(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
休止気筒および稼働気筒を運転する全筒運転と、油圧源からの油圧により前記休止気筒の吸気弁および排気弁を休止することによって、前記休止気筒の運転を休止する休筒運転と、の間で気筒運転状態を切換可能であるとともに、前記休止気筒および前記稼働気筒からの排気ガスを１つの排気通路に設けられた触媒で浄化する気筒休止エンジンの制御装置であって、
前記油圧源に接続され、前記油圧源からの前記油圧が供給されたときに、前記休止気筒の前記吸気弁および前記排気弁を休止させる弁休止手段と、
前記油圧源と前記弁休止手段との間に設けられ、前記弁休止手段に対する前記油圧の供給および停止を切り換える油圧切換手段と、
この油圧切換手段と前記油圧源の間に設けられ、前記油圧源からの前記油圧を昇圧させるための昇圧手段と、
前記気筒運転状態を前記全筒運転から前記休筒運転に切り換える気筒休止条件が成立したか否かを判別する気筒休止判別手段と、
当該気筒休止エンジンの運転状態に応じて、前記昇圧手段を作動させる昇圧条件が成立したか否かを判別する昇圧判別手段と、
この昇圧判別手段および前記気筒休止判別手段の判別結果に応じて、前記気筒休止条件が成立しているときには、前記油圧切換手段を駆動し前記弁休止手段に前記油圧を加えることにより、前記吸気弁および前記排気弁を休止させるとともに、前記気筒休止条件および前記昇圧条件がともに成立しているときには、前記昇圧手段を作動させるように制御する制御手段と、を備え、
前記昇圧条件は、当該気筒休止エンジンの混合気の空燃比が所定値未満のときに不成立とされることを特徴とする気筒休止エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧源からの油圧を利用して、気筒休止エンジンの気筒運転状態を、休止気筒および稼働気筒を運転する全筒運転と、休止気筒の運転を休止する休筒運転とに切り換えるとともに、休止気筒の吸気弁および排気弁の休止動作を制御する気筒休止エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の気筒休止エンジンの制御装置として、出願人は例えば特開平８−７４５４５号公報に記載されたものを提案している。この制御装置は、休止気筒の吸気弁および排気弁を作動状態と休止状態にそれぞれ切換駆動するための吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構と、これらの吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構に複数の油路を介して接続され、油圧源からの油圧を選択的に供給する油圧制御機構とを備えている。油圧制御機構は、複数の油路を開閉するスプール弁体と、このスプール弁体を駆動する電磁弁とを組み合わせたものであり、電磁弁が電気的に駆動されることによって、吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構に油圧を供給する油路を開閉制御している。
【０００３】
また、吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構はそれぞれ、油圧制御機構によって油圧が供給されると、休止気筒の吸気弁および排気弁を作動状態から休止状態に移行させ、これとは逆に油圧が解除されると、吸気弁および排気弁を休止状態から作動状態に復帰させるようになっている。このように、油圧制御機構が吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構に接続された油路を開閉することによって、すなわち加圧状態と解除状態を切り換えることによって、休止気筒の吸気弁および排気弁がそれぞれ、作動状態と休止状態に切り換えられている。さらに、全筒運転から休筒運転に移行する際には、休止気筒への燃料供給が休止されるとともに，吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構が、吸気弁を先に休止させてからこれに遅れて排気弁を休止させることにより、休止気筒内に空気を主成分とする残留ガスが生じるのを抑制している。このようにする理由は、上記とは逆に、排気弁を休止させた後に吸気弁を休止させた場合には、燃焼ガスが吸気マニホールドに吹き戻ることによって、吸気マニホールド内の圧力の増加やＥＧＲの増大などを招き、燃料制御の制御性が悪化するので、このような燃料制御性の悪化を防止するためである。
【０００４】
一方、上記のような気筒休止エンジンを含む自動車用エンジンでは一般に、油圧源としてオイルポンプを用いている。このようなオイルポンプは、エンジンのクランクシャフトに連結されるとともにこれの回転を動力源としており、このため、上記油圧制御機構に供給される油圧は、エンジン回転数の増減に伴って増減するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記制御装置によれば、エンジン回転数が低い場合には、オイルポンプから油圧制御機構に供給される油圧が低下してしまう。このため、上記のような休筒運転に移行する場合に、油圧制御機構から吸気弁駆動機構および排気弁駆動機構に低油圧が供給されると、その結果、吸気弁および排気弁は緩やかに休止してしまう。このように、吸気弁および排気弁の休止動作の応答性が低下することによって、休止気筒から排気管側に排出される空気の量が多くなり、排気ガス中の空気濃度が一時的に高くなってしまう。その結果、３元触媒による浄化効果が一時的に低下し、排気管から排出する排気ガスを悪化させてしまうことがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、気筒休止エンジンの気筒運転状態が全筒運転から休筒運転に切り換わる際の、吸気弁および排気弁の休止動作の応答性および排気ガスを向上させることができる気筒休止エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、休止気筒３ａおよび稼働気筒を運転する全筒運転と、油圧源（例えば、実施形態における（以下、この項において同じ）オイルポンプ７）からの油圧により休止気筒３ａの吸気弁４ａおよび排気弁４ｂを休止することによって、休止気筒３ａの運転を休止する休筒運転と、の間で気筒運転状態を切換可能であるとともに、休止気筒３ａおよび稼働気筒からの排気ガスを１つの排気通路（排気管１４）に設けられた触媒（３元触媒１５）で浄化する気筒休止エンジン３の制御装置１であって、油圧源（オイルポンプ７）に接続され、油圧源（オイルポンプ７）からの油圧が供給されたときに、休止気筒３ａの吸気弁４ａおよび排気弁４ｂを休止させる弁休止手段（バルブタイミング切換機構５、低速バルブタイミング切換機構５Ｌ）と、油圧源（オイルポンプ７）と弁休止手段（バルブタイミング切換機構５、低速バルブタイミング切換機構５Ｌ）との間に設けられ、弁休止手段（バルブタイミング切換機構５、低速バルブタイミング切換機構５Ｌ）に対する油圧の供給および停止を切り換える油圧切換手段（油圧切換機構６）と、この油圧切換手段（油圧切換機構６）と油圧源（オイルポンプ７）の間に設けられ、油圧源（オイルポンプ７）からの油圧を昇圧させるための昇圧手段（油圧アシストポンプ８）と、気筒運転状態を全筒運転から休筒運転に切り換える気筒休止条件（Ｆ＿ＣＹＬＳＴＰ＝１）が成立したか否かを判別する気筒休止判別手段（ＥＣＵ２、図７のステップ３）と、気筒休止エンジン３の運転状態に応じて、昇圧手段を作動させる昇圧条件（ＴＷ≧ＴＷＬ）が成立したか否かを判別する昇圧判別手段（ＥＣＵ２、図７のステップ２）と、この昇圧判別手段および気筒休止判別手段の判別結果に応じて、気筒休止条件（Ｆ＿ＣＹＬＳＴＰ＝１）が成立しているときには、油圧切換手段（油圧切換機構６）を駆動し弁休止手段（バルブタイミング切換機構５、低速バルブタイミング切換機構５Ｌ）に油圧を加えることにより、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂを休止させるとともに、気筒休止条件（Ｆ＿ＣＹＬＳＴＰ＝１）および昇圧条件（ＴＷ≧ＴＷＬ）がともに成立しているときには、昇圧手段（油圧アシストポンプ８）を作動させるように制御する制御手段（ＥＣＵ２）と、を備え、昇圧条件は、気筒休止エンジン３の混合気の空燃比が所定値未満のときに不成立とされることを特徴とする。
【０００８】
この気筒休止エンジンの制御装置によれば、気筒休止条件が成立しているときには、油圧切換手段が駆動され弁休止手段に油圧が供給されることにより、吸気弁および排気弁が休止される。さらに、気筒休止条件および昇圧条件がともに成立しているときには、昇圧手段が起動されることにより、弁休止手段に昇圧された油圧が供給されるので、弁休止手段は、油圧源からの油圧がそのまま供給される場合と比べて、吸気弁および排気弁を迅速にかつ確実に休止させる。したがって、従来と異なり、気筒休止エンジンの回転数が低い場合でも、吸気弁および排気弁を迅速にかつ確実に休止させることができる。これによって、吸気弁および排気弁の休止動作の応答性を向上させることができ、排気ガス中の空気濃度の一時的な上昇による排気ガスの悪化を抑制できる。また、気筒休止条件および昇圧条件の少なくとも一方が成立していないときには、昇圧手段が作動しないので、昇圧手段を効率よく作動させることができる。
【００１０】
一般に、気筒休止エンジンでは、休筒運転に切り換わる際に、稼働気筒の混合気の空燃比が小さいとき（フューエルリッチのとき）には、その排気ガス中の未燃成分が理論空燃比の混合気を燃焼させたときよりも多くなる。この状況では、燃料供給を停止した休止気筒側からの、空気を主成分とする排気ガスによって、稼働気筒の排気ガスを薄めた方が、触媒による排気ガスの浄化効率が向上する。一方、この気筒休止エンジンの制御装置によれば、気筒休止エンジンに供給される混合気の空燃比が所定値未満のときには、上記昇圧条件が不成立とされることによって昇圧手段が作動せず、吸気弁および排気弁が昇圧手段の作動時よりも緩やかに休止する。以上のような関係から、空燃比の所定値を、上記のような吸気弁および排気弁を緩やかに休止させるべき領域すなわち、稼働気筒の排気ガスを薄めるべき領域の上限値に設定すれば、空燃比がこの上限値未満の領域においては、吸気弁および排気弁が緩やかに休止することによって、稼働気筒からの未燃成分の多い排気ガスを休止気筒からの排気ガスで薄めることができる。また、このように、休筒運転状態に切り換えたとしても、吸気弁および排気弁の応答遅れによる触媒の排気ガスの浄化効率が低下しない場合には、昇圧手段を不作動とすることによって、昇圧手段の作動量を極力、低減できる（例えば、昇圧手段の動力をクランクシャフトの回転力とした場合には、エンジンの駆動抵抗を低減でき、また、昇圧手段を電動ポンプとした場合には、消費電力を低減できる）。このように、昇圧手段を効率よく作動させながら、排気ガスおよび燃費をより向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る気筒休止エンジンの制御装置について説明する。図１は、気筒休止エンジン（以下「エンジン」という）およびその制御装置の概略構成を示している。同図に示すように、制御装置１は、ＥＣＵ（気筒休止判別手段、昇圧判別手段、制御手段）２を備えており、このＥＣＵ２には、油圧切換機構（油圧切換手段）６、油圧アシストポンプ（昇圧手段）８および燃料噴射弁１０などが接続されているとともに、エンジン３の冷却水温（運転状態）ＴＷを検出する水温センサ１１などから検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ２は、後述するように、これらの入力信号および所定の運転パラメータに応じて油圧切換機構６および油圧アシストポンプ８を駆動し、動弁機構４のバルブタイミング切換機構５を制御することによって、吸排気弁４ａ，４ｂの動作を制御するとともに燃料噴射弁１０の動作を制御することによって、エンジン３の気筒運転状態を全筒運転と休筒運転との間で切換制御する。さらに、バルブタイミング切換機構５を制御することによって、吸排気弁４ａ，４ｂの動作時のバルブタイミングを高速バルブタイミングと低速バルブタイミングとの間で切換制御する。
【００１２】
エンジン３は、Ｖ型６気筒のＤＯＨＣエンジンであり、所定の運転パラメータ（例えばスロットル開度、エンジン回転数、運転速度、エンジン水温ＴＷ、加減速状態およびギア段数など）に応じて、左バンクの３つの稼働気筒（図示せず）および右バンクの３つの休止気筒３ａ（１気筒のみ図示）を運転する通常の全筒運転と、右バンクの３つの休止気筒３ａへの燃料供給を休止しかつこれらの休止気筒３ａの吸排気弁４ａ，４ｂをいずれも休止状態に保持するとともに稼働気筒の運転を続行する休筒運転と、に切り換えて運転される。図１には、エンジン３の右バンクの要部の断面構成が示されており、以下、右バンクについて説明する。
【００１３】
図１に示すように、エンジン３は、気筒３ａ毎にピストン３ｂおよび動弁機構４を備えており、各動弁機構４は、２つの吸気弁４ａ，４ａ（図２参照）および２つの排気弁４ｂ，４ｂ（１つのみ図示）を有している。この動弁機構４においては、吸気弁４ａ側と排気弁４ｂ側が同様に構成されており、以下、吸気弁４ａ側について説明する。また、以下、図２〜図５に示す左右方向を前後方向という。動弁機構４は、吸気弁４ａ，４ａを駆動するための吸気ロッカアーム４ｃ，４ｃと、これらの吸気ロッカアーム４ｃ，４ｃに対して必要に応じて連結される低速ロッカアーム４ｄ，４ｄおよび高速ロッカアーム４ｅと、これらの低高速ロッカアーム４ｄ，４ｅを駆動するための吸気カムシャフト４ｆと、吸気ロッカアーム４ｃと低高速ロッカアーム４ｄ，４ｅとの連結・解除を切り換えるバルブタイミング切換機構（弁休止手段）５などを備えている。
【００１４】
各吸気弁４ａは、エンジン３の燃焼室３ｃの吸気ポート３ｄを開閉するようにシリンダヘッド３ｅに取り付けられており、吸気ポート３ｄを閉鎖する閉弁位置（図１に示す位置）と、燃焼室３ｃ内に突出することにより、吸気ポート３ｄを開放する開弁位置（図示せず）との間で移動可能に設けられている。吸気弁４ａは、図示しないコイルばねを備えており、このコイルばねによって、常時、閉弁位置側に付勢されている。
【００１５】
各吸気ロッカアーム４ｃは、吸気ロッカアームシャフト４ｇに回動自在に取り付けられており、吸気ロッカアームシャフト４ｇは、図１の奥行方向に延びるとともに、図示しないホルダに固定されている。吸気ロッカアーム４ｃの外端部はそれぞれ、吸気弁４ａの上端部と当接しており、吸気ロッカアーム４ｃの上面中央部は、常時、吸気カムシャフト４ｆのベースカム４ｈに当接している。このベースカム４ｈは、真円形のカムプロフィルを有しており、吸気カムシャフト４ｆが回転しても、吸気ロッカアーム４ｃを回動させないように構成されている。
【００１６】
各低速ロッカアーム４ｄも、吸気ロッカアーム４ｃと同様に、吸気ロッカアームシャフト４ｇに回動自在に取り付けられている。図５に示すように、低速ロッカアーム４ｃの上面中央部には、低速カム駒４ｊが設けられており、この低速カム駒４ｊは、常時、吸気カムシャフト４ｆの低速カム４ｉに当接している。この低速カム４ｉは、比較的、低いカムノーズを有するカムプロフィルに形成されており、低速ロッカアーム４ｃは、吸気カムシャフト４ｆが回転する際に、低速カム駒４ｊが低速カム４ｉのカム面上を摺動することにより、低速カム４ｉのカムプロフィルに応じて、吸気ロッカアームシャフト４ｇの回りを回動する。
【００１７】
また、各高速ロッカアーム４ｅも、低速ロッカアーム４ｄと同様に、吸気ロッカアームシャフト４ｇに回動自在に取り付けられている。図５に示すように、高速ロッカアーム４ｅの上面中央部には、高速カム駒４ｍが設けられており、この高速カム駒４ｍは、常時、吸気カムシャフト４ｆの高速カム４ｋに当接している。この高速カム４ｋは、低速カム４ｉよりも高いカムノーズを有するカムプロフィルに形成されており、高速ロッカアーム４ｅは、吸気カムシャフト４ｆが回転する際に、高速カム駒４ｍが高速カム４ｋのカム面上を摺動することにより、高速カム４ｋのカムプロフィルに応じて、吸気ロッカアームシャフト４ｇの回りを回動する。
【００１８】
さらに、バルブタイミング切換機構５は、吸気ロッカアーム４ｃと低速ロッカアーム４ｄの連結・解除を切り換える前後２つの低速バルブタイミング切換機構（弁休止手段）５Ｌ，５Ｌと、吸気ロッカアーム４ｃと高速ロッカアーム４ｅの連結・解除を切り換える高速バルブタイミング切換機構（以下「高速切換機構」という）５Ｈとを備えている。２つの低速バルブタイミング切換機構（以下「低速切換機構」という）５Ｌ，５Ｌは、互いに同様に構成されており、以下、図中の前側の低速切換機構５Ｌについて説明する。低速切換機構５Ｌは、吸気ロッカアーム４ｃおよび低速ロッカアーム４ｄの内端部に形成されたシリンダ５ａと、このシリンダ５ａ内に前後方向に摺動可能に設けられた互いに別個の３つのピストン５ｂ，５ｃ，５ｄと、これらのピストン５ｂ，５ｃ，５ｄを前方に付勢するコイルばね５ｅと、後述する低速油路６ａを介して油圧が供給される油路５ｆとを備えている。
【００１９】
低速切換機構５Ｌでは、常時は、シリンダ５ａ内への油路５ｆを介した油圧供給が停止されており、各ピストン５ｂ〜５ｄは、コイルばね５ｅの付勢力によって、図２に示す位置に保持される。このとき、中央のピストン５ｃの前後半部は、吸気ロッカアーム４ｃおよび低速ロッカアーム４ｄのシリンダ５ａにそれぞれ係合しており、吸気ロッカアーム４ｃと低速ロッカアーム４ｄは、中央ピストン５ｃによって互いに連結されている。このような連結時においては、吸気カムシャフト４ｆが回転すると、低速ロッカアーム４ｄが低速カム４ｉに案内されることにより吸気ロッカアームシャフト４ｇの回りに回動する。この回動に伴って、吸気ロッカアーム４ｃが吸気ロッカアームシャフト４ｇの回りに回動し、吸気弁４ａを開閉する。すなわち、吸気弁４ａは、吸気カムシャフト４ｆの回転に伴い、コイルばねの付勢力に抗しながら、低速カム４ｉのカムプロフィルによって決まる低速バルブタイミングで開閉される（図５（ａ）参照）。
【００２０】
一方、シリンダ５ａ内に油路５ｆを介して油圧が供給されると、ピストン５ｂ〜５ｄは、コイルばね５ｅの付勢力に抗しながら、図３および図４に示す位置まで後方に移動する。この位置では、吸気ロッカアーム４ｃは、ピストン５ｃによる低速ロッカアーム４ｄとの連結が解除されることにより、低速ロッカアーム４ｄの回動とは無関係になる。以上のように、前側の低速切換機構５Ｌは構成されており、後側の低速切換機構５Ｌもこれと同様に構成されている。
【００２１】
また、高速切換機構５Ｈは、２つの吸気ロッカアーム４ｃ，４ｃおよび高速ロッカアーム４ｅの外端部に形成されたシリンダ５ｇと、このシリンダ５ｇ内に摺動可能に設けられた互いに別個の３つのピストン５ｈ，５ｉ，５ｊと、これらのピストン５ｈ〜５ｊを前方に付勢するコイルばね５ｋと、後述する高速油路６ｂを介して油圧が供給される油路５ｍとを備えている。
【００２２】
高速切換機構５Ｈでは、常時は、シリンダ５ｇ内への油路５ｆを介した油圧供給が停止されており、ピストン５ｈ〜５ｊは、コイルばね５ｋの付勢力によって、図２に示す位置に保持される。このとき、前ピストン５ｈは前吸気ロッカアーム４ｃのシリンダ５ｇ内に、中央のピストン５ｉは高速ロッカアーム４ｅのシリンダ５ｇ内に、後ピストン５ｈは後吸気ロッカアーム４ｃのシリンダ５ｇ内にそれぞれ位置しており、吸気ロッカアーム４ｃと高速ロッカアーム４ｅは、互いに無関係に回動可能になっている。
【００２３】
一方、シリンダ５ｇ内に油路５ｍを介して油圧が供給されると、ピストン５ｈ〜５ｊは、コイルばね５ｋの付勢力に抗しながら、図４に示す位置まで後方に移動する。この位置では、前ピストン５ｈの前後半部が、前吸気ロッカアーム４ｃおよび高速ロッカアーム４ｅのシリンダ５ｇにそれぞれ係合し、中央のピストン５ｉの前後半部が、後吸気ロッカアーム４ｃおよび高速ロッカアーム４ｅのシリンダ５ｇにそれぞれ係合している。これによって、前後の吸気ロッカアーム４ｃ，４ｃと高速ロッカアーム４ｅは、前ピストン５ｈおよび中央ピストン５ｉによって互いに連結される。このように高速ロッカアーム４ｅに連結された場合、各吸気ロッカアーム４ｃは、図４に示すように、低速ロッカアーム４ｄと無関係に回動可能な状態であれば、吸気カムシャフト４ｆの回転に伴って高速ロッカアーム４ｅが高速カム４ｉに案内されることにより、高速ロッカアーム４ｅとともに吸気ロッカアームシャフト４ｇの回りに回動し、吸気弁４ａを開閉する。すなわち、吸気弁４ａは、吸気カムシャフト４ｆの回転に伴い、コイルばねの付勢力に抗しながら、高速カム４ｉのカムプロフィルによって決まる高速バルブタイミングで開閉される（図５（ｃ）参照）。
【００２４】
また、吸気ロッカアームシャフト４ｇの内部には、低速油路６ａおよび高速油路６ｂが形成されており、低速油路６ａには前記油路５ｆが、高速油路６ｂには前記油路５ｍがそれぞれ接続されている。さらに、図１に示すように、これらの油路６ａ，６ｂの上流側端は、前記油圧切換機構６に接続されている。この油圧切換機構６には、油圧源としてのオイルポンプ７が接続されている。油圧切換機構６は、ＥＣＵ２に接続された電磁弁と、この電磁弁に駆動されることにより、油路６ａ，６ｂに対してオイルポンプ７からの油圧の供給・停止を切り換えるスプール弁体とを備えている。オイルポンプ７は、エンジン３の図示しないクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトの回転によって駆動されるとともに、エンジン回転数に応じた油圧を油圧切換機構６に常時、供給するようになっている。
【００２５】
油圧切換機構６は、ＥＣＵ２からの駆動信号によって、オイルポンプ７からの油圧を低速油路６ａまたは高速油路６ｂに対して供給または停止することにより、前記バルブタイミング切換機構５を作動または停止させる。バルブタイミング切換機構５の低速切換機構５Ｌでは、油圧切換機構６からの油圧が低速油路６ａおよび油路５ｆを介して供給されると、前述したように、吸気ロッカアーム４ｃと低速ロッカアーム４ｄが連結が解除される。これとは逆に油圧の供給が停止されると、吸気ロッカアーム４ｃが低速ロッカアーム４ｄに連結され、これによって、エンジン運転時に吸気カムシャフト４ｆの回転に伴い、吸気弁４ａは、低速カム４ｉのカムプロフィルによって決まる低速バルブタイミングで開閉される。
【００２６】
これと同様に、バルブタイミング切換機構５の高速切換機構５Ｈでも、油圧切換機構６からの油圧が高速油路６ｂおよび油路５ｍを介して供給されると、前述したように、吸気ロッカアーム４ｃと高速ロッカアーム４ｅが連結する。これによって、エンジン運転時に吸気カムシャフト４ｆの回転に伴い、吸気弁４ａは、高速カム４ｋのカムプロフィルによって決まる高速バルブタイミングで開閉される。これとは逆に油圧の供給が停止されると、吸気ロッカアーム４ｃと高速ロッカアーム４ｅの連結が解除される。また、吸気ロッカアーム４ｃが、低速ロッカアーム４ｄおよび高速ロッカアーム４ｅの両方と連結されていない状態では、吸気カムシャフト４ｆが回転しても、真円状のカムプロフィルのベースカム４ｈが吸気ロッカアーム４ｃの上面を摺動するだけで、吸気ロッカアーム４ｃは回動しない（図５（ｂ）参照）。これによって、吸気弁４ａは図１に示す状態に保持され、休止される。
【００２７】
また、オイルポンプ７と油圧切換機構６の間には、油圧アシストポンプ８が設けられており、この油圧アシストポンプ８は、作動することにより、オイルポンプ７からのオイルの油圧をさらに昇圧させるものである。図６に示すように、油圧アシストポンプ８は、回転斜板８ａと、ＥＣＵ２の駆動信号によって、回転斜板８ａと駆動軸９の間を接続または遮断するように動作する電磁クラッチ８ｂと、回転斜板８ａの回転に伴って動作する２つのプランジャ８ｃ，８ｃと、油路８ｄをオイルポンプ７から油圧切換機構６側にのみ開放する逆止弁８ｅとを備えている。
【００２８】
駆動軸９は、クランクシャフトに連結されており、電磁クラッチ８ｂが回転斜板８ａと駆動軸９を接続すると、クランクシャフトの回転により回転斜板８ａが回転され、各プランジャ８ｃが油路８ｄ内のオイルを昇圧するように動作する。このとき、プランジャ８ｃによって昇圧されたオイルは、逆止弁８ｅによってオイルポンプ７側への逆流を阻止され、油圧切換機構６側にのみ押し出される。これによって、油圧アシストポンプ８は、その作動時に、オイルポンプからの油圧を昇圧して、油圧切換機構６へ供給する。一方、電磁クラッチ８ｂが回転斜板８ａと駆動軸９の間を遮断しているときには、油圧アシストポンプ８は停止され、オイルポンプ７からの油圧が昇圧されることなくそのままの圧力で、油路８ｄを介して油圧切換機構６に供給される。
【００２９】
以上のように動弁機構４の吸気弁４ａ側は構成されており、排気弁４ｂ側も吸気弁４ａ側と同様に構成されている。したがって、排気弁４ｂ側の詳しい説明は省略し、一部のみ説明すると、排気弁４ｂは、燃焼室３ｃの排気ポート３ｆを開閉するようにシリンダヘッド３ｅに取り付けられている。また、図示しない各ロッカアームを回動させるための排気カムシャフト４ｎと、排気弁４ｂを駆動するための排気ロッカアームシャフト４ｐとが設けられており、排気ロッカアームシャフトの内部には、図示しないバルブタイミング切換機構を駆動するための低速油路６ｃおよび高速油路６ｄが形成されている。これらの低速油路６ｃおよび高速油路６ｄの上流端は、油圧切換機構６に接続されている。
【００３０】
以上のようにエンジン３の右バンクは構成されており、左バンクは、例えば吸排気弁４ａ，４ｂを休止させるための構成がない点を除けば、右バンクとまったく同様に構成されている。
【００３１】
一方、エンジン３には、吸気ポート３ｄに臨むように燃料噴射弁１０がそれぞれ取り付けられており、この燃料噴射弁１０の燃料噴射時間および噴射タイミングは、ＥＣＵ２によって制御される。後述するような休筒運転に移行するときおよび休筒運転中には、右バンクへの燃料供給を休止するフューエル・カット制御を実行するために、右バンクの燃料噴射弁１０が休止される。また、エンジン３には、サーミスタなどからなる前記水温センサ１１が取り付けられており、水温センサ１１は、エンジン３のエンジン水温ＴＷを検出して、その検出信号をＥＣＵ２に送る。さらに、左右バンクの各気筒３ａの吸気ポート３ｄおよび排気ポート３ｆには、吸気マニホールド１２および排気マニホールド１３がそれぞれ接続されている。左右バンクの排気マニホールド１３の下流側は、１本の排気管（排気通路）１４に合流しており、排気管１４には、その合流部分よりも下流側に３元触媒（触媒）１５が設けられている。
【００３２】
一方、エンジン３は、クランクシャフトの回転に伴い、ともにパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力するクランク角センサ（図示せず）を備えている。ＣＲＫ信号は、クランクシャフト３ｄの回転角度位置を示す信号であり、所定クランク角度１゜毎に１パルスが出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各気筒３ａにおいてピストン３ｂが吸気行程開始時の上死点位置にあることを示す信号であり、クランクシャフトが２回転する毎に、６パルスが出力される。このＴＤＣ信号は、ＥＣＵ２が後述する油圧アシストポンプ８の制御処理を実行する際のトリガ信号として利用される。
【００３３】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。前述した水温センサ１１およびクランク角センサからの検出信号はそれぞれ、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形が施された後、マイクロコンピュータに入力される。マイクロコンピュータは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラム、テーブルおよびマップ（いずれも図示せず）などに基づいて、駆動信号を出力インターフェースを介して油圧切換機構６、油圧アシストポンプ８および燃料噴射弁１０などに出力する。
【００３４】
以上のように構成された本実施形態の制御装置１の動作について説明する。エンジン３の運転時には、前述したように、ＥＣＵ２が油圧切換機構６を駆動することによって動弁機構４のバルブタイミング切換機構５を駆動し、運転状態に応じて吸排気弁４ａ，４ｂの動作を切り換える。ここでは、まず動弁機構４の吸気弁４ａ側の動作について説明する。まず、エンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば４０００ｒｐｍ）以下のときには、バルブタイミング切換機構５の低速切換機構５Ｌおよび高速切換機構５Ｈへの油圧の供給を停止することによって、図２および図５（ａ）に示すように、吸気ロッカアーム４ｃが、低速ロッカアーム４ｄに連結され、高速ロッカアーム４ｅとは無関係に回動可能になる。これによって、吸気弁４ａは、吸気カムシャフト４ｆの回転に伴い、低速カム４ｊのカムプロフィルによって決まる低速バルブタイミングで開閉される。
【００３５】
また、エンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば４０００ｒｐｍ）より高いときには、低速切換機構５Ｌおよび高速切換機構５Ｈの両方に油圧を供給することによって、図４および図５（ｃ）に示すように、吸気ロッカアーム４ｃが、高速ロッカアーム４ｅに連結され、低速ロッカアーム４ｄとは無関係に回動可能になる。これによって、吸気弁４ａは、吸気カムシャフト４ｆの回転に伴い高速カム４ｋのカムプロフィルによって決まる高速バルブタイミングで開閉される。高速バルブタイミングで開閉される。さらに、エンジン３の気筒運転状態を全筒運転から休筒運転に切り換える場合には、低速切換機構５Ｌにのみ油圧を供給することによって、図３および図５（ｂ）に示すように、吸気ロッカアーム４ｃが、低速ロッカアーム４ｄおよび高速ロッカアーム４ｅとは無関係に回動可能になる。これにより、吸気弁４ａが休止状態にされる。以上のように、動弁機構４の吸気弁４ａ側は動作あるいは休止し、排気弁４ｂ側も同様に動作する。
【００３６】
また、エンジン３の気筒運転状態を全筒運転から休筒運転に切り換える場合には、まず、燃料噴射弁１０が停止され、右バンクへの燃料供給が休止される。次いで、油圧切換機構６が、吸気弁４ａ側の低速切換機構５Ｌに先に油圧を供給した後、所定タイミングで排気弁４ｂの低速切換機構（図示せず）に油圧を供給する。これによって、吸気弁４ａが先に休止してからこれに遅れて排気弁４ｂが休止される。その結果、休止気筒３ａからは、吸気弁４ａが休止（閉鎖）してから排気弁４ｂが休止（閉鎖）するまでの間に空気を主成分とする排気ガスが排出され、これが稼働気筒の排気ガスと混合される。さらに、ＥＣＵ２は、エンジン３の気筒運転状態を全筒運転から休筒運転に切り換える場合には、以下に述べるように、油圧切換機構６および油圧アシストポンプ８の制御処理を実行する。
【００３７】
以下、ＥＣＵ２が実行する油圧切換機構６および油圧アシストポンプ８の制御処理について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。本処理は、ＴＤＣ信号がＥＣＵ２に入力される毎に、これに同期して実行される。
【００３８】
本処理では、まず、ステップ１（図７では「Ｓ１」と略す。以下同様）において、エンジン３の回転数ＮＥが、上限値ＮＬＭＴ（例えば３０００ｒｐｍ）以下か否かを判別する。エンジン３では通常、回転数ＮＥが低いときに、クランクシャフトによって駆動されるオイルポンプ７の吐出圧が低くなることにより、吸排気弁４ａ、４ｂの休止動作の応答性が低下する。したがって、上限値ＮＬＭＴは、これ以下では吸排気弁４ａ、４ｂの休止動作の応答性を向上させるために、油圧アシストポンプ８による昇圧が必要になるような値に設定される。
【００３９】
ステップ１の答がＹｅｓの場合、すなわち回転数ＮＥが上限値ＮＬＭＴ以下（ＮＥ≦ＮＬＭＴ）の場合には、次に、油圧アシストポンプ８による油圧の昇圧を実行するための昇圧条件として、水温センサ１１が検出した冷却水温ＴＷが下限値ＴＷＬ（所定温度、例えば７０℃）以上か否かを判別する（ステップ２）。このエンジン３では、休筒運転に切り換わる際に冷却水温ＴＷが低いときには、エンジン各部のフリクションの増加や燃焼不安定などに対応するために、稼働気筒の混合気の空燃比をリッチにして運転するので、排気ガス中の未燃成分（ＣＯ，ＨＣ）が理論空燃比の混合気を燃焼させたときよりも多くなる。したがって、例えば吸排気弁４ａ、４ｂの休止動作の応答性が低下することにより、燃料供給を停止した休止気筒３ａ側からの空気を主成分とする排気ガスで、稼働気筒の排気ガスを薄めたときの方が、３元触媒１５による排気ガスの浄化効率が向上する。それゆえ、下限値ＴＷＬは、これ未満の領域では、稼働気筒の空燃比がリッチなので、稼働気筒の排気ガスを薄めるために吸排気弁４ａ、４ｂの休止動作の応答性を抑制した方が良く、これ以上の領域では、稼働気筒の空燃比が適切なのでその排気ガスを薄める必要がなく、吸排気弁４ａ、４ｂの休止動作の応答性を向上させた方が良いような値に設定される。すなわち、この下限値ＴＷＬは、空燃比の所定値（例えば、数値１４．０）に相当する。
【００４０】
ステップ２の判別がＹｅｓの場合、すなわち、冷却水温ＴＷが下限値ＴＷＬ以上（ＴＷ≧ＴＷＬ）の場合には、ステップ３で、気筒休止フラグＦ＿ＣＹＬＳＴＰが「１」にセットされているか否かを判別する。気筒休止フラグＦ＿ＣＹＬＳＴＰは、図示しない気筒休止判別処理プログラムにおいて、所定運転パラメータに基づき、気筒休止条件が成立しているときには「１」にセットされ、気筒休止条件が成立していないときには「０」にリセットされる。この場合の所定運転パラメータとしては、スロットルバルブの開度、エンジン回転数ＮＥ、車速、エンジン水温ＴＷ、加減速状態およびギア段数などが用いられる。
【００４１】
ステップ３の判別がＹｅｓの場合、すなわち、気筒休止フラグＦ＿ＣＹＬＳＴＰが「１」にセットされており、気筒休止条件が成立しているときには、ステップ４で、油圧アシストポンプ８の電磁クラッチ８ｂを作動させることにより、駆動軸９と回転斜板８ａを接続し、油圧アシストポンプ８を作動させる。さらに、ステップ５で、油圧切換機構６により、油圧アシストポンプ８で昇圧した油圧をバルブタイミング切換機構５の低速切換機構５Ｌに供給し、休止気筒３ａの吸排気弁４ａ，４ｂを時間差が生じるように休止させた後、本処理を終了する。
【００４２】
上記ステップ１〜３のいずれかの答がＮｏの場合、すなわち、ＮＥ＞ＮＬＭＴ、ＴＷ＜ＴＷＬおよびＦ＿ＣＹＬＳＴＰ≠１のいずれかが成立した場合には、油圧アシストポンプ８を作動させる必要がないので、ステップ６で、電磁クラッチ８ｂに回転斜板８ａと駆動軸９の間を遮断させることにより、油圧アシストポンプ８を停止する。さらに、ステップ７で、油圧切換機構６により、オイルポンプ７からの油圧をそのまま、バルブタイミング切換機構５の低速切換機構５Ｌに供給し、休止気筒３ａの吸排気弁４ａ，４ｂを時間差が生じるように休止させた後、本処理を終了する。以上のように、エンジン３の気筒運転状態を全筒運転から休筒運転に切り換える場合には、油圧切換機構６および油圧アシストポンプ８の制御処理が実行される。
【００４３】
以上詳述したように、本実施形態の気筒休止エンジンの制御装置１によれば、気筒休止条件が成立しているときには、油圧切換機構６が駆動されバルブタイミング切換機構５の低速切換機構５Ｌに油圧が供給されることにより、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂが時間差をもって休止される。さらに、気筒休止条件が成立しかつ回転数ＮＥが低い（ＮＥ≦ＮＬＭＴ）ときには、油圧アシストポンプ８が作動されることにより、オイルポンプ７からの油圧がそのまま供給される場合と比べて、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂを迅速にかつ確実に休止する。したがって、本実施形態の制御装置１では、従来と異なり、気筒休止エンジンの回転数ＮＥが低い（ＮＥ≦ＮＬＭＴ）ことにより、オイルポンプ７の吐出圧が低い場合でも、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂを迅速にかつ確実に休止させることができる。これによって、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂの休止動作の応答性を向上させることができる。その結果、アイドル運転状態（例えば回転数ＮＥが１０００ｒｐｍ）においても、良好な応答性で休筒運転に切り換えることができるので、燃費を向上させることができる。
【００４４】
また、上記のような条件が成立した場合でも、冷却水温ＴＷが下限値ＴＷＬ未満のとき（ＴＷ＜ＴＷＬのとき）には、油圧アシストポンプ８を停止することによって、これが作動したときと比べて、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂが緩やかに休止する。この冷却水温ＴＷの下限値ＴＷＬは、前述したように設定されているので、ＴＷ＜ＴＷＬの水温域においては、吸気弁４ａおよび排気弁４ｂが緩やかに休止することによって、稼働気筒からの未燃成分の多い排気ガスを休止気筒３ａからの排気ガスで薄めることができる。このように、油圧アシストポンプ８を必要なときにだけ作動させ、それ以外は停止させることによって、これを効率よく作動させながら、排気ガスおよび燃費をより向上させることができる。
【００４５】
なお、上記実施形態においては、冷却水温ＴＷが下限値ＴＷＬ以上であることを昇圧条件としたが、これに加えて、またはこれに代えて、稼働気筒に供給される混合気の空燃比が所定値（例えば数値１４．０）以上であることを昇圧条件としてもよく、運転状態を反映するものであればよい。また、昇圧手段としてクランクシャフトによって駆動される油圧アシストポンプ８を用いたが、昇圧手段はこれに限らず、電動ポンプなど油圧を昇圧可能なものであればよい。さらに、休筒運転時のみ、油圧アシストポンプ８を駆動するように設定しておけば、油圧アシストポンプ８の場合には、不要な作動を防止でき、油圧アシストポンプ８に代えて電動ポンプを用いた場合には、消費電力を削減できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の気筒休止エンジンの制御装置によれば、気筒休止エンジンの気筒運転状態が全筒運転から休筒運転に切り換わる際の、吸気弁および排気弁の休止動作の応答性および排気ガスを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る気筒休止エンジンの制御装置と気筒休止エンジンの概略構成を示す図である。
【図２】バルブタイミング切換機構が吸気弁を低速バルブタイミングに切り換えた状態を示す動作説明図である。
【図３】バルブタイミング切換機構が吸気弁を休止させた状態を示す動作説明図である。
【図４】バルブタイミング切換機構が吸気弁を高速バルブタイミングに切り換えた状態を示す動作説明図である。
【図５】吸気弁が（ａ）低速バルブタイミング、（ｂ）休止状態、および（ｃ）高速バルブタイミングにそれぞれ切り換えられるときの動作説明図である。
【図６】油圧アシストポンプの概略構成を示す図である。
【図７】制御装置が気筒休止エンジンを全筒運転から休筒運転に切り換えるときに実行する油圧切換機構および油圧アシストポンプの制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１        制御装置
２        ＥＣＵ（気筒休止判別手段、昇圧判別手段、制御手段）
３        気筒休止エンジン
３ａ      休止気筒
４ａ      吸気弁
４ｂ      排気弁
５        バルブタイミング切換機構（弁休止手段）
５Ｌ      低速バルブタイミング切換機構（弁休止手段）
６        油圧切換機構（油圧切換手段）
７        オイルポンプ（油圧源）
８        油圧アシストポンプ（昇圧手段）
１２        排気管（排気通路）
１３        ３元触媒（触媒）
Ｓ２        昇圧条件の成立を判別するステップ（昇圧判別手段）
Ｓ３        気筒休止条件の成立を判別するステップ（気筒休止判別手段）
ＴＷ        冷却水温（運転状態）
ＴＷＬ      上限値（昇圧条件が不成立とされる空燃比の所定値に相当する冷却水温の値）
【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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