(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管の上流で主通路とバイパス通路に分岐して主通路に触媒を設置し、主通路側を流れる排気流量とバイパス通路側を流れる排気流量の各割合を調整可能な弁を設ける一方、
排気温度が所定値未満の領域にあるかどうかを判定する手段と、
この判定結果より排気温度が所定値未満の領域にあるとき、失火パラメータと排気温度に応じ、排気温度が一定の条件で失火パラメータが失火程度の大きな値になるほど前記主通路側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに、また失火パラメータが一定の条件で排気温度が高くなるほど前記主通路側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに前記流量割合調整弁を制御する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
【請求項２】
前記失火パラメータを演算する手段は、燃焼行程に対応する所定のクランク角度区間に要する時間を気筒別に計測する手段と、この気筒別の時間計測値を点火毎に記憶する手段と、これらの記憶値のうち失火気筒とエンジン一回転前の対向気筒との時間計測値差に失火気筒とエンジン一回転後の対向気筒との時間計測値差を加えた値に基づく失火パラメータを演算する手段とからなることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項３】
前記失火パラメータを演算する手段は、燃焼行程に対応する所定のクランク角度区間に要する時間を気筒別に計測する手段と、この気筒別の時間計測値を点火毎に記憶する手段と、これらの記憶値のうち失火気筒と一点火前の気筒との時間計測値差と、失火気筒と現在の気筒との時間計測値差とを所定割合で加えた値に基づく失火パラメータを演算する手段とからなることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気浄化装置。
【請求項４】
前記排気温度をエンジンの負荷と回転数から推定することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンの排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はエンジンの排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排気温度に応じて２個の触媒を使い分けるようにしたものがある（特開昭５７−２１０１１６号公報、実開平１−６６４２０号公報など参照）。
【０００３】
これを図１５で説明すると、エンジンの始動時など、温度センサ４１で検出した排気温度が低いときは、バイパスバルブ６によりバイパス通路３ｂへの排気流れが遮断され、排気の全量がフロント触媒４に導かれる。フロント触媒４はエンジン本体１に近いため、フロント触媒４の入口温度が高く、この高温の排気によりフロント触媒４が高い浄化性能を示す。また、フロント触媒４を通過した排気でリア触媒５が暖機される。
【０００４】
一方、加速時など、温度センサ４１により検出される排気温度が所定値よりも高くなると、バイパスバルブ６の切換で主通路３ａへの排気流れが遮断され、排気の全量がバイパス通路３ｂを流れてリア触媒５に達する。リア触媒５の位置はエンジン本体１から遠いものの、エンジンの始動からの上記暖機によってリア触媒５の触媒温度が高められており、高排気温度時はリア触媒５の入口温度も高いため、リア触媒５がすぐれた浄化作用を示す。
【０００５】
このようにして排気温度状態を低温時と高温時とにほぼ二等分すれば、フロント触媒４とリア触媒５に直接流入する排気の割合が均等に分配され、各触媒４と５にほぼ同量の被毒物質が付着することになり、一方の触媒だけが極端に劣化することがないのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フロント触媒に排気の全量を流す温度域（低排気温度域）で失火が多く生じるときにはフロント触媒が過剰に発熱してフロント触媒の温度が上がり過ぎるので好ましくない。フロント触媒が未活性状態のときには、失火により燃焼室から排出される未燃ＨＣ、ＣＯがフロント触媒に導かれても、これらは酸化反応を起こすことなくフロント触媒下流へと排出されるのであるが、排気によりフロント触媒の一部でも活性温度（たとえば約３００℃）に達していれば、その活性温度に達している触媒部分で未燃ＨＣ、ＣＯが酸化反応をおこしてその反応熱によりフロント触媒の温度が上昇するため、失火が多く生じるほど反応熱による温度上昇が激しくなり、ひいてはフロント触媒に熱劣化が生じることもあるのである。
【０００７】
しかしながら、このときのフロント触媒の温度上昇は、従来装置のように、フロント触媒の上流に設けた温度センサでは検出することができない。また、エンジン回転数と負荷とから排気温度を推定する場合にも、失火に伴うフロント触媒の温度上昇までは推定することができない。
【０００８】
そこで本発明は、低排気温度域でも失火判定時にはフロント触媒側に排気が流れないようにすることにより、フロント触媒の内部温度を検出するセンサを設けることなく、失火に伴うフロント触媒の過剰な発熱を抑制することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図１６に示すように、排気管５１の上流で主通路５１ａとバイパス通路５１ｂに分岐して主通路５１ａに触媒５２を設置し、主通路５１ａ側を流れる排気流量とバイパス通路５１ｂ側を流れる排気流量の各割合を調整可能な弁９１を設ける一方、排気温度が所定値未満の領域にあるかどうかを判定する手段と、この判定結果より排気温度が所定値Ｔ１未満の領域にあるとき、失火パラメータと排気温度に応じ、排気温度が一定の条件で失火パラメータが失火程度の大きな値になるほど前記主通路５１ａ側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに、また失火パラメータが一定の条件で排気温度が高くなるほど前記主通路５１ａ側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに前記流量割合調整弁９１を制御する手段１０１とを設けた。
【００１７】
第２の発明では、第１の発明において前記失火パラメータを演算する手段が、図１７に示すように、燃焼行程に対応する所定のクランク角度区間に要する時間を気筒別に計測する手段６１と、この気筒別の時間計測値ＴＩＮＴを点火毎に記憶する手段６２と、これらの記憶値のうち失火気筒とエンジン一回転前の対向気筒との時間計測値差に失火気筒とエンジン一回転後の対向気筒との時間計測値差を加えた値に基づく失火パラメータＭＩＳＢを演算する手段６３とからなる。
【００１８】
第３の発明では、第１の発明において前記失火パラメータを演算する手段が、図１８に示すように、燃焼行程に対応する所定のクランク角度区間に要する時間を気筒別に計測する手段６１と、この気筒別の時間計測値ＴＩＮＴを点火毎に記憶する手段６２と、これらの記憶値のうち失火気筒と一点火前の気筒との時間計測値差と、失火気筒と現在の気筒との時間計測値差とを所定割合（たとえば６気筒エンジンでは失火気筒と一点火前の気筒との時間計測値差が５、失火気筒と現在の気筒との時間計測値差が１の割合）で加えた値に基づく失火パラメータＭＩＳＡを演算する手段７１とからなる。
【００１９】
第４の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において前記排気温度をエンジンの負荷と回転数から推定する。
【００２３】
【作用】
第１の発明では、排気温度が所定値未満の領域で失火パラメータと排気温度に応じ、排気温度が一定の条件で失火パラメータが失火程度の大きな値になるほど主通路側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに、また失火パラメータが一定の条件で排気温度が高くなるほど主通路側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに流量割合調整弁を制御するので、失火に伴う触媒の急激な発熱を抑制できるほか、失火パラメータが判定値以上かつ排気温度が前記所定値Ｔ１より小さな第２の所定値Ｔ２以上であるときバイパス通路側に、またそれ以外で（〈１〉失火パラメータが判定値以上かつ排気温度が前記所定値Ｔ１より小さな第２の所定値Ｔ２未満であるときと〈２〉失火パラメータが判定値未満のとき）触媒側にそれぞれ排気が流れるように切換弁を切換える場合より触媒の活用される領域が拡大する。
【００２４】
【実施例】
図１において、排気マニホールド２に接続される排気管３が主通路３ａとバイパス通路３ｂに分岐され、主通路３ａに三元触媒からなるフロント触媒４が、またバイパス通路３ｂの合流部より下流に三元触媒からなるリア触媒５が設置されている。
【００２５】
バイパス通路３ｂの分岐点のすぐ下流には、排気の流れを主通路３ａとバイパス通路３ｂとに切換えるためのバイパス弁６を備える。このバイパス弁６はバイパス弁用駆動装置（ダイアフラム式アクチュエータ８と、このアクチュエータ８の往復直線運動を回転運動に変える機構７と、アクチュエータ８に絞り弁２３下流の吸気管圧力と大気圧を切換導入する三方向弁９とからなる）により駆動される。バイパス弁６では主通路３ａ側のバタフライ状バルブ６ａと、バイパス通路３ｂ側のバタフライ状バルブ６ｂとがほぼ直交する状態でシャフト６ｃに固定されており、主通路側バルブ６ａが全開の場合にバイパス通路側バルブ６ｂが全閉となり、この逆に主通路側バルブ６ａが全閉の場合にバイパス通路側バルブ６ｂが全開となる。なお、バイパス弁６はバイパス通路３ｂと主通路３ａの分岐部や合流部に設けることもできる。
【００２６】
コントロールユニット２１には、エンジンの冷却水温Ｔｗを検出するセンサ１３、エアフローメータ１４、クランク角度の単位角度ごとの信号（Ｐｏｓ信号）と基準位置信号（Ｒｅｆ信号）とを出力するクランク角度センサ１５からの信号が入力され、コントロールユニット２１では、エンジン回転数Ｎｅと負荷に基づいて排気温度Ｔｅｘｈを推定し、低排気温度域にあるときには主通路３ａ側を排気の全量が流れるように、また高排気温度域になると、バイパス通路３ｂ側を排気の全量が流れるように前記バイパス弁６を切換制御する。たとえば、三方向弁９へのＯＦＦ信号でアクチュエータ８に大気圧が導入されるとき主通路側バルブ６ａが開かれており、三方向弁９へのＯＮ信号への切換によりアクチュエータ８に絞り弁２３下流の吸気管圧力が導入され主通路側バルブ６ａが閉じられるものとすれば、低排気温度域で三方向弁９にＯＦＦ信号を、高排気温度域でＯＮ信号を出力するのである。
【００２７】
コントロールユニット２１ではまた、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅから基本噴射パルス幅Ｔｐを算出し、これに応じた時間だけ吸気ポートに設置された燃料インジェクタ２２をエンジン回転に同期して開いて燃料を噴射するとともに、所定の空燃比フィードバック制御域において空燃比がウインドウ（理論空燃比を中心とした狭い範囲）に収まるように空燃比フィードバック補正係数αを算出し、これを上記のＴｐに乗算することによって、空燃比のフィードバック制御を行う。この場合、主通路３ａに排気を流すときには、フロント触媒４のすぐ上流でバルブ６ａの下流に設けた酸素センサ１１の出力に基づいて空燃比フィードバック補正係数αを算出し、またバイパス通路３ｂに排気を流すときは主通路３ａとバイパス通路３ｂの合流部近傍に設けた酸素センサ１２の出力に基づいてαを算出する。
【００２８】
さて、低排気温度域では排気による温度上昇によってフロント触媒４の活性化を促すわけであるが、燃焼不安定により失火が多く生じるときにはフロント触媒４が過剰に発熱して触媒温度が上がり過ぎるので好ましくない。フロント触媒４が未活性状態のときには、失火により燃焼室から排出される未燃ＨＣ、ＣＯがフロント触媒４に導かれても、これらは触媒上で酸化反応を起こすことなくフロント触媒４下流へと排出されるのであるが、排気によりフロント触媒４の一部でも活性温度（たとえば約３００℃）に達していれば、その活性温度に達している触媒部分で未燃ＨＣ、ＣＯが酸化反応をおこしてその反応熱によりフロント触媒４の温度が上昇するため、失火が多く生じるほど反応熱によるフロント触媒４の温度上昇が激しくなるのである。
【００２９】
これに対処するため第１参照例では、コントロールユニット２１により低排気温度域において、フロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にあるときフロント触媒４側に、またフロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にないときバイパス通路３ｂ側にそれぞれ排気が流れるようにバイパス弁６を切換制御する。
【００３０】
まず、失火判定については公知の手法を用いることができる。たとえば、失火によるクランクシャフトのトルク変動を、リングギアに対向して設けた磁気ピックアップにより周期変動として検出するものが特開平４−１１３２４４号公報に詳しい。
【００３１】
これを簡単に説明すると、図２において、３１はエンジン本体、３２はクランクシャフト、３４はクランクシャフト端のフライホイール３３の外周に形成されるリングギアである。リングギア３４の歯に対向して、鉄心とコイルからなる磁気ピックアップ３５が設置され、クランクシャフト３２が回転すると、この歯が磁気ピックアップ３５の鉄心に発生する磁界を断続するため、磁気ピックアップ３５のコイルに磁力変化が生じて、交流電流が誘導される。この交流信号はコントロールユニット２１内で波形成型されて矩形波のＯＮ、ＯＦＦパルス（リングギアＰｏｓ信号）に変換され、クランク角度信号として使用される。
【００３２】
また、図２のクランク角度センサ１５は図１と異なるタイプのもの（クランクシャフト３２によって駆動されるカム軸（図示しない）に設けられる）である。コントロールユニット２１では、クランク角度センサ１５の１番気筒用のＲｅｆ信号の入力から所定数のパルス（磁気ピックアップ３５により得られるパルス）をカウントした時点を基準として、図３に示したように、クランクシャフト３２の所定角度区間当たりに要する時間ＴＩＮＴをクランクシャフトの１回転当たり３回サンプリングし、そのサンプリング値を用いて失火判定を行う。
【００３３】
この場合、後述するように、各区間に要する時間の計測値ＴＩＮＴを区別することが必要になるため、各区間に要する時間の計測値ＴＩＮＴを最新のものからＴＩＮＴ１、ＴＩＮＴ２、……、ＴＩＮＴ７としてサンプリングしている。
【００３４】
ただし、図３はＶ型６気筒エンジンのもので、点火順序を＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６としたとき、ａの区間は１番気筒および４番気筒の、ｂの区間は２番気筒および５番気筒の、ｃの区間は３番気筒および６番気筒の各燃焼行程に対応する。
【００３５】
次に、上記の計測値ＴＩＮＴより得られる２つの失火パラメータＭＩＳＢ、ＭＩＳＡに基づいての失火判定について述べる。
【００３６】
なお、一口に失火といっても、同じ気筒について、毎回失火する事態と単発的に失火する事態とが考えられる。毎回失火は、燃料噴射弁の断線、点火用コードの抜け、点火プラグの完全なくすぶりによって発生するのに対して、単発失火は混合比が可燃混合比域をはずれるようなところまでずれることによって、あるいは初期の点火プラグのくすぶりによって燃焼が不安定となった場合に発生する。この場合、失火パラメータＭＩＳＢについては同じ気筒についての単発失火を、失火パラメータＭＩＳＡについては多気筒についての毎回失火を対象として考えている。
【００３７】
まず、図４は、加速時に４番気筒で失火を生じたときの波形図で、失火により４番気筒での計測値が大きくなり、４番気筒の前後で段差が生じている。
【００３８】
この場合に、１番気筒と４番気筒とはリングギアの同じ歯位置を使って計測されるため、失火気筒（４番気筒）を中心にしてエンジン一回転前の対向気筒（１番気筒）のＴＩＮＴとエンジン一回転後の対向気筒（１番気筒）のＴＩＮＴとを結んだ斜めの直線より上方にはみ出す部分の時間増加ΔＴＩＮＴが失火によるものと推定することができる。同図の時間増加ΔＴＩＮＴは、図形処理（たとえばＴＩＮＴ４からａｂ間の長さを引く）により、
0003601167.tif 000002
の式で計算されるので、１番気筒と４番気筒のようにリングギアの同じ歯位置で計測される対向気筒についての失火パラメータＭＩＳＢを、
ＭＩＳＢ＝６×ΔＴＩＮＴ／（ＴＩＮＴ７）３                  …（２）
の式で定義する。
【００３９】
ここで、失火に伴う計測値の時間増加ΔＴＩＮＴは、発生トルク、エンジン回転数との間に、
ΔＴＩＮＴ∝発生トルク／（エンジン回転数３）        …（ａ）
なる関係があり、またエンジン回転数と計測値ＴＩＮＴとは逆数の関係があるので、
発生トルク∝ΔＴＩＮＴ・（エンジン回転数３）＝ΔＴＩＮＴ／ＴＩＮＴ３…（ｂ）
となる。この（ｂ）式と（２）式とを比べれば、ＭＩＳＢは物理的にはトルク相当の値であることが分かる。つまり、失火に伴う時間増加ΔＴＩＮＴはエンジン回転数に依存し、回転数が高くなるほど小さくなる値となるので、この時間増加ΔＴＩＮＴを所定の時間計測値の三乗で除した値を失火パラメータとすることによって、失火パラメータが回転数の影響を受けないようにしているわけである。また、（２）式において６倍にしているのはＭＩＳＢの値が少数にならないようにするためである。
【００４０】
（１）式のΔＴＩＮＴを（２）式に代入すると、失火パラメータＭＩＳＢは最終的に次の式で与えられる。
【００４１】
0003601167.tif 000003
（３）式において、右辺分子の第１項が失火気筒とエンジン一回転前の対向気筒とのＴＩＮＴ差、右辺分子の第２項が失火気筒とエンジン一回転後の対向気筒とのＴＩＮＴ差である。
【００４２】
図４より４番気筒に失火を生じてＴＩＮＴ４が大きくなると、ＭＩＳＢが大きくなるので、ＭＩＳＢが判定値以上となる場合に失火が生じたと判断することができる。ＭＩＳＢを用いての失火判定では、リングギアの同じ歯位置を用いるので、リングギアの形状バラツキの影響を受けることがないという特質を有する。
【００４３】
しかしながら、１番気筒と４番気筒が連続してともに失火したときは、ＴＩＮＴ１、ＴＩＮＴ４、ＴＩＮＴ７のすべてが同じように大きくなるため、ΔＴＩＮＴ≒０（つまりＭＩＳＢ≒０）となって失火が判定できなくなるので、他の失火パラメーターを考える必要が出てくる。
【００４４】
そこで、図５に示したように、今度は２番気筒で失火を生じた場合に、失火気筒（２番気筒）の一点火前の気筒（１番気筒）の計測値を考慮して失火による時間増加ΔＴＩＮＴを計算することを考える。これも図形処理により、
0003601167.tif 000004
の式で計算されるので、別の失火パラメータＭＩＳＡを、
0003601167.tif 000005
の式で定義すると、失火パラメータＭＩＳＡは最終的に次の式で与えられる。
【００４５】
0003601167.tif 000006
（６）式において、右辺分子の第１項が失火気筒と一点火前の気筒とのＴＩＮＴ差、右辺分子の第２項が失火気筒と現在の気筒とのＴＩＮＴ差であり、６気筒エンジンでは、失火気筒と現在の気筒とのＴＩＮＴ差が１に対して失火気筒と一点火前の気筒とのＴＩＮＴ差が５の割合になっている。
【００４６】
このようにして得られた失火パラメータＭＩＳＡによれば、１番気筒と４番気筒のようにリングギアの同じ歯位置で測定される対向気筒が連続してともに失火したときでも、ＭＩＳＡが判定値以上となることから失火と判断することができる。
【００４７】
以上で公知の２つの失火パラメータＭＩＳＢ、ＭＩＳＡによる失火判定の説明を終える。
【００４８】
次に、コントロールユニット２１で実行されるバイパス弁制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。
【００４９】
図６のフローチャートはフロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にあるかどうかを判定するためのもので、点火毎に実行する。
【００５０】
ステップ１では計測値ＴＩＮＴの旧値のシフトを行い、１回前のデータを２回前のＲＡＭに、３回前を４回前へ、…、また６回前を７回前へと移し変え、ステップ２において新たなＴＩＮＴの計測を行い、これをＴＩＮＴ１に移す。ＴＩＮＴの測定区間は、クランク角センサからの１のＲｅｆ信号の入力から所定数のリングギアＰｏｓ信号をカウントした時点を始期、次のＲｅｆ信号が入力される時点を終期とする区間である。
【００５１】
ステップ３では３つのＴＩＮＴ１、ＴＩＮＴ４、ＴＩＮＴ７を用い、前述の（３）式によりＭＩＳＢを、またステップ４において３つのＴＩＮＴ１、ＴＩＮＴ６、ＴＩＮＴ７を用い、前述の（６）式によりＭＩＳＡを計算する。
【００５２】
ステップ５、６では失火パラメータＭＩＳＢ、ＭＩＳＡと各判定値ＳＬＢ、ＳＬＡを比較し、ＭＩＳＢ、ＭＩＳＡとも判定値未満であるときには、フロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にあると判断してステップ７に進み失火判定フラグ（始動時に“０”に初期設定）を“０”にリセットする。これに対して、ＭＩＳＢまたはＭＩＳＡのいずれか一方でも判定値以上であればステップ８に進んで失火判定フラグを“１”にセットする。
【００５３】
ここで、失火の程度は、フロント触媒４の種類、フロント触媒４の取りつけ位置、エンジンの機種、排気マニホールド形状、使用燃料などにより変化するので、最終的にはマッチングにより各判定値ＳＬＢ、ＳＬＡの値を決定する。
【００５４】
図７のフローチャートはバイパス弁切換フラグを設定するためのもので、図６に示した失火判定の後で一定時間（たとえば１０ｍｓｅｃ）毎に実行する。
【００５５】
ステップ１１ではエンジン回転数Ｎｅと基本噴射パルス幅（エンジン負荷相当量）Ｔｐを読み込む。これらからステップ１２で図８を内容とするマップを検索して排気温度Ｔｅｘｈを求める。Ｎｅとエンジン負荷（Ｔｐ）から排気温度を推定するわけで、図８に示したように排気温度Ｔｅｘｈは回転数Ｎｅが一定であれば高負荷になるほど、また負荷が一定のとき高回転になるほど高くなる。
【００５６】
このようにして求めた排気温度Ｔｅｘｈと所定値Ｔ１をステップ１３において比較する。Ｔｅｘｈ＜Ｔ１（低排気温度域）であれば、ステップ１４に進んで失火判定フラグをみる。失火判定フラグ＝１（フロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にない）のときには主通路側バルブ６ａを閉じるためステップ１５に進んでバイパス弁切換フラグ（始動時に“０”に初期設定）を“１”にセットし、失火判定フラグ＝０（フロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にある）のときには従来と同じに主通路側バルブ６ａを開くためステップ１６に進んでバイパス弁切換フラグを“０”にセットする。バイパス弁切換フラグは、主通路３ａ側とバイパス通路３ｂ側のいずれを開くのかを三方向弁９に指示するためのフラグである。
【００５７】
一方、Ｔｅｘｈ≧Ｔ１（高排気温度域）では、ステップ１３よりステップ１５に進み主通路側バルブ６ａを閉じるためバイパス弁切換フラグを“１”にセットする。
【００５８】
図９のフローチャートは、三方向弁９を駆動するためのもので、図７に示したバイパス弁切換フラグの設定に続けて実行する。
【００５９】
ステップ２１ではバイパス弁切換フラグをみて、バイパス弁切換フラグが“１”のときにはステップ２２に進んで三方向弁９にＯＮ信号を出力する。このときアクチュエータ８に絞り弁２３下流の吸気管圧力が導入され、主通路側バルブ６ａが閉じられる。また、バイパス弁切換フラグが“０”のときにはステップ２１よりステップ２３に進み三方向弁９にＯＦＦ信号を出力する。このときは主通路側バルブ６ａが開かれる。
【００６０】
ここで、この第１参照例の作用を説明する。
【００６１】
低排気温度域（フロント触媒４側に排気の全量が流れる）において失火が多く生じるときにはフロント触媒４が過剰に発熱して触媒温度が上がり過ぎることを前述したが、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷から排気温度を推定するだけでは、失火に伴うフロント触媒４の温度上昇までを推定することができない。また、失火によりフロント触媒４が過剰に発熱するときには、その熱によりフロント触媒４の下流に位置する酸素センサ１２にも熱劣化や熱害が生じることがある。
【００６２】
これに対してこの第１参照例では、低排気温度域においてフロント触媒４の温度上昇を許容できないほどの失火範囲にあるときには主通路側バルブ６ａが閉じられる（フロント触媒４に排気が流れない）ことから、フロント触媒４に失火に伴う急激な発熱が生じることがなく、これによってフロント触媒４の内部温度を検出するセンサを設けていなくても、低排気温度域での失火に伴うフロント触媒４の熱劣化や熱害を防止することができる。
【００６３】
また、低排気温度域での失火に伴うフロント触媒４の急激な発熱による熱が下流に流れることがないので、フロント触媒４の下流に位置する酸素センサ１２についても熱劣化や熱害を防ぐことができる。
【００６４】
図１０のフローチャートは第２参照例で図７に対応する。なお、図７と同一部分には同一のステップ番号をつけて、これらの説明は省略する。
【００６５】
この第２参照例は低排気温度域かつ失火判定フラグ＝１のとき、ステップ３１において排気温度Ｔｅｘｈと所定値Ｔ２を比較し、Ｔｅｘｈ＜Ｔ２のときには主通路側バルブ６ａを開かせるためステップ１６に進んでバイパス弁切換フラグを“０”にセットするようにしたものである。
【００６６】
ここで、所定値Ｔ２は失火による排気温度（触媒温度）の上昇によりフロント触媒４に熱劣化や熱害が実際に生じると思われる温度（たとえば約５００℃〜５５０℃）である。これに対してＴ１は約６５０℃であるため、Ｔ２＜Ｔ１となる。
【００６７】
この第２参照例では、低排気温度域においてフロント触媒４の温度上昇を許容できる失火範囲にないときでも、排気温度がフロント触媒４に熱劣化や熱害が実際に生じると思われる温度に達するまでは主通路側バルブ６ａを開いてフロント触媒４に排気を流すので、第１参照例よりもフロント触媒４の活用される領域が拡大する。
【００６８】
図１１、図１２のフローチャートは本発明の第１実施形態で、図１１が図６に、図１２が図７にそれぞれ対応する。なお、図６、図７と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【００６９】
第１参照例のバイパス弁６は全開と全閉の２位置をとるものであったのに対し、第１実施形態ではバイパス弁６をステップモータにより駆動（たとえばステップモータの動きをギア機構を介してバイパス弁のシャフト６ｃに伝える）することで、主通路側バルブ６ａの開度を階段状に切換えられるようにしている（図１４参照）。
【００７０】
まず、図１１では図６と同様にして失火パラメータＭＩＳＢ（またはＭＩＳＡ）を算出する。このＭＩＳＢの算出後に図１２のフローチャートを実行する。
【００７１】
図１２では図７と異なる部分（ステップ４１、４２、４３、４４、４５）を主に説明すると、低排気温度域（Ｔｅｘｈ＜Ｔ１）でステップ１３よりステップ４１に進み、図１１により得ている失火パラメータＭＩＳＢを読み込み、この失火パラメータＭＩＳＢと排気温度Ｔｅｘｈからステップ４２において図１３を内容とするマップを検索して主通路側バルブ６ａの開度を求める。主通路側バルブ６ａの開度は、図１３に示すように失火パラメータＭＩＳＢが一定のとき排気温度Ｔｅｘｈが高くなるほどバルブ６ａが閉じる側の値、また排気温度Ｔｅｘｈが一定であれば失火パラメータＭＩＳＢが大きくなるほどバルブ６ａが閉じる側の値である。
【００７２】
このようにして得た主通路側バルブ６ａの開度からステップ４３において図１４を内容とするテーブルを検索してステップモータに与えるステップ数を求め、これをステップ４４においてレジスタに転送する。このレジスタに転送されたステップ数は出力インターフェースを介してステップモータ駆動回路に与えられ、ステップ数に応じた主通路側バルブ開度となる位置までステップモータが回転する。
【００７３】
一方、高排気温度域（Ｔｅｘｈ≧Ｔ１）ではステップ１３よりステップ４５に流れ、主通路側バルブ６ａを全閉位置にする値（たとえば０）をステップ数に入れてステップ４４の操作を実行する。
【００７４】
第１実施形態では、失火パラメータＭＩＳＢと排気温度Ｔｅｘｈに応じて主通路側バルブ６ａの開度を変化させるので、失火に伴うフロント触媒４の急激な発熱を抑制できるほか、フロント触媒４の活用される領域が第２参照例よりもさらに拡大する。
【００７５】
実施形態ではＮｅとＴｐから排気温度を推定したが、冷却水温や運転履歴から排気温度を推定することもできる。また、フロント触媒４の上流側に温度センサを設けている場合にも本発明を適用することができる。
【００７６】
実施形態では、失火によるクランクシャフトのトルク変動を、リングギアに対向して設けた磁気ピックアップにより周期変動として検出することで、失火判定を行ったが、これに限定されるものでなく、他の公知の失火判定方法（たとえばクランク角度センサの信号に基づく）を用いることができる。
【００７７】
第１実施形態では主通路３ａ側を流れる排気流量とバイパス通路３ｂ側を流れる排気流量の各割合を調整可能とするため、バイパス弁６をステップモータにより駆動しているが、ステップモータ駆動に限られるものでない。たとえば、バイパス弁６をデューティー制御可能な弁（あるいはソレノイド）により駆動するものに対しても本発明を適用できる。
【００８１】
【発明の効果】
第１の発明では、排気温度が所定値未満の領域で失火パラメータと排気温度に応じ、排気温度が一定の条件で失火パラメータが失火程度の大きな値になるほど主通路側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに、また失火パラメータが一定の条件で排気温度が高くなるほど主通路側を流れる排気流量の割合が小さくなる向きに流量割合調整弁を制御するので、失火に伴う触媒の急激な発熱を抑制できるほか、失火パラメータが判定値以上かつ排気温度が前記所定値Ｔ１より小さな第２の所定値Ｔ２以上であるときバイパス通路側に、またそれ以外で（〈１〉失火パラメータが判定値以上かつ排気温度が前記所定値Ｔ１より小さな第２の所定値Ｔ２未満であるときと〈２〉失火パラメータが判定値未満のとき）触媒側にそれぞれ排気が流れるように切換弁を切換える場合より触媒の活用される領域が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御システム図である。
【図２】第１実施形態の失火判定についての制御システム図である。
【図３】リングギヤ上のａ、ｂ、ｃの各計測区間を説明するための図である。
【図４】失火パラメータＭＩＳＢの計算を説明するための波形図である。
【図５】失火パラメータＭＩＳＡの計算を説明するための波形図である。
【図６】失火判定を説明するためのフローチャートである。
【図７】バイパス弁切換フラグの設定を説明するためのフローチャートである。
【図８】排気温度Ｔｅｘｈの特性図である。
【図９】三方向弁９の駆動を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２参照例のバイパス弁切換フラグの設定を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第１実施形態の失火パラメータの算出を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第１実施形態の主通路側バルブ６ａの開度制御を説明するためのフローチャートである。
【図１３】第１実施形態の主通路側バルブ６ａ開度の特性図である。
【図１４】第１実施形態のステップ数に対する主通路側バルブ６ａ開度の特性図である。
【図１５】従来例の制御システム図である。
【図１６】第１の発明のクレーム対応図である。
【図１７】第２の発明のクレーム対応図である。
【図１８】第３の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
３  排気管
３ａ  主通路
３ｂ  バイパス通路
４  フロント触媒
６  バイパス弁
６ａ  主通路側バルブ
２１  コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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