JP5112473B2 - 気筒休止内燃機関 - Google Patents
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Description
請求項2に記載した発明は、前記アクセル開度を基本として、稼動すべき気筒(#1,#2)と各気筒群(#3,#4)の各スロットルバルブ開度が一義的に決定され、アクセル開度の増加に伴い稼動する気筒群のグループ数を増加させる際の各気筒毎にアクセル開度に対する各スロットルバルブ開度の増加率(例えば、実施形態における増加率dTH/dθg)が設定されていることを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、稼動気筒のスロットルバルブが全開となる前に、次に稼動する休止気筒が稼動を開始することを特徴とする。
エンジンEの側部にはカムチェーンケースCが形成され、カムチェーンケースC側から車幅方向に沿って#4気筒、#3気筒、#2気筒、#1気筒となっており、各気筒は後述する2つの吸気弁と2つの排気弁とを備えている。
そして、プーリ32のプーリ溝32Mとモータ21Bのプーリ36のプーリ溝とが無端ワイヤ37で連係され、前記シャフト35のプーリ32のプーリ溝32Sとスロットルバルブ開度センサ22のプーリ33のプーリ溝とが無端ワイヤ38で連係されている。
ここで、第1吸気弁461と第1排気弁471、第2吸気弁462と第2排気弁472とは対角線上に配置されている。
また、バルブリフタ662…は、第2排気弁472…におけるバルブステム51…の軸線と同軸方向でシリンダヘッド40に摺動自在に嵌合されており、該バルブリフタ662…の閉塞端外面が第2排気側動弁カム642…に摺接されている。
したがって、#1気筒、#2気筒では弁休止機構63,69が全ての機関弁に設けられているため、これら弁休止機構63,69が気筒休止機構として機能し、全ての機関弁が休止する気筒休止(気筒としては休止可能気筒)を行うことができる。また、#3気筒、#4気筒では吸気側と排気側で各1個の機関弁を休止させるバルブ休止(気筒としては常時稼動気筒)が行えることとなる。
接続ポートPBは、シリンダヘッド40内にシリンダヘッド40の前後方向中央部と各排気弁口との間を長手方向に沿って、#1気筒の第1排気弁開口451の配置位置まで延出し、この#1気筒の第1排気弁開口451と#1気筒の第1吸気弁開口441に向かって分岐する作動油供給路103Bに接続されている。
図9に示すように、バルブ休止及び気筒休止を行わない場合には、グリップ開度センサG等の検出信号に基づき、ECU70がスロットルバルブ開度センサ22によりスロットルバルブ開度を検出しながら各モータ21A,21Bに回動指令信号を出力し、スロットルバルブTHを駆動させる。また、ECU70からの制御信号に基づいてインジェクタ26からの燃料噴射量が調整される。
図示しないクランク角センサなどにより排気行程の終了を確認した後に、油圧制御弁113A,113B,113Cに制御信号を出力して油圧室75(図5参照)から作動油を排出させ、排気弁471,472を休止させる。排気弁471,472の休止の確認には、休止判別用磁気センサ71を用いる。休止判別用磁気センサ71で検出する前記距離dsが、収容孔87と挿通孔81とが一致する位置に相当する距離になったら、ECU70はその休止判別用磁気センサ71に対応する排気弁471,472が休止したと判定する。
そして、スロットルバルブTHをモータ21A,21Bの駆動により閉状態とし(ステップS4)、点火プラグへの電力供給を遮断する(ステップS5)。この点火カットは数サイクル程度行われ(この実施形態では10サイクル)、その後点火を復帰する。これにより気筒休止を確実に所定のタイミングで行うことが可能となると共に再稼働時の点火プラグの温度低下を防止できるため、気筒再稼働を所定のタイミングで確実に行うことができる。
最初に、ECU70はグリップ開度θgを検出し(ステップS1)、このグリップ開度θgに基づき、スロットルバルブ開度センサ22によりスロットルバルブ開度を検出しながらスロットルバルブTHをモータ21A,21Bを駆動により開状態とする(ステップS12)
そして、吸気弁461,462及び排気弁471,472を稼動する(ステップS13)。これら排気弁471,472及び吸気弁461,462の稼動は以下のよう行われる。
まず、アイドル状態からグリップ開度θgが開度θg2となるまでは#1気筒及び#2気筒において気筒休止(全バルブ休止)を行い、#3気筒、#4気筒ではバルブ休止を行い、この状態で、グリップ開度θgの増加に応じて、スロットルバルブ開度を増加してゆく。
そして、低負荷時には吸入空気量を制限することにより吸入空気の流速を早めることが可能となり、燃焼効率を向上させることができる。また、特定のバルブを休止することにより吸気スワールを発生させることが可能となる。その結果、更に燃費効率を向上させることができる。
この第3実施形態によれば、#2気筒が稼動する際に全閉状態にある#2気筒のスロットルバルブTHが開く際に生ずるポンピングロスによる出力低下を抑えることができるため、#2気筒の稼動時における出力の落ち込みをなくしスムーズな立ち上がりを確保できる。尚、この実施形態は第2実施形態にも適用できる。
実スロットルバルブ開度=スロットル開度基本値×補正係数
通常は「1」に設定されている補正係数を前述した落ち込みのある不連続点Pの前後で、不連続点Pでピークとなるように「1」を超える値に増加させて(図24参照)、必要とされるスロットル開度となるようにスロットル開度基本値を補正している。
これにより、バルブ数が切り替わる際におけるトルク変動を抑え出力特性をリニア(図22で鎖線で示す)にすることが可能となりドライバビリティーを向上できる。
第1の技術的事項は、複数の気筒を2グループ以上に分割構成すると共に、少なくとも一部の気筒を気筒休止機構(例えば、実施形態における弁休止機構63と弁休止機構69)を介して休止可能に構成し、各気筒のスロットルバルブ(例えば、実施形態におけるスロットルバルブTH)をその気筒が属するグループ毎に独立して稼動可能に構成し、操作者のスロットル操作量(例えば、実施形態におけるグリップ開度θg)に応じて休止気筒数を制御する気筒休止内燃機関において、スロットルバルブの全開時及び全閉時を除いて、各グループ間でスロットルバルブ開度を異ならせるようにし、前グループの気筒群のスロットルバルブ開度が全開となる以前に次のグループの気筒群のスロットルバルブを開くスロットルバルブ制御部(例えば、実施形態におけるECU70)を設けた。
第1の技術的事項によれば、前グループの気筒群のスロットルバルブ開度が全開となる以前に次のグループの気筒群のスロットルバルブが開くことにより、全てのグループの気筒群のスロットルバルブ開度を同時に開いて出力を増加する場合に比較して、燃焼効率の良い状態で内燃機関を稼動することが可能となるため、燃費向上に寄与することができる効果がある。とりわけ、前グループの気筒群のスロットルバルブ開度が全開となる以前に次のグループの気筒群のスロットルバルブが開くため出力段差をなくすことが可能となるため、スムーズな運転が実現できる効果がある。
第2の技術的事項によれば、休止気筒が稼動する際に全閉状態にあるスロットルバルブが開く際に生ずるポンピングロスによる出力低下を抑えることができるため、休止気筒の稼動時における出力の落ち込みをなくしスムーズな立ち上がりを確保できる効果がある。
第3の技術的事項によれば、前グループの気筒群のスロットルバルブ開度の全開付近ではスロットルバルブ開度の増加率を徐々に小さくし、次のグループの気筒群のスロットルバルブ開度の開き始めにおいてスロットルバルブ開度の増加率を大きくすることにより、前グループの気筒群のスロットルバルブ開度が徐々に全開状態になるのを次のグループの気筒群のスロットルバルブの開き始めにおける立ち上がりにより補うことが可能となるため、次のグループの気筒群の運転開始時における出力変動を低減し、パワー感の向上を図りドライバビリティーを高めることができる効果がある。
第4の技術的事項によれば、低負荷域でスロットルバルブ開度を早めに全開にすることにより、より負荷率の高い領域で運転を行うことが可能となると共に、ポンピングロスを減少させることができるため、燃費向上を図ることができる効果がある。
第5の技術的事項によれば、低負荷時には吸入空気量を制限するために稼動バルブ数を少なくすることにより、吸入空気の流速を早めることが可能となり、燃焼効率が向上する。また、特定のバルブを休止することにより吸気スワールを発生させることが可能となるため、更に燃焼効率が向上する効果がある。
第6の技術的事項によれば、バルブ数が切り替わる際におけるトルク変動を抑え出力特性をリニアにすることにより、ドライバビリティーを向上できる効果がある。
第7の技術的事項によれば、スロットル操作量が増加しても出力特性が頭打ちになることにより生ずる違和感を、スロットル操作量に対してスロットルバルブ開度の増加率を全閉から全開まで増加させることで、スロットル操作量に対する出力特性の変化をリニアにすることが可能となるため、ドライバビリティーが向上する効果がある。
α 閾値(バルブ切換回転数)
θg グリップ開度(アクセル開度)
dTH/dθg 増加率
TH スロットルバルブ
21A 第3−4モータ(電動アクチュエータ)
21B モータ(電動アクチュエータ)
63,69 弁休止機構(気筒休止機構)
70 ECU(スロットルバルブ制御部)
Claims (3)
- 各々2つの吸気バルブ(461,462)と排気バルブ(471,472)からなる4つのバルブ(461,462,471,472)を備えた複数の気筒(#1,#2,#3,#4)からなり、各気筒に独立したスロットルバルブ(TH,TH,TH,TH)を備え、各気筒群毎に独立した電動アクチュエータ(21A,21B)を備え、各気筒群毎に各スロットルバルブ(TH)を電動アクチュエータ(21A,21B)により各々独立して開閉可能にし、各気筒が稼動バルブ数を変更可能な可変バルブ数制御機構(113A、113B、113C等)を備えると共に、前記可変バルブ数制御機構により、2つのバルブ(462,472)が稼動する2バルブ運転あるいは4つのバルブ(461,462,471,472)が稼動する4バルブ運転を含む気筒稼動と全てのバルブ(461,462,471,472)が休止する気筒休止とを切り換え可能に構成した気筒休止内燃機関であって、2バルブ運転から4バルブ運転への切替はエンジン回転数(Ne)が閾値(α)以上となった時点でアクセル開度(θg)にかかわらず一斉に行われ、エンジン回転数(Ne)が閾値(α)より低い場合には、アクセル開度(θg)の増加に応じて気筒休止している休止気筒数を徐々に減少させることを特徴とする気筒休止内燃機関。
- 前記アクセル開度(θg)を基本として、稼動すべき気筒(#1,#2)と各気筒群(#3,#4)の各スロットルバルブ開度が一義的に決定され、アクセル開度(θg)の増加に伴い稼動する気筒群のグループ数を増加させる際の各気筒毎にアクセル開度(θg)に対する各スロットルバルブ開度の増加率(dθg/dTH)が設定されていることを特徴とする請求項1記載の気筒休止内燃機関。
- 稼動気筒のスロットルバルブ(TH)が全開となる前に、次に稼動する休止気筒が稼動を開始することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の気筒休止内燃機関。
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