JP5987985B2 - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関する。

機関運転中に、一部の気筒において吸気バルブの開閉動作を停止して閉弁状態を維持することによりその気筒を休止させる、いわゆる気筒休止を行う内燃機関が知られている。

ここで、内燃機関が気筒休止モードから全気筒運転モードへ復帰する時には、機関出力の変化によるトルク変動が起きやすい。

そこで、例えば特許文献１に記載の内燃機関では、気筒休止モードからの復帰時に吸気バルブのリフト量を小さくして機関出力を低下させることにより、気筒休止モードから全気筒運転モードに復帰したときの機関出力の増大に起因したトルク変動の発生を抑えるようにしている。

特開２００６−３２２３７１号公報

上記文献１に記載の装置では、気筒休止モードからの復帰による稼働気筒の増加に起因した機関出力の増大を、吸気バルブのリフト量を小さくすることによって抑えるようにしている。しかし、気筒休止モードからの復帰時には、他の要因によってもトルク変動が発生するおそれがある。

すなわち閉弁状態に維持されていた休止気筒の吸気バルブは、気筒休止モードからの復帰に伴い、その復帰時の機関出力要求に応じたバルブ特性にて開閉動作を再開する。この際、気筒間においてそれぞれの気筒に設けられた吸気バルブの開弁期間が一部重なる場合、つまり吸気バルブの開閉動作が再開された復帰気筒における同吸気バルブの開弁期間の一部と、気筒休止モードの実行中も吸気バルブが開閉動作されていた稼働気筒における同吸気バルブの開弁期間の一部とが重なることにより、気筒間において吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じる場合には、それまで稼働気筒に流入していた吸気の一部が復帰気筒にも流入する。そのため、稼働気筒に流入する吸気が減少して当該稼働気筒の出力トルクが低下する。一方、復帰気筒には吸気の一部が流入するようになるが、気筒休止モードからの復帰後、混合気の燃焼が開始されるまでは当該復帰気筒から出力トルクが発生しない。そのため、気筒休止モードからの復帰直後であって復帰気筒から出力トルクが発生するまでは、内燃機関の出力トルクが低下してトルク変動が生じるおそれがある。

本発明の目的は、気筒休止モードからの復帰時に、気筒間において吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動を適切に抑えることのできる可変動弁機構の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する可変動弁機構の制御装置は、複数の気筒と、複数の気筒の各々に設けられる吸気バルブと、吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構とを備え、一部の気筒の吸気バルブを閉弁状態に保持する気筒休止モードで運転可能な内燃機関に適用される。また、制御装置は、機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御する制御部を備えている。そして、制御部は、内燃機関が気筒休止モードから復帰するときにおいて、気筒休止モードの実行中も吸気バルブが開閉動作されていた稼働気筒の吸気バルブの開弁期間が、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいて稼働気筒のバルブ特性が制御されるときの開弁期間よりも一時的に増大するように、稼働気筒のバルブ特性を制御する吸気量補正処理を実行する。

同構成によれば、制御部は、吸気量補正増量処理を実行する。この吸気量補正処理が実行されると、気筒休止モードからの復帰時には、稼働気筒の吸気バルブの開弁期間が一時的に増大されるため、復帰気筒への吸気の流入によって減少する稼働気筒の吸気量が補われる。従って、気筒休止モードからの復帰直後において、気筒休止モードの実行中も吸気バルブが開閉動作されていた稼働気筒での吸気の減少は抑えられ、当該稼働気筒での出力トルクの低下が抑制される。そのため、気筒休止モードからの復帰時に、気筒間において吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動を適切に抑えることができるようになる。

上記制御装置において、制御部は、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じるときには、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御するときよりも、上記稼働気筒の吸入空気量が多くなるように吸気量補正処理を実行することが好ましい。

同構成によれば、制御部は、吸気量補正処理を実行する。この吸気量補正処理の実行により、気筒休止モードからの復帰時において、機関出力要求に基づきバルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じるときには、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御するときよりも、稼働気筒の吸入空気量が多くなるようにバルブ特性が変更される。従って、気筒休止モードからの復帰直後において、稼働気筒での吸気の減少は抑えられ、当該稼働気筒での出力トルクの低下が抑制される。そのため、気筒休止モードからの復帰時に、気筒間において吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動を適切に抑えることができるようになる。

なお、吸気量補正処理の実行時には、制御部は、気筒休止モードからの復帰途中に得られる上記稼働気筒の吸入空気量が、気筒休止モードから復帰した気筒において混合気の燃焼が開始されたときの上記稼働気筒の吸入空気量に近づくように吸気バルブのバルブ特性を制御することが好ましい。

また、上記制御装置において、制御部は、気筒休止モードから復帰した気筒において、気筒休止モードからの復帰後、最初に混合気の燃焼が開始された後に吸気量補正処理の実行を終了することが好ましい。

気筒休止モードから復帰した気筒において混合気の燃焼が開始されると、その復帰した気筒からも出力トルクが発生するようになる。そこで、同構成では、気筒休止モードから復帰した気筒において、気筒休止モードからの復帰後に、最初の混合気の燃焼が開始された後であって、その復帰した気筒からも出力トルクが発生するようになってから吸気量補正処理の実行を終了するようにしている。そのため吸気量補正処理の実行終了によるトルク変動の再発生を抑えることができるようになる。なお、気筒において混合気が燃焼したか否かを判定する場合には、その判定は適宜の態様で行うことができる。例えば、気筒休止モードから復帰した気筒でのトルク変動に基づいて混合気の燃焼を判定することができる。また、気筒休止モードから復帰した気筒の燃焼行程で発生する機関振動をノッキングセンサなどで検出することにより混合気の燃焼を判定することも可能である。また、気筒休止モードから復帰した後の経過時間に基づいて混合気の燃焼を判定することも可能である。

上記可変動弁機構は、予め設定された複数のバルブ特性の中からいずれかのバルブ特性を選択することによりバルブ特性を多段階に変更する多段可変動弁機構とすることができる。こうした多段可変動弁機構では、バルブ特性を連続的に変更することが可能な無段可変動弁機構と異なり、バルブ特性を細かく調整することができない。そのため、気筒休止モードからの復帰時、気筒間において吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じやすい。そこで、多段可変動弁機構において予め設定された複数のバルブ特性のうちの１つには、吸気量補正処理の実行時におけるバルブ特性を設定することが好ましい。この場合には、バルブ特性を細かく調整することができない多段可変動弁機構であっても、上記吸気量補正処理を実行することにより、気筒休止モードからの復帰直後におけるトルク変動の発生を抑えることができる。

また、上記内燃機関は、排気を利用して吸気を過給する過給機を備えることが好ましい。

こうした過給機を備える内燃機関では、気筒休止モードを実行しているときの過給圧が、気筒休止モードの実行中も吸気バルブが開閉動作されている稼働気筒の排圧によって確保されている。ここで、気筒休止モードからの復帰により、復帰気筒にも吸気が流入するようになると、復帰気筒に流入する吸気の分だけ、稼働気筒に流入する吸気の量は減少するため、当該稼働気筒の排圧が低下して過給圧が低下する。そのため、過給機を備える内燃機関では、過給機を備えていない内燃機関と比較して、稼働気筒への吸気が減少したときの出力トルクの低下量がより大きくなり、上述したトルク変動も顕著になる。この点、同構成では、上述した吸気量補正処理が行われることにより、気筒休止モードからの復帰直後において稼働気筒での吸気の減少が抑えられるようになる。そのため、気筒休止モードからの復帰直後における過給圧低下に起因したトルク変動の発生を抑えることができるようになる。

また、上記内燃機関は、排気の一部を吸気に還流する還流通路を備えることが好ましい。

こうしたいわゆる外部ＥＧＲが気筒内に還流される内燃機関において、気筒休止モードからの復帰時、稼働気筒に流入していた吸気の一部が、気筒休止モードから復帰した復帰気筒にも流入すると、稼働気筒に流入していた外部ＥＧＲの一部も、復帰気筒に流入するようになる。そのため、稼働気筒に流入する外部ＥＧＲ量が変化して当該稼働気筒の燃焼状態が変化し、これによってもトルク変動が生じるおそれがある。この点、同構成では、上述した吸気量補正処理が行われることにより、気筒休止モードからの復帰直後において稼働気筒での吸気の減少が抑えられるため、稼働気筒に流入する外部ＥＧＲ量の変化も抑えられる。そのため、気筒休止モードからの復帰直後において、気筒に流入する外部ＥＧＲ量の変化に起因したトルク変動の発生を抑えることができるようになる。

可変動弁機構の制御装置の一実施形態が適用される内燃機関の全体構成を示す模式図。 同実施形態における内燃機関のシリンダヘッド周りの構造を示す断面図。 同実施形態における可変機構部の破断斜視図。 同実施形態における多段可変動弁機構の模式図。 多段可変動弁機構に設けられたカムのプロファイルを示す図。 多段可変動弁機構による最大リフト量の変更態様を示すグラフ。 多段可変動弁機構による開弁期間の変更態様を示すグラフ。 気筒休止モードから復帰したときの各気筒間での開弁期間のオーバラップ状態を示す図。 気筒休止モードからの復帰時における開弁期間と１つの稼働気筒に吸入される空気量との関係を示すグラフ。 同実施形態において気筒休止モードから復帰するときの一連の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態において気筒休止モードから復帰するときの開弁期間の変更態様を示すタイミングチャート。 同実施形態の変形例における無段可変動弁機構の模式図。 無段可変動弁機構による最大リフト量の変更態様を示すグラフ。 同実施形態の変形例におけるＶ型６気筒内燃機関の全体を示す模式図。 Ｖ型６気筒内燃機関での開弁期間の変更態様を示すグラフ。 Ｖ型６気筒内燃機関が気筒休止モードから復帰したときの各気筒間での開弁期間のオーバラップ状態を示す図。

以下、可変動弁機構の制御装置を直列４気筒のエンジンに適用した一実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。

図１に示すように、エンジン１には、第１気筒＃１、第２気筒＃２、第３気筒＃３、及び第４気筒＃４の４つの気筒が直列に設けられている。

エンジン１には、各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁が設けられている。またエンジン１には、各気筒に吸気を導入するインテークマニホールド３４や、各気筒からの排気が排出されるエキゾーストマニホールド４５が接続されている。

インテークマニホールド３４は、吸気通路３０に接続されている。この吸気通路３０内には吸入空気量を調整するスロットルバルブ３３が設けられている。

エキゾーストマニホールド４５は、排気通路４６に接続されている。

エンジン１には、排気を利用して吸気を過給する過給機としてのターボチャージャ７０が設けられている。このターボチャージャ７０のコンプレッサが収容されたコンプレッサハウジング７１は、吸気通路３０の途中であってスロットルバルブ３３よりも吸気上流の部位に接続されている。コンプレッサハウジング７１とスロットルバルブ３３との間の吸気通路３０には、ターボチャージャ７０の過給により温度上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ３５が設けられている。また、ターボチャージャ７０のタービンが収容されたタービンハウジング７２は、排気通路４６の途中に接続されている。

また、エンジン１には排気再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）が備えられている。この排気再循環装置は、排気の一部を外部ＥＧＲとして吸気に還流する還流通路を備えている。より具体的には、その還流通路としてインテークマニホールド３４とエキゾーストマニホールド４５とを連通するＥＧＲ通路４５０を備えている。また、ＥＧＲ装置は、ＥＧＲ通路４５０の途中に設けられたＥＧＲクーラ４７０や、吸気に還流する外部ＥＧＲの量を調量するＥＧＲ弁４６０等も備えている。エンジン１の低負荷運転時には、要求吸入空気量が少なく、比較的多くの外部ＥＧＲを気筒内に導入することが可能である。そこで、低負荷運転時には高負荷運転時に比べて吸気に還流される外部ＥＧＲの量が多くされる。

図２に示すように、エンジン１は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上方に載置されたシリンダヘッド２０とを備えている。

図２には、シリンダブロック１０の内部に形成された、複数の気筒のうちの一つに対応する円筒状のシリンダボア１１が示されている。各シリンダボア１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられており、シリンダボア１１の内周面、ピストン１２の上面及びシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。

シリンダヘッド２０には、燃焼室１３に連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が形成されている。吸気ポート２１には、燃焼室１３と吸気ポート２１とを連通及び遮断する吸気バルブ３１が設けられている。排気ポート２２には、燃焼室１３と排気ポート２２とを連通及び遮断する排気バルブ４１が設けられている。各バルブ３１、４１はバルブスプリング２４によって閉弁方向に付勢されている。

また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１、４１に対応してラッシュアジャスタ２５が設けられている。そして、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１、４１との間にはロッカアーム２６が設けられている。ロッカアーム２６は、一端がラッシュアジャスタ２５に支持されており、他端が各バルブ３１、４１の端部に当接されている。

更に、シリンダヘッド２０には、吸気バルブ３１を駆動する吸気カムシャフト３２及び排気バルブ４１を駆動する排気カムシャフト４２がそれぞれ回転可能に支持されている。

吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成されており、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。

排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１に当接しているロッカアーム２６のローラ２６ａに当接されている。排気カムシャフト４２が回転して、排気カム４２ａがロッカアーム２６のローラ２６ａを押圧することにより、排気バルブ４１のロッカアーム２６は、ラッシュアジャスタ２５によって支持された部分を支点として揺動する。このロッカアーム２６の揺動により、排気バルブ４１は開閉動作される。

一方、吸気バルブ３１に当接するロッカアーム２６と吸気カム３２ａとの間には、吸気バルブ３１のバルブ特性を変更する可変機構部３００が各気筒毎に設けられている。この可変機構部３００は可変動弁機構６００の一部を構成しており、入力アーム３１１と出力アーム３２１とを有している。これら入力アーム３１１及び出力アーム３２１はシリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０を中心に揺動可能に支持されている。ロッカアーム２６は、バルブスプリング２４の付勢力によって出力アーム３２１側に付勢され、ロッカアーム２６の中間部分に設けられたローラ２６ａが出力アーム３２１の外周面に当接されている。

また、可変機構部３００の外周面には突起３１３が設けられており、この突起３１３には、シリンダヘッド２０内に固定されたスプリング５０の付勢力が作用する。このスプリング５０の付勢力により、入力アーム３１１の先端に設けられたローラ３１１ａが吸気カム３２ａの外周面に当接している。吸気カムシャフト３２が回転すると、吸気カム３２ａの作用により、可変機構部３００は支持パイプ３３０を中心に揺動する。そして、出力アーム３２１によってロッカアーム２６のローラ２６ａが押圧されることにより、吸気バルブ３１のロッカアーム２６は、ラッシュアジャスタ２５によって支持されている部分を支点として揺動する。このロッカアーム２６の揺動により、吸気バルブ３１は開閉動作される。

上記支持パイプ３３０には、その軸方向に沿って移動可能なコントロールシャフト３４０が挿入されている。可変機構部３００は、コントロールシャフト３４０を軸方向に変位させることにより、支持パイプ３３０を中心とした入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図２に示す角度θを変更する。

上記エンジン１は、全ての気筒を稼働させる全気筒運転モードの他に、一部の気筒の稼働を休止させて残りの気筒のみを稼働させることで低負荷領域での燃費改善等を図る、いわゆる気筒休止モードで運転可能に構成されている。

こうした気筒休止モードは、エンジン１の一部の気筒において、燃料噴射及び混合気の点火をともに停止するとともに、吸気バルブ３１及び排気バルブ４１の開閉動作を停止させてそれら各バルブ３１、４１をともに閉弁状態に保持することによって実現される。また、気筒休止モードから全気筒運転モードへの復帰は、それまで稼働が休止されていた気筒において、吸気バルブ３１及び排気バルブ４１の開閉動作、燃料噴射、及び混合気の点火を再開することによって行われる。

吸気バルブ３１及び排気バルブ４１の開閉停止は、吸気バルブ３１を開閉するロッカアーム２６や排気バルブ４１を開閉するロッカアーム２６にそれぞれ設けられた弁停止機構２８によって行われる。なお、エンジン１は直列４気筒エンジンであり、混合気の点火順序は、第１気筒＃１→第３気筒＃３→第４気筒＃４→第２気筒＃２の順になっている。そこで、本実施形態では、第３気筒＃３及び第２気筒＃２を、気筒休止モードにより稼働が休止される気筒、つまり休止気筒としており、それら休止気筒についてのみ弁停止機構２８を設けるようにしている。

弁停止機構２８の作動時には、ロッカアーム２６のローラ２６ａが当該ロッカアーム２６に対して上述した押圧方向に相対移動可能な状態にされる。一方、弁停止機構２８の非作動時にはそうした相対移動が規制される。このように弁停止機構２８の非作動時には、ロッカアーム２６に対するローラ２６ａの相対移動が規制される。そのため出力アーム３２１や排気カム４２ａによってローラ２６ａが押圧されると、吸気バルブ３１や排気バルブ４１のロッカアーム２６は上述したように揺動し、吸気バルブ３１や排気バルブ４１は開閉動作される。一方、弁停止機構２８の作動時には、ロッカアーム２６に対してローラ２６ａが相対移動する。そのため出力アーム３２１や排気カム４２ａによってローラ２６ａが押圧されると、ローラ２６ａはロッカアーム２６に対して相対移動して、いわば空振りのような状態になり、ロッカアーム２６の揺動は停止される。従って、吸気カム３２ａの回転に伴う吸気バルブ３１の開閉動作は停止されて、吸気バルブ３１はバルブスプリング２４の付勢力によって閉弁状態に保持される。また、排気カム４２ａの回転に伴う排気バルブ４１の開閉動作は停止されて、排気バルブ４１もバルブスプリング２４の付勢力によって閉弁状態に保持される。

次に、図３を参照して、可変機構部３００の構成を詳しく説明する。

この図３に示すように、可変機構部３００には、入力部３１０を挟んで両側に出力部３２０が配設されている。

入力部３１０及び出力部３２０の各ハウジング３１４、３２３は、それぞれ中空円筒形状に形成されており、それらの内部には支持パイプ３３０が挿通されている。

入力部３１０のハウジング３１４の内周には、ヘリカルスプライン３１２が形成されている。一方、各出力部３２０のハウジング３２３の内周には、入力部３１０のヘリカルスプライン３１２に対して歯筋が逆向きのヘリカルスプライン３２２が形成されている。

入力部３１０及び２つの出力部３２０の各ハウジング３１４、３２３によって形成される一連の内部空間には、スライダギヤ３５０が配設されている。このスライダギヤ３５０は、中空円筒状に形成されており、支持パイプ３３０の外周面上において、支持パイプ３３０の軸方向に往復動可能、且つ支持パイプ３３０の軸回りに相対回動可能に配設されている。

スライダギヤ３５０の軸方向中央部の外周面には、入力部３１０のヘリカルスプライン３１２に噛み合うヘリカルスプライン３５１が形成されている。一方、スライダギヤ３５０の軸方向両端部の外周面には、出力部３２０のヘリカルスプライン３２２に噛み合うヘリカルスプライン３５２がそれぞれ形成されている。

支持パイプ３３０の内部には、同支持パイプ３３０の軸方向に移動可能なコントロールシャフト３４０が設けられている。このコントロールシャフト３４０とスライダギヤ３５０とはピンで係合されており、支持パイプ３３０に対してスライダギヤ３５０は回動可能、かつコントロールシャフト３４０の軸方向への移動に合わせてスライダギヤ３５０も軸方向に移動する。

このように構成された可変機構部３００では、コントロールシャフト３４０が軸方向に移動すると、このコントロールシャフト３４０の移動に連動してスライダギヤ３５０も軸方向に移動する。このスライダギヤ３５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン３５１、３５２は、歯筋の形成方向がそれぞれ異なっており、入力部３１０及び出力部３２０の内周面に形成されたヘリカルスプライン３１２、３２２とそれぞれ噛合している。そのため、スライダギヤ３５０が軸方向に移動すると、入力部３１０と出力部３２０はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が変更され、吸気バルブ３１のバルブ特性である最大リフト量及び開弁期間が変更される。具体的には、図３に示す矢印Ｈｉ方向にコントロールシャフト３４０を移動させると、コントロールシャフト３４０とともにスライダギヤ３５０が矢印Ｈｉ方向に移動する。これに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図２に示した角度θが大きくなり、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが大きくなって吸入空気量が増大する。一方、図３に示す矢印Ｌｏ方向にコントロールシャフト３４０を移動させると、コントロールシャフト３４０とともにスライダギヤ３５０が矢印Ｌｏ方向に移動するのに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、即ち図２に示した角度θは小さくなる。これにより、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭが小さくなって吸入空気量は減少する。

次に、可変動弁機構６００のコントロールシャフト３４０を軸方向に移動させる駆動部の構成を説明する。

図４に示すように、可変動弁機構６００の駆動部は、電動式のモータ２１０、モータ２１０の回転速度を減速する減速機構２２０、減速機構２２０の回転運動をコントロールシャフトの直線運動に変換する変換機構５００を備えている。モータ２１０には、同モータ２１０の回転角度を検出する回転角度センサ２１１が設けられている。

減速機構２２０には、複数の歯車等が備えられている。減速機構２２０の入力軸は、モータ２１０の出力軸に接続されており、減速機構２２０の出力軸は、変換機構５００に設けられたカム５３０に接続されている。

変換機構５００は、ホルダ５１０と、ホルダ５１０の移動を案内するガイド５２０とを備えており、ホルダ５１０は、ガイド５２０に沿って往動及び復動する。ホルダ５１０には、コントロールシャフト３４０に向けて延びる接続軸５１１が取り付けられており、接続軸５１１の端部は、連結部材４００によって、コントロールシャフト３４０における接続軸５１１側の端部に連結されている。

ホルダ５１０内には、減速機構２２０の出力軸によって回動されるカム５３０が配置されている。また、ホルダ５１０には、カム５３０のカム面が接するローラ５４０が回転可能に取り付けられている。

カム５３０が回動すると、カム５３０の運動が伝達される部材である従動節としてのホルダ５１０がガイド５２０に沿って移動する。このホルダ５１０の移動によってコントロールシャフト３４０は、コントロールシャフト３４０の中心軸の延びる方向である軸方向に変位する。

モータ２１０には、モータ２１０の駆動を制御する制御部であるモータ用制御装置１５０が接続されている。モータ２１０は、モータ用制御装置１５０からの駆動信号に応じて回転角度が制御される。モータ用制御装置１５０は、エンジン１の運転状態を制御する機関用制御装置１００に接続されている。

機関用制御装置１００には、アクセル操作量センサによって検出されるアクセル操作量や、クランク角センサによって検出されるクランク角などが入力される。そして、機関用制御装置１００は、例えば、クランク角から算出される機関回転速度ＮＥ及びアクセル操作量ＡＣＣＰなどに基づいて機関出力要求に応じた要求吸入空気量を算出し、要求吸入空気量が得られる吸気バルブ３１の最大リフト量を算出する。そしてその算出された最大リフト量を目標リフト量ＶＬｐとして設定する。このようにして目標リフト量ＶＬｐが設定されると、モータ用制御装置１５０では、目標リフト量ＶＬｐに対応するカム５３０の回転位相が算出され、その算出された回転位相となるようにモータ２１０の回転角度を制御する。

また、モータ用制御装置１５０は、回転角度センサ２１１にて検出されるモータ２１０の回転角度からカム５３０の回転位相を算出し、その算出された回転位相から最大リフト量ＶＬの現状値を算出する。そして、モータ用制御装置１５０は、算出された最大リフト量ＶＬの現状値を機関用制御装置１００に送信する。

次に、コントロールシャフト３４０を変位させるカム５３０について詳細に説明する。

図５に示すように、カム５３０のカム面には、一方向に向かってカム径が次第に大きくなることによりコントロールシャフト３４０の変位量が線形に増加する変化区間（図５に示す第１回転位相Ｒ１〜第２回転位相Ｒ２、及び第３回転位相Ｒ３〜第４回転位相Ｒ４の区間）が設けられている。また、カム５３０のカム面には、カム径が一定であってコントロールシャフト３４０の変位量が変化することなく一定のままになる保持区間（図５に示す第２回転位相Ｒ２〜第３回転位相Ｒ３の区間、第４回転位相Ｒ４〜第５回転位相Ｒ５の区間、及びローラ５４０がカム５３０の基準円５３０ｂに接触する第１回転位相Ｒ１〜基準回転位相Ｒ０の区間）も設けられている。

なお、以下の説明では、カム５３０の回転位相について、第１回転位相Ｒ１から第２回転位相Ｒ２、第３回転位相Ｒ３へと変化させる方向（図５において右回り（時計回り）にカム５３０を回転させる方向）を、カム５３０の回転位相を大きくする方向と定義する。そして、上記基準回転位相Ｒ０とは、カム５３０の回転位相を可変制御する上での最小回転位相である。

カム５３０の回転位相が基準回転位相Ｒ０〜第１回転位相Ｒ１の区間では、コントロールシャフト３４０の変位量が「０」に維持される。また、カム５３０の回転位相が第２回転位相Ｒ２〜第３回転位相Ｒ３の区間では、コントロールシャフト３４０の変位量が一定の値である「Ｌ１」に維持される。そして、カム５３０の回転位相が第４回転位相Ｒ４〜第５回転位相Ｒ５の区間では、コントロールシャフト３４０の変位量は一定の値であって上記「Ｌ１」よりも大きい「Ｌ２」に維持される。

カム５３０のカム面は、上述したカムプロファイルを有しているため、カム５３０の回転位相が基準回転位相Ｒ０から第５回転位相Ｒ５までの範囲内で回転すると、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬは、図６に示すように変化する。

図６に示すように、モータ２１０の回転角度が大きくなるに伴って、カム５３０の回転位相も徐々に大きくなる。そして、ローラ５４０がカム５３０の基準円５３０ｂに接触した状態になる第１回転位相Ｒ１以前の区間では、コントロールシャフト３４０の変位量が「０」であり、このときの最大リフト量ＶＬは、第１リフト量ＶＬ１に保持される。なお、この第１リフト量ＶＬ１は、最大リフト量ＶＬの最小値である。そして、カム５３０の回転位相が、第１回転位相Ｒ１から第２回転位相Ｒ２に変化する過程では、コントロールシャフト３４０の変位量が徐々に増大するため、最大リフト量ＶＬは、第１リフト量ＶＬ１から徐々に大きくなっていく。

カム５３０の回転位相が第２回転位相Ｒ２〜第３回転位相Ｒ３の区間では、コントロールシャフト３４０の変位量が一定の「Ｌ１」に維持されるため、このときの最大リフト量ＶＬは、第１リフト量ＶＬ１よりも大きい第２リフト量ＶＬ２に保持される。そして、カム５３０の回転位相が、第３回転位相Ｒ３から第４回転位相Ｒ４に変化する過程では、コントロールシャフト３４０の変位量が徐々に増大するため、最大リフト量ＶＬは、第２リフト量ＶＬ２から徐々に大きくなっていく。

カム５３０の回転位相が第４回転位相Ｒ４〜第５回転位相Ｒ５の区間では、コントロールシャフト３４０の変位量が上記「Ｌ１」よりも大きい「Ｌ２」に維持されるため、このときの最大リフト量ＶＬは、第２リフト量ＶＬ２よりも大きい第３リフト量ＶＬ３に保持される。なお、この第３リフト量ＶＬ３は、最大リフト量ＶＬの最大値である。

図７に示すように、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬが、第１リフト量ＶＬ１→第２リフト量ＶＬ２→第３リフト量ＶＬ３の順に大きくなるにつれて、吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯは進角方向に変化するとともに閉弁時期ＩＶＣは遅角方向に変化することにより、開弁期間ＩＮＣＡＭは長くなる。そして、最大リフト量ＶＬが第１リフト量ＶＬ１に設定されたときの開弁期間ＩＮＣＡＭである第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１は、１８０°ＣＡよりも短い期間となるように設定されている。また、最大リフト量ＶＬが第２リフト量ＶＬ２に設定されたときの開弁期間ＩＮＣＡＭである第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２は、１８０°ＣＡよりも長い期間となるように設定されている。そして、最大リフト量ＶＬが第３リフト量ＶＬ３に設定されたときの開弁期間ＩＮＣＡＭである第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３は、第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２よりも長い期間となるように設定されている。

可変動弁機構６００では、吸気バルブ３１の目標リフト量ＶＬｐとして、上述した第１リフト量ＶＬ１、第２リフト量ＶＬ２、及び第３リフト量ＶＬ３のいずれかが機関運転状態に応じて選択される。そして、選択された最大リフト量を保持することにより、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬは機関運転状態に応じて３段階に変更される。このように可変動弁機構６００は、予め設定された複数のバルブ特性の中からいずれかのバルブ特性を選択することによりバルブ特性を多段階に変更する多段可変動弁機構として利用されている。なお、気筒休止モードの実行中は、吸気バルブ３１の目標リフト量ＶＬｐとして、上記第１リフト量ＶＬ１または第２リフト量ＶＬ２のいずれかが選択される。

図８に、気筒休止モードから復帰したときの吸気バルブ３１の開弁期間と、各気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間のオーバラップ状態とを示す。なお、図８には、気筒休止モードの実行中における機関出力要求に基づいて設定された目標リフト量ＶＬｐが第２リフト量ＶＬ２である場合の例を示す。

この図８に示すように、気筒休止モードからの復帰に伴い、それまで閉弁状態に維持されていた休止気筒（第３気筒＃３及び第２気筒＃２）の吸気バルブ３１は、開閉動作を開始する。ここで、先の図７に示したように、最大リフト量ＶＬが第２リフト量ＶＬ２に設定されたときの吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭである第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２は、１８０°ＣＡよりも長い期間となっている。他方、直列４気筒エンジンでは、各気筒での吸気行程の開始タイミングが点火順序毎に１８０°ＣＡづつずれている。従って、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが１８０°ＣＡよりも長い期間になると、図８に示すように、気筒間においてそれぞれの気筒に設けられた吸気バルブ３１の開弁期間は一部が重なるようになる。

すなわち吸気バルブ３１の開閉動作が開始された復帰気筒である第３気筒＃３の吸気バルブ３１の開弁期間の一部と、気筒休止モードの実行中も吸気バルブ３１が開閉動作されていた稼働気筒である第１気筒＃１の吸気バルブ３１の開弁期間の一部とが重なるようになる。より詳細には、第１気筒＃１の吸気バルブ３１が閉弁する前に第３気筒＃３の吸気バルブ３１が開弁するようになるため、第３気筒＃３の吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯから第１気筒＃１の吸気バルブ３１の閉弁時期ＩＶＣまでの間は、それら各吸気バルブ３１が共に開弁した状態になり、それら各吸気バルブ３１の開弁期間にはオーバラップ量ＯＬが生じるようになる。

同様に、吸気バルブ３１の開閉動作が開始された復帰気筒である第２気筒＃２の吸気バルブ３１の開弁期間の一部と、気筒休止モードの実行中も吸気バルブ３１が開閉動作されていた稼働気筒である第４気筒＃４の吸気バルブ３１の開弁期間の一部とが重なるようになる。より詳細には、第４気筒＃４の吸気バルブ３１が閉弁する前に第２気筒＃２の吸気バルブ３１が開弁するようになるため、第２気筒＃２の吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯから第４気筒＃４の吸気バルブ３１の閉弁時期ＩＶＣまでの間は、それら各吸気バルブ３１が共に開弁した状態になり、それら各吸気バルブ３１の開弁期間にもオーバラップ量ＯＬが生じるようになる。

このように第１気筒＃１と第３気筒＃３との間において、吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じる場合には、気筒休止モード中も稼働していた第１気筒＃１に向けて流入していた吸気の一部が復帰気筒である第３気筒＃３にも流入する。そのため、第１気筒＃１に流入する吸気が減少して第１気筒＃１の出力トルクが低下する。一方、第３気筒＃３には吸気の一部が流入するようになるが、気筒休止モードからの復帰後、混合気の燃焼が開始されるまでは第３気筒＃３から出力トルクが発生しない。そのため、気筒休止モードからの復帰直後であって第３気筒＃３から出力トルクが発生するまでは、エンジン１の出力トルクが低下してトルク変動が生じるおそれがある。

同様に、第４気筒＃４と第２気筒＃２との間において、吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じる場合には、気筒休止モード中も稼働していた第４気筒＃４に向けて流入していた吸気の一部が復帰気筒である第２気筒＃２にも流入する。そのため、第４気筒＃４に流入する吸気が減少して第４気筒＃４の出力トルクが低下する。一方、第２気筒＃２には吸気の一部が流入するようになるが、気筒休止モードからの復帰後、混合気の燃焼が開始されるまでは第２気筒＃２から出力トルクが発生しない。そのため、気筒休止モードからの復帰直後であって第２気筒＃２から出力トルクが発生するまでは、エンジン１の出力トルクが低下してトルク変動が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態では、こうした気筒休止モードからの復帰時において、気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動を、以下のようにして抑えるようにしている。

まず、図９に、気筒休止モードの実行中も吸気バルブ３１が開閉動作されていた稼働気筒のうちの１つの気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫと吸気バルブ３１の開弁期間との関係を示す。なお、図９に示す実線は、全気筒運転モードの実行時における関係を示し、図９に示す二点鎖線は、気筒休止モードからの復帰時における関係を示す。

この図９に示すように、全気筒運転モードの実行時には、開弁期間の増大に伴って１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫは増大していく。例えば、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが第１開弁期間ＩＮＡＣＭ１、第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２、第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３と変化するに伴って１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫも増大していく。

一方、気筒休止モードからの復帰時において、開弁期間が１８０°ＣＡを超えると、気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にはオーバラップが生じる。そして、上述したように、稼働気筒に流入していた吸気の一部が復帰気筒にも流入するようになるため、１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫは減少するようになる。ただし、開弁期間の増大に伴って稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫは増大するため、開弁期間がある程度以上に長くなると、１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫは増大するようになる。つまり、気筒休止モードからの復帰時において、吸気バルブ３１の開弁期間が１８０°ＣＡよりも長くなる領域では、１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫが開弁期間の増大に伴って一旦減少し、再び増大するようになる。従って、気筒休止モードからの復帰時において、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを十分に長く設定すれば、気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じる状態であっても、１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫの減少を抑えることができる。そこで、本実施形態では、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に基づいて吸気バルブ３１のバルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じるときには、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御するときよりも吸入空気量ＧＡＫが多くなるように吸気バルブ３１のバルブ特性を制御する吸気量補正処理を実行するようにしている。

具体的には、吸気量補正処理の実行時には、気筒休止モードからの復帰途中に得られる吸入空気量ＧＡＫが、気筒休止モードから復帰した気筒において燃焼が開始されたときの吸入空気量ＧＡＫに近づくように（理想的には同じになるように）、吸気バルブ３１のバルブ特性を制御する。これは、全気筒運転モードの実行時において吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２に設定したときに得られる吸入空気量ＧＡＥと、気筒休止モードからの復帰時において得られる吸入空気量ＧＡＫとがほぼ同じ空気量になるように上記第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３の長さを設定することによって具体化されている。

そして、気筒休止モードからの復帰時における目標リフト量ＶＬｐが第２リフト量ＶＬ２であって、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２に設定されているときには、目標リフト量ＶＬｐを第２リフト量ＶＬ２から第３リフト量ＶＬ３に変更することにより、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３に変更する。このようにして吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３に変更することにより、気筒休止モードからの復帰時において、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２に設定されるときよりも、１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫが多くなるようにしている。以下、こうした吸気量補正処理の手順を、図１０を参照して説明する。

図１０に示す一連の処理は、モータ用制御装置１５０によって実行される。

この図１０に示す一連の処理が開始されると、モータ用制御装置１５０は、気筒休止モードから全気筒運転モードへの復帰時であるか否か、すなわち休止気筒であった第２気筒＃２及び第３気筒＃３の稼働開始時であるか否かを判定する（Ｓ１００）。このステップＳ１００での判定処理は、例えば機関負荷等の変化により気筒休止モードから全気筒運転モードへの切替条件が成立したとき、あるいは弁停止機構２８を作動状態から非作動状態にするための制御信号が機関用制御装置１００から出力されたときなどに肯定判定することができる。

なお、ステップＳ１００にて肯定判定されるときには、機関用制御装置１００は、気筒休止モードから復帰する復帰気筒（つまり第２気筒＃２や第３気筒＃３）において、弁停止機構２８を非作動状態に変更するとともに、燃料噴射及び混合気の点火を開始する。

ステップＳ１００にて、気筒休止モードからの復帰時ではないと判定されるときには（Ｓ１００：ＮＯ）、つまり全気筒運転モードの実行中または気筒休止モードの継続中であるときには、モータ用制御装置１５０は、本処理を一旦終了する。

一方、気筒休止モードからの復帰時であるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、モータ用制御装置１５０は、現在の目標リフト量ＶＬｐが、第２リフト量ＶＬ２に設定されているか否かを判定する（Ｓ１１０）。なお、目標リフト量ＶＬｐが、第１リフト量ＶＬ１に設定されているときには、吸気バルブ３１の開弁期間が第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１となっている。この第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１は、１８０°ＣＡよりも短い期間に設定されているため、上述したような気筒間における吸気バルブ３１の開弁期間のオーバラップは発生しない。従って、このステップＳ１１０では、目標リフト量ＶＬｐが第２リフト量ＶＬ２に設定されているか否かを判定するようにしている。そして、目標リフト量ＶＬｐが、第２リフト量ＶＬ２以外のリフト量に設定されているとき（Ｓ１１０：ＮＯ）、つまり目標リフト量ＶＬｐとして、第１リフト量ＶＬ１または第３リフト量ＶＬ３のうちのいずれかが設定されているときには、モータ用制御装置１５０は、本処理を一旦終了する。

一方、目標リフト量ＶＬｐが、第２リフト量ＶＬ２に設定されているときには（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、モータ用制御装置１５０は、吸気量補正処理を実行する（Ｓ１２０）。この吸気量補正処理の実行中は、目標リフト量ＶＬｐとして第３リフト量ＶＬ３が設定され、実際の最大リフト量ＶＬが第３リフト量ＶＬ３となるようにカム５３０の回転位相が調整される。

次に、モータ用制御装置１５０は、気筒休止モードから復帰した全ての気筒、つまり第２気筒＃２及び第３気筒＃３において、気筒休止モードからの復帰後、最初の混合気の燃焼が起きたか否かを判定する（Ｓ１３０）。このステップＳ１３０では、気筒休止モードから復帰した全ての気筒において混合気の燃焼が再開されたことを示す信号が機関用制御装置１００から出力されたときに肯定判定される。

なお、機関用制御装置１００による混合気の燃焼判定は、適宜行うことができる。

例えば、気筒休止モードから復帰した復帰気筒（つまり第２気筒＃２や第３気筒＃３）において、混合気の燃焼が開始されると出力トルクが発生するようになるため、復帰気筒でのトルク変動は、気筒休止モード中に比べて大きくなる。そこで、第２気筒＃２や第３気筒＃３でのトルク変動を機関回転速度などに基づいて算出し、その算出値が所定の閾値を超えたときには、混合気の燃焼が起きたと判定することができる。また、気筒休止モードから復帰した復帰気筒において、混合気の燃焼が開始されると、燃焼行程では機関振動が発生するようになる。そこで、そうした機関振動の発生がノッキングセンサなどで検出された場合に、混合気の燃焼が起きたと判定することができる。また、通常であれば、気筒休止モードから復帰してしばらくすると復帰気筒において混合気の燃焼が開始されるため、気筒休止モードから復帰した後の経過時間が所定の閾値を超えたときに、復帰気筒にて混合気の燃焼が起きたと判定することも可能である。

ステップＳ１３０にて否定判定されるとき（Ｓ１３０：ＮＯ）、つまり第２気筒＃２及び第３気筒＃３の両気筒で混合気が未だ燃焼していないとき、または第２気筒＃２及び第３気筒＃３のうちのいずれか一方において混合気が未だ燃焼していないときには、モータ用制御装置１５０は、気筒休止モードから復帰した全ての気筒において混合気の燃焼が起きたことを示す信号が機関用制御装置１００から出力されるまで、ステップＳ１３０での判定を繰り返す。

一方、ステップＳ１３０にて、気筒休止モードから復帰した全ての気筒において混合気の燃焼が起きたと判定されるときには（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、モータ用制御装置１５０は、上述した吸気量補正処理を終了して（Ｓ１４０）、本処理を一旦終了する。ステップＳ１４０にて、吸気量補正処理が終了されると、目標リフト量ＶＬｐは、第３リフト量ＶＬ３から第２リフト量ＶＬ２に戻される。

次に、本実施形態の作用を、図１１を参照して説明する。

図１１に示すように、スロットルバルブ３３の開度が増大して機関負荷が増大すると、機関運転は、気筒休止モードから全気筒運転モードに切り替えられる（時刻ｔ１）。このようにして機関運転が全気筒運転モードに切り替えられると、その後、気筒休止モードから復帰した気筒において燃焼が開始される（時刻ｔ２）。

ここで、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に応じた目標リフト量ＶＬｐが第２リフト量ＶＬ２であって、一点鎖線にて示すように、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１から第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２に変更されると、上述したように気筒間において吸気バルブ３１の開弁期間にはオーバラップが生じる。そのため、１つの稼働気筒に吸入される吸入空気量ＧＡＫは、復帰気筒にて燃焼が開始されるまで一時的に低下する。従って、図１１に一点鎖線にて示すように、気筒休止モードから全気筒運転モードへの切替直後には、エンジン１において吸入空気量の増大が滞るようになり、過給圧が要求圧を下回るようになる。

一方、上述した吸気量補正処理が行われると、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に応じた目標リフト量ＶＬｐが第２リフト量ＶＬ２であったとしても、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭは、第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１から上述した第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３に変更される。つまり気筒休止モードの実行中に設定される第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１または第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２よりも長い期間に設定された第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３に変更される。従って、上述したように、気筒休止モードからの復帰途中に得られる吸入空気量ＧＡＫは、気筒休止モードから復帰した気筒において燃焼が開始されたときの吸入空気量ＧＡＫに近づくように増量される。その結果、先の図１１に実線にて示すように、気筒休止モードからの復帰途中におけるエンジン１の吸入空気量は、気筒休止モードから復帰した全ての気筒において燃焼が開始されたときの吸入空気量に向かって早期に増量されるようになり、上述したような要求圧に対する過給圧の低下も抑えられる。

そして、気筒休止モードから復帰した全ての気筒において燃焼が開始されると（時刻ｔ２）、稼働気筒及び復帰気筒の排圧は十分に確保されるようになり、これにより過給圧も十分に確保される。そして、時刻ｔ２において吸気量補正処理は終了されて、目標リフト量ＶＬｐは第３リフト量ＶＬ３から第２リフト量ＶＬ２に戻される。

このように気筒休止モードからの復帰時において、吸気量補正処理が実行されることにより、機関出力要求に基づき吸気バルブ３１のバルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じるときには、機関出力要求に基づいて吸気バルブ３１のバルブ特性を制御するときよりも吸入空気量ＧＡＫが多くなるようにバルブ特性が変更される。つまり、気筒休止モードから復帰するときには、吸気バルブ３１の開弁期間を一時的に増大させて吸入空気量ＧＡＫが増大するようにバルブ特性を制御する吸気量補正処理が実行される。このようにして気筒休止モードから復帰するときには、稼働気筒の吸気バルブ３１の開弁期間が一時的に増大されるため、復帰気筒への吸気の流入によって減少する稼働気筒の吸気量が補われる。従って、気筒休止モードからの復帰時において、気筒休止モードの実行中も吸気バルブ３１が開閉動作されていた第１気筒＃１及び第４気筒＃４の各気筒での吸気の減少は効果的に抑えられ、第１気筒＃１及び第４気筒＃４での出力トルクの低下が抑制される。そのため、気筒休止モードからの復帰時に、気筒間において吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動は適切に抑えられるようになる。

また、気筒休止モードから復帰した第３気筒＃３及び第２気筒＃２において、混合気の燃焼が開始されると、その復帰した各気筒からも出力トルクが発生するようになる。そこで、モータ用制御装置１５０は、上記ステップＳ１３０の判定処理を行うことにより、気筒休止モードから復帰した第３気筒＃３及び第２気筒＃２において、気筒休止モードからの復帰後、最初の混合気の燃焼が開始された後に、吸気量補正処理の実行を終了する。これにより復帰した第３気筒＃３及び第２気筒＃２からも出力トルクが発生するようになってから、吸気量補正処理の実行は終了されるため、吸気量補正処理の実行終了によるトルク変動の再発生を抑えることができる。

また、上記可変動弁機構６００は、バルブ特性を多段階に変更する多段可変動弁機構として構成されている。こうした多段可変動弁機構では、バルブ特性を連続的に変更することが可能な無段可変動弁機構と異なり、バルブ特性を細かく調整することができない。そのため、気筒休止モードからの復帰時、気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間には、上述したオーバラップが生じやすい。そこで、可変動弁機構６００において予め設定された３つのバルブ特性のうちの１つには、吸気量補正処理の実行時におけるバルブ特性を設定している。つまり気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間に重なりが生じる状態でも吸入空気量ＧＡＫを増大させることが可能な上記第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３を設定するようにしている。従って、バルブ特性を細かく調整することができない多段式の可変動弁機構６００であっても、上記吸気量補正処理を実行することにより、気筒休止モードからの復帰直後におけるトルク変動を抑えることができる。

また、ターボチャージャ７０を備えるエンジン１では、気筒休止モードを実行しているときの過給圧が、気筒休止モードの実行中も吸気バルブ３１が開閉動作されている稼働気筒（第１気筒＃１や第４気筒＃４）の排圧によって確保されている。ここで、気筒休止モードからの復帰により、復帰気筒にも吸気が流入するようになると、復帰気筒に流入する吸気の分だけ、稼働気筒に流入する吸気の量は減少するため、稼働気筒の排圧が低下して過給圧が低下する。そのため、ターボチャージャ７０を備えるエンジン１では、ターボチャージャ７０を備えていないエンジンと比較して、稼働気筒への吸気が減少したときの出力トルクの低下量がより大きくなり、上述したトルク変動も顕著になる。この点、本実施形態では、上述した吸気量補正処理が行われることにより、気筒休止モードからの復帰直後において稼働気筒での吸気の減少が抑えられるようになる。そのため、気筒休止モードからの復帰直後における過給圧低下に起因したトルク変動の発生を抑えることができる。

また、エンジン１では、外部ＥＧＲが気筒内に還流される。ここで、気筒休止モードからの復帰時、稼働気筒（第１気筒＃１や第４気筒＃４）に流入していた吸気の一部が、気筒休止モードから復帰した復帰気筒（第３気筒＃３や第２気筒＃２）にも流入すると、稼働気筒に流入していた外部ＥＧＲの一部も、復帰気筒に流入するようになる。そのため、稼働気筒に流入する外部ＥＧＲ量が変化してその稼働気筒の燃焼状態が変化し、これによってもトルク変動が生じるおそれがある。この点、本実施形態では、上述した吸気量補正処理が行われることにより、気筒休止モードからの復帰直後において稼働気筒での吸気の減少が抑えられるため、稼働気筒に流入する外部ＥＧＲ量の変化も抑えられる。そのため、気筒休止モードからの復帰時において、稼働気筒に流入する外部ＥＧＲ量の変化に起因したトルク変動の発生も抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。

（１）気筒休止モードから復帰するときには、バルブ特性を制御して吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを一時的に増大させる吸気量補正処理を実行している。より詳細には、気筒休止モードからの復帰時において、その気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に基づいて吸気バルブ３１のバルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じるときには、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御するときよりも吸入空気量ＧＡＫが多くなるようにバルブ特性を制御する吸気量補正処理を実行している。そのため、気筒休止モードからの復帰時に、気筒間において吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動を適切に抑えることができるようになる。

（２）気筒休止モードから復帰した気筒において、最初の混合気の燃焼が開始された後に吸気量補正処理の実行を終了するようにしている。そのため吸気量補正処理の実行終了によるトルク変動の再発生を抑えることができるようになる。

（３）多段式の可変動弁機構６００において、予め設定された複数のバルブ特性のうちの１つには、吸気量補正処理の実行時における上記バルブ特性を設定している。従って、バルブ特性を細かく調整することができない多段式の可変動弁機構６００であっても、上記吸気量補正処理を実行することにより、気筒休止モードからの復帰直後におけるトルク変動を抑えることができる。

（４）ターボチャージャ７０を備えるエンジン１において、上記吸気量補正処理を実行するようにしている。そのため、気筒休止モードからの復帰直後における過給圧低下に起因したトルク変動の発生を抑えることができるようになる。

（５）排気の一部を吸気に還流するＥＧＲ通路４５０を備えるエンジン１において、上記吸気量補正処理を実行するようにしている。そのため、気筒休止モードからの復帰直後において、気筒に流入する外部ＥＧＲ量の変化に起因したトルク変動の発生を抑えることができるようになる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・上記ステップＳ１３０では、気筒休止モードから復帰した全ての気筒において混合気の燃焼が起きたか否かを判定するようにした。この他、気筒休止モードから復帰した一部の気筒において混合気の燃焼が起きたか否かを判定するようにしてもよい。つまり上記実施形態の場合には、気筒休止モードから復帰した第２気筒＃２及び第３気筒＃３のいずれか一方において混合気の燃焼が起きたか否かを判定するようにしてもよい。この変形例でも、吸気量補正処理の実行終了によるトルク変動の再発生をある程度抑えることができるようになる。

・気筒休止モードからの復帰時には、全ての気筒において吸入空気量ＧＡＫが増大するように吸気バルブ３１のバルブ特性を制御するようにした。この他、気筒休止モードからの復帰時には、一部の気筒において吸入空気量ＧＡＫが増大するように吸気バルブ３１のバルブ特性を制御するようにしてもよい。例えば上記実施形態の場合であれば、気筒休止モードからの復帰時には、第１気筒＃１の吸入空気量ＧＡＫのみ、または第３気筒＃３の吸入空気量ＧＡＫのみが増大するように吸気バルブ３１のバルブ特性を制御してもよい。

・上記実施形態では、先の図９に示したように、全気筒運転モードの実行時において吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２に設定したときに得られる吸入空気量ＧＡＥと、気筒休止モードからの復帰時において得られる吸入空気量ＧＡＫとがほぼ同じになるように上記第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３の長さを設定した。そして、これにより吸気量補正処理の実行時には、気筒休止モードからの復帰途中に得られる吸入空気量ＧＡＫが、気筒休止モードから復帰した気筒において燃焼が開始されたときの吸入空気量ＧＡＫに近づくように吸気バルブ３１のバルブ特性を制御するようにした。しかし、第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３の期間を他の期間に変更してもよい。要は、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に基づいて吸気バルブ３１のバルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブ３１の開弁期間にオーバラップが生じるときには、機関出力要求に基づいてバルブ特性を制御するときよりも吸入空気量ＧＡＫが多くなるように吸気バルブ３１のバルブ特性を制御するようにすればよい。

・上述した可変動弁機構６００は、バルブ特性を段階的に変更する多段可変式の可変動弁機構であったが、バルブ特性を連続的に変更する無段可変動弁機構であってもよい。例えば、上記可変動弁機構６００の変換機構５００を変更することにより、バルブ特性を連続的に変更することが可能になる。

図１２に、無段可変動弁機構の一例を示す。この図１２に示すように、バルブ特性を連続的に変更する可変動弁機構６１０の駆動部は、モータ２４０と、モータ２４０の回転運動を出力軸７１０の直線運動に変換して出力する変換機構７００とを備えている。コントロールシャフト３４０の先端部と出力軸７１０の先端部とは、連結部材４００にて連結されている。これにより、モータ２４０を所定の範囲内で回転させると、モータ２４０の回転運動は、変換機構７００を通じて直線運動に変換され、出力軸７１０を介してコントロールシャフト３４０に伝達される。そして、コントロールシャフト３４０が軸方向に移動することにより可変機構部３００は駆動される。モータ２４０は、モータ用制御装置１５０に接続されており、このモータ用制御装置１５０からの駆動信号に応じて回転角度が制御されることにより、各気筒に設けられた吸気バルブ３１のバルブ特性（最大リフト量ＶＬＡ及び開弁期間ＩＮＣＡＭＡ）が変更される。

図１３に示すように、この可変動弁機構６１０が作動すると、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬは、モータ２４０の回転角度に応じて最小値ＶＬｍｉｎから最大値ＶＬｍａｘの間で無段階に変更される。

こうした連続可変式の可変動弁機構６１０を備える場合でも、先の図１０に示したステップＳ１２０において、吸気量補正処理が実行されるときには、吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが上記第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３となるように、目標リフト量ＶＬｐには第３リフト量ＶＬ３を設定することにより、上記（３）以外の効果を得ることができる。

・上記可変機構部３００によるバルブ特性の変更では、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬと開弁期間ＩＮＣＡＭとが同期して変化する。従って、上記実施形態では、最大リフト量ＶＬの目標値を設定するようにしたが、開弁期間ＩＮＣＡＭの目標値を設定することにより吸気バルブ３１のバルブ特性を制御してもよい。

・可変動弁機構６００によって変更される吸気バルブ３１の最大リフト量は、３段階であった。この他、上記第１リフト量ＶＬ１を省略して、吸気バルブ３１の最大リフト量を２段階に変更する多段式の可変動弁機構でもよい。また、吸気バルブ３１の最大リフト量を４段階以上に変更する多段式の可変動弁機構でもよい。

・先の図１０に示した一連の処理において、ステップＳ１１０の処理を省略する。そして、ステップＳ１００にて肯定判定されるときには、ステップＳ１２０以降の処理を順次行うようにしてもよい。この変形例でも、気筒休止モードからの復帰直後には、各気筒の吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭが上記第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３に設定されるため、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。

・上記カム５３０の形状は一例であり、コントロールシャフト３４０を軸方向に移動させることが可能なカムであれば、他の形状でもよい。

・先の図１０に示した一連の処理を、モータ用制御装置１５０ではなく、機関用制御装置１００にて行うようにしてもよい。

・エンジン１からターボチャージャ７０やインタークーラ３５を省略してもよい。この場合でも、上記（４）以外の効果を得ることができる。

・エンジン１から排気再循環装置（ＥＧＲ通路４５０、ＥＧＲ弁４６０、ＥＧＲクーラ４７０等）を省略してもよい。この場合でも、上記（５）以外の効果を得ることができる。

・エンジン１からターボチャージャ７０、インタークーラ３５、排気再循環装置（ＥＧＲ通路４５０、ＥＧＲ弁４６０、ＥＧＲクーラ４７０等）を省略してもよい。この場合でも、上記（４）及び（５）以外の効果を得ることができる。

・吸気バルブ３１や排気バルブ４１の開閉動作を停止させる弁停止機構として、上記弁停止機構２８を備えるようにしたが、その他の機構に適宜変更してもよい。例えば、ロッカアームの揺動及び揺動禁止を、別の機構で切り替えるようにしてもよい。また、例えば気筒休止モードにおいて稼働が休止される気筒の吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬについて、その最小値は「０」となるように可変機構部３００を構成する。そして、気筒休止モードの実行に際しては、気筒休止モードにおいて稼働が休止される気筒の吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬを「０」にすることにより、当該気筒の吸気バルブ３１の開閉動作を停止させることができる。

・上記可変機構部３００は、吸気バルブ３１の最大リフト量ＶＬ及び開弁期間ＩＮＣＡＭを変更可能な機構であった。この他、開弁期間ＩＮＣＡＭのみを変更可能な機構であってもよい。また、上記可変機構部３００は、吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣをともに変更することにより開弁期間ＩＮＣＡＭを変更する機構であった。この他、吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯのみを変更することにより開弁期間ＩＮＣＡＭを変更する機構や、吸気バルブ３１の閉弁時期ＩＶＣのみを変更することにより開弁期間ＩＮＣＡＭを変更する機構であってもよい。

・可変動弁機構６００の構造は一例であり、他の構造でバルブ特性を多段階に変更する可変動弁機構であってもよい。例えば、直動式の動弁系を備える場合には、カムによって作動するバルブリフタの作動量を多段階に変更する可変動弁機構を設けることにより、バルブ特性を段階的に変更することができる。また、ロッカアーム式の動弁系を備える場合には、ロッカアームを支持するラッシュアジャスタの沈み込み量を多段階に変更することでロッカアームの揺動量を変更する可変動弁機構を設けることにより、バルブ特性を段階的に変更することができる。また、ロッカアーム式の動弁系を備える場合において、ロッカアームの形状を多段階に変化させることでロッカアームの揺動量を変更する可変動弁機構を設けることにより、バルブ特性を段階的に変更することができる。

・エンジン１は、直列４気筒のエンジンであったが、他の気筒数を備えるエンジンや、シリンダの配列パターンが異なるエンジン（例えばＶ型エンジン、Ｗ型エンジン、水平対向エンジン、星形エンジンなど）でも上記オーバラップ調整処理を実行することにより、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。図１４及び図１５に、Ｖ型６気筒エンジンにてオーバラップ調整処理を実行する場合の開弁期間ＩＮＣＡＭの設定例を示す。

図１４に示すように、エンジン１０００は、Ｖ型６気筒エンジンであり、第１バンク１０１０には第１気筒＃１、第３気筒＃３、第５気筒＃５が設けられている。第２バンク１０２０には、第２気筒＃２、第４気筒＃４、第６気筒＃６が設けられている。第１バンク１０１０と第２バンク１０２０との間には、各気筒に吸気を分配するインテークマニホールド１０３１が設けられている。このエンジン１０００では、第１気筒＃１→第２気筒＃２→第３気筒＃３→第４気筒＃４→第５気筒＃５→第６気筒＃６の順に混合気の点火が行われる。また、気筒休止モードが実行されるときには、第２バンク１０２０に設けられた全ての気筒（第２気筒＃２、第４気筒＃４、第６気筒＃６）の稼働が、上記エンジン１と同様な態様で休止される。

図１５に示すように、各気筒に設けられた吸気バルブは、上記実施形態と同様な態様にて最大リフト量ＶＬが多段階に変更される。そして、可変とされる吸気バルブの最大リフト量ＶＬが最小値の第１リフト量ＶＬ１に設定されたときの開弁期間ＩＮＣＡＭである第１開弁期間ＩＮＣＡＭ１は、１２０°ＣＡよりも短い期間に設定されている。また、最大リフト量ＶＬが第２リフト量ＶＬ２に設定されたときの開弁期間ＩＮＣＡＭである第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２は、１２０°ＣＡよりも長い期間となるように設定されている。そして、最大リフト量ＶＬが第３リフト量ＶＬ３に設定されたときの開弁期間ＩＮＣＡＭである第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３は、第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２よりもさらに長い期間となるように設定されている。この第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３としては、例えば上記実施形態と同様に、全気筒運転モードの実行時において吸気バルブ３１の開弁期間ＩＮＣＡＭを第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２に設定したときに得られる吸入空気量ＧＡＥと、気筒休止モードからの復帰時において得られる吸入空気量ＧＡＫとがほぼ同じ空気量になるように同第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３の長さを設定してもよい。

図１６に示すように、エンジン１０００において気筒休止モードからの復帰が行われると、その復帰前まで閉弁状態に維持されていた休止気筒（第２気筒＃２、第４気筒＃４、第６気筒＃６）の吸気バルブは開閉動作を開始する。ここで、先の図１５に示したように、最大リフト量ＶＬが第２リフト量ＶＬ２に設定されたときの吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭである第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２は、１２０°ＣＡよりも長い期間に設定されている。また、Ｖ型６気筒エンジンでは、各気筒での吸気行程の開始タイミングが点火順序毎に１２０°ＣＡづつずれている。従って、図１６に示すように、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に基づいて設定される吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭが、第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２の場合には、気筒休止モード中も稼働していた稼働気筒と、気筒休止モードから復帰した復帰気筒との間において、吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭがオーバラップする。例えば稼働気筒である第１気筒＃１の吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭと、復帰気筒であって第１気筒＃１の次に吸気行程に入る第２気筒＃２の吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭとはオーバラップする。同様に、稼働気筒である第３気筒＃３の吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭと、復帰気筒であって第３気筒＃３の次に吸気行程に入る第４気筒＃４の吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭとはオーバラップする。また、同様に、稼働気筒である第５気筒＃５の吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭと、復帰気筒であって第５気筒＃５の次に吸気行程に入る第６気筒＃６の吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭとがオーバラップする。

このように気筒休止モードからの復帰時において、気筒間での吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭにオーバラップが生じる場合には、先の図１０に示した一連の処理を行って、吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭを、第２開弁期間ＩＮＣＡＭ２から第３開弁期間ＩＮＣＡＭ３に変更する。これにより気筒休止モードからの復帰時において、気筒休止モードの実行中も吸気バルブが開閉動作されていた第１気筒＃１及び第３気筒＃３及び第５気筒＃５の各気筒において吸気の減少が効果的に抑えられ、第１気筒＃１及び第３気筒＃３及び第５気筒＃５での出力トルクの低下が抑制される。そのため、こうしたＶ型６気筒エンジンであっても、気筒休止モードからの復帰時に、気筒間において吸気バルブの開弁期間ＩＮＣＡＭにオーバラップが生じることにより発生するおそれのあるトルク変動を適切に抑えることができるようになる。

１…エンジン、１０…シリンダブロック、１１…シリンダボア、１２…ピストン、１３…燃焼室、２０…シリンダヘッド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２４…バルブスプリング、２５…ラッシュアジャスタ、２６…ロッカアーム、２６ａ…ローラ、３０…吸気通路、３１…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３２ａ…吸気カム、３３…スロットルバルブ、３４…吸気通路、３５…インタークーラ、４１…排気バルブ、４２…排気カムシャフト、４２ａ…排気カム、４５…エキゾーストマニホールド、４６…排気通路、５０…スプリング、７０…ターボチャージャ、７１…コンプレッサハウジング、７２…タービンハウジング、１００…機関用制御装置、１５０…モータ用制御装置、２１０…モータ、２１１…回転角度センサ、２２０…減速機構、２４０…モータ、３００…可変機構部、３１０…入力部、３１１…入力アーム、３１１ａ…ローラ、３１２…ヘリカルスプライン、３１３…突起、３１４…ハウジング、３２０…出力部、３２１…出力アーム、３２２…ヘリカルスプライン、３２３…ハウジング、３３０…支持パイプ、３４０…コントロールシャフト、３５０…スライダギヤ、３５１…ヘリカルスプライン、３５２…ヘリカルスプライン、４００…連結部材、４５０…ＥＧＲ通路、４６０…ＥＧＲ弁、４７０…ＥＧＲクーラ、５００…変換機構、５１０…ホルダ、５１１…接続軸、５２０…ガイド、５３０…カム、５３０ｂ…基準円、５４０…ローラ、６００、６１０…可変動弁機構、７００…変換機構、７１０…出力軸、１０００…エンジン、１０１０…第１バンク、１０２０…第２バンク、１０３１…インテークマニホールド。

Claims (6)

1. 複数の気筒と、複数の気筒の各々に設けられる吸気バルブと、吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構とを備え、一部の気筒の吸気バルブを閉弁状態に保持する気筒休止モードで運転可能な内燃機関に適用される可変動弁機構の制御装置であって、
   前記バルブ特性を機関出力要求に基づいて制御する制御部を備え、前記制御部は、前記内燃機関が気筒休止モードから復帰するときにおいて、気筒休止モードの実行中も吸気バルブが開閉動作されていた稼働気筒の吸気バルブの開弁期間が、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいて前記稼働気筒の前記バルブ特性が制御されるときの開弁期間よりも一時的に増大するように、前記稼働気筒の前記バルブ特性を制御する吸気量補正処理を実行するものであり、
   前記制御部は、気筒休止モードからの復帰時における機関出力要求に基づいて前記バルブ特性を制御することにより気筒間での吸気バルブの開弁期間にオーバラップが生じるときには、気筒休止モード中の機関出力要求に基づいて前記バルブ特性を制御するときよりも前記稼働気筒の吸入空気量が多くなるように前記吸気量補正処理を実行する
   可変動弁機構の制御装置。
2. 前記吸気量補正処理の実行時には、前記制御部は、気筒休止モードからの復帰途中に得られる前記稼働気筒の吸入空気量が、気筒休止モードから復帰した気筒において混合気の燃焼が開始されたときの前記稼働気筒の吸入空気量に近づくように前記バルブ特性を制御する
   請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置。
3. 前記制御部は、気筒休止モードから復帰した気筒において、気筒休止モードからの復帰後、最初に混合気が燃焼した後に前記吸気量補正処理の実行を終了する
   請求項１または２に記載の可変動弁機構の制御装置。
4. 前記可変動弁機構は、予め設定された複数のバルブ特性の中からいずれかのバルブ特性を選択することによりバルブ特性を多段階に変更する多段可変動弁機構であり、
   前記複数のバルブ特性のうちの１つに、前記吸気量補正処理の実行時におけるバルブ特性が設定されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変動弁機構の制御装置。
5. 前記内燃機関は、排気を利用して吸気を過給する過給機を備える
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変動弁機構の制御装置。
6. 前記内燃機関は、排気の一部を吸気に還流する還流通路を備える
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変動弁機構の制御装置。

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