JP2000337182A

JP2000337182A - 気筒休止内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2000337182A
Application number: JP14347499A
Authority: JP
Inventors: Takashi Masuda; 俊増田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-12-05

Abstract

(57)【要約】【課題】全気筒運転から部分気筒運転への切り換えに
伴ってカム位相を変更する気筒休止内燃機関において、
その切換時に、より安定した燃焼状態および排気ガス特
性を得ることができる気筒休止内燃機関の制御装置を提
供する。【解決手段】全気筒運転と部分気筒運転とに切換可能
であるとともに、吸気カム７のカム位相ＣＡＩＮをクラ
ンクシャフト１１に対して変更可能な気筒休止内燃機関
３の制御装置１は、気筒休止内燃機関３がクルーズ運転
されており、かつ全気筒運転から部分気筒運転に切り換
えられるときに、運転状態に応じた全気筒運転用および
部分気筒運転用の出力相当値ＴＩＭＮＯＲ，ＴＩＭＳＴ
Ｐ間の差分ΔＴＩＭを算出し（ステップ３）、吸気カム
７のカム位相ＣＡＩＮを、全気筒運転用の目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤＮＯＲから部分気筒運転用の目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰに、算差分ΔＴＩＭに応じた移
行速度で漸次、移行させるように制御する（ステップ
６，８〜９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、すべての気筒を運
転する全気筒運転と、一部の気筒の運転を休止する部分
気筒運転とに切り換えて運転可能で、吸気弁を開閉する
ための吸気カムのカム位相をクランクシャフトに対して
変更可能な気筒休止内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、すべての気筒を運転する全気筒
運転と、一部の気筒の運転を休止する部分気筒運転とに
切り換えて運転可能な気筒休止内燃機関の制御装置とし
て、自動車用エンジンに適用されたものが知られている
（例えば特開昭６０−４５６７６号公報）。このような
制御装置では、例えばクルーズ運転すなわち車速、エン
ジン回転数およびエンジン出力が所定範囲内のほぼ一定
な値を示す状態が所定時間、継続するような運転のとき
に、燃費の向上を図るためにエンジンを全気筒運転から
部分気筒運転に切り換えるのが一般的である。また、
吸気弁を開閉するための吸気カムのカム位相（以下、単
に「カム位相」という）をクランクシャフトに対して変
更させるカム位相可変機構を備えた内燃機関の制御装置
も知られている。このような制御装置では、カム位相を
制御することで、吸気弁の開閉タイミング、ならびに吸
気弁および排気弁の間のバルブオーバーラップ期間をエ
ンジンの運転状態に応じて適切に制御することによっ
て、最適な出力や燃費および排気ガス特性などが得られ
るようになっている。このため、カム位相は、運転状態
に応じて最適な出力や燃費および排気ガス特性が得られ
るように、予め設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年では、最適な出力
や燃費および排気ガス特性が得られるように、上記の
技術に上記の技術を適用することが望まれている。こ
の場合には、最適な出力や燃費および排気ガス特性が得
られるように、全気筒運転用の目標カム位相と、部分気
筒運転用の目標カム位相とを予め別個に設定し、上記全
気筒運転から部分気筒運転への切り換えと同時に、カム
位相可変機構を駆動することにより、カム位相を全気筒
運転用のものから部分気筒運転用のものに変更すること
が考えられる。しかしながら、エンジンの全気筒運転か
ら部分気筒運転への切り換えに同期してカム位相を変更
すると、その切り換え直後において、エンジンの燃焼状
態や排気ガス特性などが極めて不安定になりやすい。こ
れは、以下の理由による。一般的に、気筒休止内燃機関
を全気筒運転から部分気筒運転に切り換えると、この切
り換え直後にエンジンの燃焼状態が不安定になりやす
い。すなわち、運転を継続する気筒への吸入空気量が不
安定になることや、その充填効率が一時的に高まること
などによって、トルクが変動したり、空燃比が不安定に
なったりし、その結果として、排気ガス特性も不安定に
なりやすい。また、カム位相を、全気筒運転用のものか
ら部分気筒運転用のものに変更することにより、吸気弁
の開閉タイミングならびに吸気弁および排気弁の間のバ
ルブオーバーラップ期間を変更すると、これに伴って充
填効率や内部ＥＧＲ量が変化することから、その変更直
後に上記と同様に、燃焼状態や排気ガス特性が不安定に
なりやすい。それゆえ、全気筒運転から部分気筒運転へ
の切り換えと同時にカム位相を変更すると、上記切り換
え直後における燃焼状態や排気ガス特性の不安定さをさ
らに増大させることになる。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、全気筒運転から部分気筒運転への切り換え
に伴ってカム位相を変更する気筒休止内燃機関におい
て、その切換時に、より安定した燃焼状態および排気ガ
ス特性を得ることができる気筒休止内燃機関の制御装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
複数の気筒４のうちのすべての気筒４を運転する全気筒
運転と、一部の気筒４の運転を休止する部分気筒運転と
に切換可能であるとともに、吸気弁５を開閉するための
吸気カム７のカム位相ＣＡＩＮをクランクシャフト１１
に対して変更可能な気筒休止内燃機関３の制御装置１で
あって、全気筒運転用および部分気筒運転用の、気筒休
止内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、カム位
相ＣＡＩＮ）に応じた出力に相当する所定の出力相当値
（例えば、実施形態における（以下、この項において同
じ）基本燃料噴射時間ＴＩＭ）を記憶する出力記憶手段
（ＲＯＭ２ｄ）と、全気筒運転用および部分気筒運転用
の、気筒休止内燃機関３の運転状態（エンジン回転数Ｎ
Ｅ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ）に応じた吸気カム７の所定
の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを記憶するカム位相記憶
手段（ＲＯＭ２ｄ）と、気筒休止内燃機関３の運転状態
（エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、車速）
に応じて気筒休止内燃機関３がクルーズ運転されている
か否かを判別する判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）
と、この判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）により気筒
休止内燃機関３がクルーズ運転されていると判別され、
かつ全気筒運転から部分気筒運転に切り換えられるとき
に、そのときの気筒休止内燃機関３の運転状態（エンジ
ン回転数ＮＥ、目標カム位相ＣＡＩＮＮＯＲ、目標カム
位相ＣＡＩＮＳＴＰ）に応じた全気筒運転用および部分
気筒運転用の出力相当値（燃料噴射時間ＴＩＭＮＯＲ、
燃料噴射時間ＴＩＭＳＴＰ）間の差分（トルク段差ΔＴ
ＩＭ）を算出する算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３）
と、判別手段（ＥＣＵ２、ステップ１）により気筒休止
内燃機関３がクルーズ運転されていると判別され、かつ
全気筒運転から部分気筒運転に切り換えられるときに、
吸気カム７のカム位相ＣＡＩＮを、そのときの気筒休止
内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、吸気管内
絶対圧ＰＢＡ）に応じた全気筒運転用の目標カム位相Ｃ
ＡＩＮＣＭＤＮＯＲから部分気筒運転用の目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰに、算出手段（ＥＣＵ２、ステッ
プ３）が算出した差分（トルク段差ΔＴＩＭ）に応じた
移行速度で漸次、移行させるように制御する制御手段
（ＥＣＵ２、ステップ６，８〜９）と、を備えることを
特徴とする。

【０００６】この気筒休止内燃機関の制御装置によれ
ば、内燃機関がクルーズ運転されている（ここで、クル
ーズ運転とは、内燃機関の回転数や出力が所定範囲内の
ほぼ一定な値を示す状態が所定時間、連続するような運
転状態をいう）ときに、全気筒運転から部分気筒運転に
切り換えられると、算出手段は、そのときの運転状態に
応じた全気筒運転用および部分気筒運転用の出力相当値
間の差分を算出する。制御手段は、この差分に応じた移
行速度で、吸気弁のカム位相をそのときの運転状態に応
じた全気筒運転用の目標カム位相から部分気筒運転用の
目標カム位相に漸次、移行させるように制御する。これ
により、吸気カムのカム位相を、出力相当値間の差分に
応じて部分気筒運転用の目標カム位相に徐々に移行させ
ることができるので、従来と異なり、部分気筒運転への
切り換えと同時に吸気カムのカム位相の移行を開始して
も、その直後においてカム位相の急激な変更に起因して
エンジンの燃焼状態や排気ガス特性が不安定になるのを
回避でき、従来よりも安定した燃焼状態や排気ガス特性
を得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の気筒休止内燃機関の制御装置について説明する。図
１は、本発明の一実施形態に係る気筒休止内燃機関およ
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（判別手段、算出手段、制
御手段）２を備えており、このＥＣＵ２は、後述するよ
うに、気筒休止内燃機関３（以下「エンジン３」とい
う）を全気筒運転と部分気筒運転との間で切り換えると
ともに、この切換時に吸気カムのカム位相を制御する。

【０００８】エンジン３は、図１の上側に示す左バンク
の３つの気筒４（１気筒のみ図示）と、その下側に示す
右バンクの３つの気筒４（１気筒のみ図示）とを備えた
Ｖ型６気筒のＤＯＨＣガソリンエンジンであり、後述す
るように、エンジン３の運転状態（例えば、吸気管内絶
対圧ＰＢＡ、エンジン回転数ＮＥおよび車速など）に応
じて、６気筒すべてを運転する通常の全気筒運転と、６
気筒のうちの右バンクの３気筒への燃料供給を休止する
とともに、これら３気筒の吸排気弁５，６をともに閉鎖
状態に保持する部分気筒運転と、に切り換えて運転され
る。

【０００９】各バンクには、運転時に、吸気弁５を開閉
駆動するための複数の吸気カム７（１つのみ図示）を有
する吸気カムシャフト９と、排気弁６を開閉駆動するた
めの複数の排気カム８（１つのみ図示）を有する排気カ
ムシャフト１０とが設けられている。これらの吸気およ
び排気カムシャフト９，１０は、図示しないタイミング
ベルトを介してクランクシャフト１１に連結されてお
り、クランクシャフト１１の回転に従って回転する。

【００１０】また、各バンクの吸気カムシャフト９の一
端部には、カム位相可変機構１２が設けられている。カ
ム位相可変機構１２は、油圧を供給されることによって
作動し、その作動時に、クランクシャフト１１に対する
吸気カムシャフト９の位相、すなわち吸気カム７の位相
ＣＡＩＮ（以下、単に「カム位相ＣＡＩＮ」という）を
無段階に進角または遅角させることにより、吸気弁５の
開閉時期を進角または遅角させるものである。このよう
に、カム位相ＣＡＩＮを進角させることにより吸気弁５
の開閉時期を進角させると、吸気弁５と排気弁６のバル
ブオーバーラップ期間が長くなるとともに、吸気弁５の
閉鎖タイミングが早くなることにより、気筒４における
充填効率が高くなる。

【００１１】また、カム位相可変機構１２には、電磁制
御弁１３が接続されている。この電磁制御弁１３は、Ｅ
ＣＵ２からの駆動信号によって駆動され、その駆動信号
のデューティ比ＤＯＵＴに応じて、エンジン３の潤滑系
の油圧ポンプ（図示せず）からの油圧をカム位相可変機
構１２に供給する。このように、ＥＣＵ２は、電磁制御
弁１３を介して吸気カム７のカム位相ＣＡＩＮを進角ま
たは遅角させるように、カム位相可変機構１２を制御す
る。

【００１２】さらに、吸気カムシャフト９のカム位相可
変機構１２と反対側の端部には、カム位相センサ２０が
設けられている。このカム位相センサ２０は、例えばマ
グネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されて
おり、吸気カム７のカム位相ＣＡＩＮを検出するととも
に、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、カム位
相センサ２０は、パルス信号であるＴＤＣ信号をＥＣＵ
２に出力する。ＴＤＣ信号は、ピストンが吸入行程開始
時の上死点近くにあることを示す信号であり、所定のク
ランク角（例えば１２０゜）ごとに１パルスが出力され
る。

【００１３】また、右バンクには、上述した各バンクに
共通の構成に加えて、以下に述べる吸排気弁休止機構が
設けられている。この吸排気弁休止機構は、部分気筒運
転時に、これに油圧が供給されなくなることにより、吸
気弁５と吸気カム７の間ならびに排気弁６と排気カム８
の間の連結を解除し、吸気弁５および排気弁６を休止状
態（閉鎖した状態）にすることで気筒休止を達成するも
のである。また、吸排気弁休止機構は、全気筒運転時
に、上記とは逆に油圧を供給されることにより、吸気弁
５と吸気カム７の間ならびに排気弁６と排気カム８の間
を連結し、吸気弁５および排気弁６を可動状態にする。
このような吸排気弁休止機構は、例えば特開昭５８−７
７１３７号公報に開示された弁駆動装置を、吸気弁５お
よび排気弁６に適用することで達成できる。なお、吸排
気弁休止機構は、この弁駆動装置の構造に限らず、吸気
弁５および排気弁６を休止状態と可動状態の間で切り換
えられるものであればよい。ＥＣＵ２は、部分気筒運転
時に、吸排気弁休止機構に対する図示しない油圧源から
の油圧の供給を停止し、吸気弁５および排気弁６を休止
状態として、右バンクの運転を休止することによって、
部分気筒運転を実行する。

【００１４】また、エンジン３の吸気管１４のスロット
ルバルブ１５よりも下流側には、インジェクタ１６と、
半導体圧力センサなどで構成された吸気圧センサ２１と
が取り付けられている。インジェクタ１６は、各気筒４
の図示しない吸気ポートに臨んで設けられており、エン
ジン３の運転時に、ＥＣＵ２からの駆動信号によって駆
動され、その駆動信号の燃料噴射時間ＴＯＵＴだけ、燃
料を吸気管１４内に噴射する。また、上記部分気筒運転
時に、右バンクのインジェクタ１６は、燃料噴射を行わ
ないように制御される。吸気圧センサ２１は、吸気管１
４内の絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２
に送る。一方、エンジン３の排気管１７の途中には、排
気ガスを浄化する触媒装置１８が設けられている。

【００１５】さらに、エンジン３の本体には、サーミス
タなどで構成された水温センサ２２が取り付けられてい
る。水温センサ２２は、エンジン３のシリンダブロック
内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷ（エ
ンジン温度）を検出して、その検出信号をＥＣＵ２に送
る。

【００１６】また、エンジン３には、クランク角センサ
２３が設けられている。クランク角センサ２３は、マグ
ネットロータおよびＭＲＥピックアップを組み合わせて
構成されており、クランクシャフト１１の回転に伴い、
パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。Ｃ
ＲＫ信号は、クランクシャフト１１の回転角度を示す信
号であり、所定のクランク角（例えば１゜）ごとに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のエンジン回転数ＮＥを求める。

【００１７】ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース２
ａ、ＣＰＵ２ｂ、ＲＡＭ２ｃおよびＲＯＭ２ｄ（出力記
憶手段、カム位相記憶手段）などからなるマイクロコン
ピュータで構成されており、このＲＡＭ２ｃは、バック
アップ電源により、記憶したデータをエンジン３の停止
時にも保持するようになっている。前述したセンサ２０
〜２３の検出信号はそれぞれ、Ｉ／Ｏインターフェース
２ａでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵ２ｂに入
力される。ＣＰＵ２ｂは、これらの入力信号に応じて、
エンジン３の運転状態を判別するとともに、後述するよ
うに、ＲＯＭ２ｄに予め記憶された制御プログラムやＲ
ＡＭ２ｃに記憶されたデータなどに従って、カム位相可
変機構１２、電磁制御弁１３、吸排気弁休止機構および
インジェクタ１６などを駆動することにより、全気筒運
転から部分気筒運転への切換時における左バンクのカム
位相制御や、右バンクの気筒４を休止させる制御すなわ
ち全気筒運転から部分気筒運転への切換制御を実行す
る。

【００１８】以下、ＥＣＵ２が実行する全気筒運転から
部分気筒運転への切換時における左バンクのカム位相制
御処理について、図２および図３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。

【００１９】図２に示すように、本処理では、まず、ス
テップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同様）におい
て、部分気筒・クルーズ運転条件が成立しているか否か
を判別する。この条件は、エンジン３がクルーズ運転状
態にあって全気筒運転から部分気筒運転に切換可能であ
ることを示す条件であり、その判別は、吸気管内絶対圧
ＰＢＡ、エンジン回転数ＮＥおよび車速などに基づいて
行う。具体的には、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン回
転数ＮＥおよび車速などがそれぞれ、低・中エンジン回
転数、低・中負荷状態を示す所定範囲内にあって、かつ
これらがほぼ一定な値を示す状態が所定時間、継続して
いるときは、部分気筒・クルーズ運転条件が成立してい
ると判別し、そうでないときは、部分気筒・クルーズ運
転条件が成立していないと判別する。ステップ１の判別
がＮＯのとき、すなわち部分気筒・クルーズ運転条件が
成立していないときは、本処理を終了し、部分気筒・ク
ルーズ運転条件が成立しているときは、エンジン３がク
ルーズ運転状態にあって部分気筒運転に切換可能である
として、ステップ２に進む。

【００２０】ステップ２では、前回の本処理実行時にお
いて、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出したか否かを
判別する。ステップ２の判別がＹＥＳのとき、すなわち
前回の処理で目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを算出してい
れば、後述する図３のステップ９に進み、ステップ２の
判別がＮＯのとき、すなわち前回の処理で目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤを算出していなければ、ステップ３に進
み、エンジン３を全気筒運転から部分気筒運転に切り換
えたときのトルク段差ΔＴＩＭ（出力相当値間の差分）
を算出する。このトルク段差ΔＴＩＭは、図４および図
５にそれぞれ示すようなＮＥ−ＰＢＡ−ＣＡＩＮＣＭＤ
マップ（以下「カム位相マップ」という）およびＣＡＩ
Ｎ−ＴＩＭマップ（以下「トルクマップ」という）を参
照することによって求められ、これらのマップは、全気
筒運転用および部分気筒運転用のものがそれぞれＲＯＭ
２ｄに予め格納されている。まず、カム位相マップを参
照し、現在のエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧
ＰＢＡから、全気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭ
ＤＮＯＲと、部分気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣ
ＭＤＳＴＰとを算出する。

【００２１】さらに、全気筒運転用および部分気筒運転
用のトルクマップを参照し、上記２つの目標カム位相Ｃ
ＡＩＮＣＭＤＮＯＲ，ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰと、現在の
エンジン回転数ＮＥとから、全気筒運転用および部分気
筒運転用の基本燃料噴射時間ＴＩＭＮＯＲ，ＴＩＭＳＴ
Ｐを算出する。この場合、全気筒運転用および部分気筒
運転用のトルクマップの各々には、複数のエンジン回転
数ＮＥ（例えばアイドリング回転数、２０００・３００
０・４０００・５０００・６０００ｒｐｍ）にそれぞれ
対応する複数のトルクマップが設定されている。実際の
エンジン回転数ＮＥは、上記各２つのエンジン回転数Ｎ
Ｅの間になるのが通常であり、その場合には、その前後
のエンジン回転数ＮＥ用のトルクマップより補間して、
エンジントルクに相当する基本燃料噴射時間ＴＩＭＮＯ
Ｒ，ＴＩＭＳＴＰを算出する。次いで、これらの差分を
求め、トルク段差ΔＴＩＭとする（ΔＴＩＭ＝ＴＩＭＮ
ＯＲ−ＴＩＭＳＴＰ）。

【００２２】このように、トルク段差ΔＴＩＭを全気筒
運転用の基本燃料噴射時間ＴＩＭＮＯＲ（出力相当値）
と、部分気筒運転用の基本燃料噴射時間ＴＩＭＳＴＰ
（出力相当値）との差分として求める理由は、基本燃料
噴射時間ＴＩＭによりエンジン出力、すなわちトルクが
概ね定まることから、２つの基本燃料噴射時間ＴＩＭＮ
ＯＲ，ＴＩＭＳＴＰ（出力相当値）の差分をトルク段差
に相当する値と見なせることによる。

【００２３】次いで、上記のように算出したトルク段差
ΔＴＩＭが所定値ΔＴＩＭＡより大きい（ΔＴＩＭ＞Δ
ＴＩＭＡ）か否かを判別する（ステップ４）。この所定
値ΔＴＩＭＡは、エンジン３を全気筒運転から部分気筒
運転に切り換える際に、カム位相ＣＡＩＮを部分気筒運
転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰに一度に切り
換えても、そのときのエンジン３の燃焼状態や排気ガス
特性が不安定なるおそれがないと想定されるような十分
小さなトルク段差ΔＴＩＭの値として予め設定される。
ステップ４において、トルク段差ΔＴＩＭが所定値ΔＴ
ＩＭＡ以下である（ΔＴＩＭ≦ΔＴＩＭＡ）と判別した
ときは、図３のステップ１１に進み、目標カム位相ＣＡ
ＩＮＣＭＤを後述する部分気筒運転用の目標カム位相Ｃ
ＡＩＮＣＭＤＳＴＰに設定して（ＣＡＩＮＣＭＤ＝ＣＡ
ＩＮＣＭＤＳＴＰ）、本処理を終了する。

【００２４】一方、ステップ４において、トルク段差Δ
ＴＩＭが所定値ΔＴＩＭＡより大きい（ΔＴＩＭ＞ΔＴ
ＩＭＡ）と判別したときは、ステップ５に進み、現在の
エンジン水温ＴＷから水温補正係数ＫＴＷＴＱを算出す
る。この水温補正係数ＫＴＷＴＱは、図６に示すＴＷ−
ＫＴＷＴＱテーブルを参照することによって算出され
る。同図に示すように、ＴＷ−ＫＴＷＴＱテーブルにお
いては、水温補正係数ＫＴＷＴＱは、エンジン水温ＴＷ
が上限値ＴＷＨ以上のときに「１」に、下限値ＴＷＬ以
下のときに「１」よりも大きな所定値ＫＴＷＴＱＡにそ
れぞれ設定されており、さらに、エンジン水温ＴＷが上
限値ＴＷＨより小さくかつ下限値ＴＷＬより大きい（Ｔ
ＷＬ＜ＴＷ＜ＴＷＨ）ときに、エンジン水温ＴＷが低い
ほど大きくなるように設定されている。

【００２５】次いで、ステップ６に進み、トルク段差Δ
ＴＩＭからＴＤＣ信号数ＮＴＤＣを算出する。このＴＤ
Ｃ信号数ＮＴＤＣは、図７に示すΔＴＩＭ−ＮＴＤＣテ
ーブルを参照することによって算出される。同図に示す
ように、ΔＴＩＭ−ＮＴＤＣテーブルでは、トルク段差
ΔＴＩＭが大きいほどＴＤＣ信号数ＮＴＤＣが大きくな
るように設定されている。これは、カム位相可変機構１
２が油圧で作動するものであるので、これに供給される
作動油の油温が低いほど、言い換えればエンジン水温Ｔ
Ｗが低いほど、カム位相可変機構１２の作動遅れが大き
くなることから、このような作動遅れを補償するためで
ある。

【００２６】ステップ６でＴＤＣ信号数ＮＴＤＣを算出
した後、ステップ７に進み、上記ステップ３で求めた部
分気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰと、
全気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＮＯＲとの
差分ΔＣＡＩＮを算出する（ΔＣＡＩＮ＝ＣＡＩＮＣＭ
ＤＳＴＰ−ＣＡＩＮＣＭＤＮＯＲ）。さらに、図３のス
テップ８に進み、上記ステップ５〜７で求めた水温補正
係数ＫＴＷＴＱ、ＴＤＣ信号数ＮＴＤＣおよび差分ΔＣ
ＡＩＮを用い、下式（１）によって進角量ＣＡＩＮＡＤ
Ｄを算出する。

【００２７】ＣＡＩＮＡＤＤ＝ΔＣＡＩＮ／（ＮＴＤＣ・ＫＴＷＴＱ） …… （１）

【００２８】次いで、ステップ９において、この進角量
ＣＡＩＮＡＤＤを前回の処理で算出した目標カム位相Ｃ
ＡＩＮＸｎ-1に加算することにより、今回の目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤｎを算出する（ＣＡＩＮＣＭＤｎ＝Ｃ
ＡＩＮＣＭＤｎ-1＋ＣＡＩＮＡＤＤ）。さらに、ステッ
プ１０に進み、ステップ９で算出した今回の目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤｎが、部分気筒運転用の目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰ以下（ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰ≦Ｃ
ＡＩＮＣＭＤｎ）か否かを判別する。ステップ１０にお
いて、ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰ≦ＣＡＩＮＣＭＤｎと判別
したときは、ステップ１１に進み、部分気筒運転用の目
標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰを目標カム位相ＣＡＩ
ＮＣＭＤに設定して（ＣＡＩＮＣＭＤ＝ＣＡＩＮＣＭＤ
ＳＴＰ）、本処理を終了する。

【００２９】また、ステップ１０において、ＣＡＩＮＣ
ＭＤＳＴＰ＞ＣＡＩＮＣＭＤｎと判別したときは、ステ
ップ１２に進み、今回、算出した目標カム位相ＣＡＩＮ
ＣＭＤｎを目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに設定して（Ｃ
ＡＩＮＣＭＤ＝ＣＡＩＮＣＭＤｎ）、本処理を終了す
る。なお、図示はしないが、本実施形態のカム位相可変
機構１２は、ＥＣＵ２によって、実際のカム位相ＣＡＩ
Ｎをステップ１１およびステップ１２で設定された目標
カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに一致させるように、フィード
バック制御される。

【００３０】次に、全気筒運転から部分気筒運転への切
換時におけるカム位相制御処理を上記のように実行した
ときのカム位相ＣＡＩＮの変化について、図８を参照し
ながら説明する。同図の実線のグラフＧ１は、上記制御
を実行したときのカム位相ＣＡＩＮの変化を示してお
り、カム位相ＣＡＩＮは、全気筒運転が実行される時刻
ｔ１まで、全気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
ＮＯＲになるように制御される。この後、時刻ｔ１にお
いて、前述した部分気筒・クルーズ運転条件が成立し、
前述したようにしてエンジン３の右バンクの運転が休止
されることによって、部分気筒運転に切り換えられる。

【００３１】この切り換えと同時に、左バンクにおいて
前述したようなカム位相制御処理が実行されることによ
り、カム位相ＣＡＩＮが、全気筒運転用の目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤＮＯＲから部分気筒運転用の目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰまで、ＣＡＩＮＡＤＤずつ段階
的に移行する。このときのカム位相ＣＡＩＮの移行速度
は、ＴＤＣ信号が入力されるごとに加算される進角量Ｃ
ＡＩＮＡＤＤによって定められ、この進角量ＣＡＩＮＡ
ＤＤは、前述したように、差分ΔＣＡＩＮを水温補正係
数ＫＴＷＴＱおよびＴＤＣ信号数ＮＴＤＣで除算した値
であるので、移行速度は、エンジン水温ＴＷが低いほど
またはトルク段差ΔＴＩＭが大きいほど遅くなる（例え
ば、図中の２点鎖線のグラフＧ４は、グラフＧ１よりも
小さな進角量ＣＡＩＮＡＤＤで緩やかに移行した場合を
示している）。この後、時刻ｔ２において、カム位相Ｃ
ＡＩＮが部分気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
ＳＴＰに到達する。

【００３２】一方、図中の２点鎖線のグラフＧ３は、前
述したカム位相制御を行うことなく、カム位相ＣＡＩＮ
を上記と同じ目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰまで一
度に移行させた場合を示している。グラフＧ１とグラフ
Ｇ３を比較すると、前述したカム位相制御を行った場合
には、カム位相ＣＡＩＮが時刻ｔ１とｔ２の間のＮＴＤ
Ｃの分だけ、遅れて目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰ
に到達する、すなわち緩やかに移行する。また、図中の
２点鎖線のグラフＧ２は、前記トルク段差ΔＴＩＭが所
定値ΔＴＩＭＡ以下のとき、すなわちトルク段差ΔＴＩ
Ｍが小さいことにより、カム位相ＣＡＩＮを目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰに一度に移行させた場合を示し
ている。

【００３３】以上詳述したように、本実施形態の気筒休
止内燃機関の制御装置によれば、エンジン３がクルーズ
運転されている場合において、これを全気筒運転から部
分気筒運転に切り換えられたときに、そのときのエンジ
ン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じた全気筒運
転用および部分気筒運転用のトルク間のトルク段差ΔＴ
ＩＭと、全気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＮ
ＯＲと部分気筒運転用の目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳ
ＴＰが算出される。さらに、ＴＤＣ信号が入力されるご
とに、カム位相ＣＡＩＮは、部分気筒運転用の目標カム
位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰ側に進角量ＣＡＩＮＡＤＤず
つ移行される。これにより、カム位相ＣＡＩＮを目標カ
ム位相ＣＡＩＮＣＭＤＳＴＰ側に徐々に移行させること
ができるので、従来と異なり、部分気筒運転への切り換
えと同時にカム位相ＣＡＩＮの移行を開始しても（時刻
ｔ１）、その直後においてカム位相の急激な変更に起因
してエンジン３の燃焼状態や排気ガス特性が不安定にな
るのを回避でき、従来よりも安定した燃焼状態や排気ガ
ス特性を得ることができる。

【００３４】また、このカム位相ＣＡＩＮを移行させる
ときの進角量ＣＡＩＮＡＤＤは、目標カム位相ＣＡＩＮ
ＣＭＤＳＴＰと目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤＮＯＲの差
分ΔＣＡＩＮを、トルク段差ΔＴＩＭにより設定される
ＴＤＣ信号数ＮＴＤＣで除算した値であるので、進角量
ＣＡＩＮＡＤＤは、トルク段差ΔＴＩＭが大きいほど小
さくなるように、すなわち移行速度が遅くなるように設
定される。このように、トルク段差ΔＴＩＭの大きさに
応じてカム位相ＣＡＩＮがより緩やかに移行されるの
で、トルク段差ΔＴＩＭが大きいことによる燃焼状態や
排気ガス特性への悪影響を適切に回避することができ
る。

【００３５】また、進角量ＣＡＩＮＡＤＤは、差分ΔＣ
ＡＩＮを水温補正係数ＫＴＷＴＱで除算することにより
算出されているとともに、この水温補正係数ＫＴＷＴＱ
は、エンジン水温ＴＷが低いほど大きくなるように設定
されている。それゆえ、進角量ＣＡＩＮＡＤＤは、エン
ジン水温ＴＷが低いほど小さな値になるように、すなわ
ち移行速度が遅くなるように設定される。このように、
エンジン水温ＴＷの低さに応じてカム位相ＣＡＩＮがよ
り緩やかに移行されるので、エンジン水温ＴＷが低いこ
とによる燃焼状態や排気ガス特性への悪影響を適切に回
避することができる。

【００３６】なお、本実施形態においては、時刻ｔ１に
おいて、全気筒運転から気筒休止運転への切り換えと同
時に、カム位相ＣＡＩＮの目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
ＳＴＰ側への移行を開始するようにしたが、カム位相Ｃ
ＡＩＮの移行開始タイミングはこれに限らず、カム位相
可変機構１２の作動遅れなどを考慮し、時刻ｔ１よりも
所定時間、早い時刻にカム位相ＣＡＩＮの移行を開始し
てもよい。この場合には、エンジンの油温などに応じて
所定時間を算出するようにしてもよい。また、進角量Ｃ
ＡＩＮＡＤＤをエンジン温度に応じて補正するために、
エンジン温度としてエンジン水温ＴＷを用いたが、エン
ジン温度としてはこれに限らず、油温などでもよく、エ
ンジン３の温度を適切に表すものであればよい。

【００３７】また、本実施形態では、カム位相ＣＡＩＮ
を進角させることで、吸気弁５の閉鎖タイミングがエン
ジン３のピストン上死点付近に近づき、充填効率が向上
する場合について説明したが、カム位相ＣＡＩＮを遅角
させることで、吸気弁５の閉鎖タイミングがピストン上
死点付近に近づき、充填効率が向上する場合には、カム
位相ＣＡＩＮを遅角補正することにより、上記と同様の
効果を得ることができる。また、排気カムシャフト１０
にもカム位相可変機構１２を設け、排気弁６と吸気弁５
のバルブオーバーラップ期間を制御することで、さらな
る充填効率の向上を図れることは言うまでもない。

【００３８】次に、図９は、補機の負荷状態に応じて前
述したカム位相マップおよびトルクマップ（図４，５参
照）を切り換えて選択する制御処理を示している。本処
理では、まず、ステップ２０において、エンジン３が部
分気筒運転されているか否かを判別する。ステップ２０
の判別がＮＯ、すなわち全気筒運転されているときに
は、ステップ２１に進み、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
および基本燃料噴射時間ＴＩＭを算出するときにそれぞ
れ参照するカム位相マップおよびトルクマップとして、
排気ベストのカム位相マップおよびトルクマップをそれ
ぞれ選択して本処理を終了する。これらの排気ベストの
カム位相マップおよびトルクマップの各々には、全気筒
運転用および部分気筒運転用のものがそれぞれ設定され
ており、全気筒運転用のカム位相マップおよびトルクマ
ップには、全気筒運転時に排気ガス特性の良好な状態が
得られるような目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本
燃料噴射時間ＴＩＭの値がそれぞれ設定され、部分気筒
運転用のカム位相マップおよびトルクマップには、部分
気筒運転時に排気ガス特性の良好な状態が得られるよう
な目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本燃料噴射時間
ＴＩＭの値がそれぞれ設定されている。

【００３９】ステップ２０の判別がＹＥＳ、すなわち部
分気筒運転されているときには、ステップ２２に進み、
エアコンディショナーなどの補機の負荷が大きいか否か
を判別する。ステップ２２で補機の負荷が小さいと判別
したときは、上記ステップ２１に進む。補機の負荷が大
きいと判別したときは、ステップ２３に進み、目標カム
位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本燃料噴射時間ＴＩＭをそ
れぞれ算出するときに参照するカム位相マップおよびト
ルクマップとして、トルクベストのカム位相マップおよ
びトルクマップを選択して本処理を終了する。これらト
ルクベストのカム位相マップおよびトルクマップには、
部分気筒運転時に十分なトルクが得られるような目標カ
ム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本燃料噴射時間ＴＩＭの
値がそれぞれ設定されている。

【００４０】以上のように、本制御処理によれば、目標
カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本燃料噴射時間ＴＩＭ
は、部分気筒運転時において、補機の負荷が大きいとき
には、十分なトルクが得られるように決定され、補機の
負荷が小さいときには、排気ガス特性の良好な状態が得
られるように決定される。これにより、補機の負荷が増
大したときでも、全気筒運転と比べて燃費の良好な部分
気筒運転を継続することができるので、燃費を向上させ
ることができる。また、部分気筒運転時において補機の
負荷が小さいときには、排気ガス特性の良好な状態が得
られるので、燃費および排気ガス特性の双方を良好な状
態に維持することができる。

【００４１】次に、図１０は、エンジン３の固着状態
（全気筒運転および部分気筒運転の一方から他方に切り
換え不能な状態）に応じてカム位相マップおよびトルク
マップを切り換えて選択する制御処理を示している。本
処理では、まず、ステップ３０において、エンジン３が
部分気筒運転に固着されているか否かを判別する。ステ
ップ３０の判別がＹＥＳのとき、すなわち全気筒運転す
べき運転状態であるにもかかわらず、吸排気弁休止機構
の連結解除状態での固着やインジェクタの詰まりなどに
より部分気筒運転されているときには、ステップ３１に
進み、エンジントルクに相当する実際の基本燃料噴射時
間ＴＩＭが所定値ＴＩＭＡより大きい（ＴＩＭ＞ＴＩＭ
Ａ）か否かを判別する。この所定値ＴＩＭＡは、大きな
トルクが要求されていることを示す下限値であり、ＴＩ
Ｍ＞ＴＩＭＡのときには、大きなトルクが要求されてい
ることを示している。

【００４２】ステップ３１において、ＴＩＭ≦ＴＩＭＡ
と判別したときには、大きなトルクが要求されていない
として、ステップ３２に進み、目標カム位相ＣＡＩＮＣ
ＭＤおよび基本燃料噴射時間ＴＩＭをそれぞれ算出する
ときに参照するカム位相マップおよびトルクマップとし
て、部分気筒運転用の排気ベストのものをそれぞれ選択
して本処理を終了する。この部分気筒運転用の排気ベス
トのカム位相マップおよびトルクマップとしては、図９
の例で述べたものが用いられる。

【００４３】ステップ３１において、ＴＩＭ＞ＴＩＭＡ
と判別したときには、大きなトルクが要求されていると
してステップ３４に進み、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
および基本燃料噴射時間ＴＩＭを算出するときに参照す
るカム位相マップおよびトルクマップとして、部分気筒
運転用のトルクベストのカム位相マップおよびトルクマ
ップをそれぞれ選択して本処理を終了する。この部分気
筒運転用のトルクベストのカム位相マップおよびトルク
マップも、図９の例で述べたものが用いられる。

【００４４】一方、ステップ３０の判別がＮＯのとき、
すなわち吸排気弁休止機構の連結状態での固着などによ
り部分気筒運転すべき運転状態のときに全気筒運転され
ているときには、上記ステップ３３に進み、実際の基本
燃料噴射時間ＴＩＭが所定値ＴＩＭＡより大きい（ＴＩ
Ｍ＞ＴＩＭＡ）か否かを判別する。ステップ３３におい
て、ＴＩＭ≦ＴＩＭＡと判別したときには、大きなトル
クが要求されていないとして、ステップ３２に進み、全
気筒運転用の排気ベストのカム位相マップおよびトルク
マップを選択して本処理を終了する。これらの全気筒運
転用の排気ベストのカム位相マップおよびトルクマップ
は、図９の例で述べたものを用いる。また、ステップ３
３において、ＴＩＭ＞ＴＩＭＡと判別したときには、大
きなトルクが要求されているとして、ステップ３４に進
み、全気筒運転用のトルクベストのカム位相マップおよ
びトルクマップをそれぞれ選択して本処理を終了する。
これら全気筒運転用のトルクベストのカム位相マップお
よびトルクマップも、全気筒運転時に十分なトルクが得
られるような目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本燃
料噴射時間ＴＩＭの値がそれぞれ設定されている。

【００４５】以上のように、本実施形態の制御装置によ
れば、部分気筒運転に固着されている場合、目標カム位
相ＣＡＩＮＣＭＤおよび基本燃料噴射時間ＴＩＭは、エ
ンジン３において大きなトルクが要求されているときに
は、所要のトルクを確保すべく十分なトルクが得られる
ように決定され、大きなトルクが要求されていないとき
には、排気ガス特性を優先して排気ガス特性の良好な状
態が得られるように決定される。これとは逆に全気筒運
転に固着されている場合にも、目標カム位相ＣＡＩＮＣ
ＭＤおよび基本燃料噴射時間ＴＩＭは、大きなトルクが
要求されているときには、十分なトルクが得られるよう
に決定され、大きなトルクが要求されていないときに
は、排気ガス特性の良好な状態が得られるように決定さ
れる。これにより、部分気筒運転または全気筒運転に固
着されているときでも、正常に作動しているときとほと
んど変わらないエンジン出力や排気ガス特性が得られ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明の気筒休止内燃機
関の制御装置によれば、全気筒運転から部分気筒運転へ
の切り換えに伴ってカム位相を変更する気筒休止内燃機
関において、その切換時に、より安定した燃焼状態およ
び排気ガス特性を得ることができる。

【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内燃機関の
制御装置と気筒休止内燃機関の概略構成を示す図であ
る。

【図２】制御装置によるカム位相制御処理を示すフロー
チャートである。

【図３】図２の続きを示すフローチャートである。

【図４】エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡお
よび目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤの関係を示すＮＥ−Ｐ
ＢＡ−ＣＡＩＮＣＭＤマップである。

【図５】カム位相ＣＡＩＮと燃料噴射時間ＴＩＭの関係
を示すＣＡＩＮ−ＴＩＭマップである。

【図６】エンジン水温ＴＷと水温補正係数ＫＴＷＴＱの
関係を示すＴＷ−ＫＴＷＴＱテーブルである。

【図７】トルク段差ΔＴＩＭとＴＤＣ信号数ＮＴＤＣの
関係を示すΔＴＩＭ−ＮＴＤＣテーブルである。

【図８】カム位相制御を行ったときのカム位相の変化を
示すタイムチャートである。

【図９】補機の負荷状態に応じてＮＥ−ＰＢＡ−ＣＡＩ
Ｎマップを切り換えて選択する制御処理を示すフローチ
ャートである。

【図１０】エンジンの固着状態に応じてＮＥ−ＰＢＡ−
ＣＡＩＮマップを切り換えて選択する制御処理を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１制御装置２ＥＣＵ（判別手段、算出手段、制御手段）２ｄＲＯＭ（出力記憶手段、カム位相記憶手段）３気筒休止内燃機関４気筒５吸気弁７吸気カム１１クランクシャフトＣＡＩＮ吸気カムのカム位相 CAINCMD 目標カム位相 CAINCMDNOR 全気筒運転用の目標カム位相 CAINCMDSTP 部分気筒運転用の目標カム位相ＮＥエンジン回転数（運転状態を表すパラメータ）ＰＢＡ吸気管内絶対圧（運転状態を表すパラメー
タ）ＴＩＭ基本燃料噴射時間（出力相当値）ＴＩＭＮＯＲ全気筒運転用の基本燃料噴射時間（出
力相当値）ＴＩＭＳＴＰ部分気筒運転用の基本燃料噴射時間
（出力相当値） ΔＴＩＭトルク段差（差分）ＴＷエンジン水温（エンジン温度）

フロントページの続きＦターム(参考） 3G092 AA05 AA11 AA14 AA15 BB01 BB10 CA06 CA07 CA08 DA01 DA02 DA08 DA11 DA12 DG05 DG09 EA11 EA13 EA17 EA22 EA26 EA27 EC10 FA02 FA04 FA15 FB03 GA08 GA14 HA05Z HA13X HB01X HE01Z HE03Z HE06X HE06Z HE08Z HF04Z HF21Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の気筒のうちのすべての気筒を運転
する全気筒運転と、一部の気筒の運転を休止する部分気
筒運転とに切換可能であるとともに、吸気弁を開閉する
ための吸気カムのカム位相をクランクシャフトに対して
変更可能な気筒休止内燃機関の制御装置であって、前記全気筒運転用および前記部分気筒運転用の、前記内
燃機関の運転状態に応じた出力に相当する所定の出力相
当値を記憶する出力記憶手段と、前記全気筒運転用および前記部分気筒運転用の、前記内
燃機関の運転状態に応じた前記吸気カムの所定の目標カ
ム位相を記憶するカム位相記憶手段と、前記内燃機関の運転状態に応じて当該内燃機関がクルー
ズ運転されているか否かを判別する判別手段と、この判別手段により前記内燃機関がクルーズ運転されて
いると判別され、かつ前記全気筒運転から前記部分気筒
運転に切り換えられるときに、そのときの前記内燃機関
の運転状態に応じた前記全気筒運転用および前記部分気
筒運転用の出力相当値間の差分を算出する算出手段と、前記判別手段により前記内燃機関がクルーズ運転されて
いると判別され、かつ前記全気筒運転から前記部分気筒
運転に切り換えられるときに、前記吸気カムのカム位相
を、そのときの前記内燃機関の運転状態に応じた前記全
気筒運転用の目標カム位相から前記部分気筒運転用の目
標カム位相に、前記算出手段が算出した前記差分に応じ
た移行速度で漸次、移行させるように制御する制御手段
と、を備えることを特徴とする気筒休止内燃機関の制御
装置。