JPH051367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、気筒を複数の組に分割し、予め決
められた特定組の気筒の運転を休止可能としたエ
ンジンにおいて、特定組以外の気筒の運転を継続
した状態で、特定組の運転のみを休止，再開させ
る分割運転制御装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、エンジンは低負荷で運転するよりも高
負荷で運転した方が熱効率が良く、そのため、エ
ンジン負荷が低いときには、特定気筒の運転を休
止して、残りの気筒によつて運転し、気筒当りの
負荷を高め、全体として熱効率を高めた分割運転
制御式エンジンが開発されている。

かかる分割運転制御式エンジンでは、エンジン
の負荷状態を検出し、その大きさによつて特定気
筒の運転の休止制御を行うものである。そのた
め、加速操作にともなつてエンジン負荷が増大し
たときには、それまで運転休止されていた特定気
筒が運転を再開することになる。

このように運転休止されていた特定気筒の運転
が再開されたり、逆に全気筒運転状態から特定気
筒の運転が休止されたりすると、その瞬間エンジ
ン運転状態が急変し、吸気管負圧，吸入空気量な
どエンジン負荷を代表する値が変動するため、エ
ンジン負荷によつて制御さる特定気筒の運転再
開，休止が短時間のうちに繰り返し行われるハン
チング現象が生じることがある。

このようなハンチングの原因となる負荷の変動
は、２種類に大別できる。一つはエンジン系内部
の不安定な挙動であり、例えば吸気管内の吸気が
一時的に不安定な挙動を示し、負荷検出手段の検
出値が、全気筒運転状態と特定気筒の休止状態と
の切換基準値近傍で変動する場合などがこれに相
当するが、このような場合は、切換基準値にヒス
テリシスを設けることによつてハンチングを防止
することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

他の一つの原因は、エンジン運転状態の急変に
よる車両振動であり、例えばこの車両振動によつ
て運転者の運転操作量が変動して、エンジンに大
きな負荷変動を与える場合などが相当する。この
変動量はエンジン系内の負荷変動とは異なり、、
変動幅が一定していないので、前述のヒステリシ
スの幅を超えてハンチングを招来することがあ
る。この対策として、ヒステリシスの幅を非常に
大きくすることも考えられるが、その場合、特定
気筒の休止状態から全気筒運転状態への切換基準
値となる負荷の値をかなり高く設定することにな
るので、切換時のシヨツクが一層大きくなり、加
速運転性や乗り心地の悪化，エンジンの耐久性低
下を招いてしまう。

また、全気筒運転状態から特定気筒の休止状態
への切換基準値となる負荷の値もかなり低く設定
することになるので、特定気筒の休止期間が少な
くなり、分割運転制御式エンジン本来の高効率と
いう利点が損なわれてしまう。

このような従来の問題に鑑み、本発明の目的と
するところは、運転状態の切換基準値に大きなヒ
ステリシスを設けることなく、しかも切換時の負
荷変動の大きさにかかわらず、ハンチング現象を
防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明のエンジン
の分割運転制御装置では、第１図に概略を示すよ
うに、気筒を複数の組に分割し、予め決められた
特定組の気筒の運転を休止可能としたエンジンの
分割運転制御装置であつて、エンジン負荷を検出
するエンジン負荷検出手段と、エンジン負荷検出
手段によつて検出されたエンジン負荷が、予め決
められた基準値より小さいか否か判定する判定手
段と、判定手段によつて、エンジン負荷が基準値
より小さいと判定されると、特定組の気筒の運転
のみを休止させる運転休止手段と、エンジン負荷
検出手段によつて検出されたエンジン負荷が、基
準値より小さい状態から基準値より大きい状態へ
変化したときには、直ちに全気筒運転を実行せし
め、エンジン負荷検出手段によつて検出されたエ
ンジン負荷が、基準値より大きい状態から基準値
より小さい状態へ変化したときから所定時間経過
するまでの間、運転休止手段による特定組の気筒
の運転休止の実行開始を遅延して全気筒運転状態
を継続させる遅延手段と、を備えることを特徴と
している。

〔作用〕

エンジン負荷検出手段によつてエンジン負荷が
検出され、判定手段によつて、エンジン負荷検出
手段によつて検出されたエンジン負荷が、予め決
められた基準値より小さいか否かが判定される。
そして、判定手段によつて、エンジン負荷が基準
値より小さいと判定されると、運転休止手段によ
つて、特定組の気筒の運転のみが休止される。

ここで、エンジン負荷検出手段によつて検出さ
れたエンジン負荷が、上記基準値より小さい状態
から上記基準値より大きい状態へ変化したとき、
即ち特定組の気筒の運転のみを休止した状態から
全気筒運転状態への移行時には、直ちに全気筒運
転状態に移行せしめられ、一方、エンジン負荷検
出手段によつて検出されたエンジン負荷が、上記
基準値より大きい状態から上記基準値より小さい
状態へ変化したとき、即ち全気筒運転状態から特
定組の気筒の運転のみを休止させる状態への移行
時には、上記運転休止手段による特定組の気筒の
運転休止の実行開始が、遅延手段によつて所定時
間遅延せしめられる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第２図は、一実施例の概略構成図であつて、燃
料噴射式４気筒エンジンの２気筒が休止可能に構
成されている。ここで、３０はエンジン本体、３
１はシリンダヘツドをそれぞれ示し、各気筒Ａ〜
Ｄはそれぞれ燃焼室３２、吸気弁３３、吸気ポー
ト３４、排気弁３５、排気ポート３６を具備す
る。各吸気ポート３４、インテークマニホルド３
７を介して図示しないサージタンクに連結され、
吸気管（図示せず）からの燃焼用空気を吸入する
ようになつている。吸気管には、エアフローセン
サ２０があつて、吸入空気量を検出している。ま
た、インテークマニホルド３７には、各吸気ポー
ト３４に対応して、それぞれ燃料噴射弁６０が取
り付けられている。

１番気筒Ａおよび４番気筒Ｄの吸気弁３３およ
び排気弁３５は動弁機構（図示せず）によつてエ
ンジン運転中、常時開閉制御され、従つて１番気
筒Ａおよび４番気筒Ｄは常時稼働せしめられる。
一方、２番気筒Ｂおよび３番気筒Ｃの吸気弁３３
および排気弁３５も動弁機構によつて開閉制御さ
れるが、２番気筒Ｂおよび３番気筒Ｃは必要に応
じて吸気弁３３および排気弁３５を閉弁状態に保
持するためにバルブロツク装置５２を具備してお
り、このバルブロツク装置５２は、２番気筒Ｂの
吸気弁３３、排気弁３５および３番気筒Ｃの吸気
弁３３、排気弁３５に対してそれぞれ設けられて
いる。各バルブロツク装置５２には、それぞれソ
レノイド５１が設けられており、ソレノイド５１
の通電状態で、吸気弁３３および排気弁３５を閉
弁状態に保持せしめるようになつている。

ソレノイド５１および燃料噴射弁６０は、制御
回路４０によつて制御されるようになつており、
制御回路４０は、エンジン点火用のイグナイタ
（図示せず）の制御も行つているが、本発明とは
直接関係がないので、以後の説明では省略する。

制御回路４０はマイクロコンピユータによつて
構成されており、双方向性バス４６によつて互い
に接続されたマイクロプロセシングユニツト
CPU４１、リードオンリメモリROM４２、ラン
ダムアクセスメモリRAM４３、入力回路４４お
よび出力回路４５を具備する。出力回路４５は、
各ソレノイド５１および燃料噴射弁６０を通電す
るための駆動回路を有し、各ソレノイド５１およ
び燃料噴射弁６０に接続されている。また、入力
回路４４は、各センサからの信号を入力するため
の回路を有し、気筒判別センサ１１、クランク角
センサ１２およびエアフローセンサ２０に接続さ
れている。ここで、気筒判別センサ１１およびク
ランク角センサ１２は、デイストリビユータ１０
に設けられていて、デイストリビユータシヤフト
１３の回転を検出することによつて、気筒判別セ
ンサ１１では、１番気筒Ａの上死点を検出し、ク
ランク角センサ１２では、クランクシヤフト（図
示せず）の30度回転毎の信号を検出する。従つ
て、クランク角センサ１２は、エンジン回転数セ
ンサを成している。なお、図示を省略したが、こ
の他入力回路４４には、吸気温センサ、冷却水温
センサ、車速センサなどが接続されている。

制御回路４０は、ROM４２に格納されたプロ
グラムによつて動作され、各センサからの信号を
入力回路４４を介して取込み、演算処理して、燃
料噴射量あるいは点火タイミングを決定し、出力
回路４５を介して燃料噴射弁６０あるいはイグナ
イタを制御している。

また、本発明において特徴的なソレノイド５１
の制御は、第３図Ａ，Ｂの如くに行われる。

第３図Ａ，Ｂの分割運転制御ルーチンが起動さ
れると、まず、ステツプ１１１では、クランク角
センサ１２およびエアフローセンサ２０によつて
検出されるエンジン回転数Ｎおよび吸入空気量Ｑ
が取り込まれる。そして、ステツプ１１２では、
エンジン負荷を代表する値としてエンジン１回転
当りの吸入空気量ｑが ｑ＝Ｑ／Ｎ によつて求められる。

次に、ステツプ１２１，１２２では、２、３番
気筒Ｂ、Ｃの運転を休止するか否かの判断が行わ
れる際の基準値Kl、Khが求められる。ここで、
Klは運転を休止させる際の下限値であり、Khは
運転を再開させる際の上限値である。基準値Kl、
Khは共にエンジン回転数に基づいて第４図の如
きマツプfN、gNから求められる。

ステツプ１３１では、車速データSPDが取り
込まれ、ステツプ１３２において、車速SPDが
15Kg／ｈ以上になつているか否か判断される。い
ま、車速が15Km／ｈ以上でない場合には、ステツ
プ１３２は否定判断されて、そのままステツプ１
３４に進むが、車速が15Km／ｈ以上である場合に
は、ステツプ１３２が肯定判断されてステツプ１
３３に進み、ここで、フラグFSPDが「１」にセ
ツトされる。また、ステツプ１３４では、エンジ
ン回転数Ｎが500rpm以下か否かの判断が行われ
る。エンジン回転数Ｎが500rpm以下でない場合
には、ステツプ１３４は否定判断されて、そのま
まステツプ１３６に進むが、エンジン回転数Ｎが
500rpm以下の場合には、ステツプ１３４が肯定
判断されて、ステツプ１３５に進み、ここで、フ
ラグFSPDリセツトされ「０」とされる。つま
り、ステツプ１３２〜１３５の処理によつて、エ
ンジンが始動されてエンジン回転数が500rpmよ
り高くなり、車速が15Km／ｈ以上になつたことが
あると、その状態がフラグFSPDのセツトによつ
て記憶される。

次に、ステツプ１３６〜１３９では、２、３番
気筒Ｂ、Ｃの運転を休止させるか否かの判断が行
われる。まず、ステツプ１３６〜１３８では、エ
ンジン冷却水温THWが70℃以上、110℃以下の
安定運転域にあるか否か、上述のフラグFSPDが
セツトされているか否か、エンジン回転数が
3000rpm以下の低回転域にあるか否かが、それぞ
れ判断されて、いずれかの条件が満たされなけれ
ば、ステツプ１３６〜１３８において否定判断さ
れてステツプ１２７に進み、ここで、セツト状態
で２、３番気筒Ｂ、Ｃの運転休止を記憶するフラ
グＦ２CYLを、リセツトして「０」とする。し
かし、ステツプ１３６〜１３８における条件を全
て満たすときには、ステツプ１３６〜１３８が全
て肯定判断される。従つて、次のステツプ１３９
において、アイドルスイツチLLS／Ｗ（図示せず）
がオンとなつているか否かの判断が行われる。ア
イドルスイツチは、スロツトルバルブ（図示せ
ず）の全閉位置でオンとされるスイツチであり、
いま、スロツトルバルブが全閉で、アイドルスイ
ツチがオンであり、ステツプ１３９が肯定判断さ
れると、無条件で、ステツプ１２６に進み、ここ
で、上述のフラグＦ２CYLをセツトして「１」
とする。しかし、スロツトルバルブが全閉状態に
なく、アイドルスイツチがオフならば、ステツプ
１３９は否定判断され、ステツプ１２３に進む。

ステツプ１２３〜１２７では、エンジン負荷に
基づいて、２、３番気筒Ｂ、Ｃの運転を休止させ
るか否かの最後の判断が行われる。まず、ステツ
プ１２３では、フラグＦ２CYLがセツト状態に
あるか否かの判断が行われ、まだフラグＦ２
CYLがセツトされていなければ、ステツプ１２
４に進んで、ここで、エンジン１回転当りの吸入
空気量ｑが基準値Kl以下になつているか否かが
判断され、逆に、既にフラグＦ２CYLがセツト
されていれば、ステツプ１２５に進んで、エンジ
ン１回転当りの吸入空気量ｑが基準値Kh以上に
なつているか否かが判断される。このように、フ
ラグＦ２CYLがセツト状態にあるか否かで基準
値Kl、Khを使い分けるのは、制御にヒステリシ
スを持たせ、エンジン１回転当りの吸入空気量ｑ
が基準値付近のとき、ハンチング現象を起きるの
を防止するためである。このヒステリシスによる
ハンチング防止は、所定のヒステリシスの範囲を
超える吸入空気量ｑの変動に対しては効果を生じ
ないが、後述する特定気筒の運転止の遅延とは異
なり、エンジンが略定常状態で運転されていると
きや、特定気筒の運転休止と全気筒運転との切換
時の吸気管内での吸気脈動など、比較的小幅な負
荷変動が繰り返されるときに、特定気筒の運転休
止条件の成立、不成立が繰り返されるのを防止す
る目的で、別途設けられている。

ステツプ１２４において、エンジン１回転当り
の吸入空気量ｑが基準値Kl以下であれば、ステ
ツプ１２６においてフラグＦ２CYLをセツトし、
ステツプ１２５において、エンジン１回転当りの
吸入空気量ｑが基準値Kh以上であれば、ステツ
プ１２７においてフラグＦ２CYLをリセツトす
る。そして、これらの条件が満たされないときに
は、ステツプ１２４，１２５が、それぞれ否定判
断されてフラグＦ２CYLは、現状を維持するよ
うにされる。

次に、ステツプ１４１〜１４３では、フラグＦ
２CYLの状態に応じてソレノイド５１の通電、
非通電を決定し、ソレノイド５１を制御する。つ
まり、フラグＦ２CYLがセツトされ「１」とな
つているときには、最終的にステツプ１４２に進
んで、ソレノイド５１を通電させ、フラグＦ２
CYLがリセツトされ「０」となつているときは、
ステツプ１４３に進んで、ソレノイド５１を非通
電とする。

このように、ソレノイド５１の通電が制御され
る結果、アイドルスイツチがオフであり、かつ、
その他の条件が２、３番気筒Ｂ、Ｃの運転を休止
させて良い状態となつている場合において、エン
ジン１回転当りの吸入空気量ｑが基準値Kl、Kh
より小さいときには、ソレノイド５１が通電され
て、２、３番気筒Ｂ、Ｃの運転休止が行われ、エ
ンジン１回転当りの吸入空気量ｑが基準値Kl、
Khより大きいときには、ソレノイド５１が非通
電とされて、２、３番気筒Ｂ、Ｃは運転されるこ
とになる。なお、２、３番気筒Ｂ、Ｃの運転休止
に際しては、２、３番気筒Ｂ、Ｃへの燃料噴射も
休止されることになる。

ところで、本発明においては、ステツプ１５１
〜１５６があり、ここでは、ステツプ１４１が肯
定判断されてステツプ１４２においてソレノイド
５１が通電される際に、所定の時間遅れを持たせ
るようになつている。まず、ステツプ１５１で
は、セツト状態でカウンタNdがプリセツトされ
たことを記憶するフラグFCがセツトされている
か否かが判断される。いま、フラグFCがセツト
されていない状態では、ステツプ１５１が否定判
断されてステツプ１５２に進み、ここで、カウン
タNdに遅れ時間に対応する値がプリセツトされ
る。そして、ステツプ１５３では、フラグFCが
セツトされて、カウンタNdがプリセツトされた
ことを記憶する。フラグFCがセツトされた後は、
ステツプ１５１が肯定判断さて、ステツプ１５
２、１５３は処理されずに直接ステツプ１５４に
進んで、ここで、カウンタNdがデクリメントさ
れる。ステツプ１５５では、ステツプ１５４にお
いて、カウンタNdがデクリメントされた結果、
カウンタNdのプリセツト値が「０」になつたか
否かが判断される。未だ「０」になつていなけれ
ば、ステツプ１５５は、否定判断されるが、カウ
ンタNdがプリセツトされてから所定時間が経過
して、カウンタNdのプリセツト値が、「０」にな
ると、ステツプ１５５は肯定判断されて、ステツ
プ１４２に進んで、ソレノイド５１の通電が行わ
れる。なお、ステツプ１５６では、カウンタNd
がプリセツトされてから所定時間が経過する前
に、フラグＦ２CYLがリセツトされてしまつた
ときに、フラグFCをリセツトして、次にフラグ
Ｆ２CYLがセツトされたときには、再びカウン
タNdがプリセツトされるようにしている。

なお、第３図におけるステツプ１１１，１１２
の処理は、本発明のエンジン負荷検出手段に相当
し、ステツプ１２１〜１２７の処理は、本発明の
判定手段に相当し、ステツプ１４１，１４２の処
理は、本発明の運転休止手段に相当し、ステツプ
１５１〜１５６の処理は、本発明の遅延手段に相
当する。

第５図は、本発明における特定気筒の運転休止
制御と従来におけるそれとを比較したタイムチヤ
ートであり、(イ)が従来、(ロ)が本発明の場合を示し
ている。この図から明らかなように、従来の制御
では、特定気筒の運転が再開されて、４気筒運転
となつたときに、Ｈで示すハンチング現象を起こ
している。それに対して、(ロ)で示す本発明の場合
には、対応する位置でハンチング現象は全く発生
せず、良好な加速運転性，乗り心地を得ることが
でき、エンジンの耐久性低下を招くこともない。
これは上述のように、特定気筒の運転休止、即ち
４気筒運転から２気筒運転への移行に際してＴで
示す所定時間の遅れを持たせたことにより、２気
筒運転から４気筒運転への移行時に大きな負荷変
動があつても４気筒運転が継続されるからであ
る。尚、減速時にも４気筒から２気筒への移行は
所定時間遅延されるが、４気筒運転状態で減速さ
れても負荷が減少していれば減速性に支障はな
く、また、低負荷状態で安定した時点では、所定
時間の経過により２気筒運転に移行するので、分
割運転制御式エンジンの特定組の気筒の休止によ
る利点を損なうことがない。

以上、本発明の特定の実施例について説明した
が、本発明は、この実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々の実
施態様が包含されるものであり、例えば、エンジ
ンの気筒数は、２気筒以上いくつでも良く、ま
た、気筒の分割数も３組以上であつても良い。さ
らに、遅延手段は、ハード回路によつて構成して
も良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、全気筒運
転状態に切り換わつてから所定時間経過するまで
は、特定気筒の休止状態に再度切り換わることが
ないので、運転状態切換時の負荷変動の大きさに
かかわらず、全気筒運転と特定組の気筒の運転休
止とが交互に繰り返されるハンチング現象を防止
できる。

また、運転状態切換の基準値に大きなヒステリ
シスを設ける必要がない。即ち、全気筒運転状態
への切換基準値を非常に高い値に設定したり、特
定気筒の休止状態への切換基準値を非常に低い値
に設定したりする必要がないため、加速時には、
全気筒運転への切換が基準値を超えた時点で直ち
に実行されることと相まつて良好な加速運転性と
乗り心地及びエンジンの耐久性が維持され、低負
荷側では、特定気筒の休止領域が十分に確保され
て、特定気筒の休止状態による高効率という分割
運転制御式エンジンの利点を十分に享受できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、クレーム対応図、第２図は、本発明の
一実施例の概略構成図、第３図Ａ、Ｂは、第２図
の制御回路を成すマイクロコンピユータのプログ
ラム内容を示すフローチヤート、第４図は、基準
値Kl、Kh算出用マツプを示す線図、第５図は、
本発明の作用を説明するためのタイムチヤートで
ある。 １０……デイストリビユータ、１１……気筒判
別センサ、１２……クランク角センサ、２０……
エアフローセンサ、３０……エンジン本体、３１
……シリンダヘツド、Ａ〜Ｄ……気筒、Ｂ、Ｃ…
…特定組の気筒、４０……制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気筒を複数の組に分割し、予め決められた特
   定組の気筒の運転を休止可能としたエンジンの分
   割運転制御装置であつて、 エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段
   と、 エンジン負荷検出手段によつて検出されたエン
   ジン負荷が、予め決められた基準値より小さいか
   否か判定する判定手段と、 判定手段によつて、エンジン負荷が基準値より
   小さいと判定されると、特定組の気筒の運転のみ
   を休止させる運転休止手段と、 上記エンジン負荷検出手段によつて検出された
   エンジン負荷が、上記基準値より小さい状態から
   上記基準値より大きい状態へ変化したときには、
   直ちに全気筒運転を実行せしめ、 上記エンジン負荷検出手段によつて検出された
   エンジン負荷が、上記基準値より大きい状態から
   上記基準値より小さい状態へ変化したときから所
   定時間経過するまでの間、上記運転休止手段によ
   る特定組の気筒の運転休止の実行開始を遅延して
   全気筒運転状態を継続させる遅延手段と、 を備えることを特徴とするエンジンの分割運転制
   御装置。