JP2016050510A - Control device of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、特定の気筒内での燃焼が停止されて当該特定の気筒が休止状態とされる減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置に関する。 The present invention is provided between the all-cylinder operation in which the combustion of the air-fuel mixture is performed in all the cylinders and the reduced-cylinder operation in which the combustion in the specific cylinder is stopped and the specific cylinder is brought into a resting state. The present invention relates to a device for controlling a switchable engine.
従来から、複数の気筒を有する多気筒エンジンの分野では、一部の気筒内での燃焼を停止して休止状態にする減筒運転の技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders, a technique for reducing cylinder operation is known in which combustion in some cylinders is stopped and the engine is stopped.
ここで、減筒運転時には稼働気筒の数すなわち出力する気筒の数が減少するため、エンジン全体での出力が低下するおそれがある。そこで、通常、減筒運転時には、稼働気筒の出力を増大させるべく、稼働気筒に吸入される各空気量を増大させる制御が実施される。 Here, since the number of operating cylinders, that is, the number of output cylinders, decreases during the reduced-cylinder operation, the output of the entire engine may be reduced. Therefore, normally, during the reduced cylinder operation, in order to increase the output of the operating cylinder, control is performed to increase the amount of each air sucked into the operating cylinder.
しかしながら、吸気量には遅れがあるため、全筒運転から減筒運転への切り替え時に上記吸気量を増大させる制御を実施しても吸気量がすぐに増大せず、上記切り替え時に、エンジン出力が低下してトルクショックが生じるという問題がある。 However, since there is a delay in the intake air amount, even if the control for increasing the intake air amount is performed at the time of switching from all-cylinder operation to reduced cylinder operation, the intake air amount does not increase immediately. There is a problem that a torque shock occurs due to a decrease.
この問題に対して、特許文献1には、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、一部の気筒の燃焼を停止する前に、各気筒に連通する吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を減筒運転時の開度に近づくように開き側に変化させ、全気筒についてそれぞれ吸入される空気量を増大させた後に、一部の気筒の燃焼を停止させるように構成した装置が開示されている。
In response to this problem,
上記特許文献1の装置では、一部の気筒の燃焼が停止される前に各気筒に吸入される空気量が増大されるため、気筒の燃焼停止時すなわち減筒運転開始時において稼働気筒の吸気量が不足するのを抑制することができる。しかしながら、このように減筒運転開始前すなわち全気筒で燃焼が実施されている状態で単純に各気筒に吸入される空気量を増大させたのでは、減筒運転開始前にエンジン全体での出力が増大してしまい、やはりトルクショックが生じてしまう。
In the apparatus disclosed in
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避することのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an engine control device that can more reliably avoid the occurrence of a torque shock when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. For the purpose.
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、吸気弁、排気弁を備えた複数の気筒と、各気筒に設けられてこれら気筒内の空気と燃料の混合気に点火エネルギーを付与する点火手段と、各気筒に接続される吸気通路に設けられてこれら気筒に吸入される空気量を変更可能なスロットルバルブとを有し、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒内での燃焼が停止されて当該特定の気筒が休止状態とされる減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置であって、上記特定の気筒の吸気弁および排気弁を開閉が可能な状態と閉弁が保持される状態とに切り替える弁停止機構と、上記弁停止機構、スロットルバルブ、および、点火手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、各気筒に吸入される空気量が当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時における空気量よりも多い減筒運転時の空気量となるように上記スロットルバルブの開度を変更させ、かつ、当該スロットルバルブの開度変更に伴って生じるエンジントルクの増加を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更する準備制御を実施し、当該準備制御の終了後に、上記弁停止機構によって上記特定の気筒の吸気弁および排気弁を閉弁保持状態にし、かつ、上記特定の気筒の点火手段の点火を停止させて、上記減筒運転を開始させることを特徴とするものである(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plurality of cylinders having an intake valve and an exhaust valve, and an ignition that is provided in each cylinder and applies ignition energy to an air-fuel mixture in these cylinders. All-cylinder operation in which combustion of the air-fuel mixture is performed in all the cylinders, and a throttle valve provided in an intake passage connected to each cylinder and capable of changing the amount of air sucked into these cylinders And a device that controls an engine that can be switched between a reduced-cylinder operation in which combustion in a specific cylinder among a plurality of cylinders is stopped and the specific cylinder is deactivated. Control for controlling each part of the engine including a valve stop mechanism that switches between a state in which the intake and exhaust valves of the cylinder can be opened and closed and a state in which the valve is kept closed, and the valve stop mechanism, the throttle valve, and the ignition means Means and When there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the control means reduces the amount of air sucked into each cylinder more than the amount of air during normal all-cylinder operation where the request for switching is not issued. The ignition timing of the ignition means is set to a normal value so that the opening amount of the throttle valve is changed so as to be the air amount at the time of cylinder operation and the increase in engine torque caused by the change in the opening amount of the throttle valve is canceled. Preliminary control is performed to change to a timing that is retarded from the ignition timing during all cylinder operation, and after completion of the preliminary control, the intake valve and exhaust valve of the specific cylinder are held closed by the valve stop mechanism. And ignition of the ignition means for the specific cylinder is stopped to start the reduced-cylinder operation (Claim 1).
本発明によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、減筒運転を開始する前すなわち特定の気筒内での燃焼を停止する前に、スロットルバルブの開度を開き側に変更して各気筒に吸入される空気量を減筒運転時用の空気量に向けて増大させているため、減筒運転の開始時において、各稼働気筒に吸入される空気量を十分に確保することができ、減筒運転開始時に稼働気筒の出力すなわちエンジントルクが低下するのを抑制することができる。しかも、本発明では、このようにスロットルバルブの開度を開き側に変更して各気筒に吸入される空気量を増大させつつ、点火時期を通常の全筒運転時よりも遅角側の時期であってスロットルバルブの開度変更に伴って生じるエンジントルクの増加を打ち消す時期に変更している。そのため、各気筒に吸入される空気量が増大したことでエンジントルクが増大してしまうのを抑制することができ、全筒運転から減筒運転への切り替え前後において、エンジントルクの増減すなわちトルクショックが生じるのをより確実に回避することができる。 According to the present invention, when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the opening of the throttle valve is changed to the open side before starting reduced-cylinder operation, that is, before stopping combustion in a specific cylinder. Since the amount of air sucked into each cylinder is increased toward the amount of air for the reduced-cylinder operation, a sufficient amount of air is drawn into each operating cylinder at the start of the reduced-cylinder operation. It is possible to suppress a decrease in the output of the operating cylinder, that is, the engine torque at the start of the reduced cylinder operation. In addition, in the present invention, the ignition timing is retarded from the normal all-cylinder operation while changing the throttle valve opening to the open side to increase the amount of air sucked into each cylinder. However, the timing is changed to cancel the increase in engine torque that occurs with the change in the throttle valve opening. Therefore, it is possible to suppress an increase in engine torque due to an increase in the amount of air sucked into each cylinder, and increase / decrease in engine torque, that is, torque shock before and after switching from full cylinder operation to reduced cylinder operation. Can be more reliably avoided.
本発明において、上記制御手段は、上記準備制御が実施されていない通常運転時は、運転条件に応じて点火時期を決定するとともに決定した点火時期が予め設定されたリタード限界を超えて遅角側の時期となるのを禁止する一方、上記準備制御の実施中は、点火時期が上記リタード限界を超えて遅角側の時期となるのを許容するのが好ましい(請求項2)。 In the present invention, the control means determines the ignition timing according to the operating conditions during the normal operation where the preparatory control is not performed, and the determined ignition timing exceeds the preset retard limit and is retarded. While the preparatory control is being performed, it is preferable to allow the ignition timing to exceed the retard limit and to become a retarded timing (Claim 2).
このようにすれば、通常運転時において、点火時期が予め設定されたリタード限界を超えて遅角側の時期となり失火等が生じるのを回避しつつ、準備制御の実施中において、点火時期を、スロットルバルブの開度変更に伴って生じるエンジントルクの増加を打ち消す時期により確実に変更して、全筒運転から減筒運転への切り替え前後において、トルクショックが生じるのをより確実に回避することができる。 In this way, during the normal operation, the ignition timing exceeds the preset retard limit, and the ignition timing is set to the retarded timing while avoiding misfire and the like, while performing the preparation control, It is possible to more reliably avoid the occurrence of torque shock before and after switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation by reliably changing the engine torque increase caused by changing the throttle valve opening. it can.
また、上記制御手段は、上記準備制御が実施されていない通常運転時は、上記点火時期が予め設定された第1リタード限界を超えて遅角されるのを禁止する一方、上記準備制御が実施されている場合は、点火時期が予め設定された第2リタード限界を超えて遅角されるのを禁止し、上記第2リタード限界は上記第1リタード限界よりも遅角側に設定されているのが好ましい(請求項3)。 In addition, the control means prohibits the ignition timing from being retarded beyond a preset first retard limit during normal operation when the preparation control is not performed, while the preparation control is performed. If it is, the ignition timing is prohibited from being retarded beyond a preset second retard limit, and the second retard limit is set to be retarded from the first retard limit. (Claim 3).
この構成によっても、準備制御用の第2リタード限界が通常運転用の第1リタード限界よりも遅角側に設定されていることで、通常運転時において、点火時期が予め設定されたリタード限界を超えて遅角側の時期となり失火等が生じるのを回避しつつ、準備制御の実施中において、点火時期を、スロットルバルブの開度変更に伴って生じるエンジントルクの増加を打ち消す時期により確実に変更して、全筒運転から減筒運転への切り替え前後において、トルクショックが生じるのをより確実に回避することができる。 Even in this configuration, the second retard limit for the preparation control is set to be retarded from the first retard limit for the normal operation, so that the ignition timing is set to the retard limit set in advance during the normal operation. While avoiding misfire and the like, the ignition timing is reliably changed according to the timing to cancel the increase in engine torque that accompanies the change in throttle valve opening, while avoiding misfire and the like. Thus, it is possible to more reliably avoid the occurrence of torque shock before and after switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation.
以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避することができる。 As described above, according to the engine control apparatus of the present invention, it is possible to more reliably avoid the occurrence of a torque shock when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation.
(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の制御装置が適用されるエンジンの一実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、直線状に並ぶ4つの気筒2A〜2Dを有する直列4気筒型のエンジン本体1と、エンジン本体1に空気を導入するための吸気通路30と、エンジン本体1で生成された排気ガスを排出するための排気通路35とを備えている。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an engine to which a control device of the present invention is applied. The engine shown in the figure is a 4-cycle multi-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle as a power source for traveling. Specifically, this engine is generated by an in-line four-cylinder engine
図2は、エンジン本体1の断面図である。本図に示すように、エンジン本体1は、上記4つの気筒2A〜2Dが内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上側に設けられたシリンダヘッド4と、シリンダヘッド4の上側に設けられたカムキャップ5と、各気筒2A〜2Dに往復摺動可能に挿入されたピストン11とを有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
ピストン11の上方には燃焼室10が形成されており、この燃焼室10には、後述するインジェクタ12(図1)から噴射されるガソリンを主成分とする燃料が供給される。そして、供給された燃料が燃焼室10で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン11が上下方向に往復運動するようになっている。
A
ピストン11は、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸15とコネクティングロッド14を介して連結されており、上記ピストン11の往復運動に応じてクランク軸15が中心軸回りに回転するようになっている。
The
図1に示すように、シリンダヘッド4には、各気筒2A〜2Dの燃焼室10に向けて燃料(ガソリン)を噴射するインジェクタ12と、インジェクタ12から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火エネルギーを供給する点火プラグ(点火手段)13とが設けられている。なお、当実施形態では、1気筒につき1つの割合で合計4個のインジェクタ12が設けられるとともに、同じく1気筒につき1つの割合で合計4個の点火プラグ13が設けられている。
As shown in FIG. 1, the cylinder head 4 includes an
当実施形態のような4サイクル4気筒のガソリンエンジンでは、各気筒2A〜2Dに設けられたピストン11がクランク角で180°(180°CA)の位相差をもって上下運動する。これに対応して、各気筒2A〜2Dでの点火のタイミングも、180°CAずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、図1の左側から順に、気筒2Aを第1気筒、気筒2Bを第2気筒、気筒2Cを第3気筒、気筒2Dを第4気筒とすると、第1気筒2A→第3気筒2C→第4気筒2D→第2気筒2Bの順に点火が行われる。
In the four-cycle four-cylinder gasoline engine as in this embodiment, the
なお、当実施形態のエンジンは、4つの気筒2A〜2Dのうちの2つを燃焼させずに休止させ、残りの2つの気筒を稼動させる運転、つまり減筒運転が可能な可変気筒エンジンである。このため、上記のような点火順序は、減筒運転ではない通常の運転時(4つの気筒2A〜2Dを全て稼動させる全筒運転時)のものである。一方、減筒運転時には、点火順序が連続しない2つの気筒(当実施形態では第1気筒2Aおよび第4気筒2D)において点火プラグ13の点火動作が禁止され、1つ飛ばしで点火が行われるようになる。
The engine of the present embodiment is a variable cylinder engine capable of performing an operation in which two of the four
図1および図2に示すように、シリンダヘッド4には、吸気通路30から供給される空気(吸気)を各気筒2A〜2Dの燃焼室10に導入するための吸気ポート6と、各気筒2A〜2Dの燃焼室10で生成された排気ガスを排気通路35に導出するための排気ポート7と、吸気ポート6を通じた吸気の導入を制御するために吸気ポート6の燃焼室10側の開口を開閉する吸気弁8と、排気ポート7からのガス排出を制御するために排気ポート7の燃焼室10側の開口を開閉する排気弁9とが設けられている。なお、当実施形態では、1気筒につき2つの割合で合計8個の吸気弁8が設けられるとともに、同じく1気筒につき2つの割合で合計8個の排気弁9が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder head 4 has an
図1に示すように、吸気通路30は、気筒2A〜2Dの各吸気ポート6と連通する4本の独立吸気通路31と、各独立吸気通路31の上流端部(吸気の流れ方向上流側の端部)に共通に接続されたサージタンク32と、サージタンク32から上流側に延びる1本の吸気管33とを有している。吸気管33の途中部には、エンジン本体1に導入される吸気の流量を調節する開閉可能なスロットルバルブ34aが設けられている。吸気管33には、スロットルバルブ34aを駆動するためのバルブアクチュエータ34bが設けられており、スロットルバルブ34aは、バルブアクチュエータ34bにより開閉される。
As shown in FIG. 1, the
排気通路35は、気筒2A〜2Dの各排気ポート7と連通する4本の独立排気通路36と、各独立排気通路36の下流端部(排気ガスの流れ方向下流側の端部)が1箇所に集合した集合部37と、集合部37から下流側に延びる1本の排気管38とを有している。
The
(2)動弁機構
次に、吸気弁8および排気弁9を開閉させるための機構について、図2および図3を用いて詳しく説明する。吸気弁8および排気弁9は、それぞれ、シリンダヘッド4に配設された一対の動弁機構28,29(図2)により、クランク軸15の回転に連動して開閉駆動される。
(2) Valve Mechanism Next, a mechanism for opening and closing the
吸気弁8用の動弁機構28は、吸気弁8を閉方向(図2の上方)に付勢するリターンスプリング16と、クランク軸15の回転に連動して回転するカム軸18と、カム軸18と一体に回転するように設けられたカム部18aと、カム部18aにより周期的に押圧されるスイングアーム20と、スイングアーム20の揺動支点となるピボット部22とを有している。
The
同様に、排気弁9用の動弁機構29は、排気弁9を閉方向(図2の上方)に付勢するリターンスプリング17と、クランク軸15の回転に連動して回転するカム軸19と、カム軸19と一体に回転するように設けられたカム部19aと、カム部19aにより周期的に押圧されるスイングアーム21と、スイングアーム20の揺動支点となるピボット部22とを有している。
Similarly, the
上記のような動弁機構28,29により、吸気弁8および排気弁9は次のようにして開閉駆動される。すなわち、クランク軸15の回転に伴いカム軸18,19が回転すると、スイングアーム20,21の略中央部に回転自在に設けられたカムフォロア20a,21aがカム部18a,19aによって周期的に下方に押圧されるとともに、スイングアーム20,21がその一端部を支持するピボット部22を支点にして揺動変位する。これに伴い、当該スイングアーム20,21の他端部がリターンスプリング16,17の付勢力に抗して吸排気弁8,9を下方に押圧し、これによって吸排気弁8,9が開弁する。一度開弁された吸排気弁8,9は、リターンスプリング16,17の付勢力により再び閉弁位置まで戻される。
By the
ピボット部22は、自動的にバルブクリアランスをゼロに調整する公知の油圧式ラッシュアジャスタ24,25(以降、Hydraulic Lash Adjusterの頭文字をとって「HLA」と略称する)により支持されている。このうち、HLA24は、気筒列方向の中央側にある第2気筒2Bおよび第3気筒2Cのバルブクリアランスを自動調整するものであり、HLA25は、気筒列方向の両端にある第1気筒2Aおよび第4気筒2Dのバルブクリアランスを自動調整するものである。
The
第1気筒2Aおよび第4気筒2D用のHLA25は、エンジンの減筒運転か全筒運転かに応じて吸排気弁8,9を開閉動作させるか停止させるかを切り替える機能を有している。すなわち、HLA25は、エンジンの全筒運転時には第1、第4気筒2A,2Dの吸排気弁8,9を開閉動作させる一方、エンジンの減筒運転時には、第1、第4気筒2A,2Dの吸排気弁8,9を閉弁状態のまま停止させる。このため、HLA25は、吸排気弁8,9の開閉動作を停止させるための機構として、図3に示される弁停止機構25aを有している。これに対し、第2気筒2Bおよび第3気筒2C用のHLA24は、弁停止機構25aを備えておらず、吸排気弁8,9の開閉動作を停止させる機能を有していない。以下では、これらHLA24,25を区別するために、弁停止機構25aを備えたHLA25
のことを、特にS−HLA25(Switchable−Hydraulic Lash Adjusterの略)という。
The
This is particularly referred to as S-HLA25 (abbreviation of Switchable-Hydraulic Lash Adjuster).
S−HLA25の弁停止機構25aは、ピボット部22を軸方向に摺動自在に収納する有底の外筒251と、外筒251の周面に互いに対向するように設けられた2つの貫通孔251aを出入り可能でかつピボット部22をロック状態またはロック解除状態に切替可能な一対のロックピン252と、これらロックピン252を径方向外側へ付勢するロックスプリング253と、外筒251の内底部とピボット部22の底部との間に設けられ、ピボット部22を外筒251の上方に押圧して付勢するロストモーションスプリング254とを備えている。
The
図3(a)に示すように、ロックピン252が外筒251の貫通孔251aに嵌合しているときは、ピボット部22が上方に突出したまま固定されたロック状態にある。このロック状態では、図2に示すように、ピボット部22の頂部がスイングアーム20,21の揺動支点となるため、カム軸18,19の回転によりカム部18a,19aがカムフォロア20a,21aを下方に押圧したときに、吸排気弁8,9がリターンスプリング16,17の付勢力に抗して下方に変位し、吸排気弁8,9が開弁される。このため、4つの気筒2A〜2Dを全て稼働させる全筒運転時には、ピボット部22がロック状態とされることにより、第1、第4気筒2A,2Dの吸排気弁8,9が開閉駆動される。
As shown in FIG. 3A, when the
上記のようなロック状態を解除するには、一対のロックピン252を径方向内側に押圧する。すると、図3(b)に示すように、ロックスプリング253の引張力に抗して、一対のロックピン252が互いに接近する方向(外筒251の径方向内側)に移動する。これにより、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとの嵌合が解除され、ピボット部22が軸方向に移動可能なロック解除状態となる。
To release the locked state as described above, the pair of lock pins 252 are pressed radially inward. Then, as shown in FIG. 3B, the pair of lock pins 252 move in a direction approaching each other (in the radial direction of the outer cylinder 251) against the tensile force of the
このロック解除状態への変化に伴い、ピボット部22がロストモーションスプリング254の付勢力に抗して下方に押圧されることにより、図3(c)に示すような弁停止状態が実現される。すなわち、吸排気弁8,9を上方に付勢するリターンスプリング16,17の方が、ピボット部22を上方に付勢するロストモーションスプリング254よりも強い付勢力を有しているので、上記ロック解除状態では、カム軸18,19の回転に伴いカム部18a,19aがカムフォロア20a,21aを下方に押圧したときに、吸排気弁8,9の頂部がスイングアーム20,21の揺動支点となり、ピボット部22がロストモーションスプリング254の付勢力に抗して下方に変位する。つまり、吸排気弁8,9は閉弁された状態に維持される。このため、第1、第4気筒2A,2Dを休止させる減筒運転時には、弁停止機構25aがロック解除状態とされることにより、第1、第4気筒2A,2Dの吸排気弁8,9の開閉動作が停止され、当該吸排気弁8,9が閉弁状態に維持される。
With the change to the unlocked state, the
弁停止機構25aは油圧駆動式であり、弁停止機構25a、より詳細には、弁停止機構25aのロックピン252は、油圧により駆動される。ロックピン252は、供給される油圧に応じて貫通孔251aを出入りし、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとが嵌合/嵌合解除される。
The
図4に示すように、弁停止機構25aには、オイルポンプ41から作動油が供給される。オイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路にはソレノイドバルブ42が設けられており、このソレノイドバルブ42がオイルポンプ41から弁停止機構25aに供給される油圧を変更する。具体的には、ソレノイドバルブ42に通電されていない状態すなわちソレノイドバルブ42がOFFの状態では、ソレノイドバルブ42によりオイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路は閉止され、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとは嵌合され、ピポット部22はロックされ、これに伴い吸排気弁は開閉駆動される。一方、ソレノイドバルブ42に通電された状態すなわちソレノイドバルブ42がONの状態では、オイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路は開通され、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとは嵌合解除され、ピポット部22はロック解除され、これに伴い吸排気弁は閉弁保持される。
As shown in FIG. 4, hydraulic oil is supplied from the
図4に示すように、本実施形態では、1つの気筒に対して1つの弁停止機構用ソレノイドバルブ42が設けられており、合計2つの弁停止機構用ソレノイドバルブ42が設けられている。そして、一方の弁停止機構用ソレノイドバルブ42が、第1気筒2Aの吸気弁8に設けられた弁停止機構25aおよび第1気筒2Aの排気弁9に設けられた弁停止機構25aに供給する油圧を同時に変更し、他方の弁停止機構用ソレノイドバルブ42が、第4気筒2Dの吸気弁8に設けられた弁停止機構25aおよび第4気筒2Dの排気弁9に設けられた弁停止機構25aに供給する油圧を同時に変更する。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, one valve stop
(3)制御系統
次に、エンジンの制御系統について説明する。当実施形態のエンジンは、その各部が図5に示されるECU(エンジン制御ユニット、制御手段)50によって統括的に制御される。ECU50は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
(3) Control system Next, an engine control system will be described. Each part of the engine of the present embodiment is comprehensively controlled by an ECU (engine control unit, control means) 50 shown in FIG. As is well known, the
エンジンおよび車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がECU50に入力されるようになっている。
The engine and the vehicle are provided with a plurality of sensors for detecting the state quantities of the respective parts, and information from each sensor is input to the
例えば、シリンダブロック3には、クランク軸15の回転角度(クランク角)および回転速度を検出するクランク角センサSN1が設けられている。このクランク角センサSN1は、クランク軸15と一体に回転する図略のクランクプレートの回転に応じてパルス信号を出力するものであり、このパルス信号に基づいて、クランク軸15の回転角度および回転速度すなわちエンジン回転数が特定されるようになっている。
For example, the
シリンダヘッド4にはカム角センサSN2が設けられている。カム角センサSN2は、カム軸(18または19)と一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するものであり、この信号と、クランク角センサSN1からのパルス信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるかという気筒判別情報が特定されるようになっている。 The cylinder head 4 is provided with a cam angle sensor SN2. The cam angle sensor SN2 outputs a pulse signal according to the passage of the teeth of the signal plate that rotates integrally with the camshaft (18 or 19), and this signal and the pulse signal from the crank angle sensor SN1 Based on this, cylinder discrimination information indicating which cylinder is in which stroke is specified.
吸気通路30のサージタンク32には、サージタンク32を通過して各気筒2A〜2Dに導入される空気量を検出する吸気量センサSN3が設けられているとともに、サージタンク32内の圧力を検出する吸気圧センサSN4が設けられている。
The
車両には、運転者により操作される図外のアクセルペダルの開度(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサSN5が設けられている。また、エンジン本体1を冷却する冷却液の温度を検出する水温センサSN6が設けられている。
The vehicle is provided with an accelerator opening sensor SN5 that detects an opening degree of an accelerator pedal (accelerator opening degree) that is operated by a driver and that is not shown. A water temperature sensor SN6 that detects the temperature of the coolant that cools the
ECU50は、これらのセンサSN1〜SN6と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報(クランク角、エンジン回転数、吸気量、吸気圧、アクセル開度、冷却水温)を取得する。
The
そして、ECU50は、上記各センサSN1〜SN6からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ECU50は、インジェクタ12、点火プラグ13、バルブアクチュエータ34b(スロットルバルブ34a)、弁停止機構用ソレノイドバルブ42と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。なお、当実施形態では、1気筒につき1組の割合で合計4組のインジェクタ12および点火プラグ13が存在するが、図5では、インジェクタ12および点火プラグ13をそれぞれ1つのブロックで表記している。また、弁停止機構用ソレノイドバルブ42は、第1気筒2Aの弁停止機構25aと、第4気筒2Dの弁停止機構25aとに対してそれぞれ1つずつ設けられており、合計2つの弁停止機構用ソレノイドバルブ42が存在するが、図5ではこれを1つのブロックで表記している。
And ECU50 controls each part of an engine, performing various determination, a calculation, etc. based on the input signal from each said sensor SN1-SN6. That is, the
ECU50のより具体的な機能について説明する。ECU50は、機能的要素として、運転要求判定部51、スロットルバルブ制御部52、点火プラグ制御部53、インジェクタ制御部54、弁停止機構制御部55、減筒運転開始判定部56を有している。
More specific functions of the
運転要求判定部51は、アクセル開度センサSN5、クランク角センサSN1水温センサSN6の検出値等から特定されるエンジンの運転条件(エンジン負荷、エンジン回転数、エンジン水温等)に基づいて、エンジンの減筒運転および全筒運転のいずれを選択するかを判定するものである。例えば、図6に示すように、運転要求判定部51は、エンジン負荷およびエンジン回転数が比較的低い特定の運転領域A1にあるときに、第1、第4気筒2A,2Dを休止させる(第2、第3気筒2B,2Cのみを稼働させる)減筒運転の要求があると判定する。逆に、エンジン負荷およびエンジン回転数が上記特定の運転領域A1を除く残余の運転領域A2にあるときには、第1〜第4気筒2A〜2Dを全て稼働させる全筒運転の要求があると判定する。また、運転要求判定部51は、冷間時や加減速が激しい場合には、全筒運転を実施すると判定する。例えば、運転要求判定部51は、水温センサSN6により検出されたエンジン水温が所定値以下の場合や、アクセル開度センサSN5により検出されたアクセル開度の変化率が大きい場合には、全筒運転を実施すると判定する。
The driving
ここで、本装置では、運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への要求があったと判定されても、すぐには減筒運転を開始せず、減筒運転へ向けた準備制御を実施し、この準備制御終了後に減筒運転を開始する。上記減筒運転開始判定部56は、この準備制御を終了して減筒運転を開始するか否かを判定するものであり、吸気量等によって判定を行う。準備制御の具体的な制御内容および減筒運転開始判定部56の具体的な判定手順については後述する。
Here, in this apparatus, even if it is determined by the operation
スロットルバルブ制御部52は、スロットルバルブ34aの開度すなわち各気筒に吸入される空気量である吸気量を制御するものである。点火プラグ制御部53は、点火プラグ13を制御するものである。インジェクタ制御部54は、インジェクタ12を制御するものである。弁停止機構制御部55は、弁停止機構用ソレノイドバルブ42を制御してS−HLA25の弁停止機構25aに供給される油圧すなわち第1、第4気筒2A,2Dの吸排気弁8,9の開閉動作を変更するものである。これら制御部52〜55の制御内容の詳細について次に説明する。
The throttle
(4)制御内容
(4−1)基本制御
まず、準備制御実施時以外、すなわち通常の全筒運転時および減筒運転時における各制御部の制御内容について説明する。
(4) Control content (4-1) Basic control First, the control content of each control unit at the time other than when the preparation control is performed, that is, at the time of normal all-cylinder operation and reduced-cylinder operation will be described.
スロットルバルブ制御部52は、アクセル開度センサSN5の検出値すなわちアクセルペダルの踏込操作量に応じて設定された目標トルクを実現するように、バルブアクチュエータ34bを制御して、スロットルバルブ34aの開度を変更する。
The throttle
具体的には、スロットルバルブ制御部52は、目標トルクに基づき、この目標トルクを実現するために必要な充填効率である要求シリンダ充填効率を求めるとともに、この要求シリンダ充填効率を実現するために必要な吸気通路30内の空気量である吸気通路内要求空気量を求める。詳細には、吸気通路内要求空気量は、要求シリンダ充填効率と、エンジンの運転状態、例えば、エンジン回転数、吸気VVT29aの位相等に応じて予め設定されたサージタンク基準体積効率とに基づいて算出される。
Specifically, the throttle
次に、スロットルバルブ制御部52は、吸気通路内要求空気量と、現在の吸気通路30内の空気量と、吸気通路30内から気筒に吸入される空気流量とに基づいて、スロットルバルブ34aを通過する空気流量の目標値である要求スロットル通過空気流量を求める。そして、スロットルバルブ制御部52は、この要求スロットル通過空気流量に基づいて、この空気流量を実現するために必要なスロットルバルブの開度(目標スロットルバルブ開度)を算出して、この開度となるように、スロットルバルブ34aの開度を制御する。
Next, the throttle
目標スロットルバルブ開度は、例えば、ベルヌーイの定理を利用して算出することができる。すなわち、スロットルバルブ34aを通過する空気流量は、スロットルバルブ34aの開度と、スロットルバルブ34aの上流側と下流側との圧力比(上流側に対する下流側の圧力の割合、以下、スロットル上下流圧力比という)によって決まるため、スロットルバルブ34aの上流側と下流側の圧力をセンサによって検出し、この検出値と、要求スロットル通過空気流量とに基づいて、目標スロットルバルブ開度を算出することができる。具体的には、スロットルバルブ34aの開度と、スロットルバルブ上下流圧力比と、スロットルバルブ34aを通過する空気流量とを予め求めてこれらの関係をマップで記憶しておき、このマップから、検出したスロットル上下流圧力比と、要求スロットル通過空気流量とに対応するスロットルバルブ34aの開度を抽出して、目標スロットルバルブ開度に設定すればよい。例えば、このマップは、スロットルバルブ34aを通過する空気流量が一定の場合において、スロットルバルブ上下流圧力比が1に近いほどスロットルバルブ34aの開度が大きくなるように設定される。
The target throttle valve opening can be calculated using, for example, Bernoulli's theorem. In other words, the flow rate of air passing through the
ここで、減筒運転時は、稼働・出力する気筒が減少するため、全筒運転時と同様のエンジン出力を発生させるためには、稼働している気筒(第2、第3気筒2B,2C)の1気筒あたりの出力を、全筒運転時における1気筒あたりの出力よりも大きくする必要がある。そのため、減筒運転時には、1気筒あたりの出力(発生トルク)を増大させる必要があり、これに伴い各気筒に吸入される空気量(吸気量)を増大させる必要がある。すなわち、減筒運転時の1気筒あたりの吸気量の目標値は、全筒運転時の1気筒あたりの吸気量の目標値よりも大きくなる。そして、各気筒に吸入される空気量を増大させるためには、吸気通路30内の圧力(スロットルバルブ34aよりも下流側の圧力)を全筒運転時よりも高い状態にする必要がある。そのため、結果として、減筒運転時には、スロットルバルブ上下流圧力比は、全筒運転時よりも1に近い値となり、減筒運転時のスロットルバルブ34aの開度は、全筒運転時の開度よりも大きく(開き側)に制御される。
Here, since the number of cylinders to be operated / output decreases during the reduced cylinder operation, in order to generate the same engine output as in the all cylinder operation, the operating cylinders (second and
点火プラグ制御部53は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の点火プラグ13の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているとき、点火プラグ制御部54は、全ての気筒2A〜2Dの点火プラグ13を駆動して点火を実行する。一方、エンジンが減筒運転されているとき、燃焼制御部54は、休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)での燃焼を停止させるために、当該気筒の点火プラグ13の駆動を禁止する。
The
また、点火プラグ制御部53は、点火プラグ13を稼働させる場合において、運転条件に応じて点火時期を決定して点火プラグ13に指示を出す。具体的には、点火プラグ制御部53には、エンジン回転数とエンジン負荷とについて予め設定された点火時期のマップが記憶されており、点火プラグ制御部53は、このマップからエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた点火時期を抽出するとともに、抽出した点火時期を吸気圧センサSN4の検出値等に基づいて補正して、基本点火時期を決定する。上記点火時期のマップは、減筒運転用と全筒運転用の2種類用意されており、運転に応じたマップが使用される。
In addition, when operating the
ここで、決定した基本点火時期が過剰に遅角側の時期である場合には、失火するおそれがある。そこで、本実施形態では、点火プラグ制御部53は、点火時期が、予め設定されたリタード限界(第1リタード限界)を超えて遅角されないように最終的な点火時期を決定する。すなわち、点火プラグ制御部53は、決定した上記基本点火時期とリタード限界とのうちより進角側の時期を最終的な点火時期として決定する。リタード限界は、例えば、運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷等)についてそれぞれ予め設定されマップで記憶されており、点火プラグ制御部53は、このマップから運転条件に対応するリタード限界を抽出して上記基本点火時期と比較する。
Here, if the determined basic ignition timing is excessively retarded, there is a risk of misfire. Therefore, in the present embodiment, the
インジェクタ制御部54は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)のインジェクタ12の制御を切り替える。すなわち、インジェクタ制御部54は、エンジンが全筒運転されているときは、全ての気筒2A〜2Dのインジェクタ12を駆動して燃料噴射を実行する一方、エンジンが減筒運転されているときは、休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)への燃料噴射を禁止する。
The
また、インジェクタ制御部54は、インジェクタ12に燃料噴射を実行させる場合において、運転条件に応じて噴射量を決定してインジェクタ12に指示を出す。
In addition, when the
弁停止機構制御部55は、減筒運転か全筒運転かに応じて弁停止機構用ソレノイドバルブ42の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているときは、弁停止機構制御部55は、ソレノイドバルブ42をOFF状態として全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁8,9の開閉を可能とする一方、エンジンが減筒運転されているときは、弁停止機構用ソレノイドバルブ42をON状態として休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の吸排気弁8,9を閉弁保持させる。
The valve stop
(4−2)準備制御
(i)制御内容
上記のように、減筒運転では、稼働している気筒の1気筒あたりの出力を全筒運転時よりも大きくするべく、1気筒あたりの吸気量が増大される。しかしながら、吸気量の変化には遅れがあるため、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後すぐさま休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の燃焼を停止して減筒運転を開始したのでは、稼働気筒(第2、第3気筒2B,2C)の吸気量が不足してエンジントルクが低下し、トルクショックが生じるおそれがある。準備制御は、このトルクショックの発生を回避するためのものであり、上記運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されると、開始される。
(4-2) Preparation control (i) Control content As described above, in the reduced cylinder operation, the intake amount per cylinder is set so that the output per cylinder of the operating cylinder is larger than that in the all cylinder operation. Is increased. However, since there is a delay in the change in the intake air amount, the combustion of the idle cylinders (first and
スロットルバルブ制御部52は、準備制御として、1気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量となるようにスロットルバルブ34aの開度を変更する制御を実施する。上記の通り、減筒運転時の1気筒あたりの吸気量は、準備制御が実施されていない通常の全筒運転時における1気筒あたりの吸気量よりも多くされる。そのため、スロットルバルブ制御部52は、準備制御として、スロットルバルブ34aの開度を、通常の全筒運転時の開度すなわち全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出される直前の開度よりも開き側に制御する。
As preparation control, the throttle
本実施形態では、スロットルバルブ制御部52は、準備制御として、(4−1)で説明した減筒運転時における制御と同様の制御を実施しており、準備運転が開始されると、スロットルバルブ34aの開度を減筒運転時の開度、すなわち開き側に変更する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ制御部52は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると、すぐさま、減筒運転時の制御を開始する。
In the present embodiment, the throttle
弁停止機構制御部55は、準備制御として、弁停止機構用ソレノイドバルブ42をOFF状態として、全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁の開閉を可能とする制御を実施する。すなわち、弁停止機構制御部55は、上記運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、すぐには、弁停止機構用ソレノイドバルブ42をON状態とせず、全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁8,9を開閉可能とする。
As the preparation control, the valve stop
また、インジェクタ制御部54および点火プラグ制御部53も、準備制御として、全ての気筒2A〜2Dで燃焼が実施されるようにインジェクタ12および点火プラグ13を制御する。すなわち、インジェクタ制御部54および点火プラグ制御部53は、上記運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、すぐには、休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の燃料噴射および点火を停止せず、全ての気筒2A〜2Dで燃料噴射および点火を実施する。
In addition, the
このように、本装置では、運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、準備制御の実施によって全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁8,9が開閉駆動されるとともに全ての気筒2A〜2Dで燃焼が実施される。
As described above, in this apparatus, even when the operation
ここで、上記のように、準備制御では、スロットルバルブ制御部52によって1気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量であって通常の全筒運転時の吸気量よりも多くされる。そのため、このように吸気量が多い状態で、全ての気筒2A〜2Dで燃焼を実施したのでは、エンジントルクが通常の全筒運転時のトルクすなわち準備制御開始直前のトルクであって運転者等から要求されているトルクよりも高くなってしまう。
Here, as described above, in the preparation control, the intake amount per cylinder is increased by the throttle
そこで、本装置では、準備制御中は、点火時期を、上記吸気量の増加に伴って生じるエンジントルクの増大を回避できる時期まで遅角する。すなわち、準備制御では、点火プラグ制御部53は、点火時期を、通常の全筒運転時の点火時期すなわち準備制御開始直前の点火時期よりも遅角側に制御する。
Therefore, in the present apparatus, during the preparation control, the ignition timing is retarded to a timing at which an increase in engine torque caused by the increase in the intake air amount can be avoided. That is, in the preparation control, the spark
具体的には、点火プラグ制御部53は、通常の全筒運転時の吸気量に対して実際の吸気量がどれだけ増加したかを算出し、この吸気量の増加量、詳細には、この吸気量の増加量に対応するエンジントルクの増加量、に対応する遅角量を算出する。本実施形態では、点火プラグ制御部53は、各運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷等)について予め設定された吸気量の増加量と遅角量とのマップを記憶しており、このマップから、運転条件と算出した吸気量の増加量とに対応する遅角量を抽出する。そして、点火プラグ制御部は、(4−1)で説明した手順に沿って決定した通常の全筒運転時の基本点火時期から、上記決定した遅角量だけ遅角した時期を、準備制御用の点火時期として決定する。
Specifically, the spark
ここで、点火時期を過剰に遅角すると失火するおそれがある。そこで、本実施形態では、準制御実施時においても、点火時期が予め設定された限界時期を超えて遅角されないようにする。ただし、準備制御実施時は、上記4−1で説明した通常時の制御におけるリタード限界よりもより遅角側まで点火時期が遅角されるのを許容する。すなわち、準備制御においても、点火プラグ制御部53は、予め設定された準備制御用のリタード限界(第2リタード限界)と上記決定した準備制御用の点火時期とのうち、より進角側の時期を最終的な点火時期に決定するが、準備制御用のリタード限界は、通常時に使用するリタード限界よりもより遅角側に設定されている。なお、この準備制御用のリタード限界も、通常時のリタード限界と同様に、例えば、運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷等)についてそれぞれ予め設定され、マップで記憶されている。
Here, there is a risk of misfire if the ignition timing is retarded excessively. Therefore, in this embodiment, even when the semi-control is performed, the ignition timing is prevented from being retarded beyond a preset limit timing. However, when the preparation control is performed, the ignition timing is allowed to be retarded to a more retarded side than the retard limit in the normal control described in 4-1 above. That is, also in the preparation control, the spark
(ii)準備制御終了および減筒運転開始判定
上記準備制御は、上記減筒運転開始判定部56により準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定されるまで実施される。
(Ii) Preparation Control End and Reduced Cylinder Operation Start Determination The preparation control is performed until the reduced cylinder operation
上記の通り、準備制御は、全筒運転から減筒運転への切り替え時に、稼働気筒の吸気量が不足してエンジントルクが低下しトルクショックが生じるのを回避するための制御である。そのため、減筒運転開始判定部56は、基本的には、1気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量まで増加した時点で、準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定する。
As described above, the preparation control is a control for avoiding the occurrence of a torque shock due to a decrease in engine torque due to a shortage of intake air in the operating cylinder when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. Therefore, the reduced-cylinder operation
ただし、点火時期が過剰に遅角側である状態が長く続くと失火する可能性が高くなる。そのため、本実施形態では、失火をより確実に回避するべく、減筒運転開始判定部56は、点火時期が上記準備制御用のリタード限界となった期間が予め設定された基準時間を超えると、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達していない場合であっても、準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定する。
However, if the ignition timing is excessively retarded for a long time, the possibility of misfire increases. Therefore, in this embodiment, in order to avoid misfire more reliably, the reduced-cylinder operation
(iii)
ECU50により実施される以上の準備制御の流れを図7のフローチャートを用いて説明する。
(Iii)
The flow of the above preparation control executed by the
まず、ステップS1において、各センサの検出値により特定される、エンジン負荷、エンジン回転数、水温、アクセル開度等の読み込みが行われる。次に、ステップS2において、全筒運転から減筒運転への要求があったかどうかが判定される。上記のとおり、この判定は運転要求判定部51により行われ、運転要求判定部51は、エンジン負荷、エンジン回転数が所定の運転領域にあるか、エンジン水温が所定の温度以上か、アクセル開度の変化率が所定値以上か否か等によって、全筒運転から減筒運転への要求があったかどうかを判定する。
First, in step S1, the engine load, the engine speed, the water temperature, the accelerator opening, and the like specified by the detection values of the sensors are read. Next, in step S2, it is determined whether or not there has been a request from the all-cylinder operation to the reduced-cylinder operation. As described above, this determination is performed by the operation
ステップS2の判定がNOであって、全筒運転から減筒運転への要求がない(全筒運転から減筒運転へ移行すべきではない)と判定された場合は、ステップS3に進み、全筒運転を維持する。一方、ステップS2の判定がYESであって、全筒運転から減筒運転への要求があった場合は、ステップS4に進む。 If the determination in step S2 is NO and it is determined that there is no request from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation (should not be shifted from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation), the process proceeds to step S3. Maintain cylinder operation. On the other hand, if the determination in step S2 is YES and there is a request from the all cylinder operation to the reduced cylinder operation, the process proceeds to step S4.
ステップS4では、オイルポンプ41により、オイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路、詳細には、オイルポンプ41と弁停止機構用ソレノイドバルブ42との間の油路の油圧が高められる。これは、減筒運転開始時に、より確実に休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の吸排気弁8,9を閉弁保持するためである。なお、このように減筒運転開始前において、オイルポンプ41と弁停止機構用ソレノイドバルブ42との間の油路の油圧は高められるが、弁停止機構用ソレノイドバルブ42がOFF状態であるため、この時点では、弁停止機構25aのロックピン252と上記貫通孔251aとは嵌合解除された状態に維持され、休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の吸排気弁8,9は開閉駆動する。
In step S4, the
ステップS4の次に進むステップS5では、スロットルバルブ34aの開度が通常の全筒運転時よりも開き側に変更される。
In step S5 following step S4, the opening of the
ステップS5の次に進むステップS6では、点火時期が通常の全筒運転時よりも遅角側にされる。本実施形態では、上記のとおり、点火プラグ制御部53は、点火時期を通常の全筒運転時の点火時期から、全筒運転時の目標吸気量からの吸気量の増加量に対応した量だけ遅角させた点火時期と、準備制御用のリタード限界とのうち進角側の時期を最終的な点火時期に決定する。
In step S6, which proceeds after step S5, the ignition timing is set to the retarded side with respect to the normal all-cylinder operation. In the present embodiment, as described above, the spark
ステップS6の次に進むステップS7では、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達したかが判定される。ステップS7の判定がYESの場合は、ステップS9に進む。一方ステップS7での判定がNOであって吸気量が減筒運転時の吸気量に到達していない場合はステップS8に進み、点火時期が準備制御用のリタード限界となった時間が所定時間継続したか否かが判定される。 In step S7 following step S6, it is determined whether the intake air amount has reached the intake air amount during the reduced cylinder operation. If the determination in step S7 is yes, the process proceeds to step S9. On the other hand, if the determination in step S7 is NO and the intake air amount has not reached the intake air amount during the reduced-cylinder operation, the process proceeds to step S8, and the time when the ignition timing becomes the retard limit for preparation control continues for a predetermined time. It is determined whether or not.
ステップS8の判定がYESであって、点火時期が準備制御用のリタード限界となった時間が所定時間継続するとステップS9に進む。一方、ステップS8の判定がNOの場合は、ステップS4に戻り、ステップS5からステップS8を繰り返す。 If the determination in step S8 is YES and the time when the ignition timing reaches the retard limit for preparation control continues for a predetermined time, the process proceeds to step S9. On the other hand, if the determination in step S8 is NO, the process returns to step S4, and steps S5 to S8 are repeated.
ステップS9では、減筒運転が開始される。すなわち、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達した(ステップS7の判定がYES)、あるいは、準備制御用リタード限界が所定時間継続すると(ステップS8の判定がYES)、減筒運転が開始され、休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の点火および燃料噴射が停止されるとともに、弁停止機構用ソレノイドバルブ42がONとされて休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の吸排気弁8、9が閉弁保持されるとともに、稼働気筒(第2、第3気筒2B,2C)の点火制御が通常の減筒運転時の制御に切り替えられる。
In step S9, reduced-cylinder operation is started. That is, when the intake air amount reaches the intake air amount during the reduced-cylinder operation (determination in step S7 is YES) or when the preparation control retard limit continues for a predetermined time (determination in step S8 is YES), the reduced-cylinder operation starts. Then, the ignition and fuel injection of the deactivated cylinders (first and
(5)作用等
図8に、本実施形態に係る制御を実施した場合の結果を示す。また、比較例として、上記準備制御を実施しなかった場合の結果を図9、10に示す。図9は、上記切替要求があったときにすぐさま減筒運転を開始したときの結果であり、図10は、上記切替時に、上記準備制御のうち点火時期を遅角する制御を実施しなかった場合の結果である。これら図において、最上部のグラフは、全筒運転から減筒運転への切り替えフラグの変化を示したものであり、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると0から1に変化する。
(5) Operation, etc. FIG. 8 shows the results when the control according to this embodiment is performed. As a comparative example, the results when the above preparation control is not performed are shown in FIGS. FIG. 9 shows the result when the reduced-cylinder operation is started immediately when the switching request is made, and FIG. 10 does not carry out the control for retarding the ignition timing in the preparation control at the time of the switching. Is the result of the case. In these figures, the uppermost graph shows the change of the switching flag from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, and changes from 0 to 1 when a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation is issued. To do.
図9に示すように、時刻t1において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった直後に休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の燃焼を停止して稼働気筒を2気筒にした場合では、減筒運転の開始に伴いスロットルバルブ34aが開き側に変更されるものの吸気量(1気筒あたりの吸気量、充填効率)が減筒運転時の量まですぐには増加しないため、稼働気筒(第2、第3気筒2B,2C)の吸気量不足によりこれら稼働気筒からの出力が確保されず、エンジントルクが急低下し、トルクショックが生じる。
As shown in FIG. 9, immediately after a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation at time t1, combustion of the idle cylinders (first and
また、図10に示すように、時刻t1において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後、すぐには休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の燃焼を停止せずに、まず、スロットルバルブ34aを開き側に変更して吸気量(1気筒あたりの吸気量、充填効率)を減筒運転時の量まで増加させ、その後、減筒運転を開始した場合には、エンジントルクの低下は回避されるものの、すべての気筒で燃焼が実施されている状態でこれら気筒の吸気量が増大する結果、各気筒の出力が増加してエンジントルクが増大してしまう。そのため、この場合であっても、時刻t2にて減筒運転を開始した際にエンジントルクが急低下して、トルクショックが生じる。
Also, as shown in FIG. 10, after a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation at time t1, the combustion in the idle cylinders (first and
これに対して、本実施形態に係る装置では、図8に示すように、時刻t1において全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後、すぐには休止気筒(第1、第4気筒2A,2D)の燃焼を停止せず、スロットルバルブ34aを開き側に変更して吸気量(1気筒あたりの吸気量、充填効率)を減筒運転時の量まで増加させる制御を行った上に、さらに、吸気量の増加量に応じて点火時期を遅角させている。そのため、吸気量を増大させつつ各気筒からの出力が増大するのを回避することができ、エンジントルクが増減するのを回避することができる。すなわち、全筒運転から減筒運転への切り替え時においてエンジントルクをほぼ一定に維持することができ、この切り替え時にトルクショックの発生を回避することができる。
On the other hand, in the apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, after there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation at time t1, the idle cylinders (first, fourth) (
このように、本実施形態に係る装置によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時にトルクショックが生じるのをより確実に回避することができ、運転性をより良好にすることができる。 Thus, according to the apparatus according to the present embodiment, it is possible to more reliably avoid the occurrence of torque shock when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, and to improve drivability. .
(6)変形例
ここで、上記実施形態では、準備制御実施時において、点火時期が予め設定された準備制御用のリタード限界を超えて遅角されるのを禁止する場合について説明したが、この点火時期の規制を解除してもよい。すなわち、準備制御実施時において、点火時期の遅角量を無制限に許容してもよい。ただし、点火時期が過剰に遅角されると失火等が生じるおそれがある。そのため、上記規制を行えば、この失火等をより確実に回避することができる。
(6) Modified Example Here, in the above-described embodiment, the case where the ignition timing is prohibited from being retarded beyond the preset retard limit for the preparatory control when performing the preparatory control has been described. The restriction on the ignition timing may be released. That is, when the preparation control is performed, the retard amount of the ignition timing may be allowed without limitation. However, if the ignition timing is retarded excessively, misfire or the like may occur. Therefore, if the above regulation is performed, this misfire or the like can be avoided more reliably.
また、上記実施形態では、準備制御用のリタード限界を、通常時のリタード限界よりも遅角側に設定する場合について説明したが、これらを同じ値に設定してもよい。ただし、準備制御用のリタード限界をより遅角側とし、準備制御時において点火時期がより遅角側となるのを許容すれば、失火等を回避しながら吸気量の増加に合わせて点火時期をより適正に遅角することができ、トルクショックの発生をより確実に回避することができる。 In the above embodiment, the case where the retard limit for preparation control is set to the retard side with respect to the retard limit at the normal time has been described, but these may be set to the same value. However, if the retard limit for the preparation control is set to the more retarded side and the ignition timing is allowed to become more retarded during the preparation control, the ignition timing is adjusted in accordance with the increase in the intake amount while avoiding misfire and the like. The angle can be retarded more appropriately, and the occurrence of torque shock can be avoided more reliably.
また、上記実施形態では、準備制御を終了して減筒運転を開始するか否かの判定を、吸気量が減筒運転時の吸気量に到達したか否か、および、点火時期が準備制御用リタード限界となった期間が所定期間以上継続したか否か、によって行う場合について説明したが、この判定の具体的内容はこれに限らない。例えば、点火時期に基づく判定を省略してもよい。また、点火時期の判定について、上記判定に代えて、点火時期が所定の時期となった時点で準備制御を終了すると判定してもよい。また、吸気量の判定について、上記判定に代えて、実際の吸気量と減筒運転時の吸気量との差が所定値以下になった時点で準備制御を終了すると判定してもよい。また、吸気量の判定に代えて、準備制御実施時に、時々刻々、減筒運転を仮に開始した場合のエンジントルクを推定し、この推定したエンジントルクと、現状のエンジントルクすなわち運転者等により要求されているエンジントルクとの差が所定値以下になった時点で準備制御を終了すると判定してもよい。 Further, in the above embodiment, it is determined whether or not the preparation control is ended and the reduced cylinder operation is started, whether or not the intake amount has reached the intake amount during the reduced cylinder operation, and the ignition timing is the preparation control. Although the case where it performed by whether the period used as the retard limit was continued more than predetermined period was demonstrated, the specific content of this determination is not restricted to this. For example, the determination based on the ignition timing may be omitted. Further, regarding the determination of the ignition timing, instead of the above determination, it may be determined that the preparation control is terminated when the ignition timing reaches a predetermined timing. In addition, regarding the determination of the intake air amount, instead of the above determination, it may be determined that the preparation control is terminated when the difference between the actual intake air amount and the intake air amount during the reduced cylinder operation becomes a predetermined value or less. Also, instead of determining the intake air amount, the engine torque when the reduced-cylinder operation is temporarily started is estimated every time during the preparation control, and the estimated engine torque and the current engine torque, that is, requested by the driver, etc. It may be determined that the preparation control is terminated when the difference from the engine torque that has been set is equal to or less than a predetermined value.
また、上記実施形態では、4気筒ガソリンエンジンに本発明の制御装置を適用した例について説明したが、本発明の制御装置が適用可能なエンジンの形式はこれに限られない。例えば、6気筒や8気筒など、4気筒以外の多気筒エンジンを対象としてもよく、また、ディーゼルエンジン、エタノール燃料エンジンやLPGエンジン等、他種の内燃機関を対象としてもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which applied the control apparatus of this invention to the 4-cylinder gasoline engine, the form of the engine which can apply the control apparatus of this invention is not restricted to this. For example, a multi-cylinder engine other than four cylinders such as 6 cylinders or 8 cylinders may be targeted, and another type of internal combustion engine such as a diesel engine, an ethanol fuel engine, or an LPG engine may be targeted.
1 エンジン本体
2A〜2D 気筒
8 吸気弁
9 排気弁
13 点火プラグ(点火手段)
25a 弁停止機構
50 ECU(制御手段)
DESCRIPTION OF
25a
Claims (3)
上記特定の気筒の吸気弁および排気弁を開閉が可能な状態と閉弁が保持される状態とに切り替える弁停止機構と、
上記弁停止機構、スロットルバルブ、および、点火手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、各気筒に吸入される空気量が当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時における空気量よりも多い減筒運転時の空気量となるように上記スロットルバルブの開度を変更させ、かつ、当該スロットルバルブの開度変更に伴って生じるエンジントルクの増加を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更する準備制御を実施し、当該準備制御の終了後に、上記弁停止機構によって上記特定の気筒の吸気弁および排気弁を閉弁保持状態にし、かつ、上記特定の気筒の点火手段の点火を停止させて、上記減筒運転を開始させることを特徴とするエンジンの制御装置。 A plurality of cylinders provided with an intake valve and an exhaust valve, ignition means provided in each cylinder for applying ignition energy to an air-fuel mixture in these cylinders, and an intake passage connected to each cylinder All-cylinder operation in which air-fuel mixture combustion is performed in all cylinders, and combustion in a specific cylinder among a plurality of cylinders Is an apparatus that controls an engine that can be switched between a reduced-cylinder operation in which the specific cylinder is stopped and the specific cylinder is deactivated.
A valve stop mechanism for switching between a state in which the intake valve and the exhaust valve of the specific cylinder can be opened and closed and a state in which the valve is held;
Control means for controlling each part of the engine including the valve stop mechanism, the throttle valve, and the ignition means,
When there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the control means reduces the amount of air sucked into each cylinder more than the amount of air during normal all-cylinder operation where no request for switching is issued. The ignition timing of the ignition means is set to a normal value so that the opening amount of the throttle valve is changed so as to be the air amount at the time of cylinder operation and the increase in engine torque caused by the change in the opening amount of the throttle valve is canceled. Preliminary control is performed to change to a timing that is retarded from the ignition timing during all cylinder operation, and after completion of the preliminary control, the intake valve and exhaust valve of the specific cylinder are held closed by the valve stop mechanism. And stopping the ignition of the ignition means of the specific cylinder and starting the reduced-cylinder operation.
上記制御手段は、上記準備制御が実施されていない通常運転時は、運転条件に応じて点火時期を決定するとともに決定した点火時期が予め設定されたリタード限界を超えて遅角側の時期となるのを禁止する一方、上記準備制御の実施中は、点火時期が上記リタード限界を超えて遅角側の時期となるのを許容することを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1,
The control means determines the ignition timing according to the operating conditions during normal operation when the preparation control is not performed, and the determined ignition timing exceeds the preset retard limit and becomes the retarded timing While the preparatory control is being performed, the engine control device is characterized in that the ignition timing is allowed to exceed the retard limit and become a retarded timing.
上記制御手段は、上記準備制御が実施されていない通常運転時は、上記点火時期が予め設定された第1リタード限界を超えて遅角されるのを禁止する一方、上記準備制御が実施されている場合は、点火時期が予め設定された第2リタード限界を超えて遅角されるのを禁止し、
上記第2リタード限界は上記第1リタード限界よりも遅角側に設定されていることを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1 or 2,
The control means prohibits the ignition timing from being retarded beyond a preset first retard limit during normal operation when the preparation control is not performed, while the preparation control is performed. The ignition timing is prohibited from being retarded beyond the preset second retard limit,
The engine control apparatus according to claim 1, wherein the second retard limit is set to be retarded from the first retard limit.
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