JP3532127B2

JP3532127B2 - 休筒機能付内燃機関

Info

Publication number: JP3532127B2
Application number: JP24593299A
Authority: JP
Inventors: 久數田
Original assignee: 数田エンジン設計有限会社
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2004-05-31
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP2001073821A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、休筒機能付内燃機
関に係り、詳しくは空調装置等に使用する定置型の内燃
機関の休筒及び復筒制御に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近年、コンプレッサの駆動を内燃
機関で行う構成の空調装置等が、主として大型のビルデ
ィング用として開発され実用化されている。そして、こ
のような空調装置等に使用される定置型の内燃機関おい
ても、内燃機関の燃費を極力向上させることが望まれて
いる。

【０００３】この点に関し、一方で、車両に搭載される
多気筒の火花点火式内燃機関において、燃費向上を目的
として、負荷に応じて一部の気筒への燃料供給を停止し
且つ該一部の気筒での火花点火を停止して燃焼を休止す
る構成の休筒機能付内燃機関が開発されており、当該休
筒機能付内燃機関を上記定置型の内燃機関にも適用する
ことが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、車両
に搭載される多気筒からなる火花点火式内燃機関では、
各気筒が所定の時間間隔で連続的に滑らかに作動するよ
う気筒の燃焼順序とそれらの燃焼間隔とが予め適正なも
のに設定され、これにより振動や騒音の少ない静粛性の
高い内燃機関の実現が図られている。それ故、このよう
な内燃機関において単純に任意の一部の気筒を休筒させ
ると、燃焼間隔にむらが生じて振動や騒音を発生し、こ
れら振動や騒音が乗員に不快感を与え好ましいことでは
ない。

【０００５】そこで、車両に搭載される休筒機能付内燃
機関では、休筒を行っても燃焼間隔にむらが生じないよ
う、休筒可能な気筒数及び休筒する気筒の最適な組み合
わせが自ずと決められている。しかしながら、このよう
に休筒可能な気筒数が予め決められていると、休筒時で
あっても、常に決まった一部の気筒だけが休筒して残余
の気筒は燃焼を継続することになり、燃焼を続ける残り
の一部の気筒の劣化（ピストン、点火プラグ等の劣化）
のみが偏って進行してしまうという問題がある。

【０００６】特に、上記空調装置等に使用される定置型
の内燃機関は、通常はコンプレッサとともに室外機とし
てビルディングの屋上等に配設されているために専門家
による定期的なメンテナンスが必要なのであるが、当該
定置型の内燃機関においてこのように一部の気筒の劣化
のみが偏って進行してしまうと、メンテナンスインター
バルを短くしてメンテナンスの頻度を多くせざるを得ず
メンテナンスコストが嵩むことになり好ましいことでは
ない。さらに、一般には、当該メンテナンスの際、休筒
した気筒の劣化の度合いが正確にわからないために、ま
だ十分に耐用可能であるにも拘わらず休筒した気筒につ
いても劣化の進行した気筒と同様の処置（点火プラグ交
換等）を施すことが多く、このこともメンテナンスコス
トを増大させる要因となる。

【０００７】また、このような空調装置等に使用される
定置型の内燃機関においては、車両に搭載される内燃機
関と異なり、乗車感よりも経済性が最優先とされる。故
に、このような定置型の内燃機関では、純粋に負荷に応
じて自由に休筒する気筒数、休筒する気筒を選択するの
が燃費の向上や劣化の防止を図る上で好ましいといえ
る。

【０００８】本発明は、上述した事情に基づきなされた
もので、その目的とするところは、休筒する気筒数を極
力多くして燃費の飛躍的向上と内燃機関の劣化の抑制を
図ることができるとともに気筒間の劣化の偏りをなくし
てメンテナンスインターバルを伸長でき、ランニングコ
ストを極力抑えることの可能な定置型の休筒機能付内燃
機関を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、多気筒からなる火花点火式の
休筒機能付内燃機関において、負荷状態に応じて運転気
筒数を設定する運転気筒数設定手段と、各気筒の火花点
火回数または燃焼を伴う運転時間をメンテナンスファク
タとし、該メンテナンスファクタをそれぞれの気筒毎に
積算する積算手段と、該積算手段による積算値を記憶す
る記憶手段と、該記憶手段に記憶された気筒毎の積算値
を互いに比較する比較手段と、運転気筒数設定手段によ
り運転気筒数が減側に設定されると比較手段の比較結果
に基づき稼働中の運転気筒における休筒優先順位を決定
し該休筒優先順位に応じて休筒する気筒を選択する休筒
選択手段と、運転気筒数設定手段により運転気筒数が増
側に設定されると比較手段の比較結果に基づき休筒中の
気筒における復筒優先順位を決定し該復筒優先順位に応
じて復筒する気筒を選択する復筒選択手段と、休筒選択
手段からの休筒情報及び復筒選択手段からの復筒情報に
応じて各気筒の少なくとも燃料供給と火花点火の実施を
制御する制御手段とを備えることを特徴としている。

【００１０】従って、本発明では、各気筒の火花点火回
数または燃焼を伴う運転時間からなるメンテナンスファ
クタが、積算手段によりそれぞれの気筒毎に積算される
とともに記憶手段により記憶され、比較手段によりこれ
ら気筒毎の積算値が互いに比較される。そして、運転気
筒数設定手段により運転気筒数が減側、即ち休筒する気
筒が増える側に設定されると、上記比較手段の比較結果
に基づいて稼働中の運転気筒の中で休筒優先順位が決定
され、休筒選択手段により休筒優先順位に応じて休筒す
る気筒が選択され、制御手段により各気筒の少なくとも
燃料供給と火花点火の実施が制御される。一方、運転気
筒数設定手段により運転気筒数が増側、即ち休筒する気
筒が減る側に設定されると、やはり上記比較手段の比較
結果に基づいて休筒中の気筒の中で復筒優先順位が決定
され、復筒選択手段により復筒優先順位に応じて復筒す
る気筒が選択され、制御手段により各気筒の少なくとも
燃料供給と火花点火の実施が制御される。

【００１１】これにより、負荷状態に応じて最適な運転
気筒数が設定され休筒する気筒が極力多くされて燃費の
向上と内燃機関の劣化の抑制を図ることが可能とされる
とともに、休筒時には、メンテナンスファクタの積算
値、即ち火花点火回数や燃焼を伴う運転時間に応じてそ
の時点で休筒に最も有効な気筒が優先的に休筒する気筒
として選択される一方、休筒させた気筒の復筒時には、
やはりメンテナンスファクタの積算値に応じてその時点
で復筒に最も有効な気筒が優先的に復筒する気筒として
選択され、気筒間の劣化の偏りが防止され、即ち各気筒
の劣化の度合いが平準化され、故にメンテナンスの頻度
を極力少なくしてメンテナンスインターバルを伸長させ
ることが可能とされ、全体的にランニングコストが抑え
られる。

【００１２】また、請求項２の発明では、休筒選択手段
は、積算値が大きい気筒ほど休筒優先順位が高いと判断
して優先的に休筒する気筒として選択し、復筒選択手段
は、積算値が小さい気筒ほど復筒優先順位が高いと判断
して優先的に復筒する気筒として選択することを特徴と
している。従って、休筒時には、稼働中の運転気筒のう
ち積算値が大きい気筒ほど休筒優先順位が高いと判断さ
れて優先的に休筒され、復筒時には、休筒中の気筒のう
ち積算値が小さい気筒ほど復筒優先順位が高いと判断さ
れて優先的に復筒される。

【００１３】これにより、各気筒の劣化の度合いが極め
て良好に平準化され、メンテナンスの頻度を最小限にと
どめてメンテナンスインターバルを最大限に伸長させる
ことが可能とされ、ランニングコストが極めて好適に抑
えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１を参照すると、本発明に係る休
筒機能付内燃機関が空調装置に使用される定置型の内燃
機関として適用された場合の概略構成図が示されてお
り、以下、同図に基づいて本発明に係る休筒機能付内燃
機関の構成を説明する。

【００１５】当該休筒機能付内燃機関の機関本体、即ち
エンジン１は、図１に縦断面図で示すように、火花点火
式の４サイクル２バルブ４気筒エンジンからなってお
り、各気筒は順に＃１気筒、＃２気筒、＃３気筒、＃４
気筒のように直列に並んでいる。代表して＃１気筒につ
いて述べると、シリンダブロック２に形成された各気筒
のシリンダ３内には、ライナ（内壁）に沿い摺動可能に
してピストン４が嵌装されており、ピストン４はコネク
ティングロッド６を介してクランクシャフト８のクラン
クピン８ａに連結されている。即ち、ピストン４がシリ
ンダ３内で摺動すると、これに応じてシリンダブロック
２に軸支されたクランクシャフト８が回転する。

【００１６】一方、シリンダヘッド１０には、吸気ポー
ト１２と排気ポート１４とが、シリンダ３とピストン４
の頂面との間に形成される燃焼室１６に臨んで開口して
おり、吸気ポート１２は吸気管１３に連結され、排気ポ
ート１４は排気管１５に連結されている。吸気ポート１
２には、吸気ポート１２と燃焼室１６との連通と遮断を
行うべく吸気弁１８が設けられ、排気ポート１４には、
排気ポート１４と燃焼室１６との連通と遮断を行うべく
排気弁２０が設けられている。尚、吸気弁１８と排気弁
２０とは、通常はシリンダヘッド１０とバルブスプリン
グリテーナ２１との間に縮設されたバルブスプリング２
２に付勢されて共にポートを遮断するようにされてい
る。

【００１７】吸気弁１８及び排気弁２０のバルブステム
の頭部にはそれぞれ休止装置内蔵バルブリフタ２４を介
してシリンダヘッド１０上の第２シリンダヘッド１１に
軸支されたカムシャフト２６のカム２８が当接してお
り、通常は、上記クランクシャフト８が回転すると、ク
ランクプーリ３０、ベルト３２、カムシャフトプーリ３
４を介してカムシャフト２６が回転し、当該カムシャフ
ト２６とともに回転するカム２８の動きに応じてこれら
吸気弁１８及び排気弁２０が休止装置内蔵バルブリフタ
２４を介して開閉作動する。尚、これら吸気弁１８及び
排気弁２０の開閉作動は一般的なものであり、ここでは
その詳細については説明を省略する。

【００１８】図２を参照すると、休止装置内蔵バルブリ
フタ２４の詳細図が示されており、以下、同図に基づき
休止装置内蔵バルブリフタ２４の構成を説明する。休止
装置内蔵バルブリフタ２４の円筒状のリフタ本体４０の
略中央部には、節部４１が形成されており、該節部４１
の略中心部には、リフタ本体４０の軸心と同一方向に延
びる軸心を有してシリンダ４２が穿設されている。そし
て、該シリンダ４２には、シリンダ４２内を摺動可能な
スライディングロッド４４が嵌装されている。

【００１９】同図に示すように、当該スライディングロ
ッド４４は、先端が吸気弁１８または排気弁２０のバル
ブステムの頭部と当接するように位置されており、その
中央部付近には、外周に沿いロック用円周溝４４ａが形
成されている。リフタ本体４０の上縁部には、カム２８
と当接するパッド４６が嵌合されており、該パッド４６
とスライディングロッド４４との間にはスプリング４８
が縮設されている。つまり、スライディングロッド４４
は、フランジ４５とシリンダ４２の上端とが当接するよ
うスプリング４８によって付勢されている。尚、図中、
符号４７はスプリング４８のガイドであり、符号４９
は、パッド４６に接してリフタ本体４０に圧接されて設
けられ、該ガイド４７及びスプリング４８を支持するシ
ート部材である。

【００２０】また、節部４１には、リフタ本体４０の軸
心と直交するようにして油路５０が穿設されており、該
油路５０は、シリンダ４２に形成された円周溝５２を介
し、やはりリフタ本体４０の軸心と直交するように穿設
されたシリンダ５４に連通している。シリンダ５４に
は、シリンダ５４内を摺動可能にしてロックピストン５
６が嵌装されており、該ロックピストン５６の先端には
ロックピストン５６のロック部６２が突設されている。
また、該ロックピストン５６とシリンダ５４を塞ぐスプ
リングシート５８との間にはスプリング６０が縮設され
ており、これにより、上記フランジ４５とシリンダ４２
の上端とが当接した状態で、ロック部６２が上記スライ
ディングロッド４４のロック用円周溝４４ａと係合、つ
まりロックするようにされている。即ち、ロック部６２
がロック用円周溝４４ａにロックされた状態において、
リフタ本体４０とスライディングロッド４４とが一体と
なるようにされている。

【００２１】そして、当該休止装置内蔵バルブリフタ２
４では、このようにロック部６２がロック用円周溝４４
ａにロックされ、且つ、同図に示すようにカム２８がパ
ッド４６を押圧していない状態で、スライディングロッ
ド４４と吸気弁１８及び排気弁２０のバルブステムの頭
部との間に僅かなクリアランスが生じるようにされてい
る。つまり、当該休止装置内蔵バルブリフタ２４は、ロ
ック部６２がロック用円周溝４４ａにロックされた状態
のときに所定のタペットクリアランスを有するようにさ
れている。

【００２２】また、節部４１とシリンダヘッド１０との
間にはスプリング６４が縮設されており、当該スプリン
グ６４により、リフタ本体４０及びパッド４６を常時カ
ム２８側に押しつけ、所謂タペット音を軽減することが
可能とされている。尚、符号６６及び符号６８は共にシ
ート部材である。また、第２シリンダヘッド１１には、
リフタ本体４０を摺動自在に保持するガイド部７０が設
けられ、当該ガイド部７０の内周には油路７２が形成さ
れている。第２シリンダヘッド１１はシリンダヘッド１
０に固定されており、カム２８によってリフタ本体４０
が押圧されると、該リフタ本体４０がガイド部７０にガ
イドされて往復動する。

【００２３】同図に示すように、ガイド部７０の内周の
油路７２は上記節部４１内の油路５０に連通している。
油路７２は摺動方向に所定の幅を有して形成されてお
り、これにより、リフタ本体４０がガイド部７０に対し
往復動しても、油路７２と油路５０とは常に連通した状
態に維持される。ガイド部７０からは油路８０が延びて
おり、該油路８０には電磁式の三方弁８２を介して油圧
供給源と油溜めがそれぞれ接続されている。実際には、
ここでは作動油としてエンジンオイルが共用されるた
め、油圧供給源はエンジン１に設けられたエンジンオイ
ル循環機構であり、油溜めはオイルパン（図３の符号８
３）である。尚、電磁式の三方弁８２は、休止装置内蔵
バルブリフタ２４毎に各々設けられており、図１に示す
ようにシリンダヘッドカバー１０ａに取り付けられてい
る。

【００２４】図３を参照すると、エンジンオイル循環機
構が示されている。同図に示すように、当該エンジンオ
イル循環機構では、エンジン１の駆動力により低圧ポン
プ（ＯＰ１）８４が作動すると、オイルパン８３内のエ
ンジンオイルが、オイルフィルタ８５を介して油路８６
に供給され、さらに各ギャラリを介して当該油路８６か
らカムジャーナル（Ｊ１乃至Ｊ４）８７、クランクジャ
ーナル（Ｊ１乃至Ｊ４）８８、クランクピン（Ｐ１乃至
Ｐ４）８９等に分配されるようにされている。さらに、
当該エンジンオイル循環機構では、油路８６にエンジン
１の駆動力により駆動される高圧ポンプ（ＯＰ２）９３
が介装されており、当該高圧ポンプ９３により高圧化さ
れたエンジンオイル、即ち作動油が、電磁式の三方弁８
２を経て吸気弁１８側（ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３、ＩＮ
４で示す）及び排気弁２０側（ＥＸ１、ＥＸ２、ＥＸ
３、ＥＸ４で示す）のそれぞれの休止装置内蔵バルブリ
フタ２４に供給されるようにされている。

【００２５】尚、当該高圧ポンプ９３よりも三方弁８２
側の油路８６にはワンウェイバルブ９４とともにアキュ
ムレータ（ＡＣＣ）９５が介装されており、これによ
り、エンジン１が低回転となり高圧ポンプ９３の吐出圧
が低下した場合であっても、休止装置内蔵バルブリフタ
２４に十分な油圧（ライン圧）を供給しロックピストン
５６を作動可能とされている。また、図中、符号９６、
９７は低圧ポンプ８４、高圧ポンプ９３と並列に設けら
れたレギュレータバルブである。

【００２６】以下、このように構成された休止装置内蔵
バルブリフタ２４の作動を簡単に説明する。通常、休止
装置内蔵バルブリフタ２４は図２に示す状態とされてお
り、三方弁８２は油路８０とオイルパン８３とを連通す
る切替位置とされている。つまり、通常は、油路８０内
の作動油はオイルパン８３に排出された状態とされてお
り、油路８０、油路５０、円周溝５２内の油圧は抜けた
状態となっている。

【００２７】従って、通常時には、ロックピストン５６
がスプリング６０に付勢され、ロック部６２がロック用
円周溝４４ａにロックされた状態とされており、この状
態でカム２８がパッド４６を押圧すると、図４（ａ）に
示すように、リフタ本体４０と一体にスライディングロ
ッド４４が往復動し、吸気弁１８や排気弁２０が開閉す
ることとなる。

【００２８】一方、三方弁８２が切替え操作され、油路
８０と油圧供給源とが連通する切替位置とされると、油
圧供給源からの作動油が、油路８０、油路５０を経て円
周溝５２に供給され、ロックピストン５６をスプリング
６０に抗して押し戻すことになり、ロック部６２がロッ
ク用円周溝４４ａから外れた状態となる。このように、
油圧供給源から作動油が供給され、ロック部６２とロッ
ク用円周溝４４ａとのロックが解除されると、スプリン
グ４８の方がバルブスプリング２２の付勢力よりも十分
に弱いために、カム２８がパッド４６を押圧したとして
も、図４（ｂ）に示すように、スライディングロッド４
４は、リフタ本体４０の往復動に拘わらずスプリング４
８を伸縮させながらシリンダ４２内で摺動し、吸気弁１
８や排気弁２０を開閉することなくそのままの位置に保
持される。つまり、この場合には、カム２８がパッド４
６を押圧しても、吸気弁１８や排気弁２０は一切開弁さ
れることなく閉弁状態のままに保持される。

【００２９】再び図１を参照すると、吸気管１３には、
ステップモータ１４４にて駆動される電磁式のスロット
ルバルブ１００が介装されており、該スロットルバルブ
１００のバルブ上流部には燃料供給用の燃料パイプ１０
２が接続されている。つまり、スロットルバルブ１００
の開度が調節されると、空気量が調節されるとともに当
該スロットルバルブ１００の開度に応じて発生した負圧
によって燃料が燃料パイプ１０２から吸気管１３内に供
給される。また、吸気管１３にはエアクリーナ１３ａも
介装されている。

【００３０】ところで、本実施形態では、エンジン１の
燃料として長期に亘り連続供給可能な燃料ガス（都市ガ
ス、プロパンガス等）が使用されており、これにより使
い勝手とともに燃費のよい排ガスの比較的クリーンな内
燃機関が実現されている。燃料パイプ１０２には、上記
燃料ガスの供給量を調節する燃料制御リニア弁１０４が
介装されており、さらに燃料制御リニア弁１０４の上流
にはエンジン１の運転・停止に応じて燃料通路を開閉す
る燃料ガス電磁弁１０６が設けられている。

【００３１】また、シリンダヘッド１０には、各気筒の
シリンダ３の略中央に位置して点火プラグ９０が設けら
れており、点火プラグ９０の火花発生部である電極は燃
焼室１６に臨んで突出している。そして、点火プラグ９
０にはイグニションコイル９２が接続されており、該イ
グニションコイル９２はシリンダヘッドカバー１０ａに
取り付けられている。

【００３２】クランクシャフト８には、一対の大ギヤ１
１０及び飛込式の小ギヤ１１２を介してスタータモータ
１１４が接続されており、さらに、クランクシャフト８
の後端には、エンジン１の始動時に断操作されるクラッ
チ１２６を介し、熱交換ユニット１２０に設けられたコ
ンプレッサ（圧縮機）１２２の入力軸１２４が接続され
ている。

【００３３】そして、熱交換ユニット１２０は、冷媒液
の還流する液管１３２とガス管１３４とを介して室内に
設けられた室内ユニット１３０に接続されている。尚、
熱交換ユニット１２０や室内ユニット１３０自体は空調
装置では一般的で公知のものであり、ここではその詳細
については説明を省略する。同図に示すように、吸気管
１３には吸気系圧力及び脈動波形を検出可能な吸気圧セ
ンサ１４０が設けられ、排気管１５には排気系圧力及び
脈動波形を検出可能な排気圧センサ１４２が設けられて
いる。さらに、上記大ギヤ１１０近傍にはクランク角θ
cr及びエンジン回転数Ｎeを検出するクランク角センサ
１４６が設けられている。また、上記スロットルバルブ
１００を駆動するステップモータ１４４のステップ数か
らはスロットル開度が検出可能とされている。そして、
室内ユニット１３０には当該室内の温度を検出する室温
センサ１４８が設けられている。

【００３４】電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１５
０は、空調装置全体の制御を司る制御装置であり、当該
ＥＣＵ１５０によって熱交換ユニット１２０やエンジン
１の運転制御が行われる。図１においては、エンジン１
の制御に関するものを主体に抽出記載している。ＥＣＵ
１５０の入力側には、熱交換ユニット１２０の各種セン
サ類（図示せず）、上記吸気圧センサ１４０、排気圧セ
ンサ１４２、クランク角センサ１４６、室温センサ１４
８等が接続されている。さらに、当該入力側には、運転
モードのセレクタ等を含む空調装置の作動制御スイッチ
１５２も接続されている。

【００３５】一方、ＥＣＵ１５０の出力側には、上記電
磁式の三方弁８２、イグニションコイル９２、スロット
ルバルブ１００を駆動するステップモータ１４４、燃料
制御リニア弁１０４、燃料ガス電磁弁１０６、スタータ
モータ１１４、熱交換ユニット１２０及び室内ユニット
１３０の各種制御弁類（図示せず）が接続されている。

【００３６】図５を参照すると、本発明に係る運転気筒
数制御におけるＥＣＵ１５０周りの信号の入出力関係が
ブロック図で示されている。また図６を参照すると、Ｅ
ＣＵ１５０内の運転気筒数制御部１５１の運転気筒数制
御機能がやはりブロック図で示されており、同図に示す
ように、本発明の休筒機能付内燃機関では、運転気筒数
制御機能として、シリンダ毎メンテナンスファクタ管理
手段１６０、運転状態管理手段１６２、運転筒数決定手
段１６４、運転筒数変更指令手段１６６を特徴的に備え
ている。

【００３７】以下、このように構成された休筒機能付内
燃機関の本発明に係る作用、即ち運転気筒数制御につい
て説明する。図７乃至図１３を参照すると本発明に係る
運転気筒数制御の制御ルーチンがフローチャートで示さ
れており、以下、上記図５及び図６のブロック図を参照
しながら図７乃至図１３のフローチャートに沿い本発明
に係る運転気筒数制御を説明する。

【００３８】先ず、図７のステップＳ１０では、エンジ
ン起動要求が有ったか否かを判別する。つまり、作動ス
イッチ１５２が操作され、或いは室温センサ１４８から
の情報に基づいてＥＣＵ１５０内のサーモスタット機能
が働き、空調装置運転情報として始動信号が入力された
か否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、
当該ステップＳ１０の実行を繰り返す。

【００３９】一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン
起動要求が有った場合には、エンジン１を始動する。詳
しくは、全ての気筒について電磁式の三方弁８２を図４
（ａ）に示した位置とし、燃料制御リニア弁１０４を燃
料ガスの種類に応じた適正な開度とし、電磁式のスロッ
トルバルブ１００を開弁するとともに燃料ガス電磁弁１
０６を開弁してスタータモータ１１４を作動させ、点火
プラグ９０によって着火を行うようにする。つまり、始
動時には全気筒での運転、即ち全筒運転を行う。そし
て、ステップＳ１２に進む。

【００４０】ステップＳ１２では、エンジン起動完了か
否か、即ちエンジン１が確実に作動したか否かを判別す
る。エンジン起動完了は、例えば、エンジン回転数Ｎe
が所定回転数に達したか否かで判別する。判別結果が偽
（Ｎｏ）でエンジン起動完了となっていない場合には、
ステップＳ１０に戻り、一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）
の場合には、次にステップＳ１４に進む。

【００４１】ステップＳ１４では、停止要求が有ったか
否か、即ち、作動スイッチ１５２が操作され、或いは室
温センサ１４８からの情報に基づいてＥＣＵ１５０内の
サーモスタット機能が働き、空調装置運転情報として停
止信号が入力されたか否かを判別する。判別結果が偽
（Ｎｏ）で、例えば始動直後のように停止要求が無い場
合には、次にステップＳ１６に進む。

【００４２】ステップＳ１６では、シリンダ毎メンテナ
ンスファクタ管理手段１６０において、シリンダ毎のメ
ンテナンスファクタを計測し、積算し、記憶する（積算
手段、記憶手段）。ここにシリンダ毎メンテナンスファ
クタとは、点火プラグ９０によって火花点火を行い、燃
焼運転を実施した場合の各気筒毎の運転時間、または、
各気筒毎の火花点火回数をいう。即ち、休筒を行う場合
には火花点火と燃料供給を休止することになるのである
が、シリンダ毎メンテナンスファクタとは、休筒してい
ない運転気筒の運転時間または火花点火回数の積算値を
いう。

【００４３】つまり、ここでは、各気筒（＃１気筒，＃
２気筒，＃３気筒，＃４気筒）毎に運転時間または火花
点火回数を計測し、積算し、記憶する。運転時間の計測
は例えばＥＣＵ１５０内に設けられたマイクロコンピュ
ータにより計時して行う。このシリンダ毎メンテナンス
ファクタは、後述する休筒優先順位及び増筒優先順位
（復筒優先順位）を決定するための判別値として使用さ
れる。

【００４４】尚、始動時には全気筒で燃焼を伴う運転が
実施されるので、エンジン起動完了直後には、全ての気
筒において当該メンテナンスファクタが積算されること
となる。また、シリンダ毎メンテナンスファクタ管理手
段１６０では、休止気筒毎の毎回の休止メンテナンスフ
ァクタをも計測、積算、記憶する。つまり、休筒が実施
されている場合には、上記シリンダ毎メンテナンスファ
クタと併せて、休筒している各気筒毎に休止メンテナン
スファクタ、即ち休止時間を計測し、積算し、記憶す
る。運転時間の計測は、上記同様、例えばＥＣＵ１５０
内に設けられたマイクロコンピュータにより計時して行
う。

【００４５】この休止メンテナンスファクタは、後述す
る予防変筒を行うための判別値として使用される。ステ
ップＳ１８では、運転状態管理手段１６２において、エ
ンジン１の負荷状態の監視と記憶とを行い、さらに、運
転筒数の監視と記憶とを行う。具体的には、ステップモ
ータ駆動信号、即ちスロットル開度ステップｎth情報を
記憶し、現在燃焼運転している気筒及び気筒数を記憶す
る。

【００４６】ステップＳ２０では、運転筒数決定手段１
６４において、負荷変化の演算を行い、運転筒数を決定
する（運転気筒数設定手段）。つまり、ステップモータ
駆動信号であるスロットル開度ステップｎth情報にづき
当該スロットル開度ステップｎthの時間変化であるスロ
ットル開度ステップ変化速度Δｎthを演算し、スロット
ル開度ステップｎthと該スロットル開度ステップ変化速
度Δｎthの演算値に応じて運転筒数を決定する。詳しく
は、図１４及び図１５のマップに基づいて運転筒数を決
定する。

【００４７】図１４には、エンジン回転数Ｎeと出力ト
ルクに応じた要求運転筒数マップが示されており、同図
において、実線が増筒側への切替トルクを示し、破線が
減筒側への切替トルクを示している。また、一般に出力
トルクが大きくエンジン回転数Ｎeが小さいほど、さら
に気筒数が少ないほどエンジン１が振動し騒音等の要因
となるため、ここでは各気筒毎に振動限界を設定してお
り、当該要求運転筒数マップには、その各気筒毎の振動
限界も実線で示されている。

【００４８】さらに、図１５を参照すると、各気筒数で
のエンジン回転数Ｎeとスロットル開度ステップｎthに
応じ、予め排ガスと出力とのバランスを勘案して設定さ
れた筒数切替マップが示されている。同図において、実
線が図１４の増筒側トルク（実線）に相当するスロット
ル開度ステップｎthを示しており、破線が図１４の減筒
側トルク（破線）に相当するスロットル開度ステップｎ
thを示している。つまり、スロットル開度ステップｎth
が変化すると、筒数切替マップに基づき、スロットル開
度ステップｎthが増加して実線を越えたときには、気筒
数が１気筒増加し、一方、スロットル開度ステップｎth
が減少して破線を下回ったときには、気筒数が１気筒減
少するように切り替えられることになる。

【００４９】ところで、同図に放射状の矢印で模式的に
示してあるように、実際にはスロットル開度ステップｎ
thの変化速度によってスロットル開度ステップｎthが実
線或いは破線に到達するまでの時間は異なる。つまり、
スロットル開度ステップ変化速度Δｎthが大きいような
場合にはすぐに実線或いは破線に到達することになる。
ところが、一方で、運転気筒数を減少、即ち休筒した
り、或いは増加、即ち増筒（復筒）したりする場合、当
該実施形態では、火花点火の停止と再開を実施すること
に加え、後述するようにエンジン１の燃費効率低下を抑
制するとともに燃料供給の停止と再開を行うことを目的
として吸気弁１８や排気弁２０の作動停止と再開とを実
施すべく休止装置内蔵バルブリフタ２４のロックピスト
ン５６を作動させており、スロットルバルブ１００や当
該休止装置内蔵バルブリフタ２４に切り替えのための応
答遅れが発生する。このことは即ち、スロットル開度ス
テップｎthが実線或いは破線に到達してから休筒や増筒
を開始したのでは適正な制御を実施できないおそれがあ
ることを意味している。

【００５０】そこで、スロットル開度ステップ変化速度
Δｎthが大きいような場合には、スロットル開度ステッ
プ変化速度Δｎthに応じて休筒や増筒の開始を早めるよ
うに制御する。このようにすれば、スロットル開度ステ
ップｎthが実線或いは破線に到達したときにおいて、常
に安定した休筒や増筒が実現されることになる。これに
より、増筒遅れや過早減筒によるエンジン停止、或いは
過早増筒や減筒遅れ等による燃費効率の低下が好適に回
避可能とされる。

【００５１】この場合、好ましくは、スロットル開度ス
テップｎthとスロットル開度ステップ変化速度Δｎthと
を監視し、例えばファジー演算を用いて切替タイミング
を決定すると効果的である。尚、ここではステップモー
タ駆動信号であるスロットル開度ステップｎth情報を用
いるようにしているが、ブースト圧センサを設け、当該
ブースト圧センサからのブースト圧情報に基づいて筒数
切替を行うようにしてもよい。この場合、スロットル開
度ステップ変化速度Δｎthについてはブースト圧変化速
度情報を用いるようにすればよい。

【００５２】また、スロットル開度ステップｎthとエン
ジン回転数Ｎeとの関係は、実際には個体バラツキ、経
時劣化、気圧変動等によって変化するため、これらに応
じて筒数切替マップを学習補正するようにする。具体的
には、エンジン１への要求回転数に基づきスロットル開
度ステップｎthを制御し、該要求エンジン回転数と現状
の実際のエンジン回転数Ｎeとのずれをみて補正を行う
ようにする。

【００５３】また、燃料ガスの種類によってもスロット
ル開度ステップｎthとエンジン回転数Ｎeとの関係は異
なるため、燃料ガスの種類に応じて筒数切替マップを予
め補正しておくようにする。ステップＳ２２では、予防
変筒を行うべく、上述のように求めた休止メンテナンス
ファクタ積算値を所定の基準値と比較し、休止している
気筒のうち当該所定の基準値を上回る休止シリンダにつ
いては、運転を再開する権利、即ち予防変筒を実施する
権利を発生させる。

【００５４】ところで、予防変筒とは、休筒により休止
している気筒を強制的に復活、即ち復筒する操作のこと
をいう。エンジン１では、休筒を行い火花点火と燃料供
給を中止しても、シリンダ３とピストン４との摺動面に
は常にエンジンオイルが供給され、燃焼室１６にエンジ
ンオイルが付着、残留したり点火プラグ９０が汚れたり
し、場合によっては吸気弁１８及び排気弁２０が所謂バ
ルブスティックを生ずるおそれがある。そこで、ここで
は、休筒状態がある程度の期間継続したら、エンジンオ
イル等の付着物を燃焼除去すべく、強制的に復筒するよ
うにするのである。

【００５５】ステップＳ２４では、変更禁止に該当して
いるか否かを判別する。つまり、上記ステップＳ１６乃
至ステップＳ２２の実行結果に基づいて、休筒、増筒或
いは予防変筒を行うことになるのであるが、これら気筒
数を変更する上での制約条件に該当していないか否かを
判別する。具体的には、エンジン始動時やアイドリング
時、低回転高負荷運転時等のようにエンジン回転数Ｎe
が上記図１４、図１５に示した振動限界よりも低いよう
な場合には制約条件に該当し変更禁止とされる。

【００５６】ステップＳ２４の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、上記変更禁止に該当する場合には、運転気筒数の変
更を行わず、ステップＳ１２に戻る。一方、判別結果が
偽（Ｎｏ）で変更禁止に該当しない場合には、ステップ
Ｓ２６に進む。ステップＳ２６では、筒数変更または予
防変筒をするか否かを判別する。つまり、上記ステップ
Ｓ２０の実行結果、即ち図１５の筒数切替マップに基づ
き、筒数変更を行うか否か、ステップＳ２２の実行結果
に基づき、強制的に復筒を行うか否かを判別する。判別
結果が偽（Ｎｏ）で、気筒数を変更する必要がなく、ま
た、休止メンテナンスファクタ積算値が所定の基準値に
達しておらず予防変筒を行う必要がないような場合に
は、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１６乃至ステッ
プＳ２２の実行を繰り返す。一方、判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）で、筒数変更または予防変筒をする必要があると判
定された場合には、次にステップＳ２８に進む。

【００５７】ステップＳ２８では、負荷急変につながる
ような制御を禁止する。つまり、今から気筒数の変筒を
行うにあたり、変筒途中で運転気筒数がさらに変化して
しまわないよう、例えば、作動スイッチ１５２の運転モ
ードのセレクタが操作された場合であっても運転モード
の変更制御を禁止して当該変更制御を一時保留するよう
にし、変更中にエンジン１に掛かる負荷、即ちエンジン
１に要求される出力トルクが急変しないようにする。

【００５８】ステップＳ３０では、要求される筒数変更
が休筒であるのか、増筒（復筒）であるのか、或いは予
防変筒であるのかを判別する。判別の結果、筒数変更が
休筒である場合には、次にステップＳ３２に進む。ステ
ップＳ３２では、運転筒数変更指令手段１６６の休筒選
択機能において、休筒する気筒の選択を行う（比較手
段、休筒選択手段）。

【００５９】詳しくは、上記ステップＳ１６において積
算し記憶したシリンダ毎メンテナンスファクタ積算値の
うち、現在稼働中の運転気筒のシリンダ毎メンテナンス
ファクタ積算値を互いに比較し、当該シリンダ毎メンテ
ナンスファクタ積算値の値が最も大きい気筒から順番に
休筒優先順位を設定する。つまり、＃１気筒〜＃４気筒
の全ての気筒が稼働しているような場合、例えば＃１気
筒の運転時間が最も長くシリンダ毎メンテナンスファク
タ積算値が大きい場合には、当該＃１気筒が最も優先順
位が高いものとして優先順位を設定する。そして、当該
休筒優先順位に基づき、休筒優先順位が高い気筒から順
に休止気筒として選択する。

【００６０】尚、この際、優先制限を勘案して休筒選択
を行う。この優先制限は、主としてエンジン振動の悪化
を防止するために行うものであり、当該エンジン１の燃
焼順序が＃１気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃２気筒の順
であることを考慮すると、ここでは優先制限は次の
（１）乃至（３）のようになる。（１）１気筒休筒の場合：制限無し（２）２気筒休筒の場合：（＃１気筒及び＃４気筒）、
（＃２気筒及び＃３気筒）の組み合わせのうち最大のシ
リンダ毎メンテナンスファクタ積算値を持つ組み合わせ
を休筒（３）３気筒休筒の場合：上記２気筒での選択に加え、
残りの気筒のシリンダ毎メンテナンスファクタ積算値の
大きい気筒を休筒また、エンジン１を最初に始動した直後には、シリンダ
毎メンテナンスファクタ積算値に差がないため、最初の
休筒優先順位は予め設定しておくようにする。

【００６１】このように、図１５の筒数切替マップに基
づき、シリンダ毎メンテナンスファクタ積算値が大きい
気筒から順に優先的に休筒させるようにすると、休筒さ
せる気筒を制約なく極力多くできるとともに、休筒させ
る気筒が常に同一のものとならないようにして、全ての
気筒に関し、劣化の偏りを無くして劣化の度合いを平準
化でき、全体としてエンジン１の寿命を長くすることが
できる。つまり、燃費の向上とともにエンジン１の劣化
の抑制を図ることが可能となるとともに、メンテナンス
の頻度を極力少なくしてメンテナンスインターバルを伸
長させることが可能となり、結果として全体的にランニ
ングコストを抑えることができることになる。

【００６２】具体的には、休筒を多用し燃費を向上する
ことに加え、休筒する気筒の偏りを無くすことにより、
点火プラグ９０に関しては、休筒無しの場合に比べて点
火回数を減らすとともにその偏りを無くすことで劣化を
遅延させることができ、エンジンオイルに関しては、ブ
ローバイガス量が減少することでブローバイガスによる
劣化を抑制でき、これによりオイルフィルタ８５やオイ
ルセパレータ（図示せず）の寿命を延ばすことができ、
さらに、吸気量が減少することでエアフィルタ１３ａの
寿命を延ばすことができる。また、全ての気筒について
吸気弁１８や排気弁２０の作動を停止する機会が増える
ことで、スライディングロッド４４の先端や吸気弁１
８、排気弁２０或いは周辺部材の摩耗を少なくでき、調
整や部品交換を頻繁に行わなくても、タペットクリアラ
ンス等を長期に亘り良好に維持することができる。

【００６３】以上のようにして休筒気筒を選択したら、
次のステップＳ３４において、休筒指令を発し、ステッ
プＳ３６において休筒のための筒数変更操作を行う（制
御手段）。詳しくは、当該休筒のための筒数変更操作で
は、図１２のサブルーチンが実行される。図１２のステ
ップＳ６０では、先ず、エンジン回転数Ｎeを休筒操作
回転数に合わせる。つまり、後述するように、休筒する
際には、三方弁８２を図４（ｂ）に示す位置に切替え、
吸気弁１８や排気弁２０を開弁させないよう休止装置内
蔵バルブリフタ２４のロックピストン５６を作動油で押
圧してロック部６２を解除するのであるが、このロック
解除の操作を１サイクル内で完了可能にすべく、エンジ
ン回転数Ｎeを比較的低い休筒操作回転に保持する。

【００６４】ステップＳ６２では、点火時期を遅角側に
調整し、スロットル開度ステップｎthを休筒後の開度に
合わせるようにする。つまり、休筒を行うときには、エ
ンジン回転数Ｎeを確保すべくスロットル開度ステップ
ｎthを増側に制御するのであるが、この際、スロットル
バルブ１００の応答遅れを考慮し、点火時期を遅角側に
制御することによりスロットル開度ステップｎth、即ち
スロットルバルブ１００の開度を休筒完了後の予測開度
に予め合わせておく。

【００６５】ステップＳ６４では、休止させるシリンダ
の吸気弁１８の開閉を停止させる。つまり、当該実施形
態では、休筒する場合、火花点火を休止するとともに、
吸気弁１８及び排気弁２０を閉弁してポンピングロスを
抑制し且つ燃料供給を遮断するようにしており、ここで
は先ず吸気弁１８の開閉を停止する。詳しくは、上述し
たように、三方弁８２を図４（ｂ）に示す位置に切替
え、休止装置内蔵バルブリフタ２４のロックピストン５
６を作動油で押圧してロック部６２の係合を解除するよ
うにし、スライディングロッド４４が吸気弁１８を押さ
ないようにする。

【００６６】このように吸気弁１８の開閉を停止する
と、同時に燃料ガスが燃焼室１６内に供給されなくな
り、燃料供給が併せて停止される。ステップＳ６６で
は、このように開閉を停止させた吸気弁１８が実際に確
実に停止したか否かの確認をする。具体的には、吸気圧
センサ１４０からの情報に基づき、吸気管１３内の圧力
脈動等を監視して行う。

【００６７】そして、ステップＳ６８において、吸気弁
１８が確実に停止したか否かを判別し、判別結果が偽
（Ｎｏ）の場合には、次にステップＳ６９に進み、上記
ステップＳ６４における吸気弁１８の開閉停止操作が所
定のトライ制限回数を越えたか否かを判別する。ステッ
プＳ６９の判別結果が偽（Ｎｏ）で未だトライ制限回数
を越えていない場合には、ステップＳ６４に戻り吸気弁
１８の開閉停止操作を継続する。一方、ステップＳ６９
の判別結果が真（Ｙｅｓ）でトライ制限回数を越えたと
判定された場合には、そのまま当該ルーチンを抜ける。

【００６８】ステップＳ６８の判別結果が真（Ｙｅｓ）
で、吸気弁１８が確実に停止したと判定された場合に
は、次にステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、
休筒させるシリンダのイグニションコイル９２の作動を
停止し、火花点火を休止する。そして、その後、ステッ
プＳ７２において、休止させるシリンダの排気弁２０の
開閉を停止させる。排気弁２０の開閉停止は、上述した
ように三方弁８２を図４（ｂ）に示す位置に切替えて行
う。つまり、休止装置内蔵バルブリフタ２４のスライデ
ィングロッド４４が排気弁２０を押さないようにする。

【００６９】ステップＳ７４では、このように開閉を停
止させた排気弁２０が実際に確実に停止したか否かの確
認をする。具体的には、排気圧センサ１４２からの情報
に基づき、排気管１５内の圧力脈動等を監視して行う。
そして、ステップＳ７６において、排気弁２０が確実に
停止したか否かを判別し、判別結果が偽（Ｎｏ）の場合
には、次にステップＳ７７に進み、上記ステップＳ７２
における排気弁２０の開閉停止操作が所定のトライ制限
回数を越えたか否かを判別する。

【００７０】ステップＳ７７の判別結果が偽（Ｎｏ）で
未だトライ制限回数を越えていない場合には、ステップ
Ｓ７２に戻り排気弁２０の開閉停止操作を継続する。一
方、ステップＳ７７の判別結果が真（Ｙｅｓ）でトライ
制限回数を越えたと判定された場合には、そのまま当該
ルーチンを抜ける。ステップＳ７６の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で、排気弁２０が確実に停止したと判定された場
合には、次にステップＳ７８に進む。

【００７１】ステップＳ７８では、以上のように休筒の
ための操作が終了したことにより、上記ステップＳ６２
において遅角させていた点火時期を通常の状態に戻す。
このときには、スロットル開度ステップｎthはステップ
Ｓ６２の遅角制御により休筒後のスロットル開度ステッ
プｎthになっている。そして、ステップＳ７９におい
て、休筒のための操作が終了したことを受けて休筒完了
宣言を発信し、休筒のための筒数変更操作を終了する。

【００７２】ところで、このように吸気弁１８と排気弁
２０の双方の開閉を停止すると、燃焼室１６内の空気が
ピストン４によって圧縮仕事されることになるが、この
圧縮仕事は、その後当該圧縮仕事分だけピストン４に対
し膨張仕事をすることで相殺されるため、エネルギロス
を生じることはない。また、ここでは、先に吸気弁１８
の開弁を停止した後に排気弁２０の開弁を停止するよう
にしているが、これは、排気弁２０を先に閉弁して火花
点火を行うと、その後に吸気弁１８が開いたときに燃焼
ガスが吸気系に逆流して所謂バックファイヤを発生した
り、筒内圧が異常上昇してエンジン１が停止或いは破損
するおそれがあるからであり、また、火花点火を行わな
い場合であっても、吸気が逆流して他の気筒への吸気の
流れ或いは空燃比に影響を与えるおそれがあるからであ
る。

【００７３】休筒のための筒数変更操作を終了したら、
図８のステップＳ３８に進み、変更完了したか否かを判
別する。つまり、上記図１２の休筒のための筒数変更操
作が休筒完了宣言を発信して終了したか否かを判別す
る。判別結果が偽（Ｎｏ）で、休筒のための筒数変更操
作が休筒完了宣言を発信して終了しなかった場合、つま
りトライ制限回数を越えて終了した場合には、次にステ
ップＳ４０に進む。

【００７４】ステップＳ４０では、さらに、上記休筒の
ための筒数変更操作が所定の変更トライ制限回数を越え
たか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、筒数変
更操作が変更トライ制限回数を越えていない場合には、
ステップＳ３６に戻り休筒のための筒数変更操作を継続
する。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、筒数変更操作
が変更トライ制限回数を越えたと判定された場合には、
ステップＳ４２に進む。

【００７５】ステップＳ４２では、表示装置（図示せ
ず）に動作不良部位表示を行うとともに異常宣言を行
い、筒数変更操作を中止して全筒運転指令を発する。つ
まり、変更トライ制限回数を越えても変更完了とならな
いような場合には、何らかの異常があり、もはや休筒を
行わないのがよく、この場合には全気筒で運転を行うよ
うにする。

【００７６】ステップＳ４４では、筒数変更操作の場合
と同様に、全筒運転のための操作が全筒トライ制限回数
を越えたか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、
全筒運転のための操作が全筒トライ制限回数内に完了し
た場合には、ステップＳ４６に進み、異常による全筒運
転宣言を行い、図７のステップＳ１４に戻る。一方、判
別結果が真（Ｙｅｓ）で、全筒運転のための操作が全筒
トライ制限回数を越えた場合には、エンジン１に異常が
あるとみなすことができ、この場合には、ステップＳ４
８において上記ステップＳ４２で行った異常宣言をその
まま更新してステップＳ１４に戻る。尚、このように異
常宣言があった場合でも運転筒数制御は継続されるが、
この場合には上記表示装置の動作不良部位表示に基づい
て異常箇所を早急に補修する必要がある。

【００７７】一方、ステップＳ３８の判別結果が真（Ｙ
ｅｓ）で、正常に変更完了したと判定された場合には、
ステップＳ５０において筒数変更完了宣言を行い、ステ
ップＳ１４に戻る。上記ステップＳ３０の判別の結果、
筒数変更が増筒（復筒）である場合には、次に図９のス
テップＳ８０に進む。

【００７８】ステップＳ８０では、運転筒数変更指令手
段１６６の増筒選択機能（復筒選択手段）において、増
筒（復筒）する気筒の選択を行う（比較手段、復筒選択
手段）。詳しくは、上記ステップＳ１６において積算し
記憶したシリンダ毎メンテナンスファクタ積算値のう
ち、現在休筒中の気筒のシリンダ毎メンテナンスファク
タ積算値を互いに比較し、当該シリンダ毎メンテナンス
ファクタ積算値の値が最も小さい気筒から順番に増筒優
先順位を設定する。つまり、＃１気筒〜＃３気筒の３気
筒が休筒しているような場合、例えば＃１気筒の運転時
間が最も短くシリンダ毎メンテナンスファクタ積算値が
小さい場合には、当該＃１気筒が最も優先順位が高いも
のとして優先順位を設定する。そして、増筒優先順位に
基づき、増筒優先順位が高い気筒から順に増筒する気筒
として選択する。

【００７９】尚、この際、上記休筒の場合と同様に、優
先制限を勘案して増筒選択を行う。上記同様の理由によ
り、ここでは優先制限は次の（１）乃至（３）のように
なる。（１）１気筒休筒から増筒の場合：制限無し（２）２気筒休筒から増筒の場合：制限無し（３）３気筒休筒から増筒の場合：（＃１気筒及び＃４
気筒）、（＃２気筒及び＃３気筒）の組み合わせのうち
最小のシリンダ毎メンテナンスファクタ積算値を持つ組
み合わせを増筒このように、シリンダ毎メンテナンスファクタ積算値が
小さい気筒から順に優先的に増筒させるようにすると、
上記休筒の場合と同様に、全ての気筒に関し、劣化の偏
りを無くして劣化の度合いを平準化することができるこ
とになり、やはりメンテナンスの頻度を極力少なくして
メンテナンスインターバルを伸長させることが可能とな
り、全体的にランニングコストを抑えることができるこ
とになる。

【００８０】以上のようにして増筒する気筒を選択した
ら、次のステップＳ８２において、増筒指令を発し、ス
テップＳ８４において増筒のための筒数変更操作を行う
（制御手段）。詳しくは、当該増筒のための筒数変更操
作では、図１３のサブルーチンが実行される。図１３の
ステップＳ１００では、先ず、エンジン回転数Ｎeを増
筒操作回転数に合わせる。この増筒操作回転数への変更
は、上記休筒操作の場合と同様の理由に基づきなされる
ものであり、上記休筒操作回転数と同様に低いものであ
る。

【００８１】ステップＳ１０２では、点火時期を進角側
に調整し、スロットル開度ステップｎthを増筒後の開度
に合わせるようにする。つまり、増筒を行うときには、
エンジン回転数Ｎeが急上昇してしまうためにスロット
ル開度ステップｎthを減側に制御するのであるが、この
際、スロットルバルブ１００の応答遅れを考慮してスロ
ットル開度ステップｎthを増筒後の開度に合わせるべく
点火時期を進角側に制御する。この点火進角によるエン
ジン１の出力増加により、スロットルバルブ１００は自
動的に閉弁側に作動し、増筒後の予測開度に合わせ込み
が行われる。

【００８２】ステップＳ１０４では、増筒するシリンダ
の停止していた排気弁２０の作動を再開する。詳しく
は、上述したように、三方弁８２を図４（ａ）に示すよ
うに通常の位置に戻し、休止装置内蔵バルブリフタ２４
のロックピストン５６を押圧していた作動油を抜いてロ
ック部６２をロック用円周溝４４ａと係合させるように
する。

【００８３】ステップＳ１０６では、このように作動さ
せた排気弁２０が実際に確実に作動したか否かの確認を
する。具体的には、排気圧センサ１４２からの情報に基
づき、排気管１５内の圧力脈動等を監視して行う。そし
て、ステップＳ１０８において、排気弁２０が確実に作
動したか否かを判別し、判別結果が偽（Ｎｏ）の場合に
は、次にステップＳ１０９に進み、上記ステップＳ１０
４における排気弁２０の作動再開操作が所定のトライ制
限回数を越えたか否かを判別する。

【００８４】ステップＳ１０９の判別結果が偽（Ｎｏ）
で未だトライ制限回数を越えていない場合には、ステッ
プＳ１０４に戻り排気弁２０の作動再開操作を継続す
る。一方、ステップＳ１０９の判別結果が真（Ｙｅｓ）
でトライ制限回数を越えたと判定された場合には、その
まま当該ルーチンを抜ける。ステップＳ１０８の判別結
果が真（Ｙｅｓ）で、排気弁２０が確実に作動したと判
定された場合には、次にステップＳ１１０に進む。

【００８５】ステップＳ１１０では、増筒させるシリン
ダのイグニションコイル９２の作動を再開し、火花点火
を実施する。そして、ステップＳ１１２において、増筒
するシリンダの吸気弁１８の作動を再開する。吸気弁１
８の作動再開は、上述したように三方弁８２を図４
（ａ）に示すように通常位置に戻して行う。つまり、休
止装置内蔵バルブリフタ２４のロックピストン５６を押
圧していた作動油を抜き、ロック部６２をロック用円周
溝４４ａと係合させるようにする。

【００８６】このように吸気弁１８の作動を再開する
と、同時に燃料ガスが燃焼室１６内に供給され、燃料供
給が併せて再開される。ステップＳ１１４では、このよ
うに作動を再開した吸気弁１８が実際に確実に作動した
か否かの確認をする。具体的には、吸気圧センサ１４０
からの情報に基づき、吸気管１３内の圧力脈動等を監視
して行う。

【００８７】そして、ステップＳ１１６において、吸気
弁１８が確実に作動したか否かを判別し、判別結果が偽
（Ｎｏ）の場合には、次にステップＳ１１７に進み、上
記ステップＳ１１２における吸気弁１８の作動再開操作
が所定のトライ制限回数を越えたか否かを判別する。ス
テップＳ１１７の判別結果が偽（Ｎｏ）で未だトライ制
限回数を越えていない場合には、ステップＳ１１２に戻
り吸気弁１８の作動再開操作を継続する。一方、ステッ
プＳ１１７の判別結果が真（Ｙｅｓ）でトライ制限回数
を越えたと判定された場合には、そのまま当該ルーチン
を抜ける。

【００８８】ステップＳ１１６の判別結果が真（Ｙｅ
ｓ）で、吸気弁１８が確実に作動したと判定された場合
には、次にステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８
では、以上のように増筒のための操作が終了したことに
より、上記ステップＳ１０２において進角させていた点
火時期を通常の状態に戻す。このときには、スロットル
開度ステップｎthはステップＳ１０２の進角制御により
増筒後のスロットル開度ステップｎthになっている。

【００８９】そして、ステップＳ１１９において、増筒
のための操作が終了したことを受けて増筒完了宣言を発
信し、増筒のための筒数変更操作を終了する。尚、ここ
では、排気弁２０の開弁を再開した後に吸気弁１８の開
弁を再開するようにしているが、これは、上記休筒操作
の場合と同様に、吸気弁１８を先に開弁し火花点火を行
うと、排気弁２０が開かないために燃焼ガスが吸気系に
逆流して所謂バックファイヤを発生したり、筒内圧が異
常上昇してエンジン１が停止或いは破損するおそれがあ
るためであり、また火花点火を行わない場合であって
も、吸気が逆流して他の気筒への吸気の流れ或いは空燃
比に影響を与えるおそれがあるからである。

【００９０】増筒のための筒数変更操作を終了したら、
図９のステップＳ８６に進み、変更完了したか否かを判
別する。つまり、上記図１３の増筒のための筒数変更操
作が増筒完了宣言を発信して終了したか否かを判別す
る。判別結果が偽（Ｎｏ）で、増筒のための筒数変更操
作が増筒完了宣言を発信して終了しなかった場合、つま
りトライ制限回数を越えて終了した場合には、次にステ
ップＳ８８に進む。

【００９１】尚、ステップＳ８８以降のステップＳ８８
乃至ステップＳ９８までは、上述した休筒操作の場合
（ステップＳ４０乃至ステップＳ５０）と同様であるた
め、ここでは説明を省略する。上記ステップＳ３０の判
別の結果、筒数変更が予防変筒である場合には、次に図
１０のステップＳ１２０に進む。

【００９２】ステップＳ１２０では、運転筒数変更指令
手段１６６の予防変筒機能において、該当する気筒の予
防変筒を行うべく、該当するシリンダの運転指令を発す
る。そして、ステップＳ１２２において、増筒操作を行
い、ステップＳ１２４において、予防変筒運転を行う。
ステップＳ１２６では、予防変筒を完了した後のシリン
ダ毎メンテナンスファクタを積算し、当該積算値と規定
値との比較演算を行う。つまり、予防変筒がエンジンオ
イル等の付着物を十分に燃焼除去してトラブルを確実に
防止できるだけの有効な期間実施されたか否かを監視す
る。

【００９３】そして、ステップＳ１２８において、予防
変筒を完了した後のシリンダ毎メンテナンスファクタ積
算値が規定値以上であるか否かを判別し、判別結果が偽
（Ｎｏ）の場合にはステップＳ１２４に戻り予防変筒運
転を継続し、一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）の場合には
ステップＳ１３０に進み、予防変筒完了宣言を発信して
図７のステップＳ１４に戻る。

【００９４】これにより、エンジンオイル等の付着物が
良好に燃焼除去され、トラブルが未然に防止される。
尚、予防変筒を実施した後は、図１４、図１５の筒数切
替マップに基づいて運転筒数が決定され、上述した増筒
或いは休筒の制御が通常どおり行われる。また、予防変
筒を行っている場合であっても、筒数切替マップに基づ
いて増筒或いは休筒の操作は個別に行われる。これによ
り、予防変筒中におけるエンジン１の過負荷によるエン
ジン停止等が好適に防止される。

【００９５】作動スイッチ１５２が停止操作され、或い
はサーモスタット機能が働いて空調装置運転情報として
停止信号が入力され、上記ステップＳ１４の判別結果が
真（Ｙｅｓ）となり、停止要求有りと判定された場合に
は、図１１のステップＳ１４０に進む。上述したよう
に、エンジン１を始動する場合には全筒運転を行う。従
って、エンジン１を停止する場合には、次回の始動に備
え、運転状態を全筒運転状態に戻しておく必要がある。

【００９６】そこで、停止要求が有った場合には、ステ
ップＳ１４０において、全筒運転指令を発し、全筒運転
を実施するようにする。そして、ステップＳ１４２にお
いて、全筒運転が完了したか否かを判別し、判別結果が
真（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ１４８においてエン
ジン１を停止してステップＳ１０に戻る。一方、判別結
果が偽（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ１４４に進む。

【００９７】ステップＳ１４４では、全筒運転のための
操作が全筒トライ制限回数を越えたか否かを判別し、判
別結果が偽（Ｎｏ）で、全筒運転のための操作が全筒ト
ライ制限回数内である場合には、ステップＳ１４２を経
てステップＳ１４８に進み、エンジン１を停止した後、
ステップＳ１０に戻る。一方、ステップＳ１４４の判別
結果が真（Ｙｅｓ）で、全筒運転のための操作が全筒ト
ライ制限回数を越えた場合には、次にステップＳ１４６
に進み、異常宣言を発した後に、ステップＳ１４８にお
いてエンジン１を停止し、ステップＳ１０に戻る。但
し、この場合にも、異常宣言を受けて異常箇所を早急に
補修する必要がある。

【００９８】尚、当該エンジン１では、ロックピストン
５６は、例えばエンジン１が停止したときのようにエン
ジンオイルの油圧が低下したときには、スプリング６０
によりスライディングロッド４４と係合するよう付勢さ
れている。従って、当該エンジン１では、上記操作に拘
わらず、エンジン停止時には自動的に全筒化が図られる
ようにされている。

【００９９】以上説明したように、本発明の休筒機能付
内燃機関では、このように休筒の機会を増やすとともに
シリンダ毎メンテナンスファクタという概念を導入して
休筒或いは増筒（復筒）する気筒を効果的に分散させる
ようにしている。従って、本発明の休筒機能付内燃機関
によれば、燃費の向上及び内燃機関の劣化の抑制を図る
ことができるとともに、気筒間の劣化の偏りを無くし劣
化の度合いを平準化することでメンテナンスの頻度を極
力少なくしてメンテナンスインターバルを伸長させるこ
とができ、全体的にランニングコストを抑えることがで
きるという優れた効果を発揮することとなる。

【０１００】尚、上記実施形態では、休筒機能付内燃機
関として、空調装置に使用される定置型の燃料ガス（都
市ガスやプロパンガス等）を燃料とする火花点火式の内
燃機関を例に説明したが、これに限られるものではな
く、定置型の火花点火式の内燃機関であれば、内燃機関
は如何なる用途のものであってもよく、また、ガソリン
エンジン等の液体燃料を燃料とするものであってもよ
い。

【０１０１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る請求項１の休筒機能付内燃機関によれば、負荷状態
に応じて最適な運転気筒数を設定することで休筒する気
筒を極力多くして飛躍的な燃費の向上と内燃機関の劣化
の抑制を図ることが可能となり、さらに、休筒を行う
際、メンテナンスファクタの積算値、即ち火花点火回数
や燃焼を伴う運転時間に応じてその時点で休筒に最も有
効な気筒を優先的に休筒する気筒として選択する一方、
休筒させた気筒を復筒させる際、やはりメンテナンスフ
ァクタの積算値に応じてその時点で復筒に最も有効な気
筒を優先的に復筒する気筒として選択するので、気筒間
の劣化の偏りを防止して各気筒の劣化の度合いを平準化
でき、メンテナンスの頻度を極力少なくしてメンテナン
スインターバルを伸長させることが可能となり、全体的
にランニングコストを抑えることができる。

【０１０２】また、請求項２の休筒機能付内燃機関によ
れば、休筒を行う際には、稼働中の運転気筒のうち積算
値が大きい気筒ほど休筒優先順位が高いと判断して優先
的に休筒を行い、一方、休筒させた気筒を復筒させる際
には、休筒中の気筒のうち積算値が小さい気筒ほど復筒
優先順位が高いと判断して優先的に復筒するので、極め
て良好に気筒間の劣化の偏りを防止して各気筒の劣化の
度合いを平準化でき、メンテナンスの頻度を最小限にと
どめてメンテナンスインターバルを最大限に伸長させる
ことが可能となり、ランニングコストを極めて好適に抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る休筒機能付内燃機関が空調装置に
使用される定置型の内燃機関として適用された場合の概
略構成図である。

【図２】図１中の休止装置内蔵バルブリフタを示す詳細
図である。

【図３】エンジンオイル循環機構を示す図である。

【図４】カムが回転作動した場合の通常の休止装置内蔵
バルブリフタの作動状態（ａ）と休筒時の休止装置内蔵
バルブリフタの作動状態（ｂ）を示す図である。

【図５】本発明に係る運転気筒数制御におけるＥＣＵ周
りの信号の入出力関係を示すブロック図である。

【図６】ＥＣＵ内の運転気筒数制御部の本発明に係る運
転気筒数制御機能を示すブロック図である。

【図７】本発明に係る運転気筒数制御の制御ルーチンを
示すフローチャートの一部である。

【図８】図７のフローチャートに続く、運転気筒数制御
の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。

【図９】図８のフローチャートに続く、運転気筒数制御
の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。

【図１０】図８のフローチャートに続く、運転気筒数制
御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。

【図１１】図７のフローチャートに続く、運転気筒数制
御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。

【図１２】図８中の休筒のための筒数変更操作のサブル
ーチンを示すフローチャートである。

【図１３】図９中の増筒のための筒数変更操作のサブル
ーチンを示すフローチャートである。

【図１４】エンジン回転数Ｎeと出力トルクに応じた要
求運転筒数マップを示す図である。

【図１５】各気筒数でのエンジン回転数Ｎeとスロット
ル開度ステップｎthに応じた筒数切替マップを示す図で
ある。

【符号の説明】

１エンジン（機関本体）３シリンダ１８吸気弁２０排気弁２４休止装置内蔵バルブリフタ９０点火プラグ９２イグニションコイル１５０電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１５１運転気筒数制御部１６０シリンダ毎メンテナンスファクタ管理手段（積
算手段、記憶手段）１６２運転状態管理手段１６４運転筒数決定手段（運転気筒数設定手段）１６６運転筒数変更指令手段（比較手段、休筒選択手
段、復筒選択手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｃ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ３０１Ｈ３０１Ｚ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ａ３４５３４５ＬＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 17/02 F02D 41/02 F02D 43/00 F02D 45/00 F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多気筒からなる火花点火式内燃機関の一
部の気筒の少なくとも燃料供給と点火栓による火花点火
を停止することにより該一部の気筒における燃焼を休止
し残余の気筒のみで運転可能な休筒機能付内燃機関にお
いて、負荷状態に応じて運転気筒数を設定する運転気筒数設定
手段と、各気筒の火花点火回数または燃焼を伴う運転時間をメン
テナンスファクタとし、該メンテナンスファクタをそれ
ぞれの気筒毎に積算する積算手段と、前記積算手段による積算値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された気筒毎の積算値を互いに比較
する比較手段と、前記運転気筒数設定手段により運転気筒数が減側に設定
されると、前記比較手段の比較結果に基づき稼働中の運
転気筒における休筒優先順位を決定し、該休筒優先順位
に応じて休筒する気筒を選択する休筒選択手段と、前記運転気筒数設定手段により運転気筒数が増側に設定
されると、前記比較手段の比較結果に基づき休筒中の気
筒における復筒優先順位を決定し、該復筒優先順位に応
じて復筒する気筒を選択する復筒選択手段と、前記休筒選択手段からの休筒情報及び前記復筒選択手段
からの復筒情報に応じて各気筒の少なくとも燃料供給と
火花点火の実施を制御する制御手段と、を備えたことを
特徴とする休筒機能付内燃機関。
【請求項２】前記休筒選択手段は、前記積算値が大き
い気筒ほど休筒優先順位が高いと判断して優先的に休筒
する気筒として選択し、前記復筒選択手段は、前記積算
値が小さい気筒ほど復筒優先順位が高いと判断して優先
的に復筒する気筒として選択することを特徴とする、請
求項１記載の休筒機能付内燃機関。