JPH0319370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエンジンの気筒数制御装置に関する
ものである。

一般にエンジンの気筒数制御装置は、アイドリ
ング時や低速走行時等の低負荷運転領域において
はそれほど大きなエンジン出力を必要としないこ
とから、該低負荷運転時において燃費の向上を図
るため、複数のうちの一部気筒の作動を停止して
エンジンに減筒運転を行なわせるものである。そ
して従来の気筒数制御装置では、例えば、燃料噴
射弁を備えたエンジンにおいては低負荷運転時に
休止すべき気筒の燃料噴射弁に加える噴射パルス
の発生を停止し、又気化器を備えたエンジンにお
いては、特開昭53−118623号公報に示されるよう
に、休止すべき気筒の吸気ポートに予めシヤツタ
ーバルブを設けておき、低負荷運転時に該シヤツ
ターバルブを閉じ、これによつて燃料の供給を停
止して気筒の作動を停止させるようにしている。

しかしながら従来の気筒数制御装置では、全気
筒運転から減筒運転への切換時、例えば４気筒エ
ンジンにおいては４気筒運転から２気筒運転への
切換時、単に休止すべき気筒への燃料の供給を停
止させるようにしているので、２つの気筒が急激
にその作動を停止し、エンジンのトルクが急激に
変動してトルクシヨツクが発生し、運転性が悪化
する等の問題があつた。

この発明は以上のような従来のものの問題点に
鑑みてなされたもので、低負荷運転時に減筒運転
を行なうようにしたエンジンにおいて、全気筒運
転から減筒運転への切換時には休止すべき休止気
筒への燃料供給量を所定量、例えば失火寸前の供
給量まで徐々に減少させ、その後該休止気筒への
燃料供給を停止することにより、上記切換時に、
休止すべき休止気筒のトルクを滑らかに減少させ
て、トルクシヨツクの発生を大きく低減するよう
にし、さらに失火発生直前には上記休止気筒の吸
気通路を遮断することにより失火の発生を回避す
るようにしたエンジンの気筒数制御装置を提供す
ることを目的としている。

以下本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるエンジンの気
筒数制御装置を示す。図において、１はエンジン
であり、該エンジン１は第１図の右側から左側に
向けて第１〜第４の４つの気筒を有し、該各気筒
には吸気マニホールド２ａ〜２ｄ及び排気マニホ
ールド３ａ〜３ｄがそれぞれ接続されており、上
記吸気マニホールド２ａ〜２ｄの上端は吸気通路
２に、排気マニホールド３ａ〜３ｄの下端は排気
通路３にそれぞれ接続されている。上記各吸気マ
ニホールド２ａ〜２ｄには第１〜第４の燃料噴射
弁４ａ〜４ｄが設けられるとともに、第２、第３
気筒の吸気マニホールド２ｂ，２ｃにはそれらを
開閉するシヤツターバルブ５ａ，５ｄが配設され
ており、本実施例ではこれらが吸気通路遮断機構
を構成している。また上記吸気通路２にはスロツ
トル弁６が設けられ、吸気通路２の上流にはエア
フローメータ７が配設されている。

また図中、８はエンジン回転数を検出する回転
センサ、９はスロツトル弁６の開度を検出するス
ロツトルセンサであり、これらが本実施例の場
合、エンジンの低負荷運転状態を検出するための
運転センサとなつている。１０はエアフローメー
タ７、回転センサ８及びスロツトルセンサ９の各
出力を受け、エンジンの負荷が設定値以上のとき
は吸入空気量に応じたパルス幅の噴射パルス信号
を各燃料噴射弁４ａ〜４ｄに加え、設定値以下の
とき、即ち低負荷運転時は第２、第３の燃料噴射
弁４ｂ，４ｃに加える噴射パルス信号の発生を停
止する制御回路であり、該制御回路１０は４気筒
運転から２気筒運転への切換時には第２、第３の
燃料噴射弁４ｂ，４ｃに加える噴射パルス信号の
パルス幅を失火寸前のパルス幅まで徐々に小さく
していつた後、該噴射パルス信号の発生を停止す
るとともに、シヤツターバルブ制御信号を発生
し、又２気筒運転から４気筒運転への切換時には
上記噴射パルス信号のパルス幅を徐々に大きくし
ていつた後、シヤツターバルブ制御信号の発生を
停止するようになつている。１１は上記シヤツタ
ーバルブ制御信号を受けてシヤツターバルブ５
ａ，５ｂを閉じるシヤツターバルブ駆動回路であ
る。

第２図は上記制御回路１０の詳細な回路構成を
示し、図において、７，８，９，１１は上述のエ
アフローメータ、回転センサ、スロツトルセンサ
及びシヤツターバルブ駆動回路である。また制御
回路１０において、１２はエアフローメータ７の
出力を受け、吸入空気量に応じた燃料噴射量を演
算する噴射量演算回路、１３は通常は噴射量演算
回路１２の信号ａをそのまま通過させ、減筒運転
信号ｂを受けている間は上記演算回路１２の信号
ａを所定の時定数でもつて小さくしていき、減筒
運転信号ｂを受けているときで後述するシヤツタ
ーバルブ制御信号ｄを受けたときは出力を停止す
る噴射量補正回路、１４，１５は噴射量演算回路
１２の出力又は噴射量補正回路１３の出力を受
け、該出力の大きさに応じたパルス幅の噴射パル
ス信号を第１、第４又は第２、第３の燃料噴射弁
４ａ，４ｄ又は４ｂ，４ｃに加える第１、第２の
噴射弁駆動回路である。

また１６は回転センサ８及びスロツトルセンサ
９の両出力を受け、エンジンの負荷状態により４
気筒運転にすべきか２気筒運転にすべきかを判断
し、低負荷運転時には２気筒運転にすべきである
と判断して減筒運転信号ｂを発生する気筒数判断
回路、１７は上記噴射量補正回路１３の出力ｃを
設定値と比較して失火発生のおそれを検知する失
火可能性検知回路で、ここでは該回路１７が失火
発生の可能性を検知する失火可能性検知手段を構
成している。１８は気筒数判断回路１６及び失火
可能性検知回路１７の両出力を受けたときシヤツ
ターバルブ制御信号ｄを発生し、気筒数判断回路
１６の出力ｂを受けなくなつてから所定時間Ｔの
経過後にシヤツターバルブ制御信号ｄの発生を停
止するシヤツターバルブ制御回路である。

次に第３図を用いて動作について説明する。こ
こで第３図は本装置の動作説明図であり、第３図
ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれ気筒数判断回路１６の
判断の状態、噴射量補正回路１３の出力の時間的
変化、失火可能性検知回路１７の出力の時間的変
化、及びシヤツターバルブ５ａ，５ｂの開閉状態
を示す。

エンジンの作動中、アクセルペダル（図示せ
ず）の踏込量に応じてスロツトル弁６が回動する
と、吸気通路２にはスロツトル弁６の開度に応じ
た量の空気が吸入され、該空気は吸通路２を経て
各気筒の吸気マニホールド２ａ〜２ｄに分配案内
され、又その際エアフローメータ７は吸入空気量
を検出する。そしてエンジンの負荷が設定負荷以
上の場合、制御回路１０においては、噴射量演算
回路１２はエアフローメータ７の出力を受けて燃
料噴射量を演算し、該演算回路１２の出力ａは第
１の噴射弁駆動回路１４に加えられるとともに、
噴射量補正回路１３を経て第２の噴射弁駆動回路
１５に加えられ、両駆動回路１４，１５は吸入空
気量に応じたパルス幅の噴射パルス信号を第１、
第４気筒及び第２、第３気筒の燃料噴射弁４ａ、
４ｄ及び４ｂ，４ｃに加えて各燃料噴射弁４ａ〜
４ｄに燃料を噴射させる。この噴射燃料は吸気マ
ニホールド２ａ〜２ｄ内の空気と混合されて所定
空燃比の混合気となり、該混合気はそれぞれの気
筒に吸入され、点火プラグ（図示せず）によつて
点火され燃焼する。このようにエンジンの負荷が
大きい場合は、エンジンは４つの気筒とも作動し
て全気筒運転を行なうものである。

またエンジンの作動中に負荷が設定負荷以下に
なる、即ちエンジンが低負荷運転状態になつた場
合、制御回路１０においては、気筒数判断回路１
６は回転センサ８及びスロツトルセンサ９の両出
力を受け、２気筒運転をすべきであると判断し
（第３図ａのＡ参照）、噴射量補正回路１３及びシ
ヤツターバルブ制御回路１８に減筒運転信号ｂを
加える。すると噴射量補正回路１３は噴射量演算
回路１２の信号ａをある時定数でもつて徐々に小
さくなるように補正し（第３図ｂ参照）、第２の
噴射弁駆動回路１５からの噴射パルス信号のパル
ス幅は徐々に小さくなり、それに伴つて燃料噴射
弁４ｂ，４ｃの燃料噴射量は減少し、第２、第３
気筒に吸入される混合気の空燃比は徐々にリーン
となつて該第２、第３気筒のトルクは小さくな
る。そして混合気の空燃比が失火発生の限界付近
までリーンになると、失火可能性検知回路１７は
噴射量補正回路１３の出力ｃ大きさより失火発生
のおそれがあると判断してシヤツターバルブ制御
回路１８に信号“１”を加え、該制御回路１８は
噴射量補正回路１３にシヤツターバルブ制御信号
ｄを加えて該回路１３の出力ｃを零とし、第２の
噴射弁駆動回路１５は燃料噴射弁４ｂ，４ｃに対
する噴射パルス信号の発生を停止する。また同時
にシヤツターバルブ制御回路１８はシヤツターバ
ルブ制御信号ｄをシヤツターバルブ駆動回路１１
に加え、シヤツターバルブ５ａ，５ｂは第２、第
３気筒の吸気マニホールド２ｂ，２ｃを閉じる
（第３図ｄ参照）。これによつて第２、第３気筒は
その作動を停止し、エンジンは第１、第４気筒の
みの減筒運転を行なうこととなる。

またこのようにしてエンジンが減筒運転を行な
つている際にエンジンの負荷が増大して設定負荷
以上になつた場合、気筒数判断回路１６は減筒運
転信号ｂの発生を停止し（第３図ａのＢ参照）、
噴射量補正回路１３は噴射量演算回路１２からの
信号ａを出力し始め、その信号の大きさを徐々に
増大させる。すると第２の噴射弁駆動回路１５は
燃料噴射弁４ｂ，４ｃに加える噴射パルス信号を
再び発生し、そのパルス幅を徐々に増大させ、上
記噴射弁４ｂ，４ｃは燃料の噴射を開始し、その
噴射量を増大させる。そして減筒運転信号ｂがな
くなつてから時間Ｔが経過すると、上記噴射弁４
ｂ，４ｃに加えられる噴射パルス信号は吸入空気
量に応じたパルス幅に戻つており、又シヤツター
バルブ制御回路１８シヤツターバルブ制御信号ｄ
の発生を停止し、シヤツターバルブ駆動回路１１
はシヤツターバルブ５ａ，５ｂを開き（第３図ｄ
参照）、これによつて第２、第３気筒は作動を開
始してエンジンは減筒運転から全気筒運転に戻る
こととなる。

以上のような本実施例の装置では、４気筒運転
から２気筒運転への切換時に休止すべき気筒への
燃料供給量を徐々に減少させるようにしたので、
エンジンのトルクは滑らかに減少してトルクシヨ
ツクの発生は大幅に軽減され、運転性が悪化する
等の不具合は発生しない。

また全気筒運転から減筒運転への切換時に、失
火発生のおそれを検出し、失火発生直前には、休
止気筒の吸気マニホールドをシヤツタバルブによ
り閉じるようにしたので、失火の発生を回避する
ことができる。

さらにエンジンの減筒運転中に休止気筒に空気
が吸入されたような場合、休止気筒のピストンは
その圧縮行程において吸入空気を圧縮することと
なり、これによつてエンジン出力が低下すること
となるが、本装置では、減筒運転中にはシヤツタ
ーバルブによつて休止気筒に空気が吸入されない
ようにしているので、エンジンの出力低下を防止
できる。

また減筒運転から全気筒運転への切換時に燃料
の噴射とシヤツターバルブの開動作とを同時に開
始したような場合、減筒運転中には休止気筒の吸
気マニホールドの内壁に付着した燃料が減少して
おり、燃料の噴射開始当初に噴射燃料の多くが吸
気マニホールドの内壁に付着して気筒内に吸入さ
れないため、混合気の空燃比がリーンとなつてエ
ンジンの出力特性が悪化することとなる。しかる
に本装置では、減筒運転から全気筒運転への切換
時にシヤツターバルブの開動作を燃料の噴射開始
の時期よりも遅れて開始させるようにしているの
で、気筒への混合気の吸入が開始される際には吸
気マニホールドの内壁に既に十分な量の燃料が付
着しており、従つて混合気の空燃比がリーン化す
ることはなく、エンジンの出力特性の悪化を防止
できる。特に加速時にはすぐれた加速応答性が得
られるものである。

第１，２図は気筒数制御装置をハード回路によ
つて構成した場合を示したが、第４図はこれをマ
イクロコンピユータを用いて構成した他の実施例
のCPUの演算処理のフローチヤートのうち減筒
運転を行なうための演算処理のサブフローを示
す。なお処理フローの他の部分、例えば噴射パル
ス信号を作成するフロー、第１、第４気筒の制御
を行なうためのフロー等は公知のものであり、そ
の説明は省略する。

第４図において、20は回転センサ８及びスロツ
トルセンサ９の出力を読み込むステツプ、21は読
み込んだ両センサ８，９の出力から気筒数を変更
すべきか否かを判定するステツプ、22は気筒数の
変更が４気筒から２気筒への変更か否かを判定す
る判定ステツプ、23はエアフローメータ７の出力
に応じて読み出された噴射パルス信号のうち第
２、第３の燃料噴射弁４ｂ，４ｃに加える噴射パ
ルス信号のパルス幅T₂、T₃を所定量αだけ小さ
いパルス幅T₂＝T₂−α、T₃＝T₃−αに補正する
ステツプ、24は補正した噴射パルス信号によつて
燃料噴射弁４ｂ，４ｃに燃料の噴射を行なわせる
ステツプ、25は補正したパルス幅T₂3T₃が設定値
β、例えば混合気の空燃比が失火発生限界の空燃
比となるようなパルス幅以下か否かを判定する判
定ステツプ、26はシヤツターバルブ５ａ，５ｂを
閉じるとともに、第２、第３気筒の燃料噴射弁４
ｂ，４ｃの作動を停止するステツプである。また
27はエアフローメータ７の出力に応じて読み出さ
れた噴射パルス信号によつて第２、第３の燃料噴
射弁４ｂ，４ｃに燃料の噴射を行なわせるステツ
プ、28は燃料の噴射を開始してから所定時間Ｔが
経過したか否かを判定する判定ステツプ、29はシ
ヤツターバルブ５ａ，５ｂに開動作を行なわせる
ステツプである。

次に動作について説明する。

エンジンの作動中、CPUがサブフローのステ
ツプ20にくると、該CPUはステツプ20において
回転センサ８及びスロツトルセンサ９の両出力を
読み込み、ステツプ21に進んで読み込んだ両セン
サ８，９の出力よりエンジンの負荷状態を判断し
て作動すべき気筒数を変更すべきか否かを判定
し、変更すべきでないと判断した場合はそのまま
このサブフローを出る。

また作動すべき気筒数を変更すべきであると判
断した場合は、CPUは、ステツプ22に進んでエ
ンジンが低負荷運転状態になつたか否かにより４
気筒運転から２気筒運転に変更するのか否かを判
定し、４気筒運転から２気筒運転に変更する場合
はステツプ23、24、25の経路を進む。そしてステ
ツプ23で第２、第３気筒の燃料噴射弁４ｂ，４ｃ
に加える噴射パルス信号のパルス幅T₂、T₃を所
定量αだけ小さいパルス幅T₂＝T₂−α、T₃＝T₃
−αに補正し、ステツプ24で補正した噴射パルス
信号を用いて第２、第３の燃料噴射弁４ｂ，４ｃ
に燃料の噴射を行なわせ、ステツプ25で補正した
パルス幅T₂、T₃が所定値β以下か否かを判定し、
パルス幅T₂、T₃が所定値βより大きい場合はス
テツプ２３に戻つてこの噴射パルス信号のパルス
幅T₂、T₃の補正を繰り返し、第２、第３気筒に
対する燃料供給量を徐々に減少させていく。そし
て噴射パルス信号のパルス幅T₂、T₃が所定値β
以下になつたときは、ステツプ26に進んで、シヤ
ツターバルブ５ａ，５ｂを閉じ、同時に第２、第
３気筒の燃料噴射弁４ｂ，４ｃの作動を停止し
て、このサブフローを出る。

また逆に２気筒運転から４気筒運転に変更する
場合は、CPUはステツプ22からステツプ27、28、
29の経路を進み、ステツプ27でエアフローメータ
７の出力に応じて読み出されたパルス幅T₂、T₃
の噴射パルス信号を用いて燃料噴射弁４ｂ，４ｃ
に燃料の噴射を行なわせ、ステツプ28で燃料の噴
射を開始してから所定時間Ｔが経過したか否かを
判定する。所定時間Ｔの経過前には、ステツプ27
に戻つて燃料の噴射を繰り返し、所定時間Ｔが経
過したときはステツプ29に進んでシヤツターバル
ブ５ａ，５ｂを開き、このサブフローを出る。

なお上記実施例では４気筒エンジンの気筒数制
御装置について説明したが、エンジンの気筒数は
４より多くても、少なくてもよい。また減筒運転
から全気筒運転への切換時において燃料噴射とシ
ヤツチーバルブの開動作を同時に開始してもよい
ものである。

また上記実施例では燃料噴射弁を備えたエンジ
ンの気筒数制御装置について説明したが、本発明
は気化器を備えたエンジンについても同様に適用
でき、この場合は休止気筒の吸気ポートにシヤツ
ターバルブを設けておき、全気筒運転から減筒運
転への切換時にシヤツターバルブを徐々に閉じる
ようにすればよい。また制御回路内のCPUの処
理手順のフローチヤートとしては同様の機能を達
成するものであれば、第４図のフローと異なるフ
ローを用いてもよいものである。

以上のように本発明によれば、低負荷運転時に
減筒運転を行なうようにしたエンジンの気筒数制
御装置において、全気筒運転から減筒運転への切
換時には休止すべき気筒への燃料供給量を所定量
まで徐々に減少された後、該気筒への燃料の供給
を停止するようにしたので、全気筒運転から減筒
運転への切換時にエンジンのトルクを滑らかに減
少させてトルクシヨツクの発生を大きく低減で
き、これによつて運転性の悪化等の不具合を解消
できる効果がある。

また全気筒運転から減筒運転への切換時に、休
止気筒の失火発生のおそれを検出し、失火直前に
は、休止気筒の吸気通路を遮断して該気筒への燃
料供給をカツトするようにしたので、失火の発生
を回避することができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるエンジンの気
筒数制御装置の構成図、第２図は上記装置の回路
構成図、第３図ａ〜ｄは上記装置の動作を説明す
るための図であり、第３図ａは気筒数判断回路１
６の判断状態を示す図、第３図ｂは噴射量補正回
路１３の出力の時間的変火を示す図、第３図ｃは
失火可能性検知回路１７の出力の時間的変化を示
す図、第３図ｄはシヤツターバルブ５ａ，５ｂの
開閉状態を示す図、第４図はマイクロコンピユー
タを用いて構成した本発明の他の実施例における
CPUの演算処理のフローチヤートを示す図であ
る。 １……エンジン、５ａ，５ｂ……シヤツターバ
ルブ（吸気通路遮断機構）、８，９……回転セン
サ、スロツトルセンサ（運動センサ）、１０……
制御回路、１７……失火可能性検知回路（失火可
能性検知手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの低負荷運転状態を検出する運転セ
   ンサと、 該運転センサの出力を受けてエンジンに減筒運
   転を行なわせる機能を有し全気筒運転から減筒運
   転への切換時に休止すべき休止気筒への燃料供給
   量を所定量まで徐々に減少させた後該休止気筒へ
   の燃料の供給を停止させる制御回路と、 上記切換時の休止気筒への燃料供給量を検出し
   て失火発生の可能性を検知する失火可能性検知手
   段と、 上記休止気筒の吸気通路に構成され、該吸気通
   路を遮断するための吸気通路遮断機構とを備え、 失火直前には、上記休止気筒への燃料供給を遮
   断するようにしたことを特徴とするエンジンの気
   筒数制御装置。