(57)【要約】【課題】この発明は、可変気筒制御を行うときに、休止気筒等に残留するＥＧＲガスを掃気しつつ、掃気による空燃比の変動を抑制することを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ通路３８と、稼動気筒数を切換える可変気筒機構４２とを備える。ＥＧＲ制御中に可変気筒制御を行うときには、まず、ＥＧＲ制御を停止し、休止気筒または休止予定気筒において燃焼を停止した状態で吸気バルブ３４と排気バルブ３６とを作動させる。これにより、前記気筒では、吸気ポート等に残留したＥＧＲガスが掃気されるので、この掃気動作を所定の掃気時間だけ継続した後に、稼動気筒数の切換を実行する。また、掃気時間の経過中には、リッチ制御を実行し、触媒２８の位置における排気空燃比を理論空燃比に保持する。【選択図】図２
2010270651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数気筒のうち一部の気筒を休止させる機能を有し、稼動気筒数を切換えることが可能な可変気筒手段と、
内燃機関の排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ制御を行うためのＥＧＲ手段と、
前記稼動気筒数を切換える必要が生じたときに前記ＥＧＲ制御を停止し、当該停止時点から所定の掃気時間が経過するまでの間は切換対象気筒の燃焼を停止した状態で当該気筒の吸気バルブと排気バルブとを作動させる掃気制御手段と、
前記掃気時間が経過した後に前記稼動気筒数の切換を実行する可変気筒制御手段と、
少なくとも前記掃気時間の経過中に排気ガスをリッチ化するリッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記リッチ制御手段は、前記切換対象気筒で燃料噴射を行うか、または他の気筒で燃料噴射量を増量することにより排気ガスをリッチ化する構成としてなる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
吸気系に残留したＥＧＲガスの残留量を算出する残留ガス量算出手段と、
前記ＥＧＲガスの残留量と内燃機関の運転状態とに基いて前記掃気時間を可変に設定する掃気時間可変手段と、
を備えてなる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記吸気バルブと前記排気バルブのうち少なくとも一方のバルブの開閉タイミングを可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
前記掃気制御手段が作動するときに、前記切換対象気筒で前記吸気バルブと前記排気バルブのバルブオーバーラップを増大させるオーバーラップ制御手段と、
を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気バルブの開閉タイミングを可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
前記掃気制御手段が作動するときに、前記切換対象気筒で前記吸気バルブの開弁タイミングを進角させる吸気バルブ制御手段と、
を備えてなる請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、可変気筒制御とＥＧＲ制御を実行する構成とした内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開２０００−１７０５６２号公報）に開示されているように、可変気筒制御とＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）制御を実行する構成とした内燃機関の制御装置が知られている。可変気筒制御は、内燃機関の運転状態に応じて稼動気筒数を切換えることにより、全気筒運転と部分気筒運転（減筒運転）とを使い分けるものである。そして、従来技術では、稼動気筒数を切換えるときに、まず、ＥＧＲ制御を停止してから所定時間が経過するまで待機し、その後に切換を実行する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術では、ＥＧＲ制御を停止してから所定時間が経過した後に稼動気筒数を切換えることにより、燃焼状態を安定させる構成としている。しかしながら、この制御は、単に可変気筒制御の過渡期にＥＧＲ制御が実行されるのを回避するだけのものであり、従来技術の制御では、可変気筒制御においてＥＧＲガスの影響を排除するのが難しいという問題がある。
【０００５】
具体的に述べると、例えば部分気筒運転中には、休止気筒のバルブが閉弁状態に保持される。このため、休止気筒の吸気ポートは、吸気バルブにより閉塞された行き止まりの通路となっている。この状態でＥＧＲ制御が行われると、吸気系に還流されたＥＧＲガスの一部は、休止気筒の吸気ポートに滞留する傾向がある。従って、部分気筒運転から全気筒運転への切換が行われ、休止気筒が復帰するときには、想定外の残留ＥＧＲガスがシリンダ内に流入することになり、休止していた気筒間でＥＧＲ量のばらつきが生じ易い。
【０００６】
この結果、ＥＧＲ量の多い気筒では、燃焼状態の悪化や失火等の虞れが生じる。また、ＥＧＲ量の少ない気筒では、点火時期の進角状態によってはノッキングが発生し易くなるという問題がある。これに対し、従来技術のように、ＥＧＲ制御を停止してから所定時間後に休止気筒を復帰させたとしても、吸気ポートの残留ＥＧＲガスがシリンダ内に流入することには変わりないので、上述した問題を解決することはできない。
【０００７】
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、本発明の目的は、可変気筒制御を行うときに、休止気筒等に残留するＥＧＲガスを掃気しつつ、掃気による空燃比の変動を抑制することができ、排気エミッションを向上させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、内燃機関の複数気筒のうち一部の気筒を休止させる機能を有し、稼動気筒数を切換えることが可能な可変気筒手段と、
内燃機関の排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ制御を行うためのＥＧＲ手段と、
前記稼動気筒数を切換える必要が生じたときに前記ＥＧＲ制御を停止し、当該停止時点から所定の掃気時間が経過するまでの間は切換対象気筒の燃焼を停止した状態で当該気筒の吸気バルブと排気バルブとを作動させる掃気制御手段と、
前記掃気時間が経過した後に前記稼動気筒数の切換を実行する可変気筒制御手段と、
少なくとも前記掃気時間の経過中に排気ガスをリッチ化するリッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第２の発明によると、前記リッチ制御手段は、前記切換対象気筒で燃料噴射を行うか、または他の気筒で燃料噴射量を増量することにより排気ガスをリッチ化する構成としている。
【００１０】
第３の発明は、吸気系に残留したＥＧＲガスの残留量を算出する残留ガス量算出手段と、
前記ＥＧＲガスの残留量と内燃機関の運転状態とに基いて前記掃気時間を可変に設定する掃気時間可変手段と、
を備える構成としている。
【００１１】
第４の発明は、前記吸気バルブと前記排気バルブのうち少なくとも一方のバルブの開閉タイミングを可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
前記掃気制御手段が作動するときに、前記切換対象気筒で前記吸気バルブと前記排気バルブのバルブオーバーラップを増大させるオーバーラップ制御手段と、
を備える構成としている。
【００１２】
第５の発明は、前記吸気バルブの開閉タイミングを可変に設定することが可能なバルブタイミング可変手段と、
前記掃気制御手段が作動するときに、前記切換対象気筒で前記吸気バルブの開弁タイミングを進角させる吸気バルブ制御手段と、
を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、ＥＧＲ制御中に稼動気筒数を切換えるときには、切換対象気筒（休止気筒または休止予定気筒）において、燃焼を停止した状態で吸気バルブと排気バルブとを作動させることができる。そして、この状態を所定の掃気時間だけ継続することにより、吸気ポート等に残留したＥＧＲガスを確実に掃気することができる。従って、気筒が通常の燃焼状態に復帰したときに、残留ＥＧＲガスによるＥＧＲ量のばらつきや、これに起因する燃焼状態の悪化が生じるのを防止することができ、排気エミッションを向上させることができる。しかも、リッチ制御手段によれば、掃気制御手段により導入された空気をリッチ化することができ、最終的な排気空燃比を理論空燃比に近い領域に保持することができる。従って、掃気制御手段を用いた場合でも、空気の導入による排気空燃比の変動を抑制することができ、触媒の浄化性能を安定的に発揮させることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、リッチ制御手段は、切換対象気筒で燃料噴射を行うか、または他の気筒で燃料噴射量を増量することができる。これにより、掃気用の空気を導入した分だけ排気ガスをリッチ化することができ、最終的な排気空燃比を理論空燃比に近い領域に保持することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、掃気時間可変手段は、ＥＧＲガスの残留量と、内燃機関の運転状態（機関回転数や吸入空気量）とに基いて、掃気時間の長さを適切に設定することができる。従って、稼動気筒数の切換時には、残留ＥＧＲガスの掃気動作を必要最小限の時間で効率よく済ませることができ、運転の切換を速やかに実行することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、オーバーラップ制御手段は、掃気制御手段が作動するときに、切換対象気筒のバルブオーバーラップを増大させることができる。これにより、吸気ポートからシリンダ内を介して排気ポートに抜ける空気の流れを良くすることができ、残留ＥＧＲガスの掃気を効率よく行うことができる。
【００１７】
第５の発明によれば、吸気バルブ制御手段は、掃気制御手段が作動するときに、切換対象気筒の吸気バルブを早期に開弁させることができる。これにより、シリンダ内の負圧を十分に確保することができるので、空気をシリンダ内へと速やかに吸込むことができ、掃気効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１において、減筒運転から全気筒運転への切換時に実行される制御のフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１において、全気筒運転から減筒運転への切換時に実行される制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、多気筒エンジンからなる内燃機関１０を備えている。なお、図１では、内燃機関１０に搭載された複数気筒のうちの１気筒を例示している。内燃機関１０の各気筒１２には、ピストン１４の往復動作により拡大，縮小する燃焼室１６が設けられている。ピストン１４は、内燃機関１０の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。
【００２０】
また、内燃機関１０は、各気筒１２に吸入空気を吸込む吸気通路２０と、各気筒１２から排気ガスを排出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローメータ２４と、アクセル開度等に基いて吸入空気量を増減させる電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。一方、排気通路２２には、排気ガスを浄化する触媒２８が設けられている。触媒２８は、三元触媒等により構成され、理論空燃比に近い空燃比領域（ストイキ領域）において、排気ガス中のＮＯｘ、ＨＣ，ＣＯを効率よく浄化することができる。
【００２１】
また、内燃機関の各気筒１２には、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、燃焼室１６内の混合気に点火する点火プラグ３２と、吸気通路２０を燃焼室１６に対して開，閉する吸気バルブ３４と、排気通路２２を燃焼室１６に対して開，閉する排気バルブ３６とが設けられている。また、内燃機関１０は、排気ガスを吸気通路２０に還流させるＥＧＲ通路３８と、ＥＧＲ通路３８を流れる排気ガス（ＥＧＲガス）の流量を制御するＥＧＲ弁４０とを備えており、これらはＥＧＲ手段を構成している。ＥＧＲ弁４０は、電磁駆動式の流量制御弁等により構成され、後述のＥＣＵ５０により開，閉制御される。
【００２２】
また、本実施の形態のシステムは、可変気筒手段としての可変気筒機構４２と、バルブタイミング可変手段としてのＶＶＴ４４とを備えている。可変気筒機構４２は、例えば特開２００４−１４３９８９号公報等に記載されているような公知の技術により構成されており、ＥＣＵ５０から入力される制御信号に応じて、稼動気筒数を切換えることができる。具体的に述べると、可変気筒機構４２は、各気筒１２のうちＥＣＵ５０により選択された一部の気筒において、吸気バルブ３４と排気バルブ３６の開，閉動作を休止させる機能を有している。
【００２３】
一方、ＶＶＴ４４は、例えば特開２００３−２９３７１１号公報等に記載されているような公知の可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing system）であり、吸気バルブ３４と排気バルブ３６にそれぞれ設けられている。そして、吸気側のＶＶＴ４４は、ＥＣＵ５０から入力される制御信号に応じて、吸気バルブ３４の位相（開弁タイミングと閉弁タイミング）を進角および遅角させる。また、排気側のＶＶＴ４４も同様に、排気バルブ３６の位相を進角および遅角させることができる。
【００２４】
さらに、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ４６等を含むセンサ系統と、内燃機関１０の運転状態を制御するＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。クランク角センサ４６は、クランク軸１８の回転に同期した信号を出力するもので、ＥＣＵ５０は、この信号出力に基いて機関回転数を検出することができる。センサ系統には、前述したエアフローメータ２４とクランク角センサ４６に加えて、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサが含まれている。具体的に述べると、センサ系統には、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、排気空燃比を検出する空燃比センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ等が含まれており、これらのセンサはＥＣＵ５０の入力側に接続されている。
【００２５】
一方、ＥＣＵ５０の出力側には、各種のアクチュエータが接続されている。このアクチュエータには、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２、可変気筒機構４２、ＶＶＴ４４等が含まれている。そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、燃料の噴射量及び噴射時期および点火時期が設定されると共に、稼動気筒数やバルブ３４，３６の開閉タイミング等が設定され、これらの設定内容に応じてアクチュエータが駆動される。また、ＥＣＵ５０は、以下に述べる可変気筒制御、ＥＧＲ制御、掃気制御およびリッチ制御を実行するように構成されている。
【００２６】
（可変気筒制御）
可変気筒制御では、内燃機関の運転状態に応じて、可変気筒機構４２により稼動気筒数を可変に設定する。具体的に述べると、例えば高負荷・高回転領域のように、出力トルクが要求される運転領域では、内燃機関１０の全気筒が稼動する全気筒運転が行われる。また、例えば出力トルクよりも燃費性能が優先される運転領域等では、可変気筒機構４２により一部の気筒が休止状態に保持される部分気筒運転（減筒運転）が行われる。この場合、稼動が休止される気筒（休止気筒）では、可変気筒機構４２により吸気バルブ３４と排気バルブ３６の開，閉動作が停止され、これらのバルブ３４，３６は閉弁状態に保持される。また、休止気筒では、燃料噴射と点火も停止状態に保持される。従って、可変気筒制御によれば、運転領域等に応じて全気筒運転と減筒運転との間で運転を切換えることができ、これにより走行性能と燃費性能とを両立させることができる。
【００２７】
（ＥＧＲ制御）
ＥＧＲ制御では、内燃機関の運転状態に応じてＥＧＲ弁４０の開度を調整し、ＥＧＲ通路３８を通じて吸気系に還流されるＥＧＲガスの量を制御する。この場合、ＥＧＲ弁４０の開度は、吸入空気量に対するＥＧＲガス量の割合（ＥＧＲ率）が適切な値となるように設定される。ＥＣＵ５０には、例えば機関回転数、負荷率、冷却水温等の運転状態に応じて適切なＥＧＲ率を設定するためのデータが予め記憶されている。ＥＧＲ制御によれば、適量のＥＧＲガスを混合気と共に燃焼させることにより、排気ガス中のＮＯｘ量を減少させ、排気エミッションを向上させることができる。
【００２８】
（掃気制御）
ＥＧＲ制御の実行中に可変気筒制御を行うと、休止状態から復帰する気筒において、吸気系に残留したＥＧＲガスが燃焼状態に悪影響を与える虞れがある。このため、本実施の形態では、掃気制御を実行することにより、休止気筒に新気を導入して残留ＥＧＲガスを排出（掃気）する構成としている。この掃気制御は、減筒運転から全気筒運転への切換時と、全気筒運転から減筒運転への切換時にそれぞれ実行されるもので、まず最初に、減筒運転から全気筒運転への切換時に実行される掃気制御について説明する。
【００２９】
減筒運転中にＥＧＲ制御が行われていた場合には、休止気筒の吸気ポート等にＥＧＲガスが残留している。このため、掃気制御では、まず、全気筒運転に切換える必要が生じたときにＥＧＲ弁４０を閉弁し、ＥＧＲ制御を停止する。そして、ＥＧＲ制御を停止してから所定の掃気時間が経過するまでの間は、休止気筒（休止状態から復帰状態へと切換えられる切換対象気筒）の燃焼を停止した状態で、当該気筒の吸気バルブ３４と排気バルブ３６とを作動させる。より具体的に述べると、休止気筒では、少なくとも点火を停止した状態で、可変気筒機構４２によりバルブ３４，３６を開，閉させる。なお、休止気筒の燃料噴射は、後述のリッチ制御により必要に応じて実行される。
【００３０】
上述した掃気制御によれば、掃気時間の経過中には、吸入空気の一部が休止気筒の吸気ポートとシリンダ内を通過するようになる。従って、この空気流により残留ＥＧＲガスを排気通路２２に排出することができる。そして、掃気時間が経過した後には、休止気筒の燃料噴射、点火およびバルブ動作を通常通り実施する。これにより、休止気筒を通常の燃焼状態に復帰させ、全気筒運転に移行することができる。
【００３１】
また、上述した掃気時間の長さは、吸気ポートに残留していたＥＧＲガスの残留量と、内燃機関の機関回転数とに基いて可変に設定される。即ち、ＥＧＲガスの残留量が多い場合には、その分だけ長い時間にわたって掃気を行う必要がある。また、機関回転数が高い場合には、その分だけ休止気筒を通過する空気量が多くなるので、短時間の掃気でも残留ＥＧＲを排出することができる。
【００３２】
従って、掃気時間は、ＥＧＲガスの残留量が多いほど長くなり、かつ機関回転数が高いほど短くなるように設定されている。この設定データは、マップデータや関数式等としてＥＣＵ５０に予め記憶されている。これにより、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲガスの残留量と機関回転数とに基いて掃気時間の長さを適切に設定することができる。従って、運転の切換時には、掃気制御を必要最小限の時間で効率よく済ませることができ、全気筒運転へと速やかに移行することができる。なお、ＥＧＲガスの残留量は、ＥＣＵ５０によりＥＧＲ制御中に設定されるＥＧＲ率と、ＥＧＲ制御の実行時間とに基いて算出される。また、本実施の形態では、掃気時間を設定するパラメータの一つとして機関回転数を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、機関回転数に代えて吸入空気量をパラメータとする構成としてもよい。
【００３３】
次に、全気筒運転から減筒運転への切換時に実行される掃気制御について説明する。全気筒運転中にＥＧＲ制御が行われていた場合には、そのまま一部の気筒を休止させて減筒運転に切換えると、休止気筒の吸気ポート等にＥＧＲガスが残留した状態となる。このため、掃気制御では、まず、減筒運転に切換える必要が生じたときにＥＧＲ制御を停止する。そして、ＥＧＲ制御を停止してから所定の掃気時間が経過するまでの間は、休止予定気筒（稼動状態から休止状態へと切換えられる切換対象気筒）の点火を停止するが、当該気筒のバルブ３４，３６は継続的に作動させる。なお、休止予定気筒の燃料噴射は、リッチ制御により必要に応じて実行される。そして、掃気時間が経過した後には、休止予定気筒のバルブ３４，３６を停止させる。これにより、吸気系の残留ＥＧＲガスを掃気した後に、減筒運転へと移行することができる。
【００３４】
（掃気制御中のバルブタイミング制御）
上述した掃気制御中には、ＥＧＲガスの掃気を効率よく行うために、バルブタイミング制御が実行される。このバルブタイミング制御は、ＶＶＴ４４により下記（１），（２）のうち少なくとも一方の条件を実現するものである。
（１）吸気バルブ３４と排気バルブ３６のバルブオーバーラップを増大させる
（２）吸気バルブ３４の開弁タイミングを進角させる
【００３５】
上記条件（１）は、吸気バルブ３４の開弁タイミングを進角させたり、排気バルブ３６の閉弁タイミングを遅角させることにより実現される。バルブオーバーラップを増大させることにより、バルブ３４，３６が同時に開弁している時間を十分に確保することができる。従って、吸気ポートからシリンダ内を介して排気ポートに抜ける空気の流れを良くすることができ、残留ＥＧＲガスの掃気を効率よく行うことができる。一方、条件（２）によれば、吸気バルブ３４を早期に開弁させることができるので、シリンダ内の負圧を十分に確保することができる。これにより、空気をシリンダ内へと速やかに吸込むことができ、掃気効率を高めることができる。
【００３６】
（リッチ制御）
掃気制御の実行中には、休止気筒を通過した空気が排気通路２２に流出するので、排気空燃比はリーン傾向となる。従って、触媒２８の浄化性能を維持するためには、排気空燃比がストイキ領域となるように補正する必要がある。このため、本実施の形態では、少なくとも掃気制御の実行中にリッチ制御を行う構成としている。リッチ制御では、前述した掃気時間の経過中に、休止気筒（または休止予定気筒）で燃料噴射を実施し、これらの気筒を通過する空気をリッチ化する。このリッチ化された空気は、排気通路２２内で他の気筒から排出される通常の排気ガスと合流し、触媒２８の位置における最終的な排気空燃比をストイキ領域に保持することができる。換言すれば、リッチ制御による燃料噴射量（または燃料噴射量の増量分）は、最終的な排気空燃比をストイキ領域に保持することが可能な量として設定される。
【００３７】
なお、上述したリッチ制御では、休止気筒（または休止予定気筒）で燃料噴射を行う構成としたが、本発明はこれに限らず、リッチ制御では、例えば通常の燃焼を行う他の気筒（休止気筒および休止予定気筒以外の気筒）において、燃料噴射量を増量する構成としてもよい。この構成によっても、触媒２８の位置で排気空燃比をストイキ領域に保持することができる。さらに言えば、本発明のリッチ制御では、休止気筒（または休止予定気筒）で燃料噴射を実行し、かつ他の気筒で燃料噴射量を増量する構成としてもよい。また、本発明において、リッチ制御の実行期間は、掃気制御中だけに限定されるものではなく、例えば掃気制御の終了後でも、必要に応じてリッチ制御を継続する構成としてもよい。
【００３８】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図２は、本発明の実施の形態１において、減筒運転から全気筒運転への切換時に実行される制御のフローチャートである。図２に示すルーチンでは、まず、減筒運転を継続しつつ、全気筒運転への切換条件が成立したか否かを判定する（ステップ１００，１０２）。この切換条件の一例を挙げれば、燃費性能よりも出力トルクを優先する運転領域であるか否か、などである。そして、ステップ１０２の判定成立時には、ＥＧＲ制御の実行中であるか否かを判定する（ステップ１０４）。この判定が不成立のときには、残留ＥＧＲガスに対処する必要がないので、後述のステップ１２２で全気筒運転に移行する。
【００３９】
また、ステップ１０４の判定成立時には、前述の手順によりＥＧＲガスの残留量を算出し（ステップ１０６）、その算出値が所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップ１０８）。この判定成立時には、ステップ１１０以降で掃気制御、リッチ制御等を実行する。また、ステップ１０８の判定が不成立のときには、掃気制御等を実行せずに、全気筒運転に移行する。即ち、ステップ１０８の判定処理は、掃気制御が必要なほどＥＧＲガスが残留しているか否かを判定するもので、前記所定値は、比較的少ないガス量として設定される。ステップ１０８の判定処理によれば、ＥＧＲガスの残留量が少ない場合には掃気制御やリッチ制御を実行せずに済むから、不要な制御が行われるのを回避し、全気筒運転への切換を速やかに行うことができる。
【００４０】
次に、ＥＣＵ５０は、前述の手順によりＥＧＲガスの残留量と機関回転数とに基いて掃気時間を算出する（ステップ１１０）。そして、ＥＧＲ制御を停止し、リッチ制御を実行する（ステップ１１２，１１４）。また、減筒運転時に休止していた気筒の燃焼停止状態を継続しつつ、当該気筒のバルブ３４，３６を作動させる（ステップ１１６）。さらに、前述したバルブタイミング制御を実行する（ステップ１１８）。この状態で、掃気時間が経過するまで待機し（ステップ１２０）、掃気時間が経過した時点で全気筒運転に切換える（ステップ１２２）。
【００４１】
一方、減筒運転への切換は、以下の手順により実行する。図３は、本発明の実施の形態１において、全気筒運転から減筒運転への切換時に実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、前述した図２に示すルーチンと並行して実施される。そして、図３に示すルーチンでは、まず、全気筒運転を継続しつつ、減筒運転への切換条件が成立したか否かを判定する（ステップ２００，２０２）。この切換条件の一例を挙げれば、出力トルクよりも燃費性能を優先する運転領域であるか否か、などである。そして、ステップ２０２の判定成立時には、ＥＧＲ制御の実行中であるか否かを判定する（ステップ２０４）。この判定が不成立のときには、残留ＥＧＲガスに対処する必要がないので、後述のステップ２１６で減筒運転に移行する。
【００４２】
また、ステップ２０４の判定成立時には、ＥＧＲ制御を停止し、リッチ制御を実行する（ステップ２０６，２０８）。また、減筒運転時に休止させる休止予定気筒の燃焼を停止し、当該気筒のバルブ３４，３６は作動状態に保持する（ステップ２１０）。さらに、前述したバルブタイミング制御を実行する（ステップ２１２）。この状態で、掃気時間が経過するまで待機し（ステップ２１４）、掃気時間が経過した時点で減筒運転に切換える（ステップ２１６）。なお、ステップ２１４の処理で用いる掃気時間は、図２中のステップ１１０と同様の処理により算出される。
【００４３】
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、ＥＧＲ制御中に可変気筒制御を行うときには、稼動状態を切換える切換対象気筒（休止気筒または休止予定気筒）において、燃焼を停止した状態でバルブ３４，３６を作動させることができる。そして、この状態を所定の掃気時間だけ継続することにより、吸気ポート等に残留したＥＧＲガスを確実に掃気することができる。従って、気筒が通常の燃焼状態に復帰したときに、残留ＥＧＲガスによるＥＧＲ量のばらつきや、これに起因する燃焼状態の悪化が生じるのを防止することができ、排気エミッションを向上させることができる。
【００４４】
しかも、リッチ制御によれば、掃気制御で導入された空気を燃料噴射によりリッチ化することができ、この空気が他の気筒の排気ガスと合流した後には、最終的な排気空燃比をストイキ領域に保持することができる。従って、掃気制御を実行した場合でも、空気の導入による排気空燃比の変動を抑制することができ、触媒の浄化性能を安定的に発揮させることができる。
【００４５】
なお、前記実施の形態では、図２、図３中のステップ１１６，２１０が掃気制御手段の具体例を示している。また、ステップ１１４，２０８はリッチ制御手段の具体例を示し、ステップ１０６は残留ガス量算出手段の具体例を示している。さらに、ステップ１１０は掃気時間可変手段の具体例を示し、ステップ１１８，２１２はオーバーラップ制御手段と吸気バルブ制御手段の具体例を示している。
【００４６】
また、実施の形態では、減筒運転から全気筒運転への運転切換時と、全気筒運転から減筒運転への運転切換時の両方において、掃気制御およびリッチ制御を実行する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、何れか一方の運転切換時にのみ、掃気制御とリッチ制御とを実行する構成としてもよい。
【００４７】
また、実施の形態では、可変気筒制御として、全気筒運転と減筒運転との間で稼動気筒数を切換える場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば２種類の減筒運転の間で稼動気筒数を切換える可変気筒制御に適用することもできる。即ち、例えば６気筒エンジンにおいて、３気筒だけを稼動させる減筒運転と、２気筒だけを稼動させる減筒運転との間で運転を切換えるときに、掃気制御およびリッチ制御を実行する構成としてもよい。さらに言えば、例えば全気筒運転、半気筒運転、２気筒運転等のように、３種類以上の運転状態に切換えることが可能な可変気筒制御に対しても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  内燃機関
１２  気筒
１４  ピストン
１６  燃焼室
１８  クランク軸
２０  吸気通路
２２  排気通路
２４  エアフローメータ
２６  スロットルバルブ
２８  触媒
３０  燃料噴射弁
３２  点火プラグ
３４  吸気バルブ
３６  排気バルブ
３８  ＥＧＲ通路（ＥＧＲ手段）
４０  ＥＧＲ弁（ＥＧＲ手段）
４２  可変気筒機構（可変気筒手段）
４４  ＶＶＴ（バルブタイミング可変手段）
４６  クランク角センサ
５０  ＥＣＵ
【図１】
2010270651.tif 000003
【図２】
2010270651.tif 000004
【図３】
2010270651.tif 000005