JP2000257452A

JP2000257452A - 内燃機関の排気弁故障診断装置

Info

Publication number: JP2000257452A
Application number: JP11064042A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hirose; 雄彦広瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、排気通路に弁機構を備える内燃機
関を搭載した車両において、車両の走行状態に影響を与
えることなく弁機構の故障診断を行える技術を提供し、
排気弁の故障診断に起因したドライバビリィティの悪化
を防止することを課題とする。【解決手段】本発明に係る内燃機関の排気弁故障診断
装置は、内燃機関が機関回転状態且つ燃料噴射停止状態
にあるとき、言い換えれば内燃機関が動力を出力してお
らず、実質的に車両の駆動源として作用していないとき
に、排気弁を開閉制御して排気弁の故障診断を実行する
故障診断手段を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気通
路に設けられた弁機構の故障診断技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載される内燃機関では、排気
浄化システム、過給システム、あるいは排気ブレーキシ
ステム等において、種々の目的に応じた弁機構を排気通
路に設ける技術が提案されている。

【０００３】排気浄化システムに用いられる弁機構とし
ては、例えば、排気通路の一部を迂回するバイパス通路
と、バイパス通路に配置された、三元触媒、未燃燃料成
分吸着材、吸蔵還元型ＮＯ_X触媒、もしくはディーゼル
・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ）等の排気浄化
機構とを備えた排気浄化システムにおいて、排気通路と
バイパス通路とへの排気の流れを切り換えるべく設けら
れた排気弁が知られている。

【０００４】過給システムに用いられる弁機構として
は、例えば、内燃機関の排気通路に設けられるとともに
排気の圧力によって回転するタービンホイールを内装し
たタービンハウジングと、内燃機関の吸気通路に設けら
れるとともに前記タービンホイールと一体で回転するコ
ンプレッサホイールを内装したコンプレッサハウジング
と、タービンホイール上流の排気通路とタービンホイー
ル下流の排気通路とを連通するバイパス通路とを備えた
ターボチャージャシステムにおいて、前記バイパス通路
を開閉すべく設けられたウェストゲートバルブが知られ
ている。

【０００５】排気ブレーキシステムに用いられる弁機構
としては、例えば、車両の制動時に排気通路の排気流量
を絞るべく、排気通路に設けられた排気絞り弁が知られ
ている。

【０００６】ところで、上記したような各種の弁機構
は、排気中に含まれる未燃燃料成分やカーボン等の付着
により固着、あるいは排気の熱による弁体の変形や摩耗
による排気漏れが発生する虞があるため、弁機構の故障
を正確に判定することも重要である。

【０００７】このような要求に対し、従来では、特開平
８−３３４０１４号公報に記載された排気浄化装置の診
断装置が知られている。この診断装置は、排気通路とバ
イパス通路とのうち排気抵抗が高い方の通路を全閉状態
から全開状態、言い換えれば排気通路とバイパス通路と
のうち排気抵抗が低い方の通路を全開状態から全閉状態
とすべく排気弁を動作させ、その際の吸気管圧力の変化
に基づいて排気弁の故障を診断しようとするものであ
る。

【０００８】すなわち、上記した診断装置は、排気弁が
正常である場合は、排気弁の開閉動作によって背圧が高
まり、それによって吸気管圧力が大気側に変化するが、
排気弁が故障している場合は、排気弁を開閉動作させる
べく制御が行われても背圧の変化が少なくなり、それに
応じて吸気管圧力の変化も小さくなるという知見に基づ
くものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の特開
平８−３３４０１４号公報に記載されたような診断装置
では、内燃機関の運転時、言い換えれば内燃機関から出
力されるトルクが車両の駆動力として使用されている時
に、排気弁を開閉動作させて故障診断を行うため、排気
弁の開閉動作に起因した背圧の変化によって内燃機関の
運転状態が変動し、その変動が車両の走行状態に影響を
与え、ドライバビリィティが悪化する虞がある。

【００１０】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たものであり、排気通路に弁機構を備える内燃機関を搭
載した車両において、車両の走行状態に影響を与えるこ
となく弁機構の故障診断を行える技術を提供することに
より、故障診断に起因したドライバビリィティの悪化を
防止することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下のような手段を採用した。すなわち、
本発明に係る内燃機関の排気弁故障診断装置は、内燃機
関の排気通路に設けられ前記排気通路内の排気流量を調
節する排気弁と、前記内燃機関が機関回転状態且つ燃料
噴射停止状態にあるときに、前記排気弁を開閉制御して
前記排気弁の故障診断を実行する故障診断手段と、を備
えることを特徴とする。

【００１２】このように構成された排気弁故障診断装置
では、故障診断手段は、内燃機関が機関回転状態にあ
り、且つ燃料噴射停止状態にあるとき、すなわち内燃機
関が実質的にトルクを出力していないときに、排気弁を
開閉制御して排気弁の故障診断を行う。

【００１３】この場合、故障診断に係る排気弁の開閉動
作により排気通路の圧力が変化し、その排気圧力の変化
が背圧の変化として内燃機関に作用しても、内燃機関が
実質的にトルクを出力していないため、排気弁の開閉動
作が車両の走行状態に影響を及ぼすことがない。

【００１４】尚、内燃機関が機関回転状態且つ燃料噴射
停止状態にある場合、つまり内燃機関が実質的にトルク
を出力していない場合としては、車両減速時のようなフ
ューエルカット制御時を例示することができる。

【００１５】次に、本発明に係る内燃機関の排気弁故障
診断装置は、内燃機関の動力と電動機の動力とを選択的
に利用して車両を駆動するハイブリット機構と、前記内
燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路内の排気流
量を調節する排気弁と、前記内燃機関が機関回転状態且
つ燃料噴射停止状態にあるときに、前記排気弁を開閉制
御して前記排気弁の故障診断を実行する故障診断手段
と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。

【００１６】これは、内燃機関の他に車両を駆動可能な
補助動力源を具備するハイブリット車両では、補助動力
源の動力のみで車両が走行している場合等に、内燃機関
が機関回転状態且つ燃料噴射停止状態となることが想定
されるため、そのような場合に排気弁を開閉制御して排
気弁の故障診断を実行することにより、排気弁の故障診
断が車両の走行状態に影響を与えることがなくなるから
である。

【００１７】上記した排気弁としては、例えば、内燃機
関に連通する主排気通路とこの主排気通路を迂回するバ
イパス通路とを具備する排気通路において、前記主排気
通路と前記バイパス通路とへの排気の流れを切り換える
排気弁を例示することができる。

【００１８】故障診断手段は、例えば、排気弁が開閉制
御された際の吸気通路内の圧力変化に基づいて排気弁の
故障を診断するようにしてもよく、排気弁が開閉制御さ
れた際の排気通路内の圧力の変化に基づいて排気弁の故
障を診断するものでもよく、あるいは、排気弁が開閉制
御された際の排気通路内の温度の変化に基づいて排気弁
の故障を診断するものであってもよい。

【００１９】尚、寒冷地では、排気弁が凍結して固着す
ることが想定され、そのような場合に排気弁の故障診断
を実行すると排気弁が正常であるにも関わらず故障して
いると誤診断する虞がある。このため、故障診断手段
は、イグニッションがオンにされてからオフにされるま
での一回の走行過程において、排気弁の故障診断を複数
回実行するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関の排
気弁故障診断装置の具体的な実施態様について図面に基
づいて説明する。

【００２１】本実施の形態では、ハイブリット車両に搭
載された内燃機関に本発明を適用する場合を例に挙げて
説明する。図１は、ハイブリット車に搭載されるハイブ
リット機構の概略構成を示す図であり、ハイブリット機
構は、内燃機関１００と電動モータ（電動機）２００と
の２つの駆動源を備えている。

【００２２】前記内燃機関１００は、４サイクルの４気
筒ガソリンエンジンである。前記内燃機関１００は、各
気筒２の燃焼室内の混合気に着火するための点火栓３を
備えている。

【００２３】前記内燃機関１００には、吸気枝管４が接
続され、前記吸気枝管４の各枝管が図示しない吸気ポー
トを介して各気筒２の燃焼室と連通している。前記吸気
枝管４の各枝管には、吸気ポートに臨む噴孔を有する燃
料噴射弁９が取り付けられている。

【００２４】前記吸気枝管４は、サージタンク５と接続
され、前記サージタンク５は、吸気管６に接続されてい
る。前記吸気管６の途中には、該吸気管６内を流れる吸
気の流量を調節するスロットル弁７が設けられている。

【００２５】前記スロットル弁７には、ステッパモータ
等からなり、印加電流の大きさに応じて前記スロットル
弁７を開閉駆動するアクチュエータ８と、前記スロット
ル弁７の開度に対応した電気信号を出力するスロットル
ポジションセンサ３３とが取り付けられている。

【００２６】前記スロットル弁７より上流の吸気管６に
は、吸気管６内を流れる新気の質量に対応した電気信号
を出力するエアフローメータ３２が設けられている。一
方、内燃機関１００には、排気枝管１０が接続され、前
記排気枝管１０の各枝管が図示しない排気ポートを介し
て各気筒２の燃焼室と連通している。前記排気枝管１０
は、排気管１１に接続され、前記排気管１１は、下流に
て図示しないマフラーと接続されている。

【００２７】前記排気管１１の途中には、三元触媒１２
が設けられている。前記三元触媒１２は、排気の流れ方
向に沿う貫通孔を複数有するよう格子状に形成されたコ
ージェライトからなるセラミック担体と、セラミック担
体の表面にコーティングされた触媒層とから構成されて
いる。

【００２８】前記触媒層は、例えば、多数の細孔を有す
る多孔質のアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の表面に白金−ロジウ
ム（Ｐｔ−Ｒｈ）系の貴金属触媒物質を担持させて構成
されている。

【００２９】このように構成された三元触媒１２は、所
定温度（例えば、３００°）以上のときに活性し、流入
する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定範囲（触媒浄
化ウィンド）内にあると、排気に含まれる炭化水素（Ｈ
Ｃ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を排気中の酸素（Ｏ₂）と
反応させて水（Ｈ₂Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ₂）へ酸化
すると同時に、排気中の窒素酸化物（ＮＯ_X）を排気中
の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）と反応させ
て水（Ｈ₂Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、窒素（Ｎ₂）へ
還元する。

【００３０】尚、内燃機関１００が酸素過剰状態の混合
気を燃焼可能な希薄燃焼内燃機関や筒内噴射型内燃機関
である場合、あるいはディーゼルエンジンである場合
は、三元触媒１２の代わりにＮＯ_X吸蔵還元触媒やＮＯ_X
選択還元触媒等を用いてもよい。

【００３１】前記三元触媒１２より上流の排気管１１に
は、三元触媒１２に流入する排気の空燃比に対応した電
気信号を出力する上流側空燃比センサ１３が取り付けら
れ、前記三元触媒１２より下流の排気管１１には、三元
触媒１２から流出した排気の空燃比に対応した電気信号
を出力する下流側空燃比センサ１４が取り付けられてい
る。

【００３２】前記上流側空燃比センサ１３及び前記下流
側空燃比センサ１４は、例えば、ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ₂）を筒状に焼成した固体電解質部と、この固体電解
質部の外面を覆う外側白金電極と、前記固体電解質部の
内面を覆う内側白金電極とから形成され、前記電極間に
電圧が印加された場合に、酸素イオンの移動に伴って排
気ガス中の酸素濃度（理論空燃比よりもリッチ側のとき
は未燃燃料成分の濃度）に比例した値の電流を出力する
センサである。

【００３３】前記上流側空燃比センサ１３より上流の排
気管１１には、吸着機構１５が設けられている。この吸
着機構１５は、図２に示すように、排気管１１の外径よ
り大きな内径を有する外筒１５０と、排気管１１の外径
より大きな内径を有するとともに外筒１５０の内径より
小さいな外径を有する中筒１５１と、前記中筒１５１と
前記外筒１５０との間に配置された環状の吸着材１５２
とを備えている。

【００３４】前記排気管１１は、前記外筒１５０内で上
流側排気管１１ａと下流側排気管１１ｂとに隔離されて
いる。前記上流側排気管１１ａと前記下流側排気管１１
ｂとは、前記外筒１５０を介して接続されている。

【００３５】その際、下流側排気管１１ｂは、上流側の
開口端が前記外筒１５０内に突出し、その先端部が非固
定端となるよう外筒１５０内に保持されるものとする。
これに対応して、中筒１５１は、該中筒１５１の一端が
外筒１５０、排気管１１、あるいは後述する弁装置１６
０の何れかに固定されるとともに該中筒１５１の他端が
外筒１５０、排気管１１、弁装置１６０の何れにも固定
されず、且つ、中筒１５１の上流側端部が下流側排気管
１１ｂの上流側端部より上流側に延出するよう外筒１５
０内に保持されるものとする。

【００３６】これは、外筒１５０の温度が中筒１５１や
下流側排気管１１ｂに比して低くなりやすいため、外筒
１５０を上流側排気管１１ａと下流側排気管１１ｂとに
固定した上に、中筒１５１の両端あるいは下流側排気管
１１ｂの上流側端部を外筒１５０と直接又は弁装置１６
０を介して間接的に固定すると、外筒１５０、中筒１５
１、及び下流側排気管１１ｂの熱膨張差によって本吸着
機構１５が破損する虞があり、耐久性の低下を招くから
である。

【００３７】前記吸着材１５２は、外筒１５０と中筒１
５１との何れか一方のみに固定され、外筒１５０と中筒
１５１との温度差による双方の熱膨張差を許容すること
が可能になっている。

【００３８】前記中筒１５１と前記下流側排気管１１ｂ
との間の空間部１５５の複数箇所には、前記下流側排気
管１１ｂの耐震性を向上させるべく保持部材１５３が配
置されている。

【００３９】前記保持部材１５３は、前記中筒１５１の
内壁と前記下流側排気管１１ｂの外壁との何れか一方の
みと固定され、中筒１５１と下流側排気管１１ｂとが互
いに非固定状態となるようにし、下流側排気管１１ｂと
中筒１５１との軸方向の熱膨張差を吸収することが可能
になっている。

【００４０】前記中筒１５１の上流側開口端には、その
開口端を開閉する弁装置１６０が設けられている。弁装
置１６０は、本発明に係る排気弁を実現するものであ
り、図３に示すようにバタフライ式の二方弁で構成され
ている。

【００４１】具体的には、弁装置１６０は、前記中筒１
５１の上流側開口端に嵌合されたハウジング１６１と、
前記ハウジング１６１を軸方向に貫通する通路１６４
と、前記通路１６４を開閉する弁体１６２と、前記弁体
１６２に取り付けられたシャフト１６３とを備えてい
る。

【００４２】前記シャフト１６３の一端は、前記ハウジ
ング１６１に回転自在に支持され、前記シャフト１６３
の他端は、前記外筒１５０の外壁に設けられた軸受け１
６５によって回転自在に支持されている。

【００４３】前記シャフト１６３の他端は、リンク機構
等を介してアクチュエータ１６６と連結されている。前
記アクチュエータ１６６は、ステッパモータ等からな
り、印加電流の大きさに応じて前記シャフト１６３及び
前記弁体１６２を開閉駆動することが可能となってい
る。

【００４４】このように構成された吸着機構１５では、
三元触媒１２が未活性状態のときは、図２に示すよう
に、弁装置１６０の弁体１６２が全閉状態となるようア
クチュエータ１６６が制御される。

【００４５】この場合、上流側排気管１１ａから通路１
６４を介して下流側排気管１１ｂへ連通する排気流路
（主排気通路）が非導通状態となるため、上流側排気管
１１ａから吸着機構１５内に流入した排気の全ては、中
筒１５１と外筒１５０との間に形成された環状の空間１
５４へ導かれ、吸着材１５２を通り抜けることになる。

【００４６】前記吸着材１５２を通り抜けた排気は、外
筒１５０の内壁に衝突して流れ方向を変え、中筒１５１
と下流側排気管１１ｂとの間に形成された環状の空間１
５５へ流入する。

【００４７】前記空間１５５へ導かれた排気は、前記空
間１５５を吸着機構１５の下流側から上流側へ向かって
流れる。前記空間部１５５を流れた排気は、弁装置１６
０に衝突して流れ方向を変え、下流側排気管１１ｂ内へ
流れ込むことになる。以下、上流側排気管１１ａから空
間１５４及び空間１５５を介して下流側排気管１１ｂへ
連通する排気流路をバイパス通路と称するものとする。

【００４８】三元触媒１２が活性した後は、図４に示す
ように、弁装置１６０の弁体１６２が全閉状態となるよ
うアクチュエータ１６６が制御される。この場合、吸着
機構１５では、上流側排気管１１ａから通路１６４を介
して下流側排気管１１ｂへ連通する主排気通路が導通状
態になるとともに、上流側排気管１１ａから空間１５４
及び空間１５５を介して下流側排気管１１ｂへ連通する
バイパス通路が導通状態となる。

【００４９】ここで、本実施の形態に示す吸着機構１５
は、バイパス通路の排気抵抗が主排気通路の排気抵抗よ
り大きくなるよう構成されるため、上流側排気管１１ａ
から吸着機構１５内に流入した排気の大部分が主排気通
路を流れ、残りの一部の排気がバイパス通路を流れるこ
とになる。

【００５０】ここで図１に戻り、内燃機関１００には、
機関出力軸たるクランクシャフト１００ａが所定角度
（例えば、３０度）回転する度にパルス信号を出力する
クランクポジションセンサ１７と、内燃機関１００の内
部に形成されたウォータ・ジャケット内を流れる冷却水
の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ１８と
が取り付けられている。

【００５１】次に、前記内燃機関１００のクランクシャ
フト１００ａは、動力分割機構１９に連結されている。
前記動力分割機構１９は、発電機２０及び電動モータ２
００の回転軸（モータ回転軸）２００ａと機械的に接続
されている。

【００５２】前記動力分割機構１９は、例えば、ピニオ
ンギヤを回転自在に支持するプラネタリキャリアと、前
記プラネタリキャリアの外側に配置されたリングギヤ
と、前記プラネタリキャリアの内側に配置されたサンギ
ヤとを備えた遊星歯車（プラネタリギヤ）で構成され、
前記プラネタリキャリヤの回転軸が機関出力軸１００ａ
と連結され、前記リングギヤの回転軸がモータ回転軸２
００ａと連結され、前記サンギヤの回転軸が発電機２０
と連結されている。

【００５３】前記電動モータ２００のモータ回転軸２０
０ａには、減速機２１が連結され、前記減速機２１に
は、ドライブシャフト２２、２３を介して駆動輪たる車
輪２４、２５が連結されている。前記減速機２１は、複
数の歯車を組み合わせて構成され、前記モータ回転軸２
００ａの回転速度を減速してドライブシャフト２２、２
３に伝達する。

【００５４】前記発電機２０は、インバータ２６と電気
的に接続され、前記インバータ２６は、バッテリ２７と
電動モータ２００とに電気的に接続されている。前記発
電機２０は、交流同期型の電動機で構成され、励磁電流
が印加されると、前記内燃機関１００から動力分割機構
１９を介して入力される運動エネルギを電気エネルギに
変換することによって発電を行う。また、前記発電機２
０は、内燃機関１００の始動時に、バッテリ２７からの
駆動電力が印加されると、内燃機関１００のスタータモ
ータとして作用する。

【００５５】前記バッテリ２７は、複数のニッケル水素
バッテリを直列に接続して構成されている。前記バッテ
リ２７には、該バッテリ２７の放電電流量及び充電電流
量の積算値からバッテリ２７の充電状態（State Of Cha
rge）を算出するＳＯＣコントローラ２８が取り付けら
れている。

【００５６】前記電動モータ２００は、交流同期型の電
動機で構成され、発電機２０で発電された電力およびま
たはバッテリ２７の電力が印加されると、印加される電
力の大きさに応じたトルクでモータ回転軸２００ａを回
転駆動する。また、電動モータ２００は、車両の減速時
に、車輪２４、２５の回転トルクがドライブシャフト２
２、２３及び減速機２１を介してモータ回転軸２００ａ
に伝達されることを利用して回生発電を行う。

【００５７】前記インバータ２６は、複数のパワートラ
ンジスタを組み合わせて構成される電力変換装置であ
り、発電機２０で発電された電力のバッテリ２７への印
加と、発電機２０で発電された電力の電動モータ２００
への印加と、バッテリ２７に蓄電された電力の電動モー
タ２００への印加と、電動モータ２００で回生発電され
た電力のバッテリ２７への印加とを選択的に切り換え
る。

【００５８】ここで、前記発電機２０及び前記電動モー
タ２００は交流同期型の電動機で構成されるため、前記
インバータ２６は、発電機２０で発電された電力をバッ
テリ２７へ印加する場合は発電機２０で発電された交流
電圧を直流電圧に変換した後にバッテリ２７へ印加し、
バッテリ２７の電力を電動モータ２００へ印加する場合
はバッテリ２７の直流電圧を交流電圧に変換した後に電
動モータ２００へ印加し、電動モータ２００で回生発電
された電力をバッテリ２７へ印加する場合は電動モータ
２００で回生発電された交流電圧を直流電圧に変換した
後にバッテリ２７に印加する。

【００５９】上記したようなハイブリット機構には、内
燃機関１００を制御するための電子制御ユニット（Ｅ−
ＥＣＵ）２９と、ハイブリット機構全体を総合的に制御
するための電子制御ユニット（Ｈ−ＥＣＵ）３０とが併
設されている。

【００６０】前記Ｈ−ＥＣＵ３０は、図示しないアクセ
ルペダルの操作量に対応した電気信号を出力するアクセ
ルポジションセンサ３１、及びＳＯＣコントローラ２８
と電気配線を介して接続され、アクセルポジションセン
サ３１の出力信号（アクセル開度信号）と、ＳＯＣコン
トローラ２８の出力信号（バッテリ２７の充電状態を示
す信号）を入力することが可能となっている。

【００６１】前記Ｈ−ＥＣＵ３０は、発電機２０、イン
バータ２６、及び電動モータ２００と電気配線を介して
接続され、これらの発電機２０、インバータ２６、及び
電動モータ２００を制御することが可能となっている。
さらに、前記Ｈ−ＥＣＵ３０は、前記Ｅ−ＥＣＵ２９と
通信回線により接続され、前記Ｅ−ＥＣＵ２９と信号の
送受信を行うことが可能となっている。

【００６２】例えば、Ｈ−ＥＣＵ３０は、イグニッショ
ンスイッチがオフからオンへ切り換えられた場合は、内
燃機関１００を始動させる。詳しくは、Ｈ−ＥＣＵ３０
は、バッテリ２７から発電機２０へ駆動電力を印加させ
るべくインバータ２６を制御して、発電機２０をスター
タモータとして作動させるとともに、点火栓３、スロッ
トル弁７、及び燃料噴射弁９を作動させるべくＥ−ＥＣ
Ｕ２９を制御する。

【００６３】この場合、動力分割機構１９では、発電機
２０に連結されたサンギヤが回転する一方で、車輪２
４、２５に連結されたリングギヤが停止状態となるた
め、サンギヤの回転トルクの略全てがプラネタリキャリ
アへ伝達されることになる。プラネタリキャリアは、内
燃機関１００のクランクシャフト１００ａと連結されて
いるため、プラネタリキャリアがサンギヤの回転トルク
を受けて回転すると、それに伴ってクランクシャフト１
００ａが回転する。その際、Ｅ−ＥＣＵ２９が点火栓
３、スロットル弁７、及び燃料噴射弁９を作動させるこ
とにより、内燃機関１００のクランキングが実現され、
内燃機関１００が始動される。

【００６４】内燃機関１００が始動された後に、冷却水
の温度が所定温度以上まで上昇すると、Ｈ−ＥＣＵ３０
は、内燃機関１００の暖機が完了したとみなし、Ｅ−Ｅ
ＣＵ２９を介して内燃機関１００の運転を停止させる。

【００６５】また、イグニッションスイッチがオンの状
態で車両が停止した場合は、前記Ｈ−ＥＣＵ３０は、内
燃機関１００の運転を停止すべくＥ−ＥＣＵ２９を制御
するとともに、電動モータ２００の回転を停止させるべ
くインバータ２６を制御する。

【００６６】但し、車両停止時に、ＳＯＣコントローラ
２８の出力信号（バッテリ２７の充電状態を示す信号）
が所定の基準を下回っている場合、室内用エアコンディ
ショナのコンプレッサ等のように内燃機関１００から出
力されるトルクの一部を利用して駆動される補機類を作
動させる必要がある場合、又は、内燃機関１００や排気
浄化系を暖機する必要がある場合は、内燃機関１００を
始動させる。

【００６７】また、車両が発進する場合は、前記Ｈ−Ｅ
ＣＵ３０は、バッテリ２７から電動モータ２００へ駆動
電力を印加させるべくインバータ２６を制御する。バッ
テリ２７から電動モータ２００へ駆動電力が供給される
と、電動モータ２００のモータ回転軸２００ａが回転
し、次いでモータ回転軸２００ａの回転トルクが減速機
２１及びドライブシャフト２２、２３を介して車輪２
４、２５へ伝達され、車両が発進する。

【００６８】この場合、動力分割機構１９では、モータ
回転軸２００ａに連結されたリングギヤが回転され、リ
ングギヤの回転トルクがサンギヤとプラネタリキャリア
とに分配される。

【００６９】前記リングギヤから前記プラネタリキャリ
アへ伝達された回転トルクは、前記プラネタリキャリア
に連結されたクランクシャフト１００ａに伝達され、内
燃機関１００は、燃料噴射停止状態でクランクシャフト
１００ａが回転する、いわゆるモータリング状態とな
る。

【００７０】尚、車両発進時において、バッテリ２７の
充電状態が良好でない場合、エアコンディショナ用コン
プレッサ等の補機類を作動させる必要がある場合、又
は、内縁機関１もしくは排気浄化系の暖機が必要である
場合は、Ｈ−ＥＣＵ３０は、内燃機関１００を始動させ
る。

【００７１】車両発進時において内燃機関１００が始動
されると、Ｈ−ＥＣＵ３０は、バッテリ２７から発電機
２０へ励磁電流を印加すべくインバータ２６を制御し、
発電機２０を発電機として作動させる。

【００７２】この場合、内燃機関１００から出力される
トルクによってクランクシャフト１００ａが回転する。
クランクシャフト１００ａの回転トルクは、動力分割機
構１９のプラネタリキャリアへ伝達され、プラネタリキ
ャリアからサンギヤとリングギヤとに分配される。

【００７３】前記プラネタリキャリアから前記サンギヤ
に分配された回転トルクは、前記サンギヤに連結された
発電機２０に伝達され、前記発電機２０は、前記サンギ
ヤから伝達された運動エネルギを電気エネルギへ変換す
ることにより発電を行う。前記発電機２０で発電された
電力は、インバータ２６によってバッテリ２７と電動モ
ータ２００とへ分配される。

【００７４】前記プラネタリキャリアから前記リングギ
ヤに分配された回転トルクは、前記リングギヤに連結さ
れたモータ回転軸２００ａへ伝達される。この結果、モ
ータ回転軸２００ａは、電動モータ２００から出力され
るトルクと前記リングギヤから伝達された回転トルクと
を加算したトルクで回転することになる。このモータ回
転軸２００ａの回転トルクは、減速機２１及びドライブ
シャフト２２、２３を介して車輪２４、２５へ伝達され
る。

【００７５】また、車両が通常走行状態にある場合は、
Ｈ−ＥＣＵ３０は、内燃機関１００から出力されるトル
クを所望の目標トルクとすべくＥ−ＥＣＵ２９を制御す
るとともに、バッテリ２７から電動モータ２００への駆
動電力の供給を停止し、且つバッテリ２７から発電機２
０へ励磁電流を印加させるべくインバータ２６を制御す
る。

【００７６】具体的には、Ｈ−ＥＣＵ３０は、アクセル
ポジションセンサ３１の出力信号（アクセル開度）と図
示しない車速センサの出力信号（車速）とから運転者が
要求する駆動トルク（以下、要求駆動トルクと称する）
を算出し、要求駆動トルクを満たす上で内燃機関１００
が出力すべきトルク（以下、要求機関トルクと称する）
と電動モータ２００が出力すべきトルク（以下、要求モ
ータトルクと称する）とを決定する。

【００７７】続いて、Ｈ−ＥＣＵ３０は、要求機関トル
クをＥ−ＥＣＵ２９へ送信するとともに、要求モータト
ルクに従ってインバータ２６を制御する。その際、Ｈ−
ＥＣＵ３０は、発電機２０に印加する励磁電流の大きさ
を調節することによって発電機２０の回転数を制御し、
それによって内燃機関１００の機関回転数を制御する。

【００７８】ここで、Ｈ−ＥＣＵ３０からＥ−ＥＣＵ２
９へ送信される要求機関トルクは、例えば、内燃機関１
００の吸入空気量と機関回転数とをパラメータとした値
である。その場合、Ｈ−ＥＣＵ３０は、吸入空気量と機
関回転数と機関トルクとの関係を示すマップを有し、こ
のマップから所望の機関トルクに対応した吸入空気量と
機関回転数とを特定し、特定した吸入空気量と機関回転
数とを要求機関トルクとしてＥ−ＥＣＵ２９へ送信す
る。

【００７９】Ｈ−ＥＣＵ３０からの要求機関トルクを受
信したＥ−ＥＣＵ２９は、前記要求機関トルクに従っ
て、スロットル開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び
点火時期を決定し、アクチュエータ８、燃料噴射弁２
６、及び点火栓３を制御する。

【００８０】尚、車両の通常走行時にバッテリ２７の充
電が必要になると、Ｈ−ＥＣＵ３０は、内燃機関１００
から出力されるトルクを増加させるべくＥ−ＥＣＵ２９
を制御するとともに、バッテリ２７から発電機２０へ印
加される励磁電流を増加させるべくインバータ２６を制
御し、要求駆動トルクを確保しつつ発電量を増加させ
る。

【００８１】また、車両が加速状態にある場合は、Ｈ−
ＥＣＵ３０は、前述した通常走行時と同様に要求駆動ト
ルク、要求機関トルク、及び要求モータトルクを算出
し、次いでＥ−ＥＣＵ２９を介して内燃機関１００を制
御するとともに、インバータ２６を介して電動モータ２
００を制御する。

【００８２】尚、Ｈ−ＥＣＵ３０は、インバータ２６を
制御する際、発電機２０で発電された電力に加えて、バ
ッテリ２７の電力も電動モータ２００へ印加すべく制御
を行い、電動モータ２００から出力されるトルクを増加
させる。

【００８３】また、車両が減速状態もしくは制動状態に
ある場合は、前記Ｈ−ＥＣＵ３０は、内燃機関１００の
運転を停止（燃料噴射制御及び点火制御を停止）させる
べく前記Ｅ−ＥＣＵ２９を制御するとともに、発電機２
０の作動及び電動モータ２００の作動を停止させるべく
インバータ２６を制御する。

【００８４】その際、モータ回転軸２００ａは、ドライ
ブシャフト２２、２３及び減速機２１を介してモータ回
転軸２００ａと連結されているため、モータ回転軸２０
０ａが車輪２４、２５の回転トルクを受けて回転するこ
とになる。そこで、前記Ｈ−ＥＣＵ３０は、バッテリ２
７から電動モータ２００へ励磁電流を印加すべくインバ
ータ２６を制御することにより、電動モータ２００を発
電機として作用させて回生発電を行う。前記電動モータ
２００で回生発電された電力は、インバータ２６を介し
てバッテリ２７に充電される。

【００８５】この場合、動力分割機構１９では、モータ
回転軸２００ａに連結されたリングギヤが回転し、リン
グギヤの回転トルクがサンギヤとプラネタリキャリアと
に分配される。前記リングギヤから前記プラネタリキャ
リアへ伝達された回転トルクは、プラネタリキャリアに
連結されたクランクシャフト１００ａに伝達されるた
め、内燃機関１００は、モータリング状態となる。

【００８６】次に、前記Ｅ−ＥＣＵ２９には、上流側空
燃比センサ１３、下流側空燃比センサ１４、クランクポ
ジションセンサ１７、水温センサ１８、エアフローメー
タ３２、及びスロットルポジションセンサ３３が電気配
線を介して接続され、前記した各種センサの出力信号が
前記Ｅ−ＥＣＵ２９に入力されるようになっている。

【００８７】前記Ｅ−ＥＣＵ２９には、点火栓３、アク
チュエータ８、燃料噴射弁９、及び吸着機構１５の弁装
置１６０（アクチュエータ１６６）が電気配線を介して
接続され、前記Ｅ−ＥＣＵ２９から前記各部へ制御信号
を送信することが可能となっている。

【００８８】前記Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記した各種セン
サの出力信号をパラメータとして内燃機関１００の運転
状態を判定し、判定された機関運転状態に基づいて点火
制御、スロットル制御、燃料噴射制御、吸着機構１５の
制御、及び本発明の要旨となる弁装置１６０の故障診断
制御を実行する。

【００８９】例えば、燃料噴射制御では、Ｅ−ＥＣＵ２
９は、以下に示すような燃料噴射量算出式に従って燃料
噴射量（ＴＡＵ）を決定する。 TAU=TP*FWL*(FAF+FG)*[FASE+FAE+FOTP+FDE(D)]*FFC+TAU
V （TP：基本噴射量、FWL：暖機増量、FAF：空燃比フィー
ドバック補正係数、FG：空燃比学習係数、FASE：始動後
増量、FAE：加速増量、FOTP：OTP増量、FDE(D)：減速増
量（減量）、FFC：フューエルカット復帰時補正係数、T
AUV：無効噴射時間）その際、Ｅ−ＥＣＵ２９は、各種センサの出力信号値を
パラメータとして内燃機関１００の運転状態を判別し、
判別された機関運転状態とＥ−ＥＣＵ２９内のＲＯＭ等
に予め記憶されたマップとに基づいて、上記した基本噴
射量（ＴＰ）、暖機増量（ＦＷＬ）、始動後増量（ＦＡ
ＳＥ）、加速増量（ＦＡＥ）、ＯＴＰ増量（ＦＯＴ
Ｐ）、減速増量（ＦＤＥ（Ｄ））、フューエルカット復
帰時補正係数（ＦＦＣ）、無効噴射時間（ＴＡＵＶ）等
を算出する。

【００９０】また、Ｅ−ＥＣＵ２９は、以下の手順に従
って空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）を算出す
る。すなわち、Ｅ−ＥＣＵ２９は、先ず空燃比フィード
バック制御条件が成立しているか否かを判別する。

【００９１】前記した空燃比フィードバック制御条件と
しては、例えば、冷却水温度が所定温度以上である、内
燃機関１００が非始動状態にある、燃料噴射量の始動後
増量補正が非実行状態にある、燃料噴射量の暖機増量補
正が非実行状態にある、燃料噴射量の加速増量補正が非
実行状態にある、三元触媒１２等の排気系部品の加熱防
止のためのＯＴＰ増量補正が非実行状態にある、フュー
エルカット制御が非実行状態にある等の条件を例示する
ことができる。

【００９２】上記した空燃比フィードバック制御条件が
不成立である場合は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、空燃比フィー
ドバック補正係数（ＦＡＦ）を“１．０”として燃料噴
射量（ＴＡＵ）を算出する。

【００９３】一方、上記した空燃比フィードバック制御
条件が成立している場合は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、上流側
空燃比センサ１３の出力信号を介して入力し、入力した
出力信号と上流側空燃比センサ１３の応答遅れ時間とに
基づいて、実際の排気の空燃比が理論空燃比よりリーン
であるか又はリッチであるかを判別する。

【００９４】Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記した実際の排気空
燃比が理論空燃比よりリッチであると判定した場合は燃
料噴射量（ＴＡＵ）を減量補正すべく空燃比フィードバ
ック補正係数（ＦＡＦ）の値を補正し、前記した実際の
排気空燃比が理論空燃比よりリーンであると判定した場
合は燃料噴射量（ＴＡＵ）を増量補正すべく空燃比フィ
ードバック補正係数（ＦＡＦ）の値を補正する。

【００９５】続いて、Ｅ−ＥＣＵ２９は、上記した手順
で算出した空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）に
上限ガード処理及び下限ガード処理を施し、ガード処理
後の空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）を前記燃
料噴射量算出式に代入して燃料噴射量（ＴＡＵ）を算出
する。

【００９６】尚、Ｅ−ＥＣＵ２９は、上記したような上
流側空燃比センサ１３の出力信号に基づいた空燃比フィ
ードバック制御（第１の空燃比フィードバック制御）と
並行して、下流側空燃比センサ１４の出力信号に基づい
た空燃比フィードバック制御（第２の空燃比フィードバ
ック制御）を実行するようにしてもよい。

【００９７】第２の空燃比フィードバック制御では、例
えば、Ｅ−ＥＣＵ２９は、下流側空燃比センサ１４の出
力信号値と所定の基準電圧とを比較して、三元触媒１２
から流出した排気の空燃比がリーンであるか又はリッチ
であるかを判別し、その判別結果に基づいて前記第１の
空燃比フィードバック制御におけるリーン／リッチの判
定基準値や、空燃比フィードバック補正係数（ＦＡＦ）
の補正量等を補正し、上流側空燃比センサ１３の個体差
による出力特性のばらつきや、経時変化による上流側空
燃比センサ１３の出力特性の変化等に起因した排気エミ
ッション特性の悪化等を抑制する。

【００９８】次に、Ｅ−ＥＣＵ２９は、弁装置１６０を
制御する場合は、内燃機関１００の始動時に、水温セン
サ２１の出力信号（冷却水温）を入力し、前記出力信号
と所定のマップとに基づいて、内燃機関１００の始動時
から三元触媒１２が活性するまでに要する時間（以下、
触媒活性時間と称する）を算出する。

【００９９】Ｅ−ＥＣＵ２９は、内燃機関１００の始動
時からの経過時間が前記触媒活性時間未満である間、す
なわち三元触媒１２が未活性状態にある間は、弁装置１
６０の弁体１６２を全閉状態（吸着機構１５内の主排気
通路を非導通状態）とすべくアクチュエータ１６６へ制
御信号を出力する。

【０１００】このとき、内燃機関１００から排出された
排気の全ては、吸着機構１５内のバイパス通路及び吸着
材１５２を介して三元触媒１２へ流入することになる。
この結果、排気中に含まれる未燃燃料成分は、大気中に
放出されずに吸着材１５２に吸着される。

【０１０１】内燃機関１００の始動時からの経過時間が
前記触媒活性時間以上に達したとき、すなわち三元触媒
１２が活性したときは、Ｅ−ＥＣＵ２９は、弁装置１６
０の弁体１６２を全開状態（吸着機構１５内の主排気通
路を導通状態）とすべくアクチュエータ１６６へ制御信
号を出力する。

【０１０２】このとき、吸着機構１５内では主排気通路
とバイパス通路の双方が導通状態となるため、内燃機関
１００から排出された排気は、主排気通路とバイパス通
路との双方を通って三元触媒１２に流入し、排気中の有
害ガス成分が三元触媒１２にて浄化される。

【０１０３】尚、本実施の形態で示す吸着機構１５で
は、バイパス通路の排気流入部と排気流出部とが近接し
た位置に配置されるため、前記排気流入部近傍の排気圧
力と前記排気流出部近傍の排気圧力との差が小さく、且
つ前記排気流入部近傍の主排気通路を流れる排気の脈動
と前記排気流出部近傍の主排気通路を流れる排気の脈動
との位相差が小さくなり、その結果、内燃機関１００か
ら排出された排気の内の極微量の排気のみがバイパス通
路を通って三元触媒１２へ流入し、その他の大部分の排
気は主排気通路を通って三元触媒１２へ流入することに
なる。

【０１０４】このようにバイパス通路の流量が極微量に
なると、それに応じて吸着材１５２を通過する排気量が
極微量となるため、吸着材１５２の昇温速度が穏やかに
なり、吸着材１５２に吸着されていた未燃燃料成分は少
量ずつ徐々に脱離するようになる。

【０１０５】この結果、吸着材１５２からバイパス通路
を介して三元触媒１２上流の排気管１１に導入される未
燃燃料成分量が極微量となり、三元触媒１２に流入する
排気の空燃比が触媒浄化ウィンドから外れるような過度
なリッチ状態となることがない。

【０１０６】従って、三元触媒１２に流入する排気の空
燃比は、該三元触媒１２が炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭
素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯ_X）を浄化可能な触媒浄
化ウィンドの範囲から外れることがなく、三元触媒１２
は、排気中の未燃燃料成分（未燃ＨＣ）、一酸化炭素
（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯ_X）を確実に浄化する
ことが可能となる。

【０１０７】以下、本発明の要旨となる弁装置１６０の
故障診断制御について述べる。本実施の形態では、Ｅ−
ＥＣＵ２９は、内燃機関１００のクランクシャフト１０
０ａが回転状態にあり、且つ燃料噴射弁９からの燃料噴
射が停止されているとき、言い換えれば、クランクシャ
フト１００ａが回転してはいるが、内燃機関１００が実
質的にトルクを出力していないときに、弁装置１６０の
故障診断を行う。

【０１０８】ここで、本実施の形態におけるハイブリッ
ト機構では、車両の発進時に、内燃機関１００の運転が
停止され、電動モータ２００から出力されるトルクのみ
で車輪２４、２５が駆動される。その際、モータ回転軸
２００ａの回転トルクが動力分割機構１９を介して内燃
機関１００のクランクシャフト１００ａに伝達されるた
め、内燃機関１００はモータリング状態となる。

【０１０９】また、本実施の形態におけるハイブリット
機構では、車両の減速時もしくは制動時に、内燃機関１
００の運転が停止され、車輪２４、２５の運動エネルギ
を電動モータ２００にて電気エネルギに変換する回生発
電が行われる。その際、モータ回転軸２００ａの回転ト
ルクが動力分割機構１９を介して内燃機関１００のクラ
ンクシャフト１００ａに伝達されるため、内燃機関１０
０がモータリング状態となる。

【０１１０】従って、本実施の形態では、Ｅ−ＥＣＵ２
９は、車両の発進時であってバッテリ２７の充電状態が
良好な時、及び、車両の減速／制動時に弁装置１６０の
故障診断を行うようにした。

【０１１１】弁装置１６０の故障診断は、Ｅ−ＥＣＵ２
９が図５に示すような故障診断制御ルーチンを実行する
ことにより実現される。前記故障診断制御ルーチンは、
Ｅ−ＥＣＵ２９の図示しないＲＯＭ等に予め記憶された
アプリケーションプログラムであり、イグニションスイ
ッチがオン状態にあるときに所定時間毎に繰り返し実行
されるルーチンである。

【０１１２】前記故障診断制御ルーチンでは、Ｅ−ＥＣ
Ｕ２９は、先ずＳ５０１において、車両が発進状態にあ
るか否かを判別する。Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記Ｓ５０１
において車両が発進状態にあると判定した場合はＳ５０
３へ進み、前記Ｓ５０１において車両が発進状態にない
と判定した場合はＳ５０２へ進む。

【０１１３】前記Ｓ５０２では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、車
両が減速状態もしくは制動状態にあるか否かを判別し、
車両が減速状態もしくは制動状態にあると判定した場合
はＳ５０３へ進み、車両が減速状態及び制動状態にない
と判定した場合は本ルーチンの実行を一旦終了する。

【０１１４】Ｓ５０３では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、内燃機
関１００がモータリング状態にあるか否かを判別する。
すなわち、Ｅ−ＥＣＵ２９は、車両が発進状態又は減速
／制動状態にあるときに、内燃機関１００のトルクを利
用してバッテリ２７の充電を行う必要が生じたか否か、
内燃機関１００のトルクを利用してエアコンディショナ
用コンプレッサ等の補機類を作動させる必要が生じたか
否か、及び内燃機関１００を暖機させる必要が生じたか
否かを判別する。

【０１１５】前記Ｓ５０３において車両が発進状態又は
減速／制動状態にあるときに、内燃機関１００のトルク
を利用してバッテリ２７の充電を行う必要が生じた、内
燃機関１００のトルクを利用してエアコンディショナ用
コンプレッサ等の補機類を作動させる必要が生じた、も
しくは、内燃機関１００を暖機させる必要が生じたと判
定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、内燃機関１００がモ
ータリング状態にないとみなし、本ルーチンの実行を一
旦終了する。

【０１１６】一方、前記Ｓ５０３において車両が発進状
態又は減速／制動状態にあるときに、内燃機関１００の
トルクを利用してバッテリ２７の充電を行う必要がな
く、且つ内燃機関１００のトルクを利用してエアコンデ
ィショナ用コンプレッサ等の補機類を作動させる必要が
なく、なおかつ内燃機関１００を暖機させる必要がない
と判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、内燃機関１００
がモータリング状態にあるとみなし、Ｓ５０４へ進む。

【０１１７】Ｓ５０４では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、故障診
断のパラメータとなるデータの収集を開始する。前記し
たデータとしては、例えば、１サイクルの吸気行程で内
燃機関１００に吸入される空気質量：ＧＡ（＝エアフロ
ーメータ３２の出力信号値を機関回転数で除算して得ら
れる値）、機関回転数：ＮＥ（クランクポジションセン
サ１７がパルス信号を出力する時間的間隔に基づいて算
出される値）、スロットル開度：ＴＡ（スロットルポジ
ションセンサ３３の出力信号）を例示することができ
る。

【０１１８】Ｓ５０５では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、弁装置
１６０の弁体１６２を全開状態から一旦全閉状態とした
後に全開状態に戻すべくアクチュエータ１６６を制御す
る。Ｓ５０６では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記Ｓ５０４で
開始したデータ収集処理を終了する。

【０１１９】Ｓ５０７では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記Ｓ
５０４から前記Ｓ５０６にかけて収集されたデータを参
照して、弁装置１６０を全開状態から一旦全閉状態とし
た後に全開状態に戻す制御が行われた間の内燃機関１０
０の状態が安定していたか否かを判別する。

【０１２０】具体的には、Ｅ−ＥＣＵ２９は、収集され
たデータを参照して、弁装置１６０を全開状態から全閉
状態とした後に全開状態へ戻すべく制御が行われた間の
機関回転数の変化量：△ＮＥが所定量：ＳＴＴＥ未満で
あり、且つスロットル開度の変化量：△ＴＡが所定量：
ＳＴＴＡ未満であるか否かを判別する。

【０１２１】前記Ｓ５０７において前記機関回転数の変
化量：△ＮＥが所定量：ＳＴＴＥ以上、もしくは前記ス
ロットル開度の変化量：△ＴＡが所定量：ＳＴＴＡ以上
であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、弁装置１
６０を全開状態から全閉状態とした後に全開状態へ戻す
べく制御が行われた間の内燃機関１００の状態が安定し
ていなかったとみなし、Ｓ５１２へ進む。

【０１２２】Ｓ５１２では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記Ｓ
５０４から前記Ｓ５０６にかけて収集されたデータを消
去し、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ
５０７において前記機関回転数の変化量：△ＮＥが所定
量：ＳＴＴＥ未満、且つ前記スロットル開度の変化量：
△ＴＡが所定量：ＳＴＴＡ未満であると判定した場合
は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、弁装置１６０を全開状態から全
閉状態とした後に全開状態へ戻すべく制御が行われた間
の内燃機関１００の状態が安定していたとみなし、Ｓ５
０８へ進む。

【０１２３】Ｓ５０８では、Ｅ−ＥＣＵ２９は、前記Ｓ
５０４から前記Ｓ５０６にかけて収集されたデータよ
り、弁装置１６０を全開状態から全閉状態とする制御が
行われた際の吸入空気量の変化量：△ＧＡを算出し、前
記吸入空気量の変化量：△ＧＡが所定の基準吸入空気変
化量：ＣＨＥＣＫＧＡ以上であるか否かを判別する。

【０１２４】ここで、吸着機構１５におけるバイパス通
路の排気抵抗は主排気通路の排気抵抗より大きいため、
弁装置１６０が正常である場合は、弁体１６２が全開状
態から全閉状態へ動作することによって排気通路内の圧
力が高まる。

【０１２５】一方、モータリング状態の内燃機関１００
では燃料噴射制御及び点火制御が停止された状態でクラ
ンクシャフト１００ａが回転しているため、吸気行程に
おいて吸気通路内の空気のみが気筒内に取り込まれ、気
筒内に取り込まれた空気は排気行程において排気通路へ
排出されることになる。

【０１２６】その際、上記したような弁装置１６０の動
作によって排気通路内の圧力が上昇すると、上昇した圧
力が背圧として内燃機関１００に作用する。つまり、弁
装置１６０の動作によって上昇した排気圧力は、排気行
程中の気筒における空気の排出動作の抵抗となり、それ
によって次の吸気行程における空気の吸入動作が妨げら
れ、内燃機関１００の吸入空気量：ＧＡが減少すること
になる。

【０１２７】従って、Ｅ−ＥＣＵ２９は、弁装置１６０
を全開状態から全閉状態とする制御が行われた際の吸入
空気量の変化量：△ＧＡが基準吸入空気変化量：ＣＨＥ
ＣＫＧＡ以上である場合は、弁装置１６０が正常である
と判定し、前記吸入空気量の変化量：△ＧＡが基準吸入
空気変化量：ＣＨＥＣＫＧＡ未満である場合は、弁装置
１６０が異常であると判定することが可能である。

【０１２８】尚、モータリング状態にある内燃機関１０
０の吸入空気量は、クランクシャフト１００ａの回転数
（機関回転数）や吸入空気温度等に応じて変化するた
め、基準吸入空気変化量：ＣＨＥＣＫＧＡと機関回転数
と吸入空気温度との関係を予め実験的に求めておき、そ
れらの関係をマップ化してＥ−ＥＣＵ２９のＲＯＭ等に
記憶させるようにしてもよい。

【０１２９】また、内燃機関１００が吸気弁およびまた
は排気弁の開閉タイミングを可変とする可変バルブタイ
ミング機構を備えている場合は、故障診断を行う際に吸
気弁と排気弁とのバルブオーバラップ量を増加させ、背
圧の変化が吸気系に及ぼす影響の度合いを高めるように
してもよい。

【０１３０】ここで図５の故障診断制御ルーチンに戻
り、前記Ｓ５０８において弁装置１６０を全開状態から
全閉状態とすべく制御が行われた際の吸入空気量の変化
量：△ＧＡが基準吸入空気変化量：ＣＨＥＣＫＧＡ以上
であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２９は、Ｓ５０９
へ進み、弁装置１６０が正常であるとみなし、本ルーチ
ンの実行を終了する。

【０１３１】一方、前記Ｓ５０８において弁装置１６０
を全開状態から全閉状態とすべく制御が行われた際の吸
入空気量の変化量：△ＧＡが基準吸入空気変化量：ＣＨ
ＥＣＫＧＡ未満であると判定した場合は、Ｅ−ＥＣＵ２
９は、Ｓ５１０へ進み、弁装置１６０に異常が発生した
とみなす。

【０１３２】続いて、Ｅ−ＥＣＵ２９は、Ｓ５１１へ進
み、車室内に設けられたインジケータ・ランプを点灯さ
せる等の、弁装置１６０に異常が発生したことを示す警
告情報の出力処理を行った後、本ルーチンの実行を終了
する。

【０１３３】このように、Ｅ−ＥＣＵが故障診断制御ル
ーチンを実行することにより本発明に係る故障診断手段
が実現される。以上述べた実施の形態では、内燃機関１
００がモータリング状態にあるとき、すなわち内燃機関
１００が実質的にトルクを出力していないときに弁装置
１６０の故障診断が実行されるため、故障診断において
弁装置１６０を開閉制御しても車両の走行状態に影響を
与えることがなく、ドライバビリィティの悪化が防止さ
れる。

【０１３４】尚、前述した実施の形態では、弁装置１６
０が開閉制御された際の吸入空気量の変化量に基づいて
故障診断を行う例について説明したが、これに限られる
ものではなく、例えば、弁装置１６０が開閉制御された
際の弁装置１６０上流の排気管１１内の圧力の変化、あ
るいは弁装置１６０上流の排気管１１内の温度の変化に
基づいて故障診断を行うようにしてもよく、更に吸入空
気量を吸気管圧力と機関回転数とから間接的に検出する
スピード・デンシティ方式の内燃機関の場合は、弁装置
１６０が開閉制御された際の吸気管圧力の変化に基づい
て故障診断を行うようにしてもよい。

【０１３５】また、前述した実施の形態では、本発明を
適用する車両としてハイブリット車両を例に挙げて説明
したが、内燃機関の動力のみで走行する車両であっても
よいことは勿論である。その場合、弁装置の故障診断
は、車両減速時のように、クランクシャフトが回転状態
にあり、且つ燃料噴射が停止された状態のとき、いわゆ
るフューエルカット制御時に行うようにする。

【０１３６】

【発明の効果】本発明に係る排気弁故障診断装置では、
内燃機関が機関回転状態にあり、且つ燃料噴射停止状態
にあるとき、すなわち内燃機関が実質的にトルクを出力
していないときに、排気弁を開閉制御することによって
排気弁の故障診断が行われるため、排気弁の開閉動作が
内燃機関に影響を及ぼしたとしても、車両の走行状態に
影響を及ぼすことはない。

【０１３７】従って、本発明に係る排気弁故障診断装置
によれば、車両のドライバビリィティを悪化させること
なく、排気弁の故障を診断することが可能となる。ま
た、内燃機関の他に車両を駆動可能な補助動力源を具備
するハイブリット車両に本発明を適用した場合は、故障
診断装置は、補助動力源の動力のみで車両が走行してい
るときのように内燃機関の動力が車両の駆動力として使
用されていないときに、排気弁を開閉制御して排気弁の
故障診断を実行するため、排気弁の開閉動作が車両の走
行状態に影響を与えることがなく、故障診断に起因した
ドライバビリィティの悪化が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するハイブリット車両の概略構
成を示す図

【図２】吸着機構の内部構成を示す図（１）

【図３】吸着機構の内部構成を示す図（２）

【図４】吸着機構の動作を説明する図

【図５】故障診断制御ルーチンを示すフローチャート
図

【符号の説明】

４・・・・吸気枝管５・・・・サージタンク６・・・・吸気管７・・・・スロットル弁８・・・・アクチュエータ９・・・・燃料噴射弁１０・・・排気枝管１１・・・排気管１１ａ・・上流側排気管１１ｂ・・下流側排気管１２・・・三元触媒１５・・・吸着機構１５０・・外筒１５１・・中筒１５２・・吸着材１７・・・クランクポジションセンサ１８・・・水温センサ２９・・・Ｅ−ＥＣＵ３２・・・エアフローメータ３３・・・スロットルポジションセンサ１６０・・弁装置１６２・・弁体１６６・・アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０１Ｎ 7/08 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＦ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA00 DA02 DA12 DA24 3G065 AA04 AA10 BA06 CA34 CA38 DA06 EA05 GA05 GA09 GA10 GA27 GA41 KA02 3G084 AA03 BA05 BA13 BA19 CA06 DA31 DA33 EB22 FA02 FA07 FA10 FA20 FA33 3G091 AA02 AA14 AA17 AA28 AB03 AB10 BA31 CA13 CB02 CB07 EA01 EA05 EA07 EA14 EA16 EA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられ、前記排
気通路内の排気流量を調節する排気弁と、前記内燃機関が機関回転状態且つ燃料噴射停止状態にあ
るときに、前記排気弁を開閉制御して前記排気弁の故障
診断を実行する故障診断手段と、を備えることを特徴と
する内燃機関の排気弁故障診断装置。
【請求項２】内燃機関の動力と電動機の動力とを選択
的に利用して車両を駆動するハイブリット機構と、前記内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路内の
排気流量を調節する排気弁と、前記内燃機関が機関回転状態且つ燃料噴射停止状態にあ
るときに、前記排気弁を開閉制御して前記排気弁の故障
診断を実行する故障診断手段と、を備えることを特徴と
する内燃機関の排気弁故障診断装置。
【請求項３】前記排気通路は、前記内燃機関に連通す
る主排気通路と前記主排気通路を迂回するバイパス通路
とを具備し、前記排気弁は、前記主排気通路と前記バイパス通路とへ
の排気の流れを切り換えることを特徴とする請求項１又
は請求項２記載の内燃機関の排気弁故障診断装置。
【請求項４】前記故障診断手段は、前記排気弁が開閉
制御された際の、前記内燃機関の吸気通路内の圧力変化
に基づいて前記排気弁の故障を診断することを特徴とす
る請求項１又は請求項２記載の内燃機関の排気弁故障診
断装置。
【請求項５】前記故障診断手段は、前記排気弁が開閉
制御された際の前記排気通路内の圧力の変化に基づいて
前記排気弁の故障を診断することを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の内燃機関の排気弁故障診断装置。
【請求項６】前記故障診断装置は、前記排気弁が開閉
制御された際の前記排気通路内の温度の変化に基づいて
前記排気弁の故障を診断することを特徴とする請求項１
又は請求項２記載の内燃機関の排気弁故障診断装置。