JPH05187286A - 自動車用エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、休筒状態から全筒状態に切り
換えられた際に生じる燃料供給に関する追随性を改善し
て失火を防止し、運転性を損ねることのない構造を備え
た自動車用エンジンを得ることにある。 【構成】本発明は、エンジン回転数センサ４およびブー
スト圧センサ５により割り出される空気の体積効率によ
り全筒でのバルブ開閉を行なう場合と一部の気筒でのバ
ルブ開閉を行なう場合とを判定するとともに、休筒状態
から全筒状態に切り換えられた際、今まで休筒状態にあ
った気筒において全筒状態への復帰直後で最も増量され
た燃料の噴射量とし復帰直後からの行程数が増加するに
従い通常のエンジン走行条件に対応した燃料の噴射量を
設定できるように燃料の噴射量を変更した上で燃料噴射
装置６を駆動する制御部３を備えていることを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エンジンに関
し、さらに詳しくは、複数気筒のうちの選択された気筒
での吸・排気のための弁装置の作動を休止させることの
できる構造を備えた自動車用エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンにあっては、
バルブの最大開放量がバルブ開閉用カムのカムプロフィ
ールからの最大リフト量に対応しており、しかも、この
量が常に一定とされているために、エンジンの回転数お
よびスロットル開度からの負荷に応じた吸・排気効率を
設定することができないのが現状であった。つまり、上
述したカムプロフィールは、例えば、高速回転を要求さ
れるようなエンジンの場合には、混合気の吸入率および
排気効率を高めることを考慮して設定されていることか
ら、低速回転時での燃料消費率を犠牲にしてしまう傾向
がある。また、上述した場合とは逆に燃料消費率を考慮
したカムプロフィールとした場合には、高速回転あるい
は高負荷運転時での出力が充分に得られなくなる虞れが
ある。

【０００３】そこで、このようなエンジンの運転条件に
対応させて、低速、低負荷運転時での燃料消費量の低
減、および高速、高負荷運転時での出力確保のいずれを
も満足させるために、バルブ開閉用カムとして、低速
用、高速用のカムプロフィールを設定されたものを準備
する一方、これら各カムに対向当接しているカムフォロ
ワを備えたロッカーアームと、このアームの揺動支点を
構成しているロッカーシャフトとを分離し、ロッカーシ
ャフトにはバルブステムに当接しているサブロッカーア
ームを一体に設け、ロッカーアームとロッカーシャフト
とはロッカーシャフト内で油圧制御により突没可能なプ
ランジャにより連結および非連結態位を選択されるよう
にし、連結された側のロッカーアームの揺動をロッカー
シャフトを介してサブロッカーアームに伝達してバルブ
の開閉制御を行うようにした構造が提案されている(例
えば、本願出願人による先願である特願平２ー１８２１
３１号)。この構造においては、低速運転時、高速運転
時でのバルブ開閉用カムによるバルブの開閉量を切り換
える他に、各ロッカーアームに対するプランジャの連結
を行わないようにして、所謂、気筒側でのバルブの作動
を停止して休筒させることもできるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した休筒状態は、
例えば、４気筒エンジンである場合、ピストンの作動行
程が同じである１番気筒と４番気筒を該当させて、燃料
消費量を低減させるようになっており、この休筒設定
は、エンジン回転数および負荷情報に相当する気筒内で
の空気の体積効率とを割り出して決められたマップによ
り実行されるようになっている。

【０００５】しかしながら、休筒システムを用いたエン
ジンにおいては、燃焼が停止されている気筒に混合気を
供給するための吸気路内壁面に付着していた燃料液滴が
他の気筒の吸入行程によって蒸発吸引され、その吸気路
がドライな状態を呈している。このようなドライ状態に
ある吸気路を介して全筒状態に切り換えられた気筒への
燃料を噴射する場合には、噴射された燃料が吸気路内壁
面に付着してしまい、燃料の供給追随性が悪くなるため
に一時的に噴射燃料が希薄な状態、つまり、理論空燃比
に対してリーンな状態となることがある。従って、リー
ンな状態では、失火を起こしやすくなったりすることに
より運転性が悪くなるばかりでなく、排気ガス中のＨＣ
濃度を高めてしまう原因となる虞れもあった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述した休筒シ
ステムを設定できる自動車用エンジンにおける問題に鑑
み、休筒状態から全筒状態に切り換えられた際に生じる
燃料供給に関する追随性を改善して失火を防止し、運転
性を損ねることのない構造を備えた自動車用エンジンを
得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、低速用、高速用のカムプロフィールを設定さ
れたバルブ開閉用カムを備え、これらカムに対するロッ
カーアーム側での従動状態を切り換えることにより、バ
ルブの開閉量およびバルブの休止状態を設定できるバル
ブ機構を備えた自動車用エンジンにおいて、エンジン回
転数を検出する回転数センサと、スロットル開度に応じ
た気筒内での空気の体積効率を割り出すためのブースト
圧センサと、各気筒に接続されている吸気路のそれぞれ
に配置されている噴射ノズルを備え、通常、エンジン回
転数および負荷情報を始めとした情報から割り出される
エンジン走行条件に応じた量の燃料を噴射する燃料噴射
装置と、上記回転数センサ、ブースト圧センサとを入力
側に接続され、出力側には、上記バルブ機構の駆動部お
よび上記燃料噴射装置が接続されている制御部とを備
え、上記制御部は、エンジン回転数および空気の体積効
率に基づく負荷情報によって全気筒を対象としてバルブ
の開閉を行なわせる全筒状態および全気筒のうちの一部
の気筒を対象としてバルブの開閉停止による休筒状態を
設定するマップと、上記マップにより設定された休筒状
態から全筒状態へ復帰した気筒の燃料噴射装置に対し、
復帰した場合の行程数に応じて、復帰直後でリッチとさ
れ行程数が増えるに従い通常のエンジン走行条件に対応
した要求空燃比に移行するための増量係数を設定した燃
料増量マップとを備え、全筒状態および休筒状態設定の
ための判別を行なうとともに、休筒状態から全筒状態に
切り換えられた際、その全筒状態への復帰後の行程数に
基づいて上記燃料増量マップにより燃料の噴射量を変更
することを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、休筒状態から全筒状態に切り
換えられた際、全筒状態への復帰直後には、いままで、
休筒状態を設定されていた気筒の吸気路に設けてある燃
料噴射装置からの燃料噴射量がドライ状態を解消するに
足る状態に増量される。

【０００９】

【実施例】以下、図１乃至図４において、本発明の実施
例の詳細を説明する。

【００１０】図１は、本発明の実施例による自動車用エ
ンジンのシステム構成図であり、同図において、エンジ
ン１の吸気・排気ポートには、前述した明細書に記載さ
れたバルブ機構２が設けてあり、このバルブ機構２にお
ける油圧駆動部は後述する制御部によって作動態位を設
定され、全気筒でのバルブ開閉および全気筒のうちの一
部の気筒のみでのバルブ開閉を行なわせて他の気筒での
バルブ開閉を休止するための作動が行なわれるようにな
っている。一方、制御部(図では、ＥＣＵという表示で
示してある)３は、燃料噴射量の設定等のエンジンの燃
焼に係わる各種制御を総合的に行なうためのマイクロコ
ンピュータにより主要部を構成されているものであり、
図示しないインターフェースを介して入力側には、本実
施例に関するものとして、エンジン回転数を検出する回
転数センサとしてのクランク角センサ４、吸気ポートの
上流側に位置してブースト圧を検出するブースト圧セン
サ５がそれぞれ接続されており、そして出力側には、上
記バルブ機構２の油圧駆動部および燃料噴射装置６の駆
動部がそれぞれ接続されている。燃料噴射装置６は、各
気筒に接続されている吸気路にそれぞれ装備してある噴
射ノズル６Ａを有し、通常、エンジン回転数およびスロ
ットル開度から得られるエンジンの走行条件に対応した
要求空燃比を設定するように噴射量を決められた燃料を
噴射ノズル６Ａ側での開弁時間の設定によって噴射する
ようになっている。また、図中、符号７は、燃料供給系
を概略的に示している。

【００１１】制御部３においては、エンジン回転数４と
ブースト圧センサ５により得られる空気の体積効率に基
づく負荷に応じて全筒／休筒状態の設定が図２に示すマ
ップによって行われるようになっている。すなわち、図
２は、エンジンの全運転域を対象として、ブースト圧に
より割り出される空気の体積効率(Ev)とエンジン回転数
(Ne)とに基づく全筒状態および休筒状態の判定マップで
あり、図中、ハッチングで示した範囲が休筒状態を意味
している。

【００１２】このマップにおいて、全筒状態と休筒状態
との境界は、エンジン回転数および空気の体積効率から
得られる負荷に応じた出力が得られることを条件に設定
されているものであり、そして、図２において、低回転
域で体積効率が瞬間的に上昇しているのは、全筒状態か
ら休筒状態に切り換える場合に、一旦、回転数を上げて
休筒設定時での急激な回転数の落ち込みを抑えるための
処置である。

【００１３】また、制御部３においては、休筒状態から
全筒状態に切り換えられた場合、いままで休筒状態にあ
った気筒に対して混合気を供給する吸気路での燃料を増
量することが行なわれるようになっている。これは、い
ままで休筒状態にあった気筒に接続されている吸気路内
壁面に付着していた燃料液滴が蒸発吸引されて、所謂、
ドライ状態になっているのを踏まえ、エンジンの走行条
件に応じた量の燃料を噴射した場合、燃料液滴が吸気路
内壁に付着して燃焼のための必要量が供給されなくなる
のを防止するためである。

【００１４】このため、制御部３には、全筒状態への復
帰後の行程数に応じて燃料の増量補正を行なうためのマ
ップが装備されており、このマップは、図３に示すよう
に、復帰直後において理論空燃比に対してリッチな状態
とされ、復帰後の行程数が多くなるに従い通常のエンジ
ン走行条件に応じた要求空燃比が得られる噴射量となる
ように増量係数が決められている。そして、この増量係
数は、本実施例の場合、全筒復帰直後には、通常の燃料
噴射時に吸気路内壁面に付着している燃料液滴と略同等
な量を得られる係数とされている。従って、休筒状態か
ら全筒状態へ切り換えられた場合には、休筒状態から全
筒状態、つまり、燃焼を再開される気筒に接続されてい
る吸気路では、全筒状態への復帰後からの行程数に応じ
て燃料の噴射量が設定され、例えば、復帰直後において
は、噴射燃料の一部が吸気路内壁面に付着しても燃焼用
としての量を減らすことがないように、最も増量された
状態で燃料の噴射が行なわれることになる。

【００１５】本実施例は以上のような構成であるから、
いま、制御部の動作を示すフローチャートにより作用を
説明すると図４に示すとおりである。すなわち、エンジ
ン回転数およびブースト圧による空気の体積効率を基
に、休筒状態にあるかを判別し、休筒状態にあると判断
された場合には、全筒状態への復帰後の行程数を計数す
る復帰後カウンタをクリアする。

【００１６】一方、休筒状態にないと判断された場合に
は、全筒状態への復帰後１行程経過したかどうかを判別
する。この１行程とは、ピストンの上下各死点への移動
を意味し、換言すれば、クランクシャフトの１回転に相
当している。そして、１行程経過後であると判断された
場合には、復帰後カウンタの計数値が「２０」、つまり、
２０行程以上にあるかどうかを判別する。この２０行程
という値は、この行程数であれば噴射された燃料の一部
が吸気路内壁に付着してしまう危険が少ない状態に復帰
していることを判定できるしきい値として用いられてい
る。従って、２０行程以上でない場合と判断されると、
復帰後カウンタの計数値を更新し、その行程数を基準と
して図３に示した燃料増量マップから増量係数を割り出
したうえで噴射燃料の量が変更される。この噴射燃料の
量は、通常のエンジン走行条件から割り出された燃料噴
射量であるベース燃料噴射量に対し、上記マップから割
り出された増量係数を乗じることによって決定されるよ
うになっている。そして、燃料噴射装置６においては、
変更された燃料噴射量を得られるように制御部３からの
信号により噴射時間を設定して噴射ノズル６Ａから燃料
を噴射する。

【００１７】本実施例によれば、各気筒に接続された吸
気路中に配備されている噴射ノズル６Ａによる燃料噴射
量を変更するようにしたので、例えば、燃料を増量する
ための特別な噴射構造を設ける必要がなく、これによっ
て、配管構造も含めて噴射構造を既設のもので済ますこ
とができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、休筒状態
から全筒状態に切り換えられた場合に、休筒状態にあっ
た気筒での噴射燃料を増量するようにしたので、休筒状
態から全筒状態に切り換えられた気筒に接続されている
吸気路中での燃料液滴の付着を抑えて燃焼のために供給
される燃料液滴の量を保証することができる。従って、
全筒状態に切り換えられた際に気筒内への噴射燃料の不
足を未然に防止して失火等の運転性を阻害する原因を取
り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による自動車用エンジンのシステ
ム構成を説明するためのブロック図である。

【図２】図１に示したシステム構成における制御部が実
行する制御の方式を説明するための全筒／休筒状態とブ
ースト圧の変化とトルクの変化と点火時期との関係を示
す線図である。

【図３】図１に示したシステム構成における制御部に設
定されている燃料増量係数に関するマップを示す線図で
ある。

【図４】図１に示したシステム構成における制御部の動
作を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ バルブ機構 ３ 制御部 ４ 回転数センサ ５ ブースト圧センサ ６ 燃料噴射装置 ６Ａ 噴射ノズル

フロントページの続き (72)発明者 細野 清隆 東京都港区芝五丁目33番８号・三菱自動車 工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低速用、高速用のカムプロフィールを設定
   されたバルブ開閉用カムを備え、これらカムに対するロ
   ッカーアーム側での従動状態を切り換えることにより、
   バルブの開閉量およびバルブの休止状態を設定できるバ
   ルブ機構を備えた自動車用エンジンにおいて、 エンジン回転数を検出する回転数センサと、 スロットル開度に応じた気筒内での空気の体積効率を割
   り出すためのブースト圧センサと、 各気筒に接続されている吸気路のそれぞれに配置されて
   いる噴射ノズルを備え、通常、エンジン回転数および負
   荷を始めとする情報から割り出されるエンジン走行条件
   に応じた量の燃料を噴射する燃料噴射装置と、 上記回転数センサ、ブースト圧センサとを入力側に接続
   され、出力側には、上記バルブ機構の駆動部および上記
   燃料噴射装置が接続されている制御部とを備え、 上記制御部は、エンジン回転数および空気の体積効率に
   基づく負荷情報によって全気筒を対象としてバルブの開
   閉を行なわせる全筒状態および全気筒のうちの一部の気
   筒を対象としてバルブの開閉停止による休筒状態を設定
   するマップと、上記マップにより設定された休筒状態か
   ら全筒状態へ復帰した気筒の燃料噴射装置に対し、復帰
   した場合の行程数に応じて、復帰直後でリッチとされ行
   程数が増えるに従い通常のエンジン走行条件に対応した
   要求空燃比に移行するための増量係数を設定した燃料増
   量マップとを備え、全筒状態および休筒状態設定のため
   の判別を行なうとともに、休筒状態から全筒状態に切り
   換えられた際、その全筒状態への復帰後の行程数に基づ
   いて上記燃料増量マップにより燃料の噴射量を変更する
   ことを特徴とする自動車用エンジン。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動車用エンジンにおい
   て、制御部に装備されている燃料増量マップは、復帰直
   後の燃料噴射量として、通常のエンジン回転数および負
   荷により設定される燃料噴射量に対して通常時での燃料
   噴射時に吸気路に付着している燃料液滴の量を加えた量
   を設定されている自動車用エンジン。