JP2684909B2 - 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の開閉量を切
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
用いたエンジンにおいては、例えば、上述した４気筒を
対象としてバルブの開閉を行なう全筒状態から２気筒の
みのバルブ開閉を行なう休筒状態へ切り換える際には、
同じスロットル開度において比較した場合、吸気系での
負圧化傾向に差が生じることが原因して４気筒での吸気
管内圧(ブースト圧)に到達するまでに時間的な遅れが生
じていまい、必要な空気量が得られなくなる。従って、
上記ブースト圧が所定の圧力に達するまでの間に空気量
の不足を来し、これによりエンジンの爆発行程での出力
が落ち込んでしまう場合がある。図５は、全筒状態から
休筒状態への運転モードの切換時期に対するブースト圧
の変化および出力トルクの変化をそれぞれ表したもので
あり、図５において、バルブ機構側での油圧駆動により
全筒状態(４気筒)から休筒状態(２気筒)へ切り換えられ
ると、図５中、実線で示すように、ブースト圧の立上り
が遅くれることに合わせて出力トルク(一点鎖線で示す)
が大きく落ち込むことになる。従って、全筒状態から休
筒状態に運転モードが切り換えられる場合には、出力ト
ルクの落ち込みによりトルクショックが発生してしまう
虞れがあった。

【０００６】そこで、本発明は、上述した従来の休筒シ
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、全筒状態から休筒状態に運転モードが切り換えられ
る過渡期にトルクショックが発生しないようにできる構
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、アイドルスピードコントロール機構と、点
火時期設定装置と、上記回転数センサ、ブースト圧セン
サ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、上記アイドルスピードコントロール機構の駆
動部および上記点火時期設定装置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
ちの一部のバルブの開閉停止による休筒状態を設定する
マップと、上記マップにより選択された全筒状態から休
筒状態への切換時に、切換後の行程数と上記アイドルス
ピードコントロール機構を動作させる時期とこのアイド
ルスピードコントロール機構の動作時期に対応した点火
時期のリタード量とを関連付けたトルク補正マップとを
備え、全筒状態から休筒状態への切換設定が行われた場
合には、アイドルスピードコントロール機構を動作させ
ると共に、アイドルスピードコントロール開始に合わせ
た点火時期のリタード量を設定して点火時期設定装置を
駆動することを特徴としている。

【０００８】また本発明は、トルク補正マップは、アイ
ドルスピードコントロール機構による吸入空気量の増加
修正が開始されてから、空気の体積効率が上昇するのを
切換後の行程数に基づいて設定し、この行程数の増加に
合わせて点火時期のリタード量を大きくされていること
を特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、全筒状態から休筒状態に切り
換えられる場合には、アイドルスピードコントロール機
構による空気量の増加を設定され、この空気量の増加に
よる出力トルクの上昇を点火時期のリタードにより調整
して全筒状態での出力トルクに見合う状態とする。

【００１０】

【実施例】以下、図１乃至図５において、本発明実施例
の詳細を説明する。

【００１１】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、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、クランク角センサ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、アイドルスピードコントロール
機構７の駆動部および点火時期設定装置であるディスト
リビュータ８がそれぞれ接続されている。

【００１２】この制御部３においては、エンジン回転数
４とブースト圧センサ５により得られる空気の体積効率
を基にして図２に示すマップから負荷に応じた全筒／休
筒状態の判定を行なうようになっているとともに、全筒
状態から休筒状態への運転モードの切り換えが設定され
るとき、図３に示すトルク補正マップを用いて出力トル
クの低下を抑えるようになっている。すなわち、図３に
示すトルク補正マップは、全筒状態から休筒状態への切
り換え決定後の行程数を基に、切り換え後にアイドルス
ピードコントロール機構７を駆動することにより吸気系
での吸入空気量を補正すると共に、この補正により増加
した空気量による爆発行程での出力トルクの上昇を切り
換え後の行程数に応じた点火時期のリタード量を設定す
ることにより抑えることを目的として設定されている。
そして、図３(A)に示す点火時期のリタード量は、アイ
ドルスピードコントロール機構７でのアクチュエータの
作動遅れや吸気遅れを勘案して、図３(B)に示すアイド
ルスピードコントロール機構の動作開始時期よりも少し
遅延させた時期(図３(A)中、符号Ｄで示す期間を経た時
期)からリタード量を増加させるようになっている。つ
まり、アイドルスピードコントロール機構７により吸入
空気量が増加していくのに合わせて点火時期の遅延量を
大きく設定するようになっている。

【００１３】本実施例は以上のような構成であるから、
いま、制御部の動作を示すフローチャートにより作用を
説明すると図３に示すとおりである。すなわち、エンジ
ン回転数およびブースト圧による空気の体積効率を基に
した運転モードが休筒状態にあるかを判別し、休筒状態
にないと判断された場合には、現段階でのエンジン回転
数およびブースト圧による空気の体積効率を基に、図２
に示したマップから休筒状態による運転モードを設定で
きる状態にあるかどうかを判別し、休筒状態に移行でき
る状態である場合には、この時点からの行程数をカウン
トするとともに、アイドルスピードコントロール機構７
を動作させて吸入空気量を増加させる。このアイドルス
ピードコントロール機構７の動作開始が行われることに
よる吸入空気量の増量補正は、図５において、アイドル
スピードコントロール機構７における作動遅れ等の要因
により時間的に作動開始時期から遅れた状態で得られ、
この補正による増量にあわせてブースト圧が上昇すると
ともに(図５中、実線および破線で示す状態)、出力トル
クが上昇する(図５中、破線で示す状態)。なお、実線は
本実施例による結果であり、また、破線は、本実施例に
おける点火時期のリタード量を設定しない場合の結果で
ある。つまり、アイドルスピードコントロール機構７で
は、図１に示すように、スロットル弁を跨いだ状態で吸
気路に接続されているバイパスを開放するように開閉弁
の態位が設定され、全開に至るまでの間、徐々にブース
ト圧が上昇していくのに合わせて出力トルクが増加し、
動作遅れを経た後の全開時には、図５中、破線で示すよ
うに出力トルクが大きくなる。そこで、制御部３では、
前述したように、切り換え後の行程数に応じて、図３に
示したトルク補正マップが選択され、点火時期のリター
ド量が割り出されたうえで点火時期設定装置８に信号を
出力し、点火時期設定装置８では、制御部３に入力され
るクランク角センサ７からの信号に基づいて点火時期の
調整が行われるようになっており、この状態は、図５に
おいて、行程数に応じてリタード量が大きく変化してい
る状態で示すとおりである。

【００１４】一方、アイドルスピードコントロール機構
７の動作が開始されてからの行程数は所定数に達してい
るかどうかを判別して点火時期のリタード設定を中止す
る時期を割り出す。この時点では、図５において、アイ
ドルスピードコントロール機構７の作動に応じたブース
ト圧の上昇によって出力トルクが上昇しようとするのを
(図５中、破線で示す状態)、点火時期のリタード設定に
よって抑えることができているので(図５中、実線で示
す状態)、出力の変動には影響しない状態が得られる。

【００１５】なお、図５中、一点鎖線は、アイドルスピ
ードコントロール及び点火時期のリタード量の設定を行
わない通常状態での結果であり、この場合と本実施例の
場合、つまり、アイドルスピードコントロールおよび点
火時期のリタード量設定を行った場合とで比較すると、
ブースト圧の上昇による出力トルクの変化において、通
常状態の場合の方が、トルクの落ち込みが大きいばかり
でなく、復帰に要する時間がかなり長くなっており、こ
の点において、本実施例においては、休筒状態に切り換
えられた際の出力トルクの矯正が短時間に行われている
ことになる。

【００１６】一方、上述したフローチャートにおいて、
点火時期のリタード量の設定を中止した後には出力トル
クの矯正が完了しているので、休筒状態に切り換えるよ
うにバルブ機構２の油圧駆動部に信号が出力される。ま
た、休筒状態への運転モードを切り換えられるた場合に
は、この状態に切り換えられてからの行程数を判別し、
所定行程数に達している場合には、アイドルスピードコ
ントロール機構７の作動を停止する。この場合の所定行
程数は、図５において、アイドルスピードコントロール
の作動が停止されている時期と一致しており、この時期
は、図５に示すように、出力トルクが安定した時期に相
当している。

【００１７】本実施例によれば、休筒状態への切り換え
時に、アイドルスピードコントロールを実行することに
よって、図５において、一点鎖線で示す従来の場合に比
べ、トルクの落ち込みを復帰させるまでの時間を短縮す
ることができ、しかも、休筒状態への切り換え時でのト
ルクの落ち込みに関しても、切り換え判定時にその落ち
込み抑制のための処理を実行する分、従来のものよりも
小さくすることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、全筒状態
から休筒状態に切り換える際に、吸入空気量の変化によ
り出力トルクが低下するのを、アイドルスピードコント
ロールによる空気量の補給により抑えると共に、この空
気量の補給により出力トルクが異常に上昇してしまうの
を、点火時期のリタード量の設定によって抑えるように
したので、全筒状態から休筒状態への切り換え時に出力
トルクが変動するのを防止して、全筒状態と略同じ状態
とした上で休筒状態への切り換えが可能になり、トルク
ショックのない状態で休筒による運転モードへの切り換
えが可能になる。

【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が実
行する制御の方式を説明するための全筒／休筒状態とブ
ースト圧の変化とトルクの変化と点火時期との関係を示
す線図である。

【図３】図１に示したシステム構成における制御部に設
定されているアイドルスピードコントロールの開始時期
と点火時期のリタード量に関するマップを示す線図であ
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。

【図５】図１に示したシステム構成における制御部に設
定されているトルク補正マップから得られるブースト圧
の変化および点火時期のリタード量の設定に対する出力
トルクの変化を従来のものの場合と比較した結果を表す
線図である。

【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 ７ アイドルスピードコントロール機構 ８ ディストリビュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細野 清隆 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−180135（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−265444（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−41639（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−169443（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、 アイドルスピードコントロール機構と、 点火時期設定装置と、 クランク角センサと、 上記回転数センサ、ブースト圧センサおよびクランク角
   センサ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、上記アイドルスピードコントロール機構の
   駆動部および上記点火時期設定装置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バ
   ルブの開閉停止による休筒状態を設定するマップと、上
   記マップにより選択された全筒状態から休筒状態への切
   換時に、切換後の行程数と上記アイドルスピードコント
   ロール機構を動作させる時期とこのアイドルスピードコ
   ントロール機構の動作時期に対応した点火時期のリター
   ド量とを関連付けたトルク補正マップとを備え、全筒状
   態から休筒状態への切換設定が行われた場合には、アイ
   ドルスピードコントロール機構を動作させると共に、ア
   イドルスピードコントロール開始に合わせた点火時期の
   リタード量を設定して点火時期設定装置を駆動すること
   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、トルク補正マップは、アイドルスピードコントロー
   ル機構による吸入空気量の増加修正が開始されてから、
   空気の体積効率が上昇するのを切換後の行程数に基づい
   て設定し、この行程数の増加に合わせて点火時期のリタ
   ード量を大きくされている自動車用エンジン。