(57)【要約】【課題】排気通路に設けられた触媒の機関冷間時における早期昇温を可能にするとともに、低負荷状態から機関負荷が増大する過程での過給圧を好適に確保することのできるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１に、第１排気ポート５Ａからの排気をターボチャージャ２０のタービン２２の上流側に導くターボ側排気通路７Ａと、第２排気ポート５Ｂからの排気をタービン２２の下流側に導くバイパス側排気通路７Ｂとを設ける。制御装置１００は、機関温度が規定温度以下の冷間状態のときには、第１排気ポート５Ａを開閉するターボ側排気バルブ５０Ａを閉弁状態にするとともに、第２排気ポート５Ｂを開閉するバイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉動作させる。また、機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態のときには、ターボ側排気バルブ５０Ａを開閉動作させるとともにバイパス側排気バルブ５０Ｂを閉弁状態する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立して設けられた第１排気ポート及び第２排気ポートと、前記第１排気ポートから排出される排気をターボチャージャのタービンの上流側に導くターボ側排気通路と、前記第２排気ポートから排出される排気を前記タービンの下流側に導くバイパス側排気通路と、前記タービンの下流側の排気通路に設けられて排気を浄化する触媒とを備えるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置であって、
前記第１排気ポートを開閉するターボ側排気バルブと、前記第２排気ポートを開閉するバイパス側排気バルブと、前記ターボ側排気バルブの開閉動作を停止させて閉弁状態にするターボ側弁停止機構と、前記バイパス側排気バルブの開閉動作を停止させて閉弁状態にするバイパス側弁停止機構とを備え、
機関温度が規定温度以下の冷間状態のときには、前記ターボ側弁停止機構の作動制御を通じて前記ターボ側排気バルブを閉弁状態にするとともに前記バイパス側弁停止機構の作動制御を通じて前記バイパス側排気バルブを開閉動作させるようにし、
機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態のときには、前記ターボ側弁停止機構の作動制御を通じて前記ターボ側排気バルブを開閉動作させるとともに前記バイパス側弁停止機構の作動制御を通じて前記バイパス側排気バルブを閉弁状態する
ことを特徴とするターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
機関負荷が前記規定負荷を超えたときには、前記ターボ側排気バルブの開閉動作に加え、前記バイパス側排気バルブも開閉動作するように前記バイパス側弁停止機構の作動を制御する
請求項１に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記タービンの上流側及び下流側に接続されて開度調整の可能なウェイストゲートバルブが設けられており、
機関負荷が前記規定負荷よりも低い低負荷状態から増大し始めて前記規定負荷に達するまでの間は、前記ウェイストゲートバルブが開弁状態にされ、
機関負荷が前記規定負荷を超えたときには、前記ウェイストゲートバルブが閉弁状態にされる
請求項２に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項４】
機関負荷が前記規定値を超えた直後には、前記バイパス側排気バルブの開閉動作開始に伴う前記バイパス側排気通路内の排気流量の増大を徐々に行う流量制御手段を備える
請求項２に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記流量制御手段が、前記バイパス側排気バルブの最大リフト量を変更する可変リフト機構で構成される
請求項４に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記流量制御手段が、前記バイパス側排気通路の途中に設けられて開度調整の可能な流量制御弁で構成される
請求項４に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記ターボチャージャの過給圧と規定圧とを比較することにより、機関負荷が前記規定負荷以下であるか否かを判定する
請求項１〜６のいずれか１項に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記規定圧が機関回転速度に基づいて可変設定される
請求項７に記載のターボチャージャ付き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、ターボチャージャ付き内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、こうしたターボチャージャ付き内燃機関の制御装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載されるものがある。
特許文献１に記載の内燃機関には、互いに独立した第１排気ポート及び第２排気ポートが設けられている。そして、第１排気ポートから排出される排気をターボチャージャのタービン上流側に導くターボ側排気通路と、第２排気ポートから排出される排気をターボチャージャのタービン下流側に導くバイパス側排気通路とが設けられている。さらに、第２排気ポートを開閉するバイパス側排気バルブについては常時開閉動作が行われる一方、第１排気ポートを開閉するターボ側排気バルブについてはその開閉動作を一時的に停止させて閉弁状態に保持することが可能になっている。
【０００３】
そして、機関の低温時には、ターボ側排気バルブについては閉弁状態が保持されるようにターボ側排気バルブの動作を制御するようにしている。こうした制御が行われる特許文献１に記載の内燃機関では、機関の低温時において、気筒から排出される排気の全てがターボチャージャを通過することなくバイパス側排気通路に導入されるようになるため、ターボチャージャを通過することによる排気の温度低下を回避することができる。そのため、タービンの下流側に設けられる排気浄化用触媒の早期昇温を図ることができるようになる。
【０００４】
一方、特許文献２に記載の内燃機関にも、互いに独立した第１排気ポート及び第２排気ポートが設けられており、第１排気ポートから排出される排気をターボチャージャのタービン上流側に導くターボ側排気通路と、第２排気ポートから排出される排気をターボチャージャのタービン下流側に導くバイパス側排気通路とが設けられている。そして、第１排気ポートを開閉するターボ側排気バルブについては常時開閉動作が行われる一方、第２排気ポートを開閉するバイパス側排気バルブについてはその開閉動作を一時的に停止させて閉弁状態に保持することが可能になっている。
【０００５】
この特許文献２に記載の制御装置では、機関の低負荷時において、バイパス側排気バルブが閉弁状態に保持されるようにバイパス側排気バルブの動作を制御するようにしている。こうした制御が行われる特許文献２に記載の内燃機関では、機関の低負荷時において、気筒から排出される排気の全てがターボ側排気通路に導入されるようになるため、低負荷領域での過給圧を好適に確保することができるようになる。
【特許文献１】特表２００２−５２０５３５号公報（図２等）
【特許文献２】特開昭６３−５５３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載の装置では、機関温度が上昇すると、ターボ側排気バルブの開閉動作を開始するようにしており、これによりターボ側排気通路にも排気が導入されてターボチャージャによる過給効果が得られるようになる。しかし、同文献１に記載の内燃機関では、バイパス側排気通路への排気の導入が常時行われるため、ターボ側排気通路への排気の導入が開始されても、気筒から排出される排気の一部はバイパス側排気通路に導入される。このように排気の一部がターボチャージャに供給されることなくバイパス側排気通路に流れてしまう構成では、低負荷状態から機関負荷が増大していく過程での機関出力の増大要求に対してターボチャージャへの排気流量不足が生じやすく、機関出力に影響する過給圧を十分に高めることができないおそれがある。そのため、例えば低負荷状態からの加速レスポンスの低下などといった不都合が生じる可能性がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の装置では、ターボ側排気通路への排気の導入が常時行われるため、バイアス側排気通路への排気の導入が開始されても、気筒から排出される排気の一部はターボ側排気通路に導入される。このように排気の一部がターボチャージャを通過した後、触媒に流れ込む構成では、ターボチャージャを通過することによる排気の温度低下が生じるため、機関冷間時における触媒の早期昇温が阻害されてしまう。
【０００８】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものである。そしてその目的は、ターボチャージャを通過させることなく排気を触媒に導入する排気通路を備えた内燃機関にあって、排気通路に設けられた触媒の機関冷間時における早期昇温を可能にするとともに、低負荷状態から機関負荷が増大する過程での過給圧を好適に確保することのできるターボチャージャ付き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】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、互いに独立して設けられた第１排気ポート及び第２排気ポートと、前記第１排気ポートから排出される排気をターボチャージャのタービンの上流側に導くターボ側排気通路と、前記第２排気ポートから排出される排気を前記タービンの下流側に導くバイパス側排気通路と、前記タービンの下流側の排気通路に設けられて排気を浄化する触媒とを備えるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置であって、前記第１排気ポートを開閉するターボ側排気バルブと、前記第２排気ポートを開閉するバイパス側排気バルブと、前記ターボ側排気バルブの開閉動作を停止させて閉弁状態にするターボ側弁停止機構と、前記バイパス側排気バルブの開閉動作を停止させて閉弁状態にするバイパス側弁停止機構とを備え、機関温度が規定温度以下の冷間状態のときには、前記ターボ側弁停止機構の作動制御を通じて前記ターボ側排気バルブを閉弁状態にするとともに前記バイパス側弁停止機構の作動制御を通じて前記バイパス側排気バルブを開閉動作させるようにし、
機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態のときには、前記ターボ側弁停止機構の作動制御を通じて前記ターボ側排気バルブを開閉動作させるとともに前記バイパス側弁停止機構の作動制御を通じて前記バイパス側排気バルブを閉弁状態することをその要旨とする。
【００１０】
同構成では、第１排気ポートに接続されてターボチャージャに排気を導入するターボ側排気通路と、第２排気ポートに接続されてターボチャージャを通過させることなく排気を触媒に導入するバイパス側排気通路とを互いに独立して設けるようにしている。さらに、第１排気ポートを開閉するターボ側排気バルブと、第２排気ポートを開閉するバイパス側排気バルブとに、それら各バルブの開閉動作を停止させて閉弁状態にする弁停止機構をそれぞれ設けて次のような制御を行うようにしている。
【００１１】
すなわち、機関温度が規定温度以下の冷間状態のときには、ターボ側弁停止機構の作動制御を通じてターボ側排気バルブを閉弁状態にするとともにバイパス側弁停止機構の作動制御を通じてバイパス側排気バルブを開閉動作させるようにしている。これにより、気筒から排出される排気の全てがバイパス側排気通路に導入されるようになり、ターボチャージャを通過することによる排気の温度低下が回避できるようになるため、機関冷間時における触媒の早期昇温を図ることができるようになる。
【００１２】
また、機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態のときには、ターボ側弁停止機構の作動制御を通じてターボ側排気バルブを開閉動作させるとともにバイパス側弁停止機構の作動制御を通じてバイパス側排気バルブを閉弁状態にするようにしている。これにより気筒から排出される排気の全てがターボ側排気通路に導入されるようになるため、低負荷状態から機関負荷が増大する過程において、ターボチャージャに対する排気流量を十分に確保することができるようになり、機関負荷の増大過程における過給圧を十分に高めることができるようになる。
【００１３】
従って、同構成によれば、ターボチャージャを通過させることなく排気を触媒に導入するバイパス側排気通路を備えた内燃機関にあって、機関冷間時における触媒の早期昇温が可能になるとともに、低負荷状態から機関負荷が増大する過程での過給圧を好適に確保することができるようにもなる。なお、同構成においては、弁停止機構の作動時に排気バルブが閉弁状態にされ、非作動時に排気バルブが開閉動作されるようにしてもよく、逆に、弁停止機構の作動時に排気バルブが開閉動作され、非作動時に排気バルブが閉弁状態にされるようにしてもよい。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置において、機関負荷が前記規定負荷を超えたときには、前記ターボ側排気バルブの開閉動作に加え、前記バイパス側排気バルブも開閉動作するように前記バイパス側弁停止機構の作動を制御することをその要旨とする。
【００１５】
機関負荷が上記規定負荷を超えるような機関運転状態になり、排気流量が増大しているときにあって、気筒から排出される排気の全てをターボチャージャに供給してしまうと、場合によっては、過剰な量の排気がターボチャージャに供給されることにより、ターボチャージャでの圧力損失が増大し、機関出力が低下してしまうおそれがある。
【００１６】
この点、同構成によれば、機関負荷が上記規定負荷を超えるような機関運転状態になり、排気流量が増大するときには、バイパス側排気バルブの動作態様がそれまでの閉弁状態から開閉動作に切り替えられる。これにより気筒から排出される排気の一部がバイパス側排気通路に分流されるようになり、ターボチャージャへの過剰な排気供給が抑制される。そのため、排気流量が増大する機関運転状態でのターボチャージャにおける圧力損失の増大が抑制されるようになり、そうした機関運転状態での機関出力の低下を抑えることができるようになる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置において、前記タービンの上流側及び下流側に接続されて開度調整の可能なウェイストゲートバルブが設けられており、機関負荷が前記規定負荷よりも低い低負荷状態から増大し始めて前記規定負荷に達するまでの間は、前記ウェイストゲートバルブが開弁状態にされ、機関負荷が前記規定負荷を超えたときには、前記ウェイストゲートバルブが閉弁状態にされることをその要旨とする。
【００１８】
上述したように、機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、ターボ側排気バルブの開閉動作に加え、閉弁状態にされていたバイパス側排気バルブの開閉動作も開始させるようにすると、そうしたバイパス側排気バルブの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えた直後においては、ターボチャージャ側への排気流量が一旦減少してしまう。そのため、一時的ではあるものの過給圧が低下して、機関出力の落ち込みが生じてしまう。
【００１９】
この点、同構成によれば、機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態から増大し始めて同規定負荷に達するまでの間は、ウェイストゲートバルブが開弁状態にされる。これにより、ターボ側排気通路を流れる排気の一部がウェイストゲートバルブを介してターボチャージャを迂回するようになる。従って、機関負荷の増大過程においてウェイストゲートバルブを閉弁状態にしておく場合と比較して、過給圧の増大速度が低減される。そのため、機関負荷が上記規定負荷にまで増大していく過程において、過給圧の増大に伴って機関出力も増大していくのであるが、その出力自体は、ウェイストゲートバルブを閉弁状態にしておく場合と比較して低くなる。
【００２０】
そして、機関負荷が上記規定負荷を超えたときには、ウェイストゲートバルブが再び閉弁状態にされる。これにより、ターボ側排気通路を流れる排気の全てが再びターボチャージャに供給されるようになり、過給圧が急速に増大するようになる。ここで、上述したように、機関負荷が上記規定負荷を超えたときには、バイパス側排気バルブの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられるため、その切替直後にあっては一時的な過給圧低下が発生する。しかし、同構成によれば、そうした動作態様の切替タイミングに合わせてウェイストゲートバルブが閉弁状態にされることにより過給圧が急速に増大するため、バイパス側排気バルブの開閉動作開始に伴う一時的な過給圧低下を、ウェイストゲートバルブの閉弁操作による過給圧の増大で補うことができる。従って、同構成によれば、機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、バイパス側排気バルブの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みを好適に抑えることができるようになる。なお、同構成において、ウェイストゲートバルブを開弁状態にするときの開度は、バイパス側排気バルブの開閉動作開始に伴う一時的な過給圧低下を、ウェイストゲートバルブの閉弁操作による過給圧の増大で補うことができる程度に、その開弁中にあって予め過給圧を抑えておくことができる開度に設定することが望ましい。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置において、機関負荷が前記規定負荷を超えた直後には、前記バイパス側排気バルブの開閉動作開始に伴う前記バイパス側排気通路内の排気流量の増大を徐々に行う流量制御手段を備えることをその要旨とする。
【００２２】
バイパス側排気バルブの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えた直後に生じるおそれのある上記機関出力の一時的な落ち込みは、そうした切替直後においてバイパス側排気通路内の排気流量が急速に増大し、その分、ターボチャージャ側への排気流量が急速に落ち込むことにより生じる。そこで、同構成では、バイパス側排気バルブの開閉動作開始に伴うバイパス側排気通路内の排気流量の増大を徐々に行う流量制御手段を備えるようにしており、バイパス側排気バルブを閉弁状態から開閉動作に切り替えた直後における、ターボチャージャ側への排気流量の急速な落ち込みを抑えることできるようになる。従って、同構成によっても、機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、バイパス側排気バルブの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みを好適に抑えることができるようになる。なお、同構成において、バイパス側排気通路内の排気流量の増大を徐々に行う際、その増大速度が速すぎるとターボチャージャ側への排気流量の落ち込みを十分に抑えることができず、逆に、その増大速度が遅すぎるとターボチャージャでの圧力損失が増大してしまう。従って、こうした点を考慮してその増大速度を最適化することが望ましい。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置において、前記流量制御手段が、前記バイパス側排気バルブの最大リフト量を変更する可変リフト機構で構成されることをその要旨とする。
【００２４】
同構成によれば、バイパス側排気バルブの最大リフト量を徐々に増大させていくことにより、バイパス側排気通路内の排気流量を徐々に増大させることが可能になる。なお、可変とされる最大リフト量の最小値を「０」に設定し、バイパス側排気バルブの最大リフト量がその最小値となるように可変リフト機構を作動させるようにすれば、バイパス側排気バルブは実質的に閉弁状態に保持される。従って、こうした可変リフト機構をバイパス側弁停止機構として使用することも可能である。
【００２５】
また、請求項６に記載の発明によるように、前記流量制御手段が、前記バイパス側排気通路の途中に設けられて開度調整の可能な流量制御弁で構成される、といった構成を採用するようにしても、バイパス側排気通路内の排気流量を徐々に増大させることが可能になる。  
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のターボチャージャ付き内燃機関の制御装置において、前記ターボチャージャの過給圧と規定圧とを比較することにより、機関負荷が前記規定負荷以下であるか否かを判定することをその要旨とする。
【００２７】
ターボチャージャ付きの内燃機関においては、ターボチャージャによって得られる吸気の過給圧が、機関負荷に相関する吸入空気量と相関関係にある。そこで、同構成によるように、ターボチャージャの過給圧と予め設定された規定圧とを比較することにより、機関負荷が上記規定負荷以下であるか否かを判定することが可能である。
【００２８】
なお、過給圧が同一であっても、機関回転速度が高くなるほど単位時間当たりの吸入空気量は多くなり、その結果、機関負荷も高い状態になる。そこで、請求項８に記載の発明によるように、上記規定圧を機関回転速度に基づいて可変設定することにより、過給圧による機関負荷の状態判定を精度よく行うことができるようになる。なお、同構成においては、機関回転速度が高くなるほど上記規定圧が低くなるように可変設定することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、この発明にかかるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００３０】
図１に、本実施形態にかかる制御装置が適用されたエンジン１の吸気系及び排気系の構造を示す。
エンジン１には複数の気筒２が設けられており、シリンダヘッド３には各気筒２毎に第１吸気ポート４Ａ、第２吸気ポート４Ｂ、第１排気ポート５Ａ、及び第２排気ポート５Ｂが設けられている。
【００３１】
第１吸気ポート４Ａ及び第２吸気ポート４Ｂは、その一端がそれぞれエンジン１の燃焼室側に開口されており、他端はシリンダヘッド３内で合流されている。また、シリンダヘッド３には、第１吸気ポート４Ａ及び第２吸気ポート４Ｂをそれぞれ開閉する吸気バルブ３０が設けられている。気筒２毎に対応して設けられた第１吸気ポート４Ａ及び第２吸気ポート４Ｂの合流部には、吸気通路４が接続されている。この吸気通路４には、吸入空気量を調量するスロットルバルブ６が設けられており、スロットルバルブ６の上流側には、吸気を過給するターボチャージャ２０のコンプレッサ２１が接続されている。
【００３２】
第１排気ポート５Ａ及び第２排気ポート５Ｂは、その一端がそれぞれエンジン１の燃焼室側に開口されており、他端もそれぞれシリンダヘッド３の外側に向けて開口されている。このように第１排気ポート５Ａ及び第２排気ポート５Ｂは、互いに独立してシリンダヘッド３内に設けられている。また、シリンダヘッド３には、第１排気ポート５Ａを開閉するターボ側排気バルブ５０Ａと、第２排気ポート５Ｂを開閉するバイパス側排気バルブ５０Ｂとが設けられている。
【００３３】
各気筒２毎に設けられた第１排気ポート５Ａと、ターボチャージャ２０のタービン２２とは、ターボ側排気通路７Ａにて接続されている。このターボ側排気通路７Ａにより、各第１排気ポート５Ａから排出された排気がターボチャージャ２０にあってタービン２２の上流側に導かれ、ターボチャージャ２０への排気の供給が行われる。タービン２２の出口側（排気の下流側）には排気通路８が接続されており、その排気通路８の途中には、排気成分を浄化する触媒９が設けられている。
【００３４】
各気筒２毎に設けられた第２排気ポート５Ｂと、上記排気通路８とは、バイパス側排気通路７Ｂで接続されている。このバイパス側排気通路７Ｂにより、各第２排気ポート５Ｂから排出された排気がタービン２２の下流側に導かれ、これにより各第２排気ポート５Ｂから排出された排気は、ターボチャージャ２０を通過することなく触媒９に導入される。
【００３５】
また、ターボ側排気通路７Ａと排気通路８とは、連通配管６０にて接続されており、その連通配管６０の途中には、開度調整の可能なウェイストゲートバルブ（以下、ＷＧＶ）６１が設けられている。このＷＧＶ６１の開度調整を通じてターボチャージャ２０に供給される排気の量が調整されることにより、過給圧の過剰な上昇が抑制される。
【００３６】
図２に、エンジン１の断面についてその模式図を示す。なお、以下では、吸気バルブ３０及びターボ側排気バルブ５０Ａの駆動構造について説明するが、バイパス側排気バルブ５０Ｂの駆動構造はターボ側排気バルブ５０Ａの駆動構造と同一である。
【００３７】
シリンダヘッド３には燃料噴射弁１０が設けられており、エンジン１の吸入空気量に対応した量の燃料が燃料噴射弁１０から気筒２内に向けて直接噴射供給される。その結果、エンジン１における各気筒の燃焼室１１内に空気と燃料とからなる混合気が形成され、その混合気に対し点火プラグ１２による点火が行われることにより機関出力が得られる。
【００３８】
吸気バルブ３０は、吸気カムシャフト３１の回転に伴って開閉動作され、ターボ側排気バルブ５０Ａ及びバイパス側排気バルブ５０Ｂは、排気カムシャフト５１の回転に伴って開閉動作される。
【００３９】
より詳しくは、吸気バルブ３０は、吸気側バルブスプリング３２によって閉弁方向に付勢されている。吸気カムシャフト３１に設けられた吸気カム３１Ａと吸気バルブ３０との間には、ローラ３３Ａを備えた吸気側ロッカアーム３３が設けられている。そして、回転する吸気カム３１Ａがローラ３３Ａを押圧することにより、吸気側ロッカアーム３３はその一端を支持するラッシュアジャスタ３５との接点を中心に揺動し、吸気側バルブスプリング３２の反力に抗して吸気バルブ３０を押圧する。こうした吸気側ロッカアーム３３による吸気バルブ３０の押圧及び吸気側バルブスプリング３２の反力によって吸気バルブ３０は開閉動作される。  
【００４０】
ターボ側排気バルブ５０Ａは、排気側バルブスプリング５２によって閉弁方向に付勢されている。排気カムシャフト５１に設けられた排気カム５１Ａとターボ側排気バルブ５０Ａとの間には、ローラ５３Ａを備えた排気側ロッカアーム５３が設けられている。そして、回転する排気カム５１Ａが排気側ロッカアーム５３を押圧することにより、排気側ロッカアーム５３はその一端を支持するラッシュアジャスタ５５との接点を中心に揺動し、排気側バルブスプリング５２の反力に抗してターボ側排気バルブ５０Ａを押圧する。こうした排気側ロッカアーム５３によるターボ側排気バルブ５０Ａの押圧及び排気側バルブスプリング５２の反力によってターボ側排気バルブ５０Ａは開閉動作される。
【００４１】
また、上記排気側ロッカアーム５３には、ターボ側排気バルブ５０Ａの開閉動作を停止させて閉弁状態に保持するターボ側弁停止機構５４Ａが設けられている。このターボ側弁停止機構５４Ａは、排気カム５１Ａによる排気側ロッカアーム５３の押圧に基づいたターボ側排気バルブ５０Ａの開閉動作を停止させることが可能な機構になっており、その作動時には、ローラ５３Ａが排気側ロッカアーム５３に対して相対移動可能にされ、非作動時にはそうした相対移動が規制される。
【００４２】
このターボ側弁停止機構５４Ａの非作動時には、排気側ロッカアーム５３に対するローラ５３Ａの相対移動が規制されることにより、排気カム５１Ａによってローラ５３Ａが押圧されると、それに基づき排気側ロッカアーム５３が揺動してターボ側排気バルブ５０Ａが開閉動作される。
【００４３】
一方、ターボ側弁停止機構５４Ａの作動時には、ローラ５３Ａが排気側ロッカアーム５３に対して相対移動するため、排気カム５１Ａによってローラ５３Ａが押圧されると、ローラ５３Ａは排気側ロッカアーム５３に対して相対移動し、いわば空振りのような状態になる。そのため、排気側ロッカアーム５３の揺動は停止され、これにより排気カム５１Ａの回転に伴うターボ側排気バルブ５０Ａの開閉動作は停止されて、ターボ側排気バルブ５０Ａは閉弁状態に保持される。
【００４４】
なお、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉動作させる排気側ロッカアーム５３にも、ターボ側弁停止機構５４Ａと同様なバイパス側弁停止機構５４Ｂが設けられている。そして、バイパス側弁停止機構５４Ｂの非作動時にはバイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作され、作動時にはバイパス側排気バルブ５０Ｂが閉弁状態に保持される。
【００４５】
先の図１に示すように、エンジン１には各種センサが設けられている。例えば、アクセルポジションセンサ１１０により、車両運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）が検出される。また、スロットルポジションセンサ１２０により、スロットルバルブ６の開度（スロットル開度ＴＡ）が検出される。また、エアフロメータ１３０により、エンジン１に吸入される空気の量（吸入空気量ＧＡ）が検出される。また、クランクポジションセンサ１４０により、エンジン１のクランクシャフトの回転角度、すなわちクランク角が検出され、その検出信号に基づいて機関回転速度ＮＥが算出される。また、水温センサ１５０により、エンジン１の冷却水温ＴＨＷが検出される。また、コンプレッサ２１とスロットルバルブ６との間に設けられた圧力センサ１６０により、ターボチャージャ２０によって過給される吸気の圧力、即ち過給圧ＣＰが検出される。
【００４６】
エンジン１の各種制御は、制御装置１００によって行われる。この制御装置１００は、各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。その入力ポートには、上記各種センサなどの信号線が接続されている。また、出力ポートには、燃料噴射弁１０、点火プラグ１２、スロットルバルブ６、ＷＧＶ６１、ターボ側弁停止機構５４Ａ及びバイパス側弁停止機構５４Ｂ等の駆動制御回路が接続されている。そして、制御装置１００は、各種センサ等にて検出された機関運転状態に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動制御回路に指令信号を出力する。これにより、燃料噴射制御、点火時期制御、吸入空気量制御、ＷＧＶ６１の開度制御、ターボ側弁停止機構５４Ａ及びバイパス側弁停止機構５４Ｂの駆動制御等が制御装置１００によって実施される。
【００４７】
以下、制御装置１００によって実施されるターボ側弁停止機構５４Ａ及びバイパス側弁停止機構５４Ｂの駆動制御によりその動作態様が切り替えられるターボ側排気バルブ５０Ａ及びバイパス側排気バルブ５０Ｂの作動処理について説明する。
【００４８】
図３に、排気バルブの作動処理についてその手順を示す。なお、本処理は、制御装置１００により所定周期毎に繰り返し実行される。
本処理が開始されるとまず、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下であるか否かが判定される（Ｓ１００）。そして、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下である場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、エンジン１が冷間状態にあると判断されて、ステップＳ１１０の処理が行われ、本処理は一旦終了される。
【００４９】
ステップＳ１１０では、バイパス側弁停止機構５４Ｂを非作動にすることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを作動させることによりターボ側排気バルブ５０Ａが閉弁状態に保持される。これにより、各気筒２から排出される排気の全てがバイパス側排気通路７Ｂに導入されるようになり、ターボチャージャ２０を通過することによる排気の温度低下が回避できるようになるため、機関冷間時における触媒９の早期昇温が図られる。
【００５０】
一方、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄを超えている場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、エンジン１の暖機が完了していると判断されて、ステップＳ１２０以降の各処理が行われる。
【００５１】
まず、ステップＳ１２０では、機関回転速度ＮＥに基づいて切替圧ＣＰ１が設定される。この切替圧ＣＰ１は、機関負荷が予め設定された規定負荷よりも低い低負荷状態にあるか否かを判定するための判定値として設定される。すなわち、機関負荷に相関する吸入空気量と過給圧ＣＰとは相関関係にあり、過給圧ＣＰが低いほど吸入空気量が少なくなり、機関負荷は低いと判断することができる。ここで、過給圧ＣＰが同一であっても、機関回転速度ＮＥが高くなるほど単位時間当たりの吸入空気量は多くなり、その結果、機関負荷も高い状態になる。従って、過給圧ＣＰに基づく機関負荷の判定に際して、吸入空気量に対する機関回転速度の影響を考慮すると、切替圧ＣＰ１は機関回転速度ＮＥが高くなるほど低くなるように可変設定することが望ましい。そこで、このステップＳ１２０では、機関回転速度ＮＥが高くなるほど切替圧ＣＰ１が低くなるように、その切替圧ＣＰ１が機関回転速度ＮＥに基づいて可変設定される。これにより、過給圧ＣＰによる機関負荷の状態判定が精度よく行われることとなる。
【００５２】
次に、現在の過給圧ＣＰが上記態様にて設定された切替圧ＣＰ１以上であるか否かが判定される（Ｓ１３０）。そして、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１に満たない場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、現在の機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態になっていると判断されて、ステップＳ１４０の処理が行われ、本処理は一旦終了される。
【００５３】
ステップＳ１４０では、バイパス側弁停止機構５４Ｂを作動させることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが閉弁状態に保持されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａが開閉動作される。これにより、各気筒２から排出される排気の全てがターボ側排気通路７Ａに導入されるようになる。従って、低負荷状態、或いは低負荷状態から機関負荷が増大していく過程において、ターボチャージャ２０に対する排気流量は十分に確保され、低負荷状態、或いは低負荷状態から機関負荷が増大する過程での過給圧ＣＰは十分に高められるようになる。そのため、低負荷状態から機関負荷が増大していく過程では機関出力の増大要求が高くなるのであるが、そうした機関出力の増大に影響する過給圧ＣＰを十分に高めることができ、例えば低負荷状態からの加速レスポンス等が向上される。
【００５４】
上記ステップＳ１３０にて、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上であると判定される場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、現在の機関負荷が低負荷状態と判断される状態よりも高い状態にあると判断されて、ステップＳ１５０の処理が行われ、本処理は一旦終了される。
【００５５】
ステップＳ１５０では、バイパス側弁停止機構５４Ｂを非作動にすることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａも開閉動作される。これにより、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１未満の状態から切替圧ＣＰ１以上の状態に変化した場合には、それまで開閉動作されていたターボ側排気バルブ５０Ａに加え、バイパス側排気バルブ５０Ｂも閉弁状態から開閉動作状態に切り替えられる。このように過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上となった場合に、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えることにより、次のような効果が得られる。
【００５６】
すなわち、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上となっており、機関負荷が低負荷状態と判断される状態よりも高い状態になっているときには、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１未満になっているときに比して排気流量が増大している。このように排気流量が増大しているときに各気筒２から排出される排気の全てがターボチャージャ２０に供給されてしまうと、場合によっては、過剰な量の排気がターボチャージャ２０に供給されることにより、ターボチャージャ２０での圧力損失が増大し、機関出力が低下してしまうおそれがある。この点、上記ステップＳ１５０の処理を行うことにより、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上となってとき、すなわち機関負荷が低負荷状態と判断される状態よりも高い状態になっており、それまでよりも排気流量が増大する機関運転状態になっているときには、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられる。これにより各気筒２から排出される排気の一部がバイパス側排気通路７Ｂに分流されるようになり、ターボチャージャ２０への過剰な排気供給が抑制される。そのため、排気流量が増大する機関運転状態でのターボチャージャ２０における圧力損失の増大が抑制されるようになり、そうした機関運転状態での機関出力の低下を抑えることが可能になる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
（１）第１排気ポート５Ａに接続されてターボチャージャ２０に排気を導入するターボ側排気通路７Ａと、第１排気ポート５Ａに対して独立して設けられた第２排気ポート５Ｂに接続されてターボチャージャ２０を通過させることなく排気を触媒９に導入するバイパス側排気通路７Ｂとを互いに独立して設けるようにしている。さらに、第１排気ポート５Ａを開閉するターボ側排気バルブ５０Ａと、第２排気ポート５Ｂを開閉するパイパス側排気バルブ５０Ｂとに、それら各バルブの開閉動作を停止させて閉弁状態にするターボ側弁停止機構５４Ａ及びバイパス側弁停止機構５４Ｂをそれぞれ設けるようにしている。
【００５８】
そして、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下であり、機関温度が冷間状態であると判断される場合には、ターボ側排気バルブ５０Ａが閉弁状態になるようにターボ側弁停止機構５４Ａの作動を制御するとともに、バイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作するようにバイパス側弁停止機構５４Ｂの作動を制御するようにしている。そのため、ターボチャージャ２０を通過することによる排気の温度低下が回避できるようになり、機関冷間時における触媒９の早期昇温を図ることができるようになる。
【００５９】
また、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１よりも低く、機関負荷が規定負荷よりも低い低負荷状態であると判断される場合には、ターボ側排気バルブ５０Ａが開閉動作するようにターボ側弁停止機構５４Ａの作動を制御するとともに、バイパス側排気バルブ５０Ｂが閉弁状態になるようにバイパス側弁停止機構５４Ｂの作動を制御するようにしている。そのため、低負荷状態から機関負荷が増大する過程において、ターボチャージャ２０に対する排気流量を十分に確保することができるようになり、機関負荷の増大過程における過給圧ＣＰを十分に高めることができるようになる。
【００６０】
従って、ターボチャージャ２０を通過させることなく排気を触媒９に導入するバイパス側排気通路７Ｂを備えたエンジン１にあって、機関冷間時における触媒９の早期昇温が可能になるとともに、低負荷状態から機関負荷が増大する過程での過給圧ＣＰを好適に確保することができるようにもなる。
【００６１】
（２）過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上になり、機関負荷が規定負荷を超えた高い状態にあると判断される場合には、ターボ側排気バルブ５０Ａの開閉動作に加え、バイパス側排気バルブ５０Ｂも開閉動作するようにバイパス側弁停止機構５４Ｂの作動を制御するようにしている。これにより排気流量が増大する機関運転状態でのターボチャージャ２０における圧力損失の増大が抑制されるようになり、そうした機関運転状態での機関出力の低下を抑えることができるようになる。
【００６２】
（３）上記過給圧ＣＰと、機関負荷に相関する吸入空気量とは相関関係にある。そこで、過給圧ＣＰと予め設定された規定圧である上記切替圧ＣＰ１とを比較するようにしており、これにより、機関負荷が上記規定負荷以下であるか否かを判定することが可能になる。
【００６３】
（３）上記切替圧ＣＰ１を機関回転速度ＮＥに基づいて可変設定するようにしている。より具体的には、機関回転速度ＮＥが高くなるほど切替圧ＣＰ１が低くなるように可変設定するようにしている。これにより過給圧ＣＰによる機関負荷の状態判定を精度よく行うことができるようになる。
（第２実施形態）
次に、この発明にかかるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置を具体化した第２実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。
【００６４】
図４に示すように、過給圧ＣＰが上記切替圧ＣＰ１よりも低く、低負荷状態にあった機関負荷が増大し始めると（時刻ｔ１以降）、排気流量は増大していく。そのため、第１実施形態で説明したように、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上となったときに、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えて、各気筒２から排出される排気の一部をバイパス側排気通路７Ｂに分流させるようにしても、ターボチャージャ２０側への排気流量は徐々に増大していく。従って、機関負荷の増大に合わせて過給圧ＣＰは高くなっていき、そうした機関負荷の増大に合わせて機関出力が高くなっていく。
【００６５】
ここで、図４に示すように、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ１以上となり、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられた直後においては（時刻ｔ２）、ターボチャージャ２０側への排気流量が一旦減少してしまうため、一時的ではあるものの過給圧ＣＰが低下して、機関出力の落ち込みが生じてしまう。
【００６６】
そこで、本実施形態では、そうした機関出力の落ち込みを抑えるべく、第１実施形態で説明した排気バルブの作動処理に代えて、次のような排気バルブ及びＷＧＶの作動処理を行うようにしている。
【００６７】
図５に、上記排気バルブ及びＷＧＶの作動処理についてその手順を示し、図６に同処理が実行されるときの過給圧ＣＰの変化態様と、ターボ側排気バルブ５０Ａ及びバイパス側排気バルブ５０Ｂ及びＷＧＶ６１の動作態様とを示す。なお、本処理も、制御装置１００により所定周期毎に繰り返し実行される。
【００６８】
本処理が開始されるとまず、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下であるか否かが判定される（Ｓ２００）。そして、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下である場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、エンジン１が冷間状態にあると判断されて、ステップＳ２１０の処理が行われ、本処理は一旦終了される。
【００６９】
ステップＳ２１０では、上記ステップＳ１１０での処理と同様に、バイパス側弁停止機構５４Ｂを非作動にすることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを作動させることによりターボ側排気バルブ５０Ａが閉弁状態に保持される。これにより、各気筒２から排出される排気の全てがバイパス側排気通路７Ｂに導入されるようになり、ターボチャージャ２０を通過することによる排気の温度低下が回避できるようになるため、機関冷間時における触媒９の早期昇温が図られる。ちなみに、このステップＳ２１０では、ＷＧＶ６１を閉弁状態に保持するようにしているが、ステップＳ２１０の処理が実行されるときには、ターボ側排気通路７Ａへの排気導入が行われないため、ＷＧＶ６１の動作状態が機関運転等に与える影響はほとんどないと考えられる。そのため、ステップＳ２１０において、ＷＧＶ６１を開弁状態に保持するようにしてもよい。
【００７０】
一方、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄを超えている場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、エンジン１の暖機が完了していると判断されて、ステップＳ２２０以降の各処理が行われる。
【００７１】
まず、ステップＳ２２０では、機関回転速度ＮＥに基づいて切替圧ＣＰ２が設定される。この切替圧ＣＰ２も、上記切替圧ＣＰ１と同様に、機関負荷が予め設定された規定負荷よりも低い低負荷状態にあるか否かを判定するための判定値として設定される値である。ちなみに、本実施形態における切替圧ＣＰ２は、上記切替圧ＣＰ１よりも小さい値が設定される。また、上記切替圧ＣＰ１と同様に、この切替圧ＣＰ２も、機関回転速度ＮＥが高くなるほど切替圧ＣＰ２が低くなるように、その切替圧ＣＰ２が機関回転速度ＮＥに基づいて可変設定される。
【００７２】
次に、現在の過給圧ＣＰが上記態様にて設定された切替圧ＣＰ２以上であるか否かが判定される（Ｓ２３０）。そして、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２に満たない場合には（Ｓ２３０：ＮＯ）、現在の機関負荷が予め設定された規定負荷以下の低負荷状態になっていると判断されて、ステップＳ２４０の処理が行われる。
【００７３】
ステップＳ２４０では、過給圧ＣＰが上昇中か否かが判定される。ここでは、上記ステップＳ２３０にて否定判定されているため、より詳細には、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２よりも低い状態から増大し始めてその切替圧ＣＰ２に達するまでの間における過給圧ＣＰの上昇中であるか否かが判定される。こうした判定処理により、機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態から増大し始めて同規定負荷に達するまでの間の増大過程にあるか否かが判定される。ちなみに、過給圧ＣＰが上昇中か否かの判定は、過給圧ＣＰの単位時間当たりの増大速度等に基づいて判定することが可能である。
【００７４】
そして、過給圧ＣＰが上昇中ではない場合、すなわち機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態でほぼ一定に維持されているときには（Ｓ２４０：ＮＯ、図６の時刻ｔ１以前）、ステップＳ２５０の処理が行われて、本処理は一旦終了される。このステップＳ２５０では、バイパス側弁停止機構５４Ｂを作動させることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが閉弁状態に保持されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａが開閉動作されるこれにより、各気筒２から排出される排気の全てがターボ側排気通路７Ａに導入される。また、同時にＷＧＶ６１は閉弁状態にされることにより、ターボ側排気通路７Ａを流れる排気の全てがターボチャージャ２０に供給される。従って、機関負荷が低負荷状態にあり、かつ増大過程ではない場合において、ターボチャージャ２０に対する排気流量は十分に確保され、そうした低負荷状態での過給圧ＣＰが十分に確保される。
【００７５】
一方、過給圧ＣＰが上昇中である場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ、図６の時刻ｔ１〜時刻ｔ２）、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２よりも低い状態から増大し始めてその切替圧ＣＰ２に達するまでの間における過給圧ＣＰの上昇中であると判定される。すなわち、機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態から増大し始めて同規定負荷に達するまでの間の増大過程にあると判定される。
【００７６】
そして、この場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、バイパス側弁停止機構５４Ｂを作動させることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが閉弁状態に保持されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａが開閉動作されて（Ｓ２６０）、本処理は一旦終了される。すなわちこのステップＳ２６０では、バイパス側排気バルブ５０Ｂ及びターボ側排気バルブ５０Ａの動作態様が、上記ステップＳ２５０による動作態様のまま保持される。他方、このステップＳ２６０では、ＷＧＶ６１が開弁状態にされる。
【００７７】
こうしたステップＳ２６０の処理が実行されると、ターボ側排気通路７Ａを流れる排気の一部はＷＧＶ６１を介してターボチャージャ２０を迂回するようになる。従って、機関負荷の増大過程においてＷＧＶを閉弁状態にしておく場合（二点鎖線にて図示）と比較して、過給圧ＣＰの増大速度が低減される。そのため、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２にまで増大していく過程において、換言すれば機関負荷が上記規定負荷にまで増大していく過程において、過給圧ＣＰの増大に伴って機関出力も増大していくのであるが、過給圧ＣＰ自体や機関出力自体は、ＷＧＶ６１を閉弁状態にしておく場合と比較して低く抑えられる。
【００７８】
上記ステップＳ２３０にて、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２以上であると判定される場合には（Ｓ２３０：ＹＥＳ、図６の時刻ｔ２以降）、現在の機関負荷が低負荷状態と判断される状態よりも高い状態にあると判断されて、ステップＳ２７０の処理が行われ、本処理は一旦終了される。
【００７９】
ステップＳ２７０では、バイパス側弁停止機構５４Ｂを非作動にすることでバイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａも開閉動作される。これにより、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２未満の状態から切替圧ＣＰ２以上の状態に変化した場合には、それまで開閉動作されていたターボ側排気バルブ５０Ａに加え、バイパス側排気バルブ５０Ｂも閉弁状態から開閉動作状態に切り替えられる。このように過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２以上となった場合に、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えることにより、第１実施形態で説明したように、排気流量が増大する機関運転状態でのターボチャージャ２０における圧力損失の増大が抑制されるようになる。その結果、そうした機関運転状態での機関出力の低下を抑えることが可能になる。
【００８０】
さらに、このステップＳ２７０では、ＷＧＶ６１が閉弁状態にされる。これにより、それまで開弁状態にされていたＷＧＶ６１は、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２未満の状態から切替圧ＣＰ２以上の状態に変化した直後以降において、再び閉弁状態にされる。従って、ターボ側排気通路７Ａを流れる排気の全てが再びターボチャージャ２０に供給されるようになり、過給圧ＣＰは急速に増大するようになる。
【００８１】
ここで、上述したように、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられると、その切替直後にあっては一時的な過給圧低下が発生する（図６に示す二点鎖線の時刻ｔ２直後の変化）。しかし、本実施形態では、そうしたバイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様の切替タイミングに合わせて、それまで開弁状態にされていたＷＧＶ６１が閉弁状態にされるため、その閉弁状態への切替直後に過給圧ＣＰが急速に増大する。従って、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作開始に伴う一時的な過給圧低下が、ＷＧＶ６１の閉弁操作による過給圧ＣＰの増大で補われる。そのため、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２を超えたとき、すなわち機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みが抑えられるようになる。従って、例えば、加速途中において機関出力が一時的に落ち込むと、ドライバビリティが非常に悪化するが、そうしたドライバビリティの悪化を効果的に抑えることができるようになる。
【００８２】
なお、ＷＧＶ６１を開弁状態にするときのＷＧＶ６１の開度は、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作開始に伴う一時的な過給圧低下を、ＷＧＶ６１の閉弁操作による過給圧ＣＰの増大で補うことができる程度に、その開弁中にあって予め過給圧ＣＰを抑えておくことができる開度に設定しておくことが望ましい。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
（４）タービン２２の上流側及び下流側に接続されて開度調整の可能なＷＧＶ６１の動作状態を次のように制御するようにしている。
【００８４】
まず、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２よりも低く、機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態でほぼ一定に維持されているときには、ＷＧＶ６１を閉弁状態するようにしており、これにより各気筒２から排出される排気の全てがターボ側排気通路７Ａを介してターボチャージャ２０に供給されるようになり、過給圧を適切に確保することができるようになる。
【００８５】
そして、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２よりも状態から増大し始めてその切替圧ＣＰ２に達するまでの間、すなわち機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態から増大し始めて同規定負荷に達するまでの間は、ＷＧＶ６１を開弁状態にすることでそうした機関負荷の増大過程における過給圧ＣＰを低く抑えるようにしている。そして、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２を超えたとき、すなわち機関負荷が上記規定負荷を超えたときには、ＷＧＶ６１を再び閉弁状態にするようにしている。これにより、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられた直後における過給圧ＣＰの一時的な低下が、ＷＧＶ６１を開弁状態から閉弁状態にすることによる急速な過給圧ＣＰの増大で補われるようになる。従って、機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みを好適に抑えることができるようになる。
（第３実施形態）
次に、この発明にかかるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置を具体化した第３実施形態について、図７〜図１３を参照して説明する。
【００８６】
第２実施形態では、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みを、ＷＧＶ６１の作動制御を通じて抑えるようにした。他方、本実施形態では、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作開始に伴うバイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量の増大を徐々に行うことにより、そうした機関出力の一時的な落ち込みを抑えるようにしている。
【００８７】
以下、第１実施形態との相違点を中心に、本実施形態におけるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置を説明する。
図７に、エンジン１にあってターボ側排気バルブ５０Ａの軸方向に沿った断面の模式図を示す。なお、図７に示す各部材について、先の図１や図２で説明した部材と同一のものについては、同じ符号を付している。
【００８８】
この図７に示すように、本実施形態におけるエンジン１には、排気カムシャフト５１と排気側ロッカアーム５３との間に可変リフト機構４００が設けられている。この可変リフト機構４００は、電動モータ７０によって駆動制御される機構であって、ターボ側排気バルブ５０Ａの最大リフト量（以下、ターボ側最大リフト量ＶＬｔという）を一定に保持する一方で、バイパス側排気バルブ５０Ｂの最大リフト量（以下、バイパス側最大リフト量ＶＬｂという）についてはこれを可変とする機構である。
【００８９】
電動モータ７０には、その駆動量を検出する駆動量検出センサ１７０が設けられており、制御装置１００は、可変とされるバイパス側最大リフト量ＶＬｂの現状値を駆動量検出センサ１７０の検出値に基づいて算出し、その現状値が、機関運転状態に基づいて設定される目標値ＶＬｂｐと一致するように電動モータ７０の駆動量を制御する。
【００９０】
図８に、可変リフト機構４００の部分断面図を示す。
この図８に示すように、可変リフト機構４００は、シリンダヘッド３に固定される支持パイプ４１０、支持パイプ４１０に配設された入力部４２０、入力部４２０を間に挟んで設けられる第１揺動カム４３０、及び第２揺動カム４４０等を備えて構成されている。
【００９１】
入力部４２０、第１揺動カム４３０、及び第２揺動カム４４０は、支持パイプ４１０上に同支持パイプ４１０の軸心を中心として揺動可能に配設された円筒状の入力側ハウジング４２１、第１ハウジング４３１、第２ハウジング４４１をそれぞれ備えている。なお、この可変リフト機構４００では、エンジン１の気筒２に設けられた２つの排気バルブ（ターボ側排気バルブ５０Ａ及びバイパス側排気バルブ５０Ｂ）に対応して、１つの入力部４２０と１つの第１揺動カム４３０と１つの第２揺動カム４４０とが対になって設けられている。
【００９２】
入力部４２０の入力側ハウジング４２１には、入力アーム４２２が径方向に突出形成されている。入力アーム４２２の先端部には、排気カム５１Ａに当接するローラ４２３が回転可能に軸支されている。
【００９３】
第１揺動カム４３０の第１ハウジング４３１には、第１出力アーム４３２がその径方向に突出形成されている。この第１出力アーム４３２の一面は、凹状に湾曲する第１カム面４３３になっている。第１カム面４３３は、第１ハウジング４３１のベース円部分、即ち第１出力アーム４３２が突出形成された部分以外の第１ハウジング４３１の外周面に連続して滑らかに接続されており、第１カム面４３３及び第１ハウジング４３１のベース円部分は、ターボ側排気バルブ５０Ａを開閉する排気側ロッカアーム５３のローラ５３Ａに当接されている。
【００９４】
同様に、第２揺動カム４４０の第２ハウジング４４１には、第２出力アーム４４２がその径方向に突出形成されている。この第２出力アーム４４２の一面も、凹状に湾曲する第２カム面４４３になっている。第２カム面４４３は、第２ハウジング４４１のベース円部分、即ち第２出力アーム４４２が突出形成された部分以外の第２ハウジング４４１の外周面に連続して滑らかに接続されており、第２カム面４４３及び第２ハウジング４４１のベース円部分は、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉する排気側ロッカアーム５３のローラ５３Ａに当接されている。
【００９５】
入力部４２０の入力側ハウジング４２１の内周には、支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有する入力側スプライン４２４が形成されている。
また、第１揺動カム４３０の第１ハウジング４３１の内周にも、支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有する第１スプライン４３４が形成されている。
【００９６】
一方、第２揺動カム４４０の第２ハウジング４４１の内周には、左ねじの螺旋状に形成されたカム側ヘリカルスプライン４４４が形成されている。
入力側ハウジング４２１、第１ハウジング４３１及び第２ハウジング４４１の内部には、スライダギア４５０が配設されている。このスライダギア４５０は、略中空円柱状に形成されており、支持パイプ４１０上に、同支持パイプ４１０の軸方向に往復動可能、且つその軸回りに相対回動可能に外嵌されている。
【００９７】
スライダギア４５０の軸方向中央部の外周面には、支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有するギヤ側第１スプライン４５１が形成されている。このギヤ側第１スプライン４５１は、入力部４２０の入力側ハウジング４２１の内周に形成された入力側スプライン４２４に噛み合わされている。
【００９８】
また、スライダギア４５０の軸方向両端部にあってその一端側の外周面にも、支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有するギヤ側第２スプライン４５２が形成されている。このギヤ側第２スプライン４５２は、第１揺動カム４３０の第１ハウジング４３１の内周に形成された第１スプライン４３４に噛み合わされている。
【００９９】
一方、スライダギア４５０の軸方向両端部にあってその他端側の外周面には、左ねじの螺旋状に形成されたギヤ側ヘリカルスプライン４５３が形成されている。このギヤ側ヘリカルスプライン４５３は、第２揺動カム４４０の第２ハウジング４４１の内周に形成されたカム側ヘリカルスプライン４４４に噛み合わされている。
【０１００】
スライダギア４５０に形成されたギヤ側第１スプライン４５１とギヤ側第２スプライン４５２との間、及びギヤ側第１スプライン４５１とギヤ側ヘリカルスプライン４５３との間には、これら各スプラインに比して小さい外径に形成された小径部４５４がそれぞれ形成されている。
【０１０１】
支持パイプ４１０の内部には、その軸方向へ摺動可能に挿通されたコントロールシャフト４６０が設けられている。このコントロールシャフト４６０は、上記電動モータ７０の駆動により、支持パイプ４１０に対して軸方向（図８に示す矢印Ｒや矢印Ｌの方向）へ往復動することが可能となっている。また、このコントロールシャフト４６０と上記スライダギア４５０とは、適宜の係止部材にて係合されており、これにより、支持パイプ４１０に対するスライダギア４５０の回動を許容しつつも、コントロールシャフト４６０の軸方向への往復動に応じてスライダギア４５０を軸方向に移動させることができるようになっている。
【０１０２】
以上のように構成される可変リフト機構４００では、電動モータ７０の駆動によってコントロールシャフト４６０が軸方向に移動されると、この移動に伴ってスライダギア４５０も軸方向に移動される。
【０１０３】
ここで、入力部４２０とスライダギア４５０とは、支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有する入力側スプライン４２４とギヤ側第１スプライン４５１とで噛み合わされているが、第２揺動カム４４０とスライダギア４５０とは、ヘリカルスプライン（カム側ヘリカルスプライン４４４及びギヤ側ヘリカルスプライン４５３）で噛み合わされている。そのため、スライダギア４５０が軸方向に移動されると、支持パイプ４１０の軸心回りにおける入力アーム４２２と第２出力アーム４４２との相対位相が変更される。こうした相対位相の変更によって、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉する排気側ロッカアーム５３の揺動態様が変更され、バイパス側排気バルブ５０Ｂのバイパス側最大リフト量ＶＬｂは、図９に示すように連続的に変更される。
【０１０４】
より具体的には、コントロールシャフト４６０が、図８に示した矢印Ｒの方向に移動されるにつれて入力アーム４２２と第２出力アーム４４２との相対位相は大きくなり、第２出力アーム４４２が入力アーム４２２から離れていく。これにより排気側ロッカアーム５３の揺動は大きくなっていき、バイパス側最大リフト量ＶＬｂも大きくなっていく。逆に、コントロールシャフト４６０が図８に示した矢印Ｌの方向に移動されるにつれて入力アーム４２２と第２出力アーム４４２との相対位相は小さくなり、第２出力アーム４４２が入力アーム４２２に近づいていく。これにより排気側ロッカアーム５３の揺動は小さくなっていき、最終的にはバイパス側最大リフト量ＶＬｂの最小値である「０」になる。このようにバイパス側最大リフト量ＶＬｂが「０」になると、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作は停止されて閉弁状態に保持される。
【０１０５】
一方、第１揺動カム４３０とスライダギア４５０とは、入力部４２０とスライダギア４５０との噛み合わせと同様に、支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有する第１スプライン４３４とギヤ側第２スプライン４５２で噛み合わされている。そのため、図１０に示すように、スライダギア４５０が軸方向に移動されても、入力アーム４２２と第１出力アーム４３２との相対位相は変化することなく一定に維持され、ターボ側排気バルブ５０Ａの最大リフト量であるターボ側最大リフト量ＶＬｔは一定の値に維持される。
【０１０６】
このように、バイパス側排気バルブ５０Ｂについては、可変リフト機構４００の駆動制御を通じてバイパス側最大リフト量ＶＬｂが可変とされ、そのバイパス側最大リフト量ＶＬｂが最小値に設定されたときには閉弁状態に保持される。すなわち、この可変リフト機構４００によってバイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を開閉動作状態にしたり、閉弁状態に保持したりすることが可能であるため、本実施形態においては、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉する排気側ロッカアーム５３から上記バイパス側弁停止機構５４Ｂが省略されている。
【０１０７】
一方、ターボ側排気バルブ５０Ａについては、可変リフト機構４００が駆動されてもそターボ側最大リフト量ＶＬｔが一定に保持されるため、可変リフト機構４００による閉弁状態の保持が不可能である。そのため、ターボ側排気バルブ５０Ａを開閉する排気側ロッカアーム５３には、上記ターボ側弁停止機構５４Ａが設けられている。
【０１０８】
図１１に、本実施形態における排気バルブの駆動系を模式的に示す。この図１１に示すように、排気カム５１Ａの回転は、可変リフト機構４００の入力部４２０を介して第１揺動カム４３０及び第２揺動カム４４０に伝達される。そして、第１揺動カム４３０に伝達された駆動力はターボ側弁停止機構５４Ａを備えた排気側ロッカアーム５３を介してターボ側排気バルブ５０Ａに伝達される。一方、第２揺動カム４４０に伝達された駆動力はバイパス側弁停止機構５４Ｂが設けられていない排気側ロッカアーム５３を介してバイパス側排気バルブ５０Ｂに伝達される。
【０１０９】
こうした排気バルブの駆動系を備える本実施形態にあっては、ターボ側排気バルブ５０Ａ及びバイパス側排気バルブ５０Ｂをともに開閉動作させる場合、ターボ側弁停止機構５４Ａが非作動にされるとともに、可変リフト機構４００によってバイパス側最大リフト量ＶＬｂがその最小値よりも大きいリフト量に調整される。
【０１１０】
また、ターボ側排気バルブ５０Ａを開閉動作させる一方で、バイパス側排気バルブ５０Ｂを閉弁状態に保持する場合には、ターボ側弁停止機構５４Ａが非作動にされるとともに、可変リフト機構４００によってバイパス側最大リフト量ＶＬｂがその最小値である「０」に調整される。
【０１１１】
そして、ターボ側排気バルブ５０Ａを閉弁状態に保持する一方で、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉動作させる場合には、ターボ側弁停止機構５４Ａが作動されるとともに、可変リフト機構４００によってバイパス側最大リフト量ＶＬｂがその最小値よりも大きいリフト量に調整される。
【０１１２】
図１２に、本実施形態における排気バルブの作動処理についてその手順を示し、図１３に同処理が実行されるときの過給圧ＣＰの変化態様と、ターボ側排気バルブ５０Ａ及びバイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様とを示す。なお、本処理も、制御装置１００により所定周期毎に繰り返し実行される。
【０１１３】
本処理が開始されるとまず、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下であるか否かが判定される（Ｓ３００）。そして、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下である場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、エンジン１が冷間状態にあると判断されて、ステップＳ３１０の処理が行われ、本処理は一旦終了される。
【０１１４】
ステップＳ３１０では、可変リフト機構４００の駆動制御を通じてバイパス側排気バルブ５０Ｂが開閉動作されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを作動させることによりターボ側排気バルブ５０Ａが閉弁状態に保持される。これにより、各気筒２から排出される排気の全てがバイパス側排気通路７Ｂに導入されるようになり、ターボチャージャ２０を通過することによる排気の温度低下が回避できるようになるため、機関冷間時における触媒９の早期昇温が図られる。
【０１１５】
一方、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄを超えている場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、エンジン１の暖機が完了していると判断されて、ステップＳ３２０以降の各処理が行われる。
【０１１６】
まず、ステップＳ３２０では、機関回転速度ＮＥに基づいて切替圧ＣＰ３が設定される。なお、本実施形態では切替圧ＣＰ３を、第１実施形態で説明した切替圧ＣＰ１と同一の値にしている。従って、上記切替圧ＣＰ１と同様に、この切替圧ＣＰ３も、機関回転速度ＮＥが高くなるほど切替圧ＣＰ３が低くなるように、その切替圧ＣＰ３が機関回転速度ＮＥに基づいて可変設定される。ちなみに、切替圧ＣＰ３を切替圧ＣＰ１とは異なった値にするようにしてもよい。
【０１１７】
次に、現在の過給圧ＣＰが上記態様にて設定された切替圧ＣＰ３以上であるか否かが判定される（Ｓ３３０）。そして、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３に満たない場合には（Ｓ３３０：ＮＯ）、現在の機関負荷が予め設定された規定負荷以下の低負荷状態になっていると判断されて、ステップＳ３４０の処理が行われて、本処理は一旦終了される。
【０１１８】
ステップＳ３４０では、可変リフト機構４００の駆動制御を通じてバイパス側排気バルブ５０Ｂが閉弁状態に保持されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａが開閉動作される（図１３の時刻ｔ１以前）。これにより、各気筒２から排出される排気の全てがターボ側排気通路７Ａに導入されるようになる。従って、低負荷状態、或いは低負荷状態から機関負荷が増大していく過程において、ターボチャージャ２０に対する排気流量は十分に確保され、低負荷状態、或いは低負荷状態から機関負荷が増大する過程での過給圧ＣＰは十分に高められるようになる。そのため、低負荷状態から機関負荷が増大していく過程では機関出力の増大要求が高くなるのであるが、そうした機関出力の増大に影響する過給圧ＣＰを十分に高めることができ、例えば低負荷状態からの加速レスポンス等が向上される。
【０１１９】
上記ステップＳ３３０にて、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３以上であると判定される場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、現在の機関負荷が低負荷状態と判断される状態よりも高い状態にあると判断されて、ステップＳ３５０以降の処理が行われる。
【０１２０】
ステップＳ３５０では、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３を超えた直後であるか否かが判定される。そして、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３を超えた直後である場合には（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、ステップＳ３６０の処理が行われて、本処理は一旦終了される。このステップＳ３６０では、可変リフト機構４００の駆動制御を通じてバイパス側最大リフト量ＶＬｂが「０」から上記目標値ＶＬｂｐに向けて徐々に増大されるとともに、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａは開閉動作される（Ｓ３６０、図１３の時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。こうしたステップＳ３６０の処理により次の効果が得られる。
【０１２１】
バイパス側排気バルブ５０Ｂを閉弁状態から開閉動作に切り替えた直後に生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込み、即ち図１２に二点鎖線にて示す過給圧ＣＰの一時的な落ち込みは、そうした切替直後においてバイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量が急速に増大し、その分ターボチャージャ２０側への排気流量が急速に落ち込むことにより生じる。この点、ステップＳ３６０の処理が実行されると、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作開始に際して、バイパス側最大リフト量ＶＬｂが「０」から徐々に増大されていくため、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作開始に伴うバイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量の増大が徐々に行われるようになる。従って、バイパス側排気バルブ５０Ｂを閉弁状態から開閉動作に切り替えた直後における、ターボチャージャ２０側への排気流量の急速な落ち込みが抑えられるようになる。そのため、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３を超えたとき、すなわち機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様が閉弁状態から開閉動作に切り替えられることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みが抑えられるようになる。
【０１２２】
なお、ステップＳ３６０の処理を通じてバイパス側排気通路７Ｂ内での排気流量の増大を徐々に行う際、その増大速度が速すぎるとターボチャージャ２０側への排気流量の落ち込みを十分に抑えることができず、逆に、その増大速度が遅すぎるとターボチャージャ２０での圧力損失が増大してしまう。こうした点を考慮して、ステップＳ３６０の処理では、バイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量の増大速度を最適化できるように、バイパス側最大リフト量ＶＬｂの増大速度が適宜設定されている。
【０１２３】
一方、ステップＳ３５０にて、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３を超えた直後では無いと判定される場合には（Ｓ３５０：ＮＯ）、バイパス側最大リフト量ＶＬｂが目標値ＶＬｂｐに達したか否か判定される（Ｓ３７０）。そして、バイパス側最大リフト量ＶＬｂが目標値ＶＬｂｐに達していない場合には（Ｓ３７０：ＮＯ）、上記ステップＳ３６０の処理が継続して行われる。
【０１２４】
一方、バイパス側最大リフト量ＶＬｂが目標値ＶＬｂｐに達している場合には（Ｓ３７０：ＹＥＳ）、ステップＳ３８０の処理が実行されて、本処理は一旦終了される。このステップＳ３８０では、可変リフト機構４００の駆動制御を通じてバイパス側最大リフト量ＶＬｂが目標値ＶＬｂｐに保持されることにより、バイパス側排気バルブ５０Ｂは開閉動作され、ターボ側弁停止機構５４Ａを非作動にすることによりターボ側排気バルブ５０Ａは開閉動作される（図１３の時刻ｔ２以降）。このように、バイパス側排気バルブ５０Ｂ及びターボ側弁停止機構５４Ａがともに開閉動作されるこれにより、第１実施形態で説明したように、排気流量が増大する機関運転状態でのターボチャージャ２０における圧力損失の増大が抑制されるようになり、そうした機関運転状態での機関出力の低下を抑えることが可能になる。
【０１２５】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
（５）機関負荷が上記規定負荷を超えた直後には、より詳細には過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ３以上となった直後には、バイパス側排気バルブ５０Ｂの開閉動作開始に伴うバイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量の増大が徐々に行われるようにしている。そのため、バイパス側排気バルブ５０Ｂを閉弁状態から開閉動作に切り替えた直後における、ターボチャージャ２０側への排気流量の急速な落ち込みを抑えることできるようになる。従って、機関負荷が上記規定負荷を超えたときに、バイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を閉弁状態から開閉動作に切り替えることにより生じるおそれのある機関出力の一時的な落ち込みを好適に抑えることができるようになる。
【０１２６】
（６）バイパス側排気バルブ５０Ｂの最大リフト量（バイパス側最大リフト量ＶＬｂ）を変更する可変リフト機構４００を備えるようにしている。従って、バイパス側排気バルブ５０Ｂの最大リフト量を徐々に増大させていくことにより、バイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量を徐々に増大させることが可能になる。
【０１２７】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・機関温度が規定温度以下の冷間状態にあるか否かを冷却水温ＴＨＷに基づいて判定するようにしたが、この他のパラメータ、例えば吸気温度や油温などに基づいて判定するようにしてもよい。
【０１２８】
・上記切替圧（ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３）を機関回転速度ＮＥに基づいて可変設定するようにしたが、より簡易的には、予め設定された一定値で固定するようにしてもよい。
・機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態であるか否かを、過給圧ＣＰに基づいて判定するようにした。この他、吸入空気量ＧＡや、アクセル操作量ＡＣＣＰ、あるいは燃料噴射弁１０の燃料噴射量等に基づき、機関負荷が規定負荷以下の低負荷状態であるか否かを判定するようにしてもよい。
【０１２９】
・ターボ側弁停止機構５４Ａやバイパス側弁停止機構５４Ｂは、その作動時に排気バルブが閉弁状態に保持され、その非作動時に排気バルブが開閉動作される機構であったが、逆に、その作動時に排気バルブが開閉動作され、その非作動時に排気バルブが閉弁状態に保持される機構であってもよい。
【０１３０】
・冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下のときには、常に、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉動作させるとともにターボ側排気バルブ５０Ａを閉弁状態に保持することにより、機関出力の確保よりも暖機の早期完了を優先させるようにした。この他、冷却水温ＴＨＷが暖機完了判定値ＴＨｄ以下のときでも、過給圧ＣＰが上述したような切替圧を超えたときには、ターボ側排気バルブ５０Ａを開閉動作させるようにして、暖機の早期完了よりも機関出力の確保を優先させるようにしてもよい。
【０１３１】
・第２実施形態では、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２よりも低く、かつ過給圧ＣＰの上昇中でないときには、すなわち機関負荷が上記規定負荷よりも低い低負荷状態でほぼ一定に維持されているときには、ＷＧＶ６１を閉弁状態にするようにしたが、必ずしも閉弁状態にしておく必要はなく、開弁状態にするようにしてもよい。この場合には、過給圧ＣＰが切替圧ＣＰ２よりも低く、かつ過給圧ＣＰの上昇中であると判定されるとき、すでにＷＧＶ６１が開弁されているため、過給圧ＣＰの上昇中であると判定されたときに実行するようにしたＷＧＶ６１の切替、すなわち閉弁状態から開弁状態への切替を省略することができる。
【０１３２】
・第３実施形態では、入力部４２０及びスライダギア４５０と、第１揺動カム４３０及びスライダギア４５０とを、それぞれ支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有するスプラインで噛み合わせるようにした。しかし、必ずしも支持パイプ４１０の軸心に平行な歯すじを有するスプラインで噛み合わせる必要はない。要は、入力部４２０及びスライダギア４５０が噛み合うスプラインの歯すじの向き及び傾斜角と、第１揺動カム４３０及びスライダギア４５０が噛み合うスプラインの歯すじの向き及び傾斜角とがそれぞれ一致していれば、ターボ側排気バルブ５０Ａの最大リフト量（ターボ側最大リフト量ＶＬｔ）を一定することができる。
【０１３３】
例えば、図１４に示すように、スライダギア４５０の軸方向中央部の外周面に、右ねじの螺旋状に形成されたギヤ側第１スプライン５５１を形成する。また、スライダギア４５０の軸方向両端部にあってその一端側の外周面にも、右ねじの螺旋状に形成されており、かつ上記ギヤ側第１スプライン５５１と歯すじの傾斜角が同一のギヤ側第２スプライン５５２を形成する。また、入力部４２０の入力側ハウジング４２１の内周に、右ねじの螺旋状に形成されて上記ギヤ側第１スプライン５５１に噛み合う入力側スプライン５２４を形成し、第１揺動カム４３０の第１ハウジング４３１の内周にも、右ねじの螺旋状に形成されて上記ギヤ側第２スプライン５５２に噛み合う第１スプライン５３４を形成する。この変形例でも、スライダギア４５０が軸方向に移動された場合、入力アーム４２２と第１出力アーム４３２との相対位相は変化することなく一定に維持されるため、ターボ側最大リフト量ＶＬｔを一定の値に維持することが可能である。
【０１３４】
ちなみに、入力部４２０及びスライダギア４５０が噛み合うスプラインの歯すじの傾斜角と、第１揺動カム４３０及びスライダギア４５０が噛み合うスプラインの歯すじの傾斜角とを異ならせるようにすれば、スライダギア４５０の軸方向への移動に伴って、入力アーム４２２と第１出力アーム４３２との相対位相が変化する。そのため、この場合には、ターボ側排気バルブ５０Ａの最大リフト量も可変とすることが可能になる。
【０１３５】
・第３実施形態では、バイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量を徐々に増大させる流量制御手段として、バイパス側排気バルブ５０Ｂの最大リフト量（バイパス側最大リフト量ＶＬｂ）を変更する可変リフト機構４００を設けるようにした。これに代えて、図１５に示すように、開度調整の可能な流量制御弁６００をバイパス側排気通路７Ｂの途中に設けるようにしてもよい。より詳細には、バイパス側排気通路７Ｂにおいて、各気筒２から排出される排気のすべてが集合する集合部以降の排気下流側の部位に流量制御弁６００を設け、その流量制御弁６００の開度を制御装置１００で調整することにより、バイパス側排気通路７Ｂ内の排気流量を徐々に増大させるようにしてもよい。この変形例の場合には、バイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉する排気側ロッカアーム５３にも、上述したバイパス側弁停止機構５４Ｂを設ける。そして、図１２に示したステップＳ３６０において、バイパス側弁停止機構５４Ｂを非作動にしてバイパス側排気バルブ５０Ｂを開閉動作させるとともに、それまで閉弁させておいた流量制御弁６００を徐々に増大させていく。そして、ステップＳ３７０では、流量制御弁６００が全開状態になったか否かを判定し、全開状態ではない場合には、その開度増大を継続させる。一方、全開状態であると判定される場合には、ステップＳ３８０の処理を実行するようにすればよい。
【０１３６】
・上述したターボ側弁停止機構５４Ａ及びバイパス側弁停止機構５４Ｂに限らず、他の構成でターボ側排気バルブ５０Ａやバイパス側排気バルブ５０Ｂの動作態様を開閉動作状態及び閉弁状態のいずれかに切り替えることのできる機構であってもよい。
【０１３７】
・第３実施形態で説明した可変リフト機構４００に限らず、他の構成でバイパス側排気バルブ５０Ｂの最大リフト量を可変とする可変リフト機構であってもよい。
・上記エンジン１は、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関であった。この他、吸気通路内に燃料を噴射するポート噴射式の内燃機関にも本発明は同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明にかかるターボチャージャ付き内燃機関の制御装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関の吸気系及び排気系の構成を示す概略図。
【図２】同実施形態における内燃機関の断面図。
【図３】同実施形態における排気バルブの作動処理についてその手順を示すフローチャート。
【図４】第２実施形態における出力低下の発生態様を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態における排気バルブ及びウェイストゲートバルブの作動処理についてその手順を示すフローチャート。
【図６】同作動処理が実行されるときの過給圧の変化態様と、ターボ側排気バルブ及びバイパス側排気バルブ及びウェイストゲートバルブの動作態様とを示すタイミングチャート。
【図７】第３実施形態における内燃機関の断面図。
【図８】同実施形態における可変リフト機構の斜視断面図。
【図９】同実施形態におけるバイパス側排気バルブのリフト態様を示す概念図。
【図１０】同実施形態におけるターボ側排気バルブのリフト態様を示す概念図。
【図１１】同実施形態における排気バルブの駆動系を示す模式図。
【図１２】同実施形態における排気バルブの作動処理についてその手順を示すフローチャート。
【図１３】同作動処理が実行されるときの過給圧の変化態様と、ターボ側排気バルブ及びバイパス側排気バルブの動作態様とを示すタイミングチャート。
【図１４】第３実施形態の変形例における可変リフト機構の斜視断面図。
【図１５】第３実施形態の変形例における内燃機関の吸気系及び排気系の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【０１３９】
１…エンジン、２…気筒、３…シリンダヘッド、４…吸気通路、４Ａ…第１吸気ポート、４Ｂ…第２吸気ポート、５Ａ…第１排気ポート、５Ｂ…第２排気ポート、６…スロットルバルブ、７Ａ…ターボ側排気通路、７Ｂ…バイパス側排気通路、８…排気通路、９…触媒、１０…燃料噴射弁、１１…燃焼室、１２…点火プラグ、２０…ターボチャージャ、２１…コンプレッサ、２２…タービン、３０…吸気バルブ、３１…吸気カムシャフト、３１Ａ…吸気カム、３２…吸気側バルブスプリング、３３…吸気側ロッカアーム、３３Ａ…ローラ、３５…ラッシュアジャスタ、５０Ａ…ターボ側排気バルブ、５０Ｂ…パイパス側排気バルブ、５１…排気カムシャフト、５１Ａ…排気カム、５２…排気側バルブスプリング、５３…排気側ロッカアーム、５３Ａ…ローラ、５５…ラッシュアジャスタ、５４Ａ…ターボ側弁停止機構、５４Ｂ…バイパス側弁停止機構、６０…連通配管、６１…ウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ）、７０…電動モータ、１００…制御装置、１１０…アクセルポジションセンサ、１２０…スロットルポジションセンサ、１３０…エアフロメータ、１４０…クランクポジションセンサ、１５０…水温センサ、１６０…圧力センサ、１７０…駆動量検出センサ、４００…可変リフト機構、４１０…支持パイプ、４２０…入力部、４２１…入力側ハウジング、４２２…入力アーム、４２３…ローラ、４２４…入力側スプライン、４３０…第１揺動カム、４３１…第１ハウジング、４３２…第１出力アーム、４３３…第１カム面、４３４…第１スプライン、４４０…第２揺動カム、４４１…第２ハウジング、４４２…第２出力アーム、４４３…第２カム面、４４４…カム側ヘリカルスプライン、４５０…スライダギア、４５１…第１スプライン、４５２…第２スプライン、４５３…ギヤ側ヘリカルスプライン、４５４…小径部、４６０…コントロールシャフト、５２４…入力側スプライ、５３４…第１スプライン、５５１…第１スプライン、５５２…第２スプライン、６００…流量制御弁。
【図１】
2009281360.tif 000003
【図２】
2009281360.tif 000004
【図３】
2009281360.tif 000005
【図４】
2009281360.tif 000006
【図５】
2009281360.tif 000007
【図６】
2009281360.tif 000008
【図７】
2009281360.tif 000009
【図８】
2009281360.tif 000010
【図９】
2009281360.tif 000011
【図１０】
2009281360.tif 000012
【図１１】
2009281360.tif 000013
【図１２】
2009281360.tif 000014
【図１３】
2009281360.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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