JP5304609B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関する。

内燃機関の排気の一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）
装置が公知である。排気の一部が吸気通路に還流されると、内燃機関の燃焼温度が低下する結果、排気中に含まれるＮＯｘが減少する。一方、吸気通路内に排気が過剰に還流されると燃焼室内の燃焼が不安定になる場合がある。その結果、内燃機関の出力が低下すると共に、ＨＣやＣＯ等の未燃成分の増加により排気エミッションが却って悪化する事態が生じ得る。したがって、排気ガスを吸気通路に還流させる場合には、その還流量を適切に制御する必要がある。

ＥＧＲ弁（ＥＧＲ制御弁）が開弁状態で固着した場合に、一部の気筒の燃料噴射を停止（フューエルカット制御）することで、一気筒当たりの吸気量を増加させＥＧＲ率を低減させることにより、燃焼悪化を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、特許文献２には、ＥＧＲ装置を備えたハイブリッド車両において、ＥＧＲ弁（循環量制御バルブ）が開固着状態となった場合にスロットル弁を全開に制御し、過剰に発生するトルクをモータにより回生する技術が提案されている。更に、特許文献３には、ＥＧＲ装置および可変容量ターボチャージャを備えた内燃機関において、ＥＧＲ弁（排気還流弁）が開固着状態になった場合、スロットル弁を全開に制御し、且つ可変容量ターボチャージャの流通抵抗が最小となるように可変ノズルを制御する技術が提案されている。

特開２００５−２０７２８５号公報 特開２００７−０７６５５１号公報 特開平１０−１９６４６３号公報

ところで、Ｖ型エンジン等に代表されるように複数の気筒群を有する内燃機関では、一部の気筒群から排出される排気の一部をＥＧＲ通路を介して取り出し、この排気をＥＧＲガスとして各気筒群に還流させるＥＧＲシステムが主流である。例えば、気筒群毎に個別排気通路を独立して設け、特定の個別排気通路と吸気通路を接続するＥＧＲ通路を介してＥＧＲガスを吸気通路に還流させる構成が例示できる。

このようなＥＧＲシステムにおいて、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、内燃機関への過剰なＥＧＲガスの導入を防止するために、開固着が生じたＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路と接続された個別排気通路へと排気を排出する気筒群についてフューエルカット制御を行う技術が提案されている。

しかし、上記気筒群についてフューエルカットが開始されると、フューエルカット制御が実施される気筒群に対応する個別排気通路内の圧力が、フューエルカット開始前に比べて小さくなる。そのため、各々の個別排気通路が下流で合流、連通する構成の場合、フューエルカット制御の実施対象とならない気筒群から排出された既燃の排気ガス（以下、「
既燃排気ガス」ともいう）が、個別排気通路同士の合流部を経て開固着状態のＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路と接続された個別排気通路へと回り込む可能性がある。

開固着状態のＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路と接続された個別排気通路を逆流する既燃排気ガスがＥＧＲガスの取り出し口（ＥＧＲ通路との接続部）に到ると、既燃排気ガスがＥＧＲ通路を介して吸気通路に還流されてしまう。ここで、開固着状態におけるＥＧＲ弁の開度は調節することができないため、フューエルカット制御の実施対象とならない気筒群に過剰な既燃排気ガスが導入されてしまい、燃焼悪化を招くことが懸念される。

本発明は上記問題点に鑑みたものであり、その目的は、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼が行われる気筒の燃焼状態が悪化することを抑制可能な技術を提供することにある。

本発明に係る内燃機関は、以下の構成を採用する。
すなわち、複数の気筒群と、
前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
気筒群毎に独立して設けられた複数の個別排気通路と、
各個別排気通路を流れる排気が合流する合流部と、
少なくとも一つの個別排気通路から、前記合流部の上流側を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されてＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着する開固着異常を検知する開固着検知手段と、
前記ＥＧＲ通路が接続されている個別排気通路における、該ＥＧＲ通路との接続部から前記合流部に到る何れかの部位に配置され、該個別排気通路を遮断可能な遮断弁と、
前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合に、該ＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路と接続された個別排気通路へと排気を排出する気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、前記遮断弁（開固着異常が検知されたＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路と接続された個別排気通路に設けられている遮断弁を指す）に該個別排気通路を遮断させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明の内燃機関が適用される排気系は、ＥＧＲ通路が一つであっても、複数であっても良く、その数は特に限定されない。以下、開固着異常が検知されたＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路を「開固着ＥＧＲ通路」と称する。本発明においては、あるＥＧＲ弁に対して開固着異常が検出された場合に、対応する開固着ＥＧＲ通路に接続されている個別排気通路へと排気を排出する気筒群に対してフューエルカット制御が行われる。フューエルカット制御は、本制御の実施対象となる気筒群（以下、「フューエルカット対象気筒群」と称す）に属する気筒に対して燃料の供給を停止する制御である。フューエルカット対象気筒群についてフューエルカット制御が開始されると、その気筒群は機関燃焼を伴わずに吸排気を行う。そのため、燃焼に用いられていない（供されていない）吸気である新気がフューエルカット対象気筒群から排出され、これに接続された個別排気通路（すなわち、開固着ＥＧＲ通路に接続されている個別排気通路）に掃気される。

本発明では、ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合に、フューエルカット対象気筒群に対するフューエルカット制御に併せて、開固着ＥＧＲ通路と接続されている個別排気通路に設けられた遮断弁を閉弁することで、その個別排気通路を遮断する。これにより、上記のように、フューエルカット対象気筒群以外の気筒群（以下、「フューエルカット非対象気筒群」と称する）から排出された既燃排気ガスが、合流部から開固着ＥＧＲ通路と接続されている個別排気通路側に回り込んだとしても、遮断弁が同通路を遮断しているため
、この既燃排気ガスが開固着ＥＧＲ通路に流入することを抑制できる。つまり、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、フューエルカット非対象気筒群から排出された既燃排気ガスが吸気通路に還流されることを抑止できるため、フューエルカット非対象気筒群における燃焼状態の悪化を抑制できる。

ここで、フューエルカット対象気筒群についてフューエルカット制御が行われると、フューエルカット対象気筒群と接続された個別排気通路内の圧力が、フューエルカット非対象気筒群に接続された個別排気通路内の圧力に比べて顕著に低くなる。

そこで、前記遮断弁は、前記制御手段によりフューエルカット制御が行われる気筒群（フューエルカット対象気筒群）に接続された個別排気通路と、該フューエルカット制御が行われない気筒群（フューエルカット非対象気筒群）に接続された個別排気通路と、の圧力差を利用して開閉駆動されても良い。これにより、遮断弁の機構をより簡易にすることができる。また、遮断弁を開閉駆動するために外部エネルギを供給する必要がないため、燃費の向上を図ることが可能となる。

ところで、ＥＧＲ弁における開固着異常の検知後に、開固着ＥＧＲ通路と接続された個別排気通路に設けられている遮断弁が閉弁されて、且つフューエルカット対象気筒群についてフューエルカット制御が行われると、フューエルカット対象気筒群、該フューエルカット対象気筒群に接続された個別排気通路、開固着ＥＧＲ通路、並びに吸気通路によって形成される循環経路を新気（空気）が循環するようになる。

フューエルカット非対象気筒群の燃焼は継続されるため、当該気筒群に設けられた吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ期間のうち、特に排気圧力が吸気圧力より高圧となる時期には、既燃排気ガスが吸気通路側に吹き返され易くなる。このような、所謂「排気の吹き返し」は内燃機関の軽（低）負荷運転領域で発生し易くなる。

そこで、本発明における内燃機関は、ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合、前記制御手段によりフューエルカット制御が行われない気筒群（フューエルカット非対象気筒群）に設けられている吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ期間を該開固着異常の検知前に比べて減少させるバルブオーバラップ期間制御手段を、さらに備えても良い。

これによれば、フューエルカット非対象気筒群に残留し、或いは一旦排気通路に排出された既燃排気ガスが、吸気通路側に再び吹き返されることを抑制できる。その結果、上記循環経路内を循環する新気に既燃排気ガスが混入することがなく、フューエルカット非対象気筒群の燃焼状態を良好に維持できる。なお、ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合、バルブオーバラップ期間制御手段は、軽負荷運転時に限り、フューエルカット非対象気筒群に設けられている吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ期間を上記異常の検知前に比べて減少させても良い。これによれば、排気の吹き返しが起こり易い時期（軽負荷運転時）に、バルブオーバラップ期間を減少させることで、上記循環経路への既燃排気ガスの混入を効率的に抑止することができる。

また、別の観点によれば、本発明に係る内燃機関は以下の構成を採用することができる。
すなわち、第１及び第２の気筒群と、
前記第１及び第２の気筒群に接続された吸気通路と、
前記第１及び第２の気筒群にそれぞれ接続され、互いに独立して設けられた第１及び第２の個別排気通路と、
前記第１及び第２の個別排気通路の途中に形成され、双方を連通する連通部と、
前記連通部より上流の第１の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出し
て吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されてＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着する開固着異常を検知する開固着検知手段と、
前記連通部に配置され、該連通部を遮断可能な遮断弁と、
前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合に、前記第１の気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、前記遮断弁に前記連通部を遮断させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によると、ＥＧＲ弁が開弁状態で固着した場合に、燃焼が行われる気筒の燃焼状態が悪化することを抑制することができる。

実施例１に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。 実施例１に係るフェイルモード移行時制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施例２に係る遮断弁の駆動装置の概略構成を模式的に示した図である。 内燃機関の動作点を等出力ライン上で高回転側へ変更する様子を示す図である。 実施例３に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。 通常運転時における機関負荷と吸気弁の開閉時期との関係を例示した図である。 通常運転時における機関負荷とバルブオーバラップ期間との関係を例示した図である。 内燃機関の動作点を等出力ライン上で低負荷側へ変更する様子を示す図である。 ハイブリッド車両の概略構成を示す図である。 実施例４に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。以下に本発明の具体的な実施例を説明する。

＜実施例１＞
図１は、実施例１に係る内燃機関１、及びその吸排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、それぞれ３気筒からなる２つの気筒群２ａ，２ｂを有するＶ型６気筒の水冷式の４ストロークサイクル・ガソリンエンジンである。内燃機関１は車両に搭載されている。

なお、本実施例に係る内燃機関１は、２つの気筒群２ａ，２ｂを有する場合を例示するが、これに限られず、複数であれば３つ以上の気筒群を有するものであっても良い。また、各気筒群２ａ，２ｂに属する気筒２のそれぞれには、気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁３が設けられている。燃料噴射弁３は、燃料を各気筒内に直接噴射するタイプのものであるが、各気筒２の吸気ポートに燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁であっても良い。

各気筒群２ａ，２ｂには、これらの各々に吸気を供給する吸気通路４が接続されている。以下、符号２ａにて表された気筒群を「第１の気筒群」と称し、符号２ｂにて表された
気筒群を「第２の気筒群」と称する。第１の気筒群２ａには、該第１の気筒群２ａに属する気筒２に対応して設けられた吸気マニホールド４ａが接続されている。第２の気筒群２ｂには、該第２の気筒群２ｂに属する気筒２に対応して設けられた吸気マニホールド４ａが接続されている。

吸気通路４において吸気マニホールド４ａの分岐位置よりも上流側の部位には、エアフローメータ５が配置されている。エアフローメータ５は、吸気通路４内を流通する新気量に応じた電気信号を出力する。エアフローメータ５により、内燃機関１に供給される新気量が測定される。また、吸気通路４におけるエアフローメータ５よりも下流且つ吸気マニホールド４ａの分岐位置よりも上流の部分には、スロットル弁１５が配置されている。スロットル弁１５は、吸気通路４内を流通する新気量（吸気量）を制御する。

一方、各気筒群２ａ，２ｂには、気筒群毎に独立して設けられた第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂが接続されている。各個別排気通路６ａ，６ｂは、各気筒群２ａ，２ｂと対応した数だけ設けられる。本実施例では、第１の気筒群２ａに属する気筒２からの排気が第１の個別排気通路６ａに排出され、第２の気筒群２ｂに属する気筒２からの排気が第２の個別排気通路６ｂに排出される。

第２の個別排気通路６ｂには、空燃比センサ（以下、「Ａ／Ｆセンサ」と称す）７が配置されている。Ａ／Ｆセンサ７は、第２気筒群２ｂから第２の個別排気通路６ｂへと排出された排気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検知する。また、各個別排気通路６ａ，６ｂは合流部９にて合流して集合排気通路８を形成している。また、集合排気通路８には、三元触媒１７が配置されている。この三元触媒１７は、排気の空燃比が理論空燃比近傍の状態でＮＯｘの還元、ＨＣ，ＣＯの酸化処理を同時に行う排気浄化触媒である。

内燃機関１には、第１の個別排気通路６ａを流れる排気の一部を、吸気通路４に還流（再循環）させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路１０が備えられている。ＥＧ
Ｒ通路１０は、第１の個別排気通路６ａにおける合流部９の上流部と、吸気通路４におけるスロットル弁１５と吸気マニホールド４ａとの間の部分を連通する通路である。

ＥＧＲ通路１０は、第１の個別排気通路６ａを流れる排気の一部をＥＧＲガスとして取り出し、吸気通路４へと還流させる。すなわち、ＥＧＲ通路１０を通じて、第１の気筒群２ａから排出された排気の一部がＥＧＲガスとして取り出され、このＥＧＲガスが各気筒群２ａ，２ｂへと再循環する。

ＥＧＲ通路１０には、ＥＧＲ通路１０の通路断面積を変更することで、ＥＧＲ通路１０を流通するＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ弁１１が配置されている。ＥＧＲ弁１１は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、本実施例におけるＥＧＲ通路１０は、吸気マニホールド４ａよりも上流側の吸気通路４に接続されているが、これに限られず、吸気マニホールドに接続されても良い。そして、ＥＧＲ通路１０においてＥＧＲ弁１１と吸気通路４との間には、温度センサ１６が設けられている。この温度センサ１６は、ＥＧＲ通路１０を通じて吸気通路４に還流されるＥＧＲガスの温度に対応する電気信号を出力するセンサである。

さらに、第１の個別排気通路６ａにおけるＥＧＲ通路１０との接続部より下流側であって、且つ、合流部９より上流側の部分には遮断弁１２が配置されている。遮断弁１２は、電動アクチュエータにより開閉される。遮断弁１２が開弁された状態では、第１の個別排気通路６ａにおける遮断弁１２の上流部と下流部とが連通されている。一方、遮断弁１２が閉弁されると、第１の個別排気通路６ａにおける遮断弁１２の上流部と下流部とが遮断される。本実施例における遮断弁１２は、第１の個別排気通路６ａにおけるＥＧＲ通路１
０との接続部から合流部９に到る何れかの部位に配置されれば良い。

以上述べたように構成された内燃機関１には、内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１３が併設されている。ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。ＥＣＵ１３には、エアフローメータ５、Ａ／Ｆセンサ７、アクセルペダルの踏み込み量に応じた電気信号を出力するアクセル開度センサ（図示省略）、内燃機関１の機関回転数を検知するクランクポジションセンサ（図示省略）、温度センサ１６が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１３に入力される。

また、ＥＣＵ１３には、燃料噴射弁３、スロットル弁１５、ＥＧＲ弁１１の電動アクチュエータ、及び遮断弁１２の電動アクチュエータが電気配線を介して接続されており、ＥＣＵ１３によりこれらの機器が制御される。そして、ＥＣＵ１３は、各種センサの出力信号から導出される内燃機関１の運転状態に応じて、ＥＧＲ通路１０に設けられたＥＧＲ弁１１の開度を変化させることで、各気筒群２ａ，２ｂの各気筒２へと供給されるＥＧＲガス量を最適な量となるように制御する。

ＥＣＵ１３は、Ａ／Ｆセンサ７の出力信号から検知される第２の個別排気通路６ｂにおける排気空燃比に基づいて、各気筒群２ａ，２ｂに属する各気筒内の空燃比が目標空燃比（この実施例ではストイキ；理論空燃比に設定している）となるように、燃料噴射弁３に噴射させる燃料供給量をフィードバック制御している。

ここで、ＥＧＲ弁１１が開弁した状態で固着する異常が生じた場合、内燃機関１の各気筒群２ａ，２ｂに流入するＥＧＲガス量を所望の量に制御することが困難となる。その結果、気筒群２ａ，２ｂに流入するＥＧＲガス量が内燃機関１の運転状態に適した量に比べて過剰となる状況が形成され、各気筒２内での燃焼悪化を招いてしまう。また、これに付随して、内燃機関１のサイクル変動増大、失火によるドライバビリティの悪化、エンジンストール等が生じ易くなる。「開固着異常」とは、ＥＧＲ弁１１が所定値以上の開度を有する状態で固着している状態として定義することができる。また、「固着」とは、物理的、機械的、機構的、電気的、又は化学的な何らかの要因などによって、ＥＧＲ弁１の開閉動作が不能となった状態を包括する概念である。すなわち、電気的な故障、機械的又は機構的な故障、或いは物理的な癒着などを含む概念である。

そこで、本実施例では、ＥＧＲ弁１１が開弁状態で固着する異常（以下、これを「開固着異常」と称す）が検知された場合に、内燃機関１の運転モードをフェイルモードに移行させる。フェイルモードとは、このまま通常運転を継続してしまうと、ドライバビリティの悪化や、エンジンストールが生じる虞がある場合に移行する運転モードであり、以下に説明するフェイルモード移行制御が行われる。

ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検知されたことで、内燃機関１の運転モードをフェイルモードに移行させる場合、ＥＣＵ１３は、第１の個別排気通路６ａに接続された気筒群２ａについてフューエルカット制御を行う。このフューエルカット制御は、第１の気筒群２ａの各気筒２に対する燃料噴射弁３からの燃料噴射を停止する制御である。第１の気筒群２ａについてフューエルカット制御を行うことで、第１の気筒群２ａから既燃ガスが排出されなくなる。これにより、ＥＧＲ弁１１の開固着異常に起因して内燃機関１にＥＧＲガスが過剰に還流することが抑制される。

しかし、第１の気筒群２ａへのフューエルカット制御が開始されると、第１の気筒群２ａから排出される排気（燃焼を伴わないため、新気である）の有するエネルギは、同制御の開始前に比べて減少する。したがって、フューエルカット制御の開始後においては、第
２の個別排気通路６ｂに比して第１の個別排気通路６ａの圧力が相対的に低くなる。その上、内燃機関１の排気系は、第２の個別排気通路６ｂ及び第１の個別排気通路６ａが合流部９で合流する。そのため、高圧側となる第２の個別排気通路６ｂを流れる排気が、低圧側となる第１の個別排気通路６ａへと合流部９から回り込み、該第１の個別排気通路６ａをＥＧＲ通路１０との接続部に向かって逆流する可能性がある。

そこで、ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検知された場合、第１の気筒群２ａへのフューエルカット制御に併せて、遮断弁１２を閉弁することとした。遮断弁１２が閉弁されると、第１の個別排気通路６ａ（すなわち、遮断弁１２の上流側と下流側）が遮断される。これにより、第２の個別排気通路６ｂを流れてくる既燃排気ガスのＥＧＲ通路１０への回り込みが抑制される。

以下、ＥＧＲ弁１１が開弁状態で固着した場合に実行されるフェイルモード移行制御ルーチンについて、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２は、フェイルモード移行制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ１３によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ１３が制御手段に相当する。

ステップＳ１０１では、ＥＧＲ弁１１が開弁状態で固着（開固着）しているか否か、すなわち開固着異常があるか否かを判定する。この判定は、例えば温度センサ１６の出力信号に基づいて行われる。すなわち、ＥＧＲ弁１１が本来閉じられるべき時（例えば、ＥＧＲ弁１１の閉弁信号をＥＣＵ１３が電動アクチュエータに出力している時）に温度センサ１６の出力が所定以上の温度を示す場合、ＥＧＲ弁１１が開固着の状態になっていると判断される。

なお、ＥＧＲ弁１１における開固着異常の検知方法については、他の方法を採用しても構わない。例えば、ＥＧＲ弁１１の開固着異常によってＥＧＲガス量が過剰となり、吸気通路４に配置された圧力センサ（図示省略）の検出値が所望の値よりも大きくなった場合、或いはＥＧＲ弁１１に設けられたＥＧＲ弁開度センサ（図示省略）の検出値が所望の値と乖離したり一定のまま動かなくなったりする場合等に、ＥＧＲ弁１１が開弁状態で固着したと判断しても良い。

本ステップを実行するＥＣＵ１３が開固着検知手段に相当する。ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁１１が開固着していると判定された場合には、ステップＳ１０２へ移行する。一方、ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁１１が開固着していないと判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。

ステップＳ１０２では、開固着異常が検知されたＥＧＲ弁１１が配置されている個別排気通路である、第１の個別排気通路６ａへと排気を排出する気筒群、すなわち第１の気筒群２ａについてフューエルカット制御を行う。これにより、第１の気筒群２ａは燃焼せずに吸排気だけを行うので、燃焼に用いられていない吸気である新気がＥＧＲガス取り出し個別排気通路６ａへと排出（掃気）される。

ステップＳ１０３では遮断弁１２が閉弁される。なお、遮断弁１２は、通常運転時（ＥＧＲ弁１１が開固着していない時）においては開弁されていることを前提とする。本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。

以上のように、本実施例のフェイルモード移行制御によれば、第１の気筒群２ａへのフューエルカット制御を行うことで、第１の気筒群２ａから既燃ガスが排出されなくなる。これに併せて、遮断弁１２が閉弁されるため、フューエルカットの対象とならないフュー
エルカット非対称気筒群である第２の気筒群２ｂから第２の個別排気通路６ｂへと排出された既燃排気ガスが、合流部９及び第１の個別排気通路６ａを経由して、ＥＧＲ通路１０に流入することを抑止できる。

これにより、ＥＧＲ弁１１が開固着した場合に、過剰な既燃排気ガスがＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１０を介して内燃機関１に還流されることを回避できる。すなわち、ＥＧＲ弁１１の開固着異常時において、フューエルカット制御の実施対象とならない第２の気筒群２ｂに過剰な既燃排気ガスが還流することに起因して燃焼状態が悪化することを抑制できる。

また、フェイルモード移行制御の最中は、第１の気筒群２ａ、第１の個別排気通路６ａ、ＥＧＲ通路１０、吸気通路４（吸気マニホールド４ａを含む）によって循環経路（以下、この循環経路を「フェイルモード制御時循環経路」と称す）が形成され、フェイルモード制御時循環経路内には新気が循環することになる。したがって、フェイルモード移行制御中におけるフェイルモード制御時循環経路はいわゆる閉じた系統となる。そのため、第２の気筒群２ｂに流入する新気量は、エアフローメータ５の出力信号を読み込むことで容易に精度良く把握することができる。これにより、フェイルモード移行制御中において、第２の気筒群２ｂの燃焼に係る制御性を向上させることができる。したがって、空燃比の荒れの抑制、燃焼状態の向上、排気エミッションの向上、走行燃費の向上などを図ることができる。

また、ＥＧＲ弁１１が開弁状態で固着していない通常運転時においても、内燃機関１の運転状態に応じて遮断弁１２を閉弁する制御を行っても構わない。すなわち、ＥＧＲ弁１１が開固着していなくても、第１の気筒群２ａについてフューエルカット制御を実施していわゆる片バンク運転を行う場合には、ＥＧＲ弁１１を開弁させた状態に維持すると共に、遮断弁１２を閉弁すると良い。これによれば、上記フューエルカット制御中に第１の気筒群２ａから掃気される新気（空気）が三元触媒１７に導入されて、排気特性が悪化することを抑制できる。

なお、本実施例では、一方の個別排気通路（この実施例では第１の個別排気通路６ａ）のみからＥＧＲ通路を介してＥＧＲガスを取り出しているが、双方の個別排気通路からＥＧＲガスを取り出す構成に対して本発明を適用することも可能である。その場合、開固着異常が検知されたＥＧＲ弁の配置されたＥＧＲ通路に対応する個別排気通路における遮断弁を閉弁し、且つ、その個別排気通路が接続されている気筒群に対してフューエルカット制御を行えば良い。また、内燃機関１が２つの気筒群２ａ，２ｂを有する場合を説明したのは例示であり、複数であれば気筒群の数が特定の数に限定されるものではない。

＜実施例２＞
次に、本実施形態に係る第２の実施例について説明する。本実施例では、遮断弁１２Ａの駆動機構が電動アクチュエータではない点で実施例１に係る遮断弁１２と相違するが、他の構成は実施例１と共通する。遮断弁１２Ａは、第１の個別排気通路６ａと、第２の個別排気通路６ｂとの差圧を利用して開閉駆動されることを特徴とする。また、フェイルモード移行制御に係る基本的な制御内容は、特記しない限り実施例１と共通である。

図３は、実施例２に係る遮断弁１２Ａの駆動装置１２０の概略構成を模式的に示した図である。駆動装置１２０における筐体１２１内部にはダイヤフラム１２２が収容されている。ダイヤフラム１２２によって筐体１２１内部が第１圧力室１２３及び第２圧力室１２４に二分されている。第１圧力室１２３と第１の個別排気通路６ａとは、第１圧力導入管１２５を介して連通されている。また、第２圧力室１２４と第２の個別排気通路６ｂとは、第２圧力導入管１２６を介して連通されている。また、第１圧力室１２３には、ダイヤ
フラム１２２を第１圧力室１２３から第２圧力室１２４側に向けて所定の弾性力で付勢する付勢ばね１２７が介装されている。

また、ダイヤフラム１２２には、該ダイヤフラム１２２に連動して変位するリンク部材１２８の一端が接続されている。そして、リンク部材１２８の他端側は、リンク機構１２８Ａを介して遮断弁１２Ａと接続されている。リンク機構１２８Ａは、リンク部材１２８のスライド運動を遮断弁１２Ａの開閉運動に変換する。リンク部材１２８が図中の矢印Ａ方向に変位することで遮断弁１２Ａが閉弁駆動され、図中の矢印Ｂ方向に変位することで遮断弁１２Ａが開弁駆動されるようになっている。

第１の個別排気通路６ａの圧力が第１圧力導入管１２５によって第１圧力室１２３に導入され、第２の個別排気通路６ｂの圧力が第２圧力導入管１２６を介して第２圧力室１２４に導入されている。ＥＧＲ弁１１に開固着異常がないときには付勢ばね１２７がその弾性力によってばね軸方向に伸長し、ダイヤフラム１２２が例えば図中の破線で表した位置に停止している。リンク部材１２８は、ダイヤフラム１２２に連動して変位するため、このリンク部材１２８が筐体１２１の内部側（矢印Ｂ方向）に引き込まれることで遮断弁１２Ａが開弁されるようになっている。言い換えると、ＥＧＲ弁１１に開固着異常がない時には、遮断弁１２Ａが開弁状態に維持されるように付勢ばね１２７の弾性力が設定されている。

一方、ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検知された場合、第１の気筒群２ａについてフューエルカット制御が行われる。そうすると、実施例１においても説明したように、フューエルカット制御の開始後においては、第２の個別排気通路６ｂに比して第１の個別排気通路６ａの圧力が顕著に低くなる。その結果、第１圧力室１２３の圧力が第２圧力室１２４の圧力に比べて顕著に低くなり、双方の差圧の大きさに応じて、第２圧力室１２４側から第１圧力室１２３側に向けてダイヤフラム１２２が付勢される。そして、第１及び第２圧力室の差圧に起因する付勢力が付勢ばね１２７の弾性力よりも大きくなることでダイヤフラム１２２が矢印Ａ方向に押圧される。その結果、リンク部材１２８が矢印Ａ方向に変位することにより、遮断弁１２Ａが閉弁される。

以上のように、本実施例によれば、フェイルモード移行制御に係るフューエルカット制御が行われる結果、第１の個別排気通路６ａと第２の個別排気通路６ｂとの差圧が大きくなることを利用して、自動的に遮断弁１２Ａを開閉駆動することができる。そのため、遮断弁１２Ａの機構をより簡易にすることができる。また、遮断弁１２Ａを開閉駆動するために外部エネルギを供給する必要がないため、燃費の向上にも有利である。

［内燃機関の動作点の変更］
さらに、本実施例に係る内燃機関１では、ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検知された場合、機関の動作点を等出力ライン上で高回転側に変更する。例えば、内燃機関１の変速比を変更し、図４に示すように機関回転数と機関負荷（トルク）とを基礎とする出力を等出力ライン上に維持しつつ、低負荷（低トルク）・高回転側に内燃機関１の動作点を変更する（例えば、ハッチング丸で表す動作点から白丸で表す動作点に変更する）。なお、内燃機関１の変速比は、図示しない、無段変速機［連続可変トランスミッション (Continuously
Variable Transmission: CVT) ］によって変更することとした。

内燃機関１の動作点を高回転側に変更すると、第２の気筒群２ｂから排出される排気ガスの流量が増大して、第２の個別排気通路６ｂの圧力上昇が顕著になる。つまり、第２の個別排気通路６ｂと第１の個別排気通路６ａとの差圧の大きさが一層顕著になる。よって、ＥＧＲ弁１１の開固着異常時において、より安定して遮断弁１２Ａを自動的に閉弁作動させることができる。

＜実施例３＞
次に、本実施形態に係る第３の実施例について説明する。図５は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１Ａは、各気筒群２ａ，２ｂに設置された吸気弁（図示省略）の開閉特性を変更可能な吸気側可変動弁機構２０ａ、２０ｂを備える点以外は、図１に係る内燃機関１とそのハード構成が同等である。吸気側可変動弁機構２０ａ、２０ｂは、ＥＣＵ１３と電気的に接続されており、ＥＣＵ１３からの制御信号に基づいて制御される。

吸気側可変動弁機構２０ａは、第１の気筒群２ａに設けられている吸気弁の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣを進角、又は遅角させることができる。また、吸気側可変動弁機構２０ｂは、第２の気筒群２ｂに設けられている吸気弁の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣを進角、又は遅角させることができる。なお、本実施例に係る吸気側可変動弁機構２０ａ，２０ｂは、吸気弁の作用角を変更せずに位相のみを変更する機構を採用している。したがって、開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣの一方の位相を変更すれば、これに連動して閉弁時期ＩＶＣの位相も変化することになるが、吸気弁の作用角の変更可能な機構を採用し、開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣの一方の位相を固定しつつ他方の位相を進角又は遅角させても良い。また、内燃機関１Ａにおいて、各排気弁が開閉する位相は固定されているが、該排気弁の可変動弁機構によってその開閉時期を変更しても良い。

［通常運転時におけるバルブオーバラップ期間と機関負荷との関係］
次に、内燃機関１Ａの通常運転時における機関負荷（トルク）と、吸気弁の開閉時期との関係について説明する。なお、通常運転時とは、ＥＧＲ弁１１に開固着異常が生じておらず、運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１Ａの運転状態がＥＣＵ１３によって制御されている状態を意味する。

図６に示すように、内燃機関１Ａの低負荷領域では、高負荷領域に比べて吸気弁の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣが遅角側の位相に制御される。この図では、機関負荷が高くなるほど開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣが進角側の位相に制御されている。

高負荷領域においては、燃焼室内における燃焼ガス温度が高くなり易い。そこで、ＥＣＵ１３は、吸気側可変動弁機構２０ａ，２０ｂを作動させ、機関負荷が高くなるに従って吸気弁の開弁時期ＩＶＯ（及び閉弁時期ＩＶＣ）を進角に制御する。これにより、吸気マニホールド４ａの吸気管負圧が大きくなり（吸気圧力が低下し）、いわゆる内部ＥＧＲガス量が増加する。そうすると、各燃焼室内における燃焼ガスの熱容量が増加するため、その燃焼温度が抑制される。その結果、冷却損失が減少して走行燃費が向上する。

一方、低（軽）負荷領域においては、吸入空気量が比較的少ないため、燃焼耐性が低くなり易い。このような状況では、気筒２内に多量の内部ＥＧＲガスを導入して燃費を向上させることは難しい。そこで、低負荷領域では、吸気側可変動弁機構２０ａ，２０ｂにより吸気弁の閉弁時期ＩＶＣ（及び開弁時期ＩＶＯ）を遅角側の位相に制御する。例えば、吸気弁の閉弁時期ＩＶＣを、所定のアトキンソン位相に制御する。このアトキンソン位相は、少なくとも吸気下死点ＢＤＣ（ After Bottom Dead Center ）よりも遅角側の位相に設定されている。

吸気弁の閉弁時期ＩＶＣをアトキンソン位相に変更すると、内燃機関１Ａの気筒２内に一旦吸入された吸気が、吸気弁の閉弁前に吸気マニホールド４ａに吹き返されるため、内燃機関１Ａの有効圧縮比を低くすることができる。有効圧縮比とは、吸気弁閉弁時におけるシリンダ容積を燃焼室容積（ピストンが上死点にある時のシリンダ容積）によって除した値として定義することができる。この制御によれば、有効圧縮比が膨脹比よりも実質的
に小さくなってアトキンソンサイクル燃焼が行われる。

アトキンソン位相は、内燃機関１Ａにおける燃焼がアトキンソンサイクル燃焼となるように予め実験などの経験則に基づいて設定することができ、例えば、吸気下死点後ＡＢＤＣ（ After Bottom Dead Center ）１００°ＣＡ程度に設定しても良い。アトキンソンサイクル燃焼によれば、オットーサイクル燃焼に比べてポンピング損失が低減されるので、走行燃費の向上を図ることができる。

以上のように、内燃機関１Ａの通常運転時では、ＥＣＵ１３は、機関負荷が高くなるに従って吸気弁の閉弁時期ＩＶＣ及び開弁時期ＩＶＯが進角側の位相となるように、吸気側可変動弁機構２０ａ，２０ｂを制御する。一方、内燃機関１Ａにおける排気弁の開閉位相は固定制御されているため、通常運転時における機関負荷とバルブオーバラップ期間との関係は、概略、図７に示した関係となる。すなわち、機関負荷が高いほどバルブオーバラップ期間が拡大される（長くなる）。なお、バルブオーバラップとは吸気弁及び排気弁の双方が同時期に開弁状態となることを意味し、その期間の長さをバルブオーバラップ期間（バルブオーバラップ量と称呼される場合もある）と称する。

次に、フェイルモード移行制御時における吸気側可変動弁機構２０ｂに係る制御内容について説明する。

上述のように、フェイルモード移行制御中の最中は、第１の気筒群２ａ、第１の個別排気通路６ａ、ＥＧＲ通路１０、吸気通路４によって形成されたフェイルモード制御時循環経路を新気が循環する。

一方、第２の気筒群２ｂに関しては、フェイルモード移行制御開始後も燃焼が継続される。そして、第２の気筒群２ｂにおける吸排気弁のバルブオーバラップ期間、特にバルブオーバラップ期間内における排気圧力が吸気圧力より高圧となる時期に、既燃排気ガスが吸気マニホールド４ａに吹き返され易くなる。その際に、吹き返される既燃排気ガスには、気筒２内に残留していた排気ガスの他、排気ポートや排気マニホールドに一旦掃気された排気ガスが再び気筒内に吸引されてから吸気マニホールド４ａに掃気されるガスも含まれる。フェイルモード移行制御の最中は、上記吹き返し現象が起こる度にフェイルモード制御時循環経路に既燃排気ガスが混入し、徐々に蓄積されてゆくことになる。そうすると、第２の気筒群２ｂへと導入される吸気のＥＧＲ率が過剰となり、燃焼室内における燃焼状態が悪化する懸念がある。

そこで、本実施例に係るフェイルモード移行制御においては、第２の気筒群２ｂに設けられた吸気弁及び排気弁（図示省略）のオーバラップ期間を、ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検知される前（すなわち、フェイルモード移行制御の開始前）に比べて減少させるバルブオーバラップ期間減少制御を、第１の気筒群２ａへのフューエルカット制御及び遮断弁１２の閉弁と併せて実行する。バルブオーバラップ期間減少制御は、ＥＣＵ１３によって実行される。

バルブオーバラップ期間減少制御の実行に際して、ＥＣＵ１３は、吸気側可変動弁機構２０ｂに、第２の気筒群２ｂに対応する吸気弁の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣを、所定のフェイルモード目標位相に変更させる。このフェイルモード目標位相は、フェイルモード移行制御中における第２の気筒群２ｂの既燃ガスの吹き返し量が既定値を超えないような位相として設定されている。この既定値、及びフェイルモード目標位相は、予め実験などの経験則に基づいて求めておくことができる。

これにより、第２の気筒群２ｂに配置された吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ期
間が短縮（縮小）されて、第２の気筒群２ｂからの既燃排気ガスが吸気マニホールド４ａに吹き返されることを抑制できる。すなわち、第２の気筒群２ｂからの既燃排気ガスがフェイルモード制御時循環経路内に混入されることが抑制される。そのため、フェイルモード移行制御中にフューエルカットの対象とならない第２の気筒群２ｂの燃焼状態を良好に維持することができる。

本実施例においては、吸気側可変動弁機構２０ｂ、及びこれを作動させてオーバラップ期間減少制御を実行するＥＣＵ１３が、本発明におけるバルブオーバラップ期間制御手段に相当する。なお、上記のようにＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合に実施されるオーバラップ期間減少制御は、排気の吹き返し現象が起こり易い状況となる内燃機関１Ａの軽負荷運転時に限り行うようにしても良い。

［内燃機関の動作点の変更］
図８に示すように、オーバラップ期間減少制御に際して、内燃機関１Ａの変速比をＣＶＴ（図示省略）により変更し、その動作点を等出力ライン上で低負荷側に変更すると良い。つまり、ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検出された場合、内燃機関１Ａの動作点を、もともとバルブオーバラップ期間が短く設定される低負荷側に変更すると良い。これによれば、高負荷時に吸気弁の閉弁時期ＩＶＣが過度に遅角された状態で維持されることが回避されるため、内燃機関１Ａの吸入空気量を充分に確保することができる。また、内燃機関１Ａの動作点の変更に際しては、例えば図６に示したようなマップにフェイルモード目標位相を代入して対応する目標負荷を算出し、内燃機関１Ａの負荷が当該目標負荷まで低下するように動作点を変更しても良い。

［変形例］
次に、内燃機関１Ａをハイブリッド車両に搭載する場合を例示する。図９は、本変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。図９に示すハイブリッド車両１００は、車軸１１０、車輪１３０、内燃機関１Ａ、モータジェネレータＡ（以下、ＭＧＡという）４００、モータジェネレータＢ（以下、ＭＧＢという）５００、動力分割機構６００、インバータ７００、及び、バッテリ８００を備える。

車軸１１０は、内燃機関１Ａ及びＭＧＢ５００からの出力を車輪１３０に伝達する。ＭＧＡ４００は、主に内燃機関１Ａからの出力を用いた回生によって発電を行う発電機として機能する。ＭＧＡ４００は、発生させた電力をバッテリ８００に供給したり、ＭＧＢ５００に供給する。一方、ＭＧＢ５００は、バッテリ８００から供給された電力やＭＧＡ４００から供給された電力によってハイブリッド車両１００の動力源（出力源）として機能する。ＭＧＢ５００は、単体で出力したり、内燃機関１Ａの出力をアシスト（補助）する電動機として機能する。また、ＭＧＢ５００は、ハイブリッド車両１００の出力を用いた回生によって発電する発電機としての機能も有する。

動力分割機構６００は、内燃機関１Ａの出力をＭＧＡ４００及び車軸１１０へ分配可能な遊星歯車機構である。インバータ７００は、バッテリ８００から取り出した直流電気を交流電気に変換してＭＧＡ４００及びＭＧＢ５００に供給する。また、ＭＧＡ４００によって発電された電力である交流電気を直流電気に変換してバッテリ８００に供給する。さらに、ＭＧＢ５００によって発電された電力である交流電気を直流電気に変換してバッテリ８００に供給する場合もある。バッテリ８００は、ＭＧＡ４００及びＭＧＢ５００に電力を供給する蓄電池である。

本変形例では、オーバラップ期間減少制御を実行する場合、オーバラップ期間減少制御の実行前に比べて、ＭＧＢ５００のアシスト比率を増加させる。アシスト比率とは、ハイブリッドシステム全体への要求出力に対して、ＭＧＢ５００が分担する出力の比率である
。アシスト比率を増加させるほど、内燃機関１Ａの出力を抑えることができる。ＭＧＢ５００のアシスト比率を増加させることにより、内燃機関１Ａの動作線をより低出力側の動作線に変更することができる。その結果、内燃機関１Ａの動作点を低負荷側に容易に変更することができる。

＜実施例４＞
次に、本実施形態に係る第４の実施例について説明する。図１０は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１Ｂは、排気系を除いて図１に係る内燃機関１とハード構成を共通する。内燃機関１Ｂは、それぞれ３気筒からなる第１及び第２の気筒群２ａ，２ｂを有するＶ型６気筒エンジンである。図１に係る内燃機関１と同等の構成部材については、同一の参照符号を付している。

内燃機関１Ｂにおいて、各気筒群２ａ，２ｂには、気筒群毎に独立して設けられた第１の個別排気通路６ａ、及び第２の個別排気通路６ｂが接続されている。第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂはこれらの途中に形成される連通部１９を除いて、互いに独立している（隔てられている）。連通部１９は、第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂの途中に形成され、双方を連通している。この実施例では、連通部１９より下流側の部分は、第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂとの間に隔壁６ｃが配置されており、この隔壁６ｃによって双方の通路が隔絶されている。

ＥＧＲ通路１０は、連通部１９より上流の第１の個別排気通路６ａから排気の一部をＥＧＲガスとして取り出し、吸気通路４に還流させる。ＥＧＲ通路１０にはＥＧＲ弁１１が設けられており、該ＥＧＲ弁１１によってＥＧＲガス量が調節される。また、連通部１９には、該連通部１９を遮断可能な遮断弁２２が配置されている。遮断弁２２は、ＥＣＵ１３と電気的に接続されており、ＥＣＵ１３によって制御される。ＥＣＵ１３は、遮断弁２２に対して、「遮断信号」、「連通信号」の２つの制御信号を出力する。

遮断弁２２に対して遮断信号が出力されると、遮断弁２２は図１０の破線で示す位置に弁体が制御され、連通部１９を遮断する。これにより、第１の個別排気通路６ａ及び第２の個別排気通路６ｂが隔絶される（以下、このときの遮断弁２２の停止位置を「独立制御位置」と称す）。一方、遮断弁２２に対して連通信号が出力されると、遮断弁２２は例えば図中の実線で示す位置に弁体が制御される。その結果、第１の個別排気通路６ａ及び第２の個別排気通路６ｂが連通部１９を介して互いに連通した状態となる（以下、このときの遮断弁２２の停止位置を「連通制御位置」と称す）。

内燃機関１Ｂの通常運転時における遮断弁２２の作動状態について説明する。スロットル弁１５が全開（ＷＯＴ：Wide Open Throttle）状態に制御される際に内燃機関１Ｂが出力し得るトルク、すなわちＷＯＴトルクをより高めるには、ＷＯＴ時にできるだけ多くの新気を燃焼室へと導入することが要求される。そして、ＷＯＴ時における新気の導入量を増やすためには、排気行程における排気効率を高めることが有益である。

ところで、各気筒２からの排気は、排気弁（図示省略）の開閉によって断続的に繰り返し行われるため、排気脈動が生成されて、各個別排気通路６ａ，６ｂにおける排気圧力が周期的に変動する。また、内燃機関１Ｂでは、第１及び第２の気筒群２ａ，２ｂのそれぞれに属する気筒２から、それぞれ交互に排気が排出される（第１及び第２の気筒群２ａ，２ｂに交互に排気行程が現れる）。

本実施例では、第１の個別排気通路６ａ側から連通部１９に流入する排気の脈動波の山（脈動により変動する排気圧力が周期的に極大となるタイミング）と第２の個別排気通路６ｂ側から連通部１９に流入する排気の脈動波の谷（脈動によって変動する排気圧力が周
期的に極小となるタイミング）とが同期し、且つ、第１の個別排気通路６ａ側から連通部１９に流入する排気の脈動波の谷と第２の個別排気通路６ｂ側から連通部１９に流入する排気の脈動波の山とが同期するように、各個別排気通路６ａ，６ｂの形状（長さや、径等）が設計されている。

このように構成された内燃機関１Ｂの通常運転時における基本制御としては（主として内燃機関１Ｂの低・中回転領域での制御に相当する）、ＥＣＵ１３は遮断弁２２に「連通信号」を出力して、遮断弁２２を「連通制御位置」に制御する。これにより、第１の個別排気通路６ａ及び第２の個別排気通路６ｂが連通部１９を介して連通し、且つ、各個別排気通路６ａ，６ｂにおける互いの脈動波の山と谷が同期する状態になるため、各々の通路への排気ガスの掃気が促進される。これによれば、各個別排気通路６ａ，６ｂにおける排気脈動を利用して、内燃機関１Ｂの排気効率を高めることができる。

これに対して、内燃機関１Ｂの高回転領域では、各気筒２から排出される排気の流量が非常に多くなる。この場合、各個別排気通路６ａ，６ｂにおける互いの脈動波に係る山と谷を同期させたとしても、双方の通路内における排気圧力の絶対値自体が高いため、各個別排気通路６ａ，６ｂから連通部１９に流入する排気ガス同士が干渉し易くなる。そうすると、遮断弁２２を「連通制御位置」に制御したのでは、却って排気効率が悪化する可能性が高くなる。

以上の理由により、通常運転時においては、内燃機関１Ｂの機関回転数に応じて、遮断弁２２への制御信号を切り替えるようにした。具体的には、内燃機関１Ｂにおける低中回転領域では遮断弁２２を「連通制御位置」に制御し、高回転領域では遮断弁２２を「独立制御位置」に制御する。さらに限定的には、ＥＣＵ１３は、例えば機関回転数が基準回転数以下の場合には遮断弁２２を「連通制御位置」に制御し、機関回転数が基準回転数を超えた場合に遮断弁２２を「独立制御位置」に切り替えることもできる。

上記基準回転数は、第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂを連通させて排気の脈動効果を利用したときの内燃機関１Ｂの排気効率と、連通部１９を遮断して第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂを完全独立状態としたときの内燃機関１Ｂの排気効率とを比較した場合に、これらの大小関係の分岐点に相当する回転数として定めることができる。すなわち、機関回転数が基準回転数以下の場合には、連通部１９において第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂを連通させた方が独立させるよりも排気効率を高めることができる。一方、機関回転数が基準回転数を超えた場合には、連通部１９において第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂを隔絶させた方が連通させるよりも排気効率を高めることができる。これによれば、例えばＷＯＴ時におけるエンジン性能をより一層高めることができる。

次に、ＥＧＲ弁１１の開固着異常が検知された場合に実行されるフェイルモード移行制御の実施時における遮断弁２２の作動状態について説明する。本実施例に係るフェイルモード移行制御においても、ＥＧＲガスが取り出される第１の個別排気通路６ａが接続された第１の気筒群２ａについてフューエルカット制御が実施される。

ＥＣＵ１３は、フェイルモード移行制御に際して、第１の気筒群２ａについてのフューエルカット制御に併せて、遮断弁２２に「遮断信号」を出力することにより連通部１９を遮断する。これにより、連通部１９において、第１及び第２の個別排気通路６ａ，６ｂが互いに隔絶され、完全に独立した排気状態となる。よって、ＥＧＲ弁１１が開固着した場合に、フューエルカットの対象とならない第２の気筒群２ｂから排出された既燃排気ガスが、連通部１９を介してＥＧＲ通路１０に流入することを抑止できる。したがって、ＥＧＲ弁１１の開固着異常時において、フューエルカット制御の実施対象とならない第２の気筒群２ｂの燃焼状態が悪化することを抑制できる。本実施例においては、上記フェイルモ
ード移行制御を実行するＥＣＵ１３が制御手段に相当する。

本発明に係る内燃機関は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。

１ 内燃機関
２ 気筒
２ａ，２ｂ 気筒群
３ 燃料噴射弁
４ 吸気通路
６ａ，６ｂ 個別排気通路
８ 集合排気通路
９ 合流部
１０ ＥＧＲ通路
１１ ＥＧＲ弁
１２ 遮断弁
１３ ＥＣＵ

Claims (4)

1. 複数の気筒群と、
   前記複数の気筒群に接続された吸気通路と、
   気筒群毎に独立して設けられた複数の個別排気通路と、
   各個別排気通路を流れる排気が合流する合流部と、
   少なくとも一つの個別排気通路から、前記合流部の上流側を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して前記吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に配置されてＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
   前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着する開固着異常を検知する開固着検知手段と、
   前記ＥＧＲ通路が接続されている個別排気通路における、該ＥＧＲ通路との接続部から前記合流部に到る何れかの部位に配置され、該個別排気通路を遮断可能な遮断弁と、
   前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合に、該ＥＧＲ弁が配置されているＥＧＲ通路と接続された個別排気通路へと排気を排出する気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、前記遮断弁に該個別排気通路を遮断させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関。
2. 前記ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合、前記制御手段によりフューエルカット制御が行われない気筒群に設けられている吸気弁及び排気弁のバルブオーバラップ期間を該開固着異常の検知前に比べて減少させるバルブオーバラップ期間制御手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記遮断弁は、前記制御手段によりフューエルカット制御が行われる気筒群に接続された個別排気通路と、該フューエルカット制御が行われない気筒群に接続された個別排気通路と、の圧力差を利用して開閉駆動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
4. 第１及び第２の気筒群と、
   前記第１及び第２の気筒群に接続された吸気通路と、
   前記第１及び第２の気筒群にそれぞれ接続され、互いに独立して設けられた第１及び第２の個別排気通路と、
   前記第１及び第２の個別排気通路の途中に形成され、双方を連通する連通部と、
   前記連通部より上流の第１の個別排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、
   前記ＥＧＲ通路に配置されてＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁と、
   前記ＥＧＲ弁が開弁状態で固着する開固着異常を検知する開固着検知手段と、
   前記連通部に配置され、該連通部を遮断可能な遮断弁と、
   前記開固着検知手段によって前記ＥＧＲ弁の開固着異常が検知された場合に、前記第１の気筒群についてフューエルカット制御を行うと共に、前記遮断弁に前記連通部を遮断させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関。

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