(57)【要約】【課題】減筒制御の際に熱利用要求に即した廃熱制御を実施する。【解決手段】エンジン１０は、複数の気筒１２を有するシリンダブロック１１を備え、そのうち少なくとも２つの気筒が気筒連通通路１９で接続されるとともに、気筒連通通路１９に設けられた開閉手段として排気バルブ２９を有する。ＥＣＵ５０は、一部の気筒１２の燃焼を休止する減筒制御の実施時において、開閉手段を開放することにより気筒連通通路１９を通じて燃焼気筒から休止気筒に燃焼気筒の排ガスを供給する排ガス供給制御を実施する。この排ガス供給制御に際し、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の廃熱利用における熱利用要求があったことを検出し、熱利用要求があったことが検出された場合、その熱利用要求に基づいて排ガス供給制御を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する機関本体を備え、そのうち少なくとも２つの気筒が気筒連通通路で接続されるとともに、前記気筒連通通路に設けられた開閉手段を有する内燃機関に適用され、
一部の気筒の燃焼を休止する減筒制御の実施時において、前記開閉手段を開放することにより前記気筒連通通路を通じて燃焼気筒から休止気筒に前記燃焼気筒の排ガスを供給する排ガス供給制御を実施するガス供給制御手段と、
前記内燃機関の廃熱利用における熱利用要求があったことを検出する要求検出手段と、を備え、
前記ガス供給制御手段は、前記要求検出手段により前記熱利用要求があったことが検出された場合、その熱利用要求に基づいて前記排ガス供給制御を実施することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記要求検出手段は、前記熱利用要求として、前記内燃機関の排気系での熱利用の要求があったことを検出し、
前記ガス供給制御手段は、前記要求検出手段により前記排気系での熱利用の要求があったことが検出された場合、前記減筒制御の実施時における前記排ガス供給制御の実施を制限する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
排気通路に排気浄化触媒が配置された内燃機関に適用され、
前記要求検出手段は、前記熱利用要求として、前記排気浄化触媒の触媒暖機要求があったことを検出し、
前記ガス供給制御手段は、前記要求検出手段により前記触媒暖機要求があったことが検出された場合、前記減筒制御の実施時における前記排ガス供給制御の実施を制限する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記減筒制御の実施中において前記燃焼気筒の燃焼の実施回数に対する前記排ガス供給制御の実施回数の比率を設定する比率設定手段を備え、
前記ガス供給制御手段は、前記比率設定手段により設定した前記比率に基づいて前記排ガス供給制御を実施する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記減筒制御の実施時において、前記排ガス供給制御の実施により前記燃焼気筒から前記休止気筒に排ガスを供給した場合に該休止気筒内に供給された排ガスの前記休止気筒からの排出を制御するガス排出制御を実施するガス排出制御手段を備え、
前記要求検出手段により前記熱利用要求があったことが検出された場合、その熱利用要求に基づいて前記ガス排出制御を実施する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記排ガス供給制御による前記燃焼気筒から前記休止気筒への１回の排ガス供給に対する前記休止気筒でのガス保持時間を前記熱利用要求に基づいて設定する保持時間設定手段を備え、
前記ガス排出制御手段は、前記保持時間設定手段により設定したガス保持時間に基づいて前記ガス排出制御を実施する請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記要求検出手段により検出された熱利用要求の内容が、前記内燃機関の排気系での熱利用の要求か、又は前記内燃機関の冷却水の熱利用の要求かを検出する手段を備え、
前記ガス供給制御手段は、前記熱利用要求の要求内容に応じて、前記燃焼気筒の排ガスを前記気筒連通通路を介さずに前記排気系へ排出するか、又は前記気筒連通通路を通じて前記休止気筒へ供給するかを切り替える請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記気筒ごとに、新気を吸入する吸気通路及び排ガスを排出する排気通路が設けられるとともに、前記吸気通路には吸気弁が配置され、前記排気通路には排気弁が配置されており、更に、前記吸気弁及び前記排気弁を開閉させるバルブ駆動機構を備える内燃機関に適用され、
前記気筒連通通路は、前記吸気通路及び前記排気通路とは別に設けられており、
前記ガス供給制御手段は、前記排ガス供給制御として、前記減筒制御の実施に際し、前記燃焼気筒が排気行程でかつ前記休止気筒が気筒内容積の増加行程となる期間で、前記バルブ駆動機構により前記燃焼気筒及び前記休止気筒の吸気弁及び前記排気弁を閉鎖し、かつ前記開閉手段を開放する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
複数の気筒を有する機関本体と、前記気筒ごとに設けられ新気を吸入する吸気通路と、同じく前記気筒ごとに設けられ排ガスを排出する排気通路と、前記吸気通路に配置された吸気弁と、前記排気通路に配置された排気弁と、前記吸気弁及び前記排気弁を開閉させるバルブ駆動機構と、前記複数の気筒のうち少なくとも２つの気筒を接続する気筒連通通路と、前記気筒連通通路に設けられた開閉手段と、を備え、
前記気筒連通通路が、前記吸気通路及び前記排気通路とは別に設けられていることを特徴とする内燃機関。
【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及び内燃機関に関するものであり、詳しくは、一部の気筒の燃焼を休止する減筒制御の実施時において、燃焼気筒から休止気筒に対して排ガスを供給する排ガス供給制御を実施する内燃機関の制御装置及び内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の制御装置として、内燃機関の燃費を向上させるべく、内燃機関の低負荷運転時に内燃機関の一部の気筒の燃焼を休止して残りの気筒のみで内燃機関を運転する減筒制御を行うものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１では、内燃機関の排気系において、減筒制御中に燃焼を休止する気筒（休止気筒）の排気管と燃焼を行う気筒（燃焼気筒）の排気管とを連通する排気バイパス通路を設けるとともに、その排気バイパス通路において該通路を開閉する排気バイパス弁が設けられている。そして、内燃機関の吸気弁や排気弁、排気バイパス弁の開閉タイミングを制御することにより、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に導入する。これにより、休止気筒において筒内温度が低下するのを抑制し、休止気筒の燃焼再開時において噴射燃料が十分に気化されるようにしている。つまり、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に導入することで、空燃比の悪化の抑制を図っている。
【０００３】
また、車載の内燃機関において、燃料の燃焼に伴い発生する燃焼エネルギには、車両走行に用いられる運動エネルギ以外に熱エネルギが多く含まれており、その熱エネルギを利用して車室内の暖房や触媒暖機等が行われている。例えば、エンジン冷却水に含まれるエンジン廃熱を回収し、その回収した廃熱を利用して暖房を行う構成が知られている（例えば特許文献２参照）。また、排ガスを利用して、エンジンの排気通路に配置された触媒の暖機を行う構成が知られている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３６５７９号公報
【特許文献２】実公平２−９６４７６号公報
【特許文献３】特許第２９０９２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に導入する場合、排ガスに含まれる熱エネルギが休止気筒で奪われることにより、排気通路内の温度が低くなることが考えられる。一方、特許文献１では、減筒制御を実施する際、熱エネルギの利用については考慮されていない。そのため、特許文献１では、例えば、熱利用要求として触媒暖機要求があったときに触媒暖機を速やかに実施できない等といった不都合が生じるおそれがあり、熱利用要求を満足できないことが考えられる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、減筒制御の際に熱利用要求に即した廃熱制御を実施することができる内燃機関の制御装置及び内燃機関を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００８】
本発明は、複数の気筒を有する機関本体を備え、そのうち少なくとも２つの気筒が気筒連通通路で接続されるとともに、前記気筒連通通路に設けられた開閉手段を有する内燃機関に適用される。請求項１に記載の発明は、一部の気筒の燃焼を休止する減筒制御の実施時において、前記開閉手段を開放することにより前記気筒連通通路を通じて燃焼気筒から休止気筒に前記燃焼気筒の排ガスを供給する排ガス供給制御を実施するガス供給制御手段と、前記内燃機関の廃熱利用における熱利用要求があったことを検出する要求検出手段と、を備え、前記ガス供給制御手段が、前記要求検出手段により前記熱利用要求があったことが検出された場合、その熱利用要求に基づいて前記排ガス供給制御を実施することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、減筒運転を行う場合に、燃焼気筒での燃焼により発生した排ガスを気筒連通通路を介して休止気筒に送り込むことにより、休止気筒において、排ガス中に残存する廃熱を機関本体側で回収することができ、機関本体における廃熱の回収効率を向上させることができる。また、その回収熱を再利用することにより、例えば暖房要求等といった熱利用要求があったときに、その熱利用要求に即した制御を実現することができる。ところが、内燃機関の廃熱利用における熱利用要求の内容やその要求熱量によっては、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給した場合に、必ずしもその熱利用要求を満足できるとは言えず、逆に熱利用要求を満たすことができなくなる場合が生じることが考えられる。
【００１０】
その点に鑑み、本発明では、減筒制御の実施時において、燃焼気筒から休止気筒へ排ガスを供給する場合、そのガス供給を熱利用要求に応じて実施する。これにより、減筒運転時において都度の熱利用要求の内容等に応じた適切な態様で廃熱制御を実施することができ、ひいては、熱利用要求を満たすことができる。
【００１１】
熱利用要求としては、主に、内燃機関の排気系での熱利用の要求と内燃機関の冷却水の昇温の要求とがある。また、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する場合、その排ガスは休止気筒を経由した後、排気系に排出される。ここで、燃焼気筒の排ガスが、排気系に直接排出される場合と休止気筒を経由して排気系に排出される場合とを比較すると、後者では前者に比べて排ガス温度が低くなることが考えられる。そのため、熱利用要求として排気系での熱利用の要求があった場合、燃焼気筒から休止気筒へ排ガスを供給すると、その熱利用要求を満たすことができないおそれがある。
【００１２】
その点に鑑み、請求項２に記載の発明では、前記要求検出手段が、前記熱利用要求として、前記内燃機関の排気系での熱利用の要求があったことを検出し、前記ガス供給制御手段が、前記要求検出手段により前記排気系での熱利用の要求があったことが検出された場合、前記減筒制御の実施時における前記排ガス供給制御の実施を制限する。こうすることにより、排気系での熱利用の要求があった場合に、その要求に即した廃熱制御を実施することができる。
【００１３】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、排気通路に排気浄化触媒が配置された内燃機関に適用され、前記要求検出手段が、前記熱利用要求として、前記排気浄化触媒の触媒暖機要求があったことを検出し、前記ガス供給制御手段が、前記要求検出手段により前記触媒暖機要求があったことが検出された場合、前記減筒制御の実施時における前記排ガス供給制御の実施を制限する。この構成によれば、触媒暖機要求があった場合に触媒の暖機を速やかに実施することができ、ひいてはエミッション悪化を抑制することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、前記減筒制御の実施中において前記燃焼気筒の燃焼の実施回数に対する前記排ガス供給制御の実施回数の比率を設定する比率設定手段を備え、前記ガス供給制御手段が、前記比率設定手段により設定した前記比率に基づいて前記排ガス供給制御を実施する。この構成によれば、燃焼気筒の排ガスを排気系へ直接排出するか、それとも休止気筒に送るかのいずれを優先させるかを熱利用要求に応じて変更することができる。
【００１５】
ここで、燃焼気筒から休止気筒内に排ガスを供給した場合、休止気筒内での排ガスの滞在時間が長いほど、その排ガスから回収できる熱量が多くなると考えられる。また、熱利用要求の内容によっては、冷却水による回収熱量を増加させる必要が生じることがある。
【００１６】
その点に鑑み、請求項５に記載の発明では、前記減筒制御の実施時において、前記排ガス供給制御の実施により前記燃焼気筒から前記休止気筒に排ガスを供給した場合に該休止気筒内に供給された排ガスの前記休止気筒からの排出を制御するガス排出制御を実施するガス排出制御手段を備え、前記要求検出手段により前記熱利用要求があったことが検出された場合、その熱利用要求に基づいて前記ガス排出制御を実施する。この構成によれば、熱利用要求があった場合、その要求の内容に応じて、休止気筒内に供給された排ガスの排出を行うことにより、熱利用要求に見合う量の廃熱を冷却水によって回収可能になる。
【００１７】
ガス排出制御を実施する構成（請求項５）において、請求項６に記載の発明のように、前記排ガス供給制御による前記燃焼気筒から前記休止気筒への１回の排ガス供給に対する前記休止気筒でのガス保持時間を前記熱利用要求に基づいて設定する保持時間設定手段を備え、前記ガス排出制御手段が、前記保持時間設定手段により設定したガス保持時間に基づいて前記ガス排出制御を実施してもよい。この構成によれば、休止気筒において冷却水により回収される熱量を熱利用要求に応じて可変にすることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、前記要求検出手段により検出された熱利用要求の内容が、前記内燃機関の排気系での熱利用の要求か、又は前記内燃機関の冷却水の熱利用の要求かを検出する手段を備え、前記ガス供給制御手段が、前記熱利用要求の要求内容に応じて、前記燃焼気筒の排ガスを前記気筒連通通路を介さずに前記排気系へ排出するか、又は前記気筒連通通路を通じて前記休止気筒へ供給するかを切り替える。この構成によれば、熱利用要求の内容が、排気系での熱利用要求か冷却水の熱利用要求かに応じて、燃焼気筒の排ガスをいずれの経路に排出するかを変更することができ、熱利用要求に即した廃熱利用が可能になる。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、前記気筒ごとに、新気を吸入する吸気通路及び排ガスを排出する排気通路が設けられるとともに、前記吸気通路には吸気弁が配置され、前記排気通路には排気弁が配置されており、更に、前記吸気弁及び前記排気弁を開閉させるバルブ駆動機構を備える内燃機関に適用され、前記気筒連通通路は、前記吸気通路及び前記排気通路とは別に設けられており、前記ガス供給制御手段は、前記排ガス供給制御として、前記減筒制御の実施に際し、前記燃焼気筒が排気行程でかつ前記休止気筒が気筒内容積の増加行程となる期間で、前記バルブ駆動機構により前記燃焼気筒及び前記休止気筒の吸気弁及び前記排気弁を閉鎖し、かつ前記開閉手段を開放する。
【００２０】
気筒連通通路が吸気通路及び排気通路とは別に設けられた本構成によれば、燃焼気筒から休止気筒への排ガスの移動をできるだけ短い経路で行うことができ、より高温の排ガスを休止気筒に供給することができる。また、この構成では、燃焼気筒が排気行程であり、休止気筒が気筒内容積の増加行程（吸気行程又は膨張行程）となる期間において、燃焼気筒の排気弁及び休止気筒の吸気弁を閉鎖し、開閉手段を開放することにより、燃焼気筒〜気筒連通通路〜休止気筒のガス流路を形成することができる。
【００２１】
本発明の内燃機関は、請求項９に記載されるように、複数の気筒を有する機関本体と、前記気筒ごとに設けられ新気を吸入する吸気通路と、同じく前記気筒ごとに設けられ排ガスを排出する排気通路と、前記吸気通路に配置された吸気弁と、前記排気通路に配置された排気弁と、前記吸気弁及び前記排気弁を開閉させるバルブ駆動機構と、前記複数の気筒のうち少なくとも２つの気筒を接続する気筒連通通路と、前記気筒連通通路に設けられた開閉手段と、を備え、前記気筒連通通路が、前記吸気通路及び前記排気通路とは別に設けられていることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、減筒運転を行う場合に、燃焼気筒での燃焼により発生した排ガスを気筒連通通路を介して休止気筒に送り込むことにより、休止気筒において、排ガス中に残存する廃熱を機関本体側で回収することができ、機関本体における廃熱の回収効率を向上させることができる。また、その回収熱を再利用することにより、例えば暖房要求等といった熱利用要求があったときに、その熱利用要求に即した制御を実現することができる。ここで、熱回収効率をできるだけ向上させるには、燃焼気筒から休止気筒へのガス移動に際して、そのガス移動途中での熱放出をできるだけ抑制するのが望ましい。
【００２３】
その点、本発明では、異なる気筒間を繋ぐ気筒連通通路が、吸気通路や排気通路とは別に設けられている。よって、燃焼気筒から休止気筒への排ガスの移動をできるだけ短い経路で行うことができ、より高温の排ガスを休止気筒に供給することができる。したがって、本発明によれば、熱利用要求があった場合に、その熱利用要求を満たすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】エンジンの概略構成を示す図。
【図２】エンジン制御システムの概要を示す構成図。
【図３】排ガスの流れを示す模式図。
【図４】吸排気バルブの開閉タイミング及び筒内圧の推移を示すタイムチャート。
【図５】触媒暖機要求があった場合の排ガス供給制御及びガス排出制御の実施形態の具体的態様を示すタイムチャート。
【図６】触媒暖機要求及び暖房要求があった場合の排ガス供給制御及びガス排出制御の実施形態の具体的態様を示すタイムチャート。
【図７】減筒制御及び減筒制御の実施時における排ガス供給制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】他の実施形態におけるエンジンの概略構成を示す図。
【図９】他の実施形態における排ガス供給制御及びガス排出制御の実施形態の具体的態様を示すタイムチャート。
【図１０】他の実施形態における排ガス供給制御及びガス排出制御の実施形態の具体的態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、火花点火式の多気筒ガソリンエンジンを搭載した車両に本発明を具体化した実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のエンジンの概略構成を示す構成図であり、図２は本実施形態のエンジン制御システム（廃熱再利用システム）の概要を示す構成図である。
【００２６】
図１のエンジン１０において、機関本体としてのシリンダブロック１１には複数の気筒１２が設けられており、気筒１２内においてピストン１３が往復移動可能に設けられている。なお、本実施形態では、４つの気筒１２を有する直列４気筒エンジンとして構成されている。
【００２７】
シリンダブロック１１にはシリンダヘッド１４が取り付けられており、シリンダヘッド１４において、気筒１２内に新気を供給する吸気ポート１５と、気筒１２内の排ガスを気筒１２内から排出する排気ポート１６とが、気筒１２ごとにそれぞれ複数ずつ（本実施形態では２つずつ）設けられている。また、吸気ポート１５には吸気バルブ２８が配置され、排気ポート１６には排気バルブ２９が配置されており、これら各バルブの開閉タイミングを調整することにより、気筒１２内への新気の吸入タイミング及び気筒１２内の排ガスの排出タイミングを調整可能になっている。
【００２８】
２つの吸気ポート１５は、その全てが吸気マニホールド１７に接続されており、これにより、エンジン１０の吸気管を通って吸入された新気が各吸気ポート１５に分配されるようになっている。また、２つの排気ポート１６のうち、一方の排気ポート（排出用排気ポート）１６ａは排気マニホールド１８に接続されており、排気ポート１６ａから排出される排ガスが排気マニホールド１８に集合されて排気管に排出されるようになっている。また、他方の排気ポート（連通用排気ポート）１６ｂは、隣の気筒の排気ポート１６ｂに気筒連通通路１９によって接続されており、これにより隣り合う気筒同士が連通されている。
【００２９】
気筒連通通路１９について詳しくは、エンジン運転中においてシリンダ容積の増減変化が相異なる２つの気筒１２の間に設けられており、その２つの気筒１２の排気ポート１６ｂ同士を直接連結している。本実施形態では、点火順序を第１気筒♯１→第３気筒♯３→第４気筒♯４→第２気筒♯２としており、シリンダ容積の増減変化の態様（ピストン１３の動き）は、第１気筒♯１と第４気筒♯４とが同じになり、第２気筒♯２と第３気筒♯３とが同じになる。そして、第１気筒♯１の排気ポート１６ｂと第２気筒♯２の排気ポート１６ｂとを直接接続し、また、第３気筒♯３の排気ポート１６ｂと第４気筒♯４の排気ポート１６ｂとを直接接続することで、隣り合う気筒同士が気筒連通通路１９により連通されている。そして、連通用排気ポート１６ｂに配置された開閉手段としての排気バルブ２９の開閉状態を変更することにより、気筒連通通路１９の連通／遮断が切り替えられる。
【００３０】
なお、２つの気筒の排気ポート１６ｂ同士を直接接続する方法については任意である。例えば、シリンダヘッド１４よりも外側において、配管により２つの気筒の排気ポート１６ｂ同士を連結する。あるいは、シリンダヘッド１４の内部に設けられた通路により２つの気筒の排気ポート１６ｂ同士を連結する。
【００３１】
続いて、各気筒の詳細な構成について図２を用いて説明する。
【００３２】
図２において、エンジン１０には、吸気管２１と排気管２２とが接続されており、吸気管２１には気筒１２内への吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ２３が設けられている。スロットルバルブ２３は、モータ等からなるスロットルアクチュエータ２４により電気的に開閉駆動される空気量調整手段である。スロットルアクチュエータ２４にはスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサが内蔵されている。
【００３３】
エンジン１０は、同エンジン１０の各気筒１２に燃料を噴射供給する燃料噴射手段としてのインジェクタ２５と、気筒１２ごとに設けられた点火プラグ２６に点火火花を発生させる点火手段としてのイグナイタ（点火装置）２７とを備えている。なお、本実施形態では、吸気ポート噴射式エンジンを採用しており、インジェクタ２５が吸気ポート１５近傍に設けられる構成としているが、これに代えて、直噴式エンジンを採用し、インジェクタ２５が各気筒１２のシリンダヘッド１４等に設けられる構成としてもよい。
【００３４】
さらに、エンジン１０は、吸気ポート１５に設けられた吸気バルブ２８、排気ポート１６に設けられた排気バルブ２９の各バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整手段としての吸気側バルブ駆動機構３１及び排気側バルブ駆動機構３２を備えている。吸気側及び排気側の各バルブ駆動機構３１，３２として、本実施形態では、コイルの通電／非通電により各バルブの開閉状態を切り替える電磁駆動式を採用しており、これにより、所望のタイミングにてバルブ開閉可能になっている。
【００３５】
排気管２２には、燃焼ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３３が設けられている。また、酸素濃度センサ３３の下流側には排気浄化触媒３４が設けられている。触媒３４は例えば三元触媒であり、燃焼ガスが通過する際に同ガス中の有害成分等を浄化する。
【００３６】
次に、エンジン１０の冷却系の構成について説明する。
【００３７】
エンジン１０のシリンダブロックやシリンダヘッドの内部にはウォータジャケット４１が形成されており、このウォータジャケット４１に冷却水が循環供給されることで、シリンダヘッド１４やシリンダブロック１１から冷却水に熱が伝達される。これにより、エンジン１０の冷却が行われるようになっている。ウォータジャケット４１内の冷却水の温度（冷却水温）は水温センサ４２により検出される。ウォータジャケット４１には冷却水配管等からなる循環経路４３が接続されており、その循環経路４３には、冷却水を循環させるためのウォータポンプ４４が設けられている。ウォータポンプ４４は、例えばエンジン１０の回転に伴い駆動される機械式ポンプであってもよいし、電動式ポンプであってもよい。また、ウォータポンプ４４により冷却水量が調整できる構成であってもよい。
【００３８】
循環経路４３は、エンジン１０（ウォータジャケット４１）の出口側においてヒータコア４５に向けて延び、ヒータコア４５を経由して再びエンジン１０に戻るようにして設けられている。ヒータコア４５には、図示しないブロアファンから空調風が送り込まれるようになっており、空調風がヒータコア４５又はその付近を通過することで、ヒータコア４５からの受熱により空調風が加熱され、温風が車室内に供給される。これにより、車室内の暖房が行われる。
【００３９】
循環経路４３は、ヒータコア４５の下流側で二方に分岐され、その一方の循環経路４３Ａに大気放熱部としてのラジエータ４６が設けられている。また、循環経路４３の分岐部には、冷却水温度に応じて作動することで冷却水の流路を変更するサーモスタット４７が設けられている。このサーモスタット４７により、冷却水が低温（サーモスタット作動温度未満）である場合にはラジエータ４６側への冷却水の流入が阻止され、冷却水はラジエータ４６で放熱されることなく循環経路４３内を循環する。例えば、エンジン１０の暖機完了前（暖機運転時）にはラジエータ４６での冷却水の冷却（放熱）が抑制される。また、冷却水が高温（サーモスタット作動温度以上）になると、ラジエータ４６側への冷却水の流入がサーモスタット４７により許容され、冷却水はラジエータ４６で放熱されつつ循環経路４３内を循環する。これにより、エンジン運転状態下において冷却水が適温（例えば８０℃程度）で維持される。
【００４０】
本制御システムは、エンジン制御の中枢をなすＥＣＵ（電子制御装置）５０を備えており、そのＥＣＵ５０によりエンジン１０の運転に関する各種制御が実施される。すなわち、ＥＣＵ５０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。本システムでは、エンジン運転状態を検出するための運転状態検出手段として、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ５１、吸入空気量や吸気管負圧といったエンジン負荷を検出する負荷センサ５２等を備えており、これら各センサ５１，５２や上述した酸素濃度センサ３３、水温センサ４２等の各検出信号がＥＣＵ５０に適宜入力される。
【００４１】
ＥＣＵ５０は、上述した各種センサから各々検出信号を入力し、それらの各種検出信号に基づいてインジェクタ２５による燃料噴射制御、イグナイタ２７による点火時期制御、バルブ駆動機構３１，３２によるバルブタイミング制御、スロットルバルブ２３（スロットルアクチュエータ２４）による空気量制御等を実施する。
【００４２】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の燃費の向上を図るべく、エンジン運転状態に応じて、全ての気筒１２で燃焼を行うことによりエンジン１０の運転を行う全気筒運転と、一部の気筒１２の燃焼を休止し、残りの気筒１２で燃焼を行うことによりエンジン１０の運転を行う減筒制御を実施する減筒運転とを切り替えている。減筒制御について本システムでは、エンジン運転中においてシリンダ容積の増減変化の態様が同じ２つの気筒１２を燃焼気筒とし、他の２つの気筒１２を休止気筒とする２気筒休止の減筒制御を実施することとしている。本実施形態では、第１気筒♯１及び第４気筒♯４を燃焼気筒とし、第２気筒♯２及び第３気筒♯３を休止気筒としている。そして、例えばエンジン負荷が所定の低負荷状態である等といった所定の減筒実行条件が成立した場合、第２気筒♯２及び第３気筒♯３において、燃料噴射及び点火の少なくともいずれかを休止するとともに、吸気バルブ２８及び排気バルブ２９の開閉を制御することにより、気筒内への吸気の導入及び排気管２２へのガス排出を休止することとしている。
【００４３】
本制御システムでは、エンジン１０において燃料の燃焼により生じる燃料燃焼エネルギのうち、熱損失分となる熱エネルギ（運動エネルギ以外のエネルギ）を再利用することで、システム全体としての燃費改善を図るようにしている。つまり、ＥＣＵ５０は、都度の熱利用要求に基づいて、エンジン１０の廃熱を利用した各種制御を実施している。
【００４４】
熱利用要求としては、主にエンジン冷却水の熱利用の要求や、エンジン１０の排気系での熱利用の要求があり、具体的には、暖房要求や触媒暖機要求などが含まれる。暖房要求は、車室内の暖房が開始される場合や車室内温度を上昇させる場合に発生するものであり、車両搭乗者の操作又は自動空調制御の制御指令に基づき発生する。この要求は、エンジン冷却水の熱を利用することで満たされるものである。また、エンジン冷却水の昇温はエンジン１０の冷却損失により行われるものである。よって、暖房要求はエンジン１０の冷却損失を利用することにより行われるものでもある。
【００４５】
また、触媒暖機要求は、排気管２２の触媒３４が低温状態にある場合に発生するものであり、エンジン１０の冷間始動時や車両運転途中の一時的な温度低下時に発生する。例えば、エンジン１０のアイドルストップ制御を実施するシステムでは、アイドルストップ中に触媒温度が低下することが考えられ、かかる場合、エンジン再始動後に触媒暖機要求が発生する。この要求は、エンジン１０の排ガスの熱を利用することで満たされるものである。また、排ガスの昇温はエンジン１０の排気損失により行われるものである。よって、触媒暖機要求はエンジン１０の排気損失を利用することにより行われるものでもある。
【００４６】
ところで、近年、エンジン１０の熱効率の向上に伴い、エンジン廃熱として機関本体側で（シリンダブロック１１側で）冷却水に回収される熱量が少なくなることが考えられる。かかる場合、エンジン冷却水の熱利用の要求があった場合に、その要求を満たすことができないおそれがある。具体的には、例えば暖房要求があった場合、シリンダブロック１１側でエンジン冷却水によって回収される熱量が少ないことに起因して暖房熱が不足し、その結果、暖房要求を満たすことができないおそれがある。特に、アイドルストップ制御を実施するシステムではエンジン１０の稼動時間が短くなり、暖房熱の不足が生じやすいと考えられる。
【００４７】
そこで、本実施形態では、減筒制御の実施時において、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する排ガス供給制御を実施することとしている。すなわち、本システムでは、少なくとも第２気筒♯２及び第３気筒♯３の吸気バルブ２８について、吸気行程の期間でのバルブ開閉を実行する状態と、同バルブ開閉を実行しない状態との切り替えが可能になっている。また、各気筒１２のそれぞれの排気バルブ２９について、排気行程の期間で一方のバルブを開放し、他方のバルブを閉鎖することが可能になっている。本システムの排ガス供給制御では、減筒制御の実施に際し、燃焼気筒が排気行程であってかつ休止気筒が吸気行程となる期間において、燃焼気筒及び休止気筒の排気バルブ２９のうち、排出用排気ポート１６ａに設けられたバルブを排気側バルブ駆動機構３２により閉鎖するとともに、吸気バルブ２８を吸気側バルブ駆動機構３１により閉鎖する。これに併せて、燃焼気筒及び休止気筒の連通用排気ポート１６ｂに設けられたバルブを排気側バルブ駆動機構３２により開放する。このバルブ開閉制御により、燃焼気筒〜気筒連通通路１９〜休止気筒の排ガス流路が形成される。また、燃焼気筒のピストン１３がシリンダ容積を減少する方向に移動し、かつ休止気筒のピストン１３がシリンダ容積を増大する方向に移動することにより、燃焼気筒内の排ガスが気筒連通通路１９を通じて休止気筒内に導入される。休止気筒では、燃焼気筒から供給された排ガスに含まれる廃熱が、シリンダブロック１１側でエンジン冷却水によって回収される。したがって、この排ガス供給制御によれば、燃焼気筒の排ガスに含まれる廃熱をエンジン本体側でできるだけ多く回収することができ、熱回収効率を向上させることができる。
【００４８】
また、休止気筒からのガス排出に際しては、減筒制御の実施に際し、休止気筒が排気行程となる期間において、休止気筒の排気バルブ２９のうち、連通用排気ポート１６ｂに設けられたバルブを閉鎖し、かつ排出用排気ポート１６ａに設けられたバルブを開放する。このバルブ開閉制御（ガス排出制御）により、休止気筒内の排ガスを排気通路に直接排出することが可能になる。
【００４９】
排ガス供給制御及びガス排出制御について、図３及び図４のタイムチャートを用いて更に説明する。ここで、図３は、排ガスの流れを示す模式図であり、図４は、吸気バルブ２８及び排気バルブ２９の開閉タイミング及び筒内圧の推移を示すタイムチャートである。なお、図３及び図４では、吸気バルブ２８をＩＮ、排気バルブ２９のうち、燃焼気筒の排出用排気ポート１６ａに設けられたバルブをＥ１、燃焼気筒の連通用排気ポート１６ｂに設けられたバルブをＥ２、休止気筒の連通用排気ポート１６ｂに設けられたバルブをＥ３、休止気筒の排出用排気ポート１６ａに設けられたバルブをＥ４と示してある。また、図４中、（ａ）は減筒運転時における燃焼気筒についてであり、（ｂ）は休止気筒についてである。図４中の実線は減筒運転時の場合であり、一点鎖線は全気筒運転時の場合である。本実施形態では、第１気筒♯１及び第２気筒♯２について説明するが、第４気筒♯４及び第３気筒♯３の場合についても同様である。
【００５０】
まず、本エンジン１０における全気筒運転時のバルブ開閉タイミングについて説明する。図４（ａ）及び（ｂ）に一点鎖線で示すように、各気筒１２の吸気行程では吸気バルブＩＮを開き、気筒１２内に新気を導入する。その後、各気筒１２の排気行程において、排気バルブＥ１，Ｅ４（図３参照）を開いて排ガスを排気通路に直接排出する。このとき、排気バルブＥ２，Ｅ３（図３参照）は閉じたままにし、第１気筒♯１と第２気筒♯２との連通を遮断する。これにより、全気筒運転では、図３に示すように、各気筒内の排ガスが、矢印Ａ，Ｃの経路により各気筒１２から直接排気通路に排出される。
【００５１】
次に、減筒運転時のバルブ開閉タイミングについて説明する。図４（ａ）及び（ｂ）に実線で示すように、第１気筒♯１（燃焼気筒）では、吸気行程で吸気バルブＩＮを開き、気筒１２内に新気を導入する。その後、排気行程において、排気バルブＥ１を閉じ、かつ排気バルブＥ２を開く。第２気筒♯２（休止気筒）では、第１気筒♯１が排気行程のときに吸気行程となり、この吸気行程において、吸気バルブＩＮを閉じ、かつ排気バルブＥ３を開く。これにより、第１気筒♯１と第２気筒♯２とが連通される。このとき、第１気筒♯１のピストン１３はシリンダ容積を減少させる方向に移動し、かつ第２気筒♯２のピストン１３はシリンダ容積を増大させる方向に移動している。したがって、第１気筒♯１での燃焼により発生した高温の排ガスが、図３の矢印Ｂに示すように、気筒連通通路１９を介して第２気筒♯２に導入される。
【００５２】
その後、第２気筒♯２では、圧縮行程及び膨張行程を経た後の排気行程において、排気バルブＥ４を開く。これにより、図３の矢印Ｃに示すように、第１気筒♯１から第２気筒♯２に供給された排ガスが、第２気筒♯２内から排気通路に排出される。つまり、全気筒運転では、各気筒１２の排ガスを図３の矢印Ａの経路により排気通路に直接排出するのに対し、減筒運転では、燃焼気筒の排ガスを図３の矢印Ｂ，Ｃの経路により、休止気筒を介して排気通路に排出する。
【００５３】
減筒制御の実施時に燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する場合、燃焼気筒では、図４（ａ）に斜線で示すように、混合気の燃焼により発生した熱エネルギが、膨張行程において冷却水により回収される。また、休止気筒では、図４（ｂ）に斜線で示すように、燃焼気筒から高温の排ガスを受け取った後、次の排気行程で排ガスが排気通路に排出されるまでの期間（圧縮行程及び膨張行程の期間）、その排ガスに含まれる熱エネルギが冷却水により回収される。このようにして、排ガス中に含まれる熱エネルギを冷却水によりできるだけ多く回収し、車両搭乗者の暖房要求等といった冷却水の熱利用の要求を満足できるようにしている。
【００５４】
なお、本実施形態では、吸気ポート１５の流路断面積に比べて、排気ポート１６の流路断面積を大きくしてある。これにより、気筒１２内の排ガスを排気ポート１６ａ，１６ｂのいずれか一方から排出する場合において、排ガスを十分に排出可能になっている。
【００５５】
ところで、減筒運転時において、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に導入し、休止気筒で熱回収を実施するとき、熱利用要求として例えば触媒暖機要求といった排気系での熱利用の要求があった場合には、排気管２２に送られる排ガスの温度が低いことに起因して熱利用要求を満足できないことが考えられる。すなわち、排ガス供給制御の実施時では、燃焼気筒の排ガスを休止気筒を経由して排気管２２に排出するため、燃焼気筒の排ガスを排気通路に直接排出する場合に比べて、排気管２２内の排ガスの温度が低くなる。そのため、熱利用要求として排気系での熱利用の要求があった場合に、その熱利用要求を満たすことができないことが考えられる。
【００５６】
そこで、本実施形態では、減筒制御の実施時において、連通用排気ポート１６ｂに設けられた排気バルブ２９を開放することにより、燃焼気筒の排ガスを気筒連通通路１９を通じて休止気筒に供給する排ガス供給制御を実施するのに際し、熱利用要求があるか否かを検出する。そして、熱利用要求があると検出された場合、その熱利用要求に基づいて排ガス供給制御を実施する。より具体的には、熱利用要求の内容が、暖房要求か触媒暖機要求か、あるいはその両方であるかに応じて、燃焼気筒から休止気筒への排ガス供給の実施の頻度を可変にしている。
【００５７】
特に、本実施形態では、熱利用要求に基づいて、休止気筒内の排ガスの排気通路への排出を制御している。より具体的には、熱利用要求の有無及びその内容に応じて、排ガス供給制御による燃焼気筒から休止気筒への１回の排ガス供給に対する休止気筒でのガス保持時間を可変にしている。
【００５８】
図５及び図６は、排ガス供給制御及びガス排出制御の実施形態の具体的態様を示すタイムチャートである。ここで、図５は、熱利用要求として触媒暖機要求があった場合のバルブ開閉タイミングの推移を示し、図６は、熱利用要求として触媒暖機要求と暖房要求とがあった場合の開閉タイミングの推移を示す。なお、図中、（ａ）は減筒運転時における燃焼気筒について示すものであり、（ｂ）は休止気筒について示すものである。また、図中の実線は減筒運転時の場合であり、一点鎖線は全気筒運転時の場合である。これら図５及び図６では、吸気バルブ２８をＩＮ、排気バルブ２９のうち、燃焼気筒の排出用排気ポート１６ａに設けられたバルブをＥ１、燃焼気筒の連通用排気ポート１６ｂに設けられたバルブをＥ２、休止気筒の連通用排気ポート１６ｂに設けられたバルブをＥ３、休止気筒の排出用排気ポート１６ａに設けられたバルブをＥ４と示してある（図３参照）。
【００５９】
減筒運転中に、例えば排気管２２に配置された触媒３４が低温状態になり、熱利用要求として触媒暖機要求があった場合を考える。この場合、図５に示すように、燃焼気筒では、全気筒運転時と同様に、吸気行程で吸気バルブＩＮを開き、排気行程で排気バルブＥ２を閉じかつ排気バルブＥ１を開く。一方、休止気筒では、吸気バルブＩＮ及び排気バルブＥ３，４の全てを閉じたままにする。これにより、燃焼気筒で発生した高温の排ガスを排気通路に直接排出し、その高温の排ガスにより触媒３４の早期暖機を図る。
【００６０】
また、減筒運転中に、例えば車両搭乗者が暖房スイッチをオンしたとき、触媒３４が低温状態にあり、車室内の暖房に併せて触媒暖機を行う必要が生じる場合が考えられる。この場合、図６に示すように、減筒制御の実施時におけるバルブ開閉制御として、燃焼気筒で発生した高温の排ガスを排気通路に直接排出する第１制御と、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する第２制御とを１燃焼サイクルごとに交互に実施する。すなわち、第１制御では、燃焼気筒の排気行程で排気バルブＥ２を閉じ排気バルブＥ１を開くとともに、休止気筒の吸気行程で排気バルブＥ３，Ｅ４を閉じたままにする。一方、第２制御では、燃焼気筒の排気行程で排気バルブＥ１を閉じ排気バルブＥ２を開くとともに、休止気筒の吸気行程で排気バルブＥ４を閉じ排気バルブＥ３を開く。このバルブ開閉制御では、第２制御の実施により燃焼気筒から休止気筒への１回の排ガス供給があった場合、次回の排気行程では休止気筒から排ガスが排出されず、その次の排気行程においてガス排出が行われる。つまり、熱利用要求として触媒暖機要求と暖房要求との両方があった場合、休止気筒では、燃焼気筒から供給された排ガスを１燃焼サイクルよりも長い期間保持し続けることで、エンジン本体側での冷却水による熱回収効率を向上させるようにしている。
【００６１】
図７は、減筒制御及び減筒制御の実施時における排ガス供給制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０により所定周期毎に実行される。
【００６２】
図７において、まずステップＳ１０１では、減筒運転を実施するための条件である減筒実行条件が成立しているか否かを判定する。減筒実行条件が成立していない場合には、ステップＳ１０２へ進み、全ての気筒で燃焼を行う全気筒運転を実施する。一方、減筒実行条件が成立している場合には、ステップＳ１０３以降の処理を実行することにより、減筒運転時におけるバルブ開閉制御の態様を、熱利用要求の有無及びその内容に応じて、複数の制御モードの中から１つ選択する。
【００６３】
すなわち、ステップＳ１０３では、熱利用要求があるか否かを判定する。本実施形態では、熱利用要求を暖房要求及び触媒暖機要求とし、これらの要求の有無について判定する。暖房要求及び触媒暖機要求のいずれもなく、熱利用要求がないと判定される場合には、ステップＳ１０４へ進み、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給して熱回収を行う熱回収モード（図４参照）を選択する。一方、熱利用要求があると判定される場合には、ステップＳ１０５へ進み、その熱利用要求が触媒暖機要求であるか否かを判定する。このとき、触媒暖機要求に併せて暖房要求がある場合には、ここでは否定判定される。本実施形態では、水温センサ４２により検出された冷却水温度が判定値以下の場合に触媒暖機要求有りと判定する。また、車両搭乗者により暖房スイッチがオンされたときや、暖房スイッチオン時において、車室内の温度を検出する温度センサにより車室内の温度低下が検出された場合に暖房要求有りと判定する。
【００６４】
熱利用要求が触媒暖機要求であって暖房要求でない場合には、ステップＳ１０６において、燃焼気筒の排ガスを排気通路に直接排出する触媒暖機モード（図５参照）を選択する。一方、ステップＳ１０５で否定判定された場合、すなわち熱利用要求が触媒暖機要求の他に暖気要求を含む場合、ステップＳ１０７へ進み、燃焼気筒の排ガスを排気通路に直接排出する第１制御と、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する第２制御とを交互に行う両立モード（図６参照）を選択する。そして、ステップＳ１０８において、その選択したモードにより減筒運転を実施する。
【００６５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６６】
減筒制御の実施時において、燃焼気筒から休止気筒へ排ガスを供給する排ガス供給制御を実施する場合、熱利用要求があるか否かを検出し、熱利用要求があると検出されたときに、その熱利用要求に基づいて排ガス供給制御を実施する構成としたため、減筒運転時において都度の熱利用要求の内容等に応じた適切な態様で廃熱制御を実施することができ、ひいては、熱利用要求を満たすことができる。
【００６７】
熱利用要求があった場合、その熱利用要求がエンジン１０の排気系での熱利用の要求であるときには、燃焼気筒の排ガスを燃焼気筒から直接排気通路に排出する、つまり、排ガス供給制御による燃焼気筒から休止気筒への排ガスの供給を制限する構成としたため、排気系での熱利用の要求があった場合に、その要求に即した廃熱制御を実施することができる。また、熱利用要求として触媒暖機要求があった場合に燃焼気筒から休止気筒への排ガスの供給を制限することにより、触媒暖機要求に伴い触媒の暖機を速やかに実施することができ、ひいてはエミッション悪化を抑制することができる。
【００６８】
休止気筒からのガス排出を熱利用要求に応じて実施する構成としたため、その要求の内容に応じて、休止気筒内に供給された排ガスの排出を行うことができ、その結果、熱利用要求に見合う量の廃熱を冷却水によって回収することができる。具体的には、熱利用要求として触媒暖機要求と暖房要求との両方があった場合では、燃焼気筒から休止気筒に供給された排ガスを次回の排気行程で排出せずに１燃焼サイクルよりも長い期間保持する構成としたため、エンジン本体側での冷却水による熱回収効率を向上させることができる。
【００６９】
熱利用要求の要求内容に応じて、燃焼気筒の排ガスを気筒連通通路１９を介さずに排気通路へ排出するか、又は気筒連通通路１９を通じて休止気筒へ供給するかを切り替える構成としたため、熱利用要求の内容が、エンジン排気系での熱利用要求か、それとも冷却水の熱利用要求かに応じて、燃焼気筒の排ガスをいずれの経路に排出するかを変更することができ、熱利用要求に即した廃熱利用を実現することができる。
【００７０】
異なる２つの気筒１２における排気ポート１６同士を気筒連通通路１９が連結するとともに、それらの排気ポート１６に排気バルブ２９が設けられているため、吸排気バルブのバルブ開閉制御により、具体的には、燃焼気筒が排気行程であり、休止気筒が吸気行程となる期間において、燃焼気筒及び休止気筒の吸気バルブ２８と排出用排気ポート１６ａに配置された排気バルブ２９とを閉鎖し、開閉手段としての連通用排気ポート１６ｂに配置された排気バルブ２９を開放することにより、燃焼気筒〜気筒連通通路〜休止気筒のガス流路を形成することができる。
【００７１】
気筒連通通路１９が吸気通路及び排気通路とは別に設けられているため、燃焼気筒から休止気筒への排ガスの移動をできるだけ短い経路で行うことができる。これにより、より高温の排ガスを休止気筒に供給することができる。
【００７２】
（他の実施形態）
・上記実施形態では、減筒制御の実施時に熱利用要求として暖房要求と触媒暖機要求とがあった場合、燃焼気筒の排ガスを排気通路に直接排出する第１制御と、休止気筒へ送る第２制御とを交互に実施する構成としたが、第１制御と第２制御との両方を実施するものであれば上記構成に限定しない。例えば、第１制御をｍ回実施した後、第２制御をｎ回実施する構成を基本単位とし、この基本単位を繰り返し実施する構成（ｍ，ｎは正の整数）としてもよい。あるいは、第１制御と第２制御とをランダムに実施する構成としてもよい。
【００７３】
・減筒制御の実施中において、燃焼気筒の燃焼の実施回数に対する排ガス供給制御の実施回数の比率を熱利用要求に応じて可変に設定する手段（比率設定手段）を設け、その設定した比率に基づいて排ガス供給制御を実施する。具体的には、燃焼気筒（♯１、♯４）の燃焼を合わせてα回（例えば３回や４回）行ったうちの何回、燃焼気筒の排ガスを休止気筒へ供給するかを熱利用要求に応じて設定する。この構成によれば、燃焼気筒の排ガスを排気通路へ直接排出するか（図３の矢印Ａの経路とするか）、それとも休止気筒に送るか（図３の矢印Ｂの経路とするか）のいずれを優先させるかに応じて、排ガスの排出先を変更することができる。例えば、熱利用要求があったときに、暖房要求に基づく要求熱量と触媒暖機要求に基づく要求熱量とを比較し、触媒暖機要求の方が大きい場合には、燃焼気筒から排気通路へ排出する割合を大きくし、暖房要求の方が大きい場合には、休止気筒へ供給する割合を大きくする。このとき、例えば前者では、燃焼気筒の３回の燃焼回数のうち１回において排ガス供給制御を実施し、後者では、その３回の燃焼回数のうち２回において排ガス供給制御を実施する。
【００７４】
・燃焼気筒から休止気筒への１回の排ガス供給に対する休止気筒でのガス保持時間を、熱利用要求に応じて可変に設定する手段（保持時間設定手段）を設け、その設定した保持時間に基づいてガス排出制御を実施する。この構成によれば、休止気筒での排ガスの滞在時間を都度の熱利用要求に応じて変更することができ、その結果、燃焼気筒から休止気筒への１回の排ガス供給により回収可能な熱量を可変にすることができる。
【００７５】
なお、休止気筒では、吸気バルブ２８及び排気バルブ２９の閉弁状態を維持することによりポンピングロスを減らすことができ、ひいては燃費悪化をできるだけ抑制可能と考えられる。したがって、ガス保持時間が長いほど、排気バルブ２９が閉鎖された状態を維持することができ、ポンピングロスを減らすことができるとともに、燃焼気筒から休止気筒への１回の排ガス供給により回収可能な熱量を増やすことができる。
【００７６】
・熱利用要求として暖房要求、触媒暖機要求、及びその両方のいずれがあったかに応じて排ガス供給制御の実施態様を切り替える構成としたが、これを変更し、熱利用要求として暖房要求があったかそれとも触媒暖機要求があったかに応じて、排ガス供給制御の実施態様を切り替える構成とする。具体的には、熱利用要求が暖房要求の場合には、燃焼気筒の排ガスを気筒連通通路１９を介して休止気筒に送り、触媒暖機要求の場合には、燃焼気筒の排ガスを気筒連通通路１９を介さずに燃焼気筒から直接排気通路へ排出する。
【００７７】
・減筒運転時における燃焼気筒の排気ポート１６と休止気筒の排気ポート１６とが連結されたエンジン１０に本発明を適用する場合について説明したが、燃焼気筒と休止気筒とが連結されていれば上記以外の構成のエンジンにも適用可能である。例えば、エンジン排気系において、減筒制御時の休止気筒の排気管と燃焼気筒の排気管とを連通する排気バイパス通路（気筒連通通路に相当）が設けられ、更にその排気バイパス通路において該通路を開閉する開閉弁（開閉手段に相当）が設けられているエンジンに本発明を適用する。この場合、燃焼気筒が排気行程であって休止気筒が吸気行程又は膨張行程である期間において、燃焼気筒及び休止気筒の吸気バルブを閉鎖しかつ排気バルブを開放するとともに、開閉弁を開放させることにより、燃焼気筒の排ガスが燃焼気筒から休止気筒に供給される。
【００７８】
あるいは、図８に示すように、各気筒１２に設けられた複数の排気ポート１６（図８では２つの排気ポート１６）のうち、各気筒１２で少なくとも１つずつ（図８では全部）が連結されることにより気筒連通通路１９が形成されたエンジン１００に本発明を適用する。この構成においても、吸気バルブ２８及び排気バルブ２９のバルブ開閉タイミングを制御することにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
具体的には、減筒制御の実施に際し、燃焼気筒が排気行程であってかつ休止気筒が吸気行程となる期間において、燃焼気筒の排気バルブ２９のうち少なくとも１つのバルブを開放するとともに、休止気筒の排気バルブ２９のうち少なくとも１つのバルブを開放する。このバルブ開閉制御により、燃焼気筒〜気筒連通通路１９〜休止気筒の排ガス流路が形成される。
【００８０】
・減筒制御の実施時に燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する際のバルブ開閉タイミングは上記形態に限定しない。例えば、熱回収モードについて、図９に示すように、燃焼気筒（♯１，♯４）では全気筒運転と同じバルブ開閉タイミングとし、休止気筒（♯２，♯３）では１燃焼サイクルの全ての行程において排気バルブＥ３，Ｅ４を開放したままにする。この場合、休止気筒での冷却水への熱伝達を、熱量の変動を抑制しつつ長時間に亘って実施することができる。
【００８１】
・図８のエンジン１００において、燃焼気筒の排ガスを休止気筒に供給する場合、図１０に示す態様でバルブ開閉制御を実施してもよい。図１０では、燃焼気筒（♯１，♯４）では全気筒運転と同じバルブ開閉タイミングとし、休止気筒（♯２，♯３）では、燃焼気筒が排気行程であってかつ休止気筒が吸気行程となる期間において吸気バルブ２８を閉鎖し、かつ排気バルブ２９（Ｅ３，Ｅ４）を開放する。これにより、休止気筒では、燃焼気筒から排出され気筒連通通路１９に集まった排ガスを吸気行程で吸い込むことができ、その吸い込んだ排ガスにより冷却水への熱の伝達が可能になる。この場合、休止気筒では、燃焼気筒から供給された排ガスが少なくとも１／２燃焼サイクル保持される。
【００８２】
・上記実施形態では、異なる気筒の排気ポート１６同士を連結することにより燃焼気筒から休止気筒へのガス移動を行ったが、これを変更し、異なる気筒の吸気ポート１５同士を連結したり、吸気ポート１５と排気ポート１６とを連結したりすることで、燃焼気筒から休止気筒へのガス移動を行わせる構成としてもよい。あるいは、吸気ポート１５及び排気ポート１６とは別のポートを新たに設け、このポートを利用して燃焼気筒と休止気筒とを連結させてもよい。
【００８３】
・バルブタイミング調整手段としての吸気側バルブ駆動機構３１及び排気側バルブ駆動機構３２を電磁駆動式としたが、これに代えて、エンジン１０の回転に伴うカムの回転によってバルブタイミングを調整するカム駆動式とする。具体的には、全気筒運転用のカムと減筒運転用のカムとをカム軸に設けておくとともに、減筒運転用として更に、２つの排気バルブ２９のバルブタイミングを異なるタイミングで制御可能にカムを設けておく。
【００８４】
・上記実施形態では、隣り合う気筒の排気ポート１６同士を連結したが、連結する気筒の組み合わせはこれに限定せず、燃焼気筒が排気行程のときに吸気行程又は膨張行程となる気筒が連結の対象気筒となっていればよい。したがって、上記エンジン１０において、第１気筒♯１と第３気筒♯３、第４気筒♯４と第２気筒♯２を連結し、第１気筒♯１から第３気筒♯３に排ガスを供給するとともに、第４気筒♯４から第２気筒♯２に排ガスを供給するようバルブ開閉制御を行う構成であってもよい。
【００８５】
・上記実施形態では、４気筒エンジンに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定せず、６気筒エンジンや８気筒エンジンに本発明を適用してもよい。この場合、気筒の位置を考慮して、エンジン運転中におけるシリンダ容積の増減変化が相異なる２つの気筒１２間を連通するとともに、点火順序を考慮して、吸気バルブ２８及び排気バルブ２９の開閉タイミングを制御することで、燃焼気筒から休止気筒への排ガスの供給及び休止気筒からのガス排出を制御する。
【００８６】
・連通用排気ポート１６ｂについて、休止気筒側の排気ポート１６ｂ（本実施形態では第２気筒♯２及び第３気筒♯３の排気ポート１６ｂ）の流路断面積を、燃焼気筒の排気ポート１６ｂ（本実施形態では第１気筒♯１及び第４気筒♯４の排気ポート１６ｂ）に比べて大きくする。この構成によれば、燃焼気筒から休止気筒へのガス導入を促進させることができる。
【００８７】
・排気系での熱利用の要求の具体例として触媒暖機要求を挙げたが、これに限定せず、例えば、排気通路に熱回収装置が設けられたシステムにおいて、熱回収装置による熱回収を積極的に行う必要がある場合、排気系での熱利用の要求があったとして、燃焼気筒の排ガスを排気通路に直接排出するものとしてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…エンジン、１１…シリンダブロック（機関本体）、１２…気筒、１４…シリンダヘッド、１５…吸気ポート、１６…排気ポート、１６ａ…排出用排気ポート、１６ｂ…連通用排気ポート、１９…気筒連通筒路、２１…吸気管、２２…排気管、２８…吸気バルブ、２９…排気バルブ（排気弁、開閉手段）、３１，３２…バルブ駆動機構、３４…排気浄化触媒、５０…ＥＣＵ（ガス供給制御手段、要求検出手段、比率設定手段、ガス排出制御手段、保持時間設定手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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