(57)【要約】【課題】それぞれにコンプレッサが配置された複数の吸気通路と、複数の吸気通路が集合してなる共用吸気通路とを備える多気筒の過給エンジンにおいて、減筒運転に起因して一部の吸気通路において空気の逆流が生じることを抑制し、広い運転域において減筒運転を行えるようにする。【解決手段】減筒運転が実行されている場合、減筒対象とされた気筒群の排出ガスが流れる排気通路に設けられたタービンにより駆動されるコンプレッサの下流に位置するスロットルを全閉に操作する。それとともに、減筒対象とされた気筒群を構成する少なくとも１つの気筒を、減筒対象とされた気筒群以外の気筒群を構成する気筒よりも少ない燃料噴射量で稼働させ、それにより前記コンプレッサの回転速度を上昇させることによって、前記スロットルの上流の圧力を下流の圧力の大きさ以上の大きさに制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒群に群分けされる複数の気筒と、
互いに独立して設けられた、前記複数の気筒群と同数の複数の吸気通路と、
前記複数の気筒群と１対１で設けられた複数の排気通路と、
前記複数の吸気通路のそれぞれに設けられた複数のコンプレッサと、
前記複数の排気通路のそれぞれに設けられた、前記複数のコンプレッサと１対１で連結される複数のタービンと、
前記複数の吸気通路のそれぞれに設けられた、前記コンプレッサの下流に位置する複数のスロットルと、
前記複数のスロットルの下流において前記複数の吸気通路が集合してなり、前記複数の気筒群の間で共用される共用吸気通路と、を備え、
前記複数の気筒群のうちの一部の気筒群への燃料噴射を停止するとともに、前記一部の気筒群の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を閉状態で停止する減筒運転を実行可能に構成された過給エンジンの制御装置において、
前記減筒運転が実行されている場合、減筒対象とされた特定気筒群の排出ガスが流れる特定排気通路に設けられた特定タービンにより駆動される特定コンプレッサの下流に位置する特定スロットルを全閉に操作するスロットル操作手段と、
前記減筒運転が実行されている場合であって、前記特定スロットルの上流の圧力が前記特定スロットルの下流の圧力未満の場合は、前記特定気筒群を構成する少なくとも１つの気筒を前記特定気筒群以外の気筒群を構成する気筒よりも少ない燃料噴射量で稼働させることにより前記特定タービンに与える排気エネルギを増大させ、それにより前記特定コンプレッサの回転速度を上昇させることによって、前記特定スロットルの上流の圧力を前記特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに制御する圧力制御手段と、
を備えることを特徴とする過給エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、前記特定スロットルの上流の圧力を前記特定スロットルの下流の圧力と略同じ大きさに制御することを特徴とする請求項１に記載の過給エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記過給エンジンは、前記特定排気通路に設けられた、前記特定タービンに与える排気エネルギを調整するアクチュエータを備え、
前記圧力制御手段は、前記特定気筒群を構成する前記少なくとも１つの気筒を稼働させる場合、前記特定タービンに与えられる排気エネルギが最大になるように前記アクチュエータを操作するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の過給エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記圧力制御手段は、前記特定スロットルの上流の圧力の計測値と、前記特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに設定された目標値との差に応じて、前記特定気筒群を構成する前記少なくとも１つの気筒の燃料噴射量を調整するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の過給エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記圧力制御手段は、前記特定スロットルの下流の圧力が大気圧以上の場合、前記特定気筒群を構成する前記少なくとも１つの気筒を稼働させ、前記特定スロットルの下流の圧力が大気圧より小さい場合、前記特定気筒群を構成する全ての気筒の稼働の休止を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の過給エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給エンジンの制御装置に関し、特に、一部の気筒の稼働を休止する減筒運転が可能な過給エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１および特許文献２には、減筒運転が可能な過給エンジンの制御に関する技術が開示されている。また、これらの特許文献に開示された過給エンジンは、それぞれにコンプレッサが配置された複数の吸気通路と、複数の吸気通路が集合してなる共用吸気通路（サージタンク）とを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載の過給エンジンは、左右のバンクに６個ずつ気筒を備えるＶ１２エンジンである。各バンクの６個の気筒はそれぞれ３つの気筒から成る２つの気筒群に群分けされ、計４つの気筒群が作られている。ターボ過給機は、気筒群ごとに計４個設けられている。各ターボ過給機のコンプレッサは、独立して設けられた４本の吸気通路に配置されている。４本の吸気通路は１つのサージタンクにおいて合流し、このサージタンクは全気筒間で共用されている。各ターボ過給機のタービンは、気筒群ごとに設けられた排気マニホールドに配置されている。
【０００４】
特許文献１に記載の過給エンジンは、上記のような構成において、気筒群単位で減筒運転が行われる。ただし、４つの気筒群は１つのサージタンクを共用しているため、減筒運転に切り替えたときの圧力条件によっては、減筒対象となった気筒群に対応するコンプレッサにおいて空気の逆流が生じるおそれがある。この点に関し、この過給エンジンでは、コンプレッサの出口における圧力が所定の最小圧力以下であること、つまり、減筒運転に切り替えたときに逆流が起きるような圧力条件ではないことを、減筒運転を実行する条件の一つとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０７６７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２５００６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
減筒運転によれば、少ない気筒で等トルクを実現することができるので、エンジン全体としての熱効率を高めて燃費を向上させることができる。よって、減筒運転を行う運転域を拡大することが燃費性能の観点から望まれている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の過給エンジンでは、上記のような圧力条件を有しているため、過給圧が高くなる高負荷域では減筒運転を行うことができない。つまり、減筒運転を行うことができる運転域に制約があり、減筒運転による燃費向上の効果を十分に得ることができない。同様の問題は、特許文献２に記載の過給エンジンにも生じうるが、それに対する解決策やそれを示唆する記載は特許文献２には記載されていない。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、減筒運転に起因して一部の吸気通路において空気の逆流が生じることを抑制し、広い運転域において減筒運転を行うことのできる過給エンジンの制御装置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】
【０００９】
本発明に係る過給エンジンの制御装置は、複数の気筒群に群分けされる複数の気筒を有し、複数の気筒群のうちの一部の気筒群への燃料噴射を停止するとともに、当該一部の気筒群の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を閉状態で停止する減筒運転を実行可能に構成された過給エンジンに適用される。より詳しくは、本発明に係る制御装置が適用される過給エンジンは、独立して設けられた複数の吸気通路と、それらが集合してなる共用吸気通路とを備える。吸気通路は気筒群と同数設けられ、共用吸気通路は気筒群の間で共用されている。また、この過給エンジンは、気筒群と１対１で設けられた複数の排気通路を備える。複数の吸気通路のそれぞれにコンプレッサが設けられ、複数の排気通路のそれぞれにタービンが設けられている。コンプレッサとタービンとは１対１で連結されている。それぞれの吸気通路におけるコンプレッサの下流の位置には、スロットルが設けられている。
【００１０】
本発明に係る過給エンジンの制御装置は、減筒運転が実行されている場合、特定スロットルを全閉に操作するスロットル操作手段を備える。特定スロットルとは、減筒対象とされた気筒群（特定気筒群）の排出ガスが流れる排気通路（特定排気通路）に設けられたタービン（特定タービン）により駆動されるコンプレッサ（特定コンプレッサ）の下流に位置するスロットルである。また、本発明に係る過給エンジンの制御装置は、減筒運転が実行されている場合であって特定スロットルの上流の圧力が特定スロットルの下流の圧力未満である場合、特定気筒群を構成する少なくとも１つの気筒を特定気筒群以外の気筒群を構成する気筒よりも少ない燃料噴射量で稼働させることにより特定タービンに与える排気エネルギを増大させ、それにより特定コンプレッサの回転速度を上昇させることによって、特定スロットルの上流の圧力を特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに制御する圧力制御手段を備える。
【００１１】
上記構成によれば、特定コンプレッサの回転速度を上昇させ、特定スロットルの上流の圧力を特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに制御することにより、特定コンプレッサを空気が逆流することを抑えることができる。なお、特定スロットルの上流の圧力をより大きくするためには、特定コンプレッサの回転速度をより上昇させるために特定タービンに対してより大きな排気エネルギを与える必要がある。しかし、空気の逆流を防止する上では、特定スロットルの上流の圧力が特定スロットルの下流の圧力未満でなければよい。よって、圧力制御手段は、好ましくは、特定スロットルの上流の圧力を特定スロットルの下流の圧力と略同じ大きさに制御する。
【００１２】
さらに、上記構成によれば、同時に、特定スロットルを全閉に操作して特定スロットルを通過する空気の流量を最小限に抑えることが行われるので、特定コンプレッサの回転速度を上昇させるために必要なエネルギ、すなわち、特定タービンに与える排気エネルギを低く抑えることができる。つまり、特定コンプレッサの回転速度を上昇させるべく特定気筒群を構成する気筒を少なくとも１つ稼動させる場合において、その燃料噴射量を低く抑えることができる。よって、上記構成によれば、減筒運転による燃費向上の効果が損なわれることを抑えながら、特定コンプレッサの回転速度を上昇させて空気の逆流を抑えることができるので、広い運転域で減筒運転を行うことが可能となる。
【００１３】
圧力制御手段は、好ましくは、特定気筒群を構成する少なくとも１つの気筒を稼働させる場合、特定タービンに与えられる排気エネルギが最大になるようにタービン回転制御アクチュエータを操作するように構成される。タービン回転制御アクチュエータとは、特定排気通路に設けられた、特定タービンに与える排気エネルギを調整するアクチュエータである。この構成によれば、特定気筒群の気筒を稼動させることで得られた排気エネルギのタービンでの利用効率が高まるので、稼動させる特定気筒群の気筒の燃料噴射量をさらに低く抑えることができる。
【００１４】
圧力制御手段は、好ましくは、特定スロットルの上流の圧力の計測値と、特定スロットルの下流の圧力の大きさ以上の大きさに設定された目標値との差に応じて、特定気筒群を構成する少なくとも１つの気筒の燃料噴射量を調整するように構成される。この構成によれば、燃料噴射量を空気の逆流を抑えることができる必要最小限の量に抑えることができる。
【００１５】
圧力制御手段は、好ましくは、特定スロットルの下流の圧力が大気圧以上の場合、特定気筒群を構成する少なくとも１つの気筒を稼働させ、特定スロットルの下流の圧力が大気圧より小さい場合、特定気筒群を構成する全ての気筒の稼働の休止を維持するように構成される。この構成によれば、減筒対象とされた気筒を無駄に稼動させることが無いので、燃費をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明に係る過給エンジンの制御装置によれば、減筒運転に起因して一部の吸気通路において空気の逆流が生じることを抑制し、広い運転域において減筒運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態のエンジンシステムの全体構成について説明するための図である。
【図２】減筒運転の燃費効果を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のエンジンシステムで実行される逆流抑制制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図４】減速による６気筒運転領域から３気筒過給運転領域への目標動作点の移動を示す図である。
【図５】６気筒運転から３気筒過給運転へ移行する場合の過給エンジンの動作を示すタイムチャートである。
【図６】加速による３気筒ＮＡ運転領域から３気筒過給運転領域への目標動作点の移動を示す図である。
【図７】３気筒ＮＡ運転から３気筒過給運転へ移行する場合の過給エンジンの動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００１９】
１．実施の形態のエンジンシステムの構成
図１は、本発明の実施の形態のエンジンシステムの全体構成について説明するための図である。図１に示されるように本実施の形態のエンジンシステムは、過給エンジン１及び制御装置５０を備えている。過給エンジン１は、左バンク１０Ｌと右バンク１０Ｒとを有し、各バンク１０Ｌ、１０Ｒに３つずつ気筒が配置されたＶ型６気筒エンジンである。左バンク１０Ｌに配置された第２気筒＃２、第４気筒＃４、及び、第６気筒＃６は第１の気筒群を構成し、右バンク１０Ｒに配置された第１気筒＃１、第３気筒＃３、及び、第５気筒＃５は第２の気筒群を構成している。以下の実施の形態の説明において、左バンク１０Ｌと第１の気筒群とは同義であり、右バンク１０Ｒと第２の気筒群とは同義であるとする。また、以下の実施の形態の説明において、左バンク１０Ｌと右バンク１０Ｒのそれぞれに対応して設けられた同一の部品及び部材には、それぞれ同一の数字の後に“Ｌ”又は“Ｒ”の文字を付して表す。
【００２０】
本実施の形態において、過給エンジン１は火花点火式の筒内直噴エンジンとして構成され、各気筒には図示しない点火プラグと筒内噴射弁が取り付けられている。また、左バンク１０Ｌの気筒＃２、＃４、＃６には、吸気バルブのリフト量を変更することができる可変バルブリフト装置３１、３２、３３が設けられている。可変バルブリフト装置３１、３２、３３は、吸気バルブのリフト量をゼロにして気筒の稼動を休止させる気筒休止機構としても機能する。吸気バルブのリフト量がゼロにされるときは燃料噴射と点火も併せて停止される。また、可変バルブリフト装置３１、３２、３３は互いに独立して動作することができる。例えば、気筒＃２、＃４の可変バルブリフト装置３１、３２が吸気バルブを停止させている状態で、気筒＃６の可変バルブリフト装置３３のみ吸気バルブをリフトさせることもできる。
【００２１】
過給エンジン１の吸気系について説明する。左右のバンク１０Ｌ、１０Ｒは、共用のサージタンク（共用吸気通路）４に接続されている。サージタンク４は、左右のバンク１０Ｌ、１０Ｒの各気筒に空気を分配する吸気マニホールドと一体化されている。また、サージタンク４には、サージタンク４内に入ってくる空気を冷却する水冷式のインタークーラ６と、吸気圧を計測するための圧力センサ２２が取り付けられている。
【００２２】
サージタンク４は、２本の吸気通路２Ｌ、２Ｒが集合してなる。２本の吸気通路２Ｌ、２Ｒには、それぞれに電子制御式のスロットル５Ｌ、５Ｒが設けられている。吸気通路２Ｌにおけるスロットル５Ｌの上流には、ターボ過給機のコンプレッサ７Ｌが設けられている。同じく、吸気通路２Ｒにおけるスロットル５Ｒの上流にも、ターボ過給機のコンプレッサ７Ｒが設けられている。各吸気通路２Ｌ、２Ｒにおけるコンプレッサ７Ｌ、７Ｒとスロットル５Ｌ、５Ｒとの間には、過給圧を計測するための圧力センサ２１Ｌ、２１Ｒが設置されている。各吸気通路２Ｌ、２Ｒにおける空気の取り込み口には、エアクリーナ３Ｌ、３Ｒと、取り込んだ空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０Ｌ、２０Ｒが設置されている。
【００２３】
各吸気通路２Ｌ、２Ｒにおけるエアフローメータ２０Ｌ、２０Ｒとコンプレッサ７Ｌ、７Ｒとの間には、エンジンブロック内で発生したブローバイガスを吸気系に戻すためのブローバイガス通路１７Ｌ、１７Ｒが接続されている。各ブローバイガス通路１７Ｌ、１７Ｒには、圧力制御バルブ１８Ｌ、１８Ｒが設けられている。
【００２４】
次に、過給エンジン１の排気系について説明する。左バンク１０Ｌには排気通路１２Ｌが接続され、右バンク１０Ｒには排気通路１２Ｒが接続されている。排気通路１２Ｌには、ターボ過給機のタービン１３Ｌが設けられている。タービン１３Ｌはコンプレッサ７Ｌと対を成し、左バンク１０Ｌの排出ガスが有する排気エネルギの供給を受けてコンプレッサ７Ｌを駆動する。また、排気通路１２Ｌには、タービン１３Ｌをバイパスするバイパス流路１５Ｌが設けられ、バイパス流路１５Ｌにはウエストゲートバルブ１６Ｌが配置されている。同じく、排気通路１２Ｒには、ターボ過給機のタービン１３Ｒが設けられるとともに、タービン１３Ｒをバイパスするバイパス流路１５Ｒが設けられ、バイパス流路１５Ｒにはウエストゲートバルブ１６Ｒが配置されている。タービン１３Ｒはコンプレッサ７Ｒと対を成し、右バンク１０Ｒの排出ガスが有する排気エネルギの供給を受けてコンプレッサ７Ｒを駆動する。なお、ウエストゲートバルブ１６Ｌ、１６Ｒは、負圧により駆動されるダイアフラム型、或いは、モータによる駆動される電動型であって、デューティ制御によって任意の開度に制御される。
【００２５】
以上のように構成される過給エンジン１は制御装置５０によって制御される。制御装置５０はＥＣＵ(Electronic Control Unit)である。制御装置５０は、少なくとも入出力インタフェース、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを有している。入出力インタフェースは、過給エンジン１及び車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、過給エンジン１が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。制御装置５０が信号を取り込むセンサには、上述の圧力センサ２１Ｌ、２１Ｒ、２２やエアフローメータ２０Ｌ、２０Ｒの他、図示しない空燃比センサ、アクセルペダルセンサ、クランク角センサ、大気圧センサ等も含まれる。制御装置５０が操作信号を出すアクチュエータには、スロットル５Ｌ、５Ｒ、ウエストゲートバルブ１６Ｌ、１６Ｒ、可変バルブリフト装置３１、３２、３３の他、図示しない点火装置、燃料噴射装置、可変バルブタイミング装置等も含まれる。ＲＯＭには、過給エンジン１を制御するための各種の制御プログラムやマップが記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラムをＲＯＭから読みだして実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
【００２６】
２．実施の形態のエンジン制御
２−１．減筒運転
制御装置５０が実行する制御プログラムには、減筒運転のための制御プログラムが含まれる。過給エンジン１の減筒運転は、可変バルブリフト装置３１、３２、３３によって吸気バルブを閉状態で停止させるとともに左バンク１０Ｌの燃料噴射と点火を停止させ、左バンク１０Ｌの３つの気筒を休止させることで達成させる。これにより過給エンジン１の稼動気筒数は６気筒から３気筒へ減らされる。図２は、減筒運転の燃費効果を示す図である。図２に示すように、減筒運転によって稼動気筒数を６気筒から３気筒へ減らすことにより、等トルクを得るために必要な１気筒あたりの充填効率は大きくなる。充填効率が大きくなれば、稼動気筒のポンプ損失は減少し、エンジン全体の熱効率は向上する。結果、減筒運転を行うことによって燃費は向上する。減筒運転が行われる運転域は、負荷トルクとエンジン回転速度とをパラメータとするマップにおいて定められている。
【００２７】
減筒運転によって左バンク１０Ｌの気筒の稼動を停止すると、タービン１３Ｌに与えられる排気エネルギが減少し、タービン１３Ｌがコンプレッサ７Ｌを回転駆動する駆動力は低下する。このため、過給エンジン１の運転域が過給域にあり、サージタンク４内の圧力が大気圧よりも大きくなっている場合、コンプレッサ７Ｌを空気が逆流するおそれがある。空気の逆流は、ブローバイガス通路１７Ｌを通って吸気通路２Ｌに導入されたブローバイガスを大気中に放出させてしまう。また、エアフローメータ２０Ｌがホットワイヤ式エアフローメータである場合、逆流した空気までも計測してしまうために筒内の空気量を誤って見積もってしまい、空燃比の過度のリッチ化とそれによる失火を招いてしまうおそれがある。このような問題が生じる空気の逆流を防止するため、減筒運転を行う場合には、以下に説明する逆流抑制制御が併せて実行される。
【００２８】
２−２．逆流抑制制御
図３は、制御装置５０により実行される逆流抑制制御のルーチンを示すフローチャートである。フローチャートに示された逆流抑制制御のルーチンは、制御装置５０のクロック数に対応する所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００２９】
ステップＳ２では、現在、減筒運転が行われているかどうか判定される。減筒運転が行われていないのであれば、空気の逆流が生じることはない。よって、この場合、これ以降の処理は全てスキップされ、本ルーチンは終了される。
【００３０】
減筒運転が行われている場合、ステップＳ４の処理が行われる。ステップＳ４では、稼動が休止される左バンク１０Ｌのスロットル５Ｌは全閉に固定される。このスロットル５Ｌは、空気の逆流のおそれのあるコンプレッサ７Ｌの下流に位置するスロットルである。スロットル５Ｌを全閉にすることで、スロットル５Ｌの前後に圧力差がある場合のサージタンク４と吸気通路２Ｌとの間の空気の流通は最小限に抑えられる。スロットル５Ｌの全閉への固定は、減筒運転から全筒運転へ復帰したときに解除される。
【００３１】
次に、ステップＳ６では、目標吸気圧が大気圧より大きいかどうか判定される。目標吸気圧が大気圧よりも大きいことは、負荷トルクとエンジン回転速度とから決まる目標動作点が過給域にあることに対応する。過給エンジン１に対する負荷トルクから、稼動気筒数に応じて、稼動気筒の１気筒あたりの目標トルクが算出される。過給エンジン１に対する負荷トルクが一定の場合、全筒運転から減筒運転へ切り替えられたとき、稼動気筒の目標トルクはほぼ倍増される。目標トルクから筒内空気量の目標値である目標空気量が算出され、目標空気量から吸気圧（サージタンク４内の圧力）の目標値である目標吸気圧が算出される。全筒運転が行われる場合の両スロットル５Ｌ、５Ｒの開度、及び、減筒運転が行われる場合のスロットル５Ｒの開度は、目標吸気圧に基づいて算出される。
【００３２】
目標吸気圧が大気圧より大きい場合、ステップＳ８の処理が行われる。ステップＳ８では、コンプレッサ７Ｌからスロットル５Ｌまでの空間における圧力の目標値である目標過給圧の設定が行われる。目標過給圧は、スロットル５Ｌの下流側から上流側に空気が逆流しないための最小限の値、具体的には、圧力センサ２２により計測される吸気圧よりも所定値αだけ大きい値に設定される。αは逆流を防止するための余裕代であり、過給圧の制御精度にもよるが０〜５ｋＰａ程度の値に設定される。燃費の観点からは、αの値はより小さな値が好ましい。
【００３３】
次に、ステップＳ１０では、ステップＳ８で設定された目標過給圧と圧力センサ２１Ｌにより計測される実過給圧とが比較される。実過給圧が目標過給圧以上になっていれば、スロットル５Ｌの下流側から上流側に空気が逆流する可能性は低い。しかし、実過給圧が目標過給圧よりも低い場合、スロットル５Ｌの下流側から上流側に空気が逆流し、さらには、コンプレッサ７Ｌを空気が逆流するおそれがある。
【００３４】
実過給圧が目標過給圧よりも低い場合、ステップＳ１２の処理が行われる。ステップＳ１２では、稼動が休止される左バンク１０Ｌの気筒のうち必要最小限の気筒、好ましくは、１つの気筒のみ臨時に稼動させる。例えば、可変バルブリフト装置３３を操作して気筒＃２、＃４は休止させたまま気筒＃６のみを臨時に稼動させる。既に稼動している気筒がある場合には、稼動状態を維持する。少なくとも１つの気筒が稼動することによって、左バンク１０Ｌに接続された排気通路１２Ｌには、左バンク１０Ｌの全気筒が休止している場合よりも高いエネルギをもった排気ガスが流れるようになる。このため、タービン１３Ｌに与えられる排気エネルギが増大し、それによりコンプレッサ７Ｌの回転速度の上昇が促される。これにより、スロットル５Ｌの上流の圧力、すなわち、圧力センサ２１Ｌにより計測される実過給圧が上昇する。
【００３５】
ステップＳ１２にて臨時に稼動される気筒は、タービン１３Ｌに与える排気エネルギを増大させてコンプレッサ７Ｌを回転させることを目的として稼動される。スロットル５Ｌの全閉への固定によりスロットル５Ｌを通過する空気の流量は最小限に抑えられているので、コンプレッサ７Ｌの回転速度を上昇させるために必要なエネルギ、すなわち、タービン１３Ｌに与えるべき排気エネルギは少なくてすむ。このため、過給エンジン１に要求されるトルクを出すために稼動される右バンク１０Ｒの気筒に比較して、左バンク１０Ｌの臨時稼動気筒の燃料噴射量は低く抑えられる。なお、排気エネルギが十分に得られるのであれば、複数サイクルに１回、少なくとも１つの気筒を稼動させるのでもよい。
【００３６】
左バンク１０Ｌの臨時稼動気筒の燃料噴射量の基本値は、点火時期と吸気バルブのリフト量とともにマップに記憶されている。詳しくは、臨時稼動気筒の点火時期は、燃費性能の観点から、ＭＢＴもしくはトレースノック点火時期に設定される。ただし、噴射された燃料が持つエネルギの排気エネルギへの転換率を高めるために、点火時期をＭＢＴよりも遅角してもよい。臨時稼動気筒の吸気バルブのリフト量は、燃料噴射量との関係で失火が生じることがない範囲内の空気量が得られる最小リフト量に設定される。
【００３７】
次に、ステップＳ１４では、左バンク１０Ｌの排気通路１２Ｌに設けられたウエストゲートバルブ１６Ｌが全閉になっているかどうか判定される。左バンク１０Ｌの気筒を臨時稼動させることで得られた排気エネルギのタービン１３Ｌでの利用効率は、ウエストゲートバルブ１６Ｌが全閉になっているときに最大になる。よって、ウエストゲートバルブ１６Ｌを全閉にすることで、臨時稼動気筒の燃料噴射量を低く抑えることができる。上記のマップに記憶されている燃料噴射量の基本値は、ウエストゲートバルブ１６Ｌが全閉になっていることを前提にして設定されている。
【００３８】
ウエストゲートバルブ１６Ｌが全閉になっていない場合、ステップＳ１８の処理が選択される。通常の運転においてウエストゲートバルブ１６Ｌが全閉とされるのは急加速時であるので、ステップＳ１４の最初の判定の結果は否定となる。ステップＳ１８では、ウエストゲートバルブ１６Ｌを全閉にするように、ウエストゲートバルブ１６Ｌの駆動デューティが上げられる。
【００３９】
一方、ウエストゲートバルブ１６Ｌが全閉になっている場合、ステップＳ１６の処理が選択される。ステップＳ１６では、ステップＳ８で設定された目標過給圧と圧力センサ２１Ｌにより計測される実過給圧との差分に応じて、例えば、差分のＰＩ制御によって臨時稼動気筒の燃料噴射量が増量補正される。燃料噴射量が増量されることで排気エネルギがさらに増大し、コンプレッサ７Ｌの回転速度はさらに上昇する。これにより実過給圧が上昇して目標過給圧に到達するようになる。
【００４０】
そして、ステップＳ１０の判定において、実過給圧が目標過給圧以上の場合、ステップＳ２０の判定が行われる。ステップＳ２０では、左バンク１０Ｌに臨時稼動中の気筒があるかどうか判定される。臨時稼動中の気筒がある場合、ステップＳ２２の処理が行われる。臨時稼動中の気筒がない場合、ステップＳ２４の処理が行われる。
【００４１】
ステップＳ２２では、ステップＳ８で設定された目標過給圧と圧力センサ２１Ｌにより計測される実過給圧との差分に応じて、例えば、差分のＰＩ制御によって臨時稼動気筒の燃料噴射量が減量補正される。燃料噴射量が下限値に達している場合には、ウエストゲートバルブ１６Ｌを開くように、ウエストゲートバルブ１６Ｌの駆動デューティが下げられる。この処理により、休止気筒の臨時稼動に伴う燃費の低下を最小限に抑えることができる。
【００４２】
ステップＳ２４では、左バンク１０Ｌの全気筒の休止が維持される。また、ウエストゲートバルブ１６Ｌの駆動デューティは下げたままにされる。
【００４３】
ステップＳ６の判定において目標吸気圧が大気圧以下であれば、減筒運転が行われている場合でも空気の逆流が生じることはない。よって、この場合、これ以降の処理は全てスキップされ、本ルーチンは終了される。こうすることで、減筒対象とされた気筒を無駄に稼動させることが無いので、燃費をより向上させることができる。
【００４４】
以上説明した逆流抑制制御を減筒運転と併せて実行することにより、減筒運転による燃費向上の効果が損なわれることを抑えながら、コンプレッサ７Ｌの回転速度を上昇させて空気の逆流を抑えることができる。そして、これにより、過給域も含めた広い運転域で減筒運転を行うことが可能となる。以下に、本実施の形態において減筒運転が行われる運転域と、減筒運転が行われる運転域での過給エンジンの具体的な動作とについて説明する。
【００４５】
３．実施の形態の過給エンジンの動作
３−１．過給エンジンの運転域の設定
図４及び図６は、過給エンジン１の運転域の設定を示す図である。過給エンジン１の運転は、負荷トルクとエンジン回転速度とを軸とする２次元平面上に設定された運転域にしたがって行われる。図４及び図６に示す例では、低中負荷域は減筒運転による３気筒運転が行われる運転域（３気筒運転領域）とされている。高負荷域は全気筒を稼動させる６気筒運転が行われる運転域（６気筒運転領域）とされている。さらに、３気筒運転領域は、コンプレッサ７Ｒによる過給が行われる過給域と、過給が行われないＮＡ域（自然吸気域）とに分けられる。
【００４６】
アクセルペダル開度から要求エンジン出力が決まり、要求エンジン出力とエンジン回転速度とから過給エンジン１の対する負荷トルクが決まる。負荷トルクとエンジン回転速度とで定まる動作点が過給エンジン１の目標動作点であり、目標動作点がどの運転域に位置するか、また、目標動作点がどのような経路で移動したか、によって過給エンジン１の制御内容が決まる。
【００４７】
３−２．６気筒運転領域から３気筒過給運転領域への移行時の動作
過給エンジン１が６気筒運転領域で運転されている場合において、運転者からの減速要求によって過給エンジン１の対する負荷トルクが低下したとき、図４に矢印で示すように、過給エンジン１の目標動作点が６気筒運転領域から３気筒過給運転領域へ移動する場合がある。この場合の過給エンジン１の動作をタイムチャートで表したものが図５である。
【００４８】
図５には、６気筒運転から３気筒過給運転へ移行する場合の過給エンジン１の各操作量の時刻による変化が描かれている。操作量は、スロットル開度、燃料噴射量、ウエストゲートバルブ開度（ＷＧＶ開度）、及び、吸気バルブのバルブリフト量である。図５において、実線で描かれている操作量の変化は、減筒対象とならない右バンク１０Ｒに関連する操作量であり、破線で描かれている操作量の変化は、減筒対象となる左バンク１０Ｌに関連する操作量である。
【００４９】
６気筒運転から３気筒過給運転への移行時には、減筒運転の開始と同時に逆流抑制制御が実行される。スロットル５Ｒの開度は、実線で示すように、目標空気量を実現するために必要な開度まで開かれる。一方、スロットル５Ｌの開度は、破線で示すように、逆流抑制制御によって全閉にされる。
【００５０】
右バンク１０Ｒの燃料噴射量は、実線で示すように、空燃比がストイキに維持されるようにスロットル５Ｒの開度の変化に対する空気量の応答に合わせた速度で増大される。左バンク１０Ｌの燃料噴射量は、破線で示すように、空燃比がストイキに維持されるようにスロットル５Ｌの開度の変化に対する空気量の応答に合わせた速度で低減される。左バンク１０Ｌの最終的な燃料噴射量は、空気の逆流を防止できる程度にコンプレッサ７Ｌを回転させることができる排気エネルギをタービン１３Ｌに与えることができる燃料噴射量に調整される。
【００５１】
ウエストゲートバルブ１６Ｒの開度は、実線で示すように、目標空気量を実現するために必要な開度まで閉じられる。ウエストゲートバルブ１６Ｌの開度は、破線で示すように、逆流抑制制御によって全閉にされる。
【００５２】
右バンク１０Ｒのバルブリフト量は、実線で示すように、目標空気量の増大に合わせて大きくされる。左バンク１０Ｌのバルブリフト量は、燃料噴射量との関係で失火が生じることがない空気量が得られる範囲内の最小リフト量まで小さくされる。
【００５３】
３−３．３気筒ＮＡ運転領域から３気筒過給運転領域への移行時の動作
過給エンジン１が３気筒ＮＡ運転領域で運転されている場合において、運転者からの加速要求によって過給エンジン１の対する負荷トルクが増大したとき、図６に矢印で示すように、過給エンジン１の目標動作点が３気筒ＮＡ運転領域から３気筒過給運転領域へ移動する場合がある。この場合の過給エンジン１の動作をタイムチャートで表したものが図７である。
【００５４】
図７には、３気筒ＮＡ運転から３気筒過給運転へ移行する場合の過給エンジン１の各操作量の時刻による変化が描かれている。操作量は、スロットル開度、燃料噴射量、ウエストゲートバルブ開度（ＷＧＶ開度）、及び、吸気バルブのバルブリフト量である。図７において、実線で描かれている操作量の変化は、減筒対象とならない右バンク１０Ｒに関連する操作量であり、破線で描かれている操作量の変化は、減筒対象となる左バンク１０Ｌに関連する操作量である。
【００５５】
３気筒ＮＡ運転から３気筒過給運転への移行時には、移行と同時に逆流抑制制御が実行される。スロットル５Ｒの開度は、実線で示すように、目標空気量を実現するために必要な開度まで開かれる。一方、スロットル５Ｌの開度は、破線で示すように全閉に維持される。
【００５６】
右バンク１０Ｒの燃料噴射量は、実線で示すように、空燃比がストイキに維持されるようにスロットル５Ｒの開度の変化に対する空気量の応答に合わせた速度で増大される。左バンク１０Ｌについては、３気筒ＮＡ運転では燃料噴射は停止されていたが、破線で示すように、３気筒過給運転では燃料噴射が実行される。３気筒過給運転における左バンク１０Ｌの燃料噴射は、空気の逆流を防止できる程度にコンプレッサ７Ｌを回転させることができる排気エネルギをタービン１３Ｌに与えることができる燃料噴射量に調整される。
【００５７】
ウエストゲートバルブ１６Ｒの開度は、実線で示すように、目標空気量を実現するために必要な開度まで閉じられる。ウエストゲートバルブ１６Ｌの開度は、破線で示すように、逆流抑制制御によって全閉にされる。
【００５８】
右バンク１０Ｒのバルブリフト量は、実線で示すように、目標空気量の増大に合わせて大きくされる。左バンク１０Ｌについては、３気筒ＮＡ運転ではバルブリフトは停止されていたが、破線で示すように、３気筒過給運転ではバルブリフトが行われる。３気筒過給運転における左バンク１０Ｌのバルブリフト量は、燃料噴射量との関係で失火が生じることがない空気量が得られる範囲内の最小リフト量に設定される。
【００５９】
４．その他
上述の実施の形態においては、制御装置５０が図３に示す逆流抑制制御のルーチンを実行することによって、本発明に係る「スロットル操作手段」及び「圧力制御手段」が実現される。特に、ステップＳ４の処理は「スロットル操作手段」の機能に相当し、ステップＳ６移行の処理は「圧力制御手段」の機能に相当する。
【００６０】
上述の実施の形態では、タービンに与える排気エネルギを調整するアクチュエータとして、ウエストゲートバルブが設けられているが、代わりに可変ノズルを用いることもできる。また、本発明の制御装置が適用される過給エンジンは、ディーゼルエンジンであってもよい。また、本発明の制御装置が適用される過給エンジンは、Ｖ型８気筒エンジンやＶ型１２気筒エンジン等のより多気筒のＶ型エンジンであってもよいし、水平対向４気筒エンジンや水平対向６気筒エンジン等の水平対向エンジンであってもよい。それらのエンジンでは、左右のバンクをそれぞれ気筒群とすることができる。直列４気筒エンジンや直列６気筒エンジンであっても、複数のターボ過給機が並列に設けられている場合には、本発明の制御装置を適用することが可能である。つまり、１つのバンクに対して複数のターボ過給機が設けられているのであれば、１つのバンクに複数の気筒群を設定することができる。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、気筒の稼動を休止させる場合には吸気バルブのリフト量をゼロにしているが、このとき、好ましくは排気バルブのリフト量もゼロにする。ポンプ損失を最小限に抑えるためには、吸気バルブと排気バルブの両方のリフト量をゼロにする、つまり、吸気バルブと排気バルブの両方を閉状態で停止することが好ましい。ただし、吸気通路から排気通路へのガスの流れを停止する上では、吸気バルブのみを閉状態で停止するのでもよいし、排気バルブのみを閉状態で停止するのでもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１  過給エンジン
２Ｌ、２Ｒ  吸気通路
５Ｌ、５Ｒ  スロットル
７Ｌ、７Ｒ  コンプレッサ
４  サージタンク（共用吸気通路）
１０Ｌ  左バンク
１０Ｒ  右バンク
１２Ｌ、１２Ｒ  排気通路
１３Ｌ、１３Ｒ  タービン
１６Ｌ、１６Ｒ  ウエストゲートバルブ
１７Ｌ、１７Ｒ  ブローバイガス通路
２０Ｌ、２０Ｒ  エアフローメータ
２１Ｌ、２１Ｒ、２２  圧力センサ
３１、３２、３３  可変バルブリフト機構
５０  制御装置
＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、＃６  気筒
【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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