(57)【要約】【課題】排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス流路切り替え手段の故障を精度良く診断する。【解決手段】エンジンからの排気ガスを触媒に流通させる第１の排気ガス通路３６０と、第１の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の排気ガス通路３５０と、該通路のいずれかに流路を切り替える切り替え制御弁３７０とを備える排気ガス浄化システムにおいて、第１および第２の排気ガス通路内の温度を検出可能な温度センサ３８０、３９０と、検出された温度に基づいて切り替え制御弁３７０の動作状態を検出する動作状態検出手段と、検出された動作状態と切り替え制御弁３７０への指示状態とに基づいて切り替え制御弁３７０の故障を診断する診断手段とを備え、動作状態検出手段は、エンジンの燃料カット運転中に検出された温度に基づいて、切り替え制御弁３７０の動作状態を検出する。【選択図】図１
2008128004.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の排気ガス通路と、該第１の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の排気ガス通路と、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り替える排気ガス流路切り替え手段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の排気ガス通路のうち少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出する動作状態検出手段と、
前記検出された動作状態と、前記排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の故障を診断する診断手段と、を備え、
前記動作状態検出手段は、前記エンジンの燃料カット運転中に検出された前記温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出す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】
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であって、
前記動作状態検出手段は、前記第１および第２の排気ガス通路のうち一の排気ガス通路における前記エンジンの燃料カット中の温度低下速度が所定のしきい値以上である場合に、前記排気ガス流路切り替え手段によって当該一の排気ガス通路が選択されていると判断す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３】
請求項１または２に記載の排気ガス浄化システムの故障診断装置であって、
前記温度検出手段は、前記第１および第２の排気ガス通路の両者の温度を検出し、
前記動作状態検出手段は、前記第１および第２の排気ガス通路の温度低下速度の差に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段によっていずれの排気ガス通路が選択されているかを判断す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。
【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り替えることが可能な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、排気切り替え弁の開閉に応じて設定される所定の検知期間において、第１の温度検出手段による検出値を所定値または第２の温度検出手段による検出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】
ところで、排気切り替え弁の故障の検出を排気温度に基づいて行う場合には、エンジンが安定した燃焼状態にあること、検出に適した排気ガス量があること、および排気切り替え弁を駆動するのに十分な負圧が確保されていることが必要である。この目的から、特許文献２の装置は、故障の検出を排気温度、吸入空気量、エンジン回転数および吸気管圧力がいずれも所定値以上である場合に限って、排気切り替え弁の故障検出を行っている。
【０００４】
また、特許文献３の装置は、排気温度が所定の酸化開始温度を超えている時間を積算し、積算値が基準値を超えたときに排気切り替え弁を周期的に切り替えることで、排気切り替え弁の固着を防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３０４１６号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８７３６号公報
【特許文献３】特許第３３０３６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２は、いずれもエンジン暖機後の走行中に故障検出を行うものである。しかし、走行中におけるエンジンの運転状態は一定でないため検出の初期状態を一定にするのは必ずしも容易でない。
【０００７】
特許文献３は排気切り替え弁の故障を予測するものであるが、実際の排気切り替え弁の故障は検出できない。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みて、排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス流路切り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ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の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は、エンジンからの排気ガスを流通させる第１の排気ガス通路と、該第１の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の排気ガス通路と、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り替える排気ガス流路切り替え手段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の排気ガス通路のうち少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出する動作状態検出手段と、前記検出された動作状態と、前記排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の故障を診断する診断手段と、を備え、前記動作状態検出手段は、前記エンジンの燃料カット運転中に検出された前記温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出することを特徴とする。
【００１０】
第１の本発明では、第１および第２の排気ガス通路のうち少なくともいずれか一方の温度に基づいて、動作状態検出手段が、排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出する。診断手段は、検出された動作状態と、排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、排気ガス流路切り替え手段の故障を診断する。ここで、動作状態検出手段は、エンジンの燃料カット運転中に検出された前記温度に基づいて、排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出するので、通常運転中における排気ガスの温度に基づく場合に比べて、エンジンの運転状態による影響が少ない。したがって第１の本発明では動作状態の検出を精度よく実行でき、排気ガス流路切り替え手段の故障を精度良く診断することが可能となる。
【００１１】
動作状態の検出には、燃料カット運転中であって検出開始からの温度低下速度すなわち所定時間経過後の温度低下量を用いてもよく、これが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、温度検出点を含む排気ガス通路が流路切り替え手段によって選択されているものと判断するのが特に好適である。しかしながら他の構成、例えば燃料カット運転中に温度を繰返し検出し、温度の低下度合い又は傾きを所定の基準値と比較することによって動作状態を検出する構成としてもよい。
【００１２】
本発明の一態様では、温度検出手段は、第１および第２の排気ガス通路の両者の温度を検出し、動作状態検出手段は、第１および第２の排気ガス通路の温度低下速度の差に基づいて、排気ガス流路切り替え手段によっていずれの排気ガス通路が選択されているかを判断する。この場合には、判断を第１および第２の排気ガス通路の温度の差に基づいて実行するので、運転状態（たとえば温度検出開始時の温度）の影響の抑制によって動作状態の検出の精度を向上でき、故障を更に精度良く診断することが可能となる。
【００１３】
なお、本発明において「診断する」とは、排気ガス流路切り替え手段の故障の有無を二値的に検出する他に、予め定められた基準或いは何らかのアルゴリズムに従って、多段階に故障の程度が特定されることを含む概念である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両用の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。
【００１６】
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およ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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が配設されており、電子制御式スロットルバルブを構成している。なお、本実施形態においては、該電子制御式スロットルバルブがアイドリング時の吸入空気量を調節するアイドル制御弁を兼用している。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。
【００２２】
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の位置およびエンジン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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）、および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。
【００２５】
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。
【００２６】
なお、ＥＣＵｌ００には不図示の車両の走行速度を検出可能な車速センサから車速ＶＳを表す信号、およびシフト位置センサから選択されているレンジ信号ＲＳが入力されるように構成されている。
【００２７】
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。なお、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、第１および第２の温度センサ３８０、３９０および断熱層３９５を備えている。
【００３０】
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、矢印Ａ方向へ流れる排気ガスを浄化する。
【００３１】
バイパス流路３５０は、本発明に係る「第２の排気ガス通路」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の排気ガス通路」（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。
【００３２】
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。
【００３３】
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矢印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。
【００３４】
本実施の形態の第１温度センサ３８０は、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Ｔ１を検出することが可能に配置されている。
【００３５】
第２温度センサ３９０は、同じくサーミスタ素子で構成されており、バイパス流路３５０におけるＨＣ吸着材３４０の上流側の温度Ｔ２を検出することが可能に構成されている。なお、第１および第２の温度センサ３８０および３９０は、かかる温度を、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Ｔ１、Ｔ２が特定される。なお、第２温度センサ３９０はバイパス流路３５０のＨＣ吸着材３４０の下流側に配置され、バイパス流路３５０内の温度を検出できるようにしてもよい。
【００３６】
断熱層３９５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。
【００３７】
次に、図３および図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。なお、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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の形状および大きさなどが、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。なお、このような還流現象を生じさせることは、本発明との関連においては必須ではない。
【００４０】
ＥＣＵｌ００は、排気ガス浄化システム１０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。
【００４１】
ＥＣＵ１００では消費燃料低減およびエミッション改善の目的から、流路制御弁３７０の制御とは別途に、燃料カット制御が実行される。この燃料カット制御は、各気筒への燃料供給を個別にカットする制御であり、具体的には、例えばセンサ２１５，２１８，２２０および不図示の車速センサから入力されるスロットル開度、エンジン回転数、エンジン水温および車速によって、予め定められた燃料カット領域マップを参照し、走行状態が燃料カット領域にある場合（例えば減速時や高回転時）に、燃料カット制御の実行条件が成立したと判断して、所定の気筒への燃料供給をカットする。燃料カット制御によって、全気筒または一部の気筒について燃料供給がカットされる。
【００４２】
次に、図５を参照して、ＥＣＵ１００で実行される動作状態検出処理の一例について説明する。図５のルーチンは、エンジン２００の始動後であって所定の暖機終了条件が成立した場合に、所定時間ごとに繰返し実行される。例えばエンジン水温が所定値以上であることを、そのような暖機終了条件とすることができる。なお本発明は暖機が終了していない場合についても適用可能である。
【００４３】
図５において、ＥＣＵ１００は、全気筒休止による燃料カット運転が開始されたかを判断する（Ｓ１０）。この判断は、上述した燃料カット制御による全気筒休止の実行条件が成立しているか否かによって行ってもよいし、全気筒休止の実行中に所定のフラグをセットして当該フラグを所定時間ごとに参照することによって行ってもよい。
【００４４】
次に、ＥＣＵ１００は、第１温度センサ３８０および第２温度センサ３９０の出力電圧から、それぞれ、温度Ｔ１および温度Ｔ２を取得し、初期値Ｔａ１，Ｔａ２としてする（Ｓ２０）。
【００４５】
次に、ＥＣＵ１００は、燃料カット運転が継続しているか（Ｓ３０）、および燃料カット運転の開始後の所定時間ｘ［秒］を経過したか（Ｓ４０）を繰り返し判断する。ここで燃料カット運転が終了した場合には本ルーチンを抜ける。
【００４６】
所定時間の経過を条件に、ＥＣＵ１００は第１および第２温度センサ３８０，３９０の現在値Ｔｂ１，Ｔｂ２を取得し（Ｓ５０）、温度低下量Ｔｃ１，Ｔｃ２を算出する（Ｓ６０）。この温度低下量Ｔｃ１，Ｔｃ２は、第１および第２温度センサ３８０，３９０のそれぞれにつき、温度の現在値Ｔｂ１，Ｔｂ２から初期値Ｔａ１，Ｔａ２を減算することによって算出される。
【００４７】
次に、ＥＣＵ１００は所定の弁閉条件が成立しているかを判断する（Ｓ７０）。この判断は、次の（１）〜（３）の条件によって判断される。
【００４８】
（１）第１温度センサの温度低下量の絶対値｜Ｔｃ１｜＜基準値Ｔｄ１
【００４９】
（２）第２温度センサの温度低下量の絶対値｜Ｔｃ２｜＞基準値Ｔｄ２
【００５０】
（３）｜Ｔｃ１｜＜｜Ｔｃ２｜
【００５１】
ここにいう弁閉条件とは、切り替え制御弁３７０が閉じている旨の判断をするための条件であり、ステップＳ７０では、これら（１）〜（３）の全てにおいて肯定される場合に弁閉条件成立と判断され、（１）〜（３）のいずれかにおいて否定される場合には不成立と判断される。
【００５２】
図６に示されるように、第１温度センサ３８０の検出値は、切り替え制御弁３７０が開いている場合には、閉じている場合に比して、燃料カット運転時の温度低下が大きい。また、図７に示されるように、第２温度センサ３９０の検出値は、切り替え制御弁３７０が開いている場合には、閉じている場合に比して、燃料カット運転時の温度低下が小さい。また、図８に示されるように、温度低下量の偏差｜Ｔｃ１｜−｜Ｔｃ２｜は、切り替え制御弁３７０が開いている場合には、閉じている場合に比して大きい値になり、且つ、切り替え制御弁３７０が開いている場合には正の値をとり（すなわち、｜Ｔｃ１｜＞｜Ｔｃ２｜）、閉じている場合には負の値をとる（すなわち、｜Ｔｃ１｜＜｜Ｔｃ２｜）。
【００５３】
なお、本実施形態では｜Ｔｃ１｜＜｜Ｔｃ２｜であること、つまり｜Ｔｃ１｜−｜Ｔｃ２｜＜０であることを弁閉条件の一つとしたが、｜Ｔｃ１｜−｜Ｔｃ２｜＜Ｔｄを上記条件（３）に代わる条件としてもよい。この場合のＴｄはしきい値であって、実験やシミュレーションによって任意の実数に設定することができる。
【００５４】
そして弁閉条件成立の場合には、所定の弁閉判定フラグが「１」にセットされ（Ｓ８０）、弁閉条件不成立の場合には、所定の弁開判定フラグが「１」にセットされて（Ｓ９０）、本ルーチンを抜ける。この弁閉判定フラグおよび弁開判定フラグは、その後、図９の弁診断処理において参照される。
【００５５】
次に、図９を参照して、ＥＣＵ１００で実行される弁診断処理の一例について説明する。図９のルーチンは、エンジン２００の始動後であって所定の暖機終了条件が成立した場合に、所定時間ごとに繰返し実行される。
【００５６】
まずＥＣＵ１００は、上述した弁閉判定フラグおよび弁開判定フラグの参照によって、弁動作が検出されたかを判定する（Ｓ１１０）。ここでは両フラグのいずれかがセットされている場合に肯定される。次に、ＥＣＵ１００は切り替え制御弁３７０に対する動作指示の状態を取得する（Ｓ１２０）。
【００５７】
次に、ＥＣＵ１００は、検出された弁動作状態と、取得された動作指示の状態が一致しているかを判定する（Ｓ１３０）。すなわちＥＣＵ１００は、検出された弁動作状態と、取得された動作指示の状態とが、「開」または「閉」で一致しているか否かを判定する。そして、両者が一致している場合には正常判定が（Ｓ１４０）、一致していない場合には異常判定が（Ｓ１５０）、それぞれ行われる。これら正常判定および異常判定は、他の処理ルーチンにおいて参照されるフラグのセットによって実行してもよいし、これらの結果に従って行われる所定の処理、例えば所定の走行ログファイルへの記録や、異常判定の場合の所定のインジケータなどによるユーザに対する警報出力によって実行してもよい。
【００５８】
以上のとおり、本実施形態では、第１および第２の排気ガス通路３６０，３５０の温度に基づいて、切り替え制御弁３７０の動作状態を検出すると共に、検出された動作状態と、排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、切り替え制御弁３７０の故障を診断する。ここで、ＥＣＵ１００は、切り替え制御弁３７０の動作状態を、エンジンの燃料カット運転中に検出された温度の変化量に基づいて検出するので、通常運転中における排気ガスの温度に基づく場合に比べて、エンジンの運転状態による影響が少なく、したがって動作状態の検出を精度よく実行でき、排気ガス流路切り替え手段の故障を精度良く診断することが可能となる。
【００５９】
また、本実施形態では動作状態の検出に、燃料カット運転中であって検出開始からの温度低下速度すなわち所定時間経過後の温度低下量を用い、これが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、温度検出点を含む排気ガス通路が切り替え制御弁３７０によって選択されているものと判断するので、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。
【００６０】
また、本実施形態では、第１および第２の排気ガス通路３６０，３５０の両者の温度を検出し、第１および第２の排気ガス通路３６０，３５０の温度低下速度の差に基づいて、切り替え制御弁３７０によっていずれの排気ガス通路が選択されているかを判断するので、運転状態（たとえば温度検出開始時の温度）の影響の抑制によって動作状態の検出の精度を向上でき、故障を更に精度良く診断することが可能となる。
【００６１】
なお、本発明は、上述した実施形態の例に限られるものではなく、請求の範囲およ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。例えば、上記実施形態では切り替え制御弁３７０の動作を全閉又は全開の２状態としたが、切り替え制御弁３７０は全閉及び全開の中間の任意の角度で停止しうるようにしてもよく、また、本発明に係る温度低下速度に基づく動作状態検出および故障診断は、全閉及び全開の中間の任意の角度について行うことができる。すなわち、燃料カット中における温度低下量ないし温度低下速度と切り替え制御弁３７０の角度との関係を定めたマップまたは関数をＥＣＵ１００に予め保持させておき、燃料カット運転中に検出される温度低下速度によって該マップを参照または関数を演算して切り替え制御弁３７０の対応する角度を求めることで動作状態検出を行い、この検出された角度と切り替え制御弁３７０に対する角度指令値とが所定範囲内で一致する場合に、切り替え制御弁３７０を正常と判定してもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では第１および第２の排気ガス通路３６０，３５０の両者の温度を検出することとしたが、本発明では第１および第２の排気ガス通路３６０，３５０のうちいずれか一方の温度を検出しさえすれば、その温度検出点を含む排気ガス通路における燃料カット中の温度低下速度によって動作状態検出を行うことができ、その範囲において本発明に所期の効果を得ることができる。
【００６３】
また、上記実施形態では燃料カット運転の開始から特定の時間の経過後に検出した温度を用いて動作状態の検出を行うこととしたが、このような構成に代えて、燃料カット運転中に温度を繰返し検出し、温度の低下度合い又は傾きを所定の基準値と比較することによって、動作状態を検出してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、上記条件（１）から（３）の全てが充足された場合に弁閉条件成立と判断したが、上記条件（１）から（３）はいずれも単独で弁閉条件として用いることができ、その範囲において本発明における効果を得ることができる。
【００６５】
また、本発明は内燃機関のみを駆動源として用いる車両のほか、内燃機関と電動機とを駆動源として用いるハイブリッド車両についても適用でき、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【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】動作状態検出処理の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】燃料カット運転の継続時間と、弁開時および弁閉時の第１温度センサの温度変化との関係を示すグラフである。
【図７】燃料カット運転の継続時間と、弁開時および弁閉時の第２温度センサの温度変化との関係を示すグラフである。
【図８】燃料カット運転の継続時間と、弁開時および弁閉時の温度低下量の偏差との関係を示すグラフである。
【図９】故障診断処理の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
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
３５０    バイパス流路（第２の排気ガス通路）
３６０    被バイパス流路（第１の排気ガス通路、通常流路）
３７０    切り替え制御弁
３７６    アクチュエータ
３８０    第１温度センサ
３９０    第２温度センサ
【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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