(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油の油圧を供給することにより吸気弁及び排気弁の双方を閉じて内燃機関の一部の気筒を休止させる油圧式の気筒休止機構における前記油圧を検知する油圧検知部と、
前記油圧の上昇率が異なり得る２つの期間の前記上昇率に基づいて、前記気筒休止機構の作動状態を判定する状態判定部と、
を備える、内燃機関の状態判定装置。
【請求項２】
前記状態判定部は、前記油圧の上昇開始後の上昇率が変化しない場合、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定する、請求項１に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項３】
前記状態判定部は、前記油圧の上昇開始後の上昇率が変化した場合、変化前後の前記上昇率のうち、いずれか大きい方の前記上昇率に対する小さい方の前記上昇率の比が所定の閾値以上のときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定する、請求項１又は２に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項４】
前記状態判定部は、前記油圧の上昇開始後の上昇率が変化した場合であっても、変化前後の前記上昇率のうち、いずれか小さい方の前記上昇率を示す期間の前記油圧が所定の基準値未満のときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定する、請求項３に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項５】
前記油圧の変化は、前記油圧が第１の上昇率で推移する第１の期間と、前記第１の期間に続いて前記油圧が前記第１の上昇率よりも小さい第２の上昇率で推移する第２の期間と、前記第２の期間に続いて前記油圧が前記第１の上昇率で推移する第３の期間と、を含み、
前記状態判定部は、前記第１の上昇率と前記第２の上昇率との比に基づいて、前記気筒休止機構の作動状態を判定する、請求項１に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項６】
前記状態判定部は、前記第１の上昇率に対する前記第２の上昇率の比が所定の閾値以上のときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定する、請求項５に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項７】
前記状態判定部は、前記比が前記閾値未満であっても、前記第２の期間における前記油圧の少なくとも一部が、所定の圧力範囲外であるときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定する、請求項６に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項８】
前記状態判定部は、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定した場合、前記気筒を休止させる制御を禁止する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項９】
前記状態判定部は、前記油圧の供給開始後、前記油圧が初期値から終了値まで上昇した後に、前記油圧の履歴に基づいて前記気筒休止機構の作動状態を判定する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関の状態判定装置。
【請求項１０】
前記油圧の履歴に基づいて前記油圧の上昇率を算出する傾き算出部をさらに備え、
前記状態判定部は、算出された前記油圧の上昇率に基づいて、前記気筒休止機構の作動状態を判定する、請求項９に記載の内燃機関の状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等に搭載される内燃機関において、気筒休止機構を備えたものがある。気筒休止機構の一態様として、油圧制御によって、内燃機関の気筒のうちの一部の気筒の吸気弁及び排気弁の双方を閉じた状態で維持する油圧式の気筒休止機構が知られている。内燃機関の要求トルクが小さい場合等に、かかる気筒休止機構を制御して一部の気筒を休止させることにより、燃費の向上が図られる。例えば、四気筒の内燃機関では、気筒休止制御が実行可能であれば、内燃機関の運転状況に応じて四気筒運転と二気筒運転とを切り替えることができる。
【０００３】
このような気筒休止機構を備えた内燃機関では、気筒休止機構が正常に作動していないと、内燃機関を適切に制御することができない。例えば、内燃機関のインテークマニホールドに導入する空気量や、各気筒の燃料噴射量及び点火時期等は、稼働する気筒数によって変わり得る。以下の特許文献１及び２には、気筒休止制御を実行可能な内燃機関における、気筒休止機構の故障を検知する装置が開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の故障検知装置は、吸気弁及び排気弁の閉鎖状態を解除するために作用させる油圧を検出し、当該油圧が所定の閾値の条件を満足するか否かによって、減速休筒エンジン車両の故障を判定する。また、特許文献２に記載の気筒運転制御装置は、油圧回路に設けられた油圧監視手段の油圧出力値が、内燃機関の運転状態に応じた値を示しているか否かによって、機関弁作動休止切替手段や機関弁作動手段の故障の有無を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７０１５９２号
【特許文献２】特許第４０１１５１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２に記載された装置は、いずれも、油圧を監視するとともに、検出される油圧の値を閾値と比較して故障の有無を判定する。換言すれば、特許文献１及び２に記載された装置は、制御指示に対応して油圧が変化したか否かを監視している。しかしながら、気筒休止機構では、気筒休止機構が正常に作動しない場合であっても油圧が変化するものもあり、特許文献１及び２に記載された装置では、誤判定を生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、気筒休止機構を備えた内燃機関における気筒休止機構の作動状態を精度よく判定可能な、内燃機関の状態判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、作動油の油圧を供給することにより吸気弁及び排気弁の双方を閉じて内燃機関の一部の気筒を休止させる油圧式の気筒休止機構における前記油圧を検知する油圧検知部と、前記油圧の上昇率に基づいて、前記気筒休止機構の作動状態を判定する状態判定部と、を備える、内燃機関の状態判定装置が提供される。
【０００９】
前記状態判定部は、前記油圧の上昇開始後の上昇率が変化しない場合、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定してもよい。
【００１０】
前記状態判定部は、前記油圧の上昇開始後の上昇率が変化した場合、変化前後の前記上昇率のうち、いずれか大きい方の前記上昇率に対する小さい方の前記上昇率の比が所定の閾値以上のときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定してもよい。
【００１１】
前記状態判定部は、前記油圧の上昇開始後の上昇率が変化した場合であっても、変化前後の前記上昇率のうち、いずれか小さい方の前記上昇率を示す期間の前記油圧が所定の基準値未満のときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定してもよい。
【００１２】
前記油圧の変化は、前記油圧が第１の上昇率で推移する第１の期間と、前記第１の期間に続いて前記油圧が前記第１の上昇率よりも小さい第２の上昇率で推移する第２の期間と、前記第２の期間に続いて前記油圧が前記第１の上昇率で推移する第３の期間と、を含み、前記状態判定部は、前記第１の上昇率と前記第２の上昇率との比に基づいて、前記気筒休止機構の作動状態を判定してもよい。
【００１３】
前記状態判定部は、前記第１の上昇率に対する前記第２の上昇率の比が所定の閾値以上のときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定してもよい。
【００１４】
前記状態判定部は、前記比が前記閾値未満であっても、前記第２の期間における前記油圧の少なくとも一部が、所定の圧力範囲外であるときに、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定してもよい。
【００１５】
前記状態判定部は、前記気筒休止機構の作動不良状態であると判定した場合、前記気筒を休止させる制御を禁止してもよい。
【００１６】
前記状態判定部は、前記油圧の供給開始後、前記油圧が初期値から終了値まで上昇した後に前記油圧の履歴を参照し、前記気筒休止機構の作動状態を判定してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、気筒休止機構を備えた内燃機関における気筒休止機構の作動状態を精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる内燃機関の概略構成を示す模式図である。
【図２】油圧式の気筒休止機構の構成例を示す模式図である。
【図３】気筒休止状態の気筒休止機構を示す説明図である。
【図４】気筒休止制御実行時の油圧の変化を示す説明図である。
【図５】作動状態の判定方法を説明するための図である。
【図６】作動不良発生時の油圧の変化を示す説明図である。
【図７】内燃機関の状態判定装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】作動不良発生時の油圧の変化を示す説明図である。
【図９】状態判定処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】状態判定処理の応用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】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
＜１．内燃機関の構成＞
＜１−１．全体構成＞
まず、本発明の実施の形態にかかる内燃機関の状態判定装置を適用可能な内燃機関の全体構成について説明する。図１は、本実施形態にかかる内燃機関１００の概略構成を示す図である。かかる内燃機関１００は、シリンダブロック１０１ａ、シリンダヘッド１０１ｂ、気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ、ピストン１０４、コネクティングロッド１０６、点火プラグ１０８、吸排気弁１１０、カム機構１１１及びクランクシャフト１１５を備える。また、内燃機関１００は、４つの気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄのうちの２つの気筒１０２ａ，１０２ｂを休止させるための気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒを備える。
【００２１】
シリンダブロック１０１ａには、複数の気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄが設けられる。図１の例では、４つの気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄがシリンダブロック１０１ａに設けられている。各々の気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄにはそれぞれピストン１０４が進退移動可能に保持され、シリンダヘッド１０１ｂ、気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ及びピストン１０４によって燃焼室が形成される。ピストン１０４は、燃焼室における燃料の燃焼によって直線往復運動を行う。当該直線往復運動は、コネクティングロッド１０６を介してクランクシャフト１１５に回転運動として伝達される。
【００２２】
クランクシャフト１１５は、クランクピン１１６、クランクジャーナル１１８及びこれらと連結されるクランクアーム１２０を備える。クランクピン１１６はコネクティングロッド１０６と連結される。ピストン１０４の直線往復運動によってクランクアーム１２０が回転し、クランクアーム１２０の回転によってクランクジャーナル１１８が回転する。クランクシャフト１１５は、図示しない駆動伝達装置に連結され、内燃機関１００の出力トルクが駆動伝達装置に伝達される。
【００２３】
吸排気弁１１０は、カム機構１１１によって開閉動作が行われる。吸気弁の開弁によって各燃焼室に外部の新気が取り込まれ、排気弁の開弁によって燃焼後のガスが各燃焼室から排出される。各気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄに備えられる吸排気弁１１０の数は適宜設定することができる。例えば、各気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄに、それぞれ２つの吸気弁及び排気弁を備えることができる。また、各燃焼室内に供給される燃料は、点火プラグ１０８によって点火され、燃焼する。
【００２４】
カム機構１１１は、カムシャフト１１２と、当該カムシャフト１１２に固定されるカム１１４とを備える。カムシャフト１１２は、内燃機関のクランクシャフト１１５にギヤを介して連結され、クランクシャフト１１５の回転に伴って回転する。吸排気弁１１０は、図示しない復帰用バネを備える。カムシャフト１１２の回転に伴ってカム１１４が回転し、カム１１４のカム山が直接的又は間接的に吸排気弁１１０を押し込むことによって吸排気弁１１０が開かれる。図１に示した内燃機関１００では、カム１１４と吸排気弁１１０との間にロッカーアーム３０，３１が備えられ、吸排気弁１１０はロッカーアーム３０，３１を介してカム１１４によって押し込まれる。また、吸排気弁１１０は、カム１１４のカム山による吸排気弁１１０の押し込みから解放されると、復帰用バネによって元の位置に戻される。
【００２５】
本実施形態にかかる内燃機関１００は、４つの気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄのすべてが稼働する全気筒運転と、２つの気筒１０２ｃ，１０２ｄが稼働する２気筒運転とで切り替え可能になっている。すなわち、気筒１０２ａ，１０２ｂは気筒休止制御の制御対象となっている。かかる気筒１０２ａ，１０２ｂに備えられた吸排気弁１１０とカム機構１１１のカム１１４との間には気筒休止用のロッカーアーム３０が設けられる。気筒休止用のロッカーアーム３０は気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒの一部を構成し、当該ロッカーアーム３０には油圧が供給される。
【００２６】
＜１−２．気筒休止機構＞
気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒは、気筒１０２ａ，１０２ｂを対象とした気筒休止制御に用いられる。気筒休止機構１０Ｌは、気筒１０２ａを休止させるための機構であり、気筒休止機構１０Ｒは、気筒１０２ｂを休止させるための機構である。かかる気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒは、作動油の油圧を気筒休止用のロッカーアーム３０に供給することにより気筒１０２ａ，１０２ｂの吸排気弁１１０を閉じた状態で保持させる。気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒは、オイルポンプ１３、メインギャラリ１５、油圧制御弁１７Ｌ，１７Ｒ、圧力センサ１９Ｌ，１９Ｒ、ピボット６０及びロッカーアーム３０を備える。油圧制御弁１７Ｌ，１７Ｒは、制御装置２００によって通電制御が行われる。
【００２７】
気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒでは、ストレーナ１１内の作動油がオイルポンプ１３によって吸い上げられて圧送されるとともに、油圧制御弁１７Ｌ，１７Ｒによって、ロッカーアーム３０への作動油の供給及びロッカーアーム３０からの作動油の排出が切り替えられる。油圧ライン２３Ｌ，２３Ｒを介してロッカーアーム３０に作動油が供給され、油圧が上昇すると、ロッカーアーム３０は吸排気弁１１０を閉じた状態に保持する。また、油圧ライン２３Ｌ，２３Ｒ及び油圧排出ライン２１Ｌ，２１Ｒを介してロッカーアーム３０から作動油が排出され、油圧が低下すると、吸排気弁１１０はカム１１４及び復帰用バネによって開閉可能な状態になる。
【００２８】
オイルポンプ１３は、ストレーナ１１内の作動油を吸い上げて圧送する。オイルポンプ１３は、例えば、内燃機関１００のクランクシャフト１１５に連結されたギヤポンプとすることができる。オイルポンプ１３は、電気モータによって駆動される電動ポンプであってもよい。メインギャラリ１５は、オイルポンプ１３により圧送される作動油を蓄積する。オイルポンプ１３及びメインギャラリ１５は、内燃機関１００の他の摺動部等に対して作動油を供給するための油圧回路と共用されてもよい。この場合、メインギャラリ１５には、他の油圧供給配管が接続される。また、メインギャラリ１５に、作動油中の異物を捕集するオイルフィルタを備えてもよい。
【００２９】
本実施形態では、油圧制御弁１７Ｌ，１７Ｒとピボット６０との間の油圧ライン２３Ｌ，２３Ｒに圧力センサ１９Ｌ，１９Ｒが設けられている。圧力センサ１９Ｌ，１９Ｒは、それぞれ油圧ライン２３Ｌ，２３Ｒの油圧を検出する。検出された油圧は、制御装置２００により読み込み可能になっている。
【００３０】
図２は、気筒休止機構１０の構成例を詳細に示す模式図である。図２では、一つの吸排気弁１１０を閉じた状態で保持するための機構の構成例が示されている。他の吸排気弁１１０を閉じた状態で保持するための機構も基本的に同一の構成を有する。かかる気筒休止機構１０は、オイルポンプ１３、メインギャラリ１５、油圧制御弁１７、圧力センサ１９、ピボット６０及びロッカーアーム３０を備える。図２では、油圧排出ラインが省略されている。
【００３１】
ロッカーアーム３０は、第１のロッカーシャフト４０、第２のロッカーシャフト５０、ローラ５５及びピストン７０を備える。第１のロッカーシャフト４０は、その一端側において吸排気弁１１０の後端部を押し込み可能になっている。かかる第１のロッカーシャフト４０の一端側において、第１のロッカーシャフト４０及び第２のロッカーシャフト５０が支持軸５７によって接続されている。第１のロッカーシャフト４０と第２のロッカーシャフト５０とは、支持軸５７を中心に互いに回動可能になっている。
【００３２】
第２のロッカーシャフト５０にはローラ５５の回転軸５３が挿入されており、ローラ５５は回転自在に第２のロッカーシャフト５０に支持されている。ローラ５５には、カム機構１１１のカム１１４のカム面が当接する。したがって、カムシャフト１１２の回転に伴ってカム１１４が回転する際に、ローラ５５及び第２のロッカーシャフト５０がカム山によってカムシャフト１１２から離れる方向に押し込まれる。
【００３３】
第２のロッカーシャフト５０の長さは、第１のロッカーシャフト４０の長さよりも短い。第１のロッカーシャフト４０における支持軸５７が連結される端部とは反対側の端部であって、第２のロッカーシャフト５０と重ならない位置には、ピストン保持孔４１が設けられている。ピストン保持孔４１は段付きの軸方向孔であり、ピストン保持孔４１にはピストン７０が軸方向に進退動可能に保持されている。ピストン７０は、ピストン保持孔４１内を摺動可能な段付きの外形を有する。ピストン７０の後端側には押圧バネ４９が備えられている。ピストン保持孔４１の段差部分とピストン７０の段差部分とが対向する空間は圧力室として形成される。
【００３４】
ピストン保持孔４１のうちの圧力室の部分には油圧通路４３が連通している。油圧通路４３には、ピボット６０に設けられた切替回路６５が連通する。かかる切替回路６５には油圧ライン２３が連通しており、メインギャラリ１５から油圧制御弁１７及びピボット６０を介して、圧力室に油圧が供給される。また、ピボット６０及び油圧制御弁１７を介して、圧力室から油圧が排出される。ピストン７０は、押圧バネ４９の付勢力によって前進方向に付勢される。一方、油圧通路４３を介して圧力室に油圧が導入され、油圧によるピストン７０の付勢力が押圧バネ４９の付勢力を上回ると、ピストン７０は後退する。
【００３５】
図２に示したように、ピストン７０の前進時、すなわち、押圧バネ４９の付勢力が油圧によるピストン７０の付勢力を上回っている状態では、第２のロッカーシャフト５０における、支持軸５７が連結される端部とは反対側の端部が、ピストン７０の先端に係止される。この状態では、支持軸５７を中心とした第２のロッカーシャフト５０の回動が制限される。そのため、第２のロッカーシャフト５０がローラ５５を介してカム１１４のカム山により押し込まれると、第２のロッカーシャフト５０はピストン７０によって回動が制限されているために、第１のロッカーシャフト４０と第２のロッカーシャフト５０とが一体となって押し込まれる。
【００３６】
このとき、第１のロッカーシャフト４０及び第２のロッカーシャフト５０は、ピボット６０と第１のロッカーシャフト４０との当接部分を中心に回動し、第１のロッカーシャフト４０が吸排気弁１１０を開弁方向に押し込む。これにより、吸排気弁１１０は、復帰用バネの付勢力に抗して移動し、開弁する。カム山によるロッカーアーム３０の押し込みが終了すると、吸排気弁１１０は、復帰用バネの付勢力によって、閉弁状態に戻される。
【００３７】
一方、図３に示したように、油圧によるピストン７０の付勢力が押圧バネ４９の付勢力を上回り、ピストン７０が後退した状態では、第２のロッカーシャフト５０はピストン７０に係止されない。この状態では、第２のロッカーシャフト５０は支持軸５７を中心に回動可能になる。そのため、第２のロッカーシャフト５０がローラ５５を介してカム１１４のカム山により押し込まれると、第２のロッカーシャフト５０のみが回動し、吸排気弁１１０の復帰用バネの付勢力が作用している第１のロッカーシャフト４０は移動しない。これにより、吸排気弁１１０が閉弁状態で保持される。
【００３８】
なお、図１に示した内燃機関１００は、各気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄに、それぞれ吸気弁及び排気弁が２つずつ、合計４つの吸排気弁１１０が備えられている。図１においては、各気筒１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄごとに、２つの吸気弁又は排気弁が示されている。気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒの油圧ライン２３Ｌ，２３Ｒは、気筒１０２ａ，１０２ｂの４つの吸排気弁１１０に設けられるロッカーアーム３０及びピボット６０に対して接続される。
【００３９】
そのため、例えば、気筒休止機構１０Ｌの油圧ライン２３Ｌに油圧が供給されると、気筒１０２ｂに備えられた４つの吸排気弁１１０に設けられるロッカーアーム３０の圧力室に対して油圧が供給される。したがって、気筒１０２ａ，１０２ｂにそれぞれ備えられた４つの吸排気弁１１０が同時期に閉じた状態で保持される。
【００４０】
＜２．内燃機関の状態判定装置（制御装置）＞
次に、本実施形態にかかる内燃機関の状態判定装置について説明する。内燃機関の状態判定装置は、気筒休止制御の実行時において、気筒休止機構１０Ｌ，１０Ｒの作動状態を判定する。本実施形態においては、制御装置２００が、本発明の内燃機関の状態判定装置に相当する。以下、図２に示す気筒休止機構１０を備えた内燃機関において、気筒休止制御指示を出力した場合の例について説明する。
【００４１】
図４は、制御装置２００の構成のうち、状態判定処理に関連する部分を機能的に示したブロック図である。制御装置２００は、公知のマイクロコンピュータ等を備えて構成され、圧力取得部２１０と、傾き算出部２２０と、状態判定部２３０と、記憶部２４０とを備える。このうち、圧力取得部２１０、傾き算出部２２０及び状態判定部２３０は、マイクロコンピュータによるプログラムの実行により実現される機能部である。また、記憶部２４０は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶素子によって構成される。
【００４２】
このほか、制御装置２００は、実行するプログラムを記憶したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の図示しない記憶素子等を備えていてもよい。また、制御装置２００は、圧力センサ１９から出力される油圧に関連する情報を取得可能になっている。
【００４３】
（圧力取得部）
圧力取得部２１０は、少なくとも気筒休止制御指示が出力された後の期間において、所定の処理サイクルで圧力センサ１９のセンサ信号を読み込み、油圧Ｐｏの情報を取得する。取得した油圧Ｐｏの情報は、記憶部２４０に記憶される。
【００４４】
（傾き算出部）
傾き算出部２２０は、気筒休止制御指示が出力された後、油圧Ｐｏが所定の終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達したときに、気筒休止制御指示が出力されてから油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達するまでの期間の油圧Ｐｏの履歴を参照する。傾き算出部２２０は、油圧Ｐｏの履歴に基づいて、油圧Ｐｏの上昇率（傾き）ｆを算出する。ここで、気筒休止機構１０が正常に作動している場合、及び気筒休止機構１０が作動不良を生じている場合の油圧Ｐｏの変化の一例について説明する。
【００４５】
図５は、気筒休止機構１０が正常に作動している場合の油圧Ｐｏの変化の履歴を示す図である。時刻ｔ１では、ピストン保持孔４１の圧力室に対して作動油は供給されておらず、油圧Ｐｏは初期値Ｐｏ＿ｄｅｆを示している。この時刻ｔ１では、図２に示したように、ピストン７０が第２のロッカーシャフト５０の端部に係止されており、吸排気弁１１０の開閉動作が可能であるため、内燃機関１００は四気筒運転の状態である。時刻ｔ１において、気筒休止制御指示が出力されると、時刻ｔ２において、油圧制御弁１７が作動して、メインギャラリ１５と油圧ライン２３が連通する。これにより、油圧ライン２３に作動油が供給され、時刻ｔ３において、圧力センサ１９で検出される油圧Ｐｏが上昇し始める。同時に、ピストン保持孔４１の圧力室の油圧も上昇する。
【００４６】
時刻ｔ４において、圧力室の油圧によるピストン７０の付勢力が、押圧バネ４９によるピストン７０の付勢力を上回る。これにより、ピストン７０が後退し始め、圧力室の容積が拡大することから、油圧Ｐｏの上昇速度が緩やかになる。その後、時刻ｔ５において、図３に示したように、ピストン７０が第２のロッカーシャフト５０の端部から外れ、吸排気弁１１０は閉弁状態で保持される。そのため、内燃機関１００は二気筒運転に切り替えられる。その後も油圧Ｐｏが緩やかに上昇し、時刻ｔ６において、ピストン７０の後退が終了すると、再び油圧Ｐｏの上昇速度が急になる。そして、時刻ｔ７において、油圧Ｐｏは終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達し、油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘで保持される。
【００４７】
図６は、気筒休止機構１０の作動不良として、ピストン７０が固着して移動しない場合の例について、油圧Ｐｏの変化の履歴を示す図である。時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３は、それぞれ図５に示す例における時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３に対応する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までは、図５に示す例における時刻ｔ１から時刻ｔ３までと同じように油圧Ｐｏが初期値Ｐｏ＿ｄｅｆの状態で推移する。
【００４８】
ピストン７０が固着している場合、ピストン保持孔４１の圧力室の容積は変化しないため、時刻ｔ１３において油圧Ｐｏが上昇し始めた後は、上昇速度が一定のままで油圧Ｐｏが上昇する。そして、時刻ｔ１４において、油圧Ｐｏは終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達し、油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘで保持される。図６の例の場合、油圧Ｐｏは初期値Ｐｏ＿ｄｅｆから終了値Ｐｏ＿ｍａｘまで上昇するものの、ピストン７０が作動しないため、気筒休止制御指示が出力されているにもかかわらず、内燃機関１００は四気筒運転の状態で維持される。
【００４９】
なお、ピストン７０の固着は、例えば、ピストン７０とピストン保持孔４１との間にスラッジが堆積したり、ピストン７０とピストン保持孔４１との間のクリアランスのずれ等によって発生し得る。
【００５０】
傾き算出部２２０は、油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘまで上昇した後に、油圧Ｐｏの履歴を参照して、油圧Ｐｏの上昇率（傾き）ｆを算出する。具体的に、傾き算出部２２０は、所定の処理サイクルで取得された二つ以上の油圧Ｐｏの値を用いて、油圧Ｐｏの上昇率ｆを算出する。傾き算出部２２０は、上昇率が異なる期間ごとに、油圧Ｐｏの上昇率ｆを算出する。油圧Ｐｏの上昇速度が変化する場合、傾き算出部２２０は、算出される複数の上昇率ｆから上昇速度の変化点を判別することができ、当該変化点の前後の上昇率ｆを状態判定に用いる値とする。
【００５１】
例えば、気筒休止機構１０が正常に作動している場合、傾き算出部２２０は、状態判定に用いる上昇率ｆとして、図７に示す第１の期間、第２の期間及び第３の期間それぞれについての油圧Ｐｏの上昇率ｆ１，ｆ２，ｆ３を算出する。図２に示した気筒休止機構１０の場合、第２の期間の第２の上昇率ｆ２は、第１の期間の第１の上昇率ｆ１よりも小さい。また、第１の期間の第１の上昇率ｆ１と第３の期間の第３の上昇率ｆ３は近似する。一方、気筒休止機構１０の作動不良によって油圧Ｐｏの上昇速度が一定で推移する場合（図６の例）、油圧Ｐｏが初期値Ｐｏ＿ｄｅｆから終了値Ｐｏ＿ｍａｘまで上昇する間に、油圧Ｐｏの上昇速度の変化点が現れない。この場合、傾き算出部２２０によって、一つの上昇率ｆのみが算出される。状態判定に用いられる油圧Ｐｏの上昇率ｆ（ｆ１，ｆ２，ｆ３）の値は、記憶部２４０に記憶される。
【００５２】
（状態判定部）
状態判定部２３０は、傾き算出部２２０によって算出された油圧Ｐｏの上昇率ｆに基づいて、気筒休止機構１０の作動状態を判定する。特に、本実施形態にかかる状態判定部２３０は、油圧Ｐｏの上昇率ｆ（ｆ１，ｆ２，ｆ３）の比に基づいて、気筒休止機構１０の作動状態の判定を行う。本実施形態では、油圧Ｐｏの上昇率ｆを用いることによって、気筒休止制御の開始前と終了後の油圧Ｐｏの状態だけでなく、気筒休止制御の実行中の油圧Ｐｏの変化の状態が把握される。したがって、状態判定部２３０は、気筒休止機構１０の作動状態を判定することができる。
【００５３】
ここで、気筒休止機構１０における油圧Ｐｏの上昇速度は、機関回転数や作動油の温度によって異なり得る。具体的に、機関回転数はオイルポンプ１３の吐出量に影響し、作動油の温度は作動油の粘度に影響するため、これらの要素によって油圧Ｐｏの上昇速度は異なり得る。かかる影響を排除するために、本実施形態では、油圧Ｐｏの上昇率ｆの比が用いられる。油圧Ｐｏの上昇率ｆの比を用いることにより、機関回転数や作動油の温度にかかわらず、特定の閾値を用いての判定が可能になる。
【００５４】
状態判定部２３０は、例えば、図７に示した第１の期間、第２の期間及び第３の期間それぞれについての第１の上昇率ｆ１、第２の上昇率ｆ２及び第３の上昇率ｆ３に基づき、第１の上昇率ｆ１に対する第２の上昇率ｆ２の比ｆ２／ｆ１を算出する。そして、状態判定部２３０は、当該比ｆ２／ｆ１を所定の閾値αと比較する。比ｆ２／ｆ１が閾値αを超える場合、状態判定部２３０は、気筒休止機構１０の作動不良状態と判定する。ピストン７０の固着が生じていたり、ピストン７０の摺動抵抗が増大したりしている場合には、第１の上昇率ｆ１に対する第２の上昇率ｆ２の比ｆ２／ｆ１は閾値αを超える値となる。
【００５５】
図６に示したように気筒休止機構１０が作動不良を生じている場合、油圧Ｐｏの上昇率ｆは一定である。この場合、状態判定部２３０は、上昇率の変化が見られないとして気筒休止機構１０の作動不良状態と判定してもよいし、上昇率の比を１と見做して気筒休止機構１０の作動不良状態と判定してもよい。
【００５６】
気筒休止機構１０の仕様によって、所定の条件下での第１の上昇率ｆ１、第２の上昇率ｆ２及び第３の上昇率ｆ３は定まるため、気筒休止機構１０が正常に作動する場合の比ｆ２／ｆ１は一定の値（＜１）になり得る。したがって、閾値αは、正常な比の値を考慮して１より小さい適切な値に設定される。
【００５７】
また、気筒休止機構１０の仕様によって、油圧Ｐｏの上昇率ｆの変化点は定まる。換言すれば、気筒休止機構１０の仕様によって、油圧Ｐｏの上昇速度が緩やかになる第２の期間の油圧Ｐｏの範囲は、所定の圧力値の範囲内になる。一方、ピストン７０を前進方向に付勢する押圧バネ４９が劣化あるいは損傷している場合には、圧力室の油圧が小さい場合であってもピストン７０が後退し得る。この場合、図８に示すように、第２の期間の開始時の油圧Ｐｏは、あらかじめ設定された圧力値の範囲よりも小さい値となる。したがって、状態判定部２３０は、第２の上昇率ｆ２で推移する第２の期間の油圧Ｐｏの値の少なくとも一部が、あらかじめ設定された所定の圧力値の範囲外であるときに、気筒休止機構の作動不良状態であると判定してもよい。
【００５８】
すでに述べたとおり、第３の上昇率ｆ３は第１の上昇率ｆ１に近似するため、状態判定部２３０は、第３の上昇率ｆ３に対する第２の上昇率ｆ２の比ｆ２／ｆ３を所定の閾値αと比較して判定を行ってもよい。
【００５９】
状態判定部２３０は、気筒休止機構１０が作動不良状態にあると判定した場合、気筒休止制御を禁止する。これにより、内燃機関１００の気筒休止制御が実行されないにもかかわらず、内燃機関１００が二気筒運転状態であることを前提として内燃機関１００の吸入空気量や燃料噴射量、点火時期の制御が行われることを防ぐことができる。同時に、状態判定部２３０は、気筒休止機構１０が作動不良状態にあることを運転者等に知らせるために、警告ランプを点灯させたり、警告音を発生させたりしてもよい。
【００６０】
＜３．内燃機関の状態判定方法＞
以上、本実施形態にかかる内燃機関１００の制御装置（状態判定装置）２００の構成について説明した。次に、制御装置２００によって実行される内燃機関１００の状態判定処理のフローチャートの一例について説明する。以下の状態判定処理は、内燃機関１００の運転中に常時実行されてもよいし、適宜の時間間隔で割り込みにより実行されてもよい。
【００６１】
図９は、本実施形態にかかる内燃機関１００の状態判定処理の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０において、圧力取得部２１０は、気筒休止制御指示が出力されたことを検知すると、ステップＳ２０において、圧力取得部２１０は、所定の処理サイクルごとに圧力センサ１９で検出される油圧Ｐｏの情報を取得するとともに記憶部２４０に記憶する。次いで、ステップＳ３０において、圧力取得部２１０は、油圧Ｐｏの上昇が終了したか否かを判定する。例えば、圧力取得部２１０は、油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達したか否かを判定する。
【００６２】
油圧Ｐｏの変化が終了していない場合（Ｓ３０：Ｎｏ）、ステップＳ２０に戻って、圧力取得部２１０は、油圧Ｐｏの取得を継続する。一方、油圧Ｐｏの変化が終了した場合（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０において、傾き算出部２２０は、記憶されている油圧Ｐｏの変化の履歴を参照し、油圧Ｐｏの上昇率ｆを算出する。油圧Ｐｏが初期値Ｐｏ＿ｄｅｆから上昇し始めた後、油圧Ｐｏの上昇率ｆが変化している場合には、それぞれの期間における油圧Ｐｏの上昇率ｆ１，ｆ２，ｆ３・・・を算出する。本実施形態では、傾き算出部２２０は、油圧Ｐｏの上昇率ｆが変化している場合に、第１の期間、第２の期間及び第３の期間における第１の上昇率ｆ１、第２の上昇率ｆ２及び第３の上昇率ｆ３をそれぞれ算出する。算出された上昇率ｆ（ｆ１，ｆ２，ｆ３）は、記憶部２４０に記憶される。
【００６３】
次いで、ステップＳ５０において、状態判定部２３０は、記憶されている油圧Ｐｏの上昇率ｆ（ｆ１，ｆ２，ｆ３）を参照し、油圧Ｐｏの上昇率ｆの比が所定の閾値α以下であるか否かを判定する。例えば、状態判定部２３０は、油圧Ｐｏの上昇率ｆが相対的に急な第１の上昇率ｆ１に対する、上昇率ｆが相対的に緩やかな第２の上昇率ｆ２の比ｆ２／ｆ１を算出し、当該比ｆ２／ｆ１が閾値α（＜１）以下であるか否かを判定する。このとき、油圧Ｐｏが初期値Ｐｏ＿ｄｅｆから上昇し始めた後、油圧Ｐｏの上昇率ｆが変化していない場合には、一つの上昇率ｆが記憶されている。この場合、状態判定部２３０は、油圧Ｐｏの上昇率ｆの比を１として判定を行うようにしてもよい。
【００６４】
油圧Ｐｏの上昇率ｆの比ｆ２／ｆ１が閾値α以下の場合（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、状態判定部２３０は、ステップＳ６０において、気筒休止機構１０は正常に作動していると判定する。一方、油圧Ｐｏの上昇率ｆの比ｆ２／ｆ１が閾値αを超える場合（Ｓ５０：Ｎｏ）、状態判定部２３０は、ステップＳ７０において、気筒休止機構１０の作動不良状態であると判定する。状態判定部２３０は、ステップＳ７０で気筒休止機構１０の作動不良状態であると判定した場合、気筒休止制御の実行を禁止してもよい。これにより、内燃機関１００が四気筒運転の状態で、二気筒運転を前提として吸入空気量や燃料噴射量、点火時期の制御が実行されることを防ぐことができる。また、状態判定部２３０は、ステップＳ７０で気筒休止機構１０の作動不良状態であると判定した場合、警告ランプの点灯や、警告音の発生により、運転者に知らせるようにしてもよい。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態にかかる内燃機関１００の制御装置（状態判定装置）２００は、気筒休止制御指示が出力された後、油圧Ｐｏが初期値Ｐｏ＿ｄｅｆから上昇し始めた後の油圧Ｐｏの上昇率ｆに基づいて、気筒休止機構１０の作動状態を判定する。したがって、気筒休止制御の開始から終了までの期間における、気筒休止機構１０の作動中の状態を適切に判定することができる。
【００６６】
また、本実施形態にかかる内燃機関１００の制御装置２００は、油圧Ｐｏの上昇率ｆの比（ｆ２／ｆ１）に基づいて気筒休止機構１０の作動状態を判定する。したがって、機関回転数や作動油の温度等にかかわらず、共通の閾値αを用いて気筒休止機構１０の作動状態を判定することができる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６８】
例えば、上記実施形態では、油圧Ｐｏの上昇率ｆが相対的に急な第１の上昇率ｆ１に対する、上昇率ｆが相対的に緩やかな第２の上昇率ｆ２の比ｆ２／ｆ１が閾値α以下であるか否かにより、気筒休止機構１０の作動状態を判定していたが、本発明はかかる例に限られない。状態判定部２３０は、油圧Ｐｏの上昇率ｆが相対的に緩やかな第２の上昇率ｆ２に対する、上昇率ｆが相対的に急な第１の上昇率ｆ１の比ｆ１／ｆ２が閾値α以下であるか否かにより、気筒休止機構１０の作動状態を判定してもよい。このように判定する場合であっても、気筒休止機構１０の作動状態を適切に判定することができる。
【００６９】
また、上記実施形態では、油圧Ｐｏの上昇率ｆの比を用いて気筒休止機構１０の作動状態を判定していたが、本発明はかかる例に限られない。状態判定部２３０は、ピストン７０の後退移動に対応する第２の期間における油圧Ｐｏの上昇率ｆ２を算出するとともに、検出される機関回転数や作動油の温度等に応じて閾値βを可変設定し、上昇率ｆ２が閾値β以上か否かにより、気筒休止機構１０の作動状態を判定してもよい。このように判定する場合であっても、気筒休止機構１０の作動状態を適切に判定することができる。
【００７０】
また、オイルポンプ１３や油圧制御弁１７の異常を判定できるようにするために、状態判定部２３０は、気筒休止制御指示が出力されてから所定の時間が経過した場合であっても油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達しない場合に、気筒休止機構１０の作動不良状態であると判定してもよい。具体的には、図１０に示すように、圧力取得部２１０が油圧Ｐｏの取得を継続する間に、ステップＳ８０において、油圧Ｐｏが終了値Ｐｏ＿ｍａｘに到達する前に判定時間が経過したと判定されたときに、状態判定部２３０は、気筒休止機構１０の作動不良状態であると判定してもよい。このように判定する場合であっても、気筒休止機構１０の作動状態を適切に判定することができる。
【００７１】
また、上記実施形態で説明したロッカーアーム３０やピボット６０の構成は一例であって、上記の構成とは異なる構成のロッカーアームやピボットを用いて気筒休止機構１０が構成されていてもよい。本発明は、油圧を供給しない状態で吸排気弁１１０の開閉動作が可能である一方、油圧を供給することによって可動部材が移動して吸排気弁１１０が閉じた状態で保持される構成の気筒休止機構１０であれば適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０Ｌ，１０Ｒ    気筒休止機構
１３    オイルポンプ
１５    メインギャラリ
１７，１７Ｌ，１７Ｒ    油圧制御弁
１９，１９Ｌ，１９Ｒ    圧力センサ
２３，２３Ｌ，２３Ｒ    油圧ライン
３０    ロッカーアーム
４０    第１のロッカーシャフト
４１    ピストン保持孔
４３    油圧通路
４９    押圧バネ
５０    第２のロッカーシャフト
５５    ローラ
６０    ピボット
６５    切替回路
７０    ピストン
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ    気筒
１００    内燃機関
１１０    吸排気弁
１１１    カム機構
１１２    カムシャフト
１１４    カム
２００    制御装置（状態判定装置）
２１０    圧力取得部
２２０    傾き算出部
２３０    状態判定部
２４０    記憶部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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