JP2016151233A - Engine control device - 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 relates to an apparatus for controlling an engine that can be switched between an all-cylinder operation in which combustion of an air-fuel mixture is performed in all cylinders and a reduced-cylinder operation in which combustion in a specific cylinder is stopped.
従来から、エンジンの燃費性能を高めるべく、種々の検討が行われている。そして、燃費性能を高めるための一つの技術として、特許文献1に示されるように、複数の気筒を有する多気筒エンジンにおいて、所定の運転領域において一部の気筒での燃焼を停止してこれら気筒を休止状態にし、残余の気筒でのみ燃焼を行わせる減筒運転を実施するものが知られている。
Conventionally, various studies have been conducted to improve the fuel efficiency of an engine. As one technique for improving the fuel efficiency, as disclosed in
上記技術によれば、一部の気筒を休止することにより、この気筒を稼働することにより生じるポンピングロス等を低減することができ、燃費性能を高めることができる。 According to the above technique, by stopping some of the cylinders, it is possible to reduce the pumping loss and the like caused by operating these cylinders, and to improve the fuel efficiency.
しかしながら、燃費性能向上の要求は依然として高く、上記のように一部の気筒での燃焼を停止するエンジンにおいてさらなる燃費性能を高めることが求められている。 However, there is still a high demand for improvement in fuel efficiency, and there is a demand for further improvement in fuel efficiency in an engine that stops combustion in some cylinders as described above.
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、減筒運転を実施する多気筒エンジンにおいてより燃費性能を高め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 an object of the present invention is to provide an engine control device that can further improve fuel efficiency in a multi-cylinder engine that performs reduced-cylinder operation.
上記課題を解決するためのものとして、本発明は、吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁を備えた複数の気筒を有し、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、各気筒に設けられてこれら気筒内の混合気に点火を行う点火手段と、各気筒に設けられて所定の燃料噴射時期にこれら気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段と、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、上記点火手段、燃料噴射手段、吸気量変更手段、および弁停止機構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、各気筒の膨張行程から次の膨張行程までを1サイクルとして、同一サイクル内で上記特定の気筒に対する燃料噴射と点火とが停止されるように上記燃料噴射手段および上記点火手段を制御するとともに、これらの停止が行われる切替開始サイクルの次のサイクルにて上記特定の気筒の吸気弁および排気弁が閉弁保持状態に切替わるように上記弁停止機構を駆動し、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合において、上記特定の気筒の吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期である場合は、少なくとも上記特定の気筒における燃料噴射時期を、当該気筒内に噴射された燃焼前の燃料が当該気筒からの吹き戻しガスとともに吸気ポートに押し出されるのを回避可能な所定時期に遅角させるものである(請求項1)。 In order to solve the above problems, the present invention has a plurality of cylinders having an intake valve for opening and closing an intake port and an exhaust valve for opening and closing an exhaust port, and combustion of the air-fuel mixture is performed in all the cylinders. Is a device that controls an engine that can be switched between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation in which combustion in a specific cylinder among a plurality of cylinders is stopped, and is provided in each cylinder. Ignition means for igniting the air-fuel mixture, fuel injection means provided in each cylinder for injecting fuel into these cylinders at a predetermined fuel injection timing, and an intake air amount that is the amount of air sucked into each cylinder Changeable intake air amount changing means, a valve stop mechanism for switching the intake valve and exhaust valve of the specific cylinder to a state in which the intake valve and the exhaust valve can be opened and closed, and a state in which the valve is held, the ignition means, the fuel injection means, the intake air Including volume change means and valve stop mechanism Control means for controlling each part of the engine, and when there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the control means defines the same cycle as one cycle from the expansion stroke of each cylinder to the next expansion stroke. The fuel injection means and the ignition means are controlled so that fuel injection and ignition for the specific cylinder are stopped in the engine, and the specific cylinder is performed in a cycle subsequent to the switching start cycle in which the stop is performed. When the valve stop mechanism is driven so that the intake valve and the exhaust valve of the cylinder are switched to the closed holding state, and there is a request for switching from all cylinder operation to reduced cylinder operation, the intake valve of the specific cylinder is closed. When the valve timing is the timing retarded from the compression bottom dead center and the gas in the cylinder blows back to the intake port, at least the fuel injection timing in the specific cylinder is Is intended to retard the backflow predetermined timing avoidable from being pushed into the intake ports with gas from the cylinder injected fuel before combustion was within (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、特定の気筒に噴射された燃料の一部が有効なエンジン出力に変換されずに気筒外に排出されるのを抑制することができ、燃費性能を高めることができるとともに未燃ガスの外部への排出を抑えて排気性能を高めることができる。 According to the present invention, at the time of switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, a part of the fuel injected into a specific cylinder is prevented from being discharged outside the cylinder without being converted into an effective engine output. In addition, the fuel efficiency can be improved and the exhaust performance can be improved by suppressing the discharge of unburned gas to the outside.
具体的には、吸気ポートに燃料が滞留している場合には、切替開始サイクルにおいて点火が停止された状態で吸排気弁が開閉されると、吸気弁の開弁とともに吸気ポートから気筒内に燃料が流入するとともに、この燃料が点火されず(燃焼されず)すなわち有効なエンジントルクに変換されずに気筒外に排出されるおそれがある。 Specifically, when fuel is accumulated in the intake port, if the intake / exhaust valve is opened and closed with ignition stopped in the switching start cycle, the intake port opens and the intake port enters the cylinder. As fuel flows in, the fuel may not be ignited (combusted), that is, may not be converted into effective engine torque and discharged out of the cylinder.
すなわち、吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期に設定されていると、圧縮行程にてピストンが上昇するのに伴って、気筒内の燃料は吸気ポートへの吹き戻しガスとともに吸気ポートに押し出されて吸気ポートに滞留する。そして、この燃料は、次の吸気弁の開弁時(次のサイクル)に吸気ポートから気筒内に再流入する。ここで、この気筒内に戻された燃料に対して点火が行われなければ、この燃料は燃焼せずにピストンとシリンダとの隙間等を介して、また、減筒運転から全筒運転への復帰時に排気弁が開弁するのに伴って排気ポートを介して外部に排出されてしまう。 That is, if the closing timing of the intake valve is set to a timing that is retarded from the compression bottom dead center and the gas in the cylinder is blown back to the intake port, the piston rises in the compression stroke. Along with this, the fuel in the cylinder is pushed out to the intake port together with the blowback gas to the intake port and stays in the intake port. Then, this fuel flows again into the cylinder from the intake port when the next intake valve is opened (next cycle). Here, if the fuel returned to the cylinder is not ignited, the fuel is not burned, but through the gap between the piston and the cylinder, or from the reduced cylinder operation to the all cylinder operation. As the exhaust valve opens at the time of recovery, the exhaust valve is discharged to the outside through the exhaust port.
これに対して、本発明では、吸気弁の閉弁時期が気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期になっている場合には、上記切替開始サイクルよりも前のサイクルにおいて、燃料噴射時期が、気筒内の燃料の吸気ポートへの押し出しが回避される時期に遅角される。そのため、切替開始サイクルよりも前のサイクルにおいて吸気ポートに燃料が押し出されるのを回避することができる。従って、切替開始サイクルにて吸気ポートから気筒内に燃料が再流入してこの再流入した燃料が有効なエンジントルクに変換されず、また、未燃のまま外部に排出されるのを抑制することができ、高い燃費性能および排気性能を確保することができる。 On the other hand, in the present invention, when the closing timing of the intake valve is the timing at which the gas in the cylinder returns to the intake port, the fuel injection timing is set in the cycle before the switching start cycle. The timing is delayed when the fuel in the cylinder is not pushed out to the intake port. Therefore, it is possible to avoid the fuel being pushed out to the intake port in the cycle before the switching start cycle. Therefore, in the switching start cycle, the fuel reflows into the cylinder from the intake port, and this reflowed fuel is not converted into effective engine torque, and is prevented from being discharged outside without being burned. And high fuel efficiency and exhaust performance can be secured.
本発明において、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った後で、かつ、上記特定の気筒の点火および燃料噴射を停止する前に、上記吸気量変更手段によって、各気筒の吸気量を当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時の吸気量よりも多い減筒運転時の吸気量に増大させ、かつ、各気筒の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角する準備制御を実施するのが好ましい(請求項2)。 In the present invention, the control means, after the request to switch from all cylinder operation to reduced cylinder operation, and before stopping the ignition and fuel injection of the specific cylinder, by the intake air amount changing means, Increase the intake air amount of each cylinder to the intake air amount during reduced-cylinder operation that is larger than the intake air amount during normal all-cylinder operation for which no switching request has been issued, and set the ignition timing of each cylinder to normal all-cylinder operation It is preferable to carry out a preparation control that is retarded from the ignition timing at that time (Claim 2).
このようにすれば、上記のように燃費性能を高めつつ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回避することができる。 If it does in this way, it can avoid that a torque shock arises at the time of switching from all cylinder operation to reduction cylinder operation, improving fuel consumption performance as mentioned above.
具体的には、この構成では、減筒運転の開始前に吸気量が減筒運転時の吸気量に増大される。そのため、減筒運転開始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するのを回避することができる。しかも、この構成では、上記吸気量の増大に伴いエンジントルクが増大するのを点火時期の遅角によって抑制することができる。そのため、減筒運転の開始前後においてエンジントルクの変動を抑制することができ、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。 Specifically, in this configuration, the intake air amount is increased to the intake air amount during the reduced cylinder operation before the start of the reduced cylinder operation. Therefore, it is possible to avoid a decrease in engine torque due to an insufficient intake amount of the operating cylinder at the start of the reduced cylinder operation. In addition, with this configuration, it is possible to suppress the increase in engine torque accompanying the increase in the intake air amount by retarding the ignition timing. Therefore, fluctuations in engine torque can be suppressed before and after the start of reduced-cylinder operation, and the occurrence of torque shock can be avoided more reliably.
ここで、上記のように点火時期を遅角した場合には燃費性能が低下するおそれがある。しかしながら、本発明では、上記のように、燃料の一部が有効なエンジン出力に変換されずに外部に排出されるのを抑制することによって燃費性能を高めることができる。従って、この燃費性能の向上により上記燃費性能の低下を補って高い燃費性能を確保することができる。 Here, when the ignition timing is retarded as described above, the fuel efficiency may be lowered. However, in the present invention, as described above, fuel efficiency can be improved by suppressing a part of the fuel from being discharged outside without being converted into an effective engine output. Therefore, the improvement in the fuel consumption performance can compensate for the reduction in the fuel consumption performance and ensure high fuel consumption performance.
本発明において、上記制御手段は、上記準備制御が行われている間の全サイクルにおいて、上記特定の気筒の吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期である場合に燃料噴射時期を上記所定時期に遅角する制御を実施するのが好ましい(請求項3)。 In the present invention, the control means is configured such that the closing timing of the intake valve of the specific cylinder is a timing retarded from the compression bottom dead center in all cycles during the preparation control. When it is time for the gas inside to blow back to the intake port, it is preferable to perform control to retard the fuel injection timing to the predetermined time.
このようにすれば、準備制御の終了サイクルから減筒運転の開始サイクル(切替開始サイクル)までの間に燃料噴射時期を変更するためのサイクルを確保する必要がない。そのため、上記切替開始サイクルにおける吸気ポートから気筒内への燃料の再流入を抑制しつつより早期に減筒運転を開始することができ、燃費性能をより確実に高めることができる。 In this way, it is not necessary to secure a cycle for changing the fuel injection timing between the end cycle of the preparation control and the start cycle (switching start cycle) of the reduced cylinder operation. Therefore, it is possible to start the reduced-cylinder operation earlier while suppressing the reinflow of fuel from the intake port into the cylinder in the switching start cycle, and it is possible to improve the fuel efficiency more reliably.
上記とは別の構成として、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、上記切替開始サイクル直前のサイクルにおいて、上記特定の気筒の吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期である場合に燃料噴射時期を上記所定時期に遅角する制御を実施してもよい(請求項4)。 As a configuration different from the above, when there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the control means compresses the closing timing of the intake valve of the specific cylinder in the cycle immediately before the switching start cycle. Control may be performed to retard the fuel injection timing to the predetermined timing when it is the timing retarded from the bottom dead center and when the gas in the cylinder returns to the intake port. ).
このようにすれば、燃料噴射時期を運転条件に応じたより適切な時期としつつ、上記切替開始サイクルにおける吸気ポートから気筒内への燃料の再流入を抑制して燃費性能を高めることができる。 This makes it possible to improve fuel efficiency by suppressing the reinflow of fuel from the intake port into the cylinder in the switching start cycle while setting the fuel injection timing to a more appropriate timing according to the operating conditions.
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、減筒運転を実施する多気筒エンジンにおいてより燃費性能を高めることができる。 As described above, according to the engine control apparatus of the present invention, fuel efficiency can be further improved in a multi-cylinder engine that performs 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ストローク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-stroke 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、インジェクタ(燃料噴射手段)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、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。クランク軸15は、1サイクルで720°CA回転し、各気筒2A〜2Dでは、それぞれ720°CAの間に吸気行程→圧縮行程→膨張行程→排気行程の4つの行程が実施される。
The
図1に示すように、シリンダヘッド4には、上記のように各気筒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を火花放電によって点火する点火プラグ(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
当実施形態のような4ストローク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-stroke four-cylinder gasoline engine as in the present 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
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、吸気管33内の通路を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。スロットルバルブ34aの開閉によりエンジン本体1に導入される吸気の流量は変更され、このスロットルバルブ34aおよびバルブアクチュエータ34bは、各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段として機能する。
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
吸気弁8用の動弁機構28には、上記カム軸18のクランク軸15に対する位相を変更して、これにより吸気弁8の開閉時期を変更する吸気可変バルブタイミング機構28a(図5参照)が設けられている。吸気可変バルブタイミング機構28aは、周知の装置であり、その詳細な構造についての説明は省略する。本実施形態では、吸気可変バルブタイミング機構28aとして、油圧式のものが用いられており、供給される油圧に応じて吸気弁8の開弁時期および吸気弁8の閉弁時期IVC(以下、単に、吸気閉弁時期という場合がある)が変更される。また、本実施形態では、吸気弁8の開閉時期は、開弁期間が一定に維持された状態で変更されるものが用いられている。
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
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、ピボット部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、ピボット部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
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。
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
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である吸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(エンジン水温)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 engine body 1 (engine water temperature) is also provided.
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、上述した各種情報エンジン回転数、気筒情報、吸気量、吸気圧、アクセル開度、エンジン水温)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(弁停止機構25a)、吸気可変バルブタイミング機構28a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、吸気開閉時期制御部57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の吸気量を制御するものである。
The throttle
点火プラグ制御部53は、点火プラグ13の点火タイミング等を制御するものである。
The
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り、インジェクタ12から各気筒2A〜2D(各気筒の燃焼室10)に噴射する燃料量である噴射量および噴射時期を制御する。
The
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。
The valve stop
吸気開閉時期制御部57は、吸気可変バルブタイミング機構28aを制御して吸気弁8の開閉時期を変更するものである。
The intake opening / closing
これら制御部52〜57の制御内容の詳細について次に説明する。
Details of the control contents of the
(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、吸気弁8の開閉時期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、エンジン出力を発生させる稼働気筒の数が減少するため、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、これに伴い各気筒の吸気量(重点効率)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、各気筒の吸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い側(開き側)に制御される。
Here, during the reduced cylinder operation, the number of operating cylinders that generate engine output decreases. Therefore, in order to generate the same engine output as during all cylinder operation, the operating cylinders (second, third) The output per cylinder of the
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53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、点火プラグ制御部53は、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)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、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
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)での燃焼を停止させるために、当該気筒への燃料噴射を禁止する。
The
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は、運転条件に応じて噴射量および燃料噴射時期を決定してインジェクタ12に指示を出す。例えば、インジェクタ制御部54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噴射量および燃料噴射時期のマップを記憶しており、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値を抽出するとともに、抽出した値を吸気量センサSN3の検出値等に基づいて補正して、噴射量および燃料噴射時期を決定する。
When causing the
本実施形態では、図7に示すように、燃料噴射時期は、基本的には、吸気行程中であって吸気閉弁時期IVCよりも進角側の時期に決定され、この時期に燃焼室10内に燃料が噴射される。なお、図7は、燃料噴射時期、点火時期、吸排気弁8、9の開閉の様子を模式的にしめしたものであり、図中のEXは排気弁のリフトカーブを表し、INは吸気弁のリフトカーブを表している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the fuel injection timing is basically determined at a timing that is during the intake stroke and is advanced from the intake valve closing timing IVC. Fuel is injected into the inside. FIG. 7 schematically shows fuel injection timing, ignition timing, and opening / closing states of the intake and
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
吸気開閉時期制御部57は、運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷および減筒運転時か全筒運転時か等)に応じて吸気弁8の開閉時期を決定し、この開閉時期が実現されるように吸気可変バルブタイミング機構28aに指示を出す。
The intake opening / closing
(4−2)減筒運転開始時の制御
上記のように、減筒運転では、インジェクタ制御部54により休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)への燃料噴射が禁止されて噴射が停止され、点火プラグ制御部53によりこれら休止気筒の点火プラグ13の駆動が禁止されて点火が停止されるとともに、弁停止機構制御部55によってこれら休止気筒の吸排気弁8、9が閉弁保持されるが、本実施形態では、減筒運転開始時においてこれらの制御が同時ではなく順次開始されるようになっている。
(4-2) Control at start of reduced-cylinder operation As described above, in the reduced-cylinder operation, the
具体的には、図7に示すように、まず、燃料噴射停止と点火停止とは同じサイクル(所定の膨張行程から次の膨張行程までの間、詳細には所定の点火時期後から720°CAの間)にて行われる。一方、吸排気弁8、9は次のサイクル(次の膨張行程からさらに次の膨張行程、詳細には、点火が停止されてから720°CAの間)にて閉弁保持される。従って、燃焼の停止を開始するサイクルである切替開始サイクルでは、吸排気弁8、9が開閉している状態で燃料噴射が停止されるとともに点火が停止され、切替開始サイクルの次のサイクル(切替開始サイクル後の720°CAの間)にて吸排気弁8、9が閉弁保持される。なお、図7は、後述する燃料噴射時期の変更制御を実施しなかった場合の例を示している。
Specifically, as shown in FIG. 7, first, the fuel injection stop and the ignition stop are the same cycle (from a predetermined expansion stroke to the next expansion stroke, specifically, 720 ° CA after a predetermined ignition timing. Between). On the other hand, the intake and
(4−3)準備制御
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。
(4-3) Preparation Control As described above, in the reduced-cylinder operation, the intake amount per cylinder is increased so that the output per cylinder of the operating cylinder is larger than that in the all-cylinder operation. However, since there is a delay in the change in the intake air amount, the combustion of the deactivated 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。上記のとおり、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の量よりも多く設定されている。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、上記切り替え要求があったと判定されると、スロットルバルブ34aの開度を、減筒運転時の開度であって全筒運転時の開度よりも開き側の開度に変更する。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あったと判定されると、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は、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。
Thus, in this apparatus, even if 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増大され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、エンジン出力が通常の全筒運転時の出力すなわち準備制御開始直前のエンジン出力であって運転者等から要求されているエンジン出力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出力の増大を抑制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 the increase in engine output caused by the increase in the intake air amount can be suppressed. 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出力の増加量、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
以上の準備制御は、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。
The above preparation control is performed until it is determined by the reduced-cylinder operation
本実施形態では、減筒運転開始判定部56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すると、準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定する。
In the present embodiment, the reduced-cylinder operation
(4−4)準備制御中の燃料噴射時期の制御
上記のように、本実施形態では、燃料噴射時期は基本的に吸気弁8が開弁している吸気行程中の時期とされ、吸気弁8が開弁している状態で燃焼室10内に燃料が噴射される。そのため、前のサイクルにて燃焼室10内に噴射された燃料が吸気弁8を通過して吸気ポート6に押し出され、次のサイクル(次の吸気行程)に吸気ポート6から燃焼室10内に再流入する場合がある。
(4-4) Control of fuel injection timing during preparatory control As described above, in this embodiment, the fuel injection timing is basically the timing during the intake stroke in which the
図8を用いて具体的に説明する。図8(a)に示すように、まず、燃焼室10内にインジェクタ12から燃料が噴射されると、噴射された燃料は燃焼室10内に拡散していく。ここで、ピストン11が下降し燃焼室10の容積が増大している状態では、吸気弁8が開いていても、燃焼室10内の燃料は吸気ポート6に流出することなく燃焼室10内にとどまる。しかしながら、図8(b)に示すように、圧縮下死点を所定量過ぎてピストン11がある程度上昇したときにまだ吸気弁8が所定量開いていると、ピストン11の上昇に伴って燃料の一部を含む燃焼室10内のガスは吸気弁8を通過して吸気ポート6に押し出される。この状態で吸気弁8が閉弁すると、図8(c)に示すように、一部の燃料は吸気ポート6に滞留する。そして、図8(d)に示すように、この吸気ポート6に滞留している燃料は次のサイクルの吸気行程すなわち吸気弁8の開弁時に空気とともに燃焼室10内に再流入する。
This will be specifically described with reference to FIG. As shown in FIG. 8A, first, when fuel is injected from the
このように、吸気閉弁時期IVCが、圧縮下死点BDCよりも所定量遅角側の時期であってピストン11の上昇に伴い燃焼室10内のガスが吸気ポート6に吹き戻る時期とされている場合には、一部の燃料が吸気ポート6に押し出されて、次のサイクルの吸気行程にて再び燃焼室10に流入する場合がある。なお、気筒内のガスの吸気ポート6への吹き戻りが生じる吸気閉弁時期IVCは、上記のようにピストン11がある程度上昇した時期であって、例えば、圧縮下死点から30°CA程度以上遅角側の時期である。
As described above, the intake valve closing timing IVC is a timing that is retarded by a predetermined amount from the compression bottom dead center BDC, and the timing at which the gas in the
ここで、上記切替開始サイクルの前のサイクルにて上記のような燃料の吸気ポート6への押し出しが生じた場合には、切替開始サイクルにて吸気弁8の開弁に伴い吸気ポート6から燃焼室10に燃料が再流入することになる。しかしながら、上記のように切替開始サイクルでは既に点火は停止されている。そのため、この場合には、燃焼室10内に再流入した燃料は燃焼することなくシリンダとピストンの隙間等から気筒外に排出される。すなわち、燃料の一部が有効なエンジン出力に変換されずに排出されることになり、燃費性能が悪化する。
Here, when the fuel is pushed out to the
そこで、本実施形態では、吸気閉弁時期IVCが、燃焼室10内のガスが吸気ポート6に吹き戻る時期とされている場合には、切替開始サイクルの前のサイクルにおいて燃料が吸気ポート6に押し出されないようにする。
Therefore, in the present embodiment, when the intake valve closing timing IVC is set to the timing when the gas in the
具体的には、上記準備制御の実施中、吸気閉弁時期IVCが燃焼室10内のガスが吸気ポート6に吹き戻る時期の場合には、図9に示すように、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射時期を、燃焼室10から吸気ポート6への燃料の押出しを回避できる時期にする。本実施形態では、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射時期を、上記押出しを回避できる時期のうち最も進角側の時期である特定時期にする。
Specifically, when the intake valve closing timing IVC is a timing at which the gas in the
ここで、特定時期は、吸気閉弁時期IVCから所定量進角側の時期であり、吸気弁8が開弁してはいるがその開弁量が少なく、燃焼室10内に燃料を噴射しても燃料が吸気弁8を通過して吸気ポート6に流入することがほぼできない時期である。従って、燃料噴射時期をこの特定時期よりも遅角側にすれば、吸気弁8を介して燃焼室10から吸気ポート6に燃料が押し出されるのを回避することができる。なお、特定時期は、例えば、吸気閉弁時期IVCよりも50°CA程度進角側の時期に設定される。
Here, the specific timing is a timing on the advance side of a predetermined amount from the intake valve closing timing IVC, and the
この燃料噴射時期の変更制御は、上記インジェクタ制御部54により行われる。すなわち、インジェクタ制御部54は、まず、吸気閉弁時期IVCが、燃焼室10内のガスが吸気ポート6に吹き戻る時期であるか否かを判定する。本実施形態では、インジェクタ制御部54に、この吹き戻りが生じる吸気閉弁時期IVCのうち最も進角側の時期である吹き戻り開始閉弁時期IVC0が予め設定記憶されており、インジェクタ制御部54は、現在の吸気閉弁時期IVCがこの吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側であるか否かを判定する。そして、インジェクタ制御部54は、現在の吸気閉弁時期IVCがこの吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側であると、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射時期を上記特定時期に変更する。現在の吸気閉弁時期IVCは、カム角センサSN2の検出値等に基づいて特定することができる。
The fuel injection timing change control is performed by the
なお、燃料噴射時期の変更制御の手順としては、次のようにしてもよい。すなわち、吸気閉弁時期IVCが上記吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側となり吹き戻りが生じる運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷等)を予め特定しておき、この運転条件の場合に燃料噴射時期を特定時期に変更するようにしてもよい。例えば、吸気閉弁時期IVCがエンジン回転数とエンジン負荷とのマップで記憶されており、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じて吸気閉弁時期IVCが決定される場合には、吸気閉弁時期IVCが吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側となる所定のエンジン回転数、エンジン負荷のときに、燃料噴射時期を特定時期に変更してもよい。さらには、燃料噴射時期のマップとして、通常のマップと、上記所定のエンジン回転数とエンジン負荷とにおける燃料噴射時期を特定時期に変更したマップとを予め設定記憶しておき、これらのマップを切り替えることで燃料噴射時期を変更させてもよい。 The procedure for changing the fuel injection timing may be as follows. That is, the operating conditions (engine speed, engine load, etc.) in which the intake valve closing timing IVC is retarded from the reflow start closing valve timing IVC0 and reflow occurs are specified in advance. The fuel injection time may be changed to a specific time. For example, when the intake valve closing timing IVC is stored as a map of the engine speed and the engine load, and the intake valve closing timing IVC is determined according to the engine speed and the engine load, the intake valve closing timing IVC is determined. The fuel injection timing may be changed to a specific timing when IVC is at a predetermined engine speed and engine load that are retarded from the blowback start valve closing timing IVC0. Furthermore, as a map of the fuel injection timing, a normal map and a map in which the fuel injection timing at the predetermined engine speed and engine load is changed to a specific time are set and stored in advance, and these maps are switched. Thus, the fuel injection timing may be changed.
(4−5)全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御の流れ
ECU50により実施される以上の準備制御の流れを図10のフローチャートを用いて説明する。
(4-5) Flow of control when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation The above-described preparation control flow performed 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、エンジン水温(水温)、アクセル開度、吸気量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切り替え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, reading of the engine load, the engine speed, the engine water temperature (water temperature), the accelerator opening, the intake air amount, and the like specified by the detection values of the sensors is performed. Next, in step S2, it is determined whether or not there has been a request for switching from all-cylinder operation to 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切り替え要求がない(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 for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation (should not shift from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation), the process proceeds to step S3. Maintain all-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、現在の吸気閉弁時期IVCが上記吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側であるか否かが判定される。この判定がNOの場合は、ステップS7に進む。一方、この判定がYESであって吸気閉弁時期IVCが上記吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側、すなわち、燃料を含む気筒内のガスが吸気ポート6へ押し出される時期である場合には、ステップS6に進む。ステップS6では、燃料噴射時期が特定時期に変更される。本実施形態では、上記のように、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射時期のみが変更される。上記のように、これらステップS5、S6は、インジェクタ制御部54により行われる。ステップS6の後はステップS7に進む。
In step S5 following step S4, it is determined whether or not the current intake valve closing timing IVC is retarded from the blowback start valve closing timing IVC0. If this determination is NO, the process proceeds to step S7. On the other hand, when this determination is YES and the intake valve closing timing IVC is retarded from the reblow start valve closing timing IVC0, that is, when the gas in the cylinder containing fuel is pushed out to the
なお、上記のように、ステップS5に代えて、吸気閉弁時期IVCが吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側となる所定の運転条件(エンジン回転数およびエンジン負荷等)であるか否かを判定し、この所定の運転条件の場合に、ステップS6に進み、燃料噴射時期を特定時期に変更するようにしてもよい。また、ステップS5およびS6に代えて、燃料噴射時期を設定するためのマップを、上記所定の運転条件の燃料噴射時期が特定時期に変更されたマップに切り替えて、所定の運転条件の場合に、燃料噴射時期として特定時期が抽出されるようにしてもよい。 It should be noted that, as described above, instead of step S5, whether or not the intake valve closing timing IVC is a predetermined operating condition (engine speed, engine load, etc.) that is retarded from the blow-back start valve closing timing IVC0. In the case of this predetermined operating condition, the process may proceed to step S6 to change the fuel injection timing to a specific timing. Further, instead of steps S5 and S6, the map for setting the fuel injection timing is switched to a map in which the fuel injection timing of the predetermined operating condition is changed to a specific timing, and in the case of the predetermined operating condition, A specific time may be extracted as the fuel injection time.
ステップS7では、吸気量が減筒運転時の吸気量に向けて増大される。本実施形態では、上記のように、スロットルバルブ制御部52によって、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の減筒運転時の開度に変更され、これにより吸気量が減筒運転時の量に向けて増大される。
In step S7, the intake air amount is increased toward the intake air amount during the reduced cylinder operation. In the present embodiment, as described above, the throttle
ステップS7の次に進むステップS8では、点火時期が通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側にされる。本実施形態では、上記のように、点火プラグ制御部53によって、点火時期が、全筒運転時(準備制御開始時)の吸気量から吸気量が増大した量に対応した時期だけ、通常の全筒運転時の点火時期から遅角される。
In step S8, which is the next step after step S7, the ignition timing is retarded from the ignition timing during normal all-cylinder operation. In the present embodiment, as described above, the ignition
ステップS8の次に進むステップS9では、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となったか否かが判定される。ステップS9の判定がNOの場合は、ステップS5に戻り、ステップS9での判定がYESとなるまで、ステップS5〜S8を繰り返す。すなわち、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となるまで、吸気量を増大させつつ点火時期を遅角させる準備制御が継続されるとともに、この準備制御の実施中常に燃料噴射時期を特定時期に変更する(吸気閉弁時期IVCが吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側である場合にのみ)という制御が実施される。一方、ステップS9の判定がYESであって、吸気量が減筒運転時の吸気量以上に増加した場合は、ステップS10に進む。 In step S9 following step S8, it is determined whether or not the intake air amount is equal to or greater than the intake air amount during the reduced cylinder operation. If the determination in step S9 is NO, the process returns to step S5, and steps S5 to S8 are repeated until the determination in step S9 is YES. That is, the preparation control for retarding the ignition timing while increasing the intake air amount is continued until the intake air amount becomes equal to or greater than the intake air amount during the reduced-cylinder operation. (Only when the intake valve closing timing IVC is behind the blowback start valve closing timing IVC0) is executed. On the other hand, if the determination in step S9 is YES and the intake air amount has increased beyond the intake air amount during the reduced cylinder operation, the process proceeds to step S10.
ステップS10では、減筒運転が開始される。すなわち、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、次のサイクルにて休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の吸排気弁8、9が閉弁保持される。また、稼働気筒(第2、第3気筒2B、2C)の点火時期および燃料噴射時期が通常の減筒運転時の時期(減筒運転時のMBT付近の時期)に切り替えられる。
In step S10, reduced-cylinder operation is started. That is, the ignition and fuel injection of the deactivated cylinders (first and
(5)作用等
以上のように、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射と点火とを停止する切替開始サイクルの後のサイクルで、吸気弁8と排気弁9とを閉弁保持した場合には、切替開始サイクルにおいて、吸気弁8の開弁とともに吸気ポート6から気筒内に燃料が再流入し、この燃料が有効なエンジントルクに変換されないおそれがある。また、この未燃の燃料がピストンとシリンダとの隙間等を介して、また、減筒運転から全筒運転への復帰時に排気弁9が開弁するのに伴って排気ポート7を介して外部に排出されるおそれがある。
(5) Operation, etc. As described above, the
これに対して、本実施形態では、上記のように、吸気閉弁時期IVCが上記吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側であって吸気閉弁時期IVCが上記吹き戻りの生じる時期である場合には、燃料噴射時期が特定時期、すなわち、吸気ポート6へ燃料が押し出されない時期に変更され、この変更後に減筒運転、すなわち、燃料噴射停止および点火停止が開始される。そのため、上記のように一部の燃料が有効なエンジントルクに変換されないまま、また、未燃のまま外部に排出されるのを回避することができ、燃費性能および排気性能を高くすることができる。
On the other hand, in this embodiment, as described above, the intake valve closing timing IVC is retarded from the blowback start valve closing timing IVC0, and the intake valve closing timing IVC is a timing at which the blowback occurs. In some cases, the fuel injection timing is changed to a specific timing, that is, a time when fuel is not pushed out to the
また、本実施形態では、上記のように、準備制御が実施されるため、減筒運転開始時に稼働気筒(第2、第3気筒2C、2D)の吸気量が不足してエンジントルクが低下するのを回避することができる。しかも、吸気量の増大に伴いエンジントルクが増大するのを点火時期の遅角によって抑制することができ、減筒運転の開始前後においてエンジントルクの変動を抑制することができる。
In the present embodiment, since the preparation control is performed as described above, the intake amount of the operating cylinders (second and
ここで、点火時期を遅角した場合には燃費性能が低下するおそれがある。しかしながら、本実施形態では、上記のように燃料の一部が有効なエンジン出力に変換されずに気筒外に排出されるのを抑制することによって燃費性能を高めることができる。従って、この燃費性能の向上により上記燃費性能の低下を補って高い燃費性能を確保することができる。 Here, when the ignition timing is retarded, the fuel efficiency may be lowered. However, in the present embodiment, as described above, fuel efficiency can be improved by suppressing a part of the fuel from being discharged outside the cylinder without being converted into an effective engine output. Therefore, the improvement in the fuel consumption performance can compensate for the reduction in the fuel consumption performance and ensure high fuel consumption performance.
(6)変形例
ここで、上記実施形態では、準備制御の実施中常に、吸気閉弁時期IVCが吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側であれば燃料噴射時期を特定時期に変更するという制御を実施する場合について説明したが、準備制御が終了してから減筒運転が開始されるまでの期間にこの制御を実施してもよい。ただし、この場合には、準備制御の終了サイクルから減筒運転の開始サイクル(切替開始サイクル)までの間に、燃料噴射時期を変更するためのサイクルを確保せねばならず、早期に減筒運転を開始できず燃費性能が悪化するおそれがある。従って、準備制御の実施中は、常に、上記制御を実施するのがよい。もちろん、準備制御の終了時期すなわち準備制御を実施する最終サイクルが予測等できる場合には、この最終サイクルでのみ、あるいは、この最終サイクルを含む複数のサイクル(準備制御を実施するサイクルよりも少ないサイクル)でのみ上記制御を実施すればよい。この場合には、燃料噴射時期を運転条件に応じた適切な時期にできるとともに、一部の燃料が燃焼されずに気筒外に排出されるのを回避することができ、燃費性能を高く確保することができる。特に、最終サイクルでのみ上記制御を実施すれば、燃料噴射時期を運転条件に応じた適切な時期としてエンジン性能を高く維持することができる。
(6) Modification Here, in the above embodiment, the fuel injection timing is changed to a specific timing if the intake valve closing timing IVC is always retarded from the blowback start valve closing timing IVC0 during the execution of the preparation control. However, this control may be performed during the period from the end of the preparation control to the start of the reduced cylinder operation. However, in this case, a cycle for changing the fuel injection timing must be secured between the end cycle of the preparation control and the start cycle (switching start cycle) of the reduced-cylinder operation, and the reduced-cylinder operation can be performed early. May not be able to start, and the fuel efficiency may deteriorate. Therefore, it is preferable to always perform the above control during the execution of the preparation control. Of course, when the end timing of the preparation control, that is, the final cycle for executing the preparation control can be predicted, only in this final cycle or a plurality of cycles including this final cycle (cycles less than the cycle for executing the preparation control). The above-mentioned control only needs to be carried out at (). In this case, the fuel injection timing can be set to an appropriate time according to the operating conditions, and part of the fuel can be prevented from being discharged out of the cylinder without being burned, thereby ensuring high fuel efficiency. be able to. In particular, if the above control is performed only in the final cycle, the engine performance can be kept high by setting the fuel injection timing to an appropriate timing according to the operating conditions.
また、上記準備制御の実施は省略してもよい。そして、この場合には、全筒運転から減筒運転への切替要求があってから切替開始サイクルまでのサイクルのうち少なくとも切替開始サイクルの直前サイクルを含むサイクルにて、燃料噴射時期を特定時期に変更する制御(吸気閉弁時期IVCが上記吹き戻り開始閉弁時期IVC0よりも遅角側となる場合にのみ)を実施すればよい。このとき、特に、切替開始サイクルの直前サイクルでのみこの制御を行うようにすれば、燃料噴射時期を運転条件に応じた適切な時期とすることができる。 The implementation of the preparation control may be omitted. In this case, the fuel injection timing is set to a specific timing in a cycle including at least the cycle immediately before the switching start cycle among the cycles from the request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation to the switching start cycle. Control to be changed (only when the intake valve closing timing IVC is on the more retarded side than the reblow start valve closing timing IVC0) may be performed. At this time, in particular, if this control is performed only in the cycle immediately before the switching start cycle, the fuel injection timing can be set to an appropriate time according to the operating conditions.
また、上記実施形態では、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射時期を特定時期に変更する場合について説明したが、これらの燃料噴射時期を特定時期よりも遅角側の時期に変更してもよい。ただし、燃料噴射時期を、燃料が吸気ポート6に押し出される時期のうち最も進角側の時期である特定時期に変更すれば、燃料噴射時期から点火時期までの時間を確保して、点火前に燃料と空気を十分に混合させることができる。
In the above embodiment, the case where the fuel injection timings of the idle cylinders (the first and
また、上記実施形態では、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射時期のみを変更する場合について説明したが、同時に稼働気筒(第2、第3気筒2B、2C)の燃料噴射時期を変更してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where only the fuel injection timing of the idle cylinders (first and
また、上記実施形態では、スロットルバルブ34aの開閉により吸気量を変更する場合、すなわち、準備制御においてスロットルバルブ34aを開き側に変更することで吸気量を増大させる場合について説明したが、吸気量を変更(増大)するための手段はこれに限らない。例えば、吸気可変バルブタイミング機構28aによって吸気閉弁時期IVCを変更することによって吸気量を変更(増大)させてもよい。また、吸気弁8のバルブリフトを変更可能な手段を用い、このバルブリフトの変更によって吸気量を変更(増大)させてもよい。
In the above embodiment, the case where the intake air amount is changed by opening / closing the
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
12 インジェクタ(燃料噴射手段)
13 点火プラグ(点火手段)
50 ECU(制御手段)
DESCRIPTION OF
13 Spark plug (ignition means)
50 ECU (control means)
Claims (4)
各気筒に設けられてこれら気筒内の混合気に点火を行う点火手段と、
各気筒に設けられて所定の燃料噴射時期にこれら気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段と、
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、
上記点火手段、燃料噴射手段、吸気量変更手段、および弁停止機構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、各気筒の膨張行程から次の膨張行程までを1サイクルとして、同一サイクル内で上記特定の気筒に対する燃料噴射と点火とが停止されるように上記燃料噴射手段および上記点火手段を制御するとともに、これらの停止が行われる切替開始サイクルの次のサイクルにて上記特定の気筒の吸気弁および排気弁が閉弁保持状態に切替わるように上記弁停止機構を駆動し、
全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった場合において、上記特定の気筒の吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期である場合は、少なくとも上記特定の気筒における燃料噴射時期を、当該気筒内に噴射された燃焼前の燃料が当該気筒からの吹き戻しガスとともに吸気ポートに押し出されるのを回避可能な所定時期に遅角させることを特徴とするエンジンの制御装置。 A plurality of cylinders having an intake valve that opens and closes an intake port and an exhaust valve that opens and closes an exhaust port, and an all-cylinder operation in which combustion of an air-fuel mixture is performed in all the cylinders; A device for controlling an engine that can be switched between reduced cylinder operation in which combustion in a cylinder is stopped,
Ignition means provided in each cylinder for igniting an air-fuel mixture in these cylinders;
Fuel injection means provided in each cylinder for injecting fuel into these cylinders at a predetermined fuel injection timing;
An intake air amount changing means capable of changing an intake air amount that is an air amount sucked into each cylinder;
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 ignition means, fuel injection means, intake air amount changing means, and valve stop mechanism,
The control means includes
When there is a request for switching from full cylinder operation to reduced cylinder operation, fuel injection and ignition for the specific cylinder are stopped within the same cycle, with one cycle from the expansion stroke to the next expansion stroke of each cylinder. The fuel injection means and the ignition means are controlled at the same time, and the intake valve and the exhaust valve of the specific cylinder are switched to the closed valve holding state in the cycle next to the switching start cycle in which the stop is performed. Drive the valve stop mechanism,
When there is a request to switch from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the closing timing of the intake valve of the specific cylinder is a timing retarded from the compression bottom dead center, and the gas in the cylinder is in the intake port When it is time to blow back to at least the fuel injection timing in the specific cylinder, it is possible to avoid the uncombusted fuel injected into the cylinder from being pushed out together with the blowback gas from the cylinder into the intake port. An engine control device characterized by retarding at a predetermined time.
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った後で、かつ、上記特定の気筒の点火および燃料噴射を停止する前に、上記吸気量変更手段によって、各気筒の吸気量を当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時の吸気量よりも多い減筒運転時の吸気量に増大させ、かつ、各気筒の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角する準備制御を実施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 performs the intake of each cylinder by the intake air amount changing means after a request for switching from full cylinder operation to reduced cylinder operation and before stopping ignition and fuel injection of the specific cylinder. The amount is increased to an intake air amount during reduced cylinder operation that is larger than an intake air amount during normal all cylinder operation for which no switching request has been issued, and the ignition timing of each cylinder is set to an ignition timing during normal all cylinder operation An engine control device that performs preparatory control for retarding the angle.
上記制御手段は、上記準備制御が行われている間の全サイクルにおいて、上記特定の気筒の吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期である場合に燃料噴射時期を上記所定時期に遅角する制御を実施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 2,
The control means is configured such that the closing timing of the intake valve of the specific cylinder is a timing retarded from the compression bottom dead center in all cycles during the preparation control, and the gas in the cylinder is A control apparatus for an engine, which performs control for retarding the fuel injection timing to the predetermined timing when it is time to blow back to the intake port.
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、上記切替開始サイクル直前のサイクルにおいて、上記特定の気筒の吸気弁の閉弁時期が圧縮下死点よりも遅角側の時期であって気筒内のガスが吸気ポートに吹き戻る時期である場合に燃料噴射時期を上記所定時期に遅角する制御を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。 The engine control apparatus according to claim 1 or 2,
When there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the control means determines that the closing timing of the intake valve of the specific cylinder is retarded from the compression bottom dead center in the cycle immediately before the switching start cycle. An engine control device that performs control to retard the fuel injection timing to the predetermined timing when the gas in the cylinder is back to the intake port.
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