JP4061467B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
【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２０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（ＨＣ、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（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ６０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ＳＷ５２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、ＣＯ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Ｓ１２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θth、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−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（Ｎｏ）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。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ＡＦb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、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−Ｎecl）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。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４２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Ｓ１４’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（Ｙｅｓ）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（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Ｓ１４’の場合と同様、式(2)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Ｓ４０’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ΔＮe2’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（Ｙｅｓ）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。
【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。
【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（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１実施例の場合と同様にステップＳ３０以降（▲１▼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（▲１▼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（BASE 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ＳＡopb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（ＳＡ−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ＳＡopb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（▲１▼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。
【００９９】
なお、この場合にも、前回のステップＳ６０’における点火時期ＳＡ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（▲１▼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ｔ2（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（Ｙｅｓ）で、始動後ｔ2経過したか、或いはアイドルＳＷ５２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θtha’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Ｓ１００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Ｓ７８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Ｎeopb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４２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’、ΔＮe3、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Ｎe、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）
【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２０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（ＨＣ、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（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ６０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ＳＷ５２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、ＣＯ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Ｓ１２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θth、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−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（Ｎｏ）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。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ＡＦb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、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−Ｎecl）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。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４２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Ｓ１４’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（Ｙｅｓ）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（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Ｓ１４’の場合と同様、式(2)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Ｓ４０’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ΔＮe2’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（Ｙｅｓ）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。
【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。
【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（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１実施例の場合と同様にステップＳ３０以降（▲１▼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（▲１▼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（BASE 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ＳＡopb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（ＳＡ−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ＳＡopb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（▲１▼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。
【００９９】
なお、この場合にも、前回のステップＳ６０’における点火時期ＳＡ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（▲１▼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ｔ2（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（Ｙｅｓ）で、始動後ｔ2経過したか、或いはアイドルＳＷ５２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θtha’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Ｓ１００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Ｓ７８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Ｎeopb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４２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’、ΔＮe3、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Ｎe、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）
Claims (11)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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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