JPH07279697A - 可変休止気筒エンジンの運転方法 - Google Patents

可変休止気筒エンジンの運転方法

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JPH07279697A
JPH07279697A JP6070549A JP7054994A JPH07279697A JP H07279697 A JPH07279697 A JP H07279697A JP 6070549 A JP6070549 A JP 6070549A JP 7054994 A JP7054994 A JP 7054994A JP H07279697 A JPH07279697 A JP H07279697A
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valve
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operating
fuel
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JP6070549A
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Hideo Saruhashi
秀男 猿橋
Masaji Katsumata
正司 勝間田
Shinji Kato
真司 加藤
Michihiro Tabata
満弘 田畑
Takeshi Kotani
武史 小谷
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0005Deactivating valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 休止を解除した時の排気エミッションの悪化
を防止する可変休止気筒エンジンを提供すること。 【構成】 全気筒運転状態と一部気筒の作動を休止する
一部気筒運転休止状態とを、休止する気筒を変化させな
がら、切り換える可変休止気筒エンジンの運転方法にお
いて、気筒の作動休止を、空気と燃料の混合気を吸入し
た後に、点火、排気、燃料噴射、吸気の各作動を停止す
る。あるいはさらに、休止気筒の休止前のサイクルの燃
料噴射量と吸入空気量の比を稼働気筒における比よりも
小さくし、あるいはさらに、休止気筒が稼働状態に復帰
する時にEGR量を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変休止気筒エンジン、
特にその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】大きな出力が必要とされる時には全気筒
運転状態とし、逆に大きな出力が必要とされない時には
一部気筒運転休止状態として燃費を低減する可変休止気
筒エンジンが各種開発されている。ところで、可変休止
気筒エンジンにおいて、休止する気筒を固定し、特定の
気筒のみ作動を休止すると、休止する気筒のみ温度が下
がり、休止状態から稼働状態に復帰したときの燃料の混
合状態が悪くなり排気エミッションが悪化する。そこ
で、休止気筒を特定せずに、各気筒を均等に休止させる
様にしたものが公知であり、例えば特開昭57−351
33号公報に開示されたものがある。同公報の装置によ
れば、各気筒が均等に休止されるので特定の気筒の温度
が下がってエミッションが悪化することを防止してい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報の
例の様に、休止気筒を特定せずに、各気筒を均等に休止
させる様にしても、休止する気筒それぞれの休止中の作
用、および休止解除時の作用の仕方が悪くて休止解除時
の燃料と空気の混合が悪くなり、休止解除直後の排気エ
ミッションが悪化するという問題点がある。本発明は、
上記問題に鑑み、気筒の作動休止を、気筒内に空気と燃
料の混合気が吸入された状態にて行うことにより、休止
を解除した時の排気エミッションの悪化を防止する可変
休止気筒エンジンを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1によれ
ば、全気筒運転状態と一部気筒の作動を休止する一部気
筒運転休止状態とを、休止する気筒を変化させながら、
切り換える可変休止気筒エンジンの運転方法において、
気筒の作動休止を、空気と燃料の混合気を吸入した後
に、点火、排気、燃料噴射、吸気の各作動を停止するこ
とによって行うことを特徴とする可変休止気筒エンジン
の運転方法が提供される。請求項2によれば、さらに、
休止気筒の休止前のサイクルの燃料噴射量と吸入空気量
の比を稼働気筒における比よりも小さくしたことを特徴
とする前記請求項1に記載の可変休止気筒エンジンの運
転方法が提供される。請求項3によれば、さらに、休止
気筒が稼働状態に復帰する時にEGR量を大きくしたこ
とを特徴とする前記請求項1に記載の可変休止気筒エン
ジンの運転方法が提供される。
【0005】
【作用】請求項1によれば、全気筒運転状態と一部気筒
の作動を休止する一部気筒運転休止状態とを、休止する
気筒を変化させながら、切り換える可変休止気筒エンジ
ンの運転方法において、気筒の作動休止は、空気と燃料
の混合気が吸入された後、点火、排気弁、燃料噴射、吸
気弁の各作動を停止することによって行われ、ピストン
の上昇、下降動作によって混合気は圧縮、膨張作用を受
け、圧縮、膨張作用を受ける間、燃料と空気の混合する
時間が長くなる。請求項2によれば、休止気筒の休止前
のサイクルの燃料噴射量と吸入空気量の比を稼働気筒に
おける比よりも小さくする。休止気筒では、混合気の点
火・爆発動作が行われないために、稼働気筒と比較し
て、筒内温度が低く、シリンダ壁温が低下する。この状
態で、休止気筒に稼働気筒と同じ混合比の混合気が吸入
されると、通常混合気は稼働気筒に対して最適な混合比
となっているために、筒内温度の低下している休止気筒
にとっては、燃料の濃度が最適な状態よりも濃い状態と
なる。そのため、稼働気筒に比較して休止気筒は混合気
のシリンダ壁面への付着量が増大することになり、未燃
ガスの発生量の増大につながる。そこで、休止気筒の休
止前のサイクルの燃料噴射量と吸入空気量の比を稼働気
筒における比よりも小さくすることにより、休止気筒内
の混合気のシリンダ壁面への付着量が減少する。請求項
3によれば、休止気筒では、混合気の点火・爆発動作が
行われないために、稼働気筒と比較して、筒内温度が低
く、シリンダ壁温が低下する。この状態で、休止気筒に
稼働気筒と同じ混合比の混合気が吸入されると、通常混
合気は稼働気筒に対して最適な混合比となっているため
に、筒内温度の低下している休止気筒にとっては、燃料
の濃度が最適な状態よりも濃い状態となる。そのため、
稼働気筒に比較して休止気筒は混合気のシリンダ壁面へ
の付着量が増大することになり、未燃ガスの発生量の増
大につながる。そこで、休止気筒が稼働状態に復帰する
時にEGR量を大きくする。発生量の増大した未燃ガス
は、増大されたEGR量によって、吸気側に戻され再燃
焼される。
【0006】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を説明
する。図1は本発明による可変休止気筒エンジンの第1
実施例の構成を模式的に示した図である。なお、本第1
実施例の可変休止気筒機構部は各気筒当たり2個の吸気
弁と2個の排気弁を有する4気筒エンジンに対応するも
のであって、以下に説明する構造と作用によって各弁、
すなわち16個の開閉時期とリフト量を制御する。1は
作動油を貯留するリザーバ、2は作動油を圧送するオイ
ルポンプ、3は作動油圧を調整するリリーフ弁であっ
て、作動油はリザーバ1からリリーフ弁2で調整をされ
ながらオイルポンプ2によって各気筒に分配される。各
気筒にはそれぞれ吸気弁用のチェック弁101i(#1
気筒用)、201i(#2気筒用)、301i(#3気
筒用)、401i(#4気筒用)と排気弁用のチェック
弁101e(#1気筒用)、201e(#2気筒用)、
301e(#3気筒用)、401e(#4気筒用)が装
着されており、作動油はこれらのチェック弁を通って各
気筒に分配される。
【0007】以下、各弁における作動について説明する
が、ここでは#2気筒の吸気弁について説明する。チェ
ック弁201iを通って、分配された作動油は、さらに
チェック弁202a、202bによって分配され、それ
ぞれ、さらにチェック弁203a、203bを介して主
吸気弁用油圧駆動機構204aと副吸気弁用油圧駆動機
構204bのそれぞれの油圧室205aと205bに流
入する。一方、カム206a、206bはカムピストン
207a、207bを押圧するので、油圧室205aと
205bに流入した作動油の圧力は高められ、バルブピ
ストン208aと208bを介して主吸気弁209aと
副吸気弁209bをリフトさせる。
【0008】上記のリフトの量と作用角は電磁スピル弁
210iによって作動油を抜くことによって制御する。
この時、作動油はチェック弁211a、211bを通
り、電磁スピル弁210iと、アキュムレータ212i
を介してチェック弁201iの後流側へ還流される。電
磁スピル弁10の開閉は、エンジンコントロールユニッ
ト(ECU)4によって行われる。ECU4は、また燃
料噴射弁5、点火装置6の制御もおこなっており、休止
する気筒への燃料噴射の停止、点火の停止を行う。ま
た、EGR制御弁7の制御も行う。
【0009】図2は気筒を休止させる制御の様子を示し
た図であって、吸気弁と排気弁の弁制御信号および、そ
れによる弁のリフト曲線、点火信号、燃料噴射信号が示
されている。弁のリフト曲線、点火信号、燃料噴射信号
は破線で示された部分が作動を停止していることを示し
ている。また、吸気弁と排気弁の弁制御信号は電磁スピ
ル弁を開弁させるために流す信号を示しているので弁作
動を停止する部分が通常よりも長い時間にわたって信号
電流が流されている。
【0010】以下、#1気筒を例にとって、気筒を休止
させる制御の説明を行う。先ず、点火信号を停止する
(i11)。次に、排気弁の作動を停止する信号を電磁ス
ピル弁に流す(E11)。次に、吸気弁の作動を停止する
信号を電磁スピル弁に流す(I12)。次に、燃料噴射信
号を停止する(f11)。
【0011】上記の様に、制御を行うので、最初の吸気
行程に相当するクランク角度180度期間をn1 とし、
以下クランク角度180度期間毎にn2 、n3 ...と
していくと、n1 の開始点付近で噴射された燃料f
11は、通常通り、n1 の期間で空気と共に吸入され、n
2 の期間で圧縮されるが、点火i11が行われないために
3 では、本来の爆発ではなくて単なる膨張が行われ、
4 では排気弁が閉じられているために本来の排気では
なくて圧縮が行われ、n5 では吸気弁が閉じられている
ために本来の吸気ではなくて膨張が行われ、次のn6
到って、ようやく本来の圧縮行程に戻りその終了付近で
点火が行われ、n7 が爆発行程となる。なお、ここでn
5 の開始点付近で本来行われる燃料の噴射f12は、n1
の開始点付近で噴射された燃料f11が未燃焼で気筒内に
残存しているために上述の様に停止される。
【0012】この様に、破線で括られたn3 、n4 、n
5 の部分(含む、点火i11の停止)が通常の作動を停止
することによりn1 の開始点付近で噴射された燃料f1
は、n3 、n5 の2回の膨張を挟んだn2 、n4 、n6
の3回の圧縮が行われた後に点火される。したがって、
休止中の気筒の、燃料と空気の混合が十分におこなわれ
るので休止を解除した時の燃焼が促進される。
【0013】なお、本実施例の場合、点火順序は#1−
#3−#4−#2気筒であるので、図示される様に、次
に#3気筒がn8 、n9 、n10の期間(含む、直前の点
火の休止)で休止し、その次に、#4気筒が、n13、n
14、n15の期間(含む、直前の点火の休止)で休止し、
次に#2気筒が、n18、n19、n20の期間(含む、直前
の点火の休止)で休止する。そして、次に第1気筒がn
23、n24、n25の期間(含む、直前の点火の休止)で作
動を休止する。したがって、ある気筒についてみれば4
回作動、1回休止のパターンで作動を休止するので全気
筒運転の場合に比べて4/5、すなわち、80%のトル
ク割合で運転されることになる。
【0014】図3は、本発明の第2実施例の制御を説明
する図であって、構成そのものは第1実施例と全く同じ
である。図3において、作動休止期間はn8 、n9 、n
10の期間(含む、直前の点火の休止)であるが、その直
前の燃料噴射、すなわちn6 の期間で行われる吸気行程
の開始付近で行われるf2 が、その前の燃料噴射、すな
わちn1 の期間で行われる吸気行程の開始付近で行われ
るf1 に比べて小さくされている。これは、休止気筒で
は、シリンダ壁温が下がり、膨張・圧縮される時間分だ
け燃料粒子とシリンダ壁との衝突の確率が高くなり、燃
料がシリンダ壁に付着し、未燃ガスとなりCO濃度が高
くなるので、予め薄めの混合気にしておいて燃料がシリ
ンダ壁に付着する量を減らしてこれを防ごうというもの
である。
【0015】なお、本第2実施例においては、CO濃度
の大小に係わらず作動休止する場合には一律に燃料の量
を低減しているが、休止状態から作動状態に復帰する時
のCO濃度を検知し、その値に応じて次に休止する気筒
の燃料の低減量を加減することも可能である。
【0016】図4は、本発明の第3実施例の制御を説明
する図であって、構成そのものは第1実施例と全く同じ
である。図4において、n4 、n5 、n6 の期間(含
む、直前の点火の休止)は作動休止期間であって、その
後は、n7 以降、全ての気筒にわたって作動休止を解除
するものとする時に、本第4の実施例においては、n2
の期間からEGR弁の開度を大きくする。発生するCO
の量は、変わらないがEGR弁の開度を大きくすること
によって、再循環されシリンダ内で燃焼される量が増
え、直接排出されるCOの量は減るので結果的にCO濃
度が減少する。
【0017】なお、上記第1から第3の実施例はいずれ
も油圧駆動機構によって弁駆動を制御しているが、各弁
の開閉時期、リフトをそれぞれ独立的に制御できるもの
であればどの様なものでもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上記の様に構成され作用する
ので、請求項1の様にすれば、休止状態から稼働状態に
復帰して最初に燃焼される混合気は点火されるまでの間
に十分に混合されているので燃焼が良好に行われるので
排気エミッションの悪化が防止される。請求項2の様に
すれば、さらに、休止気筒の休止前のサイクルの吸入燃
料噴射量と吸入空気量の比を稼働気筒における比よりも
小さくすることにより休止状態から稼働状態に復帰した
時の混合気のシリンダ壁面への付着が減り未燃ガスの発
生量が減るので請求項1に比べてさらに排気エミッショ
ンが低減される。請求項3の様にすれば、さらに、休止
気筒が稼働状態に復帰する時にEGR量を大きくするこ
とにより、未燃ガスが再循環されてシリンダ内部で燃焼
されるので未燃ガスの排出量が減少し請求項1に比べて
さらに排気エミッションが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第1実施例の制御を示す図である。
【図3】本発明の第2実施例の制御を示す図である。
【図4】本発明の第3実施例の制御を示す図である。
【符号の説明】
1…リザーバ 2…オイルポンプ 3…リリーフ弁 4…エンジンコントロールユニット(ECU) 5…燃料噴射弁 6…点火装置 7…EGR制御弁 101i…チェック弁(#1気筒の吸気弁用) 101e…チェック弁(#1気筒の排気弁用) 201i…チェック弁(#2気筒の吸気弁用) 201e…チェック弁(#2気筒の排気弁用) 202a…チェック弁(#2気筒の主吸気弁用) 202b…チェック弁(#2気筒の副吸気弁用) 203a…チェック弁(#2気筒の主吸気弁用) 203b…チェック弁(#2気筒の副吸気弁用) 204a…油圧駆動機構(#2気筒の主吸気弁用) 204b…油圧駆動機構(#2気筒の副吸気弁用) 205a…油圧室(#2気筒の主吸気弁用油圧駆動機
構) 205b…油圧室(#2気筒の副吸気弁用油圧駆動機
構) 206a…カム(#2気筒の主吸気弁用油圧駆動機構) 206b…カム(#2気筒の副吸気弁用油圧駆動機構) 207a…カムピストン(#2気筒の主吸気弁用油圧駆
動機構) 207b…カムピストン(#2気筒の副吸気弁用油圧駆
動機構) 208a…バルブピストン(#2気筒の主吸気弁用油圧
駆動機構) 208b…バルブピストン(#2気筒の副吸気弁用油圧
駆動機構) 209a…主吸気弁(#2気筒用) 209b…副吸気弁(#2気筒用) 210i…電磁スピル弁(#2気筒の吸気弁用) 211a…チェック弁(#2気筒の主吸気弁用) 211b…チェック弁(#2気筒の副吸気弁用) 212i…アキュムレータ(#2気筒の吸気弁用) 301i…チェック弁(#3気筒の吸気弁用) 301e…チェック弁(#3気筒の排気弁用) 401i…チェック弁(#4気筒の吸気弁用) 401e…チェック弁(#4気筒の排気弁用)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01L 13/00 303 E F02D 17/02 U W M 21/08 311 A (72)発明者 田畑 満弘 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小谷 武史 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全気筒運転状態と一部気筒の作動を休止
    する一部気筒運転休止状態とを、休止する気筒を変化さ
    せながら、切り換える可変休止気筒エンジンの運転方法
    において、 気筒の作動休止を、空気と燃料の混合気を吸入した後
    に、点火、排気、燃料噴射、吸気の各作動を停止するこ
    とによって行うことを特徴とする可変休止気筒エンジン
    の運転方法。
  2. 【請求項2】 休止気筒の休止前のサイクルの燃料噴射
    量と吸入空気量の比を稼働気筒における比よりも小さく
    したことを特徴とする前記請求項1に記載の可変休止気
    筒エンジンの運転方法。
  3. 【請求項3】 休止気筒が稼働状態に復帰する時にEG
    R量を大きくしたことを特徴とする前記請求項1に記載
    の可変休止気筒エンジンの運転方法。
JP6070549A 1994-04-08 1994-04-08 可変休止気筒エンジンの運転方法 Pending JPH07279697A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1054148A2 (en) 1999-05-21 2000-11-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine having solenoid-operated valves and control method
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