JP4501730B2 - Variable cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は多気筒内燃機関における気筒を複数の気筒群に分割し、運転状態に応じて、一部の気筒群を休止する部分気筒運転と、全ての気筒群を稼動させる全気筒運転とを切換える可変気筒内燃機関に関する。 The present invention divides a cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine into a plurality of cylinder groups, and switches between a partial cylinder operation in which some cylinder groups are deactivated and an all cylinder operation in which all cylinder groups are operated according to the operating state. The present invention relates to a variable cylinder internal combustion engine.
従来から、多気筒内燃機関では、アイドル時や減速時等、多くの機関出力を必要としない運転状態においては、燃料の消費量を低減するために、一部の気筒への燃料噴射を停止して休止する部分気筒運転が行われている(例えば、特許文献1参照。)。特にV型多気筒内燃機関においては、バンク毎に気筒の休止、稼動が制御されるものが知られている。 Conventionally, in a multi-cylinder internal combustion engine, fuel injection to some cylinders has been stopped in order to reduce fuel consumption in operating conditions that do not require much engine power, such as during idling or deceleration. Thus, partial cylinder operation is performed in which the engine is stopped (see, for example, Patent Document 1). In particular, in a V-type multi-cylinder internal combustion engine, it is known that cylinder deactivation and operation are controlled for each bank.
また、内燃機関における排気通路上に、排気ガスによって駆動される排気タービン駆動式過給機 (ターボチャージャー、以下、「遠心過給機 」という。)を備えた内燃機関が知られている(例えば、特許文献2参照。)。この遠心過給機 は、気筒内から排出される排気ガスのエネルギーを利用してタービンを回し、タービンと同じ回転軸に取り付けられているコンプレッサによって空気を圧縮し、圧縮した空気を気筒内に送り込む装置である。 Further, an internal combustion engine having an exhaust turbine driven supercharger (turbocharger, hereinafter referred to as “centrifugal supercharger”) driven by exhaust gas on an exhaust passage in the internal combustion engine is known (for example, , See Patent Document 2). This centrifugal supercharger uses the energy of exhaust gas discharged from the cylinder to rotate the turbine, compresses the air by a compressor attached to the same rotating shaft as the turbine, and feeds the compressed air into the cylinder. Device.
上記のような技術を組み合わせた内燃機関において、部分気筒運転が行われている状態から前記内燃機関が加速された場合、部分気筒運転が解除されて全てのバンクに属する気筒が稼動する過程において、それまで休止していたバンクに対して設けられた過給機の回転数が低いために、内燃機関全体としての機関出力が円滑に上昇せず、機関出力に段差が生じる場合があった。その結果、良好な加速性能を得ることが困難となる場合があった。
本発明の目的とするところは、可変気筒内燃機関が、部分気筒運転が行われている状態において加速された場合に、部分気筒運転から全気筒運転へと移行する過程において、機関出力を円滑に上昇させることを可能とする技術を提供することである。 The object of the present invention is to provide smooth engine output in the process of shifting from partial cylinder operation to full cylinder operation when the variable cylinder internal combustion engine is accelerated in a state where partial cylinder operation is performed. It is to provide a technology that can be raised.
上記目的を達成するための本発明は、可変気筒内燃機関が、部分気筒運転が行われている状態から加速された場合に、部分気筒運転から全気筒運転へと移行する前に、部分気筒運転において稼動している気筒群の排気の一部を休止している気筒群の排気通路に流入させ、該排気によって、休止している気筒群の過給機を駆動することを最大の特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, when a variable cylinder internal combustion engine is accelerated from a state in which partial cylinder operation is performed, partial cylinder operation is performed before transition from partial cylinder operation to full cylinder operation. The main feature is that a part of the exhaust of the cylinder group that is operating in the engine is caused to flow into the exhaust passage of the cylinder group that is inactive and the turbocharger of the cylinder group that is inactive is driven by the exhaust. .
より詳しくは、内燃機関における複数の気筒を二以上の気筒群に分割し、該内燃機関の運転状態によって、一部の気筒群に属する気筒の燃料噴射を停止する部分気筒運転と、全ての気筒群に属する気筒の燃料噴射を行う全気筒運転とが切換えられる可変気筒内燃機関であって、
前記気筒群毎に設けられるとともに、前記各気筒群からの排気によって駆動される過給機と、
前記気筒群毎に設けられるとともに、前記過給機のタービンが設けられた排気通路と、
前記排気通路同士を前記タービンの上流側において連通する連通路と、
前記連通路に設けられ、前記部分気筒運転において燃料噴射が行われている気筒群から前記部分気筒運転において燃料噴射が停止している気筒群の排気通路へ前記連通路を通じて流入する排気の流通量を制御する弁である流通量制御手段と、
を備え、
前記部分気筒運転中において前記内燃機関が加速されることにより、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に切換えられる場合には、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に切換えられる前に、前記流通量制御手段によって前記連通路における前記排気の流通量が増加されることを特徴とする。
More specifically, a plurality of cylinders in the internal combustion engine are divided into two or more cylinder groups, and the partial cylinder operation for stopping fuel injection of the cylinders belonging to some cylinder groups according to the operation state of the internal combustion engine, and all the cylinders A variable-cylinder internal combustion engine that can be switched between all-cylinder operation for injecting fuel in cylinders belonging to a group,
A turbocharger provided for each cylinder group and driven by exhaust from each cylinder group;
An exhaust passage provided for each cylinder group and provided with a turbine of the supercharger;
A communication passage communicating the exhaust passages on the upstream side of the turbine;
A flow amount of exhaust gas that is provided in the communication passage and flows into the exhaust passage of the cylinder group in which fuel injection is stopped in the partial cylinder operation from the cylinder group in which fuel injection is performed in the partial cylinder operation through the communication passage A flow rate control means which is a valve for controlling
With
When the internal combustion engine is accelerated during the partial cylinder operation to switch from the partial cylinder operation to the full cylinder operation, the flow rate is changed before the partial cylinder operation is switched to the full cylinder operation. The flow rate of the exhaust gas in the communication path is increased by the control means.
すなわち、本発明に係る可変気筒内燃機関においては、気筒群毎に排気通路及び過給機が設けられるとともに、各気筒群の排気通路における前記過給機のタービンの上流側が、連通路によって連通されている。そして、前記連通路には流通量制御手段が設けられ、該連通路を流通する排気の量が制御可能となっている。本発明においては、この可変気筒内燃機関が、部分気筒運転が行われている状態から加速され全気筒運転に移行する場合には、部分気筒運転から全気筒運転に移行する前に、前記連通路を流通する排気の流通量が増加される。 That is, in the variable cylinder internal combustion engine according to the present invention, an exhaust passage and a supercharger are provided for each cylinder group, and the upstream side of the turbine of the supercharger in the exhaust passage of each cylinder group is communicated by a communication passage. ing. The communication path is provided with a flow rate control means so that the amount of exhaust gas flowing through the communication path can be controlled. In the present invention, when the variable cylinder internal combustion engine is accelerated from the state where the partial cylinder operation is performed and shifts to the full cylinder operation, the communication path is changed before the shift from the partial cylinder operation to the full cylinder operation. The flow rate of exhaust gas flowing through is increased.
そうすることにより、部分気筒運転において稼動している気筒群の排気を、部分気筒運転において休止している気筒群の排気通路に流入させ、該休止している気筒群の過給機を予め駆動させておく。 By doing so, the exhaust of the cylinder group that is operating in the partial cylinder operation is caused to flow into the exhaust passage of the cylinder group that is deactivated in the partial cylinder operation, and the turbocharger of the deactivated cylinder group is driven in advance. Let me.
こうすれば、部分気筒運転から全気筒運転に移行することにより、休止している気筒群に属する気筒の稼動が再開される際には、該気筒群に対して設けられた過給機の回転数を予め上昇させておくことができ、前記内燃機関全体の機関出力をより円滑に上昇させることができる。その結果、より良好な加速性能を得ることができる。 In this way, when the operation of the cylinder belonging to the deactivated cylinder group is resumed by shifting from the partial cylinder operation to the full cylinder operation, the rotation of the turbocharger provided for the cylinder group is resumed. The number can be increased in advance, and the engine output of the entire internal combustion engine can be increased more smoothly. As a result, better acceleration performance can be obtained.
ここで、前記連通路における前記排気の流通量を制御する流通量制御手段としては、前記連通路に設けられ、前記連通路を閉鎖または開通させ、あるいは開度の変更が可能な制御弁やシャッターなどを例示することができる。 Here, as the flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust gas in the communication path, a control valve or shutter provided in the communication path, which can close or open the communication path or change the opening degree. Etc. can be illustrated.
また、本発明においては、前記気筒群毎に設けられるとともに、該気筒群の前記過給機のコンプレッサが設けられた吸気通路と、
前記部分気筒運転中において燃料噴射が停止する気筒群の吸気通路における、前記コンプレッサより下流側に一端が接続されるとともに、該吸気通路を流通する吸気を該吸気通路から流出させる吸気流出路と、
前記吸気流出路に設けられ、前記部分気筒運転において燃料噴射が停止している気筒群の吸気通路から該吸気流出路を通じて流出する前記吸気の流通量を制御する弁である第2流通量制御手段と、
をさらに備え、
前記流通量制御手段が開弁して前記連通路における前記排気の流通量が増加されている期間は、前記第2流通量制御手段が開弁することによって前記吸気流出路における前記吸気の流通量が増加されるようにしてもよい。
Further, in the present invention, an intake passage provided for each cylinder group and provided with a compressor of the supercharger of the cylinder group;
One end of the intake passage of the cylinder group in which fuel injection stops during the partial cylinder operation is connected to the downstream side of the compressor, and an intake outflow passage that causes the intake air flowing through the intake passage to flow out of the intake passage;
Second flow rate control means that is provided in the intake outflow passage and is a valve that controls the flow amount of the intake air flowing out from the intake passage of the cylinder group in which fuel injection is stopped in the partial cylinder operation through the intake outflow passage. When,
Further comprising
During the period when the flow rate control means is open and the flow rate of the exhaust gas in the communication passage is increased, the flow rate of the intake air in the intake flow path is opened by the second flow rate control means. May be increased.
前述のように、本発明においては、部分気筒運転から全気筒運転に移行する場合、前記連通路を流通する排気の流通量を増加させることにより、部分気筒運転において稼動している気筒群における排気が、休止していた気筒群に対して設けられた過給機の回転数を上昇させる。この場合、過給機の回転数が上昇し始める時点では、前記休止していた気筒群に属する気筒は稼動していないので、前記過給機の回転数の上昇によって過給された吸気が、前記吸気していた気筒群に属する気筒に導入されない場合がある。この場合、前記過給機によって過給された吸気が行き場を失うので、吸気通路における背圧が上昇し、前記過給機の回転数の上昇を阻害するおそれがある。 As described above, in the present invention, when shifting from the partial cylinder operation to the full cylinder operation, the exhaust amount in the cylinder group operating in the partial cylinder operation is increased by increasing the flow amount of the exhaust gas flowing through the communication path. However, the rotational speed of the supercharger provided for the cylinder group that has been stopped is increased. In this case, when the rotation speed of the supercharger starts to increase, the cylinders belonging to the cylinder group that has been stopped are not operating, so the intake air supercharged by the increase in the rotation speed of the supercharger is In some cases, the cylinder is not introduced into a cylinder belonging to the cylinder group that has been inhaling. In this case, since the intake air supercharged by the supercharger loses its place to go, the back pressure in the intake passage increases, which may hinder the increase in the rotational speed of the supercharger.
そこで、本発明においては、部分気筒運転において休止していた気筒群における吸気通路の、前記過給機のコンプレッサの下流側に吸気流出路を設け、前記過給機の回転数が上昇した際には、第2流通量制御手段が該吸気流出路を流通する吸気の量を増加させることにより、前記過給機によって過給された吸気を該吸気通路から逃がすことにした。 Therefore, in the present invention, when an intake air outflow passage is provided on the downstream side of the compressor of the supercharger of the intake passage in the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation, when the rotational speed of the supercharger increases. The second circulation amount control means increases the amount of intake air flowing through the intake outlet passage, thereby allowing the intake air supercharged by the supercharger to escape from the intake passage.
そうすれば、吸気通路における背圧の上昇を抑制することができ、前記過給機の回転数の上昇が阻害されることを抑制できる。その結果、部分気筒運転において休止していた気筒群に対して設けられた過給機の回転数を、より確実に上昇させることができる。なお、第2流通量制御手段としては、前記吸気流出路に設けられ、前記吸気流出路を閉鎖または開通させ、あるいは開度の変更が可能な制御弁やシャッターなどを例示することができる。 If it does so, the raise of the back pressure in an intake passage can be suppressed, and it can suppress that the raise of the rotation speed of the said supercharger is inhibited. As a result, the rotational speed of the supercharger provided for the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation can be more reliably increased. Examples of the second flow rate control means include a control valve and a shutter that are provided in the intake outflow passage and can close or open the intake outflow passage or change the opening degree.
ここで、前記吸気流出路は、部分気筒運転において稼動している気筒群の吸気通路に接続されるようにしてもよい。そうすれば、部分気筒運転において休止していた気筒群に対して設けられた過給機の回転数が上昇することによって過給された吸気は、第2流通量制御手段が該吸気流出路を流通する吸気の量を増加させることにより、稼動している気筒群の吸気通路に流入され、該稼動している気筒群に属する気筒を介して排出される。その結果、部分気筒運転において休止していた気筒群の吸気通路における背圧の上昇を抑制することができ、部分気筒運転において休止していた気筒群に対して設けられた過給機の回転数の上昇が阻害されることを良好に抑制することができる。 Here, the intake outflow passage may be connected to an intake passage of a cylinder group operating in the partial cylinder operation. By doing so, the second flow rate control means causes the second flow rate control means to pass through the intake outflow passage when the rotation speed of the supercharger provided for the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation increases. By increasing the amount of intake air flowing, it is introduced into the intake passage of the operating cylinder group and discharged through the cylinders belonging to the operating cylinder group. As a result, it is possible to suppress an increase in the back pressure in the intake passage of the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation, and the rotational speed of the supercharger provided for the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation. It is possible to satisfactorily suppress the inhibition of the increase of
また、前記吸気流出路は、前記吸気通路と接続されていない方の端部において、大気に開放されるようにしてもよい。そうすれば、部分気筒運転において休止していた気筒群に対して設けられた過給機の回転数が上昇することによって過給された吸気は、第2流通量制御手段が該吸気流出路を流通する吸気の量を増加させることにより、大気に放出される。このことによっても、部分気筒運転において休止していた気筒群に対して設けられた過給機の回転数の上昇が阻害されることを良好に抑制することができる。 Further, the intake outflow passage may be opened to the atmosphere at an end portion that is not connected to the intake passage. By doing so, the second flow rate control means causes the second flow rate control means to pass through the intake outflow passage when the rotation speed of the supercharger provided for the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation increases. By increasing the amount of intake air that circulates, it is released into the atmosphere. Also by this, it is possible to satisfactorily inhibit the increase in the rotational speed of the supercharger provided for the cylinder group that has been stopped in the partial cylinder operation.
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。 The means for solving the problems in the present invention can be used in combination as much as possible.
本発明にあっては、可変気筒内燃機関が、部分気筒運転が行われている状態において加速された場合に、部分気筒運転から全気筒運転へと移行する過程において、機関出力を円滑に上昇させることができる。 In the present invention, when the variable cylinder internal combustion engine is accelerated in a state where the partial cylinder operation is performed, the engine output is smoothly increased in the process of shifting from the partial cylinder operation to the full cylinder operation. be able to.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る可変気筒内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す可変気筒内燃機関1(以下、単に「内燃機関1」という。)は、いわゆるV型8気筒内燃機関であって、2つのバンク10及び20を備えている。バンク10には、4つの気筒2a〜2dが設けられており、バンク20には、4つの気筒12a〜12dが設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a variable cylinder internal combustion engine according to the present embodiment. A variable cylinder internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 (hereinafter simply referred to as “internal combustion engine 1”) is a so-called V-type 8-cylinder internal combustion engine, and includes two
内燃機関1の2つのバンク10及び20にはバンク毎に設けられた吸気枝管3及び13が接続されており、この吸気枝管3及び13の各枝管は、各気筒2a〜2d及び12a〜12dの燃焼室と図示しない吸気ポートを介して接続されている。この吸気枝管3及び13は、上流側において吸気管4及び14と接続され、吸気管4及び14には、やはりバン
ク毎に設けられた遠心過給機(ターボチャージャ)11及び21のコンプレッサ11a及び21aが取り付けられている。さらに、吸気管4及び14における吸気枝管3及び13の直上流に位置する部位には、吸気管4及び14内を流れてバンク10及び20に導入される吸気の量を調節する吸気絞り弁7及び17が設けられている。
The two
一方、バンク10及び20には、バンク毎に設けられた排気枝管5及び15が接続され、排気枝管5及び15の各枝管が各気筒2a〜2d及び12a〜12dの燃焼室と図示しない排気ポートを介して接続されている。この排気枝管5及び15は、下流側において排気管6及び16に接続されており、排気管6及び16には、やはりバンク毎に設けられた遠心過給機11及び21のタービン11b及び21bが取り付けられている。また、排気管6及び16は、下流にて図示しないマフラーに接続されている。
On the other hand, the
また、排気管6におけるタービン11bの上流部分と、排気管16におけるタービン21bの上流部分とは、連通管30によって連通されている。そして、連通管30には、連通管30を流通する排気ガス量を制御する制御弁32が備えられている。一方、吸気管4におけるコンプレッサ11aの下流部分と、吸気管14におけるコンプレッサ21aの下流部分とは、第2連通管31によって連通されている。そして、第2連通管31には、第2連通管31を流通する吸気量を制御する第2制御弁33が備えられている。ここで、制御弁32は、本実施例における流通量制御手段に相当し、第2制御弁33は第2流通量制御手段に相当する。また、連通管30は、本実施例における連通路に相当する。さらに、第2連通管31は、本実施例における吸気流出路に相当する。
Further, the upstream portion of the
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)40が併設されている。このECU40は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。ECU40には、バンク10及び20に属する各気筒2a〜2d及び12a〜12dにおける図示しない燃料噴射弁や点火栓の他、吸気絞り弁7及び17が電気配線を介して接続されている。そして、ECU40の指令によって、各気筒2a〜2d及び12a〜12dにおける燃料供給及び点火の有無の他、バンク10及び20に導入される吸気の量が制御される。さらに、ECU40には、制御弁32及び第2制御弁33が接続されており、ECU40の指令によって、連通管30を流通する排気の量及び第2連通管31を流通する吸気の量が制御される。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 40 for controlling the internal combustion engine 1. The
また、ECU40には、CPU、ROM、RAM等が備えられており、ROMには、内燃機関1の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。ECU40のROMに記憶されているプログラムの例としては、内燃機関1の運転状態に応じて、部分気筒運転と全気筒運転とを切換えるためのルーチン(説明は省略)や、後述する本実施例における制御弁開度変更ルーチンなどを挙げることができる。
The
本実施例における内燃機関1は、運転状態が所定の低負荷運転状態に属するなど、部分気筒運転条件が成立することをECU40が検出した時にはバンク10に属する気筒2a〜2d及び、バンク20に属する気筒12a〜12dのうちの例えばバンク10に属する気筒2a〜2dを休止させて部分気筒運転を行う。具体的には、休止させるバンク10に属する気筒2a〜2dにおける燃料噴射弁からの燃料噴射及び、吸排気弁の動作を停止する。一方、運転状態が前述の低負荷運転状態から外れるなど、部分気筒運転条件が成立しなくなった場合には、気筒2a〜2dにおける燃料噴射弁からの燃料噴射及び、吸排気弁の動作を再開し、部分気筒運転を解除し、全気筒運転を開始する。
The internal combustion engine 1 in this embodiment belongs to the
ここで、所定の低負荷運転状態とは、片側のバンクに属する気筒が稼動するだけで要求負荷を充分に満たすことができると判断される運転状態の領域であり、予め実験的に設定
されるものである。また、今後、部分気筒運転においては、バンク10に属する気筒2a〜2dを休止する前提で説明を進めるが、バンク20に属する気筒12a〜12dを休止してもよいことは言うまでもない。
Here, the predetermined low load operating state is an operating state region in which it is determined that the required load can be sufficiently satisfied only by operating the cylinder belonging to one bank, and is set experimentally in advance. Is. Further, in the future, in the partial cylinder operation, the description will be made on the assumption that the
次に、内燃機関1が、バンク10に属する気筒2a〜2dを休止することにより部分気筒運転を行っている状態において加速され、部分気筒運転から全気筒運転に移行する場合について説明する。この場合、まず、図示しないアクセルが踏み込まれることにより、バンク20に属する気筒12a〜12dから排出される排気の量及び排気圧が上昇する。すると、遠心過給機21の回転数が上昇し、バンク20に属する気筒12a〜12dへの吸気が過給される。その後、部分気筒運転から全気筒運転に移行することにより、バンク10に属する気筒2a〜2dにおける燃料噴射及び吸排気弁の動作が再開される。その結果、遠心過給機11の回転数が上昇し始め、バンク10に属する気筒2a〜2dに導入される吸気の過給が開始される。
Next, a case will be described in which the internal combustion engine 1 is accelerated in a state where partial cylinder operation is performed by deactivating the
この場合において、バンク10が稼動を再開した当初は、部分気筒運転が解除された時点における遠心過給機11の回転数が低いためにバンク10に属する気筒2a〜2dに導入される吸気を充分に過給できず、内燃機関1全体としての機関出力の上昇に段差が生じる場合があった。その結果、機関出力を円滑に上昇させることができず、充分な加速性能を得ることが困難となる場合があった。
In this case, when the
そこで、本実施例においては、内燃機関1に加速要求がされることにより、部分気筒運転から全気筒運転に移行する場合には、部分気筒運転において休止していたバンク10の稼動が再開される前に、遠心過給機11の回転数を上昇させておき、バンク10の稼動が再開された当初に、バンク10に属する気筒2a〜2dへの吸気を充分に過給できるようにした。
Therefore, in the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is requested to accelerate, when the partial cylinder operation is shifted to the full cylinder operation, the operation of the
具体的には、部分気筒運転の実施中は、制御弁32及び、第2制御弁33を閉弁状態としておき、部分気筒運転の実施中にアクセルが踏み込まれることによって要求された加速度が所定の基準加速度以上である場合には、制御弁32及び、制御弁33を開弁することとした。
Specifically, the
すなわち、内燃機関1に基準加速度以上の加速要求がされた場合は、内燃機関1の運転状態が所定の低負荷状態から外れ、部分気筒運転から全気筒運転に移行すると予測されるため、前もって制御弁32を開弁することにより、バンク20に属する気筒12a〜12dからの排気の一部を排気管6に導入し、タービン11bを駆動する。このことにより、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開される前に、遠心過給機10の回転数を上昇させておくことができ、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開された当初から、バンク10に属する気筒2a〜2dに導入される吸気を充分に過給することができる。その結果、内燃機関1全体としての機関出力を円滑に上昇させることができ、良好な加速性能を得ることができる。
That is, when the internal combustion engine 1 is requested to accelerate beyond the reference acceleration, it is predicted that the operation state of the internal combustion engine 1 will deviate from a predetermined low load state and shift from partial cylinder operation to full cylinder operation. By opening the
また、その際、第2制御弁33を開弁することにより、過給機11によって過給された吸気を第2連通管31を介して吸気管14に導入する。そうすることにより、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開される前に、コンプレッサ11aによって過給された吸気が気筒2a〜2dに導入されずに吸気管4における背圧が上昇することを抑制でき、遠心過給機11の回転数の上昇が阻害されることを抑制できる。
At that time, the
図2には、本実施例における制御弁開度変更ルーチンを示す。本ルーチンは、ECU40内のROMに記憶されたプログラムであって、内燃機関1の稼動中において所定期間毎に実行されるルーチンである。
FIG. 2 shows a control valve opening changing routine in the present embodiment. This routine is a program stored in the ROM in the
本ルーチンが実行されると、まずS101において、内燃機関1が部分気筒運転中かどうかが判定される。具体的には、バンク10に属する気筒2a〜2dにおける燃料噴射弁の動作信号を検出することによって判定してもよいし、図示しないアクセルポジションセンサ及びクランクポジションセンサの出力によって内燃機関1の機関負荷及び機関回転数を検出し、内燃機関1の運転状態が所定の低負荷運転状態に属するかどうかによって判断してもよい。
When this routine is executed, first, in S101, it is determined whether or not the internal combustion engine 1 is in partial cylinder operation. Specifically, the determination may be made by detecting the operation signals of the fuel injection valves in the
ここで、内燃機関1が部分気筒運転中ではないと判定された場合には、内燃機関1は全気筒運転中であり、制御弁32及び第2制御弁33を開弁する必要はないと判断されるのでS106に進む。この場合は、S106において、制御弁32及び第2制御弁33を閉弁しまたは、閉弁した状態を継続した上で、本ルーチンを終了する。すなわち全気筒運転中は、制御弁32及び第2制御弁33は閉弁された状態となる。一方、S101において、内燃機関1が部分気筒運転中であると判定された場合には、S102に進む。
Here, when it is determined that the internal combustion engine 1 is not in partial cylinder operation, it is determined that the internal combustion engine 1 is in full cylinder operation and it is not necessary to open the
S102においては、アクセルポジションセンサの出力から、内燃機関1におけるアクセル踏み込み量を検出する。S101において、部分気筒運転中かどうかの判断に、アクセルポジションセンサの出力信号を用いた場合には、その際に検出された値をRAMから読み出すことにより検出してもよい。S102の処理が終了するとS103に進む。 In S102, the accelerator depression amount in the internal combustion engine 1 is detected from the output of the accelerator position sensor. In S101, when the output signal of the accelerator position sensor is used to determine whether or not the partial cylinder is operating, the value detected at that time may be detected by reading it from the RAM. When the process of S102 ends, the process proceeds to S103.
S103においては、S102において検出されたアクセル踏み込み量から、内燃機関1に要求されている加速度が基準加速度以上かどうかが判定される。ここで、基準加速度とは、部分気筒運転中において内燃機関1にこれ以上の加速が要求された場合、近い将来に部分気筒運転から全気筒運転に移行すると判断される閾値としての加速度であり、予め実験的に求められる。 In S103, it is determined from the accelerator depression amount detected in S102 whether or not the acceleration required for the internal combustion engine 1 is greater than or equal to a reference acceleration. Here, the reference acceleration is an acceleration as a threshold value that is determined to shift from the partial cylinder operation to the full cylinder operation in the near future when the internal combustion engine 1 is requested to accelerate further during the partial cylinder operation. It is obtained experimentally in advance.
S103において、内燃機関1に要求されている加速度が基準加速度以上であると判定された場合には、近い将来に部分気筒運転から全気筒運転に移行し、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開されると判断されるのでS104に進む。一方、内燃機関1に要求されている加速度が基準加速度より小さいと判定された場合には当面、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動は再開されないと判断されるので、S105に進む。
If it is determined in S103 that the acceleration required for the internal combustion engine 1 is greater than or equal to the reference acceleration, the operation shifts from the partial cylinder operation to the full cylinder operation in the near future, and the
S104においては、制御弁32及び第2制御弁33が開弁される。そうすると、アクセルが踏み込まれたことにより既に加速状態にあるバンク20の排気の一部を排気管6に導入することができ、その排気により遠心過給機11のタービン11bを駆動することができる。同時に、コンプレッサ11aによって過給されたバンク10に属する気筒2a〜2dに導入されるべき吸気をバンク20に属する気筒12a〜12dに導入することができる。
In S104, the
その結果、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開される前に過給機11の回転数を充分に上昇させることができ、内燃機関1全体としての機関出力を円滑に上昇させることができる。
As a result, the rotational speed of the
S105においては、制御弁32及び第2制御弁33を閉弁させまたは、閉弁状態を継続させる。この場合は、過給機21の回転数の上昇及びバンク20に属する気筒12a〜12dにおける出力の上昇により、加速要求に対応することになる。S104またはS105の処理が終了すると本ルーチンを終了する。
In S105, the
以上、説明したように、本実施例においては、部分気筒運転中において内燃機関1に要求される加速度が基準加速度より小さい場合には、部分気筒運転が継続されるとともに、
制御弁32及び第2制御弁33が閉弁される。この場合は、過給機21の回転数の上昇及びバンク20に属する気筒12a〜12dにおける出力の上昇によって加速要求に対応する。これに対し、部分気筒運転中において内燃機関1に要求される加速度が基準加速度以上である場合には、制御弁32及び第2制御弁33が開弁される。この場合は、まず過給機11の回転数が上昇し、その上でバンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開される。
As described above, in the present embodiment, when the acceleration required for the internal combustion engine 1 during the partial cylinder operation is smaller than the reference acceleration, the partial cylinder operation is continued,
The
こうすれば、内燃機関1に加速要求がされることにより、部分気筒運転から全気筒運転に移行する場合にも、内燃機関1全体としての機関出力を円滑に上昇させることができ、良好な加速性能を得ることができる。 By so doing, when the internal combustion engine 1 is requested to accelerate, the engine output of the internal combustion engine 1 as a whole can be increased smoothly even when shifting from partial cylinder operation to full cylinder operation, and good acceleration is achieved. Performance can be obtained.
なお、本実施例における制御弁開度変更ルーチンでは、要求される加速度が基準化速度以上かどうかによって、制御弁32及び第2制御弁33を開弁するかどうかを決定したが、制御弁32及び第2制御弁33を開弁するかどうかを決定する判断基準はこれに限られない。例えば、内燃機関1の運転状態が、所定の低負荷運転状態と、それ以外の運転状態との境界領域となった場合など、近い将来に部分気筒運転から全気筒運転に移行することが予想される判断基準であればよい。
In the control valve opening change routine in the present embodiment, whether to open the
ここで、本実施例において、制御弁32及び第2制御弁33を開弁する際には、それぞれの制御弁を全開させてもよいし、そうでなくてもよい。例えば、制御弁32及び第2制御弁33の最終的な開度は、要求加速度に応じて変更してもよい。また、最終的な開度に到るまでの開弁速度を、加速が開始してからバンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開されるまでの時間に応じて変更してもよい。そうすることにより内燃機関1全体としての機関出力をより円滑に上昇させることができる。
Here, in this embodiment, when the
次に、本実施例において、部分気筒運転から全気筒運転に移行される前に遠心過給機11の回転数を上昇させた場合に、コンプレッサ11aにより過給された吸気を、第2連通管31及び吸気管14を介してバンク20に属する気筒12a〜12dに導入するのではなく、大気に放出させる態様について説明する。この態様に係る内燃機関1の概略図を図3に示す。図3においては、吸気管4及び14は、第2連通管31によって連通されていない。その代わりに、吸気管4のコンプレッサ11aの下流部分には、コンプレッサ11aの回転によって過給された吸気を大気に放出するための放出管34が接続されている。さらに、放出管34には、放出管34における吸気の流通量を制御する第3制御弁35が備えられている。
Next, in this embodiment, when the rotational speed of the
本態様においては、部分気筒運転中に内燃機関1に要求された加速度が基準加速度以上であると判定された場合には、制御弁32及び第3制御弁35が開弁される。そうすることにより、バンク20に属する気筒12a〜12dからの排気の一部が排気管6に導入され、タービン11bを駆動させるとともに、コンプレッサ11aにより過給された吸気を大気に放出することができる。
In this aspect, when it is determined that the acceleration required for the internal combustion engine 1 is greater than or equal to the reference acceleration during partial cylinder operation, the
そのことによっても、コンプレッサ11aの下流側の吸気通路4における背圧の上昇を抑制することができる。その結果、部分気筒運転から全気筒運転への移行において、バンク10に属する気筒2a〜2dの稼動が再開される前に遠心過給機11の回転数を充分に上昇させることができ、内燃機関1全体としての機関出力を円滑に上昇させることができる。なお本態様においては、放出管34は吸気流出路に相当し、第3制御弁35は第2流通量制御手段に相当する。
This also can suppress an increase in back pressure in the intake passage 4 on the downstream side of the
さらに、本実施例においては、連通管30及び制御弁32の代用として、または、連通管30及び制御弁32に加えて、遠心過給機21のタービン21bにおける排気圧を制限
するウェストゲートバルブ及び、ウェストゲートバルブによって排気管16から逃がされた排気を排気管6に戻す図示しない第3連通管を備えるような態様をとってもよい。こうすることにより、部分気筒運転の実施中において、遠心過給機21のタービン21bにおける排気圧が所定圧力以上となった場合に、ウェストゲートバルブが開弁することにより、排気管16を流通する排気の一部を、第3連通管を介して排気管6に導入することができる。ここで所定圧力とは、排気圧がこれ以上となった場合には、遠心過給機21のタービン21bが損傷する危険性が生じる閾値としての排気圧であり、予め実験的に求められる。
Further, in this embodiment, as a substitute for the
そうすれば、ウェストゲートバルブが開弁することにより本来外部に放出されるべき排気によって遠心過給機11のタービン11bを駆動することができ、エネルギーの有効利用を図ることができる。また、部分気筒運転において、ウェストゲートバルブが開弁するほど排気圧が上昇するような急激な加速が要求された場合に、休止しているバンク10における遠心過給機11の回転数を自動的に上昇させることができる。
If it does so, the
1・・・可変気筒内燃機関
2a、2b、2c、2d・・・気筒
3、13・・・吸気枝管
4、14・・・吸気管
5、15・・・排気枝管
6、16・・・排気管
7、17・・・吸気絞り弁
10、20・・・バンク
11,21・・・遠心過給機
11a、21a・・・コンプレッサ
11b、21b・・・タービン
12a、12b、12c、12d・・・気筒
30・・・連通管
31・・・第2連通管
32・・・制御弁
33・・・第2制御弁
34・・・放出管
35・・・第3制御弁
40・・・ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable cylinder
Claims (4)
前記気筒群毎に設けられるとともに、前記各気筒群からの排気によって駆動される過給機と、
前記気筒群毎に設けられるとともに、前記過給機のタービンが設けられた排気通路と、
前記排気通路同士を前記タービンの上流側において連通する連通路と、
前記連通路に設けられ、前記部分気筒運転において燃料噴射が行われている気筒群から前記部分気筒運転において燃料噴射が停止している気筒群の排気通路へ前記連通路を通じて流入する排気の流通量を制御する弁である流通量制御手段と、
を備え、
前記部分気筒運転中において前記内燃機関が加速されることにより、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に切換えられる場合には、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に切換えられる前に、前記流通量制御手段によって前記連通路における前記排気の流通量が増加されることを特徴とする可変気筒内燃機関。 Partial cylinder operation in which a plurality of cylinders in an internal combustion engine are divided into two or more cylinder groups, and fuel injection of cylinders belonging to some cylinder groups is stopped according to the operating state of the internal combustion engine, and cylinders belonging to all cylinder groups A variable-cylinder internal combustion engine that can be switched to all-cylinder operation that performs fuel injection of
A turbocharger provided for each cylinder group and driven by exhaust from each cylinder group;
An exhaust passage provided for each cylinder group and provided with a turbine of the supercharger;
A communication passage communicating the exhaust passages on the upstream side of the turbine;
A flow amount of exhaust gas that is provided in the communication passage and flows into the exhaust passage of the cylinder group in which fuel injection is stopped in the partial cylinder operation from the cylinder group in which fuel injection is performed in the partial cylinder operation through the communication passage A flow rate control means which is a valve for controlling
With
When the internal combustion engine is accelerated during the partial cylinder operation to switch from the partial cylinder operation to the full cylinder operation, the flow rate is changed before the partial cylinder operation is switched to the full cylinder operation. A variable cylinder internal combustion engine characterized in that a flow rate of the exhaust gas in the communication path is increased by a control means.
前記部分気筒運転中において燃料噴射が停止する気筒群の吸気通路における、前記コンプレッサより下流側に一端が接続されるとともに、該吸気通路を流通する吸気を該吸気通路から流出させる吸気流出路と、
前記吸気流出路に設けられ、前記部分気筒運転において燃料噴射が停止している気筒群の吸気通路から該吸気流出路を通じて流出する前記吸気の流通量を制御する弁である第2流通量制御手段と、
をさらに備え、
前記流通量制御手段が開弁して前記連通路における前記排気の流通量が増加されている期間は、前記第2流通量制御手段が開弁することによって前記吸気流出路における前記吸気の流通量が増加されることを特徴とする請求項1に記載の可変気筒内燃機関。 An intake passage provided for each cylinder group and provided with a compressor of the turbocharger of the cylinder group;
One end of the intake passage of the cylinder group in which fuel injection stops during the partial cylinder operation is connected to the downstream side of the compressor, and an intake outflow passage that causes the intake air flowing through the intake passage to flow out of the intake passage;
Second flow rate control means that is provided in the intake outflow passage and is a valve that controls the flow amount of the intake air flowing out from the intake passage of the cylinder group in which fuel injection is stopped in the partial cylinder operation through the intake outflow passage. When,
Further comprising
During the period when the flow rate control means is open and the flow rate of the exhaust gas in the communication passage is increased, the flow rate of the intake air in the intake flow path is opened by the second flow rate control means. The variable cylinder internal combustion engine according to claim 1, characterized in that is increased.
気通路に接続されることを特徴とする請求項2に記載の可変気筒内燃機関。 The variable cylinder internal combustion engine according to claim 2, wherein the other end of the intake outflow passage is connected to an intake passage of a cylinder group in which fuel injection is performed during the partial cylinder operation.
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