JP6645474B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の気筒の一部を休止させる減筒運転が行われる内燃機関の制御装置に関する。

複数の気筒を有する内燃機関では、機関負荷が比較的小さいときに一部の気筒を休止させる運転（減筒運転）を行うことで、該内燃機関の熱効率を高める技術が知られている。なお、内燃機関を減筒運転させる場合は、休止対象となる気筒における燃料の燃焼を停止させることに加え、可変動弁機構によって休止対象となる気筒の吸排気バルブを作動モード（吸排気バルブを開閉動作させるモード）から休止モード（吸排気バルブの開閉動作を休止させるモード）へ切り替えることで、吸排気バルブの開閉動作に起因する機械損失や吸排気損失の低減も図られる。

上記したような減筒運転が行われる内燃機関において、休止対象となる気筒が特定の気筒に固定されると、休止状態にある特定気筒と作動状態にある他気筒との間において筒内状態の差が比較的大きくなり易い。そのため、特定気筒が休止状態から作動状態へ移行したときに、該特定気筒と他気筒との間で燃焼状態のばらつきが発生して、排気エミッションの悪化等を招く可能性がある。このような問題に対し、内燃機関を減筒運転させる際に、休止対象の気筒を変更する制御（以下、「スキップファイアリング制御」と記す）を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特表２０１４−５３２１４５号公報

上記のスキップファイアリング制御では、休止対象の気筒を変更するにあたり、現サイクルで休止されている気筒を次サイクルで作動させたり、現サイクルで作動されている気筒を次サイクルで休止させたりする必要がある。そのため、現サイクルにおける吸気行程（排気行程）が終了してから次サイクルにおける吸気行程（排気行程）が開始されるまでの期間のうち、吸排気バルブの開閉動作に影響しない期間において、可変動弁機構によるモード切り替えを行う必要がある。

ところで、上記した「吸排気バルブの開閉動作に影響しない期間」の開始から終了までに要する時間（以下、「切替可能時間」と記す）は、機関回転速度が大きくなるほど短くなる。そのため、機関回転速度がある程度大きくなると、可変動弁機構によるモード切り替え動作に要する時間（以下、「モード切替時間」と記す）に比べ、上記の切替可能時間が短くなる可能性がある。切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域でスキップファイアリング制御が行われると、可変動弁機構によるモード切り替え動作を上記の切替可能時間内に完了させることが困難になるため、次サイクル以降における排気エミッションの悪化や失火等を招く可能性がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、減筒運転可能な内燃機関において、スキップファイアリング制御に起因する、排気エミッションの悪化や失火の発生等を抑制することにある。

本発明は、上記した課題を解決するために、減筒運転が行われる内燃機関において、切替可能時間がモード切替時間以上となる運転領域ではスキップファイアリング制御を実行し、且つ切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域ではスキップファイアリング制御を実行しないようにした。

詳細には、本発明は、複数の気筒を有する内燃機関に設けられ、各気筒の吸排気バルブの開閉動作を休止させる休止モードと各気筒の吸排気バルブを開閉動作させる作動モードとを気筒毎に切り替え可能な可変動弁機構と、前記内燃機関の各気筒へ燃料を供給するための燃料噴射弁と、を備える内燃機関に適用される制御装置である。この制御装置は、前記内燃機関における一部の気筒の吸排気バルブが休止モードとなるように前記可変動弁機構を制御するとともに該一部の気筒の燃料噴射弁による燃料供給を停止させることで該一部の気筒を休止させる制御であって、且つ休止対象となる気筒を変更する制御である、スキップファイアリング制御を行う制御手段を備える。そして、前記制御手段は、機関回転速度が第１機関回転速度以下であるときは前記スキップファイアリング制御を実行し、且つ機関回転速度が前記第１機関回転速度より大きいときは前記スキップファイアリング制御を実行しないようにした。

ここでいう「第１機関回転速度」は、機関回転速度が該第１機関回転速度より大きくなると、前述の切替可能時間がモード切替時間より短くなる機関回転速度、又はその機関回転速度から所定のマージンを差し引いた機関回転速度である。

上記のように構成される内燃機関の制御装置では、機関回転速度が第１機関回転速度以下であるときは、スキップファイアリング制御が実行される。機関回転速度が第１機関回転速度以下であるときは、上記の切替可能時間がモード切替時間以上となるため、該切替可能時間内に可変動弁機構によるモード切り替え動作を完了させることが可能である。よって、機関回転速度が第１機関回転速度以下であるときにスキップファイアリング制御が実行されれば、排気エミッションの悪化や失火の発生等を招くことなく、休止対象の気筒を変更することができる。一方、上記したように構成される内燃機関の制御装置では、機関回転速度が第１機関回転速度より大きいときは、スキップファイアリング制御が実行されない。機関回転速度が第１機関回転速度より大きいときは、上記の切替可能時間がモード切替時間より短くなるため、該切替可能時間内に可変動弁機構によるモード切り替え動作を完了させることが困難になる。よって、機関回転速度が第１機関回転速度より大きいときにスキップファイアリング制御が実行されなければ、可変動弁機構によるモード切り替え動作が上記の切替可能時間内に完了しないことに起因して、排気エミッションが悪化したり、失火が発生したりすることを抑制することができる。

ここで、本発明に係わる内燃機関の制御装置において、機関回転速度が第１機関回転速度より大きい場合は、全ての気筒を作動させるようにしてもよいが、休止対象を固定しつつ減筒運転を継続してもよい。すなわち、本発明に係わる制御手段は、機関回転速度が前記第１機関回転速度より大きいときに、スキップファイアリング制御を実行せずに、複数の気筒のうちの特定の気筒が休止されるように、前記可変動弁機構及び前記燃料噴射弁を制御するための休止気筒固定制御を実行してもよい。休止気筒固定制御では、可変動弁機構によるモード切り替え動作を上記の切替可能時間内に完了させる必要がない。よって、上記の切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域においても、排気エミッションの悪化や失火の発生等を抑制しつつ内燃機関を減筒運転させることが可能となり、内燃機関の熱効率を高めることができる。

また、機関回転速度が第１機関回転速度より大きくなったときにスキップファイアリング制御から休止気筒固定制御への切り替えが行われる構成では、機関回転速度が第１機関回転速度より大きくなった後（スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御への切
り替えが行われた後）において、機関回転速度が前記第１機関回転速度より小さな第２機関回転速度以下へ低下するまでは、スキップファイアリング制御が実行されずに休止気筒固定制御が実行されてもよい。つまり、機関回転速度が第１機関回転速度より大きくなった後において、機関回転速度が第２機関回転速度以下へ低下するまでは、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御への切り替えが行われないようにしてもよい。ここで、内燃機関が減筒運転されているときは、内燃機関の全気筒が作動されているときに比べ、機関回転速度の変動が大きくなり易い。そのため、機関回転速度が第１機関回転速度近傍にある状態で内燃機関の運転条件が安定していても、機関回転速度が第１機関回転速度の前後を行き来する可能性がある。そのような場合に、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御へ切り替える際の基準となる機関回転速度が、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御へ切り替える際の基準となる第１機関回転速度と同値に設定されていると、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御への切り替えが行われた後に、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御への切り替えと、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御への切り替えとが短周期で繰り返されて、制御のハンチングを誘発する可能性がある。これに対し、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御へ切り替える際の基準となる機関回転速度を、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御へ切り替える際の基準となる第１機関回転速度より小さな第２機関回転速度に設定すれば、上記したような制御のハンチングを抑制することができる。

ここで、内燃機関の熱効率を可及的に高めるという観点にたつと、機関負荷が小さい場合は大きい場合に比べ、スキップファイアリング制御又は休止気筒固定制御の実行時における休止気筒の数を多くすることが望ましい。ただし、機関負荷に応じて休止気筒の数を変更する構成においては、機関負荷が小さいときは大きいときに比べ、回転変動が大きくなり易い。そこで、機関負荷に応じて休止気筒の数を変更する構成においては、機関負荷が小さいときは大きいときに比べ、第２機関回転速度が小さくされてもよい。このように第２機関回転速度が設定されれば、機関負荷に応じて休止気筒の数を変更する構成においても、上記したような制御のハンチングを抑制することができる。

また、本発明を適用する内燃機関の可変動弁機構としては、ソレノイド式の可変動弁機構や、油圧式の可変動弁機構を用いることができる。なお、スキップファイアリング制御では、可変動弁機構によるモード切り替え動作が頻繁に行われるため、該可変動弁機構の作動音が大きくなり易い。特に、ソレノイド式の可変動弁機構は、油圧式の可変動弁機構に比べ、作動音が大きくなり易い。そのため、スキップファイアリング制御が行われる内燃機関の可変動弁機構としては、油圧式の可変動弁機構を用いてもよい。ただし、油圧式の可変動弁機構は、ソレノイド式の可変動弁機構に比べ、応答速度が遅くなる場合があり、それに伴ってモード切替時間が長くなる可能性がある。しかしながら、油圧式の可変動弁機構を具備する内燃機関においても、機関回転速度が第１機関回転速度以下であるときにスキップファイアリング制御が実行され、且つ機関回転速度が第１機関回転速度より大きいときにスキップファイアリング制御が実行されないようにすることで、スキップファイアリング制御の実行に起因する、排気エミッションの悪化や失火の発生等を抑制することができる。

本発明を適用する内燃機関が油圧式の可変動弁機構を備える場合において、制御装置は、可変動弁機構の作動油の温度である作動油温を検出する検出手段を更に備えるようにしてもよい。そして、前記検出手段により検出される作動油温が暖機完了温度より低い場合においては、制御手段は、該作動油温が低いときは高いときに比べ、第１機関回転速度を小さくしてもよい。油圧式の可変動弁機構の応答速度は、作動油温に応じて変化する。特に、作動油温が暖機完了温度より低い場合は、可変動弁機構の応答速度が作動油温に応じて変化し易い。具体的には、作動油温が暖機完了温度より低い場合は、該作動油温が低いときは高いときに比べ、可変動弁機構の応答速度が小さくなり易く、それに伴ってモード
切替時間が長くなり易い。そこで、作動油温が暖機完了温度より低い場合において、該作動油温が低いときは高いときに比べ、第１機関回転速度が小さくされれば、切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域でスキップファイアリング制御が実行されることをより確実に抑制することができる。

本発明を適用する内燃機関が油圧式の可変動弁機構を備える場合において、作動油の経時劣化等が発生すると、それに伴って可変動弁機構の応答速度が小さくなる可能性がある。その場合、可変動弁機構のモード切替時間が予め想定された時間より長くなる可能性がある。そこで、本発明に係わる制御装置は、前記可変動弁機構による休止モードと作動モードとの切り替えが行われているときの、作動油の圧力である作動油圧の変化速度を取得する取得手段を更に備えるようにしてもよい。そして、前記制御手段は、機関回転速度が前記第１機関回転速度より小さな所定の閾値以下であるときに、前記取得手段により取得される変化速度が所定の基準値より小さければ、前記第１機関回転速度を低回転速度側へ補正するようにしてもよい。上記の「所定の閾値」は、たとえ作動油の経時劣化等が生じている場合においても、切替可能時間がモード切替時間より短くならないと推定される機関回転速度であって、補正前の第１機関回転速度より十分に小さい機関回転速度である。また、上記の「所定の基準値」は、作動油圧の変化速度が該所定の基準値より小さくなると、モード切替時間が予め想定された時間より長くなると推定される値である。上記した構成によれば、作動油の経時劣化等が発生している場合においても、切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域でスキップファイアリング制御が実行されることを、より確実に抑制することができる。なお、上記した構成では、作動油圧の変化速度の取得処理、及び第１機関回転速度の補正処理は、機関回転速度が第１機関回転速度より十分に小さいときに実施される。これは、機関回転速度が補正前の第１機関回転速度の近傍にあるときに上記の取得処理や補正処理が実施されるようにすると、第１機関回転速度が補正される前に、切替可能時間がモード切替時間より短くなる事態が発生して、排気エミッションの悪化や失火等を招く虞があるためである。

本発明によれば、減筒運転可能な内燃機関において、スキップファイアリング制御に起因する、排気エミッションの悪化や失火の発生等を抑制することができる。

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。 第１可変動弁機構の概略構成を示す第１の図である。 第１可変動弁機構の概略構成を示す第２の図である。 （ａ）は、１サイクルあたりに２つの気筒を休止させる場合におけるスキップファイアリング制御の実行方法を示す図である。（ｂ）は、１サイクルあたりに３つの気筒を休止させる場合におけるスキップファイアリング制御の実行方法を示す図である。 スキップファイアリング制御を実行する運転領域（スキップファイアリング領域）を示す図である。 第１の実施形態において、第１機関回転速度を設定する際に、ＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。 作動油温Ｔｏｉｌと第１機関回転速度Ｎｅ１との関係を示す図である。 第１の実施形態において、内燃機関を減筒運転させる際に、ＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。 第２の実施形態において、第１機関回転速度及び第２機関回転速度を設定する際に、ＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。 第１機関回転速度Ｎｅ１と第２機関回転速度Ｎｅ２との関係を示す図である。 第２の実施形態において、内燃機関を減筒運転させる際に、ＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施形態における、第１可変動弁機構１００の概略構成を示す図である。 第３の実施形態において、第１機関回転速度を補正する際にＥＣＵによって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施形態１＞
先ず、本発明の第１の実施形態について、図１〜図８に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２を有する４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）である。なお、図１では、複数の気筒のうち、１つの気筒のみを図示している。また、本発明を適用する内燃機関は、図１に示すような火花点火式内燃機関に限られず、４ストローク・サイクルの圧縮着火式内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）であってもよい。

内燃機関１の気筒２内には、ピストン３が摺動自在に内装されている。ピストン３は、コネクティングロッド４を介してクランクシャフト５と連結されている。気筒２の内部（燃焼室）は、吸気ポート６及び排気ポート７と連通している。気筒２内における吸気ポート６の開口端は、吸気バルブ８により開閉される。気筒２内における排気ポート７の開口端は、排気バルブ９により開閉される。吸気バルブ８と排気バルブ９は、吸気カムシャフト１０と排気カムシャフト１１とにより各々開閉駆動される。

前記吸気ポート６は、吸気通路６０と連通している。前記吸気通路６０には、前記吸気ポート６へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１２が取り付けられている。なお、吸気通路６０は、新気（空気）を吸気ポート６へ導く通路である。そして、吸気ポート６へ導かれた吸気は、吸気バルブ８の開弁時に気筒２内へ吸入される。その際、燃料噴射弁１２から吸気ポート６へ噴射された燃料も吸気とともに気筒２内へ吸入される。

気筒２内に導かれた燃料及び吸気（混合気）は、各気筒２に取り付けられた点火プラグ１３により着火されて燃焼する。気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気バルブ９の開弁時に排気ポート７へ排出される。排気ポート７は排気通路７０と連通しており、前記した既燃ガスが排気ポート７から排気通路７０を介して大気中へ排出される。

また、内燃機関１の各気筒２には、吸気バルブ８の開閉動作を休止させる休止モードと吸気バルブ８を開閉動作させる作動モードとを切り替えるための第１可変動弁機構１００と、排気バルブ９の休止モードと作動モードとを切り替えるための第２可変動弁機構１１０とが設けられる。ここで、第１可変動弁機構１００と第２可変動弁機構１１０の構成について図２及び図３に基づいて説明する。なお、第１可変動弁機構１００と第２可変動弁機構１１０の構成は同様であるため、ここでは第１可変動弁機構１００の構成のみを説明する。

（可変動弁機構の概略構成）
第１可変動弁機構１００は、吸気カムシャフト１０に取り付けられた２つのカム１０ａ〜１０ｂと、吸気カムシャフト１０と平行に配置されるロッカーシャフト１２１と、ロッカーシャフト１２１に揺動自在に取り付けられる２つのロッカーアーム１２２〜１２３と
、２つのロッカーアーム１２２〜１２３の連結と分離とを切り替えるためのロック機構１２４と、ロック機構１２４に対する作動油圧の印加と作動油圧の開放とを切り替えるオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１２５と、を備える。

吸気カムシャフト１０に取り付けられる２つのカム１０ａ〜１０ｂのうち、一方のカム１０ａ（以下、「第１カム１０ａ」と記す）のカムプロフィールは、作用角及びリフト量（カムノーズの高さ）が零より大きくなるように形成される。２つのカム１０ａ〜１０ｂのうち、他方のカム１０ｂ（以下、「第２カム１０ｂ」と記す）のカムプロフィールは、作用角及びリフト量が零となるように形成される。すなわち、第２カム１０ｂは、ベース円部のみを有するように形成される。

ロッカーシャフト１２１に取り付けられる２つのロッカーアーム１２２〜１２３のうち、一方のロッカーアーム１２２（以下、「第１ロッカーアーム１２２」と記す）は、図示しないコイルスプリング又はラッシュアジャスタの働きによって、第１カム１０ａに押しつけられており、該第１カム１０ａのカムノーズによって揺動される。また、２つのロッカーアーム１２２〜１２３のうち、他方のロッカーアーム１２３（以下、「第２ロッカーアーム１２３」と記す）の一端には、吸気バルブ８の基端部（バルブステムの基端部）が当接している。そして、該第２ロッカーアーム１２３は、吸気バルブ８のバルブスプリング８０と、図示しないコイルスプリング又はラッシュアジャスタとの働きによって、第２カム１０ｂに押しつけられている。

ロック機構１２４は、分離ピン１２４ａと、ロックピン１２４ｂと、分離用スプリング１２４ｃと、を備える。分離ピン１２４ａは、第２ロッカーアーム１２３に設けられた第１ピン孔１２３ａ内に摺動自在に収容される。第１ピン孔１２３ａは、第１ロッカーアーム１２２における第１ロッカーアーム１２２と対向する面に設けられ、且つ該第１ピン孔１２３ａの軸線がロッカーシャフト１２１の軸線と平行になるように形成される。分離用スプリング１２４ｃは、前記第１ピン孔１２３ａの底部に配置されて、前記分離ピン１２４ａを第１ロッカーアーム１２２側へ付勢する。また、ロックピン１２４ｂは、第１ロッカーアーム１２２に設けられた第２ピン孔１２２ａ内に摺動自在に収容される。なお、第１ロッカーアーム１２２における第２ピン孔１２２ａの位置は、第１ロッカーアーム１２２が第１カム１０ａのベース円部と当接した状態にあるときに前記第１ピン孔１２３ａと対向する位置である。そして、第２ピン孔１２２ａは、該第２ピン孔１２２ａの軸線がロッカーシャフト１２１の軸線と平行になるように形成されるものとする。

ここで、上記した分離ピン１２４ａ、ロックピン１２４ｂ、第２ピン孔１２２ａ、及び１２３ａの各寸法は、以下の２つの条件を満たすように決定される。すなわち、第１の条件は、ロックピン１２４ｂの基端（図２中の右側端部）が第２ピン孔１２２ａの底部と当接した状態にあるときに、図２に示すように、ロックピン１２４ｂの先端（図２中の左側端部）と分離ピン１２４ａの先端（図２中の右側端部）が第１ロッカーアーム１２２と第２ロッカーアーム１２３との間隙に位置することである。次に、第２の条件は、分離ピン１２４ａの基端（図２中の左側端部）が第１ピン孔１２３ａの底部と当接した状態にあるときに、図３に示すように、ロックピン１２４ｂの先端及び分離ピン１２４ａの先端が第１ピン孔１２３ａ内に位置し、且つロックピン１２４ｂの基端が第２ピン孔１２２ａ内に位置することである。

次に、ＯＣＶ１２５は、第２ピン孔１２２ａにおけるロックピン１２４ｂの基端と該第２ピン孔１２２ａの底部との間の空間（以下、「作動室」と記す）へ作動油圧を印加する状態と、該作動室の作動油圧を開放する状態と、を切り替えるように構成される。

上記したように構成される第１可変動弁機構１００では、ＯＣＶ１２５が上記の作動室
の作動油圧を開放する状態にあるときは、分離用スプリング１２４ｃの付勢力が作動室の作動油圧を上回るため、分離ピン１２４ａ及びロックピン１２４ｂが第２ロッカーアーム１２３側から第１ロッカーアーム１２２側へ付勢される。それにより、ロックピン１２４ｂの基端が第２ピン孔１２２ａの底部に当接した状態になる。つまり、図２に示したように、分離ピン１２４ａの先端とロックピン１２４ｂの先端とが第１ロッカーアーム１２２と第２ロッカーアーム１２３との間隙に位置する状態になる。その場合、第１ロッカーアーム１２２と第２ロッカーアーム１２３とが分離した状態になる。その結果、第１ロッカーアーム１２２が第１カム１０ａのカムノーズによって揺動されたときに、該第１ロッカーアーム１２２の動作が第２ロッカーアーム１２３に伝達されなくなる。よって、第２ロッカーアーム１２３は、第２カム１０ｂのカムプロフィールに応じた動作をすることになる。本実施形態では、第２カム１０ｂのカムプロフィ−ルは、前述したように、作用角及びリフト量が零となるように形成されている。そのため、第１ロッカーアーム１２２と第２ロッカーアーム１２３とが分離した状態にあるときは、第２ロッカーアーム１２３が揺動しないことになる。その結果、吸気バルブ８の開閉動作が休止されることになる（休止モード）。

一方、上記したように構成される第１可変動弁機構１００において、ＯＣＶ１２５が上記の作動室に作動油圧を印加する状態にあるときは、作動室の作動油圧が分離用スプリング１２４ｃの付勢力を上回るため、分離ピン１２４ａ及びロックピン１２４ｂが第１ロッカーアーム１２２側から第２ロッカーアーム１２３側へ付勢される。それにより、分離ピン１２４ａの基端が第１ピン孔１２３ａの底部と当接した状態になる。つまり、図３に示したように、ロックピン１２４ｂの先端及び分離ピン１２４ａの先端が第１ピン孔１２３ａ内に位置し、且つロックピン１２４ｂの基端が第２ピン孔１２２ａ内に位置する状態になる。その場合、第１ロッカーアーム１２２と第２ロッカーアーム１２３とがロックピン１２４ｂによって連結された状態になる。その結果、第１ロッカーアーム１２２が第１カム１０ａのカムノーズによって揺動されたときに、該第１ロッカーアーム１２２の動作が第２ロッカーアーム１２３に伝達されるようになる。よって、第１ロッカーアーム１２２と第２ロッカーアーム１２３とが連結された状態にあるときは、第２ロッカーアーム１２３が第１カム１０ａのカムプロフィ−ルに従って揺動することになる。その結果、吸気バルブ８が開閉動作することになる（作動モード）。

なお、上記の第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）は、本発明に係わる可変動弁機構に相当する。なお、図２及び図３に示した構成は、本発明に係わる可変動弁機構の一例を示すものであり、その構成を限定するものではない。

ここで、図１に戻り、内燃機関１には、ＥＣＵ１４が併設されている。ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。ＥＣＵ１４は、クランクポジションセンサ１５、水温センサ１６、アクセルポジションセンサ１７等の各種センサと電気的に接続されている。クランクポジションセンサ１５は、クランクシャフト５の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。水温センサ１６は、内燃機関１を循環する冷却水の温度に相関する電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ１７は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサである。

また、ＥＣＵ１４は、燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、第１可変動弁機構１００、及び第２可変動弁機構１１０等の各種機器と電気的に接続されている。ＥＣＵ１４は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、上記の各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ１４は、クランクポジションセンサ１５の出力信号から演算される機関回転速度、及びアクセルポジションセンサ１７の出力信号から演算される機関負荷等に基づいて、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等を決定し、それら決定事項に基づいて燃料噴射弁１２や点火プ
ラグ１３を制御する。また、本実施形態では、ＥＣＵ１４は、上記した周知の制御に加え、内燃機関１の一部の気筒２を休止させる制御であって、且つ休止対象となる気筒２を変更する制御（スキップファイアリング制御）を実行することで、内燃機関１を減筒運転させる。以下、スキップファイアリング制御の実行方法について述べる。

（スキップファイアリング制御の概要）
スキップファイアリング制御は、機関負荷が所定負荷より小さくなる運転領域（減筒運転領域）において、内燃機関１の一部の気筒２の燃料噴射弁１２及び点火プラグ１３を休止させるとともに吸排気バルブ８〜９を休止モードにすることで、該一部の気筒２を休止させる制御である。また、スキップファイアリング制御では、休止対象となる気筒数が機関負荷に応じて変更される。具体的には、機関負荷が小さい場合は大きい場合に比べ、休止対象となる気筒数が多くされる。さらに、スキップファイアリング制御では、休止対象となる気筒が変更されることで、筒内状態（例えば、筒内温度等）のバラツキが抑制される。

ここで、スキップファイアリング制御の実行方法について図４の表に基づいて説明する。図４の表は、６つの気筒を有する内燃機関において、各気筒の作動状態と休止状態とを示している。そして、図４（ａ）は１サイクルあたりに２つの気筒を休止させる例を示しており、図４（ｂ）は１サイクルあたりに３つの気筒を休止させる例を示している。なお、図４（ａ）、（ｂ）中における丸印は作動状態を示し、×印は休止状態を示している。

図４（ａ）では、各気筒が３サイクルに１回休止されるとともに、休止対象となる気筒が１サイクル毎に変更される。具体的には、第１サイクルから第３サイクルまでの３サイクルでは、第１サイクルにおいて１番気筒と４番気筒が休止され、第２サイクルにおいて２番気筒と５番気筒が休止され、第３サイクルにおいて３番気筒と６番気筒が休止される。その後の第４サイクルでは、１番気筒と３番気筒が再び休止される。このような手順を繰り返すことにより、各気筒の筒内状態を略均一にしつつ、１サイクルあたりに２つの気筒を休止させることできる。

図４（ｂ）では、各気筒が２サイクルに１回休止されるとともに、休止対象となる気筒が１サイクル毎に変更される。具体的には、第１サイクルから第２サイクルまでのサイクルでは、第１サイクルにおいて１番気筒と３番気筒と５番気筒が休止され、第２サイクルにおいて２番気筒と４番気筒と６番気筒が休止される。その後の第３サイクルでは、１番気筒と４番気筒と６番気筒が再び休止される。このような手順を繰り返すことにより、各気筒の筒内状態を略均一にしつつ、１サイクルあたりに３つの気筒を休止させることができる。図４（ｂ）の手順によるスキップファイアリング制御は、前述の図４（ａ）の手順でスキップファイアリング制御が実行される場合より機関負荷が小さいときに実行される。

なお、図４（ａ）、（ｂ）に示した手順は、スキップファイアリング制御の一例を示すものであり、各サイクルで休止対象となる気筒や休止気筒の数等は、気筒の燃焼順序、振動、騒音等を考慮して適宜変更することできる。

ところで、上記したような手順によってスキップファイアリング制御が実行されると、現サイクルで休止されている気筒を次サイクルで作動させたり、現サイクルで作動されている気筒を次サイクルで休止させたりする必要がある。例えば、図４（ａ）に示す例では、第１サイクルで休止されている１番気筒（４番気筒）を第２サイクルで作動させる必要があるとともに、第１サイクルで作動している２番気筒（５番気筒）を第２サイクルで休止させる必要がある。要するに、現サイクルにおける吸気行程（排気行程）が終了してから次サイクルにおける吸気行程（排気行程）が開始されるまでの期間のうち、吸排気バル
ブ８〜９の開閉動作に影響しない期間において、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替えを行う必要がある。

ここで、上記した「吸排気バルブ８〜９の開閉動作に影響しない期間」は、該期間の開始から終了までに要する時間（切替可能時間）が機関回転速度に応じて変化する期間である。つまり、切替可能時間は、機関回転速度が大きくなるほど短くなる。よって、機関回転速度がある程度大きくなると、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替え動作に要する時間（モード切替時間）に比べ、切替可能時間が短くなる可能性がある。切替可能時間がモード切替時間より短い状態でスキップファイアリング制御が行われると、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替え動作を切替可能時間内に完了させることが困難になるため、次サイクル以降における排気エミッションの悪化や失火等を招く可能性がある。

そこで、本実施形態では、図５に示すように、機関負荷が所定負荷より小さくなる減筒運転領域のうち、機関回転速度が第１機関回転速度Ｎｅ１以下となる運転領域（スキップファイアリング領域）ではスキップファイアリング制御が実行される一方で、機関回転速度が第１機関回転速度Ｎｅ１より大きくなる運転領域（休止気筒固定領域）ではスキップファイアリング制御が実行されないようにした。ここでいう「第１機関回転速度Ｎｅ１」は、機関回転速度が該第１機関回転速度Ｎｅ１より大きくなると、切替可能時間がモード切替時間より短くなる機関回転速度、又はその機関回転速度から所定のマージンを差し引いた機関回転速度である。なお、図５中のＮｅｍｉｎは、内燃機関１が許容可能な最小の機関回転速度（例えば、アイドル回転速度）である。また、図５中のＮｅｍａｘは、内燃機関１が許容可能な最大の機関回転速度である。

上記の如くスキップファイアリング領域が定められると、減筒運転領域のうち、切替可能時間がモード切替時間より短くなると想定される運転領域（休止気筒固定領域）では、スキップファイアリング制御が実行されなくなる。そして、本実施形態では、上記の休止気筒固定領域において、スキップファイアリング制御の代わりに休止気筒固定制御が実行されるようにした。休止気筒固定制御は、内燃機関１が備える複数の気筒２のうち、特定の気筒が休止されるように、燃料噴射弁１２、点火プラグ１３、第１可変動弁機構１００、及び第２可変動弁機構１１０を制御する処理である。休止気筒固定制御では、上記の切替可能時間のような限られた時間内で第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替え動作を完了させる必要がない。例えば、特定気筒を作動状態から休止状態へ移行させる場合は、特定気筒の燃料噴射弁１２及び点火プラグ１３を休止させるとともに吸排気バルブ８〜９を作動モードから休止モードへ切り替えるべく第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）を制御すればよい。その場合、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替え動作が切替可能時間内に完了しない可能性があるものの、該特定気筒における燃料の燃焼を休止させることができる。一方、特定気筒を休止状態から作動状態へ移行させる場合は、先ず特定気筒の吸排気バルブ８〜９を休止モードから作動モードへ切り替えるべく第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）を制御する。そして、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替え動作が完了した後（例えば、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）のモード切り替え制御が開始された時点からモード切替時間が経過した後）に、燃料噴射弁１２及び点火プラグ１３の作動を再開させればよい。

上記したように、休止気筒固定領域において、スキップファイアリング制御が実行されずに、休止気筒固定制御が実行されると、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替え動作が切替可能時間内に完了しないことに起因して、排気エミッションの悪化や失火等が発生することを抑制しつつ、内燃機関１を減筒運転させることができる。

（第１機関回転速度の設定方法）
次に、上記した第１機関回転速度Ｎｅ１の設定方法について、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、第１機関回転速度Ｎｅ１を設定する際にＥＣＵ１４によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されており、内燃機関１の運転中に繰り返し実行される。また、図７は、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）の作動油温Ｔｏｉｌと第１機関回転速度Ｎｅ１との相関を示す図である。

先ず、図６の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０１の処理において、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）の作動油温Ｔｏｉｌを検出する。本実施形態では、作動油温Ｔｏｉｌは、水温センサ１６の出力信号（冷却水温度）に基づいて演算される。その際、冷却水温度と作動油温Ｔｏｉｌとの相関を、予め実験やシミュレーション等の結果に基づいて定めておくようにしてもよい。また、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）における作動油の経路に油温センサを取り付けて、該油温センサの出力信号を作動油温Ｔｏｉｌとして用いてもよい。なお、ＥＣＵ１４がＳ１０１の処理を実行することにより、本発明に係わる「検出手段」が実現される。

Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０１の処理で検出された作動油温Ｔｏｉｌが下限温度Ｔｍｐ０以上であるか否かを判別する。ここでいう下限温度Ｔｍｐ０は、作動油温Ｔｏｉｌが該下限温度Ｔｍｐ０を下回ると、内燃機関１が許容可能な全ての機関回転速度においてスキップファイアリング制御を実行することが困難であると判定可能な温度である。言い換えると、下限温度Ｔｍｐ０は、作動油温Ｔｏｉｌが該下限温度Ｔｍｐ０を下回ると、機関回転速度が前述した所定の下限値Ｎｅ１ｍｉｎ（アイドル回転速度）であっても、切替可能時間がモード切替時間より長くなる可能性がある温度（例えば、−１０℃）である。

前記Ｓ１０２の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０３の処理へ進み、許可フラグをｏｎにする。ここでいう許可フラグは、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にあるとき（すなわち、作動油温Ｔｏｉｌが前記下限温度Ｔｍｐ０以上であるとき）にｏｎにされ、且つ作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にないとき（すなわち、作動油温Ｔｏｉｌが前記下限温度Ｔｍｐ０未満であるとき）にｏｆｆにされるフラグである。ＥＣＵ１４は、Ｓ１０３の処理を実行し終えると、Ｓ１０４の処理へ進む。

Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ１０１の処理で検出された作動油温Ｔｏｉｌが暖機完了温度Ｔｍｐ１未満であるか否かを判別する。ここでいう「暖機完了温度Ｔｍｐ１」は、例えば、作動油温Ｔｏｉｌが該暖機完了温度Ｔｍｐ１以上であるときはモード切替時間が略一定の時間で安定し、且つ作動油温Ｔｏｉｌが該暖機完了温度Ｔｍｐ１未満であるときはモード切替時間が作動油温Ｔｏｉｌに応じて変化すると推定される温度である。

前記Ｓ１０４において肯定判定された場合（Ｔｏｉｌ＜Ｔｍｐ１）は、モード切替時間が作動油温Ｔｏｉｌに応じて変化すると推定することができる。そこで、前記Ｓ１０４の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５の処理において、前記Ｓ１０１の処理で検出された作動油温Ｔｏｉｌをパラメータとして、第１機関回転速度Ｎｅ１を設定する。ここで、作動油温Ｔｏｉｌが前記下限温度Ｔｍｐ０以上且つ前記暖機完了温度Ｔｍｐ１未満の温度範囲にあるときは、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）のモード切替時間は、作動油温Ｔｏｉｌが低くなるほど長くなる。そこで、本実施形態では、作動油温Ｔｏｉｌが前記下限温度Ｔｍｐ０以上且つ前記暖機完了温度Ｔｍｐ１未満の
温度範囲にあるときは、図７に示すように、作動油温Ｔｏｉｌが低くなるほど、第１機関回転速度Ｎｅ１を小さくする。

また、前記Ｓ１０２の処理において否定判定された場合（Ｔｏｉｌ＜Ｔｍｐ０）は、前述したように、内燃機関１が許容可能な全ての機関回転速度においてスキップファイアリング制御を実行することが困難であると推定することができる。そこで、前記Ｓ１０２の処理で否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０６の処理へ進み、許可フラグをｏｆｆにする。

また、前記Ｓ１０４の処理において否定判定された場合（Ｔｏｉｌ≧Ｔｍｐ１）は、前述したように、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）の暖機が完了しており、それに伴ってモード切替時間が略一定の時間で安定すると推定することができる。そこで、前記Ｓ１０４の処理で否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０７の処理へ進み、第１機関回転速度Ｎｅ１を所定の上限値Ｎｅ１ｍａｘに固定する。ここでいう「所定の上限値Ｎｅ１ｍａｘ」は、作動油温Ｔｏｉｌが暖機完了温度Ｔｍｐ１以上であるときのモード切替時間に対して、切替可能時間が同等の長さとなる機関回転速度から所定のマージンを差し引いた機関回転速度である。

（第１の実施形態における減筒運転の実行方法）
以下、本実施形態における減筒運転の実行手順について、図８に沿って説明する。図８は、内燃機関１を減筒運転させる際に、ＥＣＵ１４によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されており、内燃機関１の運転中に繰り返し実行される。

図８の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、先ず、Ｓ２０１の処理において、機関回転速度Ｎｅと機関負荷Ｑとを読み込む。機関回転速度Ｎｅは、クランクポジションセンサ１５の出力信号に基づいて別途に演算されて、ＥＣＵ１４のＲＡＭ等に記憶されている。また、機関負荷Ｑは、アクセルポジションセンサ１７の出力信号に基づいて別途に演算されて、ＥＣＵ１４のＲＡＭ等に記憶されている。ＥＣＵ１４は、該Ｓ２０１の処理を実行し終えると、Ｓ２０２の処理へ進む。

Ｓ２０２の処理では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ２０１の処理で読み込まれた機関負荷Ｑが所定負荷Ｑｐｒｅ以下であるか否かを判別する。ここでいう所定負荷Ｑｐｒｅは、例えば、機関負荷Ｑが該所定負荷Ｑｐｒｅ以下であれば、内燃機関１を全気筒運転させる場合よりも減筒運転させる場合の方が熱効率を高めることができると想定される機関負荷である。

前記Ｓ２０２の処理において否定判定された場合（Ｑ＞Ｑｐｒｅ）は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０６の処理へ進み、内燃機関１の全気筒を作動させる（全気筒運転）。詳細には、ＥＣＵ１４は、内燃機関１の全気筒において、燃料噴射弁１２及び点火プラグ１３を作動させるとともに、吸排気バルブ８〜９を作動モードとすべく第１可変動弁機構１００及び第２可変動弁機構１１０を制御する。

一方、前記Ｓ２０２の処理において肯定判定された場合（Ｑ≦Ｑｐｒｅ）は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０３の処理へ進む。Ｓ２０３の処理では、ＥＣＵ１４は、許可フラグがｏｎであるか否かを判別する。ここでいう許可フラグは、前述したように、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にあるときにｏｎにされ、且つ作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にないときにｏｆｆにされるフラグであって、前述の図６の処理ルーチンに従って設定されている。

前記Ｓ２０３の処理において否定判定された場合（許可フラグ＝ｏｆｆ）は、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にないと判定することができるため、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０７の処理へ進む。Ｓ２０７の処理では、ＥＣＵ１４は、休止気筒固定制御を実行する。詳細には、ＥＣＵ１４は、内燃機関１の特定気筒において、燃料噴射弁１２及び点火プラグ１３の作動を停止させるとともに、吸排気バルブ８〜９を休止モードとすべく第１可変動弁機構１００及び第２可変動弁機構１１０を制御する。その際の休止気筒数は、機関負荷Ｑが大きい場合より小さい場合の方が多くされる。

一方、前記Ｓ２０３の処理において肯定判定された場合（許可フラグ＝ｏｎ）は、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にあると判定することができるため、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０４の処理へ進む。Ｓ２０４の処理では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ２０１の処理で読み込まれた機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１以下であるか否かを判別する。ここでいう第１機関回転速度Ｎｅ１は、前述したように、機関回転速度Ｎｅが該第１機関回転速度Ｎｅ１より大きくなると、切替可能時間がモード切替時間より短くなると推定される機関回転速度Ｎｅであり、前述の図７の処理ルーチンに従って設定されている。

前記Ｓ２０４の処理において肯定判定された場合（Ｎｅ≦Ｎｅ１）は、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にあり、且つ機関回転速度Ｎｅがスキップファイアリング制御を実施可能な速度域にあると判定することができる。つまり、前記Ｓ２０４の処理において肯定判定された場合は、切替可能時間がモード切替時間以上となる運転領域で内燃機関１が運転されていると判定することができる。よって、前記Ｓ２０４の処理において肯定判定された場合に、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０５の処理へ進み、スキップファイアリング制御を実行する。その際、ＥＣＵ１４は、例えば、機関負荷Ｑと前述の図４に示したマップとに基づいて、各サイクルで休止対象となる気筒や休止気筒の数を決定する。

一方、前記Ｓ２０４の処理で否定判定された場合（Ｎｅ＞Ｎｅ１）は、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にあるものの、機関回転速度Ｎｅがスキップファイアリング制御を実施可能な速度域にないと判定することができる。つまり、前記Ｓ２０４の処理において否定判定された場合は、切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域で内燃機関１が運転されていると判定することができる。よって、前記Ｓ２０４の処理において否定判定された場合に、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０７の処理へ進み、休止気筒固定制御を実行する。

図８に示した手順によれば、作動油温Ｔｏｉｌがスキップファイアリング制御を実施可能な温度域にある場合において、切替可能時間がモード切替時間以上となる運転領域（スキップファイアリング領域）ではスキップファイアリング制御によって内燃機関１が減筒運転されるが、切替可能時間がモード切替時間より短くなる運転領域（休止気筒固定領域）ではスキップファイアリング制御が実行されなくなる。そのため、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）のモード切り替え動作が切替可能時間内に完了しないことに起因して、排気エミッションが悪化したり、又は失火が発生したりすることが抑制される。また、休止気筒固定領域では、スキップファイアリング制御の代わりに休止気筒固定制御が実行されることで、内燃機関１が減筒運転されるため、排気エミッションの悪化や失火の発生を抑制しつつ、内燃機関１の熱効率を高めることができる。

なお、本発明に係わる「制御手段」は、ＥＣＵ１４が前述の図６及び図８の処理ルーチンを実行することで実現される。

＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図９〜図１１に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。前述した第１の実施形態と本実施形態との相違点は、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御へ切り替える際の基準となる機関回転速度を第１機関回転速度とする一方で、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御へ切り替える際の基準となる機関回転速度を第１機関回転速度より小さな第２機関回転速度とする点にある。

ここで、内燃機関１が減筒運転されているときは、内燃機関１が全気筒運転されているときに比べ、機関回転速度Ｎｅの変動が大きくなり易い。そのため、機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１の近傍となる状態で内燃機関１の運転条件が安定していても、機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１の前後を行き来する可能性がある。そのような場合に、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御へ切り替える際の基準となる機関回転速度を、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御へ切り替える際の基準となる第１機関回転速度Ｎｅ１と同値に設定していると、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御への切り替えが行われた直後に機関回転速度Ｎｅが再び第１機関回転速度Ｎｅ１より大きくなったり、或いはスキップファイアリング制御から休止気筒固定制御への切り替えが行われた直後に機関回転速度Ｎｅが再び第１機関回転速度Ｎｅ１未満になったりする可能性がある。その結果、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御への切り替えと、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御への切り替えとが短周期に繰り返されて、制御のハンチングを招く可能性がある。そこで、本実施形態では、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御へ切り替える際の基準となる機関回転速度を、第１機関回転速度Ｎｅ１より小さな第２機関回転速度Ｎｅ２に設定するようにした。

（第１機関回転速度及び第２機関回転速度の設定方法）
次に、本実施形態において、第１機関回転速度Ｎｅ１と第２機関回転速度Ｎｅ２とを設定する方法について、図９及び図１０に基づいて説明する。図９は、第１機関回転速度Ｎｅ１及び第２機関回転速度Ｎｅ２を設定する際にＥＣＵ１４によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートであり、図１０は、第１機関回転速度Ｎｅ１と第２機関回転速度Ｎｅ２との関係を示す図である。図９中において、前述した図６の処理ルーチンと同様の処理には同一の符号を付している。なお、図９中において、第１機関回転速度Ｎｅ１を設定する方法は、前述した図６と同様である。

先ず、図９の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５の処理又はＳ１０７の処理において第１機関回転速度Ｎｅ１を設定した後に、Ｓ１０８の処理へ進む。Ｓ１０８の処理では、ＥＣＵ１４は、Ｓ１０５の処理又はＳ１０７の処理で設定された第１機関回転速度Ｎｅ１から所定の減算値Ｃｑを差し引くことで、第２機関回転速度Ｎｅ２（＝Ｎｅ１−Ｃｑ）を算出する。ここでいう「所定の減算値Ｃｑ」は、零より大きな正値であって、且つ機関負荷Ｑが小さくなるほど大きな値に設定される。

このような方法によって設定される第２機関回転速度Ｎｅ２は、図１０中の一点鎖線で示すように、第１機関回転速度Ｎｅ１より小さい機関回転速度であって、且つ機関負荷Ｑが小さくなるほど小さい機関回転速度になる。ここで、機関負荷Ｑに応じて第２機関回転速度Ｎｅ２が変更される理由は、スキップファイアリング制御又は休止気筒固定制御において休止対象となる気筒数が、機関負荷Ｑが小さくなるほど多くされるため、それに伴って機関回転速度Ｎｅの変動が大きくなるためである。このように、第２機関回転速度Ｎｅ２が設定されると、機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１近傍となる運転状態において、スキップファイアリング制御と休止気筒固定制御との切り替えが短周期に繰り返されることが抑制されるため、制御のハンチングを抑制することができる。

（第２の実施形態における減筒運転の実行方法）
以下、本実施形態における減筒運転の実行手順について、図１１に沿って説明する。図１１は、内燃機関１を減筒運転させる際に、ＥＣＵ１４によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されており、内燃機関１の運転中に繰り返し実行される。図１１中において、前述の図８の処理ルーチンと同様の処理には同一の符号を付している。

図１１の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０４の処理で肯定判定された場合に、Ｓ３０１の処理を実行する。Ｓ３０１の処理では、休止気筒固定制御が実行中であるか否かを判別する。ここで、スキップファイアリング制御から休止気筒固定制御へ切り替えられた後において、機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１より大きい状態から該第１機関回転速度Ｎｅ１以下の状態へ変化しているときであれば、休止気筒固定制御が実行中となるため、Ｓ３０１の処理で肯定判定されることになる。そこで、Ｓ３０１の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ３０２の処理へ進み、Ｓ２０１の処理で読み込まれた機関回転速度Ｎｅが第２機関回転速度Ｎｅ２以下であるか否かを判別する。そして、Ｓ３０２の処理で肯定判定されれば、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０５の処理へ進み、休止気筒固定制御からスキップファイアリング制御への切り替えを行う。一方、Ｓ３０２の処理において否定判定された場合（Ｎｅ＞Ｎｅ２）は、ＥＣＵ１４は、Ｓ２０７の処理へ進み、休止気筒固定制御の実行を継続する。また、前記Ｓ３０１の処理で否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ３０２の処理をスキップして、Ｓ２０５の処理へ進む。

図１１に示した手順によれば、機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１近傍となる運転状態において、スキップファイアリング制御と休止気筒固定制御との切り替えが短周期に繰り返されることを抑制することができるため、制御のハンチングを抑制することができる。

＜実施形態３＞
次に、本発明の第３の実施形態について、図１２〜図１３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。前述した第１の実施形態と本実施形態との相違点は、作動油の経時劣化等に起因する、モード切替時間の変化を考慮して、第１機関回転速度を補正する点にある。

ここで、第１可変動弁機構１００及び第２可変動弁機構１１０の作動油の経時劣化が進行すると、それに伴って第１可変動弁機構１００及び第２可変動弁機構１１０の応答速度が小さくなる。これは、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）による休止モードと作動モードとの切り替えが行われているときの作動油圧の変化速度、より具体的には、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）の作動室に対する作動油圧の印加と開放とが切り替えられた直後における作動油圧の変化速度は、作動油の経時劣化が進行するほど、小さくなるためである。作動油の経時劣化に起因して第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）の応答速度が小さくなると、モード切替時間が予め想定された時間より長くなる可能性がある。そのため、作動油の経時劣化がある程度進行すると、予め想定された第１機関回転速度Ｎｅ１より低い機関回転速度において切替可能時間がモード切替時間より短くなる事態が発生し得る。

そこで、本実施形態では、機関回転速度Ｎｅが第１機関回転速度Ｎｅ１より低い所定の閾値以下となる運転領域において、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替えが行われているときの作動油圧の変化速度を取得して、その変化速度に応じて第１機関回転速度Ｎｅ１を補正するようにした。なお、作動油圧の変化速度を取得するためには、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）における作動油圧を検出する必要がある。そこで、本実施形態では、図１２に示すように、ＯＣＶ１２５
と作動室との間の作動油通路に、作動油圧を測定するための油圧センサ１２６を取り付けて、該油圧センサ１２６の出力信号をＥＣＵ１４へ入力させるようにした。

ところで、作動油圧の変化速度の取得処理、及びその変化速度に基づく第１機関回転速度Ｎｅ１の補正処理は、機関回転速度Ｎｅが補正前の第１機関回転速度Ｎｅ１より十分に小さいときに行われることが望ましい。これは、機関回転速度が補正前の第１機関回転速度Ｎｅ１近傍にあるときに、上記の取得処理及び補正処理が行われるようにすると、第１機関回転速度Ｎｅ１の補正が行われる前に、切替可能時間がモード切替時間より短くなる事態が発生する虞があるからである。

よって、本実施形態では、機関回転速度Ｎｅが補正前の第１機関回転速度Ｎｅ１より十分に小さな所定の閾値以下であるときに、作動油圧の変化速度を取得して、その変化速度が所定の基準値より小さければ、第１機関回転速度Ｎｅ１を低回転速度側へ補正するようにした。ここでいう「所定の閾値」は、たとえ作動油が劣化している場合においても、切替可能時間がモード切替時間より短くならない程度に小さい機関回転速度である。また、「所定の基準値」は、作動油圧の変化速度が該所定の基準値より小さくなると、モード切替時間が予め想定された時間より長くなると推定される値である。

（第１機関回転速度の補正方法）
以下、第１機関回転速度Ｎｅ１を補正する手順について、図１３に沿って説明する。図１３は、第１機関回転速度Ｎｅ１を補正する際にＥＣＵ１４によって実行される処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、予めＥＣＵ１４のＲＯＭに記憶されており、内燃機関１の運転中に繰り返し実行される。

図１３の処理ルーチンでは、ＥＣＵ１４は、先ずＳ４０１の処理において、作動油温Ｔｏｉｌ及び機関回転速度Ｎｅを読み込む。続いて、ＥＣＵ１４は、Ｓ４０２の処理へ進み、前記Ｓ４０１の処理で読み込まれた作動油温Ｔｏｉｌが前述の下限温度Ｔｍｐ０以上であるか否かを判別する。Ｓ４０２の処理において否定判定された場合（Ｔｏｉｌ＜Ｔｍｐ０）は、前述の図６及び図８の説明で述べたように、許可フラグがｏｆｆにされることで、スキップファイアリング制御が実行されないため、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替えが行われているときの作動油圧の変化速度Ｖｐを取得することができない。そのため、Ｓ４０２の処理で否定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、変化速度Ｖｐの取得処理、及び第１機関回転速度Ｎｅ１の補正処理を実行せずに、本処理ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ４０２の処理で肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ４０３の処理へ進む。

Ｓ４０３の処理では、ＥＣＵ１４は、前記Ｓ４０１の処理で読み込まれた機関回転速度Ｎｅが所定の閾値Ｎｅｔｈｒｅ以下であるか否か判別する。ここでいう所定の閾値Ｎｅｔｈｒｅは、前述したように、たとえ作動油が劣化している場合においても切替可能時間がモード切替時間より短くならない程度に小さい機関回転速度であって、補正前の第１機関回転速度Ｎｅ１より十分に小さい機関回転速度である。該Ｓ４０３の処理において否定判定された場合（Ｎｅ＞Ｎｅｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ１４は、本処理ルーチンの実行を一旦終了する。一方、該Ｓ４０３の処理において肯定判定された場合（Ｎｅ≦Ｎｅｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ１４は、Ｓ４０４の処理へ進む。

Ｓ４０４の処理では、ＥＣＵ１４は、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）によるモード切り替えが行われているときの作動油圧の変化速度Ｖｐを取得する。例えば、ＥＣＵ１４は、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）に対するモード切り替え制御が開始された時点における油圧センサ１２６の測定値と、該時点から所定時間が経過した時点における油圧センサ１２６の測定値とから、前記所定時間あたりの作
動油圧の変化量を演算し、その変化量に基づいて変化速度Ｖｐを求めてもよい。別法として、ＥＣＵ１４は、第１可変動弁機構１００（第２可変動弁機構１１０）に対するモード切り替え制御が開始された時点から、油圧センサ１２６の測定値が所定値に到達する時点までに要した時間を演算し、その時間に基づいて変化速度Ｖｐを求めてもよい。なお、ＥＣＵ１４が該Ｓ４０４の処理を実行することにより、本発明に係わる「取得手段」が実現される。

ＥＣＵ１４は、前記Ｓ４０４の処理を実行し終えると、Ｓ４０５の処理へ進み、前記変化速度Ｖｐが所定の基準値Ｖｓｔより小さいか否かを判別する。ここでいう所定の基準値Ｖｓｔは、前述したように、変化速度Ｖｐが該所定の基準値Ｖｓｔより小さくなると、モード切替時間が予め想定された時間より長くなると推定される値である。ここで、前述の図７の説明で述べたように、作動油温Ｔｏｉｌが暖機完了温度Ｔｍｐ１以上であるときは、モード切替時間が略一定になるが、作動油温Ｔｏｉｌが下限温度Ｔｍｐ０以上且つ暖機完了温度Ｔｍｐ１未満の温度範囲に属するときは、モード切替時間が作動油温Ｔｏｉｌに応じて変化する。そこで、Ｓ４０５の処理で用いられる所定の基準値Ｖｓｔは、上記の傾向を考慮して決定されてもよい。つまり、前記Ｓ４０１で読み込まれた作動油温Ｔｏｉｌが暖機完了温度Ｔｍｐ１以上であるときは、所定の基準値Ｖｓｔを所定の固定値に設定する。また、前記Ｓ４０１で読み込まれた作動油温Ｔｏｉｌが下限温度Ｔｍｐ０以上且つ暖機完了温度Ｔｍｐ１未満の温度範囲にあるときは、所定の基準値Ｖｓｔを前記所定の固定値より小さい値であって、作動油温Ｔｏｉｌが低くなるほど小さい値に設定する。

前記Ｓ４０５の処理において否定判定された場合は、モード切替時間が予め想定された時間より長くなる程度まで作動油の劣化が進行していない判定することができるため、ＥＣＵ１４は、第１機関回転速度Ｎｅ１を補正せずに、本処理ルーチンの実行を終了する。一方、該Ｓ４０５の処理において肯定判定された場合は、モード切替時間が予め想定された時間より長くなる程度まで作動油の劣化が進行していると判定することができるため、第１機関回転速度Ｎｅ１を補正する必要がある。そのため、該Ｓ４０５の処理において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１４は、Ｓ４０６の処理へ進む。

Ｓ４０６の処理では、ＥＣＵ１４は、現時点における第１機関回転速度Ｎｅ１ｏｌｄから補正値ΔＮｅを減算することにより、第１機関回転速度Ｎｅ１を補正する。ここでいう「補正値ΔＮｅ」は、前記Ｓ４０４の処理で取得された変化速度Ｖｐと前記所定の基準値Ｖｓｔとの差ΔＶ（＝Ｖｓｔ−Ｖｐ）に応じて決定される正値であり、例えば、上記の差ΔＶが大きくなるほど大きな値に設定される。

図１３に示す手順によって第１機関回転速度Ｎｅ１が補正されると、作動油が劣化している場合であっても、切替可能時間がモード切替時間より短くなるような運転領域でスキップファイアリング制御が実行されることをより確実に抑制することができる。

なお、前述した第２の実施形態で述べたように、第１機関回転速度Ｎｅ１に加えて、第２機関回転速度Ｎｅ２が設定される場合は、該第２機関回転速度Ｎｅ２を、第１機関回転速度Ｎｅ１と同様の手順で補正すればよい。すなわち、第１機関回転速度Ｎｅ１が補正された場合に、現時点の第２機関回転速度Ｎｅ２ｏｌｄから前記補正値ΔＮｅを減算することにより、第２機関回転速度Ｎｅ２を補正すればよい。このように第２機関回転速度Ｎｅ２が補正されると、作動油の経時劣化等が生じた場合であっても、スキップファイアリング制御と休止気筒固定制御との切り替えが短周期に繰り返されることを抑制することができる。

＜他の実施形態＞
なお、上記した第１〜第３の実施形態では、減筒運転と全気筒運転の切り替えや、減筒
運転時における休止気筒数の変更等を行う際に、機関負荷をパラメータとして用いる例について述べたが、機関負荷率（全負荷時の吸入空気量に対する実際の吸入空気量の比率）をパラメータとして用いてもよい。

また、上記した第１〜第３の実施形態では、本発明を適用する内燃機関の可変動弁機構として、作動油の圧力を利用して吸排気バルブの休止モードと作動モードとを切り替える、油圧式の可変動弁機構を例に挙げたが、ソレノイドを利用して吸排気バルブの休止モードと作動モードとを切り替える、ソレノイド式の可変動弁機であってもよい。なお、ソレノイド式の可変動弁機構を備えた内燃機関に本発明を適用する場合は、作動油温に応じて第１機関回転速度Ｎｅ１や第２機関回転速度Ｎｅ２を変更する必要はない。

１ 内燃機関
２ 気筒
６ 吸気バルブ
９ 排気バルブ
１２ 燃料噴射弁
１４ ＥＣＵ
１００ 第１可変動弁機構
１１０ 第２可変動弁機構
１２６ 油圧センサ

Claims (6)

1. 複数の気筒を有する内燃機関に設けられ、各気筒の吸排気バルブの開閉動作を休止させる休止モードと各気筒の吸排気バルブを開閉動作させる作動モードとを気筒毎に切り替え可能な可変動弁機構と、
   前記内燃機関の各気筒へ燃料を供給するための燃料噴射弁と、
   を備える内燃機関に適用される制御装置であって、
   前記制御装置は、一部の気筒の吸排気バルブが休止モードとなるように前記可変動弁機構を制御するとともに該一部の気筒の燃料噴射弁による燃料供給を停止させることで該一部の気筒を休止させる制御であって、且つ休止対象となる気筒を変更する制御である、スキップファイアリング制御を行う制御手段を備え、
   前記制御手段は、機関回転速度が第１機関回転速度以下であるときは前記スキップファイアリング制御を実行し、且つ機関回転速度が前記第１機関回転速度より大きいときは前記スキップファイアリング制御を実行せずに、複数の気筒のうちの特定の気筒が休止されるように、前記可変動弁機構及び前記燃料噴射弁を制御するための休止気筒固定制御を実行する、
   内燃機関の制御装置。
2. 機関回転速度が前記第１機関回転速度より大きくなった後において、
   前記制御手段は、機関回転速度が前記第１機関回転速度より小さな第２機関回転速度以下へ低下するまでは、前記スキップファイアリング制御を実行せずに前記休止気筒固定制御を実行する、
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御手段は、機関負荷が小さい場合は大きい場合に比べ、前記スキップファイアリング制御又は前記休止気筒固定制御の実行時における休止気筒の数を多くするとともに、前記第２機関回転速度を小さくする、
   請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記可変動弁機構は、作動油の圧力を利用して吸排気バルブの休止モードと作動モードとを切り替えるように構成される、
   請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御装置は、前記可変動弁機構の作動油の温度である作動油温を検出する検出手段を更に備え、
   前記検出手段により検出される作動油温が暖機完了温度より低い場合において、
   前記制御手段は、該作動油温が低いときは高いときに比べ、前記第１機関回転速度を小さくする、
   請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記制御装置は、前記可変動弁機構による休止モードと作動モードとの切り替えが行われているときの、作動油の圧力である作動油圧の変化速度を取得する取得手段を更に備え、
   前記制御手段は、機関回転速度が前記第１機関回転速度より小さな所定の閾値以下であるときに、前記取得手段により取得される変化速度が所定の基準値より小さければ、前記第１機関回転速度を低回転速度側へ補正する、
   請求項５に記載の内燃機関の制御装置。

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