JP6881105B2 - 燃焼気筒比率の可変制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、気筒休止を間欠的に行う間欠休止運転中にエンジンの燃焼気筒比率の可変制御を行う燃焼気筒比率の可変制御方法に関する。

上記のような燃焼気筒比率［＝燃焼気筒数／（燃焼気筒数＋休止気筒数）］の可変制御を行う方法として、特許文献１に記載の方法が知られている。同文献では、燃焼を行う気筒、燃焼を休止する気筒を固定しないことで、多様な燃焼気筒比率を実現している。

米国特許９２００５７５号明細書

上記文献には、所定の燃焼気筒比率を実現する気筒休止のパターンの一例として、５気筒を続けて燃焼を行った後に１気筒の燃焼を休止し、その後、１気筒で燃焼を行った後に１気筒の燃焼を休止するパターンで気筒休止を行うことで、燃焼気筒比率を０．７５（＝６／８）とすることが記載されている。この気筒休止のパターンには、気筒休止間隔が５気筒分の区間と同間隔が１気筒分の区間とが存在している。

エンジン回転数は、気筒休止に応じて一旦落ち込むが、その後のエンジン回転数の上昇量は、気筒休止間隔が長い区間では大きくなり、同間隔が短い区間では小さくなる。そのため、気筒休止間隔が長い区間と短い区間とが混在すると、エンジンの回転変動が大きくなる。こうしたエンジンの回転変動を抑えるには、気筒毎の個別のトルク管理が必要となる。すなわち、気筒休止間隔が短い区間では燃焼を行う各気筒のトルク発生量を、同間隔が長い区間よりも大きくして、次の気筒休止までのエンジン回転数の上昇量を揃える必要がある。

さらに、燃焼気筒比率の可変制御を行う場合には、同比率の変更に応じて気筒休止のパターンが変化する。そのため、回転変動を抑えるための気筒毎の個別のトルク管理は複雑なものとなる。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃焼気筒比率の可変制御を行う際の気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑制することのできる燃焼気筒比率の可変制御方法を提供することにある。

上記課題を解決する燃焼気筒比率の可変制御方法は、気筒休止を間欠的に行う間欠休止運転中にエンジンの燃焼気筒比率の可変制御を行う方法とされている。そして、同可変制御方法では、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ個の気筒を続けて燃焼させた後に１個の気筒の燃焼を休止するパターンの繰り返しで気筒休止を行う。同可変制御方法では、燃焼気筒比率の変更に際しては、前記Ｎの値が１ずつ変化するように前記パターンを変化させて燃焼気筒比率を変更し、前記パターンの変更をする際には、変更前の前記パターンを最後まで行ってから、変更後の前記パターンを最初から開始する。なお、ここでのＮは、１以上の整数である。この場合のエンジンの燃焼気筒比率は、「Ｎ／（Ｎ＋１）」となる。

上記方法では、燃焼気筒比率を一定としている間は、気筒の休止間隔が一定に保たれる。また、燃焼気筒比率を変更する際にも、気筒の休止間隔は１気筒分ずつしか変化しない。したがって、上記可変制御方法によれば、燃焼気筒比率の可変制御を行う際の気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑制することができる。

また、上記課題を解決する、もう一つの燃焼気筒比率の可変制御方法は、気筒休止を間欠的に行う間欠休止運転中にエンジンの燃焼気筒比率の可変制御を行う方法であって、Ｎを１以上の任意の整数としたとき、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ個の気筒を続けて燃焼させた後に２気筒続けて燃焼を休止するパターンで気筒休止を繰り返し、燃焼気筒比率の変更に際しては、前記Ｎの値が１ずつ変化するように前記パターンを変化させて燃焼気筒比率を変更し、前記パターンの変更をする際には、変更前の前記パターンを最後まで行ってから、変更後の前記パターンを最初から開始する。

こうした場合にも、燃焼気筒比率を一定としている間は、気筒の休止間隔が一定に保たれる。また、燃焼気筒比率の変更の際に、気筒の休止間隔は１気筒分ずつしか変化しない。そのため、上記可変制御方法によっても、燃焼気筒比率の可変制御を行う際の気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑制することができる。

また、上記課題を解決する燃焼気筒比率の可変制御装置は、気筒休止を間欠的に行う間欠休止運転中にエンジンの燃焼気筒比率の可変制御を行う。そして、同可変制御装置は、目標燃焼気筒比率演算部と気筒休止パターン決定部とを備えている。

目標燃焼気筒比率演算部は、一定の間隔での気筒休止の繰り返しにより実現可能な燃焼気筒比率を目標燃焼気筒比率として演算する。こうした目標燃焼気筒比率の値は、同比率の値が変更された場合、気筒休止の間隔を１気筒分ずつ変化させていくことで、変更前の目標燃焼気筒比率から変更後の目標燃焼気筒比率へと燃焼気筒比率を変更可能な値となる。

一方、気筒休止パターン決定部は、現在の燃焼気筒比率を実現する間隔で気筒休止を行ってからその次に気筒休止を行うまでの気筒休止の間隔を次回休止間隔としたときに、同次回休止間隔を次のように設定するものとなっている。すなわち、気筒休止パターン決定部は、目標燃焼気筒比率と現在の燃焼気筒比率とが一致しているときには、目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔を次回休止間隔とする。また、気筒休止パターン決定部は、目標燃焼気筒比率と現在の燃焼気筒比率とが一致していないときには、現在の気筒休止間隔よりも目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔に１気筒分近い間隔を次回休止間隔とする。

このように次回休止間隔を設定した場合には、燃焼気筒比率を一定としている間は、気筒休止間隔が一定に保たれ、燃焼気筒比率を変更する際にも、気筒休止間隔は１気筒分ずつしか変化しないようになる。したがって、上記可変制御装置によれば、燃焼気筒比率の可変制御を行う際の気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑制することができる。

燃焼気筒比率の可変制御装置の第１実施形態の構成を模式的に示す図。 上記可変制御装置に設けられた目標燃焼気筒比率演算部が演算する目標燃焼気筒比率と要求トルク、エンジン回転数との関係を示すグラフ。 上記可変制御装置に設けられた気筒休止パターン決定部が実行する気筒休止パターン決定ルーチンのフローチャート。 同実施形態による燃焼気筒比率の可変制御の実施態様の一例を示すタイムチャート。 燃焼気筒比率の可変制御装置の第２実施形態の構成を模式的に示す図。 上記可変制御装置に設けられた目標燃焼気筒比率演算部が演算する目標燃焼気筒比率と要求トルク、エンジン回転数との関係を示すグラフ。

（第１実施形態）
以下、燃焼気筒比率の可変制御方法、及び可変制御装置の第１実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。ここではまず、図１を参照して、同実施形態の可変制御装置の構成を説明する。

図１に示すエンジン１０は、直列に配列された４つの気筒＃１〜＃４を備える。同エンジン１０での気筒＃１〜＃４の点火順序は、気筒＃１、気筒＃３、気筒＃４、気筒＃２の順となっている。

エンジン１０は、電子制御ユニット１１により制御される。電子制御ユニット１１には、エンジン１０に設置された各種センサが検出した、エンジン回転数、吸入空気量などの検出信号が入力されている。そして、電子制御ユニット１１は、それらの検出信号に基づいて、エンジン１０のスロットル開度や燃料噴射時期、燃料噴射量、点火時期等を制御する。

また、電子制御ユニット１１は、エンジン１０の燃焼気筒比率の可変制御を行う燃焼気筒比率可変制御部１２を備える。本実施形態の燃焼気筒比率の可変制御装置は、この燃焼気筒比率可変制御部１２により構成されている。燃焼気筒比率は、燃焼気筒及び休止気筒の総数に対する燃焼気筒数の比率［＝燃焼気筒数／（燃焼気筒数＋休止気筒数）］を表しており、燃焼気筒比率の可変制御は、そうしたエンジン１０の燃焼気筒比率を同エンジン１０の出力要求に応じて変更する制御となっている。

燃焼気筒比率可変制御部１２は、エンジン１０の運転状態に応じて、燃焼気筒比率の目標値である目標燃焼気筒比率を演算する目標燃焼気筒比率演算部１３と、目標燃焼気筒比率に基づき、エンジン１０の気筒休止パターンを決定する気筒休止パターン決定部１４とを備えている。そして、燃焼気筒比率可変制御部１２は、決定された気筒休止パターンに従って気筒休止が行われるようにエンジン１０を制御する。

（目標燃焼気筒比率の決定）
ここで、目標燃焼気筒比率演算部１３による目標燃焼気筒比率の演算について説明する。目標燃焼気筒比率演算部１３は、規定の制御周期毎に、エンジン１０の回転数（以下、エンジン回転数と記載する）と、運転者のアクセルペダルの踏込量などから求められたエンジン１０の要求トルクとを読込むとともに、それら要求トルク、エンジン回転数から目標燃焼気筒比率を演算する。

図２に、目標燃焼気筒比率演算部１３が演算する目標燃焼気筒比率の値と、要求トルク、エンジン回転数との関係を示す。同図に示すように、目標燃焼気筒比率は、値が５０％、６７％、７５％、８０％、１００％のいずれかとなるように演算される。

同図に示すように、本実施形態では、要求トルクが既定値αを超えるエンジン１０の運転域、及びエンジン回転数が既定値βを下回るエンジン１０の運転域では、目標燃焼気筒比率が１００％に固定される。燃焼気筒比率が１００％の場合のエンジン１０は、すべての気筒で燃焼を行う全気筒燃焼で運転される。このときのエンジン１０では、吸気行程において気筒が吸入する空気の流量（シリンダ流入空気量）を調整することで、要求出力が実現されている。以下、こうした全気筒燃焼運転を行うエンジン１０の運転域を全気筒燃焼運転域と記載する。

これに対して、要求トルクが既定値α以下、且つエンジン回転数が既定値β以上の運転域では、目標燃焼気筒比率が要求トルクに応じて５０％〜８０％の範囲で変更される。こうした運転域では、間欠的に気筒休止が行われ、シリンダ流入空気量の調整と燃焼気筒比率の変更とにより、エンジン１０の要求出力が実現されている。以下、こうした間欠的な気筒休止を行うエンジン１０の運転域を、間欠休止運転域と記載する。

ちなみに、全気筒燃焼運転域と間欠休止運転域とを分ける要求トルクの閾値となっている上記既定値αの値には、燃焼気筒比率を８０％とした状態でも達成可能なエンジントルクの最大値が設定されている。これに対して、全気筒燃焼運転域と間欠休止運転域とを分けるエンジン回転数の閾値となっている上記既定値βの値には、次のような値が設定されている。すなわち、間欠休止運転中のエンジン１０では、気筒休止が行われる毎にエンジン回転数が一時的落ち込むため、気筒休止間隔を周期とした振動や騒音が発生する。気筒休止の間隔が一定の場合、エンジン回転数が低いほど、気筒休止に伴う振動や騒音の周波数も低くなる。一方、乗員は、ある程度よりも低い周波数の振動や騒音を不快と感じ易い。そこで、上記既定値βには、気筒休止による振動や騒音の周波数が、乗員が不快に感じるほどの低い周波数とならないエンジン回転数の下限値が値として設定されている。

（気筒休止パターンの決定）
続いて、気筒休止パターン決定部１４による気筒休止パターンの決定について説明する。表１には、燃焼気筒比率の可変制御において使用される燃焼気筒比率の値のそれぞれにおける、気筒の燃焼、休止の順序が示されている。同表に示されるように、燃焼気筒比率の可変制御では、０％、５０％、６７％、７５％、８０％、８３％、８６％、８８％、１００％の９通りの燃焼気筒比率が使用される。ちなみに、燃料カット時やアイドルストップ時など、一時的に全ての気筒で燃焼を休止する全気筒休止の場合が、燃焼気筒比率が０％の場合となる。

上記９通りの燃焼気筒比率のうち、０％は全気筒休止の場合の比率であり、１００％は全気筒燃焼の場合の比率である。よって、表１に示される燃焼気筒比率のうちで、エンジン１０の間欠休止運転中に使用される比率は、５０％、６７％、７５％、８０％、８３％、８６％、及び８８％の７通りとなる。これらの燃焼気筒比率では、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ（１以上の整数）個の気筒を続けて燃焼させた後に１個の気筒の燃焼を休止するパターンで気筒休止が繰り返される。すなわち、間欠休止運転中に使用される燃焼気筒比率はすべて、上記パターンの気筒休止の繰り返しによって、すなわち一定の間隔での気筒休止の繰り返しによって実現可能な比率となっている。そして、目標燃焼気筒比率演算部１３が間欠休止運転中の目標燃焼気筒比率として演算する、５０％、６７％、７５％、及び８０％の各燃焼気筒比率も、一定の間隔での気筒休止の繰り返しによって実現可能な燃焼気筒比率となっている。

本実施形態では、上記気筒休止パターンのそれぞれに、各パターンにおいて続けて燃焼する気筒の数（Ｎ）を値とする識別番号（ＩＤ）を付している。さらに、本実施形態では、後述する気筒休止パターン決定ルーチンにおける、全気筒燃焼運転から間欠休止運転への移行時、及び全気筒休止運転から間欠休止運転への移行時における処理の都合上、燃焼気筒比率が０％（全気筒休止）及び１００％（全気筒燃焼）の場合については、次の扱いとしている。すなわち、気筒休止のみが繰り返される燃焼気筒比率が０％（全気筒休止）の場合については、１回の気筒休止からなるパターンを便宜上の気筒休止パターンとし、その識別番号を「０」としている。また、燃焼のみが繰り返される燃焼気筒比率が１００％の場合については、１回の燃焼からなるパターンを便宜上の気筒休止パターンとし、その識別番号を「８」としている。

さらに、本実施形態では、気筒休止パターンを変更する際には、変更前の気筒休止パターンを最後まで行ってから、変更後の気筒休止パターンを最初から開始するようにしている。また、本実施形態では、変更前の気筒休止パターンの最後に気筒休止を行ってから、変更後の気筒休止パターンを開始するようにしている。そのため、識別番号が１〜７の各気筒休止パターンは、末尾に当たる気筒が休止気筒となるように設定されている。さらに、気筒休止を含んでいない全気筒燃焼に対応する識別番号が８の気筒休止パターンについては、他の気筒休止パターンへの変更の直前の場合に限り、１個の気筒で燃焼した後に１個の気筒の燃焼を休止するパターンとするようにしている。

気筒休止パターン決定部１４は、目標燃焼気筒比率演算部１３が演算した目標燃焼気筒比率に基づき、上記識別番号０〜８の気筒休止パターンのいずれかを、実際にエンジン１０で行う気筒休止のパターンとして決定する。図３に、気筒休止パターン決定部１４が気筒休止パターンの決定に際して実行する気筒休止パターン決定ルーチンのフローチャートを示す。気筒休止パターン決定部１４は、同ルーチンの処理を、エンジン１０の燃焼周期毎に実行する。

図３に示すように、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、目標燃焼気筒比率演算部１３が演算した目標燃焼気筒比率の気筒休止パターンの識別番号（以下、目標パターンＮｔと記載する）と、エンジン１０において現在行われている気筒休止パターンの識別番号（以下、現在パターンＮｃと記載する）と、が読み込まれる。続いて、ステップＳ１１０において、目標パターンＮｔ、現在パターンＮｃの両値が一致しているか否かが判定される。そして、両値が一致していれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に処理が進められ、一致していなければ（ＮＯ）、ステップＳ１３０に処理が進められる。

ステップＳ１２０に処理が進められると、そのステップＳ１２０において、現在パターンＮｃの値が次回パターンＮｎの値として設定される。そして、ステップＳ１６０において、現在の気筒休止パターンが終了してから行われる次回の気筒休止パターンとして、次回パターンＮｎの値を識別番号とする気筒休止パターンが設定された後、本ルーチンの処理が終了される。すなわち、このときのエンジン１０では、次回も現在と同じ気筒休止パターンで気筒休止が行われる。

これに対して、現在パターンＮｃ及び目標パターンＮｔの両値が一致しておらず（Ｓ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、両値の大小関係が判定される。そして、目標パターンＮｔの値が現在パターンＮｃの値よりも大きい値である場合には（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０において、現在パターンＮｃの値に１を加えた値が、次回パターンＮｎの値として設定される（Ｎｎ←Ｎｃ＋１）。一方、目標パターンＮｔの値が現在パターンＮｃの値よりも小さい値である場合には（Ｓ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１５０において、現在パターンＮｃの値から１を引いた値が次回パターンＮｎの値として設定される（Ｎｎ←Ｎｃ−１）。そして、上述のステップＳ１６０において、ステップＳ１４０又はステップＳ１５０で設定した次回パターンＮｎの値を識別番号とする気筒休止パターンが次回に行う気筒休止パターンとして設定された後、本ルーチンの処理が終了される。

ここで、現在の燃焼気筒比率を実現する間隔で気筒休止を行ってからその次に気筒休止を行うまでの気筒休止の間隔を次回休止間隔と記載する。上記のように間欠休止運転中に使用される識別番号１〜７の各気筒休止パターンは、その末尾が気筒休止とされている。よって、次回休止間隔は、現在の気筒休止パターンが終了してから行われる次回の気筒休止パターンにおける燃焼気筒数に相当する。

上記気筒休止パターン決定ルーチンでは、目標燃焼気筒比率に対応する気筒休止パターンの識別番号（目標パターンＮｔ）と実行中の気筒休止パターンの識別番号（現在パターンＮｃ）とが一致する場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）には、実行中の気筒休止パターンが次回も継続される。目標パターンＮｔと現在パターンＮｃとが一致する場合とは、目標燃焼気筒比率と現在の燃焼気筒比率とが一致している場合であり、このときの気筒休止間隔は、目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔となっている。よって、気筒休止パターン決定部１４は、目標燃焼気筒比率と現在の燃焼気筒比率とが一致しているときには、目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔を次回休止間隔とするように、気筒休止のパターンを決定していることになる。

これに対して、目標パターンＮｔと現在パターンＮｃとが一致しない場合には（Ｓ１１０：ＮＯ）、目標パターンＮｔに近づく側に現在パターンＮｃの値に１を加減算した値を識別番号とする気筒休止パターンが次回に実行する気筒休止パターンとされる。こうした場合、次回の気筒休止パターンの燃焼気筒数は、現在の気筒休止パターンの燃焼気筒数よりも目標燃焼気筒比率を実現する気筒休止パターンの燃焼気筒数に１気筒分近い値となる。すなわち、このときの次回休止間隔は、現在の燃焼気筒比率を実現する間隔よりも目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔に１気筒分近い間隔とされる。

（作用効果）
続いて、こうした本実施形態の燃焼気筒比率の可変制御方法及び可変制御装置の作用、効果を説明する。

図４に、全気筒燃焼運転域から間欠休止運転域における目標燃焼気筒比率が５０％の領域にエンジン１０の運転域が移行したときの燃焼気筒比率、気筒休止パターン、及び噴射信号の推移を示す。なお、噴射信号は、気筒での燃焼を行う際にその気筒への燃料噴射を指令する信号であり、同図にはエンジン１０の４つの気筒＃１〜＃４に対する噴射信号をマージしたものが示されている。ちなみに、噴射信号は、気筒休止を行うときには出力されないため、同図に示す噴射信号のパルスの間隔が他の部分よりも開いた部分が気筒休止を行っている部分となる。

目標燃焼気筒比率が１００％から５０％に変更されると、まず８８％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が７の気筒休止パターンが実行される。エンジン１０は、このときに、全気筒燃焼運転から間欠休止運転へと切り替わる。

以後、順番に、８６％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が６の気筒休止パターン、８３％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が５の気筒休止パターン、８０％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が４の気筒休止パターン、７５％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が３の気筒休止パターン、６７％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が２の気筒休止パターンを１回ずつ実行した後、このときの目標燃焼気筒比率である５０％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が１のパターンに気筒休止パターンが変更される。上述のように、識別番号が１〜７の各気筒休止パターンでは、識別番号の値が、気筒休止までに連続して燃焼を行う気筒の数、すなわち気筒休止間隔に対応している。よって、このときの燃焼気筒比率の変更は、気筒休止間隔が１気筒分ずつ変化するように気筒休止パターンを順番に変化させていくことで行われている。

なお、間欠休止運転域において目標燃焼気筒比率の値が変更された場合にも、同様に、気筒休止間隔が１気筒分ずつ変化するように気筒休止パターンを変化させていくことで、燃焼気筒比率が変更される。このように、間欠休止運転域での燃焼気筒比率の変更は、気筒休止間隔が１気筒分ずつ変化するように気筒休止パターンを変化させていくことで行われる。

ちなみに、エンジン１０の運転域が間欠休止運転域から全気筒燃焼運転域に移行した際には、８８％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が７の気筒休止パターンとなるまで、気筒休止間隔が１気筒分ずつ変化するように気筒休止パターンを順番に変化させる。そして、上記識別番号が７の気筒休止パターンを実行した後、１００％の燃焼気筒比率に対応する識別番号が８の気筒休止パターンに、すなわち全気筒燃焼運転に移行する。この場合、エンジン１０の運転域が全気筒燃焼運転域に入っていても、識別番号が７の気筒休止パターンから識別番号が８の気筒休止パターンに切り替えられるまでは、間欠休止運転が続けられることになる。

また、上記実施形態では、燃焼気筒比率が目標燃焼気筒比率と同じ値となっている場合には、目標燃焼気筒比率に対応した気筒休止パターンが繰り返される。すなわち、この場合には、気筒休止間隔が一定に保たれる。

本実施形態では、上記態様で燃焼気筒比率の可変制御が行われている。こうした燃焼気筒比率の可変制御は、エンジン１０の間欠休止運転中の気筒休止の頻度を変更することで実現される。間欠休止運転中のエンジン１０では、エンジン回転数は、気筒休止に応じて一旦落ち込み、その後の気筒での燃焼に応じて上昇する。このときのエンジン回転数の上昇量は、次の気筒休止までの燃焼気筒数が多いほど、すなわち、気筒休止間隔が長いほど大きくなる。そのため、気筒休止間隔が長い区間と短い区間とが混在すると、エンジンの回転変動が大きくなる。

これに対して、本実施形態では、燃焼気筒比率を一定としている間は、気筒の休止間隔が一定に保たれる。また、燃焼気筒比率を変更する際にも、気筒の休止間隔は１気筒分ずつしか変化しない。そのため、気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑制することができる。

なお、気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動は、気筒毎の個別のトルク管理により、抑制を図ることができる。すなわち、各気筒のシリンダ吸入空気量や点火時期などの調整により、気筒休止間隔が短い区間では燃焼を行う各気筒のトルク発生量を同間隔が長い区間よりも大きくして、次の気筒休止までのエンジン回転数の上昇量を揃えるようにすれば、気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑えることができる。

本実施形態でも、燃焼気筒比率の変更に際しては、気筒休止間隔も変更されるため、エンジン１０の回転変動を十分に抑えるには、気筒毎の個別のトルク管理が必要となる場合がある。そうした場合にも、本実施形態では、気筒休止間隔を１気筒分ずつ段階的に変化させて燃焼気筒比率を変更しているため、気筒毎のトルク発生量の小幅な調整だけで、エンジン１０の回転変動が抑えられる。

なお、上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・エンジン１０の運転域における全気筒燃焼運転域と間欠休止運転域との区分けや、間欠運転休止運転域内での目標燃焼気筒比率の区分けを、図２のものとは異なる区分けとしてもよい。

・上記実施形態では、燃焼気筒比率の可変制御での同燃焼気筒比率の変更に際して使用する気筒休止パターンとして、気筒休止間隔が１〜７気筒の７つのパターンを設定していた。各パターンの気筒休止間隔の気筒数が連続しているのであれば、こうした気筒休止パターンの数や種類は適宜に変更してもよい。

（第２実施形態）
次に、燃焼気筒比率の可変制御方法、及び可変制御装置の第２実施形態を、図５及び図６を併せ参照して詳細に説明する。

図５に示すように、本実施形態の可変制御装置は、第１バンクＢ１及び第２バンクＢ２の２つのバンクにそれぞれ３つの気筒が設けられたＶ型６気筒のエンジン１０’に適用される。以下の説明では、第１バンクＢ１に設けられた３つの気筒をそれぞれ気筒＃１、気筒＃３、気筒＃５と記載し、第２バンクＢ２に設けられた３つの気筒をそれぞれ気筒＃２、気筒＃４、気筒＃６と記載する。このとき、同エンジン１０’での気筒＃１〜＃６の点火順序は、気筒＃１、気筒＃２、気筒＃３、気筒＃４、気筒＃５、気筒＃６の順となっている。

エンジン１０’を制御する電子制御ユニット１１’は、燃焼気筒比率の可変制御装置としての燃焼気筒比率可変制御部１２’を備える。燃焼気筒比率可変制御部１２’は、エンジン１０’の運転状態に応じて目標燃焼気筒比率を演算する目標燃焼気筒比率演算部１３’と、目標燃焼気筒比率に基づき、エンジン１０’の気筒休止パターンを決定する気筒休止パターン決定部１４’とを備えている。そして、燃焼気筒比率可変制御部１２’は、決定された気筒休止パターンに従って気筒休止が行われるようにエンジン１０’を制御する。

図６に、目標燃焼気筒比率演算部１３’が演算する目標燃焼気筒比率の値と、要求トルク、エンジン回転数との関係を示す。目標燃焼気筒比率演算部１３’は、規定の制御周期毎に、エンジン回転数と要求トルクとを読込むとともに、それらエンジン回転数、要求トルクから目標燃焼気筒比率を演算する。同図に示すように本実施形態では、目標燃焼気筒比率は、値が３３％、５０％、６７％、７１％、７５％、１００％のいずれかとなるように演算される。具体的には、要求トルクが既定値γを超えるエンジン１０’の運転域、及びエンジン回転数が既定値εを下回るエンジン１０’の運転域では、目標燃焼気筒比率が１００％に固定される。これに対して、要求トルクが既定値γ以下、且つエンジン回転数が既定値ε以上となるエンジン１０’の運転域では、目標燃焼気筒比率が要求トルクに応じて３３％〜７５％の範囲で変更される。

一方、本実施形態においても、気筒休止パターン決定部１４’は、目標燃焼気筒比率に基づき、エンジン１０’で行う気筒休止パターンを決定する。本実施形態において気筒休止パターン決定部１４’は、表２に示される１２通りの気筒休止パターンのいずれかを、エンジン１０’で行う気筒休止パターンとして選んでいる。

同表に示すように、本実施形態で使用する１２通りの気筒休止パターンは、０％、３３％、５０％、６０％、６７％、７１％、７５％、７８％、８０％、８２％、８３％、１００％の燃焼気筒比率にそれぞれ対応している。このうち、全気筒休止を表す０％、全気筒燃焼を表す１００％の両燃焼気筒比率に対応する気筒休止パターンを除く、１０通りの気筒休止パターンでは、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ（１以上の整数）個の気筒を続けて燃焼させた後に２気筒続けて燃焼を休止するパターンで気筒休止が繰り返される。すなわち、間欠休止運転中に使用される気筒休止パターンはすべて、上記パターンの気筒休止の繰り返しによって、すなわち一定の間隔での気筒休止の繰り返しによって実現可能な比率となっている。

本実施形態では、上記１２通りの気筒休止パターンのそれぞれに、各パターンにおいて続けて燃焼する気筒の数（Ｎ）を値とする識別番号（ＩＤ）を付している。また、本実施形態では、燃焼気筒比率が０％（全気筒休止）の場合については、２気筒続けての気筒休止からなるパターンを便宜上の気筒休止パターンとし、その識別番号を「０」としている。さらに、本実施形態では、燃焼のみが繰り返される燃焼気筒比率が１００％（全気筒燃焼）の場合については、２気筒続けての燃焼からなるパターンを便宜上の気筒休止パターンとし、その識別番号を「１１」としている。

そして、気筒休止パターン決定部１４’は、目標燃焼気筒比率演算部１３が演算した目標燃焼気筒比率に基づき、上記識別番号０〜１１の気筒休止パターンのいずれかを、実際にエンジン１０’で行う気筒休止のパターンとして決定する。本実施形態の気筒休止パターン決定部１４’も、図３の気筒休止パターン決定ルーチンに従って気筒休止パターンを決定している。すなわち、本実施形態においても、燃焼気筒比率の変更は、識別番号が１ずつ変化するように気筒休止パターンを順番に変化させていくことで行われる。また、本実施形態においても、間欠休止運転中に使用される気筒休止パターンの識別番号の値は、該当気筒休止パターンを繰り返したときの気筒休止間隔に対応している。よって、本実施形態においても、気筒休止パターン決定部１４’は、目標燃焼気筒比率と現在の燃焼気筒比率とが一致しているときには、目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔を次回休止間隔とし、目標燃焼気筒比率と現在の燃焼気筒比率とが一致していないときには、現在の燃焼気筒比率を実現する間隔よりも目標燃焼気筒比率を実現可能な間隔に１気筒分近い間隔を次回休止間隔としている。

以上のように構成された本実施形態でも、燃焼気筒比率を一定としている間は、気筒の休止間隔が一定に保たれる。また、燃焼気筒比率の変更の際に、気筒の休止間隔は１気筒分ずつしか変化しない。そのため、本実施形態の可変制御方法及び可変制御装置によっても、燃焼気筒比率の可変制御を行う際の気筒休止間隔の変化に伴うエンジンの回転変動を抑制することができる。

ここで、第１実施形態におけるような、Ｎ個の気筒を続けて燃焼させた後に１個の気筒の燃焼を休止するパターンの気筒休止の繰り返しによる間欠燃焼運転を、Ｖ型気筒配列のエンジンで行うことを考える。こうした場合、上記Ｎの値が奇数となるパターンで間欠燃焼を行うと、燃焼を休止する気筒が、２つのバンクのうちの一方に集中してしまう。そしてその結果、両バンクの排気性状に偏りが生じ、エミッションコントロールが困難となる虞がある。これに対して、本実施形態では、第１バンクＢ１と第２バンクＢ２との間で交番に燃焼を行うように点火順序が設定されたエンジン１０’において、間欠燃焼運転中の燃焼休止を２気筒ずつ連続して行うようにしている。そのため、第１バンクＢ１、第２バンクＢ２でそれぞれ１気筒ずつ燃焼が休止されることになり、バンク間の排気性状の偏りを抑制できる。

なお、２気筒続けて燃焼を休止する気筒休止パターンを採用すれば、１個の気筒だけで燃焼を休止する気筒休止パターンを採用する場合よりも、間欠燃焼運転中のエンジントルクの変動は大きくなる。ここで、２気筒続けて燃焼を休止したときのエンジントルクの無発生期間は、４気筒エンジンでは３６０°ＣＡとなるが、６気筒エンジンでは２４０°ＣＡとなる。このようにエンジンの気筒数が多いほど、２気筒続けて燃焼を休止したときのエンジントルクの無発生期間は短くなる。よって、気筒数の多いエンジンでは、２気筒続けて燃焼を休止する気筒休止パターンを採用しても、エンジントルクの変動を許容可能な範囲内に留め易い。

１０，１０’…エンジン、１１，１１’…電子制御ユニット、１２，１２’…燃焼気筒比率可変制御部（燃焼気筒比率の可変制御装置）、１３，１３’…目標燃焼気筒比率演算部、１４，１４’…気筒休止パターン決定部。

Claims (2)

1. 気筒休止を間欠的に行う間欠休止運転中にエンジンの燃焼気筒比率の可変制御を行う方法であって、
   Ｎを１以上の任意の整数としたとき、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ個の気筒を続けて燃焼させた後に１個の気筒の燃焼を休止するパターンで気筒休止を繰り返し、
   燃焼気筒比率の変更に際しては、前記Ｎの値が１ずつ変化するように前記パターンを変化させて燃焼気筒比率を変更し、
   前記パターンの変更をする際には、変更前の前記パターンを最後まで行ってから、変更後の前記パターンを最初から開始する
   燃焼気筒比率の可変制御方法。
2. 気筒休止を間欠的に行う間欠休止運転中にエンジンの燃焼気筒比率の可変制御を行う方法であって、
   Ｎを１以上の任意の整数としたとき、燃焼行程を迎える気筒の順にＮ個の気筒を続けて燃焼させた後に２気筒続けて燃焼を休止するパターンで気筒休止を繰り返し、
   燃焼気筒比率の変更に際しては、前記Ｎの値が１ずつ変化するように前記パターンを変化させて燃焼気筒比率を変更し、
   前記パターンの変更をする際には、変更前の前記パターンを最後まで行ってから、変更後の前記パターンを最初から開始する
   燃焼気筒比率の可変制御方法。

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