特開 2022-119083 二次空気供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022119083

(43)【公開日】2022-08-16

(54)【発明の名称】二次空気供給装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/22 20060101AFI20220808BHJP

   F01N 11/00 20060101ALI20220808BHJP

【ＦＩ】

F01N3/22 301P

F01N11/00

F01N3/22 301Z

F01N3/22 301S

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021016076

(22)【出願日】2021-02-03

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中川 拓哉

【テーマコード（参考）】

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA14

3G091AA17

3G091AA28

3G091BA29

3G091CA22

3G091EA34

3G091FA02

3G091GB17X

3G091HA36

3G091HB07

(57)【要約】

【課題】二次空気供給通路内の圧力の脈動を正確に検出することができる技術を提供する。
【解決手段】二次空気供給装置は、エンジンと、エンジンに吸入される空気が流れる吸気通路と、エンジンから排出される排ガスが流れる排気通路と、排気通路に配置されており、排気通路を流れる排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化部材と、吸気通路に連通しており、排ガス浄化部材よりも上流側の排気通路に接続されている二次空気供給通路と、二次空気供給通路に配置されており、二次空気供給通路を開閉する制御弁と、制御弁の開状態と閉状態とを切り替える制御部と、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路に配置されており、排気通路に向かう方向に空気を圧送するエアポンプと、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の上流側圧力を検出する上流側圧力センサと、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の下流側圧力を検出する下流側圧力センサと、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンに吸入される空気が流れる吸気通路と、
前記エンジンから排出される排ガスが流れる排気通路と、
前記排気通路に配置されており、前記排気通路を流れる排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化部材と、
前記吸気通路に連通しており、前記排ガス浄化部材よりも上流側の前記排気通路に接続されている二次空気供給通路と、
前記二次空気供給通路に配置されており、前記二次空気供給通路を開閉する制御弁と、
前記制御弁の開状態と閉状態とを切り替える制御部と、
前記制御弁よりも上流側の前記二次空気供給通路に配置されており、前記排気通路に向かう方向に空気を圧送するエアポンプと、
前記制御弁よりも上流側の前記二次空気供給通路内の上流側圧力を検出する上流側圧力センサと、
前記制御弁よりも下流側の前記二次空気供給通路内の下流側圧力を検出する下流側圧力センサと、を備えている、二次空気供給装置。

【請求項2】

請求項１に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御部は、前記上流側圧力センサにより検出される前記上流側圧力の脈動と、前記下流側圧力センサにより検出される前記下流側圧力の脈動と、に基づいて、前記制御弁の開閉状態を判断する、二次空気供給装置。

【請求項3】

請求項２に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御部は、前記制御弁を前記開状態または前記閉状態に制御する指令と、前記上流側圧力の前記脈動と、前記下流側圧力の前記脈動と、に基づいて、前記制御弁の前記開閉状態に異常が生じているか否かを判断する、二次空気供給装置。

【請求項4】

請求項３に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御部は、前記上流側圧力の前記脈動の振幅と、前記下流側圧力の前記脈動の振幅と、の差に基づいて、前記制御弁の前記開閉状態に異常が生じているか否かを判断する、二次空気供給装置。

【請求項5】

請求項４に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御部は、前記上流側圧力の前記脈動の前記振幅と前記下流側圧力の前記脈動の前記振幅との差、および振幅判定値に基づいて、前記制御弁の前記開閉状態に異常が生じているか否かを判断可能であり、
前記制御部は、前記エンジンの運転条件に応じて、前記振幅判定値を変更可能である、二次空気供給装置。

【請求項6】

請求項３に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御部は、前記上流側圧力の前記脈動の位相と、前記下流側圧力の前記脈動の位相と、の差に基づいて、前記制御弁の前記開閉状態に異常が生じているか否かを判断する、二次空気供給装置。

【請求項7】

請求項６に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御部は、前記上流側圧力の前記脈動の前記位相と前記下流側圧力の前記脈動の前記位相との差、および位相判定値に基づいて、前記制御弁の前記開閉状態に異常が生じているか否かを判断可能であり、
前記制御部は、前記エンジンの運転条件に応じて、前記位相判定値を変更可能である、二次空気供給装置。

【請求項8】

請求項６または７に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御弁が前記閉状態にある場合に、前記上流側圧力の前記脈動の前記位相と、前記下流側圧力の前記脈動の前記位相と、が異なっている、二次空気供給装置。

【請求項9】

請求項３から８のいずれか一項に記載の二次空気供給装置であって、
前記上流側圧力センサよりも上流側の前記二次空気供給通路に配置されているチャンバーをさらに備えており、
前記チャンバーの通路断面積は、前記二次空気供給通路の通路断面積よりも大きい、二次空気供給装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の二次空気供給装置であって、
前記上流側圧力センサと前記下流側圧力センサは、前記制御弁の近傍に配置されている、二次空気供給装置。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載の二次空気供給装置であって、
前記制御弁と前記上流側圧力センサと前記下流側圧力センサとは、一体的に作製されている、二次空気供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、二次空気供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に二次空気供給装置が開示されている。特許文献１の二次空気供給装置は、エンジンと、エンジンから排出される排ガスが流れる排気通路と、排気通路に配置されており、排気通路を流れる排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化部材と、吸気通路に連通しており、排ガス浄化部材よりも上流側の排気通路に接続されている二次空気供給通路と、二次空気供給通路を開閉する制御弁と、制御弁の開状態と閉状態とを切り替える制御部と、二次空気供給通路内の空気を排気通路に向かう方向に圧送するエアポンプと、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の上流側圧力を検出する上流側圧力センサと、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－８３０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の二次空気供給装置では、二次空気供給通路が吸気通路に連通しているため、吸気通路内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路内の空気に上流側圧力の脈動が生じることがある。また、二次空気供給通路が排気通路に接続されているため、排気通路内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の空気に下流側圧力の脈動が生じることがある。

【0005】

上記の二次空気供給装置では、上流側圧力センサにより、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の空気に生じた上流側圧力の脈動のみが検出される。このため、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の空気に生じた下流側圧力の脈動を検出することができない。これにより、二次空気供給通路内の圧力の脈動を正確に検出することができない。

【0006】

本明細書は、二次空気供給通路内の圧力の脈動を正確に検出することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本明細書に開示する二次空気供給装置は、エンジンと、エンジンに吸入される空気が流れる吸気通路と、エンジンから排出される排ガスが流れる排気通路と、排気通路に配置されており、排気通路を流れる排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化部材と、吸気通路に連通しており、排ガス浄化部材よりも上流側の排気通路に接続されている二次空気供給通路と、二次空気供給通路に配置されており、二次空気供給通路を開閉する制御弁と、制御弁の開状態と閉状態とを切り替える制御部と、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路に配置されており、排気通路に向かう方向に空気を圧送するエアポンプと、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の上流側圧力を検出する上流側圧力センサと、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の下流側圧力を検出する下流側圧力センサと、を備えている。

【0008】

上記の構成によれば、二次空気供給通路が吸気通路に連通しているため、吸気通路内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路内の空気に上流側圧力の脈動が生じることがある。また、二次空気供給通路が排気通路に接続されているため、排気通路内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路内の空気に下流側圧力の脈動が生じることがある。上記の構成によれば、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の上流側圧力の脈動が上流側圧力センサにより検出され、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の下流側圧力の脈動が下流側圧力センサにより検出される。このため、二次空気供給通路内の圧力の脈動を正確に検出することができる。

【0009】

本明細書に開示する制御部は、上流側圧力センサにより検出される上流側圧力の脈動と、下流側圧力センサにより検出される下流側圧力の脈動と、に基づいて、制御弁の開閉状態を判断してもよい。

【0010】

上記の構成によれば、制御弁が閉状態である場合、吸気通路内の空気の圧力の脈動にのみ起因して、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の空気に上流側圧力の脈動が生じ、また、排気通路内の空気の圧力の脈動にのみ起因して、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の空気に下流側圧力の脈動が生じる。一方、制御弁が開状態である場合、吸気通路内の空気の圧力の脈動と排気通路内の空気の圧力の脈動の両方に起因して、制御弁よりも上流側の二次空気供給通路内の空気に上流側圧力の脈動が生じるとともに、制御弁よりも下流側の二次空気供給通路内の空気にも下流側圧力の脈動が生じる。上記の構成によれば、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動とが検出されることにより、制御弁が閉状態と開状態のいずれの状態にあるか否かを容易に判断することができる。

【0011】

本明細書に開示する制御部は、制御弁を開状態または閉状態に制御する指令と、上流側圧力の脈動と、下流側圧力の脈動と、に基づいて、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断してもよい。

【0012】

例えば、制御弁と二次空気供給通路との間に異物が挟まると、制御部が制御弁を閉状態に制御する指令を発している場合であっても、制御弁が閉状態とならずに開状態となることがある。また、例えば、制御弁が固着していると、制御部が制御弁を開状態に制御する指令を発している場合であっても、制御弁が開状態とならず閉状態に維持されることがある。上記の構成によれば、制御部は、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動とに基づいて制御弁の実際の開閉状態を判断することができる。このため、制御部が、制御弁の実際の開閉状態と、制御弁を開状態または閉状態に制御する指令とを比較することにより、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0013】

本明細書に開示する制御部は、上流側圧力の脈動の振幅と、下流側圧力の脈動の振幅と、の差に基づいて、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断してもよい。

【0014】

上記の構成によれば、上流側圧力の脈動の振幅と下流側圧力の脈動の振幅との差を比較する簡便な手法により、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断することができる。

【0015】

本明細書に開示する制御部は、上流側圧力の脈動の振幅と下流側圧力の脈動の振幅との差、および振幅判定値に基づいて、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断可能であってもよい。制御部は、エンジンの運転条件に応じて、振幅判定値を変更可能であってもよい。

【0016】

吸気通路に生じる圧力の脈動の振幅と、排気通路に生じる圧力の脈動の振幅は、エンジンの運転条件に応じて変化することがある。このため、上流側圧力の脈動の振幅と、下流側圧力の脈動の振幅も、エンジンの運転条件に応じて変化することがある。上記の構成によれば、制御部がエンジンの運転条件に応じて振幅判定値を変化させるため、エンジンの運転条件によらず、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0017】

本明細書に開示する制御部は、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相と、の差に基づいて、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断してもよい。

【0018】

上記の構成によれば、上流側圧力の脈動の位相と下流側圧力の脈動の位相との差を比較する簡便な手法により、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断することができる。

【0019】

本明細書に開示する制御部は、上流側圧力の脈動の位相と下流側圧力の脈動の位相との差、および位相判定値に基づいて、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを判断可能であってもよい。制御部は、エンジンの運転条件に応じて、位相判定値を変更可能であってもよい。

【0020】

吸気通路に生じる圧力の脈動の位相と、排気通路に生じる圧力の脈動の位相は、エンジンの運転条件に応じて変化することがある。このため、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相も、エンジンの運転条件に応じて変化することがある。上記の構成によれば、制御部がエンジンの運転条件に応じて位相判定値を変化させるため、エンジンの運転条件によらず、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0021】

本明細書に開示する二次空気供給装置において、制御弁が閉状態にある場合に、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相と、が異なっていてもよい。

【0022】

例えば、制御弁が閉状態にある場合に、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相が等しいと、制御部は、制御弁が開状態であると誤って判断してしまい、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができない。上記の構成によれば、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0023】

本明細書に開示する二次空気供給装置は、上流側圧力センサよりも上流側の二次空気供給通路に配置されているチャンバーをさらに備えていてもよい。チャンバーの通路断面積は、二次空気供給通路の通路断面積よりも大きくてもよい。

【0024】

上記の構成によれば、チャンバーを用いることにより、吸気通路内の空気に圧力の脈動が生じる場合に、その脈動に起因して、二次空気供給通路内の空気に生じる上流側圧力の脈動の振幅を低減することができ、また、上流側圧力の脈動の位相を変化させることができる。これにより、制御弁の開閉状態に異常が生じているか否かをより正確に判断することができる。

【0025】

本明細書に開示する上流側圧力センサと下流側圧力センサは、制御弁の近傍に配置されていてもよい。

【0026】

上記の構成によれば、制御弁近傍の上流側圧力の脈動が上流側圧力センサにより検出され、制御弁近傍の下流側圧力の脈動が下流側圧力センサにより検出される。このため、上流側圧力センサと下流側圧力センサとの間の距離が圧力の脈動に与える影響を考慮することなく、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動、例えば、脈動の位相を比較することができる。

【0027】

本明細書に開示する制御弁と上流側圧力センサと下流側圧力センサとは、一体的に作製されていてもよい。

【0028】

上記の構成によれば、制御弁と上流側圧力センサと下流側圧力センサとが別体で作製されている場合と比較して、部品点数を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】第１実施例に係る二次空気供給装置の模式図である。

【図2】圧力の脈動のパターンの一例を示す図である。

【図3】第１実施例に係る脈動解析処理のフローチャートである。

【図4】第１実施例に係る異常判定処理のフローチャートである。

【図5】第２実施例に係る異常判定処理のフローチャートである。

【図6】第３実施例に係る異常判定処理のフローチャートである。

【図7】第４実施例に係る異常判定処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

（第１実施例）
第１実施例に係る二次空気供給装置１について図面を参照して説明する。二次空気供給装置１は、例えば、ガソリン自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されている。図１に示すように、二次空気供給装置１は、エンジン１０と、エンジン１０に接続されている吸気通路１２と、エンジン１０に接続されている排気通路１４と、を備えている。また、二次空気供給装置１は、排気通路１４に接続されている二次空気供給通路１６と、制御部５２と、を備えている。

【0031】

エンジン１０は、例えば、４気筒型のエンジンである。なお、変形例では、エンジン１０は、４気筒型以外のエンジンであってもよい。エンジン１０は、ガソリン等の燃料と空気を吸入し、その燃料を燃焼させることにより、エンジン１０のクランクシャフト１０ａを回転させる。クランクシャフト１０ａの回転に伴うエンジン１０の駆動力により車両が走行する。エンジン１０で燃料が燃焼すると排ガスが排出される。

【0032】

クランクシャフト１０ａには、クランク角センサ１１が取り付けられている。クランク角センサ１１は、クランクシャフト１０ａの回転角を検出する。クランク角センサ１１の検出値は、制御部５２により取得される。

【0033】

吸気通路１２は、エンジン１０に空気を供給する。吸気通路１２の下流端部は、エンジン１０の吸入口１８に接続されている。吸気通路１２を流れた空気がエンジン１０に吸入される。吸気通路１２の上流端部には、エアクリーナ２０が取り付けられている。エアクリーナ２０は、入口部２２と、フィルタ部２６と、出口部２４と、を備えている。入口部２２は、外気側に配置されており、入口部２２から空気が吸入される。フィルタ部２６は、入口部２２と出口部２４との間に配置されている。入口部２２から吸入された空気がフィルタ部２６を通過する。フィルタ部２６は、入口部２２から吸入された空気に含まれているゴミやチリ等の異物を除去する。出口部２４は、吸気通路１２側に配置されており、フィルタ部２６を通過した空気が出口部２４から吸気通路１２に流入する。吸気通路１２の上流端部は、エアクリーナ２０の出口部２４に接続されている。

【0034】

エアクリーナ２０よりも下流側の吸気通路１２には、上流側から順に、エアフローメータ３０、スロットル弁３２、燃料噴射装置３３が配置されている。エアフローメータ３０は、吸気通路１２を流れてエンジン１０に吸入される空気の流量を検出する。スロットル弁３２は、吸気通路１２の流路面積を変化させることによりエンジン１０に吸入される空気の流量を変化させる。燃料噴射装置３３は、例えば、ガソリン等の液体の燃料を霧状に噴射する。燃料噴射装置３３は、エンジン１０の近傍の吸気通路１２内に燃料を噴射する。燃料噴射装置３３から噴射された燃料は、吸気通路１２を流れる空気とともにエンジン１０に吸入される。エンジン１０に吸入された燃料が燃焼することによりエンジン１０が駆動する。

【0035】

排気通路１４の上流端部は、エンジン１０の排気口１９に接続されている。エンジン１０から排出される排ガスが排気通路１４に流入する。排気通路１４は、エンジン１０から排出される排ガスを外部に排出する。

【0036】

排気通路１４内には、排ガス浄化部材３６が配置されている。排ガス浄化部材３６は、例えば、多孔質のセラミックスから構成されている円筒状の部材であり、触媒を保持する。触媒は、排気通路１４を流れる排ガスを浄化する性質を有する。触媒は、排ガスに含まれている炭化水素と一酸化炭素を酸化し、窒素酸化物を還元する性質を有する。排ガス浄化部材３６の触媒により浄化された後の排ガスが排気通路１４から外部に排出される。

【0037】

排ガス浄化部材３６よりも上流側の排気通路１４には、空燃比センサ３４が配置されている。空燃比センサ３４は、エンジン１０から排出されて排気通路１４を流れる排ガスの空燃比を検出する。空燃比センサ３４は、排ガス浄化部材３６に供給される排ガスの空燃比を検出することができる。

【0038】

次に、二次空気供給通路１６について説明する。二次空気供給通路１６は、エアクリーナ２０と排気通路１４との間に配置されている。二次空気供給通路１６の上流端部は、エアクリーナ２０の出口部２４に接続されている。二次空気供給通路１６の上流端部は、エアクリーナ２０の出口部２４を介して吸気通路１２の上流端部と連通している。二次空気供給通路１６と吸気通路１２が１個の共通のエアクリーナ２０に接続されており、エアクリーナ２０の共通化が図られている。二次空気供給通路１６の下流端部は、空燃比センサ３４と排ガス浄化部材３６よりも上流側の排気通路１４に接続されている。二次空気供給通路１６は、空燃比センサ３４と排ガス浄化部材３６よりも上流側の排気通路１４に空気を供給する。二次空気供給通路１６は、排ガス浄化部材３６に供給するための空気を排気通路１４に供給する。

【0039】

二次空気供給通路１６が吸気通路１２に連通しているため、吸気通路１２内の空気の状態が二次空気供給通路１６内の空気の状態に影響を及ぼすことがある。例えば、吸気通路１２内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路１６内の空気に圧力の脈動が生じることがある。空気の圧力の脈動は、空気の圧力変動により生じる。また、二次空気供給通路１６が排気通路１４に連通しているため、排気通路１４内の排ガスの状態が二次空気供給通路１６内の空気の状態に影響を及ぼすことがある。例えば、排気通路１４内の排ガスに圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路１６内の空気に圧力の脈動が生じることがある。排ガスの圧力の脈動は、排ガスの圧力変動により生じる。なお、エンジン１０が駆動すると、吸気通路１２内の空気と排気通路１４内の空気に圧力の脈動が生じる。

【0040】

二次空気供給通路１６には、上流側から順に、チャンバー３８と、エアポンプ４０、上流側圧力センサ４６、制御弁４２、下流側圧力センサ４８、リード弁４４が配置されている。チャンバー３８は、二次空気供給通路１６とエアクリーナ２０の接続箇所の近傍に配置されている。チャンバー３８の空気の流れる方向に直交する面における通路断面積は、二次空気供給通路１６の空気の流れる方向に直交する面における通路断面積よりも大きい。即ち、チャンバー３８の空気の流れる方向における単位長さ当たりの容積は、二次空気供給通路１６の空気の流れる方向における単位長さ当たりの容積よりも大きい。このため、例えば、二次空気供給通路１６内の空気に圧力の脈動が生じる場合、チャンバー３８は、その脈動を低減することができ、例えば、圧力の脈動の振幅を低減することができる。また、二次空気供給装置１がチャンバー３８を備えていない場合と比較して、圧力の脈動の位相を変化させることができる。

【0041】

エアポンプ４０は、エアクリーナ２０よりも下流側の二次空気供給通路１６に配置されている。エアポンプ４０は、排ガス浄化部材３６に空気を供給するために二次空気供給通路１６内の空気を下流側に圧送する。エアポンプ４０は、例えば、遠心ポンプであり、上流側の吸入部４０１と、下流側の吐出部４０２と、を備えている。エアポンプ４０は、吸入部４０１から吸入した空気を吐出部４０２から吐出することにより空気を下流側に圧送する。エアポンプ４０の吸入部４０１と吐出部４０２は、連通している。このため、エアポンプ４０よりも上流側の二次空気供給通路１６内の空気に圧力の脈動が生じると、エアポンプ４０よりも下流側の二次空気供給通路１６内の空気に圧力の脈動が生じる。

【0042】

制御弁４２は、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８と一体的に作製されている。制御弁４２は、電磁弁５０の駆動により二次空気供給通路１６を開閉する。制御弁４２が開いている開状態では、制御弁４２よりも上流側から下流側に空気が流れる。また、制御弁４２が開状態である場合、排気通路１４内の排ガスに圧力の脈動が生じると、その脈動が制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内の空気に伝わる。制御弁４２が閉じている閉状態では、二次空気供給通路１６内の空気の流れが遮断されて制御弁４２よりも下流側に空気が流れなくなる。また、制御弁４２が閉状態にある場合、排気通路１４内の排ガスに圧力の脈動が生じたとしても、その脈動が制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内の空気に伝わらない。以下では、制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６を、上流側二次空気供給通路１６ａと呼ぶことがあり、制御弁４２よりも下流側の二次空気供給通路１６を、下流側二次空気供給通路１６ｂと呼ぶことがある。

【0043】

リード弁４４は、逆止弁である。リード弁４４は、二次空気供給通路１６の上流側から下流側に空気が流れることを許容し、下流側から上流側に空気が流れることを禁止する。

【0044】

上流側圧力センサ４６は、制御弁４２の近傍に配置されている。上流側圧力センサ４６は、エアポンプ４０よりも下流側で制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内に配置されている。上流側圧力センサ４６は、上流側二次空気供給通路１６ａ内の空気の圧力を検出する。上流側圧力センサ４６は、上流側二次空気供給通路１６ａ内の空気に圧力の脈動が生じるとその脈動を検出する。例えば、制御弁４２が閉状態にあり、かつエアポンプ４０が停止している場合、吸気通路１２内の空気の圧力の脈動にのみ起因して、上流側二次空気供給通路１６ａ内の空気に圧力の脈動が生じる。この場合、上流側圧力センサ４６は、例えば、図２に示すパターン１の圧力の脈動を検出する。一方、制御弁４２が開状態にあり、かつエアポンプ４０が停止している場合、吸気通路１２内の空気の圧力の脈動と、排気通路１４内の空気の圧力の脈動の両方に起因して、上流側二次空気供給通路１６ａ内の空気に圧力の脈動が生じる。この場合、上流側圧力センサ４６は、例えば、図２に示すパターン３の圧力の脈動を検出する。パターン３の圧力の脈動の周波数は、パターン１の圧力の駆脈動の周波数と等しい。また、パターン３の圧力の脈動の振幅と位相は、パターン１の圧力の脈動の振幅と位相と異なる。なお、上流側圧力センサ４６が検出する圧力の脈動の振幅と位相は、エンジン１０の運転条件に応じて変化する。ここで、エンジン１０の運転条件は、エンジン１０の回転数と、エンジン１０への吸入空気量と、スロットル弁３２の開度と、エンジン１０の負荷の少なくとも１つから構成される条件のことをいう。

【0045】

図１に示すように、下流側圧力センサ４８は、制御弁４２の近傍に配置されている。下流側圧力センサ４８は、制御弁４２よりも下流側でリード弁４４よりも上流側の二次空気供給通路１６内に配置されている。下流側圧力センサ４８は、下流側二次空気供給通路１６ｂ内の空気の圧力を検出する。下流側圧力センサ４８は、下流側二次空気供給通路１６ｂ内の空気に圧力の脈動が生じるとその脈動を検出する。例えば、制御弁４２が閉状態にあり、かつエアポンプ４０が停止している場合、排気通路１４内の空気の圧力の脈動にのみ起因して、下流側二次空気供給通路１６ｂ内の空気に圧力の脈動が生じる。この場合、下流側圧力センサ４８は、例えば、図２に示すパターン２の圧力の脈動を検出する。パターン２の圧力の脈動の周波数は、パターン１、３の圧力の脈動の周波数と等しい。また、パターン２の圧力の脈動の振幅と位相は、パターン１、３の圧力の脈動の振幅と位相と異なる。なお、パターン１、２の圧力の脈動の振幅と位相が異なるように、下流側圧力センサ４８と上流側圧力センサ４６の位置が調整されている。一方、制御弁４２が開状態にあり、かつエアポンプ４０が停止している場合、吸気通路１２内の空気の圧力の脈動と、排気通路１４内の空気の圧力の脈動の両方に起因して、下流側二次空気供給通路１６ｂ内の空気に圧力の脈動が生じる。この場合、下流側圧力センサ４８は、例えば、図２に示すパターン３の圧力の脈動を検出する。なお、下流側圧力センサ４８が検出する圧力の脈動の振幅と位相は、エンジン１０の運転条件に応じて変化する。

【0046】

次に、制御部５２について説明する。制御部５２は、ＣＰＵと、メモリ（ＲＯＭやＲＡＭ）と、を備えている。制御部５２は、クランク角センサ１１と、エアフローメータ３０と、スロットル弁３２と、燃料噴射装置３３と、空燃比センサ３４と、エアポンプ４０と、上流側圧力センサ４６と、下流側圧力センサ４８と、電磁弁５０に電気的に接続されている。制御部５２は、メモリに記憶されているプログラムに基づいて様々な処理を実行する。制御部５２が実行する処理については後述する。

【0047】

次に、二次空気供給装置１の動作について説明する。二次空気供給装置１は、例えば、車両の始動初期等、排ガス浄化部材３６が低温であるときに動作する。二次空気供給装置１では、エンジン１０が駆動することにより、エンジン１０から排ガスが排出される。エンジン１０は、吸気通路１２を通じてエンジン１０に吸入される空気と、燃料噴射装置３３からエンジン１０に噴射される燃料との混合気体が燃焼することにより駆動する。混合気体が燃焼することにより、排ガスが排出される。エンジン１０から排出された排ガスは、排気通路１４を流れる過程で、排ガス浄化部材３６を通過して浄化される。浄化された排ガスは、外部に排出される。

【0048】

また、上記の二次空気供給装置１では、エアポンプ４０が駆動すると、二次空気供給通路１６内の空気が制御弁４２側（下流側）に圧送される。制御弁４２が開状態であるときに、二次空気供給通路１６内の空気が排気通路１４に供給される。これにより、排気通路１４を流れる排ガスの空燃比（排ガス内の空気の比率）が大きくなる。即ち、排ガス浄化部材３６に供給される排ガスにおける空燃比が大きくなる。排ガス中の空気とエンジン１０で燃焼しなかった燃料成分が燃焼することにより、排ガス浄化部材３６の温度が上昇する。これにより、排ガス浄化部材３６による排ガスの浄化性能が高まる。

【0049】

（脈動解析処理）
次に、二次空気供給装置１で実行される処理について説明する。まず、脈動解析処理について説明する。脈動解析処理は、上流側圧力センサ４６により検出される上流側二次空気供給通路１６ａ内の空気の圧力の脈動と、下流側圧力センサ４８により検出される下流側二次空気供給通路１６ｂ内の空気の圧力の脈動について、それらの脈動の振幅と位相を解析する処理である。以下では、上流側圧力センサ４６により検出される上流側二次空気供給通路１６ａ内の空気の圧力の脈動を、上流側圧力の脈動と呼び、下流側圧力センサ４８により検出される下流側二次空気供給通路１６ｂ内の空気の圧力の脈動を、下流側圧力の脈動と呼ぶ。脈動解析処理は、例えば、二次空気供給装置１が搭載されている車両のエンジンスタートボタンが押されると開始される。また、脈動解析処理は、制御弁４２の開閉状態によらず実行される。脈動解析処理は、上流側圧力の脈動を解析する処理と、下流側圧力の脈動を解析する処理の２種類の処理と、を含む。まず、上流側圧力の脈動を解析する処理について説明する。

【0050】

図３に示すように、脈動解析処理のＳ２では、制御部５２は、カウント値をゼロにする。カウント値は、ゼロから所定値までの範囲の数値である。カウント値の範囲は、制御部５２が後述するＳ４からＳ２０を実行するサイクルの数により変化する。

【0051】

Ｓ４では、制御部５２は、上流側圧力センサ４６が検出した検出値を取得する。Ｓ６では、制御部５２は、取得した検出値が最大圧力検出値よりも大きいか否かを判断する。最大圧力検出値は、制御部５２が脈動解析処理を実行すると同時にリセットされる値である。制御部５２が、脈動解析処理が実行されてから初めてＳ６を実行した場合には、最大圧力検出値が存在しないため、制御部５２は、Ｓ６でＹＥＳと判断し、Ｓ８に進む。また、２回目以降に実行されたＳ６では、制御部５２は、取得した検出値が最大圧力検出値よりも大きいと判断した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、Ｓ８に進む。一方、制御部５２は、取得した検出値が最大圧力検出値以下であると判断した場合（Ｓ６でＮＯ）、Ｓ１２に進む。

【0052】

まず、Ｓ８について説明する。Ｓ８では、制御部５２は、最大圧力検出値を取得した検出値に置き換える。このため、最大圧力検出値は、上流側圧力センサ４６により検出された検出値の大きさに応じて、随時変化する。Ｓ１０では、制御部５２は、最大クランク角を現在のカウント値に置き換える。最大クランク角は、制御部５２が脈動解析処理を実行すると同時にリセットされる値である。制御部５２は、Ｓ１０を実行した後、Ｓ１８に進む。

【0053】

次に、Ｓ１２について説明する。Ｓ１２では、制御部５２は、Ｓ４で取得した検出値が最小圧力検出値よりも小さいか否かを判断する。最小圧力検出値は、制御部５２が脈動解析処理を実行すると同時にリセットされる値である。制御部５２が、脈動解析処理が実行されてから初めてＳ１２を実行した場合には、最小圧力検出値が存在しないため、制御部５２は、Ｓ１２でＹＥＳと判断し、Ｓ１４に進む。また、２回目以降に実行されたＳ１２では、制御部５２は、取得した検出値が最小圧力検出値よりも小さいと判断した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、Ｓ１４に進む。一方、制御部５２は、取得した検出値が最小圧力検出値以上であると判断した場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ１８に進む。

【0054】

Ｓ１４では、制御部５２は、最小圧力検出値を取得した検出値に置き換える。このため、最小圧力検出値は、上流側圧力センサ４６により検出された検出値の大きさに応じて、随時変化する。Ｓ１６では、制御部５２は、最小クランク角を現在のカウント値に置き換える。最小クランク角は、制御部５２が脈動解析処理を実行すると同時にリセットされる値である。制御部５２は、Ｓ１６を実行した後、Ｓ１８に進む。

【0055】

Ｓ１８では、制御部５２は、クランク角センサ１１から検出値を取得して、クランクシャフト１０ａのクランク角が１８０°を経過しているか否かを判断する。本実施例では、エンジン１０は、４気筒型のエンジンであるため、クランクシャフト１０ａが１８０°回転すると、エンジン１０の１気筒分の燃料と空気の吸入が完了する。制御部５２は、クランク角が１８０°を経過していないと判断した場合（Ｓ１８でＮＯ）、Ｓ２０に進む。一方、制御部５２は、クランク角が１８０°を経過したと判断した場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、Ｓ２２に進む。

【0056】

まず、Ｓ２０について説明する。Ｓ２０では、制御部５２は、カウント値を１だけ増加させる。その後、制御部５２は、上述したＳ４からＳ１８までの一連の処理を実行する。カウント値は、クランクシャフト１０ａの回転角に対応した値である。カウント値は、クランクシャフト１０ａがゼロから１８０°まで回転する間に制御部５２が上流側圧力センサ４６から検出値を取得する頻度に応じて変化する。例えば、クランクシャフト１０ａが１°回転する毎に制御部５２が上流側圧力センサ４６から検出値を取得する場合、カウント値は、ゼロから１８０の範囲となる。

【0057】

Ｓ２２では、制御部５２は、最大圧力検出値から最小圧力検出値を減算することにより、圧力の脈動の振幅を算出する。

【0058】

次に、下流側圧力の脈動を解析する処理ついて説明する。下流側圧力の脈動を解析する処理は、上述した上流側圧力の脈動を解析する処理と同じフローチャート（図３参照）で説明できる。以下では、上流側圧力の脈動を解析する処理と異なる点のみを説明する。下流側圧力の脈動を解析する処理では、Ｓ４で、制御部５２は、上流側圧力センサ４６が検出した検出値に替えて、下流側圧力センサ４８が検出した検出値を取得する。また、制御部５２は、下流側圧力センサ４８から取得した検出値に基づいて、Ｓ８からＳ２２を実行する。

【0059】

（異常判定処理）
次に、異常判定処理について説明する。異常判定処理は、脈動解析処理による上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動の解析結果に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断する処理である。異常判定処理は、脈動解析処理が実行された後に実行される。

【0060】

図４に示すように、異常判定処理のＳ３２では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているか否かを判断する。制御弁４２を閉状態に制御する指令は、排ガス浄化部材３６に供給するための空気を二次空気供給通路１６から排気通路１４に供給することが停止される場合に発せられる。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発していない場合、即ち、制御弁４２を開状態に制御する指令を発している場合（Ｓ３２でＮＯ）、異常判定処理を終了する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、Ｓ３４に進む。

【0061】

Ｓ３４では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合に実行された脈動解析処理の解析結果に基づいて、上流側圧力の脈動の振幅と、下流側圧力の脈動の振幅との差が、振幅判定値以下であるか否かを判断する。

【0062】

ここで、上述したように、制御弁４２が開状態にある場合、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８はともに、例えば、図２に示すパターン３の圧力の脈動を検出する。このため、上流側圧力の脈動の振幅Ａ３は、下流側圧力の脈動の振幅Ａ３と等しくなる。この結果、制御弁４２が開状態にある場合、脈動の振幅の差はゼロに等しく、振幅判定値よりも小さくなる。一方、制御弁４２が閉状態にある場合、上流側圧力センサ４６は、例えば、図２に示すパターン１の圧力の脈動を検出し、下流側圧力センサ４８は、例えば、図２に示すパターン２の圧力の脈動を検出する。このため、上流側圧力の脈動の振幅Ａ１は、下流側圧力の脈動の振幅Ａ２と異なる。この結果、制御弁４２が閉状態にある場合、脈動の振幅の差は、ゼロよりも大きくなる。なお、振幅判定値は、ゼロよりも大きく、かつ振幅Ａ１と振幅Ａ２の差よりも小さく設定される値である。また、振幅判定値は、振幅判定値に関するデータマップとエンジン１０の運転条件に基づいて制御部５２により決定される値である。制御部５２は、振幅判定値を変更可能である。振幅判定値は、エンジン１０の運転条件に応じて変化してもよい。例えば、エンジン１０の負荷が大きくなるにつれて、振幅判定値が大きくなってもよい。振幅判定値に関するデータマップは、予め実験により特定されており、メモリに記憶されている。

【0063】

Ｓ３４では、制御部５２は、脈動の振幅の差が振幅判定値以下であると判断した場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、Ｓ３６で、制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断する。具体的には、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているにも関わらず、制御弁４２が開状態にあると判断する。一方、制御部５２は、脈動の振幅の差が振幅判定値よりも大きいと判断した場合（Ｓ３４でＮＯ）、Ｓ３８で、制御弁４２の開閉状態が正常であると判断する。

【0064】

（効果）
本明細書に開示する二次空気供給装置１は、エンジン１０と、エンジン１０に吸入される空気が流れる吸気通路１２と、エンジン１０から排出される排ガスが流れる排気通路１４と、排気通路１４に配置されており、排気通路１４を流れる排ガスを浄化する触媒を含む排ガス浄化部材３６と、吸気通路１２に連通しており、排ガス浄化部材３６よりも上流側の排気通路１４に接続されている二次空気供給通路１６と、二次空気供給通路１６に配置されており、二次空気供給通路１６を開閉する制御弁４２と、制御弁４２の開状態と閉状態とを切り替える制御部５２と、制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６に配置されており、排気通路１４に向かう方向に空気を圧送するエアポンプ４０と、制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内の上流側圧力を検出する上流側圧力センサ４６と、制御弁４２よりも下流側の二次空気供給通路１６内の下流側圧力を検出する下流側圧力センサ４８と、を備えている。

【0065】

上記の構成によれば、二次空気供給通路１６が吸気通路１２に連通しているため、吸気通路１２内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路１６内の空気に上流側圧力の脈動が生じることがある。また、二次空気供給通路１６が排気通路１４に接続されているため、排気通路１４内の空気に圧力の脈動が生じると、その脈動に起因して、二次空気供給通路１６内の空気に下流側圧力の脈動が生じることがある。上記の構成によれば、制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内の上流側圧力の脈動が上流側圧力センサ４６により検出され、制御弁４２よりも下流側の二次空気供給通路１６内の下流側圧力の脈動が下流側圧力センサ４８により検出される。このため、二次空気供給通路１６内の圧力の脈動を正確に検出することができる。

【0066】

また、制御部５２は、上流側圧力センサ４６により検出される上流側圧力の脈動と、下流側圧力センサ４８により検出される下流側圧力の脈動と、に基づいて、制御弁４２の開閉状態を判断する。

【0067】

上記の構成によれば、制御弁４２が閉状態である場合、吸気通路１２内の空気の圧力の脈動にのみ起因して、制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内の空気に上流側圧力の脈動が生じ、また、排気通路１４内の空気の圧力の脈動にのみ起因して、制御弁４２よりも下流側の二次空気供給通路１６内の空気に下流側圧力の脈動が生じる。一方、制御弁４２が開状態である場合、吸気通路１２内の空気の圧力の脈動と排気通路１４内の空気の圧力の脈動の両方に起因して、制御弁４２よりも上流側の二次空気供給通路１６内の空気に上流側圧力の脈動が生じるとともに、制御弁４２よりも下流側の二次空気供給通路１６内の空気にも下流側圧力の脈動が生じる。上記の構成によれば、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動とが検出されることにより、制御弁４２が閉状態と開状態のいずれの状態にあるか否かを容易に判断することができる。

【0068】

また、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令と、上流側圧力の脈動と、下流側圧力の脈動と、に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断する。

【0069】

例えば、制御弁４２と二次空気供給通路１６との間に異物が挟まると、制御部５２が制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合であっても、制御弁４２が閉状態とならずに開状態となることがある。上記の構成によれば、制御部５２は、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動とに基づいて制御弁４２の実際の開閉状態を判断することができる。このため、制御部５２が、制御弁４２の実際の開閉状態と、制御弁４２を閉状態に制御する指令とを比較することにより、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0070】

また、制御部５２は、上流側圧力の脈動の振幅と、下流側圧力の脈動の振幅と、の差に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断する。

【0071】

上記の構成によれば、上流側圧力の脈動の振幅と下流側圧力の脈動の振幅との差を比較する簡便な手法により、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断することができる。

【0072】

また、制御部５２は、上流側圧力の脈動の振幅と下流側圧力の脈動の振幅との差、および振幅判定値に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断可能である。制御部５２は、エンジン１０の運転条件に応じて、振幅判定値を変更可能である。

【0073】

吸気通路１２に生じる圧力の脈動の振幅と、排気通路１４に生じる圧力の脈動の振幅は、エンジン１０の運転条件に応じて変化することがある。このため、上流側圧力の脈動の振幅と、下流側圧力の脈動の振幅も、エンジン１０の運転条件に応じて変化することがある。上記の構成によれば、制御部５２がエンジン１０の運転条件に応じて振幅判定値を変化させるため、エンジン１０の運転条件によらず、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0074】

また、二次空気供給装置１は、上流側圧力センサ４６よりも上流側の二次空気供給通路１６に配置されているチャンバー３８をさらに備えている。チャンバー３８の通路断面積は、二次空気供給通路１６の通路断面積よりも大きい。

【0075】

上記の構成によれば、チャンバー３８を用いることにより、吸気通路１２内の空気に圧力の脈動が生じる場合に、その脈動に起因して、二次空気供給通路１６内の空気に生じる上流側圧力の脈動の振幅を低減することができる。これにより、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かをより正確に判断することができる。

【0076】

また、制御弁４２と上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８とは、一体的に作製されている。

【0077】

上記の構成によれば、制御弁４２と上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８とが別体で作製されている場合と比較して、部品点数を減らすことができる。

【0078】

（第２実施例）
第２実施例に係る二次空気供給装置１について図面を参照して説明する。第２実施例では、第１実施例と異なる点のみを説明し、第１実施例と同様の点については同様の符号を付して説明を省略する。第２実施例の異常判定処理は、第１実施例の異常判定処理と異なる。第２実施例の異常判定処理は、脈動解析処理により解析された脈動の位相に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断する処理である。

【0079】

図５に示すように、異常判定処理のＳ１３２では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているか否かを判断する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発していない場合、即ち、制御弁４２を開状態に制御する指令を発している場合（Ｓ１３２でＮＯ）、異常判定処理を終了する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合（Ｓ１３２でＹＥＳ）、Ｓ１３４に進む。

【0080】

Ｓ１３４では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合に実行された脈動解析処理の解析結果に基づいて、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相との差が、位相判定値以下であるか否かを判断する。具体的には、制御部５２は、上流側圧力の脈動の最大圧力検出値に対応する最大クランク角と下流側圧力の脈動の最大圧力検出値に対応する最大クランク角との差（または、上流側圧力の脈動の最小圧力検出値に対応する最小クランク角と下流側圧力の脈動の最小圧力検出値に対応する最小クランク角との差）が位相判定値以下であるか判断する。なお、最大クランク角は、圧力の脈動の最大圧力検出値を示すときの位相を、エンジン１０のクランクシャフト１０ａのクランク角で表した値である。また、最小クランク角は、圧力の脈動の最小圧力検出値を示すときの位相を、クランクシャフト１０ａのクランク角で表した値である。以下では、圧力の脈動の最大圧力検出値に対応する最大クランク角を、単に、圧力の脈動の最大クランク角と呼び、圧力の脈動の最小圧力検出値に対応する最小クランク角を、単に、圧力の脈動の最小クランク角と呼ぶことがある。

【0081】

ここで、第１実施例で説明したように、制御弁４２が開状態にある場合、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８はともに、例えば、図２に示すパターン３の圧力の脈動を検出する。このため、上流側圧力の脈動の最大クランク角Ｔ３１（または最小クランク角Ｔ３２）は、下流側圧力の脈動の最大クランク角Ｔ３１（または最小クランク角Ｔ３２）と等しくなる。この結果、制御弁４２が開状態にある場合、最大クランク角の差（または最小クランク角の差）は、ゼロに等しく、位相判定値よりも小さくなる。一方、制御弁４２が閉状態にある場合、上流側圧力センサ４６は、例えば、図２に示すパターン１の圧力の脈動を検出し、下流側圧力センサ４８は、例えば、図２に示すパターン２の圧力の脈動を検出する。このため、上流側圧力の脈動の最大クランク角Ｔ１１（または最小クランク角Ｔ１２）は、下流側圧力の脈動の最大クランク角Ｔ２１（または最小クランク角Ｔ２２）と異なる。この結果、制御弁４２が閉状態にある場合、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）は、ゼロよりも大きくなる。なお、位相判定値は、ゼロよりも大きく、かつ最大クランク角Ｔ１１と最大クランク角Ｔ２１との差（または、最小クランク角Ｔ１２と最小クランク角Ｔ２２）との差よりも小さく設定される値である。また、位相判定値は、位相判定値に関するデータマップとエンジン１０の運転条件に基づいて制御部５２により決定される値である。制御部５２は、位相判定値を変更可能である。位相判定値は、エンジン１０の運転条件に応じて変化してもよい。例えば、クランクシャフト１０ａの回転数が大きくなるにつれて、位相判定値が大きくなってもよい。位相判定値に関するデータマップは、予め実験により特定されており、メモリに記憶されている。

【0082】

Ｓ１３４では、制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が位相判定値以下であると判断した場合（Ｓ１３４でＹＥＳ）、Ｓ１３６で制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断する。具体的には、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているにも関わらず、制御弁４２が開状態にあると判断する。一方、制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が位相判定値よりも大きいと判断した場合（Ｓ１３４でＮＯ）、Ｓ１３８で、制御弁４２の開閉状態が正常であると判断する。

【0083】

（効果）
制御部５２は、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相と、の差に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断する。

【0084】

上記の構成によれば、上流側圧力の脈動の位相と下流側圧力の脈動の位相との差を比較する簡便な手法により、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断することができる。

【0085】

また、制御部５２は、上流側圧力の脈動の位相と下流側圧力の脈動の位相との差、および位相判定値に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断可能である。制御部５２は、エンジン１０の運転条件に応じて、位相判定値を変更可能である。

【0086】

吸気通路１２に生じる圧力の脈動の位相と、排気通路１４に生じる圧力の脈動の位相は、エンジン１０の運転条件に応じて変化することがある。このため、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相も、エンジン１０の運転条件に応じて変化することがある。上記の構成によれば、制御部５２がエンジン１０の運転条件に応じて位相判定値を変化させるため、エンジン１０の運転条件によらず、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0087】

また、制御弁４２が閉状態にある場合に、上流側圧力の脈動の位相（最大クランク角または最小クランク角）と、下流側圧力の脈動の位相（最大クランク角または最小クランク角）と、が異なっている。

【0088】

例えば、制御弁４２が閉状態にある場合に、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相が等しいと、制御部５２は、制御弁４２が開状態であると誤って判断してしまい、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができない。上記の構成によれば、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0089】

また、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８は、制御弁４２の近傍に配置されている。

【0090】

上記の構成によれば、制御弁４２近傍の上流側圧力の脈動が上流側圧力センサ４６により検出され、制御弁４２近傍の下流側圧力の脈動が下流側圧力センサ４８により検出される。このため、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８との間の距離が圧力の脈動に与える影響を考慮することなく、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動、例えば、脈動の位相を比較することができる。

【0091】

また、二次空気供給装置１は、上流側圧力センサ４６よりも上流側の二次空気供給通路１６に配置されているチャンバー３８をさらに備えている。チャンバー３８の通路断面積は、二次空気供給通路１６の通路断面積よりも大きい。

【0092】

上記の構成によれば、チャンバー３８を用いることにより、吸気通路１２内の空気に圧力の脈動が生じる場合に、その脈動に起因して、二次空気供給通路１６内の空気に生じる上流側圧力の位相を変化させることができる。これにより、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かをより正確に判断することができる。

【0093】

（第３実施例）
第３実施例に係る二次空気供給装置１について図面を参照して説明する。第３実施例では、第１実施例と異なる点のみを説明し、第１実施例と同様の点については同様の符号を付して説明を省略する。第３実施例の異常判定処理は、第１実施例の異常判定処理と異なる。

【0094】

図６に示すように、異常判定処理のＳ２３２では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているか否かを判断する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発していない場合、即ち、制御弁４２を開状態に制御する指令を発している場合（Ｓ２３２でＮＯ）、異常判定処理を終了する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合（Ｓ２３２でＹＥＳ）、Ｓ２３４に進む。

【0095】

Ｓ２３４では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合に実行された脈動解析処理の解析結果に基づいて、上流側圧力の脈動の振幅と、下流側圧力の脈動の振幅との差が、第１振幅判定値以下であるか否かを判断する。第１振幅判定値は、ゼロよりも大きく、かつ第１実施例の振幅判定値よりも小さく設定される値である。また、第１振幅判定値は、第１振幅判定値に関するデータマップとエンジン１０の運転条件に基づいて制御部５２により決定される値である。制御部５２は、第１振幅判定値を変更可能である。例えば、エンジン１０の負荷が大きくなるにつれて、第１振幅判定値が大きくなる。制御部５２は、脈動の振幅の差が第１振幅判定値以下であると判断した場合（Ｓ２３４でＹＥＳ）、Ｓ２３６で、制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断する。具体的には、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているにも関わらず、制御弁４２が開状態にあると判断する。一方、制御部５２は、脈動の振幅の差が第１振幅判定値よりも大きいと判断した場合（Ｓ２３４でＮＯ）、Ｓ２３８に進む。

【0096】

Ｓ２３６では、脈動の振幅の差が、第２振幅判定値以下であるか否かを判断する。第２振幅判定値は、第１実施例の振幅判定値と第１振幅判定値よりも大きく、かつ振幅Ａ１と振幅Ａ２の差よりも小さく設定される値である。また、第２振幅判定値は、第２振幅判定値に関するデータマップとエンジン１０の運転条件に基づいて制御部５２により決定される値である。制御部５２は、第２振幅判定値を変更可能である。例えば、エンジン１０の負荷が大きくなるにつれて、第２振幅判定値が大きくなる。制御部５２は、脈動の振幅の差が第２振幅判定値以下であると判断した場合（Ｓ２３８でＹＥＳ）、Ｓ２４０で、制御弁４２の開閉状態に関して、現在の判定を維持する。具体的には、１回前に実行された異常判定処理において、制御部５２は、制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断した場合には、その異常判定を維持し、制御弁４２の開閉状態が正常であると判断した場合には、その正常判定を維持する。これにより、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８による検出値の検出誤差等により、制御弁４２の開閉状態が異常であるにも関わらず制御弁４２の開閉状態が正常であると判定され、または、制御弁４２の開閉状態が正常であるにも関わらず制御弁４２の開閉状態が異常であると判定されることを抑制することができる。一方、制御部５２は、一方、制御部５２は、脈動の振幅の差が第２振幅判定値よりも大きいと判断した場合（Ｓ２３８でＮＯ）、Ｓ２４２で、制御弁４２の開閉状態が正常であると判断する。

【0097】

（第４実施例）
第４実施例に係る二次空気供給装置１について図面を参照して説明する。第４実施例では、第１実施例と異なる点のみを説明し、第１実施例と同様の点については同様の符号を付して説明を省略する。第４実施例の異常判定処理は、第１実施例の異常判定処理と異なる。

【0098】

図７に示すように、異常判定処理のＳ３３２では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているか否かを判断する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発していない場合、即ち、制御弁４２を開状態に制御する指令を発している場合（Ｓ３３２でＮＯ）、異常判定処理を終了する。制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合（Ｓ３３２でＹＥＳ）、Ｓ３３４に進む。

【0099】

Ｓ３３４では、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発している場合に実行された脈動解析処理の解析結果に基づいて、上流側圧力の脈動の位相と、下流側圧力の脈動の位相との差が、第１位相判定値以下であるか否かを判断する。具体的には、制御部５２は、上流側圧力の脈動の最大クランク角と下流側圧力の脈動の最大クランク角との差（または、上流側圧力の脈動の最小クランク角と下流側圧力の脈動の最小クランク角との差）が第１位相判定値以下であるか否かを判断する。第１位相判定値は、ゼロよりも大きく、かつ第２実施例の位相判定値よりも小さく設定される値である。また、第１位相判定値は、第１位相判定値に関するデータマップとエンジン１０の運転条件に基づいて制御部５２により決定される値である。制御部５２は、第１位相判定値を変更可能である。例えば、クランクシャフト１０ａの回転数が大きくなるにつれて、第１位相判定値が大きくなる。制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が第１位相判定値以下であると判断した場合（Ｓ３３４でＹＥＳ）、Ｓ３３６で制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断する。具体的には、制御部５２は、制御弁４２を閉状態に制御する指令を発しているにも関わらず、制御弁４２が開状態にあると判断する。一方、制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が第１位相判定値よりも大きいと判断した場合（Ｓ３３４でＮＯ）、Ｓ３３８に進む。

【0100】

Ｓ３３８では、制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が第２位相判定値以下であるか否かを判断する。第２位相判定値は、第２実施例の位相判定値と第１位相判定値よりも大きく、かつ最大クランク角Ｔ１１と最大クランク角Ｔ２１との差（または、最小クランク角Ｔ１２と最小クランク角Ｔ２２との差）よりも小さく設定される値である。また、第２位相判定値は、第２位相判定値に関するデータマップとエンジン１０の運転条件に基づいて制御部５２により決定される値である。制御部５２は、第２位相判定値を変更可能である。例えば、クランクシャフト１０ａの回転数が大きくなるにつれて、第２位相判定値が大きくなる。制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が第２位相判定値以下であると判断した場合（Ｓ３３８でＹＥＳ）、Ｓ３４０で、制御弁４２の開閉状態に関して、現在の判定を維持する。具体的には、１回前に実行された異常判定処理において、制御部５２は、制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断した場合には、その異常判定を維持し、制御弁４２の開閉状態が正常であると判断した場合には、その正常判定を維持する。これにより、上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８による検出値の検出誤差等により、制御弁４２の開閉状態が異常であるにも関わらず制御弁４２の開閉状態が正常であると判定され、または、制御弁４２の開閉状態が正常であるにも関わらず制御弁４２の開閉状態が異常であると判定されることを抑制することができる。一方、制御部５２は、脈動の最大クランク角の差（または最小クランク角の差）が第２位相判定値よりも大きいと判断した場合（Ｓ３３８でＮＯ）、Ｓ３４２で、制御弁４２の開閉状態が正常であると判断する。

【0101】

以上、実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

【0102】

（変形例）
（１）上記の実施例では、異常判定処理において、制御部５２は、脈動の振幅の差と、脈動の位相の差の両方に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断してもよい。

【0103】

（２）上記の実施例では、異常判定処理において、制御部５２は、制御弁４２を開状態に制御する指令を発している場合に実行された脈動解析処理の解析結果に基づいて、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを判断してもよい。この変形例では、制御部５２が制御弁４２の開閉状態に異常が生じていると判断した場合、制御弁４２を開状態に制御する指令を発しているにも関わらず、制御弁４２が閉状態となっていることとなる。

【0104】

上記の構成では、例えば、制御弁４２が固着していると、制御部５２が制御弁４２を開状態に制御する指令を発している場合であっても、制御弁４２が開状態とならず閉状態に維持されることがある。上記の構成によれば、制御部５２は、上流側圧力の脈動と下流側圧力の脈動とに基づいて制御弁４２の実際の開閉状態と判断することができる。このため、制御部５２が、制御弁４２の実際の開閉状態と、制御弁４２を開状態に制御する指令とを比較することにより、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0105】

（３）上記の実施例では、二次空気供給装置１は、チャンバー３８を備えていなくてもよい。二次空気供給装置１がチャンバー３８を備えていない場合、上流側圧力センサ４６により検出される上流側圧力の位相と下流側圧力センサ４８により検出される下流側圧力の位相が異なるように、上流側圧力センサ４６の位置と下流側圧力センサ４８の位置が調整されてもよく、二次空気供給通路１６の通路長や通路断面積が調整されてもよい。これにより、制御弁４２の開閉状態に異常が生じているか否かを正確に判断することができる。

【0106】

（４）上記の実施例では、制御弁４２と上流側圧力センサ４６と下流側圧力センサ４８とは、一体的に作製されていなくてもよい。

【0107】

（５）上記の実施例では、下流側圧力センサ４８は、リード弁４４よりも下流側に配置されていてもよい。また、下流側圧力センサ４８は、排ガス浄化部材３６よりも上流側の排気通路１４に配置されていてもよい。

【0108】

（６）上記の実施例では、制御部５２は、エンジン１０が駆動している間、即ち、クランクシャフト１０ａが回転している間、常に脈動解析処理と異常判定処理を実行してもよい。また、制御部５２は、車両の始動初期等、排ガス浄化部材３６が低温であるときにのみ、脈動解析処理と異常判定処理を実行してもよい。

【0109】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0110】

１ ：二次空気供給装置
１０ ：エンジン
１０ａ ：クランクシャフト
１１ ：クランク角センサ
１２ ：吸気通路
１４ ：排気通路
１６ ：二次空気供給通路
２０ ：エアクリーナ
３２ ：スロットル弁
３３ ：燃料噴射装置
３６ ：排ガス浄化部材
３８ ：チャンバー
４０ ：エアポンプ
４２ ：制御弁
４４ ：リード弁
４６ ：上流側圧力センサ
４８ ：下流側圧力センサ
５２ ：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】