JP2003269234A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気中の有害物質の低減効果を高めるよう排
気流動を抑制する排気流動制御手段の故障を安価にして
確実に検出可能な内燃機関の排気浄化装置を提供する。 【解決手段】 排気流動制御手段による排気流動の抑制
度合いによらず、機関回転速度検出手段により検出され
る機関回転速度、燃料量調整手段により調整される燃料
量、点火時期調整手段により調整される点火時期及び吸
入空気量調整手段により調整される吸入空気量のうちの
いずれか三つのパラメータを各々所定値（θtha、ＡＦ
a、ＳＡa）に固定して残り一つのパラメータの値（Ｎeo
p、Ｎe）を求め(S12,S20)、該残り一つのパラメータの
値同士を比較して排気流動制御手段の故障を判定する故
障判定手段(S20,S22)を備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に係り、詳しくは、排気中の有害物質の低減効果
を高めるよう排気流動を抑制する排気流動制御手段の故
障診断技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、
Ｈ2等の未燃物の他、スモーク、ＮＯx等を含む）を低減
させることを目的とした技術として、触媒上での反応を
利用した排気浄化技術が知られている。しかしながら、
当該排気浄化技術では、触媒が活性化されるまでの間に
ＨＣ等の未燃物が大気放出されるという問題があり、こ
のように触媒活性化までに放出される有害物質量は、コ
ールドモードでの全放出量の９割にも達する場合があり
重要な問題となっている。
【０００３】そこで、例えば特開平３−１１７６１１
号、特開平４−１８３９２１号公報に開示されるよう
に、排気圧上昇により冷態時に触媒を早期活性化させる
技術が開発されている。当該技術では、例えば排気通路
下流に排気流動制御手段として密閉型可変排気バルブを
設けており、当該密閉型可変排気バルブを調節し排気管
断面積を変更させることで、排気通路抵抗、排気密度を
上昇させ或いは排気流速を低下させ、排気圧の上昇ひい
ては排気温度の上昇を図るようにしている。
【０００４】そして、このように排気圧を上昇させるよ
うにすると、排気系（燃焼室〜排気通路を含む）内の未
燃物の反応が促進されるとともに、排気温度が上昇して
触媒が早期に活性化され、排気浄化効率が向上する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記密閉型
可変排気バルブは高温高圧の環境下に置かれるため、長
期間使用していると、故障してバルブが正常に作動しな
くなる場合がある。このように密閉型可変排気バルブの
バルブが正常に作動しなくなると、排気圧を上昇させた
いにも拘わらずバルブが閉弁作動せず、排気圧が実際に
は上昇しなかったり、或いは、排気圧を上昇させたくな
いにも拘わらずバルブが閉弁作動したままとされ、排気
圧が高いままに保持されるといった不具合が生ずる。
【０００６】そして、排気圧が上昇しなくなると、排気
の浄化が促進されないために触媒活性化までに放出され
る有害物質を十分に浄化できなくなるおそれがあり、ま
た、排気圧が高いままに保持されると、排気効率が低下
して内燃機関の出力が低下し好ましいことではない。そ
こで、排気通路に排気圧センサを設け、該排気圧センサ
からの排気圧情報に基づいて密閉型可変排気バルブの故
障を検出することが考えられている。
【０００７】しかしながら、排気圧センサを用いる場
合、当該排気圧センサを別途設けなければならず、一般
に排気圧センサは高温高圧に耐える仕様であるため高価
であり、部品コストが増大するという問題があり、さら
には排気圧センサ自身が故障することも考えられる。ま
た、排気圧に応じて拡散速度が異なることを利用し、排
ガスセンサ（Ｏ2センサ、ＬＡＦＳ等）により密閉型可
変排気バルブの故障を検出することも考えられている。
【０００８】しかしながら、密閉型可変排気バルブの故
障の検出精度は排ガスセンサの精度の影響を大きく受け
るため、排ガスセンサが経時劣化すると故障検出精度が
低下するという問題があり、やはり排ガスセンサ自身が
故障することも考えられる。本発明はこのような問題点
を解決するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、排気中の有害物質の低減効果を高めるよう排気流
動を抑制する排気流動制御手段の故障を安価にして確実
に検出可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することに
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、排気中の有害物質の低減
効果を高めるよう排気流動を抑制する排気流動制御手段
と、機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
出力トルクに寄与する燃料量を調整する燃料量調整手段
と、点火時期を調整する点火時期調整手段と、吸入空気
量を調整する吸入空気量調整手段と、前記排気流動制御
手段による排気流動の抑制度合いによらず、前記機関回
転速度検出手段により検出される機関回転速度、前記燃
料量調整手段により調整される燃料量、前記点火時期調
整手段により調整される点火時期及び前記吸入空気量調
整手段により調整される吸入空気量のうちのいずれか三
つのパラメータを各々所定値に固定して残り一つのパラ
メータの値を求め、該残り一つのパラメータの値同士を
比較して前記排気流動制御手段の故障を判定する故障判
定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】従って、燃料噴射量、点火時期、吸入空気
量及び機関回転速度（エンジン回転速度）に基づいて排
気流動制御手段の故障が安価にして確実に判定される。
ここに、本発明は次のような知見に基づきなされたもの
であり、以下説明する。内燃機関（エンジン）の制御入
力には燃料噴射量、点火時期、吸入空気量があり、一方
制御出力にはエンジン回転速度、エンジン出力があると
ころ、当該エンジン出力は上記制御入力とエンジン回転
速度とから概ね決定され、エンジン回転速度は燃料噴射
量、点火時期、吸入空気量から決定されるものであるた
め、エンジンの外部負荷（例えば、排気流動の抑制度合
い、即ち排気圧）が同一であれば、燃料噴射量、点火時
期、吸入空気量及びエンジン回転速度のうちのいずれか
三つのパラメータが決まることで残り一つのパラメータ
が自ずと決定される。換言すれば、燃料噴射量、点火時
期、吸入空気量及びエンジン回転速度のうちのいずれか
三つのパラメータを固定しておけば、エンジンの外部負
荷（例えば、排気流動の抑制度合い、即ち排気圧）の変
化に追従して残り一つのパラメータが変化する。
【００１１】つまり、当該残り一つのパラメータの変化
を監視しておくことにより、エンジンの外部負荷（例え
ば、排気流動の抑制度合い、即ち排気圧）の変化状況を
容易に把握できることになる。これにより、排気流動制
御手段による排気流動の抑制度合いによらず、燃料噴射
量、点火時期、吸入空気量及びエンジン回転速度のいず
れか三つのパラメータを各々所定値に固定して残り一つ
のパラメータの値を求め、該残り一つのパラメータの値
を監視し比較することで、排気流動の抑制度合い（排気
圧）の実際の変化状況を知ることができ、排気流動制御
手段の故障が容易に判定可能とされる。
【００１２】例えば、排気流動の抑制を行ったにも拘わ
らず残り一つのパラメータの値がそれほど変化していな
いことが検出された場合には、排気流動が十分に抑制さ
れておらず排気流動制御手段が故障しているものと容易
に判定される。また、請求項２の発明では、前記故障判
定手段は、前記排気流動の抑制を行わなかったときに、
前記排気流動の抑制度合いが所定の抑制度合いとなるよ
う指令を発した状態で予め前記いずれか三つのパラメー
タを各々所定値に固定して残り一つのパラメータの値を
第１パラメータ値として求めておき、前記排気流動の抑
制を行うときに、前記いずれか三つのパラメータを各々
前記所定値に固定して残り一つのパラメータの値を第２
パラメータ値として求め、前記第１パラメータ値と前記
第２パラメータ値との差に基づき前記排気流動制御手段
の故障を判定することを特徴としている。
【００１３】即ち、排気流動の抑制を行わなかったとき
の残り一つのパラメータの値が第１パラメータ値（基準
値）として求められ、一方排気流動の抑制を行うときの
残り一つのパラメータの値が第２パラメータ値として求
められ、これら第１パラメータ値と第２パラメータ値の
差に基づいて排気流動の抑制度合いの変化量が把握され
る。これにより、排気流動制御手段の故障（開固着等）
が容易にして確実に判定可能とされる。
【００１４】また、請求項３の発明では、前記故障判定
手段は、前記排気流動制御手段に故障がなく且つ前記排
気流動の抑制を行わなかったときに、前記排気流動の抑
制度合いが所定の抑制度合いとなるよう指令を発した状
態で予め前記いずれか三つのパラメータを各々所定値に
固定して残り一つのパラメータの値を第１パラメータ値
として求めておき、前記排気流動の抑制を行うときに、
前記いずれか三つのパラメータを各々前記所定値に固定
して残り一つのパラメータの値を第２パラメータ値とし
て求め、前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値
との差に基づき前記排気流動制御手段の故障を判定する
ことを特徴としている。
【００１５】即ち、排気流動制御手段が正常に作動して
おり且つ排気流動の抑制を行わなかったときの残り一つ
のパラメータの値が第１パラメータ値（判定基準値）と
して予め求められ、一方排気流動の抑制を行うときの残
り一つのパラメータの値が第２パラメータ値として求め
られ、これら第１パラメータ値と第２パラメータ値の差
に基づいて排気流動の抑制度合いの変化量が把握され
る。これにより、絶対的な判定基準値に基づいて排気流
動制御手段の故障（開固着等）が容易にして精度よく確
実に判定可能とされる。
【００１６】また、請求項４の発明では、前記故障判定
手段は、前記排気流動制御手段に故障がなく且つ前記排
気流動の抑制を行ったときに、前記排気流動の抑制度合
いが所定の抑制度合いとなるよう指令を発した状態で予
め前記いずれか三つのパラメータを各々所定値に固定し
て残り一つのパラメータの値を第１パラメータ値として
求めておき、前記排気流動の抑制を行わないときに、前
記いずれか三つのパラメータを各々前記所定値に固定し
て残り一つのパラメータの値を第２パラメータ値として
求め、前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値と
の差に基づき前記排気流動制御手段の故障を判定するこ
とを特徴としている。
【００１７】即ち、排気流動制御手段が正常に作動して
おり且つ排気流動の抑制を行ったときの残り一つのパラ
メータの値が第１パラメータ値（判定基準値）として予
め求められ、一方排気流動の抑制を行わないときの残り
一つのパラメータの値が第２パラメータ値として求めら
れ、これら第１パラメータ値と第２パラメータ値の差に
基づいて排気流動の抑制度合いの変化量が把握される。
これにより、絶対的な判定基準値に基づいて排気流動制
御手段の故障（閉固着等）が容易にして精度よく確実に
判定可能とされる。
【００１８】また、請求項５の発明では、前記故障判定
手段は、前記排気流動制御手段に故障がなく且つ前記排
気流動の抑制を行ったときに、前記排気流動の抑制度合
いが所定の抑制度合いとなるよう指令を発した状態で予
め前記いずれか三つのパラメータを各々所定値に固定し
て残り一つのパラメータの値を第１パラメータ値として
求めておき、前記排気流動の抑制を行うときに、前記い
ずれか三つのパラメータを各々前記所定値に固定して残
り一つのパラメータの値を第２パラメータ値として求
め、前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値との
差に基づき前記排気流動制御手段の故障を判定すること
を特徴としている。
【００１９】即ち、排気流動制御手段が正常に作動して
おり且つ排気流動の抑制を行うときと同じ所定の抑制度
合いで排気流動の抑制を行ったときの残り一つのパラメ
ータの値が第１パラメータ値（判定基準値）として予め
求められ、一方実際に排気流動の抑制を行うときの残り
一つのパラメータの値が第２パラメータ値として求めら
れ、これら第１パラメータ値と第２パラメータ値の差に
基づいて排気流動の抑制度合いの変化量が把握される。
これにより、絶対的な判定基準値に基づいて排気流動制
御手段の故障（開固着等）が容易にして精度よく確実に
判定可能とされる。
【００２０】また、請求項６の発明では、前記故障判定
手段は、前記排気流動制御手段に故障がなく且つ前記排
気流動の抑制を行わなかったときに、前記排気流動の抑
制度合いが所定の抑制度合いとなるよう指令を発した状
態で予め前記いずれか三つのパラメータを各々所定値に
固定して残り一つのパラメータの値を第１パラメータ値
として求めておき、前記排気流動の抑制を行わないとき
に、前記いずれか三つのパラメータを各々前記所定値に
固定して残り一つのパラメータの値を第２パラメータ値
として求め、前記第１パラメータ値と前記第２パラメー
タ値との差に基づき前記排気流動制御手段の故障を判定
することを特徴としている。
【００２１】即ち、排気流動制御手段が正常に作動して
おり且つ排気流動の抑制を行わないときと同じ所定の抑
制度合いで排気流動の抑制を行わなかったときの残り一
つのパラメータの値が第１パラメータ値（判定基準値）
として予め求められ、一方実際に排気流動の抑制を行わ
ないときの残り一つのパラメータの値が第２パラメータ
値として求められ、これら第１パラメータ値と第２パラ
メータ値の差に基づいて排気流動の抑制度合いの変化量
が把握される。これにより、絶対的な判定基準値に基づ
いて排気流動制御手段の故障（閉固着等）が容易にして
精度よく確実に判定可能とされる。
【００２２】また、請求項７の発明では、上記請求項２
乃至４において、前記故障判定手段は、前記第１パラメ
ータ値と前記第２パラメータ値との差が前記排気流動の
抑制時における目標抑制度合いに応じて設定される所定
値よりも小さいときに故障と判定することを特徴として
いる。即ち、排気流動制御手段が故障しているときに
は、排気流動の抑制度合い（排気圧）の実際の変化量が
小さくなり、請求項２乃至４においては、第１パラメー
タ値と第２パラメータ値との差が小さくなるのである
が、この差は排気流動制御の目標抑制度合いに応じて異
なり、排気流動制御の目標抑制度合いが大きいほど残り
一つのパラメータに与える影響が大きく、故に、当該目
標抑制度合いに応じて設定された所定値を判定閾値と
し、当該所定値よりも小さいときに故障と判定すること
により、排気流動制御手段の故障が誤判定なく精度よく
判定可能とされる。
【００２３】また、請求項８の発明では、上記請求項５
または６において、前記故障判定手段は、前記第１パラ
メータ値と前記第２パラメータ値との差が前記排気流動
の抑制時における目標抑制度合いに応じて設定される所
定値よりも大きいときに故障と判定することを特徴とし
ている。即ち、排気流動制御手段が故障しているときに
は、請求項５または６においては、第１パラメータ値に
第２パラメータ値が追従せず第１パラメータ値と第２パ
ラメータ値との差が大きくなるのであるが、この差は排
気流動制御の目標抑制度合いに応じて異なり、排気流動
制御の目標抑制度合いが大きいほど残り一つのパラメー
タに与える影響が大きく、故に、当該目標抑制度合いに
応じて設定された所定値を判定閾値とし、当該所定値よ
りも大きいときに故障と判定することにより、排気流動
制御手段の故障が誤判定なく精度よく判定可能とされ
る。
【００２４】また、請求項９の発明では、前記故障判定
手段は、前回前記排気流動制御手段による排気流動の抑
制中に内燃機関が停止した後には、前記排気流動制御手
段による排気流動の抑制を禁止或いは低減することを特
徴としている。即ち、前回排気流動制御手段による排気
流動の抑制中に内燃機関が停止（エンスト、キーオフ
等）したような場合には、排気流動制御手段に故障が発
生する蓋然性が高く、このような状況下では排気流動の
抑制を禁止或いは低減することにより排気流動制御の実
行に伴い生じる弊害が回避され、安全が確保される。
【００２５】この場合、排気流動の抑制度合いを排気流
動の抑制を行うときとは異なる所定の抑制度合いとして
残り一つのパラメータの値を第１パラメータ値（判定基
準値）として求めるようにすれば、第１パラメータ値
（判定基準値）を必要に応じて適宜最適値に更新できる
ことになり、排気流動制御手段の故障が確実にして精度
よく判定可能とされる。
【００２６】また、請求項１０の発明では、さらに、燃
焼空燃比を制御する空燃比制御手段を備え、前記燃料量
及び前記吸入空気量のいずれか一方は前記燃焼空燃比に
基づき調整されることを特徴としている。従って、燃料
量及び吸入空気量のいずれか一方に代えて燃焼空燃比が
用いられ、排気流動制御手段の故障が容易に判定可能と
される。
【００２７】また、請求項１１の発明では、内燃機関
は、燃料を燃焼室に直接噴射する筒内噴射型内燃機関で
あって、燃料を吸気行程或いは圧縮行程で噴射した後に
膨張行程以降で追加噴射する二段燃焼運転モードと、燃
焼空燃比がややリーン空燃比となるようにして燃料を圧
縮行程で噴射する圧縮スライトリーン運転モードとを有
し、前記故障判定手段は、前記二段燃焼運転モード及び
前記圧縮スライトリーン運転モード毎に前記残り一つの
パラメータの値を求め、前記二段燃焼運転モード及び前
記圧縮スライトリーン運転モード毎にそれぞれ前記残り
一つのパラメータの値同士を比較することを特徴として
いる。
【００２８】従って、冷態始動時には、排気流動の抑制
と組み合わせて二段燃焼運転モード及び圧縮スライトリ
ーン運転モードを選択する傾向にあるが、各運転モード
毎に残り一つのパラメータの値を求め、各運転モード毎
に残り一つのパラメータの値同士を比較することで、排
気流動制御手段の故障が正確に判定可能とされる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１を参照すると、本発明に係
る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されてお
り、以下、当該排気浄化装置の構成を説明する。同図に
示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、単に
エンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モード
を切換えることで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴
射）とともに圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射）を
実施可能な筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンが採
用される。この筒内噴射型のエンジン１は、容易にして
理論空燃比（ストイキオ）での運転やリッチ空燃比での
運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比での運転
（リーン空燃比運転）を実現可能に構成されている。
【００３０】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
料を燃焼室内に直接噴射可能である。点火プラグ４には
高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。ま
た、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タン
クを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されてい
る。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプ
と高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃
料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高
燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向
けて所望の燃圧で噴射可能である。
【００３１】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端が分岐し
てそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には
吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設け
られており、さらに、スロットル開度θthを検出するス
ロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１６が設けられて
いる。
【００３２】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド１２の一端が
分岐してそれぞれ接続されている。なお、当該筒内噴射
型のエンジン１は既に公知のものであるため、その構成
の詳細については説明を省略する。
【００３３】排気マニホールド１２の他端には排気管
（排気通路）２０が接続されている。そして、排気管２
０には、排気浄化触媒装置として三元触媒３０が介装さ
れている。この三元触媒３０は、担体に活性貴金属とし
て銅（Ｃｕ），コバルト（Ｃｏ），銀（Ａｇ），白金
（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ）のい
ずれかを有している。
【００３４】また、同図に示すように、排気管２０に
は、排気中の酸素濃度を検出するＯ2センサ２２が配設
されている。さらに、排気管２０の三元触媒３０よりも
下流の部分には、排気流動制御装置４０が介装されてい
る。排気流動制御装置４０は、排ガス中の有害物質（Ｈ
Ｃ、ＣＯ、Ｈ2等の未燃物の他、スモーク、ＮＯx等を含
む）の低減を促進させることを目的とする装置であり、
排気圧、排気密度及び排気流速の少なくともいずれか一
つを変更することが可能に構成されている。具体的に
は、排気流動制御装置４０は排気管２０の流路面積を調
節可能な密閉型開閉弁（排気流動制御手段）４２が電子
コントロールユニット（ＥＣＵ）６０に電気的に接続さ
れて構成されている。
【００３５】密閉型開閉弁４２としては種々の方式が考
えられるが、ここでは、図２に示すようなバタフライ弁
が採用されている。バタフライ弁は、図２（ａ）に閉弁
状態を示し、図２（ｂ）に開弁状態を示すように、排気
管２０を貫通する軸４３回りに円盤４４が回転すること
で排気管２０の流路面積を調節するように構成されてい
る。バタフライ弁にはアクチュエータ４５が設けられて
おり、バタフライ弁は当該アクチュエータ４５によって
弁体４４が軸４３回りに回転させられて開閉作動する。
【００３６】ＥＣＵ６０は、入出力装置、記憶装置（Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ６
０により、エンジン１を含めた排気浄化促進装置の総合
的な制御が行われる。ＥＣＵ４０の入力側には、上述し
たＴＰＳ１６、Ｏ2センサ２２等の他、アイドルＳＷ５
２やクランク角センサ５４等の各種センサ類が接続され
ており、これらセンサ類の検出情報が入力される。な
お、クランク角センサ５４により検出されるクランク角
情報からはエンジン回転速度Ｎeが算出される（機関回
転速度検出手段）。
【００３７】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述の燃
料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４、アクチ
ュエータ４５等の各種出力デバイスが接続されており、
これら各種出力デバイスには上記各種センサ類からの検
出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、
点火時期、弁開度等の各種情報がそれぞれ出力され、こ
れにより、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタイ
ミングで噴射され、点火プラグ４により適正なタイミン
グで火花点火が実施され、所望の弁開度となるよう密閉
型開閉弁４２が開閉制御される（点火時期調整手段）。
詳しくは、各種センサ類からの検出情報に基づいて燃焼
空燃比（Ａ／Ｆ）が設定され（空燃比制御手段）、当該
Ａ／Ｆに応じて燃料噴射量Ｑf、スロットル開度θth等
が設定される（燃料量調整手段、吸入空気量調整手
段）。なお、出力側には警告ランプ５０も接続されてい
る。
【００３８】また、当該排気浄化装置では、エンジン１
は、運転モードとして、燃料噴射弁６により主燃焼用の
主噴射をした後、当該燃料噴射弁６によりさらに膨張行
程後期以降に燃料を副噴射して二段燃焼を行う二段燃焼
運転モードを有して構成されている。当該二段燃焼運転
モードでは、主噴射は圧縮行程で行われ、主燃焼のＡ／
Ｆは酸素（Ｏ2）の多いリーン空燃比に設定される。
【００３９】このように二段燃焼を行うと、排気系（燃
焼室から三元触媒３０）内に主燃焼で残存した余剰酸素
（余剰Ｏ2）と副噴射による未燃物（ＨＣ、ＣＯ等）と
を同時に存在させることが可能となり、例えばエンジン
１の冷態始動時のように三元触媒３０が未だ活性化して
いないような場合において、これら余剰Ｏ2とＨＣ、Ｃ
Ｏ等とが排気系内で反応して排気浄化が促進され、また
排気温度が上昇して三元触媒３０の早期活性化が実現さ
れる（排気昇温制御）。
【００４０】さらに、当該排気浄化装置では、エンジン
１は、運転モードとして、燃料噴射弁６により圧縮行
程、好ましくは圧縮行程中期以降に主噴射を行い、且
つ、主噴射のＡ／Ｆを理論空燃比に対し若干リーン側で
あるスライトリーン（理論空燃比を含んでもよい）に設
定して運転を行う圧縮スライトリーン運転モード（圧縮
Ｓ／Ｌ運転モード）をも有して構成されている。
【００４１】このように圧縮スライトリーン（圧縮Ｓ／
Ｌ）運転を行うと、燃焼時のＡ／Ｆが層状化されるた
め、燃焼後の排ガス成分中の酸素とＣＯの量が増量され
ることになり、その結果、エンジン出力をある程度確保
しながらも排気系（燃焼室から三元触媒３０）内に酸素
とＣＯとを共存させることが可能となる。そして、これ
ら酸素とＣＯとが排気系内で反応することで排気浄化が
促進され、排気温度が上昇して三元触媒３０の早期活性
化が実現される（排気昇温制御）。特に、二段燃焼を実
施した後の低負荷運転時に当該圧縮Ｓ／Ｌ運転を実施す
ると、二段燃焼によって昇温した三元触媒３０が良好に
高温状態に保持され、排気浄化効率が向上する。
【００４２】以下、このように構成された本発明に係る
排気浄化装置の作用、即ち密閉型開閉弁４２により構成
される排気流動制御装置４０の故障診断手法（故障判定
手段）について説明する。まず、第１実施例を説明す
る。図３を参照すると、本発明の第１実施例に係る故障
診断ルーチンがフローチャートで示されており、以下当
該フローチャートに沿って説明する。
【００４３】ステップＳ１０では、排気流動制御モード
中であるか否かを判別する。即ち、ＥＣＵ６０から排気
流動制御の開始指令が出力されているか否かを判別す
る。判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、ステップＳ１
２に進む。なお、排気流動制御は上記二段燃焼運転や圧
縮Ｓ／Ｌ運転等による排気昇温制御を前提に実施される
制御であるため、当該排気流動制御モード中であるか否
かの判別には、排気昇温制御中であるか否かの判別も含
まれている。ここでは、排気昇温制御として二段燃焼運
転や圧縮Ｓ／Ｌ運転を行うようにしているが、排気昇温
制御として排気中に二次エアを導入する二次エア技術を
適用することもできる。
【００４４】ステップＳ１２では、スロットル開度θth
を所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦa（例え
ば、二段燃焼運転時には値２５とし、圧縮Ｓ／Ｌ運転時
にはストイキオとし、二次エア技術では値１２とする
が、システムに応じて最適値が設定される）に固定し、
さらに点火時期を所定値ＳＡaに固定する。なお、Ａ／
Ｆに代えて燃料噴射量Ｑfを所定値Ｑfaに固定するよう
にしてもよく、このように燃料噴射量Ｑfを所定値Ｑfa
に固定した場合にはスロットル開度θthに代えてＡ／Ｆ
を所定値ＡＦaに固定するようにしてもよい。また、所
定値θtha、所定値ＳＡa及び所定値Ｑfaについてはエン
ジン１の冷却水温度に応じて補正するようにしてもよ
い。
【００４５】ステップＳ１４では、後述するエンジン回
転速度Ｎeの判別閾値である所定偏差ΔＮe1を目標排気
圧（目標抑制度合い）に応じて次式(1)に基づき設定す
る。 ΔＮe1＝（目標排気圧（mmHg)／１００mmHg）×０．０２×Ｎeop …(1) ここに、Ｎeopは、上述のようにスロットル開度θthを
所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、
点火時期を所定値ＳＡaに固定した状態で密閉型開閉弁
４２を全開状態（排気圧が大気圧に等しい状態であり、
ここでは０mmHgを意味する）にした場合の目標エンジン
回転速度（第１パラメータ）を示している。また、（目
標排気圧（mmHg)／１００mmHg）×０．０２の項は、目
標排気圧１００mmHg毎に２％の意味である。
【００４６】即ち、実験によれば、スロットル開度θt
h、Ａ／Ｆ（または燃料噴射量Ｑf）、点火時期（三つの
パラメータ）を固定した状態で密閉型開閉弁４２を閉作
動させて排気圧を上昇させると、排気圧１００mmHgに対
してエンジントルクひいてはエンジン回転速度Ｎe（残
り一つのパラメータ）が約３％減少することが確認され
ており、ここでは、目標排気圧に応じた目標エンジン回
転速度Ｎeopの変化量を１％（３％−２％）のばらつき
を見込んで所定偏差ΔＮe1として求めるようにしてい
る。
【００４７】ステップＳ１６では、密閉型開閉弁４２を
所定の開度（例えば、全閉）に制御して排気流動の抑制
を行う。これにより、排気圧が上昇し、排気系内の酸化
反応が促進される。ステップＳ１８では、上述のように
スロットル開度θthを所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを
所定値ＡＦaに固定し、点火時期を所定値ＳＡaに固定
し、且つ、排気圧を上昇させた状態で、クランク角セン
サ５４からの情報に基づき現在のエンジン回転速度Ｎe
（第２パラメータ）を求め、当該エンジン回転速度Ｎe
と上記目標エンジン回転速度Ｎeopとの差（Ｎe−Ｎeo
p）が所定偏差ΔＮe0（例えば、値０）以上であるか否
かを判別する。エンジン回転速度Ｎeは密閉型開閉弁４
２が全開のときに最大となり目標エンジン回転速度Ｎeo
pであるため、通常はエンジン回転速度Ｎeと上記目標エ
ンジン回転速度Ｎeopとの差（Ｎe−Ｎeop）が所定偏差
ΔＮe0（例えば、値０）以上になることはなく、判別結
果は偽（Ｎｏ）であり、ステップＳ２０に進む。
【００４８】ステップＳ２０では、目標エンジン回転速
度Ｎeopと現在のエンジン回転速度Ｎeとの差（Ｎeop−
Ｎe）が上記ステップＳ１４で設定した所定偏差ΔＮe1
以上であるか否かを判別する。上述したように、燃料噴
射量、点火時期、吸入空気量及びエンジン回転速度のい
ずれか三つのパラメータを固定しておけば、エンジンの
外部負荷（排気流動の抑制度合い、即ち排気圧）の変化
に追従して残り一つのパラメータが変化するものであ
り、逆にいえば、三つのパラメータを固定した状態で残
り一つのパラメータの変化を監視しておけば、エンジン
の外部負荷（排気流動の抑制度合い、即ち排気圧）の実
際の変化状況を容易に把握できることになる。
【００４９】故に、ここでは、この特性を利用し、吸入
空気量に相当するスロットル開度θth、燃料噴射量に相
当するＡ／Ｆ（または燃料噴射量Ｑf）、点火時期（三
つのパラメータ）を固定した状態で、目標エンジン回転
速度Ｎeopに対するエンジン回転速度Ｎe（残り一つのパ
ラメータ）の変化量、即ち差（Ｎeop−Ｎe）を求め、当
該変化量が所定偏差ΔＮe1以上変化しているか否かを判
別することにより、密閉型開閉弁４２により適切に排気
流動の抑制、即ち排気圧の上昇が行われているか否かを
判別する。即ち、現在のエンジン回転速度Ｎeを監視す
ることで、密閉型開閉弁４２が故障（開固着）なく正常
に閉作動しているか否かを判別する。
【００５０】ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、目標エンジン回転速度Ｎeopとエンジン回転速度Ｎe
との差（Ｎeop−Ｎe）が所定偏差ΔＮe1以上と判定され
た場合には、密閉型開閉弁４２は故障なく正常に作動し
ていると判断でき、この場合には何もせずに当該ルーチ
ンを抜ける。一方、ステップＳ２０の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、目標エンジン回転速度Ｎeopとエンジン回転速
度Ｎeとの差（Ｎeop−Ｎe）が所定偏差ΔＮe1に満たな
いと判定された場合、或いは上記ステップＳ１８の判別
結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、密閉型開閉弁４２に何
らかの故障が発生しており、密閉型開閉弁４２は正常に
作動していないと判断できる。従って、この場合には次
にステップＳ２２に進み、故障と判定する。
【００５１】密閉型開閉弁４２が故障していると判定し
たら、もはや密閉型開閉弁４２による排気流動の抑制は
困難と考えられ、ステップＳ２４において排気流動制御
を禁止するとともに、ステップＳ２６において排気昇温
制御（二段燃焼運転、圧縮Ｓ／Ｌ運転或いは二次エア技
術）を禁止する。さらに、ステップＳ２８において警告
ランプ５０を点灯して運転者に密閉型開閉弁４２の故障
を知らせる。
【００５２】なお、密閉型開閉弁４２が故障していると
判定した後であっても、密閉型開閉弁４２の作動不良が
改善され、ステップＳ２０の判別結果が真（Ｙｅｓ）に
切り換わる場合もあり、このような場合には故障判定を
撤回するようにしてもよい。上記ステップＳ１０の判別
結果が偽（Ｎｏ）で、排気流動制御モード中ではないと
判定された場合には、ステップＳ３０に進む。
【００５３】ステップＳ３０では、アイドルＳＷ５２か
らの情報に基づき、現在アイドル運転中か否かを判別す
る。つまり、運転状態が安定した状態にあるか否かを判
別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で現在アイドル運転中に
ないと判定された場合には、当該ルーチンを抜ける。一
方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で現在アイドル運転中と判
定された場合には、ステップＳ３２に進む。
【００５４】ステップＳ３２では、上記ステップＳ１２
の場合と同様にして、スロットル開度θthを所定値θth
bに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦbに固定し、さらに点火
時期を所定値ＳＡbに固定する。なお、Ａ／Ｆに代えて
燃料噴射量Ｑfを所定値Ｑfbに固定するようにしてもよ
く、このように燃料噴射量Ｑfを所定値Ｑfbに固定した
場合にはスロットル開度θthに代えてＡ／Ｆを所定値Ａ
Ｆbに固定するようにしてもよい。また、所定値θthb、
所定値ＳＡb及び所定値Ｑfbについてはエンジン１の冷
却水温度に応じて補正するようにしてもよい。また、所
定値θthbと所定値θtha、所定値ＡＦbと所定値ＡＦa、
所定値ＳＡbと所定値ＳＡaとはそれぞれ同一値であって
もよい。
【００５５】ステップＳ３４では、上記ステップＳ１４
の場合と同様、式(1)に基づき、スロットル開度θthを
所定値θthbに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦbに固定し、
さらに点火時期を所定値ＳＡbに固定した状態で所定偏
差ΔＮe1’を求める。そして、ステップＳ３６におい
て、排気流動制御モード中ではないことを受けて密閉型
開閉弁４２を全開状態に制御し、排気流動の抑制を行わ
ないように解除する。
【００５６】ステップＳ３８では、やはり上記ステップ
Ｓ１８の場合と同様、スロットル開度θthを所定値θth
bに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦbに固定し、さらに点火
時期を所定値ＳＡbに固定した状態で、クランク角セン
サ５４からの情報に基づき現在のエンジン回転速度Ｎe
を求め、当該エンジン回転速度Ｎeと密閉型開閉弁４２
を全閉状態にした場合の目標エンジン回転速度Ｎecl
（第１パラメータ）との差（Ｎecl−Ｎe）が所定偏差Δ
Ｎe0（例えば、値０）以上であるか否かを判別する。エ
ンジン回転速度Ｎeは、密閉型開閉弁４２が全閉のとき
に最小となり目標エンジン回転速度Ｎeclであるため、
通常はエンジン回転速度Ｎeと上記目標エンジン回転速
度Ｎeclとの差（Ｎecl−Ｎe）が所定偏差ΔＮe0（例え
ば、値０）以上になることはなく、判別結果は偽（Ｎ
ｏ）であり、ステップＳ４０に進む。
【００５７】ステップＳ４０では、目標エンジン回転速
度Ｎeclと現在のエンジン回転速度Ｎeとの差（Ｎe−Ｎe
cl）が上記ステップＳ３４で設定した所定偏差ΔＮe1’
以上であるか否かを判別する。つまり、ここでは、上記
ステップＳ２０の場合と同様に、吸入空気量に相当する
スロットル開度θth、燃料噴射量に相当するＡ／Ｆ（ま
たは燃料噴射量Ｑf）、点火時期（三つのパラメータ）
を固定した状態で、目標エンジン回転速度Ｎeclに対す
るエンジン回転速度Ｎe（残り一つのパラメータ）の変
化量、即ち差（Ｎe−Ｎecl）を求め、当該変化量が所定
偏差ΔＮe1’以上変化しているか否かを判別することに
より、密閉型開閉弁４２による排気流動の抑制、即ち排
気圧の上昇が適切に解除されているか否かを判別する。
即ち、現在のエンジン回転速度Ｎeを監視することで、
密閉型開閉弁４２が故障（閉固着）なく正常に開作動し
ているか否かを判別する。
【００５８】ステップＳ４０の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、目標エンジン回転速度Ｎeclとエンジン回転速度Ｎe
との差（Ｎe−Ｎecl）が所定偏差ΔＮe1’以上と判定さ
れた場合には、密閉型開閉弁４２は故障なく正常に作動
していると判断でき、この場合には何もせずに当該ルー
チンを抜ける。一方、ステップＳ４０の判別結果が偽
（Ｎｏ）で、目標エンジン回転速度Ｎeclとエンジン回
転速度Ｎeとの差（Ｎe−Ｎecl）が所定偏差ΔＮe1’に
満たないと判定された場合、或いは上記ステップＳ３８
の判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、密閉型開閉弁４
２に何らかの故障が発生しており、密閉型開閉弁４２は
正常に作動していないと判断できる。従って、この場合
には次に上記ステップＳ２２に進み、故障と判定する。
なお、ステップＳ２４以降は上記同様であり説明を省略
する。
【００５９】このように、本発明の第１実施例によれ
ば、単に目標エンジン回転速度ＮeopやＮeclに対する現
在のエンジン回転速度Ｎeの変化量を監視することで、
密閉型開閉弁４２の閉作動時の故障（開固着）とともに
（ステップＳ１２乃至ステップＳ２０）、開作動時の故
障（閉固着）を容易に検出でき（ステップＳ３２乃至ス
テップＳ４０）、排気流動制御モード中か否かに拘わら
ず密閉型開閉弁４２の故障を精度よく確実に判定するこ
とができる。
【００６０】次に第２実施例を説明する。図４を参照す
ると、本発明の第２実施例に係る故障診断ルーチンがフ
ローチャートで示されており、以下当該フローチャート
に沿って説明する。なお、ここでは上記第１実施例との
共通部分については説明を省略し、第１実施例と異なる
部分について説明する。
【００６１】当該第２実施例では、ステップＳ１０にお
いて排気流動制御モード中と判定され、ステップＳ１２
においてスロットル開度θthを所定値θthaに固定し、
Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、さらに点火時期を所定
値ＳＡaに固定したら、ステップＳ１４’に進む。ステ
ップＳ１４’では、エンジン回転速度Ｎeの判別閾値で
ある所定偏差ΔＮe2を次式(2)に基づき設定する。
【００６２】 ΔＮe2＝（目標排気圧（mmHg)／１００mmHg）×０．０２×Ｎed …(2) ここに、Ｎedは、上述のようにスロットル開度θthを所
定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、点
火時期を所定値ＳＡaに固定した状態で密閉型開閉弁４
２を任意の所定開度に設定した場合の目標エンジン回転
速度（第１パラメータ）を示している。つまり、上記第
１実施例では密閉型開閉弁４２を全開としたときの目標
エンジン回転速度Ｎeopに基づいて所定偏差ΔＮe1を設
定したが、ここでは、任意の所定開度に設定したときの
目標エンジン回転速度Ｎedに基づいて所定偏差ΔＮe2を
設定する。
【００６３】ステップＳ１６では、密閉型開閉弁４２を
所定の開度（例えば、全閉）に制御して排気流動の抑制
を行う。これにより、排気圧が上昇し、排気系内の酸化
反応が促進される。ステップＳ２０’では、目標エンジ
ン回転速度Ｎedと現在のエンジン回転速度Ｎe（第２パ
ラメータ）との差（Ｎed−Ｎe）が上記ステップＳ１
４’で設定した所定偏差ΔＮe2以上であるか否かを判別
する。
【００６４】つまり、ここでは、吸入空気量に相当する
スロットル開度θth、燃料噴射量に相当するＡ／Ｆ（ま
たは燃料噴射量Ｑf）、点火時期（三つのパラメータ）
を固定した状態で、目標エンジン回転速度Ｎedに対する
エンジン回転速度Ｎe（残り一つのパラメータ）の変化
量、即ち差（Ｎed−Ｎe）を求め、当該変化量が所定偏
差ΔＮe2以上変化しているか否かを判別することによ
り、密閉型開閉弁４２により適切に排気流動の抑制、即
ち排気圧の上昇が行われているか否かを判別する。
【００６５】ステップＳ２０’の判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）で、目標エンジン回転速度Ｎedとエンジン回転速度
Ｎeとの差（Ｎed−Ｎe）が所定偏差ΔＮe2以上と判定さ
れた場合には、密閉型開閉弁４２は故障なく正常に作動
していると判断でき、この場合には何もせずに当該ルー
チンを抜ける。一方、ステップＳ２０’の判別結果が偽
（Ｎｏ）で、目標エンジン回転速度Ｎedとエンジン回転
速度Ｎeとの差（Ｎed−Ｎe）が所定偏差ΔＮe2に満たな
いと判定された場合には、密閉型開閉弁４２に何らかの
故障が発生しており、正常に作動していないと判断でき
る。従って、この場合には次にステップＳ２２に進んで
故障と判定し、排気流動制御とともに排気昇温制御を禁
止し（ステップＳ２４、ステップＳ２６）、警告ランプ
５０を点灯する（ステップＳ２８）。
【００６６】上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、排気流動制御モード中ではないと判定された場
合には、ステップＳ３０に進み、上記第１実施例の場合
と同様に、現在アイドル運転中か否かを判別する。判別
結果が偽（Ｎｏ）で現在アイドル運転中にないと判定さ
れた場合には、当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果
が真（Ｙｅｓ）で現在アイドル運転中と判定された場合
には、ステップＳ３２に進み、上記第１実施例の場合と
同様に、スロットル開度θthを所定値θthbに固定し、
Ａ／Ｆを所定値ＡＦbに固定し、さらに点火時期を所定
値ＳＡbに固定する。
【００６７】ステップＳ３４’では、上記ステップＳ１
４’の場合と同様、式(2)に基づき、スロットル開度θt
hを所定値θthbに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦbに固定
し、さらに点火時期を所定値ＳＡbに固定した状態で所
定偏差ΔＮe2’を求める。そして、ステップＳ３６にお
いて、排気流動制御モード中ではないことを受けて密閉
型開閉弁４２を全開状態に制御し、排気流動の抑制を行
わないように解除する。
【００６８】排気流動の抑制を解除したら、ステップＳ
４０’に進み、現在のエンジン回転速度Ｎeと目標エン
ジン回転速度Ｎedとの差（Ｎe−Ｎed）が所定偏差ΔＮe
2’以上であるか否かを判別する。つまり、ここでは、
吸入空気量に相当するスロットル開度θth、燃料噴射量
に相当するＡ／Ｆ（または燃料噴射量Ｑf）、点火時期
（三つのパラメータ）を固定した状態で、目標エンジン
回転速度Ｎedに対するエンジン回転速度Ｎe（残り一つ
のパラメータ）の変化量、即ち差（Ｎe−Ｎed）を求
め、当該変化量が所定偏差ΔＮe2’以上変化しているか
否かを判別することにより、密閉型開閉弁４２による排
気流動の抑制、即ち排気圧の上昇が適切に解除されてい
るか否かを判別する。
【００６９】ステップＳ４０’の判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）で、目標エンジン回転速度Ｎedとエンジン回転速度
Ｎeとの差（Ｎe−Ｎed）が所定偏差ΔＮe2’以上と判定
された場合には、密閉型開閉弁４２は故障なく正常に作
動していると判断でき、この場合には何もせずに当該ル
ーチンを抜ける。一方、ステップＳ４０’の判別結果が
偽（Ｎｏ）で、目標エンジン回転速度Ｎeclとエンジン
回転速度Ｎeとの差（Ｎe−Ｎed）が所定偏差ΔＮe2’に
満たないと判定された場合には、密閉型開閉弁４２に何
らかの故障が発生しており、正常に作動していないと判
断できる。従って、この場合には次に上記ステップＳ２
２に進み、故障と判定する。なお、ステップＳ２４以降
は上記同様であり説明を省略する。
【００７０】このように、本発明の第２実施例によれ
ば、任意の所定開度に設定した場合の目標エンジン回転
速度Ｎedに対する現在のエンジン回転速度Ｎeの変化量
を監視するようにしても、密閉型開閉弁４２の閉作動時
の故障（開固着）とともに、開作動時の故障（閉固着）
を容易に検出でき、排気流動制御モード中か否かに拘わ
らず密閉型開閉弁４２の故障を確実に判定することがで
きる。
【００７１】次に第３実施例を説明する。図５を参照す
ると、本発明の第３実施例に係る故障診断ルーチンがフ
ローチャートで示されており、以下当該フローチャート
に沿って説明する。なお、ここでも上記第１実施例との
共通部分については説明を省略し、第１実施例と異なる
部分について説明する。
【００７２】ステップＳ１６において密閉型開閉弁４２
を所定の開度（例えば、全閉）に制御して排気流動の抑
制を行った後、ステップＳ１８”では、上述のようにス
ロットル開度θthを所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所
定値ＡＦaに固定し、点火時期を所定値ＳＡaに固定し、
且つ、排気圧を上昇させた状態で、クランク角センサ５
４からの情報に基づき現在のエンジン回転速度Ｎe（第
２パラメータ）を求め、当該エンジン回転速度Ｎeと密
閉型開閉弁４２を全閉状態にした場合の目標エンジン回
転速度Ｎecl（第１パラメータ）との差（Ｎecl−Ｎe）
が所定偏差ΔＮe0（例えば、値０）以上であるか否かを
判別する。エンジン回転速度Ｎeは、密閉型開閉弁４２
が全閉のときに最小となり目標エンジン回転速度Ｎecl
であるため、通常はエンジン回転速度Ｎeと上記目標エ
ンジン回転速度Ｎeclとの差（Ｎecl−Ｎe）が所定偏差
ΔＮe0（例えば、値０）以上になることはなく、判別結
果は偽（Ｎｏ）であり、ステップＳ２０”に進む。
【００７３】ステップＳ２０”では、目標エンジン回転
速度Ｎeclと現在のエンジン回転速度Ｎeとの差（Ｎe−
Ｎecl）がステップＳ１４で設定した所定偏差ΔＮe1以
上であるか否かを判別する。ここでは、吸入空気量に相
当するスロットル開度θth、燃料噴射量に相当するＡ／
Ｆ（または燃料噴射量Ｑf）、点火時期（三つのパラメ
ータ）を固定した状態で、目標エンジン回転速度Ｎecl
に対するエンジン回転速度Ｎe（残り一つのパラメー
タ）の変化量、即ち差（Ｎe−Ｎecl）を求め、当該変化
量が所定偏差ΔＮe1以上変化しているか否かを判別する
ことにより、密閉型開閉弁４２により適切に排気流動の
抑制、即ち排気圧の上昇が行われているか否かを判別す
る。
【００７４】ステップＳ２０”の判別結果が偽（Ｎｏ）
で、目標エンジン回転速度Ｎeclとエンジン回転速度Ｎe
との差（Ｎe−Ｎecl）が所定偏差ΔＮe1未満と判定され
た場合には、エンジン回転速度Ｎeが目標エンジン回転
速度Ｎeclとほぼ一致し、密閉型開閉弁４２は故障なく
正常に作動していると判断でき、この場合には何もせず
に当該ルーチンを抜ける。
【００７５】一方、ステップＳ２０”の判別結果が真
（Ｙｅｓ）で、目標エンジン回転速度Ｎeopとエンジン
回転速度Ｎeとの差（Ｎe−Ｎecl）が所定偏差ΔＮe1以
上と判定された場合、或いは上記ステップＳ１８”の判
別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、本来一致するはずの
エンジン回転速度Ｎeと目標エンジン回転速度Ｎeclとが
乖離し、密閉型開閉弁４２に何らかの故障が発生してお
り、密閉型開閉弁４２は正常に作動していないと判断で
きる。従って、この場合には次にステップＳ２２に進
み、故障と判定する。
【００７６】一方、ステップＳ３８”では、エンジン回
転速度Ｎe（第２パラメータ）と密閉型開閉弁４２を全
開状態にした場合の目標エンジン回転速度Ｎeop（第１
パラメータ）との差（Ｎe−Ｎeop）が所定偏差ΔＮe0
（例えば、値０）以上であるか否かを判別する。エンジ
ン回転速度Ｎeは密閉型開閉弁４２が全開のときに最大
となり目標エンジン回転速度Ｎeopであるため、通常は
エンジン回転速度Ｎeと上記目標エンジン回転速度Ｎeop
との差（Ｎe−Ｎeop）が所定偏差ΔＮe0（例えば、値
０）以上になることはなく、判別結果は偽（Ｎｏ）であ
り、ステップＳ４０”に進む。
【００７７】ステップＳ４０”では、目標エンジン回転
速度Ｎeopと現在のエンジン回転速度Ｎeとの差（Ｎeop
−Ｎe）がステップＳ３４で設定した所定偏差ΔＮe1’
以上であるか否かを判別する。ここでは、上記ステップ
Ｓ２０”の場合と同様に、吸入空気量に相当するスロッ
トル開度θth、燃料噴射量に相当するＡ／Ｆ（または燃
料噴射量Ｑf）、点火時期（三つのパラメータ）を固定
した状態で、目標エンジン回転速度Ｎeopに対するエン
ジン回転速度Ｎe（残り一つのパラメータ）の変化量、
即ち差（Ｎeop−Ｎe）を求め、当該変化量が所定偏差Δ
Ｎe1’以上変化しているか否かを判別することにより、
密閉型開閉弁４２による排気流動の抑制、即ち排気圧の
上昇が適切に解除されているか否かを判別する。即ち、
現在のエンジン回転速度Ｎeを監視することで、密閉型
開閉弁４２が故障（閉固着）なく正常に開作動している
か否かを判別する。
【００７８】ステップＳ４０”の判別結果が偽（Ｎｏ）
で、目標エンジン回転速度Ｎeclとエンジン回転速度Ｎe
との差（Ｎeop−Ｎe）が所定偏差ΔＮe1’未満と判定さ
れた場合には、エンジン回転速度Ｎeが目標エンジン回
転速度Ｎeopとほぼ一致し、密閉型開閉弁４２は故障な
く正常に作動していると判断でき、この場合には何もせ
ずに当該ルーチンを抜ける。
【００７９】一方、ステップＳ４０”の判別結果が真
（Ｙｅｓ）で、目標エンジン回転速度Ｎeopとエンジン
回転速度Ｎeとの差（Ｎeop−Ｎe）が所定偏差ΔＮe1’
以上と判定された場合、或いは上記ステップＳ３８”の
判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には、本来一致するはず
のエンジン回転速度Ｎeと目標エンジン回転速度Ｎeopと
が乖離し、密閉型開閉弁４２に何らかの故障が発生して
おり、密閉型開閉弁４２は正常に作動していないと判断
できる。従って、この場合には次に上記ステップＳ２２
に進み、故障と判定する。
【００８０】このように、本発明の第３実施例において
も、目標エンジン回転速度ＮeclやＮeopに対する現在の
エンジン回転速度Ｎeの変化量を監視することで、密閉
型開閉弁４２の閉作動時の故障（開固着）とともに（ス
テップＳ１２乃至ステップＳ２０”）、開作動時の故障
（閉固着）を容易に検出でき（ステップＳ３２乃至ステ
ップＳ４０”）、排気流動制御モード中か否かに拘わら
ず密閉型開閉弁４２の故障を精度よく確実に判定するこ
とができる。
【００８１】次に第４実施例を説明する。図６を参照す
ると、本発明の第４実施例に係る故障診断ルーチンがフ
ローチャートで示されており、以下当該フローチャート
に沿って説明する。なお、ここでも上記第１実施例との
共通部分については説明を省略し、第１実施例と異なる
部分について説明する。
【００８２】当該第４実施例では、ステップＳ１０にお
いて排気流動制御モード中と判定され、ステップＳ１２
においてスロットル開度θthを所定値θthaに固定し、
Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、さらに点火時期を所定
値ＳＡaに固定したら、ステップＳ５０に進む。ステッ
プＳ５０では、制御開始直後か否か、即ち排気流動制御
モードになってから最初の実行であるか否かを判別す
る。判別結果が真（Ｙｅｓ）で制御開始直後である場合
には、ステップＳ５２に進む。
【００８３】ステップＳ５２では、前回排気流動制御中
にエンジン１が停止したか否かを判別する。排気流動制
御中、即ち密閉型開閉弁４２が作動中にエンジン１が停
止したような場合には、密閉型開閉弁４２に異常が生じ
ている可能性が高いと考えられる。従って、判別結果が
真（Ｙｅｓ）で前回排気流動制御中にエンジン１が停止
したと判定された場合には、ステップＳ５４に進む。な
お、ここでは前回排気流動制御中にエンジン１が停止し
たか否かのみを判別するようにしているが、前回排気流
動制御が終了してから所定時間内にエンジン１が停止し
たか否か、前回エンジン１が停止したときの触媒温度が
所定温度以下であるか否か、前回エンジン１が停止した
ときの冷却水温度が所定温度以下であるか否か、前回エ
ンジン１が停止したときの始動後経過時間が所定時間内
であるか否か等を併せて判別することで制御の信頼性が
向上する。
【００８４】ステップＳ５４では、スロットル開度θth
を所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定
し、点火時期を所定値ＳＡaに固定した状態で密閉型開
閉弁４２を全開に制御して排気流動の抑制を禁止或いは
低減し、ステップＳ５６において、このときのエンジン
回転速度Ｎeを目標エンジン回転速度Ｎeopb（第１パラ
メータ）として検出する。つまり、密閉型開閉弁４２が
全開であるときの目標エンジン回転速度Ｎeopbを実測し
判定基準値（BASE Ｎe）として更新する。なお、目標
エンジン回転速度Ｎeopbは平均値を採ってもよいし瞬時
値であってもよい。また、制御開始時には目標エンジン
回転速度Ｎeopbの初期値が予め設定されている。
【００８５】次回、当該ルーチンが実行されたときに
は、ステップＳ５０の判別結果は偽（Ｎｏ）であり、次
にステップＳ５８に進む。ステップＳ５８では、密閉型
開閉弁４２を所定の開度（例えば、全閉）に制御して排
気流動の抑制を行う。これにより、排気圧が上昇し、排
気系内の酸化反応が促進される。
【００８６】ステップＳ６０では、スロットル開度θth
を所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定
し、点火時期を所定値ＳＡaに固定し、且つ、排気圧を
上昇させた状態で、クランク角センサ５４からの情報に
基づき現在のエンジン回転速度Ｎeを検出する。なお、
エンジン回転速度Ｎeは平均値を採ってもよいし瞬時値
であってもよい。
【００８７】そして、ステップＳ６２では、エンジン回
転速度Ｎeの判別閾値である所定偏差ΔＮe3を式(1)と同
様に次式(3)に基づき設定する。 ΔＮe3＝（目標排気圧（mmHg)／１００mmHg）×０．０２×Ｎeopb …(3) ステップＳ６４では、上記ステップＳ５６で検出した目
標エンジン回転速度Ｎeopbと上記ステップＳ６０で検出
したエンジン回転速度Ｎe（第２パラメータ）との差
（Ｎeopb−Ｎe）が所定偏差ΔＮe3以上であるか否かを
判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で、目標エンジン回
転速度Ｎeopbとエンジン回転速度Ｎeとの差（Ｎeopb−
Ｎe）が所定偏差ΔＮe3以上と判定された場合には、密
閉型開閉弁４２は故障なく正常に作動していると判断で
き、この場合には何もせずに当該ルーチンを抜ける。
【００８８】一方、ステップＳ６４の判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、目標エンジン回転速度Ｎeopbとエンジン回転速
度Ｎeとの差（Ｎeopb−Ｎe）が所定偏差ΔＮe3に満たな
いと判定された場合には、密閉型開閉弁４２に何らかの
故障が発生しており、正常に作動していないと判断でき
る。従って、この場合には次にステップＳ６６に進み、
故障と判定する。
【００８９】なお、上記第１及び第２実施例と同様に、
排気流動制御とともに排気昇温制御を禁止して警告ラン
プ５０を点灯するようにしてもよい。上記ステップＳ１
０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、排気流動制御モード中で
はないと判定された場合には、上記第１実施例の場合と
同様にステップＳ３０以降（で示す）に進む。
【００９０】このように、本発明の第４実施例によれ
ば、目標エンジン回転速度Ｎeopbを実測して判定基準値
（BASE Ｎe）として最適値に更新し、当該目標エンジ
ン回転速度Ｎeopbに対する現在のエンジン回転速度Ｎe
の変化量を監視することで、密閉型開閉弁４２の閉作動
時の故障（開固着）とともに、開作動時の故障（閉固
着）を容易に検出でき、排気流動制御モード中か否かに
拘わらず密閉型開閉弁４２の故障を精度よく判定するこ
とができる。
【００９１】なお、前回のステップＳ６０におけるエン
ジン回転速度Ｎeを記憶しておき、ステップＳ５６の後
のステップＳ６４において故障（閉固着）判定を行うよ
うにしてもよく、ステップＳ３０（で示す）以降の実
行と併用して当該故障（閉固着）判定を行うようにして
もよい。次に第５実施例を説明する。
【００９２】図７を参照すると、本発明の第５実施例に
係る故障診断ルーチンがフローチャートで示されてお
り、以下当該フローチャートに沿って説明する。なお、
当該第５実施例は、上記第４実施例に対しエンジン回転
速度Ｎeに代えて点火時期を残り一つのパラメータとす
る点が異なっており、ここでは上記第４実施例と異なる
部分について説明する。
【００９３】当該第５実施例では、ステップＳ１０にお
いて排気流動制御モード中と判定されたら、ステップＳ
１２においてスロットル開度θthを所定値θthaに固定
し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、さらにエンジン回
転速度Ｎeを所定値Ｎeaに固定する。そして、ステップ
Ｓ５０を経てステップＳ５２の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、前回排気流動制御中にエンジン１が停止したと判定
された場合には、ステップＳ５４に進み、スロットル開
度θthを所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに
固定し、エンジン回転速度Ｎeを所定値Ｎeaに固定した
状態で密閉型開閉弁４２を全開に制御して排気流動の抑
制を禁止或いは低減し、ステップＳ５６’において、こ
のときの点火時期を目標点火時期ＳＡopb（第１パラメ
ータ）として設定する。つまり、密閉型開閉弁４２が全
開であるときの目標点火時期ＳＡopbを判定基準値（BAS
E ＳＡ）として更新する。
【００９４】次回、当該ルーチンが実行されたときに
は、ステップＳ５０の判別結果は偽（Ｎｏ）であり、こ
の場合には次にステップＳ５８に進み、密閉型開閉弁４
２を所定の開度（例えば、全閉）に制御して排気流動の
抑制を行う。これにより、排気圧が上昇し、排気系内の
酸化反応が促進される。ステップＳ６０’では、スロッ
トル開度θthを所定値θthaに固定し、Ａ／Ｆを所定値
ＡＦaに固定し、エンジン回転速度Ｎeを所定値Ｎeaに固
定し、且つ、排気圧を上昇させた状態で、現在の点火時
期ＳＡを設定する。なお、点火時期は目標点火時期ＳＡ
opbが最遅角となるので、点火時期ＳＡは目標点火時期
ＳＡopbよりも進角側に設定される。
【００９５】そして、ステップＳ６２’では、予め求め
られた点火時期の判別閾値である所定偏差ΔＳＡを設定
する。ステップＳ６４’では、上記ステップＳ５６’で
設定した目標点火時期ＳＡopbと上記ステップＳ６０’
で設定した点火時期ＳＡ（第２パラメータ）との差（Ｓ
Ａ−ＳＡopb）が所定偏差ΔＳＡ以上であるか否かを判
別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で、目標点火時期ＳＡ
opbと点火時期ＳＡとの差（ＳＡ−ＳＡopb）が所定偏差
ΔＳＡ以上と判定された場合には、密閉型開閉弁４２は
故障なく正常に作動していると判断でき、この場合には
何もせずに当該ルーチンを抜ける。
【００９６】一方、ステップＳ６４’の判別結果が偽
（Ｎｏ）で、目標点火時期ＳＡopbと点火時期ＳＡとの
差（ＳＡ−ＳＡopb）が所定偏差ΔＳＡに満たないと判
定された場合には、密閉型開閉弁４２に何らかの故障が
発生しており、正常に作動していないと判断できる。従
って、この場合には次にステップＳ６６に進み、故障と
判定する。
【００９７】なお、この場合にも上記第１及び第２実施
例と同様に、排気流動制御とともに排気昇温制御を禁止
して警告ランプ５０を点灯するようにしてもよい。上記
ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、排気流動制
御モード中ではないと判定された場合には、上記第４実
施例の場合と同様にステップＳ３０以降（で示す）に
進む。
【００９８】このように、本発明の第５実施例によれ
ば、エンジン回転速度Ｎeに代えて点火時期を残り一つ
のパラメータとし、目標点火時期ＳＡopbに対する点火
時期の変化量を監視するようにしても、密閉型開閉弁４
２の閉作動時の故障（開固着）とともに、開作動時の故
障（閉固着）を容易に検出でき、排気流動制御モード中
か否かに拘わらず密閉型開閉弁４２の故障を精度よく判
定することができる。
【００９９】なお、この場合にも、前回のステップＳ６
０’における点火時期ＳＡを記憶しておき、ステップＳ
５６’の後のステップＳ６４’において故障（閉固着）
判定を行うようにしてもよく、ステップＳ３０（で示
す）以降の実行と併用して当該故障（閉固着）判定を行
うようにしてもよい。次に第６実施例を説明する。
【０１００】図８及び図９を参照すると、本発明の第６
実施例に係る故障診断ルーチンがフローチャートで示さ
れており、以下当該フローチャートに沿って説明する。
なお、第６実施例は上記第４実施例の変形例であり、こ
こでは上記第４実施例との共通部分については説明を省
略し、第４実施例と異なる部分について説明する。先
ず、ステップＳ７０では、エンジン１が冷態にあるか否
かを判別する。つまり、ここでは排気昇温制御や排気流
動制御が必要な状況であるか否かを判別する。判別結果
が偽（Ｎｏ）で、エンジン１が冷態にないと判定された
場合には、ステップＳ７２に進み、密閉型開閉弁４２を
全開として排気流動制御を行わないようにし、ステップ
Ｓ７４において通常制御を行う。一方、判別結果が真
（Ｙｅｓ）で、エンジン１が冷態であると判定された場
合には、ステップＳ７５において密閉型開閉弁４２を所
定の開度（例えば、全閉）に制御して排気流動の抑制を
行う。これにより、排気圧が上昇し、排気系内の酸化反
応が促進される。そして、ステップＳ７６に進む。
【０１０１】ステップＳ７６では、現在始動モードであ
るか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で始動モ
ードと判定された場合には、上記ステップＳ７４に進み
通常制御を行う。一方、判別結果が偽（Ｎｏ）で現在始
動モードにないと判定された場合には、ステップＳ７８
に進む。ステップＳ７８では、自動変速機（図示せず）
がＮレンジ、Ｄレンジ、１ｓｔレンジのいずれかである
か、或いは始動後経過時間がｔ1以内であるか否かを判
別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合、例えば自動変速
機が２ｎｄレンジ以上であって始動後経過時間がｔ1以
内であるような場合には、上記同様にステップＳ７２に
おいて密閉型開閉弁４２を全開とし、ステップＳ７４お
いて通常制御を行う。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）の
場合には、ステップＳ８０に進む。
【０１０２】ステップＳ８０では、始動後経過時間がｔ
2（ｔ2＜ｔ1）を越えたか、或いはアイドルＳＷ５２が
オフでアイドル運転状態にないか否かを判別する。つま
り、エンジン１が暖機運転の初期状態を脱したか否かを
判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、エンジン１が始動
直後であってアイドル運転状態にあると判定された場合
には、ステップＳ８２に進む。
【０１０３】ステップＳ８２では、上記ステップＳ１２
と同様に、スロットル開度θthを所定値θthaに固定
し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦa（例えば、値２５とするが、
システムに応じて最適値が設定される）に固定し、さら
に点火時期を所定値ＳＡaに固定する。そして、ステッ
プＳ８４において、エンジン１が冷態にあり且つ始動直
後であることを受けて、二段燃焼運転を実施する。これ
により、排気系内の酸化反応が進行して排気浄化が促進
され、排気温度が上昇して三元触媒３０の早期活性化が
図られる。
【０１０４】一方、ステップＳ８０の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で、始動後ｔ2経過したか、或いはアイドルＳＷ
５２がオンでアイドル運転状態になく、エンジン１が暖
機運転の初期状態を脱したと判定された場合には、ステ
ップＳ８６において、スロットル開度θthを所定値θth
a’に固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦa’（例えば、ストイ
キオとするが、システムに応じて最適値が設定される）
に固定し、さらに点火時期を所定値ＳＡa’に固定す
る。そして、ステップＳ８８において、エンジン１が暖
機運転の初期状態を脱したことを受けて、圧縮Ｓ／Ｌ運
転を実施する。これにより、低負荷運転時等において、
エンジン出力を確保しながらも、排気系内の酸化反応が
進行して排気浄化が促進され、二段燃焼によって昇温し
た三元触媒３０が良好に高温状態に保持され、排気浄化
効率が向上する。
【０１０５】図９のステップＳ９０では、各運転モード
での制御開始直後か否か、即ち二段燃焼運転モードにな
ってから最初の実行であるか否か、或いは圧縮Ｓ／Ｌ運
転モードになってから最初の実行であるか否かを判別す
る。判別結果が真（Ｙｅｓ）で各運転モードでの制御開
始直後である場合には、ステップＳ９２に進む。ステッ
プＳ９２では、上記ステップＳ５２と同様に、前回排気
流動制御中にエンジン１が停止したか否かを判別する。
判別結果が真（Ｙｅｓ）で前回排気流動制御中にエンジ
ン１が停止したと判定された場合には、ステップＳ９４
に進み、密閉型開閉弁４２を全開に制御する。
【０１０６】ステップＳ９６では、二段燃焼運転モード
にあっては、スロットル開度θthを所定値θthaに固定
し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、点火時期を所定値
ＳＡaに固定した状態で密閉型開閉弁４２を全開に制御
し、このときのエンジン回転速度Ｎeを目標エンジン回
転速度Ｎeopb（第１パラメータ）として検出し、一方、
圧縮Ｓ／Ｌ運転モードにあっては、スロットル開度θth
を所定値θtha’に固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦa’に固
定し、点火時期を所定値ＳＡa’に固定した状態で密閉
型開閉弁４２を全開に制御し、このときのエンジン回転
速度Ｎeを目標エンジン回転速度Ｎeopb’（第１パラメ
ータ）として検出する。つまり、密閉型開閉弁４２が全
開であるときのエンジン回転速度Ｎeを各運転モード毎
に目標エンジン回転速度Ｎeopb及び目標エンジン回転速
度Ｎeopb’として実測し各々判定基準値（BASE Ｎe）
として更新する。なお、目標エンジン回転速度Ｎeopb及
び目標エンジン回転速度Ｎeopb’は平均値を採ってもよ
いし瞬時値であってもよい。
【０１０７】各運転モードでの制御開始直後でない場合
には、ステップＳ９０の判別結果は偽（Ｎｏ）であり、
次にステップＳ９８に進む。ステップＳ９８では、密閉
型開閉弁４２を改めて所定の開度（例えば、全閉）に制
御して排気流動の抑制を行う。これにより、排気圧が上
昇し、排気系内の酸化反応が促進される。
【０１０８】ステップＳ１００では、二段燃焼運転モー
ドにあっては、スロットル開度θthを所定値θthaに固
定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦaに固定し、点火時期を所定
値ＳＡaに固定し、且つ、排気圧を上昇させた状態で、
クランク角センサ５４からの情報に基づき現在のエンジ
ン回転速度Ｎe（第２パラメータ）を検出し、一方、圧
縮Ｓ／Ｌ運転モードにあっては、スロットル開度θthを
所定値θtha’に固定し、Ａ／Ｆを所定値ＡＦa’に固定
し、点火時期を所定値ＳＡa’に固定し、且つ、排気圧
を上昇させた状態で、現在のエンジン回転速度Ｎe’
（第２パラメータ）を検出する。つまり、上記ステップ
Ｓ９６の場合と同様に、現在のエンジン回転速度Ｎeを
各運転モード毎にエンジン回転速度Ｎe及びエンジン回
転速度Ｎe’として検出する。なお、エンジン回転速度
Ｎe及びエンジン回転速度Ｎe’は平均値を採ってもよい
し瞬時値であってもよい。
【０１０９】そして、ステップＳ１０２では、エンジン
回転速度Ｎeの判別閾値である所定偏差ΔＮe3及び所定
偏差ΔＮe3’を上記式(3)に基づき各運転モード毎に設
定し、ステップＳ１０４では、上記ステップＳ９６で検
出した目標エンジン回転速度Ｎeopbと上記ステップＳ１
００で検出したエンジン回転速度Ｎeとの差（Ｎeopb−
Ｎe）が所定偏差ΔＮe3以上であるか否か、及び、目標
エンジン回転速度Ｎeopb’とエンジン回転速度Ｎe’と
の差（Ｎeopb’−Ｎe’）が所定偏差ΔＮe3’以上であ
るか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で、目標
エンジン回転速度Ｎeopbとエンジン回転速度Ｎeとの差
（Ｎeopb−Ｎe）が所定偏差ΔＮe3以上と判定された場
合、或いは目標エンジン回転速度Ｎeopb’とエンジン回
転速度Ｎe’との差（Ｎeopb’−Ｎe’）が所定偏差ΔＮ
e3’以上と判定された場合には、密閉型開閉弁４２は故
障なく正常に作動していると判断でき、この場合には何
もせずに上記ステップＳ７８に戻り、ステップＳ７８の
判別結果が偽（Ｎｏ）となるまで故障診断を繰り返す。
【０１１０】一方、ステップＳ１０４の判別結果が偽
（Ｎｏ）で、目標エンジン回転速度Ｎeopbとエンジン回
転速度Ｎeとの差（Ｎeopb−Ｎe）が所定偏差ΔＮe3に満
たないと判定された場合、或いは目標エンジン回転速度
Ｎeopb’とエンジン回転速度Ｎe’との差（Ｎeopb’−
Ｎe’）が所定偏差ΔＮe3’に満たないと判定された場
合には、密閉型開閉弁４２に何らかの故障が発生してお
り、正常に作動していないと判断できる。従って、この
場合には次にステップＳ１０６に進み、故障と判定す
る。そして、上記ステップＳ７８に戻り、ステップＳ７
８の判別結果が偽（Ｎｏ）となるまで故障診断を繰り返
す。
【０１１１】なお、故障と判定した場合には、上記第１
及び第２実施例と同様に、排気流動制御とともに排気昇
温制御を禁止して警告ランプ５０を点灯するようにして
もよい。このように、本発明の第６実施例によれば、二
段燃焼運転モードと圧縮Ｓ／Ｌ運転モードとを実施する
場合において、各運転モード毎にそれぞれ目標エンジン
回転速度Ｎeopbと目標エンジン回転速度Ｎeopb’を実測
してこれらを各々判定基準値（BASE Ｎe）として最適
値に更新し、各運転モード毎に目標エンジン回転速度Ｎ
eopbに対する現在のエンジン回転速度Ｎeの変化量及び
当該目標エンジン回転速度Ｎeopb’に対する現在のエン
ジン回転速度Ｎe’の変化量を監視するようにしている
ので、密閉型開閉弁４２の異常を各運転モード毎に容易
に検出でき、密閉型開閉弁４２の故障を誤判定なく精度
よく判定することができる。
【０１１２】なお、当該第６実施例では密閉型開閉弁４
２を閉作動させる場合の故障（開固着）判定についての
み説明したが、上記第１乃至第５実施例の場合と同様に
して密閉型開閉弁４２の開作動時の故障（閉固着）判定
を行うようにしてもよく、この場合にも、前回のステッ
プＳ１００におけるエンジン回転速度Ｎe、Ｎe’を記憶
しておき、ステップＳ９６の後のステップＳ１０４にお
いて故障（閉固着）判定を行うようにしてもよい。
【０１１３】以上で説明を終えるが、本発明の実施形態
は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記
各実施例では、二段燃焼運転モードと圧縮Ｓ／Ｌ運転モ
ードとを実施するようにしたが、これら二段燃焼運転モ
ードや圧縮Ｓ／Ｌ運転モード等を必ずしも実施する必要
はない。
【０１１４】また、上記各実施例では、エンジン回転速
度Ｎe或いは点火時期を残り一つのパラメータとして密
閉型開閉弁４２の故障を検出し故障判定するようにした
が、残り一つのパラメータはスロットル開度θthであっ
てもよくＡ／Ｆ（または燃料噴射量Ｑf）であってもよ
い。つまり、エンジン回転速度Ｎe、点火時期、スロッ
トル開度θth及びＡ／Ｆ（または燃料噴射量Ｑf）のい
ずれを残り一つのパラメータとしても密閉型開閉弁４２
の故障を容易にして確実に判定することができる。
【０１１５】また、上記各実施例において、判別閾値と
して所定偏差ΔＮe1、ΔＮe1’、ΔＮe2、ΔＮe2’、Δ
Ｎe3、ΔＮe3’、ΔＳＡ等を算出するようにしたが、こ
れらは予め最適値に設定した固定値であってもよい。ま
た、上記各実施例では、目標エンジン回転速度Ｎeop、
Ｎed、Ｎeopb、Ｎeopb’と実際のエンジン回転速度Ｎ
e、Ｎe’、或いは目標点火時期ＳＡopbと実際の点火時
期ＳＡとの差に基づき故障判定を行うようにしたが、目
標値と実際値との差を判定できれば、例えば回転速度比
に基づき判定するようにしてもよいし、目標値と実際値
との大小関係を直接比較するようにしてもよい。
【０１１６】また、上記第４乃至第６実施例では、前回
排気流動制御中にエンジン１が停止したと判定した場合
には、密閉型開閉弁４２を全開とし、目標エンジン回転
速度Ｎeopに基づいて所定偏差ΔＮe3、ΔＮe3’を求め
るようにしたが、第２実施例に示したように、密閉型開
閉弁４２を任意の所定開度に設定し、当該任意の所定開
度での目標エンジン回転速度Ｎedに基づいて所定偏差を
設定するようにすることも可能である。
【０１１７】また、上記各実施例では示していないが、
目標エンジン回転速度Ｎeop、Ｎed、Ｎeopb、Ｎeopb’
や実際のエンジン回転速度Ｎe、Ｎe’、或いは目標点火
時期ＳＡopbや実際の点火時期ＳＡ等を検出または設定
できない場合には、故障判定を実施しないようにしても
よい。これにより誤判定を未然に防止することができ
る。
【０１１８】また、上記各実施例では、排気流動制御装
置４０として密閉型開閉弁４２を用いるようにしたが、
排気流動制御装置４０は、排気流動を可変制御できれば
如何なる構成の装置であってもよい。また、エンジン１
は筒内噴射型ガソリンエンジンに限られず、吸気管噴射
型ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンであってもよ
い。
【０１１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気流動制
御手段による排気流動の抑制度合いによらず、燃料噴射
量、点火時期、吸入空気量及び機関回転速度（エンジン
回転速度）のいずれか三つのパラメータを各々所定値に
固定して残り一つのパラメータの値を求め、該残り一つ
のパラメータの値同士を監視し比較することで、排気流
動の抑制度合い（排気圧）の実際の変化状況を知ること
ができ、燃料噴射量、点火時期、吸入空気量及び機関回
転速度（エンジン回転速度）に基づいて排気流動制御手
段の故障を容易に判定することができる。
【０１２０】また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動の抑制を行わなかったときの残り一
つのパラメータの値を第１パラメータ値（判定基準値）
として求め、一方排気流動の抑制を行うときの残り一つ
のパラメータの値を第２パラメータ値として求め、これ
ら第１パラメータ値と第２パラメータ値の差を採ること
で、排気流動の抑制度合いの変化量を把握でき、排気流
動制御手段の故障（開固着等）を容易にして確実に判定
することができる。
【０１２１】また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動制御手段が正常に作動しており且つ
排気流動の抑制を行わなかったときの残り一つのパラメ
ータの値を第１パラメータ値（判定基準値）として予め
求め、一方排気流動の抑制を行うときの残り一つのパラ
メータの値を第２パラメータ値として求め、これら第１
パラメータ値と第２パラメータ値の差を採ることで、排
気流動の抑制度合いの変化量を把握でき、絶対的な判定
基準値に基づいて排気流動制御手段の故障（開固着等）
を容易にして精度よく確実に判定することができる。
【０１２２】また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動制御手段が正常に作動しており且つ
排気流動の抑制を行ったときの残り一つのパラメータの
値を第１パラメータ値（判定基準値）として予め求め、
一方排気流動の抑制を行わないときの残り一つのパラメ
ータの値を第２パラメータ値として求め、これら第１パ
ラメータ値と第２パラメータ値の差を採ることで、排気
流動の抑制度合いの変化量を把握でき、絶対的な判定基
準値に基づいて排気流動制御手段の故障（閉固着等）を
容易にして精度よく確実に判定することができる。
【０１２３】また、請求項５の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動制御手段が正常に作動しており且つ
排気流動の抑制を行うときと同じ所定の抑制度合いで排
気流動の抑制を行ったときの残り一つのパラメータの値
を第１パラメータ値（判定基準値）として予め求め、一
方実際に排気流動の抑制を行うときの残り一つのパラメ
ータの値を第２パラメータ値として求め、これら第１パ
ラメータ値と第２パラメータ値の差を採ることで、排気
流動の抑制度合いの変化量を把握でき、絶対的な判定基
準値に基づいて排気流動制御手段の故障（開固着等）を
容易にして精度よく確実に判定することができる。
【０１２４】また、請求項６の内燃機関の排気浄化装置
によれば、排気流動制御手段が正常に作動しており且つ
排気流動の抑制を行わないときと同じ所定の抑制度合い
で排気流動の抑制を行わなかったときの残り一つのパラ
メータの値を第１パラメータ値（判定基準値）として予
め求め、一方実際に排気流動の抑制を行わないときの残
り一つのパラメータの値を第２パラメータ値として求
め、これら第１パラメータ値と第２パラメータ値の差を
採ることで、排気流動の抑制度合いの変化量を把握で
き、絶対的な判定基準値に基づいて排気流動制御手段の
故障（閉固着等）を容易にして精度よく確実に判定する
ことができる。
【０１２５】また、請求項７の内燃機関の排気浄化装置
によれば、請求項２乃至４においては、第１パラメータ
値と第２パラメータ値との差が排気流動の抑制を行う際
の目標抑制度合いに応じて設定された所定値よりも小さ
いときに故障と判定することにより、排気流動制御手段
の故障を誤判定なく精度よく判定することができる。ま
た、請求項８の内燃機関の排気浄化装置によれば、請求
項５または６においては、第１パラメータ値と第２パラ
メータ値との差が排気流動の抑制を行う際の目標抑制度
合いに応じて設定された所定値よりも大きいときに故障
と判定することにより、排気流動制御手段の故障を誤判
定なく精度よく判定することができる。
【０１２６】また、請求項９の内燃機関の排気浄化装置
によれば、前回排気流動制御手段による排気流動の抑制
中に内燃機関が停止（エンスト、キーオフ等）したよう
な場合には、排気流動の抑制を禁止或いは低減するよう
にしたので、排気流動制御の実行に伴い生じる弊害を回
避して安全を確保することができ、この場合、排気流動
の抑制度合いを排気流動の抑制を行うときとは異なる所
定の抑制度合いとして残り一つのパラメータの値を第１
パラメータ値（判定基準値）として求めるようにすれ
ば、第１パラメータ値（判定基準値）を必要に応じて適
宜最適値に更新でき、排気流動制御手段の故障を確実に
して精度よく判定することができる。
【０１２７】また、請求項１０の内燃機関の排気浄化装
置によれば、燃料量及び吸入空気量のいずれか一方に代
えて燃焼空燃比を用いることで、排気流動制御手段の故
障を容易に判定することができる。また、請求項１１の
内燃機関の排気浄化装置によれば、冷態始動時に排気流
動の抑制と組み合わせて二段燃焼運転モード及び圧縮ス
ライトリーン運転モードを選択する場合において、各運
転モード毎に残り一つのパラメータの値を求め、各運転
モード毎に残り一つのパラメータの値同士を比較するこ
とで、排気流動制御手段の故障を正確に判定することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構
成図である。
【図２】密閉型開閉弁としてのバタフライ弁を示す図で
ある。
【図３】本発明の第１実施例に係る故障診断ルーチンを
示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例に係る故障診断ルーチンを
示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施例に係る故障診断ルーチンを
示すフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施例に係る故障診断ルーチンを
示すフローチャートである。
【図７】本発明の第５実施例に係る故障診断ルーチンを
示すフローチャートである。
【図８】本発明の第６実施例に係る故障診断ルーチンを
示すフローチャートの一部である。
【図９】図８に続く、本発明の第６実施例に係る故障診
断ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【符号の説明】
１ エンジン本体 １４ スロットル弁 １６ スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ） ２０ 排気管 ２２ 排気センサ ４０ 排気制御装置 ４２ 密閉型開閉弁 ５０ 警告ランプ ５２ アイドルＳＷ ５４ クランク角センサ ６０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｆ０２Ｄ 9/04 Ｅ Ｚ 41/06 ３０５ 41/06 ３０５ 41/22 ３０１ 41/22 ３０１Ｍ Ｆターム(参考） 3G065 AA10 CA12 DA04 EA09 EA10 GA41 GA43 3G084 AA04 BA02 BA03 BA04 BA05 BA13 BA17 BA19 BA24 CA02 CA03 DA10 DA27 DA28 DA31 EA11 EB22 FA07 FA10 FA13 FA29 FA32 FA33 FA35 3G091 AA02 AA13 AA17 AB03 BA02 BA22 CA01 CA27 CB02 CB05 CB07 DB10 EA01 EA03 EA04 EA05 EA07 EA08 EA10 FA02 FA04 FA13 FB02 FC07 GB01W GB05W GB06W GB07W HA36 HB01 3G301 HA01 HA04 HA18 JA21 JB02 JB10 KA02 KA07 KA08 LA01 LB04 MA11 NA06 NA08 NC01 NC07 PA01B PA11B PA18B PB03B PD02Z PE01B PE09B

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気中の有害物質の低減効果を高めるよ
    う排気流動を抑制する排気流動制御手段と、 機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、 出力トルクに寄与する燃料量を調整する燃料量調整手段
    と、 点火時期を調整する点火時期調整手段と、 吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、 前記排気流動制御手段による排気流動の抑制度合いによ
    らず、前記機関回転速度検出手段により検出される機関
    回転速度、前記燃料量調整手段により調整される燃料
    量、前記点火時期調整手段により調整される点火時期及
    び前記吸入空気量調整手段により調整される吸入空気量
    のうちのいずれか三つのパラメータを各々所定値に固定
    して残り一つのパラメータの値を求め、該残り一つのパ
    ラメータの値同士を比較して前記排気流動制御手段の故
    障を判定する故障判定手段と、を備えたことを特徴とす
    る内燃機関の排気浄化装置。
  2. 【請求項２】 前記故障判定手段は、前記排気流動の抑
    制を行わなかったときに、前記排気流動の抑制度合いが
    所定の抑制度合いとなるよう指令を発した状態で予め前
    記いずれか三つのパラメータを各々所定値に固定して残
    り一つのパラメータの値を第１パラメータ値として求め
    ておき、前記排気流動の抑制を行うときに、前記いずれ
    か三つのパラメータを各々前記所定値に固定して残り一
    つのパラメータの値を第２パラメータ値として求め、前
    記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値との差に基
    づき前記排気流動制御手段の故障を判定することを特徴
    とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】 前記故障判定手段は、前記排気流動制御
    手段に故障がなく且つ前記排気流動の抑制を行わなかっ
    たときに、前記排気流動の抑制度合いが所定の抑制度合
    いとなるよう指令を発した状態で予め前記いずれか三つ
    のパラメータを各々所定値に固定して残り一つのパラメ
    ータの値を第１パラメータ値として求めておき、前記排
    気流動の抑制を行うときに、前記いずれか三つのパラメ
    ータを各々前記所定値に固定して残り一つのパラメータ
    の値を第２パラメータ値として求め、前記第１パラメー
    タ値と前記第２パラメータ値との差に基づき前記排気流
    動制御手段の故障を判定することを特徴とする、請求項
    １記載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】 前記故障判定手段は、前記排気流動制御
    手段に故障がなく且つ前記排気流動の抑制を行ったとき
    に、前記排気流動の抑制度合いが所定の抑制度合いとな
    るよう指令を発した状態で予め前記いずれか三つのパラ
    メータを各々所定値に固定して残り一つのパラメータの
    値を第１パラメータ値として求めておき、前記排気流動
    の抑制を行わないときに、前記いずれか三つのパラメー
    タを各々前記所定値に固定して残り一つのパラメータの
    値を第２パラメータ値として求め、前記第１パラメータ
    値と前記第２パラメータ値との差に基づき前記排気流動
    制御手段の故障を判定することを特徴とする、請求項１
    記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】 前記故障判定手段は、前記排気流動制御
    手段に故障がなく且つ前記排気流動の抑制を行ったとき
    に、前記排気流動の抑制度合いが所定の抑制度合いとな
    るよう指令を発した状態で予め前記いずれか三つのパラ
    メータを各々所定値に固定して残り一つのパラメータの
    値を第１パラメータ値として求めておき、前記排気流動
    の抑制を行うときに、前記いずれか三つのパラメータを
    各々前記所定値に固定して残り一つのパラメータの値を
    第２パラメータ値として求め、前記第１パラメータ値と
    前記第２パラメータ値との差に基づき前記排気流動制御
    手段の故障を判定することを特徴とする、請求項１記載
    の内燃機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】 前記故障判定手段は、前記排気流動制御
    手段に故障がなく且つ前記排気流動の抑制を行わなかっ
    たときに、前記排気流動の抑制度合いが所定の抑制度合
    いとなるよう指令を発した状態で予め前記いずれか三つ
    のパラメータを各々所定値に固定して残り一つのパラメ
    ータの値を第１パラメータ値として求めておき、前記排
    気流動の抑制を行わないときに、前記いずれか三つのパ
    ラメータを各々前記所定値に固定して残り一つのパラメ
    ータの値を第２パラメータ値として求め、前記第１パラ
    メータ値と前記第２パラメータ値との差に基づき前記排
    気流動制御手段の故障を判定することを特徴とする、請
    求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】 前記故障判定手段は、前記第１パラメー
    タ値と前記第２パラメータ値との差が前記排気流動の抑
    制時における目標抑制度合いに応じて設定される所定値
    よりも小さいときに故障と判定することを特徴とする、
    請求項２乃至４のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  8. 【請求項８】 前記故障判定手段は、前記第１パラメー
    タ値と前記第２パラメータ値との差が前記排気流動の抑
    制時における目標抑制度合いに応じて設定される所定値
    よりも大きいときに故障と判定することを特徴とする、
    請求項５または６記載の内燃機関の排気浄化装置。
  9. 【請求項９】 前記故障判定手段は、前回前記排気流動
    制御手段による排気流動の抑制中に内燃機関が停止した
    後には、前記排気流動制御手段による排気流動の抑制を
    禁止或いは低減することを特徴とする、請求項１、４、
    ６のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】 さらに、燃焼空燃比を制御する空燃比
    制御手段を備え、 前記燃料量及び前記吸入空気量のいずれか一方は前記燃
    焼空燃比に基づき調整されることを特徴とする、請求項
    １乃至９のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】 内燃機関は、燃料を燃焼室に直接噴射
    する筒内噴射型内燃機関であって、燃料を吸気行程或い
    は圧縮行程で噴射した後に膨張行程以降で追加噴射する
    二段燃焼運転モードと、燃焼空燃比がややリーン空燃比
    となるようにして燃料を圧縮行程で噴射する圧縮スライ
    トリーン運転モードとを有し、 前記故障判定手段は、前記二段燃焼運転モード及び前記
    圧縮スライトリーン運転モード毎に前記残り一つのパラ
    メータの値を求め、前記二段燃焼運転モード及び前記圧
    縮スライトリーン運転モード毎にそれぞれ前記残り一つ
    のパラメータの値同士を比較することを特徴とする、請
    求項１乃至１０のいずれか記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
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