(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の制御装置に関し、気筒列内で燃焼間隔が不等間隔となる内燃機関において、高回転高負荷領域での筒内の残留ガス量を十分に低減するとともに、気筒間での残留ガス量のばらつきを確実に抑制することを目的とする。【解決手段】本発明は、気筒列内で燃焼間隔が不等間隔となる内燃機関を制御する装置であって、ターボ過給機のタービンを通るターボ側排気通路に連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁と、タービンを通らないバイパス側排気通路に連通する排気ポートを開閉するバイパス側排気弁とを各気筒に備え、高回転高負荷領域において、バイパス側排気弁の開弁期間の長さをクランク角度で１９０°以下とし、ターボ側排気弁の開弁期間をバイパス側排気弁の開弁期間より長くし、且つ、バイパス側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生ずるように制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒からなる少なくとも一つの気筒列を有し、該気筒列内で燃焼間隔が不等間隔となる内燃機関を制御する装置であって、
タービンとコンプレッサとを有する少なくとも一つのターボ過給機と、
前記タービンを通るターボ側排気通路と、
前記タービンを通らないバイパス側排気通路と、
前記内燃機関の各気筒に設けられ、前記タービン側排気通路に連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁と、
前記内燃機関の各気筒に設けられ、前記バイパス側排気通路に連通する排気ポートを開閉するバイパス側排気弁と、
前記内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁と、
高回転高負荷領域において、前記バイパス側排気弁の開弁期間の長さをクランク角度で１９０°以下とし、前記ターボ側排気弁の開弁期間を前記バイパス側排気弁の開弁期間より長くし、且つ、前記バイパス側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生ずるように制御する開弁特性制御手段と、
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】
前記開弁特性制御手段は、前記高回転高負荷領域において、前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生じないにように制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内部ＥＧＲを実行する運転領域において、前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生ずるように制御するとともに、排気脈動の影響を受ける気筒の前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間とのオーバーラップが、排気脈動の影響を受けない気筒の前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間とのオーバーラップより小さくなるように制御する内部ＥＧＲ制御手段を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。
【請求項４】
前記開弁特性制御手段は、前記高回転高負荷領域において、前記バイパス側排気弁の開弁期間の長さをクランク角度で１８０°以下とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項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関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ型８気筒エンジンでは、左右の各バンクの４つの気筒の燃焼間隔が、クランク角度で９０°ＣＡ，１８０°ＣＡ，２７０°ＣＡと、不等間隔になる。燃焼間隔が１８０°ＣＡである一対の気筒のうちの先の気筒では、排気弁と吸気弁とが共に開くバルブオーバーラップ期間と、後の気筒の排気弁が開いてブローダウンが生ずるタイミングとが重なる。すなわち、先の気筒がバルブオーバーラップ状態にあるときに、後の気筒のブローダウンによって排気マニホールド内の圧力が急上昇する。このため、排気マニホールド内の排気ガスが、先の気筒の燃焼室や吸気ポートに逆流し易い。よって、先の気筒は、他の気筒よりも残留ガス量が多くなり易い傾向がある。
【０００３】
以上のようなことから、Ｖ型８気筒エンジンでは、気筒間で残留ガス量にばらつきが生じ易い傾向がある。その結果、燃焼変動、トルク変動、ノッキング等が発生し易いという問題がある。
【０００４】
特許第３３９７９０２号公報には、ターボ過給機のタービンに連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁と、タービンに連通しないバイパス側の排気ポートを開閉するバイパス側排気弁とを備えた直列４気筒エンジンが開示されている。このエンジンでは、同公報の図２に示されるように、バイパス側排気弁の開弁期間を、ターボ側排気弁の開弁期間と比べて遅い時期としている。そして、バイパス側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間との間にはオーバーラップを設け、ターボ側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間との間にはオーバーラップを設けないこととしている。同公報によれば、このような開弁特性により、高い掃気効率を確保できるとしている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３９７９０２号公報
【特許文献２】特開２００３−５６３７４号公報
【特許文献３】特開２００６−１６１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
直列４気筒エンジンでは、気筒列内での燃焼間隔が等間隔（１８０°ＣＡ）になる。このため、上述したＶ型８気筒エンジンに見られるような、気筒間での残留ガス量のばらつきは生じない。従って、上記公報では、気筒間の残留ガス量のばらつきを抑制することには配慮されておらず、同様の開弁特性をＶ型８気筒エンジンに適用したとしても、気筒間の残留ガス量のばらつきを十分に抑制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、気筒列内で燃焼間隔が不等間隔となる内燃機関において、高回転高負荷領域での筒内の残留ガス量を十分に低減するとともに、気筒間での残留ガス量のばらつきを確実に抑制することのできる内燃機関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】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、複数の気筒からなる少なくとも一つの気筒列を有し、該気筒列内で燃焼間隔が不等間隔となる内燃機関を制御する装置であって、
タービンとコンプレッサとを有する少なくとも一つのターボ過給機と、
前記タービンを通るターボ側排気通路と、
前記タービンを通らないバイパス側排気通路と、
前記内燃機関の各気筒に設けられ、前記タービン側排気通路に連通する排気ポートを開閉するターボ側排気弁と、
前記内燃機関の各気筒に設けられ、前記バイパス側排気通路に連通する排気ポートを開閉するバイパス側排気弁と、
前記内燃機関の各気筒に設けられた吸気弁と、
高回転高負荷領域において、前記バイパス側排気弁の開弁期間の長さをクランク角度で１９０°以下とし、前記ターボ側排気弁の開弁期間を前記バイパス側排気弁の開弁期間より長くし、且つ、前記バイパス側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生ずるように制御する開弁特性制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記開弁特性制御手段は、前記高回転高負荷領域において、前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生じないにように制御することを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
内部ＥＧＲを実行する運転領域において、前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生ずるように制御するとともに、排気脈動の影響を受ける気筒の前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間とのオーバーラップが、排気脈動の影響を受けない気筒の前記ターボ側排気弁の開弁期間と前記吸気弁の開弁期間とのオーバーラップより小さくなるように制御する内部ＥＧＲ制御手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記開弁特性制御手段は、前記高回転高負荷領域において、前記バイパス側排気弁の開弁期間の長さをクランク角度で１８０°以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、高回転高負荷領域において、（１）バイパス側排気弁の開弁期間を１９０°ＣＡ以下とし、（２）ターボ側排気弁の開弁期間をバイパス側排気弁の開弁期間より長くし、且つ、（３）バイパス側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生ずるように制御することができる。上記（１）によれば、ブローダウンが影響し得る関係にある一対の気筒のバイパス側排気弁同士の間でブローダウンの影響が伝達することを確実に抑制することができる。このため、気筒間で残留ガス量にばらつきが生ずることを確実に回避することができる。また、上記（２）によれば、ターボ側排気弁の開弁期間を十分に長く確保することができるので、残留ガス量を確実に低減することができる。また、ターボ過給機に排気エネルギーを十分に供給することができるので、過給効率を十分に高めることができる。更に、上記（３）によれば、掃気作用を発揮させることができ、残留ガス量を確実に低減することができる。第１の発明によれば、上記（１）乃至（３）の相乗効果により、ノッキングを確実に抑制することができるとともに、燃費性能および出力性能を十分に向上することができる。
【００１３】
第２の発明によれば、高回転高負荷領域において、ターボ側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップが生じないにように制御することができる。このため、ブローダウンが影響し得る関係にある一対の気筒のターボ側排気弁同士の間でブローダウンの影響が伝達することを確実に抑制することができる。このため、気筒間で残留ガス量にばらつきが生ずることをより確実に回避することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、内部ＥＧＲを実行する運転領域において、排気脈動の影響を受ける気筒のターボ側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とのオーバーラップが、排気脈動の影響を受けない気筒のターボ側排気弁の開弁期間と吸気弁の開弁期間とのオーバーラップより小さくなるように制御することができる。これにより、各気筒の内部ＥＧＲ量を均一化することができる。
【００１５】
第４の発明によれば、高回転高負荷領域においてバイパス側排気弁の開弁期間を１８０°ＣＡ以下とすることができる。これにより、ブローダウンが影響し得る関係にある一対の気筒のバイパス側排気弁同士の間でブローダウンの影響が伝達することをより確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるＶ型８気筒エンジンの排気系を説明するための模式的な平面図である。なお、以下の各図面中では、＃のついた数字は、気筒番号を表す。
【００１７】
図１に示すＶ型８気筒エンジン（以下単に「エンジン」という）１０は、左バンク（気筒列）１２Ｌと右バンク（気筒列）１２Ｒとを有している。左バンク１２Ｌは、１番、３番、５番および７番気筒で構成され、右バンク１２Ｒは、２番、４番、６番および８番気筒で構成されている。
【００１８】
本実施形態のエンジン１０では、左バンク１２Ｌおよび右バンク１２Ｒのそれぞれに別々のターボ過給機が備えられている。すなわち、左バンク１２Ｌに対してはターボ過給機１４Ｌが設けられ、右バンク１４Ｒに対してはターボ過給機１４Ｒが設けられている。ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒは、それぞれ、タービン１４ａとコンプレッサ１４ｂとを有している。タービン１４ａは、排気ガスによって作動する。このタービン１４ａによってコンプレッサ１４ｂが駆動されることにより、吸入空気が圧縮される。
【００１９】
また、エンジン１０には、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａの入口に通じるターボ側排気通路１６Ｌ，１６Ｒと、タービン１４ａの入口に通じないバイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒとが備えられている。そして、エンジン１０の各気筒には、二つの排気弁、すなわちターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２がそれぞれ設けられている。ターボ側排気弁ＥＸ１は、ターボ側排気通路１６Ｌ，１６Ｒに連通する排気ポートを開閉するものであり、バイパス側排気弁ＥＸ２は、バイパス側排気通路１８Ｌ，１８Ｒに連通する排気ポートを開閉するものである。
【００２０】
エンジン１０の排気系には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒２０Ｌ，２０Ｒが設けられている。左バンク１２Ｌ側では、ターボ過給機１４Ｌのタービン１４ａの下流側の排気通路と、バイパス側排気通路１８Ｌとが、触媒２０Ｌに接続されている。右バンク１２Ｒ側では、ターボ過給機１４Ｒのタービン１４ａの下流側の排気通路と、バイパス側排気通路１８Ｒとが、触媒２０Ｒに接続されている。
【００２１】
このようなエンジン１０において、各気筒のターボ側排気弁ＥＸ１から排出された排気ガスは、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａを通って触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入する。一方、各気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２から排出された排気ガスは、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａを通ることなく触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入する。
【００２２】
なお、図１中では、エンジン１０の吸気系については図示を省略しているが、次のように構成されている。エンジン１０の各気筒には、吸気弁が設けられている。そして、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのコンプレッサ１４ｂで圧縮された吸入空気が、吸気マニホールドを介して、各気筒の吸気弁に分配されるようになっている。また、エンジン１０の各気筒には、燃料を筒内に直接に噴射する燃料インジェクタ（図示せず）が設けられている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態のシステムは、エンジン１０のクランク軸（出力軸）の回転角度を検出するクランク角センサ３２と、エンジン１０を搭載した車両のアクセルペダル位置（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ３４と、エンジン１０の吸入空気量を検出するエアフロメータ３６と、バイパス側排気弁作用角可変機構４０と、排気弁位相可変機構４２と、ターボ側排気弁停止機構４４とを有している。これらのセンサおよびアクチュエータは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０に電気的に接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、クランク角センサ３２の信号に基づいてエンジン回転数を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、そのエンジン回転数が、所定の低回転域、中回転域、高回転域の何れにあるかを判別する。また、ＥＣＵ５０は、アクセルポジションセンサ３４の信号あるいは燃料噴射量等に基づいて、エンジン負荷を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、そのエンジン負荷が、所定の低負荷領域、中負荷領域、高負荷領域の何れにあるかを判別する。
【００２５】
バイパス側排気弁作用角可変機構４０は、バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角（本明細書において、作用角とは、クランク角度で表した開弁期間の長さを言う）を、所定の最大作用角と最小作用角との間で、連続的または段階的に変化させることができるように構成されている。本明細書では、作用角の単位を「°ＣＡ」と表記する。本実施形態において、バイパス側排気弁ＥＸ２の上記最大作用角は、１９０°ＣＡ以下であることが好ましく、１８０°ＣＡ以下であることがより好ましい。
【００２６】
また、バイパス側排気弁ＥＸ２の最小作用角は、特に限定されないが、本実施形態では、実質的にゼロであるものとする。すなわち、本実施形態においては、バイパス側排気弁ＥＸ２を実質的に閉状態で停止させることができるものとする。
【００２７】
排気弁位相可変機構４２は、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２を駆動するカム軸の位相を連続的に変化させることにより、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２のバルブタイミング（開弁位相）を連続的に遅くしたり早くしたりすることができるように構成されている。また、ターボ側排気弁停止機構４４は、ターボ側排気弁ＥＸ１を閉状態で停止させるように切り替え可能な機構として構成されている。
【００２８】
なお、上記バイパス側排気弁作用角可変機構４０、排気弁位相可変機構４２およびターボ側排気弁停止機構４４の具体的な構成としては、公知の各種の機構を採用することができるので、本明細書では説明を省略する。
【００２９】
本実施形態において、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状態等に応じ、ターボ側排気弁ＥＸ１、バイパス側排気弁ＥＸ２および吸気弁の開弁特性を以下のように制御する。
【００３０】
（冷間始動時）
エンジン１０の冷間始動時のエミッションを改善するためには、触媒２０Ｌ，２０Ｒをできる限り早期に暖機することが望ましい。そこで、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の冷間始動時には、ターボ側排気弁停止機構４４によりターボ側排気弁ＥＸ１を閉状態で停止させ、バイパス側排気弁ＥＸ２のみを開閉させる制御を行う。これにより、排気ガスは、すべて、バイパス側排気弁ＥＸ２から排出され、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａを通らずに触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入する。このため、タービン１４ａでの排気ガスの温度低下を回避することができるので、触媒２０Ｌ，２０Ｒに流入する排気ガスの温度を高くすることができる。その結果、触媒２０Ｌ，２０Ｒを早期に暖機することができ、始動時のエミッションを十分に低減することができる。
【００３１】
（低回転高負荷領域）
低回転高負荷領域は、過給圧の応答遅れ（いわゆるターボラグ）が最も発生し易い運転領域である。そこで、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状態が低回転高負荷領域（エンジン回転数が低く、且つエンジン負荷が高い所定の領域）にあると判定した場合には、バイパス側排気弁作用角可変機構４０によってバイパス側排気弁ＥＸ２の作用角をゼロ（または小作用角）とし、ターボ側排気弁ＥＸ１のみを開閉させるように制御する。これにより、排気ガスの全量をターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａに流入させることができるので、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒの回転数を迅速に上昇させることができる。よって、過給圧の応答遅れを低減することができる。
【００３２】
（高回転高負荷領域）
図３は、高回転高負荷領域におけるターボ側排気弁ＥＸ１、バイパス側排気弁ＥＸ２および吸気弁の開弁特性を示す図である。ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状態が高回転高負荷領域（エンジン回転数が高く、且つエンジン負荷が高い所定の領域）にあると判定した場合には、図３に示す開弁特性が得られるように制御する。
【００３３】
図３に示すように、本実施形態における高回転高負荷領域での開弁特性には、次のような特徴がある。
（ａ）バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁時期はターボ側排気弁ＥＸ１の開弁時期より遅く、バイパス側排気弁ＥＸ２の閉弁時期はターボ側排気弁ＥＸ１の閉弁時期より遅い。
（ｂ）バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と、吸気弁の開弁期間との間には、オーバーラップがある。
（ｃ）ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間と、吸気弁の開弁期間との間には、オーバーラップがない。
（ｄ）バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角は、１８０°ＣＡ以下である（図３に示す例では、丁度１８０°ＣＡとしている）。
（ｅ）ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間は、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間より長い。
【００３４】
ところで、一般に、ターボ過給機付きエンジンでは、高回転高負荷領域において、背圧が高くなり易い。背圧が高いと、既燃ガスが筒内から排出されにくくなるので、筒内の残留ガス量が多くなり易い傾向がある。残留ガス量が多くなると、燃焼速度が遅くなったり筒内温度が高くなったりするので、ノッキングが発生し易くなる。その結果、ノッキングを回避するための点火時期遅延が必要となるので、燃費が悪化するとともに、出力が低下する。また、残留ガス量が多くなると、その分空気量が少なくなるので、高出力化が図りにくい。
【００３５】
これに対し、本実施形態のエンジン１０では、高回転高負荷領域において図３に示す開弁特性とすることにより、以下のようにして、残留ガス量を十分に低減することができる。すなわち、上記特徴（ａ）に示すように、初めはターボ側排気弁ＥＸ１のみが開き、バイパス側排気弁ＥＸ２は閉じている。よって、筒内で燃焼した直後の高エネルギーの排気ガスは、すべてターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒのタービン１４ａに供給される。このため、排気エネルギーを効率良く回収できるので、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒを効率良く作動させることができ、高い過給圧が得られる。そして、排気行程の途中からは、バイパス側排気弁ＥＸ２が開き、続いて吸気弁が開く。すなわち、バイパス側排気弁ＥＸ２と吸気弁とが共に開いた状態となる（上記特徴（ｂ））。これにより、次のようにして掃気を行わせることができる。すなわち、バイパス側排気弁ＥＸ２側は、タービン１４ａに通じていないので、背圧が低い。一方、吸気圧力は、過給によって高められているので、バイパス側排気弁ＥＸ２側の背圧よりも高い。このため、バイパス側排気弁ＥＸ２と吸気弁とのバルブオーバーラップ期間においては、吸気弁から流入する高圧の新気が、筒内の既燃ガスをバイパス側排気弁ＥＸ２から外へ効率良く追い出すように作用する。このような掃気作用により、高回転高負荷領域における残留ガス量を十分に少なくすることができる。その結果、燃費性能や出力性能を向上することができる。
【００３６】
また、前述したように、Ｖ型８気筒エンジンでは、他気筒の排気ブローダウンの影響（すなわち排気脈動の影響）を受け易い気筒とそうでない気筒とが存在することにより、気筒間で残留ガス量にばらつきが生じ易い傾向がある。この点について図４を参照して説明する。図４は、Ｖ型８気筒エンジンの点火順序の一例を示す図である。Ｖ型８気筒エンジンの点火順序にはいろいろあるが、本実施形態においては、図４に示すように、エンジン１０の点火順序が１→８→７→３→６→５→４→２であるものとする。前述したように、左バンク１２Ｌ、右バンク１２Ｒの各々において、燃焼間隔が１８０°ＣＡである一対の気筒のうちの先の気筒が、後の気筒のブローダウンの影響を受けて、残留ガス量が多くなり易い。図４に示すように、左バンク１２Ｌ（１番、３番、５番、７番気筒）においては、１番および３番気筒がこれに該当し、右バンク１２Ｒ（２番、４番、６番、８番気筒）においては、２番および６番気筒がこれに該当する。すなわち、図４に示す点火順序の場合には、○で囲った番号の気筒が、残留ガス量の多くなり易い気筒となる。本実施形態のエンジン１０において、気筒間で残留ガス量にばらつきが生じないようにするためには、それらの気筒（１番、２番、３番および６番気筒）に、位相が１８０°ＣＡ後の気筒のブローダウンの影響が及ぶことを回避することが必要である。
【００３７】
以下では、残留ガス量が多くなり易い気筒のうちで、代表して１番気筒の場合について説明するが、２番、３番および６番気筒についても同様である。図４に示すように、１番気筒は、７番気筒のブローダウンの影響により、残留ガス量が増加し易くなる。本実施形態のエンジン１０において、７番気筒のブローダウンの影響が１番気筒へ伝達する経路としては、図１中に示すＡおよびＢの二つの経路がある。経路Ａは、両気筒のターボ側排気弁ＥＸ１間の経路、つまりターボ側排気通路１６Ｌを経由する経路である。経路Ｂは、両気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２間の経路、つまりバイパス側排気通路１８Ｌを経由する経路である。
【００３８】
気筒間で残留ガス量にばらつきが生ずることによる弊害は、燃焼条件の厳しい高回転高負荷領域において特に顕著となる。このため、高回転高負荷領域においては、気筒間で残留ガス量にばらつきが生ずることを抑制することが特に重要である。この点に関し、本実施形態では、高回転高負荷領域において図３に示す開弁特性となるように制御することにより、気筒間での残留ガス量のばらつきを十分に抑制することができる。その理由について以下に説明する。
【００３９】
上記特徴（ｃ）に記したように、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間と、吸気弁の開弁期間との間には、オーバーラップが設けられていない。これにより、７番気筒のブローダウン時においても、１番気筒のターボ側排気弁ＥＸ１の排気ポートから吸気ポートへ排気ガスが逆流する事態は生じない。すなわち、上記特徴（ｃ）によれば、上記経路Ａによるブローダウンの影響の伝達を確実に抑制することができる。
【００４０】
また、上記特徴（ｄ）に記したように、バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角は、１８０°ＣＡ以下とされている。これにより、以下に説明するように、上記経路Ｂによるブローダウンの影響の伝達を確実に抑制することができる。図５は、高回転高負荷領域における１番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と７番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間との関係を説明するための図である。図５中、帯状の円弧で示すバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間は、１番気筒のものである。７番気筒は、１番気筒と比べて位相が１８０°ＣＡ遅れている。よって、７番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間は、図５中の破線の円弧で表すことができる。この図５から分かるように、バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角を１８０°ＣＡ以下とした場合には、１番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の閉じ時期は、７番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開き時期以前となる。すなわち、７番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁によるブローダウンが発生したときには、１番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２は既に閉じているので、７番気筒のブローダウンの影響が１番気筒に伝達することはない。このように、上記特徴（ｄ）によれば、上記経路Ｂによるブローダウンの影響の伝達を確実に抑制することができる。
【００４１】
以上説明したように、図３に示す開弁特性によれば、高回転高負荷領域において、燃焼室内の残留ガス量を確実に低減することができる。更に、上記経路Ａと経路Ｂとの何れについても、気筒間でブローダウンの影響が伝達することを確実に抑制することができる。このため、気筒間で残留ガス量にばらつきが生ずることを確実に防止することができる。このようなことから、本実施形態では、高回転高負荷領域において、ノッキングを十分に抑制することができるとともに、燃費性能および出力性能を十分に向上することができる。
【００４２】
また、図３に示す開弁特性では、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間が、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間より長くなっている（上記特徴（ｅ））。これにより、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間を十分に長く確保することができるので、筒内の既燃ガスを効率良くターボ側排気弁ＥＸ１から排出することができる。その結果、残留ガス量をより確実に低減することができる。また、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒに排気エネルギーを十分に供給することができるので、過給効率を十分に高めることができる。このようなことから、ノッキングをより確実に抑制することができるとともに、燃費性能および出力性能を更に向上することができる。
【００４３】
これに対し、本発明と異なり、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間が、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間以下であると仮定すると、上記特徴（ｄ）との兼ね合いにより、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間は１８０°ＣＡ以下となるので、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間が絶対的に不足する。その結果、残留ガス量を十分に低減することができず、また、ターボ過給機１４Ｌ，１４Ｒに十分な排気エネルギーを供給することができない。このため、ノッキングが起き易くなったり、燃費性能や出力性能の低下を招来することとなる。
【００４４】
なお、本実施形態では、高回転高負荷領域の開弁特性において、図３に示すように、バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角を１８０°ＣＡ以下としているが、本発明における高回転高負荷領域の開弁特性では、バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角は１９０°ＣＡ以下であればよい。バイパス側排気弁ＥＸ２の作用角が１９０°ＣＡ以下であれば、上記経路Ｂによるブローダウンの影響の伝達を十分に抑制することができるので、気筒間で残留ガス量にばらつきが生ずることをより確実に防止することができる。また、本発明では、高回転高負荷領域におけるバイパス側排気弁ＥＸ２の作用角の下限値については、特に限定されないが、前述した掃気作用が十分に発揮される程度の作用角が確保されることが必要である。そのためには、高回転高負荷領域におけるバイパス側排気弁ＥＸ２の作用角は、例えば３０°ＣＡ以上であることが好ましい。
【００４５】
また、本発明においては、高回転高負荷領域の開弁特性の上記特徴（ｂ）は、前述した掃気作用が十分に発揮される程度のオーバーラップがバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と吸気弁の開弁期間との間に存在することを意味するものとする。
【００４６】
また、図３に示す開弁特性においては、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間と吸気弁の開弁期間とのオーバーラップが完全にゼロになっているが、本発明では、ターボ側排気弁ＥＸ１の排気ポートから吸気ポートへの逆流がほとんど生じない程度であれば、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間と吸気弁の開弁期間とのオーバーラップが完全にゼロになっていなくても、上記特徴（ｃ）は満足されるものとする。
【００４７】
上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、クランク角センサ３２およびアクセルポジションセンサ３４等の信号に基づいて高回転高負荷領域であると判定した場合に図３に示す開弁特性が実現されるようにバイパス側排気弁作用角可変機構４０および排気弁位相可変機構４２を制御することにより前記第１、第２および第４の発明における「開弁特性制御手段」が実現されている。
【００４８】
実施の形態２．
次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、実施の形態１とほぼ同様である。ただし、排気弁位相可変機構４２は、ターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁位相を、排気脈動（位相が１８０°ＣＡ後の気筒のブローダウン）の影響を受けることによって残留ガス量が多くなり易い気筒（本実施形態では、１番、２番、３番および６番気筒）と、排気脈動の影響を受けない気筒（本実施形態では、４番、５番、７番および８番気筒）とで独立して変化させることができるように構成されているものとする。
【００４９】
（内部ＥＧＲ制御）
本実施形態のエンジン１０において、中負荷以下の領域では、筒内の残留ガス量を増加させる（つまり内部ＥＧＲを実行する）ようにした方が、燃費性能を向上することができる。そこで、本実施形態では、中負荷以下の領域にある場合には、ターボ側排気弁ＥＸ１の開弁期間と、吸気弁の開弁期間との間にオーバーラップ（以下、単に「バルブオーバーラップ」と言う）を設けることにより、内部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を実行することとした。その際に、排気脈動の影響を受ける気筒のバルブオーバーラップが、排気脈動の影響を受けない気筒のバルブオーバーラップより小さくなるように制御することとした。
【００５０】
具体的には、中負荷以下の領域では、図６に示す開弁特性となるように制御することとした。すなわち、排気弁位相可変機構４２によってターボ側排気弁ＥＸ１およびバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁位相を遅らせることによってバルブオーバーラップを設ける際に、排気脈動の影響を受ける気筒のバルブオーバーラップの大きさαが、排気脈動の影響を受けない気筒のバルブオーバーラップの大きさβより小さくなるように制御することとした。
【００５１】
上記のような制御によれば、内部ＥＧＲを実行する場合に、排気脈動の影響を受ける気筒と、排気脈動の影響を受けない気筒とで、内部ＥＧＲ量を均一にすることができる。このため、各気筒の燃焼状態を均一にすることができる。
【００５２】
なお、排気弁位相可変機構４２が、バイパス側排気弁ＥＸ２の開弁位相を固定し、ターボ側排気弁ＥＸ１のみの開弁位相を変化させるように構成された機構である場合には、中負荷以下の領域における開弁特性は、図７のようになる。
【００５３】
また、バルブオーバーラップを設ける際には、ターボ側排気弁ＥＸ１の開き時期を動かさなくても良い。すなわち、ターボ側排気弁ＥＸ１の作用角を、排気脈動の影響を受ける気筒と、排気脈動の影響を受けない気筒とで個別に可変とするターボ側排気弁作用角可変機構が備えられたエンジンの場合には、図８に示すように、ターボ側排気弁ＥＸ１の開き時期を固定してターボ側排気弁ＥＸ１の作用角を拡大させることにより、バルブオーバーラップを設けても良い。
【００５４】
上述した図７や図８の開弁特性の場合にも、図６の開弁特性の場合と同様に、各気筒の内部ＥＧＲ量を均一にすることができる。
【００５５】
上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ５０が、アクセルポジションセンサ３４等の信号に基づいて中負荷以下の所定の内部ＥＧＲ領域であると判定した場合に図６に示す開弁特性が実現されるように排気弁位相可変機構４２を制御することにより、前記第３の発明における「内部ＥＧＲ制御手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＶ型８気筒エンジンの排気系を説明するための模式的な平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】高回転高負荷領域におけるターボ側排気弁ＥＸ１、バイパス側排気弁ＥＸ２および吸気弁の開弁特性を示す図である。
【図４】Ｖ型８気筒エンジンの点火順序の一例を示す図である。
【図５】高回転高負荷領域における１番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間と７番気筒のバイパス側排気弁ＥＸ２の開弁期間との関係を説明するための図である。
【図６】内部ＥＧＲ領域における開弁特性を示す図である。
【図７】内部ＥＧＲ領域における開弁特性を示す図である。
【図８】内部ＥＧＲ領域における開弁特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  エンジン
１２Ｌ  左バンク
１２Ｒ  右バンク
１４Ｌ，１４Ｒ  ターボ過給機
１４ａ  タービン
１４ｂ  コンプレッサ
１６Ｌ，１６Ｒ  ターボ側排気通路
１８Ｌ，１８Ｒ  バイパス側排気通路
２０Ｌ，２０Ｒ  触媒
５０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
ＥＸ１  ターボ側排気弁
ＥＸ２  バイパス側排気弁
【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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