(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後の所定期間内に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の絶対値が所定値以下となる時期があるか否かに基づいて前記切換機構の固着の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項２】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後の所定期間内に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となる時期があるか否かに基づいて前記切換機構の固着の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記状態判定手段は、前記切換機構が固着していると判定した場合に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配に基づいて前記切換機構の固着位置を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項４】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、所定時間が経過した時点での前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記圧力伝達部の故障の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項５】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が第１の所定値以上となった時点から、第２の所定値以上となる時点までの時間に基づいて前記移動部材の移動量を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記流体圧源の圧力を検出する流体圧源圧力検出手段を備え、
前記状態判定手段は、また、前記流体圧源圧力検出手段により検出された圧力の大きさに基づいて前記移動部材の移動量を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項７】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となった後の該圧力の変化勾配に基づいて前記切換機構のフリクションを判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項８】
請求項５または６記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換機構のフリクションを検出するフリクション検出手段を備え、
前記状態判定手段は、また、前記フリクション検出手段により検出されたフリクションに基づいて前記移動部材の移動量を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項９】
請求項５、６、および８のいずれか一項記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換機構の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記状態判定手段は、また、前記温度検出手段によリ検出された温度に基づいて前記移動部材の移動量を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項１０】
請求項５、６、８、および９のいずれか一項記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記状態判定手段は、前記移動部材の移動量が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて該切換機構の故障の有無を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項１１】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となった後の経過時間に基づいて該切換機構の故障の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項１２】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となった時点での前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記切換機構の故障の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【請求項１３】
流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記流体圧源が、該内燃機関の吸気通路であると共に、
該内燃機関の運転状態に基づいて前記吸気通路の内圧が安定しているか否かを判別する内圧安定判別手段と、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記内圧安定判別手段により前記吸気通路の内圧が安定していると判別された場合に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記切換機構の状態を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路切換装置に係り、特に、排気通路を切り換える切換機構の状態を正確に判定することが可能な排気通路切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平８−３３４０１４号公報に開示される如く、排気通路の切換装置が公知である。この切換装置は、排気通路を、触媒が設けられた主排気通路、又は、主排気通路をバイパスするバイパス通路に切り換える切換バルブを備えている。そして、高回転高負荷運転状態では、排気ガスの通路をバイパス通路に切り換えることで、触媒の過熱による劣化を防止する。
【０００３】
主排気通路が排気通路とされている状態では、バイパス通路が排気通路とされている場合に比べて、触媒による抵抗分だけ排気通路の流通抵抗が増加する。そして、排気通路の流通抵抗が増加すると、それに応じて吸気管負圧は減少する。そこで、上記従来の切換装置では、切換バルブへ切換信号を付与した際の吸気管負圧の変化に基づいて、排気通路が切り換えられたか否か、つまり、切換バルブが正常に動作しているか否かを判定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、吸気管負圧は、排気通路の流通抵抗のみならず、内燃機関の運転状態にも依存して変化する。従って、排気通路の切換に応じた吸気管負圧の変化と、機関運転状態に応じた吸気管負圧の変化とを区別することは困難であり、上記従来の切換装置における手法では、切換バルブの動作状態を必ずしも正確に判定することはできない。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、排気通路を切り換える切換機構の状態を正確に判定することが可能な内燃機関の排気通路切換装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後の所定期間内に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の絶対値が所定値以下となる時期があるか否かに基づいて前記切換機構の固着の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置により達成される。
また、上記の目的は、請求項２に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後の所定期間内に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となる時期があるか否かに基づいて前記切換機構の固着の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置により達成される。
【０００７】
本発明において、圧力伝達部は移動部材に流体圧を伝達し、移動部材が圧力伝達部によって伝達された流体圧により駆動されることで、排気通路が切り換えられる。ところで、圧力伝達部に流体圧源の流体圧が供給されると、圧力伝達部の圧力は、流体圧源の圧力へ向けて変化する。この場合、移動部材の移動量に応じて圧力伝達部の容積が変化することで、圧力伝達部の圧力も変化する。すなわち、圧力伝達部の圧力変化には、移動部材の動作状態が反映される。従って、状態判定手段は、圧力検出手段により検出された圧力伝達部の圧力に基づいて、切換機構の状態を判定することができる。
【０００８】
切換機構が正常である場合、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、移動部材が移動する間は、圧力伝達部の容積がその内部の圧力変化を緩和する向きに変化することで、圧力の変化勾配の絶対値は減少する。これに対して、切換機構に固着が生ずると、移動部材が移動しないため、上記の如き圧力の変化勾配の変化は生じない。
【０００９】
従って、切換機構による排気通路の切り換え操作が開始された後の所定期間内に、圧力伝達部の圧力の変化勾配の絶対値が所定値以下となる時期があるか否かに基づいて切換機構の固着の有無を判定することができる。
【００１０】
また、切換機構により排気通路の切り換え操作が開始された後の所定期間内に、圧力伝達部の圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となる時期があるか否かに基づいて切換機構の固着の有無を判定することができる。
【００１１】
また、切換機構が固着した場合、その固着位置によって、圧力伝達部の容積は異なる値となる。この場合、圧力伝達部の容積に応じて、圧力伝達部に流体圧源の流体圧が供給された際の圧力の変化勾配は変化する。
【００１２】
従って、請求項３に記載する如く、請求項１または２記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記状態判定手段は、前記切換機構が固着していると判定した場合に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配に基づいて前記切換機構の固着位置を判定することができる。
【００１３】
また、圧力伝達部に圧力漏れ等の故障が生ずると、圧力伝達部の圧力は流体圧源の圧力まで到達しなくなる。
【００１４】
従って、請求項４に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、所定時間が経過した時点での前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記圧力伝達部の故障の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることとすれば、圧力伝達部の故障の有無を判定することができる。
【００１５】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、移動部材が移動する間は、圧力伝達部の容積がその内部の圧力変化を緩和する向きに変化することで、圧力の変化勾配の絶対値は減少する、すなわち、圧力の変化勾配の変化量の絶対値は増加する。また、圧力の変化勾配の絶対値が減少した後、移動部材が最大限まで移動した場合は、以後、圧力伝達部の容積変化が生じないので、圧力の変化勾配の絶対値は増加する、すなわち、圧力の変化勾配の変化量の絶対値は増加する。
【００１６】
従って、請求項５に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が第１の所定値以上となった時点から、第２の所定値以上となる時点までの時間に基づいて前記移動部材の移動量を判定する状態判定手段と、
を備えることとすれば、移動部材の移動量を判定することができる。
【００１７】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、圧力の変化勾配の絶対値が減少した後、その絶対値が増加するまでの時間は、流体圧源の圧力に応じて変化する。
【００１８】
従って、請求項６に記載する如く、請求項５記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記流体圧源の圧力を検出する流体圧源圧力検出手段を備え、
前記状態判定手段は、また、前記流体圧源圧力検出手段によリ検出された圧力の大きさに基づいて前記移動部材の移動量を判定することができる。
【００１９】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、圧力の変化勾配の絶対値が減少した後、圧力の変化勾配の絶対値は切換機構のフリクションの大きさに応じて変化する。
【００２０】
従って、請求項７に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となった後の該圧力の変化勾配に基づいて前記切換機構のフリクションを判定する状態判定手段と、
を備えることとすれば、切換機構のフリクションを判定することができる。
【００２１】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、圧力の変化勾配の絶対値が減少した後、その絶対値が増加するまでの時間は、切換機構に生じるフリクションの大きさに応じて変化する。
【００２２】
従って、請求項８に記載する如く、請求項５または６記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換機構のフリクションを検出するフリクション検出手段を備え、
前記状態判定手段は、また、前記フリクション検出手段により検出されたフリクションに基づいて前記移動部材の移動量を判定することができる。
【００２３】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、圧力の変化勾配の絶対値が減少した後、その絶対値が増加するまでの時間は、切換機構の熱膨張によるフリクションの大きさに応じて変化する。
【００２４】
従って、請求項９に記載する如く、請求項５、６、および８のいずれか一項記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記切換機構の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記状態判定手段は、また、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記移動部材の移動量を判定することができる。
【００２５】
また、切換機構が正常である場合は、移動部材の移動量は所定の範囲内に維持される。これに対して、移動部材と、排気通路を切り換える部材との間にリンク外れ等の切換機構の故障が発生すると、移動部材の移動量が所定の範囲を超える場合がある。
【００２６】
従って、請求項１０に記載する如く、請求項５、６、８、および９のいずれか一項記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記状態判定手段は、前記移動部材の移動量が所定のしきい値以上であるか否かに基づいて該切換機構の故障の有無を判定することができる。
【００２７】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程においては、圧力の変化勾配の絶対値が減少した後に、その変化勾配の絶対値が増加する現象が現れる。圧力の変化勾配の絶対値が減少した後、その変化勾配の絶対値が増加する現象が現れるまでに、多くの時間が経過している場合は、移動部材の移動量が大きく、移動部材と排気通路を切り換える部材との間にリンク外れ等の切換機構の故障が発生していると判断できる。
【００２８】
従って、請求項１１に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となった後の経過時間に基づいて該切換機構の故障の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることとすれば、切換機構の故障の有無を判定することができる。
【００２９】
また、圧力伝達部の圧力が流体圧源の圧力に向けて変化する過程において、圧力の変化勾配の絶対値が減少を開始した時点での圧力は、切換機構に生じていたフリクションの大きさに応じて変化する。上記の圧力の絶対値が大きい場合は、該圧力が流体圧源の圧力に向けて変化することができない事態が生じ得る。この場合は、切換機構に大きなフリクションによる故障が生じていると判断できる。
【００３０】
従って、請求項１２に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が開始された後、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力の変化勾配の変化量の絶対値が所定値以上となった時点での前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記切換機構の故障の有無を判定する状態判定手段と、
を備えることとすれば、切換機構の故障の有無を判定することができる。
【００３１】
また、内燃機関の吸気通路が、移動部材に流体圧を伝達する流体圧源である場合は、吸気通路の内圧（以下、吸気圧と称す）は内燃機関の運転状態に応じて変化する。圧力伝達部の圧力は、吸気圧に応じて変化する。このため、吸気圧が変動すると、それに応じて圧力伝達部の圧力が変動することで、圧力伝達部の圧力に基づいて切換機構の状態を正確に判定することができなくなる。
【００３２】
従って、請求項１３に記載する如く、流体圧により駆動される移動部材と、該移動部材に流体圧源の流体圧を伝達する圧力伝達部とを有し、前記移動部材の移動に応じて排気通路を切り換える切換機構を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記流体圧源が、該内燃機関の吸気通路であると共に、
該内燃機関の運転状態に基づいて前記吸気通路の内圧が安定しているか否かを判別する内圧安定判別手段と、
前記圧力伝達部の圧力を検出する伝達部圧力検出手段と、
前記内圧安定判別手段により前記吸気通路の内圧が安定していると判別された場合に、前記伝達部圧力検出手段により検出された圧力に基づいて前記切換機構の状態を判定する状態判定手段と、
を備えることとすれば、切換機構の状態を判定することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるシステムの構成図である。本実施例のシステムは、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）１０により制御される。図１に示す如く、本実施例のシステムは内燃機関１２を備えている。内燃機関１２は、エキゾーストマニホルド１４及びインテークマニホルド１６を備えている。エキゾーストマニホルド１４は、第１排気管１８に接続されている。第１排気管１８の上流側端部近傍には、スタートキャタリスト２０が設けられている。また、第１排気管１８の下流側には、第２排気管２２が接続されている。第２排気管２２には、主触媒２４が設けられている。
【００３４】
インテークマニホルド１６には、吸気圧センサ２５が配設されている。吸気圧センサ２５は、インテークマニホルド１６の内部の圧力、すなわち、インマニ負圧（以下、吸気圧ＰＭと称す）に応じた電気信号を出力する。吸気圧センサ２５の出力信号は、ＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、吸気圧センサ２５の出力信号に基づいて吸気圧ＰＭを検出する。尚、インテークマニホルド１６に吸気圧センサ２５を設けることなく、内燃機関１２の負荷（例えば、吸入空気量）に基づいて吸気圧ＰＭを推定することとしてもよい。
【００３５】
第１排気管１８と第２排気管２２との接続部には、ＨＣ吸着装置２６が設けられている。ＨＣ吸着装置２６は、第１排気管１８と第２排気管２２とをそれらの中心部において大きな開口面積で連通させる主通路２７と、主通路２７を開閉する切換弁２８と、主通路２７の周囲をバイパスして第１排気管１８及び第２排気管２２を連通させるバイパス通路３０とを備えている。バイパス通路３０には、ＨＣ吸着剤３１が配設されている。ＨＣ吸着剤３１は、排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）を吸着する特性を有している。
【００３６】
本実施例のシステムは、また、ダイヤフラム機構３２を備えている。ダイヤフラム機構３２の内部にはダイヤフラム３４が設けられている。ダイヤフラム３４は、ダイヤフラム機構３２の内部空間を、図１における左側の変圧室３６と、右側の大気圧室３８とに区画している。ダイヤフラム３４には、作動ロッド４０を介して上記した切換弁２８が連結されている。切換弁２８は、ダイヤフラム３４が撓んでいない状態では全開状態となって主通路２７を導通させ、ダイヤフラム３４が変圧室３６側へ最大限に撓んだ状態では全閉状態となって主通路２７を遮断する。
【００３７】
大気圧室３８内の圧力は、常時、大気圧に維持されている。また、変圧室３６には、負圧供給配管４２の一端が接続されている。負圧供給配管４２の他端は、バキュームスイッチングバルブ（以下、ＶＳＶと称す）４４に接続されている。負圧供給配管４２には、その内部の圧力、つまり、変圧室３６に供給される圧力（以下、供給圧Ｐと称す）に応じた信号を出力する圧力センサ４６が連通している。圧力センサ４６の出力信号はＥＣＵ１０に供給されている。ＥＣＵ１０は、圧力センサ４６の出力信号に基づいて供給圧Ｐを検出する。なお、圧力センサ４６を変圧室３６に設けることとしてもよい。
【００３８】
ＶＳＶ４４には、インテークマニホルド１６に連通する負圧通路４８が接続されている。また、ＶＳＶ４４は、大気中に開放された大気開放口４４ａを備えている。ＶＳＶ４４は、オフ状態では、負圧供給配管４２を大気開放口４４ａに導通させ、ＥＣＵ１０からオン信号を供給されると、オン状態となって負圧供給配管４２を大気開放口４４ａから遮断すると共に負圧通路４８へ接続する。
【００３９】
ＥＣＵ１０には、内燃機関１２の回転数（以下、機関回転数ＮＥと称す）に応じた信号を出力するＮＥセンサ５２、および、吸入空気量を制御するスロットルバルブの開度（以下、スロットル開度ＴＡ）に応じた信号を出力するスロットルポジションセンサ５４が接続されている。ＥＣＵ１０は、ＮＥセンサ５２の出力信号に基づいて機関回転数ＮＥを検出すると共に、スロットルポジションセンサ５４の出力信号に基づいてスロットル開度ＴＡを検出する。
【００４０】
ＥＣＵ１０には、また、内燃機関１２のウォータジャケット内を流通する冷却水の温度（以下、冷却水温ＴＨＷと称す）に応じた信号を出力する水温センサ５６、および、インテークマニホルド１６内を流通する空気の温度（以下、吸気温度ＴＨＡと称す）に応じた信号を出力する吸気温センサ５８が接続されている。ＥＣＵ１０は、水温センサ５６の出力信号に基づいて冷却水温ＴＨＷを検出すると共に、吸気温センサ５８の出力信号に基づいて吸気温ＴＨＡを検出する。そして、それらの温度に基づいて内燃機関１２から排出される排気の温度を推定し、後述する切換機構５０の温度を推定する。
【００４１】
上記の構成によれば、ＶＳＶ４４がオフ状態である場合、ダイヤフラム機構３２の変圧室３６には、負圧供給配管４２を介して大気圧が導入される。この場合、変圧室３６と大気圧室３８とが等圧となるためダイヤフラム３４に撓みは生じない。上記の如く、切換弁２８は、ダイヤフラム３４に撓みが生じない状態で、全開状態となる。従って、ＶＳＶ４４がオフ状態に維持されている場合は、切換弁２８が全開状態となることで、排気ガスの大部分はバイパス通路３０を経由することなく、つまり、ＨＣ吸着剤３１を通過することなく、主通路２７を経由して第１排気管１８から第２排気管２２へ流入する。
【００４２】
一方、ＶＳＶ４４がオン状態である場合、ダイヤフラム機構３２の変圧室３６には、負圧供給配管４２を介して吸気圧ＰＭが供給される。この場合、変圧室３６の圧力が大気圧室３８の圧力よりも低くなることで、ダイヤフラム３４に変圧室３６側への撓みが生ずる。上記の如く、切換弁２８は、ダイヤフラム３４が変圧室３６側へ最大限に撓んだ場合に全閉状態となる。従って、ＶＳＶ４４がオン状態になると、切換弁２８が全閉状態となることで、第１排気管１８へ排出された排気ガスは、バイパス通路３０を経由して、つまり、ＨＣ吸着剤３１を通過して第１排気管１８から第２排気管２２へ流入する。
【００４３】
このように、切換弁２８、作動ロッド４０、ダイヤフラム機構３２、負圧供給配管４２、及びＶＳＶ４４は、吸気圧ＰＭを用いて、ＨＣ吸着装置２６における排気ガスの経路を主通路２７又はバイパス通路３０に切り換える機構である。以下、切換弁２８、作動ロッド４０、ダイヤフラム機構３２、負圧供給配管４２、及びＶＳＶ４４を総称する場合は、切換機構５０と称する。
【００４４】
本実施例のシステムにおいて、ＥＣＵ１０は、内燃機関１２の冷間時に、ＶＳＶ４４に対してオン信号を供給する。この場合、上記の如く、排気ガスがＨＣ吸着剤３１を通過することで、排気ガスに含まれるＨＣが除去される。従って、スタートキャタリスト２０及び触媒コンバータ２４による排気ガスの浄化が行われない冷間時において、ＨＣを含む排気ガスが外部へ排出されることが防止される。
【００４５】
ところで、内燃機関１２の運転中、切換弁２８は、常時、排気ガスに曝される。このため、切換弁２８に排気ガス中の未燃ガスやカーボン等が付着することにより、切換弁２８が固着し、又は、一定位置までしか開弁又は閉弁することができなくなるような異常（以下、切換弁２８のストローク異常と称す）が生ずる場合がある。また、ＶＳＶ４４の故障、負圧供給配管４２の亀裂、潰れ、接続部分の外れ、又は、変圧室３６の気密不良等の異常（以下、負圧伝達系故障と称す）が生じた場合には、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されてもダイヤフラム機構３２の変圧室３６に十分な負圧が供給されず、切換弁２８を閉弁させることができない。本実施例のシステムは、上記の如き切換機構５０の異常を正確に判定し得る点に特徴を有している。
【００４６】
図２は、ＶＳＶ４４がオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化の一例を、▲１▼切換弁２８が正常に作動する場合、▲２▼切換弁２８が全開状態で固着している場合、及び、▲３▼切換弁２８にストローク異常が生じて全開状態から半開状態までしか閉じない場合について、それぞれ、実線、破線、及び一点鎖線で示す。なお、図２には、ＶＳＶ４４のオン・オフ状態を併せて示している。
【００４７】
先ず、切換弁２８が正常に動作する場合の供給圧Ｐの変化について説明する。図２に実線▲１▼で示す如く、切換弁２８が正常に作動する場合、時刻ｔ０以前は、ＶＳＶ４４がオフ状態に保たれることで、供給圧Ｐは大気圧Ｐａに維持されている。時刻ｔ０においてＶＳＶ４４がオン状態とされると、負圧供給配管４２に吸気圧ＰＭが供給されるため供給圧Ｐは低下し始める。そして、時刻ｔ１において供給圧Ｐが所定圧Ｐ１に達すると、ダイヤフラム３４が変圧室３６側へ撓み始める。ダイヤフラム３４が変圧室３６側へ撓むと、それに応じて、変圧室３６の容積が減少する。この場合、吸気圧ＰＭによって吸引すべき空間（すなわち、負圧供給配管４２及び変圧室３６の内部空間；以下、吸引空間と称す）の容積が減少するために、供給圧Ｐの低下勾配はダイヤフラム３４が撓み始める前に比べて不連続的に小さくなる。以下、ダイヤフラム３４が撓み始めることに伴って供給圧Ｐの低下勾配が不連続的に減少する点を、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１と称す。
【００４８】
供給圧Ｐが第１変化点Ｑ１を過ぎ、時刻ｔ２において供給圧Ｐが所定圧Ｐ２まで低下すると、ダイヤフラム３４の撓み量は最大限度に達し、以後、変圧室３６の容積は変化しなくなる。このため、時刻ｔ２において、供給圧Ｐの低下勾配は不連続的に増加する。以下、ダイヤフラム３４の撓み量が最大限度に達することにより供給圧Ｐの低下勾配が不連続的に増加する点を、供給圧Ｐの第２変化点Ｑ２と称す。そして、時刻ｔ３において供給圧Ｐが吸気圧ＰＭに達すると、以後、供給圧Ｐは吸気圧ＰＭとほぼ等圧に保たれる。
【００４９】
これに対して、切換弁２８が全開状態で固着している場合は、供給圧Ｐが所定圧Ｐ１以下に低下しても、ダイヤフラム３４に撓みが生ずることはなく、従って、変圧室３６の容積も減少しない。このため、図２に破線▲２▼で示す如く、切換弁２８が正常に動作する場合と異なり、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２は現れない。
【００５０】
このように、ＶＳＶ４４がオンされた後の供給圧Ｐに、第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２が現れるか否か（換言すれば、ＶＳＶ４４がオンされた後の所定期間内に供給圧Ｐの低下勾配が所定値以下に減少するか否か）に基づいて、切換弁２８が全開状態で固着しているか否かを判定することができる。
【００５１】
また、切換弁２８にストローク異常が生じ、切換弁２８が全開状態から半開状態までしか閉じない場合は、ダイヤフラム３４の最大撓み量は、切換弁２８が正常に動作する場合に比べて小さくなる。このため、図２に一点鎖線▲３▼で示す如く、第２変化点Ｑ２は切換弁２８が正常に動作する場合よりも早い時期に現れる。そして、この第２変化点Ｑ２が生ずるタイミングは、ダイヤフラム３４の最大撓み量が小さいほど早くなる。従って、第２変化点Ｑ２が生ずる時期に基づいて、ダイヤフラム３４の最大撓み量、つまり、切換弁２８の開閉動作量を判定することができる。
【００５２】
図３は、ＶＳＶ４４がオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化の一例を、▲１▼切換弁２８が全開状態で固着した場合、▲２▼切換弁２８が半開状態で固着している場合、及び、▲３▼切換弁２８が全閉状態で固着している場合について、それぞれ、実線、破線、及び一点鎖線で示す図である。なお、図２と同様に、ＶＳＶ４４のオン・オフ状態を併せて示している。
【００５３】
切換弁２８が固着した場合、その固着した位置が閉弁側であるほど、ダイヤフラム機構３２は、ダイヤフラム３４が大きく撓んだ状態、つまり、変圧室３６の容積が減少した状態に保持される。ＶＳＶ４４がオンされた場合、変圧室３６の容積が小さいほど、吸引空間の容積が小さくなることで、供給圧Ｐは速やかに低下する。すなわち、図３に▲１▼〜▲３▼で示すように、切換弁２８の固着位置が閉じ側になるほど、ＶＳＶ４４がオンされた後、供給圧Ｐは速やかに低下する。
【００５４】
従って、ＶＳＶ４４がオンされた直後の供給圧Ｐの低下勾配、ＶＳＶ４４がオンされた後、所定時間が経過した時点での供給圧Ｐの値、又は、ＶＳＶ４４がオンされた後、供給圧Ｐが所定圧に達するまでの時間の何れかに基づいて、切換弁２８の固着位置を判定することができる。
【００５５】
このように、図１に示すシステムにおいては、ＶＳＶ４４をオンした後の供給圧Ｐの変化傾向に基づいて、切換弁２８の固着やストローク異常、及び固着の場合の固着位置を判定することができる。
【００５６】
また、負圧伝達系故障が生じた場合には、ＶＳＶ４４がオンされても、供給圧Ｐは吸気圧ＰＭまで達することはない。従って、ＶＳＶ４４がオンされた後、十分な時間が経過しても供給圧Ｐが所定値以下とならない場合に、負圧伝達系故障が生じたと判定することができる。特に、ＶＳＶ４４が故障した場合には、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されても、負圧供給配管４２に吸気圧ＰＭは導入されない。従って、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されても供給圧Ｐに変化が生じない場合には、ＶＳＶ４４が故障したと判定することができる。
【００５７】
なお、供給圧Ｐの変化に基づいて切換機構５０の異常を判定している間に、吸気圧ＰＭが大きく変化すると、それに起因して供給圧Ｐが変化し、切換弁２８の異常判定精度が低下する可能性がある。そこで、かかる不都合を回避するため、例えば負圧通路４８にレギュレータ弁を設け、負圧供給配管４２に供給される負圧を一定に保持することとしている。
【００５８】
また、負圧供給配管４２及び変圧室３６の容積が大きいほど、ダイヤフラム３４が撓んだ際の吸引空間の容積の減少率が小さくなることで、第１変化点Ｑ１における供給圧Ｐの勾配変化も小さくなる。そこで、切換機構５０においては、第１変化点Ｑ１における勾配変化が明瞭に現れるように、負圧供給配管４２及び負圧室３６の容積を十分に小さく設定することとしている。
【００５９】
また、ダイヤフラム３４の最大撓み量が小さいほど、第１変化点Ｑ１が生じてから第２変化点Ｑ２が生じるまでの時間が短くなることで、第２変化点Ｑ２の発生時点を高精度に判定することが難しくなる。そこで、切換機構５０においては、第２変化点Ｑ２の発生時点を高精度に判定できるように、ダイヤフラム３４の最大撓み量を十分に大きな値に設定することとしている。
【００６０】
また、ダイヤフラム３４の撓み剛性が大きいほど、ダイヤフラム３４の撓み速度が小さくなることで、第１変化点Ｑ１から第２変化点Ｑ２へ至る過程での供給圧Ｐの低下勾配の減少度合いは小さくなる。そこで、切換機構５０においては、第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２が明瞭に現れるようにダイヤフラム３４の撓み剛性を十分に小さく設定することとしている。
【００６１】
更に、供給圧Ｐの変化傾向は、圧力センサ４６による圧力検出位置にも依存する。そこで、切換機構５０においては、切換弁２８の異常判定をより正確に行い得るような位置に圧力センサ４６を配置することとしている。
【００６２】
以下、図４及び図５を参照して、本実施例において、切換機構５０の異常を判定すべくＥＣＵ１０が実行する処理の内容について説明する。図４は、本実施例においてＥＣＵ１０が実行するルーチンの一例のフローチャートである。また、図５は、図４に示すルーチンにおいて切換弁２８の異常を判定する手法を説明するための図であり、供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼切換弁２８が正常に動作する場合、▲２▼切換弁２８に半開状態までしか閉じないストローク異常が生じた場合、▲３▼切換弁２８が全開状態で固着した場合、及び、▲４▼切換弁２８が全閉状態で固着した場合について、それぞれ、実線、破線、一点鎖線、及び二点鎖線で示す。
【００６３】
図４に示すルーチンでは、ＶＳＶ４４にオン信号が供給された後、供給圧Ｐが所定の基準圧Ｐｓに達するまでの経過時間Ｔｔｈに基づいて、切換弁２８の状態を判定する。なお、図５に示す如く、基準圧Ｐｓは、例えば、第２変化点Ｑ２における供給圧Ｐよりも小さく、かつ、吸気圧ＰＭよりも十分に大きな値に設定される。
【００６４】
図５に示す如く、経過時間Ｔｔｈは、▲１▼切換弁２８が正常に動作する場合はＴ１であり、▲２▼切換弁２８に半開状態までしか閉じないストローク異常が生じた場合はＴ２であり、▲３▼切換弁２８が全開状態で固着した場合はＴ３であり、また、▲４▼切換弁２８が全閉状態で固着した場合はＴ４であり、▲１▼〜▲４▼の順に短くなる。すなわち、経過時間Ｔｔｈには、上記図２及び図３を参照して説明した、切換弁２８の状態に応じた供給圧Ｐの変化傾向の変化が反映される。そこで、図４に示すルーチンでは、切換弁２８が正常に動作する場合の経過時間Ｔｔｈの値Ｔ１に誤差要因を考慮して判定時間Ｔｓを定め、計測された経過時間Ｔｔｈが判定時間Ｔｓよりも短い場合に、切換弁２８に異常が生じたと判定する。
【００６５】
また、上述の如く、ＶＳＶ４４の故障、負圧供給配管４２の亀裂、潰れ、外れ、又は、変圧室３６の気密不良等の負圧伝達系故障が生ずると、供給圧Ｐが上記基準圧Ｐｓまで到達し得なくなる。そこで、この場合には、吸気圧センサ２５の出力信号に基づいて検出した吸気圧ＰＭと、ＶＳＶ４４がオンされた後十分な時間が経過した時点での供給圧Ｐとを比較して、その差が所定値を超える場合に負圧伝達系故障を判定する。
【００６６】
以下、図４に示すルーチンの内容について具体的に説明する。図４に示すルーチンは、その処理が終了する毎に繰り返し起動される。図４に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１００の処理が実行される。
【００６７】
ステップ１００では、圧力センサ４６が正常であるか否かが判別される。かかる判別は、例えば、内燃機関１２におけるイニシャルチェックの結果に基づいて行われる。その結果、圧力センサ４６が正常でなければ、供給圧Ｐに基づく切換弁２８の異常判定を行うことはできないと判断されて今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１００において、圧力センサ４６が正常であれば、次にステップ１０２の処理が実行される。
【００６８】
ステップ１０２では、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されているか否かが判別される。その結果、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されていなければ、負圧供給配管４２には大気が導入されていることになる。この場合、次にステップ１０４において、圧力センサ４６の出力信号に基づいて大気圧Ｐａが検出された後、今回のルーチンは終了される。本ルーチンでは、上記ステップ１０４で検出された大気圧Ｐａを用いて圧力センサ４６の出力信号を校正することで、大気圧Ｐａを基準とした供給圧Ｐを検出する。一方、ステップ１０２において、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されていれば、次にステップ１０６の処理が実行される。
【００６９】
ステップ１０６では、供給圧Ｐの変化に基づいて切換機構５０の異常を判定するための条件（異常判定条件）が成立するか否かが判別される。具体的には、例えば、吸気圧ＰＭが所定値以下で安定しており、かつ、外気温が所定値以上の場合に、異常判定条件が成立する。ステップ１０６において異常判定条件が不成立であれば、今回のルーチンは終了される。一方、異常判定条件が成立する場合は、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００７０】
ステップ１０８では、ＶＳＶ４４にオン信号が供給され始めた後、供給圧Ｐが基準圧Ｐｓに達するまでの経過時間Ｔｔｈが計測される。
【００７１】
ステップ１１０では、ＶＳＶ４４にオン信号が供給され始めた後、所定時間Ｔ０が経過したか否かが判別される。所定時間Ｔ０は、ＶＳＶ４４がオンされた後、供給圧Ｐが吸気圧ＰＭに達するのに要する時間として予め定められた時間である。ステップ１１０において所定時間Ｔ０が経過していなければ、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１１０において所定時間Ｔ０が経過していれば、次にステップ１１２の処理が実行される。
【００７２】
ステップ１１２では、現在の供給圧Ｐが元圧Ｐｂａｓｅとして記憶される。従って、元圧Ｐｂａｓｅは、負圧伝達系故障が生じていない限り吸気圧ＰＭに等しくなる。
【００７３】
ステップ１１４では、元圧Ｐｂａｓｅが基準圧Ｐｓ未満であるか否かが判別される。その結果、Ｐｂａｓｅ＜Ｐｓが成立する場合は、ステップ１１６、１１８において、経過時間Ｔｔｈに基づいて切換弁２８の状態を判定するための処理が実行される。一方、ステップ１１４においてＰｂａｓｅ＜Ｐｓが不成立であれば、ステップ１２０、１２２において、負圧伝達系故障を判定するための処理が実行される。
【００７４】
ステップ１１６では、元圧Ｐｂａｓｅから判定時間Ｔｓが決定される。切換弁２８が正常である場合、元圧Ｐｂａｓｅが低圧であるほど（つまり、吸気圧ＰＭが低圧であるほど）、ＶＳＶ４４がオンされた後、供給圧Ｐは速やかに低下し、経過時間Ｔｔｈは短くなる。そこで、切換弁２８が正常に動作する場合における種々の吸気圧ＰＭに対する経過時間Ｔｔｈを予めマップとして記憶しておき、本ステップ１１６では、かかるマップを参照することにより、元圧Ｐｂａｓｅから判定時間Ｔｓを決定する。
【００７５】
ステップ１１８では、経過時間Ｔｔｈが判定時間Ｔｓ以上であるか否かが判別される。その結果、Ｔｔｈ≧Ｔｓが成立する場合は、切換弁２８は正常であると判断されて、次にステップ１２４において仮異常フラグＦ１がオフ状態にリセットされ、続くステップ１２６において正常フラグＦ２がオン状態にセットされた後、今回のルーチンは終了される一方、ステップ１１８において、Ｔｔｈ＞Ｔ０が不成立である場合は、切換弁２８の異常が仮判定されて、次にステップ１３０の処理が実行される。
【００７６】
ステップ１３０では、仮異常フラグＦ１がオン状態であるか否かが判別される。その結果、仮異常フラグＦ１がオン状態であれば、異常の仮判定が２回続けてなされたこととなる。この場合、切換弁２８に異常が生じていると判断されて、次にステップ１３２において異常フラグＦ３がオン状態にセットされ、続くステップ１３４において切換機構５０に異常が生じている旨の警報が発せられた後、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１３０において仮異常フラグＦ１がオン状態でなければ、次にステップ１３６において仮異常フラグＦ１がオン状態にセットされた後、今回のルーチンは終了される。
【００７７】
ステップ１２０では、吸気圧センサ２５の出力信号に基づいて吸気圧ＰＭが検出される。
【００７８】
ステップ１２２では、上記元圧Ｐｂａｓｅと、ステップ１２０で求められた吸気圧ＰＭとの差ΔＰ（＝Ｐｂａｓｅ−ＰＭ）が所定値ΔＰ０以下であるか否かが判別される。その結果、ΔＰ≦ΔＰ０が不成立であれば、伝達系故障の発生が仮判定されて、次に上記ステップ１３０以降の処理が実行された後、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１２２においてΔＰ≦ΔＰ０が成立する場合は、伝達系故障は生じていないと判断されて、次に上記ステップ１２６の処理が実行された後、今回のルーチンは終了される。
【００７９】
上述の如く、本実施例では、ＶＳＶ４４がオンされた後の供給圧Ｐの変化傾向に基づいて切換機構の異常判定が行われる。ＶＳＶ４４がオンされた後の供給圧Ｐの変化傾向は、ほとんど切換機構５０の状態のみに依存して変化する。従って、本実施例によれば、切換機構５０の異常判定を正確に行うことができる。
【００８０】
なお、上記図４に示すルーチンでは、経過時間Ｔｔｈが基準時間Ｔ０以下である場合に、切換弁２８の動作異常を判定するものとした。しかしながら、図５を参照して述べたように、経過時間Ｔｔｈは、切換弁２８に固着が生じている場合には、切換弁２８にストローク異常が生じている場合よりも短くなる。更に、切換弁２８に固着異常が生じている場合、固着位置が閉弁側であるほど経過時間Ｔｔｈは短くなる。そこで、経過時間Ｔｔｈに基づいて、切換弁２８の固着とストローク異常とを区別して判定し、更に、固着の場合には固着位置を判定することとしてもよい。
【００８１】
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例では、上記図２及び図３を参照して述べたように、第１変化点Ｑ１の有無、第２変化点Ｑ２の発生時期、及び、所定時点での供給圧Ｐの低下勾配に基づいて、それぞれ、切換弁２８の固着、切換弁２８のストローク異常、及び、切換弁２８の固着位置を判定する。
【００８２】
図６は、本実施例において、ＥＣＵ１０が実行するルーチンの一例のフローチャートである。なお、図６において上記図４に示すルーチンと同様の処理を行うステップには同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すルーチンでは、ステップ１０４の処理が終了すると、次にステップ２００の処理が実行される。
【００８３】
ステップ２００では、ＶＳＶ４４にオン信号が供給され始めてからの経過時間Ｔが所定時間Ｔａ以下であるか、又は、固着正常フラグＦａがオフ状態であるかが判別される。所定時間Ｔａは、切換弁２８が正常に動作する場合に、ＶＳＶ４４がオンされてから第２変化点Ｑ２が生ずるまでの経過時間よりも大きな値に設定されている。また、後述する如く、固着正常フラグＦａは第１変化点Ｑ１が検出された場合にオン状態にセットされる。ステップ２００において肯定判別された場合は、次にステップ２０２の処理が実行される。一方、ステップ２００において否定判別された場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。
【００８４】
ステップ２０２では、供給圧Ｐの低下勾配ｄＰ（＝−ｄＰ／ｄｔ）が所定値Ｃ０以下であるか否かが判別される。その結果、ｄＰ≦Ｃ０が成立する場合は、第１変化点Ｑ１における低下勾配の減少が生じたと判断される。この場合、次にステップ２０６において、固着正常フラグＦａがオン状態にセットされた後、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２０２においてｄＰ≦Ｃ０が不成立であれば、ステップ２０６が実行されることなく今回のルーチンは終了される。
【００８５】
ステップ２０４では、固着正常フラグＦａがオン状態であるか否かが判別される。その結果、固着正常フラグＦａがオン状態であれば、次に、ステップ２０８の処理が実行される。一方、ステップ２０４において固着正常フラグＦａがオン状態でなければ、次にステップ２１０の処理が実行される。
【００８６】
ステップ２０８では、低下勾配ｄＰが所定値Ｃ１以上であるか否かが判別される。所定値Ｃ１は、切換弁２８が正常に動作する場合に、第２変化点Ｑ２を過ぎた時点での低下勾配ｄＰの下限値となるように設定されている。従って、ステップ２０８においてｄＰ≧Ｃ１が成立する場合は、第２変化点Ｑ２が生じたと判断されて、次にステップ２１２の処理が実行される。一方、ステップ２０８において、否定判別された場合は、今回のルーチンは終了される。
【００８７】
ステップ２１２では、ＶＳＶ４４にオン信号が供給され始めた後の経過時間Ｔが所定値Ｔｂ以上であるか否かが判別される。ここで、Ｔｂは、切換弁２８が正常に動作する場合に、ＶＳＶ４４がオンされてから第２変化点Ｑ２が生ずるまでの経過時間の下限値となるように設定されている。従って、ステップ２１２において、Ｔ≧Ｔｂが成立する場合は、切換弁２８にストローク異常は生じていないと判断される。この場合、次にステップ２１４において、ストローク正常フラグＦｂがオン状態にセットされた後、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２１２において、Ｔ≧Ｔｂが不成立であれば、切換弁２８にストローク異常が生じていると判断されて、次にステップ２１６において、ストローク異常が生じている旨の警報が発せられた後、今回のルーチンは終了される。
【００８８】
ステップ２１０では、切換弁２８が固着している旨の警報が発せられ、続くステップ２１８において、ＶＳＶ４４にオン信号が供給され始めた後の経過時間Ｔが所定時間Ｔｃに達したか否かが判別される。所定時間Ｔｃは、好ましくは、切換弁２８の固着位置による供給圧Ｐの差異が最大となるタイミングとなるように設定される。ステップ２１８において、経過時間Ｔが所定時間Ｔｃに達していなければ、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２１８において、経過時間Ｔが所定時間Ｔｃに達していれば、次にステップ２２０において、現在の供給圧Ｐの値に基づいて切換弁２８の固着位置が判定された後、今回のルーチンは終了される。なお、ステップ２１８及び２２０では、上記図３を参照して述べたように、所定時点における供給圧Ｐの低下勾配、又は供給圧Ｐが所定圧に達するまでの経過時間に基づいて切換弁２８の固着位置を判定してもよい。
【００８９】
次に、図７及び図８を参照して、本発明の第３実施例について説明する。
【００９０】
上記第１および第２実施例では、切換弁２８の固着異常は、第１変化点Ｑ１の有無に基づいて判定される一方、その第１変化点Ｑ１の有無は、ＶＳＶ４４がオンされた後の所定期間内に供給圧Ｐの低下勾配が所定値以下に減少するか否かに基づいて判定される。
【００９１】
図７は、本実施例における切換弁２８の固着異常を判定する手法を説明するための図を示す。尚、図７（Ａ）にはＶＳＶ４４がオンされた後の供給圧Ｐの時間変化が、図７（Ｂ）にはその供給圧Ｐの変化勾配の時間変化が、それぞれ、▲１▼切換弁２８が正常である場合、および、▲２▼切換弁２８が固着している場合について、それぞれ、実線および破線で示されている。
【００９２】
切換弁２８が正常に動作する場合は、時刻ｔ０においてＶＳＶ４４がオンされた後の所定期間内に、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１および第２変化点Ｑ２が現れる。すなわち、供給圧Ｐの低下勾配が時刻ｔ１において不連続的に減少すると共に、その後、供給圧Ｐの低下勾配が時刻ｔ２において不連続的に増加する状態が実現される。一方、切換弁２８がいずれかの状態に固着している場合は、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１および第２変化点Ｑ２は現れない。すなわち、上記の状態が実現されない。
【００９３】
このように、ＶＳＶ４４がオンされた後の所定期間内に、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１が現れるか否か、すなわち、供給圧Ｐの低下勾配の変化量が所定値以上に大きい時期があるか否かに基づいて、切換弁２８が固着しているか否かを判定することが可能となる。そこで、本実施例においては、上記の手法を用いて切換弁２８の固着を判定することとしている。
【００９４】
図８は、本実施例においてＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図８において、上記図６に示すルーチンと同様の処理を行うステップには同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示すルーチンは、上記ステップ２００において肯定判定がなされた場合は、次にステップ２４０の処理が実行される。
【００９５】
ステップ２４０では、前回処理時における供給圧Ｐの低下勾配ｄＰ１と、今回処理時における供給圧Ｐの低下勾配ｄＰ２との差ΔｄＰ（＝ｄＰ２―ｄＰ１）の絶対値が、所定値Ｄ０以上であるか否かが判別される。尚、所定値Ｄ０は、切換弁２８が正常に動作する状況下で、ＶＳＶ４４がオンされた後、供給圧Ｐの低下勾配が不連続的に減少していると判断できる下限値に設定されている。
【００９６】
｜ΔｄＰ｜≧Ｄ０が成立する場合は、供給圧Ｐの低下勾配が不連続的に減少した、すなわち、供給圧Ｐの減少傾向が緩やかになったと判断できる。この場合は、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１が現れたと判断でき、切換弁２８が正常に動作していると判断できる。従って、上記ステップ２４０において｜ΔｄＰ｜≧Ｄ０が成立すると判別された場合は、次に上記ステップ２０６において固着正常フラグＦａがオン状態にセットされた後、今回のルーチンは終了される。一方、｜ΔｄＰ｜≧Ｄ０が成立しないと判別された場合は、上記ステップ２０６の処理を行うことなく、今回のルーチンは終了される。
【００９７】
また、上記ステップ２００において否定判定がなされた場合は、次に上記ステップ２０４の処理が実行され、そのステップ２０４において肯定判定がなされた場合は、次にステップ２４２の処理が実行される。
【００９８】
ステップ２４２では、前回処理時における供給圧Ｐの低下勾配ｄＰ１と、今回処理時における供給圧Ｐの低下勾配ｄＰ２との差ΔｄＰ（＝ｄＰ２―ｄＰ１）の絶対値が、所定値Ｄ１以上であるか否かが判別される。尚、所定値Ｄ１は、切換弁２８が正常に動作する状況下で、供給圧Ｐが第１変化点Ｑ１を通過した後、供給圧Ｐの低下勾配が不連続的に増加していると判断できる下限値に設定されている。
【００９９】
｜ΔｄＰ｜≧Ｄ１が成立する場合は、供給圧Ｐの低下勾配が不連続的に増加した、すなわち、供給圧Ｐの減少傾向が急激になったと判断できる。この場合は、供給圧Ｐに第２変化点Ｑ２が現れたと判断できる。従って、上記ステップ２４２において｜ΔｄＰ｜≧Ｄ１が成立すると判別された場合は、次に上記ステップ２１２以降の処理が実行される。一方、｜ΔｄＰ｜≧Ｄ１が成立しないと判別された場合は、上記ステップ２１２以降の処理を実行することなく、今回のルーチンは終了される。
【０１００】
上記の処理によれば、ＶＳＶ４４がオンされた後の所定期間内に供給圧Ｐの低下勾配の変化量が所定値以上に大きい時期があるか否かに基づいて切換弁２８の固着の有無を判定することができる。
【０１０１】
次に、図９を参照して、本発明の第４実施例について説明する。
【０１０２】
上記第１乃至第３実施例では、切換機構５０の異常を判定している際に吸気圧ＰＭの変動に起因して供給圧Ｐが変化するのを回避するため、負圧通路４８にレギュレータ弁を設け、負圧供給配管４２に供給される負圧を一定に保持することとしている。
【０１０３】
一方、本実施例においては、切換機構５０の異常の判定を、吸気圧ＰＭがほぼ一定に維持されている場合にのみ行うこととしている。かかる手法においては、レギュレータ弁を設けることなく、供給圧Ｐを切換機構５０の状態のみに依存して変化させることができる。従って、本実施例によれば、切換機構５０の異常判定を供給圧Ｐの変化傾向に基づいて正確に判定することができる。
【０１０４】
図９は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図９に示すルーチンは、その処理が終了するごとに繰り返し起動されるルーチンである。図９に示すルーチンが起動されると、まずステップ３００の処理が実行される。
【０１０５】
ステップ３００では、内燃機関１２の始動開始後、所定時間Ｔ１０が経過したか否かが判別される。尚、所定時間Ｔ１０は、内燃機関１２の始動が開始された後、内燃機関１２が安定して運転するのに要する時間として予め定められた時間である。本ステップ３００の処理は、上記の条件が成立すると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ３０２の処理が実行される。
【０１０６】
ステップ３０２では、内燃機関１２の運転状態が安定しているか否か、具体的には、吸気圧センサ２５を用いて検出した吸気圧ＰＭ、ＮＥセンサ５２を用いて検出した機関回転数ＮＥ、および、スロットルポジションセンサ５４を用いて検出したスロットル開度ＴＡが、それぞれ、所定範囲内に維持されているか否かが判別される。本ステップ３０２の処理は、上記の条件が成立すると判別されるまで繰り返し実行される。そして、これらのパラメータがそれぞれ所定範囲内に維持されていれば、内燃機関１２の運転状態が安定していると判断でき、吸気圧ＰＭがほぼ一定に維持されていると判断できる。従って、本ステップ３０２において肯定判定がなされた場合は、次にステップ３０４の処理が実行される。
【０１０７】
ステップ３０４では、ＶＳＶ４４に対してオン信号を供給する処理が実行される。本ステップ３０４の処理が実行されると、以後、切換弁２８が閉弁するように負圧供給配管４２に吸気圧ＰＭが導かれる。
【０１０８】
ステップ３０６では、内燃機関１２の運転状態の安定が継続しているか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ３０８の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、次にステップ３１２の処理が実行される。
【０１０９】
ステップ３０８では、ＶＳＶ４４へのオン信号の供給が開始された後、所定時間Ｔ１１が経過したか否かが判別される。尚、所定時間Ｔ１１は、切換弁２８が正常に動作する場合に、ＶＳＶ４４がオンされた後、第１変化点Ｑ１が生ずると予想される時間よりも大きな値に設定されている。その結果、否定判定がなされた場合は、上記ステップ３０６の処理が再度実行される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ３１０の処理が実行される。
【０１１０】
ステップ３１０では、供給圧Ｐの変化傾向に基づいて切換機構５０の異常状態の有無を判定する処理が実行される。具体的には、上記第１乃至第３実施例に示した処理が実行される。本ステップ３１０の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【０１１１】
ステップ３１２では、供給圧Ｐに基づく切換機構５０の異常状態の有無の判定を禁止する処理が実行される。本ステップ３１２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【０１１２】
上記の処理によれば、内燃機関１０の運転状態が安定していない状況下で、供給圧Ｐに基づく切換機構５０の異常判定の実行を禁止することができる。このため、本実施例によれば、負圧供給配管４２および変圧室３６の供給圧Ｐを切換機構５０の状態のみに依存して変化させることができる。従って、本実施例によれば、供給圧Ｐの変化傾向に基づいて切換機構５０の異常判定を正確に判定することができ、その異常判定の精度の向上を図ることができる。
【０１１３】
尚、上記第４実施例においては、内燃機関１２の運転状態が安定しているか否かを、内燃機関１２の吸気圧ＰＭ、機関回転数ＮＥ、および、スロットル開度ＴＡを用いて判定することとしているが、更に、内燃機関１２への燃料噴射量の変化量および車速の変化量が所定範囲内に維持されているか否かの判別結果に基づいて、また、内燃機関１２に開閉時期を可変できる吸気弁および排気弁が搭載されている場合にはその開閉時期が所定範囲内に維持されているか否かの判別結果に基づいて、内燃機関１２の運転状態が安定しているか否かを判別することとしてもよい。
【０１１４】
尚、内燃機関１２の始動直後は、吸気圧ＰＭが不安定になり易い。そこで、機関回転数ＮＥが所定値を超えているか否か、および、内燃機関１２が少なくともアイドル状態に到達しているか否かの判別結果を加味して、内燃機関１２の運転状態が安定しているか否かを判別することとしてもよい。
【０１１５】
次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明の第５実施例について説明する。
【０１１６】
ところで、切換弁２８にストローク異常が生じた場合は、ダイヤフラム３４の、撓み始めてから撓み終わるまでの撓み量（以下、可動量Ｌと称す）は、切換弁２８が正常に動作する場合に比して小さくなる。すなわち、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が現れた後に第２変化点Ｑ２が生ずるタイミングは、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが小さいほど早くなる。従って、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が生ずる時期と第２変化点Ｑ２が生ずる時期との時間間隔（以下、変化点間時間ＴＩＭＥと称す）に基づいてダイヤフラム３４の可動量Ｌを判定することができる。このため、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが小さいか否かに基づいて切換弁２８のストローク異常を判定することができる。
【０１１７】
また、上記した切換機構５０においては、切換弁２８は、作動ロッド４０を介してダイヤフラム３４に連結されており、ダイヤフラム３４の撓み状態に応じて開閉する。かかる構成では、ダイヤフラム３４と切換弁２８との接続部分に接続外れの異常（以下、リンク外れ異常と称す）が生ずる場合がある。かかる事態が生ずると、ＶＳＶ４４にオン信号が供給されても、ダイヤフラム３４の撓みが切換弁２８に伝達されず、切換弁２８を閉弁させることができない。
【０１１８】
一般に、ダイヤフラム３４は、切換弁２８が全閉状態になる程度の撓み量を超えて撓むことができるように構成されているが、通常、ダイヤフラム３４の可動量Ｌは、所定領域内に制限されている。切換機構５０にリンク外れ異常が生じた場合は、ダイヤフラム３４の可動量Ｌは、切換機構５０が正常である場合に比して大きくなる。すなわち、この場合は、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が現れた後に第２変化点Ｑ２が生ずるタイミングは、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが大きいほど遅くなる。従って、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが大きいか否かに基づいて、又は、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１が生じた後、第２変化点Ｑ２が現れるまでの経過時間に基づいて、切換機構５０のリンク外れ異常を判定することができる。
【０１１９】
このように、本実施例のシステムにおいては、切換弁２８のストローク異常、及び、切換機構５０のリンク外れ異常を判定することができる。
【０１２０】
ところで、負圧供給配管４２に供給される負圧がレギュレータ弁等により一定に保持されている場合は、供給圧Ｐは、切換機構５０の状態のみに依存して変化する。この場合は、ダイヤフラム３４の可動量Ｌは、変化点間時間ＴＩＭＥのみに基づいて判定されることができる。しかしながら、負圧供給配管４２に供給される負圧が一定に保持されていない場合、すなわち、その負圧が吸気圧ＰＭに応じて変動する場合には、切換機構５０が正常である場合でも、変化点間時間ＴＩＭＥが変動し得る。
【０１２１】
図１０は、ＶＳＶ４４がオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化の一例を、▲１▼吸気圧ＰＭが負圧側に大きい場合、及び、▲２▼吸気圧ＰＭが負圧側に小さい場合について、それぞれ、実線および破線で示す図である。
【０１２２】
図１０に示す如く、吸気圧ＰＭが負圧側に大きいほど、供給圧Ｐが速やかに低下する。すなわち、供給圧Ｐの低下速度は、吸気圧ＰＭに応じて変動する。ダイヤフラム３４が撓み始めてから最大限度に撓むまでの時間、すなわち、変化点間時間ＴＩＭＥは、吸気圧ＰＭが負圧側に大きいほど短くなり（＝ＴＩＭＥ１）、吸気圧ＰＭが負圧側に小さいほど長くなる（＝ＴＩＭＥ２＞ＴＩＭＥ１）。従って、負圧供給配管４２に供給される負圧が吸気圧ＰＭに応じて変動し得る場合には、変化点間時間ＴＩＭＥおよび吸気圧ＰＭに基づいてダイヤフラム３４の可動量Ｌを正確に判定することができる。
【０１２３】
図１１は、切換弁２８のストローク異常、及び、切換機構５０のリンク外れ異常を判定すべく、本実施例においてＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図１１に示すルーチンは、その処理が終了するごとに繰り返し起動されるルーチンである。尚、図１１において、上記図４に示すルーチンと同様の処理を実行するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、ステップ１０６において肯定判定がなされた場合は、次にステップ３４０の処理が実行される。
【０１２４】
ステップ３４０では、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が発生したか否か、具体的には、供給圧Ｐの低下勾配が不連続に減少している、すなわち、その変化量ΔｄＰの絶対値が所定値以上であるか否かが判別される。その結果、第１変化点Ｑ１が発生していないと判別される場合は、今回のルーチンは終了される。一方、第１変化点Ｑ１が発生したと判別された場合は、次にステップ３４２の処理が実行される。
【０１２５】
ステップ３４２では、変化点間時間ＴＩＭＥを計数するためのカウンタＣＯＵＮＴを“０”から計数する処理が実行される。
【０１２６】
ステップ３４４では、供給圧Ｐの第２変化点Ｑ２が発生したか否か、具体的には、第１変化点Ｑ１が発生した後に供給圧Ｐの低下勾配が不連続に増加している、すなわち、その変化量ΔｄＰの絶対値が所定値以上であるか否かが判別される。本ステップ３４４の処理は、第２変化点Ｑ２が発生していると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、第２変化点Ｑ２が発生したと判別された場合は、次にステップ３４６の処理が実行される。
【０１２７】
ステップ３４６では、カウンタＣＯＵＮＴの計数を終了する処理が実行される。本ステップ３４６の処理が実行されると、変化点間時間ＴＩＭＥが算出される。
【０１２８】
ステップ３４８では、第１変化点Ｑ１が生じた後から現時点まで、吸気圧ＰＭが所定値以下で安定するのが継続しているか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、吸気圧ＰＭが変動しているので、ダイヤフラム３４の可動量Ｌを正確に検出することができない。従って、かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ３５０の処理が実行される。
【０１２９】
ステップ３５０では、変化点間時間ＴＩＭＥ及び吸気圧ＰＭに基づいてダイヤフラム３４の可動量Ｌが算出される。
【０１３０】
図１２は、ダイヤフラム３４の可動量Ｌを算出するための、変化点間時間ＴＩＭＥと吸気圧ＰＭとの２次元マップを示す図である。上記ステップ３５０では、図１２に示すマップを参照することによりダイヤフラム３４の可動量Ｌが算出される。
【０１３１】
ステップ３５２では、上記ステップ３５０で算出したダイヤフラム３４の可動量Ｌが所定値Ｌ１未満であるか否かが判別される。尚、所定値Ｌ１は、切換弁２８が正常に動作していると判断できるダイヤフラム３４の可動量Ｌの下限値である。その結果、Ｌ＜Ｌ１が成立すると判別された場合は、次にステップ３５４において切換弁２８にストローク異常が生じている旨の警報が発せられた後、今回のルーチンが終了される。一方、上記ステップ３５２においてＬ＜Ｌ１が成立しないと判別された場合は、次にステップ３５６の処理が実行される。
【０１３２】
ステップ３５６では、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが所定値Ｌ２を超えているか否かが判別される。尚、所定値Ｌ２は、切換弁２８が正常に動作していると判断できるダイヤフラム３４の可動量Ｌの上限値である。その結果、Ｌ＞Ｌ２が成立すると判別された場合は、次にステップ３５８において切換機構５０のリンク外れ以上が生じている旨の警報が発せられた後、今回のルーチンが終了される。一方、Ｌ＞Ｌ２が成立しないと判別された場合は、ダイヤフラム３４の可動量が所定領域内に保持されていると判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ３６０の処理が実行される。
【０１３３】
ステップ３６０では、切換機構５０が正常であることを表す正常フラグＦｃをオンにセットする処理が実行される。本ステップ３６０の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【０１３４】
上記の処理によれば、負圧供給配管４２に供給される負圧が吸気圧ＰＭに応じて変動し得る場合でも、変化点間時間ＴＩＭＥ及び吸気圧ＰＭに基づいてダイヤフラム３４の可動量を正確に判定することができる。このため、本実施例によれば、切換弁２８のストローク異常、および、切換機構５０のリンク外れ異常を判定することが可能となっている。
【０１３５】
なお、上記第５実施例においては、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが大きいか否かに基づいて切換機構５０のリンク外れ異常を判定することとしているが、第１変化点Ｑ１が生じた後、第２変化点Ｑ２が現れるまでの経過時間に基づいてその異常を判定することとしてもよい。
【０１３６】
次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の第６実施例について説明する。
【０１３７】
図１３は、ＶＳＶ４４がオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化の一例を、▲１▼切換機構が正常である場合、及び、▲２▼切換機構が作動する過程で切換機構に大きなフリクションが生じている場合について、それぞれ、実線及び破線で示す。
【０１３８】
ＶＳＶ４４がオンされた後、ダイヤフラム３４が撓み始めてから撓み終わるまでの過程では、供給圧Ｐが同一であっても、切換機構５０に作用するフリクションに応じてダイヤフラム３４の撓み量が変化する。切換機構５０に大きなフリクションが作用するほどダイヤフラム３４は撓み難くなる。このため、切換機構５０に作用するフリクションが大きいほど、吸引空間の容積の減少率が小さくなることで、供給圧Ｐが速やかに低下する。従って、ダイヤフラム３４が撓み始めた後、すなわち、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が生じた後の低下勾配に基づいて、切換弁２８の開閉中での切換機構５０に作用するフリクションの大きさを判定することができる。
【０１３９】
また、切換弁２８の開閉中での切換機構５０に作用するフリクションに応じて変化点間時間ＴＩＭＥは変化する。具体的には、フリクションが大きいほど変化点間時間ＴＩＭＥは長くなる。このため、ダイヤフラム３４の可動量Ｌの判定は、切換弁２８の開閉中での切換機構５０に作用するフリクションの大きさを考慮して行う必要がある。そこで、本実施例においては、ダイヤフラム３４の可動量Ｌを、上記第５実施例の如く変化点間時間ＴＩＭＥ及び吸気圧ＰＭと共に、切換弁２８の開閉中での切換機構５０のフリクションの大きさに基づいて所定の３次元マップを参照することにより判定することとしている。
【０１４０】
図１４は、切換弁２８のストローク異常、及び、切換機構５０のリンク外れ異常を判定すべく、本実施例においてＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図１４において、上記図４及び図１１に示すルーチンと同様の処理を実行するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、ステップ３４８において肯定判定がなされた場合は、次にステップ４００の処理が実行される。
【０１４１】
ステップ４００では、第１変化点Ｑ１が生じてから第２変化点Ｑ２が生じるまでの供給圧Ｐの低下勾配を算出する処理が実行される。
【０１４２】
ステップ４０２では、変化点間時間ＴＩＭＥ及び吸気圧ＰＭと共に、上記ステップ４００で算出した供給圧Ｐの低下勾配に基づいて、ダイヤフラム３４の可動量Ｌが算出される。ダイヤフラム３４の可動量Ｌが同一であっても、供給圧Ｐの低下勾配が大きいほど、すなわち、切換弁２８の開閉中での切換機構５０に作用するフリクションが大きいほど、変化点間時間ＴＩＭＥは長くなる。すなわち、変化点間時間ＴＩＭＥ及び吸気圧ＰＭが同一であっても、供給圧Ｐの低下勾配が大きいほどダイヤフラム３４の可動量Ｌは短くなる。
【０１４３】
上記ステップ４０２の処理が終了すると、次に上記ステップ３５２以降の処理が実行される。上記の処理によれば、切換弁２８の開閉中に、切換機構５０に大きなフリクションが作用する場合にも、ダイヤフラム３４の可動量Ｌを正確に判定することができる。このため、本実施例によれば、切換弁２８のストローク異常や切換機構５０のリンク外れ異常を正確に判定することができ、かかる異常判定の精度を向上させることができる。
【０１４４】
尚、上記第６実施例においては、第１変化点Ｑ１が生じてから第２変化点Ｑ２が生じるまでの供給圧Ｐの低下勾配に基づいて切換機構５０に作用するフリクションを判定することとしているが、そのフリクションは切換機構５０の熱膨張に起因して変動する。従って、上記供給圧Ｐの低下勾配に代えて、あるいは、その低下勾配と共に、切換機構５０の温度を用いて切換機構５０に作用するフリクションを判定することとしてもよい。この場合、本実施例のシステムでは、水温センサ５６や吸気温センサ５８を用いて切換機構５０の温度を検出することとすればよい。この場合、ＥＣＵ１０が水温センサ５６および吸気温センサ５８の出力信号に基づいて切換機構の温度を検出することにより特許請求の範囲に記載した「温度検出手段」が実現される。また、排気温や主触媒２４の温度を検出するためのセンサを搭載している場合には、それらの温度を用いて切換機構５０の温度を検出することとしてもよい。
【０１４５】
次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の第７実施例について説明する。
【０１４６】
図１５は、ＶＳＶ４４がオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化の一例を、▲１▼切換機構が正常である場合、及び、▲２▼切換機構が作動開始する前に切換機構に大きなフリクションが生じている場合について、それぞれ、実線及び破線で示す。
【０１４７】
ＶＳＶ４４がオンされた後、ダイヤフラム３４が撓み始めるまでに、切換弁２８、作動ロッド４０、又はダイヤフラム３４が異物に引っかかる異常（以下、引っかかり異常と称す）が生ずる場合がある。切換機構５０において引っかかり異常が生じた場合には、ダイヤフラム３４を撓ませるのに大きな供給圧Ｐが必要となる。このため、仮に供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１が発生したとしても、第２変化点Ｑ２が生じるのに必要な負圧を変圧室３６に供給することができないおそれがあり、切換弁２８を適正に開閉させることができないおそれがある。
【０１４８】
上述の如く、切換機構５０において引っかかり異常が生じた場合には、ダイヤフラム３４を撓ませるのに大きな供給圧Ｐが必要である。従って、ＶＳＶ４４がオンされた後、第１変化点Ｑ１が生じた時点での供給圧Ｐに基づいて、切換機構５０に作動開始前に作用するフリクションの大きさを判定することができ、切換機構５０の引っかかり異常の有無を判定することができる。
【０１４９】
図１６は、切換機構５０の引っかかり異常を判定すべく、本実施例においてＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図１６において、上記図４及び図１１に示すルーチンと同様の処理を実行するステップについては同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、ステップ３４０において第１変化点Ｑ１が生じたと判定された場合は、次にステップ４４０の処理が実行される。
【０１５０】
ステップ４４０では、第１変化点Ｑ１が生じた時点での供給圧Ｐが所定のしきい値Ｐｓｈ以下であるか否かが判別される。尚、所定のしきい値Ｐｓｈは、第１変化点Ｑ１が生じた後、第２変化点Ｑ２が生じるのに必要な供給圧Ｐの下限値である。その結果、Ｐ≦Ｐｓｈが成立しない場合は、切換弁２８を適正に開閉させるのに必要な供給圧Ｐが確保されていると判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ４４２の処理が実行される。一方、Ｐ≦Ｐｓｈが成立する場合は、切換弁２８を適正に開閉させることができないほどに供給圧Ｐが低下していると判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ４４４の処理が実行される。
【０１５１】
ステップ４４２では、引っかかり正常フラグＦｄをオンにセットする処理が実行される。本ステップ４４２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【０１５２】
ステップ４４４では、作動開始前にフリクションの増加に起因して切換機構５０に引っかかり異常が生じている旨の警報が発せられる。本ステップ４４４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。上記の処理によれば、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が生じた時点での供給圧Ｐに基づいて切換機構５０の引っかかり異常を判定することができる。
【０１５３】
ところで、上記第１乃至第７実施例では、切換弁２８のストローク異常として、切換弁２８が全開状態から半開状態までしか閉じない場合について説明したが、切換弁２８が全開状態まで開かないようなストローク異常も生じ得る。このようなストローク異常が生ずると、ＶＳＶ４４がオフ状態とされた状況下でもダイヤフラム３２が変圧室３６側に撓むことで、吸引空間の容積は切換弁２８が全開状態である場合に比べて小さくなる。このため、ＶＳＶ４４がオンされた際に供給圧Ｐは大きな勾配で低下し、第１変化点Ｑ１の発生時期は早くなる。従って、第１変化点Ｑ１の発生時期を検出することで、ストローク異常の種々の態様を区別して判定することが可能となる。
【０１５４】
また、上記第１乃至第７実施例においては、ＶＳＶ４４をオンした後の供給圧Ｐの変化傾向に基づいて切換弁２８の動作異常を判定するものとしたが、ＶＳＶ４４をオン状態からオフした後にも、供給圧Ｐには、切換弁２８の状態に応じて、図２及び図３を上下に反転したような変化傾向が現れる。従って、ＶＳＶ４４をオン状態からオフする際にも切換機構５０の異常判定を行うことができる。つまり、ＶＳＶ４４の一回のオン・オフ操作で２度の異常判定を行うことが可能である。
【０１５５】
なお、ＶＳＶ４４がオン状態からオフした後の供給圧Ｐに基づいて切換機構５０の異常判定を行う場合、ＶＳＶ４４の大気開放口の流通抵抗が大きいほど、ＶＳＶ４４をオフした後の供給圧Ｐの変化勾配が小さくなるため、第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２における勾配の変化の度合いも小さくなる。一方、大気開放口の流通抵抗が小さいほど、供給圧Ｐが速やかに上昇する。この場合、第１変化点Ｑ１が生じてから第２変化点Ｑ２が生ずるまでの時間が短くなることで、第２変化点Ｑ２の発生時点の判定精度が低下する。従って、第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２が明瞭に現れ、かつ、第２変化点Ｑ２の発生時点を高精度に判定できるように、ＶＳＶ４４の大気開放口の流通抵抗（例えば開口面積）を適当な値に設定することが好ましい。
【０１５６】
なお、上記第１乃至第７実施例においては、ＶＳＶ４４、負圧供給配管４２、及び変圧室３６が特許請求の範囲に記載した「圧力伝達部」に、ダイヤフラム３４が特許請求の範囲に記載した「移動部材」に、インテークマニホルド１６が特許請求の範囲に記載した「流体圧源」および「吸気通路」に、それぞれ相当している。
【０１５７】
また、上記第１乃至第７実施例においては、ＥＣＵ１０が図４に示すルーチンのステップ１１８、１２２、１２４、１２６、１３０〜１３６の処理、上記図６に示すルーチンのステップ２００〜２２０の処理、上記図８に示すルーチンのステップ２４０及び２４２の処理、上記図１１に示すルーチンのステップ３４０〜３６０の処理、上記図１４に示すルーチンのステップ４００及び４０２の処理、又は、図１６に示すルーチンのステップ４４０〜４４４の処理を実行することにより、特許請求の範囲に記載した「状態判定手段」が実現されている。
【０１５８】
更に、上記第１乃至第７実施例においては、ＥＣＵ１０が、圧力センサ４６の出力信号に基づいて供給圧Ｐを検出することにより特許請求の範囲に記載した「伝達部圧力検出手段」が、吸気圧センサ２５の出力信号に基づいて吸気圧ＰＭを検出することにより特許請求の範囲に記載した「流体圧源圧力検出手段」が、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１が生じた後の低下勾配に基づいて切換弁２８の開閉中に切換機構５０に作用するフリクションの大きさを判定することにより特許請求の範囲に記載した「フリクション検出手段」が、上記ステップ３０２及び３０６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「内圧安定判別手段」が、それぞれ実現されている。
【０１５９】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、切換機構の固着の有無を正確に判定することができる。
請求項３記載の発明によれば、切換機構が固着した場合に、その固着位置を判定することができる。
請求項４記載の発明によれば、圧力伝達部の故障の有無を正確に判定することができる。
請求項５、６、８、及び９記載の発明によれば、移動部材の移動量を判定することができる。
請求項７記載の発明によれば、切換機構のフリクションの大きさを判定することができる。
請求項１０及び１１記載の発明によれば、切換機構におけるリンク外れ等の故障の有無を正確に判定することができる。
請求項１２記載の発明によれば、切換機構の作動不良等による故障の有無を正確に判定することができる。
また、請求項１３記載の発明によれば、切換機構の状態を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるシステムの構成図である。
【図２】ＶＳＶがオンされた際の供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼切換弁が正常である場合、▲２▼切換弁が全開状態で固着した場合、及び▲３▼切換弁に半開状態までしか閉じないストローク異常が生じた場合について示す図である。
【図３】ＶＳＶがオンされた際の供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼切換弁が全開状態で固着した場合、▲２▼切換弁が半開状態で固着した場合、及び▲３▼切換弁に全閉状態で固着した場合について示す図である。
【図４】本実施例において、切換機構の異常を判定すべくＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
【図５】図４に示すルーチンにおいて切換機構の異常を判定する手法を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施例においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施例における切換弁の固着異常を判定する手法を説明するための図である。
【図８】本実施例においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の第４実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図１０】ＶＳＶがオンされた際の供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼吸気圧ＰＭが負圧側に大きい場合、及び、▲２▼吸気圧ＰＭが負圧側に小さい場合についてそれぞれ示す図である。
【図１１】本発明の第５実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図１２】ダイヤフラムの可動量を算出するための、変化点間時間ＴＩＭＥと吸気圧ＰＭとの２次元マップを示す図である。
【図１３】ＶＳＶがオンされた際の供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼切換機構が正常である場合、及び、▲２▼切換機構が作動する過程で切換機構に大きなフリクションが生じている場合についてそれぞれ示す図である。
【図１４】本発明の第６実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図１５】ＶＳＶがオンされた際の供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼切換機構が正常である場合、及び、▲２▼切換機構が作動開始する前に切換機構に大きなフリクションが生じている場合についてそれぞれ示すである。
【図１６】本発明の第７実施例においてＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ＥＣＵ
１２  内燃機関
１６  インテークマニホルド
１８  第１排気管
２２  第２排気管
２５  吸気圧センサ
２８  切換弁
３２  ダイヤフラム機構
３４  ダイヤフラム
３６  変圧室
４２  負圧供給配管
４４  バキュームスイッチングバルブ（ＶＳＶ）
４６  圧力センサ
５０  切換機構
５２  ＮＥセンサ
５４  スロットルポジションセンサ
５６  水温センサ
５８  吸気温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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