JP3589151B2

JP3589151B2 - Exhaust passage switching device for internal combustion engine and control device for vehicle equipped with this device

Info

Publication number: JP3589151B2
Application number: JP2000114289A
Authority: JP
Inventors: 幸一星; 剛渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2020-04-14
Also published as: JP2001295637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気通路切換装置及びこの装置を搭載する車両の制御装置に係り、特に、排気通路を、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた通路と該吸着剤をバイパスする通路とに選択的に切り換える切換機構を備え、該切換機構の故障の有無を判定し得る内燃機関の排気通路切換装置及びこの装置を搭載する車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開昭６３−６８７１３号に開示される如く、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する装置が知られている。この装置は、排気通路を、排気ガス中のＨＣ等の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられたバイパス通路と、該吸着剤をバイパスする本通路とに選択的に切り換える切換弁を備えている。また、この装置は、排気通路の、吸着剤の下流側に触媒を備えている。
【０００３】
内燃機関の始動直後等の冷間時には、排気ガス中に含まれる未燃焼成分が増大する。触媒は、冷間時には排気ガス中の未燃焼成分を効果的に浄化することができない。そこで、上記従来の装置において、切換弁は、内燃機関の始動が開始された後、排気通路をバイパス通路に切り換える。この場合、排気ガス中の未燃焼成分は、吸着剤に吸着される。そして、吸着剤に吸着された未燃焼成分は、吸着剤の温度が高くなった場合に吸着剤から脱離する。この際、触媒の温度が十分に高いと、脱離した吸着剤は、触媒により浄化される。従って、上記従来の装置によれば、排気ガス中の未燃焼成分が多量に大気中に放出されるのを回避することができ、その結果、内燃機関から排出される排気ガスを効果的に浄化することができる。
【０００４】
ところで、排気ガスの未燃焼成分を確実に吸着剤に吸着させるためには、切換弁へ切換信号が付与されることにより排気通路が切り換えられたか否か、すなわち、切換弁が正常に動作しているか否かを判定する必要がある。
【０００５】
一般に、切換弁の開閉は、吸気通路に生ずる負圧（以下、吸気圧と称す）を駆動源にして行われる。具体的には、切換弁は、内部空間がダイヤフラムにより変圧室と大気圧室とに区画されたダイヤフラム機構に連結され、変圧室へ向けて吸気圧を導入するか否かに応じて排気通路を切り換える。かかる構成において、変圧室へ吸気圧が導入される際には、その変圧室の圧力は、吸気圧へ向けて変化する。この際、ダイヤフラムの移動量に応じて変圧室の容積が変化することで、その変圧室の圧力も変化する。すなわち、変圧室の圧力変化には、ダイヤフラムの移動量が反映される。
【０００６】
切換弁が正常に動作する場合は、変圧室の圧力が吸気圧に向けて変化する過程において、ダイヤフラムが移動する間は、変圧室の容積がその圧力変化を緩和する向きに変化することで、変圧室の圧力の変化勾配の絶対値は減少する。一方、切換弁に固着故障が生ずると、ダイヤフラムが移動しないため、上記の如き圧力の変化勾配の変化は生じない。そこで、切換弁が正常に動作しているか否かを判定する手法としては、変圧室に吸気通路の負圧が導入されるように切換弁へ切換信号が付与された後の変圧室の圧力に基づいて行うことが考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の手法により切換弁が正常に動作していない、すなわち、切換弁に故障が生じていると判定された場合は、その判定精度の向上を図るべく、再度、切換弁の故障の有無を判定することが適切である。しかし、上記した吸着剤に排気ガス中の未燃焼成分が多量に吸着されている状況下で、切換弁の故障の有無を再度判定すべく、切換弁による本通路からバイパス通路への排気通路の切り換え操作が行われると、排気ガスがバイパス通路に流通することで、吸着剤に吸着されている未燃焼成分が多量に脱離する。かかる場合に触媒が十分に活性していないと、触媒はその未燃焼成分を効果的に浄化することができず、排気エミッションの悪化を招いてしまう。従って、吸着剤に排気ガス中の未燃焼成分が多量に吸着されている状況下では切換弁の故障の有無を再度判定することは適切でない。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、切換機構の故障の有無を再判定する際に排気エミッションが悪化するのを防止することが可能な内燃機関の排気通路切換装置及びこの装置を搭載する車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、排気通路を、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第１の通路と前記吸着剤をバイパスする第２の通路とに選択的に切り換える切換機構と、前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が行われる際の該切換機構の状態量に基づいて前記切換機構の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記吸着剤の状態量が所定の条件を満たしているか否かを判定する吸着剤状態量判定手段を備え、
前記故障判定手段は、内燃機関の始動直後に前記切換機構に故障が生じていると判定した場合、前記吸着剤状態量判定手段により前記吸着剤の状態量が前記所定の条件を満たしていると判定された後に、再度、前記切換機構の故障の有無を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置により達成される。
【００１０】
請求項１記載の発明において、排気通路は、切換機構により、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第１の通路と、その吸着剤をバイパスする第２の通路とに切り換えられる。切換機構の故障の有無は、排気通路の切り換え操作が行われる際の該切換機構の内圧等の状態量に基づいて判定される。内燃機関の始動直後等に切換機構に故障が生じていると判定された場合には、その判定精度の向上を図るべく、再度、切換機構の故障の有無を判定することが適切である。
【００１１】
そこで、本発明においては、吸着剤の吸着量や温度等の状態量が所定の条件を満たしているか否かが判別される。かかる所定の条件は、吸着剤に未燃焼成分が吸着されていない場合に満たされる。吸着剤の状態量が所定の条件を満たしている場合は、吸着剤に未燃焼成分が残存しておらず、かかる状況下で切換弁による排気通路の切り換え操作が行われても、吸着剤から未燃焼成分が多量に脱離することはない。従って、内燃機関の始動直後等に切換機構に故障が生じていると判定された場合、その吸着剤の状態量が所定の条件を満たしていると判定された後に、再度、切換機構の故障の有無を判定することとすれば、排気通路の切り換え操作が行われることに起因する排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載する如く、請求項１記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
内燃機関の始動直後に前記故障判定手段により前記切換機構に故障が生じていると判定された後に、前記吸着剤状態量判定手段により前記吸着剤の状態量が前記所定の条件を満たしていると判定された場合に、前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作を行う切換機構制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置は、排気エミッションを悪化させることなく、故障判定手段による切換機構に故障が生じているか否かの判定を行ううえで有効である。
【００１３】
請求項２記載の発明において、内燃機関の始動直後に切換機構に故障が生じていると判定された後に、吸着剤の状態量が所定の条件を満たしていると判定された場合、切換機構による排気通路の切り換え操作が行われる。このため、本発明によれば、排気エミッションを悪化させることなく、故障判定手段による切換機構に故障が生じているか否かの判定を実行することが可能となる。
【００１４】
吸着剤の温度が高い場合は、吸着剤に吸着していた未燃焼成分が脱離していると判断でき、吸着剤には未燃焼成分が残存していないと判断できる。かかる場合に切換弁による排気通路の切り換え操作が行われても、吸着剤から未燃焼成分が多量に脱離することはない。
【００１５】
従って、請求項３に記載する如く、請求項１記載の内燃機関の排気通路切換装置において、
前記吸着剤状態量判定手段は、前記吸着剤の温度が所定値以上であるか否かを判定すると共に、
前記故障判定手段は、内燃機関の始動直後に前記切換機構に故障が生じていると判定した場合、前記吸着剤状態量判定手段により前記吸着剤の温度が所定値以上であると判定された後に、再度、前記切換機構の故障の有無を判定することとしてもよい。
【００１６】
上記の目的は、請求項４に記載する如く、排気通路を、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第１の通路と前記吸着剤をバイパスする第２の通路とに選択的に切り換える切換機構と、前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が行われる際の該切換機構の状態量に基づいて前記切換機構の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記故障判定手段は、内燃機関の始動直後に前記切換機構に故障が生じていると判定した場合、前記吸着剤に吸着されている排気ガス中の未燃焼成分が脱離した後に、再度、前記切換機構の故障の有無を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置により達成される。
【００１７】
請求項４記載の発明において、吸着剤に吸着されている排気ガス中の未燃焼成分がその吸着剤から脱離した場合は、その後に切換弁による排気通路切り換え操作が行われても、吸着剤から未燃焼成分が多量に脱離することはない。従って、内燃機関の始動直後に切換機構に故障が生じていると判定された場合、吸着剤に吸着されている排気ガス中の未燃焼成分が脱離した後に、再度、前記切換機構の故障の有無を判定することとすれば、排気通路の切り換え操作が行われることに起因する排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００１８】
また、上記の目的は、請求項５に記載する如く、触媒が設けられた排気通路と、前記触媒の上流側の排気通路を、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第１の通路と前記吸着剤をバイパスする第２の通路とに選択的に切り換える切換機構と、前記切換機構による前記排気通路の切り換え操作が行われる際の該切換機構の状態量に基づいて前記切換機構の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備える内燃機関の排気通路切換装置であって、
前記触媒が活性しているか否かを判定する触媒状態判定手段を備え、
前記故障判定手段は、内燃機関の始動直後に前記切換機構に故障が生じていると判定した場合、前記触媒状態判定手段により前記触媒が活性していると判定された後に、再度、前記切換機構の故障の有無を判定することを特徴とする内燃機関の排気通路切換装置により達成される。
【００１９】
請求項５記載の発明において、排気通路には触媒が設けられている。触媒の上流側の排気通路は、切換機構により、排気ガス中の未燃焼成分を吸着する吸着剤が設けられた第１の通路と、その吸着剤をバイパスする第２の通路とに切り換えられる。また、触媒が活性しているか否かが判定される。排気ガス中の未燃焼成分は、触媒が活性している場合にはその触媒により浄化される。このため、触媒が活性している状況下では、切換弁による排気通路の切り換え操作が行われることにより吸着剤から未燃焼成分が脱離しても、その未燃焼成分は触媒により浄化される。従って、内燃機関の始動直後に切換機構に故障が生じていると判定された場合、触媒が活性していると判定された後に、再度、切換機構の故障の有無を判定することとすれば、排気通路の切り換え操作が行われことに起因する排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載する如く、請求項１乃至５の何れか一項記載の内燃機関の排気通路切換装置を搭載する車両の制御装置であって、
車両が、前記内燃機関の出力と該内燃機関以外の動力源の出力とを組み合わせて駆動走行する車両であり、
前記切換機構が、吸気通路に生ずる負圧を駆動源として前記排気通路を切り換えると共に、
前記故障判定手段により再度前記切換機構の故障の有無が判定される際に、前記内燃機関の運転休止を禁止する運転休止禁止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載の内燃機関の排気通路切換装置を搭載する車両の制御装置は、切換機構の故障の有無が再度判定される際に切換機構を適正に動作させるうえで有効である。
【００２１】
請求項６記載の発明において、車両は、内燃機関の出力と該内燃機関以外の動力源の出力とを組み合わせて駆動走行する。このような車両では、内燃機関は、通常、燃焼効率の良好な領域でのみ運転され、燃焼効率の悪い領域では運転されないので、内燃機関の運転が休止される場合がある。また、切換機構は、内燃機関の吸気通路に生ずる負圧を駆動源にして排気通路を切り換える。このため、切換機構による排気通路の切り換え操作が行われる際に内燃機関の運転が休止されていると、吸気通路に負圧が生じないことで、切換機構が適正に動作しない事態が生ずる。
【００２２】
そこで、本発明においては、故障判定手段により切換機構の故障の有無が再度判定される際に、内燃機関の運転休止が禁止される。この場合、吸気通路に負圧が発生するので、切換機構は排気通路を切り換えることが可能となる。従って、切換機構の故障の有無が再度判定される際に切換機構を適正に動作させることができる。
【００２３】
また、請求項７に記載する如く、請求項６記載の内燃機関の排気通路切換装置を搭載する車両の制御装置において、
前記故障判定手段は、前記切換機構の内圧に基づいて該切換機構の故障の有無を判定すると共に、
前記故障判定手段により再度前記切換機構の故障の有無が判定される際に、該内燃機関を一定の運転状態で運転させる運転制御手段を備えることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の排気通路切換装置を搭載する車両の制御装置は、再判定時に切換機構の故障の有無を正確に判定するうえで有効である。
【００２４】
請求項７記載の発明において、切換機構の故障の有無は、切換機構の内圧に基づいて判定される。切換機構の内圧は、切換機構の故障に応じて変化すると共に、吸気通路の負圧に応じて変化する。このため、吸気通路の負圧が変動する状況下で切換機構の故障の有無が判定されると、誤判定が生じてしまう。
【００２５】
そこで、本発明において、故障判定手段により切換機構の故障の有無が再度判定される際、内燃機関は、一定の運転状態で運転される。内燃機関が一定の運転状態で運転すると、吸気通路に生ずる負圧は一定に保たれる。この場合は、切換機構の内圧が吸気通路の負圧に応じて変化することは回避される。従って、切換機構の故障の有無を再度判定する際に内燃機関を一定の運転状態で運転させることとすれば、再判定時に切換機構の故障の有無を正確に判定することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である排気通路切換装置の構成図を示す。また、図２は、本実施例の排気通路切換装置の要部拡大図を示す。本実施例のシステムは、内燃機関用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと称す）１０を備えており、エンジンＥＣＵ１０により制御される。
【００２７】
図１に示す如く、本実施例のシステムは、内燃機関１２を備えている。内燃機関１２は、筒内へ吸入空気を送り込むためのインテークマニホールド１４、および、筒内で発生した排気ガスを大気へ放出するためのエギゾーストマニホールド１６を備えている。エギゾーストマニホールド１６には、第１排気管１８が接続されている。第１排気管１８の上流側端部近傍には、三元触媒からなるスタートキャタリスト２０が設けられている。第１排気管１８の下流側には、第２排気管２２が接続されている。第２排気管２２の上流側端部近傍には、三元触媒から成る主触媒２４が設けられている。主触媒２４及びスタートキャタリスト２０は共に、温度が例えば３５０℃以上である場合に活性化され、排気ガスを浄化することが可能となる。以下、主触媒２４及びスタートキャタリスト２０が活性化する温度を活性温度と称す。
【００２８】
図１及び図２に示す如く、第１排気管１８と第２排気管２２との接続部には、ＨＣ吸着装置２８が設けられている。ＨＣ吸着装置２８は、第１排気管１８と第２排気管２２とをそれらの中心部において大きな開口面積で連通させる主通路３０と、主通路３０をバイパスして連通させるバイパス通路３２と、第１排気管８と第２排気管２２との連通路を主通路３０とバイパス通路３２とで切り換える切換弁３４と、を備えている。
【００２９】
バイパス通路３２には、ＨＣ吸着剤３６が配設されている。ＨＣ吸着剤３６は、排気ガス中に含まれる未燃焼成分としての炭化水素（ＨＣ）を吸着する機能を有している。また、ＨＣ吸着剤３６は、温度が高いほどＨＣを吸着し難くなり、例えば８０℃を超える付近から、吸着していたＨＣを外部へ放出し始める特性を有している。以下、ＨＣ吸着剤３６が吸着していたＨＣを外部へ放出し始める際の温度を脱離温度と称す。
【００３０】
本実施例のシステムは、また、ダイヤフラム機構４０を備えている。ダイヤフラム機構４０には、ダイヤフラム４２が設けられている。ダイヤフラム４２は、ダイヤフラム機構４０の内部空間を、変圧室４４（図１において左側の部屋）と、大気圧室４６（図１において右側の部屋）とに区画している。ダイヤフラム４２には、作動ロッド４８を介して上記した切換弁３４が連結されている。切換弁３４は、ダイヤフラム４２が撓んでいない状態では全開状態となることにより主通路３０を導通させ、ダイヤフラム４２が変圧室４４側へ最大限に撓んだ状態では全閉状態となることにより主通路３０を遮断する。
【００３１】
大気圧室４６内の圧力は、常時、大気圧に維持されている。また、変圧室４４には、負圧供給配管５０の一端が接続されている。負圧供給配管５０の他端は、バキューム・スイッチング・バルブ（以下、ＶＳＶと称す）５２に接続されている。負圧供給配管５０には、その内部の圧力、すなわち、変圧室４４に供給される圧力（以下、供給圧Ｐと称す）に応じた信号を出力する圧力センサ５４が配設されている。圧力センサ５４の出力信号は、エンジンＥＣＵ１０に供給されている。エンジンＥＣＵ１０は、圧力センサ５４の出力信号に基づいて供給圧Ｐを検出する。尚、圧力センサ５４を変圧室４４に設けることとしてもよい。
【００３２】
ＶＳＶ５２には、インテークマニホールド１４に連通する負圧通路５６が接続されている。また、ＶＳＶ５２は、大気に開放される大気開放口を備えている。ＶＳＶ５２は、オフ状態で負圧供給配管５０を大気開放口に導通させ、一方、エンジンＥＣＵ１０からオン信号が供給された場合に負圧供給配管５０を大気開放口から遮断すると共に負圧通路５６へ導通させる。
【００３３】
負圧通路５６には、チェックバルブ５８が設けられている。チェックバルブ５８は、インテークマニホールド１４の負圧（以下、吸気圧と称す）が負圧供給配管５０側の圧力に比して低圧である場合に、負圧供給配管５０側からインテークマニホールド１４へ向かうガスの流れを許容する一方向弁である。
【００３４】
インテークマニホールド１４の、負圧通路５６が接続する部位の上流側には、流路の有効面積を可変するスロットルバルブ（図示せず）が設けられている。スロットルバルブは、エンジンＥＣＵ１０から駆動信号が供給された場合に、その駆動信号に応じた開度に開弁する。スロットルバルブの近傍には、そのスロットルバルブの開度（以下、スロットル開度と称す）θに応じた電気信号を出力するスロットルポジションセンサ６０が配設されている。スロットルポジションセンサ６０の出力信号は、エンジンＥＣＵ１０に供給されている。エンジンＥＣＵ１０は、スロットルポジションセンサ６０の出力信号に基づいてスロットル開度θを検出する。
【００３５】
エンジンＥＣＵ１０には、内燃機関１２の冷却水の温度（以下、冷却水温ＴＨＷと称す）に応じた信号を出力する水温センサ６２、及び、インテークマニホールド１４を流通する吸入空気の重量（以下、吸入空気量Ｇａと称す）に応じた信号を出力するエアフロメータ６４が接続されている。エンジンＥＣＵ１０は、水温センサ６２の出力信号に基づいて冷却水温ＴＨＷを検出すると共に、エアフロメータ６４の出力信号に基づいて吸入空気量Ｇａを検出する。
【００３６】
上記の構成において、ＶＳＶ５２がオフ状態である場合、ダイヤフラム機構４０の変圧室４４には、負圧供給配管５０を介して大気圧が導入される。この場合、変圧室４４と大気圧４６とが等圧となるため、ダイヤフラム４２に撓みは生じない。上記の如く、切換弁３４は、ダイヤフラム４２が撓んでいない状態で全開状態となる。従って、ＶＳＶ５２がオフ状態に維持されている場合は、切換弁３４が全開状態となることで、排気ガスの大部分は、第１排気管１８から、バイパス通路３２を経由することなく、すなわち、ＨＣ吸着剤３６を通過することなく、主通路３０を経由して第２排気管２２へ流入する。
【００３７】
一方、ＶＳＶ５２がオン状態である場合、ダイヤフラム機構４０の変圧室４４には、負圧供給配管５０を介して吸気圧が供給される。この場合、変圧室４４の圧力が大気圧室４６の圧力に比して小さくなることで、ダイヤフラム４２に変圧室４４側への撓みが生ずる。上記の如く、切換弁３４は、ダイヤフラム４２が変圧室４４側へ最大限に撓んだ場合に全閉状態となる。従って、ＶＳＶ５２がオン状態になると、切換弁３４が全閉状態となることで、排気ガスは、第１排気管１８から、バイパス通路３２を経由して、すなわち、ＨＣ吸着剤３６を通過して第２排気管２２へ流入する。
【００３８】
このように、切換弁３４、作動ロッド４８、ダイヤフラム機構４０、負圧供給配管５０、及びＶＳＶ５２は、吸気圧を用いて、第１排気管１８と第２排気管２２との接続部における排気ガスの流路を主通路３０とバイパス通路３２とで切り換える機構である。以下、切換弁３４、作動ロッド４８、ダイヤフラム機構４０、負圧供給配管５０、及びＶＳＶ５２を総称する場合は、切換機構７０と称す。
【００３９】
内燃機関１２の冷間時には、排気ガス中に含まれるＨＣが増大する。また、内燃機関１２の冷間時には、スタートキャタリスト２０及び主触媒２４は活性していないので、スタートキャタリスト２０及び主触媒２４による排気ガスの浄化は効果的に行われない。このため、内燃機関１２の冷間時に、排気ガスがＨＣ吸着剤３６を通過することなく第１排気管１８から第２排気管２２へ流入すると、ＨＣを多量に含む排気ガスが大気へ放出されてしまう。
【００４０】
そこで、本実施例のシステムにおいて、エンジンＥＣＵ１０は、内燃機関１２の冷間時に、ＶＳＶ５２に対してオン信号を供給する。この場合、上記の如く、排気ガスがＨＣ吸着剤３６を通過することで、排気ガスに含まれるＨＣがＨＣ吸着剤３６に吸着される。従って、スタートキャタリスト２０及び主触媒２４による排気ガスの浄化が効果的に行われない冷間時において、ＨＣを多量に含む排気ガスが大気へ放出されるのを防止することができる。
【００４１】
そして、エンジンＥＣＵ１０は、スタートキャタリスト２０の温度が活性温度に達した場合にＶＳＶ５２に対するオン信号の供給を停止する。スタートキャタリスト２０が活性した後は、内燃機関１２から排出される排気ガス中にＨＣが含まれていても、スタートキャタリスト２０の下流側に多量のＨＣが排出されることはない。従って、スタートキャタリスト２０が活性した後は、排気ガスは、ＨＣ吸着剤３６を通過することなく主通路３０を経由して大気へ放出される。
【００４２】
図３は、本実施例の排気通路切換装置を搭載する車両１００の駆動機構を模式的に表した図を示す。図３に示す如く、本実施例のシステムは、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵと称す）１０２を備えている。ハイブリッドＥＣＵ１０２には、上記した内燃機関１２を制御するエンジンＥＣＵ１０が接続されていると共に、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵと称す）１０４が接続されている。
【００４３】
本実施例において、車両１００は、左車輪ＦＬと右車輪ＦＲとを連結する車軸１０６を備えている。車軸１０６には、減速機１０８が固定されている。減速機１０８には、ギヤ１１０を介して遊星歯車機構１１２が係合している。遊星歯車機構１１２は、内燃機関１２の出力軸に連結するプラネタリキャリアと、電動モータ１１４の出力軸に連結するリングギヤと、ジェネレータ１１６の出力軸に連結するサンギヤと、を有している。
【００４４】
ジェネレータ１１６および電動モータ１１４には、インバータ１１８およびメインリレー１２０を介してバッテリ１２２が接続されている。インバータ１１８には上記したモータＥＣＵ１０４が接続されており、メインリレー１２０にはハイブリッドＥＣＵ１０２が接続されている。メインリレー１２０は、ハイブリッドＥＣＵ１０２から駆動信号が供給されることによりバッテリ１２２からインバータ１１８へ電力を供給する機能を有している。また、インバータ１１８は、バッテリ１２２とジェネレータ１１６との間、および、バッテリ１２２と電動モータ１１４との間に、それぞれ、複数のパワートランジスタで構成された３相ブリッジ回路を有しており、それらの間で直流電流と３相交流電流とを変換する機能を有している。ジェネレータ１１６および電動モータ１１４は、それぞれ、インバータ１１８がモータＥＣＵ１０４に適当に駆動されることにより、交流電流の周波数に応じた回転数に制御されると共に、その電流の大きさに応じたトルクを発生する。
【００４５】
ジェネレータ１１６は、内燃機関１２の始動が完了していない場合はバッテリ１２２から電力が供給されることにより内燃機関１２を始動させるスタータモータとしての機能を有し、内燃機関１２の始動が完了した後は内燃機関１２の出力によりインバータ１１８を介してバッテリ１２２又は電動モータ１１４に電力を供給する発電機としての機能を有している。また、電動モータ１１４は、通常走行中は電力が供給されることにより内燃機関１２の出力を補助するためのトルクを発生する電動機としての機能を有し、制動時に車軸１０６の回転によりインバータ１１８を介してバッテリ１２２に電力を供給する発電機としての機能を有している。
【００４６】
バッテリ１２２には、上記したハイブリッドＥＣＵ１０２が接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１０２は、バッテリ１２２の充電状態、すなわち、残存容量を監視している。内燃機関１２には、上記の如く、エンジンＥＣＵ１０が接続されている。内燃機関１２は、エンジンＥＣＵ１０から駆動信号が供給されることによりその駆動信号に応じた出力を発生する。
【００４７】
本実施例において、車両１００は、内燃機関１２の出力と電動モータ１１４の出力とを適宜組み合わせて動力を発生するハイブリッド車両である。ハイブリッドＥＣＵ１０２には、アクセルペダルの踏み込み量（以下、アクセル開度ＡＣＣＰと称す）に応じた信号を出力するアクセル開度センサ１２４、および、車両１００の車速ＳＰＤに応じた周期でパルス信号を出力する車速センサ１２６が接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１０２は、アクセル開度センサ１２４の出力信号に基づいてアクセル開度ＡＣＣＰを検出すると共に、車速センサ１２６の出力信号に基づいて車速ＳＰＤを検出する。
【００４８】
ハイブリッドＥＣＵ１０２は、検出したアクセル開度ＡＣＣＰおよび車速ＳＰＤに基づいて車両１００に要求される駆動力を演算した後、その駆動力に対して内燃機関１２が効率よく運転する内燃機関１２の要求出力Ｗ_Ｅを演算すると共に、電動モータ１１４の要求出力Ｗ_Ｍを演算する。ハイブリッドＥＣＵ１０２は、エンジンＥＣＵ１０に対して内燃機関１２において要求出力Ｗ_Ｅが発生するように、また、モータＥＣＵ１０４に対して電動モータ１１４において要求出力Ｗ_Ｍが発生するように、それぞれ駆動信号を供給する。
【００４９】
ところで、本実施例の排気通路切換装置において、内燃機関１２の運転中、切換弁３４は、常時、排気ガスに曝される。このため、切換弁３４に排気ガス中のカーボン等が付着することにより、切換弁３４が固着し、あるいは、一部の範囲内でしか動作しない異常（以下、切換弁３４のストローク異常と称す）が生ずる場合がある。切換弁３４にストローク異常が生ずると、切換弁３４を適正に開弁又は閉弁させることができなくなる。従って、切換弁３４を適正に動作させるためには、切換弁３４のストローク異常を判定することが適切である。
【００５０】
図４は、ＶＳＶ５２がオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化の一例を、▲１▼切換弁３４が正常に動作する場合、▲２▼切換弁３４が全開状態で固着している場合、及び、▲３▼切換弁３４にストローク異常が生じて切換弁３４が全開状態から半開状態までしか閉じない場合について、それぞれ、実線、破線、及び一点鎖線で示す。尚、図４には、ＶＳＶ５２のオン・オフ状態が併せて示されている。
【００５１】
まず、切換弁３４が正常に動作する場合の供給圧Ｐの変化について説明する。図４に実線で示す如く、切換弁３４が正常に動作する場合、時刻ｔ_０以前、すなわち、ＶＳＶ５２がオフ状態からオン状態に変化する以前は、供給圧Ｐは大気圧Ｐａに維持される。時刻ｔ_０においてＶＳＶ５２がオン状態に変化すると、負圧供給配管５０に吸気圧が供給されるため、供給圧Ｐは低下し始める。そして、時刻ｔ_１において供給圧Ｐが所定圧Ｐ１に達すると、ダイヤフラム４２が変圧室４４側へ撓み始める。ダイヤフラム４２が変圧室４４側へ撓むと、それに応じて、変圧室４４の容積が減少する。この場合、吸気圧によりガスを吸引すべき空間の容積が減少することで、供給圧Ｐの低下勾配はダイヤフラム４２が撓み始める前に比して不連続に小さくなる。以下、ダイヤフラム４２が撓み始めることに伴って供給圧Ｐの低下勾配が不連続に減少する点を、供給圧Ｐの第１変化点Ｑ１と称す。
【００５２】
供給圧Ｐが第１変化点Ｑ１を通過し、時刻ｔ_２において供給圧Ｐが所定圧Ｐ２まで低下すると、ダイヤフラム４２の撓み量は最大限度に達し、以後、変圧室４４の容積は変化しなくなる。このため、時刻ｔ_２において、供給圧Ｐの低下勾配は不連続に増加する。以下、ダイヤフラム４２の撓み量が最大限度に達することにより供給圧Ｐの低下勾配が不連続に増加する点を、供給圧Ｐの第２変化点Ｑ２と称す。そして、時刻ｔ_３において供給圧Ｐが吸気圧に達すると、以後、供給圧Ｐは吸気圧とほぼ等圧に維持される。
【００５３】
これに対して、切換弁３４が全開状態で固着している場合は、供給圧Ｐが所定圧Ｐ１以下に低下しても、ダイヤフラム４２に撓みが生ずることはなく、変圧室４４の容積が減少しない。このため、図４に破線で示す如く、切換弁３４が正常に動作する場合と異なり、供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２は現れない。従って、ＶＳＶ５２がオン状態とされた後の供給圧Ｐに第１変化点Ｑ１及び第２変化点Ｑ２が現れるか否か、すなわち、ＶＳＶがオン状態とされた後の所定期間内に供給圧Ｐの低下勾配の変化量の絶対値が所定値以上となるか否かに基づいて、切換弁３４が全開状態で固着しているか否かを判定することができる。
【００５４】
また、切換弁３４にストローク異常が生じ、切換弁３４が全開状態から半開状態までしか閉じない場合は、ダイヤフラム４２の最大撓み量は、切換弁３４が正常に動作する場合に比して小さくなる。このため、図４に一点鎖線で示す如く、第２変化点Ｑ２は、切換弁３４が正常に動作する場合に比して早い時期に現れる。そして、この第２変化点Ｑ２が生ずるタイミングは、ダイヤフラム４２の最大撓み量が小さいほど早くなる。従って、第１変化点Ｑ１が現れた後、第２変化点Ｑ２が生ずる時期に基づいて、ダイヤフラム４２の最大撓み量、すなわち、切換弁３４の動作量を判定することができる。
【００５５】
このように、本実施例の排気通路切換装置においては、ＶＳＶ５２がオフ状態からオン状態に変化した後の供給圧Ｐに基づいて、切換弁３４のストローク異常を判定することができる。
【００５６】
上述の如く、本実施例において、エンジンＥＣＵ１０は、内燃機関１２の冷間時に、排気ガスに含まれるＨＣをＨＣ吸着剤３６に吸着すべく、ＶＳＶ５２に対してオン信号を供給する。そこで、本実施例においては、まず、内燃機関１２の冷間時にＶＳＶ５２に対してオン信号が供給された際、その後の供給圧Ｐに基づいて切換弁３４のストローク異常を判定する。
【００５７】
冷間時においては切換機構７０の近傍に氷等が付着している場合がある。このため、冷間時には、氷等の付着に起因して切換弁３４が適正に開閉駆動できず、切換弁３４にストローク異常が生じていると判定されることもある。従って、上記の手法により冷間時に切換弁３４にストローク異常が生じていると判定された場合は、その判定精度の向上を図るべく、その後内燃機関１２が暖機された後に、再度、切換弁３４のストローク異常を判定することが適切である。以下、切換弁３４のストローク異常を再度判定することをストローク異常の再判定と称す。
【００５８】
そこで、本実施例において、エンジンＥＣＵ１０は、冷間時に切換弁３４のストローク異常の判定が行われた結果、切換弁３４にストローク異常が生じていると判定された場合は、その異常の判定精度の向上を図るべく、再度、適当なタイミングで、切換弁３４のストローク異常を判定する。本実施例のシステムは、切換弁３４のストローク異常の再判定を適当なタイミングで行う点に特徴を有している。以下、その特徴部について説明する。
【００５９】
図５は、内燃機関１２の始動が開始された後の、ＨＣ吸着剤３６の温度（以下、ＨＣ温度と称す）と、ＨＣ吸着剤３６に吸着されているＨＣの量（以下、ＨＣ吸着量と称す）との関係を表した図を示す。尚、図５には、本実施例の内燃機関１２を搭載する車両１００が所定の速度パターンで走行した際の時間変化が示されている。
【００６０】
内燃機関１２の冷間時に排気ガスに含まれるＨＣをＨＣ吸着剤３６に吸着すべくＶＳＶ５２がオン状態にされた後は、ＨＣ吸着剤３６に多量のＨＣが吸着される。ＨＣ吸着剤３６にＨＣが多量に吸着されている状況下で、切換弁３４のストローク異常の再判定を行うべく、ＶＳＶ５２にオン信号が供給されると、すなわち、切換弁３４が全開状態から全閉状態へ向けて変化すると、高温の排気ガスが第１排気管１８からバイパス通路３２を経由して第２排気管２２へ流入することで、ＨＣ吸着剤３６が高温となり、ＨＣ吸着剤３６に吸着されていたＨＣが多量に脱離する。
【００６１】
ＨＣ吸着剤３６からＨＣが脱離した状況下で、その下流側の排気通路に設けられた主触媒２４が活性していない場合は、その主触媒２４は脱離するＨＣを効果的に浄化することができないので、脱離したＨＣが大気中へ放出され、排気エミッションが悪化してしまう。従って、排気エミッションの悪化を防止するためには、切換弁３４のストローク異常の再判定を、ＨＣ吸着剤３６にＨＣが多量に吸着されている状態で行うことは適切でない。
【００６２】
ＨＣ吸着剤３６にＨＣが吸着された場合は、その後、そのＨＣ吸着剤３６を再生すべく、ＨＣ吸着剤３６からＨＣを脱離させ、その脱離したＨＣを主触媒２４により浄化することが必要となる。ＨＣ吸着剤３６は、ＨＣ温度が脱離温度に達すると、吸着するＨＣを外部へ放出する。そして、ＨＣ吸着剤３６は、高温の排気ガスがＨＣ吸着剤３６を通過すると、排気ガスの伝熱により昇温し易くなり、脱離温度を超えて速やかに高温状態となる。従って、主触媒２４が活性している状況下でバイパス通路３２に高温の排気ガスを流通させることとすれば、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣをすべて脱離させ、そのＨＣを主触媒２４で浄化することが可能となる。以下、かかる手法でＨＣ吸着剤３６からＨＣを脱離させることをＨＣの「強制パージ」と称す。
【００６３】
しかしながら、ＨＣ吸着剤３６に多量のＨＣが吸着されている状態でＨＣの強制パージが行われると、すなわち、高温の排気ガスがＨＣ吸着剤３６を通過すると、短時間のうちに多量のＨＣがＨＣ吸着剤３６から脱離し、主触媒２４が脱離したすべてのＨＣを有効に浄化できない事態が生じ得る。従って、ＨＣの強制パージは、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣの吸着量が少ない状態で行うことが適切である。
【００６４】
ＨＣ吸着剤３６は、その中を排気ガスが流通しなくても、主通路３０を流通する排気ガスの伝熱により昇温する。このため、ＨＣ吸着剤３６にＨＣが吸着された後、そのＨＣは、排気ガスの流通路が主通路３０に切り換わっていても、図５に示す如く、時刻ｔ＝２００ｓｅｃ近傍においてＨＣ温度が８０℃近傍の脱離温度に達した場合に脱離し始める。そして、ＨＣ吸着剤３６の吸着量は、ＨＣ温度の上昇に従って徐々に減少する。
【００６５】
そこで、本実施例において、エンジンＥＣＵ１０は、ＨＣ温度が、ＨＣ吸着剤３６に残存するＨＣがある程度少なくなると判断できる温度に達した場合に、ＨＣの強制パージを実行すべく、ＶＳＶ５２に対してオン信号を供給する。そして、ＨＣ温度が、ＨＣ吸着剤３６に吸着されているＨＣがすべて脱離すると判断できる温度に達した場合に、強制パージを終了すべく、ＶＳＶ５２へのオン信号の供給を停止する。このようにＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣの強制パージが行われると、主触媒２４が有効に機能する状態でＨＣ吸着剤３６からＨＣが脱離するので、ＨＣ吸着剤３６が適正に再生される。
【００６６】
ＨＣ吸着剤３６が再生された後、すなわち、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣの強制パージが完了した後は、排気ガスの流通路が主通路３０からバイパス通路３２に切り換わることにより排気ガスがバイパス通路３２を流通することとしても、ＨＣ吸着剤３６からＨＣが脱離することはない。従って、ＨＣの強制パージが完了した後に切換弁３４のストローク異常を再判定することとしても、排気エミッションの悪化を招くことはない。このため、本実施例においては、切換弁３４のストローク異常の再判定を、ＨＣの強制パージが完了した後に行うこととしている。
【００６７】
尚、ＨＣ吸着剤３６は、内燃機関１２の始動後、内燃機関１２から排出される排気ガスの伝熱により昇温する。ＨＣ吸着剤３６は、単位時間当たりの排気ガス量が多いほど、すなわち、吸入空気量が多いほど昇温し易く、一方、単位時間当たりの排気ガス量が少ないほど、すなわち、吸入空気量が少ないほど昇温し難くなる。そこで、単位時間ごとに吸入空気量に応じて加減算するＨＣ吸着剤温カウンタを設け、そのカウント値に基づいてＨＣ吸着剤３６の温度（ＨＣ温度）を推定することとする。尚、内燃機関１２の点火時期が遅角されると、排気ガスの温度は上昇する。従って、ＨＣ吸着剤温カウンタのカウント値を、点火時期の遅角量に応じて補正することとしてもよい。
【００６８】
ところで、本実施例において、切換弁３４は、インテークマニホールド１４に生ずる負圧（吸気圧）を駆動源にして開閉する。すなわち、インテークマニホールド１４に負圧が生じていなければ、切換弁３４は開閉駆動することができない。インテークマニホールド１４に負圧を確保するためには、内燃機関１２が運転していることが必要である。
【００６９】
上述の如く、本実施例において、車両１００は、内燃機関１２の出力と電動モータ１１４の出力とを適宜組み合わせて動力を発生するハイブリッド車両である。このような車両では、内燃機関１２が燃料効率のよい領域でのみ運転するため、走行中でも内燃機関１２の運転が休止される場合がある。内燃機関１２の運転が休止されると、インテークマニホールド１４に負圧が発生せず、切換弁３４を開閉駆動させることができない。また、内燃機関１２が運転していてもスロットル開度θが大きい状態に維持されていると、インテークマニホールド１４に生ずる負圧は小さく、切換弁３４を適正に開閉駆動させることができない。そこで、本実施例においては、切換弁３４のストローク異常の再判定を行う際、内燃機関１２の運転休止の条件が成立してもその運転休止を禁止すると共に、スロットル開度θを小さく維持することとしている。
【００７０】
また、本実施例において、切換弁３４のストローク異常の判定は、切換弁３４による排気通路の切り換え操作が行われた後、具体的には、ＶＳＶ５２がオフ状態からオン状態に変化した後の供給圧Ｐに基づいて行われる。供給圧Ｐは、切換弁３４のストローク異常に応じて変化すると共に、吸気圧に応じても変化する。このため、吸気圧が変動する状況下において切換弁３４のストローク異常が判定されると、その判定結果として誤判定が生じてしまう。従って、切換弁３４のストローク異常を正確に判定するためには、吸気圧が一定に維持されていることが必要である。内燃機関１２がアイドル状態（無負荷状態）等の一定の運転状態で運転する場合は、吸気圧は一定に維持される。そこで、本実施例においては、切換弁３４のストローク異常の再判定を行う際、内燃機関１２の負荷が変動する条件が成立しても内燃機関１２を無負荷状態に維持することとしている。
【００７１】
本実施例のシステムは、ＨＣの強制パージが完了した後、内燃機関１２をアイドル状態で運転させた状態で切換弁３４のストローク異常の再判定を行うこととしている。以下、図６乃至図８を参照して、本実施例のシステムにおいて上記の機能を実現するための処理の内容について説明する。
【００７２】
図６は、本実施例のシステムにおいて、内燃機関１２の始動が開始された後に実現されるタイムチャートを示す。尚、図６（Ａ）には内燃機関１２のイグニションスイッチの時間変化が、図６（Ｂ）にはインテークマニホールド１４に負圧が発生したか否かを表すフラグの時間変化が、図６（Ｃ）には内燃機関１２がアイドル状態となったか否かを表すアイドルスイッチのオン・オフ状態の時間変化が、図６（Ｄ）にはＨＣ温度の時間変化が、図６（Ｅ）にはＶＳＶ５２へのオン信号の時間変化が、図６（Ｆ）には切換弁３４の開閉状態の時間変化が、それぞれ示されている。
【００７３】
図６に示す如く、時刻ｔ_０においてイグニションスイッチがオン状態とされると、内燃機関１２が始動し始める。その後、時刻ｔ_１において、内燃機関１２の機関回転数ＮＥが例えば４００ｒｐｍ以上となることにより、インテークマニホールド１４に、切換弁３４が全開状態と全閉状態との間で適正に動作できるだけの負圧が発生すると、ＶＳＶ５２に対してオン信号の供給が開始される。そして、時刻ｔ_２においてスタートキャタリスト２０の温度が活性温度に達すると、ＶＳＶ５２に対するオン信号の供給が停止される。この場合には、ＨＣ吸着剤３６に多量のＨＣが吸着される。
【００７４】
そして、時刻ｔ_３において、ＨＣ温度が、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣが脱離し、ＨＣ吸着剤３６に残存するＨＣが少なくなると判断できる温度（例えば１８０℃；以下、この温度をパージ開始温度と称す）に達すると、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣを強制パージすべく、ＶＳＶ５２に対するオン信号の供給が開始される。この場合、高温の排気ガスがＨＣ吸着剤３６を通過することによりＨＣ吸着剤３６が更に高温状態となり、その結果、ＨＣ吸着剤３６に吸着されているＨＣがすべて脱離することとなる。時刻ｔ_４において、ＨＣ温度が、ＨＣ吸着剤３６に吸着されているＨＣがすべて脱離すると判断できる温度（例えば３００℃；以下、この温度をパージ終了温度と称す）に達すると、ＨＣの強制パージを終了すべく、ＶＳＶ５２に対するオン信号の供給が停止される。このようにＨＣの強制パージが完了した後は、ＨＣ吸着剤３６にＨＣが残存しなくなる。
【００７５】
そして、冷間時に切換弁３４にストローク異常が生じていると判定された状況下、時刻ｔ_５において内燃機関１２がアイドル状態になると、切換弁３４のストローク異常の再判定を実行すべく、ＶＳＶ５２に対してオン信号が供給される。そして、その切換弁のストローク異常の再判定が終了すると、ＶＳＶ５２に対するオン信号の供給が停止される。
【００７６】
図７は、切換弁３４のストローク異常の再判定を実行すべく、本実施例のシステムにおいてエンジンＥＣＵ１０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図７に示すルーチンは、その処理が終了するごとに繰り返し起動されるルーチンである。図７に示すルーチンが起動されると、まずステップ２００の処理が実行される。
【００７７】
ステップ２００では、冷間時に行われた切換弁３４のストローク異常の判定の結果、切換弁３４にストローク異常が生じていると判定されたか否かが判別される。その結果、否定判別がなされた場合は、その後、何ら処理が進められることなく、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判別がなされた場合は、判定精度の向上を図るべく再度その異常の判定を行う必要があるので、次にステップ２０２の処理が実行される。
【００７８】
ステップ２０２では、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣの強制パージが完了したか否かが判別される。その結果、強制パージが完了していないと判別された場合は、今回のルーチンは終了される。一方、強制パージが完了したと判別された場合は、次にステップ２０４の処理が実行される。
【００７９】
ステップ２０４では、切換弁３４のストローク異常の再判定を要求するためのフラグをオンにする処理が実行される。本ステップ２０４の処理が実行されると、ハイブリッドＥＣＵ１０２に対して、内燃機関１２がアイドル状態で運転するように要求するための信号が供給される。
【００８０】
ステップ２０６では、内燃機関１２がアイドル状態で運転しているか否かが判別される。内燃機関１２がアイドル状態で運転しない場合は、インテークマニホールド１４に負圧が発生せず、あるいは、その負圧が小さいことで、切換弁３４が適正に開閉駆動できないおそれがある。この場合は、切換弁３４のストローク異常の再判定を行うことは適切でない。従って、かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンは終了される。一方、内燃機関１２がアイドル状態で運転していると判別された場合は、次にステップ２０８の処理が実行される。
【００８１】
ステップ２０８では、内燃機関１２がアイドル状態で運転する状況が所定時間経過したか否かが判別される。所定時間が経過していない場合は、インテークマニホールド１４の負圧、すなわち、吸気圧が安定していないと判断でき、ストローク異常の誤判定を招くおそれがある。従って、かかる判別がなされた場合は、今回のルーチンは終了される。一方、内燃機関１２がアイドル状態で運転する状況が所定時間経過した場合は、切換弁３４のストローク異常の再判定を適正に行うことができる状態が実現されたと判断できる。従って、かかる判別がなされた場合は、次にステップ２１０の処理が実行される。
【００８２】
ステップ２１０では、切換弁３４のストローク異常の再判定を行う処理が実行される。すなわち、冷間時におけるストローク異常の判定と同様に、ＶＳＶ５２に対してオン信号が供給された後の供給圧Ｐに基づいて切換弁３４のストローク異常が判定される。
【００８３】
ステップ２１２では、切換弁３４のストローク異常の再判定が完了したか否かが判別される。その結果、未だその再判定が完了していないと判別された場合は、今回のルーチンは終了される。一方、その再判定が完了したと判別された場合は、次にステップ２１４の処理が実行される。
【００８４】
ステップ２１４では、切換弁３４のストローク異常の再判定を要求するためのフラグをオフにする処理が実行される。本ステップ２１４の処理が実行されると、ハイブリッドＥＣＵ１０２に対する内燃機関１２のアイドル運転を要求するための信号の供給が停止される。本ステップ２１４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００８５】
上記の処理によれば、冷間時に切換弁３４にストローク異常が生じていると判定された場合、その後、ＨＣ吸着剤３６に吸着するＨＣの強制パージが完了した後に、切換弁３４のストローク異常の再判定が行われる。すなわち、ＨＣ吸着剤３６にＨＣが残存していない状態で、切換弁３４による排気通路の主通路３０からバイパス通路３２への切り換え操作が行われる。この場合、ＨＣ吸着剤３６の下流側の排気通路へＨＣが脱離することはない。従って、本実施例によれば、切換弁３４のストローク異常の再判定を行う際に排気エミッションが悪化するのを防止することができる。すなわち、排気エミッションの悪化を招くことなく、切換弁３４のストローク異常の再判定を実行することができる。
【００８６】
図８は、本実施例において、切換弁３４のストローク異常の再判定を行う際にハイブリッドＥＣＵ１０２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図８に示すルーチンは、その処理が終了するごとに繰り返し起動されるルーチンである。図８に示すルーチンが起動されると、まずステップ３００の処理が実行される。
【００８７】
ステップ３００では、エンジンＥＣＵ１０から、切換弁３４のストローク異常の再判定を実行すべく、内燃機関１２のアイドル運転を要求するための信号が供給されているか否かが判別される。その結果、否定判別がなされた場合は、次にステップ３０２の処理が実行される。
【００８８】
ステップ３０２では、通常どおり、内燃機関１２を、車両１００に要求される駆動力に対して効率よく運転できる要求出力に従って運転させる処理が実行される。本ステップ３０２の処理が実行される場合は、内燃機関１２の運転休止が行われる場合がある。本ステップ３０２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００８９】
一方、上記ステップ３００において肯定判定がなされた場合は、次にステップ３０４の処理が実行される。
【００９０】
ステップ３０４では、車両１００に要求される駆動力や車速ＳＰＤ等に基づいて、車両１００が、内燃機関１２をアイドル状態で運転させることができる走行状態にあるか否かが判別される。その結果、車両１００が上記の走行状態にないと判別された場合は、上記ステップ３０２の処理が実行される。一方、車両が上記の走行状態にあると判別された場合は、次にステップ３０６の処理が実行される。
【００９１】
ステップ３０６では、内燃機関１２の運転休止が行われるのを禁止する処理が実行されると共に、内燃機関１２がアイドル状態で運転するための要求出力Ｗ_Ｅを演算する処理が実行される。本ステップ３０６の処理が実行されると、以後、内燃機関１２は、運転休止されることなくアイドル状態で運転することとなる。本ステップ３０６の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００９２】
上記図８に示すルーチンによれば、切換弁３４のストローク異常の再判定を行う際、内燃機関１２の運転休止を禁止すると共に、内燃機関１２をアイドル状態に維持することが可能となる。
【００９３】
また、上記図７に示すルーチンによれば、内燃機関１２がアイドル状態に維持される場合に切換弁３４のストローク異常の再判定が行われる。内燃機関１２がアイドル状態に維持される場合は、インテークマニホールド１４に負圧が発生すると共に、その負圧が大きな値に一定に維持される。このため、本実施例によれば、切換弁３４のストローク異常の再判定時に、切換弁３４を適正に開閉駆動させることが可能となると共に、負圧の変動に起因するストローク異常の誤判定を防止することが可能となる。
【００９４】
尚、上記の実施例においては、ＨＣ吸着剤３６が特許請求の範囲に記載した「吸着剤」に、バイパス通路３２が特許請求の範囲に記載した「第１の通路」に、主通路３０が特許請求の範囲に記載した「第２の通路」に、切換機構７０が特許請求の範囲に記載した「切換機構」に、主触媒２４が特許請求の範囲に記載した「触媒」に、第１排気管１８と第２排気管２２との連通路が特許請求の範囲に記載した「触媒の上流側の排気通路」に、電動モータ１１４が特許請求の範囲に記載した「内燃機関以外の動力源」に、それぞれ相当している。
【００９５】
また、上記の実施例においては、エンジンＥＣＵ１０が、ＨＣ吸着剤３６の温度がパージ終了温度に達しているか否かを判別することにより特許請求の範囲に記載した「吸着剤状態量判定手段」が、ＶＳＶ５２に対するオン信号の供給が開始された後の供給圧Ｐに基づいて切換弁３４のストローク異常を判定することにより特許請求の範囲に記載した「故障判定手段」が、切換弁３４のストローク異常の再判定を実行すべくＶＳＶ５２に対してオン信号を供給することにより特許請求の範囲に記載した「切換機構制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００９６】
更に、上記の実施例においては、ハイブリッドＥＣＵ１０２が、上記ステップ３０６の処理において内燃機関１２の運転休止を禁止することにより特許請求の範囲に記載した「運転休止禁止手段」が、上記ステップ３０６の処理において内燃機関１２がアイドル状態で運転するための要求出力Ｗ_Ｅを演算することにより特許請求の範囲に記載した「運転制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００９７】
ところで、上記の実施例においては、切換弁３４のストローク異常の再判定を、ＨＣ吸着剤３６からのＨＣの強制パージが完了した後に行うこととしているが、そのＨＣの強制パージが行われる際に同時に行うこととしてもよい。すなわち、主触媒２４が活性している状況下では、切換弁３４による排気通路の切り換え操作が行われることによりＨＣ吸着剤３６からＨＣが脱離しても、そのＨＣは主触媒２４により浄化されるので、大気中へＨＣが排出されることはなく、排気エミッションの悪化は防止される。この場合は、エンジンＥＣＵ１０が、主触媒２４の温度や排気ガスの温度等に基づいて主触媒２４が活性しているか否かを判定することにより特許請求の範囲に記載した「触媒状態判定手段」が、主触媒２４が活性した後に切替弁３４のストローク異常の再判定を行うことにより特許請求の範囲に記載した「故障判定手段」が、それぞれ実現される。
【００９８】
また、上記の実施例においては、切換弁３４のストローク異常を切換機構７０に生ずる故障として判定することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、供給圧Ｐに基づいて判定できるＶＳＶ５２の凍結等に起因するフィルタ詰まり等の故障、負圧供給配管５０の詰まり、亀裂、潰れ、切換機構７０の接続部分の外れ、又は、変圧室４４の気密不良等の異常を切換機構７０の故障として判定することとしてもよい。
【００９９】
更に、上記の実施例においては、エアフロメータ６４を用いて検出した吸入空気量Ｇａに応じて加減算するＨＣ吸着剤温カウンタのカウント値に基づいてＨＣ吸着剤３６の温度を推定することとしているが、ＨＣ吸着剤３６に直接に温度センサを取り付け、その温度を検出することとしてもよい。
【０１００】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１、３、及び４記載の発明によれば、切換機構の故障の有無が判定される際に、吸着剤に排気ガス中の未燃焼成分が残存していない状態で切換機構による排気通路の切り換え操作が行われることで、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【０１０１】
請求項２記載の発明によれば、排気エミッションの悪化を招くことなく、切換機構の故障の有無の判定を実行することができる。
【０１０２】
請求項５記載の発明によれば、切換機構の故障の有無が判定される際に、触媒が活性している状態で切換機構による排気通路の切り換え操作が行われることで、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【０１０３】
請求項６記載の発明によれば、切換機構の故障の有無が再度判定される際に切換機構を適正に動作させることができる。
【０１０４】
また、請求項７記載の発明によれば、再判定時に切換機構の故障の有無を正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である排気通路切換装置のシステム構成図である。
【図２】本実施例の排気通路切換装置の要部拡大図である。
【図３】本実施例の排気通路切換装置を搭載する車両の駆動機構を模式的に表した図である。
【図４】ＶＳＶがオフ状態からオン状態に変化した際の供給圧Ｐの時間変化を、▲１▼切換弁が正常に動作する場合、▲２▼切換弁が全開状態で固着している場合、及び、▲３▼切換弁にストローク異常が生じて切換弁が全開状態から半開状態までしか閉じない場合について示す図である。
【図５】内燃機関の始動が開始された後の、ＨＣ吸着剤の温度と、ＨＣ吸着剤に吸着されているＨＣの量との関係を表した図である。
【図６】本実施例のシステムにおいて、内燃機関の始動が開始された後に実現されるタイムチャートを示す図である。
【図７】本実施例において、切換弁のストローク異常の再判定を実行すべくエンジンＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図８】本実施例において、切換弁のストローク異常の再判定を行う際にハイブリッドＥＣＵが実行する制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０内燃機関用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）
１２内燃機関
１４インテークマニホールド
１６エギゾーストマニホールド
２４主触媒
３０主通路
３２バイパス通路
３４切換弁
３６ＨＣ吸着剤
５４圧力センサ
７０切換機構
１００車両
１０２ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）
１１４電動モータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust passage switching device for an internal combustion engine and a control device for a vehicle equipped with the device. More particularly, the present invention relates to an exhaust passage having a passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas. The present invention relates to an exhaust passage switching device for an internal combustion engine which includes a switching mechanism for selectively switching to a passage for bypassing an agent, and which can determine whether or not the switching mechanism has a failure, and a control device for a vehicle equipped with this device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, JP-A-63-68713, a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine is known. This device includes a switching valve for selectively switching an exhaust passage to a bypass passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components such as HC in exhaust gas, and a main passage for bypassing the adsorbent. I have. In addition, this device includes a catalyst on the exhaust passage downstream of the adsorbent.
[0003]
During a cold state, such as immediately after the start of the internal combustion engine, unburned components contained in the exhaust gas increase. When the catalyst is cold, it cannot effectively purify unburned components in the exhaust gas. Therefore, in the above-described conventional device, the switching valve switches the exhaust passage to the bypass passage after the start of the internal combustion engine is started. In this case, the unburned components in the exhaust gas are adsorbed by the adsorbent. Then, the unburned components adsorbed by the adsorbent desorb from the adsorbent when the temperature of the adsorbent increases. At this time, if the temperature of the catalyst is sufficiently high, the desorbed adsorbent is purified by the catalyst. Therefore, according to the above-described conventional apparatus, it is possible to prevent a large amount of unburned components in the exhaust gas from being released into the atmosphere, and as a result, it is possible to effectively purify the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. can do.
[0004]
By the way, in order to ensure that the unburned components of the exhaust gas are adsorbed by the adsorbent, whether or not the exhaust passage has been switched by applying a switching signal to the switching valve, that is, the switching valve operates normally Or not.
[0005]
Generally, the switching valve is opened and closed using a negative pressure (hereinafter, referred to as an intake pressure) generated in an intake passage as a drive source. Specifically, the switching valve is connected to a diaphragm mechanism in which an internal space is partitioned by a diaphragm into a variable pressure chamber and an atmospheric pressure chamber, and opens an exhaust passage according to whether or not to introduce intake pressure toward the variable pressure chamber. Switch. In such a configuration, when the intake pressure is introduced into the variable pressure chamber, the pressure in the variable pressure chamber changes toward the intake pressure. At this time, when the volume of the variable pressure chamber changes according to the amount of movement of the diaphragm, the pressure of the variable pressure chamber also changes. That is, the amount of movement of the diaphragm is reflected in the pressure change in the variable pressure chamber.
[0006]
When the switching valve operates normally, in the process in which the pressure in the variable pressure chamber changes toward the intake pressure, while the diaphragm moves, the volume of the variable pressure chamber changes in a direction to mitigate the pressure change. The absolute value of the change gradient of the pressure in the transformer chamber decreases. On the other hand, if a sticking failure occurs in the switching valve, the diaphragm does not move, so that the change in the pressure change gradient does not occur as described above. Therefore, as a method of determining whether or not the switching valve is operating normally, the pressure in the variable pressure chamber after the switching signal is given to the switching valve so that the negative pressure of the intake passage is introduced into the variable pressure chamber is determined. It is conceivable to do this based on
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
If it is determined that the switching valve is not operating normally by the above method, that is, if it is determined that the switching valve has a failure, the presence or absence of the failure of the switching valve is determined again in order to improve the determination accuracy. It is appropriate to do. However, in a situation where a large amount of the unburned components in the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent, the exhaust passage from the main passage to the bypass passage is switched by the switching valve in order to determine again whether the switching valve has failed. When the switching operation is performed, a large amount of unburned components adsorbed by the adsorbent is desorbed by the exhaust gas flowing through the bypass passage. In such a case, if the catalyst is not sufficiently activated, the catalyst cannot effectively purify the unburned components, resulting in deterioration of exhaust emission. Therefore, it is not appropriate to determine again whether or not the switching valve has failed in a situation where a large amount of unburned components in the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and has an exhaust passage switching device for an internal combustion engine capable of preventing deterioration of exhaust emission when re-determining the presence or absence of a failure of a switching mechanism. An object of the present invention is to provide a control device for a vehicle in which the device is mounted.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is to provide an exhaust passage having a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas and a second passage bypassing the adsorbent. An internal combustion engine comprising: a switching mechanism for selectively switching; and failure determination means for determining whether or not the switching mechanism has failed based on a state quantity of the switching mechanism when the switching operation of the exhaust passage is performed by the switching mechanism. An exhaust passage switching device for an engine,
An adsorbent state amount determination unit that determines whether the state amount of the adsorbent satisfies a predetermined condition,
When the failure determination unit determines that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, the state amount of the adsorbent satisfies the predetermined condition by the adsorbent state amount determination unit. This is achieved by an exhaust passage switching device for an internal combustion engine, which determines again whether the switching mechanism has failed after the determination.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the exhaust passage is divided into a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in the exhaust gas by a switching mechanism, and a second passage bypassing the adsorbent. Can be switched. The presence or absence of the failure of the switching mechanism is determined based on a state quantity such as the internal pressure of the switching mechanism when the switching operation of the exhaust passage is performed. When it is determined that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine or the like, it is appropriate to determine again whether or not the switching mechanism has a failure in order to improve the determination accuracy.
[0011]
Therefore, in the present invention, it is determined whether the state quantity such as the amount of adsorption of the adsorbent or the temperature satisfies predetermined conditions. Such a predetermined condition is satisfied when the unburned components are not adsorbed on the adsorbent. When the state quantity of the adsorbent satisfies the predetermined condition, no unburned components remain in the adsorbent, and even if the operation of switching the exhaust passage by the switching valve is performed under such circumstances, the adsorbent does not Unburned components do not desorb in large quantities. Therefore, when it is determined that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine or the like, after it is determined that the state quantity of the adsorbent satisfies the predetermined condition, the failure of the switching mechanism is again determined. If the presence or absence is determined, it is possible to prevent the exhaust emission from being deteriorated due to the switching operation of the exhaust passage.
[0012]
Also, as described in claim 2, in the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 1,
Immediately after the start of the internal combustion engine, after the failure determining means determines that a failure has occurred in the switching mechanism, the state quantity of the adsorbent satisfies the predetermined condition by the adsorbent state quantity determining means. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, characterized by comprising a switching mechanism control means for performing a switching operation of the exhaust passage by the switching mechanism when it is determined, does not deteriorate the exhaust emission, This is effective in determining whether a failure has occurred in the switching mechanism.
[0013]
In the invention according to claim 2, when it is determined that the state quantity of the adsorbent satisfies a predetermined condition after it is determined that the switching mechanism has failed immediately after the start of the internal combustion engine, the switching mechanism is used. A switching operation of the exhaust passage is performed. Therefore, according to the present invention, it is possible to determine whether or not a failure has occurred in the switching mechanism by the failure determination unit without deteriorating the exhaust emission.
[0014]
When the temperature of the adsorbent is high, it can be determined that the unburned components adsorbed on the adsorbent have been desorbed, and it can be determined that no unburned components remain in the adsorbent. In such a case, even if the switching operation of the exhaust passage is performed by the switching valve, a large amount of unburned components does not desorb from the adsorbent.
[0015]
Therefore, as described in claim 3, in the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 1,
The adsorbent state quantity determination unit determines whether the temperature of the adsorbent is equal to or higher than a predetermined value,
The failure determination means, when it is determined that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, after determining that the temperature of the adsorbent is equal to or more than a predetermined value by the adsorbent state amount determination means The presence or absence of a failure in the switching mechanism may be determined again.
[0016]
The object of the present invention is to provide an exhaust passage having a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas and a second passage bypassing the adsorbent. An internal combustion engine comprising: a switching mechanism for selectively switching; and failure determination means for determining whether or not the switching mechanism has failed based on a state quantity of the switching mechanism when the switching operation of the exhaust passage is performed by the switching mechanism. An exhaust passage switching device for an engine,
When the failure determination means determines that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, after the unburned components in the exhaust gas adsorbed by the adsorbent are desorbed, the failure determination means is performed again. The present invention is achieved by an exhaust passage switching device for an internal combustion engine, which determines whether or not a failure has occurred in a switching mechanism.
[0017]
In the invention according to the fourth aspect, when unburned components in the exhaust gas adsorbed by the adsorbent are desorbed from the adsorbent, the adsorbent may be switched even after the exhaust valve is switched by the switching valve. A large amount of unburned components is not desorbed from. Therefore, when it is determined that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, after the unburned components in the exhaust gas adsorbed by the adsorbent have been desorbed, the failure of the switching mechanism is again detected. If the presence or absence is determined, it is possible to prevent the exhaust emission from being deteriorated due to the switching operation of the exhaust passage.
[0018]
Further, the above object is achieved by providing an exhaust passage in which a catalyst is provided and an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas in an exhaust passage upstream of the catalyst. A switching mechanism that selectively switches between a first passage and a second passage that bypasses the adsorbent, and a switching mechanism that switches the exhaust passage by the switching mechanism based on a state amount of the switching mechanism. Failure determination means for determining the presence or absence of a failure of the switching mechanism, and an exhaust passage switching device for an internal combustion engine comprising:
A catalyst state determination unit that determines whether the catalyst is active,
When the failure determination unit determines that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, the failure determination unit determines that the catalyst is activated by the catalyst state determination unit. This is achieved by an exhaust passage switching device for an internal combustion engine, which determines whether or not there is a failure.
[0019]
In the invention described in claim 5, a catalyst is provided in the exhaust passage. The switching mechanism switches the exhaust passage upstream of the catalyst into a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in the exhaust gas and a second passage bypassing the adsorbent. Also, it is determined whether the catalyst is active. Unburned components in the exhaust gas are purified by the catalyst when the catalyst is active. For this reason, in a situation where the catalyst is active, even if the unburned components are desorbed from the adsorbent due to the switching operation of the exhaust passage by the switching valve, the unburned components are purified by the catalyst. Therefore, if it is determined that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, if it is determined that the switching mechanism has failed again after determining that the catalyst is active, It is possible to prevent the deterioration of the exhaust emission caused by the operation of switching the exhaust passage.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a control device for a vehicle equipped with the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to any one of the first to fifth aspects,
The vehicle is a vehicle that is driven and driven by combining the output of the internal combustion engine and the output of a power source other than the internal combustion engine,
The switching mechanism switches the exhaust passage using a negative pressure generated in the intake passage as a driving source,
6. The system according to claim 1, further comprising an operation stop prohibition unit that prohibits operation stop of the internal combustion engine when the failure determination unit determines again whether the switching mechanism has failed. The control device for a vehicle equipped with the above described exhaust passage switching device for an internal combustion engine is effective in properly operating the switching mechanism when it is determined again whether or not the switching mechanism has failed.
[0021]
In the invention according to claim 6, the vehicle is driven and driven by combining the output of the internal combustion engine and the output of a power source other than the internal combustion engine. In such a vehicle, the internal combustion engine is normally operated only in a region where the combustion efficiency is good, and is not operated in a region where the combustion efficiency is bad, so that the operation of the internal combustion engine may be stopped. The switching mechanism switches the exhaust passage using a negative pressure generated in the intake passage of the internal combustion engine as a drive source. For this reason, if the operation of the internal combustion engine is stopped when the switching operation of the exhaust passage is performed by the switching mechanism, a situation occurs in which the switching mechanism does not operate properly because no negative pressure is generated in the intake passage.
[0022]
Therefore, in the present invention, when the failure determining means determines again whether or not the switching mechanism has failed, the operation stop of the internal combustion engine is prohibited. In this case, since a negative pressure is generated in the intake passage, the switching mechanism can switch the exhaust passage. Therefore, when the failure of the switching mechanism is determined again, the switching mechanism can be operated properly.
[0023]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a control device for a vehicle equipped with the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to the sixth aspect.
The failure determination means determines whether there is a failure in the switching mechanism based on the internal pressure of the switching mechanism,
7. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising an operation control unit for operating the internal combustion engine in a constant operation state when the failure determination unit determines again whether the switching mechanism has failed. The control device of the vehicle equipped with the passage switching device is effective in accurately determining whether or not the switching mechanism has failed at the time of re-determination.
[0024]
In the invention according to claim 7, whether or not the switching mechanism has a failure is determined based on the internal pressure of the switching mechanism. The internal pressure of the switching mechanism changes according to the failure of the switching mechanism and also changes according to the negative pressure of the intake passage. For this reason, if the presence or absence of a failure of the switching mechanism is determined in a situation where the negative pressure of the intake passage fluctuates, an erroneous determination occurs.
[0025]
Therefore, in the present invention, when the failure determination means determines again whether or not the switching mechanism has failed, the internal combustion engine is operated in a constant operating state. When the internal combustion engine operates in a constant operating state, the negative pressure generated in the intake passage is kept constant. In this case, it is avoided that the internal pressure of the switching mechanism changes according to the negative pressure of the intake passage. Therefore, if the internal combustion engine is operated in a constant operating state when determining again whether there is a failure in the switching mechanism, it is possible to accurately determine whether there is a failure in the switching mechanism when redetermining.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust passage switching device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the exhaust passage switching device of the present embodiment. The system of the present embodiment includes an electronic control unit for an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine ECU) 10 and is controlled by the engine ECU 10.
[0027]
As shown in FIG. 1, the system of the present embodiment includes an internal combustion engine 12. The internal combustion engine 12 includes an intake manifold 14 for feeding intake air into the cylinder, and an exhaust manifold 16 for discharging exhaust gas generated in the cylinder to the atmosphere. A first exhaust pipe 18 is connected to the exhaust manifold 16. In the vicinity of the upstream end of the first exhaust pipe 18, a start catalyst 20 made of a three-way catalyst is provided. A second exhaust pipe 22 is connected downstream of the first exhaust pipe 18. A main catalyst 24 made of a three-way catalyst is provided near the upstream end of the second exhaust pipe 22. Both the main catalyst 24 and the start catalyst 20 are activated when the temperature is, for example, 350 ° C. or higher, and can purify the exhaust gas. Hereinafter, the temperature at which the main catalyst 24 and the start catalyst 20 are activated is referred to as an activation temperature.
[0028]
As shown in FIGS. 1 and 2, an HC adsorbing device 28 is provided at a connection between the first exhaust pipe 18 and the second exhaust pipe 22. The HC adsorbing device 28 includes a main passage 30 that communicates the first exhaust pipe 18 and the second exhaust pipe 22 with a large opening area at the center thereof, a bypass passage 32 that bypasses and communicates with the main passage 30, A switching valve 34 for switching the communication path between the first exhaust pipe 8 and the second exhaust pipe 22 between the main passage 30 and the bypass passage 32 is provided.
[0029]
An HC adsorbent 36 is provided in the bypass passage 32. The HC adsorbent 36 has a function of adsorbing hydrocarbons (HC) as unburned components contained in the exhaust gas. In addition, the HC adsorbent 36 has a characteristic that it becomes difficult to adsorb HC as the temperature becomes higher, and the HC adsorbent 36 starts to release the adsorbed HC to the outside, for example, in the vicinity of over 80 ° C. Hereinafter, the temperature at which the HC adsorbent 36 starts releasing the adsorbed HC to the outside is referred to as a desorption temperature.
[0030]
The system according to the present embodiment also includes a diaphragm mechanism 40. The diaphragm mechanism 40 is provided with a diaphragm 42. The diaphragm 42 divides the internal space of the diaphragm mechanism 40 into a transformer chamber 44 (the left room in FIG. 1) and an atmospheric pressure chamber 46 (the right room in FIG. 1). The switching valve 34 described above is connected to the diaphragm 42 via an operating rod 48. The switching valve 34 is in a fully open state when the diaphragm 42 is not bent, thereby conducting the main passage 30. When the diaphragm 42 is bent to the side of the transformer chamber 44 to the maximum, the switching valve 34 is fully closed. The passage 30 is shut off.
[0031]
The pressure in the atmospheric pressure chamber 46 is always maintained at the atmospheric pressure. Further, one end of a negative pressure supply pipe 50 is connected to the transformation chamber 44. The other end of the negative pressure supply pipe 50 is connected to a vacuum switching valve (hereinafter, referred to as VSV) 52. The negative pressure supply pipe 50 is provided with a pressure sensor 54 that outputs a signal corresponding to the internal pressure, that is, the pressure supplied to the variable pressure chamber 44 (hereinafter, referred to as supply pressure P). The output signal of the pressure sensor 54 is supplied to the engine ECU 10. Engine ECU 10 detects supply pressure P based on the output signal of pressure sensor 54. Note that the pressure sensor 54 may be provided in the transformation chamber 44.
[0032]
A negative pressure passage 56 communicating with the intake manifold 14 is connected to the VSV 52. In addition, the VSV 52 has an atmosphere opening port that is opened to the atmosphere. The VSV 52 conducts the negative pressure supply pipe 50 to the atmosphere release port in the off state, and shuts off the negative pressure supply pipe 50 from the atmosphere release port and supplies the negative pressure passage 56 to the negative pressure passage 56 when an ON signal is supplied from the engine ECU 10. Make it conductive.
[0033]
A check valve 58 is provided in the negative pressure passage 56. The check valve 58 moves from the negative pressure supply pipe 50 to the intake manifold 14 when the negative pressure (hereinafter, referred to as the intake pressure) of the intake manifold 14 is lower than the pressure on the negative pressure supply pipe 50 side. A one-way valve that allows gas flow.
[0034]
A throttle valve (not shown) that varies the effective area of the flow passage is provided upstream of a portion of the intake manifold 14 where the negative pressure passage 56 is connected. When a drive signal is supplied from the engine ECU 10, the throttle valve opens to an opening corresponding to the drive signal. In the vicinity of the throttle valve, a throttle position sensor 60 that outputs an electric signal corresponding to the opening (hereinafter, referred to as throttle opening) θ of the throttle valve is provided. The output signal of the throttle position sensor 60 is supplied to the engine ECU 10. The engine ECU 10 detects the throttle opening θ based on the output signal of the throttle position sensor 60.
[0035]
The engine ECU 10 has a water temperature sensor 62 that outputs a signal corresponding to the temperature of cooling water of the internal combustion engine 12 (hereinafter, referred to as cooling water temperature THW), and the weight of intake air flowing through the intake manifold 14 (hereinafter, intake air). An air flow meter 64 that outputs a signal corresponding to the amount Ga is connected. The engine ECU 10 detects the cooling water temperature THW based on the output signal of the water temperature sensor 62, and detects the intake air amount Ga based on the output signal of the air flow meter 64.
[0036]
In the above configuration, when the VSV 52 is in the off state, the atmospheric pressure is introduced into the transformation chamber 44 of the diaphragm mechanism 40 via the negative pressure supply pipe 50. In this case, the pressure in the variable pressure chamber 44 and the atmospheric pressure 46 are equal, so that the diaphragm 42 does not bend. As described above, the switching valve 34 is fully opened in a state where the diaphragm 42 is not bent. Therefore, when the VSV 52 is maintained in the off state, the switching valve 34 is fully opened, so that most of the exhaust gas passes from the first exhaust pipe 18 without passing through the bypass passage 32, that is, The gas flows into the second exhaust pipe 22 via the main passage 30 without passing through the HC adsorbent 36.
[0037]
On the other hand, when the VSV 52 is on, the intake pressure is supplied to the variable pressure chamber 44 of the diaphragm mechanism 40 via the negative pressure supply pipe 50. In this case, since the pressure in the variable pressure chamber 44 becomes smaller than the pressure in the atmospheric pressure chamber 46, the diaphragm 42 is bent toward the variable pressure chamber 44. As described above, the switching valve 34 is in a fully closed state when the diaphragm 42 is flexed to the maximum extent toward the transformation chamber 44. Therefore, when the VSV 52 is turned on, the switching valve 34 is fully closed, so that the exhaust gas flows from the first exhaust pipe 18 through the bypass passage 32, that is, through the HC adsorbent 36. It flows into the second exhaust pipe 22.
[0038]
As described above, the switching valve 34, the operating rod 48, the diaphragm mechanism 40, the negative pressure supply pipe 50, and the VSV 52 use the intake pressure to generate the exhaust gas at the connection between the first exhaust pipe 18 and the second exhaust pipe 22. Is switched between the main passage 30 and the bypass passage 32. Hereinafter, the switching valve 34, the operating rod 48, the diaphragm mechanism 40, the negative pressure supply pipe 50, and the VSV 52 are collectively referred to as a switching mechanism 70.
[0039]
When the internal combustion engine 12 is cold, the amount of HC contained in the exhaust gas increases. Further, when the internal combustion engine 12 is cold, the start catalyst 20 and the main catalyst 24 are not activated, so that the exhaust catalyst is not effectively purified by the start catalyst 20 and the main catalyst 24. For this reason, when the exhaust gas flows from the first exhaust pipe 18 into the second exhaust pipe 22 without passing through the HC adsorbent 36 when the internal combustion engine 12 is cold, the exhaust gas containing a large amount of HC is discharged to the atmosphere. Would.
[0040]
Therefore, in the system of the present embodiment, the engine ECU 10 supplies an ON signal to the VSV 52 when the internal combustion engine 12 is cold. In this case, as described above, as the exhaust gas passes through the HC adsorbent 36, HC contained in the exhaust gas is adsorbed by the HC adsorbent 36. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas containing a large amount of HC from being released to the atmosphere during a cold period in which the exhaust gas is not effectively purified by the start catalyst 20 and the main catalyst 24.
[0041]
Then, engine ECU 10 stops supplying the ON signal to VSV 52 when the temperature of start catalyst 20 reaches the activation temperature. After the start catalyst 20 is activated, a large amount of HC is not discharged downstream of the start catalyst 20 even if the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12 contains HC. Therefore, after the start catalyst 20 is activated, the exhaust gas is discharged to the atmosphere via the main passage 30 without passing through the HC adsorbent 36.
[0042]
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a drive mechanism of a vehicle 100 equipped with the exhaust passage switching device of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the system of the present embodiment includes a hybrid electronic control unit (hereinafter, referred to as a hybrid ECU) 102. The hybrid ECU 102 is connected to the engine ECU 10 that controls the internal combustion engine 12 and also connected to a motor electronic control unit (hereinafter, referred to as a motor ECU) 104.
[0043]
In the present embodiment, the vehicle 100 includes an axle 106 that connects the left wheel FL and the right wheel FR. A speed reducer 108 is fixed to the axle 106. A planetary gear mechanism 112 is engaged with the speed reducer 108 via a gear 110. The planetary gear mechanism 112 has a planetary carrier connected to the output shaft of the internal combustion engine 12, a ring gear connected to the output shaft of the electric motor 114, and a sun gear connected to the output shaft of the generator 116.
[0044]
A battery 122 is connected to the generator 116 and the electric motor 114 via an inverter 118 and a main relay 120. The motor ECU 104 described above is connected to the inverter 118, and the hybrid ECU 102 is connected to the main relay 120. The main relay 120 has a function of supplying power from the battery 122 to the inverter 118 when a drive signal is supplied from the hybrid ECU 102. The inverter 118 has a three-phase bridge circuit composed of a plurality of power transistors between the battery 122 and the generator 116 and between the battery 122 and the electric motor 114, respectively. It has a function of converting a DC current and a three-phase AC current between them. When the inverter 118 is appropriately driven by the motor ECU 104, the generator 116 and the electric motor 114 are controlled at a rotation speed corresponding to the frequency of the AC current, and generate a torque corresponding to the magnitude of the current. I do.
[0045]
The generator 116 has a function as a starter motor that starts the internal combustion engine 12 by being supplied with power from the battery 122 when the start of the internal combustion engine 12 is not completed. Has a function as a generator for supplying electric power to the battery 122 or the electric motor 114 via the inverter 118 by the output of the internal combustion engine 12. Further, the electric motor 114 has a function as an electric motor that generates torque for assisting the output of the internal combustion engine 12 by being supplied with electric power during normal traveling, and the inverter 118 is driven by rotation of the axle 106 during braking. It has a function as a generator that supplies electric power to the battery 122 via the power supply.
[0046]
The hybrid ECU 102 described above is connected to the battery 122. Hybrid ECU 102 monitors the state of charge of battery 122, that is, the remaining capacity. The engine ECU 10 is connected to the internal combustion engine 12 as described above. The internal combustion engine 12 generates an output according to the drive signal when the drive signal is supplied from the engine ECU 10.
[0047]
In this embodiment, the vehicle 100 is a hybrid vehicle that generates power by appropriately combining the output of the internal combustion engine 12 and the output of the electric motor 114. The hybrid ECU 102 outputs an accelerator opening sensor 124 that outputs a signal corresponding to the amount of depression of an accelerator pedal (hereinafter, referred to as accelerator opening ACCP), and outputs a pulse signal at a cycle corresponding to the vehicle speed SPD of the vehicle 100. The vehicle speed sensor 126 is connected. The hybrid ECU 102 detects the accelerator opening ACCP based on the output signal of the accelerator opening sensor 124, and detects the vehicle speed SPD based on the output signal of the vehicle speed sensor 126.
[0048]
After calculating the driving force required for vehicle 100 based on the detected accelerator opening ACCP and vehicle speed SPD, hybrid ECU 102 calculates the required output W of internal combustion engine 12 that allows internal combustion engine 12 to operate efficiently with respect to the driving force. _E And the required output W of the electric motor 114 _M Is calculated. The hybrid ECU 102 outputs a required output W to the engine ECU 10 in the internal combustion engine 12. _E , And the required output W from the electric motor 114 to the motor ECU 104. _M Drive signals are supplied so that
[0049]
Incidentally, in the exhaust passage switching device of the present embodiment, the switching valve 34 is constantly exposed to the exhaust gas during the operation of the internal combustion engine 12. For this reason, carbon or the like in the exhaust gas adheres to the switching valve 34, so that the switching valve 34 is stuck or an abnormality that operates only in a partial range (hereinafter, referred to as a stroke abnormality of the switching valve 34). May occur. When a stroke abnormality occurs in the switching valve 34, the switching valve 34 cannot be properly opened or closed. Therefore, in order to operate the switching valve 34 properly, it is appropriate to determine the stroke abnormality of the switching valve 34.
[0050]
FIG. 4 shows an example of a temporal change of the supply pressure P when the VSV 52 changes from the off state to the on state. (1) When the switching valve 34 operates normally, (2) the switching valve 34 is fixed in the fully opened state. The case where the switching valve 34 is closed and the case where the switching valve 34 is closed only from the fully opened state to the half open state due to the occurrence of a stroke abnormality in the switching valve 34 are indicated by a solid line, a broken line and a dashed line, respectively. FIG. 4 also shows the ON / OFF state of the VSV 52.
[0051]
First, a change in the supply pressure P when the switching valve 34 operates normally will be described. As shown by the solid line in FIG. 4, when the switching valve 34 operates normally, the time t ₀ Before, that is, before the VSV 52 changes from the off state to the on state, the supply pressure P is maintained at the atmospheric pressure Pa. Time t ₀ When the VSV 52 changes to the ON state at, the intake pressure is supplied to the negative pressure supply pipe 50, and the supply pressure P starts to decrease. And time t ₁ When the supply pressure P reaches the predetermined pressure P1, the diaphragm 42 starts to bend toward the variable pressure chamber 44. When the diaphragm 42 bends toward the transformation chamber 44, the volume of the transformation chamber 44 is reduced accordingly. In this case, since the volume of the space in which gas is to be sucked is reduced by the intake pressure, the decreasing gradient of the supply pressure P becomes discontinuously smaller than before the diaphragm 42 starts to bend. Hereinafter, a point at which the decreasing gradient of the supply pressure P discontinuously decreases as the diaphragm 42 starts to bend is referred to as a first change point Q1 of the supply pressure P.
[0052]
When the supply pressure P passes through the first change point Q1, the time t ₂ When the supply pressure P decreases to the predetermined pressure P2 at the time, the amount of deflection of the diaphragm 42 reaches the maximum limit, and thereafter, the volume of the variable pressure chamber 44 does not change. Therefore, the time t ₂ At, the decreasing gradient of the supply pressure P increases discontinuously. Hereinafter, the point at which the decrease gradient of the supply pressure P increases discontinuously due to the maximum amount of deflection of the diaphragm 42 is referred to as a second change point Q2 of the supply pressure P. And time t ₃ When the supply pressure P reaches the intake pressure, the supply pressure P is maintained substantially equal to the intake pressure thereafter.
[0053]
On the other hand, when the switching valve 34 is fixed in the fully opened state, even if the supply pressure P falls below the predetermined pressure P1, the diaphragm 42 does not bend and the volume of the variable pressure chamber 44 decreases. do not do. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 4, unlike the case where the switching valve 34 operates normally, the first change point Q1 and the second change point Q2 do not appear in the supply pressure P. Therefore, whether the first change point Q1 and the second change point Q2 appear in the supply pressure P after the VSV 52 is turned on, that is, whether the supply pressure P is within a predetermined period after the VSV is turned on. It can be determined whether or not the switching valve 34 is stuck in the fully opened state based on whether or not the absolute value of the amount of change in the decrease gradient of the switching valve 34 is equal to or greater than a predetermined value.
[0054]
Further, when a stroke abnormality occurs in the switching valve 34 and the switching valve 34 is closed only from the fully open state to the half open state, the maximum deflection amount of the diaphragm 42 becomes smaller than that in a case where the switching valve 34 operates normally. . For this reason, as shown by the one-dot chain line in FIG. 4, the second change point Q2 appears earlier than when the switching valve 34 operates normally. The timing at which the second change point Q2 occurs becomes earlier as the maximum flexure amount of the diaphragm 42 is smaller. Therefore, the maximum amount of deflection of the diaphragm 42, that is, the amount of operation of the switching valve 34, can be determined based on the timing at which the second change point Q2 occurs after the first change point Q1 appears.
[0055]
As described above, in the exhaust passage switching device according to the present embodiment, the stroke abnormality of the switching valve 34 can be determined based on the supply pressure P after the VSV 52 has changed from the off state to the on state.
[0056]
As described above, in the present embodiment, when the internal combustion engine 12 is cold, the engine ECU 10 supplies an ON signal to the VSV 52 in order to adsorb HC contained in the exhaust gas onto the HC adsorbent 36. Therefore, in the present embodiment, first, when the ON signal is supplied to the VSV 52 when the internal combustion engine 12 is cold, the stroke abnormality of the switching valve 34 is determined based on the subsequent supply pressure P.
[0057]
In a cold state, ice or the like may be attached near the switching mechanism 70. For this reason, when cold, the switching valve 34 cannot be properly opened and closed due to the adhesion of ice or the like, and it may be determined that a stroke abnormality has occurred in the switching valve 34. Therefore, when it is determined that the switching valve 34 has a stroke abnormality during the cold period by the above-described method, in order to improve the accuracy of the determination, after the internal combustion engine 12 has been warmed up, the switching valve 34 It is appropriate to determine the stroke abnormality at 34. Hereinafter, re-determining the stroke abnormality of the switching valve 34 is referred to as stroke abnormality re-determination.
[0058]
Therefore, in this embodiment, when it is determined that the stroke of the switching valve 34 is abnormal as a result of the determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 during a cold period, the engine ECU 10 determines the accuracy of the abnormality. In order to improve the stroke, the stroke abnormality of the switching valve 34 is determined again at an appropriate timing. The system of the present embodiment is characterized in that redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is performed at an appropriate timing. Hereinafter, the characteristic portions will be described.
[0059]
FIG. 5 shows the temperature of the HC adsorbent 36 (hereinafter, referred to as HC temperature) after the start of the internal combustion engine 12 and the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent 36 (hereinafter, the HC adsorption amount). FIG. FIG. 5 shows a time change when the vehicle 100 equipped with the internal combustion engine 12 of the present embodiment travels in a predetermined speed pattern.
[0060]
After the VSV 52 is turned on to adsorb HC contained in the exhaust gas to the HC adsorbent 36 when the internal combustion engine 12 is cold, a large amount of HC is adsorbed on the HC adsorbent 36. When a large amount of HC is adsorbed on the HC adsorbent 36 and an ON signal is supplied to the VSV 52 in order to redetermine a stroke abnormality of the switching valve 34, that is, the switching valve 34 When the state changes toward the closed state, the high-temperature exhaust gas flows from the first exhaust pipe 18 into the second exhaust pipe 22 via the bypass passage 32, so that the temperature of the HC adsorbent 36 becomes high. A large amount of adsorbed HC is desorbed.
[0061]
In a situation where HC has been desorbed from the HC adsorbent 36, if the main catalyst 24 provided in the exhaust passage on the downstream side is not active, the main catalyst 24 effectively purifies the desorbed HC. As a result, the desorbed HC is released into the atmosphere, and the exhaust emission deteriorates. Therefore, in order to prevent the deterioration of the exhaust emission, it is not appropriate to perform the redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 in a state where a large amount of HC is adsorbed by the HC adsorbent 36.
[0062]
When HC is adsorbed on the HC adsorbent 36, thereafter, in order to regenerate the HC adsorbent 36, the HC is desorbed from the HC adsorbent 36, and the desorbed HC is purified by the main catalyst 24. Required. When the HC temperature reaches the desorption temperature, the HC adsorbent 36 releases the adsorbed HC to the outside. Then, when the high-temperature exhaust gas passes through the HC adsorbent 36, the temperature of the HC adsorbent 36 is easily increased by the heat transfer of the exhaust gas, and the HC adsorbent 36 quickly becomes a high temperature state beyond the desorption temperature. Therefore, if high-temperature exhaust gas is allowed to flow through the bypass passage 32 in a state where the main catalyst 24 is active, all HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is desorbed, and the HC is removed by the main catalyst 24. It becomes possible to purify. Hereinafter, desorbing HC from the HC adsorbent 36 by such a method is referred to as “forced purging” of HC.
[0063]
However, if HC is forcibly purged while a large amount of HC is adsorbed on the HC adsorbent 36, that is, if high-temperature exhaust gas passes through the HC adsorbent 36, a large amount of HC will be A situation may occur in which all the HCs desorbed from the HC adsorbent 36 and desorbed by the main catalyst 24 cannot be effectively purified. Therefore, it is appropriate to perform the HC forced purge in a state where the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is small.
[0064]
The temperature of the HC adsorbent 36 rises due to the heat transfer of the exhaust gas flowing through the main passage 30 even when the exhaust gas does not flow therethrough. For this reason, even after the HC is adsorbed by the HC adsorbent 36, even if the exhaust gas passage is switched to the main passage 30, as shown in FIG. Desorption starts when the desorption temperature near 80 ° C. is reached. Then, the adsorption amount of the HC adsorbent 36 gradually decreases as the HC temperature rises.
[0065]
Therefore, in the present embodiment, when the HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that the amount of HC remaining in the HC adsorbent 36 is reduced to some extent, the engine ECU 10 turns on the VSV 52 to execute a forced purge of HC. Supply signal. Then, when the HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that all the HC adsorbed by the HC adsorbent 36 is desorbed, the supply of the ON signal to the VSV 52 is stopped in order to end the forced purge. When the HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is thus purged, the HC is desorbed from the HC adsorbent 36 in a state where the main catalyst 24 functions effectively, so that the HC adsorbent 36 is properly regenerated. You.
[0066]
After the HC adsorbent 36 is regenerated, that is, after the forced purging of the HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is completed, the exhaust gas flow path is switched from the main passage 30 to the bypass passage 32 so that the exhaust gas is Even when flowing through the bypass passage 32, HC does not desorb from the HC adsorbent 36. Therefore, even if the stroke abnormality of the switching valve 34 is re-determined after the completion of the forcible purge of HC, the exhaust emission is not deteriorated. For this reason, in the present embodiment, the redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is performed after the completion of the HC forced purge.
[0067]
After the internal combustion engine 12 starts, the temperature of the HC adsorbent 36 rises due to the heat transfer of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 12. The larger the amount of exhaust gas per unit time, that is, the larger the amount of intake air, the easier it is to raise the temperature of the HC adsorbent 36, while the smaller the amount of exhaust gas per unit time, that is, the smaller the amount of intake air The more difficult it is to raise the temperature. Therefore, an HC adsorbent temperature counter is provided for incrementing or decrementing according to the intake air amount every unit time, and the temperature (HC temperature) of the HC adsorbent 36 is estimated based on the count value. When the ignition timing of the internal combustion engine 12 is retarded, the temperature of the exhaust gas increases. Therefore, the count value of the HC adsorbent temperature counter may be corrected according to the ignition timing retard amount.
[0068]
In the present embodiment, the switching valve 34 opens and closes using a negative pressure (intake pressure) generated in the intake manifold 14 as a drive source. That is, unless a negative pressure is generated in the intake manifold 14, the switching valve 34 cannot be driven to open and close. In order to ensure a negative pressure in the intake manifold 14, the internal combustion engine 12 must be operating.
[0069]
As described above, in the present embodiment, the vehicle 100 is a hybrid vehicle that generates power by appropriately combining the output of the internal combustion engine 12 and the output of the electric motor 114. In such a vehicle, the operation of the internal combustion engine 12 may be stopped during traveling because the internal combustion engine 12 operates only in a region where fuel efficiency is high. When the operation of the internal combustion engine 12 is stopped, no negative pressure is generated in the intake manifold 14, and the switching valve 34 cannot be driven to open and close. Further, if the throttle opening θ is maintained at a large value even when the internal combustion engine 12 is operating, the negative pressure generated in the intake manifold 14 is small, and the switching valve 34 cannot be properly opened and closed. Therefore, in the present embodiment, when the stroke abnormality of the switching valve 34 is re-determined, the operation stop of the internal combustion engine 12 is prohibited even if the operation stop condition is satisfied, and the throttle opening θ is kept small. I'm supposed to.
[0070]
Further, in the present embodiment, the determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is performed after the switching operation of the exhaust passage by the switching valve 34, specifically, the supply after the VSV 52 is changed from the OFF state to the ON state. This is performed based on the pressure P. The supply pressure P changes according to the stroke abnormality of the switching valve 34 and also changes according to the intake pressure. For this reason, if the stroke abnormality of the switching valve 34 is determined under the condition where the intake pressure fluctuates, an erroneous determination occurs as a result of the determination. Therefore, in order to accurately determine the stroke abnormality of the switching valve 34, it is necessary that the intake pressure be kept constant. When the internal combustion engine 12 operates in a constant operating state such as an idle state (no load state), the intake pressure is kept constant. Therefore, in the present embodiment, when the stroke abnormality of the switching valve 34 is re-determined, the internal combustion engine 12 is maintained in a no-load state even if the condition in which the load of the internal combustion engine 12 fluctuates is satisfied.
[0071]
In the system of the present embodiment, after the forced purging of HC is completed, the stroke abnormality of the switching valve 34 is re-determined while the internal combustion engine 12 is operated in an idle state. Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 8, the contents of the processing for realizing the above functions in the system of the present embodiment will be described.
[0072]
FIG. 6 shows a time chart realized after the start of the internal combustion engine 12 is started in the system of the present embodiment. 6 (A) shows the time change of the ignition switch of the internal combustion engine 12, and FIG. 6 (B) shows the time change of the flag indicating whether or not a negative pressure has occurred in the intake manifold 14, and FIG. 6C shows the time change of the on / off state of the idle switch indicating whether the internal combustion engine 12 is in the idle state, FIG. 6D shows the time change of the HC temperature, and FIG. FIG. 6F shows the time change of the ON signal to the VSV 52, and FIG. 6F shows the time change of the open / close state of the switching valve 34.
[0073]
As shown in FIG. ₀ When the ignition switch is turned on, the internal combustion engine 12 starts to start. Then, at time t ₁ In this case, when the engine speed NE of the internal combustion engine 12 becomes, for example, 400 rpm or more, and the intake manifold 14 generates a negative pressure sufficient to allow the switching valve 34 to operate properly between the fully open state and the fully closed state, the VSV 52 Supply of an ON signal is started. And time t ₂ When the temperature of the start catalyst 20 reaches the activation temperature, the supply of the ON signal to the VSV 52 is stopped. In this case, a large amount of HC is adsorbed on the HC adsorbent 36.
[0074]
And time t ₃ , The HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is desorbed and the amount of HC remaining on the HC adsorbent 36 is reduced (for example, 180 ° C .; this temperature is hereinafter referred to as a purge start temperature). Then, the supply of the ON signal to the VSV 52 is started in order to forcibly purge the HC adsorbed on the HC adsorbent 36. In this case, when the high-temperature exhaust gas passes through the HC adsorbent 36, the HC adsorbent 36 is brought to a higher temperature state. As a result, all the HC adsorbed by the HC adsorbent 36 is desorbed. Time t ₄ When the HC temperature reaches a temperature at which it can be determined that all of the HC adsorbed by the HC adsorbent 36 is desorbed (for example, 300 ° C .; this temperature is hereinafter referred to as a purge end temperature), the forced purge of HC is terminated. Therefore, the supply of the ON signal to the VSV 52 is stopped. After the completion of the forcible purge of HC, no HC remains in the HC adsorbent 36.
[0075]
Then, under the situation where it is determined that the stroke abnormality has occurred in the switching valve 34 during the cold period, the time t ₅ When the internal combustion engine 12 is in the idle state, the ON signal is supplied to the VSV 52 in order to execute the redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34. When the re-determination of the stroke abnormality of the switching valve is completed, the supply of the ON signal to the VSV 52 is stopped.
[0076]
FIG. 7 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the engine ECU 10 in the system of the present embodiment to execute re-determination of the stroke abnormality of the switching valve 34. The routine shown in FIG. 7 is a routine that is repeatedly started each time the processing ends. When the routine shown in FIG. 7 is started, first, the process of step 200 is executed.
[0077]
In step 200, it is determined whether or not it is determined that the switching valve 34 has a stroke abnormality as a result of the determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 performed during the cold period. As a result, if a negative determination is made, the current routine is terminated without any further processing. On the other hand, when an affirmative determination is made, the abnormality needs to be determined again in order to improve the determination accuracy, so that the process of step 202 is executed next.
[0078]
In step 202, it is determined whether the forced purging of the HC adsorbed on the HC adsorbent 36 has been completed. As a result, if it is determined that the forced purge has not been completed, the current routine ends. On the other hand, if it is determined that the forced purge has been completed, the process of step 204 is performed next.
[0079]
In step 204, a process of turning on a flag for requesting a redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is executed. When the process of step 204 is performed, a signal for requesting the hybrid ECU 102 to operate the internal combustion engine 12 in an idle state is supplied.
[0080]
In step 206, it is determined whether or not the internal combustion engine 12 is operating in an idle state. When the internal combustion engine 12 does not operate in the idle state, there is a possibility that the switching valve 34 cannot be properly opened and closed because no negative pressure is generated in the intake manifold 14 or the negative pressure is small. In this case, it is not appropriate to re-determine the stroke abnormality of the switching valve 34. Therefore, if such a determination is made, the current routine ends. On the other hand, if it is determined that the internal combustion engine 12 is operating in the idle state, the process of step 208 is executed next.
[0081]
In step 208, it is determined whether or not the state in which the internal combustion engine 12 operates in the idle state has passed a predetermined time. If the predetermined time has not elapsed, it can be determined that the negative pressure of the intake manifold 14, that is, the intake pressure is not stable, which may lead to erroneous determination of a stroke abnormality. Therefore, if such a determination is made, the current routine ends. On the other hand, when the state in which the internal combustion engine 12 operates in the idle state has passed for the predetermined time, it can be determined that the state in which the re-determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 can be appropriately performed has been realized. Therefore, when such a determination is made, the process of step 210 is executed next.
[0082]
In step 210, a process for re-determining the stroke abnormality of the switching valve 34 is executed. That is, similarly to the determination of the stroke abnormality in the cold state, the stroke abnormality of the switching valve 34 is determined based on the supply pressure P after the ON signal is supplied to the VSV 52.
[0083]
In step 212, it is determined whether the re-determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 has been completed. As a result, if it is determined that the re-determination has not been completed, the current routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the re-determination has been completed, the process of step 214 is executed next.
[0084]
In step 214, a process of turning off a flag for requesting a re-determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is executed. When the process of step 214 is performed, the supply of the signal for requesting the hybrid ECU 102 to idle the internal combustion engine 12 is stopped. When the process of step 214 ends, the current routine ends.
[0085]
According to the above-described processing, when it is determined that a stroke abnormality has occurred in the switching valve 34 during a cold period, then, after the forced purge of HC adsorbed on the HC adsorbent 36 is completed, the stroke abnormality of the switching valve 34 is completed. Is determined again. That is, the switching operation from the main passage 30 of the exhaust passage to the bypass passage 32 is performed by the switching valve 34 in a state where HC does not remain in the HC adsorbent 36. In this case, HC does not desorb to the exhaust passage downstream of the HC adsorbent 36. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the exhaust emission from deteriorating when redetermining the stroke abnormality of the switching valve 34. That is, the redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 can be performed without causing the deterioration of the exhaust emission.
[0086]
FIG. 8 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the hybrid ECU 102 when redetermining a stroke abnormality of the switching valve 34 in the present embodiment. The routine shown in FIG. 8 is a routine that is repeatedly started each time the processing is completed. When the routine shown in FIG. 8 is started, first, the process of step 300 is executed.
[0087]
In step 300, it is determined whether or not a signal for requesting an idle operation of the internal combustion engine 12 is supplied from the engine ECU 10 in order to execute a redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34. As a result, if a negative determination is made, the process of step 302 is performed next.
[0088]
In step 302, a process for operating the internal combustion engine 12 in accordance with a required output that allows the internal combustion engine 12 to efficiently operate with respect to the driving force required for the vehicle 100 is executed as usual. When the process of step 302 is performed, the operation of the internal combustion engine 12 may be suspended. When the process of step 302 ends, the current routine ends.
[0089]
On the other hand, if an affirmative determination is made in step 300, the process of step 304 is performed next.
[0090]
In step 304, it is determined whether or not the vehicle 100 is in a running state in which the internal combustion engine 12 can be operated in an idle state based on the driving force, the vehicle speed SPD, and the like required for the vehicle 100. As a result, if it is determined that the vehicle 100 is not in the running state, the process of step 302 is executed. On the other hand, when it is determined that the vehicle is in the running state, the process of step 306 is executed next.
[0091]
In step 306, a process for inhibiting the suspension of the operation of the internal combustion engine 12 is performed, and the required output W for operating the internal combustion engine 12 in the idle state is executed. _E Is calculated. After the process of step 306 is performed, the internal combustion engine 12 is operated in an idle state without being stopped. When the process of step 306 ends, the current routine ends.
[0092]
According to the routine shown in FIG. 8, when redetermining the stroke abnormality of the switching valve 34, it is possible to prohibit the suspension of the operation of the internal combustion engine 12 and to maintain the internal combustion engine 12 in an idle state.
[0093]
Further, according to the routine shown in FIG. 7, when the internal combustion engine 12 is maintained in the idle state, the redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is performed. When the internal combustion engine 12 is maintained in an idle state, a negative pressure is generated in the intake manifold 14, and the negative pressure is maintained at a constant large value. Therefore, according to the present embodiment, when the stroke abnormality of the switching valve 34 is re-determined, the switching valve 34 can be appropriately driven to open and close, and the erroneous determination of the stroke abnormality due to the fluctuation of the negative pressure can be made. It can be prevented.
[0094]
In the above embodiment, the HC adsorbent 36 corresponds to the “adsorbent” described in the claims, the bypass passage 32 corresponds to the “first passage” described in the claims, and the main passage 30 corresponds to the “first passage” described in the claims. In the "second passage" described in the claims, the switching mechanism 70 is provided in the "switching mechanism" described in the claims, and the main catalyst 24 is provided in the "catalyst" described in the claims. The communication path between the exhaust pipe 18 and the second exhaust pipe 22 is provided in the “exhaust passage on the upstream side of the catalyst” described in the claims, and the electric motor 114 is provided in the “power source other than the internal combustion engine” described in the claims. ”Respectively.
[0095]
Further, in the above-described embodiment, the engine ECU 10 determines whether the temperature of the HC adsorbent 36 has reached the purge end temperature, whereby the “adsorbent state amount determination means” described in the claims is performed. , The malfunction of the switching valve 34 is determined based on the supply pressure P after the supply of the ON signal to the VSV 52 is started. By supplying an ON signal to the VSV 52 to execute the re-determination of the above, the "switching mechanism control means" described in the claims is realized.
[0096]
Further, in the above embodiment, the hybrid ECU 102 prohibits the suspension of the operation of the internal combustion engine 12 in the process of the step 306. Output W required for the internal combustion engine 12 to operate in the idle state _E , The "operation control means" described in the claims is realized.
[0097]
In the above-described embodiment, the redetermination of the stroke abnormality of the switching valve 34 is performed after the completion of the forced purge of the HC from the HC adsorbent 36. However, when the forced purge of the HC is performed, It may be performed at the same time. That is, in a situation where the main catalyst 24 is active, even if HC is desorbed from the HC adsorbent 36 by switching the exhaust passage by the switching valve 34, the HC is purified by the main catalyst 24. Therefore, HC is not discharged into the atmosphere, and deterioration of exhaust emission is prevented. In this case, the engine ECU 10 determines whether or not the main catalyst 24 is active based on the temperature of the main catalyst 24, the temperature of the exhaust gas, and the like. However, by performing the re-determination of the stroke abnormality of the switching valve 34 after the main catalyst 24 is activated, the "failure determination means" described in the claims is realized.
[0098]
Further, in the above embodiment, the stroke abnormality of the switching valve 34 is determined as a failure occurring in the switching mechanism 70. However, the present invention is not limited to this, and can be determined based on the supply pressure P. An abnormality such as a filter clogging or the like caused by freezing of the VSV 52, clogging, cracking, or crushing of the negative pressure supply pipe 50, disconnection of a connection portion of the switching mechanism 70, or poor airtightness of the variable pressure chamber 44 is detected by the switching mechanism 70. It may be determined as a failure.
[0099]
Further, in the above-described embodiment, the temperature of the HC adsorbent 36 is estimated based on the count value of the HC adsorbent temperature counter that is added or subtracted according to the intake air amount Ga detected using the air flow meter 64. Alternatively, a temperature sensor may be directly attached to the HC adsorbent 36 to detect the temperature.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, according to the first, third, and fourth aspects of the present invention, when the presence or absence of a failure in the switching mechanism is determined, the switching is performed in a state where the unburned components in the exhaust gas do not remain in the adsorbent. By performing the switching operation of the exhaust passage by the mechanism, it is possible to prevent the deterioration of the exhaust emission.
[0101]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not the switching mechanism has a failure without deteriorating the exhaust emission.
[0102]
According to the fifth aspect of the present invention, when the failure of the switching mechanism is determined, the switching operation of the exhaust passage is performed by the switching mechanism in a state where the catalyst is active, so that the deterioration of the exhaust emission is reduced. Can be prevented.
[0103]
According to the sixth aspect of the present invention, the switching mechanism can be properly operated when it is determined again whether the switching mechanism has failed.
[0104]
Further, according to the invention of claim 7, it is possible to accurately determine whether or not the switching mechanism has a failure at the time of re-determination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an exhaust passage switching device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the exhaust passage switching device according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a drive mechanism of a vehicle equipped with the exhaust passage switching device of the embodiment.
FIG. 4 shows a time change of the supply pressure P when the VSV changes from the OFF state to the ON state, when (1) the switching valve operates normally, and (2) when the switching valve is fully opened and fixed. And FIG. 3 is a diagram illustrating a case where a stroke abnormality occurs in the switching valve and the switching valve is closed only from the fully open state to the half open state.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the temperature of the HC adsorbent and the amount of HC adsorbed on the HC adsorbent after the start of the internal combustion engine is started.
FIG. 6 is a diagram showing a time chart realized after the start of the internal combustion engine is started in the system of the embodiment.
FIG. 7 is a flowchart of an example of a control routine executed by an engine ECU to execute a redetermination of a stroke abnormality of a switching valve in the embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of an example of a control routine executed by the hybrid ECU when redetermining a stroke abnormality of the switching valve in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Electronic control unit for internal combustion engine (engine ECU)
12 Internal combustion engine
14 Intake manifold
16 Exhaust manifold
24 Main catalyst
30 Main passage
32 Bypass passage
34 switching valve
36 HC adsorbent
54 pressure sensor
70 Switching mechanism
100 vehicles
102 Hybrid electronic control unit (Hybrid ECU)
114 Electric motor

Claims

A switching mechanism for selectively switching an exhaust passage to a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas and a second passage for bypassing the adsorbent; Failure determination means for determining the presence or absence of a failure in the switching mechanism based on the state quantity of the switching mechanism when the exhaust passage switching operation is performed, the exhaust passage switching device for an internal combustion engine,
An adsorbent state amount determination unit that determines whether the state amount of the adsorbent satisfies a predetermined condition,
When the failure determination unit determines that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, the state amount of the adsorbent satisfies the predetermined condition by the adsorbent state amount determination unit. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, wherein after the determination, the presence or absence of a failure in the switching mechanism is determined again.

The exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 1,
Immediately after the start of the internal combustion engine, after the failure determining means determines that a failure has occurred in the switching mechanism, the state quantity of the adsorbent satisfies the predetermined condition by the adsorbent state quantity determining means. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, comprising: switching mechanism control means for performing a switching operation of the exhaust passage by the switching mechanism when the determination is made.

The exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 1,
The adsorbent state quantity determination unit determines whether the temperature of the adsorbent is equal to or higher than a predetermined value,
The failure determination means, when it is determined that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, after determining that the temperature of the adsorbent is equal to or more than a predetermined value by the adsorbent state amount determination means An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, which determines again whether the switching mechanism has a failure.

A switching mechanism for selectively switching an exhaust passage to a first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas and a second passage for bypassing the adsorbent; Failure determination means for determining the presence or absence of a failure in the switching mechanism based on the state quantity of the switching mechanism when the exhaust passage switching operation is performed, the exhaust passage switching device for an internal combustion engine,
When the failure determination means determines that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, after the unburned components in the exhaust gas adsorbed by the adsorbent are desorbed, the failure determination means is performed again. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, which determines whether a switching mechanism has failed.

A first passage provided with an adsorbent for adsorbing unburned components in exhaust gas and a second passage bypassing the adsorbent are provided in an exhaust passage provided with a catalyst and an exhaust passage upstream of the catalyst. A switching mechanism for selectively switching the switching mechanism, and a failure determination unit that determines whether or not the switching mechanism has a failure based on a state quantity of the switching mechanism when the switching operation of the exhaust passage is performed by the switching mechanism. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, comprising:
A catalyst state determination unit that determines whether the catalyst is active,
When the failure determination unit determines that a failure has occurred in the switching mechanism immediately after the start of the internal combustion engine, the failure determination unit determines that the catalyst is activated by the catalyst state determination unit. An exhaust passage switching device for an internal combustion engine, which determines whether or not there is a failure in the exhaust passage.

A control device for a vehicle equipped with the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
The vehicle is a vehicle that is driven and driven by combining the output of the internal combustion engine and the output of a power source other than the internal combustion engine,
The switching mechanism switches the exhaust passage using a negative pressure generated in the intake passage as a driving source,
6. The system according to claim 1, further comprising an operation stop prohibition unit that prohibits operation stop of the internal combustion engine when the failure determination unit determines again whether there is a failure in the switching mechanism. A control device for a vehicle equipped with the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.

A control device for a vehicle equipped with the exhaust passage switching device for an internal combustion engine according to claim 6,
The failure determination means determines whether there is a failure in the switching mechanism based on the internal pressure of the switching mechanism,
7. The exhaust system for an internal combustion engine according to claim 6, further comprising an operation control unit for operating the internal combustion engine in a constant operation state when the failure determination unit determines again whether the switching mechanism has failed. A control device for a vehicle equipped with a passage switching device.