JP2684908B2 - 自動車用エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンに関
し、さらに詳しくは、複数気筒のうちの選択された気筒
での吸・排気のための弁装置の作動を休止させることの
できる構造を備えた自動車用エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンにあっては、
バルブの最大開放量がバルブ開閉用カムのカムプロフィ
ールからの最大リフト量に対応しており、しかも、この
量が常に一定とされているために、エンジンの回転数お
よびスロットル開度からの負荷に応じた吸・排気効率を
設定することができないのが現状であった。つまり、上
述したカムプロフィールは、例えば、高速回転を要求さ
れるようなエンジンの場合には、混合気の吸入率および
排気効率を高めることを考慮して設定されていることか
ら、低速回転時での燃料消費率を犠牲にしてしまう傾向
がある。また、上述した場合とは逆に燃料消費率を考慮
したカムプロフィールとした場合には、高速回転あるい
は高負荷運転時での出力が充分に得られなくなる虞れが
ある。

【０００３】そこで、このようなエンジンの運転条件に
対応させて、低速、低負荷運転時での燃料消費量の低
減、および高速、高負荷運転時での出力確保のいずれを
も満足させるために、バルブ開閉用カムとして、低速
用、高速用のカムプロフィールを設定されたものを準備
する一方、これら各カムに対向当接しているカムフォロ
ワを備えたロッカーアームと、このアームの揺動支点を
構成しているロッカーシャフトとを分離し、ロッカーシ
ャフトにはバルブステムに当接しているサブロッカーア
ームを一体に設け、ロッカーアームとロッカーシャフト
とはロッカーシャフト内で油圧制御により突没可能なプ
ランジャにより連結および非連結態位を選択されるよう
にし、連結された側のロッカーアームの揺動をロッカー
シャフトを介してサブロッカーアームに伝達してバルブ
の開閉制御を行なうようにした構造が提案されている
(例えば、本願出願人による先願である特願平２ー１８
２１３１号)。この構造においては、低速運転時、高速
運転時でのバルブ開閉用カムによるバルブ開閉量を切り
換える他に、各ロッカーアームに対するプランジャの連
結を行なわないようにして、所謂、気筒側でのバルブの
作動を停止して休筒させることもできるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した休筒状態は、
例えば、４気筒エンジンである場合、ピストンの作動行
程が同じである１番気筒と４番気筒を該当させて、燃料
消費量を低減させるようになっており、この休筒設定
は、エンジン回転数および負荷情報に相当する気筒内で
の空気の体積効率とを割り出して決められたマップによ
り実行されるようになっている。

【０００５】しかしながら、このような休筒システムを
用いたエンジンも含めて一般のエンジンにあっては、例
えば、エアコンディッショナが作動している場合のよう
に、エンジンの負荷が増加するのに合わせて吸入空気量
を増加させる、所謂、アイドルスピードコントロール
(ＩＳＣ)機構を設けて、エンジンの出力低下によるアイ
ドル回転低下が発生した場合の回転の不安定化やエンス
トを起こすのを防止する場合がある。このアイドルスピ
ードコントロール機構を休筒システムを用いたエンジン
に設けた場合には、エアコンディッショナが作動された
際の空気量の増加により空気の体積効率が増加し、この
増加に対応して休筒状態から全筒状態に切り換えられて
しまうことがある。従って、休筒状態で走行して燃費低
減を図るようにしていても、体積効率の増加により全筒
状態への運転モードが切り換えられることによって、燃
費効率をよくするために休筒状態を設定した利点が損な
われてしまうことになる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述した休筒シ
ステムを設定できる自動車用エンジンにおける問題に鑑
み、走行中でのエアコンディッショナの作動に対応して
休筒状態の設定領域が狭められてしまうのを防止して、
休筒状態を設定することによる燃費向上を確保すること
のできる構造を備えた自動車用エンジンを得ることにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、低速用、高速用のカムプロフィールを設定さ
れたバルブ開閉用カムを備え、これらカムに対するロッ
カーアーム側での従動状態を切り換えることにより、バ
ルブの開閉量およびバルブの休止状態を設定できるバル
ブ機構を備えた自動車用エンジンにおいて、エンジン回
転数を検出する回転数センサと、スロットル開度に応じ
た気筒内での空気の体積効率を割り出すためのブースト
圧センサと、空調装置の作動用スイッチと、上記回転数
センサ、ブースト圧センサおよびアイドルスイッチとを
入力側に接続され、出力側には、上記バルブ機構の駆動
部が接続されている制御部とを備え、上記制御部は、エ
ンジン回転数および空気の体積効率に基づく負荷情報に
よって全気筒を対象としてバルブの開閉を行なわせる全
筒状態および全気筒のうちの一部の気筒のバルブの開閉
停止による休筒状態を設定するマップと、このマップと
は別に、上記空調装置の作動用スイッチが投入された場
合に上記マップにおける全筒状態および休筒状態判定時
よりも体積効率の増加に見合う状態の判定を行なえるエ
アコン判定マップとを備え、全筒状態および休筒状態設
定のための判別を行なうとともに、空調装置が作動され
ているときには、上記エアコン判定マップによる全筒状
態および休筒状態設定のための判定を行なうことを特徴
としている。

【０００８】また本発明は、制御部に備えられているエ
アコン判定マップは、空調装置が作動されていないとき
の全筒状態および休筒状態設定のためのマップに対し
て、アイドルスピードコントローラ機構の作動による空
気量の増加分に見合う判定領域の変更が行なわれたもの
であると共に、アイドル運転時での回転数以下の領域は
空気の体積効率の変化に拘らず、全筒状態を設定するよ
うになっていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、走行時において空調装置が作
動されている場合には、空調装置が作動されていないと
きに用いられるエンジン回転数と空気の体積効率とによ
る全筒／休筒状態設定のためのマップとは別に、空調装
置の作動により増加した空気の体積効率を基に判定領域
を変更したエアコン判定マップにより全筒／休筒状態の
設定が行なわれる。

【００１０】また、本発明によれば、エアコン判定マッ
プは、アイドル運転時、アイドル回転が不安定になる回
転数以下では、全筒状態を設定するようになっている。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図４において、本発明実施例
の詳細を説明する。

【００１２】図１は、本発明実施例による自動車用エン
ジンのシステム構成図であり、同図において、エンジン
１の吸気・排気ポートには、前述した明細書に記載され
たバルブ機構２が設けてあり、このバルブ機構２におけ
る油圧駆動部は後述する制御部によって作動態位を設定
されることにより、全気筒でのバルブ開閉および全気筒
のうちの一部の気筒のみでのバルブ開閉を行なわせて他
の気筒でのバルブ開閉を休止するための作動が行なわれ
るようになっている。一方、制御部(図では、ＥＣＵと
いう表示で示してある)３は、燃料噴射量の設定等のエ
ンジンの燃焼に係わる各種制御を総合的に行なうための
マイクロコンピュータにより主要部を構成されているも
のであり、図示しないインターフェースを介して入力側
には、本実施例に関するものとして、エンジン回転数を
検出する回転数センサとしてのクランク角センサ４、吸
気ポートの上流側に位置してブースト圧を検出するブー
スト圧センサ５および空調装置としてのエアコンディッ
ショナ(図では、符号Ａ／Ｃで示してある)の作動用スイ
ッチ６がそれぞれ接続されており、そして出力側には、
上記バルブ機構２の油圧駆動部が接続されている。

【００１３】この制御部３においては、バルブ開閉に関
して、全筒状態および休筒状態の設定を図２に示すマッ
プにより実行するようになっている。すなわち、図２
は、エンジンの全運転域を対象として、ブースト圧によ
り割り出される空気の堆積効率(Ev)とエンジン回転数(N
e)とに基づく全筒状態および休筒状態の判定マップであ
り、図中、ハッチングで示した範囲が休筒状態を意味し
ている。

【００１４】このマップにおいて、全筒状態と休筒状態
との境界は、エンジン回転数および空気の体積効率から
得られる負荷に応じた出力が得られることを条件に設定
されているものであり、そして、図２において、低回転
域で体積効率が瞬間的に上昇しているのは、全筒状態か
ら休筒状態に切り換える場合に、一旦、回転数を上げて
休筒設定時での急激な回転数の落ち込みを抑えるための
処置である。また、制御部３においては、走行中でのエ
アコンディッショナの作動用スイッチ６の投入がある場
合を対象として、今一つのマップが設定されている。す
なわち、このマップはエアコン判定マップとされてお
り、このマップにおいては、上記作動用スイッチ６がオ
ンされている場合に、エンジン側での負荷が増加するの
に合わせて吸入空気量を増加させる、所謂アイドルスピ
ードコントロールが実行されると、空気量の増加に基づ
いて、図２に示したマップでの全筒／休筒状態を設定す
る領域が狭くなってしまうのを防止するためのものであ
る。そして、このエアコン判定マップは、図３において
符号Ａで示すエアコンディッショナの非作動時での全筒
／休筒状態判定境界に対し、符号Ｂで示すように、エア
コンディッショナの作動時における体積効率の上昇分に
見合う範囲で全筒／休筒状態判定境界を上昇させて休筒
状態の領域を拡大する位置に設定されている。なお、図
３において、エアコンディッショナの非作動時での全筒
／休筒状態判定境界は、図２に示した判定マップから引
用してある。従って、エアコン判定マップにおいては、
アイドル回転を低下させることのないエアコンディッシ
ョナ非作動時での全筒／休筒状態判定境界よりも空気の
体積効率が上昇し、ＩＳＣによりアイドル回転が上昇し
て安定するまでに相当する範囲においても休筒状態を設
定することができるようになっている。なお、図３中、
符号ＣおよびＤで示す線は、図３の縦軸をエンジン出力
とし、横軸を車速とした場合の走行曲線を意味してお
り、符号Ｃで示す走行曲線はエアコン判定マップによる
休筒状態での走行曲線を示し、そして、符号Ｄで示す走
行曲線はエアコン判定マップによらない通常の全筒／休
筒状態判定マップによる休筒状態での走行曲線を示して
いる。この走行曲線の比較から明らかなように、エアコ
ン判定マップにより設定された休筒状態でのエンジン出
力は通常の全筒／休筒状態判定マップにより設定された
休筒状態でのエンジン出力よりも高い値が得られるとと
もに、通常の全筒／休筒状態判定マップにより設定され
た場合よりも長い期間、休筒状態による燃費向上の効果
が維持されていることになる。

【００１５】また、エアコン判定マップは、エアコンデ
ィッショナの作動用スイッチ６がオンしているときに
は、エアコンディッショナの作動による負荷増加に対し
て、アイドル運転時での回転が不安定になったりエンス
トを起こす危険のある回転数以下では、休筒状態を禁止
して全筒状態を設定するようになっている。

【００１６】本実施例は以上のような構成であるから、
制御部３の動作を説明するためのフローチャートにより
作用を説明すると、図４に示すとおりである。すなわ
ち、クランク角センサ４の周期から回転数(Ｎｅ)を計算
により求め、そして、ブースト圧センサ５からの出力と
回転数(Ｎｅ)とにより体積効率を求め、さらに、エアコ
ンディッショナの作動用スイッチ６がオンされているか
を判別する。

【００１７】この判別において、作動用スイッチ６がオ
フの状態にあるときには、図２に示した全筒／休筒状態
判定マップが選択され、そして、作動用スイッチ６がオ
ンしているときには、図３に示したエアコン判定マップ
が選択され、この選択されたマップに対して、全筒／休
筒状態を判定するためのパラメータである現段階での体
積効率と上記各マップにおける体積効率の比較が行なわ
れ、その結果に応じて、休筒状態あるいは全筒状態が判
定され、バルブ機構２に対して、各状態を設定するため
の信号が出力される。また、図３に示したエアコン判定
マップが選択された場合には、現段階でのエンジン回転
数がアイドル回転に相当していると、体積効率に関係な
く全筒状態が設定される。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
の負荷増加につながるエアコンディッショナの作動時と
非作動時とで異なるマップにより全筒／休筒状態の判定
を行なうようにし、作動時には、体積効率が増加するの
に見合う領域までを休筒状態として設定できるようにし
たので、空調装置の作動時においても、休筒状態での運
転を継続させることが可能になり、これによって、空調
装置のオン／オフに拘らず燃費向上を確保することがで
きる。

【００１９】また、本発明によれば、アイドル運転時に
空調装置が作動している場合には、体積効率の変化に拘
らず、全筒状態を設定することにより、エンジン回転の
不安定な状態やエンストの発生を未然に防止することが
でき、これによって、空調装置のオン／オフおよびエン
ジンの運転状態の悪化を来すことなく、燃費向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による自動車用エンジンのシステ
ム構成を説明するためのブロック図である。

【図２】図１に示したシステム構成における制御部に用
いられるマップを説明するための線図である。

【図３】図１に示したシステム構成における制御部に用
いられるエアコン判定マップを説明するための線図であ
る。

【図４】図１に示したシステム構成における制御部の動
作を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ バルブ機構 ３ 制御部 ４ 回転数センサ ５ ブースト圧センサ ６ 空調装置であるエアコンディッショナの作
動用スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−135336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−224432（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−41239（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−178140（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−26741（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−157336（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低速用、高速用のカムプロフィールを設定
   されたバルブ開閉用カムを備え、これらカムに対するロ
   ッカーアーム側での従動状態を切り換えることにより、
   バルブの開閉量およびバルブの休止状態を設定できるバ
   ルブ機構を備えた自動車用エンジンにおいて、 エンジン回転数を検出する回転数センサと、 スロットル開度に応じた気筒内での空気の体積効率を割
   り出すためのブースト圧センサと、 空調装置の作動用スイッチと、 上記回転数センサ、ブースト圧センサおよびアイドルス
   イッチとを入力側に接続され、出力側には、上記バルブ
   機構の駆動部が接続されている制御部とを備え、 上記制御部は、エンジン回転数および空気の体積効率に
   基づく負荷情報によって全気筒を対象としてバルブの開
   閉を行なわせる全筒状態および全気筒のうちの一部の気
   筒のバルブの開閉停止による休筒状態を設定するマップ
   と、このマップとは別に、上記空調装置の作動用スイッ
   チが投入された場合に上記マップにおける全筒状態およ
   び休筒状態判定時よりも体積効率の増加に見合う休筒状
   態の判定を行なえるエアコン判定マップとを備え、全筒
   状態および休筒状態設定のための判別を行なうととも
   に、空調装置が作動されているときには、上記エアコン
   判定マップによる全筒状態および休筒状態設定のための
   判定を行なうことを特徴とする自動車用エンジン。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動車用エンジンにおい
   て、制御部に備えられているエアコン判定マップは、空
   調装置が作動されていないときの全筒状態および休筒状
   態設定のためのマップに対して、アイドルスピードコン
   トローラ機構の作動による空気量の増加分に見合う判定
   領域の変更が行なわれたものであると共に、アイドル運
   転時での回転数以下の領域は空気の体積効率の変化に拘
   らず、全筒状態を設定するようになっている自動車用エ
   ンジン。