(57)【要約】【課題】全筒運転と減筒運転とを切り替え可能な可変気筒内燃機関の制御装置において、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときの制御上の目標値を内燃機関に適するように更新して、切り替えショックを適切に抑制する。【解決手段】本発明に係る可変気筒内燃機関の制御装置は、気筒１６内に流入する空気量を制御する空気量制御手段であって、全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うときに、切替前に１つの稼動気筒１６内に流入する空気量と切替後に１つの稼動気筒１６内に流入する空気量との比である空気量比が目標空気量比になるように空気量を制御する空気量制御手段を備える。この空気量制御手段は、その目標空気量比を、切替前トルクと切替後トルクとの違いに基づいて、トルク変動を抑制するように更新する更新手段を備える。【選択図】図１
2011012610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全筒運転と減筒運転とを切り替え可能な可変気筒内燃機関の制御装置において、
気筒内に流入する空気量を制御する空気量制御手段であって、全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うとき、切替前に１つの稼動気筒内に流入する空気量と切替後に１つの稼動気筒内に流入する空気量との比である空気量比が目標空気量比になるように空気量を制御する空気量制御手段を備え、
該空気量制御手段は、前記目標空気量比を、切替前トルクと切替後トルクとの違いに基づいて、トルク変動を抑制するように更新する更新手段を備えることを特徴とする可変気筒内燃機関の制御装置。
【請求項２】
筒内圧センサと、
該筒内圧センサからの出力信号に基づいて、トルクを算出するトルク算出手段と
を備え、
該トルク算出手段は、前記切替前トルクと前記切替後トルクとを、それぞれ、算出することを特徴とする請求項１に記載の可変気筒内燃機関の制御装置。
【請求項３】
全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うとき、前記空気量制御手段による空気量の制御に対応させて、トルク変動を抑制するように点火時期を制御する点火時期制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の可変気筒内燃機関の制御装置。
【請求項４】
全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うとき、前記空気量比が前記目標空気量比になるように前記空気量制御手段が空気量を制御する前に、ＥＧＲ率を所定ＥＧＲ率以下にまで低減するＥＧＲ制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の可変気筒内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全筒運転と減筒運転とを切り替えることができる可変気筒内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を備えた内燃機関において、所定の運転状態のときに、一部の気筒での燃焼を休止させることができる、可変気筒内燃機関が知られている。一部の気筒での燃焼を休止する気筒休止運転（減筒運転）と、全ての気筒で燃焼させる全筒運転とを切り替える気筒数制御を行うとき、切り替えショックが発生することがある。
【０００３】
例えば、特許文献１は、そのような切り替えショックを防止するための、装置を開示する。この装置は、気筒休止運転と全筒運転とを切り替えるとき、機関回転速度と機関負荷とに基づいて算出される燃料噴射量を、筒内圧に基づいて補正するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８６５８４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、内燃機関の各種性能差や経時劣化等により、内燃機関の制御上の目標値の中には、固定値としてそのまま用い続けることが難しいものがある。その中には、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときの空気量制御に関する目標値も含まれ、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときの切り替えショックを適切に抑制するためには、そのような目標値を、適宜、更新することが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときの制御上の目標値を内燃機関に適するように更新して、切り替えショックを適切に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による可変気筒内燃機関の制御装置は、全筒運転と減筒運転とを切り替え可能な可変気筒内燃機関の制御装置において、気筒内に流入する空気量を制御する空気量制御手段であって、全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うとき、切替前に１つの稼動気筒内に流入する空気量と切替後に１つの稼動気筒内に流入する空気量との比である空気量比が目標空気量比になるように空気量を制御する空気量制御手段を備え、該空気量制御手段は、前記目標空気量比を、切替前トルクと切替後トルクとの違いに基づいて、トルク変動を抑制するように更新する更新手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、筒内圧センサと、該筒内圧センサからの出力信号に基づいて、トルクを算出するトルク算出手段とを備える。このトルク算出手段は、前記切替前トルクと前記切替後トルクとを、それぞれ、算出することができる。
【０００９】
このような可変気筒内燃機関の制御装置は、全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うとき、前記空気量制御手段による空気量の制御に対応させて、トルク変動を抑制するように点火時期を制御する点火時期制御手段をさらに備えるとよい。
【００１０】
さらに、上記した種々の可変気筒内燃機関の制御装置は、全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うとき、前記空気量比が前記目標空気量比になるように前記空気量制御手段が空気量を制御する前に、ＥＧＲ率を所定ＥＧＲ率以下にまで低減するＥＧＲ制御手段をさらに備えるとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る実施形態が適用された内燃機関を示す概略構成図である。
【図２】全筒運転から減筒運転への切り替えに関するフローチャートである。
【図３】図２のフローにしたがって切り替え制御を行ったときの各種値の変化を同一時間軸上に概念的に表したタイムチャートである。
【図４】減筒運転から全筒運転への切り替えに関するフローチャートである。
【図５】図４のフローにしたがって切り替え制御を行ったときの各種値の変化を同一時間軸上に概念的に表したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る実施形態が適用された内燃機関１０を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１０は、シリンダブロック１２に形成された燃焼室１４の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、気筒１６内でピストン１８を往復移動させることにより動力を発生する。なお、内燃機関１０は、４サイクル機関（４ストローク機関）である。
【００１４】
図１には１気筒のみが示されるが、内燃機関１０は４気筒を有するエンジンとして構成されている。そして、内燃機関１０は、４つの気筒１６の全てで混合気の燃焼を生じさせる全筒運転と、一部の気筒を休止させて残った気筒１６でのみ混合気の燃焼を生じさせる気筒休止運転（減筒運転）とを切り替えることができる内燃機関、すなわち可変気筒内燃機関である。内燃機関１０では、減筒運転時、２つの気筒を休止させ、残った２つの気筒で混合気の燃焼を生じさせる。この休止させられる２つの気筒は、任意に選択および設定され得る。なお、以下では、休止状態にある気筒１６を休止気筒と、稼動状態にある気筒を稼動気筒と称し得る。
【００１５】
内燃機関１０では、全ての気筒１６に関して実質的に同じ構成を備えるので、ここでは任意の１つの気筒１６に着目して内燃機関１０の全体構成が説明される。各燃焼室１４に臨む吸気ポートは、吸気弁Ｖｉにより開閉され、吸気マニホールド２０に接続されている。この吸気マニホールド２０上流側には、順に、サージタンク２２および吸気管２４が接続されている。吸気管２４は、エアクリーナ２６を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、吸気管２４の中途（サージタンク２２とエアクリーナ２６との間）には、（本実施形態では、アクチュエータ２７により駆動される電子制御式スロットルバルブである）スロットルバルブ２８が組み込まれている。それら、例えば、吸気ポート、吸気マニホールド２０、サージタンク２２、吸気管２４のそれぞれは、吸気通路３０の一部を区画形成する。
【００１６】
他方、各燃焼室１４に臨む排気ポートは、排気弁Ｖｅにより開閉され、排気マニホールド３２に接続され、この排気マニホールド３２には下流側に排気管３４が接続されている。排気管３４には、三元触媒を含む前段触媒装置３６およびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置３８が接続されている。それら、例えば、排気ポート、排気マニホールド３２、排気管３４のそれぞれは、排気通路４０の一部を区画形成する。
【００１７】
内燃機関１０には、排気通路４０を流れる排気ガスの一部を吸気通路３０に導く排気ガス還流（ＥＧＲ）装置（ＥＧＲ装置）４２が設けられている。ＥＧＲ装置４２は、排気通路４０を流れる排気ガスの一部を吸気通路３０に導くようにＥＧＲ管４４によって区画形成されたＥＧＲ通路４６と、ＥＧＲ通路４６に設けられた（ここではアクチュエータ４７によって駆動される電子制御式ＥＧＲバルブ）ＥＧＲバルブ４８とを備える。なお、還流される排気ガス（ＥＧＲガス）冷却用のＥＧＲクーラ５０がＥＧＲ通路４６に設けられている。
【００１８】
上記吸気弁Ｖｉおよび上記排気弁Ｖｅは、それぞれ、可変バルブタイミングおよび／または可変リフト機能を有する動弁機構によって開閉させられる。上記吸気弁Ｖｉの駆動機構５２および上記排気弁Ｖｅの駆動機構５４を含む動弁機構は、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅを、コンロッドを介してピストン１８が連結されているクランクシャフトの回転に同期して、個別に任意の開度およびタイミングで制御することが可能な機構である。また、動弁機構は、各吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅを、それぞれ独立して、休止状態、例えば閉弁状態に維持することが可能な機構である。具体的には、吸気弁Ｖｉの駆動機構５２および排気弁Ｖｅの駆動機構５４は、それぞれ個別に設けられたソレノイドを含んでいる。つまり、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅはそれぞれ電磁駆動弁とされている。なお、吸気弁Ｖｉと排気弁Ｖｅとは同時に開くバルブオーバーラップを実現可能にされている。ただし、このような構成に代えて、吸気弁Ｖｉおよび上記排気弁Ｖｅの動弁機構として、例えば単一の弁に適用される複数種類のカムを油圧によって切り替えることによってバルブタイミングおよびカムプロフィールを任意に変更できる可変バルブタイミング機構（VVT; Variable Valve Timing mechanism）を用いることもできる。
【００１９】
更に、内燃機関１０の各気筒１６は、点火プラグ５６を有する。点火プラグ５６は、対応する燃焼室１４に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。
【００２０】
更に、内燃機関１０は、図１に示されるように、インジェクタ５８を有し、インジェクタ５８は、対応する燃焼室１４に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。そして、内燃機関１０では、各燃焼室１４に空気を吸入させた状態で、各インジェクタ５８から各燃焼室１４に向けてガソリン等の燃料が直接噴射される。
【００２１】
上述のスロットルバルブ２８、ＥＧＲバルブ４８、動弁機構に含まれる各駆動機構５２、５４、各点火プラグ５６、各インジェクタ５８等は、内燃機関１０の制御装置として実質的に機能するＥＣＵ６０に電気的に接続されている。ＥＣＵ６０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート等を含むものである。ＥＣＵ６０には、各種センサ類がＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されていて、例えば吸入空気量を検出するためのエアフローメータ６２が接続されている。ＥＣＵ６０は、ＲＯＭ等の記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサ類を用いて得られる検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、スロットルバルブ２８、ＥＧＲバルブ４８、各駆動機構５２、５４、各点火プラグ５６、各インジェクタ５８等を制御する。
【００２２】
図１に示されるように、ＥＣＵ６０に接続されるセンサ類には、クランクポジションセンサ６４が含まれる。クランクポジションセンサ６４は、クランクシャフトに固定されるロータプレート（シグナルプレート）等を含む磁気センサまたは光電式センサ等であり、クランクシャフトの回転角度を示すパルス信号を微小時間ごとにＥＣＵ６０に与える。また、内燃機関１０は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ６６を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ６６は、対応する燃焼室１４に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、それぞれ、ＥＣＵ６０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ６６は、燃焼室１４の圧力すなわち筒内圧力に応じた電気信号を出力する。各筒内圧センサ６６からの出力信号は、所定時間（所定クランク角）おきにＥＣＵ６０に順次与えられ、圧力値にされた上で、クランク角度と関連付けて、ＥＣＵ６０の所定の記憶領域に所定量ずつ格納保持される。さらに、スロットルバルブ２８の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットル開度センサ６７が設けられている。さらに、吸気通路３０の圧力すなわち吸気圧を検出するために吸気圧センサ６８が設けられている。さらに、内燃機関１０でのノッキング発生を検出するためのノックセンサ７０や、ＥＧＲバルブ４８の開度（ＥＧＲ開度）を検出するためのポジションセンサ７１や、ＥＧＲクーラ５０での冷却水の温度を検出するためのＥＧＲクーラ水温センサ７２や、内燃機関１０の冷却水の温度を検出するための水温センサ（不図示）や、アクセルペダルの開度を検出するためのアクセルポジションセンサ（不図示）が設けられている。また、内燃機関１０が搭載された車両の速度（車速）を検出するための車速センサも設けられている。さらに、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）７４が排気通路４０に設けられている。Ａ／Ｆセンサ７４は、排気通路の排気ガス中の空燃比に応じた電気信号をＥＣＵ６０に出力する。また、排気通路４０に、Ｏ2センサ７６が設けられている。Ｏ2センサ７６は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号をＥＣＵ６０に出力する。
【００２３】
ＥＣＵ６０のＲＯＭは、燃料噴射制御用のルーチン、吸気弁Ｖｉや排気弁Ｖｅの開閉タイミングを決定してそれらを制御するためのルーチン、点火時期制御用のルーチン、スロットルバルブ制御用のルーチン、内燃機関１０の稼動気筒数を変更するためのルーチン等やそれらに用いられるマップ等のデータを記憶している。
【００２４】
ＥＣＵ６０は、ＲＯＭ等に記憶された上記種々のルーチン等のアプリケーションプログラムに従って、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、スロットル制御、可変気筒制御等を実行する。
【００２５】
可変気筒制御では、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０の運転状態に応じて稼動気筒数を変更する。ここでは、ＥＣＵ６０は、内燃機関１０の運転状態が低負荷運転領域にあるときは稼動気筒数を減少させて内燃機関１０を減筒運転させ、内燃機関１０の運転状態が中高負荷運転領域にあるときは全ての気筒１６を稼動させて内燃機関１０を全筒運転させる。なお、減筒運転領域および全筒運転領域の境界、つまり減筒運転と全筒運転との一方から他方への切り替え時期は、このように定められることに限定されず、種々設定され得る。
【００２６】
なお、ここでは、稼動されていない気筒１６、つまり休止気筒では、燃料噴射や点火が行われないことに加えて、吸気弁Ｖｉおよび排気弁Ｖｅが共に閉弁状態にされる。ただし、本発明は、休止気筒において、吸気弁Ｖｉおよび／または排気弁Ｖｅが開弁状態にされたり、稼動時と同様に開閉されたりすることを許容する。
【００２７】
なお、気筒１６内に流入する空気量を制御する空気量制御手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。この空気量制御手段は、全筒運転と減筒運転との一方から他方への切り替えを行うときに制御上用いられる後述する目標空気量比を、切替前トルクと切替後トルクとの違いに基づいて、トルク変動を抑制するように更新する更新手段を備える。更新手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。また、筒内圧センサ６６からの出力信号に基づいて、トルクを算出するトルク算出手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。なお、ここでは、トルク検出手段は、筒内圧センサ６６およびそのようなトルク算出手段を含んで構成されるが、異なるように構成されてもよい。また、点火時期制御手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。さらに、ＥＧＲ制御手段は、ＥＣＵ６０の一部を含んで構成される。
【００２８】
以下に、全筒運転と減筒運転との切り替え制御に関して、詳細に説明される。
【００２９】
まず、内燃機関１０が全筒運転から減筒運転に切り替えられるときに関して図２および図３に基づいて説明する。以下では、内燃機関１０が全筒運転から減筒運転に切り替えられるときの、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、気筒１６内に流入する空気量を制御する空気量制御に実質的に対応するスロットル制御、可変気筒制御が複合的に説明される。なお、以下に説明される制御は、可能な限り、気筒１６毎に適用されるとよい。
【００３０】
図２は、全筒運転から減筒運転への切り替えに関するフローチャートであり、図３は、図２にしたがって切り替え制御を行ったときの各種値の変化を同一時間軸上に概念的に表したタイムチャートである。全筒運転を実行している状態で、図２のフローチャートに基づいて、内燃機関１０では全筒運転から減筒運転への切り替えが実行される。
【００３１】
ＥＣＵ６０は、メインルーチンにしたがって機関制御を行っているときに、全筒運転から減筒運転への上記の如き切り替え条件が満たされると、図２のルーチンに進む。なお、全筒運転から減筒運転への切り替えは、主に、機関回転速度と、機関負荷とに基づいて判断され、ここでは、上記のように、内燃機関１０の運転状態が中高負荷運転領域から、低負荷運転領域へと移行したとき、実行される。機関負荷は、スロットル開度、アクセル開度、吸気圧等の少なくとも１つと対応付けられる。ただし、全筒運転から減筒運転への上記の如き切り替え条件が満たされると（図３でのｔ１時）、図２のルーチンに進む以外に、ＥＧＲバルブ４８が閉じるように、アクチュエータ４７に作動信号が出力される。
【００３２】
全筒運転から減筒運転への切り替え条件が満たされると、ステップＳ２０１で、目標トルクが設定される。目標トルクは、その切り替え条件が満たされたときの内燃機関１０の出力トルクとされる。これは、全筒運転から減筒運転へ移行するとき、内燃機関１０での出力に関してトルク変動を生じないようにするためである。内燃機関１０での出力トルクは、筒内圧センサ６６からの出力信号に基づいて算出され、ここでは、図示トルク（全気筒分の図示トルクの総計）とされる。なお、目標トルクである切り替え条件が満たされたときの内燃機関１０の出力トルクは、切替前トルクとしても記憶される。
【００３３】
そして、次ぐステップＳ２０３で、ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以下か否かが判定される。ここでは、ＥＧＲ率は、ＥＧＲバルブ４８の開度（ＥＧＲ開度）や吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅのバルブタイミングから見積もられる。なお、ＥＧＲ率は、筒内圧センサ６６からの出力信号に基づいて算出されてもよい。また、所定ＥＧＲ率は、零であってもよく、任意に定められ得、全筒運転から減筒運転への切り替えにより、トルクショックや失火が生じないように定められるとよい。ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以下になるまで、ステップＳ２０３が繰り返される。
【００３４】
ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以下になったので、ステップＳ２０３で肯定判定されると、ステップＳ２０５が実行される。ステップＳ２０５では、スロットル開度が増大するようにスロットル制御が実行される。ここでは、スロットル開度が全開になるように、スロットルアクチュエータ２７に作動信号が出力される（図３でのｔ２時）。そして、このようなスロットルバルブ２８の開弁により、気筒１６内に充填される空気量の増大が図られる。この空気量の増大は、気筒１６内に流入する空気量が後述する目標空気量になるように、行われる。他方、このようにスロットルバルブ２８が制御される前、好ましくは直前に、１つの気筒１６内に充填される（あるいは充填されている）空気量（切替前空気量）が検出されて記憶される。気筒１６内に充填される空気量の検出は、エアフローメータ６２からの出力信号に基づいて、不図示のデータを検索したり、演算をしたりすることで実行される。なお、気筒１６内に充填される空気量は、筒内圧センサ６６からの出力信号に基づいて算出されてもよい。なお、このようにスロットルバルブ２８が制御される前、好ましくは直前のトルクが上記の如く求められ、上述の切替前トルクとされてもよい。ただし、スロットルバルブ２８が制御される前、好ましくは直前のトルクは、切り替え条件が満たされたときの内燃機関１０の出力トルクに概ね等しい。
【００３５】
次ぐ、ステップＳ２０７では、点火時期が遅角される。これは、後述するステップＳ２１１に至るまで、継続して、点火時期を遅角させる点火時期制御が実行されることを意図している。点火時期は、上記ステップＳ２０５でスロットル制御が行われた結果、トルク増大つまりトルク変動が生じないように、所定遅角量分、遅角される。所定遅角量は、予め実験等に基づいて記憶されている総遅角量に基づいて定められる。具体的には、種々の切替前トルクに対する総遅角量のデータが記憶保存されている。好ましくは、さらにその総遅角量のデータは、上記の如き切替前空気量に対しても関係付けられている。そしてそのデータを、上記したように検出等された切替前トルクや切替前空気量で検索することで、所定の総遅角量は読み込まれる。読み込まれた所定の総遅角量は、全筒運転から減筒運転への切り替えに関しての、所定の切替期間（例えば燃焼サイクル、３回から４回分に相当）（図３のｔ２−ｔ３間）での点火時期の遅角量の総量であるので、ここで、それは３等分あるいは４等分される。これにより、燃焼サイクル１回分の所定遅角量が導き出される。こうして、リニアに点火時期が遅角するように、点火時期制御が行われる。こうした所定遅角量の変化は、気筒１６へ流入する空気量の変化に対応する。なお、この所定遅角量は、内燃機関１０の出力トルクが上記目標トルクに一致するように、さらに、検出されるトルク等によって補正される。
【００３６】
次ぐ、ステップＳ２０９では、気筒１６へ流入する空気量が目標空気量に達したか否かが判定される。目標空気量は、上述の切替前空気量の約２倍の量とされる。これは、減筒運転へ移行することで稼動気筒数が２分の１の減らされることに対応している。例えば、減筒運転への移行で、稼動気筒数が４分の１に減る場合には、目標空気量は、切替前空気量の約４倍とされるとよい。具体的には、目標空気量は、上記したように検出された切替前空気量と、予め実験により定められて記憶されている所定値との積により求められる。ここでは、この所定値は、当初は２に定められていて、後述するように補正されて更新される。今までの説明から理解できるように、この所定値は、切替前に１つの稼動気筒１６内に流入する空気量と切替後に１つの稼動気筒１６内に流入する空気量との比である切替期間（図３のｔ２−ｔ３間）前後の空気量比の目標値に対応する。なお、この空気量比の目標値を、目標空気量比と称する。気筒１６へ流入する空気量は、上記の如く、エアフローメータ６２からの出力信号に基づいて検出されたり、筒内圧センサ６６からの出力信号に基づいて検出されたりすることができる。ステップＳ２０９で否定判定される場合、上記ステップＳ２０７およびステップＳ２０９が繰り返される。
【００３７】
ステップＳ２０９で肯定判定されると、ステップＳ２１１で、減筒運転への切り替えが実行される（図３のｔ３時）。全筒運転から減筒運転への切り替えは、休止される気筒１６での燃料噴射を禁止することに加えて、ここでは上記のように吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅを閉弁状態にすることによって達成される。そして、内燃機関１０の出力トルクを上記目標トルクに維持するようにしつつ、運転状態に応じた内燃機関制御が実行される。具体的には、スロットル開度が目標スロットル開度に、点火時期が目標点火時期に、さらにＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるように、稼動状態が続く気筒１６に関して種々の制御が実行される。これら目標値は、原則、全筒運転から減筒運転への切り替えにより、トルクショックが生じないように定められるが、目標スロットル開度は、気筒１６へ流入する空気量が変化しないように、定められる（図３参照）。つまり、切替完了時の空気量が上記目標空気量に一致するように、スロットル制御が実行される。こうして、全筒運転から減筒運転への切り替えが完了する。
【００３８】
なお、以下に説明する各種値の学習および更新用に、全筒運転から減筒運転への切り替え直前の内燃機関１０の出力トルクおよび切り替え後、好ましくは切り替え直後の内燃機関１０の出力トルクが検出されて記憶される。以下では、切り替え直前の内燃機関１０の出力トルクを直前トルクと称し、切り替え後の内燃機関１０の出力トルクを切替後トルクと称する。また、全筒運転から減筒運転へ切り替えた後に、好ましくは直後に１つの稼動気筒１６へ流入する空気量が検出されて記憶される。この空気量は、切替後空気量と称される。さらに、全筒運転から減筒運転への切り替えに関して遅角された点火時期の総遅角量が算出される。この総遅角量は、新総遅角量と称される。
【００３９】
全筒運転から減筒運転への切り替え後、ステップＳ２０７で読み込まれた所定の総遅角量や、ステップＳ２０９で目標空気量を設定するために用いられた所定値が、更新される。
【００４０】
新総遅角量は、上記のように検出されて設定された切替前トルクと直前トルクとの違いに応じて補正される。新総遅角量は、切替前トルクと直前トルクとが一致するように、それらの違いに基づいて補正される。具体的には、切替前トルクと直前トルクとの比が、新総遅角量と補正後の新総遅角量との比と対応関係を有するように、補正後の新総遅角量が算出される。そして、ステップＳ２０７で読み込まれた所定の総遅角量に対応するデータは、その補正後の新総遅角量によって更新される（書き換えられる）。こうして更新されたデータに基づいて、次回以降の全筒運転から減筒運転への切り替え制御が実行される。
【００４１】
他方、ステップＳ２０９で目標空気量を設定するために用いられた所定値つまり目標空気量比は、上記のように検出されて設定された切替前トルクと切替後トルクとの違い（切替期間前後のトルクの違い）に基づいて更新される。具体的には、まず、得られた切替前空気量と切替後空気量との比である空気量比が、切替期間前後のトルクの違いに応じて補正される。空気量比（切替前空気量／切替後空気量）は、対応関係にあるトルク比（切替前トルク／切替後トルク）が１になるように、換言するとトルク変動を抑制するように補正される。そして、ステップＳ２０９で目標空気量を設定するために用いられた所定値が、その補正後の空気量比の逆数によって更新される。つまり、目標空気量比は、切替期間前後のトルクの違いに基づいて更新される。こうして更新されたデータに基づいて、次回以降の全筒運転から減筒運転への切り替え制御が実行される。
【００４２】
なお、ここでは、ＥＧＲ率は上記したようにｔ２時までに所定ＥＧＲ率にまで下げられたが、図３に点線で示すようにｔ３時まで徐々に低減されてもよい。ＥＧＲ率の低減速度等は、排気ガスのＮＯｘ濃度等をも考慮して設定されるとよい。
【００４３】
次に、減筒運転から全筒運転への切り替えに関して図４および図５に基づいて説明する。以下では、上記した全筒運転から減筒運転への切り替えに関する説明と同様に、減筒運転から全筒運転に切り替えるときの、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、スロットル制御、可変気筒制御が複合的に説明される。ただし、減筒運転から全筒運転への切り替えは、全筒運転から減筒運転への切り替えと同じ発明思想に基づいて実行される。それ故、概ね、それらを切り替えるときの制御は類似する。そこで、それらの切り替えでの相違点に着目して、以下、減筒運転から全筒運転への切り替えは、一部省略しつつ説明される。なお、以下に説明される制御は、可能な限り、気筒１６毎に適用されるとよい。
【００４４】
図４は、減筒運転から全筒運転への切り替えに関するフローチャートであり、図５は、図４にしたがって切り替え制御を行ったときの各種値の変化を同一時間軸上に概念的に表したタイムチャートである。内燃機関１０が減筒運転を実行している状態で、図４のフローチャートに基づいて、減筒運転から全筒運転への切り替えが実行される。
【００４５】
ＥＣＵ６０は、メインルーチンにしたがって機関制御を行っているときに、減筒運転から全筒運転への上記の如き切り替え条件が満たされると、図４のルーチンに進む。ただし、減筒運転から全筒運転への上記の如き切り替え条件が満たされると（図５でのｔ１１時）、図４のルーチンに進む以外に、ＥＧＲバルブ４８が閉じるように、アクチュエータ４７に作動信号が出力される。
【００４６】
減筒運転から全筒運転への切り替え条件が満たされると、ステップＳ４０１で、目標トルクが設定される。目標トルクは、上記ステップＳ２０１に関して説明したように、その切り替え条件が満たされたときの内燃機関１０の出力トルクとされる。これは、減筒運転から全筒運転へ移行するとき、内燃機関１０での出力に関してトルク変動を生じないようにするためである。なお、切り替え条件が満たされたときの内燃機関１０の出力トルクである目標トルクは、同様に、切替前トルクとして記憶される。
【００４７】
そして、次ぐステップＳ４０３で、上記ステップＳ２０３と同様に、ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以下か否かが判定される。ここでは、ＥＧＲ率の算出、見積もり等は、上記ステップＳ２０３に関して説明したとおりである。
【００４８】
ＥＧＲ率が所定ＥＧＲ率以下になったので、ステップＳ４０３で肯定判定されると、ステップＳ４０５が実行される。ステップＳ４０５では、全ての気筒１６が稼動されると共に、スロットル開度が小さくされる。全ての気筒１６の稼動は、休止気筒の吸排気弁Ｖｉ、Ｖｅの開閉駆動を再開しつつ、休止気筒での燃料噴射や点火を再開することによって達成される。また、ここでは、スロットル開度が所定の小開度になるように、スロットルアクチュエータ２７に作動信号が出力される（図５でのｔ１２時）。そして、このようなスロットル開度縮小により、稼動気筒１６内に流入する空気量の減少が図られる。この空気量の減少は、稼動気筒１６内に流入する空気量が目標空気量になるように、行われる。他方、ステップＳ２０５に関連して説明したのと同様に、このようにスロットルバルブ２８が制御される前、好ましくは直前の切替前空気量が検出されて記憶される。
【００４９】
次ぐ、ステップＳ４０７では、点火時期が遅角される。これは、ステップＳ４０５と密接に関連し、後述するステップＳ４１１に至るまで、継続して、点火時期を遅角させる点火時期制御が実行されることを意図している。ただし、ステップＳ４０７では、上記ステップＳ２０７の場合とは違って、点火時期は、所定の第２総遅角量分、不連続的に、遅角される。そして、その遅角量が所定第２遅角量分ずつ減少するように、点火時期が制御される。なお、所定の第２総遅角量および所定第２遅角量は、それぞれ上記所定の総遅角量および上記所定遅角量に対応する量であり、それら所定の総遅角量および所定遅角量と同様に定義されると共に、同様に学習、更新される。なお、所定の第２総遅角量は、減筒運転から全筒運転への切り替えに関する、所定の切替期間（例えば燃焼サイクル、３回から４回分に相当）（図５のｔ１２−ｔ１３間）での点火時期の遅角量の総量であるので、ここで、それは３等分あるいは４等分される。これにより、燃焼サイクル１回分の所定第２遅角量が導き出される。
【００５０】
次ぐ、ステップＳ４０９では、稼動気筒１６へ流入する空気量が目標空気量に達したか否かが判定される。目標空気量は、上述の切替前空気量の約０．５倍の量とされる。これは、全筒運転へ移行することで稼動気筒数が２倍に増やされることに対応している。例えば、全筒運転への移行で、稼動気筒数が４倍に増える場合には、目標空気量は、切替前空気量の約０．２５倍とされるとよい。ここでの、目標空気量の設定およびそのための所定値（目標空気量比に対応）の設定や学習、更新は、上記ステップＳ２０９での所定値のそれらと同様である。
【００５１】
ステップＳ４０９で肯定判定されると、ステップＳ４１１で、全筒運転への完全な切り替えが実行される（図５のｔ１３時）。既に全ての気筒１６が稼動状態にされているので、スロットル開度が目標スロットル開度に、点火時期が目標点火時期に、さらにＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率になるように、全ての気筒１６に関して種々の制御が実行される。ただし、これら目標値は、全筒運転から減筒運転への切り替えにより、トルクショックが生じないように定められる。こうして、減筒運転から全筒運転への切り替えが完了する。なお、このようなステップＳ４１１での減筒運転から全筒運転への完全な切り替え後のトルクが、切替後トルクとして検出されて、記憶される。またこのような切り替え後に、好ましくは直後に１つの稼動気筒１６へ流入する空気量、つまり切替後空気量が検出されて記憶される。
【００５２】
なお、減筒運転から全筒運転へ切り替えるとき用いられる上記種々の値（目標空気量比を含む。）も、全筒運転から減筒運転へ切り替えるときに用いられる上記種々の値と同様に、更新される。
【００５３】
なお、ここでは、ＥＧＲ率は上記したようにｔ１２時までに所定ＥＧＲ率にまで下げられたが、図５に点線で示すようにｔ１３時までに低減されてもよい。ＥＧＲ率の低減速度等は、排気ガスのＮＯｘ濃度等を考慮して設定されるとよい。
【００５４】
以上説明したように、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときに、切替前に１つの稼動気筒内に流入する空気量と切替後に１つの稼動気筒内に流入する空気量との比である空気量比が目標空気量比になるように、気筒１６内に流入する空気量が制御される。この空気量の制御では、目標空気量比が、固定値とされず、切替期間（図３のｔ２−ｔ３間、図５のｔ１２−ｔ１３間）前後のトルクの違いに基づいて更新される。そして、更新された目標空気量比を用いて、次回以降の全筒運転と減筒運転との切替が実行される。そして、この空気量制御によるトルク変動抑制をより適切に実行可能にするように、ＥＧＲ制御や点火時期制御が組み合わされる。
【００５５】
このように本実施形態では、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときに制御上用いられる値が、実際の内燃機関１０の切り替え制御により得られた各種値を用いて更新される。したがって、例えば、気筒間で吸入特性にバラツキがあっても、デポジットの堆積により内燃機関の特性に変化が生じても、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときのトルク変動を適切に抑制し続けることが可能になる。したがって、全筒運転と減筒運転との間での切り替えにより、運転者等に、違和感や不快感を抱かせることを防ぐことが可能になる。
【００５６】
なお、全筒運転と減筒運転とを切り替えるときの上記種々の値、例えば上記ステップＳ２０９、Ｓ４０９に関連して説明された所定値つまり目標空気量比は、減筒運転時の稼動気筒数が複数変化する内燃機関では、減筒運転時の稼動気筒数に応じて変えられるとよい。例えば、全気筒数が４つである内燃機関で、２つの気筒のみを用いて減筒運転を行う場合と、１つの気筒のみを用いて減筒運転を行う場合とでは、所定値などの上記種々の値は、それぞれの場合ごとに定められるとよい。
【００５７】
なお、上記実施形態では、内燃機関は、火花点火形式の内燃機関であったが、圧縮着火形式の内燃機関であってもよい。また、内燃機関の気筒数や気筒配列等は、任意である。なお、本発明は、全筒運転と減筒運転とを切り替え可能な２気筒以上の気筒を有する種々の内燃機関に適用され得る。
【００５８】
なお、上記実施形態およびその変形例等では本発明をある程度の具体性をもって説明したが、本発明はこれらに限定されず、本発明については、特許請求の範囲に記載された発明の精神や範囲から離れることなしに、さまざまな改変や変更が可能であることは理解されなければならない。すなわち、本発明は特許請求の範囲およびその等価物の範囲および趣旨に含まれる修正および変更を包含するものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  内燃機関
１４  燃焼室
２８  スロットルバルブ
４８  ＥＧＲバルブ
５６  点火プラグ
６６  筒内圧センサ
Ｖｉ  吸気弁
Ｖｅ  排気弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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