JP5759512B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ｍ（ｍは３以上の整数）個の気筒を有し、ｍ個の気筒の全てを運転する全気筒運転モードと、ｍ個の気筒の一部の運転を休止する部分気筒運転モードとに運転モードを切換可能な２ストロークサイクル式の内燃機関の制御装置に関する。

従来、内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、３気筒型の２ストロークサイクルエンジンであり、動力源として小型滑走艇に搭載されている関係上、小型滑走艇が滑走中にジャンプし、インペラの回転抵抗が低下したときに、過回転状態になるおそれがある。それを回避するために、この制御装置では、同文献の図４に示す制御処理によって、内燃機関の運転モードが、３気筒全てを運転する全気筒運転モードから、１つ以上の気筒の運転を休止する部分気筒運転モードに切り換えられる。なお、以下の説明では、部分気筒運転モード中、運転を継続する気筒を「稼動気筒」といい、運転を休止する気筒を「休止気筒」という。

具体的には、エンジン回転数Ｒが所定値Ｒ１を超えた状態で、その継続時間Ｓが所定値Ｓ１を超えたときには、１気筒への燃料噴射及び混合気の点火が休止され、内燃機関の運転モードが、全気筒運転モードから１気筒休止の部分気筒運転モードに切り換えられる（ステップ３）。そして、１気筒休止の部分気筒運転モード中において、エンジン回転数Ｒが所定値Ｒ２未満になったときには、ステップ５で、休止気筒への燃料噴射及び混合気の点火が再開され、全気筒運転モードに復帰する。一方、Ｒ≧Ｒ２の状態の継続時間Ｓが所定値Ｓ２を超えたときには、１気筒休止の部分気筒運転モードから、さらに１気筒の運転を休止する２気筒休止の部分気筒運転モードに切り換えられる（ステップ８）。

特開２００２−３０９７５号公報

特許文献１の制御装置によれば、部分気筒運転モード中、休止気筒への燃料噴射が休止されるので、全気筒運転モードのみを実行する場合と比べて、省燃費運転を実現することが可能である。しかし、部分気筒運転モード中、休止気筒が回転抵抗になってしまうので、その分、燃料消費量が増大することで、商品性が低下してしまう。これに加えて、部分気筒運転モードを実行した場合、一部の気筒の運転を停止することにより、燃焼エネルギの発生タイミングが不等間隔になってしまうことで、内燃機関の運転中に発生する振動が大きくなってしまい、結果的に、商品性がさらに低下してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、運転モードが全気筒運転モードと部分気筒運転モードとに切り換えられる場合において、部分気筒運転モード中の燃料消費量を低減することができ、振動の発生を抑制することができ、商品性を向上させることが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。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、稼動気筒（第１及び第３気筒４ａ，４ｃ）及び休止気筒（第２気筒４ｂ）で構成されたｍ（ｍは３以上の整数）個の気筒（第１〜第３気筒４ａ〜４ｃ）と、ｍ個の気筒の各々に設けられた排気ポート１１ａ及び副排気ポート１３ａと、排気ポート１１ａを開閉する排気弁１０と、副排気ポート１３ａを開閉する副排気弁１２と、互いに隣り合う稼動気筒と休止気筒との間に延び、隣り合う２つの気筒の副排気ポート１３ａ，１３ａを介して２つの気筒を連通させる連通路（副排気通路１３）と、を有し、ｍ個の気筒を全て運転する全気筒運転モード（パワーモード）と、稼動気筒を運転するとともに休止気筒の運転を休止する部分気筒運転モード（エコモード）とに、運転モードを切り換えて運転可能な２ストロークサイクル式の内燃機関３の制御装置１であって、排気弁１０を開閉駆動するとともに、開閉状態を変更する排気弁駆動装置（第１〜第３リフト切換機構１４〜１６）と、副排気弁１２を開閉駆動するとともに、開閉状態を変更する副排気弁駆動装置（第１〜第３リフト切換機構１４〜１６）と、全気筒運転モード中、排気弁１０が排気行程で開弁し、副排気弁１２が全行程で閉弁状態に保持されるように、排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置を制御するとともに、部分気筒運転モード中、稼動気筒（第１及び第３気筒４ａ，４ｃ）の排気弁１０が全行程で閉弁状態に保持され、休止気筒（第２気筒４ｂ）の排気弁１０が排気行程で開弁するとともに、稼動気筒が排気行程にあるときに全気筒（第１〜第３気筒４ａ〜４ｃ）の副排気弁１２が開弁するように、排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置を制御する制御手段（ＥＣＵ２）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の全気筒運転モード中、排気弁が排気行程で開弁し、副排気弁が全行程で閉弁状態に保持されるように、排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置が制御されるとともに、部分気筒運転モード中、稼動気筒の排気弁が全行程で閉弁状態に保持され、休止気筒の排気弁が排気行程で開弁するとともに、稼動気筒が排気行程にあるときに全気筒の副排気弁が開弁するように、排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置が制御される。この内燃機関の場合、２ストロークサイクル式のものであるので、内燃機関の運転中、互いに隣り合う稼動気筒及び休止気筒においては、稼動気筒のピストンが下死点にあるときに、休止気筒のピストンが上死点にあることになる。そのため、部分気筒運転モード中、稼動気筒では、排気行程中、そのピストンが下死点付近から上死点側に移動する状況下で、排気弁が閉弁した状態で副排気弁が開弁することになるとともに、休止気筒では、膨張行程中、そのピストンが上死点付近から下死点側に移動する状況下で、排気弁が閉弁した状態で副排気弁が開弁することになる（後述する図９参照）。

その結果、稼動気筒の膨張行程中に稼動気筒内で膨張した燃焼ガスは、稼動気筒が排気行程に移行すると、連通路を介して休止気筒内に流れ込み、膨張し続けることになるので、そのように燃焼ガスの膨張が継続する分、内燃機関は外部に対してさらに仕事をすることになる。それにより、部分気筒運転モード中、燃焼ガスを稼動気筒のみで膨張させる場合と比べて、より高膨張比の運転を実現することができ、内燃機関の仕事率及び熱効率を向上させることができる。その結果、燃料消費量を低減することができ、商品性を向上させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の制御装置１において、内燃機関３は、排気ポート１１ａ及び掃気ポート９ａがそれぞれ、各気筒の上側及び下側に配置されたユニフロータイプのものであり、休止気筒（第２気筒４ｂ）の掃気ポート９ａに連通する吸気通路８（分岐通路部８ｂ）と、吸気通路を開閉する吸気通路弁（シャッタ弁１８ａ）とをさらに有しており、吸気通路弁を開閉駆動するとともに、開閉状態を変更する吸気通路弁駆動装置（シャッタ弁機構１８）をさらに備え、制御手段は、部分気筒運転モード中、休止気筒が少なくとも吸気行程にあるときに吸気通路弁が閉弁状態に保持されるように、吸気通路弁駆動装置を制御する（ステップ７）ことを特徴とする。

この内燃機関の場合、排気ポート及び掃気ポートがそれぞれ、各気筒の上側及び下側に配置されたユニフロータイプのものであるので、部分気筒運転モード中、休止気筒が吸気行程にあるときに吸気通路弁が開弁していると、新気が吸気通路を介して休止気筒内に流れ込むことになる。その結果、休止気筒では、ピストンが下死点付近から上死点側に移動する際、新気を排出するために仕事をすることになり、その分、内燃機関の熱効率が低下するおそれがあるとともに、排気が酸素過剰状態になることで、排気通路の触媒の排気浄化能力が低下するおそれがある。これに対して、この内燃機関の制御装置によれば、部分気筒運転モード中、休止気筒が少なくとも吸気行程にあるときに吸気通路弁が閉弁状態に保持されるように、吸気通路弁駆動装置が制御されるので、休止気筒が吸気行程にあるときに、新気が流れ込むことがなくなることで、ピストンが下死点付近から上死点側に移動する際、新気を排出するための仕事をする必要がなくなる分、内燃機関の熱効率を高めることができるとともに、排気が酸素過剰状態になるのを回避でき、排気通路の触媒の排気浄化能力を良好な状態に維持することができる。その結果、ユニフロータイプの内燃機関を制御する場合において、請求項１に係る発明の作用効果を適切に得ることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関３の制御装置１において、ｍは３の倍数であり、ｍ個の気筒のうちの２つの稼動気筒（第１及び第３気筒４ａ，４ｃ）は、休止気筒（第２気筒４ｂ）を挟むように配置され、休止気筒よりもボアが小さく設定されていることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、休止気筒を挟むように配置された２つの稼動気筒は、休止気筒よりもボアが小さく設定されているので、３の倍数個の気筒を有する内燃機関の場合には、休止気筒のボアが稼動気筒と同一に構成されているときと比べて、２つの稼動気筒におけるピストンの慣性質量を休止気筒のピストンに近づけることができ、それにより、運転時の振動及び騒音を抑制することができる。同じ理由により、２つの稼動気筒からの燃焼ガスを休止気筒内で適切に膨張させることができ、前述した高膨張比運転を実現することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関３の制御装置１において、ｍは３の倍数であり、ｍ個の気筒のうちの２つの稼動気筒は、休止気筒を挟むように配置され、休止気筒よりもストロークが小さく設定されていることを特徴とする。

この内燃機関の制御装置によれば、休止気筒を挟むように配置された２つの稼動気筒は、休止気筒よりもストロークが小さく設定されているので、３の倍数個の気筒を有する内燃機関の場合には、休止気筒のストロークが稼動気筒と同一に構成されているときと比べて、２つの稼動気筒におけるピストンの慣性質量を休止気筒のピストンに近づけることができ、それにより、運転時の振動及び騒音を抑制することができる。同じ理由により、２つの稼動気筒からの燃焼ガスを休止気筒内で適切に膨張させることができ、前述した高膨張比運転を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る制御装置を適用した内燃機関の構成を模式的に示す平面図である。 内燃機関の構成を模式的に示す断面図である。 制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。 吸排気制御処理を示すフローチャートである。 燃焼制御処理を示すフローチャートである。 エコモード用の燃焼制御処理を示すフローチャートである。 パワーモード用の燃焼制御処理を示すフローチャートである。 パワーモード中、第１及び第３気筒のピストンが（ａ）上死点位置にあるときと（ｂ）下死点位置にあるときの動作状態を示す図である。 エコモード中、第１及び第３気筒のピストンが（ａ）上死点位置にあるときと（ｂ）下死点位置にあるときの動作状態を示す図である。 エコモード中の仕事を示す理論上のＰ−Ｖ線図である。 内燃機関の変形例の構成を模式的に示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図３に示すように、第１実施形態の制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、後述するように、図１，２に示す内燃機関（以下「エンジン」という）３の運転状態などを制御する。

このエンジン３は、２ストロークサイクル式の直列３気筒ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。エンジン３は、第１〜第３気筒４ａ〜４ｃ及び第１〜第３ピストン５ａ〜５ｃを備えており、図８，９に示すように、図示しないクランクシャフトの構成により、エンジン運転中、第１及び第３気筒４ａ，４ｃは、互いに同一の位相で運転されるとともに、第２気筒４ｂに対して、１８０°分、位相がずれた状態で運転される。また、図１，２に示すように、第１及び第３気筒４ａ，４ｃのボアは、互いに同一に設定されているとともに、第２気筒４ｂのボアは、第１及び第３気筒４ａ，４ｃよりも大きく設定されている。この理由については後述する。

このエンジン３の場合、後述する制御処理によって、その運転モードがパワーモードとエコモードとに切り換えられるように構成されており、このパワーモードは、エンジン出力を優先するために、全気筒４ａ〜４ｃが運転される全気筒運転モードに設定されている。また、エコモードは、省燃費を優先するために、稼動気筒としての第１及び第３気筒４ａ，４ｃが運転されるとともに、休止気筒としての第２気筒４ｂの運転が休止される部分気筒運転モードに設定されている。

このエンジン３のシリンダヘッドには、燃焼室に臨むように、燃料噴射弁６及び点火プラグ７（いずれも図３に１つのみ図示）が取り付けられており、エンジン運転中、燃料は燃料噴射弁６によって燃焼室内に直接噴射される。すなわち、エンジン３は、筒内噴射式エンジンとして構成されている。この燃料噴射弁６は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によって、後述するように、その燃料噴射量及び噴射時期が制御される。

また、点火プラグ７もＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２から点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられることによって放電し、それにより、燃焼室内の混合気を燃焼させる。

このエンジン３の吸気通路８は、１つの主通路部８ｄと、これから分岐して第１〜第３気筒４ａ〜４ｃにそれぞれ接続された３つの分岐通路部８ａ〜８ｃとを備えている。

また、第１気筒４ａの下側には、掃気室９が設けられており、分岐通路部８ａは、この掃気室９に接続されている。この掃気室９は、断面矩形で第１気筒４ａを取り囲むように環状に配置されており、この掃気室９に対応する第１気筒４ａの壁には、８つの掃気ポート９ａが形成されている。これらの掃気ポート９ａは、互いに同じサイズを有し、第１気筒４ａの周方向に等間隔で配置されている。

この第１気筒４ａでは、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、第１ピストン５ａの上端が掃気ポート９ａの上縁よりも下側にあるときには、これらの掃気ポート９ａを介して、掃気室９内と第１気筒４ａ内が互いに連通する。それにより、エンジン３の運転中、吸気通路８からの空気（すなわち新気）が、これらの掃気ポート９ａを介して、第１気筒４ａ内に導入される。

また、第１気筒４ａのシリンダヘッドには、排気通路１１と、排気通路１１の排気ポート１１ａを開閉する排気弁１０と、副排気通路１３（連通路）と、副排気通路１３の副排気ポート１３ａを開閉する副排気弁１２などが設けられている。

これらの排気弁１０及び副排気弁１２は、第１リフト切換機構１４に連結されている。この第１リフト切換機構１４は、本出願人が特開２０００−２２７０１３号公報などで既に提案したものと同様に構成されているので、その詳細な説明はここでは省略するが、排気弁１０及び副排気弁１２の最大揚程（以下「リフト」という）を２段階に変更するものであり、排気カムシャフトに一体に設けられた休止カム及び稼動カム（いずれも図示せず）と、ＥＣＵ２に接続された第１リフト制御弁１４ａ（図３参照）などを備えている。

この第１リフト切換機構１４では、ＥＣＵ２により第１リフト制御弁１４ａが制御されることによって、その動作モードがパワーモードとエコモードとの間で切り換えられる。この場合、排気弁１０は、パワーモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、稼動カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁する（図８（ｂ）参照）。それにより、排気行程中、第１気筒４ａ内の燃焼ガスが排気通路１１側に排出される。また、排気弁１０は、エコモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、休止カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、全行程で閉弁状態に保持される（図９（ａ），（ｂ）参照）。

一方、副排気弁１２は、パワーモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、休止カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、閉弁状態に保持される（図８（ａ），（ｂ）参照）。さらに、副排気弁１２は、エコモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、稼動カムのみによって駆動されることで、排気行程中、所定のリフトで所定期間、開弁する（図９（ｂ）参照）。その際、後述するように、第２気筒４ｂの副排気弁１２も開弁することによって、第１気筒４ａ内の燃焼ガスは、副排気通路１３内を介して、第２気筒４ｂ内に流れ込む。

また、前述した第２気筒４ｂの下側にも、第１気筒４ａと同様に、掃気室９が設けられており、前述した分岐通路部８ｂは、この掃気室９に接続されている。この掃気室９は、第１気筒４ａの掃気室９と同様に構成されており、この掃気室９に対応する第２気筒４ｂの壁には、８つの掃気ポート９ａが形成されている。これらの掃気ポート９ａは、第１気筒４ａの掃気ポート９ａと同様に、互いに同じサイズを有し、第２気筒４ｂの周方向に等間隔で配置されている。

さらに、この第２気筒４ｂでは、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、第２ピストン５ｂの上端が掃気ポート９ａの上縁よりも下側にあるときには、これらの掃気ポート９ａを介して、掃気室９内と第２気筒４ｂ内が互いに連通する。それにより、エンジン３の運転中、後述するシャッタ弁１８ａが開弁状態にあるときには、吸気通路８からの空気（すなわち新気）が、これらの掃気ポート９ａを介して、第２気筒４ｂ内に導入される。

一方、第２気筒４ｂのシリンダヘッドには、排気通路１１と、排気通路１１の排気ポート１１ａを開閉する排気弁１０と、第１及び第３気筒４ａ，４ｃにそれぞれ接続された２つの副排気通路１３，１３と、２つの副排気通路１３，１３の副排気ポート１３ａ，１３ａを開閉する副排気弁１２，１２などが設けられている。

これらの排気弁１０及び副排気弁１２，１２は、第２リフト切換機構１５に連結されている。この第２リフト切換機構１５は、前述した第１リフト切換機構１４と同様に構成されており、排気カムシャフトに一体に設けられた休止カム及び稼動カム（いずれも図示せず）と、ＥＣＵ２に接続された第２リフト制御弁１５ａ（図３参照）などを備えている。

この第２リフト切換機構１５では、第１リフト切換機構１４と同様に、ＥＣＵ２により第２リフト制御弁１５ａが制御されることによって、第２リフト切換機構１５の動作モードがパワーモードとエコモードとの間で切り換えられる。第２気筒４ｂでは、これらのパワーモード及びエコモードのときに、排気カムシャフトが回転した際、排気弁１０は、稼動カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁する（図８（ａ）及び図９（ａ））。それにより、排気行程中、第２気筒４ｂ内の燃焼ガスが排気通路１１側に排出される。

一方、２つの副排気弁１２，１２は、パワーモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、休止カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、閉弁状態に保持される（図８（ａ），（ｂ）参照）。さらに、副排気弁１２，１２は、エコモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、稼動カムのみによって駆動されることで、膨張行程中、所定のリフトで所定期間、開弁する（図９（ｂ）参照）。その際、前述したように、第１気筒４ａの副排気弁１２も開弁することによって、第１気筒４ａ内の燃焼ガスは、副排気通路１３内を介して、第２気筒４ｂ内に流れ込む（図９（ｂ）参照）。これに加えて、後述するように、第３気筒４ｃの副排気弁１２も開弁することによって、第３気筒４ｃ内の燃焼ガスも、第２気筒４ｂ内に流れ込む（図９（ｂ）参照）。その結果、２つの気筒４ａ，４ｃから第２気筒４ｂ内に流れ込んだ燃焼ガスは、膨張行程中、ピストン５ｂが上死点から下死点側に下降するのに伴って、膨張し続けることになる。

また、前述した第３気筒４ｃは、第２気筒４ｂを間にして、前述した第１気筒４ａと対象に構成されており、その下側には、第１気筒４ａと同様に、掃気室９が設けられている。この掃気室９は、分岐通路部８ｃに接続されており、掃気室９に対応する第３気筒４ｃの壁には、第１気筒４ａの掃気ポート９ａと同一の、８つの掃気ポート９ａが形成されている。

この第３気筒４ｃにおいても、第１気筒４ａと同様に、図８（ｂ）及び図９（ｂ）に示すように、第３ピストン５ｃの上端が掃気ポート９ａの上縁よりも下側にあるときには、これらの掃気ポート９ａを介して、掃気室９内と第３気筒４ｃ内が互いに連通する。それにより、エンジン３の運転中、吸気通路８からの空気（すなわち新気）が、これらの掃気ポート９ａを介して、第３気筒４ｃ内に流れ込む。

また、第３気筒４ｃの排気弁１０及び副排気弁１２は、第３リフト切換機構１６に連結されている。この第３リフト切換機構１６は、前述した第１リフト切換機構１４と同一のものであり、排気カムシャフトに一体に設けられた休止カム及び稼動カム（いずれも図示せず）と、ＥＣＵ２に接続された第３リフト制御弁１６ａ（図３参照）などを備えている。

この第３リフト切換機構１６では、第１リフト切換機構１４と同様に、ＥＣＵ２により第３リフト制御弁１６ａが制御されることによって、第３リフト切換機構１６の動作モードがパワーモードとエコモードとの間で切り換えられる。排気弁１０は、パワーモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、稼動カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁する（図８（ｂ）参照）。それにより、排気行程中、第３気筒４ｃ内の燃焼ガスが排気通路１１側に排出される。また、排気弁１０は、エコモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、休止カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、全行程で閉弁状態に保持される（図９（ａ），（ｂ）参照）。

一方、副排気弁１２は、パワーモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、休止カムのみによって駆動されることで、１燃焼サイクル中、全行程で閉弁状態に保持される（図８（ａ），（ｂ）参照）。さらに、副排気弁１２は、エコモードのときには、排気カムシャフトが回転した際、稼動カムのみによって駆動されることで、排気行程中、所定のリフトで所定期間、開弁する（図９（ｂ）参照）。その際、前述したように、第２気筒４ｂの副排気弁１２も開弁することによって、第３気筒４ｃ内の燃焼ガスは、副排気通路１３内を介して、第２気筒４ｂ内に流れ込む。

なお、本実施形態では、第１〜第３リフト切換機構１４〜１６が排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置に相当する。

また、前述した吸気通路８の主通路部８ｄには、スロットル弁機構１７が設けられており、このスロットル弁機構１７は、スロットル弁１７ａ及びこれを開閉駆動するＴＨアクチュエータ１７ｂ（図３参照）などを備えている。スロットル弁１７ａは、主通路部８ｄの途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁１７ａを通過する空気の流量を変化させる。ＴＨアクチュエータ１７ｂは、ＥＣＵ２に接続されたモータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって制御されることにより、スロットル弁１７ａの開度（以下「スロットル弁開度」という）を変化させる。

一方、前述した分岐通路部８ｂには、シャッタ弁機構１８が設けられており、このシャッタ弁機構１８は、シャッタ弁１８ａ及びこれを駆動するＳＶアクチュエータ１８ｂなどを備えている。シャッタ弁１８ａは、分岐通路部８ｂの途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりシャッタ弁１８ａを通過する空気の流量を変化させる。ＳＶアクチュエータ１８ｂは、ＥＣＵ２に電気的に接続されたモータにギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって制御されることにより、シャッタ弁１８ａの開度（以下「シャッタ弁開度」という）を変化させる。

なお、本実施形態では、シャッタ弁機構１８が吸気通路弁駆動装置に相当し、シャッタ弁１８ａが吸気通路弁に相当する。

さらに、エンジン３には、図示しないターボチャージャが設けられている。このターボチャージャは、可変ベーンタイプのものであり、主通路部８ｄのスロットル弁１７ａよりも下流側に設けられたコンプレッサブレード（図示せず）と、可変ベーン（図示せず）と、可変ベーンを駆動するベーンアクチュエータ１９ｂなどを備えている。このターボチャージャでは、ＥＣＵ２によってベーンアクチュエータ１９ｂが制御されることにより、可変ベーンの開度（以下「ベーン開度」という）が変更され、それに伴い、コンプレッサブレードの回転速度が変更される。その結果、過給圧が制御される。

また、図３に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０、水温センサ２１及びアクセル開度センサ２２が設けられている。このクランク角センサ２０は、クランクシャフトの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号、ＴＤＣ信号及び気筒判別信号をＥＣＵ２に出力する。

このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１゜）ごとに１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の機関回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、３つのピストン５ａ〜５ｃが吸気行程の上死点位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、クランク角１８０°ごとに１パルスが出力される。

さらに、ＥＣＵ２は、気筒判別信号、ＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号に基づいて、第１及び第３気筒４ａ，４ｃにおけるクランク角（以下「１＿３気筒クランク角」という）ＣＡ１３などを算出する。

また、水温センサ２１は、例えばサーミスタなどで構成されており、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、アクセル開度センサ２２は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、ＥＣＵ２（制御手段）は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２２の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、運転状態に応じて、後述するように、吸排気制御処理などの各種の制御処理を実行する。

以下、図４を参照しながら、吸排気制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、前述した３つの制御弁１４ａ〜１６ａ及び３つのアクチュエータ１７ｂ〜１９ｂなどを制御することによって、前述した各種の弁１０，１２，１７ａ，１８ａ及び可変ベーンの動作を制御するものであり、ＥＣＵ２によって所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、エンジン３の運転域がエコモード域であるか否かを判別する。このエコモード域は、省燃費を優先する運転域であり、このステップ１では、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどの運転状態を表すパラメータに基づき、エコモード域であるか否かが判別される。

このステップ１の判別結果がＹＥＳで、エンジン３の運転域がエコモード域であるときには、ステップ２に進み、それを表すために、エコモードフラグＦ＿ＥＣＯを「１」に設定する。

一方、ステップ１の判別結果がＮＯのときには、エンジン３の運転域がエンジン出力を優先すべきパワーモード域にあると判定して、ステップ３に進み、それを表すために、エコモードフラグＦ＿ＥＣＯを「０」に設定する。

以上のステップ２又は３に続くステップ４で、エコモードフラグＦ＿ＥＣＯが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、以下に述べるように、ステップ５〜１０で、エコモード用の吸排気制御処理を実行する。

すなわち、まず、ステップ５で、エコモード用のＴＨ制御処理を実行する。この制御処理では、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどに応じて、図示しないマップを検索することにより、エコモード用の目標スロットル弁開度を算出し、このエコモード用の目標スロットル弁開度に対応する制御入力信号がＴＨアクチュエータ１７ｂに供給される。それにより、実際のスロットル弁開度がエコモード用の目標スロットル弁開度になるように制御される。

次に、ステップ６で、エコモード用の過給制御処理を実行する。この制御処理では、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどに応じて、図示しないマップを検索することにより、エコモード用の目標過給圧を算出し、このエコモード用の目標過給圧に対応する制御入力信号がベーンアクチュエータ１９ｂに供給される。それにより、実際の過給圧がエコモード用の目標過給圧になるように、可変ベーンの開度が制御される。

次いで、ステップ７に進み、エコモード用のＳＶ制御処理を実行する。この制御処理では、ＳＶアクチュエータ１８ｂへの制御入力信号の供給を停止することによって、エンジン運転中、シャッタ弁１７ａが全閉状態に保持される。

ステップ７に続くステップ８で、エコモード用の第１リフト制御処理を実行する。この制御処理では、第１リフト制御弁１４ａを制御することによって、第１リフト切換機構１４の動作モードがエコモードに設定される。それにより、エンジン運転中、第１気筒４ａでは、排気弁１０が全行程で閉弁状態に保持されるとともに、副排気弁１２が、排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁する。

次いで、ステップ９に進み、エコモード用の第２リフト制御処理を実行する。この制御処理では、第２リフト制御弁１５ａを制御することによって、第２リフト切換機構１５の動作モードがエコモードに設定される。それにより、エンジン運転中、第２気筒４ｂでは、排気弁１０が、排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁するとともに、２つの副排気弁１２，１２が、膨張行程において所定のリフトで所定期間、開弁する。

次に、ステップ１０で、エコモード用の第３リフト制御処理を実行する。この制御処理では、第３リフト制御弁１６ａを制御することによって、第３リフト切換機構１６の動作モードがエコモードに設定される。それにより、エンジン運転中、第３気筒４ｃでは、排気弁１０が全行程で閉弁状態に保持されるとともに、副排気弁１２が、排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁する。

以上のように、ステップ５〜１０で、エコモード用の吸排気制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ４の判別結果がＮＯで、エンジン３の運転域がエンジン出力を優先すべきパワーモード域にあるときには、以下に述べるように、ステップ１１〜１６で、パワーモード用の吸排気制御処理を実行する。

すなわち、ステップ１１で、パワーモード用のＴＨ制御処理を実行する。この制御処理では、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどに応じて、図示しないマップを検索することにより、パワーモード用の目標スロットル弁開度を算出し、このパワーモード用の目標スロットル弁開度に対応する制御入力信号がＴＨアクチュエータ１７ｂに供給される。それにより、実際のスロットル弁開度がパワーモード用の目標スロットル弁開度になるように制御される。

次に、ステップ１２で、パワーモード用の過給制御処理を実行する。この制御処理では、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどに応じて、図示しないマップを検索することにより、パワーモード用の目標過給圧を算出し、このパワーモード用の目標過給圧に対応する制御入力信号がベーンアクチュエータ１９ｂに供給される。それにより、実際の過給圧がパワーモード用の目標過給圧になるように、可変ベーンの開度が制御される。

次いで、ステップ１３に進み、パワーモード用のＳＶ制御処理を実行する。この制御処理では、アクセル開度ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥなどに応じて、図示しないマップを検索することにより、パワーモード用の目標シャッタ弁開度を算出し、このパワーモード用の目標シャッタ弁開度に対応する制御入力信号がＳＶアクチュエータ１８ｂに供給される。それにより、実際のシャッタ弁開度がパワーモード用の目標シャッタ弁開度になるように制御される。

ステップ１３に続くステップ１４で、パワーモード用の第１リフト制御処理を実行する。この制御処理では、第１リフト制御弁１４ａを制御することによって、第１リフト切換機構１４の動作モードがパワーモードに設定される。それにより、エンジン運転中、第１気筒４ａでは、排気弁１０が排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁するとともに、副排気弁１２が全行程で閉弁状態に保持される。

次いで、ステップ１５に進み、パワーモード用の第２リフト制御処理を実行する。この制御処理では、第２リフト制御弁１５ａを制御することによって、第２リフト切換機構１５の動作モードがパワーモードに設定される。それにより、エンジン運転中、第２気筒４ｂでは、排気弁１０が排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁するとともに、２つの副排気弁１２，１２が全行程で閉弁状態に保持される。

次に、ステップ１６で、パワーモード用の第３リフト制御処理を実行する。この制御処理では、第３リフト制御弁１６ａを制御することによって、第３リフト切換機構１６の動作モードがパワーモードに設定される。それにより、エンジン運転中、第３気筒４ｃでは、排気弁１０が排気行程において所定のリフトで所定期間、開弁するとともに、副排気弁１２が全行程で閉弁状態に保持される。

以上のように、ステップ１１〜１６で、パワーモード用の吸排気制御処理を実行した後、本処理を終了する。

以下、図５を参照しながら、燃焼制御処理について説明する。この制御処理は、以下に述べるように、燃料噴射弁６及び点火プラグ７の動作状態を制御するものであり、ＥＣＵ２によって、ＴＤＣ信号の発生に同期するタイミングで実行される。

同図に示すように、まず、ステップ２０で、前述したエコモードフラグＦ＿ＥＣＯが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ２１に進み、エコモード用の吸排気制御処理を実行する。このエコモード用の吸排気制御処理は、具体的には、図６に示すように実行される。

まず、ステップ３０で、前述した１＿３気筒クランク角ＣＡ１３が所定の算出タイミング値ＣＡｒｅｆであるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＣＡ１３＝ＣＡｒｅｆが成立しているときには、第１及び第３気筒用の算出タイミングであると判定して、ステップ３１に進み、アクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷなどに応じて、エコモード用の燃料噴射量マップ（図示せず）を検索することにより、第１及び第３気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３を算出する。このエコモード用の燃料噴射量マップでは、燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３は、後述するパワーモード用の燃料噴射量マップと比べて、省燃費運転を実現できるような値に設定されている。

次に、ステップ３２に進み、上述した燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３及びエンジン回転数ＮＥに応じて、エコモード用の燃料噴射時期マップ（図示せず）を検索することにより、第１及び第３気筒用の燃料噴射時期ＩＮＪ＿１３を算出する。以上のように、ステップ３１，３２で、第１及び第３気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３及び燃料噴射時期ＩＮＪ＿１３が算出されると、燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３分の燃料が、燃料噴射時期ＩＮＪ＿１３に対応するタイミングで、第１気筒４ａ及び第３気筒４ｃ内に燃料噴射弁６から噴射される。

ステップ３２に続くステップ３３で、アクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷなどに応じて、エコモード用の点火時期マップ（図示せず）を検索することにより、第１及び第３気筒用の点火時期ＩＧＬＯＧ＿１３を算出する。それにより、第１気筒４ａ及び第３気筒４ｃでは、点火時期ＩＧＬＯＧ＿１３に対応するタイミングで、混合気の点火が実行される。

以上のように、ステップ３３で、第１及び第３気筒用の点火時期ＩＧＬＯＧ＿１３を算出した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ３０の判別結果がＮＯのときには、第２気筒用の算出タイミングであると判定して、ステップ３４に進み、第２気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿２を値０に設定した後、第２気筒用の燃料噴射時期ＩＮＪ＿２及び点火時期ＩＧＬＯＧ＿２を算出することなく、そのまま本処理を終了する。それにより、第２気筒４ｂでは、燃料噴射及び点火動作が実行されない状態となる。すなわち、第２気筒４ｂが休止気筒に設定される。

図５に戻り、ステップ２１で、以上のようにエコモード用の燃焼制御処理を実行した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ２０の判別結果がＮＯのときには、ステップ２２に進み、パワーモード用の吸排気制御処理を実行する。このパワーモード用の吸排気制御処理は、具体的には、図７に示すように実行される。

まず、ステップ４０で、前述したステップ３０と同様に、ＣＡ１３＝ＣＡｒｅｆが成立しているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、第１及び第３気筒用の算出タイミングであると判定して、ステップ４１に進み、アクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷなどに応じて、パワーモード用の燃料噴射量マップ（図示せず）を検索することにより、第１及び第３気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３を算出する。このパワーモード用の燃料噴射量マップでは、燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３は、前述したエコモード用の燃料噴射量マップと比べて、高出力運転を実現できるような値に設定されている。

次に、ステップ４２に進み、上述した燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３及びエンジン回転数ＮＥに応じて、パワーモード用の燃料噴射時期マップ（図示せず）を検索することにより、第１及び第３気筒用の燃料噴射時期ＩＮＪ＿１３を算出する。以上のように、ステップ４１，３２で、第１及び第３気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３及び燃料噴射時期ＩＮＪ＿１３が算出されると、燃料噴射量ＴＯＵＴ＿１３分の燃料が、燃料噴射時期ＩＮＪ＿１３に対応するタイミングで、第１気筒４ａ及び第３気筒４ｃ内に燃料噴射弁６から噴射される。

ステップ４２に続くステップ４３で、アクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷなどに応じて、パワーモード用の点火時期マップ（図示せず）を検索することにより、第１及び第３気筒用の点火時期ＩＧＬＯＧ＿１３を算出する。それにより、第１気筒４ａ及び第３気筒４ｃでは、点火時期ＩＧＬＯＧ＿１３に対応するタイミングで、混合気の点火が実行される。

以上のように、ステップ４３で、第１及び第３気筒用の点火時期ＩＧＬＯＧ＿１３を算出した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ４０の判別結果がＮＯのときには、第２気筒用の算出タイミングであると判定して、ステップ４４に進み、アクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷなどに応じて、パワーモード用の燃料噴射量マップ（図示せず）を検索することにより、第２気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿２を算出する。

次に、ステップ４５に進み、上述した燃料噴射量ＴＯＵＴ＿２及びエンジン回転数ＮＥに応じて、パワーモード用の燃料噴射時期マップ（図示せず）を検索することにより、第２気筒用の燃料噴射時期ＩＮＪ＿２を算出する。以上のように、ステップ４４，４５で、第２気筒用の燃料噴射量ＴＯＵＴ＿２及び燃料噴射時期ＩＮＪ＿２が算出されると、燃料噴射量ＴＯＵＴ＿２分の燃料が、燃料噴射時期ＩＮＪ＿２に対応するタイミングで、第２気筒４ｂ内に燃料噴射弁６から噴射される。

ステップ４５に続くステップ４６で、アクセル開度ＡＰ、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン水温ＴＷなどに応じて、パワーモード用の点火時期マップ（図示せず）を検索することにより、第２気筒用の点火時期ＩＧＬＯＧ＿２を算出する。それにより、第２気筒４ｂでは、点火時期ＩＧＬＯＧ＿２に対応するタイミングで、混合気の点火が実行される。

以上のように、ステップ４６で、第２気筒用の点火時期ＩＧＬＯＧ＿２を算出した後、本処理を終了する。

図５に戻り、ステップ２２で、以上のようにパワーモード用の燃焼制御処理を実行した後、本処理を終了する。

本実施形態の場合、以上のように吸排気制御処理及び燃焼制御処理を実行することによって、エンジン３は、その動作モードがパワーモードとエコモードとに切り換えて運転される。以下、図８を参照しながら、パワーモード中のエンジン３の動作について説明する。本実施形態のエンジン３の場合、２ストロークサイクルエンジンである関係上、図８（ａ）に示すように、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置にあるときには、第２ピストン５ｂが下死点位置にあるとともに、図８（ｂ）に示すように、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが下死点位置にあるときには、第２ピストン５ｂが上死点位置にある状態となる。

まず、パワーモード中の第１及び第３気筒４ａ，４ｃの動作について説明すると、図８（ａ）に示すように、第１及び第３気筒４ａ，４ｃが燃焼行程にあって、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置にあるときには、第１及び第３リフト切換機構１４，１６によって、排気弁１０及び副排気弁１２がいずれも閉弁状態に保持されるとともに、点火プラグ７によって混合気の点火が実行される。

そして、混合気の燃焼によって、燃焼ガスが発生し、膨張するのに伴って、筒内圧力が急上昇し、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが下死点位置に向かって押し下げられ、膨張行程に移行する。次いで、膨張行程の終了タイミングにおいて、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが掃気ポート９ａを開放した状態になると、図８（ｂ）に矢印Ｙ１で示すように、新気が掃気ポート９ａを介して第１及び第３気筒４ａ，４ｃ内に流れ込む（吸気行程）。これに加えて、膨張行程の終了タイミングでは、第１及び第３リフト切換機構１４，１６によって、第１及び第３気筒４ａ，４ｃの排気弁１０が開弁されることで、矢印Ｙ２で示すように、燃焼ガスが排気ポート１１ａを介して排気通路１１に排出される（排気行程）。

さらに、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが下死点位置に到達してから上死点位置側に上昇し、掃気ポート９ａが第１及び第３ピストン５ａ，５ｃによって閉鎖された状態になるタイミングでは、第１及び第３リフト切換機構１４，１６によって、第１及び第３気筒４ａ，４ｃの排気弁１０が閉弁されていることで、第１及び第３気筒４ａ，４ｃ内のガスが圧縮される（圧縮行程）。さらに、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置に到達する前のタイミングで、燃料噴射弁６によって、第１及び第３気筒４ａ，４ｃ内に燃料が噴射され、混合気が生成される。その後、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置に到達すると、前述したように、混合気の点火が実行される。

次に、パワーモード中の第２気筒４ｂの動作について説明すると、エンジン３が２ストロークサイクルエンジンである関係上、図８（ｂ）に示すように、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが下死点位置にあるタイミングで、第２ピストン５ｂが上死点位置に位置し、第２気筒４ｂが燃焼行程となる。その状態では、第２リフト切換機構１５によって、排気弁１０及び副排気弁１２がいずれも閉弁状態に保持されるとともに、点火プラグ７によって混合気の点火が実行される。

そして、混合気の燃焼によって、燃焼ガスが発生し、膨張するのに伴って、筒内圧力が急上昇し、第２ピストン５ｂが下死点位置に向かって押し下げられ、膨張行程に移行する。この膨張行程の終了タイミングにおいて、第２ピストン５ｂが掃気ポート９ａを開放した状態になると、図８（ａ）に矢印Ｙ３で示すように、新気が掃気ポート９ａを介して第２気筒４ｂ内に流れ込む（吸気行程）。これに加えて、膨張行程の終了タイミングでは、第２リフト切換機構１５によって、第２気筒４ｂの排気弁１０が開弁されることで、矢印Ｙ４で示すように、燃焼ガスが排気ポート１１ａを介して排気通路１１に排出される（排気行程）。

さらに、第２ピストン５ｂが下死点位置に到達してから上死点位置側に上昇し、第２ピストン５ｂが掃気ポート９ａを閉鎖した状態になるタイミングでは、第２リフト切換機構１５によって、第２気筒４ｂの排気弁１０が閉弁されていることで、第２気筒４ｂ内のガスが圧縮される（圧縮行程）。さらに、第２ピストン５ｂが上死点位置に到達する前のタイミングで、燃料噴射弁６によって、第２気筒４ｂ内に燃料が噴射され、混合気が生成される。その後、第２ピストン５ｂが上死点位置に到達すると、前述したように、混合気の点火が実行される。

次に、図９を参照しながら、エコモード中のエンジン３の動作について説明する。エコモード中、図９（ａ）に示すように、第１及び第３気筒４ａ，４ｃにおいて、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置にあるときには、第１及び第３リフト切換機構１４，１６によって、排気弁１０及び副排気弁１２がいずれも閉弁状態に保持されるとともに、点火プラグ７によって混合気の点火が実行される。

また、その状態では、第２気筒４ｂにおいては、第２ピストン５ｂが下死点位置に位置しているとともに、第２リフト切換機構１５によって、第２気筒４ｂの排気弁１０が開弁されているので、図９（ａ）に矢印Ｙ４で示すように、第２気筒４ｂ内の燃焼ガスが排気ポート１１ａを介して排気通路１１に排出される（排気行程）。これに加えて、前述したように、エコモード中は、シャッタ弁１８ａが全閉状態に保持されることで、新気が第２気筒４ｂ内に流入しない状態となる。

一方、第１及び第３気筒４ａ，４ｃでは、混合気の燃焼によって、燃焼ガスが発生し、膨張するのに伴って、筒内圧力が急上昇し、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが下死点位置に向かって押し下げられる。それと同時に、第２気筒４ｂでは、第２ピストン５ｂが上死点位置に向かって上昇し、それに伴って、燃焼ガスが排気通路１１にさらに排出される。

次いで、第１及び第３気筒４ａ，４ｃにおいて膨張行程の終了タイミングになったときに、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが掃気ポート９ａを開放した状態になることで、図９（ｂ）に矢印Ｙ１で示すように、新気が掃気ポート９ａを介して第１及び第３気筒４ａ，４ｃ内に流れ込む（吸気行程）。

これに加えて、第１及び第３気筒４ａ，４ｃの膨張行程の終了タイミングでは、第１及び第３リフト切換機構１４，１６によって、第１及び第３気筒４ａ，４ｃの排気弁１０，１０が閉弁状態に保持された状態で、副排気弁１２，１２が開弁される。このタイミングでは、前述したように、第２気筒４ｂにおいては、燃料噴射弁６による燃料噴射及び点火プラグ７による点火動作が中止されることで、混合気及び燃焼ガスが第２気筒４ｂ内に生成されない状態となるとともに、第２リフト切換機構１５によって、排気弁１０が閉弁状態に保持された状態で、副排気弁１２，１２が開弁される。

それにより、図９（ｂ）に矢印Ｙ５で示すように、燃焼ガスが第１及び第３気筒４ａ，４ｃの副排気ポート１３ａ，１３ａ、副排気通路１３，１３及び第２気筒４ｂの副排気ポート１３ａ，１３ａを介して、第２気筒４ｂ内に流れ込むとともに、第２ピストン５ｂがさらに下降するのに伴い、第２気筒４ｂ内に流れ込んだ燃焼ガスがさらに膨張し続けることになる。

この第２ピストン５ｂの下降に伴って、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置側に上昇するとともに、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが掃気ポート９ａを閉鎖した状態になるタイミングでは、第１及び第３リフト切換機構１４，１６によって、第１及び第３気筒４ａ，４ｃの排気弁１０が閉弁されていることで、第１及び第３気筒４ａ，４ｃ内のガスが圧縮される（圧縮行程）。

そして、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置に到達する前のタイミングで、燃料噴射弁６によって、第１及び第３気筒４ａ，４ｃ内に燃料が噴射され、混合気が生成される。その後、第１及び第３ピストン５ａ，５ｃが上死点位置に到達すると、前述したように、混合気の点火が実行される。その際、第２気筒４ｂにおいては、第２ピストン５ｂが下死点位置側に下降するとともに、第２リフト切換機構１５によって、副排気弁１２，１２が閉弁された状態で、第２気筒４ｂの排気弁１０が開弁されることで、前述したように、第２気筒４ｂ内の燃焼ガスが排気ポート１１ａを介して排気通路１１に排出される（排気行程）。

以上のように、エンジン３がエコモードで運転された場合、第１及び第３気筒４ａ，４ｃの膨張行程において膨張した燃焼ガスが、第２気筒４ｂの再膨張行程において膨張し続けることになるので、その分、外部に対して仕事をすることになる。すなわち、エコモード中においては、第１及び第３気筒４ａ，４ｃのみが運転されるので、第１及び第３気筒４ａ，４ｃは、理論上、図１０に実線で示すように、データポイントＸ１〜Ｘ４で規定される領域（斜め左下がりのハッチングで示す領域）の面積分の仕事Ｗ１を、外部に対してすることになる。これに加えて、燃焼ガスは、再膨張行程において第２気筒４ｂ内で膨張し続けるので、第２気筒４ｂは、理論上、図１０に破線で示すように、データポイントＸ４，Ｘ５，Ｘ１’，Ｘ１で規定される領域（斜め右下がりのハッチングで示す領域）の面積分の仕事Ｗ２を外部に対してすることになる。その結果、エンジン３は、エコモード中、値Ｗ１＋Ｗ２分の仕事を外部に対してすることになるとともに、第１及び第３気筒４ａ，４ｃのみで運転した場合の膨張比（Ｖ２／Ｖ１）と比べて、見かけ上、より高い膨張比（Ｖ３／Ｖ１）で運転されることになる。

それにより、本実施形態の制御装置１によれば、特許文献１の制御装置のように、第２気筒４ｂを休止気筒とし、外部に対して仕事をしないように制御する場合と比べて、エコモード中、エンジン３の仕事率及び熱効率を向上させることができる。その結果、燃料消費量を低減することができ、商品性を向上させることができる。

さらに、エコモード中、シャッタ弁１８ａが閉弁状態に保持されるので、第２気筒４ｂが吸気行程にあるときに、新気が第２気筒４ｂ内に流れ込むことがなくなることで、第２ピストン５ｂが下死点付近から上死点側に移動する際、新気を排出するための仕事をする必要がなくなる分、エンジン３の熱効率を高めることができるとともに、排気が酸素過剰状態になるのを回避でき、排気通路の触媒の排気浄化能力を良好な状態に維持することができる。

また、第２気筒４ｂのボアが、第１及び第３気筒４ａ，４ｃよりも大きく設定されているので、第２気筒４ｂのボアが第１及び第３気筒４ａ，４ｃと同一に設定されている場合と比べて、第１及び第３気筒４ａ，４ｃにおけるピストン５ａ，５ｃの慣性質量を第２気筒４ｂのピストン５ｂに近づけることができ、それにより、運転時の振動及び騒音を抑制することができる。これに加えて、第１及び第３気筒４ａ，４ｃからの燃焼ガスを第２気筒４ｂ内で適切に膨張させることができ、上述したような高膨張比運転を実現することができる。

なお、実施形態は、内燃機関として、３気筒タイプのものを用いた例であるが、本発明の内燃機関の気筒数はこれに限らず、ｍ（ｍは３以上の整数）個であればよい。例えば、値ｍを３の倍数とした場合、実施形態の第１〜第３気筒４ａ〜４ｃを１組の気筒群として、２組以上の気筒群を有するように構成してもよい。

さらに、値ｍを３の倍数以外の整数とし、例えば、図１１に示すように、５気筒タイプの内燃機関（以下「エンジン」という）３Ａを用いてもよい。同図に示すように、このエンジン３Ａは、前述した第１〜第３気筒４ａ〜４ｃに加えて、第４気筒４ｄ及び第５気筒４ｅと、第４ピストン５ｄ及び第５ピストン５ｅなどを備えている。このエンジン３Ａの場合、第３気筒４ｃの副排気通路１３は、分岐通路１３Ａを有しており、この分岐通路１３Ａを介して、第３気筒４ｃ及び第４気筒４ｄは互いに連通している。また、第４気筒４ｄと第５気筒４ｅは、副排気通路１３を介して、互いに連通している。以上のように構成されたエンジン３Ａを、実施形態と同じ制御手法によって制御した場合、実施形態と同じ作用効果を得ることができる。すなわち、エコモード中、エンジン３Ａの仕事率及び熱効率を向上させることができる。その結果、燃料消費量を低減することができ、商品性を向上させることができる。

また、実施形態は、第２気筒４ｂのボアを、第１及び第３気筒４ａ，４ｃよりも大きくなるように構成した例であるが、第２気筒４ｂのストロークを、第１及び第３気筒４ａ，４ｃよりも大きくなるように構成してもよい。すなわち、第１及び第３気筒４ａ，４ｃのストロークを、第２気筒４ｂよりも小さく構成してもよい。このように構成した場合でも、第２気筒４ｂのストロークが第１及び第３気筒４ａ，４ｃと同一に構成されているときと比べて、第１及び第３気筒４ａ，４ｃにおけるピストン５ａ，５ｃの慣性質量を第２気筒４ｂのピストン５ｂに近づけることができ、それにより、運転時の振動及び騒音を抑制することができる。これに加えて、第１及び第３気筒４ａ，４ｃからの燃焼ガスを第２気筒４ｂ内で適切に膨張させることができ、前述したような高膨張比運転を実現することができる。

さらに、実施形態は、内燃機関の気筒配置として、直列型のものを用いた例であるが、本発明の内燃機関の気筒配置はこれに限らず、Ｖ型、Ｗ型、水平対向型及び星型のものを用いてもよい。例えば、実施形態の第１〜第３気筒４ａ〜４ｃを１組の気筒群として、偶数組の気筒群（すなわち６気筒、１２気筒など）を有する内燃機関の場合には、Ｖ型配置や水平対向型配置とすることによって、直列型配置の場合と比べて、運転中の振動及び騒音をさらに抑制することができ、商品性を向上させることができる。

一方、実施形態は、内燃機関として、火花点火式のガソリンエンジンタイプのものを用いた例であるが、本発明の内燃機関はこれに限らず、２ストロークサイクル機関であればよい。例えば、内燃機関として、予混合圧縮着火式のガソリンエンジンや、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジンを用いてもよい。

また、実施形態は、本発明の制御装置を車両用の内燃機関に適用した例であるが、本発明の制御装置は、これに限らず、船舶用の内燃機関や、他の産業機器用の内燃機関にも適用可能である。

さらに、実施形態は、排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置として、第１〜第３リフト切換機構１４〜１６を用いた例であるが、本発明の排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置はこれらに限らず、排気弁及び副排気弁をそれぞれ開閉駆動するとともに、開閉状態を変更するものであればよい。例えば、排気弁駆動装置及び副排気弁駆動装置を互いに別個の装置として構成してもよい。

一方、実施形態は、エコモード中、吸気通路弁としてのシャッタ弁１８ａを常に閉弁状態に保持した例であるが、エコモード中、第２気筒４ｂが少なくとも吸気行程にあるときにシャッタ弁１８ａが閉弁状態に保持されるように、シャッタ弁機構１８を制御してもよい。

また、実施形態は、稼動気筒としての第１及び第３気筒４ａ，４ｃを、排気ポート１１ａ及び副排気ポート１３ａをいずれも１つずつ有するように構成した例であるが、稼動気筒を、排気ポート及び副排気ポートを複数ずつ有するように構成したり、排気ポート及び副排気ポートの一方を複数有するように構成したりしてもよい。

さらに、実施形態は、内燃機関において、掃気ポート及び排気ポートをそれぞれ、気筒の下側及び上側に配置した例であるが、これとは逆に、掃気ポート及び排気ポートをそれぞれ、気筒の上側及び下側に配置したり、掃気ポート及び排気ポートをいずれも気筒の上側に配置したりしてもよい。

一方、実施形態は、内燃機関としてターボチャージャ付きのものを用いた例であるが、これに代えて、スーパーチャージャ付きの内燃機関や、自然吸気式の内燃機関を用いてもよい。

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（制御手段）
３ 内燃機関
４ａ 第１気筒（稼働気筒）
４ｂ 第２気筒（休止気筒）
４ｃ 第３気筒（稼働気筒）
８ 吸気通路
８ｂ 分岐通路部（吸気通路）
９ａ 掃気ポート
１０ 排気弁
１１ａ 排気ポート
１２ 副排気弁
１３ 副排気通路（連通路）
１３ａ 副排気ポート
１４ 第１リフト切換機構（排気弁駆動装置、副排気弁駆動装置）
１５ 第２リフト切換機構（排気弁駆動装置、副排気弁駆動装置）
１６ 第３リフト切換機構（排気弁駆動装置、副排気弁駆動装置）
１８ シャッタ弁機構（吸気通路弁駆動装置）
１８ａ シャッタ弁（吸気通路弁）

Claims (4)

1. 稼動気筒及び休止気筒で構成されたｍ（ｍは３以上の整数）個の気筒と、当該ｍ個の気筒の各々に設けられた排気ポート及び副排気ポートと、当該排気ポートを開閉する排気弁と、前記副排気ポートを開閉する副排気弁と、互いに隣り合う前記稼動気筒と前記休止気筒との間に延び、当該隣り合う２つの気筒の副排気ポートを介して当該２つの気筒を連通させる連通路と、を有し、前記ｍ個の気筒を全て運転する全気筒運転モードと、前記稼動気筒を運転するとともに前記休止気筒の運転を休止する部分気筒運転モードとに、運転モードを切り換えて運転可能な２ストロークサイクル式の内燃機関の制御装置であって、
   前記排気弁を開閉駆動するとともに、当該開閉状態を変更する排気弁駆動装置と、
   前記副排気弁を開閉駆動するとともに、当該開閉状態を変更する副排気弁駆動装置と、
   前記全気筒運転モード中、前記排気弁が排気行程で開弁し、前記副排気弁が全行程で閉弁状態に保持されるように、前記排気弁駆動装置及び前記副排気弁駆動装置を制御するとともに、前記部分気筒運転モード中、前記稼働気筒の前記排気弁が全行程で閉弁状態に保持され、前記休止気筒の前記排気弁が排気行程で開弁するとともに、前記稼動気筒が排気行程にあるときに全気筒の前記副排気弁が開弁するように、前記排気弁駆動装置及び前記副排気弁駆動装置を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記内燃機関は、前記排気ポート及び掃気ポートがそれぞれ、前記各気筒の上側及び下側に配置されたユニフロータイプのものであり、前記休止気筒の前記掃気ポートに連通する吸気通路と、当該吸気通路を開閉する吸気通路弁とをさらに有しており、
   当該吸気通路弁を開閉駆動するとともに、当該開閉状態を変更する吸気通路弁駆動装置をさらに備え、
   前記制御手段は、前記部分気筒運転モード中、前記休止気筒が少なくとも吸気行程にあるときに前記吸気通路弁が閉弁状態に保持されるように、前記吸気通路弁駆動装置を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装置。
3. 前記ｍは３の倍数であり、前記ｍ個の気筒のうちの２つの前記稼動気筒は、前記休止気筒を挟むように配置され、当該休止気筒よりもボアが小さく設定されてい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装置。
4. 前記ｍは３の倍数であり、前記ｍ個の気筒のうちの２つの前記稼動気筒は、前記休止気筒を挟むように配置され、当該休止気筒よりもストロークが小さく設定されてい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装置。

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