特許 6756531 内燃機関の制御方法及び制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6756531

(24)【登録日】2020年8月31日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】内燃機関の制御方法及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 17/02 20060101AFI20200907BHJP

   F02D 21/08 20060101ALI20200907BHJP

   F02D 13/02 20060101ALI20200907BHJP

   F02D 41/02 20060101ALI20200907BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20200907BHJP

   F02M 26/06 20160101ALI20200907BHJP

   F02M 26/17 20160101ALI20200907BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20200907BHJP

   F02B 37/12 20060101ALI20200907BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20200907BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20200907BHJP

   F02D 9/02 20060101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   F02D17/02 U

   F02D17/02 H

   F02D17/02 M

   F02D17/02 Q

   F02D21/08 301A

   F02D21/08 311A

   F02D21/08 311B

   F02D13/02 J

   F02D41/02

   F02D41/04

   F02D13/02 B

   F02M26/06 321

   F02M26/17

   F02B37/00 302F

   F02B37/12 302B

   F02B37/18 A

   F02M35/10 311E

   F02D9/02 C

   F02D9/02 S

   F02D9/02 311

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-134680(P2016-134680)

(22)【出願日】2016年7月7日

(65)【公開番号】特開2018-3782(P2018-3782A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年5月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】寺山 和宏

【審査官】 丸山 裕樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−１９２８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６５４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１０８８４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ９／００−２９／０６

Ｆ０２Ｄ ４１／００−４５／００

Ｆ０２Ｂ ３３／００−４１／１０

Ｆ０２Ｂ ４７／０８−４７／１０

Ｆ０２Ｍ ２６／００−２６／７４

Ｆ０２Ｍ ３５／００−３５／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

偶数個の気筒と、
排気通路と吸気通路とを接続し、排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気通路へ還流するＥＧＲ通路と、
このＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ制御弁と、を備え、
機関運転状態に応じて設定される目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時には、上記目標ＥＧＲ率の低下に応じてＥＧＲ制御弁を閉じる方向に制御する内燃機関の制御方法であって、
燃焼順序が奇数番目の気筒群又は偶数番目の気筒群の一方の気筒群に、上記ＥＧＲガスを含まない新気を供給可能な新気供給装置を備え、
上記新気供給装置は、上記ＥＧＲ通路が吸気通路へ接続するＥＧＲ導入口を経由せずに上記一方の気筒群へ新気を導入する新気供給通路と、この新気供給通路を開閉する新気流量制御弁と、を有し、
上記一方の気筒群に対して上記新気供給装置から新気を供給して燃焼を継続させる一方、他方の気筒群では燃焼を停止させることを特徴とする内燃機関の制御方法。

【請求項2】

上記ＥＧＲ低下時には、上記新気流量制御弁を開く方向へ制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項3】

上記ＥＧＲ導入口よりも下流側の吸気通路に設けられて吸気を過給するコンプレッサーを備えた過給機と、
上記コンプレッサーよりも下流側の吸気通路に設けられ、この吸気通路を開閉するスロットル弁と、を備え、
上記ＥＧＲ低下時には、上記スロットル弁を開く方向へ制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項4】

上記ＥＧＲ低下時に、ＥＧＲ率が所定値以下に低下すると、上記他方の気筒群の燃焼を再開するとともに、上記スロットル弁を閉じる方向に制御し、かつ、上記新気流量制御弁を閉じる方向へ制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項5】

上記過給機が、排気通路に設けられ、排気エネルギーにより駆動されて上記コンプレッサーを回転駆動するタービンを備え、
上記タービンをバイパスするバイパス通路に、過給圧を調整するウェイストゲートバルブが設けられ、
上記ＥＧＲ低下時に、加速要求を検知すると、上記他方の気筒群の燃焼を再開するとともに、この加速要求に応じて上記スロットル弁の開度を制御しつつ、上記ウェイストゲートバルブを閉じる方向へ制御し、かつ、上記新気流量制御弁を閉じる方向へ制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の制御方法。

【請求項6】

上記新気供給通路を経由して上記一方の気筒群へ新気を導入する新気導入経路と、
上記ＥＧＲ通路から吸気通路を経て上記他方の気筒群へＥＧＲガスを導入するＥＧＲ導入経路と、の連通・遮断を切り換える切換弁を有し、
上記ＥＧＲ低下時には、上記切換弁により上記新気導入経路と上記ＥＧＲ導入経路とを遮断することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。

【請求項7】

吸気弁もしくは排気弁のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更装置を備え、
上記ＥＧＲ低下時には、上記一方の気筒群に対して上記新気供給装置から新気を供給して燃焼を継続させる一方、他方の気筒群では燃焼を停止させるとともに、バルブオーバーラップが大きくなる方向に上記バルブタイミング変更装置を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。

【請求項8】

偶数個の気筒と、
排気通路と吸気通路とを接続し、排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気通路へ還流するＥＧＲ通路と、
このＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲ制御弁と、
燃焼順序が奇数番目の気筒群又は偶数番目の気筒群の一方の気筒群に、上記ＥＧＲガスを含まない新気を供給可能な新気供給装置と、
機関運転状態に応じて設定される目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時には、上記目標ＥＧＲ率の低下に応じてＥＧＲ制御弁を閉じる方向に制御し、かつ、上記一方の気筒群に対して上記新気供給装置から新気を供給して燃焼を継続させる一方、他方の気筒群では燃焼を停止させる制御部と、を備え、
上記新気供給装置は、上記ＥＧＲ通路が吸気通路へ接続するＥＧＲ導入口を経由せずに上記一方の気筒群へ新気を導入する新気供給通路と、この新気供給通路を開閉する新気流量制御弁と、を有することを特徴とする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、内燃機関の制御に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用の内燃機関、特にガソリン内燃機関では、昨今、過給機により排気量を低減させることにより燃費性能の向上を図り、出力性能を両立させる、いわゆるダウンサイジングターボ内燃機関が主流になりつつある。このような内燃機関において、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ還流するＥＧＲ装置を用い、ポンプロスの改善を図ると共に高負荷域でのノッキングを改善することにより燃費を向上させる技術が知られている。特に近年では、燃費向上の観点からＥＧＲ率（新気量に対するＥＧＲガス量の割合）の増加の要求はますます高まり、幅広い機関運転領域（機関回転数・負荷領域）で高いＥＧＲ率を得るための技術が要求されている。

【0003】

ここで、例えば減速時のようにＥＧＲガスを供給しているＥＧＲ領域からＥＧＲガスを供給しない非ＥＧＲ領域へと移行する際に、目標ＥＧＲ率の低下に伴いＥＧＲ制御弁を閉じる方向に制御すると、既に吸気系に残存するＥＧＲガスが燃焼室へ導入されてしまうことから、燃焼安定性が一時的に悪化するおそれがある。

【0004】

そこで特許文献１には、各気筒の燃焼室へ導入されるＥＧＲガス濃度に高低差が生じるように気流制御弁を設け、減速時には、ＥＧＲ濃度が濃い＃３，＃４気筒の燃焼を停止し、ＥＧＲ濃度が薄い＃１，＃２気筒の燃焼を継続することで、ＥＧＲガスの影響による燃焼安定性の悪化を抑制する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−１６２１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

直列４気筒の内燃機関における点火順序は、振動抑制を考慮して、一般的には＃１，＃３，＃４，＃２の順とされる。ここで、上記特許文献１に記載の技術では、点火順序が連続する２つの＃１，＃２気筒は燃焼を継続し、同じく点火順序が連続する２つの＃３，＃４気筒は燃焼を停止しているために、１サイクル中のトルク変動が大きくなり、運転性が悪化する。また、燃焼を継続する＃１，＃２気筒には、濃度が薄いながらもＥＧＲガスが導入されることから、やはりＥＧＲガスの影響によって燃焼が不安定となる可能性がある。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時に、吸気通路に残存するＥＧＲガスの影響により燃焼が不安定となることを確実に抑制しつつ燃焼を継続し、かつ、幾つかの気筒の燃焼を停止せさつつもトルク変動を最小限に抑制することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

燃焼順序が奇数番目の気筒群又は偶数番目の気筒群の一方の気筒群に、上記ＥＧＲガスを含まない新気を供給可能な新気供給装置を備える。上記新気供給装置は、ＥＧＲ通路が吸気通路へ接続するＥＧＲ導入口を経由せずに上記一方の気筒群へ新気を導入する新気供給通路と、この新気供給通路を開閉する新気流量制御弁と、を有している。機関運転状態に応じて設定される目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時には、上記目標ＥＧＲ率の低下に応じてＥＧＲ制御弁を閉じる方向に制御する。この際、上記一方の気筒群に対して上記新気供給通路から新気を供給して燃焼を継続させる一方、他方の気筒群では燃焼を停止させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、例えば減速時のように目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時に、吸気通路内に多くのＥＧＲガスが残存していると燃焼が不安定となり易いが、このようなＥＧＲ低下時に、燃焼を継続する一方の気筒群に対して新気供給装置によりＥＧＲガスを含まない新気を導入することで、燃焼安定性を確保することができる。

【0010】

その一方で、燃焼を停止する他方の気筒群による掃気によって、吸気通路内に残存するＥＧＲガスを速やかに排出することができるため、その後に燃焼を再開する際に、燃焼安定性を確保することができる。

【0011】

また、燃焼順序が奇数番目もしくは偶数番目の気筒群で燃焼を行なうようにしたので、燃焼間隔が一定となり、燃焼を停止する気筒を設けているにもかかわらず、トルク変動を最小限に抑制することができる。

【0012】

更に、燃焼を継続する一方の気筒群には、ＥＧＲガスが含まれない新気を新気供給装置を介して十分に供給することができるために、燃焼を停止する他方の気筒群によるトルク低下分を十分に補うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施例に係る制御方法及び制御装置が適用される内燃機関のシステム構成を簡略的に示し、切換弁を閉じている状態を示す構成図。

【図2】同じく上記第１実施例の内燃機関のシステム構成を簡略的に示し、切換弁を開いている状態を示す構成図。

【図3】上記第１実施例の制御の流れを示すフローチャート。

【図4】上記第１実施例のＥＧＲ低下時の態様を示すタイミングチャート。

【図5】本発明の第２実施例に係る制御方法及び制御装置が適用される内燃機関のシステム構成を簡略的に示す構成図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図示実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の第１実施例に係る制御装置及び制御方法が適用された内燃機関のシステム構成を簡略的に示している。

【0015】

この内燃機関１０は、直列４気筒型の火花点火式ガソリン内燃機関であり、各気筒の燃焼室１１には吸気通路１２と排気通路１３とが接続している。吸気通路１２は、所定容積を有する吸気コレクタ１４に接続する４本の吸気ブランチ通路１６を経由して各気筒の吸気ポートへ接続し、排気通路１３は、排気マニホールド１７の４本の排気ブランチ通路１８を経由して各気筒の排気ポートへ接続している。

【0016】

この内燃機関１０には、ターボ式の過給機２０が設けられている。この過給機２０は、排気通路１３に設けられたタービン２１と、吸気通路１２に設けられたコンプレッサー２２と、が一本のシャフト２３上に背中合わせに同軸上に設けられ、排気エネルギーによりタービン２１がコンプレッサー２２を回転駆動することにより過給が行なわれる。排気通路１３にはタービン２１をバイパスするバイパス通路２４が設けられ、このバイパス通路２４に、過給圧を調整するウェイストゲートバルブ２５が設けられている。

【0017】

また、この内燃機関１０には、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路１２へ還流するＥＧＲ装置（外部ＥＧＲ）が設けられている。このＥＧＲ装置は、吸気通路１２と排気通路１３とを接続するＥＧＲ通路２７と、このＥＧＲ通路２７に設けられ、ＥＧＲ通路２７を開閉することによって、新気に対するＥＧＲガスの割合であるＥＧＲ率及びＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ制御弁２８と、ＥＧＲ通路２７内を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー２９と、が設けられている。

【0018】

また、このＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路２７が吸気通路１２に接続するＥＧＲ導入口３０がコンプレッサー２２よりも上流側に配置された、いわゆるロープレッシャー型のＥＧＲ装置である。ＥＧＲ通路２７が排気通路１３に接続するＥＧＲ取出口３１は、タービン２１の下流側に設けられた三元触媒等の触媒３２よりも更に下流側に配置されている。

【0019】

吸気通路１２には、タービン２１よりも下流側に、吸入空気量を調整する電制のスロットル弁３３と、吸気を冷却するインタークーラー３４と、が配設されている。

【0020】

この内燃機関１０の点火順序は、＃１，＃３，＃４，＃２の順となっている。そして本実施例では、燃焼順序が奇数番目の奇数気筒群＃１，＃４と偶数番目の偶数気筒群＃２，＃３のうち、一方の気筒群である奇数気筒群＃１，＃４に、ＥＧＲガスを含まない新気を供給可能な新気供給装置を設けている。

【0021】

具体的には、この新気供給装置は、ＥＧＲ導入口３０を経由することなく、奇数気筒群＃１，＃４の各気筒へ新気を導入する新気供給通路４１と、この新気供給通路４１を開閉する新気流量制御弁４２と、を備えている。新気供給通路４１は、その上流側で、ＥＧＲ導入口３０よりも上流側の吸気通路１２に接続するとともに、下流側で、インタークーラー３４よりも下流側に位置する吸気コレクタ１４に接続している。

【0022】

この吸気コレクタ１４には、その一方側１４Ａ（図１の右側）に新気供給通路４１と奇数気筒群＃１，＃４の吸気ブランチ通路１６とが接続し、他方側１４Ｂ（図１の左側）に吸気通路１２と偶数気筒群＃２，＃３の吸気ブランチ通路１６とが接続しており、その中間に、一方側１４Ａと他方側１４Ｂとの連通・遮断を切換える切換弁４３が設けられている。

【0023】

図１に示すように、切換弁４３を閉じているとき、吸気コレクタ１４の内部空間が一方側１４Ａと他方側１４Ｂとに仕切られた形となる。従って、新気供給通路４１から吸気コレクタ１４の一方側１４Ａへ供給されるＥＧＲガスを含まない新気は、吸気ブランチ通路１６を経由して奇数気筒群＃１，＃４へ直接的に導入され、これら一連の経路が図中の破線で示す新気導入経路４４を構成している。また、ＥＧＲ通路２７が接続する吸気通路１２から吸気コレクタ１４の他方側１４Ｂへ供給されたＥＧＲガスを含む吸気ガスは、吸気ブランチ通路１６を経由して偶数気筒群＃２，＃３へ直接的に導入され、これら一連の経路が図中の破線で示すＥＧＲ導入経路４５を構成している。つまり、切換弁４３が閉じているとき、新気導入経路４４とＥＧＲ導入経路４５とが遮断される。

【0024】

一方、図２に示すように、切換弁４３を閉いているときには、吸気コレクタ１４内の一方側１４Ａと他方側１４Ｂとが連通する形となる。従って、ＥＧＲ通路２７が接続する吸気通路１２から吸気コレクタ１４の他方側１４Ｂへ供給されたＥＧＲガスを含む吸気ガスは、全ての吸気ブランチ通路１６を経由して全ての気筒へほぼ均等に供給される。

【0025】

また、この内燃機関１０には、吸気弁（もしくは排気弁）のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更装置５１を備えている。制御部５０は、各種制御を記憶及び実行可能であり、図示していないが、クランク角センサやエアフローメーター等の機関運転状態を検出する各種センサの検出信号に基づいて、上述したスロットル弁３３，ウェイストゲートバルブ２５，新気流量制御弁４２，ＥＧＲ制御弁２８，切換弁４３及びバルブタイミング変更装置５１のアクチュエータ等へ制御信号を出力し、その動作を制御する。

【0026】

図３は、制御部４０により実行される制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１１では、目標ＥＧＲ率を読み込む。この目標ＥＧＲ率は、吸入空気量に対するＥＧＲガス（外部ＥＧＲ）の目標流量の割合に相当し、機関回転数と機関負荷とに基づいて、予め設定されている目標ＥＧＲ率設定マップを参照して設定される。

【0027】

ステップＳ１２では、目標ＥＧＲ率が、所定のしきい値以上低下するＥＧＲ低下（過渡）状態であるか否かを判定する。例えば、所定期間前の目標ＥＧＲ率に対して今回の目標ＥＧＲ率がしきい値以上低下しているかで判定する。なお、ＥＧＲ低下状態の判定はこれに限らず、例えば、ＥＧＲ領域での運転中に減速状態となると、目標ＥＧＲ率が低下してＥＧＲ領域から非ＥＧＲ領域へ移行する過渡状態であると判断して、ＥＧＲ低下状態であると判定するようにしても良い。

【0028】

ステップＳ１２において、ＥＧＲ低下状態であると判定されると、本実施例の要部をなすＥＧＲ低下時の制御処理（ステップＳ１３〜ステップＳ１８）が実行される。先ずステップＳ１３では、燃焼順序が偶数の偶数気筒群＃２，＃３の燃料噴射を停止して、燃焼を停止する。ステップＳ１４では、スロットル弁３３を開方向へ制御する。具体的にはスロットル弁３３を全開とする。これにより、燃焼を停止する偶数気筒群＃２，＃３の掃気を促進して、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスを速やかに排気通路１３へ排出し、燃焼再開時の燃焼安定性を向上させることができる。

【0029】

ステップＳ１５では、切換弁４３により新気導入経路４４とＥＧＲ導入経路４５とを遮断する。この結果、燃焼を継続する奇数気筒群＃１，＃４には、新気導入経路４４を経由してＥＧＲガスが含まれない新気のみが導入されることとなり、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスは、ＥＧＲ導入経路４５を通して燃焼を停止する偶数気筒群＃２，＃３へと供給される。

【0030】

ステップＳ１６では、新気流量制御弁４２を開方向に制御する。具体的には、燃焼を停止する偶数気筒群のトルク低下を補うように、新気流量制御弁４２を開方向に制御して、奇数気筒群＃１，＃４に導入される新気量を増加させる。

【0031】

ステップＳ１７では、過給状態であるか否かを判定する。過給状態である場合には、バルブタイミング変更装置５１によりバルブオーバーラップを増大させる。これによって、燃焼を停止している偶数気筒群＃２，＃３の掃気を促進し、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスを速やかに排出させている。

【0032】

ステップＳ１９及びステップＳ２０は、ＥＧＲ低下状態における制御処理（ステップＳ１３〜ステップＳ１８）の終了条件である。ステップＳ１９では、実ＥＧＲ率が所定値未満まで低下したか否かを判定する。実ＥＧＲ率は、例えば機関回転数や機関負荷等の機関運転状態に基づいて推定される。実ＥＧＲ率が所定値未満となると、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスが十分に少なくなり、安定した燃焼を行なうことができると判断して、ステップＳ２１以降へ進み、ＥＧＲ低下時の制御の終了処理を実行する。また、ステップＳ２０では、加速要求が有るか否かを判定する。例えば、運転者によりアクセルペダルが踏み込み操作された場合に加速要求有と判定される。ステップＳ２０で加速要求有と判定された場合にも、加速要求に応じたトルクが得られるように、ステップＳ２１以降へ進み、ＥＧＲ低下時の制御の終了処理を実行する。

【0033】

ステップＳ２１では、燃焼を停止している偶数気筒群＃２，＃３の燃料噴射を再開して、燃焼を再開する。ステップＳ２２では、掃気のために全開としていたスロットル弁３３を閉方向に制御する。つまり、目標吸入空気量が得られるようにスロットル弁３３を制御する。ステップＳ２３では、切換弁４３を開として、新気導入経路４４とＥＧＲ導入経路４５とを連通させる。これにより、吸気通路１２から吸気コレクタ１４内に導入された吸気が全ての気筒にほぼ均等に供給される。そしてステップＳ２４では、新気流量制御弁４２を閉じて、本ルーチンを終了する。

【0034】

図４は、このような本実施例の制御を適用した場合のＥＧＲ低下時におけるタイミングチャートである。部分負荷での、いわゆるＲ／Ｌ走行状態から運転者がアクセルペダルの開度を減少させて（図４（Ａ）参照）、減速状態へ移行すると（時刻ｔ１）、図４（Ｇ）に示すように目標ＥＧＲ率が低下してＥＧＲ低下状態となり、上述したＥＧＲ低下時の制御（ステップＳ１３〜Ｓ１８）が実行される。すなわち、図４（Ｂ）に示すように切換弁４３を閉じて新気導入経路４４とＥＧＲ導入経路４５とを遮断するとともに、図４（Ｆ）に示すように偶数気筒群＃２，＃３の燃料カットフラグを立てて燃焼を停止する。この際、図４（Ｅ）に示すようにスロットル弁３３を全開として、燃焼を停止している偶数気筒群＃２，＃３に対して掃気を促進することで、ＥＧＲ導入経路４５内に残存するＥＧＲガスを速やかに排出させることができる。

【0035】

また、ＥＧＲ低下時（ｔ１）に、新気流量制御弁４２を開き方向に制御することで、新気導入経路４４を通して奇数気筒群＃１，＃４に導入される新気空気量を増加させており、これによって、燃焼を停止している偶数気筒群＃２，＃３分のトルク低下を補うことができる。

【0036】

目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時には、吸気通路１２に残存するＥＧＲガスの影響により、吸入空気量の減少に対して実ＥＧＲ率が一時的に上昇し、図４（Ｈ），（Ｉ）の破線の特性で示すように、実ＥＧＲ率が失火限界を超えてしまい、燃焼安定性が悪化するおそれがある。これに対して本実施例では、上記の制御を実施することで、奇数気筒群＃１，＃４には新気導入経路４４を通してＥＧＲガスが含まれない新気が導入されることから、図４（Ｈ）の実線の特性で示すように、ＥＧＲ低下時点ｔ１から実ＥＧＲ率が速やかに低下していき、実ＥＧＲ率が失火限界を超えて上昇するおそれがないので、安定した燃焼を実現できる。

【0037】

また、図４（Ｉ）に示すように、偶数気筒群＃２，＃３では、燃焼を停止しているので、内部ＥＧＲ（排気ポートから燃焼室へ逆流する排気ガス）が増加することがなく、掃気により新気導入経路４４内に残存するＥＧＲガスが排出されることで、実ＥＧＲ率は速やかに低下していく。従って、燃焼を再開する際の燃焼安定性を向上することができる。

【0038】

次に、図４を参照して本発明の第２実施例について説明する。なお、上記第１実施例と同じ構成要素には同じ参照符号を付して重複する説明を省略し、異なる部分について主に説明する。

【0039】

吸気通路１２は、排気通路１３と同様、吸気マニホールド１５の４本の吸気ブランチ通路１６を介して各気筒の燃焼室１１に接続している。そして、新気供給通路４１は、新気流量制御弁４２の下流側で二股状に分岐し、この分岐部４１Ａで奇数気筒群を構成する＃１気筒と＃４気筒の吸気ブランチ通路１６にそれぞれ接続している。従って、ＥＧＲ低下時に新気流量制御弁４２を開くと、新気供給通路４１及びその分岐部４１Ａから＃１気筒と＃４気筒の吸気ブランチ通路１６を経て、ＥＧＲガスを含まない新気が奇数気筒群＃１，＃４の燃焼室１１内へ導入される。

【0040】

なお、この第２実施例では、新気導入経路とＥＧＲ導入経路とを遮断する切換弁を設けていないので、ＥＧＲ低下時に、ＥＧＲガスを含む吸気の一部が、燃焼を継続している奇数気筒群＃１，＃４にも供給される可能性はある。しかしながら、奇数気筒群＃１，＃４には新気供給通路４１を通して多くの新気が導入されるために、吸気通路１２から吸気マニホールド１５へ供給されるＥＧＲガスを含む吸気は、その大半が燃焼を停止している偶数気筒群＃２，＃３へと供給されることとなり、奇数気筒群＃１，＃４に供給されるＥＧＲガスはわずかなものとなる。

【0041】

次に、上述した第１，第２実施例の特徴的な構成及び作用効果について、以下に列記する。

【0042】

［１］偶数個の気筒と、排気通路１３と吸気通路１２とを接続し、排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気通路１２へ還流するＥＧＲ通路２７と、このＥＧＲ通路２７を開閉するＥＧＲ制御弁２８と、燃焼順序が奇数番目の気筒群又は偶数番目の気筒群の一方の気筒群に、ＥＧＲガスを含まない新気を供給可能な新気供給装置と、を備える。機関運転状態に応じて設定される目標ＥＧＲ率が低下するＥＧＲ低下時には、目標ＥＧＲ率の低下に応じてＥＧＲ制御弁２８を閉じる方向に制御する。このとき、上記一方の気筒群に対して上記新気供給装置から新気を供給して燃焼を継続させる一方、他方の気筒群では燃焼を停止する。

【0043】

例えば過給状態からの減速時に、目標ＥＧＲ率が低下してＥＧＲ領域から非ＥＧＲ領域へ移行する過渡期（ＥＧＲ低下時）には、吸気通路１２内に多くのＥＧＲガスが残存しているために、燃焼が不安定となり易いが、このようなＥＧＲ低下時に、燃焼を継続する一方の気筒群に対して新気供給装置によりＥＧＲガスを含まない新気を導入することで、燃焼安定性を確保することができる。

【0044】

その一方で、燃焼を停止する他方の気筒群による掃気によって、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスを速やかに排出することができる。従って、燃焼再開後の燃焼安定性を確実に確保することができる。

【0045】

また、燃焼順序が奇数番目もしくは偶数番目の気筒群のいずれかで燃焼を行なうようにしているので、燃焼間隔が一定となり、燃焼を停止する気筒を設けているにもかかわらず、トルク変動を最小限に抑制することができる。

【0046】

更に、燃焼を停止する気筒群によるトルク低下分を補うように、燃焼を継続する気筒群には略２倍の空気量が必要となるが、新気供給通路４１を経由して新気を導入することができるために、十分な新気空気量を確保することが可能である。しかも、このように新気空気量の増大によって、内部ＥＧＲが低減し、その分、外部ＥＧＲ率を高めに設定することが可能となり、燃費性能の更なる向上を図ることができる。

【0047】

［２］上記の新気供給装置は、例えば上記実施例のように、ＥＧＲ通路２７が吸気通路１２へ接続するＥＧＲ導入口３０を経由せずに一方の気筒群へ新気を導入する新気供給通路４１と、この新気供給通路４１を開閉する新気流量制御弁４２と、を有している。このように、本来の吸気通路１２とは別の通路である新気供給通路４１を設けることで、ＥＧＲ低下時に、燃焼を継続する気筒群に対し、新気供給通路４１を通してＥＧＲガスを含まない新気を十分に供給することができる。

【0048】

［３］具体的には、ＥＧＲ低下時には、新気流量制御弁４２を開く方向へ制御することで、ＥＧＲ低下時に限り、燃焼を継続する気筒群に対してＥＧＲガスを含まない新気を十分に供給することが可能となる。

【0049】

［４］ＥＧＲ導入口３０よりも下流側の吸気通路１２に設けられて吸気を過給するコンプレッサー２２を備えた過給機２０と、上記コンプレッサー２２よりも下流側の吸気通路１２に設けられ、この吸気通路１２を開閉する電制のスロットル弁３３と、を備える構成の場合、上記ＥＧＲ低下時には、上記スロットル弁３３を開く方向へ制御する。

【0050】

このように、ＥＧＲ低下時にスロットル弁３３を開く方向へ制御することで、燃焼を停止する気筒群での掃気が促進されて、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスを速やかに排出し、その後に燃焼を再開するときの燃焼安定性を確保することができる。

【0051】

このような掃気によるＥＧＲガス排出効果を得るために、燃焼を停止する気筒群についても、ピストンストローク運動停止や吸排気弁停止を行なわないようにしている。

【0052】

［５］ＥＧＲ低下時に、ＥＧＲ率が所定値以下に低下すると、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスが十分に排出されたと判断して、通常制御に切り換える。つまり、燃焼を停止している気筒群の燃焼を再開し、スロットル弁３３を閉じる方向に制御するとともに、新気流量制御弁４２を閉じる方向へ制御する。

【0053】

［６］あるいは、ＥＧＲ低下時に、加速要求を検知した場合にも、加速要求に応じたトルクが得られるように、通常運転へ切り換える。つまり、燃焼を停止している気筒群の燃焼を再開し、加速要求に応じてスロットル弁３３の開度を制御しつつ、ウェイストゲートバルブ２５を閉じる方向へ制御し、かつ、新気流量制御弁４２を閉じる方向へ制御する。

【0054】

［７］上記第１実施例においては、新気供給通路４１を経由して一方の気筒群へ新気を導入する新気導入経路４４と、ＥＧＲ通路２７よりも下流側の吸気通路１２を経て他方の気筒群へＥＧＲガスを導入するＥＧＲ導入経路４５と、の連通・遮断を切り換える切換弁４３を有している。そしてＥＧＲ低下時には、切換弁４３により新気導入経路４４とＥＧＲ導入経路４５とを遮断する。

【0055】

この切換弁４３による遮断により、新気導入経路４４内にＥＧＲガスが混入することを更に確実に抑制し、燃焼を継続する気筒群の燃焼安定性を更に向上することができる。

【0056】

［８］吸気弁もしくは排気弁のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更装置５１を備える構成の場合、ＥＧＲ低下時の、特に過給状態では、バルブオーバーラップが大きくなる方向にバルブタイミング変更装置５１を制御する。これによって、燃焼を停止する気筒の掃気を促進し、吸気通路１２内に残存するＥＧＲガスをより速やかに排出することができる。

【0057】

以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形・変更を含むものである。例えば、排気弁のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング変更装置を用いる構成としても良い。また、直列４気筒型の内燃機関に限らず、Ｖ型６気筒やＶ型８気筒等の他の気筒数や形式の内燃機関にも本発明を同様に適用することができる。

【0058】

更に、新気供給通路４１に逆止弁を設けて、燃焼室１１側から吸気通路１２へ向かう方向の逆流を確実に防止するようにしても良い。

【0059】

また、上記実施例とは逆に、燃焼順序が偶数番目の偶数気筒群では燃焼を停止し、燃焼順序が奇数番目の奇数気筒群では燃焼を継続する構成としても良い。

【符号の説明】

【0060】

１０…内燃機関
１１…燃焼室
１２…吸気通路
１３…排気通路
１４…吸気コレクタ
２０…過給機
２２…コンプレッサー
２５…ウェイストゲートバルブ
２７…ＥＧＲ通路（ＥＧＲ装置）
２８…ＥＧＲ制御弁（ＥＧＲ装置）
３０…ＥＧＲ導入口
３３…スロットル弁
４１…新気供給通路（新気供給装置）
４２…新気流量制御弁（新気供給装置）
４３…切換弁
５０…制御部
５１…バルブタイミング変更装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】