JP4184332B2 - 可変気筒式内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の気筒のすべてを運転する全気筒運転と、複数の気筒のうちの一部の気筒の運転を休止する部分気筒運転とに切り換えて運転される可変気筒式内燃機関の制御装置に関する。

従来、この種の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この制御装置が適用された内燃機関は、車両に搭載された可変気筒式内燃機関であり、制御装置によって、アクセルペダルの開度が所定の判定値を下回っているときには、燃費の向上などを目的として部分気筒運転で運転され、それ以外のときには、全気筒運転で運転される。

上述したように、従来の制御装置では、アクセルペダルの開度で代表される内燃機関の負荷が所定の判定値を上回ったときに、部分気筒運転から全気筒運転に切り換えられる。このため、例えば、この判定値を部分気筒運転で出力可能なトルクに対応する負荷の上限（以下「上限負荷」という）に相当するように設定した場合には、部分気筒運転が可能な限り実行されることによって、良好な燃費が達成される。また、部分気筒運転中では、全気筒運転中と比較して、運転される気筒数が少ないためにトルク変動が生じやすく、特に、内燃機関の負荷が上限負荷に近づくと、トルク変動が大きくなることで、振動や騒音が大きくなる。このため、上記のように判定値を上限負荷に設定した場合には、振動や騒音が非常に大きくなるおそれがある。

このような不具合を解消するために、上記の判定値をトルク変動を抑制できるような、より小さな値に設定することが考えられる。しかし、その場合には、部分気筒運転の実行領域が狭くなり、その分、部分気筒運転の実行期間が短くなるので、燃費が悪化してしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、部分気筒運転モードにおける振動や騒音を抑制しながら、部分気筒運転モードを可能な限り実行することによって、良好な燃費を達成することができる可変気筒式内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

特願２００３−１２９２６４号

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の気筒（実施形態における（以下、本項において同じ）右バンクの気筒＃１〜＃３、左バンクの気筒＃４〜＃６）のすべてを運転する全気筒運転モードと、複数の気筒のうちの一部の気筒（右バンクの気筒＃１〜＃３）の運転を休止する部分気筒運転モードとに、運転モードを切り換えて運転される可変気筒式内燃機関の制御装置１であって、内燃機関３の負荷を検出する負荷検出手段（エンジン回転数センサ３１、アクセル開度センサ３２、ＥＣＵ２、図３のステップ２１）と、部分気筒運転モード中、検出された内燃機関の負荷（要求トルクＴＱＥＣＭＤＦ）が第１判定値ＴＱＣＳＮＨよりも大きくなったときに、運転モードを全気筒運転モードに切り換えるべきと判定する第１切換判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１および３）と、部分気筒運転モード中に、内燃機関の負荷が第１判定値ＴＱＣＳＮＨと第１判定値ＴＱＣＳＮＨよりも小さい第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの間の所定の負荷範囲内にある状態の継続度合を表す継続度合パラメータ（トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨ、カウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧ）を算出する継続度合パラメータ算出手段（ＥＣＵ２、ステップ１０〜１３、ステップ３５および３６）と、算出された継続度合パラメータに基づいて、運転モードを全気筒運転モードに切り換えるべきか否かを判定する第２切換判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１４、ステップ３７）と、第１切換判定手段および第２切換判定手段による判定結果に基づいて、部分気筒運転モードから全気筒運転モードへの切換を実行する切換実行手段（電磁弁５ａ，５ｂ、ＥＣＵ２）と、を備えることを特徴とする。

この可変気筒式内燃機関の制御装置によれば、部分気筒運転モード中、検出された内燃機関の負荷が所定の第１判定値よりも大きくなったときには、第１切換判定手段によって、運転モードを全気筒運転モードに切り換えるべきと判定される。また、この判定結果に基づいて、全気筒運転モードへの切換が切換実行手段によって実行される。このため、例えば、第１判定値を部分気筒運転モードで出力可能なトルクに対応する負荷の上限（以下「上限負荷」という）に設定することによって、内燃機関の負荷が上限負荷を上回ったときに、運転モードを全気筒運転モードに切り換えることができ、それにより、負荷に見合ったトルクを出力することができる。

また、部分気筒運転モード中、内燃機関の負荷が第１判定値とこれよりも小さい第２判定値との間の所定の負荷範囲内にあるときには、その状態の継続度合を表す継続度合パラメータが、継続度合パラメータ算出手段によって算出される。そして、算出された継続度合パラメータに基づいて、運転モードを全気筒運転モードに切り換えるべきか否かが、第２切換判定手段によって判定される。さらに、この判定結果に基づいて、全気筒運転モードへの切換が切換実行手段によって実行される。このように、全気筒運転モードへの切換を、内燃機関の負荷が第２判定値を超えるのと同時に行うのではなく、内燃機関の負荷が上記負荷範囲内にある状態の継続度合を確認しながら行うので、部分気筒運転モードの実行期間を長くすることができる。また、部分気筒運転モード中では、内燃機関の負荷が上限負荷に近づいても、内燃機関のトルク変動は、すぐには大きくならず、上限負荷に近い状態がある程度、継続したときに大きくなり、それに伴い、体感されるような大きな振動や騒音が発生するという傾向がある。したがって、上述したように、全気筒運転モードへの切換を、継続度合パラメータに基づいて行うことによって、部分気筒運転モード中に、内燃機関の振動や騒音を抑制できるとともに、部分気筒運転モードを可能な限り継続することで、良好な燃費を達成することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の可変気筒式内燃機関の制御装置１において、継続度合パラメータ（トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨ）は、所定の負荷範囲内にある状態での内燃機関の負荷と第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの偏差の積算値であることを特徴とする。

この構成によれば、全気筒運転モードに切り換えるべきか否かの判定が、所定の負荷範囲内にある状態での内燃機関の負荷と第２判定値との偏差の積算値に基づいて行われる。内燃機関の負荷が上記負荷範囲にあるときには、上記の偏差、すなわち内燃機関の負荷と第２判定値との隔たりが大きいほど、また、この負荷範囲にある状態の継続時間が長いほど、大きな振動や騒音が発生しやすくなる。上述したように定義される積算値には、上記の偏差および継続時間の双方が反映されるので、この積算値が大きいほど、大きな振動や騒音が発生しやすい。したがって、本発明によれば、この積算値に基づいて、全気筒運転モードへの切換を適切なタイミングで行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の可変気筒式内燃機関の制御装置１において、継続度合パラメータ（カウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧ）は、内燃機関の負荷が所定の負荷範囲内にある状態の継続時間であることを特徴とする。

この構成によれば、全気筒運転モードに切り換えるべきか否かの判定が、内燃機関の負荷が所定の負荷範囲内にある状態の継続時間に基づいて行われる。したがって、この継続時間に応じ、簡易な処理によって、全気筒運転モードへの切換を適切なタイミングで行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の可変気筒式内燃機関の制御装置１において、第２切換判定手段は、継続度合パラメータが所定の切換判定値ＳＤＴＣＮＨ、ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴよりも大きくなったときに、運転モードを全気筒運転モードに切り換えるべきと判定し（ステップ１４、ステップ３７、ステップ３）、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段（エンジン回転数センサ３１）と、検出された内燃機関の回転数に応じて、継続度合パラメータおよび切換判定値ＳＤＴＣＮＨ、ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴの一方を補正する補正手段（ＥＣＵ２、ステップ１１および１２、ステップ３５）と、をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、継続度合パラメータが所定の切換判定値よりも大きくなったときに、運転モードを全気筒運転モードに切り換えるべきと判定する。また、継続度合パラメータまたは切換判定値が、検出された内燃機関の回転数に応じ、補正手段によって補正される。一般に、内燃機関の回転数が低いと、トルク変動が発生しやすく、そのため、振動や騒音もまた発生しやすい。したがって、全気筒運転モードへの切換の判定に用いられる継続度合パラメータまたは切換判定値を、内燃機関の回転数で補正することによって、この切換を、内燃機関の回転数に応じた適切なタイミングで行うことができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の可変気筒式内燃機関の制御装置１において、内燃機関３には、内燃機関３の駆動力をアシストするための電動機（モータ７）が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関の駆動力が電動機によってアシストされる。これにより、このアシストの分、内燃機関の実際の負荷を低減できるので、エンジン３のトルク変動を抑制することができる。したがって、振動や騒音を大きくすることなく、部分気筒運転モードの実行期間を長くすることができるので、燃費の向上をさらに図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態による可変気筒式内燃機関の制御装置について説明する。図１は、本発明の可変気筒式内燃機関の制御装置１と、これによって制御される可変気筒式内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。

このエンジン３は、車両（図示せず）に搭載されたＶ型６気筒のＤＯＨＣガソリンエンジンであり、右バンク３Ｒの３つの気筒＃１，＃２，＃３（複数の気筒、一部の気筒）と、左バンク３Ｌの３つの気筒＃４，＃５，＃６（複数の気筒）を備えている。また、この右バンク３Ｒには、後述する部分気筒運転モードを実行するための気筒休止機構４が設けられている。

この気筒休止機構４は、油路６ａ，６ｂを介して油圧ポンプ（図示せず）に接続されている。また、油圧ポンプと気筒休止機構４の間には、吸気弁用および排気弁用の電磁弁５ａ，５ｂ（切換実行手段）が配置されている。これらの電磁弁５ａ，５ｂはいずれも、常閉式のものであり、後述するＥＣＵ２からの駆動信号によりＯＮされたときに、油路６ａ，６ｂをそれぞれ開放する。部分気筒運転モードでは、電磁弁５ａ，５ｂがいずれもＯＮされ、油路６ａ，６ｂを開放することにより、気筒休止機構４に対して油圧ポンプからの油圧が供給される。これにより、右バンク３Ｒの気筒＃１〜＃３において、吸気弁と吸気カムの間および排気弁と排気カム（いずれも図示せず）の間が遮断されることで、吸気弁および排気弁が休止状態（閉鎖状態）に保持される。

一方、全気筒運転モードでは、上記とは逆に、電磁弁５ａ，５ｂがともにＯＦＦされ、油路６ａ，６ｂを閉鎖することにより、油圧ポンプから気筒休止機構４への油圧の供給が停止される。これにより、右バンク３Ｒの気筒＃１〜＃３において、吸気弁と吸気カムの間および排気弁と排気カムの間の遮断状態が解除されることで、吸気弁および排気弁が駆動される。

６つの気筒＃１〜＃６には、インテークマニホールドを介して吸気管（いずれも図示せず）が接続されている。インテークマニホールドの各分岐部には、吸気ポートに臨むようにインジェクタ（いずれも図示せず）が取り付けられている。これらのインジェクタは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、全気筒運転モードでは、すべてのインジェクタから燃料が噴射される。一方、部分気筒運転モードでは、右バンク３Ｒの３つのインジェクタからの燃料噴射が停止される。

以上のように、部分気筒運転モードでは、吸気弁および排気弁の休止と、インジェクタからの燃料噴射の休止とによって、右バンク３Ｒの３つの気筒＃１〜＃３の運転が休止される。一方、全気筒運転モードでは、６つの気筒＃１〜＃６がすべて運転されるとともに、＃１→＃５→＃３→＃６→＃２→＃４の順に運転される。

また、車両は、その駆動源として、エンジン３に加えてモータ７（電動機）を備えており、エンジン３のみで車両を駆動するエンジン駆動モード、またはエンジン３の駆動力をモータ７でアシストしながら車両を駆動するモータアシストモードによって運転される。モータ７は、エンジン３のクランク軸（図示せず）に直結されるとともに、トルクコンバータ（図示せず）を有する自動変速機８などを介して、車両の駆動輪９に連結されている。

モータ７は、その駆動源であるバッテリ１０に、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）２０を介して接続されている。このＰＤＵ２０は、インバータなどからなる電気回路で構成されている。また、モータ７は、駆動輪９の回転エネルギを用いて発電を行うジェネレータとしての機能を有しており、発電された電気エネルギは、ＰＤＵ２０を介してバッテリ１０に充電（回生）される。さらに、モータ７は、ＰＤＵ２０を介してＥＣＵ２に接続されている。

バッテリ１０には、電流電圧センサ３０が取り付けられており、この電流電圧センサ３０は、バッテリ１０に入出力される電流・電圧値を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ１０の残存容量を算出する。

また、ＥＣＵ２には、エンジン回転数センサ３１（負荷検出手段、回転数検出手段）、アクセル開度センサ３２（負荷検出手段）および車速センサ３３から、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰおよび車速ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。このアクセル開度ＡＰは、アクセルペダル（図示せず）の操作量を表すものである。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。上述した各種のセンサ３０〜３３からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、部分気筒運転モードを実行すべきか否かを判定する。また、その判定結果に基づき、電磁弁５ａ，５ｂへの駆動信号、インジェクタの燃料噴射時間および点火プラグの点火時期などを制御することによって、エンジン３を部分気筒運転モードまたは全気筒運転モードで運転する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２によって、負荷検出手段、第１切換判定手段、継続度合パラメータ算出手段、第２切換判定手段、切換実行手段および補正手段が構成されている。

図２は、上記の部分気筒運転モードの実行を判定する実行判定処理を示すフローチャートである。本処理は、所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。まず、ステップ１では、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦ（内燃機関の負荷）が、第１判定値ＴＱＣＳＮＨよりも小さいか否かを判別する。この要求トルクＴＱＥＣＭＤＦは、エンジン３およびモータ７に全体として要求されるトルクであり、図３に示すＴＱＥＣＭＤＦ決定処理のステップ２１において、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって決定される。このマップでは、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、およびアクセル開度ＡＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。上記第１判定値ＴＱＣＳＮＨは、部分気筒運転モードで出力可能なトルクの上限（以下「上限トルク」という）に相当するものであり、エンジン回転数ＮＥおよび車速ＶＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって求められる。このマップでは、第１判定値ＴＱＣＳＮＨは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、および車速ＶＰが大きいほど、より大きな値に設定されている。

上記ステップ１の答がＮＯで、ＴＱＥＣＭＤＦ≧ＴＱＣＳＮＨのときには、後述するトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨ（継続度合パラメータ）を値０にリセットする（ステップ２）。また、ＴＱＥＣＭＤＦ≧ＴＱＣＳＮＨであることから、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが上限トルクを上回っているとして、全気筒運転モードを実行すべきと判定する。そして、そのことを表すために、部分気筒運転モードフラグＦ＿ＣＳＴＰを「０」にセットし（ステップ３）、本処理を終了する。これに伴い、エンジン３が全気筒運転モードで運転される。

一方、前記ステップ１の答がＹＥＳで、ＴＱＥＣＭＤＦ＜ＴＱＣＳＮＨのときには、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨよりも大きいか否かを判別する（ステップ４）。この第２判定値ＴＱＣＳＥＨは、部分気筒運転モードを実行しても、エンジン３の振動や騒音が発生するおそれのないトルクの上限に相当するものであり、第１判定値ＴＱＣＳＮＨから所定値を減算した値に設定される。上記ステップ４の答がＮＯで、ＴＱＥＣＭＤＦ≦ＴＱＣＳＥＨのときには、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨを値０にリセットする（ステップ５）。また、ＴＱＥＣＭＤＦ≦ＴＱＣＳＥＨであることから、部分気筒運転モードを実行してもエンジン３の振動や騒音が発生するおそれがないとして、部分気筒運転モードを実行すべきと判定する。そして、そのことを表すために、部分気筒運転モードフラグＦ＿ＣＳＴＰを「１」にセットし（ステップ６）、本処理を終了する。これに伴い、エンジン３が部分気筒運転モードで運転される。

一方、前記ステップ４の答がＹＥＳで、ＴＱＥＣＭＤＦ＞ＴＱＣＳＥＨのとき、すなわち、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第１判定値ＴＱＣＳＮＨと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの間にあるときには、モータアシストフラグＦ＿ＭＯＴＡＳＴが「１」であるか否かを判別する（ステップ７）。このモータアシストフラグＦ＿ＭＯＴＡＳＴは、前述したモータアシストモード中のときには「１」にセットされ、エンジン駆動モード中のときには「０」にセットされるものである。

このステップ７の答がＮＯで、エンジン駆動モード中のときには、切換判定値ＳＤＴＣＮＨを、所定のエンジン駆動モード用判定値ＳＤＴＣＮＮＡＳＴに設定する（ステップ８）。後述するように、この切換判定値ＳＤＴＣＮＨは、部分気筒運転モードの実行判定に用いられる。

一方、上記ステップ７の答がＹＥＳで、モータアシストモード中のときには、切換判定値ＳＤＴＣＮＨを、所定のモータアシストモード用判定値ＳＤＴＣＮＡＳＴに設定する（ステップ９）。このモータアシストモード用判定値ＳＤＴＣＮＡＳＴは、上記エンジン駆動モード用判定値ＳＤＴＣＮＮＡＳＴよりも大きな値に設定されている。

上記ステップ８または９に続くステップ１０では、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦから第２判定値ＴＱＣＳＥＨを減算することによって、トルク偏差ＤＴＱＯＶＥＲを算出する。次いで、エンジン回転数ＮＥに応じ、図４に示すＣＮＥＫテーブルを検索することによって、補正係数ＣＮＥＫを算出する（ステップ１１）。このテーブルでは、補正係数ＣＮＥＫは、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より大きな正値に設定されており、エンジン回転数ＮＥが最小値ＮＥＭＩＮのときには、最大値ＣＮＥＫＭＡＸ（例えば１．０）に設定されている。

次に、上記ステップ１０で算出したトルク偏差ＤＴＱＯＶＥＲに上記補正係数ＣＮＥＫを乗算することによって、トルク偏差の補正加算項ＤＴＱＳＴＥＰを算出する（ステップ１２）。次いで、算出した補正加算項ＤＴＱＳＴＥＰをそのときまでのトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨに加算した値を、今回のトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨとして算出する（ステップ１３）。

以上のように、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第１判定値ＴＱＣＳＮＨと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの間（以下「切換トルク範囲」という）にあるときには（ステップ１および４：ＹＥＳ）、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの偏差であるトルク偏差ＤＴＱＯＶＥＲを補正した補正加算項ＤＴＱＳＴＥＰを積算することによって、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが算出される（ステップ１０〜１３）。この算出方法から明らかなように、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨには、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの隔たりの大きさと、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが切換トルク範囲内にある状態の継続時間の双方が反映されるので、このトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが大きいほど、大きな振動や騒音が発生しやすい。また、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨは、図６のハッチング部分の面積によって表される。

上記ステップ１３に続くステップ１４では、このトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが、前記ステップ８または９で設定した切換判定値ＳＤＴＣＮＨよりも大きいか否かを判別する。

この答がＮＯで、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが小さいときには、大きな振動や騒音が発生するおそれがないとして、部分気筒運転モードを継続すべきと判定し、前記ステップ６を実行する。

一方、上記ステップ１４の答がＹＥＳで、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが大きいときには、部分気筒運転モードを継続すると大きな振動や騒音が発生するおそれがあるとして、部分気筒運転モードを停止すべきと判定し、前記ステップ３を実行する。

次に、図５および図６を参照しながら、上述した処理の動作例を、比較例とともに説明する。図５に示す比較例は、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの大小関係のみに基づいて、部分気筒運転モードの実行判定を行った例である。

図５に示すように、比較例では、前述したように車速ＶＰに応じて設定される第１判定値ＴＱＣＳＮＨは、車速ＶＰが変化するのに応じて変化し、それに伴って、第１判定値ＴＱＣＳＮＨから所定値を減算した値である第２判定値ＴＱＣＳＥＨも、同様に変化する。また、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨを下回っているとき（時点ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４およびｔ５以降）には、部分気筒運転モードフラグＦ＿ＣＳＴＰが「１」にセットされ、部分気筒運転モードが実行される。また、これ以外のときには、部分気筒運転モードフラグＦ＿ＣＳＴＰが「０」にセットされ、全気筒運転モードが実行される。以上のように、この比較例では、部分気筒運転モード中に、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨを上回るのと同時に、運転モードが全気筒運転モードに切り換えられるので、その分、部分気筒運転モードの実行期間が短くなる。

これに対して、図６に示すように、本実施形態では、部分気筒運転モード中に、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨを上回っても（時点ｔ６）、前述したように算出されるトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが切換判定値ＳＤＴＣＮＨを上回らない限り、全気筒運転モードに切り換えられず、部分気筒運転モードが継続される。そして、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが切換判定値ＳＤＴＣＮＨを上回ったとき（時点ｔ７）に初めて、運転モードが全気筒運転モードに切り換えられる。したがって、振動や騒音を抑制しながら、部分気筒運転モードの実行期間を長くすることができ、良好な燃費を達成することができる。

以上のように、本実施形態によれば、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが、第１判定値ＴＱＣＳＮＨ、すなわち上限トルク以上のときには（ステップ１：ＹＥＳ）、全気筒運転モードを実行すべきと判定される（ステップ３）。したがって、部分気筒運転モード中に、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが上限トルクを上回ったときに、運転モードを全気筒運転モードに切り換えることができ、それにより、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦを確実に出力することができる。

また、部分気筒運転モード中において、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが、第１判定値ＴＱＣＳＮＨと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの間、すなわち切換トルク範囲内にあるときに（ステップ１および４：ＹＥＳ）、その状態での要求トルクＴＱＥＣＭＤＦと第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの偏差の積算値に相当するトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが算出される（ステップ１０〜１３）。そして、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが切換判定値ＳＤＴＣＮＨよりも大きいときには（ステップ１４：ＹＥＳ）、全気筒運転モードを実行すべきと判定され（ステップ３）、運転モードが全気筒運転モードに切り換えられる。前述したように、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨには、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが切換トルク範囲内にある状態での、第２判定値ＴＱＣＳＥＨとの偏差とその状態での継続時間が反映されるので、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが大きいほど、大きな振動や騒音が発生しやすい。したがって、このトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨに基づき、上記のように全気筒運転モードへの切換を行うことによって、この切換を適切なタイミングで行うことができるので、部分気筒運転モード中におけるエンジン３の振動や騒音を抑制しながら、良好な燃費を達成することができる。

さらに、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨは、トルク偏差ＤＴＱＯＶＥＲを補正係数ＣＮＥＫで補正した補正加算項ＤＴＱＳＴＥＰを積算することにより算出される。前述したように、この補正係数ＣＮＥＫは、エンジン回転数ＮＥが低いほど、より大きな値に設定されるので、それに応じて、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨがより大きな値に算出される。一方、エンジン回転数ＮＥが低いときには、トルク変動が大きくなりやすいことで、大きな振動や騒音が発生しやすい傾向にある。したがって、補正係数ＣＮＥＫを上記のように設定することによって、エンジン回転数ＮＥが低いときに、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが切換判定値ＳＤＴＣＮＨを上回りやすくすることで、全気筒運転モードに早期に切り換えることができる。このように、全気筒運転モードへの切換を、エンジン回転数ＮＥに応じた適切なタイミングで行うことができる。また、このような補正係数ＣＮＥＫによる補正が、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨの算出ごとに行われるので、上記のような効果をより良好に得ることができる。

また、モータアシストモード中では、モータ７によるアシストによって、エンジン３から実際に出力されるトルクが低減されていて、部分気筒運転モード中のトルク変動が発生しにくい状態にある。したがって、前述したように、モータアシストモード中に、切換判定値ＳＤＴＣＮＨをエンジン駆動モード中よりも大きな値に設定することによって、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨが切換判定値ＳＤＴＣＮＨを上回りにくくすることで、モータアシストの有無に応じて、全気筒運転モードへの切換を適切なタイミングで行うことができる。したがって、振動や騒音を抑制しながら、部分気筒運転モードの実行期間を長くすることができる。

なお、本実施形態では、部分気筒運転モード中におけるトルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨの算出時に、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨを下回ったときに、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨを値０にリセットしているが（ステップ５）、このリセットを、第２判定値ＴＱＣＳＥＨを下回った後、所定時間が経過したときに行うようにしてもよい。このような設定により、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨを下回った後、短時間で切換トルク範囲内に入ったようなときに、運転モードを全気筒運転モードに切り換えることができ、したがって、そのような状況での大きな振動や騒音の発生を防止できる。

次に、図７を参照しながら、本発明の第２実施形態による部分気筒運転モードの実行判定処理について説明する。この判定処理は、図２の第１実施形態による判定処理と比較して、継続度合パラメータとして、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが前記切換トルク範囲内にある状態の継続時間を用いる点のみが異なっている。なお、図７では、図２の処理と同じ実行内容の部分については、同じステップ番号を付している。以下、図２の処理と異なる実行内容の部分を中心として説明する。

前記ステップ１の答がＮＯで、ＴＱＥＣＭＤＦ≧ＴＱＣＳＮＨのときには、後述するカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧ（継続度合パラメータ）を値０にリセットする（ステップ３１）とともに、前記ステップ３を実行し、本処理を終了する。また、前記ステップ４の答がＮＯで、ＴＱＥＣＭＤＦ≦ＴＱＣＳＥＨのときには、カウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧを値０にリセットする（ステップ３２）とともに、前記ステップ６を実行し、本処理を終了する。

さらに、前記ステップ７の答がＮＯで、Ｆ＿ＭＯＴＡＳＴ＝０、すなわちエンジン駆動モード中のときには、切換判定値ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴを、所定のエンジン駆動モード用判定値ＣＮＴＲＥＦＮＡＳＴに設定する（ステップ３３）。

一方、前記ステップ７の答がＹＥＳで、モータアシストモード中のときには、切換判定値ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴを、上記エンジン駆動モード用判定値ＣＮＴＲＥＦＮＡＳＴよりも大きな所定のモータアシストモード用判定値ＣＮＴＲＥＦＡＳＴに設定する（ステップ３４）。

上記ステップ３３または３４に続くステップ３５では、エンジン回転数ＮＥに応じ、図８に示すＮＥＫテーブルを検索することによって、カウンタ加算値ＮＥＫを求める。同図において、ＮＥ１〜ＮＥ３（ＮＥ１＜ＮＥ２＜ＮＥ３）は、それぞれエンジン回転数ＮＥの第１〜第３の所定値である。同テーブルでは、カウンタ加算値ＮＥＫは、エンジン回転数ＮＥが小さいほど、より大きな値に設定されている。具体的には、カウンタ加算値ＮＥＫは、ＮＥ＜ＮＥ１のときに最大値ＮＥＫＭＡＸ（例えば４）に、ＮＥ１≦ＮＥ＜ＮＥ２のときに所定値ＮＥＫ１（例えば３）に、ＮＥ２≦ＮＥ＜ＮＥ３のときに所定値ＮＥＫ２（例えば２）に、ＮＥ≧ＮＥ３のときに最小値ＮＥＫＭＩＮ（例えば１）に、それぞれ設定されている。

次いで、設定したカウンタ加算値ＮＥＫをそのときまでのカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧに加算した値を、今回のカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧとして算出する（ステップ３６）。このカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧは、その算出方法から明らかなように、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが切換トルク範囲内にある状態の継続時間に相当する。

次に、算出したカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧが、前記ステップ３３または３４で設定した切換判定値ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ３７）。この答がＮＯで、ＣＴＣＬＳＴＮＧ≦ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴのとき、すなわち、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが切換トルク範囲内にある状態の継続時間が短いときには、大きな振動や騒音が発生するおそれがないとして、部分気筒運転モードを実行すべきと判定し、前記ステップ６を実行する。

一方、ステップ３７の答がＹＥＳで、ＣＴＣＬＳＴＮＧ＞ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴのときには、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが切換トルク範囲内にある状態の継続時間が長く、部分気筒運転モードを継続すると、大きな振動や騒音が発生するおそれがあるとして、部分気筒運転モードを停止すべきと判定し、前記ステップ３を実行する。

以上のように、本実施形態によれば、部分気筒運転モード中において、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが切換トルク範囲内にある状態の継続時間に相当するカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧが大きく、この継続時間が長いときに、全気筒運転モードに切り換えるべきと判定される。前述したように、この継続時間が長いほど、部分気筒運転モードにおいて大きな振動や騒音が発生しやすくなる。したがって、全気筒運転モードへの切換を上記のように行うことによって、第１実施形態と同様に、この切換を適切なタイミングで行うことができる。また、第１実施形態と異なり、トルク偏差ＤＴＱＯＶＥＲを算出する必要がないので、その分、ＥＣＵ２の演算負荷を低減することができる。

また、エンジン回転数ＮＥが低いほど、カウンタ加算値ＮＥＫがより大きな値に設定され、それに応じて、カウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧがより大きな値に算出される。したがって、第１実施形態と同様、全気筒運転モードへの切換を、エンジン回転数ＮＥに応じた適切なタイミングで行うことができる。

さらに、第１実施形態と同様、切換判定値ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴが、モータアシストモード中にエンジン駆動モード中よりも大きな値に設定されるので、全気筒運転モードへの切換を、モータアシストの有無に応じた適切なタイミングで行うことができる。

なお、本実施形態では、部分気筒運転モード中におけるカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧの算出時に、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦが第２判定値ＴＱＣＳＥＨを下回ったときに、カウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧを値０にリセットしているが（ステップ３２）、第１実施形態で述べたのと同じ理由から、このリセットを、第２判定値ＴＱＣＳＥＨを下回った後、所定時間が経過したときに行うようにしてもよい。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、全気筒数が６、部分気筒運転モードにおける休止気筒数が３の例であるが、あくまでも例示であり、他の任意の数でもよい。また、休止気筒数が可変に制御されるもの、例えば、運転気筒数が６に対して、休止気筒数が１〜５の任意の数に可変に制御されるものでもよい。

さらに、実施形態では、内燃機関の負荷として、要求トルクＴＱＥＣＭＤＦを用いたが、これに代えて、エンジン３の出力などを用いてもよい。また、実施形態では、エンジン回転数ＮＥに応じて、トルク偏差積算値ＳＤＴＱＣＳＮＨおよびカウンタ積算値ＣＴＣＬＳＴＮＧを補正したが、これに代えて、切換判定値ＳＤＴＣＮＨおよびＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴを補正してもよい。この場合には、エンジン回転数ＮＥが低いほど、切換判定値ＳＤＴＣＮＨおよびＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴはより小さな値に設定される。また、実施形態では、第２判定値ＴＱＣＳＥＨを、第１判定値ＴＱＣＳＮＨから所定値を減算した値に設定しているが、第１判定値ＴＱＣＳＮＨとは別個に設定するようにしてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

第１実施形態による制御装置と、これによって制御されるエンジンの概略構成を示す図である。 部分気筒運転モードの実行判定処理を示すフローチャートである。 要求トルクＴＱＥＣＭＤＦを決定する処理を示すフローチャートである。 図２の処理で用いられるＣＮＥＫテーブルの一例を示す図である。 図２の処理によって得られる動作例を示す図である。 図５の比較例を示す図である。 第２実施形態による部分気筒運転モードの実行判定処理を示すフローチャートである。 図７の処理で用いられるＮＥＫテーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ ＥＣＵ（負荷検出手段、第１切換判定手段、継続度合パラメータ算出手段、
第２切換判定手段、切換実行手段、補正手段）
３ エンジン
＃１〜＃３ 右バンクの気筒（複数の気筒、一部の気筒）
＃４〜＃６ 左バンクの気筒（複数の気筒）
５ａ，５ｂ 電磁弁（切換実行手段）
７ モータ（電動機）
３１ エンジン回転数センサ（負荷検出手段、回転数検出手段）
３２ アクセル開度センサ（負荷検出手段）
ＴＱＥＣＭＤＦ 要求トルク（検出された内燃機関の負荷）
ＴＱＣＳＮＨ 第１判定値
ＴＱＣＳＥＨ 第２判定値
ＳＤＴＱＣＳＮＨ トルク偏差積算値（継続度合パラメータ）
ＳＤＴＣＮＨ 切換判定値
ＣＴＣＬＳＴＮＧ カウンタ積算値（継続度合パラメータ）
ＣＴＣＬＳＴＮＧＬＴ 切換判定値

Claims (5)

1. 複数の気筒のすべてを運転する全気筒運転モードと、前記複数の気筒のうちの一部の気筒の運転を休止する部分気筒運転モードとに、運転モードを切り換えて運転される可変気筒式内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記部分気筒運転モード中、前記検出された内燃機関の負荷が第１判定値よりも大きくなったときに、前記運転モードを前記全気筒運転モードに切り換えるべきと判定する第１切換判定手段と、
   前記部分気筒運転モード中に、前記内燃機関の負荷が前記第１判定値と当該第１判定値よりも小さい第２判定値との間の所定の負荷範囲内にある状態の継続度合を表す継続度合パラメータを算出する継続度合パラメータ算出手段と、
   当該算出された継続度合パラメータに基づいて、前記運転モードを前記全気筒運転モードに切り換えるべきか否かを判定する第２切換判定手段と、
   前記第１切換判定手段および前記第２切換判定手段による判定結果に基づいて、前記部分気筒運転モードから前記全気筒運転モードへの切換を実行する切換実行手段と、
   を備えることを特徴とする可変気筒式内燃機関の制御装置。
2. 前記継続度合パラメータは、前記所定の負荷範囲内にある状態での前記内燃機関の負荷と前記第２判定値との偏差の積算値であることを特徴とする、請求項１に記載の可変気筒式内燃機関の制御装置。
3. 前記継続度合パラメータは、前記内燃機関の負荷が前記所定の負荷範囲内にある状態の継続時間であることを特徴とする、請求項１に記載の可変気筒式内燃機関の制御装置。
4. 前記第２切換判定手段は、前記継続度合パラメータが所定の切換判定値よりも大きくなったときに、前記運転モードを前記全気筒運転モードに切り換えるべきと判定し、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   当該検出された内燃機関の回転数に応じて、前記継続度合パラメータおよび前記切換判定値の一方を補正する補正手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の可変気筒式内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関には、当該内燃機関の駆動力をアシストするための電動機が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の可変気筒式内燃機関の制御装置。

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