JPS6045737A - 気筒数制御エンジンの制御装置 - 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、エンジンの運転状態に応じて、全ての気筒か
ら出力させる全筒運転と一部の気筒かものみ出力させる
減筒運転との切換えを行うようにしてなる気筒数制御エ
ンジンの制御装置に関するものである。

（従来技術） 近時、特に自動車用エンジンにおいては燃費の大幅な向
上が望まれており、このため例えば特開ＩＩ　５７−３
３８号公報に示すように、エンジンの運転状態に応じて
上述した全筒運転と減筒運転とを適宜切換、選択し得る
ようにした気筒数制御エンジンが出現している。すなわ
ち、例えば発進時、高速走行時などのような高負荷時に
は、全ての気筒に対して燃料を供給して全気筒から出力
させる一方、定速、定地走行などのような低負荷時には
、一部の気筒に対する燃料供給をカントして他の気筒に
対する充填効率を高める等により省燃費を図っている。

このように気筒数制御エンジンにおいては、一部の気筒
に対する燃料供給をカットして減筒迂転へ切換えるため
の気筒数制御手段を備え、がっ、エンジン回転数、スロ
ットルバルブ開度、吸気負圧、エンジン温度等のエンジ
ン運転状態を検出して減筒運転にすべきか否かの判別結
果を上記気筒数制御手段に出力する減筒判別手段を備え
ている。

ところで、気筒数制御エンジンにおいては、全筒運転時
と減筒運転時とでは互いに異なる制御値を用いて制御す
ることが行われており、例えばＥＧＲ量、点火時期、燃
料供給量等は、全筒運転専用のものと、減筒運転専用の
ものとに区別されている。

しかしながら、このように、エンジン制御値が全筒運転
用と減筒運転用とに区別されている場合、該再運転態様
の切換時には失火を生じ易いという問題が生じる。すな
わち、運転態様を切換える旨の切換信号により、使用す
べき制御値が瞬時に大きく切換わるため、燃料の供給態
様、点火時期、ＥＧＲ量等の変更が急激になされて、こ
れ等の変更が互いに絡み合って燃焼が不安定になり、失
火を生じ易くなる。これに加えて、全筒運転と減筒運転
との切換え（以下これを運転態様切換と称す）は、若干
の応答遅れがあるため、この運転態様切換時（切換過渡
期）には必ずしも適切な制御値が存在しないこともあっ
て、上述した失火の問題が大きくクローズアンプされて
くる。

（発明の目的） 本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
運転態様切換時における失火を確実に防止するようにし
た気筒数制御エンジンの制御装置を提供することを目的
とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、運転態
様切換時には、例えばＥＧＲ量を減少させたりあるいは
点火時期を遅らせたりする等の補正を行うように、すな
わち着火性を支配する因子を着火性が向」ニする方向に
補正するようにしである。

具体的には、第１図に示すように、従来同様、気筒数制
御手段および減筒判別手段を有して、エンジンの運転状
態に応じて全筒運転と減筒運転との切換えが行われる。

そして、減筒判別手段からの出力を受ける着火調整制御
手段によって、例えばＥＧＲバルブ、点火装置等の着火
性調整手段を制御して、運転ｍ様の切換時には着火性が
向上する方向の補正を行わせるようになっている。

（実施例） 第２図において、１はエンジン本体で、吸入空気は、エ
アクリーナ２、エアフローチャンバ３、スロットルチャ
ンバ４、吸気マニホルド５、吸気ポート６を経て燃焼室
７へ供給され、上記エアクリーナ２から吸気ポート６ま
での間の経路が、吸気通路８を構成している。この吸気
通路８を流れる吸入空気は、エアフローセンサ９により
計量された後、燃料噴射弁１０からの燃料が混合される
ようになっており、上記吸入空気量はスロットルバルブ
ｔｉにより制御される。また、前記燃料室７からの排気
ガスは、排気ポート１２より排気マニホルド１３等を経
て、大気に排出される。

前記吸気ポート６を開閉する吸気弁１４および排気ポー
ト１２を開閉する排気弁１５は　動弁機構により所定の
タイミングで開閉される。この動弁機構は、実施例では
、吸・排気弁１４．１５を閉弁方向へ付勢するターンス
プリング１６．１７の他、クランクシャフト（図示路）
により回転駆動されるカムシャフト１８、該カムシャフ
トに設けられカム１９、ロッカアーム２０．２１．該ロ
ッカアーム２０．２１の揺動支点を構成するタペット２
２．２３から大略構成されている。そして、実施例では
、エンジン本体ｌは４気筒用とされて、その点火順序が
１−３＝４−２とされると共に、減筒運転時に１番気筒
と４番気筒とが休止すなわち燃料供給がカットされる気
筒となっており、このため、１番気筒と４番気筒用のタ
ペット２２．２３に対しては、弁駆動制御装置２４．２
５が付設されている。

前記弁駆動制御装置２４．２５は、それぞれソレノイド
２６．２７により切換、駆動されるもので、ソレノイド
２６．２７が消磁時にあっては、タペット２２．２３の
ロッカアーム２０．２１に対する揺動支点が図中下方へ
変位した位置にあって、カムシャフト１８の回転に応じ
てロッカアーム２０．２１が揺動して全ての気筒の吸・
排気弁１４．１５を開閉する全筒運転となる。逆に、ソ
レノイド２６．２７が前磁されると、上記揺動支点が図
中上方へ変位可能となって、カムシャフト１８と吸・胡
気弁１４．１５との連動関係が遮断され、１番気筒と４
番気筒の吸・排気弁１４．１５が閉弁状態を維持したま
まの減筒運転となる。

なお、上述した弁駆動制御装置２４．２５そのものは、
例えば特開昭５２−５６２１２号公報に示すように既に
良く知られたものなので、その詳細な説明は省略する。

前記排気ポート１２より、排気マニホルド１３を経て大
気へ連なる排気通路２８には、ＥＧＲ通路２９の一端２
９ａが接続され、該ＥＧＲ通路２９の他端２９ｂは、ス
ロットル／ヘルプ１１の下流側ｉこおいて吸気通路８に
接続されている。このＥＧＲ通路２９の途中には、着火
性調整手段とじてのＥＧＲバルブ３０が設けられ、該Ｅ
ＧＲバルブ３０によって、ＥＧＲ通路２９を通って吸気
通路８へ還流される排気ガス量が調整されるようになっ
ている。そして、実施例では、ＥＧＲバルブ３０として
比例ソレノイド弁が用いられて、入力されるパルスのデ
ユーティ比に応じてこの開度が調整されるようになって
いる。

第２図中３１はマイクロコンピュータからなるコントロ
ールユニットで、該コントロールユニット３１は、エン
ジンの運転状態に応じて全筒運転と減筒運転とのいずれ
か一方の運転を行うように前記ソレノイド２６．２７を
制御すると共に、ＥＧＲパルプ３０を制御するようにな
っている。なお、このコントロールユニット３１は、ｅ
ｌ＋噴射量、点火時期等をもあわせて制御するものであ
るが、以下の説明においては、この燃料噴射等の本発明
に直接関係のない部分についての説明を省略する。

上記コントロールユニット３１には、スロットルセンサ
３２からのスロットルパルプ１１の開度、吸気負圧セン
サ３３からの吸気負圧、冷却水温センサ３４からのエン
ジン温度としてのエンジン冷却水温度、点火コイル３５
からのエンジン回転数オよびエアフローメーター９から
の吸入空気量がそれぞれ入力される一方、該コントロー
ルユニット３１からは、前記両ソレノイド２６．２７及
びＥＧＲ八ルへ３０に対して出力される。

なお、第２図中３６デストリビユータ、３７は点火プラ
グ、３８はバッテリである。

次に、前記コントロールユニット３１による制御内容に
ついて、ＷｔＪ３図に示すフローチャー１・に基いて説
明するが、このフローチャートは、減筒運転するか否か
の気筒判別のルーチンと、ＥＧＲ制御のためのルーチン
とに大別されるため、以下の説明ではこのルーチン別に
分説することとする。

なお、本実施例では、ＥＧＲ量を、着火性を支配する因
子としてあり、全筒運転と減筒運転との切換時において
は、着火性を向上させるためＥＧＲ量（ＥＧＲ率）をＯ
としである。また本実施例では、減筒運転時のトルク変
動を極力小さくするため、燃焼安定性に大きな影響を及
ぼすＥＧＲ率を、減筒運転時の方が全筒運転時よりも小
さくなるようにしである。勿論、上記ＥＧＲ率は、エン
ジンに供給される新気量に要する還流排ガス量の割合を
いうものである・ ■気筒判別ルーチン（ステップ３９〜５０）先ず、ステ
ップ３９においてイニシャライズされて、気筒数フラグ
が１とされる。この気筒数フラグは、ｒｌＪのときが全
筒運転を、また「０」のときが減筒運転を意味するもの
である。

次いで、ステップ４０において、吸入空気量、エンジン
冷却水温、吸気負圧、エンジン回転数、スロットル開度
の各データか入力される。

この後、ステップ４０で入力されたデータに基づき、エ
ンジン運転状態が減筒運転する条件を満たしているか否
かがステップ４１〜４３で順次判別される。すなわち、
冷却水温が設定値Ｔ。（例えば６０°Ｃ）以上の高温で
あり（ステップ４１）、エンジン回転数が設定値ＮＯ（
例えば２０００ｒｐｍ）以下の低速であり（ステップ４
２）、加速状態ではない定常あるいは減速走行である（
ステップ４３）、という全ての条件を満たした場合には
、ステップ４４へ移行する。なお、加速状態であるか否
かは、スロ７’）ル開度の変化を時間で微分して加速度
を得て、この加速度が設定値より大きいか否かで判別さ
れる。

上記ステップ４４からは、ステップ３９で気筒数フラグ
が１であるとイニシャライズされているので、最初はス
テップ４５へ移行し、ここで、吸気負圧が設定値２２以
上であるか否かが判別される。そして、吸気負圧が設定
値Ｐ４以下の低負荷である場合は、ステップ４６へ移行
し、ここで気筒数フラグが０とされる。

上記ステップ４６へ移行することは、減筒運転すべき条
件が全て満足されているときなので、ステップ４７によ
り減筒運転（実施例では２気筒運転）すべき旨の出力が
なされて、すなわちソレノイド２６．２７が励磁されて
、１番気筒と４番気筒の吸−排気弁１４．１５が閉弁状
態のままに維持された減筒運転となる。

この後は、後述するＥＧＲについての処理を経て再びス
テップ４０へ戻ることになるが、エンジンの運転状態が
前述した場合と変らない場合には、前述したのと同様ス
゛テップ４４へ移行する。

そして、ステップ４４においては、ステップ４６で前述
のように気筒数フラグがＯとされている結果、ステップ
４８へ移行して、ここで吸気負圧が設定値Ｐ２より大き
いか否かが判別される。すなわち、吸気負圧は、例えば
エンジンの回転数が同じであっても減筒運転時と全筒運
転時とでは異なるものであり、このため、減筒運転時に
おける全筒運転への切換条件となる吸気負圧Ｐ２は減筒
運転時のものを用い、また全筒運転時における減筒運転
への切換条件となる吸気負圧Ｐ４は全筒運転時のものを
用いである（Ｐ２　＞Ｐ４　）。これにより、吸気負圧
に応じた減筒運転と全筒運転との切換が短時間の間にひ
んばんに行われるのが防止される（ハンチング防止）。

ここで、冷却水温が設定値Ｔｏより低い場合、エンジン
回転数が設定値Ｎ。より高い場合、加速する場合、吸気
負圧が設定値Ｐ２　（減筒運転時）あるいはＰ４　Ｃ全
筒運転時）よりも大きい場合、のいずれか１つの条件に
合致する場合は、ステップ４９に移行して、ここで気筒
数フラグが１とされた後、ステップ５０において全筒運
転すべき旨の出力がなされる。すなわちソレノイド２６
．２７を消磁して、全ての気筒の吸・排気弁１４．１５
が開閉運動される全筒運転となる。

ＩＩ　Ｅ　Ｇ　Ｒ制御ルーチン（ステップ５１〜６３）
この場合は、全筒運転あるいは減筒運転の継続中と、運
転態様切換時との２つの場合に大別される。

先ず、ステップ４７からはステップ５１へ移行し、ここ
で、前回の気筒数フラグが判別される。

前回の気筒数フラグが１であるときは、全筒運転から減
筒運転への切換信号が出力された直後の切換時に相当す
ることとなるので、この場合はステップ５２へ移行して
タイマがセットされる。このタイマは、セット後カウン
トダウンされていくもので、セットされたタイムは、全
筒渾転と減筒運転との切換えに要する時間を見込んで設
定されている。次いで、ステップ５３へ移行して、前記
タイマがＯであるか否かが判別されるが、当初はタイマ
が完全にカウントダウンされていないときなので、ステ
ップ５４へ移行し、ここでデユーティ比りがＯにセット
される。そして、ステップ６３において、当該デユーテ
ィ比りかＯとされたパルスが電磁弁３０に出力され、該
電磁弁３０は閉となってＥＧＲがカットされる。

この後、運転状態が前述したのと変らない場合は、再び
ステップ５１へ移行するが、この場合は前回の気筒数フ
ラグがＯに更新されているので（再びステップ４６を通
ることにより）、ステップ５１からステップ５３へ移行
する。そして、このステップ５３において、前述したよ
うにタイマが０であるか否かが判別されるが、切換時を
経過し、ていないとき（タイマがカウントダウンされ切
っていないとき）はステップ５４へ移行して、前述した
場合と同様にＥＧＲがカットされる。このようなことを
繰り返すうちに、やがてタイマが完全にカウントダウン
されて該タイマがＯとなる（減筒運転に切換わっている
）ので、この場合は、後述するステップ５９へ移行する
。

一方、前記ステップ５０からはステップ５５へ移行する
が、減筒運転から全筒運転への切換信号が出力されたの
直後は、前述したのと同様、ＥＧＲがカットされる。す
なわち、ステ、プ５５がステップ５１に対応し、ステッ
プ５６がステップ５２に対応し、ステップ５７がステッ
プ５３に対応し、ステップ５８がステップ５４に対応し
ている。そして、この場合は、減筒運転から全筒運転へ
の切換時であるか否かを判別するため、ステップ５５に
おいては前回の気筒数フラグがＯであるか否かが判別さ
れる。そして、最終的には、ステップ５７から後述する
ステップ５９へ移行する。

なお、ステップ５６でカウントされるタイムは、減筒運
転から全筒運転への切換えに要する時間と、全筒運転か
ら減筒運転への切換に要する時間との相違を勘案して、
ステップ５２においてセントされるタイムと異ならせる
ようにしてもよい。もっとも、切換終了後もしばらくの
間継続してＥＧＲをカントする場合は、ステップ５２．
５６でセットされるタイムを回し値としておけばよい。

さて次に、ステップ５９以降の処理について説明するが
、この処理は、減筒運転あるいは全筒運転が安定して継
続しているときである。

先ず、前記ステップ５９において、例えば第４図に示す
ような所定、のマツプより、エンジンの運転状態（実施
例ではエンジン回転数と吸気負圧）に応じてＥＧＲ率の
係数Ｋを読み込む。この後、ステップ６０へ移行して気
筒数フラグが判別され、気筒数フラグが全筒運転を意味
する１のときはステップ６１へ、また減筒運転を意味す
る０のときはステップ６２へ移行する。

上記ステップ６１においては、エンジン運転状態に応し
て決定される前記ＥＧＲ係数にと吸入空気量Ｑとデユー
ティ比換算係数ａとが掛は合ゎされて、デユーティ比り
が演算される。また、ステ、プロ２においては、減筒運
転時であることからして、全筒運転時よりも小さなデユ
ーティ比りを得るへく、減筒運転時用の補正係数ｋ（例
えば１／２〜ｌ／８）が前記Ｑ、に、ａに対して更に掛
は合わされて、デユーティ比りが演算される。

この後はステップ６３においてデユーティ比りに設定さ
れたパルスがＥＧＲバルブ３０へ出力されて、ＥＧＲ率
が該デユーティ比に応して調整される。すなわち、デユ
ーティ比りの大きい全筒運転時には、ＥＧＲバルブ３０
の開度が大きくなってＥＧＲ率が大きくなり、逆にデユ
ーティ比りの小さな減筒運転時には、ＥＧＲバルブ３０
の開度が小さくなってＥＧＲ率が小さくなる。

以上実施例について説明したが１本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むもＱである。

■４気筒エンジンに限らず、６気筒エンジン等の他の多
気筒エンジンにも同様に適用することができ、また休止
する気筒の数は、全気筒数の半分に必らず、適宜の数（
例えば６気筒エンジンにおいて２気筒あるいは４気筒を
休止させる等）とすることができる。

■休止気筒を構成するには、動弁機構に弁駆動制御装置
２４．２５を設けてカムシャツ）１Ｂと吸・排気弁１４
．１５との連動を遮断するものに限らず１例えば休止す
べき気筒に対応した吸気通路にシャンクバルブを設けて
該休止すべき気筒に対する混合気の供Ｓ合をカントする
ようにしてもよい。また、各気筒に対して個々独立して
燃＊２１噴射弁等の燃料供給装置を設けたものにあって
は、休止すべき気筒に対して当該燃料噴射弁からの燃料
供給をカットするようにしてもよく、この場合は、休止
すべき気筒に対して吸入空気を供給してもよく、あるい
は吸入空気をも供給しないようにすることもできる。も
っとも、休止すべき気筒に対する吸入空気供給をもカッ
トする方か、いわゆるポンピングロスを小さくしてより
一層の燃費向上を図る上で好ましいものとなる。

■コントロールユニン）３１１１　アナロク式、テジタ
ル式いずれのコンピュータによっても構成することがで
きる。

■ＥＧＲ率を調整するには、ＥＧＲ八ルへ３０へ出力さ
れるパルスの周期を調整することにより行うようにして
もよい。勿論、着火性調整手段としてのＥＧＲバルブ３
０は、負圧作動型のもの等、適宜のものを使用し得る。

なお、減筒運転と全筒運転との切換時に、ＥＧＲをカッ
トするのではなく、少量のＥＧＲを行うようにしてもよ
い。

■着火性を支配する因子としては、ＥＧＲ量の他、点火
時期等があるが、これ等の因子の任意の一つあるいは適
宜の組合せにより、運転態様切換時に着火性が向」ニす
る方向への補正を行うようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明は以」二述べたことから明らかなように、エンジ
ン制御値の変更がなされて失火し易い運転態様切換時に
は、着火性が向上するような補正を行うようにしたので
、この切換時における失火を確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図。 第２図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第３図は本発明の制御内容の一例を示すフローチャート
。 第４図はエンジン運転状態に応じてＥＧＲ率が設定され
たマツプの一例を示す図。 １・・・・・・エンジン本体 ８・・・・・・吸気通路 １４・・・・・吸気弁 １５・・・・・排気弁 ２４．２５・・弁駆動制御装置 ２６．２７・・ソレノイド ２９、−、−＠ＥＧＲ通路 ３０１・・、ＥＧＲバルブ ３１−−・・・コントロールユニット 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運転状態に応じて、一部の気筒に対す
   る燃料供給をカットする減筒運転領域であるか否かを判
   別する減筒判別手段と、 前記減筒判別手段からの出力を受けて作動され、前記一
   部の気筒に対する燃料供給をカットする気筒数制御手段
   と、 ＥＧＲ量、点火時期等のエンジンの着火性を支配する因
   子を調整する着火性調整手段と、前記減筒判別手段の出
   力を受け、前記着火性調整手段を制御して、全筒運転と
   減筒運転との切換時には前記着火性が向上する方向に補
   正させる着火調整制御手段と、 を備えていることを特徴とする気筒数制御エンジンの排
   気ガス還流装置。