JPS63195341A - 可変気筒エンジン - 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］ この発明は可変気筒エンジンに係り、特に回転数と負荷
とに括づいて運転気筒数を選定するようにした可変気筒
エンジンに関する。

［従来の技術］ 多気筒内燃機関では、近来所期の出力性能を得た上で高
燃費を得るために一部の気筒を体止気ｔｓ（燃料をカッ
トした気筒）として運転する可変気筒エンジンが開発さ
れている。このような可変気筒エンジンにあっては、一
般に燃料カットを行なったうえでさらに油圧封入シリン
ダで支持したロッカアーム支点の油圧を解除することに
より弁を非作動にして気筒を体止気ｍするように制御し
ている。また、このときにカムのベースダイヤ上で弁の
停止・復帰を行なわせて着座時の干渉音や弁の衝撃破壊
を防止している。

以上のような可変気筒エンジンの先行例としては本出願
人が先に提案した［弁作動停止機構の作動時期制御装置
」　（実願昭６１−１３１１９３号）がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記提案にあっても、実際に休止される気ｍ
敗は、ｎ気筒内燃機関でｎ／２気筒であったため、負荷
と回転数に基づいた最適な燃費を得るものでなかった。

これは第１１図の性能図かられかるようにある回転数Ｎ
ｅに固定して、燃料流量（−負荷）に対するトルク（輸
出力）と燃費とを調べると、気筒数をｎ、必要トルクを
Ｔｉとしたときに、このときの回転数Ｎｅでの必要トル
クＴ１はｎ／８気筒運転によって待られることがわかる
。

このときの燃費を調べると、ｎ／２気筒で燃費はＳ３で
ｎ／４気筒ではＳ４であることがわかる。

したがって、上記従来例のように回転数Ｎｅに対してｎ
／２気筒を休止気筒とすることは必ずしも最適な燃費を
得るものではないことがわかる。

また休止気筒数をｎ／２気筒とする可変気筒エンジンに
おいて、この休止される気筒が常に同一の気筒でなされ
ると、休止気筒やピストンリングが異常に摩耗したりす
るため不具合として残されている。

Ｅ問題点を解決するための手段］ この発明は上記固題点を解決することを目的としている
。

この発明はエンジンの負荷と回転数を検出する検出器と
、これら検出器に基づいて必要出力を得る運転気筒を決
定し、その決定された運転気筒を全気筒に対して平均に
振り分ける制ｍ器とを有して可変気筒エンジンを構成し
たものである。

し作　用］ 多気筒エンジンに設けられた負荷と回転数を検出するそ
れぞれの検出器は、制御器に検出した値を入力する。制
御器は、これらの検出値に基づい−Ｃ運転時に於１ノる
必要出力をｔ９る運転気筒数を決定し、その運転気筒を
全気筒に対して均一に振り分けるから、上記エンジンの
気筒が全体的に運転気筒あるいは休止気筒として使用き
れる。これらにより、エンジンの局部的な消耗が抑えら
れ、且つ燃費を出力・回転数に応じて最適に調節できる
。

［実施例］ 以下に、この発明の可変気筒エンジンの好適一実施例を
添付図面に雄づいて説明する。

第１図には、運転気筒の一部を休止気筒とする制御器２
０が設けられた多気筒エンジンのシステム図が示されて
あり、第２図には弁作動停止装置が示しである。

第２図に示されるように、エンジンＥの弁作動停止装置
は、以下の如く構成される。

２５は十字プラグ状に形成されたハウジングで、このハ
ウジング２５内には電磁ソレノイド１によって０Ｎ−Ｏ
ＦＦされるニードル２が収容されている。ニードル２は
電磁ソレノイド１のＯＮ時に、ハウジング２５の作動油
通路６と高圧室５との開閉を行なうチェック弁３を開弁
させる。即ち、電磁ソレノイド１が通電されるとニード
ル２を突出さば、このニードル２の先端部がチェック弁
３を突き、これをばね４に抗して高圧室５内に移動゛さ
せるようになっている。この結果、高圧室５が作動油通
路６に連通し、ブラケット７はロッカアーム８を保持す
る力を失う。この状態でブツシュロッド１０がカム９に
よって駆動されて０ツカアーム８を突き上げた時は、ブ
ラケット７のスライド部７ａが油圧シリンダ１１内に没
入することになり、排気弁又は吸気弁１２が開弁じなく
なる。すなわち、弁は停止する。

一方、電磁ソレノイド１が非通電のときは、チェック弁
３により高圧室５は作動油通路６との連通が断たれ、ブ
ラケット７は高圧室５内の油圧によってロッカアーム８
を保持する。したがって、ロッカアーム８はブツシュロ
ッド１０の突き上げに伴なって回動し、排気弁又は吸気
弁１２を上下動させる。すなわら、弁は復帰する。

制御器２０は、このような弁の停止及び復帰の時期制御
を行なう。通常はこの時期制御をカム９のベースダイア
上となる閉弁時（圧縮又は膨張工程時）に排気弁を先行
し、吸気弁を後行させるように記憶したマツプ２１に基
づいて行ない、制御１１２０は、後述する各種検出器の
出力信号に基づき自動的に作動するようになっている。

以上の要素から吸排気弁を制御する制御手段を構成する
。

上記制御器２０は第３図の７０−チト一トに示す諸機能
を有している。

すなわち、弁停止か否かを判断し、弁停止のときは更に
検出したエンジン回転数ＮＯが設定回転数ＮＳ以上か否
かを判断する。Ｎｅ≧Ｎ　ｅ、のときは中高速回転時で
あるとしマツプ２１の切換タイミングで先に、停止すべ
き気筒の排気弁（Ｅ　Ｘｈ）を順次停止させて、これを
全サイクル行ない、次に同様にして吸気弁（Ｉｎ＞を順
次停止させて、これを全サイクル行なう。逆にＮｅ　＜
ＮＳのときは低速回転時であるとしてマツプ２２の切換
タイミングを読み取った後、このタイミングに基づいて
停止すべき気筒の排気弁及び吸気弁を同時に停止さけ、
かつ各気筒毎に順次同時停止させて、これを全サイクル
行なう。

このようにして弁停止のとき排気弁及び吸気弁を全サイ
クルに亙っで停止させた後は、次の弁復帰すイクルに進
む。この弁復帰サイクルでは、上述した弁停止サイクル
と全く同様にしてエンジン回転数に応じてマツプ２１ま
たはマツプ２２のいずれかを読み取り、そのタイミング
に基づいて復帰すべき気筒の排気弁、吸気弁を復９ｆｔ
）ｉ制御させる。

なお、弁停止でないときは、エンジン停止中か否かを判
断し、エンジン停止中であれば弁復帰サイクルへ進み、
否であれば本フローから外に出る。

さて、上記のような構成及び諸機能において、エンジン
の低速回転時に気筒復帰制御が行なわれると、この低速
回転を回転数検出器２４から読み取った制御器２０は、
マツプ２１からではなくマツプ２２から弁復帰タイミン
グを読み取る。したがって、排気弁側及び吸気弁側の電
磁ソレノイド１が最初のベースダイア上で同時に非通電
となって吸排気弁１３が各気筒毎に同時かつ順次復帰し
ていく。

その結果、最終気筒の復帰が終った段階で全復帰が完了
することになるため、２段階に分けて復帰を完了させる
従来の場合と異なり、復帰時間は従来の半分で済む。こ
の結果として、ドライバ等に違和感を与えることがなく
なる。

もつとも、同時に吸排気弁を復帰制御させるといつても
、飽く迄も応答性の関係で吸気側の吹き返し音が出ない
範囲という制約はある。

同様にして気筒停止υノ卯も低速回転時には吸排気弁が
同時に制御される。

さて、この発明の可変気筒エンジンの目的とするところ
は、エンジンの回転数に曇づいて休止気筒数の決定を行
ない、燃費を向上させること、さらに、休止気筒を行な
う気筒をランダムに選定して、各気筒を均等に使用し、
実質的に耐久性を向上させることにある。

そこで、上記構成に以下の構成が付加される。

第１図には８気筒エンジンが示されている。

同図に示す２０は制御器、２４はエンジンＥの回転数検
出器、２３はエンジンＥの負荷検出器、２６〜３０はマ
ツプを示す。

これらマツプ２６〜３０は上記マツプ２１゜２２同様上
記制御器２０内に組み込まれる。

第４図に示すように、マツプ２６は同エンジンＥの性能
試験により得られた結果を記憶させたもので、このマツ
プ２６によれば、負荷１１以下で、最適な燃費を得るた
めには運転気筒が１気筒であれば良いことがわかり、Ｌ
　ｎ−１気筒ではｎ−１気筒が最適な燃費を得ることが
できることがわかる。

第５図に示すマツプ２７は回転数に基づくトルク性能（
−軸トルク）を記憶させたものであり、エンジン回転数
を固定したときに運転気ｍ敗を増加させる程トルクＴを
増大させることができることを示している。

第６図に示すマツプ２８は、燃料流山（−燃料供給ｌ）
に対するトルク下を記憶させたものであり、同図によれ
ば、必要ｉ〜シルク°ｒＬとしたときの運転気筒数に対
して、必要な燃Ｆｌ流ｆｆ１Ｆを求めるものである。こ
こで、同図によれば運転気筒数が減れば燃料流ｆｉＦは
減るが、必要トルクを１ｑるために運転気筒の１気筒あ
たりの燃料流層は増加される。

〈例〉　ｎ気筒運転時に於ける燃料流ｍはｌ”ｎ（Ｒ／
ｈ）ｔ”あるから、Ｆｎ／ｎ／ｃｙｌ　となり、したが
ってｎ−１気筒ではＦｎ−１／ｎ−１となる。

したがって上記マツプ２６〜２８を新たに組み込まれた
制御器２０は、上記第３図のフローチャートに同期させ
て第９図に示すフローチャートに基づいて制御を実行す
る。

同図に示されるように制′ａ器２０には回転数検出器２
４、負荷検出器２３、出力検出器としての軸トルク検出
器３３によって検出された実回転数Ｎｃ、実負荷１ｅ及
び軸トルクＴが入力される。

制御３２０は、予め記憶されたマツプに基づいてエンジ
ン出力決定を行ない、この後にマツプ２７に基づいて運
転気筒数Ｎを決定する。次いでこの運転気筒数がＮとな
ったとき、マツプ２６に基づいてＮ気筒運転のときと、
Ｎ＋１気筒、Ｎ＋２気筒運転時の燃費とを算出し、最適
燃費を得る運転気筒数Ｎを決定し、次の比較判断３５に
ステップする。比較判断３５によって判断前の運転気筒
数ｎから上記ステップ３４で得たＮを除した後、運転気
筒の１気筒あたりの燃料流量計算を行なう。

ここで比較判断がＹＥＳ、即ちさらに運転気筒数を増加
させて出力を増加させる場合には、ステップ３５に次い
で増加気筒の上記弁作動停止機構を復帰動作させると共
にその増加気筒に燃料供給装置ｉ４０による燃料噴射を
行なわせる。

また制御器２０は比較判断３５がＮｏであり、次の比較
判断３６がＹＥＳ、即ち、さらに運転気筒を減じ休止気
筒を増加させて燃費を向上させる場合には、ステップ３
７に次いで減気筒の上記弁作動停止機構を停止動作し算
出された減気筒を含む休止気筒の燃料カットを行なわせ
る。これらのステップを経て燃料流量の調整が終了し、
再びＳ　Ｔ　Ａ　ＲＴヘリターンさせる。

上記フローチャートに基づけば、エンジン回転数と負荷
とに基づいて燃費を最適とし且つ休止気筒が実施される
ことになるが、これらの開成は、各気筒の平均寿命を均
一化するものではない。

そこで上記制御器２０に次のマツプ２９．３０が付加さ
れる。

まず、乱数表によって運転気筒を並べたマツプ２９を作
る。例えば８気筒の場合では第７図に示すよう′に形成
される。ここでｎ／２気筒を運転気筒とする場合は、 例えば、＃２　、　＃４　、　＃６　、　＃８：＃１．
＃３．＃５．＃７ ＃２　、　＃４　、　＃５　、　＃　７：＃６．＃８．
＃３．＃５ ・・・を１行作り、これをマツプ２９とする。さらにマ
ツプ３０にて上記マツプ２９のいずれかの列が選定され
る。マツプ３０は上記マップ２９同様乱数表によって作
られ（行１列でｎまで運転気筒をランダムに並べたもの
である。

したがって、上記第１０図のフローチャートを実行する
にあたって制御器２０はまずマツプ３０にてａ番地を求
め、この番地ａに基づいてマツプ２９のｎ列を決定し、
このｎ列を左から順に読み取って運転される気筒をラン
ダム的に決定する。　。

このようにすることにより、運転気筒が従来に比べてラ
ンダムに選択されることになり、各気筒の寿命が平均化
されることになる。

尚、本発明の実施例にあって運転気筒をマツプ２９．３
０によってランダムに行なわせる説明をしたが、１〜ｎ
気筒までのマツプ２９を複数容易しこれらをすイクリッ
クに選択するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したことから、明らかなようにこの発明の可変
気筒エンジンによれば次のごとき優れた効果を発揮でき
る。

エンジンの負荷と回転数を検出する検出器とこれら検出
器に基づいて必要出力を得る運転気筒を決定し、その決
定された運転気筒を全気筒に対して平均に振り分ける制
御器とを有して可変気筒エンジンを構成したのでエンジ
ンの燃費を最適にｍ節できると共に、エンジンの局部的
な消耗を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変気筒エンジンの好適一実施例を示
すシステム図、第２図は可変気筒エンジンの弁作動停止
機構を示すシステム図、第３図は弁作動停止機構のフロ
ーチャート図、第４図乃至第８図はそれぞれ制御器のマ
ツプを示す図、第９及び１０図は本発明の可変気筒エン
ジンのフローチャート図、第１１図は従来の可変気筒エ
ンジンの燃費とトルクと燃料流量との関係を示すグラフ
である。 図中、２０は制御器、２３は負荷検出器、２４は回転数
検出器、３３は軸トルク検出器、Ｅは多気筒エンジンで
ある。 特許出願人　　いすず自動車株式会社 代理人弁理士　絹　　谷　　信　　雄 第３図 ズ−ｙ７（２６）− 第４図 ママア（２７）　　エシジイリー４屹（ｒｌ）ｍ）第５
図 ｉツア仁ａ 第７図　　　　　第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの負荷と回転数を検出する検出器と、これら検
   出器に基づいて必要出力を得る運転気筒を決定し、その
   決定された運転気筒を全気筒に対して平均に振り分ける
   制御器とを有したことを特徴とする可変気筒エンジン。