JP2000240472A - Failure diagnostic device for exhaust valve - Google Patents

Failure diagnostic device for exhaust valve

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JP2000240472A
JP2000240472A JP11043829A JP4382999A JP2000240472A JP 2000240472 A JP2000240472 A JP 2000240472A JP 11043829 A JP11043829 A JP 11043829A JP 4382999 A JP4382999 A JP 4382999A JP 2000240472 A JP2000240472 A JP 2000240472A
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Japan
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exhaust
valve
failure diagnosis
internal combustion
combustion engine
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JP11043829A
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Japanese (ja)
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Takeshi Watanabe
剛 渡辺
Kazuhiro Sakurai
計宏 桜井
Koichi Hoshi
幸一 星
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely perform the failure diagnosis of a valve mechanism provided on the exhaust passage of an internal combustion engine regardless of the detecting method of intake air quantity by performing the failure diagnosis of the valve mechanism on the basis of the change of the engine rotating speed when the opening of the valve mechanism is changed. SOLUTION: A three-way catalyst 14 is interposed in the middle of the exhaust pipe 13 of an internal combustion engine 1, an adsorptive mechanism 15 is provided in the upstream thereof, and an openable and closable valve mechanism is provided on the upstream opening end within the adsorptive mechanism 15. When the failure diagnosis of such a valve device is performed, a control of laying the valve device once from the full open state to the full close state and then returning it to the full open state is executed in a CPU 25 when a failure diagnosis condition for the valve device such that the warming up is completed in idling, the deposition of the unburned fuel component adsorbed to the adsorbent is completed, the control of an EGR valve 22a is in non-executing state, the vehicle speed is zero, or the like is established. The failure diagnosis of the valve device is performed on the basis of the change of fuel injection quantity and change of engine rotating speed at this time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気通
路に設けられた弁機構(排気弁)の故障を診断する技術
に関する。
The present invention relates to a technique for diagnosing a failure of a valve mechanism (exhaust valve) provided in an exhaust passage of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等に搭載される内燃機関では、排
気浄化システム、過給システム、あるいは排気ブレーキ
システム等において、種々の目的に応じた弁機構を排気
通路に設ける技術が提案されている。
2. Description of the Related Art For an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, there has been proposed a technique of providing a valve mechanism for various purposes in an exhaust passage in an exhaust purification system, a supercharging system, an exhaust brake system, or the like.

【0003】排気浄化システムに用いられる弁機構とし
ては、例えば、排気通路の一部を迂回するバイパス通路
と、バイパス通路に配置された、三元触媒、未燃燃料成
分吸着材、吸蔵還元型NOX触媒、もしくはディーゼル
・パティキュレート・フィルタ(DPF)等の排気浄化
機構とを備えた排気浄化システムにおいて、排気通路と
バイパス通路とへの排気の流れを切り換えるべく設けら
れた排気弁が知られている。
As a valve mechanism used in an exhaust gas purification system, for example, a bypass passage bypassing a part of an exhaust passage, and a three-way catalyst, an unburned fuel component adsorbent, a storage reduction NO In an exhaust gas purification system provided with an exhaust gas purification mechanism such as an X catalyst or a diesel particulate filter (DPF), an exhaust valve provided to switch the flow of exhaust gas to an exhaust passage and a bypass passage is known. I have.

【0004】過給システムに用いられる弁機構として
は、例えば、内燃機関の排気通路に設けられるとともに
排気の圧力によって回転するタービンホイールを内装し
たタービンハウジングと、内燃機関の吸気通路に設けら
れるとともに前記タービンホイールと一体で回転するコ
ンプレッサホイールを内装したコンプレッサハウジング
と、タービンホイール上流の排気通路とタービンホイー
ル下流の排気通路とを連通するバイパス通路とを備えた
ターボチャージャシステムにおいて、前記バイパス通路
を開閉すべく設けられたウェストゲートバルブが知られ
ている。
The valve mechanism used in the supercharging system is, for example, a turbine housing provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and containing a turbine wheel that rotates by the pressure of exhaust gas, and a valve mechanism provided in an intake passage of the internal combustion engine. In a turbocharger system including a compressor housing containing a compressor wheel that rotates integrally with a turbine wheel and a bypass passage communicating an exhaust passage upstream of the turbine wheel and an exhaust passage downstream of the turbine wheel, the bypass passage is opened and closed. A wastegate valve provided for the purpose is known.

【0005】排気ブレーキシステムに用いられる弁機構
としては、例えば、車両の制動時に排気通路の排気流量
を絞るべく、排気通路に設けられた排気絞り弁が知られ
ている。
[0005] As a valve mechanism used in an exhaust brake system, for example, an exhaust throttle valve provided in an exhaust passage to reduce an exhaust flow rate in an exhaust passage during braking of a vehicle is known.

【0006】ところで、上記したような各種の弁機構
は、排気中に含まれる未燃燃料成分やカーボン等の付着
により固着、あるいは排気の熱による弁体の変形や摩耗
による排気漏れが発生する虞があるため、弁機構の故障
を正確に判定することも重要である。
Incidentally, in the various valve mechanisms as described above, there is a risk that unburned fuel components and carbon contained in the exhaust gas adhere to each other, or exhaust gas leaks due to deformation and wear of the valve element due to heat of the exhaust gas. Therefore, it is also important to accurately determine the failure of the valve mechanism.

【0007】このような要求に対し、従来では、特開平
8−334014号公報に記載された排気浄化装置の診
断装置が知られている。この診断装置は、排気通路とバ
イパス通路とのうち排気抵抗が高い方の通路を全閉状態
から全開状態、言い換えれば排気通路とバイパス通路と
のうち排気抵抗が低い方の通路を全開状態から全閉状態
とすべく排気弁を動作させ、その際の吸気管圧力の変化
に基づいて排気弁の故障を診断しようとするものであ
る。
In response to such a demand, a diagnostic device for an exhaust gas purifying device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-334014 is conventionally known. This diagnostic apparatus is configured such that a passage having a higher exhaust resistance of the exhaust passage and the bypass passage is fully closed from a fully closed state, in other words, a passage having a lower exhaust resistance of the exhaust passage and the bypass passage is fully opened from a fully opened state. The exhaust valve is operated to be closed, and a failure of the exhaust valve is diagnosed based on a change in the intake pipe pressure at that time.

【0008】すなわち、上記した診断装置は、排気弁が
正常である場合は、排気弁の開閉動作によって背圧が高
まり、それによって吸気管圧力が大気側に変化するが、
排気弁が故障している場合は、排気弁を開閉動作させる
べく制御が行われても背圧の変化が少なくなり、それに
応じて吸気管圧力の変化も小さくなるという知見に基づ
くものである。
That is, in the above-described diagnostic apparatus, when the exhaust valve is normal, the back pressure increases due to the opening / closing operation of the exhaust valve, whereby the intake pipe pressure changes to the atmosphere side.
This is based on the finding that when the exhaust valve is out of order, the change in the back pressure is reduced even if control is performed to open and close the exhaust valve, and the change in the intake pipe pressure is reduced accordingly.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した診
断装置を、吸気管圧力と機関回転数とに基づいて吸入空
気量を推定するスピード・デンシティ方式の内燃機関に
適用する場合は、吸気通路に予め圧力センサが取り付け
られているため、その圧力センサの出力信号を利用して
故障診断を行えるが、エアフローメータ等のセンサで吸
入空気量を直接検出するマス・フロー方式の内燃機関に
適用する場合は、一般的なマス・フロー方式の内燃機関
では吸気通路に圧力センサが取り付けられていないた
め、新たに圧力センサを取り付けなければならないとい
う問題が生じる。
When the above-described diagnostic apparatus is applied to an internal combustion engine of a speed density system for estimating an intake air amount based on an intake pipe pressure and an engine speed, the diagnostic apparatus is provided in an intake passage. Since a pressure sensor is installed in advance, failure diagnosis can be performed using the output signal of the pressure sensor.However, when applied to a mass flow type internal combustion engine that directly detects the intake air amount with a sensor such as an air flow meter However, in a general mass flow type internal combustion engine, since a pressure sensor is not attached to an intake passage, there is a problem that a new pressure sensor must be attached.

【0010】さらに、吸気管圧力は、背圧の変化に加
え、吸気の脈動や標高の変化による大気圧の変化等の影
響を受けやすいため、上記したような診断装置では、背
圧の変化に起因した吸気管圧力の変化と背圧の変化以外
の要因による吸気管圧力の変化とを判別し難く、誤判定
する虞がある。
Further, the intake pipe pressure is susceptible to the influence of the pulsation of the intake air and the change of the atmospheric pressure due to the change of the altitude in addition to the change of the back pressure. It is difficult to determine a change in the intake pipe pressure due to a change in the intake pipe pressure and a change in the intake pipe pressure due to a factor other than a change in the back pressure.

【0011】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、排気通路に弁機構を備えた内燃機関にお
いて、吸入空気量の検出方式に関わらず弁機構の故障診
断を精度良く行える技術を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in an internal combustion engine having a valve mechanism in an exhaust passage, a failure diagnosis of the valve mechanism can be accurately performed regardless of a method of detecting an intake air amount. It aims to provide technology.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために以下のような手段を採用した。すなわ
ち、本発明に係る排気弁の故障診断装置は、内燃機関の
排気通路に設けられた弁機構と、前記内燃機関の機関回
転数を検出する機関回転数検出手段と、前記弁機構の開
度が変更されたときの機関回転数の変化に基づいて前記
弁機構の故障診断を行う故障診断手段と、を備えたこと
を特徴とする。
The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems. That is, a failure diagnosis device for an exhaust valve according to the present invention includes a valve mechanism provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, engine speed detection means for detecting an engine speed of the internal combustion engine, and an opening degree of the valve mechanism. And a failure diagnosing means for diagnosing a failure of the valve mechanism based on a change in the engine speed when the engine speed is changed.

【0013】このように構成された故障診断装置では、
故障診断手段は、排気通路に設けられた弁機構の開度が
開き方向、もしくは閉じ方向へ変更されるときの機関回
転数の変化に基づいて弁機構が故障しているか否かを判
別する。
[0013] In the fault diagnostic apparatus configured as described above,
The failure diagnosis means determines whether or not the valve mechanism has failed based on a change in the engine speed when the opening degree of the valve mechanism provided in the exhaust passage is changed to the opening direction or the closing direction.

【0014】ここで、弁機構が正常である場合は、弁機
構の開度が閉じ方向もしくは開き方向へ変更されると、
排気通路における排気の抵抗が変化し、それに伴って内
燃機関に作用する背圧の大きさが変化する。
Here, when the valve mechanism is normal, when the opening degree of the valve mechanism is changed to the closing direction or the opening direction,
The resistance of the exhaust gas in the exhaust passage changes, and accordingly, the magnitude of the back pressure acting on the internal combustion engine changes.

【0015】例えば、弁機構の開度変更によって背圧が
高くなった場合は、排気行程における既燃焼ガスの排出
動作が妨げられ、それに伴って吸気行程における新気の
吸入動作が妨げられ、内燃機関の吸入空気量が減少す
る。
For example, when the back pressure increases due to a change in the opening of the valve mechanism, the operation of discharging the burned gas in the exhaust stroke is hindered, and the operation of sucking fresh air in the intake stroke is hindered. The intake air volume of the engine decreases.

【0016】一方、弁機構の開度変更によって背圧が低
くなった場合は、排気行程における既燃焼ガスの排出動
作が促進され、それに伴って吸気行程における新気の吸
入動作が促進され、内燃機関の吸入空気量が増加する。
On the other hand, when the back pressure is reduced by changing the opening degree of the valve mechanism, the operation of discharging the burned gas in the exhaust stroke is promoted, and the intake operation of fresh air in the intake stroke is promoted accordingly. The intake air volume of the engine increases.

【0017】このように吸入空気量が変化すると、内燃
機関では吸入空気量の変化に応じて燃料噴射量が増減さ
れるため、機関回転数が変化することになる。従って、
故障診断手段は、弁機構の開度が変更されたときに機関
回転数が或る程度変化すれば、弁機構が正常であると判
定し、弁機構の開度が変更されたときの機関回転数の変
化量が正常時より少なければ、弁機構に異常が発生した
と判定することが可能となる。
When the intake air amount changes as described above, the internal combustion engine increases or decreases the fuel injection amount in accordance with the change in the intake air amount, so that the engine speed changes. Therefore,
If the engine speed changes to some extent when the opening of the valve mechanism is changed, the failure diagnosis means determines that the valve mechanism is normal, and determines the engine rotation when the opening of the valve mechanism is changed. If the amount of change in the number is smaller than normal, it can be determined that an abnormality has occurred in the valve mechanism.

【0018】次に、本発明に係る排気弁の故障診断装置
は、内燃機関の排気通路における主排気通路を迂回する
バイパス通路と、前記主排気通路と前記バイパス通路と
への排気の流れを切り換える排気弁と、前記内燃機関の
機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記排気
弁の開度が変更されたときの機関回転数の変化に基づい
て前記排気弁の故障診断を行う故障診断手段と、を備え
たことを特徴とするようにしてもよい。
Next, the failure diagnosis device for an exhaust valve according to the present invention switches a bypass passage bypassing the main exhaust passage in the exhaust passage of the internal combustion engine, and switches the flow of exhaust gas to the main exhaust passage and the bypass passage. An exhaust valve, an engine speed detecting means for detecting an engine speed of the internal combustion engine, and a failure for performing a failure diagnosis of the exhaust valve based on a change in the engine speed when the opening of the exhaust valve is changed. Diagnostic means may be provided.

【0019】ここでいう排気弁としては、(1)主排気
通路とバイパス通路との何れか一方を全閉可能な排気弁
(主排気通路を全開したときにバイパス通路を全閉し、
バイパス通路を全開したときに主排気通路を全閉する排
気弁)、(2)主排気通路のみを開閉可能な排気弁(主
排気通路を全開したときに主排気通路とバイパス通路の
双方が導通状態となり、主排気通路を全閉したときにバ
イパス通路のみが導通状態となるよう構成された排気
弁)、あるいは(3)バイパス通路のみを開閉可能な排
気弁(バイパス通路を全開したときに主排気通路とバイ
パス通路の双方が導通状態となり、バイパス通路を全閉
したときに主排気通路のみが導通状態となるよう構成さ
れた排気弁)等を例示することができる。
As the exhaust valve mentioned here, (1) an exhaust valve capable of fully closing either the main exhaust passage or the bypass passage (when the main exhaust passage is fully opened, the bypass passage is fully closed;
(2) an exhaust valve capable of opening and closing only the main exhaust passage (when the main exhaust passage is fully opened, both the main exhaust passage and the bypass passage are conductive) And the exhaust valve is configured such that only the bypass passage is in a conductive state when the main exhaust passage is fully closed) or (3) an exhaust valve capable of opening and closing only the bypass passage (main exhaust valve when the bypass passage is fully opened) An exhaust valve configured such that both the exhaust passage and the bypass passage are in a conductive state and only the main exhaust passage is in a conductive state when the bypass passage is fully closed can be exemplified.

【0020】但し、上記した(1)の排気弁に本発明を
適用する場合は、主排気通路の排気抵抗とバイパス通路
の排気抵抗とが異なることが前提となる。上記したよう
な排気弁が正常である場合は、排気弁の開度変更によっ
て排気通路の排気抵抗が変化するため、内燃機関に作用
する背圧の大きさが変化し、それに伴って内燃機関の吸
入空気量が変化する。内燃機関では、吸入空気量の変化
に応じて燃料噴射量が増減され、その結果、機関回転数
が変化する。
However, when the present invention is applied to the exhaust valve (1), it is assumed that the exhaust resistance of the main exhaust passage and the exhaust resistance of the bypass passage are different. When the exhaust valve as described above is normal, since the exhaust resistance of the exhaust passage changes due to the change in the opening of the exhaust valve, the magnitude of the back pressure acting on the internal combustion engine changes. The intake air volume changes. In an internal combustion engine, the fuel injection amount is increased or decreased according to a change in the intake air amount, and as a result, the engine speed changes.

【0021】従って、故障診断手段は、排気弁の開度が
変更されたときに機関回転数が或る程度変化すれば、排
気弁が正常であると判定し、排気弁の開度が変更された
ときの機関回転数の変化量が正常時より少なければ、排
気弁に異常が発生したと判定することが可能となる。
Therefore, the failure diagnosis means determines that the exhaust valve is normal and changes the opening of the exhaust valve if the engine speed changes to some extent when the opening of the exhaust valve is changed. If the change amount of the engine speed at the time of the occurrence is smaller than the normal time, it is possible to determine that an abnormality has occurred in the exhaust valve.

【0022】尚、故障診断手段は、機関回転数の代わり
に燃料噴射量をパラメータとして排気弁の故障診断を行
うようにしてもよい。この場合、故障診断手段は、排気
弁の開度が変更されたときに燃料噴射量が或る程度変化
すれば、排気弁が正常であると判定し、排気弁の開度が
変更されたときの燃料噴射量の変化量が正常時より少な
ければ、排気弁に異常が発生したと判定することにな
る。
The failure diagnosing means may perform the failure diagnosis of the exhaust valve using the fuel injection amount as a parameter instead of the engine speed. In this case, the failure diagnosis unit determines that the exhaust valve is normal if the fuel injection amount changes to some extent when the opening of the exhaust valve is changed, and determines that the opening of the exhaust valve is changed. If the change amount of the fuel injection amount is smaller than normal, it is determined that an abnormality has occurred in the exhaust valve.

【0023】さらに、故障診断手段は、機関回転数と燃
料噴射量との2つのパラメータに基づいて故障診断を行
うようにしてもよい。また、故障診断手段は、内燃機関
の運転状態が一定の負荷運転領域にあることを条件に排
気弁の故障診断を実行するようにしてもよく、好ましく
は、内燃機関の運転状態が一定の低負荷運転領域にある
ときに排気弁の故障診断を実行するとよい。
Further, the failure diagnosis means may perform the failure diagnosis based on two parameters of the engine speed and the fuel injection amount. Further, the failure diagnosis means may perform the failure diagnosis of the exhaust valve on condition that the operation state of the internal combustion engine is in a constant load operation range. It is preferable to perform a failure diagnosis of the exhaust valve when the vehicle is in the load operation range.

【0024】これは、故障診断中に内燃機関の負荷が変
化すると、負荷の変化に伴って燃料噴射量や機関回転数
が変化するため、そのような状況で排気弁の故障診断が
実行されると誤診断を招く虞があるからである。
This is because, when the load of the internal combustion engine changes during the failure diagnosis, the fuel injection amount and the engine speed change with the change in the load. Therefore, the failure diagnosis of the exhaust valve is executed in such a situation. This may cause an erroneous diagnosis.

【0025】また、バイパス通路には、排気を浄化する
排気浄化手段が設けられるようにしてもよい。前記排気
浄化手段としては、排気中に含まれる未燃燃料成分を吸
着する吸着材を例示することができる。この場合、故障
診断手段は、吸着材下流の排気の空燃比がリーン雰囲気
のときに排気弁の故障診断を実行するようにしてもよ
い。
The bypass passage may be provided with exhaust gas purifying means for purifying exhaust gas. An example of the exhaust gas purifying means is an adsorbent that adsorbs unburned fuel components contained in exhaust gas. In this case, the failure diagnosis unit may execute the failure diagnosis of the exhaust valve when the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the adsorbent is in a lean atmosphere.

【0026】これは、三元触媒のように排気の空燃比が
所定の範囲(触媒浄化ウィンド)内にあるときに最適な
浄化性能を発揮する排気浄化機構を吸着材下流の排気通
路に配置した場合を考慮したものである。
This is because an exhaust gas purifying mechanism, such as a three-way catalyst, which exhibits optimal purifying performance when the air-fuel ratio of exhaust gas is within a predetermined range (catalyst purifying window), is disposed in the exhaust passage downstream of the adsorbent. The case is taken into account.

【0027】つまり、故障診断に係る排気弁の開度変更
によって吸着材に吸着されていた未燃燃料成分が脱離
し、あるいは未燃燃料成分の脱離量が増加すると、排気
浄化機構に流入する排気の空燃比がリッチ側へ変化する
ことになるが、排気の空燃比がリーン雰囲気のときであ
れば、吸着材から脱離した未燃燃料成分が排気に加わっ
たとしても排気の空燃比が過剰なリッチ雰囲気とならず
に触媒浄化ウィンド内に収束する。
That is, when the unburned fuel component adsorbed by the adsorbent is desorbed or the desorbed amount of the unburned fuel component increases due to the change in the opening of the exhaust valve related to the failure diagnosis, it flows into the exhaust purification mechanism. The air-fuel ratio of the exhaust gas changes to the rich side, but if the air-fuel ratio of the exhaust gas is in a lean atmosphere, the air-fuel ratio of the exhaust gas will increase even if unburned fuel components released from the adsorbent are added to the exhaust gas. It converges in the catalyst purification window without an excessive rich atmosphere.

【0028】また、故障診断手段は、内燃機関の暖機完
了後に排気弁の故障診断を行うようにしてもよい。これ
は、暖機完了前の内燃機関は燃焼状態が不安定になり易
く、故障診断に係る排気弁の開度変更によって内燃機関
の運転状態が不安定になる虞があるからである。
Further, the failure diagnosis means may perform a failure diagnosis of the exhaust valve after the completion of warm-up of the internal combustion engine. This is because the combustion state of the internal combustion engine before the completion of warm-up is likely to be unstable, and the operating state of the internal combustion engine may be unstable due to a change in the opening of the exhaust valve related to the failure diagnosis.

【0029】また、バイパス通路に吸着材が配置されて
いる場合は、故障診断手段は、吸着材に吸着されていた
未燃燃料成分の脱離が完了した後に排気弁の故障診断を
行うようにしてもよい。これは、未燃燃料成分の脱離完
了前に故障診断に係る排気弁の開度変更が行われると、
吸着材に吸着されていた未燃燃料成分の不用意な脱離、
又は未燃燃料成分の脱離量の増加を招き、排気エミッシ
ョンが悪化する虞があるからである。
When the adsorbent is disposed in the bypass passage, the failure diagnosis means performs the failure diagnosis of the exhaust valve after the desorption of the unburned fuel component adsorbed by the adsorbent is completed. You may. This is because if the opening degree of the exhaust valve related to the failure diagnosis is changed before the completion of the desorption of the unburned fuel component,
Inadvertent desorption of unburned fuel components adsorbed by the adsorbent,
Alternatively, the amount of unburned fuel component desorbed may be increased, and the exhaust emission may be deteriorated.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排気弁の故障
装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明す
る。ここでは、排気中の未燃燃料成分(例えば、未燃H
C)を吸着する吸着材を備えた排気浄化システムに本発
明を適用する場合を例に挙げて説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the exhaust valve failure device according to the present invention. Here, the unburned fuel component (for example, unburned H
The case where the present invention is applied to an exhaust gas purification system provided with an adsorbent for adsorbing C) will be described as an example.

【0031】図1は、本発明を適用する排気浄化システ
ムを備えた内燃機関の概略構成を示す図である。図1に
示す内燃機関1は、4サイクルの4気筒内燃機関であ
り、エアフローメータによって吸入空気量を直接検出す
るマス・フロー方式の内燃機関である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine provided with an exhaust gas purification system to which the present invention is applied. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a four-cycle four-cylinder internal combustion engine, which is a mass flow type internal combustion engine that directly detects an intake air amount by an air flow meter.

【0032】内燃機関1には、吸気枝管2が接続され、
前記吸気枝管2の各枝管は、図示しない吸気ポートを介
して各気筒の燃焼室と連通している。前記吸気枝管2
は、サージタンク3に接続され、このサージタンク3
は、吸気管4を介してエアクリーナボックス5に接続さ
れている。
An intake branch pipe 2 is connected to the internal combustion engine 1.
Each branch pipe of the intake branch pipe 2 communicates with a combustion chamber of each cylinder via an intake port (not shown). The intake branch pipe 2
Is connected to the surge tank 3 and this surge tank 3
Are connected to an air cleaner box 5 via an intake pipe 4.

【0033】前記吸気管4には、図示しないアクセルペ
ダルと連動して、前記吸気管4内を流れる吸気流量を調
節するスロットル弁6が設けられ、このスロットル弁6
には、スロットル弁6の開度に応じた電気信号を出力す
るスロットルポジションセンサ7が取り付けられてい
る。前記吸気管4には、吸気管4内を流れる吸入空気質
量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ8が
取り付けられている。
The intake pipe 4 is provided with a throttle valve 6 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 4 in conjunction with an accelerator pedal (not shown).
Is provided with a throttle position sensor 7 for outputting an electric signal corresponding to the opening degree of the throttle valve 6. An air flow meter 8 that outputs an electric signal corresponding to the mass of intake air flowing through the intake pipe 4 is attached to the intake pipe 4.

【0034】前記吸気枝管2の各枝管には、燃料噴射弁
10a、10b、10c、10d(以下、燃料噴射弁1
0と総称する)が取り付けられ、これらの燃料噴射弁1
0は、燃料分配管9と接続されている。前記燃料分配管
9は、図示しない燃料ポンプより圧送された燃料を各燃
料噴射弁10に分配するものである。
The fuel injection valves 10a, 10b, 10c, and 10d (hereinafter referred to as fuel injection valves 1)
0), and these fuel injection valves 1
Numeral 0 is connected to the fuel distribution pipe 9. The fuel distribution pipe 9 distributes fuel pumped from a fuel pump (not shown) to the fuel injection valves 10.

【0035】前記各燃料噴射弁10には、駆動回路11
a、11b、11c、11d(以下、駆動回路11と総
称する)が取り付けられ、これら駆動回路11からの駆
動電流が燃料噴射弁10に印加されると、燃料噴射弁1
0が開弁して前記燃料分配管9より供給された燃料が各
気筒の吸気ポートへ向けて噴射されるようになってい
る。
Each of the fuel injection valves 10 has a drive circuit 11
a, 11b, 11c and 11d (hereinafter collectively referred to as a drive circuit 11) are attached, and when a drive current from these drive circuits 11 is applied to the fuel injection valve 10, the fuel injection valve 1
0 is opened, and the fuel supplied from the fuel distribution pipe 9 is injected toward the intake port of each cylinder.

【0036】一方、内燃機関1には、排気枝管12が接
続され、前記排気枝管12の各枝管が図示しない排気ポ
ートを介して各気筒の燃焼室と連通している。前記排気
枝管12は、排気管13に接続され、前記排気管13
は、下流にて図示しないマフラに接続されている。
On the other hand, an exhaust branch pipe 12 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 12 communicates with a combustion chamber of each cylinder via an exhaust port (not shown). The exhaust branch pipe 12 is connected to an exhaust pipe 13 and the exhaust pipe 13
Is connected downstream to a muffler (not shown).

【0037】前記排気枝管12には、排気枝管12を流
れる排気の一部を内燃機関1の吸気系へ導くための排気
還流管22が接続され、前記排気還流管22は、サージ
タンク3に接続されている。前記排気還流管22の途中
には、該排気還流管22内を流れる排気の流量を調節す
る流量調整弁(EGR弁)22aが設けられている。
An exhaust recirculation pipe 22 for guiding a part of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 12 to the intake system of the internal combustion engine 1 is connected to the exhaust branch pipe 12. It is connected to the. In the middle of the exhaust gas recirculation pipe 22, a flow rate adjusting valve (EGR valve) 22a for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation pipe 22 is provided.

【0038】前記排気管13の途中には、三元触媒14
が設けられている。前記三元触媒14は、排気の流れ方
向に沿う貫通孔を複数有するよう格子状に形成されたコ
ージェライトからなるセラミック担体と、セラミック担
体の表面にコーティングされた触媒層とから構成されて
いる。
In the middle of the exhaust pipe 13, a three-way catalyst 14 is provided.
Is provided. The three-way catalyst 14 is composed of a ceramic carrier made of cordierite formed in a lattice shape so as to have a plurality of through holes along the flow direction of exhaust gas, and a catalyst layer coated on the surface of the ceramic carrier.

【0039】前記触媒層は、例えば、多数の細孔を有す
る多孔質のアルミナ(Al23)の表面に白金−ロジウ
ム(Pt−Rh)系の貴金属触媒物質を担持させて構成
されている。
The catalyst layer is formed, for example, by supporting a platinum-rhodium (Pt-Rh) -based noble metal catalyst material on the surface of porous alumina (Al 2 O 3 ) having a large number of pores. .

【0040】このように構成された三元触媒14は、所
定温度以上のときに活性し、流入する排気の空燃比が理
論空燃比近傍の所定範囲(触媒浄化ウィンド)内にある
と、排気に含まれる炭化水素(HC)及び一酸化炭素
(CO)を排気中の酸素(O2)と反応させて水(H
2O)及び二酸化炭素(CO2)へ酸化すると同時に、排
気中の窒素酸化物(NOX)を排気中の炭化水素(H
C)及び一酸化炭素(CO)と反応させて水(H
2O)、二酸化炭素(CO2)、窒素(N2)へ還元す
る。
The three-way catalyst 14 configured as described above is activated when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. When the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is within a predetermined range (catalyst purification window) near the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst 14 is activated. Hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) contained therein are reacted with oxygen (O 2 ) in exhaust gas to form water (H
2 O) and carbon dioxide (CO 2 ), while simultaneously removing nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust hydrocarbons (H
C) and carbon monoxide (CO) to react with water (H
2 O), carbon dioxide (CO 2 ), and nitrogen (N 2 ).

【0041】前記三元触媒14より上流の排気管13に
は、三元触媒14に流入する排気の空燃比に対応した電
気信号を出力する上流側空燃比センサ18が取り付けら
れ、前記三元触媒14より下流の排気管13には、三元
触媒14から流出した排気の空燃比に対応した電気信号
を出力する下流側空燃比センサ19が取り付けられてい
る。
An upstream air-fuel ratio sensor 18 for outputting an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 14 is attached to the exhaust pipe 13 upstream of the three-way catalyst 14. A downstream air-fuel ratio sensor 19 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out of the three-way catalyst 14 is attached to the exhaust pipe 13 downstream of 14.

【0042】前記上流側空燃比センサ18及び前記下流
側空燃比センサ19は、例えば、ジルコニア(Zr
2)を筒状に焼成した固体電解質部と、この固体電解
質部の外面を覆う外側白金電極と、前記固体電解質部の
内面を覆う内側白金電極とから形成され、前記電極間に
電圧が印加された場合に、酸素イオンの移動に伴って排
気ガス中の酸素濃度(理論空燃比よりもリッチ側のとき
は未燃燃料成分の濃度)に比例した値の電流を出力する
センサである。
The upstream air-fuel ratio sensor 18 and the downstream air-fuel ratio sensor 19 are, for example, zirconia (Zr
O 2 ) is formed of a solid electrolyte portion fired into a cylindrical shape, an outer platinum electrode covering the outer surface of the solid electrolyte portion, and an inner platinum electrode covering the inner surface of the solid electrolyte portion, and a voltage is applied between the electrodes. In this case, the sensor outputs a current having a value proportional to the oxygen concentration in the exhaust gas (the concentration of the unburned fuel component when the ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio) as the oxygen ions move.

【0043】前記三元触媒14より上流の排気管13に
は、吸着機構15が設けられている。この吸着機構15
は、図2に示すように、排気管13の外径より大きな内
径を有する外筒150と、排気管13の外径より大きな
内径を有するとともに外筒150の内径より小さいな外
径を有する中筒151と、前記中筒151と前記外筒1
50との間に配置された環状の吸着材152とを備えて
いる。
An adsorption mechanism 15 is provided in the exhaust pipe 13 upstream of the three-way catalyst 14. This suction mechanism 15
As shown in FIG. 2, the outer cylinder 150 has an inner diameter larger than the outer diameter of the exhaust pipe 13, and the outer cylinder 150 has an inner diameter larger than the outer diameter of the exhaust pipe 13 and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer pipe 150. The cylinder 151, the middle cylinder 151, and the outer cylinder 1
50, and an annular adsorbent 152 disposed between them.

【0044】前記排気管13は、前記外筒150内で上
流側排気管13aと下流側排気管13bとに隔離されて
いる。そして、上流側排気管13aと下流側排気管13
bとは、前記外筒150を介して接続されている。
The exhaust pipe 13 is isolated in the outer cylinder 150 into an upstream exhaust pipe 13a and a downstream exhaust pipe 13b. The upstream exhaust pipe 13a and the downstream exhaust pipe 13
b is connected via the outer cylinder 150.

【0045】その際、下流側排気管13bは、上流側の
開口端が前記外筒150内に突出し、その先端部が非固
定端となるよう外筒150内に保持されるものとする。
これに対応して、中筒151は、該中筒151の一端が
外筒150、排気管13、あるいは後述する弁装置16
0の何れかに固定されるとともに他端が外筒150、排
気管13、弁装置160の何れにも固定されず、且つ、
中筒151の上流側端部が下流側排気管13bの上流側
端部より上流側に延出するよう外筒150内に保持され
るものとする。
At this time, the downstream exhaust pipe 13b is held in the outer cylinder 150 so that the opening end on the upstream side protrudes into the outer cylinder 150, and the tip end thereof is a non-fixed end.
Correspondingly, the middle cylinder 151 has one end of the middle cylinder 151 connected to the outer cylinder 150, the exhaust pipe 13, or the valve device 16 described later.
0, and the other end is not fixed to any of the outer cylinder 150, the exhaust pipe 13, and the valve device 160, and
It is assumed that the upstream end of the middle cylinder 151 is held in the outer cylinder 150 so as to extend upstream from the upstream end of the downstream exhaust pipe 13b.

【0046】これは、外筒150が上流側排気管13a
と下流側排気管13bとに固定され、且つ中筒151や
下流側排気管13bより温度が低くなるため、中筒15
1の両端あるいは下流側排気管13bの上流側端部が外
筒150と直接又は弁装置160を介して間接的に固定
されていると、外筒150、中筒151、及び下流側排
気管13bの熱膨張差によって本吸着機構15が破損す
る虞があり、耐久性の低下を招くからである。
This is because the outer cylinder 150 is connected to the upstream exhaust pipe 13a.
And the downstream exhaust pipe 13b, and the temperature is lower than that of the middle cylinder 151 and the downstream exhaust pipe 13b.
1 and the upstream end of the downstream exhaust pipe 13b is fixed directly or indirectly via the valve device 160 to the outer cylinder 150, the outer cylinder 150, the middle cylinder 151, and the downstream exhaust pipe 13b. This is because there is a possibility that the main suction mechanism 15 may be damaged due to the difference in thermal expansion, and the durability is reduced.

【0047】一方、吸着材152は、外筒150と中筒
151との何れか一方のみに固定され、外筒150と中
筒151との温度差による双方の熱膨張差を許容するこ
とが可能になっている。
On the other hand, the adsorbent 152 is fixed to only one of the outer cylinder 150 and the middle cylinder 151, and can allow a difference in thermal expansion between the outer cylinder 150 and the middle cylinder 151 due to a temperature difference. It has become.

【0048】前記中筒151と前記下流側排気管13b
との間の空間部の複数箇所には、前記下流側排気管13
bの耐震性を向上させるべく保持部材153が配置され
ている。
The middle cylinder 151 and the downstream exhaust pipe 13b
And the downstream exhaust pipe 13
The holding member 153 is arranged to improve the earthquake resistance of the b.

【0049】前記保持部材153は、前記中筒151の
内壁と前記下流側排気管13bの外壁との何れか一方の
みと固定され、中筒151と下流側排気管13bとが互
いに非固定状態となるようにし、下流側排気管13bの
軸方向への熱膨張と中筒151の軸方向への熱膨張との
差を吸収することが可能になっている。
The holding member 153 is fixed to only one of the inner wall of the middle cylinder 151 and the outer wall of the downstream exhaust pipe 13b so that the middle cylinder 151 and the downstream exhaust pipe 13b are not fixed to each other. Thus, the difference between the thermal expansion of the downstream exhaust pipe 13b in the axial direction and the thermal expansion of the middle cylinder 151 in the axial direction can be absorbed.

【0050】次に、前記中筒151の上流側開口端に
は、その開口端を開閉する弁装置160が設けられてい
る。弁装置160は、本発明に係る排気弁を実現するも
のであり、図3に示すようにバタフライ式の二方弁で構
成されている。具体的には、弁装置160は、前記中筒
151の上流側開口端に嵌合されたハウジング161
と、前記ハウジング161を軸方向に貫通する通路16
4と、前記通路164を開閉する弁体162と、前記弁
体162に取り付けられたシャフト163とを備えてい
る。
Next, a valve device 160 for opening and closing the open end is provided at the upstream open end of the middle cylinder 151. The valve device 160 realizes the exhaust valve according to the present invention, and is configured by a butterfly type two-way valve as shown in FIG. Specifically, the valve device 160 includes a housing 161 fitted to the upstream opening end of the middle cylinder 151.
And a passage 16 passing through the housing 161 in the axial direction.
4, a valve body 162 for opening and closing the passage 164, and a shaft 163 attached to the valve body 162.

【0051】前記シャフト163の一端は、前記ハウジ
ング161に回転自在に支持され、前記シャフト163
の他端は、前記外筒150の外壁に設けられた軸受け1
65によって回転自在に支持されている。
One end of the shaft 163 is rotatably supported by the housing 161.
Is connected to a bearing 1 provided on an outer wall of the outer cylinder 150.
65 rotatably supported.

【0052】前記シャフト163の他端は、リンク機構
等を介してアクチュエータ166と連結されている。前
記アクチュエータ166は、ステッパモータ等からな
り、印加電流の大きさに応じて前記シャフト163及び
前記弁体162を開閉駆動可能となっている。
The other end of the shaft 163 is connected to an actuator 166 via a link mechanism or the like. The actuator 166 includes a stepper motor or the like, and can open and close the shaft 163 and the valve body 162 according to the magnitude of the applied current.

【0053】このように構成された吸着機構15では、
三元触媒14が未活性状態のときは、図2に示すよう
に、弁装置160の弁体162が全閉状態となるようア
クチュエータ166が制御される。このとき、上流側排
気管13aから通路164を介して下流側排気管13b
へ連通する排気流路(主排気通路)が非導通状態とな
り、上流側排気管13aから空間154及び空間155
を介して下流側排気管13bへ連通する排気流路(バイ
パス通路)が導通状態となる。
In the suction mechanism 15 configured as described above,
When the three-way catalyst 14 is in the inactive state, the actuator 166 is controlled so that the valve element 162 of the valve device 160 is fully closed as shown in FIG. At this time, the downstream side exhaust pipe 13b is connected from the upstream side exhaust pipe 13a through the passage 164.
The exhaust passage (main exhaust passage) communicating with the exhaust pipe 13 is in a non-conductive state, and the space 154 and the space 155 are connected from the upstream exhaust pipe 13a.
The exhaust passage (bypass passage) that communicates with the downstream exhaust pipe 13b via the air passage becomes a conductive state.

【0054】この結果、上流側排気管13aからの排気
の全ては、中筒151と外筒150との間に形成された
環状の空間154へ導かれ、吸着材152に導かれる。
前記吸着材152に導かれた排気は、吸着材152を通
過した後に外筒150の内壁に衝突して流れ方向を変
え、中筒151と下流側排気管13bとの間に形成され
た環状の空間155へ導かれる。前記空間155へ導か
れた排気は、前記空間155を吸着機構15の下流側か
ら上流側へ向かって流れ、弁装置160に衝突して流れ
方向を変え、下流側排気管13b内へ流れ込む。
As a result, all of the exhaust gas from the upstream exhaust pipe 13a is led to the annular space 154 formed between the middle tube 151 and the outer tube 150, and is led to the adsorbent 152.
After passing through the adsorbent 152, the exhaust gas guided to the adsorbent 152 collides with the inner wall of the outer cylinder 150 to change the flow direction, and the annular exhaust formed between the middle cylinder 151 and the downstream exhaust pipe 13b. Guided to space 155. The exhaust gas guided to the space 155 flows from the downstream side to the upstream side of the adsorption mechanism 15 in the space 155, collides with the valve device 160, changes the flow direction, and flows into the downstream side exhaust pipe 13b.

【0055】また、三元触媒14が活性した後は、図4
に示すように、弁装置160の弁体162が全閉状態と
なるようアクチュエータ166が制御される。このと
き、外筒150内では、上流側排気管13aから通路1
64を介して下流側排気管13bへ連通する主排気通路
が導通状態になるとともに、上流側排気管13aから空
間154及び空間155を介して下流側排気管13bへ
連通するバイパス通路が導通状態となる。
After the three-way catalyst 14 has been activated, FIG.
The actuator 166 is controlled such that the valve body 162 of the valve device 160 is fully closed as shown in FIG. At this time, in the outer cylinder 150, the passage 1
The main exhaust passage communicating with the downstream exhaust pipe 13b via the second exhaust gas passage 64 becomes conductive, and the bypass passage communicating from the upstream exhaust pipe 13a to the downstream exhaust pipe 13b via the space 154 and the space 155 is electrically connected. Become.

【0056】尚、本実施の形態に示す吸着機構15は、
バイパス通路の排気抵抗が主排気通路の排気抵抗より大
きくなるよう構成されるものとする。例えば、図5に示
すように吸着材152の断面積(=D3・π/4−D2
π/4)が主排気通路の断面積(=D1・π/4)より
小さくなるよう、好ましくは、(吸着材152の断面
積)/(主排気通路の断面積)≦0.5となるように吸
着機構15を構成するようにしてもよい。
Note that the suction mechanism 15 shown in the present embodiment is
It is assumed that the exhaust resistance of the bypass passage is larger than the exhaust resistance of the main exhaust passage. For example, the cross-sectional area of the adsorbent 152 as shown in FIG. 5 (= D 3 · π / 4-D 2 ·
(π / 4) is smaller than the cross-sectional area of the main exhaust passage (= D 1 · π / 4), preferably (cross-sectional area of adsorbent 152) / (cross-sectional area of main exhaust passage) ≦ 0.5. The suction mechanism 15 may be configured so as to be as follows.

【0057】また、バイパス通路の排気抵抗を主排気通
路の排気抵抗より大きくする方法としては、図6に示す
ように、バイパス通路の入口部分の断面積(=π・D1
・L1)が主排気通路の断面積(=D1・π/4)より小
さくなるよう、好ましくは、(バイパス通路の入口部分
の断面積)/(主排気通路の断面積)≦0.5となるよ
う吸着機構15を構成するようにしてもよい。
As a method for making the exhaust resistance of the bypass passage larger than the exhaust resistance of the main exhaust passage, as shown in FIG. 6, the cross-sectional area of the entrance portion of the bypass passage (= π · D 1)
L 1 ) is preferably smaller than the cross-sectional area of the main exhaust passage (= D 1 · π / 4), preferably (the cross-sectional area of the entrance of the bypass passage) / (the cross-sectional area of the main exhaust passage) ≦ 0. 5, the suction mechanism 15 may be configured.

【0058】また、バイパス通路の排気抵抗を主排気通
路の排気抵抗より大きくする方法としては、図7に示す
ように、バイパス通路の出口部分の断面積(=π・D1
・L2)が主排気通路の断面積(=D1・π/4)より小
さくなるよう、好ましくは、(バイパス通路の出口部分
の断面積)/(主排気通路の断面積)≦0.5となるよ
う吸着機構15を構成するようにしてもよい。
As a method of making the exhaust resistance of the bypass passage larger than the exhaust resistance of the main exhaust passage, as shown in FIG. 7, the cross-sectional area of the outlet of the bypass passage (= π · D 1)
L 2 ) is preferably smaller than the cross-sectional area of the main exhaust passage (= D 1 · π / 4), preferably (cross-sectional area of the outlet of the bypass passage) / (cross-sectional area of the main exhaust passage) ≦ 0. 5, the suction mechanism 15 may be configured.

【0059】さらに、バイパス通路の排気抵抗を主排気
通路の排気抵抗より大きくする方法としては、吸着材1
52を構成する部材、例えば、ハニカム体のセル数、壁
厚、長さ、又は吸着材のコート量等を調節する方法も例
示することができる。
Further, as a method of making the exhaust resistance of the bypass passage larger than the exhaust resistance of the main exhaust passage, the adsorbent 1
A method for adjusting the number of cells constituting the member 52, for example, the number of cells, the wall thickness, the length, the coating amount of the adsorbent, and the like of the honeycomb body can also be exemplified.

【0060】ここで図1に戻り、内燃機関1には、図示
しないクランクシャフトが所定角度(例えば、30度)
回転する都度、パルス信号を出力するクランクポジショ
ンセンサ20と、内燃機関1の内部に形成されたウォー
タ・ジャケット内を流れる冷却水の温度に対応した電気
信号を出力する水温センサ21とが取り付けられてい
る。
Returning to FIG. 1, the crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 has a predetermined angle (for example, 30 degrees).
A crank position sensor 20 that outputs a pulse signal each time the motor rotates and a water temperature sensor 21 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of cooling water flowing in a water jacket formed inside the internal combustion engine 1 are attached. I have.

【0061】内燃機関1には、機関制御用の電子制御ユ
ニット(Electronic Control Unit:ECU)23が併
設されている。このECU23には、前述したクランク
ポジションセンサ20と水温センサ21とスロットルポ
ジションセンサ7とエアフローメータ8と上流側空燃比
センサ18と下流側空燃比センサ19とに加え、内燃機
関1を搭載した車両の走行速度に応じた電気信号を出力
する車速センサ32がそれぞれ電気配線を介して接続さ
れ、各センサの出力信号がECU23に入力されるよう
になっている。
The internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU) 23 for controlling the engine. The ECU 23 includes a crank position sensor 20, a water temperature sensor 21, a throttle position sensor 7, an air flow meter 8, an upstream air-fuel ratio sensor 18, and a downstream air-fuel ratio sensor 19. Vehicle speed sensors 32 that output an electric signal corresponding to the traveling speed are connected via electric wiring, and output signals of the sensors are input to the ECU 23.

【0062】前記ECU23は、前記した各センサから
の出力信号をパラメータとして内燃機関1の運転状態を
判別し、判別された運転状態に応じて燃料噴射制御、点
火制御、EGR弁22aの制御、あるいは弁装置160
の開閉制御等の各種制御を行う。
The ECU 23 determines the operating state of the internal combustion engine 1 using the output signals from the sensors as parameters, and controls the fuel injection control, ignition control, control of the EGR valve 22a, or Valve device 160
It performs various controls such as opening and closing control.

【0063】ここで、ECU23は、図8に示すよう
に、双方向性バス24により相互に接続された、CPU
25とROM26とRAM27とバックアップRAM2
8と入力ポート29と出力ポート30とを備えるととも
に、前記入力ポート29に接続されたA/Dコンバータ
(A/D)31を備えている。
Here, as shown in FIG. 8, the ECU 23 has a CPU connected to each other by a bidirectional bus 24.
25, ROM 26, RAM 27, and backup RAM 2
8, an input port 29 and an output port 30, and an A / D converter (A / D) 31 connected to the input port 29.

【0064】前記A/Dコンバータ31は、スロットル
ポジションセンサ7、エアフローメータ8、上流側空燃
比センサ18、下流側空燃比センサ19、水温センサ2
1、及び車速センサ32と電気配線を介して接続され、
それらのセンサの出力信号をアナログ信号形式からデジ
タル信号形式に変換し、変換後の各出力信号を入力ポー
ト29へ入力させる。
The A / D converter 31 includes a throttle position sensor 7, an air flow meter 8, an upstream air-fuel ratio sensor 18, a downstream air-fuel ratio sensor 19, and a water temperature sensor 2.
1, and connected to the vehicle speed sensor 32 via electric wiring,
The output signals of these sensors are converted from the analog signal format to the digital signal format, and the converted output signals are input to the input port 29.

【0065】前記入力ポート29は、電気配線を介して
クランクポジションセンサ20と接続され、クランクポ
ジションセンサ20等の出力信号を双方向性バス24を
介してCPU25やRAM27へ送信する。さらに、前
記入力ポート29は、前記A/Dコンバータから入力し
た、スロットルポジションセンサ7、エアフローメータ
8、上流側空燃比センサ18、下流側空燃比センサ1
9、或いは水温センサ21の出力信号を双方向性バス2
4を介してCPU25やRAM27へ送信する。
The input port 29 is connected to the crank position sensor 20 via electric wiring, and transmits an output signal from the crank position sensor 20 and the like to the CPU 25 and the RAM 27 via the bidirectional bus 24. Further, the input port 29 is connected to the throttle position sensor 7, the air flow meter 8, the upstream air-fuel ratio sensor 18, the downstream air-fuel ratio sensor 1 input from the A / D converter.
9 or the output signal of the water temperature sensor 21
4 to the CPU 25 and the RAM 27.

【0066】前記出力ポート30は、駆動回路11、ア
クチュエータ166、及びEGR弁22aと電気配線を
介して接続され、前記CPU25から出力される各種の
制御信号を前記駆動回路11、アクチュエータ166、
及びEGR弁22aへ送信する。
The output port 30 is connected to the drive circuit 11, the actuator 166, and the EGR valve 22a via electric wiring, and transmits various control signals output from the CPU 25 to the drive circuit 11, the actuator 166,
And to the EGR valve 22a.

【0067】前記ROM26は、各燃料噴射弁10から
噴射すべき燃料量を決定するための燃料噴射量制御ルー
チン、燃料噴射量の空燃比フィードバック制御を行うた
めの空燃比フィードバック制御ルーチン、燃料噴射弁1
0の燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期制御ル
ーチン、EGR弁22aを制御するためのEGR制御ル
ーチン、弁装置160を制御するための流路切換制御ル
ーチン、弁装置160の故障診断を行うための弁装置故
障診断制御ルーチン等のアプリケーションプログラム
と、各種の制御マップを格納する。
The ROM 26 includes a fuel injection amount control routine for determining the amount of fuel to be injected from each fuel injection valve 10, an air-fuel ratio feedback control routine for performing air-fuel ratio feedback control of the fuel injection amount, and a fuel injection valve. 1
A fuel injection timing control routine for determining a zero fuel injection timing, an EGR control routine for controlling the EGR valve 22a, a flow path switching control routine for controlling the valve device 160, and a failure diagnosis of the valve device 160 are performed. Application programs, such as a valve device failure diagnosis control routine, and various control maps.

【0068】前記制御マップは、例えば、内燃機関1の
運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マ
ップ、内燃機関1の運転状態と燃料噴射時期との関係を
示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関1の運転状態と
EGR弁22aの開度との関係を示すEGR弁開度制御
マップ、内燃機関1始動時の冷却水の温度と始動時から
三元触媒14が活性化するまでにかかる時間(以下、触
媒活性時間と記す)との関係を示す活性判定制御マップ
等である。
The control map includes, for example, a fuel injection amount control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount, and a fuel injection timing control showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the fuel injection timing. A map, an EGR valve opening control map showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 1 and the opening of the EGR valve 22a, the temperature of the cooling water at the time of starting the internal combustion engine 1 and the time from when the three-way catalyst 14 is activated And an activity determination control map or the like showing a relationship with the time (hereinafter, referred to as a catalyst activation time) required for the reaction.

【0069】前記RAM27は、各センサからの出力信
号やCPU25の演算結果等を格納する。前記演算結果
は、例えば、クランクポジションセンサ20がパルス信
号を出力する時間的間隔に基づいて算出される機関回転
数等である。そして、各センサからの出力信号やCPU
25の演算結果は、クランクポジションセンサ20が信
号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
The RAM 27 stores an output signal from each sensor, a calculation result of the CPU 25, and the like. The calculation result is, for example, an engine speed or the like calculated based on a time interval at which the crank position sensor 20 outputs a pulse signal. And output signals from each sensor and CPU
The calculation result of 25 is rewritten to the latest data every time the crank position sensor 20 outputs a signal.

【0070】前記バックアップRAM28は、内燃機関
1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリ
であり、例えば、弁装置160の故障情報等が記憶され
る。前記CPU25は、前記ROM26に記憶されたア
プリケーションプログラムに従って動作し、RAM27
に記憶された前記各センサの出力信号をパラメータとし
て、燃料噴射制御、EGR弁22aの制御、弁装置16
0の制御、及び本発明の要旨となる弁装置160の故障
診断制御を実行する。
The backup RAM 28 is a nonvolatile memory capable of storing data even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, and stores, for example, failure information of the valve device 160 and the like. The CPU 25 operates according to an application program stored in the ROM 26 and
The fuel injection control, the control of the EGR valve 22a, the valve device 16
0 and the failure diagnosis control of the valve device 160, which is the gist of the present invention.

【0071】例えば、燃料噴射制御では、CPU25
は、ROM26の燃料噴射量制御ルーチン、空燃比フィ
ードバック制御ルーチン、及び燃料噴射時期制御ルーチ
ンに従って燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定し、決定
された燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じて駆動回路1
1(燃料噴射弁10)を制御する。
For example, in the fuel injection control, the CPU 25
Determines the fuel injection amount and the fuel injection timing according to the fuel injection amount control routine, the air-fuel ratio feedback control routine, and the fuel injection timing control routine of the ROM 26, and determines the drive circuit 1 according to the determined fuel injection amount and the fuel injection timing.
1 (fuel injection valve 10) is controlled.

【0072】燃料噴射量を決定する場合は、CPU25
は、以下の式に従って燃料噴射量(TAU)を決定す
る。 TAU=TP*FWL*(FAF+FG)*[FASE+FAE+FOTP+FDE(D)]*FFC+TAU
V (TP:基本噴射量、FWL:暖機増量、FAF:空燃比フィー
ドバック補正係数、FG:空燃比学習係数、FASE:始動後
増量、FAE:加速増量、FOTP:OTP増量、FDE(D):減速増
量(減量)、FFC:フューエルカット復帰時補正係数、T
AUV:無効噴射時間) その際、CPU25は、各種センサの出力信号値をパラ
メータとして内燃機関の運転状態を判別し、判別された
機関運転状態とROM26の燃料噴射量制御マップとに
基づいて、上記した基本噴射量(TP)、暖機増量(F
WL)、始動後増量(FASE)、加速増量(FA
E)、OTP増量(FOTP)、減速増量(FDE
(D))、フューエルカット復帰時補正係数(FF
C)、無効噴射時間(TAUV)等を算出する。
When determining the fuel injection amount, the CPU 25
Determines the fuel injection amount (TAU) according to the following equation: TAU = TP * FWL * (FAF + FG) * [FASE + FAE + FOTP + FDE (D)] * FFC + TAU
V (TP: basic injection amount, FWL: warm-up increase, FAF: air-fuel ratio feedback correction coefficient, FG: air-fuel ratio learning coefficient, FASE: increase after start, FAE: acceleration increase, FOTP: OTP increase, FDE (D): Deceleration increase (decrease), FFC: Fuel cut return correction coefficient, T
(AUV: invalid injection time) At that time, the CPU 25 determines the operating state of the internal combustion engine using the output signal values of various sensors as parameters, and based on the determined engine operating state and the fuel injection amount control map in the ROM 26, Basic injection amount (TP), warm-up increase (F
WL), increase after startup (FASE), acceleration increase (FA
E), OTP increase (FOTP), deceleration increase (FDE)
(D)), the correction coefficient at fuel cut return (FF
C), and calculates an invalid injection time (TAUV) and the like.

【0073】一方、CPU25は、空燃比フィードバッ
ク制御ルーチンに従って空燃比フィードバック補正係数
(FAF)を算出する。空燃比フィードバック制御ルー
チンでは、CPU25は、先ず空燃比フィードバック制
御条件が成立しているか否かを判別する。
On the other hand, the CPU 25 calculates an air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) according to an air-fuel ratio feedback control routine. In the air-fuel ratio feedback control routine, the CPU 25 first determines whether an air-fuel ratio feedback control condition is satisfied.

【0074】前記した空燃比フィードバック制御条件と
しては、例えば、冷却水温度が所定温度以上である、内
燃機関1が非始動状態にある、燃料噴射量の始動後増量
補正が非実行状態にある、燃料噴射量の暖機増量補正が
非実行状態にある、燃料噴射量の加速増量補正が非実行
状態にある、三元触媒14等の排気系部品の加熱防止の
ためのOTP増量補正が非実行状態にある、フューエル
カット制御が非実行状態にある等の条件を例示すること
ができる。
The above-described air-fuel ratio feedback control conditions include, for example, that the coolant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, that the internal combustion engine 1 is in a non-start state, that the fuel injection amount is not increased after start-up correction. The fuel injection amount warm-up increase correction is not executed, the fuel injection amount acceleration increase correction is not executed, and the OTP increase correction for preventing heating of exhaust system components such as the three-way catalyst 14 is not executed. Conditions such as a state, a state in which the fuel cut control is not executed, and the like can be exemplified.

【0075】上記した空燃比フィードバック制御条件が
不成立である場合は、CPU25は、空燃比フィードバ
ック補正係数(FAF)を“1.0”に設定して空燃比
フィードバック制御ルーチンの実行を終了する。
If the air-fuel ratio feedback control condition is not satisfied, the CPU 25 sets the air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) to "1.0" and ends the execution of the air-fuel ratio feedback control routine.

【0076】上記した空燃比フィードバック制御条件が
成立している場合は、CPU25は、上流側空燃比セン
サ18の出力信号値をA/Dコンバータ31及び入力ポ
ート29を介して入力し、入力した出力信号値と上流側
空燃比センサ18の応答遅れ時間とに基づいて、実際の
排気の空燃比が理論空燃比よりリーンであるか又はリッ
チであるかを判別する。
When the above-described air-fuel ratio feedback control condition is satisfied, the CPU 25 inputs the output signal value of the upstream air-fuel ratio sensor 18 via the A / D converter 31 and the input port 29 and outputs the input output value. Based on the signal value and the response delay time of the upstream air-fuel ratio sensor 18, it is determined whether the actual air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0077】CPU25は、実際の排気空燃比が理論空
燃比よりリッチであると判定した場合は燃料噴射量(T
AU)を減量補正すべく空燃比フィードバック補正係数
(FAF)の値を補正し、実際の排気空燃比が理論空燃
比よりリーンであると判定した場合は燃料噴射量(TA
U)を増量補正すべく空燃比フィードバック補正係数
(FAF)の値を補正する。
When the CPU 25 determines that the actual exhaust air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel injection amount (T
AU), the value of the air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) is corrected so that the actual exhaust air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.
The value of the air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) is corrected to increase the amount of U).

【0078】続いて、CPU25は、上記した手順で算
出した空燃比フィードバック補正係数(FAF)に上限
ガード処理及び下限ガード処理を施し、ガード処理後の
空燃比フィードバック補正係数(FAF)をRAM27
の所定領域に記憶させ、本ルーチンの実行を一旦終了す
る。
Subsequently, the CPU 25 performs upper limit guard processing and lower limit guard processing on the air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) calculated in the above-described procedure, and stores the air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) after the guard processing in the RAM 27.
And temporarily terminates the execution of this routine.

【0079】また、CPU25は、上記したような上流
側空燃比センサ18の出力信号に基づいた空燃比フィー
ドバック制御(第1の空燃比フィードバック制御)と並
行して、下流側空燃比センサ19の出力信号に基づいた
空燃比フィードバック制御(第2の空燃比フィードバッ
ク制御)を実行するようにしてもよい。
The CPU 25 outputs the output of the downstream air-fuel ratio sensor 19 in parallel with the air-fuel ratio feedback control (first air-fuel ratio feedback control) based on the output signal of the upstream air-fuel ratio sensor 18 as described above. Air-fuel ratio feedback control (second air-fuel ratio feedback control) based on the signal may be executed.

【0080】第2の空燃比フィードバック制御では、C
PU25は、下流側空燃比センサ19の出力信号値と所
定の基準電圧とを比較して、三元触媒14から流出した
排気の空燃比がリーンであるか又はリッチであるかを判
別し、その判別結果に基づいて前記第1の空燃比フィー
ドバック制御におけるリーン/リッチの判定基準値や、
空燃比フィードバック補正係数(FAF)の補正量等を
補正し、上流側空燃比センサ18の個体差による出力特
性のばらつきや、経時変化による上流側空燃比センサ1
8の出力特性の変化等に起因した排気エミッション特性
の悪化等を抑制する。
In the second air-fuel ratio feedback control, C
The PU 25 compares the output signal value of the downstream air-fuel ratio sensor 19 with a predetermined reference voltage to determine whether the air-fuel ratio of the exhaust flowing out of the three-way catalyst 14 is lean or rich, and A lean / rich reference value in the first air-fuel ratio feedback control based on the determination result;
The correction amount and the like of the air-fuel ratio feedback correction coefficient (FAF) are corrected, and the output characteristics of the upstream air-fuel ratio sensor 18 vary due to individual differences, and the upstream air-fuel ratio sensor 1 changes over time.
8 suppresses deterioration of exhaust emission characteristics caused by changes in output characteristics and the like.

【0081】次に、CPU25は、弁装置160を制御
するにあたり、内燃機関1の始動時に、水温センサ21
の出力信号を入力し、前記出力信号とROM26の活性
判定制御マップとから触媒活性時間を算出する。
Next, when controlling the valve device 160, the CPU 25 sets the water temperature sensor 21
The catalyst activation time is calculated from the output signal and the activation determination control map of the ROM 26.

【0082】CPU25は、前記触媒活性時間が経過す
るまでの間、すなわち三元触媒14が未活性状態にある
間は、弁装置160の弁体162を全閉状態(吸着機構
15内の主排気通路を非導通状態)とすべくアクチュエ
ータ166へ制御信号を出力する。
The CPU 25 closes the valve body 162 of the valve device 160 (main exhaust gas in the adsorption mechanism 15) until the catalyst activation time elapses, that is, while the three-way catalyst 14 is in an inactive state. A control signal is output to the actuator 166 to make the passage non-conductive.

【0083】このとき、内燃機関1から排出された排気
の全ては、吸着機構15内のバイパス通路及び吸着材1
52を介して三元触媒14へ流入することになる。この
結果、排気中に含まれる未燃燃料成分は、大気中に放出
されずに吸着材152に吸着されることになる。
At this time, all of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is supplied to the bypass passage in the adsorbing mechanism 15 and the adsorbent 1.
It will flow into the three-way catalyst 14 via 52. As a result, the unburned fuel component contained in the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent 152 without being released to the atmosphere.

【0084】前記触媒活性時間が経過した後、すなわち
三元触媒14が活性した後は、CPU25は、弁装置1
60の弁体162を全開状態(吸着機構15内の主排気
通路を導通状態)とすべくアクチュエータ166へ制御
信号を出力する。
After the catalyst activation time has elapsed, that is, after the three-way catalyst 14 has been activated, the CPU 25
A control signal is output to the actuator 166 so that the 60 valve bodies 162 are fully opened (the main exhaust passage in the suction mechanism 15 is in a conductive state).

【0085】このとき、吸着機構15内では主排気通路
とバイパス通路の双方が導通状態となるため、内燃機関
1から排出された排気は、主排気通路とバイパス通路と
の双方を通って三元触媒14に流入し、活性状態にある
三元触媒14にて浄化される。
At this time, since both the main exhaust passage and the bypass passage are in a conductive state in the adsorption mechanism 15, the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 passes through both the main exhaust passage and the bypass passage to be three-way. The catalyst flows into the catalyst 14 and is purified by the active three-way catalyst 14.

【0086】尚、本実施の形態で示す吸着機構15で
は、バイパス通路の排気流入部と排気流出部とが近接し
た位置に配置されるため、前記排気流入部近傍の排気圧
力と前記排気流出部近傍の排気圧力との差が小さく、且
つ前記排気流入部近傍の主排気通路を流れる排気の脈動
と前記排気流出部近傍の主排気通路を流れる排気の脈動
との位相差が小さくなり、内燃機関1から排出された排
気の内の極微量の排気のみがバイパス通路を通って三元
触媒14へ流入し、その他の大部分の排気は主排気通路
を通って三元触媒14へ流入することになる。
In the suction mechanism 15 shown in the present embodiment, the exhaust inflow portion and the exhaust outflow portion of the bypass passage are arranged at close positions, so that the exhaust pressure near the exhaust inflow portion and the exhaust outflow portion The difference between the pulsation of the exhaust gas flowing through the main exhaust passage near the exhaust inflow portion and the pulsation of the exhaust gas flowing through the main exhaust passage near the exhaust outflow portion becomes small, and the internal combustion engine becomes smaller. Only a very small amount of the exhaust gas discharged from 1 flows into the three-way catalyst 14 through the bypass passage, and most of the other exhaust gas flows into the three-way catalyst 14 through the main exhaust passage. Become.

【0087】このようにバイパス通路の流量が極微量に
なると、それに応じて吸着材152を通過する排気量が
極微量となるため、吸着材152の昇温速度が穏やかに
なり、吸着材152に吸着されていた未燃燃料成分は少
量ずつ徐々に脱離するようになり、バイパス通路から三
元触媒14上流の排気管13に導入される未燃燃料成分
量が極微量となり、三元触媒14に流入する排気の空燃
比が触媒浄化ウィンドから外れるような過度なリッチ状
態となることがない。
As described above, when the flow rate in the bypass passage becomes extremely small, the amount of exhaust gas passing through the adsorbent 152 becomes extremely small accordingly, so that the rate of temperature rise of the adsorbent 152 becomes gentle and the adsorbent 152 The adsorbed unburned fuel component gradually desorbs little by little, and the amount of unburned fuel component introduced from the bypass passage into the exhaust pipe 13 upstream of the three-way catalyst 14 becomes extremely small. An excessively rich state in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas deviates from the catalyst purification window does not occur.

【0088】従って、三元触媒14に流入する排気の空
燃比は、該三元触媒14がHC、CO、NOXを浄化可
能な触媒浄化ウィンドの範囲から外れることがなく、前
記未燃燃料成分(未燃HC)、及び排気中のCO、NO
Xが三元触媒14にて確実に浄化されることになり、排
気エミッションが悪化することがない。
[0088] Thus, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three way catalyst 14, the three-way catalyst 14 HC, CO, without departing from the scope of purifying catalyst capable purification window of the NO X, the unburned fuel components (Unburned HC), and CO and NO in exhaust gas
X is surely purified by the three-way catalyst 14, and the exhaust emission does not deteriorate.

【0089】さらに、三元触媒14に流入する排気の空
燃比が過度に変化(過剰なリッチ状態へ変化)すること
がないため、上流側及び下流側空燃比センサ19及び2
0の検出精度が低下せず、前述した空燃比フィードバッ
ク制御を精度良く実行することも可能となる。
Further, since the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 14 does not excessively change (change to an excessive rich state), the upstream and downstream air-fuel ratio sensors 19 and 2
The detection accuracy of 0 does not decrease, and the air-fuel ratio feedback control described above can be executed with high accuracy.

【0090】次に、本発明の要旨となる弁装置160の
故障診断制御について述べる。本実施の形態では、CP
U25は、弁装置160の開閉制御を行い、弁装置16
0の開閉動作に起因した機関運転状態の変化量に基づい
て弁装置160の故障診断を行う。
Next, the failure diagnosis control of the valve device 160, which is the gist of the present invention, will be described. In the present embodiment, the CP
U25 controls opening and closing of the valve device 160, and
The failure diagnosis of the valve device 160 is performed based on the amount of change in the engine operation state caused by the opening / closing operation of 0.

【0091】尚、弁装置160の故障診断時に弁装置1
60の動作以外の要因で機関運転状態が変化すると、C
PU25が誤診断する虞があるため、本実施の形態で
は、内燃機関1の運転状態が安定している時期に故障診
断を実行するようにした。
It should be noted that at the time of failure diagnosis of the valve device 160, the valve device 1
If the engine operating state changes due to a factor other than the operation at 60, C
In the present embodiment, the failure diagnosis is performed at a time when the operating state of the internal combustion engine 1 is stable because there is a possibility that the PU 25 may make an erroneous diagnosis.

【0092】内燃機関1の運転状態が安定している時期
としては、機関負荷が所定負荷以下で一定となる定常運
転時、好ましくは機関負荷が低負荷且つ一定となるアイ
ドル運転時を例示することができる。
The operating state of the internal combustion engine 1 is exemplified by a steady operation in which the engine load is constant below a predetermined load, preferably an idle operation in which the engine load is low and constant. Can be.

【0093】内燃機関1のアイドル運転時に弁装置16
0の故障診断を行う場合は、CPU25は、図9に示す
ような第1の故障診断制御ルーチンを実行する。第1の
故障診断制御ルーチンでは、CPU25は、先ずS90
1において弁装置160の故障診断条件が成立している
か否かを判別する。
When the internal combustion engine 1 is idling, the valve device 16
When performing the failure diagnosis of 0, the CPU 25 executes a first failure diagnosis control routine as shown in FIG. In the first failure diagnosis control routine, the CPU 25 first executes S90
At 1, it is determined whether the failure diagnosis condition of the valve device 160 is satisfied.

【0094】前記故障診断条件としては、例えば、
(1)内燃機関1の暖機が完了している、(2)吸着材
152に吸着されていた未燃燃料成分の脱離が完了して
いる、(3)EGR弁22aの制御が非実行状態にある
(EGR弁22aが全閉状態にある)、(4)内燃機関
1がアイドル運転領域にある、(5)車速センサ32の
出力信号値(車速)が“0”である等を例示することが
できる。
As the failure diagnosis conditions, for example,
(1) Warm up of the internal combustion engine 1 is completed, (2) Desorption of unburned fuel components adsorbed by the adsorbent 152 is completed, (3) Control of the EGR valve 22a is not executed (E.g., the EGR valve 22a is fully closed), (4) the internal combustion engine 1 is in the idling operation range, (5) the output signal value (vehicle speed) of the vehicle speed sensor 32 is "0", and the like. can do.

【0095】上記した(1)の条件は、内燃機関1の暖
機が完了する前は、機関運転状態が不安定で変動しやす
いため、そのような状況下で故障診断を行うと誤判定す
る虞があるという知見に基づくものである。
In the condition (1) described above, before the internal combustion engine 1 is completely warmed up, the engine operating state is unstable and easily fluctuates. Therefore, it is erroneously determined that the failure diagnosis is performed in such a situation. This is based on the finding that there is a risk.

【0096】尚、内燃機関1の暖機完了を判定する方法
としては、例えば、水温センサ21の出力信号値(冷却
水温度)から推定する方法を例示することができる。上
記した(2)の条件は、吸着材152に吸着されていた
未燃燃料成分の脱離が完了する前に弁装置160を作動
させると、吸着材152から脱離する未燃燃料成分量が
急激に増加し、三元触媒14に流入する排気の空燃比が
触媒浄化ウィンドの範囲から外れ、三元触媒14にて排
気中のHC、CO、NOXを浄化しきれなくなる虞があ
るという知見に基づくものである。
As a method of determining the completion of the warm-up of the internal combustion engine 1, for example, a method of estimating from the output signal value (cooling water temperature) of the water temperature sensor 21 can be exemplified. If the valve device 160 is operated before the desorption of the unburned fuel component adsorbed on the adsorbent 152 is completed, the condition of the above (2) is that the amount of the unburned fuel component desorbed from the adsorbent 152 is reduced. increased rapidly, off the air-fuel ratio of the catalyst purification window range of the exhaust gas flowing into the three way catalyst 14, HC in the exhaust gas at the three-way catalyst 14, CO, finding that there is a risk that not be sufficiently purify NO X It is based on.

【0097】尚、吸着材152に吸着されていた未燃燃
料成分の脱離完了を判別する方法としては、例えば、内
燃機関1の始動時から弁装置160が閉弁されるまで
(内燃機関1の始動時から三元触媒14の触媒活性時間
が経過するまで)の吸入空気量の積算値や燃料噴射量の
積算値等から吸着材152に吸着された未燃燃料成分量
とその未燃燃料成分量の脱離に要する時間(未燃燃料成
分脱離時間)とを推定し、弁装置160が閉弁された時
点からの経過時間が前記未燃燃料成分脱離時間以上に達
した時点で未燃燃料成分の脱離が完了したと判定する方
法を例示することができる。
As a method of determining the completion of the desorption of the unburned fuel component adsorbed on the adsorbent 152, for example, from the start of the internal combustion engine 1 until the valve device 160 is closed (the internal combustion engine 1). The amount of unburned fuel component adsorbed on the adsorbent 152 and the amount of unburned fuel from the integrated value of the intake air amount and the integrated value of the fuel injection amount (from the start of the three-way catalyst 14 until the catalyst activation time of the three-way catalyst 14 elapses) The time required for the desorption of the component amount (unburned fuel component desorption time) is estimated, and when the elapsed time from the time when the valve device 160 is closed reaches the unburned fuel component desorption time or more. A method for determining that the desorption of the unburned fuel component has been completed can be exemplified.

【0098】上記した(3)の条件は、EGR弁22a
の制御が実行状態、すなわちEGR弁22aが開弁状態
にあると、排気の還流によって吸入空気量が変動するた
め、そのような状況下で故障診断を行うと誤判定する虞
があるという知見に基づくものである。
The condition of the above (3) is that the EGR valve 22a
When the control is executed, that is, when the EGR valve 22a is in the open state, the amount of intake air fluctuates due to the recirculation of exhaust gas. It is based on

【0099】上記した(4)、(5)の条件は、車両停
止時におけるアイドル運転領域では、内燃機関1の負荷
が低く、弁装置160の動作以外の要因による機関運転
状態の変化が極めて小さいという知見に基づくものであ
る。
In the conditions (4) and (5), the load on the internal combustion engine 1 is low and the change in the engine operating state due to factors other than the operation of the valve device 160 is extremely small in the idling operation region when the vehicle is stopped. It is based on the knowledge that.

【0100】ここで図9の第1の故障判定制御ルーチン
に戻り、S901において上記したような故障診断条件
が不成立であると判定した場合は、CPU25は、前記
故障診断条件が成立するまで前記S901の処理を繰り
返し実行する。
Here, returning to the first failure determination control routine of FIG. 9, if it is determined in S901 that the failure diagnosis condition described above is not satisfied, the CPU 25 proceeds to S901 until the failure diagnosis condition is satisfied. Is repeatedly executed.

【0101】前記S901において前記故障診断条件が
成立していると判定した場合は、CPU25は、S90
2へ進み、機関運転状態を示すパラメータとなるデータ
の収集を開始する。
If it is determined in S901 that the failure diagnosis condition is satisfied, the CPU 25 proceeds to S90.
Proceed to 2 to start collecting data serving as parameters indicating the engine operating state.

【0102】前記したデータとしては、例えば、1サイ
クルの吸気行程で内燃機関1に吸入される空気質量:G
A(=エアフローメータ8の出力信号値を機関回転数で
除算して得られる値)、燃料噴射量:TAU、機関回転
数:NE(クランクポジションセンサ20がパルス信号
を出力する時間的間隔に基づいて算出される値)、スロ
ットルポジションセンサ7の出力信号値(スロットル開
度):TA、車速センサ32の出力信号値(車速):S
PD、エアコンディショナ用コンプレッサ等の補機類の
負荷:LOAD等を例示することができる。
The above-mentioned data includes, for example, the mass of air sucked into the internal combustion engine 1 during the intake stroke of one cycle: G
A (= value obtained by dividing the output signal value of the air flow meter 8 by the engine speed), fuel injection amount: TAU, engine speed: NE (based on the time interval at which the crank position sensor 20 outputs a pulse signal) Output signal value of the throttle position sensor 7 (throttle opening): TA, output signal value of the vehicle speed sensor 32 (vehicle speed): S
Loads of auxiliary equipment such as PDs and compressors for air conditioners: LOAD and the like can be exemplified.

【0103】次に、CPU25は、S903へ進み、弁
装置160を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開
状態に戻す制御を実行する。S904では、CPU25
は、前記S902で開始したデータ収集処理を終了す
る。
Next, the CPU 25 proceeds to S903, and executes control to return the valve device 160 from the fully opened state to the fully closed state and then to the fully opened state. In S904, the CPU 25
Terminates the data collection process started in S902.

【0104】S905では、CPU25は、前記S90
2から前記S904にかけて収集されたデータを参照し
て、弁装置160を全開状態から一旦全閉状態とした後
に全開状態に戻す制御が行われた間の内燃機関1の運転
状態が安定していたか否かを判別する。
In step S905, the CPU 25 executes the processing in step S90.
2 to S904, whether the operating state of the internal combustion engine 1 during the control to return the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state and then back to the fully open state has been stabilized. It is determined whether or not.

【0105】具体的には、CPU25は、収集されたデ
ータを参照して、EGR弁22aの全閉状態が継続して
おり(EGR制御が継続して非実行状態にあり)、内燃
機関1のアイドル運転状態が継続しており、スロットル
開度が継続して“0”であり、且つ補機類の負荷が一定
であれば、内燃機関1の運転状態が安定していたと判定
する。
Specifically, the CPU 25 refers to the collected data, and the fully closed state of the EGR valve 22a continues (the EGR control continues and is in the non-execution state). If the idling operation state is continued, the throttle opening is continuously “0”, and the load on the accessories is constant, it is determined that the operation state of the internal combustion engine 1 is stable.

【0106】前記S905において弁装置160を全開
状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻す制御が
行われた間の内燃機関1の運転状態が安定していなかっ
たと判定した場合は、CPU25は、S906へ進み、
前記S902から前記S904にかけて収集されたデー
タを消去し、次いで前記S901以降の処理を再度実行
する。
If it is determined in S905 that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control to return the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state and then to the fully opened state is not stable, the CPU 25 , Proceed to S906,
The data collected from S902 to S904 is deleted, and then the processes from S901 onward are executed again.

【0107】一方、前記S905において弁装置160
を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻す
制御が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定してい
たと判定した場合は、CPU25は、S907へ進み、
前記S902から前記S904にかけて収集されたデー
タに基づいて、弁装置160を全開状態から全閉状態と
する制御が行われた際の機関回転数の変化量:△NEと
燃料噴射量の変化量:△TAUとを算出し、前記機関回
転数の変化量:△NEが所定の基準機関回転変化量:C
HEKNE以上であり、且つ前記燃料噴射量の変化量:
△TAUが所定の基準燃料噴射変化量:CHEKTAU
以上であるか否かを判別する。
On the other hand, in S905, the valve device 160
If it is determined that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control to return from the fully open state to the fully closed state and then to the fully open state is stable, the CPU 25 proceeds to S907,
Based on the data collected from S902 to S904, the amount of change in engine speed when the valve device 160 is controlled from the fully open state to the fully closed state: ΔNE and the amount of change in fuel injection amount: ΔTAU is calculated, and the change amount of the engine speed: ΔNE is a predetermined reference engine speed change amount: C
HEKNE or more and the amount of change in the fuel injection amount:
ΔTAU is a predetermined reference fuel injection change amount: CHEKTAU
It is determined whether or not this is the case.

【0108】ここで、吸着機構15におけるバイパス通
路の排気抵抗は主排気通路の排気抵抗より大きいため、
弁装置160が正常であるときは、弁体162が全開状
態から全閉状態へ動作することによって排気通路内の圧
力が高まり、この圧力が背圧として内燃機関1に作用す
る。その際、背圧は、排気行程中の気筒の既燃焼ガスの
排出動作の抵抗となり、それによって次の吸気行程にお
ける新気の吸入動作が妨げられ、内燃機関1の吸入空気
量が減少する。
Here, since the exhaust resistance of the bypass passage in the suction mechanism 15 is larger than the exhaust resistance of the main exhaust passage,
When the valve device 160 is normal, the pressure in the exhaust passage increases due to the valve body 162 operating from the fully open state to the fully closed state, and this pressure acts on the internal combustion engine 1 as back pressure. At this time, the back pressure acts as a resistance to the operation of discharging the burned gas from the cylinder during the exhaust stroke, thereby hindering the operation of sucking fresh air in the next intake stroke, and reducing the intake air amount of the internal combustion engine 1.

【0109】マス・フロー方式の内燃機関1では、CP
U25は、混合気を所望の目標空燃比とするために必要
となる基本噴射量:TPを、空燃比=空気質量/燃料質
量の関係式と空気質量:GAとに基づいて算出している
ため、上記したような背圧の上昇によって空気質量:G
Aが減少すると、それに応じて基本噴射量:TPが減量
され、その結果、燃料噴射量:TAUの減量及び機関回
転数:NEの低下が発生することになる。
In the mass flow type internal combustion engine 1, the CP
U25 calculates the basic injection amount: TP required to bring the air-fuel mixture to the desired target air-fuel ratio based on the relational expression of air-fuel ratio = air mass / fuel mass and air mass: GA. The mass of air: G
When A decreases, the basic injection amount: TP is correspondingly reduced, and as a result, the fuel injection amount: TAU is reduced and the engine speed: NE is reduced.

【0110】すなわち、弁装置160が正常である場合
は、図10に示すように、弁体162の動作によって背
圧が上昇するため、1サイクルの吸気行程で内燃機関1
に吸入される吸入空気質量:GAが減少し、それに応じ
て燃料噴射量:TAUが所定量以上減量され、その結
果、機関回転数:NEが所定回転数以上低下することに
なる。
That is, when the valve device 160 is normal, the back pressure increases due to the operation of the valve body 162 as shown in FIG.
The intake air mass: GA is reduced, and the fuel injection amount: TAU is reduced by a predetermined amount or more. As a result, the engine speed NE decreases by a predetermined speed or more.

【0111】そこで、本実施の形態では、上記した知見
に基づき、弁装置160を全開状態から全閉状態とする
制御が行われた際の燃料噴射量の変化量:△TAUと機
関回転数の変化量:△NEとを算出し、燃料噴射量の変
化量:△TAUが基準燃料噴射変化量:CHEKTAU
以上であり、且つ機関回転数の変化量:△NEが基準機
関回転変化量:CHEKNE以上であるときは弁装置1
60が正常であると判定し、燃料噴射量の変化量:△T
AUが基準燃料噴射変化量:CHEKTAU未満および
または機関回転数の変化量:△NEが基準機関回転変化
量:CHEKNE未満であるときは弁装置160に異常
が発生したと判定するようにした。
Therefore, in the present embodiment, based on the above-described knowledge, the amount of change in the fuel injection amount when the valve device 160 is controlled from the fully open state to the fully closed state: ΔTAU and the engine speed A change amount: △ NE is calculated, and a change amount of the fuel injection amount: △ TAU is a reference fuel injection change amount: CHEKTAU.
When the engine speed change amount △ NE is equal to or greater than the reference engine speed change amount: CHEKNE, the valve device 1
60 is determined to be normal, and the amount of change in the fuel injection amount: ΔT
If AU is less than the reference fuel injection change amount: CHEKTAU and / or the engine speed change amount △ NE is less than the reference engine speed change amount: CHEKNE, it is determined that an abnormality has occurred in the valve device 160.

【0112】尚、内燃機関1が吸気弁およびまたは排気
弁の開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング
機構を備えている場合は、故障診断を行う際に吸気弁と
排気弁とのバルブオーバラップ量を増加させ、背圧の変
化が吸気系に及ぼす影響の度合いを高めるようにしても
よい。
When the internal combustion engine 1 is provided with a variable valve timing mechanism for varying the opening / closing timing of the intake valve and / or the exhaust valve, the valve overlap amount between the intake valve and the exhaust valve when performing a failure diagnosis. May be increased to increase the degree of influence of the change in the back pressure on the intake system.

【0113】ここで図9の第1の故障診断制御ルーチン
に戻り、前記S907において弁装置160を全開状態
から全閉状態とする制御が行われた際の機関回転数の変
化量:△NEが基準機関回転数変化量:CHEKNE以
上且つ燃料噴射量の変化量:△TAUが基準燃料変化
量:CHEKTAU以上であると判定した場合は、CP
U25は、S908へ進み、弁装置160が正常である
とみなし、本ルーチンの実行を終了する。
Here, returning to the first failure diagnosis control routine of FIG. 9, when the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state in S907 is performed, the change amount of the engine speed: △ NE is obtained. If it is determined that the reference engine speed change amount: CHEKNE or more and the fuel injection amount change amount: ΔTAU is equal to or greater than the reference fuel change amount: CHEKTAU, CP
U25 proceeds to S908, deems that the valve device 160 is normal, and ends the execution of this routine.

【0114】一方、前記S907において弁装置160
を全開状態から全閉状態とする制御が行われた際の機関
回転数の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:CH
EKNE未満およびまたは燃料噴射量の変化量:△TA
Uが基準燃料変化量:CHEKTAU未満であると判定
した場合は、CPU25は、S909へ進み、弁装置1
60に異常が発生したとみなす。
On the other hand, at S907, the valve device 160
Of the engine speed when the control for changing the engine from the fully open state to the fully closed state is performed: が NE is the reference engine speed change amount: CH
Less than EKNE and / or variation in fuel injection amount: $ TA
If it is determined that U is less than the reference fuel change amount: CHEKTAU, the CPU 25 proceeds to S909, and proceeds to S909.
It is considered that an abnormality has occurred in 60.

【0115】続いて、CPU25は、S910へ進み、
車室内に設けられたインジケータ・ランプを点灯させる
等の、弁装置160に異常が発生したことを示す警告情
報の出力処理を行った後、本ルーチンの実行を終了す
る。
Subsequently, the CPU 25 proceeds to S910,
After performing processing for outputting warning information indicating that an abnormality has occurred in the valve device 160, such as turning on an indicator lamp provided in the vehicle interior, the execution of this routine is terminated.

【0116】次に、内燃機関1の運転状態が非アイドル
運転領域にあり、且つ機関負荷が所定負荷以下で一定し
ているときに弁装置160の故障診断を行う場合は、C
PU25は、図11に示すような第2の故障診断制御ル
ーチンを実行する。
Next, when the failure diagnosis of the valve device 160 is performed when the operation state of the internal combustion engine 1 is in the non-idle operation region and the engine load is constant at a predetermined load or less, C
The PU 25 executes a second failure diagnosis control routine as shown in FIG.

【0117】第2の故障診断制御ルーチンでは、CPU
25は、先ずS1101において弁装置160の故障診
断条件が成立しているか否かを判別する。前記S110
1において故障診断条件が不成立であると判定した場合
は、CPU25は、前記故障診断条件が成立するまで前
記S1101の処理を繰り返し実行する。
In the second failure diagnosis control routine, the CPU
In step S1101, it is determined whether a failure diagnosis condition for the valve device 160 is satisfied. S110
If it is determined in step 1 that the failure diagnosis condition is not satisfied, the CPU 25 repeatedly executes the process of S1101 until the failure diagnosis condition is satisfied.

【0118】前記S1101において前記故障診断条件
が成立していると判定した場合は、CPU25は、S1
102へ進み、機関運転状態を示すパラメータとなるデ
ータの収集を開始する。
If it is determined in S1101 that the failure diagnosis condition is satisfied, the CPU 25 proceeds to S1.
Proceed to 102 to start collecting data serving as parameters indicating the engine operating state.

【0119】前記したデータとしては、例えば、エアフ
ローメータ8の出力信号値(吸入空気量):GA、燃料
噴射量:TAU、機関回転数:NE、スロットルポジシ
ョンセンサ7の出力信号値(スロットル開度):TA、
車速センサ32の出力信号値(車速):SPD、エアコ
ンディショナ用コンプレッサ等の補機類の負荷:LOA
D等を例示することができる。
The above data includes, for example, the output signal value (intake air amount) of the air flow meter 8: GA, the fuel injection amount: TAU, the engine speed: NE, the output signal value of the throttle position sensor 7 (throttle opening degree). ): TA,
Output signal value of vehicle speed sensor 32 (vehicle speed): Load of auxiliary devices such as SPD and air conditioner compressor: LOA
D and the like.

【0120】S1103では、CPU25は、弁装置1
60を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に
戻す制御を実行する。S1104では、CPU25は、
前記S1102で開始したデータ収集処理を終了する。
In S1103, the CPU 25 sets the valve device 1
A control is executed to return the fully-opened state after the 60 is once fully closed from the fully open state. In S1104, the CPU 25
The data collection process started in S1102 ends.

【0121】S1105では、CPU25は、前記S1
102から前記S1104にかけて収集されたデータを
参照して、弁装置160を全開状態から一旦全閉状態と
した後に全開状態に戻す制御が行われた間の内燃機関1
の運転状態が安定していたか否かを判別する。
In step S1105, the CPU 25 executes the processing in step S1.
Referring to the data collected from step 102 to step S1104, the internal combustion engine 1 is controlled while the valve device 160 is temporarily changed from the fully open state to the fully closed state and then returned to the fully open state.
It is determined whether or not the operation state is stable.

【0122】具体的には、CPU25は、収集されたデ
ータを参照して、EGR弁22aの全閉状態が継続して
おり(EGR制御が継続して非実行状態にあり)、スロ
ットル弁6の変化量:△TAが所定値:TACONST
以下であり、車速の変化量:△SPDが所定値:SPD
CONST以下であり、且つ補機類の負荷が一定であれ
ば、内燃機関1の運転状態が安定していたと判定する。
More specifically, the CPU 25 refers to the collected data, and the EGR valve 22a is in the fully closed state (EGR control is continuously in a non-execution state), and the throttle valve 6 Amount of change: ΔTA is a predetermined value: TACONST
The following is the amount of change in vehicle speed: △ SPD is a predetermined value: SPD
If it is less than CONST and the load on the auxiliary equipment is constant, it is determined that the operating state of the internal combustion engine 1 has been stabilized.

【0123】前記S1105において弁装置160を全
開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻す制御
が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定していなか
ったと判定した場合は、CPU25は、S1106へ進
み、前記S1102から前記S1104にかけて収集さ
れたデータを消去し、次いで前記S1101以降の処理
を再度実行する。
If it is determined in step S1105 that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control of returning the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state and then returning to the fully open state is not stable, the CPU 25 , S1106, and deletes the data collected from S1102 to S1104. Then, the processes after S1101 are executed again.

【0124】一方、前記S1105において弁装置16
0を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻
す制御が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定して
いたと判定した場合は、CPU25は、S1107へ進
み、前記S1102から前記S1104にかけて収集さ
れたデータに基づいて、弁装置160を全開状態から全
閉状態とする制御が行われた際の機関回転数の変化量:
△NEと燃料噴射量の変化量:△TAUとを算出し、前
記機関回転数の変化量が所定の基準機関回転変化量:C
HEKNE以上であり、且つ前記燃料噴射量の変化量:
△TAUが所定の基準燃料噴射変化量:CHEKTAU
以上であるか否かを判別する。
On the other hand, at S1105, the valve device 16
If it is determined that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control of returning the fully open state from the fully open state to the fully open state and then performing the control to return to the fully open state has been stabilized, the CPU 25 proceeds to S1107 and proceeds from S1102 to Based on the data collected in S1104, the amount of change in the engine speed when the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state is performed:
ΔNE and the change amount of the fuel injection amount: ΔTAU are calculated, and the change amount of the engine speed is determined to be a predetermined reference engine speed change amount: C
HEKNE or more and the amount of change in the fuel injection amount:
ΔTAU is a predetermined reference fuel injection change amount: CHEKTAU
It is determined whether or not this is the case.

【0125】前記S1107において弁装置160を全
開状態から全閉状態とする制御が行われた際の機関回転
数の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:CHEK
NE以上且つ燃料噴射量の変化量:△TAUが基準燃料
変化量:CHEKTAU以上であると判定した場合は、
S1108へ進み、弁装置160が正常であるとみな
し、本ルーチンの実行を終了する。
When the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state in S1107 is performed, the engine speed change amount: △ NE is the reference engine speed change amount: CHEK.
If it is determined that NE is equal to or more than the change amount of the fuel injection amount: ΔTAU is equal to or more than the reference fuel change amount: CHEKTAU,
Proceeding to S1108, it is determined that the valve device 160 is normal, and the execution of this routine ends.

【0126】一方、前記S1107において弁装置16
0を全開状態から全閉状態とする制御が行われた際の機
関回転数の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:C
HEKNE未満およびまたは燃料噴射量の変化量:△T
AUが基準燃料変化量:CHEKTAU未満であると判
定した場合は、CPU25は、S1109へ進み、弁装
置160に異常が発生したとみなす。
On the other hand, in S1107, the valve device 16
Change in engine speed when control is performed to change 0 from the fully open state to the fully closed state: △ NE is the reference engine speed change: C
Less than HEKNE and / or variation in fuel injection amount: ΔT
If it is determined that the AU is less than the reference fuel change amount: CHEKTAU, the CPU 25 proceeds to S1109 and determines that an abnormality has occurred in the valve device 160.

【0127】続いて、CPU25は、S1110へ進
み、弁装置160に異常が発生したことを示す警告情報
の出力処理を行い、本ルーチンの実行を終了する。以上
述べたように、CPU25が故障診断制御ルーチンを実
行することにより、本発明に係る機関回転数検出手段、
燃料噴射量検出手段、及び故障診断手段が実現される。
Subsequently, the CPU 25 proceeds to S1110, outputs warning information indicating that an abnormality has occurred in the valve device 160, and ends the execution of this routine. As described above, when the CPU 25 executes the failure diagnosis control routine, the engine speed detection means according to the present invention
A fuel injection amount detection unit and a failure diagnosis unit are realized.

【0128】従って、本実施の形態によれば、吸入空気
量をエアフローメータによって直接検出するマス・フロ
ー方式の内燃機関であっても、吸気管の圧力を検出する
ための圧力センサ等を設けることなく、弁装置160の
故障を判定することが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, even in a mass flow type internal combustion engine in which the amount of intake air is directly detected by an air flow meter, a pressure sensor or the like for detecting the pressure in the intake pipe is provided. Therefore, it is possible to determine the failure of the valve device 160.

【0129】〈他の実施の形態〉本発明に係る他の実施
の形態について図面に基づいて説明する。ここでは、前
述の実施の形態と異なる構成について説明し、同一の構
成については説明を省略する。
<Other Embodiment> Another embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a configuration different from the above-described embodiment will be described, and a description of the same configuration will be omitted.

【0130】前述の実施の形態では、吸気管の圧力を検
出するセンサを備えていないマス・フロー方式の内燃機
関に本発明を適用した例について述べたが、本実施の形
態では、吸入空気量を機関回転数と吸気管圧力とから推
定するスピード・デンシティ方式の内燃機関に適用する
例について述べる。
In the above-described embodiment, an example has been described in which the present invention is applied to a mass flow type internal combustion engine having no sensor for detecting the pressure of the intake pipe. Is applied to a speed-density type internal combustion engine that estimates from the engine speed and the intake pipe pressure.

【0131】図12は、本発明に係る故障診断装置を適
用するスピード・デンシティ方式の内燃機関の概略構成
を示す図である。図12において、内燃機関1自体は、
前述の第1の第1の実施の形態と同様であり、4サイク
ルの4気筒内燃機関である。内燃機関1の吸気系では、
吸気管4にエアフローメータが取り付けられる代わり
に、サージタンク3に該サージタンク3内の圧力(吸気
管圧力)を検出する圧力センサ33が取り付けられてい
る。
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a speed-density type internal combustion engine to which the failure diagnosis device according to the present invention is applied. In FIG. 12, the internal combustion engine 1 itself includes:
This is the same as the first embodiment described above, and is a four-cycle four-cylinder internal combustion engine. In the intake system of the internal combustion engine 1,
Instead of an air flow meter attached to the intake pipe 4, a pressure sensor 33 for detecting the pressure (intake pipe pressure) in the surge tank 3 is attached to the surge tank 3.

【0132】前記圧力センサ33は、図13に示すよう
に、電気配線を介してECU23のA/Dコンバータ3
1と接続されており、該圧力センサ31の出力信号値が
A/Dコンバータ31においてアナログ信号形式からデ
ジタル信号形式に変換された後に入力ポート29に入力
され、次いで入力ポート29からCPU25やRAM2
7へ送信されるようになっている。
As shown in FIG. 13, the pressure sensor 33 is connected to the A / D converter 3 of the ECU 23 via electric wiring.
The A / D converter 31 converts the output signal value of the pressure sensor 31 from an analog signal format to a digital signal format, and then inputs the converted signal value to the input port 29. Then, the CPU 25 and the RAM 2
7 is transmitted.

【0133】次に、本実施の形態における弁装置160
の故障診断制御について述べる。CPU25は、内燃機
関1の運転状態がアイドル運転領域にある場合は、図1
4に示すような第3の故障診断制御ルーチンに従って弁
装置160の故障診断を行う。
Next, the valve device 160 according to the present embodiment will be described.
Will be described. When the operating state of the internal combustion engine 1 is in the idling operation range, the CPU 25
A failure diagnosis of the valve device 160 is performed according to a third failure diagnosis control routine as shown in FIG.

【0134】第3の故障診断制御ルーチンでは、CPU
25は、先ずS1401において弁装置160の故障診
断条件が成立しているか否かを判別する。前記S140
1において故障診断条件が不成立であると判定した場合
は、CPU25は、前記故障診断条件が成立するまで前
記S1401の処理を繰り返し実行する。
In the third failure diagnosis control routine, the CPU
In step S1401, it is determined whether the failure diagnosis condition of the valve device 160 is satisfied. S140
If it is determined in step 1 that the failure diagnosis condition is not satisfied, the CPU 25 repeatedly executes the processing of S1401 until the failure diagnosis condition is satisfied.

【0135】前記S1401において前記故障診断条件
が成立していると判定した場合は、CPU25は、S1
402へ進み、機関運転状態を示すパラメータとなるデ
ータの収集を開始する。
If it is determined in S1401 that the failure diagnosis condition is satisfied, the CPU 25 proceeds to S1.
Proceeding to 402, collection of data serving as a parameter indicating the engine operating state is started.

【0136】前記したデータとしては、例えば、圧力セ
ンサ33の出力信号値(吸気管圧力):PM、燃料噴射
量:TAU、機関回転数:NE、スロットルポジション
センサ7の出力信号値(スロットル開度):TA、車速
センサ32の出力信号値(車速):SPD、エアコンデ
ィショナ用コンプレッサ等の補機類の負荷:LOAD等
を例示することができる。
The above data includes, for example, an output signal value (intake pipe pressure) of the pressure sensor 33: PM, a fuel injection amount: TAU, an engine speed: NE, an output signal value of the throttle position sensor 7 (throttle opening degree). ): TA, output signal value (vehicle speed) of the vehicle speed sensor 32: SPD, load of accessories such as air conditioner compressor: LOAD, etc.

【0137】S1403では、CPU25は、弁装置1
60を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に
戻す制御を実行する。S1404では、CPU25は、
前記S1402で開始したデータ収集処理を終了する。
In S1403, the CPU 25 sets the valve device 1
A control is executed to return the fully-opened state after the 60 is once fully closed from the fully open state. In S1404, the CPU 25
The data collection process started in S1402 ends.

【0138】S1405では、CPU25は、前記S1
402から前記S1404にかけて収集されたデータを
参照して、弁装置160を全開状態から一旦全閉状態と
した後に全開状態に戻す制御が行われた間の内燃機関1
の運転状態が安定していたか否かを判別する。
In step S1405, the CPU 25 executes the processing in step S1.
Referring to the data collected from step 402 to step S1404, the internal combustion engine 1 is controlled while the valve device 160 is temporarily changed from the fully open state to the fully closed state and then returned to the fully open state.
It is determined whether or not the operation state is stable.

【0139】具体的には、CPU25は、収集されたデ
ータを参照して、EGR弁22aの全閉状態が継続して
おり(EGR制御が継続して非実行状態にあり)、内燃
機関1のアイドル運転状態が継続しており、スロットル
開度が継続して“0”であり、且つ補機類の負荷が一定
であれば、内燃機関1の運転状態が安定していたと判定
する。
More specifically, the CPU 25 refers to the collected data, and the EGR valve 22a is in the fully closed state (the EGR control is continuously in a non-executing state), and the internal combustion engine 1 If the idling operation state is continued, the throttle opening is continuously “0”, and the load on the accessories is constant, it is determined that the operation state of the internal combustion engine 1 is stable.

【0140】前記S1405において弁装置160を全
開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻す制御
が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定していなか
ったと判定した場合は、CPU25は、S1406へ進
み、前記S1402から前記S1404にかけて収集さ
れたデータを消去し、次いで前記S1401以降の処理
を再度実行する。
If it is determined in step S1405 that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control of returning the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state and then to the fully opened state is not stable, the CPU 25 Then, the process proceeds to S1406, the data collected from S1402 to S1404 is deleted, and then the processes after S1401 are executed again.

【0141】一方、前記S1405において弁装置16
0を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻
す制御が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定して
いたと判定した場合は、CPU25は、S1407へ進
み、前記S1402から前記S1404にかけて収集さ
れたデータに基づいて、弁装置160を全開状態から全
閉状態とする制御が行われた際の機関回転数の変化量:
△NEと燃料噴射量の変化量:△TAUとを算出し、前
記機関回転数の変化量が所定の基準機関回転変化量:C
HEKNE以上であり、且つ前記燃料噴射量の変化量:
△TAUが所定の基準燃料噴射変化量:CHEKTAU
以上であるか否かを判別する。
On the other hand, in S1405, the valve device 16
If it is determined that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control of returning the fully open state from the fully open state to the fully open state is performed, the CPU 25 proceeds to S1407, and proceeds from S1402 to the above. Based on the data collected in S1404, the amount of change in the engine speed when the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state is performed:
ΔNE and the change amount of the fuel injection amount: ΔTAU are calculated, and the change amount of the engine speed is determined to be a predetermined reference engine speed change amount: C
HEKNE or more and the amount of change in the fuel injection amount:
ΔTAU is a predetermined reference fuel injection change amount: CHEKTAU
It is determined whether or not this is the case.

【0142】ここで、吸着機構15におけるバイパス通
路の排気抵抗は主排気通路の排気抵抗より大きいため、
弁装置160が正常であるときは、弁体162が全開状
態から全閉状態へ動作することによって排気通路内の圧
力が高まり、この圧力が背圧として内燃機関1に作用す
る。その際、背圧は、排気行程中の気筒の既燃焼ガスの
排出動作の抵抗となり、それによって次の吸気行程にお
いて気筒内の負圧度合いが低下し、吸気管圧力が大気側
に変化する。
Since the exhaust resistance of the bypass passage in the suction mechanism 15 is larger than the exhaust resistance of the main exhaust passage,
When the valve device 160 is normal, the pressure in the exhaust passage increases due to the valve body 162 operating from the fully open state to the fully closed state, and this pressure acts on the internal combustion engine 1 as back pressure. At this time, the back pressure becomes a resistance of the operation of discharging the burned gas from the cylinder during the exhaust stroke, whereby the degree of negative pressure in the cylinder decreases in the next intake stroke, and the intake pipe pressure changes to the atmosphere side.

【0143】スピード・デンシティ方式の内燃機関で
は、1サイクルの吸気行程で内燃機関に吸入される空気
質量:GAは、気体の状態方程式に基づいた数式:Vc
/g・R・(PM/θ)・ηv,(Vc:シリンダ容
積、g:重力加速度、R:ガス定数、PM:吸気管内絶
対圧力、θ:吸気温度、ηv:体積効率(機関回転数、
吸排気弁の開閉タイミング、排気管圧力、EGR量等を
パラメータとした関数))に従って推定され、燃料の基
本噴射量:TPは、空燃比=空気質量/燃料質量の関係
式と前記空気質量:GAとから算出されるため、上記し
たような背圧の上昇によって吸気管圧力:PMの値が大
きくなると、CPU25は、空気質量:GAが増加した
とみなして基本噴射量:TPを増量し、その結果、燃料
噴射量:TAUの増量及び機関回転数:NEの上昇が発
生することになる。
In the internal combustion engine of the speed density system, the mass of air sucked into the internal combustion engine in one cycle of the intake stroke: GA is calculated by the following equation based on the equation of state of gas: V c
/ G · R · (PM / θ) · η v , (Vc: cylinder volume, g: gravitational acceleration, R: gas constant, PM: absolute pressure in the intake pipe, θ: intake temperature, η v : volumetric efficiency (engine rotation number,
The basic injection amount of the fuel: TP is estimated according to a function using the opening / closing timing of the intake / exhaust valve, the exhaust pipe pressure, the EGR amount, and the like as parameters. When the value of the intake pipe pressure: PM increases due to the increase in the back pressure as described above, the CPU 25 assumes that the air mass: GA has increased and increases the basic injection amount: TP. As a result, an increase in the fuel injection amount: TAU and an increase in the engine speed: NE occur.

【0144】すなわち、弁装置160が正常である場合
は、図15に示すように、弁体162の動作によって背
圧が上昇し、それに応じて吸気管圧力:PMが高くなる
と、吸入空気量が増加したとみなされて、燃料噴射量:
TAUが所定量以上増量され、その結果、機関回転数:
NEが所定回転数以上上昇することになる。
That is, when the valve device 160 is normal, as shown in FIG. 15, when the back pressure rises due to the operation of the valve body 162, and the intake pipe pressure PM increases accordingly, the intake air amount decreases. The fuel injection amount is considered as increased:
TAU is increased by a predetermined amount or more, and as a result, the engine speed:
NE rises above a predetermined number of revolutions.

【0145】そこで、本実施の形態では、上記した知見
に基づき、弁装置160を全開状態から全閉状態とする
制御が行われた際の燃料噴射量の変化量:△TAUと機
関回転数の変化量:△NEとを算出し、燃料噴射量の変
化量:△TAUが基準燃料噴射変化量:CHEKTAU
以上であり、且つ機関回転数の変化量:△NEが基準機
関回転変化量:CHEKNE以上であるときは弁装置1
60が正常であると判定し、燃料噴射量の変化量:△T
AUが基準燃料噴射変化量:CHEKTAU未満および
または機関回転数の変化量:△NEが基準機関回転変化
量:CHEKNE未満であるときは弁装置160に異常
が発生したと判定するようにした。
Therefore, in the present embodiment, based on the above knowledge, the amount of change in the fuel injection amount when the valve device 160 is controlled from the fully opened state to the fully closed state: ΔTAU and the engine speed A change amount: △ NE is calculated, and a change amount of the fuel injection amount: △ TAU is a reference fuel injection change amount: CHEKTAU.
When the engine speed change amount △ NE is equal to or greater than the reference engine speed change amount: CHEKNE, the valve device 1
60 is determined to be normal, and the amount of change in the fuel injection amount: ΔT
If AU is less than the reference fuel injection change amount: CHEKTAU and / or the engine speed change amount △ NE is less than the reference engine speed change amount: CHEKNE, it is determined that an abnormality has occurred in the valve device 160.

【0146】ここで図14の第3の故障診断制御ルーチ
ンに戻り、前記S1407において弁装置160を全開
状態から全閉状態とする制御が行われた際の機関回転数
の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:CHEKN
E以上且つ燃料噴射量の変化量:△TAUが基準燃料変
化量:CHEKTAU以上であると判定した場合は、C
PU25は、S1408へ進み、弁装置160が正常で
あるとみなし、本ルーチンの実行を終了する。
Here, returning to the third failure diagnosis control routine of FIG. 14, the amount of change in engine speed: △ NE when the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state in S1407 is performed Reference engine speed change: CHEKN
If it is determined that E is equal to or more than the change amount of the fuel injection amount: ΔTAU is equal to or more than the reference fuel change amount: CHEKTAU,
The PU 25 proceeds to S1408, deems that the valve device 160 is normal, and ends the execution of this routine.

【0147】一方、前記S1407において弁装置16
0を全開状態から全閉状態とする制御が行われた際の機
関回転数の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:C
HEKNE未満およびまたは燃料噴射量の変化量:△T
AUが基準燃料変化量:CHEKTAU未満であると判
定した場合は、CPU25は、S1409へ進み、弁装
置160に異常が発生したとみなす。
On the other hand, in S1407, the valve device 16
Change in engine speed when control is performed to change 0 from the fully open state to the fully closed state: △ NE is the reference engine speed change: C
Less than HEKNE and / or variation in fuel injection amount: ΔT
If it is determined that the AU is less than the reference fuel change amount: CHEKTAU, the CPU 25 proceeds to S1409 and determines that an abnormality has occurred in the valve device 160.

【0148】続いて、CPU25は、S1410へ進
み、弁装置160に異常が発生したことを示す警告情報
の出力処理を行った後、本ルーチンの実行を終了する。
尚、内燃機関1の運転状態がアイドル運転領域にあると
きは、吸気管圧力の負圧度合いが高くなるため、弁装置
160の開閉動作に起因した吸気管圧力の大気側への変
動が顕著となり、それに応じて燃料噴射量の変化量及び
機関回転数の変化量も顕著となるため、機関回転数の変
化量と燃料噴射量の変化量との何れか一方のみをパラメ
ータとして故障診断を行うようにしてもよい。
Subsequently, the CPU 25 proceeds to S1410, outputs warning information indicating that an abnormality has occurred in the valve device 160, and ends the execution of this routine.
When the operating state of the internal combustion engine 1 is in the idling operation region, the degree of negative pressure of the intake pipe pressure increases, so that the fluctuation of the intake pipe pressure toward the atmosphere due to the opening / closing operation of the valve device 160 becomes remarkable. Since the change amount of the fuel injection amount and the change amount of the engine speed also become remarkable accordingly, the failure diagnosis is performed using only one of the change amount of the engine speed and the change amount of the fuel injection amount as a parameter. It may be.

【0149】次に、内燃機関1の運転状態が非アイドル
運転領域にあり、且つ機関負荷が所定負荷以下で一定し
ているときに弁装置160の故障診断を行う場合は、C
PU25は、図16に示すような第4の故障診断制御ル
ーチンを実行する。
Next, when the failure diagnosis of the valve device 160 is performed when the operation state of the internal combustion engine 1 is in the non-idle operation region and the engine load is constant at a predetermined load or less, C
The PU 25 executes a fourth failure diagnosis control routine as shown in FIG.

【0150】第4の故障診断制御ルーチンでは、CPU
25は、先ずS1601において弁装置160の故障診
断条件が成立しているか否かを判別する。前記S160
1において故障診断条件が不成立であると判定した場合
は、CPU25は、前記故障診断条件が成立するまで前
記S1601の処理を繰り返し実行する。
In the fourth failure diagnosis control routine, the CPU
In step S1601, it is determined whether the failure diagnosis condition of the valve device 160 is satisfied. S160
If it is determined in Step 1 that the failure diagnosis condition is not satisfied, the CPU 25 repeatedly executes the process of S1601 until the failure diagnosis condition is satisfied.

【0151】前記S1601において前記故障診断条件
が成立していると判定した場合は、CPU25は、S1
602へ進み、機関運転状態を示すパラメータとなるデ
ータの収集を開始する。
If it is determined in S1601 that the failure diagnosis condition is satisfied, the CPU 25 proceeds to S1.
Proceeding to 602, collection of data serving as a parameter indicating the engine operating state is started.

【0152】前記したデータとしては、圧力センサ33
の出力信号値(吸気管圧力):PM、燃料噴射量:TA
U、機関回転数:NE、スロットルポジションセンサ7
の出力信号値(スロットル開度):TA、車速センサ3
2の出力信号値(車速):SPD、エアコンディショナ
用コンプレッサ等の補機類の負荷:LOAD等を例示す
ることができる。
As the data described above, the pressure sensor 33
Output signal value (intake pipe pressure): PM, fuel injection amount: TA
U, engine speed: NE, throttle position sensor 7
Output signal value (throttle opening): TA, vehicle speed sensor 3
Output signal value of 2 (vehicle speed): SPD, load of auxiliary equipment such as air conditioner compressor: LOAD, etc.

【0153】S1603では、CPU25は、弁装置1
60を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に
戻す制御を実行する。S1604では、CPU25は、
前記S1602で開始したデータ収集処理を終了する。
In S1603, the CPU 25 sets the valve device 1
A control is executed to return the fully-opened state after the 60 is once fully closed from the fully open state. In S1604, the CPU 25
The data collection process started in S1602 is ended.

【0154】S1605では、CPU25は、前記S1
602から前記S1604にかけて収集されたデータを
参照して、弁装置160を全開状態から一旦全閉状態と
した後に全開状態に戻す制御が行われた間の内燃機関1
の運転状態が安定していたか否かを判別する。
In step S1605, the CPU 25 executes the processing in step S1.
With reference to the data collected from S602 to S1604, the internal combustion engine 1 is controlled during the control of returning the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state and then back to the fully open state.
It is determined whether or not the operation state is stable.

【0155】具体的には、CPU25は、収集されたデ
ータを参照して、EGR弁22aの全閉状態が継続して
おり(EGR制御が継続して非実行状態にあり)、スロ
ットル弁6の変化量:△TAが所定値:TACONST
以下であり、車速の変化量:△SPDが所定値:SPD
CONST以下であり、且つ補機類の負荷が一定であれ
ば、内燃機関1の運転状態が安定していたと判定する。
Specifically, referring to the collected data, the CPU 25 determines that the fully closed state of the EGR valve 22a has been continued (the EGR control has been continuously performed and is not executed), Amount of change: ΔTA is a predetermined value: TACONST
The following is the amount of change in vehicle speed: △ SPD is a predetermined value: SPD
If it is less than CONST and the load on the auxiliary equipment is constant, it is determined that the operating state of the internal combustion engine 1 has been stabilized.

【0156】前記S1605において弁装置160を全
開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻す制御
が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定していなか
ったと判定した場合は、CPU25は、S1606へ進
み、前記S1602から前記S1604にかけて収集さ
れたデータを消去し、次いで前記S1601以降の処理
を再度実行する。
If it is determined in step S1605 that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control of returning the valve device 160 from the fully opened state to the fully closed state and then returning to the fully open state is not stable, the CPU 25 The process proceeds to S1606 to delete the data collected from S1602 to S1604, and then executes the processes from S1601 onward again.

【0157】一方、前記S1605において弁装置16
0を全開状態から一旦全閉状態とした後に全開状態に戻
す制御が行われた間の内燃機関1の運転状態が安定して
いたと判定した場合は、CPU25は、S1607へ進
み、前記S1602から前記S1604にかけて収集さ
れたデータに基づいて、弁装置160を全開状態から全
閉状態とする制御が行われた際の機関回転数の変化量:
△NEと燃料噴射量の変化量:△TAUとを算出し、前
記機関回転数の変化量が所定の基準機関回転変化量:C
HEKNE以上であり、且つ前記燃料噴射量の変化量:
△TAUが所定の基準燃料噴射変化量:CHEKTAU
以上であるか否かを判別する。
On the other hand, in S1605, the valve device 16
If it is determined that the operation state of the internal combustion engine 1 during the control of returning the fully open state from the fully open state to the fully open state and then performing the control to return to the fully open state is stable, the CPU 25 proceeds to S1607 and proceeds from S1602 to S1607. Based on the data collected in S1604, the amount of change in the engine speed when the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state is performed:
ΔNE and the change amount of the fuel injection amount: ΔTAU are calculated, and the change amount of the engine speed is determined to be a predetermined reference engine speed change amount: C
HEKNE or more and the amount of change in the fuel injection amount:
ΔTAU is a predetermined reference fuel injection change amount: CHEKTAU
It is determined whether or not this is the case.

【0158】前記S1607において弁装置160を全
開状態から全閉状態とする制御が行われた際の機関回転
数の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:CHEK
NE以上且つ燃料噴射量の変化量:△TAUが基準燃料
変化量:CHEKTAU以上であると判定した場合は、
S1608へ進み、弁装置160が正常であるとみな
し、本ルーチンの実行を終了する。
When the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state is performed in S1607, the engine speed change amount: △ NE is the reference engine speed change amount: CHEK.
If it is determined that NE is equal to or more than the change amount of the fuel injection amount: ΔTAU is equal to or more than the reference fuel change amount: CHEKTAU,
Proceeding to S1608, it is considered that the valve device 160 is normal, and the execution of this routine ends.

【0159】一方、前記S1607において弁装置16
0を全開状態から全閉状態とする制御が行われた際の機
関回転数の変化量:△NEが基準機関回転数変化量:C
HEKNE未満およびまたは燃料噴射量の変化量:△T
AUが基準燃料変化量:CHEKTAU未満であると判
定した場合は、CPU25は、S1609へ進み、弁装
置160に異常が発生したとみなす。
On the other hand, in S1607, the valve device 16
Change in engine speed when control is performed to change 0 from the fully open state to the fully closed state: △ NE is the reference engine speed change: C
Less than HEKNE and / or variation in fuel injection amount: ΔT
If it is determined that the AU is less than the reference fuel change amount: CHEKTAU, the CPU 25 proceeds to S1609, and determines that an abnormality has occurred in the valve device 160.

【0160】続いて、CPU25は、S1610へ進
み、弁装置160に異常が発生したことを示す警告情報
の出力処理を行い、本ルーチンの実行を終了する。以上
述べた実施の形態では、吸入空気量を吸気管圧力と機関
回転数とから推定するスピード・デンシティ方式の内燃
機関においても、機関回転数およびまたは燃料噴射量の
変化量に基づいて弁装置160の故障診断を行うことが
可能となる。
Subsequently, the CPU 25 proceeds to S1610, outputs warning information indicating that an abnormality has occurred in the valve device 160, and ends the execution of this routine. In the embodiment described above, even in a speed-density type internal combustion engine in which the intake air amount is estimated from the intake pipe pressure and the engine speed, the valve device 160 is determined based on the change in the engine speed and / or the fuel injection amount. Can be diagnosed.

【0161】また、スピード・デンシティ方式の内燃機
関の場合は、燃料噴射量を決定する際のパラメータの1
つとして吸気管圧力を用いているが、吸気管圧力をパラ
メータとして吸入空気量を推定し、推定された吸入空気
量に基づいて燃料の基本噴射量を決定し、更に基本噴射
量を種々の補正事項に基づいて補正して最終的な燃料噴
射量を決定する過程において、標高の変化による大気圧
変化や吸気脈動に起因した吸気管圧力の変動がなまされ
るため、故障診断の直接のパラメータとして吸気管圧力
を用いる場合に比べて吸気脈動や標高の変化の影響を受
け難く、誤判定し難くなる。尚、前述した実施の形態で
は、弁装置160を全開状態から全閉状態とする制御が
行われたとき、言い換えれば、背圧が上昇すべきときの
機関回転数およびまたは燃料噴射量の変化量に基づいて
故障診断を行う例について述べたが、弁装置160を全
閉状態から全開状態とする制御が行われたとき、すなわ
ち、背圧が低下すべきときの機関回転数およびまたは燃
料噴射量の変化量に基づいて故障診断を行うようにして
もよい。
In the case of a speed-density internal combustion engine, one of the parameters for determining the fuel injection amount is set to 1
Although the intake pipe pressure is used, the intake pipe pressure is estimated using the intake pipe pressure as a parameter, the basic fuel injection quantity is determined based on the estimated intake air quantity, and the basic injection quantity is corrected in various ways. In the process of determining the final fuel injection amount by correcting based on the items, changes in the atmospheric pressure due to changes in altitude and fluctuations in the intake pipe pressure due to intake pulsation are smoothed out. Compared to the case where the intake pipe pressure is used, the influence of the intake pulsation and the change of the altitude is less likely to occur, and the misjudgment is more difficult. In the above-described embodiment, when the control for changing the valve device 160 from the fully open state to the fully closed state is performed, in other words, the amount of change in the engine speed and / or the fuel injection amount when the back pressure should increase. Has been described, the engine speed and / or the fuel injection amount when the control for bringing the valve device 160 from the fully closed state to the fully open state is performed, that is, when the back pressure should be reduced. The failure diagnosis may be performed based on the amount of change in.

【0162】また、前述した実施の形態では、吸着材1
52に吸着されていた未燃燃料成分の脱離完了後に故障
診断を行う例について述べたが、吸着材152に未燃燃
料成分を吸着させるべく弁装置160を全開状態から全
閉状態とする制御が行われるとき、あるいは吸着材15
2への未燃燃料成分の吸着処理が完了して弁装置160
を全閉状態から全開状態とする制御が行われるときに故
障診断を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the adsorbent 1
The example in which the failure diagnosis is performed after the completion of the desorption of the unburned fuel component adsorbed on the fuel cell 52 has been described. Is performed, or the adsorbent 15
2 is completed, and the valve device 160
The failure diagnosis may be performed when the control for changing the state from the fully closed state to the fully open state is performed.

【0163】また、前述した実施の形態では、故障診断
の対象となる排気弁として、吸着材を備えた排気浄化装
置における排気弁を例に挙げたが、これに限られるもの
ではなく、内燃機関の排気通路に設けられ、その開閉動
作によって背圧が変化する排気弁であれば如何様な形態
の排気弁でも構わない。
Further, in the above-described embodiment, an exhaust valve in an exhaust gas purification device provided with an adsorbent has been described as an example of an exhaust valve to be subjected to failure diagnosis. However, the present invention is not limited to this. Any type of exhaust valve may be used as long as the exhaust valve is provided in the exhaust passage of which the back pressure changes by opening and closing operations.

【0164】[0164]

【発明の効果】本発明に係る排気弁の故障診断装置は、
弁機構が開閉駆動されたときの背圧の変化に起因した燃
料噴射量およびまたは機関回転数の変化に基づいて弁機
構の故障を診断するよう構成されるため、吸入空気量の
検出方式に依らず如何なる内燃機関に適用することが可
能であり、且つ大気圧変化や吸気脈動等のノイズの影響
を受けずに精度の高い故障診断を行うことが可能とな
る。
The exhaust valve failure diagnosis apparatus according to the present invention has the following features.
Since the valve mechanism is configured to diagnose a failure of the valve mechanism based on a change in the fuel injection amount and / or a change in the engine speed caused by a change in the back pressure when the valve mechanism is driven to open and close, the method depends on the detection method of the intake air amount. The present invention can be applied to any internal combustion engine, and a highly accurate failure diagnosis can be performed without being affected by noise such as a change in atmospheric pressure or intake pulsation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施の形態に係る故障診断装置を適用する内
燃機関の概略構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which a failure diagnosis device according to an embodiment is applied.

【図2】 吸着機構の内部構成を示す図(1)FIG. 2 is a diagram (1) showing an internal configuration of a suction mechanism.

【図3】 吸着機構の内部構成を示す図(2)FIG. 3 is a diagram (2) showing an internal configuration of a suction mechanism.

【図4】 弁装置の動作を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the valve device.

【図5】 主排気通路とバイパス通路との排気抵抗を異
ならせるために適した吸着機構の構成を説明する図
(1)
FIG. 5 is a diagram (1) illustrating a configuration of an adsorption mechanism suitable for making exhaust resistance different between a main exhaust passage and a bypass passage.

【図6】 主排気通路とバイパス通路との排気抵抗を異
ならせるために適した吸着機構の構成を説明する図
(2)
FIG. 6 is a diagram (2) for explaining a configuration of an adsorption mechanism suitable for making exhaust resistance different between a main exhaust passage and a bypass passage.

【図7】 主排気通路とバイパス通路との排気抵抗を異
ならせるために適した吸着機構の構成を説明する図
(3)
FIG. 7 is a diagram (3) for explaining a configuration of an adsorption mechanism suitable for making exhaust resistance different between a main exhaust passage and a bypass passage.

【図8】 ECUの内部構成を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.

【図9】 第1の故障診断制御ルーチンを示す図FIG. 9 is a diagram showing a first failure diagnosis control routine.

【図10】 正常時における弁装置の開閉動作に起因した
機関運転状態の変化を示すタイムチャート図
FIG. 10 is a time chart showing a change in the engine operating state caused by the opening and closing operation of the valve device in a normal state.

【図11】 第2の故障診断制御ルーチンを示す図FIG. 11 is a diagram showing a second failure diagnosis control routine.

【図12】 故障診断装置を適用する内燃機関の他の実施
態様を示す図
FIG. 12 is a diagram showing another embodiment of the internal combustion engine to which the failure diagnosis device is applied.

【図13】 他の実施の形態に係るECUの内部構成を示
すブロック図
FIG. 13 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU according to another embodiment.

【図14】 第3の故障診断制御ルーチンを示す図FIG. 14 is a diagram illustrating a third failure diagnosis control routine.

【図15】 正常時における弁装置の開閉動作に起因した
機関運転状態の変化を示すタイムチャート図
FIG. 15 is a time chart illustrating a change in the engine operating state caused by the opening and closing operation of the valve device in a normal state.

【図16】 第4の故障診断制御ルーチンを示す図FIG. 16 is a diagram showing a fourth failure diagnosis control routine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・内燃機関 3・・・・サージタンク 4・・・・吸気管 8・・・・エアフローメータ 12・・・排気枝管 13・・・排気管 13a・・上流側排気管 13b・・下流側排気管 14・・・三元触媒 15・・・吸着機構 20・・・クランクポジションセンサ 21・・・水温センサ 22・・・排気還流管 22a・・流量調整弁 23・・・ECU 25・・・CPU 160・・弁装置 161・・ハウジング 162・・弁体 163・・シャフト 164・・通路 165・・軸受け 166・・アクチュエータ 1 ··· Internal combustion engine 3 ··· Surge tank 4 ··· Intake pipe 8 ··· Air flow meter 12 ··· Exhaust branch pipe 13 ··· Exhaust pipe 13a ··· Upstream exhaust pipe 13b · -Downstream exhaust pipe 14-Three-way catalyst 15-Adsorption mechanism 20-Crank position sensor 21-Water temperature sensor 22-Exhaust recirculation pipe 22a-Flow control valve 23-ECU 25 ... CPU 160 ... valve device 161 ... housing 162 ... valve body 163 ... shaft 164 ... passage 165 ... bearing 166 ... actuator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星 幸一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G065 AA04 CA35 DA06 EA03 GA05 GA10 GA11 GA18 GA37 GA41 KA02 KA12 3G091 AA02 AA11 AB03 AB13 BA14 BA15 BA19 CA13 CA26 CB02 CB07 EA01 EA04 EA05 EA07 EA08 EA39  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koichi Hoshi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. F-term (reference) 3G065 AA04 CA35 DA06 EA03 GA05 GA10 GA11 GA18 GA37 GA41 KA02 KA12 3G091 AA02 AA11 AB03 AB13 BA14 BA15 BA19 CA13 CA26 CB02 CB07 EA01 EA04 EA05 EA07 EA08 EA39

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設けられた弁機構
と、 前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手
段と、 前記弁機構の開度が変更されたときの機関回転数の変化
に基づいて前記弁機構の故障診断を行う故障診断手段
と、 を備えたことを特徴とする排気弁の故障診断装置。
A valve mechanism provided in an exhaust passage of the internal combustion engine; an engine speed detecting means for detecting an engine speed of the internal combustion engine; and an engine speed when an opening of the valve mechanism is changed. And a failure diagnosis means for performing a failure diagnosis of the valve mechanism based on a change of the exhaust valve.
【請求項2】 内燃機関の排気通路における主排気通路
を迂回するバイパス通路と、 前記主排気通路と前記バイパス通路とへの排気の流れを
切り換える排気弁と、 前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手
段と、 前記排気弁の開度が変更されたときの機関回転数の変化
に基づいて前記排気弁の故障診断を行う故障診断手段
と、 を備えたことを特徴とする排気弁の故障診断装置。
2. A bypass passage bypassing a main exhaust passage in an exhaust passage of the internal combustion engine, an exhaust valve for switching an exhaust flow to the main exhaust passage and the bypass passage, and detecting an engine speed of the internal combustion engine. An engine speed detecting means for performing a fault diagnosis of the exhaust valve based on a change in the engine speed when the opening of the exhaust valve is changed. Valve failure diagnosis device.
【請求項3】 内燃機関の排気通路における主排気通路
を迂回するバイパス通路と、 前記主排気通路と前記バイパス通路とへの排気の流れを
切り換える排気弁と、 前記内燃機関の燃料噴射量を検出する燃料噴射量検出手
段と、 前記排気弁の開度が変更されたときの燃料噴射量の変化
に基づいて前記排気弁の故障診断を行う故障診断手段
と、を備えたことを特徴とする排気弁の故障診断装置。
3. A bypass passage bypassing a main exhaust passage in an exhaust passage of the internal combustion engine, an exhaust valve switching an exhaust flow to the main exhaust passage and the bypass passage, and detecting a fuel injection amount of the internal combustion engine. A fuel injection amount detecting unit that performs a failure diagnosis of the exhaust valve based on a change in the fuel injection amount when the opening of the exhaust valve is changed. Valve failure diagnosis device.
【請求項4】 前記故障診断手段は、前記内燃機関の運
転状態が一定の負荷運転領域にあることを条件に前記排
気弁の故障診断を実行することを特徴とする請求項2又
は請求項3記載の排気弁の故障診断装置。
4. The failure diagnosis means according to claim 2, wherein said failure diagnosis means performs a failure diagnosis of said exhaust valve on condition that an operation state of said internal combustion engine is in a constant load operation region. A failure diagnosis device for the exhaust valve according to the above.
【請求項5】 前記故障診断手段は、前記内燃機関の運
転状態が一定の低負荷運転領域にあることを条件に前記
排気弁の故障診断を実行することを特徴とする請求項2
又は請求項3記載の排気弁の故障診断装置。
5. The failure diagnosis unit according to claim 2, wherein the failure diagnosis unit performs the failure diagnosis of the exhaust valve on condition that an operation state of the internal combustion engine is in a constant low load operation region.
4. The exhaust valve failure diagnostic device according to claim 3, wherein:
【請求項6】 前記バイパス通路には、排気を浄化する
排気浄化手段が設けられていることを特徴とする請求項
2又は請求項3記載の排気弁の故障診断装置。
6. The failure diagnosis device for an exhaust valve according to claim 2, wherein exhaust gas purification means for purifying exhaust gas is provided in the bypass passage.
【請求項7】 前記排気浄化手段は、排気中に含まれる
未燃燃料成分を吸着する吸着材であり、 前記故障診断手段は、前記吸着材下流の排気の空燃比が
リーン雰囲気のときに前記排気弁の故障診断を実行する
ことを特徴とする請求項6記載の排気弁の故障診断装
置。
7. The exhaust gas purifying means is an adsorbent for adsorbing unburned fuel components contained in the exhaust gas, and the failure diagnosing means is configured to detect the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the adsorbent when the air-fuel ratio is lean. 7. The exhaust valve failure diagnosis device according to claim 6, wherein the exhaust valve failure diagnosis is performed.
【請求項8】 前記故障診断手段は、前記内燃機関の暖
機完了後に前記排気弁の故障診断を行うことを特徴とす
る請求項6記載の排気弁の故障診断装置。
8. The exhaust valve failure diagnostic device according to claim 6, wherein said failure diagnostic means performs a failure diagnosis of said exhaust valve after the completion of warming-up of said internal combustion engine.
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