JPH0874610A - 可変気筒エンジンの制御装置 - Google Patents

可変気筒エンジンの制御装置

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JPH0874610A
JPH0874610A JP6208762A JP20876294A JPH0874610A JP H0874610 A JPH0874610 A JP H0874610A JP 6208762 A JP6208762 A JP 6208762A JP 20876294 A JP20876294 A JP 20876294A JP H0874610 A JPH0874610 A JP H0874610A
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cylinder
intake air
control means
load
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俊昭 浅田
Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Akihiro Yamanaka
章弘 山中
Kazuhiro Iwahashi
和裕 岩橋
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全気筒運転と部分気筒運転との切換時におけ
る出力トルクの変動を阻止する。 【構成】 気筒を気筒群1と気筒群2とに分割する。気
筒群1に対して第1スロットル弁10aおよび第1還流
バルブ16aを設け、気筒群2に対して第2スロットル
弁10bおよび第2還流バルブ16bを設ける。全気筒
運転から気筒群2を休止させる部分気筒運転に移行する
ときには気筒群1の負荷と気筒群2の負荷との和を部分
気筒移行前の総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ、第1
スロットル弁10aを徐々に開弁させ、第2スロットル
弁10bを徐々に閉弁させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変気筒エンジンの制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】気筒を第1の気筒群と第2の気筒群に分
割し、第1の気筒群に接続された第1吸気マニホルドと
第2の気筒群に接続された第2吸気マニホルドを共通の
吸気通路に連結し、この共通の吸気通路内にスロットル
弁を配置すると共に第2吸気マニホルドの入口部に吸気
遮断弁を配置し、全気筒を嫁動すべきときには吸気遮断
弁を全開し、第2の気筒群を休止させて部分気筒運転を
行う場合には吸気遮断弁を閉弁して第2の気筒群への吸
入空気の流入を停止させると共に第2の気筒群への燃料
の供給を停止させるようにした可変気筒エンジンが公知
である(実開昭59−152155号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのエン
ジンでは全気筒運転から部分気筒運転に移行するとき、
或いは部分気筒運転から全気筒運転に移行するときの吸
気遮断弁の開閉動作に基く機関出力トルクの急激な変化
に対して十分な考慮が払われておらず、斯くしてこのエ
ンジンは嫁動気筒数を変化させるときに機関出力トルク
が急激に変化してしまうという問題を生ずる。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに1番目の発明では、気筒を第1の気筒群と第2気筒
群に分割し、全気筒運転を行うべきときにはいずれの気
筒群も嫁動させ、部分気筒運転を行うべきときにはいず
れか一方の気筒群を嫁動させると共に残りの気筒群を休
止させるようにした可変気筒エンジンの制御装置におい
て、第1の気筒群に供給される吸入空気量を制御する第
1の吸入空気量制御手段と、第2の気筒群に供給される
吸入空気量を制御する第2の吸入空気量制御手段とを具
備し、全気筒運転から第2の気筒群を休止する部分気筒
運転に移行するときには第1の吸入空気量制御手段と第
2の吸入空気量制御手段は第1の気筒群の負荷と第2の
気筒群の負荷との和を部分気筒運転移行直前の全気筒の
総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第1の気筒群に供給
される吸入空気量を徐々に増大させると共に第2の気筒
群に供給される吸入空気量を徐々に減少させ、第2の気
筒群の負荷が予め定められた負荷以下になったときに第
2の気筒群を休止させるようにしている。
【0005】また、2番目の発明では上記問題点を解決
するために上記1番目の発明において、第2の気筒群を
休止させて部分気筒運転に移行した後に第2の吸入空気
量制御手段は第2の気筒群に供給される吸入空気量を機
関の運転状態により定まる予め定められた量まで増量せ
しめるようにしている。また、3番目の発明では上記問
題点を解決するために上記1番目の発明において、第2
の気筒群を休止している部分気筒運転から全気筒運転に
移行するときには第1の吸入空気量制御手段と第2の吸
入空気量制御手段は第1の気筒群の負荷と第2の気筒群
の負荷との和を全気筒運転移行直前の第1の気筒群の負
荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第1の気筒群に供給され
る吸入空気量を徐々に減少させると共に第2の気筒群に
供給される吸入空気量を徐々に増大させるようにしてい
る。
【0006】また、4番目の発明では上記問題点を解決
するために上記1番目の発明において、第1の気筒群の
排気通路から第1の気筒群へ還流せしめられる還流ガス
量を制御する第1の還流ガス量制御手段と、第2の気筒
群の排気通路から第2の気筒群へ還流せしめられる還流
ガス量を制御する第2の還流ガス量制御手段とを具備
し、全気筒運転から第2の気筒群を休止する部分気筒運
転に移行するときには第1の吸入空気量制御手段、第2
の吸入空気量制御手段、第1の還流ガス量制御手段、第
2の還流ガス量制御手段は第1の気筒群の負荷と第2の
気筒群の負荷との和を部分気筒運転移行直前の全気筒の
総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第1の気筒群に供給
される吸入空気量および第1の気筒群に還流せしめられ
る還流ガス量を徐々増大させると共に第2の気筒群に供
給される吸入空気量および第2の気筒群に還流せしめら
れる還流ガス量を徐々に減少させるようにしている。
【0007】また、5番目の発明では上記問題点を解決
するために上記4番目の発明において、第2の気筒群を
休止させて部分気筒運転に移行した後に第2の還流ガス
量制御手段は第2の気筒群に還流せしめられる還流ガス
量を機関の運転状態により定まる予め定められた量まで
増量せしめるようにしている。また、6番目の発明では
上記問題点を解決するために上記4番目の発明におい
て、第2の気筒群を休止している部分気筒運転から全気
筒運転に移行するときには第1の吸入空気量制御手段、
第2の吸入空気量制御手段、第1の還流ガス量制御手
段、第2の還流ガス量制御手段は第1の気筒群の負荷と
第2の気筒群の負荷との和を全気筒運転移行直前の第1
の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第1の気筒
群に供給される吸入空気量および第1の気筒群に還流せ
しめられる還流ガス量を徐々に減少させると共に第2の
気筒群に供給される吸入空気量および第2の気筒群に還
流せしめられる還流ガス量を徐々に増大させるようにし
ている。
【0008】また、7番目の発明では上記問題点を解決
するために上記1番目の発明において、第1の気筒群と
第2の気筒群とを交互に休止させ、一方の気筒群が休止
している部分気筒運転状態から他方の気筒が休止する部
分気筒運転に移行するときには全気筒運転を行い、この
移行中、第1の吸入空気量制御手段と第2の吸入空気量
制御手段は一方の気筒群の負荷と他方の気筒群の負荷と
の和を移行直前の上記他方の気筒群の負荷とほぼ同じ負
荷に維持しつつ他方の気筒群に供給される吸入空気量を
徐々に減少させると共に一方の気筒群に供給される吸入
空気量を徐々に増大させるようにしている。
【0009】また、8番目の発明では上記問題点を解決
するために上記7番目の発明において、第1の気筒群の
排気通路から第1の気筒群へ還流せしめられる還流ガス
量を制御する第1の還流ガス量制御手段と、第2の気筒
群の排気通路から第2の気筒群へ還流せしめられる還流
ガス量を制御する第2の還流ガス量制御手段とを具備
し、一方の気筒群が休止している部分気筒運転状態から
他方の気筒が休止する部分気筒運転に移行するときには
第1の気筒群および第2の気筒群への還流ガスの還流作
用を停止せしめるようにしている。
【0010】また、9番目の発明では上記問題点を解決
するために上記1番目の発明において、第1の気筒群と
第2の気筒群とを交互に休止させ、一方の気筒群が休止
している部分気筒運転状態から他方の気筒が休止する部
分気筒運転に移行するときには一方の気筒群を休止し、
他方の気筒群を嫁動した状態で第1の吸入空気量制御手
段と第2の吸入空気量制御手段は他方の気筒群の負荷を
移行直前の他方の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持し
つつ双方の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に増大
させ、次いで一方の気筒群を嫁動し、他方の気筒群を休
止した状態で第1の吸入空気量制御手段と第2の吸入空
気量制御手段は一方の気筒群の負荷を休止直前の他方の
気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ双方の気筒群
に供給される吸入空気量を徐々に減少させるようにして
いる。
【0011】また、10番目の発明では上記問題点を解
決するために上記1番目の発明において、第1の気筒群
の排気通路から第1の気筒群へ還流せしめられる還流ガ
ス量を制御する第1の還流ガス量制御手段と、第2の気
筒群の排気通路から第2の気筒群へ還流せしめられる還
流ガス量を制御する第2の還流ガス量制御手段とを具備
し、一方の気筒群が休止している部分気筒運転状態から
他方の気筒が休止する部分気筒運転に移行するときには
一方の気筒群を休止し、他方の気筒群を嫁動した状態で
第1の吸入空気量制御手段、第2の吸入空気量制御手段
第1の還流ガス量制御手段、第2の還流ガス量制御手段
は他方の気筒群の負荷を移行直前の他方の気筒群の負荷
とほぼ同じ負荷に維持しつつ双方の気筒群に供給される
吸入空気量を徐々に増大させると共に双方の気筒群に還
元せしめられる還流ガス量を徐々に減少させ、次いで一
方の気筒群を嫁動し、他方の気筒群を休止した状態で第
1の吸入空気量制御手段、第2の吸入空気量制御手段、
第1の還流ガス量制御手段、第2の還流ガス量制御手段
は一方の気筒群の負荷を休止直前の他方の気筒群の負荷
とほぼ同じ負荷に維持しつつ双方の気筒群に供給される
吸入空気量を徐々に減少させると共に双方の気筒群に還
流せしめられる還流ガス量を徐々に増大させるようにし
ている。
【0012】また、11番目の発明では上記問題点を解
決するために上記1番目の発明において、第1の気筒群
と第2の気筒群が夫々独立した排気通路を具備し、各排
気通路内に夫々還元機能を有する触媒を配置している。
また、12番目の発明では上記問題点を解決するために
上記1番目の発明において、第1の気筒群に接続された
第1の排気通路内に還元機能を有する第1の触媒を配置
すると共に第2の気筒群に接続された第2の排気通路内
に還元機能を有する第2の触媒を配置して第1の触媒お
よび第2の触媒の下流において第1の排気通路と第2の
排気通路とを合流させ、この合流部から各触媒に至る通
路長を休止側気筒群の触媒を通過したガスによって嫁動
側気筒群の触媒の還元能力の低下をひき起こさない通路
長以上としている。
【0013】また、13番目の発明では上記問題点を解
決するために上記1番目の発明において、機関から排出
されたブローバイガスを休止気筒群には供給させず、嫁
動気筒群のみに供給させるブローバイガス供給制御手段
を具備している。また、14番目の発明では上記問題点
を解決するために、気筒を第1の気筒群と第2気筒群に
分割し、全気筒運転を行うべきときにはいずれの気筒群
も嫁動させ、部分気筒運転を行うべきときにはいずれか
一方の気筒群を嫁動させると共に残りの気筒群を休止さ
せるようにした可変気筒エンジンの制御装置において、
第1の気筒群および第2の気筒群に供給される吸入空気
量を制御する第1の吸入空気量制御手段と、第2の気筒
群に供給される吸入空気量を制御する第2の吸入空気量
制御手段とを具備し、全気筒運転から第2の気筒群を休
止する部分気筒運転に移行するときには第1の吸入空気
量制御手段と第2の吸入空気量制御手段は第1の気筒群
の負荷と第2の気筒群の負荷との和を部分気筒運転移行
直前の全気筒の総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第2
の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に減少させると
共に第1の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に増大
させ、第2の気筒群の負荷が予め定められた負荷以下に
なったときに第2の気筒群を休止させるようにしてい
る。
【0014】
【作用】1番目の発明では、全気筒運転から部分気筒運
転に移行するときに第1の気筒群に供給される吸入空気
量と第2の気筒群に供給される吸入空気量とが徐々に変
化せしめられ、この間第1の気筒群の出力トルクと第2
の気筒群の出力トルクとの和が部分気筒運転移行直前の
全気筒の出力トルクとほぼ同じ出力トルクに維持され
る。
【0015】2番目の発明では、休止中の第2の気筒群
に吸入空気が供給され、それによってポンピングロスが
低減される。3番目の発明では、部分気筒運転から全気
筒運転に移行するときに第1の気筒群に供給される吸入
空気量と第2の気筒群に供給される吸入空気量とが徐々
に変化せしめられ、この間第1の気筒群の出力トルクと
第2の気筒群の出力トルクとの和が全気筒運転移行直前
の嫁動気筒群の出力トルクとほぼ同じ出力トルクに維持
される。
【0016】4番目の発明では、全気筒運転から部分気
筒運転に移行するときに第1の気筒群に供給される吸入
空気量および第1の気筒群に還流せしめられる還流ガス
量と第2の気筒群に供給される吸入空気量および第2の
気筒群に還流せしめられる還流ガス量とが徐々に変化せ
しめられ、この間第1の気筒群の出力トルクと第2の気
筒群の出力トルクとの和が部分気筒運転移行直前の全気
筒の出力トルクとほぼ同じ出力トルクに維持される。
【0017】5番目の発明では、休止中の第2の気筒群
に還流ガスが還流せしめられ、それによってポンピング
ロスが低減される。6番目の発明では、部分気筒運転か
ら全気筒運転に移行するときに第1の気筒群に供給され
る吸入空気量および第1の気筒群に還流せしめられる還
流ガス量と第2の気筒群に供給される吸入空気量および
第2の気筒群に還流せしめられる還流ガス量とが徐々に
変化せしめられ、この間第1の気筒群の出力トルクと第
2の気筒群の出力トルクとの和が全気筒運転移行直前の
嫁動気筒群の出力トルクとほぼ同じ出力トルクに維持さ
れる。
【0018】7番目の発明では、部分気筒運転すべき気
筒群1を交代するときに第1の気筒群に供給される吸入
空気量と第2の気筒群に供給される吸入空気量とが徐々
に変化せしめられ、この間第1の気筒群の出力トルクと
第2の気筒群の出力トルクとの和が交代直前の嫁動気筒
群の出力トルクとほぼ同じ出力トルクに維持される。8
番目の発明では、部分気筒運転すべき気筒の交代時には
還流ガスの還流作用が停止される。
【0019】9番目の発明では、部分気筒運転すべき気
筒群1を交代するときに第1の気筒群に供給される吸入
空気量と第2の気筒群に供給される吸入空気量とが徐々
に変化せしめられ、部分気筒運転すべき気筒群の交代の
前後において出力トルクがほぼ一定に維持される。10
番目の発明では、部分気筒運転すべき気筒群1を交代す
るときに第1の気筒群に供給される吸入空気量および第
1の気筒群に還流せしめられる還流ガス量と第2の気筒
群に供給される吸入空気量および第2の気筒群に還流せ
しめられる還流ガス量とが徐々に変化せしめられ、部分
気筒運転すべき気筒群の交代の前後において出力トルク
がほぼ一定に維持される。
【0020】11番目の発明では、各気筒群から排出さ
れた排気ガス中のNOxは対応する触媒において還元せ
しめられる。12番目の発明では、休止側気筒の触媒を
通過したガス、例えば空気が嫁動側気筒の触媒内に拡散
せず、斯くして嫁動側気筒の触媒は酸化雰囲気とならな
いのでNOxの還元能力が低下しない。
【0021】13番目の発明では、機関から排出された
ブローバイガスは休止気筒群には供給されず、嫁動気筒
群のみに供給される。14番目の発明では、全気筒運転
から部分気筒運転に移行するときに第1の気筒群に供給
される吸入空気量と第2の気筒群に供給される吸入空気
量とが徐々に変化せしめられ、この間第1の気筒群の出
力トルクと第2の気筒群の出力トルクとの和が部分気筒
運転移行直前の全気筒の出力トルクとほぼ同じ出力トル
クに維持される。
【0022】
【実施例】図1において1は1番気筒#1から6番気筒
#6までの6気筒を有するエンジンを示しており、この
エンジン1の点火順序は1−5−3−6−2−4であ
る。図1に示す実施例においては6気筒エンジンは点火
順序が一つおきである1番気筒#1、2番気筒#2、3
番気筒#3からなる気筒群1と、点火順序が一つおきで
ある4番気筒#4、5番気筒#5、6番気筒からなる気
筒群2に分割されている。
【0023】気筒群1の各気筒は夫々対応する吸気枝管
2aを介して第1サージタンク3aに接続され、各吸気
枝管2aには夫々第1燃料噴射弁4aが配置される。第
1サージタンク3aは第1吸気ダクト5aを介して第1
エアフローメータ6aに接続される。一方、気筒群2の
各気筒は夫々対応する吸気枝管2bを介して第2サージ
タンク3bに接続され、各吸気枝管2bには夫々第2燃
料噴射弁4bが配置される。第2サージタンク3bは第
2吸気ダクト5bを介して第2エアフローメータ6bに
接続される。第1エアフローメータ6aの入口側および
第2エアフローメータ6bの入口側は共通の吸気ダクト
7を介してエアクリーナ8に接続される。第1吸気ダク
ト5a内には第1駆動モータ9aにより駆動される第1
ストロットル弁10aが配置され、第2吸気ダクト5b
内には第2駆動モータ9bにより駆動される第2スロッ
トル弁10bが配置される。
【0024】一方、気筒群1の各気筒は対応する第1排
気マニホルド11aを介して第1三元触媒コンバータ1
2aに接続され、気筒群2の各気筒は対応する第2排気
マニホルド11bを介して第2三元触媒コンバータ12
bに接続される。第1三元触媒コンバータ12aの出口
側および第2三元触媒コンバータ12bの出口側は夫々
対応する第1排気管13aおよび第2排気管13bを介
して共通の排気管14に接続される。第1排気マニホル
ド11aの集合部と第1スロットル弁10a下流の第1
吸気ダクト5aとは第1還流ガス通路15aを介して互
いに接続され、この第1還流ガス通路15a内には第1
還流バルブ16aが配置される。また、第1排気マニホ
ルド11aの集合部には第1空燃比センサ17aが配置
される。一方、第2排気マニホルド11bの集合部と第
2スロットル弁10b下流の第2吸気ダクト5bとは第
2還流ガス通路15bを介して互いに接続され、この第
2還流ガス通路15b内には第2還流バルブ16bが配
置される。また、第2排気マニホルド11bの集合部に
は第2空燃比センサ17bが配置される。
【0025】電子制御ユニット30はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス31によって相互に接続
されたROM(リードオンリメモリ)32、RAM(ラ
ンダムアクセスメモリ)33、CPU(マイクロプロセ
ッサ)34、入力ポート35および出力ポート36を具
備する。第1エアフローメータ6aは気筒群1に供給さ
れる吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、この出力
電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポート35
に入力される。第2エアフローメータ6bは気筒群2に
供給される吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、こ
の出力電圧は対応するAD変換器37を介して入力ポー
ト35に入力される。各空燃比センサ17a,17bは
対応する気筒群に供給される混合気の空燃比がリーンで
あるか或いはリッチであるかを示す出力電圧を発生し、
これらの出力電圧は対応するAD変換器37を介して入
力ポート35に入力される。また、入力ポート35には
機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ
39と、車速を示す出力パルスを発生する車速センサ4
0とが接続される。一方、出力ポート36は対応する駆
動回路38を介して各燃料噴射弁4a,4b、各駆動モ
ータ9a,9b、各還流バルブ16a,16bに接続さ
れる。
【0026】本発明による実施例では気筒群1および気
筒群2の全気筒が運転せしめられる全気筒運転時には第
1スロットル弁10aと第2スロットル弁10bは同じ
開度とされ、更にこのとき第1スロットル弁10aの開
度および第2スロットル弁10bの開度は対応する駆動
モータ9a,9bによってアクセルペダル(図示せず)
の踏込み量に比例して増大せしめられる。また、このと
き気筒群1および気筒群2には対応する還流ガス通路1
5a,15bを介して再循環排気ガス(以下EGRガス
と称す)が供給される。また、各燃料噴射弁4a,4b
から気筒群1および気筒群2に噴射される基本燃料噴射
量は対応するエアフローメータ6a,6bにより検出さ
れた吸入空気量と機関回転数から気筒群毎に定められ、
更にこの基本燃料噴射時間は対応する空燃比センサ17
a,17bの出力信号に基いて気筒群1および気筒群2
に供給される混合気の空燃比が理論空燃比となるように
補正される。
【0027】一方、部分気筒運転を行うべきときには気
筒群1に対する燃料噴射を停止して気筒群1を休止させ
るか、或いは気筒群2に対する燃料噴射を停止して気筒
群2を休止させる。また、部分気筒運転が長期間に亘っ
て続行されるときには気筒群1と気筒群2が交互に休止
せしめられる。即ち、一つの気筒群を長時間に亘って休
止させるとその間にその気筒群の各気筒の温度が低下
し、その結果嫁動しようとしたときにただちに良好な燃
焼が得られない。従って休止中に休止気筒群の各気筒の
温度が低下しすぎないように部分気筒運転が長期間に亘
って続行されるときには気筒群1と気筒群2とが交互に
休止せしめられる。
【0028】休止しているときには休止気筒群のスロッ
トル弁10a,10bは閉弁せしめられるか、或いは小
さな開度に維持される。一方、このとき休止気筒群の還
流バルブ16a,16bは大きく開弁せしめられ、従っ
て休止気筒群へは対応する還流ガス通路15a,15b
から還流ガスが供給される。この還流ガスの大部分は空
気からなる。このように休止気筒群へ還流ガスを還流さ
せるのは3つの理由による。第1の理由は休止気筒群に
還流ガスを還流することによって休止気筒群のサージタ
ンク3a,3b内の負圧を小さくし、それによって休止
気筒群のポンピングロスを小さくすることにある。第2
の理由は休止気筒群の排気マニホルド11a,11b内
に排出されたガスをサージタンク3a,3bに還流させ
ることによって休止気筒群の三元触媒コンバータ12
a,12b内に流入するガス量を減少させ、それによっ
て三元触媒コンバータ12a,12b内の三元触媒の温
度を良好な浄化が得られる活性化温度以下に低下させな
いようにすることにある。
【0029】そして第3の理由は部分気筒運転時におけ
るエンジンの振動レベルを低下させることにあり、これ
が最も重要なことである。即ち、部分気筒運転時には一
つおきの気筒において燃焼が行われるために機関出力ト
ルクの変動巾が大きくなり、斯くしてエンジンの振動レ
ベルが大きくなる。しかしながら休止気筒群の還流ガス
量を増大させて図2の破線で示されるように圧縮上死点
前の負のトルクピークCを大きくすると共に圧縮上死点
後の正のトルクピークBを大きくすると負のトルクピー
クCが嫁動気筒群の爆発による正のトルクピークAを相
殺する形となり、斯くして図2に示されるように嫁動気
筒群の発生トルクと休止気筒群の発生トルクの合成トル
クの振幅が小さくなる。その結果、エンジンの振動レベ
ルが小さくなり、斯くしてエンジンの振動の発生を抑制
できることになる。
【0030】嫁動気筒群の負荷が高くなるほど嫁動気筒
群の爆発による正のトルクピークAは高くなるので嫁動
気筒群の負荷が高くなるほど休止気筒群への還流ガス量
を増大させて休止気筒群の圧縮上死点前の負のトルクピ
ークCを大きくする必要がある。即ち、図3に示される
ように嫁動気筒群の負荷に応じてエンジンの振動レベル
が最小となる還流ガス量が存在しており、図3からわか
るようにエンジンの振動レベルが最小となる還流ガス量
は嫁動気筒群の負荷が高くなるほど増大する。本発明に
よる実施例では休止気筒群への還流ガス量はエンジンの
振動レベルが最小となるように定められる。
【0031】一方、各三元触媒コンバータ12a,12
b内の三元触媒は未燃HC,COおよびNOxを同時に
低減する機能を有し、三元触媒による未燃HC,COお
よびNOxの浄化効率は対応する気筒群に供給される混
合気の空燃比が理論空燃比に維持されているときに最も
浄化効率が高くなる。即ち、三元触媒は空気の過剰なリ
ーン雰囲気下ではNOxに対する還元力が極度に低下
し、従ってリーン雰囲気下では三元触媒によるNOxの
還元作用が不可能となる。
【0032】ところで部分気筒運転時には休止気筒群か
ら対応する排気マニホルド11a,11b内に排気され
るガスは大部分が空気であり、大部分の空気は還流ガス
として休止気筒群へ還流せしめられるが残りの空気は休
止気筒群の三元触媒コンバータ12a,12bおよび対
応する排気管13a,13bを介して共通の排気管14
に送り込まれる。ところが図1に示されるように各排気
管13a,13bはそれらの出口部において互いに合流
しており、従って休止気筒群の排気管13a,13b内
に流出した空気は排気管13a,13bの合流部を通っ
て嫁動気筒群の三元触媒に向け拡散する。従って嫁動気
筒群の三元触媒と排気管13a,13bの合流部の距離
が短かいと拡散した空気によって嫁動気筒群の三元触媒
はリーン雰囲気となり、斯くしてNOxを良好に浄化し
えなくなる。
【0033】図4は図1に示される三元触媒後端間の距
離Lと、嫁動気筒群の三元触媒周りのガスの空燃比およ
び嫁動気筒群の三元触媒によるNOxの浄化率を示して
いる。図4に示されるように距離Lが或る距離L0 以下
では嫁動気筒群の三元触媒周りはリーン雰囲気となるた
めにNOxの浄化率が低下し、高いNOx浄化率を得る
ためには距離LをL0 以上にしなければならないことが
わかる。このL0 は機関の種類によって異なるが排気量
が4リットル程度のエンジンにおいてはこのL 0 は70
cm程度である。なお、排気管13a,13bを互いに合
流させずに気筒群1と気筒群2の排気通路を互いに独立
させた場合にはこのようなNOx浄化率の低下の問題は
生じない。
【0034】本発明による実施例では予め定められた機
関運転状態になると全気筒運転から部分気筒運転に切換
えられるがこのとき出力トルクが変化するとショックが
発生する。従って本発明による実施例では全気筒運転か
ら部分気筒運転に移行するとき、或いは部分気筒運転か
ら全気筒運転に移行するときに出力トルクが変化しない
ようにしている。また、本発明による実施例においては
前述したように部分気筒運転が長時間に亘って続行する
ときには休止気筒群が交代せしめられるがこのときにも
出力トルクが変化しないように休止気筒群を交代させる
ようにしている。
【0035】図5および図6は全気筒運転と部分気筒運
転との切換え制御を示している。なお、図6には点火時
期の制御についても記載されているが点火時期の制御に
ついては後で説明する。図5を参照するとまず初めにス
テップ100において全気筒運転中であるか否かが判別
される。全気筒運転中であるときにはステップ101に
進んで部分気筒運転すべき運転状態か否かが判別され
る。図7および図8において鎖線で囲まれた領域および
丸印の領域が部分気筒運転領域であり、図7および図8
からわかるように部分気筒運転領域は機関負荷Q/N
(吸入空気量Q/機関回転数N)と車速の関数である。
ステップ101において部分気筒運転領域でないと判別
されたときには処理サイクルを完了し、斯くしてこのと
き全気筒運転が続行される。このときの全気筒運転状態
は図6のa領域に示されている。
【0036】即ち、このときには図6のa領域に示され
るように気筒群1の第1スロットル弁10aと気筒群2
の第2スロットル弁10bとは同じ開度になっており、
また気筒群1の第1還流バルブ16aと気筒群2の第2
還流バルブ16bも同じ開度になっている。全気筒運転
時における各還流バルブ16a,16bの開度は図7の
鎖線で囲まれた枠外に示されるように機関負荷Q/Nお
よび車速の関数であり、従ってこのとき各還流バルブ1
6a,16bの開度は図7に示される開度とされる。ま
た、無論のこと、このときには全燃料噴射弁4a,4b
から燃料が噴射されている。
【0037】一方、ステップ101において部分気筒運
転領域であると判別されたときには気筒群1の負荷(Q
/N)1 (=第1エアフローメータ6aにより検出され
る吸入空気量Q/機関回転数N)と気筒群2の負荷(Q
/N)2 (=第2エアフローメータ6bにより検出され
る吸入空気量Q/機関回転数N)との和を図6の領域a
における全気筒運転時の総負荷とほぼ同じ負荷に維持し
つつ、図6のb領域で示されるように稼動継続予定気筒
群の、図6に示される場合には気筒群1の第1スロット
ル弁10aと第1還流バルブ16aの開度が徐々に増大
せしめられると共に、休止予定気筒群の、図6に示され
る場合には気筒群2の第2スロットル弁10bと第2還
流バルブ16bの開度が徐々に減少せしめられる。
【0038】なお、各気筒群の出力トルクは各気筒群の
負荷に比例しており、従って図6のb領域では気筒群1
の出力トルクと気筒群2の出力トルクの和が図6の領域
aにおける全気筒運転時の全気筒の出力トルクとほぼ同
じ出力トルクに維持される。従って図6のa領域および
b領域では機関の出力トルクが変化しないことになる。
このことは図6の他のc,d,e,f,g領域でも同じ
ことであり、従って図6のa領域からg領域の全ての領
域において出力トルクが変化しないことになる。
【0039】次いでステップ103では気筒群2の負荷
(Q/N)2 が予め定められた負荷以下となったか否
か、即ち第2スロットル弁10bの開度が設定開度P以
下でかつ第2還流バルブ16bが設定開度q以下になっ
たか否かが判別される。第2スロットル弁10bの開度
が設定開度P以下となりかつ第2還流バルブ16bの開
度が設定開度q以下になるとステップ104に進んで気
筒群2の燃料噴射弁4bからの燃料噴射が停止せしめら
れる。このように気筒群2の負荷が小さくなったとき、
即ち気筒群2の出力トルクが小さくなったときに気筒群
2への燃料の供給が停止されるので燃料供給の停止によ
る出力トルクの変動はかなり小さい。
【0040】気筒群2への燃料の供給が停止されて気筒
群2が休止するとステップ105に進んで図6のc領域
に示されるようにエンジンの振動レベルが最小となる開
度まで第2還流バルブ16bが徐々に開弁せしめられ
る。このエンジンの振動レベルが最小となる開度は図8
の鎖線で囲まれた枠内および丸印内に示されるように嫁
動気筒群の負荷Q/Nおよび車速の関数として予め定め
られており、従って第2還流バルブ16bは図8に示さ
れる開度まで徐々に開弁せしめられる。
【0041】一方、第2還流バルブ16bが開弁すると
それに伴なって気筒群2のポンピングロスが低下するの
で機関の出力トルクを一定に維持するために第1スロッ
トル弁10aがわずかばかり徐々に閉弁せしめられる。
このときの第1スロットル弁10aの閉弁量は図9に示
すように車速の関数であるスロットル補正量として予め
定められている。一方、図6のc領域において上述した
ように第1スロットル弁10aが徐々に閉弁するとそれ
に伴なって第1還流バルブ16aは図7の鎖線で囲まれ
た枠内の開弁量に向けて徐々に閉弁せしめられる。
【0042】図6のd領域に示されるように部分気筒運
転が暫らく継続し、次いで全気筒運転すべき運転状態に
なったとすると今度は全気筒運転から部分気筒運転に移
行したときと全く逆の開度変化でもって各スロットル弁
10a,10bの開度および各還流バルブ16a,16
bの開度が変化せしめられる。即ち、部分気筒運転が開
始されるとステップ100からステップ106に進み、
次いで全気筒運転すべき運転領域になったと判断された
ときにはステップ107に進む。ステップ107では図
6のe領域に示されるように第2還流バルブ16bが徐
々に閉弁され、これに伴なって第1スロットル弁10a
がわずかばかり徐々に開弁される。次いでステップ10
8では第2還流バルブ16bの開度が設定開度rよりも
小さくなったか否かが判別され、第2還流バルブ16b
の開度が設定開度rよりも小さくなったときにはステッ
プ109に進んで気筒群2への燃料の供給が開始され
る。斯くして部分気筒運転から全気筒運転に移行する。
【0043】部分気筒運転から全気筒運転に移行すると
ステップ110に進んで図6のf領域に示されるように
気筒群1の負荷(Q/N)1 と気筒群2の負荷(Q/
N)2との和を全気筒運転移行直前の気筒群1の負荷と
ほぼ等しい負荷に維持しつつ気筒群1の第1スロットル
弁10aおよび第1還流バルブ16aが徐々に閉弁せし
められると共に、気筒群2の第2スロットル弁10bお
よび第2還流バルブ16bが徐々に開弁せしめられる。
次いで図6のg領域に示されるように第1スロットル弁
10aと第2スロットル弁10bの開度が等しくなり、
第1還流バルブ16aと第2還流バルブ16bの開度が
等しくなる。
【0044】一方、図5において部分気筒運転中はステ
ップ100からステップ106に進み、部分気筒運転が
継続しているときには休止気筒群を交互に交代させる制
御が行われる。この休止気筒群の交代される制御方法は
図10および図11に示される第1の方法と、図12お
よび図13に示される第2の方法がある。そこでまず初
めに図10および図11に示される第1の方法について
説明する。
【0045】この第1の方法では図5のステップ106
において部分気筒運転が行われていると判断されると図
10のステップ120に進んで部分気筒運転が開始され
てから所定時間が経過したか否かが判別される。所定時
間が経過していないときは処理サイクルを完了する。こ
のとき各スロットル弁10a,10bの開度および各還
流バルブ16a,16bの開度は図11のa領域に示さ
れるように図6のd領域と同じ開度になっている。
【0046】次いでステップ120において所定時間が
経過したと判断されたときにはステップ121に進んで
図11のb領域で示されるように気筒群2の第2還流バ
ルブ16bおよび気筒群1の第1還流バルブ16aが徐
々に閉弁せしめられる。第2還流バルブ16bが徐々に
閉弁せしめられると気筒群2のポンピングロスが次第に
大きくなるために出力トルクを一定にすべく気筒群1の
第1スロットル弁10aがわずかばかり徐々に開弁せし
められる。
【0047】次いでステップ122では気筒群2の第2
還流バルブ16bの開度が設定開度r以下になったか否
かが判別される。第2還流バルブ16bの開度が設定開
度r以下になるとステップ123に進んで気筒群2の燃
料噴射弁4bからの燃料噴射が開始される。その結果、
部分気筒運転から全気筒運転に移行する。全気筒運転に
移行するとステップ124に進んで図11のc領域に示
されるように気筒群1の負荷(Q/N)1 と気筒群2の
負荷(Q/N)2 との和を全気筒運転開始直前の気筒群
1の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ気筒群1の第1ス
ロットル弁10aが徐々に閉弁せしめられ、気筒群2の
第2スロットル弁10bが徐々に開弁せしめられる。な
お、この全気筒運転が行われている間は両還流バルブ1
6a,16bは閉弁状態に保持されている。
【0048】次いでステップ125では気筒群1の第1
スロットル弁10aの開度が設定開度P以下になったか
否かが判別される。第1スロットル弁10aの開度が設
定開度P以下になるとステップ126に進んで気筒群1
の燃料噴射弁4aからの燃料噴射が停止され、斯くして
気筒群1が休止せしめられる。次いでステップ127で
は第1還流バルブ16aは図8に示される開度まで徐々
に開弁せしめられ、第2還流バルブ16bは図7に示さ
れる開度まで徐々に開弁せしめられる。この間、第2ス
ロットル弁10bはわずかばかり徐々に閉弁せしめられ
る。次いで図11のe領域において今度は気筒群2によ
る部分気筒運転が続行される。
【0049】次に図12および図13に示される第2の
方法について説明する。この第2の方法では図5のステ
ップ106において部分気筒運転が行われていると判断
されると図12のステップ140に進んで部分気筒運転
が開始されてから所定時間が経過したか否かが判別され
る。所定時間が経過していないときは処理サイクルを完
了する。このとき各スロットル弁10a,10bの開度
および各還流バルブ16a,16bの開度は図13のa
領域に示されるように図6のd領域と同じ開度になって
いる。
【0050】次いでステップ140において所定時間経
過したと判断されたときにはステップ141に進んで図
13のb領域に示されるように機関の出力トルクを一定
に維持しつつ第1還流バルブ16aおよび第2還流バル
ブ16bを徐々に閉弁し、気筒群1の第1スロットル弁
10aをわずかばかり徐々に開弁し、気筒群2の第2ス
ロットル弁10bを第1スロットル弁10aと同じ開度
まで徐々に開弁させる。
【0051】次いでステップ142では第1スロットル
弁10aの開度と第2スロットル弁10bの開度とが等
しくなったか否かが判別される。第1スロットル弁10
aの開度と第2スロットル弁10bの開度とが等しくな
ったときにはステップ143に進んで気筒群1への燃料
噴射が停止され、気筒群2への燃料噴射が開始される。
斯くしてこのとき気筒群1による部分気筒運転から気筒
群2による部分気筒運転に移行することになる。
【0052】次いでステップ144では図13のc領域
に示されるように第1還流バルブ16aは図8に示され
る開度まで徐々に開弁せしめられ、第2還流バルブ16
bは図7に示される開度まで徐々に開弁せしめられる。
また、第1スロットル弁10aは徐々にほぼ全閉位置ま
で閉弁せしめられ、第2スロットル弁10bはわずかば
かり徐々に閉弁せしめられる。次いで図13のd領域に
おいて気筒群2による部分気筒運転が続行される。
【0053】次に全気筒運転と部分気筒運転との切換え
時、或いは部分気筒運転すべき気筒群を交代するときの
点火時期制御について説明する。まず初めに図6におい
て全気筒運転から部分気筒運転に移行するときを考えて
みると気筒群2への燃料噴射の停止は燃料噴射の停止に
よる出力トルクの変動ができるだけ生じないように気筒
群2の負荷が予め定められた負荷よりも小さくなったと
きに行われる。この場合、更に出力トルクの変動を抑制
するためには燃料噴射が停止されるときの点火時期をで
きるだけ遅角しておくことが好ましい。そこで図6に示
される実施例では図6のb領域において本来破線に示す
ように進角せしめられる気筒群2の点火時期を実線で示
すように遅角するようにしている。無論、点火時期をこ
のように遅角すると気筒群2の出力トルクが低下するの
で気筒群2の出力トルクの低下分を補うために気筒群1
の第1スロットル弁10aの開度は図6に示す開度より
も増大せしめられる。
【0054】また、部分気筒運転から全気筒運転に移行
する場合においてもそれまで休止していた気筒群への燃
料噴射を開始するときにはそれらの気筒群の点火時期を
遅角させた方が出力トルクの変動量が少なくなる。従っ
て図6のf領域においても気筒群2の点火時期は破線で
示される通常の点火時期よりも遅角される。この場合、
点火時期の遅角による気筒群2の出力トルクの低下分を
補うために第1スロットル弁10aの開度は図6に示す
開度よりも増大せしめられる。
【0055】図11に示されるように休止気筒群を交代
させる場合においても燃料噴射開始時或いは燃料噴射停
止時における出力トルクの変動を抑制するために燃料噴
射開始時および燃料噴射停止時においては点火時期を遅
角させることが好ましい。従って休止気筒を交代させる
場合には図11のc領域で示されるように気筒群1の点
火時期および気筒群2の点火時期が破線で示される通常
の点火時期よりも遅角される。この場合にも点火時期の
遅角による各気筒群の出力トルクの低下分を補うために
第1スロットル弁10aの開度および第2スロットル弁
10bの開度は図11に示される開度よりも増大せしめ
られる。
【0056】一方、休止気筒群を交代させる場合であっ
ても図13に示す場合にはスロットル弁10a,10b
の開度が大きい状態で休止気筒が交代せしめられる。こ
のような場合には図14に示されるように嫁動気筒群が
交代せしめられた直後の一点火だけ、即ち嫁動気筒が気
筒群1から気筒群2に切換えられた場合に気筒群2の最
初の点火だけ点火時期を遅角させるのが好ましい。な
お、図14の○印はいずれかの気筒で点火の行われる気
筒群を示しており、×印はいずれの気筒においても点火
が行われない気筒群を表わしている。
【0057】図15はエンジンの別の実施例を示してい
る。このエンジンは図1に示すエンジンとは異なって排
気マニホルド11a,11bと対応する吸気ダクト5
a,5bとを連結する還流ガス通路が設けられておら
ず、従ってこのエンジンでは各スロットル弁10a,1
0bの開度を制御することにより全気筒運転と部分気筒
運転の切換え時、および部分気筒運転が継続している場
合の休止気筒交代時における出力トルクの変動が阻止さ
れる。
【0058】図16および図17は全気筒運転と部分気
筒運転との切換え制御を示している。図16を参照する
とまず初めにステップ200において全気筒運転中であ
るか否かが判別される。全気筒運転中であるときにはス
テップ201に進んで部分気筒運転すべき運転状態か否
かが判別される。この実施例においても図7および図8
において鎖線で囲まれた領域および丸印の領域が部分気
筒運転領域であり、従って部分気筒運転領域は機関負荷
Q/N(吸入空気量Q/機関回転数N)と車速の関数で
ある。ステップ201において部分気筒運転領域でない
と判別されたときには処理サイクルを完了し、斯くして
このとき全気筒運転が続行される。このときの全気筒運
転状態は図17のa領域に示されている。
【0059】即ち、このときには図16のa領域に示さ
れるように気筒群1の第1スロットル弁10aと気筒群
2の第2スロットル弁10bとは同じ開度になってお
り、また無論のこと、このときには全燃料噴射弁4a,
4bから燃料が噴射されている。一方、ステップ201
において部分気筒運転領域であると判別されたときには
気筒群1の負荷(Q/N)1 と気筒群2の負荷(Q/
N)2 との和を図17の領域aにおける全気筒運転時の
総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ、図6のb領域で示
されるように稼動継続予定気筒群の、図17に示される
場合には気筒群1の第1スロットル弁10aの開度が徐
々に増大せしめられると共に、休止予定気筒群の、図1
7に示される場合には気筒群2の第2スロットル弁10
bの開度が徐々に減少せしめられる。
【0060】なお、前述したように各気筒群の出力トル
クは各気筒群の負荷に比例しており、従って図17のb
領域では気筒群1の出力トルクと気筒群2の出力トルク
の和が図17の領域aにおける全気筒運転時の全気筒の
出力トルクとほぼ同じ出力トルクに維持される。従って
図17のa領域およびb領域では機関の出力トルクが変
化しないことになる。このことは図17の他のc,d,
e,f,g領域でも同じことであり、従って図17のa
領域からg領域の全ての領域において出力トルクが変化
しないことになる。
【0061】次いでステップ203では気筒群2の負荷
(Q/N)2 が予め定められた負荷以下となったか否
か、即ち第2スロットル弁10bの開度が設定開度a以
下になったか否かが判別される。第2スロットル弁10
bの開度が設定開度a以下になるとステップ204に進
んで気筒群2の燃料噴射弁4bからの燃料噴射が停止せ
しめられる。このように気筒群2の負荷が小さくなった
とき、即ち気筒群2の出力トルクが小さくなったときに
気筒群2への燃料の供給が停止されるので燃料供給の停
止による出力トルクの変動はかなり小さい。
【0062】気筒群2への燃料の供給が停止されて気筒
群2が休止するとステップ205に進んで図17のc領
域に示されるようにエンジンの振動レベルが最小近くと
なる開度まで第2スロットル弁10bが徐々に開弁せし
められる。このエンジンの振動レベルが最小近くとなる
開度は図18(A)に示されるように車速の関数として
予め定められており、従って第2スロットル弁10bは
図18(A)に示される開度まで徐々に開弁せしめられ
る。
【0063】一方、第2スロットル弁10bが開弁する
とそれに伴なって気筒群2のポンピングロスが低下する
ので機関の出力トルクを一定に維持するために第1スロ
ットル弁10aがわずかばかり徐々に閉弁せしめられ
る。このときの第1スロットル弁10aの閉弁量は図1
8(B)に示すように車速の関数であるスロットル補正
量として予め定められている。
【0064】図17のd領域に示されるように部分気筒
運転が暫らく継続し、次いで全気筒運転すべき運転状態
になったとすると今度は全気筒運転から部分気筒運転に
移行したときと全く逆の開度変化でもって各スロットル
弁10a,10bの開度が変化せしめられる。即ち、部
分気筒運転が開始されるとステップ200からステップ
206に進み、次いで全気筒運転すべき運転領域になっ
たと判断されたときにはステップ207に進む。ステッ
プ207では図17のe領域に示されるように第2スロ
ットル弁10bが徐々に閉弁され、これに伴なって第1
スロットル弁10aがわずかばかり徐々に開弁される。
次いでステップ208では第2スロットル弁10bの開
度が設定開度bよりも小さくなったか否かが判別され、
第2スロットル弁10bの開度が設定開度bよりも小さ
くなったときにはステップ209に進んで気筒群2への
燃料の供給が開始される。斯くして部分気筒運転から全
気筒運転に移行する。
【0065】部分気筒運転から全気筒運転に移行すると
ステップ210に進んで図17のf領域に示されるよう
に気筒群1の負荷(Q/N)1 と気筒群2の負荷(Q/
N) 2 との和を全気筒運転移行直前の気筒群1の負荷と
ほぼ等しい負荷に維持しつつ気筒群1の第1スロットル
弁10aが徐々に閉弁せしめられると共に気筒群2の第
2スロットル弁10bが徐々に開弁せしめられる。次い
で図17のg領域に示されるように第1スロットル弁1
0aと第2スロットル弁10bの開度が等しくる。
【0066】一方、図16において部分気筒運転中はス
テップ200からステップ206に進み、部分気筒運転
が継続しているときには休止気筒群を交互に交代させる
制御が行われる。この休止気筒群の交代される制御方法
は図19および図20に示される第1の方法と、図21
および図22に示される第2の方法がある。そこでまず
初めに図19および図20に示される第1の方法につい
て説明する。
【0067】この第1の方法では図16のステップ20
6において部分気筒運転が行われていると判断されると
図19のステップ220に進んで部分気筒運転が開始さ
れてから所定時間が経過したか否かが判別される。所定
時間が経過していないときは処理サイクルを完了する。
このとき各スロットル弁10a,10bの開度は図20
のa領域に示されるように図17のd領域と同じ開度に
なっている。
【0068】次いでステップ220において所定時間が
経過したと判断されたときにはステップ221に進んで
図20のb領域で示されるように気筒群2の第2スロッ
トル弁10bが徐々に閉弁せしめられる。第2スロット
ル弁10bが徐々に閉弁せしめられると気筒群2のポン
ピングロスが次第に大きくなるために出力トルクを一定
にすべく気筒群1の第1スロットル弁10aがわずかば
かり徐々に開弁せしめられる。
【0069】次いでステップ222では気筒群2の第2
スロットル弁10bの開度が設定開度b以下になったか
否かが判別される。第2スロットル弁10bの開度が設
定開度b以下になるとステップ223に進んで気筒群2
の燃料噴射弁4bからの燃料噴射が開始される。その結
果、部分気筒運転から全気筒運転に移行する。全気筒運
転に移行するとステップ224に進んで図20のc領域
に示されるように気筒群1の負荷(Q/N)1 と気筒群
2の負荷(Q/N)2 との和を全気筒運転開始直前の気
筒群1の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ気筒群1の第
1スロットル弁10aが徐々に閉弁せしめられ、気筒群
2の第2スロットル弁10bが徐々に開弁せしめられ
る。
【0070】次いでステップ225では気筒群1の第1
スロットル弁10aの開度が設定開度a以下になったか
否かが判別される。第1スロットル弁10aの開度が設
定開度a以下になるとステップ226に進んで気筒群1
の燃料噴射弁4aからの燃料噴射が停止され、斯くして
気筒群1が休止せしめられる。次いでステップ227で
は第1スロットル弁10aが図18(A)に示される開
度まで徐々に開弁せしめられ、この間第2スロットル弁
10bはわずかばかり徐々に閉弁せしめられる。次いで
図20のe領域において今度は気筒群2による部分気筒
運転が続行される。
【0071】次に図21および図22に示される第2の
方法について説明する。この第2の方法では図16のス
テップ206において部分気筒運転が行われていると判
断されると図21のステップ240に進んで部分気筒運
転が開始されてから所定時間が経過したか否かが判別さ
れる。所定時間が経過していないときは処理サイクルを
完了する。このとき各スロットル弁10a,10bの開
度は図22のa領域に示されるように図17のd領域と
同じ開度になっている。
【0072】次いでステップ240において所定時間経
過したと判断されたときにはステップ241に進んで図
22のb領域に示されるように機関の出力トルクを一定
に維持しつつ気筒群1の第1スロットル弁10aを徐々
に閉弁すると共に気筒群2の第2スロットル弁10bを
徐々に開弁させる。次いでステップ242では第1スロ
ットル弁10aの開度と第2スロットル弁10bの開度
とが等しくなったか否かが判別される。第1スロットル
弁10aの開度と第2スロットル弁10bの開度とが等
しくなったときにはステップ243に進んで気筒群1へ
の燃料噴射が停止され、気筒群2への燃料噴射が開始さ
れる。斯くしてこのとき気筒群1による部分気筒運転か
ら気筒群2による部分気筒運転に移行することになる。
【0073】次いでステップ244では図22のc領域
に示されるように第1スロットル弁10aは徐々に閉弁
せしめられ、第2スロットル弁10bは徐々に開弁せし
められる。次いで図22のd領域において気筒群2によ
る部分気筒運転が続行される。図23から図26に図1
および図15に示すエンジンとは異なる構造の吸気系お
よび排気系を有する種々の実施例を示す。なお、図23
から図26において図1および図15と同様な構成要素
については同一の符号で示す。
【0074】まず初めに図23を参照すると、この実施
例では気筒群1の第1サージタンク3aが主吸気ダクト
20aを介してエアフローメータ6に接続され、主吸気
ダクト20a内には第1駆動モータ22aによって駆動
される第1スロットル弁21aが配置される。一方、気
筒群の第2サージタンク3bは副吸気ダクト20bを介
して第1スロットル弁21a下流の主吸気ダクト20a
に接続され、副吸気ダクト20b内には第2駆動モータ
22bによって駆動される第2スロットル弁21bが配
置される。また、この実施例では三元触媒コンバータ1
2aの下流に更に三元触媒コンバータ12が配置され、
気筒群2の第2排気マニホルド11bは排気管23を介
して一対の三元触媒コンバータ12a,12間に接続さ
れる。また、この実施例においては第1空燃比17a、
第2空燃比センサ17bに加えて更に第3の空燃比セン
サ17cが三元触媒コンバータ12の入口部に配置され
ている。
【0075】この実施例では全気筒運転時には第2スロ
ットル弁21bが全開せしめられ、このとき気筒群1お
よび気筒群2に供給される吸入空気量は第1スロットル
弁21aにより制御される。一方、全気筒運転から部分
気筒運転に移行するときには気筒群1の負荷(Q/N)
1 と気筒群2の負荷(Q/N)2 とを和を部分気筒運転
移行直前の気筒群1の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつ
つ、第2スロットル弁21bが全閉近くまで徐々に閉弁
せしめられると共に第1スロットル弁21aが徐々に開
弁せしめられる。次いで第2スロットル弁21bの開度
が予め定められた設定開度以下になると気筒群2の燃料
噴射弁4bからの燃料噴射が停止され、斯くして気筒群
2は休止せしめられる。
【0076】気筒群2が休止せしめられると第2スロッ
トル弁21bはエンジンの振動レベルが最小近くになる
開度まで開弁せしめられる。部分気筒運転から全気筒運
転に移行するときには各スロットル弁21a,21bの
開度は上述の開度変化を逆にたどって変化せしめられ
る。即ち、第2スロットル弁21bが設定開度以下まで
閉弁せしめられると気筒群2の燃料噴射が開始され、次
いで機関の出力トルクを一定に維持しつつ第2スロット
ル弁21bが全開せしめられる。
【0077】図24に示される実施例では第2スロット
ル弁21b下流の副吸気ダクト20bがバイパス通路2
4を介してエアクリーナ8に連結され、このバイパス通
路24内にバイパス制御弁25が配置される。この実施
例では全気筒運転時にはバイパス制御弁25を閉弁する
と共に第2スロットル弁21bが全開せしめられ、この
とき気筒群1および気筒群2に供給される吸入空気量は
第1スロットル弁21aにより制御される。一方、全気
筒運転から部分気筒運転に移行するときにはバイパス制
御弁25を閉弁した状態で気筒群1の負荷(Q/N)1
と気筒群2の負荷(Q/N)2 とを和を部分気筒運転移
行直前の気筒群1の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ、
第2スロットル弁21bが全閉近くまで徐々に閉弁せし
められると共に第1スロットル弁21aが徐々に開弁せ
しめられる。次いで第2スロットル弁21bの開度が予
め定められた設定開度以下になると気筒群2の燃料噴射
弁4bからの燃料噴射が停止され、斯くして気筒群2は
休止せしめられる。気筒群2が休止せしめられると第2
スロットル弁21bは閉弁状態に保持され、バイパス制
御弁25が徐々に開弁せしめられる。このバイパス制御
弁25はエンジンの振動レベルが最小近くになる開度ま
で開弁せしめられる。
【0078】図25に示される実施例では気筒群1の第
1排気マニホルド11aの集合部が還流ガス通路15を
介して第2スロットル弁21b下流の副吸気ダクト20
bに連結され、この還流ガス通路15内に還流バルブ1
6が配置される。この実施例では全気筒運転時には還流
バルブ16を閉弁すると共に第2スロットル弁21bが
全開せしめられ、このとき気筒群1および気筒群2に供
給される吸入空気量は第1スロットル弁21aにより制
御される。一方、全気筒運転から部分気筒運転に移行す
るときには還流バルブ16を閉弁した状態で気筒群1の
負荷(Q/N)1 と気筒群2の負荷(Q/N)2 とを和
を部分気筒運転移行直前の気筒群1の負荷とほぼ同じル
弁21bの開度が予め定められた設定開度以下になると
気筒群2の燃料噴射弁4bからの燃料噴射が停止され、
斯くして気筒群2は休止せしめられる。気筒群2が休止
せしめられると第2スロットル弁21bは閉弁状態に保
持され、還流バルブ16が徐々に開弁せしめられる。こ
の還流バルブ16はエンジンの振動レベルが最小近くに
なる開度まで開弁せしめられる。
【0079】図26に示される実施例では第1スロット
ル弁21aがアクセルペダル24に連結されており、従
ってこの実施例では第1スロットル弁21aの開度はア
クセルペダル24の踏込み量に比例して増大する。ま
た、この実施例では第1スロットル弁21aの上流と下
流とを連結するバイパス通路25が設けられており、こ
のバイパス通路25内にバイパス制御弁26が配置され
ている。
【0080】この実施例でも全気筒運転時には第2スロ
ットル弁21bが全開せしめられ、このとき気筒群1お
よび気筒群2に供給される吸入空気量は第1スロットル
弁21aにより制御される。一方、全気筒運転から部分
気筒運転に移行するときには気筒群1の負荷(Q/N)
1 と気筒群2の負荷(Q/N)2 とを和を部分気筒運転
移行直前の気筒群1の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつ
つ、第2スロットル弁21bが全閉近くまで徐々に閉弁
せしめられると共にバイパス制御弁26が徐々に開弁せ
しめられる。次いで第2スロットル弁21bの開度が予
め定められた設定開度以下になると気筒群2の燃料噴射
弁4bからの燃料噴射が停止され、斯くして気筒群2は
休止せしめられる。気筒群2が休止せしめられると第2
スロットル弁21bはエンジンの振動レベルが最小近く
になる開度まで開弁せしめられる。この実施例ではスロ
ットル弁駆動用の駆動モータ22bが一つで済むという
利点がある。
【0081】図27および図28は図1に示されるエン
ジンに組込まれているブローバイガス供給システムを示
している。図27および図28において50a,50b
はクランクケース内に新しい空気を導入してクランクケ
ース内を掃気するための空気導入管を示している。クラ
ンクケース内で発生したブローバイガスはシリンダヘッ
ド内に送り込まれ、次いでシリンダヘッド内からブロー
バイガス供給通路51内に排出される。このブローバイ
ガス供給通路51はブローバイガスの流量制御を行う、
いわゆるPCVバルブ52を介し、次いで一方では第1
吸気ダクト5a内に向けてのみ流通可能な第1逆止弁5
3aを介して第1スロットル弁10a下流の第1吸気ダ
クト5a内に連結され、他方では第2吸気ダクト5b内
に向けてのみ流通可能な第2逆止弁53bを介して第2
スロットル弁10b下流の第2吸気ダクト5b内に連結
される。
【0082】クランクケース内およびシリンダヘッド内
におけるブローバイガスの圧力はほぼ大気圧となってお
り、従ってブローバイガス供給通路51内に排出された
ブローバイガスの圧力もほぼ大気圧となっている。一
方、全気筒運転が行われている部分負荷運転時には第1
スロットル弁10a下流の第1吸気ダクト5a内および
第2スロットル弁10b下流の第2吸気ダクト5b内に
ほぼ同じ負圧が発生しており、従ってこのときにはブロ
ーバイガスが第1逆止弁53aおよび第2逆止弁53b
を介して夫々第1吸気ダクト5aおよび第2吸気ダクト
10b内に供給される。
【0083】一方、部分気筒運転時には、例えば気筒群
1が嫁動せしめられていて気筒群2が休止せしめられて
いるときには図6のd領域に示されるように気筒群2の
第2還流バルブ16bが大きく開弁せしめられているた
めに第2スロットル弁10b下流の第2吸気ダクト5b
内の圧力は大気圧には達しないが大気圧近くになってい
る。即ち、第2スロットル弁10b下流の第2吸気ダク
ト5b内の圧力はブローバイガス供給通路51内のブロ
ーバイガスの圧力よりも若干低くなっている。これに対
して第1スロットル弁10a下流の第1吸気ダクト5a
内には比較的大きな負圧が発生しており、従って第1ス
ロットル弁10a下流の第1吸気ダクト5a内の圧力は
第2スロットル弁10b下流の第2吸気ダクト5b内の
圧力よりも低くなっている。
【0084】このように部分気筒運転時には上述したよ
うな圧力関係が生じるのでブローバイガスは第1逆止弁
53aを介して嫁動している気筒群1の第1吸気ダクト
5a内にのみ供給される。即ち、部分気筒運転時には上
述したように第1スロットル弁10a下流の第1吸気ダ
クト5a内には比較的大きな負圧が発生するので第1逆
止弁53aが開弁し、ブローバイガスが第1逆止弁53
aを介して第1吸気ダクト5a内に供給される。第1逆
止弁53aが開弁すると第1逆止弁53aと第2逆止弁
53b間の通路部分54内の圧力が低下し、その結果こ
の通路部分54内の圧力は第2スロットル弁10b下流
の第2吸気ダクト5b内の圧力よりも低くなる。斯くし
て第2逆止弁53bは閉弁状態に維持される。従って部
分気筒運転時にはブローバイガスは休止している気筒群
2には供給されず、嫁動している気筒群1のみに供給さ
れることになる。
【0085】休止気筒群にブローバイガスが供給される
と燃料ミストやオイルミストが大気中に放出されるとい
う問題を生じるばかりでなく、ブローバイガスが還流ガ
ス通路15a,15bを介して休止気筒群に還流せしめ
られると燃焼室内に燃料ミストやオイルミストが堆積
し、従って休止していた気筒群が嫁動せしめられたとき
に排気エミッションが悪化するという問題を生ずる。し
かしながら図27および図28に示されるブローバイガ
ス供給システムでは休止気筒群へのブローバイガスの供
給が阻止されるので上述のような問題が発生する危険性
がない。
【0086】
【発明の効果】いずれの発明においても全気筒運転と部
分気筒運転との切換時、或いは部分気筒運転が行われて
いるときの休止気筒群の交代時に機関の出力トルクが変
動するのを抑制することができ、斯くして滑らかな車両
の運転を確保することができる。また、請求項11およ
び請求項12に記載した発明では触媒によるNOxの良
好な浄化を確保しうるという付随的な効果があり、請求
項13に記載した発明ではブローバイガスの供給に基く
排気エミッションの悪化を阻止しうるという付随的な効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関の全体図である。
【図2】出力トルクの変動を示す図である。
【図3】エンジンの振動レベルを示す図である。
【図4】NOxの浄化率を示す線図である。
【図5】機関の運転を制御するためのフローチャートで
ある。
【図6】スロットル弁開度等の変化を示すタイムチャー
トである。
【図7】還流バルブの開度を示す図である。
【図8】還流バルブの開度を示す図である。
【図9】スロットル弁の開度の補正量を示す線図であ
る。
【図10】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図11】スロットル弁開度等の変化を示すタイムチャ
ートである。
【図12】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図13】スロットル弁開度等の変化を示すタイムチャ
ートである。
【図14】点火時期制御を説明するための図である。
【図15】内燃機関の別の実施例を示す全体図である。
【図16】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図17】スロットル弁開度等の変化を示すタイムチャ
ートである。
【図18】スロットル弁の開度等を示す線図である。
【図19】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図20】スロットル弁開度等の変化を示すタイムチャ
ートである。
【図21】機関の運転を制御するためのフローチャート
である。
【図22】スロットル弁開度等の変化を示すタイムチャ
ートである。
【図23】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
【図24】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
【図25】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
【図26】内燃機関の更に別の実施例を示す全体図であ
る。
【図27】ブローバイガス供給装置を具えた内燃機関の
全体図である。
【図28】図27の一部拡大図である。
【符号の説明】
3a…第1サージタンク 3b…第2サージタンク 10a…第1スロットル弁 10b…第2スロットル弁 15a…第1還流ガス通路 15b…第2還流ガス通路 16a…第1還流バルブ 16b…第2還流バルブ
───────────────────────────────────────────────────── 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 F01N 3/28 ZAB 301 C F02M 25/07 570 N (72)発明者 岩橋 和裕 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 (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒を第1の気筒群と第2気筒群に分割
    し、全気筒運転を行うべきときにはいずれの気筒群も嫁
    動させ、部分気筒運転を行うべきときにはいずれか一方
    の気筒群を嫁動させると共に残りの気筒群を休止させる
    ようにした可変気筒エンジンの制御装置において、第1
    の気筒群に供給される吸入空気量を制御する第1の吸入
    空気量制御手段と、第2の気筒群に供給される吸入空気
    量を制御する第2の吸入空気量制御手段とを具備し、全
    気筒運転から第2の気筒群を休止する部分気筒運転に移
    行するときには第1の吸入空気量制御手段と第2の吸入
    空気量制御手段は第1の気筒群の負荷と第2の気筒群の
    負荷との和を部分気筒運転移行直前の全気筒の総負荷と
    ほぼ同じ負荷に維持しつつ第1の気筒群に供給される吸
    入空気量を徐々に増大させると共に第2の気筒群に供給
    される吸入空気量を徐々に減少させ、第2の気筒群の負
    荷が予め定められた負荷以下になったときに第2の気筒
    群を休止させるようにした可変気筒エンジンの制御装
    置。
  2. 【請求項2】 第2の気筒群を休止させて部分気筒運転
    に移行した後に第2の吸入空気量制御手段は第2の気筒
    群に供給される吸入空気量を機関の運転状態により定ま
    る予め定められた量まで増量せしめる請求項1に記載の
    可変気筒エンジンの制御装置。
  3. 【請求項3】 第2の気筒群を休止している部分気筒運
    転から全気筒運転に移行するときには第1の吸入空気量
    制御手段と第2の吸入空気量制御手段は第1の気筒群の
    負荷と第2の気筒群の負荷との和を全気筒運転移行直前
    の第1の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第1
    の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に減少させると
    共に第2の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に増大
    させる請求項1に記載の可変気筒エンジンの制御装置。
  4. 【請求項4】 第1の気筒群の排気通路から第1の気筒
    群へ還流せしめられる還流ガス量を制御する第1の還流
    ガス量制御手段と、第2の気筒群の排気通路から第2の
    気筒群へ還流せしめられる還流ガス量を制御する第2の
    還流ガス量制御手段とを具備し、全気筒運転から第2の
    気筒群を休止する部分気筒運転に移行するときには上記
    第1の吸入空気量制御手段、第2の吸入空気量制御手
    段、第1の還流ガス量制御手段、第2の還流ガス量制御
    手段は第1の気筒群の負荷と第2の気筒群の負荷との和
    を部分気筒運転移行直前の全気筒の総負荷とほぼ同じ負
    荷に維持しつつ第1の気筒群に供給される吸入空気量お
    よび第1の気筒群に還流せしめられる還流ガス量を徐々
    増大させると共に第2の気筒群に供給される吸入空気量
    および第2の気筒群に還流せしめられる還流ガス量を徐
    々に減少させる請求項1に記載の可変気筒エンジンの制
    御装置。
  5. 【請求項5】 第2の気筒群を休止させて部分気筒運転
    に移行した後に第2の還流ガス量制御手段は第2の気筒
    群に還流せしめられる還流ガス量を機関の運転状態によ
    り定まる予め定められた量まで増量せしめる請求項4に
    記載の可変気筒エンジンの制御装置。
  6. 【請求項6】 第2の気筒群を休止している部分気筒運
    転から全気筒運転に移行するときには上記第1の吸入空
    気量制御手段、第2の吸入空気量制御手段、第1の還流
    ガス量制御手段、第2の還流ガス量制御手段は第1の気
    筒群の負荷と第2の気筒群の負荷との和を全気筒運転移
    行直前の第1の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつ
    つ第1の気筒群に供給される吸入空気量および第1の気
    筒群に還流せしめられる還流ガス量を徐々に減少させる
    と共に第2の気筒群に供給される吸入空気量および第2
    の気筒群に還流せしめられる還流ガス量を徐々に増大さ
    せる請求項4に記載の可変気筒エンジンの制御装置。
  7. 【請求項7】 第1の気筒群と第2の気筒群とを交互に
    休止させ、一方の気筒群が休止している部分気筒運転状
    態から他方の気筒が休止する部分気筒運転に移行すると
    きには全気筒運転を行い、この移行中、第1の吸入空気
    量制御手段と第2の吸入空気量制御手段は一方の気筒群
    の負荷と他方の気筒群の負荷との和を移行直前の上記他
    方の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ他方の気
    筒群に供給される吸入空気量を徐々に減少させると共に
    一方の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に増大させ
    る請求項1に記載の可変気筒エンジンの制御装置。
  8. 【請求項8】 第1の気筒群の排気通路から第1の気筒
    群へ還流せしめられる還流ガス量を制御する第1の還流
    ガス量制御手段と、第2の気筒群の排気通路から第2の
    気筒群へ還流せしめられる還流ガス量を制御する第2の
    還流ガス量制御手段とを具備し、一方の気筒群が休止し
    ている部分気筒運転状態から他方の気筒が休止する部分
    気筒運転に移行するときには第1の気筒群および第2の
    気筒群への還流ガスの還流作用を停止せしめるようにし
    た請求項7に記載の可変気筒エンジンの制御装置。
  9. 【請求項9】 第1の気筒群と第2の気筒群とを交互に
    休止させ、一方の気筒群が休止している部分気筒運転状
    態から他方の気筒が休止する部分気筒運転に移行すると
    きには一方の気筒群を休止し、他方の気筒群を嫁動した
    状態で第1の吸入空気量制御手段と第2の吸入空気量制
    御手段は他方の気筒群の負荷を移行直前の他方の気筒群
    の負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ双方の気筒群に供給
    される吸入空気量を徐々に増大させ、次いで一方の気筒
    群を嫁動し、他方の気筒群を休止した状態で第1の吸入
    空気量制御手段と第2の吸入空気量制御手段は一方の気
    筒群の負荷を休止直前の他方の気筒群の負荷とほぼ同じ
    負荷に維持しつつ双方の気筒群に供給される吸入空気量
    を徐々に減少させる請求項1に記載の可変気筒エンジン
    の制御装置。
  10. 【請求項10】 第1の気筒群の排気通路から第1の気
    筒群へ還流せしめられる還流ガス量を制御する第1の還
    流ガス量制御手段と、第2の気筒群の排気通路から第2
    の気筒群へ還流せしめられる還流ガス量を制御する第2
    の還流ガス量制御手段とを具備し、一方の気筒群が休止
    している部分気筒運転状態から他方の気筒が休止する部
    分気筒運転に移行するときには一方の気筒群を休止し、
    他方の気筒群を嫁動した状態で第1の吸入空気量制御手
    段、第2の吸入空気量制御手段第1の還流ガス量制御手
    段、第2の還流ガス量制御手段は他方の気筒群の負荷を
    移行直前の他方の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持し
    つつ双方の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に増大
    させると共に双方の気筒群に還元せしめられる還流ガス
    量を徐々に減少させ、次いで一方の気筒群を嫁動し、他
    方の気筒群を休止した状態で第1の吸入空気量制御手
    段、第2の吸入空気量制御手段、第1の還流ガス量制御
    手段、第2の還流ガス量制御手段は一方の気筒群の負荷
    を休止直前の他方の気筒群の負荷とほぼ同じ負荷に維持
    しつつ双方の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に減
    少させると共に双方の気筒群に還流せしめられる還流ガ
    ス量を徐々に増大させる請求項1に記載の可変気筒エン
    ジンの制御装置。
  11. 【請求項11】 第1の気筒群と第2の気筒群が夫々独
    立した排気通路を具備し、各排気通路内に夫々還元機能
    を有する触媒を配置した請求項1に記載の可変気筒エン
    ジンの制御装置。
  12. 【請求項12】 第1の気筒群に接続された第1の排気
    通路内に還元機能を有する第1の触媒を配置すると共に
    第2の気筒群に接続された第2の排気通路内に還元機能
    を有する第2の触媒を配置して第1の触媒および第2の
    触媒の下流において第1の排気通路と第2の排気通路と
    を合流させ、この合流部から各触媒に至る通路長を休止
    側気筒群の触媒を通過したガスによって嫁動側気筒群の
    触媒の還元能力の低下をひき起こさない通路長以上とし
    た請求項1に記載の可変気筒エンジンの制御装置。
  13. 【請求項13】 機関から排出されたブローバイガスを
    休止気筒群には供給させず、嫁動気筒群のみに供給させ
    るブローバイガス供給制御手段を具備した請求項1に記
    載の可変気筒エンジンの制御装置。
  14. 【請求項14】 気筒を第1の気筒群と第2気筒群に分
    割し、全気筒運転を行うべきときにはいずれの気筒群も
    嫁動させ、部分気筒運転を行うべきときにはいずれか一
    方の気筒群を嫁動させると共に残りの気筒群を休止させ
    るようにした可変気筒エンジンの制御装置において、第
    1の気筒群および第2の気筒群に供給される吸入空気量
    を制御する第1の吸入空気量制御手段と、第2の気筒群
    に供給される吸入空気量を制御する第2の吸入空気量制
    御手段とを具備し、全気筒運転から第2の気筒群を休止
    する部分気筒運転に移行するときには第1の吸入空気量
    制御手段と第2の吸入空気量制御手段は第1の気筒群の
    負荷と第2の気筒群の負荷との和を部分気筒運転移行直
    前の全気筒の総負荷とほぼ同じ負荷に維持しつつ第2の
    気筒群に供給される吸入空気量を徐々に減少させると共
    に第1の気筒群に供給される吸入空気量を徐々に増大さ
    せ、第2の気筒群の負荷が予め定められた負荷以下にな
    ったときに第2の気筒群を休止させるようにした可変気
    筒エンジンの制御装置。
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