(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒のうち一部の燃焼を休止させ、該燃焼を休止させた気筒以外の気筒の燃焼によって運転を行わせることが可能である内燃機関の制御装置において、
内燃機関の出力軸との間で相互にトルクを伝達可能なように、電動機又は発電機の少なくとも一方の機能を備えた回転電機を設け、
前記一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動を抑制するように、前記回転電機によって前記出力軸へ、トルク変動の位相に対して所定位相だけ位相遅れが生じたトルクを付与することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動を予め記憶しておく手段、又は、該出力軸のトルク変動を検出する手段、の少なくとも一方を備え、
これら手段の少なくとも一方から出力されたトルク変動に基づいて、前記回転電機が前記出力軸へトルクを付与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】
前記一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動時、
前記回転電機が、
該出力軸のトルクがその目標トルクより大きい状態では、該出力軸の回転を妨げる方向にトルクを付与し、
該出力軸のトルクがその目標トルクより小さい状態では、該出力軸の回転を促進する方向にトルクを付与することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動時、
電動機として機能する１個の回転電機が、該出力軸のトルクがその目標トルクより大きい状態と小さい状態とで、互いに逆方向にトルクを付与す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】
前記回転電機は、１個又は複数個によって電動機及び発電機の機能を備え、
前記一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動時、
該出力軸のトルクがその目標トルクより大きい状態では、発電機として機能する回転電機が、該出力軸の回転を妨げる方向にトルクを付与し、
該出力軸のトルクがその目標トルクより小さい状態では、電動機として機能する回転電機が、該出力軸の回転を促進する方向にトルクを付与す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６】
前記電動機として機能する回転電機へ電力を供給すると共に、前記発電機として機能する回転電機による発電電力を充電可能な第１蓄電手段と、
該第１蓄電手段の充電残量、を含む電力状態を検出する電力状態検出手段と、
前記回転電機によって前記出力軸の回転を妨げる方向にトルクを付与するとき、前記電力状態検出手段により検出された電力状態に応じて、前記電動機として機能する回転電機によるトルクの付与と、発電機として機能する回転電機によるトルクの付与と、を切り換える切換手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
内燃機関の気筒の吸気弁又は排気弁の少なくとも一方のバルブリフト量を可変とする可変動弁機構と、前記可変動弁機構を電力によって駆動するように構成すると共に、該可変動弁機構を駆動制御する電子コントローラと、を設け、
前記電力状態検出手段は、該可変動弁機構又は電子コントローラの少なくとも一方の消費電力を含む電力状態を検出することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記可変動弁機構及び電子コントローラへ電力を供給すると共に、前記発電機として機能する回転電機による発電電力を充電可能な第２蓄電手段を含んで構成したことを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記気筒は、複数の気筒群を形成し、
前記可変動弁機構を、同一の気筒群に属する気筒で共用させて配設することで、
同一の気筒群に属する気筒では、該可変動弁機構の駆動によって同時に燃焼を休止させることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記一部の気筒の燃焼休止に伴って爆発間隔が不均等となることによる前記出力軸のトルク変動を抑制するように、前記回転電機によって前記出力軸へトルクを付与することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の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、内燃機関の一部の気筒において、燃焼の停止（以下、一部気筒休止という）を行い、かつ、吸気弁又は排気弁の少なくとも一方を低いバルブリフト量や閉弁状態とする内燃機関の制御装置に関し、特に、一部気筒休止時に爆発間隔が不均等となることによるトルク変動を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、機関の低負荷運転領域において、ポンピングロスを低減するため、一部気筒休止を行うことが開示されている。
また、特許文献２に記載のものでは、全ての気筒での運転（以下、全気筒運転という）時に、モータ／ジェネレータを用いて、クランク軸に対し、機関の爆発力によるトルク変動及びピストン系の慣性力によるトルク変動を低減する方向へトルクを付与している。
【特許文献１】特開平７−１８９７５７号公報
【特許文献２】特開昭６１−６５０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載のものでは、一部気筒休止時に、一定クランク角ごとの爆発，燃焼が維持できなくなると共に燃焼を休止した気筒（以下、休止気筒という）の膨張行程で機関の回転を妨げる方向のトルク（以下、負のトルクという）が作用することによっても、トルク変動が生じる（このようなトルク変動を、以下、爆発間隔の不均等によるトルク変動という）。しかしながら、このような爆発間隔の不均等によるトルク変動を低減することはできず、機関の振動は十分に低減されていなかった。
【０００４】
また、特許文献２には、一部気筒休止時におけるモータ／ジェネレータの制御に関しては、特に記載がない。
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電動機又は発電機の少なくとも一方の機能を備えた回転電機を用いて、一部気筒休止によるトルク変動を低減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】
【０００５】
このため、本発明は、
複数の気筒のうち一部の燃焼を休止させ、該燃焼を休止させた気筒以外の気筒の燃焼によって運転を行わせることが可能である内燃機関の制御装置において、
内燃機関の出力軸との間で相互にトルクを伝達可能なように、電動機又は発電機の少なくとも一方の機能を備えた回転電機を設け、
前記一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動を抑制するように、前記回転電機によって前記出力軸へ、トルク変動の位相に対して所定位相だけ位相遅れが生じたトルクを付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、一部の気筒の燃焼休止時、内燃機関の出力軸との間で相互にトルクを伝達可能なように設けられた回転電機が、電動機又は発電機として機能し、一部の気筒の燃焼休止時における前記出力軸のトルク変動を抑制するように、前記出力軸へ、トルク変動の位相に対して所定位相だけ位相遅れが生じたトルクを付与する。これにより、トルク変動を抑制すると共に、内燃機関を含む車両全体としての制振効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態にかかる可変動弁装置を備えた内燃機関のシステム構成を示す図である。
内燃機関１の吸気通路２には、吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ３が設けられ、その下流側には、吸入空気量Ｑを制御するスロットル弁４が設けられている。
【０００８】
また、吸気通路２下流の各気筒の燃焼室５内に燃料を噴射する燃料噴射弁６が設けられ、前記燃料噴射弁６より噴射された燃料と、前記スロットル弁４から吸気弁７を介して吸入された空気との混合気は、前記燃焼室５内でピストン８により圧縮され、前記燃焼室５内部に設けられた点火プラグ９による火花点火によって着火される。
内燃機関１の排気は、排気弁１０を介して燃焼室５から排気通路１１に排出され、前記排気通路１１の下流に設けられた排気浄化触媒１２を介して大気中に排出される。
【０００９】
前記吸気弁７及び排気弁１０は、クランク軸１３を動力源として、各々吸気側カム軸１４及び排気側カム軸１５に設けられたカムの動作により開閉駆動される。
吸気側には、前記吸気弁７のバルブリフト量及び作動角を連続的に可変制御する多節リンク状の機構で構成される可変バルブリフト量制御装置（以下、ＶＥＬという）１６が、吸気側カム軸１４の外周に設けられる。
【００１０】
また、ＶＥＬ１６には、吸気弁７のバルブリフト量及び作動角を検出するＶＥＬ作動角センサ１７が併設されている。なお、ＶＥＬ１６の詳細な構造は、後に説明する。
同じく吸気側には、前記クランク軸１３と吸気側カム軸１４との回転位相差を連続的に可変制御して、吸気弁７のバルブタイミング（弁開閉タイミング）を進遅角する機構で構成される可変バルブタイミング機構（以下、ＶＴＣという）が吸気側カム軸１４の一端に設けられる。
【００１１】
また、前記吸気側カム軸１４の他端には、該吸気側カム軸１４の回転位置を検出するための吸気側カム角センサ１９が併設されている。
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０は、前記エアフローメータ３から出力信号や前記クランク軸１３に設けられて、回転位置を検出するクランク角センサ２１から出力されるクランク角信号に基づいて機関負荷および機関回転速度を求め、燃料噴射量，ＶＥＬ目標バルブリフト量、及びＶＴＣ目標バルブタイミングを各々演算する。また、ＶＥＬ作動角センサ１７より出力されるＶＥＬ作動角信号に基づき、実際のＶＥＬバルブリフト量が前記目標ＶＥＬバルブリフト量に収束するようＶＥＬにフィードバック制御信号を与える。同様にして、吸気側カム角センサ１９からの出力信号とクランク角センサ２１より出力されるクランク角信号との位相差から実ＶＴＣバルブタイミングを求め、この実ＶＴＣバルブタイミングが目標ＶＴＣ角度に収束するようにＶＴＣ１８にフィードバック制御信号を与える。
【００１２】
次に前記ＶＥＬ１６について図２及び図３に基づいて説明する。
ＶＥＬ１６の制御軸２３は吸気側カム軸１４と平行に配置され、両端は図示しないシリンダブロックに固定された軸受２４により軸支される。
制御カム２５は、前記制御軸２３より外径の大きい略円筒形状をなし、前記制御軸２３に軸心を所定量αだけ偏心させた状態で配設されている。
【００１３】
ロッカーアーム２６は、略菱形の形状をなし、中央に貫通した孔に前記制御カム２５の外周が摺動自由に挿入されている。
リンクロッド２７は、略三日月形状をなし、一端が前記ロッカーアーム２６の一端部にピン２８を介して回動自由に連結されると共に、他端が吸気側カム軸１４の軸心から偏心した位置にピン２９を介して回動自由に連結される。
【００１４】
駆動カム３０は、外径が大きな円筒形状をなすカム本体３０ａと、前記カム本体３０ａの一端に隣接して設けられた外径が小さな円筒形状をなす筒状部３０ｂとからなり、前記筒状部３０ｂの中心部には軸孔３０ｃが貫通して形成され、該軸孔３０ｃ内に、前記吸気側カム軸１４が摺動自由に挿入される。また、前記筒状部３０ｂの軸心は前記吸気カム軸１４の軸心Ｘと一致しているが、前記カム本体３０ａの軸心Ｙは、前記吸気カム軸１４の軸心Ｘより所定量だけ偏心している。
【００１５】
リンクアーム３１は、前記駆動カム３０より外周の大きな円環形状をなし、中心部を貫通して形成された孔に、前記駆動カム３０のカム本体３０ａの外周がベアリング３２を介して摺動自由に挿入される。また、前記リンクアーム３１の外径方向に突出した端部は、前記ロッカーアーム２６の他端にピン３３を介して回動自由に連結される。
吸気カム３４は、雨滴形状をなし、基端部３４ａを貫通する軸孔３４ｂに前記吸気側カム軸１４が嵌挿して固定される一方、前記基端部から外径方向に突出する端部側に位置するカムノーズ部３４ｃにピン孔３４ｄが貫通して形成され、該ピン孔３４ｄに前記ピン２９を嵌挿させて、前記リンクロッド２７に回動自由に連結されている。
【００１６】
バルブリフタ３５は、有蓋円筒形状をなし、上面には前記吸気カム３４のカム面３４ｅが揺動位置に応じて所定位置に当接する一方、下部に吸気弁７が固定される。
電動アクチュエータ３６は、駆動軸端部に固定されたウォームギア３７が前記制御軸２３の一端部に固定されたギアと噛み合い、ＥＣＵ２０より出力される駆動信号により制御軸２３を一定の範囲内で回動させる。
【００１７】
また、制御軸２３の一端には、ＶＥＬ作動角センサ１７が設けられており、制御軸２３の回転量よりＶＥＬ１６のバルブリフト量を検出し、ＥＣＵ２０へ検出信号を出力する。
次にＶＥＬ１６の作動原理を説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）は最小リフト量制御を行う時のＶＥＬの関弁状態を表しており、ＥＣＵ２０からの駆動信号を受けて、リフト量を最小に制御すべく制御軸２３に時計周りの回転を与えると、制御カム２５の肉厚部２５ａが上方に移動し、これに同期してロッカーアーム２６も上方へ移動する。
【００１８】
この時、吸気カム３４のカムノーズ部３４ｃがリンクロッド２７を介して上方へ持ち上げられる。このため、吸気側カム軸１４の回転によりバルブリフタ３５に当接する吸気カム３４のカム面３４ｅは基端部３４ａ近傍となり、バルブリフト量は図中Ｌ１に示す小さなリフト量に制御される。
一方、図５（Ａ）、（Ｂ）は最小リフト量制御を行う時のＶＥＬの開弁状態を表しており、ＥＣＵ２０からの駆動信号を受けて、リフト量を最大にすべく制御軸２３に反時計周りの回転を与えると、制御カム２５の肉厚部２５ａが下方に移動し、これに同期してロッカーアーム２６も下方へ移動する。
【００１９】
この時、吸気カム３４のカムノーズ部３４ｃがリンクロッド２７を介して下方へ押し下げられる。このため、吸気側カム軸１４の回転によりバルブリフタ３５に当接する吸気カム３４のカム面３４ｅはカムノーズ部３４ｃの先端から基端部３４ａまでの間となり、バルブリフト量は図中Ｌ２に示す大きなリフト量に制御される。
ところで、従来の構成（例えば特許文献１に記載のもの）では、例えば図６に示すように、一部気筒休止時（同図Ｂ）には、爆発間隔の不均等によるトルク変動が生じることで、全気筒運転時（同図Ａ）と比べて機関のトルク変動の振幅が増大してしまう。
【００２０】
このため、特に機関の爆発力によるトルク変動が増大しやすい低負荷，低回転運転領域では、より低い機関回転速度でアイドル運転を行うことが困難であり、燃費の向上などに対する弊害となっていた。
そこで、本実施形態では、バッテリ１０１（第１蓄電手段）と接続され電動機又は発電機として作動するモータ／ジェネレータ２２（回転電機）を設け、モータ／ジェネレータ２２が、例えば図７に示すように、一部気筒休止時における爆発間隔の不均等によるトルク変動Ａとは逆位相となる逆位相トルクＴｒを出力することで、該トルク変動Ａを相殺するようになっている。
【００２１】
モータ／ジェネレータ２２は、例えば、そのロータ（図示せず）がクランク軸１３との間でタイミングベルト等を介して相互にトルクを伝達可能に構成されている。
なお、モータ／ジェネレータは、ロータがクランク軸１３と連動して回転し、ロータがクランク軸１３へ制振用のトルクを相互に伝達可能な構成であれば、他の構成とすることもできる。例えば、ロータをフライホイール（特許文献２参照）や差動装置のリングギア等に組み込むと共に、該ロータ周りに複数のステータを配設したりして構成することができる。
【００２２】
モータ／ジェネレータ２２は、前記逆位相トルクを出力するときにおいて、クランク軸１３の回転を促進する方向のトルク（正のトルク）を出力するときは、バッテリ１０１から電力を供給されて電動機として駆動する。一方、クランク軸１３の回転を妨げる方向のトルク（負のトルク）を出力するときは、発電機として発電を行い、該発電電力はバッテリ１０１へ充電される。
【００２３】
なお、モータ／ジェネレータ２２は、内燃機関１の制振用に構成する場合、クランク軸１３のトルク変動を相殺可能な程度の駆動又は発電の能力を備えれば十分であり、これによりコストを最低限に抑えることができる。
ＥＣＵ２０は、上述のモータ／ジェネレータ２２の配設に伴い、すでに述べた構成等に加え、クランク角センサ２１からの信号入力の周期に基づいてクランク軸１３の回転変動を検出し、該回転変動に基づいて、該回転変動を生じさせているクランク軸１３のトルク変動を推定し、該推定されたトルク変動から、爆発間隔の不均等によるトルク変動の成分を抽出するように構成されている。そして、該爆発間隔の不均等によるトルク変動を相殺するために、モータ／ジェネレータ２２に出力させる逆位相トルク（制振用トルク）を設定し、さらにモータ／ジェネレータ２２に対し、駆動又は発電により前記制振用トルクを出力させるべく、制御用信号を出力するように構成されている。
【００２４】
なお、前記クランク軸１３のトルク変動は、クランク軸１３の回転変動に基づいて推定するのに代えて、トルクセンサを設けることで直接検出してもよい。また、予め実験等で求めた内燃機関１の運転状態とクランク軸１３のトルク変動との関係をマップやテーブル等に記憶させておき、該マップやテーブル等に基づいてクランク軸１３のトルク変動を求めてもよい。或いは、該マップやテーブル等に基づいて求められたクランク軸１３のトルク変動を、検出されたクランク軸１３の回転変動に応じて補正してもよい。
【００２５】
次に、本実施形態におけるＶＥＬ１６及びモータ／ジェネレータ２２の制御について説明する。
図８は、本実施形態のＥＣＵによるＶＥＬ及びモータ／ジェネレータの制御フローを示す。
ステップＳ１では、一部気筒休止中であるか判定する。
【００２６】
ステップＳ１で、一部気筒休止中であると判定したときは、ステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、休止気筒において、図４に示すように制御軸２３に時計周りの回転を与えることで、吸気弁７のバルブリフト量を（例えば最小値まで）減少させ、ステップＳ３へ進む。
なお、ここでは、例えば吸気弁７を僅かに開いた状態で固定するために、電磁弁や保持機構などを設けることもできる。
【００２７】
ステップＳ３では、後述する図９のフローに基づいて、モータ／ジェネレータ２２に出力させる制振用トルクを設定し、ステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、モータ／ジェネレータ２２に対し、ステップＳ３で設定された制振用トルクを出力するように、制御用信号を出力する。
一方、ステップＳ１で、一部気筒休止中でないと判定したとき、即ち、全気筒運転中であると判定したときは、ステップＳ５に進み、ステップＳ２のように吸気弁７のバルブリフト量を減少させることなく、内燃機関１の運転状態などに応じて通常どおりＶＥＬ１６を制御する。
【００２８】
図９は、前記図８のステップＳ３に係る制振用トルクを設定するフローを示す。
ステップＳ１１では、クランク角センサ２１からの信号入力の周期に基づいて、クランク軸１３の回転変動を検出し、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、該クランク軸１３の回転変動に基づいて、該回転変動を生じさせているクランク軸１３のトルク変動（図１０の線ａ）を推定し、ステップＳ１３に進む。
【００２９】
なお、図１０の線ａは、爆発間隔の不均等によるクランク軸１３のトルク変動の成分のほか、例えばピストン系の慣性力などによるクランク軸１３のトルク変動の成分を含んだクランク軸１３のトルク変動を示している。
ステップＳ１３では、図１０の線ａに示すトルク変動から、爆発間隔の不均等によるクランク軸１３のトルク変動の成分（図１０の線ｂ）を抽出し、ステップＳ１４に進む。
【００３０】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３で抽出された爆発間隔の不均等によるトルク変動を相殺するためにモータ／ジェネレータ２２に出力させる逆位相トルクＴｒ（即ち制振用トルク，図１０の線ｅ）を設定する。
図１１は、前記図９のステップＳ１４に係る制振用トルクを設定するフローを示す。
ステップＳ２１では、クランク軸１３の目標トルク（図１０参照）を設定する。なお、説明を簡単とするため、該目標トルクは、クランク角に対して一定値となるように図１０に示している。
【００３１】
ステップＳ２２では、前記図９のステップＳ１３で抽出された爆発間隔の不均等によって変動するトルク（図１０の線ｂ）から、前記目標トルクを減算することで、これらの差分（正又は負の値をとる）を算出する。
ステップＳ２３では、前記ステップＳ２２で算出された差分に基づいて、爆発間隔の不均等によるトルク変動を相殺するためにモータ／ジェネレータ２２に出力させる制振用トルクの大きさ及び向きを設定する。
【００３２】
ここで、該制振用トルクの方向については、クランク軸１３のトルクが前記目標トルクより大きい状態では、クランク軸１３の回転を妨げる方向に付与する一方、クランク軸１３のトルクが前記目標トルクより小さい状態では、クランク軸１３の回転を促進する方向に付与するように設定する。
また、制振用トルクの大きさについても、爆発間隔の不均等によるトルク変動を相殺する効果を高めるため、前記差分の絶対値が大きいほど、大きい値に設定するのがよい。
【００３３】
なお、ステップＳ１３で抽出された爆発間隔の不均等によるクランク軸１３のトルク変動（図１０の線ｂ）が、例えば運転性や乗員の快適性などを大きく損なわない範囲であれば、モータ／ジェネレータ２２による制振用トルクの出力をキャンセルするようにしてもよい。
本実施形態によれば、例えば、図１０の線ｂに示すような爆発間隔の不均等によるクランク軸１３のトルク変動が抽出されたとき、図１０の線ｃに示すように、モータ／ジェネレータ２２の電動機としての正のトルク付与（駆動）と、発電機としての負のトルク付与（発電）と、が交互に切り換えられる。
【００３４】
これにより、一部気筒休止時に、全気筒運転時と比べて、爆発間隔の不均等によるクランク軸１３のトルク変動が増大しても、該爆発間隔の不均等によるトルク変動は、図１０の線ｅに示すようなモータ／ジェネレータ２２の出力する制振トルクによって相殺され、内燃機関１の振動を抑制したり、車両の運転性を確保したりすることができる。
したがって、より低いクランク軸１３の回転速度でも、内燃機関１の振動励起の懸念なく安定したアイドル運転が可能となり、良好な燃費を得ることができる。
【００３５】
ここで、図１０の線ｃに対して、以下のようにして、シフトや補正を行うこともできる。
まず、線ｃを、図１２（Ａ）に示すように消費電力増加側（図示上側）、又は、図１２（Ｂ）に示すように発電電力増加側（図示下側）、へシフトさせることで、モータ／ジェネレータ２２の消費電力と発電電力との割合を制御することができる。
【００３６】
例えば、バッテリ１０１の充電残量が多い状態では、図１２（Ａ）に示すように図示上側に線ｃをシフトして消費電力を増加させることで、バッテリ１０１の過充電を確実に回避することができ、一方、バッテリ１０１の充電残量が少ない状態では、図１２（Ｂ）に示すように図示下側に線ｃをシフトして発電電力を増加させることで、バッテリ１０１の過放電を確実に回避することができる。
【００３７】
あるいは、車内空調等の使用によって内燃機関１に要求されるトルクが増加した場合などは、図１２（Ａ）に示すように図示上側に線ｃをシフトして消費電力を増加させることで、内燃機関１に要求されるトルクを補うことができ、一方、車両にエンジンブレーキの要求がある場合などは、図１２（Ｂ）に示すように図示下側に線ｃをシフトして発電電力を増加させることで、エンジンブレーキを補うことができる。
【００３８】
なお、線ｃを発電電力増加側へシフトさせる際は、発電によるクランク軸１３のトルク不足を補うため、クランク軸１３が最低回転速度である状態や安定した回転速度の状態などから、ＥＣＵ２０によって内燃機関１を出力増加する方向に制御してもよい。
また、モータ／ジェネレータ２２の消費電力（図１０のｃ１）又は発電電力（同図ｃ２）は、これら消費電力又は発電電力の最大値（例えば実験等で求めた複数の最大値の平均値など）に応じて、補正することができる。
【００３９】
例えば、ｃ１の値を、モータ／ジェネレータ２２の消費電力の最大値に近づけるほど、内燃機関１を制振するためにモータ／ジェネレータ２２の駆動能力をより大きく発揮することができる。同様に、ｃ２の値も、モータ／ジェネレータ２２の発電電力の最大値に近づけるほど、モータ／ジェネレータ２２の発電能力をより大きく発揮することができる。
ここで、例えば、ｃ１の補正をｃ２の補正に対して優先すれば、より低いクランク軸１３の回転速度でも、内燃機関１の振動励起の懸念なく安定したアイドル運転を確実に確保可能となり、良好な燃費を得ることができる。
【００４０】
なお、モータ／ジェネレータ２２の消費電力又は発電電力を最大限としてもクランク軸１３のトルク変動を十分に抑制できないときや、モータ／ジェネレータ２２を駆動したいにもかかわらずバッテリ１０１の充電残量が少ないために発電を優先する要求があったり、アイドル回転速度の維持を優先する要求があったりして、モータ／ジェネレータ２２の駆動又は発電の能力を制振のために十分使い切れないときなどもある。このようなときは、クランク軸１３の回転速度をその要求回転速度に近い値に維持可能な範囲において、ＥＣＵ２０が、燃焼を行う気筒の点火プラグ９の点火時期を遅らせたり、スロットル弁４や該気筒の吸気弁７の開度を小さくして吸入空気量を抑えたりして、内燃機関１のトルクを低下させ、内燃機関１の振動を抑制させてもよい。
【００４１】
図１０の線ｃは、例えば図１３の線ｃ’に示すように補正することもできる。即ち、モータ／ジェネレータ２２の駆動及び発電を、逆位相トルク（同図線ｅ）に対してθだけ位相遅れが生じるように制御することで、内燃機関１を含む車両全体としての制振効果を向上できる場合もある。このθは、実車に対する内燃機関の適合試験等によって、十分に制振効果を得られる値に設定するとよい。
【００４２】
次に、本発明の第２実施形態では、モータ／ジェネレータ２２は、負のトルクを出力するとき、例えば、バッテリ１０１の充電残量など電力状態に応じて、電動機としての駆動（正のトルクを出力するときとは逆回転の駆動）と、発電機としての発電と、を切り換えるようにＥＣＵ２０によって制御されている。
図１４は、本実施形態に係るモータ／ジェネレータによる負のトルクの出力時における該モータ／ジェネレータの駆動と発電との切り換えのフローの例を示す。
【００４３】
ステップＳ１０１では、バッテリ１０１の充電残量が、上限閾値以上であるか判定する。
ステップＳ１０１で、バッテリ１０１の充電残量が前記上限閾値以上であると判定したときは、ステップＳ１０２へ進み、モータ／ジェネレータ２２を強制的に電動機として、クランク軸１３へ負のトルクを付与する（図１５の線ｃ”参照）。
【００４４】
これにより、バッテリ１０１に充電されている電力が強制的にモータ／ジェネレータ２２で消費され、バッテリ１０１の過充電を回避することができる。
一方、ステップＳ１０１で、バッテリ１０１の充電残量が前記上限閾値未満であると判定したときは、ステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０３では、バッテリ１０１の充電残量が、下限閾値（下限閾値＜上限閾値）以下であるか判定する。
【００４５】
ステップＳ１０３で、バッテリ１０１の充電残量が前記下限閾値以下であると判定したときは、ステップＳ１０４へ進み、モータ／ジェネレータ２２を強制的に発電機として、クランク軸１３へ負のトルクを付与する（図１０の線ｃ参照）。
これにより、モータ／ジェネレータ２２の発電電力がバッテリ１０１へ強制的に充電され、バッテリ１０１の過放電を回避することができる。
【００４６】
一方、ステップＳ１０３で、バッテリ１０１の充電残量が前記下限閾値より大きいと判定したときは、バッテリ１０１の過充電や過放電の懸念がないと判断し、リターンとなる。この場合、モータ／ジェネレータ２２は、クランク軸１３へ負のトルクを付与するために、発電機として発電（図１０の線ｃ参照）を行ってもよく、電動機として駆動（図１５の線ｃ”参照）してもよい。
【００４７】
前記下限閾値及び上限閾値は、夫々、バッテリ１０１の過放電及び過充電を確実に回避できる範囲で設定するとよい。
前記第１実施形態及び第２実施形態は、以下のような変形態様とすることもできる。
まず、排気側にも、前記排気弁１０のバルブリフト量及び作動角を連続的に可変制御するＶＥＬを設けてもよい。これにより、休止気筒において、排気弁１０のバルブリフト量を最小としたり、排気弁１０を僅かな開弁状態又は閉弁状態に固定したりして、クランク軸１３に作用する回転抵抗を低減することにより、トルク変動を低減することができる。
【００４８】
なお、休止気筒の吸気弁７及び排気弁１０をいずれも閉弁状態に固定すると、吸気及び排気が停止し、ポンピングロスをさらに低減することができる。
例えば、吸気弁７を閉弁状態に固定するには、制御軸２３を図４の時計周りにさらに回転させたり、吸気弁７と吸気カム３４との連動を解除する機構を設けたりするとよい。排気弁１０についても、これに倣って閉弁状態に固定することができる。
【００４９】
ここで、休止気筒の吸気弁７及び排気弁１０を共に閉弁状態に固定したときは、該休止気筒は圧縮行程と膨張行程の２サイクルの状態となるが、低い（高い）ピストン位置で休止した気筒ほど閉じ込める空気量が大きく（小さく）なるため、圧縮行程でクランク軸１３に付与される負のトルクが大きく（小さく）、膨張行程でクランク軸１３に付与される負のトルクが小さく（大きく）なる。
【００５０】
そこで、気筒間で前記負のトルクが不均等となることによるトルク変動を抑制するため、気筒間で休止時に閉じ込められる空気量及び休止時の行程を比較し、負のトルクが平準化するように休止する気筒を決定したり、気筒の休止直後に該気筒の吸気弁７又は排気弁１０を開閉操作することで閉じ込められる空気量を気筒間で調整したりするとよい。例えば、各休止気筒に閉じ込められる空気量を、略同量にしたりするとよい。
【００５１】
次に、ＶＥＬ１６の電動アクチュエータ３６を駆動する電力の少なくとも一部を、バッテリ１０１から供給する構成とすることで、電動アクチュエータ３６を駆動する電力の少なくとも一部を、モータ／ジェネレータ２２の発電した電力によって賄うことができる。この場合、モータ／ジェネレータ２２の駆動又は発電の制御の基礎となる電力状態は、バッテリ１０１の充電残量のほか、電動アクチュエータ３６の駆動電力をも考慮して判断される。
【００５２】
また、バッテリ１０１とは別体の図示しない第２蓄電手段（例えばバッテリやキャパシタなど）を設け、電動アクチュエータ３６を駆動する電力の少なくとも一部を、該第２蓄電手段から供給する構成としてもよい。この場合、該第２蓄電手段へ充電されるモータ／ジェネレータ２２の発電電力、及び、該第２蓄電手段から電動アクチュエータ３６又はモータ／ジェネレータ２２への供給電力は、例えば、該第２蓄電手段の充電残量に応じて設定するとよい。これにより、車両本体の蓄電手段（バッテリ１０１）の充電残量にかかわらず、電動アクチュエータ３６を駆動することができる。
【００５３】
また、バッテリ１０１及び前記第２蓄電手段の各々の充電残量に応じて、これらの間で充電されている電力の少なくとも一部を相互に供給可能することで、これらバッテリ１０１及び第２蓄電手段が過放電又は過充電とならないように容易に車両の電力を管理することができる。
次に、内燃機関１の制振用にモータ／ジェネレータ２２を新たに設ける構成に代えて、車両に予め備えられたオルタネータを用いて、発電時の負のトルクによりトルク変動の抑制を行ってもよい。この場合、車両本体の蓄電手段であるバッテリ１０１の充電残量によっては、該オルタネータの発電又は該バッテリ１０１の放電のいずれかを主とせざるを得ない可能性もあるが、オルタネータを備えた既存の車両構成を殆ど変更する必要がないため、コストを最低限に抑えられるという利点がある。
【００５４】
或いは、モータ／ジェネレータ２２に代えて直流モータを配設し、該直流モータによってクランク軸１３へ制振トルクを付与することでも、コストを低減することができる。
次に、ＥＣＵ２０とは別体かつＥＣＵ２０と相互通信可能な電子コントローラを設けてもよい。これにより、ＶＥＬ１６やＶＴＣの駆動制御，モータ／ジェネレータ２２の駆動又は発電の制御，バッテリ１０１及び前記第２蓄電手段の充放電制御などの各制御のうち、相互に関連の深い制御を該電子コントローラにまとめて行わせるなどして、これら各制御を効率化することが可能となる。また、ＥＣＵ２０は、各種制御の負担が軽減し、各種制御にともなう過熱を抑えることも可能となる。
【００５５】
なお、この場合、ＶＥＬ１６（電動アクチュエータ３６）又は該電子コントローラの少なくとも一方の消費電力を考慮しながら、バッテリ１０１又は前記第２蓄電手段の充電残量の管理や、モータ／ジェネレータ２２の駆動又は発電の制御を行うとよい。また、ＶＥＬ１６（電動アクチュエータ３６）及び該電子コントローラへは、前記第２蓄電手段から電力を供給することもできる。
【００５６】
さらに、内燃機関１を制振するための各種装置を、車両や内燃機関１とは独立して構成し、予め制御目標値等を設定した状態で既存の車両に搭載することで、車両のレイアウトを大幅に変更することなく、低いコストで該各種装置を車両へ増設できる。
また、気筒が複数のバンクを形成し、ＶＥＬ１６を各バンク（気筒群）単位で制御可能な構成では、各バンク単位で吸気弁７のバルブリフト量を制御して気筒を休止させると、簡易な構成によって効率的な制御が可能となると共に、爆発間隔の不均等によるトルク変動を最低限に抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態のシステム構成図。
【図２】本発明の第１実施形態に用いられる可変バルブリフト量制御手段の要部斜視図。
【図３】図２のＡ矢視図。
【図４】Ａは前記可変バルブリフト量制御手段の最小リフト量時の開弁状態を示す作用説明図。Ｂは最小リフト時における閉弁状態を示す作用説明図。
【図５】Ａは前記可変バルブリフト量制御手段の最大リフト量時の開弁状態を示す作用説明図。Ｂは最大リフト時における閉弁状態を示す作用説明図。
【図６】Ａは従来の構成の全気筒運転時、Ｂは従来の構成の一部気筒休止時、におけるクランク角とクランク軸に作用するトルクとの関係を例示する図。
【図７】本発明の第１実施形態に係る一部気筒休止時の逆位相トルクの説明図。
【図８】本発明の第１実施形態に係わるフローチャート。
【図９】図８のステップＳ３の詳細を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るクランク軸の回転変動及びトルク変動，逆位相トルク，回転電機の制御の切り換えの説明図。
【図１１】図９のステップＳ１４の詳細を示すフローチャート。
【図１２】Ａは図１０の線ｃの消費電力増加側へのシフトに係る説明図。Ｂは図１０の線ｃの発電電力増加側へのシフトに係る説明図。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る回転電機の駆動及び発電の位相遅れの説明図。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る回転電機による負のトルクの出力時における該回転電機の駆動と発電との切り換えを示すフローチャート。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る回転電機を電動機とすることによるクランク軸に対する負のトルク付与の説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１      内燃機関
７      吸気弁
１０    排気弁
１３    クランク軸（出力軸）
１６    ＶＥＬ（可変動弁機構）
２０    コントロールユニット（ＥＣＵ）
２２    モータ／ジェネレータ（回転電機）
１０１  バッテリ（第１蓄電手段）
【図１】
0005142374.tif 000002
【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】
0005142374.tif 000008
【図８】
0005142374.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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