JPH05222990A - 吸排気弁停止機構付きエンジンのアイドル制御装置 - Google Patents

吸排気弁停止機構付きエンジンのアイドル制御装置

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JPH05222990A
JPH05222990A JP4025049A JP2504992A JPH05222990A JP H05222990 A JPH05222990 A JP H05222990A JP 4025049 A JP4025049 A JP 4025049A JP 2504992 A JP2504992 A JP 2504992A JP H05222990 A JPH05222990 A JP H05222990A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は休筒切り換え時にも良好なアイド
ル運転特性を確保することにある。 【構成】 設定された気筒の吸排気弁の少なくとも一方
を停止させる弁停止手段Ｍと、内燃機関のエンジン回転
速度情報Ｎｅを出力するエンジン回転速度検出手段１２
と、作動気筒♯ｎの数を検出して作動気筒数情報を出力
する気筒数検出手段３４と、少なくとも目標アイドル回
転速度Ｎｅａ及び目標アイドルポジションＰBを作動気
筒数情報の変更に応じて別々に算出するアイドル制御パ
ラメータ算出手段１５と、エンジン回転速度Ｎｅと目標
エンジン回転速度Ｎｅａの偏差ΔＮｅを排除すべく内燃
機関Ｅのアイドル回転速度調整手段４を制御する回転速
度制御手段１５とを有したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、適時に内燃機関の設定
された気筒の吸排気弁のみを停止させて設定気筒を休筒
運転できる内燃機関に装着され、特に、内燃機関のアイ
ドル運転時にそのアイドル回転速度を目標アイドル回転
速度に制御出来る吸排気弁停止機構付きエンジンのアイ
ドル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の運転中において、適時に出力
低減や低燃費化を図るべく、一部気筒への吸気及び燃料
の供給を停止させ、休筒運転を行うことの出来る弁停止
機構を備えた内燃機関が知られている。この種内燃機関
の弁停止機構を制御する制御手段は各種運転情報に基づ
き設定運転域に入るとその運転域内では、休筒気筒の吸
排気弁の開閉作動を停止させると共に休筒気筒への燃料
供給を停止させ、設定運転域を離脱すると、休筒気筒の
吸排気弁の開閉作動を正常状態に戻し、休筒気筒への燃
料供給を再開させている。
【０００３】他方、従来よりアイドル運転時のエンジン
回転速度は、エンジンの吸入空気量や空燃比を操作して
負荷変動時の落ちこみを防止したり、アイドル回転速度
変動を防止する制御方法が種々提案されている。ところ
で、エンジン回転速度の落ち込みや変動の発生を検出し
て吸気量や燃料量の追加を行っても、追加した量がエン
ジン回転速度の落ち込みや変動に対して有効に作用する
トルクを発生するのは回転速度の低下後より所定時定数
の経過後であり、その応答性は機関や各制御手段固有の
特性によって個々に異なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特に、４気筒中の２気
筒が休筒可能な機関では、休筒運転時に吸気行程が２回
に１回（１８０度の経過毎）に低下し、吸気量が１／２
に落ちる。なお、下記の表１には１、６リッターのエン
ジン（吸気系３、６リッター）の場合の全筒運転時（７
００ｒｐｍ）と休筒運転時（８５０ｒｐｍ）のアイドル
回転速度の各制御手段の応答性の相違例を示した。
【０００５】
【表１】
【０００６】表１に明らかなように、休筒運転時には出
力行程間隔が１／２になるとともに、等価的な吸気系の
容量が２倍に成り、空気量制御の応答性が約１／２にな
る。この他にも休筒時には点火時期制御、燃料量制御も
その時定数が大きくなり、電気負荷制御のみ同等に保持
されている。
【０００７】ところで、エンジンのアイドル回転速度の
制御手段は全筒運転時に最適となるように各制御パラメ
ータの制御を行う構成と成っているので、休筒運転時に
は応答性が一般に低下し、制御性が低下し、特に、オー
バーシュートする等の不具合が生じる可能性が有る。し
かも、アイドル時の機関の振動数は、全筒時に対して休
筒時の振動数が半分になり、アイドル回転数が共振域内
に入り易く、この点でエンストの可能性が大きくなり、
問題と成っている。本発明の目的は休筒切り換え時にも
良好なアイドル運転特性を確保できる吸排気弁停止機構
付きエンジンのアイドル制御装置を提供することに有
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は内燃機関の設定された気筒の吸排気弁の
少なくとも一方を停止させる弁停止手段と、上記内燃機
関のエンジン回転速度情報を出力するエンジン回転速度
検出手段と、上記作動気筒数を検出して作動気筒数情報
を出力する気筒数検出手段と、上記内燃機関の少なくと
も目標アイドル回転速度及び目標アイドルポジションを
上記作動気筒数情報の変更に応じて別々に算出するアイ
ドル制御パラメータ算出手段と、上記エンジン回転速度
と目標エンジン回転速度の偏差を排除すべく上記内燃機
関のアイドル回転速度調整手段を制御する回転速度制御
手段とを有したことを特徴とすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】アイドル制御パラメータ算出手段が、弁停止手
段を備えた内燃機関の少なくとも目標アイドル回転速度
及び目標アイドルポジションを作動気筒数情報の変更に
応じて別々に算出でき、回転速度制御手段が、エンジン
回転速度と目標エンジン回転速度の偏差を排除すべく内
燃機関のアイドル回転速度調整手段を制御することが出
来る。
【００１０】
【実施例】図１に示した吸排気弁停止機構付きエンジン
のアイドル制御装置は、休筒気筒付きの直列４気筒エン
ジン（以後単にエンジンＥと記す）に装着される。特
に、エンジンＥはエアコン付きＡ／Ｔ車に搭載されてい
る。このエンジンＥはその吸気通路１にスロットル弁２
を有し、このスロットル弁２の軸２０１は吸気通路１の
外部でスロットルレバー３に連結されている。
【００１１】このスロットルレバー３にはアクセルペダ
ル（図示せず）を踏み込むと、スロットルレバー３を介
してスロットル弁２を第１図中反時計回りの方向へ回動
させるアクセルケーブル（図示せず）が連結されてお
り、さらにスロットル弁２には、これを閉方向に付勢す
る戻しばね（図示せず）が装着されていて、これによ
り、上記アクセルケーブルの引張力を弱めるとととも
に、スロットル弁２は閉じてゆくようになっている。な
お、スロットル弁２には同弁の開度情報を出力するスロ
ットル開度センサ８とスロットル弁２が全閉位置にある
とオンするアイドルスイッチ９が装着されている。
【００１２】他方、スロットル弁２を迂回して吸気バイ
パス路１０１が形成され、同路１０１がアイドル回転速
度調整手段としてのアイドル回転数制御（ＩＳＣ）バル
ブ４によって開閉制御されている。ここで、ＩＳＣバル
ブ４はバネ４０１によって閉弁付勢され、アクチュエー
タとしてのステッパモータ５によって一定量づつ開弁作
動出来、同モータは後述のＥＣＩに接続されている。な
お、符号１６はファーストアイドルエアバルブを示し、
同バルブがアイドル時の暖機補正を冷却水温に応じて自
動的に行う様に構成されている。なお、ＩＳＣバルブ４
には同バルブ４の開度に対応する開度位置情報を発する
ＩＳＣポジションセンサ１０が装着される。
【００１３】更に、エンジンの暖機温度としての冷却水
温を検出する水温センサ１１が設けられ、エンジン回転
数を点火パルスで検出する回転センサ１２が設けられて
いる。 更にまた、車速をこれに比例した周波数を有す
るパルス信号で検出する車速センサ１３が設けられてお
り、更に、エンジンのクランクキング状態を検出するク
ランキングセンサとしてのクランキングスイッチ１４が
設けられている。このクランキングスイッチ１４はセル
モータがオンされた時にオン（閉）、それ以外でオフ
（開）となるスイッチで有る。更に、インヒビタスイッ
チ２０が設けられているが、このスイッチ２０はＰ，Ｎ
レンジの時にオンとなり、Ｄ，Ｒレンジの時にオフとな
るものである。また、エアコンスイッチ２２が設けられ
ているが、このエアコンスイッチ２２はエアコンディシ
ョナ作動時にオンとなり、エアコンディショナ作動時に
オンとなり、エアコンディショナ不作動時にオフとなる
ものである。
【００１４】ところで、各センサ８乃至１４，２０，２
２からの検出信号を受け、これらの信号に基づく制御信
号をステッパモータ５に出力する制御手段としてのエン
ジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１５が設けられて
いる。このＥＣＵ１５はアイドルスイッチ９によるアイ
ドル運転状態検出時（アイドルスイッチオン時）の設定
された条件Ｉで回転数フィードバック制御モードＭ−１
の下において、回転数フィードバック制御を行い、アイ
ドル運転状態検出時の他の設定された条件IIでポジショ
ンフィードバック制御モードＭ−２の下においてＩＳＣ
ポジションセンサ１０からの信号によりプランジャ７の
ポジションフィードバック制御を行う。
【００１５】ここで、上記条件Ｉはエンジンが比較的安
定した場合をいい、例えば、アイドルスイッチ９がオフ
よりオンに変化してから所定時間が経過しており、車速
が極低く、実回転と目標回転のずれが所定範囲内であ
り、クーラーリレーの切り換え後所定時間の経過時等の
条件がクリアされた場合と成る。条件IIは条件Ｉが満足
されず、エンジンが比較的安定しておらず、迅速なフィ
ードバック制御を必要とする場合と成る。
【００１６】このエンジンＥには各気筒（♯１乃至♯
４）に連通可能な吸気分岐路及び排気分岐路がそれぞれ
形成され、各分岐路は図示しない吸気弁及び排気弁によ
ってそれぞれ開閉される。これら図示しない吸排弁の
内、第２気筒（♯２）及び第３気筒（♯３）の各弁は常
時開閉作動でき、第１気筒（♯１）と第４気筒（♯４）
の各弁は所定時に開閉作動を停止可能な弁停止機構Ｍを
付設されている。ここでの弁停止機構Ｍは各ロッカアー
ム（図示せず）上の図示しないバルブ押圧片を油圧切り
換え手段によってバルブ対抗位置と退却位置とに切り換
え移動させ、ロッカアームのバルブ押圧作動を弁停止時
に空振りさせるという周知の構成を採る。
【００１７】なお、こここでの弁停止機構Ｍの油圧切り
換え手段には油圧回路３０より圧油が供給される。この
油圧回路３０は弁停止機構Ｍに吸排する圧油を休筒電磁
弁３１を介して油圧供給手段３２側より受ける。休筒電
磁弁３１は３方弁であり、オン時に各弁停止機構Ｍに圧
油を供給して、同機構Ｍを弁停止に切り換え保持し、オ
フ時に各弁停止機構Ｍの圧油を排除して同機構Ｍを弁駆
動に切り換え保持するもので、ＥＣＵ１５によって駆動
制御される。
【００１８】ＥＣＵ１５はマイクロコンピュータによっ
てその要部が形成され、エンジンＥへの燃料供給制御、
点火時期制御、スロットル弁駆動制御等の周知の制御処
理を行うと共に休筒制御を行い、それに付随して休筒切
り換え制御を行う。このためＥＣＵ１５には上述の各セ
ンサのほかに、クランク角センサ３３より単位クランク
角信号Δθが、気筒判別センサ３４より気筒信号♯ｎが
それぞれ取り込まれている。ここでＥＣＵ１５は、特
に、アイドル制御パラメータ算出手段と回転速度制御手
段としての機能を備え、内燃機関の少なくとも目標アイ
ドル回転速度及び目標アイドルポジションを作動気筒数
情報の変更に応じて別々に算出し、エンジン回転速度と
目標エンジン回転速度の偏差を排除すべく内燃機関のア
イドル回転速度調整手段を制御する。
【００１９】以下に、図１の内燃機関の吸排気弁作動状
態検知装置の作動をＥＣＵ１５の制御プログラム（図５
乃至図８参照）及び図４のマップ補間係数Ｋｉの説明図
に沿って説明する。ＥＣＵ１５はエンジンキーのオンに
応じメインルーチンを実行する。ここでは初期値、フラ
グセット等の機能をセットし、各センサよりのデータを
読み込む。そしてステップａ３では点火時期演算処理
を、ステップａ４では燃料噴射量演算処理を、ステップ
ａ５では後述するアイドル回転速度制御量演算処理を、
ステップａ６ではその他の処理を順次行いリターンする
様にしている。特にここでは、周知の図示しない休筒制
御ルーチンが所定の割り込み条件に応じて実行される。
【００２０】なお、この図示しない休筒制御ルーチンに
おいて第１、第４気筒♯１，♯４が、適時に休筒処理さ
れており、その際に休筒フラグＩＣＦＬＧの切り換えが
成されているものとし、各フラグのクリア処理等の初期
設定がステップａ１で行われているものとする。メイン
ルーチンの途中の一定クランク角毎に割り込みが掛けら
れ、アイドル制御パラメータ算出ルーチンに入る。ここ
ではステップｂ１で休筒フラグＩＣＦＬＧのオンオフを
みて、休筒中では係数Ｕを１にそうでないと０に設定
し、ステップｂ４に達する。ここでは、マップ補間係数
Ｋｉを下式（１）より算出する。
【００２１】 Ｋｉ＝（１−α）Ｋi-1＋αＵ・・・・・・・・（１） ここでαはエンジン固有の値であり、０＜α≦１に設定
される。このため、Ｋｉは制御サイクルの経過に応じて
増加し、図４に示すように経時変化する。ステップｂ５
に達すると、予め設定されているアイドル制御パラメー
タの値をそれぞれ算出し、所定のエリアにストアする。
この場合、特に、休筒フラグＩＣＦＬＧオンでの値を各
マップの内の休筒用マップ（図２，３中のｍｓｎで示し
た）に基づき算出し、オフでの値を各マップの内の全筒
用マップ（図２，３中のｍｄｎで示した）に基づき算出
する。そして基本目標ポジションＰB（水温に応じた
値）、エアコン目標ポジションＰA/C（水温に応じた
値）、基本目標回転数ＮｅB（水温に応じた値）、ダッ
シュポット目標ポジションＰDP（単位クランク角θに応
じた値）、目標偏差補正ゲインＩ（ΔＮｅ（＝実Ｎｅ−
目標Ｎｅ）に応じた値）の各値の最新の値が算出され
る。
【００２２】更に、ステップｂ６ではｂ５で算出した各
アイドル制御パラメータを全筒運転と休筒運転の切り換
え時に（２）式に基づき補間処理する。 ＰB＝ＫｉＰ２＋（１−Ｋｉ）Ｐ４・・・・・（２） この場合マップ補間係数Ｋｉの増減に応じて、各値が全
筒時の値Ｐ４（＝ｆ４（ＷＴ））と休筒時の値Ｐ２（＝
ｆ２（ＷＴ））に徐徐に変動し、急激な切り換えを押さ
えて制御のハンチングを防止できる。
【００２３】更に、メインルーチンの途中の一定クラン
ク角毎に割り込みが掛けられ、図８の学習値演算ルーチ
ンが実行される。ここでは、現エンジン運転情報より条
件Ｉが満たされ、回転数フィードバック制御モードＭ−
１に有るか否か判定し、無いとそのままリターンし、モ
ードＭ−１にあるとステップｃ２に進む。ここでは、休
筒フラグＩＣＦＬＧがオンでステップｃ４に、全筒運転
時にはステップｃ３に進む。ステップｃ４では休筒運転
時の目標ポジションＰｏをＩＳＣポジションセンサ１０
より取り込み、今回の通常時基準位置を前回値に所定比
率分加算して学習値ΔＰLR２を更新し、メインルーチン
にリターンする。同じく、ステップｃ３では全筒運転時
の目標ポジションＰｏをＩＳＣポジションセンサ１０よ
り取り込み、今回の通常時基準位置を前回値に所定比率
分加算して学習値ΔＰLR１を更新し、メインルーチンに
リターンする。
【００２４】メインルーチン内のアイドル回転速度制御
量演算ルーチンを図６に沿って説明する。ここでは各運
転データ、各アイドル制御パラメータ、学習値ΔＰ
LR１、ΔＰLR２等が取り込まれ、続いてクランキングス
イッチ１４のオンか否かよりクランキング時であるとス
テップｄ３に進み、始動基本目標ポジションＰｏ（Ｗ
Ｔ）をマップｍ２によって算出する。更にステップｄ４
で休筒時或いは全筒時の学習値ΔＰLR１，ΔＰLR２によ
る修正を式（３）に基づき施し、修正された目標ポジシ
ョンＰｏｂを算出し、ステップｄ５，ｄ６に進む。この
ステップｄ５では修正目標ポジションＰｏｂの上下限の
クリップ処理を行い、目標ポジションＰｏを算出し、Ｉ
ＳＣバルブ４の現ポジションＰｉを目標ポジションＰｏ
１に修正すべくステッパモータ５をフィードバック制御
することとなる。
【００２５】他方、クランキング時でないことより、ス
テップｄ７に進むと、ここでは、現エンジン運転情報よ
り条件IIが満たされ、即ち、ポジションフィードバック
制御モードＭ−２に有るか否か判定し、ＹＥＳでステッ
プｄ８に進む。ここでは、ポジションフィードバック制
御モードＭ−２で用いる各データ、即ち、基本目標ポジ
ションＰB（ｍｓ１，ｍｄ１より）、吸気温目標Ｐ(AT)
（ｍ３より）、エアコン目標ポジションＰA/C（ｍｓ
２，ｍｄ２より）、ダッシュポット目標ポジションＰDP
（ｍｓ３，ｍｄ３より）を取り込み、これらの最大値を
算出ポジションＰｏａとして算出する。更にステップｄ
９，ｄ５では算出ポジションＰｏａを休筒時及び全筒時
の各学習値ΔＰLR１，ΔＰLR２により修正し、必要な修
正目標ポジションＰｏｂを求める。その上で修正目標ポ
ジションＰｏｂの上下限のクリップ処理を行い、目標ポ
ジションＰｏを算出し、ステップｄ６に達し、ＩＳＣバ
ルブ４の現ポジションＰｉを目標ポジションＰｏ１に修
正すべくステッパモータ５をフィードバック制御するこ
ととなる。
【００２６】ステップｄ７でＮＯ側のステップｄ１０に
進むと、ここでは、現エンジン運転情報より条件Ｉが満
たされ、即ち、回転数フィードバック制御モードＭ−１
に有るとし、基本目標回転数ＮｅB（ｍｓ４，ｍｄ４よ
り）、吸気温目標Ｎｅ(AT)（ｍ４より）を取り込み、こ
れらの最大値を算出目標回転数Ｎｅａとして算出する。
更にステップｄ１１，ｄ１２では実回転数Ｎｅと算出目
標回転数Ｎｅａの偏差ΔＮｅを求め、その偏差ΔＮｅ相
当の休筒時及び全筒時の各目標偏差補正ゲインＩ（ｍｓ
５，ｍｄ５より）を求める。そして、必要な修正目標ポ
ジションＰｏｂを目標偏差補正ゲインＩ（ΔＮｅ）と現
目標ポジションＰｏの加算によって求め、ステップｄ
５，ｄ６に進み、その上で修正目標ポジションＰｏｂの
上下限のクリップ処理を行い、目標ポジションＰｏを算
出し、ＩＳＣバルブ４の現ポジションＰｉを目標ポジシ
ョンＰｏ１に修正すべくフィードバック制御することと
なる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、この発明は、エンジン回
転速度と目標エンジン回転速度の偏差を排除すべく内燃
機関のアイドル回転速度調整手段を制御する際に、少な
くとも目標アイドル回転速度及び目標アイドルポジショ
ンを作動気筒数情報の変更に応じて別々に算出するの
で、休筒切り換え時にも良好なアイドル運転特性を確保
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての吸排気弁停止機構付
きエンジンのアイドル制御装置の全体構成図である。
【図２】図１のアイドル制御装置の前部制御ブロック図
である。
【図３】図１のアイドル制御装置の後部制御ブロック図
である。
【図４】図１のアイドル制御装置の用いるマップ補間係
数Ｋｉの件か特性線図である。
【図５】図１のアイドル制御装置のメインルーチンのフ
ローチャートである。
【図６】図１のアイドル制御装置のアイドル回転速度制
御ルーチンのフローチャートである。
【図７】図１のアイドル制御装置のアイドル制御パラメ
ータ算出ルーチンのフローチャートである。
【図８】図１のアイドル制御装置の学習値演算ルーチン
のフローチャートである。
【符号の説明】
２ スロットル弁 ４ ＩＳＣバルブ ５ ステッパモータ １２ 回転センサ １４ クランキングスイッチ １５ ＥＣＵ ３４ 気筒判別センサ ♯ｎ 気筒信号 Ｍ 弁停止機構 Ｎｅａ 算出目標回転数 ＰB 基本目標ポジション

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の設定された気筒の吸排気弁の少
    なくとも一方を停止させる弁停止手段と、上記内燃機関
    のエンジン回転速度情報を出力するエンジン回転速度検
    出手段と、上記作動気筒数を検出して作動気筒数情報を
    出力する気筒数検出手段と、上記内燃機関の少なくとも
    目標アイドル回転速度及び目標アイドルポジションを上
    記作動気筒数情報の変更に応じて別々に算出するアイド
    ル制御パラメータ算出手段と、上記エンジン回転速度と
    目標エンジン回転速度の偏差を排除すべく上記内燃機関
    のアイドル回転速度調整手段を制御する回転速度制御手
    段とを有したことを特徴とする吸排気弁停止機構付きエ
    ンジンのアイドル制御装置。
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