(57)【要約】【課題】複数の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行う内燃機関の排気制御装置において、触媒の劣化検出を適切に行う。【解決手段】排気制御装置は、第１及び第２の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行うために好適に利用される。第１及び第２の触媒は、第１及び第２の気筒群のそれぞれに接続された排気通路上に設けられ、第１の制御弁は、第１の触媒の上流側の排気通路と第２の触媒の上流側の排気通路とを接続する連通路上に設けられる。そして、第１の弁制御手段は、第１及び第２の触媒の劣化状態を検出する際に、第１の制御弁を閉に設定する。これにより、第１及び第２の触媒の両方の劣化状態を精度良く検出することができると共に、劣化状態を同時に検出するため、劣化検出に起因する燃費の悪化を効果的に抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の気筒群及び第２の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行う内燃機関の排気制御装置において、
前記第１の気筒群及び前記第２の気筒群のそれぞれに接続された排気通路上に設けられた第１の触媒及び第２の触媒と、
前記第１の触媒の上流側の排気通路と前記第２の触媒の上流側の排気通路とを接続する連通路上に設けられ、前記連通路を流通する排気ガスの流量を制御する第１の制御弁と、
前記第１の触媒及び前記第２の触媒の劣化状態を検出する際に、前記第１の制御弁を閉にする制御を行う第１の弁制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気制御装置。
【請求項２】
前記第１の弁制御手段は、前記第１の触媒及び前記第２の触媒の両方への前記内燃機関における積算排気熱量が所定値以上のときに、前記第１の制御弁を閉にする制御を行うことを特徴とする請求項１に内燃機関の排気制御装置。
【請求項３】
前記積算排気熱量は、排気ガスの温度の推定値と、前記第１の触媒及び前記第２の触媒への流入ガス量とに基づいて演算されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項４】
前記第１の気筒群に接続された排気通路上に設けられ、前記排気通路を流通する排気ガスの流量を制御する第２の制御弁と、
前記第２の気筒群に接続された排気通路上に設けられ、前記排気通路を流通する排気ガスの流量を制御する第３の制御弁と、
前記第１の制御弁の故障を判定する故障判定手段と、
前記故障判定手段が前記第１の制御弁が故障していると判定した場合に、前記第１の触媒及び前記第２の触媒のいずれか一方の劣化状態を検出するために、前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁のいずれか一方を開にすると共に、他方を閉にする制御を行う第２の弁制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項５】
前記第１の気筒群の排気通路上にはターボチャージャーのタービンが配設されており、
前記第２の弁制御手段は、前記内燃機関における負荷又は前記ターボチャージャーにおける過給圧に基づいて、前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁に対する制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の排気制御装置。
【請求項６】
前記第２の弁制御手段は、前記負荷が所定値以上である場合、又は前記過給圧が所定圧以上である場合、前記第２の制御弁を開にすると共に、前記第３の制御弁を閉にし、
前記負荷が前記所定値未満である場合、又は前記過給圧が前記所定圧未満である場合、前記第２の制御弁を閉にすると共に、前記第３の制御弁を開にすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行う内燃機関の排気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるＶ型内燃機関など、複数の気筒群（バンク）を有する内燃機関において、各気筒群の排気通路上に個別に触媒を配置するとともに、排気通路の合流位置の下流側に触媒を配置した構成の排気浄化装置が知られている。このような排気浄化装置の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２１１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、各気筒群の排気系流量を制御する場合、２つの制御弁を調整する必要があり、制御が複雑になる傾向にあった。また、気筒群ごとに異なる燃焼状態（例えば空燃比や背圧）であるときに、連通路において排気ガスが混ざってしまう場合があった。そのため、触媒の劣化検出を精度良く行うことが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行う内燃機関の排気制御装置において、触媒の劣化検出を適切に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、第１の気筒群及び第２の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行う内燃機関の排気制御装置は、前記第１の気筒群及び前記第２の気筒群のそれぞれに接続された排気通路上に設けられた第１の触媒及び第２の触媒と、前記第１の触媒の上流側の排気通路と前記第２の触媒の上流側の排気通路とを接続する連通路上に設けられ、前記連通路を流通する排気ガスの流量を制御する第１の制御弁と、前記第１の触媒及び前記第２の触媒の劣化状態を検出する際に、前記第１の制御弁を閉にする制御を行う第１の弁制御手段と、を備える。
【０００７】
上記の内燃機関の排気制御装置は、第１の気筒群及び第２の気筒群を有する内燃機関に対して排気制御を行うために好適に利用される。第１の触媒及び第２の触媒は、第１の気筒群及び第２の気筒群のそれぞれに接続された排気通路上に設けられており、第１の制御弁は、第１の触媒の上流側の排気通路と第２の触媒の上流側の排気通路とを接続する連通路上に設けられ、連通路を流通する排気ガスの流量を制御する。そして、第１の弁制御手段は、第１の触媒及び第２の触媒の両方の劣化状態を検出するために、第１の制御弁を閉にする制御を行う。これにより、各気筒群の排気通路に流れる排気ガスの流量を概ね同一にすることができると共に、排気干渉（脈動や流れ込みなど）の発生を抑制することができる。よって、所望の空燃比に設定された排気ガスを第１の触媒及び第２の触媒に対して供給することができ、第１の触媒及び第２の触媒の酸素吸蔵量を適切に計測することができる。したがって、上記の内燃機関の排気制御装置によれば、第１の触媒及び第２の触媒の両方の劣化状態を精度良く検出することが可能となる、つまり誤検出を防止することが可能となる。また、上記の内燃機関の排気制御装置によれば、第１の触媒及び第２の触媒の両方の劣化状態を同時に検出することができるため、劣化検出に起因する燃費の悪化を効果的に抑制することが可能となる。
【０００８】
上記の内燃機関の排気制御装置の一態様では、前記第１の弁制御手段は、前記第１の触媒及び前記第２の触媒の両方への前記内燃機関における積算排気熱量が所定値以上のときに、前記第１の制御弁を閉にする制御を行う。
【０００９】
この態様では、第１の弁制御手段は、例えば第１の触媒及び第２の触媒の両方が活性状態にある際に、第１の制御弁を閉に設定して劣化状態の検出を行う。これにより、第１の触媒及び第２の触媒の両方の劣化状態を、より精度良く検出することが可能となる。
【００１０】
上記の内燃機関の排気制御装置において好適には、前記積算排気熱量は、排気ガスの温度の推定値と、前記第１の触媒及び前記第２の触媒への流入ガス量とに基づいて演算することができる。
【００１１】
上記の内燃機関の排気制御装置の他の一態様では、前記第１の気筒群に接続された排気通路上に設けられ、前記排気通路を流通する排気ガスの流量を制御する第２の制御弁と、前記第２の気筒群に接続された排気通路上に設けられ、前記排気通路を流通する排気ガスの流量を制御する第３の制御弁と、前記第１の制御弁の故障を判定する故障判定手段と、前記故障判定手段が前記第１の制御弁が故障していると判定した場合に、前記第１の触媒及び前記第２の触媒のいずれか一方の劣化状態を検出するために、前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁のいずれか一方を開にすると共に、他方を閉にする制御を行う第２の弁制御手段と、を更に備える。
【００１２】
この態様では、第１の制御弁が故障している場合に、第２の制御弁及び第３の制御弁のいずれか一方を開にすると共に、他方を閉にすることによって、第１の触媒及び第２の触媒のいずれか一方の劣化状態を検出する。これにより、第１の制御弁が開故障している場合においても、第１の触媒及び第２の触媒のそれぞれの劣化状態を精度良く検出することが可能となる。
【００１３】
上記の内燃機関の排気制御装置において好適には、前記第１の気筒群の排気通路上にはターボチャージャーのタービンが配設されており、前記第２の弁制御手段は、前記内燃機関における負荷又は前記ターボチャージャーにおける過給圧に基づいて、前記第２の制御弁及び前記第３の制御弁に対する制御を行う。これにより、劣化検出の開始時などにおいて、第２の制御弁及び前記第３の制御弁を開閉させることによって発生し得るトルクを適切に制御することができる。
【００１４】
好ましくは、前記第２の弁制御手段は、前記負荷が所定値以上である場合、又は前記過給圧が所定圧以上である場合、前記第２の制御弁を開にすると共に、前記第３の制御弁を閉にし、前記負荷が前記所定値未満である場合、又は前記過給圧が前記所定圧未満である場合、前記第２の制御弁を閉にすると共に、前記第３の制御弁を開にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１６】
［装置構成］
図１は、本発明の実施形態による内燃機関の排気制御装置の概略構成を示す。なお、図１において、実線の矢印はガスの流れの一例を示し、破線の矢印は信号の入出力を示す。以下の説明では、左右の構成要素を区別する場合には参照符号に添え字「Ｌ」又は「Ｒ」を付し、左右の構成要素を区別しない場合には添え字を省略する。
【００１７】
内燃機関１は、左右のバンク（気筒群）８Ｌ、８Ｒにそれぞれ３つずつの気筒（シリンダ）８Ｌａ、８Ｒａが設けられたＶ型６気筒のエンジンとして構成されている。内燃機関１は、吸気通路３及び吸気マニホールド７を介して供給された空気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する装置である。なお、左バンク８Ｌは本発明における第１の気筒群に相当し、右バンク８Ｒは本発明における第２の気筒群に相当する。
【００１８】
各気筒８Ｌａ、８Ｒａへ吸気を導くための吸気通路３には、エアクリーナ（ＡＣ）２ａ、エアフローメータ（ＡＦＭ）２ｂ、インタークーラー（ＩＣ）５、及びスロットルバルブ６などが設けられている。エアクリーナ２ａは供給される吸気を浄化し、エアフローメータ２ｂは通過する吸気流量を検出し、インタークーラー５は吸気を冷却する。更に、吸気通路３中には、ターボチャージャー４のコンプレッサ４ａが配設されている。
【００１９】
各バンク８Ｌ、８Ｒの排気マニホールド９Ｌ、９Ｒは、それぞれ排気通路１１Ｌ、１１Ｒに接続されている。排気通路１１Ｌ及び排気通路１１Ｒは、連通路１０を介して接続されている。具体的には、連通路１０は、スタート触媒１２Ｌの上流側の排気通路１１Ｌとスタート触媒１２Ｒの上流側の排気通路１１Ｒとを接続する。この連通路１０上には、連通路１０を流通する排気ガスの流量を調整可能な排気切替弁１３ａが設けられている。排気切替弁１３ａは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１３ａによって、開閉などが制御される。なお、排気切替弁１３ａは、本発明における第１の制御弁に相当する。更に、左バンク８Ｌにおける排気通路１１Ｌ上には、ターボチャージャー４のタービン４ｂが配設されている。なお、右バンク８Ｒにおける排気通路１１Ｒは、タービン４ｂに接続されていない。
【００２０】
排気通路１１Ｌにはスタート触媒１２Ｌが設けられ、排気通路１１Ｒにはスタート触媒１２Ｒが設けられている。排気通路１１Ｌと排気通路１１Ｒとは、各スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの下流側における合流部１４において合流し、共通排気通路１５に接続されている。共通排気通路１５には、ＮＯｘ触媒１６が設けられている。なお、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒは、それぞれ本発明における第１の触媒及び第２の触媒に相当する。
【００２１】
更に、各バンク８Ｌ、８Ｒの排気通路１１Ｌ、１１Ｒ上には、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの下流位置に排気切替弁１３ｂ、１３ｃが設けられている。排気切替弁１３ｂ、１３ｃは、それぞれ、各排気通路１１Ｌ、１１Ｒを流れる排気ガスの流量を制御する役割を有する。排気切替弁１３ｂ、１３ｃは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１３ｂ、Ｓ１３ｃによって、開閉などが制御される。なお、排気切替弁１３ｂ、１３ｃは、それぞれ本発明における第２の制御弁及び第３の制御弁に相当する。
【００２２】
内燃機関の排気制御装置には、種々のセンサが設けられている。具体的には、排気マニホールド９Ｌ、９Ｒの出口近傍には、各バンク８Ｌ、８Ｒから排出される排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）を検出するＡ／Ｆセンサ２０Ｌ、２０Ｒが設けられている。Ａ／Ｆセンサ２０Ｌ、２０Ｒは、検出したＡ／Ｆに対応する検出信号Ｓ２０Ｌ、Ｓ２０ＲをＥＣＵ５０に供給する。また、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの下流側の排気通路１１Ｌ、１１Ｒ上には、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ（Ｏ２センサ）２１Ｌ、２１Ｒが設けられている。酸素センサ２１Ｌ、２１Ｒは、検出した酸素濃度に対応する検出信号Ｓ２１Ｌ、Ｓ２１ＲをＥＣＵ５０に供給する。
【００２３】
ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、主に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの劣化状態を検出するための処理（以下、「劣化検出処理」と呼ぶ。）を行う。この場合、ＥＣＵ５０は、Ａ／Ｆセンサ２０Ｌ、２０Ｒ及び酸素センサ２１Ｌ、２１Ｒから供給される検出信号Ｓ２０Ｌ、Ｓ２０Ｒ、Ｓ２１Ｌ、Ｓ２１Ｒに基づいて、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの劣化状態を検出する。本実施形態では、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方に対して劣化検出処理を実行可能な状況であるか否かを判定し、この判定結果に基づいてスタート触媒１２Ｌ、１２Ｒに対して劣化検出処理を行う。また、ＥＣＵ５０は、劣化検出処理を実行する前に、排気切替弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対する制御を行う。この場合、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃに対して制御信号Ｓ１３ａ、Ｓ１３ｂ、Ｓ１３ｃを供給することによって排気ガスの流れを制御する。なお、ＥＣＵ５０は内燃機関の排気制御装置の他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
【００２４】
以上のように、ＥＣＵ５０は、本発明における第１の弁制御手段、第２の弁制御手段、及び故障判定手段として機能する。
【００２５】
なお、上記では、左バンク８Ｌの排気通路１１Ｌ上にターボチャージャー４のタービン４ｂが設けられた構成を有する内燃機関の排気制御装置を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。本発明は、右バンク８Ｒの排気通路１１Ｒ上にタービン４ｂが設けられた構成を有する内燃機関の排気制御装置に対しても適用することができる。この場合には、右バンク８Ｒが第１の気筒群に相当し、左バンク８Ｌが第２の気筒群に相当し、スタート触媒１２Ｒが第１の触媒に相当し、スタート触媒１２Ｌが第２の触媒に相当し、排気切替弁１３ｃが第２の制御弁に相当し、排気切替弁１３ｂが第３の制御弁に相当する。
【００２６】
以下で、本発明の実施形態に係る触媒劣化検出方法について説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係る触媒劣化検出方法について説明する。
【００２８】
第１実施形態では、ＥＣＵ５０は、２つのバンク８Ｌ、８Ｒの排気通路１１Ｌ、１１Ｒに設けられたスタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方に対して、同時に劣化検出処理を実行する。この場合、ＥＣＵ５０は、劣化検出処理を行う前に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方に対して劣化検出処理を同時に実行することが可能な状況であるか否かの判定（以下、「劣化検出実行判定」と呼ぶ。）を行う。つまり、第１実施形態では、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することが可能な状況である場合に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒに対して劣化検出処理を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、劣化検出実行判定において、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の温度が活性温度以上であるか否か（つまり、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方が、適切に機能を発揮できるような状態（活性状態）にあるか否か）を判定する。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の温度が活性温度以上であるか否かの判定を、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方への内燃機関１における積算排気熱量が所定値以上であるか否か判定することによって行う。このような劣化検出実行判定を行ってから劣化検出処理を行うことにより、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を精度良く検出することが可能となる。
【００２９】
また、第１実施形態では、上記した劣化検出実行判定において劣化検出処理を実行可能な状況であると判定された場合に、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出するために、排気切替弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃを所定の状態に設定する制御（以下、「排気切替弁制御」と呼ぶ。）を行う。つまり、劣化検出処理の前準備として、排気切替弁制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ５０は、連通路１０に設けられた排気切替弁１３ａを閉に設定して、排気通路１１Ｌ、１１Ｒに設けられた排気切替弁１３ｂ、１３ｃを開に設定してから、劣化検出処理を行う。このような排気切替弁制御を行うことにより、連通路１０における排気ガスの流通を遮断して、排気通路１１Ｌ、１１Ｒの各々に対して独立に排気ガスを流すことができる（つまり排気通路１１Ｌ、１１Ｒの間で排気ガスは行き来しない）。よって、劣化検出処理時において、バンク８Ｌ、８Ｒの排気通路１１Ｌ、１１Ｒに流れる排気ガスの流量を概ね同一にすることができると共に、排気干渉（脈動や流れ込みなど）の発生を抑制することができる。これにより、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を精度良く検出することが可能となる。
【００３０】
上記した劣化検出実行判定及び排気切替弁制御を実行した後に、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒに対する劣化検出処理を開始する。例えば、ＥＣＵ５０は、以下の手順でスタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの劣化検出処理を実行する。ＥＣＵ５０は、各バンク８Ｌ、８Ｒへ供給する空気と燃料の空燃比（Ａ／Ｆ）をリッチとリーンとの間で変化させる空燃比制御を実行する。そして、ＥＣＵ５０は、このような空燃比制御を実行した際に得られたＡ／Ｆセンサ２０Ｌ、２０Ｒ及び酸素センサ２１Ｌ、２１Ｒの出力値に基づいて、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を検出する。例えば、ＥＣＵ５０は、センサの出力値に基づいてスタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの酸素吸蔵量を計測し、この酸素吸蔵量に基づいてスタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの劣化状態を検出する。
【００３１】
このように、第１実施形態に係る触媒劣化検出方法では、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方が活性温度以上となった状況で、連通路１０に設けられた排気切替弁１３ａを閉に設定して、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒに対して劣化検出処理を行う。これにより、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することができると共に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの酸素吸蔵量を適切に計測することができ、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を精度良く検出することが可能となる（つまり誤検出を防止することが可能となる）。また、第１実施形態に係る触媒劣化検出方法によれば、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することができるため、劣化検出処理に起因する燃費の悪化を効果的に抑制することが可能となる。
【００３２】
次に、図２を参照して、第１実施形態に係る触媒劣化検出方法において行われる処理について説明する。図２は、第１実施形態に係る処理を示すフローチャートである。この処理は、基本的には、劣化検出処理を行う前に実行される。また、当該処理では、主に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することが可能な状況であるか否かの判定（劣化検出実行判定）や、排気切替弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃを所定の状態に設定する制御（排気切替弁制御）などが行われる。なお、当該処理は、ＥＣＵ５０によって実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することが可能な状況であるか否かの判定（劣化検出実行判定）を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の温度が活性温度以上であるか否かの判定を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の温度が活性温度以上であるか否かの判定を、各バンク８Ｌ、８Ｒの両方への積算排気熱量が所定値以上であるか否かを判定することによって行う。ここで、積算排気熱量はスタート触媒１２Ｌ、１２Ｒに投入したエネルギー（投入熱量）に相当する。そのため、ＥＣＵ５０は、排気ガスの温度の推定値と、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒへの流入ガス量とに基づいて、積算排気熱量を演算する。
【００３４】
積算排気熱量が所定値以上である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み。これに対して、積算排気熱量が所定値未満である場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの温度が活性温度以上でないため（スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方、若しくは一方が活性温度以上でないため）、劣化検出処理を実行しない。
【００３５】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、内燃機関１の運転条件が劣化検出処理を実行可能な条件（以下、「劣化検出実行条件」と呼ぶ。）を満たしているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、内燃機関１を冷却する冷却水の温度や、内燃機関１の回転数や、負荷などが、それぞれ所定範囲にあるか否かなどを判定する。劣化検出実行条件が成立している場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進み、劣化検出実行条件が成立していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。
【００３６】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出するために、排気切替弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃを所定の状態に設定する制御（排気切替弁制御）を実行する。具体的には、ＥＣＵ５０は、連通路１０に設けられた排気切替弁１３ａを閉に設定すると共に、排気通路１１Ｌ、１１Ｒに設けられた排気切替弁１３ｂ、１３ｃを開に設定する。この場合、ＥＣＵ５０は、制御信号Ｓ１３ａ、Ｓ１３ｂ、Ｓ１３ｃを排気切替弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃに供給することによって、それぞれに対する制御を行う。このような排気切替弁制御を行うことにより、連通路１０における排気ガスの流通を遮断して、排気通路１１Ｌ、１１Ｒの各々に対して独立に排気ガスを流すことができる。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００３７】
以上説明した処理によれば、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することができると共に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を精度良く検出することが可能となる。また、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方の劣化状態を同時に検出することができるため、劣化検出処理に起因する燃費の悪化を効果的に抑制することが可能となる。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る触媒劣化検出方法について説明する。
【００３９】
第２実施形態では、排気切替弁１３ａの故障を判定し、排気切替弁１３ａが故障していると判定された場合に、排気切替弁１３ｂ及び排気切替弁１３ｃのいずれか一方を開に設定すると共に、他方を閉に設定することによって、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方の劣化状態を検出する点で、第１実施形態と異なる。つまり、第１実施形態では、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方に対して劣化検出処理を行っていたが、第２実施形態では、排気切替弁１３ａが故障している場合に、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒのいずれか一方に対して劣化検出処理を行う。この場合、第２実施形態では、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの片方ずつ劣化検出処理を行う。
【００４０】
具体的には、第２実施形態では、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０における負荷（走行負荷）又はターボチャージャー４における過給圧に基づいて、上記したような排気切替弁１３ｂ及び排気切替弁１３ｃに対する制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１３ａが開故障（開いたまま閉じない故障）している場合に、走行負荷又は過給圧に基づいて、過給状態での劣化検出処理を実行すべきか、自然吸気状態での劣化検出処理を実行すべきかを判断する。そして、このような判断結果に基づいて、排気切替弁１３ｂ、１３ｃのいずれか一方を開に設定すると共に、他方を閉に設定する。このように、排気切替弁１３ａが開故障している際に排気切替弁１３ｂ、１３ｃを制御することにより、全排気ガスを排気通路１１Ｌ、１１Ｒのいずれか一方に集中させることができる。これにより、排気干渉（脈動や流れ込みなど）などの発生を抑制して、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒのそれぞれに対して劣化検出処理を適切に行うことが可能となる。また、自然吸気状態及び過給状態のいずれの状態で劣化検出処理を実行すべきかを判断するため、劣化検出処理の開始時などにおいて、排気切替弁１３ｂ、１３ｃを開閉させることによって発生し得るトルクを適切に制御することができる。
【００４１】
より詳しくは、ＥＣＵ５０は、走行負荷が所定値以上である場合（または、過給圧が所定圧以上である場合）、過給状態での劣化検出処理を実行すべきと判断して、タービン４ｂが配設された排気通路１１Ｌに設けられた排気切替弁１３ｂを開にすると共に、タービン４ｂが配設されていない排気通路１１Ｒに設けられた排気切替弁１３ｃを閉にする。この場合には、タービン４ｂが配設された排気通路１１Ｌに全排気ガスが流れるため、この排気通路１１Ｌに設けられたスタート触媒１２Ｌのみに対して適切に劣化検出処理を行うことが可能となる。これに対して、ＥＣＵ５０は、走行負荷が所定値未満である場合（または、過給圧が所定圧未満である場合）、自然吸気状態での劣化検出処理を実行すべきと判断して、排気切替弁１３ｂを閉にすると共に、排気切替弁１３ｃを開にする。この場合には、タービン４ｂが配設されていない排気通路１１Ｒに全排気ガスが流れるため、この排気通路１１Ｒに設けられたスタート触媒１２Ｒのみに対して適切に劣化検出処理を行うことが可能となる。
【００４２】
次に、図３を参照して、第２実施形態に係る触媒劣化検出方法において行われる処理について説明する。図３は、第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。この処理は、基本的には、劣化検出処理を行う前に実行される。また、当該処理は、ＥＣＵ５０によって実行される。なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理は、図２に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ２０４以降の処理を説明する。
【００４３】
ステップＳ２０４では、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１３ａが開故障しているか否かを判定する。１つの例としては、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１３ａにおけるストロークセンサ出力に基づいて弁の開閉を確認することにより、排気切替弁１３ａが開故障しているか否かを判定する。他の例では、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１３ａの作動時における背圧変化や背圧差などに基づいて弁の閉じ状態を検出することによって、排気切替弁１３ａが開故障しているか否かを判定する。
【００４４】
排気切替弁１３ａが開故障している場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０５に進む。これに対して、排気切替弁１３ａが開故障していない場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、処理は当該フローを抜ける。この場合には、前述した第１実施形態で示したように、排気通路１１Ｌ、１１Ｒの両方に排気ガスを流すことによって、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒの両方に対して同時に劣化検出処理を実行する。
【００４５】
ステップＳ２０５では、内燃機関１０における走行負荷が自然吸気状態か否かを判定する。つまり、走行負荷が自然吸気状態であるか、或いは過給状態であるかを判定する。ここでは、ＥＣＵ５０は、過給状態での劣化検出処理を実行すべきか、自然吸気状態での劣化検出処理を実行すべきかを判断する。例えば、ＥＣＵ５０は、走行負荷が所定値未満であるか否かを判定することによって、自然吸気状態か否かを判定する。なお、ステップＳ２０５における判定を、走行負荷の代わりに過給圧に基づいて行っても良い。この場合には、ＥＣＵ５０は、過給圧が所定圧未満であるか否かを判定することによって、自然吸気状態か否かを判定する。
【００４６】
走行負荷が自然吸気状態である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、ＥＣＵ５０は、自然吸気状態での劣化検出処理を実行するための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、タービン４ｂが配設された排気通路１１Ｌに設けられた排気切替弁１３ｂを閉にすると共に、タービン４ｂが配設されていない排気通路１１Ｒに設けられた排気切替弁１３ｃを開にする。これにより、タービン４ｂが配設されていない排気通路１１Ｒに全排気ガスが流れ、全排気ガスがスタート触媒１２Ｒに供給されることとなる。このように排気切替弁１３ｂ、１３ｃを制御した後に、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｒに対する劣化検出処理の実行を許可する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００４７】
一方、走行負荷が自然吸気状態でない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、つまり走行負荷が過給状態である場合、処理はステップＳ２０７に進む。ステップＳ２０７では、ＥＣＵ５０は、過給状態での劣化検出処理を実行するための制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、タービン４ｂが配設された排気通路１１Ｌに設けられた排気切替弁１３ｂを開にすると共に、タービン４ｂが配設されていない排気通路１１Ｒに設けられた排気切替弁１３ｃを閉にする。これにより、タービン４ｂが配設された排気通路１１Ｌに全排気ガスが流れ、全排気ガスがスタート触媒１２Ｌに供給されることとなる。このように排気切替弁１３ｂ、１３ｃを制御した後に、ＥＣＵ５０は、スタート触媒１２Ｌに対する劣化検出処理の実行を許可する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。
【００４８】
以上の第２実施形態に係る触媒劣化検出方法によれば、排気切替弁１３ａが開故障している場合においても、スタート触媒１２Ｌ、１２Ｒのそれぞれの劣化状態を精度良く検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態による内燃機関の排気制御装置の概略構成を示す。
【図２】第１実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１  内燃機関（エンジン）
３  吸気通路
４  ターボチャージャー
８Ｌ、８Ｒ  バンク（気筒群）
１０  連通路
１１Ｌ、１１Ｒ  排気通路
１２Ｌ、１２Ｒ  スタート触媒
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  排気切替弁
２０Ｌ、２０Ｒ  Ａ／Ｆセンサ
２１Ｌ、２１Ｒ  酸素センサ
５０  ＥＣＵ
【図１】
2008223597.tif 000003
【図２】
2008223597.tif 000004
【図３】
2008223597.tif 000005