(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の吸入空気量と回転数とから燃料の基本噴射量を算出すると共に、酸素濃度検出手段の出力を用いて基本噴射量に対する補正係数を算出し、基本噴射量に補正係数を乗じて燃料噴射量を求め、機関の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するようにした内燃機関の排気浄化装置であって、
機関の排気通路を２つに分岐して形成した分岐通路と、
一方の分岐通路に設けられた排気浄化用の第１の触媒と、
前記分岐通路の合流部下流の排気通路に設けられた排気浄化用の第２の触媒と、
前記第１の触媒の直上流側分岐通路に設けられて排気中酸素濃度を検出する第１の酸素濃度検出手段と、
前記第２の触媒の直上流側排気通路に設けられて排気中酸素濃度を検出する第２の酸素濃度検出手段と、
前記２つの分岐通路の上流側において排気流れを該２つの分岐通路に選択的に切り換える排気切換手段と、
機関運転状態判定手段と、
前記機関運転状態判定手段の判定結果に基づいて前記排気切換手段を切換制御する制御手段と、
を備える一方、
前記排気切換手段の実作動時における切換状況に応じた実際の第１の酸素濃度検出手段の出力と、前記排気切換手段の正常時における切換状況に応じた基準となる第１の酸素濃度検出手段の出力とを比較する第１の比較手段及び前記排気切換手段の実作動時における切換状況に応じた実際の第２の酸素濃度検出手段の出力と、前記排気切換手段の正常時における切換状況に応じた基準となる第２の酸素濃度検出手段の出力とを比較する第２の比較手段と、
前記第１及び第２の比較手段の両比較結果に基づいて前記排気切換手段の作動の正常・不良を診断する作動診断手段と、
を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記作動診断手段は、第１の診断手段、第２の診断手段及び第３の診断手段からなり、
前記第１の診断手段は、機関の冷機時に第１及び第２の触媒に排気を流すように排気切換手段を切換制御した際に、第１の酸素濃度検出手段の出力に基づいて、排気切換手段の作動の正常・不良を判定し、
前記第２の診断手段は、機関の暖機時に第２の触媒にのみ排気を流すように排気切換手段を切換制御した際に、第２の酸素濃度検出手段の出力に基づいて、排気切換手段の作動の正常・不良を判定し、
前記第３の診断手段は、機関の暖機時で、機関低回転かつ低負荷の条件の成立時に、排気切換手段を強制的に第１及び第２の触媒に排気を流すように切換制御した際に、第１の酸素濃度検出手段の出力に基づいて、排気切換手段の作動の正常・不良を判定し、
第１の診断結果に係わらず、第２の診断において、作動不良と判定されると、最終的に排気切換手段作動不良と診断し、第１の診断結果が正常で、第２の診断においても正常と判定されると、最終的に排気切換手段の作動正常と診断し、第１の診断結果が作動不良で、第２の診断において作動正常と判定された際に第３の診断で作動正常と判定されると、最終的に排気切換手段の作動正常と診断し、作動不良と判定されると、最終的に排気切換手段の作動不良と診断するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関し、特に、排気通路を２つに分岐して形成した分岐通路のうち一方の分岐通路に排気浄化用の第１の触媒を、分岐通路の合流部下流の排気通路に排気浄化用の第２の触媒を、夫々設け、２つの分岐通路の上流側において排気流れを該２つの分岐通路に選択的に切り換えるようにした排気浄化装置における排気切換手段の作動診断技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の排気浄化装置としては、例えば、図９に示すようなものがある（実開平１−６６４２０号公報参照）。
このものは、排気通路２１を分岐して構成した２つの分岐通路２２，２３を備え、両分岐通路２２，２３夫々にメイン触媒２４，２５を介装すると共に、一方の分岐通路２３の前記メイン触媒２５上流に低温用のプリ触媒２６を介装し、一方の分岐通路２３のプリ触媒２６とメイン触媒２５との間と、他方の分岐通路２２のメイン触媒２４上流とを連通する連通路２７を設けるようにしている。
【０００３】
そして、排気をプリ触媒２６と一方のメイン触媒２５に流通させる排気経路と、排気を両方のメイン触媒２４，２５に流通させる排気経路とに切り換える排気切換手段として、前記分岐通路２２，２３の分岐部には、分岐通路２２，２３のいずれか一方を排気が流れるように通路を切り換える切換弁２８を介装すると共に、前記連通路２７には、該連通路２７の開通と閉塞とを選択的に行う開閉弁２９が介装してある。
【０００４】
そして、排気温度を検出する排温センサを設け、該排温センサから出力される排気温度信号に基づいて、所定の排気温度条件までは、即ち、低温時は、切換弁２８を分岐通路２３側に切り換えると共に、開閉弁２９を閉じ、排気をプリ触媒２６と一方のメイン触媒２５に流通させる。又、所定の排気温度条件以降は、即ち、高温時は、切換弁２８を分岐通路２２側に切り換えると共に、開閉弁２９を開き、排気を両方のメイン触媒２４，２５に流通させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の排気浄化装置にあっては、排気切換手段としての切換弁２８及び開閉弁２９の作動診断を行う装置は設けられておらず、切換弁２８及び開閉弁２９の故障によって、例えば、開閉弁２９にあっては、本来閉じられるべき時に開かれる等の誤動作が生じた場合に、これを検知できず、故障したまま放置されることにより、触媒や排気中酸素濃度を検出するＯ２  センサの劣化が進行し、排気エミッションが悪化するという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、排気流れを切り換える排気切換手段の作動を診断する機能を設けることにより、排気切換手段の故障によって、これらの誤動作が生じた場合に、これを検知できるようにし、触媒や酸素濃度検出手段の劣化進行を未然に防止し得るようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、
機関の吸入空気量と回転数とから燃料の基本噴射量を算出すると共に、酸素濃度検出手段の出力を用いて基本噴射量に対する補正係数を算出し、基本噴射量に補正係数を乗じて燃料噴射量を求め、機関の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御するようにした内燃機関の排気浄化装置であって、
図１に示すように、
機関の排気通路を２つに分岐して形成した分岐通路と、
一方の分岐通路に設けられた排気浄化用の第１の触媒と、
前記分岐通路の合流部下流の排気通路に設けられた排気浄化用の第２の触媒と、
前記第１の触媒の直上流側分岐通路に設けられて排気中酸素濃度を検出する第１の酸素濃度検出手段と、
前記第２の触媒の直上流側排気通路に設けられて排気中酸素濃度を検出する第２の酸素濃度検出手段と、
前記２つの分岐通路の上流側において排気流れを該２つの分岐通路に選択的に切り換える排気切換手段と、
機関運転状態判定手段と、
前記機関運転状態判定手段の判定結果に基づいて前記排気切換手段を切換制御する制御手段と、
を備える一方、
前記排気切換手段の実作動時における切換状況に応じた実際の第１の酸素濃度検出手段の出力と、前記排気切換手段の正常時における切換状況に応じた基準となる第１の酸素濃度検出手段の出力とを比較する第１の比較手段及び前記排気切換手段の実作動時における切換状況に応じた実際の第２の酸素濃度検出手段の出力と、前記排気切換手段の正常時における切換状況に応じた基準となる第２の酸素濃度検出手段の出力とを比較する第２の比較手段と、
前記第１及び第２の比較手段の両比較結果に基づいて前記排気切換手段の作動の正常・不良を診断する作動診断手段と、
を含んで構成した。
【０００８】
請求項２記載の発明は、
前記作動診断手段は、第１の診断手段、第２の診断手段及び第３の診断手段からなり、
前記第１の診断手段は、機関の冷機時に第１及び第２の触媒に排気を流すように排気切換手段を切換制御した際に、第１の酸素濃度検出手段の出力に基づいて、排気切換手段の作動の正常・不良を判定し、
前記第２の診断手段は、機関の暖機時に第２の触媒にのみ排気を流すように排気切換手段を切換制御した際に、第２の酸素濃度検出手段の出力に基づいて、排気切換手段の作動の正常・不良を判定し、
前記第３の診断手段は、機関の暖機時で、機関低回転かつ低負荷の条件の成立時に、排気切換手段を強制的に第１及び第２の触媒に排気を流すように切換制御した際に、第１の酸素濃度検出手段の出力に基づいて、排気切換手段の作動の正常・不良を判定し、
第１の診断結果に係わらず、第２の診断において、作動不良と判定されると、最終的に排気切換手段作動不良と診断し、第１の診断結果が正常で、第２の診断においても正常と判定されると、最終的に排気切換手段の作動正常と診断し、第１の診断結果が作動不良で、第２の診断において作動正常と判定された際に第３の診断で作動正常と判定されると、最終的に排気切換手段の作動正常と診断し、作動不良と判定されると、最終的に排気切換手段の作動不良と診断するように構成した。
【０００９】
【作用】
請求項１記載の発明において、第１と第２の酸素濃度検出手段の両出力に基づいて排気流れを切り換える排気切換手段の作動を診断する機能を設けることにより、排気切換手段の故障によって、この誤動作が生じた場合に、これを検知でき、触媒や酸素濃度検出手段の劣化進行を未然に防止することができ、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明において、第１の診断結果に係わらず、第２の診断において、作動不良と診断されると、最終的に排気切換手段の作動不良と言う診断結果を出し、第１の診断結果が正常で、第２の診断においても正常と診断されると、最終的に排気切換手段作動正常と言う診断結果を出すようにした結果、第１の診断だけでは不完全な診断を第２の診断により完全なものとすることができる。
【００１１】
又、第１の診断結果が作動不良で、第２の診断において正常と診断された場合には、最終的な診断結果が出ない。
従って、第１の診断結果が作動不良で、第２の診断において正常と診断された場合には、第３の診断へと進み、この第３の診断で正常と診断されると、最終的に開閉バルブ作動正常と言う診断結果を出し、作動不良と診断されると、最終的に開閉バルブ作動不良と言う診断結果を出すようにした結果、第１及び第２の診断だけでは不完全な診断を第３の診断により完全なものとすることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図２は請求項１及び２記載の発明の共通のシステム図を示している。
この図において、内燃機関（以下、エンジンと言う）の排気通路１は２つに分岐され、分岐通路１Ａ，１Ｂが形成される。これらの分岐通路１Ａ，１Ｂは再び合流して単一の排気通路１となる。
【００１３】
一方の分岐通路１Ａには、排気浄化用の第１の触媒としてのプリ触媒２が設けられている。
又、両分岐通路１Ａ，１Ｂの合流部下流の排気通路１には、排気浄化用の第２の触媒としてのメイン触媒３が設けられている。
前記２つの分岐通路１Ａ，１Ｂの上流側において排気流れを該２つの分岐通路１Ａ，１Ｂに選択的に切り換える排気切換手段としての開閉バルブ４が設けられている。
【００１４】
かかる開閉バルブ４は、共通の駆動軸５に、分岐通路１Ａ，１Ｂに夫々配設された２つの弁体４Ａ，４Ｂを、一方の弁体を開いた時に他方の弁体が閉じるように位相を異ならせて夫々連結し、この駆動軸５をモータ等の回動装置６により回動して弁体４Ａ，４Ｂを選択的に開閉する構成である。
この場合、弁体４Ａを開いて、弁体４Ｂを閉じることにより、排気が分岐通路１Ａからプリ触媒２、排気通路１からメイン触媒３へと流れる排気経路となり、弁体４Ｂを開いて、弁体４Ａを閉じることにより、排気が分岐通路１Ｂを経て、排気通路１からメイン触媒３へと流れる排気経路となる。
【００１５】
前記分岐通路１Ａのプリ触媒２の直上流側には、排気中酸素濃度を検出する第１の酸素濃度検出手段としての第１のＯ２  センサ７が設けられ、前記メイン触媒３の直上流側の排気通路１には、排気中酸素濃度を検出する第２の酸素濃度検出手段としての第２のＯ２  センサ８が設けられている。
ここで、エンジンは、コントロールユニット９にて各種の信号を基に電子制御されている。
【００１６】
具体的には、エンジンの吸気通路に各気筒毎に設けられた図示しない燃料噴射弁（インジェクタ）からの燃料噴射量がコントロールユニット９によって制御されるようになっている。
この制御のため、コントロールユニット９には、エアフロメータ１０からの吸入空気量信号Ｑａ、クランク角センサ１１からの回転数信号Ｎｅ、第１のＯ２  センサ７或いは第２のＯ２  センサ８からの排気中酸素濃度信号（リッチ・リーン信号）、更には、スタータスイッチ１２からの信号、エンジン水温センサ１３からの水温信号ＴＷＯ等が入力されている。
【００１７】
これらの入力信号を受けて、コントロールユニット９は、吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅとから燃料の基本噴射量Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ（Ｋは定数）を算出すると共に、第１のＯ２  センサ７或いは第２のＯ２  センサ８の出力を用いてそのリーン・リッチに応じて周知の比例積分制御により増減して空燃比フィードバック補正係数αを算出する。
【００１８】
そして、燃料の基本噴射量Ｔｐに空燃比フィードバック補正係数αを乗じて燃料噴射量Ｔｅを求め、このＴｅに対応するパルス幅の駆動パルス信号を機関回転に同期して燃料噴射弁に出力することにより、燃料噴射を行わせ、エンジンの空燃比を理論空燃比にフィードバック制御している。
従って、コントロールユニット９は空燃比制御手段の機能を有している（図４のフローチャート参照）。
【００１９】
又、コントロールユニット９は、次に説明する図３〜６のフローチャートに従って、演算処理を行うことにより、開閉バルブ４を切換制御する制御手段と、開閉バルブ４の実作動時における切換状況に応じた実際の第１のＯ2センサ７の出力と、開閉バルブ４の正常時における切換状況に応じた基準となる第１のＯ2センサ７の出力とを比較する第１の比較手段及び開閉バルブ４の実作動時における切換状況に応じた実際の第２のＯ2センサ８の出力と、開閉バルブ４の正常時における切換状況に応じた基準となる第２のＯ2センサ８の出力とを比較する第２の比較手段と、第１及び第２の比較手段の両比較結果に基づいて開閉バルブ４の作動の正常・不良を診断する作動診断手段として夫々機能する。
【００２０】
次に、図３〜６のフローチャートに基づいて、請求項１及び２記載の発明の一実施例の作用について説明する。
ステップ１（図ではＳ１と略記する。以下同様）では、スタータスイッチ１２がＯＮされたか否かを判定し、スタータスイッチ１２がＯＮされれば、ステップ２に進み、ＯＮされなければステップ３に進む。
【００２１】
ステップ２では、前述したように弁体４Ａを開き、弁体４Ｂを閉じて、排気が分岐通路１Ａからプリ触媒２、排気通路１からメイン触媒３へと流れる排気経路となる（以下、状態１と言う）ように指示する。
ステップ４では、後述する全てのフラグ（Ｆ１〜Ｆ８，Ｃ，Ｎ）を０とする。
ステップ５では、タイマ１による計測時間ＴＩＭＥＲ１をリセットする。
【００２２】
ステップ６では、タイマ２による計測時間ＴＩＭＥＲ２を無限大（∞）とする。
ステップ３では、エンジンの状態が冷機時であるか、暖機時であるかを判定し、冷機時であれば、ステップ７に進み、暖機時であれば、ステップ８に進む。
ステップ７では、第１のＯ２  センサ７出力ＯＳ１をλコントロールで使用する出力値とすることを示すフラグＦ７＝０をたてる。
【００２３】
ステップ９では、本発明に係る開閉バルブ４の作動診断の一つとしての後述する第１の診断が終了していないことを示すフラグＦ１＝０か、第１の診断が終了したことを示すフラグＦ１＝１かを判定する。
フラグＦ１＝０で、第１の診断が終了していないと判定されると、ステップ１０に進み、フラグＦ１＝１で、第１の診断が終了したと判定されると、ステップ１１のサブルーチンに進む。
【００２４】
ステップ１０ではタイマ１による計測時間ＴＩＭＥＲ１と所定値Ｔａとを比較し、ＴＩＭＥＲ１＜Ｔａであれば、ステップ１２に進み、ＴＩＭＥＲ１≧Ｔａであれば、ステップ１３に進む。
ステップ１２では、λコントロール条件であるか否かを判定し、λコントロール条件であれば、ステップ１４に進んで、計測時間ＴＩＭＥＲ１をインクリメントして、ＴＩＭＥＲ１＝ＴＩＭＥＲ１＋ＤＴとし、ステップ１１のサブルーチンに進み、λコントロール条件でなければ、ステップ１１のサブルーチンに直接進む。
【００２５】
前記サブルーチンは、図７のフローチャートに示すように実行され、これについては後述する。
ステップ１１の後は、ステップ１５に進んで、燃料噴射量を演算し、ステップ１６にて燃料噴射弁を作動して燃料噴射を実行する。
ステップ１３では、前記第１の診断を、第１のＯ２  センサ７の出力のリッチ・リーンの反転回数（反転周期）Ｎと、基準値Ａとの比較により実行する。
【００２６】
即ち、スタータスイッチ１２がＯＮされ、エンジン冷機時であるなら、前述したように弁体４Ａが開かれ、弁体４Ｂを閉じられて、排気が分岐通路１Ａからプリ触媒２、排気通路１からメイン触媒３へと流れる排気経路とされ、状態１のはずである。
このとき、第１のＯ2センサ７の出力の反転回数Ｎが開閉バルブ４正常時の基準値Ａよりも少なければ、排気がプリ触媒２に流れていない可能性があり、開閉バルブ４の作動不良の疑いがある。
【００２７】
従って、ステップ１３においては、第１のＯ２  センサ７の出力の反転回数Ｎと開閉バルブ４正常時の基準値Ａとを比較し、Ｎ≧Ａであれば、開閉バルブ４の作動不良の疑いがなく、開閉バルブ４の作動が正常であるから、ステップ１７に進み、前記状態１とする開閉バルブ４の作動が正常であることを示すフラグＦ３＝０をたて、ステップ１８にて、状態１とする開閉バルブ４の作動が正常であると判定する。
【００２８】
一方、Ｎ＜Ａであれば、開閉バルブ４の作動不良の疑いがあるから、ステップ１９に進み、前記状態１とする開閉バルブ４の作動が不良であることを示すフラグＦ３＝１をたて、ステップ２０にて、状態１とする開閉バルブ４の作動が不良であると判定する。
ステップ２１においては、第１の診断が終了したことを示すフラグＦ１＝１をたて、ステップ２２にて、第１の診断を終了させ、ステップ１１に進む。
【００２９】
一方、エンジンの状態が暖機時であると判定された後のステップ８においては、後述する第３の診断が不要であることを示すフラグＦ２＝０であるか、第３の診断が必要であることを示すフラグＦ２＝１であるかを判定する。
Ｆ２＝０であれば、ステップ２４に進み、Ｆ２＝１であれば、ステップ２３に進む。
【００３０】
ステップ２４においては、エンジンが冷機状態から暖機状態へ移行したか否かを判定し、移行していなければ、ステップ２５に進み、移行したならば、ステップ２６に進む。
ステップ２６においては、前述したように弁体４Ａを閉じ、弁体４Ｂを開いて、排気が分岐通路１Ｂを経て、排気通路１からメイン触媒３へと流れる排気経路となる（状態２）ように指示する。
【００３１】
ステップ２７では、第２のＯ２  センサ８出力ＯＳ２をλコントロールで使用する出力値とすることを示すフラグＦ７＝１をたてる。
ステップ２８においては、タイマ１による計測時間ＴＩＭＥＲ１をリセットし、ステップ２９においては、タイマ２による計測時間ＴＩＭＥＲ２をリセットし、ステップ３０においては、前記第１のＯ２  センサ７の出力の反転回数Ｎをリセットする。
【００３２】
ステップ２５においては、本発明に係る開閉バルブ４の作動診断の一つしての後述する第２の診断が終了していないことを示すフラグＦ５＝０か、第２の診断が終了したことを示すフラグＦ５＝１かを判定する。
フラグＦ５＝０で、第２の診断が終了していないと判定されると、ステップ３１に進み、フラグＦ５＝１で、第２の診断が終了したと判定されると、ステップ１１のサブルーチンに進む。
【００３３】
ステップ３１ではタイマ１による計測時間ＴＩＭＥＲ１と所定値Ｔｂとを比較し、ＴＩＭＥＲ１＜Ｔｂであれば、ステップ３２に進み、ＴＩＭＥＲ１≧Ｔｂであれば、ステップ３３に進む。
ステップ３２では、λコントロール条件であるか否かを判定し、λコントロール条件であれば、ステップ３４に進んで、計測時間ＴＩＭＥＲ１をインクリメントして、ＴＩＭＥＲ１＝ＴＩＭＥＲ１＋ＤＴとし、ステップ１１のサブルーチンに進み、λコントロール条件でなければ、ステップ１１のサブルーチンに直接進む。
【００３４】
ステップ３３では、前記第２の診断を、第２のＯ2センサ８の出力のリッチ・リーンの反転回数（反転回数）Ｎと、基準値Ｂとの比較により実行する。
即ち、前述した第１の診断だけでは不完全なため、エンジンの暖機時に開閉バルブの作動が切り換えられ、弁体４Ａが閉じられ、弁体４Ｂが開かれて、排気が分岐通路１Ｂを経て、排気通路１からメイン触媒３へと流れる排気経路となる状態２になったところで、第２のＯ2センサ８の出力の反転回数Ｎをみる。
【００３５】
このとき、第２のＯ2センサ８の出力の反転回数Ｎが開閉バルブ４正常時の基準値Ｂよりも少なければ、排気が分岐通路１Ｂに流れていない可能性があり、開閉バルブ４の作動不良の疑いがある。
従って、ステップ３３においては、第２のＯ2センサ出力の反転回数Ｎと開閉バルブ４正常時の基準値Ｂとを比較し、Ｎ≧Ｂであれば、開閉バルブ４の作動不良の疑いがなく、開閉バルブ４の作動が正常であるから、ステップ３５に進み、前記状態２とする開閉バルブの作動が正常であることを示すフラグＦ４＝０をたて、ステップ３６にて、フラグＦ３＝０（状態１とする開閉バルブの作動が正常である）であるか、フラグＦ３＝１（状態１とする開閉バルブの作動が不良である）であるかを判定する。
【００３６】
フラグＦ３＝０であれば、ステップ３７に進んで、診断を終了して、ステップ３９に進み、フラグＦ３＝１であれば、ステップ３８に進んで、第３の診断が必要であることを示すフラグＦ２＝１をたて、ステップ３９に進む。
一方、Ｎ＜Ｂであれば、開閉バルブ４の作動不良の疑いがあるから、ステップ４０に進み、前記状態２とする開閉バルブ４の作動が不良であることを示すフラグＦ４＝１をたて、ステップ４１に進んで、診断を終了して、ステップ４２に進み、開閉バルブ４が故障していると判断して警告灯を点灯させた後、ステップ３９に進む。
【００３７】
ステップ３９においては、第２の診断を終了したことを示すフラグＦ５＝１をたて、ステップ１１に進む。
ここで、ステップ３３，４０，４１，４２の流れから明らかなように、第１の診断に結果にかかわらず、第２の診断において不良と判定された場合には、開閉バルブ４が故障していると判断する。
【００３８】
又、ステップ３３，３５，３６，３７の流れから明らかなように、第１の診断結果が正常で、第２の診断結果も正常ならば、開閉バルブ４が正常であると判断する。
更に、ステップ３３，３５，３６，３８の流れから明らかなように、第１の診断結果が不良で、第２の診断結果が正常ならば、第３の診断を行う。
【００３９】
即ち、ステップ３８において第３の診断が必要であることを示すフラグＦ２＝１がたつと、ステップ８からステップ２３に進む。
このステップ２３においては、本発明に係る開閉バルブ４の作動診断の一つとしての後述する第３の診断が終了していないことを示すフラグＦ６＝０か、第３の診断が終了したことを示すフラグＦ６＝１かを判定する。
【００４０】
フラグＦ６＝０で、第３の診断が終了していないと判定されると、ステップ４３に進み、フラグＦ６＝１で、第３の診断が終了したと判定されると、ステップ４４に進む。
ステップ４３では、エンジン負荷としての燃料の基本噴射量Ｔｐと所定値Ｔｐ１とを比較し、Ｔｐ＜Ｔｐ１であれば、ステップ４５に進み、Ｔｐ≧Ｔｐ１であれば、ステップ４６に進む。
【００４１】
ステップ４５では、エンジン回転数Ｎｅと所定値Ｎ１とを比較し、Ｎｅ＜Ｎ１であれば、ステップ４７に進み、Ｎｅ≧Ｎ１であれば、ステップ４６に進む。
ステップ４７では、Ｔｐ＜Ｔｐ１かつＮｅ＜Ｎ１となった回数Ｃをカウントし（Ｃ＝Ｃ＋１）、ステップ４８では、後述するＥをリセットし、ステップ４９に進む。
【００４２】
ステップ４９では、Ｃと所定値Ｃ１とを比較して、Ｃ＞Ｃ１であれば、ステップ５０に進み、Ｃ≦Ｃ１であれば、ステップ１１に進む。
ステップ５０では、状態１を指示し、ステップ５１では、第１のＯ２  センサ７出力ＯＳ１をλコントロールで使用する出力値とすることを示すフラグＦ７＝０をたてる。
【００４３】
ステップ５２では、フラグＦ７の反転を判定し、反転があれば、ステップ５３に進み、反転がなければ、ステップ５４に進む。
ステップ５３では、タイマ２による計測時間ＴＩＭＥＲ２をリセットし、ステップ５５においては、前記第２のＯ2センサ８の出力の反転回数Ｎをリセットし、ステップ５６においては、タイマ１による計測時間ＴＩＭＥＲ１をリセットする。
【００４４】
ステップ５４では、タイマ１による計測時間ＴＩＭＥＲ１と所定値Ｔｃとを比較し、ＴＩＭＥＲ１＜Ｔｃであれば、ステップ５７に進み、ＴＩＭＥＲ１≧Ｔｃであれば、ステップ５８に進む。
ステップ５７では、λコントロール条件であるか否かを判定し、λコントロール条件であれば、ステップ５９に進んで、計測時間ＴＩＭＥＲ１をインクリメントして、ＴＩＭＥＲ１＝ＴＩＭＥＲ１＋ＤＴとし、ステップ１１のサブルーチンに進み、λコントロール条件でなければ、ステップ１１のサブルーチンに直接進む。
【００４５】
ステップ５８では、前記第３の診断を、第１のＯ２  センサ７の出力のリッチ・リーンの反転回数（反転周期）Ｎと、基準値Ｄとの比較により実行する。
即ち、前述した第２の診断で判定がつかない場合、エンジンの暖機時で、エンジン低回転かつ低負荷の条件が所定時間成立した際に、ステップ５０から明らかなように、開閉バルブ４を強制的に状態１にして、第１のＯ２  センサ７の出力のリッチ・リーンの反転回数Ｎをみる。
【００４６】
このとき、第１のＯ2センサ７の出力の反転回数Ｎが開閉バルブ４正常時の基準値Ｄよりも少なければ、排気がプリ触媒２に流れていない可能性があり、開閉バルブ４の作動不良の疑いがある。
従って、ステップ５８においては、第１のＯ2センサ７の出力の反転回数Ｎと開閉バルブ４正常時の基準値Ｄとを比較し、Ｎ≧Ｄであれば、開閉バルブ４の作動不良の疑いがなく、開閉バルブ４の作動が正常であるから、ステップ６０に進み、開閉バルブ４の作動が正常であると判断を下して、ステップ６１に進む。
【００４７】
一方、Ｎ＜Ｄであれば、開閉バルブ４の作動不良の疑いがあるから、ステップ６２に進み、開閉バルブ４の作動が不良であると判断を下して、ステップ６３に進んで、警告灯を点灯させ、ステップ６１に進む。
ステップ６１では、診断終了とし、ステップ６４にて、第３の診断を終了したことを示すフラグＦ６＝１をたて、ステップ１１に進む。
【００４８】
前記ステップ４３にて、Ｔｐ≧Ｔｐ１と判定された際、又はステップ４５にて、Ｎｅ≧Ｎ１と判定された際のステップ４６では、Ｔｐ≧Ｔｐ１又はＮｅ≧Ｎ１と判定された回数Ｅをカウントする（Ｅ＝Ｅ＋１）。
ステップ６５においては、前記Ｅと所定値Ｅ１とを比較し、Ｅ≦Ｅ１であれば、ステップ６６に進んで、前記Ｃをリセットし、ステップ６７に進んで、前記Ｎをリセットし、ステップ６８に進んで、計測時間ＴＩＭＥＲ１をリセットし、その後、ステップ１１に進む。
【００４９】
Ｅ＞Ｅ１であれば、ステップ６９に進んで状態２を指示し、ステップ７０にて、第２のＯ２  センサ８の出力ＯＳ２をλコントロールで使用する出力値とすることを示すフラグＦ７＝１をたてる。
ステップ７１においては、フラグＦ７の反転を判定し、反転があれば、ステップ７２に進み、タイマ２による計測時間ＴＩＭＥＲ２をリセットし、ステップ６６に進む。反転がなければ、直接ステップ６６に進む。
【００５０】
一方、ステップ２３において、フラグＦ６＝１で、第３の診断が終了したと判定された後のステップ４４においては、フラグＦ６の反転を判定し、反転があれば、ステップ７３に進み、状態２を指示し、ステップ７４にてフラグＦ７＝１をたて、ステップ７５にてタイマ２による計測時間ＴＩＭＥＲ２をリセットした後、ステップ１１に進む。ステップ４４にて、反転がなければ、直接ステップ１１に進む。
【００５１】
次に、サブルーチンについて説明する。
図７において、ステップ８１では、空燃比フィードバック制御（λコントロール）条件であるか否かが判定され、λコントロール条件でなければ、ステップ８２に進んで、空燃比フィードバック補正係数αを１．０とする。
λコントロール条件であれば、ステップ８３に進んで、フラグＦ７＝０であるか否かを判定する。
【００５２】
フラグＦ７＝０、即ち、第１のＯ２  センサ７の出力ＯＳ１をλコントロールで使用する出力値とする場合は、ステップ８４に進んで、第１のＯ２  センサ７の出力ＯＳ１をλコントロールで使用する出力値ＯＳとするべく、ＯＳ１＝ＯＳとし、フラグＦ７＝１、即ち、第２のＯ２  センサ８の出力ＯＳ２をλコントロールで使用する出力値とする場合は、ステップ８５に進んで、第２のＯ２  センサ８の出力ＯＳ２をλコントロールで使用する出力値ＯＳとするべく、ＯＳ２＝ＯＳとする。
【００５３】
ステップ８６では、Ｏ２  センサ出力ＯＳとスライスレベルＳＬとを比較して、Ｏ２  センサ出力のリッチ・リーンを判定し、Ｏ２  センサ出力がリーンと判定されると、ステップ８７に進んで、Ｏ２  センサ出力がリーンであることを示すフラグＦ８＝０をたて、Ｏ２  センサ出力がリッチと判定されると、ステップ８８に進んで、Ｏ２  センサ出力がリッチであることを示すフラグＦ８＝１をたてる。
【００５４】
ステップ８９では、タイマ２による計測時間ＴＩＭＥＲ２と所定値Ｔ２とを比較し、ＴＩＭＥＲ２≦Ｔ２であれば、空燃比フィードバック補正係数αのクランプ時間内であるから、ステップ９１に進んで、計測時間ＴＩＭＥＲ２をインクリメントして、ＴＩＭＥＲ２＝ＴＩＭＥＲ２＋ＤＴとして、ステップ８２に進む。ステップ８９において、ＴＩＭＥＲ２＞Ｔ２であれば、空燃比フィードバック補正係数αのクランプ時間外であるから、ステップ９０に進み、フラグＦ８の反転の判定を行って、Ｏ２  センサ出力のリッチ・リーンの反転を判定し、反転すれば、ステップ９２に進んで、Ｏ２  センサの反転回数Ｎをカウントし（Ｎ＝Ｎ＋１）、ステップ９３に進む。
【００５５】
ステップ９３では、フラグＦ８＝０であるか否かの判定を行って、Ｏ２  センサ出力のリッチ・リーンを判定し、フラグＦ８＝０でリーンであれば、ステップ９４に進んで、空燃比フィードバック補正係数αをα＝α＋ＰＬ  とし、フラグＦ８＝１でリッチであれば、ステップ９４に進んで、空燃比フィードバック補正係数αをα＝α−ＰＲ  とする。
【００５６】
又、ステップ９０にて、Ｏ２  センサ出力のリッチ・リーンの反転がなければ、ステップ９６にて、フラグＦ８の判定を行って、Ｏ２  センサ出力のリッチ・リーンを判定し、フラグＦ８＝０でリーンであれば、ステップ９７に進んで、空燃比フィードバック補正係数αをα＝α＋ＩＬ  とし、フラグＦ８＝１でリッチであれば、ステップ９８に進んで、空燃比フィードバック補正係数αをα＝α−ＩＲ  とする。
【００５７】
かかる実施例によると、第１のＯ2センサ７の出力の反転回数及び第２のＯ2センサ８の出力の反転回数に基づいて排気流れを切り換える開閉バルブ４の作動を診断する機能を設けることにより、開閉バルブ４の故障によって、この誤動作が生じた場合に、これを検知できるようにしたから、触媒やＯ2センサの劣化進行を未然に防止することができ、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００５８】
特に、かかる実施例においては、開閉バルブ４の作動診断として、第１の診断、第２の診断及び第３の診断を設定し、第１の診断においては、スタータスイッチ１２がＯＮされ、エンジン冷機時に、開閉バルブ４を状態１にした際に、第１のＯ２  センサ７の出力の反転回数Ｎに基づいて、開閉バルブ４の作動の正常・不良を判定すると共に、第２の診断においては、エンジンの暖機時に開閉バルブ４を状態２にした際に、第２のＯ２  センサ８の出力の反転回数Ｎに基づいて、開閉バルブ４の作動の正常・不良を判定し、更に、第３の診断においては、エンジンの暖機時で、エンジン低回転かつ低負荷の条件が所定時間成立した際に、開閉バルブ４を強制的に状態１にして、第１のＯ２  センサ７の出力の反転回数Ｎに基づいて、開閉バルブ４の作動の正常・不良を判定するようにしたから、次のような利点がある。
【００５９】
即ち、第１の診断結果に係わらず、第２の診断において、作動不良と診断されると、最終的に開閉バルブ４の作動不良と言う診断結果を出し、第１の診断結果が正常で、第２の診断においても正常と診断されると、最終的に開閉バルブ４の作動正常と言う診断結果を出すようにした結果、第１の診断だけでは不完全な診断を第２の診断により完全なものとすることができる。
【００６０】
又、第１の診断結果が作動不良で、第２の診断において正常と診断された場合には、最終的な診断結果が出ない。
従って、第１の診断結果が作動不良で、第２の診断において正常と診断された場合には、第３の診断へと進み、この第３の診断で正常と診断されると、最終的に開閉バルブ作動正常と言う診断結果を出し、作動不良と診断されると、最終的に開閉バルブ作動不良と言う診断結果を出すようにした結果、第１及び第２の診断だけでは不完全な診断を第３の診断により完全なものとすることができる。
【００６１】
尚、上述した第１〜第３の診断手法をより明確にするため、図８にその診断パターンを示す。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、第１と第２の酸素濃度検出手段の両出力に基づいて排気流れを切り換える排気切換手段の作動を診断する機能を設けることにより、排気切換手段の故障によって、この誤動作が生じた場合に、これを検知でき、触媒や酸素濃度検出手段の劣化進行を未然に防止することができ、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００６３】
請求項２記載の発明によれば、第１の診断だけでは不完全な診断を第２の診断により完全なものとすることができると共に、第１及び第２の診断だけでは不完全な診断を第３の診断により完全なものとすることができ、診断性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び２記載の発明の構成図
【図２】同上の発明の実施例のシステム図
【図３】請求項１及び２記載の発明の一実施例の制御内容を説明するフローチャート
【図４】請求項１及び２記載の発明の一実施例の制御内容を説明するフローチャート
【図５】請求項１及び２記載の発明の一実施例の制御内容を説明するフローチャート
【図６】請求項１及び２記載の発明の一実施例の制御内容を説明するフローチャート
【図７】同上のフローチャートにおけるサブルーチンのフローチャート
【図８】診断パターンを示す図
【図９】従来装置の概略図
【符号の説明】
１  排気通路
１Ａ，１Ｂ  分岐通路
２  プリ触媒（第１の触媒）
３  メイン触媒（第２の触媒）
４  開閉バルブ
７  第１のＯ２  センサ
８  第２のＯ２  センサ
９  コントロールユニット
１１  クランク角センサ
【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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