JPH045812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、運転状態に応じて気筒数を制御し、
全筒運転と減筒運転とを行う気筒数制御エンジン
の故障対策装置に関するものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの運転状態に応じ、例えば
エンジンの低負荷、低回転時に一部気筒への燃料
の供給を停止し、残気筒の燃料によつてエンジン
を減筒運転するようにして熱費性能の向上を図る
気筒数制御エンジンは、特開昭57−338号公報に
示されるように公知である。

また、上記気筒数制御を行うについて、特開昭
52−56212号公報に示されるように、吸気弁もし
くは排気弁とカムシヤフトとを連係するロツカム
アームの支点を構成する支持部材の支点位置を変
更して、吸気弁もしくは排気弁の開閉作動を不能
として閉弁状態に維持する弁不作動可装置が公知
である。

しかるに、上記の如く特定運転時に特定気筒の
吸気弁および排気弁を常閉状態として減筒運転を
行う場合に、吸気弁および排気弁の動作を通常の
開閉動作状態と常閉状態とに切替える吸気弁動作
切替え手段もしくは排気弁動作切替え手段に故障
が発生し、所定の切替え状態とならずに、吸気弁
もしくは排気弁の一方が常閉状態で他方が通常の
開閉動作状態となると次のような不具合が発生す
る。

すなわち、吸気弁が開閉動作する一方、排気弁
が常閉状態となると、吸気ポートからは燃料が供
給されるが燃焼ガスは排気ポートから排出される
ことがないため、この燃焼ガスが吸気ポートから
吸気通路に吹き返すバツクフアヤーを生起し、燃
料系の強度的信頼生を悪化するとともに、この燃
焼ガスが他気筒の吸気流れに悪影響を与えて空燃
比の乱れを発生したり、他気筒に流入して燃焼性
能を悪化させる問題を有する。

また、逆に排気弁が開閉動作する一方、吸気弁
が常閉状態となると、ピストンの下降に伴う負圧
が吸気べの開作動によつて大気圧となるので、ピ
ストンの下降動作に加えて上昇動作も駆動損失と
なつてポンピングロスを増大し、燃費性能を低下
するとともに、オイル上りが増大してオイル消費
量が増える問題を有するものである。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑み、気筒数制御エンジン
における吸気弁動作切替え手段もしくは排気弁動
作切替え手段の故障により、全筒運転時もしくは
減筒運転時に特定気筒の吸気弁もしくは排気弁の
一方が開閉動作状態で他方が常閉状態にある場合
に、両者を開閉動作状態もしくは常閉状態に統一
することによつて、両者の不一致による不具合を
解消するようにした気筒制御エンジンの故障対策
装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の気筒数制御エンジンの故障対策装置
は、吸気弁動作切替え手段もしくは排気弁動作切
替え手段の故障を検出する故障検出手段と該故障
検出手段の検出信号を入力して、故障していない
側の吸気弁動作切替え手段もしくは排気弁動作切
替え手段に、故障検出時に出力されている制御信
号とは反対の制御信号を出力する制御信号補正手
段とを備えてなり、故障している側の吸気弁もし
くは排気弁動作切替え手段による吸気弁もしくは
排気弁の動作状態に、故障していない側の吸気弁
もしくは排気弁の動作状態が合致するように吸気
弁もしくは排気弁動作切替え手段を作動すること
を特徴とするものである。

（発明の効果） 吸気弁動作切替え手段もしくは排気弁動作切替
え手段の故障により、特定気筒の吸気弁もしくは
排気弁の一方が、開閉作動し他方が常閉状態とな
ることが防止されることにより、両者の動作の不
一致によるバツクフアイアーの生起、ポンピング
ロスおよびオイル消費量の増大等の不具合の発生
が未然に回避される。

（実施例） 以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の構成を明示する全体構成図であ
る。

気筒数制御エンジン１は、運転状態検出手段Ａ
により検出した運転状態に応じ、制御信号出力手
段Ｂがエンジンの徒弟運転状態のときに、出力信
号補正手段Ｃを介して吸気弁動作切替え手段Ｄお
よび吸気弁動作切替え手段Ｅに制御信号を出力す
る。上記吸気弁動作切替え手段Ｄは、特定気筒の
吸気弁２の動作を通常の開閉動作状態と常閉状態
とに切替えるものであり、また排気弁動作切替え
手段Ｅは、特定気筒の排気弁３の動作を通常の開
閉動作状態と常閉状態とに切替えるものであつ
て、エンジンの特定運転状態のとき特定気筒の吸
気弁２および排気弁３を閉じた状態に保持して該
特定気筒での運転を停止して減筒運転を行うよう
に設けられている。

また、上記吸気弁動作切替え手段Ｄもしくは排
気弁動作切替え手段Ｅの故障が故障検出手段Ｆに
よつて検出されると、この故障検出手段Ｆの検出
信号を入力した出力信号補正手段Ｃは、故障して
いない側の吸気弁動作切替え手段Ｄもしくは排気
弁動作切替え手段Ｅに、故障検出時に制御信号出
力手段Ｂより出力されている制御信号とは反対の
制御信号を出力し、故障している側の吸気弁２も
しくは排気弁３の動作と合致させるようにしたも
のである。

第２図に具体的構成を示す。エンジン１におい
て、４はシリンダヘツド、５はシリンダブロツ
ク、６はピストン、７は吸気弁２によつて開閉さ
れる吸気通路、８は排気弁３によつて開閉される
吸気通路、９は点火プラグをそれぞれ示してい
る。

上記シリンダヘツド４の上部には吸気弁２およ
び排気弁３を所定のタイミングで開閉動作する動
弁機構１０が配設され、該動弁機構１０は、カム
軸１１、ロツカアーム１２，１２、タペツト１
３，１３などからなり、この動弁機構１０に前記
吸気弁動作切替え手段Ｄおよび吸気弁動作切替え
手段Ｅが符付設されている。

上記吸気弁動作切替え手段Ｄおよび吸気弁動作
切替え手段Ｅはそれぞれアクチユエータ１４，１
４による操作ロツド１５，１５の移動により、吸
気弁２および吸気弁３を通常の開閉状態と常閉状
態とに切替えるものである。この吸気弁動作切替
え手段Ｄおよび排気弁動作切替え手段Ｅは同じ構
造であつて、第３図および第４図に示すように、
ロツカアーム１２の揺動支点を構成するタペツト
１３の支点位置を上下させるものであり、操作ロ
ツド１５の移動に伴つて回動プレート１６を回転
操作し、この回動プレート１６に開設された溝１
６ａとスリーブ１７上端の突起１７ａとの相対位
置が変更される。上記スリーブ１７はスプリング
１８によつてタペツト１３をを押し下げる方向に
付勢されている。

上記第４図は吸気弁２もしくは排気弁３の常閉
状態を示し、アクチユエータ１４に通電された例
示作動によつて操作ロツド１５が前進移動されて
回動プレート１６が会同し、この回動プレート１
６の溝１６ａとスリーブ１７の突起１７ａとが合
致した、カム軸１１の動きに対してロツカアーム
１２の一端が上方に移動されると、タペツト１３
のスリーブ１７は突起１７ａが溝１６ａを通つて
上昇することにより、タペツト１３による支点位
置は上方に移動し、ロツカアーム１２は上記カム
軸１１の動きに対して吸気弁２もしくは排気弁３
との当接点を支点として揺動し、この吸気弁２も
しくは排気弁３はバルブスプリング１９によつて
常閉状態に保持される。一方、通常の開閉状態
は、アクチユエータ１４非励磁作動により、回動
プレート１６が復帰回動し、溝１６ａとスリーブ
１７の突起１７ａとは不一致状態となつて、タペ
ツト１３の情操移動が阻止され、カム軸１１の動
きに対してロツカアーム１２はタペツト１３を支
点として揺動することにより、吸気弁２もしくは
排気弁３を所定のリフト量に開閉作動するもので
ある。

また、上記吸気弁動作切替え手段Ｄおよび排気
弁動作切替え手段Ｅの動作状態は、第５図に示す
ように、各操作ロツド１５，１５のアクチユエー
タ１４，１４と反対側にそれぞれ配設されたポジ
シヨンセンサー２０，２０による故障検出手段Ｆ
により検出され、操作ロツド１５の移動量（スト
ローク）が小さいとき（不作動時）を通常の開閉
動作状態として、移動量が大きいとき（作動時）
を常閉状態としてそれぞれ検知するものであり、
制御信号による動作状態と一致しないときが故障
発生時である。

なお、上記アクチユエータ１４，１４およびポ
ジシヨンセンサー２０，２０はシリンダヘツドカ
バー２１に装着されている。

上記吸気弁動作切替え手段Ｄおよび排気弁動作
切替え手段Ｅの動作を切替えるアクチユエータ１
４，１４は、コントロールユニツト２２（マイク
ロコンピユータ）からの制御信号によつて駆動制
御され、全筒、減筒運転の切替えが行われる。

このコントロールユニツト２２には、エンジン
の運転状態を検出する運転状態検出手段Ａの信号
として、車速センサー２３からの車速信号、水温
センサー２４からの水温信号、スロツトルバルブ
２５の開度を検出するスロツトル開度センサー２
６からのスロツトル開度信号、アイドルスイツチ
２７からのアイドル検出信号、点火コイル２８か
らのエンジン回転数信号、および吸気不圧センサ
ー２９からの不圧信号がそれぞれ入力されるとと
もに前記故障検出手段Ｆのポジシヨンセンサー２
０，２０からの故障信号が入力される。

上記コントロールユニツト２２は、第１図にお
ける制御信号出力手段Ｂ、出力信号補正手段Ｃの
各機能を備え、エンジンの運転状態および故障発
生時に応じて全筒、減筒運転の切替えを行うもの
である。

次に、上記コントロールユニツト２２の動作を
第６図のフローチヤートを用いて説明する。

第６図はエンジンの運転状態に応じた全筒運転
と減筒運転との判断を行う処理ルーチンであり、
スタートしてフラツグＴ１およびＴ２をリセツト
（０にする）するイニシヤライズを行つた後、ス
テツプ３０〜３６で各種センサーによりエンジン
の運転状態を検出するために読み込んだデータに
よつて、エンジンの運転状態に応じて全筒運転
（４気筒）を行うか、減筒運転（２気筒）を行う
かを判定して気筒数制御を行うものである。

すなわち、減筒運転を行うのは、車速が設定値
以下の低速停止時で、冷却水温が設定値以上の暖
機完了後で、スロツトル開度が設定値以下の小開
度のときで、且つ、加速状態もしくは減速状態で
ない低回転、低負荷減もくはアイドル状態のとき
であり、ステツプ30で車速センサー２３からの車
速Ｈが設定値H₀以下かどうかを、ステツプ３１
で水温センサー２４からの水温Ｗが設定値W₀以
上かどうかを、ステツプ３２でスロツトル開度セ
ンサー２６からのスロツトル開度Ｇが設定開度
G₀以下かどうかを、ステツプ３３で点火コイル
２８からのエンジン回転数の偏差N_sが設定値Ｋ
以下かどうかを、ステツプ３４でアイドルスイツ
チ２７がオンしているかどうかを、ステツプ35で
エンジン回転数Ｎが設定値N₀以下かどうかを、
ステツプ36で吸気負圧センサー２９からの負圧Ｖ
が設定値V₀以上かどうかをそれぞれ判断し、こ
れらの判断がYESの場合には、減筒運転を行う
べくステツプ37を介してステツプ38で減筒運転用
の制御信号を出力し、アクチユエータ１４，１４
を作動して吸気弁動作切替え手段Ｄおよび排気弁
動作切替え手段Ｅにより特定気筒の吸気弁２およ
び排気弁３を常閉状態とする。

ステツプ３９は、上記ステツプ38の制御信号に
もとづき、吸気弁動作切替え手段Ｄが所定の作動
状態にあるかどうかをポジシヨンセンサー２０か
らの信号によつて検出するものであり、ポジシヨ
ンセンサー２０で検出した吸気側の操作ロツド１
５のストロークS₁が設定値S₀以上かどうかによつ
て判断し、この判断がYESすなわち操作ロツド
１５が減筒用に大きくストロークしている場合に
は、ステツプ40で上記と同様に排気弁動作切替え
手段Ｅが所定の動作状態にあるかどうかをポジシ
ヨンセンサー２０で検出した排気側の操作ロツド
１５のストロークS₂が設定値S₀以上かどうかによ
つて判断し、この判断がYESすなわち操作ロツ
ド１５が所定の減筒用の作動状態にあるときに
は、ステツプ41でフラツグＴ２をリセツトした
後、運転状態の判断にリターンする。

また、上記ステツプ39またはステツプ40の判断
がNOすなわち操作ロツド１５が全筒運転用の作
動状態にある故障発生時には、ステツプ42でフラ
グＴ１をセツト（１にする）したのち、ステツプ
43で全筒運転を行うべく制御信号を出力するもの
である。

この故障発生時に運転状態が減筒運転を行う状
態に継続してあるときには、ステツプ42において
フラツグＴ１がセツトされることから、ステツプ
37の判断はNOとなつてステツプ43による全筒運
転状態が維持される。

一方、前記ステツプ30〜36の判断が、NOで、
全筒運動を行う運転状態のときには、ステツプ44
を介してステツプ45で全筒運転用の制御信号を出
力し、吸気弁２および排気弁３を通常の開閉状態
とする。

ステツプ46は上記ステツプ45の制御信号にもと
づき、吸気弁動作切替え手段Ｄが所定の作動状態
にあるかどうかを、ポジシヨンセンサー２０によ
り検出した吸気側の操作ロツド１５のストローク
S₁が設定値S₀以下かどうかによつて判断し、この
判断がYESすなわち操作ロツド１５が所定の全
筒用の作動状態にあるときには、ステツプ47で同
様に排気弁動作切替え手段Ｅが所定の作動状態に
あるかどうかを、ポジシヨンセンサー２０により
検出した排気側の操作ロツド１５のストロークS₂
が設定値S₀以下かどうかによつて判断し、この判
断がYESすなわち操作ロツド１５が所定の全筒
用の作動状態にあるときには、ステツプ48でフラ
ツグＴ１をリセツトしたのち、運転状態の判断に
リターンする。

また、上記ステツプ46または47の判断がNOす
なわち操作ロツド１５が減筒用の作動状態にある
故障発生時には、ステツプ49でフラツグＴ２をセ
ツトしたのち、ステツプ50で減筒運転を行うべく
制御信号を出力する。なお、ステツプ44は前記ス
テツプ37と同様に、故障発生時にはステツプ50の
制御信号を維持するように作用する。

さらに、ステツプ41およびステツプ48は、運転
状態が減筒状態から全筒状態もしくは全筒状態か
ら減筒状態に変化した際に、前の運転状態（故障
発生状態）をリセツトし、ステツプ39、40もしく
はステツプ46、47での判断が行えるようにするた
めのものである。

上記実施例によれば、運転状態に応じて気筒数
制御を行うについて、この運転状態に応じた制御
信号が吸気弁動作切替え手段Ｄおよび排気弁動作
切替え手段Ｅに出力されたにもかかわらず、これ
が所定の動作状態となつていない故障発生時に
は、上記運転状態に対応するものとは反対の制御
信号を出力して、故障している側の作動状態に合
わせるようにして、両者の不一致動作による弊害
を解消するものである。

前記故障検出手段Ｆとしては、上記実施例の如
き操作ロツド１５のストロークを検出するほか、
アクチユエータ１４，１４への励磁電流からその
動作状態を検出するものでもよく、この場合のフ
ローチヤートを第７図に示す。この第７図は故障
検出部分のみ示し、運転状態の判断は第６図と同
様である。

すステツプ30〜36の判断が減筒運転状態の場合
には、ステツプ51で減筒運転用の制御信号が出力
され、吸気弁動作切替え手段Ｄおよび排気弁動作
切替え手段Ｅのアクチユエータ１４，１４に励磁
電流が印加されるが、ステツプ52でこのアクチユ
イエータ１４，１４への励磁電流Ｉを検出し、ス
テツプ53で電流Ｉが０かどうかによつて配線が断
線しているかどうかを判断し、この判断がYES
すなわち断線故障発生時には、ステツプ55で前筒
運転用の信号を出力する一方、上記判断がNOで
正常な場合には、ステツプ54で上記電流Ｉが設定
値I₀以上かどうかによつて配線がシヨートもしく
はリークしているかどうかを判断し、この判断が
YESすなわち故障発生時には、ステツプ55で前
筒運転用の制御信号を出力し、ステツプ54の判断
がNOの場合には初期ステツプにリターンする。

また、検出運転状態が全筒運転状態の場合に
は、ステツプ55で制御信号を出力するが、吸気弁
動作切替え手段Ｄおよび排気弁動作切替え手段Ｅ
のアクチユエータ１４，１４には励磁信号が印加
されないことからその故障状態の検出は、上記減
筒運転時にのみ行うようにしている。

さらに、上記故障検出手段Ｆとしては、吸気弁
２および排気弁３の開閉動作を直接電磁ピツクア
ツプ等によつて検出するようにしてもよい。

また、吸気弁動作切替え手段Ｄおよび排気弁動
作切替え手段Ｅの機構としても、上記実施例の如
き構造によるもののほか、油圧タペツトを利用し
たものなどの公知の機構が適宜採用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構
成図、第２図は本発明の具体的構造例を示す全体
構成図、第３図は吸気弁または排気弁動作切替え
手段の構造例を示す平面図、第４図は同縦断面
図、第５図は故障検出手段の構造例を示すシリン
ダヘツド上部の断面説明図、第６図は第２図にお
けるコントロールユニツトの動作を説明するフロ
ーチヤート図、第７図は故障検出手段の変更に伴
うフローチヤートの変形例の要部を示すフローチ
ヤート図である。 １……気筒数制御エンジン、２……吸気弁、３
……排気弁、１０……動弁機構、１４……アクチ
ユエータ、１５……操作ロツド、２０……ポジシ
ヨンセンサー、２２……コントロールユニツト、
Ａ……運転状態検出手段、Ｂ……制御信号出力手
段、Ｃ……出力信号補正手段、Ｄ……吸気弁動作
切替え手段、Ｆ……排気弁動作切替え手段、Ｆ…
…故障検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 運転状態を検出する運転状態検出手段と、制
   御信号を受けて、特定気筒の吸気弁の動作を通常
   の開閉動作状態と常閉状態とに切替える吸気弁動
   作切替え手段と、制御信号を受けて、上記特定気
   筒の排気弁の動作を通常の開閉動作状態と常閉状
   態とに切替える排気弁動作切替え手段と、運転状
   態検出手段の検出信号を入力して上記吸気弁動作
   切替え手段および排気弁動作切替え手段に制御信
   号を出力する制御信号出力手段とを備え、エンジ
   ンの特定運転状態のとき特定気筒の吸気弁および
   排気弁を閉じた状態に保持して外特定気筒での運
   転を停止するようにした気筒数制御エンジンにお
   いて、上記吸気弁動作切替え手段もしくは排気弁
   動作切替え手段の故障を検出する故障検出手段
   と、該故障検出手段の検出信号を入力して、故障
   していない側の吸気弁動作切替え手段もしくは排
   気弁動作切替え手段に、故障検出時に出力されて
   いる制御信号とは反対の制御信号を出力する制御
   信号補正手段とを備えたことを特徴とする気筒数
   制御エンジンの故障対策装置。