JP6449044B2 - 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て当該特定の気筒が休止状態と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、エンジンの燃費性能を高めるべく、種々の検討が行われている。燃費性能を高めるための一つの技術として、特許文献１に示されるように、複数の気筒を有する多気筒エンジンにおいて、所定の運転領域において一部の気筒内での燃焼を停止するとともにこの気筒の吸気弁および排気弁を閉弁保持してこれら気筒を休止状態にし、残余の気筒でのみ運転を行う技術が知られている。

特開昭５８−１８７５０８号公報

上記技術によれば、一部の気筒を休止することにより、この気筒を稼働することにより生じるポンピングロスを低減することができ、燃費性能を高めることができる。

しかしながら、本発明者らは、エンジンの運転状態によっては、一部の気筒を休止する運転を実施してもエンジンの燃費性能を十分に高めることができない場合があることを突き止めた。すなわち、例えば、一部の気筒を休止する減筒運転を実施するためにはこの減筒運転とすべての気筒で燃焼を実施する全筒運転との間で切替を行う必要があるが、エンジンの運転状態によっては、この切替に伴って生じるエネルギロスが大きくなる結果、減筒運転を実施してもエンジンの燃費性能を十分に高めることができないおそれがあることを突き止めた。

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、減筒運転の実施によって燃費性能をより確実に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、吸気弁、排気弁を備えた複数の気筒を有し、所定の全筒運転領域では全ての気筒内で混合気を燃焼させる全筒運転を実施し、所定の減筒運転領域では複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼を停止して減筒運転を実施す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、上記点火手段および吸気量制御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、上記減筒運転領域において減筒運転が開始されるまでの間、全筒運転から減筒運転に切り替えることによって得られる燃料消費量の減少量である最終燃費改善量を逐次算出する最終燃費改善量算出部と、上記減筒運転領域において、上記算出された最終燃費改善量が予め設定された基準量以上の場合は、上記吸気量変更手段によって各気筒の吸気量を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、かつ、各気筒の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角する準備制御を実施するとともに、当該準備制御の実施に伴って上記吸気量が上記減筒運転時の吸気量以上となったときに減筒運転を開始する燃焼制御部とを含み、上記最終燃費改善量算出部は、運転領域が全筒運転領域に復帰するまでの時間である減筒運転継続時間を推定する減筒運転継続時間推定部と、エンジンの運転状態に基づいて、全筒運転実施時の単位時間あたりの燃料消費量に対する減筒運転実施時の単位時間当たりの燃料消費量の減少量である燃費改善率を算出する燃費改善率算出部と、上記準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量である燃費悪化量を算出する燃費悪化量算出部とを含み、上記推定された減筒運転継続時間と、上記算出された燃費改善率と、上記算出された燃費悪化量とに基づいて、上記最終燃費改善量を算出するとともに、上記準備制御の実施中もエンジンの運転状態に基づいて上記最終燃費改善量を算出してこれを更新し、上記燃焼制御部は、上記準備制御の実施中に上記最終燃費改善算出部によって更新された上記最終燃費改善量が上記基準量を下回る場合は、当該準備制御を停止して通常の全筒運転に復帰させる、ことを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、減筒運転領域であっても、減筒運転の実施に伴う燃料消費量の減少量である最終燃費改善量が基準量より大きく十分な燃費改善効果が得られると推定される場合にのみ準備制御およびこれに続く減筒運転が開始されるため、燃費性能をより確実に高めることができる。

しかも、本発明では、減筒運転の開始前に各気筒の吸気量を増大させつつ点火時期を遅角する準備制御を実施するため、上記のように燃費性能を高めつつ全筒運転から減筒運転への切替時においてトルクショックが生じるのを回避することができる。

特に、エンジンの運転状態に基づいて、全筒運転領域に復帰するまでの時間すなわち減筒運転領域で継続して運転される時間（減筒運転継続時間）、および、減筒運転の実施によって単位時間あたりに減少する燃料消費量（燃費改善率）を推定および算出するとともに、準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量である燃費悪化量を算出し、これらに基づいて上記最終燃料改善量を推定しているため、最終燃料改善量をより精度よく推定することができる。

また、本発明では、減筒運転が開始されるまでの間、継続して、最終燃料改善量が算出され、準備制御の実施中であっても最終燃費改善量が基準量未満になると準備制御が停止され通常の全筒運転に戻されるよう構成されているため、減筒運転実施により得られる燃費性能向上効果をより確実に確保することができる。

本発明において、上記最終燃費改善量算出部は、上記減筒運転継続時間に上記燃費改善率をかけた値を燃費改善量として算出するとともに、この燃費改善量から上記燃費悪化量を差し引いた値を上記最終燃費改善量として算出するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、最終燃費改善量を精度よく算出することができる。

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、減筒運転の実施によって燃費性能をより確実に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。 準備制御実施判定部による判定手順を示したフローチャートである。 燃費改善率とエンジン負荷との関係を示した図である。 燃費悪化量とエンジン回転数およびエンジン負荷との関係を示した図である。 減筒運転領域での制御手順を示したフローチャートである。

（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ストローク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に火花放電によって点火を行う点火プラグ（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ストローク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を駆動するためのスロットルアクチュエータ３４ｂが設けられており、スロットルバルブ３４ａは、スロットルアクチュエータ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およびスロットルアクチュエータ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。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等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を冷却する冷却水の温度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等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、冷却水温等）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。ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２、点火プラグ１３、スロットルアクチュエータ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）等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、運転領域判定部５１、準備制御実施判定部５２、減筒運転開始判定部５３、燃焼制御部５４を有している。

燃焼制御部５４は、各気筒２Ａ〜２Ｄの燃焼状態を制御するものであり、弁停止機構制御部５４ａ、スロットルバルブ制御部５４ｂ、点火時期制御部５４ｃを含んでいる。

運転領域判定部５１は、エンジンが減筒運転領域と全筒運転領域のいずれで運転されているかを判定するものである。

減筒運転領域は、全筒運転を実施するよりも減筒運転を実施した方が燃料消費量を小さく抑えて燃費性能を高めることのできる領域に設定されており、全筒運転は残余の領域に設定されている。

本実施形態では、冷却水温およびエンジン負荷とエンジン回転数とについて、減筒運転を実施する減筒運転領域と、全筒運転を実施する全筒運転領域とが、予め設定され、運転領域判定部５１に記憶されており、運転領域判定部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負荷、エンジン回転数、冷却水温が、これら領域のいずれに含まれるかを判定する。

具体的には、減筒運転領域は、冷却水温が所定温度以上、かつ、エンジン回転数およびエンジン負荷が図６にＡ１で示した範囲となる運転領域に設定されている。領域Ａ１は、エンジン回転数がＮ＿ｍｉｎ以上Ｎ＿ｍａｘ以下、かつ、エンジン負荷がＴｑ＿ｍｉｎ以上Ｔｑ＿ｍａｘ以下の領域が設定されている。全筒運転領域は、残余の運転領域、すなわち、冷却水温が所定温度以下、かつ、エンジン回転数およびエンジン負荷が図６にＡ２で示した範囲となる領域に設定されている。なお、本実施形態ではＴｑ＿ｍｉｎは０に設定されているが、これに限定されず、０より大きい値に設定されてもよい。

以下では、冷却水温が所定温度以上であって、エンジン回転数およびエンジン負荷によって減筒運転領域と全筒運転領域とが規定される場合について説明し、上記領域Ａ１を単に減筒運転領域Ａ１といい、上記領域Ａ２を単に全筒運転領域Ａ２という。

ここで、減筒運転では、燃焼が実施されて出力を行う気筒である稼働気筒の数が減少するため、稼働気筒（第２、第３気筒２Ｂ，２Ｃ）の１気筒あたりの出力を全筒運転時よりも大きくする必要がある。そのため、本実施形態では、減筒運転時は全筒運転時よりも各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を増大させてエンジントルクを確保する。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切り替える際にすぐさま休止気筒（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。

そこで、本実施形態では、減筒運転開始前であって全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼が実施されている状態でこれら気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を減筒運転時の吸気量となるように増大させる。しかしながら、このように吸気量を増大した状態で全ての気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼を実施すると、今度は、エンジントルクが増大する。

これに対応して、本実施形態では、減筒運転開始前に、各気筒２Ａ〜２Ｄで燃焼を実施させながらこれら気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を増大させつつ、この吸気量の増大に伴うエンジントルクの増大を打ち消すようにこれら気筒２Ａ〜２Ｄの点火時期を遅角させる準備制御を実施する。

準備制御実施判定部５２は、エンジンが減筒運転領域Ａ１で運転されている場合において、減筒運転が開始されるまでの間、上記準備制御を開始するか否か、および、実施中の準備制御を停止して通常の全筒運転に戻すか否かを判定するものである。準備制御実施判定部５２の具体的な判定手順については後述する。

減筒運転開始判定部５３は、エンジンが減筒運転領域Ａ１で運転されている場合において、準備制御を終了して減筒運転を開始させるか否かを決定するものである。減筒運転開始判定部５３は、準備制御の実施に伴って各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量が減筒運転時の吸気量まで増大すると、準備制御を終了して減筒運転を開始すると決定する。

弁停止機構制御部５４ａ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。

弁停止機構制御部５４ａは、エンジンが全筒運転されているときは、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。

スロットルバルブ制御部５４ｂは、スロットルバルブ３４ａの開度すなわち各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を制御するものである。点火時期制御部５４ｃは、駆動されている点火プラグ１３の点火時期を制御するものである。これらスロットルバルブ制御部５４ｂおよび点火時期制御部５４ｃの制御内容の詳細について次に説明する。

（４）スロットルバルブ制御部および点火時期制御部の制御内容
（４−１）基本制御
まず、準備制御実施時以外の通常の全筒運転時および減筒運転時におけるスロットルバルブ制御部５４ｂ、点火時期制御部５４ｃの制御内容について説明する。

スロットルバルブ制御部５４ｂは、運転条件に応じて吸気量の目標値である目標吸気量を設定し、各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量がこの目標吸気量となるようにスロットルバルブ３４ａの開度を決定する。そして、スロットルバルブ制御部５４ｂは、スロットルバルブ３４ａの開度がこの決定した開度となるようにスロットルアクチュエータ３４ｂに指示を出す。

本実施形態では、スロットルバルブ制御部５４ｂは、運転条件に応じて予め設定された基本開度を目標吸気量と実際の吸気量との偏差に応じて補正することで最終的なスロットルバルブ３４ａの開度を決定する。なお、実際の吸気量は、エンジン回転数、および、吸気量センサＳＮ３、吸気圧センサＳＮ４の検出値等に基づいて推定される。

具体的には、スロットルバルブ制御部５４ｂには、予め設定された目標吸気量がエンジン負荷とエンジン回転数のマップで記憶されているとともに、予め設定されたスロットルバルブ３４ａの基本開度がエンジン負荷とエンジン回転数のマップで記憶されている。これらのマップは、全筒運転用と減筒運転用の２種類用意されており、全筒運転時には、全筒運転用のマップから目標吸気量および基本開度が抽出され、減筒運転時には、減筒運転用のマップから目標吸気量および基本開度が抽出される。

ここで、本実施形態では、上記のように、減筒運転における各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を全筒運転時よりも増大させており、目標吸気量のマップは、同じエンジン負荷とエンジン回転数とにおいて、減筒運転時の方が全筒運転時よりも目標吸気量の値が大きくなるように、また、基本開度のマップは、同じエンジン負荷とエンジン回転数において、減筒運転時の方が全筒運転時より基本開度が大きく（開き側に）なるように設定されている。

点火時期制御部５４ｃは、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、点火時期制御部５４ｃ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、点火時期制御部５４ｃ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、最終的な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。

（４−２）準備制御
準備制御について説明する。

上述のように、準備制御は、各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を増大させつつ、この吸気量の増大に伴うエンジントルクの増大を打ち消すようにこれら気筒２Ａ〜２Ｄの点火時期を遅角させる制御であり、この準備制御では、スロットルバルブ制御部５４ｂは、各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を減筒運転時の吸気量となるようにスロットルバルブ３４ａの開度を通常の全筒運転時の開度よりも開き側に変更する。そして、点火時期制御部５４ｃは、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する。

本実施形態では、スロットルバルブ制御部５４ｂ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、準備制御実施中は、目標吸気量を減筒運転用の目標吸気量にするとともに、スロットルバルブ３４ａの基本開度を減筒運転用の開度とし、減筒運転時の目標吸気量が実現されるスロットルバルブ３４ａの開度を決定して、この決定した開度が実現されるようにスロットルアクチュエータ３４ｂに指示を出す。

また、点火時期制御部５４ｃは、通常の全筒運転時の吸気量（全筒運転用の目標吸気量）に対して実際の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トルクの増加量、に対応する遅角量を算出する。本実施形態では、点火時期制御部５４ｃ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。そして、点火時期制御部５４ｃは、通常の全筒運転時の点火時期から、上記決定した遅角量だけ遅角した時期を、準備制御用の点火時期として決定する。

（５）準備制御実施判定部の判定手順
準備制御実施判定部５２による、準備制御を開始するか否か、および、実施中の準備制御を停止して通常の全筒運転に戻すか否かの判定手順について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。

準備制御実施判定部５２は、機能的に、減筒運転継続時間推定部５２ａと、燃費改善率算出部５２ｂと、燃費改善量算出部５２ｃと、燃費悪化量算出部５２ｄと、最終燃費改善量算出部５２ｅとを含む。

（５−１）減筒運転継続時間推定部
減筒運転継続時間推定部５２ａは、現時刻（推定演算時の時刻）から全筒運転領域Ａ２に復帰するまでの時間、すなわち、この先、エンジンが減筒運転領域Ａ１で継続して運転されると考えられる時間である減筒運転継続時間ｔｒを推定する。

本実施形態では、減筒運転継続時間推定部５２ａは、エンジン回転数とエンジン負荷（エンジントルク）とに基づいて減筒運転継続時間をそれぞれ推定し（ステップＳ１、Ｓ２）、これら推定した時間のうちより短い時間ｔｒを最終的な減筒運転継続時間ｔｒとして決定する（ステップＳ３）。

まず、エンジン回転数に基づいて減筒運転継続時間を推定する手順を説明する。

本実施形態では、減筒運転領域Ａ１から外れて全筒運転領域Ａ２に復帰するまで、現在のエンジン回転数（以下、適宜、現エンジン回転数という）の変化量が一定に維持されるという仮定に基づいて減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎを推定し、現在の変化量でエンジン回転数が変化し続けた場合に、エンジン回転数が減筒運転領域Ａ１を外れる時間を減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎとして推定する。すなわち、エンジン回転数が現在増加している場合には、エンジン回転数が減筒運転領域Ａ１の上限回転数Ｎ＿ｍａｘを超える時間、エンジン回転数が現在増加していない場合にはエンジン回転数が減筒運転領域Ａ１の下限回転数Ｎ＿ｍｉｎを超える時間、をエンジン回転数側の減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎとして推定する（ステップＳ１）。

具体的には、減筒運転継続時間推定部５２ａは、エンジン回転数が増加中であるか減少中であるか（変化量が０より大きいか否か）を判定する。そして、エンジン回転数が増加中の場合（変化量が０より大きい場合）には、減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎの推定に用いる限界回転数Ｎ＿Ｌを上限回転数Ｎ＿ｍａｘに設定する。一方、エンジン回転数が減少中の場合（変化量が０以下の場合）には、減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎの推定に用いる限界回転数Ｎ＿Ｌを下限回転数Ｎ＿ｍｉｎに設定する。そして、この限界回転数Ｎ＿Ｌと、現在のエンジン回転数Ｎｉと、現在のエンジン回転数の変化量△Ｎｉとに基づいて、減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎを次の式（１）で算出する。

ｔｒ＿Ｎ＝｜Ｎ＿Ｌ−Ｎｉ｜／｜△Ｎｉ｜・・・（１）
ここで、本実施形態では、エンジン回転数の変化量△Ｎｉを、車両の加速度αから算出しており、車両の加速度をα［ｍ／ｓ２］、現在のギヤ比（最終減速比を含む）をＧＲ、タイヤ半径をＲ［ｍ］、円周率をπとして、次の式（２）でエンジン回転数の変化量△Ｎｉ［ｒｐｍ］を算出し、この算出した値を式（１）に適用している。

△Ｎｉ＝α×６０×ＧＲ／（２×π×Ｒ）・・・（２）
ただし、加速度αが０の場合や、ギヤインされていない場合（エンジンと車輪との間で動力伝達が行われていない場合）には、式（２）を用いず、エンジン回転数に基づいてエンジン回転数の変化量△Ｎｉを算出して、式（１）に適用する。

なお、車両の加速度αは、車両に設けられた車速を検出する車速センサ（不図示）の検出値から特定される。

次に、エンジン負荷に基づいて減筒運転継続時間を推定する手順を説明する。

本実施形態では、エンジン回転数の場合と同様に、減筒運転領域Ａ１から外れるまで、現在のエンジン負荷の変化量が一定に維持されるという仮定に基づき、現在の変化量でエンジン負荷が変化し続けた場合に、エンジン負荷が減筒運転領域Ａ１を外れる時間を減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｔｑとして推定する。すなわち、エンジン負荷が増加している場合にはエンジン負荷が減筒運転領域Ａ１の上限負荷Ｔｑ＿ｍａｘを超える時間、エンジン負荷が増加していない場合にはエンジン負荷が減筒運転領域Ａ１の下限負荷Ｔｑ＿ｍｉｎを超える時間、をエンジン負荷側減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｔｑとして推定する（ステップＳ２）。

具体的には、減筒運転継続時間推定部５２ａは、エンジン負荷が増加中であるか減少中であるか（変化量が０より大きいか否か）を判定する。そして、エンジン負荷が増加中の場合（変化量が０より大きい場合）には、減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｔｑの推定に用いる限界負荷Ｔｑ＿Ｌを上限負荷Ｔｑ＿ｍａｘに設定する。一方、エンジン負荷が減少中の場合（変化量が０以下の場合）は、減筒運転継続時間ｔｒの推定に用いる限界負荷Ｔｑ＿Ｌを下限負荷Ｔｑ＿ｍｉｎに設定する。そして、この限界負荷Ｔｑ＿Ｌと、現在のエンジン負荷Ｔｑｉと、現在のエンジン負荷の変化量△Ｔｑｉとに基づいて、減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｔｑを次の式（３）で算出する。なお、エンジン負荷の変化量△Ｔｑ＿Ｌは、アクセル開度センサＳＮ５により検出されるアクセルペダルの開度に基づいてエンジンの要求負荷を計算し、エンジンの要求負荷の所定時間における変化量に基づいて算出することができる。

ｔｒ＿Ｔｑ＝｜Ｔｑ＿Ｌ−Ｔｑｉ｜／｜△Ｔｑｉ｜・・・（３）
そして、減筒運転継続時間推定部５２ａは、エンジン回転数に基づいて算出した減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｎと、エンジン負荷に基づいて算出した減筒運転継続時間ｔｒ＿Ｔｑのうち、短い時間を最終的な減筒運転継続時間ｔｒに決定する（ステップＳ３）。

このように、減筒運転継続時間ｔｒは、現在のエンジン回転数とエンジン負荷との変化量に基づいて算出されており、基本的には、これらの変化量が大きくエンジンの運転が過渡状態である場合には短く算出され、これらの変化量が小さくエンジンの運転が定常状態であれば長く算出される。

（５−２）燃費改善率算出部
燃費改善率算出部５２ｂは、全筒運転実施時の燃料消費率（単位時間当たりの燃料消費量）に対する減筒運転実施時の燃料消費率の減少量である燃費改善率ＥＦｔを算出する（ステップＳ４）。

本実施形態では、燃費改善率算出部５２ｂ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燃費改善率ＥＦｔをマップで記憶しており、このマップから、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた値を抽出する。なお、このマップの各値は、エンジン回転数とエンジン負荷とを一定に維持した状態で、全筒運転と減筒運転とをそれぞれ所定時間継続した際の燃料消費率の差であり、各値には、これらの運転を切り替えることに伴う燃料消費率の変化量は含まれていない。この燃費改善率ＥＦｔは、例えば、図８に示すように、所定のエンジン回転数において、エンジン負荷が大きくなるほど小さく設定されている。

（５−３）燃費改善量算出部
燃費改善量算出部５２ｃは、減筒運転の実施によって得られる燃料消費量の減少量である燃費改善量を算出する。

本実施形態では、燃費改善量算出部５２ｃは、減筒運転継続時間推定部５２ａで推定された減筒運転継続時間ｔｒと、燃費改善率算出部５２ｂで算出された燃費改善率ＥＦｔとに基づいて燃費改善量ＩＥＦを算出する。

具体的には、燃費改善量算出部５２ｃは、減筒運転継続時間ｔｒと燃費改善率ＥＦｔとを用いて、燃費改善量ＩＥＦを次の式（４）で算出する（ステップＳ５）。

ＩＥＦ＝ＥＦｔ×ｔｒ・・・（４）
このように、本実施形態では、減筒運転を実施することで、減筒運転中平均して上記燃費改善率ＥＦｔだけ燃費が改善するとして、燃費改善量ＩＥＦを算出する。

ここで、上記のように、減筒運転継続時間ｔｒは基本的にエンジン回転数とエンジン負荷との変化量が大きく過渡状態であるほど短く、この変化量が小さく定常状態であるほど長く算出される。従って、燃費改善量ＩＥＦは、エンジン回転数とエンジン負荷との変化量が大きく過渡状態であるほど小さく、この変化量が小さく定常状態であるほど大きく算出される。

なお、本実施形態では、燃費改善率ＥＦｔを、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とにのみ基づいて算出した場合について説明したが、エンジン回転数の変化量ΔＮｉと、エンジン負荷の変化量△Ｔｑｉと、減筒運転継続時間ｔｒとに基づいて、減筒運転を外れる直前の燃費改善率ＥＦｔを推定して、この減筒運転を外れる直前の燃費改善率ＥＦｔと、上記の現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて算出した燃費改善率ＥＦｔとを平均した値を用いてもよい。このようにすれば、減筒運転領域を抜けるまでの間で燃費改善率ＥＦｔが変化することが考慮されて、より正確に燃費改善量ＩＥＦが算出される。

（５−４）燃費悪化量算出部
燃費悪化量算出部５２ｄは、準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量である燃費悪化量ＤＥＦを算出する（ステップＳ６）。

本実施形態では、上記のように、全筒運転から減筒運転への切替時に、準備制御を実施して点火時期を遅角させている。ここで、点火時期を遅角すると燃焼効率が悪化して燃費が悪化する。燃費悪化量算出部５２ｄは、この点火時期の遅角に伴って生じる燃費の悪化量すなわち燃料消費量の増大量を算出して、この増大量を燃費悪化量ＤＥＦとして算出する。

本実施形態では、燃費悪化量算出部５２ｄに、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燃費悪化量ＤＥＦのマップが記憶されており、燃費悪化量算出部５２ｄは、このマップから、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する値を抽出する。

ここで、準備制御が実施される期間の燃焼サイクル数は、エンジン回転数が高く１燃焼サイクルあたりの時間が短いほど多くなる。そのため、準備制御の実施によって生じる燃料消費量の増大量である燃費悪化量ＤＥＦはエンジン回転数が高いほど大きくなる。

また、準備制御時の吸気量の増大量は、エンジン負荷が高く吸気量が多いほど大きくなり、これに伴って、準備制御時における点火時期の遅角量は、エンジン負荷が高くなると多くなる。そのため、燃費悪化量ＤＥＦはエンジン負荷が高くなるほど多くなる。

これに対応して、本実施形態では、燃費悪化量ＤＥＦは、図９に示すように、エンジン回転数およびエンジン負荷が高いほど、その値が大きくなるように設定されている。

（５−５）最終燃費改善量算出部
最終燃費改善量算出部５２ｅは、準備制御の実施に伴う燃費の悪化を加味して全筒運転から減筒運転に切り替えることによって得られる最終的な燃費の改善量すなわち燃料消費量の減少量である最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆを算出する（ステップＳ７）。

本実施形態では、最終燃費改善量算出部５２ｅは、燃費改善量算出部５２ｃで算出された燃費改善量ＩＥＦから燃費悪化量算出部５２ｄで算出された燃費悪化量ＤＥＦを差し引いた値を最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆとして算出する。

（５−６）準備制御実施判定部
準備制御実施判定部５２は、最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆに基づいて減筒運転開始に向けて準備制御を実施するか否か、すなわち、準備制御が開始されていない場合は開始するか否か、準備制御が実施されている場合は準備制御を継続するか否かを判定する。本実施形態では、最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０よりも大きく、燃費改善量ＩＥＦが燃費悪化量ＤＥＦを上回る、すなわち、減筒運転の実施によって得られる燃料消費量の減少量が、準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量を上回れば（ステップＳ８の判定がＹＥＳであれば）、準備制御を開始または継続すると判定する（Ｓ９）。一方、最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０以下であり、燃費改善量ＩＥＦが燃費悪化量ＤＥＦ以下である、すなわち、減筒運転の実施によって得られる燃料消費量の減少量が、準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量以下であれば（ステップＳ８の判定がＮＯであれば）、準備制御を実施しない、すなわち、準備制御を開始させず通常の全筒運転を継続する、または、準備制御を停止して通常の全筒運転に復帰するとの判定を行う。

準備制御実施判定部５２は、以上の演算および判定を、減筒運転領域Ａ１において減筒運転が開始されるまでの期間中、すなわち、運転領域が全筒運転領域Ａ２から減筒運転領域Ａ１に切り替わってから減筒運転が開始される、あるいは、全筒運転領域Ａ２に復帰するまでの期間中、継続して、上記演算および判定を行う。すなわち、減筒運転継続時間推定部５２ａ、燃費改善率算出部５２ｂは、上記期間中、時々刻々、減筒運転継続時間ｔｒ、燃費改善率ＥＦｔ、を推定（算出）、更新し、燃費改善量算出部５２ｃは最新のこれら値に基づいて燃費改善量ＩＥＦを算出する。また、燃費悪化量算出部５２ｄは、上記期間中、時々刻々、燃費悪化量ＤＥＦを算出、更新する。そして、最終燃費改善量算出部５２ｅは、最新の燃費改善量ＩＥＦと燃費悪化量ＤＥＦとに基づいて最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆを算出し、準備制御実施判定部５２は、最新の最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆに基づいて、上記判定を行う。

ここで、上記のように、燃費改善量ＩＥＦは、エンジン回転数とエンジン負荷との変化量が大きく過渡状態であるほど小さく、この変化量が小さく定常状態であるほど大きく算出される。従って、本実施形態では、これらの変化量が大きくエンジンの運転が急激な過渡状態であるときには準備制御は実施されず（停止され）、この変化量が小さく定常状態であるときに準備制御が実施される。

（６）減筒運転領域での制御の流れ
減筒運転領域Ａ１で実施される以上の制御の全体の流れを図１０のフローチャートに示す。

まず、ステップＳ１１において、エンジンが減筒運転領域Ａ１で運転されているか否かを判定する。

ステップＳ１の判定がＮＯであって全筒運転領域Ａ２で運転されている場合は、ステップＳ１２に進み、通常の全筒運転を実施（継続または復帰）する。一方、ステップＳ１の判定がＹＥＳであって減筒運転領域Ａ１で運転されている場合は、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、上記の手順（図７のステップＳ１〜Ｓ７の手順）で最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆを算出する。

ステップＳ１３の次に進むステップＳ１４では、準備制御を実施してもよいとの判定が出されたか否かを判定する。この判定がＮＯであって最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０以下であることに伴い準備制御を実施しないとの判定が出された場合は、ステップＳ１２に進み、通常の全筒運転を実施する。すなわち、準備制御開始前であれば通常の全筒運転を継続し、準備制御の実施中であれば通常の全筒運転に復帰させる。一方、ステップＳ１４の判定がＹＥＳであって最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０より大きいことに伴い準備制御を開始または継続するとの判定が出された場合は、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５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Ｓ１５の次に進むステップＳ１６では、準備制御を実施する。具体的には、準備制御開始前であれば準備制御を開始し、準備制御中であれば準備制御を継続する。詳細には、スロットルバルブ３４ａの開度を減筒運転時の開度に変更する、あるいは、この開度を維持して、各気筒２Ａ〜２Ｄの吸気量を減筒運転時の吸気量に向けて増大させるとともに、点火時期を通常の全筒運転時の点火時期から吸気量の増大量に応じた時期だけ遅角させる。

ステップＳ１６の次に進むステップＳ１７では、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となったことに伴って減筒運転を開始するとの判定が出されたか否かが判定される。ステップＳ１７の判定がＹＥＳであって吸気量が減筒運転時の吸気量以上であり減筒運転を開始するとの判定が出されている場合は、ステップＳ１８に進む。一方、ステップＳ１７での判定がＮＯであって吸気量が減筒運転時の吸気量に到達しておらず減筒運転を開始するとの判定が出されていない場合は、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１８では、減筒運転が開始される。すなわち、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達すると、減筒運転が開始され、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）の点火制御が通常の減筒運転時の制御に切り替えられる。

（７）作用等
以上のように、本実施形態では、減筒運転を開始する前に、吸気量を増大させつつ点火時期を遅角する準備制御を実施している。そのため、全筒運転から減筒運転への切替前後でトルクショックが生じるのを回避することができる。

ここで、点火時期を遅角させると燃費が悪化する。これに対して、本実施形態では、この準備制御の実施に伴う燃費の悪化を加味して全筒運転から減筒運転に切り替えることによって得られる燃料消費量の減少量である最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆを算出し、エンジンが減筒運転領域Ａ１で運転されている場合であっても、この最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０より大きい場合にのみ減筒運転の開始に向けて準備制御を実施している。そのため、減筒運転の実施によって、燃費性能をより確実に高めることができる。

特に、上記最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆの算出および最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０より大きいか否かの判定を減筒運転領域Ａ１において減筒運転が開始されるまでの期間中継続して実施し、準備制御の実施中であっても、最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆが０以下となると準備制御を停止して通常の全筒運転に復帰させているため、燃費性能をより一層確実に高めることができる。

また、エンジンの運転状態に基づいて減筒運転領域Ａ１で継続して運転される時間である減筒運転継続時間ｔｒを推定し、この推定した減筒運転継続時間ｔｒと、減筒運転を実施することにより得られる燃料消費率の改善量である燃費改善率ＥＦｔとに基づいて、燃費改善量ＩＥＦを推定し、この燃費改善量ＩＥＦと準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量である燃費悪化量ＤＥＦとに基づいて最終燃費改善量ＩＥＦ＿ｆを算出しているため、これら値をより精度よく推定・算出することができる。

（８）変形例
上記実施形態では、最終燃費改善量ＩＥＦが０よりも大きければ準備制御を開始（継続）すると判定する場合について説明したが、判定基準量は０に限らない。

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の開閉時期を変更可能な可変吸気バルブタイミング機構を設け、これによって吸気弁８の開閉時期を変更することによって吸気量を変更（増大）させてもよい。また、吸気弁８のバルブリフトを変更可能な手段を用い、この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
１３ 点火プラグ（点火手段）
２５ａ 弁停止機構
５０ ＥＣＵ（制御手段）
５２ａ 減筒運転継続時間推定部
５２ｂ 燃費改善率算出部
５２ｃ 燃費改善量算出部
５２ｅ 燃費悪化量算出部
５２ｅ 最終燃費改善量算出部
５４ 燃焼制御部

Claims (2)

1. 吸気弁、排気弁を備えた複数の気筒を有し、所定の全筒運転領域では全ての気筒内で混合気を燃焼させる全筒運転を実施し、所定の減筒運転領域では複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼を停止して減筒運転を実施す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、
   上記点火手段および吸気量制御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、
   上記減筒運転領域において減筒運転が開始されるまでの間、全筒運転から減筒運転に切り替えることによって得られる燃料消費量の減少量である最終燃費改善量を逐次算出する最終燃費改善量算出部と、
   上記減筒運転領域において、上記算出された最終燃費改善量が予め設定された基準量以上の場合は、上記吸気量変更手段によって各気筒の吸気量を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、かつ、各気筒の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角する準備制御を実施するとともに、当該準備制御の実施に伴って上記吸気量が上記減筒運転時の吸気量以上となったときに減筒運転を開始する燃焼制御部とを含み、
   上記最終燃費改善量算出部は、
   運転領域が全筒運転領域に復帰するまでの時間である減筒運転継続時間を推定する減筒運転継続時間推定部と、
   エンジンの運転状態に基づいて、全筒運転実施時の単位時間あたりの燃料消費量に対する減筒運転実施時の単位時間当たりの燃料消費量の減少量である燃費改善率を算出する燃費改善率算出部と、
   上記準備制御の実施に伴う燃料消費量の増大量である燃費悪化量を算出する燃費悪化量算出部とを含み、
   上記推定された減筒運転継続時間と、上記算出された燃費改善率と、上記算出された燃費悪化量とに基づいて、上記最終燃費改善量を算出するとともに、
   上記準備制御の実施中もエンジンの運転状態に基づいて上記最終燃費改善量を算出してこれを更新し、
   上記燃焼制御部は、上記準備制御の実施中において、上記最終燃費改善算出部によって更新された上記最終燃費改善量が上記基準量を下回る場合は、当該準備制御を停止して通常の全筒運転に復帰させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１に記載のエンジン制御装置であって、
   上記最終燃費改善量算出部は、上記減筒運転継続時間に上記燃費改善率をかけた値を燃費改善量として算出するとともに、この燃費改善量から上記燃費悪化量を差し引いた値を上記最終燃費改善量として算出することを特徴とするエンジンの制御装置。
   

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