(57)【要約】【課題】気筒休止運転時においてもカムシャフトに作用するトルク変動を抑制することができる内燃機関の動弁装置を提供する。【解決手段】吸気バルブ１３を開閉駆動する吸気カム２５と、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えた吸気カムシャフト２０と、一部の気筒における機関バルブの開閉動作を停止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構３０とを備える内燃機関の動弁装置において、ポンプカムを備えた吸気カムシャフト２０は、気筒休止運転時に稼働する稼働気筒の吸気バルブ１３を開閉駆動するカムシャフトであって、該ポンプカムは、その駆動トルクが最大となる位相が、吸気カム２５の駆動トルクが最大となる位相と一致しないように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の機関バルブを開閉駆動するバルブカムと、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えたカムシャフトと、
一部の気筒における前記機関バルブの開閉動作を停止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構とを備えた内燃機関の動弁装置において、
前記ポンプカムを備えた前記カムシャフトは、気筒休止運転時に稼働する稼働気筒の前記機関バルブを開閉駆動するカムシャフトであって、前記ポンプカムは、その駆動トルクが最大となる位相が前記バルブカムの駆動トルクが最大となる位相と一致しないように設けられていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の動弁装置において、
前記ポンプカムを備えた前記カムシャフトに、その回転位相を変更する位相変更機構をさらに備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項３】
内燃機関の機関バルブを開閉駆動するバルブカムと、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えたカムシャフトと、
前記燃料ポンプを稼働して、前記内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁に対し燃料を圧送するとともに、前記燃料ポンプの稼働を停止して、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路用燃料噴射弁に燃料を供給するポンプ制御手段と、
一部の気筒における前記機関バルブの開閉動作を停止し、各気筒の稼働を休止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構とを備えた内燃機関の動弁装置において、
前記ポンプカムは、その駆動トルクが最大となる位相が前記バルブカムの駆動トルクが最大となる位相と一致しないように設けられ、
前記ポンプ制御手段は、気筒休止運転の際に、前記燃料ポンプの稼働を停止して前記吸気通路用燃料噴射弁に燃料を供給することを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項４】
内燃機関の機関バルブを開閉駆動するバルブカムと、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えたカムシャフトと、
前記燃料ポンプを稼働して、前記内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁に対し燃料を圧送するポンプ制御手段と、
一部の気筒における前記機関バルブの開閉を停止し、各気筒の稼働を休止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構と、
気筒休止運転の際に、目標燃料圧力を全気筒運転時よりも低く設定する目標燃圧設定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の動弁装置において、
前記目標燃圧設定手段は、全気筒運転用の目標燃圧マップと、この目標燃圧マップよりも目標燃圧が低く設定された気筒休止運転用の目標燃圧マップとを用いて目標燃圧を設定することを特徴とする内燃機関の動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関では、低圧ポンプによって送出された燃料を加圧して筒内噴射用の燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプを有している。この内燃機関において、上記燃料ポンプを、吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するカムシャフトによって駆動する動弁装置が知られている。こうした動弁装置では、カムシャフトに燃料ポンプを駆動するポンプカムが設けられ、このポンプカムが燃料ポンプのピストンに圧接されている。そして、カムシャフトが回転することにより、ポンプカムのカムプロフィールに従ってピストンが往復駆動される。これにより、カムシャフトには、ポンプの吸入工程・加圧工程に応じて変動するトルク変動が加わる。
【０００３】
また、カムシャフトには、上記したポンプ駆動によるトルク変動に加えてバルブの開閉動作に応じたトルク変動が加わる。即ち、吸気バルブ及び排気バルブは、バルブスプリングにより閉弁位置に付勢されているため、バルブを開弁させる際には、反回転方向の駆動トルクが作用し、バルブを閉弁させる際には、回転方向の駆動トルクが作用する。
【０００４】
従って、ポンプカムが設けられたカムシャフトには、ポンプ駆動によるトルク変動と、バルブ開閉に伴うトルク変動とが加わることになる。そして、それらのトルク変動が重複されて変動幅が増大した場合には、カムシャフトを駆動するタイミングチェーンやタイミングベルトといった伝達部材の張力が過大となり、伝達部材の耐用寿命の低下を招くといった問題があった。
【０００５】
特に、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関においては、インクジェクタのデポジット低減や、機関全負荷時の出力向上を図るため、要求される燃圧が高くなり、燃料供給ポンプの駆動トルクは増大する傾向にある。
【０００６】
この問題に対し、特許文献１には、トルク変動の重複を抑制するようにバルブカムとポンプカムとの位相関係を設定した動弁装置が記載されている。この装置によれば、ポンプカムのバルブカムに対する位相を調整することにより、バルブ開閉によるトルク変動と、ポンプ駆動によるトルク変動とが互いに相殺し合い、トルク変動の変動幅の増大を抑制することができる。
【特許文献１】特許３４８８５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、一部の気筒の稼働を停止させる気筒休止運転（減筒運転）を行うことにより、燃費の改善を図る内燃機関が提案されている。この種の内燃機関では、一部の気筒の機関バルブのリフト停止動作を停止させるリフト停止機構を備えている。
【０００８】
しかし、バルブカムとポンプカムとの位相関係を上記のように設定した動弁装置で、気筒休止運転が行われる場合、ポンプ駆動によるトルク変動とバルブ開閉によるトルク変動との相殺効果が得られず、カムシャフトのトルク変動の変動幅が増大してしまう問題がある。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒休止運転時
においてもカムシャフトに作用するトルク変動を抑制することができる内燃機関の動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するための手段及び作用効果について以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の機関バルブを開閉駆動するバルブカムと、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えたカムシャフトと、一部の気筒における前記機関バルブの開閉動作を停止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構とを備える内燃機関の動弁装置において、前記ポンプカムを備えた前記カムシャフトは、気筒休止運転時に稼働する稼働気筒の前記機関バルブを開閉駆動するカムシャフトであって、前記ポンプカムは、その駆動トルクが最大となる位相が前記バルブカムの駆動トルクが最大となる位相と一致しないように設けられていることを要旨とする。
【００１１】
上記構成では、気筒休止運転時に稼働する稼働気筒の機関バルブを開閉駆動するカムシャフトに、燃料ポンプを駆動するポンプカムを設けている。このため、このカムシャフトには、機関バルブを駆動する際のバルブ駆動トルク変動と、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動トルク変動とが作用する。このポンプカムは、ポンプカムの駆動トルクが最大となる位相がバルブカムの駆動トルクが最大となる位相と一致しないようにカムシャフトに設けられている。従って、気筒休止運転時においても、ポンプカムによる駆動トルク変動と、バルブカムによる駆動トルク変動とが互いに相殺し、カムシャフトに作用するトルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の動弁装置において、前記ポンプカムを備えた前記カムシャフトに、その回転位相を変更する位相変更機構をさらに備えたことを要旨とする。
【００１３】
上記構成では、ポンプカムが形成されたカムシャフトに、その回転位相を変更する位相変更機構をさらに備えている。上記したように該カムシャフトに作用する駆動トルク変動は、その最大値及び変動幅が抑制されているため、駆動トルクをカムシャフトに加えてその回転位相を変更する際、ポンプカム及びバルブカムによる駆動トルク変動による悪影響を与えるのを防止することができる。このため、気筒休止運転時でもバルブタイミング制御の制御性を向上することができる。
【００１４】
上記問題点を解決するために、請求項３に記載の発明は、内燃機関の機関バルブを開閉駆動するバルブカムと、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えたカムシャフトと、前記燃料ポンプを稼働して、前記内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁に対し燃料を圧送するとともに、前記燃料ポンプの稼働を停止して、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路用燃料噴射弁に燃料を供給するポンプ制御手段と、一部の気筒における前記機関バルブの開閉動作を停止し、各気筒の稼働を休止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構とを備えた内燃機関の動弁装置において、前記ポンプカムは、その駆動トルクが最大となる位相が前記バルブカムの駆動トルクが最大となる位相と一致しないように設けられ、前記ポンプ制御手段は、気筒休止運転の際に、前記燃料ポンプの稼働を停止して前記吸気通路用燃料噴射弁に燃料を供給することを要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、気筒休止運転の際に、筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料噴射量を全気筒運転時の噴射量よりも減少させる。これにより、ポンプカムの駆動トルクが減少するため、ポンプ駆動トルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。従って、気筒休止運転時に、バルブ駆動トルク変動によりポンプ駆動トルク変動の相殺効果が得られなくなっても、ポンプカムが設けられたカムシャフトに作用する駆動トルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。
【００１６】
上記問題点を解決するために、請求項４に記載の発明は、内燃機関の機関バルブを開閉駆動するバルブカムと、燃料を加圧する燃料ポンプを駆動するポンプカムとを備えたカムシャフトと、前記燃料ポンプを稼働して、前記内燃機関の燃焼室に直接噴射する筒内噴射用燃料噴射弁に対し燃料を圧送するポンプ制御手段と、一部の気筒における前記機関バルブの開閉を停止し、各気筒の稼働を休止させて気筒休止運転を行うリフト停止機構と、気筒休止運転の際に、目標燃料圧力を全気筒運転時よりも低く設定する目標燃圧設定手段とを備えたことを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、気筒休止運転時には、目標燃料圧力を、全気筒運転時よりも低く設定する。従って、燃料ポンプからの燃料供給量を抑制することができるため、ポンプカムの駆動トルクを低減できる。このため、ポンプカムが設けられたカムシャフトに作用するポンプ駆動トルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の動弁装置において、前記制御手段は、全気筒運転用の目標燃圧マップと、この目標燃圧マップよりも目標燃圧が低く設定された気筒休止運転用の目標燃圧マップとを用いて目標燃圧を設定することを要旨とする。
【００１９】
上記構成によれば、気筒休止運転用の目標燃圧マップは、全気筒運転用のマップよりも同じ条件下における目標燃圧が低く設定され、気筒休止運転時にはそのマップを用いて目標燃圧を設定する。このため、ポンプカムの駆動トルクを低減し、ポンプカムが設けられたカムシャフトに作用するポンプ駆動トルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、本発明の動弁装置を搭載した内燃機関であるＶ型エンジン１の概略図である。
【００２１】
エンジン１は、左バンク２及び右バンク３を備えており、左バンク２及び右バンク３は、開き角９０°をもってＶ字状に配置されている。エンジン１は、左バンク２及び右バンク３にそれぞれ３気筒を有する６気筒エンジンである。
【００２２】
シリンダブロック４から構成される各気筒５には、ピストン６が往復移動可能に設けられている。このピストン６は、コンロッド７を介してクランクシャフト８に連結されている。また、ピストン６の上端面とシリンダヘッド９により構成される燃焼室１０には、シリンダヘッド９に設けられた吸気ポート１１及び排気ポート１２が連通している。また、シリンダヘッド９には、筒内噴射用の燃料噴射弁１８と、点火プラグ１７と、ポート噴射用の燃料噴射弁１９とが設けられている。
【００２３】
さらにシリンダヘッド９には、吸気バルブ１３及び排気バルブ１４といった機関バルブが往復移動可能に備えられる。吸気バルブ１３及び排気バルブ１４は、バルブスプリング１５により閉弁方向に付勢力を付与されている。
【００２４】
左バンク２のシリンダヘッド９上部には、左バンク２の吸気バルブ１３及び排気バルブ１４を開閉させるための第１吸気カムシャフト２０及び第１排気カムシャフト２１が回動可能に支持されている。
【００２５】
同様に、右バンク３のシリンダヘッド９上部には、右バンク３の吸気バルブ１３及び排
気バルブ１４を開閉させるための第２吸気カムシャフト２２及び第２排気カムシャフト２３が回動可能に支持されている。
【００２６】
図２は、上記各カムシャフト２０〜２３の平面図である。左バンク２の第１吸気カムシャフト２０及び第１排気カムシャフト２１は互いに平行に配置され、右バンク３の第２吸気カムシャフト２２及び第２排気カムシャフト２３もまた互いに平行に配置されている。各カムシャフト２０〜２３の一端には、スプロケット３５〜３８が、各カムシャフト２０〜２３と一体に回転可能に設けられており、クランクシャフト８の回転がタイミングチェーン３４を介して伝達される。
【００２７】
各吸気カムシャフト２０，２２には、各気筒５の吸気バルブ１３を駆動するバルブカムとしての３対の吸気カム２５が等間隔に設けられている。各排気カムシャフト２１，２３には、各気筒５の排気バルブ１４を駆動するバルブカムとしての３対の排気カム２６が等間隔に設けられている。
【００２８】
各吸気カムシャフト２０，２２のうち、左バンク２に設けられた第１吸気カムシャフト２０には、燃料ポンプ５５（図３参照）を駆動するためのポンプカム４１が設けられている。ポンプカム４１は、例えば３つのカムノーズを１２０°毎に有する形状に形成されている。
【００２９】
また、各吸気カムシャフト２０，２２には、位相変更機構としてのバルブタイミング可変機構４０，４２がそれぞれ設けられている。バルブタイミング可変機構４０，４２は、ベーンロータ及びスプロケット３５，３７に対し回転可能に固定されたケース（図示略）を備え、上記ベーンロータは、上記ケースに対して相対回動可能な状態で収容され、各吸気カムシャフト２０，２２に一体に回転可能に固定されている。このケース内の溝と、上記ベーンロータに設けられた各ベーンとの間には油室が形成されており、この油室に作動油が供給されることにより、上記ベーンロータを上記ケースに対して相対回動させる駆動トルクが発生する。この駆動トルクにより、ベーンロータに固定された各吸気カムシャフト２０，２２が相対回動されるようになっている。即ち、吸気バルブ１３の開弁期間を一定に保持した状態で、吸気バルブ１３の開弁時期及び閉弁時期が進角側及び遅角側に変更される。
【００３０】
また、図１に示すように、第１吸気カムシャフト２０及び第２吸気カムシャフト２２の各吸気カム２５と、吸気バルブ１３との間には、吸気ロッカアーム２８が設けられている。吸気ロッカアーム２８は、図示しないローラを備えており、回転する吸気カム２５がこのローラを押圧することにより、吸気ロッカアーム２８は、ラッシュアジャスタ３２との接点を中心に揺動し、吸気バルブ１３を閉弁方向に付勢するバルブスプリング１５の付勢力に抗して吸気バルブ１３を押圧する。これにより、吸気バルブ１３は、バルブスプリング１５の付勢力に抗して開弁方向に押圧され、燃焼室１０と吸気ポート１１とが連通される。このとき、第１及び第２吸気カムシャフト２０，２２には、バルブスプリング１５の付勢力により、反回転方向の駆動トルクが作用する。
【００３１】
また、吸気カム２５の回転に伴い、吸気バルブ１３は、バルブスプリング１５の付勢力により閉弁方向に押圧される。これにより、燃焼室１０と吸気ポート１１との連通が遮断される。このとき、第１及び第２吸気カムシャフト２０，２２には、バルブスプリング１５の付勢力により回転方向の駆動トルクが作用する。
【００３２】
一方、第１及び第２排気カムシャフト２１，２３の排気カム２６と排気バルブ１４との間には排気ロッカアーム２９が設けられている。排気ロッカアーム２９は、吸気ロッカアーム２８と同様に、回転する排気カム２６からの押圧力を受けて、ラッシュアジャスタ３
２との接点を中心に揺動し、排気バルブ１４を押圧する。これにより、排気バルブ１４はバルブスプリング１５の付勢力に抗して開弁方向に押圧され、燃焼室１０と排気ポート１２とが連通される。このとき、第１及び第２排気カムシャフト２１，２３には、バルブスプリング１５の付勢力により、反回転方向の駆動トルクが作用する。尚、エンジン１の一連の工程（吸気、圧縮、燃焼、排気工程）において、クランクシャフト８は２回転（７２０°ＣＡ）し、各カムシャフト２０〜２３はそれぞれ１回転する。
【００３３】
また、このエンジン１においては、全気筒を稼働させる全気筒運転の他に、機関運転状態に応じて一部の気筒５の稼働を停止させる気筒休止運転（減筒運転）を行う。本実施形態では、気筒休止運転の際には、燃料噴射の停止、及び点火プラグ１７への通電の停止を行い、さらにリフト停止機構３０を駆動して、吸気バルブ１３及び排気バルブ１４のリフト動作を停止する。
【００３４】
リフト停止機構３０は、ポンプカム４１が設けられていない右バンク３の吸気ロッカアーム２８と、同じく右バンク３の排気ロッカアーム２９にそれぞれ設けられている。リフト停止機構３０の作動時、即ち気筒休止運転の際には、各カム２５，２６と各バルブ１３，１４との間に設けられたローラが、各ロッカアーム２８，２９に対して相対移動可能となる。このため、吸気カム２５及び排気カム２６によって上記ローラが押圧されると、同ローラは各ロッカアーム２８，２９に対して相対移動し、空振りのような状態となる。その結果、各ロッカアーム２８，２９の揺動は停止され、吸気バルブ１３及び排気バルブ１４のリフト動作が停止される。
【００３５】
また、リフト停止機構３０の非作動時には、各ロッカアーム２８，２９のローラの相対移動が規制される。これにより、回転する吸気カム２５及び排気カム２６によって上記ローラが押圧され、吸気ロッカアーム２８及び排気ロッカアーム２９が揺動して吸気バルブ１３及び排気バルブ１４がそれぞれ開閉動作される。
【００３６】
次に、エンジン１の燃料供給装置について、図３に従って説明する。燃料供給系５０は、燃料を貯留する燃料タンク５１と、燃料通路途中に設けられたフィードポンプ（図示略）及びプレッシャレギュレータ等を有している。このフィードポンプの駆動により、燃料タンク５１に貯留された燃料は、燃料通路５２を介して左バンク２の低圧側分配管５３及び右バンク３の低圧側分配管５４にそれぞれ送出される。低圧側分配管５３，５４は、送出された燃料を、各気筒５の吸気ポート１１に設けられたポート用の燃料噴射弁１９にそれぞれ分配する。そして、燃料噴射弁１９の開弁動作を通じて、対応する各吸気ポート１１への燃料噴射がそれぞれ行われる。
【００３７】
また、燃料供給系５０は、上記ポンプカム４１によって駆動される燃料ポンプ５５を備えている。燃料ポンプ５５は、シリンダ５６及びプランジャ５７を備え、プランジャ５７は、ポンプリフタ７１を介して、第１吸気カムシャフト２０に設けられたポンプカム４１に当接している。プランジャ５７とポンプリフタ７１との間に介在するスプリング５９は、プランジャ５７をポンプカム４１側に付勢している。
【００３８】
第１吸気カムシャフト２０の回転に伴いポンプカム４１が回転すると、ポンプカム４１のカムプロフィールに従ってプランジャ５７がシリンダ５６内を往復移動し、高圧状態にされた燃料が左バンク２の高圧側分配管６０と右バンク３の高圧側分配管６１とにそれぞれ圧送される。高圧側分配管６０，６１は、連通管６０Ａによって互いに連通されている。また、上記したように本実施形態のポンプカム４１は、３つのカムノーズを有しているので、クランクシャフト８が２回転する間に、燃料圧送を３回行うことができる。
【００３９】
高圧側分配管６０，６１内の高圧燃料は、各気筒毎に設けられた筒内噴射用の燃料噴射
弁１８に対し分配される。そして燃料噴射弁１８の開弁動作により、燃焼室１０に対する燃料噴射が行われる。また、燃料ポンプ５５には、電磁スピル弁５８が設けられ、その開弁期間によって、高圧側分配管６０，６１に分配される燃料量が調整されている。
【００４０】
また、高圧側分配管６０には、各分配管６０，６１の内部の燃料圧力を検出する燃圧センサ６２が設けられている。さらに、高圧側分配管６１には、燃料タンク５１に高圧燃料をリリーフするためのリリーフバルブ６３が接続されている。リリーフバルブ６３が開弁すると、高圧側分配管６１の燃料がドレイン通路６４を介して燃料タンク５１に戻り、高圧側分配管６０，６１の燃料圧力が低下して適切な燃料圧力に維持される。
【００４１】
このリリーフバルブ６３の開閉制御、上記燃料ポンプ５５の制御等は、電子制御装置（ＥＣＵ）６５によって行われる。尚、本実施形態では、この電子制御装置６５は、ポンプ制御手段、目標燃圧設定手段に相当し、燃料ポンプ５５の制御や、筒内噴射及びポート噴射といった噴射方式の切り換えだけでなく、内燃機関全体の制御を司るものとする。
【００４２】
この電子制御装置６５には、上記燃圧センサ６２、アクセルポジションセンサ６６、スロットルポジションセンサ６７、クランクポジションセンサ６８、エアフローメータ６９、水温センサ７０等から送信された検出信号が入力される。アクセルポジションセンサ６６は、アクセルペダルの踏込量を検出し、スロットルポジションセンサ６７は、スロットルバルブの開度を検出する。クランクポジションセンサ６８は、クランクシャフト８の近傍に設けられ、同シャフトの回転速度を検出する。エアフローメータ６９は、吸入空気量を検出し、水温センサ７０は、シリンダブロック４に取り付けられて、ウォータージャケット内を循環する冷却水の温度を検出する。
【００４３】
また、電子制御装置６５の出力ポートには、各燃料噴射弁１８，１９、点火プラグ１７、バルブタイミング可変機構４０の駆動回路、リフト停止機構３０の駆動回路等が接続されている。
【００４４】
電子制御装置６５は、入力した各種検出信号に基づいて、負荷及びエンジン回転速度をそれぞれ演算し、演算した負荷及びエンジン回転速度からエンジン１の運転状態を特定する。そして、燃焼室１０への吸入空気量が多い高負荷運転時には、筒内噴射用の燃料噴射弁１８から気筒内に直接燃料噴射を行う。また、燃焼室１０への吸入空気量が少ない低負荷運転時には、吸気ポート１１の燃料噴射弁１９から燃料噴射を行う。
【００４５】
次に、気筒休止運転の開始の可否を決定するための処理手順について図４に従って説明する。まず、電子制御装置６５により、水温センサ７０から入力した検出信号に基づいて、エンジン１の冷却水温が所定値Ａよりも高いか否かが判断される（ステップＳ１０１）。即ち、燃焼状態を良好に維持しにくくなるエンジン１の低温時には、気筒休止運転の実行が、稼働気筒での燃焼状態の悪化を招くおそれがある。このため、所定値Ａには、気筒休止運転を実行しても不具合が生じるおそれがない値として、予め実験等により定められた値が用いられる。
【００４６】
冷却水温が所定値Ａ以下である場合（ステップＳ１０１においてＮＯ）、気筒休止運転が停止され、全気筒運転が実行される（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１において、冷却水温が所定値Ａ超である場合（ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、図５に示すマップを用いて、気筒休止運転が実行される運転領域であるか否かが判断される（ステップＳ１０３）。
【００４７】
図５に示すマップは、横軸にエンジン回転速度、縦軸にエンジン負荷をとり、気筒休止運転が実行される気筒休止領域Ｚ１と、全気筒運転が実行される全気筒領域Ｚ２とを規定
したマップである。気筒休止領域Ｚ１は、低回転低負荷領域に設定され、全気筒領域Ｚ２は、気筒休止領域Ｚ１よりも高回転高負荷領域に設定されている。電子制御装置６５が演算したエンジン回転速度及びエンジン負荷で特定される点が、マップの気筒休止領域Ｚ１内にある場合には気筒休止運転が実行され、エンジン回転数及びエンジン負荷で特定される点が全気筒領域Ｚ２にある場合には、全気筒運転が実行される。
【００４８】
また、ステップＳ１０３において、気筒休止運転が実行される運転領域であると判断されると（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、気筒休止運転が実行される（ステップＳ１０４）。即ち、電子制御装置６５により、リフト停止機構３０が駆動され、燃料噴射が停止し、点火プラグ１７への通電が停止される。
【００４９】
一方、ステップＳ１０３において、気筒休止運転が実行される運転領域でないと判断されると（ステップＳ１０３においてＮＯ）、全気筒運転が実行される（ステップＳ１０５）。
【００５０】
次に、ポンプカム４１が設けられた第１吸気カムシャフト２０に作用するトルク変動と、気筒休止運転時のトルク変動とについて詳述する。各吸気カムシャフト２０，２２の吸気カム２５は、バルブ開閉タイミングによりその位相が設定されるが、ポンプカム４１の位相は任意に設定することができる。
【００５１】
吸気カム２５のみが設けられた第２吸気カムシャフト２２には、吸気バルブ１３を開閉駆動することによるトルク変動しか作用しないが、吸気カム２５及びポンプカム４１が形成された第１吸気カムシャフト２０には、吸気バルブ１３を開閉駆動することにより駆動トルクの変動が発生する。即ち、吸気バルブ１３を開弁する際には、反回転方向の駆動トルクが作用し、吸気バルブ１３を閉弁する際には、バルブスプリング１５の付勢力により回転方向の駆動トルクが作用する。また、第１吸気カムシャフト２０には、燃料ポンプ５５を駆動することにより発生する駆動トルクの変動がさらに作用する。尚、この燃料ポンプ５５の駆動による駆動トルクは、スピル弁５８が閉弁状態であって燃料の加圧が行われる際に増大し、またその大きさはポンプリフタ７１のリフト量に応じて変化する。また、第２吸気カムシャフト２２には、ポンプカム４１が設けられていないため、各排気カムシャフト２１，２３と同様にバルブ駆動トルク変動のみが作用する。
【００５２】
図６に、第１吸気カムシャフト２０に作用する駆動トルク変動を、クランク角θに対応させて示す。尚、同図は、全気筒運転時に発生する駆動トルク変動である。図中、破線でバルブ駆動トルク変動を示し、１点鎖線でポンプ駆動トルク変動を示している。また、バルブ駆動トルク変動及びポンプ駆動トルク変動の合成トルク変動を実線で示している。
【００５３】
バルブ駆動トルク変動は、クランクシャフト８が２回転する間に、同一の波形が３回繰り返される。また、ポンプ駆動トルク変動では、ポンプカム４１が３つのカムノーズを有することから、クランクシャフト８が２回転する間に、同一の波形が３回繰り返される。また、ポンプ駆動トルク変動の最大値（トルクピーク）は、バルブ駆動トルク変動の最大値よりも大きくなっている。
【００５４】
吸気カム２５に対するポンプカム４１の相対回転位相は、ポンプ駆動トルク変動の最大値が、バルブ駆動トルク変動の最小値と略重なるように調整されている。その結果、ポンプ駆動トルク変動が、バルブ駆動トルク変動により相殺され、図中実線で示すように、合成トルク変動の変動幅の増大が抑制される。
【００５５】
本実施形態との比較のため、図７に、ポンプ駆動トルクの最大値と、バルブ駆動トルクの最大値とが重複した場合の合成トルク変動を示す。この場合、実線で示すように、第１
吸気カムシャフト２０に加わる合成トルク変動は、本実施形態に比べ、その最大値も変動幅も大きくなっていることがわかる。
【００５６】
そして、ポンプ駆動トルク変動とバルブ駆動トルク変動との位相を調整した状態で、右バンク３の各気筒５を休止させる気筒休止運転を実行すると、左バンク２の各気筒５のみが稼働する状況となる。右バンク３にポンプカム４１を設けた場合、各バルブ１３，１４のリフト動作が停止することから、吸気カムシャフト２２にはポンプ駆動トルク変動しか作用せず、各トルク変動の相殺効果が得られないが、本実施形態では、気筒休止運転時の稼働バンクにポンプカム４１を設けている。このため、気筒休止運転時においても、第１吸気カムシャフト２０に加わるポンプ駆動トルク変動は、バルブ駆動トルク変動によって相殺される。
【００５７】
一方、本実施形態との比較のために、図８に、ポンプカム４１を、気筒休止する右バンク３の第２吸気カムシャフト２２に設けた場合のトルク変動を示す。右バンク３の吸気カムシャフト２２にポンプカム４１を設けた場合、気筒休止運転時に吸気バルブ１３のリフト動作が停止されるため、バルブスプリング１５の付勢力により生じる回転方向の駆動トルクも第２吸気カムシャフト２２に伝達されない状態になる。このため、第２吸気カムシャフト２２には、ポンプ駆動によるポンプ駆動トルク変動のみが加わる。その結果、ポンプ駆動トルク変動は、バルブ駆動トルク変動によって相殺されず、第２吸気カムシャフト２２に加わるトルク変動が大きくなることがわかる。
【００５８】
その結果、そのトルク変動により、第１吸気カムシャフト２０によって駆動される吸気バルブ１３のバルブタイミング制御に好ましくない影響を与え、その制御性を低下させてしまう。即ち、バルブタイミング可変機構４０の上記ベーンロータには、該ベーンロータに固定された第１吸気カムシャフト２０のトルク変動も作用するため、第１吸気カムシャフト２０のトルク変動が大きいと、該カムシャフト２０の回転位相を適切に保持できなくなり、応答性の低下等のバルブタイミングの制御の乱れが生じる。
【００５９】
本実施形態においては、気筒休止運転時の稼働バンクに設けられた吸気カムシャフト２０にポンプカム４１を設けているため、気筒休止運転時にも、ポンプ駆動トルク変動とバルブ駆動トルク変動との相殺効果が得られ、バルブタイミングの制御性を良好に維持することができる。
【００６０】
第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１実施形態では、燃料ポンプ５５を駆動するポンプカム４１を、気筒休止運転時に稼働する左バンク２に備えられ、バルブタイミング可変機構４０が固定された第１吸気カムシャフト２０に設けるようにした。また、ポンプカム４１は、その駆動トルクが最大となる位相が、吸気カム２５の駆動トルクが最大となる位相と一致しないように第１吸気カムシャフト２０に形成した。従って、気筒休止運転時においても、ポンプ駆動トルク変動が、吸気カム２５による駆動トルク変動とにより相殺され、吸気カムシャフト２０に作用するトルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。従って、気筒休止運転時にも、バルブタイミング制御に悪影響を及ぼすことなく、その制御性を良好に保持することができる。また、タイミングチェーン３４等の耐用寿命を向上させることができる。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図９〜図１０に従って説明する。尚、第２の実施形態は、第１の実施形態の処理手順及び一部の構成を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００６２】
尚、図９に示すように、本実施形態では、ポンプカム４１は、各吸気カムシャフト２０
，２２の両方に設けられているが、気筒休止運転時に休止する休止バンクのカムシャフトに設けられていてもよいし、気筒休止運転時に稼働する稼働バンクのカムシャフトに設けられていてもよい。また、各ポンプカム４１は、上記したように、ポンプ駆動トルク変動が最大となる位相と、バルブ駆動トルク変動が最大となる位相とが一致しないように各吸気カムシャフト２０，２２にそれぞれ形成されている。
【００６３】
次に、気筒休止運転時の燃料噴射制御について、図１０に従って説明する。まず、電子制御装置６５により、気筒休止運転が開始されるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。気筒休止運転が開始されると判断した場合には（ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、燃料ポンプ５５が稼働状態にあり、その時点で筒内噴射が実行されているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。スピル弁５８が通電され、閉弁状態になっている場合、燃料ポンプ５５が稼働し、筒内噴射を実行していると判断する（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）。そして、スピル弁５８を非通電状態として開弁し、燃料ポンプ５５の稼働を停止し（ステップＳ２０３）、筒内噴射からポート噴射に切り換える。
【００６４】
その結果、気筒休止運転が実行される際には、ポンプカム４１が形成された吸気カムシャフト２０，２２には、大きな変動幅を有する駆動トルク変動が作用しない。このため、気筒休止運転時のトルク変動の最大値及び変動幅の増大を抑制することができる。
【００６５】
さらに、電子制御装置６５により、気筒休止運転を終了するか否かを判断し（ステップＳ２０４）、気筒休止運転が終了しない場合には（ステップＳ２０４においてＮＯ）、ポンプ稼働を停止した状態を維持して、ポート噴射を継続する（ステップＳ２０３）。気筒休止運転を終了すると判断した場合には（ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、気筒休止運転時の燃料噴射制御を終了し、通常の燃料噴射制御に移行する。
【００６６】
一方、ステップＳ２０２において、スピル弁５８が非通電状態であり、開弁状態となっている場合には、上記プレッシャレギュレータから吐出された燃料は、燃料ポンプ５５で加圧されることなく、低圧状態で低圧側分配管５３，５４に分配される。そして、低圧側分配管５３，５４内の燃料は、燃料噴射弁１９により、吸気ポート１１に噴射される。この場合、第１吸気カムシャフト２０には、バルブ駆動トルク変動のみが加わる。
【００６７】
従って、第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（２）第２実施形態では、ポンプカム４１は、その駆動トルクが最大となる位相が、吸気カム２５の駆動トルクが最大となる位相と一致しないように各吸気カムシャフト２０，２２にそれぞれ設けられている。また、気筒休止運転の際には、スピル弁５８への通電を停止して燃料ポンプ５５による燃料加圧を停止し、吸気ポート１１に設けられた燃料噴射弁１９から気筒内に直接噴射するようにした。従って、気筒休止運転時に、吸気バルブ１３のリフト動作が停止されることにより、バルブトルク変動によるポンプ駆動トルク変動の相殺効果が得られなくなっても、ポンプ駆動トルク自体を低減させることにより、各吸気カムシャフト２０，２２に作用するトルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。このため、気筒休止運転時でも、各吸気カムシャフト２０，２２に固定されたバルブタイミング可変機構４０，４２の制御性を良好に保持することができる。
【００６８】
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図１１及び図１２に従って説明する。尚、第３実施形態は、第１実施形態の処理手順及び一部の構成を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。尚、ポンプカム４１は、第２実施形態と同様に、各バンク２，３に設けられている構成とするが、気筒休止運転時に休止するバンクのカムシャフトに設けられていてもよいし、気筒休止運転時に稼働するバンクのカムシャフトに設けられていてもよい。また、ポンプカム４１は、上記したように、ポンプ
駆動トルク変動が最大となる位相と、バルブ駆動トルク変動が最大となる位相とが一致しないようにカムシャフトに設けられているものとする。
【００６９】
電子制御装置６５は、筒内噴射を実行する際、演算したエンジン負荷やエンジン回転数に応じて目標燃圧を設定し、燃圧センサ６２によって検出した実燃圧を目標燃圧に近づけるように筒内噴射用の燃料噴射弁１８に圧送する燃料吐出量を制御する。
【００７０】
本実施形態では、電子制御装置６５のＲＯＭには、全気筒運転時用の目標燃圧マップと、気筒休止運転用の目標燃圧マップとがそれぞれ格納されている。図１１（ａ）は、全気筒運転時の燃料圧力マップ、図１１（ｂ）は、気筒休止運転時の燃料圧力マップの一例である。各燃料圧力マップは、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた目標燃圧を設定し、高負荷高回転になるほど高い目標燃圧を設定している（即ち、目標燃圧Ｐ１＜目標燃圧Ｐ２＜目標燃圧Ｐ３）。尚、この燃料圧力マップは目標燃圧を３段階に設定したが、３段階以外でもよい。
【００７１】
気筒休止運転用の燃料圧力マップは、全気筒運転時用の燃料圧力マップよりも、同じ条件下での目標燃圧を低く設定している。電子制御装置６５は、全気筒運転及び気筒休止運転によって、使用する燃料圧力マップを切り換えるようにしている。
【００７２】
気筒休止運転の際には、電子制御装置６５は、その時点のエンジン負荷及びエンジン回転数を取得し、気筒休止運転用の目標燃圧マップをＲＯＭから読み出す。さらに、取得したエンジン負荷及びエンジン回転速度に該当する目標燃圧を設定する。そして、燃圧センサ６２が検出した実燃圧と目標燃圧とを比較して、実燃圧が目標燃圧に近付くように燃料ポンプ５５をフィードバック制御する。即ち、実燃圧が目標燃圧よりも低い場合、スピル弁５８の開弁期間を制御して燃料ポンプ５５からの燃料供給量を増加し、実燃圧が目標燃圧よりも高いとき燃料ポンプ５５からの燃料供給量を減少させる。
【００７３】
このとき、気筒休止運転用の目標燃圧マップでは、全気筒運転時よりも低い目標燃圧が設定されているため、燃料ポンプ５５からの燃料供給量が少なくなり、燃料ポンプ５５の駆動トルクが減少する。その結果、図１２に示すように、バルブ駆動トルク変動による相殺効果は得られないものの、ポンプ駆動トルク変動が、全気筒運転時における同じ条件下でのポンプ駆動トルク変動よりも小さくなる。このため、気筒休止運転時であっても、合成トルク変動の最大値及び変動幅を抑制することができる。
【００７４】
従って、第３実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（３）第３実施形態では、ポンプカム４１は、その駆動トルクが最大となる位相が、吸気カム２５の駆動トルクが最大となる位相と一致しないように各吸気カムシャフト２０，２２にそれぞれ設けられている。また、気筒休止運転の際には、電子制御装置６５により、全気筒運転時よりも目標燃圧が低く設定された気筒休止運転用の目標燃圧マップを用いて、目標燃圧を低く設定するようにした。従って、燃料ポンプ５５からの燃料供給量を抑制することができるため、ポンプカム４１の駆動トルクを低減できるため、各吸気カムシャフト２０，２２に作用するポンプ駆動トルク自体の最大値及び変動幅を抑制することができる。このため、気筒休止運転時でも、各吸気カムシャフト２０，２２に固定されたバルブタイミング可変機構４０，４２の制御性を良好に保持することができる。
【００７５】
尚、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１実施形態では、噴射形態を筒内噴射のみにしてもよい。即ち、ポート噴射用の燃料噴射弁１９を省略してもよい。
【００７６】
・第２実施形態では、気筒休止運転の際に、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁１９のみか
ら燃料を噴射するようにしたが、各燃料噴射弁１８，１９の両方から燃料を噴射する場合には、筒内噴射用の燃料噴射弁１８からの燃料噴射比率を、全気筒運転時よりも低くするように設定してもよい。この場合にも、気筒休止運転時に、ポンプ駆動トルク変動を抑制させることができる。
【００７７】
・第２実施形態では、気筒休止運転時に、燃料ポンプ５５による燃料加圧を停止して、ポート噴射を行うようにしたが、ポート噴射と筒内噴射とを実行してもよい。この場合、噴射比率を調整して、燃料噴射弁１８の開弁期間を制御し、気筒内に直接噴射される燃料噴射量を減少させる。
【００７８】
・第３実施形態では、燃圧を低くすることによって、要求される燃料噴射量に到達しない場合には、燃料噴射弁１９により吸気ポート１１への燃料噴射を実行して、不足する燃料を補ってもよい。
【００７９】
・上記各実施形態では、吸気カムシャフトにポンプカム４１を設けるようにしたが、排気カムシャフトのいずれか一方又は両方にポンプカム４１を設けるようにしてもよい。尚、この場合、第１実施形態においては、稼働バンクの第１排気カムシャフト２１に、ポンプカム４１を設けるようにする。
【００８０】
・上記実施形態では、ポンプカム４１を３つのカムノーズを有する形状としたが、２つのカムノーズを有する形状にしてもよい。この場合にも、ポンプ駆動トルク変動の最大値が、バルブ駆動トルク変動の最小値と略重なるように調整することで、トルク変動の最大値及び振動幅を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】動弁装置を搭載したＶ型エンジンの概略図。
【図２】吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの平面図。
【図３】燃料供給系の概略図。
【図４】気筒休止運転を実行する判定処理のフローチャート。
【図５】気筒休止運転の実行の可否を判定するためのマップ。
【図６】ポンプカムを有する吸気カムシャフトに作用するトルク変動を示すグラフ。
【図７】比較例の吸気カムシャフトに作用するトルク変動を示すグラフ。
【図８】比較例の吸気カムシャフトに作用するトルク変動を示すグラフ。
【図９】第２実施形態の吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの平面図。
【図１０】第２実施形態における噴射形態判定処理のフローチャート。
【図１１】（ａ）は全気筒運転用、（ｂ）は気筒休止運転用の目標燃圧マップ。
【図１２】第３実施形態におけるトルク変動を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８２】
１…エンジン、５…気筒、１０…燃焼室、１３…吸気バルブ、１４…排気バルブ、１８…筒内噴射用燃料噴射弁、１９…吸気通路噴射用燃料噴射弁、２０…第１吸気カムシャフト、２１…第１排気カムシャフト、２２…第２吸気カムシャフト、２３…第２排気カムシャフト、２５…吸気カム、２６…排気カム、３０…リフト停止機構、４０，４２…位相変更機構としてのバルブタイミング可変機構、４１…ポンプカム、５０…燃料供給系、５５…燃料ポンプ、６５…制御手段、噴射制御手段としての電子制御装置。
【図１】
2009281335.tif 000003
【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】
2009281335.tif 000009
【図８】
2009281335.tif 000010
【図９】
2009281335.tif 000011
【図１０】
2009281335.tif 000012
【図１１】
2009281335.tif 000013
【図１２】
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