JP2019138206A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸／排気弁の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行えるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】弁停止制御処理Ｐ４００では、休止気筒を固定して気筒休止が行われる場合には、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから休止気筒の排気弁の開閉動作を停止するとともに気筒休止開始後の２回目の燃焼サイクルから休止気筒の吸気弁の開閉動作を停止する。また、弁停止制御処理Ｐ４００では、休止気筒を固定せずに気筒休止が行われる場合には、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから吸／排気弁の双方の開閉動作を停止する。【選択図】図２

Description

本発明は、吸／排気弁の開閉動作を停止して気筒休止を行うエンジン制御装置に関する。

特許文献１には、吸／排気弁の開閉動作を停止する弁停止機構を備えるエンジンにおいて、一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転を行う際に、休止気筒の吸／排気弁の開閉動作を停止することが記載されている。また、同文献には、休止気筒でのオイル上がりを抑制するため、減筒運転での気筒休止の開始後の最初の燃焼サイクルでは排気弁の開閉動作だけを停止し、２回目の燃焼サイクルから吸気弁の開閉動作を停止することで、気筒内に吸気を封入した状態で気筒休止を行うことが記載されている。

一方、特許文献２には、間欠的に気筒休止を行う間欠燃焼運転を通じて、エンジンの燃焼気筒比率（燃焼気筒数／（燃焼気筒数＋休止気筒数））の可変制御を行う技術が記載されている。また、文献２には、休止気筒を固定した間欠燃焼運転と、休止気筒を固定しないで動的に変化させる間欠燃焼運転とを織り交ぜることで様々な燃焼気筒比率を実現することが示されている。すなわち、休止気筒を固定した間欠燃焼運転だけを用いた場合に４気筒エンジンで実現可能な燃焼気筒比率は、全気筒運転による１００％（４／４）、１気筒休止による７５％（３／４）、２気筒休止による５０％（２／４）、３気筒休止による２５％（１／４）の４通りだけとなる。これに対して、休止気筒を変化させながら間欠燃焼運転を行えば、上記４通り以外の燃焼気筒比率も実現可能となる。例えば２つの気筒で続けて燃焼を行った後に１つの気筒で燃焼を休止するパターンを繰り返し、同パターンの繰り返し毎に気筒休止の対象となる気筒を切り替えつつ間欠燃焼運転を行えば、６７％（２／３）の燃焼気筒比率を達成できる。

特開平１１−３３６５５７号公報 米国特許第９２００５７５号明細書

上記文献２の燃焼気筒比率の可変制御のように、休止する気筒を固定した気筒休止と、休止する気筒を固定しない気筒休止との双方が行われる場合がある。これに対して、上記文献１での気筒休止開始時の吸／排気弁の開閉動作の停止手順はあくまで、休止気筒を固定して減筒運転を行う場合を前提としたものとなっている。このように従来にあっては、休止気筒を固定しての気筒休止と、休止気筒を固定せずの気筒休止との双方を、吸／排気バルブの開閉動作の停止により行う場合の適切な弁停止制御についての提案はなされていないのが実情である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、吸／排気弁の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行えるエンジン制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するエンジン制御装置は、吸気弁及び排気弁がそれぞれ設けられた複数の気筒と、前記複数の気筒のそれぞれの吸気弁及び排気弁の開閉動作を個別に停止可能な弁停止機構と、を有したエンジンに適用される。また、同エンジン制御装置は、複数の気筒のうちの一つ以上の気筒休止を実行する気筒休止制御部と、気筒休止中、同気筒休止の対象気筒である休止気筒の吸気弁及び排気弁の開閉動作を停止するための弁停止機構の制御である弁停止制御を実行する弁停止制御部と、を備えている。さらに、同エンジン制御装置における停止制御部は、弁停止制御に際して、気筒休止制御部が休止気筒を固定して気筒休止制御を実行する場合には、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから休止気筒の排気弁の開閉動作を停止するとともに気筒休止開始後の２回目の燃焼サイクルから休止気筒の吸気弁の開閉動作を停止する。また、同停止制御部は、気筒休止制御部が休止気筒を固定せずに気筒休止制御を実行する場合には、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから休止気筒の吸気弁及び排気弁の双方の開閉動作を停止する。

気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから休止気筒の排気弁の開閉動作を停止するとともに気筒休止開始後の２回目の燃焼サイクルから休止気筒の吸気弁の開閉動作を停止した場合には、気筒内に吸気を封入した状態で気筒休止が行われるため、気筒休止中のオイル上がりを抑えられる。ただし、こうした場合には、燃焼再開時に封入した吸気が排気通路に排出され、排気がリーン化してエミッションが悪化する、或いはその回避のための燃焼に寄与しない燃料噴射が必要となる。そのため、気筒休止、燃焼再開が高頻度で繰り返される場合には、気筒内に吸気を封入して気筒休止を行った場合のエミッションの悪化やその回避のための燃料消費の増加が無視できなくなる。一方、気筒休止の期間が短ければ、休止気筒内に吸気を封入せずとも、休止中のオイル上がりの量は限られる。その点、上記エンジン制御装置では、オイル上がりを抑制するための休止気筒への吸気の封入が、休止気筒を固定して気筒休止が行われる場合、すなわち同一の気筒を連続して休止する場合に限り行われる。そのため、吸／排気弁の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行うことができる。

上記課題を解決するもう一つのエンジン制御装置は、吸気弁及び排気弁がそれぞれ設けられた複数の気筒と、複数の気筒のそれぞれの吸気弁及び排気弁の開閉動作を個別に停止可能な弁停止機構と、排気弁の閉弁時期を可変とする可変動弁機構と、を有したエンジンに適用される。また同エンジン制御装置は、複数の気筒のうちの一つ以上の気筒休止を実行する気筒休止制御部と、気筒休止中、同気筒休止の対象気筒である休止気筒の吸気弁及び排気弁の開閉動作を停止するための弁停止機構の制御である弁停止制御を実行する弁停止制御部と、弁停止制御による開閉動作の停止前の排気弁の最後の開閉動作における同排気弁の閉弁時期を遅角するための可変動弁機構の制御である閉弁遅角制御を実行する閉弁遅角制御部と、を備えている。さらに、同エンジン制御装置における閉弁遅角制御部は、気筒休止制御部が休止気筒を固定して気筒休止制御を実行する場合には閉弁遅角制御を実行し、気筒休止制御部が休止気筒を固定せずに気筒休止制御を実行する場合には閉弁遅角制御を実行しないようにしている。

気筒休止の開始にあたり、閉弁時期を遅角した状態で排気弁の開閉動作を行った後に吸／排気弁の開閉動作を停止した場合には、気筒内に排気を封入した状態で気筒休止が行われるため、休止気筒でのオイル上がりを抑えられる。ただし、こうした場合には、燃焼再開前に、吸／排気を行って気筒内の排気を掃気する必要があり、燃焼再開を直ぐに行えなくなる。一方、気筒休止の期間が短ければ、休止気筒内に排気を封入せずとも、休止中のオイル上がりの量は限られる。その点、上記エンジン制御装置では、オイル上がりを抑制するための休止気筒への排気の封入が、休止気筒を固定して気筒休止が行われる場合、すなわち同一の気筒を連続して休止する場合に限り行われる。そのため、吸／排気弁の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行うことができる。

なお、気筒休止は、フューエルカットや減筒運転などでも行われるが、エンジンの燃焼気筒比率の可変制御では、休止気筒を固定しての気筒休止と休止気筒を固定せずの気筒休止との切り替えの頻度が高くなり易い。そのため、気筒休止制御部が、エンジンの燃焼気筒比率を可変とするために間欠的な気筒休止を実行する場合には特に、休止気筒を固定して気筒休止を実行する場合に限り、休止気筒への吸気／排気の封入を行うことが望ましい。

第１実施形態のエンジン制御装置の模式図。 同エンジン制御装置が実行する燃焼気筒比率の可変制御に係る処理の流れを示すブロック図。 同エンジン制御装置が設定する目標燃焼気筒比率とエンジン回転数及び全気筒燃焼時要求負荷率との関係を示すグラフ。 同エンジン制御装置における負圧休止制御モードによる弁停止制御の実施態様を示すタイムチャート。 同エンジン制御装置における正圧休止制御モードによる弁停止制御の実施態様を示すタイムチャート。 同エンジン制御装置が実行する停止制御モード選択ルーチンのフローチャート。 第２実施形態のエンジン制御装置が実行する燃焼気筒比率の可変制御に係る処理の流れを示すブロック図。 同エンジン制御装置における正圧休止制御モードによる弁停止制御及び閉弁遅角制御の実施態様を示すタイムチャート。

（第１実施形態）
以下、エンジン制御装置の第１実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図１に示すエンジン１０は、４つの気筒１１を備える直列４気筒の車載エンジンとして構成されている（図１には、４つの気筒１１のうちの一つが表示）。なお、以下の説明では、４つの気筒１１のそれぞれを区別する場合、気筒＃１、気筒＃２、気筒＃３、気筒＃４と記載する。ちなみに、このエンジン１０での各気筒１１の点火順序は、気筒＃１、気筒＃３、気筒＃４、気筒＃２の順となっている。

エンジン１０には、各気筒１１に流入する吸気が流れる吸気通路１２と、各気筒１１から排出された排気が流れる排気通路１３とが設けられている。吸気通路１２には、その内部を流れる吸気の流量（吸入空気量ＧＡ）を検出するエアフローメータ１４が設けられている。また、吸気通路１２には、吸入空気量ＧＡを調整するための弁であるスロットルバルブ１５が設けられている。

エンジン１０の各気筒１１にはそれぞれ、ピストン１６が往復動可能に配設されている。そして、各気筒１１には、ピストン１６により燃焼室１７が区画形成されている。各気筒１１のピストン１６は、同ピストン１６の往復運動を回転運動に変換するコネクティングロッド１８を介してエンジン１０の出力軸であるクランクシャフト１９に連結されている。

また、エンジン１０の各気筒１１にはそれぞれ、吸気弁２０と排気弁２１とが設けられている。そして、各気筒１１の燃焼室１７では、吸気行程における吸気弁２０の開弁に応じて吸気通路１２から吸気が導入され、排気行程における排気弁２１の開弁に応じて排気通路１３へと排気が排出されるようになっている。吸気弁２０の動弁系には、吸気弁２０の開閉動作を気筒別に停止可能な吸気側の弁停止機構２２が設けられている。また、排気弁２１の動弁系には、排気弁２１の開閉動作を気筒別に停止可能な排気側の弁停止機構２３が設けられている。

さらに、エンジン１０の各気筒１１には、燃焼室１７に導入される吸気中に燃料を噴射する燃料噴射弁２４と、燃焼室１７に導入された吸気と燃料との混合気を火花放電により着火する点火プラグ２５とがそれぞれ設けられている。

以上のように構成されたエンジン１０を制御するエンジン制御装置３０は、エンジン制御のための演算処理を行う演算処理回路３１と、エンジン制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置３２と、を備えている。そして、演算処理回路３１が、記憶装置３２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することでエンジン制御に係る各種処理が実施されている。

エンジン制御装置３０には、上述のエアフローメータ１４に加え、スロットルセンサ３３、アクセルペダルセンサ３４、車速センサ３５が接続されている。このうちのスロットルセンサ３３は、スロットルバルブ１５の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出し、アクセルペダルセンサ３４は、運転者のアクセルペダルの踏込量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出し、車速センサ３５は車両の走行速度（車速Ｖ）を検出する。また、エンジン制御装置３０には、クランクシャフト１９の回転に応じてパルス状のクランク信号ＣＲＮＫを出力するクランク角センサ３６が接続されている。エンジン制御装置３０は、クランク信号ＣＲＮＫに基づき、エンジン回転数ＮＥを演算して求めている。また、エンジン制御装置３０は、アクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに基づき、エンジントルクの要求値である要求トルクＴＲＥＱを求めている。

エンジン制御装置３０は、エンジン制御の一環として、エンジン１０の燃焼気筒比率を可変とする燃焼気筒比率可変制御を行っている。燃焼気筒比率は、燃焼を行う気筒（燃焼気筒）の数と燃焼を休止する気筒（休止気筒）の数との合計に対する燃焼気筒数の比率である。なお、燃焼行程を迎える気筒のすべてで燃焼を行う全気筒燃焼運転では、燃焼気筒比率は、１００％（＝１）となる。また、一部の気筒で燃焼を休止する間欠休止運転では、燃焼気筒比率は、１００％未満の値となる。

なお、全気筒燃焼運転では、すべての気筒＃１〜＃４において１燃焼サイクル毎に、燃料噴射弁２４の燃料噴射、及び点火プラグ２５の火花放電を繰り返し行うようにしている。これに対して、間欠休止運転では、該当気筒が燃焼休止の対象となっていない間は、同気筒での燃料噴射弁２４の燃料噴射、及び点火プラグ２５の火花放電を１燃焼サイクル毎に繰り返し行う。そして、該当気筒が燃焼休止の対象となったときに、同気筒での燃料噴射弁２４の燃料噴射、及び点火プラグ２５の火花放電を１燃焼サイクルの間停止するようにしている。さらに、間欠休止運転中は、弁停止機構２２、２３により、燃焼休止の対象となった気筒の吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作を停止している。

図２に、燃焼気筒比率可変制御に係るエンジン制御装置３０の処理の流れを示す。同図に示すように、燃焼気筒比率可変制御に際してエンジン制御装置３０は、目標燃焼気筒比率設定処理Ｐ１００、気筒休止パターン決定処理Ｐ２００、噴射点火停止制御処理Ｐ３００、及び弁停止制御処理Ｐ４００を実行する。目標燃焼気筒比率設定処理Ｐ１００では、燃焼気筒比率の目標値である目標燃焼気筒比率γｔが設定される。気筒休止パターン決定処理Ｐ２００では、目標燃焼気筒比率設定処理Ｐ１００で設定した目標燃焼気筒比率γｔに応じて、気筒休止パターンが決定される。噴射点火停止制御処理Ｐ３００では、気筒休止パターン決定処理Ｐ２００で決定した気筒休止パターンに従って各気筒の燃焼、休止が行われるように燃料噴射弁２４、点火プラグ２５の制御が行われる。また、弁停止制御処理Ｐ４００では、気筒休止パターン決定処理Ｐ２００で決定した気筒休止パターンにおいて、燃焼休止の対象となった気筒の吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作を停止するように、弁停止機構２２，２３の制御が行われる。

（目標燃焼気筒比率設定処理）
目標燃焼気筒比率設定処理Ｐ１００での目標燃焼気筒比率γｔの決定は、全気筒燃焼時要求負荷率ＫＬＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて行われる。全気筒燃焼時要求負荷率ＫＬＡは、エンジン１０が全気筒燃焼運転を行っているとした場合に、要求トルク分のトルクの発生に必要なエンジン負荷率ＫＬを表し、その値はエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＥＱとに基づき演算されている。なお、エンジン負荷率ＫＬは、最大シリンダ流入空気量に対するシリンダ流入空気量の比率を表している。なお、シリンダ流入空気量は、１気筒の１サイクル当たりの吸気量であり、スロットルバルブ１５の開度を最大開度としたときのシリンダ流入空気量が最大シリンダ流入空気量である。

図３に、本実施形態における目標燃焼気筒比率γｔの設定態様を示す。本実施形態では、目標燃焼気筒比率γｔは、０％、５０％、６７％、７５％、８０％、１００％のいずれかの値に設定される。同図に示すように、エンジン回転数ＮＥが既定値ＮＥ１以下の領域では、全気筒燃焼時要求負荷率ＫＬＡに拘わらず、目標燃焼気筒比率γｔの値は１００％に設定される。これに対して、エンジン回転数ＮＥが既定値ＮＥ１を超える領域では、全気筒燃焼時要求負荷率ＫＬＡに応じて、目標燃焼気筒比率γｔの値を５０％〜１００％の範囲で可変設定している。具体的には、エンジン回転数ＮＥが既定値ＮＥ１を超える領域での目標燃焼気筒比率γｔは、全気筒燃焼時要求負荷率ＫＬＡが既定値ＫＬ１未満のときには５０％に、既定値ＫＬ１以上、且つ既定値ＫＬ２（＞ＫＬ１）未満のときには６７％に、それぞれ設定される。さらに、全気筒燃焼時要求負荷率が、既定値ＫＬ２以上、且つ既定値ＫＬ３（＞ＫＬ２）未満のときには７５％に、既定値ＫＬ３以上、且つ既定値ＫＬ４（＞ＫＬ３）未満のときには８０％に、既定値ＫＬ４以上のときには１００％に、それぞれ設定される。

なお、車両減速時には、一時的に全ての気筒の燃焼を休止するフューエルカットが実施される。このときの目標燃焼気筒比率γｔの値は０％に設定される。
（気筒休止パターン決定処理）
気筒休止パターン決定処理Ｐ２００では、目標燃焼気筒比率γｔに応じて、現在実施中の気筒休止パターンの次に実施する気筒休止パターンを決定する。表１には、０％、５０％、６７％、７５％、８０％、１００％の各目標燃焼気筒比率γｔに対応した気筒休止パターンのそれぞれにおける気筒の燃焼、休止の順序が示されている。間欠燃焼運転時に設定される５０％、６７％、７５％、８０％の４通りの目標燃焼気筒比率γｔに対応した気筒休止パターンは、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ個の気筒１１を続けて燃焼させた後に１個の気筒１１の燃焼を休止するパターンとなっている。

なお、６７％及び８０％の目標燃焼気筒比率γｔに対応する気筒休止パターンでは、同パターンの繰り返し毎に、燃焼を休止する気筒が変化するようになっている。これに対して、５０％及び７５％の目標燃焼気筒比率γｔに対応する気筒休止パターンでは、同パターンの繰り返しに対して、燃焼を休止する気筒が変化しないようになっている。すなわち、これらの気筒休止パターンでは、同パターンの繰り返しが続く限り、同一の気筒が休止され続ける。

（噴射点火停止制御処理）
上述のように噴射点火停止制御処理Ｐ３００では、気筒休止パターン決定処理Ｐ２００で決定した気筒休止パターンに従って各気筒の燃焼、休止が行われるように燃料噴射弁２４、点火プラグ２５の制御が行われる。すなわち、燃焼休止の対象となった気筒（以下、休止気筒と記載する）の燃料噴射弁２４の燃料噴射、及び点火プラグ２５の点火を、同気筒の燃焼が再開されるまで停止する処理が行われる。

（弁停止制御処理）
弁停止制御処理Ｐ４００では、気筒休止パターン決定処理Ｐ２００で決定した気筒休止パターンに従って休止気筒の吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作を停止する弁停止制御が行われる。弁停止制御では、気筒休止の開始に際しての吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作の停止のための制御モードとして、負圧休止制御モードと正圧休止制御モードとの２通りの制御モードを有している。

図４に、負圧休止制御モードでの弁停止制御の態様を示す。なお、同図には、負圧休止制御モードでの弁停止を通じて１燃焼サイクルの気筒休止を行い、その後に燃焼を再開したある気筒における気筒休止前後の吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作の状況が示されている。

負圧休止制御モードでは、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから休止気筒の吸気弁２０及び排気弁２１の双方の開閉動作を停止する。この場合には、気筒休止開始直前の排気行程において気筒１１内の掃気がなされた状態で気筒休止が行われる。そのため、負圧休止制御モードで休止を開始した休止気筒では、気筒休止中の吸気行程や膨張行程におけるピストン１６の下降に応じて気筒１１内が負圧となる。

図５に、正圧休止制御モードでの弁停止制御の態様を示す。なお、同図には、正圧休止制御モードでの弁停止を通じて継続的な気筒休止に移行したある気筒における気筒休止移行前後の吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作の状況が示されている。

正圧休止制御モードでは、休止気筒の排気弁２１の開閉動作は、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから停止するようにしている。これに対して休止気筒の吸気弁２０の開閉動作は、気筒休止開始後の２回目の燃焼サイクルから停止している。こうした場合、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルには、吸気弁２０の開閉動作が行われ、気筒１１内に吸気が吸入される。そして、その吸気を封入した状態で気筒休止が行われる。そのため、正圧休止制御モードで休止を開始した場合には、負圧休止制御モードの場合よりも、ピストン１６の下降に応じた気筒１１内の圧力低下が抑えられる。

図６に、弁停止制御処理Ｐ４００における気筒休止開始時の制御モードの選択にかかる休止制御モード選択ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、気筒休止開始時にエンジン制御装置３０が行う処理となっている。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ３００において、現在の燃焼気筒比率γが０％、５０％、７５％のいずれかであるか否かが判定される。燃焼気筒比率γが０％の場合、すべての気筒１１で燃焼が休止される。また、５０％、７５％の燃焼気筒比率γでは、休止気筒を変化させずに間欠燃焼運転が行われる。すなわち、これらの場合には、休止気筒を固定して気筒休止が行われる。このときには（Ｓ３００：ＹＥＳ）、気筒休止開始時の制御モードとして正圧休止制御モードが選択される（Ｓ３１０）。

これに対して、燃焼気筒比率γが６７％、８０％の場合には、気筒休止パターンの繰り返し毎に休止気筒を変化させながら間欠燃焼運転が行われる。これらの場合（Ｓ３００：ＮＯ）、気筒休止開始時の制御モードとして負圧休止制御モードが選択される（Ｓ３２０）。

なお、正圧休止制御モードにより休止した気筒の燃焼を再開する場合には、燃焼を再開する直前の休止気筒の排気行程から排気弁２１の開閉動作を再開して、気筒内に封入した吸気を、燃焼を再開する前に掃気しておくことが望ましい。こうした場合、吸気の掃気に応じて排気通路１３の排気がリーン化する。このときの排気のリーン化によるエミッションの悪化が許容できない場合には、燃焼に寄与しない燃料噴射を、例えば休止気筒への燃料噴射を行うことで、排気のリーン化を抑えることが可能である。

（本実施形態の作用効果）
本実施形態の作用及び効果について説明する。
正圧休止制御モードで気筒休止を開始した場合には、気筒１１内に吸気を封入した状態で気筒休止が行われるため、気筒休止中の気筒１１内の圧力低下が抑えられ、筒内負圧による燃焼室１７内のオイル上がりを抑えられる。ただし、こうした場合には、燃焼再開時に封入した吸気が排気通路１３に排出され、排気がリーン化してエミッションが悪化する、或いはその回避のための燃焼に寄与しない燃料噴射が必要となる。そのため、気筒休止、燃焼再開が高頻度で繰り返される場合には、気筒内に吸気を封入して気筒休止を行った場合のエミッションの悪化やその回避のための燃料消費の増加が無視できなくなる。一方、気筒休止の期間が短ければ、休止気筒内に吸気を封入せずとも、休止中のオイル上がりの量は限られる。その点、本実施形態のエンジン制御装置３０では、オイル上がりを抑制するための休止気筒への吸気の封入が、休止気筒を固定して気筒休止が行われる場合、すなわち同一の気筒を連続して休止する場合に限り行われる。そのため、吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行うことができる。

（第２実施形態）
次に、エンジン制御装置の第２実施形態を、図７及び図８を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、本実施形態が適用されるエンジン１０は、排気弁２１の動弁系に排気弁２１の開閉弁時期を可変とする可変動弁機構２６（図１に点線で表示）が設けられたものとなっている。各気筒１１の排気弁２１は、クランクシャフト１９の回転を受けて回転する排気側カムシャフト（図示しない）に設けられたカムの押し圧を受けて開閉駆動される。本実施形態では、クランクシャフト１９の回転位相に対する排気側カムシャフトの相対回転位相を変更することで、各気筒１１の排気弁２１の開閉弁時期を一律に変化させる機構を、可変動弁機構２６として採用している。

図７に、本実施形態のエンジン制御装置における燃焼気筒比率可変制御に係る処理の流れを示す。同図に示すように、本実施形態のエンジン制御装置でも、燃焼気筒比率の可変制御に際して、第１実施形態の場合と同様の目標燃焼気筒比率設定処理Ｐ１００、気筒休止パターン決定処理Ｐ２００、及び噴射点火停止制御処理Ｐ３００を実行する。また、本実施形態のエンジン制御では、燃焼気筒比率の可変制御に際して、弁停止制御処理Ｐ５００、及び閉弁遅角制御処理Ｐ６００を実行する。

本実施形態における弁停止制御処理Ｐ５００では、現在の燃焼気筒比率γに拘らず、気筒休止開始後の最初の燃焼行程から吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作を停止している。また、本実施形態では、弁停止制御処理Ｐ５００ではなく、閉弁遅角制御処理Ｐ６００において、図６の休止制御モード選択ルーチンによる休止制御モードの選択が行われる。そして、閉弁遅角制御処理Ｐ６００では、気筒休止を開始する直前の休止気筒の排気行程における排気弁２１の閉弁時期を遅角するための可変動弁機構２６の制御である閉弁遅角制御を、正圧休止制御モードの選択時に限り実行するようにしている。

図８に、本実施形態のエンジン制御装置における正圧休止制御モードでの弁停止制御、及び閉弁遅角制御の実施態様を示す。同図には、正圧休止制御モードでの弁停止を通じて継続的な気筒休止に移行したある気筒における、気筒休止移行前後の吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作の状況が示されている。

同図に示すように、正圧休止制御モードでは、吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作を停止する前の排気弁２１の最後の開閉動作における同排気弁２１の閉弁時期が、吸気行程まで遅角される。そして、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから休止気筒の吸気弁２０及び排気弁２１の双方の開閉動作を停止する。その結果、気筒内への排気の吹き戻しにより、気筒内に排気を封入した状態で気筒休止が行われるようになり、気筒休止中の気筒内の圧力低下を、ひいては休止気筒でのオイル上がりを抑えられる。なお、負圧休止制御モードでは、閉弁遅角制御は実行されず、図４に示した第１実施形態の場合と同様の態様で弁停止制御が行われる。

ところで、正圧休止モードで気筒休止を行った場合には、気筒内に排気が残留した状態で燃焼が再開されて燃焼が悪化することを避けるため、燃焼の再開に先立って吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作を再開して、気筒内の排気を掃気しておくことが望ましい。一方、同一気筒での気筒休止が１燃焼サイクルだけで終了する場合には、気筒内に封入した排気を掃気する機会がなく、燃焼再開時の燃焼悪化の回避が難しい。尤も、気筒休止の期間が短ければ、休止気筒内に排気を封入せずとも、休止中のオイル上がりの量は限られる。その点、本実施形態のエンジン制御装置では、燃焼気筒比率γが０％、５０％、又は７５％の何れかであり、休止気筒を固定して気筒休止が行われる場合に限り、すなわち同一の気筒を連続して休止する場合に限り、オイル上がりを抑制するための休止気筒への排気の封入が行われる。そのため、吸気弁２０及び排気弁２１の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行うことができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第２実施形態では、可変動弁機構２６として、カムシャフトの回転位相を変更することで排気弁２１の閉弁時期を可変とする機構を採用していた。排気弁２１のリフト期間を変更することで排気弁２１の閉弁時期を可変とする機構など、それ以外の方式の可変動弁機構を採用する場合にも、第２実施形態における閉弁遅角制御を実施すれば、同実施形態と同様の適切な気筒休止を実行できる。

・上記実施形態では、０％、５０％、６７％、７５％、８０％、１００％の７通りの燃焼気筒比率γを実現するように燃焼気筒比率の可変制御を行っていたが、それ以外の燃焼気筒比率γを実現するように同可変制御を行うようにしてもよい。

・エンジンの気筒の一部を休止する減筒運転に際して、休止気筒を固定した気筒休止による減筒運転と、休止気筒を固定しない気筒休止による減筒運転とを、エンジンの運転状況により切り替えることがある（例えば特許文献１）。こうした場合にも、休止気筒を固定して減筒運転を行う場合には正圧休止制御モードにより気筒休止を行い、休止気筒を固定せずに減筒運転を行う場合には負圧休止制御モードにより気筒休止を行うことで、吸／排気弁の開閉動作の停止を通じた気筒休止を適切に行うことが可能となる。

１０…エンジン、１１…気筒、１２…吸気通路、１３…排気通路、１４…エアフローメータ、１５…スロットルバルブ、１６…ピストン、１７…燃焼室、１８…コネクティングロッド、１９…クランクシャフト、２０…吸気弁、２１…排気弁、２２，２３…弁停止機構、２４…燃料噴射弁、２５…点火プラグ、２６…可変動弁機構、３０…エンジン制御装置、３１…演算処理回路、３２…記憶装置、３３…スロットルセンサ、３４…アクセルペダルセンサ、３５…車速センサ、３６…クランク角センサ。

特開平１１−３３６５７７号公報 米国特許第９２００５７５号明細書

Claims (3)

1. 吸気弁及び排気弁がそれぞれ設けられた複数の気筒と、前記複数の気筒のそれぞれの吸気弁及び排気弁の開閉動作を個別に停止可能な弁停止機構と、を有したエンジンに適用されるエンジン制御装置において、
   前記複数の気筒のうちの一つ以上の気筒休止を実行する気筒休止制御部と、
   気筒休止の実行中、同気筒休止の対象気筒である休止気筒の吸気弁及び排気弁の開閉動作を停止するための前記弁停止機構の制御である弁停止制御を実行する弁停止制御部と、
   を備えており、
   且つ前記弁停止制御部は前記弁停止制御に際して、前記気筒休止制御部が前記休止気筒を固定して気筒休止を実行する場合には、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから前記休止気筒の排気弁の開閉動作を停止するとともに気筒休止開始後の２回目の燃焼サイクルから前記休止気筒の吸気弁の開閉動作を停止し、前記気筒休止制御部が前記休止気筒を固定せずに気筒休止を実行する場合には、気筒休止開始後の最初の燃焼サイクルから前記休止気筒の吸気弁及び排気弁の双方の開閉動作を停止する
   エンジン制御装置。
2. 吸気弁及び排気弁がそれぞれ設けられた複数の気筒と、前記複数の気筒のそれぞれの吸気弁及び排気弁の開閉動作を個別に停止可能な弁停止機構と、前記排気弁の閉弁時期を可変とする可変動弁機構と、を有したエンジンに適用されるエンジン制御装置において、
   前記複数の気筒のうちの一つ以上の気筒休止を実行する気筒休止制御部と、
   気筒休止の実行中、同気筒休止の対象気筒である休止気筒の吸気弁及び排気弁の開閉動作を停止するための前記弁停止機構の制御である弁停止制御を実行する弁停止制御部と、
   前記弁停止制御による開閉動作の停止前の前記排気弁の最後の開閉動作での同排気弁の閉弁時期を遅角するための前記可変動弁機構の制御である閉弁遅角制御を実行する閉弁遅角制御部と、
   を備えており、
   且つ前記閉弁遅角制御部は、前記気筒休止制御部が前記休止気筒を固定して前記気筒休止を実行する場合には前記閉弁遅角制御を実行し、前記気筒休止制御部が前記休止気筒を固定せずに前記気筒休止を実行する場合には前記閉弁遅角制御を実行しない
   エンジン制御装置。
3. 前記気筒休止制御部は、前記エンジンの燃焼気筒比率を可変とするために間欠的な気筒休止を実行する
   請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。