JP2008308998A

JP2008308998A - 減筒運転の制御方法

Info

Publication number: JP2008308998A
Application number: JP2007154884A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Imai; 伸介今井
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】気筒毎の磨耗量の差を低減すると共に、フリクションの増加を抑制する減筒運転の制御方法を提供することを目的にする。
【解決手段】複数の気筒８の吸・排気バルブ１３の開閉動作を休止し得る可変バルブ機構１４を備えた減筒運転の制御方法であって、
複数の気筒８のうち一部を休止状態にするよう一部の気筒８に対して燃料の供給を停止し且つ吸・排気バルブ１３の開弁動作を不作動にし、更に一部の気筒８と他の気筒８に対して休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの減筒運転を制御する減筒運転の制御方法に関するものである。

一般的に、自動車等のエンジンにおける燃費率は、７０〜８０％負荷運転最高回転速度の４０〜６０％回転の付近で最良となるように設計されているため、普通走行時には負荷が設計値より低い燃費率の悪い条件で運転されることになる。

この対策として、必要な出力に応じてエンジンの着火気筒を減らし、その減らした気筒だけで負荷条件を上げてエンジンを駆動することにより燃費率の向上等を図る減筒運転が従来より提案されている。

また、近年においては、排気管途中に装備した排気浄化用触媒が低負荷時に活性温度に達し難いことへの対策として、減筒運転を低負荷時に実行することで排気温度を高温に維持できるようにすることも提案されている。

尚、この種の減筒運転に関連する先行技術文献情報としては、例えば、下記の特許文献１等が既に存在している。
特開平９−２６４１６３号公報

しかしながら、減筒運転を行う際には、複数の気筒のうち休止する気筒が予め決まっているため、常時作動する気筒に対して、圧縮、膨張行程に起因するピストン、ライナ間の摩耗量が多く、気筒毎に摩耗量の差を生じるという問題があった。又、長時間減筒運転を行う場合には、休止する気筒のライナ温度が低下するため、オイル粘度の上昇により、フリクションが増加するという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、気筒毎の摩耗量の差を低減すると共に、フリクションの増加を抑制する減筒運転の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の気筒の吸・排気バルブの開閉動作を休止し得る可変バルブ機構を備えた減筒運転の制御方法であって、
複数の気筒のうち一部を休止状態にするよう一部の気筒に対して燃料の供給を停止し且つ吸・排気バルブの開弁動作を不作動にし、更に一部の気筒と他の気筒に対して前記休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行うことを特徴とする減筒運転の制御方法、に係るものである。

本発明において、休止状態の切替制御は、一部の気筒と他の気筒における減筒運転でのエンジン回転数を検出し、一部の気筒と他の気筒との切替を判断することが好ましい。

本発明において、休止状態の切替制御は、一部の気筒が減筒運転する状態と、他の気筒が減筒運転する状態とをカウントし、カウントが少ない方の気筒を更に減筒運転させることが好ましい。

本発明において、休止状態の切替制御は、減筒運転する一部の気筒の総合計カウント数から、減筒運転の開始前までのカウント数を減算し、減算したカウント数と切替ポイントの基準カウント数とを比較し、他の気筒による減筒運転への切替を判断することが好ましい。

而して、このようにすれば、一部の気筒と他の気筒に対して休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行うので、減筒運転時に複数のうち常時作動する気筒、及び常時休止する気筒を無くし、気筒毎の摩耗量の差を低減して耐久性を向上させることができる。又、長時間減筒運転を行う場合であっても、ライナ温度が低下するような気筒の休止を防止するので、オイル粘度の上昇によるフリクションの増加を抑制することができる。

上記した本発明の減筒運転の制御方法によれば、一部の気筒と他の気筒に対して休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行うので、気筒毎の摩耗量の差を低減すると共に、フリクションの増加を抑制することができるという優れた効果を奏し得る。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１中１はターボチャージャ２を搭載したエンジンを示し、エアクリーナ３から導かれた吸気４が吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへと送られ、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４がインタークーラ６へと送られて冷却され、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４が導かれてエンジン１の各気筒８に分配されるようになっている。

このエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９は、排気マニホールド１０を介しターボチャージャ２のタービン２ｂへと送られ、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９が排気管１１及びマフラ１２を介し車外へ排出されるようになっている。

又、エンジン１には、図２に示す如く、バルブ１３（図中には排気バルブを図示）の開閉タイミング及びリフトを変化させ得るようにした油圧式の可変バルブ機構１４が備えられており、油圧式の可変バルブ機構１４は、気筒８の並び方向に延びるカムシャフト１５に、各気筒８に対応して吸気用と排気用のカム１６（図中では吸気用のカムを図示）が並設されており、前記カムシャフト１５の近傍を平行に延びるロッカーシャフト１７には、前記カム１６により一端をローラ１８ａを介し押し上げられて傾動するロッカーアーム１８が装備されている。

そして、このロッカーアーム１８の一端が上方の油圧ユニット１９に備えられたマスターピストン２０を押し上げ、前記油圧ユニット１９内に穿設された開弁用油通路２１に油圧を発生させてブリッジ２２直上のスレーブピストン２３を下降せしめ、このスレーブピストン２３によりブリッジ２２を介し両バルブ１３を押し下げて開弁し得るようになっている。

又、前記油圧ユニット１９内の開弁用油通路２１には、該開弁用油通路２１の油圧の保持・開放を切り替えるための３ウェイ式のソレノイドバルブ２４（油圧供給手段）を介して給油通路２５が接続されており、図示しないエンジン駆動のオイルポンプにより送り込まれる作動油２６を開弁用油通路２１に導き入れて該開弁用油通路２１内を満たし、マスターピストン２０の作動時には、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置２７からの制御信号２７ａに基づき、開弁用油通路２１の油圧の保持・開放を適宜に切り替えてスレーブピストン２３の追従時期や作動量を制御することでバルブ１３の開閉タイミングやリフトを調節し得るようにしてある。

一方、図１に示す如く、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置２７（制御手段）には、図示しないアクセルの開度をエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ２８（負荷センサ）と、エンジン１の回転数を検出する回転センサ２９とからのアクセル開度信号２８ａ及び回転数信号２９ａが入力されるようになっており、これらのアクセル開度信号２８ａ及び回転数信号２９ａに基づいて、各気筒８に燃料を噴射する燃料噴射装置３０に向け燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する燃料噴射信号３０ａが出力されるようになっている。

又、前記燃料噴射装置３０は、各気筒８毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記制御装置２７からの燃料噴射信号３０ａにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。

制御装置２７では、アクセル開度信号２８ａ及び回転数信号２９ａに基づき通常モードの燃料噴射信号３０ａが決定されるようになっている一方、アクセル開度信号２８ａ及び回転数信号２９ａに基づきエンジン１が所定の運転領域で運転されていると判定された時に通常モードから減筒モードに切り替わり、この減筒モードに切り替わった際には、一部の気筒８の燃料噴射をカットするよう燃料噴射信号３０ａ（燃料噴射指令）が出力され、燃料の供給を停止するようになっている。

例えば、ここで例示しているエンジン１が、図３に＃１〜＃６で示す如き６つの気筒８から成る直列６気筒エンジンであって、その着火順序が＃１→＃４→＃２→＃６→＃３→＃５である場合には、半分の気筒８の燃料噴射をカットした後も燃焼が等間隔で行われるよう＃１，＃２，＃３の気筒８と＃４，＃５，＃６の気筒８とにグループ分けし、何れか一方のグループ（例えば＃１，＃２，＃３の気筒８）の燃料噴射をカットすると共に、可変バルブ機構１４によりバルブ１３の開弁動作を減筒モードの間だけ不作動としている。

具体的には、制御装置２７での制御が通常モードから減筒モードに切り替わった際に、図２に示す如く、制御装置２７から制御信号２７ａが休止指令として可変バルブ機構１４のソレノイドバルブ２４に出力されて、該ソレノイドバルブ２４がアキュームレータ等へ油圧を開放した状態に保持し、マスターピストン２０が作動していてもスレーブピストン２３が追従しなくなり、バルブ１３の開弁動作を全く不作動としている。

更に、制御装置２７は、一部の気筒８のグループと他の気筒８のグループとに対して休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行うように制御している。

具体的には、一部の気筒８のグループと他の気筒８のグループにおける減筒運転時のエンジン回転数（回転数信号２９ａ）を検出して一部の気筒８と他の気筒８との切替時期を判断しており、休止状態の切替制御の一例を示すと、図４に示す如く、減筒運転の作動フラグがオンになっている状態（ステップＳ１）から、一部のグループ（ここでは＃１，＃２，＃３の気筒８（Ａ群））が減筒運転（作動）する状態をカウントして一部のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ａ）を算出すると同時に、他のグループ（ここでは＃４，＃５，＃６の気筒８（Ｂ群））が減筒運転（作動）する状態をカウントして他のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ｂ）を算出し、一部のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ａ）と他のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ｂ）とを比較する（ステップＳ２）。

次に、一部のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ａ）が他のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ｂ）よりも小さい場合（ＹＥＳ）には、減筒運転で一部のグループ（Ａ群）を作動させ（ステップＳ３）、一部のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ａ）が他のグループの総合計カウント数（Ｃ_Ｂ）よりも大きい場合（ＮＯ）には、減筒運転で他のグループ（Ｂ群）を作動させる（ステップＳ４）。

続いて、一部のグループ（Ａ群）を作動させる場合（ステップＳ３）には、一部の気筒８の総合計カウント数（Ｃ_Ａ）から、一部のグループにおいて減筒運転（作動）を開始した時までの過去のカウント数（Ｃ_Ａ０）を減算し、減算したカウント数（Ｃ_Ａ−Ｃ_Ａ０）と、予め設定した切替ポイントの基準カウント数（Ｃ_Ｘ）とを比較し（ステップＳ５）、減算したカウント数（Ｃ_Ａ−Ｃ_Ａ０）が基準カウント数（Ｃ_Ｘ）より小さい場合（ＮＯ）には、切替ポイントに達していないとして一部のグループ（Ａ群）の減筒運転（作動）を維持し、減算したカウント数（Ｃ_Ａ−Ｃ_Ａ０）が基準カウント数（Ｃ_Ｘ）より大きい場合（ＹＥＳ）には、切替ポイントに達したとして他のグループ（Ｂ群）の減筒運転（作動）へ切り替える（ステップＳ４へ移行）。

一方、他のグループ（Ｂ群）を作動させる場合（ステップＳ４）には、他の気筒８の総合計カウント数（Ｃ_Ｂ）から、他のグループにおいて減筒運転（作動）を開始した時までの過去のカウント数（Ｃ_Ｂ０）を減算し、減算したカウント数（Ｃ_Ｂ−Ｃ_Ｂ０）と、予め設定した切替ポイントの基準カウント数（Ｃ_Ｘ）とを比較し（ステップＳ６）、減算したカウント数（Ｃ_Ｂ−Ｃ_Ｂ０）が基準カウント数（Ｃ_Ｘ）より小さい場合（ＮＯ）には、切替ポイントに達していないとして他のグループ（Ｂ群）の減筒運転（作動）を維持し、減算したカウント数（Ｃ_Ｂ−Ｃ_Ｂ０）が基準カウント数（Ｃ_Ｘ）より大きい場合（ＹＥＳ）には、切替ポイントに達したとして一部のグループ（Ａ群）の減筒運転（作動）へ切り替える（ステップＳ３へ移行）。

減筒運転における休止状態の切替制御は上記のように行われ、一部のグループと他のグループとに対して休止状態を交互に繰り返し、減筒運転の終了に伴って当該休止状態の切替制御を終了する。

而して、実施の形態の一例によれば、一部の気筒８のグループと、他の気筒８のグループとに対して休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行うので、減筒運転時に複数のうち常時作動する気筒８、及び常時休止する気筒８を無くし、気筒８毎の摩耗量の差を低減して耐久性を向上させることができる。又、長時間減筒運転を行う場合であっても、ライナ温度が低下するような気筒８の休止を防止するので、オイル粘度の上昇によるフリクションの増加を抑制することができる。

実施の形態の一例において、休止状態の切替制御は、一部の気筒８のグループと他の気筒８のグループにおける減筒運転でのエンジン回転数を夫々検出し、一部の気筒８のグループと他の気筒８のグループとの切替を判断すると、一部のグループと他のグループとの切替時期を適切に判断し得るので、気筒８毎の摩耗量の差を低減して耐久性を一層向上させると共に、フリクションの増加を好適に抑制することができる。

実施の形態の一例において、休止状態の切替制御は、一部の気筒８のグループが減筒運転（作動）する状態と、他の気筒８のグループが減筒運転（作動）する状態とを夫々カウントし、カウントが少ない方の気筒８のグループを更に減筒運転（作動）させると、一部のグループと他のグループとの切替時期を正確に判断し得るので、気筒８毎の摩耗量の差を低減して耐久性を一層向上させると共に、フリクションの増加を好適に抑制することができる。

実施の形態の一例において、休止状態の切替制御は、減筒運転（作動）する一部の気筒８のグループによる総合計カウント数から、減筒運転（作動）の開始前までのカウント数を減算し、減算したカウント数と切替ポイントの基準カウント数とを比較し、他の気筒８による減筒運転（作動）への切替を判断すると、一部のグループと他のグループとの切替時期を一層正確に判断し得るので、気筒８毎の摩耗量の差を低減して耐久性を大幅に向上させると共に、フリクションの増加を最適に抑制することができる。

尚、本発明の減筒運転の制御方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、図示以外の可変バルブ機構を用いて実施することも可能であること、減筒運転の切替はエンジン回転数の代わりに休止時間を用いても良いこと、直列６気筒エンジン以外のエンジンでも良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。図１のエンジンに用いられている可変バルブ機構の一例を示す概略図である。図１のエンジンの減筒気筒について説明する模式図である。減筒運転において休止状態の切替制御を示すフローである。

符号の説明

８気筒
１３バルブ（吸・排気バルブ）
１４可変バルブ機構

Claims

複数の気筒の吸・排気バルブの開閉動作を休止し得る可変バルブ機構を備えた減筒運転の制御方法であって、
複数の気筒のうち一部を休止状態にするよう一部の気筒に対して燃料の供給を停止し且つ吸・排気バルブの開弁動作を不作動にし、更に一部の気筒と他の気筒に対して前記休止状態を交互に繰り返して減筒運転を行うことを特徴とする減筒運転の制御方法。
休止状態の切替制御は、一部の気筒と他の気筒における減筒運転でのエンジン回転数を検出し、一部の気筒と他の気筒との切替を判断することを特徴とする請求項１に記載の減筒運転の制御方法。
休止状態の切替制御は、一部の気筒が減筒運転する状態と、他の気筒が減筒運転する状態とをカウントし、カウントが少ない方の気筒を更に減筒運転させることを特徴とする請求項１に記載の減筒運転の制御方法。
休止状態の切替制御は、減筒運転する一部の気筒の総合計カウント数から、減筒運転の開始前までのカウント数を減算し、減算したカウント数と切替ポイントの基準カウント数とを比較し、他の気筒による減筒運転への切替を判断することを特徴とする請求項３に記載の減筒運転の制御方法。