JP6998975B2 - Cylinder deactivation system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の稼働を休止する気筒休止システムに関する。 The present invention relates to a cylinder deactivation system that deactivates an internal combustion engine.
この種の装置として、従来、車両の減速時に所定の条件が成立すると、エンジンの複数の気筒への燃料噴射を時間経過に伴い気筒毎に順次停止するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置では、各気筒の点火順序に従い、気筒毎に燃料噴射を順次停止する。
As a device of this type, conventionally, a device is known in which fuel injection to a plurality of cylinders of an engine is sequentially stopped for each cylinder over time when a predetermined condition is satisfied when the vehicle is decelerated (for example). See Patent Document 1). In the apparatus described in
しかしながら、エンジンに接続された複数の排気経路にそれぞれ排気を浄化する触媒装置が設けられるシステムにおいて、上記特許文献1記載の装置のように、点火順序に従って気筒毎に燃料噴射を順次停止するように構成したのでは、触媒装置による排気の十分な浄化作用を得られないおそれがある。
However, in a system in which a catalyst device for purifying exhaust gas is provided in each of a plurality of exhaust paths connected to the engine, fuel injection is sequentially stopped for each cylinder according to the firing order as in the device described in
本発明の一態様である気筒休止システムは、第1群に属する複数の第1群気筒と第2群に属する複数の第2群気筒とを含む複数の気筒を有する内燃機関と、第1群の排気経路および第2群の排気経路にそれぞれ介装された排気触媒装置と、複数の気筒にそれぞれ個別に燃料を供給する燃料供給部と、複数の気筒に燃料を供給する第1モードから複数の気筒への燃料供給を停止する第2モードへのモード切換を指令する指令部と、指令部により第1モードから第2モードへのモード切換が指令されると、複数の気筒への燃料供給を段階的に停止するように燃料供給部を制御する制御部と、を備える。制御部は、複数の第1群気筒の各々への燃料供給を順次停止した後、複数の第2群気筒の各々への燃料供給を順次停止するように燃料供給部を制御する。 The cylinder deactivation system according to one aspect of the present invention includes an internal combustion engine having a plurality of cylinders including a plurality of first group cylinders belonging to the first group and a plurality of second group cylinders belonging to the second group, and a first group. Exhaust catalyst device interposed in the exhaust path and the exhaust path of the second group, a fuel supply unit that supplies fuel to a plurality of cylinders individually, and a plurality of fuels from the first mode that supplies fuel to a plurality of cylinders. When the command unit commands the mode switching to the second mode to stop the fuel supply to the cylinders and the command unit commands the mode switching from the first mode to the second mode, the fuel is supplied to a plurality of cylinders. It is provided with a control unit that controls the fuel supply unit so as to stop the fuel in stages. The control unit controls the fuel supply unit so as to sequentially stop the fuel supply to each of the plurality of first group cylinders and then sequentially stop the fuel supply to each of the plurality of second group cylinders.
本発明によれば、エンジンに接続された複数の排気経路にそれぞれ触媒装置が設けられるシステムにおいて、燃料供給を段階的に停止した場合であっても、触媒装置による排気の十分な浄化作用を得ることができる。 According to the present invention, in a system in which a catalyst device is provided in each of a plurality of exhaust paths connected to an engine, even when the fuel supply is stopped in stages, the exhaust gas can be sufficiently purified by the catalyst device. be able to.
以下、図1~図9を参照して本発明の一実施形態について説明する。本発明の実施形態に係る気筒休止システムは、車両の減速走行時等に複数の気筒への燃料供給を停止する燃料カット機能を有する火花点火式の内燃機関であるエンジンに適用される。エンジンは、例えば複数のシリンダが側面視でV字型に配置されて前後一対のバンクが形成されたV型6気筒エンジンであり、動作周期の間に吸気、膨張、圧縮および排気の4つの工程を経る4サイクルエンジンである。なお、左右一対のバンクが形成されたエンジンであってもよい。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. The cylinder deactivation system according to the embodiment of the present invention is applied to an engine which is a spark ignition type internal combustion engine having a fuel cut function for stopping fuel supply to a plurality of cylinders when the vehicle is decelerated and traveling. The engine is, for example, a V-type 6-cylinder engine in which a plurality of cylinders are arranged in a V-shape in a side view to form a pair of front and rear banks, and there are four steps of intake, expansion, compression, and exhaust during an operation cycle. It is a 4-cycle engine that goes through. The engine may be an engine in which a pair of left and right banks are formed.
図1は、エンジン1の複数(6個)の気筒♯1~♯6の配置を示す図である。エンジン1は、前側のバンク(前バンク)1aに3つの気筒♯1~♯3を、後側のバンク(後バンク)1bに3つの気筒♯4~♯6を有する。以下では、前バンク1aに属する3つの気筒♯1~♯3をそれぞれ前バンク気筒と呼び、バンク1bに属する3つの気筒♯4~♯6をそれぞれ後バンク気筒と呼ぶことがある。各気筒♯1~♯6は互いに同一構成である。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of a plurality (six)
図2は、エンジン1の要部構成を概略的に示す図である。なお、図2には、気筒♯1~♯6のいずれか1つの構成が示される。図2に示すように、エンジン1は、シリンダブロック2に形成されたシリンダ3と、シリンダ3の内部に摺動可能に配置されたピストン4と、ピストン4とシリンダヘッド5との間に形成された燃焼室6と、を有する。ピストン4は、コンロッド7を介してクランクシャフト8に連結され、シリンダ3の内壁に沿ってピストン4が往復動することにより、クランクシャフト8が回転する。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of the
シリンダヘッド5には、吸気ポート11と排気ポート12とが設けられる。燃焼室6には、吸気ポート11を介して吸気通路13が連通する一方、排気ポート12を介して排気通路14が連通する。吸気ポート11は吸気バルブ15により開閉され、排気ポート12は排気バルブ16により開閉される。吸気バルブ15の上流側の吸気通路13には、スロットルバルブ19が設けられる。スロットルバルブ19は、例えばバタフライ弁により構成され、スロットルバルブ19により燃焼室6への吸気量が調整される。吸気バルブ15と排気バルブ16とは動弁機構20により開閉駆動される。
The
シリンダヘッド5およびシリンダブロック2には、それぞれ燃焼室6に臨むように点火プラグ17および直噴式のインジェクタ18が装着される。点火プラグ17は、吸気ポート11と排気ポート12との間に配置され、電気エネルギーにより火花を発生し、燃焼室6内の燃料と空気との混合気を点火する。インジェクタ18は、吸気バルブ15の近傍に配置され、電気エネルギーにより駆動されて、燃焼室6内に斜め下方に向けて燃料を噴射する。なお、インジェクタ18の配置はこれに限らず、点火プラグ17の近傍に配置することもできる。
A
動弁機構20は、吸気カムシャフト21と排気カムシャフト22とを有する。吸気カムシャフト21は、各気筒(シリンダ3)にそれぞれ対応した吸気カム21aを一体に有し、排気カムシャフト22は、各気筒にそれぞれ対応した排気カム22aを一体に有する。吸気カムシャフト21と排気カムシャフト22とは、不図示のタイミングベルトを介してクランクシャフト8に連結され、クランクシャフト8が2回転する度にそれぞれ1回転する。吸気バルブ15は、吸気カムシャフト21の回転により、不図示の吸気ロッカーアームを介して、吸気カム21aのプロファイルに応じた所定のタイミングで開閉する。排気バルブ16は、排気カムシャフト22の回転により、不図示の排気ロッカーアームを介して、排気カム22aのプロファイルに応じた所定のタイミングで開閉する。
The
エンジン1の出力トルク、すなわちクランクシャフト8の回転によるトルクは不図示の変速機に入力される。変速機は、複数の変速段(例えば6段)に応じて変速比を段階的に変更可能な有段変速機である。なお、変速比を無段階に変更可能な無段変速機を、変速機として用いることもできる。エンジン1からの回転は、変速機で変速された後、駆動輪に伝達され、これにより車両が走行する。
The output torque of the
図1に示すように、前バンク気筒♯1~♯3の各排気通路14は、共通の排気通路141に接続され、後バンク気筒♯4~♯6の各排気通路14は、共通の排気通路142に接続される。なお、前バンク気筒♯1~♯3側および後バンク気筒♯4~♯6側の排気通路を、互いに区別するためにそれぞれ14A,14Bで表すこともある。排気通路141,142には、それぞれ排気ガスを浄化するための触媒装置23,24が介装される。触媒装置23,24は、排ガス中に含まれるHC、CO、NOxを酸化・還元作用によって除去・浄化する機能を有する三元触媒であり、互いに同一構成である。触媒装置23,24による浄化効率は、空燃比が理論空燃比のときに高くなり、燃料過剰の状態(リッチ状態)では、HC、COの浄化効率は低くなり、空気過剰の状態(リーン状態)では、NOxの浄化効率は低くなる。
As shown in FIG. 1, each
このようなエンジン1の構成において、所定の燃料カット条件が成立してインジェクタ18からの燃料供給を停止、すなわち燃料カットを行う場合、複数の気筒♯1~♯6の燃料カットを同時に行うと、エンジン出力トルクが急激に低下し、ショックが発生する。そこで、ショックを低減するために、時間経過に伴い所定順序で1気筒ずつ燃料カットを行うことが考えられる。
In such a configuration of the
しかしながら、本実施形態のように前バンク気筒♯1~♯3と後バンク気筒♯4~♯6とに対応してそれぞれ触媒装置23,24が設けられる場合に、1気筒ずつ燃料カットを行うと、リーン状態での燃焼時間が長くなるおそれがある。その結果、酸素吸蔵量が増大してNOxの還元が困難となり、エミッションが悪化するおそれがある。図3は、この点を説明するための図であり、燃料カット時の動作の一例を示す。図中、横軸は時間、縦軸はエンジン出力トルクである。なお、時間経過に伴い徐々にトルクが低下するように定められた特性f1は、燃料カットのタイミングを規定するための特性(燃料カット特性)である。
However, when the
図3では、燃料カットが指令された後、時点t0を起点として♯4→♯1→♯5→♯2→♯3→♯6の順番(例えば燃焼順序)で段階的に燃料カットが実行されている。例えば図中太線で示す後バンク気筒♯4~♯6に着目すると、時点t0~t1においては、後バンク気筒♯4~♯6のうち2つの気筒♯5、♯6で燃焼(2気筒燃焼)が行われ、時点t1~t2においては、1つの気筒♯6で燃焼(1気筒燃焼)が行われる。このため、前バンク気筒♯4~♯6は、時点t0以降に全体でリーン状態となり、特に1気筒燃焼となる時点t1以降はリーン状態の程度が大きく、触媒装置24での酸素吸蔵量が増大する。
In FIG. 3, after the fuel cut is instructed, the fuel cut is executed step by step in the order of # 4 → # 1 → # 5 → # 2 → # 3 → # 6 (for example, the combustion order) starting from the time point t0. ing. For example, focusing on the rear
一方、リーン状態を許容できる時間、すなわち、酸素吸蔵量が飽和状態とならずに触媒装置24がNOxの浄化能力を発揮できる時間(リーン許容時間Δta)は、触媒装置24の能力によって定まる。このため、実際のリーン状態の時間(例えば1気筒燃焼時間Δtb)がリーン許容時間Δtaよりも長いと、Noxが浄化されずにエミッションが悪化する。このようなエミッションの悪化を防ぐため、本実施形態は以下のように気筒休止システムを構成する。
On the other hand, the time during which the lean state can be tolerated, that is, the time during which the
図4は、本実施形態に係る気筒休止システム100の要部構成を示すブロック図である。図4に示すように、気筒休止システム100は、エンジン制御用のコントローラ30を中心として構成される。コントローラ30には、回転数センサ31と、アクセル開度センサ32と、車速センサ33と、変速段センサ34と、AFセンサ35と、トルクセンサ36と、各気筒♯1~♯6に設けられた複数のインジェクタ18(図4では1つのみ図示)とが接続される。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part of the
回転数センサ31は、エンジン回転数を検出するセンサであり、例えばクランクシャフト8に設けられ、クランクシャフト8の回転に伴いパルス信号を出力するクランク角センサにより構成される。アクセル開度センサ32は、車両の図示しないアクセルペダルに設けられ、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出する。車速センサ33は、車速を検出する。変速段センサ34は、変速機の現在の変速段を検出する。AFセンサ35は、排気通路14A、14B毎に設けられ、各排気通路14A,14Bにおける排気の空燃比を検出する。トルクセンサ36は、エンジン1の出力トルクまたは出力トルクと相関関係を有する物理量を検出するセンサであり、例えばエンジン1の吸入空気量を検出するエアフローセンサにより構成され、トルクセンサ36の検出値に基づきエンジン1の出力トルク(推定トルク)が求められる。
The
コントローラ30は、電子制御ユニット(ECU)により構成され、CPU等の演算部と、ROM,RAM等の記憶部と、その他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。コントローラ30は、機能的構成として、運転モード指令部301と、特性設定部302と、順番決定部303と、インジェクタ制御部304とを有する。
The
運転モード指令部301は、回転数センサ31とアクセル開度センサ32と車速センサ33とからの信号に基づいて、予め定められた燃焼カット条件の成否を判定する。そして、燃料カット条件が成立と判定すると、気筒♯1~♯6の燃料カットを行わない通常モードから燃料カットを行う休止モードへの運転モードの切換を指令する。具体的には、運転モード指令部301は、燃料カット中でない状態において、アクセル開度が所定値以下で、かつ、エンジン回転数が所定値以上で、かつ、車速が所定値以上の状態が検出されると、燃料カット条件が成立と判定する。例えば減速走行時に燃料カット条件が成立と判定する。
The operation
特性設定部302は、車両の運転状態に応じて、燃料カットのタイミングを規定するための燃料カット特性を設定する。図5は、燃料カット特性の一例を示す図である。燃料カット特性は、変速機の変速段に応じてそれぞれ設定され、それらはいずれも時間経過に伴いトルクが徐々に低下するように設定される。より具体的には、トルクセンサ36により検出された出力トルクを初期値として、時間経過に伴いトルクの低下量が徐々に小さくなるように(マイナスの傾きが徐々に小さくなるように)設定される。例えば図5の特性f1,f2は、エンジン回転数が所定回転数における互いに異なる変速段での特性であり、特性f1は特性f2よりも低速段での特性である。すなわち、変速段がロー側になるほど(変速比が大きいほど)、燃料カットによるショックを低減するために、燃料カット特性はトルク低下がより緩やかとなるように設定される。
The
図示は省略するが、燃料カット特性は、変速段だけでなくエンジン回転数も考慮して設定される。すなわち、変速段が互いに同一であるとき、エンジン回転数が低いほど、トルク低下が緩やかな特性となるように設定される。特性設定部302は、運転モード指令部301により休止モードへの切換が指令されると、トルクセンサ36により検出された出力トルクに基づいて燃料カット特性を設定する。この場合、例えば予めコントローラ30の記憶部に記憶された複数の燃料カット特性の中から現在の変速段とエンジン回転数とに応じた特性を選択し、これを設定する。
Although not shown, the fuel cut characteristic is set in consideration of not only the shift stage but also the engine speed. That is, when the gears are the same as each other, the lower the engine speed, the more gradual the torque decrease is set. When the operation
順番決定部303は、燃料カットする気筒の順番を決定する。具体的には、休止モードが指令された直後に燃料噴射する気筒を、最初に燃料カットを行う気筒(1番目気筒)に決定する。次いで、1番目気筒と同一群に属する2つの気筒を、それぞれ2番目に燃料カットを行う気筒(2番目気筒)、3番目に燃料カットを行う気筒(3番目気筒)に決定する。さらに、1番目気筒と異なる群に属する3つの気筒を、それぞれ4番目、5番目および6番目に燃料カットを行う気筒(4番目気筒、5番目気筒、6番目気筒)に決定する。
The
例えば、1番目気筒が前バンク気筒♯1であるとき、2番目気筒および3番目気筒はそれぞれ前バンク気筒♯2、♯3となり、4番目気筒、5番目気筒および6番目気筒はそれぞれ後バンク気筒♯4、♯5、♯6となる。一方、1番目気筒が例えば後バンク気筒♯4であるとき、2番目気筒および3番目気筒はそれぞれ後バンク気筒♯5、♯6となり、4番目気筒、5番目気筒および6番目気筒はそれぞれ前バンク気筒♯1、♯2、♯3となる。すなわち、順番決定部303は、同一群内の複数の気筒の燃料カットの順番が互いに連続した順番となるように、燃料カットする気筒の順番を決定する。
For example, when the first cylinder is the front
インジェクタ制御部304は、運転モード指令部301により休止モードへの切換が指令されると、各気筒♯1~♯6のインジェクタ18にそれぞれ制御信号を出力し、各気筒♯1~♯6の燃料カットを実行する。この場合、インジェクタ制御部304は、まず、特性設定部302で設定された燃料カット特性に応じて、1番目気筒が燃料カットを開始してから残りの気筒(2番目気筒~6番目気筒)が燃料カットするまでに要する時間、すなわち燃料カットの遅延時間を、気筒毎にそれぞれ算出する。図6は、燃料カット特性f1に対して算出された遅延時間の一例を示す図である。なお、1番目気筒に対する遅延時間Δt1は0である。
When the operation
図6に示すように、インジェクタ制御部304は、燃料カットを1気筒ずつ行う度にエンジン出力トルクが初期値T1からT2,T3,T4,T5,T6および0へと等間隔で低下すると仮定し、燃料カット特性f1上に各トルクT1~T6に対応した目標点P1~P6を設定する。さらに、1番目気筒が燃料カットする時点(目標点P1)から各目標点P2~P6までの時間を、2番目気筒~6番目気筒のそれぞれ遅延時間Δt2,Δt3,Δ4,Δt5,Δt6として算出する。そして、1番目気筒を燃料カットしてからの時間経過をカウントし、経過時間が遅延時間Δt2~Δt6にそれぞれ達すると、2番目気筒~6番目気筒の燃料カットを順次行う。
As shown in FIG. 6, the
さらにインジェクタ制御部304は、運転モード指令部301により休止モードへの切換が指令される前は、空燃比が理論空燃比となるようにインジェクタ18に制御信号を出力し、燃料噴射量を制御する。すなわち、AFセンサ35からの信号に基づいてAFフィードバック制御を行う。一方、運転モード指令部301により休止モードへの切換が指令されると、燃料カットが開始されたバンク側のAFフィードバックを停止する。例えば前バンク1a側の燃料カットが先に開始されると、前バンク1a側のAFフィードバックを停止し、後バンク1b側のAFフィードバックは継続する。その後、後バンク1b側の燃料カットが開始されると、後バンク1b側のAFフィードバックも停止する。
Further, the
図7は、図4のコントローラ30のCPUで実行される処理(燃料カット処理)の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジン1が通常モードで稼働しているときに開始される。そして、休止モードへの切換が完了するまで、つまり全ての気筒♯1~♯6に対する燃料カットが完了するまで、所定周期で繰り返される。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a process (fuel cut process) executed by the CPU of the
図7に示すように、まず、ステップS1でフラグが0か1かを判定する。燃料カット条件が成立する前の初期状態では、フラグは0である。ステップS1でフラグが0と判定されるとステップS2に進み、フラグが1と判定されるとステップS8に進む。ステップS2では、センサ31~36からの信号を読み込む。次いで、ステップS3で、センサ31~33からの信号に基づいて、燃料カット条件が成立したか否かを判定する。ステップS3で肯定されるとステップS4に進み、否定されると処理を終了する。この場合には、AFセンサ35により検出された空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量を制御(フィードバック制御)する。一方、ステップS4では、トルクセンサ36により検出された出力トルクを初期値として、変速段センサ34により検出された現在の変速段と回転数センサ31により検出されたエンジン回転数とに基づいて、燃料カット特性を設定する。
As shown in FIG. 7, first, in step S1, it is determined whether the flag is 0 or 1. In the initial state before the fuel cut condition is satisfied, the flag is 0. If the flag is determined to be 0 in step S1, the process proceeds to step S2, and if the flag is determined to be 1, the process proceeds to step S8. In step S2, the signals from the
次いで、ステップS5で、複数の気筒♯1~♯6の燃料カットの順番(1番目気筒~6番目気筒)を決定する。すなわち、燃料カット条件の成立直後に燃料噴射を行う気筒を、最初に燃料カットする1番目気筒に決定するとともに、1番目気筒と同一群の残り2つの気筒を2番目気筒、3番目気筒に決定し、1番目気筒と異なる群の3つの気筒を4番目気筒~6番目気筒に決定する。次いで、ステップS6で、ステップS4で設定された燃料カット特性に応じて1番目気筒の燃料カットを開始してから2番目気筒~6番目気筒が燃料カットを行うまでの遅延時間Δt2~Δt6を算出する。次いで、ステップS7でフラグを1に設定する。
Next, in step S5, the order of fuel cut for the plurality of
次いで、ステップS8で、気筒♯1~♯6のいずれかの燃料カットの遅延時間に到達したか否かを判定する。ステップS8で肯定されると、ステップS9に進み、否定されると処理を終了する。ステップS9では、遅延時間に到達したと判定された気筒の燃料カットを行い、処理を終了する。なお、1番目気筒については遅延時間Δt1を0として(換言すれば遅延時間を設定せずに)、ステップS9で燃料カットを行う。2番目気筒~6番目気筒については、フラグが1と設定された後、それぞれステップS8で遅延時間Δt2~Δt6に到達と判定される度に、ステップS9で燃料カットを行う。燃料カットを行った場合には、燃料カットされた気筒の属するバンクに対するAFフィードバック制御を停止する。
Next, in step S8, it is determined whether or not the fuel cut delay time of any of the
図8は、本実施形態に係る気筒休止システム100の動作の一例を示す図である。図中の特性f1は、特性設定部302で設定された燃料カット特性であり、階段状の実線の特性は、休止モードへのモード切換指令後の時間経過に伴うトルク低下の特性である。なお、階段状の点線の特性は、例えば図3と同様、気筒♯1~♯6の点火時期の順番に従い燃料カットを実施したときのトルク低下の特性である。すなわち、点線の特性では、目標点P1~P6で、♯4、♯1、♯5、♯2、♯3、♯6の順番に燃料がカットされる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the operation of the
図8の例では、休止モードへのモード切換が指令されると、まず、目標点P1で前バンク気筒♯1の燃料カットが実施される。次いで、目標点P2,P3で残りの前バンク気筒♯2,♯3の燃料カットが実施される。その後、目標点P4,P5,P6で後バンク気筒♯4、♯5、♯6の燃料カットが順次実施される。なお、図8では、燃料カットのタイミング(目標点P2~P6)よりもトルク低下のタイミングに遅れが生じているが、これは燃料カット後の各気筒♯2~♯6の動作のタイムラグによるものである。
In the example of FIG. 8, when the mode switching to the hibernation mode is instructed, the fuel cut of the front
本実施形態によれば、複数の気筒♯1~♯6の燃料カットがバンク1a,1b毎に連続して行われる。このため、前バンク気筒♯1~♯3の1気筒(例えば♯1)の燃料カットが開始されてから3気筒(♯1~♯3)の燃料カットが終了するまでの時間Δtc、および後バンク気筒♯4~♯6の1気筒(例えば♯4)の燃料カットが開始されてから3気筒(♯4~♯6)の燃料カットが終了するまでの時間Δtdをそれぞれ短縮できる。したがって、各バンク1a,1bのリーン状態の時間Δtc,Δtdをそれぞれ触媒装置23,24のリーン許容時間Δta内に抑えることができ、エミッションの悪化を確実に防ぐことができる。
According to this embodiment, the fuel cuts of the plurality of
本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)気筒休止システム100は、一方のバンク1aの気筒群に属する複数の前バンク気筒♯1~♯3と他方のバンク1bの気筒群に属する複数の後バンク気筒♯4~♯6とを含む複数の気筒♯1~♯6を有するエンジン1と、バンク1aの気筒群の排気通路141およびバンク1bの気筒群の排気通路142にそれぞれ介装された排気触媒装置23,24と、複数の気筒♯1~♯6にそれぞれ個別に燃料を供給するインジェクタ18と、複数の気筒♯1~♯6に燃料を供給する通常モードから複数の気筒♯1~♯6への燃料供給を停止する休止モードへのモード切換を指令する運転モード指令部301と、運転モード指令部301により通常モードから休止モードへのモード切換が指令されると、複数の気筒♯1~♯6への燃料供給を段階的に停止するようにインジェクタ18を制御するコントローラ30と、を備える(図1,4)。コントローラ30は、複数の前バンク気筒♯1~♯3への燃料供給を停止した後、複数の後バンク気筒♯4~♯6への燃料供給を停止するように、あるいは複数の後バンク気筒♯4~♯6への燃料供給を停止した後、複数の前バンク気筒♯1~♯3への燃料供給を停止するようにインジェクタ18を制御する。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
このように複数の気筒♯1~♯6を順次燃料カットする際に、前バンク気筒♯1~♯3および後バンク気筒♯4~♯6をそれぞれ連続した順番で燃料カットすることで、前バンク1aの1気筒の燃料カットの開始から3気筒の燃料カットの終了までの時間Δtcおよび後バンク1bの1気筒の燃料カットの開始から3気筒の燃料カットの終了までの時間Δtdが短くなる。したがって、各バンク1a,1bのリーン状態の時間Δtc,Δtdを触媒装置23,24のリーン許容時間Δta内に抑えることができ、燃料カット時のトルク低下によるショックを抑えながらエミッションの悪化を確実に防ぐことができる。
When the fuel of a plurality of
(2)気筒休止システム100は、時間経過に伴いエンジン出力トルクが徐々に低下する燃料カット特性を設定する特性設定部302をさらに備える(図4)。コントローラ30は、特性設定部302により設定された特性(例えば特性f1)に従い、複数の気筒♯1~♯6への燃料供給を順次停止するようにインジェクタ18を制御する(図8)。これにより、トルク低下によるショックの少ない最適なタイミングで、複数の気筒♯1~♯6の燃料カットを段階的に実行することができる。
(2) The
(3)特性設定部302は、エンジン1から入力された回転を変速して出力するように構成された変速機の変速段(変速比)に応じて、複数の燃料カット特性f1、f2を設定する(図5)。変速比に応じて燃料カット時のショックの大きさは異なるが、本実施形態では変速比に応じた特性で燃料カットのタイミングを決定するので、最適なタイミングで燃料カットを実施できる。
(3) The
(4)気筒休止システム100は、排気の空燃比を検出するAFセンサ35をさらに備える。インジェクタ制御部304は、運転モード指令部301により通常モードから休止モードへの切換が指令される前は、AFセンサ35により検出された空燃比が所定空燃比(例えば理論空燃比)となるようにAFフィードバック制御によりインジェクタ18を制御し、休止モードへの切換が指令されると、複数の前バンク気筒♯1~♯3への燃料供給の停止が開始され、かつ、その燃料供給の停止が完了する前は、複数の前バンク気筒♯1~♯3に対するAFフィードバック制御を停止し、かつ、複数の後バンク気筒♯4~♯6に対するAFフィードバック制御を継続するようにインジェクタ18を制御する。このように、燃料カットが開始されたバンクに対するAFフィードバック制御を停止することで、燃料噴射量が過剰にリッチ側に補正されることを防止できる。
(4) The
なお、特性設定部302により設定される燃料カット特性は、上述した特性f1、f2に限らない。図9は、他の燃料カット特性f3の例を示す図である。図9には、アクセルペダルがオフされてから燃料カットが開始されるまで(時点t11~t12)の出力トルクの変化を示す特性f4、すなわち特性f3の開始直前の特性f4を併せて点線で示す。アクセルペダルがオフされてから燃料カットが開始されるまでに遅れ時間(t11~t12)が存在する。この理由は、エンジン1の吸入空気量の低下に遅れが生じること、すなわちスロットルバルブ19の動作に対しエンジン1への吸気に遅れが生じること、および点火制御において点火タイミングに遅れを生じさせること、すなわち点火タイミングの遅角移行処理に遅れを生じさせることなどである。特性f3(実線)は、上述したのと同様に、変速段とエンジン回転数とに応じて複数設定されるが、図9では、上述の特性f1に対応した単一の特性のみを示す。
The fuel cut characteristic set by the
図9に示すように、アクセルペダルオフ後(時点t11後)に出力トルクは直線状に低下する(特性f4)。特性設定部302は、トルクセンサ36からの信号に基づいて特性f4の傾きを算出するとともに、算出された特性f4の傾きに合わせて燃料カット特性f3を設定する。すなわち、特性f4の傾きと一致する一定の傾きの特性となるように燃料カット特性f3を設定する。これにより、燃料カット開始の前後(時点t12の前後)で一定の割合でトルクが低下するようになり、燃料カット時のショックをより低減することができる。
As shown in FIG. 9, the output torque linearly decreases after the accelerator pedal is off (after the time point t11) (characteristic f4). The
上記実施形態は種々の形態に変更することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、内燃機関として一対のバンクを有するV型6気筒エンジン1を用いたが、複数の気筒群(第1群、第2群)を有するのであれば、水平対向エンジン等、他の内燃機関を用いることもできる。上記実施形態では、前バンク気筒♯1~♯3および後バンク気筒♯4~♯6をそれぞれ3個の気筒で構成したが、第1群気筒の個数および第2群気筒の個数は上述したものに限らない。
The above embodiment can be changed to various forms. Hereinafter, a modified example will be described. In the above embodiment, the
上記実施形態では、前バンク1aに接続される排気通路141および後バンク1bに接続される排気通路142にそれぞれ触媒装置23,24を介装したが、第1群の排気通路および第2群の排気通路に介装されるのであれば、一対の触媒装置の配置は上述したものに限らない。酸素吸蔵能力を有するとともに、還元作用を有するのであれば、排気触媒装置の構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、複数の気筒♯1~♯6にそれぞれ直噴型のインジェクタ18を用いたが、複数の気筒にそれぞれ個別に燃料を供給するのであれば、燃料供給部の構成はいかなるものでもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、センサ31~33からの信号に基づいて運転モード指令部301が通常モード(第1モード)から休止モード(第2モード)へのモード切換を指令するようにしたが、指令部の構成はこれに限らない。燃料カットが指令された際に、複数の第1群気筒(例えば前バンク気筒♯1~♯3)への燃料供給を停止した後、複数の第2群気筒(例えば後バンク気筒♯4~♯6)への燃料供給を停止するようにインジェクタ18等の燃料供給部を制御するのであれば、制御部としてのコントローラ30の構成はいかなるものでもよい。特性設定部302(設定部)により燃料カット特性を設定することなく、燃料カットを実行することもできる。上記実施形態では、AFセンサ35により排気の空燃比を検出するようにしたが、空燃比検出部の構成はいかなるものでもよい。
In the above embodiment, the operation
以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の1つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。 The above description is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications as long as the features of the present invention are not impaired. It is also possible to arbitrarily combine one or a plurality of the above-described embodiments and the modified examples, and it is also possible to combine the modified examples.
1 エンジン、1a 前バンク、1b 後バンク、18 インジェクタ、23,24 触媒装置、30 コントローラ、100 気筒休止システム、301 運転モード指令部、302 特性設定部、303 順番決定部、304 インジェクタ制御部 1 engine, 1a front bank, 1b rear bank, 18 injector, 23, 24 catalyst device, 30 controller, 100 cylinder deactivation system, 301 operation mode command unit, 302 characteristic setting unit, 303 order determination unit, 304 injector control unit
Claims (5)
前記第1群の排気経路および前記第2群の排気経路にそれぞれ介装された排気触媒装置と、
前記複数の気筒にそれぞれ個別に燃料を供給する燃料供給部と、
前記複数の気筒に燃料を供給する第1モードから前記複数の気筒への燃料供給を停止する第2モードへのモード切換を指令する指令部と、
前記指令部により前記第1モードから前記第2モードへのモード切換が指令されると、前記複数の気筒への燃料供給を段階的に停止するように前記燃料供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の第1群気筒の各々への燃料供給を順次停止した後、前記複数の第2群気筒の各々への燃料供給を順次停止するように前記燃料供給部を制御することを特徴とする気筒休止システム。 An internal combustion engine having a plurality of cylinders including a plurality of first group cylinders belonging to the first group and a plurality of second group cylinders belonging to the second group.
An exhaust catalyst device interposed in the exhaust path of the first group and the exhaust path of the second group, respectively.
A fuel supply unit that individually supplies fuel to the plurality of cylinders,
A command unit that commands mode switching from the first mode for supplying fuel to the plurality of cylinders to the second mode for stopping the fuel supply to the plurality of cylinders.
When the mode switching from the first mode to the second mode is commanded by the command unit, a control unit that controls the fuel supply unit so as to gradually stop the fuel supply to the plurality of cylinders. Equipped with
The control unit controls the fuel supply unit so as to sequentially stop the fuel supply to each of the plurality of first group cylinders and then sequentially stop the fuel supply to each of the plurality of second group cylinders. Cylinder deactivation system featuring that.
時間経過に伴い前記内燃機関の出力トルクが徐々に低下する特性を設定する設定部をさらに備え、
前記制御部は、前記設定部により設定された特性に従い、前記複数の気筒への燃料供給を段階的に停止するように前記燃料供給部を制御することを特徴とする気筒休止システム。 In the cylinder deactivation system according to claim 1,
Further provided with a setting unit for setting the characteristic that the output torque of the internal combustion engine gradually decreases with the passage of time.
The control unit is a cylinder deactivation system characterized in that the control unit controls the fuel supply unit so as to gradually stop the fuel supply to the plurality of cylinders according to the characteristics set by the setting unit.
前記設定部は、前記内燃機関から入力された回転を変速して出力するように構成された変速機の変速比に応じて、複数の前記特性を設定することを特徴とする気筒休止システム。 In the cylinder deactivation system according to claim 2,
The setting unit is a cylinder deactivation system characterized in that a plurality of the characteristics are set according to the gear ratio of a transmission configured to shift and output the rotation input from the internal combustion engine.
前記設定部は、時間経過に伴い前記内燃機関の出力トルクが一定の割合で低下するように前記特性を設定することを特徴とする気筒休止システム。 In the cylinder deactivation system according to claim 2 or 3.
The setting unit is a cylinder deactivation system characterized in that the characteristics are set so that the output torque of the internal combustion engine decreases at a constant rate with the passage of time.
排気の空燃比を検出する空燃比検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記指令部により前記第1モードから前記第2モードへの切換が指令される前は、前記空燃比検出部により検出された空燃比が所定空燃比となるようにフィードバック制御により前記燃料供給部を制御し、前記指令部により前記第1モードから前記第2モードへの切換が指令されると、前記複数の第1群気筒への燃料供給の停止が開始され、かつ、前記複数の第1群気筒への燃料供給の停止が完了する前は、前記複数の第1群気筒に対する前記フィードバック制御を停止し、かつ、前記複数の第2群気筒に対する前記フィードバック制御を継続するように前記燃料供給部を制御することを特徴とする気筒休止システム。 In the cylinder deactivation system according to any one of claims 1 to 4.
Further equipped with an air-fuel ratio detection unit that detects the air-fuel ratio of exhaust gas,
Before the command unit commands switching from the first mode to the second mode, the control unit performs feedback control so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection unit becomes a predetermined air-fuel ratio. When the fuel supply unit is controlled and the command unit commands switching from the first mode to the second mode, the fuel supply to the plurality of first group cylinders is started to be stopped, and the fuel supply unit is started to stop. Before the stop of fuel supply to the plurality of first group cylinders is completed, the feedback control for the plurality of first group cylinders is stopped, and the feedback control for the plurality of second group cylinders is continued. A cylinder deactivation system characterized in that the fuel supply unit is controlled.
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