JP6525400B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に係わり、特に、全筒運転と減筒運転とを切り替えて運転可能なエンジンを有する車両の制御装置に関する。

従来から、エンジンの運転状態に応じて、複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転との間で、エンジンの運転モードを切り替える技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。特に、特許文献１には、エンジンブレーキレンジ又は手動変速レンジが設定されていることが検出された場合に、全筒運転と減筒運転との切り替えを禁止する技術が開示されている。この技術では、エンジンブレーキレンジ又は手動変速レンジでの制御中に、全筒運転と減筒運転とを切り替える制御が行われることに起因するショックを防止することを図っている。

特開平８−２２９３号公報

ところで、ドライバは、車両を駆動させる要求又はエンジンブレーキを適用する要求が無いときに、変速機のレンジとして非走行レンジ（典型的にはニュートラルレンジ）を選択する場合がある。例えば、ドライバは、下り坂などにおいて車両を惰性走行させるときに、非走行レンジを選択する場合がある。

また、このような非走行レンジは、エンジンが上記した減筒運転を行っているときにも選択される場合がある。この場合、非走行レンジの選択は一時的なものであるが、エンジンの状態やドライバのアクセル操作などによって、エンジンの運転状態が減筒運転を行う領域（減筒運転領域）と全筒運転を行う領域（全筒運転領域）との間で変化することが多い。

その結果、エンジンの運転モードが全筒運転と減筒運転との間で頻繁に切り替えられることで、他のエンジン制御の要求と干渉が生じやすくなる。典型的には、運転モードを切り替えるためのエンジン制御と非走行レンジのためのエンジン制御との間で干渉が生じてしまう。特に、全筒運転と減筒運転との切り替え時に点火時期の制御を行い、また、非走行レンジへの切り替え時にも点火時期の制御を行うと、運転モードの切り替えと非走行レンジへの切り替えが重複したときに、これらの点火時期の制御が干渉してしまう。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、全筒運転と減筒運転との切り替えのための点火時期の制御中に、非走行レンジに切り替えるための点火時期の制御が行われることを適切に抑制できる車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数気筒を備え、この複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転とを切り替え可能なエンジンと、当該エンジンと車輪との間の動力伝達経路上に設けられた自動変速機と、当該自動変速機のレンジを切り替え可能なシフトレバーと、当該シフトレバーのレンジ位置を検出するレンジセンサと、を有する車両の制御装置であって、全筒運転と減筒運転との切り替え時におけるエンジンのトルク段差を抑制するために、エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第１点火時期制御手段と、レンジセンサにより非走行レンジが検出されたときに、エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第２点火時期制御手段と、第１点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御中において、レンジセンサにより走行レンジから非走行レンジへの切り替えが検出されたときに、第２点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御を抑制する抑制手段と、を更に有することを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、全筒運転と減筒運転との間の切り替えのために点火時期を遅角させる制御を行っている状態において、非走行レンジのために点火時期が重複して遅角されることを抑制することができる。したがって、これら２つの点火時期の遅角制御が干渉してしまうことを適切に抑制することができる。

本発明において、好適な例では、非走行レンジは、ニュートラルレンジである。

本発明において、好ましくは、全筒運転と減筒運転との切り替え時に、エンジンの吸気量を変更する制御を行う吸気量制御手段を更に有し、第１点火時期制御手段は、吸気量制御手段による吸気量の変更に応じて、エンジンの点火時期を遅角させる。
このように構成された本発明では、全筒運転と減筒運転との切り替え時に、切り替え後の稼働気筒用の吸気量（吸気充填量／吸入空気量）へ変更する制御を行い、また、この吸気量の変更に応じてエンジントルクが変化するのを抑制するように点火時期を制御する。これにより、全筒運転と減筒運転との切り替え時にトルク段差が生じるのを適切に抑制することができる。
特に、本発明によれば、このように吸気量の変更に応じて点火時期を制御している最中には、非走行レンジのための点火時期の制御を抑制するので、吸気量の変更に適した点火時期の制御を確保することができる。よって、全筒運転と減筒運転との切り替え時にトルク段差が生じるのを効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、抑制手段は、第２点火時期制御手段による点火時期の遅角を禁止する。
このように構成された本発明によれば、全筒運転と減筒運転との切り替え時に点火時期を遅角させている状態において、非走行レンジに切り替えるために点火時期が更に遅角されることを適切に抑制することができる。したがって、点火時期が遅角限界を超えることを抑制することができ、エンジンの失火を確実に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、抑制手段は、第２点火時期制御手段による点火時期の遅角の開始を遅延させる。
このように構成された本発明によっても、点火時期が遅角限界を超えることを抑制することができる。

本発明において、好ましくは、抑制手段は、全筒運転と減筒運転との切り替えが完了するまで、第２点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御を抑制する。
このように構成された本発明によれば、全筒運転と減筒運転との切り替えのための点火時期の制御と、非走行レンジに切り替えるための点火時期の制御とが干渉してしまうことを確実に抑制することができる。

他の観点では、本発明は、複数気筒を備え、この複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転とを切り替え可能なエンジンと、当該エンジンと車輪との間の動力伝達経路上に設けられた自動変速機と、当該自動変速機のレンジを切り替え可能なシフトレバーと、当該シフトレバーのレンジ位置を検出するレンジセンサと、を有する車両の制御装置であって、全筒運転と減筒運転との切り替え時におけるエンジンのトルク段差を抑制するために、エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第１点火時期制御手段と、レンジセンサによりニュートラルレンジが検出されたときに、自動変速機をニュートラル状態に移行させ、且つエンジンの点火時期を遅角させる制御を行うニュートラルレンジ制御手段と、第１点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御中において、レンジセンサによりニュートラルレンジへの切り替えが検出されたときに、ニュートラルレンジ制御手段によるニュートラル状態への移行及び点火時期を遅角させる制御の両方を抑制する抑制手段と、を更に有することを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、全筒運転と減筒運転との切り替えのための点火時期の制御と、ニュートラルレンジに切り替えるための点火時期の制御とが干渉してしまうことを適切に抑制することができる。

更に他の観点では、本発明は、複数気筒を備え、この複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転とを切り替え可能なエンジンと、当該エンジンと車輪との間の動力伝達経路上に設けられた自動変速機と、当該自動変速機のレンジを切り替え可能なシフトレバーと、当該シフトレバーのレンジ位置を検出するレンジセンサと、を有する車両の制御装置であって、全筒運転と減筒運転との切り替え時におけるエンジンのトルク段差を抑制するために、エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第１点火時期制御手段と、レンジセンサによりニュートラルレンジが検出されたときに、自動変速機をニュートラル状態に移行させ、且つエンジンの点火時期を遅角させる制御を行うニュートラルレンジ制御手段と、第１点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御中において、レンジセンサによりニュートラルレンジへの切り替えが検出されたときに、ニュートラルレンジ制御手段によるニュートラル状態への移行を許可する一方で、ニュートラルレンジ制御手段による点火時期を遅角させる制御を抑制する抑制手段と、を更に有することを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、全筒運転と減筒運転との切り替えのための点火時期の制御と、ニュートラルレンジに切り替えるための点火時期の制御とが干渉してしまうことを適切に抑制することができる。特に、本発明では、ニュートラルレンジのための点火時期の制御を抑制しつつ、自動変速機のニュートラル状態への移行を確保することができる。

本発明の車両の制御装置によれば、全筒運転と減筒運転との切り替えのための点火時期の制御中に、非走行レンジに切り替えるための点火時期の制御が行われることを適切に抑制することができる。

本発明の実施形態による車両の制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。 本発明の実施形態によるエンジンの概略平面図である。 本発明の実施形態による自動変速機の概略斜視図である。 本発明の実施形態による車両の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態において運転モードを切り替える運転領域を概念的に示したマップである。 本発明の実施形態における、全筒運転から減筒運転への基本的な切り替え制御を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施形態における、ＤレンジからＮレンジへの基本的な切り替え制御を説明するためのタイムチャートである。 減筒運転への切り替え中に自動変速機がＮレンジに切り替わった場合に発生する問題を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施形態による制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による作用効果を説明するためのタイムチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両の制御装置について説明する。

＜システム構成＞
まず、図１乃至図４により、本発明の実施形態による車両の制御装置が適用されたシステムについて説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。図２は、本発明の実施形態によるエンジンの概略平面図である。図３は、本発明の実施形態による自動変速機（Automatic Transmission）の概略斜視図である。図４は、本発明の実施形態による車両の制御装置の電気的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、エンジンシステム１００は、主に、外部から導入された吸気（空気）が通過する吸気通路１と、この吸気通路１から供給された吸気と、後述する燃料噴射弁１３から供給された燃料との混合気を燃焼させて車両の動力を発生するエンジン１０（具体的にはガソリンエンジン）と、このエンジン１０内の燃焼により発生した排気ガスを排出する排気通路２５と、エンジンシステム１００に関する各種の状態を検出するセンサ３０〜３９と、エンジンシステム１００全体を制御するＰＣＭ（Power-train Control Module）５０と、を有する（図４も合わせて参照）。

吸気通路１には、上流側から順に、外部から導入された吸気を浄化するエアクリーナ３と、通過する吸気の量（吸入空気量）を調整するスロットルバルブ５と、エンジン１０に供給する吸気を一時的に蓄えるサージタンク７と、が設けられている。

本実施形態のエンジン１０は、図２に示すように、直線状に並ぶ４つの気筒２（２Ａ〜２Ｄ）を備えた直列４気筒型のエンジンである。このエンジン１０は、主に、吸気通路１から供給された吸気を燃焼室１１内に導入する吸気バルブ１２と、燃焼室１１に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１３と、燃焼室１１内に供給された吸気と燃料との混合気に点火する点火プラグ１４と、燃焼室１１内での混合気の燃焼により往復運動するピストン１５と、ピストン１５の往復運動により回転されるクランクシャフト１６と、燃焼室１１内での混合気の燃焼により発生した排気ガスを排気通路２５へ排出する排気バルブ１７と、を有する。
気筒２Ａ〜２Ｄに設けられた各ピストン１５は、クランク角において１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって往復動する。これに対応して、各気筒２Ａ〜２Ｄにおける点火時期は、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。

本実施形態のエンジン１０は、４つの気筒２Ａ〜２Ｄのうちの２つを休止させ、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気筒休止エンジンである。
具体的には、図２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、４つの気筒２Ａ〜２Ｄの全てを稼働させる全筒運転（全筒運転モード）時には、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。
また、減筒運転（減筒運転モード）時には、点火順序が連続しない２つの気筒（本実施形態では第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄ）において点火プラグ１４の点火動作が禁止され、残りの２つの気筒（即ち第３気筒２Ｃ及び第２気筒２Ｂ）において交互に点火が行われる。

また、エンジン１０は、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７のそれぞれの動作タイミング（バルブの位相に相当する）を、可変バルブタイミング機構（Variable Valve Timing Mechanism）としての可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９によって可変に構成されている。可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９としては、公知の種々の形式を適用可能であるが、例えば電磁式又は油圧式に構成された機構を用いて、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の動作タイミングを変化させることができる。

更に、エンジン１０は、減筒運転時に第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄの吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の開閉動作を停止させるバルブ停止機構２０を有している。このバルブ停止機構２０は、減筒運転時に、第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄのそれぞれの吸気バルブ１２及び排気バルブ１７を閉弁状態に維持するよう構成されている。例えば、バルブ停止機構２０は、カムとバルブとの間に介在し、カムの駆動力がバルブに伝達されるのを有効又は無効にするいわゆるロストモーション機構を含んで構成されている。あるいは、バルブ停止機構２０は、バルブを開閉動作させるカム山を有する第１カムと、バルブの開閉動作を停止させる第２カムとの、カムプロフィールの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的にバルブに伝達するいわゆるカムシフティング機構を含んで構成されてもよい。

排気通路２５には、主に、例えばＮＯｘ触媒や三元触媒や酸化触媒などの、排気ガスの浄化機能を有する排気浄化触媒２６ａ、２６ｂが設けられている。以下では、排気浄化触媒２６ａ、２６ｂを区別しないで用いる場合には、単に「排気浄化触媒２６」と表記する。

ここで、図３を参照して、本発明の実施形態による自動変速機について説明する。図３は、本発明の実施形態による自動変速機２００のシフトレバー及びシフトゲートの斜視図である。自動変速機２００は、エンジン１０と車輪（図示せず）との間の動力伝達経路上に設けられ、車速やエンジン回転数などに応じて変速比を自動的に切り替える機能を備えた変速機である。
図３に示すように、シフトレバー２０１は、自動変速機２００の変速レンジを選択するためのレバーであり、車両の運転席と助手席との間のセンターコンソール２０２に取り付けられたカバー２０３から上方へ突出するよう設けられている。このカバー２０３にはジグザグ形状のシフトゲート２０４が形成され、このシフトゲート２０４にシフトレバー２０１が挿通されている。シフトレバー２０１をシフトゲート２０４に沿って揺動移動させることで、変速レンジを、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｍレンジのいずれかに択一的に選択可能である。Ｄレンジ（ドライブレンジ）は、自動変速機２００の変速段が所定の変速特性に基づいて自動的に切り替えられる自動変速モードを選択するレンジである。Ｍレンジ（マニュアルレンジ）は、ドライバが自動変速機２００の変速段を手動操作で切り替え可能な手動変速モードを選択するレンジである。Ｒレンジ（リバースレンジ）は、車両を後退させるためのレンジである。Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）及びＰレンジ（パーキングレンジ）は、非走行レンジに相当する。

次に、図１及び図４に示すように、エンジンシステム１００には、当該エンジンシステム１００に関する各種の状態を検出するセンサ３０〜３９が設けられている。これらセンサ３０〜３９は、具体的には以下の通りである。アクセル開度センサ３０は、アクセルペダルの開度（ドライバがアクセルペダルを踏み込んだ量に相当する）であるアクセル開度を検出する。エアフローセンサ３１は、吸気通路１を通過する吸気の流量に相当する吸入空気量を検出する。スロットル開度センサ３２は、スロットルバルブ５の開度であるスロットル開度を検出する。圧力センサ３３は、エンジン１０に供給される吸気の圧力に相当するインマニ圧（インテークマニホールドの圧力）を検出する。クランク角センサ３４は、クランクシャフト１６におけるクランク角を検出する。水温センサ３５は、エンジン１０を冷却する冷却水の温度である水温を検出する。温度センサ３６は、エンジン１０の気筒２内の温度である筒内温度を検出する。カム角センサ３７、３８は、それぞれ、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の閉弁時期を含む動作タイミングを検出する。レンジセンサ３９は、自動変速機２００におけるシフトレバー２０１のレンジ位置を検出する。これらの各種センサ３０〜３９は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１３０〜Ｓ１３９をＰＣＭ５０に出力する。

ＰＣＭ５０は、上述した各種センサ３０〜３９から入力された検出信号Ｓ１３０〜Ｓ１３９に基づいて、エンジンシステム１００内の構成要素に対する制御を行う。具体的には、図４に示すように、ＰＣＭ５０は、スロットルバルブ５に制御信号Ｓ１０５を供給して、スロットルバルブ５の開閉時期やスロットル開度を制御し、燃料噴射弁１３に制御信号Ｓ１１３を供給して、燃料噴射量や燃料噴射タイミングを制御し、点火プラグ１４に制御信号Ｓ１１４を供給して、点火時期を制御し、可変吸気バルブ機構１８及び可変排気バルブ機構１９のそれぞれに制御信号Ｓ１１８、Ｓ１１９を供給して、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の動作タイミングを制御し、バルブ停止機構２０に制御信号Ｓ１２０を供給して、第１気筒２Ａおよび第４気筒２Ｄの吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の開閉動作の停止／作動を制御する。なお、ＰＣＭ５０は、本発明における「第１点火時期制御手段」、「第２点火時期制御手段」、「抑制手段」、「吸気量制御手段」及び「ニュートラルレンジ制御手段」の一例に相当する。

また、このようなＰＣＭ５０は、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリなどを備える。

ここで、図５を参照して、本発明の実施形態において減筒運転及び全筒運転のそれぞれを行う運転領域について説明する。図５は、本発明の実施形態において運転モード（全筒運転モード及び減筒運転モード）を切り替えるエンジンの運転領域を概念的に示したマップの一例である。図５は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸にエンジン負荷を示している。

図５に示すように、相対的にエンジン回転数が低く且つエンジン負荷が低い範囲に（符号Ａ参照）、減筒運転を行う減筒運転領域が設定されており、また、この減筒運転領域を除く範囲に（符号Ｂ参照）、全筒運転を行う全筒運転領域が設定されている。ＰＣＭ５０は、このようなマップを参照して、エンジン回転数及びエンジン負荷が減筒運転領域及び全筒運転領域のいずれに含まれるかを判定して、その判定結果に応じて減筒運転及び全筒運転のいずれかを実行する。具体的には、ＰＣＭ５０は、バルブ停止機構２０によって、第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄのそれぞれの吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の開閉動作の停止／作動を制御する。加えて、ＰＣＭ５０は、これら第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄについて、点火プラグ１４の点火及び燃料噴射弁１３の燃料噴射の実行／非実行を制御する。

＜制御内容＞
以下では、本発明の実施形態においてＰＣＭ５０が行う制御内容について説明する。

（基本概念）
まず、図６及び図７を参照して、本発明の実施形態においてＰＣＭ５０が行う基本制御について説明する。図６は、本発明の実施形態における全筒運転から減筒運転への基本的な切り替え制御を説明するためのタイムチャートである。図７は、本発明の実施形態におけるＤレンジからＮレンジへの基本的な切り替え制御を説明するためのタイムチャートである。

図６は、上から順に、運転モードの切り替え要求、エンジン１０の吸気充填量（吸気量／吸入空気量）、点火プラグ１４の点火時期のそれぞれの時間変化を示している。まず、時刻ｔ１１において、エンジン１０の運転状態が含まれる領域が全筒運転領域から減筒運転領域へと変化すると（図５参照）、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替える要求を発する。ＰＣＭ５０は、この時刻ｔ１１より、エンジン１０の吸気充填量を全筒運転時（４気筒運転時）よりも多い減筒運転時（２気筒運転時）用の量にするように、吸気充填量を徐々に増加させる制御を行う。例えば、ＰＣＭ５０は、可変吸気バルブ機構１８により吸気バルブ１２のバルブタイミングを進角側に変更する制御、及び／又は、スロットルバルブ５の開度を大きくする制御を行うことで、吸気充填量を増加させる。

また、ＰＣＭ５０は、時刻ｔ１１より、吸気充填量の増加に応じて、点火プラグ１４の点火時期を徐々に遅角させる制御を行う。この場合、ＰＣＭ５０は、所定の遅角限界Ｌｉｍよりも進角側の範囲内において、点火プラグ１４の点火時期を遅角させる。この遅角限界Ｌｉｍは、例えば、エンジン１０の燃焼安定性が確保される遅角側の点火時期の限界値、換言するとエンジン１０の失火が発生し始める点火時期に基づき定められる。なお、以下では、このように全筒運転から減筒運転への切り替え時に行われる点火時期の遅角制御を適宜「第１点火時期制御」と呼ぶ。

そして、時刻ｔ１２において、エンジン１０の吸気充填量が減筒運転時に適用すべき量に到達すると、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の吸気充填量を増加させる制御、及び点火プラグ１４の点火時期を遅角させる制御の両方を終了する。具体的には、ＰＣＭ５０は、現在のエンジン１０の吸気充填量を維持すると共に、点火プラグ１４の点火時期を速やかに進角させる、詳しくは点火時期を遅角前の元の点火時期（全筒運転時の点火時期／）まで略ステップ状に進角させる。この直後に、ＰＣＭ５０は、バルブ停止機構２０によって第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄのそれぞれの吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の開閉動作を停止させ（具体的には閉弁状態に保持するようにする）、また、これら第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄについて、点火プラグ１４の点火及び燃料噴射弁１３の燃料噴射を停止させる。これにより、減筒運転が開始することとなる。

このように、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、減筒運転を開始する前（つまり休止気筒での燃焼を停止する前）に、各気筒の吸気充填量を減筒運転時用の量に向けて増加させるので、減筒運転の開始時に各稼働気筒の吸気充填量を十分に確保することができる。よって、減筒運転開始時に稼働気筒のエンジントルクが低下するのを抑制することができる。また、このように吸気充填量を増加させるときに、点火時期を通常の全筒運転時よりも遅角側の時期に変更するので、吸気充填量の増加によりエンジントルクが増大するのを抑制することができる。以上より、全筒運転から減筒運転への切り替え前後において、エンジントルクの増減すなわちトルク段差が生じるのを確実に回避することができる。

次に、図７は、上から順に、自動変速機２００のレンジ（Ｄレンジ又はＮレンジ）、点火時期のそれぞれの時間変化を示している。まず、時刻ｔ２１において、自動変速機２００のレンジがＤレンジからＮレンジへ切り替わると、ＰＣＭ５０は、点火プラグ１４の点火時期を速やかに遅角させる、具体的には点火時期を略ステップ状に遅角させる。この場合にも、ＰＣＭ５０は、遅角限界Ｌｉｍ（図６に示した遅角限界Ｌｉｍと同一の値を用いてもよいし、異なる値を用いてもよい）よりも進角側の範囲内において、点火プラグ１４の点火時期を遅角させる。なお、以下では、このようにＤレンジからＮレンジへの切り替え時に行われる点火時期の遅角制御を適宜「第２点火時期制御」と呼ぶ。そして、時刻ｔ２２において、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジへ切り替わると、ＰＣＭ５０は、点火プラグ１４の点火時期を速やかに進角させる、具体的には点火時期を遅角前の元の点火時期（Ｄレンジ時の点火時期）まで略ステップ状に進角させる。

このようにＤレンジからＮレンジへの切り替え時に点火時期を遅角させることで、Ｎレンジの設定中にエンジントルクを低下させておくようにする。そして、この後のＮレンジからＤレンジへの切り替え時に、点火時期を一気に進角させることで、エンジントルクをＤレンジにおいて必要なトルクへと増加させるようにする。こうすることで、ＮレンジからＤレンジへの切り替え時に、負荷の増大によりエンジン回転数が低下すること（つまりエンジン回転数落ち）が生じるのを抑制することができる。

次に、図８を参照して、運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替えている最中に自動変速機２００のレンジがＮレンジに切り替わった場合に発生する問題について説明する。図８は、上から順に、運転モードの切り替え要求、自動変速機２００のレンジ（Ｄレンジ又はＮレンジ）、エンジン１０の吸気充填量、点火プラグ１４の点火時期のそれぞれの時間変化を示している。

まず、時刻ｔ３１において、エンジン１０の運転状態が含まれる領域が全筒運転領域から減筒運転領域へと変化すると、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替える要求を発する。ＰＣＭ５０は、この時刻ｔ３１より、エンジン１０の吸気充填量を徐々に増加させる制御を行うと共に、当該吸気充填量の増加に応じて、点火プラグ１４の点火時期を徐々に遅角させる制御を行う。このような吸気充填量を増加させる制御及び点火時期を遅角させる制御が行われている最中に、時刻ｔ３２において、自動変速機２００のレンジがＤレンジからＮレンジへ切り替わる。この時刻ｔ３２において、ＰＣＭ５０は、点火プラグ１４の点火時期を略ステップ状に遅角させる。

その結果、時刻ｔ３２以降において、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えて遅角されることとなる。すなわち、運転モードを切り替えるために点火時期をある程度低下させた状態において、Ｎレンジへの切り替えのために点火時期を更に遅角させると、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えてしまうのである。このように点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えると、エンジン１０において失火が生じてしまう。

また、時刻ｔ３２の後も、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の吸気充填量を増加させる制御を行うと共に、吸気充填量の増加に伴って点火時期を遅角させる制御を行う。この場合の点火時期の遅角量は、Ｎレンジへの切り替えのための点火時期の遅角量が付加されたものであるため、吸気充填量の増加に応じた量よりも大きい。そのため、点火時期が必要以上に遅角されることで、吸気充填量の増加によるエンジントルクの増大量以上のトルクが低下されてしまうこととなる（ここではエンジン１０において失火が生じずにトルクが出力された場合を仮定している）。その結果、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルク段差が生じてしまう。

（本実施形態による制御）
次に、本発明の実施形態においてＰＣＭ５０が行う制御内容について具体的に説明する。

本実施形態では、ＰＣＭ５０は、図８で説明したような減筒運転への切り替え中に自動変速機２００のレンジがＮレンジに切り替わった場合に発生する問題（要するに減筒運転に切り替えるための点火時期制御とＮレンジに切り替えるための点火時期制御との干渉）を解消するための制御を行う。特に、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替えるために点火時期を遅角させているときには、自動変速機２００のレンジをＮレンジに切り替えるため（換言するとニュートラル状態に切り替えるため）に点火時期が更に遅角されることを抑制するようにする。

図９を参照して、本発明の実施形態による制御について具体的に説明する。図９は、本発明の実施形態による制御を示すフローチャートである。なお、図９に示すフローは、車両のイグニッションがオンにされ、ＰＣＭ５０に電源が投入された後に、ＰＣＭ５０によって繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１において、ＰＣＭ５０は、自動変速機２００のレンジがＤレンジであるか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ５０は、レンジセンサ３９からの検出信号Ｓ１３９に基づき、自動変速機２００のシフトレバー２０１のレンジ位置がＤレンジに対応する位置にあるか否かを判定する。

ステップＳ１０１の判定の結果、自動変速機２００のレンジがＤレンジでない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、処理は終了する。これに対して、自動変速機２００のレンジがＤレンジである場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替える要求があるか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の運転状態が含まれる領域が全筒運転領域から減筒運転領域へと変化したか否かを判定する。この場合、ＰＣＭ５０は、図５に示した運転領域のマップを参照して、現在のエンジン回転数及びエンジン負荷が含まれる領域が全筒運転領域から減筒運転領域へと変化したか否かを判定する。

ステップＳ１０２の判定の結果、運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替える要求がない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、処理は終了する。これに対して、運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替える要求がある場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。

次いで、ＰＣＭ５０は、運転モードを全筒運転から減筒運転へ切り替えるべく、エンジン１０の吸気充填量を増加させる制御を行い（ステップＳ１０３）、そして、点火プラグ１４の点火時期を遅角させる制御、つまり第１点火時期制御を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の吸気充填量を全筒運転時よりも多い減筒運転時用の量にするように、吸気充填量を徐々に増加させる制御を行い、また、吸気充填量の増加によりエンジントルクが増大するのを抑制するように、点火時期を徐々に遅角させる制御を行う。この場合、ＰＣＭ５０は、可変吸気バルブ機構１８により吸気バルブ１２のバルブタイミングを進角側に変更する制御、及び／又は、スロットルバルブ５の開度を大きくする制御を行うことで、吸気充填量を増加させる。また、ＰＣＭ５０は、所定の遅角限界Ｌｉｍよりも進角側の範囲内において、点火プラグ１４の点火時期を遅角させる。

次いで、ステップＳ１０５において、ＰＣＭ５０は、自動変速機２００のレンジがＤレンジからＮレンジに切り替わったか否かを判定する。この場合にも、ＰＣＭ５０は、レンジセンサ３９からの検出信号Ｓ１３９に基づき、ステップＳ１０５の判定を行う。その結果、自動変速機２００のレンジがＤレンジからＮレンジに切り替わった場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、ＰＣＭ５０は、Ｎレンジのために点火時期を遅角させる制御（第２点火時期制御）を禁止する。すなわち、ＰＣＭ５０は、運転モードを全筒運転から減筒運転へ切り替えるために第１点火時期制御により点火時期を遅角させている状態において、Ｎレンジのために第２点火時期制御により点火時期が更に遅角されることを禁止する。この場合、１つの例では、ＰＣＭ５０は、第２点火時期制御を禁止するだけでなく、自動変速機２００がニュートラル状態へ移行することも禁止する。他の例では、ＰＣＭ５０は、第２点火時期制御を禁止する一方で、自動変速機２００の状態がニュートラル状態へ移行することは許可する。なお、自動変速機２００をニュートラル状態へ移行させる制御（変速制御）は、ＰＣＭ５０からの指令に応じて車両内のＴＣＭ（Transmission Control Module）によって行われる。よって、本発明における「ニュートラルレンジ制御手段」は、ＰＣＭ５０及びＴＣＭによって実現されるものである。

次いで、ステップＳ１０７において、ＰＣＭ５０は、吸気充填量（ステップＳ１０３の処理により増加されている吸気充填量）が、減筒運転時に適用すべき所定値に達したか否かを判定する。その結果、吸気充填量が所定値に達した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の吸気充填量を増加させる制御を終了すると共に、点火プラグ１４の点火時期を遅角させる第１点火時期制御を終了する。具体的には、ＰＣＭ５０は、現在のエンジン１０の吸気充填量を維持すると共に、点火プラグ１４の点火時期を略ステップ状に進角させて、遅角前の元の点火時期（通常の全筒運転時の点火時期）に戻す。

次いで、ステップＳ１０９において、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１０６での第２点火時期制御の禁止を解除して、Ｎレンジのために点火時期を遅角させる第２点火時期制御を実行する。具体的には、ＰＣＭ５０は、この後のＮレンジからＤレンジへの切り替え時におけるエンジン回転数落ちを抑制する観点から、点火プラグ１４の点火時期をＤレンジでの点火時期よりも所定量だけ遅角させる。この所定量は、上記したエンジン回転数落ちを抑制するために必要なエンジントルクの低下量に応じて定められる。

次いで、ステップＳ１１０において、ＰＣＭ５０は、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジに切り替わったか否かを判定する。この場合にも、ＰＣＭ５０は、レンジセンサ３９からの検出信号Ｓ１３９に基づき、ステップＳ１１０の判定を行う。

ステップＳ１１０の判定の結果、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジに切り替わっていない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に戻って、当該判定を再度行う。これに対して、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジに切り替わった場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、ＰＣＭ５０は、第２点火時期制御を終了して、点火プラグ１４の点火時期を速やかに進角させる。具体的には、ＰＣＭ５０は、点火プラグ１４の点火時期を、ステップＳ１０９での遅角前の元の点火時期（通常の点火時期）に戻す。

他方で、上記のステップＳ１０７において、吸気充填量が所定値に達していない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、処理はステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、ＰＣＭ５０は、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジに切り替わったか否かを判定する。この場合にも、ＰＣＭ５０は、レンジセンサ３９からの検出信号Ｓ１３９に基づき、ステップＳ１１２の判定を行う。

ステップＳ１１２の判定の結果、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジに切り替わっていない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に戻って、吸気充填量に対する判定を再度行う。これに対して、自動変速機２００のレンジがＮレンジからＤレンジに切り替わった場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１３に進む。また、上記のステップＳ１０５において、自動変速機２００のレンジがＤレンジからＮレンジに切り替わっていない場合にも（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に進む。このように、運転モードを全筒運転から減筒運転へ切り替えるために第１点火時期制御などを行っているときに、自動変速機２００のレンジがＤレンジである場合（Ｄレンジが継続している場合とＮレンジからＤレンジに切り替わった場合の両方）に、ステップＳ１１３の処理が行われる。

ステップＳ１１３において、ＰＣＭ５０は、吸気充填量（ステップＳ１０３の処理により増加されている吸気充填量）が、減筒運転時に適用すべき所定値に達したか否かを判定する。その結果、吸気充填量が所定値に達していない場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、処理はステップＳ１１３に戻って、当該判定を再度行う。これに対して、吸気充填量が所定値に達した場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４において、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の吸気充填量を増加させる制御を終了すると共に、点火プラグ１４の点火時期を遅角させる第１点火時期制御を終了する。具体的には、ＰＣＭ５０は、現在のエンジン１０の吸気充填量を維持すると共に、点火プラグ１４の点火時期を略ステップ状に進角させて、遅角前の元の点火時期（通常の全筒運転時の点火時期）に戻す。

次に、図１０を参照して、本発明の実施形態による作用効果について説明する。図１０は、上から順に、運転モードの切り替え要求、自動変速機２００のレンジ（Ｄレンジ又はＮレンジ）、エンジン１０の吸気充填量、点火プラグ１４の点火時期のそれぞれの時間変化を示している。

まず、時刻ｔ４１において、エンジン１０の運転状態が含まれる領域が全筒運転領域から減筒運転領域へと変化すると、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替える要求を発する。ＰＣＭ５０は、この時刻ｔ４１より、エンジン１０の吸気充填量を徐々に増加させる制御を行うと共に、当該吸気充填量の増加に応じて、点火プラグ１４の点火時期を徐々に遅角させる制御（第１点火時期制御）を行う。このような吸気充填量を増加させる制御及び点火時期を遅角させる制御が行われている最中に、時刻ｔ４２において、自動変速機２００のレンジがＤレンジからＮレンジへ切り替わる。

本実施形態においては、ＰＣＭ５０は、この時刻ｔ４２では、運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替えるために点火時期を遅角させる制御（第１点火時期制御）を実行している最中であるため、Ｎレンジに切り替えるために点火時期を遅角させる制御（第２点火時期制御）を禁止する。そのため、時刻ｔ４２以降においても、第１点火時期制御のみによって点火時期が遅角される。その結果、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えることはない。

この後、時刻ｔ４３において、エンジン１０の吸気充填量が減筒運転時に適用すべき量に到達する。この時刻ｔ４３において、まず、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の吸気充填量を増加させる制御、及び点火プラグ１４の点火時期を遅角させる制御（第１点火時期制御）の両方を終了する。具体的には、ＰＣＭ５０は、現在のエンジン１０の吸気充填量を維持すると共に、点火プラグ１４の点火時期を略ステップ状に進角させて、遅角前の元の点火時期（通常の全筒運転時の点火時期）に戻す。そして、ＰＣＭ５０は、バルブ停止機構２０によって第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄのそれぞれの吸気バルブ１２及び排気バルブ１７を閉弁状態に保持し、また、これら第１気筒２Ａ及び第４気筒２Ｄについて、点火プラグ１４の点火及び燃料噴射弁１３の燃料噴射を停止させる。これにより、減筒運転が開始することとなる。

また、時刻ｔ４３において、ＰＣＭ５０は、第１点火時期制御を終了して点火時期を元の点火時期に戻した直後に、第２点火時期制御の禁止を解除して、Ｎレンジのために点火時期を遅角させる制御を実行する。具体的には、時刻ｔ４３において、自動変速機２００のレンジが未だＮレンジであるので、ＰＣＭ５０は、Ｎレンジのために点火時期を徐々に遅角させる制御を行う。このように点火時期を遅角させても、当該点火時期の遅角の前に、上記したように点火時期を通常の点火時期に一旦戻しているので、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えることはない。

以上述べた本実施形態によれば、全筒運転から減筒運転への切り替えのために点火時期を遅角させている状態において、Ｎレンジに切り替えるために点火時期が更に遅角されることを適切に抑制することができる。したがって、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えることを抑制することができ、エンジン１０の失火を確実に抑制することができる。特に、本実施形態では、全筒運転から減筒運転への切り替えが完了するまで、具体的には吸気充填量が所定値に達するまで行う第１点火時期制御が終了するまで、Ｎレンジのための第２点火時期制御を禁止するので、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えることを確実に抑制することができる。

＜変形例＞
次に、上述した実施形態の種々の変形例について説明する。

上記した実施形態では、運転モードを全筒運転から減筒運転に切り替えるために点火時期を遅角させる制御（第１点火時期制御）を実行している最中に、Ｎレンジに切り替えるために点火時期を遅角させる制御（第２点火時期制御）を禁止していた。つまり、本実施形態では、第１点火時期制御中に第２点火時期制御が行われることを完全に禁止していた。他の例では、第１点火時期制御中に第２点火時期制御が行われることを完全に禁止せずに、第１点火時期制御中には第２点火時期制御の開始を遅らせてもよい。この他の例では、第１点火時期制御中においてＤレンジからＮレンジに切り替わった場合に、第２点火時期制御を直ぐに開始せずに、Ｎレンジに切り替わったタイミングから所定時間経過したタイミングで第２点火時期制御を開始させればよい。これによっても、点火時期が遅角限界Ｌｉｍを超えることを抑制できるようになる。なお、第１点火時期制御が終了するまで第２点火時期制御の開始を遅延させた場合には、上記した実施形態と同様の制御構成となる。

上記した実施形態では、ＤレンジからＮレンジへの切り替え時に本発明を適用する例を示したが、本発明はＤレンジ以外の走行レンジ（例えばＭレンジ）からＮレンジへの切り替え時にも適用可能である。また、レンジセンサ３９によりＮレンジが検出された場合に本発明を適用することに限定はされず、レンジセンサ３９を用いずに、自動変速機２００がニュートラル状態であると判断された場合に本発明を適用してもよい。

上記した実施形態では、自動変速機２００を備える車両に本発明を適用する例を示したが、本発明は手動変速機（Manual Transmission）を備える車両にも適用可能である。その場合、運転モードの切り替え中において手動変速機がニュートラル状態になった場合に、上記の実施形態に示した方法と同様にして、ニュートラル状態のための点火時期制御を抑制すればよい。この手動変速機のニュートラル状態は、例えばニュートラルセンサにて検出すればよい。

１ 吸気通路
２（２Ａ〜２Ｄ） 気筒
５ スロットルバルブ
１０ エンジン
１３ 燃料噴射弁
１４ 点火プラグ
１８ 可変吸気バルブ機構
２０ バルブ停止機構
３９ レンジセンサ
５０ ＰＣＭ
１００ エンジンシステム
２００ 自動変速機
２０１ シフトレバー

Claims (8)

1. 複数気筒を備え、この複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転とを切り替え可能なエンジンと、
   当該エンジンと車輪との間の動力伝達経路上に設けられた自動変速機と、
   当該自動変速機のレンジを切り替え可能なシフトレバーと、
   当該シフトレバーのレンジ位置を検出するレンジセンサと、
   を有する車両の制御装置であって、
   前記全筒運転と前記減筒運転との切り替え時における前記エンジンのトルク段差を抑制するために、前記エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第１点火時期制御手段と、
   前記レンジセンサにより非走行レンジが検出されたときに、前記エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第２点火時期制御手段と、
   前記第１点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御中において、前記レンジセンサにより走行レンジから非走行レンジへの切り替えが検出されたときに、前記第２点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御を抑制する抑制手段と、
   を更に有することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記非走行レンジは、ニュートラルレンジである、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記全筒運転と前記減筒運転との切り替え時に、前記エンジンの吸気量を変更する制御を行う吸気量制御手段を更に有し、
   前記第１点火時期制御手段は、前記吸気量制御手段による吸気量の変更に応じて、前記エンジンの点火時期を遅角させる、
   請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記抑制手段は、前記第２点火時期制御手段による点火時期の遅角を禁止する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. 前記抑制手段は、前記第２点火時期制御手段による点火時期の遅角の開始を遅延させる、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. 前記抑制手段は、前記全筒運転と前記減筒運転との切り替えが完了するまで、前記第２点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御を抑制する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
7. 複数気筒を備え、この複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転とを切り替え可能なエンジンと、
   当該エンジンと車輪との間の動力伝達経路上に設けられた自動変速機と、
   当該自動変速機のレンジを切り替え可能なシフトレバーと、
   当該シフトレバーのレンジ位置を検出するレンジセンサと、
   を有する車両の制御装置であって、
   前記全筒運転と前記減筒運転との切り替え時における前記エンジンのトルク段差を抑制するために、前記エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第１点火時期制御手段と、
   前記レンジセンサによりニュートラルレンジが検出されたときに、前記自動変速機をニュートラル状態に移行させ、且つ前記エンジンの点火時期を遅角させる制御を行うニュートラルレンジ制御手段と、
   前記第１点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御中において、前記レンジセンサによりニュートラルレンジへの切り替えが検出されたときに、前記ニュートラルレンジ制御手段によるニュートラル状態への移行及び点火時期を遅角させる制御の両方を抑制する抑制手段と、
   を更に有することを特徴とする車両の制御装置。
8. 複数気筒を備え、この複数気筒のうちで一部の気筒の燃焼を休止する減筒運転と、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転とを切り替え可能なエンジンと、
   当該エンジンと車輪との間の動力伝達経路上に設けられた自動変速機と、
   当該自動変速機のレンジを切り替え可能なシフトレバーと、
   当該シフトレバーのレンジ位置を検出するレンジセンサと、
   を有する車両の制御装置であって、
   前記全筒運転と前記減筒運転との切り替え時における前記エンジンのトルク段差を抑制するために、前記エンジンの点火時期を遅角させる制御を行う第１点火時期制御手段と、
   前記レンジセンサによりニュートラルレンジが検出されたときに、前記自動変速機をニュートラル状態に移行させ、且つ前記エンジンの点火時期を遅角させる制御を行うニュートラルレンジ制御手段と、
   前記第１点火時期制御手段による点火時期を遅角させる制御中において、前記レンジセンサによりニュートラルレンジへの切り替えが検出されたときに、前記ニュートラルレンジ制御手段によるニュートラル状態への移行を許可する一方で、前記ニュートラルレンジ制御手段による点火時期を遅角させる制御を抑制する抑制手段と、
   を更に有することを特徴とする車両の制御装置。

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