(57)【要約】【課題】一部気筒を休止したときに、触媒コンバータの温度低下や酸素吸蔵量の過剰増を回避できるようにする。【解決手段】一部気筒の休止が開始されると、休止気筒の排気中の酸素濃度の増大や排気温度の低下に基づいて燃焼排気から空気への切り替わりを判断し、休止気筒を通過した空気が排気系に流れるようになると、休止気筒を通過した空気が触媒コンバータを迂回して流れるようにする。また、前記一部気筒の運転が再開されるときには、排気中の酸素濃度の減少や排気温度の増大に基づいて空気から燃焼排気への切り替わりを判断し、運転が再開された気筒の燃焼排気が排気系に流れるようになると、運転が再開された気筒からの燃焼排気が触媒コンバータに導入されるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転条件に応じて一部気筒が休止されると共に、排気を浄化する触媒コンバータを排気通路に備えてなる多気筒内燃機関において、
休止される一部気筒からの排気を、前記触媒コンバータを迂回して排出させる状態と、前記触媒コンバータに導入させる状態とに切り替えるバイパス手段と、
前記一部気筒が休止されたときに、前記バイパス手段を制御して、休止された一部気筒からの排気を、前記触媒コンバータを迂回して排出させる制御手段と、
を含んで構成されることを特徴とする多気筒内燃機関の排気処理装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記一部気筒の休止及び／又は運転再開に対して遅れをもって前記バイパス手段を制御することを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関の排気処理装置。
【請求項３】
前記一部気筒からの排気の温度を検出する排気温度検出手段を設け、
前記制御手段が、前記一部気筒の休止及び／又は運転再開から、前記排気温度検出手段で検出される排気温度の変化を待って前記バイパス手段を制御することを特徴とする請求項２記載の多気筒内燃機関の排気処理装置。
【請求項４】
前記一部気筒からの排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を設け、
前記制御手段が、前記一部気筒の休止及び／又は運転再開から、前記酸素濃度検出手段で検出される酸素濃度の変化を待って前記バイパス手段を制御することを特徴とする請求項２記載の多気筒内燃機関の排気処理装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記一部気筒の休止に伴う最後の燃焼、及び／又は、運転再開に伴う最初の燃焼から所定時間が経過するのを待って前記バイパス手段を制御することを特徴とする請求項２記載の多気筒内燃機関の排気処理装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記所定時間を機関回転速度に応じて可変に設定することを特徴とする請求項５記載の多気筒内燃機関の排気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転条件によって一部気筒が休止される多気筒内燃機関の排気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自動車の自走可能性がないときやエンジンの停止時に、車載機器の駆動に必要とされる機関運転が要求されると、その必要な機関運転が得られるように稼動気筒数を制限する多気筒内燃機関の制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２０６４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような稼動気筒数の制限によって休止される気筒に対しては、燃料噴射が停止されるものの、休止気筒のピストンが往復動することで空気の吸い込み・吐き出しが行われ、この空気がそのまま、或いは、他の運転が継続される気筒の燃焼排気に混ざって、排気通路に介装される排気浄化用の触媒コンバータに導入されることになる。
ここで、気筒休止期間が長い場合や外気温度の低い条件では、前記休止気筒を通過する空気によって、触媒コンバータの触媒温度が低下し、更に、触媒がリーン雰囲気になることで、触媒における転化率が低下し、排気エミッションが増大してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなれたものであり、多気筒内燃機関の一部気筒が休止されても、触媒の温度低下や触媒雰囲気のリーン化を回避できるようにして、一部気筒が休止されるときの排気エミッションを低下させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため本発明では、休止される一部気筒からの排気を、触媒コンバータを迂回して排出させる状態と、前記触媒コンバータに導入させる状態とに切り替えるバイパス手段を設け、前記一部気筒が休止されたときに、前記バイパス手段を制御して、休止された一部気筒からの排気を、前記触媒コンバータを迂回して排出させるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
上記発明によると、一部気筒が休止されるときには、当該休止気筒の排気（排出空気）が触媒コンバータを迂回して排出されるように制御され、前記一部気筒の運転が再開されるようになると、前記一部気筒の燃焼排気が前記触媒コンバータに導入されて浄化されるようにする。
従って、休止気筒からの温度の低い空気が触媒コンバータに導入されることが阻止され、触媒の温度低下及び触媒雰囲気のリーン化が抑止される結果、触媒コンバータにおける転化率が維持され、排気エミションを低く維持できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、第１実施形態における車両用内燃機関を示す図である。
図１に示される内燃機関１は、第１バンク（左バンク）１ａ及び第２バンク（右バンク）１ｂの２つのバンク（気筒グループ）からなるＶ型多気筒機関である。尚、内燃機関１の気筒数は、２気筒以上の多気筒であれば良い。
【０００８】
各バンク１ａ，１ｂの各気筒にピストン２ａ，２ｂが設けられており、これらピストン２ａ，２ｂの往復動がコネクティングロッド３によってクランクシャフト４の回転に変換される。
第１バンク１ａ（第１気筒グループ）の各気筒の燃焼室５には、吸気通路６ａ及び排気通路７ａが接続されており、吸気バルブ８ａが開くと前記吸気通路６ａと燃焼室５とが連通し、排気バルブ９ａが開くと前記排気通路７ａと燃焼室５とが連通する。
【０００９】
同様に、第２バンク１ｂ（第２気筒グループ）の各気筒の燃焼室５には、吸気通路６ｂ及び排気通路７ｂが接続されており、吸気バルブ８ｂが開くと前記吸気通路６ｂと燃焼室５とが連通し、排気バルブ９ｂが開くと前記排気通路７ｂと燃焼室５とが連通する。
前記吸気通路６ａ，６ｂには、気筒毎に燃料噴射弁１０ａ，１０ｂが設けられている。尚、前記燃料噴射弁１０ａ，１０ｂが燃焼室５内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式機関であっても良い。
【００１０】
更に、前記燃料噴射弁１０ａ，１０ｂの上流側の吸気通路６ａ，６ｂには、バンク毎にスロットルバルブ１１ａ，１１ｂが設けられており、前記スロットルバルブ１１ａ，１１ｂによって各バンク１ａ，１ｂの各気筒に吸入される空気量が調整される。
尚、前記スロットルバルブ１１ａ，１１ｂは、バンク毎に設けられるスロットルモータ（図示省略）によって開閉駆動される電子制御式スロットルである。
【００１１】
前記吸気通路６ａ，６ｂは、スロットルバルブ１１ａ，１１ｂの上流側で、各バンク１ａ，１ｂに共通の吸気通路６に合流し、前記吸気通路６には、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ１２が設けられている。
また、前記排気通路７ａ，７ｂは、下流側で共通の排気通路７に合流し、該排気通路７には、排気を浄化するための触媒コンバータ１３（床下触媒）が介装されており、この触媒コンバータ１３で排気中の有害成分が浄化される。
【００１２】
前記触媒コンバータ１３は、例えば三元触媒方式のものであり、排気中のＨＣ，ＣＯを酸化すると共に、ＮＯｘを還元する作用を有する。
ここで、前記排気通路７ｂの途中と、前記触媒コンバータ１３下流側の排気通路７とを接続するバイパス排気通路７ｃが設けられている。
更に、前記バイパス排気通路７ｃの排気通路７ｂに対する接続部には、第２バンク（右バンク）１ｂの気筒からの排気をバイパス排気通路７ｃに流す状態、換言すれば、バイパス排気通路７ｃを開き、接続部下流の排気通路７ｂを閉じる状態と、第２バンク（右バンク）１ｂの気筒からの排気を前記触媒コンバータ１３に導入させる状態、換言すれば、バイパス排気通路７ｃを閉じ、接続部下流の排気通路７ｂを開く状態とのいずれか一方に切り替える電磁式の切替弁（制御弁）１４が設けられている。
【００１３】
前記切替弁１４は、ソレノイドの非通電状態で第２バンク（右バンク）１ｂの気筒からの排気を前記触媒コンバータ１３に導入させる状態になり、ソレノイドに通電することで、第２バンク（右バンク）１ｂの気筒からの排気を、前記触媒コンバータ１３をバイパスさせて排出させる状態になる。
上記バイパス排気通路７ｃ及び切替弁１４によって、バイパス手段が構成される。
【００１４】
尚、前記切替弁１４を動作させるアクチュエータは、ソレノイドの他、モータやダイヤフラムなどであっても良く、アクチュエータをソレノイドに限定するものではない。
前記各燃焼室５を構成するシリンダヘッドの中央には、それぞれに点火プラグ１５ａ，１５ｂが設けられ、各点火プラグ１５ａ，１５ｂには、パワートランジスタ内蔵式イグニッションコイル１６ａ，１６ｂがそれぞれ直付けされている。
【００１５】
また、前記吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂを開閉する動弁機構として、電磁駆動装置１８ａ，１８ｂが設けられている。
前記電磁駆動装置１８ａ，１８ｂは、吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂをスプリングで開閉動作の中間位置に付勢し、開弁側電磁コイル・閉弁側電磁コイルによる電磁力で開閉駆動する装置である。
【００１６】
前記電磁駆動装置１８ａ，１８ｂでは、吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９の開時期・閉時期が、前記開弁側電磁コイル・閉弁側電磁コイルへの通電制御タイミングの変更によって制御でき、吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂの作動角又は開弁中の最大リフト量を変更可能であり、更に、開弁状態に固定することが可能である。
また、前記吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂを開閉する動弁機構として、前記電磁駆動装置１８ａ，１８ｂに代えて、カムシャフトに２種類のカム駒を設け、バルブ駆動に用いるカム駒を切り替えることで、バルブの開閉タイミングとリフト量を変化させる可変バルブタイミング・リフト機構ＶＶＬを用いることができる。
【００１７】
換言すれば、図１に示す符号１８ａ，１８ｂを、電磁駆動装置に代えて可変バルブタイミング・リフト機構ＶＶＬとすることができる。
前記可変バルブタイミング・リフト機構ＶＶＬを用いる場合には、前記２種類のカム駒として、吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂを機関回転に同期して開閉駆動するカムプロフィールに設定された第１カムと、吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂを全開に保持するカムプロフィールに設定された第２カムとを設けるようにする。
【００１８】
更に、前記吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂを開閉する動弁機構として、前記電磁駆動装置１８ａ，１８ｂに代えて、例えば特開２００５−２９１０１４号公報等に開示されている、吸気バルブ８ａ，８ｂ及び排気バルブ９ａ，９ｂの最大バルブリフト量をバルブ作動角と共に連続的に可変とする可変作動角リフト機構ＶＥＬ２８ａ，２８ｂを用いることができる（図８参照）。
【００１９】
尚、可変作動角リフト機構ＶＥＬを、吸気バルブ８ａ，８ｂ側にのみ設け、排気バルブ９ａ，９ｂを、固定のカムプロフィールに基づき一定の作動角・リフト量・バルブタイミングで開閉させることができる。
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３０には、各種センサからの信号が入力され、予め記憶されたプログラムによる演算処理によって、前記燃料噴射弁１０ａ，１０ｂ、パワートランジスタ内蔵式イグニッションコイル１６ａ，１６ｂ、スロットルバルブ１１ａ，１１ｂのスロットルモータ、切替弁１４、前記電磁駆動装置１８ａ，１８ｂ（又は可変バルブタイミング・リフト機構ＶＶＬ、可変作動角リフト機構ＶＥＬ２８ａ，２８ｂ）などに操作信号を出力する。
【００２０】
前記各種センサとしては、前記エアフローセンサ１２の他、前記クランクシャフト４の基準角度位置毎の基準クランク角信号ＲＥＦ及び単位角度毎のポジション信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２１、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ２２、内燃機関１の冷却水温度ＴＷを検出する水温センサ２３、内燃機関１を駆動源とする車両の走行速度ＶＳＰを検出する車速センサ２４、前記排気通路７ａ及び前記切替弁１４上流側の排気通路７ｂそれぞれに設けられ、排気中の酸素濃度に応じた出力ＡＦを発生する酸素センサ２５ａ，２５ｂ（酸素濃度検出手段）などが設けられている。
【００２１】
尚、前記酸素センサ２５ａ，２５ｂは、理論空燃比を境に出力が急変するストイキセンサであっても良いし、空燃比を広域に検出できる所謂広域センサであっても良い。
そして、前記燃料噴射弁１０ａ，１０ｂの制御においては、吸入空気流量，機関回転速度，冷却水温度等に基づいて燃料噴射量を演算し、各燃料噴射弁１０ａ，１０ｂに対し、各気筒の行程に合わせて前記燃料噴射量に見合うパルス幅の噴射パルス信号を出力する。
【００２２】
また、前記点火プラグ１５ａ，１５ｂによる点火時期を、機関負荷・機関回転速度等から演算し、この点火時期と要求通電時間とから前記イグニッションコイル１６ａ，１６ｂにおける通電開始・遮断タイミングを決定し、これに基づいて前記イグニッションコイル１６ａ，１６ｂに内蔵されたパワートランジスタをオン・オフする点火信号を出力する。
更に、前記アクセル開度センサ２２で検出されるアクセル開度等に基づいて目標スロットル開度を演算し、前記スロットルバルブ１１ａ，１１ｂの開度が前記目標スロットル開度に近づくように、スロットルモータに駆動信号を出力する。
【００２３】
また、本実施形態では、予め決められた気筒休止条件が成立すると、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３０が、第１バンク（左バンク）１ａの各気筒における燃料噴射・点火・吸排気バルブの駆動・スロットル制御を通常に行う一方で、前記第２バンク（右バンク）１ｂの気筒に対する燃料噴射・点火を停止させ、かつ、前記第２バンク（右バンク）１ｂの吸気バルブ８ｂ及び排気バルブ９ｂを開弁状態に固定し、かつ、前記第２バンク（右バンク）１ｂの前記スロットルバルブ１１ｂを全開に固定して、前記第２バンク（右バンク）１ｂの気筒の運転を休止させるようになっている。
【００２４】
上記のように、内燃機関１の一部気筒（第２バンク１ｂ）の運転を休止させることで、燃費性能を向上させると共に、内燃機関１で駆動される車載機器（エアコンのコンプレッサー、オルタネータなど）を稼動可能状態に維持できる。
前記気筒休止条件として、例えば、車両の停止状態でかつ内燃機関１がアイドル状態であるときに気筒休止を実行し、及び／又は、内燃機関１の低負荷から中負荷の速度変化が少ない走行時に気筒休止を実行する。
【００２５】
但し、第２バンク１ｂを休止させる運転条件を、上記の条件に限定するものではない。
ここで、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３０は、前記一部気筒（第２バンク１ｂ）の運転を休止させる制御を行うときに、前記切替弁１４を制御するようになっており、以下では、前記休止制御及び前記切替弁１４の制御（制御手段）を詳細に説明する。
【００２６】
図２のフローチャートは、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３０による、前記気筒休止及び切替弁１４の制御手順を示し、一定の微小時間毎に実行されるものとする。
まず、ステップＳ１０１では、内燃機関１の運転状態の検出を行う。前記運転状態には、第２バンク１ｂの休止条件として判断される各種の運転状態（車速・アイドル運転など）が含まれる。
【００２７】
ステップＳ１０２では、本ルーチンの前回実行時に、第２バンク１ｂの休止状態であったか否かを判断する。
前回休止状態でなかった場合には、ステップＳ１０３へ進み、休止条件が成立しているか否かを判断する。
休止条件が非成立であれば、引き続き両バンク１ａ，１ｂを通常に運転させるべく、休止制御処理を迂回して、再度、ステップＳ１０１に戻るようにする。
【００２８】
一方、車速が所定範囲内であり低中速走行していること、かつ、アクセル変化が所定値以下であり加速乃至減速の要求がないこと、或いは、車両の停止状態でかつ内燃機関１がアイドル状態であって、休止条件の成立が判断されると、ステップＳ１０４へ進み、第２バンク１ｂの気筒の運転を休止させるための制御を実行する。
具体的には、第２バンク１ｂの各気筒における燃料噴射・点火を停止させ、第２バンク１ｂの各気筒の吸排気バルブ８ｂ，９ｂを前記電磁駆動装置（又は可変バルブタイミング・リフト機構ＶＶＬ）１８ｂによって開弁状態に固定し、第２バンク１ｂのスロットルバルブ１１ｂを全開に固定する。
【００２９】
第２バンク１ｂにおける燃料噴射・点火を停止させることで休止状態になるが、更に、吸排気バルブ８ｂ，９ｂを開弁状態に固定し、スロットルバルブ１１ｂを全開に固定することで、ポンピングロスを低減し、より一層の燃費改善効果が得られるようにする。
尚、燃料噴射・点火の停止のみを実行し、吸排気バルブ８ｂ，９ｂを機関回転に同期させて通常に開閉させ、また、スロットルバルブ１１ｂを通常に目標スロットル開度に制御させることができる。
【００３０】
また、前記電磁駆動装置（又は可変バルブタイミング・リフト機構ＶＶＬ）１８ｂに代えて、可変作動角リフト機構ＶＥＬを用いる場合（図８のシステムの場合）、休止気筒におけるバルブリフト量を最大に制御することで、ポンピングロスの低減を図ることができる。
また、休止条件の成立が判断された時点で、第２バンク１ｂにおける燃料噴射・点火を同時に全て停止させるのではなく、燃料噴射が既に終了している気筒については、噴射済みの燃料を点火プラグ１５による火花点火で燃焼させ、噴射途中の気筒についてはそのまま噴射を継続させて、噴射した燃料を点火プラグ１５による火花点火で燃焼させる。
【００３１】
そして、最後の燃焼による燃焼排気が排気行程で排出されてから、吸排気バルブ８ｂ，９ｂを開弁状態に固定し、スロットルバルブ１１ｂを全開に固定するようにする。
図１のシステムでは、バンク毎にスロットルバルブ１１ａ，１１ｂを備えるようにしたが、図８に示すように、各バンクに共通である１つのスロットルバルブ１１のみを備えるようにすることができ、この場合、燃焼バンク側の要求空気量に応じてスロットルバルブ１１の開度を制御する。
【００３２】
尚、後述する第２，第３の実施形態においても、各バンクに共通である１つのスロットルバルブ１１のみを備えるようにすることができる。
ステップＳ１０５で、前記酸素センサ２５ｂで検出される第２バンク１ｂの排気中の酸素濃度（空燃比）が、増大変化（リーン変化）したか否かを判断する。
前記酸素濃度の増大判定においては、酸素センサ２５ｂの出力が、第２バンク１ｂの運転休止による酸素濃度の増大を判定するために予め設定した閾値を超えたか否かを判断させることができ、また、センサ出力の変化速度や運転休止開始からのセンサ出力の変化幅と予め設定した閾値とを比較させることができる。
【００３３】
第２バンク１ｂにおける燃料噴射・点火を停止させると、第２バンク１ｂの各気筒は、空気の吸引・排出を行うようになるが、燃料噴射・点火を停止させても、第２バンク１ｂの燃焼室５から排気通路７ｂの切替弁１４が設けられるまでの区間が直ちに空気で満たされるようになるものではなく、最後の燃焼排気が前記切替弁１４の部分を通過してから、切替弁１４上流側が空気で満たされることになる。
【００３４】
ここで、前記酸素センサ２５ｂで検出される排気中の酸素濃度が増大した場合には、最後の燃焼排気が酸素センサ２５ｂの設置部分を通過し、運転休止によって第２バンク１ｂをそのまま通過した空気が酸素センサ２５ｂに到達したものと判断される。
そこで、ステップＳ１０５で、前記酸素センサ２５ｂで検出される第２バンク１ｂの排気中の酸素濃度（空燃比）が、増大変化（リーン変化）したと判断されるようになるまでは、ステップＳ１０５の判定を繰り返すことで、酸素濃度の増大が検出されるようになるまで、換言すれば、最後の燃焼排気が前記切替弁１４の部分を通過するまで待機する。
【００３５】
そして、ステップＳ１０５で、前記酸素センサ２５ｂで検出される第２バンク１ｂの排気中の酸素濃度（空燃比）が、増大変化（リーン変化）した、即ち、休止開始後に第２バンク１ｂをそのまま通過した空気が酸素センサ２５ｂに到達するようになったと判断されるようになると、ステップＳ１０６へ進む。
ステップＳ１０６では、前記切替弁１４に通電して、それまでの第２バンク（右バンク）１ｂからの排気を触媒コンバータ１３に導入させる状態から、第２バンク（右バンク）１ｂからの排気をバイパス排気通路７ｃに流す状態（バイパス排気通路７ｃを開き、接続部下流の排気通路７ｂを閉じる状態）に切り替える。
【００３６】
休止状態の第２バンク（右バンク）１ｂを通過する空気をそのまま触媒コンバータ１３に導入させると、触媒コンバータ１３の温度を活性温度未満にまで低下することになると共に、触媒コンバータ１３の雰囲気がリーンになることで、酸素吸蔵量が過剰に増えて還元能力が低下し、運転を継続する第１バンク（左バンク）１ａからの燃焼排気の浄化性能が低下してしまう。
【００３７】
そこで、休止状態の第２バンク（右バンク）１ｂを通過した空気を、触媒コンバータ１３をバイパスして排出させるようにして、前記空気による触媒コンバータ１３の温度低下・リーン化を回避して、触媒コンバータ１３における転化性能が維持されるようにする。
これによって、第２バンク（右バンク）１ｂの休止状態における排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００３８】
但し、第２バンク（右バンク）１ｂを休止させる直前に燃料噴射・点火がなされた気筒の燃焼排気は、休止開始から遅れて前記切替弁１４の部分を通過することになるから、第２バンク（右バンク）１ｂの休止開始と同時に、バイパス排気通路７ｃを開けると、第２バンク（右バンク）１ｂにおける休止直前での燃焼による排気が、触媒コンバータ１３で浄化されることなくそのまま排出されることになってしまう。
【００３９】
そこで、本実施形態では、前記切替弁１４上流側の排気通路７ｂ内の酸素濃度に基づいて、休止直前での燃焼による排気が休止開始から遅れて通過するタイミングを判断し、休止直前での燃焼による排気が切替弁１４を通過してから、バイパス排気通路７ｃを開けるようにしてある。換言すれば、第２バンク（右バンク）１ｂの休止開始に対して、触媒コンバータ１３をバイパスさせて排気を排出させる制御の開始タイミングを遅らせるようにしてある。
【００４０】
従って、休止直前での燃焼による排気が、触媒コンバータ１３で浄化されることなくそのまま排出されてしまうことを回避でき、バイパス排気通路７ｃの開制御時に排気エミッションが悪化することを防止できる。
一方、ステップＳ１０２で前回休止中であったと判断されると、ステップＳ１０７へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０７では、気筒休止条件が引き続き成立しているか否かを判断し、継続して気筒休止状態を維持すべき場合には、気筒休止からの復帰処理を迂回して、再度、ステップＳ１０１に戻るようにする。
従って、第２バンク１ｂの各気筒における燃料噴射・点火を停止させ、第２バンク１ｂの各気筒における吸排気バルブ８ｂ，９ｂを開弁状態に固定し、第２バンク１ｂのスロットルバルブ１１ｂを全開に固定し、更に、バイパス排気通路７ｃを開けた状態に維持される。
【００４２】
また、ステップＳ１０７で、気筒休止条件が非成立に切り替わった（運転再開条件が成立した）と判断されると、ステップＳ１０８へ進む。
ステップＳ１０８では、それまで開弁状態に固定していた第２バンク１ｂの各気筒の吸排気バルブ８ｂ，９ｂを、機関回転に同期して開閉させるようにし、また、それまで停止させていた第２バンク１ｂの各気筒における燃料噴射・点火を再開させ、更に、それまで全開に固定していたスロットルバルブ１１ｂを、そのときのアクセル開度等に応じた目標スロットル開度に制御させ、第２バンク１ｂの各気筒の運転を再開させる。
【００４３】
尚、運転の再開においては、正規のスロットル開度の下で最初に吸気行程となった気筒に対する燃料噴射から始めて、その後は、点火順に従って燃料噴射・点火を再開させる。
第２バンク１ｂの各気筒の運転を再開させると、それまで第２バンク１ｂから空気がそのまま排出されていたのに対し、燃焼排気が排出されるようになるが、運転再開後の最初の燃焼排気が切替弁１４の部分に到達するようになるまでは、引き続き空気が切替弁１４の部分を通過することになる。
【００４４】
従って、休止開始時とは逆に、第２バンク１ｂの運転再開と同時に、バイパス排気通路７ｃを閉じてしまうと、最初の燃焼排気が切替弁１４に到達するようになるまでの間、空気が触媒コンバータ１３に導入されることになって、触媒コンバータ１３の温度を低下させ、触媒をリーン雰囲気にしてしまう。
そこで、ステップＳ１０９では、前記酸素センサ２５ｂで検出される第２バンク１ｂの排気中の酸素濃度（空燃比）が、減少変化（リッチ変化）したか否かを判断する。
【００４５】
前記酸素濃度の減少判定においては、酸素センサ２５ｂの出力が、第２バンク１ｂの運転再開による酸素濃度の減少を判定するために予め設定した閾値を超えたか否かを判断させることができ、また、センサ出力の変化速度や運転再開からのセンサ出力の変化幅と予め設定した閾値とを比較させることができる。
尚、前記閾値を、運転中の目標空燃比や吸入空気流量（排気流量）などから可変に設定させることができる。
【００４６】
第２バンク１ｂの運転再開後、最初の燃焼による排気が酸素センサ２５ｂに到達するようになってから、前記酸素センサ２５ｂで検出される排気中の酸素濃度が減少変化を示すようになり、それまでは、酸素センサ２５ｂの出力は、大気中の酸素を検出する場合と略同レベルに維持されることになる。
従って、前記酸素センサ２５ｂで検出される排気中の酸素濃度が減少変化を示すようになるまでは、バイパス排気通路７ｃを開いた状態を維持させることで、触媒コンバータ１３に空気が導入されることを回避できる。換言すれば、第２バンク（右バンク）１ｂの運転再開に対して、触媒コンバータ１３をバイパスさせて排気を排出させる制御の終了タイミングを遅らせるようにして、運転再開直前に第２バンク（右バンク）１ｂを通過した空気が触媒コンバータ１３に導入されないようにする。
【００４７】
そこで、ステップＳ１０９で、排気中の酸素濃度の減少変化が判断されるようになるまでは、そのまま待機させることで、バイパス排気通路７ｃを開いた状態、即ち、第２バンク１ｂからの排気が触媒コンバータ１３をバイパスして流れる状態に維持させ、排気中の酸素濃度の減少変化が判断された時点でステップＳ１１０へ進む。
ステップＳ１１０では、前記切替弁１４に対する通電を遮断することで、第２バンク（右バンク）１ｂの気筒からの排気を前記触媒コンバータ１３に導入させる状態（バイパス排気通路７ｃを閉じ、接続部下流の排気通路７ｂを開いた状態）に切り替え、運転再開後の第２バンク（右バンク）１ｂの燃焼排気が前記触媒コンバータ１３で浄化されるようにする。
【００４８】
尚、第２バンク（右バンク）１ｂの運転再開時に、直ちにバイパス排気通路７ｃを閉じるようにすると、空気が触媒コンバータ１３に導入される可能性があるものの、燃焼排気が触媒コンバータ１３で浄化されることなくそのまま排出されてしまうことを確実に防止できるので、第２バンク（右バンク）１ｂの運転再開時には直ちにバイパス排気通路７ｃを閉じるようにすることができる。
【００４９】
一方、第２バンク（右バンク）１ｂの運転を休止させるときに、直ちにバイパス排気通路７ｃを開くと、燃焼排気が触媒コンバータ１３で浄化されることなくそのまま排出されてしまう可能性がある一方、バイパス排気通路７ｃを開くタイミングが、燃焼排気が無くなった時点よりも多少遅れても、バイパス制御を行わない場合に比べて、触媒コンバータ１３の温度低下を抑止し、リーン化を抑止できる。
【００５０】
従って、第２バンク（右バンク）１ｂの運転休止を開始させる場合には、バイパス排気通路７ｃを開くタイミングを遅らせることが好ましく、更には、遅らせる期間が、余裕を見込んで長めに設定されるように、前記酸素濃度の増大を判断させる閾値を設定することがより好ましい。
ところで、上記実施形態では、第２バンク（右バンク）１ｂの休止・運転再開に対してバイパス排気通路７ｃの開閉を遅らせるタイミングを、第２バンク１ｂの排気中の酸素濃度に基づいて判断したが、燃焼排気に対して空気の温度が大幅に低いから、排気温度を検出させることによっても、切替弁１４を開閉制御する適切なタイミングを判断させることができる。
【００５１】
図３は、上記のように、バイパス排気通路７ｃ（切替弁１４）を開閉制御するタイミングを、排気温度に基づいて判断させる第２実施形態における内燃機関１の構成を示す。
ここで、排気温度センサ２６（排気温度検出手段）を追加してある以外は、図１に示した第１実施形態と同様であり、図３に示した各デバイスの詳細な説明は省略する。
そして、第２実施形態では、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）３０が、図４のフローチャートに示すようにして、第２バンク（右バンク）１ｂの休止制御及び切替弁１４の開閉制御を行う。
【００５２】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２０５及びステップＳ２０９以外の各ステップは、前記図２のフローチャートのステップＳ１０１〜１０４、ステップＳ１０６〜ステップＳ１０８、ステップＳ１１０と同様にして行われる。
即ち、図２のフローチャートのステップＳ１０５、ステップＳ１０９の内容を、酸素濃度の変化の判断から、排気温度の変化の判断に置き換えたのが、図４のフローチャートに示す第２実施形態であり、以下では、第１実施形態と異なるステップＳ２０５及びステップＳ２０９の処理を中心に説明し、他のステップにおける処理の詳細な説明は省略する。
【００５３】
第２バンク（右バンク）１ｂの休止条件の成立に基づいてステップＳ２０４で第２バンク（右バンク）１ｂの休止処理を実行すると、次のステップＳ２０５では、排気温度センサ２６で検出される第２バンク（右バンク）１ｂ側の排気の温度ＴＥが、運転休止に対応する低下変化を示したか否かを判断する。
前記排気温度ＴＥの低下判定においては、排気温度センサ２６で検出された排気温度ＴＥが、気筒休止による排気温度ＴＥの低下を判定するために予め設定した閾値を下回ったか否かを判断させることができ、また、排気温度ＴＥの低下速度や休止開始からの排気温度ＴＥの低下幅と予め設定した閾値とを比較させることができる。
【００５４】
尚、前記排気温度ＴＥの検出値と比較させる閾値を、そのときの吸気温度（大気温度）、機関温度（冷却水温度）などから可変に設定することができる。
第２バンク１ｂの各気筒の運転を休止させ、最後の燃焼による排気が排気温度センサ２６に到達した以降は、排気通路７ｂに空気が流れ、排気温度センサ２６によって検出される排気温度ＴＥは低下傾向を示すことになる。
【００５５】
従って、排気温度センサ２６によって排気温度ＴＥの低下傾向が検出された場合には、最後の燃焼による排気が排気温度センサ２６の部分を通過した後であり、バイパス排気通路７ｃを開いても、燃焼排気が触媒コンバータ１３を迂回することにはならないと判断できる。
そこで、ステップＳ２０５において、排気温度センサ２６で検出される排気温度ＴＥが、第２バンク（右バンク）１ｂの運転休止に見合う低下を示したと判断されると、ステップＳ２０６へ進む。
【００５６】
ステップＳ２０６では、前記切替弁１４に通電して、それまでの第２バンク（右バンク）１ｂからの排気を触媒コンバータ１３に導入させる状態から、第２バンク（右バンク）１ｂからの排気をバイパス排気通路７ｃに流す状態（バイパス排気通路７ｃを開き、接続部下流の排気通路７ｂを閉じる状態）に切り替える。
これにより、第２バンク１ｂの燃焼排気が触媒コンバータ１３で浄化されずにそのまま排出されてしまうことを回避しつつ、第２バンク１ｂの運転休止によって、温度の低い空気がそのまま触媒コンバータ１３に導入されることを回避できる。
【００５７】
一方、ステップＳ２０８において第２バンク１ｂの各気筒の運転を再開させる処理を実行すると、次のステップＳ２０９では、排気温度センサ２６で検出される排気温度ＴＥが、第２バンク（右バンク）１ｂの運転再開に見合う上昇変化を示したか否かを判断する。
前記排気温度ＴＥの上昇判定においては、排気温度センサ２６で検出される第２バンク１ｂ側の排気温度ＴＥが、運転再開による排気温度ＴＥの上昇を判定するために予め設定した閾値を上回ったか否かを判断させることができ、また、排気温度ＴＥの上昇速度や運転再開からの排気温度ＴＥの上昇幅と予め設定した閾値とを比較させることができる。
【００５８】
尚、上記排気温度ＴＥの上昇判定においても、前記排気温度ＴＥの検出値と比較させる閾値を、そのときの吸気温度（大気温度）、機関温度（冷却水温度）などから可変に設定することができる。
第２バンク１ｂの各気筒の運転が開始されても、最初の燃焼による燃焼排気が排気温度センサ２６に到達するまでは、排気温度センサ２６による検出値ＴＥは、第２バンク１ｂをそのまま通過してきた空気の温度を示すことになるが、最初の燃焼による燃焼排気が到達することで、急激な温度上昇を検出することになる。
【００５９】
そこで、排気温度センサ２６で検出される排気温度ＴＥが、第２バンク１ｂの運転再開に見合う上昇変化を示したと判断されたときには、第２バンク１ｂの排気を触媒コンバータ１３に導くようにしても、空気を触媒コンバータ１３に導入させることにはならないと判断できる。
そこで、ステップＳ２１０へ進んで、切替弁１４への通電を遮断して、それまでの第２バンク（右バンク）１ｂからの排気をバイパス排気通路７ｃに流して触媒コンバータ１３を迂回させていた状態から、第２バンク（右バンク）１ｂからの排気を触媒コンバータ１３に導入させる状態（バイパス排気通路７ｃを閉じ、接続部下流の排気通路７ｂを開く状態）に切り替える。
【００６０】
これにより、運転再開後の第２バンク１ｂからの燃焼排気を触媒コンバータ１３で浄化させることができると共に、最初の燃焼排気が到達する前に触媒コンバータ１３に至る経路が開かれることで、第２バンク１ｂを通過した空気が触媒コンバータ１３に導入されてしまうことを回避できる。
尚、第２実施形態においても、第２バンク（右バンク）１ｂの運転再開時には直ちにバイパス排気通路７ｃを閉じるようにすることができる。
【００６１】
また、第２バンク（右バンク）１ｂの運転休止を開始させる場合には、バイパス排気通路７ｃを開くタイミングを遅らせることが好ましく、更には、遅らせる期間が、余裕を見込んで長めに設定されるように、前記排気温度ＴＥの低下を判断させる閾値を設定することがより好ましい。
前記第１，第２実施形態では、第２バンク１ｂの休止・運転再開に対する燃焼排気と空気との入れ替わりの遅れを、排気中の酸素濃度或いは排気温度ＴＥに基づいて検出し、触媒コンバータ１３を迂回させるか否かを切り替えるようにしたが、前述のように、前記遅れは、最後の燃焼又は最初の燃焼による燃焼排気の輸送時間によるものである。
【００６２】
従って、第２バンク１ｂの休止・運転再開に対して前記輸送時間に相当する時間だけ遅らせて切替弁１４を切り替えることで、第１，第２の実施形態と同様なタイミングで、第２バンク１ｂからの排気の流通経路を切り替えることができる。
図５のフローチャートは、第２バンク１ｂの休止・運転再開からの経過時間の判定に基づいて切替弁１４を制御する第３実施形態を示す。
【００６３】
尚、第３実施形態では、切替弁１４の制御に酸素センサ２５ａ，２５ｂや排気温度センサ２６は不要であり、図１又は図３に示す構成から酸素センサ２５ａ，２５ｂ又は排気温度センサ２６を省略した内燃機関１に適用可能であり、また、酸素センサ２５ａ，２５ｂ及び／又は排気温度センサ２６を備える場合であってもそのまま適用できるので、内燃機関１のシステムとしては、図１又は図３を参照するものとする。
【００６４】
図５のフローチャートに示す第３実施形態の制御も、ステップＳ３０５及びステップＳ３０９の部分のみが、第１，第２実施形態を示す図２，図４のフローチャートと異なり、他のステップは同様な処理を行うので、ステップＳ３０５及びステップＳ３０９の部分を中心に説明する。
第２バンク１ｂの休止条件の成立に基づいてステップＳ３０４で第２バンク（右バンク）１ｂの休止処理を実行すると、次のステップＳ３０５では、休止処理の実行からの経過時間が、バイパス開始判定時間に達したか否かを判断する。
【００６５】
ここで、前記経過時間の計測開始時点を、休止条件の成立時や休止処理の開始時とし、計測時間と予め記憶された固定のバイパス開始判定時間とを比較させることができるが、休止によって最後となった燃焼の排気行程を、前記経過時間の計測開始タイミングとすることが好ましく、更に、前記バイパス開始判定時間を、排気の輸送時間に相関する機関回転速度ＮＥが高いほど短く設定することが好ましい。
【００６６】
前述のように、休止処理を実行しても最後の燃焼による排気が切替弁１４の部分を通過する前に、切替弁１４を制御して触媒コンバータ１３を迂回させてしまうと、燃焼排気が触媒コンバータ１３で浄化させずにそのまま排出されることになってしまう。
そこで、前記最後の燃焼による排気が切替弁１４の部分を通過するまでの遅れ時間の経過を待って、第２バンク１ｂからの排気が触媒コンバータ１３を迂回するようにするものであり、ステップＳ３０５で経過時間がバイパス開始判定時間に達したと判断されるまで、切替弁１４の切り替え制御を遅延させる。
【００６７】
そして、前記経過時間がバイパス開始判定時間に達したと判断された時点で、ステップＳ３０６へ進んで、前記切替弁１４に通電して、それまでの第２バンク（右バンク）１ｂからの排気を触媒コンバータ１３に導入させる状態から、第２バンク（右バンク）１ｂからの排気をバイパス排気通路７ｃに流す状態（バイパス排気通路７ｃを開き、接続部下流の排気通路７ｂを閉じる状態）に切り替える。
【００６８】
これにより、第２バンク１ｂの燃焼排気が触媒コンバータ１３で浄化されずにそのまま排出されてしまうことを回避しつつ、第２バンク１ｂの運転休止によって、温度の低い空気がそのまま触媒コンバータ１３に導入されることを回避できる。
一方、ステップＳ３０８において第２バンク１ｂの運転を再開させる処理を実行すると、次のステップＳ３０９では、運転再開の処理の実行からの経過時間がバイパス終了判定時間に達したか否かを判断する。
【００６９】
ここでも、前記経過時間の計測開始時点を、運転再開条件の成立時や再開処理の開始時とし、計測時間と予め記憶された固定のバイパス終了判定時間とを比較させることができるが、再開によって最初に燃焼された気筒の排気行程を、前記経過時間の計測開始タイミングとすることが好ましく、更に、前記バイパス終了判定時間を、排気の輸送時間に相関する機関回転速度ＮＥが高いほど短く設定することが好ましい。
【００７０】
運転の再開に対して、バイパス排気通路７ｃの閉制御を排気の輸送遅れ時間分だけ遅らせることで、まだ燃焼排気に入れ替わっていない状態から触媒コンバータ１３への導入経路が開かれて、触媒コンバータ１３に空気が導入されてしまうことを回避し、かつ、燃焼排気に切り換ってからは、燃焼排気を触媒コンバータ１３で浄化させてから排出できる。
尚、排気中の酸素濃度・排気温度・経過時間のうちの２つ以上を組み合わせて切り替えタイミングを判断させ、切替弁１４を制御させることができ、例えば、第２バンク１ｂの休止開始時には、排気中の酸素濃度・排気温度・経過時間に基づく切り替え判断のうちの最も遅いタイミングで切替弁１４を制御させ、第２バンク１ｂの運転再開時には、排気中の酸素濃度・排気温度・経過時間に基づく切り替え判断のうちの最も早いタイミングで切替弁１４を制御させることができる。
【００７１】
また、排気中の酸素濃度・排気温度を検出するセンサの設置位置が、内燃機関１（燃焼室５）に近い場合には、排気中の酸素濃度・排気温度に基づく切替タイミングの判断から判定時間が経過してから実際に切替弁１４の開閉状態を切替るようにできる。
更に、内燃機関１は、Ｖ型機関に限定されるものではなく、相互に独立の排気系を備える複数の気筒グループを備える直列機関，水平対向機関にも同様に適用できる。
【００７２】
また、上記実施形態では、全気筒に共通の触媒コンバータ１３を備える機関としたが、図６に示すように、各気筒グループ（各バンク）それぞれに専用の触媒コンバータ１３ａ，１３ｂを備える場合には、少なくとも気筒休止が行われる気筒グループ（バンク）の触媒コンバータ１３ａ，１３ｂを迂回するバイパス排気通路１９ａ，１９ｂを設けると共に、前記バイパス排気通路１９ａ，１９ｂと触媒コンバータ１３ａ，１３ｂとのいずれかの経路を選択する切替弁２７ａ，２７ｂを設ける。
【００７３】
そして、気筒休止・運転再開に対して、前記第１〜第３実施形態と同様に、休止されるバンクにおける排気中の酸素濃度・排気温度・経過時間に基づいて、対応する切替弁２７ａ，２７ｂの制御を遅らせて行わせることで、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂに空気が導入されることによる温度低下を抑止することができる。
図６に示す例では、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの双方に、バイパス排気通路１９ａ，１９ｂ及び切替弁２７ａ，２７ｂを設けてあるから、気筒休止が行われる気筒グループ（バンク）が、第１バンク１ａと第２バンク１ｂとのいずれかに切り替えられても、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂに空気が導入されてしまうことを回避できる。
【００７４】
そして、休止中に休止気筒の専用触媒に空気が導入されることを回避できれば、運転再開までの間に触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの温度が大きく低下したり、酸素吸蔵量が過剰になったりすることを回避でき、運転再開直後から触媒コンバータ１３ａ，１３ｂで排気を良好に浄化させることができる。
但し、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂをバイパスさせて空気を排出させても、休止期間が長くなると、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの温度低下や酸素吸蔵量の増大が避けられないので、例えば、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの温度が許容温度（活性温度）を下回った時点で運転を再開させたり、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの温度が許容温度（活性温度）を下回った時点で休止バンクを切り替えたりすることが好ましい。
【００７５】
また、図６に示したシステムにおいて、触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの下流側にも開閉弁を設け、例えば、第２バンク（右バンク）１ｂが休止される場合に、触媒コンバータ１３ｂを迂回して空気を流すと共に、触媒コンバータ１３ｂの前後を閉じて、触媒コンバータ１３ｂを閉塞空間内に閉じ込めるようにすれば、休止期間中における触媒コンバータ１３ｂの温度低下・酸素吸蔵量の増大をより抑止できる。
【００７６】
更に、図６に示すように、各バンク１ａ，１ｂそれぞれに専用の触媒コンバータ１３ａ，１３ｂを備える内燃機関１において、例えば第２バンク（右バンク）１ｂが休止される場合に、触媒コンバータ１３ｂをバイパスさせて第２バンク（右バンク）１ｂからの排気を流し、運転が継続されている第１バンク（左バンク）１ａの燃焼排気を、両触媒コンバータ１３ａ，１３ｂに分配して導入させるようにすることができる。係る構成とすれば、休止中における触媒コンバータ１３ａ，１３ｂの温度低下、酸素吸蔵量の増大をより一層抑止でき、運転再開時における排気エミッションをより低減させることができる。
【００７７】
また、図１，図３に示した、各気筒に共通の触媒コンバータを備える内燃機関１においても、図７に示すように、バイパス排気通路７ｃ及び切替弁１４の組み合わせ（バイパス手段）を、第１バンク１ａ及び第２バンク１ｂの双方に設け、前記図２，図４，図５のフローチャートに示す演算処理をバンク毎に個別に実行させれば、第１バンク１ａと第２バンク１ｂとのいずれが休止されても、共通の触媒コンバータ１３に空気が導入されてしまうことを回避できる。
【００７８】
運転を休止させるバンクの切り替えは、例えば、一部気筒を休止させる条件が成立しているときに、予め定めた時間毎に休止させるバンクを切り替えたり、休止バンクの温度低下に基づいて他方のバンクを休止させるようにしたりでき、係る休止バンクの切り替えに対応させて、排気をバイパスさせる対象バンクを切り替えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施形態における車両用内燃機関のシステム図。
【図２】前記第１実施形態における気筒休止及びバイパス制御の手順を示すフローチャート。
【図３】第２実施形態における車両用内燃機関のシステム図。
【図４】前記第２実施形態における気筒休止及びバイパス制御の手順を示すフローチャート。
【図５】気筒休止及びバイパス制御の手順の第３実施形態を示すフローチャート。
【図６】各バンクに触媒コンバータを個別に備える実施形態のシステム構成を示す図。
【図７】各バンクに共通の触媒コンバータに対するバイパス経路をバンク毎に備える実施形態のシステム構成を示す図。
【図８】動弁機構として可変作動角リフト機構ＶＥＬを備えた車両用内燃機関のシステム図。
【符号の説明】
【００８０】
１…内燃機関、５…燃焼室、７ａ，７ｂ…排気通路、７ｃ…バイパス排気通路（バイパス手段）、８ａ，８ｂ…吸気バルブ、９ａ，９ｂ…排気バルブ、１３…触媒コンバータ、１４…切替弁（バイパス手段）、１８ａ，１８ｂ…電磁駆動装置、２４…車速センサ、２５ａ，２５ｂ…酸素センサ（酸素濃度検出手段）、２６…排気温度センサ（排気温度検出手段）、３０…エンジンコントロールモジュール（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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