JP2009085020A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、同じ気筒列内の各気筒の燃焼間隔が不等間隔であり、且つターボ過給機を備えた内燃機関において、他気筒の排気脈動の影響によって残留ガス量が増加し易い特定の気筒においても、残留ガス量が多くなることを確実に抑制することを目的とする。
【解決手段】ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａに連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁ＥＸ１と、タービン１４ａに連通しないバイパス側排気弁ＥＸ２とを各気筒に備える。所定の運転状況において、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量、または、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバイパス側バルブオーバーラップ期間が、その他の気筒のバイパス側排気弁リフト量またはバイパス側バルブオーバーラップ期間より大きくなるように、可変動弁装置を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

図１０は、従来のＶ型８気筒エンジンを示す模式的な平面図である。同図に示すように、Ｖ型８気筒エンジン９０は、左気筒列（左バンク）９２Ｌと右気筒列（右バンク）９２Ｒとを有している。左気筒列９２Ｌは、１番、３番、５番および７番気筒で構成され、右気筒列９２Ｒは、２番、４番、６番および８番気筒で構成されている。左気筒列９２Ｌの各気筒は、排気マニホールド９４Ｌを共用しており、右気筒列９２Ｒの各気筒は、排気マニホールド９４Ｒを共用している。

このようなＶ型８気筒エンジン９０の点火順序は色々あるが、ここでは１→８→７→３→６→５→４→２の場合について説明する。図１１は、この点火順序の場合のクランク角と各気筒の作動行程との関係を示す図である。同図に示すように、このような点火順序の場合、左右の各気筒列内での燃焼間隔は、１８０°等間隔とはならず、不等間隔（９０°、１８０°、２７０°）となる。

左気筒列９２Ｌの各気筒は、排気マニホールド９４Ｌを共用しているため、左気筒列９２Ｌ内の他の気筒の排気脈動の影響を受け得る。同様に、右気筒列９２Ｒの各気筒は、排気マニホールド９４Ｒを共用しているため、右気筒列９２Ｒ内の他の気筒の排気脈動の影響を受け得る。左右の各気筒列内での燃焼間隔が等間隔であれば、各気筒が他の気筒から受ける排気脈動の影響も均一になる。しかしながら、上述したように、Ｖ型８気筒エンジン９０では、左右の各気筒列内での燃焼間隔が不等間隔であるため、他気筒から受ける排気脈動の影響が気筒間で異なる。

左気筒列９２Ｌの場合を具体的に説明すると、まず、７番気筒のブローダウンの影響を受けて、１番気筒の残留ガスが増加し易くなる。すなわち、図１１に示すように、７番気筒において排気弁が開いて筒内の高圧の排気ガスが排気マニホールド９４Ｌ内へ放出されることによって排気マニホールド９４Ｌ内の圧力が高まったとき、１番気筒では排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間にある。このため、排気マニホールド９４Ｌ内の排気ガスが１番気筒の排気弁から筒内や吸気ポートに逆流し、１番気筒の残留ガスが増加する。

更に、左気筒列９２Ｌにおいては、上記と同様に、５番気筒のブローダウンの影響を受けて、３番気筒の残留ガスが増加し易くなる。一方、５番気筒および７番気筒は、多気筒の排気脈動の影響を受けにくいので、残留ガスは少なくなる。

同様にして、右気筒列９２Ｒにおいては、図１１から分かるように、４番気筒のブローダウンの影響を受けて６番気筒の残留ガスが増加し易くなり、８番気筒のブローダウンの影響を受けて２番気筒の残留ガスが増加し易くなる。その一方で、４番気筒および８番気筒は、多気筒の排気脈動の影響を受けにくいので、残留ガスは少なくなる。

以上のようにして、Ｖ型８気筒エンジン９０では、エンジン回転数やエンジン負荷にかかわらず、特定の気筒（１番、２番、３番、６番）において残留ガス量が多くなり易いという特性がある。その結果、それら残留ガス量の多くなり易い気筒では、他の気筒と比べて、燃焼が悪化したり、失火の危険性が高くなったりする。このため、トルク変動などが生じてドライバビリティが悪化したり、排気浄化触媒の劣化を促進させたりするなど、様々な悪影響が発生し易くなる。

このような問題に対し、従来、残留ガス量が多くなり易い気筒の残留ガス量が少なくなるように、残留ガス量が多くなり易い気筒とその他の気筒とで、吸気弁や排気弁を駆動するカムの形状を異ならせるという対策がとられている。しかしながら、このような対策では、弁特性の補正値が固定値であるので、特定の運転領域のみでしか残留ガス量を十分に低減できず、すべての運転領域で問題を解決することはできなかった。

一方、特開２００６−１６１６１９号公報には、ブローダウンガス発生気筒（上記の点火順序では、５番、７番、４番、８番）の排気通路に流路開閉弁を設け、その流路開閉弁を開閉制御することにより、ブローダウンガス発生気筒の排気圧を低下させ、もって各気筒の残留ガス量を均等化する技術が開示されている。しかしながら、このような対策では、ブローダウンガス発生気筒のポンプ損失が大きくなり、燃費が悪化し易いという欠点がある。更に、流路開閉弁の分だけ製造コストが高くなるという欠点もある。

また、特開２００３−５６３７４号公報には、吸・排気弁のバルブ特性を気筒毎に独立に制御可能なエンジンにおいて、残留ガス量が多くなり易い気筒の吸気弁開き時期を他の気筒より遅くするか排気弁閉じ時期を他の気筒より早くするようにバルブ特性を制御することにより、残留ガス量が多くなり易い気筒のバルブオーバーラップ期間を他の気筒より短くし、もってそれらの気筒の残留ガス量を少なくする技術が開示されている。しかしながら、吸気弁開き時期や排気弁閉じ時期、あるいはバルブオーバーラップ期間は、燃費性能や、内部ＥＧＲ量制御による燃焼制御・エミッション制御などに多大な影響を与える非常に重要なパラメータである。このため、残留ガス量が多くなり易い気筒の燃焼悪化や失火を回避するためにそれらの気筒のみバルブオーバーラップ期間を単純に短くすると、燃費性能やエミッション性能に重大な影響が発生し、好ましくない。

特開２００６−１６１６１９号公報 特開２００３−５６３７４号公報 特開２００６−１６１５８１号公報 特開平１０−８９１０６号公報

上記のように、従来より、Ｖ型８気筒エンジンで残留ガス量が多くなり易い特定気筒の残留ガス量を低減するために種々の提案がなされているが、何れの提案にも欠点がある。

また、ターボ過給機付きのＶ型８気筒エンジンの場合には、次のような問題もある。一般に、ターボ過給機付きエンジンでは、排気通路にタービンが存在するため、背圧が高くなり易く、その結果、残留ガス量が多くなり易い。このため、残留ガス量が多くなり易い特定気筒では、残留ガス量が更に多くなり、燃焼悪化や失火危険性が更に深刻となる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、同じ気筒列内の各気筒の燃焼間隔が不等間隔であり、且つターボ過給機を備えた内燃機関において、他気筒の排気脈動の影響によって残留ガス量が増加し易い特定の気筒においても、残留ガス量が多くなることを確実に抑制することの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。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
同じ気筒列内の各気筒の燃焼間隔が不等間隔であることにより、他気筒の排気脈動の影響によって残留ガス量が増加し易くなる残留ガス影響の大きさが気筒間で異なる内燃機関を制御する装置であって、
ターボ過給機と、
前記ターボ過給機のタービン入口に通じるターボ側排気通路と、
前記ターボ側排気通路に連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁と、
前記タービン入口に通じないバイパス側排気通路と、
前記バイパス側排気通路に連通する排気ポートを開閉するバイパス側排気弁と、
前記バイパス側排気弁リフト量、または、前記バイパス側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバイパス側バルブオーバーラップ期間を、前記残留ガス影響が大きい残留ガス影響大気筒とその他の気筒とで別々に変化させることのできる可変動弁装置と、
所定の運転状況において、前記残留ガス影響大気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間が、前記その他の気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間より大きくなるように、前記可変動弁装置を制御する開弁特性制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記内燃機関の各気筒は、前記残留ガス影響大気筒と、前記残留ガス影響大気筒より残留ガス影響が小さい残留ガス影響中気筒と、前記残留ガス影響中気筒より残留ガス影響が小さい残留ガス影響小気筒とに分類され、
前記可変動弁装置は、前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間を、前記残留ガス影響大気筒と前記残留ガス影響中気筒と前記残留ガス影響小気筒とで別々に変化させることができ、
前記開弁特性制御手段は、前記残留ガス影響大気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間が、前記留ガス影響中気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間より大きく、且つ、前記残留ガス影響中気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間が、前記残留ガス影響小気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間以上となるように、前記可変動弁装置を制御することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記バイパス側排気弁リフト量を、前記残留ガス影響大気筒とその他の気筒とで別々に、ゼロとすることのできるバイパス側排気弁停止手段と、
各気筒の前記バイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替える場合に、前記その他の気筒の前記バイパス側排気弁リフト量を先行してゼロに切り替え、それに遅れて、前記残留ガス影響大気筒の前記バイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替えるリフト量切替順序制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記リフト量切替順序制御手段は、前記その他の気筒のうちで、前記残留ガス影響大気筒に排気脈動の影響を及ぼす気筒以外の何れかの気筒の前記バイパス側排気弁リフト量を最先にゼロに切り替えることを特徴とする。

また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記残留ガス影響大気筒と、この残留ガス影響大気筒に排気脈動の影響を及ぼす気筒とは、それらの前記ターボ側排気弁または前記バイパス側排気弁に通じる排気ポートがシリンダヘッド内で合流していることを特徴とする。

また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記ターボ側排気弁および前記バイパス側排気弁の位置は、同じ気筒列内の隣り合う気筒間で逆になるように配置され、これにより、隣り合う二つの気筒間では前記ターボ側排気弁同士または前記バイパス側排気弁同士が隣り合って位置しており、
前記隣り合って位置する二つの前記バイパス側排気弁の各々に通じる排気ポートは、シリンダヘッド内で合流するとともに、前記隣り合って位置する二つの前記ターボ側排気弁の各々に通じる排気ポートは、シリンダヘッド内で合流することを特徴とする。

また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記ターボ側排気弁および前記バイパス側排気弁が共に駆動されるとき、前記バイパス側排気弁の開き時期は、前記ターボ側排気弁の開き時期より遅く、前記バイパス側排気弁の閉じ時期は、前記ターボ側排気弁の閉じ時期より遅いことを特徴とする。

第１の発明によれば、ターボ過給機のタービン入口に連通するターボ側排気弁と、タービン入口に連通しないバイパス側排気弁とを各気筒に備えたことにより、バイパス側排気弁と吸気弁とのバルブオーバーラップ期間（バイパス側バルブオーバーラップ期間）において、過給によって高圧となった吸気によって筒内の既燃ガスを追い払って低圧のバイパス側排気弁へ排出する掃気作用が得られる。背圧の高くなり易いターボ過給機付きエンジンでは一般に残留ガス量が多くなり易いが、第１の発明によれば、上記の掃気作用によって、残留ガス量を十分に少なくすることができる。更に、第１の発明によれば、残留ガス量の多くなり易い特定の残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁リフト量またはバイパス側バルブオーバーラップ期間を、その他の気筒のバイパス側排気弁リフト量またはバイパス側バルブオーバーラップ期間より大きくすることができる。このため、残留ガス量の多くなり易い残留ガス影響大気筒において、掃気作用を他の気筒より大きく発揮させることができる。よって、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が多くなることを確実に抑制することができ、残留ガス影響大気筒の燃焼悪化や失火を確実に回避することができる。

第２の発明によれば、残留ガス影響大気筒における掃気作用を残留ガス影響中気筒より大きくし、残留ガス影響中気筒における掃気作用を残留ガス影響小気筒以上とすることができる。このため、各気筒の残留ガスの残り易さに応じて各気筒の掃気作用の大きさを過不足なく制御することができる。よって、各気筒の残留ガス量を均一化しつつ低減することができるとともに、新気がバイパス側排気通路へ吹き抜けることも防止することができる。

第３の発明によれば、各気筒のバイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替える際に、残留ガス影響大気筒以外の気筒のバイパス側排気弁リフト量を先行してゼロに切り替え、それに遅れて、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替えることができる。各気筒のバイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替える際には、掃気作用が発揮されなくなるとともに、バイパス側排気弁の停止によってターボ側排気弁側への排気流量が急増するので、過渡的には、ターボ側排気弁側の背圧が非常に高くなるとともに排気脈動の振幅も非常に大きくなり易い。このようなことから、各気筒のバイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替える際の過渡運転時には、定常運転時と比べて、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が特に多くなり易い。これに対し、第３の発明によれば、過渡的な振幅の大きい排気脈動が減衰するまでは残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁を駆動し続けて掃気作用を発揮させることができるので、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が過渡的に多くなることを確実に抑制することができる。

第４の発明によれば、残留ガス影響大気筒以外の気筒のバイパス側排気弁リフト量を先行してゼロに切り替える際、残留ガス影響大気筒に排気脈動の影響を及ぼす気筒以外の何れかの気筒のバイパス側排気弁リフト量を最先にゼロに切り替えることができる。これにより、残留ガス影響大気筒が受ける排気脈動が過大になることを抑制することができるので、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が過渡的に多くなることをより確実に抑制することができる。

第５の発明によれば、残留ガス影響大気筒と、この残留ガス影響大気筒に排気脈動の影響を及ぼす気筒とは、それらのターボ側排気弁またはバイパス側排気弁に通じる排気ポートがシリンダヘッド内で合流している。このような構成により、排気通路の表面積を小さくし、排気通路表面からの熱エネルギー放散を抑制することができるので、ターボ効率の向上あるいは触媒の早期暖機が図れる。その一方で、それらの気筒間で排気脈動の影響が及び易くなるので、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が特に増え易くなる。しかしながら、本発明によれば、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が多くなることを確実に抑制することができるので、残留ガス影響大気筒の燃焼悪化や失火を確実に回避することができる。

第６の発明によれば、隣り合う二つの気筒間でターボ側排気弁に通じる排気ポート同士またはバイパス側排気弁に通じる排気ポート同士がシリンダヘッド内で合流している。このような構成により、排気通路の表面積を小さくし、排気通路表面からの熱エネルギー放散を抑制することができるので、ターボ効率の向上あるいは触媒の早期暖機が図れる。その一方で、それらの気筒間で排気脈動の影響が及び易くなるので、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が特に増え易くなる。しかしながら、本発明によれば、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が多くなることを確実に抑制することができるので、残留ガス影響大気筒の燃焼悪化や失火を確実に回避することができる。

第７の発明によれば、ターボ側排気弁およびバイパス側排気弁が共に駆動されるとき、バイパス側排気弁の開き時期をターボ側排気弁の開き時期より遅くし、バイパス側排気弁の閉じ時期をターボ側排気弁の閉じ時期より遅くすることができる。これにより、掃気作用を発揮させ易くするとともに、背圧の高いターボ側排気弁から筒内への排気ガスの逆流を抑制することができるので、残留ガス量をより確実に低減することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるＶ型８気筒エンジンの排気系を説明するための模式的な平面図である。なお、図１中では、吸気系については図示を省略している。また、図面中では、＃のついた数字は、気筒番号を表す。

図１に示すＶ型８気筒エンジン（以下単に「エンジン」という）１０は、左気筒列（左バンク）１２Ｌと右気筒列（右バンク）１２Ｒとを有している。左気筒列１２は、１番、３番、５番および７番気筒で構成され、右気筒列１４は、２番、４番、６番および８番気筒で構成されている。

エンジン１０には、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒが備えられている。本実施形態では、左気筒列１２Ｌに対してのターボ過給機１４Ｌと、右気筒列１４Ｒに対してのターボ過給機１４Ｒとが別々に設けられている。ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒは、タービン１４ａとコンプレッサ１４ｂとを有している。ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａは、排気ガスによって作動する。このタービン１４ａによってコンプレッサ１４ｂが駆動されることにより、吸入空気を圧縮することができる。

また、エンジン１０には、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａの入口に通じるターボ側排気通路１６Ｌ，１６Ｒと、タービン１４ａの入口に通じないバイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒとが備えられている。そして、エンジン１０の各気筒には、二つの排気弁、すなわちターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２がそれぞれ設けられている。ターボ側排気弁ＥＸ１は、ターボ側排気通路１６Ｌ，１６Ｒに連通する排気ポートを開閉するものであり、バイパス側排気弁ＥＸ２は、バイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒに連通する排気ポートを開閉するものである。

排気系には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒２０Ｌ，２０Ｒが設けられている。すなわち、左気筒列１２Ｌ側では、ターボ過給機１４Ｌのタービン１４ａの下流側の排気通路と、バイパス側排気通路１８Ｌとが、触媒２０Ｌに接続されている。右気筒列１２Ｒ側では、ターボ過給機１４Ｒのタービン１４ａの下流側の排気通路と、バイパス側排気通路１８Ｒとが、触媒２０Ｒに接続されている。

本実施形態のエンジン１０では、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２の位置が、同じ気筒列内の隣り合う気筒間で逆になるように配置されている。これにより、隣り合う気筒間で、ターボ側排気弁ＥＸ１またはバイパス側排気弁ＥＸ２が隣接して位置する。すなわち、左気筒列１２Ｌにおいては、１番気筒および３番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２同士が隣接し、３番気筒および５番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１同士が隣接し、５番気筒および７番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２同士が隣接している。そして、右気筒列１２Ｒにおいては、２番気筒および４番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２同士が隣接し、４番気筒および６番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１同士が隣接し、６番気筒および８番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２同士が隣接している。

上記隣接する同種の二つの排気弁の排気ポートは、シリンダヘッド２２Ｌ，２２Ｒ内で合流し、一つの排気出口としてシリンダヘッド２２Ｌ，２２Ｒの側面に開口している。例えば、３番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２４と、５番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２６とは、シリンダヘッド２２Ｌ内で合流しており、４番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２８と、６番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート３０とは、シリンダヘッド２２Ｒ内で合流している。

本実施形態のエンジン１０の点火順序は、１→８→７→３→６→５→４→２であるものとする。前述したように、このような点火順序のＶ型８気筒エンジンでは、一般に、７番気筒のブローダウンの影響を受けて１番気筒の残留ガス量が増加し易くなり、５番気筒のブローダウンの影響を受けて３番気筒の残留ガス量が増加し易くなり、４番気筒のブローダウンの影響を受けて６番気筒の残留ガス量が増加し易くなり、８番気筒のブローダウンの影響を受けて２番気筒の残留ガス量が増加し易くなるという特性がある。

更に、本実施形態のエンジン１０の場合には、次のような理由から、３番気筒および６番気筒の残留ガス量が特に多くなり易い。

上述したように、本実施形態のエンジン１０では、３番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２４と、５番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２６とは、シリンダヘッド２２Ｌ内で合流している。このため、５番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１から排出されたブローダウンガスが３番気筒に更に回り込み易くなるので、３番気筒の残留ガス量が特に多くなり易い。

同様に、右気筒列１２Ｒでは、４番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２８と６番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート３０とがシリンダヘッド２２Ｒ内で合流している。このため、４番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１から排出されたブローダウンガスが６番気筒に更に回り込み易くなるので、６番気筒の残留ガス量が特に多くなり易い。

このように、本実施形態のエンジン１０では、１番、３番、２番および６番の気筒の残留ガス量が他の気筒と比べて多くなり易く、その中でも３番および６番の気筒の残留ガス量が特に多くなり易いという特性を有している。そこで、以下の説明では、３番および６番の気筒を「残留ガス影響大気筒」と称し、１番および２番の気筒を「残留ガス影響中気筒」と称し、４番、５番、７番および８番の気筒を「残留ガス影響小気筒」と称する。

本実施形態のエンジン１０は、リーンバーンエンジンであり、理論空燃比近傍で燃料を燃焼させるストイキ燃焼モードと、理論空燃比より希薄な空燃比で燃料を燃焼させるリーン燃焼モードとを切り替え可能に構成されている。

図２は、本発明の実施の形態１のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態のシステムは、エンジン１０のクランク軸（出力軸）の回転角度を検出するクランク角センサ３２と、エンジン１０を搭載した車両のアクセルペダル位置（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ３４と、エンジン１０の吸入空気量を検出するエアフロメータ３６と、過給圧（ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのコンプレッサ１４ｂの下流側の吸気管圧力）を検出する過給圧センサ３８と、バイパス側排気弁リフト可変機構４０と、排気弁位相可変機構（排気ＶＶＴ機構）４２と、ターボ側排気弁停止機構４４と、吸気弁位相可変機構（吸気ＶＶＴ機構）４６とを有している。これらのセンサおよびアクチュエータは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０に電気的に接続されている。

バイパス側排気弁リフト可変機構４０は、バイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を、残留ガス影響大気筒と、残留ガス影響中気筒と、残留ガス影響小気筒とで別々に、連続的に可変とする機能を有している。本実施形態のバイパス側排気弁リフト可変機構４０は、バイパス側排気弁ＥＸ２の閉じ時期を保持したまま、バイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量および開弁期間（作用角）を可変とするように構成されている。また、このバイパス側排気弁リフト可変機構４０は、各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロにまで小さくできるように構成されている。つまり、バイパス側排気弁リフト可変機構４０によれば、バイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとすることにより、バイパス側排気弁ＥＸ２を閉状態で停止させることができる。

排気弁位相可変機構４２は、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２を駆動するカム軸の位相を連続的に変化させることにより、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブタイミングを連続的に遅くしたり早くしたりすることができる。排気弁位相可変機構４２は、最進角状態が初期状態とされており、その最進角状態からの遅角量が制御パラメータとされる。

ターボ側排気弁停止機構４４は、ターボ側排気弁ＥＸ１の作動を閉状態で停止させる機能を有している。また、吸気弁位相可変機構４６は、排気弁位相可変機構４２とほぼ同様の機構であり、エンジン１０の吸気弁（図示せず）を駆動するカム軸の位相を連続的に変化させることにより、吸気弁のバルブタイミングを連続的に遅くしたり早くしたりすることができる。吸気弁位相可変機構４６は、最遅角状態が初期状態とされており、その最遅角状態からの進角量が制御パラメータとされる。

なお、バイパス側排気弁リフト可変機構４０、排気弁位相可変機構４２、ターボ側排気弁停止機構４４、および吸気弁位相可変機構４６の各機構の構造は公知であるので、本明細書では説明を省略する。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状況に応じて、バイパス側排気弁リフト可変機構４０、排気弁位相可変機構４２、ターボ側排気弁停止機構４４、および吸気弁位相可変機構４６の状態を制御することにより、吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁特性を以下のように制御する。

（冷間始動時）
図３は、冷間始動時（触媒暖機領域）における吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。冷間始動時には、図３に示すように、バイパス側排気弁ＥＸ２を大リフトとするとともに、ターボ側排気弁ＥＸ１を閉状態で停止させる。また、吸気弁のバルブタイミングを遅角することにより、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間をほぼ無くしている。

図３に示すような開弁特性によれば、各気筒内の既燃ガスを、全部、バイパス側排気弁ＥＸ２を通してバイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒへ排出することができる。すなわち、排気ガスの全量を、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａを通さずに、触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入させることができる。このため、触媒２０Ｌ，２０Ｒの温度をなるべく早く上昇させたい冷間始動時において、タービン１４ａでの排気ガス温度低下を回避することができるので、高温の排気ガスを触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入させることができる。その結果、始動後に触媒２０Ｌ，２０Ｒを早期に活性温度まで暖機することができ、始動時のエミッションを十分に低減することができる。

特に、本実施形態では、図１に示すように、１番気筒と３番気筒との間、５番気筒と７番気筒との間、２番気筒と４番気筒との間、６番気筒と８番気筒との間、の各組で、二つの気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２に連通する排気ポートがシリンダヘッド２２Ｌ，２２Ｒ内で合流している。このため、バイパス側排気弁ＥＸ２から排出される排気ガスの流路の長さおよび表面積を小さくすることができるので、バイパス側排気弁ＥＸ２から触媒２０Ｌ，２０Ｒへと流れる排気ガスから奪われる熱エネルギーをなるべく少なくすることができ、触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入する排気ガスの温度をなるべく高く維持することができる。このため、触媒２０Ｌ，２０Ｒの更なる早期暖機および温度維持が可能となり、エミッション性能を更に向上することができる。

（ストイキ燃焼モードの高出力領域）
図４は、ストイキ燃焼モードの高出力領域における吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。この領域においては、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２を共に開く。この場合、バイパス側排気弁ＥＸ２は、ターボ側排気弁ＥＸ１よりも小さいリフト量および開弁期間で、排気行程の後半に開く。すなわち、バイパス側排気弁ＥＸ２は、ターボ側排気弁ＥＸ１より後に開き、ターボ側排気弁ＥＸ１の閉じた後（上死点より後）に閉じる。吸気弁のバルブタイミングは、進角され、上死点より前に吸気弁が開く。バイパス側排気弁ＥＸ２と吸気弁とは、それらの開弁期間が重なるバルブオーバーラップ期間を十分に有している。一方、ターボ側排気弁ＥＸ１と吸気弁とは、それらの開弁期間が重なるバルブオーバーラップ期間をほとんど有していない。

このような図４に示す開弁特性によれば、排気行程の前半においてはターボ側排気弁ＥＸ１のみが開いているので、高エネルギーの排気ガスをターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａに十分に供給することができる。このため、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒを効率良く作動させることができ、高い過給圧が得られる。

特に、本実施形態では、図１に示すように、３番気筒と５番気筒との間、４番気筒と６番気筒との間、の各組で、二つの気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポートがシリンダヘッド２２Ｌ，２２Ｒ内で合流している。このため、ターボ側排気弁ＥＸ１から排出される排気ガスの流路の長さおよび表面積を小さくすることができるので、ターボ側排気弁ＥＸ１からターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａへと流れる排気ガスから奪われる熱エネルギーをなるべく少なくすることができ、タービン１４ａに流入する排気ガスのエネルギーをなるべく高く維持することができる。このため、タービン１４ａでより多くのエネルギーを回収することができ、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒを更に高い効率で作動させることができる。

一方、排気行程の後半では、バイパス側排気弁ＥＸ２が開くことにより、残留ガス量を極めて少なくすることができる。すなわち、バイパス側排気弁ＥＸ２側は、タービン１４ａに通じていないので、背圧が低く、筒内の既燃ガスを排出し易い。更に、吸気管圧力は、過給によって高められており、バイパス側排気弁ＥＸ２側の背圧よりも高い。このため、バイパス側排気弁ＥＸ２側と吸気弁とが共に開いたバルブオーバーラップ状態になると、吸気弁から流入する高圧の新気によって筒内の既燃ガスを追い払い（掃気し）、バイパス側排気弁ＥＸ２を通してバイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒへ効率良く排出することができる。このような作用を以下「掃気作用」と称する。また、ターボ側排気弁ＥＸ１と吸気弁との間にはバルブオーバーラップがほとんどないので、背圧の高いターボ側排気弁ＥＸ１から筒内や吸気ポートに排気ガスが逆流することを確実に防止することができる。このようなことから、図４に示す開弁特性によれば、筒内の残留ガス量を極めて少なくすることができ、その分空気量を多くすることができるので、高出力化が図れる。

更に、図４に示す開弁特性によれば、残留ガス影響中気筒（１番、２番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を残留ガス影響小気筒（５番、７番、４番、８番）より大きくするとともに、残留ガス影響大気筒（３番、６番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を残留ガス影響中気筒より更に大きくしている。これにより、残留ガス影響中気筒では残留ガス影響小気筒よりも大きな掃気作用を発揮させ、残留ガス影響大気筒では残留ガス影響中気筒よりも更に大きな掃気作用を発揮させることができる。すなわち、残留ガスの多くなり易い気筒ほど、十分な掃気作用が得られるようにし、残留ガスを十分に低減することができる。このため、図４に示す開弁特性によれば、残留ガス影響大気筒や残留ガス影響中気筒においても、残留ガス量を十分に少なくすることができるので、燃焼悪化や失火などの弊害を確実に防止することができる。

また、図４に示す開弁特性によれば、残留ガス影響小気筒や残留ガス影響中気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を必要以上に大きくすることを確実に防止することができる。このため、掃気作用が過剰に発揮され、新気がバイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒに吹き抜けるようなことを確実に回避することができる。

（リーン燃焼モードの燃費向上領域）
図５は、リーン燃焼モードの燃費向上領域における吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。この領域においては、図４に示す開弁特性と比べ、残留ガス影響大気筒（３番、６番）のみバイパス側排気弁ＥＸ２を開き、その他の残留ガス影響中気筒および残留ガス影響小気筒においてはバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとしている。一般に、リーン燃焼モードでは、排気ガス温度が低くなり易い、つまり排気エネルギーが少なくなり易い。このため、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒを十分に作動させるためには、バイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒに流れる排気ガス量をなるべく少なくして、ターボ側排気通路１６Ｌ，１６Ｒに流れる排気ガス量をなるべく多くしたいという要求がある。図５に示す開弁特性によれば、残留ガス影響大気筒以外のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとすることにより、ターボ側排気通路１６Ｌ，１６Ｒに流れる排気ガス量をなるべく多くすることができるので、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒを十分に作動させ、十分な過給圧を得ることができる。一方、残留ガス影響大気筒においては、バイパス側排気弁ＥＸ２を開くので、掃気作用が発揮され、残留ガスを低減することができる。このため、残留ガス量が特に多くなり易い残留ガス影響大気筒においては、残留ガス量を十分に少なくすることができ、燃焼悪化や失火などの弊害を確実に防止することができる。

図６は、エンジン１０の運転領域を示す図である。同図に示すように、本実施形態では、エンジン１０の運転領域は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つに分けられている。ＡおよびＢの運転領域は、ストイキ燃焼モードでエンジン１０が運転されるストイキ燃焼領域である。ＣおよびＤの運転領域は、リーン燃焼モードでエンジン１０が運転されるリーン燃焼領域である。

ストイキ燃焼領域のうち、運転領域Ａでは、吸排気弁の開弁特性は、前述した図４に示す開弁特性となるように制御される。一方、ストイキ燃焼領域のうち、運転領域Ｂでは、吸排気弁の開弁特性は、図７に示す開弁特性となるように制御される。図７に示す開弁特性によれば、全気筒においてバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量がゼロとされる。また、排気弁位相可変機構４２によって排気弁のバルブタイミングを遅角することにより、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間が設けられている。

図６に示すように、運転領域Ｂは、低回転高負荷域を含む領域である。低回転高負荷域は、いわゆるターボラグ（過給圧の応答遅れ）が最も発生しやすい領域である。そこで、本実施形態では、運転領域Ｂにおいては図７に示す開弁特性とし、全気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとすることにより、排気ガスの全量をターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａに流入させることとしている。これにより、低回転高負荷域におけるターボラグをなるべく小さくすることができる。

リーン燃焼領域のうち、運転領域Ｃでは、吸排気弁の開弁特性は、前述した図５に示す開弁特性となるように制御される。一方、リーン燃焼領域のうち、運転領域Ｄは、排気ガス量の少ない低負荷域であり、ブローダウンも弱いので、残留ガス影響大気筒（３番、６番）であっても、他気筒（５番、４番）のブローダウンによって残留ガスが増える影響は少ない。よって、残留ガス影響大気筒においても、バイパス側排気弁ＥＸ２を開いて掃気作用を発揮させる必要性は少ない。また、低負荷域である運転領域Ｄでは、過給圧すなわち吸気管圧も高まりにくいので、バイパス側排気弁ＥＸ２を開いたとしても、得られる掃気作用は小さい。そこで、本実施形態では、運転領域Ｄにおいては、吸排気弁の開弁特性を上述した図７に示す開弁特性と同様、すなわち全気筒においてバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとすることとした。

［実施の形態１における具体的処理］
図８は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎あるいは所定クランク角毎に繰り返し実行されるものとする。図８に示すルーチンによれば、まず、アクセルポジションセンサ３４およびクランク角センサ３２の検出信号に基づいて、アクセル開度およびエンジン回転数が算出される（ステップ１００）。次いで、そのアクセル開度およびエンジン回転数に基づいて、エンジン１０に要求される出力が決定される（ステップ１０２）。続いて、上記要求出力、アクセル開度、エンジン回転数に基づいて、エンジン１０の動作点が図６中の領域Ａであるか否かが判別される（ステップ１０４）。

上記ステップ１０４で、エンジン１０の動作点が領域Ａであると判別された場合には、ＥＣＵ５０に予め記憶されたストイキ燃焼モード用のマップに基づいて、バイパス側排気弁ＥＸ２の基本リフト量、排気弁位相可変機構４２の遅角量、および吸気弁位相可変機構４６の進角量がそれぞれ算出される（ステップ１０６）。次いで、残留ガス影響中気筒（１番、２番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量と、残留ガス影響大気筒（３番、６番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量とが所定のマップまたは計算式に基づいてそれぞれ算出される（ステップ１０８）。このステップ１０８では、残留ガス影響中気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１０６の基本リフト量よりも大きな値として算出され、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、残留ガス影響中気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量よりも更に大きな値として算出される。

上記ステップ１０８の処理に続いて、バイパス側排気弁リフト可変機構４０の駆動制御が実行される。すなわち、残留ガス影響小気筒（５番、７番、４番、８番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１０６で算出された基本リフト量に制御され、残留ガス影響中気筒および残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、それぞれ、上記ステップ１０８で算出された所定のリフト量に制御される（ステップ１１０）。これにより、運転領域Ａにおいて、前述した図４に示すような開弁特性が実現される。

一方、上記ステップ１０４でエンジン１０の動作点が領域Ａでないと判別された場合には、次に、図６中の領域Ｃであるか否かが判別される（ステップ１１２）。

上記ステップ１１２で、エンジン１０の動作点が領域Ｃであると判別された場合には、ＥＣＵ５０に予め記憶されたリーン燃焼モード用のマップに基づいて、バイパス側排気弁ＥＸ２の基本リフト量、排気弁位相可変機構４２の遅角量、および吸気弁位相可変機構４６の進角量がそれぞれ算出される（ステップ１１４）。本実施形態では、このステップ１１４で算出されるバイパス側排気弁ＥＸ２の基本リフト量は、ゼロとされる。

上記ステップ１１４の処理に続いて、残留ガス影響中気筒（１番、２番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量と、残留ガス影響大気筒（３番、６番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量とが所定のマップまたは計算式に基づいてそれぞれ算出される（ステップ１１６）。本実施形態では、このステップ１１６では、残留ガス影響中気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、ゼロとして算出され、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、ゼロより大きな値として算出される。

上記ステップ１１６の処理に続いて、バイパス側排気弁リフト可変機構４０の駆動制御が実行される。すなわち、残留ガス影響小気筒（５番、７番、４番、８番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１１４で算出された基本リフト量すなわちゼロに制御され、残留ガス影響中気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１１６で算出されたリフト量すなわちゼロに制御され、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１１６で算出された所定のリフト量に制御される（ステップ１１０）。これにより、運転領域Ｃにおいて、前述した図５に示すような開弁特性が実現される。

一方、上記ステップ１１２で、エンジン１０の動作点が領域Ｃでないと判別された場合には、エンジン１０の動作点は図６中の領域Ｂまたは領域Ｄであることになる。この場合には、図７に示すような開弁特性を実現するべく、全気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量がゼロとなるように、バイパス側排気弁リフト可変機構４０の駆動制御が実行される（ステップ１１８）。

以上説明した実施の形態１では、吸排気弁の可変動弁装置が、バイパス側排気弁リフト可変機構４０、排気弁位相可変機構４２、ターボ側排気弁停止機構４４および吸気弁位相可変機構４６で構成されているものとして説明したが、本発明における可変動弁装置の構成はこれに限定されるものではなく、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができる。例えば、カムシャフトを電気サーボモータで回転駆動することにより弁開閉時期を任意に制御可能な可変動弁装置や、電磁駆動式あるいは油圧駆動式の可変動弁装置などを用いてもよい。

また、本実施形態では、バイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を変化させることによって掃気作用の大きさを制御しているが、掃気作用の大きさは、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバルブオーバーラップ期間（以下「バイパス側バルブオーバーラップ期間」と称する）を変化させることによっても制御することが可能である。そこで、本発明では、バイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を変化させることに代えて、残留ガス影響大気筒や残留ガス影響中気筒のバイパス側バルブオーバーラップ期間が残留ガス影響小気筒のバイパス側バルブオーバーラップ期間より長くなるように制御してもよい。この場合、バイパス側排気弁ＥＸ２の閉じ時期を残留ガス影響大気筒と残留ガス影響中気筒と残留ガス影響小気筒とで個別に制御しても、吸気弁開き時期を残留ガス影響大気筒と残留ガス影響中気筒と残留ガス影響小気筒とで個別に制御しても、どちらでもよい。

また、本実施形態では、点火順序が１→８→７→３→６→５→４→２のＶ型８気筒エンジンの場合について説明したが、Ｖ型８気筒エンジンの点火順序は色々あり、これに限定されるものではない。点火順序が異なる場合であっても、図１１および図１を参照して説明したのと同様の原理により、残留ガス影響大気筒、残留ガス影響中気筒、残留ガス影響小気筒をそれぞれ判別することができる。

また、本発明における内燃機関の気筒数および気筒配置は、Ｖ型８気筒に限定されるものではなく、同じ気筒列内の各気筒の燃焼間隔が不等間隔となるエンジンであれば、他の気筒数および気筒配置であっても適用可能である。

また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、図８に示すルーチンの処理を実行することにより前記第１の発明における「開弁特性制御手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図９を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態は、前述した実施の形態１と同様のハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ５０に、後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。

［実施の形態２の特徴］
前述したように、図６中の領域Ａにおいては各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２を開くことによって掃気作用が発揮されている一方、領域ＢおよびＤにおいては各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量がゼロとされるので掃気作用は発揮されない。このため、エンジン１０の動作点が領域Ａから領域ＢあるいはＤへと移行する場合には、バイパス側排気弁ＥＸ２の停止指令が出されて掃気作用が停止することになるので、特に残留ガス影響大気筒（３番、６番）においては残留ガス量が多くなり易い。更に、バイパス側排気弁ＥＸ２の停止により、ターボ側排気弁ＥＸ１側への排気流量が急増するので、過渡的には、ターボ側排気弁ＥＸ１側の背圧が非常に高くなるとともに、排気脈動の振幅も非常に大きくなり易い。このようなことから、領域Ａから領域ＢあるいはＤへと移行する過渡運転時には、定常運転時と比べて、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が特に多くなり易く、燃焼悪化や失火によってドライバビリティに悪影響が及ぶ可能性が高くなる。

本実施形態では、上記のような点を改善するため、領域Ａから領域ＢあるいはＤへと移行する際、振幅の大きい過渡的な排気脈動が減衰して安定するまでの期間においては、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとせず、掃気作用を継続させることとした。これにより、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が過渡的に多くなることを防止することができる。

また、残留ガス影響大気筒以外の各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロに切り替えていく際には、通常は点火順序に従って順次切り替えていくが、本実施形態では、残留ガス影響大気筒（３番、６番）に排気脈動の影響を及ぼす気筒（５番、４番）が最先に切り替わることを避けるように制御することとした。５番気筒あるいは４番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を最先にゼロに切り替えたとすると、５番気筒あるいは４番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１に連通する排気ポート２６あるいは２８の排気脈動が特に大きくなり、その大きな排気脈動が排気ポート２４あるいは３０を介して３番気筒あるいは６番気筒に伝達する。このため、残留ガス影響大気筒である３番気筒あるいは６番気筒の残留ガス量が余計に増え易くなる。これに対し、本実施形態では、５番、４番の気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が最先にゼロに切り替わることを避けることにより、上記の事態を回避することができ、残留ガス影響大気筒である３番気筒あるいは６番気筒の残留ガス量をより確実に低減することができる。

［実施の形態２における具体的処理］
図９は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図９において、図８に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図９に示すルーチンによれば、まず、アクセル開度およびエンジン回転数が算出され（ステップ１００）、そのアクセル開度およびエンジン回転数に基づいて、エンジン１０の要求出力が決定される（ステップ１０２）。

続いて、上記要求出力、アクセル開度、エンジン回転数に基づき、ＥＣＵ５０に予め記憶された所定のマップに基づいて、バイパス側排気弁ＥＸ２の基本リフト量、排気弁位相可変機構４２の遅角量、および吸気弁位相可変機構４６の進角量がそれぞれ算出される（ステップ１２０）。次いで、このステップ１２０での算出結果に基づいて、バイパス側排気弁ＥＸ２の基本リフト量がゼロである領域Ｂへの移行要求が出されているか否かが判別される（ステップ１２２）。

上記ステップ１２２で、領域Ｂへの移行要求が出されていると判別された場合には、次に、その移行要求が出されてからエンジン１０の作動サイクルが所定サイクル数αだけ経過したか否かが判別される（ステップ１２４）。この所定サイクル数αは、領域Ａから領域Ｂへ移行する場合に振幅の大きな過渡的な排気脈動が減衰するのに必要十分なサイクル数として、予め設定されている値である。このステップ１２４で、所定サイクル数αが経過していないと判別された場合には、次に、残留ガス影響大気筒（３番、６番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が所定のマップに基づいて算出される（ステップ１２６）。このステップ１２６で算出されるバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、残留ガス影響大気筒の過渡的な残留ガス増加を回避するのに必要な掃気作用が得られるようなリフト量とされる。

上記ステップ１２６の処理に続いて、クランク角センサ３２の信号等に基づいて、現在のタイミングが５番気筒あるいは４番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を切り替えるタイミングであるか否かが判別される（ステップ１２８）。このステップ１２８で、５番気筒あるいは４番気筒の切り替えタイミングであると判別された場合には、５番気筒あるいは４番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が最先にゼロに切り替えられることを避けるため、そのまま待機する。これに対し、ステップ１２８で、５番気筒および４番気筒の何れの切り替えタイミングでもないと判別された場合には、バイパス側排気弁リフト可変機構４０の駆動制御が実行され、各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が順次切り替えられる（ステップ１３０）。すなわち、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１２６で算出された所定のリフト量に制御され、残留ガス影響中気筒および残留ガス影響小気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、ゼロに制御される。

そして、領域Ａから領域Ｂへの移行要求が出されてから所定サイクル数αが経過した場合、つまりに振幅の大きな過渡的な排気脈動が減衰したと判断できる場合には、ステップ１２４の判断が肯定されるので、次に、全気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量がゼロに制御される（ステップ１３２）。つまり、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量もゼロへと切り替えられる。

一方、上記ステップ１２２で、領域Ｂへの移行要求が出されていないと判別された場合には、次に、バイパス側排気弁ＥＸ２の基本リフト量がゼロである領域Ｄへの移行要求が出されているか否かが判別される（ステップ１３４）。このステップ１３４で、領域Ｄへの移行要求が出されていると判別された場合には、次に、その移行要求が出されてからエンジン１０の作動サイクルが所定サイクル数βだけ経過したか否かが判別される（ステップ１３６）。この所定サイクル数βは、領域Ａから領域Ｄへ移行する場合に振幅の大きな過渡的な排気脈動が減衰するのに必要十分なサイクル数として、予め設定されている値である。このステップ１３６で、所定サイクル数βが経過していないと判別された場合には、次に、過給圧センサ３８で検出される過給圧（吸気管圧力）が所定圧力以上であるか否かが判別される（ステップ１３８）。この所定圧力とは、掃気作用が有効に発揮される下限の過給圧として予め設定されている値である。領域Ｄはターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒの作動しにくい低負荷域であるので、過給圧が上記所定圧力以下になる場合がある。その場合には、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２を開いたとしても掃気作用が有効に発揮されない。そこで、上記ステップ１３８で、過給圧が上記所定圧力以上であると認められなかった場合には、直ちに全気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量がゼロに制御される（ステップ１３２）。

これに対し、上記ステップ１３８で、過給圧が上記所定圧力以上であると認められた場合には、次に、残留ガス影響大気筒（３番、６番）のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が所定のマップに基づいて算出される（ステップ１４０）。このステップ１４０で算出されるバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、残留ガス影響大気筒の過渡的な残留ガス増加を回避するのに必要な掃気作用が得られるようなリフト量とされる。

上記ステップ１４０の処理に続いて、クランク角センサ３２の信号等に基づいて、現在のタイミングが５番気筒あるいは４番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量を切り替えるタイミングであるか否かが判別される（ステップ１２８）。このステップ１２８で、５番気筒あるいは４番気筒の切り替えタイミングであると判別された場合には、５番気筒あるいは４番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が最先にゼロに切り替えられることを避けるため、そのまま待機する。これに対し、ステップ１２８で、５番気筒および４番気筒の何れの切り替えタイミングでもないと判別された場合には、バイパス側排気弁リフト可変機構４０の駆動制御が実行され、各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量が順次切り替えられる（ステップ１３０）。すなわち、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、上記ステップ１４０で算出された所定のリフト量に制御され、残留ガス影響中気筒および残留ガス影響小気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量は、ゼロに制御される。

そして、領域Ａから領域Ｄへの移行要求が出されてから所定サイクル数βが経過した場合、つまりに振幅の大きな過渡的な排気脈動が減衰したと判断できる場合には、ステップ１３６の判断が肯定されるので、次に、全気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量がゼロに制御される（ステップ１３２）。つまり、残留ガス影響大気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量もゼロへと切り替えられる。

以上説明した図９に示すルーチンの処理によれば、エンジン１０の動作点が領域Ａから領域ＢあるいはＤへと移行する際に、残留ガス影響大気筒の残留ガス量が過渡的に多くなることを確実に防止することができる。このため、残留ガス影響大気筒の燃焼悪化や失火等の悪影響を回避することができ、良好なドライバビリティが得られる。

なお、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、バイパス側排気弁リフト可変機構４０によってバイパス側排気弁ＥＸ２のリフト量をゼロとすることにより前記第３の発明における「バイパス側排気弁停止手段」が、図９に示すルーチンの処理を実行することにより前記第３および第４の発明における「リフト量切替順序制御手段」が、それぞれ実現されている。

本発明の実施の形態１におけるＶ型８気筒エンジンの排気系を説明するための模式的な平面図である。 本発明の実施の形態１のシステム構成を示すブロック図である。 冷間始動時（触媒暖機領域）における吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。 ストイキ燃焼モードの高出力領域における吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。 リーン燃焼モードの燃費向上領域における吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。 本発明の実施の形態１におけるエンジンの運転領域を示す図である。 領域ＢおよびＤにおける吸気弁、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブリフト線図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。 従来のＶ型８気筒エンジンを示す模式的な平面図である。 Ｖ型８気筒エンジンのクランク角と各気筒の作動行程との関係を示す図である。

符号の説明

１０ エンジン
１２Ｌ 左気筒列
１２Ｒ 右気筒列
１４Ｌ，１４Ｒ ターボ過給機
１４ａ タービン
１４ｂ コンプレッサ
１６Ｌ，１６Ｒ ターボ側排気通路
１８Ｌ，１８Ｒ バイパス側排気通路
２０Ｌ，２０Ｒ 触媒
２２Ｌ，２２Ｒ シリンダヘッド
２４，２６，２８，３０ 排気ポート
５０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
９０ Ｖ型８気筒エンジン
９２Ｌ 左気筒列
９２Ｒ 右気筒列
９４Ｌ，９４Ｒ 排気マニホールド
ＥＸ１ ターボ側排気弁
ＥＸ２ バイパス側排気弁

Claims (7)

1. 同じ気筒列内の各気筒の燃焼間隔が不等間隔であることにより、他気筒の排気脈動の影響によって残留ガス量が増加し易くなる残留ガス影響の大きさが気筒間で異なる内燃機関を制御する装置であって、
   ターボ過給機と、
   前記ターボ過給機のタービン入口に通じるターボ側排気通路と、
   前記ターボ側排気通路に連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁と、
   前記タービン入口に通じないバイパス側排気通路と、
   前記バイパス側排気通路に連通する排気ポートを開閉するバイパス側排気弁と、
   前記バイパス側排気弁のリフト量、または、前記バイパス側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とが重なるバイパス側バルブオーバーラップ期間を、前記残留ガス影響が大きい残留ガス影響大気筒とその他の気筒とで別々に変化させることのできる可変動弁装置と、
   所定の運転状況において、前記残留ガス影響大気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間が、前記その他の気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間より大きくなるように、前記可変動弁装置を制御する開弁特性制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関の各気筒は、前記残留ガス影響大気筒と、前記残留ガス影響大気筒より残留ガス影響が小さい残留ガス影響中気筒と、前記残留ガス影響中気筒より残留ガス影響が小さい残留ガス影響小気筒とに分類され、
   前記可変動弁装置は、前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間を、前記残留ガス影響大気筒と前記残留ガス影響中気筒と前記残留ガス影響小気筒とで別々に変化させることができ、
   前記開弁特性制御手段は、前記残留ガス影響大気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間が、前記留ガス影響中気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間より大きく、且つ、前記残留ガス影響中気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間が、前記残留ガス影響小気筒の前記バイパス側排気弁リフト量または前記バイパス側バルブオーバーラップ期間以上となるように、前記可変動弁装置を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記バイパス側排気弁リフト量を、前記残留ガス影響大気筒とその他の気筒とで別々に、ゼロとすることのできるバイパス側排気弁停止手段と、
   各気筒の前記バイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替える場合に、前記その他の気筒の前記バイパス側排気弁リフト量を先行してゼロに切り替え、それに遅れて、前記残留ガス影響大気筒の前記バイパス側排気弁リフト量をゼロに切り替えるリフト量切替順序制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記リフト量切替順序制御手段は、前記その他の気筒のうちで、前記残留ガス影響大気筒に排気脈動の影響を及ぼす気筒以外の何れかの気筒の前記バイパス側排気弁リフト量を最先にゼロに切り替えることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記残留ガス影響大気筒と、この残留ガス影響大気筒に排気脈動の影響を及ぼす気筒とは、それらの前記ターボ側排気弁または前記バイパス側排気弁に通じる排気ポートがシリンダヘッド内で合流していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記ターボ側排気弁および前記バイパス側排気弁の位置は、同じ気筒列内の隣り合う気筒間で逆になるように配置され、これにより、隣り合う二つの気筒間では前記ターボ側排気弁同士または前記バイパス側排気弁同士が隣り合って位置しており、
   前記隣り合って位置する二つの前記バイパス側排気弁の各々に通じる排気ポートは、シリンダヘッド内で合流するとともに、前記隣り合って位置する二つの前記ターボ側排気弁の各々に通じる排気ポートは、シリンダヘッド内で合流することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記ターボ側排気弁および前記バイパス側排気弁が共に駆動されるとき、前記バイパス側排気弁の開き時期は、前記ターボ側排気弁の開き時期より遅く、前記バイパス側排気弁の閉じ時期は、前記ターボ側排気弁の閉じ時期より遅いことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。

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