(57)【要約】【課題】副室式エンジンにおける副燃料噴射弁の高温化及びそれに伴うデポジットの生成を抑制する。【解決手段】ＥＣＵ２０は、エンジン回転速度ＮＥが第１所定値（例えば、６７％）よりも高い高速回転時には、出力トルクＴが所定の閾値（例えば、４５％）よりも大きい高負荷運転領域において、出力トルクＴが大きいほど休止気筒数を少なく制御し、出力トルクＴが閾値よりも小さい低負荷運転領域において、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数を少なくする。これにより、高速回転時に、低負荷運転領域において副燃料噴射弁１７が高温になることが抑制される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主燃焼室、連通孔を介して前記主燃焼室と連通する副燃焼室、前記主燃焼室に供給する燃料を噴射する主燃料噴射弁及び、前記副燃焼室に燃料を噴射する副燃料噴射弁を備えた複数の気筒を有する副室式エンジンに設けられ、前記複数の気筒の一部の作動を休止させる気筒休止機構と、
前記副室式エンジンのトルクを検出するトルク検出手段と、
前記副室式エンジンのエンジン回転速度を検出する回転速度検出手段と、
少なくとも前記トルク検出手段の検出結果及び前記回転速度検出手段の検出結果に基づいて、前記気筒休止機構に休止させる休止気筒数を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、前記エンジン回転速度が第１所定値よりも高い高速回転時には、前記トルクが所定の閾値よりも大きい高負荷運転領域において、前記トルクが大きいほど前記休止気筒数を少なくし、前記トルクが前記閾値よりも小さい低負荷運転領域において、前記トルクが小さいほど前記休止気筒数を少なくすることを特徴とする副室式エンジン用気筒休止制御装置。
【請求項２】
前記閾値は、前記休止気筒数が０である全気筒運転時に前記副燃料噴射弁の温度が高くなる所定の高温領域内の値であることを特徴とする請求項１に記載の副室式エンジン用気筒休止制御装置。
【請求項３】
前記制御ユニットは、前記エンジン回転速度が前記第１所定値以下の第２所定値よりも低い低速回転時には、前記トルクの全領域において、前記トルクが小さいほど前記休止気筒数を多くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の副室式エンジン用気筒休止制御装置。
【請求項４】
前記第２所定値は、前記休止気筒数が０である全気筒運転時に前記副燃料噴射弁の温度が高くなる所定の高温領域よりも低い値であることを特徴とする請求項３に記載の副室式エンジン用気筒休止制御装置。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記エンジン回転速度が前記第２所定値よりも高く前記第１所定値以下の中速回転時には、前記トルクが相対的に大きい高負荷領域において、前記トルクが大きいほど前記休止気筒数を少なくし、前記トルクが相対的に小さい低負荷領域において、前記トルクが小さいほど前記休止気筒数を少なくすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の副室式エンジン用気筒休止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、副燃焼室及び副燃料噴射弁を備えた副室式エンジン用の気筒休止制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主燃焼室及び副燃焼室に区画された燃焼室を有し、副燃焼室において混合気を点火プラグによって着火して燃焼させ、副燃焼室から連通孔を介して主燃焼室に噴出するトーチ状の火炎によって主燃焼室内の混合気を燃焼させる副室式エンジンが公知である。このような副室式エンジンとして、吸気ポートに燃料を噴射する燃料第１噴射弁と、副燃焼室に燃料を噴射する燃料第２噴射弁とが設けられるものがある（例えば、特許文献１）。この副室式エンジンでは、主燃焼室の混合気がリーンであっても、副燃焼室から噴出する火炎によって主燃焼室内の混合気が燃焼である。
【０００３】
多気筒エンジンにおいては、燃費を向上（低減）させるために、全ての気筒を稼動させる全筒運転に加えて、一部の気筒を稼動させ、残りの一部の気筒を休止させる休筒運転を行う気筒休止機能を備えたものが公知である。このような気筒休止機能を備えた多気筒エンジンとして、全筒運転及び休筒運転の運転状態を判定する際に、エンジン回転数が比較的低い領域、且つ充填効率が比較的小さい領域（低負荷低回転領域）を休筒運転と判定し、それ以外の領域を全筒運転と判定するものがある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８５１８１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１７３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁は、ノズルが燃焼ガスに晒されるために高温になり易い。燃料噴射弁のノズルが高温になると、煤の堆積によるデポジットが生成されて墳孔が塞がれる（狭くなる）ことで燃料噴射量が少なくなる。具体的には、燃料噴射弁のノズルが１６０℃を超えると、デポジットの生成によって流量劣化が進み、燃料噴射量が極端に少なくなることが知られている。これを防ぐための様々な提案もなされているが、燃料噴射弁は自身が噴射する燃料によっても冷却される。
【０００６】
しかしながら、副燃焼室に燃料を噴射する副燃料噴射弁は、主燃焼室に燃料を噴射する主燃料噴射弁に比べ、燃料噴射量が少ないために燃料噴射による冷却が行われ難く、高温になり易い。特に、副室式エンジンにおいて気筒休止運転が行われた場合、作動する気筒の副燃料噴射弁は、気筒に求められる出力トルクが全気筒運転時に比べて大きくなるために、低負荷運転時にも高温になり、デポジットの生成を促進する。デポジットの生成は燃焼を不安定にするため、エンジンの信頼性低下を招く。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑み、副室式エンジンにおける副燃料噴射弁の高温化及びそれに伴うデポジットの生成を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明のある実施形態に係る副室式エンジン用気筒休止制御装置（２）は、主燃焼室（３５）、連通孔（４６）を介して前記主燃焼室と連通する副燃焼室（４５）、前記主燃焼室に供給する燃料を噴射する主燃料噴射弁（１６）及び、前記副燃焼室に燃料を噴射する副燃料噴射弁（１７）を備えた複数の気筒（３Ａ）を有する副室式エンジン（１）に設けられ、前記複数の気筒の一部の作動を休止させる気筒休止機構（２９）と、前記副室式エンジンのトルク（Ｔ）を検出するトルク検出手段（２１）と、前記副室式エンジンのエンジン回転速度（ＮＥ）を検出する回転速度検出手段（２５）と、少なくとも前記トルク検出手段の検出結果及び前記回転速度検出手段の検出結果に基づいて、前記気筒休止機構に休止させる休止気筒数を制御する制御ユニット（２０）とを備え、前記制御ユニットは、前記エンジン回転速度が第１所定値（例えば、６７％）よりも高い所定の高速回転時には、前記トルクが所定の閾値（例えば、４５％）よりも大きい高負荷運転領域において、前記トルクが大きいほど前記休止気筒数を少なくし、前記トルクが前記閾値よりも小さい低負荷運転領域において、前記トルクが小さいほど前記休止気筒数を少なくすることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、副燃料噴射弁の温度が高くなる高速回転時には、低負荷運転領域においてトルクが小さいほど休止気筒数が少なくなることで、副燃料噴射弁が燃料噴射によって冷却されるため、副燃料噴射弁の高温化を抑制できる。従って、デポジットの生成が抑制される。
【００１０】
また、上記構成において、前記閾値は、前記休止気筒数が０である全気筒運転時に前記副燃料噴射弁（１７）の温度が高くなる所定の高温領域（Ａ１）内の値（例えば、４５％）であるとよい。
【００１１】
この構成によれば、全気筒運転時に副燃料噴射弁の温度が高くなる閾値にトルクがある時に休止気筒数が多くされることで、副燃料噴射弁の燃料噴射量が多くなるため、副燃料噴射弁の温度が低下する。
【００１２】
また、上記構成において、前記制御ユニット（２０）は、前記エンジン回転速度（ＮＥ）が前記第１所定値（例えば、６７％）以下の第２所定値（例えば、３８％）よりも低い低速回転時には、前記トルク（Ｔ）の全領域において、前記トルクが小さいほど前記休止気筒数を多くするとよい。
【００１３】
この構成によれば、副燃料噴射弁の温度が高くならない低速回転時には、トルクの全領域においてトルクが小さいほど休止気筒数が多くなることで、燃費が向上する。
【００１４】
また、上記構成において、前記第２所定値は、前記休止気筒数が０である全気筒運転時に前記副燃料噴射弁（１７）の温度が高くなる所定の高温領域（Ａ１）よりも低い値（例えば、３８％）であるとよい。
【００１５】
この構成によれば、副燃料噴射弁の高温化を招くことなく、燃費を向上させることができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記制御ユニット（２０）は、前記エンジン回転速度（ＮＥ）が前記第２所定値（例えば、３８％）よりも高く前記第１所定値（例えば、６７％）以下の中速回転時には、前記トルク（Ｔ）が相対的に大きい高負荷領域において、前記トルクが大きいほど前記休止気筒数を少なくし、前記トルクが相対的に小さい低負荷領域において、前記トルクが小さいほど前記休止気筒数を少なくするとよい。
【００１７】
この構成によれば、副燃料噴射弁の温度が高くなる中速回転時には、低負荷領域において休止気筒数が少なくなることで、副燃料噴射弁が燃料噴射によって冷却されるため、副燃料噴射弁の高温化を抑制できる。また、副燃料噴射弁の高温化抑制と気筒休止による燃費向上とを両立できる。
【発明の効果】
【００１８】
このように本発明によれば、副室式エンジンにおける副燃料噴射弁の高温化及びそれに伴うデポジットの生成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係るエンジン及び気筒休止制御装置の概略構成図
【図２】図１に示されるエンジン本体の要部断面図
【図３】図１に示されるＥＣＵが参照する休止気筒数マップ
【図４】等高線で示される全気筒運転時の燃費を低減させるために理想の休止気筒数マップ
【図５】等高線で示される全気筒運転時の副燃料噴射弁の温度を低減させるために理想の休止気筒数マップ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は実施形態に係るエンジン１及び気筒休止制御装置２の概略構成図である。エンジン１は、自動車等の車両に搭載される６気筒のＶ型エンジンであり、６つの気筒３Ａを有するエンジン本体３と、エンジン本体３に接続された吸気系４と、エンジン本体３に接続された排気系５とを備えている。吸気系４は、上流側から順にエアインレット６、エアクリーナ７、スロットルバルブ８、吸気マニホールド９を備えている。排気系５は、上流側から順に排気マニホールド１０、排ガス中のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の排気浄化装置１１、消音器１２及び排気アウトレット１３を備えている。また、車両にはＥＣＵ２０（電子制御ユニット）が搭載されている。
【００２２】
エンジン本体３には、気筒３Ａごとに主燃料噴射弁１６、副燃料噴射弁１７及び点火プラグ１８が設けられている。なお、図１には１気筒分のみが示されている。主燃料噴射弁１６及び副燃料噴射弁１７は、ＥＣＵ２０からの駆動信号により開弁時期及び開弁時間を制御される。点火プラグ１８は、ＥＣＵ２０からの点火信号（駆動信号）により点火時期を制御される。
【００２３】
スロットルバルブ８は、弁体８Ａを開閉駆動するスロットルモータ８Ｂを備えた電子制御弁であり、ＥＣＵ２０によってその作動を制御される。スロットルバルブ８には、弁体８Ａの開度であるスロットル開度ＴＨを検出するスロットルセンサ２１が取り付けられている。スロットルセンサ２１の検出信号はＥＣＵ２０に供給され、ＥＣＵ２０において出力トルクＴの算出に使用される。即ち、スロットルセンサ２１は、エンジン１のトルクを検出するトルク検出手段である。スロットルバルブ８の下流には、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ２２が設けられており、吸気圧センサ２２の下流には吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ２３が取り付けられている。吸気圧センサ２２及び吸気温センサ２３の検出信号は、ＥＣＵ２０に供給される。
【００２４】
また、エンジン本体３には、冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ２４及び、クランクシャフト（図示せず）の回転角度を検出するクランク角センサ２５が取り付けられている。冷却水温センサ２４及びクランク角センサ２５の検出信号は、ＥＣＵ２０に供給される。クランク角センサ２５は、各気筒３Ａの吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に対応する所定のクランク角度位置でクランク角１２０度ごとにＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及び、ＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば６度周期）でＣＲＫパルスを発生するＣＲＫセンサからなる。ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスはＥＣＵ２０に供給される。これらの信号パルスは、ＥＣＵ２０においてクランク角の算出に使用され、ＣＲＫパルスは、ＥＣＵ２０においてエンジン回転速度ＮＥ（エンジン回転数ともいう）の算出に使用される。即ち、クランク角センサ２５は、エンジン１のエンジン回転速度ＮＥを検出する回転速度検出手段である。
【００２５】
エンジン１により駆動される車両には、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量等からなるアクセル操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ２６や、当該車両の車速ＶＰを検出する車速センサ２７等が設けられている。アクセルセンサ２６及び車速センサ２７の検出信号はＥＣＵ２０に供給される。
【００２６】
エンジン１には、複数の気筒３Ａのうちの一部の吸排気弁の作動を停止することにより当該気筒３Ａの作動を休止させる気筒休止機構２９が設けられている。本実施形態では、気筒休止機構２９は、６つの気筒３Ａのうちの３つの作動を休止させる３気筒休止運転（休止気筒数＝３）と、６つの気筒３Ａのうちの２つの作動を休止させる２気筒休止運転（休止気筒数＝２）とを実行できるように構成されている。気筒休止機構２９はＥＣＵ２０に接続されている。ＥＣＵ２０は、気筒休止機構２９に切換制御信号を供給し、エンジン１の運転状態に応じて全ての気筒３Ａを作動させる全気筒運転（休止気筒数＝０）、２気筒休止運転、及び３気筒休止運転の切換制御（休止気筒数切換制御）を行う。即ち、ＥＣＵ２０は、気筒休止機構２９に休止させる気筒数を制御する制御ユニットをなしている。
【００２７】
ＥＣＵ２０は、入力回路、ＣＰＵ（中央演算処理回路）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムやマップ、演算結果等を記憶する記憶回路、主燃料噴射弁１６や副燃料噴射弁１７、点火プラグ１８、気筒休止機構２９に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。ＥＣＵ２０は、上記センサの検出信号に基づいて、主燃料噴射弁１６及び副燃料噴射弁１７の開弁時期及び開弁時間の制御、点火プラグ１８の点火時期制御、休止気筒数の切換制御を行う。またＥＣＵ２０は、アクセル操作量ＡＰに応じてスロットルバルブ８の目標開度を算出し、検出したスロットル開度ＴＨが目標開度に一致するようにスロットルモータ８Ｂの駆動制御を行う。２気筒休止運転及び３気筒休止運転の実行時には、ＥＣＵ２０は作動を休止させる気筒３Ａ以外の気筒３Ａに設けられた主燃料噴射弁１６及び副燃料噴射弁１７のみに駆動信号を供給する。
【００２８】
図２は、エンジン本体３の要部断面図である。図２に示されるように、エンジン本体３は、上端面に開口する断面円形の気筒３Ａ（シリンダ）が形成されたシリンダブロック３１と、シリンダブロック３１の上端面に締結されたシリンダヘッド３２とを有する。シリンダヘッド３２の一端面である下端面において気筒３Ａの上端と対向する部分は、上方に向けて凹み、気筒３Ａの上端をなすペントルーフ形の燃焼室壁面３３を形成している。気筒３Ａにはピストン３４が往復動可能に受容されており、燃焼室壁面３３とピストン３４の冠面との間に主燃焼室３５が形成されている。ピストン３４は、コンロッドを介してクランクシャフトに接続されている。
【００２９】
燃焼室壁面３３には、シリンダヘッド３２に形成された２つの吸気ポート３７と、２つの排気ポート３８とが開口している。吸気ポート３７及び排気ポート３８の燃焼室壁面３３側の開口端は、吸気バルブ３９及び排気バルブ４０によって開閉される。
【００３０】
シリンダヘッド３２には、燃焼室壁面３３における２つの吸気ポート３７の間にて上方に凹んだ凹部４１と、吸気側の外側面から凹部４１の側面に延びる主噴射弁取付孔４２とが形成されている。主噴射弁取付孔４２には、主燃料噴射弁１６が先端を主燃焼室３５の凹部４１に配置するように挿入されている。主燃料噴射弁１６は、燃料を噴射する噴孔を備えたノズル１６Ａを先端に有しており、主燃焼室３５に向けて燃料を噴射する。
【００３１】
燃焼室壁面３３の中央には上方に向けて凹んだ受容孔４３が凹設されており、受容孔４３には上方に向けて開口した凹所４４Ａを形成する隔壁部材４４が受容されている。隔壁部材４４は受容孔４３と協働して、主燃焼室３５と区画された副燃焼室４５をシリンダヘッド３２に形成する。隔壁部材４４の主燃焼室３５側に露出した下壁には、厚み方向に貫通し、主燃焼室３５と副燃焼室４５とを連通する複数の連通孔４６が形成されている。連通孔４６は、周方向に等間隔に配置され、副燃焼室４５の中心から放射状に延びている。主燃焼室３５と副燃焼室４５とは、複数の連通孔４６のみによって互いに連通し、連通孔４６を除く他の部分においては互いに隔てられている。
【００３２】
シリンダヘッド３２には、受容孔４３の底面の中央から上方に延びる接続通路４７と、接続通路４７に接続した副噴射弁取付孔４８及びプラグ取付孔４９とが形成されている。接続通路４７は、下端において隔壁部材４４の凹所４４Ａと接続し、副燃焼室４５の一部を形成する。副噴射弁取付孔４８には、副燃料噴射弁１７が先端を接続通路４７に配置するように挿入されている。副燃料噴射弁１７は、燃料を噴射する噴孔を備えたノズル１７Ａを先端に有しており、副噴射弁取付孔４８に向けて燃料を噴射する。プラグ取付孔４９には、中心電極１８Ａ及び接地電極１８Ｂを有する点火プラグ１８が、中心電極１８Ａ及び接地電極１８Ｂを接続通路４７に配置するように挿入されている。
【００３３】
副燃料噴射弁１７は、主燃料噴射弁１６よりも少量の燃料を、主燃料噴射弁１６よりも遅い時期に噴射する。全気筒運転時には、全ての気筒３Ａの主燃料噴射弁１６及び副燃料噴射弁１７が、１燃焼サイクル（クランク角７２０度）ごとに燃料を噴射する。一方、２気筒休止運転及び３気筒休止運転時には、作動する気筒３Ａの主燃料噴射弁１６及び副燃料噴射弁１７のみが燃料を噴射し、作動を休止した気筒３Ａの主燃料噴射弁１６及び副燃料噴射弁１７は燃料を噴射しない。副燃焼室４５内の混合気は、点火プラグ１８によって着火されて燃焼し、副燃焼室４５から連通孔４６を介して主燃焼室３５に噴出するトーチ状の火炎によって主燃焼室３５内の混合気が燃焼する。即ち、エンジン１は副室式エンジンとして構成されている。
【００３４】
ＥＣＵ２０は、エンジン１の運転状態に応じて休止気筒数切換制御を行う際に、記憶回路に記憶されたマップを参照して休止気筒数を設定する。図３は、ＥＣＵ２０が参照する休止気筒数マップである。休止気筒数マップは、横軸にエンジン回転速度ＮＥ（図示例では、常用域における最大回転速度［ｒｐｍ］に対するエンジン回転速度ＮＥ［ｒｐｍ］の比率［％］で示している）が設定され、縦軸にＥＣＵ２０によって推定された出力トルクＴ（図示例では、最大出力トルク［Ｎｍ］に対する出力トルクＴ［Ｎｍ］の比率［％］で示している）が設定された２軸マップであり、エンジン回転速度ＮＥ及び出力トルクＴに応じて休止気筒数が設定されている。以下、具体的に説明する。
【００３５】
エンジン回転速度ＮＥが約３８％以下の低速回転時には、出力トルクＴが比較的大きい中・高負荷運転領域に全気筒運転が設定され、それよりも出力トルクＴが小さい運転領域に２気筒休止運転が設定され、更にそれよりも出力トルクＴが小さい低負荷運転領域に３気筒休止運転が設定されている。即ち、出力トルクＴの全領域において、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数が多くなるように設定されている。
【００３６】
エンジン回転速度ＮＥが約３８％超、且つ約４３％以下の時には、出力トルクＴが小さい低負荷運転領域に２気筒休止運転が設定され、それよりも高い中・高負荷運転領域に、低速回転時と同様に出力トルクＴが大きいほど休止気筒数が少なくなるように３気筒休止運転、２気筒休止運転及び全気筒運転がこの順に設定されている。低トルク側から見て３気筒休止運転から２気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ及び、２気筒休止運転から全気筒運転に切り替わる出力トルクＴは、低速回転時よりも若干高い値になっている。
【００３７】
エンジン回転速度ＮＥが約４３％超の中・高速回転時には、出力トルクＴが小さい低負荷運転領域に全気筒運転が設定され、それよりも出力トルクＴが大きい領域に２気筒休止運転が設定され、更にそれよりも出力トルクＴが大きい負荷領域に、低速回転時と同様に出力トルクＴが大きいほど休止気筒数が少なくなるように３気筒休止運転、２気筒休止運転及び全気筒運転がこの順に設定されている。
【００３８】
中・高速回転時のうち、エンジン回転速度ＮＥが約６７％超の高速回転時には、低トルク側から見て全気筒運転から２気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ、２気筒休止運転から３気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ、３気筒休止運転から２気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ及び、２気筒休止運転から全気筒運転に切り替わる出力トルクＴは、一定の値とされている。後者の２つの出力トルクＴは、エンジン回転速度ＮＥが約３８％以下の低速回転時の値に比べて高い値に設定されている。
【００３９】
一方、中・高速回転時のうち、エンジン回転速度ＮＥが約４３％超、且つ約６７％以下の中速回転時には、低トルク側から見て全気筒運転から２気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ、２気筒休止運転から３気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ、３気筒休止運転から２気筒休止運転に切り替わる出力トルクＴ及び、２気筒休止運転から全気筒運転に切り替わる出力トルクＴは、エンジン回転速度ＮＥが高いほど大きくなるように設定されている。
【００４０】
次に、休止気筒数マップがこのように設定されている理由及びその意義について説明する。
【００４１】
図４は、図３と同様の２軸マップに、全気筒運転時の燃費を等高線で示すと共に、燃費を低減させるために理想の休止気筒数を設定した休止気筒数マップである。図４のマップにおいて、約２６％から約５５％のエンジン回転速度ＮＥにわたって、また約３７％から約６０％の出力トルクＴにわたって最も小さい閉環状に示される領域が、最も低燃費の低燃費領域Ａ１であり、低燃費領域Ａ１から遠ざかるにつれて等高線の密度に応じて燃費が高くなっている。この等高線からわかるように、エンジン１は、低・中速回転、中負荷の時に最も効率の良い低燃費運転になる。
【００４２】
このような燃費特性がある場合、低燃費領域Ａ１がある中負荷領域において例えば３気筒休止運転が行われると、作動する気筒３Ａに求められる出力トルクＴが約２倍になり、これらの気筒３Ａの燃費が高くなることで、結果としてエンジン１の燃費が悪化する（高くなる）。そのため、低燃費化を図るためには、低燃費領域Ａ１の下部よりも低い出力トルクＴの領域に２気筒休止運転を設定し、それよりも低い（低燃費領域Ａ１の約半分程度）出力トルクＴの領域に３気筒休止運転を設定するとよい。このような設定にすることにより、最も低燃費の低燃費領域Ａ１が下方に広がるような燃費特性になり、低負荷領域の燃費が向上する（低くなる）。
【００４３】
一方、図５は、図３と同様の２軸マップに、全気筒運転時の副燃料噴射弁１７の温度を等高線で示すと共に、副燃料噴射弁１７の温度を低減させるために理想の休止気筒数を設定した休止気筒数マップである。図５のマップにおいて、約４３％から約７２％のエンジン回転速度ＮＥにわたって、また約４２％から約５７％の出力トルクＴにわたって最も小さい閉環状に示される領域が、副燃料噴射弁１７の温度が最も高い高温領域Ａ２である。副燃料噴射弁１７の温度は、高温領域Ａ２から遠ざかるにつれて等高線の密度に応じて低くなっている。この等高線からわかるように、エンジン１は、中・高速回転、中負荷の時に副燃料噴射弁１７の温度が最も高くなって副燃料噴射弁１７にデポジットが生成され易い。
【００４４】
なお、上記のように、主燃料噴射弁１６は、副燃料噴射弁１７に比べて大量の燃料を噴射するため、燃料噴射による冷却効果によって副燃料噴射弁１７よりも低温に保たれる。そのため、副燃料噴射弁１７の高温化を防止できれば、主燃料噴射弁１６の高温化が問題になることはない。
【００４５】
副燃料噴射弁１７がこのような温度特性を有する場合、図４に示されるような休止気筒数切換制御が行われると、３気筒休止運転が行われる出力トルクＴの領域において、作動する気筒３Ａに求められる出力トルクＴが大きくなるために副燃料噴射弁１７が高温になる。即ち、休筒運転時に作動する気筒３Ａの副燃料噴射弁１７では、高温領域Ａ２が下方に広がるような温度特性になり、中・高速回転、低負荷領域の温度が高くなる。これにより、低負荷領域でのデポジットの生成が促進され、エンジン１の信頼性が低下する。
【００４６】
そのため、副燃料噴射弁１７の高温化防止を図るためには、図５に示されるように、デポジットの発生が顕著になる高温域である中・高速回転（図示例では、約４０％から約８６％）、中負荷領域（図示例では、約４０％から約６０％）に２気筒休止運転を設定するとよい。また、２気筒休止運転領域の下部（図示例では、約４３％から約７５％、且つ、中心部分よりも低トルク側の４３％〜４８％）に３気筒休止運転を設定するとよい。３気筒休止運転を設定した領域では、作動する気筒３Ａに求められる出力トルクＴが約２倍になる。また、２気筒休止運転を設定した領域では、作動する気筒３Ａに求められる出力トルクＴが約１．５倍になる。そのため、それぞれの運転領域において、副燃料噴射弁１７の燃料噴射量が多くなり、燃料噴射による冷却効果によって副燃料噴射弁１７の温度が低下する。
【００４７】
このように、副燃料噴射弁１７の高温化防止を図るためには、中・高速回転時に中負荷領域のみで気筒休止を行うのが好ましい。そこで、高速回転時には図５に示される休止気筒設定を採用し、低速回転時には図４に示される休止気筒設定を採用し、中速回転時（領域）には、高速回転時の設定と低速回転時の設定とを繋げるような休止気筒数を設定するとよい。このような技術的意義に基づき、図４に示される休止気筒数が設定されている。
【００４８】
再び、図４を参照して説明する。図示されるように、副燃料噴射弁１７の温度が高くなる、エンジン回転速度ＮＥが約６７％（第１所定値）よりも高い高速回転時には、副燃料噴射弁１７の温度が最も高くなる高温領域Ａ２内の出力トルクＴである４５％を中心として（これを閾値として）、４５％よりも出力トルクＴが大きい高負荷運転領域においては、出力トルクＴが大きいほど休止気筒数が少なくなるように休止気筒数が設定され、出力トルクＴが４５％よりも小さい低負荷運転領域においては、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数が少なくなるように休止気筒数が設定されている。
【００４９】
また、エンジン回転速度ＮＥが高温領域Ａ２のエンジン回転速度ＮＥ（約４３％〜約７２％）よりも低く、副燃料噴射弁１７の温度がそれほど高くならない約３８％（第２所定値）以下の低速回転時には、低燃費化を目的として、出力トルクＴの全領域において、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数が多くなるように休止気筒数が設定されている。
【００５０】
また、エンジン回転速度ＮＥが上記高速回転時と低速回転時との間の値である約３８％〜約６７％となる中速回転時においても、副燃料噴射弁１７の温度が高くなる高温領域Ａ２が存在するため、中負荷領域にて気筒休止数が３に設定されている。また、３気筒休止運転領域内の値を境にして、相対的に出力トルクＴが小さい低負荷領域には、３気筒休止運転領域側から順に休止気筒数が２及び０に設定され、相対的に出力トルクＴが大きい高負荷領域にも、３気筒休止運転領域側から順に休止気筒数が２及び０に設定されている。
【００５１】
休止気筒数マップがこのように設定されることにより、気筒休止制御装置２では次のような作用効果が奏される。
【００５２】
即ち、ＥＣＵ２０は、エンジン回転速度ＮＥが約６７％よりも高い所定の高速回転時には、出力トルクＴが所定の４５％よりも大きい高負荷運転領域において、出力トルクＴが大きいほど休止気筒数を少なくし、出力トルクＴが４５％よりも小さい低負荷運転領域において、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数を少なくする。これにより、副燃料噴射弁１７の温度が高くなる高速回転時には、低負荷運転領域において出力トルクＴが小さいほど休止気筒数が少なくなることで、副燃料噴射弁１７が燃料噴射によって冷却される。よって、副燃料噴射弁１７の高温化が抑制され、デポジットの生成も抑制される。
【００５３】
上記高速回転時における高負荷運転領域と低負荷運転領域とを分ける閾値である４５％は、休止気筒数が０である全気筒運転時に副燃料噴射弁１７の温度が高くなる高温領域Ａ２内の値である。これにより、全気筒運転時に副燃料噴射弁１７の温度が高くなる４５％の出力トルクＴの時に、休止気筒数が多くなって副燃料噴射弁１７の燃料噴射量が多くなり、副燃料噴射弁１７の温度が低下する。
【００５４】
また、ＥＣＵ２０は、エンジン回転速度ＮＥが約６７％以下の値である約３８％よりも低い低速回転時には、出力トルクＴの全領域において、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数を多くする。これにより、副燃料噴射弁１７の温度が高くならない低速回転時の燃費が向上する。
【００５５】
低燃費化を目的とする低速回転のエンジン回転速度ＮＥの判定値である約３８％は、休止気筒数が０である全気筒運転時に副燃料噴射弁１７の温度が高くなる高温領域Ａ２のエンジン回転速度ＮＥ（約４３％〜約７２％）よりも低い値である。これにより、副燃料噴射弁１７の高温化を招くことなく、燃費を向上できる。
【００５６】
また、ＥＣＵ２０は、エンジン回転速度ＮＥが約３８％よりも高く約６７％以下の中速回転時には、出力トルクＴが相対的に大きい高負荷領域において、出力トルクＴが大きいほど休止気筒数を少なくし、出力トルクＴが相対的に小さい低負荷領域において、出力トルクＴが小さいほど休止気筒数を少なくする。これにより、低負荷領域において休止気筒数が少なくなることで、副燃料噴射弁１７が燃料噴射によって冷却され、副燃料噴射弁１７の高温化が抑制される。また、副燃料噴射弁１７の高温化抑制と気筒休止による燃費向上の両立が可能である。
【００５７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では一例として自動車用として制御装置の説明を行ったが、自動二輪車や鉄道車両、船舶などにも広く適用することができる。また、上記実施形態では、全気筒運転の他に２気筒休止運転及び３気筒休止運転を行ったが、どちらから一方のみを行う形態、即ち、全気筒運転及び一部気筒休止運転のみを行う形態や、３種類以上の気筒休止運転を行う形態であってもよい。ＥＣＵ２０は、スロットルセンサ２１の検出信号に加えて吸気圧センサ２２や吸気温センサ２３の検出信号に基づいてエンジン１の出力トルクＴを算出してもよく、アクセルセンサ２６の検出信号に基づいてエンジン１の仮想トルクを算出してもよい。また、ＥＣＵ２０は、出力トルクＴ等に基づいて休止気筒数を制御しているが、仮想トルクに基づいて休止気筒数を制御してもよく、冷却水温センサ２４の検出結果等に基づいて、休止気筒数マップを持ち替えて休止気筒数を制御してもよい。主燃料噴射弁１６は、吸気ポート３７に向けて燃料を噴射することで主燃焼室３５に燃料を供給するように設けられてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、数値など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１      エンジン（副室式エンジン）
２      気筒休止制御装置
３      エンジン本体
３Ａ    気筒
１６    主燃料噴射弁
１７    副燃料噴射弁
２０    ＥＣＵ（制御ユニット）
２１    スロットルセンサ（トルク検出手段）
２５    クランク角センサ（回転速度検出手段）
２９    気筒休止機構
３５    主燃焼室
４５    副燃焼室
４６    連通孔
Ａ１    高温領域
ＮＥ    エンジン回転速度
Ｔ      出力トルク
【図１】
2018178719.tif 000003
【図２】
2018178719.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018178719.tif 000006
【図５】
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