(57)【要約】【課題】この発明は、第１および第２バンクを有する内燃機関に関して、ＥＧＲバルブの閉弁時にＥＧＲバルブよりも下流側のＥＧＲ通路内に滞留するＥＧＲガスを掃気することを目的とする。【解決手段】バンク毎にコンプレッサ１８ａ１、１８ｂ１を備える。第１コンプレッサ１８ａ１よりも上流側の第１上流吸気通路１２ａ２と第２コンプレッサ１８ｂ１よりも上流側の第２上流吸気通路１２ｂ２とを備える。第１上流吸気通路１２ａ２と第２上流吸気通路１２ｂ２とは、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃを介して連通している。内燃機関１０の運転中にＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御された後に、第１上流吸気通路１２ａ２内の圧力と第２上流吸気通路１２ｂ２内の圧力との間に圧力差が生じるようにＷＧＶ２８ａまたは２８ｂを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１または複数の気筒を有する第１バンクと、１または複数の気筒を有する第２バンクとを備える内燃機関であって、
空気を取り入れる第１吸入口を有する第１吸気通路と、空気を取り入れる第２吸入口を有する第２吸気通路とを含み、前記第１および第２バンクに属する各気筒に吸入される空気が流れる吸気通路と、
前記第１吸気通路を流れるガスを過給する第１コンプレッサと、
前記第２吸気通路を流れるガスを過給する第２コンプレッサと、
前記第１バンクおよび前記第２バンクの少なくとも一方から排出される排気ガスの一部を、前記第１コンプレッサよりも上流側の前記第１吸気通路である第１上流吸気通路と前記第２コンプレッサよりも上流側の前記第２吸気通路である第２上流吸気通路とに導入するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、
前記第１コンプレッサよりも上流側の吸気圧力である第１コンプレッサ上流圧を調整可能な第１アクチュエータと、
前記第２コンプレッサよりも上流側の吸気圧力である第２コンプレッサ上流圧を調整可能な第２アクチュエータと、
を備え、
前記第１上流吸気通路と前記第２上流吸気通路とは、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲバルブよりも下流側の部位を介して連通しており、
前記内燃機関の運転中に前記ＥＧＲバルブが開状態から全閉状態に制御された後に、前記第１コンプレッサ上流圧と前記第２コンプレッサ上流圧との間に圧力差が生じるように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記第１および第２コンプレッサは、第１および第２ターボ過給機のコンプレッサとしてそれぞれ備えられたものであり、
前記第１アクチュエータは、前記第１ターボ過給機の第１タービンよりも上流側の排気圧力を調整することにより前記第１コンプレッサ上流圧を調整し、
前記第２アクチュエータは、前記第２ターボ過給機の第２タービンよりも上流側の排気圧力を調整することにより前記第２コンプレッサ上流圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記第１アクチュエータは、前記第１タービンをバイパスする第１排気バイパス通路を開閉する第１ウェイストゲートバルブであって、
前記第２アクチュエータは、前記第２タービンをバイパスする第２排気バイパス通路を開閉する第２ウェイストゲートバルブであって、
前記制御手段は、前記第１ウェイストゲートバルブの開度と前記第２ウェイストゲートバルブの開度とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記第１アクチュエータは、前記第１タービンに流入する排気ガスの流量を調整する第１可変ノズルであって、
前記第２アクチュエータは、前記第２タービンに流入する排気ガスの流量を調整する第２可変ノズルであって、
前記制御手段は、前記第１可変ノズルの開度と前記第２可変ノズルの開度とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記第１吸気通路および前記第２吸気通路は、互いに独立して前記第１バンクおよび前記第２バンクにそれぞれ空気を導入する通路であって、
前記第１アクチュエータは、前記第１吸気通路を流れる空気の量を調整することにより前記第１コンプレッサ上流圧を調整し、
前記第２アクチュエータは、前記第２吸気通路を流れる空気の量を調整することにより前記第１コンプレッサ上流圧を調整することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記第１アクチュエータは、前記第１コンプレッサよりも下流側の前記第１吸気通路に配置された第１スロットルバルブであって、
前記第２アクチュエータは、前記第２コンプレッサよりも下流側の前記第２吸気通路に配置された第２スロットルバルブであって、
前記制御手段は、前記第１スロットルバルブの開度と前記第２スロットルバルブの開度とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記第１アクチュエータは、前記第１バンクに属する吸気弁の第１開弁特性を調整可能な第１吸気可変動弁機構であって、
前記第２アクチュエータは、前記第２バンクに属する吸気弁の第２開弁特性を調整可能な第２吸気可変動弁機構であって、
前記制御手段は、前記第１開弁特性と前記第２開弁特性とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記第１および第２コンプレッサは電動式であって、
前記制御手段は、前記第１コンプレッサおよび前記第２コンプレッサの少なくとも一方の駆動力を調整して前記第１コンプレッサの回転数と前記第２コンプレッサの回転数とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記第１バンクに属する各気筒で発生する第１トルクを調整可能な第１トルク調整アクチュエータと、
前記第２バンクに属する各気筒で発生する第２トルクを調整可能な第２トルク調整アクチュエータと、
前記第１および第２トルク調整アクチュエータの何れか一方を用いて、前記制御手段によって生じさせられた前記圧力差に起因する前記第１バンクと前記第２バンクとの間でのトルク差を抑制するように、前記第１トルクおよび前記第２トルクの何れか一方を調整する第２制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２〜８の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記吸気通路は、前記第１吸気通路を流れる空気と前記第２吸気通路を流れる空気とが一旦合流した後に前記第１バンクおよび前記第２バンクに分配されるように構成されており、
前記第１バンクおよび前記第２バンクに属する各気筒で発生するトルクを調整可能なトルク調整アクチュエータと、
前記トルク調整アクチュエータを用いて、前記制御手段によって生じさせられた前記圧力差に起因する前記第１バンクおよび前記第２バンクでのトルク変化を抑制するようにトルクを調整する第３制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２〜４および８の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記制御手段は、アイドリング運転時に、前記圧力差が生じるように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項５〜８の何れか１つに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記制御手段は、アイドリング運転時に前記内燃機関の運転停止指令が出された際に、前記圧力差が生じるように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関に係り、特に、第１および第２バンクのそれぞれに吸入空気を過給するコンプレッサを備え、かつ、各コンプレッサよりも上流側の吸気通路にＥＧＲガスを導入可能な内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、ターボ過給機付きの内燃機関が開示されている。この従来の内燃機関は、排気通路を流れる排気の一部をコンプレッサよりも上流側の吸気通路に還流させるＥＧＲ通路と、コンプレッサによって加圧された吸気の一部をＥＧＲクーラーよりも下流側であってＥＧＲバルブよりも上流側のＥＧＲ通路に導くバイパス通路とを備えている。そして、ＥＧＲガスの導入を停止する運転状態の時に、バイパス通路を介してＥＧＲ通路に導入された吸気をＥＧＲ通路の下流側から上流側に逆流させ、この逆流する吸気によってＥＧＲ通路内の未燃燃料および凝縮水を吹き飛ばして除去することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９８３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の内燃機関のようにコンプレッサよりも上流側の吸気通路にＥＧＲガスを導入可能な内燃機関では、ＥＧＲバルブが開状態から全閉状態に制御されると、ＥＧＲバルブよりも下流側（すなわち、吸気通路側）のＥＧＲ通路内のＥＧＲガスの流れがほとんどなくなる。その結果、当該ＥＧＲ通路内のＥＧＲガスが掃気されずにＥＧＲ通路内に滞留してしまう。しかしながら、特許文献１に記載の上記手法では、ＥＧＲバルブよりも下流側のＥＧＲ通路内に滞留しているＥＧＲガスを吹き飛ばして掃気することはできない。そして、低外気温度下では、内燃機関の運転中にＥＧＲバルブの下流側のＥＧＲ通路の壁面が冷やされて、当該壁面の温度がＥＧＲガスの露点以下になることがある。また、内燃機関の運転停止中にも、上記壁面の温度がＥＧＲガスの露点以下になることがある。その結果、ＥＧＲ通路内で凝縮水が生成され、外気温度次第では、凝縮によって生じた水が凍結して氷粒が生成される。このような凝縮水等が発生している状態で内燃機関の運転が継続または再開されてＥＧＲバルブが開かれると、凝縮水等が吸気とともにコンプレッサに流入する。その結果、コンプレッサに摩耗（エロージョン）が発生することが懸念される。
【０００５】
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、第１および第２バンクを有する内燃機関に関して、ＥＧＲバルブの閉弁時にＥＧＲバルブよりも下流側のＥＧＲ通路内に滞留するＥＧＲガスを掃気することのできる内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関であって、
１または複数の気筒を有する第１バンクと、１または複数の気筒を有する第２バンクとを備える内燃機関であって、
空気を取り入れる第１吸入口を有する第１吸気通路と、空気を取り入れる第２吸入口を有する第２吸気通路とを含み、前記第１および第２バンクに属する各気筒に吸入される空気が流れる吸気通路と、
前記第１吸気通路を流れるガスを過給する第１コンプレッサと、
前記第２吸気通路を流れるガスを過給する第２コンプレッサと、
前記第１バンクおよび前記第２バンクの少なくとも一方から排出される排気ガスの一部を、前記第１コンプレッサよりも上流側の前記第１吸気通路である第１上流吸気通路と前記第２コンプレッサよりも上流側の前記第２吸気通路である第２上流吸気通路とに導入するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、
前記第１コンプレッサよりも上流側の吸気圧力である第１コンプレッサ上流圧を調整可能な第１アクチュエータと、
前記第２コンプレッサよりも上流側の吸気圧力である第２コンプレッサ上流圧を調整可能な第２アクチュエータと、
を備え、
前記第１上流吸気通路と前記第２上流吸気通路とは、前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲバルブよりも下流側の部位を介して連通しており、
前記内燃機関の運転中に前記ＥＧＲバルブが開状態から全閉状態に制御された後に、前記第１コンプレッサ上流圧と前記第２コンプレッサ上流圧との間に圧力差が生じるように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記第１および第２コンプレッサは、第１および第２ターボ過給機のコンプレッサとしてそれぞれ備えられたものであり、
前記第１アクチュエータは、前記第１ターボ過給機の第１タービンよりも上流側の排気圧力を調整することにより前記第１コンプレッサ上流圧を調整し、
前記第２アクチュエータは、前記第２ターボ過給機の第２タービンよりも上流側の排気圧力を調整することにより前記第２コンプレッサ上流圧を調整することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第２の発明において、
前記第１アクチュエータは、前記第１タービンをバイパスする第１排気バイパス通路を開閉する第１ウェイストゲートバルブであって、
前記第２アクチュエータは、前記第２タービンをバイパスする第２排気バイパス通路を開閉する第２ウェイストゲートバルブであって、
前記制御手段は、前記第１ウェイストゲートバルブの開度と前記第２ウェイストゲートバルブの開度とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第２の発明において、
前記第１アクチュエータは、前記第１タービンに流入する排気ガスの流量を調整する第１可変ノズルであって、
前記第２アクチュエータは、前記第２タービンに流入する排気ガスの流量を調整する第２可変ノズルであって、
前記制御手段は、前記第１可変ノズルの開度と前記第２可変ノズルの開度とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１の発明において、
前記第１吸気通路および前記第２吸気通路は、互いに独立して前記第１バンクおよび前記第２バンクにそれぞれ空気を導入する通路であって、
前記第１アクチュエータは、前記第１吸気通路を流れる空気の量を調整することにより前記第１コンプレッサ上流圧を調整し、
前記第２アクチュエータは、前記第２吸気通路を流れる空気の量を調整することにより前記第１コンプレッサ上流圧を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記第１アクチュエータは、前記第１コンプレッサよりも下流側の前記第１吸気通路に配置された第１スロットルバルブであって、
前記第２アクチュエータは、前記第２コンプレッサよりも下流側の前記第２吸気通路に配置された第２スロットルバルブであって、
前記制御手段は、前記第１スロットルバルブの開度と前記第２スロットルバルブの開度とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第５の発明において、
前記第１アクチュエータは、前記第１バンクに属する吸気弁の第１開弁特性を調整可能な第１吸気可変動弁機構であって、
前記第２アクチュエータは、前記第２バンクに属する吸気弁の第２開弁特性を調整可能な第２吸気可変動弁機構であって、
前記制御手段は、前記第１開弁特性と前記第２開弁特性とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第１の発明において、
前記第１および第２コンプレッサは電動式であって、
前記制御手段は、前記第１コンプレッサおよび前記第２コンプレッサの少なくとも一方の駆動力を調整して前記第１コンプレッサの回転数と前記第２コンプレッサの回転数とを異ならせることによって、前記圧力差を生じさせることを特徴とする。
【００１４】
また、第９の発明は、第２〜第８の発明の何れか１つにおいて、
前記第１バンクに属する各気筒で発生する第１トルクを調整可能な第１トルク調整アクチュエータと、
前記第２バンクに属する各気筒で発生する第２トルクを調整可能な第２トルク調整アクチュエータと、
前記第１および第２トルク調整アクチュエータの何れか一方を用いて、前記制御手段によって生じさせられた前記圧力差に起因する前記第１バンクと前記第２バンクとの間でのトルク差を抑制するように、前記第１トルクおよび前記第２トルクの何れか一方を調整する第２制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
また、第１０の発明は、第２〜第４および第８の発明の何れか１つにおいて、
前記吸気通路は、前記第１吸気通路を流れる空気と前記第２吸気通路を流れる空気とが一旦合流した後に前記第１バンクおよび前記第２バンクに分配されるように構成されており、
前記第１バンクおよび前記第２バンクに属する各気筒で発生するトルクを調整可能なトルク調整アクチュエータと、
前記トルク調整アクチュエータを用いて、前記制御手段によって生じさせられた前記圧力差に起因する前記第１バンクおよび前記第２バンクでのトルク変化を抑制するようにトルクを調整する第３制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
また、第１１の発明は、第５〜第８の発明の何れか１つにおいて、
前記制御手段は、アイドリング運転時に、前記圧力差が生じるように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【００１７】
また、第１２の発明は、第１１の発明において、
前記制御手段は、アイドリング運転時に前記内燃機関の運転停止指令が出された際に、前記圧力差が生じるように前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、ＥＧＲバルブが全閉とされている状態で第１コンプレッサ上流圧と第２コンプレッサ上流圧との間に圧力差が生じさせることで、第１および第２上流吸気通路の一方から他方に向けてＥＧＲバルブよりも下流側の部位（ＥＧＲ通路）を介して空気が流れるようになる。これにより、上記ＥＧＲ通路内に滞留するＥＧＲガスを掃気することができる。このため、当該ＥＧＲ通路内にＥＧＲガスが滞留することに起因する凝縮水の発生を抑制することができる。
【００１９】
第２〜第４の発明によれば、第１タービンよりも上流側の排気圧力と第２タービンよりも上流側の排気圧力とを異ならせることのできる第１および第２アクチュエータを利用して、第１コンプレッサ上流圧と第２コンプレッサ上流圧との間に圧力差を生じさせることができる。
【００２０】
第５〜第７の発明によれば、第１吸気通路および第２吸気通路が互いに独立して第１バンクおよび第２バンクにそれぞれ空気を導入する通路として構成された内燃機関において、第１吸気通路を流れる空気の量と第２吸気通路を流れる空気の量とを異ならせることのできる第１および第２アクチュエータを利用して、第１コンプレッサ上流圧と第２コンプレッサ上流圧との間に圧力差を生じさせることができる。
【００２１】
第８の発明によれば、第１コンプレッサの回転数と第２コンプレッサの回転数とを直接的に異ならせることのできる第１および第２アクチュエータを利用して、第１コンプレッサ上流圧と第２コンプレッサ上流圧との間に圧力差を生じさせることができる。
【００２２】
第９の発明によれば、バンク間でコンプレッサ上流圧に上記圧力差を生じさせたことに起因するバンク間でのトルク差を抑制させることができる。これにより、内燃機関のドライバビリティの悪化や振動騒音の悪化を抑制することができる。
【００２３】
第１０の発明によれば、バンク間でコンプレッサ上流圧に上記圧力差を生じさせたことに起因する両方のバンクでのトルク変化を抑制させることができる。これにより、内燃機関のドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００２４】
第１１の発明によれば、内燃機関の運転停止に先立ち、ＥＧＲバルブよりも下流側の部位（ＥＧＲ通路）内のＥＧＲガスの掃気が確実になされた状態とすることができる。
【００２５】
第１２の発明によれば、ＥＧＲガスの掃気動作の実行回数を必要最小限に留めつつ、運転停止中にＥＧＲガスの滞留によって上記ＥＧＲ通路内に凝縮水が発生することを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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。
【図２】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】本発明の実施の形態２における内燃機関が備えるターボ過給機の構成を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態３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。
【図５】本発明の実施の形態３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６】本発明の実施の形態５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。
【図７】本発明の実施の形態５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８】本発明の実施の形態６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９】本発明の実施の形態７において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
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つのバンクを備えるＶ型６気筒エンジンであるものとする。なお、各バンク１０ａ、１０ｂが備える気筒の数は、３つ以外の１または複数の任意の数であってもよい。以下の明細書中においては、各バンク１０ａ、１０ｂにそれぞれ備えられる主な構成要素に関しては、各構成要素の参照符号の末尾に「ａ」または「ｂ」を付してバンク１０ａ、１０ｂの何れに属するものであるかを区別しているが、特に区別する必要のない場合には、末尾の「ａ」または「ｂ」を省略している。
【００２８】
図１に示すように、内燃機関１０は、各気筒内に空気を取り込むための吸気通路１２を備えている。吸気通路１２は、空気を取り入れる第１吸入口１２ａ１を有する第１吸気通路１２ａと、空気を取り入れる第２吸入口１２ｂ１を有する第２吸気通路１２ｂとを備えている。第１吸入口１２ａ１および第２吸入口１２ｂ１のそれぞれの近傍には、エアクリーナ１４が配置されている。エアクリーナ１４の下流側の第１吸気通路１２ａおよび第２吸気通路１２ｂのそれぞれには、吸気通路１２ａ、１２ｂ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１６が設けられている。
【００２９】
エアフローメータ１６よりも下流側の第１吸気通路１２ａおよび第２吸気通路１２ｂには、第１ターボ過給機１８ａの第１コンプレッサ１８ａ１および第２ターボ過給機１８ｂの第２コンプレッサ１８ｂ１がそれぞれ配置されている。第１ターボ過給機１８ａは、第１コンプレッサ１８ａ１と一体的に連結されて排気ガスの排気エネルギによって作動する第１タービン１８ａ２を備えている。第１コンプレッサ１８ａ１は、第１タービン１８ａ２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。同様に、第２ターボ過給機１８ｂは、第２タービン１８ｂ２を備えている。
【００３０】
図１に示す構成では、第１吸気通路１２ａと第２吸気通路１２ｂとは、コンプレッサ１８ａ１、１８ｂ１の下流側において合流している。ここでは、合流後の吸気通路を「合流吸気通路１２ｃ」と称する。合流吸気通路１２ｃには、第１吸気通路１２ａからの空気と第２吸気通路１２ｂからの空気とが合流した位置で吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ２０が備えられている。スロットルバルブ２０よりも下流側の合流吸気通路１２ｃは、各バンク１０ａ、１０ｂに属する気筒に向けて吸入空気を分配する吸気マニホールド１２ｃ１として構成されている。吸気マニホールド１２ｃ１の集合部には、コンプレッサ１８ａ１、１８ｂ１によって過給されたガスを冷却するためのインタークーラー２２が設置されている。合流吸気通路１２ｃは、吸気マニホールド１２ｃ１に接続される各気筒の吸気ポート１２ｄを備えている。
【００３１】
また、内燃機関１０は、各気筒内から排出される排気ガスが流れる排気通路２４を備えている。排気通路２４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２４ａ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２４ｂとを備えている。上述した第１タービン１８ａ２は第１排気通路２４ａの途中に設置されており、第２タービン１８ｂ２は第２排気通路２４ｂの途中に設置されている。
【００３２】
第１バンク１０ａの第１排気通路２４ａには、第１タービン１８ａ２をバイパスする第１排気バイパス通路２６ａが接続されている。第１排気バイパス通路２６ａには、当該通路２６ａを開閉する第１ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）２８ａが設置されている。また、第１タービン１８ａ２よりも下流側の第１排気通路２４ａには、排気ガスを浄化するための触媒（一例として三元触媒）３０が配置されている。同様に、第２バンク１０ｂには、第２排気バイパス通路２６ｂ、第２ＷＧＶ２８ｂおよび触媒３０が備えられている。ここでは、一例として、ＷＧＶ２８は電動式であるものとする。
【００３３】
内燃機関１０は、低圧ループ（ＬＰＬ）式のＥＧＲ装置３２を備えている。ＥＧＲ装置３２は、各バンク１０ａ、１０ｂの触媒３０よりも下流側の排気通路２４ａ、２４ｂと、コンプレッサ１８ａ１、１８ｂ１よりも上流側の吸気通路１２ａ、１２ｂ（以下、単に「第１、第２上流吸気通路１２ａ２、１２ｂ２」と略する）とを接続するＥＧＲ通路３４を備えている。より具体的には、ＥＧＲ通路３４は、触媒３０よりも下流側の第１排気通路２４ａに一端が接続された第１ＥＧＲ通路３４ａと、触媒３０よりも下流側の第２排気通路２４ｂに一端が接続された第２ＥＧＲ通路３４ｂとを備えている。第１ＥＧＲ通路３４ａの他端は、第２ＥＧＲ通路３４ｂの他端に接続されている。すなわち、第１ＥＧＲ通路３４ａは、第２ＥＧＲ通路３４ｂと合流しており、ここでは、合流後のＥＧＲ通路を「合流ＥＧＲ通路３４ｃ」と称する。第１ＥＧＲ通路３４ａおよび第２ＥＧＲ通路３４ｂのそれぞれには、内部を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー３６が設置されている。また、合流ＥＧＲ通路３４ｃには、各上流吸気通路１２ａ２、１２ｂ２に導入されるＥＧＲガスの流量を調整するためのＥＧＲバルブ３８が設置されている。合流ＥＧＲ通路３４ｃは、ＥＧＲバルブ３８の下流において分岐し、第１上流吸気通路１２ａ２および第２上流吸気通路１２ｂ２の双方に接続されている。換言すると、第１上流吸気通路１２ａ２と第２上流吸気通路１２ｂ２とは、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃを介して連通している。
【００３４】
バンク１０ａ、１０ｂに属する各気筒は、吸気ポート１２ｄを開閉する吸気弁４０と、排気ポート２４ｄを開閉する排気弁４２とを備えている。第１バンク１０ａの吸気弁４０および排気弁４２は、第１吸気可変動弁機構４４ａおよび第１排気可変動弁機構４６ａによってそれぞれ駆動される。ここでは、第１吸気可変動弁機構４４ａは、一例として、吸気弁４０の作用角を連続的に可変とする可変作用角機構を具備するものとする。また、第１排気可変動弁機構４６ａは、一例として、クランク軸（図示省略）の回転位相に対するカム軸（図示省略）の回転位相を変化させることにより、作用角を固定としつつ排気弁４２の開閉時期を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構を具備するものとする。
【００３５】
更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したエアフローメータ１６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５２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、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したスロットルバルブ２０、ＷＧＶ２８、ＥＧＲバルブ３８および可変動弁機構４４、４６に加え、各気筒に燃料を供給する燃料噴射弁５４、および、各気筒内の混合気に点火するための点火装置５６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。さらに、ＥＣＵ５０の入力部には、運転者が内燃機関１０の始動および運転停止を指令するためのイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）５８が接続されている。ＥＣＵ５０は、上記の各種センサの出力と所定のプログラムとに基づいて上記の各種アクチュエータを駆動することにより、燃料噴射制御、点火時期制御およびＥＧＲ制御等の所定のエンジン制御を実行する。
【００３６】
［実施の形態１における特徴的な制御］
各バンク１０ａ、１０ｂの上流吸気通路１２ａ２、１２ｂ２にそれぞれＥＧＲガスを導入可能な内燃機関１０では、ＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御されると、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側（すなわち、上流吸気通路１２ａ２、１２ｂ２側）の合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のＥＧＲガスの流れがほとんどなくなる。より具体的には、ＥＧＲバルブ３８の閉弁後に特別な配慮なしに内燃機関１０の運転が継続されている場合には、吸気脈動に伴うＥＧＲガスの流れが合流ＥＧＲ通路３４ｃに生じ得るが、吸気脈動の作用によって合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のすべてのＥＧＲガスを掃気するためには膨大な時間を要する。また、ＥＧＲバルブ３８の閉弁後に特別な配慮なしに内燃機関１０の運転が停止された場合には、合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のＥＧＲガスの流れが完全になくなってしまう。その結果、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のＥＧＲガスが掃気されずにその内部に滞留してしまう。そして、ＥＧＲガスが滞留している合流ＥＧＲ通路３４ｃの壁面温度がＥＧＲガスの露点以下に冷えると、凝縮水が生成され、外気温度次第では、凝縮によって生じた水が凍結して氷粒が生成される。
【００３７】
本実施形態の内燃機関１０は、バンク毎にＷＧＶ２８を備えている。ＷＧＶ２８ａ、２８ｂによれば、ＷＧＶ開度を変更することで、タービン１８ａ２、１８ｂ２に流入する排気ガスの流量を調整することができる。その結果、コンプレッサ回転数が変化するので、コンプレッサ上流圧が変化する。したがって、ＷＧＶ２８ａ、２８ｂを利用して、バンク間でＷＧＶ開度に差を設けることにより、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせることができる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、内燃機関１０の運転中にＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御された後に、バンク間でコンプレッサ上流圧に差が生じるように一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ２８ａまたは２８ｂの開度を制御することとした。このようなＷＧＶ開度の制御が行われると、ＷＧＶ開度が変更されたバンク１０ａまたは１０ｂでのタービン上流の排気圧力が変化する。その結果、ＷＧＶ開度が変更されたバンク１０ａまたは１０ｂのコンプレッサ回転数が変化し、コンプレッサ上流圧も変化する。これにより、バンク間でコンプレッサ上流に圧力差を生じさせることができる。そして、当該圧力差が生じることで、両者に連通する合流ＥＧＲ通路３４ｃ内にＥＧＲガスの流れが生じる。例えば、第１バンク１０ａのコンプレッサ上流圧が第２バンク１０ｂのコンプレッサ上流圧よりも高められた場合には、第１上流吸気通路１２ａ２から合流ＥＧＲ通路３４ｃを通って第２上流吸気通路１２ｂ２に向かう空気の流れが発生する。この作用によって、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃ内に滞留しているＥＧＲガスが第２上流吸気通路１２ｂ２に向けて流れるようになる。これにより、合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のＥＧＲガス（凝縮水が生じている場合にはＥＧＲガスと凝縮水）を取り除くことができる。
【００３９】
内燃機関１０では、両方のバンク１０ａ、１０ｂのコンプレッサ１８ａ１、１８ｂ１の下流側において吸気通路１２ａ、１２ｂが互いに連通し、一本に合流している。このため、上記圧力差を発生させるためのＷＧＶ開度の制御によって一方のバンク１０ａまたは１０ｂのコンプレッサ回転数が変化すると、両方のバンク１０ａ、１０ｂの吸入空気量が変化する、すなわち、両方のバンク１０ａ、１０ｂのトルクに変化が生じる。そこで、本実施形態では、このトルク変化を抑制するために（上記圧力差発生前のトルクを取り戻すために）スロットル開度を調整することとした。
【００４０】
図２は、上述した実施の形態１の特徴的な制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、ＥＧＲ制御が開始された際に起動され、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
【００４１】
図２に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ１００にてＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御されたか否かを判定する。その結果、ＥＣＵ５０は、本判定が成立する場合にはステップ１０２に進み、現在のＷＧＶ開度が開き側の値であるか否かを判定する。より具体的には、基本的には、ＷＧＶ２８ａおよび２８ｂは、ベースとなる同一の動作マップに従う操作量で（すなわち、同一の操作量で）制御されている。本ステップ１０２では、一例として、ＷＧＶ２８の所定の開度制御範囲内の所定値（例えば、中央値）に対して現在のＷＧＶ開度が開き側の値であるか否かが判定される。なお、例えば、全閉開度と全開開度との間でのみＷＧＶ開度が切り替えられる構成の場合には、本ステップ１０２の判定は、ＷＧＶ開度が全開開度であるか否かを判定するものであってもよい。このような本ステップ１０２の判定は、バンク間でコンプレッサ上流に圧力差を生じさせる際に、現在のＷＧＶ開度に対して開き側と閉じ側のどちら側に操作の余裕代があるか否かを判断するために実行されるものである。
【００４２】
ＥＣＵ５０は、現在のＷＧＶ開度が上記所定値に対して開き側の値であると判定した場合にはステップ１０４に進む。ステップ１０４では、ＥＣＵ５０は、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度を現在値に対して閉じ側の値に操作（変更）する。この場合のＷＧＶ開度の操作量は、現在のエンジン回転数、エンジン負荷率および現在のＷＧＶ開度と、ＥＧＲガスの掃気のために必要とされるコンプレッサ上流圧の目標差圧量（実験値）とに基づいて決定される。
【００４３】
ステップ１０４の処理によってＷＧＶ開度が閉じ側の値に操作されると、両方のバンク１０ａ、１０ｂの吸入空気量が増加し、両方のバンク１０ａ、１０ｂのトルクが増大する。このため、ＥＣＵ５０は、ステップ１０６に進み、上記のトルク増大分に相当する量だけ吸入空気量が減少するようにスロットルバルブ２０の操作量を補正する。
【００４４】
一方、ステップ１０２の判定が不成立となる場合、すなわち、現在のＷＧＶ開度が上記所定値に対して閉じ側の値もしくは同じ値である場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１０８に進み、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度を現在値に対して開き側の値に操作（変更）する。この場合のＷＧＶ開度の操作量は、ステップ１０４と同様の考えに基づいて決定される。また、この場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１１０に進み、ＷＧＶ開度の調整に伴う両方のバンク１０ａ、１０ｂのトルク減少分に相当する量だけ吸入空気量が増加するようにスロットルバルブ２０の操作量を補正する。
【００４５】
ＥＣＵ５０は、ステップ１０６または１１０の処理を実行した後にはステップ１１２に進み。ステップ１１２では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ３８から両方のバンク１０ａ、１０ｂの新気合流部までの通路（すなわち、ＥＧＲバルブ３８よりもＥＧＲガス流れの下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃ）内のＥＧＲガスの掃気が完了したか否かを判定する。本判定は、例えば、ステップ１０４もしくは１０８の処理によるＷＧＶ開度の制御開始からの経過時間がＥＧＲガスの掃気に要する時間に達したか否かを判断することによって行うことができる。そして、ＥＧＲガスの掃気に要する時間は、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃの容積と上記目標差圧量とに基づいて実験的に定まる値を用いることができる。
【００４６】
ＥＣＵ５０は、ステップ１１２の判定が不成立となる間は、上述したＷＧＶ開度およびスロットル開度の制御を継続する。一方、ＥＣＵ５０は、ステップ１１２の判定が成立した場合にはステップ１１４に進み、ＷＧＶ２８およびスロットルバルブ２０の操作量をベースの動作マップの値に戻す処理を行う。これにより、バンク間でＷＧＶ開度を異ならせる制御と、それに伴うトルク調整とが終了される。
【００４７】
以上説明した図２に示すルーチンによれば、ＥＧＲ制御の開始後にＥＧＲバルブ３８が全閉とされることによってＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃにＥＧＲガスが滞留する状況下では、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度の調整によってバンク間でコンプレッサ上流に圧力差が生成される。その結果、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のＥＧＲガスを掃気することができる。このため、ＥＧＲバルブ３８が全閉とされた状態での運転中の外気温度が低かったり、あるいは内燃機関１０の運転が停止されたりすることで合流ＥＧＲ通路３４ｃの壁面が冷やされたとしても、合流ＥＧＲ通路３４ｃ内で凝縮水が発生することを回避することができる。これにより、コンプレッサ１８ａ１、１８ｂ１の摩耗等の凝縮水発生による弊害が生じることを防止することができる。
【００４８】
また、上記ルーチンによれば、上記圧力差を生成するためのＷＧＶ開度の調整によって生じたトルク変化が抑制されるようにスロットル開度が調整される。これにより、内燃機関１０のドライバビリティの悪化等を防止することができる。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態１においては、上記圧力差を生成するためのＷＧＶ開度の調整によって両方のバンク１０ａ、１０ｂにトルク変化が生じた際に、スロットルバルブ２０を利用してトルク変化を抑制することとしている。しかしながら、このような状況下で用いられる本発明におけるトルク調整アクチュエータは、スロットルバルブ２０以外に、例えば、吸気可変動弁機構４４であってもよい。より具体的には、吸気可変動弁機構４４ａおよび４４ｂを用いて、上記トルク変化が抑制されるように両方のバンク１０ａおよび１０ｂの吸気弁４０の作用角を変更するものであってもよい。また、作用角の変更以外にコンプレッサ上流圧の調整に繋がる吸気弁４０の開弁特性の変更が可能な吸気可変動弁機構を備えている場合には、作用角以外の吸気弁４０の開弁特性の調整（例えば、作用角の変更を伴わない開閉時期もしくはリフト量の調整）が用いられてもよい。また、このような吸気弁４０の開弁特性の調整には、排気可変動弁機構４６等による排気弁４２の開弁特性の調整が組み合わされていてもよい。
【００５０】
また、第１吸気通路１２ａを流れる空気と第２吸気通路１２ｂを流れる空気とが一旦合流した後に第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂに分配されるように構成された内燃機関１０では、上述した実施の形態１のように一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度を調整して上記圧力差を生成した場合には、バンク間でのトルク差も生じる。これは、バンク間で排気圧力に差が生じることに伴ってバンク間での吸入空気量の差が生じるためである。このようなバンク間でのトルク差の抑制は、例えば、バンク毎に、上述した吸気可変動弁機構４４等の可変動弁機構によるバルブタイミングの調整、および燃料噴射量の調整（さらには、内燃機関１０のように火花点火式内燃機関の場合には、点火時期の調整）の少なくとも１つを行うことによって実現することができる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ１００、１０２、１０４または１０８、１１２、および１１４の処理を実行することにより前記第１から第３の発明における「制御手段」が実現されている。また、ＥＣＵ５０がステップ１０６または１１０、および１１４の処理を実行することにより前記第１０の発明における「第３制御手段」が実現されている。
【００５２】
実施の形態２．
次に、図３を主に参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
【００５３】
［実施の形態２のシステム構成］
上述した実施の形態１では、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度を調整してタービン上流の排気圧力を変化させることで、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けている。一方、ターボ過給機には、図３に示すターボ過給機６０がそうであるように、タービンに流入する排気ガスの流量を調整可能な可変ノズル（以下、「ＶＮ」と称する）を備えたものがある。このような可変ノズル付きのターボ過給機によれば、可変ノズルの開度（ＶＮ開度）を変更することにより、タービン上流の排気圧力を変化させることができる。したがって、タービン上流の排気圧力を調整するアクチュエータとしては、ＷＧＶ２８だけでなく、例えば、ＶＮも該当するといえる。
【００５４】
図３は、本発明の実施の形態２における内燃機関が備えるターボ過給機６０の構成を説明するための図である。本実施形態の内燃機関は、ＷＧＶ２８付きのターボ過給機１８に代えてターボ過給機６０を備えている点を除き、上述した実施の形態１の内燃機関１０と同様に構成されている。より具体的には、第１バンク１０ａに第１ＶＮ６０ａ３を有する第１ターボ過給機６０ａを備え、第２バンク１０ｂに第２ＶＮ６０ｂ３を有する第２ターボ過給機６０ｂを備えている。図３に示すように、第１ターボ過給機６０ａでは、第１タービン６０ａ２の外周に、複数の第１ＶＮ６０ａ３が等間隔で配置されている。そして、各第１ＶＮ６０ａ３は、ＥＣＵ５０からの指令に基づいて連携して回転駆動され、これにより、隣接する第１ＶＮ６０ａ３の間に形成される排気の流路面積が変化するようになっている。このことは、第２ターボ過給機６０ｂについても同様である。なお、図３（Ａ）はＶＮ６０ａ３、６０ｂ３が全閉とされた状態を、図３（Ｂ）はＶＮ６０ａ３、６０ｂ３が全開とされた状態をそれぞれ示している。
【００５５】
［実施の形態２における特徴的な制御］
本実施形態では、内燃機関１０の運転中にＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御された後に、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＶＮ開度を変更することで、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせることを特徴としている。このようなＶＮ開度の制御は、例えば、図２を参照して既述したＷＧＶ開度の制御と同様の思想に基づく処理をＥＣＵ５０に実行させることによって実現することができる。また、ＶＮ開度の調整に伴う両方のバンク１０ａ、１０ｂでのトルク変化を抑制するためのトルク調整を、例えば実施の形態１と同様の手法を用いて行うことが好適である。
【００５６】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、タービン上流の排気圧力を調整することによってバンク間でコンプレッサ上流に圧力差を生じさせるアクチュエータとして、ＷＧＶ２８およびＶＮ６０ａ３、６０ｂ３をそれぞれ用いることとしている。しかしながら、これらのアクチュエータ以外にも、例えば、排気可変動弁機構４６を用いるようにしてもよい。また、ＥＧＲ通路３４ａおよび３４ｂの接続位置よりも下流側の排気通路２４ａおよび２４ｂに対してそれぞれ排気絞り弁が別途備えられる場合には、排気絞り弁を上記アクチュエータとして用いるようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態２のように一方のバンク１０ａまたは１０ｂのＶＮ開度を調整して上記圧力差を生成した場合にも、実施の形態１と同様の理由により、バンク間でのトルク差も生じる。したがって、このようなバンク間でのトルク差の抑制を、実施の形態１に対して既述した手法を用いて行うことが好適である。
【００５８】
実施の形態３．
次に、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
【００５９】
［実施の形態３のシステム構成］
図４は、本発明の実施の形態３における内燃機関７０のシステム構成を説明するための図である。なお、図４において、上記図１に示す内燃機関１０の構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００６０】
本実施形態の内燃機関７０は、吸気系の構成において、上述した実施の形態１の内燃機関１０と相違している。より具体的には、吸気通路７２は、完全に独立した態様で第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂのそれぞれに空気を導入する通路として、第１吸気通路７２ａと第２吸気通路７２ｂとを備えている。そして、第１コンプレッサ１８ａ１よりも下流側の第１吸気通路７２ａには、第１スロットルバルブ７４ａが配置されている。第２吸気通路７２ｂには、同様に第２スロットルバルブ７４ｂが配置されている。
【００６１】
［実施の形態３における特徴的な制御］
上述した内燃機関７０によれば、第１スロットルバルブ７４ａの開度と第２スロットルバルブ７４ｂの開度とを異ならせることで、バンク間で吸入空気量を変化させることができる。バンク間で吸入空気量が変化すると、バンク間でコンプレッサ上流圧に差が生ずる。そこで、本実施形態では、内燃機関１０の運転中にＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御された後に、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのスロットル開度を変更することで、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせることとした。
【００６２】
また、スロットル開度の上記制御によってバンク間でコンプレッサ上流圧を変化させることは、バンク間で吸入空気量の差、すなわち、トルクの差を生じさせる。そこで、本実施形態では、このようなバンク間でのトルク差を抑制するために、上記圧力差の発生のためにスロットル開度を変更したバンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度を調整することとした。
【００６３】
図５は、上述した実施の形態３の特徴的な制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図５において、実施の形態１における図２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。
【００６４】
図５に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１００にてＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御されたと判定した場合にはステップ２００に進む。ステップ２００では、ＥＣＵ５０は、現在のスロットル開度が開き側の値であるか否かを判定する。より具体的には、スロットルバルブ７４ａおよび７４ｂは、基本的には、ベースとなる同一の動作マップに従う操作量で（すなわち、同一の操作量で）制御されている。本ステップ２００では、一例として、スロットルバルブ７４の所定の開度制御範囲内の所定値（例えば、中央値）に対して現在のスロットル開度が開き側の値であるか否かが判定される。このような本ステップ２００の判定の目的は、上記ステップ１０２と同様である。
【００６５】
ＥＣＵ５０は、現在のスロットル開度が上記所定値に対して開き側の値であると判定した場合にはステップ２０２に進む。ステップ２０２では、ＥＣＵ５０は、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのスロットル開度を現在値に対して閉じ側の値に操作（変更）する。この場合のスロットルバルブ７４ａまたは７４ｂの操作量は、現在のエンジン回転数、エンジン負荷率および現在のスロットル開度と、ＥＧＲガスの掃気のために必要とされるコンプレッサ上流圧の目標差圧量（実験値）とに基づいて決定される。
【００６６】
ステップ２０２の処理によってスロットル開度が閉じ側の値に操作されると、スロットル開度が操作されたバンク１０ａまたは１０ｂの吸入空気量が減少し、当該バンクのトルクが減少する。このため、ＥＣＵ５０は、ステップ２０４に進み、上記のトルク減少分に相当する量だけ吸入空気量が増加するように、同一バンク１０ａまたは１０ｂのＷＧＶ開度を補正する。この場合のＷＧＶ開度の補正量は、例えば、現在のエンジン回転数、エンジン負荷率および現在のＷＧＶ開度と、目標トルク変化量とに基づいて決定することができる。
【００６７】
一方、ステップ２００の判定が不成立となる場合、すなわち、現在のスロットル開度が上記所定値に対して閉じ側の値もしくは同じ値である場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０６に進み、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのスロットル開度を現在値に対して開き側の値に操作（変更）する。この場合のスロットルバルブ７４ａまたは７４ｂの操作量は、ステップ２０２と同様の考えに基づいて決定される。また、この場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０８に進み、スロットル開度の調整に伴う一方のバンク１０ａまたは１０ｂのトルク増大分に相当する量だけ吸入空気量が減少するようにＷＧＶ開度を補正する。
【００６８】
また、ＥＣＵ５０は、ステップ１１２にてＥＧＲガスの掃気が完了したと判定した場合にはステップ２１０に進む。ステップ２１０では、ＥＣＵ５０は、スロットルバルブ７４ａまたは７４ｂの操作量、およびＷＧＶ２８ａまたは２８ｂの操作量をベースの動作マップの値に戻す処理を行う。これにより、バンク間でスロットル開度を異ならせる制御と、それに伴うトルク調整とが終了される。
【００６９】
以上説明した図５に示すルーチンによっても、スロットルバルブ７４ａまたは７４ｂを利用してＥＧＲバルブ３８の閉弁後にバンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けることによって、ＥＧＲガスの掃気を行うことができる。また、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けたことに伴うバンク間でのトルク差をＷＧＶ２８を利用して抑制することができる。また、バンク間でのトルク差を抑制することで、内燃機関７０のドライバビリティの悪化抑制だけでなく、振動騒音の悪化も抑制することができる。
【００７０】
ところで、上述した実施の形態３においては、上記圧力差を生成するためのスロットル開度の調整によってバンク間でトルク差が生じた際に、ＷＧＶ２８を利用して当該トルク差を抑制することとしている。しかしながら、このような状況下でも用いられる本発明におけるトルク調整アクチュエータは、ＷＧＶ２８以外に、例えば、ＶＮ６０ａ３または６０ｂ３であってもよい。
【００７１】
なお、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ１００、２００、２０２または２０６、１１２、および２１０の処理を実行することにより前記第１、第５および第６の発明における「制御手段」が実現されている。また、ＥＣＵ５０がステップ２０４または２０８、および２１０の処理を実行することにより前記第９の発明における「第２制御手段」が実現されている。
【００７２】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。
【００７３】
［実施の形態４のシステム構成および特徴的な制御］
本実施形態のシステムは、実施の形態３において上述した内燃機関７０を利用して、次のような制御を行うものである。すなわち、本実施形態では、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けるために、スロットルバルブ７４ａまたは７４ｂに代え、吸気可変動弁機構４４ａまたは４４ｂを用いてバンク間で吸気弁４０の作用角を異ならせて吸入空気量に差を生じさせることを特徴としている。このように、２系統の第１吸気通路７２ａおよび第２吸気通路７２ｂのそれぞれを流れる空気の量を調整するために本発明の対象となるアクチュエータとしては、スロットルバルブ７４だけでなく、例えば、吸気可変動弁機構４４が該当する。
【００７４】
上記のような吸気弁４０の作用角の制御は、例えば、図５を参照して既述したスロットル開度の制御と同様の思想に基づく処理をＥＣＵ５０に実行させることによって実現することができる。また、吸気弁４０の作用角の調整に伴うバンク間でのトルク差を抑制するためのトルク調整を、例えば実施の形態３と同様の手法を用いて行うことが好適である。
【００７５】
実施の形態５．
次に、図６および図７を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
【００７６】
［実施の形態５のシステム構成］
図６は、本発明の実施の形態５における内燃機関８０のシステム構成を説明するための図である。なお、図６において、上記図１に示す内燃機関１０の構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００７７】
本実施形態の内燃機関８０は、ターボ過給機１８に代えて電動コンプレッサ８２を備えている点において、上述した実施の形態１の内燃機関１０と相違している。より具体的には、第１吸気通路１２ａには、第１電動コンプレッサ８２ａが備えられている。第１電動コンプレッサ８２ａは、ＥＣＵ５０に接続されている。そして、ＥＣＵ５０からの指令に基づいて第１電動コンプレッサ８２ａの電動機の駆動電流が調整されることでコンプレッサの駆動力が調整され、コンプレッサ回転数が制御されるようになっている。第２吸気通路１２ｂには、同様に第２電動コンプレッサ８２ｂが備えられている。なお、本実施形態の構成としては、上記構成の電動コンプレッサ８２に代え、電動機を用いてタービン（コンプレッサ）の駆動をアシストする電動アシスト付きのターボ過給機を各バンク１０ａ、１０ｂに備えるものであってもよい。
【００７８】
［実施の形態５における特徴的な制御］
上述した内燃機関８０によれば、第１電動コンプレッサ８２ａの駆動電流と第２電動コンプレッサ８２ｂの駆動電流とを異ならせることで、バンク間でコンプレッサ回転数を直接的に変化させることができ、その結果として、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせることができる。そこで、本実施形態では、内燃機関１０の運転中にＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御された後に、一方のバンク１０ａまたは１０ｂの電動コンプレッサ８２の駆動電流を変更することで、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせることとした。また、本実施形態では、駆動電流の上記制御に伴って発生する両方のバンク１０ａ、１０ｂのトルク変化を抑制するために、一例として、スロットル開度を調整することとした。
【００７９】
図７は、上述した実施の形態５の特徴的な制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図７において、実施の形態１における図２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。
【００８０】
図７に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１００にてＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御されたと判定した場合にはステップ３００に進む。ステップ３００では、ＥＣＵ５０は、現在の電動コンプレッサ８２の駆動電流が所定値よりも高いか否かを判定する。より具体的には、電動コンプレッサ８２ａおよび８２ｂは、基本的には、ベースとなる同一の動作マップに従う駆動電流で（すなわち、同一の駆動電流値で）制御されている。本ステップ３００では、一例として、電動コンプレッサ８２の駆動電流の所定の制御範囲内の所定値（例えば、中央値）に対する現在の駆動電流の高低が判定される。このような本ステップ３００の判定の目的は、上記ステップ１０２と同様である。
【００８１】
ＥＣＵ５０は、ステップ３００の判定が成立する場合にはステップ３０２に進む。ステップ３０２では、ＥＣＵ５０は、一方のバンク１０ａまたは１０ｂの駆動電流を現在値に対して下げる処理を行う。この場合の駆動電流の補正量は、現在のエンジン回転数、エンジン負荷率および現在の駆動電流と、ＥＧＲガスの掃気のために必要とされるコンプレッサ上流圧の目標差圧量（実験値）とに基づいて決定される。
【００８２】
ステップ３０２の処理によって駆動電流が下げられると、両方のバンク１０ａ、１０ｂの吸入空気量が減少し、両方のバンク１０ａ、１０ｂのトルクが減少する。このため、ＥＣＵ５０は、ステップ３０４に進み、上記のトルク減少分に相当する量だけ吸入空気量が増加するようにスロットルバルブ２０の操作量を補正する。
【００８３】
一方、ステップ３００の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ３０６に進み、一方のバンク１０ａまたは１０ｂの駆動電流を現在値に対して上げる処理を行う。この場合の駆動電流の補正量は、ステップ３０２と同様の考えに基づいて決定される。また、この場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ３０８に進み、上記のトルク増大分に相当する量だけ吸入空気量が減少するようにスロットルバルブ２０の操作量を補正する。
【００８４】
また、ＥＣＵ５０は、ステップ１１２にてＥＧＲガスの掃気が完了したと判定した場合にはステップ３１０に進む。ステップ３１０では、ＥＣＵ５０は、電動コンプレッサ８２ａまたは８２ｂの駆動電流、およびスロットルバルブ２０の操作量をベースの動作マップの値に戻す処理を行う。これにより、バンク間で駆動電流を異ならせる制御と、それに伴うトルク調整とが終了される。
【００８５】
以上説明した図７に示すルーチンによっても、電動コンプレッサ８２ａまたは８２ｂを利用してＥＧＲバルブ３８の閉弁後にバンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けることによって、ＥＧＲガスの掃気を行うことができる。また、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けたことに伴う両方のバンク１０ａおよび１０ｂのトルク変化をスロットルバルブ２０を利用して抑制することができる。
【００８６】
なお、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵ５０が上記ステップ１００、３００、３０２または３０６、１１２、および３１０の処理を実行することにより前記第１および第８の発明における「制御手段」が実現されている。また、ＥＣＵ５０がステップ３０４または３０８、および３１０の処理を実行することにより前記第１０の発明における「第３制御手段」が実現されている。
【００８７】
実施の形態６．
次に、図８を主に参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
［実施の形態６のシステム構成および特徴的な制御］
本実施形態のシステムは、実施の形態３において上述した内燃機関７０を利用して、次のような制御を行うものである。すなわち、本実施形態では、内燃機関１０の運転中にＥＧＲバルブ３８が開状態から全閉状態に制御された後にアイドリング運転条件が成立する際に、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせるためにスロットルバルブ７４ａまたは７４ｂを操作する点に特徴を有している。
【００８８】
図８は、上述した実施の形態６の特徴的な制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、ＥＧＲガスの導入後にＥＧＲバルブ３８が全閉状態に制御された際に起動され、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
【００８９】
図８に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、ステップ４００にてスロットル開度が全閉開度である等の所定のアイドリング運転条件が成立するか否かを判定する。本ステップ４００の判定が成立する場合、つまり、ＥＧＲバルブ３８が全閉に制御されている状態でアイドリング運転条件が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０６に進み、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのスロットル開度を現在値に対して開き側の値に操作（変更）する。
【００９０】
次に、ＥＣＵ５０は、ステップ１１２に進み、ＥＧＲガスの掃気が完了したか否かを判定する。ＥＧＲガスの掃気が完了したと判定した場合には、ＥＣＵ５０はステップ４０２に進み、スロットルバルブ７４ａまたは７４ｂの操作量をベースの動作マップの値に戻す処理を行う。これにより、バンク間でスロットル開度を異ならせる制御が終了される。
【００９１】
内燃機関の運転停止は、通常、アイドリング運転条件となってから行われる。以上説明した図８に示すルーチンによれば、そのようなアイドリング運転時にバンク間でコンプレッサ上流圧に差を設けることで、内燃機関７０の運転停止に先立ち、ＥＧＲバルブ３８よりも下流側の合流ＥＧＲ通路３４ｃ内のＥＧＲガスの掃気が確実になされた状態とすることができる。このため、運転停止中にＥＧＲガスの滞留によって合流ＥＧＲ通路３４ｃ内に凝縮水が発生することを効果的に抑制することができる。なお、アイドリング運転条件下においてバンク間でのトルク差の抑制を行えるアクチュエータを備えている場合には、上記ルーチンの処理に加えて上記トルク差を抑制させる処理を行うことが好適である。
【００９２】
ところで、上述した実施の形態６においては、スロットルバルブ７４を利用してバンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせている。しかしながら、この目的のために利用する本発明のアクチュエータは、アイドリング運転条件下において圧力差を生じさせることができるものであればスロットルバルブ７４に限られず、例えば、吸気可変動弁機構４４または電動コンプレッサ８２であってもよい。このことは、後述の実施の形態７についても同様である。
【００９３】
なお、上述した実施の形態６においては、ＥＣＵ５０が上記図８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１１の発明における「制御手段」が実現されている。
【００９４】
実施の形態７．
次に、図９を主に参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
［実施の形態７における特徴的な制御］
本実施形態のシステムは、上述した実施の形態６のシステムを基礎として、次のような制御を行うものである。すなわち、本実施形態では、ＥＧＲバルブ３８が全閉状態に制御された後にアイドリング運転条件が成立している期間中に内燃機関７０の運転停止指令が出された際に、バンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせるためのアクチュエータの操作（一例として、スロットルバルブ７４ａまたは７４ｂの操作）を行う点に特徴を有している。
【００９５】
図９は、上述した実施の形態７の特徴的な制御を実現するためにＥＣＵ５０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図９において、実施の形態６における図８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。
【００９６】
図９に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ４００にてアイドリング運転条件が成立すると判定した後にステップ５００に進む。ステップ５００では、ＥＣＵ５０は、ＩＧスイッチ５８がオフとされたか否かを判定する。その結果、本ステップ５００の判定が成立する場合、つまり、内燃機関７０の運転停止指令が出された場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ２０６および１１２の処理を順に実行する。そして、本ルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１１２の判定が成立したと判定した場合に、ステップ５０２に進み、運転停止指令に応答して各気筒の燃料噴射を停止する。
【００９７】
以上説明した図９に示すルーチンによれば、ＥＧＲガスの導入開始後にＥＧＲバルブ３８が全閉とされた状態でアイドリング運転条件になった状況下において運転停止指令が出された場合には、ＥＧＲガスの掃気が行われ、次いで、運転停止動作（燃料噴射停止）が実行される。これにより、ＥＧＲガスの掃気動作の実行回数を必要最小限に留めつつ、運転停止中にＥＧＲガスの滞留によって合流ＥＧＲ通路３４ｃ内に凝縮水が発生することを効果的に抑制することができる。
【００９８】
ところで、上述した実施の形態７においては、ＩＧスイッチ５８がオフとされた場合にバンク間でコンプレッサ上流圧に差を生じさせることとしている。アイドリングストップ機能を有する車両、或いは内燃機関とともに電動機を車両の動力源とするハイブリッド車両では、運転者によるＩＧスイッチ５８の操作時以外にも、所定の自動停止条件が成立した場合に内燃機関を自動的に停止させる場合がある。本発明の制御の対象となる運転停止指令には、そのような自動停止の指令も含まれる。
【００９９】
なお、上述した実施の形態７においては、ＥＣＵ５０が上記図９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１２の発明における「制御手段」が実現されている。
【０１００】
その他の変形例．
ところで、上述した実施の形態１、２または５においては、バンク毎に完全に独立していない吸気通路１２を備える内燃機関１０に対して、ＷＧＶ２８ａ、２８ｂ、ＶＮ６０ａ３、６０ｂ３、または、電動コンプレッサ８２ａ、８２ｂがバンク間でコンプレッサ上流に圧力差を生じさせるためのアクチュエータとしてそれぞれ用いられている。しかしながら、これらのアクチュエータは、バンク毎に完全に独立した吸気通路７２を備える内燃機関７０に対して上記圧力差を生じさせるアクチュエータとして用いることとしてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施の形態１〜７においては、バンク間でコンプレッサ上流に圧力差を生じさせるために、一方のバンク１０ａまたは１０ｂのアクチュエータのみを制御することとしている。しかしながら、本発明におけるアクチュエータの制御は、上記圧力差の発生のために両方のバンク１０ａおよび１０ｂのアクチュエータを逆方向に制御するものであってもよい。これにより、片方のアクチュエータのみを使用する場合と比べ、目標差圧量の確保に必要な各アクチュエータの制御量を小さくすることができる。
【０１０２】
また、上述した実施の形態１〜７においては、各バンク１０ａ、１０ｂから排出される排気ガスが流れる第１排気通路２４ａおよび第２排気通路２４ｂの双方からＥＧＲガスを取り出す構成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では、ＥＧＲガスは、第１バンクおよび第２バンクの一方の排気通路から取り出されるものであってもよいし、或いは、各バンクからの排気ガスが合流した後の排気通路から取り出されるものであってもよい。また、上述した実施の形態１〜７においては、第１バンク１０ａおよび第２バンク１０ｂで１つのＥＧＲバルブ３８を共有している構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、第１上流吸気通路１２ａ２と第２上流吸気通路１２ｂ２とがＥＧＲ通路におけるＥＧＲバルブよりも下流側の部位を介して連通するように構成されていれば、ＥＧＲバルブはバンク毎に備えられていてもよい。
【０１０３】
また、上述した実施の形態１〜７においては、火花点火式のＶ型内燃機関１０等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は、バンク間でコンプレッサ上流に圧力差を生じさせるアクチュエータを備えるものであれば特に限定されるものではなく、圧縮着火式の内燃機関であってもよい。また、第１バンクおよび第２バンクを備える内燃機関であれば、Ｖ型以外にも、例えば、水平対向型であってもよい。また、本発明の対象となる第１および第２コンプレッサは、上述したターボ過給機１８、６０の構成要素として備えられたものや電動コンプレッサ８２として構成されたものに限られず、例えば、内燃機関のクランク軸のトルクを利用してコンプレッサを駆動する機械式過給機の構成要素として備えられたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、７０、８０  内燃機関
１０ａ  第１バンク
１０ｂ  第２バンク
１２ａ、７２ａ  第１吸気通路
１２ａ１、１２ｂ１  吸入口
１２ａ２  第１上流吸気通路
１２ｂ、７２ｂ  第２吸気通路
１２ｂ２  第２上流吸気通路
１２ｃ  合流吸気通路
１２ｃ１  吸気マニホールド
１２ｄ  吸気ポート
１４  エアクリーナ
１６  エアフローメータ
１８ａ、６０ａ  第１ターボ過給機
１８ａ１  第１コンプレッサ
１８ａ２、６０ａ２  第１タービン
１８ｂ、６０ｂ  第２ターボ過給機
１８ｂ１  第２コンプレッサ
１８ｂ２、６０ｂ２  第２タービン
２０、７４ａ、７４ｂ  スロットルバルブ
２２  インタークーラー
２４ａ  第１排気通路
２４ｂ  第２排気通路
２４ｄ  排気ポート
２６ａ、２６ｂ  排気バイパス通路
２８ａ、２８ｂ  ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）
３０  触媒
３２  ＥＧＲ装置
３４ａ  第１ＥＧＲ通路
３４ｂ  第２ＥＧＲ通路
３４ｃ  合流ＥＧＲ通路
３６  ＥＧＲクーラー
３８  ＥＧＲバルブ
４０  吸気弁
４２  排気弁
４４ａ、４４ｂ  吸気可変動弁機構
４６ａ、４６ｂ  排気可変動弁機構
５０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５２  クランク角センサ
５４  燃料噴射弁
５６  点火装置
５８  イグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）
６０ａ３、６０ｂ３  可変ノズル（ＶＮ）
８２ａ、８２ｂ  電動コンプレッサ
【図１】
2015209815.tif 000003
【図２】
2015209815.tif 000004
【図３】
2015209815.tif 000005
【図４】
2015209815.tif 000006
【図５】
2015209815.tif 000007
【図６】
2015209815.tif 000008
【図７】
2015209815.tif 000009
【図８】
2015209815.tif 000010
【図９】
2015209815.tif 000011