JP2514632Y2 - 弁停止機構付きｍｐｉエンジンの切り換え検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、適時に設定気筒を休筒
させて運転できる弁停止機構付きＭＰＩエンジンの切り
換え検知装置、特に、各燃料噴射弁の内、休筒気筒の燃
料噴射弁を休筒時に停止処理する弁停止機構付きＭＰＩ
エンジンの切り換え検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各気筒の吸気系毎に配設された各
燃料噴射弁を駆動させて各気筒への燃料噴射を行なうと
共に適時に設定気筒の弁停止機構を駆動させると共に燃
料噴射弁を非作動に切り換えて休筒させて、出力低減や
低燃費化を図ることの出来る弁停止機構付きＭＰＩエン
ジンが知られている。このようなＭＰＩエンジンはこれ
が休筒運転から通常運転に復帰する場合、弁停止させて
いた気筒の給排気弁と共にインジェクタも駆動を再開さ
せることと成る。この時、現システムでは給排気弁の弁
停止を弁駆動に切り換えた後、自動的に一定時間の経過
の後にインジェクタの駆動を再開させ、全気筒による出
力運転状態に復帰する様に構成されっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところが、休筒運転か
ら通常運転に復帰する際、給排気弁を弁駆動に切り換
え、一定時間の経過の後にインジェクタを自動的に駆動
させるという現システムでは、給排気弁の停止から通常
駆動状態への切り換えが正常に行われたか否かを検知す
ること無く、正常切り換えが成されたものと見做し、イ
ンジェクタを自動的に駆動させている。このため、吸気
弁、排気弁のいずれかがその切り換え不良を生じて非作
動のままであると、休筒気筒に燃料噴射が開始されてし
まう。このような状態に陥ると、エンジンはバックファ
イア或いはアフタファイアを生じさせる可能性が極めて
大きくなり、これに起因するエンジンの損傷を招く可能
性が有り、問題と成っている。

【０００４】また、通常運転から休筒運転に入った場合
にも、給排気弁を弁駆動より弁停止へ切り換える際に、
正常な切り換えが成されていないと、上述と同様の問題
や適確な出力低減や低燃費化を図ることが出来ず、問題
を生じてしまう。本考案の目的は弁停止機構の切り換え
が正常の場合にのみ燃料噴射弁の噴射、停止の切り換え
を行うことが出来る弁停止機構付きＭＰＩエンジンの切
り換え検知装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本考案はエンジン制御手段が通常時に、各気筒の
吸気系毎に配設された各燃料噴射弁を駆動させて各気筒
への燃料噴射を行い、且つ、弁停止時に、設定された気
筒の弁停止手段を休筒駆動させると共に休筒気筒の燃料
噴射弁の噴射駆動を停止させて運転を行うもので、特
に、ＭＰＩエンジンのカム軸の回転速度情報を出力する
カム軸センサと、上記休筒気筒の休筒サイクル時の上記
カム軸回転速度の変動値が設定された変動閾値を上回っ
たか否かのレベル判定信号を出力する変動レベル判定手
段と、この変動レベル判定手段のレベル判定信号に基づ
き休筒切り換え中か否かを判定して休筒判定信号を出力
する休筒切り換え判定手段とを備え、上記エンジン制御
手段が上記休筒判定信号に応じて上記休筒気筒の燃料噴
射弁を駆動停止処理することを特徴とする。

【０００６】

【作用】変動レベル判定手段が休筒気筒の休筒サイクル
時のカム軸回転速度の変動値が設定された変動閾値を上
回ったか否かのレベル判定信号を出力し、休筒切り換え
判定手段がレベル判定信号に基づき休筒切り換え中か否
かを判定して休筒判定信号を出力するので、エンジン制
御手段が休筒判定信号に応じて休筒気筒の燃料噴射弁を
駆動停止させることが出来る。

【０００７】

【実施例】図１の弁停止機構付きＭＰＩエンジンの切り
換え検知装置は直列４気筒のＭＰＩエンジン（以下単に
エンジン１と記す）に装着される。このエンジン１のシ
リンダヘッド２には各気筒に連通可能な図示しない吸気
路及び排気路がそれぞれ形成され、各流路は図示しない
吸気弁及び排気弁によって開閉される。これら図示しな
い給排弁は各々のロッカアーム３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ
を介して給気カム５及び排気カム６により開閉駆動され
る。ここで各ロッカアーム３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは吸
排ロッカアーム７，８に枢支され、給気カム５及び排気
カム６は給排カム軸９，１０に一体形成されている。

【０００８】各カム軸９，１０は一端にタイミングギア
１１，１２を一体的に取り付けられ、この両タイミング
ギアはタイミングベルト１３を介して図示しないクラン
クシャフト側に連結され、これによりエンジン回転の１
／２の回転数で両カム軸９，１０を回転するように構成
されている。ここで各カム軸９，１０上の各タイミング
ギア１１，１２の近傍には回転検出用歯車１４，１５が
一体的に取付けられ、形成され、これらにはカム軸セン
サ１６，１７が対設されている。なお、図１の符号１
８，１９，２０は各シャフトを支持する軸受を示す。

【０００９】図１において、第２気筒（♯２）及び第３
気筒（♯３）の各ロッカアーム３ｂ，４ｂは一体形成さ
れた片持ち式を成し、第１気筒（♯１）と第４気筒（♯
４）に対抗する各ロッカアーム３ａ，４ａは弁停止機構
Ｍ付きの片持ち式を成す。ここで、各ロッカアーム３
ａ，４ａに装着される弁停止機構Ｍはロッカアーム上の
バルブ押圧片を油圧切り換え手段によってバルブ対抗位
置と退却位置とに切り換え移動させ、ロッカアームのバ
ルブ押圧作動を弁停止時に空振りさせるという周知の構
成を採る。なお、こここでの弁停止機構Ｍの油圧切り換
え手段には油圧回路２３より圧油が供給される。この油
圧回路２３は弁停止機構Ｍに給排する圧油を休筒電磁弁
２１を介して油圧供給手段２２側より受ける。この休筒
電磁弁２１は３方弁であり、オン時に各弁停止機構Ｍに
圧油を供給して、同機構Ｍを弁停止に切り換え保持し、
オフ時に各弁停止機構Ｍの圧油を排除して同機構Ｍを弁
駆動に切り換え保持するもので、後述のエンジンコント
ロールユニット２４によって駆動制御される。

【００１０】更に、図１のシリンダヘッド２には各気筒
の図示しない吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ
２５が装着され、各インジェクタは燃料調圧手段２６に
よって定圧調整された燃料を燃料供給源２７より受け、
その噴射駆動制御は、エンジンコントロールユニット２
４によって成される。エンジンコントロールユニット２
４及び後述の休筒コントロールユニット２８は共にマイ
クロコンピュータによってその要部が形成される。エン
ジンコントロールユニット２４はエンジン１のエンジン
回転数Ｎｅ、スロットル弁２８のスロットル開度θａ、
水温Ｗｔ等の各種運転情報を取り込み、インジェクタ２
５の駆動制御、点火時期制御、エンジン出力制御等を行
う。

【００１１】他方、休筒コントロールユニット２８はカ
ム軸センサ１６，１７に接続されたＦＶコンバータ３
０，３１を介して給排カム軸の各回転情報Ｖθｅ，Ｖθ
ｉを取り込み、更に、単位クランク角Δθ、基準クラン
ク角θｂ等の情報を取り込み、休筒切り換え制御を行う
様に構成されている。ＦＶコンバータ３０，３１はカム
軸センサ１６，１７の単位回転角毎の単位パルス（図４
の符号ｐ参照）を受けて、そのパルス間隔に応じたレベ
ルの出力電圧を給排カム軸の各回転情報Ｖθｅ，Ｖθｉ
として周波数−電圧変換し出力する。

【００１２】休筒コントロールユニット２８は、変動レ
ベル判定手段２８１及び休筒切り換え判定手段２８２と
しての機能を備える。この変動レベル判定手段２８１は
休筒気筒（♯１、♯４）の休筒サイクル時（図３（ａ）
の♯１、♯４の各領域）のカム軸回転速度Ｖθｅ（排気
カム軸側），Ｖθｉ（吸気カム軸側）の変動値が設定さ
れた変動閾値Ｖａを上回るとレベル判定信号Ｓを出力す
る。休筒切り換え判定手段２８２はレベル判定信号Ｓに
基づき休筒切り換え中か否か（例えば図３（ａ），
（ｂ）に示す様に、ＴがＴ_ENGと等しいと休筒切り換え
中、図２（ａ），（ｂ）に示す様に、ＴがＴ_ENGの１／
２と等しいと休筒解除と判定）を判定して休筒判定信号
（例えば、休筒電磁弁の駆動或いは非駆動出力）を出力
する。

【００１３】以下に、図１の弁停止機構付きＭＰＩエン
ジンの切り換え検知装置の作動をエンジンコントロール
ユニット２４及び休筒コントロールユニット２８の制御
プログラムに沿って説明する。休筒コントロールユニッ
ト２８は図５の休筒切り換え制御処理を行うと共に単位
クランク角Δθのパルス信号の入力毎に図６の周期算出
ルーチンを行う。

【００１４】図６の周期算出ルーチンに達すると、先
ず、排気カム軸１０の回転速度の今回値Ｖθｅｎ（図２
（ａ）の吸気カム軸９の回転速度Ｖθｉ参照）を取り込
み、これが変動閾値Ｖａを上回るか否か判定し、上回る
（図２（ｂ）の吸気カム軸９の回転速度Ｖθｉに基づく
Ｈ時参照）とステップｂ４に、下回るとステップｂ３に
進む。なお、ここで変動閾値Ｖａは図３（ａ）休筒時の
ピークレベルｈに基づき設定することに成り、ここでは
休筒時のピークレベルｈの２倍程度に設定される。

【００１５】ステップｂ４ではレベル判定信号Ｓが、既
に、Ｌ状態を示すＬｅＦＬＧ＝１か否か判断し、前回ま
でＬでは、即ちＬよりＨに切り換わった時点ｔｅか否か
判定し、ｙｅｓでステップｂ５に進み、エリアＴｅにタ
イマＴｅｃの値を取り込み、前回もＨではそのままステ
ップｂ６に進む。ここではレベル判定信号ＳがＨ状態を
示すＨｅＦＬＧ＝１か否か判断し、１ではステップｂ９
に、０ではステップｂ７に進む。ステップｂ７ではＬよ
りＨに切り換わった時点ｔｓであり、タイマＴｅｃをリ
セットし、スタートさせる。更に、ＨｅＦＬＧ＝１、Ｌ
ｅＦＬＧ＝０にセットし、ステップｂ９に進む。

【００１６】ステップｂ６でＨｅＦＬＧ＝１の間はステ
ップｂ６より９に進み、更に、ステップｂ２でレベル判
定信号Ｓが、ＨよりＬに切り換わると、次にＨに切り換
わるまではステップｂ２より３，９にと進み、ＨｅＦＬ
Ｇ＝０、ＬｅＦＬＧ＝１にセットし、ステップｂ９に進
むという流れを繰り返す。ステップｂ９よりステップｂ
１５ではステップｂ１よりステップｂ８と同様の処理を
吸気カム軸９回転速度Ｖθｉに基づき行う。即ち、吸気
カム軸回転速度の今回値Ｖθｉｎ（図２（ａ）参照）を
取り込み、これが変動閾値Ｖａを上回るか否か判定し、
上回る（図２（ｂ）のＨ時参照）とステップｂ１１に、
下回るとステップｂ１０に進む。

【００１７】ステップｂ１１ではレベル判定信号Ｓが、
既に、Ｌ状態を示すＬｉＦＬＧ＝１か否か判断し、前回
までＬでは、即ちＬよりＨに切り換わった時点ｔｅか否
か判定し、ｙｅｓでステップｂ１２に進み、エリアＴｉ
にタイマＴｉｃの値を取り込み、前回もＨではそのまま
ステップｂ１３に進む。ここではレベル判定信号ＳがＨ
状態を示すＨｉＦＬＧ＝１か否か判断し、１ではリター
ンし、０ではステップｂ１４に進む。ステップｂ１４で
はＬよりＨに切り換わった時点ｔｓであり、タイマＴｉ
ｃをリセットし、スタートさせる。更に、ＨｉＦＬＧ＝
１、ＬｉＦＬＧ＝０にセットし、リターンする。

【００１８】ステップｂ１３でＨｉＦＬＧ＝１の間はス
テップｂ１３よりリターンし、更に、ステップｂ９でレ
ベル判定信号Ｓが、ＨよりＬに切り換わると、次にＨに
切り換わるまではステップｂ９より１０にと進み、Ｈｅ
ＦＬＧ＝０、ＬｅＦＬＧ＝１にセットし、リターンする
という流れを繰り返す。図５の休筒切り換え処理では、
休筒電磁弁２１を停止状態とするＩＣＦＬＧが１か否か
判断し、ｎｏでは休筒電磁弁２１をオフし、ｙｅｓでは
休筒電磁弁２１をオンし、ステップａ４に進む。ここで
は周期算出ルーチンで求めてある最新のＴｅ，Ｔｉ値を
呼出し、ステップａ５では両値共が図２（ａ），図３
（ａ）の１エンジン回転周期Ｔ_ENGに等しいか否か判断
され、Ｔｅ＝Ｔ_ENG，Ｔｉ＝Ｔ_ENGであると弁停止機構が
休筒運転継続状態に有ると判定し、ステップａ６でＩＣ
ＦＬＧ＝１にセットしリターンする。

【００１９】ステップａ５でｎｏ側に進み、ステップａ
７に達すると、ここでは最新のＴｅ，Ｔｉ値が１エンジ
ン回転周期Ｔ_ENGの１／２に等しい（図２（ａ），
（ｂ）参照）か否か判断され、Ｔｅ＝１／２Ｔ_ENG，Ｔ
ｉ＝１／２Ｔ_ENGでは休筒解除が完了したと判断し、ス
テップａ８に達してＩＣＦＬＧ＝０に切り換え、リター
ンし、そうでない、即ち両値が異なっているか、判定値
をずれている場合には今回の判定をフェイル判定とし、
現状維持を続け、リターンする。この結果、両カム軸
９，１０、即ち、クランクシャフトの回転変動より、休
筒気筒（♯１，♯４）が出力運転中か否かを適確に判断
し、ＩＣＦＬＧの１，０情報をエンジンコントロールユ
ニット２４側に出力出来る。

【００２０】エンジンコントロールユニット２４は周知
のメインルーチンを実行すると共に、適時に、エンジン
出力制御及びインジェクタ駆動処理を行う。図７のエン
ジン出力制御では、先ず、スロットル開度θａ、エンジ
ン回転数Ｎｅ等を取り込み、スロットル開度θａとエン
ジン回転数Ｎｅに応じた基準トルクＴｑｏを図示しない
所定のマップより算出し、ステップｃ３に達する。ステ
ップｃ３では目標トルクＴｑを基準トルクＴｑｏ、他の
ルーチンで算出された補正トルクΔＴｑ，水温補正トル
クＴｑｗｔ等より算出する。そして、ステップｃ４では
目標トルクＴｑとエンジン回転数Ｎｅとより目標吸入空
気量Ａ／Ｎを所定マップに基づき算出し、更に、目標吸
入空気量Ａ／Ｎとエンジン回転数Ｎｅより目標スロット
ル開度θｓを所定マップに基づき算出する。次に、目標
スロットル開度θｓと現開度θｎの偏差Δθを算出し、
偏差Δθ相当のデューティー出力を算出し、同デューテ
ィー出力でスロットル弁を駆動して、同弁を目標スロッ
トル開度θｓに近づけ、エンジンの出力制御が実施され
る。

【００２１】更に、クランク角パルスの割込み毎に、図
８のインジェクタ駆動ルーチンが実行される。ここで
は、目標吸入空気量Ａ／Ｎを取り込み、エンジン回転数
Ｎｅを取り込み、ステップｄ３に進む。ここではメイン
ルーチン側より燃料カットか否かの情報を求め、カット
ではそのまリターンし、そうでないとステップｄ４に達
する。ここでは、目標吸入空気量Ａ／Ｎより基本燃料パ
ルス幅Ｔｆを算出し、その後、目標燃料パルス幅Ｔｉｎ
ｊを、基本燃料パルス幅Ｔｆ、空燃比補正係数ＫＡＦ、
大気温及び大気圧補正係数ＫＤＴ，インジェクタ作動遅
れ補正値ＴＤ等により算出する。

【００２２】ステップｄ６に達すると、弁停止作動中を
示すＩＣＦＬＧ＝１か否か判断し、ｎｏ即ち非休筒時で
あると、１乃至４気筒のインジェクタ２５の駆動用ドラ
イバに目標燃料パルス幅Ｔｉｎｊをセットし、ｙｅｓ即
ち休筒時では、２及び３気筒のインジェクタ２５の駆動
用ドライバにのみ目標燃料パルス幅Ｔｉｎｊをセットす
る。そして、各ドライバをトリガしリターンする。この
結果休筒時には、２及び３気筒の、非休筒時には１乃至
４気筒の各インジェクタ２５が所定の扮しタイミングに
おいてそれぞれ噴射駆動を行うことと成る。

【００２３】エンジン１は４気筒としたが、その他の気
筒数のエンジンにもこの考案を適応出来、更に、休筒気
筒数を２気筒と固定していたが、休筒数を可変としても
良い。更に、図１のエンジンは出力制御に休筒制御する
ものとしたが、単に、アイドル時の燃費低減を主目的と
して、アイドル時に休筒させる構成を採ることも可能で
ある。

【００２４】

【考案の効果】以上のように、この考案は、カム軸回転
速度の変動値が設定された変動閾値を上回ったか否かよ
りレベル判定信号を求め、この信号に基づき休筒切り換
え中か否かの休筒判定信号を求め、休筒気筒の燃料噴射
弁を休筒判定信号に応じて駆動停止させることが出来る
ようにしたので、弁停止機構の切り換えが正常の場合に
のみ燃料噴射弁の噴射、停止の切り換えを行うことが出
来、エンジンのバックファイアやアフタファイアを防止
出来、適確な出力低減や低燃費化を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての弁停止機構付きＭＰ
Ｉエンジンの切り換え検知装置の概略全体構成図であ
る。

【図２】（ａ）は図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知
装置の通常時のカム軸回転速度の波形図、（ｂ）はレベ
ル判定信号Ｓの波形図である。

【図３】（ａ）は図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知
装置の休筒時のカム軸回転速度の波形図、（ｂ）はレベ
ル判定信号Ｓの波形図である。

【図４】図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知装置のカ
ム軸センサの出力波形図である。

【図５】図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知装置の休
筒コントロールユニットの制御プログラムのフローチャ
ートである。

【図６】図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知装置の休
筒コントロールユニットの制御プログラムのフローチャ
ートである。

【図７】図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知装置のエ
ンジンコントロールユニットの制御プログラムのフロー
チャートである。

【図８】図１のＭＰＩエンジンの切り換え検知装置のエ
ンジンコントロールユニットの制御プログラムのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ６ シリンダ ９ 吸気カム軸 １０ 排気カム軸 １６ カム軸センサ １７ カム軸センサ ２１ 休筒電磁弁 ２４ エンジンコントロールユニット ２５ インジェクタ ２８ 休筒コントロールユニット ２８１ 変動レベル判定手段 ２８２ 休筒切り換え判定手段 Ｍ 弁停止機構 ＩＣＦＬＧ 休筒状態表示フラグ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン制御手段が通常時に、各気筒の吸
   気系毎に配設された各燃料噴射弁を駆動させて各気筒へ
   の燃料噴射を行い、且つ、弁停止時に、設定された気筒
   の弁停止手段を休筒駆動させると共に休筒気筒の燃料噴
   射弁の噴射駆動を停止させて運転を行う弁停止機構付き
   ＭＰＩエンジンにおいて、上記ＭＰＩエンジンのカム軸
   の回転速度情報を出力するカム軸センサと、上記休筒気
   筒の休筒サイクル時の上記カム軸回転速度の変動値が設
   定された変動閾値を上回ったか否かのレベル判定信号を
   出力する変動レベル判定手段と、この変動レベル判定手
   段のレベル判定信号に基づき休筒切り換え中か否かを判
   定して休筒判定信号を出力する休筒切り換え判定手段と
   を備え、上記エンジン制御手段が上記休筒判定信号に応
   じて上記休筒気筒の燃料噴射弁を駆動停止処理すること
   を特徴とする弁停止機構付きＭＰＩエンジンの切り換え
   検知装置。