JP4423136B2 - 内燃機関の気筒停止制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行状態に応じて複数の気筒のうち、少なくとも一部の気筒の作動を停止させる気筒停止制御装置に関する。

多気筒内燃機関の一部の気筒の吸気弁及び排気弁を閉弁状態に保持して該気筒を停止させることにより、内燃機関の全気筒運転と一部気筒停止運転とを切り換える気筒停止制御装置としては、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

概略を説明すれば、気筒停止制御装置は、吸気弁と排気弁とを開閉作動させる吸気カムと排気カムの両側に、ベース円のみを有する一対の停止用カムが設けられている。また、吸気ロッカシャフトには、吸気ロッカアームとその両側に位置する一対の停止用ロッカアームが揺動自在に枢支されている。この一対の停止用ロッカアームの先端が前記一対の吸気弁のステムエンドに当接している。

また、吸気ロッカアーム及び一対の停止用ロッカアームを同軸に貫通するシリンダ孔の内部、並びに排気ロッカアーム及び一対の停止用ロッカアームを同軸に貫通するシリンダ孔の内部には、それぞれ複数のピストン等から構成された連結切換機構が設けられている。

そして、車両の状態変化に応じて、前記連結切換機構によって停止用ロッカアームに対して吸気ロッカアームと排気ロッカアームとを連結し、あるいは連結を解除して全気筒運転または一部停止気筒運動を行うようになっている。
特開平１０−８２３３４号公報

しかしながら、前記従来の気筒停止制御装置にあっては、前述のように、リフトを行う吸気ロッカアームと排気ロッカアームと、リフトを行わない停止用ロッカアームとの連結切り換えによって気筒停止制御を行うようになっており、したがって、燃焼室への吸入空気量の制御は吸気管内に設けられたスロットルバルブによって行うようになっている。

すなわち、図１６Ａ〜ＣのいわゆるＰＶ線図に基づいて具体的に説明すれば、まず、車両の通常走行時（機関の低負荷運転時）において、負荷に応じてスロットルバルブＳを絞った状態で運転されており、図１６Ａに示すように、燃焼仕事の分（＋仕事）とガス交換損失（−仕事）との差が機関の図示仕事になるわけであるが、この図示仕事から機関内部のフリクションを差し引いたものが機関の発生する正味仕事になる。

機関の低（軽）負荷域（機関回転数が一定ないし減少）では、仕事が減少してくるので、燃焼仕事（＋）がガス交換損失（−仕事）に近いレベルになってくる。その結果、前記燃焼仕事はガス交換損失を補うために使用されるだけで、有効に仕事に変換できない。つまり、燃費が悪いということになる。

そこで、この場合に少なくとも前記従来技術のように、少なくとも一部の気筒の作動を停止させて燃費を向上させることも考えられている。つまり、気筒停止になると、気筒内に新気を閉じこめるために、殆どガス交換損失が発生せず、また燃焼仕事も発生しないので燃費が向上するからである。なお、ピストン隙間から空気が出入りするだけのごく僅かなガス交換損失は存在する。

その場合、まず、車両の通常走行時に、機関負荷が低下（スロットルバルブ開度が減少、吸気管内の負圧増加）して図示の仕事が減少してくると、図１６Ｂに示すように、気筒停止に移行すべく、それに先だって燃料カットが行われる。これは、気筒停止時に高圧の燃焼ガスを筒内に封じ込めないため、事前に燃料カットし、燃焼ガスの発生を抑制するためである。

ここでは、スロットルバルブＳが絞られているので、ガス交換損失（−仕事）が大きく、したがって、エンジンの図示仕事は大きなマイナスの値となる。つまり、大きなエンジンブレーキが発生する。それがエンジンブレーキショックとして運転者に違和感を与えるのである。

次に、気筒停止に移行するが、図１６Ｃに示すように、吸気弁から停止モードに入る場合（ａ）と、排気弁から停止モードに入る場合（ｂ）の両方が考えられるが、いずれも気筒内に新気が封じ込められて、圧縮−膨張行程が繰り返されるだけなので、ガス交換損失が発生しない。

すなわち、吸気弁から停止モードに入った場合（ａ）は、筒内がほぼ大気圧の状態で排気ガスを排気弁により排出した後に、排気弁が閉じ、次に吸気行程に移行しても吸気弁が閉弁状態なっている。したがって、ピストン下降に伴って筒内に負圧が発達し、ピストンの下死点では負圧が最大となり、再度ピストンが上昇すると負圧が減少し、上死点ではまたほぼ大気圧に戻る。

次に膨張行程になると、ピストンの下降に伴って吸気行程と同様に負圧が発達して下死点では負圧が最大となる。続いて排気行程に移行するが、今度は排気弁も停止モードに入るので、ピストンの上昇に応じて負圧が減少し、上死点では概ね大気圧に戻る。したがって、かかる行程中に大きなガス交換損失は殆ど発生しない。

排気弁から停止モードに入った場合も、（ｂ）に示すように前記（ａ）と同様な作用になり、ガス交換損失は殆ど発生しない。

すなわち、図１６Ｃ（ｂ）では、下死点で大気圧に近い状態から排気をしようとするときに排気弁が閉じたままなので、ピストンが上昇するに連れて圧力が正圧に上昇する。上死点でピークを迎えた後、ピストンが下降するに連れて再び減少し、下死点では大気圧に近い状態に戻る。

ここで、（ａ）にしろ（ｂ）にしろ、エンジンブレーキ力が大幅に低下する（エンジンフリクション分の僅かなエンジンブレーキは存在）。そのため、図１６Ｂから図１６Ｃに示す燃料カットから気筒停止までの間で、エンジンブレーキが大幅に低下するため、いわゆるエンジンブレーキ抜けが発生してエンジンブレーキの違和感が発生するのである。

本発明は、前記従来の気筒停止制御装置の実状に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明にあっては、吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少可能な吸気弁作動制御機構と、排気弁のリフト量を零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、吸気量を前記吸気弁作動制御機構によって制御させる吸気量制御手段と、車両の状態に応じて少なくとも一部の気筒の吸排気弁のリフト量を零にすることによって気筒停止させる際に、機関回転数が一定または減少する所定の低負荷状態にあり、かつ前記吸気弁作動制御機構によって変化する吸気弁の閉弁時期がピストンの下死点時期より前になっている場合に、吸気弁のリフト量を零にする信号を前記吸気量制御手段に出力する吸気弁停止手段と、該吸気弁停止手段によって吸気弁の作動を停止する制御に先行して燃料の供給を停止させる燃料供給停止手段と、前記吸気弁の実リフト量が所定量に減少した場合に、前記排気弁作動制御機構により前記排気弁のリフト量を零まで減少させる排気弁停止手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明は、基本的に燃焼室へ供給される吸入空気量を吸気管内の絞りよりも、主に吸気弁作動制御機構により吸気量制御手段を介して吸気弁の開度量によって制御することとしている。

したがって、車両の通常走行時には、吸気弁作動制御機構によってリフト量の連続制御を行って吸入空気量を制御するが、このとき、吸気弁の閉時期をピストンの下死点（ＢＤＣ）時期前に予め設定しておくことによって、吸気弁が開いている間のピストンストロークを短くすることができ、これによって、吸入空気量を減少させることで、スロットルバルブを殆ど絞らずに運転が可能になる。

したがって、ガス交換損失、すなわち吸気管の絞りによるポンプ損失を大幅に低減できる。

そして、例えば機関回転数が減少状態になって気筒停止制御を行う前に、まず、燃料供給停止手段によって燃料カットを行うが、この時点でもピストン下死点前でかつスロットルバルブが殆ど絞られていないので、ガス交換損失が小さく、したがって、かかる燃料カット時点でも、大きなエンジンブレーキの発生が抑制され、エンジンブレーキ急増による違和感が防止される。

次に、気筒停止移行時には、殆どガス交換損失がなくなっていることから、エンジンブレーキが大幅に低減する。ここで、エンジンブレーキ力が急になくなることによるショックや違和感（エンジンブレーキの抜け感）が発生しがちだが、本発明では、直前の燃料カット時におけるエンジンブレーキが前述のように低減されていることから、かかる気筒停止移行時のショックを抑制できる。

また、前記吸気弁のリフト量が低下するまでの間に、吸気弁閉時期がガス交換損失が大きくなる閉時期、つまりピストン下死点後３０度前後（クランク角）を通らないので、過渡的にもエンジンブレーキの違和感が発生しにくい。

さらに、排気弁のリフト量が吸気弁のリフト量に応じて制御されるので、気筒停止移行時の筒内圧が安定する。

請求項２に記載の発明は、吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少可能な吸気弁作動制御機構と、排気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、車両の状態に応じて少なくとも一部の気筒の吸排気弁のリフト量を零にすることによって気筒停止させる際に、前記吸気弁の実リフト量の減少に合わせて前記排気弁のリフト量を減少させるように前記吸気弁作動制御機構と排気弁作動制御機構に制御信号を出力する気筒停止手段と、該気筒停止手段によって気筒を停止させる制御に先行して燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明は、特に、気筒を停止する際には、気筒停止手段を介して吸気弁のリフト量と排気弁のリフト量を同期的に減少させるようにしたため、エンジンのガス交換損失が連続的に変化することから、エンジンブレーキのショックをより効果的に低減できる。

請求項３に記載の発明は、吸気弁のリフト量及び開弁期間を零まで減少可能な吸気弁作動制御機構と、排気弁のリフト量及び開弁期間を零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、車両の状態に応じて、前記吸気弁及び排気弁のリフト量を零に制御することによって一部の気筒を停止させる気筒停止手段と、前記吸気弁のリフト量を減少させる際に、吸気弁の開時期をピストン上死点付近に制御する吸気側のバルブタイミング制御機構と、前記排気弁のリフト量を減少させる際に、排気弁の閉時期をピストン上死点付近に制御する排気側のバルブタイミング制御機構と、前記気筒停止手段によって気筒を停止させる制御に先行して、燃料の供給を停止させる燃料供給停止手段と、前記燃料停止手段によって気筒停止側の燃料供給停止時に、前記吸気弁作動制御機構によって気筒非停止側の吸気弁のリフト量を一時的に増大させ、その後、前記吸気弁のリフト量を減少させる機関トルク補正制御機構と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、気筒停止手段によって吸気弁と排気弁のリフト量を零に制御した際に、ガス交換損失が殆ど作用しなくなり、つまりエンジンブレーキが大幅に低減したり、あるいは燃料カット時点で、エンジンブレーキが増加するが、機関トルク補正制御機構によって、他の零リフト制御されていない気筒の吸気弁や排気弁のリフト量を制御することによって、このようなエンジンブレーキの低減やエンジンブレーキの増大による違和感を機関トルクの低減補正や増大補正により、さらに抑制することが可能になる。

以下、本発明に係る気筒停止制御装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態では、例えば６気筒内燃機関の動弁装置に適用されて、車両の状態に応じて気筒の作動が停止制御されるようになっている。

すなわち、この動弁装置は、１気筒当たりそれぞれ２つの吸気弁と排気弁を備えて、かつ吸気弁側ではバルリフト量と開弁期間を可変制御する吸気弁作動制御機構が設けられている一方、排気弁側にはバルブリフト量を可変制御する排気弁作動制御機構が設けられている。

まず、本発明における内燃機関全体の構成を図１に基づいて概略を説明すると、シリンダブロックＳＢ内に形成されたシリンダボア内に上下摺動自在に設けられたピストン０１と、シリンダヘッドＳＨの内部にそれぞれ形成された吸気ポート０２及び排気ポート０３と、該シリンダヘッドＳＨに摺動自在に設けられて前記吸、排気ポート０２，０３の開口端を開閉する一気筒当たりそれぞれ一対の吸気弁４，４及び排気弁５，５とを備えている。

前記ピストン０１は、クランクシャフト０４にコンロッド０５を介して連結されていると共に、冠面とシリンダヘッドＳＨの下面との間に燃焼室０６を形成している。

前記吸気ポート０２の内部には、主にセーフティーのために吸入空気量を補助的に制御するスロットルバルブ０７が設けられていると共に、下流側に燃料噴射弁０８が設けられている。

そして、前記吸気弁作動制御機構は、図１〜図３に示すように、両吸気弁４，４のバルブリフト及び開弁期間を最大から零まで連続的に制御する吸気側リフト可変機構（ＶＥＬ）１と、吸気弁４，４のリフト位相を制御するバルブタイミング制御機構（ＶＴＣ）２とから構成されている。

一方、前記排気弁作動制御機構は、図３に示すように、排気弁５，５のバルブリフト量を最大リフトと零リフトに切り換え制御する排気側リフト可変機構（ＶＶＬ）３によって構成されている。

すなわち、前記吸気側リフト可変機構（ＶＥＬ）１は、本出願人が先に出願した例えば特開２００１−１７２１１２号公報などに記載されたものと同様の構成であるから、簡単に説明すると、図２に示すように、シリンダヘッドＳＨの上部の軸受に回転自在に支持された中空状の駆動軸６と、該駆動軸６に圧入等により固設された偏心回転カムである駆動カム７と、駆動軸６の外周面に揺動自在に支持されて、各吸気弁４，４の上端部に配設されたバルブリフター８、８の上面に摺接して各吸気弁４，４を開作動させる２つの揺動カム９，９と、駆動カム７と揺動カム９，９との間に連係されて、駆動カム７の回転力を揺動カム９，９の揺動力として伝達する伝達機構とを備えている。

前記駆動軸６は、機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図２中、時計方向（矢印方向）に設定されている。

前記駆動カム７は、ほぼリング状を呈し、内部軸方向に形成された駆動軸挿通孔を介して駆動軸６に貫通固定されていると共に、カム本体の軸心が駆動軸６の軸心から径方向へ所定量だけオフセットしている。

前記両揺動カム９は、図４及び図５（両図ともリアビュー）にも示すように、同一形状のほぼ雨滴状を呈し、円環状のカムシャフト１０の両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト１０が内周面を介して駆動軸６に回転自在に支持されている。また、下面にカム面９ａが形成され、カムシャフト１０の軸側の基円面と、該基円面からカムノーズ部側に円弧状に延びるランプ面と、該ランプ面からカムノーズ部の先端側に有する最大リフトの頂面に連なるリフト面が形成されており、該基円面とランプ面及びリフト面が、揺動カム９の揺動位置に応じて各バルブリフター８の上面の所定位置に当接するようになっている。

前記伝達機構は、駆動軸６の上方に配置されたロッカアーム１１と、該ロッカアーム１１の一端部１１ａと駆動カム７とを連係するリンクアーム１２と、ロッカアーム１１の他端部１１ｂと揺動カム９とを連係するリンクロッド１３とを備えている。

前記ロッカアーム１１は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部１１ａがピン１４によってリンクアーム１２に回転自在に連結されている一方、他端部１１ｂがリンクロッド１３の一端部１３ａにピン１５を介して回転自在に連結されている。

前記リンクアーム１２は、比較的大径な円環状の基部１２ａの中央位置に前記駆動カム７のカム本体が回転自在に嵌合する嵌合孔が形成されている一方、突出端１２ｂが前記ピン１４によってロッカアーム一端部１１ａに連結されている。

前記リンクロッド１３は、他端部１３ｂがピン１６を介して揺動カム９のカムノーズ部に回転自在に連結されている。

また、駆動軸６の上方位置に同じ軸受に制御軸１７が回転自在に支持されていると共に、該制御軸１７の外周に前記ロッカアーム１１の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム１１の揺動支点となる制御カム１８が固定されている。

前記制御軸１７は、駆動軸６と並行に機関前後方向に配設されていると共に、駆動機構１９によって回転制御されている。一方、前記制御カム１８は、円筒状を呈し、軸心位置が制御軸１７の軸心から所定分だけ偏倚している。

前記駆動機構１９は、図外のハウジングの一端部に固定された電動モータ２０と、ハウジングの内部に設けられて電動モータ２０の回転駆動力を前記制御軸１７に伝達するボール螺子伝達手段２１とから構成されている。

前記電動モ−タ２０は、比例型のＤＣモータによって構成され、機関運転状態を含む車両の状態を検出するコントローラ２２からの制御信号によって駆動するようになっている。

前記ボール螺子伝達手段２１は、電動モータ２０の駆動シャフトとほぼ同軸上に配置されたボール螺子軸２３と、該ボール螺子軸２３の外周に螺合する移動部材であるボールナット２４と、前記制御軸１７の一端部に直径方向に沿って連結された連係アーム２５と、該連係アーム２５と前記ボールナット２４とを連係するリンク部材２６とから主として構成されている。

前記ボール螺子軸２３は、両端部を除く外周面全体に所定幅のボール循環溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、一端部が電動モータ２０の駆動シャフトに結合され、かかる結合によって電動モータ２０の回転駆動力を前記ボール螺子軸２３に伝達すると共に、ボール螺子軸２３の軸方向の僅かな移動を許容している。

前記ボールナット２４は、ほぼ円筒状に形成され、内周面に前記ボール循環溝と共同して複数のボールを転動自在に保持するガイド溝が螺旋状に連続して形成されていると共に、各ボールを介してボール螺子軸２３の回転運動をボールナット２４に直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。

前記コントローラ２２は、それぞれのセンサ類からクランク角信号や機関回転数信号、アクセル開度信号、車速信号、ギアポジション信号の他、前記制御軸１７の回転角度を検出する角度検出センサ２８や、駆動軸６の回転角度を検出する角度検出センサ２９からの入力信号に基づいて前記電動モータ２０に吸気弁リフト制御電流を出力している。

また、このコントローラ２２は、機関の吸入量をスロットルバルブ０７ではなく、主に前記吸気側リフト可変機構１によって制御させる吸気量制御回路と、車両の状態に応じて一部の気筒を吸排気弁の作動を停止させることで気筒停止させる際に、機関回転数が一定または減少する所定の低負荷状態にあり、かつ前記吸気側リフト可変機構１によって変化する吸気弁４，４の閉弁時期がピストン０１の下死点時期より前になっていることを条件に吸気弁４，４の作動を停止させる信号を前記吸気量制御回路に出力する吸気弁停止回路と、該吸気弁停止回路による気筒停止制御に先行して前記燃料噴射弁０８による燃料供給を停止させる燃料停止回路と、前記吸気弁４，４のリフト量に応じて前記排気側リフト可変機構によって排気弁５，５のリフト量を零まで減少させる排気弁停止回路とを備えている。

以下、前記吸気側リフト可変機構１の作動を簡単に説明すると、まず、例えば、機関が低負荷状態にある車両のクルージング走行中やコースティング走行時には、コントローラ２２からの制御信号によって電動モータ２０に伝達された回転トルクは、ボール螺子軸２３に伝達されて回転すると、ボールナット２４が最大一方向へ直線状に移動し、これによって制御軸１７がリンク部材２６と連係アーム２５を介して一方向へ回転する。

したがって、制御カム１８は、図４Ａ、Ｂに示すように、軸心が制御軸１７の軸心の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸６から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム１１の他端部１１ｂとリンクロッド１３の枢支点は、駆動軸６に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム９は、リンクロッド１３を介してカムノーズ部２１側が強制的に引き上げられて全体が図４中、時計方向へ回動する。

よって、駆動カム７が回転してリンクアーム１２を介してロッカアーム１１の一端部１１ａを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド１３を介して揺動カム９及びバルブリフター１６に伝達されるが、そのリフト量は図７に示すように零リフト（ＬＩ０）になる。これによって、吸気弁４，４は、弁停止状態になる。

また、この低負荷領域から高負荷領域に移行した場合は、コントローラ２２からの制御信号によって電動モータ２０が逆回転し、この回転トルクがボール螺子軸２３に伝達されて回転すると、この回転に伴ってボールナット２４が反対方向へ直線移動する。したがって、制御軸１７は、制御カム１８を図４に示す位置から反時計方向へ回転させて、図５Ａ、Ｂに示すように軸心を下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム１１は、今度は全体が駆動軸６方向寄りに移動して他端部１１ｂが揺動カム９のカムノーズ部をリンクロッド１３を介して下方へ押圧して該揺動カム９全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。

よって、駆動カム７が回転してリンクアーム１２を介してロッカアーム１１の一端部１１ａを押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド１３を介して揺動カム９及びバルブリフター８に伝達されるが、そのリフト量は図７に示すようにＬＩ０からＬＩｍａｘに速やかに大きくなる。

すなわち、吸気弁４，４のリフト量は、機関の低負荷領域から高負荷領域に至るまで零リフトのＬＩ０から負荷の大きさに応じてＬＩ１〜ＬＩ９及び高負荷領域の最大リフトのＬＩｍａｘまで連続的に変化するようになっている。

この図７で示す吸気弁の閉時期（ＩＶＣ）とは、前記揺動カム９のリフター接触点がリフト面からランプ面に移動する瞬間の時期を表す。すなわち、図７の矢印で示すように、リフト区間とほぼ一定速の下りランプ区間とのつなぎ部をいう。吸気弁４，４が実際に閉じるタイミングより、このつなぎ部の方が実質的な有効タイミングとなるからである。また、吸気弁４，４の開時期（ＩＶＯ）も同様、上りランプ区間と下りランプ区間のつなぎ部をいう。開弁時間とはＩＶＯとＩＶＣの間の期間をいう。但し、ＩＶＯとＩＶＣをまさしく開き開始時期、閉じ終了の時期としても本質的な効果については変わらない。

なお、スロットルバルブ０７は、通常は全開状態制御され、燃焼室０６への要求空気量は前記吸気側リフト可変機構１によって制御されている。

前記バルブタイミング制御機構（ＶＴＣ）２は、本出願人が先に出願した、例えば、特開２００４−１５６５０８号公報に記載されたヒステリシスブレーキを用いた公知のものを利用している。

これは、クランクシャフト側の駆動リングと前記駆動軸６側の従動軸部材の間に、両者の組付角を変更するための組付角変更手段を介在させ、組付変更手段を機関の運転状態を含む車両の状態に応じて前記コントローラ２２から制御電流を出力してヒステリシスブレーキを作動制御して、吸気弁４，４のリフト位相を制御するようになっている。なお、このバルブタイミング制御機構（ＶＴＣ）としては、油圧により位相を変換するタイプであってもよい。

そして、このバルブタイミング制御機構２によるリフト位相制御と、吸気側リフト可変機構１による開弁期間制御により、図８Ａにも示すように、吸気弁４，４の閉弁時期を、ピストン０１の下死点（ＢＤＣ）よりも前の約９０°付近となるように制御している。したがって、吸気弁４，４が開いている間のピストンストロークＳは通常よりも短くなっている。

排気側リフト可変機構（ＶＶＬ）３は、例えば特開平１０−８９３５号公報に記載されているものと同様な構造であって、簡単に説明すれば、図３及び図６に示すように、排気カムシャフト３０に各気筒毎に設けられた高速カム３１と、該高速カム３１の両側に設けられて、零リフト用の円筒カム３２，３２と、ロッカーシャフト３３に揺動自在に支持されて、前記両円筒カム３１，３１に対応した位置に配置され、各先端部の下端が前記両排気弁５，５のステムエンドに当接した一体的なメインロッカアーム３４と、高速カム３１に対応した位置に設けられて、ロストモーション可能なサブロッカアーム３５と、該サブロッカアーム３５の下部に設けられたロストモーション機構３６と、両端部がメインロッカアーム３４に固定された支軸３３に揺動自在に支持されて、前記サブロッカアーム３５の下端部に係脱することにより該サブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４とを同期連動させ、あるいは連動を解除するレバー部材３８と、該レバー部材３８を係脱作動させる油圧プランジャ３９及びリターンスプリング４０とを備えている。

前記油圧プランジャ３９には、ロッカシャフト３２内に形成された油圧通路４１を介してオイルポンプ４２から油圧が供給されると共に、電磁式の切換制御弁４３によって油圧通路４１とドレン通路４４を切り換えられるようになっている。前記切換制御弁４３は、前記コントローラ２２から出力された制御電流によって切換作動するようになっている。

前記高速カム３１は、前記吸気側の揺動カム９，９とほぼ同じリフト量となるようにカムプロフィールが設定されており、したがって排気弁５，５の最大リフト量も図７に示すように、吸気弁４，４の最大リフト量ＬＩｍａｘとほぼ同一になっている。

以下、この排気側リフト可変機構３の作動を簡単に説明すれば、まず、機関が低負荷状態にある車両のクルージング走行中やコースティング走行時には、それを検出したコントローラ２２が、切換制御弁４３への通電を遮断することから、オイルポンプ４２から吐出された油圧は、ドレン通路４４からそのままオイルパン内に排出される。

したがって、レバー部材３８は、リターンスプリング４０のばね力によってサブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４との連結を解除し、これにより、サブロッカアーム３５は、ロストモーション状態になる。このため、メインロッカアーム３４は、高速カム３１のリフト力を受けずに、円筒カム３０、３０に摺接しているだけとなり、排気弁５，５のリフト量は図７に示すように、零リフト（ＬＥ０）となる。これによって、弁停止状態となり、前記吸気弁４，４も弁停止状態にあることから気筒停止状態になる。

一方、前記低負荷領域から高負荷領域に移行すると、コントローラ２２から切換制御弁４３に通電されて油圧通路４１とドレン通路４４の連通が遮断され、油圧が油圧プランジャ３９の一端側の受圧面に作用して押し出される。これにより、レバー部材３８は、リターンスプリング４０のばね力に抗して回動し、高速カム３１のベースサークル時に先端部がサブロッカアーム３５の先端側の下端顎部に係合し、サブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４を連動させる。

したがって、該メインロッカアーム３４が、高速カム３１のカムプロフィールにしたがって揺動することから、各排気弁５，５は図７に示す最大リフト（ＬＥｍａｘ）に切り換え制御される。

つまり、この排気側リフト可変機構３は、排気弁５，５のリフト量を零リフトか高リフトにオン−オフ的に切り換えるようになっている。

次に、前記コントローラ２２による気筒停止の具体的な制御を、図９のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップ１で、現在の機関回転数やアクセル開度量、車速、ギアポジション、クランク角信号などの諸情報を読み込んで現在機関運転状態を検出する。

ステップ２では、現在の運転状態が気筒停止条件を満足するか否か、つまり前述したクルージングやコースティング状態といった所定の低負荷状態にあるか否かを判断する。ここで、かかる条件を満足していないと判断した場合は、制御処理を終了するが、条件を満足している場合は、ステップ３に移行する。

このステップ３では、前記制御軸回転角センサ２８や駆動軸回転角センサ２９からの出力信号を読み込んで、現在の吸気弁４，４の閉時期（ＩＶＣ）を検出する。すなわち、制御軸回転角センサ２８からの制御軸１７の現在の回転角度によって、それに対応する吸気弁４，４の実リフト・開弁期間を検出する。続いて、駆動軸回転角センサ２９から出力された現在の駆動軸６の回転角度信号とクランク角センサからのクランク角信号との差異によって前記バルブタイミング制御機構２の回転位相差を検出する。そして、前記検出した開弁期間と回転位相差によって閉時期（ＩＶＣ）を演算によって求める。

次に、ステップ４では、吸気弁４，４のＩＶＣが、ピストン０１の下死点（ＢＤＣ）の時期よりも前か否かを判断する。ここで、下死点時期よりも後であると判断した場合は処理を終了するが、前であると判断した場合は、ステップ５に移行し、このステップ５では、前記燃料噴射弁０８からの燃料カットを行う。

ステップ６では、吸気弁４，４のリフト量を零まで減少させるべく前記吸気側リフト可変機構１の電動モータ２０に制御電流を出力する。また、同時に吸気弁４，４の開時期（ＩＶＯ）をピストン０１の上死点（ＴＤＣ）時期付近に維持するように、前記バルブタイミング制御機構２に位相制御信号を出力する。

ステップ７では、制御軸回転角センサ２８から再度、吸気弁４，４の実リフト情報を読み込み、ステップ８に移行する。

このステップ８では、吸気弁４，４の現在の実リフトが所定リフトＬｓよりも小さいか否かを判断し、大きいと判断した場合は、ステップ７に戻るが、小さいと判断した場合は、ステップ９に移行する。

このステップ９では、前記排気側リフト可変機構３の切換制御弁４３に制御信号を出力して、油圧通路４１とドレン通路４４とを連通させて、レバー部材３８によるサブロッカアーム３５とメインロッカアーム３４との連動を解除する。これによって、排気弁５，５を零リフトに制御する。これによって、気筒が停止されることになる。

そして、前記一連の通常走行から気筒停止までに至る制御におけるエンジンブレーキのショックを抑制することができる。

すなわち、この実施形態では、車両の通常走行時におけるＰＶ線特性は、図８Ａに示すように、機関の圧縮行程から膨張行程、排気行程までのサイクル行程は前記従来と同様であるが、吸気行程において、吸気弁４，４の閉時期をピストン０１の下死点前に設定したことから、吸気弁４，４が開いている間のピストンストロークＳ（開弁期間）が小さくなる。このため、前述したガス交換損失（図中斜線部）が従来に比較して大幅に減少する。

そして、前記ステップ２及びステップ４の条件を満足したことにより、ステップ５において燃料カットを行った場合は、図８Ｂに示すように、吸気弁４，４の閉時期がピストン下死点前を維持していることから、ガス交換損失が小さくなっているので、エンジンブレーキが比較的抑制されてショック及びエンジンブレーキの違和感が小さい。

その後、前述のように吸気弁４，４を先に閉弁させて、最終的に排気弁５，５を零リフトに制御して気筒停止するわけであるが、図８Ｃに示すように、ピストン０１が下死点から上死点までストロークを繰り返すだけであるから、ガス交換損失はほぼ零状態になり、エンジンブレーキが極めて小さい状態となる。

このとき、気筒停止移行によりエンジンブレーキが小さくなることによるショックや違和感が発生し易いが、この前段階である燃料カット時点において既にエンジンブレーキが抑制されていないことから、これらのショックや違和感は抑えられる。

また、このとき、前記排気弁５，５は、零リフトの移行が吸気弁４，４のリフト量に５，５に応じて行われ、吸気弁４，４が例えば所定リフトまで低下したら零リフトに制御されるので、各気筒内の圧力のばらつきが防止されて、気筒停止移行中の筒内圧ないし気筒停止時の筒内圧は安定する。

また、前記排気側リフト可変機構３は、排気弁５，５のリフト量を段階的（オン−オフ的）に可変制御するようになっていることから、前述のように、吸気弁４，４のリフト量が零まで減少した後に、即座に排気弁５，５を零リフトまで制御して閉じることができるので、排気ポート０３への空気の流入を十分に防止することができる。したがって、排気通路側の触媒の空気冷却による排気エミッションの悪化を防止できる。

さらに、この実施形態では、前記高速作動する吸気弁４，４のリフト量を、前記制御軸１７の回転角度を検出する回転角検出センサ２８によって検出することから、比較的簡易な検出センサを利用できると共に、検出精度も良好になる。

また、吸気弁４，４のリフト位相を変更するバルブタイミング制御機構２によって、前記吸気側リフト可変機構１によりリフト量及び開弁期間が変更された際に、該開弁期間をピストン上死点付近の位置にほぼ一定的に保持するように制御したため、吸気弁４，４の開時期がピストン上死点から過度に進角あるいは遅角しないことから、吸気行程初期の負圧によるピストン下降抵抗の増加（過遅角時）を防止することができると共に（燃費向上）、排気ガスが筒内に吸い込まれる（過進角時）のを抑制することができる。これによって、気筒停止移行時における燃焼の悪化や筒内への排気ガスのコンタミなどの汚染物の筒内への流入を防止できる。

図１０は前述した燃料カット直後（図８Ｂ参照）から吸気弁４，４のリフト量が所定リフトＬＳまで減少した後、排気弁５，５を優先して弁作動停止させるようした場合におけるＰＶ線特性の変化を示している。

すなわち、この図１０示す実施例では、吸気弁４，４が吸気側リフト可変機構１によって所定リフト量（Ｌｓ）まで低下し、それに呼応して排気弁５，５のリフト量が排気側リフト可変機構３によって零に制御された場合を示している。

この場合、吸気弁４，４がＬＳまで低下しているので、図１０Ａに示すように、吸気弁４，４が開いている間のピストンストロークＳが図８（Ｂ）よりさらに短くなっているので、ピストン０１の吸入行程時の下死点での圧力はさらに低くなる。その後、圧縮、膨張行程になるが、燃料カット後の２サイクル目以降なので、燃焼ガスによる燃焼仕事はなくなる。このため、圧縮ラインよりも膨張ラインの方がフリクション仕事の分だけ僅かに下にくる。

次に、膨張下死点位置になった後、排気行程に移行するが、排気弁５，５はリフト量が零であるから、図中αで示すピストン排気上死点（ＴＤＣ）位置でピーク圧になる。ここで、ガス交換損失であるが、図１０Ａの斜線、すなわち、排気行程線と吸入行程線の間の面積ということになるが、これは、排気弁５，５が停止する前の図８Ｂのガス交換損失（斜線部）や、リフトＬＳ付近の排気弁５，５が停止する直前のガス交換損失と同じレベルであり、排気弁停止移行に伴うエンジンブレーキショックは抑制される。また、図１０Ａ中のαで示すピーク圧は吸気弁４，４のリフト量がさらに低下すると、図１０Ｂに示すようにストロークＳの減少に伴い低下していく。

そして、図１０Ｃに示すように、最終的に吸気弁４，４が零リフトになって気筒停止状態となる。

このように、燃料カット後の２サイクル目以降においても吸気弁４，４の閉時期が下死点前になっているので、エンジンブレーキ変化やショックを小さくできるなどの作用効果が得られる。また、排気弁５，５が先に零リフトになる場合であっても、気筒停止時の筒内圧を図１６ＣのＱパターンとすることができる。この結果、気筒停止後の各筒内圧のばらつきが防止されて、振動の発生を抑制できる。

図１１は請求項２に記載された発明に対応した実施形態における吸気弁４、４と排気弁５，５のリフト特性図を示している。

すなわち、この実施形態では、排気弁５，５の排気側リフト可変機構３を、前記吸気弁４，４の吸気側リフト可変機構（ＶＥＬ）１と同じ機構（ＶＥＬ）を用いて排気弁５，５のリフト量を零から最大リフトまで連続的に可変制御するようにすると共に、前記吸気弁４，４側のバルブタイミング制御機構２と同じバルブタイミング制御機構を排気弁５，５側にも同じく適用したものである。

そして、コントローラ２２は、前記車両の状態に応じて一部の気筒を停止させる際に、気筒停止回路が前記吸気弁４，４のリフト量に合わせて排気弁５，５のリフト量を減少させるように前記吸気側リフト可変機構１と排気側リフト可変機構３に制御信号を出力するようなっている。

また、コントローラ２２は、吸気側のバルブタイミング制御機構２によって、吸気弁４，４の開時期（ＩＶＯ）をピストン上死点付近位置からリフトが開始するように設定され、リフト量が低下するに連れて閉時期（ＩＶＣ）を早めるように設定されている（図７と同じ）。一方、排気側のバルブタイミング制御機構によって、排気弁５，５の閉時期（ＥＶＣ）をピストン上死点付近位置に設定され、リフト量の低下に連れて排気弁５，５の開時期（ＥＶＯ）が遅くなるように設定されている。

さらに、前記気筒停止回路によって気筒を停止させる制御に先行して、燃料供給停止回路が、燃料噴射弁０６からの燃料供給を停止させるようになっている。

したがって、この実施形態によれば、機関低負荷領域のクルージング走行やコースティング走行時に気筒停止制御を行う場合には、吸気弁４，４と排気弁５，５は、図１１に示すように、吸気側リフト可変機構１と排気側リフト可変機構３によってそれぞれのリフト量が同期的に減少する。

このため、内燃機関のガス交換損失（ポンプ損失）が連続的に変化することから、エンジンブレーキのショックをより効果的に低減させることができる。

図１２に基づいてその効果を具体的に説明すれば、図１２Ａに示す燃料カットの時点では、ピストン上死点から吸気弁４，４の閉時期までの吸気弁ストロークＳＩは、排気弁５，５の開時期からピストン上死点までの排気弁５，５のストロークＳＥがほぼ一致しているので、ガス交換損失は殆ど発生しない。

さらにリフト量が低下していった場合でも、図１２Ｂに示すよう吸気弁ストロークＳＩと排気弁ストロークＳＥがほぼ一致しながら気筒停止を迎えるので、ガス交換損失を抑制しつつ気筒停止側に移行できる。

したがって、この実施形態でも、エンジンブレーキのショック違和感の発生を十分に抑制できる。すなわち、ガス交換損失が殆どなく、かつそれが連続的に変化するので、ショック違和感は殆ど発生しない。

また、この実施形態では、排気弁５，５の開閉時期を変更するバルブタイミング制御機構及び前記排気側リフト可変機構３によりリフト位相及び開弁期間が変更された際に、該閉弁時期を一定に保持するように制御したため、排気弁５，５の閉時期が過度に進角した場合の排気行程の末期に気筒中に燃焼ガスが封じ込まれることにより、冷却損失が増大し、ポンプロスが増加して燃費が悪化するのを防止できる。

また、排気弁５，５の閉時期がピストンの上死点位置から過度に遅角することによって、排気ガスが筒内に吸い込まれるのを防止でき、これにより気筒停止移行時における筒内への排気ガスのコンタミなど汚染物の流入を抑制できる。

図１３は請求項３に記載された発明に対応した実施形態のコントローラ２２による制御フローチャートを示し、機械的な前記吸気側リフト可変機構１や排気側リフト可変機構３の構造は、先の実施形態のもの（ＶＥＬ）と同じ構造であるが、異なるところは、気筒停止しない一部の気筒の吸気弁４，４のリフト量を制御してエンジンブレーキ変化を補正すべくエンジントルク補正させるようにしたものである。

すなわち、前記コントローラ２２は、ステップ１１〜１９までは前述した図９に示すステップ１〜９の気筒停止制御と同一であるから説明を省略するが、ステップ１４において吸気弁４，４の閉時期（ＩＶＣ）がピストン０１の下死点前か否かを判別するわけであるが、下死点前と判断した場合は、ここから気筒停止対象側と気筒非停止側に分かれ、気筒停止側ではステップ１５以下へ移行して前述と同じ処理を行うが、気筒非停止側ではステップ２０に進む。

このステップ２０では、前記吸気側リフト可変機構１によって各吸気弁４，４のリフト量を増加させる制御を瞬間的に行う。

つまり、気筒停止側が前記ステップ１５において燃料カットされた時点でガス交換損失分のエンジンブレーキが増加するが、それを補うために、ステップ２０において気筒非停止側の吸気弁４，４のリフト量を（吸気弁４，４が開いている間のピストンストロークを）増大させて燃焼仕事、すなわち機関トルクを増加させて、前記気筒停止側のエンジンブレーキの増大を補う。かかる、気筒非停止側の燃焼トルクの増加によりエンジンブレーキショックを抑制できる。

一方、その後、ステップ２１において気筒非停止側の吸気弁４，４のリフト減少制御を行う。これは、気筒停止側の気筒の作動が停止されると、エンジンブレーキが抜ける違和感（エンジントルクが急に増加）が発生するので、それに先行して気筒非停止側のリフト量を減少させて燃焼トルクを低下させ、これにより、エンジントルクの急増を抑えて、この違和感を防止できるのである。

なお、ステップ２２では、例えば他の制動装置であるアンチロックブレーキ装置などによるブレーキ増大制御によって自動的に車両におけるエンジンブレーキの抜け抑制を瞬間的に行うことも可能である。

図１４はハイブリット車両に本発明を適用したもので、概略を説明すれば、図中４０は内燃機関、４１は駆動シャフトが内燃機関のクランクシャフトと同軸に連結された電動モータ、４２は電動モータ４１に電力を供給するバッテリー電源である。

前記内燃機関４０は、前記各実施形態と同様な構造であって、吸気弁４，４側には、吸気側リフト可変機構（ＶＥＬ）１が設けられ、排気弁５，５側には、排気側リフト可変機構（例えばＶＶＬ）３が設けられている。

この両作動制御機構によって、吸気弁４，４と排気弁５，５は図１５に示すリフト特性になる。

また、コントローラ２２は、要求吸気量を前記吸気側リフト可変機構１によって制御させる吸気量制御回路と、車両の状態に応じて各気筒を完全に停止させる際に、機関回転数が一定または減少する所定の機関低負荷状態にあり、かつ前記吸気弁作動制御機構によって変化する吸気弁４，４の閉弁時期がピストンの下死点前になっていることを条件に吸気弁４，４の作動を停止させる信号を前記吸気量制御回路に出力する吸気弁停止回路と、該吸気弁停止回路によって気筒を停止する制御に先行して燃料の供給を停止させる燃料供給停止回路と、前記吸気弁４，４のリフト量に応じて前記排気側リフト可変機構３により前記排気弁５，５のリフト量を零まで減少させる排気弁停止回路とを備えている。

また、車両の減速時に、前記電動モータ４１により回生を行うと共に、前記吸気弁停止回路と排気弁停止回路によって前記吸気弁４，４及び排気弁５，５のリフト量を零まで減少させるようになっている。

この実施形態の作用を説明すれば、まず気筒停止を行わない走行時には、内燃機関４０と電動モータ４１の両方が駆動され、また、吸気側リフト可変機構１によって吸気弁４，４の開弁期間を制御できることから、スロットル全開での運転が可能になる。したがって、内燃機関４０の燃費の向上が図れる。

また、車両の減速時やコースティング走行時などには、コントローラ２２による先の実施形態のような制御によって全気筒が停止されて、エンジンブレーキのショックを抑制できると同時に、エンジンブレーキが大幅に低減しているので、電動モータ４１による回生ブレーキを増加でき、もって回生電力をバッテリー電源４２に十分に供給することができる。

しかも、気筒停止の際、各気筒には、新気が導入されないことになるから、排気管側に新気が流れなくなり新気による触媒の冷却作用がなくなるので、排気エミッションの悪化を防止できる。

つまり、ガス交換損失の低減化を図るために、スロットル全開で吸気、排気弁４，５を作動させる方法もあるが、この方法では新気が触媒に流入して冷却してしまい、排気エミッションを悪化させるおそれがある。ところが、本実施形態では、吸気側リフト可変機構１によって吸気弁４，４のリフトを零に制御することにより、新気を排気管内へ流入させることがなくなるので、触媒の冷却を抑制し排気エミッションの悪化を防止できるのである。

換言すれば、排気エミッション制約が小さくできるので、その面からも気筒停止の頻度を高め、回生電力を十分に得ることができる。

また、内燃機関の燃費の点から考えると、前記十分な回生電力によって電動モータ４１による車両の加速アシストを行うことができるので、内燃機関の負荷が低下して燃費の向上が図れる。

さらに、前記通常走行状態では、吸気弁４，４の連続的なリフト量制御によって、閉時期（ＩＶＣ）をピストン下死点前に制御することで、ガス交換損失の低下と動弁装置のフリクションの低下により、内燃機関の燃費を向上させることが可能になる。

また、車両の減速時には、気筒停止により吸排気弁のリフト量が零になるため、車両の停止時は零リフトになる。したがって、ハイブリット車で再発進する場合は、電動モータ４１により内燃機関４０を始動するが、機関始動時は零リフトになっていることから、動弁のフリクションが極めて小さくので、始動性が良好になる。

すなわち、零リフトであるからクランキング回転が速やかに立ち上がり、その後、リフト量を増加させることによって、速やかに完爆が行われ、したがって、車両の発進加速性が向上できる、といった車両性能の向上も図れるのである。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１）前記吸気弁作動制御機構によって吸気弁のリフト量が減少を開始した後、または、リフト量が零まで減少した後に、前記排気弁停止手段によって前記排気弁作動制御機構を介して排気弁のリフト量を零に減少させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

これによれば、気筒停止移行直後の筒内圧を各気筒共同のような圧力状態とすることができることから、各気筒間における各内圧のばらつきの発生を防止することが可能になり、この結果、機関の回転変動を抑制し、したがって振動の発生を防止できる。

請求項（２）前記排気弁作動制御機構は、排気弁のリフト量を段階的に可変制御するように構成したことを特徴とする請求項（１）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

前述のように、吸気弁のリフト量が零まで減少した後に、即座に排気弁を零リフトまで制御して閉じることができるので、排気ポート側への空気の流入を十分に防止することができる。したがって、排気通路側の触媒の空気冷却による排気エミッションの悪化を防止できる。

請求項（３）前記吸気弁作動制御機構は、機関のクランクシャフトによって駆動され、外周に駆動カムを有する駆動軸と、
前記駆動カムの回転を揺動力に変換して前記吸気弁に開弁力を伝達する伝達機構と、
回転制御されることによって前記伝達機構における伝達経路の伝達状態を変更する制御軸と、
前記制御軸を前記吸気量制御手段からの出力によって制御するアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（４）前記伝達機構は、前記駆動カムから一端側に伝達された揺動力によって揺動支点を介して揺動するロッカアームを備え、該ロッカアームの他端側から伝達された揺動力によって揺動カムを揺動させることにより前記吸気弁を開作動させるようにしたことを特徴とする請求項（３）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（５）前記ロッカアームは、前記制御軸を揺動支点として揺動すると共に、該制御軸に一体に設けられた制御カムによって前記揺動支点が変更されることを特徴とする請求項（４）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（６）前記ロッカアームの一端側には、前記駆動カムが回転自在に保持されたリンクアームが回転自在に連結していることを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（７）前記ロッカアームの他端側には、前記揺動カムと連係したリンクロッドが回転自在に連結していることを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（８）前記揺動カムは、前記駆動軸の外周に揺動自在に支持されていることを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（９）前記吸気弁のリフト量を、前記制御軸の回転角度を検出する回転角度検出センサによって検出することを特徴とする請求項（３）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、高速で開閉作動する吸気弁のリフト量を直接検出せずに、間接的に制御軸の回転角度から吸気弁のリフト量を検出することから、比較的簡易な検出センサを利用できると共に、検出精度も良好になる。

請求項（１０）前記排気弁作動制御機構は、
機関のクランクシャフトによって駆動される排気カムシャフトと、
該排気カムシャフトと一体に回転駆動する排気カムと、
該排気カムに当接する第１駆動部材と、
前記排気カムに非当接状態に配置され、駆動されることによって前記排気弁を作動させる第２駆動部材と、
前記第１駆動部材と第２駆動部材とを連動状態あるいは連動の解除状態を前記排気弁停止手段からの出力信号に応じて選択可能な連動機構と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（１１）前記連動機構を、油圧によって制御することを特徴とする請求項（１０）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

請求項（１２）前記吸気弁の開閉時期を変更する位相変更機構を設け、該位相変更機構によって、前記吸気弁作動制御機構によりリフト量及び開弁期間が変更された際に、該開弁期間をピストン上死点付近の位置にほぼ一定的に保持する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、吸気弁の閉時期がピストン上死点から過度に進角あるいは遅角しないことから、過度遅角による吸気行程初期の負圧によるピストン下降抵抗、すなわち、ポンプ損失の増加（燃費悪化）を防止することができると共に、過度進角により排気ガスが筒内に吸い込まれるのを抑制することができる。後者によれば、気筒停止移行時における筒内への排気ガスのコンタミなどの汚染物の流入を抑制できる。

請求項（１３）吸気弁の閉時期におけるピストンストロークと、排気弁の閉時期におけるピストンストロークをほぼ一致させながらリフト量を変化させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、ポンプ損失を連続的かつ十分に低減しつつ気筒停止に移行させることができる。

請求項（１４）吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少させる吸気弁作動制御機構と、
排気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少させる排気弁作動制御機構と、
車両の状態に応じて一部の気筒を停止させる際に、吸気弁と排気弁のリフト量を同期して減少させるように前記吸気弁作動制御機構と排気弁作動制御機構にそれぞれ制御信号を出力する気筒停止手段と、
該気筒停止手段から気筒を停止するのに先行して燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、前記請求項２に記載の発明と同様な作用効果が得られる。

請求項（１５）吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少させる吸気弁作動制御機構と、
排気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少させる排気弁作動制御機構と、
車両の状態に応じて一部の気筒を停止させる際に、吸気弁と排気弁のリフト量を同期して減少させ、リフト量が零または零近傍まで減少する直前に吸気弁または排気弁の一方を優先して作動させるように前記吸気弁作動制御機構と排気弁作動制御機構に制御信号を出力する気筒停止手段と、
該気筒停止手段から気筒を停止する制御信号の出力に先行して燃料の供給を停止させる燃料供給停止手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、前記請求項２に記載の発明の作用効果に加えて、一部気筒の全てについて吸気弁または排気弁の一方が先に零リフトとなるので、気筒停止に至る筒内圧を気筒によらず安定させることができる。

この結果、各筒内圧のばらつきの発生が防止されて、振動を抑制できる。

請求項（１６）前記吸気弁の開閉時期を変更するリフト位相変更機構を設け、該位相変更機構によって、前記吸気弁作動制御機構によりリフト量及び開弁期間が変更された際に、該開弁時期をピストンの上死点近傍位置に一定的に保持するように制御したことを特徴とする請求項（１５）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、前記請求項（１２）と同様な作用効果が得られる。

請求項（１７）前記排気弁の開閉時期を変更する第２のリフト位相変更機構を設け、該第２のリフト位相変更機構によって、前記排気弁作動制御機構によりリフト量及び開弁期間が変更された際に、該閉弁時期を一定的に保持するように制御することを特徴とする請求項（１５）〜（１６）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、排気弁の閉時期が過度に進角した場合の排気行程の末期の冷却損失及びポンプ損失の増加を防止できる。

また、排気弁の閉時期がピストンの上死点位置から過度に遅角することによって、排気ガスが筒内に吸い込まれるのを防止でき、これにより気筒停止移行時における排気ガス中のコンタミの流入を防止できる。

請求項（１８）内燃機関と電動モータとを用いて走行するハイブリット車両において、
吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少させる吸気弁作動制御機構と、
排気弁のリフト量を零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、
吸気量を前記吸気弁作動制御機構によって制御させる吸気量制御手段と、
車両の状態に応じて少なくとも一部の気筒を吸排気弁の作動停止により気筒停止させる際に、機関回転数が一定または減少する所定の低負荷状態にあり、かつ前記吸気弁作動制御機構によって変化する吸気弁の閉弁時期がピストンの下死点時期の前になっていることを条件に吸気弁の作動を停止させる信号を前記吸気量制御手段に出力する吸気弁停止手段と、
該吸気弁停止手段によって吸気弁の作動を停止する制御に先行して燃料の供給を停止させる燃料供給停止手段と、
前記吸気弁のリフト量に応じて前記排気弁作動制御機構により前記排気弁のリフト量を零まで減少させる排気弁停止手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、前記請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、気筒停止時にエンジンブレーキが大幅に低減しているので、電動モータによる回生ブレーキを大きくでき、よって回生電力を十分にバッテリーに供給できる。

請求項（１９）車両の減速時に、前記電動モータにより回生を行うと共に、前記吸気弁停止手段と排気弁停止手段によって前記吸気弁及び排気弁のリフト量を零まで減少させることを特徴とする請求項（１８）に記載の内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、最もブレーキを必要とする減速時であるから、最大限回生ブレーキを発生させることができるので、回生電力を十分にバッテリーに供給できる。

請求項（２０）吸気弁のリフト量及び開弁期間を零まで減少させる吸気弁作動制御機構と、
排気弁のリフト量を零まで減少させる排気弁作動制御機構と、
車両の状態に応じて、前記吸気弁及び排気弁のリフト量を零とすることによって少なくとも一部の気筒の作動を停止させる気筒停止手段と、
該気筒停止手段によって気筒の作動を停止するのに先行して燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、
前記気筒停止手段によって少なくとも一部の気筒を停止させた際に、車両に制動力を生じさせる制動機構と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。

この発明によれば、前記気筒停止手段によって吸気弁と排気弁のリフト量を零に制御した際に、ポンプ損失、つまりエンジンブレーキの作動が殆どなくなるが、制動機構によって車両に制動力を強制的に働かせるため、エンジンブレーキが殆ど無くなることによるブレーキ抜け感などの違和感を少なくすることが可能になる。

本発明の第１の実施形態に内燃機関の概略図である。 本実施形態に供される吸気弁作動制御機構とバルブタイミング制御機構を示す斜視図である。 本実施形態に供される排気弁作動制御機構を示す斜視図である。 Ａ及びＢは吸気弁作動制御機構による零リフト制御時の作動説明図である。 Ａ及びＢは同吸気弁作動制御機構による最大リフト制御時の作動説明図である。 Ａは排気弁作動制御機構による零リフト制御時の作動説明図、Ｂは同機構による高リフト制御時の作動説明図である。 本実施形態における吸気弁と排気弁のリフト量及びバルブタイミング特性図である。 Ａは本実施形態における通常走行時のＰＶ線特性図、Ｂは燃料カット時のＰＶ線特性図、Ｃは気筒停止時のＰＶ線特性図である。 本実施形態のコントローラの制御フローチャート図である。 他の実施形態におけるＰＶ線特性図を示しており、Ａは吸気弁が所定リフト、排気弁が零リフト時を示し、Ｂは吸気弁のリフトがさらに低下した場合を示し、Ｃは気筒停止時を示している。 さらに異なる実施形態における吸気弁と排気弁のリフト特性及びバルブタイミング特性を示している。 本実施形態におけるＰＶ線特性図を示し、Ａは燃料カット時、Ｂは低リフト時、気筒停止時を示している。 さらに異なる実施形態のコントローラによる制御フローチャート図である。 本発明が適用されるハイブリット車の概略図である。 同吸気弁作動制御機構と排気弁作動制御機構による吸気弁と排気弁のリフト特性図である。 従来の内燃機関におけるＰＶ線特性図であって、Ａは通常走行時、Ｂは燃料カット時、Ｃは気筒停止時を示している。

符号の説明

１…吸気側リフト可変機構
２…バルブタイミング制御機構
３…排気側リフト可変機構
４…吸気弁
５…排気弁
６…駆動軸
７…駆動カム
９…揺動カム
１１…ロッカアーム
１２…リンクアーム
１３…リンクロッド
１７…制御軸
１８…制御カム
１９…駆動機構
２０…電動モータ
２２…コントローラ
３１…高速カム
３２…円筒カム
３３…ロッカシャフト
３４…メインロッカアーム
３５…サブロッカアーム

Claims (3)

1. 吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少可能な吸気弁作動制御機構と、
   排気弁のリフト量を零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、
   吸気量を前記吸気弁作動制御機構によって制御させる吸気量制御手段と、
   車両の状態に応じて少なくとも一部の気筒の吸排気弁のリフト量を零にすることによって気筒停止させる際に、機関回転数が一定または減少する所定の低負荷状態にあり、かつ前記吸気弁作動制御機構によって変化する吸気弁の閉弁時期がピストンの下死点時期より前になっている場合に、吸気弁のリフト量を零にする信号を前記吸気量制御手段に出力する吸気弁停止手段と、
   該吸気弁停止手段によって吸気弁の作動を停止する制御に先行して燃料の供給を停止させる燃料供給停止手段と、
   前記吸気弁の実リフト量が所定量に減少した場合に、前記排気弁作動制御機構により前記排気弁のリフト量を零まで減少させる排気弁停止手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。
2. 吸気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少可能な吸気弁作動制御機構と、
   排気弁のリフト量及び開弁期間を連続的に零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、
   車両の状態に応じて少なくとも一部の気筒の前記吸排気弁のリフト量を零にすることによって気筒停止させる際に、前記吸気弁の実リフト量の減少に合わせて前記排気弁のリフト量を減少させるように、前記吸気弁作動制御機構と排気弁作動制御機構に制御信号を出力する気筒停止手段と、
   前記吸気弁のリフト量を減少させる際に、吸気弁の開時期をピストン上死点付近に制御する吸気側のバルブタイミング制御機構と、
   前記排気弁のリフト量を減少させる際に、排気弁の閉時期をピストン上死点付近に制御する排気側のバルブタイミング制御機構と、
   前記気筒停止手段によって気筒を停止させる制御に先行して燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。
3. 吸気弁のリフト量及び開弁期間を零まで減少可能な吸気弁作動制御機構と、
   排気弁のリフト量及び開弁期間を零まで減少可能な排気弁作動制御機構と、
   車両の状態に応じて、前記吸気弁及び排気弁のリフト量を零に制御することによって一部の気筒を停止させる気筒停止手段と、
   該気筒停止手段によって気筒を停止させる制御に先行して、燃料の供給を停止させる燃料供給停止手段と、
   前記燃料停止手段によって気筒停止側の燃料供給停止時に、前記吸気弁作動制御機構によって気筒非停止側の吸気弁のリフト量を一時的に増大させ、その後、前記吸気弁のリフト量を減少させる機関トルク補正制御機構と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の気筒停止制御装置。

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