JPS60156940A - 気筒数制御エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、負荷状部に応じてエンジンの運転形態を金気
ｇｊ運転と部分気筒運転に切換えるとともに、エンジン
が冷機状態で且つアイドリング運転状態にある場合には
エンジンを強制的に全気筒運転し、また上記状態からエ
ンジンが＠線状態に移行した場合にはエンジンを部分気
筒運転し且つエンジンの吸入空気量を設定値に減量補正
するようにした気筒数制御エンジンに関するものである
。

Ｃ従来技術） 従来、この種の気筒数制御エンジンにおいては、部分気
筒運転を行なうべきアイドリング運転領域であっても、
第１図に示す如くエンジン温度（冷却水温度）が燃焼の
安定性が確保されると思われるエンジン水温１．　（例
えば乙Ｏ℃）↓ゐ以下であるようなｗ！ｉ機未完了の領
域Ｃにおいてはエンジンを強制的に全気筒運転して＠機
の促進を図り、またエンジン温度が上記設定温度ｔ、よ
り高くなり暖機が完了した＠域すにおいては部分気筒運
転を行なって燃費の向上を図るようにしている。

この場合、スロットルバルブの開度は、第１図（ロ）に
示す如く水温の上昇につれて初期開度ｄ。

から開度ｄＬまで次第に絞られ、これに従ってエンジン
回転数は始動直後のファーストアイドル回転数カから回
転数ｎ２．まで水温の上昇即ち、暖機の進行につれて低
下せしめられる。水温が設定水温ｔ、に達しエンジンの
運転形態が全気筒運転から部分気筒運転に切換わると、
それと同時にスロットルバルブの開度は全気筒運転時の
最終開度ｄＬから部分気筒運転時の基準スロットル開度
ｄ３　’　ｄｓ＜　％）まで絞られ（これは、部分気筒
運転時には全気筒運転時に較べてボンピングロスが少な
くしかも吸気の充填効率がよいところから全気筒運転時
より少ない吸入空気量で全気筒運転時と同じエンジン出
力が得られることによる）、またエンジン回転数は部分
気筒運転時の回転アンバランスによるエンジン振動を抑
制するために全気筒運転時のエンジン回転数ｎえから回
転数ｎ　３　（ｎｉ　〉〜）まで高められる。この部分
気筒運転時のスロットルバルブの基準開度ｄ８と基準エ
ンジン回転数１３は、実際にはエンジン振動と燃費特性
の両方を勘案して決定される。

ところが、この従来例の如く、全気筒運転から部分気筒
運転への移行と同時に吸入空気量を一時に減量補圧して
エンジン回転数を全気筒運転時の最終エンジン回転数ｎ
１から部分気筒運転時の基準エンジン回転数ｎ、に切換
えるようにした場合には、部分気筒運転への切換時に第
１図Ｃイ）に示す如く大きなエンジン振動が発生し、特
に自動車用エンジンにあっては運転者に不快感を与える
という問題が発生することになり、またエンジンの信顆
性という点においても好ましくない。尚、第１図１イ）
の線図において、ω１は全気筒運転による暖機運転末期
のエンジン振動レベル、ω２は上記暖機運転の終了時の
運転気面数切換時に生じる最大エンジン振動レベル、ω
３は同運転気箇数切換汲の定常運転状態移行の際のエン
ジン振動レベルを示している。このように運転形態の切
換直後に大きなエンジン振動が発生するのは、全気筒運
転から部分気筒運転への切換えの基準となる設定水温ｔ
１は燃費指向で決定されたものであり、従って、この設
定水温１．においては潤滑油の温度は必ずしも十分に上
っておらず、その粘度は比較的高く、このため、エンジ
ン摺動部の摺動＆仇が増大して各気筒の筒内圧が高くな
り、燃焼に起因するエンジン振動が発生し、これが部分
気筒運転時の回転アンバランスによるエンジン振動分Δ
ω、（Δω、＝０３−ω１）の上に燃焼に起因するエン
ジン振動分Δωλ（Δω＾＝ωよ−ωカ）としてそのま
ま付加されるためである。

尚、部分気筒運転領域であっても暖機未完了時にはエン
ジンを強制的に全気筒運転させるようにしたものの公知
例としては例えば、特開昭Ｓｔ−：１ＩＩ３０号公報に
示されるものがあり、また全気筒運転から部分気筒運転
に運転形態が移行した場合に吸入空気量を減量補正する
ようにしたものの公知例としては例えば、特公昭！；！
；−’Ａ３１０ｉ１号公報がある。

（発明の目的） 本発明は、上記の如き従来の気箇数制御エンジンの問題
に鑑み、部分気筒運転領域において全気筒運転から部分
気筒運転への運転形態の切換え直後に発生するエンジン
振動を効果的に低減せしめ得るようにした気筒数制御エ
ンジンを提供することを目的としてなされたものである
。

（発明のＵ成） 本発明の気筒数制御エンジンは、第２図の機能ブロック
図に示す如くエンジンの温度状態を検出する水濡センサ
等のエンジン温度検出手段Ａと、エンジンのアイドリン
グ運転状態を例えば吸入空気量とエンジン回転数とトラ
ンスミッシミンのニュートラル状態とから検出するアイ
ドリンク運転検出手ｙＩＢと、燃料噴射弁の制御等によ
り一部気筒への燃料供給を阻止する燃料供給阻止手段Ｃ
と、エンジン負荷及びエンジン温度に応じて前記燃料供
給阻止手段Ｃを制御してエンジンの運転形態を全気筒運
転と部分気筒運転とに選択側部する運転気薗数制６手Ｉ
ｇＤと、エンジン回転数をエンジン温度に応じて制御す
るエンジン回転数制御手段Ｅと、アイドリング運転状態
においてエンジン温度が設定温度より高くなった場合に
所定時間だけエンジン回転数を予じめ設定された所定温
度よりも高回転側に保持する如く補正するエンジン回転
数補正手段Ｆとを備え、部分負荷運転を行なうべきアイ
ドリンク運転状態であってもエンジン温度が設定温度よ
り低い場合にはエンジンを強制的に全気筒運転させる一
方、エンジン温度が設定温度に達して運転形態が全気筒
運転から部分気筒運転に切換わった時には、所定時間だ
けエンジン回転数を部分気筒運転時の基準エンジン回転
数よりも高めに保持し、もって全気筒運転から部分気筒
運転への切換え直後に発生するエンジン振動を抑制する
ことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の気筒数制御エンジンを第３図以下に示す
実施例に基いて説明すると、第３図には本発明実施例に
係るｔ気筒自動車用気筒数制御エンジンが示されており
、図中符号／はエンジン本体である。

エンジン本体ｌの吸気通路２には、その吸気上流側から
下流側に向ってエアークリーナ３、スロットルバルブを
及び燃料噴射弁Ｓが順次取付けられている。的、この吸
気通路２は、スロットルバルブｔの下流側において各気
筒に分岐する分岐通路とされており、該各分岐通路にそ
れぞれ／＠づつ燃料噴射弁Ｓ、Ｓ・・が取付けられてい
る。

スロットルバルブｔは、制Ｗ！ｉｆ！７かうの制御信号
を受けて作動するアクチュエータ乙によって開閉制御さ
れる。又、スロットルバルブｔの開度は、スロットル［
１ｌｉｆｆセンサ／／によって検出される。

尚、スロットル開度センサ／／の出力信号は、エンジン
割部ファクターのひとつとして制御１１１１７に入力さ
れる。さらに、この制御器７には、エンジン本体ｌの側
壁、２／に取付けられてウォータジャケット２２内の冷
却水温度をエンジン温度として検出する水温センサ／２
と、エンジン回転数を検出する回転数センサ１３とから
エンジン制御ファクターとしてそれぞれの検出信号が入
力される。

この気筒数制御エンジンは、制御器７からの制御信号に
よってその運転状態が制御される。即ち、この気筒数制
御エンジンは、アイドリング運転を含む設定負荷以下の
運転状態においては各燃料噴射弁！、５・・のうちの所
定の一個の燃料噴射弁５．５の作動を停止させて部分気
筒運転（２気筒運転）を行ない、これに対して設定負荷
以上の運転状態においてはｆ個の燃料噴射弁Ｓ、Ｓ・・
を全て作動させて全気筒運転（を気筒運転）を行なうよ
うにエンジン負荷に応じて運転気筒数が制御される。さ
らに、この気筒数制御エンジンは、部分気筒運転を行な
うべきアイドリング運転領域であっても特にエンジン温
度がｇ５焼性から設定される設定温度１．　（この実施
例においては設定温度ｔｌ＝乙Ｏ℃としている）よりも
低く暖機の必姿な領域αにおいては、エンジンを強制的
に全気筒運転させてｖｉ機の促進を図り、またエンジン
温度が設定温度ｔ、よりも高くなった完全暖機領域すに
おいてはエンジンの運転形態を全気筒運転から部分気筒
運転に切換える如くエンジン湿度に応じてもその運転気
筒数が制御される。

この後者のエンジン温度による運転気箇数制裸時には、
スロットルバルブ開度とエンジン回転数は第を図１口）
　、ｌハ）に示す如く制御される。

即ち、エンジン始動後からエンジン温度（冷却水温度）
が設定温度１＋に達するまでの領域Ｃにおいてはエンジ
ンは全気筒運転されており、エンジンｍ度の上昇につれ
てスロットルバルブｔは次第に絞られ、エンジン温度が
設定温度ｔ、に達した時点において全気筒運転時の最終
開度ｄ２．とされる。一方、エンジン回転数は、この領
域Ｃにおいてはスロットルバルブｔの開度々化に追従し
てエンジン温度の上昇につれてファーストアイドル回転
数０１から全気筒運転時の最終エンジン回転数ｎｚまで
次第に低下せしめられる。尚、この領域Ｃにおいては、
第を図（イ）に示す如くエンジン振動はエンジン回転数
の低下につれて次第に減少せしめられる。

エンジン温度が設定温度ｔ１に達すると気鼎セレクター
Ｃ図示省酪）が作動し、エンジンは全気筒運転から部分
気筒運転に切換えられる。この際、従来の気筒数制御エ
ンジンにおいては１ｔｉｌ述の如くスロットルバルブｔ
の開度が全気筒運転時最終開度幅から部分気筒運転時の
基準開度ｄｊに直ちに補正される（吸入空気量の補正）
が、この実施例の気筒数制御エンジンにおいては、ＮＩ
Ｉ図Ｃ口）に示す如くスロットルバルブ≠を、エンジン
温度が設定温度ｔ、から温度１．　（１，＞　１．）に
達するまでの時間（’ｆ）の間、金気ｆｆＢ運戦時と同
じ制御特性でもってスロットル開度を制御し、上記時間
Ｔ後にスロットルバルブ弘の開度が部分気筒運転時の基
準開度ｄ５に収束する如く補正制御するｆ換言すれば、
エンジンが全気筒運転から部分気筒運転に切換った時に
は、吸入空気量は、時間Ｔのディレィタイムをもって部
分気筒運転時の基準吸入空気量に減−Ｊ補正される）。

このように全気筒運転から部分気筒運転への切換時に吸
入亭気景が全気筒運転時の吸入空気量から部分気筒運転
時の吸入空気量までディレィタイムＴをもって減量補正
されると、エンジン回転数は、第１図Ｃハ）に示す如く
このディレィタイムＴの間は、部分気筒運転時における
目標アイドル回転数ｎ３よりも高回転側に維持され、エ
ンジン温度の上昇即ち、時間の経過とともに回転数〜か
ら目標アイドル回転数１６まで次第に低下補正され、デ
ィレィタイムＴ経過時において目標アイドル回転数ｎｊ
に収束せしめられる。

このように、全気筒運転から部分気筒運転への切換時に
ｆｇｒ定時間だけエンリン回転数を部分気筒運転時の目
標アイドル回転数０４よりも高回転側に係持すると、部
分気筒運転時の回転アンバランスによるエンジン振動が
減衰せしめられると同時に、醐滑油濡が低い場合であっ
ても、エンジン回転数を目標アイドル回転数に保持する
場合に比してエンジン摺Ｗ！ＪＪｍの摺動抵抗が相対的
に低くなり燃焼時の角内圧が低下して煤焼に起因するエ
ンジン振動が可及的に減衰せしめられるところから、第
を図Ｃイ）に示す如く運耘形藺切換直後におけるエンジ
ン振動が、部分気筒運転時ｆエンジン回転数ｎｔ）にお
ける基準エンジン振動レベルω３よりも低レベルに維持
されることになる。尚、このエンジン振動は、エンジン
温度の上昇に伴なうエンジン回転数の低下とともに振動
しベルωくから基ｆ′Ｉ！！振動レベルω３まで次第に
増加し、ディレィタイムＴ経過後に基準振動レベルω３
に電束せしめられる。即ち、上述の如く、全気筒運転か
ら部分気筒運転への切換時に吸入空気量をディレィタイ
ムＴをもって全気筒運転時の吸入空気量から部分気筒運
転時の目標吸入窒気量まで減量補正することにより、上
記切換時におけるエンジン振動の増大を防止することが
できる。

続いて、前記制御器７によってエンジンの運転気筒数を
エンジン温度に応じて制御する場合の具体的な制御例を
勇Ｓ図に示す制御フローチャートに基いて説明すると、
先ず、イニシャライズしたのち気筒セレクターをｔ気筒
愈転に設定しｌステップＳ１）、エンジンを始動させる
（ステップＳ、）。

なお、上＝１気筒セレクターは一反ｌＩ処鋤運転に設定
されると、２気藺運転に設定されるまでリセットされな
いようになっている。即ち、始動時には始動性を健保す
る目的からｔ気筒運転とする。

次に、エンジン温度、エンジン回転数及びスロットル開
度等の各種データを入力しｆステップＳＪ）、この入力
データのうちのスロットル開度とエンジン回転数とトラ
ンスミッションのニュートラル状態とから先ず、現在、
アイドリング運転伽域であるのかどうか判定するＣステ
ップＳｕ）。

判定の結果、アイドリンク運転領域でない場合Ｃ即ち、
負荷運転時）には、別系統の制御ルーチン（図示省略）
によりエンジン負荷に応じた運転気筒数制御を行なう。

一方、アイドリング運転伽域である場合には、エンジン
温度（冷却水温）が運転形態切換えの基準となる設定温
度１．　（乙ｏ℃）より高温であるかどうかを判定しＣ
ステップＳｓ）　、その結果、まだエンジン温度が設定
温度より低い場合即ち、第５図において領域α内にある
場合には、さらに暖機を続ける必要有りと判断し、運転
形態をｌ気筒運転のまま保持して記憶回路（図示省略）
内に記憶された第を図１口）に示すスロットルバルブ開
度の特性線図と第１図（ハ）に示すエンジン回転数の特
性線図とから現在のエンジン温度に応じてスロットル開
度を補正制御する。即ち、先ずフラッグを／としＣステ
ップＳ６）、ステップｓ７においてエンジン回転数線図
から現在のエンジン温度ｔ、に対応する目標エンジン回
転数ｎ、を算出しく読み出し）、さらにこの目標エンジ
ン回転数ｎ、と現在のエンジン回転数と現在のスロット
ル開度とから新しいスロットル開Ｍｄ０（即ち、スロッ
トル開度の補正量）を訃界しＣステップＳ８）、この補
正量に基いてスロットル補正を行なうｌステップＳｙ）
。

このステップＳ１からステップＳ？　に至る制御フロー
は、エンジンの運転状態がアイドル運転状態から負荷運
転状態に移行するか、あるいはエンジン温度が＃定温度
ｔ、に達するまで繰り返して実行される。

＠機が進行し、エンジン水温が設定温度ｔ１に達すると
、運転形態が弘気筒運転から２気筒運転に切換えられる
（ステップＳｔｏ　）。

２気向運転切換後は、フラッグにより、今回初めてｌ気
筒運転からｌ気筒運転に移行し、従って所定のディレィ
タイムＴ後に吸入空気量を、２気筒運転時における目標
吸入空気量に収束せしめる如く吸入空気量の減量補正を
行なうべき場合であるのか、それとも前回も一気尚運転
されており、しかも所定のディレィタイムＴ経過後であ
って通常のアイドル回転数のフィードバック割部を行な
うべき場合であるのかを判定するｌステップＳ５．）。

今回はフラグ＝ｌ即ち、前者の場合であるため、タイマ
ー二〇となるまでステップＳ、＝からステップＳ３ない
しステップＳｌ＋を経てステップＳ、ユに至る制御フロ
ーを繰り返して実行し、タイマー二〇となった時点にお
いて現在のエンジン回転数と目標アイドル回転数Ｊを比
較し、現在のエンジン回転数が目標アイドル回転数ｎ３
よりも高い間はステップＳ、３からステップｓＬ１ステ
ップＳ、７を経て再びステップＳｌ：ｌ　に戻る制御フ
ローを繰り返して実行し、スロットルバルブ開度をΔＴ
−Ｖ−０づつ段階的に減少させる。

現在のエンジン回転数が目標アイドル回転数ｎ９以下に
なった場合即ち、ディレィタイムＴｔＪＳＭ過してエン
ジン温度が温度らに達した場合には、エンジン回転数を
目標アイドル回転数カに収束せしめるエンジン回転数の
フィードバック制御の実行に移る。即ち、フラッグを０
に設定した後（ステップＳａｙ　）　、ステップＳ、か
らステップｓ、Ｉを経てステップＳ＋ｆｆ　に至り、該
ステップｓ＋ｉにおいて目標アイドル回転数〜イ例えば
Ｉ　ＯＯｒｐｍ　）を読み込み、この目標アイドル回転
数〜と現在のエンジンの回転数と現在のスロットル関度
とからスロットル開度の補正量を算出しくステップＳ２
）、この補正量に基いてスロットル開度の補正を行なう
（ステップＳ７）　。このフィードバック制御フローは
、エンジンがアイドル運転状態にある間は連続的に繰り
返して実行され、エンジン回転数は目標アイドル回転数
〜に収束せしめられる。

（発明の効果） 本発明の気筒数制御エンジンは、部分気筒運転をすべき
アイドリング運転を含む低負荷運転域であっても、エン
ジン温度が設定温度より低い場合にはエンジンを強制的
に全気筒運転させ、該エンジン温度が設定温度より高く
なった場合においてエンジンの運転形態を全気筒運転か
ら部分気筒運転に＠換えるようにした気箇数制柵エンジ
ンにおいて、全気筒運転から部分気筒運転への切換時に
吸入空気意を所定のディレィタイムをもって部分気筒運
転時における目標吸入空気量に減量補正することにより
、運転形即切換１１１後における所定時間だけエンジン
回転数を所定のアイドル回転数より凸めるようにしてい
るため、潤滑油温が低いときの運転形１ｉＷ切換直後に
おいてもエンジン摺動部のＩＷ　１Ｐｆｌ　ｕ　＠の増
大による筒内圧の上昇に起因するエンジン振動を可及的
に抑制することができ、第１図に示す従来の気筒数制御
エンジンの如く摺動抵抗に起因するエンジン振動がそっ
くりそのまま体感エンジン振動として付加されるような
場合に比して体感エンジン振動が少なく、特に自動車用
エンジンに適用した場合には運転者にほとんど不快感を
与えず、特にその効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の気筒数制御エンジンにおける制御特性図
、第２図は本発明の気固数制御エンジンの制御ブロック
図、第３図は本発明の実施例に係る気筒数制御エンジン
の制御システム図、第ψ図は第３図の気筒数制御エンジ
ンの制御特性図、第Ｓ図は第３図に示した気筒数制御エ
ンジンの制御フローチャートである。 ／・・・・・エンジン本体 ２・・・・・吸気通路 ３・・・・・エアークリーナ ｔ・・書−・°スロットルバルブ Ｓ・・・・・燃料＠射弾 乙・・・・・アクチュエータ ７・・・・・制御器 ／／・・・・スロットル開度センサ ／２・・・・水温センサ ／３・・・・回転数センサ Ａ・・・・・エンジン温度検出手段 Ｂ・・・・・アイドリング運転検出手段Ｃ・・・・・慾
料供給阻止手段 Ｄ・・・・・運転気筒数制御手段 Ｅ・・・・・エンジン回転数制御手段 Ｆ・・・・・エンジン回転数補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの温度状態を検出するエンジン温度検出手
   段と、エンジンのアイドリング運転状態を検出するアイ
   ドリンク運転検出手段と、エンジンの一部の気筒への燃
   料供給を阻止する燃料供給阻止手段と、上記エンジン温
   度検出手段の出力を受けるとともに上８６　燃料供給阻
   止手段に出力しエンジンがアイドリング運転を含む設定
   負荷以下の運転状態にあるときには上記燃料供給阻止手
   段により一部気筒への燃料の供給を阻止せしめてエンジ
   ンを部分気筒運転させ、またエンジンが上記設定負荷よ
   り大きい負荷運転状態にあるときには上記燃料供給阻止
   手段による上お阻止作用を解除せしめてエンジンを全餐
   筒運転させる一方、エンジンが上記部分気筒運転される
   負荷運転状態であってもエンジン温度が設定温度以下で
   ある時には上記燃料供給阻止手段による上記阻止作用を
   解除せしめてエンジンを強制的に全気筒運転させる運転
   気負数制御手段と、上記エンジン温度検出手段およびア
   イドリンク運転検出手段の出力を受け、エンジン温度が
   上記設定温度以下でかつエンジンがアイドリンク運転状
   態のときにはエンジン温度の上昇に応じてエンジン回転
   数を次第に低下させる一方、エンジン温度が上記設定温
   度より高くなりかつエンジンがアイドリング運転状態の
   ときにはエンジン回転数を所定値に保持するエンジン回
   転数制御手段と、上記エンジン温度検出手段およびアイ
   ドリング運転検出手段の出力を受けるとともに上記エン
   ジン回転数制御手段に出力し、エンジン温度が上記設定
   温度より高くなり且つエンジンがアイドリング運転状態
   のときに、エンジン回転数が所定のディレィタイムをも
   って上記所定値に制御されるようエンジン回転数を上記
   ディレィタイムの間は上「ｄ所定値より増加方向に補圧
   するエンジン回転数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。