JPS61123735A - 稼働気筒数可変式内燃機関の空燃比制御装置 - 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１ 本発明は、機関運転条件特にスロットル開度に応じて稼
働気筒数および空燃比を、機関トルク変動の低減および
燃費向上を目的として、適宜設定するようにした稼働気
筒数可変式内燃機関の空燃比制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、例えば特公昭５７−１２０１５号公報に示される
ように稼働気筒数を変更する内燃機関においては、気筒
数を切り換える際、８１関トルクの変動が比較的大きい
ため運転フィーリングを阻害し易いなどの問題があった
。

ところで、最近、スワールコントロールバルブの開発改
良などにより燃費向上を主目的とした希薄空燃比による
機関運転方式が実用化されるに至っている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこの種の希薄燃焼方式を採る内燃１１１１１１
に上記のような稼働気筒数可変式を取り込んだ場合に燃
費の悪化を招くことなりｌｌ閏トルク変動の低減を図る
ことを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためになされた本発明は、４気筒エ
ンジンを例にとって第１図に示す如く、内燃ｍＷＪ本体
の複数−の気筒１−１．１−２．１−３．１−４のそれ
ぞれと１対１に対応するインジェクタ２−１．２−２．
２−３．２−４を有し、ｌｌ閏運転条件に応じて空燃比
を１１ｍする稼働気筒数可変式内燃機関の空燃比制御装
置であって、スロットルバルブ３の開度に対応する信号
を出力する開度検出手段４ａを含む運転条件検出手段４
と、 この運転条件検出手段４から信号を受け、上記インジェ
クタへ駆動信号を出力する制御手段５と、 を備え、 このＩＩＩ御手段５は、 上記開度検出手段４ａによる検出信号に基づき上記スロ
ットルバルブ３の所定の開度値。

を基準として稼働すべき気筒の個数を決定する稼−気筒
数決定部５ａと、 上記開度検出手段４ａによる検出信号に基づき空燃比を
スロットルバルブ開度の小力１ら大にわたって小さくな
る傾向をもつ値に設定する空燃比設定部５ａと、 を有し、決定された気筒数と設定された空燃比とに基づ
くインジェクタ駆動信号を出力する構成とした、 ことを特徴とする。

［作用］ スロットル開度がバルブ全開に対応する値にありてはＩ
Ｉ関に要求する出力トルクがほとんど無くてもよいもの
と考えられることから燃費向上に主眼をおいて部分気筒
リーン運転域（稼働する気筒が例えば「２」個であって
しかもリーン空燃比で運転する運転域）で運転させ、ま
た、スロットル開度がバルブ全開に対応する値よりも太
き（所定のＷＪ度例えば３０°以下にあってはＩ１ｍ関
に要求する出力トルクがある程度必要とされかつ上記部
分気筒リーン運転域および後述の全気筒リーン運転域か
らの運転切換時のトルク変動の低減を目的として部分気
筒ストイキ運転域（稼働する気筒が例えば「２」個であ
ってしかもストイキ空燃比で運転する運転域）で運転さ
せ、また、スロットル開度が上記所定開度３０°を超え
かつ機関が＠Ｉａ終了模にあるときは燃費向上を目的と
した希薄燃焼方式により全気筒リーン運転域（稼働する
気筒が例えば「４」個でありかつリーン−空燃比で運転
する運転域）で運転させ、また、スロットル開度が上記
所定開度３０’を超えかつ＠機中であるときは暖機を促
進させるなどのために全気筒ストイキ運転域（稼働する
気筒が例えば「４」個でありかつストイキ空燃比で運転
する運転域）で運転させる。

このように稼働気筒数および空燃比を設定することによ
り、燃費向上を主眼とした希薄燃焼方式の内燃機関にお
ける気筒切換時のトルク変動を燃費の低下をほとんど招
くことなく低減させることができる。

［実施例１ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は本実施例の空燃比制御装置および内燃機関の主
要部を概略的に表わしている。

同図において、１０は４気筒内燃機関の機関本体、１−
１はその１つの気筒、２−１はインテークマニホールド
１１に設けられた４個の１！磁式・燃・料噴射弁つまり
インジェクタのうち例えば上記気筒１−１に１対１に対
応するもの、１３は吸気管１２よりも上流側に設けられ
たエアクリーナ、１３は吸気管１２に備えられたスロッ
トルバルブ、４ｂはこのスロットルバルブ３の下流に位
置するサージタンク１６内の空気圧つまり吸気圧を検出
する吸気圧センサ、４ａはスロットルバルブ１４に応動
しこのバルブ３の開度に対応する信号を出力するスロッ
トルポジションセンサつまり１Ｆｉ１度検出手段であり
スロットル全開を検出するアイドル（ＬＬ）スイッチと
スロットル開度３０″を検出するリーンスイッチとを有
するもの、４ｃはシリンダブロック１９に設けられこの
ブロック１９内の冷却水温を検出する水温センナ、４ｄ
はエキゾーストマニホールド２０ａの集合部に設けられ
排気中の残存酸素濃度を検出する酸素センサ、２１は点
火装置のイグナイタ、２２は点火装置のディストリビュ
ータであって機関のクランク軸の回転に同期した信号で
あって、３０″クランク角［ＣＡ］毎のクランク角信号
と気筒判別信号とからなる信号を出力する回転センサ４
８−を備えたもの、２４は空燃比制御装置の中央処理部
としてのエンジンコントロールコンピュータであり燃料
噴射ｖ制御に併せて点火時期制御なども行なわれるもの
をそれぞれ表わしている。

このコンピュータ２４はＣＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＲＡ
Ｍ２７、入力ポート２８、出力ボート２９、コモンバス
３０などから構成されており、入力ポート２８を介して
、吸気圧センサ４ｂからの吸気圧信号、スロットルポジ
ションセンサ４ａからのスロットル開度信号、水温セン
サ４Ｃからの水温信号および回転センサ４ｅからの気筒
判別信号とクランク角信号が入力されると共にその他機
間の運転条件を検出するセンサ類すなわち酸素センサ４
ｄなどからの検出信号が入力される。ＣＰｔＪ２５はＲ
ＯＭ２６内に予め格納されたプログラムにしたがって吸
気圧信号、スロットル開度信号、水温信号などを取り込
むと共に後述するように空燃比の設定および稼働気筒数
の決定を行ない、かつクランク角信号の割込信号により
出力ボート２９から上記設定された空燃比に基づく燃料
噴射量に相当する時間インジェクタ駆動信号を出力する
処理を行なう。

第３図はエンジンコントロールコンピュータ２４により
実行される処理のうち本発明に係わる処理であって本発
明にいう稼働気筒数決定部および空燃比設定部による処
理手順を表わしたフローチャートである。

この処理手順つまり空燃比、稼働気筒数設定ルーチンは
ＣＰｔＪにより実行されるメインルーチンの一部または
サブルーチンである。このルーチンにおいては、ステッ
プ１００にて水温信号と予め定めた設定値であって７５
℃の水温を表わす値とを大小比較する。言い換えれば、
機関冷間時であるか暖機後であるかを判断する。

水温が設定温７５℃未満であると判断された場合には、
次のステップ１０１にて空燃比即ちＡｌ１を１４．５の
理論空燃比即ちストイキに設定し、更にステップ１０２
にて稼働気筒数を示すフラグＦをそれが「４」であるこ
とを示すｒＯＪにセットし、このルーチンを抜は出る。

一方、水温が設定温７５℃以上であると判断された場合
には、次のステップ１０３にてスロットル開度信号のう
ちリーンスイッチからのものに基づいてスロットル開度
が３０″未満であるが否かを判断する。言い換えれば軽
負荷時であるか否かを判断する。

スロットル開度が３０°以上であると判断した場合には
、次にステップ１０４に移る。このステップ１０４にお
いては、スロットル［ｌｆｌ［ＴＡまたは吸気圧ＰＭに
応じて予め定められた空燃比Ａ／Ｆのマツプもしくはテ
ーブルであって、図示するようにスロットル開度ＴＡま
たは吸気圧ＰＭが大きい程空燃比Ａ／Ｆが大きくかつス
ロットル開度ＴＡまたは吸気圧ＰＭが所定値以上である
ときｒ１４．５Ｊの理論空燃比に設定されているものか
ら、今回の処理実行時のスロットル開度ＴＡまたは吸気
圧ＰＭに対応する空燃比を設定し、更にステップ１０２
にてフラグＦをｒＯＪにセットして本ルーチンを抜は出
る。

一方、上記ステップ１０３にて、スロットル開度が３０
″未満であると判断した場合には、ステップ１０５にて
、スロットル開度信号のうちアイドル（ＬＬ＞スイッチ
に基づいてＬＬスイッチがオンつまりスロットル全閉で
あるか否かを判断する。

ＬＬスイッチがオフであると判断した場合には、次にス
テップ１０６に移る。このステップ１０６においては、
上述したステップ１０４における処理と同様な処理を行
なって空燃比を設定する。但し、このステップ１０６で
設定される空燃比はステップ１０４による空燃比に比べ
てよりリーンな値である。そしてステップ１０７に移り
、フラグＦを稼働気筒数が「２」であることを示す「１
」にセットして本ルーチンを扱は出る。

一方、上記ステップ１０５にてＬＬスイッチがオンであ
ると判断した場合には、次にステップ１０８にて空燃比
Ａ／Ｆを最大値であるＮ６．ＯＪに設定し、更にステッ
プ１０７にてフラグＦを「１」にセットして本ルーチン
を抜は出る。

クランク角度３０’毎に割り込みがかかる第４図の［３
０°ＯＡ割り込み」ルーチンにおいては、回転センサ４
ｅのうちの回転角信号つまりクランク軸が３０度回転す
る毎に出力されるパルス信号により割り込みが指示され
たならば、ステップ５０にて前回のｒ３０’割り込み」
から今回の「３０°＆ｉｌｌり込み」までの経過Ｗ＃間
が計算され、続いてステップ５１にて回転センサ４ｅの
うちの気筒判別センサより出力されるＧ１、Ｇ２信号と
の関係から今回の割り込み時点がクランク角の何度の位
置に対応するかを求め、次にステップ５２にて今回の割
り込みが、第１気筒または第４気筒のピストンのＴＤＣ
に対応すると判定されたならば次ステツプ５３にて、上
記第３図におけるフラグＦがｒＯＪであるか否かを判断
し、フラグＦがｒＯＪであると判断した場合つまり稼働
気筒数が「４］である場合には、次にステップ５４で全
気筒が燃料噴射を開始するよう全てのインジェクタ２−
１．２−２．２−３．２−４に駆動信号を出力する。

一方、フラグＦから「１」つまり稼働気筒数が「２」で
ある場合には、ステップ５６で、部分気筒例えば気筒１
−１．１−２のみが燃料噴射を開始するようこの気筒１
−１．１−２に対応すやインジェクタ２−１．２−２の
みに駆動信号を出力する。そしてステップ５５で、第３
図のルーチンで求めた空燃比を基に現在の時刻から噴射
をオフする時刻を求めてコンベアレジスタにセットする
。

そしてコンベアレジスタにセットされた時刻と、ＣＰＵ
２５内に備えられた７リーランニングタイマの時刻とが
一致すると、第５図の割り込みが実行され、駆動信号が
出力されなくなる。

このように、水温およびスロットル開度に応じて空燃比
を設定すると共に稼働気筒数を設定し、これらに基づい
て駆動すべきインジェクタの選択および開閉弁１１ｉ１
１　Ｉｌｌが行なわれる。

［発明の効果Ｊ 以上、１本発明によれば、スロットル開度が小から大に
わたって、部分気筒リーン運転域、部分気筒ストイキ運
転域、全気筒リーン運転域および全気筒ストイキ運転域
に区分けして運転するようにしたため、燃費低下をほと
んど招くことなく気筒数切換時のトルク変動を低減させ
ることが期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成図、第２図ないし
第５図は本発明の一実施例を示し、第２図はその概略構
成図、第３図ないし第５図はそれぞれその動作を説明す
るためのフローチャートである。 １−１．１−２．１−３．１−４・・・気筒２−１．２
−２．２−３．２−４ ・・・インジェクタ ４ａ・・・開度検出手段 ５　・・−１１Ｊｔｌｌ１手段 ５ａ・・・稼働気筒数決定部 ５ｂ・・・空燃比設定部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関本体の複数個の気筒のそれぞれと１対１に対応
   するインジェクタを有し、機関運転条件に応じて空燃比
   を制御する稼働気筒数可変式内燃機関の空燃比制御装置
   であって、 スロットルバルブの開度に対応する信号を出力する開度
   検出手段を含む運転条件検出手段と、この運転条件検出
   手段から信号を受け、上記インジェクタへ駆動信号を出
   力する制御手段と、を備え、 この制御手段は、 上記開度検出手段による検出信号に基づき 上記スロットルバルブの所定の開度値を基準として稼働
   すべき気筒の個数を決定する稼働気筒数決定部と、 上記開度検出手段による検出信号に基づき 空燃比をスロットルバルブ開度の小から大にわたって小
   さくなる傾向をもつ値に設定する空燃比設定部と、 を有し、決定された気筒数と設定された空燃比とに基づ
   くインジェクタ駆動信号を出力する構成とした、 ことを特徴とする稼働気筒数可変式内燃機関の空燃比制
   御装置。