JP2011241713A

JP2011241713A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2011241713A
Application number: JP2010113073A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fukuda; 敦史福田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2011-12-01

Abstract

【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、ターボ過給機が未暖機である状態での過給運転の実行による内燃機関のドライバビリティの悪化を良好に防止することを目的とする。
【解決手段】吸入空気を過給するターボ過給機２０と、ターボ過給機２０を利用した過給運転が利用可能な第１バンク１０ａと、自然吸気運転が行われる第２バンク１０ｂとを備える。内燃機関１０の始動後において、第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂの双方を用いた全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量の積算値Ｇａ_ｓｕｍ２が所定値未満である場合には、第１バンク１０ａのみを用いた減筒過給運転への運転モードの切り替えを禁止する。
【選択図】図３

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、過給運転が利用可能な１または複数の第１気筒と、自然吸気運転が行われる１または複数の第２気筒とを備える内燃機関を制御するうえで好適な内燃機関の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１には、２つのバンク（気筒群）のうちの一方にのみターボ過給機を備え、バンク毎に減筒運転を実施可能な内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置は、低負荷領域では、自然吸気運転が行われる他方のバンクを用いた減筒自然吸気運転を実行し、中負荷領域では、ターボ過給機を利用した過給運転が可能な上記一方のバンクを用いた減筒過給運転を実行し、高負荷領域では、双方のバンクを用いた全気筒過給運転を実行するようにしている。

特開２００７−２３１８１２号公報特開２００６−３４７２３１号公報

上述した従来の内燃機関において、始動後に上記他方のバンクのみを用いて減筒自然吸気運転のみが実行されている状況では、上記一方のバンクの運転が休止されているので、ターボ過給機のタービンに排気ガスが供給されない。その結果、内燃機関自体の暖機が完了している場合であっても、ターボ過給機の暖機が完了していない場合がある。ターボ過給機の暖機が不十分な状態で、ターボ過給機を利用した過給運転が行われると、狙いとする過給圧が得られずに内燃機関のドライバビリティが悪化する可能性がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ターボ過給機が未暖機である状態での過給運転の実行による内燃機関のドライバビリティの悪化を良好に防止し得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、内燃機関の制御装置であって、
吸入空気を過給するターボ過給機と、
前記ターボ過給機を利用した過給運転が利用可能な１または複数の第１気筒と、
自然吸気運転が行われる１または複数の第２気筒と、
前記第１気筒のみを用いた減筒過給運転と、前記第１気筒および前記第２気筒の双方を用いた全気筒自然吸気運転と、前記第２気筒のみを用いた減筒自然吸気運転とを含む複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して実行する運転モード制御手段と、
を備え、
前記運転モード制御手段は、内燃機関の始動後において前記全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量の積算値が所定値未満である場合には、前記第１気筒のみを用いた前記減筒過給運転への運転モードの切り替えを禁止する過給利用禁止手段を含むことを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記運転モード制御手段は、前記内燃機関の始動後において前記全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量の前記積算値が前記所定値以上である場合には、前記全気筒自然吸気運転の実行が要求される場合であっても、前記第１気筒のみを用いた前記減筒過給運転への運転モードの切り替えを行う過給利用強制実行手段を含むことを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記第１気筒に備えられた吸気弁の開弁特性を可変とする吸気可変動弁機構と、
前記減筒自然吸気運転から前記全気筒自然吸気運転への運転モードの切り替え時に、前記第１気筒に充填される空気量が減少するように、前記第１気筒に備えられた前記吸気弁の開弁特性を制御するデコンプ制御実行手段と、
を更に備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、内燃機関の始動後においてターボ過給機の暖機が不十分な状態で、ターボ過給機を利用した減筒過給運転が行われるのを抑制することができる。これにより、内燃機関のドライバビリティが悪化するのを良好に防止することができる。

内燃機関の始動後において全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量の積算値が上記所定値以上である場合には、ターボ過給機の暖気が進んでいると判断することができ、減筒過給運転への切り替えを行っても問題ないといえる。第２の発明によれば、このような判断が可能な場合には、全気筒自然吸気運転の実行が要求される場合であっても、減筒過給運転への切り替えが行われる。これにより、内燃機関のドライバビリティの悪化を防止しつつ、減筒運転を行う運転領域の拡大によって内燃機関の燃費低減を図ることができる。

第３の発明によれば、減筒自然吸気運転から全気筒自然吸気運転への運転モードの切り替え時には、第１気筒に充填される空気量を減少させることによって、圧縮圧力を低下させる制御（いわゆるデコンプ制御）を行ってから第１気筒を始動させることができる。その結果、減筒自然吸気運転から全気筒自然吸気運転への切り替えをより円滑に行えるようになる。

本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。本発明の実施の形態１において用いられる内燃機関の運転領域に応じた複数の運転モードを説明するための図である。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。図３に示すルーチンの処理による作用を説明するための図である。本発明の実施の形態２における特徴的な制御が実行される状況を説明するための図である。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。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１における内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。ここでは、内燃機関１０は、一例として、３つの気筒を有する第１バンク１０ａおよび３つの気筒を有する第２バンク１０ｂという２つのバンク（気筒群）を備えるＶ型６気筒エンジンであるものとする。

図１に示すように、内燃機関１０は、筒内に空気を取り込むための吸気通路１２と、筒内から排出される排気ガスが流れる排気通路１４とを備えている。排気通路１４は、第１バンク１０ａから排出される排気ガスが流れる第１排気通路１４ａと、第２バンク１０ｂから排出される排気ガスが流れる第２排気通路１４ｂと、第１排気通路１４ａと第２排気通路１４ｂとが合流した後の一本の合流後排気通路１４ｃとを備えている。

吸気通路１２の入口近傍には、エアクリーナ１６が配置されている。エアクリーナ１６の下流には、吸気通路１２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアフローメータ１８の下流には、ターボ過給機（Ｔ／Ｃ（Turbo Charger）２０のコンプレッサ２０ａが配置されている。ターボ過給機２０は、コンプレッサ２０ａと一体的に連結され、排気ガスの排気エネルギによって作動するタービン２０ｂを備えている。また、コンプレッサ２０ａは、タービン２０ｂに入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動されるようになっている。

コンプレッサ２０ａの下流側の吸気通路１２には、コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ２２が配置されている。更に、インタークーラ２２の下流には、吸気通路１２を流れる空気量を調整するためのスロットルバルブ２４が配置されている。スロットルバルブ２４は、図示省略するスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。内燃機関１０の各気筒には、吸気ポート内に燃料を噴射するための燃料噴射弁２６がそれぞれ配置されている。

ターボ過給機２０のタービン２０ｂは、図１に示すように、第１排気通路１４ａの途中に設置されている。すなわち、ターボ過給機２０は、第１排気通路１４ａのみから排気ガスの供給を受けるターボ過給機である。また、第１排気通路１４ａには、タービン２０ｂよりも上流側の部位において第１排気通路１４ａから分岐し、タービン２０ｂよりも下流側の部位において第１排気通路１４ａに合流するように構成された排気バイパス通路２８が接続されている。つまり、排気バイパス通路２８は、タービン２０ｂをバイパスする通路として構成されている。排気バイパス通路２８の途中には、排気バイパス通路２８の開閉を担う電動式のウェイストゲートバルブ（以下、「ＷＧＶ（Waste Gate Valve）」と略する）３０が設置されている。

また、第１排気通路１４ａには、ＥＧＲ通路３２の一端が接続されている。このＥＧＲ通路３２の他端は、スロットルバルブ２４の下流側において吸気通路１２に接続されている。ＥＧＲ通路３２の途中には、ＥＧＲクーラ３４が設けられている。更に、ＥＧＲクーラ３４よりも下流側のＥＧＲ通路３２には、ＥＧＲ通路３２の開閉を担うＥＧＲ弁３６が設けられている。また、合流後排気通路１４ｃには、排気ガスを浄化するための触媒（Ｓ／Ｃ（Start Catalyst）３８が配置されている。

更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述したエアフローメータ１８に加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ４２、内燃機関１０の冷却水温度を検知するための水温センサ４４、および内燃機関１０を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検知するためのアクセル開度センサ４６等の内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０には、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６、ＷＧＶ３０およびＥＧＲ弁３６に加え、吸気弁（図示省略）の開弁特性を可変とする吸気可変動弁機構４８等の内燃機関１０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ここでは、吸気可変動弁機構４８は、吸気弁の開閉時期を可変とする可変バルブタイミング（VVT（Variable Valve Timing））機構と、吸気弁の動作状態を弁稼働状態と閉弁停止状態との間で切り替え可能な吸気弁停止機構とを具備する機構であるものとする。ＥＣＵ４０は、上記の各センサ出力に基づいて、上記の各アクチュエータを駆動することにより、内燃機関１０の運転状態を制御する。

上述した本実施形態のシステムによれば、必要に応じて、第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂのうちの何れか一方の運転を休止することにより、減筒運転を実行することができる。より具体的には、減筒運転時には、運転が休止されるバンク１０ａまたは１０ｂ内の各気筒において、燃料噴射弁２６を用いた燃料噴射が停止されるとともに吸気可変動弁機構４８を用いて吸気弁の動作状態が弁稼働状態から閉弁停止状態に切り替えられる。尚、吸気弁の動作状態を弁稼働状態から閉弁停止状態に切り替え可能な吸気弁停止機構に代え、或いはこれとともに排気弁の動作状態を弁稼働状態から閉弁停止状態に切り替え可能な排気弁停止機構を備えるようにし、減筒運転時には、吸気弁および排気弁のうちの少なくとも一方の動作状態を閉弁停止状態に切り替えるようにしてもよい。

上述したように、第２バンク１０ｂの第２排気通路１４ｂには、ターボ過給機２０が備えられていない。このため、第２バンク１０ｂのみを用いた減筒運転時には、自然吸気運転（以下、「減筒自然吸気運転」と称する）が行われることになる。

一方、上述したように、第１バンク１０ａの第１排気通路１４ａには、ターボ過給機２０が配置されている。このため、第１バンク１０ａに関しては、ＷＧＶ３０を任意の中間開度もしくは全閉に制御することにより、ターボ過給機２０の過給作用を利用して、過給運転が実行可能となる。また、ＷＧＶ３０を全開に制御することにより、ターボ過給機２０が実質的な過給作用を生じさせるための排気エネルギをタービン２０ｂに供給しないようにすることができる。この場合には、ターボ過給機２０の過給作用を利用せずに第１バンク１０ａを運転することが可能となる。まとめると、第１バンク１０ａのみを用いた減筒運転時に、ターボ過給機２０の過給作用を利用することで、過給運転（以下、「減筒過給運転」と称する）を行うことができる。また、第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂの双方を用いた全気筒運転時に、ターボ過給機２０の過給作用を利用することで、過給運転（以下、「全気筒過給運転」と称する）を行うこともできる。更に、第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂの双方を用いた全気筒運転時に、ＷＧＶ３０を全開としてターボ過給機２０の過給作用を利用しないようにすることで、自然吸気運転（以下、「全気筒自然吸気運転」と称する）を行うこともできる。

［実施の形態１における制御］
図２は、本発明の実施の形態１において用いられる内燃機関１０の運転領域に応じた複数の運転モードを説明するための図である。
本実施形態のシステムは、エンジン負荷とエンジン回転数とで規定される内燃機関１０の運転領域に応じて、４つの運転モードの中から１つの運転モードを選択して実行する。より具体的には、図２に示すように、内燃機関１０を搭載する車両のドライバが内燃機関１０に要求するドライバ要求トルクＴの各閾値Ｔ_１、Ｔ_２およびＴ_３を利用して、内燃機関１０の運転領域がＡ〜Ｄの４つの領域に区分されている。

本実施形態では、ドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_１よりも低い低負荷低回転側のＡ領域は、第１バンク１０ａ側の気筒群（以下、「Ｔ／Ｃ側気筒群」とも称する）を休止して第２バンク１０ｂ側の気筒群（以下、「ＮＡ側気筒群」とも称する）のみを運転する上記減筒自然吸気運転を実行する運転領域として設定されている。また、ドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_１以上であって閾値Ｔ_２（＞Ｔ_１）よりも低いＢ領域は、ＷＧＶ３０を全開とした状態で上記全気筒自然吸気運転を実行する運転領域として設定されている。また、ドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_２以上であって閾値Ｔ_３（＞Ｔ_２）よりも低いＣ領域は、ＮＡ側の気筒群を休止しつつ、ターボ過給機２０を利用しつつＴ／Ｃ側気筒群のみを運転する上記減筒過給運転を実行する運転領域として設定されている。更に、ドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_３以上であるＤ領域は、ターボ過給機２０を利用しつつ上記全気筒過給運転を実行する運転領域として設定されている。

上述したように、本実施形態で用いられる運転領域の設定には、Ａ領域とＣ領域との間に、全気筒自然吸気運転を行うＢ領域が含まれている。その結果、加速時にＡ領域からＣ領域に移行する場合には、減筒自然吸気運転の実行中に、ＷＧＶ３０が開かれた状態でＴ／Ｃ側気筒群の運転が開始されることで全気筒自然吸気運転が実行された後に、ＮＡ側気筒群の運転が休止され、かつＷＧＶ３０が閉じられることで減筒過給運転に切り替えられる。また、逆に、減速時にＣ領域からＡ領域に移行する場合には、減筒過給運転の実行中に、ＷＧＶ３０が開かれることでＴ／Ｃ側気筒群を用いた自然吸気運転が行われ、次いで、ＮＡ側気筒群の運転が開始されることで全気筒自然吸気運転が実行された後に、Ｔ／Ｃ側気筒群の運転が休止されることで減筒自然吸気運転に切り替えられる。

本実施形態の上記構成とは異なり、減筒自然吸気運転（Ａ領域）と減筒過給運転（Ｃ領域）との間で運転モードを切り替える場合に、全気筒自然吸気運転（Ｂ領域）を介在させていない場合には、休止される気筒群を切り替える際に、休止する気筒群のトルク落差による振動と、もう一方の気筒群の始動による振動とが合わさり、切り替えショックが大きくなる。これに対し、本実施形態の上記構成によれば、全気筒自然吸気運転を介在させていない場合と比べ、運転モードの切り替え時に内燃機関１０に生ずるショックを抑制することができる。

しかしながら、内燃機関１０の始動後に減筒自然吸気運転（Ａ領域）のみが行われている状況では、Ｔ／Ｃ側気筒群の運転が休止されているので、ターボ過給機２０のタービン２０ｂに排気ガスが供給されない。その結果、内燃機関１０自体の暖機が完了している場合であっても、ターボ過給機２０の暖機が完了していない場合がある。ターボ過給機２０の暖機が不十分な状態で、ターボ過給機２０を利用した減筒過給運転（Ｃ領域）が行われると、狙いとする過給圧が得られずに内燃機関１０のドライバビリティが悪化する可能性がある。

そこで、本実施形態では、内燃機関１０の始動後においてターボ過給機２０を使用しない全気筒自然吸気運転（Ｂ領域）の実行時の吸入空気量Ｇａ_ｓｕｍ２の積算値が所定値未満である場合には、Ｔ／Ｃ側気筒群を用いた減筒過給運転への運転モードの切り替えを禁止するようにした。

また、本実施形態では、内燃機関１０の始動後においてターボ過給機２０を使用しない全気筒自然吸気運転（Ｂ領域）の実行時の吸入空気量Ｇａ_ｓｕｍ２の積算値が上記所定値以上である場合には、全気筒自然吸気運転（Ｂ領域）の実行が要求される場合であっても、Ｔ／Ｃ側気筒群を用いた減筒過給運転への運転モードの切り替えを強制的に行うようにした。

図３は、上記の機能を実現するために、本実施の形態１においてＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
図３に示すルーチンでは、先ず、水温センサ４４により検知されるエンジン冷却水温度が所定値よりも高いか否かが判定される（ステップ１００）。本ステップ１００におけるエンジン冷却水温度の所定値は、内燃機関１０の暖機完了の有無を判断し得る閾値として予め設定された値である。

上記ステップ１００においてエンジン冷却水温度が上記所定値未満であると判定された場合、つまり、内燃機関１０の暖機中であると判断できる場合には、Ｔ／Ｃ側気筒群を休止した状態で減筒自然吸気運転が実行される（ステップ１０２）。一方、エンジン冷却水温度が上記所定値よりも高いと判定された場合、つまり、内燃機関１０の暖機が完了していると判断できる場合には、次いで、現在（今回）のドライバ要求トルクＴが所定の閾値Ｔ_１（図２参照）よりも高いか否かが判定される（ステップ１０４）。ドライバ要求トルクＴは、アクセル開度等に基づいて算出される。

上記ステップ１０４において、ドライバ要求トルクＴが上記閾値Ｔ_１以下であると判定された場合には、Ｔ／Ｃ側気筒群を休止した状態で減筒自然吸気運転が実行される（ステップ１０２）。一方、ドライバ要求トルクＴが上記閾値Ｔ_１よりも高いと判定された場合には、ドライバ要求トルクの前回値Ｔ_前回値が閾値Ｔ_２（図２参照）よりも低いか否かが判定される（ステップ１０６）。

上記ステップ１０６において回値Ｔ_前回値＜閾値Ｔ_２が不成立であると判定された場合に
は、現在（今回）のドライバ要求トルクＴが上記閾値Ｔ２より低いか否かが判定される（ステップ１０８）。本ステップ１０８においてドライバ要求トルクＴ＜閾値Ｔ_２が成立すると判定された場合には、今回がＢ領域への移行後の初回であると判断することができる。

上記のようにＢ領域への移行後の初回であると判断できる場合、または上記ステップ１０６の判定が成立することで前回の運転領域がＢ領域であると判断できる場合には、次いで、Ｂ領域において全気筒自然吸気運転の実行開始後の吸入空気量の積算値Ｇａ_ｓｕｍ２が所定値未満であるか否かが判定される（ステップ１１０）。内燃機関１０の始動後において、減筒自然吸気運転（Ａ領域）のみが使用されている場合には、Ｔ／Ｃ側気筒群の運転が休止されているので、内燃機関１０の暖機が完了している場合であっても、ターボ過給機２０の暖機は行われない。その後、ドライバ要求トルクＴが高められたことによって運転領域がＢ領域に移行すると、全気筒自然吸気運転が実行されることになる。この場合には、実質的な過給作用を生じさせるために必要な排気エネルギはタービン２０ｂに供給されないが、タービン２０ｂが備えられた第１排気通路１４ａにも排気ガスが流通するようになる。その結果、ターボ過給機２０の暖機が開始されるようになる。本ステップ１１０における吸入空気量の積算値Ｇａ_ｓｕｍ２の所定値は、Ｂ領域に移行してからの全気筒自然吸気運転中の排気エネルギ量を予測してターボ過給機２０の暖機の有無を判断し得る閾値として予め設定された値である。

上記ステップ１１０において吸入空気量の積算値Ｇａ_ｓｕｍ２が上記所定値未満であると判定された場合、つまり、ターボ過給機２０の暖機が未だ完了していないと判断できる場合には、ＷＧＶ３０が全開とされたうえで（ステップ１１２）、全気筒自然吸気運転（Ｂ領域）が実行される（ステップ１１４）。

一方、上記ステップ１０８においてドライバ要求トルクＴ＜上記閾値Ｔ_２が不成立であると判定された場合、または上記１１０において吸入空気量の積算値Ｇａ_ｓｕｍ２＜上記所定値が成立すると判定された場合（つまり、ターボ過給機２０の暖機が完了したと判断できる場合）には、次いで、ドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_３（図２参照）よりも低いか否かが判定される（ステップ１１６）。

その結果、ドライバ要求トルク＜上記閾値Ｔ_３が成立すると判定された場合には、ＷＧＶ３０が現在の運転状態に応じた中間開度もしくは全閉に制御されたうえで、ＮＡ側気筒群を休止した状態で減筒過給運転（Ｃ領域）が実行される（ステップ１１８）。一方、上記ステップ１１６においてドライバ要求トルク＜上記閾値Ｔ_３が不成立であると判定された場合には、全気筒過給運転（Ｄ領域）が実行される（ステップ１２０）。

以上説明した図３に示すルーチンによれば、現在（今回）のドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_２以上であって閾値Ｔ_３よりも低い場合（つまり、減筒過給運転が選択されるべきＣ領域である場合）であっても、ドライバ要求トルクの前回値Ｔ_前回値が閾値Ｔ_２よりも低い場合には、上記吸入空気量Ｇａ_ｓｕｍ２の積算値が上記所定値未満であれば（すなわち、ターボ過給機２０が未暖機状態であれば）、減筒過給運転への運転モードの切り替えが禁止されることになる。これにより、内燃機関１０の始動後においてターボ過給機２０の暖機が不十分な状態で、比較的負荷の高い運転領域であるＣ領域においてターボ過給機２０を利用した減筒過給運転が行われるのを抑制することができ、内燃機関１０のドライバビリティが悪化するのを良好に防止することができる。

また、全気筒自然吸気運転の実行中は、ＷＧＶ３０が全開に制御されているので、過給圧の値に基づいてターボ過給機２０が暖機されているか否かを判断することはできない。これに対し、本実施形態では、全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量Ｇａ_ｓｕｍ２の積算値に基づいてＢ領域に移行してからの全気筒自然吸気運転中の排気エネルギ量を予測することで、ターボ過給機２０の暖機の有無を良好に判定することが可能となる。

図４は、上記図３に示すルーチンの処理による作用を説明するための図である。
上記図３に示すルーチンによれば、現在（今回）のドライバ要求トルクＴが閾値Ｔ_１以上であって閾値Ｔ_２よりも低い場合（つまり、全気筒自然吸気運転が選択されるべきＢ領域である場合）であっても、上記吸入空気量Ｇａ_ｓｕｍ２の積算値が上記所定値以上である場合には、Ｔ／Ｃ側気筒群を用いた減筒過給運転（Ｃ領域）への運転モードの切り替えが強制的に行われることになる。上記吸入空気量Ｇａ_ｓｕｍ２の積算値が上記所定値以上であれば、ターボ過給機２０の暖機が完了していると判断できるので、減筒過給運転モードへの切り替えを行っても問題ないといえる。このため、この場合には、図４に示すように、Ｃ領域が拡大されることになる。このように、内燃機関１０の一部気筒を休止させて減筒運転を行う運転領域を拡大することで、上記のようにドライバビリティの悪化を防止しつつ、内燃機関１０の燃費低減を図ることができる。

尚、上述した実施の形態１においては、内燃機関１０の第１バンク１０ａが前記第１の発明における「第１気筒」に、第２バンク１０ｂが前記第１の発明における「第２気筒」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４０が、上記図３に示すルーチンの一連の処理を実行することにより前記第１の発明における「運転モード制御手段」が、上記ステップ１１０の判定が成立する場合に上記ステップ１１２および１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「過給利用禁止手段」が、それぞれ実現されている。
また、ＥＣＵ４０が上記ステップ１１０の判定が不成立である場合に上記ステップ１１６および１１８の処理を実行することにより前記第２の発明における「過給利用強制実行手段」が実現されている。

実施の形態２．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に図３に示すルーチンに代えて後述の図６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ものである。

図５は、本発明の実施の形態２における特徴的な制御が実行される状況を説明するための図である。尚、図５において、Ａ〜Ｄの各領域の設定自体は、上記図２に示す設定と同一である。

本実施形態では、上述した実施の形態１の制御を行う点に加え、図５中に矢印で示すように、Ａ領域からＢ領域への移行時においてＴ／Ｃ側気筒群の運転を開始させる場合に、Ｔ／Ｃ側気筒群に充填される空気量が減少するように、Ｔ／Ｃ側気筒群に備えられた吸気弁の開弁特性を制御する点に特徴を有している。より具体的には、ここでは、吸気可変動弁機構４８が備える可変バルブタイミング（VVT：Variable Valve Timing）機構による吸気弁の開閉時期の所定の調整範囲のうちで、吸気弁の開閉時期が最遅角位置に制御されるようにした。

図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態２においてＥＣＵ４０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図６において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。

図６に示すルーチンでは、ステップ１０６においてドライバ要求トルクの前回値Ｔ_前回値＜閾値Ｔ_２が成立すると判定された場合、またはステップ１０８においてドライバ要求トルクＴ＜閾値Ｔ_２が成立すると判定された場合には、次いで、ドライバ要求トルクの前回値Ｔ_前回値が閾値Ｔ_１よりも低いか否かが判定される（ステップ２００）。

上記ステップ１０８においてドライバ要求トルクＴ＜閾値Ｔ_２が成立すると判定されたことにより本ステップ２００に進む場合であれば、今回がＢ領域への移行後の初回であると判断することができる場合であるので、本ステップ２００の判定も成立する。この場合には、次いで、上記可変バルブタイミング機構を用いて吸気弁の開閉時期の最遅角化が実行される（ステップ２０２）。そのうえで、ステップ１１０以降の既述した処理が実行される。

以上説明した図６に示すルーチンによれば、Ａ領域からＢ領域への移行時においてＴ／Ｃ側気筒群の運転を開始させる場合に、吸気弁の開閉時期の最遅角化によって、Ｔ／Ｃ側気筒群に充填される空気量が減少されることになる。これにより、圧縮圧力を低下させる制御（いわゆるデコンプ制御）を行ってからＴ／Ｃ側気筒群を始動させることができる。その結果、Ａ領域からＢ領域への移行時において減筒自然吸気運転から全気筒自然吸気運転への切り替えをより円滑に行えるようになる。

ところで、上述した実施の形態２においては、Ａ領域からＢ領域への移行時においてＴ／Ｃ側気筒群の運転を開始させる場合に、吸気弁の開閉時期の最遅角化によって、Ｔ／Ｃ側気筒群に充填される空気量を減少させるようにしている。しかしながら、このための本発明における吸気弁の開弁特性の制御手法は、これに限定されるものではなく、例えば、吸気弁のリフト量（作用角）の調整によるものであってもよく、或いは、吸気弁の閉じ時期のみの遅角化によるものであってもよい。

尚、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ１０８、２００および２０２の処理を実行することにより前記第３の発明における「デコンプ制御実行手段」が実現されている。

ところで、上述した実施の形態１および２においては、３つの気筒を有する第１バンク１０ａおよび３つの気筒を有する第２バンク１０ｂという２つのバンク（気筒群）を備えるＶ型６気筒エンジンを例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる内燃機関の気筒構成はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明における第１気筒および第２気筒は、それぞれ１または複数の気筒からなるものであればよい。

１０内燃機関
１０ａ第１バンク
１０ｂ第２バンク
１２吸気通路
１４排気通路
１４ａ第１排気通路
１４ｂ第２排気通路
１４ｃ合流後排気通路
１８エアフローメータ
２０ターボ過給機
２０ａコンプレッサ
２０ｂタービン
２４スロットルバルブ
２６燃料噴射弁
２８排気バイパス通路
３０ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
４０ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２クランク角センサ
４４水温センサ
４６アクセル開度センサ
４８吸気可変動弁機構

Claims

吸入空気を過給するターボ過給機と、
前記ターボ過給機を利用した過給運転が利用可能な１または複数の第１気筒と、
自然吸気運転が行われる１または複数の第２気筒と、
前記第１気筒のみを用いた減筒過給運転と、前記第１気筒および前記第２気筒の双方を用いた全気筒自然吸気運転と、前記第２気筒のみを用いた減筒自然吸気運転とを含む複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して実行する運転モード制御手段と、
を備え、
前記運転モード制御手段は、内燃機関の始動後において前記全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量の積算値が所定値未満である場合には、前記第１気筒のみを用いた前記減筒過給運転への運転モードの切り替えを禁止する過給利用禁止手段を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記運転モード制御手段は、前記内燃機関の始動後において前記全気筒自然吸気運転の実行時の吸入空気量の前記積算値が前記所定値以上である場合には、前記全気筒自然吸気運転の実行が要求される場合であっても、前記第１気筒のみを用いた前記減筒過給運転への運転モードの切り替えを行う過給利用強制実行手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
前記第１気筒に備えられた吸気弁の開弁特性を可変とする吸気可変動弁機構と、
前記減筒自然吸気運転から前記全気筒自然吸気運転への運転モードの切り替え時に、前記第１気筒に充填される空気量が減少するように、前記第１気筒に備えられた前記吸気弁の開弁特性を制御するデコンプ制御実行手段と、
を更に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。