(57)【要約】【課題】一つの温度検出手段であっても、排気ガス流路切替え手段の故障を精度良く診断することが可能な排気ガス浄化システムの故障診断装置を提供する。【解決手段】エンジンからの排気ガスを流通させる第１排気ガス通路３５０と、該第１排気ガス通路をバイパスして形成されＨＣ吸着材３４０が設置された第２排気ガス通路３５０と、該第１および第２の排気ガス通路のいずれかに流路を切替える排気ガス流路切替え弁３７０とを備える排気ガス浄化システムにおいて、前記第１および第２の排気ガス通路のいずれか一方の温度を検出する温度検出手段３８０と、所定の条件下で排気ガス流路切替え弁３７０を所定回数開閉作動させる作動手段３７６と、該作動手段による開閉の反転回数と温度検出手段により検出された温度の上昇および下降傾向における変化回数との対比に基づき故障を診断する。【選択図】図２
2008025489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気ガスを流通させる第１排気ガス通路と、該第１排気ガス通路をバイパスして形成されＨＣ吸着材が設置された第２排気ガス通路と、該第１および第２の排気ガス通路のいずれかに流路を切替える排気ガス流路切替え弁とを備える排気ガス浄化システムにおいて、
前記第１および第２の排気ガス通路のいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、
所定の条件下で前記排気ガス流路切替え弁を所定回数開閉作動させる作動手段と、
該作動手段による開閉の反転回数と前記温度検出手段により検出された温度の上昇および下降傾向における変化回数との対比に基づき前記排気ガス流路切替え弁の故障を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする排気ガス浄化システムの故障診断装置。
【請求項２】
排気ガスの温度変化をもたらす要因の過渡変化を検出する過渡変化検出手段をさらに備え、
前記診断手段は、前記温度検出手段による温度の変化回数に前記作動手段の作動中における前記過渡変化検出手段による過渡変化の回数を加味して、前記作動手段による開閉の反転回数と対比することを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化システムの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関における排気ガス浄化システム、特に、排気ガス通路をバイパスして形成されＨＣ吸着材が設置されたバイパス通路に所定時に流路を切替える排気ガス流路切替え弁を備える、排気ガス浄化システムの故障を診断する排気ガス浄化システムの故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の排気ガス浄化システムの故障診断装置として、ＨＣ吸着材の上流および下流にそれぞれ設置された第１および第２の温度検出手段を利用するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された故障診断装置によれば、第１および第２の温度検出手段による検出値を所定値と比較することにより、排気切り替え弁の故障が検出可能であるとされている。
【０００３】
また、吸着装置の下流側と戻し流路とのそれぞれの排気温度を温度センサにより測定し、二つの排気温度間の相関関係の程度を算出し、この相関関係の程度が一定の水準に達しない場合に装置故障と判定する故障診断装置を有する排気ガス浄化システムも提案されている（倒えば、特許文献２参照）。
【０００４】
なお、アシストエア制御弁を強制的に所定回数開閉させ、複数回異常値が検出されたときに、アシストエア供給装置に機能異常があると診断するようにした技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３０４１６号公報
【特許文献２】特許第３６４８７９２号公報
【特許文献３】特開平１１−２８０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１および２に提案されている故障診断の技術においては、いずれもＨＣ吸着材の近傍に配置された二つの温度センサ等の温度検出手段により検出される排気温度の相関関係に基づき、排気切り替え弁の故障状態を診断するようにしている。従って、搭載位置の異なる複数の温度センサを必要とすることから、その搭載工数および部品点数が多くなりコストが上昇するという問題点がある。
【０００７】
本発明の課題は、上述した事情に鑑みて、排気ガス浄化システムにおいて一つの温度検出手段であっても、排気ガス流路切替え手段の故障を精度良く診断することが可能で、コスト低減を可能とする排気ガス浄化システムの故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための、本発明に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置（以下、適宜「故障診断装置」と称する）の一形態は、エンジンからの排気ガスを流通させる第１排気ガス通路と、該第１排気ガス通路をバイパスして形成されＨＣ吸着材が設置された第２排気ガス通路と、該第１および第２の排気ガス通路のいずれかに流路を切替える排気ガス流路切替え弁とを備える排気ガス浄化システムにおいて、前記第１および第２の排気ガス通路のいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、所定の条件下で前記排気ガス流路切替え弁を所定回数開閉作動させる作動手段と、該作動手段による開閉の反転回数と前記温度検出手段により検出された温度の上昇および下降傾向における変化回数との対比に基づき前記排気ガス流路切替え弁の故障を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記形態によれば、排気ガス流路切替え弁が、所定の条件下で、作動手段により所定回数開閉作動される。すると、この開閉作動により流路が第１排気ガス通路か、バイパスして形成されＨＣ吸着材が設置された第２排気ガス通路のいずれかに切替えられる結果、それぞれの排気ガス通路において温度変化が生ずる。すなわち、排気ガス流路切替え弁によって選択されている通路の温度は、高温の排気ガスが通過することに伴って上昇する。それに対し、選択されていない通路の温度範囲は、選択されている通路の温度に対して相対的に低くなり易い。その変化の懲様は、選択されていた通路については下降傾向、新規に選択された通路については上昇傾向となる。この温度変化を伴う第１および第２の排気ガス通路のいずれか一方の温度は温度検出手段により検出される。そして、診断手段により上記作動手段による開閉の所定の反転回数と温度検出手段により検出された温度の上昇および下降傾向における変化回数とが対比され、開閉の所定の反転回数と温度の上昇および下降傾向における変化回数とが一致するときは正常、また不一致のときは異常ないしは故障として、排気ガス流路切替え弁の故障が診断される。従って、温度検出手段は第１および第２の排気ガス通路のいずれか一方のみであっても、排気ガス流路切替え弁の故障を診断することができ、コスト低減を図ることができる。
【００１０】
ここで、上記本発明の一形態は、排気ガスの温度変化をもたらす要因の過渡変化を検出する過渡変化検出手段をさらに備え、前記診断手段は、前記温度検出手段による温度の変化回数に前記作動手段の作動中における前記過渡変化検出手段による過渡変化の回数を加味して、前記作動手段による開閉の反転回数と対比するようにしてもよい。
【００１１】
この形態によれば、排気ガスの温度変化をもたらす要因の過渡変化が過渡変化検出手段によりさらに検出される。そして、作動手段の作動中における過渡変化の回数が温度検出手段による温度の変化回数に加味されて、作動手段による開閉の反転回数と対比される。従って、排気ガス流路切替え弁の開閉作動に起因する温度変化以外の、排気ガスの温度変化をもたらす要因の過渡変化に起因する温度変化が考慮されることから、誤判定を回避することができ、より正確に排気ガス流路切替え弁の故障が診断される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１３】
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気ガス浄化システムの構成について説明する。ここに、図１は、エンジンの排気ガス浄化システムのシステム構成を示す一部断面図である。
【００１４】
図１において、エンジンの排気ガス浄化システムは、電子制御ユニット(ＥＣＵ)１００、エンジン２００及び主排気ガス浄化装置３００を備える。ＥＣＵｌ００は，デジタルコンピュータからなり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット）、入力ポート、出力ポートなどを備え、エンジン２００の動作を制御することが可能である。また、ＥＣＵｌ００は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、後述する故障診断処理を実行することが可能に構成されており、主排気ガス浄化装置３００と共に本発明に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置の一例としても機能するように構成されている。
【００１５】
エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成された、本発明に係る内燃機関の一例である。以下に、エンジン２００の要部構成を説明する。
【００１６】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し，外部から吸入された空気は吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ２０７には、不図示の燃料タンクから燃料（ガソリン）が供給されており、インジェクタ２０７は、この供給される燃料をＥＣＵ１００の制御に従って、吸気管２０６内に墳射することが可能に横成されている。
【００１７】
シリンダ２０１内部と吸気管２０６とは、吸気バルブ２０８による吸気ポートの開閉によって連通状態が制御される。シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して排気ポートを開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０に排気される。
【００１８】
吸気管２０６の上流には、エアクリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。エアクリーナ２１１のシリンダ側には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、例えば、ホットワイヤー式であり、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００１９】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２のシリンダ側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。このスロットルバルブ２１４には、スロットルバルブモータ２１７とスロットルポジションセンサ２１５が配設されている。一方、アクセルペダル２２３の踏込み量は、アクセルポジションセンサ２１６を介してＥＣＵ１００に入力されており、アクセルポジションセンサ２１６の出力に対応するスロットルバルブ開度を示す信号がＥＣＵｌ００からスロットルバルブモータ２１７に出力され、吸入空気量が制御される。
【００２０】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の位置を検出することが可能に構成されたセンサであり、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２１８の出力信号に基づいてピストン２０３の位置及びエンジン２００の回転数などを取得することが可能に構成されている。このピストン２０３の位置は、前述した点火プラグ２０２における点火時期の制御などに使用される。点火プラグ２０２における点火時期は、例えば、ピストン２０３の位置に対応付けられて予め設定される基本値に対し遅角又は進角制御される。
【００２１】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定することが可能なノックセンサ２１９が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００２２】
排気管２１０の集合部には、比較的小容量のスタートアップ触媒２２２が設置されている。スタートアップ触媒２２２は、例えば、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な三元触媒である。排気管２１０におけるスタートアップ触媒２２２の上流側には，空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００２３】
主排気ガス浄化装置３００は、排気管２１０における，スタートアップ触媒２２２の下流側に設置された触媒装置であり、ＥＣＵｌ００と共に、本発明に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置の一例として機能することが可能に構成されている。主排気ガス浄化装置３００とＥＣＵ１００とは、制御用のバスラインを介して電気的に接綾されている。
【００２４】
次に、図２を参照して、主排気ガス浄化装置３００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、主排気ガス浄化装置３００の模式断面図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【００２５】
主排気ガス浄化装置３００の外筒３１０の内部には内筒３２０がその端部に一体に形成された鍔部３２２を介して、外筒３１０と同心に且つ互いに径方向に隙間を有して設けられている。内筒３２０は、その上流側が外筒３１０の対応する端部近くまで延在され、主排気ガス浄化装置３００内において開放した状態にして設置されている。また、内筒３２０の下流側端部は、外筒３１０に配置されたアンダーフロア触媒３３０の端面に所定の空間を介して対峙しつつ開放した状態に設置されている。また、内筒３２０の鍔部３２２には複数の通気孔３２４が形成されている。そして、主排気ガス浄化装置３００の外筒３１０と内筒３２０との間に形成された環状空間、すなわち、後述するバイパス流路３５０には環状のＨＣ吸着材３４０が設けられている。なお、主排気ガス浄化装置３００の外筒３１０の上流側および下流側端部には排気管２１０が連結されている。
【００２６】
さらに、図２において、本実施形態の主排気ガス浄化装置３００は、上述のアンダーフロア触媒３３０、ＨＣ吸着材３４０に加えて、切り替え制御弁３７０、温度センサ３８０及び断熱層３９０を備えている。
【００２７】
アンダーフロア触媒３３０は、車両の床下に設置される、例えば、三元触媒であり、前段のスタートアップ触媒２２２（（図２では不図示）を通過し、図示Ａ方向へ流れる排気ガスを浄化する。
【００２８】
バイパス流路３５０は、本発明に係る「第２排気ガス通路」の一例であり、内筒３２０の内側に形成される本発明に係る「第１排気ガス通路」（以下、被バイパス流路ないしは通常流路３６０と称す）をバイパスして排気ガスをアンダーフロア触媒３３０に導くための流路である。
【００２９】
ＨＣ吸着材３４０は、例えば、ゼオライトで形成されたフィルタであり、低温（概ね１００℃未満）でＨＣ分子を吸着（或いはトラップ）する網目状のフィルタであり、トラップされたＨＣ分子は、高温（概ね１００℃以上）では熱による運動エネルギーの増加に伴って自然に脱離を開始する。
【００３０】
切り替え制御弁３７０は、スタートアップ触媒２２２を通過した排気ガスの流路を、被バイパス流路３６０とバイパス流路３５０との問で選択的に切り替えることが可能に構成されている。切り替え制御弁３７０は、回動可能に支持された軸部３７２がロッド３７４の紙面左右方向への直線運動に伴って図示Ｂ方向へ回動することによって、排気ガスの流路を切り替えることが可能に構成されている。このロッド３７４は、アクチュエータ３７６によって動作が制御されており、アクチュエータ３７６は、前述した制御用のバスラインを介してＥＣＵｌ００と電気的に接続されている。すなわち、主排気ガス浄化装置３００は、ＥＣＵｌ００からの制御信号に応じて，切り替え制御弁３７０の開閉状熊が変化するように構成されている。
【００３１】
本実施の形態の温度センサ３８０は、例えば、サーミスタ素子で構成されており、主排気ガス浄化装置３００におけるアンダーフロア触媒３３０の上流側で被バイパス流路３６０の温度Ｔを検出することが可能に配置されている。尚、温度センサ３８０は、係る温度Ｔを、温度に応じた電圧値として検出すると共にＥＣＵ１００に出力しており、ＥＣＵｌ００によって温度Ｔが特定される。なお、温度センサ３８０はバイパス流路３５０に配置され、バイパス流路３５０内の温度変化を検出できるようにしてもよい。
【００３２】
断熱層３９０は、バイパス流路３５０と被バイパス流路３６０との間に形成された断熱体であり、バイパス流路３５０と被バイパス流路３６０との間の熱交換が抑制されている。
【００３３】
次に、図３及び図４を参照して、切り替え制御弁３７０の動作に伴い形成される排気ガス流路について説明する。ここに、図３は、主排気ガス浄化装置３００において切り替え制御弁３７０が閉じている場合の排気ガス流れの模式図であり、図４は、主排気ガス浄化装置３００において切り替え制御弁３７０が開いている場合の排気ガス流れの模式図である。尚、これらの図において、図２と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
【００３４】
図３において、矢印Ａ方向に流入する排気ガスは、切り替え制御弁３７０が閉じているために被バイパス流路３６０には流れず、バイパス流路３５０に導かれる。そして、ＨＣ吸着材３４０によってＨＣの吸着が行われた後、ＨＣ吸着材３４０の下流側に形成された通気孔３２４から矢印Ｃ方向へ流出し、アンダーフロア触媒３３０に流入する。
【００３５】
また、図４において、矢印Ａ方向から流入する排気ガスは、切り替え制御弁３７０が開いているために、排気抵抗の差から被バイパス流路３６０に導かれる。その一方で、被バイパス流路３６０を通過する排気ガスの一部は、被バイパス流路３６０の終端部付近で図示矢印Ｄ方向に方向を変え、バイパス流路３５０の終端の鍔部３２２に形成された通気孔３２４を介して下流側かららバイパス流路３５０に流入する。そしてバイパス流路３５０の上流側の端部において排気ガスの流れ方向（矢印Ａ方向）へ再び向きを変えて被バイパス流路３６０に導かれる。すなわち、排気ガスの一部は、主排気ガス浄化装置３００の内部を還流する。主排気ガス浄化装置３００では，被バイパス流路３６０とバイパス流路３５０との断面積比率、バイパス流路３５０の終端部分を規定する鍔部３２２の曲率、並びに通気孔３２４の形状及び大きさなどが、予めこのような還流現象を生じさせるように決定されている。
【００３６】
次いで、本実施の形態に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置の診断処理動作を説明する。
【００３７】
まず、本実施形態の排気ガス浄化システムにおける通常の切替え制御は、エンジン２００が冷間始動されたとき、始動から所定時間（例えば、数十秒）に亘り、切り替え制御弁３７０は図３に示す位置に駆動され、被バイパス流路３６０を閉鎖するようにされている。
【００３８】
冷間始動の場合、上記した所定時間が経過するまでは上流側のスタートアップ触媒２２２および主排気ガス浄化装置３００のアンダーフロア触媒３３０は通常活性化されていないので、排気ガスはそこで浄化されることなく、矢印Ｃで示すようにバイパス流路３５０を流れ、排気ガス中の未燃ＨＣ成分はＨＣ吸着材３４０に吸着される。
【００３９】
一方、上記所定時間が経過すると、スタートアップ触媒２２２およびアンダーフロア触媒３３０は通常活性化されることから、切り替え制御弁３７０は図４に示す位置に駆動され、被バイパス流路３６０を開放する。
【００４０】
従って、排気ガスは被バイパス流路３６０を流れ、その排気熱でＨＣ吸着材３４０が加熱され、吸着されている未燃ＨＣ成分は脱離を開始する。このとき、被バイパス流路３６０を流れる排気ガスの圧力の方が、バイパス流路３５０のそれより高いため、排気ガスの一部は、通気孔３２４を通ってバイパス流路３５０に逆流する。そして、再度、被バイパス流路３６０を流れる排気ガスに合流し、アンダーフロア触媒３３０で浄化されて放出される。
【００４１】
ＥＣＵｌ００は、排気ガス浄化システムの動作中に、ＲＯＭに格納されるプログラムに従って故障診断処理を実行することによって、切り替え制御弁３７０の故障を診断することが可能に構成されている。
【００４２】
ここで、上述の切替え制御とは別ルーチンで行なわれる故障診断処理ルーチンの一例を示す図５のフローチャートおよび図６のタイムチャートを参照して、本実施形態における故障診断処理の詳細について説明する。
【００４３】
図５のフローチャートにおいて、ＥＣＵ１００は、エンジン２００が始動したか否かを判別する（ステップＳ５１０）。エンジン２００が始動を開始していない場合には（ステップＳ５ｌ０：ＮＯ）、故障診断処理を一旦終了する。エンジン２００が始動する（ステップＳ５１０：ＹＥＳ）と、次のステップＳ５２０に進み後述する故障診断処理前提条件が成立しているか否かが判定される。
【００４４】
故障診断処理前提条件が成立していないときは、この処理ルーチンを一旦終了し、成立の場合（ステップＳ５２０：ＹＥＳ）には次のステップＳ５３０に進む。そして、次のステップＳ５３０において、アクチュエータ３７６に指令を送り、排気ガス流路切替え弁３７０を所定回数開閉作動させる（本実施形態では、図６のタイムチャートに示すように、開から閉、閉から開への動作がそれぞれ３回で開閉の反転回数は都合６回である）。
【００４５】
次に、ステップＳ５４０において、温度センサ３８０により被バイパス流路３６０の温度Ｔを検出すると共に、その検出された温度Ｔと作動開始時の温度とに基づき所定の温度変化が求められ、その回数が取得される。ここで、所定の温度変化とは、温度の上昇または下降開始の時点における温度に対しその変化量が所定量を超えるか、またはその変化速度が所定速度を超える場合をいう。そして、ステップＳ５５０において、ステップＳ５３０における排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の反転回数とステップＳ５４０において得られた温度の変化回数とが対比される。さらに、ステップＳ５６０に進み、このステップＳ５５０における対比に基づき排気ガス流路切替え弁３７０が故障か否かが判定され、故障と判定されたときにはステップＳ５７０に進み、車両の運転者などに、診断の結果として所定のインジケータなどを介して故障が告知され、故障診断処理が終了される。一方、切り替え制御弁３７０が正常に動作していると判別された場合は、そのまま故障診断処理が終了される。
【００４６】
ここで、上述の故障診断処理前提条件について説明する。本実施形態による故障診断処理においては、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉に伴う被バイパス流路３６０への排気ガスの流通または遮断に起因する被バイパス流路３６０の温度Ｔを開または閉作動開始から時々刻々検出し、温度Ｔの下降または上昇傾向における所定量を超える温度変化回数をカウントするようにしているので、排気ガス流路切替え弁３７０の切替え後の開状態および閉状態は、それぞれ、被バイパス流路３６０内の温度が安定するまでの時間（例えば、数秒間）継続して維持されることが好ましい。そして、エンジン２００においても、排出される排気ガスの温度そのものがほぼ一定となるような安定的な運転状態にあることが好ましい。
【００４７】
従って、故障診断処理前提条件はエンジンが搭載される車両に応じて異ならせることが可能であるが、実際の運転に支障を与えないというような観点から、例えば、車両が停止中でニュートラルレンジにあり、且つ、吸入空気量が所定の範囲内にあるときのように設定してもよい。
【００４８】
上述の故障診断処理前提条件が成立すると、図６のタイムチャートに示すように、所定回数の排気ガス流路切替え弁３７０の開閉に要する時間、すなわち、故障診断処理期間ｔ０が設定される。なお、図５のフローチャートには明示されていないが、この故障診断処理期間ｔ０中に上述の車両の状態やエンジン２００の状態が変わり、故障診断処理前提条件が成立しなくなったときには故障診断処理は中止され、次の故障診断処理前提条件が成立するまで待つことになる。
【００４９】
ここで、図６を参照して、本実施形態に係る故障診断処理についてさらに説明する。ここに、図６は、横軸が時間を表した図となっており、故障診断処理前提条件が成立した時点がｔ１で示されている。故障診断処理前提条件が成立すると、前述のように、開状態にあった排気ガス流路切替え弁３７０が所定閉時間Ｖｃ（ｔ２−ｔ１）閉じられ、その後、所定開時間Ｖｏ（ｔ３−ｔ２）開けられることが、以降、所定回数繰り返されるべく、アクチュエータ３７６に指令が送られる。本実施の形態では、時点ｔ１、ｔ３およびｔ５において開から閉へ、時点ｔ２、ｔ４およびｔ６において閉から開への動作が行なわれ、開閉の反転回数は都合６回である。なお、この開閉の反転回数は適宜増減してもよい。
【００５０】
開状態にあった排気ガス流路切替え弁３７０が閉じられると、通常流路ないしは被バイパス流路３６０を流れていた排気ガスがそこを流れなくなる結果、その温度センサ３８０で検出される温度Ｔは次第に下降して行く。逆に、閉状態にあった排気ガス流路切替え弁３７０が開かれると、排気ガスが被バイパス流路３６０を流れ始める結果、その温度センサ３８０で検出される温度Ｔは次第に上昇して行くことになる。そこで、上記所定閉時間Ｖｃにおいて、この被バイパス流路３６０の温度Ｔが下降傾向にあるときは、その下降量が所定量を上回ったときに温度変化回数１としてカウントされ、また、上記所定開時間Ｖｏにおいて、この温度Ｔが上昇傾向にあるときは、その上昇量が所定量を上回ったときに温度変化回数１としてカウントされ、この温度変化回数が累積してカウントアップされる。
【００５１】
そして、この被バイパス流路３６０の温度変化回数（図６においては６回の場合が示されている）と排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の反転回数（６回）とが対比され、この両者が一致するときは、排気ガス流路切替え弁３７０が正常に作動している、すなわち、故障ではないと判定されるのである。一方、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の反転回数と実際に検出された温度Ｔの変化回数とが異なるときは、アクチュエータ３７６への指令にもかかわらず、排気ガス流路切替え弁３７０が正常に作動していない、換言すると、開固着ないしは閉固着等の可能性があるとして、故障と判定されるのである。
【００５２】
次に、本発明の他の実施形態につき、図７のフローチャートおよび図８のタイムチャートを参照しつつ説明する。この他の実施形態が前実施形態と主に異なる点は、切り替え制御弁の切替え以外に、排気ガスの温度変化をもたらす要因の過渡変化を検出する過渡変化検出手段をさらに備え、この要因に起因する温度変化の影響を加味して、より正確に故障診断を行なうようにしたことである。従って、図５のフローチャートと図７のフローチャートとは、図５のステップＳ５３０とステップＳ５４０との間に、ステップＳ７４０が加えられ、図５のステップＳ５５０に対応する図７のステップＳ７６０の対比内容が異なるのみで、他のステップに関しては同じであるから、前述の説明を援用し重複説明を避ける。なお、図８において、図６で用いたのと同一の符号は同一の意味で用いられている。
【００５３】
ここで、まず、排気ガスの温度変化をもたらす要因について説明する。エンジン２００からの排気ガスの温度は、例えば、エンジン２００の吸入空気量ＧＡに応じて変化する。吸入空気量ＧＡが増加すると排気ガスの温度は上昇し、逆に減少すると温度は低下する。従って、例えば、車両の停止中に運転者がアクセルペダルを短時間踏込むこと等により吸入空気量ＧＡが過渡的に変化した場合、排気ガスの温度も過渡的に変化する。この吸入空気量ＧＡの変化の一例として、図８のタイムチャートには、やや多目の吸入空気量ＧＡ１の運転状態からやや少な目のＧＡ２に短時間減少され、そして元の吸入空気量ＧＡ１に戻されたエンジン２００の運転状態の過渡変化が示されている。
【００５４】
そこで、図７のステップＳ７４０では、排気ガスの温度変化をもたらす要因の所定の変化回数が温度影響過渡変化回数として取得される。具体的には、吸入空気量ＧＡがエアフローメータ２１２により検出され、ＥＣＵ１００に構成された過渡変化検出手段により、吸入空気量ＧＡが減少（下降）傾向にあるときは、その下降量が元の吸入空気量ＧＡ１より所定量を超えたときに下降時の温度影響過渡変化回数１としてカウントされ、また、吸入空気量ＧＡが増加（上昇）傾向にあるときは、その上昇量が元の吸入空気量ＧＡ２より所定量を超えたときに上昇時の温度影響過渡変化回数１としてカウントされ、これらの下降時および上昇時の温度影響過渡変化回数が、それぞれ、累積してカウントアップされる。なお、図８には、例示として、時点ｔ２からｔ３の間の所定開時間Ｖｏにおいて吸入空気量ＧＡが減少（下降）され、時点ｔ５からｔ６の間の所定閉時間Ｖｃにおいて吸入空気量ＧＡが増加（上昇）され、下降時および上昇時のそれぞれのカウントアップ値が１回の場合が示されている。
【００５５】
そして、図８（ホ）の被バイパス流路３６０の温度は、排気ガスの温度変化をもたらす要因としての吸入空気量ＧＡの過渡変化の影響が、図６（ハ）に示される前実施形態による被バイパス流路３６０の温度に及んだ結果の被バイパス流路３６０の温度Ｔとして示されている。
【００５６】
これを説明すると、開状態にあった排気ガス流路切替え弁３７０が時点ｔ１で閉じられる所定閉時間Ｖｃにおいては、被バイパス流路３６０を流れていた排気ガスがそこを流れなくなる結果、その温度センサ３８０で検出される温度Ｔは次第に下降して行き、その下降量が所定量を超えたときに下降時の温度変化回数１としてカウントされる。しかし、次の時点ｔ２からｔ３の間の所定開時間Ｖｏにおいては、被バイパス流路３６０に排気ガスが流れ始める結果として温度Ｔは次第に上昇して行くはずであるが、上述の吸入空気量ＧＡの過渡変化の影響により、所定量を超える温度上昇は生じていない。さらに、次の時点ｔ３からｔ４の間の所定閉時間Ｖｃにおいては、排気ガスが被バイパス流路３６０を流れなくなる結果として温度Ｔが次第に下降し、その下降量が所定量を超えたときに、再度、下降時の温度変化回数１としてカウントされている。また、同様に、時点ｔ４からｔ５の間および時点ｔ６後の所定開時間Ｖｏにおいては、温度Ｔが上昇傾向にあり、その上昇量が所定量を超えたとき、それぞれ、温度変化回数１としてカウントされ、この温度変化回数が累積してカウントアップされている。ここで、図８の（ヘ）には、下降時および上昇時の温度変化回数のカウントアップ値が、それぞれ、２回の場合が示されている。
【００５７】
そして、図７のステップＳ７６０において、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉作動中における温度影響過渡変化の回数（図８には、下降時および上昇時のそれぞれで１回の場合が示されている）が温度検出手段による被バイパス流路３６０の温度変化回数（図８においては下降時および上昇時にそれぞれ２回の場合が示されている）に加味されて、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の反転回数（開から閉:３回＋閉から開:３回＝６回）と、下降時および上昇時毎に、対比される。すなわち、図８に示した例では、温度下降傾向を示すであろう排気ガス流路切替え弁３７０の開から閉への反転回数（＝３回）と、下降時における温度影響過渡変化の回数（＝１回）が加味された温度変化回数（＝２回）は合計３回(＝１＋２)となり、また、温度上昇傾向を示すであろう排気ガス流路切替え弁３７０の閉から開への反転回数（＝３回）と、上昇時における温度影響過渡変化の回数（＝１回）が加味された温度変化回数（＝２回）も合計３回(＝１＋２)となり、いずれの場合も両者は一致する。従って、このときは、図８（ト）に示すように排気ガス流路切替え弁３７０が正常に作動している、すなわち、故障ではないと判定される。一方、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の反転回数と、温度影響過渡変化の回数が実際に検出された温度Ｔの変化回数に加味された回数とが異なるときは、アクチュエータ３７６への指令にもかかわらず、排気ガス流路切替え弁３７０が正常に作動していない、換言すると、開固着ないしは閉固着等の可能性があるとして、故障と判定される。
【００５８】
この実施形態によれば、排気ガスの温度変化をもたらす要因としての吸入空気量ＧＡの過渡変化が検出され、そして、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の作動中における温度影響過渡変化の回数が温度センサ３８０による温度の変化回数に加味されて、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉の反転回数と対比されるので、排気ガス流路切替え弁３７０の開閉作動に起因する温度変化以外の、吸入空気量ＧＡの過渡変化に起因する温度変化が考慮されることから、誤判定を回避することができ、より正確に排気ガス流路切替え弁の故障が診断される。
【００５９】
なお、排気ガスの温度変化をもたらす要因として、エンジン２００の吸入空気量ＧＡについて説明したが、これに限られるものではなく、エンジン２００の回転数や点火時期等の過渡変化を考慮するようにしてもよい。要するに、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う排気ガス浄化システムの故障診断装置もまた本発明の枝術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気ガス浄化システムのシステム構成図である。
【図２】図１の排気ガス浄化システムにおける主排気ガス浄化装置の模式断面図である。
【図３】図２の主排気ガス浄化装置において切り替え制御弁が閉じている場合の排気ガス流れの模式図である。
【図４】図２の主排気ガス浄化装置において切り替え制御弁が開いている場合の排気ガス流れの模式図である。
【図５】図１の排気ガス浄化システムにおいてＥＣＵが実行する故障診断処理の制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】故障診断処理の一実施形態を説明するためのタイムチャートである。
【図７】図１の排気ガス浄化システムにおいてＥＣＵが実行する故障診断処理の制御手順の他の例を示すフローチャートである。
【図８】故障診断処理の他の実施形態を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１００    電子制御ユニット(ＥＣＵ)
２００    エンジン
２１２    エアフローメータ
２２２    スタートアップ三元触媒
３００    主排気ガス浄化装置
３３０    アンダーフロア触媒
３４０    ＨＣ吸着材３４０
３５０    バイパス流路（第２排気ガス通路）
３６０    被バイパス流路（第１排気ガス通路、通常流路）
３７０    切り替え制御弁
３７６    アクチュエータ
３８０    温度センサ
【図１】
2008025489.tif 000003
【図２】
2008025489.tif 000004
【図３】
2008025489.tif 000005
【図４】
2008025489.tif 000006
【図５】
2008025489.tif 000007
【図６】
2008025489.tif 000008
【図７】
2008025489.tif 000009
【図８】
2008025489.tif 000010