空气供应设备中是否已经发生故障。
全文摘要
ECU(300)执行包括以下步骤的程序在空气量GA等于或大于预定空气量GA(0)，且发动机启动时的冷却剂温度TW等于或高于预定冷却剂温度TW(0)的情况(步骤S200中的“是”)下，在真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)受控关闭且空气泵(200)受控停止时，打开电磁ASV(232)(S202)，其中空气量GA是引入到发动机(100)中的空气量；检测压力(S204)；关闭电磁ASV(S206)；在电磁ASV打开的情况下检测到压力变化(步骤S400中的“是”)时，确定真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)的至少一个已经发生故障(S402)，所述故障即真空压力ASV(1)和真空压力ASV(2)之一保持在打开状态且不能关闭。
文档编号F02B77/08GK1898460SQ200580001319
公开日2007年1月17日 申请日期2005年8月15日 优先权日2004年8月30日
发明者村口智一 申请人:丰田自动车株式会社