(57)【要約】【課題】第１の気筒群に連結された第１の排気通路と第２の気筒群に連結された第２の排気通路とが連通管により互いに連結された内燃機関において、第１の気筒群及び第２の気筒群のそれぞれの空燃比を、より確実に目標空燃比にフィードバック制御すること。【解決手段】本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、第１の排気通路と連通管との連結部に配置された第１の空燃比センサ及び第２の排気通路と連通管との連結部に配置された第２の空燃比センサと、連通管との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を検出する手段と、各空燃比センサより検出された空燃比及び上記排気ガス量比とに基づき、第１及び第２の気筒群のそれぞれの空燃比制御をする際に適したフィードバック補正係数及び学習補正係数を算出する補正係数算出手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備え、
これら気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割し、
第１の気筒群に連結された第１の排気通路と第２の気筒群に連結された第２の排気通路とを連通管により互いに連結し、それにより第１の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が連通管を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が連通管を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群の排気ガスと合流できるようにし、
連通管との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を制御するようにした内燃機関において、
第１の排気通路と連通管との連結部に配置された第１の空燃比センサ及び第２の排気通路と連通管との連結部に配置された第２の空燃比センサと、
排気ガス量比を検出する手段と、
第１の気筒群の排気ガスの一部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群の排気ガスと合流するときには、
第１の気筒群の排気ガスのみが接触する第１の空燃比センサの出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、
第１のフィードバック補正係数に基づき第１の学習補正係数を算出し、
第１の気筒群の排気ガス及び第２の気筒群の排気ガスが接触する第２の空燃比センサの出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出し、
第２の空燃比センサに第２の気筒群の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第２の空燃比センサの出力である仮定出力を、第１の空燃比センサの出力及び第２の空燃比センサの出力並びに該検出された排気ガス量比に基づき算出すると共に、該算出された仮定出力に基づき第２の学習補正係数を算出し、
第２の気筒群の排気ガスの一部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群の排気ガスと合流するときには、
第１の気筒群の排気ガス及び第２の気筒群の排気ガスが接触する第１の空燃比センサの出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、
第１の空燃比センサに第１の気筒群の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第１の空燃比センサの出力である仮定出力を、第１の空燃比センサの出力及び第２の空燃比センサの出力並びに該検出された排気ガス量比に基づき算出すると共に、該算出された仮定出力に基づき第１の学習補正係数を算出し、
第２の気筒群の排気ガスのみが接触する第２の空燃比センサの出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出し、
第２のフィードバック補正係数に基づき第２の学習補正係数を算出する、補正係数算出手段と、
目標空燃比に一致するように第１のフィードバック補正係数及び第１の学習補正係数でもって第１の気筒群の空燃比を制御する第１の空燃比制御手段と、
目標空燃比に一致するように第２のフィードバック補正係数及び第２の学習補正係数でもって第２の気筒群の空燃比を制御する第２の空燃比制御手段と、
を具備した内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記排気ガス量比を検出する手段は、前記第１の排気通路及び前記第２の排気通路のそれぞれの前記連通管との連結部下流に配設され前記第１の排気通路及び前記第２の排気通路のそれぞれの背圧を検出する圧力センサを有し、該各圧力センサにより検出された背圧に基づき、前記連通管との連結部下流の前記第１の排気通路内を流通する排気ガス量と前記連通管との連結部下流の前記第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を算出する、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記第１の排気通路及び前記第２の排気通路の前記連通管とのそれぞれの連結部下流に、前記連通管との連結部下流の前記第１の排気通路内を流通する排気ガス量と前記連通管との連結部下流の前記第２の排気通路内を流通する排気ガス量を制御する排気制御弁が配設され、
前記排気ガス量比を検出する手段は、前記排気制御弁の弁開度を検出する弁開度検出手段を有し、該弁開度検出手段により検出された前記排気制御弁の弁開度に基づき、前記連通管との連結部下流の前記第１の排気通路内を流通する排気ガス量と前記連通管との連結部下流の前記第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を算出する、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記第１の排気通路に配設された前記排気制御弁が完全に閉じられて前記第１の気筒群の排気ガスの全部が前記第２の排気通路内に流入して前記第２の気筒群の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群の排気ガス及び第２の気筒群の排気ガスが接触する前記第２の空燃比センサの出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出し、
前記第２の排気通路に配設された前記排気制御弁が完全に閉じられて前記第２の気筒群の排気ガスの全部が前記第１の排気通路内に流入して前記第１の気筒群の排気ガスと合流するときには、前記第１の気筒群の排気ガス及び前記第２の気筒群の排気ガスが接触する前記第１の空燃比センサの出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出する、請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を備え、これら気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割し、第１の気筒群に連結された第１の排気通路と第２の気筒群に連結された第２の排気通路とを連通管により互いに連結し、それにより第１の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が連通管を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が連通管を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群の排気ガスと合流できるようにし、連通管との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガスの流れと連通管との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガスの流れとを機関運転状態に応じて制御弁により制御するようにした内燃機関が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２１１５３号公報
【特許文献２】特公平１−２７２４６号公報
【特許文献３】実開平１−１７３４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的な内燃機関においては、空燃比を目標空燃比に制御することが必要な場合、排気通路に空燃比センサを配設し、該空燃比センサの出力に基づいて空燃比を制御している。具体的には、空燃比センサの出力に基づいて算出されるフィードバック補正係数でもって、空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量をフィードバック制御する。
【０００５】
また、燃料噴射弁から実際に噴射される燃料量や吸入空気量等が燃料噴射弁やスロットル弁等の個体バラツキや経時変化などによって正規の量から逸脱すると、フィードバック補正係数はゼロから大きく逸脱するおそれがある。しかしながら、フィードバック補正係数はゼロを中心として変動するのが制御上好ましい。そこで、フィードバック補正係数がゼロから大きく逸脱したときにフィードバック補正係数をほぼゼロまで戻すような補正係数（以下、学習補正係数という）を統計的に学習し、該学習補正係数をフィードバック制御に反映させる制御が行われる。
【０００６】
しかしながら、このようなフィードバック制御を、上記のような連通管が配設された内燃機関に適用する場合、空燃比を適正にフィードバック制御することができない場合がある。例えば、第１の気筒群の排気ガスの一部が連通管を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群の排気ガスと合流する場合、第２の排気通路内に配設された空燃比センサにより検出される空燃比は、第１の気筒群からの排気ガスの干渉を受け、第２の気筒群の個別の空燃比を検出してはいない。このため、第２の気筒群の空燃比を目標空燃比に一致するようにフィードバック制御することが困難である場合があるという問題点がある。
【０００７】
上記課題に鑑み本発明は、第１の気筒群に連結された第１の排気通路と第２の気筒群に連結された第２の排気通路とが連通管により互いに連結された内燃機関において、第１の気筒群及び第２の気筒群のそれぞれの空燃比を、より確実に目標空燃比にフィードバック制御することが可能な内燃機関の空燃比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】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、複数の気筒を備え、これら気筒を第１の気筒群と第２の気筒群とに分割し、第１の気筒群に連結された第１の排気通路と第２の気筒群に連結された第２の排気通路とを連通管により互いに連結し、それにより第１の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が連通管を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群の排気ガスの少なくとも一部が連通管を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群の排気ガスと合流できるようにし、連通管との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を制御するようにした内燃機関において、第１の排気通路と連通管との連結部に配置された第１の空燃比センサ及び第２の排気通路と連通管との連結部に配置された第２の空燃比センサと、排気ガス量比を検出する手段と、第１の気筒群の排気ガスの一部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群の排気ガスのみが接触する第１の空燃比センサの出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、第１のフィードバック補正係数に基づき第１の学習補正係数を算出し、第１の気筒群の排気ガス及び第２の気筒群の排気ガスが接触する第２の空燃比センサの出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出し、第２の空燃比センサに第２の気筒群の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第２の空燃比センサの出力である仮定出力を、第１の空燃比センサの出力及び第２の空燃比センサの出力並びに該検出された排気ガス量比に基づき算出すると共に、該算出された仮定出力に基づき第２の学習補正係数を算出し、第２の気筒群の排気ガスの一部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群の排気ガス及び第２の気筒群の排気ガスが接触する第１の空燃比センサの出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、第１の空燃比センサに第１の気筒群の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第１の空燃比センサの出力である仮定出力を、第１の空燃比センサの出力及び第２の空燃比センサの出力並びに該検出された排気ガス量比に基づき算出すると共に、該算出された仮定出力に基づき第１の学習補正係数を算出し、第２の気筒群の排気ガスのみが接触する第２の空燃比センサの出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出し、第２のフィードバック補正係数に基づき第２の学習補正係数を算出する、補正係数算出手段と、目標空燃比に一致するように第１のフィードバック補正係数及び第１の学習補正係数でもって第１の気筒群の空燃比を制御する第１の空燃比制御手段と、目標空燃比に一致するように第２のフィードバック補正係数及び第２の学習補正係数でもって第２の気筒群の空燃比を制御する第２の空燃比制御手段と、を具備した内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
【０００９】
すなわち請求項１に記載の発明においては、第１の排気通路と連通管との連結部に配置された第１の空燃比センサ及び第２の排気通路と連通管との連結部に配置された第２の空燃比センサと、連通管との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を検出する手段とを有する。そして、補正係数算出手段により、上記各空燃比センサより検出された空燃比及び上記排気ガス量比に基づき、第１の気筒群及び第２の気筒群のそれぞれの空燃比制御をする際に適したフィードバック補正係数及び学習補正係数を算出することができ、該算出されたフィードバック補正係数及び学習補正係数を使用して空燃比制御を行うことで、第１の気筒群及び第２の気筒群のそれぞれの空燃比を、より確実に目標空燃比にフィードバック制御することを可能とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記排気ガス量比を検出する手段は、前記第１の排気通路及び前記第２の排気通路のそれぞれの前記連通管との連結部下流に配設され前記第１の排気通路及び前記第２の排気通路のそれぞれの背圧を検出する圧力センサを有し、該各圧力センサにより検出された背圧に基づき、前記連通管との連結部下流の前記第１の排気通路内を流通する排気ガス量と前記連通管との連結部下流の前記第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を算出する、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、前記第１の排気通路及び前記第２の排気通路の前記連通管とのそれぞれの連結部下流に、前記連通管との連結部下流の前記第１の排気通路内を流通する排気ガス量と前記連通管との連結部下流の前記第２の排気通路内を流通する排気ガス量を制御する排気制御弁が配設され、前記排気ガス量比を検出する手段は、前記排気制御弁の弁開度を検出する弁開度検出手段を有し、該弁開度検出手段により検出された前記排気制御弁の弁開度に基づき、前記連通管との連結部下流の前記第１の排気通路内を流通する排気ガス量と前記連通管との連結部下流の前記第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を算出する、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、前記第１の排気通路に配設された前記排気制御弁が完全に閉じられて前記第１の気筒群の排気ガスの全部が前記第２の排気通路内に流入して前記第２の気筒群の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群の排気ガス及び第２の気筒群の排気ガスが接触する前記第２の空燃比センサの出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出し、前記第２の排気通路に配設された前記排気制御弁が完全に閉じられて前記第２の気筒群の排気ガスの全部が前記第１の排気通路内に流入して前記第１の気筒群の排気ガスと合流するときには、前記第１の気筒群の排気ガス及び前記第２の気筒群の排気ガスが接触する前記第１の空燃比センサの出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出する、請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
各請求項に記載の発明によれば、第１の気筒群に連結された第１の排気通路と第２の気筒群に連結された第２の排気通路とが連通管により互いに連結された内燃機関において、第１の気筒群及び第２の気筒群のそれぞれの空燃比を、より確実に目標空燃比にフィードバック制御することが可能となる共通の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。尚、各図面において同一又は対応する部分には同一の符号が付されている。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関の空燃比制御装置について説明するための全体構成図である。図１に示す一実施形態における内燃機関は過給機付きＶ型６気筒ガソリンエンジンである。なお、ここではガソリンエンジンを例にとって説明するが本発明はこれに限定されるものではなく、他の実施形態ではディーゼルエンジンであってもよい。
【００１６】
図１において１０は機関本体あり、該機関本体は第１気筒（♯１）、第２気筒（♯２）、第３気筒（♯３）からなる第１の気筒群１００と、第４気筒（♯４）、第５気筒（♯５）、第６気筒（♯６）からなる第２の気筒群２００とを有している。機関本体１０はまた、各気筒の吸気弁および排気弁の開閉タイミングを変更するための開閉タイミング変更装置と、各気筒の吸気弁および排気弁のバルブリフト量を変更するためのバルブリフト量変更装置を備えている。
【００１７】
図１に示されているように、第１の気筒群１００の各気筒に連結されている吸気マニホルド１０１は吸気管１０２を介して、排気ガス流によって駆動される排気駆動式の過給機１０３のコンプレッサ１０３ａの出口に連結され、コンプレッサ１０３ａの入口はエアクリーナ１０４に連結される。エアクリーナ１０４とコンプレッサ１０３ａとの間には第１の気筒群１００および第２の気筒群２００の気筒の吸入空気量を検出するエアフローメータ１０５が設けられている。吸気管１０２内にはステップモータにより駆動されるスロットル弁１０６が配置され、更に、吸気管１０２の周りには吸気管１０２内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置（インタークーラ）１０７が配置される。図１に示される実施形態では機関冷却水がインタークーラ１０７内に導かれ、機関冷却水によって吸入空気が冷却される。
【００１８】
本実施形態の内燃機関においては、第１の気筒群１００の気筒への吸入空気通路と第２の気筒群２００の気筒への吸入空気通路とがスロットル弁１０６の直上まで共通であり、過給機１０３からの空気が、第１の気筒群１００の気筒と第２の気筒群２００の気筒との両方に供給されるようになっている。
【００１９】
第１の気筒群１００の排気マニホルド１１０は、排気管１１１を介して過給機１０３の排気タービン１０３ｂの入口へと連結され、排気タービン１０３ｂの出口は排気管１１２を介して第１の排気浄化触媒１１３へと連結される。また、第２の気筒群２００の排気マニホルド２１０は、排気管２１２を介して第２の排気浄化触媒２１３へと連結される。これにより、排気管１１１および排気管１１２などを有し第１の排気浄化触媒１１３に排気ガスを導く第１の排気通路が構成され、排気管２１２などを有し第２の排気浄化触媒２１３に排気ガスを導く第２の排気通路が構成される。
【００２０】
第１の排気通路及び第２の排気通路には、第１の排気通路と第２の排気通路を連結する連通管、具体的には、第１の排気通路を構成する排気管１１１と第２の排気通路を構成する排気管２１２とを連結する連通管３１０が配設される。また、第１の排気浄化触媒１１３の直後の下流側排気通路には第１の排気制御弁１１４が配設され、第２の排気浄化触媒２１３の直後の下流側排気通路には第２の排気制御弁２１４が配設される。第１の排気制御弁１１４と第２の排気制御弁２１４とは後述するＥＣＵ５０に接続され、運転状態に応じてＥＣＵ５０からの信号によりそれぞれの弁の開度が独立に制御される。
【００２１】
これにより、第１の気筒群１００の排気ガスの少なくとも一部が連通管３１０を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群２００の排気ガスの少なくとも一部が連通管３１０を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流できるようにし、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を制御することができる。
【００２２】
電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）５０は、ＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、入出力ポートを双方向バスで接続した公知のデジタルコンピュータを具備し、上述したエアフローメータ１０５、並びに、後述される空燃比センサ、圧力センサ、弁開度検出手段、補正係数算出手段、第１の空燃比制御手段及び第２の空燃比制御手段等を含む各種センサや各種手段との信号のやり取りをして機関回転数や吸入空気量等の制御に必要なパラメータを求めるとともに、求められたパラメータに基づいて空燃比制御（燃料噴射量制御）や点火時期制御等の機関の運転に関する種々の制御を行う。
【００２３】
尚、上述した開閉タイミング変更装置及びバルブリフト量変更装置もＥＣＵ５０に接続されており、ＥＣＵ５０からの信号によって各吸排気弁の開閉タイミングおよびバルブリフト量が制御される。また、上述したスロットル弁１０６もＥＣＵ５０に接続されており、ＥＣＵ５０からの信号によってスロットル弁１０６の開度が制御される。
【００２４】
以上の各構成要素の説明から理解されるように本実施形態の内燃機関は、複数の気筒を備え、これら気筒を第１の気筒群１００と第２の気筒群２００とに分割し、第１の気筒群１００に連結された第１の排気通路と第２の気筒群２００に連結された第２の排気通路とを連通管３１０により互いに連結し、それにより第１の気筒群１００の排気ガスの少なくとも一部が連通管３１０を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群２００の排気ガスの少なくとも一部が連通管３１０を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流できるようにし、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を制御するように構成されている。
【００２５】
このような内燃機関においては、例えば、第１の気筒群１００の排気ガスの一部が連通管３１０を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流する場合、第２の排気通路内に配設された空燃比センサにより検出される空燃比は、第１の気筒群からの排気ガスの干渉を受け、第２の気筒群２００の個別の空燃比を検出してはいない場合がある。このような場合においては、第２の気筒群２００の空燃比を目標空燃比に一致するようにフィードバック制御することが困難であるという問題点がある。
【００２６】
本発明の一実施形態を示す図１における空燃比制御装置においては、このような内燃機関においても第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの空燃比を、より確実に目標空燃比にフィードバック制御するために、第１の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第１の空燃比センサ１２０と、第２の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第２の空燃比センサ２２０と、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比を検出するための圧力センサ１２１、２２１及び弁開度検出手段５１とを有する。本実施形態において該圧力センサ１２１、２２１は、第１の排気通路及び前記第２の排気通路のそれぞれの連通管３１０との連結部下流に配設され第１の排気通路及び第２の排気通路のそれぞれの背圧を検出するものであり、弁開度検出手段５１は、第１の排気制御弁１１４及び第２の排気制御弁２１４のそれぞれの弁開度を検出するものである。
【００２７】
また、第１の気筒群１００の排気ガスの一部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガスのみが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、第１のフィードバック補正係数に基づき第１の学習補正係数を算出し、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出し、第２の空燃比センサ２２０に第２の気筒群２００の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第２の空燃比センサ２２０の出力である仮定出力を、第１の空燃比センサ１２０の出力及び第２の空燃比センサ２２０の出力並びに検出された排気ガス量比に基づき算出すると共に、該算出された仮定出力に基づき第２の学習補正係数を算出し、第２の気筒群２００の排気ガスの一部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、第１の空燃比センサ１２０に第１の気筒群１００の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第１の空燃比センサ１２０の出力である仮定出力を、第１の空燃比センサ１２０の出力及び第２の空燃比センサ２２０の出力並びに検出された排気ガス量比に基づき算出すると共に、該算出された仮定出力に基づき第１の学習補正係数を算出し、第２の気筒群２００の排気ガスのみが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出し、第２のフィードバック補正係数に基づき第２の学習補正係数を算出する、補正係数算出手段５２を有する。
【００２８】
更に、目標空燃比に一致するように第１のフィードバック補正係数及び第１の学習補正係数でもって第１の気筒群１００の空燃比を制御する第１の空燃比制御手段５３と、目標空燃比に一致するように第２のフィードバック補正係数及び第２の学習補正係数でもって第２の気筒群２００の空燃比を制御する第２の空燃比制御手段５４とを有する。
【００２９】
以下に、上述した各構成要素を有する図１に示す実施形態の内燃機関の空燃比制御装置における空燃比制御について以下に説明する。
【００３０】
本実施形態における空燃比制御では、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の空燃比を共通の目標空燃比に制御するものとし、第１の気筒群１００の燃料噴射時間ＴＡＵ１及び第２の気筒群２００の燃料噴射時間ＴＡＵ２が次式（１），（２）に基づいてそれぞれ算出されるものとする。
ＴＡＵ１＝ＴＢ・（１＋ＦＡＦ１＋ＫＧ１）  …（１）
ＴＡＵ２＝ＴＢ・（１＋ＦＡＦ２＋ＫＧ２）  …（２）
ここで、ＴＢは基本燃料噴射時間、ＦＡＦ１，ＦＡＦ２は第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のフィードバック補正係数、ＫＧ１，ＫＧ２は第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の学習補正係数をそれぞれ示す。
【００３１】
基本燃料噴射時間ＴＢは第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の空燃比を共通の目標空燃比にするのに必要な燃料噴射時間であって、例えば機関運転状態の関数としてマップの形であらかじめＥＣＵ５０内に記憶されている。
【００３２】
フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２はそれぞれ対応する気筒群の空燃比を共通の目標空燃比に一致させるためのものであり、補正する必要がないときにはゼロとされる。第１のフィードバック補正係数ＦＡＦ１及び第２のフィードバック補正係数ＦＡＦ２は、いずれもゼロを中心として変動する。
【００３３】
学習補正係数ＫＧ１，ＫＧ２はそれぞれ対応するフィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２を補正するためのものであり、補正する必要がないときにはゼロとされる。
【００３４】
燃料噴射弁から実際に噴射される燃料量や吸入空気量等が燃料噴射弁やスロットル弁等の個体バラツキや経時変化などによって正規の量から逸脱すると、フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２はゼロから大きく逸脱するおそれがある。しかしながら、フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２はゼロを中心として変動するのが制御上好ましい。そこで本実施形態では、フィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２がゼロから大きく逸脱したときにはフィードバック補正係数ＦＡＦ１，ＦＡＦ２をほぼゼロまで戻し、その分だけ学習補正係数ＫＧ１，ＫＧ２を変更するようにしている。
【００３５】
以下に、本実施形態における空燃比制御について詳細に説明する。
本発明の空燃比制御装置による空燃比制御においては、第１の気筒群１００の排気ガスの一部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガスのみが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出する。
【００３６】
また、第２の気筒群２００の排気ガスの一部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき第１のフィードバック補正係数を算出し、第２の気筒群２００の排気ガスのみが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第２のフィードバック補正係数を算出する。
【００３７】
ただし、本実施形態においては、第１の排気制御弁１１４が完全に閉じられて第１の気筒群１００の排気ガスの全部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出するようにする。また、第２の排気制御弁２１４が完全に閉じられて第２の気筒群２００の排気ガスの全部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出するようにする。
【００３８】
例えば、第１の排気制御弁１１４及び第２の排気制御弁２１４が開弁されている状態から第１の排気制御弁１１４が完全に閉じられるような状態に切替えられた場合においては、第２の排気通路に配設された第２の排気浄化触媒２１３のみに排気ガスが流入することになるため、排気ガスの浄化という点においては第２の排気浄化触媒２１３のみに流入する排気ガスの空燃比を最適制御すればよい。本発明の空燃比制御装置においては、第２の排気通路に配設される第２の空燃比センサ２２０は、第２の排気通路と連通管３１０との連結部に配設されており、第１の気筒群１００からの排気ガスと第２気筒群２００からの排気ガスが合流した排気ガスの空燃比、すなわち第２の排気浄化触媒２１３に流入する排気ガスの空燃比を検出する。
【００３９】
よって、第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出し、該フィードバック補正係数でもって第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の空燃比を制御することで、第２の排気浄化触媒２１３に流入する排気ガスの空燃比を最適制御することができる。また、このような制御によれば、排気制御弁状態の切替えから排気ガスの流れが変化するまでの時間遅れがある場合においても、第２の排気浄化触媒２１３に流入する排気ガスの空燃比を最適制御することができる。
【００４０】
図２は、フィードバック補正係数の算出に使用する空燃比センサを決定するための制御ルーチンの一実施形態を示す図である。図２における制御ルーチンにおいては、内燃機関運転状態に応じて第１の排気制御弁１１４及び第２の排気制御弁２１４の開閉状態が決定され、この状態に応じてフィードバック補正係数の算出に使用する空燃比センサを決定する。
【００４１】
図２を参照すると、ステップ５０１ではフィードバック制御実行条件が成立しているか否かが判別される。本実施形態では、空燃比センサが活性化しており且つ機関暖機運転が完了しているときにフィードバック制御実行条件が成立していると判断され、それ以外は成立していないと判断される。フィードバック制御実行条件が成立していない判断されたときには次いでステップ５０６に進みフィードバック制御が禁止される。
【００４２】
これに対し、フィードバック制御実行条件が成立していると判断されたときにはステップ５０２に進み、吸入空気量や機関回転数などから決められる機関運転状態の負荷領域に基づき現状の機関運転状態が過給機による運転を行う必要がある状態にあるか否かが判別される。
【００４３】
現状の機関運転状態が過給機による運転を行う必要のない状態すなわち低負荷領域にあると判断されたときには次いでステップ５０７及びステップ５０８に進む。ステップ５０７においては過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が閉弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が開弁される。次いでステップ５０８において、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００に対する両方の第１及び第２のフィードバック補正係数を算出することが決定される。
【００４４】
これに対し、現状の機関運転状態が過給機１０３による運転を行う必要のある状態にあると判断されたときにはステップ５０３に進み、吸入空気量及び機関回転数が所定領域内にあるか否かが判別される。
【００４５】
吸入空気量及び機関回転数が所定領域内にないと判断され機関運転状態が高負荷領域にあると判断されるときには、次いでステップ５０９及びステップ５１０に進む。ステップ５０９においては過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が開弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４も開弁される。次いでステップ５１０において、第１の排気通路に配設された第１の空燃比センサ１２０に基づき第１の気筒群１００に対する第１のフィードバック補正係数を算出し、第２の排気通路に配設された第２の空燃比センサ２２０に基づき第２の気筒群２００に対する第２のフィードバック補正係数を算出することが決定される。
【００４６】
これに対し、吸入空気量及び機関回転数が所定領域内にあると判断され機関運転状態が中負荷領域にあると判断されるときには、次いでステップ５０４及びステップ５０５に進む。ステップ５０４においては過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が開弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が閉弁される。次いでステップ５０５において、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００に対する両方の第１及び第２のフィードバック補正係数を算出することが決定される。
【００４７】
次に、本実施形態の空燃比制御におけるフィードバック補正係数の算出方法について説明する。図３は、フィードバック補正係数の算出ルーチンの一実施形態を示す図である。図３における算出ルーチンにおいては、第１の空燃比センサ１２０及び第２の空燃比センサ２２０より検出された空燃比から、目標であった筒内燃料噴射量と実際の筒内燃料噴射量との偏差を算出し、該偏差に基づいてフィードバック補正係数を算出する。
【００４８】
図３を参照すると、ステップ６０１ではフィードバック制御実行条件が成立しているか否かが判別される。本実施形態では、空燃比センサが活性化しており且つ機関暖機運転が完了しているときにフィードバック制御実行条件が成立していると判断され、それ以外は成立していないと判断される。フィードバック制御実行条件が成立していない判断されたときには次いでステップ６１０に進み、フィードバック補正係数がゼロに固定される。
【００４９】
これに対し、フィードバック制御実行条件が成立していると判断されたときにはステップ６０２に進み、第１の空燃比センサ１２０及び第２の空燃比センサ２２０からそれぞれの空燃比を検出する。具体的には、第１の空燃比センサ１２０及び第２の空燃比センサ２２０からの出力電圧を、空燃比センサの出力電圧から空燃比を算出できるマップであってあらかじめＥＣＵ５０内に記憶されているマップにより空燃比に換算し、第１の空燃比センサ１２０及び第２の空燃比センサ２２０からそれぞれの空燃比を検出する。
【００５０】
ステップ６０２に続くステップ６０３においては、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの実際の筒内燃料噴射量を算出する。本実施形態においては、各気筒群の排気ガスの出口から対応する空燃比センサまでの距離を考慮して、各気筒群のそれぞれの実際の筒内燃料噴射量が算出される。具体的には、第１の気筒群１００の排気ガスの出口から第１の空燃比センサ１２０までの距離が機関工程のＭストローク分に対応するものとし、第２の気筒群２００の排気ガスの出口から第２の空燃比センサ２２０までの距離が機関工程のＮストローク分に対応するものとし、第１の気筒群１００においてはＭストローク前における実際の筒内燃料噴射量を算出し、第２の気筒群２００においてはＮストローク前の実際の筒内燃料噴射量を算出する。第１の気筒群１００の排気ガスの出口から第１の空燃比センサ１２０までの距離と第２の気筒群２００の排気ガスの出口から第２の空燃比センサ２２０までの距離と同一であれば、共に同一の機関工程ストローク分に対応するものとし、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの実際の筒内燃料噴射量を算出することになる。
【００５１】
本実施形態においては、第１の気筒群１００のＭストローク前における実際の筒内燃料噴射量は、Ｍストローク前の第１の気筒群内吸入空気量を、第１の空燃比センサ１２０により今回検出された空燃比で除算（割り算）することにより算出する。同様に、第２の気筒群２００のＮストローク前における実際の筒内燃料噴射量は、Ｎストローク前の第２の気筒群内吸入空気量を、第２の空燃比センサ２２０により今回検出された空燃比で除算（割り算）することにより算出する。また、第１の気筒群内吸入空気量及び第２の気筒群内吸入空気量は、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の吸入空気量は同じであるものとし、エアフローメータ１０５から検出された吸入空気量の半分の量の空気が第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれに吸入されるものとする。但し、これに限定されるものではなく、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの吸入ポートにエアフローメータを配設し、それぞれの吸入空気量を検出してもよい。
【００５２】
ステップ６０３に続くステップ６０４においては、第１の気筒群１００のＭストローク前における目標筒内燃料噴射量を算出し、また、第２の気筒群２００のＮストローク前の目標筒内燃料噴射量を算出する。本実施形態においては、第１の気筒群１００のＭストローク前における目標筒内燃料噴射量は、Ｍストローク前の第１の気筒群内吸入空気量を、第１の空燃比センサ１２０によりＭストローク前に検出された空燃比で除算（割り算）することにより算出する。同様に、第２の気筒群２００のＮストローク前における目標筒内燃料噴射量は、Ｎストローク前の第２の気筒群内吸入空気量を、第２の空燃比センサによりＮストローク前に検出された空燃比で除算（割り算）することにより算出する。
【００５３】
ステップ６０４に続くステップ６０５においては、第１の気筒群１００のＭストローク前における筒内燃料噴射量偏差を算出し、また、第２の気筒群２００のＮストローク前の筒内燃料噴射量偏差を算出する。本実施形態においては、第１の気筒群１００のＭストローク前における筒内燃料噴射量偏差は、Ｍストローク前の第１の気筒群１００の目標筒内燃料噴射量からＭストローク前の第１の気筒群１００の実際の筒内燃料噴射量を引き算することにより算出する。同様に、第２の気筒群２００のＮストローク前における筒内燃料噴射量偏差は、Ｎストローク前の第２の気筒群２００の目標筒内燃料噴射量からＮストローク前の第２の気筒群２００の実際の筒内燃料噴射量を引き算することにより算出する。
【００５４】
ステップ６０５に続くステップ６０６及びステップ６０７においては、第１の気筒群１００のＭストローク前における筒内燃料噴射量偏差及び第２の気筒群２００のＮストローク前の筒内燃料噴射量偏差をハイパスフィルター処理し、該ハイパスフィルター処理後の各筒内燃料噴射量偏差、該各筒内燃料噴射量偏差の時間積分値、及び所定の比例定数及び積分定数などに基づいて第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００に対するぞれぞれのフィードバック補正係数が算出される。そして、ステップ６０７に続くステップ６０８においては、今回の筒内燃料噴射量偏差を加算することにより筒内燃料噴射量偏差の時間積分値を更新する。
【００５５】
本実施形態の空燃比制御においては、第１の排気制御弁１１４が完全に閉じられて第１の気筒群１００の排気ガスの全部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第２の空燃比センサ２２０の出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出するようにする。また、第２の排気制御弁２１４が完全に閉じられて第２の気筒群２００の排気ガスの全部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流するときには、第１の気筒群１００の排気ガス及び第２の気筒群２００の排気ガスが接触する第１の空燃比センサ１２０の出力に基づき第１及び第２のフィードバック補正係数を算出するようにする。
【００５６】
このことに基づいてステップ６０８に続くステップ６０９においては、第１の排気制御弁１１４及び第２の排気制御弁２１４のいずれか一方が完全に閉じられている場合のフィードバック補正係数の選択変更を行う。すなわち、第１の排気制御弁１１４が完全に閉じられて第１の気筒群１００の排気ガスの全部が第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するときには、ステップ６０７で算出された第２の気筒群２００に対するフィードバック補正係数が、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の両方の気筒群に対するフィードバック補正係数として適用されるように変更される。また、第２の排気制御弁２１４が完全に閉じられて第２の気筒群２００の排気ガスの全部が第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流するときには、ステップ６０７で算出された第１の気筒群１００に対するフィードバック補正係数が、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００の両方の気筒群に対するフィードバック補正係数として適用されるように変更される。
【００５７】
次に、学習補正係数の算出に使用する空燃比の算出方法について説明する。図４は、学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出するための算出ルーチンの一実施形態を示す図である。図４における算出ルーチンにおいては、内燃機関運転状態に応じて第１の排気制御弁１１４及び第２の排気制御弁２１４の開閉状態が決定され、この状態に応じて学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出する。
【００５８】
図４を参照すると、ステップ７０１ではフィードバック制御実行条件が成立しているか否かが判別される。本実施形態では、空燃比センサが活性化しており且つ機関暖機運転が完了しているときにフィードバック制御実行条件が成立していると判断され、それ以外は成立していないと判断される。フィードバック制御実行条件が成立していない判断されたときには本算出ルーチンは終了する。
【００５９】
これに対し、フィードバック制御実行条件が成立していると判断されたときにはステップ７０２に進み、吸入空気量や機関回転数などから決められる機関運転状態の負荷領域に基づき現状の機関運転状態が過給機による運転を行う必要がある状態にあるか否かが判別される。
【００６０】
現状の機関運転状態が過給機による運転を行う必要のない状態すなわち低負荷領域にあると判断され、過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が閉弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が開弁されているときには次いでステップ７０５に進む。ステップ７０５においては、過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が閉弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が開弁されているときに適した、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの学習補正係数の算出に使用する空燃比が算出される。
【００６１】
過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が閉弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が開弁されているときにおいては、第１の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第１の空燃比センサ１２０から検出される空燃比は第１の気筒群１００の空燃比に相当する。一方、第２の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第２の空燃比センサ２２０から検出される空燃比は、第１の気筒群１００の空燃比及び第２の気筒群２００の空燃比の平均値を検出することになる。
【００６２】
このことに基づいて本実施形態における算出ルーチンでは、過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が閉弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が開弁されているときにおいては、第１の気筒群１００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第１の空燃比センサ１２０から検出された空燃比を使用するものとする。一方で、第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第２の空燃比センサ２２０から検出された空燃比を２倍して該２倍された空燃比から第１の空燃比センサ１２０から検出された空燃比を引き算することで、第２の空燃比センサ２２０に第２の気筒群２００の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第２の空燃比センサの出力である仮定出力を算出し、該算出された仮定出力の空燃比を使用するものとする。このようにすることで、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれに対する適正な学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出することができる。
【００６３】
これに対しステップ７０２において、現状の機関運転状態が過給機１０３による運転を行う必要のある状態にあると判断されたときにはステップ７０３に進み、吸入空気量及び機関回転数が所定領域内にあるか否かが判別される。
【００６４】
吸入空気量及び機関回転数が所定領域内にないと判断され機関運転状態が高負荷領域にあると判断されるときには次いでステップ７０６に進む。ステップ７０６においては、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比が圧力センサ１２１、２２１及び弁開度手段５１の少なくともいずれか一方により検出される。そして、検出された排気ガス量比が５対５であるか否かが判別される。
【００６５】
検出された排気ガス量比が５対５であると判断されるときにはステップ７０７に進み、排気ガス量比が５対５であるときに適した、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの学習補正係数の算出に使用する空燃比が算出される。排気ガス量比が５対５であるときにおいては、特異な状態にある場合を除いては連通管３１０内を排気ガスが流れていない状態であり、第１の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第１の空燃比センサ１２０からの検出される空燃比は第１の気筒群１００の空燃比に相当し、第２の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第２の空燃比センサ２２０からの検出される空燃比は、第２の気筒群２００の空燃比に相当する。
【００６６】
このことに基づいて本実施形態における算出ルーチンでは、排気ガス量比が５対５であるときにおいては、第１の気筒群１００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第１の空燃比センサ１２０から検出された空燃比を使用するものとし、第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第２の空燃比センサ２２０から検出された空燃比を使用するものとする。このようにすることで、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれに対する適正な学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出することができる。
【００６７】
これに対し、検出された排気ガス量比が５対５にないと判断されるときにはステップ７０８に進み、排気ガス量比が５対５でないときに適した、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの学習補正係数の算出に使用する空燃比が算出される。排気ガス量比が５対５でないときにおいては、第１の気筒群１００の排気ガスの一部が連通管３１０を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群２００の排気ガスの一部が連通管３１０を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流している状態である。従って、第１の空燃比センサ１２０及び第２の空燃比センサ２２０のいずれか一方の空燃比センサからは、第１の気筒群１００あるいは第２の気筒群２００のいずれか一方からの排気ガスの干渉を受けた空燃比が検出されることになる。
【００６８】
このことに基づいて本実施形態における算出ルーチンでは、検出された排気ガス量比が５対５にないと判断されたときには、該排気ガス量比に応じて、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００に対するそれぞれの学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出する。
【００６９】
例えば、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比が４対６である場合、すなわち、第１の気筒群１００の排気ガスの一部が連通管３１０を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流している場合においては、第１の気筒群１００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第１の空燃比センサ１００から検出された空燃比を使用するものとする。一方で、第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、連通管３１０を介して第２の排気通路に回りこむ排気ガス量を考慮して算出する。具体的には、第１の空燃比センサ１２０の出力及び第２の空燃比センサ２２０の出力並びに連通管３１０を介して第２の排気通路に回りこむ排気ガス量に基づき、第２の空燃比センサ２２０に第２の気筒群２００の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第２の空燃比センサ２２０の出力である仮定出力を算出し該算出された仮定出力を、第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比とする。尚、連通管３１０を介して第２の排気通路に回りこむ排気ガス量は、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量との比である排気ガス量比に基づき算出するものとする。すなわち、第２の空燃比センサ２２０に第２の気筒群２００の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第２の空燃比センサ２２０の出力である仮定出力は、第１の空燃比センサ１２０の出力及び第２の空燃比センサ２２０の出力並びに上記排気ガス量比に基づき算出される。
【００７０】
上記のような場合における第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比の算出方法の一実施形態を以下に示す。
第２の空燃比センサ２２０により検出される空燃比（Ａ）は、以下に示す式（３）に相当するものと考えられる。
Ａ＝（Ｂ×Ｃ＋Ｄ×Ｅ）÷（Ｃ＋Ｅ）・・・（３）
ここで、Ａは第２の空燃比センサ２２０により検出される空燃比、Ｂは第２の気筒群２００のみの空燃比、Ｃは第２の気筒群２００の吸入空気量、Ｄは第１の気筒群１００のみの空燃比、Ｅは連通管３１０を介して第２の排気通路に回りこむ排気ガス量をそれぞれ示す。
【００７１】
そして、第２の空燃比センサ２２０により検出された空燃比が得られれば、この式（１）から逆算して上記仮定出力となる第２の気筒群２００のみの空燃比（Ｂ）を算出することができる。すなわち、以下に示す式（４）から第２の気筒群２００のみの空燃比（Ｂ）を算出することができる。
Ｂ＝（Ａ×（Ｃ＋Ｅ）−（Ｄ×Ｅ））÷Ｃ・・・（４）
そして、このように算出された第２の気筒群のみの空燃比（Ｂ）を第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用するものとする。
【００７２】
排気ガス量比に応じて第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００に対するそれぞれ学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出する上記なような方法を適用することで、第１の気筒群１００の排気ガスの一部が連通管３１０を介し第２の排気通路内に流入して第２の気筒群２００の排気ガスと合流するか又は第２の気筒群２００の排気ガスの一部が連通管３１０を介し第１の排気通路内に流入して第１の気筒群１００の排気ガスと合流している状態においても、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれに対する適正な学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出することができる。
【００７３】
ステップ７０３において、吸入空気量及び機関回転数が所定領域内にある判断され機関運転状態が中負荷領域にあると判断されるときには、次いでステップ７０４に進む。ステップ７０４においては、過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が開弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が閉弁されているときに適した、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの学習補正係数の算出に使用する空燃比が算出される。
【００７４】
過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が開弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が閉弁されているときにおいては、第２の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第２の空燃比センサ２２０から検出される空燃比は第２の気筒群２００の空燃比に相当する。一方、第１の排気通路と連通管３１０との連結部に配置された第１の空燃比センサ１２０から検出される空燃比は、第１の気筒群１００の空燃比及び第２の気筒群２００の空燃比の平均値を検出することになる。
【００７５】
このことに基づいて本実施形態における算出ルーチンでは、過給機１０３を有する第１の排気通路に配設された第１の排気制御弁１１４が開弁され、過給機１０３を有しない第２の排気通路に配設された第２の排気制御弁２１４が閉弁されているときにおいては、第２の気筒群２００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第２の空燃比センサ２２０から検出された空燃比を使用するものとする。一方で、第１の気筒群１００に対する学習補正係数を算出するのに使用する空燃比は、第１の空燃比センサ１２０から検出された空燃比を２倍して該２倍された空燃比から第２の空燃比センサ２２０から検出された空燃比を引き算することで、第１の空燃比センサ１２０に第１の気筒群１００の排気ガスのみが接触していると仮定したときの第１の空燃比センサの出力である仮定出力を算出し、該算出された仮定出力の空燃比を使用するものとする。このようにすることで、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれに対する適正な学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出することができる。
【００７６】
このような算出方法によれば、連通管３１０との連結部下流の第１の排気通路内を流通する排気ガス量と連通管３１０との連結部下流の第２の排気通路内を流通する排気ガス量比に応じて、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００に対するそれぞれの学習補正係数の算出に使用する適正な空燃比を算出することができる。そして、該算出された適正な空燃比を使用して学習補正係数を算出し、該学習補正係数及び上述したようなフィードバック補正係数を使用して空燃比制御を行うことで、第１の気筒群１００及び第２の気筒群２００のそれぞれの空燃比を、より確実に目標空燃比にフィードバック制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態の内燃機関の空燃比制御装置について説明するための全体構成図である。
【図２】フィードバック補正係数の算出に使用する空燃比センサを決定するための制御ルーチンの一実施形態を示す図である。
【図３】フィードバック補正係数の算出ルーチンの一実施形態を示す図である。
【図４】学習補正係数の算出に使用する空燃比を算出するための算出ルーチンの一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
５１    弁開度検出手段
５２    補正係数算出手段
５３    第１の空燃比制御手段
５４    第２の空燃比制御手段
１００    第１の気筒群
１１４    第１の排気制御弁
１２１    圧力センサ
２００    第２の気筒群
２１４    第２の排気制御弁
２２１    圧力センサ
３１０    連通管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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