JP6183390B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、特定の気筒内での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置に関する。

従来から、複数の気筒を有する多気筒エンジンの分野では、一部の気筒内での燃焼を停止して休止状態にする減筒運転の技術が知られている。

減筒運転時には稼働気筒の数すなわち出力する気筒の数が減少するため、エンジン全体での出力が低下するおそれがある。そこで、通常、減筒運転時には、稼働気筒の出力を増大させるべく、稼働気筒に吸入される各空気量すなわち各吸気量を増大させる制御が実施される。

ここで、吸気量には遅れがある。そのため、減筒運転の開始と同時に吸気量を増大させる制御を開始したのでは、減筒運転開始時に吸気量が不足してエンジン出力の低下すなわちトルクショックが発生する。

これに対して、減筒運転の開始前に各気筒の吸気量を予め増大させておくことが考えられる。しかしながら、減筒運転の開始前すなわち全気筒で燃焼が実施されている状態で各気筒の吸気量を増大させると、今度は、減筒運転開始前のエンジン出力が過大になり、減筒運転開始時にやはりトルクショックが生じてしまう。

これに対して、特許文献１には、減筒運転の開始前に吸気通路に設けられたスロットルバルブを開き側に変化させて各気筒の吸気量を減筒運転時の吸気量まで増大させるとともに、各気筒の点火時期を最適点火時期（ＭＢＴ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）よりも遅角側に制御し、これにより、減筒運転の開始前において各気筒の吸気量を増大させつつエンジン出力の増加を抑制するよう構成された装置が開示されている。

特開平５−３３２１７２号公報

上記特許文献１の装置では、全筒運転から減筒運転への切り替え時に点火時期をＭＢＴよりも遅角側にしているため、燃費性能が悪いという問題がある。また、点火時期を大幅に遅角することによって失火が生じるおそれ、あるいは、この失火を回避するために点火時期を必要量遅角できずエンジン出力の増加すなわちトルクショックを回避できなくなるおそれがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、全筒運転から減筒運転への切替時にトルクショックが発生するのを抑制しつつ燃費性能を高めることのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、複数の気筒を有し、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能であるとともに、各気筒内で均質燃焼が実施されるエンジンを制御する装置であって、各気筒に設けられてこれら気筒内の混合気に点火を行う点火手段と、各気筒に設けられてこれら気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段と、上記点火手段、燃料噴射手段および吸気量変更手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、上記吸気量変更手段によって各気筒の吸気量を当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時の吸気量よりも多い減筒運転時の吸気量に増大させる吸気量増大制御を実施し、当該吸気量増大制御の終了後に減筒運転を開始させるとともに、上記吸気量増大制御の実施中において、各気筒の吸気量が予め設定された基準量未満の間は、各気筒の吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更しながら各気筒内で均質燃焼を実施し、各気筒の吸気量が上記基準量以上となった後は、上記燃料噴射手段によって少なくとも圧縮行程中に燃料を噴射させて各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替えることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、各気筒の吸気量を減筒運転時の吸気量まで増大させる吸気量増大制御を実施した後に減筒運転を開始させているため、減筒運転開始時に稼働気筒の吸気量を確保して稼働気筒の出力すなわちエンジントルクが低下するのを抑制することができる。

しかも、本発明では、上記吸気量増大制御の実施中に、燃料を圧縮行程中に噴射させて各気筒内での燃焼を成層燃焼としている。そのため、点火時期を遅角側に変更することなく吸気量増大に伴うエンジン出力の増大を抑制することができ、燃費性能を高めることができる。

具体的には、均質燃焼では、上記のように吸気量を増大させた場合、これに合わせて噴射量を増大させねばならず、これらの増加に伴うエンジン出力の増大を抑制するために点火時期を遅角させる必要があり、燃費性能が悪化する。これに対して、本発明では、上記のように、吸気量の増大時に成層燃焼を実施している。すなわち、燃焼形態を、点火手段周りの混合気の空気過剰率を小さい状態にすることで気筒内全体では混合気の空気過剰率を比較的高い状態にしながら混合気を燃焼させる形態としている。そのため、吸気量の増大に合わせて噴射量の増大および点火時期の遅角を行う必要がなく高い燃費性能を確保することができる。

さらに、本発明では、上記吸気量増大制御の実施中において、各気筒の吸気量が予め設定された基準量未満の間は、各気筒の吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更しながら各気筒内で均質燃焼を実施し、各気筒の吸気量が上記基準量以上となった後に各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替える。

そのため、全筒運転から減筒運転への切替時において、燃費性能を高めつつ安定した燃焼を確保することができる。

すなわち、吸気量が少ない状態で成層燃焼を実施した場合には、点火手段周りの混合気が過剰にリッチになり適切な燃焼が実現できないおそれがある。これに対して、上記構成では、吸気量が基準量以上に確保された状態で成層燃焼を実施しているため、適切な燃焼を確保しつつ燃費性能を高めることができる。

この構成において、上記制御手段は、上記吸気量増大制御の実施中に各気筒の吸気量が上記基準量以上になると、上記点火手段の点火時期を直前の均質燃焼時の点火時期よりも進角側の時期としながら各気筒内で成層燃焼を実施するとともに、上記燃焼噴射手段により各気筒に噴射される燃料量を、エンジントルクがこの成層燃焼への切替直前のエンジントルクと同一になるような量に制御するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、成層燃焼実施時において、点火時期を進角側にしつつ燃料量の減少によってエンジントルクの増大を抑制することができるため、より確実に燃費性能を高めることができる。

また、本発明において、各気筒の空気過剰率としては、均質燃焼実施時には１近傍とし、成層燃焼実施時には１より大きい値にするものが挙げられる（請求項３）。

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、全筒運転から減筒運転への切替時にトルクショックが発生するのを抑制しつつ燃費性能を高めることができる。

本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す概略平面図である。 エンジン本体の断面図である。 （ａ）ピボッド部がロック状態のときの弁停止機構を示す図である。（ｂ）ピボット部がロック解除状態に移行する前の弁停止機構を示す図である。（ｃ）ピボッド部がロック解除状態のときの弁停止機構を示す図である。 弁停止機構の作動油の経路を示した図である。 エンジンの制御系統を示すブロック図である。 全筒運転領域と減筒運転領域とを示した図である。 全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御手順を示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。 本発明の比較例に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。

（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明の制御装置が適用されるエンジンの一実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、直線状に並ぶ４つの気筒２Ａ〜２Ｄを有する直列４気筒型のエンジン本体１と、エンジン本体１に空気を導入するための吸気通路３０と、エンジン本体１で生成された排気ガスを排出するための排気通路３５とを備えている。

図２は、エンジン本体１の断面図である。本図に示すように、エンジン本体１は、上記４つの気筒２Ａ〜２Ｄが内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上側に設けられたシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上側に設けられたカムキャップ５と、各気筒２Ａ〜２Ｄに往復摺動可能に挿入されたピストン１１とを有している。

ピストン１１の上方には燃焼室１０が形成されており、この燃焼室１０には、インジェクタ（燃料噴射手段）１２（図１）から噴射されるガソリンを主成分とする燃料が供給される。そして、供給された燃料が燃焼室１０で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン１１が上下方向に往復運動するようになっている。

ピストン１１は、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸１５とコネクティングロッド１４を介して連結されており、ピストン１１の往復運動に応じてクランク軸１５が中心軸回りに回転するようになっている。

図１に示すように、シリンダヘッド４には、上記のように各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室１０に向けて燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ１２と、インジェクタ１２から噴射された燃料と空気との混合気を火花放電によって点火する点火プラグ（点火手段）１３とが設けられている。なお、当実施形態では、１気筒につき１つの割合で合計４個のインジェクタ１２が設けられるとともに、同じく１気筒につき１つの割合で合計４個の点火プラグ１３が設けられている。

当実施形態のような４サイクル４気筒のガソリンエンジンでは、各気筒２Ａ〜２Ｄに設けられたピストン１１がクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって上下運動する。これに対応して、各気筒２Ａ〜２Ｄでの点火のタイミングも、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、図１の左側から順に、気筒２Ａを第１気筒、気筒２Ｂを第２気筒、気筒２Ｃを第３気筒、気筒２Ｄを第４気筒とすると、第１気筒２Ａ→第３気筒２Ｃ→第４気筒２Ｄ→第２気筒２Ｂの順に点火が行われる。

なお、当実施形態のエンジンは、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのうちの２つを燃焼させずに休止させ、残りの２つの気筒を稼動させる運転、つまり減筒運転が可能な可変気筒エンジンである。このため、上記のような点火順序は、減筒運転ではない通常の運転時（４つの気筒２Ａ〜２Ｄを全て稼動させる全筒運転時）のものである。一方、減筒運転時には、点火順序が連続しない２つの気筒（当実施形態では第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄ）において点火プラグ１３の点火動作が禁止され、１つ飛ばしで点火が行われるようになる。

図１および図２に示すように、シリンダヘッド４には、吸気通路３０から供給される空気（吸気）を各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室１０に導入するための吸気ポート６と、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼室１０で生成された排気ガスを排気通路３５に導出するための排気ポート７と、吸気ポート６を通じた吸気の導入を制御するために吸気ポート６の燃焼室１０側の開口を開閉する吸気弁８と、排気ポート７からのガス排出を制御するために排気ポート７の燃焼室１０側の開口を開閉する排気弁９とが設けられている。なお、当実施形態では、１気筒につき２つの割合で合計８個の吸気弁８が設けられるとともに、同じく１気筒につき２つの割合で合計８個の排気弁９が設けられている。

図１に示すように、吸気通路３０は、気筒２Ａ〜２Ｄの各吸気ポート６と連通する４本の独立吸気通路３１と、各独立吸気通路３１の上流端部（吸気の流れ方向上流側の端部）に共通に接続されたサージタンク３２と、サージタンク３２から上流側に延びる１本の吸気管３３とを有している。吸気管３３の途中部には、吸気管３３内の通路を開閉可能なスロットルバルブ３４ａが設けられている。吸気管３３には、スロットルバルブ３４ａを駆動するためのバルブアクチュエータ３４ｂが設けられており、スロットルバルブ３４ａは、バルブアクチュエータ３４ｂにより開閉される。スロットルバルブ３４ａの開閉によりエンジン本体１に導入される吸気の流量は変更され、このスロットルバルブ３４ａおよびバルブアクチュエータ３４ｂは、各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段として機能する。

排気通路３５は、気筒２Ａ〜２Ｄの各排気ポート７と連通する４本の独立排気通路３６と、各独立排気通路３６の下流端部（排気ガスの流れ方向下流側の端部）が１箇所に集合した集合部３７と、集合部３７から下流側に延びる１本の排気管３８とを有している。

（２）動弁機構
次に、吸気弁８および排気弁９を開閉させるための機構について、図２および図３を用いて詳しく説明する。吸気弁８および排気弁９は、それぞれ、シリンダヘッド４に配設された一対の動弁機構２８、２９により、クランク軸１５の回転に連動して開閉駆動される。

吸気弁８用の動弁機構２８は、吸気弁８を閉方向（図２の上方）に付勢するリターンスプリング１６と、クランク軸１５の回転に連動して回転するカム軸１８と、カム軸１８と一体に回転するように設けられたカム部１８ａと、カム部１８ａにより周期的に押圧されるスイングアーム２０と、スイングアーム２０の揺動支点となるピボット部２２とを有している。

同様に、排気弁９用の動弁機構２９は、排気弁９を閉方向（図２の上方）に付勢するリターンスプリング１７と、クランク軸１５の回転に連動して回転するカム軸１９と、カム軸１９と一体に回転するように設けられたカム部１９ａと、カム部１９ａにより周期的に押圧されるスイングアーム２１と、スイングアーム２０の揺動支点となるピボット部２２とを有している。

上記のような動弁機構２８、２９により、吸気弁８および排気弁９は次のようにして開閉駆動される。すなわち、クランク軸１５の回転に伴いカム軸１８、１９が回転すると、スイングアーム２０、２１の略中央部に回転自在に設けられたカムフォロア２０ａ、２１ａがカム部１８ａ、１９ａによって周期的に下方に押圧されるとともに、スイングアーム２０、２１がその一端部を支持するピボット部２２を支点にして揺動変位する。これに伴い、当該スイングアーム２０、２１の他端部がリターンスプリング１６、１７の付勢力に抗して吸排気弁８、９を下方に押圧し、これによって吸排気弁８、９が開弁する。一度開弁された吸排気弁８、９は、リターンスプリング１６、１７の付勢力により再び閉弁位置まで戻される。

ピボット部２２は、自動的にバルブクリアランスをゼロに調整する公知の油圧式ラッシュアジャスタ２４、２５（以降、Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｌａｓｈ Ａｄｊｕｓｔｅｒの頭文字をとって「ＨＬＡ」と略称する）により支持されている。このうち、ＨＬＡ２４は、気筒列方向の中央側にある第２気筒２Ｂおよび第３気筒２Ｃのバルブクリアランスを自動調整するものであり、ＨＬＡ２５は、気筒列方向の両端にある第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄのバルブクリアランスを自動調整するものである。

第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄ用のＨＬＡ２５は、エンジンの減筒運転か全筒運転かに応じて吸排気弁８、９を開閉動作させるか停止させるかを切り替える機能を有している。すなわち、ＨＬＡ２５は、エンジンの全筒運転時には第１、第４気筒２Ａ、２Ｄの吸排気弁８、９を開閉動作させる一方、エンジンの減筒運転時には、第１、第４気筒２Ａ、２Ｄの吸排気弁８、９を閉弁状態のまま停止させる。このため、ＨＬＡ２５は、吸排気弁８、９の開閉動作を停止させるための機構として、図３に示される弁停止機構２５ａを有している。これに対し、第２気筒２Ｂおよび第３気筒２Ｃ用のＨＬＡ２４は、弁停止機構２５ａを備えておらず、吸排気弁８、９の開閉動作を停止させる機能を有していない。以下では、これらＨＬＡ２４、２５を区別するために、弁停止機構２５ａを備えたＨＬＡ２５
のことを、特にＳ−ＨＬＡ２５（Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ−Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｌａｓｈ Ａｄｊｕｓｔｅｒの略）という。

Ｓ−ＨＬＡ２５の弁停止機構２５ａは、ピボット部２２を軸方向に摺動自在に収納する有底の外筒２５１と、外筒２５１の周面に互いに対向するように設けられた２つの貫通孔２５１ａを出入り可能でかつピボット部２２をロック状態またはロック解除状態に切替可能な一対のロックピン２５２と、これらロックピン２５２を径方向外側へ付勢するロックスプリング２５３と、外筒２５１の内底部とピボット部２２の底部との間に設けられ、ピボット部２２を外筒２５１の上方に押圧して付勢するロストモーションスプリング２５４とを備えている。

図３（ａ）に示すように、ロックピン２５２が外筒２５１の貫通孔２５１ａに嵌合しているときは、ピボット部２２が上方に突出したまま固定されたロック状態にある。このロック状態では、図２に示すように、ピボット部２２の頂部がスイングアーム２０、２１の揺動支点となるため、カム軸１８、１９の回転によりカム部１８ａ、１９ａがカムフォロア２０ａ、２１ａを下方に押圧したときに、吸排気弁８、９がリターンスプリング１６、１７の付勢力に抗して下方に変位し、吸排気弁８、９が開弁される。このため、４つの気筒２Ａ〜２Ｄを全て稼働させる全筒運転時には、ピボット部２２がロック状態とされることにより、第１、第４気筒２Ａ、２Ｄの吸排気弁８、９が開閉駆動される。

上記のようなロック状態を解除するには、一対のロックピン２５２を径方向内側に押圧する。すると、図３（ｂ）に示すように、ロックスプリング２５３の引張力に抗して、一対のロックピン２５２が互いに接近する方向（外筒２５１の径方向内側）に移動する。これにより、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとの嵌合が解除され、ピボット部２２が軸方向に移動可能なロック解除状態となる。

このロック解除状態への変化に伴い、ピボット部２２がロストモーションスプリング２５４の付勢力に抗して下方に押圧されることにより、図３（ｃ）に示すような弁停止状態が実現される。すなわち、吸排気弁８、９を上方に付勢するリターンスプリング１６、１７の方が、ピボット部２２を上方に付勢するロストモーションスプリング２５４よりも強い付勢力を有しているので、上記ロック解除状態では、カム軸１８、１９の回転に伴いカム部１８ａ、１９ａがカムフォロア２０ａ、２１ａを下方に押圧したときに、吸排気弁８、９の頂部がスイングアーム２０、２１の揺動支点となり、ピボット部２２がロストモーションスプリング２５４の付勢力に抗して下方に変位する。つまり、吸排気弁８、９は閉弁された状態に維持される。このため、第１、第４気筒２Ａ、２Ｄを休止させる減筒運転時には、弁停止機構２５ａがロック解除状態とされることにより、第１、第４気筒２Ａ、２Ｄの吸排気弁８、９の開閉動作が停止され、当該吸排気弁８、９が閉弁状態に維持される。

弁停止機構２５ａは油圧駆動式であり、弁停止機構２５ａ、より詳細には、弁停止機構２５ａのロックピン２５２は、油圧により駆動される。ロックピン２５２は、供給される油圧に応じて貫通孔２５１ａを出入りし、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとが嵌合／嵌合解除される。

図４に示すように、弁停止機構２５ａには、オイルポンプ４１から作動油が供給される。オイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路にはソレノイドバルブ４２が設けられており、このソレノイドバルブ４２がオイルポンプ４１から弁停止機構２５ａに供給される油圧を変更する。具体的には、ソレノイドバルブ４２に通電されていない状態すなわちソレノイドバルブ４２がＯＦＦの状態では、ソレノイドバルブ４２によりオイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路は閉止され、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとは嵌合され、ピボット部２２はロックされ、これに伴い吸排気弁は開閉駆動される。一方、ソレノイドバルブ４２に通電された状態すなわちソレノイドバルブ４２がＯＮの状態では、オイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路は開通され、ロックピン２５２と外筒２５１の貫通孔２５１ａとは嵌合解除され、ピボット部２２はロック解除され、これに伴い吸排気弁は閉弁保持される。

本実施形態では、１つの気筒に対して１つの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２が設けられており、合計２つの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２が設けられている。そして、一方の弁停止機構用ソレノイドバルブ４２が、第１気筒２Ａの吸気弁８に設けられた弁停止機構２５ａおよび第１気筒２Ａの排気弁９に設けられた弁停止機構２５ａに供給する油圧を同時に変更し、他方の弁停止機構用ソレノイドバルブ４２が、第４気筒２Ｄの吸気弁８に設けられた弁停止機構２５ａおよび第４気筒２Ｄの排気弁９に設けられた弁停止機構２５ａに供給する油圧を同時に変更する。

（３）制御系統
次に、エンジンの制御系統について説明する。当実施形態のエンジンは、その各部が図５に示されるＥＣＵ（エンジン制御ユニット、制御手段）５０によって統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサである。

エンジンおよび車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。

例えば、シリンダブロック３には、クランク軸１５の回転角度（クランク角）および回転速度を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。このクランク角センサＳＮ１は、クランク軸１５と一体に回転する図略のクランクプレートの回転に応じてパルス信号を出力するものであり、このパルス信号に基づいて、クランク軸１５の回転角度および回転速度すなわちエンジン回転数が特定されるようになっている。

シリンダヘッド４にはカム角センサＳＮ２が設けられている。カム角センサＳＮ２は、カム軸（１８または１９）と一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するものであり、この信号と、クランク角センサＳＮ１からのパルス信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるかという気筒判別情報が特定されるようになっている。

吸気通路３０のサージタンク３２には、サージタンク３２を通過して各気筒２Ａ〜２Ｄに導入される空気量である吸気量を検出する吸気量センサＳＮ３が設けられているとともに、サージタンク３２内の圧力を検出する吸気圧センサＳＮ４が設けられている。

車両には、運転者により操作される図外のアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサＳＮ５が設けられている。また、エンジン本体１を冷却する冷却液の温度（エンジン水温）を検出する水温センサＳＮ６が設けられている。

ＥＣＵ５０は、これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ６と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報（エンジン回転数、気筒情報、吸気量、吸気圧、アクセル開度、エンジン水温）を取得する。

そして、ＥＣＵ５０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ６からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２、点火プラグ１３、バルブアクチュエータ３４ｂ（スロットルバルブ３４ａ）、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２（弁停止機構２５ａ）と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。なお、当実施形態では、１気筒につき１組の割合で合計４組のインジェクタ１２および点火プラグ１３が存在するが、図５では、インジェクタ１２および点火プラグ１３をそれぞれ１つのブロックで表記している。また、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２は、第１気筒２Ａの弁停止機構２５ａと、第４気筒２Ｄの弁停止機構２５ａとに対してそれぞれ１つずつ設けられており、合計２つの弁停止機構用ソレノイドバルブ４２が存在するが、図５ではこれを１つのブロックで表記している。

ＥＣＵ５０のより具体的な機能について説明する。ＥＣＵ５０は、機能的要素として、運転要求判定部５１、スロットルバルブ制御部５２、点火プラグ制御部５３、インジェクタ制御部５４、弁停止機構制御部５５、減筒運転開始判定部５６を有している。

運転要求判定部５１は、アクセル開度センサＳＮ５、クランク角センサＳＮ１、水温センサＳＮ６の検出値等から特定されるエンジンの運転条件（エンジン負荷、エンジン回転数、エンジン水温等）に基づいて、エンジンの減筒運転および全筒運転のいずれを選択するかを判定するものである。例えば、図６に示すように、運転要求判定部５１は、エンジン負荷およびエンジン回転数が比較的低い特定の運転領域Ａ１にあるときに、第１、第４気筒２Ａ、２Ｄを休止させる（第２、第３気筒２Ｂ、２Ｃのみを稼働させる）減筒運転の要求があると判定する。逆に、エンジン負荷およびエンジン回転数が上記特定の運転領域Ａ１を除く残余の運転領域Ａ２にあるときには、第１〜第４気筒２Ａ〜２Ｄを全て稼働させる全筒運転の要求があると判定する。また、運転要求判定部５１は、冷間時や加減速が激しい場合には、全筒運転を実施すると判定する。例えば、運転要求判定部５１は、水温センサＳＮ６により検出されたエンジン水温が所定値以下の場合や、アクセル開度センサＳＮ５により検出されたアクセル開度の変化率が大きい場合には、全筒運転を実施すると判定する。

ここで、本装置では、運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への要求があったと判定されても、すぐには減筒運転を開始せず、減筒運転へ向けた準備制御を実施し、この準備制御終了後に減筒運転を開始する。上記減筒運転開始判定部５６は、この準備制御を終了して減筒運転を開始するか否かを判定するものであり、吸気量等によって判定を行う。準備制御の具体的な制御内容および減筒運転開始判定部５６の具体的な判定手順については後述する。

スロットルバルブ制御部５２は、スロットルバルブ３４ａの開度すなわち各気筒の吸気量を制御するものである。

点火プラグ制御部５３は、点火プラグ１３の点火タイミング等を制御するものである。

インジェクタ制御部５４は、インジェクタ１２を制御するものであり、インジェクタ１２から各気筒２Ａ〜２Ｄ（各気筒の燃焼室１０）に噴射する燃料量である噴射量および噴射タイミングを制御する。

弁停止機構制御部５５は、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２を制御してＳ−ＨＬＡ２５の弁停止機構２５ａに供給される油圧すなわち第１、第４気筒２Ａ、２Ｄの吸排気弁８、９の開閉動作を変更するものである。

これら制御部５２〜５５の制御内容の詳細について次に説明する。

（４）制御内容
（４−１）基本制御
まず、準備制御実施時以外、すなわち通常の全筒運転時および減筒運転時における各制御部の制御内容について説明する。

スロットルバルブ制御部５２は、アクセル開度センサＳＮ５の検出値すなわちアクセルペダルの踏込操作量に応じて設定された目標トルクを実現するように、バルブアクチュエータ３４ｂを制御して、スロットルバルブ３４ａの開度を変更する。

具体的には、スロットルバルブ制御部５２は、目標トルクに基づき、この目標トルクを実現するために必要な充填効率である要求シリンダ充填効率を求めるとともに、この要求シリンダ充填効率を実現するために必要な吸気通路３０内の空気量である吸気通路内要求空気量を求める。詳細には、吸気通路内要求空気量は、要求シリンダ充填効率と、エンジンの運転状態（エンジン回転数等）に応じて予め設定されたサージタンク基準体積効率とに基づいて算出される。

次に、スロットルバルブ制御部５２は、吸気通路内要求空気量と、現在の吸気通路３０内の空気量と、吸気通路３０内から気筒に吸入される空気流量とに基づいて、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量の目標値である要求スロットル通過空気流量を求める。そして、スロットルバルブ制御部５２は、この要求スロットル通過空気流量に基づいて、この空気流量を実現するために必要なスロットルバルブの開度（目標スロットルバルブ開度）を算出して、この開度となるように、スロットルバルブ３４ａの開度を制御する。

目標スロットルバルブ開度は、例えば、ベルヌーイの定理を利用して算出することができる。すなわち、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量は、スロットルバルブ３４ａの開度と、スロットルバルブ３４ａの上流側と下流側との圧力比（上流側に対する下流側の圧力の割合、以下、スロットル上下流圧力比という）によって決まるため、スロットルバルブ３４ａの上流側と下流側の圧力をセンサによって検出し、この検出値と、要求スロットル通過空気流量とに基づいて、目標スロットルバルブ開度を算出することができる。具体的には、スロットルバルブ３４ａの開度と、スロットルバルブ上下流圧力比と、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量とを予め求めてこれらの関係をマップで記憶しておき、このマップから、検出したスロットル上下流圧力比と、要求スロットル通過空気流量とに対応するスロットルバルブ３４ａの開度を抽出して、目標スロットルバルブ開度に設定すればよい。例えば、このマップは、スロットルバルブ３４ａを通過する空気流量が一定の場合において、スロットルバルブ上下流圧力比が１に近いほどスロットルバルブ３４ａの開度が大きくなるように設定される。

ここで、減筒運転時は、エンジン出力を発生させる稼働気筒の数が減少するため、全筒運転時と同様のエンジン出力を発生させるためには、稼働している気筒（第２、第３気筒２Ｂ、２Ｃ）の１気筒あたりの出力を、全筒運転時における１気筒あたりの出力よりも大きくする必要がある。そのため、減筒運転時には、１気筒あたりの出力（発生トルク）を増大させる必要があり、これに伴い各気筒の吸気量を増大させる必要がある。すなわち、減筒運転時の１気筒あたりの吸気量の目標値は、全筒運転時の１気筒あたりの吸気量の目標値よりも大きくなる。そして、各気筒の吸気量を増大させるためには、吸気通路３０内の圧力（スロットルバルブ３４ａよりも下流側の圧力）を全筒運転時よりも高い状態にする必要がある。そのため、結果として、減筒運転時には、スロットルバルブ上下流圧力比は、全筒運転時よりも１に近い値となり、減筒運転時のスロットルバルブ３４ａの開度は、全筒運転時の開度よりも大きい側（開き側）に制御される。

点火プラグ制御部５３は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の点火プラグ１３の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているとき、点火プラグ制御部５４は、全ての気筒２Ａ〜２Ｄの点火プラグ１３を駆動して点火を実行する。一方、エンジンが減筒運転されているとき、点火プラグ制御部５３は、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の点火プラグ１３の駆動を禁止する。

また、点火プラグ制御部５３は、点火プラグ１３を稼働させる場合において、運転条件に応じて点火時期を決定して点火プラグ１３に指示を出す。具体的には、点火プラグ制御部５３には、エンジン回転数とエンジン負荷とについて予め設定された点火時期のマップが記憶されており、点火プラグ制御部５３は、このマップからエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた点火時期を抽出するとともに、抽出した点火時期を吸気圧センサＳＮ４の検出値等に基づいて補正して、点火時期を決定する。上記点火時期のマップは、減筒運転用と全筒運転用の２種類用意されており、運転に応じたマップが使用される。各マップに記憶されている点火時期は、各運転条件におけるＭＢＴ（最適点火時期：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）すなわちエンジン出力が最も高くなる時期付近に設定されている。

インジェクタ制御部５４は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）のインジェクタ１２の制御を切り替える。すなわち、インジェクタ制御部５４は、エンジンが全筒運転されているときは、全ての気筒２Ａ〜２Ｄのインジェクタ１２を駆動して燃料噴射を実行する一方、エンジンが減筒運転されているときは、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）での燃焼を停止させるために、当該気筒の燃料噴射を禁止する。

インジェクタ制御部５４は、インジェクタ１２に燃料噴射を実行させる場合には、運転条件に応じて噴射量および噴射タイミングを決定してインジェクタ１２に指示を出す。

本実施形態では、通常運転時は、気筒内の空気過剰率λが１となる均質燃焼すなわち理論空燃比下での均質燃焼を実施する。そのため、インジェクタ制御部５４は、通常運転時では、各気筒の吸気量に基づき気筒内の空気過剰率λがほぼ１となる燃料量を噴射量として決定する。なお、各気筒の吸気量は、吸気量センサＳＮ３の検出値等に基づいて推定される。また、インジェクタ制御部５４は、通常運転時では、噴射タイミングを吸気行程中の所定のタイミングに決定する。このように、本実施形態では、通常運転時は、吸気行程中に空気過剰率λがほぼ１となるような燃料量が気筒内に噴射されて均質燃焼が実施される。

弁停止機構制御部５５は、減筒運転か全筒運転かに応じて弁停止機構用ソレノイドバルブ４２の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているときは、弁停止機構制御部５５は、ソレノイドバルブ４２をＯＦＦ状態として全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁８、９の開閉を可能とする一方、エンジンが減筒運転されているときは、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２をＯＮ状態として休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の吸排気弁８、９を閉弁保持させる。

（４−２）準備制御
（ｉ）制御内容
上記のように、減筒運転では、稼働している気筒の１気筒あたりの出力を全筒運転時よりも大きくするべく、１気筒あたりの吸気量が増大される。しかしながら、吸気量の変化には遅れがあるため、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後すぐさま休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の燃焼を停止して減筒運転を開始したのでは、稼働気筒（第２、第３気筒２Ｂ、２Ｃ）の吸気量が不足してエンジントルクが低下し、トルクショックが生じるおそれがある。準備制御は、このトルクショックの発生を回避するためのものであり、上記運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されると開始される。

スロットルバルブ制御部５２は、準備制御として、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量となるようにスロットルバルブ３４ａの開度を変更する制御（吸気量増大制御）を実施する。上記のとおり、減筒運転時の１気筒あたりの吸気量は、準備制御が実施されていない通常の全筒運転時の量よりも多く設定されている。そのため、スロットルバルブ制御部５２は、準備制御として、スロットルバルブ３４ａの開度を通常の全筒運転時の開度すなわち全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出される直前の開度よりも開き側に制御する。

本実施形態では、スロットルバルブ制御部５２は、準備制御として、（４−１）で説明した減筒運転時における制御と同様の制御を実施しており、上記切り替え要求があったと判定されると、スロットルバルブ３４ａの開度を、減筒運転時の開度であって全筒運転時の開度よりも開き側の開度に変更する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ制御部５２は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されると、すぐさま、減筒運転時の制御を開始する。

弁停止機構制御部５５は、準備制御として、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２をＯＦＦ状態として、全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁の開閉を可能とする制御を実施する。すなわち、弁停止機構制御部５５は、上記運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、すぐには、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２をＯＮ状態とせず、全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁８、９を開閉可能とする。

また、インジェクタ制御部５４および点火プラグ制御部５３は、準備制御として、全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼が実施されるようにインジェクタ１２および点火プラグ１３を制御する。すなわち、インジェクタ制御部５４および点火プラグ制御部５３は、上記運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、すぐには、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の燃料噴射および点火を停止せず、全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃料噴射および点火を実施する。

このように、本装置では、運転要求判定部５１によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、準備制御の実施によって全ての気筒２Ａ〜２Ｄの吸排気弁８、９が開閉駆動されるとともに全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼が実施される。

ここで、上記のように、準備制御では、スロットルバルブ制御部５２によって１気筒あたりの吸気量が増大されて通常の全筒運転時の吸気量よりも多くされる。そのため、このように吸気量が多い状態で、仮に、全ての気筒２Ａ〜２Ｄで通常の全筒運転時と同様の燃焼すなわち空気過剰率λが１付近の均質燃焼を実施しようとすると、吸気量に合わせて燃料量を増加せねばならず、エンジン出力が過大になってしまう。具体的には、燃料量の増加に伴い、エンジン出力すなわちエンジントルクが通常の全筒運転時の出力すなわち準備制御開始直前のエンジン出力であって運転者等から要求されているエンジン出力よりも高くなってしまう。

そこで、本装置では、準備制御中は、各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替える。当実施形態では、準備制御中、各気筒の空気過剰率λを１より大きい値としながら成層燃焼を実施する。すなわち、成層燃焼は、気筒内の混合気全体の空気過剰率を比較的高くしつつ、点火プラグ１３周りに燃焼可能な混合気であって空気過剰率が比較的低い混合気を形成して混合気の適切な燃焼を可能とする燃焼形態である。そのため、成層燃焼を実施すれば、吸気量の増大に合わせて燃料量を増大させる必要がなく、エンジン出力の増大を回避することができる。

ただし、準備制御開始直後であって吸気量が比較的少ない条件下において、成層燃焼を実施し、気筒内の混合気全体をリーン（空気過剰率が高い状態）にしつつ点火プラグ１３周りに燃焼可能な混合気を形成しようとすると、点火プラグ１３周りの混合気が過剰にリッチ（空気過剰率が低い状態）になり失火等が生じるおそれがある。

そこで、本装置では、準備制御の開始後、吸気量が予め設定された基準量以上となるまでは成層燃焼を行わず空気過剰率λ＝１の均質燃焼を実施する。そして、吸気量の増大に合わせて噴射量を増大させるとともに、これらの増大に伴うエンジン出力すなわちエンジントルクの増大を、点火時期の遅角により抑制する。詳細には、点火時期を、通常の全筒運転時の点火時期すなわち通常の全筒運転時のＭＢＴよりも遅角側に制御する。なお、上記基準量は、安定した成層燃焼が可能となる吸気量であり、予め実験等により設定されている。

上記の制御はインジェクタ制御部５４および点火プラグ制御部５３により実施される。

具体的には、準備制御が開始されてから（全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されてから）各気筒の吸気量が基準量を超えるまでの期間、インジェクタ制御部５４は、通常の全筒運転時と同様の制御を実施する。すなわち、インジェクタ制御部５４は、各気筒の吸気量に基づき気筒内の空気過剰率λがほぼ１となる燃料量を噴射量として決定するとともに、噴射タイミングを吸気行程中の所定のタイミングに決定する。そして、この期間、点火プラグ制御部５３は、通常の全筒運転時の吸気量に対して吸気量がどれだけ増加したかを算出し、この吸気量の増加量、詳細には、この吸気量の増加量に対応するエンジン出力（エンジントルク）の増加量、に対応する点火時期の遅角量を算出し、通常の全筒運転時の点火時期（ＭＢＴ付近の時期）から算出した遅角量だけ遅角させた時期を点火時期として決定する。本実施形態では、点火プラグ制御部５３は、各運転条件（エンジン回転数、エンジン負荷等）について予め設定された吸気量の増加量と遅角量とのマップを記憶しており、このマップから、運転条件と算出した吸気量の増加量とに対応する遅角量を抽出する。

一方、各気筒の吸気量が基準量以上となると、インジェクタ制御部５４は、現在のエンジン出力（均質燃焼から成層燃焼への切替直前のエンジン出力）を維持しつつ成層燃焼を実現できる噴射量を算出する。すなわち、インジェクタ制御部５４は、吸気量センサＳＮ３で検出された吸気量に基づいて、各気筒内の全体の空気過剰率λがλ＞１となるような噴射量であって、成層燃焼実施時にＭＢＴ付近で点火した場合に現在のエンジン出力すなわちエンジントルク（運転者から要求されているエンジン出力すなわちエンジントルク）を得ることのできる噴射量を算出する。ここで、成層燃焼用の噴射量は、気筒内全体の空気過剰率λが１より大きくなる量に設定されている。

また、各気筒の吸気量が基準量以上となると、インジェクタ制御部５４は、噴射タイミングを圧縮行程に設定された所定時期に決定する。本実施形態では、噴射タイミングは圧縮行程の後期とされる。

そして、各気筒の吸気量が基準量以上となると、点火プラグ制御部５３は、通常の全筒運転時の点火時期（ＭＢＴ付近の時期）から遅角側としていた点火時期を進角側に戻す。すなわち、点火時期を均質燃焼から成層燃焼への切替直前の点火時期よりも進角側の時期に変更する。本実施形態では、点火プラグ制御部５３は、成層燃焼時におけるＭＢＴ付近の時期を点火時期とする。

（ｉｉ）準備制御終了および減筒運転開始タイミング
上記準備制御は、上記減筒運転開始判定部５６により準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定されるまで実施される。

本実施形態では、減筒運転開始判定部５６は、１気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量まで増加すると、準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定する。

（ｉｉｉ）準備制御の流れ
ＥＣＵ５０により実施される以上の準備制御の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１において、各センサの検出値により特定される、エンジン負荷、エンジン回転数、エンジン水温（水温）、アクセル開度、吸気量等の読み込みが行われる。次に、ステップＳ２において、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったかどうかが判定される。上記のとおり、この判定は運転要求判定部５１により行われ、運転要求判定部５１は、エンジン負荷、エンジン回転数が所定の運転領域にあるか、エンジン水温が所定の温度以上か、アクセル開度の変化率が所定値以上か否か等によって、全筒運転から減筒運転への要求があったかどうかを判定する。

ステップＳ２の判定がＮＯであって、全筒運転から減筒運転への切り替え要求がない（全筒運転から減筒運転へ移行すべきではない）と判定された場合は、ステップＳ３に進み、全筒運転を維持する。一方、ステップＳ２の判定がＹＥＳであって、全筒運転から減筒運転への要求があった場合は、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、オイルポンプ４１により、オイルポンプ４１と弁停止機構２５ａとの間の油路、詳細には、オイルポンプ４１と弁停止機構用ソレノイドバルブ４２との間の油路の油圧が高められる。これは、減筒運転開始時に、より確実に休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の吸排気弁８、９を閉弁保持するためである。なお、このように減筒運転開始前において、オイルポンプ４１と弁停止機構用ソレノイドバルブ４２との間の油路の油圧は高められるが、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２がＯＦＦ状態であるため、この時点では、弁停止機構２５ａのロックピン２５２と上記貫通孔２５１ａとは嵌合解除された状態に維持され、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の吸排気弁８、９は開閉駆動する。

ステップＳ４の次に進むステップＳ５では、吸気量が減筒運転時の吸気量に向けて増大される。本実施形態では、上記のように、スロットルバルブ制御部５２によって、スロットルバルブ３４ａの開度が通常の全筒運転時よりも開き側の減筒運転時の開度に変更され、これにより吸気量が減筒運転時の量に向けて増大される。

ステップＳ５の次に進むステップＳ６では、噴射量が増大されるとともに点火時期が通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側にされる。本実施形態では、上記のように、インジェクタ制御部５４によって、吸気量の増大に合わせて気筒内の空気過剰率λがほぼ１となるように噴射量が増大される。また、点火プラグ制御部５３によって、点火時期が、全筒運転時（準備制御開始時）の吸気量から吸気量が増大した量に対応した時期だけ、通常の全筒運転時の点火時期から遅角される。

ステップＳ６の次に進むステップＳ７では、１気筒あたりの吸気量が上記基準量以上となったか否かが判定される。ステップＳ７の判定がＮＯの場合は、ステップＳ５に戻り、ステップＳ７での判定がＹＥＳとなるまで、ステップＳ５、Ｓ６を繰り返す。一方、ステップＳ７の判定がＹＥＳであって、吸気量が上記基準量以上に増加した場合は、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、吸気量が増大されつつ成層燃焼が実施される。本実施形態では、スロットルバルブ制御部５２によって、スロットルバルブ３４ａの開度が減筒運転時の開度に維持されて吸気量の増大が継続される。また、インジェクタ制御部５４によって、噴射量が、気筒内全体の空気過剰率λが１より大きい値となる量であってエンジン出力（エンジントルク）を維持しつつ成層燃焼が実現される量とされるとともに、噴射タイミングが圧縮行程中の所定タイミングに変更される。さらに、点火時期が、ステップＳ６における時期よりも進角側に戻され、成層燃焼時のＭＢＴ付近の時期とされる。

ステップＳ８の次に進むステップＳ９では、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となったか否かが判定される。ステップＳ９の判定がＮＯの場合は、ステップＳ８に戻り、ステップＳ９の判定がＹＥＳとなるまでステップＳ８を繰り返す。一方、ステップＳ９の判定がＹＥＳであって、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となると、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、減筒運転が開始される。すなわち、休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の点火および燃料噴射が停止され、弁停止機構用ソレノイドバルブ４２がＯＮとされて休止気筒（第１、第４気筒２Ａ、２Ｄ）の吸排気弁８、９が閉弁保持されるとともに、稼働気筒（第２、第３気筒２Ｂ、２Ｃ）の点火時期が通常の減筒運転時の時期（減筒運転時のＭＢＴ付近の時期）に切り替えられる。また、噴射量および噴射タイミングが通常の減筒運転時の量および時期であって空気過剰率λが１付近となり均質燃焼が実現される量および時期に切り替えられる。

（５）作用等
図８に、本実施形態における全筒運転から減筒運転への切り替え時の各パラメータの変化の一例を示す。また、図９に、比較例として、上記準備制御のうち成層燃焼の実施を省略して切替要求があってから減筒運転を開始するまでの間、点火時期の遅角制御を実施した場合の上記切り替え時の各パラメータの変化を示す。これら図において、最上部のグラフは、全筒運転から減筒運転への切り替えフラグの変化を示したものであり、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると０から１に変化する。

図８、図９のいずれの例においても、時刻ｔ１にて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、スロットルバルブ３４ａが開き側に変更され、これに伴い吸気量が増大していく。また、時刻ｔ１直後では、いずれにおいても、空気過剰率λ＝１の均質燃焼が実施されており、吸気量の増大に合わせて噴射量が増大される。また、この吸気量および噴射量の増大に合わせて点火時期が遅角される。この点火時期の遅角が行われることにより、時刻ｔ１直後、上記のように吸気量および噴射量は増大されるが、エンジン出力（エンジントルク）は増加せず上記切替要求直前のエンジン出力（エンジントルク）が維持される。

ここで、図９に示した例では、上記のように成層燃焼への切り替えが行われず吸気量が減筒運転時の吸気量となる時刻ｔ２まで均質燃焼が実施される。そのため、この例では、時刻ｔ２まで吸気量の増大に合わせて噴射量は増大され続け、これに合わせて点火時期が遅角され続ける。

なお、図９の例においても、図８に示した本実施形態に係る例と同様に、吸気量が減筒運転時の量となると、稼働（燃焼）気筒を２つに減らし、弁停止機構用ソレノイドバルブをＯＮとし、点火時期を通常の減筒運転時の時期とし、減筒運転を開始させるようにしている。

この図９に示したように、上記切り替え時においても均質燃焼が実施される場合では、吸気量を増大させながらエンジン出力の増加を回避するためには、上記切り替え要求があってから減筒運転が開始されるまでの期間、噴射量を増大し、かつ、点火時期を遅角させ続けねばならない。そのため、噴射された燃料の燃焼エネルギーの多くが有効なエンジン出力に変換されず、燃費が悪化する。

これに対して、図８に示した本実施形態に係る例では、吸気量が基準量となった時刻ｔ３にて成層燃焼に切り替えられ、噴射量が、エンジン出力が維持される（増減しない）量であって通常の全筒運転時の噴射量と同程度の量に戻され、点火時期がＭＢＴ付近にまで戻される。そして、吸気量が減筒運転時の吸気量となる時刻ｔ２までこの成層燃焼が実施される。

従って、図８に示した本実施形態に係る例では、吸気量が基準量となる時刻ｔ３から減筒運転が開始される時刻ｔ２までの間、図８に破線で示した噴射量であって図９の例における噴射量よりも噴射量を少なくすることができ、燃費性能を高めることができる。

以上のように、本実施形態では、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、エンジン出力（エンジントルク）の増加（変動）を抑制しながら、噴射量の増大を回避することができ、燃費性能を高めることができる。

また、本実施形態では、エンジン出力の変動をより確実に抑制することができる。具体的には、図９には、減筒運転が開始される時刻ｔ２までエンジン出力が維持されつつ点火時期が遅角され続ける場合を示したが、点火時期が過剰に遅角された場合には、失火が生じエンジン出力が変動するおそれがある。また、この失火を回避するために点火時期の遅角を制限した場合には、エンジン出力の増大が回避できなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、上記のように少なくとも吸気量が基準量となると（図８における時刻ｔ３以降）、点火時期が進角側に戻される。そのため、上記のような失火あるいは失火回避に伴うエンジン出力の変動を回避することができ、全筒運転から減筒運転への切り替え時におけるエンジン出力の変動をより確実に抑制することができる。

（６）変形例
ここで、上記実施形態では、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、まず、均質燃焼を実施して吸気量の増大に合わせて噴射量の増大および点火時期の遅角を行い、吸気量が基準量以上になった後に、成層燃焼に切り替える場合について説明したが、上記切り替え要求があった直後から成層燃焼に切り替えてもよい。このようにすれば、より燃費性能を高めることができる。

ただし、上記のように、吸気量が少ないために、成層燃焼を実施しようとすると点火プラグ周りの混合気が過剰にリッチになり失火等が生じる場合がある。そのため、このような場合には、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった直後であって吸気量が基準量未満の間は、均質燃焼を実施しながら点火時期の遅角を行うのが好ましい。

また、上記実施形態では、スロットルバルブ３４ａの開閉により吸気量を変更する場合、すなわち、準備制御においてスロットルバルブ３４ａを開き側に変更することで吸気量を増大させる場合について説明したが、吸気量を変更（増大）するための手段はこれに限らない。例えば、吸気弁８のバルブタイミングまたはバルブリフトを変更可能な手段を用い、このバルブタイミングやバルブリフトの変更によって吸気量を変更（増大）させてもよい。

また、上記実施形態では、４気筒ガソリンエンジンに本発明の制御装置を適用した例について説明したが、本発明の制御装置が適用可能なエンジンの形式はこれに限られない。例えば、６気筒や８気筒など、４気筒以外の多気筒エンジンを対象としてもよく、また、ディーゼルエンジン、エタノール燃料エンジンやＬＰＧエンジン等、他種の内燃機関を対象としてもよい。

１ エンジン本体
２Ａ〜２Ｄ 気筒
８ 吸気弁
９ 排気弁
１２ インジェクタ（燃料噴射手段）
１３ 点火プラグ（点火手段）
５０ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (3)

1. 複数の気筒を有し、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能であるとともに、各気筒内で均質燃焼が実施されるエンジンを制御する装置であって、
   各気筒に設けられてこれら気筒内の混合気に点火を行う点火手段と、
   各気筒に設けられてこれら気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
   各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段と、
   上記点火手段、燃料噴射手段および吸気量変更手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、
   上記制御手段は、
   全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、上記吸気量変更手段によって各気筒の吸気量を当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時の吸気量よりも多い減筒運転時の吸気量に増大させる吸気量増大制御を実施し、当該吸気量増大制御の終了後に減筒運転を開始させるとともに、
   上記吸気量増大制御の実施中において、各気筒の吸気量が予め設定された基準量未満の間は、各気筒の吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更しながら各気筒内で均質燃焼を実施し、各気筒の吸気量が上記基準量以上となった後は、上記燃料噴射手段によって少なくとも圧縮行程中に燃料を噴射させて各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替えることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの制御装置であって、
   上記制御手段は、上記吸気量増大制御の実施中に各気筒の吸気量が上記基準量以上になると、上記点火手段の点火時期を直前の均質燃焼時の点火時期よりも進角側の時期としながら各気筒内で成層燃焼を実施するとともに、上記燃焼噴射手段により各気筒に噴射される燃料量を、エンジントルクがこの成層燃焼への切替直前のエンジントルクと同一になるような量に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの制御装置であって、
   上記制御手段は、各気筒の空気過剰率を、均質燃焼実施時には１近傍に制御し、成層燃焼実施時には１より大きい値に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。

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