JP2019120235A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの上昇を抑制しつつ気筒休止装置の異常を精度高く検出する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、前提条件が成立し（Ｓ１００にてＹＥＳ）、気筒休止の要求がある場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、スロットル開度を設定するステップ（Ｓ１０４）と、スロットル制御を実行するステップ（Ｓ１０６）と、気筒休止制御を実行するステップ（Ｓ１０８）と、しきい値を設定するステップ（Ｓ１１０）と、エンジン回転数がしきい値を超える場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、気筒休止装置の異常フラグをオンするステップ（Ｓ１１４）と、予め定められた時間が経過したときに（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、気筒休止装置の正常フラグをオンするステップ（Ｓ１１８）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、気筒休止装置を備えたエンジンの異常検出に関する。

従来、気筒休止装置を用いてエンジンの運転中に複数の気筒のうちの一部の気筒を休止させることによってエンジンの熱効率を向上させる技術が公知である。気筒休止装置としては、たとえば、気筒頂部に設けられるバルブの開閉動作とカムシャフトの回転動作とが連動する状態と連動しない状態とを油圧を用いて切り換える切換機構によって実現される。

たとえば、特開２００５−１３９９６２号公報（特許文献１）には、気筒休止制御を開始するための指令が内燃機関に出力された後に、検出された吸入空気量がしきい値以上のとき、気筒休止制御に何らかの故障が生じたと判定する技術が開示される。

特開２００５−１３９９６２号公報

上述のような構成を有する気筒休止装置においては、油圧源の供給不良や上述の切換機構への異物の混入など故障の態様としては様々な態様が存在し、これらの故障の発生の有無をより精度高く検出することが求められる。特許文献１においては、吸入空気量に基づいて気筒休止制御の故障を判定する技術が開示されるが、故障の検出精度のさらなる向上が求められる。その一方で、油圧源に油圧センサを設けるなど、各種センサ類を新たに設定することによって故障の検出精度の向上を図ることも考えられるが、製造コストが上昇する可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、製造コストの上昇を抑制しつつ気筒休止装置の異常を精度高く検出するエンジンを提供することである。

この発明のある局面に係るエンジンは、複数の気筒と、複数の気筒のうちのいずれか一部の気筒の頂部に設けられるバルブを閉じ状態にして一部の気筒を休止させる気筒休止装置と、エンジンの運転中に予め定められた条件が成立する場合に、気筒休止装置を動作させるとともに、気筒休止装置の動作に起因してエンジンの回転数が変化しないようにエンジンの吸入空気量を予め定められた量だけ増加させる制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、予め定められた条件が成立した後に、エンジンの回転数がしきい値を超える場合に、気筒休止装置に異常が発生したと判定する。

このようにすると、予め定められた条件が成立した後に、気筒休止装置が正常に動作する場合には、エンジンの回転数が維持されるため、エンジンの回転数がしきい値を超えるような場合には、気筒休止装置が正常に動作していない、すなわち、気筒休止装置に異常が発生したと判定することができる。

好ましくは、制御装置は、予め定められた条件が成立してから予め定められた時間が経過するまでの間にエンジンの回転数がしきい値を超える場合に、気筒休止装置に異常が発生したと判定する。

このようにすると、気筒休止装置に異常が発生した場合にエンジンの回転数が変化し得る期間において、エンジンの回転数がしきい値を超えるか否かを判定することができる。そのため、気筒休止装置に異常が発生しているか否かを精度高く検出することができる。

さらに好ましくは、制御装置は、エンジンの回転数が低くなるほどしきい値が小さくなるようにしきい値を設定する。

このようにすると、エンジンの回転数が低い状態であるほど、気筒休止装置に異常が発生した場合におけるエンジンの回転数の変化が小さくなるため、しきい値を小さくすることによって、気筒休止装置に異常が発生しているか否かを精度高く検出することができる。

この発明によると、製造コストの上昇を抑制しつつ気筒休止装置の異常を精度高く検出するエンジンを提供することができる。

本実施の形態に係るエンジンの概略構成を示す図である。 通常時における気筒休止装置の構成を説明するための図である。 気筒休止時における気筒休止装置の構成を説明するための図である。 エンジンＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。 エンジン回転数のしきい値の設定方法を説明するための図である。 正常時の気筒休止制御におけるエンジンＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。 異常時の気筒休止制御におけるエンジンＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。 変形例における、エンジンＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その１）である。 変形例における、エンジンＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施の形態に係るエンジン１の概略構成を示す図である。本実施の形態において、エンジン１は、内燃機関であって、たとえば、都市ガスやＬＰＧ等の気体燃料を用いて作動するガスエンジンを一例として説明する。エンジン１は、たとえば、空調設備等に用いられるガスヒートポンプ等の動力源として搭載される。

エンジン１は、吸気システム２と、排気システム４と、エンジン本体１０と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを備える。

吸気システム２は、インテークマニホールド４０と、スロットル４２と、第１燃料供給装置４４と、第２燃料供給装置４６と、吸気通路４８と、エアクリーナ５０と、レギュレータ５４と、ソレノイドバルブ５６とを含む。

吸気通路４８の一方端側には、吸入された空気中の異物を除去するエアクリーナ５０が設けられる。吸気通路４８の他方端には、吸気通路を各気筒の吸気ポートに分岐するインテークマニホールド４０が接続される。エアクリーナ５０と吸気通路４８の他方端との間の所定の位置には、第１燃料供給装置４４が設けられる。さらに、吸気通路４８には、第１燃料供給装置４４よりもエンジン本体１０側の所定の位置に第２燃料供給装置４６が設けられる。そして、吸気通路４８には、第１燃料供給装置４４と第２燃料供給装置４６との間の所定の位置にスロットル４２が設けられる。

ソレノイドバルブ５６は、エンジンＥＣＵ２００から制御信号に基づいて動作する。ソレノイドバルブ５６は、エンジン１の動作時に開状態となり、エンジン１の停止時に閉状態となるように制御される。ソレノイドバルブ５６が開状態である場合において、外部の燃料供給源から供給された都市ガスは、ソレノイドバルブ５６を経由してレギュレータ５４に供給される。

レギュレータ５４は、燃料供給源から供給される燃料の圧力を調整する。レギュレータ５４において圧力が調整された燃料は、第１燃料供給装置４４および第２燃料供給装置４６に供給される。

第１燃料供給装置４４は、エンジンＥＣＵ２００の制御信号に基づいて燃料の供給量を調整する調整装置を含む。調整装置は、たとえば、燃料の流路の断面積（開度）を調整することによって燃料の供給量を調整する。調整装置としては、たとえば、ステップモータを用いて開度が変更可能な制御弁が用いられる。

第２燃料供給装置４６は、レギュレータ５４において圧力が調整された燃料を吸気通路４８内に噴射するインジェクタを含む。第２燃料供給装置４６は、エンジンＥＣＵ２００の制御信号に基づいて燃料の供給量を調整する。

スロットル４２は、エンジンＥＣＵ２００の制御信号に基づいて吸気通路４８内を流通する気体の流量を調整する。スロットル４２は、たとえば、スロットルモータを用いて開度が変更可能なスロットルバルブを含む。

第１燃料供給装置４４あるいは第２燃料供給装置４６を経由して吸気通路４８内に供給された気体燃料は、エアクリーナ５０から吸入された空気と混合されることによって、混合気が形成される。形成された混合気は、インテークマニホールドを経由してエンジン本体１０に供給される。

エンジン本体１０は、複数の気筒１１と、複数の点火コイル１２と、気筒休止装置１４，１６と、オイルポンプ２０とを含む。

本実施の形態において、エンジン本体１０には、４個の気筒１１が設けられるものとして説明する。気筒１１の内部には、ピストン（図示せず）が気筒１１の内周面に沿って摺動可能に収納される。吸気行程において、ピストンが気筒１１内を下降することによって、筒内の圧力が低下し、インテークマニホールド４０から混合気が導入される。圧縮行程において、ピストンが気筒１１内を上昇することによって、気筒１１内の混合気が圧縮される。ピストンが上死点まで上昇した付近で点火コイル１２により点火されると、気筒１１内の圧縮された混合気が燃焼する。膨張行程においては、混合気の燃焼圧によってピストンが押し下げられ、クランク機構を介してエンジン本体１０のクランクシャフト（出力軸）が回転させられる。そして、排気行程においては、ピストンが上昇することによって、気筒１１内の排気がエキゾーストマニホールド７０に排出される。

気筒休止装置１４，１６は、複数の気筒１１のうちのいずれか２つの気筒１１をそれぞれ休止可能に構成される。気筒休止装置１４は、リフタ１４ａと、ＯＳＶ（Oil Switching Valve）１４ｂ（いずれも後述する）とを含む。気筒休止装置１６は、リフタ１６ａとＯＳＶ１６ｂとを含む。

オイルポンプ２０は、気筒休止装置１４，１６の各々に油圧を供給可能に構成される。オイルポンプ２０は、たとえば、電動ポンプであってもよいし、エンジン１を動力源とする機械式ポンプであってもよい。なお、気筒休止装置１４，１６の詳細な構成については後述する。

排気システム４は、エキゾーストマニホールド７０と、排気通路７２と、排気浄化装置７４と、マフラ７６とを含む。

エキゾーストマニホールド７０は、エンジン本体１０の各気筒の排気ポートに接続される。また、エキゾーストマニホールド７０には、排気通路７２の一方端が接続される。排気通路７２の途中には、排気浄化装置７４とマフラ７６とが所定の位置に設けられる。

排気浄化装置７４は、各種触媒であって、たとえば、排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素、およい、窒素酸化物を浄化する機能を有する三元触媒を含むようにしてもよい。エキゾーストマニホールド７０から排出された排気は、排気浄化装置７４およびマフラ７６を経由して外部に排出される。

エンジンＥＣＵ２００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、入出力バッファとを含んで構成される。エンジンＥＣＵ２００は、後述する各種センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１に対する要求トルクに基づいて第１燃料供給装置４４による燃料供給量と、第２燃料供給装置４６による燃料の供給量とを設定し、設定された各供給量にしたがって、第１燃料供給装置４４および第２燃料供給装置４６を制御する。エンジン１が、ガスヒートポンプの動力源として用いられる場合には、エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、空調設備において設定された設定温度と現在の温度との差分等に基づいてエンジン１に対する要求トルクを設定する。

エンジンＥＣＵ２００には、吸気温センサ１００と、吸気圧センサ１０２と、水温センサ１０４と、クランク角センサ１０６と、カム角センサ１０８と、Ｏ_２センサ１１０とが接続される。

吸気温センサ１００は、吸気通路４８内を流通する吸気の温度（以下、吸気温度と記載する）を検出する。吸気温センサ１００は、検出した吸気温度を示す信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

吸気圧センサ１０２は、インテークマニホールド７０内の吸気の圧力（以下、吸気圧と記載する）を検出する。吸気圧センサ１０２は、検出した吸気圧を示す信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

水温センサ１０４は、冷却水を流通する通路（以下、冷却水通路と記載する）内の冷却水の温度（以下、水温と記載する）を検出する。冷却水通路は、たとえば、エンジン本体１０の内部に設けられる。水温センサ１０４は、検出した水温を示す信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

クランク角センサ１０６は、クランクシャフトの回転角度（以下、クランク角度と記載する）を検出する。クランク角センサ１０６は、検出したクランク角度を示す信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

カム角センサ１０８は、カムシャフト２３（図２参照）の回転角度（以下、カム角度と記載する）を検出する。カム角センサ１０８は、検出したカム角度を示す信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

Ｏ_２センサ１１０は、排気中の酸素濃度を検出する。Ｏ_２センサ１１０は、検出した酸素濃度を示す信号をエンジンＥＣＵ２００に送信する。

以下、気筒休止装置１４，１６の詳細な構成および動作について図２および図３を参照しつつ説明する。図２は、通常時（すなわち、気筒休止時でないとき）における気筒休止装置１４の構成を説明するための図である。図３は、気筒休止時における気筒休止装置１４の構成を説明するための図である。

エンジン本体１０に設けられる気筒の頂部には、一方端がインテークマニホールド４０に接続される吸気ポートの他方端に接続される吸気側開口部と、一方端がエキゾーストマニホールド７０に接続される排気ポートの他方端に接続される排気側開口部とが設けられ、各開口部に動弁機構が設けられる。

以下、動弁機構に設けられる気筒休止装置１４の詳細な構成について説明する。なお、気筒休止装置１４は、たとえば、吸気側開口部の動弁機構に設けられる場合を一例として説明するが、排気側開口部の動弁機構にも設けられるものとする。また、気筒休止装置１６は、気筒休止装置１４が設けられる気筒とは異なる気筒に設けられるがその構成は気筒休止装置１４の構成と同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

図２に示すように、動弁機構は、カム２２と、カムシャフト２３と、バルブ２４と、ロッカーアーム２６と、バルブスプリング２８と、プッシュロッド３０と、リフタ１４ａとを含む。

バルブ２４は、傘形状の傘部２４ａと棒状のステム部２４ｂとを含む。傘部２４ａの傘形状の頂部に、ステム部２４ｂの一方端が接続される。ステム部２４ｂの他方端には、ロッカーアーム２６の一方端が当接する。傘部２４ａは、気筒１１内に位置している。バルブ２４は、ステム部２４ｂの軸方向に移動可能に設けられる。バルブ２４は、図２の破線矢印の方向に移動することによって、吸気側開口部２５と気筒１１内とが連通するため、開状態となり、図２の破線矢印の方向とは逆方向に移動することによって、吸気側開口部２５が傘部２４ａによって閉塞するため、閉状態となる。

バルブ２４には、バルブスプリング２８によって図２の破線矢印の方向とは逆方向の付勢力が作用する。そのため、バルブ２４に対してロッカーアーム２６から図２の破線矢印の方向の力が作用しない場合には、バルブ２４は閉じ状態を維持する。

ロッカーアーム２６の他方端の下部には、プッシュロッド３０の一方端が当接する。ロッカーアーム２６の一方端と他方端との間は、支持部材によって回転自在に支持されている。そのため、ロッカーアーム２６の他方端がプッシュロッド３０によって押し上げられると、支持部材を回転中心としてロッカーアーム２６に回転力が生じて、ロッカーアーム２６の一方端が押し下げられる。

カム２２は、カムシャフト２３に固定される。カムシャフト２３は、ギヤ、ベルトあるいはチェーン等を介してクランクシャフトと連結されており、クランクシャフトの回転に同期して回転する。カム２２は、カムシャフト２３の回転に連動して回転する。

カム２２には、カムシャフト２３の回転軸方向から視て一部において、カムシャフト２３の軸径方向に突出する突出部が設けられる。カム２２が回転すると、この突出部の形状によってロッカーアーム２６の他方端を押し上げる時期や押し上げ量等が定まる。すなわち、カム２２の外縁の形状により、バルブ２４の開閉時期やリフト量が定まる。

プッシュロッド３０とカム２２との間には、リフタ１４ａが設けられる。リフタ１４ａは、通常時（気筒休止時でないとき）においては、カム２２の回転動作により上方向に作用する力をプッシュロッド３０に伝達する。

一方、リフタ１４ａは、気筒休止時においては、カム２２の回転動作により上方向に作用する力をプッシュロッド３０に伝達しない。そのため、気筒休止時においては、バルブ２４の開閉動作が行なわれないこととなる。

以下、リフタ１４ａの具体的な構成について説明する。リフタ１４ａは、アウター３２と、インナー３６と、スプリング３８と、ロック機構３４とを含む。

スプリング３８は、図２における上端の位置が固定され、下端においてアウター３２と当接して設けられる。スプリング３８は、カム２２のカム角度に応じた付勢力をアウター３２に作用させる。図２に示されるカム２２のカム角度においてスプリング３８は、最も収縮した状態になる。

アウター３２は、底面部分以外は中空形状を有している。アウター３２の底面部分には、カム２２の外縁部分が当接している。アウター３２の内部には、インナー３６が上下方向に摺動可能に設けられる。また、アウター３２には、後述するインナー３６と所定の相対的な位置関係となるときに、インナー３６に形成される貫通穴３６ｂと連通状態となるように貫通穴３２ａが形成される。

インナー３６には、プッシュロッド３０の他方端と当接する凹部３６ａと、ロック機構３４を摺動可能に収納する貫通穴３６ｂとが形成される。

ロック機構３４は、ＯＳＶ１４ｂから供給される油圧に応じて、アウター３２とインナー３６との相対的な移動を抑制するロック状態と、アウター３２とインナー３６との相対的な移動を許容するロック解除状態とのうちのいずれか一方の状態に切り換え可能な機構を有する。

具体的には、ロック機構３４は、２つのロックピン３４ａ，３４ｂをバネ部材３４ｃを介在して連結する構成を有する。たとえば、バネ部材３４ｃは、貫通穴３６ｂ内の中央部の位置に固定されるものとする。

図２に示すように、アウター３２に形成される貫通穴３２ａとインナー３６に形成される貫通穴３６ｂとが連通した位置関係となる状態でロックピン３４ａ，３４ｂの各々が双方の貫通穴３２ａ，３６ｂに亘って差し込まれた位置関係となっている。そのため、ロック機構３４は、この２つのロックピン３４ａ，３４ｂが当該位置関係となることによって、アウター３２とインナー３６との相対的な移動を抑制するロック状態となる。

一方、図３に示すように、ロックピン３４ａ，３４ｂが貫通穴３６ｂの中央側に位置することによってアウター３２に形成される貫通穴３２ａから外れると、アウター３２とインナー３６との相対的な移動を許容するロック解除状態となる。

このようなロックピン３４ａ，３４ｂの位置は、ＯＳＶ１４ｂから作動油が供給されるか否かによって変更される。

ＯＳＶ１４ｂは、エンジンＥＣＵ２００の制御信号に応じて、開状態になることによって、アウター３２にオイルポンプ２０から圧送される作動油を供給し、閉状態になることによってアウター３２への作動油の供給を停止するように構成される。

ＯＳＶ１４ｂから作動油がアウター３２に供給されると、図３の矢印に示すように、貫通穴３６ｂの両端側から挟み込むように油圧が付与される。そのため、アウター３２の貫通穴３２ａがＯＳＶ１４からの油圧を受ける位置になると、貫通穴３２ａと貫通穴３６ｂとに亘って差し込まれた状態の２つのロックピン３４ａ，３４ｂがインナー３６側に移動することとなるため、ロック機構３４はロック解除状態となる。

ロック機構３４がロック解除状態になると、カム２２の回転動作によってアウター３２が図２の紙面上下方向に揺動しても、インナー３６は、停止状態を維持するため、バルブ２４の開閉動作が行なわれない。このように複数の気筒のうちの気筒休止装置１４，１６を備えた一部の気筒においてロック機構３４がロック解除状態となることによって、吸気バルブおよび排気バルブがいずれも閉状態を維持する。その結果、混合気が気筒内に導入されないため、気筒が休止状態となる。

この気筒休止装置１４，１６をエンジンの運転状態に応じて作動させることによって、エンジン１の熱効率を向上させることができる。

上述のような構成を有する気筒休止装置１４，１６においては、オイルポンプ２０からの作動油の供給不良や気筒休止を行なうための切換機構（リフタ１４ａ，１６ａあるいはＯＳＶ１４ｂ，１６ｂ）への異物の混入など故障の態様としては様々な態様が存在し、これらの故障の発生の有無をより精度高く検出することが求められる。その一方で、オイルポンプ２０に油圧センサを設けるなど、各種センサ類を新たに設定することによって故障の検出精度の向上を図ることはできるが、製造コストが上昇する可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、エンジンＥＣＵ２００が以下のように動作するものとする。具体的には、エンジンＥＵＣ２００は、エンジン１の運転中に予め定められた条件が成立する場合に、気筒休止装置１４，１６を動作させるとともに、気筒休止装置の動作に起因してエンジンの回転数が変化しないようにエンジン１の吸入空気量を予め定められた量だけ増加させる制御を実行する。さらに、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置１４，１６を動作させた後に、エンジン１の回転数がしきい値を超える場合に、気筒休止装置１４，１６に異常が発生したと判定する。

このようにすると、予め定められた条件が成立した後に、気筒休止装置１４，１６が正常に動作する場合には、エンジン１の回転数が維持されるため、エンジン１の回転数がしきい値を超えるような場合に、気筒休止装置１４，１６が正常に動作していない、すなわち、気筒休止装置１４，１６に異常が発生したと判定することができる。

以下、図４を参照して、本実施の形態におけるエンジンＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２００で実行される制御処理を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵ２００は、図４に示される制御処理を予め定められた時間が経過する毎に実行する。なお、図４に示すフローチャートに示される各ステップは、エンジン２００によるソフトウェア処理によって実現されるが、その一部がエンジンＥＣＵ２００に作製されたハードウェア（電気回路）によって実現されてもよい。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ２００は、前提条件が成立するか否かを判定する。前提条件は、たとえば、エンジンの暖機が完了しているという条件と、エンジン１が始動してから予め定められた時間が経過しているという条件とを含む。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１の水温がしきい値よりも高い場合に、エンジンの暖機が完了している条件が成立していると判定する。前提条件が成立していると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止の要求があるか否かを判定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン１の気筒休止条件が成立する場合に、気筒休止フラグをオン状態にする。エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止フラグがオン状態である場合に、気筒休止の要求があると判定する。エンジン１の気筒休止条件は、たとえば、エンジン１の状態が２気筒運転が可能な予め定められた状態であるという条件を含む。予め定められた状態は、たとえば、エンジン１の一部の気筒が休止しても、要求される出力や要求トルクを発生させることができる運転状態であって、かつ、熱効率が向上する運転状態を含む。運転状態は、たとえば、エンジン回転数および負荷（吸入空気量）等の状態を含む。気筒休止の要求があると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止後のスロットル開度を設定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、現在のエンジン回転数が維持されるようにスロットル開度を設定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン回転数と気筒休止後のスロットル開度との関係を示すマップを用いて現在のエンジン回転数から気筒休止後のスロットル開度を設定する。エンジン回転数と気筒休止後のスロットル開度との関係は、たとえば、実験等によって適合される。

Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、スロットル制御を実行する。エンジンＥＣＵ２００は、設定されたスロットル開度になるようにスロットル４２を制御する。Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止制御を実行する。具体的には、エンジンＥＣＵ２００は、ＯＳＶ１４ｂ，１６を開状態にすることによってリフタ１４ａ，１６ａに作動油を供給する。これにより、ロック機構がロック解除状態になることによって一部の気筒の頂部に設けられる吸気バルブおよび排気バルブの作動が抑制されて、休止状態になる。

Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、しきい値ａを設定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、現在のエンジン回転数を用いてしきい値ａを設定する。しきい値ａは、たとえば、現在のエンジン回転数が低い場合には、現在のエンジン回転数が高い場合よりも小さい値になるように設定される。

図５は、エンジン回転数のしきい値の設定方法を説明するための図である。エンジンＥＣＵ２００は、図５に示すようなマップを参照して現在のエンジン回転数に対応するしきい値ａを設定する。図５に示すマップにおいて、エンジン回転数５００ｒｐｍ、６００ｒｐｍ、８００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍおよび１４００ｒｐｍに対してしきい値ａ１〜ａ６がそれぞれ対応づけられている。しきい値ａ１〜ａ６は、たとえば、エンジン回転数が低くなるほど小さくなるように設定され、エンジン回転数が高くなるほど大きくなるように設定される。

図４に戻って、Ｓ１１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン回転数がしきい値ａよりも大きいか否かを判定する。エンジン回転数がしきい値ａよりも大きいと判定される場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置１４，１６の異常フラグをオン状態にする。エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置１４，１６の異常フラグをオン状態にした場合、利用者に対して気筒休止装置１４，１６に異常が発生した旨を通知する。異常の通知は、たとえば、音声の出力、所定の警告灯の点灯および所定の警告文を表示装置に表示のうちの少なくともいずれかによって行なわれる。

一方、エンジン回転数がしきい値ａ以下であると判定される場合（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、予め定められた時間Ａが経過するか否かを判定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、気筒休止の要求があると判定された時点から予め定められた時間Ａが経過するか否かを判定する。予め定められた時間Ａは、気筒休止の要求があると判定された時点から少なくとも気筒休止装置１４，１６の作動が完了していると判定できる時間であって、実験等によって適合される。

予め定められた時間Ａが経過すると判定される場合（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。Ｓ１１８にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置１４，１６の正常フラグをオン状態にする。なお、予め定められた時間Ａが経過していないと判定される場合（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１１２に戻される。また、正常フラグは、次回に処理を実行するタイミングでオフに設定されてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態におけるエンジンＥＣＵ２００の動作について図６および図７を用いて説明する。図６は、正常時における気筒休止運転の状態を説明するためのタイミングチャートである。図７は、異常時における気筒休止運転の状態を説明するためのタイミングチャートである。

図６のＬＮ１および図７のＬＮ６は、気筒休止フラグの変化を示す。図６のＬＮ２および図７のＬＮ７は、実気筒運転状態（４気筒運転および２気筒運転のうちのいずれかの状態）の変化を示す。図６のＬＮ３および図７のＬＮ８は、スロットル開度の変化を示す。図６のＬＮ４および図７のＬＮ９は、エンジン回転数の変化を示す。図６のＬＮ５は、気筒休止装置の正常フラグの変化を示す。図７のＬＮ１０は、気筒休止装置の異常フラグの変化を示す。

図６のＬＮ１に示すように、たとえば、気筒休止が要求されていない（すなわち、気筒休止フラグがオフ）状態である場合を想定する。このとき、エンジン１は、図６のＬＮ２に示すように、４気筒運転状態であり、図６のＬＮ３に示すように、スロットル開度は、ＴＨ（０）で維持され、図６のＬＮ４に示すように、エンジン回転数は、Ｎｅ（０）で維持されるものとする。

エンジン１の水温がしきい値を超えることによって暖機が完了し、かつ、エンジン１が始動してから予め定められた時間が経過している場合に、前提条件が成立していると判定され（Ｓ１００にてＹＥＳ）、気筒休止が要求されるか否かが判定される（Ｓ１０２）。

＜気筒休止装置１４，１６が正常状態である場合＞
図６のＬＮ１に示すように、時間ｔ（０）にて、エンジン１の運転状態が予め定められた状態になり、気筒休止条件が成立すると、気筒休止フラグがオン状態になり、気筒休止が要求されたと判定される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。このとき、現在のエンジン回転数Ｎｅ（０）に基づくスロットル開度ＴＨ（１）が設定されるため（Ｓ１０４）、図６のＬＮ３に示すように、スロットル開度がＴＨ（０）から設定されたスロットル開度ＴＨ（１）になるようにスロットル制御が実行される（Ｓ１０６）。そして、気筒休止制御の実行によってＯＳＶ１４ｂ，１６ｂが開状態になるように制御される（Ｓ１０８）。このとき、ロック機構３４がロック解除状態になり、エンジン１の４気筒のうちの２気筒が休止状態になる。そのため、図６のＬＮ２に示すように、エンジンの運転状態は、４気筒運転状態から２気筒運転状態に移行する。そして、現在のエンジン回転数Ｎｅ（０）に基づいてしきい値ａが設定される（Ｓ１１０）。

図６のＬＮ４に示すように、時間ｔ（０）以降、エンジン回転数は、しきい値ａよりも低いエンジン回転数Ｎｅ（０）で維持されるため（Ｓ１１２にてＮＯ）、予め定められた時間が経過すると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、図６のＬＮ５に示すように、時間ｔ（１）にて、気筒休止装置１４，１６の正常フラグがオン状態に設定される（Ｓ１１８）。

＜気筒休止装置１４，１６が異常状態である場合＞
図７のＬＮ６に示すように、時間ｔ（０）にて、エンジン１の運転状態が予め定められた状態になり、気筒休止条件が成立すると、気筒休止フラグがオン状態になり、気筒休止が要求されたと判定される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。このとき、現在のエンジン回転数Ｎｅ（０）に基づくスロットル開度が設定されるため（Ｓ１０４）、図７のＬＮ８に示すように、スロットル開度がＴＨ（０）から設定されたスロットル開度ＴＨ（１）になるようにスロットル制御が実行される（Ｓ１０６）。そして、気筒休止制御の実行によってＯＳＶ１４ｂ，１６ｂが開状態になるように制御される（Ｓ１０８）。このとき、気筒休止装置１４，１６が異常状態である場合には、エンジン１の４気筒のうちいずれの気筒も休止状態にならないため、図７のＬＮ６に示すように、４気筒運転状態が継続される。そして、現在のエンジン回転数Ｎｅ（０）に基づいてしきい値ａが設定される（Ｓ１１０）。

図７のＬＮ９に示すように、時間ｔ（０）の後であって、かつ、時間ｔ（０）から予め定められた時間した時間ｔ（１）の前の時間ｔ（２）にて、エンジン回転数がしきい値Ｎｅ（１）を超えるように変化した場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、図７のＬＮ１０に示すように、気筒休止装置１４，１６の異常フラグがオン状態に設定される（Ｓ１１４）。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン１によると、気筒休止の要求があると判定された後に、気筒休止装置１４，１６が正常に動作する場合には、エンジン回転数が維持されることになるため、エンジン回転数がしきい値を超えるような場合には、気筒休止装置１４，１６が正常に動作していない、すなわち、気筒休止装置１４，１６に異常が発生したと判定することができる。このようにすると、新たなセンサ等を設けることなく気筒休止装置１４，１６に異常が発生したか否かを判定することができる。したがって、製造コストの上昇を抑制しつつ気筒休止装置の異常を精度高く検出するエンジンを提供することができる。

さらに、気筒休止の要求があると判定されてから予め定められた時間が経過するまでの間の気筒休止装置１４，１６の動作に起因してエンジンの回転数が変化する期間において、エンジン回転数がしきい値を超えるか否かを判定することができる。そのため、気筒休止装置１４，１６に異常が発生しているか否かを精度高く検出することができる。

さらに、エンジン回転数が低い状態であるほど、気筒休止装置１４，１６に異常がある場合のエンジン回転数の変化は小さくなるため、しきい値を小さくすることによって、気筒休止装置１４，１６に異常が発生しているか否かを精度高く検出することができる。

以下、変形例について説明する。
上述の実施の形態では、ガスエンジンに本発明を適用した場合を一例として説明したが、エンジンとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であってもよく、特に、ガスエンジンに限定されるものではない。

さらに上述の実施の形態では、リフタ１４ａ，１６ａとＯＳＶ１４ｂ，１６ｂとを有する気筒休止装置１４，１６の構成を一例として説明したが、少なくとも気筒休止の要求に応じて気筒１１の頂部に設けられるバルブを閉じ状態にすることができる構成であればよく、特に気筒休止装置１４，１６の構成に限定されるものではない。

さらに上述の実施の形態では、気筒休止の要求があると判定された時点から予め定められた時間が経過するまでの間にエンジン回転数が、当該時点のエンジン回転数に基づいて設定されたしきい値を超える場合には、気筒休止装置１４，１６の異常フラグをオン状態に設定するものとして説明したが、気筒休止の要求があると判定された時点から予め定められた時間が経過するまでの間のエンジン回転数の上昇量がしきい値を超える場合に、気筒休止装置１４，１６の異常フラグをオン状態にしてもよい。

さらに上述の実施の形態では、現在のエンジン回転数に基づいてしきい値ａを設定するものとして説明したが、しきい値ａは、たとえば、予め定められた値であってもよい。

さらに上述の実施の形態では、気筒休止の要求があると判定された時点から予め定められた時間が経過するまでの間にエンジン回転数が、当該時点のエンジン回転数に基づいて設定されたしきい値を超える場合には、気筒休止装置１４，１６の異常フラグをオン状態に設定するものとして説明したが、以下のような動作としてもよい。

すなわち、エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、予め定められた時間Ａよりも短い予め定められた時間Ｂが経過するまでにエンジン回転数がしきい値ａを超える場合には、気筒休止装置の異常フラグをオン状態に設定する。エンジンＥＣＵ２００は、予め定められた時間Ｂが経過した後であって、かつ、予め定められた時間Ａが経過するまでにエンジン回転数がしきい値ａを超える場合には、気筒休止装置１４，１６の仮異常フラグをオン状態にする。エンジンＥＣＵ２００は、仮異常フラグがオン状態となる通算回数が所定回数以上となる場合に、気筒休止装置１４，１６の異常フラグをオン状態に設定してもよい。

以下、図８を参照して、この変形例におけるエンジンＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。図８は、変形例における、エンジンＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その１）である。

図８のフローチャートにおいて、図４のフローチャートと同様の処理については同じステップ番号が付与されている。そのため、以下に説明する場合を除き、その詳細な説明は繰り返さない。

図８に示すように、Ｓ１１２にて、エンジン回転数がしきい値ａよりも大きいと判定される場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止の要求があると判定された時点から予め定められた時間Ｂが経過するか否かを判定する。予め定められた時間Ｂは、少なくとも予め定められた時間Ａよりも短い時間であればよい。予め定められた時間Ｂが経過すると判定される場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。

Ｓ２０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置１４，１６の仮異常判定回数をカウントアップする。エンジンＥＣＵ２００は、カウントアップした仮異常判定回数をメモリ等の所定の記憶領域に記憶する。

Ｓ２０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、仮異常判定回数がしきい値ｂ以下であるか否かを判定する。しきい値ｂは、たとえば、予め定められた値である。仮異常判定回数がしきい値ｂ以下である場合には（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、この処理は終了される。

なお、予め定められた時間Ｂが経過していないと判定される場合や（Ｓ２００にてＮＯ）、仮異常判定回数がしきい値ｂを超える場合には（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移され、気筒休止装置１４，１６の異常フラグがオン状態に設定される。

このようにすると、気筒休止の要求があると判定された後に、気筒休止装置１４，１６の動作が遅くなる等によりエンジン回転数がゆっくり変化するような態様で気筒休止装置１４，１６の異常が発生した場合には、仮異常判定回数がカウントアップされ、カウントアップされた仮異常判定回数がしきい値ｂを超える場合に異常フラグがオン状態に設定される。そのため、このような場合にも気筒休止装置１４，１６の異常を精度高く検出することができる。

さらに上述の実施の形態では、気筒休止の要求があると判定される場合に、エンジン回転数を用いて気筒休止装置１４，１６が異常であるか否かを判定するものとして説明したが、たとえば、気筒休止の解除要求があると判定される場合に、エンジン回転数を用いて気筒休止装置１４，１６が異常であるか否かを判定してもよい。

具体的には、エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、気筒休止の解除要求があると判定される場合に、気筒休止の解除要求があると判定された時点から予め定められた時間が経過するまでにエンジン回転数がしきい値を下回る場合にも、気筒休止装置に異常が発生したと判定してもよい。

以下、図９を参照して、この変形例におけるエンジンＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。図９は、変形例における、エンジンＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャート（その２）である。

Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ２００は、前提条件が成立するか否かを判定する。前提条件は、図４のＳ１００において説明した前提条件と同様の条件を含む。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

前提条件が成立していると判定される場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２に移される。Ｓ３０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止の解除要求があるか否かを判定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン運転状態が４気筒運転を要する予め定められた状態である場合に、気筒休止の解除要求があると判定する。予め定められた状態は、たとえば、エンジン１の一部の気筒が休止すると、要求される出力や要求トルクを発生させることができない運転状態を含む。気筒休止の解除要求があると判定される場合（Ｓ３０２にてＹＥＳ）、処理はＳ３０４に移される。

Ｓ３０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止解除後のスロットル開度を設定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、現在のエンジン１の運転状態（たとえば、エンジン回転数）が維持されるようにスロットル開度を設定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、エンジン回転数と気筒休止解除後のスロットル開度との関係を示すマップを用いて現在のエンジン回転数から気筒休止解除後のスロットル開度を設定する。エンジン回転数と気筒休止解除後のスロットル開度との関係は、たとえば、実験等によって適合される。

Ｓ３０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、スロットル制御を実行する。エンジンＥＣＵ２００は、設定されたスロットル開度になるようにスロットルを制御する。Ｓ３０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止解除制御を実行する。具体的には、エンジンＥＣＵ２００は、ＯＳＶ１４ｂ，１６ｂを閉状態にすることによってリフタ１４ａ，１６ａに対する作動油の供給を停止する。これによりロック機構がロック状態になることによって一部の気筒の頂部に設けられる吸気バルブおよび排気バルブの作動が再開されて、作動状態になる。気筒休止解除制御の実行によって２気筒運転から４気筒運転へと切り換えられる。

Ｓ３１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、しきい値ｃを設定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、現在のエンジン回転数を用いてしきい値ｃを設定する。しきい値ｃは、たとえば、現在のエンジン回転数が低い場合には、現在のエンジン回転数が高い場合よりも大きい値になるように設定される。

Ｓ３１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン回転数がしきい値ｃよりも小さいか否かを判定する。エンジン回転数がしきい値ｃよりも小さいと判定される場合（Ｓ３１２にてＹＥＳ）、処理はＳ３１４に移される。Ｓ３１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置の異常フラグをオン状態にする。

一方、エンジン回転数がしきい値ｃ以上であると判定される場合（Ｓ３１２にてＮＯ）、処理はＳ３１６に移される。

Ｓ３１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、予め定められた時間Ｃが経過するか否かを判定する。エンジンＥＣＵ２００は、たとえば、気筒休止の解除要求があると判定された時点から予め定められた時間Ｃが経過するか否かを判定する。Ｓ３１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置の正常フラグをオン状態にする。予め定められた時間Ｃは、気筒休止の解除要求があると判定された時点から少なくとも気筒休止装置１４，１６の作動が停止していると判定できる時間であって、実験等によって適合される。予め定められた時間Ｃが経過すると判定される場合（Ｓ３１６にてＹＥＳ）、処理はＳ３１８に移される。Ｓ３１８にて、エンジンＥＣＵ２００は、気筒休止装置１４，１６の正常フラグをオン状態にする。なお、予め定められた時間Ｃが経過していないと判定される場合（Ｓ３１６にてＮＯ）、処理はＳ３１２に戻される。

このようにしても、気筒休止の解除要求があると判定された後に、気筒休止装置１４，１６が正常に動作する場合には、エンジン回転数が維持されることになるため、エンジン回転数がしきい値ｃを下回るような場合には、気筒休止装置１４，１６が正常に動作していない、すなわち、気筒休止装置１４，１６に異常が発生したと判定することができる。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ エンジン、２ 吸気システム、４ 排気システム、１０ エンジン本体、１１ 気筒、１２ 点火コイル、１４，１６ 気筒休止装置、１４ａ，１６ａ リフタ、１４ｂ，１６ｂ ＯＳＶ、２０ オイルポンプ、２２ カム、２３ カムシャフト、２４ バルブ、２４ａ 傘部、２４ｂ ステム部、２５ 吸気側開口部、２６ ロッカーアーム、２８ バルブスプリング、３０ プッシュロッド、３２ アウター、３２ａ，３６ｂ 貫通穴、３４ ロック機構、３４ａ，３４ｂ ロックピン、３４ｃ バネ部材、３６ インナー、３６ａ 凹部、３８ スプリング、４０ インテークマニホールド、４２ スロットル、４４ 第１燃料供給装置、４６ 第２燃料供給装置、４８ 吸気通路、５０ エアクリーナ、５４ レギュレータ、５６ ソレノイドバルブ、７０ エキゾーストマニホールド、７２ 排気通路、７４ 排気浄化装置、７６ マフラ、１００ 吸気温センサ、１０２ 吸気圧センサ、１０４ 水温センサ、１０６ クランク角センサ、１０８ カム角センサ、１１０ Ｏ_２センサ。

Claims (3)

1. 複数の気筒と、
   前記複数の気筒のうちのいずれか一部の気筒の頂部に設けられるバルブを閉じ状態にして前記一部の気筒を休止させる気筒休止装置と、
   エンジンの運転中に予め定められた条件が成立する場合に、前記気筒休止装置を動作させるとともに、前記気筒休止装置の動作に起因して前記エンジンの回転数が変化しないように前記エンジンの吸入空気量を予め定められた量だけ増加させる制御を実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記予め定められた条件が成立した後に、前記エンジンの回転数がしきい値を超える場合に、前記気筒休止装置に異常が発生したと判定する、エンジン。
2. 前記制御装置は、前記予め定められた条件が成立してから予め定められた時間が経過するまでの間に前記エンジンの回転数が前記しきい値を超える場合に、前記気筒休止装置に異常が発生したと判定する、請求項１に記載のエンジン。
3. 前記制御装置は、前記エンジンの回転数が低くなるほど前記しきい値が小さくなるように前記しきい値を設定する、請求項１または２に記載のエンジン。

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