(57)【要約】【課題】  この発明は、内燃機関の出力制御装置に関し、内燃機関が備える気筒数による制限を受けずに、気筒休止を利用した細かい出力制御を実現することを目的とする。【解決手段】  吸気弁および排気弁をそれぞれ電磁力で駆動する吸気電磁駆動弁および排気電磁駆動弁を備える。所望の目標出力となるように、燃焼実行回数と燃焼休止回数の比率を設定する（ステップ１０２）。所定の燃焼実行回数分の燃焼実行タイミングと所定の燃焼休止回数分の燃焼休止タイミングとからなる出力制御パターンを設定する（ステップ１０６、１１４）。そして、その出力制御パターンに従って、各気筒に順に到来する爆発タイミングに対して燃焼実行の有無を設定する（ステップ１０８〜１１２、１１８〜１２２）。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体の開弁特性を変更する可変動弁機構を備える内燃機関の出力制御装置であって、
所定の燃焼実行回数分の燃焼実行タイミングと所定の燃焼休止回数分の燃焼休止タイミングとからなる出力制御パターンを設定する制御パターン設定手段と、
前記制御パターン設定手段により設定された出力制御パターンに従って、各気筒に順に到来する爆発タイミングに対して燃焼実行の有無を設定する燃焼順序設定手段と、
所望の目標出力となるように、前記燃焼実行回数と前記燃焼休止回数の比率を設定する目標出力設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の出力制御装置。
【請求項２】
吸入空気量を調整する空気量調整手段と、
主として前記燃焼実行回数と前記燃焼休止回数の比率の変更により出力を制御する第１の運転モードと、前記空気量調整手段による吸入空気量の制御を出力制御に利用する第２の運転モードとを有し、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードのいずれかを選択する運転領域選択手段とを備え、
前記運転領域設定手段は、機関回転数が高くなるほど、より低い負荷領域にまで、前記第１の運転モードが及ぶように設定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の出力制御装置。
【請求項３】
前記燃焼順序設定手段は、目標出力が前回の出力値より高い出力値に変更された場合に、前記出力制御パターン中の燃焼実行有りの部分に今回の爆発タイミングを対応させる燃焼実行手段と、目標出力が前回の出力値より低い出力値に変更された場合に、前記出力制御パターン中の燃焼実行無しの部分に今回の爆発タイミングを対応させる燃焼を休止させる燃焼休止手段とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の出力制御装置。
【請求項４】
燃焼が休止される気筒において、当該気筒のバルブタイミング変更期間中は、吸気弁を閉弁状態に維持し、かつ、排気弁の開閉タイミングを変更することにより、当該気筒に生ずるポンプ損失を変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の出力制御装置。
【請求項５】
前記バルブタイミング変更期間中に、ピストンが少なくとも１往復する間は排気弁を開弁状態とすることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の出力制御装置に係り、特に、負荷に応じて、各気筒の燃焼を休止させることにより出力を制御する内燃機関の出力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２００１−１５９３２６号公報には、電磁動弁機構により吸気弁の閉弁時期を制御することで出力を制御する内燃機関において、一部気筒の燃焼を休止させる技術が開示されている。この技術では、吸気弁の閉弁時期の制御によって目標とする出力に制御できない領域において、一部気筒の燃焼を休止させることとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術のように、従来の気筒休止を利用した出力制御手法は、目標出力を得るために、内燃機関の１サイクル単位で、休止させる気筒数を変更させるという思想のものである。しかし、このような手法では、気筒休止を利用した細かい出力制御を行うことができない。つまり、全ての気筒が正の仕事を発生させた場合の出力を１００％とすると、例えば、４気筒の内燃機関であれば、２５％、５０％、７５％のいずれかにしか出力を制御することができない。このように、従来の技術では、気筒休止を利用した細かい出力制御を行うことが困難であり、特に、気筒数が少ないほど細かい出力制御を実現することができない。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関が備える気筒数による制限を受けずに、気筒休止を利用した細かい出力制御を実現することのできる内燃機関の出力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】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、弁体の開弁特性を変更する可変動弁機構を備える内燃機関の出力制御装置であって、
所定の燃焼実行回数分の燃焼実行タイミングと所定の燃焼休止回数分の燃焼休止タイミングとからなる出力制御パターンを設定する制御パターン設定手段と、
前記制御パターン設定手段により設定された出力制御パターンに従って、各気筒に順に到来する爆発タイミングに対して燃焼実行の有無を設定する燃焼順序設定手段と、
所望の目標出力となるように、前記燃焼実行回数と前記燃焼休止回数の比率を設定する目標出力設定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、吸入空気量を調整する空気量調整手段と、
主として前記燃焼実行回数と前記燃焼休止回数の比率の変更により出力を制御する第１の運転モードと、前記空気量調整手段による吸入空気量の制御を出力制御に利用する第２の運転モードとを有し、前記第１の運転モードと前記第２の運転モードのいずれかを選択する運転領域選択手段とを備え、
前記運転領域設定手段は、機関回転数が高くなるほど、より低い負荷領域にまで、前記第１の運転モードが及ぶように設定することを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記燃焼順序設定手段は、目標出力が前回の出力値より高い出力値に変更された場合に、前記出力制御パターン中の燃焼実行有りの部分に今回の爆発タイミングを対応させる燃焼実行手段と、目標出力が前回の出力値より低い出力値に変更された場合に、前記出力制御パターン中の燃焼実行無しの部分に今回の爆発タイミングを対応させる燃焼を休止させる燃焼休止手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、燃焼が休止される気筒において、当該気筒のバルブタイミング変更期間中は、吸気弁を閉弁状態に維持し、かつ、排気弁の開閉タイミングを変更することにより、当該気筒に生ずるポンプ損失を変更することを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記バルブタイミング変更期間中に、ピストンが少なくとも１往復する間は排気弁を開弁状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、休止気筒数を変更するのではなく、燃焼実行回数と燃焼休止回数の比率を変更することにより出力制御を行うことができる。このため、本発明によれば、内燃機関が備える気筒数による制限を受けずに、気筒休止を利用した細かい出力制御を実現することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、機関回転数が高いほど、より広範囲な負荷領域で気筒休止のみを利用した出力制御を行うことができる。
【００１３】
第３の発明によれば、前回の出力値より高い目標出力が要求された場合に、より滑らかに高負荷側に出力を変更することができる。また、本発明によれば、前回の出力値より低い目標出力が要求された場合に、より自然な減速感を発生させながら低負荷側に出力を変更することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、気筒休止時に内燃機関に生ずるトルク変動および振動を緩和させることができる。また、本発明によれば、休止気筒にポンプ損失が生じないようにさせることができる。
【００１５】
第５の発明によれば、燃焼休止中の気筒がポンプ損失を生じさせることなく、気筒休止を利用した細かい出力制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
図１に示す構成は、内燃機関１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。ピストン１２は、筒内を往復移動することができる。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。また、燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
【００１８】
吸気通路１６には、スロットルバルブ２０が設けられている。スロットルバルブ２０は、アクセル開度と独立してスロットル開度を制御することのでき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２０の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ２２が配置されている。スロットルバルブ２０の下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁２４が配置されている。また、燃焼室１４には、点火プラグ２６が組み込まれている。
【００１９】
内燃機関１０は、吸気弁２８を電磁力で駆動する吸気電磁駆動弁３０と、排気弁３２を電磁力で駆動する排気電磁駆動弁３４を備えている。これらの吸気電磁駆動弁３０および排気電磁駆動弁３４によれば、吸気弁２８および排気弁３２の作用角を、それぞれ大きく可変させることができる。
【００２０】
図１に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)４０を備えている。ECU４０には、スロットルセンサ２２などと共に、機関回転数を検出するクランク角センサ４２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ４４が接続されている。上述した燃料噴射弁２４、点火プラグ２６、吸気電磁駆動弁３０、および排気電磁駆動弁３４は、ECU４０により制御されている。
【００２１】
次に、図２および図３を参照して、本実施形態において用いられる内燃機関１０の出力制御手法について説明する。
図２は、図１に示す内燃機関１０の出力を制御するために用いられる出力制御手法を説明するための図である。本実施形態の内燃機関１０は、説明の便宜上、４気筒エンジンであるものとする。そうすると、内燃機関１０には、１回転につき２回の爆発タイミングが到来することとなる。図２に示す「１３４２・・・」は、上記爆発タイミングが各気筒に到来する順序（通常の内燃機関における点火順序に相当）を示している。また、各気筒に順に到来する爆発タイミングにおいて、○印は、燃焼が実行されることを示し、×印は、燃焼が実行されないこと、すなわち、燃焼噴射および点火が休止されることを示している。
【００２２】
本実施形態のシステムでは、内燃機関１０が有する気筒数とは関係なく、上記の点火順序で各気筒に到来する爆発タイミングに対して、燃焼を実行する回数と燃焼を休止する回数の比率を変更することにより、内燃機関１０の出力が目標出力となるように制御することとしている。言い換えれば、本実施形態のシステムは、連続するｍ回の燃焼を実行した後に連続するｎ回の燃焼を休止させる工程を繰り返し実行し、かつ、上記ｍ、ｎの回数を任意に変更することにより、ｍ＋ｎ回の爆発タイミングの間に、全ての気筒が発生させたトルクの平均値に基づいて出力制御を行うものである。以下、図２において、目標出力を決定するために設定される○印と×印からなる一連のパターンを、「出力制御パターン」と称する。
【００２３】
図２に挙げた目標出力の具体例について説明する。先ず、目標出力が１００％、すなわち、全ての気筒が最大トルクを発生させることを要求されている場合には、到来する全ての爆発タイミングで燃焼が実行される。
【００２４】
次に、目標出力が５０％である場合には、１回の燃焼と１回の燃焼休止が交互に行われる。このような設定によれば、２回に１回の燃焼が実行されることとなり、内燃機関１０の出力を全気筒運転時の５０％に調整することができる。
【００２５】
次に、目標出力が６７％である場合には、２回連続して燃焼を行った後に１回燃焼を休止させる工程が繰り返し実行される。このような設定によれば、３回の爆発タイミングのうちの２回で実際に燃焼が実行される。このため、内燃機関１０の出力を全気筒運転時の６７％に調整することができる。更に、図２には、３３％、８０％、８３％の例を示しているが、これらの例についても、考え方は６７％の場合と同様であるため、その詳細な説明を省略する。尚、図２に挙げた目標出力の数値は、その一例を示すものであり、これらの値に限らず、○印と×印を任意の回数に設定することにより、所望の目標出力を実現することが可能である。
【００２６】
気筒休止を利用して出力制御を行う従来の内燃機関は、内燃機関の１サイクル（ここでいう１サイクルは、例えば４気筒であれば、１、３、４、２からなる点火順序で構成される一連のサイクル）内において、特定の気筒の燃焼を休止させることにより、出力調整を行うものであった。このため、従来の気筒休止を行う内燃機関の思想では、１００をその内燃機関が有する気筒数で除したパーセントにしか出力を調整することができなかった。つまり、例えば、４気筒エンジンであれば、休止させる気筒数を１気筒、２気筒、あるいは最大３気筒と変化させることにより、それぞれ全気筒運転時の７５％、５０％、２５％にしか出力を調整することができなかった。これに対し、本実施形態の出力制御手法によれば、内燃機関１０が有する気筒数に関係なく、各気筒に順に到来する爆発タイミングに対して、燃焼実行回数と燃焼休止回数の比率を変更することにより、所望の目標出力が得られるように制御することができる。
【００２７】
次に、上記出力制御手法を利用した好適な内燃機関１０の運転手法の一例について説明する。その運転手法は、筒内に理想の空気量が吸入され、かつ、最も良い燃焼状態となるようにバルブタイミングを設定し、スロットル開度調整やバルブタイミングの制御によらずに、本実施形態の出力制御手法により、燃焼実行回数と燃焼休止回数の比率のみで出力制御を行うことで実現されるものである。このような運転手法によれば、燃焼が実行される気筒では、その燃焼が行われている気筒だけをみれば、常にその気筒の１００％のトルクを発生していることとなる。そして、燃焼実行回数と燃焼休止回数の比率を変更することで、全気筒として見た場合にはその比率に応じた出力となるように制御することができる。このような手法によれば、個々の気筒を高効率に運転しつつ、内燃機関１０の出力を広範囲に、かつ、細かく制御することができる。
【００２８】
図３は、図１に示すECU４０が上記の機能を実現するために実行する出力制御ルーチンのフローチャートである。尚、本ルーチンは、内燃期間１０の各気筒において、燃料噴射前の所定タイミング毎に、つまり排気行程開始前の所定タイミング毎に実行されるものとする。以下、このタイミングを、燃料噴射・点火の実行または休止を判定するための「ON／OFF判定タイミング」と称する。
【００２９】
図３に示すルーチンでは、先ず、内燃機関１０の現在の運転状態が読み込まれる（ステップ１００）。次いで、内燃機関１０の運転状態に基づいて、目標出力が算出される（ステップ１０２）。
【００３０】
次に、上記ステップ１０２の処理により算出された目標出力が、前回の処理サイクルの目標出力と同じか否かが判定される（ステップ１０４）。
その結果、今回の目標出力が前回の目標出力と同じでないと判定された場合には、新たな出力制御パターンが読み出される（ステップ１０６）。ECU４０は、上記図２に示すような出力制御パターン、すなわち、目標出力に対応した所定の燃焼実行回数および燃焼休止回数からなる出力制御パターンを記憶している。本ステップでは、上記ステップ１０２の処理により算出された目標出力に対応する出力制御パターンに更新される。
【００３１】
次に、今回の目標出力が前回より高い出力が要求されているか否かが判定される（ステップ１０８）。
その結果、前回より高い出力が要求されていると判別された場合には、今回の処理サイクルに対応する気筒において、燃料噴射と点火が実行される（ステップ１１０）。つまり、本ステップでは、今回の処理サイクルで更新された出力制御パターンに従って出力制御を行うにあたって、前回より高い出力が要求されているため、そのパターンの実行を燃焼実行から開始することとしている。すなわち、例えば、目標出力が６７％から７５％への変更であれば、「×○○○×○○○・・・」ではなく「○○○×○○○×・・・」となるように、そのパターンの実行順序が設定されることとなる。このような設定によれば、高負荷側に目標出力が切り替えられる際に、より滑らかに出力を変更することができる。
【００３２】
一方、上記ステップ１０８において、前回より高い出力要求が成立しないと判別された場合には、今回の処理サイクルに対応する気筒では、燃焼噴射および点火が休止される（ステップ１１２）。つまり、本ステップでは、今回更新された出力制御パターンに従って出力制御を行うにあたって、前回より低い出力が要求されているため、そのパターンの実行を燃焼休止から開始することとしている。すなわち、例えば、目標出力が５０％から３３％への変更であれば、「○××○××・・・」ではなく「××○××○・・・」となるように、そのパターンの実行順序が設定されることとなる。このような設定によれば、低負荷側に目標出力が切り替えられる際に、より自然な減速感を発生させることができる。
【００３３】
また、図３に示すルーチンでは、上記ステップ１０４において、今回の目標出力が前回の目標出力と同じであると判定された場合には、前回の処理サイクルの設定状態が読み出される（ステップ１１４）。具体的には、１つ前の爆発タイミングに対応する気筒が、いずれの目標出力制御パターンにおける何番目の○または×に設定されているかを確認している。
【００３４】
次いで、燃料噴射および点火のON／OFFが判定される（ステップ１１６）。本ステップでは、前回の処理サイクルの設定状態に従って、今回の処理サイクルに対応する気筒では、燃料噴射および点火を実行するか、あるいは休止するかが決定される。
そして、上記ステップ１１６において、燃料噴射および点火ONとされた場合には（ステップ１１８）、今回の処理サイクルでは、燃料噴射および点火が実行され（ステップ１２０）、一方、燃料噴射および点火OFFとされた場合には、今回の処理サイクルでは、燃料噴射および点火が休止される（ステップ１２２）。
【００３５】
次に、今回の設定状態が記憶される（ステップ１２４）。具体的には、今回使用された出力制御パターン中における今回の処理サイクルの位置が記憶され、次回の処理サイクルにおいて参照される。
以上説明した図３に示すルーチンによれば、燃焼実行回数と燃焼休止回数を所望の比率に変更することにより、内燃機関１０の出力が所望の目標出力となるように制御することができる。
【００３６】
ところで、上述した実施の形態１においては、目標出力が前回の処理サイクルと異なる値とされた場合に、前回より高い出力が要求されているのであれば、燃料噴射および点火ON（○印）から更新された出力制御パターンの利用を開始させることとし、前回より低い出力が要求されているのであれば、燃料噴射および点火OFF（×印）から開始させることとしている。しかしながら、目標出力が変更され、更新された出力制御パターンが実行される場合に、その出力制御パターンにおける開始位置は、これに限定されるものではなく、内燃機関の運転状態や他の気筒がどの行程を実行しているか等を考慮して、適宜変更してもよい。
【００３７】
また、上述した実施の形態１においては、図２に挙げた目標出力の具体例では、燃焼実行回数（○印回数）と燃焼休止回数（×印回数）の最小数同士の組み合わせ（目標出力が５０％であれば、○×○×・・・）により目標出力を実現しているが、本発明の出力制御手法は、このような組み合わせの例に限定されるものではない。すなわち、目標となる比率を実現するものであれば、その比率を実現する○印および×印の最小数のそれぞれの倍数同士の組み合わせとしてもよい（目標出力が５０％であれば、例えば、○○××○○××・・・）。
【００３８】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１０６または１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「制御パターン設定手段」が、上記ステップ１１６〜１２０または上記ステップ１０８〜１１２の処理を実行することにより前記第１の発明における「燃焼順序設定手段」が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「目標出力設定手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１０８および１１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「燃焼実行手段」が、上記ステップ１０８および１１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「燃焼休止手段」が、それぞれ実現されている。
【００３９】
実施の形態２．
次に、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のシステムは、実施の形態１の装置構成により実現されるものである。
【００４０】
内燃機関１０では、機関回転数が高いほど、単位時間当たりの爆発回数が多くなる。このため、燃焼を休止させた場合の燃焼休止間隔は、機関回転数が高くなるほど短くなる。従って、機関回転数が高い領域では、燃焼休止回数を増加させても、ドライバビリティへの影響が小さい。そこで、本実施形態のシステムでは、内燃機関の運転状態に応じて、気筒休止のみで出力制御を行う領域を変更することとしている。
【００４１】
図４は、図１に示すECU４０が実施の形態２において、上記の機能を実現するために実行する出力制御ルーチンのフローチャートである。尚、図４において、実施の形態１における図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４２】
図４に示すルーチンは、ステップ１２６および１２８が追加されている点を除き、図３に示すルーチンと同様である。
図４に示すルーチンでは、内燃機関１０の現在の運転状態が読み込まれた後（ステップ１００）、次いで、気筒休止を利用して出力制御を行うか否かが、内燃機関１０の運転状態に基づいて判定される（ステップ１２６）。
【００４３】
図５は、ECU４０が出力制御領域を判定するために記憶しているマップの一例である。図５に示すマップは、スロットルバルブ２０を全開状態に設定して気筒休止のみで出力制御を行う領域と、スロットル開度の調整により吸入空気量を制御することで出力制御を行う領域とを有している。このマップでは、気筒休止のみで出力制御を行う領域が、機関回転数が高いほど、より低負荷領域にまで及ぶように設定されている。また、このマップでは、気筒休止による制御領域以外の低負荷低回転側の領域が、スロットル開度の調整により出力制御を行う領域となるように設定されている。ECU４０は、このマップに基づいて、低い出力が要求された場合には、機関回転数が高いほど、気筒休止のみによる出力制御、すなわち、燃焼実行回数に対する燃焼休止回数の比率を増加させることにより出力制御を行うこととしている。このように、図５に示すマップによれば、低い出力が要求された場合に、気筒休止のみで出力制御を行うことができる領域を、実施の形態１のシステムに比して、より正確に決定することができる。
【００４４】
上記ステップ１２６において、気筒休止のみで出力制御を行うと判断された場合には、ステップ１０４以降の処理が実行される。
一方、気筒休止のみで出力制御を行わないと判断された場合には、スロットル開度の調整により出力制御が行われる（ステップ１２８）。
以上説明した図４に示すルーチンによれば、機関回転数が高いほど、より広範囲な負荷域で気筒休止のみで出力制御を行うことができる。
【００４５】
ところで、上述した実施の形態２においては、低負荷低回転側の領域では、スロットル開度の調整により出力制御を行うこととしているが、この領域では、スロットル開度の調整による出力制御と気筒休止を利用した出力制御を併用するものであってもよい。また、吸入空気量の制御は、スロットルバルブ２０の開度調整によるものに限らず、スロットルバルブ２０の開度調整の代わりに、あるいは、スロットルバルブ２０の調整と共に、弁体の開弁特性を変更することにより調整されるものであってもよい。
【００４６】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU４０が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第２の発明における「運転領域選択手段」が実現されている。また、スロットルバルブ２０が、前記第２の発明における「空気量調整手段」に相当している。
【００４７】
実施の形態３．
次に、図６乃至図８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、実施の形態１の装置構成を用いて、実施の形態１と同様の制御手法（図３のルーチン）により出力制御が実現されるものとする。
【００４８】
本実施形態のシステムは、燃焼が休止された気筒において、その燃焼休止期間中に当該休止気筒で用いるバルブタイミングを変更することにより、その休止気筒に生ずるポンプ損失を変更（制御）することを特徴としている。本実施形態のシステムによれば、休止気筒に生ずるポンプ損失を変更することにより、気筒休止時に内燃機関１０に生ずるトルク変動および振動を緩和させることができる。また、休止気筒にポンプ損失が生じないようにさせることができる。
【００４９】
図６は、燃焼が１回休止される場合に、休止気筒で用いるバルブタイミングの一例を示すタイミングチャートである。図６は、説明の便宜上、４つの気筒を有する内燃機関１０の第１気筒が休止された例を示すものとする。尚、図６において、横軸の目盛りは、機関の各行程に対応しており、説明に引用する一部の行程には、それぞれ記号a〜fを付している。また、EXの記号またはINの記号と共に表示された波形は、それぞれ排気弁３２または吸気弁２８の開弁期間を示している。更に、TAUの記号と共にハッチングを付した長方形は、燃料噴射が実行されるタイミングを示し、折れ線の先端に矢印を付した記号は、点火タイミングを示し、その点火タイミングを示す記号の上方の数字は、それぞれの行程の実行中に点火が行われる気筒を示している。また、逆三角形は、第１気筒に到来するON／OFF判定タイミングを示している。
【００５０】
図６に示すように、燃焼が１回休止される場合には、休止前の膨張行程aの終了後から、次回の燃焼に備えて実行される排気行程fの開始までの間に、b〜eの４つの行程が介在することとなる。これらの４行程は、通常の燃焼実行時と異なり、バルブタイミングを自由に変更できる期間である。ここでは、この期間を「バルブタイミング変更期間」と称し、この期間中に設定するバルブタイミングを「燃焼休止時のバルブタイミング」と称する。
【００５１】
通常の燃焼実行時に用いるバルブタイミングから燃焼休止時のバルブタイミングへの切り替えは、上記図３に示すルーチンと類似のルーチンを実行することにより実現されるものとする。すなわち、そのバルブタイミングの切り替えは、図３に類似するルーチンにおいて、燃料噴射および点火が実行される場合に（ステップ１１０、１２０参照）、通常のバルブタイミングが選択され、燃料噴射および点火が休止される場合に（ステップ１１２、１２２参照）、燃焼休止時のバルブタイミングが選択されることにより実現されるものである。
【００５２】
図６に示す一例では、バルブタイミング変更期間中の始めの２行程bおよびcについては、休止前の膨張行程aから継続して、吸気弁２８および排気弁３２を閉弁状態に維持することとしている。そして、その次の２行程dおよびeについては、排気弁３２のみを開弁状態に維持することとしている。この際、排気弁３２は、筒内圧力が大気圧と等しくなるタイミングで開弁するように設定されている。
【００５３】
図７は、図６に示すバルブタイミングに切り替えられた場合の筒内圧力Pと筒内圧力Vとの関係を示すP−V線図である。尚、図７中の記号a〜fは、図６中の各行程にそれぞれ対応して付されたものである。
【００５４】
上記燃焼休止時のバルブタイミングによれば、行程bおよびcでは、吸気弁２８および排気弁３２が共に閉弁状態とされる。この際、筒内圧力Pは、図７に示すように、休止前の膨張行程aが終了した後に、再圧縮が行われることにより上昇し、その後、再膨張が行われることにより再び低下する。図７において、再圧縮および再膨張が行われたことにより生ずる圧力差は、ブローバイガスの発生分である。
【００５５】
また、上記燃焼休止時のバルブタイミングによれば、排気弁３２は、筒内圧力Pが大気圧と等しくなるタイミングで開弁される。そして、その後の行程「d」および「e」では、排気弁３２のみが開弁状態とされる。この際、筒内圧力Pは、ほぼ大気圧となる状況下で推移し、筒内のガスは、排気通路１８に流出した後、再び筒内に吸入される。そして、その後、次回の燃焼に備えて排気行程fが実行される。
【００５６】
以上説明した通り、本実施形態の燃焼休止時のバルブタイミングによれば、筒内ガスを再圧縮および再膨張させることにより、気筒休止が行われたことで生ずるトルク変動および振動を最小限に抑えることができる。より詳細に説明すると、この燃焼休止時の制御によれば、再圧縮時に休止気筒が行う圧縮仕事を、他の気筒で爆発が行われたときに生ずる振動を緩和させる力として利用することができる。そして、その後の休止気筒において再圧縮された筒内ガスが膨張するときにピストンを押し下げる力を、他の気筒において上記爆発後に排気を押し出すためのアシスト力として利用することができる。尚、この場合、再圧縮および再膨張期間中に休止気筒が行う仕事の総和としてはゼロとしつつ、上記の効果を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態の燃焼休止時のバルブタイミングによれば、休止前の膨張行程が実行された後の所定期間中、吸気弁２８および排気弁３２を閉弁状態としているため、高温状態で十分に酸化する期間を確保でき、HC排出量を低減させることができる。また、この際、休止気筒内では圧縮が行われていることにより、筒内ガスの温度を下がりにくくすることができる。このため、その後、そのガスが排気通路１８に流出した場合に、触媒が不活性化するのを防止することができる。
【００５８】
また、本実施形態の燃焼休止時のバルブタイミングによれば、筒内圧力Pが大気圧に等しくなるタイミングで排気弁３２を開弁したことにより、また、その後の休止期間に渡って排気弁３２を開弁状態としたことにより、ポンプ損失が発生しないようにすることができる。このようなバルブタイミングの制御によれば、燃焼が休止された気筒に正負のいずれの仕事も生じないようにできるため、本実施形態の出力制御手法を更に精度良く行うことができる。
【００５９】
また、本実施形態の燃焼休止時のバルブタイミングによれば、バルブタイミング変更期間には、吸気弁２８を閉弁状態に維持している。このような設定によれば、燃焼休止期間中に、燃焼に付されない新気が新たに筒内に導入されるのを防止でき、また、他の気筒が筒内に取り込む吸気量を乱すこともない。
【００６０】
次に、図８を参照して、燃焼が２回連続して休止される場合について説明する。
図８は、燃焼が２回連続して休止される場合に、休止気筒で用いるバルブタイミングの一例を示すタイミングチャートである。燃焼が２回連続して休止される場合には、２サイクル分、すなわち、８行程分のバルブタイミング変更期間が存在することとなる。
【００６１】
燃焼が休止された気筒において、再圧縮および再膨張が繰り返されると、ブローバイガスが増加してしまう。そこで、図８に示す例では、バルブタイミング変更期間中に実行する再圧縮および再膨張の回数を２回としている。そして、その後は、１回休止の場合と同様に、筒内圧力Pが大気圧と等しくなるタイミングで排気弁３２を開弁した後の４行程において、ポンプ損失の発生を防止すべく、排気弁３２のみを開弁状態としている。このようなバルブタイミングによれば、ブローバイガスの発生量を抑えつつ、気筒休止が行われたことで生ずるトルク変動および振動を抑制することができる。尚、再圧縮および再膨張の回数は、２回に限られるものではなく、ブローバイガスの増加が抑制される範囲内であれば３回以上であってもよい。
【００６２】
ところで、上述した実施の形態３においては、バルブタイミング変更期間に、先ず、吸気弁２８および排気弁３２を共に閉弁状態としたまま再圧縮および再膨張を行い、その後、排気弁３２のみを開弁状態としているが、休止気筒のポンプ損失を変更するために設定するバルブタイミングはこれに限らない。すなわち、例えば、バルブタイミング変更期間中に渡って、吸気弁２８を閉弁状態とし、排気弁３２を開弁状態としてもよい。また、その期間中に排気弁３２を開閉するタイミングは、他の気筒で膨張行程および排気行程が行われるタイミング（４気筒の例に限定されるものではない）を考慮して適宜変更してもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態１〜３においては、吸気弁２８および排気弁３２を共に電磁駆動弁により駆動することとしたが、このような構成に限定されるものではなく、吸気弁を駆動する機構は、ロストモーション機構を備えるものであれば機械式の動弁機構であってもよく、排気弁を駆動する機構は、作用角を大きく可変させられる機構であれば機械式の動弁機構であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す内燃機関の出力を制御するために用いられる出力制御手法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行される出力制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において実行される出力制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】図４に示すルーチン中で出力制御領域を判定するために参照されるマップの一例を示す図である。
【図６】燃焼が１回休止される場合に、休止気筒で用いるバルブタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図７】図６に示すバルブタイミングに切り替えられた場合の筒内圧力Pと筒内圧力Vとの関係を示すP−V線図である。
【図８】燃焼が２回連続して休止される場合に、休止気筒で用いるバルブタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  内燃機関
２０  スロットルバルブ
２４  燃料噴射弁
２６  点火プラグ
２８  吸気弁
３０  吸気電磁駆動弁
３２  排気弁
３４  排気電磁駆動弁
４０  ECU(Electronic Control Unit)
【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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