JP2004137969A - Controller for engine - Google Patents

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a deterioration of a fuel cost due to a continuation of a combustion by assuring a sense of deceleration of a vehicle even if a control for inhibiting fuel cutting is conducted at a decelerating time when an exhaust catalyst temperature is high in order to suppress a deterioration of the catalyst. <P>SOLUTION: A controller for an engine having a plurality of cylinders includes a fuel cutting condition detecting means for detecting that fuel cutting conditions at a vehicle decelerating time are provided, a catalytic temperature detecting means for detecting that the exhaust catalyst temperature is a predetermined temperature or higher, and a control means for pausing at least one of the plurality of the cylinders when it is detected that the fuel cutting conditions are provided and the catalyst temperature is the predetermined temperature or higher. The controller continues the combustion without performing the fuel cutting when the catalyst temperature is higher, and pauses the partial cylinder. Thus, miss firing does not occur even by a small amount of suction air. The deceleration of the vehicle is advanced, and the fuel cost is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒休止機構を有するエンジンの制御装置に関し、特にフューエルカットによる触媒劣化防止に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子制御式燃焼噴射制御装置を有するエンジンにおいては、エミッションの低減や燃料消費量の低減を目的として、車両が減速走行状態にあるときなどに燃料噴射を停止するフューエルカット(「燃料カット」、「F/C」などとも呼ばれる。)制御が行われる。しかし、そのようなフューエルカットの実行が、排気系に設けられた排気ガス浄化用の三元触媒を劣化させる原因となることがわかっている。即ち、フューエルカットの実行により、排気系においては酸素が過剰な状態(リーン状態)となる。よって、触媒の温度が高い状態においてフューエルカットを実行すると、触媒周辺が高温のリーン状態となり、触媒の劣化を促進する。
【0003】
なお、触媒が高温時にリーン状態におかれると触媒の劣化が促進される理由としては、以下のようなものが知られている。高温になるほど原子移動はより活発化する。それゆえ、高温状態においては触媒内の小粒のPt(白金)は活発化した原子移動により互いに結合して大粒のPtとなるとともに、酸素過剰のために酸化反応を起こしてPtの粒成長が促進される。粒成長したPtは表面積が小さくなり、このことは排気ガスに接触する面積が小さくなることを意味する。これにより排気ガス浄化作用の低下が生じる。以上が、高温かつ酸素過剰状態で触媒の劣化が促進する理由である。
【0004】
このような観点から、減速時などの本来はフューエルカットを実行すべき条件下でも、排気触媒床温が高いときにはフューエルカットの実行を禁止し、燃焼を継続することにより触媒の劣化を抑制する方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0005】
また、フューエルカット実行時に、吸気弁又は排気弁の少なくとも一方を閉じることにより、触媒にリーンガスが流れ込むことを防止し、触媒の劣化を抑制する方法も提案されている(例えば特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平8−144814号公報
【特許文献2】
特開2001−182570号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1のように、排気触媒床温が高温である場合には減速時であってもフューエルカットを実施せずに燃焼を継続する場合、車両を減速するためには吸入空気量を減少させる必要がある。しかし、吸入空気量を無制限に減少させると失火が生じる可能性があるためため、減速時であっても燃焼を継続する場合には吸入空気量をある程度以下にすることはできない。なお、失火とは、一般的に燃焼室への吸入空気量が小さいため、圧縮気圧が不十分となり、燃焼が行えない状態をいう。失火が発生しない最低空気量はエンジンの回転数などの条件で定まるが、失火が発生しないようにするために燃焼1回当りの空気量をある程度以下に減少させることができないので、減速時であるにも拘わらず燃焼によるエンジントルクが発生し、車両の減速度はフューエルカットを実行した場合と比べて小さくなってしまう。その結果、運転者がアクセルをオフにしても車両の減速感が十分でなく、ドライバビリティの面で運転者が違和感を覚えることがある。
【0008】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、触媒の劣化を抑制するために排気触媒温が高温のときには減速時のフューエルカットを禁止する制御を行う場合においても車両の減速感を確保し、燃焼の継続による燃費の悪化を低減することが可能なエンジンの制御装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの観点では、複数の気筒を有するエンジンの制御装置は、車両減速時のフューエルカット条件が具備されたことを検出するフューエルカット条件検出手段と、排気触媒温度が所定温度以上であることを検出する触媒温度検出手段と、前記フューエルカット条件が具備され、かつ、前記触媒温度が所定温度以上であることが検出されたときに、前記複数の気筒のうちの少なくとも1つの気筒を休止させる制御手段と、を備える。
【0010】
上記制御装置により制御されるエンジンは複数の気筒を備える。制御装置は、車両の減速時にフューエルカット条件が具備されたか否かを検出するフューエルカット条件検出手段を備える。フューエルカット条件は、例えばアクセルオフ(スロットル弁が全閉)でエンジン回転速度が所定値以上の場合などとすることができ、各種センサの出力値などに応じて例えばECUなどにより検出することができる。また、制御装置は、排気触媒温度が所定温度以上であることを検出する触媒温度検出手段を備える。触媒温度検出手段は、例えば車両の排気系に設けられた排気ガス浄化用の触媒コンバータ内に設けた温度センサなどにより構成することができる。
【0011】
そして、ECUなどにより構成される制御手段は、フューエルカット条件が具備され、かつ、前記触媒温度が所定温度以上であることが検出されたときには、フューエルカットを実行することなく、複数の気筒のうちの少なくとも1つの気筒を休止させる。ここで、気筒の休止とは、当該気筒について燃料を噴射せず、かつ、当該気筒の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉じた状態とすることをいう。これは触媒温度が所定温度以上である場合にフューエルカットを実行すると、未燃焼の空気が排気側の触媒へ流れ、酸素により触媒が劣化するからである。よって、フューエルカットを行わずに燃焼を継続するのであるが、減速時であるために吸入空気量を極力抑えて燃焼によるトルクの発生を抑制したいという要求がある。しかし、全気筒で燃焼を継続しつつ全体の吸入空気量を減少させると、失火を生じる恐れがある。そこで、一部気筒を休止状態とすることで、少ない吸入空気量でも失火を生じないようにする。これにより、燃焼の継続により発生するトルクが減少するので車両の減速が促進するとともに、吸入空気量の減少に伴って燃料消費が減少し、燃費も向上する。
【0012】
上記のエンジンの制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記気筒の休止状態では、休止対象となる気筒の吸気弁及び排気弁の両方を閉じた状態とするとともに、前記吸気弁が開いてから前記排気弁が開くまでの間に燃焼工程が行われるように前記吸気弁及び前記排気弁の開閉時期を制御する。
【0013】
この態様によれば、気筒の休止状態では休止対象となる気筒の吸気弁及び排気弁の両方を閉じた状態とするので、未燃焼の空気が排気系の触媒へ流れることを確実に防止することができる。また、気筒の休止状態からの復帰時には、吸気弁が開いてから排気弁が開くまでの間に必ず燃焼工程が行われるようにするので、休止状態からの復帰時においても未燃焼の空気が排気系の触媒へ流れることを防止することができ、触媒の劣化を防止することができる。
【0014】
上記のエンジンの制御装置の他の一態様は、エンジンブレーキの必要を検出する手段をさらに備え、前記制御手段は、エンジンブレーキの必要が検出されたときには、前記気筒の休止状態において休止対象となる気筒の吸気弁を常時閉じた状態とするとともに、当該気筒の排気弁を開閉制御する。
【0015】
この態様によれば、エンジンブレーキの必要が検出されたときには、休止の対象となる気筒の吸気弁を閉じた状態に維持して未燃焼の空気が排気系へ流れることを防止するとともに、排気弁を開閉制御してポンピングロスを生じさせることによりエンジンブレーキを効かせる。
【0016】
上記のエンジンの制御装置の他の一態様は、エンジン回転数を検出する手段と、エンジンオイルの温度を検出する手段と、をさらに備え、前記制御手段は、エンジン回転数が所定回転数より大きく、かつ、エンジンオイルの温度が所定温度より高いときには、前記気筒の休止状態において休止の対象となる気筒の吸気弁及び排気弁のいずれか一方を常時閉じた状態とし、当該気筒の吸気弁及び排気弁の他方を常時開いた状態とする。
【0017】
この態様によれば、エンジン回転数が所定回転数より大きく、かつ、エンジンオイルの温度が所定温度より高いとき、即ちオイル上がりが発生しやすい状況においては、休止対象となる気筒の吸気弁又は排気弁の一方を常時閉じた状態として未燃焼の空気が排気側へ流れることを防止するとともに、他方を常時開けた状態として燃焼室内に生じる負圧を減少させ、オイル上がりを防止する。なお、オイル上がりとは、燃焼室内の負圧が大きくなると、本来はピストン下方に位置する機構の潤滑のために循環されるエンジンオイルがピストンとシリンダとの間を通過して燃焼室内へ上昇してしまう現象をいう。
【0018】
上記のエンジンの制御装置の他の一態様は、エンジン回転数を検出する手段と、エンジンオイルの温度を検出する手段と、をさらに備え、前記制御手段は、エンジン回転数が所定回転数より大きく、かつ、エンジンオイルの温度が所定温度より高いときには、前記気筒の休止状態において休止の対象となる気筒の吸気弁を常時閉じた状態とし、排気上死点後の次の下死点近傍で当該気筒の排気弁を閉じるとともに閉じた状態を維持する。
【0019】
この態様では、エンジン回転数が所定回転数より大きく、かつ、エンジンオイルの温度が所定温度より高いとき、即ちオイル上がりが発生しやすい状況においては、休止対象となる気筒の吸気弁を常時閉じた状態として未燃焼の空気が排気側へ流れることを防止する。同時に、排気弁を常時閉じた状態とするのであるが、排気弁を閉じるタイミングを排気上死点後の次の下死点近傍とする。これにより、排気工程後にピストンが下死点近くまで移動し、燃焼室内に排気ガスがある程度導入された状態で排気弁閉じることになり、排気弁を閉じた際の燃焼室内はほぼ大気圧となる。こうして燃焼室内に生じる負圧を減少させ、オイル上がりを防止する。
【0020】
上記のエンジンの制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、前記フューエルカット条件が具備され、かつ、前記触媒温度が所定温度以上であることが検出されないときには、前記複数の気筒に対するフューエルカットを実行する。
【0021】
この態様では、触媒温度が所定温度以下である場合には、未燃焼の空気が排気系の触媒へ流れても触媒の劣化が生じる恐れは低いので、フューエルカットを実施して車両の減速を行うとともに燃費の向上を図る。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【0023】
[エンジンの構成]
まず、本発明の適用対象となる、気筒休止機構を備えるエンジンについて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るエンジンの全体構成図である。エンジン50の燃焼に必要な空気は、エアクリーナ102でろ過され、スロットルボデー105を通ってサージタンク(インテークマニホルド)111で各気筒の吸気管113に分配される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデー105に設けられたスロットル弁106により調節されるとともに、エアフローメータ104により計測される。また、吸入空気温度は、吸気温センサ103により検出される。さらに、吸気管圧力は、バキュームセンサ112によって検出される。
【0024】
また、スロットル弁106の開度は、スロットル開度センサ109により検出される。また、スロットル弁106が全閉状態のときには、アイドルスイッチ110がオンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクティブとなる。また、スロットル弁106をバイパスするアイドルアジャスト通路107には、アイドル時の空気流量を調節するためのアイドルスピードコントロールバルブ(ISCV)108が設けられている。
【0025】
一方、燃料タンク115に貯蔵された燃料は、燃料ポンプ117によりくみ上げられ、燃料配管119を経て燃料噴射弁121により吸気管113に噴射される。吸気管113ではそのような空気と燃料とが混合され、その混合気は、吸気弁123を介してエンジン本体すなわち気筒(シリンダ)1に吸入される。気筒1において、混合気は、ピストンにより圧縮された後、イグナイタ及びスパークプラグにより点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
【0026】
なお、点火ディストリビュータ143には、その軸が例えばクランク角(CA)に換算して720°CAごとに基準位置検出用パルスを発生するクランク角センサ145、及び30°CAごとに基準位置検出用パルスを発生するクランク角センサ147が設けられている。また、エンジン50は、冷却水通路149に導かれた冷却水により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ151によって検出される。
【0027】
燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁124を介して排気マニホルド127に放出され、次いで排気管129に導かれる。なお、排気管129には、排気ガスの空燃比(A/F)を検出するA/Fセンサ131が設けられている。さらにそれより下流の排気系には、触媒コンバータ133が設けられており、その触媒コンバータ133には、排気ガス中の未燃成分の酸化と窒素酸化物の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒コンバータ133において浄化された排気ガスが大気中に排出される。また、触媒コンバータ133には図示しない触媒温度センサが設けられる。
【0028】
なお、エンジン50は、NOx (窒素酸化物)の低減を目的とするEGR(排気ガス再循環装置)付きのエンジンを想定しており、排気系とスロットル弁106より下流側の吸気系との間には、排気ガスを循環させるための通路125が設けられている。そのガス再循環量は、その通路の途中に設けられたEGRバルブ126によって調節される。
【0029】
エンジン電子制御ユニット(ECU)60は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転速度制御などを実行するマイクロコンピュータシステムである。CPU61は、ROM62に格納されたプログラムに従って、各種センサからの信号をA/D変換回路64又は入力インタフェース回路65を介して入力し、その入力信号を基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づいて出力インタフェース回路66を介して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。RAM63は、その演算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場所として使用される。また、これらのECU内の各構成要素は、システムバス(アドレスバス、データバス及びコントロールバスからなる。)69によって接続されている。
【0030】
点火時期制御は、エンジン回転速度及び各センサからの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な点火時期を決定して、イグナイタに点火信号を送るものである。また、アイドル回転速度制御は、アイドルスイッチ10からのスロットル全閉信号などによってアイドル状態を検出し、ISCV108を制御して空気量を調節することにより、最適なアイドル回転速度を維持するものである。
【0031】
燃料噴射制御は、基本的には、エアフローメータ104により計測される吸入空気流量とクランク角センサ145から得られるエンジン回転速度とから算出されるエンジン1回転当たりの吸入空気量に基づいて、所定の空燃比を達成すべく燃料噴射量すなわち燃料噴射弁121による噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で燃料を噴射するものである。なお、吸入空気流量は、バキュームセンサ112から得られる吸気管圧力とエンジン回転速度とによって推定してもよい。そして、かかる演算の際、スロットル開度センサ109、水温センサ151、吸気温センサ103、A/Fセンサ131等からの信号に基づく補正を加える。
【0032】
また、ECU60が実行する燃料噴射制御には、フューエルカット制御が含まれる。フューエルカット制御は、車両走行中の各種の状態で実行され、例えば、燃料噴射を一時的に停止する減速時フューエルカット、高回転時フューエルカット、最高速フューエルカット等が行われている。フューエルカットを行う条件は予め決められている。ECU60は、各種センサからの出力信号を監視し、所定のフューエルカット条件が具備された場合にフューエルカット要求が生じたものとし、フューエルカット指示を燃料噴射弁121に与えて燃料噴射を停止する。
【0033】
各種のフューエルカットとしては、例えば、減速時フューエルカットの場合は、スロットル弁が全閉であり、かつ、エンジン回転速度が所定値以上のときに、燃料供給の不必要な減速状態にあると判断し、燃料噴射を停止して、燃費の向上、排出ガスの浄化、及び触媒の加熱防止を図るものである。また、高回転時フューエルカットの場合は、エンジン回転速度のレッドゾーン以上への上昇によるエンジン破損を防止するため、所定の回転速度(例えば8000rpm)以上で燃料噴射を停止し、回転速度の上昇を抑えるものである。さらに、最高速フューエルカットの場合は、例えば車速180km以上でエンジン回転速度4500rpmが所定時間続いたような場合に、燃料噴射を停止するものである。なお、本発明は特に減速時フューエルカットの場合に効果的に適用することができる。
【0034】
次に、気筒休止機構について説明する。図2に示すように、エンジン50は複数の気筒を備える。図2の例では、エンジン50は4気筒(#1〜#4)を備える。吸入空気はサージタンク111から各気筒の吸気管113を通じて各気筒へ送られる。一方、各気筒からの排気ガスは排気管129に排出され、矢印80の方向へ送られる。排気管129には、前述のようにA/Fセンサ131及び触媒コンバータ133が設けられている。触媒コンバータ133を通過した排気ガスはマフラー174を通じて大気中へ放出される。
【0035】
前述のように、ECU60は、各種センサからの出力に基づいてエンジン50の全体動作を制御する。また、ECU60は、制御信号72を各気筒の可変動弁機構に供給して、各気筒の吸気弁及び排気弁の開閉制御を行う。
【0036】
気筒の休止は、ECU60が対象となる気筒の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉じるとともに、当該気筒の吸気通路への燃料噴射を停止することにより行われる。吸気弁及び排気弁の両方を閉じる場合、ECU60は、まず、可変動弁機構を制御して排気弁を閉じ、次に燃料噴射を停止し、次に可変動弁機構を制御して吸気弁を閉じる。これにより、通常、気筒休止中には燃焼室内には排気ガスが残留した状態となる。一方、気筒休止状態からの復帰時には、ECU60はまず排気弁を開け、次に燃料噴射を開始し、次に吸気弁を開ける。
【0037】
次に、各気筒の吸気弁及び排気弁の開閉を制御する可変動弁装置について説明する。図3及び図4に、油圧回路により制御される可変動弁装置の構造を示す。図3は、可変動弁装置の斜視図であり、図4はその側部断面図である。
【0038】
図4に示されるように、可変動弁装置は、カム11が設けられたカムシャフト10を備えている。カム11の下方には、ロッカシャフト20に回動可能に軸支されたロッカアーム21が設けられている。このロッカアーム21の先端側には、アーム22が前方へと突出する態様で形成されている。このアーム22の先端は、一対の機関バルブ13の上端と当接されており、バルブスプリングの付勢力によってそれらバルブ13が閉弁される側に押圧されている。そして、ロッカシャフト20を軸としたロッカアーム21の回動にともない揺動されるアーム22の押圧に基づき、機関バルブ13は開閉駆動される。
【0039】
図3及び図4に示されるように、ロッカアーム21の上面には、カム11に対応した可動カムフォロワ23が配設されている。可動カムフォロワ23は、ロッカアーム21の上下方向に沿って形成された摺動孔35(図4)内に摺動可能に配設されている。また、これら可動カムフォロワ23は、コイルばね(図示略)の付勢力によってカム11に向けて常時付勢されている。そのため、可動カムフォロワ23は、カム11とすべり接触をしつつ、その押圧を受けるようになる。
【0040】
ロッカアーム21の下方には、上記可動カムフォロワ23が嵌入された摺動孔35と交差するシリンダ穴36が形成されている。シリンダ穴36内には、ロッカアーム21と可動カムフォロワ23とを選択的に締結若しくは締結解除するロックピン31が摺動可能に配設されている。
【0041】
次に、ロックピン31を中心として構成されるカム切り換え機構について、図5(a)及び5(b)に基づき詳細に説明する。なお、図5(a)及び5(b)はロックピン31付近の側部断面構造を示す断面図であり、図5(a)は締結解除時の態様を、図5(b)は締結時の態様をそれぞれ示している。
【0042】
先述したように、可動カムフォロワ23はロッカアーム21を上下に貫く摺動孔35内に摺動可能に嵌入されている。さらにロッカアーム21の下方には、この摺動孔35と交差するシリンダ穴36が形成されており、その内部にはロックピン31が摺動可能に嵌入されている。ロックピン31は、コイルばね33によってロッカアーム21の基端側、すなわち可動カムフォロワ23から離間する方向に向けて常時付勢されている。
【0043】
ロックピン31には、その中央部から先端側にかけて溝32が形成されている。この溝32には、可動カムフォロワ23の下端部が嵌入可能となっている。さらに、溝32の先端側は、可動カムフォロワ23の上下方向の摺動を許容すべく底面が切り欠かれている。一方、溝32の中央部側(基端側)は、可動カムフォロワ23の下端と当接可能なようにその底面が残されている。
【0044】
シリンダ穴36にあってロックピン31によって区画されたロッカアーム21の基端側の空間34は、同ロックピン31を動作させるための作動油が導入される油圧室となっている。この油圧室34は、ロッカアーム21内に形成された油通路49と接続されている。さらにこの油通路49は、ロッカシャフト20内に形成された油通路43と接続されており、これら油通路43,49を通じて行われる作動油の供給及び排出によって、油圧室34内の油圧が調整される。そしてロックピン31は、この油圧室34内の油圧に基づく力と前記コイルばね33の付勢力とのつり合いに応じてシリンダ穴36内を移動し、図5(a)に示す位置と図5(b)に示す位置との間を往復摺動する。
【0045】
ロッカアーム21と可動カムフォロワ23との締結を解除する場合、上記油圧室34内から作動油を排出して同室34内の油圧を低下させる。その結果、ロックピン31は、コイルばね33の付勢力によってロッカアーム21の基端側に向けて移動し、図5(a)に示す位置に位置するようになる。このとき、可動カムフォロワ23の下端部は、ロックピン31の溝32の底面が切り欠かれた部分に位置しているため、その上下方向の摺動が許容される。
【0046】
他方、ロッカアーム21と可動カムフォロワ23とを締結する場合、上記油圧室34に作動油を供給して同油圧室34内の油圧を上昇させる。その結果、ロックピン31は、コイルばね33の付勢力に抗してロッカアーム21の先端側に移動し、図5(b)に示す位置に位置するようになる。このとき、可動カムフォロワ23の下端部は、ロックピン31の溝32の底面が残された部分に位置するようになる。このとき可動カムフォロワ23が押し下げられると、その下端面と溝32の底面とが当接する。
【0047】
このときのカム11の押圧は、可動カムフォロワ23及びロックピン31の当接を通じてロッカアーム21にも直接的に伝達されるようになる。すなわち、このときの可動カムフォロワ23とロッカアーム21とは連結された状態となり、一体となって回動するようになる。そしてこの場合には、ロッカアーム21はカム11によって回動されるようになり、機関バルブ13もカム11によって開閉駆動されるようになる。
【0048】
従って、ECUは、可変動弁装置の油圧回路内に設けられた電磁弁などを制御して油圧室34への作動油の供給を制御することにより、機関バルブ13の作動及び停止を制御することができる。
【0049】
[車両減速時のエンジン制御]
次に、本発明による車両減速時のエンジン制御について説明する。
【0050】
(基本制御)
まず、本発明における基本的な制御について説明する。本発明では、まずエンジンの排気触媒床温が高温である場合には、アクセルがオフとされた減速状態であっても、フューエルカットを行わずに燃焼を継続する。これにより、触媒の劣化を抑制する。但し、前述のように失火を防止するために吸入空気量をある程度のレベルに維持すると減速感が不足するので、本発明では、一部の気筒を休止して減筒運転を行う。なお、本明細書において「気筒を休止する」とは、対象となる気筒について燃料を噴射せず、かつ、吸気弁と排気弁の少なくとも一方を閉じることをいう。また、エンジンの有する全気筒のうちの一部を休止することを「減筒」と呼ぶ。
【0051】
図6に、4気筒エンジンにおいて、失火が発生する吸入空気量(以下、「失火限界空気量」と呼ぶ。)の変化を、4気筒燃焼時と2気筒燃焼時との場合について例示する。なお、図6の横軸はエンジン回転数であり、縦軸は全気筒(この例では4気筒)に吸入される空気量の総合計を総吸入空気量として示している。図からわかるように、失火限界空気量はエンジン回転数に応じて多少変化する。また、2気筒燃焼時は4気筒燃焼時と比較して失火限界空気量が小さいことがわかる。つまり、2気筒燃焼時は4気筒燃焼時と比べて、エンジン全体として少ない吸入空気量でも失火が発生しない。この理由は、減筒時には休止気筒は吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を閉じるので、総吸入空気量を燃焼中の気筒(以下、「稼働気筒」とも呼ぶ。)で分配して使用することになるからである。即ち、4気筒燃焼時は総吸入空気量を4気筒で分配することになるので、各気筒には総吸入空気量の1/4ずつの空気が吸入されるが、2気筒燃焼時には総吸入空気量を2気筒で分配することになるので各気筒には総吸入空気量の1/2ずつの空気が吸入される。よって、総吸入空気量が同じであれば、2気筒燃焼時の方が少ない総吸入空気量でも失火が発生しない。
【0052】
このように、本発明の基本的な制御では、アクセルオフなどの減速時にフューエルカットの必要があり、かつ、排気触媒温度が高温である場合には、フューエルカットを実行せず、減筒を行うことにより、失火を招くことなく総吸入空気量を減少させることができるので、その分燃料噴射量が減少し、燃焼により発生するトルクも減少するので車両の減速感を確保することができる。また、燃料噴射量の減少により燃費も向上することになる。
【0053】
なお、減速時にフューエルカットの要請がある場合でも排気触媒温が高温である場合にはフューエルカットを実施せず代わりに減筒を行うが、全ての気筒を休止すると、排気管からマフラーやテールパイプを通じる排気ガスの排出が停止するので、テールパイプから車外の空気(酸素)が排気系に逆流して入り込み、触媒を劣化される可能性がある。この点、本発明では一部気筒を休止するだけであるので、稼働気筒による排気ガスが常に排出されることになり、上述のようにテールパイプから車外の空気が排気系に入り込んで触媒の劣化を促進することを防止することができる。
【0054】
なお、上記の例では4気筒エンジンにおいて2気筒を休止する場合を述べたが、本発明における減筒はこれには限られず、複数の気筒のうちの少なくとも1つの気筒を休止する全ての場合を含む。上述のように総吸入空気量を燃焼中の気筒で分配して燃焼を行うことになるので、1つでも休止気筒があればその分失火を招かずに総吸入空気量を減少させることができ、減速感の確保及び燃費向上の効果が得られるのである。
【0055】
次に、休止気筒における吸気弁及び排気弁の制御について詳しく説明する。上記の基本制御においては、原則として休止気筒は吸気弁及び排気弁の両方を閉じた状態とすることが好ましい。これは、吸気弁及び排気弁の両方を閉じることにより燃焼室内外の空気の移動が無くなるのでポンピングロスが低減し、その結果燃費が向上するためである。但し、後述するエンジンブレーキ促進制御やオイル上がり防止制御などを基本制御と併せて実行する場合には、吸気弁と排気弁の少なくとも一方を閉じた状態で他方を開けた状態としたり、開閉を行うことになる。これについては後で詳しく説明する。
【0056】
また、休止気筒について吸気弁と排気弁の両方を閉じる場合には、そのタイミングを適切に制御して排気系へ未燃焼の空気(即ち、酸素を含む空気)が流入することを防止する必要がある。これについて図7を参照して説明する。図7は、ある1つの気筒の動作サイクルを示したタイムチャートであり、吸気、圧縮、燃焼、排気のサイクル中における吸気弁と排気弁の開閉状態を示す。但し、括弧書きの吸気、圧縮、燃焼などの工程は気筒休止状態のために実行されない工程であることを示している。図中の矢印で示される期間TP1〜TP6は、各工程の動作期間を示している。また、気筒の休止指示及び復帰指示はそれぞれほぼ図示のタイミングでECU60から当該気筒の可変動弁機構に与えられる。
【0057】
図7において、気筒が通常の燃焼状態において休止指示がなされると、排気弁は期間TP1で排気工程を実行した後、閉じた状態で休止する。その後、通常の稼働状態であれば期間TP2において吸気弁が開いて吸気を行うのであるが、本実施形態においては吸気弁を開かない(図中、期間TP2の「×」は吸気を実行しないことを意味している)。これにより、燃焼室内には未燃焼の空気が吸入されることはない。そして、排気弁と吸気弁の双方が閉じた気筒休止状態に入る。その後、稼働状態への復帰指示がなされると、まず期間TP3において排気弁が開く。このとき、先の期間TP2において吸気弁を開いたと仮定すると、未燃焼の空気が燃焼室に溜まっており、期間TP3の排気工程で排気管へ排出されるので酸素による触媒の劣化が生じうる。しかし、本実施形態では、前述のように、期間TP2においては吸気弁を開かなかったので、燃焼室内には未燃焼の空気は存在せず、期間TP3の排気工程により未燃焼の空気が排出されることはない。こうして、未燃焼の空気、即ち酸素を含む空気が排気側へ流れることによる触媒の劣化を防止することができる。
【0058】
期間TP3に続き、期間TP4で吸気弁が開いて未燃焼を空気を燃焼室内に吸入し、圧縮工程が行われ、さらに期間TP5において燃焼工程が行われる。ここで、本実施形態では、気筒の復帰後、最初に吸気弁が開いてから(期間TP4)、次に排気弁が開く(期間TP6)までの間に、必ず燃焼(期間TP5)が行われるようにする。こうすることにより、未燃焼の空気が排気側へ流れることが防止され、酸素による触媒の劣化が防止される。その後は、通常どおり各工程が実行される。
【0059】
以上述べたように、休止気筒の吸気弁及び排気弁の開閉を適切に制御することにより、即ち、▲1▼休止時においては排気弁を休止した後は吸気弁を開かないように制御し、▲2▼休止からの復帰時には吸気弁を開いてから排気弁が開くまでに必ず燃焼が行われるように制御することにより、未燃焼の空気が排気側へ流れて酸素による触媒の劣化が生じることを防止することができる。
【0060】
(エンジンブレーキ促進制御)
次に、エンジンブレーキ促進制御について説明する。このエンジンブレーキ促進制御は、上述の基本制御に付随して実行されるものである。即ち、減速時にフューエルカット要請が生じ、かつ、触媒温度が高温である場合に、一部気筒を休止する際に実行されるものである。
【0061】
前述のように、基本制御においては休止気筒は原則として吸気弁及び排気弁の両方を閉じた状態とする。しかし、車両の走行状態に応じて特にエンジンブレーキが必要な状態においては、休止気筒の吸気弁のみを常時閉じた状態とし、排気弁は通常のサイクルに従って開閉を実施する。こうすると、排気弁の開閉により燃焼室と排気ポートとの間で排気ガスが行き来するので、ポンピングロスが生じ、その結果エンジンブレーキトルクが増加する。即ち、この制御では、排気弁の開閉をあえて実行することにより、積極的にポンピングロスを生じさせてエンジンブレーキを促進するのである。なお、走行中に特にエンジンブレーキが必要な状態とは、例えば所定車速以上で下り坂を走行していると判定した場合、アクセルペダルの戻し速度が所定値より大きい場合、ブレーキペダルが踏まれている場合などを含む各種の状態とすることができ、それらは基本的に各種センサからの出力信号に基づいてECU60が判定することになる。
【0062】
(オイル上がり防止制御)
次に、オイル上がり防止制御について説明する。このオイル上がり防止制御も上述の基本制御に付随して実行されるものである。「オイル上がり」とは、燃焼室内の負圧が大きくなると、本来はピストン下方に位置する機構の潤滑のために循環されるエンジンオイルがピストンとシリンダとの間を通過して燃焼室内へ上昇してしまう現象をいう。オイル上がりは、エンジン回転数が高いほど燃焼室内に生じる負圧が大きくなるため発生しやすくなり、また、エンジンオイル温度が高くエンジンオイルの粘度が低いほど発生しやすい。オイル上がりによりエンジンオイルが燃焼室内に入り込むと、エンジンオイルの消費が増えてしまうという問題がある。ECU60は、エンジン回転数とエンジンオイル温度を検出し、エンジン回転数が所定回転数以上であり、かつ、エンジンオイル温度が所定値以上である場合に、このオイル上がり防止制御を行う。
【0063】
具体的なオイル上がり防止制御は2つの方法が考えられ、いずれかが選択的に実行される。まず第1の方法は、基本制御における休止気筒について、吸気弁を常時閉じた状態とし、排気弁を常時開けた状態とする。排気弁を常時開けておくことにより、燃焼室への空気の出入りが減少し、燃焼室内に発生する負圧が減少するので、オイル上がりが発生しにくくなる。よって、基本制御においては原則的に吸気弁と排気弁の双方を閉じた状態とするが、オイル上がりが発生しやすい条件下では、休止気筒の吸気弁のみを常時閉じ、排気弁を開けておくことにより、オイル上がりを抑制することができる。
【0064】
なお、上述の第1の方法では休止気筒の吸気弁を常時閉じた状態とし、排気弁を常時開けておくことにより負圧を減少させているが、オイル上がりを防止するという観点では逆に排気弁を常時閉じた状態とし、吸気弁を常時開けた状態としても構わない。但し、その場合は吸気弁が開いているために未燃焼の空気が燃焼室内に入るので、それが排気側へそのまま流れて触媒の劣化を生じないようにする必要がある。よって、図7を参照して説明したように、休止気筒の復帰時には排気弁が開く前に必ず燃焼が行われるようにすることが必要となる。
【0065】
一方、第2の方法では、基本制御の場合の原則通り、休止気筒の吸気弁及び排気弁の両方を常時閉じた状態とする。但し、休止状態に移行する際に排気弁を閉じるタイミングを調整する。これを図8を参照して説明する。図8は基本的に図7と同様のタイムチャートであり、休止対象となる気筒の休止及び復帰時の各工程を示している。但し、図8においては、基本制御の原則的なタイムチャートを示した図7と異なり、休止指示後に排気弁を閉じるタイミングを遅らせている。図8において、期間TP1が通常の排気弁が開いている期間であるのに対し(図7と同様)、オイル上がり防止制御の第2の方法では排気弁を開けておく期間を期間TP1aとし、排気弁を閉じるタイミングを遅らせている。具体的には、排気上死点後の次の下死点付近で排気弁を閉じる。これにより、排気工程後にピストンが下死点付近まで移動する間は排気弁が開いているので、その間に排気ポート側へ排出された排気ガスが一部燃焼室内に入り込み、燃焼室内はほぼ大気圧程度になる。その後に排気弁を閉じるので、休止気筒については燃焼室内をほぼ大気圧に保つことができる。オイル上がりは燃焼室内の負圧により発生し、通常の排気サイクルに従って排気弁を閉じると、排気ガスを排出した後直ちに排気弁が閉じるので燃焼室内が負圧状態に維持されやすい。しかし、この方法では、排気弁を閉じるタイミングを遅らせ、ピストンが次の下死点付近に至り排気ガスが燃焼室内に取り込まれた後に排気弁を閉じるので、燃焼室内をほぼ大気圧に維持することができ、オイル上がりの原因となる負圧が発生しにくくなる。よって、第2の方法によっても、オイル上がりを防止することができる。
【0066】
第1の方法と比較すると、第1の方法では休止気筒の排気弁を開閉するので排気ポートと燃焼室との間を出入りする排気ガスの移動により排気系に多少の騒音が生じうるが、第2の方法では排気弁を常時閉じた状態とするので、そのような騒音は生じない。一方、第2の方法は、排気バルブを閉じるタイミングを遅らせる必要があるので、例えば電磁駆動弁を使用するエンジンなど、排気弁の開閉制御の自由度が高いエンジンに好適である。
【0067】
(処理フローチャート)
次に、本発明による減速時の制御について図9のフローチャートを参照して説明する。なお、図9に示すフローチャートは、上述の基本制御に加えてエンジンブレーキ促進制御及びオイル上がり防止制御を実行する場合の処理を例示するものであるが、実際の車両においては、基本制御のみを実行することもできるし、基本制御に加えてエンジンブレーキ向上制御とオイル上がり防止制御のいずれか一方のみを実行することもできる。また、図9に示す処理は、基本的にECU60が予め用意されたプログラムに従って、各種センサの出力を監視しつ各ステップを実行することにより行われる。
【0068】
まず、ECU60は、クランク角センサ145の出力などに基づいて車両のエンジン回転数を検出し、エンジン回転数が所定のフューエルカット(F/C)実施回転数以上であるか否かを判定する(ステップS1)。フューエルカット実施回転数以上でない場合には(ステップS1;No)、フューエルカットは行わず、全気筒で通常通り燃焼が継続される(ステップS2)。
【0069】
一方、エンジン回転数が所定のフューエルカット実施回転数以上であると判定された場合(ステップS1;Yes)、次にECU60は触媒温度が所定温度以上であるか否かを判定する(ステップS3)。なお、触媒温度の検出は、例えば触媒コンバータ133内の排気触媒床温に対応した電気信号を出力する触媒温度センサ(不図示)により行うことができるが、それ以外の他の方法により検出することも可能である。触媒温度が所定温度以上でない場合には(ステップS3;No)、空気(酸素)による触媒劣化の恐れが低いので、ECU60は全気筒についてフューエルカットを実行する(ステップS4)。一方、触媒温度が所定温度以上である場合(ステップS3;Yes)、空気の流入により触媒の劣化の恐れがあるので、上述の基本制御に従ってフューエルカットは行われない。
【0070】
次にECU60はエンジンブレーキ促進条件が具備されているか否かを判定する(ステップS5)。エンジンブレーキ促進条件は、前述のように、例えば所定車速以上で下り坂と判断した場合や、ブレーキペダルが踏まれている場合などを含む。エンジンブレーキ促進条件が具備されている場合(ステップS5;Yes)、ECU60は上述のエンジンブレーキ促進制御を実行する(ステップS6)。即ち、まずECU60は基本制御に従ってフューエルカットを行うことなく一部気筒を休止して減筒運転を実施するとともに、休止気筒については吸気弁を常時閉とし、排気弁を開閉する。吸気弁を常時閉とすることにより未燃焼の空気が排気側の触媒へ流入することが防止され、排気弁を開閉することによりポンピングロスが生じてエンジンブレーキトルクが増大してエンジンブレーキが促進される。
【0071】
一方、エンジンブレーキ促進条件が具備されていない場合(ステップS6;No)、ECU60はオイル上がりの防止が必要であるか否かを判定する(ステップS7)。この判定は、例えば前述のように、エンジン回転数が所定回転数以上であり、かつ、エンジンオイル温度が所定値以上であるときに、オイル上がりの防止が必要であると判定される。オイル上がりの防止が必要であると判定された場合(ステップS7;Yes)、ECU60はまず基本制御に従ってフューエルカットを行うことなく減筒運転を実施し、さらに上述のオイル上がり防止制御の第1の方法又は第2の方法のいずれかを実行する。即ち、第1の方法を実行する場合は、休止気筒については吸気弁を常時閉とし、排気弁を常時開とする。また、第2の方法を実行する場合は、休止気筒については吸気弁を常時閉とし、排気弁を常時閉とするタイミングを調整する。これにより、燃焼室内の負圧が減少して、オイル上がりが防止される。
【0072】
一方、オイル上がりの防止が必要でないと判定された場合(ステップS7;No)、ECU60は基本制御に従ってフューエルカットを行うことなく減筒運転を実施し、さらに、吸気弁及び排気弁の両方を常時閉状態とする(ステップS9)。これにより、未燃焼の空気が排気側へ流れて触媒を劣化させることが防止される。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アクセルオフなどの減速時において、排気触媒温度が高温である場合にはフューエルカットを禁止して、未燃焼の空気が排気側に流れることによる触媒の劣化を防止する。また、その際、燃焼を継続するために減速感が不足することを防止するため、一部気筒を休止して減筒運転を行う。また、必要に応じて、休止させた気筒の吸気弁及び排気弁の開閉を制御することにより、エンジンブレーキの促進やオイル上がりの防止を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるエンジンの概略構成を示す。
【図2】本発明の実施形態におけるエンジンの気筒休止機構を説明するための図である。
【図3】可変動弁装置の概略構成を示す斜視図である。
【図4】図3に示す可変動弁装置の側部断面構造を示す図である。
【図5】図2に示す可変動弁装置のカム切り換え機構の側部断面図である。
【図6】全気筒稼働時と減筒時における失火限界空気量を示すグラフである。
【図7】基本制御における吸気弁及び排気弁の開閉制御を示すタイムチャートである。
【図8】オイル上がり防止制御の第2の方法における吸気弁及び排気弁の開閉制御を示すタイムチャートである。
【図9】本発明による減速時の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 気筒
50 エンジン
60 ECU
111 サージタンク
113 吸気管
123 吸気弁
124 排気弁
129 排気管
133 触媒コンバータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an engine having a cylinder deactivation mechanism, and more particularly to prevention of catalyst deterioration due to fuel cut.
[0002]
[Prior art]
In an engine having an electronically controlled combustion injection control device, a fuel cut ("fuel cut", "fuel cut", which stops fuel injection when the vehicle is in a decelerating driving state, etc., for the purpose of reducing emissions and reducing fuel consumption). F / C ”) is performed. However, it has been found that the execution of such a fuel cut causes deterioration of the three-way catalyst for purifying exhaust gas provided in the exhaust system. That is, the execution of the fuel cut causes the exhaust system to have an excessive oxygen state (lean state). Therefore, when the fuel cut is performed in a state where the temperature of the catalyst is high, the periphery of the catalyst becomes a high-temperature lean state, and the deterioration of the catalyst is promoted.
[0003]
The following is known as a reason why the deterioration of the catalyst is promoted when the catalyst is in a lean state at a high temperature. At higher temperatures, atom migration becomes more active. Therefore, in a high temperature state, the small Pt (platinum) in the catalyst is combined with each other by the activated atom transfer to become large Pt, and an oxidation reaction occurs due to excess oxygen to promote the Pt particle growth. Is done. The grain-grown Pt has a small surface area, which means that the area in contact with the exhaust gas is small. As a result, the exhaust gas purifying action is reduced. The above is the reason why the deterioration of the catalyst is promoted at a high temperature and an excess of oxygen.
[0004]
From this point of view, even under conditions where fuel cut should be performed, such as during deceleration, when the exhaust catalyst bed temperature is high, fuel cut execution is prohibited, and combustion is continued to suppress catalyst deterioration. Has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
Also, a method has been proposed in which at least one of an intake valve and an exhaust valve is closed during execution of fuel cut to prevent lean gas from flowing into the catalyst and suppress deterioration of the catalyst (for example, see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-8-144814
[Patent Document 2]
JP 2001-182570A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As in Patent Document 1, when the exhaust catalyst bed temperature is high and combustion is continued without executing fuel cut even during deceleration, the amount of intake air is reduced to decelerate the vehicle. Need to be done. However, if the intake air amount is reduced indefinitely, there is a possibility that a misfire may occur. Therefore, even if the vehicle is decelerated, the intake air amount cannot be reduced to a certain level when combustion is continued. Note that misfire generally refers to a state in which the amount of air taken into the combustion chamber is small, the compression pressure is insufficient, and combustion cannot be performed. The minimum amount of air that does not cause a misfire is determined by conditions such as the number of revolutions of the engine. However, in order to prevent the occurrence of a misfire, the amount of air per combustion cannot be reduced below a certain level. Nevertheless, engine torque due to combustion is generated, and the deceleration of the vehicle is smaller than that in the case where fuel cut is executed. As a result, even if the driver turns off the accelerator, the driver may not feel a sufficient sense of deceleration, and the driver may feel uncomfortable in terms of drivability.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and even when performing control to prohibit fuel cut at the time of deceleration when the temperature of the exhaust catalyst is high in order to suppress catalyst deterioration, the sense of deceleration of the vehicle is reduced. An object of the present invention is to provide an engine control device that can secure the fuel consumption and reduce deterioration of fuel efficiency due to continued combustion.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, a control device for an engine having a plurality of cylinders includes a fuel cut condition detecting means for detecting that a fuel cut condition at the time of vehicle deceleration is provided, and an exhaust catalyst temperature being equal to or higher than a predetermined temperature. Catalyst temperature detecting means for detecting that the fuel cut condition is satisfied, and when it is detected that the catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, at least one of the plurality of cylinders is deactivated. Control means for causing
[0010]
The engine controlled by the control device has a plurality of cylinders. The control device includes a fuel cut condition detecting unit that detects whether a fuel cut condition is satisfied when the vehicle decelerates. The fuel cut condition can be set, for example, when the accelerator is off (the throttle valve is fully closed) and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value, and can be detected by, for example, an ECU according to the output values of various sensors. . Further, the control device includes catalyst temperature detection means for detecting that the exhaust catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The catalyst temperature detecting means can be constituted by, for example, a temperature sensor provided in a catalytic converter for purifying exhaust gas provided in an exhaust system of a vehicle.
[0011]
The control means constituted by the ECU and the like, when the fuel cut condition is satisfied, and when it is detected that the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, without executing the fuel cut, the plurality of cylinders At least one cylinder is stopped. Here, stopping the cylinder means that the fuel is not injected into the cylinder and at least one of the intake valve and the exhaust valve of the cylinder is closed. This is because if fuel cut is performed when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, unburned air flows to the exhaust-side catalyst, and the catalyst is deteriorated by oxygen. Therefore, the combustion is continued without performing the fuel cut. However, there is a demand for suppressing the generation of the torque by the combustion by suppressing the intake air amount as much as possible during the deceleration. However, if the total intake air amount is reduced while continuing combustion in all cylinders, a misfire may occur. Therefore, by setting a part of the cylinders at rest, misfire is prevented from occurring even with a small intake air amount. As a result, the torque generated by the continuation of the combustion is reduced, so that the deceleration of the vehicle is promoted, and the fuel consumption is reduced with the reduction of the intake air amount, and the fuel efficiency is also improved.
[0012]
In one aspect of the above-described engine control device, the control unit is configured such that, in the deactivated state of the cylinder, both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder to be deactivated are closed, and the intake valve is opened. The opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve are controlled so that a combustion process is performed from the time when the exhaust valve opens.
[0013]
According to this aspect, in the deactivated state of the cylinder, since both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder to be deactivated are closed, it is possible to reliably prevent unburned air from flowing to the catalyst of the exhaust system. Can be. In addition, when returning from the rest state of the cylinder, the combustion process is always performed between the opening of the intake valve and the opening of the exhaust valve. Flow to the system catalyst can be prevented, and catalyst deterioration can be prevented.
[0014]
Another aspect of the above-described engine control device further includes a unit that detects a need for engine braking, and the control unit is a target to be stopped in a stopped state of the cylinder when the need for engine braking is detected. The intake valve of the cylinder is always closed, and the exhaust valve of the cylinder is controlled to open and close.
[0015]
According to this aspect, when the necessity of engine braking is detected, the intake valve of the cylinder to be stopped is maintained in a closed state to prevent unburned air from flowing to the exhaust system, and the exhaust valve The engine brake is activated by controlling the opening and closing of the valve to generate a pumping loss.
[0016]
Another aspect of the above-described engine control device further includes a unit that detects an engine speed, and a unit that detects a temperature of engine oil, wherein the control unit is configured so that the engine speed is higher than a predetermined speed. And, when the temperature of the engine oil is higher than a predetermined temperature, one of the intake valve and the exhaust valve of the cylinder to be deactivated is always closed in the deactivated state of the cylinder, and the intake valve and the exhaust of the cylinder are deactivated. The other side of the valve is always open.
[0017]
According to this aspect, when the engine speed is higher than the predetermined speed and the temperature of the engine oil is higher than the predetermined temperature, that is, in a situation where the oil rise is likely to occur, the intake valve or the exhaust gas of the cylinder to be stopped is set. When one of the valves is always closed, unburned air is prevented from flowing to the exhaust side, and when the other is always open, the negative pressure generated in the combustion chamber is reduced to prevent oil rising. When the negative pressure in the combustion chamber increases, the engine oil, which is circulated for lubrication of the mechanism located below the piston, passes between the piston and the cylinder and rises into the combustion chamber. A phenomenon that causes
[0018]
Another aspect of the above-described engine control device further includes a unit that detects an engine speed, and a unit that detects a temperature of engine oil, wherein the control unit is configured so that the engine speed is higher than a predetermined speed. And, when the temperature of the engine oil is higher than a predetermined temperature, the intake valve of the cylinder to be deactivated is always closed in the deactivated state of the cylinder, and the intake valve is closed near the next bottom dead center after the exhaust top dead center. Close and maintain the closed state of the exhaust valve of the cylinder.
[0019]
In this aspect, when the engine speed is higher than the predetermined speed and the temperature of the engine oil is higher than the predetermined temperature, that is, in a situation where the oil rises easily, the intake valve of the cylinder to be stopped is always closed. As a state, unburned air is prevented from flowing to the exhaust side. At the same time, the exhaust valve is always closed, but the timing of closing the exhaust valve is set near the bottom dead center next to the exhaust top dead center. As a result, the piston moves to the vicinity of the bottom dead center after the exhaust process, and the exhaust valve is closed in a state where the exhaust gas is introduced to some extent in the combustion chamber, and the combustion chamber when the exhaust valve is closed becomes almost atmospheric pressure. . In this way, the negative pressure generated in the combustion chamber is reduced, and oil rise is prevented.
[0020]
In another aspect of the above-described engine control device, the control unit includes a fuel cut condition for the plurality of cylinders when the fuel cut condition is satisfied and the catalyst temperature is not detected to be equal to or higher than a predetermined temperature. Execute
[0021]
In this aspect, when the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined temperature, the risk of deterioration of the catalyst is low even if unburned air flows to the catalyst in the exhaust system. Therefore, fuel cut is performed to decelerate the vehicle. At the same time, improve fuel efficiency.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
[Engine configuration]
First, an engine provided with a cylinder deactivation mechanism to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine according to an embodiment of the present invention. Air required for combustion of the engine 50 is filtered by the air cleaner 102, passes through the throttle body 105, and is distributed to the intake pipe 113 of each cylinder by the surge tank (intake manifold) 111. The intake air flow rate is adjusted by a throttle valve 106 provided on a throttle body 105 and measured by an air flow meter 104. The intake air temperature is detected by an intake air temperature sensor 103. Further, the intake pipe pressure is detected by the vacuum sensor 112.
[0024]
The opening of the throttle valve 106 is detected by a throttle opening sensor 109. When the throttle valve 106 is in the fully closed state, the idle switch 110 is turned on, and the output of the throttle fully closed signal is active. An idle speed control valve (ISCV) 108 for adjusting the air flow during idling is provided in the idle adjustment passage 107 that bypasses the throttle valve 106.
[0025]
On the other hand, the fuel stored in the fuel tank 115 is pumped up by the fuel pump 117 and is injected into the intake pipe 113 by the fuel injection valve 121 through the fuel pipe 119. In the intake pipe 113, such air and fuel are mixed, and the air-fuel mixture is sucked into the engine body, that is, the cylinder 1 through the intake valve 123. In the cylinder 1, the air-fuel mixture is compressed by a piston, ignited by an igniter and a spark plug, explodes and burns, and generates power.
[0026]
The ignition distributor 143 has a crank angle sensor 145 whose axis generates a reference position detection pulse every 720 ° CA in terms of, for example, a crank angle (CA), and a reference position detection pulse every 30 ° CA. Is provided. Further, engine 50 is cooled by cooling water guided to cooling water passage 149, and the temperature of the cooling water is detected by water temperature sensor 151.
[0027]
The burned air-fuel mixture is discharged as an exhaust gas through an exhaust valve 124 to an exhaust manifold 127 and then guided to an exhaust pipe 129. The exhaust pipe 129 is provided with an A / F sensor 131 that detects the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas. Further, a catalytic converter 133 is provided in the exhaust system downstream of the catalytic converter 133. The catalytic converter 133 includes a three-way catalyst that simultaneously promotes the oxidation of unburned components in the exhaust gas and the reduction of nitrogen oxides. Is contained. The exhaust gas thus purified in the catalytic converter 133 is discharged into the atmosphere. The catalytic converter 133 is provided with a catalyst temperature sensor (not shown).
[0028]
The engine 50 is assumed to be an engine equipped with an EGR (exhaust gas recirculation device) for the purpose of reducing NOx (nitrogen oxides), and is provided between an exhaust system and an intake system downstream of the throttle valve 106. Is provided with a passage 125 for circulating exhaust gas. The gas recirculation amount is adjusted by an EGR valve 126 provided in the middle of the passage.
[0029]
The engine electronic control unit (ECU) 60 is a microcomputer system that executes fuel injection control, ignition timing control, idle speed control, and the like. The CPU 61 inputs signals from various sensors via the A / D conversion circuit 64 or the input interface circuit 65 according to a program stored in the ROM 62, executes arithmetic processing based on the input signals, and outputs the arithmetic results. Based on the output interface circuit 66, it outputs various actuator control signals. The RAM 63 is used as a temporary data storage place in the operation / control processing. Each component in the ECU is connected by a system bus (consisting of an address bus, a data bus, and a control bus) 69.
[0030]
In the ignition timing control, the state of the engine is comprehensively determined based on the engine speed and signals from the sensors, the optimal ignition timing is determined, and an ignition signal is sent to the igniter. In the idle speed control, an idle state is detected based on a throttle fully closed signal from the idle switch 10 and the like, and the ISCV 108 is controlled to adjust the amount of air to maintain an optimum idle speed.
[0031]
The fuel injection control is basically performed based on a predetermined amount of intake air per one rotation of the engine calculated from the intake air flow rate measured by the air flow meter 104 and the engine rotation speed obtained from the crank angle sensor 145. In order to achieve the air-fuel ratio, the fuel injection amount, that is, the injection time by the fuel injection valve 121 is calculated, and the fuel is injected when a predetermined crank angle is reached. Note that the intake air flow rate may be estimated based on the intake pipe pressure obtained from the vacuum sensor 112 and the engine speed. Then, at the time of such calculation, correction based on signals from the throttle opening sensor 109, the water temperature sensor 151, the intake air temperature sensor 103, the A / F sensor 131, and the like is added.
[0032]
Further, the fuel injection control executed by the ECU 60 includes fuel cut control. The fuel cut control is executed in various states while the vehicle is running, and for example, a fuel cut at the time of deceleration, a fuel cut at the time of a high rotation, and a fuel cut at the highest speed, which temporarily stop the fuel injection, are performed. The conditions for performing the fuel cut are predetermined. The ECU 60 monitors output signals from various sensors, determines that a fuel cut request has occurred when predetermined fuel cut conditions are satisfied, and gives a fuel cut instruction to the fuel injection valve 121 to stop fuel injection.
[0033]
As various fuel cuts, for example, in the case of a fuel cut at the time of deceleration, when the throttle valve is fully closed and the engine speed is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the fuel supply is in an unnecessary deceleration state. Then, the fuel injection is stopped to improve fuel efficiency, purify exhaust gas, and prevent heating of the catalyst. In the case of high-speed fuel cut, fuel injection is stopped at a predetermined rotation speed (for example, 8000 rpm) or more to prevent the engine from being damaged due to an increase in the engine rotation speed beyond the red zone. It is to suppress. Further, in the case of the highest-speed fuel cut, for example, when the vehicle speed is 180 km or more and the engine rotation speed is 4500 rpm for a predetermined time, the fuel injection is stopped. The present invention can be effectively applied particularly to the case of fuel cut at the time of deceleration.
[0034]
Next, the cylinder deactivation mechanism will be described. As shown in FIG. 2, the engine 50 includes a plurality of cylinders. In the example of FIG. 2, the engine 50 includes four cylinders (# 1 to # 4). The intake air is sent from the surge tank 111 to each cylinder through the intake pipe 113 of each cylinder. On the other hand, the exhaust gas from each cylinder is discharged to the exhaust pipe 129 and sent in the direction of arrow 80. The A / F sensor 131 and the catalytic converter 133 are provided in the exhaust pipe 129 as described above. The exhaust gas that has passed through the catalytic converter 133 is released into the atmosphere through a muffler 174.
[0035]
As described above, the ECU 60 controls the overall operation of the engine 50 based on outputs from various sensors. Further, the ECU 60 supplies the control signal 72 to the variable valve mechanism of each cylinder to control the opening and closing of the intake valve and the exhaust valve of each cylinder.
[0036]
The cylinder is stopped by the ECU 60 closing at least one of the intake valve and the exhaust valve of the target cylinder and stopping the fuel injection to the intake passage of the cylinder. When closing both the intake valve and the exhaust valve, the ECU 60 first controls the variable valve mechanism to close the exhaust valve, then stops fuel injection, and then controls the variable valve mechanism to open the intake valve. close. Thus, the exhaust gas normally remains in the combustion chamber while the cylinder is stopped. On the other hand, when returning from the cylinder deactivated state, the ECU 60 first opens the exhaust valve, then starts fuel injection, and then opens the intake valve.
[0037]
Next, a variable valve operating device that controls opening and closing of an intake valve and an exhaust valve of each cylinder will be described. 3 and 4 show the structure of the variable valve apparatus controlled by the hydraulic circuit. FIG. 3 is a perspective view of the variable valve apparatus, and FIG. 4 is a side sectional view thereof.
[0038]
As shown in FIG. 4, the variable valve device includes a camshaft 10 provided with a cam 11. Below the cam 11, a rocker arm 21 rotatably supported by a rocker shaft 20 is provided. An arm 22 is formed on the tip side of the rocker arm 21 so as to protrude forward. The tip of the arm 22 is in contact with the upper ends of the pair of engine valves 13, and is pressed to the side where the valves 13 are closed by the urging force of the valve spring. The engine valve 13 is driven to open and close based on the pressing of the arm 22 which is swung with the rotation of the rocker arm 21 about the rocker shaft 20.
[0039]
As shown in FIGS. 3 and 4, a movable cam follower 23 corresponding to the cam 11 is provided on the upper surface of the rocker arm 21. The movable cam follower 23 is slidably disposed in a slide hole 35 (FIG. 4) formed along the vertical direction of the rocker arm 21. The movable cam followers 23 are constantly urged toward the cam 11 by the urging force of a coil spring (not shown). Therefore, the movable cam follower 23 receives the pressing while making sliding contact with the cam 11.
[0040]
A cylinder hole 36 is formed below the rocker arm 21 so as to intersect with the slide hole 35 in which the movable cam follower 23 is fitted. In the cylinder hole 36, a lock pin 31 for selectively fastening / unfastening the rocker arm 21 and the movable cam follower 23 is slidably disposed.
[0041]
Next, a cam switching mechanism configured around the lock pin 31 will be described in detail with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). 5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views showing a side cross-sectional structure near the lock pin 31. FIG. 5 (a) shows a state when the fastening is released, and FIG. Are respectively shown.
[0042]
As described above, the movable cam follower 23 is slidably fitted into the sliding hole 35 penetrating the rocker arm 21 vertically. Further, a cylinder hole 36 intersecting with the sliding hole 35 is formed below the rocker arm 21, and the lock pin 31 is slidably fitted in the cylinder hole 36. The lock pin 31 is constantly urged by the coil spring 33 toward the base end side of the rocker arm 21, that is, in the direction away from the movable cam follower 23.
[0043]
A groove 32 is formed in the lock pin 31 from the center to the tip. The lower end of the movable cam follower 23 can be fitted into the groove 32. Further, the bottom of the groove 32 is notched to allow the movable cam follower 23 to slide vertically. On the other hand, the bottom surface of the central portion (base end) of the groove 32 is left so as to be able to contact the lower end of the movable cam follower 23.
[0044]
The space 34 on the base end side of the rocker arm 21 defined by the lock pin 31 in the cylinder hole 36 is a hydraulic chamber into which hydraulic oil for operating the lock pin 31 is introduced. The hydraulic chamber 34 is connected to an oil passage 49 formed in the rocker arm 21. Further, the oil passage 49 is connected to an oil passage 43 formed in the rocker shaft 20, and the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 34 is adjusted by the supply and discharge of the working oil through the oil passages 43 and 49. You. Then, the lock pin 31 moves in the cylinder hole 36 in accordance with the balance between the force based on the oil pressure in the hydraulic chamber 34 and the urging force of the coil spring 33, and the position shown in FIG. It slides back and forth between the positions shown in b).
[0045]
When releasing the connection between the rocker arm 21 and the movable cam follower 23, the hydraulic oil is discharged from the hydraulic chamber 34 to lower the hydraulic pressure in the same chamber 34. As a result, the lock pin 31 moves toward the base end side of the rocker arm 21 by the urging force of the coil spring 33, and comes to the position shown in FIG. At this time, since the lower end of the movable cam follower 23 is located at a portion where the bottom surface of the groove 32 of the lock pin 31 is cut out, vertical sliding thereof is allowed.
[0046]
On the other hand, when the rocker arm 21 and the movable cam follower 23 are fastened, hydraulic oil is supplied to the hydraulic chamber 34 to increase the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 34. As a result, the lock pin 31 moves toward the distal end of the rocker arm 21 against the urging force of the coil spring 33, and comes to the position shown in FIG. 5B. At this time, the lower end of the movable cam follower 23 is located at a portion where the bottom surface of the groove 32 of the lock pin 31 is left. At this time, when the movable cam follower 23 is pushed down, the lower end surface thereof comes into contact with the bottom surface of the groove 32.
[0047]
The pressing of the cam 11 at this time is directly transmitted to the rocker arm 21 through the contact between the movable cam follower 23 and the lock pin 31. That is, the movable cam follower 23 and the rocker arm 21 at this time are connected to each other, and rotate integrally. In this case, the rocker arm 21 is rotated by the cam 11, and the engine valve 13 is also opened and closed by the cam 11.
[0048]
Therefore, the ECU controls the operation and stop of the engine valve 13 by controlling the supply of hydraulic oil to the hydraulic chamber 34 by controlling an electromagnetic valve or the like provided in the hydraulic circuit of the variable valve operating device. Can be.
[0049]
[Engine control during vehicle deceleration]
Next, engine control during vehicle deceleration according to the present invention will be described.
[0050]
(Basic control)
First, basic control in the present invention will be described. In the present invention, first, when the exhaust catalyst bed temperature of the engine is high, combustion continues without performing fuel cut even in the deceleration state in which the accelerator is off. Thereby, deterioration of the catalyst is suppressed. However, as described above, if the intake air amount is maintained at a certain level in order to prevent a misfire, the feeling of deceleration becomes insufficient. In the present invention, the reduced cylinder operation is performed with some cylinders stopped. Note that, in this specification, "stop a cylinder" means that fuel is not injected into a target cylinder and at least one of an intake valve and an exhaust valve is closed. Stopping a part of all the cylinders of the engine is referred to as “reduced cylinders”.
[0051]
FIG. 6 illustrates changes in the intake air amount at which misfire occurs (hereinafter, referred to as “misfire limit air amount”) in a four-cylinder engine in the case of four-cylinder combustion and the case of two-cylinder combustion. The horizontal axis in FIG. 6 indicates the engine speed, and the vertical axis indicates the total sum of the amount of air taken into all cylinders (four cylinders in this example) as the total intake air amount. As can be seen from the figure, the misfire limit air amount slightly changes according to the engine speed. Also, it can be seen that the misfire limit air amount is smaller in the case of two-cylinder combustion than in the case of four-cylinder combustion. That is, misfire does not occur in the case of two-cylinder combustion even with a smaller intake air amount in the entire engine than in the case of four-cylinder combustion. The reason for this is that, at the time of cylinder reduction, the idle cylinder closes at least one of the intake valve and the exhaust valve. Because it becomes. That is, the total intake air amount is distributed among the four cylinders during four-cylinder combustion, so that each cylinder receives one-fourth of the total intake air amount. Since the amount is distributed among the two cylinders, each cylinder draws in half of the total intake air amount. Therefore, if the total intake air amount is the same, no misfire occurs even with a smaller total intake air amount during the two-cylinder combustion.
[0052]
As described above, in the basic control of the present invention, it is necessary to perform fuel cut at the time of deceleration such as accelerator-off, and when the exhaust catalyst temperature is high, the fuel cut is not performed and the number of cylinders is reduced. As a result, the total intake air amount can be reduced without causing misfire, and accordingly, the fuel injection amount is reduced, and the torque generated by combustion is also reduced, so that a sense of deceleration of the vehicle can be secured. Further, the fuel consumption is also improved by reducing the fuel injection amount.
[0053]
In addition, even when there is a request for fuel cut during deceleration, if the exhaust catalyst temperature is high, fuel cut is not performed and cylinder reduction is performed instead.However, when all cylinders are stopped, mufflers and tail pipes are exhausted from the exhaust pipe. Since exhaust of exhaust gas passing through the exhaust pipe stops, air (oxygen) outside the vehicle flows backward from the tail pipe and enters the exhaust system, and the catalyst may be deteriorated. In this regard, in the present invention, since only a part of the cylinders is stopped, the exhaust gas from the working cylinders is constantly exhausted, and as described above, the air outside the vehicle enters the exhaust system from the tail pipe and the catalyst deteriorates. Can be prevented from being promoted.
[0054]
In the above example, the case where two cylinders are stopped in the four-cylinder engine is described. However, the number of reduced cylinders in the present invention is not limited to this, and all cases where at least one cylinder among a plurality of cylinders is stopped are used. Including. As described above, the combustion is performed by distributing the total intake air amount among the cylinders that are burning. Therefore, if there is at least one idle cylinder, the total intake air amount can be reduced without causing misfiring by that much. Thus, the effect of securing a feeling of deceleration and improving fuel efficiency can be obtained.
[0055]
Next, control of the intake valve and the exhaust valve in the idle cylinder will be described in detail. In the above-described basic control, it is preferable that, in principle, the idle cylinder has both the intake valve and the exhaust valve closed. This is because, by closing both the intake valve and the exhaust valve, there is no movement of air inside and outside the combustion chamber, so that pumping loss is reduced, and as a result, fuel efficiency is improved. However, when the later-described engine brake acceleration control and oil rise prevention control are executed together with the basic control, at least one of the intake valve and the exhaust valve is closed and the other is opened, and the opening and closing are performed. Will be. This will be described in detail later.
[0056]
Further, when both the intake valve and the exhaust valve are closed for the deactivated cylinder, it is necessary to appropriately control the timing to prevent the unburned air (that is, the air containing oxygen) from flowing into the exhaust system. is there. This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a time chart showing an operation cycle of a certain cylinder, and shows an opening / closing state of an intake valve and an exhaust valve during a cycle of intake, compression, combustion, and exhaust. However, parenthesized steps such as intake, compression, and combustion are steps that are not executed because the cylinder is at rest. Periods TP <b> 1 to TP <b> 6 indicated by arrows in the drawing indicate operation periods of the respective steps. In addition, a stop instruction and a return instruction of the cylinder are given from the ECU 60 to the variable valve mechanism of the cylinder at substantially the timing shown in the drawing.
[0057]
In FIG. 7, when a stop instruction is issued in a normal combustion state of the cylinder, the exhaust valve performs an exhaust process in a period TP1, and then stops in a closed state. Thereafter, in a normal operation state, the intake valve is opened and the intake is performed in the period TP2, but in the present embodiment, the intake valve is not opened (in the figure, “×” in the period TP2 indicates that the intake is not performed). Means). Thus, unburned air is not sucked into the combustion chamber. Then, the cylinder enters a cylinder rest state in which both the exhaust valve and the intake valve are closed. Thereafter, when an instruction to return to the operating state is issued, first, the exhaust valve is opened in the period TP3. At this time, assuming that the intake valve is opened in the previous period TP2, unburned air is accumulated in the combustion chamber and is discharged to the exhaust pipe in the exhaust process in the period TP3, so that the catalyst may be deteriorated by oxygen. However, in the present embodiment, as described above, since the intake valve was not opened during the period TP2, there is no unburned air in the combustion chamber, and the unburned air is discharged by the exhaust process during the period TP3. Never. Thus, it is possible to prevent the catalyst from being deteriorated due to the unburned air, that is, the air containing oxygen flowing to the exhaust side.
[0058]
Subsequent to the period TP3, the intake valve is opened in the period TP4 to take in the unburned air into the combustion chamber, and the compression process is performed. In the period TP5, the combustion process is performed. Here, in the present embodiment, after the cylinder is restored, combustion (period TP5) is always performed after the intake valve is first opened (period TP4) and then until the exhaust valve is opened (period TP6). To do. This prevents unburned air from flowing to the exhaust side, and prevents deterioration of the catalyst due to oxygen. After that, each step is executed as usual.
[0059]
As described above, by appropriately controlling the opening and closing of the intake valve and the exhaust valve of the deactivated cylinder, that is, (1) at the time of deactivation, control not to open the intake valve after deactivating the exhaust valve; (2) When returning from rest, control is performed so that combustion is always performed from the opening of the intake valve to the opening of the exhaust valve, so that unburned air flows to the exhaust side, causing deterioration of the catalyst due to oxygen. Can be prevented.
[0060]
(Engine brake acceleration control)
Next, the engine brake acceleration control will be described. This engine brake acceleration control is executed in conjunction with the above-described basic control. That is, when a fuel cut request is generated at the time of deceleration and the catalyst temperature is high, the process is executed when some cylinders are stopped.
[0061]
As described above, in the basic control, the idle cylinder is basically in a state where both the intake valve and the exhaust valve are closed. However, in a state where engine braking is particularly necessary according to the running state of the vehicle, only the intake valve of the deactivated cylinder is always closed, and the exhaust valve is opened and closed according to a normal cycle. In this case, since the exhaust gas flows between the combustion chamber and the exhaust port by opening and closing the exhaust valve, a pumping loss occurs, and as a result, the engine brake torque increases. That is, in this control, by intentionally performing opening and closing of the exhaust valve, a pumping loss is positively generated to promote engine braking. Note that a state in which engine braking is particularly necessary during traveling is, for example, when it is determined that the vehicle is traveling on a downhill at a predetermined vehicle speed or higher, when the return speed of the accelerator pedal is greater than a predetermined value, the brake pedal is depressed. The ECU 60 can determine various states including a case where the ECU 60 is present, and basically determines these based on output signals from various sensors.
[0062]
(Oil rise prevention control)
Next, the oil rise prevention control will be described. This oil rise prevention control is also executed along with the above-described basic control. "Oil rise" means that when the negative pressure in the combustion chamber increases, the engine oil, which is circulated for lubrication of the mechanism originally located below the piston, passes between the piston and cylinder and rises into the combustion chamber. A phenomenon that causes The oil rise is more likely to occur because the negative pressure generated in the combustion chamber increases as the engine speed increases, and more easily as the engine oil temperature increases and the viscosity of the engine oil decreases. If the engine oil enters the combustion chamber due to the rise of oil, there is a problem that the consumption of the engine oil increases. The ECU 60 detects the engine speed and the engine oil temperature, and performs the oil rise prevention control when the engine speed is equal to or higher than a predetermined speed and the engine oil temperature is equal to or higher than a predetermined value.
[0063]
There are two concrete methods for oil rise prevention control, and one of them is selectively executed. First, in the first method, with respect to the deactivated cylinder in the basic control, the intake valve is always closed and the exhaust valve is always opened. By always opening the exhaust valve, the flow of air into and out of the combustion chamber is reduced, and the negative pressure generated in the combustion chamber is reduced. Therefore, in the basic control, in principle, both the intake valve and the exhaust valve are closed, but under the condition where the oil rise easily occurs, only the intake valve of the deactivated cylinder is always closed and the exhaust valve is opened. As a result, oil rise can be suppressed.
[0064]
In the first method described above, the negative pressure is reduced by keeping the intake valve of the deactivated cylinder closed at all times and opening the exhaust valve at all times. The valve may be always closed and the intake valve may be always open. However, in this case, unburned air enters the combustion chamber because the intake valve is open, and it is necessary to prevent the unburned air from flowing directly to the exhaust side to cause deterioration of the catalyst. Therefore, as described with reference to FIG. 7, it is necessary to ensure that combustion is performed before the exhaust valve is opened when returning from the idle cylinder.
[0065]
On the other hand, in the second method, as in principle of the basic control, both the intake valve and the exhaust valve of the deactivated cylinder are always closed. However, the timing of closing the exhaust valve when shifting to the rest state is adjusted. This will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a time chart basically similar to that of FIG. 7, and shows each step when the cylinder to be deactivated is deactivated and returned. However, in FIG. 8, the timing of closing the exhaust valve after the stop instruction is delayed unlike FIG. 7, which shows a basic time chart of the basic control. In FIG. 8, while the period TP1 is a period during which the normal exhaust valve is open (similar to FIG. 7), in the second method of oil rise prevention control, the period during which the exhaust valve is opened is defined as a period TP1a. The timing to close the exhaust valve is delayed. Specifically, the exhaust valve is closed near the bottom dead center next to the exhaust top dead center. As a result, since the exhaust valve is open while the piston moves to the vicinity of the bottom dead center after the exhaust process, part of the exhaust gas discharged to the exhaust port side enters the combustion chamber during that time, and the combustion chamber is almost at atmospheric pressure. About. Thereafter, the exhaust valve is closed, so that the combustion chamber can be maintained at substantially the atmospheric pressure for the deactivated cylinder. Oil rise is caused by negative pressure in the combustion chamber. When the exhaust valve is closed according to a normal exhaust cycle, the exhaust valve closes immediately after exhaust gas is discharged, so that the combustion chamber is easily maintained in a negative pressure state. However, this method delays the timing of closing the exhaust valve, and closes the exhaust valve after the piston approaches the next bottom dead center and exhaust gas is taken into the combustion chamber. And negative pressure, which causes oil rise, is unlikely to be generated. Thus, the second method can also prevent the oil from rising.
[0066]
Compared with the first method, the first method opens and closes the exhaust valve of the deactivated cylinder, so that the movement of the exhaust gas flowing between the exhaust port and the combustion chamber may cause some noise in the exhaust system. In the second method, since the exhaust valve is always closed, such noise does not occur. On the other hand, the second method needs to delay the timing of closing the exhaust valve, and thus is suitable for an engine having a high degree of freedom in opening and closing control of the exhaust valve, such as an engine using an electromagnetically driven valve.
[0067]
(Process flowchart)
Next, control during deceleration according to the present invention will be described with reference to the flowchart in FIG. Note that the flowchart shown in FIG. 9 illustrates processing in the case where the engine brake acceleration control and the oil rise prevention control are executed in addition to the above-described basic control. However, in an actual vehicle, only the basic control is executed. It is also possible to execute only one of the engine brake improvement control and the oil rise prevention control in addition to the basic control. The processing shown in FIG. 9 is basically performed by the ECU 60 executing each step while monitoring the outputs of various sensors according to a program prepared in advance.
[0068]
First, the ECU 60 detects the engine speed of the vehicle based on the output of the crank angle sensor 145 and the like, and determines whether or not the engine speed is equal to or higher than a predetermined fuel cut (F / C) execution speed. Step S1). If the rotation speed is not equal to or higher than the fuel cut execution speed (Step S1; No), the fuel cut is not performed, and the combustion is continued in all the cylinders as usual (Step S2).
[0069]
On the other hand, when it is determined that the engine speed is equal to or higher than the predetermined fuel cut execution speed (step S1; Yes), the ECU 60 determines whether the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (step S3). . The catalyst temperature can be detected by, for example, a catalyst temperature sensor (not shown) that outputs an electric signal corresponding to the exhaust catalyst bed temperature in the catalytic converter 133, but may be detected by other methods. Is also possible. If the catalyst temperature is not equal to or higher than the predetermined temperature (Step S3; No), the ECU 60 executes fuel cut for all cylinders because there is a low possibility of catalyst deterioration due to air (oxygen) (Step S4). On the other hand, when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (Step S3; Yes), there is a risk of deterioration of the catalyst due to the inflow of air, so that the fuel cut is not performed according to the above-described basic control.
[0070]
Next, the ECU 60 determines whether or not the engine brake acceleration condition is satisfied (step S5). As described above, the engine brake acceleration condition includes, for example, a case where it is determined that the vehicle is going downhill at a speed equal to or higher than a predetermined vehicle speed, a case where the brake pedal is depressed, and the like. If the engine brake acceleration condition is satisfied (step S5; Yes), the ECU 60 executes the above-described engine brake acceleration control (step S6). That is, first, the ECU 60 suspends a part of the cylinders without performing the fuel cut according to the basic control to perform the reduced cylinder operation, and always closes the intake valve and opens and closes the exhaust valve for the suspended cylinder. By always closing the intake valve, unburned air is prevented from flowing into the exhaust-side catalyst, and by opening and closing the exhaust valve, pumping loss occurs, increasing engine brake torque and accelerating engine braking. You.
[0071]
On the other hand, when the engine brake acceleration condition is not satisfied (Step S6; No), the ECU 60 determines whether or not it is necessary to prevent the oil from rising (Step S7). In this determination, for example, as described above, when the engine speed is equal to or higher than the predetermined engine speed and the engine oil temperature is equal to or higher than the predetermined value, it is determined that it is necessary to prevent oil rising. When it is determined that the prevention of oil rise is necessary (Step S7; Yes), the ECU 60 first performs the reduced-cylinder operation without performing the fuel cut according to the basic control, and further performs the first of the above-described oil rise prevention control. Perform either the method or the second method. That is, when executing the first method, the intake valve is normally closed and the exhaust valve is normally open for the deactivated cylinder. When the second method is executed, the timing of closing the intake valve and closing the exhaust valve of the idle cylinder is adjusted. As a result, the negative pressure in the combustion chamber is reduced, and oil rise is prevented.
[0072]
On the other hand, if it is determined that it is not necessary to prevent the rise of oil (step S7; No), the ECU 60 performs the reduced-cylinder operation without performing the fuel cut according to the basic control, and furthermore, always operates both the intake valve and the exhaust valve. It is closed (step S9). This prevents unburned air from flowing to the exhaust side and deteriorating the catalyst.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at the time of deceleration such as accelerator-off, when the exhaust catalyst temperature is high, the fuel cut is prohibited, and the unburned air flows to the exhaust side. Prevent deterioration. At this time, in order to prevent the feeling of deceleration from being insufficient for continuing the combustion, the cylinders are partially stopped to perform the reduced cylinder operation. Further, by controlling the opening and closing of the intake valve and the exhaust valve of the stopped cylinder as needed, it is possible to promote the engine brake and prevent the oil from rising.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a cylinder deactivation mechanism of the engine according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a variable valve operating device.
FIG. 4 is a view showing a side sectional structure of the variable valve apparatus shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a side sectional view of a cam switching mechanism of the variable valve operating device shown in FIG. 2;
FIG. 6 is a graph showing a misfire limit air amount when all cylinders are operating and when cylinders are reduced.
FIG. 7 is a time chart showing opening / closing control of an intake valve and an exhaust valve in basic control.
FIG. 8 is a time chart showing opening / closing control of an intake valve and an exhaust valve in a second method of oil rise prevention control.
FIG. 9 is a flowchart of control during deceleration according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 cylinder
50 engine
60 ECU
111 surge tank
113 Intake pipe
123 intake valve
124 exhaust valve
129 Exhaust pipe
133 catalytic converter

Claims (6)

複数の気筒を有するエンジンの制御装置であって、
車両減速時のフューエルカット条件が具備されたことを検出するフューエルカット条件検出手段と、
排気触媒温度が所定温度以上であることを検出する触媒温度検出手段と、
前記フューエルカット条件が具備され、かつ、前記触媒温度が所定温度以上であることが検出されたときに、前記複数の気筒のうちの少なくとも1つの気筒を休止させる制御手段と、を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
An engine control device having a plurality of cylinders,
Fuel cut condition detecting means for detecting that a fuel cut condition at the time of vehicle deceleration is provided,
Catalyst temperature detecting means for detecting that the exhaust catalyst temperature is equal to or higher than a predetermined temperature,
Control means for stopping at least one of the plurality of cylinders when the fuel cut condition is satisfied and the catalyst temperature is detected to be equal to or higher than a predetermined temperature. Engine control device.
前記制御手段は、前記気筒の休止状態では、休止対象となる気筒の吸気弁及び排気弁の両方を閉じた状態とするとともに、前記吸気弁が開いてから前記排気弁が開くまでの間に燃焼工程が行われるように前記吸気弁及び前記排気弁の開閉時期を制御することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。In the deactivated state of the cylinder, the control unit closes both the intake valve and the exhaust valve of the cylinder to be deactivated, and performs combustion during a period from when the intake valve is opened to when the exhaust valve is opened. The engine control device according to claim 1, wherein opening / closing timings of the intake valve and the exhaust valve are controlled so that a process is performed. エンジンブレーキの必要を検出する手段をさらに備え、
前記制御手段は、エンジンブレーキの必要が検出されたときには、前記気筒の休止状態において休止対象となる気筒の吸気弁を常時閉じた状態とするとともに、当該気筒の排気弁を開閉制御することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。
Further comprising means for detecting the need for engine braking,
When the necessity of engine braking is detected, the control means always keeps an intake valve of a cylinder to be stopped in a halt state of the cylinder and controls opening and closing of an exhaust valve of the cylinder. The engine control device according to claim 1, wherein:
エンジン回転数を検出する手段と、
エンジンオイルの温度を検出する手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、エンジン回転数が所定回転数より大きく、かつ、エンジンオイルの温度が所定温度より高いときには、前記気筒の休止状態において休止の対象となる気筒の吸気弁及び排気弁のいずれか一方を常時閉じた状態とし、当該気筒の吸気弁及び排気弁の他方を常時開いた状態とすることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。
Means for detecting the engine speed;
Means for detecting the temperature of the engine oil,
When the engine rotation speed is higher than a predetermined rotation speed and the temperature of the engine oil is higher than a predetermined temperature, the control unit may be configured to select one of the intake valve and the exhaust valve of the cylinder to be stopped in the stopped state of the cylinder. 2. The engine control device according to claim 1, wherein the control valve is always closed, and the other of the intake valve and the exhaust valve of the cylinder is always open.
エンジン回転数を検出する手段と、
エンジンオイルの温度を検出する手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、エンジン回転数が所定回転数より大きく、かつ、エンジンオイルの温度が所定温度より高いときには、前記気筒の休止状態において休止の対象となる気筒の吸気弁を常時閉じた状態とし、排気上死点後の次の下死点近傍で当該気筒の排気弁を閉じるとともに閉じた状態を維持することを特徴とする請求項1に記載のエンジンの制御装置。
Means for detecting the engine speed;
Means for detecting the temperature of the engine oil,
The control means, when the engine speed is higher than a predetermined speed, and when the temperature of the engine oil is higher than a predetermined temperature, in the halt state of the cylinder, in the halt state of the cylinder, always keep the intake valve of the cylinder to be deactivated, 2. The engine control device according to claim 1, wherein the exhaust valve of the cylinder is closed and maintained in a closed state near a bottom dead center after the exhaust top dead center.
前記制御手段は、前記フューエルカット条件が具備され、かつ、前記触媒温度が所定温度以上であることが検出されないときには、前記複数の気筒に対するフューエルカットを実行することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。6. The fuel control system according to claim 1, wherein the control unit executes a fuel cut for the plurality of cylinders when the fuel cut condition is satisfied and the catalyst temperature is not detected to be equal to or higher than a predetermined temperature. An engine control device according to any one of claims 1 to 4.
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