(57)【要約】【課題】気筒群毎に設けられた排気通路のいずれかの側に異常が生じた場合でも排気エミッションの悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】左右のバンク２Ｌ、２Ｒ毎に排気通路９Ｌ、９Ｒが設けられ、排気通路９Ｌ、９Ｒのそれぞれに触媒コンバータ１０Ｌ、１０Ｒが設けられ、かつ触媒コンバータ１０Ｌ、１０Ｒの上流側で排気通路９Ｌ、９Ｒを連通する連通路１１が設けられた内燃機関に適用される。排気通路９Ｌ、９Ｒのいずれかに異常が生じた場合には、切替弁１６Ｌ、１６Ｒを操作して、異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分を、異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群毎に排気通路が設けられ、気筒群毎の前記排気通路のそれぞれに排気を浄化可能な排気浄化手段が設けられ、かつ前記排気浄化手段の上流側で気筒群毎の前記排気通路を連通する連通路が設けられた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置において、
気筒群毎の前記排気通路のそれぞれに流れる排気の配分を変更可能な排気配分変更手段と、大気に排出される排気中の有害成分の増加を伴う異常が気筒群毎の前記排気通路のいずれの側に生じたかを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出結果に基づいて、前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が前記異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように前記排気配分変更手段を制御する排気配分制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関には、気筒群毎に設けられた前記排気通路のそれぞれに、前記内燃機関の燃料噴射量を制御するために利用され、かつ排気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比検出手段が設けられており、
前記異常検出手段は、前記空燃比検出手段が故障したか否かを判断することにより、故障したと判断した空燃比検出手段が設けられた前記排気通路側に前記異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関には、気筒群毎に設けられた前記排気浄化手段の上流及び下流のそれぞれに、前記内燃機関の燃料噴射量を制御するために利用され、かつ排気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比検出手段が設けられており、
前記異常検出手段は、前記排気浄化手段の上流及び下流における空燃比に基づいて前記排気浄化手段の排気の浄化性能が低下したか否かを判断することにより、浄化性能が低下したと判断した排気浄化手段が設けられた前記排気通路側に前記異常が生じたと判断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記排気配分制御手段が、前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が前記異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように前記排気配分変更手段を制御しているときに、前記内燃機関のスロットル弁の開度を制限するスロットル弁開度制御手段を更に備え、
前記スロットル弁開度制御手段は、前記異常が生じていない排気通路に設けられた前記排気浄化手段の浄化性能を考慮して前記スロットル弁の開度の制限量を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記空燃比検出手段の検出結果と目標空燃比との偏差が減少するように、前記偏差に制御ゲインを乗じた制御入力に基づいて前記内燃機関の燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制御手段を更に備え、
前記空燃比制御手段は、前記排気配分制御手段が前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が前記異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように前記排気配分変更手段を制御しているときに、前記異常がいずれの排気通路側にも生じていない正常時と比べて前記制御ゲインを小さくした状態で、前記異常が生じていない排気通路側に設けられた前記空燃比検出手段の検出結果と目標空燃比との偏差が減少するように前記内燃機関の燃焼噴射量をフィードバック制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排気配分制御手段は、前記排気配分制御手段は、前記異常によって生じ得る前記有害成分の増加量が大きいときは小さいときに比べて前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分を小さくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒群毎に排気通路が設けられ、かつ気筒群毎の排気通路のそれぞれに排気を浄化可能な排気浄化手段が設けられた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右のバンク毎に排気通路を設け、各排気通路に触媒コンバータを設けるとともに、触媒コンバータの上流側で各排気通路を相互に連通する連通路を設けた６気筒Ｖ型の内燃機関が知られている（特許文献１）。この内燃機関は連通路内で両バンクから導かれる排気の圧力波が共鳴するように連通路及び排気通路の長さと触媒コンバータの位置とをそれぞれ設定し内燃機関の高出力化を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２８６１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関は各排気通路へ導かれる排気の配分は等配分になっている。そのため、仮に触媒コンバータの故障等の異常が発生した場合、排気の配分を変更することができない。従って、異常が生じた排気通路側での排気の浄化が不十分となり、大気に排出される排気中の有害成分が増加、つまり排気エミッションが悪化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は気筒群毎に設けられた排気通路のいずれかの側に異常が生じた場合でも排気エミッションの悪化を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、複数の気筒群毎に排気通路が設けられ、気筒群毎の前記排気通路のそれぞれに排気を浄化可能な排気浄化手段が設けられ、かつ前記排気浄化手段の上流側で気筒群毎の前記排気通路を連通する連通路が設けられた内燃機関に適用される内燃機関の制御装置において、気筒群毎の前記排気通路のそれぞれに流れる排気の配分を変更可能な排気配分変更手段と、大気に排出される排気中の有害成分の増加を伴う異常が気筒群毎の前記排気通路のいずれの側に生じたかを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段の検出結果に基づいて、前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が前記異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように前記排気配分変更手段を制御する排気配分制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この制御装置によれば、大気に排出される排気中の有害成分の増加を伴う異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分がその異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように排気配分変更手段が制御されるので、異常が生じた排気通路側への排気の流入が制限される。そのため、異常の発生に伴う大気に排出される排気中の有害成分の増加、即ち排気エミッションの悪化を抑制することができる。なお、本発明において、配分を小さくするとは異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分をゼロにすること、即ち異常が生じた排気通路側への排気の流入を遮断して異常が生じていない排気通路側へ複数の気筒群からの排気を全て導くことを含む概念である。
【０００８】
本発明の制御装置の一態様において、前記内燃機関には、気筒群毎に設けられた前記排気通路のそれぞれに、前記内燃機関の燃料噴射量を制御するために利用され、かつ排気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比検出手段が設けられており、前記異常検出手段は、前記空燃比検出手段が故障したか否かを判断することにより、故障したと判断した空燃比検出手段が設けられた前記排気通路側に前記異常が生じたと判断してもよい（請求項２）。空燃比検出手段が故障すると燃料噴射量が適切に制御されずに、排気エミッションが悪化する。この態様においては、空燃比検出手段が故障した場合に異常が生じたと判断するので、空燃比検出手段の故障に伴う排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
【０００９】
本発明の制御装置の一態様において、前記内燃機関には、気筒群毎に設けられた前記排気浄化手段の上流及び下流のそれぞれに、排気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比検出手段が設けられており、前記異常検出手段は、前記排気浄化手段の上流及び下流における空燃比に基づいて前記排気浄化手段の排気の浄化性能が低下したか否かを判断することにより、浄化性能が低下したと判断した排気浄化手段が設けられた前記排気通路側に前記異常が生じたと判断してもよい（請求項３）。排気浄化手段の排気の浄化性能が低下した場合には、排気が十分に浄化されずに大気に排出されることになるので排気エミッションが悪化する。この態様によれば、排気浄化手段の浄化性能が低下した場合に異常が生じたと判断するので、浄化性能の低下に伴う排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００１０】
本発明の一態様において、前記排気配分制御手段が、前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が前記異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように前記排気配分変更手段を制御しているときに、前記内燃機関のスロットル弁の開度を制限するスロットル弁開度制御手段を更に備え、前記スロットル弁開度制御手段は、前記異常が生じていない排気通路に設けられた前記排気浄化手段の浄化性能を考慮して前記スロットル弁の開度の制限量を変化させるてもよい（請求項４）。異常が生じた排気通路側への排気の配分が小さくなると、異常が生じていない排気通路側への排気の配分が大きくなる。そのため、異常が生じていない排気通路側への負担、具体的には排気浄化手段への負担が増加して排気が十分に浄化できない可能性がある。この態様においては、異常が生じていない排気通路側への排気の配分が大きくなった場合にスロットル弁の開度が制限されるので、異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の絶対量を減らすことができる。そのため、排気浄化手段への負担が過大とならず排気エミッションの悪化を抑えることができる。しかも、この態様においては、異常が生じていない排気通路に設けられた排気浄化手段の浄化性能を考慮してスロットル弁の開度の制限量を変化させるので、スロットル弁の開度が必要以上に制限されることを防止できる。このため、内燃機関の出力低下を可能な限り抑えつつ排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００１１】
本発明の制御装置の一態様において、前記空燃比検出手段の検出結果と目標空燃比との偏差が減少するように、前記偏差に制御ゲインを乗じた制御入力に基づいて前記内燃機関の燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制御手段を更に備え、前記空燃比制御手段は、前記排気配分制御手段が前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が前記異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように前記排気配分変更手段を制御しているときに、前記異常がいずれの排気通路側にも生じていない正常時と比べて前記制御ゲインを小さくした状態で、前記異常が生じていない排気通路側に設けられた前記空燃比検出手段の検出結果と目標空燃比との偏差が減少するように前記内燃機関の燃焼噴射量をフィードバック制御してもよい（請求項５）。いずれかの排気通路側に異常が生じた場合には、異常が生じた排気通路側へ流れるべき排気についても異常が生じていない排気通路側に設けられた空燃比検出手段にて空燃比が検出されることになる。このため、いずれの排気通路側にも異常が生じていない正常時と比べて無駄時間の大きいフィードバック系になる。これにより、正常時と同一の制御ゲインを用いたのでは異常時に内燃機関の燃料噴射量の制御が発散するおそれがある。この態様によれば、異常時において制御ゲインを正常時と比べて小さくした状態で、異常が生じていない排気通路側に設けられた空燃比検出手段の検出結果と目標空燃比との偏差が減少するように内燃機関の燃焼噴射量をフィードバック制御するので制御の発散を防止できる。その結果、異常時において空燃比が正確に制御されることになり、排気エミッションの悪化を抑制できる。
【００１２】
本発明の制御装置の一態様において、前記排気配分制御手段は、前記異常によって生じ得る前記有害成分の増加量が大きいときは小さいときに比べて前記異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分を小さくしてもよい（請求項６）。発生した異常の態様により、異常が生じた排気通路側でも不十分ながら排気を浄化できる場合もある。そのような場合には、異常が生じた側へある程度の排気を導いても排気エミッションを悪化させることはない。この態様によれば、異常によって生じ得る有害成分の増加量が大きいほど、異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分が小さくなる。換言すれば、異常によって生じ得る有害成分の増加量が大きいほど、その異常が生じた排気通路側への排気の導入が制限される。逆に、異常によって生じ得る有害成分の増加量が小さいほど、その異常が生じた排気通路側への排気の導入が許容される。従って、この態様によれば、異常が生じていない排気通路側への負担を抑えつつ排気エミッションの悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、大気に排出される排気中の有害成分の増加を伴う異常が生じた排気通路側へ流れる排気の配分がその異常が生じていない排気通路側へ流れる排気の配分に比べて小さくなるように排気配分変更手段が制御されるので、異常が生じた排気通路側への排気の流入が制限される。そのため、異常の発生に伴う大気に排出される排気中の有害成分の増加、即ち排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の制御装置が適用された内燃機関の要部を示している。内燃機関１は左右のバンク２Ｌ、２Ｒに３つずつ気筒３が設けられたＶ型６気筒のエンジンとして構成されている。左バンク２Ｌの気筒３によって一つの気筒群が構成され、右バンク２Ｒの気筒３によって他の一つの気筒群が構成される。なお、一つの気筒群は少なくとも一つの気筒３が含まれていればよい。各気筒３に吸気を導くための吸気通路４は各バンク２Ｌ、２Ｒに共通に設けられた吸気マニホールド５を有している。吸気通路４には空気濾過用のエアクリーナ６が設けられるとともに、そのエアクリーナ６の下流側には空気の吸入量を調整するためのスロットル弁７が設けられている。スロットル弁７は全閉位置から全開位置までの間で開度調整可能に構成された周知のものである。吸気マニホールド５には各気筒３に燃料混合気が導かれるように吸気マニホールド５内に燃料を噴射する燃料噴射弁８が設けられている。
【００１５】
各気筒３に導かれた混合気は不図示の点火プラグにて着火されて燃焼する。その燃焼後、各バンクの気筒３からの排気はバンク毎に設けられた排気通路９Ｌ、９Ｒに導かれる。バンク毎の排気通路９Ｌ、９Ｒには排気を浄化するための排気浄化手段としての触媒コンバータ１０Ｌ、１０Ｒが設けられており、各触媒コンバータ１０Ｌ、１０Ｒの上流側の排気通路９Ｌ、９Ｒは連通路１１にて互いに連通される。各触媒コンバータ１０Ｌ、１０Ｒは周知の三元触媒として構成されている。各触媒コンバータ１０Ｌ、１０Ｒの上流には上流排気センサ１２Ｌ、１２Ｒが、下流には下流排気センサ１３Ｌ、１３Ｒがそれぞれ設けられており、これらのセンサは後述する空燃比制御にて利用され、空燃比検出手段として機能する。これらのセンサは空燃比に応じた信号を出力する周知のＯ２センサとして構成されている。
【００１６】
内燃機関１には、各排気通路９Ｌ、９Ｒに流れる排気の配分を変更するため、排気配分変更手段としての排気配分変更機構１５が設けられている。排気配分変更機構１５は各排気通路９Ｌ、９Ｒと連通路１１との接続部に一つずつ設けられた二つの切替弁１６Ｌ、１６Ｒを備えている。各切替弁１６Ｌ、１６Ｒは任意の位置で開度を保持できる電磁駆動弁として構成されている。排気配分変更機構１５は、これらの切替弁１６Ｌ、１６Ｒの位置を図１に示した状態から図２又は図３の状態へそれぞれ変更することにより、排気通路９Ｌ、９Ｒのいずれか一方の側に何らかの異常が生じた場合にその一方の側への排気の配分を他方の側への配分よりも小さくすることができる。図２は左バンク２Ｌに設けられた排気通路９Ｌ側に異常が生じた場合の各切替弁１６Ｌ、１６Ｒの状態を示し、図３は右バンク２Ｒに設けられた排気通路９Ｒ側に異常が生じた場合の切替弁１６Ｌ、１６Ｒの状態を示している。これらの図から明らかなように、本実施形態の排気配分変更機構１５は左バンク２Ｌに設けられた排気通路９Ｌ側に異常が生じた場合には各バンクからの排気の全量が右バンク２Ｒに設けられた排気通路９Ｒ側に導かれ、これとは反対に右バンク２Ｒに設けられた排気通路９Ｒ側に異常が生じた場合には、各バンクからの排気の全量が左バンク２Ｌに設けられた排気通路９Ｌ側に導かれるように構成されている。つまり、排気配分変更機構１５は、異常が生じた排気通路側への排気の配分が０％となり、異常が生じていない排気通路側への排気の配分が１００％となるように各切替弁１６Ｌ、１６Ｒの位置を変更できる。
【００１７】
排気配分変更機構１５の動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて制御される。ＥＣＵ２０は内燃機関１の運転状態を適正に制御するために設けられた周知のコンピュータであり、排気配分変更機構１５の制御の他に燃料噴射量や点火時期等の内燃機関１の主要なパラメータを操作する。例えば、ＥＣＵ２０は内燃機関１の排気エミッションの悪化を抑えるために、上述した排気センサ１２Ｌ、１２Ｒ、１３Ｌ、１３Ｒの出力を利用して空燃比のフィードバック制御を実行している。即ち、ＥＣＵ２０は上流排気センサ１２Ｌ、１２Ｒの検出値（検出結果）と所定の目標空燃比との偏差が減少するように、その偏差に制御ゲインを乗じた制御入力に基づいて燃料噴射弁８による燃料噴射量をフィードバック制御する。更に本実施形態では、ＥＣＵ２０はこの制御の精度を高めるため下流排気センサ１３Ｌ、１３Ｒの検出値を利用して目標空燃比を補正している。この空燃比のフィードバック制御を実行することによりＥＣＵ２０が空燃比制御手段として機能する。
【００１８】
図４はＥＣＵ２０が排気配分変更機構１５を制御するための排気配分変更制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。図４のルーチンのプログラムはＥＣＵ２０が内蔵するＲＯＭ等の記憶手段に格納されており所定間隔で繰り返し実行される。図４に示すように、ＥＣＵ２０はステップＳ１において左バンク２Ｌの排気通路９Ｌ側に異常が生じたか否かを判定する。異常発生の有無は、その異常によって大気に排出される排気中の有害物質の増加を伴うか否か、つまりその異常によって排気エミッションが悪化するか否かを基準として判断される。具体的には、左バンク２Ｌ側に設けられた触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能が所定限度以下に低下するという条件及び上述した空燃比のフィードバック制御に利用される左バンク２Ｌ側の排気センサ１２Ｌ、１３Ｌのいずれかに故障が発生するという条件の少なくとも一つ条件が成立したときに、ＥＣＵ２０は左バンク２Ｌの排気通路９Ｌ側に異常が発生したと判断する。
【００１９】
触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能の把握は公知の方法で実現できる。例えば、触媒コンバータ１０Ｌの上流及び下流における空燃比に基づいて浄化性能の低下を判定することができる。触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能が低下すると、触媒コンバータ１０Ｌの上流の空燃比が理論空燃比を基準としてリッチからリーンへ又はリーンからリッチへ変化した場合、上流排気センサ１２Ｌがその変化を検出した時点から下流排気センサ１２Ｒの出力に現れるまでの時間が正常時よりも短くなる。そこで、その短縮時間が閾値を超えた場合に触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能が低下したと判断することができる。排気センサ１２Ｌ、１３Ｌの故障の有無については、断線等を原因としてセンサからの出力が得られないことにより排気センサ１２Ｌ、１３Ｌが故障したと判断してもよいし、また、排気センサ１２Ｌ、１３Ｌの出力の信頼性が悪化したことをもって故障を判断してもよい。
【００２０】
ステップＳ１において、左バンク２Ｌの排気通路９Ｌ側に異常が生じたと判断した場合にはステップＳ２に進み、そうでない場合はステップＳ６に進む。ステップＳ２では、ＥＣＵ２０は排気通路２Ｌ側への排気の配分が０％となり、排気通路２Ｒ側への排気の配分が１００％となるように排気配分変更機構１５の各切替弁１６Ｌ、１６Ｒの位置を図２の状態へ切り替える。続くステップＳ３では、ＥＣＵ２０は異常が生じた左バンク２Ｌ側にある排気センサ１２Ｌ、１３Ｌを利用した上述した空燃比制御を停止する。次に、ステップＳ４では、右バンク２Ｒ側の排気センサ１２Ｒ、１３Ｒを利用した空燃比制御において、その制御ゲインを異常時の制御ゲインに変更し、その制御ゲインに基づいて燃料噴射量を制御する。異常時の制御ゲインは制御の発散を防止する観点から正常時の制御ゲインよりも小さな値に設定されている。
【００２１】
次に、ステップＳ５では、吸入空気量が制限されるようにスロットル弁７の開度を制限して今回のルーチンを終える。スロットル弁７の開度の制限量は内燃機関１の運転状態、触媒コンバータ１０Ｒの温度及びその浄化性能の低下度に基づいて算出される。例えば、この制限量の算出は内燃機関１の回転数（回転速度）、触媒コンバータ１０Ｒの温度及びその最大酸素吸蔵量の３つの物理量を変数としてスロットル弁７の開度の制限量を与えるマップをＥＣＵ２０の記憶手段に記憶させておき、これらの物理量をＥＣＵ２０が取得した上でこのマップを参照することにより実現できる。このマップは内燃機関１の回転数が高いほど、触媒コンバータ１０Ｒの温度が低いほど、最大酸素吸蔵量が小さいほどスロットル弁７の開度の制限量が大きくなるように、換言すればスロットル弁７の開度が小さくなるように構成されている。
【００２２】
ステップＳ６では、右バンク２Ｒの排気通路９Ｒ側に異常が生じたか否かを判定する。異常発生の有無の判定はステップＳ１と同様に行われる。即ち、その異常によって大気に排出される排気中の有害物質の増加を伴うか否か、つまりその異常によって排気エミッションが悪化するか否かを基準として異常発生の有無を判断する。具体的には右バンク２Ｒ側に設けられた触媒コンバータ１０Ｒの浄化性能が所定限度以下に低下した条件及び上述した空燃比のフィードバック制御に利用される右バンク２Ｒ側の排気センサ１２Ｒ、１３Ｒのいずれかに故障が発生した条件の少なくとも一つ条件が成立したときに、ＥＣＵ２０は右バンク２Ｒの排気通路９Ｒ側に異常が発生したと判断する。触媒コンバータ１０Ｒの浄化性能の把握及び排気センサ１２Ｒ、１３Ｒの故障に関してはステップＳ１と同様である。
【００２３】
ステップＳ６で右バンク２Ｒの排気通路９Ｒ側に異常が生じたと判断した場合はステップＳ７に進む。そうでない場合はいずれの排気通路にも異常が発生していない正常時であるのでステップＳ１１に進み正常時制御を実行して今回のルーチンを終える。即ち、ＥＣＵ２０は排気が各排気通路９Ｌ、９Ｒに均等に配分されるように排気配分変更機構１５の各切替弁１６Ｌ、１６Ｒの位置を図１の状態へ切り替えて上述した空燃比のフィードバック制御を実行する。ステップＳ７では、ＥＣＵ２０は排気通路２Ｒ側への排気の配分が０％となり、排気通路２Ｌ側への排気の配分が１００％となるように排気配分変更機構１５の各切替弁１６Ｌ、１６Ｒの位置を図３の状態へ切り替える。続くステップＳ８ではＥＣＵ２０は異常が生じた右バンク側にある排気センサ１２Ｒ、１３Ｒを利用した上述した空燃比制御を停止する。次にステップＳ９では左バンク２Ｌ側の排気センサ１２Ｌ、１３Ｌを利用した空燃比制御において、その制御ゲインを異常時の制御ゲインに変更し、その制御ゲインに基づいて燃料噴射量を制御する。異常時の制御ゲインはステップＳ４の場合と同様に制御の発散を防止する観点から正常時の制御ゲインよりも小さな値に設定されている。次に、ステップＳ１０では、吸入空気量が制限されるようにスロットル弁７の開度を制限して今回のルーチンを終える。スロットル弁７の開度の制限量はステップＳ５と同様の方法で算出される。
【００２４】
図４の制御を実行することにより、異常が生じた排気通路側への排気の流入が排気配分変更機構１５にて阻止されるので、排気エミッションの悪化を防止できる。また、異常が生じた側の排気センサを利用した空燃比制御が停止され、しかも異常が生じていない側の排気センサを利用した空燃比制御において制御ゲインが小さく設定されるので、制御の発散を防止でき排気エミッションの悪化の防止に貢献できる。また、異常が発生した場合にはスロットル弁７の開度が制限されて多量の排気が一方の排気通路側へ流入することが防止されるので、排気エミッションの悪化を防止できる。しかも、その制限量は内燃機関１の運転状態の他に、触媒コンバータの浄化性能を考慮して決定されるので、スロットル弁７の開度の制限が過剰とならず、内燃機関１の出力低下を抑えることができる。
【００２５】
図４の制御において、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１及びステップＳ６を実行することにより本発明に係る異常検出手段として、ステップＳ２及びステップＳ７を実行することにより本発明に係る排気配分制御手段として、ステップＳ４及びステップＳ９を実行することにより本発明に係る空燃比制御手段として、ステップＳ５及びステップＳ１０を実行することにより本発明に係るスロットル弁開度制御手段としてそれぞれ機能する。
【００２６】
但し本発明は以上の実施の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。上述した形態では、一方の排気通路側に異常が生じた場合、異常が生じた排気通路側への排気の流入を遮断し、異常が生じていない排気通路側へ排気の全量を導くようにしているが本発明はこの形態に限定されない。即ち、異常が生じた排気通路側への排気の配分が異常が生じていない排気通路側への排気の配分に比べて小さくなればよい。そのため、異常の程度を考慮して異常が生じた排気通路側への排気の流入を許容しても構わない。
【００２７】
図５は、異常の程度を考慮して各排気通路側への排気の配分を変更する他の形態に係る排気配分変更制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。なお、図５において図４と同一処理には同一の符号を付して説明を省略する。図５に示すように、ステップＳ１で左バンク２Ｌの排気通路９Ｌ側に異常が生じたと判断したときは、ステップＳ２１に進んでその異常に伴う大気に排出され得る有害成分の増加量を算出する。この増加量は正常時と比較したものである。触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能が低下すると、その低下度に応じて未浄化の有害成分が増加する。また、排気の絶対量に応じて有害成分も増加する。そこで、その増加量の算出は、例えば内燃機関１の回転数と触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能の低下度とを変数として有害成分の増加量を与えるマップをＥＣＵ２０の記憶手段に記憶させておき、ＥＣＵ２０がこれらのパラメータを取得した上でこのマップを参照することにより実現できる。触媒コンバータ１０Ｌの浄化性能の低下度は、上述したように空燃比変化を上流排気センサ１２Ｌが検出してから下流排気センサ１３Ｌの出力に現れるまでの時間等の浄化性能の低下度に相関する物理量に基づいて取得できる。
【００２８】
次に、ステップＳ２２では、ステップＳ２１で算出した有害成分の増加量に応じて排気通路９Ｌ側への排気の配分を算出する。この配分は有害成分の増加量が大きいときは小さいときに比べて排気通路９Ｌ側への配分が小さくなるように設定されたマップ等を利用して算出できる。続いて、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で算出した配分で各排気通路に排気が導かれるように、排気配分変更機構１５の各切替弁１６Ｌ、１６Ｒの開度を設定する。なお、排気通路９Ｒ側に異常が生じた場合もステップＳ７１〜ステップＳ７３にて上記と同様の処理が行われる。その他の処理は図４と同様であるので説明を省略する。図５の制御によれば、異常が生じた排気通路側へも異常の程度を考慮して排気の導入が許容されるため、異常が生じていない排気通路側への負担を抑えつつ排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００２９】
本発明に係る制御装置は、気筒群を３つ以上持ち、気筒群毎に排気通路が設けられ、かつ気筒群毎の排気通路のそれぞれに排気浄化手段が設けられた内燃機関にも適用することができる。例えば、図６に示すように、３つの気筒群毎に排気通路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが設けられ、これらの排気通路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのそれぞれに排気浄化手段としての触媒コンバータ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃが設けられ、かつ触媒コンバータ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの上流において各排気通路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを相互に連通する連通路３２が設けられた内燃機関１００に本発明に係る制御装置を適用できる。図６の内燃機関１００には、連通路３２と各排気通路３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとの接続部と、各触媒コンバータ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃとの間に３つの切替弁３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが設けられた排気配分変更機構３４が排気配分変更手段として設けられている。この排気配分変更機構３４の各切替弁３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの開度を、内燃機関１００を制御するＥＣＵ４０にて任意に操作することにより、各排気通路側への排気の配分を適宜に変更することができる。図６の構成においてＥＣＵ４０が実施する制御ルーチンは図４及び図５の制御ルーチンと同様で構わない。その制御ルーチンをＥＣＵ４０が実行することで、ＥＣＵ４０は本発明に係る異常検出手段及び排気配分変更手段としてそれぞれ機能することができる。また、ＥＣＵ４０は各触媒コンバータ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの上流及び下流のそれぞれに設けられた上流排気センサ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ及び下流排気センサ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃの出力を利用して上述した空燃比制御を実行し、本発明に係る空燃比制御手段としても機能する。更にＥＣＵ４０は各排気通路側への排気の配分を変更した場合に内燃機関１００のスロットル弁（不図示）の開度を制限し、本発明に係るスロットル弁開度制御手段としても機能する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の制御装置が適用された内燃機関の要部を示した図。
【図２】左バンクに設けられた排気通路側に異常が生じた場合の各切替弁の状態を示した図。
【図３】右バンクに設けられた排気通路側に異常が生じた場合の各切替弁の状態を示した図。
【図４】排気配分変更制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図５】他の形態に係る排気配分変更制御の制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図６】本発明の制御装置が適用された内燃機関の他の形態を示した図。
【符号の説明】
【００３１】
１、１００  内燃機関
２Ｌ  左バンク（気筒群）
２Ｒ  右バンク（気筒群）
７  スロットル弁
９Ｌ、９Ｒ  排気通路
１０Ｌ、１０Ｒ  触媒コンバータ（排気浄化手段）
１１  連通路
１５  排気配分変更機構（排気配分変更手段）
１２Ｌ、１２Ｒ、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ  上流排気センサ（空燃比検出手段）
１３Ｌ、１３Ｒ、３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ  下流排気センサ（空燃比検出手段）
２０、４０  ＥＣＵ（異常検出手段、排気配分制御手段、スロットル弁開度制御手段、空燃比制御手段）
【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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