JP2008274954A - 内燃機関の運転方法及び車両の推進システム - Google Patents

Abstract

【課題】多気筒内燃機関のＮＶＨを低減しながら燃料経済性が改善し得る運転方法を提供する。
【解決手段】少なくとも第一の気筒３０と第二の気筒３０とを含む多気筒内燃機関１０の運転方法であって、第一気筒と第二気筒とを交互に着火する工程、第一運転モードの間、第一気筒の着火によって生成されるトルク量と第二気筒の着火によって生成されるトルク量との間に、第一の偏差を生ずるように上記内燃機関の運転パラメータを調節する工程、及び、第二運転モードの間、第一気筒の着火によって生成されるトルク量と第二気筒の着火によって生成されるトルク量との間に、第一の偏差よりも大きい第二の偏差を生ずるように上記内燃機関の運転パラメータを調節する工程、を有し、第一運転モードを第二運転モードよりも高い回転速度において実行する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、複数気筒を有する内燃機関（所謂多気筒内燃機関）の運転方法、及び同内燃機関を含む車両の推進システムに関する。

従来より、内燃機関（エンジン）の燃料経済性を改善する為に種々の制御方法が採用されている。例の一つとして、エンジンは、可変容量制御、或いは、部分気筒モードと呼ばれる制御方法にて運転され、それにより、エンジンが部分負荷にて動作するとき、一つ或いはそれ以上の数のエンジン気筒の燃焼が一時的に中断或いは停止させられる。このようにして、エンジンは少ない数の点火気筒で動作し、それにより部分負荷における燃料経済性が改善される。

しかしながら、そうして気筒の一部を停止するときには、ノイズ、振動、ハーシュネス（noise and vibration harshness: NVH）が増大することがある。このＮＶＨの増大は、停止される気筒からの正トルクの減少によって生じ得る。例えば特許文献１に記載された取り組みの一つにおいては、点火を続ける気筒に供給する燃料量の調整によって、これらの気筒により生成されるトルク量を変更し、上記トルクの変化を抑制するようにしている。
米国特許６，２４７，４４９号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載の取り組みのように、気筒の停止に伴うＮＶＨの抑制を供給燃料の偏差のみに依存すると、或る状態においては燃料経済性が犠牲になってしまう。また、上記特許文献１に記載の取り組みは、少なくとも一つの気筒が停止しているときしか実行されない。

この点につき本発明者は、ＮＶＨを抑制する為に供給燃料に偏差を設ける場合に、その偏差の大きさをエンジンの回転速度（以下、単にエンジン速度ともいう）に応じて変更することにより、ＮＶＨを低減しながら燃料経済性を改善できることを見出した。

本発明は、具体的には、第一及び第二の気筒を含む複数の気筒を備えたエンジンの運転方法であって、その第一及び第二気筒を交互に着火させる工程と、第一運転モードとして、上記第一気筒の燃焼によって生成されるトルク量と上記第二気筒の燃焼によって生成されるトルク量との間に、第一の偏差を生ずるようにエンジンの運転パラメータを調節する工程と、第二運転モードとして、上記第一気筒の燃焼によって生成されるトルク量と上記第二気筒の燃焼によって生成されるトルク量との間に、上記第一の偏差よりも大きな第二の偏差を生ずるようにエンジンの運転パラメータを調節する工程と、を有し、上記第一運転モードを上記第二運転モードよりも高い回転速度で実行する、方法である。

この方法により、エンジンの運転速度の上昇に応じて少なくとも二つの着火気筒群の間のトルク偏差を大きくすることによって、気筒を停止させることなくＮＶＨを低減しながら、燃料経済性を改善し得る。幾つかの実施例において、二つの気筒群間のトルク偏差が、気筒に供給される燃料の量を調節することなく、少なくとも一つの気筒群への吸気量を変更することによって調節され得ることを記しておく。また、気筒の交互の着火は、連続したものでも不連続でもよいことを記しておく。更に、燃料の差異なしで有利な動作を達成する実施例もあれば、燃料に差異を設けることで有利な動作を達成する実施例もあることを記しておく。

以上のように本発明に係るエンジンの運転方法等によると、気筒間にトルク量の偏差を生ぜしむるとともに、その偏差の大きさをエンジンの運転状態に応じて変更することで、ＮＶＨを低減しながら燃料経済性を改善することができる。

以下に、エンジンの少なくとも二つの気筒群の間にトルク偏差を生ぜしむるための取り組みの一つを詳細に記述する。ここで図１及び２を参照すると、ここに記述される種々の制御ストラテジーを用いて使用され得る種々のエンジン構成が記述される。具体的には、図１、２、及び３が、多気筒エンジンの気筒の例を示し、図４がブースト装置を含むエンジンの例を示す。図５のＡ、Ｂ、及び、Ｃが、複数気筒を持つエンジンの例を示す。

図１乃至５によって図示される種々のエンジン構成によって表わされるエンジン１０は、少なくとも一つの制御器１２を含む制御システムによって少なくとも部分的に制御され得る。エンジン１０の気筒或いは燃焼室３０の一例が、その中に配設される可動ピストン３６を備えた燃焼室壁３２を含み得る。ピストン３６は、クランク軸４０に連結され、クランク軸は、図６を参照してより詳細に記述される変速装置などの中間伝動装置を介して自動車の駆動輪の少なくとも一つに連結され得る。更に、幾つかの実施形態において、スタータ・モーター或いは他のモーターが、例えばフライホイール（不図示）を介してクランク軸４０に連結され、少なくともエンジン１０の始動動作を可能とする場合がある。

図４を具体的に参照すると、エンジン１０は吸気通路４２を介して吸気マニフォールド４４からの吸気を受け、そして、排気マニフォールド４８を介して排気通路４６へ燃焼ガスを排気することが出来る。実施形態の幾つかにおいて、吸気通路４２はターボ過給機或いはスーパー・チャージャーの圧縮器８１を含む吸気のブースト装置を含み得る。更に、排気通路４６は圧縮器８１に少なくとも部分的に動力供給するための排気ガス・タービン８３を含むことが出来る。従って、例の一つとして、ブースト装置は、シャフト８５を介して機械的に連結された圧縮器８１とタービン８３とを持ち、通路１８５を通る排気ガス流によってタービンで生成されたトルクを圧縮器に伝達し得る、ターボ過給機を含むことが出来る。その後、圧縮器は圧縮器通路１８１を介してエンジンへの空気流の質量流量を増大し得る。

更に、エンジンの吸気システムは、エンジンへの空気流を制御するためのバイパス弁１８３及び/又は第二スロットル１８４を含むバイパス通路１８２を含む場合がある。エンジンの排気システムは、タービン８３に供給される空気流を制御するためのバイパス弁１８７を含むタービン・バイパス通路１８６を含む場合もある。制御システムの制御器１２は、バルブ１８３及び１８７、そしてスロットル６２に通信可能に接続され、それらの夫々の位置を制御する。バイパス弁１８３及び/又は１８７を制御することにより、エンジン或いはブースト装置に連結された特定のエンジン気筒に供給されるブーストの大きさを調節することが出来る。実施形態の幾つかにおいて、タービン８３が、エンジンの制御システムにエンジンに供給されるブーストの大きさを変更すべくタービン翼の位置を変更可能にさせ得る、可変容量タービンと呼ばれるものを含む場合がある。

図１、２、及び、３を再び参照すると、吸気マニフォールド４４と排気マニフォールド４８は、例えば図４に示されるように、エンジン１０の一つ以上の気筒に共有され得る。吸気マニフォールド４４及び排気マニフォールド４８は、夫々吸気弁５２及び排気弁５４を介して燃焼室３０と選択的に連通することが出来る。実施形態の幾つかにおいて、燃焼室３０は二つ以上の吸気弁、及び/又は、二つ以上の排気弁を含む場合がある。

図１に示されるように、吸気弁５２は電動バルブ・アクチュエータ（electric valve actuator: ＥＶＡ）５１aを介して制御器１２によって制御され得る。同様に、排気弁５４は、ＥＶＡ５３aを介して制御器１２によって制御され得る。選択された状態の間、制御器１２はＥＶＡ５１a及び５３aに供給される信号を変更して排気弁と吸気弁の夫々の開閉を調節し得る。吸気弁５２及び排気弁５４の位置は、それぞれバルブ位置センサー５５及び５７を介して制御器１２によって確認され得る。複数の吸気弁或いは複数の排気弁が気筒に含まれる場合、各弁には同様に、制御器１２と通信する電動バルブ・アクチュエータ及び/又はバルブ位置センサーが設けられ得る。このようにして、制御システムは、各弁の開タイミング、閉タイミング、及び/又は、バルブ・リフトを調節するように構成され得、それにより、制御システムが燃焼室への空気及び/又は燃料の供給を制御可能にする。

或いは、図２に示されるように、吸気弁５２及び排気弁５４がそれぞれ、カム駆動システム５１ｂ及び５３ｂを介するカム駆動によって制御される場合がある。カム駆動システム５１ｂ及び５３ｂは夫々、クランク軸４０の回転に応じて回転するカム軸上に配設された一つ以上のカムを含む。吸気弁及び排気弁に付随するカム・アクチュエータは、カム・プロファイル切換(cam profile switching: ＣＰＳ)システム、可変カム・タイミング（variable valve timing: ＶＶＴ）システム、及び/又は、可変バルブ・リフト（variable valve lift: VVL）システムを含み得る。このようにして、吸気弁及び排気弁の動作が制御器１２によって調節され得る。例えば、ＣＰＳ又はＶＶＬが、特定の弁のリフト高さ及び/又はリフト・プロファイルを変更するために使用され得る。別の例として、ＶＣＴ又はＶＶＴが、吸気弁及び排気弁の開タイミング及び/又は閉タイミングを調節する為に使用され得る。吸気弁５２及び排気弁５４の位置は、それぞれ位置センサー５５及び５７を介して、制御器１２によって特定され得る。

更に別の実施例において、吸気弁及び/又は排気弁の一部がＥＶＡを利用する一方で、残りの吸気弁及び/又は排気弁がカム駆動を利用する場合がある。例えば、図３は、そこにおいて気筒の少なくとも一つの排気弁がカム駆動５３ｂによって制御され、そして、少なくとも一つの吸気弁がＥＶＡ５１ａによって制御され得る実施例を示す。更に、幾つかの実施例において、少なくとも一つの吸気弁がカム駆動によって制御され、そして、少なくとも一つの排気弁がＥＶＡによって制御される場合もある。

図３に示す実施例に、気筒がポート燃料噴射弁６６と直接燃料噴射弁６７を含むのが示される。しかしながら、実施例の幾つかにおいて、気筒は図１及び２に示すように直接噴射弁のみを含み、そこにおいてポート噴射弁は省略される場合があり、或いは反対に、気筒がポート噴射弁のみを含み、直接噴射弁が省略される場合もある。したがって、図３は、エンジン１０の気筒の例に関して実施可能な燃料噴射弁及びバルブ・システム構成の種々の組み合わせを示すべく、ポート噴射弁と直接噴射弁の両方が備えられていることを理解すべきである。

例えば、燃料を燃焼室３０の上流の吸気ポートに供給する構成において、ポート噴射弁６６が吸気マニフォールド４４の中に配設され得る。燃料噴射弁６６は、制御器１２から電気ドライバ６８を介して受信するパルス幅信号ＦＰＷに比例した燃料を噴射し得る。燃料は、燃料タンク、燃料ポンプ、及び、燃料レールを含む燃料システム（不図示）によって、噴射弁６６に供給され得る。燃料噴射弁６７は、電気ドライバ６８を介して受信するパルス幅信号ＦＰＷに比例した燃料を燃焼室内に直接噴射するように構成され得る。直接噴射弁６７は、例えば、燃焼室の側面或いは天井面に載置され得る。燃料は、燃料タンク、燃料ポンプ、及び、燃料レールを含む燃料システム（不図示）によって、噴射弁６７に供給され得る。幾つかの実施形態において、燃料噴射弁６６及び６７が別個の電気ドライバを使用し得ることを記しておく。

実施形態の幾つかにおいて、二種類の異なる燃料（若しくはそれに類するもの）が、エンジン１０の複数の燃焼室（図には一つの燃焼室３０のみ示す）中に可変比率で供給される場合がある。一つの限定しない実施例において、高いアルコール濃度を含む第一燃料が直接噴射弁６７によって燃焼室に選択的に供給され、そして、第一燃料より低いアルコール濃度の第二燃料がポート噴射弁６６によって燃焼室に供給される場合がある。あるいは、第一燃料と第二燃料が単一の噴射弁を介して可変比率で気筒に供給される場合もある。例えば、一つ或いは二つの燃料噴射弁を介して気筒に燃料混合物が供給され得、そこにおいて、第一燃料が少なくともエタノールを含み、そして、第二燃料が少なくともガソリンを含んで第一燃料より低い濃度（零を含む場合もあり）のエタノールを含む。

詳しくは、気筒に供給されるエタノール或いはメタノールのようなアルコールの量は、気筒のトルク或いは負荷の量に応じて変わり得る。例えば、気筒に供給されるエタノールの量は、気筒に供給されるブーストの大きさの増加、エンジン速度の増加、及び/又は、気筒の負荷の増加に応じて増加され得る。このようにして、エンジンの各気筒によって生成されるトルク及び/又は負荷の量に対応する気筒間の偏差を可能とすべく、気筒毎ベースで二つの燃料タイプの相対量が変更され得る。ここに詳細に記述されるように、各気筒に供給される燃料混合物は、様々な運転条件及びパラメータに応じて変わり得る。

吸気通路４２は、弁体６４を持つスロットル６２を含み得る。しかしながら、実施形態の幾つかにおいては、スロットル６２が省略される場合があり、或いは、図４の符号１８４で示すように圧縮器８１の下流に配設される場合がある。弁体６４の位置は、スロットル６２に含まれる電気モーター或いは電動アクチュエータに供給される信号を介して制御器１２によって変えられ、その構成は一般的に電子スロットル制御（ELECTRIC THROTTLE CONTROL: ＥＴＣ）と呼ばれる。このようにして、スロットル６２は、エンジンの気筒内燃焼室３０に供給される吸気量を変更すべく作動させられ得る。弁体６４の位置は、スロットル位置信号ＴＰによって制御器１２に供給され得る。吸気通路４２及び/又は吸気マニフォールド４４は、質量空気流量センサー１２０及びマニフォールド圧センサー１２２を含み、それぞれ、ＭＡＦ信号及びＭＡＰ信号を制御器１２に供給する。

実施形態の幾つかにおいて、燃焼室３０は火花点火によって燃焼を達成するように制御され得る。例えば、選択された運転モードにおいて、点火装置８８が、制御器１２からの点火進角信号ＳＡに応じて点火プラグ９２を介して燃焼室３０に点火火花を供給することが出来る。火花点火装置が示されているが、幾つかの実施形態においては、燃焼室３０或いはエンジン１０の気筒の一本またはそれ以上の本数の気筒が、点火火花の有無に関わらず圧縮着火モードで運転される場合もある。例えば、エンジンの一つ或いはそれ以上の気筒が、実施例の幾つかにおいて、圧縮着火、具体的には予混合圧縮着火（ＨＯＭＯＧＥＮＥＯＵＳ ＣＨＡＲＧＥ ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ ＩＧＮＩＴＩＯＮ: ＨＣＣＩ）によって燃焼を達成すべく制御される場合がある。更に、実施例の幾つかにおいて、点火プラグ９２及び点火装置８８が除外される場合がある。

実施形態の幾つかにおいて、エンジンの各気筒の空燃比が、各気筒に供給される空気と燃料の相対量を調節することにより、気筒毎ベースで制御される場合がある。例えば、燃焼室３０は、リーン・モード、ストイキ・モード、或いは、リッチ・モードで運転され得る。ここに記述するように、リーン・モードは化学量論（ストイキ）より大きな空燃比の気筒への供給を含み、一方、リッチ・モードはストイキより小さな空燃比の気筒への供給を含み得る。ストイキ・モードが実質的にストイキの空気/燃料混合気のことを指すことを記しておく。更に、燃焼の直前に気筒内に形成される特定の空気/燃料混合気が、燃料噴射弁を介する燃料噴射のタイミング、或いは、吸気弁又は排気弁のバルブ・タイミング及び/又はリフトを介する空気供給のタイミングを調節することにより変更され得る。実施形態の幾つかにおいて、点火直前の燃焼室内の混合気が、ＨＣＣＩモードの間のような実質的に均質になるよう、或いは、成層化するように制御され得る。

従って、例えば、均質リーン・モード、成層リーン・モード、均質リッチ・モード、成層リッチ・モード、均質ストイキ・モード、及び/又は、成層ストイキ・モードのような種々の燃焼モードが組み合わせ可能であることを理解すべきである。更に、更に多種の燃焼モードを気筒毎ベースで利用可能に提供するために、これらのモードにおける点火が、火花点火或いは圧縮着火によって達成され得る。従って、燃焼安定性を維持し、及び/又は、燃料効率を増大させながら各気筒によって生成されるトルク量を制御するため、各気筒に関して気筒毎ベースで特定のモードが選択され得る。

一つ或いはそれ以上の個数のセンサー１２６のような排気ガスセンサーが、排気マニフォールド４８及び/又は排出物制御装置７０の上流の排気通路４６の中に含まれる場合がある。センサー１２６は、制御システムに排気ガス状態の指標を供給する為のセンサーとして適切なものであれば如何なるセンサーでもよい。例えば、センサー１２６は、リニア酸素センサー或いは汎用広範囲排気ガス酸素（Universal or wide-range Exhaust Gas Oxygen: ＵＥＧＯ）センサー、二状態酸素センサー或いは排気ガス酸素（Exhaust Gas Oxygen: ＥＧＯ）センサー、ヒーター付き排気ガス酸素センサー（Ｈｅａｔｅｄ ＥＧＯ）、ＮＯｘセンサー、ＨＣセンサー、又は、ＣＯセンサーのような手段によって空燃比を示すように構成され得る。装置７０のような排出物制御装置の一つ以上が、排気通路にそって配設され得る。装置７０は、他の三元触媒、ＮＯｘトラップ、パティキュレート・フィルタ、その他の排出物制御装置を含み得る。実施形態の幾つかにおいて、エンジン１０の運転中、排出物制御装置７０はエンジンの気筒の少なくとも一つを特定の空燃比の中で運転させることにより、周期的にリセットされ得る。

図１に示す制御器１２は、マイクロプロセッサ・ユニット１０２、入出力ポート１０４、この特定の実施例において読み取り専用メモリ・チップ１０６として示される、実行可能なプログラム及び較正値のために電子記憶媒体を含む、マイクロ・コンピューターとして示される。制御器１２は、前述の信号に加えて、エンジン１０に接続されたセンサーから、質量空気流量センサー１２０からの吸入質量空気流量（ＭＡＦ）の測定値、冷却スリーブ１１４に結合された温度センサー１１２からのエンジン冷却媒体温度（ＥＣＴ）、クランク軸４０に連結されたホール効果センサー１１８（或いは、他の形式のセンサー）からのプロファイル点火ピップアップ信号（ＰＩＰ）、スロットル位置センサーからのスロットル位置（ＴＰ）、及び、マニフォールド圧力センサー１２２（ＭＡＰセンサー）からのマニフォールド絶対圧信号を含む、種々の信号を受ける。

エンジン速度信号ＲＰＭが、制御器１２によって信号ＰＩＰから生成され得る。マニフォールド圧力センサーからのマニフォールド圧信号ＭＡＰが、吸気マニフォールド内の負圧或いは圧力の指標を提供する為に使用され得る。ＭＡＰセンサーを用いずにＭＡＦセンサーのみを使ったり、またはその逆のような、上述したセンサーの様々な組み合わせが利用可能であることを記しておく。ストイキ運転の間、ＭＡＰセンサーはエンジン・トルクの指標を与えることが出来る。更に、このセンサーは、検出されたエンジン速度と一緒に、エンジン負荷に関連する、気筒内に導入された充填混合気（空気を含む）の量の推定値を提供することが出来る。例の一つにおいて、エンジン速度（エンジン回転数）センサーとしても使用されるセンサー１１８は、クランク軸の回転毎に所定個数の等間隔のパルスを供給することが出来る。

制御器１２は、入力装置１３０を介して、自動車の操作者或いは運転者１３２から制御入力を受けることが出来る。この実施例において、入力装置１３０はアクセル・ペダル、及び、ペダル位置比例信号ＰＰを生成するためのペダル位置センサー１３４を含む。実施形態の幾つかにおいて、エンジンは、エンジンによって生成されるＮＶＨの大きさを検出するためのＮＶＨセンサーを含む場合がある。

前述のように、図１、２、及び、３は、多気筒エンジンの気筒の一つの様々な例を示すが、各気筒共、同様に、それ自身の吸気/排気弁、燃料噴射弁、点火プラグ、吸気通路、排気通路などの組を含む。

図５のＡ、Ｂ、及び、Ｃに示すように、エンジン１０の複数の気筒は様々な構成で配列され得る。図５のＡは、４本の気筒を含む直列型構成と呼ばれ得る配列のエンジン１０を示す。しかしながら、図５のＡの直列配列構成は、４本より多くの数の気筒でも、より少ない数の気筒でも実施可能である。図５のＢは、Ｖ６構成と呼ばれ得る配列の、６本の気筒を含むエンジン１０を示す。図５のＣは、Ｖ８構成と呼ばれ得る配列の、８本の気筒を含むエンジン１０を示す。このように、エンジン１０は、第一気筒バンク及び第二気筒バンクを備えて構成される場合がある。

例えば、図５のＢによって示されるＶ６エンジンを参照すると、気筒の第一バンク（例えば、図中の右側のバンク）が気筒識別番号１、２及び３で識別される気筒を含み、一方、気筒の第二バンク（例えば、図中の左側のバンク）が気筒識別番号４、５及び６で識別される気筒を含み得る。また、図５のＣによって示されるＶ８エンジンを参照すると、気筒の第一バンク（例えば、図中の右側のバンク）が気筒識別番号１、２、３及び４で識別される気筒を含み、一方、気筒の第二バンク（例えば、図中の左側のバンク）が気筒識別番号５、６、７及び８で識別される気筒を含み得る。図５のＡ、Ｂ及びＣの構成がエンジン１０の実施例であるが、これらに限定されず、対向気筒構成のような他の構成も可能であることを理解すべきである。更に、エンジン１０は、２、３、５、７、９、１０、１１、１２或いはそれ以上のような、適切な本数であれば如何なる本数の気筒を含み得ることを理解すべきである。

エンジン１０が例えば２本の気筒を含み、その点火順序が気筒識別番号によって、１−２−１−２−１−２などと表わされる場合がある。なお、１は第一気筒を示し、２は第二気筒を示す。別の例としてエンジンは（例えば図５のＡに示されるように）直列に配列された４本の気筒を含み、そこにおいて点火順序が気筒識別番号によって１−３−４−２などと表わされる場合がある。６気筒エンジンに関しては、点火順序は例えば１−４−２−５−３−６−として気筒識別番号によって表わされ得る。あるいは、６気筒エンジンに関しては、他の適切な点火順序のなかでもとりわけ、１−３−２−５−４−６、１−３−６−５−４−２、１−４−６−５−３−２、又は、１−６−５−４−３−２を含む点火順序が使用される場合がある。８気筒エンジンに関しては、他の適切な点火順序のなかでもとりわけ、点火順序は気筒識別番号によって、１−３−７−２−６−５−４−８又は１−５−４−２−６−３−７−８と表わされる。

二つの気筒からの排気ガスが殆ど同じタイミングで共通の排気マニフォールドに供給されると排気流に影響を及ぼすので、本発明を限定しない実施例の一つとして、エンジンの点火順序は、二つの連続して点火する気筒が同じ排気マニフォールドを共有しないように選択され得る。例えば、等間隔の点火間隔を使用する４行程６気筒エンジンの場合、点火間隔は略１２０クランク軸角度（°ＣＡ）開いており、その略１８０°ＣＡ後に排気行程が続く。これは、二つの排気行程の間にオーバーラップをもたらすことになる。しかしながら、代替実施形態において、共通の排気マニフォールドを共有する連続点火気筒を使用する点火順序が選択される場合がある。したがって、異なるエンジン構成は異なる点火順序を持ち得る。ここにおいて記述する点火順序、例えば、Ｖ６エンジン及びＶ８エンジンのための図１２のＡ、Ｂ及びＣに関する点火順序が、本発明を限定するものではなく、他の点火順序も実施可能であることを理解すべきである。

種々のエンジン構成に関連する気筒の各々が、図１と同じ、或いは、図１に関してここに記述した変形例の一つ以上を含み得ることを記しておく。例えば、エンジンの第一バンクに関連する第一気筒が、吸気ＥＶＡシステムと排気ＥＶＡシステムの両方を含み、一方で、エンジンの第二バンクに関連する第二気筒が、カム駆動システムを含む場合がある。

ここで図６を参照すると、エンジン１０を含む自動車システムの例が示される。この具体的な実施形態において、エンジン１０は、地面３６０と接触する駆動輪３５０の少なくとも一つに、変速装置などの伝動装置３２０を介してトルクを供給することが出来る。更に、実施形態の幾つかにおいて、エンジン１０はハイブリッド推進システムと呼ばれる構成とされる場合がある。例えば、図６に示すように、ハイブリッド推進システムは、一つ以上の電気モーター３１０及び/又は３３０、及び、エネルギー貯蔵装置３４０を含むハイブリッド電気自動車（ＨＹＢＲＩＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＶＥＨＩＣＬＥ: ＨＥＶ）用に構成され得る。図６は二つのモーターを持つシステムを示すが、実施形態の幾つかにおいては、モーターが一つだけ設けられる場合もある。

限定しない実施例の一つとして、モーター３１０及び/又は３３０は、エンジン１０を伝動装置３２０に連結する自動車の駆動系（動力伝達装置）とトルクを交換することが出来る。このトルクの交換は、そこにおいてモーターがトルクを駆動系に供給する状態、及び/又は、そこにおいてモーターが駆動系からのトルクを吸収する状態とを含むことが出来る。その結果、モーターと駆動系との間で交換されるトルクは、同様に、エンジン及び/又は伝動装置との間で交換される。少なくとも一つのモーターが自動車の駆動系にトルクを供給するとき、エネルギーはエネルギー貯蔵装置３４０からモーターへ供給され得る。反対に、少なくとも一つのモーターが駆動系からのトルクを吸収するとき、エネルギーはモーターから、それが貯蔵されるエネルギー貯蔵装置に供給され得る。例の一つとして、エネルギー貯蔵装置３４０はバッテリーを含む。ここに詳細に記述するように、少なくとも一つのモーターは、エンジン１０の運転状態に応じて制御システムによって選択的に作動され得る。

ここで図７を参照すると、エンジンの少なくとも二つの気筒間のトルク偏差を選択するための取り組み例の一つを記述するフローチャートが示される。最初にステップ４１０において、現在の運転状態、過去の運転状態及び/又は予想される将来の運転状態が、例えば、エンジン制御システムと情報のやりとりをする一つ以上のセンサーを介して、評価され得る。運転状態は、エンジン速度、エンジン負荷、エンジン温度、エンジン・システムによって生成されるＮＶＨの大きさ、積極的に燃焼或いは点火を実行している気筒の数、各気筒の燃焼モード、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、燃料タイプ、点火タイミング、燃焼タイミング、後処理装置の条件又は状態、空燃比、バルブ・タイミング、バルブ・リフト、カム駆動設定、ターボ過給機やスーパー・チャージャーのようなブースト装置によって提供されるブーストの大きさ、エンジンの吸気通路を通る空気流の速度、スロットル位置、アクセルペダル位置、前回の各種エンジン作動（エンジン・イベント）からの時間、選択されているギア比やクラッチ（ロックアップクラッチなど）の状態のような伝動装置の状態、及び、バッテリー状態その他を含み得るが、これらに限定されない。限定しない実施例の一つとして、制御器１２はエンジンの現在の速度と負荷を認識することが出来る。別の限定しない実施例として、制御器は特定のエンジン状態に起因するＮＶＨの大きさを認識することが出来る。運転状態が、個々の気筒ベース、及び/又は、エンジン・システムベースで評価され得ることを記しておく。

まず、ステップ４１２において、エンジンの二つ以上の気筒の間にトルク偏差を生ぜしむる偏差トルク運転を始めるかどうか判定する。例えば、図１１Ｃに示されているように、第一気筒が、第二気筒より高いレベルのトルクを生成する”強”気筒として運転され、第二気筒が”弱”気筒として運転させられ、第一気筒と第二気筒とが交互に着火シーケンスを行う。交互の着火シーケンスが連続的でも非連続的でも良いことを記しておく。非連続の交互着火シーケンスは、第一気筒と第二気筒との間に他の気筒の着火を含む場合があり、連続的な交互着火シーケンスは、気筒群の第一気筒及び第二気筒が、間に他の気筒が着火されることなく、着火される。

ステップ４１２の判定は、ステップ４１０において評価された運転状態に基づき得る。例えば、エンジン速度、エンジンのＮＶＨが、所定のエンジン速度閾値、所定のＮＶＨ閾値、あるいは、所定のエンジン速度範囲を超えたときに、偏差トルク運転が開始され得る。もしステップ４１２における答えがＮＯならば、ルーティンはリターンする。例えば、トルク偏差が必要とされていないとき、ここに詳細に記述するように、エンジンは、図１１のＡに示されるように作動し得る。

反対に、もしステップ４１２の答えがＹＥＳならば（即ち、偏差トルク運転が開始されるべきならば）、ステップ４１４において、エンジンの二つ以上の気筒間の目標トルク偏差を達成すべく、一つまたはそれ以上の運転パラメータが調節される。目標トルク偏差は、制御システムのメモリに記憶された参照テーブルから選択され得る、或いは、ステップ４１０において評価された種々の運転状態に基づいて学習された関係から決定され得る。図１０のＡは、所定のエンジン速度とエンジン負荷に関して選択され得るトルク偏差の例を示す。図に示すように、エンジン速度又はエンジン負荷が高いとき（第一の運転モード）の目標トルク偏差は、エンジン速度又はエンジン負荷が低いとき（第二の運転モード）の目標トルク偏差に比べて大きくなる。図８は、二つ以上の気筒群の間のトルク偏差が目標トルク偏差になるように、ステップ４１４において調節され得る種々の運転パラメータについて、より詳しく示す。

実施形態の幾つかにおいて、エンジン気筒の第一群に関連する運転パラメータが調節されて、エンジンの（比較的大きなトルクを生成する）”強”着火気筒としての機能を果たし、及び/又は、気筒の第二群に関連する運転パラメータが調節されて、（比較的小さいトルクを生成する）”弱”気筒としての機能を果たす場合がある。例えば、”強”気筒がトルク出力を増大させるべく調節される一方で、”弱”気筒が、エンジンの総トルク出力を同じ大きさに維持するため、或いは、ドライバーの必要とする総トルクを提供する為、トルク出力を低減すべく調節され得る。

ステップ４１６において、ステップ４１４において実行された種々の調節が目標トルク偏差を実現するのに十分か、或いは、ＮＶＨの大きさが低減したかどうかが判定される。もしも答えがＹＥＳならば、ルーチンはステップ４１０にリターンし、或いは、終了する。反対に、もしもステップ４１６における答えがＮＯならば、ルーチンはステップ４１４に戻り、そこにおいて運転パラメータが更に調節されるか、或いは、異なる運転パラメータが調節される。このようにして、エンジン制御システムは、種々の運転状態に応じてエンジンの二つ以上の気筒、或いは、二つ以上の気筒群によって生成されるトルク偏差の大きさを変えるように構成され得る。

図８は、例えば図７のステップ４１４に関連して記述したように目標トルク偏差を実現するための、エンジン・システムの一つ或いはそれ以上のパラメータを調節する為の取り組み例を示すフローチャートである。ステップ４２０において、制御システムは目標トルク偏差を決定する。目標トルク偏差は、ステプ４１０において評価されたエンジン速度、エンジン負荷、気筒の選択された着火パターン、目標ＮＶＨレベル、その他の状態に基づいて決定され得る。一例として、気筒間の目標トルク偏差は、例えば図１０のＡ及びＢを参照に記述されているように、エンジン速度の上昇に応じて増大し得る。

ステップ４２２において、エンジンの気筒の一つ或いはそれ以上が、エンジンの選択された着火パターンに基づいてトルク偏差運転のために特定され得る。着火パターンの幾つかの例が図１５乃至１７を参照にして、より詳細に記述される。エンジン気筒の総数が、制御システムによって二つ以上の気筒群に分割され、そこにおいて少なくとも二つの気筒群の間にトルク偏差が適用されることを記しておく。各気筒群は、一つ以上のエンジン気筒を含み得る。例えば、６気筒エンジンに関して、制御システムは６本の気筒のうち５本を含むものとして第一気筒群を選択し、単一の気筒を含むものとして第二気筒群を選択する場合がある。別の例において、制御システムは二本の気筒を含むべく第一気筒群を選択し、四本の気筒を含むべく第二気筒群を選択する場合がある。更に別の例において、制御システムは、同じ数の気筒を持つ第一気筒群と第二気筒群とを選択する場合がある。ステップ４２２において特定される気筒が、ステップ４２０において決定された目標トルク偏差に基づいて選択され得ることを記しておく。あるいは、ステップ４２０において特定される目標トルク偏差は、例えば図１０Ｂを参照にして記述されるような関係によって示されるように、ステップ４２２において特定される着火パターンに基づく場合もある。

制御システムは、ステップ４２２において特定された目標トルク偏差を実現すべく、ステップ４２４から４３２において記述される運転パラメータの一つ以上を調節し得る。例えば、ステップ４２４において、ステップ４２２にて特定された第一気筒の点火タイミングが、第二気筒の点火タイミングに対して、第一気筒によって生成されるトルク量を変更するために調節され、それにより、第一気筒と第二気筒との間のトルク偏差を変更し得る。

限定しない例の一つとして、第一気筒によって生成されるトルクは、第二気筒の点火タイミングに対して点火タイミングを進角することによって増大され、或いは、第二気筒の点火タイミングに対して点火タイミングをリタードすることによって減少させられ得る。例えば、エンジン速度又はエンジン負荷が高いときは（第一のモード）、第一気筒の点火タイミングの第二気筒の点火タイミングに対する進角量が第一の進角量に設定され、エンジン速度又はエンジン負荷が低いときは（第二のモード）、第一気筒の点火タイミングの第二気筒の点火タイミングに対する進角量が第二の進角量（＜第一の進角量）に設定される。

ステップ４２６において、少なくとも１本の気筒によって生成されるトルク量を変更すべく、燃料供給状態が調節され得る。例えば、第一気筒群と他の気筒群の選択された気筒との間で目標トルク偏差が実現するため、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、一サイクルにつき実行される燃料噴射の回数、及び/又は、気筒内に噴射される燃料の種類の少なくとも一つ以上が、少なくとも一つの気筒のトルクを増加又は減少するために変えられ得る。例えば、エンジン速度又はエンジン負荷が高いときは（第一のモード）、第一気筒への燃料噴射量が第二気筒への燃料噴射量に対して第一の量ほど大きな値に設定され、エンジン速度又はエンジン負荷が低いときは（第二のモード）、第一気筒への燃料噴射量が第二気筒への燃料噴射量に対して第二の量（＜第一の量）ほど大きな値に設定される。

また、第一気筒群の各気筒によって生成されるトルクと第二気筒群の各気筒によって生成されるトルクとの間にトルク偏差を生じるように、高濃度のアルコールを含む第一燃料混合物が第一気筒群に供給され、そして、低濃度のアルコールを含む第二燃料混合物が第二気筒に供給してもよい。例えば、エンジン速度又はエンジン負荷が高いときは（第一のモード）、第一気筒へ供給される燃料のアルコール濃度が、第二気筒への供給される燃料のアルコール濃度に対して第一の量ほど大きな値に設定され、エンジン速度又はエンジン負荷が低いときは（第二のモード）、第一気筒へ供給される燃料のアルコール濃度が、第二気筒への供給される燃料のアルコール濃度に対して第二の量（＜第一の量）ほど大きな値に設定される。なお、エンジンに供給される燃料混合物が他の運転パラメータに対応していることを記しておく。

また、高レベルの吸気ブースト下で動作している気筒には、低レベルの吸気ブースト下で動作している気筒よりも高いアルコール濃度の燃料混合物が供給される場合もある。例えば、エンジン速度又はエンジン負荷が高いときは（第一のモード）、第一気筒へのブースト量が、第二気筒へのブースト量に対して第一の量ほど大きな値に設定され、エンジン速度又はエンジン負荷が低いときは（第二のモード）、第一気筒へのブースト量が、第二気筒へのブースト量に対して第二の量（＜第一の量）ほど大きな値に設定される。

なお、スロットルの開度や空燃比によっても、同様の方法でエンジン速度又は負荷に応じて第一気筒と第二気筒との間のトルク偏差を調整することが出来ることは言うまでも無い。即ち、エンジン速度又はエンジン負荷が高いときは（第一運転モード）、第一気筒を第二気筒に比べて、よりリッチな空燃比及び/又はより大きなスロットル開度で運転し、そして、エンジン速度又はエンジン負荷が低いときは（第二運転モード）、上記第一気筒及び上記第二気筒を、実質的に同じ空燃比及び/又はスロットル開度で運転する場合もある。また、第一運転モードの間、第一気筒が実質的にストイキの空燃比で運転され、第二気筒がストイキよりリーンの空燃比で運転され、その際、第二気筒の点火直前の燃焼室内の空燃比分布を、均一状態にすることも、成層状態にすることも出来る。以上のようにして、各気筒の燃焼安定性を維持しながら二つ以上の気筒群の間でトルク偏差が実現され得る。

ステップ４２８において、気筒の吸気システム又は排気システムの状態が調節されて、その気筒によって生成されるトルク量が変更される。例えば、吸気弁又は排気弁の開閉タイミング又はリフト、スロットル位置、ブースト装置によって提供される吸気ブーストの大きさ、その他の運転パラメータが、気筒或いは気筒群によって生成されるトルクの量を増加又は低減するために調節され得る。共通の吸気システムがトルク偏差を生ずる二つの気筒又は気筒群のために使用されるとき、両気筒又は両気筒群に影響を与える共通の運転パラメータが一様に調節されることはなく、むしろ、気筒特有のパラメータが調節される。例えば、ブースト装置を共有する二つの気筒の間にトルク偏差を生ぜしむるときには、一方の気筒への吸気流が、特定気筒のバルブ・タイミング、或いは、ステップ４２４から４３２を参照に記述された別のパラメータのような他の運転パラメータを変えることによって、他方の気筒とは異なって調節され得る。

図８の説明を続けると、ステップ４３０において示されるように、或る気筒又は気筒群と別の気筒又は気筒群との間のトルク偏差を生成するために、エンジンの一つ以上の気筒の燃焼モードが調節される場合もある。例えば、一つの気筒の燃焼モードが、火花点火（Spark Ignition: ＳＩ）モード、圧縮着火（Compression Ignition: ＣＩ）モード、或いは、予混合圧縮着火（Homogeneous Charge Compression Ignition： ＨＣＣＩ）モードの間で調節され、一方で、エンジンの別の気筒は同じ燃焼モードを維持する場合がある。ＮＶＨを低減し且つ気筒に関する燃料効率を向上させながら、その気筒に関する特定のトルク出力を実現するために、ＳＩモード及びＣＩモードは、均一（例えば、ＨＣＣＩモードの場合）、成層、リーン、ストイキ、リッチなどのような、異なる空気・燃料混合気と組み合わされる場合があることを記しておく。

また、それらの異なる運転モードが、ステップ４２４、４２６及び４２８を参照して上述したように、燃料噴射タイミング、バルブ・タイミング、及び/又は、点火タイミングを変えることによって達成され得ることを記しておく。例えば、第一の”強”気筒群が火花点火或いは圧縮着火を介してストイキ・モードで運転され、一方、第二の”弱”気筒群が火花点火或いは圧縮着火を介して均一又は成層のリーン・モードで運転される場合がある。このようにして、二つの気筒群の間のトルク偏差が、二つの気筒群を異なるモードで運転することにより変更され得る。

そして、エンジン速度又は負荷が高いとき、第一気筒群を火花点火モードで運転し且つ第二気筒群を圧縮着火モードで運転する一方、エンジン速度又は負荷が低いとき、第一気筒群と第二気筒群の両方を火花点火モードで運転することで、エンジン速度又は負荷に応じて、第一気筒群と第二気筒群との間のトルク偏差の大きさを調節する場合もある。また、エンジン速度又は負荷が第一運転モードより高いとき（第三の運転モード）、第二気筒群の点火を休止して、第一気筒群と第二気筒群との間のトルク偏差をより大きくする場合もある。

限定しない実施例の一つとして、各気筒の燃焼モードが、該各気筒に関連する燃料供給の仕方に基づいて選択される場合がある。例えば、エタノールのようなアルコールを高濃度で含む第一燃料混合物が第一気筒群に供給され、そして、第一燃料混合物より低濃度のアルコールを含む第二燃料混合物が第二気筒群に供給されるとき、第一気筒群はＳＩモードで運転され、そして、第二気筒群はＣＩモード或いはＨＣＣＩモードで運転され得る。このようにして、燃料供給ストラテジーと特定の気筒に関する燃焼モードとの間の層状作用が実現され得る。換言すれば、上記の例において、高濃度アルコール燃料にＳＩモードを用い、低濃度アルコール燃料にＣＩモード又はＨＣＣＩモードを用いて、それらの燃焼安定性を改善し得る。

ステップ４３２において、エンジンが、少なくとも一つのモーターを備えたハイブリッド推進システムの中に構成されるとき、モーターが、自動車の駆動系とトルクを授受するように運転され得る。例えば、モーターはエンジンの二つ以上の気筒間のトルク偏差に応じて駆動系にトルクを供給すべく、調節され得る。モーターの動作は、図１８のＡ及びＢを参照にして詳述される。

図９には、二つ以上の気筒或いは気筒群間においてトルク偏差の状態を相互に移行する為の制御ルーティンが記述されている。同図に記述される取り組みは、エンジンの着火パターンを、例えば図１５、図１６、図１７、或いは、その他の図示しないテーブルに示すような二つ以上の着火パターンの間で相互に移行させる為に使用され得る。ステップ４４０において制御システムは、例えばステップ４１０に関して上述したようなエンジンシステムの運転状態を評価する。例の一つとして、制御システムはエンジンが特定のトルク偏差を生じている運転時間を評価する場合がある。続くステップ４４２ではトルク偏差状態を移行するか判断する。例えば、”強”気筒の一部を、そこにおいてそれらが”弱”気筒として運転される状態に移行する、及び/又は、”弱”気筒の一部を、そこにおいてそれらが”強”気筒として運転される状態に移行するか、を判定する。

図１３及び図１４を参照にして詳述するように、トルク偏差の状態はエンジンの運転状態を再びバランスさせるように移行され得る。例えば、第一気筒群が第一排気システムに接続され、第二気筒群が第二排気システムに接続されているとき、第一気筒群を”強”気筒群あるいは”弱”気筒群として運転し続けることは、一方の排気システムを他方の排気システムとは異なる温度で動作させることに繋がる。そのような温度の偏差は、二つの気筒群間のトルク偏差状態を移行させることによって低減され得る。

もしもステップ４４２の答えがＹＥＳならば（即ち、トルク偏差状態の移行が要求されているならば）、ステップ４４４において、図８を参照して記述された運転パラメータの一つ或いはそれ以上を調節することにより、”強”気筒の一部が”弱”運転に移行され、及び/又は、”弱”気筒の一部が”強”運転に移行される。すなわち例えば、目標とする着火パターン及びトルク偏差を実現すべく、”強”気筒に関連する運転パラメータが、他の気筒に対して生成トルクが低くなるように調節され、及び/又は、”弱”気筒に関連する運転パラメータが、他の気筒に対して生成トルクが増加するように調節される場合がある。移行の一例が、図１８のＣによって示される。例えば図１５乃至１７に示されるように、エンジンの運転状態が異なる着火パターンの間を移行されるとき、トルク偏差は、例えば図１０のＢを参照にして記述されるような選択された着火パターンに関連して調節され得ることを記しておく。言い換えれば、”強”気筒と”弱”気筒との間のトルク偏差は、エンジンの選択された着火パターンに応じて異なって調節され得る。

更に、幾つかの実施例において、気筒の一部のみが、選択された目標着火パターン及び現在の着火パターンに応じて移行される場合があることを記しておく。また更に、エンジンが、例えば図１５、１６、及び、１７のテーブルに記述されているように、適切なものであれば如何なる着火パターンの間でも移行可能であることを理解すべきである。一方で、もしステップ４４２の答えがＮＯならば、ルーチンはリターンする。

図９によって記述されるルーチンの適用例の一つとして、そこにおいて排気ガスによる排気システムの加熱が排気システムの構成部品の温度を上昇する為に使用されるエンジン・システムの暖機期間の間は、”強”気筒群及び”弱”気筒群が、排気システムの異なる分岐部のより急速な加熱が達成されるように、排気システムの特定の温度状態が達成後、或いは、達成から所定時間が経過した後に、切り替えられる又は移行される場合がある。このようにして、不均斉の排気システムにおける不均斉のエンジン動作の影響を低減するため、”強”気筒及び”弱”気筒が、二つの気筒群の間で入れ替えられる。

気筒或いは気筒群によって生成されるトルクを調節する為に実行される、図７、８、及び、９に示される制御手法と採用される特定の手法とは、エンジン・システム構成、運転状態、及び/又は、要求された目標トルク偏差に依存することを理解すべきである。図７乃至９に記述された手法を適用するための具体的な例は、後に詳述される。

図１０のＡは、エンジン速度及び/又はエンジン負荷と、例えば図８のステップ４２０において選択され得る目標トルク偏差との間の関係を示すグラフ例である。グラフの縦軸は、トルク比として表わされる目標トルク偏差を示し、それは、”弱”気筒或いは気筒群によって生成されるトルクの、”強”気筒或いは気筒群に対する比に対応する。例えば、トルク比＝１．０は、第一の気筒或いは気筒群と第二の気筒或いは気筒群との間に実質的にトルク偏差が無いことに対応し、一方で、トルク比＝０．０は、そこにおいて低いトルクを生成している気筒（即ち、”弱”気筒）が実質的にトルクを生成していない状態に対応する。更に、負のトルク比は、そこにおいて”弱”気筒が、高いトルクを生成している気筒（即ち、”強”気筒或いは気筒群）によって生成されるトルクに対抗して作用する負のトルクを生成している状態に対応する。

図１０のＡに示されるグラフの横軸はエンジン速度（例えば、クランク軸の回転速度が用いられる）及び/又はエンジン負荷を示す。幾つかのエンジン・システムにおいて、エンジン速度及びエンジン負荷が、エンジンに連結された特定のパワートレイン及び伝動装置に基づいて、正相関を持ち得ることを記しておく。しかしながら、エンジン・システムによっては、エンジン速度とエンジン負荷が負相関を持つ場合がある。したがって、図１０のＡに示されるトルク比が、エンジン速度のみの変化によって変わる場合もあれば、エンジン負荷のみの変化によって変わる場合もあり、更に、互いに正相関を持つエンジン負荷とエンジン速度との変化によって変わる場合、または、互いに負相関を持つエンジン負荷とエンジン速度との変化によって変わる場合もあることを理解すべきである。符号５１０によって示される関数から見られるように、エンジン速度及び/又はエンジン負荷の増加に伴って、トルク比が減少し、したがって、気筒間のトルク偏差が増加し得る。

エンジン速度によってトルク比或いはトルク偏差を変えるための制御システムによって実行される具体的な関数は、具体的なエンジン・システムに関して選択されるＮＶＨレベルの閾値に少なくとも部分的に基づき得る。例えば、符号５１０において示されるカーブは、一定のＮＶＨレベル、もしくは、図１０のＡの特定のトルク比、及び、エンジン速度又はエンジン速度と交差する閾値における、或いは、閾値を下回るＮＶＨレベルを表し得る。このようにして、閾値を下回るＮＶＨレベルを維持するために、エンジン速度又はエンジン負荷に基づいて、エンジンの二つ以上の気筒に関する適切なトルク偏差が選択され得る。符号５１０において示された関数が、図７乃至９を参照にして記述される二つ以上の気筒間のトルク偏差を制御するため、制御システムによって使用され得ることを記しておく。

図１０のＢを参照すると、例えばステップ４２２を参照して上述したように、選択され得る種々のエンジン着火パターンに関して、トルク偏差及びエンジン速度又はエンジン負荷を比較するグラフが記述される。図１０のＢに示されるグラフは、縦軸に、”強”気筒によって生成されるトルクと”弱”気筒によって生成されるトルクとの間の差として表わされ得るトルク偏差を示す。エンジン速度とエンジン負荷は、横軸によって示される。カーブ５４０、５３０、及び、５２０によって示されるように、制御システムは、選択されたエンジン着火パターンを用いて、トルク偏差の大きさを調節することが出来る。例えば、カーブ５４０は、そこにおいて”強”気筒と”弱”気筒が、例えば図１２のＡに示すような連続する順番で、或いは、他の気筒による割り込み着火又は非着火を備える非連続的な順番で、着火シーケンスを交互に行う気筒構成に対応し得る。

一方、カーブ５３０は、トルク偏差とエンジン速度又は負荷との間の異なる関係を使用する、異なる着火パターンに対応し得る。例えば、符号５３０のカーブは、”強”気筒と”弱”気筒との間の交互着火シーケンスに対応し、そこにおいては、例えば図１２のＢによって示されるように、或いは、図１６のパターン１０２２によって記述されるように、”強”気筒の数が”弱”気筒の数より大きな数となっている。更に別の実施例として符号５４０のカーブが、”強”気筒と”弱”気筒との間の交互着火シーケンスを持つ更に別の着火パターンに対応し、そこにおいては例えば図１２のＣによって示されるように、或いは、図１６のパターン１０２４によって記述されるように、”弱”気筒の数が”強”気筒の数より大きな数となっている。したがって、制御システムが、エンジンの着火パターンに応じた異なる方法で、トルク偏差の大きさを制御出来ることを理解すべきである。

図１１のＡ乃至Ｅは、エンジンのトルクパルスの一例を示すグラフである。図１１のＡ乃至Ｅに示されるグラフはそれ自体、適切な本数の交代に着火される気筒を持つエンジンを記述するために使用され得る。図１１のＡ乃至Ｅは、例えば、図１０のＡに示されたトルク偏差カーブ５１０及び図１０のＢに示されるトルク偏差カーブの一つとして表されるような最小エンジン速度から最大エンジン速度、及び/又は、最小エンジン負荷から最大エンジン負荷の関係で並んでいる。

具体的に図１１のＡには、第一気筒に関するトルク・パルスが符号６１０で示され、第二気筒に関するトルク・パルスが符号６２０で示される。第一気筒及び第二気筒が、連続に交互着火シーケンスとして示されているが、第一気筒と第二気筒との間にそのエンジンの別の気筒が着火され、或いは気筒休止され得る、非連続な態様でもって”強”気筒と”弱”気筒とが着火される場合もある。言い換えれば、第一気筒と第二気筒とは交互の着火順序で着火する場合もあるが、連続的な着火イベントであることは必ずしも必要ない。更に、符号６１０で示されるトルク・パルスが第一気筒群からの気筒の着火に対応する一方で、符号６２０で示すトルク・パルスが第二気筒群からの気筒の着火に対応することも理解すべきである。このように、図１１のＡ中の符号６１０で示される連続するトルク・パルスの各々が、エンジンの第一気筒群の異なる着火気筒によって生成され得る。同様に、図１１のＡ中に符号６２０で示される連続的なトルク・パルスの各々が、第二気筒群の異なる着火気筒によって生成され得る。

図１１のＢには、第一気筒及び第二気筒の、或いは、第一気筒群の気筒及び第二気筒群の気筒の、着火によって生成されるトルク・パルスが夫々、同じく符号６１０及び６２０で示される。第一気筒によって生成されるトルクの大きさが符号６３０にて示され、第二気筒によって生成されるトルクの大きさが符号６４０にて示される。更に、符号６５０によって示すように、第一気筒によって生成されるトルク量と第二気筒によって生成されるトルク量との間には偏差、即ちトルク偏差が存在する。対照的に、図１１のＡは連続的な同等レベルのトルクを生成する第一気筒及び第二気筒を示す。

例の一つとして、図１１のＡ及びＢは、交互に着火する少なくとも二つの気筒或いは気筒群に関するトルク・パルスを示し、各気筒によって生成されるトルクの大きさは、図１１のＡに示すように実質同じであるか、或いは、図１１のＢに符号６５０で示すように比較的小さなトルク偏差を有している。アイドル状態の間のような低いエンジン速度及び/又は低いエンジン負荷においては、全気筒が実質的に同じトルク出力で運転されるか、或いは、交互の気筒トルク出力の間に周期的な小偏差を付随して運転され得る。したがって、図１１のＡ及びＢは、トルク偏差の存在しないか、或いは、例えば図１０のＢのグラフによって示されるように小さなトルク偏差が存在する、低いエンジン速度又は低いエンジン負荷におけるエンジン作動を表わしている。

エンジン高回転域或いは部分負荷域においては、符号６６０で示すように交互に着火する気筒間に、より大きなトルク偏差が存在し得る。図１１のＡ、Ｂ、及び、Ｃに示すように、全てのエンジン気筒は正トルクを出力する。そうして全気筒が正トルクを生成しているとき、クランク軸の受ける逆トルクは、気筒の一部が負トルクを生成しているときに比べて小さく、それにより、幾つかの状態においてＮＶＨの悪化が低減される。

それよりも高い負荷及び/又は回転速度のときにエンジンは、図１１のＤに示すように、気筒の一部が高いエンジントルクを生成し、それ以外の気筒の生成トルクは正味零の状態で運転され得る。正味零のトルクを生成する気筒においても着火は継続し、それによりポンピング仕事に対応するトルクが生成される。

それよりも更に高い負荷及び/又は回転速度のときにエンジンは、図１１のＥに示すように、正トルクを生成する一部（例えば、半数）の気筒のみで運転され、残りの気筒は負トルクを生成する。言い換えれば、負トルクを生成する気筒は、ポンプ仕事及び摩擦仕事のために、正トルクを生成する気筒によって生成されるトルクの一部を利用することになる。限定しない実施例の一つとして、一本又はそれ以上のエンジン気筒が、１以上のエンジン・サイクルの間、休止或いは燃焼停止することにより、負トルクを生成し得る。燃焼は、気筒への燃料供給を止めることにより停止され得る。更に、例の一つとして、休止される気筒のバルブ作動が調節されることで、その気筒によって消費されるトルクの量（例えばポンプ仕事）が増加又は減少する。

図１１のＡ乃至Ｅに示される例では、同じ数の”強”気筒と”弱”気筒とを含むことを記しておく。しかしながら、ここに記述する取り組みは、適切なものであれば如何なる数の”強”気筒または”弱”気筒を備えて使用可能であることを理解すべきである。図１２を参照して更に詳しく記述するように、幾つかの状態において、更に多い数の”強”気筒、あるいは、更に多い数の”弱”気筒が使用される場合がある。図１２のＡ乃至Ｃは、偏差トルク運転の一例を示すグラフであり、７２０度サイクルに亘り、エンジン気筒の各々によって生成される瞬時トルクの大きさを点線で表わし、エンジンによって生成される総トルクを実線で表わしている。図１２のＡ乃至Ｃの各々には、気筒識別番号が付されており、それらは例えば図５のＡ乃至Ｃによって示されるエンジンの一つに対応する。加えて、図１２のＡ乃至Ｃには、例えば７２０度サイクルの間のエンジンの連続的な着火が示される。

具体的に、図１２のＡは、例えば図５のＣに示すように四本の気筒を持つ右側バンクと４本の気筒を持つ左側バンクを含むＶ８エンジンに関するトルク偏差運転を示す。トルク・パルスの各々には、対応する気筒識別番号（例えば、１〜８）と対応するバンク番号（例えば、右（Ｒ）、左（Ｌ））の符号が付けられている。この具体的な例においてエンジン気筒の着火順序は、１Ｒ−３Ｒ−７Ｌ−２Ｒ−６Ｌ−５Ｌ−４Ｒ−８Ｌに対応する着火順序で、”強（高トルク）”気筒と”弱（低トルク）”気筒とを交互に実行する。しかしながら、他の適切なパターンも使用可能である。

図１４を参照にして詳述するように、図１２のＡを参照にして記述するＶ８エンジンのような幾つかのエンジンは、気筒の右バンクと左バンクに関して、別個の排気マニフォールドを含む場合がある。そこにおいてＶ８エンジンが特定の着火順序とマニフォールド構成を使用するとき、排気マニフォールドの各々が、二つの”強”着火気筒からの排気ガスと二つの”弱”着火気筒からの排気ガスを受ける場合がある。例えば、直列４気筒エンジンと同様に十字型の（cruciform）クランク軸を持つＶ８エンジンは、”強”気筒と”弱”気筒とが連続的に交互に使用される排気マニフォールドの各々に対し、実質的に同じ排気熱及び/又は燃焼生成物を供給することになる。このようにして、二つの排気マニフォールドが実質的にバランスされ、或いは、対称的に燃焼生成物を受け取るようになる。

しかしながら、右側気筒バンクと左側気筒バンクとの間で連続的に着火する（例えば、右側バンク−左側バンク−右側バンク−左側バンクの順に着火する)Ｖ型エンジンのようなエンジン構成では、”強”気筒と”弱”気筒を交互に連続的に着火すると、”強”気筒によって生成された排気ガスが第一排気マニフォールド内を流れるようになり、”弱”気筒によって生成された排気ガスが第二排気マニフォールド内を流れるようになることがある。例えば、Ｖ６エンジン或いはＶ１０エンジンは、平面的な（planar）クランク軸を有しＶ８エンジンと同様に、右側バンクの気筒と左側バンクの気筒との着火を交互に行うシーケンスで着火することが出来る。この形式の着火順序が”強”エンジン気筒と”弱”エンジン気筒との着火を交互に行うことと組み合わされたとき、排気システムは燃焼生成物を非対称に受ける可能性がある。

そのような非対称性は、”強”気筒からの排気が第一排気マニフォールドによって受け取られ、そして、”弱”気筒からの排気が第二排気マニフォールドによって受け取られるので、種々の後処理装置を含む排気システムの装置及び構成要素に、不均一な加熱或いは時効をもたらし得る。更に、例えば冷間始動時やエンジン・システムの暖気中のような、後処理装置の温度を上昇させるべく排気マニフォールドに排気熱が供給される特定の運転状態において、”弱”着火気筒は、対応する排気システム装置に十分な熱を供給する為の時間がかかる場合がある。別の例として、この種の非対称性に起因して、特定の”弱”気筒群或いは”強”気筒群に付随する後処理装置が、他の気筒群に付随する別の後処理装置に比べてより早く排気ガスや燃焼生成物で満たされるようになる場合がある。

したがって、幾つかの状態において、エンジンは各気筒バンクを用いて、或いは、そこに連結される各排気マニフォールドに関して、”強”気筒と”弱”気筒とを混合して運転され得る。例えば、図１２のＢは、図５のＢに示す６気筒エンジンのための運転例を示す。この具体的な例において、各気筒の３つのバンクが二つの”強”気筒と一つの”弱”気筒とを交互に着火することにより運転される。したがって、この例におけるエンジン気筒の着火順序は、７２０度サイクルに亘り、１Ｒ、４Ｌ、２Ｒ、５Ｌ、３Ｒ、６Ｌに対応する。この着火パターンは、図１６の着火パターン１０２２によっても示される。このようにして、エンジンは、排気マニフォールドが同じ量の排気熱及び/又は燃焼生成物を受けるように運転され得る。

図１２のＣに示されるように、例えばＶ６にようなエンジンは、一つの気筒バンクにつき、一つの”強”気筒と二つの”弱”気筒で運転され、それにより、夫々の排気マニフォールドに同じ量の排気熱及び/又は燃焼生成物を供給する場合がある。したがって、この例においては、エンジン気筒の着火順序は１Ｒ、４Ｌ、２Ｒ、５Ｌ、３Ｒ、６Ｌに対応するが、例えば、二つの”弱”気筒と一つの”強”気筒とを交互に行う、図１６のパターン１０２４で示される異なる着火パターンを使用する場合もある。

このように、エンジンは、必ずしも”強”気筒又は”弱”気筒が一つ置きに交互に着火される必要は無く、"強”気筒又は”弱”気筒の一方の二本以上の気筒が、”弱”気筒又は”強”の他方の少なくとも一本の気筒と交互に着火するように運転される場合もある。”強”気筒と”弱”気筒が連続的に一つおきに交互に着火を行う取り組みは、幾つかの状態において、二つ以上の”強”気筒或いは”弱”気筒が連続的に順次に着火するのに比べて、小さなＮＶＨを生成することになるが、対称的な排気システムの作動がより強く要求される場合には、図１２のＢ及びＣを参照に記述される取り組みが使用されることがある。

図１２のＡ、Ｂ、及び、Ｃを参照して記述される着火パターン例には、例えば図１０のＢを参照して記述されるような異なる制御特性を伴うことが出来る。限定しない例の一つとして、図１２のＡに示される連続的な交互着火パターンの場合は、図１２のＢに示される交互着火パターンに比べて、エンジン速度の上昇に伴うトルク偏差の増加が早い。同様に、二つの”強”気筒と一つの”弱”気筒を交互に行うことを含む図１２のＢに示す着火パターンに適用されるトルク偏差は、一つの”強”気筒と二つの”弱”気筒を交互に行うことを含む図１２のＣに示す着火パターンに適用されるトルク偏差とは異なって変化し得る。

更に、図１３及び図１４を参照にして記述するように、実施例の幾つかにおいてエンジンは、特定の運転状態において生じ得る上述の如き非対称性を補償する為に、非対称な吸気及び/又は排気システムを備えることがある。具体的には、図１３のＡ乃至Ｄが、第一気筒群（気筒群１）と第二気筒群（気筒群２）とを有するエンジンのための吸気システムの一例を示す。気筒群１及び気筒群２は夫々、１本またはそれ以上の本数のエンジン気筒を含むことが出来る。例えば、エンジン気筒の半数が気筒群１に含まれ、残りの半数が気筒群２に含まれる場合がある。別の例として、エンジン気筒の三分の一が気筒群１に含まれる一方、残りの三分の二のエンジン気筒が気筒群２に含まれる場合がある。そのように、複数の気筒群が同数の気筒を持つ必要が無いことを理解すべきである。例えば、図１２のＢ及びＣを参照して上述したように、幾つかのエンジンは、異なる数の”強”気筒（例えば、高トルク出力）と”弱”気筒（例えば、低トルク出力）によって運転され得る。更に、気筒群１が”強”気筒のみを含み、気筒群２が”弱”気筒のみを含む場合もあれば、気筒群１と２が”強”気筒と”弱”気筒を混合で含む場合もある。

図１３のＡに示すように、気筒群１は吸気通路８１２を介して吸気を受け、気筒群２は吸気通路８２２を介して吸気を受ける。したがって、気筒群１と気筒群２は、別個の吸気通路を介して吸気を受け取ることになる。更に、吸気通路８１２及び８２２は、それぞれ符号８１０と８２０で示される一つ又はそれ以上の吸気装置を含むことが出来る。例えば、吸気装置８１０及び/又は８２０は、ターボ過給器或いはスーパーチャージャーの圧縮器のようなブースト装置を含むことが出来、更に/或いは、各気筒群に対する空気流量を制御するためのスロットルを含むことが出来る。吸気装置８１０及び８２０は、気筒群１及び２の要求に応じて、同じものでも違うものでもよく、また、同じ方法で作動させられても違う方法で作動させられても良い。

例の一つとして、気筒群１の気筒が気筒群２の気筒よりも低トルクにおいて運転（即ち、”弱”気筒運転）させられるようになっている場合、吸気装置８１０は、吸気装置８２０とは異なる状態に調節され得る。例えば、吸気装置８１０及び８２０が吸気をブーストするための圧縮器を含むとき、気筒群１の気筒と気筒群２の気筒との間にトルク偏差を生ぜしむるべく、圧縮器８１０によって供給されるブーストの量は、圧縮器８２０によって供給されるブーストの量とは異なる比率で調節される。反対に、気筒群１の気筒によって生成されるトルクと、気筒群２の気筒によって生成されるトルクとが実質的に同じ値に設定されるとき、圧縮器８１０及び８２０は、同じ大きさのブーストを提供すべく、同じ態様で動作させられ得る。

別の例として、吸気装置８１０及び８２０がスロットルを含み、そして、気筒群１の気筒が気筒群２の気筒より低いトルク出力において運転（即ち、”弱”気筒運転）させられるようになっているとき、スロットル８１０の位置はスロットル８２０の位置とは異なって調節され得る。このようにして、エンジン気筒間にトルク偏差を生じさせるために、或いは逆に気筒間のトルク偏差を取り除くために、吸気システムの一方側が他方側に対して異なるように調節され得る。

図１３のＢに示されるように、吸気システムが非対称とされていて、別個の若しくは分離された吸気通路を含む場合がある。例えば、気筒群１は、第一吸気通路８３２を介して吸気を受ける一方で、気筒群２は第二吸気通路８３４を介して吸気を受けることが出来る。更に、吸気通路８３４は追加の、若しくは、異なる吸気装置８３０を含むことが出来る。例えば、吸気装置８３０は、気筒群１の気筒と気筒群２の気筒との間に特定のトルク偏差を供給すべく作動され得る、スロットル或いはブースト装置を含む。

図１３のＡ及びＢは対称及び非対称の独立吸気システムの例を示し、図１３のＣ及びＤは対称及び非対称の共用吸気システムの例を示す。例の一つとして図１３のＣは、吸気装置８４０を含み得る共用吸気通路８４２を介して吸気を受ける結合型の吸気システムを示す。吸気装置８４０が、例えば、ターボ過給器又はスーパーチャージャーの圧縮器のようなブースト装置を含み、そして/或いは、スロットルを含み得る。吸気通路８４２が、それぞれ吸気を気筒群１及び２に供給する吸気通路８５２及び８６２に吸気を供給することが出来る。吸気通路８５２は吸気装置８５０を含み、及び/又は、吸気通路８６２は吸気装置８６０を含むことが出来る。吸気装置８５０及び８６０は、例えばブースト装置及び/又はスロットルを含み得る。更に、吸気装置８５０と８６０とは、同じものでも違うものでもよい。例えば、吸気装置８５０及び８６０は、夫々ターボ過給器かスロットルを含み得る。あるいは、吸気装置８５０がブースト装置を含む一方で吸気装置８６０がスロットルを含む場合もある。

更に、吸気装置８５０及び８６０は、運転条件に応じて、同じ態様で運転させられる場合もあれば、異なる態様で運転させられる場合もある。例えば、吸気装置８５０及び８６０の夫々がブースト装置であるとき、例えば図１３のＡを参照して記述したように、気筒群１に供給されるブーストの量が、気筒群２に供給されるブーストの量と異なって調節される場合がある。しかしながら、図１３のＣの構成と図１３のＡの構成との違いの一つは、吸気装置８４０を含む共用吸気通路８４２である。例えば、吸気装置８４０は気筒群１と気筒群２の両方によって生成されるトルクを変えるように制御され得る一方で、吸気装置８５０及び８６０は、気筒群１で生成されるトルクの気筒群２で生成されるトルクに対する比率を変えるべく調節され得る。

別の例として、図１３のＤが、吸気装置８７０を含み得る共用吸気通路８７２を介して吸気を受ける結合型の吸気システムを示す。吸気装置８７０は、例えば、ターボ過給器若しくはスーパーチャージャーの圧縮器、及び/又は、スロットルのようなブースト装置を含み得る。吸気通路８７２は、夫々気筒群１及び２に吸気を供給する吸気通路８８２及び８８４に吸気を供給可能である。吸気通路８８２は吸気装置８８０を含み得るが、一方で吸気通路８８４は吸気通路８８２の中に見られるような吸気通路を含まない。吸気装置８８０は例えばブースト装置及び/又はスロットルを含み得る。したがって、吸気装置８７０の運転状態を変えることにより気筒群１及び２で生成されるトルクの量が変更可能である一方、吸気装置８８０の調節が、気筒群１で生成されるトルクを気筒群２とは異なるように変更するために使用され得る。このようにして、気筒に供給される吸気の状態を調節することにより、第一気筒群と第二気筒群との間にトルク偏差が生成され得る。

図１３のＡ乃至Ｄを参照してここに記述されるように、様々な吸気システム構成が、少なくとも二つの気筒群間にトルク偏差を適用可能とするために使用され得る。図１４のＡ乃至Ｄが、少なくとも幾つかの運転状態の間に夫々の気筒間にトルク偏差を伴って運転される少なくとも二つの気筒群によって生成される排気ガスの後処理を可能とするために使用され得る、種々の排気システム構成を示す。図１４のＡ乃至Ｄに示される種々の排気システム構成が、ここに詳細を記述するような相乗効果を達成する為に、図１３のＡ乃至Ｄに示される種々の吸気システム構成と組み合わされて使用され得ることを記しておく。

ここで図１４のＡ及びＢを参照すると、二つの独立した排気システムが示される。例えば図１４のＡは、中間排気装置９１０を含む排気通路９１２を介して燃焼生成物を排気する第一気筒群（気筒群１）を示す。同様に、第二気筒群（気筒群２）が、中間排気装置９２０を含む排気通路９２２を介して燃焼生成物を排気するのが示される。排気システム９１２及び９２０は夫々、排気スロットル、後処理装置（例えば、触媒、貯蔵装置、フィルタなど）、及び/又は、ターボ過給器に付随する排気ガス・タービンの一つ以上を含むことが出来る。排気装置９１０及び９２０は、同じものでも違うものでもよい。例えば、排気装置９１０は排気装置９２０よりも大きな、或いはそれとは異なる触媒を含み、そこにおいて気筒群１は、気筒群２より大量に、特定の排気生成物を生成する。このようにして、図１４のＡの排気システムが対称的なシステム、あるいは、非対称なシステムとして構成され得る。

図１４のＢが、非対称構成を持つ二つの独立した排気システムを示す。例えば、気筒群１が排気通路９３２を含む一方で、気筒群２が、排気通路９３２には含まれない中間排気装置９３０を含む。排気装置９３０が、排気スロットル、ターボ過給器のタービン部、及び/又は、一つ以上の後処理装置であり得ることを記しておく。このようにして、少なくとも第一気筒群と第二気筒群とがトルク偏差を持って運転されるときに、第一気筒群によって生成される排気ガスと第二気筒群によって生成される排気ガスとの間に差異が生じることに対応して、それらが異なった態様で処理されるようになる。

図１４のＣ及びＤは、第一気筒群と第二気筒群との排気通路が結合されている、他の排気システム構成を示す。例えば、図１４のＣは、中間排気装置９４０を持つ排気通路９４２を含む気筒群１と、中間排気装置９５０を持つ排気通路９５２を含む気筒群２を示す。図１４を参照にして上述したように、排気装置９４０及び９５０は、気筒群１及び２に関して採用される具体的な制御ストラテジーに応じて、同じでも良いし、異なっても良い。更に、排気通路９４２及び９５２は、中間排気装置９６０を含む排気通路９６２において結合される。このようにして、第一気筒群及び第二気筒群から受けられる排気ガスが、夫々の中間排気装置９４０及び９５０に応じて同様に、或いは、異なる態様で処理される一方で、合流させられた排気ガス流が中間排気装置９６０によって処理される。

図１４のＤは、第一気筒群が中間排気装置９７０の介在する排気通路９７２を含み、第二気筒群が排気装置９７０の介在しない排気通路９７４を含む、実施例を示す。このようにして、排気システムは、（少なくとも幾つかの状態において）異なるトルクレベルを生成する複数の気筒群から受ける排気ガスが、異なる態様で処理され得るように、非対称に構成される場合がある。最後に、排気通路９７２及び９７４が、第一気筒群と第二気筒群の合流された排気流を処理するために中間排気装置９８０を含む、符号９８２の排気通路において結合される。

図１３及び図１４に示すように、例えばエンジンの少なくとも二つの気筒群の間にトルク偏差を生じさせるときに、それら二つの気筒群の非対称な運転状態を補償するべく、種々の吸気装置及び排気装置が選択され、或いは構築される。しかしながら、二つ以上の気筒群間にトルク偏差を生成する為に、或いは、それによる非対称性を補償する為に、非対称な吸気システムや排気システムは必ずしも必要ではない。例えば、図９を参照して記述するように対称的な排気システム構成を使用する場合に、二つの気筒群の間のトルク偏差の状態を、排気システムの作動の非対称性が軽減されるように交替、或いは移行させることができる。

図１５、１６、及び、１７には、ここに記述したエンジンの幾つかの着火パターン例が示されている。図１５、１６、及び、１７において示されるテーブルの各々において、「Ｓ」は”強（例えば、高いトルクを生成する）”気筒を表わし、「Ｗ」は”弱（低いトルクを生成する”気筒を表わす。テーブルの横軸に沿って配置された数字は、逐次的な着火順を表す番号であり、必ずしも、気筒識別番号やエンジン内の気筒の相対位置に対応しない。

具体的に、図１５は、四気筒エンジンのための着火パターン１０１０乃至１０１８の例を示すテーブルを提供する。図１６は、六気筒エンジンのための着火パターン１０２０乃至１０３２の例を示すテーブルを提供する。図１７は、八気筒エンジンのための着火パターン１０４０乃至１０５０の例を示すテーブルを提供する。これらのテーブルが、ここに記載するトルク偏差の取り組みとともに使用され得る着火パターンの一部に関する、限定しない例であることを記しておく。更に、図１５乃至１７によって提供される逐次的な着火順の番号は、如何なるエンジン動作にも関連しており、必ずしも始動後のエンジンの最初の着火順には対応しないことを理解すべきである。

例の一つとして、図１１のＢ乃至Ｅに示される着火パターンがパターン１０１０、１０２０、及び、１０４０に対応し得て、そこにおいて着火パターンは”強”着火気筒と”弱”着火気筒とを、連続的に交互に行う。別の例として、図１２のＡに示される着火パターンが、パターン１０４０に対応し得る。更に別の例として、図１２のＢに示される着火パターンがパターン１０２２に対応し得る。更に別の例として、図１２のＣに示される着火パターンがパターン１０２４に対応し得る。したがって、少なくとも二つの気筒群間のトルク偏差が、図１５、１６、及び、１７、その他、必ずしもここに示されていない如何なる着火パターンにも適用され得ることを理解すべきである。

ここで図１８のＡ及びＢに示されるグラフは、ハイブリッド推進システム内で連結されたエンジン及びモーターのトルク・パルスの例を示している。図１８のＡ及びＢに示されている運転状態は、図８のＢのステップ４３２におおて実行される運転状態に対応し得る。具体的に図１８のＡを参照すると、エンジン気筒が、符号１１００で示される”強”気筒と、符号１１２０で示される”弱”気筒とを交互に実施する（必ずしも連続的である必要はない）、着火パターンが示される。符号１１４０において示されるように、モーターは、先行着火気筒、及び/又は、後続着火気筒と実質的に同じ大きさのトルクを供給すべく、自動車の駆動系にトルクを供給するために制御され得る。例えば、符号１１３０として表わされる、気筒１１１０の着火と気筒１１２０の着火との間のトルク偏差に対応するトルク量を生成すべく、作動させられ得る。

また、図１８のＢにはトルク偏差が示されており、”強”気筒が正トルクを生成する一方、他の気筒或いは”弱”気筒が符号１１５０で示す負トルクを生成している。符号１１６０において示されているように、モーターは符号１１５２で示すように正味トルクが零となるように、駆動系（動力伝達装置）にトルクを供給すべく作動される場合がある。一方で、符号１１６２において示されるように、モーターは、先行する”強”気筒、或いは、後続の”強”気筒と実質的に同じトルク・パルス１１５４を生成するように駆動系にトルクを供給すべく作動される場合もある。このようにして、トルク偏差及び着火気筒の周波数に応じてモーターを選択的に作動させることにより、少なくとも幾つかの状態においてＮＶＨが低減され得る。

さらに、図１８のＣのグラフは、例えば図９を参照して記述したように、トルク偏差の状態を移行するときのトルク・パルス例を示す。この特定の実施例において、”弱”気筒は符号１１７０で示されるトルク・パルスを生成し、そして、”強”気筒は符号１１８０で示すトルク・パルスを生成する。符号１１９０で示されるように、例えば図９のステップ４４２に関連して記述した移行が実行される。そのようにして、符号１１９０において、”強”気筒が”弱”気筒に移行され、そして、”弱”気筒が”強”気筒に移行される。

ここに含まれる制御ルーチン及び推定ルーチンの例が、種々のエンジン及び/又は自動車システム構成とともに使用可能であることを記しておく。ここに記述される具体的なルーチンは、イベント駆動、割り込み駆動、マルチ・タスキング、マルチ・スレッディング、及び、それらに類する処理方法の一つ或いはそれ以上の適切な数によってを表すことが出来る。示された種々の処理、操作、或いは、機能は、記述された順番で実行される場合もあれば、並行して実行される場合もあり、一部が省略される場合もある。同様に、ここに記述された処理の順序は、ここに記述された実施形態例の特徴及びメリットを実現するために必ずしも必要とされるものではなく、図示と記述の容易化のために提供されるものである。図示された処理又は機能の一つ以上が、使用される具体的なストラテジーに依存して繰り返して実行される場合がある。更に、記述された処理が、例えばエンジン制御装置内のセンサーに関してコンピューター読み取り可能な記憶媒体の中にプログラムされる図式化コードであり得る。

ここに記述される構成及びルーチンは、本質的に例示であって、多数の変形例が可能であるため、これら具体的な実施形態は、発明を限定する意味で認識されるべきではない。例えば、上述の技術は、Ｖ６エンジン、Ｉ４エンジン、Ｉ６エンジン、Ｖ１２エンジン、対向４気筒エンジン、及び、他のエンジン形式において適用可能である。本明細書の主題は、ここに記述された種々のシステム及び構成、そして他の特徴、機能及び/又は特性の新規で非自明な全ての組み合わせ及び一部組み合わせ（サブコンビネーション）を含む。

特許請求の範囲は、新規で非自明と見なされる特定の組み合わせ及び一部組み合わせを具体的に示す。これらの特許請求の範囲は、「一つの」構成要素、又は「一つの第一の」構成要素、又は、それらの同義語に言及し得る。そのような特許請求の範囲は、その構成要素が一つ以上あるものを含み、その構成要素が二つ以上あるものを要求もしなければ、除外もしないと理解されるべきである。ここに開示されている種々の特徴、機能、構成要素及び/又は特性の他の組み合わせ及び一部組み合わせが本件請求の範囲の補正又は本出願又は関連出願の新しい請求の範囲の提供によって、請求され得る。最初の特許請求の範囲の権利範囲より広い特許請求の範囲、狭い特許請求の範囲、同じ特許請求の範囲、又は異なる特許請求の範囲であろうと、そのような特許請求の範囲もまた、本明細書の主題に含まれると見なされる。

本発明を適用可能なエンジンの部分概略図である。 本発明を適用可能なエンジンの部分概略図である。 本発明を適用可能なエンジンの部分概略図である。 ブースト装置を備えたエンジンの概略図である。 本発明を適用可能な多気筒エンジンの気筒配列の例を示す概略図である。 本発明を適用可能な自動車用ハイブリッド推進システムの概略図である。 エンジン・システムの制御ストラテジーを示すフローチャートである。 エンジン・システムの制御ストラテジーを示すフローチャートである。 エンジン・システムの制御ストラテジーを示すフローチャートである。 二つのエンジン気筒群の間のトルク比と、エンジン速度或いはエンジン負荷との関係を示すグラフと、二つのエンジン気筒群の間のトルク偏差と、エンジン速度或いはエンジン負荷との関係を示すグラフである。 エンジンのトルク・パルスの時間変化を示すタイムチャートである。 個々の気筒のトルク・パルスとエンジンの総トルク・パルスの時間変化を示すタイムチャートである。 本発明が適用可能なエンジンに使用することが出来る吸気システム例の概略図である。 本発明が適用可能なエンジンに使用することが出来る排気システム例の概略図である。 本発明が適用可能なエンジンの着火パターン例を示すテーブルである。 本発明が適用可能なエンジンの着火パターン例を示すテーブルである。 本発明が適用可能なエンジンの着火パターン例を示すテーブルである。 エンジンのトルク・パルスの時間変化例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０． エンジン
１２． 制御器
５２． 吸気弁
５１ａ．電動バルブ・アクチュエータ
５１ｂ．カム駆動システム
５３． 排気弁
５３ａ．電動バルブ・アクチュエータ
５３ｂ．カム駆動システム
６２． スロットル
６６． 燃料噴射弁
６７． 燃料噴射弁
７０． 排気物制御装置
１２６． 排気ガスセンサー
３１０． 電動モーター
３３０． 電動モーター

Claims (24)

1. 少なくとも第一気筒と第二気筒とを含む複数気筒を備えた内燃機関の運転方法であって、
   上記第一気筒と第二気筒とを交互に着火する工程、
   第一運転モードとして、上記第一気筒の燃焼によって生成されるトルク量と上記第二気筒の燃焼によって生成されるトルク量との間に、第一の偏差を生ずるように上記内燃機関の運転パラメータを調節する工程、及び、
   第二運転モードとして、上記第一気筒の燃焼によって生成されるトルク量と上記第二気筒の燃焼によって生成されるトルク量との間に、上記第一の偏差よりも大きな第二の偏差を生ずるように上記内燃機関の運転パラメータを調節する工程、を有し、
   上記第一運転モードを上記第二運転モードよりも高い回転速度で実行する、
   ことを特徴とする内燃機関の運転方法。
2. 上記第一運転モードを上記第二運転モードよりも高い内燃機関負荷で実行する、請求項１に記載の方法。
3. 上記運転パラメータには、上記第一気筒及び第二気筒の少なくとも一方の吸気量を含み、
   上記吸気量は、バルブ・タイミング、ブーストの大きさ、或いは、スロットル位置の少なくとも一つを調節することによって変更する、
   請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
4. 上記運転パラメータには、上記第一気筒及び第二気筒の少なくとも一方の点火タイミングを含む、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
5. 上記運転パラメータには、上記第一気筒及び第二気筒の少なくとも一方に供給する燃料の量を含む、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
6. 上記第一運転モードでは、上記第一気筒を火花点火モードで運転する一方、上記第二気筒は圧縮着火モードで運転し、
   上記第二運転モードでは、上記第一気筒及び第二気筒をいずれも火花点火モードで運転する、
   請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
7. 上記第一運転モードでは、上記第一気筒を第二気筒よりもリッチな空燃比で運転し、
   上記第二運転モードでは、上記第一気筒及び第二気筒を実質的に同じ空燃比で運転する、
   請求項１乃至６のいずれか一つに記載の方法。
8. 上記第一運転モードでは、上記第一気筒を実質的にストイキの空燃比とする一方、上記第二気筒はストイキよりもリーンな空燃比で均一燃焼状態とする、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法。
9. 上記第一運転モードでは、上記第一気筒を実質的にストイキの空燃比とする一方、上記第二気筒はストイキよりもリーンな空燃比で成層燃焼状態とする、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の方法。
10. 上記第一運転モードにおいて、第一の燃料混合物を上記第一気筒に供給する一方、上記第二気筒には第二の燃料混合物を供給する工程を更に有し、
    上記第一燃料混合物は上記第二燃料混合物に比べて高いアルコール濃度とする、
    請求項１乃至９のいずれか一つに記載の方法。
11. 第三運転モードとして、上記内燃機関の少なくとも一つのサイクルの間に上記第二気筒の着火を停止する工程を更に有し、
    上記第三運転モードを上記第一運転モードよりも高い回転速度で実行する、
    請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の方法。
12. 車両の推進システムであって、
    少なくとも第一気筒群と第二気筒群を含む内燃機関、及び
    上記第一気筒群の各着火気筒が第一の量のトルクを生成し、上記第二気筒群の各着火気筒が上記第一の量とは異なる第二の量のトルクを生成するように、上記内燃機関を運転する制御システムを有し、
    上記制御システムは、内燃機関の回転速度の上昇に伴って上記第一のトルク量及び第二のトルク量の偏差を増大させるように構成されている、
    車両の推進システム。
13. 上記トルク量の偏差は、上記制御システムが、上記第一気筒群及び第二気筒群の少なくとも一つの点火タイミングを制御することによって調節される、請求項１２に記載のシステム。
14. 上記トルク量の偏差は、上記制御システムが、上記第一気筒群及び第二気筒群の少なくとも一つに供給する空気及び燃料の比率を制御することによって調節される、請求項１２又は１３のいずれかに記載のシステム。
15. 上記トルク量の偏差は、上記制御システムが、上記第一気筒群及び第二気筒群の少なくとも一つの燃焼モードを制御することによって調節される、請求項１２乃至１４のいずれか一つに記載のシステム。
16. 相対的に回転速度が高いとき、上記第一の量のトルクが正トルクとされ、上記第二の量のトルクは負トルクとされる一方、
    相対的に回転速度が低いときには、上記第一の量のトルク及び第二の量のトルクの両方が正トルクとされる、
    請求項１２乃至１５のいずれか一つに記載のシステム。
17. 相対的に回転速度が高いとき、上記第一の量のトルクが上記第二の量のトルクよりも大きく、
    相対的に回転速度が低いときには、上記第一の量のトルクと上記第二の量のトルクとが実質的に同じ大きさである、
    請求項１２乃至１６のいずれか一つに記載のシステム。
18. 上記第一気筒群及び第二気筒群の夫々が少なくとも一つの気筒を含み、かつ該第一気筒群には第二気筒群とは異なる数の気筒が含まれる、請求項１２乃至１７のいずれか一つに記載のシステム。
19. 上記内燃機関のクランク軸に連結された電動モーターを更に有し、
    上記制御システムは、上記モーターから内燃機関へ送られるトルクの大きさを、上記トルク量の偏差に応じて調整するように構成されている、
    請求項１乃至１８のいずれか一つに記載のシステム。
20. 複数の気筒を備えた内燃機関の運転方法であって、
    第一の気筒群の各気筒と第二の気筒群の各気筒との間に第一のトルク偏差を生成すべく、上記第一の気筒群の各気筒を第一パターンで着火させ、そして、上記第一のトルク偏差を上記内燃機関の速度変化に応じて第一の量、変化させる工程、及び、
    第一の気筒群の各気筒と第二の気筒群の各気筒との間に第二のトルク偏差を生成すべく、上記第一の気筒群の各気筒を上記第一パターンとは異なる第二パターンで着火させ、そして、上記第二のトルク偏差を上記内燃機関の速度変化に応じて上記第一の量とは異なる第二の量、変化させる工程、
    を有する方法。
21. 上記第一のトルク偏差及び上記第二のトルク偏差の少なくとも一方を、上記内燃機関の速度の上昇に応じて増大させる、請求項２０に記載の方法。
22. 上記第一パターンで上記内燃機関が運転される間、上記第一気筒群が第一の数の気筒を含み、
    上記第二パターンで上記内燃機関が運転される間、上記第二気筒群が上記第一の数とは異なる第二の数の気筒を含む、
    請求項２０又は２１に記載の方法。
23. 上記第一気筒群が少なくとも一つの気筒を含み、上記第二気筒群が少なくとも一つの気筒を含み、上記第一気筒群の各気筒が上記第二気筒群の各気筒に比べて大きな量のトルクを生成する、請求項２０乃至２２のいずれか一つに記載の方法。
24. 少なくとも上記第一パターンで上記内燃機関を運転するときには、上記第二気筒群の各気筒を上記第一気筒群の各気筒と交互に燃焼させる一方、上記第二パターンで運転するときには、上記第二気筒群の燃焼を停止させる工程を更に有する、請求項２０乃至２３のいずれか一つに記載の方法。

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