JP4155919B2 - 車両用可変気筒内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の運転形態を、車両運転状態に応じて全気筒が稼働する全気筒運転と一部の気筒が休止する部分気筒運転とに切り換える気筒数制御手段を備える車両用可変気筒内燃機関に関する。

車両に搭載された可変気筒内燃機関では、一部の気筒が休止する部分気筒運転が行われると、図１０に示されるように、ポンピングロスの低減などにより燃費性能が向上する一方で、図１１に示されるように、全気筒運転が行われる場合に比べて、稼働している気筒で発生するトルクが大きくなるうえ、トルクの発生間隔（クランク角）が大きくなるために、内燃機関が発生する振動または騒音（以下、「振動（騒音）」と表記する。）により車室内の振動（騒音）が大きくなる。そこで、部分気筒運転による車室内の振動（騒音）を抑えつつ、燃費性能を向上させる技術が開発されている。例えば特許文献１に開示された自動車用エンジンでは、アイドルスイッチのオン／オフに応じて休筒状態（部分気筒運転）の設定条件を変えたマップが備えられ、エンジン回転数が、アイドルスイッチのオン／オフに応じて設定される所定回転数以上である場合に、前記マップに基づいて休筒状態が設定される。ここで、前記所定回転数は、休筒状態においてエンジンの振動により車体振動が発生する限界回転数に設定されている。これにより、車体振動の発生を来すことなく、低速回転時における低燃費が達成される。
特開平５−１８００１６号公報

ところで、車体を通じて車室内に伝達される振動には、路面の凹凸などの路面状態に起因して発生する振動など、内燃機関以外の振動源の振動が含まれ、また車室内の騒音には、ロードノイズや風切り音などの車両の走行に起因して発生する騒音など、内燃機関以外の騒音源の騒音が含まれている。そして、車室内の振動（騒音）を、内燃機関が発生する振動（騒音）に起因する機関振動（騒音）と、内燃機関以外の振動（騒音）源が発生する非機関振動（騒音）とに分けたとき、車室内振動（騒音）において非機関振動（騒音）が占める割合が相対的に大きい運転状態では、機関振動（騒音）のみを小さくしても、車室内振動（騒音）の低減に寄与する程度は小さい。そこで、このような場合には、機関振動（騒音）のある程度の増大が非機関振動（騒音）を含む車室内振動（騒音）に曝されている車両の乗員の快適さを著しく損なう可能性は少ないことから、部分気筒運転を行うことにより、燃費性能の一層の向上が期待できる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両用可変気筒内燃機関において、部分気筒運転による機関振動（騒音）の増大により乗員の快適さが極力損なわれないようにしたうえで、燃費性能の一層の向上を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、車両運転状態を検出する運転状態検出手段と、一部の気筒が休止する部分気筒運転が行われる休筒領域を設定する休筒領域設定手段と、前記運転状態検出手段により検出された前記車両運転状態が前記休筒領域にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて稼働気筒数を設定する気筒数制御手段とを備え、前記気筒数制御手段により、前記休筒領域以外で全気筒が稼働する全気筒運転と前記休筒領域での前記部分気筒運転とに運転形態が切り換えられる車両用可変気筒内燃機関において、前記運転状態検出手段は、車室内の振動または騒音を、前記内燃機関が発生する振動または騒音に起因する機関振動または機関騒音と、前記内燃機関以外の振動源または騒音源が発生する振動または騒音に起因する非機関振動または非機関騒音とに分けたときの、前記非機関振動の振動レベルまたは前記非機関騒音の騒音レベルを検出する振動検出手段を備え、前記休筒領域設定手段は、前記振動検出手段により所定レベル以上の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが検出される状態を前記休筒領域として設定する車両用可変気筒内燃機関である。

これによれば、車室内の振動（騒音）を、内燃機関を振動（騒音）源とする振動（騒音）である機関振動（騒音）と、内燃機関以外の振動（騒音）源が発生する振動（騒音）である非機関振動（騒音）とに二分したとき、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが所定レベル以上の高振動（騒音）レベルの状態において部分気筒運転が行われるので、その分、部分気筒運転が行われる運転領域が拡大する。このとき、高振動（騒音）レベルの状態では、車室内振動（騒音）に占める機関振動（騒音）の割合は相対的に小さいので、機関振動（騒音）が部分気筒運転により増大したとしても、車室内振動（騒音）に曝されている車両の乗員にとっては、機関振動（騒音）の増大がさほど気にならない。

請求項２記載の発明は、車両運転状態を検出する運転状態検出手段と、一部の気筒が休止する部分気筒運転が行われる休筒領域を設定する休筒領域設定手段と、前記運転状態検出手段により検出された前記車両運転状態が前記休筒領域にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて稼働気筒数を設定する気筒数制御手段とを備え、前記気筒数制御手段により、前記休筒領域以外で全気筒が稼働する全気筒運転と前記休筒領域での前記部分気筒運転とに運転形態が切り換えられる車両用可変気筒内燃機関において、前記運転状態検出手段は、車室内の振動または騒音を、前記内燃機関が発生する振動または騒音に起因する機関振動または機関騒音と、前記内燃機関以外の振動源または騒音源が発生する振動または騒音に起因する非機関振動または非機関騒音とに分けたときの、前記非機関振動の振動レベルまたは前記非機関騒音の騒音レベルを検出する振動検出手段を備え、前記休筒領域設定手段は、前記振動検出手段により所定レベル未満の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが検出される状態のとき、基本休筒領域を前記休筒領域として設定し、前記振動検出手段により前記所定レベル以上の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが検出される状態のとき、前記基本休筒領域よりも拡大された拡大休筒領域を前記休筒領域として設定する車両用可変気筒内燃機関である。

非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが所定レベル以上の高振動（騒音）レベルの状態において、基本休筒領域よりも拡大された休筒領域である拡大休筒領域で部分気筒運転が行われるので、低振動（騒音）レベルの状態に比べて部分気筒運転が行われる運転領域が拡大する。このとき、高振動（騒音）レベルの状態では、請求項１記載の発明と同様の理由により、車室内振動（騒音）に曝されている車両の乗員にとっては、機関振動（騒音）の増大がさほど気にならない。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の車両用可変気筒内燃機関において、前記振動検出手段は、前記車室内の振動を検出する振動センサおよび前記車室内の騒音を検出する騒音センサの少なくとも一方から構成されるものである。

これによれば、振動センサまたは騒音センサにより、車室内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが直接的に検出される。

請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２記載の車両用可変気筒内燃機関において、前記振動検出手段は、路面状態に起因して発生する前記車室内の振動を検出する路面状態検出手段、車両の窓またはサンルーフが開放されていることを検出する車室開放状態検出手段および車両の送風装置の送風量を検出する送風量検出手段の少なくとも１つから構成されるものである。

これによれば、路面状態検出手段による路面の凹凸などの路面状態に起因する車室内振動、車室開放状態検出手段によるロードノイズや風切り音などの車室外の騒音、または送風量検出手段による送風装置の送風音の検出を通じて、振動（騒音）源に応じて車室内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが検出される。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の車両用可変気筒内燃機関において、前記振動検出手段により検出される前記所定レベル以上の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが大きくなるにつれて、前記拡大休筒領域が拡大されるものである。

これによれば、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが大きいほど部分気筒運転での運転領域が拡大し、しかも部分気筒運転による機関振動（騒音）の増大も気にならない。

請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、車室内振動（騒音）における非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが所定レベル以上の高振動（騒音）レベルの状態において部分気筒運転が行われることにより、部分気筒運転が行われる運転領域が拡大し、しかも部分気筒運転による機関振動（騒音）の増大が乗員にはさほど気にならないので、車両用可変気筒内燃機関において、機関振動（騒音）の増大により乗員の快適さが極力損なわれないようにしたうえで、燃費性能が一層向上する。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が奏される。

請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、振動センサまたは騒音センサにより、車室内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルを高精度に検出できるので、車室内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルを的確に反映した運転形態の切換ができる。

請求項４記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、車室内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）源に応じて運転形態の切換を行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが大きくなるにつれて部分気筒運転が行われる運転領域が拡大するので、引用された請求項記載の効果がさらに高められる。

以下、本発明の実施形態を図１ないし図９を参照して説明する。
図１〜図７は、第１実施形態を説明するためのもので、図１を参照すると、本発明が適用された車両用可変気筒内燃機関Ｅは、Ｖ型６気筒の４ストローク内燃機関であり、クランク軸Ｄの回転中心線が車幅方向を指向する横置き配置で車両Ｖ（図３参照）に搭載される。

内燃機関Ｅは、第１気筒群を構成する前方の３つの気筒Ｃ１〜Ｃ３を有する第１バンクＢａと、第２気筒群を構成する後方の３つの気筒Ｃ４〜Ｃ６を有する第２バンクＢｂとを備える。内燃機関Ｅの一部の気筒であって休止可能気筒である複数の気筒Ｃ４〜Ｃ６には、各気筒Ｃ４〜Ｃ６の稼働および休止を切り換える気筒休止手段としてのバルブ休止機構１が設けられ、バルブ休止機構１は、気筒数制御手段23（図２参照）によりその作動が制御される。

内燃機関Ｅの動弁装置は、クランク軸Ｄの動力により回転駆動されるカム軸に設けられた動弁カムを備え、該動弁カムにより気筒Ｃ１〜Ｃ６毎に各バンクＢａ，Ｂｂのシリンダヘッドに配置された吸気弁および排気弁を開閉する。そして、それ自体周知のバルブ休止機構１は、作動油により非作動状態および作動状態に切り換えられる油圧式機構により構成されて、第２バンクＢｂに配置される前記動弁装置に設けられる。バルブ休止機構１には、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）20により後記車両運転状態に応じて制御される油圧制御弁２が設けられた油路３が接続される。油路３は内燃機関Ｅにより駆動される油圧源としてのオイルポンプＰに接続され、油圧制御弁２がバルブ休止機構１に対する作動油の給排を制御することにより、バルブ休止機構１が非作動状態または作動状態になる。

バルブ休止機構１が非作動状態にあるとき、第２バンクＢｂの各気筒Ｃ４〜Ｃ６の吸気弁および排気弁は前記動弁カムにより所定の開閉時期で開閉作動されて、該気筒Ｃ４〜Ｃ６が稼働状態になり、バルブ休止機構１が作動状態にあるとき、各気筒Ｃ４〜Ｃ６の吸気弁および排気弁は休止状態になって閉弁状態に保たれ、該気筒Ｃ４〜Ｃ６が休止する。

それゆえ、内燃機関Ｅの運転形態は、稼働気筒数を制御する気筒数制御手段23により、バルブ休止機構１が非作動状態になって第２バンクＢｂの３気筒Ｃ４〜Ｃ６が稼働して、第１バンクＢａの３気筒Ｃ１〜Ｃ３と共に全気筒Ｃ１〜Ｃ６が稼働する全気筒運転と、バルブ休止機構１が作動状態になって第２バンクＢｂの３気筒Ｃ４〜Ｃ６が休止し、第１バンクＢａの３気筒Ｃ１〜Ｃ３が稼働する部分気筒運転とに切り換えられる。

内燃機関Ｅは、エアクリーナ５を通って各気筒Ｃ１〜Ｃ６に吸入される空気を計量するスロットル弁６と吸気を各気筒Ｃ１〜Ｃ６に分配する吸気マニホルド７とを有する吸気装置４と、吸入された空気に燃料を供給して混合気を形成する燃料供給手段としての燃料噴射弁８と、各気筒Ｃ１〜Ｃ６に属する燃焼室で混合気が点火栓９（図２参照）により点火されて燃焼して発生した燃焼ガスを排気ガスとして外部に排出するための排気マニホルド11を有する排気装置10とを備える。スロットル弁６は、ＥＣＵ20により制御されるアクチュエータである電動モータ12により駆動され、アクセル操作量および後記車両運転状態に応じて開度が制御される。

図２を併せて参照すると、バルブ休止機構１、燃料噴射弁８、点火栓９および電動モータ12は、ＥＣＵ20により制御される。ＥＣＵ20は、入出力インターフェース、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種の制御プログラムや各種のマップが記憶されたＲＯＭおよび各種のデータが一時的に記憶されるＲＡＭなどの記憶装置を備えるマイクロコンピュータで構成される。

機関回転速度などの内燃機関Ｅの機関運転状態と、内燃機関Ｅ以外の振動（騒音）源の振動（騒音）に起因する車室Ｒ（図３参照）内の振動（騒音）および車速などの機関運転状態以外の状態とからなる車両運転状態を検出する運転状態検出手段30は、ＥＣＵ20に接続されるか、またはＥＣＵ20により構成される。
それゆえ、内燃機関Ｅの運転形態を切り換えるための制御装置は、運転状態検出手段30およびＥＣＵ20を備える。

運転状態検出手段30は、車速を検出する車速センサ31と、アクセル操作量としてアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル操作量検出手段を構成すると共に機関負荷検出手段でもあるアクセルセンサ32と、スロットル弁６の開度を検出するスロットル開度センサ33と、内燃機関Ｅの機関回転速度を検出する回転速度センサ34と、車室Ｒ内の振動を検出する振動センサ35と、車室Ｒ内の騒音を検出する騒音センサ36とを備える。図３を参照すると、振動センサ35は変位センサ37を有し、変位センサ37は、車両Ｖの乗員が車体の振動を感じることができる車両Ｖの部位、例えば座席に設けられる。また、騒音センサ36は車室Ｒ内の騒音を収集するマイク38を有し、マイク38は、例えば車室Ｒの天井壁に設けられる。

図２を参照すると、ＥＣＵ20は、部分気筒運転が行われる運転領域である休筒領域Ｆを設定する休筒領域設定手段21と、運転状態検出手段30により検出された前記車両運転状態が休筒領域Ｆにあるか否かを判定する判定手段22と、判定手段22の判定結果に基づいて稼働気筒数を設定する気筒数制御手段23と、運転状態検出手段30の検出結果に基づいて各燃料噴射弁８の作動を制御する燃料噴射弁制御手段24と、運転状態検出手段30の検出結果に基づいて各点火栓９の作動を制御する点火栓制御手段25とを備える。

図４を参照すると、休筒領域設定手段21はＥＣＵの記憶装置に記憶された休筒領域マップにより構成され、該休筒領域マップは、基本休筒領域マップと拡大休筒領域マップから構成される。基本休筒領域マップでは、内燃機関Ｅの機関負荷と機関回転速度とをパラメータとして機関負荷領域および機関回転速度領域の各所定範囲に渡って設定される基本休筒領域Ｆａが休筒領域Ｆとして設定され、拡大休筒領域マップでは、基本休筒領域Ｆａを規定する機関負荷および機関回転速度の境界値が変更されることにより、基本休筒領域Ｆａよりも拡大された休筒領域である拡大休筒領域Ｆｂが設定されている。例えば、基本休筒領域Ｆａは、内燃機関Ｅが、低負荷領域で、所定の低速回転領域または中速回転領域にある運転領域として設定される。

気筒数制御手段23は、判定手段22により前記車両運転状態が休筒領域Ｆにあると判定されると、部分気筒運転が行われるようにバルブ休止機構１を制御して、稼働気筒数を全気筒数未満の気筒数、ここでは全気筒数の半数である３気筒に設定し、前記車両運転状態が休筒領域Ｆ以外の運転領域あると判定されると、全気筒運転が行われるようにバルブ休止機構１を制御して、稼働気筒数を全気筒数に設定する。

燃料噴射弁制御手段24は、噴射量・噴射時期演算手段（図示されず）に基づいて算出された噴射量および噴射時期に燃料を噴射すると共に、気筒数制御手段23からの出力信号に応じて部分気筒運転時に気筒Ｃ４〜Ｃ６に属する燃料噴射弁８の作動を停止する。また、点火栓制御手段25は、点火時期演算手段（図示されず）に基づいて算出された点火時期に混合気に点火するように点火栓９を制御すると共に、気筒数制御手段23からの出力信号に応じて部分気筒運転時に気筒Ｃ４〜Ｃ６に属する点火栓９の作動を停止する。

車室Ｒ内の振動（騒音）を、内燃機関Ｅが発生する振動（騒音）に起因する機関振動（騒音）と、内燃機関Ｅ以外の振動（騒音）源が発生する振動（騒音）に起因する非機関振動（騒音）とに分けたとき、非機関振動（騒音）に関連する状態を検出して、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルを検出する振動検出手段Ｓ１は、振動センサ35および騒音センサ36の少なくとも一方により構成される。

図５，図６を参照すると、振動センサ35および騒音センサ36は、それぞれ、変位センサ37またはマイク38により検出された振動（騒音）の信号を処理して非機関振動（騒音）と機関振動（騒音）とに分離する分離手段39と、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルと機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルとを算出する算出手段40と、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルと所定レベルとを比較する判別手段41とを備える。

分離手段40は、車室Ｒ内の振動（騒音）（図６（Ａ）参照）から、非機関振動（騒音）（図６（Ｂ）参照）を取り出す信号処理手段である高域フィルタ39ａと、機関振動（騒音）（図６（Ｃ）参照）を取り出す信号処理手段である低域フィルタ39ｂとから構成される。ＥＣＵ20に備えられる算出手段40は、非機関振動（騒音）および機関振動（騒音）を所定時間に渡ってサンプリングし、その振幅の平均値または最大値から、それぞれ非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルおよび機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルを算出する。

ＥＣＵ20に備えられる判別手段41は、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが前記所定レベル以上のとき、車室Ｒ内の振動（騒音）において、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルの割合が相対的に大きい状態である高振動（騒音）レベルの状態（すなわち、機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルの割合が相対的に小さい状態）を示す信号を出力し、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが前記所定レベル未満のとき、車室Ｒ内の振動（騒音）において、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルの割合が相対的に小さい状態である低振動（騒音）レベルの状態（すなわち、機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルの割合が相対的に大きい状態）を示す信号を出力する。そのために、この実施形態の判別手段41では、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルに予め設定された係数を掛けることにより得られる換算振動（騒音）レベルが前記所定レベルとしての機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルよりも大きいか否かが判断される。

そして、非機関振動（騒音）が前記高振動（騒音）レベルの状態であるときは、非機関振動（騒音）が前記低振動（騒音）レベルの状態のときに比べて、内燃機関Ｅが全気筒運転時に対して機関振動（騒音）が大きくなる部分気筒運転で運転されても、その増大した機関振動（騒音）は、車両Ｖの乗員にはさほど気にならない。

そこで、振動検出手段Ｓ１により前記高振動（騒音）レベルの状態が検出されたとき、休筒領域設定手段21は、前記低振動（騒音）レベルの状態のときに設定される休筒領域Ｆである基本休筒領域Ｆａ（図４参照）に比べて拡大された休筒領域Ｆである拡大休筒領域Ｆｂ（図４参照）を設定する。

以下、図７を参照して、ＥＣＵ20により所定時間毎に実行される運転形態の制御ルーチンについて説明する。なお、このルーチンは、内燃機関Ｅの点火スイッチのオン信号により作動が開始され、所定時間毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１では内燃機関Ｅが始動されたか否かが判断され、この判断が否定されるとき、このルーチンは終了する。ステップＳ１の判断が肯定されるとき、内燃機関Ｅは運転中であり、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、振動検出手段Ｓ１により検出される非機関振動（騒音）レベル、アクセルセンサ32により検出される機関負荷、および回転速度センサ34により検出される機関回転速度が、それぞれ読み込まれる。

その後、ステップＳ３に進んで、振動検出手段Ｓ１により検出される非機関振動（騒音）が前記高振動（騒音）レベルの状態にあるか否かが判断される。ステップＳ３での判断が否定されて、非機関振動（騒音）が前記低振動（騒音）レベルにあるとき、ステップＳ４に進んで、基本休筒領域マップが選択された後、ステップＳ６に進む。また、ステップＳ３での判断が肯定されて、非機関振動（騒音）が前記高振動（騒音）レベルにあるとき、ステップＳ５で拡大休筒領域マップが選択された後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、ステップＳ３で読み込まれた機関負荷および機関回転速度がステップＳ４またはステップＳ５で選択された休筒領域Ｆ内であるか否かが判断される。ステップＳ６での判断が肯定されて、機関負荷および機関回転速度が休筒領域Ｆ内であるときには、ステップＳ７に進んで、気筒数制御手段23によりバルブ休止機構１が作動状態にされて、気筒Ｃ４〜Ｃ６が休止状態になるように稼働気筒数が設定されて、部分気筒運転が行われる。一方、ステップＳ６での判断が否定されて、機関負荷および機関回転速度が休筒領域Ｆ外であるときには、ステップＳ８に進んで、気筒数制御手段23によりバルブ休止機構１が非作動状態にされて、気筒Ｃ４〜Ｃ６が稼働状態にされて、全気筒運転が行われる。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
部分気筒運転が行われる休筒領域Ｆを設定する休筒領域マップは、振動検出手段Ｓ１により前記所定レベル未満の振動（騒音）レベルが検出される前記低振動（騒音）レベルの状態のとき、基本休筒領域Ｆａを休筒領域Ｆとして設定し、振動検出手段Ｓ１により前記所定レベル以上の振動（騒音）レベルが検出される前記高振動（騒音）の状態のとき、基本休筒領域Ｆａよりも拡大された拡大休筒領域Ｆｂを休筒領域Ｆとして設定することにより、車室Ｒ内の振動（騒音）を、機関振動（騒音）と非機関振動（騒音）とに二分したとき、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが前記高振動（騒音）レベルの状態において、基本休筒領域Ｆａよりも拡大された休筒領域Ｆである拡大休筒領域Ｆｂで部分気筒運転が行われるので、前記低振動（騒音）レベルの状態に比べて部分気筒運転が行われる運転領域が拡大する。このとき、前記高振動（騒音）レベルの状態では、車室Ｒ内の振動（騒音）に占める機関振動（騒音）の割合は相対的に小さいので、機関振動（騒音）が部分気筒運転により増大したとしても、車室Ｒ内の振動（騒音）に曝されている車両Ｖの乗員にとっては、機関振動（騒音）の増大がさほど気にならない。この結果、内燃機関Ｅにおいて、機関振動（騒音）の増大により乗員の快適さが極力損なわれないようにしたうえで、燃費性能が一層向上する。

振動検出手段Ｓ１が振動センサ35および騒音センサ36の少なくとも一方から構成されることにより、車室Ｒ内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが直接的に検出されるので、車室Ｒ内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルを高精度に検出できて、車室Ｒ内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルを的確に反映した運転形態の切換ができる。

次に、図８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、第１実施形態とは、休筒領域設定手段21が主に相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。

第２実施形態において、第１実施形態と同様にＥＣＵ20の記憶装置に記憶された休筒領域マップにより構成される休筒領域設定手段21で設定される休筒領域Ｆは、第１実施形態と同様の基本休筒領域Ｆａと、振動検出手段Ｓ１により検出される非機関振動（騒音）の振動（騒音）が前記所定レベル以上である状態（すなわち前記高振動（騒音）レベルの状態）にある運転領域を休筒領域Ｆとする高振動時休筒領域とにより構成される。そして、前記高振動時休筒領域は、振動（騒音）レベルをパラメータとして設定される。それゆえ、前記高振動（騒音）レベルの状態では、休筒領域Ｆが、前記低振動（騒音）レベルの状態のときの休筒領域Ｆである基本休筒領域Ｆａに比べて拡大されている。

以下、図８を参照して、ＥＣＵ20により所定時間毎に実行される運転形態の制御ルーチンについて説明する。
ステップＳ１１，Ｓ１２は、第１実施形態と同様である。ステップＳ１３では、ステップＳ１２で読み込まれた非機関振動（騒音）が前記高振動（騒音）レベルの状態であるか否か、そして機関負荷および機関回転速度が休筒領域Ｆ内であるか否かが判断される。ステップＳ１３での判断が肯定されて、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベル、機関負荷および機関回転速度が休筒領域Ｆ内であるときには、ステップＳ１４に進んで、気筒数制御手段23によりバルブ休止機構１が作動状態にされ、気筒Ｃ４〜Ｃ６が休止状態になるように稼働気筒数が設定されて、部分気筒運転が行われる。一方、ステップＳ１３での判断が否定されて、非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベル、機関負荷および機関回転速度が休筒領域Ｆ外であるときには、ステップＳ１５に進んで、気筒数制御手段23により、バルブ休止機構１が非作動状態にされて、気筒Ｃ４〜Ｃ６が稼働状態にされて、全気筒運転が行われる。

この第２実施形態によれば、部分気筒運転が行われる休筒領域Ｆを設定する休筒領域マップは、振動検出手段Ｓ１により前記所定レベル以上の振動（騒音）レベルが検出される状態を休筒領域Ｆとして設定することにより、前記低振動（騒音）レベルの状態での基本休筒領域Ｆａでの部分気筒運転のほかに、非機関振動（騒音）が前記高振動（騒音）レベルの状態においても部分気筒運転が行われるので、その分、部分気筒運転が行われる運転領域が拡大する。このとき、第１実施形態と同様に、機関振動（騒音）が部分気筒運転により増大したとしても、車室Ｒ内の振動（騒音）に曝されている車両Ｖの乗員にとっては、機関振動（騒音）の増大がさほど気にならない。この結果、第１実施形態と同様の効果が奏される。

次に、図２，図３，図７，図９を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。この第３実施形態は、第１実施形態とは、振動検出手段が主に相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。

図２を参照すると、第３実施形態において、振動検出手段Ｓ２は、車両Ｖの走行時に路面の凹凸などの路面状態に起因して発生する車体振動を検出する路面状態検出手段51、車両Ｖの窓またはサンルーフが開放されていることを検出する車室開放状態検出手段52および車両Ｖに備えられて車室Ｒ内の換気や空調を行う送風装置の送風量を検出する送風量検出手段53の少なくとも１つから構成される。

図３，図９を参照すると、路面状態検出手段51は、各車輪13のスペンションの変位を検出する変位センサ54と、変位センサ54の検出信号に基づいて振動レベルを算出する算出手段55と、車速センサ31により検出される車速に応じて変化する複数の所定レベル、この実施形態では２つの所定レベルである第１，第２所定レベルを設定するレベル設定手段56と、算出された振動レベルと第１，第２所定レベルとを比較する判別手段57とを備える。ここで、第１所定レベルは、車室Ｒ内の振動において、機関振動の振動レベルが占める割合に対して、非機関振動の振動レベルの割合が相対的に大きい状態である前記高振動レベルの状態に対応する値に設定され、そして第２所定レベルは第１所定レベルよりも大きい値に設定される。

ＥＣＵ20に備えられる算出手段55は、変位センサ54からの信号を所定時間に渡ってサンプリングし、その振幅の平均値または最大値から路面状態により発生する振動レベルを算出する。そして、ＥＣＵ20に備えられる判別手段57は、振動レベルが第１所定レベル未満であるとき、非機関振動は前記低振動レベルの状態であり、第１所定レベル以上で、かつ第２所定レベル未満のとき、非機関振動は前記高振動レベルとしての第１高振動レベルの状態であり、第２所定レベル以上のとき、非機関振動は前記高振動レベルとしての第２高振動レベルの状態であることを示す信号を出力する。ここで、第２高振動レベルは、第１高振動レベルよりも大きい振動レベルである。

また、第１，第２所定レベルは、車速センサ31による検出結果に基づいて車速に応じて変更される。具体的には、車速が増加するほど第１，第２所定レベルの値がそれぞれ小さくなるように設定される。

休筒領域設定手段21を構成する休筒領域マップは、第１実施形態と同様の基本休筒領域マップと、拡大休筒領域マップとから構成され、拡大休筒領域マップは、第１拡大休筒領域マップおよび第２拡大休筒領域マップから構成される。第１拡大休筒領域マップでは、基本休筒領域Ｆａを規定する機関負荷および機関回転速度の境界値が変更されることにより、基本休筒領域Ｆａよりも拡大された休筒領域Ｆである第１拡大休筒領域が設定され、第２拡大休筒領域マップでは、第１拡大休筒領域を規定する機関負荷および機関回転速度の境界値が変更されることにより、第１拡大休筒領域よりも拡大された休筒領域Ｆである第２拡大休筒領域が設定されている。

そして、路面状態検出手段51により検出される振動レベルが第１，第２高振動レベルの状態であるときは、内燃機関Ｅが全気筒運転時に比べて機関振動が大きくなる部分気筒運転で運転されても、その増大した機関振動は、車両Ｖの乗員にはさほど気にならないことから、路面状態検出手段51により、第１高振動レベルが検出されたとき、休筒領域設定手段は第１拡大休筒領域を設定し、第２高振動レベルが検出されたとき、休筒領域設定手段は第２拡大休筒領域を設定する。

車室開放状態検出手段52は、車両Ｖの窓が所定開度以上に開放されていることを検出する窓開放スイッチおよびサンルーフが所定開度以上に開かれていることを検出するサンルーフ開放スイッチの少なくとも一方の開放スイッチから構成される。それぞれの所定開度は、車室Ｒ内の騒音において、ロードノイズや風切り音などの車室Ｒ外の騒音である非機関騒音の騒音レベルの割合が、機関騒音の騒音レベルが占める割合に対して、相対的に大きい状態である前記高騒音レベルの状態に対応して設定される。そして、窓およびサンルーフの少なくとも一方が、所定開度以上に開かれている状態が、非機関騒音の騒音レベルが前記所定レベル以上の前記高騒音レベルの状態に相当する。それゆえ、車室開放状態検出手段52は、間接的に、非機関騒音の騒音レベルを検出することになる。

送風量検出手段53は、車両Ｖに装備された送風装置としての空気調和装置の送風位置が、送風量が多くなる所定位置であることを検出することにより、送風量を検出する。前記所定位置は、車室Ｒ内騒音において、空気調和装置の送風音である非機関騒音の騒音レベルの割合が、機関騒音の騒音レベルが占める割合に対して相対的に大きい状態である前記高騒音レベルの状態に対応して設定される。そして、送風量が前記所定位置での総風量以上である状態が、非機関騒音の騒音レベルが所定レベル以上の前記高騒音レベルの状態に相当する。それゆえ、送風量検出手段53は、間接的に、非機関騒音の騒音レベルを検出することになる。

図７を参照すると、第３実施形態において、ＥＣＵ20により所定時間毎に実行される運転形態の制御ルーチンは、ステップＳ５での処理内容を除いて第１実施形態と同様である。

そして、第３実施形態におけるステップＳ５での処理内容によれば、路面状態検出手段51により第１高振動レベルの状態が検出されたとき、または車室開放状態検出手段52または送風量検出手段53により前記高騒音レベルの状態が検出されたときは、第１拡大休筒領域が選択され、路面状態検出手段51により第２高振動レベルの状態が検出されたときは、第２拡大休筒領域が選択され、その後ステップＳ６に進む。

この第３実施形態によれば、車室Ｒ内の振動（騒音）および燃費性能に関して第１実施形態と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。

すなわち、振動検出手段Ｓ２は、路面状態検出手段51、車室開放状態検出手段52および送風量検出手段53の少なくとも１つから構成されることにより、路面状態検出手段51による路面の凹凸などの路面状態に起因する車室Ｒ内振動、車室開放状態検出手段52によるロードノイズや風切り音などの車室Ｒ外の騒音、または送風量検出手段53による送風装置の送風音の検出を通じて、振動（騒音）源に応じて車室Ｒ内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）レベルが検出されるので、車室Ｒ内の非機関振動（騒音）の振動（騒音）源に応じて運転形態の切換を行うことができる。

路面状態検出手段51により検出される前記所定レベル以上の振動レベルが、第１高振動レベル、さらに第２高振動レベルへと、振動レベルが大きくなるにつれて、拡大休筒領域が、第１拡大休筒領域、さらに第２拡大休筒領域に拡大されるので、非機関振動の振動レベルが大きいほど部分気筒運転での運転領域が拡大し、しかも部分気筒運転による機関振動（騒音）の増大も気にならないので、第１実施形態の車室Ｒ内の振動（騒音）および燃費性能に関する効果がさらに高められる。

また、第１，第２所定レベルは、車速が増加するほど第１，第２所定レベルの値がそれぞれ小さくなるように設定されることにより、車速の増加に伴うロードノイズなどの走行騒音の増加による車室Ｒ内の非機関騒音の騒音レベルの増加やをも考慮して、休筒領域Ｆを一層拡大することができる。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
第１実施形態において、振動センサ35より検出される振動レベルまたは騒音センサ36より検出される騒音レベルが、前記所定レベルを越えて大きくなるとき、振動レベルまたは騒音レベルが大きくなるにつれて、第３実施形態と同様に、拡大休止領域が拡大されるように設定されてもよい。
第３実施形態において、車室開放状態検出手段52または送風量検出手段53により前記高騒音レベルの状態が検出されたときに、第１拡大休筒領域が選択されたが、車室開放状態検出手段52および送風量検出手段53により前記高騒音レベルの状態が検出されたときの拡大休筒領域は、それぞれ異なる休筒領域マップにより、異なる休筒領域として設定されてもよい。また、変位センサ54は、車両Ｖの１つの車輪、前輪のみ、または後輪のみなど、少なくとも１つの車輪に設けられてもよい。
可変気筒内燃機関は、Ｖ型以外の、また６気筒以外の多気筒内燃機関であってもよい。

本発明の第１実施形態を示し、本発明に係る車両用可変気筒内燃機関の概略図である。 図１の内燃機関の運転形態を切り換えるための制御装置の主要構成部を示すブロック図である。 図１の内燃機関が搭載された車両の平面概略図である。 図１の内燃機関の休筒領域を設定するマップを示す図である。 図２の制御装置の振動センサおよび騒音センサの主要構成を示すブロック図である。 図５の振動センサまたは騒音センサで検出される振動または騒音の信号を示し、（Ａ）は、変位センサまたはマイクにより検出された振動または騒音の信号を示し、（Ｂ）は、非機関振動または非機関騒音の信号を示し、（Ｃ）は、機関振動または機関騒音の信号を示す。 図２の制御装置の電子制御ユニットにより実行される制御ルーチンのフローチャートである。 本発明の第２実施形態における図７に対応するフローチャートである。 本発明の第３実施形態において、路面状態検出手段の主要構成を示すブロック図である。 可変気筒内燃機関において、同一出力での全気筒（６気筒）運転に対する部分気筒（３気筒）運転での燃費改善率を示すグラフである。 可変気筒内燃機関において、同一出力での部分気筒（３気筒）運転でのトルクおよび全気筒（６気筒）運転でのトルクを示すグラフである。

符号の説明

１…バルブ休止機構、２…油圧制御弁、３…油路、４…吸気装置、５…エアクリーナ、６…スロットル弁、７…吸気マニホルド、８…燃料噴射弁、９…点火栓、10…排気装置、11…排気マニホルド、12…電動モータ、13…車輪、20…ＥＣＵ、21…休筒領域設定手段、22…判定手段、23…気筒数制御手段、24…燃料噴射弁制御手段、25…点火栓制御手段、30…運転状態検出手段、31…車速センサ、32…アクセルセンサ、33…スロットル開度センサ、34…回転速度センサ、35…振動センサ、36…騒音センサ、37…変位センサ、38…マイク、39…分離手段、40…算出手段、41…判別手段、51…路面状態検出手段、52…車室開放状態検出手段、53…送風量検出手段、54…変位センサ、55…算出手段、56…レベル設定手段、57…判別手段、
Ｅ…可変気筒内燃機関、Ｄ…クランク軸、Ｃ１〜Ｃ６…気筒、Ｂａ，Ｂｂ…バンク、Ｐ…オイルポンプ、Ｖ…車両、Ｒ…車室、Ｆ…休筒領域、Ｆａ…基本休筒領域、Ｆｂ…拡大休筒領域、Ｓ１，Ｓ２…振動検出手段。

Claims (5)

1. 車両運転状態を検出する運転状態検出手段と、一部の気筒が休止する部分気筒運転が行われる休筒領域を設定する休筒領域設定手段と、前記運転状態検出手段により検出された前記車両運転状態が前記休筒領域にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて稼働気筒数を設定する気筒数制御手段とを備え、
   前記気筒数制御手段により、前記休筒領域以外で全気筒が稼働する全気筒運転と前記休筒領域での前記部分気筒運転とに運転形態が切り換えられる車両用可変気筒内燃機関において、
   前記運転状態検出手段は、車室内の振動または騒音を、前記内燃機関が発生する振動または騒音に起因する機関振動または機関騒音と、前記内燃機関以外の振動源または騒音源が発生する振動または騒音に起因する非機関振動または非機関騒音とに分けたときの、前記非機関振動の振動レベルまたは前記非機関騒音の騒音レベルを検出する振動検出手段を備え、
   前記休筒領域設定手段は、前記振動検出手段により所定レベル以上の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが検出される状態を前記休筒領域として設定することを特徴とする車両用可変気筒内燃機関。
2. 車両運転状態を検出する運転状態検出手段と、一部の気筒が休止する部分気筒運転が行われる休筒領域を設定する休筒領域設定手段と、前記運転状態検出手段により検出された前記車両運転状態が前記休筒領域にあるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて稼働気筒数を設定する気筒数制御手段とを備え、前記気筒数制御手段により、前記休筒領域以外で全気筒が稼働する全気筒運転と前記休筒領域での前記部分気筒運転とに運転形態が切り換えられる車両用可変気筒内燃機関において、
   前記運転状態検出手段は、車室内の振動または騒音を、前記内燃機関が発生する振動または騒音に起因する機関振動または機関騒音と、前記内燃機関以外の振動源または騒音源が発生する振動または騒音に起因する非機関振動または非機関騒音とに分けたときの、前記非機関振動の振動レベルまたは前記非機関騒音の騒音レベルを検出する振動検出手段を備え、
   前記休筒領域設定手段は、前記振動検出手段により所定レベル未満の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが検出される状態のとき、基本休筒領域を前記休筒領域として設定し、前記振動検出手段により前記所定レベル以上の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが検出される状態のとき、前記基本休筒領域よりも拡大された拡大休筒領域を前記休筒領域として設定することを特徴とする車両用可変気筒内燃機関。
3. 前記振動検出手段は、前記車室内の振動を検出する振動センサおよび前記車室内の騒音を検出する騒音センサの少なくとも一方から構成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用可変気筒内燃機関。
4. 前記振動検出手段は、路面状態に起因して発生する前記車室内の振動を検出する路面状態検出手段、車両の窓またはサンルーフが開放されていることを検出する車室開放状態検出手段および車両の送風装置の送風量を検出する送風量検出手段の少なくとも１つから構成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用可変気筒内燃機関。
5. 前記振動検出手段により検出される前記所定レベル以上の前記振動レベルまたは前記騒音レベルが大きくなるにつれて、前記拡大休筒領域が拡大されることを特徴とする請求項２記載の車両用可変気筒内燃機関。
   

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