(57)【要約】【課題】全筒運転モードと減筒運転モードにおける損益分岐値をエンジンの運転中に設定するエンジンの制御装置において、エンジンの状態が変化した場合であっても損益分岐値を適切に設定する。【解決手段】エンジンの制御装置は、複数気筒２を備え、この複数気筒２のうちで一部の気筒２の燃焼を休止する減筒運転モードと、複数気筒２の全てで燃焼を行う全筒運転モードとを切り替えて運転可能なエンジン１０を制御する。ＰＣＭ５０は、所定条件が成立したときに、全筒運転モードと減筒運転モードとにおいて燃費の損益が分岐する値である損益分岐値を、エンジン１０の状態に応じて設定する。具体的には、ＰＣＭ５０は、損益分岐値の設定中においてエンジン１０の状態が変化した場合であっても、所定条件が成立したときのエンジン１０の状態に応じて損益分岐値を設定する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項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モードと、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転モードとを切り替えて運転可能なエンジンの制御装置であって、
当該制御装置は、所定条件が成立したときに、前記全筒運転モードと前記減筒運転モードとにおいて燃費の損益が分岐する値である損益分岐値を、前記エンジンの状態に応じて設定する設定手段を有し、
当該設定手段は、前記損益分岐値の設定中において前記エンジンの状態が変化した場合であっても、前記所定条件が成立したときの前記エンジンの状態に応じて前記損益分岐値を設定する、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記設定手段は、同一の吸気量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクと前記減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較することで、前記損益分岐値を設定する、
請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記所定条件が成立したときに前回設定された損益分岐値に対応する吸気量を用いて、当該吸気量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクと前記減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較することで、前記損益分岐値を設定する、
請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記前回設定された損益分岐値に対応する吸気量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクが、当該吸気量を適用したときに前記減筒運転モードで生成されるエンジントルク以上である場合には、前記吸気量を減少させた新たな吸気量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクと前記減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較する、
請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記前回設定された損益分岐値に対応する吸気量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクが、当該吸気量を適用したときに前記減筒運転モードで生成されるエンジントルク未満である場合には、前記吸気量を増加させた新たな吸気量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクと前記減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較する、
請求項３又は４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記設定手段は、前記比較の結果、前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクと前記減筒運転モードで生成されるエンジントルクとが同一である場合に、当該エンジントルクを前記損益分岐値として設定する、
請求項２乃至５のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記設定手段は、同一の燃料噴射量を適用したときに前記全筒運転モードで生成されるエンジントルクと前記減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較することで、前記損益分岐値を設定する、
請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記減筒運転モードは、前記エンジンの回転数が所定範囲内にあるときに実行され、
前記設定手段は、前記エンジンの回転数が前記所定範囲内にあるときに前記損益分岐値を設定する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記設定手段によって設定された前記損益分岐値を、前記減筒運転モードが実行される運転領域を規定する上限値として設定する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記エンジンの状態は、エンジン水温、外気温及びエンジン回転数のうちの少なくとも１つである、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記損益分岐値は、前記エンジンのトルクに関連するエンジントルク関連値に対応する、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に係わり、特に、減筒運転モードと全筒運転モードとを切り替えて運転可能なエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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モードと、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転モードとを切り替えてエンジンを運転させ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、エンジンの熱効率マップを予め実験等により定めておき、このマップ中で減筒運転モードと全筒運転モードの両方が実行可能な領域において、減筒運転モード及び全筒運転モードのうちで熱効率が良い方のモードを実行するようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２２９９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、全筒運転モードと減筒運転モードとにおいて燃費の損益が分岐する点（以下では「損益分岐点」と呼ぶ。）を規定することができる。この損益分岐点は、当該点を境にして、減筒運転モードと全筒運転モードとにおいて燃費が良いほうの運転モードが入れ替わるようになっている。例えば、損益分岐点はエンジントルクによって表され、エンジントルクが損益分岐点以上である領域では、全筒運転モードのほうが減筒運転モードよりも燃費が良くなり、エンジントルクが損益分岐点未満である領域では、減筒運転モードのほうが全筒運転モードよりも燃費が良くなるようになっている。したがって、このような損益分岐点に基づき、全筒運転モードと減筒運転モードとの間で運転モードを切り替えるとよい。
【０００５】
上記したような損益分岐点は、エンジンの状態に応じて様々に変化する。例えば、外気温や吸気温度が変化すると、損益分岐点も変化する。したがって、種々のエンジンの状態に対して損益分岐点を対応付けたマップを作成することが考えられるが、そのためには莫大な作成工数やキャリブレーション工数が必要となる。これは、外気温やエンジン回転数や吸気温度や点火時期やＥＧＲ量などの非常に多数のパラメータを加味しなければならないからである。上記の特許文献１に記載されたマップについても同様の問題がある。そこで、このようなマップを作成する代わりに、車載条件にて（つまり実際のエンジンの運転中に）、損益分岐点を演算により求めることも考えられるが、エンジンの状態は刻一刻と変化するため、損益分岐点を求めることが困難となる。
【０００６】
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、全筒運転モードと減筒運転モードにおける損益分岐値をエンジンの運転中に設定するエンジンの制御装置において、エンジンの状態が変化した場合であっても損益分岐値を適切に設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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モードと、複数気筒の全てで燃焼を行う全筒運転モードとを切り替えて運転可能なエンジンの制御装置であって、当該制御装置は、所定条件が成立したときに、全筒運転モードと減筒運転モードとにおいて燃費の損益が分岐する値である損益分岐値を、エンジンの状態に応じて設定する設定手段を有し、当該設定手段は、損益分岐値の設定中においてエンジンの状態が変化した場合であっても、所定条件が成立したときのエンジンの状態に応じて損益分岐値を設定する、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、所定条件が成立した時点でのエンジンの状態に応じて損益分岐値を設定するので、損益分岐値の設定中においてエンジンの状態が変化した場合であっても損益分岐値を適切に設定することができる。例えば、刻一刻と変化するエンジンの状態に応じて損益分岐値を設定しようとすることで、損益分岐値の設定処理が収束せずに発散してしまったり、損益分岐値の設定処理が完了するまでに長時間かかってしまったりすることを抑制することができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、設定手段は、同一の吸気量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクと減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較することで、損益分岐値を設定する。
このように構成された本発明によれば、エンジントルクに影響を与える同一条件（同一の吸気量）での全筒運転モードにおけるエンジントルクと減筒運転モードにおけるエンジントルクとを比較することで、全筒運転モードと減筒運転モードとで燃費がほぼ等しくなるエンジントルクとしての損益分岐値を適切に設定することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、設定手段は、所定条件が成立したときに前回設定された損益分岐値に対応する吸気量を用いて、当該吸気量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクと減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較することで、損益分岐値を設定する。
このように構成された本発明によれば、前回設定された損益分岐値に応じたパラメータを利用することで、損益分岐値を効率的に設定することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、設定手段は、前回設定された損益分岐値に対応する吸気量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクが、当該吸気量を適用したときに減筒運転モードで生成されるエンジントルク以上である場合には、吸気量を減少させた新たな吸気量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクと減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較するとよい。
加えて、本発明において、好ましくは、設定手段は、前回設定された損益分岐値に対応する吸気量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクが、当該吸気量を適用したときに減筒運転モードで生成されるエンジントルク未満である場合には、吸気量を増加させた新たな吸気量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクと減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較するとよい。
このように構成された本発明によれば、損益分岐値をより効率良く設定することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、設定手段は、比較の結果、全筒運転モードで生成されるエンジントルクと減筒運転モードで生成されるエンジントルクとが同一である場合に、当該エンジントルクを損益分岐値として設定する。
このように構成された本発明によれば、全筒運転モードと減筒運転モードとで燃費が等しくなるエンジントルクを、損益分岐値として適切に設定することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、設定手段は、同一の燃料噴射量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルクと減筒運転モードで生成されるエンジントルクとを比較することで、損益分岐値を設定する。
このように構成された本発明によっても、エンジントルクに影響を与える同一条件（同一の燃料噴射量）での全筒運転モードにおけるエンジントルクと減筒運転モードにおけるエンジントルクとを比較することで、全筒運転モードと減筒運転モードとで燃費がほぼ等しくなるエンジントルクとしての損益分岐値を適切に設定することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、減筒運転モードは、エンジンの回転数が所定範囲内にあるときに実行され、設定手段は、エンジンの回転数が所定範囲内にあるときに損益分岐値を設定する。
このように構成された本発明によれば、減筒運転モードにて運転される状況においてのみ損益分岐値の設定を行うことで、損益分岐値の設定を限定的に行うようにするので、損益分岐値の設定による制御装置の処理負荷増大を適切に軽減することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、設定手段によって設定された損益分岐値を、減筒運転モードが実行される運転領域を規定する上限値として設定する。
このように構成された本発明では、損益分岐値に対応する上限値を適用した運転領域を用いるので、燃費を適切に確保して全筒運転モードと減筒運転モードとの切り替えを行うことができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、エンジンの状態は、エンジン水温、外気温及びエンジン回転数のうちの少なくとも１つである。
【００１６】
本発明において、好ましくは、損益分岐値は、エンジンのトルクに関連するエンジントルク関連値に対応する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のエンジンの制御装置によれば、全筒運転モードと減筒運転モードにおける損益分岐値をエンジンの運転中に設定するエンジンの制御装置において、エンジンの状態が変化した場合であっても損益分岐値を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態によるエンジン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】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】本発明の実施形態によるエンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態において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である。
【図５】本発明の実施形態による損益分岐トルクの概要について説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態による損益分岐トルクと減筒運転領域の上限値との関係についての説明図である。
【図７】本発明の実施形態による損益分岐トルクの設定処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態による各運転モードでの吸気充填量とエンジントルクとの関係を示す特性図である。
【図９】本発明の実施形態による運転モードの切り替え処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置について説明する。
【００２０】
＜システム構成＞
【００２１】
まず、図１乃至図３により、本発明の実施形態によるエンジンの制御装置が適用されたエンジン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エンジン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エンジンの制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１及び図３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３０〜４０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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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モード、つまり減筒運転モード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モードでは、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、減筒運転モードでは、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及び第４気筒２Ｄ）において点火プラグ１４の点火動作及び燃料噴射弁１３からの燃料噴射が禁止され、残りの２つの気筒（つまり第３気筒２Ｃ及び第２気筒２Ｂ）において交互に点火及び燃焼が行われる。
【００２６】
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。
【００２７】
更に、エンジン１０は、減筒運転モードにおいて第１気筒２Ａ及び第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、例えば、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。
【００２８】
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」と表記することがある。
【００２９】
また、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３０〜４０が設けられている。これらセンサ３０〜４０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。吸気温度センサ３３は、エンジン１０に供給される吸気の温度（吸気温度）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エンジン水温を検出する。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。大気圧センサ３９は、大気圧を検出し、外気温センサ４０は、外気温を検出する。これらの各種センサ３０〜４０は、それぞれ、検出したパラメータに対応する検出信号Ｓ１３０〜Ｓ１４０をＰＣＭ５０に出力する。
【００３０】
ＰＣＭ５０は、上述した各種センサ３０〜４０から入力された検出信号Ｓ１３０〜Ｓ１４０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３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及び第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。
【００３１】
特に、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、エンジン１０の運転状態に基づき、エンジン１０の運転モードを、減筒運転モードと全筒運転モードとの間で切り替える制御を行う。ここで、図４を参照して、本発明の実施形態において減筒運転モード及び全筒運転モードのそれぞれを行う運転領域について説明する。図４は、本発明の実施形態において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である。図４は、横軸にエンジン回転数を示し、縦軸にエンジントルクを示している。
【００３２】
図４に示すマップでは、相対的にエンジン回転数が低く（例えば１５００〜３５００程度）且つ相対的にエンジントルクが低い領域が、減筒運転モードを行う減筒運転領域として設定されており、この減筒運転領域を除く領域が、全筒運転モードを行う全筒運転領域として設定されている。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トルク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モード及び全筒運転モードのいずれかを実行するように、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。合わせて、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。
【００３３】
なお、上記したＰＣＭ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、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の如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。また、詳細は後述するが、ＰＣＭ５０は、損益分岐値を設定する、本発明における「設定手段」として機能するように構成されている。
【００３４】
＜損益分岐値の設定＞
以下では、本発明の実施形態による損益分岐値の設定について説明する。
【００３５】
損益分岐値は、「発明が解決しようとする課題」のセクションで述べたように、当該損益分岐値を境にして、減筒運転モードと全筒運転モードとにおいて燃費が良いほうの運転モードが入れ替わるような値である。また、損益分岐値は、本実施形態ではエンジントルクにより規定する。よって、以下では、損益分岐値を適宜「損益分岐トルク」と呼ぶ。この損益分岐トルクは、図４に示したマップにおける減筒運転領域と全筒運転領域との境界、すなわちエンジントルクによって規定された減筒運転領域の上限値（減筒運転モードで運転可能なエンジントルクの上限値）を規定するものとなる。そのため、図４に示したマップに基づき減筒運転モードと全筒運転モードとの切り替えを行うことは、損益分岐トルクに基づき減筒運転モードと全筒運転モードとの切り替えを行うこととほぼ同義である。
【００３６】
ここで、図５を参照して、損益分岐トルクについて具体的に説明する。図５は、本発明の実施形態による損益分岐トルクの概要について説明するための図である。図５において、横軸はエンジントルクを示し、縦軸は燃費を示している。また、グラフＧ１１、Ｇ１２は、全筒運転モードで運転したときのエンジントルクと燃費との関係を示し、グラフＧ２１、Ｇ２２は、減筒運転モードで運転したときのエンジントルクと燃費との関係を示している。特に、これらのうちのグラフＧ１１、Ｇ２１は、外気温が２５℃程度（通常の外気温相当）であるときのエンジントルクと燃費との関係を示しており、他方で、グラフＧ１２、Ｇ２２は、外気温が５０℃程度（高温の外気温相当）であるときのエンジントルクと燃費との関係を示している。
【００３７】
外気温が２５℃程度である場合、グラフＧ１１とグラフＧ２１とを比較すると、エンジントルクがＴ１未満である領域では、減筒運転モードのほうが全筒運転モードよりも燃費が良くなり、エンジントルクがＴ１以上である領域では、全筒運転モードのほうが減筒運転モードよりも燃費が良くなる。したがって、外気温が２５℃程度である場合には、エンジントルクＴ１が損益分岐トルクとなる。つまり、グラフＧ１１とグラフＧ２１とが交差する点Ｐ１が損益分岐点となる。
【００３８】
他方で、外気温が５０℃程度である場合、グラフＧ１２とグラフＧ２２とを比較すると、エンジントルクがＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）未満である領域では、減筒運転モードのほうが全筒運転モードよりも燃費が良くなり、エンジントルクがＴ２以上である領域では、全筒運転モードのほうが減筒運転モードよりも燃費が良くなる。したがって、外気温が５０℃程度である場合には、エンジントルクＴ２が損益分岐トルクとなる。つまり、グラフＧ１２とグラフＧ２２とが交差する点Ｐ２が損益分岐点となる。
【００３９】
図５に示したようなことから、外気温が変化すると、適用すべき損益分岐トルクが変化することがわかる。詳しくは、外気温が高くなると、損益分岐トルクが低くなる。この場合、外気温が２５℃程度であるときのエンジントルクＴ１を損益分岐トルクとして継続して適用すると、外気温が２５℃から５０℃に変化したときに、エンジントルクの領域Ｒ１２において、全筒運転モードのほうが燃費が良くなるにも関わらず減筒運転モードを適用し続けることで燃費が悪化してしまう。逆に、外気温が５０℃程度であるときのエンジントルクＴ２を損益分岐トルクとして継続して適用すると、外気温が５０℃から２５℃に変化したときに、エンジントルクの領域Ｒ１２において、減筒運転モードのほうが燃費が良くなるにも関わらず全筒運転モードを適用し続けることで燃費が悪化してしまう。したがって、領域Ｒ１１では減筒運転モードを適用し続けても燃費を確保でき、また、領域Ｒ１３では全筒運転モードを適用し続けても燃費を確保できるが、これらの間の領域Ｒ１２では、外気温の変化によらずに同一の損益分岐トルクを適用し続けると（つまり外気温の変化に応じて適用するモードを切り替えないと）、燃費が悪化してしまうのである。このような損益分岐トルクの変化は、上記した外気温以外にも、吸気温度や大気圧などの種々の状態値の変化により生じる傾向にある。
【００４０】
したがって、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、外気温やエンジン水温やエンジン回転数などのエンジン１０の状態に応じて、損益分岐トルクを変化させるようにする。具体的には、図６に示すように、ＰＣＭ５０は、損益分岐トルクを変化させることで、マップに規定された減筒運転領域におけるエンジントルクの上限値を変化させて（図６中の太線及び矢印Ａ１参照）、減筒運転モードと全筒運転モードとの間の切り替えを行うようにする。
【００４１】
ここで、上記のように損益分岐トルクを変化させる場合に、種々のエンジン１０の状態に対して損益分岐点を対応付けたマップを事前に作成することが考えられるが、そのためには莫大な作成工数やキャリブレーション工数が必要となる。これは、外気温やエンジン回転数や吸気温度や点火時期などの非常に多数のパラメータを加味しなければならないからである。そのため、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、このようなマップを事前に作成する代わりに、車載条件にて（つまりエンジン１０の運転中に）、損益分岐トルクを演算によって設定するようにする。
【００４２】
しかしながら、エンジン１０の運転中に損益分岐トルクを設定しようとすると、エンジン１０の状態が刻一刻と変化するため、損益分岐トルクを適切に設定することが困難となる。基本的には、損益分岐トルクの設定処理は比較的長い時間（例えば１００ｍｓｅｃ）を要するので、この処理中にエンジン１０の状態がある程度変化することとなる。換言すると、エンジン１０の状態変化を完全に無視できるほど短時間で損益分岐トルクの設定処理を完了させることは困難である。そこで、本実施形態では、ＰＣＭ５０は、所定の開始条件が成立したときに損益分岐トルクを設定するようにし、損益分岐トルクの設定中においてエンジン１０の状態が変化した場合であっても、この開始条件が成立した時点でのエンジン１０の状態を固定して用いて損益分岐トルクを設定するようにする。
【００４３】
次に、図７及び図８を参照して、本発明の実施形態による損益分岐トルクの設定処理について具体的に説明する。図７は、本発明の実施形態による損益分岐トルクの設定処理を示すフローチャートであり、このフローはＰＣＭ５０によって繰り返し実行される。図８は、本発明の実施形態による損益分岐トルクの設定処理において参照される、各運転モードでの吸気充填量（空気充填量）とエンジントルクとの関係を示す特性図の一例である。図８において、グラフＧ３１は、全筒運転モードでの吸気充填量とエンジントルクとの関係を示す特性図であり、グラフＧ３２は、減筒運転モードでの吸気充填量とエンジントルクとの関係を示す特性図である。このような特性図は、実験やシミュレーション等により事前に求められ、車両内のメモリに記憶される。なお、上記の吸気充填量は、吸気充填効率（Charging Efficiency）に相当し、空燃比を固定すると（例えば理論空燃比に固定）、吸気量及び燃料噴射量に一義的に対応するものとなる。
【００４４】
図７の損益分岐トルクの設定処理が開始されると、まず、ステップＳ１１において、ＰＣＭ５０は、クランク角センサ３４によって検出されたクランク角に対応するエンジン回転数が所定範囲内にあるか否かを判定する。この所定範囲には、減筒運転領域を規定するエンジン回転数相当の範囲（例えば１５００〜３５００程度）が適用される。これにより、減筒運転モードで運転しているときに、損益分岐トルクの設定処理が行われるようにしている。こうしているのは、損益分岐トルクの設定処理は、処理負荷が大きいので（ＰＣＭ５０のかなりの容量を占めることとなる）、処理負荷の増大をなるべく抑制すべく、処理を行う状況を限定するためである。つまり、減筒運転モードを適用するような状況でのみ、損益分岐トルクの設定処理を行うようにしているのである。
【００４５】
ステップＳ１１の判定の結果、エンジン回転数が所定範囲内にないと判定された場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、処理は終了する。これに対して、エンジン回転数が所定範囲内にあると判定された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１２に進む。
【００４６】
ステップＳ１２では、ＰＣＭ５０は、損益分岐トルクの設定が完了していないか否かを判定する。例えば、ＰＣＭ５０は、前回の損益分岐トルクの設定から所定時間が経過していない場合には、損益分岐トルクの設定処理を今回行う必要はないと判断して、損益分岐トルクの設定が完了していると判定する。これに対して、ＰＣＭ５０は、前回の損益分岐トルクの設定から当該所定時間が経過している場合には、損益分岐トルクの設定処理を今回行うべく、損益分岐トルクの設定が完了していないと判定する。
【００４７】
ステップＳ１２の判定の結果、損益分岐トルクの設定が完了していると判定された場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、処理はステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、ＰＣＭ５０は、設定済の損益分岐トルク（つまり前回設定した確定済の損益分岐トルク）を保持する。そして、処理は終了する。他方で、損益分岐トルクの設定が完了していないと判定された場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３に進む。
【００４８】
ステップＳ１３では、ＰＣＭ５０は、損益分岐トルクの設定において適用するエンジン１０の状態（演算用エンジン状態）を確定する。こうすることで、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１３に進んだ時点でのエンジン１０の状態を継続的に用いて、以降の損益分岐トルクを設定するための処理を行うようにする。すなわち、ＰＣＭ５０は、以降の損益分岐トルクを設定するための処理の間にエンジン１０の状態が変化していった場合であっても、そのようなエンジン１０の状態変化を考慮せずに、あくまで、ステップＳ１３の処理を行った時点でのエンジン１０の状態を継続的に用いるようにする。例えば、ＰＣＭ５０は、現時点での吸気温や外気温やエンジン回転数やエンジン水温等を含む種々のパラメータを、演算用エンジン状態として確定する。
【００４９】
次いで、ステップＳ１４では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１３で確定された演算用エンジン状態に応じて、損益分岐トルクの設定に適用する演算用の吸気充填量又は吸気充填効率（以下では「演算用ＣＥ値」と呼ぶ。）を決定する。ＰＣＭ５０は、これまでに損益分岐トルクの設定処理を行ったことがある場合には、前回設定された損益分岐トルク（ステップＳ１３で確定された演算用エンジン状態に応じた損益分岐トルクを用いるものとする）に対応する演算用ＣＥ値を適用する。他方で、ＰＣＭ５０は、これまでに損益分岐トルクの設定処理を行ったことがない場合、つまり今回の損益分岐トルクの設定処理が初回のものである場合には、事前の実験等により定められた演算用ＣＥ値（ステップＳ１３で確定された演算用エンジン状態に応じた演算用ＣＥ値を用いるものとする）を適用する。
【００５０】
次いで、ステップＳ１５では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１４で決定された演算用ＣＥ値を全筒運転モードにおいて適用したときに出力されるエンジントルク（以下では単に「全筒トルク」と呼ぶ。）を求める。この場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１３で確定された演算用エンジン状態に応じた、図８に示すような全筒運転モードでの吸気充填量とエンジントルクとの関係を示す特性図（グラフＧ３１参照）を読み出して、この特性図を参照して、ステップＳ１４で決定された演算用ＣＥ値に対応するエンジントルクを全筒トルクとして求める。
【００５１】
次いで、ステップＳ１６では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１４で決定された演算用ＣＥ値を減筒運転モードにおいて適用したときに出力されるエンジントルク（以下では単に「減筒トルク」と呼ぶ。）を求める。この場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１３で確定された演算用エンジン状態に応じた、図８に示すような減筒運転モードでの吸気充填量とエンジントルクとの関係を示す特性図（グラフＧ３２参照）を読み出して、この特性図を参照して、ステップＳ１４で決定された演算用ＣＥ値に対応するエンジントルクを減筒トルクとして求める。
【００５２】
次いで、ステップＳ１７では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１５で求められた全筒トルクがステップＳ１６で求められた減筒トルクと等しいか否かを判定する。その結果、全筒トルクが減筒トルクと等しいと判定された場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１８に進む。
【００５３】
ステップＳ１８では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１７において互いに等しいと判定された全筒トルク及び減筒トルクの値を、損益分岐トルクとして設定する。このように全筒トルクと減筒トルクとが等しくなる状況は、図８に示す例では、演算用ＣＥ値がＣＥ１であるときに生じ、このＣＥ１において特性図としてのグラフＧ３１とグラフＧ３２とが交差する。この場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１８において、演算用ＣＥ値ＣＥ１に対応するエンジントルクＴ３を、損益分岐トルクとして設定する。そして、ステップＳ１８の後、処理は終了する。
【００５４】
他方で、ステップＳ１７の判定の結果、全筒トルクが減筒トルクと等しくないと判定された場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、処理はステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、ＰＣＭ５０は、全筒トルクが減筒トルクより大きいか否かを判定する。その結果、全筒トルクが減筒トルクより大きいと判定された場合（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２１に進む。
【００５５】
ステップＳ２１では、ＰＣＭ５０は、現在用いている演算用ＣＥ値を所定値だけ減少させる。図８に示す例では、演算用ＣＥ値としてＣＥ２を用いたときに全筒トルクが減筒トルクよりも大きくなる。この場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ２１において、演算用ＣＥ値ＣＥ２を減少させる（図８の矢印Ａ２１参照）。そして、処理はステップＳ１５に戻る。
この後、ＰＣＭ５０は、減少させた新たな演算用ＣＥ値を適用したときの全筒トルク及び減筒トルクを求めて、これらを比較する（ステップＳ１５〜Ｓ１７）。その結果、全筒トルクと減筒トルクとが等しい場合には、ＰＣＭ５０は、当該トルクを損益分岐トルクとして設定する（ステップＳ１８）。他方で、全筒トルクと減筒トルクとが等しくない場合（この場合、基本的には全筒トルクが減筒トルクよりも大きくなる）、演算用ＣＥ値を更に減少させる（ステップＳ２１）。このように、全筒トルクが減筒トルクより大きい場合には、ＰＣＭ５０は、演算用ＣＥ値を徐々に減少させならが、全筒トルクと減筒トルクとの比較を繰り返し行う。すなわち、ＰＣＭ５０は、全筒トルクと減筒トルクとを比較しながら、全筒トルクと減筒トルクとが等しくなるまで演算用ＣＥ値を減少させていき、全筒トルクと減筒トルクとが等しくなったときに当該トルクを損益分岐トルクとして設定する。
【００５６】
他方で、ステップＳ２０の判定の結果、全筒トルクが減筒トルクより大きくないと判定された場合（ステップＳ２０：Ｎｏ）、つまり全筒トルクが減筒トルク未満である場合、処理はステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、ＰＣＭ５０は、現在用いている演算用ＣＥ値を所定値だけ増加させる。図８に示す例では、演算用ＣＥ値としてＣＥ３を用いたときに全筒トルクが減筒トルク未満となる。この場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ２２において、演算用ＣＥ値ＣＥ３を増加させる（図８の矢印Ａ２２参照）。そして、処理はステップＳ１５に戻る。
この後、ＰＣＭ５０は、増加させた新たな演算用ＣＥ値を適用したときの全筒トルク及び減筒トルクを求めて、これらを比較する（ステップＳ１５〜Ｓ１７）。その結果、全筒トルクと減筒トルクとが等しい場合には、ＰＣＭ５０は、当該トルクを損益分岐トルクとして設定する（ステップＳ１８）。他方で、全筒トルクと減筒トルクとが等しくない場合（この場合、基本的には全筒トルクが減筒トルク未満となる）、演算用ＣＥ値を更に増加させる（ステップＳ２２）。このように、全筒トルクが減筒トルク未満である場合には、ＰＣＭ５０は、演算用ＣＥ値を徐々に増加させならが、全筒トルクと減筒トルクとの比較を繰り返し行う。すなわち、ＰＣＭ５０は、全筒トルクと減筒トルクとを比較しながら、全筒トルクと減筒トルクとが等しくなるまで演算用ＣＥ値を増加させていき、全筒トルクと減筒トルクとが等しくなったときに当該トルクを損益分岐トルクとして設定する。
【００５７】
なお、演算用ＣＥ値を徐々に減少させながら、全筒トルクと減筒トルクとの比較を繰り返し行っているときに、それまで減筒トルクよりも大きかった全筒トルクが減筒トルク未満になる場合がある。その場合、上記の図７の損益分岐トルクの設定処理によれば、演算用ＣＥ値が増加されることとなる。同様に、演算用ＣＥ値を徐々に増加させながら、全筒トルクと減筒トルクとの比較を繰り返し行っているときに、それまで減筒トルク未満であった全筒トルクが減筒トルクよりも大きくなる場合があり、その場合には演算用ＣＥ値が減少されることとなる。
【００５８】
また、上記した損益分岐トルクの設定処理では、全筒トルクと減筒トルクとが完全に等しくなったときに損益分岐トルクを設定していたが（図７のステップＳ１７参照）、全筒トルクと減筒トルクとが完全に等しくなくても、全筒トルクと減筒トルクとの差（絶対値）が小さくなったとき、具体的には当該差が所定値未満になったときに損益分岐トルクを設定してもよい。この場合には、例えば全筒トルクと減筒トルクとの中間値を損益分岐トルクに設定すればよい。
【００５９】
次に、図９を参照して、上記のように設定された損益分岐トルクを用いた運転モードの切り替え処理について説明する。図９は、本発明の実施形態による運転モードの切り替え処理を示すフローチャートである。このフローもＰＣＭ５０によって繰り返し実行される。また、図９のフローは、図７のフローと並行して実行される。
【００６０】
まず、ステップＳ３１では、ＰＣＭ５０は、図７の損益分岐トルクの設定処理において設定された最新の損益分岐トルクなどを取得する。すなわち、ＰＣＭ５０は、最新の損益分岐トルクによって規定された減筒運転領域及び全筒運転領域のマップを取得する。
【００６１】
次いで、ステップＳ３２では、ＰＣＭ５０は、現在のエンジン１０の運転状態が、ステップＳ３１で取得された最新の減筒運転領域に含まれるか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ５０は、現在のエンジン回転数及びエンジン負荷が、最新のマップに規定された減筒運転領域に含まれるか否かを判定する。
【００６２】
ステップＳ３２の判定の結果、現在のエンジン１０の運転状態が減筒運転領域に含まれると判定された場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３３に進み、ＰＣＭ５０は、エンジン１０を減筒運転モードにて運転させる制御を行う。具体的には、ＰＣＭ５０は、第１気筒２Ａ及び第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ようバルブ停止機構２０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の燃料噴射を停止する。つまり、ＰＣＭ５０は、第２気筒２Ｂ及び第３気筒２Ｃについてのみ、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の開閉動作を行わせて（第２気筒２Ｂ及び第３気筒２Ｃのバルブ１２、１７に対するバルブ停止機構２０の作動を停止させる）、且つ、点火プラグ１４の点火及び燃料噴射弁１３の燃料噴射を行わせるようにする。
【００６３】
他方で、ステップＳ３２の判定の結果、現在のエンジン１０の運転状態が減筒運転領域に含まれないと判定された場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、つまり現在のエンジン１０の運転状態が全筒運転領域に含まれる場合、処理はステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、ＰＣＭ５０は、エンジン１０を全筒運転モードにて運転させる制御を行う。具体的には、ＰＣＭ５０は、全ての気筒２Ａ〜２Ｄについて、吸気バルブ１２及び排気バルブ１７の開閉動作を行わせて（全ての気筒２Ａ〜２Ｄのバルブ１２、１７に対するバルブ停止機構２０の作動を停止させる）、且つ、点火プラグ１４の点火及び燃料噴射弁１３の燃料噴射を行わせるようにする。
【００６４】
＜作用効果＞
以上説明した本実施形態によるエンジンの制御装置によれば、所定の開始条件が成立した時点でのエンジン１０の状態に応じて損益分岐トルク（損益分岐値）を設定するので、損益分岐トルクの設定中においてエンジン１０の状態が変化した場合であっても損益分岐トルクを適切に設定することができる。例えば、刻一刻と変化するエンジン１０の状態に応じて損益分岐トルクを設定しようとすることで、損益分岐トルクの設定処理が収束せずに発散してしまったり、損益分岐トルクの設定処理が完了するまでに長時間かかってしまったりすることを抑制することができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、吸気充填量又は吸気充填効率に対応する演算用ＣＥ値を変化させながら、演算用ＣＥ値に対応する全筒トルクと減筒トルクとを比較して、全筒トルクと減筒トルクとがほぼ同一になったときに損益分岐トルクを設定するので、適切な損益分岐トルクを効率良く設定することができる。この場合、本実施形態によれば、前回設定された損益分岐トルクを利用するので、今回の処理において損益分岐トルクをより効率良く設定することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、損益分岐トルクの設定処理を行う開始条件として、現在のエンジン１０の運転状態が減筒運転領域にあるという条件を適用して、損益分岐トルクの設定処理を限定的に行うようにするので、損益分岐トルクの設定処理によるＰＣＭ５０の処理負荷増大を適切に軽減することができる。
【００６７】
＜変形例＞
上記した実施形態では、吸気充填量又は吸気充填効率に対応する演算用ＣＥ値（基本的には吸気量に相当する）を変化させながら、演算用ＣＥ値に応じた全筒トルクと減筒トルクとを比較していたが、他の例では、このような演算用ＣＥ値の代わりに燃料噴射量を適用してもよい。つまり、この他の例では、同一の燃料噴射量を適用したときに全筒運転モードで生成されるエンジントルク（全筒トルク）と減筒運転モードで生成されるエンジントルク（減筒トルク）とを求め、適用する燃料噴射量を変化させながら、これらの全筒トルクと減筒トルクとを比較するようにしてもよい。
【００６８】
また、上記した実施形態では、損益分岐値としてエンジントルク（損益分岐トルク）を用いていたが、他の例では、エンジントルクの代わりに、吸気充填量や、燃料噴射量や、エンジン負荷や、可変バルブ機構１８、１９の動作状態や、アクセル開度や、スロットル開度などの、エンジントルクに関連する様々なパラメータ（エンジントルク関連値）を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
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
１９  可変排気バルブ機構
２０  バルブ停止機構
３０  アクセル開度センサ
５０  ＰＣＭ
１００  エンジンシステム
【図１】
2018071378.tif 000003
【図２】
2018071378.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018071378.tif 000010
【図９】
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