(57)【要約】    【課題】  全筒運転から一部気筒運転へ切り換えるときに、出力トルクの変動を適切に抑制することができる内燃機関の制御装置を提供する。    【解決手段】  全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、スロットル弁３の開度ＴＨを増加させることによってエンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを増加させる吸入空気量増加制御を行うとともに、点火時期ＩＧを遅角させる点火時期遅角制御を行い、切換要求がなされた時点における点火時期の遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに基づいて、吸入空気量増加制御の開始時期（ｔ２）を変更する。初期点火時期ＩＧＩＮＩと遅角可能限界値ＩＧＬＧＧとの差分である遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧが小さいほど、吸入空気量増加制御の開始時期をより遅延させる。【選択図】  図２
2019031930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒と、吸入空気量を変更するための吸入空気量変更手段と、前記気筒の燃焼室内に供給される燃料と空気の混合気の点火を行う点火手段とを備え、前記複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換が可能な内燃機関の制御装置であって、
全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、
全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、前記内燃機関の吸入空気量が増加するように前記吸入空気量変更手段を制御する吸入空気量増加制御を行うとともに、前記点火手段による点火時期を遅角させる点火時期遅角制御を行う過渡制御手段を備え、
前記過渡制御手段は、前記切換要求がなされた時点における前記点火時期の遅角可能限界値に基づいて、前記吸入空気量増加制御の開始時期を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、排気を前記気筒の燃焼室に還流する排気還流装置を備え、
前記過渡制御手段は、前記内燃機関に供給される燃料のオクタン価、吸気温、前記燃焼室内に吸入される全ガス量に対する排気の割合を示す排気還流率、前記内燃機関の回転数のうちの少なくとも一つを用いて、前記遅角可能限界値を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記過渡制御手段は、前記遅角可能限界値と、初期点火時期との差分を遅角可能量として算出し、該遅角可能量に応じて前記吸入空気量増加制御の開始時期を変更し、
前記初期点火時期は、前記切換要求がなされた時点における実際の点火時期、または前記内燃機関の目標出力トルクが、前記切換要求がなされた時点における前記内燃機関の目標出力トルクと略同一であるときの点火時期であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記過渡制御手段は、前記遅角可能量が減少するほど、前記吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
複数の気筒と、吸入空気量を変更するための吸入空気量変更手段と、前記気筒の燃焼室内に供給される燃料と空気の混合気の点火を行う点火手段とを備え、前記複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換が可能な内燃機関の制御装置であって、
全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、
全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、前記内燃機関の吸入空気量が増加するように前記吸入空気量変更手段を制御する吸入空気量増加制御を行うとともに、前記点火手段による点火時期を遅角させる点火時期遅角制御を行う過渡制御手段を備え、
前記過渡制御手段は、前記点火時期遅角制御によって達成すべき前記内燃機関の出力トルク低減率を算出し、該出力トルク低減率に応じて前記点火時期遅角制御の目標遅角点火時期を算出し、
前記切換要求がなされた時点における前記点火時期の遅角可能限界値が前記目標遅角点火時期より進角側にあるときに、前記吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させることを特徴とする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、複数気筒を有する内燃機関の制御装置に関し、特に複数気筒の一部を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換が可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数気筒の一部を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換が可能な内燃機関の制御装置が示されている。この制御装置では、内燃機関の運転領域や冷却水温などに応じて、全筒運転から一部気筒運転へ切り換える切換要求が発生したか否かが判定され、この切換要求が発生したときには、スロットル弁の開度を全筒運転中よりも増大側に制御するとともに、点火時期を全筒運転中よりも遅角側の切換制御値まで遅角させる切換制御が実行される。
【０００３】
この場合、点火時期の切換制御値は、スロットル弁の開度増大に伴う吸入空気量の増加量に対応した遅角点火時期、または所定の遅角限界点火時期のうちの進角側の点火時期に設定される。遅角点火時期は、吸入空気量の増量に伴う出力トルクの増加を抑制するための点火時期である。切換制御の実行中において、吸入空気量が一部気筒運転用の値に到達したとき、または点火時期が遅角限界値に保持されている状態が所定時間継続したときに、内燃機関の一部気筒運転が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５０５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の制御装置において、切換制御を実行するときにおける内燃機関の運転状態によっては（例えば排気還流量が大きいときは）、全筒運転中の通常の点火時期から切換制御値までの遅角可能量が小さくなる可能性がある。そのような場合には、吸入空気量の増量に伴う出力トルクの増大を適切に抑制できなくなり、全筒運転から一部気筒運転への切換前に出力トルクが増加し、切換実行時における出力トルクの変動が大きくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、全筒運転から一部気筒運転へ切り換えるときに、出力トルクの変動を適切に抑制することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、複数の気筒と、吸入空気量を変更するための吸入空気量変更手段（３，３ａ）と、前記気筒の燃焼室内に供給される燃料と空気の混合気の点火を行う点火手段（８，５）とを備え、前記複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換が可能な内燃機関の制御装置において、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、前記内燃機関の吸入空気量（ＧＡＩＲ）が増加するように前記吸入空気量変更手段を制御する吸入空気量増加制御を行うとともに、前記点火手段による点火時期（ＩＧ）を遅角させる点火時期遅角制御を行う過渡制御手段を備え、前記過渡制御手段は、前記切換要求がなされた時点における前記点火時期の遅角可能限界値（ＩＧＬＧＧ）に基づいて、前記吸入空気量増加制御の開始時期を変更することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、内燃機関の吸入空気量を増加させる吸入空気量増加制御が行われるとともに、点火時期を遅角させる点火時期遅角制御が行われ、切換要求がなされた時点における点火時期の遅角可能限界値に基づいて、吸入空気量増加制御の開始時期が変更される。切換要求がなされた時点における点火時期と遅角可能限界値との差分、すなわち点火時期の遅角可能量が小さいときは、吸入空気量の増量に伴う機関出力トルクの増加を点火時期の遅角によって十分に抑制できなくなる。そのような場合には、吸入空気量増加制御の開始時期を変更することによって、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する時点における出力トルクの変動を抑制することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記内燃機関は、排気を前記気筒の燃焼室に還流する排気還流装置（１２，１３）を備え、前記過渡制御手段は、前記燃料のオクタン価（ＲＯＮ）、吸気温（ＴＡ）、前記燃焼室内に吸入される全ガス量に対する排気の割合を示す排気還流率（ＲＥＧＲ）、前記内燃機関の回転数（ＮＥ）のうちの少なくとも一つを用いて、前記遅角可能限界値（ＩＧＬＧＧ）を算出することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、燃料のオクタン価、吸気温、排気還流率、内燃機関の回転数のうちの少なくとも一つを用いて、遅角可能限界値が算出される。遅角可能限界値は、オクタン価、吸気温（外気温）、排気還流率、及び機関回転数に依存して変化するので、これらのパラメータを用いて遅角可能限界値を算出することにより、点火時期の過剰な遅角によって発生するおそれのある失火を確実に防止することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記過渡制御手段は、前記遅角可能限界値（ＩＧＬＧＧ）と、初期点火時期との差分を遅角可能量（ＤＲＴＤＬＧＧ）として算出し、該遅角可能量に応じて前記吸入空気量増加制御の開始時期を変更し、前記初期点火時期は、前記切換要求がなされた時点における実際の点火時期（ＩＧＩＮＩ）、または前記内燃機関の目標出力トルクが、前記切換要求がなされた時点における前記内燃機関の目標出力トルクと略同一であるときの点火時期であることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、遅角可能限界値と、初期点火時期との差分が遅角可能量として算出され、その遅角可能量に応じて吸入空気量増加制御の開始時期が変更される。ここで初期点火時期は、切換要求がなされた時点における実際の点火時期、または内燃機関の目標出力トルクが、切換要求がなされた時点における目標出力トルクと略同一であるときの点火時期とされる。遅角可能限界値と、初期点火時期との差分を遅角可能量として算出することにより、一部気筒運転への切換要求がなされた時点における点火時期の遅角可能量を高い精度で算出し、吸入空気量増加制御の開始時期の変更を適切に行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記過渡制御手段は、前記遅角可能量（ＤＲＴＤＬＧＧ）が減少するほど、前記吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、遅角可能量が減少するほど、吸入空気量増加制御の開始時期が遅延される。遅角可能量が減少するほど、点火時期の遅角によって低減可能なトルク量が小さくなるため、吸入空気量増加制御による出力トルクの増加が早期に始まり、全筒運転から一部気筒運転への切換時点におけるトルク変動が大きくなる。したがって、遅角可能量が減少するほど、吸入空気量増加制御の開始時期を遅延することによって、切換時点におけるトルク変動を抑制することが可能となる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、複数の気筒と、吸入空気量を変更するための吸入空気量変更手段（３，３ａ）と、前記気筒の燃焼室内に供給される燃料と空気の混合気の点火を行う点火手段（８，５）とを備え、前記複数気筒の一部の気筒を作動させる一部気筒運転と、全気筒を作動させる全筒運転との切換が可能な内燃機関の制御装置において、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、前記内燃機関の吸入空気量（ＧＡＩＲ）が増加するように前記吸入空気量変更手段を制御する吸入空気量増加制御を行うとともに、前記点火手段による点火時期（ＩＧ）を遅角させる点火時期遅角制御を行う過渡制御手段を備え、前記過渡制御手段は、前記点火時期遅角制御によって達成すべき前記内燃機関の出力トルク低減率（ＫＴＤＷＮＴＧＴ）を算出し、該出力トルク低減率に応じて前記点火時期遅角制御の目標遅角点火時期（ＩＧＴＧＴ）を算出し、前記切換要求がなされた時点における前記点火時期の遅角可能限界値（ＩＧＬＧＧ）が前記目標遅角点火時期（ＩＧＴＧＴ）より進角側にあるときに、前記吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、内燃機関の吸入空気量が増加させる吸入空気量増加制御が行われるとともに、点火時期を遅角させる点火時期遅角制御が行われる。さらに、点火時期遅角制御によって達成すべき内燃機関の出力トルク低減率が算出され、該出力トルク低減率に応じて点火時期遅角制御の目標遅角点火時期が算出され、切換要求がなされた時点における点火時期の遅角可能限界値が目標遅角点火時期より進角側にあるときに、吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させる制御が行われる。遅角可能限界値が目標遅角点火時期より進角側にあることは、点火時期を目標遅角点火時期まで遅角できないことを意味するので、そのような場合には、吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させることによって、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する時点における出力トルクの変動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】全筒運転から一部気筒運転への切換を行うときの過渡制御を説明するためのタイムチャートである。
【図３】過渡制御においてスロットル弁の開弁時期を遅延させる遅延時間（ＴＤＬＹ）の算出方法を説明するためのタイムチャートである。
【図４】過渡制御を実行する処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】遅延時間（ＴＤＬＹ）を算出する処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】点火時期の遅角量（ＤＲＴＤ）と、機関出力トルクの低減率（ＫＴＤＷＮ）との関係を示す図である。
【図７】遅延時間（ＴＤＬＹ）の算出に使用する到達時間（ＴＬＧＧ，ＴＴＧＴ）の算出方法の一例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】
【００１８】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図であり、この図に示す内燃機関（以下「エンジン」という）１は、例えば６気筒を有し、各気筒には、燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタ６が設けられている。インジェクタ６の作動は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５により制御される。またエンジン１の各気筒には点火プラグ８が装着されており、ＥＣＵ５によって点火プラグ８による点火時期が制御される。エンジン１の吸気通路２にはスロットル弁３が配置されている。
【００１９】
ＥＣＵ５には、エンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ２１、吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ２２、スロットル弁開度ＴＨを検出するスロットル弁開度センサ２３、吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ２４、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサ２５、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ２６、エンジン１で発生するノッキングを検出するノックセンサ２７、エンジン１により駆動される車両のアクセルペダル操作量ＡＰを検出するアクセルセンサ２８、大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ２９、及び図示しない他のセンサ（例えば、空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ、カム軸の回転角度を検出するカム角度センサ、車速センサなど）が接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ２６は、クランク角度位置を示す複数のパルス信号を出力するものであり、このパルス信号は、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御、及びエンジン回転数（回転速度）ＮＥの検出に使用される。
【００２０】
エンジン１は排気還流装置を備えており、この排気還流装置は、排気通路１０と吸気通路２と接続する排気還流通路１２と、排気還流通路１２を通過する排気の流量を調整する排気還流制御弁（以下「ＥＧＲ弁」という）１３とを有する。ＥＧＲ弁１３の作動は、ＥＣＵ５によって制御される。
【００２１】
エンジン１は、＃１〜＃３気筒の作動を一時的に休止させる気筒休止機構４０を備えており、エンジン１の運転状態に応じて＃４〜＃６気筒のみを作動させる一部気筒運転と、全部の気筒を作動させる全筒運転との切換が可能に構成されている。気筒休止機構４０は、例えば特許文献１や特開２００４−２５１２２７号公報などに示されるような公知のものが適用可能である。一部気筒運転においては、休止気筒の吸気弁及び排気弁は閉弁状態を維持する。ＥＣＵ５は、一部気筒運転と、全筒運転との切換制御を行う。一部気筒運転は、例えばエンジン１によって駆動される車両が比較的低いほぼ一定の車速で走行するクルーズ状態にあるときに実行される。
【００２２】
ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、メモリ、入出力回路等を備える周知の構成を有するものであり、エンジン運転状態（主としてエンジン回転数ＮＥ及び目標トルクＴＲＱＣＭＤ）に応じて、インジェクタ６による燃料噴射制御、点火プラグ８による点火時期制御、アクチュエータ３ａ及びスロットル弁３による吸入空気流量制御、ＥＧＲ弁１３による還流排気流量制御、気筒休止機構４０による一部気筒運転と全筒運転との切換制御を行う。目標トルクＴＲＱＣＭＤは、主としてアクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出され、アクセルペダル操作量ＡＰが増加するほど増加するように算出される。また目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤは、目標トルクＴＲＱＣＭＤに応じて算出され、目標トルクＴＲＱＣＭＤにほぼ比例するように算出される。実際の吸入空気流量ＧＡＩＲが目標吸入空気流量ＧＡＩＲＣＭＤと一致するように、アクチュエータ３ａによってスロットル弁３を駆動する吸入空気流量制御が行われる。吸入空気流量制御によって、燃焼室内に１燃焼サイクル当たりに吸入される空気量が吸入空気流量の増減に伴って増減するので、吸入空気量制御ともいう。
【００２３】
インジェクタ６による燃料噴射量（質量）ＧＩＮＪは、吸入空気流量ＧＡＩＲを用いて算出される基本燃料量ＧＩＮＪＢを、空燃比センサにより検出される空燃比ＡＦに応じた空燃比補正係数ＫＡＦなどの補正係数を用いて補正することによって制御される。なお、燃料噴射量ＧＩＮＪは公知の手法を用いて、燃圧ＰＦ及び燃料の密度などに応じてインジェクタ６の開弁時間ＴＯＵＴに変換され、１サイクル当たりに燃焼室内の供給する燃料量が燃料噴射量ＧＩＮＪとなるように制御される。
【００２４】
図２は本発明の概要、すなわち全筒運転から一部気筒運転への切換（以下「一部気筒運転移行切換」という）を行うときの過渡制御を説明するためのタイムチャートである。この過渡制御では、一部気筒運転移行切換を行う前に、スロットル弁３を開弁して（スロットル弁開度ＴＨをステップ状に増加させて）吸入空気流量ＧＡＩＲを増加させるとともに点火時期ＩＧを初期点火時期ＩＧＩＮＩ（一部気筒運転移行切換の要求が行われた時点の点火時期）から遅角することによって、エンジン１の出力トルクＴＲＱを可能な限り一定に維持し、一部気筒運転移行切換を行う時点で点火時期ＩＧを初期点火時期ＩＧＩＮＩに戻す（進角させる）制御を行う。これによって、一部気筒運転移行切換を行う時点におけるトルク変動が抑制される。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｄ）は、スロットル弁３の開弁時期ｔＴＨＯを時刻ｔ１に設定した動作例に対応し、同図（ｅ）〜（ｈ）は、開弁時期ｔＴＨＯを時刻ｔ１から遅延時間ＴＤＬＹだけ遅延させた時刻ｔ２に設定した動作例に対応する。なお時刻ｔ０は、エンジン１の運転状態から一部気筒運転の実行が可能であると判定されて、全筒運転から一部気筒運転への切換要求が行われた時点を示す。
【００２６】
開弁時期ｔＴＨＯが時刻ｔ１であるときは、時刻ｔ１においてスロットル弁開度ＴＨが初期開度ＴＨＩＮＩから切換時目標開度ＴＨＴＧＴにステップ状に増加させる開弁制御が実行される。その結果、吸入空気流量ＧＡＩＲが初期値ＧＡＩＲＩＮＩから増加し始め、時刻ｔ４において切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに到達し、一部気筒運転移行切換が実行される。切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴは、一部気筒運転の実行中に（３気筒の作動で）目標トルクＴＲＱＣＭＤを達成可能な吸入空気流量である。
【００２７】
点火時期ＩＧは、吸入空気流量ＧＡＩＲの増加によるエンジン１の出力トルクＴＲＱを目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持するために徐々に遅角される。時刻ｔ３において遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに到達するため、それ以上の遅角は行われず、時刻ｔ４まで遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに維持される。その結果、出力トルクＴＲＱは時刻ｔ３までは目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持されるが、時刻ｔ３から増加し始めるため、運転者が意図しない加速が発生するとともに、時刻ｔ４において一部気筒運転移行切換が実行されると、減少方向のトルク段差ＤＴＲＱ１が発生する。遅角可能限界値ＩＧＬＧＧは、点火時期ＩＧを遅角可能限界値ＩＧＬＧＧより遅角すると燃焼が不安定化する点火時期であり、エンジン回転数ＮＥ、排気還流率ＲＥＧＲ、吸気温ＴＡ、あるいは使用中のガソリンのオクタン価ＲＯＮなどに依存して変化する。
【００２８】
これに対し、開弁時期ｔＴＨＯが時刻ｔ２であるときは、時刻ｔ２においてスロットル弁３の開弁制御が実行され、時刻ｔ２から吸入空気流量ＧＡＩＲが増加し始めるとともに、点火時期ＩＧが徐々に遅角される。時刻ｔ４において、点火時期ＩＧが遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに到達するため、その時点で一部気筒運転移行切換が実行される。時刻ｔ４まで出力トルクＴＲＱは目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持され、時刻ｔ４においては吸入空気流量ＧＡＩＲが切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに到達していないため、減少方向のトルク段差ＤＴＲＱ２が発生するが、ＤＴＲＱ２＜ＤＴＲＱ１となって、切換実行時に発生するトルク段差（トルク変動）を低減することができる。
【００２９】
本実施形態では、遅延時間ＴＤＬＹは、吸入空気流量ＧＡＩＲが初期値（以下「初期吸入空気流量」という）ＧＡＩＲＩＮＩから切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに達するのに要する時間（目標吸入空気流量到達時間）ＴＴＧＴと、点火時期ＩＧが初期値ＩＧＩＮＩから遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに達するのに要する時間（遅角可能限界値到達時間）ＴＬＧＧとの差分に相当する時間に設定される。
【００３０】
図３は、遅延時間ＴＤＬＹの算出方法を説明するためのタイムチャートであり、本実施形態では、吸入空気量流量ＧＡＩＲの増加特性を一次遅れ特性で近似し、一次遅れ特性を示す式（以下「一次遅れ式」という）を用いて、遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧ及び目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴを算出し、目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴから遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧを減算することによって、遅延時間ＴＤＬＹを算出する。具体的な算出方法は、図７を参照して後述する。図３に示すＩＧＴＧＴは、切換時目標点火時期であり、点火時期ＩＧを切換時目標点火時期ＩＧＴＧＴまで遅角可能であるときは、一部気筒運転移行切換の実行時点でトルク段差を「０」とすることが可能であるため、スロットル弁３の開弁時期を遅延させる制御は実行しない。この図に示すＧＡＩＲＬＧＧは、点火時期ＩＧを遅角可能限界値ＩＧＬＧＧまで遅角した時点における吸入空気流量ＧＡＩＲに相当し、以下の説明では「遅角限界吸入空気流量ＧＡＩＲＬＧＧ」という。
【００３１】
図４は、上述した過渡制御を実行する処理を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１１では、一部気筒運転開始時点（運転切換時点）においてトルク変動を「０」とするために必要な吸気圧（切換時目標吸気圧）ＰＢＡＴＧＴを算出する。切換時目標吸気圧ＰＢＡＴＧＴは、一部気筒運転への切換要求が行われた時点（以下「切換要求時点」という）における吸気圧ＰＢＡＩＮＩに応じて予め設定されたＰＢＡＴＧＴテーブルを検索することによって算出される。切換時目標吸気圧ＰＢＡＴＧＴは、吸気圧ＰＢＡが増加するほど増加するように設定される。
【００３２】
ステップＳ１２では、切換時目標吸気圧ＰＢＡＴＧＴを、ＰＢＡ−ＧＡＩＲ変換マップを使用して切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに変換する。ＰＢＡ−ＧＡＩＲ変換マップは、基本的には吸気圧ＰＢＡが増加するほど、またエンジン回転数ＮＥが増加するほど吸入空気流量ＧＡＩＲが増加するように設定されている。
【００３３】
ステップＳ１３では、切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴを、ＧＡＩＲ−ＴＲＱ変換テーブルを使用して切換時目標トルクＴＲＱＴＧＴに変換するとともに、切換時目標開度ＴＨＴＧＴの算出を行う。
【００３４】
ＧＡＩＲ−ＴＲＱ変換テーブルは、基本的には吸入空気流量ＧＡＩＲが増加するほど出力トルクＴＲＱが増加するように設定されており、エンジン回転数ＮＥに対応して複数のテーブルが設けられている。排気還流率ＲＥＧＲ（排気還流装置を介した外部排気還流と、内部排気還流とを含む排気還流率）に応じた修正が行われる。切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに対応する切換時目標開度ＴＨＴＧＴの算出は、ノズルを通過するガス流量とノズルの有効開度との関係を用いる公知の手法を用いて行われる。
【００３５】
ステップＳ１４では、下記式（１）に切換要求時点の目標トルクＴＲＱＣＭＤ、及び切換時目標トルクＴＲＱＴＧＴを適用して、切換時目標トルク低減率ＫＴＤＷＮＴＧＴを算出する。
ＫＴＤＷＮＴＧＴ＝ＴＲＱＣＭＤ／ＴＲＱＴＧＴ              （１）
【００３６】
ステップＳ１５では、切換時目標トルク低減率ＫＴＤＷＮＴＧＴに応じて、図６に示すＫＴＤＷＮマップを逆検索して、点火時期ＩＧの切換時目標遅角量ＤＲＴＤＴＧＴを算出する。図６において曲線Ｌ１１〜Ｌ１３は、それぞれ所定エンジン回転数ＮＥ１１，ＮＥ１２，及びＮＥ１３に対応する（ＮＥ１１＜ＮＥ１２＜ＮＥ１３）。ＫＴＤＷＮマップは、遅角量ＤＲＴＤが増加するほどトルク低減率ＫＴＤＷＮが減少し、かつエンジン回転数ＮＥが増加するほどトルク低減率ＫＴＤＷＮが増加するように設定されており、トルク低減率ＫＴＤＷＮは、「０」から「１」の間の値をとる。
【００３７】
初期点火時期ＩＧＩＮＩ及び切換時目標遅角量ＤＲＴＤＴＧＴを下記式（２）に適用し、切換時目標点火時期ＩＧＴＧＴを算出する。点火時期ＩＧは、圧縮上死点からの進角量で定義されており、初期点火時期ＩＧＩＮＩから切換時目標遅角量ＤＲＴＤＴＧＴを減算することにより、切換時目標点火時期ＩＧＴＧＴが得られる。
ＩＧＴＧＴ＝ＩＧＩＮＩ−ＤＲＴＤＴＧＴ              （２）
【００３８】
ステップＳ１６では、排気還流率ＲＥＧＲ、エンジン回転数ＮＥ、及び吸気温ＴＡに応じて遅角可能限界値ＩＧＬＧＧを算出する。遅角可能限界値ＩＧＬＧＧは、排気還流率ＲＥＧＲが増加するほど、エンジン回転数ＮＥが増加するほど、吸気温ＴＡが低下するほど増加するように（より進角側の値に）算出される。
【００３９】
ステップＳ１７では、遅角可能限界値ＩＧＬＧＧが切換時目標点火時期ＩＧＴＧＴより大きいか（進角側か）否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、切換時目標点火時期ＩＧＴＧＴまで点火時期ＩＧを遅角させることが可能であり、運転切換時点でのトルク段差は発生しない。したがって、直ちにスロットル弁３を開弁するとともに吸入空気流量ＧＡＩＲの増加に伴って点火時期ＩＧを遅角することによって、出力トルクＴＲＱを目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持する通常トルク維持制御を実行する（ステップＳ２１）。ステップＳ２２では、吸入空気流量ＧＡＩＲが切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴに達したか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）である間は通常トルク維持制御を継続し、ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）となったときに本処理を終了し、図示しない他の処理よって一部気筒運転への切換が行われる。
【００４０】
ステップＳ１７の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、図２に示した動作例の場合に該当するため、図５に示すＴＤＬＹ算出処理を実行して、遅延時間ＴＤＬＹを算出する。ステップＳ１９では、通常トルク維持制御のスロットル弁開弁時期より遅延時間ＴＤＬＹだけ遅延させた時期にスロットル弁３を開弁し、その後出力トルクＴＲＱを目標トルクＴＲＱＣＭＤに維持する吸気圧ＰＢＡを実現するＴＨ開弁遅延制御を実行する。
【００４１】
ステップＳ２０では、点火時期ＩＧが遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに達したか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）である間はＴＨ開弁遅延制御を継続する。ステップＳ２０の答が肯定（ＹＥＳ）となったときに本処理を終了し、図示しない他の処理よって一部気筒運転への切換が行われる。
【００４２】
図５は、図４のステップＳ１８で実行されるＴＤＬＹ算出処理を説明するためのフローチャートである。
ステップＳ３１では、初期点火時期ＩＧＩＮＩから遅角可能限界値ＩＧＬＧＧを減算することにより、遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧを算出する。ステップＳ３２では、遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧ及びエンジン回転数ＮＥに応じて図６に示すＫＴＤＷＮマップを検索し、遅角限界トルク低減率ＫＴＤＷＮＬＧＧを算出する。
【００４３】
ステップＳ３３では、下記式（３）に切換時目標トルクＴＲＱＴＧＴ及び遅角限界トルク低減率ＫＴＤＷＮＬＧＧを適用して、遅角限界トルク低減可能量ＤＴＲＱＬＧＧを算出し、下記式（４）に遅角限界トルク低減可能量ＤＴＲＱＬＧＧ及び目標トルクＴＲＱＣＭＤを適用して、遅角限界トルクＴＲＱＬＧＧを算出する。遅角限界トルクＴＲＱＬＧＧは、点火時期ＩＧが遅角可能限界値ＩＧＬＧＧまで遅角された時点において、点火時期ＩＧを最適点火時期ＩＧＯＰＴ（出力トルクＴＲＱが最大となる点火時期）に維持した場合に得られる出力トルクＴＲＱである。
ＤＴＲＱＬＧＧ＝ＴＲＱＴＧＴ×（１−ＫＴＤＷＮＬＧＧ）      （３）
ＴＲＱＬＧＧ＝ＴＲＱＣＭＤ＋ＤＴＲＱＬＧＧ                  （４）
【００４４】
ステップＳ３４では、遅角限界トルクＴＲＱＬＧＧを上述したＧＡＩＲ−ＴＲＱ変換テーブルを使用して、遅角限界吸入空気流量ＧＡＩＲＬＧＧに変換する。ステップＳ３５では、一次遅れ式を用いた手法を用いて、遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧ及び目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴを算出し、ステップＳ３６では、目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴから遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧを減算することにより、遅延時間ＴＤＬＹを算出する。遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧは、遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧが小さいほど短くなるので、遅延時間ＴＤＬＹは遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧが減少するほど長くなるように設定される。
【００４５】
図７は、遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧ及び目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴの算出方法の一例を示すフローチャートである。この処理で使用するパラメータｋは、周期ＴＤによって離散化した離散化時刻を示す。
【００４６】
ステップＳ４１では、離散化時刻ｋを「０」に設定するとともに、推定吸入空気流量ＨＧＡＩＲ(0)を、初期吸入空気流量ＧＡＩＲＩＮＩに設定する。ステップＳ４２では、以下に示す一次遅れ式（５）に適用する遅れ係数ＣＤをエンジン回転数ＮＥに応じて算出する。遅れ係数ＣＤは、「０」から「１」の間の値をとり、エンジン回転数ＮＥが増加するほど増加するように設定される。
【００４７】
ステップＳ４３では、離散化時刻ｋを「１」だけ増加させ、下記の一次遅れ式（５）によって推定吸入空気流量ＨＧＡＩＲ(k)を算出する。ＨＧＡＩＲ(k-1)の初期値は、ステップＳ４１で設定されたＨＧＡＩＲ(0)が適用される。
ＨＧＡＩＲ(k)＝ＧＡＩＲＴＧＴ×ＣＤ＋ＨＧＡＩＲ(k-1)×（１−ＣＤ）    （５）
【００４８】
ステップＳ４４では、算出された推定吸入空気流量ＨＧＡＩＲ(k)が遅角限界吸入空気流量ＧＡＩＲＬＧＧ以上であるか否かを判別する。最初のその答は否定（ＮＯ）であり、ステップＳ４３に戻る。ステップＳ４４の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、推定吸入空気流量の前回値ＨＧＡＩＲ(k-1)が遅角限界吸入空気流量ＧＡＩＲＬＧＧより小さいか否かを判別する（ステップＳ４５）。この答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち推定吸入空気流量ＨＧＡＩＲが遅角限界吸入空気流量ＧＡＩＲＬＧＧ以上となった直後であるときは、そのときの離散化時刻ｋを離散化遅角限界到達時間ｋＬＧＧとして記憶する（ステップＳ４６）。その後ステップＳ４３に戻る。
【００４９】
ステップＳ４５の答が否定（ＮＯ）であるときは、推定吸入空気流量ＨＧＡＩＲ(k)が切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴから所定微少量ＤＧＡを減算した値以上であるか否かを判別する（ステップＳ４７）。最初はステップＳ４７の答は否定（ＮＯ）であり、ステップＳ４３に戻る。
【００５０】
ステップＳ４７の答が肯定（ＹＥＳ）となると、その時点の離散化時刻ｋを離散化目標吸入空気流量到達時間ｋＴＧＴとして記憶する（ステップＳ４８）。ステップＳ４９では、離散化遅角限界到達時間ｋＬＧＧ及び離散化目標吸入空気流量到達時間ｋＴＧＴに周期ＴＤを乗算することによって、遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧ及び目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴを算出する。
【００５１】
ステップＳ４３〜Ｓ４７の繰り返し周期を比較的短い時間に設定することによって、遅角可能限界値到達時間ＴＬＧＧ及び目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴを短時間で算出することができる。
【００５２】
以上のように本実施形態では、全筒運転から一部気筒運転への切換要求がなされた場合に、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する前に、スロットル弁３の開度ＴＨを増加させることによってエンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを増加させる吸入空気量増加制御が行われるとともに、点火時期ＩＧを遅角させる点火時期遅角制御が行われ、切換要求がなされた時点における点火時期の遅角可能限界値ＩＧＬＧＧに基づいて、吸入空気量増加制御の開始時期（図２，ｔ２）が変更される。切換要求がなされた時点における点火時期である初期点火時期ＩＧＩＮＩと遅角可能限界値ＩＧＬＧＧとの差分、すなわち点火時期の遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧが小さいときは、吸入空気流量ＧＡＩＲの増量に伴う出力トルクＴＲＱの増加を点火時期ＩＧの遅角によって十分に抑制できなくなる。そのような場合には、吸入空気量増加制御の開始時期を変更することによって、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する時点における出力トルクの変動を抑制することが可能となる。
【００５３】
また本実施形態では、吸気温ＴＡ、排気還流率ＲＥＧＲ、及びエンジン回転数ＮＥを用いて、遅角可能限界値ＩＧＬＧＧが算出される。遅角可能限界値ＩＧＬＧＧは、吸気温ＴＡ、排気還流率ＲＥＧＲ、及びエンジン回転数ＮＥに依存して変化するので、これらのパラメータを用いて遅角可能限界値ＩＧＬＧＧを算出することにより、点火時期ＩＧの過剰な遅角によって発生するおそれのある失火を確実に防止することができる。
【００５４】
また遅角可能限界値ＩＧＬＧＧと、初期点火時期ＩＧＩＮＩとの差分が遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧとして算出され、その遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧに応じて吸入空気量増加制御の開始時期が変更される。遅角可能限界値ＩＧＬＧＧと、初期点火時期ＩＧＩＮＩとの差分を遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧとして算出することにより、一部気筒運転への切換要求がなされた時点における点火時期ＩＧの遅角可能量を高い精度で算出し、吸入空気量増加制御の開始時期の変更を適切に行うことができる。
【００５５】
また遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧが減少するほど、点火時期ＩＧの遅角によって低減可能なトルク量が小さくなるため、吸入空気量増加制御による出力トルクＴＲＱの増加が早期に始まり、全筒運転から一部気筒運転への切換時点（図２，ｔ６）におけるトルク変動が大きくなる。したがって、遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧが減少するほど、吸入空気量増加制御の開始時期を遅延することによって、切換時点におけるトルク変動を抑制することが可能となる。
【００５６】
また点火時期遅角制御によって達成すべき切換時目標トルク低減率ＫＴＤＷＮＴＧＴが算出され、切換時目標トルク低減率ＫＴＤＷＮＴＧＴに応じて切換時目標遅角点火時期ＩＧＴＧＴが算出され、切換要求がなされた時点における遅角可能限界値ＩＧＬＧＧが切換時目標遅角点火時期ＩＧＴＧＴより進角側にあるときに、吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させる制御が行われる。遅角可能限界値ＩＧＬＧＧが切換時目標遅角点火時期ＩＧＴＧＴより進角側にあることは、点火時期ＩＧを切換時目標遅角点火時期ＩＧＴＧＴまで遅角できないことを意味するので、そのような場合には、吸入空気量増加制御の開始時期を遅延させることによって、全筒運転から一部気筒運転への切換を実行する時点における出力トルクの変動を抑制することが可能となる。
【００５７】
本実施形態では、スロットル弁３及びアクチュエータ３ａが吸入空気量変更手段を構成し、点火プラグ８及びその駆動回路（ＥＣＵ５に含まれる）が点火手段を構成し、ＥＣＵ５が過渡制御手段を構成する。
【００５８】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では６気筒を備える内燃機関において、一部気筒運転では３気筒を作動させるようにしたが、本発明は内燃機関の気筒数及び一部気筒運転中に作動させる気筒数に関わらず適用可能である。
【００５９】
また上述した実施形態では、エンジン回転数ＮＥ、排気還流率ＲＥＧＲ、及び吸気温ＴＡを用いて遅角可能限界値ＩＧＬＧＧを算出するようにしたが、さらに使用中の燃料のオクタン価ＲＯＮに応じた補正を行うようにしてもよい。その場合には、遅角可能限界値ＩＧＬＧＧは、オクタン価ＲＯＮが低下するほど増加するように（より進角側の値に）算出される。さらに遅角可能限界値ＩＧＬＧＧは、上記した全部のパラメータを用いて算出することが望ましいが、これらのパラメータの少なくとも一つを用いて算出するようにしてもよい。使用中の燃料のオクタン価ＲＯＮは公知の推定方法（例えば特開２０１５−９８８６４号公報に示されている方法）を用いて算出可能である。
【００６０】
また遅延時間ＴＤＬＹの算出方法は、上述した方法に限るものではなく、例えば以下のような方法も適用可能である。
１）初期吸入空気流量ＧＡＩＲＩＮＩと、遅角限界吸入空気流量ＧＡＩＲＬＧＧとの差分、及び初期吸入空気流量ＧＡＩＲＩＮＩと、切換時目標吸入空気流量ＧＡＩＲＴＧＴとの差分、並びにエンジン回転数ＮＥに応じて予め到達時間算出マップを設定し、そのマップを用いて遅角限界吸入空気流量到達時間ＴＬＧＧ及び目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴを算出し、それらの差分として遅延時間ＴＤＬＹを算出する。
２）エンジン回転数ＮＥ及び遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧ（＝ＩＧＩＮＩ−ＩＧＬＧＧ）に応じて予め設定したマップを用いて算出する。一部気筒運転を実行可能なエンジン運転領域は比較的狭い領域に限られるので、エンジン回転数ＮＥ及び遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧに応じた設定でも、切換実行時のトルク変動抑制効果を得ることが可能である。また、遅延時間ＴＤＬＹは、目標吸入空気流量到達時間ＴＴＧＴから遅角限界吸入空気流量到達時間ＴＬＧＧを減算した時間に完全に一致させなくてもトルク変動抑制効果を得ることは可能である。
【００６１】
また上述した実施形態では、車両が比較的低いほぼ一定の車速で走行するクルーズ状態にあるときに全筒運転から一部気筒運転への切換要求が行われる点を記載したが、例えばナビゲーション装置から得られる情報、あるいは道路状況に基づいて、将来の予測可能な運転状況（車両運転状態及び道路状況を含む）に基づいて、切換要求が行われる構成としてもよい。
【００６２】
また上述した実施形態では、初期点火時期ＩＧＩＮＩとして、切換要求時の点火時期を適用したが、目標トルクＴＲＱＣＭＤが、切換要求時の目標トルクＴＲＱＣＭＤと略同一であるときの点火時期ＩＧを初期点火時期ＩＧＩＮＩとして、遅角可能量ＤＲＴＤＬＧＧを算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  内燃機関
２  吸気通路
３  スロットル弁（吸入空気量変更手段）
３ａ  アクチュエータ（吸入空気量変更手段）
５  電子制御ユニット（点火手段、過渡制御手段）
６  インジェクタ
８  点火プラグ（点火手段）
１２  排気還流通路（排気還流装置）
１３  排気還流制御弁（排気還流装置）
２１  吸入空気流量センサ
２２  吸気温センサ
４０  気筒休止機構
【図１】
2019031930.tif 000003
【図２】
2019031930.tif 000004
【図３】
2019031930.tif 000005
【図４】
2019031930.tif 000006
【図５】
2019031930.tif 000007
【図６】
2019031930.tif 000008
【図７】
2019031930.tif 000009