JP2021110285A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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JP2021110285A
JP2021110285A JP2020002320A JP2020002320A JP2021110285A JP 2021110285 A JP2021110285 A JP 2021110285A JP 2020002320 A JP2020002320 A JP 2020002320A JP 2020002320 A JP2020002320 A JP 2020002320A JP 2021110285 A JP2021110285 A JP 2021110285A
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weight
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internal combustion
load
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俊児 鱒渕
Shunji Masubuchi
俊児 鱒渕
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Abstract

To optimally switch a cylinder pause operation and a full-cylinder operation according to the loading weight of a vehicle and a road face gradient.SOLUTION: There is provided a control device of an internal combustion engine 1 which is mounted to a vehicle, and can pause a part of cylinders #1, 4 out of all the cylinders #1 to 4. The control device comprises a weight detector 42 for detecting the loading weight of the vehicle, and a control unit 100 for performing a cylinder pause operation when a requirement load is equal to a load threshold or smaller, and performing a full-cylinder operation when the requirement load is larger than the load threshold. When the detected loading weight is equal to the first weight threshold or smaller, the control unit performs the cylinder pause operation even if the requirement load is larger than the load threshold, and when the detected loading weight is larger than a second weight threshold which is larger than the first weight threshold, the control unit performs the full-cylinder operation even if the requirement load is equal to the load threshold or smaller.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は内燃機関の制御装置に係り、特に、車両に搭載され全気筒のうち一部の気筒を休止可能な多気筒内燃機関に適用される制御装置に関する。 The present disclosure relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device applied to a multi-cylinder internal combustion engine mounted on a vehicle and capable of suspending some of all cylinders.

車両の燃費や排気エミッション等を向上するため、全気筒のうち一部の気筒を休止可能な多気筒内燃機関が公知である(例えば特許文献1参照)。 A multi-cylinder internal combustion engine capable of suspending some of all cylinders in order to improve the fuel efficiency and exhaust emissions of a vehicle is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2016−133008号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-133008

一般に、気筒休止運転と全気筒運転の切り替えは、車両のドライバによって内燃機関に要求される負荷すなわち要求負荷と、所定の負荷しきい値とを比較して行われる。 Generally, switching between cylinder deactivation operation and all-cylinder operation is performed by comparing the load required for the internal combustion engine by the driver of the vehicle, that is, the required load with a predetermined load threshold value.

しかし、車両の積載重量によっては、こうした切り替えが必ずしも最適と言い難い場合がある。車両が走行する路面の勾配についても同様である。 However, depending on the load weight of the vehicle, such switching may not always be optimal. The same applies to the slope of the road surface on which the vehicle travels.

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、車両の積載重量や路面の勾配に応じて気筒休止運転と全気筒運転を最適に切り替えることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。 Therefore, the present disclosure was conceived in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a control device for an internal combustion engine capable of optimally switching between cylinder deactivation operation and all-cylinder operation according to the load weight of a vehicle and the slope of a road surface. There is.

本開示の一の態様によれば、
車両に搭載され、全気筒のうち一部の気筒を休止可能な内燃機関の制御装置であって、
前記車両の積載重量を検出する重量検出器と、
前記内燃機関の要求負荷が所定の負荷しきい値以下のとき前記内燃機関を気筒休止運転させ、前記内燃機関の要求負荷が前記負荷しきい値より大きいとき前記内燃機関を全気筒運転させるように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記重量検出器により検出された積載重量が所定の第1重量しきい値以下のときには、前記内燃機関の要求負荷が前記負荷しきい値より大きいときにも前記内燃機関を気筒休止運転させ、
前記重量検出器により検出された積載重量が、前記第1重量しきい値より大きい所定の第2重量しきい値より大きいときには、前記内燃機関の要求負荷が前記負荷しきい値以下のときにも前記内燃機関を全気筒運転させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure
It is an internal combustion engine control device that is installed in a vehicle and can suspend some of all cylinders.
A weight detector that detects the loaded weight of the vehicle and
When the required load of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined load threshold value, the internal combustion engine is deactivated, and when the required load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value, the internal combustion engine is operated in all cylinders. The configured control unit and
With
The control unit is
When the loaded weight detected by the weight detector is equal to or less than a predetermined first weight threshold value, the internal combustion engine is deactivated by cylinder even when the required load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value.
When the loaded weight detected by the weight detector is larger than the predetermined second weight threshold value larger than the first weight threshold value, even when the required load of the internal combustion engine is equal to or less than the load threshold value. Provided is a control device for an internal combustion engine, which comprises operating the internal combustion engine for all cylinders.

好ましくは、前記制御ユニットは、
前記内燃機関の回転速度と前記負荷しきい値の関係を定めた複数のマップであって、積載重量が前記第1重量しきい値以下のときに使用する第1マップと、積載重量が前記第1重量しきい値より大きく前記第2重量しきい値以下のときに使用する第2マップと、積載重量が前記第2重量しきい値より大きいときに使用する第3マップとを含む複数のマップを予め記憶し、
前記重量検出器により検出された積載重量に応じて前記複数のマップを切り替えることで、積載重量に応じた気筒休止運転と全気筒運転の切り替えを行う。
Preferably, the control unit is
A plurality of maps that define the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine and the load threshold value, the first map used when the load weight is equal to or less than the first weight threshold value, and the first map in which the load weight is the first. A plurality of maps including a second map used when the weight is greater than one weight threshold value and equal to or less than the second weight threshold value, and a third map used when the loaded weight is larger than the second weight threshold value. In advance,
By switching the plurality of maps according to the load weight detected by the weight detector, cylinder deactivation operation and all cylinder operation are switched according to the load weight.

本開示の他の態様によれば、
車両に搭載され、全気筒のうち一部の気筒を休止可能な内燃機関の制御装置であって、
前記車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出器と、
前記内燃機関の負荷が所定の負荷しきい値以下のとき前記内燃機関を気筒休止運転させ、前記内燃機関の負荷が前記負荷しきい値より大きいとき前記内燃機関を全気筒運転させるように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記勾配検出器により検出された勾配が所定の第1勾配しきい値以下のときには、前記内燃機関の負荷が前記負荷しきい値より大きいときにも前記内燃機関を気筒休止運転させ、
前記勾配検出器により検出された勾配が、前記第1勾配しきい値より大きい所定の第2勾配しきい値より大きいときには、前記内燃機関の負荷が前記負荷しきい値以下のときにも前記内燃機関を全気筒運転させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
According to another aspect of the present disclosure.
It is an internal combustion engine control device that is installed in a vehicle and can suspend some of all cylinders.
A gradient detector that detects the gradient of the road surface on which the vehicle travels, and
When the load of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined load threshold value, the internal combustion engine is operated in cylinder deactivation, and when the load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value, the internal combustion engine is operated in all cylinders. Control unit and
With
The control unit is
When the gradient detected by the gradient detector is equal to or less than a predetermined first gradient threshold value, the internal combustion engine is deactivated by cylinder even when the load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value.
When the gradient detected by the gradient detector is larger than a predetermined second gradient threshold value larger than the first gradient threshold value, the internal combustion engine is also when the load of the internal combustion engine is equal to or less than the load threshold value. A control device for an internal combustion engine is provided, which is characterized by operating the engine in all cylinders.

好ましくは、前記制御ユニットは、
前記内燃機関の回転速度と前記負荷しきい値の関係を定めた複数のマップであって、勾配が前記第1勾配しきい値以下のときに使用する第1マップと、勾配が前記第1勾配しきい値より大きく前記第2勾配しきい値以下のときに使用する第2マップと、勾配が前記第2勾配しきい値より大きいときに使用する第3マップとを含む複数のマップを予め記憶し、
前記勾配検出器により検出された勾配に応じて前記複数のマップを切り替えることで、勾配に応じた気筒休止運転と全気筒運転の切り替えを行う。
Preferably, the control unit is
A plurality of maps that define the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine and the load threshold value, the first map used when the gradient is equal to or less than the first gradient threshold value, and the first gradient whose gradient is the first gradient. A plurality of maps including a second map used when the gradient is larger than the threshold value and equal to or less than the second gradient threshold value and a third map used when the gradient is larger than the second gradient threshold value are stored in advance. death,
By switching the plurality of maps according to the gradient detected by the gradient detector, cylinder deactivation operation and all cylinder operation are switched according to the gradient.

本開示によれば、車両の積載重量や路面の勾配に応じて気筒休止運転と全気筒運転を最適に切り替えることができる。 According to the present disclosure, it is possible to optimally switch between cylinder deactivation operation and all-cylinder operation according to the load weight of the vehicle and the slope of the road surface.

実施形態に係る内燃機関の概略図である。It is the schematic of the internal combustion engine which concerns on embodiment. ベースマップと問題点を示す図である。It is a figure which shows a base map and a problem. 積載重量と勾配のランク分けを示す図である。It is a figure which shows the ranking of a load weight and a gradient. 各ランクに対応した3つのマップを示す図である。It is a figure which shows three maps corresponding to each rank. マップ切替方法を示す図である。It is a figure which shows the map switching method. 制御のルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the routine of control.

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments.

図1は、本開示の実施形態に係る内燃機関の概略図である。内燃機関(エンジンともいう)1は、車両(図示せず)に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関であり、具体的には直列4気筒ディーゼルエンジンである。車両は大型車両であり、具体的にはトラックである。但し車両および内燃機関の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であってもよいし、エンジンは火花点火式内燃機関(例えばガソリンエンジンや天然ガスエンジン)であってもよい。 FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine according to an embodiment of the present disclosure. The internal combustion engine (also referred to as an engine) 1 is a multi-cylinder compression ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle (not shown), and specifically, an in-line 4-cylinder diesel engine. The vehicle is a large vehicle, specifically a truck. However, the type, type, application, etc. of the vehicle and the internal combustion engine are not particularly limited. For example, the vehicle may be a small vehicle such as a passenger car, and the engine may be a spark-ignition internal combustion engine (for example, a gasoline engine or a natural gas engine). There may be.

エンジン1は、エンジン本体2と、エンジン本体2に接続された吸気通路3および排気通路4とを備える。エンジン本体2は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造部品と、その内部に収容されたピストン、クランクシャフト、吸気弁、排気弁等の可動部品とを含む。吸気と排気の流れをそれぞれ白抜き矢印と黒塗り矢印で示す。 The engine 1 includes an engine main body 2 and an intake passage 3 and an exhaust passage 4 connected to the engine main body 2. The engine body 2 includes structural parts such as a cylinder head, a cylinder block, and a crankcase, and movable parts such as a piston, a crankshaft, an intake valve, and an exhaust valve housed therein. The intake and exhaust flows are indicated by white arrows and black arrows, respectively.

各気筒には、シリンダ9内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁すなわちインジェクタ7が設けられる。 Each cylinder is provided with a fuel injection valve, that is, an injector 7, which injects fuel directly into the cylinder 9.

吸気通路3は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された吸気マニホールド10と、吸気マニホールド10の上流端に接続された吸気管11とにより主に画成される。吸気管11には、上流側から順に、エアクリーナ12、エアフローメータ13、ターボチャージャ14のコンプレッサ14C、インタークーラ15、および電子制御式の吸気スロットルバルブ16が設けられる。エアフローメータ13は、エンジン1の単位時間当たりの吸入空気量(吸気流量)を検出するためのセンサである。 The intake passage 3 is mainly defined by an intake manifold 10 connected to the engine body 2 (particularly a cylinder head) and an intake pipe 11 connected to the upstream end of the intake manifold 10. The intake pipe 11 is provided with an air cleaner 12, an air flow meter 13, a turbocharger 14 compressor 14C, an intercooler 15, and an electronically controlled intake throttle valve 16 in this order from the upstream side. The air flow meter 13 is a sensor for detecting the intake air amount (intake flow rate) per unit time of the engine 1.

排気通路4は、エンジン本体2(特にシリンダヘッド)に接続された排気マニホールド20と、排気マニホールド20の下流側に配置された排気管21とにより主に画成される。排気管21、もしくは排気マニホールド20と排気管21の間には、ターボチャージャ14のタービン14Tが設けられる。タービン14Tより下流側の排気管21には複数の触媒が設けられている。本実施形態では、酸化触媒22、パティキュレートフィルタ23、選択還元型NOx触媒24およびアンモニア酸化触媒26が上流側から順に設けられる。NOx触媒24の上流側には、尿素水を添加する添加弁25が設けられる。パティキュレートフィルタ23は、触媒付きの連続再生式フィルタであるため、ここでは触媒に含めるものとする。 The exhaust passage 4 is mainly defined by an exhaust manifold 20 connected to the engine body 2 (particularly a cylinder head) and an exhaust pipe 21 arranged on the downstream side of the exhaust manifold 20. A turbine 14T of a turbocharger 14 is provided between the exhaust pipe 21 or the exhaust manifold 20 and the exhaust pipe 21. A plurality of catalysts are provided in the exhaust pipe 21 on the downstream side of the turbine 14T. In the present embodiment, the oxidation catalyst 22, the particulate filter 23, the selective reduction NOx catalyst 24, and the ammonia oxidation catalyst 26 are provided in this order from the upstream side. An addition valve 25 for adding urea water is provided on the upstream side of the NOx catalyst 24. Since the particulate filter 23 is a continuously regenerating filter with a catalyst, it is included in the catalyst here.

エンジン1は外部EGR30も備える。外部EGR装置30は、排気通路4内(特に排気マニホールド20内)の排気の一部(EGRガス)を吸気通路3内(特に吸気マニホールド10内)に還流させるためエンジン本体2の外部に設置されたEGR通路31と、EGR通路31を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ32と、EGRガスの流量を調節するためのEGR弁33とを備える。 The engine 1 also includes an external EGR30. The external EGR device 30 is installed outside the engine body 2 in order to recirculate a part of the exhaust gas (EGR gas) in the exhaust passage 4 (particularly in the exhaust manifold 20) into the intake passage 3 (particularly in the intake manifold 10). The EGR passage 31 is provided, an EGR cooler 32 for cooling the EGR gas flowing through the EGR passage 31, and an EGR valve 33 for adjusting the flow rate of the EGR gas.

エンジン1は、#1〜#4の四つの気筒を備える。そのうちの二つの気筒、具体的には#2,3気筒は、エンジンの運転時に常時稼動される常時稼動気筒とされている。残りの二つの気筒、具体的には#1,4気筒は、エンジンの運転時に休止可能な休止可能気筒とされている。 The engine 1 includes four cylinders # 1 to # 4. Two of them, specifically # 2 and 3, are considered to be constantly operating cylinders that are always operated when the engine is running. The remaining two cylinders, specifically # 1 and # 4, are considered to be pauseable cylinders that can be paused when the engine is running.

各気筒の燃焼順序は#1,3,4,2である。気筒休止運転時に稼動気筒と休止気筒が交互に現れるので、振動抑制の点で有利である。なお常時稼動気筒と休止可能気筒をどの気筒番号にするかは任意である。 The combustion order of each cylinder is # 1, 3, 4, 2. Since the operating cylinder and the deactivated cylinder appear alternately during the cylinder deactivation operation, it is advantageous in terms of vibration suppression. It should be noted that which cylinder number is used for the constantly operating cylinder and the suspendable cylinder is arbitrary.

ここで気筒休止とは、休止する気筒の燃料噴射を停止し、かつ、吸気弁および排気弁(総称してバルブという)の少なくとも一方を作動停止して閉弁状態に維持することをいう。本実施形態では吸気弁および排気弁の両方の作動が停止される。 Here, cylinder deactivation means to stop the fuel injection of the deactivated cylinder and to stop the operation of at least one of the intake valve and the exhaust valve (collectively referred to as a valve) to maintain the valve closed state. In this embodiment, the operation of both the intake valve and the exhaust valve is stopped.

エンジン1には、休止可能気筒#1,4の吸気弁および排気弁を選択的に休止させるよう構成された弁休止装置50が設けられる。弁休止装置50は、各気筒の吸気弁および排気弁に対しそれぞれ設けられた複数の弁休止機構51を備える。これら弁休止機構51の構成は同じである。弁休止機構51の構成については、公知のものを含め、様々なものが採用可能である。例えば、カムシャフトからバルブへの駆動力伝達の有無を油圧により切り替えるもの、バルブを駆動する電磁アクチュエータを備えたものなどを採用可能である。弁休止機構51を作動(オン)させると対応気筒の吸気弁または排気弁が閉弁状態で作動停止し、弁休止機構51を作動停止(オフ)させると対応気筒の吸気弁または排気弁が作動する。 The engine 1 is provided with a valve stop device 50 configured to selectively stop the intake valves and exhaust valves of the stoptable cylinders # 1 and # 4. The valve deactivation device 50 includes a plurality of valve deactivation mechanisms 51 provided for the intake valve and the exhaust valve of each cylinder. The configuration of these valve suspension mechanisms 51 is the same. As for the configuration of the valve suspension mechanism 51, various ones including known ones can be adopted. For example, one that switches the presence or absence of driving force transmission from the camshaft to the valve by flood control, one equipped with an electromagnetic actuator that drives the valve, and the like can be adopted. When the valve suspension mechanism 51 is activated (on), the intake valve or exhaust valve of the corresponding cylinder is stopped in the closed state, and when the valve suspension mechanism 51 is activated (off), the intake valve or exhaust valve of the corresponding cylinder is activated. do.

車両には、エンジン1を制御するための制御装置が設けられる。制御装置は、制御ユニット、回路要素(circuitry)もしくはコントローラをなす電子制御ユニット(ECU(Electronic Control Unit)という)100を備える。ECU100には、上述のエアフローメータ13と、エンジンの回転速度(具体的には毎分当たりの回転数(rpm))を検出するための回転速度センサ40と、車両のドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に比例したアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ41とが電気的に接続される。 The vehicle is provided with a control device for controlling the engine 1. The control device includes a control unit, a circuit element (circuitry), or an electronic control unit (referred to as an ECU (Electronic Control Unit)) 100 that forms a controller. The ECU 100 includes the above-mentioned air flow meter 13, a rotation speed sensor 40 for detecting the rotation speed of the engine (specifically, the number of revolutions per minute (rpm)), and the amount of depression of the accelerator pedal by the driver of the vehicle. The accelerator opening sensor 41 for detecting the accelerator opening proportional to the above is electrically connected.

ECU100は、これらセンサ等により検出されたエンジン運転状態に関するパラメータに基づき、インジェクタ7、吸気スロットルバルブ16、添加弁25、EGR弁33、および弁休止機構51を制御するように構成されている。 The ECU 100 is configured to control the injector 7, the intake throttle valve 16, the addition valve 25, the EGR valve 33, and the valve suspension mechanism 51 based on the parameters related to the engine operating state detected by these sensors and the like.

ECU100は、回転速度センサ40およびアクセル開度センサ41によりそれぞれ検出されたエンジン回転数Neおよびアクセル開度Acに基づき、所定のマップ(関数でもよい。以下同様)に従って、車両のドライバが要求するエンジントルクの値である要求トルクTrを算出する。なお要求トルクTrはアクセル開度Acのみに基づいて算出することも可能である。ECU100は、要求トルクTrに等しいトルクが実際にエンジンから出力されるような燃料噴射量Qを算出し、この燃料噴射量Qに等しい量の燃料をインジェクタ7から噴射させる。例えばECU100は、検出されたエンジン回転数Neと、算出された要求トルクTrとに基づき、所定のマップに従って、燃料噴射量Qを算出する。 The ECU 100 is based on the engine speed Ne and the accelerator opening Ac detected by the rotation speed sensor 40 and the accelerator opening sensor 41, respectively, and according to a predetermined map (may be a function; the same applies hereinafter), the engine required by the vehicle driver. The required torque Tr, which is the value of the torque, is calculated. The required torque Tr can also be calculated based only on the accelerator opening degree Ac. The ECU 100 calculates a fuel injection amount Q such that a torque equal to the required torque Tr is actually output from the engine, and injects a fuel equal to the fuel injection amount Q from the injector 7. For example, the ECU 100 calculates the fuel injection amount Q according to a predetermined map based on the detected engine speed Ne and the calculated required torque Tr.

要求トルクTrは、車両のドライバによってエンジンに要求される負荷すなわち要求負荷に相関する値であり、言い換えれば要求負荷を表す指標値である。このような指標値は他にも考えられ、例えば要求トルクTrの代わりにアクセル開度Acや燃料噴射量Qを用いてもよい。 The required torque Tr is a value that correlates with the load required for the engine by the driver of the vehicle, that is, the required load, in other words, is an index value representing the required load. Other such index values can be considered. For example, the accelerator opening degree Ac or the fuel injection amount Q may be used instead of the required torque Tr.

ECU100は基本的に、図2(A)に示すような予め記憶したベースマップに従って、気筒休止運転(または減筒運転)と全気筒運転を切り替える(すなわち気筒休止制御を実行する)。図中、線aは、エンジン回転数Ne毎の最大要求トルクTrmaxを示し、線bは、エンジン回転数Ne毎の負荷しきい値であるトルクしきい値Trsを示す。要求トルクTrがトルクしきい値Trs以下の低負荷側の領域が気筒休止領域Aであり、要求トルクTrがトルクしきい値Trsより大きい高負荷側の領域が全気筒領域Bである。 The ECU 100 basically switches between cylinder deactivation operation (or cylinder deactivation operation) and all cylinder deactivation operation (that is, cylinder deactivation control is executed) according to a base map stored in advance as shown in FIG. 2A. In the figure, the line a shows the maximum required torque Trmax for each engine speed Ne, and the line b shows the torque threshold Trs which is a load threshold value for each engine speed Ne. The low load side region where the required torque Tr is equal to or less than the torque threshold Trs is the cylinder deactivation region A, and the high load side region where the required torque Tr is larger than the torque threshold Trs is the all cylinder region B.

エンジン回転数Neおよび要求トルクTrで規定されるエンジン運転状態が気筒休止領域Aにあるとき、つまりTr≦Trsのとき、ECU100は、常時稼動気筒#2,3を稼動させると共に休止可能気筒#1,4を休止させる気筒休止運転を実行する。このときECU100は、休止可能気筒#1,4において、インジェクタ7をオフして燃料噴射を停止すると共に、弁休止機構51により吸気弁および排気弁の作動を停止して、これらを閉弁状態に維持する。 When the engine operating state defined by the engine speed Ne and the required torque Tr is in the cylinder deactivation region A, that is, when Tr ≤ Trs, the ECU 100 operates the constantly operating cylinders # 2 and 3 and the deactivated cylinder # 1. Executes cylinder deactivation operation to deactivate , 4. At this time, in the suspendable cylinders # 1 and 4, the ECU 100 turns off the injector 7 to stop the fuel injection, and also stops the operation of the intake valve and the exhaust valve by the valve suspension mechanism 51 to close them. maintain.

他方、エンジン回転数Neおよび要求トルクTrで規定されるエンジン運転状態が全気筒領域Bにあるとき、つまりTr>Trsのとき、ECU100は、常時稼動気筒#2,3と休止可能気筒#1,4を共に稼動させる全気筒運転を実行する。このときECU100は、全気筒のインジェクタ7を噴射時期毎にオンして燃料噴射を実行すると共に、弁休止機構51により休止可能気筒#1,4の吸気弁および排気弁を開閉作動させる。 On the other hand, when the engine operating state defined by the engine speed Ne and the required torque Tr is in the all cylinder region B, that is, when Tr> Trs, the ECU 100 has the constantly operating cylinders # 2 and 3 and the pauseable cylinders # 1,. Execute all-cylinder operation in which 4 is operated together. At this time, the ECU 100 turns on the injectors 7 of all cylinders at each injection timing to execute fuel injection, and opens and closes the intake valve and the exhaust valve of the suspendable cylinders # 1 and 4 by the valve suspension mechanism 51.

さて、気筒休止運転と全気筒運転の切り替えは、要求トルクTrと、エンジン回転数Neに対応したトルクしきい値Trsとの比較によって行われる。 The switching between cylinder deactivation operation and all-cylinder operation is performed by comparing the required torque Tr with the torque threshold value Trs corresponding to the engine speed Ne.

しかし、車両の積載重量によっては、こうした一律の切り替えが必ずしも最適と言い難い場合がある。車両が走行する路面の勾配についても同様である。以下、この問題点について説明する。 However, depending on the load weight of the vehicle, such uniform switching may not always be optimal. The same applies to the slope of the road surface on which the vehicle travels. This problem will be described below.

例えば空荷のときなど、車両の積載重量が軽いときに、図2(B)に示すように、ドライバがアクセルペダルを踏み込み、車両を加速させて、エンジン運転状態が低負荷側の気筒休止領域A(点c)から高負荷側の全気筒領域B(点d)に移行したとする。 As shown in FIG. 2B, when the load weight of the vehicle is light, such as when the vehicle is empty, the driver depresses the accelerator pedal to accelerate the vehicle, and the engine operating state is the cylinder deactivation region on the low load side. It is assumed that the shift from A (point c) to the high load side all cylinder region B (point d).

このとき多くの場合、エンジン出力および加速が過大となり、ドライバがアクセルペダルを戻し、加速を弱めて、エンジン運転状態が再度気筒休止領域A(点e)に戻ることが経験的に把握されている。 At this time, in many cases, it is empirically understood that the engine output and acceleration become excessive, the driver releases the accelerator pedal, weakens the acceleration, and the engine operating state returns to the cylinder deactivation region A (point e) again. ..

すなわち、車両の積載重量が軽いときには、気筒休止領域Aから全気筒領域Bに一旦移行しても、再度気筒休止領域Aに戻ってくる可能性が高い。その一方で、各領域を跨ぐときに休止可能気筒#1,4の稼動と休止が切り替えられるため、弁休止装置50の耐久性や信頼性が低下する虞がある。エンジン運転状態がトルクしきい値Trs付近で気筒休止領域Aと全気筒領域Bを頻繁に跨ぐような場合には、制御のハンチングが起きて尚更である。 That is, when the load weight of the vehicle is light, there is a high possibility that even if the vehicle is once shifted from the cylinder deactivation region A to the all cylinder deactivation region B, it will return to the cylinder deactivation region A again. On the other hand, since the operation and suspension of the suspendable cylinders # 1 and 4 are switched when straddling each region, the durability and reliability of the valve arrest device 50 may decrease. When the engine operating state frequently straddles the cylinder deactivation region A and all cylinder regions B near the torque threshold value Trs, control hunting occurs, which is even more so.

同様の問題が、例えば下り坂など、路面の勾配が小さいときにも起こり得る。ここで路面の勾配Sとは、車両進行方向に沿った路面の勾配をいい、車両進行方向に沿った路面の傾斜角をθとすると勾配SはS(%)=tanθ×100で表される。勾配Sは上り勾配のとき正、下り勾配のとき負である。 Similar problems can occur when the road surface is steep, for example downhill. Here, the slope S of the road surface means the slope of the road surface along the vehicle traveling direction, and the gradient S is represented by S (%) = tan θ × 100, where θ is the inclination angle of the road surface along the vehicle traveling direction. .. The gradient S is positive when it is uphill and negative when it is downhill.

図2(B)に示すように、路面の勾配が小さいとき、ドライバがアクセルペダルを踏み込み、車両を加速させて、エンジン運転状態が気筒休止領域A(点c)から全気筒領域B(点d)に移行したとする。 As shown in FIG. 2B, when the slope of the road surface is small, the driver depresses the accelerator pedal to accelerate the vehicle, and the engine operating state changes from the cylinder deactivation region A (point c) to the entire cylinder region B (point d). ).

このときにも多くの場合、エンジン出力および加速が過大となり、ドライバがアクセルペダルを戻し、加速を弱めて、エンジン運転状態が再度気筒休止領域A(点e)に戻ることが経験的に把握されている。従って、休止可能気筒#1,4の稼動と休止が不必要に切り替えられ、弁休止装置50の耐久性および信頼性が低下する虞がある。 At this time as well, it is empirically understood that in many cases, the engine output and acceleration become excessive, the driver releases the accelerator pedal, weakens the acceleration, and the engine operating state returns to the cylinder deactivation region A (point e) again. ing. Therefore, the operation and deactivation of the deactivated cylinders # 1 and 4 may be unnecessarily switched, and the durability and reliability of the valve deactivation device 50 may decrease.

そこで詳しくは後述するが、本実施形態では、積載重量が軽いとき、および路面の勾配が小さいときの一方または両方のときには、要求トルクTrがトルクしきい値Trsより大きいときであっても、エンジンを気筒休止運転させる。これにより、必要性に乏しい全気筒運転への切り替えを無くし、弁休止装置50の耐久性および信頼性低下を抑制することができる。 Therefore, as will be described in detail later, in the present embodiment, the engine is used even when the required torque Tr is larger than the torque threshold Trs when the load weight is light and one or both of the road surface slopes are small. Is operated with cylinder deactivation. As a result, it is possible to eliminate the switching to all-cylinder operation, which is less necessary, and suppress the deterioration of the durability and reliability of the valve arrest device 50.

他方、以上とは逆に、例えば荷を満載にしたときなど、車両の積載重量が重いときに、図2(C)に示すように、ドライバがアクセルペダルを緩め、車両の加速を弱め、エンジン運転状態が高負荷側の全気筒領域B(点f)から低負荷側の気筒休止領域A(点g)に移行したとする。 On the other hand, contrary to the above, when the load weight of the vehicle is heavy, for example, when the load is full, the driver loosens the accelerator pedal, weakens the acceleration of the vehicle, and the engine, as shown in FIG. 2 (C). It is assumed that the operating state shifts from the all cylinder region B (point f) on the high load side to the cylinder deactivation region A (point g) on the low load side.

このとき多くの場合、加速を弱めた後にエンジン出力が不足し、ドライバがアクセルペダルを踏み込み、車両の加速を強め、エンジン運転状態が再度全気筒領域B(点h)に戻ることが経験的に把握されている。 At this time, in many cases, it is empirically that the engine output becomes insufficient after the acceleration is weakened, the driver depresses the accelerator pedal, the acceleration of the vehicle is strengthened, and the engine operating state returns to the whole cylinder region B (point h) again. It is grasped.

すなわち、車両の積載重量が重いときには、気筒休止領域Aに一旦移行しても、再度全気筒領域Bに戻ってくる可能性が高い。その一方で、各領域を跨ぐときに休止可能気筒#1,4の稼動と休止が切り替えられるため、弁休止装置50の耐久性や信頼性が低下する虞がある。エンジン運転状態がトルクしきい値Trs付近で気筒休止領域Aと全気筒領域Bを頻繁に跨ぐような場合には、制御のハンチングが起きて尚更である。 That is, when the loaded weight of the vehicle is heavy, there is a high possibility that even if the vehicle shifts to the cylinder deactivation region A once, it returns to the all cylinder region B again. On the other hand, since the operation and suspension of the suspendable cylinders # 1 and 4 are switched when straddling each region, the durability and reliability of the valve arrest device 50 may decrease. When the engine operating state frequently straddles the cylinder deactivation region A and all cylinder regions B near the torque threshold value Trs, control hunting occurs, which is even more so.

同様の問題が、例えば急な上り坂など、路面の勾配が大きいときにも起こり得る。図2(C)に示すように、路面の勾配が大きいとき、ドライバがアクセルペダルを緩め、車両の加速を弱め、エンジン運転状態が全気筒領域B(点f)から気筒休止領域A(点g)に移行したとする。 Similar problems can occur when the road surface is steep, for example on steep uphill slopes. As shown in FIG. 2C, when the road surface slope is large, the driver loosens the accelerator pedal, weakens the acceleration of the vehicle, and the engine operating state changes from the all cylinder area B (point f) to the cylinder deactivation area A (point g). ).

このときにも多くの場合、加速を弱めた後にエンジン出力が不足し、ドライバがアクセルペダルを踏み込み、車両の加速を強め、エンジン運転状態が再度全気筒領域B(点h)に戻ることが経験的に把握されている。従って、休止可能気筒#1,4の稼動と休止が不必要に切り替えられ、弁休止装置50の耐久性および信頼性が低下する虞がある。 At this time as well, in many cases, the engine output is insufficient after the acceleration is weakened, the driver depresses the accelerator pedal, the acceleration of the vehicle is strengthened, and the engine operating state returns to the whole cylinder region B (point h) again. Is grasped. Therefore, the operation and deactivation of the deactivated cylinders # 1 and 4 may be unnecessarily switched, and the durability and reliability of the valve deactivation device 50 may decrease.

そこで詳しくは後述するが、本実施形態では、積載重量が重いとき、および路面の勾配が大きいときの一方または両方のときには、要求トルクTrがトルクしきい値Trs以下のときであっても、エンジンを全気筒運転させる。これにより、必要性に乏しい気筒休止運転への切り替えを無くし、弁休止装置50の耐久性および信頼性低下を抑制することができる。 Therefore, as will be described in detail later, in the present embodiment, the engine is used even when the required torque Tr is equal to or less than the torque threshold Trs when the load weight is heavy and when one or both of the road surface slopes are large. To operate all cylinders. As a result, it is possible to eliminate the switching to the cylinder deactivation operation, which is less necessary, and suppress the deterioration of the durability and reliability of the valve deactivation device 50.

このように本実施形態によれば、車両の積載重量や路面の勾配に応じて気筒休止運転と全気筒運転を最適に切り替えることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to optimally switch between cylinder deactivation operation and all-cylinder operation according to the load weight of the vehicle and the slope of the road surface.

本実施形態の制御装置は、車両の積載重量を検出する重量検出器と、車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出器とを備える。なお検出には推定が含まれるものとする。 The control device of the present embodiment includes a weight detector that detects the load weight of the vehicle and a gradient detector that detects the gradient of the road surface on which the vehicle travels. It should be noted that the detection includes estimation.

重量検出器の構成については様々なものが可能である。本実施形態では、車両の荷台に積載された荷の重量すなわち積載重量Wを直接検出する重量センサ42(図1参照)により重量検出器が構成される。この重量センサ42は車両に搭載され、ECU100に電気的に接続される。代替的に、懸架装置や荷台のサスペンション部における特定部位の高さ位置を検出する位置センサをECU100に電気的に接続し、この位置センサにより検出された高さ位置に基づいて、ECU100により積載重量を推定してもよい。この場合、位置センサとECU100により重量検出器が構成される。高さ位置が低くなるほど積載重量は重くなる関係にある。 Various configurations of the weight detector are possible. In the present embodiment, the weight detector is configured by the weight sensor 42 (see FIG. 1) that directly detects the weight of the load loaded on the loading platform of the vehicle, that is, the loaded weight W. The weight sensor 42 is mounted on the vehicle and electrically connected to the ECU 100. Alternatively, a position sensor that detects the height position of a specific part in the suspension unit of the suspension device or the loading platform is electrically connected to the ECU 100, and the load weight is loaded by the ECU 100 based on the height position detected by this position sensor. May be estimated. In this case, the position sensor and the ECU 100 constitute a weight detector. The lower the height position, the heavier the load weight.

勾配検出器の構成についても様々なものが可能である。本実施形態では、車両に搭載されたナビゲーションシステム43(図1参照)が、自身の持つ車両位置情報と地図情報とに基づき、車両の現在位置における路面の勾配Sを検出する。なおこれに加え、車両の直前にある路面の勾配Sを検出してもよい。ナビゲーションシステム43はECU100に電気的に接続され、検出した勾配Sの値をECU100に送る。このナビゲーションシステム43により勾配検出器が構成される。代替的または付加的に、車両の前面に搭載されたカメラにより前方の路面を撮影し、撮影した画像をECU100により解析することで、勾配Sを推定してもよい。この場合、カメラとECU100が勾配検出器の構成要素に含まれる。ナビゲーションシステム43とカメラを併用して勾配Sを検出してもよい。この他、加速度センサ等の他のセンサを用いて勾配Sを検出してもよい。 Various configurations of the gradient detector are possible. In the present embodiment, the navigation system 43 (see FIG. 1) mounted on the vehicle detects the slope S of the road surface at the current position of the vehicle based on its own vehicle position information and map information. In addition to this, the slope S of the road surface in front of the vehicle may be detected. The navigation system 43 is electrically connected to the ECU 100 and sends the detected value of the gradient S to the ECU 100. The navigation system 43 constitutes a gradient detector. Alternatively or additionally, the gradient S may be estimated by photographing the road surface in front of the vehicle with a camera mounted on the front surface of the vehicle and analyzing the photographed image with the ECU 100. In this case, the camera and the ECU 100 are included in the components of the gradient detector. The gradient S may be detected by using the navigation system 43 and the camera together. In addition, the gradient S may be detected by using another sensor such as an acceleration sensor.

本実施形態では概して、図3に示すように、積載重量Wと勾配Sが小、中、大の3段階にランク分けされる。一方、ECU100には、図4に示すように、各ランクにそれぞれ対応した3つのマップが予め記憶される。ECU100は、積載重量Wと勾配Sの実際のランクに対応したマップを選択し、選択したマップに従って気筒休止運転と全気筒運転を切り替える。 In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the load weight W and the gradient S are generally classified into three stages of small, medium, and large. On the other hand, as shown in FIG. 4, the ECU 100 stores in advance three maps corresponding to each rank. The ECU 100 selects a map corresponding to the actual rank of the load weight W and the gradient S, and switches between cylinder deactivation operation and all cylinder operation according to the selected map.

図3(A)に示すように、積載重量Wについて、第1重量しきい値W1と第2重量しきい値W2が予め設定され、ECU100に記憶されている。第1重量しきい値W1は、空荷のときの最小重量Wmin(具体的にはゼロ)より少しだけ大きい。第2重量しきい値W2は、第1重量しきい値W1より大きく、満積載のときの最大重量Wmaxより少しだけ小さい。 As shown in FIG. 3A, the first weight threshold value W1 and the second weight threshold value W2 are preset for the loaded weight W and stored in the ECU 100. The first weight threshold value W1 is slightly larger than the minimum weight Wmin (specifically, zero) when the load is empty. The second weight threshold value W2 is larger than the first weight threshold value W1 and slightly smaller than the maximum weight Wmax when fully loaded.

積載重量Wが第1重量しきい値W1以下のとき、積載重量Wのランク(以下、重量ランクという)は小である。積載重量Wが第1重量しきい値W1より大きく第2重量しきい値W2以下のとき、重量ランクは中である。積載重量Wが第2重量しきい値W2より大きいとき、重量ランクは大である。 When the load weight W is equal to or less than the first weight threshold value W1, the rank of the load weight W (hereinafter referred to as the weight rank) is small. When the load weight W is larger than the first weight threshold value W1 and equal to or less than the second weight threshold value W2, the weight rank is medium. When the load weight W is larger than the second weight threshold value W2, the weight rank is large.

また、図3(B)に示すように、勾配Sについて、第1勾配しきい値S1と第2勾配しきい値S2が予め設定され、ECU100に記憶されている。第1勾配しきい値S1は、平地のときの勾配であるゼロより少しだけ大きい。第2勾配しきい値S2は、第1勾配しきい値S1より大きく、通常の上り勾配と急な上り勾配との境目となるような勾配の値に略等しくされる。 Further, as shown in FIG. 3B, the first gradient threshold value S1 and the second gradient threshold value S2 are preset for the gradient S and stored in the ECU 100. The first gradient threshold value S1 is slightly larger than zero, which is the gradient on flat ground. The second gradient threshold value S2 is larger than the first gradient threshold value S1 and is substantially equal to the value of the gradient such that the boundary between the normal ascending gradient and the steep ascending gradient is formed.

勾配Sが第1勾配しきい値S1以下のとき、勾配ランクは小である。勾配Sが第1勾配しきい値S1より大きく第2勾配しきい値S2以下のとき、勾配ランクは中である。勾配Sが第2勾配しきい値S2より大きいとき、勾配ランクは大である。小の勾配ランクには、路面が平地である場合と、下り勾配である場合とが含まれる。 When the gradient S is equal to or less than the first gradient threshold value S1, the gradient rank is small. When the gradient S is larger than the first gradient threshold value S1 and equal to or less than the second gradient threshold value S2, the gradient rank is medium. When the gradient S is greater than the second gradient threshold S2, the gradient rank is large. The small slope rank includes the case where the road surface is flat and the case where the road surface is a downward slope.

次に、マップについて説明する。図2(A)に示した前述のベースマップは、重量ランクまたは勾配ランクが中のとき使用されるものであり、これは、図4(B)に示す第2マップと同一である。以下、図4(B)に示す第2マップを中ランクマップと称する。 Next, the map will be described. The aforementioned base map shown in FIG. 2 (A) is used when the weight rank or gradient rank is medium, which is the same as the second map shown in FIG. 4 (B). Hereinafter, the second map shown in FIG. 4B is referred to as a medium rank map.

これに対し、図4(A)に示す第1マップは、重量ランクまたは勾配ランクが小のとき使用されるものであり、これを小ランクマップと称する。小ランクマップでは、要求トルクTrがトルクしきい値Trs以下のときの気筒休止領域Aが存在するのみで、全気筒領域Bは存在しない。 On the other hand, the first map shown in FIG. 4A is used when the weight rank or the gradient rank is small, and this is referred to as a small rank map. In the small rank map, only the cylinder deactivation region A exists when the required torque Tr is equal to or less than the torque threshold Trs, and the all cylinder region B does not exist.

また、図4(C)に示した第3マップは、重量ランクまたは勾配ランクが大のとき使用されるものであり、これを大ランクマップと称する。大ランクマップでは、全運転領域に亘る全気筒領域Bが存在するのみで、気筒休止領域Aは存在しない。 Further, the third map shown in FIG. 4C is used when the weight rank or the gradient rank is large, and this is referred to as a large rank map. In the large rank map, only all cylinder areas B over the entire operating area exist, and cylinder deactivation area A does not exist.

ここで、図4(A)に示す小ランクマップを用いる場合、要求トルクTrはトルクしきい値Trs以下に制限される。すなわち、仮に実際のエンジン回転数Neとアクセル開度Acから求まる実際の要求トルクTrがトルクしきい値Trsより大きい場合であっても、燃料噴射量Qの算出に用いる計算上の要求トルクTrは、ガード値としてのトルクしきい値Trsに等しい値に制限される。 Here, when the small rank map shown in FIG. 4A is used, the required torque Tr is limited to the torque threshold value Trs or less. That is, even if the actual required torque Tr obtained from the actual engine speed Ne and the accelerator opening Ac is larger than the torque threshold Trs, the calculated required torque Tr used for calculating the fuel injection amount Q is , It is limited to a value equal to the torque threshold Trs as a guard value.

これによりドライバは、本来なら全気筒運転なのに、気筒休止運転を強いられる。しかしかかる場合には、実際の要求トルクTrがトルクしきい値Trsを一旦超えても、直ぐにトルクしきい値Trs以下に戻ってくることが経験上分かっている。従って、ドライバに極短時間だけ我慢や違和感を強いることとなるかもしれないが、その代わりに全気筒運転への切り替えを無くし、弁休止装置50の耐久性および信頼性が低下するのを抑制できる。 This forces the driver to deactivate the cylinders, although they should be in all cylinders. However, in such a case, it is empirically known that even if the actual required torque Tr exceeds the torque threshold Trs once, it immediately returns to the torque threshold Trs or less. Therefore, the driver may be forced to endure or feel uncomfortable for a very short time, but instead, it is possible to eliminate the switching to all-cylinder operation and suppress the deterioration of the durability and reliability of the valve arrest device 50. ..

また、実際の要求トルクTrがトルクしきい値Trsを一旦超えたとき、全気筒運転に切り替えるよりも、気筒休止運転を維持する方が、燃費面で好ましい。要求トルクTrがトルクしきい値Trsに制限されているとき、休止気筒では燃料噴射量がゼロ、稼動気筒では燃料噴射量が最大となり、エンジン全体として熱効率が良いからである。逆に全気筒運転すると、全気筒で燃料噴射量が最大より相当少なくなり、エンジン全体としての熱効率が気筒休止運転時に比べ劣るからである。 Further, once the actual required torque Tr exceeds the torque threshold Trs, it is preferable to maintain the cylinder deactivation operation rather than switching to the all-cylinder operation in terms of fuel efficiency. This is because when the required torque Tr is limited to the torque threshold Trs, the fuel injection amount is zero in the stationary cylinder and the fuel injection amount is maximum in the operating cylinder, and the thermal efficiency of the engine as a whole is good. On the contrary, when all cylinders are operated, the fuel injection amount is considerably smaller than the maximum in all cylinders, and the thermal efficiency of the engine as a whole is inferior to that in the cylinder deactivated operation.

また、全気筒運転に切り替えず気筒休止運転を維持することで、切り替えに伴うトルクショックも無くすことができる。 Further, by maintaining the cylinder deactivation operation without switching to the all-cylinder operation, the torque shock associated with the switching can be eliminated.

さて、最もシンプルな気筒休止制御の一例として、重量ランクのみに基づいてマップを切り替える例を説明する。この場合、重量ランクが小のときには、図4(A)に示す小ランクマップに従って気筒休止制御が行われ、エンジンは常に気筒休止運転される。仮に実際の要求トルクTrがトルクしきい値Trsを超えても、エンジンは強制的に気筒休止運転される。 Now, as an example of the simplest cylinder deactivation control, an example of switching the map based only on the weight rank will be described. In this case, when the weight rank is small, cylinder deactivation control is performed according to the small rank map shown in FIG. 4A, and the engine is always deactivated. Even if the actual required torque Tr exceeds the torque threshold Trs, the engine is forcibly deactivated.

重量ランクが中のときには、通常通り、図4(B)に示す中ランクマップに従って気筒休止制御が行われ、要求トルクTrとトルクしきい値Trsの比較結果に応じて気筒休止運転と全気筒運転が切り替えられる。重量ランクが大のときには、図4(C)に示す大ランクマップに従って気筒休止制御が行われ、エンジンは常に全気筒運転される。仮に実際の要求トルクTrがトルクしきい値Trs以下となっても、エンジンは強制的に全気筒運転され、気筒休止運転への切り替えが阻止される。 When the weight rank is medium, cylinder deactivation control is performed according to the medium rank map shown in FIG. 4 (B) as usual, and cylinder deactivation operation and all cylinder operation are performed according to the comparison result of the required torque Tr and the torque threshold Trs. Is switched. When the weight rank is large, cylinder deactivation control is performed according to the large rank map shown in FIG. 4C, and the engine is always operated in all cylinders. Even if the actual required torque Tr becomes equal to or less than the torque threshold Trs, the engine is forcibly operated in all cylinders, and switching to cylinder deactivation operation is prevented.

このように、重量検出器により検出された積載重量Wに応じて三つのマップを切り替えることで、積載重量Wに応じた気筒休止運転と全気筒運転の切り替えが行われる。これにより、切り替えを積載重量Wに応じて最適に行うことができる。 In this way, by switching the three maps according to the load weight W detected by the weight detector, the cylinder deactivation operation and the all-cylinder operation are switched according to the load weight W. As a result, switching can be optimally performed according to the load weight W.

勾配ランクのみに基づいてマップを切り替える例についても同様である。勾配ランクが小のときには図4(A)に示す小ランクマップに従って気筒休止制御が行われる。勾配ランクが中のときには図4(B)に示す中ランクマップに従って気筒休止制御が行われる。勾配ランクが大のときには図4(C)に示す大ランクマップに従って気筒休止制御が行われる。 The same applies to the example of switching the map based only on the gradient rank. When the gradient rank is small, cylinder deactivation control is performed according to the small rank map shown in FIG. 4 (A). When the gradient rank is medium, cylinder deactivation control is performed according to the medium rank map shown in FIG. 4 (B). When the gradient rank is large, cylinder deactivation control is performed according to the large rank map shown in FIG. 4 (C).

このように、勾配検出器により検出された勾配Sに応じて三つのマップを切り替えることで、勾配Sに応じた気筒休止運転と全気筒運転の切り替えが行われる。これにより、切り替えを勾配Sに応じて最適に行うことができる。 In this way, by switching the three maps according to the gradient S detected by the gradient detector, the cylinder deactivation operation and the all-cylinder operation are switched according to the gradient S. Thereby, the switching can be optimally performed according to the gradient S.

本実施形態では、重量ランクと勾配ランクの両方に基づいてマップを切り替える。このときの切替方法の一例を図5に示す。 In this embodiment, the map is switched based on both the weight rank and the gradient rank. An example of the switching method at this time is shown in FIG.

重量ランクが小で勾配ランクが小のとき、すなわち、重量ランクと勾配ランクの組み合わせが(小、小)であるとき、小ランクマップが使用される。 A small rank map is used when the weight rank is small and the gradient rank is small, that is, when the combination of weight rank and gradient rank is (small, small).

以下同様に、(小、中)、(小、大)、(中、小)、(中、中)、(中、大)のとき、中ランクマップが使用される。(大、小)、(大、中)、(大、大)のとき、大ランクマップが使用される。 Similarly, when (small, medium), (small, large), (medium, small), (medium, medium), (medium, large), the medium rank map is used. When (Large, Small), (Large, Medium), (Large, Large), the large rank map is used.

小ランクマップの使用を(小、小)に限定したので、できるだけドライバビリティを損なうことなく、全気筒運転への切り替えを阻止できる。また、重量ランクが大のときには常に大ランクマップを使用するので、勾配に拘わらず常に安定して大きなエンジン出力を得ることができる。またこれら以外のときには中ランクマップを使用するので、要求トルクTrに応じた好ましい切り替えを行うことができる。 Since the use of the small rank map is limited to (small, small), it is possible to prevent switching to all-cylinder operation without impairing drivability as much as possible. Moreover, since the large rank map is always used when the weight rank is large, a large engine output can always be stably obtained regardless of the gradient. In other cases, since the medium rank map is used, it is possible to perform preferable switching according to the required torque Tr.

もっとも、ここで述べた切替方法はあくまで一例であり、他の切替方法を採用することも可能である。 However, the switching method described here is just an example, and other switching methods can be adopted.

なお、図5に示した重量ランク、勾配ランクおよびマップの関係は、テーブルの形で予めECU100に記憶されている。 The relationship between the weight rank, the gradient rank, and the map shown in FIG. 5 is stored in the ECU 100 in advance in the form of a table.

次に、本実施形態における制御のルーチンを図6を参照して説明する。図示するルーチンはECU100により所定の演算周期τ(例えば720°CA)毎に繰り返し実行される。 Next, the control routine in this embodiment will be described with reference to FIG. The illustrated routine is repeatedly executed by the ECU 100 every predetermined calculation cycle τ (for example, 720 ° CA).

まずステップS101において、ECU100は、検出または算出された実際のエンジン回転数Ne、要求トルクTr、積載重量Wおよび勾配Sの値を取得する。 First, in step S101, the ECU 100 acquires the detected or calculated values of the actual engine speed Ne, the required torque Tr, the load weight W, and the gradient S.

次にECU100は、ステップS102において、取得した積載重量Wおよび勾配Sを、対応するしきい値とそれぞれ比較して、重量ランクおよび勾配ランクを決定する(図3参照)。 Next, in step S102, the ECU 100 compares the acquired load weight W and the gradient S with the corresponding threshold values to determine the weight rank and the gradient rank (see FIG. 3).

次にECU100は、ステップS103において、所定のテーブルに従い、重量ランクおよび勾配ランクに対応したマップを選択する(図5参照)。 Next, in step S103, the ECU 100 selects a map corresponding to the weight rank and the gradient rank according to a predetermined table (see FIG. 5).

次にECU100は、ステップS104において、選択したマップに従い、エンジンを気筒休止運転または全気筒運転させ、ルーチンを終了する。 Next, in step S104, the ECU 100 causes the engine to operate in cylinder deactivation or all cylinders according to the selected map, and ends the routine.

このように本実施形態によれば、車両の積載重量や路面の勾配に応じて気筒休止運転と全気筒運転を最適に切り替えることができる。そして不必要な切り替えを無くすと共に、切替頻度を最適化し、弁休止装置ないしシステムの耐久性および信頼性低下を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to optimally switch between cylinder deactivation operation and all-cylinder operation according to the load weight of the vehicle and the slope of the road surface. Then, unnecessary switching can be eliminated, the switching frequency can be optimized, and the deterioration of the durability and reliability of the valve deactivation device or the system can be suppressed.

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described in detail above, various other embodiments and modifications of the present disclosure can be considered.

(1)図4(C)に示した大ランクマップでは、全領域が全気筒領域Bであり、これは、トルクしきい値Trsが実質的にゼロに等しいことを意味する。 (1) In the large rank map shown in FIG. 4 (C), the entire region is the all cylinder region B, which means that the torque threshold Trs is substantially equal to zero.

しかしながら、必ずしもそうする必要はなく、例えばゼロより大きく、中ランクマップのトルクしきい値Trsよりも小さいトルクしきい値Trs’を設定してもよい。そして、中ランクマップの全気筒領域Bより低負荷側に拡大された全気筒領域Bと、中ランクマップの気筒休止領域Aより低負荷側に縮小された気筒休止領域Aとを大ランクマップに設定してもよい。 However, it is not always necessary to set the torque threshold Trs', which is larger than zero and smaller than the torque threshold Trs of the medium rank map. Then, the all cylinder area B expanded to the low load side from all the cylinder area B of the medium rank map and the cylinder deactivation area A reduced to the low load side from the cylinder deactivation area A of the medium rank map are made into a large rank map. It may be set.

こうしても、全気筒運転から気筒休止運転への切替頻度を低減できるため、前記同様の効果を奏することができる。 Even in this way, the frequency of switching from all-cylinder operation to cylinder deactivation operation can be reduced, so that the same effect as described above can be achieved.

(2)図3に示した各ランクを決めるしきい値の大きさは、適宜変更可能である。例えば、図3(B)に示す第1勾配しきい値S1は、平地のときのゼロに等しくしてもよく、ゼロより小さい値としてもよい。 (2) The size of the threshold value for determining each rank shown in FIG. 3 can be changed as appropriate. For example, the first gradient threshold value S1 shown in FIG. 3B may be equal to zero on flat ground or may be smaller than zero.

(3)前記実施形態では、積載重量および勾配を三段階にランク分けし、このランクに対応して三つのマップを設定した、しかしながら、ランクおよびマップの数はより多くしてもよく、全気筒運転と気筒休止運転の切替方法をより多段階で変えてもよい。 (3) In the above embodiment, the load weight and the gradient are ranked in three stages, and three maps are set corresponding to the ranks. However, the number of ranks and maps may be larger, and all cylinders may be used. The switching method between operation and cylinder deactivation operation may be changed in more stages.

(4)前記実施形態では、積載重量および勾配を三段階にランク分けし、このランクに応じてマップを切り替えた。しかしながら、ランク分けせず無段階で、全気筒運転と気筒休止運転の切替方法を変えてもよい。例えば、積載重量および勾配の少なくとも一方の大きさに応じて、単一マップの負荷しきい値(トルクしきい値Trs)の値を変えてもよい。 (4) In the above embodiment, the load weight and the gradient are ranked in three stages, and the map is switched according to the ranks. However, the switching method between all-cylinder operation and cylinder deactivation operation may be changed steplessly without ranking. For example, the value of the load threshold (torque threshold Trs) of a single map may be changed according to the magnitude of at least one of the load weight and the gradient.

(5)マップを用いることなく、積載重量および勾配の少なくとも一方の値に応じて、全気筒運転と気筒休止運転の切替方法を変えてもよい。 (5) Without using a map, the method of switching between all-cylinder operation and cylinder deactivation operation may be changed according to at least one value of the load weight and the gradient.

(6)前記実施形態では全気筒数(四つ)を常時稼動気筒と休止可能気筒に二等分したが、必ずしも二等分でなくてもよい。休止可能気筒数を常時稼動気筒数より多くしてもよいし、少なくしてもよい。 (6) In the above embodiment, the total number of cylinders (four) is bisected into a constantly operating cylinder and a restable cylinder, but it does not necessarily have to be bisected. The number of suspensionable cylinders may be larger or smaller than the number of constantly operating cylinders.

(7)全気筒を休止可能気筒とし、気筒休止運転時にエンジン運転状態等に応じて休止する気筒番号を変えてもよい。 (7) All cylinders may be deactivated cylinders, and the cylinder number to be deactivated may be changed according to the engine operating state or the like during cylinder deactivated operation.

前述の各実施形態および各変形例の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The configurations of the above-described embodiments and modifications can be combined partially or wholly, unless otherwise inconsistent. The embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and all modifications, applications, and equivalents included in the ideas of the present disclosure defined by the claims are included in the present disclosure. Therefore, this disclosure should not be construed in a limited way and may be applied to any other technique that falls within the scope of the ideas of this disclosure.

1 内燃機関(エンジン)
7 インジェクタ
42 重量センサ
43 ナビゲーションシステム
50 弁休止装置
51 弁休止機構
100 電子制御ユニット(ECU)
1 Internal combustion engine (engine)
7 Injector 42 Weight sensor 43 Navigation system 50 Valve deactivation device 51 Valve deactivation mechanism 100 Electronic control unit (ECU)

Claims (4)

車両に搭載され、全気筒のうち一部の気筒を休止可能な内燃機関の制御装置であって、
前記車両の積載重量を検出する重量検出器と、
前記内燃機関の要求負荷が所定の負荷しきい値以下のとき前記内燃機関を気筒休止運転させ、前記内燃機関の要求負荷が前記負荷しきい値より大きいとき前記内燃機関を全気筒運転させるように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記重量検出器により検出された積載重量が所定の第1重量しきい値以下のときには、前記内燃機関の要求負荷が前記負荷しきい値より大きいときにも前記内燃機関を気筒休止運転させ、
前記重量検出器により検出された積載重量が、前記第1重量しきい値より大きい所定の第2重量しきい値より大きいときには、前記内燃機関の要求負荷が前記負荷しきい値以下のときにも前記内燃機関を全気筒運転させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
It is an internal combustion engine control device that is installed in a vehicle and can suspend some of all cylinders.
A weight detector that detects the loaded weight of the vehicle and
When the required load of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined load threshold value, the internal combustion engine is deactivated, and when the required load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value, the internal combustion engine is operated in all cylinders. The configured control unit and
With
The control unit is
When the loaded weight detected by the weight detector is equal to or less than a predetermined first weight threshold value, the internal combustion engine is deactivated by cylinder even when the required load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value.
When the loaded weight detected by the weight detector is larger than the predetermined second weight threshold value larger than the first weight threshold value, even when the required load of the internal combustion engine is equal to or less than the load threshold value. A control device for an internal combustion engine, characterized in that the internal combustion engine is operated in all cylinders.
前記制御ユニットは、
前記内燃機関の回転速度と前記負荷しきい値の関係を定めた複数のマップであって、積載重量が前記第1重量しきい値以下のときに使用する第1マップと、積載重量が前記第1重量しきい値より大きく前記第2重量しきい値以下のときに使用する第2マップと、積載重量が前記第2重量しきい値より大きいときに使用する第3マップとを含む複数のマップを予め記憶し、
前記重量検出器により検出された積載重量に応じて前記複数のマップを切り替えることで、積載重量に応じた気筒休止運転と全気筒運転の切り替えを行う
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The control unit is
A plurality of maps that define the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine and the load threshold value, the first map used when the load weight is equal to or less than the first weight threshold value, and the first map in which the load weight is the first. A plurality of maps including a second map used when the weight is greater than one weight threshold value and equal to or less than the second weight threshold value, and a third map used when the loaded weight is larger than the second weight threshold value. In advance,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cylinder deactivation operation and the all-cylinder operation are switched according to the load weight by switching the plurality of maps according to the load weight detected by the weight detector.
車両に搭載され、全気筒のうち一部の気筒を休止可能な内燃機関の制御装置であって、
前記車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出器と、
前記内燃機関の負荷が所定の負荷しきい値以下のとき前記内燃機関を気筒休止運転させ、前記内燃機関の負荷が前記負荷しきい値より大きいとき前記内燃機関を全気筒運転させるように構成された制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記勾配検出器により検出された勾配が所定の第1勾配しきい値以下のときには、前記内燃機関の負荷が前記負荷しきい値より大きいときにも前記内燃機関を気筒休止運転させ、
前記勾配検出器により検出された勾配が、前記第1勾配しきい値より大きい所定の第2勾配しきい値より大きいときには、前記内燃機関の負荷が前記負荷しきい値以下のときにも前記内燃機関を全気筒運転させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
It is an internal combustion engine control device that is installed in a vehicle and can suspend some of all cylinders.
A gradient detector that detects the gradient of the road surface on which the vehicle travels, and
When the load of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined load threshold value, the internal combustion engine is operated in cylinder deactivation, and when the load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value, the internal combustion engine is operated in all cylinders. Control unit and
With
The control unit is
When the gradient detected by the gradient detector is equal to or less than a predetermined first gradient threshold value, the internal combustion engine is deactivated by cylinder even when the load of the internal combustion engine is larger than the load threshold value.
When the gradient detected by the gradient detector is larger than a predetermined second gradient threshold value larger than the first gradient threshold value, the internal combustion engine is also when the load of the internal combustion engine is equal to or less than the load threshold value. An internal combustion engine control device characterized by operating the engine in all cylinders.
前記制御ユニットは、
前記内燃機関の回転速度と前記負荷しきい値の関係を定めた複数のマップであって、勾配が前記第1勾配しきい値以下のときに使用する第1マップと、勾配が前記第1勾配しきい値より大きく前記第2勾配しきい値以下のときに使用する第2マップと、勾配が前記第2勾配しきい値より大きいときに使用する第3マップとを含む複数のマップを予め記憶し、
前記勾配検出器により検出された勾配に応じて前記複数のマップを切り替えることで、勾配に応じた気筒休止運転と全気筒運転の切り替えを行う
請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
The control unit is
A plurality of maps that define the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine and the load threshold value, the first map used when the gradient is equal to or less than the first gradient threshold value, and the first gradient whose gradient is the first gradient. A plurality of maps including a second map used when the gradient is larger than the threshold value and equal to or less than the second gradient threshold value and a third map used when the gradient is larger than the second gradient threshold value are stored in advance. death,
The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the plurality of maps are switched according to the gradient detected by the gradient detector to switch between cylinder deactivation operation and all cylinder operation according to the gradient.
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