JPH0421057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、負荷状態に応じてエンジンの運転形
態を全気筒運転と部分気筒運転に切換えるととも
に、エンジンが冷機状態で且つアイドリング運転
状態にある場合にはエンジンを強制的に全気筒運
転し、また上記状態からエンジンが暖機状態に移
行した場合にはエンジンを部分気筒運転し且つエ
ンジンの吸入空気量を設定値に減量補正するよう
にした気筒数御御エンジンに関するものである。

（従来技術） 従来、この種の気筒数制御エンジンにおいて
は、部分気筒運転を行なうべきアイドリング運転
領域であつても、第１図に示す如くエンジン温度
（冷却水温度）が燃焼の安定性が確保されると思
われるエンジン水温t₁（例えば60℃）以下である
ような暖機未完了の領域αにおいてはエンジンを
強制的に全気筒運転して暖機の促進を図り、また
エンジン温度が上記設定温度t₁より高くなり暖機
が完了した領域ｂにおいては部分気筒運転を行な
つて燃費の向上を図るようにしている。

この場合、スロツトルバルブの開度は、第１図
ロに示す如く水温の上昇につれて初期開度d₁から
開度d₂まで次第に絞られ、これに従つてエンジン
回転数は始動直後のフアストアイドル回転数n₁か
ら回転数n₂まで水温の上昇即ち、暖機の進行につ
れて低下せしめられる。水温が設定水温t₁に達し
エンジンの運転形態が全気筒運転から部分気筒運
転に切換わると、それと同時にスロツトルバルブ
の度は全気筒運転時の最終開度d₂から部分気筒運
転時の基準スロツトル開度d₃（d₃＜d₂）まで絞ら
れ（これは、部分気筒運転時には全気筒運転時に
較べてポンピングロスが少なくしかも吸気の充填
効率がよいところから全気筒運転時より少ない吸
入空気量で全気筒運転時と同じエンジン出力が得
られることによる）、またエンジン回転数は部分
気筒運転時の回転アンバランスによるエンジン振
動を抑制するために全気筒運転時のエンジン回転
数n₂から回転数n₃（n₃＞n₂）まで高められる。こ
の部分気筒運転時のスロツトルバルブの基準開度
d₃と基準エンジン回転数n₃は、実際にはエンジン
振動と燃費特性の両方を勘案して決定される。

ところが、この従来例の如く、全気筒運転から
部分気筒運転への移行と同時に吸入空気量を一時
に減量補正してエンジン回転数を全気筒運転時の
最終エンジン回転数n₂から部分気筒運転時の基準
エンジン回転数n₃に切換えるようにした場合に
は、部分気筒運転への切換時に第１図イに示す如
く大きなエンジン振動が発生し、特に自動車用エ
ンジンにあつて運転者に不快感を与えるという問
題が発生することになり、またエンジンの信頼性
という点においても好ましくない。尚、第１図イ
の線図において、ω₁は全気筒運転による暖機運
転末期のエンジン振動レベル、ω₂は上記暖機運
転の終了時の運転気筒数切換時に生じる最大エン
ジン振動レベル、ω₃は同運転気筒数切換後の定
常運転状態移行の際のエンジン振動レベルを示し
ている。このように運転形態の切換直後に大きな
エンジン振動が発生するのは、全気筒運転から部
分気筒運転への切換えの基準となる設定水温t₁は
燃費指向で決定されたものであり、従つて、この
設定水温t₁においては潤滑油の温度は必ずしも十
分に上つておらず、その粘度は比較的高く、この
ため、エンジン摺動部の摺動抵抗が増大して各気
筒の筒内圧が高くなり、燃焼に起因するエンジン
振動が発生し、これが部分気筒運転時の回転アン
バランスによるエンジン振動分Δω₁（Δω₁＝ω₃−
ω₁）の上に燃焼に起因するエンジン振動分Δω₂
（Δω₂＝ω₂−ω₃）としてそのまま付加されるため
である。

尚、部分気筒運転領域であつても暖機未完了時
にはエンジンを強制的に全気筒運転されるように
したものの公知例としては例えば、特開昭56−
2430号公報に示されるものがあり、また全気筒運
転から部分気筒運転に運転形態が移行した場合に
吸入空気量を減量補正するようにしたものの公知
例としては例えば、特公昭55−43104号公報があ
る。

（発明の目的） 本発明は、上記の如き従来の気筒数制御エンジ
ンの問題に鑑み、部分気筒運転領域において全気
筒運転から部分気筒運転への運転形態の切換え直
後に発生するエンジン振動を効果的に低減せしめ
得るようにした気筒数制御エンジンを提供するこ
とを目的としてなされたものである。

（発明の構成） 本発明の気筒数制御エンジンは、第２図の機能
ブロツク図に示す如くエンジンの温度状態を検出
する水温センサ等のエンジン温度検出手段Ａと、
エンジンのアイドリング運転状態を例えば吸入空
気量とエンジン回転数とトランスミツシヨンのニ
ユートラル状態とから検出するアイドリング運転
検出手段Ｂと、燃料噴射弁の制御等により一部気
筒への燃料供給を阻止する燃料供給阻止手段Ｃ
と、エンジン負荷及びエンジン温度に応じて前記
燃料供給阻止手段Ｃを制御してエンジンの運転形
態を全気筒運転と部分気筒運転とに選択制御する
運転気筒数制御手段Ｄと、エンジン回転数をエン
ジン温度に応じて制御するエンジン回転数制御手
段Ｅと、アイドリング運転状態においてエンジン
温度が設定温度より低い状態から該設定温度より
高くなつた場合に所定時間だけエンジン回転数を
予じめ設定された所定温度よりも高回転側に保持
する如く補正するエンジン回転数補正手段Ｆとを
備え、部分負荷運転を行なうべきアイドリング運
転状態であつてもエンジン温度が設定温度より低
い場合にはエンジンを強制的に全気筒運転させる
一方、エンジン温度が設定温度に達して運転形態
が全気筒運転から部分気筒運転に切換わつた時に
は、所定時間だけエンジン回転数を部分気筒運転
時の基準エンジン回転数よりも高めに保持し、も
つて全気筒運転から部分気筒運転への切換え直後
に発生するエンジン振動を抑制することを特徴と
するものである。

（実施例） 以下、本発明の気筒数制御エンジンを第３図以
下に示す実施例に基いて説明すると、第３図には
本発明実施例に係る４気筒自動車用気筒数制御エ
ンジンが示されており、図中符号１はエンジン本
体である。

エンジン本体１の吸気通路２には、その吸気上
流側から下流側に向つてエアークリーナ３、スロ
ツトルバルブ４及び燃料噴射弁５が順次取付けら
れている。尚、この吸気通路２は、スロツトルバ
ルブ４の下流側において各気筒に分岐する分岐通
路とされており、該各分岐通路にそれぞれ１個づ
つ燃料噴射弁５，５…が取付けられている。

スロツトルバルブ４は、制御器７からの制御信
号を受けて作動するアクチユエータ６によつて開
閉制御される。又、スロツトルバルブ４の開度
は、スロツトル開度センサ１１によつて検出され
る。尚、スロツトル開度センサ１１の出力信号
は、エンジン制御フアクターのひとつとして制御
器７に入力される。さらに、この制御器７には、
エンジン本体１の側壁２１に取付けられてウオー
タジヤケツト２２内の冷却水温度をエンジン温度
として検出する水温センサ１２と、エンジン回転
数を検出する回転数センサ１３とからエンジン制
御フアクターとしてそれぞれの検出信号が入力さ
れる。

この気筒数制御エンジンは、制御器７からの制
御信号によつてその運転状態が制御される。即
ち、この気筒数制御エンジンは、アイドリング運
転を含む設定負荷以下の運転状態においては各燃
料噴射弁５，５…のうちの所定の２個の燃料噴射
弁５，５の作動を停止させて部分気筒運転（２気
筒運転）を行ない、これに対して設定負荷以上の
運転状態においては４個の燃料噴射弁５，５…を
全て作動させて全気筒運転（４気筒運転）を行な
うようにエンジン負荷に応じて運転気筒数が制御
される。さらに、この気筒数制御エンジンは、部
分気筒運転を行なうべきアイドリング運転領域で
あつても特にエンジン温度が燃焼性から設定され
る設定温度t₁（この実施例においては設定温度t₁
＝60℃としている）よりも低く暖機の必要な領域
αにおいては、エンジンを強制的に全気筒運転さ
せて機の促進を図り、またエンジン温度が設定温
度t₁よりも高くなつた完全暖機領域ｂにおいては
エンジンの運転形態を全気筒運転から部分気筒運
転に切換える如くエンジン温度に応じてもその運
転気筒数が制御される。

この後者のエンジン温度による運転気筒数制御
時には、スロツトルバルブ開度とエンジン回転数
は第４図ロ，ハに示す如く制御される。即ち、エ
ンジン始動後からエンジン温度（冷却水温度）が
設定温度t₁に達するまでの領域αにおいてはエン
ジンは全気筒運転されており、エンジン温度の上
昇につれてスロツトルバルブ４は次第に絞られ、
エンジン温度が設定温度t₁に達した時点において
全気筒運転時の最終開度d₂とされる。一方、エン
ジン回転数は、この領域αにおいてはスロツトル
バルブ４の開度変化に追従してエンジン温度の上
昇につれてフアーストアイドル回転数n₁から全気
筒運転時の最終エンジン回転数n₂まで次第に低下
せしめられる。尚、この領域αにおいては、第４
図イに示す如くエンジン振動はエンジン回転数の
低下につれて次第に減少せしめられる。

エンジン温度が設定温度t₁に達すると気筒セレ
クター（図示省略）が作動し、エンジンは全気筒
運転から部分気筒運転に切換えられる。この際、
従来の気筒数制御エンジンにおいては前述の如く
スロツトルバルブ４の開度が全気筒運転時最終開
度d₂から部分気筒運転時の基準開度d₃に直ちに補
正される（吸入空気量の補正）が、この実施例の
気筒数制御エンジンにおいて、第４図ロに示す如
くスロツトルバルブ４を、エンジン温度が設定温
度t₁から温度t₂（t₂＞t₁）に達するまでの時間
（Ｔ）の間、全気筒運転時と同じ制御特性でもつ
てスロツトル開度を制御し、上記時間Ｔ後にスロ
ツトルバルブ４の開度が部分気筒運転時の基準開
度d₃に収束する如く補正制御する（換言すれば、
エンジンが全気筒運転から部分気筒運転に切換つ
た時には、吸入空気量は、時間Ｔのデイレイタイ
ムをもつて部分気筒運転時の基準吸入空気量に減
量補正される）。

このように全気筒運転から部分気筒運転への切
換時に吸入空気量が全気筒運転時の吸入空気量か
ら部分気筒運転時の吸入空気量までデイレイタイ
ムＴをもつて減量補正されると、エンジン回転数
は、第１図ハに示す如くこのデイレイタイムＴの
間は、部分気筒運転時における目標アイドル回転
数n₃よりも高回転側に維持され、エンジン温度の
上昇即ち、時間の経過とともに回転数n₄から目標
アイドル回転数n₃まで次第に低下補正され、デイ
レイタイムＴ経過時において目標アイドル回転数
n₃に収束せしめられる。

このように、全気筒運転から部分気筒運転への
切換時に所定時間だけエンジン回転数を部分気筒
運転時の目標アイドル回転数n₃よりも高回転側に
保持すると、部分気筒運転時の回転アンバランス
によるエンジン振動が減衰せしめられると同時
に、潤滑油温が低い場合であつても、エンジン回
転数を目標アイドル回転数に保持する場合に比し
てエンジン摺動部の摺動抵抗が相対的に低くなり
燃焼時の筒内圧が低下して燃焼に起因するエンジ
ン振動が可及的に減衰せしめられるところから、
第４図イに示す如く運転形態切換直後におけるエ
ンジン振動が、部分気筒運転時（エンジン回転数
n₃）における基準エンジン振動レベルω₃よりも
低レベルに維持されることになる。尚、このエン
ジン振動は、エンジン温度の上昇に伴なうエンジ
ン回転数の低下とともに振動レベルω₄から基準
振動レベルω₃Cまで次第に増加し、デイレイタイ
ムＴ経過後に基準振動レベω₃に収束せしめられ
る。即ち、上述の如く、全気筒運転から部分気筒
運転への切換時に吸入空気量をデイレイタイムＴ
をもつて全気筒運転時の吸入空気量から部分気筒
運転時の目標吸入空気量まで減量補正することに
より、上記切換時におけるエンジン振動の増大を
防止することができる。

続いて、前記制御器７によつてエンジンの運転
気筒数をエンジン温度に応じて制御する場合の具
体的な制御例を第５図に示す制御フローチヤート
に基いて説明すると、先ず、イニシヤライズした
のち気筒セレクターを４気筒運転に設定し（ステ
ツプS₁）、エンジンを始動させる（ステツプS₂）。
なお、上記気筒セレクターは一度４気筒運転に設
定されると、２気筒運転に設定されるまでリセツ
トされないようになつている。即ち、始動時には
始動性を確保する目的から４気筒運転とする。

次に、エンジン温度、エンジン回転数及びスロ
ツトル開度等の各種データを入力し（ステツプ
S₃）、この入力データのうちスロツトル開度とエ
ンジン回転数とトランスミツシヨンのニユートラ
ル状態とから先ず、現在、アイドリング運転領域
であるのかどうか判定する（ステツプS₄）。

判定の結果、アイドリング運転領域でない場合
（即ち、負荷運転時）には、別系統の制御ルーチ
ン（図示省略）によりエンジン負荷に応じた運転
気筒数制御を行なう。

一方、アイドリング運転領域である場合には、
エンジン温度（冷却水温）が運転形態切換えの基
準となる定温度t₁（60℃）より高温であるかどう
かを判定し（ステツプS₅）、その結果、まだエン
ジン温度が設定温度より低い場合即ち、第５図に
おいて領域α内にある場合には、さらに暖機を続
ける必要有りと判断し、運転形態を４気筒運転の
まま保持して記憶回路（図示省略）内に記憶され
た第４図ロに示すスロツトルバルブ開度の特性線
図と第４図ハに示すエンジン回転数の特性線図と
から現在のエンジン温度に応じてスロツトル開度
を補正制御する。即ち、先ずフラツトグを１とし
（ステツプS₆）、ステツプS₇においてエンジン回転
数線図から現在のエンジン温度t₀に対応する目標
エンジン回転数n₀を算出し（読み出し）、さらに
この目標エンジン回転数n₀と現在のエンジン回転
数と現在のスロツトル開度とから新しいスロツト
ル開度d₀（即ち、スロツトル開度の補正量）を計
算し（ステツプS₈）、この補正量に基いてスロツ
トル補正を行なう（ステツプS₉）。このステツプ
S₁からステツプS₉に至る制御フローは、エンジン
の運転状態がアイドル運転状態から負荷運転状態
に移行するか、あるいはエンジン温度が設定温度
t₁に達するまで繰り返して実行される。

暖機が進行し、エンジン水温が設定温度t₁に達
すると、運転形態が４気筒運転からの２気筒運転
に切換えられる（ステツプS₁₀）。

２気筒運転切換後は、フラツグにより、今回初
めて４気筒運転から２気筒運転に移行し、従つて
所定のデイレイタイムＴ後に吸入空気量を２気筒
運転時における目標吸入空気量に収束せしめる如
く吸入空気量の減量補正を行なうべき場合である
のか、それとも前回も２気筒運転されており、し
かも所定のデイレイタイムＴ経過後であつて通常
のアイドル回転数のフイードバツク制御を行なう
べき場合であるのかを判定する（ステツプS₁₁）。
今回はフラグ＝１即ち、前者の場合であるため、
タイマー＝０となるまでステツプS₁₂からステツ
プS₃ないしステツプS₁₁を経てステツプS₁₂に至る
制御フローを繰り返して実行し、タイマー＝０と
なつた時点において現在のエンジン回転数と目標
アイドル回転数n₃を比較し、現在のエンジン回転
数が目標アイドル回転数n₃よりも高い間はステツ
プS₁₃からステツプS₁₆、ステツプS₁₇を経て再び
ステツプS₁₃に戻る制御フローを繰り返して実行
し、スロツトルバルブ開度をΔT・Ｖ・Ｏづつ段
階的に減少させる。

現在のエンジン回転数が目標アイドル回転数n₃
以下になつた場合即ち、デイレイタイムＴが経過
してエンジン温度が温度t₂に達した場合には、エ
ンジン回転数を目標アイドル回転数n₃に取束せし
めるエンジン回転数のフイードバツク制御の実行
に移る。即ち、フラツグを０に設定した後（ステ
ツプS₁₄）、ステツプS₃からステツプS₁₁を経てス
テツプS₁₅に至り、該ステツプS₁₅において目標ア
イドル回転数n₃（例えば800rpm）を読み込み、こ
の目標アイドル回転数n₃と現在のエンジンの回転
数と現在のスロツトル開度とからスロツトル開度
の補正量を算出し（ステツプS₈）、この補正量に
基いてスロツトル開度の補正を行なう（ステツプ
S₉）。このフイードバツク制御フローは、エンジ
ンがアイドル運転状態にある間は連続的に繰り返
して実行され、エンジン回転数は目標アイドル回
転数n₃に収束せしめられる。

（発明の効果） 本発明の気筒数制御エンジンは、部分気筒運転
をすべきアイドリング運転を含む低負荷運転域で
あつても、エンジン温度が設度温度より低い場合
にはエンジンを強制的に全気筒運転させ、該エン
ジン温度が設定温度より高くなつた場合において
エンジンの運転形態を全気筒運転から部分気筒運
転に切換えるようにした気筒数制御エンジンにお
いて、全気筒運転から部分気筒運転への切換時に
吸入空気量を所定のデイレイタイムをもつて部分
気筒運転時における目標吸入空気量に減量補正す
ることにより、運転形態切換直後における所定時
間だけエンジン回転数を所定のアイドル回転数よ
り高めるようにしているため、潤滑油温が低いと
きの運転形態切換直後においてもエンジン摺動部
の摺動抵抗の増大による筒内圧の上昇に起因する
エンジン振動を可及的に抑制することができ、第
１図に示す従来の気筒数制御エンジンの如く摺動
抵抗に起因するエンジン振動がそつくりそのまま
体感エンジン振動として付加されるような場合に
比して体感エンジン振動が少なく、特に自動車用
エンジンに適用した場合には運転者にほとんど不
快感を与えず、特にその効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の気筒数制御エンジンにおける制
御特性図、第２図は本発明の気筒数制御エンジン
の制御ブロツク図、第３図は本発明の実施例に係
る気筒数制御エンジンの制御システム図、第４図
は第３図の気筒数制御エンジンの制御特性図、第
５図は第３図に示した気筒数制御エンジンの制御
フローチヤートである。 １……エンジン本体、２……吸気通路、３……
エアークリーナ、４……スロツトルバルブ、５…
…燃料噴射弁、６……アクチユエータ、７……制
御器、１１……スロツトル開度センサ、１２……
水温センサ、１３……回転数センサ、Ａ……エン
ジン温度検出手段、Ｂ……アイドリング運転検出
手段、Ｃ……燃料供給阻止手段、Ｄ……運転気筒
数制御手段、Ｅ……エンジン回転数制御手段、Ｆ
……エンジン回転数補正手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの温度状態を検出するエンジン温度
   検出手段と、エンジンのアイドリング運転状態を
   検出するアイドリング運転検出手段と、エンジン
   の一部の気筒への燃料供給を阻止する燃料供給阻
   止手段と、上記エンジン温度検出手段の出力を受
   けるとともに上記燃料供給阻止手段に出力し、エ
   ンジンがアイドリング運転を含む設定負荷以下の
   運転状態にあるときには上記燃料量供給阻止手段
   により一部気筒への燃料の供給を阻止せしめてエ
   ンジンを部分気筒運転させ、またエンジンが上記
   設定負荷より大きい負荷運転状態にあるときには
   上記燃料供給阻止手段による上記阻止作用を解除
   せしめてエンジンを全気筒運転させる一方、エン
   ジンが上記部分気筒運転される負荷運転状態であ
   つてもエンジン温度が設定温度以下であるときに
   は上記燃料供給阻止手段による上記阻止作用を解
   除せしめてエンジンを強制的に全気筒運転させる
   運転気筒数制御手段と、上記エンジン温度検出手
   段およびアイドリング運転検出手段の出力を受
   け、エンジン温度が上記設定温度以下でかつエン
   ジンがアイドリング運転状態のときにはエンジン
   温度の上昇に応じてエンジン回転数を次第に低下
   させる一方、エンジン温度が上記設定温度より高
   くなりかつエンジンがアイドリング運転状態のと
   きにはエンジン回転数を所定値に保持するエンジ
   ン回転数制御手段と、上記エンジン温度検出手段
   およびアイドリング運転検出手段の出力を受ける
   とともに上記エンジン回転数制御手段に出力し、
   エンジン温度が上記設定温度より低い状態から上
   記設定温度より高くなり且つエンジンがアイドリ
   ング運転状態のときに、エンジン回転数が所定の
   デイレイタイムをもつて上記所定値に制御される
   ようエンジン回転数を上記デイレイタイムの間は
   上記所定値より増加方向に補正するエンジン回転
   数補正手段とを備えたことを特徴ととする気筒数
   制御エンジン。