JP6436056B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関を制御するエンジン制御装置に、関する。

従来、内燃機関の気筒におけるバルブタイミングを、バルブタイミング制御ユニットにより制御するようにしたエンジン制御装置は、広く知られている。

例えば、特許文献１に開示されるエンジン制御装置は、カム軸を供給する複数気筒の各々におけるバルブタイミングを、共通のバルブタイミング制御ユニットにより制御している。こうしたバルブタイミング制御ユニットには、各気筒においてスプリング反力やフリクション等により発生するカムトルクが、カム軸を通じて伝達される。このカムトルクは、内燃機関の停止している状態にあっても、カム軸及びバルブタイミング制御ユニットに作用することで、バルブタイミングの変位を招いて内燃機関の次の始動性に影響を及ぼすおそれがあった。

そこで、特許文献２に開示されるバルブタイミング制御ユニットでは、バルブタイミングを調整するために、電動モータの回転を減速してカム軸へ伝達する調整機構が、設けられている。これにより、電動モータのコギングトルクをカムトルクとバランスさせることで、内燃機関が停止している状態においてバルブタイミングの変位を抑制することが可能となっている。

特許第４０２６３６１号公報 特許第４５５２９０２号公報

しかし、特許文献２に開示されるように、減速式の調整機構と電動モータのコギングトルクとを利用する場合、内燃機関が停止している状態においてバルブタイミングの変位を確実に抑制するには、調整機構の減速比を高める、又は電動モータのコギングトルクを高める必要性が生じる。ここで、減速比を高めると、電動モータの回転に対するバルブタイミングの調整応答性が低下してしまう。一方、コギングトルクを高めると、電動モータへの通電制御性が低下してしまう。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の停止している状態においてバルブタイミングの変位を抑制するエンジン制御装置を、提供することにある。

以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。尚、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
稼働状態が維持される稼働側気筒（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１）と、稼働状態及び休止状態の間で切り替えられる休止側気筒（Ｓ１，Ｓ４，Ｓ２）とを備えた気筒休止型の内燃機関（１）を、制御するエンジン制御装置（１０）であって、
カム軸（３ａ）を共有する稼働側気筒及び休止側気筒の各々におけるバルブタイミングを、共通に制御するバルブタイミング制御ユニット（８）と、
休止状態に切り替えた休止側気筒において、バルブタイミングと対応するバルブカム（３ｃ）の回転角を割付角（θｉ）内に収めた状態にして、内燃機関を停止させる停止制御ユニット（６）とを、備える。

このように第一発明のエンジン制御装置は、気筒休止型の内燃機関を制御対象として、カム軸を共有した稼働側気筒及び休止側気筒の各々におけるバルブタイミングを、バルブタイミング制御ユニットにより共通に制御する。ここで、稼働側気筒及び休止側気筒の各々におけるバルブカムの回転角は、共通のバルブタイミング制御ユニットにより制御されたバルブタイミングと対応することになる。そこで、停止制御ユニットによりエンジン制御装置は、休止状態に切り替えた休止側気筒におけるバルブカムの回転角を割付角内に収めた状態にして、内燃機関を停止させる。これにより、バルブカムの回転角が停留角内に収まることとなる稼働側気筒においても、休止状態の休止側気筒においても、カム軸に作用するカムトルクは低く抑えられ得る。故に、内燃機関の停止している状態下、カム軸を通じてバルブタイミング制御ユニットに伝達されるカムトルクを低減できるので、当該カムトルクに起因したバルブタイミングの変位を抑制することが可能である。

また、開示された第二発明においてバルブタイミング制御ユニットは、稼働側気筒及び休止側気筒の各々におけるバルブタイミングの可変範囲（θｖ）を、割付角よりも小さく設定する。

このように第二発明のバルブタイミング制御ユニットによると、稼働側気筒及び休止側気筒の各々においてバルブタイミングの可変範囲は、バルブカムの割付角よりも小さく設定される。これによれば、休止状態の休止側気筒においてバルブカムの回転角を割付角内に収める際、制御されるバルブタイミングに可変範囲内でのエラーがあったとしても、割付角に対する回転角のずれが小さく抑えられ得る。故に、稼働側気筒においてカム軸への作用によりバルブタイミング制御ユニットへと伝達されるカムトルクにつき、そうした制御エラーによるカムトルク上昇幅を小さく抑えてモータによるバルブタイミングの変位を低トルクで制御することが可能である。

第一実施形態による内燃機関及びエンジン制御装置を示す概略構成図である。 第一実施形態による内燃機関及びバルブタイミング制御ユニットを示す概略構成図であって、図１のII−II線矢視図に相当する。 第一実施形態において吸気カム軸に作用するカムトルクについて説明するための模式図である。 第一実施形態において吸気カム軸に作用するカムトルクについて説明するための模式図である。 第一実施形態によるバルブカムの回転角について説明するための模式図である。 第一実施形態によるバルブタイミング制御ユニット及び通電制御ユニットを示す構成図であって、図７のVI−VI線縦断面図である。 図６のVII−VII線横断面図である。 図６のVIII−VIII線横断面図である。 第一実施形態による通電制御ユニットのうち制御回路を詳細に示すブロック図である。 第一実施形態による通電制御ユニットによる停止フローを示すフローチャートである。 第二実施形態において吸気カム軸に作用するカムトルクについて説明するための模式図である。 第二実施形態による通電制御ユニットによる停止フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第一実施形態）
図１に示すように、第一実施形態によるエンジン制御装置１０は、車両用の内燃機関１に適用される。エンジン制御装置１０は、バルブタイミング制御ユニット８及び通電制御ユニット６を備えている。

図１，２に示すように、エンジン制御装置１０の適用される内燃機関１は、クランク軸２及びカム軸３ａ，３ｂの軸方向に沿って複数の気筒Ｓを一列に並べて備えた、直列多気筒エンジンである。本実施形態の内燃機関１は、四つの気筒Ｓにおいてガソリン燃料を燃焼させるガソリンエンジンである。ここで、各気筒Ｓを図２の下側から順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とすると、内燃機関１における燃焼は、Ｓ４，Ｓ２，Ｓ１，Ｓ３の順で生じるようになっている。

図１，２に示す内燃機関１では、車両のトランスアクスルを駆動するためにクランク軸２からクランクトルクが出力される。このとき吸気カム軸３ａには、バルブタイミング制御ユニット８の調整機構７のうち駆動回転体７０から従動回転体７１を経て、クランクトルクが伝達される。これにより吸気カム軸３ａは、各気筒Ｓ毎に設けられる吸気バルブを、可変のバルブタイミングにて開閉駆動する。また、このとき排気カム軸３ｂには、調整機構７のうち駆動回転体７０を経て、クランクトルクが伝達される。これにより排気カム軸３ｂは、各気筒Ｓ毎に設けられる排気バルブを、固定のバルブタイミングにて開閉駆動する。

内燃機関１において燃焼順が互いに連続しない気筒Ｓ２，Ｓ３では、吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する稼働状態が、常に維持される。そこで以下では、稼働状態が維持される気筒Ｓ２，Ｓ３を特に、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３という。一方、燃焼順が稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３の間となることで互いには連続しない気筒Ｓ１，Ｓ４では、吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する稼働状態と、それら両バルブの開閉駆動を停止する休止状態とが、図１に示す気筒休止機構９によって交互に切り替えられる。そこで以下では、稼働状態と休止状態とが切り替えられる気筒Ｓ１，Ｓ４を特に、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４という。

こうした休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の稼働状態ではカム軸３ａ，３ｂと両バルブとの間に実現される連繋を、それら休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の休止状態では遮断するために、気筒休止機構９には、例えばロッカーアーム型又はカムスライド型といった機構が採用される。この気筒休止機構９により、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４が稼働状態となる稼働期間は、例えば車両を加速させるために内燃機関１が過渡状態に制御される際に、設定される。一方で気筒休止機構９により、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３が稼働状態のままで休止側気筒Ｓ１，Ｓ４が休止状態となる休止期間は、例えば車両を定常走行させるために内燃機関１が定常状態に制御される際に、設定される。以上より内燃機関１は、気筒休止型の内燃機関１として機能する。

内燃機関１の運転中、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３と共に休止側気筒Ｓ１，Ｓ４が稼働状態となる稼働期間には、それら各気筒Ｓにおいてカムトルクが吸気カム軸３ａに作用する。その結果、図３に示すようにカムトルクは、スプリング反力の発生順と一致する燃焼順（即ち、Ｓ４，Ｓ２，Ｓ１，Ｓ３）に従って、各気筒Ｓ毎では進角側と遅角側とに交番変動する。このときカムトルクは、図５に示すように各気筒Ｓにて吸気カム軸３ａと一体回転するバルブカム３ｃの回転角のうち、稼働状態では吸気バルブを一回割り出すのに必要となる割付角θｉに対応して、図３の如く発生する。ここで割付角θｉは、本実施形態では、バルブカム３ｃの回転角で９０°程度の角度範囲に設定される。これにより、燃焼順が連続する同士の気筒Ｓでは、各々のバルブカム３ｃに設定された割付角θｉ同士も、図３の如く連続して現出する。また、こうした割付角θｉに応じて稼働期間に発生するカムトルクの平均トルクは、吸気カム軸３ａの軸受箇所でのフリクションに起因して、遅角側に偏ることとなる。

一方で内燃機関１の運転中、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３は稼働状態のままで休止側気筒Ｓ１，Ｓ４が休止状態となる休止期間には、当該稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３のみにおいてカムトルクが吸気カム軸３ａに作用する。このとき休止側気筒Ｓ１，Ｓ４では、吸気カム軸３ａと両バルブとの間での連繋が気筒休止機構９により遮断されるため、当該吸気カム軸３ａには、カムトルクが実質的に作用しない。これらの結果、図４に示すようにカムトルクは、スプリング反力を発生させる稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３の各々においてバルブカム３ｃに設定される割付角θｉに対応した回転角にて、断続的に発生する。即ち、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３の割付角θｉに対応する回転角では、カムトルクが進角側と遅角側とに交番変動する一方、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の割付角θｉに対応する回転角では、カムトルクがフリクションに起因する分だけ遅角側に偏ることとなる。故に、休止期間におけるカムトルクの平均トルクも、フリクションに起因して遅角側に偏るのである。

以上の如くして吸気カム軸３ａに作用するカムトルクは、図１，２に示すバルブタイミング制御ユニット８へと伝達される。バルブタイミング制御ユニット８は、こうしたカムトルクの伝達下、クランク軸２に対する吸気カム軸３ａの回転位相を可変設定する。その結果、吸気カム軸３ａを共有した稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々における吸気バルブのバルブタイミングは、バルブタイミング制御ユニット８により共通に制御される。図６〜９に示すようにバルブタイミング制御ユニット８は、電動モータ４、モータセンサ５及び調整機構７を有している。

図６に示すように電動モータ４は、例えば永久磁石型同期モータといったブラシレスモータである。電動モータ４は、モータケース４０、軸受４１、モータ軸４２、磁性ロータ４３及びモータステータ４５を含んで構成されている。

モータケース４０は、内燃機関１の例えばチェーンケースといった固定節に、固定される。モータケース４０は、円筒状に形成され、電動モータ４の他の構成要素４１，４２，４３，４５を内部に収容している。一対の軸受４１は、それぞれモータ軸４２を正逆回転可能に支持している。磁性ロータ４３は、モータ軸４２から径方向外側へと突出する円環板状に形成され、周方向に正逆回転可能となっている。磁性ロータ４３は、正逆回転方向に等間隔をあけた箇所において複数のロータ磁石４４を、一体回転可能に保持している。モータステータ４５は、円環板状に形成され、磁性ロータ４３を径方向外側から同軸上に囲んでいる。モータステータ４５は、ステータコア４６及びモータコイル４７をそれぞれ複数ずつ、組み合わせて構成されている。各ステータコア４６は、モータ軸４２及び磁性ロータ４３の正逆回転方向に等間隔に並んで、配置されている。各モータコイル４７は、それぞれ対応するステータコア４６に個別に巻装されて、互いにスター結線されている。

図１，６，９に示すモータセンサ５は、例えばホール素子といった磁電変換素子を、複数組み合わせた回転検出センサである。モータセンサ５は、図６，９に示すように磁性ロータ４３が一体回転可能に保持するセンサ磁石４８の形成磁界を、感知する。これによりモータセンサ５は、感知した磁界に基づく回転検出信号を、出力する。ここで回転検出信号は、モータ軸４２の回転状態を表す信号となる。

通電制御ユニット６は、内燃機関１の運転状況及びモータ軸４２の回転状態等に基づき、各モータコイル４７への通電を制御する。電動モータ４は、通電制御ユニット６により制御された通電を受けることで、各モータコイル４７を順次励磁させる。その結果、各ロータ磁石４４に作用する磁界が形成されることで、モータ軸４２が正回転方向（即ち、図７の反時計方向）又は逆回転方向（即ち、図７の時計方向）へ回転する。ここで、モータ軸４２に発生するコギングトルクは、こうした各モータコイル４７への通電制御性を考慮して、可及的に低トルクに設定されている。

図６〜８に示すように調整機構７は、駆動回転体７０、従動回転体７１、遊星キャリア７２、継手７３、遊星ベアリング７４及び遊星歯車７５を含んで構成されている。

駆動回転体７０は、複数の部材を同軸上に螺子留めすることで、円筒状に形成されている。駆動回転体７０は、調整機構７の他の構成要素７１〜７５を内部に収容している。駆動回転体７０は、歯底円の内周側に歯先円を有した駆動側内歯車部７０ａを、形成している。駆動回転体７０は、周方向に等間隔をあけた箇所から径方向外側へと突出する複数のスプロケット歯７０ｂを、形成している。駆動回転体７０は、それらスプロケット歯７０ｂと図１のクランク軸２との間にタイミングチェーンを掛け渡されることで、クランク軸２と連繋する。かかる連繋により駆動回転体７０は、クランク軸２からタイミングチェーンを通じてクランクトルクを伝達されることで、駆動回転体７０が連動して一定の周方向（即ち、図７の反時計方向且つ図８の時計方向）へと回転する。

図６，８に示すように従動回転体７１は、有底円筒状に形成され、駆動回転体７０の径方向内側に同軸上に嵌合している。従動回転体７１は、歯底円の内周側に歯先円を有した従動側内歯車部７１ａを、形成している。従動回転体７１は、吸気カム軸３ａに同軸上に連結されている。かかる連結により従動回転体７１は、吸気カム軸３ａと連動して一定の周方向（即ち、図８の時計方向）へと回転しつつ、駆動回転体７０に対しては周方向のうち遅角方向及び進角方向にそれぞれ相対回転可能となっている。ここで、回転体７０，７１及び吸気カム軸３ａの回転方向は、モータ軸４２の正回転方向と一致している。

図６〜８に示すように遊星キャリア７２は、部分偏心の円筒状に形成され、回転体７０，７１の径方向内側に同軸上に配置されている。遊星キャリア７２は、継手７３を介してモータ軸４２と連結されている。かかる連結により遊星キャリア７２は、モータ軸４２と一体となって周方向に正逆回転しつつ、駆動側内歯車部７０ａに対しては周方向のうち遅角方向及び進角方向にそれぞれ相対回転可能となっている。遊星キャリア７２は、回転体７０，７１及びモータ軸４２とは偏心する円筒面状の外周面により、偏心部７２ａを形成している。偏心部７２ａは、遊星ベアリング７４を介して遊星歯車７５と同軸上に嵌合している。かかる嵌合により偏心部７２ａに軸受された遊星歯車７５は、駆動側内歯車部７０ａに対する遊星キャリア７２の相対回転に従って、遊星運動可能となっている。

遊星歯車７５は、段付円筒状に形成され、回転体７０，７１及びモータ軸４２とは偏心して配置されている。遊星歯車７５は、歯底円の外周側に歯先円を有した駆動側外歯車部７５ａ及び従動側外歯車部７５ｂを、形成している。駆動側外歯車部７５ａは、駆動側内歯車部７０ａと遊星運動可能に噛合している。従動側外歯車部７５ｂは、従動側内歯車部７１ａと遊星運動可能に噛合している。

以上より調整機構７は、内燃機関１においてクランク軸２と吸気カム軸３ａとモータ軸４２との間を歯車連繋することで、差動歯車機構を構成している。こうした調整機構７は、電動モータ４におけるモータ軸４２の回転を所定減速比にて減速して吸気カム軸３ａへと伝達することで、バルブタイミングを調整する。具体的には、モータ軸４２が吸気カム軸３ａと同速に正回転するときには、遊星キャリア７２が駆動側内歯車部７０ａに対して相対回転しない。その結果、遊星歯車７５が遊星運動せずに回転体７０，７１と連れ回りすることで、クランク軸２に対する吸気カム軸３ａの回転位相が実質一定に保持される。故にこのとき、稼働状態の気筒Ｓでは、回転位相に応じた分だけ、吸気バルブのバルブタイミングが保持調整される。

一方、モータ軸４２が吸気カム軸３ａよりも低速に正回転する又は吸気カム軸３ａに対して逆回転するときには、遊星キャリア７２が駆動側内歯車部７０ａに対する遅角方向へ相対回転する。その結果、遊星歯車７５が遊星運動して従動回転体７１が駆動回転体７０に対する遅角方向へ相対回転することで、回転位相が遅角調整される。故にこのとき、稼働状態の気筒Ｓでは、回転位相に応じた分だけ、吸気バルブのバルブタイミングが遅角調整される。

また一方、モータ軸４２が吸気カム軸３ａよりも高速に正回転するときには、遊星キャリア７２が駆動側内歯車部７０ａに対する進角方向へ相対回転する。その結果、遊星歯車７５が遊星運動して従動回転体７１が駆動回転体７０に対する進角方向へ相対回転することで、回転位相が進角調整される。故にこのとき、稼働状態の気筒Ｓでは、回転位相に応じた分だけ、吸気バルブのバルブタイミングが進角調整される。

図６，８に示すように調整機構７には、さらにストッパ構造７６が設けられている。ストッパ構造７６は、ストッパ溝７７及びストッパ突起７８を含んで構成されている。ストッパ溝７７は、駆動回転体７０において径方向内側へと凹む溝状に、形成されている。ストッパ溝７７は、駆動回転体７０の周方向においては円弧状に延伸している。ストッパ溝７７における遅角方向の内端面は、最遅角ストッパ面７７ａを形成している。一方、ストッパ溝７７における進角方向の内端面は、最進角ストッパ面７７ｂを形成している。ストッパ突起７８は、従動回転体７１において径方向外側へと突出する扇形状に、形成されている。ストッパ突起７８は、ストッパ溝７７内に突入することで、同溝７７に対して遅角方向及び進角方向にそれぞれ相対回転可能となっている。

図８に実線で示すように最遅角ストッパ面７７ａは、ストッパ溝７７内にて遅角方向に相対回転したストッパ突起７８と当接することで、駆動回転体７０に対する従動回転体７１の遅角方向への相対回転を止める。これにより、最遅角位相にて機械的に、回転位相が規制される。一方、図８に二点鎖線で示すように最進角ストッパ面７７ｂは、ストッパ溝７７内にて進角方向に相対回転したストッパ突起７８と当接することで、駆動回転体７０に対する従動回転体７１の進角方向への相対回転を止める。これにより、最進角位相にて機械的に、回転位相が規制される。

このようなストッパ構造７６の働きにより、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々に関してバルブタイミング制御ユニット８がバルブタイミングを制御可能な可変範囲θｖは、図８に示すように、最遅角位相から最進角位相までの間に設定されている。ここで、各気筒Ｓにおけるバルブカム３ｃの回転角は、それら各気筒Ｓにおいて制御されたバルブタイミングにそれぞれ対応することとなる。そこで、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々では、図５に示すバルブカム３ｃの割付角θｉよりも、図８に示すバルブタイミングの可変範囲θｖが小さく設定されている。尚、可変範囲θｖは、割付角θｉよりも小さくなるように、バルブカム３ｃの回転角で例えば６０°程度の角度範囲に設定される。

（通電制御ユニット）
次に、通電制御ユニット６について具体的に説明する。

図１，６，９に示すように通電制御ユニット６は、駆動回路６０及び制御回路６６を含んで構成されている。本実施形態では、駆動回路６０が電動モータ４の内部に配置され、制御回路６６が電動モータ４の外部に配置されているが、例えば駆動回路６０及び制御回路６６の双方が電動モータ４の外部又は内部に、纏めて配置されていてもよい。

図９に示すように駆動回路６０は、インバータ回路部６２及びスイッチング駆動部６３を有している。インバータ回路部６２は、例えば電界効果トランジスタといったスイッチング素子を、複数組み合わせたブリッジ回路である。インバータ回路部６２は、電動モータ４の各モータコイル４７と電気接続されている。スイッチング駆動部６３は、例えば駆動ＩＣといった電子回路である。スイッチング駆動部６３は、モータセンサ５とインバータ回路部６２と制御回路６６とに電気接続されている。スイッチング駆動部６３は、制御回路６６から出力される制御信号の表した目標回転速度をモータ軸４２へ与えるように、インバータ回路部６２の各スイッチング素子をオンオフ駆動する。その結果、通電対象のモータコイル４７が切り替わることで、モータ軸４２の実回転速度が目標回転速度に向けて制御される。

このような駆動回路６０に対して制御回路６６は、駆動回路６０による各モータコイル４７への通電を制御する。そこで以下では、駆動回路６０による各モータコイル４７への通電を制御回路６６によって制御することを、電動モータ４への通電制御を実行することとして、説明する。

制御回路６６は、プロセッサ６７及びメモリ６８を有するマイクロコンピュータを主体とした電子回路である。図１，９に示すように制御回路６６は、センサＳｃｒ，Ｓｃａ及びスイッチＳＷｐを含む複数の車両電装品と、駆動回路６０とに電気接続されている。ここでクランク回転センサＳｃｒは、例えば電磁ピックアップ式といった回転センサである。クランク回転センサＳｃｒは、クランク軸２の回転を検出して、当該クランク軸２の回転角θｃｒを表したクランク角検出信号を出力する。カム回転センサＳｃａは、例えば電磁ピックアップ式といった回転センサである。カム回転センサＳｃａは、吸気カム軸３ａの回転を検出して、当該吸気カム軸３ａの回転角θｃａを表したカム角検出信号を出力する。パワースイッチＳＷｐは、例えば回転式又はプッシュ式のオンオフスイッチである。パワースイッチＳＷｐは、車両の乗員が内燃機関１を始動させるためにオン操作される一方、同乗員が内燃機関１を停止させるためにオフ操作される。パワースイッチＳＷｐは、それらの操作に応じたパワー信号を出力する。駆動回路６０は、モータセンサ５の回転検出信号を、自身を介して出力する。

制御回路６６は、これらの各種出力に基づくことで、電動モータ４への通電制御（以下、単に「モータ制御」という）をプロセッサ６７により実行する。かかるモータ制御において制御回路６６は、特定の算出処理を実行する。具体的に算出処理では、回転センサＳｃｒ，Ｓｃａから受けた検出信号の表す回転角θｃｒ，θｃａに基づき、実位相Ｐｒを算出する。それと共に算出処理では、車両電装品との間の信号が表す内燃機関１の運転状態に基づき、実位相Ｐｒに対する目標位相Ｐｔを算出する。さらに算出処理では、算出した実位相Ｐｒ及び目標位相Ｐｔと、駆動回路６０を通じてモータセンサ５から受けた回転検出信号に基づき、モータ軸４２の目標回転速度を算出する。こうして算出された目標回転速度を表す制御信号が制御回路６６からスイッチング駆動部６３へ与えられることで、実位相Ｐｒ及び目標位相Ｐｔの算出結果に応じたモータ制御が実現されることになる。

こうしたモータ制御に加えて制御回路６６は、気筒休止機構９の作動を制御する休止制御と、内燃機関１の燃料噴射を制御する噴射制御と、内燃機関１の点火を制御する点火制御とを、プロセッサ６７により実行する。そこで本実施形態の制御回路６６には、エンジンＥＣＵ（即ち、Electronic Control Unit）が採用されて、気筒休止機構９が電気接続されている。これにより、休止制御と噴射制御と点火制御とは、モータ制御と共に実行される。以下、その詳細を説明する。

制御回路６６は、パワースイッチＳＷｐのオン操作をパワー信号に基づき感知することで、起動モードＭａへ移行する。起動モードＭａにおいて制御回路６６は、まず、自身及び駆動回路６０を共に起動させる。次に、起動モードＭａにおいて制御回路６６は、内燃機関１の始動に伴う休止制御により、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４を稼働状態へと切り替える。さらに、起動モードＭａにおいて制御回路６６は、モータ制御と噴射制御と点火制御とを、開始する。

こうして起動モードＭａにより始動した後における内燃機関１の運転中に制御回路６６は、パワースイッチＳＷｐのオフ操作をパワー信号に基づき感知することで、スリープモードＭｓへ移行する。スリープモードＭｓにおいて制御回路６６は、まず、内燃機関１の停止に伴う休止制御により、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４を休止状態へと切り替える。次に、スリープモードＭｓにおいて制御回路６６は、内燃機関１が完全停止した時点で吸気カム軸３ａが特定の回転角にて留まるように、バルブタイミングをモータ制御により調整しつつ、噴射制御及び点火制御を実行する。このとき特に制御回路６６は、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々においてバルブカム３ｃの回転角が割付角θｉ内に収まる範囲（即ち、図４にクロスハッチングを付して示す範囲）のうち一方を狙って、内燃機関１を完全停止させる。こうして内燃機関１が完全停止すると、スリープモードＭｓにおいて制御回路６６は、次にパワースイッチＳＷｐがオン操作されるまで、自身及び駆動回路６０をスリープさせる。このように本実施形態の制御回路６６は、内燃機関１が完全停止してからは、電動モータ４のコギングトルクをカムトルクとバランスさせるようなモータ制御を実行はしないで、即座にスリープ状態となる。

以上説明したことから本実施形態では、制御回路６６を主体として起動モードＭａを実行する通電制御ユニット６が、始動制御ユニットに相当する。それと共に本実施形態では、制御回路６６を主体としてスリープモードＭｓを実行する通電制御ユニット６が、停止制御ユニットに相当する。

（停止フロー）
以下、メモリ６８に記憶のプログラムをプロセッサ６７により実行することで、制御回路６６が実現する停止フローを、図１０に基づき説明する。この停止フローは、内燃機関１の運転中にパワースイッチＳＷｐがオフ操作されることで、内燃機関１が停止するのに伴って実行される。

Ｓ１０１では、スリープモードＭｓへ移行する。続くＳ１０２では、気筒休止機構９に対する休止制御により、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４を休止状態に切り替える。また続くＳ１０３では、内燃機関１の完全停止時点で休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の一方におけるバルブカム３ｃの回転角が割付角θｉ内に収まる状態となるよう、バルブタイミングをモータ制御により調整しつつ、噴射制御及び点火制御を実行する。

以上の後にＳ１０４では、内燃機関１が完全停止したか否かを、回転角θｃｒ，θｃａに基づき判定する。その結果、否定判定が下される間はＳ１０３への戻りを繰り返し、肯定判定が下されると、本停止フローを終了する。これにより、休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の一方ではバルブカム３ｃの回転角が割付角θｉ内に収まった状態で、内燃機関１が完全停止することになる。

（作用効果）
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。

第一実施形態のエンジン制御装置１０は、気筒休止型の内燃機関１を制御対象として、吸気カム軸３ａを共有した稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々におけるバルブタイミングを、バルブタイミング制御ユニット８により共通に制御する。ここで、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々におけるバルブカム３ｃの回転角は、共通のバルブタイミング制御ユニット８により制御されたバルブタイミングと対応することになる。そこで、通電制御ユニット６によりエンジン制御装置１０は、休止状態に切り替えた休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の一方におけるバルブカム３ｃの回転角を割付角θｉ内に収めた状態にして、内燃機関１を停止させる。これにより、図５に示す停留角θｄ内にバルブカム３ｃの回転角が収まることとなる稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３においても、休止状態の休止側気筒Ｓ１，Ｓ４においても、吸気カム軸３ａに作用するカムトルクは低く抑えられ得る。故に、内燃機関１の停止している状態下、吸気カム軸３ａを通じてバルブタイミング制御ユニット８に伝達されるカムトルクを低減できるので、当該カムトルクに起因したバルブタイミングの変位を抑制することが可能である。

また、第一実施形態のバルブタイミング制御ユニット８によると、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の各々においてバルブタイミングの可変範囲θｖは、バルブカム３ｃの割付角θｉよりも小さく設定される。これによれば、休止状態の休止側気筒Ｓ１，Ｓ４においてバルブカム３ｃの回転角を割付角θｉ内に収める際、制御されるバルブタイミングに可変範囲θｖ内でのエラーがあったとしても、割付角θｉに対する回転角のずれが小さく抑えられ得る。故に、稼働側気筒Ｓ２，Ｓ３において吸気カム軸３ａへの作用によりバルブタイミング制御ユニット８へと伝達されるカムトルクにつき、そうした制御エラーによるカムトルク上昇幅を小さく抑えてモータによるバルブタイミングの変位を低トルクで制御することが可能である。

さらに、第一実施形態のエンジン制御装置１０は、通電制御ユニット６によりバルブカム３ｃの回転角を割付角θｉ内へと収めた休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の休止状態を、内燃機関１の始動に伴って同ユニット６により稼働状態へと切り替える。これによれば、バルブタイミングの変位を抑制するために停止に伴って休止側気筒Ｓ１，Ｓ４を休止させた内燃機関１の次の始動に際し、当該休止側気筒Ｓ１，Ｓ４の稼働により燃焼を安定させて、始動性を確保することが可能となる。

またさらに、第一実施形態のバルブタイミング制御ユニット８によると、電動モータ４の回転を減速して吸気カム軸３ａへと伝達する調整機構７により、バルブタイミングが調整される。ここで、休止状態の休止側気筒Ｓ１，Ｓ４においてバルブカム３ｃの回転角が割付角θｉ内に収められてから、内燃機関１が停止している状態では、調整機構７の減速比及び電動モータ４のコギングトルクが低くても、バルブタイミングの変位を抑制することが可能である。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。

図１１に示すように第二実施形態では、互いに燃焼順の連続する稼働側気筒Ｓ１，Ｓ３と、互いに燃焼順の連続する休止側気筒Ｓ２，Ｓ４とに、各気筒Ｓが振り分けられている。これにより、稼働側気筒Ｓ１，Ｓ３同士では、バルブカム３ｃに設定された割付角θｉが連続して現出する。また、休止側気筒Ｓ２，Ｓ４同士でも、バルブカム３ｃに設定された割付角θｉが連続して現出する。

こうした第二実施形態のスリープモードＭｓでは、まず、内燃機関１の停止に伴う休止制御により、休止側気筒Ｓ２，Ｓ４を休止状態へと切り替える。次にスリープモードＭｓでは、複数の休止側気筒Ｓ２，Ｓ４において各々のバルブカム３ｃの割付角θｉが連続する連続範囲θｃ（即ち、図１１にクロスハッチングを付して示す範囲）内に、それら休止側気筒Ｓ２，Ｓ４の一方におけるバルブカム３ｃの回転角を、内燃機関１の完全停止時点にて収めることとなる。このとき連続範囲θｃは、休止側気筒Ｓ２における割付角θｉと、休止側気筒Ｓ４における割付角θｉとの和に実質一致する。故に連続範囲θｃは、本実施形態では、バルブカム３ｃの回転角で１８０°程度の角度範囲となる。以上により、内燃機関１が完全停止した後のスリープモードＭｓでは、第一実施形態と同様に制御回路６６及び駆動回路６０がスリープする。尚、このようなスリープモードＭｓに続くこととなる起動モードＭａは、内燃機関１の始動に伴う休止制御により休止側気筒Ｓ２，Ｓ４を稼働状態へと切り替えることを除き、第一実施形態と同様に実現される。

ここまで説明した第二実施形態の停止フローでは、第一実施形態のＳ１０２，Ｓ１０３に代えて、図１２に示すようにＳ２１０２，Ｓ２１０３が実行される。具体的にＳ２１０２では、気筒休止機構９に対する休止制御により、休止側気筒Ｓ２，Ｓ４を休止状態に切り替える。また続くＳ２１０３では、内燃機関１の完全停止時点で休止側気筒Ｓ２，Ｓ４の一方におけるバルブカム３ｃの回転角が割付角θｉの連続範囲θｃ内に収まる状態となるよう、バルブタイミングをモータ制御により調整しつつ、噴射制御及び点火制御を実行する。

以上の第二実施形態によると、通電制御ユニット６が内燃機関１を停止させる際、休止状態へ切り替えられる複数の休止側気筒Ｓ２，Ｓ４では、割付角θｉの連続する連続範囲θｃ内に、それら気筒Ｓ２，Ｓ４の一方におけるバルブカム３ｃの回転角が収められる。これにより、稼働側気筒Ｓ１，Ｓ３及び休止側気筒Ｓ２，Ｓ４の双方にてカムトルクの低く抑えられる範囲は、割付角θｉの連続する連続範囲θｃとして可及的に増大する。故に、制御されるバルブタイミングにエラーがあったとしても、カムトルクの低く抑えられる範囲に対して回転角のずれが生じ難くなる。したがって、バルブタイミング制御ユニット８に伝達されるカムトルクに起因したバルブタイミングの変位を抑制する上で、ロバスト性を高めることが可能である。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１では、第一及び第二実施形態の各気筒Ｓにおけるバルブタイミングの可変範囲θｖを、それら各気筒Ｓにおけるバルブカム３ｃの割付角θｉに対して、小さく又は等しく設定してもよい。また、変形例２では、内燃機関１が完全停止してから電動モータ４のコギングトルクをカムトルクとバランスさせるように、第一及び第二実施形態のモータ制御を実行してもよい。

変形例３では、第一実施形態の休止側気筒Ｓ１，Ｓ４及び第二実施形態の休止側気筒Ｓ２，Ｓ４を、内燃機関１の始動に伴って休止状態のまま保持してもよい。あるいは変形例４では、第一実施形態の休止側気筒Ｓ１，Ｓ４及び第二実施形態の休止側気筒Ｓ２，Ｓ４を、内燃機関１が停止している状態にて稼働状態へと切り替えた後、内燃機関１の始動に伴って当該稼働状態のまま保持してもよい。

変形例５では、第一及び第二実施形態の休止側気筒として振り分けられる気筒Ｓを一つ、又は三つ以上に設定してもよい。また、それに応じて変形例５では、第一及び第二実施形態の稼働側気筒として振り分けられる気筒Ｓを一つ、又は三つ以上に設定してもよい。

変形例６では、第一及び第二実施形態の各気筒Ｓにおけるバルブカム３ｃの割付角θｉを、９０°とは異なる角度範囲に設定してもよい。またそれに応じて、第二実施形態の変形例６では、複数の休止側気筒Ｓ２，Ｓ４において各々のバルブカム３ｃの割付角θｉが連続する連続範囲θｃを、１８０°とは異なる角度範囲に設定してもよい。

変形例７では、第一及び第二実施形態におけるバルブタイミング制御ユニット８の調整機構７として、駆動回転体７０に対する従動回転体７１の相対回転を油圧により調整する流体駆動式機構を、採用してもよい。ここで変形例７では、バルブタイミング制御ユニット８の通電制御ユニット６として、流体駆動式機構に油圧を与える油圧制御装置への通電制御を制御するように、制御回路６６を構築する。

変形例８では、内燃機関の排気バルブのバルブタイミングを制御するバルブタイミング制御ユニット８を備えたエンジン制御装置１０に対し、いずれかの実施形態を適宜変更して採用してもよい。ここで変形例６では、従動回転体７１が排気カム軸３ｂに連結される調整機構７を、バルブタイミング制御ユニット８に設ける。

変形例７では、気筒Ｓが四つ以外の数の内燃機関１に対し、いずれかの実施形態を適宜変更して採用してもよい。あるいは変形例８では、内燃機関１として気筒Ｓの並ぶ一対のバンクが所定角度をなすＶ型エンジン又は水平対向エンジンに対し、いずれかの実施形態を適宜変更して採用してもよい。またあるいは変形例９では、内燃機関１として各気筒Ｓにて軽油を燃焼させるディーゼルエンジンに対し、いずれかの実施形態を適宜変更して採用してもよい。

変形例１０では、パワースイッチＳＷｐのオンオフ操作だけでなく、制御回路６６の指令によっても内燃機関１を始動及び停止可能なアイドルストップ車両において、いずれかの実施形態を適宜変更して採用してもよい。あるいは変形例１１では、内燃機関１と共にモータジェネレータを始動及び停止させるハイブリッド車両において、いずれかの実施形態を適宜変更して採用してもよい。

１ 内燃機関、２ クランク軸、３ａ 吸気カム軸、３ｃ バルブカム、４ 電動モータ、６ 通電制御ユニット、７ 調整機構、８ バルブタイミング制御ユニット、９ 気筒休止機構、１０ エンジン制御装置、４２ モータ軸、６０ 駆動回路、６６ 制御回路、Ｍａ 起動モード、Ｍｓ スリープモード、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 気筒、θｃ 連続範囲、θｄ 停留角、θｉ 割付角、θｖ 可変範囲

Claims (5)

1. 稼働状態が維持される稼働側気筒（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１）と、稼働状態及び休止状態の間で切り替えられる休止側気筒（Ｓ１，Ｓ４，Ｓ２）とを備えた気筒休止型の内燃機関（１）を、制御するエンジン制御装置（１０）であって、
   カム軸（３ａ）を共有する前記稼働側気筒及び前記休止側気筒の各々におけるバルブタイミングを、共通に制御するバルブタイミング制御ユニット（８）と、
   休止状態に切り替えた前記休止側気筒において、前記バルブタイミングと対応するバルブカム（３ｃ）の回転角を割付角（θｉ）内に収めた状態にして、前記内燃機関を停止させる停止制御ユニット（６）とを、備えるエンジン制御装置。
2. 前記バルブタイミング制御ユニットは、前記稼働側気筒及び前記休止側気筒の各々における前記バルブタイミングの可変範囲（θｖ）を、前記割付角よりも小さく設定する請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記停止制御ユニットは、前記内燃機関を停止させる際、休止状態に切り替えた複数の前記休止側気筒（Ｓ２，Ｓ４）において前記割付角が連続する連続範囲（θｃ）内に、それら休止側気筒の一方における前記バルブカムの回転角を収める請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記停止制御ユニットにより前記バルブカムの回転角を前記割付角内に収めた前記休止側気筒（Ｓ１，Ｓ４，Ｓ２）の休止状態を、前記内燃機関の始動に伴って稼働状態へ切り替える始動制御ユニット（６）を、備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記バルブタイミング制御ユニットは、
   通電により回転する電動モータ（４）と、
   前記電動モータの回転を減速して前記カム軸へ伝達することにより、前記バルブタイミングを調整する調整機構（７）とを、有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。

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