JP2016050511A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避する。
【解決手段】全筒運転から減筒運転への切り替え要求があってから減筒運転を開始するまでの切替期間の少なくとも一部で、各気筒の吸気量を増大させつつ全気筒の吸排気弁を開閉可能にするとともに全気筒で燃焼を実施し、かつ、点火時期を遅角する過渡全筒制御を実施し、少なくとも一部の運転条件において上記切替要求があった場合には、過渡全筒制御の実施後に、各気筒の吸気量を増大させつつ全気筒数よりも少なく特定の気筒の数よりも多い数の気筒の吸排気弁を開閉可能にするとともに当該気筒内でのみ燃焼を実施する中間減筒制御を実施する。
【選択図】図７

Description

本発明は、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、特定の気筒内での燃焼が停止されて当該特定の気筒が休止状態とされる減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置に関する。

従来から、複数の気筒を有する多気筒エンジンの分野では、一部の気筒内での燃焼を停止して休止状態にする減筒運転の技術が知られている。

ここで、減筒運転時には稼働気筒の数すなわち出力する気筒の数が減少するため、エンジン全体での出力が低下するおそれがある。そこで、通常、減筒運転時には、稼働気筒の出力を増大させるべく、稼働気筒に吸入される各空気量すなわち吸気量を増大させる制御が実施される。

しかしながら、吸気量の変化には遅れがあるため、全筒運転から減筒運転への切り替え時に上記吸気量を増大させる制御を実施しても吸気量がすぐに増大せず、上記切り替え時に、エンジン出力が低下してトルクショックが生じるという問題がある。

この問題に対して、特許文献１には、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、一部の気筒の燃焼を停止する前に、各気筒に連通する吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を減筒運転時の開度に近づくように開き側に変化させ、全気筒についてそれぞれ吸気量を増大させた後に、一部の気筒の燃焼を停止させるように構成した装置が開示されている。

特開平１１−３３６５７５号公報

上記特許文献１の装置では、一部の気筒の燃焼が停止される前に各気筒の吸気量が増大されるため、気筒の燃焼停止時すなわち減筒運転開始時において稼働気筒の吸気量が不足するのを抑制することができる。しかしながら、このように減筒運転開始前すなわち全気筒で燃焼が実施されている状態で単純に各気筒の吸気量を増大させたのでは、減筒運転開始前にエンジン全体での出力が増大してしまい、やはりトルクショックが生じてしまう。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避することのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、吸気弁、排気弁を備えた複数の気筒と、各気筒に設けられてこれら気筒内の空気と燃料の混合気に点火エネルギーを付与する点火手段と、各気筒に接続される吸気通路に設けられてこれら気筒に吸入される空気量を変更可能なスロットルバルブとを有し、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼が停止されて当該特定の気筒が休止状態とされる減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置であって、上記特定の気筒の吸気弁および排気弁を開閉が可能な状態と閉弁が保持される状態とに切り替える弁停止機構と、上記弁停止機構、スロットルバルブ、および点火手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、全筒運転から上記特定の気筒が休止状態とされる減筒運転への切り替え要求があってから減筒運転を開始するまでの切替期間の少なくとも一部で、各気筒に吸入される空気量が当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時における空気量よりも多くなるように上記スロットルバルブの開度を変更した状態で、全気筒の吸排気弁が開閉可能となるように上記弁停止機構を制御するとともに全気筒で燃焼を実施する過渡全筒制御を実施し、少なくとも一部の運転条件において上記全筒運転から減筒運転への切替要求があった場合には、上記切替期間中、上記過渡全筒制御を実施した後に、各気筒に吸入される空気量が上記通常の全筒運転時における空気量よりも多くなるように上記スロットルバルブの開度を変更した状態で、全気筒の数よりも少なく上記特定の気筒の数よりも多い気筒の吸排気弁が開閉可能となるように上記弁停止機構を制御するとともに当該気筒内でのみ燃焼を実施する中間減筒制御を実施し、上記過渡全筒制御時には、上記各気筒に吸入される空気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を遅角させ、上記中間減筒制御時には、上記各気筒に吸入される空気量の増大および燃焼が実施されている気筒数の変更に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を変更することを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え期間中に、過渡全筒制御を実施して、特定の気筒内での燃焼を停止する減筒運転の開始前に吸気量を増大させているため、減筒運転の開始時に、各稼働気筒（燃焼が実施されて出力している気筒）の吸入量が不足して稼働気筒の出力すなわちエンジントルクが低下するという状態になるのをより確実に回避することができる。しかも、上記過渡全筒制御では、このように各気筒の吸気量を増大させつつ、この吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの増加を打ち消すように点火時期を遅角している。そのため、各気筒の吸気量の増大に伴うエンジントルクの増大を抑制することができ、全筒運転から減筒運転への切り替え前後において、エンジントルクの増減すなわちトルクショックが生じるのをより確実に回避することができる。

ここで、上記のように、点火時期を遅角側に変更する場合、その遅角量が過剰に大きくなると燃焼が不安定になり失火等が生じるおそれがある。あるいは、失火等を回避するべく点火時期の遅角量を小さく抑えるとエンジントルクの増加を十分に抑制できなくなるという問題が生じる。これに対して、本発明では、全筒運転から減筒運転への切替期間中、上記過渡全筒制御の実施後に、吸気量を増大させながら、燃焼が実施される気筒数を全数と特定数との間の数にする中間減筒制御を実施しているため、稼働気筒数の減少によって吸気量の増大に伴うエンジントルクの増加を抑制することができ、点火時期の遅角量が過剰になるのを回避することができる。しかも、この中間減筒制御時には、点火時期をこの出力している気筒数の変更と吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消す時期に制御するため、全筒運転から減筒運転への切替時に、エンジントルクが変動するのをより確実に抑制して、より良好な運転性を確保することができる。

本発明において、上記制御手段は、上記過渡全筒制御の実施によって燃焼安定度が予め設定された所定値以下となる運転領域において上記全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合にのみ、上記中間減筒制御を実施するのが好ましい（請求項２）。

ここで、燃焼安定度とは、失火の生じ難さを示すための指標であり、同じ条件で複数回燃焼させたときのエンジントルクの最低値を平均値で割った値や同じ条件で複数回燃焼させたときに失火が生じない確率を用いることができる。

この構成では、過渡全筒制御の実施に伴う点火時期の遅角により燃焼安定度が所定値を下回り失火が生じる可能性が高くなる運転領域において上記中間減筒制御が実施されるため、この点火時期の遅角によって失火が生じるのをより確実に回避することができるとともに、過渡全筒制御の実施に伴い点火時期を遅角させた場合であっても燃焼安定度を確保でき失火を回避できる運転領域においては中間減筒制御が停止されるため、燃焼が実施される稼働気筒の数が、安定したエンジン挙動を確保できる全数あるいは減筒運転時の数以外の数となることによってエンジンの挙動が一時的に不安定になるのを回避することができる。

また、本発明において、上記中間減筒制御が実施される場合において、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があってから最初に所定の気筒内での燃焼を停止するまでのサイクル数、および、所定の気筒内での燃焼を停止してから次に新たな気筒内での燃焼を停止するまでのサイクル数は、それぞれ予め設定されているのが好ましい（請求項３）。

このようにすれば、制御構成を簡素化することができるとともに、燃焼が実施される稼働気筒の数が、安定したエンジン挙動を確保できる全数あるいは減筒運転時の数以外の数となるサイクル数が過剰になるのを回避して、エンジンの挙動が不安定になるのをより確実に回避することができる。

前記構成において、上記各サイクル数は、エンジン回転数毎に設定されており、エンジン回転数が高いほど多く設定されているのが好ましい（請求項４）。

このようにすれば、燃焼が実施される稼働気筒の数が、安定したエンジン挙動を確保できる全数あるいは減筒運転時の数以外の数となる時間が過剰になるのを回避しながら、この時間をエンジン回転数に応じて適正に確保することができる。

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避することができる。

本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す概略平面図である。 エンジン本体の断面図である。 （ａ）ピボッド部がロック状態のときの弁停止機構を示す図である。（ｂ）ピボット部がロック解除状態に移行する前の弁停止機構を示す図である。（ｃ）ピボッド部がロック解除状態のときの弁停止機構を示す図である。 弁停止機構の作動油の経路を示した図である。 エンジンの制御系統を示すブロック図である。 全筒運転領域と減筒運転領域とを示した図である。 全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御手順を示したフローチャートである。 特定の運転領域以外の運転領域において本発明の一実施形態に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。 本発明の比較例に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。 本発明の他の比較例に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。 特定の運転領域において本発明の一実施形態に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。 特定の運転領域において本発明の比較例に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。

（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の制御装置が適用されるエンジンの一実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、直線状に並ぶ４つの気筒２Ａ〜２Ｄを有する直列４気筒型のエンジン本体１と、エンジン本体１に空気を導入するための吸気通路３０と、エンジン本体１で生成された排気ガスを排出するための排気通路３５とを備えている。

図２は、エンジン本体１の断面図である。本図に示すように、エンジン本体１は、上記４つの気筒２Ａ〜２Ｄが内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上側に設けられたシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上側に設けられたカムキャップ５と、各気筒２Ａ〜２Ｄに往復摺動可能に挿入されたピストン１１とを有している。

ピストン１１の上方には燃焼室１０が形成されており、この燃焼室１０には、後述するインジェクタ１２（図１）から噴射されるガソリンを主成分とする燃料が供給される。そして、供給された燃料が燃焼室１０で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン１１が上下方向に往復運動するようになっている。

ピストン１１は、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸１５とコネクティングロッド１４を介して連結されており、上記ピストン１１の往復運動に応じてクランク軸１５が中心軸回りに回転するようになっている。

図１に示すように、シリンダヘッド４には、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室１０に向けて燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ１２と、インジェクタ１２から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火エネルギーを供給する点火プラグ（点火手段）１３とが設けられている。なお、当実施形態では、１気筒につき１つの割合で合計４個のインジェクタ１２が設けられるとともに、同じく１気筒につき１つの割合で合計４個の点火プラグ１３が設けられている。

当実施形態のような４サイクル４気筒のガソリンエンジンでは、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられたピストン１１がクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって上下運動する。これに対応して、各気筒２Ａ〜２Ｄでの点火のタイミングも、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、図１の左側から順に、気筒２Ａを第１気筒、気筒２Ｂを第２気筒、気筒２Ｃを第３気筒、気筒２Ｄを第４気筒とすると、第１気筒２Ａ→第３気筒２Ｃ→第４気筒２Ｄ→第２気筒２Ｂの順に点火が行われる。

なお、当実施形態のエンジンは、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのうちの２つを休止させ、残りの２つの気筒を稼動させる運転、つまり減筒運転が可能な可変気筒エンジンである。このため、上記のような点火順序は、減筒運転ではない通常の運転時（４つの気筒２Ａ〜２Ｄを全て稼動させる全筒運転時）のものである。一方、減筒運転時には、点火順序が連続しない２つの気筒（当実施形態では第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄ）において点火プラグ１３の点火動作が禁止され、１つ飛ばしで点火が行われるようになる。

図１および図２に示すように、シリンダヘッド４には、吸気通路３０から供給される空気（吸気）を各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室１０に導入するための吸気ポート６と、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室１０で生成された排気ガスを排気通路３５に導出するための排気ポート７と、吸気ポート６を通じた吸気の導入を制御するために吸気ポート６の燃焼室１０側の開口を開閉する吸気弁８と、排気ポート７からのガス排出を制御するために排気ポート７の燃焼室１０側の開口を開閉する排気弁９とが設けられている。なお、当実施形態では、１気筒につき２つの割合で合計８個の吸気弁８が設けられるとともに、同じく１気筒につき２つの割合で合計８個の排気弁９が設けられている。

図１に示すように、吸気通路３０は、気筒２Ａ〜２Ｄの各吸気ポート６と連通する４本の独立吸気通路３１と、各独立吸気通路３１の上流端部（吸気の流れ方向上流側の端部）に共通に接続されたサージタンク３２と、サージタンク３２から上流側に延びる１本の吸気管３３とを有している。吸気管３３の途中部には、エンジン本体１に導入される吸気の流量を調節する開閉可能なスロットルバルブ３４ａが設けられている。吸気管３３には、スロットルバルブ３４ａを駆動するためのバルブアクチュエータ３４ｂが設けられており、スロットルバルブ３４ａは、バルブアクチュエータ３４ｂにより開閉される。

排気通路３５は、気筒２Ａ〜２Ｄの各排気ポート７と連通する４本の独立排気通路３６と、各独立排気通路３６の下流端部（排気ガスの流れ方向下流側の端部）が１箇所に集合した集合部３７と、集合部３７から下流側に延びる１本の排気管３８とを有している。

（２）動弁機構
次に、吸気弁８および排気弁９を開閉させるための機構について、図２および図３を用いて詳しく説明する。吸気弁８および排気弁９は、それぞれ、シリンダヘッド４に配設された一対の動弁機構２８，２９（図２）により、クランク軸１５の回転に連動して開閉駆動される。

吸気弁８用の動弁機構２８は、吸気弁８を閉方向（図２の上方）に付勢するリターンスプリング１６と、クランク軸１５の回転に連動して回転するカム軸１８と、カム軸１８と一体に回転するように設けられたカム部１８ａと、カム部１８ａにより周期的に押圧されるスイングアーム２０と、スイングアーム２０の揺動支点となるピボット部２２とを有している。

同様に、排気弁９用の動弁機構２９は、排気弁９を閉方向（図２の上方）に付勢するリターンスプリング１７と、クランク軸１５の回転に連動して回転するカム軸１９と、カム軸１９と一体に回転するように設けられたカム部１９ａと、カム部１９ａにより周期的に押圧されるスイングアーム２１と、スイングアーム２０の揺動支点となるピボット部２２とを有している。

上記のような動弁機構２８，２９により、吸気弁８および排気弁９は次のようにして開閉駆動される。すなわち、クランク軸１５の回転に伴いカム軸１８，１９が回転すると、スイングアーム２０，２１の略中央部に回転自在に設けられたカムフォロア２０ａ，２１ａがカム部１８ａ，１９ａによって周期的に下方に押圧されるとともに、スイングアーム２０，２１がその一端部を支持するピボット部２２を支点にして揺動変位する。これに伴い、当該スイングアーム２０，２１の他端部がリターンスプリング１６，１７の付勢力に抗して吸排気弁８，９を下方に押圧し、これによって吸排気弁８，９が開弁する。一度開弁された吸排気弁８，９は、リターンスプリング１６，１７の付勢力により再び閉弁位置まで戻される。

ピボット部２２は、自動的にバルブクリアランスをゼロに調整する公知の油圧式ラッシュアジャスタ２４，２５（以降、Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｌａｓｈ Ａｄｊｕｓｔｅｒの頭文字をとって「ＨＬＡ」と略称する）により支持されている。このうち、ＨＬＡ２４は、気筒列方向の中央側にある第２気筒２Ｂおよび第３気筒２Ｃのバルブクリアランスを自動調整するものであり、ＨＬＡ２５は、気筒列方向の両端にある第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄのバルブクリアランスを自動調整するものである。

第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄ用のＨＬＡ２５は、エンジンの減筒運転か全筒運転かに応じて吸排気弁８，９を開閉動作させるか停止させるかを切り替える機能を有している。すなわち、ＨＬＡ２５は、エンジンの全筒運転時には第１、第４気筒２Ａ，２Ｄの吸排気弁８，９を開閉動作させる一方、エンジンの減筒運転時には、第１、第４気筒２Ａ，２Ｄの吸排気弁８，９を閉弁状態のまま停止させる。このため、ＨＬＡ２５は、吸排気弁８，９の開閉動作を停止させるための機構として、図３に示される弁停止機構２５ａを有している。これに対し、第２気筒２Ｂおよび第３気筒２Ｃ用のＨＬＡ２４は、弁停止機構２５ａを備えておらず、吸排気弁８，９の開閉動作を停止させる機能を有していない。以下では、これらＨＬＡ２４，２５を区別するために、弁停止機構２５ａを備えたＨＬＡ２５
のことを、特にＳ−ＨＬＡ２５（Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ−Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｌａｓｈ Ａｄｊｕｓｔｅｒの略）という。

Ｓ−ＨＬＡ２５の弁停止機構２５ａは、ピボット部２２を軸方向に摺動自在に収納する有底の外筒２５１と、外筒２５１の周面に互いに対向するように設けられた２つの貫通孔２５１ａを出入り可能でかつピボット部２２をロック状態またはロック解除状態に切替可能な一対のロックピン２５２と、これらロックピン２５２を径方向外側へ付勢するロックスプリング２５３と、外筒２５１の内底部とピボット部２２の底部との間に設けられ、ピボット部２２を外筒２５１の上方に押圧して付勢するロストモーションスプリング２５４とを備えている。

図３（ａ）に示すように、ロックピン２５２が外筒２５１の貫通孔２５１ａに嵌合しているときは、ピボット部２２が上方に突出したまま固定されたロック状態にある。このロック状態では、図２に示すように、ピボット部２２の頂部がスイングアーム２０，２１の揺動支点となるため、カム軸１８，１９の回転によりカム部１８ａ，１９ａがカムフォロア２０ａ，２１ａを下方に押圧したときに、吸排気弁８，９がリターンスプリング１６，１７の付勢力に抗して下方に変位し、吸排気弁８，９が開弁される。このため、４つの気筒２Ａ〜２Ｄを全て稼働させる全筒運転時には、ピボット部２２がロック状態とされることにより、第１、第４気筒２Ａ，２Ｄの吸排気弁８，９が開閉駆動される。

上記のようなロック状態を解除するには、一対のロックピン２５２を径方向内側に押圧する。すると、図３（ｂ）に示すように、ロックスプリング２５３の引張力に抗して、一対のロックピン２５２が互いに接近する方向（外筒２５１の径方向内側）に移動する。これにより、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとの嵌合が解除され、ピボット部２２が軸方向に移動可能なロック解除状態となる。

このロック解除状態への変化に伴い、ピボット部２２がロストモーションスプリング２５４の付勢力に抗して下方に押圧されることにより、図３（ｃ）に示すような弁停止状態が実現される。すなわち、吸排気弁８，９を上方に付勢するリターンスプリング１６，１７の方が、ピボット部２２を上方に付勢するロストモーションスプリング２５４よりも強い付勢力を有しているので、上記ロック解除状態では、カム軸１８，１９の回転に伴いカム部１８ａ，１９ａがカムフォロア２０ａ，２１ａを下方に押圧したときに、吸排気弁８，９の頂部がスイングアーム２０，２１の揺動支点となり、ピボット部２２がロストモーションスプリング２５４の付勢力に抗して下方に変位する。つまり、吸排気弁８，９は閉弁された状態に維持される。このため、第１、第４気筒２Ａ，２Ｄを休止させる減筒運転時には、弁停止機構２５ａがロック解除状態とされることにより、第１、第４気筒２Ａ，２Ｄの吸排気弁８，９の開閉動作が停止され、当該吸排気弁８，９が閉弁状態に維持される。

弁停止機構２５ａは油圧駆動式であり、弁停止機構２５ａ、より詳細には、弁停止機構２５ａのロックピン２５２は、油圧により駆動される。ロックピン２５２は、供給される油圧に応じて貫通孔２５１ａを出入りし、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとが嵌合／嵌合解除される。

図４に示すように、弁停止機構２５ａには、オイルポンプ４１から作動油が供給される。オイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路にはソレノイドバルブ４２が設けられており、このソレノイドバルブ４２がオイルポンプ４１から弁停止機構２５ａに供給される油圧を変更する。具体的には、ソレノイドバルブ４２に通電されていない状態すなわちソレノイドバルブ４２がＯＦＦの状態では、ソレノイドバルブ４２によりオイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路は閉止され、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとは嵌合され、ピポット部２２はロックされ、これに伴い吸排気弁は開閉駆動される。一方、ソレノイドバルブ４２に通電された状態すなわちソレノイドバルブ４２がＯＮの状態では、オイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路は開通され、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとは嵌合解除され、ピポット部２２はロック解除され、これに伴い吸排気弁は閉弁保持される。

図４に示すように、本実施形態では、１つの気筒に対して１つのソレノイドバルブ４２が設けられており、合計２つのソレノイドバルブ４２が設けられている。具体的には、一方の第１気筒用ソレノイドバルブ４２ａが、第１気筒２Ａの吸気弁８に設けられた弁停止機構２５ａおよび第１気筒２Ａの排気弁９に設けられた弁停止機構２５ａに供給する油圧を同時に変更し、他方の第４気筒用ソレノイドバルブ４２ｂが、第４気筒２Ｄの吸気弁８に設けられた弁停止機構２５ａおよび第４気筒２Ｄの排気弁９に設けられた弁停止機構２５ａに供給する油圧を同時に変更する。そして、本実施形態では、各ソレノイドバルブ４２ａ、４２ｂが個別に駆動されることで、第１気筒の吸排気弁８，９の開閉状態と第４気筒の吸排気弁８，９の開閉状態とをそれぞれ個別に変更できるようになっている。

（３）制御系統
次に、エンジンの制御系統について説明する。当実施形態のエンジンは、その各部が図５に示されるＥＣＵ（エンジン制御ユニット、制御手段）５０によって統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。

エンジンおよび車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。

例えば、シリンダブロック３には、クランク軸１５の回転角度（クランク角）および回転速度を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。このクランク角センサＳＮ１は、クランク軸１５と一体に回転する図略のクランクプレートの回転に応じてパルス信号を出力するものであり、このパルス信号に基づいて、クランク軸１５の回転角度および回転速度すなわちエンジン回転数が特定されるようになっている。

シリンダヘッド４にはカム角センサＳＮ２が設けられている。カム角センサＳＮ２は、カム軸（１８または１９）と一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するものであり、この信号と、クランク角センサＳＮ１からのパルス信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるかという気筒判別情報が特定されるようになっている。

吸気通路３０のサージタンク３２には、サージタンク３２を通過して各気筒２Ａ〜２Ｄに導入される空気量すなわち吸気量を検出する吸気量センサＳＮ３が設けられているとともに、サージタンク３２内の圧力を検出する吸気圧センサＳＮ４が設けられている。

車両には、運転者により操作される図外のアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサＳＮ５が設けられている。また、エンジン本体１を冷却する冷却液の温度を検出する水温センサＳＮ６が設けられている。

ＥＣＵ５０は、これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ６と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報（クランク角、エンジン回転数、吸気量、吸気圧、アクセル開度、冷却水温）を取得する。

そして、ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ６からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２、点火プラグ１３、バルブアクチュエータ３４ｂ（スロットルバルブ３４ａ）、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。なお、当実施形態では、１気筒につき１組の割合で合計４組のインジェクタ１２および点火プラグ１３が存在するが、図５では、インジェクタ１２および点火プラグ１３をそれぞれ１つのブロックで表記している。また、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２は、第１気筒２Ａの弁停止機構２５ａと、第４気筒２Ｄの弁停止機構２５ａとに対してそれぞれ１つずつ設けられており、合計２つの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２が存在するが、図５ではこれを１つのブロックで表記している。

ＥＣＵ５０のより具体的な機能について説明する。ＥＣＵ５０は、機能的要素として、運転要求判定部５１、スロットルバルブ制御部５２、点火プラグ制御部５３、インジェクタ制御部５４、弁停止機構制御部５５を有している。

運転要求判定部５１は、アクセル開度センサＳＮ４、クランク角センサＳＮ１水温センサＳＮ６の検出値等から特定されるエンジンの運転条件（エンジン負荷、エンジン回転数、エンジン水温等）に基づいて、エンジンの減筒運転および全筒運転のいずれを選択するかを判定するものである。例えば、図６に示すように、運転要求判定部５１は、エンジン負荷およびエンジン回転数が比較的低い特定の運転領域Ａ１にあるときに、第１、第４気筒２Ａ，２Ｄを休止させる（第２、第３気筒２Ｂ，２Ｃのみを稼働させる）減筒運転の要求があると判定する。逆に、エンジン負荷およびエンジン回転数が上記特定の運転領域Ａ１を除く残余の運転領域Ａ２にあるときには、第１〜第４気筒２Ａ〜２Ｄを全て稼働させる全筒運転の要求があると判定する。また、運転要求判定部５１は、冷間時や加減速が激しい場合には、全筒運転を実施すると判定する。例えば、運転要求判定部５１は、水温センサＳＮ６により検出されたエンジン水温が所定値以下の場合や、アクセル開度センサＳＮ５により検出されたアクセル開度の変化率が大きい場合には、全筒運転を実施すると判定する。

スロットルバルブ制御部５２は、スロットルバルブ３４ａの開度すなわち各気筒に吸入される空気量である吸気量を制御するものである。点火プラグ制御部５３は、点火プラグ１３を制御するものである。インジェクタ制御部５４は、インジェクタ１２を制御するものである。弁停止機構制御部５５は、各弁停止機構用ソレノイドバルブ４２ａ、４２ｂをそれぞれ制御して、Ｓ−ＨＬＡ２５の弁停止機構２５ａに供給される油圧すなわち第１、第４気筒２Ａ，２Ｄの吸排気弁８，９の開閉動作をそれぞれ変更するものである。

これら制御部５２〜５５の制御内容の詳細について次に説明する。
（４）制御内容
（４−１）基本制御
まず、全筒運転から減筒運転への切り替え時以外の各制御部の制御内容、すなわち通常の全筒運転時および減筒運転時における各制御部の制御内容について説明する。

スロットルバルブ制御部５２は、アクセル開度センサＳＮ５の検出値すなわちアクセルペダルの踏込操作量に応じて設定された目標トルクを実現するように、バルブアクチュエータ３４ｂを制御して、スロットルバルブ３４ａの開度を変更する。

具体的には、スロットルバルブ制御部５２は、目標トルクに基づき、この目標トルクを実現するために必要な充填効率である要求シリンダ充填効率を求めるとともに、この要求シリンダ充填効率を実現するために必要な吸気通路３０内の空気量である吸気通路内要求空気量を求める。詳細には、吸気通路内要求空気量は、要求シリンダ充填効率と、エンジンの運転状態、例えば、エンジン回転数、吸気ＶＶＴ２９ａの位相等に応じて予め設定されたサージタンク基準体積効率とに基づいて算出される。

次に、スロットルバルブ制御部５２は、吸気通路内要求空気量と、現在の吸気通路３０内の空気量と、吸気通路３０内から気筒に吸入される空気流量とに基づいて、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量の目標値である要求スロットル通過空気流量を求める。そして、スロットルバルブ制御部５２は、この要求スロットル通過空気流量に基づいて、この空気流量を実現するために必要なスロットルバルブの開度（目標スロットルバルブ開度）を算出して、この開度となるように、スロットルバルブ３４ａの開度を制御する。

目標スロットルバルブ開度は、例えば、ベルヌーイの定理を利用して算出することができる。すなわち、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量は、スロットルバルブ３４ａの開度と、スロットルバルブ３４ａの上流側と下流側との圧力比（上流側に対する下流側の圧力の割合、以下、スロットル上下流圧力比という）によって決まるため、スロットルバルブ３４ａの上流側と下流側の圧力をセンサによって検出し、この検出値と、要求スロットル通過空気流量とに基づいて、目標スロットルバルブ開度を算出することができる。具体的には、スロットルバルブ３４ａの開度と、スロットルバルブ上下流圧力比と、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量とを予め求めてこれらの関係をマップで記憶しておき、このマップから、検出したスロットル上下流圧力比と、要求スロットル通過空気流量とに対応するスロットルバルブ３４ａの開度を抽出して、目標スロットルバルブ開度に設定すればよい。例えば、このマップは、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量が一定の場合において、スロットルバルブ上下流圧力比が１に近いほどスロットルバルブ３４ａの開度が大きくなるように設定される。

ここで、減筒運転時は、稼働・出力する気筒が減少するため、全筒運転時と同様のエンジン出力を発生させるためには、稼働している気筒（第２、第３気筒２Ｂ，２Ｃ）の１気筒あたりの出力を、全筒運転時における１気筒あたりの出力よりも大きくする必要がある。そのため、減筒運転時には、１気筒あたりの出力（発生トルク）を増大させる必要があり、これに伴い各気筒に吸入される空気量（吸気量）を増大させる必要がある。すなわち、減筒運転時の１気筒あたりの吸気量の目標値は、全筒運転時の１気筒あたりの吸気量の目標値よりも大きくなる。そして、各気筒に吸入される空気量を増大させるためには、吸気通路３０内の圧力（スロットルバルブ３４ａよりも下流側の圧力）を全筒運転時よりも高い状態にする必要がある。そのため、結果として、減筒運転時には、スロットルバルブ上下流圧力比は、全筒運転時よりも１に近い値となり、減筒運転時のスロットルバルブ３４ａの開度は、全筒運転時の開度よりも大きく（開き側）に制御される。

点火プラグ制御部５３は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の点火プラグ１３の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているとき、点火プラグ制御部５３は、全ての気筒２Ａ〜２Ｄの点火プラグ１３を駆動して点火を実行する。一方、エンジンが減筒運転されているとき、点火プラグ制御部５３は、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）での燃焼を停止させるために、当該気筒の点火プラグ１３の駆動を禁止する。

また、点火プラグ制御部５３は、点火プラグ１３を稼働させる場合において、運転条件に応じて点火時期を決定して点火プラグ１３に指示を出す。具体的には、点火プラグ制御部５３には、エンジン回転数とエンジン負荷とについて予め設定された点火時期のマップが記憶されており、点火プラグ制御部５３は、このマップからエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた点火時期を抽出するとともに、抽出した点火時期を吸気圧センサＳＮ４の検出値等に基づいて補正して、基本点火時期を決定する。上記点火時期のマップは、減筒運転用と全筒運転用の２種類用意されており、運転に応じたマップが使用される。

ここで、決定した基本点火時期が過剰に遅角側の時期である場合には、失火するおそれがある。そこで、本実施形態では、点火プラグ制御部５３は、点火時期が、予め設定されたリタード限界を超えて遅角されないように最終的な点火時期を決定する。すなわち、点火プラグ制御部５３は、決定した上記基本点火時期とリタード限界とのうちより進角側の時期を最終的な点火時期として決定する。リタード限界は、例えば、運転条件（エンジン回転数、エンジン負荷等）についてそれぞれ予め設定されマップで記憶されており、点火プラグ制御部５３は、このマップから運転条件に対応するリタード限界を抽出して上記基本点火時期と比較する。

インジェクタ制御部５４は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）のインジェクタ１２の制御を切り替える。すなわち、インジェクタ制御部５４は、エンジンが全筒運転されているときは、全ての気筒２Ａ〜２Ｄのインジェクタ１２を駆動して燃料噴射を実行する一方、エンジンが減筒運転されているときは、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）への燃料噴射を禁止する。

また、インジェクタ制御部５４は、インジェクタ１２に燃料噴射を実行させる場合において、運転条件（エンジン回転数、エンジン負荷および減筒運転時か全筒運転時か等）に応じて噴射量を決定してインジェクタ１２に指示を出す。

弁停止機構制御部５５は、減筒運転か全筒運転かに応じて弁停止機構用ソレノイドバルブ４２の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているときは、弁停止機構制御部５５は、ソレノイドバルブ４２をＯＦＦ状態として全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁８，９の開閉を可能とする一方、エンジンが減筒運転されているときは、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２をＯＮ状態として休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の吸排気弁８，９を閉弁保持させる。

（４−２）全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御
上記のように、減筒運転では、稼働している気筒の１気筒あたりの出力を全筒運転時よりも大きくするべく、１気筒あたりの吸気量が増大される。しかしながら、吸気量の変化には遅れがあるため、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後すぐさま休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の燃焼を停止して減筒運転を開始したのでは、稼働気筒（第２、第３気筒２Ｂ，２Ｃ）の吸気量が不足してエンジントルクが低下しトルクショックが生じるおそれがある。そこで、本装置では、上記運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると、全気筒を稼働状態としながら、上記トルクショックの発生を回避するために吸気量を増大させ、かつ、点火時期を遅角する過渡全筒制御を開始する。そして、この制御の終了後に減筒運転を開始する。また、この制御の実施のみではトルクショックの発生を回避できないおそれがある特定の運転条件下では、この過渡全筒制御に加えて、吸気量を増大させながら、休止状態とする気筒の数を全数（本実施形態では４つ）と減筒運転時の数（本実施形態では２つ）の間の数（本実施形態では３つ）にする中間減筒制御を実施する。

（ｉ）特定の運転条件以外の運転条件下における切替時の制御
まず、上記特定の運転条件以外の運転条件下において、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合の制御内容について説明する。

スロットルバルブ制御部５２は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、過渡全筒制御として、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量となるようにスロットルバルブ３４ａの開度を変更する制御を実施する。上記の通り、減筒運転時の１気筒あたりの吸気量は、通常の全筒運転時における１気筒あたりの吸気量よりも多くされる必要がある。そのため、スロットルバルブ制御部５２は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、スロットルバルブ３４ａの開度を、通常の全筒運転時の開度すなわち全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出される直前の開度よりも開き側にして、吸気量を減筒運転時の吸気量に向けて増大させる。

本実施形態では、スロットルバルブ制御部５２は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、１気筒あたりの吸気量が全筒運転時よりも多い減筒運転時の量となるように、スロットルバルブ３４ａの開度を開き側に変更する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ制御部５２は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると、すぐさま、減筒運転時用の制御を開始する。

一方、弁停止機構制御部５５は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があっても、各弁停止機構用ソレノイドバルブ４２ａ、４２ｂのＯＦＦ状態を維持して、全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁の開閉を可能とする。また、インジェクタ制御部５４および点火プラグ制御部５３も、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があっても、全ての気筒２Ａ〜２Ｄでの燃焼が維持されるようにインジェクタ１２および点火プラグ１３を制御する。すなわち、インジェクタ制御部５４および点火プラグ制御部５３は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があっても、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の燃料噴射および点火を停止せず、全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃料噴射および点火を実施する。

このように、本装置では、運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁８，９が開閉駆動されるとともに全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼が実施される。

ここで、上記のように、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、スロットルバルブ制御部５２によって１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量であって通常の全筒運転時の吸気量よりも多くされる。そのため、このように吸気量が多い状態で、全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼を実施したのでは、エンジントルクが通常の全筒運転時のトルクすなわち上記切替判定直前のトルクであって運転者等から要求されているトルクよりも高くなってしまう。

そこで、本装置では、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、吸気量を増大させながら、点火時期を、この吸気量の増加に伴って生じるエンジントルクの増大を回避できる時期まで遅角する。すなわち、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、点火プラグ制御部５３は、過渡全筒制御として、点火時期を、通常の全筒運転時の点火時期すなわち上記切替要求が出される直前の点火時期よりも遅角側にする制御を実施する。

具体的には、点火プラグ制御部５３は、通常の全筒運転時の吸気量に対して実際の吸気量がどれだけ増加したかを算出し、この吸気量の増加量、詳細には、この吸気量の増加量に対応するエンジントルクの増加量、に対応する遅角量を算出する。本実施形態では、点火プラグ制御部５３は、各運転条件（エンジン回転数、エンジン負荷等）について予め設定された吸気量の増加量と遅角量とのマップを記憶しており、このマップから、運転条件と算出した吸気量の増加量とに対応する遅角量を抽出する。そして、点火プラグ制御部は、（４−１）で説明した手順に沿って決定した通常の全筒運転時の基本点火時期から、上記算出した遅角量だけ遅角した時期を、切替用の点火時期として決定する。

上記過渡全筒制御（全気筒で吸排気８，９を開閉可能とし、かつ、燃焼を実施しながら、吸気量を増大させるとともに点火時期を遅角する制御）は、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量まで増加するまで実施され、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量まで増加すると、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の吸排気弁８、９が閉弁保持され、かつ、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の燃焼が停止されて減筒運転が開始される。

（ｉｉ）特定の運転条件下における切替時の制御
ここで、基本的には、上記過渡全筒制御の実施によって全筒運転から減筒運転への切り替え時にエンジントルクの増大を回避してトルクショックの発生を回避することができる。しかしながら、点火時期が過剰に遅角側になると失火が生じ、これによってトルクショックが生じるおそれがある。そこで、本装置では、このように点火時期の遅角によって失火が生じる可能性の高い特定の運転条件下では、上記のように、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合、上記過渡全筒制御を実施した後、休止状態とする気筒の数を全数と減筒運転時の数の間の数にする中間減筒制御を実施し、稼働気筒の数の減少によってエンジントルクを低下させ、エンジントルクを低下させるために点火時期が過剰に遅角されるのを回避する。

本実施形態では、過渡全筒制御における点火時期の遅角により燃焼安定度が基準値を下回り失火が生じやすい特定の運転領域（図６にＣで示した領域）にある場合に、上記特定の運転条件が成立しているとする。すなわち、全筒運転領域Ａ１から、減筒運転領域Ａ２に含まれる特定運転領域Ｃに変化した場合に、上記特定の運転条件が成立しているとする。

ここで、本実施形態では、燃焼安定度として、同じ条件で複数回燃焼させたときのエンジントルクの最低値を平均値で割った値であって、この値が低いほど燃焼安定性が悪いことを表す値を用いる。そして、燃焼安定度が所定の基準値（例えば0.5）以下となる領域を、燃焼安定性が悪く失火が生じやすい領域としている。より詳細には、本実施形態では、燃焼安定度が基準値（０．５等）となる時期を、失火が生じる点火時期である失火限界時期とし、点火時期をこの失火限界時期とした場合のエンジントルクの平均値を、通常の基本点火時期でのエンジントルクの平均値で除算した値、すなわち、点火時期を失火限界時期とすることで通常時よりもエンジントルクをどれだけ低下させることができるかを表した値（以下、この値をトルクダウン可能率という）が、所定値未満、例えば０．５未満であって、過渡全筒制御の実施に伴い点火時期を失火限界時期まで遅角させてもエンジントルクを通常のトルクの所定値倍未満（例えば０．５倍）未満にしか低下することができず、この過渡全筒制御の実施時において、失火を回避しながら上記吸気量の増加に伴って生じるエンジントルクの増大を回避できる時期まで点火時期を遅角することが難しい領域が、上記特定の運転領域（以下、単に特定領域という場合がある）に設定されている。

特定の運転条件下（特定の運転領域Ｃ）における切替時における各制御部の制御内容について説明する。

スロットルバルブ制御部５２は、上記特定の運転領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合にも、（ｉ）で説明した他の運転領域で切り替え要求があった場合と同様の制御（過渡全筒制御、吸気量を増大させる制御）を実施する。

具体的には、スロットルバルブ制御部５２は、上記特定の運転領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合すなわち特定の運転領域Ｃに移行することに伴って全筒運転から減筒運転への切替要求があったと判定された場合にも、減筒運転時における制御と同様の制御を開始し、スロットルバルブ３４ａの開度を開き側に変更して、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量に向けて増大するようにスロットルバルブ３４ａの開度を開き側に変更する。

また、上記特定の運転領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合において、この要求が出されてから燃焼サイクル（１サイクルは７２０°ＣＡ）が予め設定された第１サイクル数経過するまでは、点火プラグ制御部５３、インジェクタ制御部５４、弁停止機構制御部５５も、（ｉ）で説明した他の運転領域で切り替え要求があった場合と同様の制御（過渡全筒制御）を実施する。すなわち、第１サイクル数が経過するまでは、これら制御部５３〜５５によって、全ての気筒の吸排気弁８，９が開閉可能にされるとともに全ての気筒で燃焼が実施される。また、点火プラグ制御部５３は、通常の全筒運転時の吸気量に対して実際の吸気量がどれだけ増加したかを算出し、通常の全筒運転時の基本点火時期から、吸気量の増加量に対応する遅角量だけ遅角した時期を、最終的な切替用の点火時期として決定する。

一方、上記特定の運転領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合において上記第１サイクル数が経過すると、中間減筒制御が開始され、この制御の一つとして、減筒運転時に休止状態とされる気筒の一部の気筒が休止状態とされる。本実施形態では、第１気筒２Ａが休止される。

すなわち、上記第１サイクル数が経過すると、弁停止機構制御部５５は、第１気筒２Ａの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２ａのみをＯＮ状態として、第１気筒２Ａの吸排気弁８、９のみを閉弁保持し、インジェクタ制御部５４は第１気筒２Ａのインジェクタ１２のみを噴射停止させ、点火プラグ制御部５３は第１気筒２Ａの点火プラグ１３についてのみ点火を停止させる。

そして、点火プラグ制御部５３は、中間減筒制御として、第１気筒２Ａが休止状態とされてその出力が停止されることに伴うエンジントルクの低下を打ち消して、エンジントルクを一定とするように、点火時期を変更する制御を開始する。すなわち、点火プラグ制御部５３は、第１気筒２Ａが休止状態とされることに伴うエンジントルクの低下と、吸気量が通常の全筒運転から増加したことに伴うエンジントルクの増加とによって生じる、通常の全筒運転時（全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出される直前）からのエンジントルクの変化を打ち消すように点火時期を決定する。なお、第１気筒２Ａが休止状態とされた直後は、その直前の全気筒が稼働している状態の時期よりもエンジントルクが低下するため、点火時期は、このエンジントルクの低下を打ち消すように、この直前の時期よりも進角側に制御される。そして、その後、吸気量が増大するに伴って点火時期は再び遅角側に変更される。

本実施形態では、点火プラグ制御部５３には、第１気筒２Ａが休止状態とされて稼働気筒が３気筒とされ、かつ、各気筒に吸入される吸気量が全筒運転時の吸気量とされた状態でのエンジン回転数とエンジン負荷（エンジントルク）とについての点火時期のマップが記憶されており、点火プラグ制御部５３は、このマップからエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた点火時期を抽出するとともに、抽出した点火時期を吸気圧センサＳＮ４の検出値等に基づいて補正して、基本点火時期を決定する。そして、点火プラグ制御部は、通常の全筒運転時の吸気量に対して実際の吸気量がどれだけ増加したかを算出し、この吸気量の増加量に対応する遅角量を算出して、上記基本点火時期からこの遅角量だけ遅角させた時期を、最終的な点火時期に決定する。

なお、スロットルバルブ制御部５２は、過渡全筒制御時と中間減筒制御時とで同様の制御が実施される。すなわち、スロットルバルブ制御部５２は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、その後、継続して吸気量を減筒運転時の吸気量に向けて増大させる制御を実施する。

そして、上記特定の運転領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合には、この第１気筒２Ａのみが休止している状態が予め設定された第２サイクル数継続した後に、休止気筒の全部、すなわち、第１気筒２Ａに加えて第４気筒２Ｄが休止状態とされ、減筒運転が開始される。

すなわち、第１気筒２Ａが休止状態とされてから燃焼サイクルが第２サイクル数だけ経過すると、弁停止機構制御部５５は、第４気筒２Ｄの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２ｂもＯＮ状態とし、第１気筒２Ａに加えて第４気筒２Ｄの吸排気弁８、９を閉弁保持し、インジェクタ制御部５４は第１気筒２Ａに加えて第４気筒２Ｄのインジェクタ１２も噴射停止させ、点火プラグ制御部５３は第１気筒２Ａに加えて第４気筒２Ｄの点火プラグ１３についても点火を停止させる。

本実施形態では、上記第１サイクル数および第２サイクル数は、エンジン回転数が大きいほど多く設定されており、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されてから最初に所定の気筒（第１気筒２Ａ）を休止状態とされるまでの時間、および、次に所定の気筒（第４気筒２Ｄ）が休止状態とされるまでの時間が、エンジン回転数によらずほぼ一定となるように設定されている。

（ｉｉｉ）全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御の流れ
以上の全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御の流れを図７のフローチャートに示す。

まず、ステップＳ１において、各センサの検出値により特定される、エンジン負荷、エンジン回転数、水温、アクセル開度等の読み込みが行われる。次に、ステップＳ２において、全筒運転から減筒運転への要求があったかどうかが判定される。上記のとおり、この判定は運転要求判定部５１により行われ、運転要求判定部５１は、エンジン負荷、エンジン回転数が所定の運転領域Ｃにあるか、エンジン水温が所定の温度以上か、アクセル開度の変化率が所定値以上か否か等によって、全筒運転から減筒運転への要求があったかどうかを判定する。

ステップＳ２の判定がＮＯであって、全筒運転から減筒運転への要求がない（全筒運転から減筒運転へ移行すべきではない）と判定された場合は、ステップＳ３に進み、全筒運転を維持する。一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであって、全筒運転から減筒運転への要求があった場合は、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、オイルポンプ４１により、オイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路、詳細には、オイルポンプ４１と弁停止機構用ソレノイドバルブ４２との間の油路の油圧が高められる。これは、減筒運転開始時に、より確実に休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の吸排気弁８，９を閉弁保持するためである。なお、このように減筒運転開始前において、オイルポンプ４１と弁停止機構用ソレノイドバルブ４２との間の油路の油圧は高められるが、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２がＯＦＦ状態であるため、この時点では、弁停止機構２５ａのロックピン２５２と上記貫通孔２５１ａとは嵌合解除された状態に維持され、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の吸排気弁８，９は開閉駆動する。

ステップＳ４の次に進むステップＳ５では、過渡全筒制御が実施される。つまり、スロットルバルブ３４ａの開度が通常の全筒運転時よりも開き側に変更される。本実施形態では、上記のとおり、スロットルバルブ制御部５２は、減筒運転時の制御を開始し、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量となるようにスロットルバルブ３４ａの開度を開き側に変更する。また、点火時期が通常の全筒運転時よりも遅角側にされる。本実施形態では、上記のとおり、点火プラグ制御部５３は、点火時期を通常の全筒運転時の点火時期から、全筒運転時の吸気量からの吸気量の増加量に対応した量だけ遅角させた時期を最終的な点火時期に決定する。

ステップＳ５の次に進むステップＳ６では、運転領域が特定の運転領域Ｃか否かが判定される。

ステップＳ６の判定がＮＯであって、特定の運転領域Ｃでない場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達したかが判定される。ステップＳ７の判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ８に進む。一方、ステップＳ７の判定がＮＯの場合は、ステップＳ５に戻る。すなわち、特定の運転領域Ｃでない場合（ステップＳ６の判定がＮＯ）は、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達するまで（ステップＳ７の判定がＹＥＳ）、ステップＳ５すなわち過渡全筒制御が実施される。

ステップＳ６の判定がＹＥＳであって、特定の運転領域Ｃの場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されてから燃焼サイクルが第１サイクル数経過したか否かが判定される。このステップＳ９の判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ９の判定がＮＯの場合は、ステップＳ５に戻る。すなわち、特定の運転領域Ｃの場合（ステップＳ６の判定がＹＥＳ）は、第１サイクル数経過するまで（ステップＳ９の判定がＹＥＳ）、ステップＳ５すなわち過渡全筒制御が実施される。

ステップＳ６およびＳ９の判定がＹＥＳの場合（特定運転領域Ｃであって燃焼サイクルが第１サイクル数経過した場合）に進むステップＳ１０では、中間減筒制御が実施され、まず、第１気筒２Ａが休止状態とされる。すなわち、第１気筒２Ａのインジェクタ１２および点火プラグ１３の駆動が停止されて第１気筒２Ａ内での燃焼が停止されるとともに第１気筒２Ａの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２ａがＯＮ状態とされて第１気筒２Ａの吸排気弁８，９が閉弁保持される。そして、ステップＳ１０の後に進むステップＳ１１において、稼働気筒の点火時期についても中間減筒制御が実施され、稼働気筒の点火時期が、エンジントルクが一定となるように変更される。本実施形態では、上記のとおり、点火プラグ制御部５３は、点火時期を３気筒時における基本点火時期から、全筒運転時の吸気量に対する吸気量の増加量に対応した量だけ遅角させた時期を最終的な点火時期に決定する。

ステップＳ１１の後は、ステップＳ１２にて、ステップＳ９での判定がＹＥＳとなり第１気筒２Ａが休止状態とされてから、燃焼サイクルが第２サイクル数経過したか否かが判定される。この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ８に進む。一方、この判定がＮＯであって、第２サイクル数経過していない場合には、ステップＳ１３に進み、中間減筒制御として、吸気量を増大させる制御を継続するとともに、ステップＳ１０およびＳ１１を実施する。すなわち、吸気量を増大させるとともに第１気筒２Ａを休止状態に維持し、さらに、点火時期をトルク一定となるように制御する。

ステップＳ８では、減筒運転が開始される。すなわち、全ての休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の点火および燃料噴射が停止されるとともに、全ての弁停止機構用ソレノイドバルブ４２ａ、４２ｂがＯＮとされて休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の吸排気弁８、９が閉弁保持される。また、稼働気筒（第２、第３気筒２Ｂ，２Ｃ）の点火制御が通常の減筒運転時の制御に切り替えられる。

（５）作用等
（ｉ）特定の運転条件以外の運転条件下における切替
図８に、本実施形態に係る制御を実施した場合の結果を示す。また、比較例として、上記吸気量を増大させる制御および点火時期を遅角させる制御を実施せず上記切替要求があったときにすぐさま減筒運転を開始した場合の結果を図９に、上記吸気量を増大させる制御のみを実施した場合の結果を図１０に示す。これら図において、最上部のグラフは、全筒運転から減筒運転への切り替えフラグの変化を示したものであり、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると０から１に変化する。

図９に示すように、時刻ｔ１において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった直後に休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の燃焼を停止して稼働気筒を２気筒にした場合では、減筒運転の開始に伴いスロットルバルブ３４ａが開き側に変更されるものの吸気量（１気筒あたりの吸気量、充填効率）が減筒運転時の目標値まですぐには増加しないため、稼働気筒（第２、第３気筒２Ｂ，２Ｃ）の吸気量不足によりこれら稼働気筒からの出力が確保されず、エンジントルクが急低下し、トルクショックが生じる。

また、図１０に示すように、時刻ｔ１において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後、すぐには休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の燃焼を停止せずに、まず、スロットルバルブ３４ａを開き側に変更して吸気量（１気筒あたりの吸気量、充填効率Ｃｅ）を減筒運転時の目標値まで増加させ、その後、減筒運転を開始した場合には、エンジントルクの低下は回避されるものの、すべての気筒で燃焼が実施されている状態でこれら気筒の吸気量が増大する結果、各気筒の出力が増加してエンジントルクが増大してしまう。そのため、この場合であっても、時刻ｔ２にて減筒運転を開始した際にエンジントルクが急低下して、トルクショックが生じる。

これに対して、本実施形態に係る装置では、上記過渡全筒制御を実施して、図８に示すように、時刻ｔ１において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後、すぐには休止気筒（第１、第４気筒２Ａ，２Ｄ）の燃焼を停止せず、スロットルバルブ３４ａを開き側に変更して吸気量（１気筒あたりの吸気量、充填効率）を減筒運転時の量まで増加させる制御を行った上に、さらに、吸気量の増加量に応じて点火時期を遅角させている。そのため、吸気量を増大させつつ各気筒からの出力が増大するのを回避することができ、エンジントルクが増減するのを回避することができる。すなわち、全筒運転から減筒運転への切り替え時においてエンジントルクをほぼ一定に維持することができ、この切り替え時にトルクショックの発生を回避することができる。

（ｉｉ）特定の運転条件下（特定の運転領域Ｃ）での切替
図１１に、本実施形態に係る制御を実施した場合の結果であって、特定領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったときすなわち全筒運転領域Ａ２から特定領域Ｃに移行することで全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されたときの結果を示す。また、比較例として、特定の運転領域Ｃで上記切替要求があった場合において、上記中間減筒制御を実施せず、過渡全筒制御のみを実施した場合の結果を図１２に示す。

上記の通り、特定の運転領域Ｃでは、通常の点火時期が比較的遅角側（失火する可能性の高い時期）に近い時期に設定されている。そのため、図１２に示すように、時刻ｔ１において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があるのに伴い、スロットルバルブ３４ａを開き側に変更して吸気量（１気筒あたりの吸気量、充填効率）を増加させながら点火時期を遅角させていくと、点火時期が所定の時期よりも遅角側になった時点で、燃焼安定度が基準値を下回り失火等が生じてエンジントルクが変動してしまう。また、この失火等を回避しようとして、図１２に破線で示したように、点火時期を失火しない限界時期で固定すると、吸気量の増大に伴ってエンジントルクが増大してしまい、時刻ｔ３において減筒運転を開始した時にやはりトルクショックが生じてしまう。

これに対して、図１１に示すように、本実施形態では、特定の運転領域Ｃにおける上記切替要求があった場合には、この切替要求があってから第１サイクル経過するまでの間（図１１のｔ１〜ｔ２の間）、全気筒（第１〜第４気筒２Ａ〜２Ｄ）で燃焼を実施しながら、スロットルバルブ３４ａを開き側に変更して吸気量（１気筒あたりの吸気量、充填効率）を減筒運転時の量に向けて増加させるとともに、吸気量の増加量に応じて点火時期を遅角させる制御（過渡全筒制御）を実施するとともに、その後（時刻ｔ２以後）、吸気量を増加させる制御を継続しながら、第１気筒２Ａのみを休止状態として、３気筒で燃焼を実施する（中間減筒制御）。そのため、時刻ｔ２以後では、出力している気筒数の減少によってエンジントルクの増加を抑えることができ、吸気量の増大に伴うエンジントルクの増大を抑制するために点火時期を過剰に遅角する必要がなくなる。従って、この点火時期の過剰な遅角に伴う失火およびトルク変動、あるいは、この失火を回避するために点火時期を所定の時期に固定することに伴うエンジントルクの増大を回避して、トルクショックの発生を回避することができる。特に、時刻ｔ２以後において、点火時期が時刻ｔ２以前のエンジントルクが維持されるように制御される（中間減筒制御）ため、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、エンジントルクの変動を確実に回避することができる。具体的には、図１１に示すように、時刻ｔ２において第１気筒２Ａを休止状態にした際に、点火時期をそれまでの点火時期よりも進角側の時期、すなわち、失火限界よりも十分に進角側にすることができる。そのため、時刻ｔ２以後において吸気量の増大に伴って点火時期は遅角されるが、その時期を失火限界よりも十分に進角側に抑えて、時刻ｔ１〜ｔ３において、エンジントルクを一定に維持することができる。

以上のように、本実施形態に係る装置によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避することができ、運転性をより良好にすることができる。

（６）変形例
ここで、上記実施形態では、特定の運転領域Ｃにおいて全筒運転から減筒運転への切り替えがあった場合、すなわち、全筒運転領域Ａ１から特定の運転領域Ｃに移行することに伴って全筒運転から減筒運転への切替要求があったと判定された場合にのみ、上記中間減筒制御を実施する場合について説明したが、運転領域によらず上記切替時に常に中間減筒制御を実施してもよい。

ただし、失火が生じやすい運転条件でのみ中間減筒制御を実施するよう構成すれば、この運転条件において失火を回避しつつ、この運転条件以外の条件下において中間減筒制御を実施することに伴うエンジン振動等の発生を回避して、運転性をより良好にすることができる。

すなわち、中間減筒制御では、燃焼が実施されている気筒の数が安定したエンジン挙動を確保できる全数あるいは減筒運転時の数と異なる数とされるため、エンジンの挙動が不安定になるおそれがある。具体的には、上記実施形態では、中間減筒制御の実施によって３気筒でのみ燃焼が行われるためエンジン振動が大きくなるおそれがある。そのため、中間減筒制御の実施機会を少なく抑えれば、エンジン振動や騒音が増大するのを抑制することができる。

また、上記実施形態では、特定の運転領域Ｃが、トルクダウン可能率が所定未満の領域に設定された場合について説明したが、特定の運転領域Ｃの設定基準はこれに限らない。例えば、トルクダウン可能率が０．５以外の領域であってもよい。また、上記燃焼安定度に代わる燃焼安定性の指標として、同じ条件で複数回燃焼させたときに失火が生じない確率を用い、この確率が所定値となる点火時期を失火限界時期として、トルクダウン可能率ひいては特定の運転領域Ｃを設定してもよい。また、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて予め設定された点火時期が、所定の限界時期に近い領域を特定の運転領域に設定してもよい。

また、予め設定された特定の運転領域であるか否かではなく、上記点火時期遅角制御の実施によって点火時期が予め設定された限界時期を超えて遅角側になったら、中間減筒制御を実施するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、上記中間減筒制御を実施する場合において、全筒運転から減筒運転への切替要求があってからこの中間減筒制御を開始するまでの期間、すなわち、上記切替要求があってから最初に所定の気筒を休止させるまでの期間、および、この最初に所定の気筒を休止させてから次に他の気筒を休止させるまでの期間（第１気筒２Ａを休止させてから第４気筒２Ｄを休止させて減筒運転を開始するまでの期間）を、それぞれ、予め設定されたサイクル数で規定した場合について説明したが、これらの期間の設定はこれに限らない。例えば、これらの期間を時間で規定してもよい。また、点火時期を遅角させる制御の実施に伴って点火時期が予め設定された限界時期まで遅角された時点で、最初の、あるいは、次の気筒を休止させるようにしてもよい。また、吸気量が所定値になった時点で、これら気筒の休止制御を実施するようにしてもよい。

ただし、上記実施形態のように、各期間をサイクル数で規定すれば、制御構成を簡素化することができるとともに、中間減筒運転が実施されてエンジンの挙動が不安定になる期間が過剰となって運転性が悪化するのをより確実に回避することができる。また、上記点火時期や吸気量が所定値になったか否か等で上記期間を規定した場合には、この点火時期や吸気量と所定値との判定を行わねばならず、制御に遅れが生じて失火等が十分に回避できなくなるおそれがあるが、各期間をサイクル数で規定すれば、このような制御遅れを回避してより適正な制御ひいてはより良好な運転性を確保することができる。

また、上記実施形態では、これら期間に対応するサイクル数（第１サイクル数、第２サイクル数）をエンジン回転数が高いほど多く設定した場合について説明したが、これらサイクル数はエンジン回転数によらず一定であってもよい。ただし、これらサイクル数をエンジン回転数が高いほど多くすれば、上記各期間に対応する時間を、運転条件によらずほぼ一定にすることができる。そのため、中間減筒制御が実施されることに伴ってエンジン挙動が不安定となる時間が過剰となり運転者が違和感を覚えるのを回避しながら、各時間を適正に確保することができる。

また、上記実施形態では、中間減筒制御を実施しない場合において、過渡全筒制御を終了して減筒運転を開始するか否かの判定を、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達したか否かによって行う場合について説明したが、この判定の具体的内容はこれに限らない。例えば、中間減筒制御実施時のように、全筒運転から減筒運転への切替要求があってから、所定のサイクル数あるいは所定の時間が経過すると、減筒運転を開始するよう構成してもよい。

また、上記実施形態では、４気筒ガソリンエンジンに本発明の制御装置を適用した例について説明したが、本発明の制御装置が適用可能なエンジンの形式はこれに限られない。例えば、６気筒や８気筒など、４気筒以外の多気筒エンジンを対象としてもよい。そして、減筒運転時に休止状態とする気筒が３つ以上ある場合には、全筒運転から減筒運転への切替時において休止状態とする気筒数を、徐々に増加させてもよい。例えば、６気筒エンジンであって減筒運転時に２つの気筒を休止状態とする場合には、中間減筒制御として、休止状態とする気筒数を、２に向けて５から徐々に増加させてもよい。具体的には、休止状態とする気筒数を５→４→３→２や５→４→２や、５→３→２等に変化にさせてもよい。また、ディーゼルエンジン、エタノール燃料エンジンやＬＰＧエンジン等、他種の内燃機関を対象としてもよい。

１ エンジン本体
２Ａ〜２Ｄ 気筒
８ 吸気弁
９ 排気弁
１３ 点火プラグ（点火手段）
２５ａ 弁停止機構
５０ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (4)

1. 吸気弁、排気弁を備えた複数の気筒と、各気筒に設けられてこれら気筒内の空気と燃料の混合気に点火エネルギーを付与する点火手段と、各気筒に接続される吸気通路に設けられてこれら気筒に吸入される空気量を変更可能なスロットルバルブとを有し、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼が停止されて当該特定の気筒が休止状態とされる減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置であって、
   上記特定の気筒の吸気弁および排気弁を開閉が可能な状態と閉弁が保持される状態とに切り替える弁停止機構と、
   上記弁停止機構、スロットルバルブ、および点火手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、
   上記制御手段は、
   全筒運転から上記特定の気筒が休止状態とされる減筒運転への切り替え要求があってから減筒運転を開始するまでの切替期間の少なくとも一部で、各気筒に吸入される空気量が当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時における空気量よりも多くなるように上記スロットルバルブの開度を変更した状態で、全気筒の吸排気弁が開閉可能となるように上記弁停止機構を制御するとともに全気筒で燃焼を実施する過渡全筒制御を実施し、
   少なくとも一部の運転条件において上記全筒運転から減筒運転への切替要求があった場合には、上記切替期間中、上記過渡全筒制御を実施した後に、各気筒に吸入される空気量が上記通常の全筒運転時における空気量よりも多くなるように上記スロットルバルブの開度を変更した状態で、全気筒の数よりも少なく上記特定の気筒の数よりも多い気筒の吸排気弁が開閉可能となるように上記弁停止機構を制御するとともに当該気筒内でのみ燃焼を実施する中間減筒制御を実施し、
   上記過渡全筒制御時には、上記各気筒に吸入される空気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を遅角させ、
   上記中間減筒制御時には、上記各気筒に吸入される空気量の増大および燃焼が実施されている気筒数の変更に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を変更することを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置であって、
   上記制御手段は、上記過渡全筒制御の実施によって燃焼安定度が予め設定された所定値以下となる運転領域において上記全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合にのみ、上記中間減筒制御を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの制御装置であって、
   上記中間減筒制御が実施される場合において、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があってから最初に所定の気筒内での燃焼を停止するまでのサイクル数、および、所定の気筒内での燃焼を停止してから次に新たな気筒内での燃焼を停止するまでのサイクル数は、それぞれ予め設定されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの制御装置であって、
   上記各サイクル数は、エンジン回転数毎に設定されており、エンジン回転数が高いほど多く設定されていることを特徴とするエンジンの制御装置。

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