JPH0545778B2

JPH0545778B2 -

Info

Publication number: JPH0545778B2
Application number: JP58152390A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsura; Manabu Arima
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1993-07-12
Also published as: JPS6045738A

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ら
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燃料制御装置に関
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
昭57−338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ツトして他の気
筒に対する充填効率を高める等により省燃費を図
つている。

このような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ツトして減筒運転
へ切換えるための気筒数制御手段を備え、かつ、
エンジン回転数、スロツトルバルブ開度、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を判別し、この判別結
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、最近のエンジンにおいては、燃費向
上の一貫として、特開昭54−7021号公報に示すよ
うに、減速時に、エンジンが所定回数に低下する
まで燃料を減量することが多くなつている。すな
わち、出力が要求されない減速時には、燃料を減
量させてこの減量により燃費向上を図る一方、エ
ンジン回転数がアイドル回転数よりも若干大きい
程度の回転数になると、再び通常通りの燃料を供
給する燃料復帰を行うようにしてある。

しかしながら、気筒数制御エンジンにおいて
は、上記燃料復帰させる際のエンジン回転数を一
般のエンジンと同じように設定すると、減筒運転
時にあつては微低速トルクが小さいためエンスト
を生じ易く、このため何等かの対策が望まれる。

（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、減速時における燃料減量によつて燃費向
上を確保しつつ、この燃料減量に伴う減筒運転時
のエンストを回避できるようにした、気筒数制御
エンジンの燃料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、本発明にあつては
次のような構成としてある。すなわち、第１図に
示すように、エンジンの運転状態に応じ、一部の気筒に対す
る燃料供給をカツ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ツトす
る気筒数制御手段と、エンジンに燃料を供給するための燃料調整装置
と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と、エンジンの減速状態を検出する減速検出手段
と、前記回転数検出手段および減速検出手段の出力
を受け、前記燃料調整装置を制御して、減速時に
所定のエンジン回転数に低下するまで燃料を減量
させる燃料減量手段と、前記減筒判別手段からの出力を受け、前記所定
のエンジン回転数を、減筒運転時の方が全筒運転
時よりも大きくする燃料復帰手段と、前記減筒判別手段からの出力を受け、前記燃料
減量手段による燃料減量を、減筒運転時の方が全
筒運転時よりも多くする減量燃料量変更手段と、を備えた構成としてある。

（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、スロツトルチヤンバ３、
吸気マニホルド４、吸気ポート５を経て燃焼室６
へ供給され、上記エアクリーナ２から吸気ポート
５までの間の経路が、吸気通路７を構成してい
る。この吸気通路７を流れる吸入空気に対して
は、燃料噴射弁８からの燃料が混合されるように
なつており、上記吸入空気量はスロツトルバルブ
９により制御される。また、前記燃料室６からの
排気ガスは、排気ポート１０より排気マニホルド
１１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１２および
排気ポート１０を開閉する排気弁１３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１２，１３を
閉弁方向へ付勢するターンスプリング１４，１５
の他、クランクシヤフト（図示略）により回転駆
動されるカムシヤフト１６、該カムシヤフトに設
けられたカム１７、ロツカアーム１８，１９、該
ロツカアーム１８，１９の揺動支点を構成するタ
ペツト２０，２１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１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ツトされる気筒となつてお
り、このため、１番気筒と４番気筒用のタペツト
２０，２１に対しては、弁駆動制御装置２２，２
３が付設されている。

前記弁駆動制御装置２２，２３は、それぞれソ
レノイド２４，２５により切換、駆動されるもの
で、ソレノイド２４，２５が消磁時にあつては、
タペツト２０，２１のロツカアーム１８，１９に
対する揺動支点が図中下方へ変位した位置にあつ
て、カムシヤフト１６の回転に応じてロツカアー
ム１８，１９が揺動して全ての気筒の吸・排気弁
１２，１３が開閉される全筒運転となる。逆に、
ソレノイド２４，２５が励磁されると、上記揺動
支点が図中上方へ変位可能となつて、カムシヤフ
ト１６と吸・排気弁１２，１３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１２，
１３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２２，２３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。

第２図中２６はマイクロコンピユータからなる
コントロールユニツトで、該コントロールユニツ
ト２６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２４，２５を制御するのは勿論の
こと、燃料噴射量、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、点火
時期等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ツト２６には、冷却水温
センサ２７からのエンジン温度としてのエンジン
冷却水温度、吸気圧センサ２８で検出された吸気
圧、点火コイル２９からのエンジン回転数、スロ
ツトルセンサ３０からのスロツトルポジシヨン、
アイドルスイツチ３１からのスロツトルバルブ９
が全開位置にあるか否かのON，OFF信号、およ
び吸気通路７に設けられた吸気温センサ３２から
の吸気温度がそれぞれ入力される一方、該コント
ロールユニツト２６からは、前記両ソレノイド２
４，２５および燃料噴射弁８に対して出力され
る。

なお、第２図中３３はデストリビユータ、３４
は点火プラグ、３５はバツテリである。

次に、前記コントロールユニツト２６による制
御内容について、第３図〜第５図に示すフローチ
ヤートに基いて説明するが、上記フローチヤート
は、気筒判別のためのルーチンと、燃料演算のた
めのルーチンと、燃料噴射のためのルーチンとに
大別されるため、以下の説明ではこれ等のルーチ
ン別に分説していくこととする。

気筒判別ルーチン（ステツプ36〜47）先ず、ステツプ36においてイニシヤライズされ
て、気筒数フラグが１とされると共に減量フラグ
が０とされる。この気筒数フラグは「１」のとき
全筒運転を、「０」のときが減量運転を意味する
ものであり、また減量フラグは、「１」のときが
燃料減量時を、「０」のときが燃料減量時でない
ときを意味する。

次いで、ステツプ37において、吸気温度、エン
ジン冷却水温、吸気圧、エンジン回転数、スロツ
トルポジシヨン、アイドルスイツチ信号の各デー
タが入力される。

この後、ステツプ37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ツプ38〜40で順次判別され
る。すなわち、冷却水温が設定値T₀（例えば60
℃）以上の高温であり、（ステツプ38）、エンジン
回転数が設定値N₀（例えば2000rpm）以下の低速
であり（ステツプ39）、加速状態ではない定常あ
るいは減速走行である（ステツプ40）、という全
ての条件を満たした場合には、ステツプ41へ移行
する。なお、加速状態であるか否かは、スロツト
ルポジシヨンの変化を時間で微分して加速度を得
て、該加速度が設定加速度よりも大きいか否かで
判別される。

上記ステツプ41からは、ステツプ36で気筒数フ
ラグが１であるとイニシヤライズされているの
で、最初はステツプ42へ移行し、ここで、吸気圧
が設定値P₄より大きいか否か、すなわちP₄より
もより大気圧に近い圧力となる高負荷時であるか
否かが判別される。そして、吸気圧が設定値P₄
以下の低負荷である場合は、ステツプ43へ移行
し、ここで気筒数フラグが０とされる。

上記ステツプ43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
ツプ44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
２４，２５が励磁されて、１番気筒と４番気筒の
吸・排気弁１２，１３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、後述する燃料演算処理がなされて、
再びステツプ37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ツプ41へ移行する。そして、
ステツプ41においては、ステツプ43で前述のよう
に気筒数フラグが０とされている結果、ステツプ
45へ移行して、ここで吸気圧が設定値P₂より大
きいか否かが判別される。すなわち、吸気圧は、
例えばエンジンの回転数が同じであつても減筒運
転時と全筒運転時と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
吸気圧P₂は全筒運転時のものを用いてある（P₂
＞P₄）。これにより、吸気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ぱんに行わ
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T₀より低い場合、
エンジン回転数が設定値T₀より高い場合、加速
する場合、吸気圧が設定値P₂（減筒運転時）ある
いはP₄（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、ステツプ46に
移行して、ここで気筒数フラグが１とされた後、
ステツプ47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２４，２５が消磁さ
れて、全くの気筒の吸・排気弁１２，１３が開閉
運動される全筒運転となる。

減速判別および燃料演算ルーチン（ステツプ48
〜61）先ず、ステツプ48で、アイドルスイツチ31が
ONであるかOFFであるかが判別され、ONであ
るところのスロツトル全閉時には、ステツプ49へ
移行する。このステツプ49では、エンジン冷却水
温が設定値T₁（例えば５℃、T₁＜T₀）より大き
いか否かが判別されて、設定値T₁よりも大きい
場合はステツプ50へ移行する。

そして、このステツプ50では気筒数フラグが判
別されて、該気筒数フラグが１である全筒運転時
の場合はステツプ51へ、また０である減筒運転時
の場合はステツプ54へ移行する。

上記ステツプ51では、吸気圧が全筒運転時の設
定数P₂（例えば−160mmＨｇ）より小さいか否か
が判別されて、設定値Paより小さい場合は、ス
テツプ52へ移行する。このステツプ52では、エン
ジン回転数が全筒運転時の燃料復帰回転数である
ところの設定値N₄より大きいか否かが判別され
て、該設定値T₄より大きい場合はステツプ53へ
移行する。そして、このステツプ53で全筒運転時
における減量された減速用燃料η₄（実施例では一
定値）が設定され、Ｆ／CFuelとしてストアされ
た後、ステツプ57で減量フラグを１とする。

また、前記ステツプ54では、吸気圧が減筒運転
時の設定値Pb（例えば−210mmＨｇ、Pa＞Pb）よ
り小さいか否かが判別されて、設定値Pbより小
さい場合はステツプ55へ移行する。このステツプ
55では、エンジン回転数が減筒運転時の燃料復帰
回転数であるところの設定値N₂（N₂＞N₄）より
大きいか否かが判別されて、該設定値N₄より大
きい場合はステツプ56へ移行する。そして、この
ステツプ56で減筒運転時における減量された減速
用燃料η₂（実施例では一定値でη₄＞η₂）が設定さ
れ、Ｆ／CFuelとしてストアされた後、ステツプ
57で減量フラグが１とされる。

このようにして、減速状態であるか否かが判別
されると共に、全筒運転時あるいは減筒運転時の
減速用燃料が設定されるが、ステツプ51，54での
設定値がPa，Pbというように異なるのは、前述
したように、例えば同じエンジン回転数でも発生
する吸気圧の大きさに相違があるので、減速状態
であるか否かの一判定要素としての吸気負圧値を
全筒運転と減筒運転とに対応させるためである。
また、回転数がN₄，N₂というように異ならせた
のは、本発明の特徴であるところの燃料復帰回転
数を、減筒時の方を全筒時よりも大きくするため
で、当然のことながらN₂＞N₄である。なお、ス
テツプ49で冷却水温を判定要素としているのは、
エンジンが十分に暖機されているときは燃焼が不
安定であることからして、この場合には燃料減量
を行わないようにするためである。

また、減速時の燃料減量は減筒運転時の方が全
筒運転時よりも多くされる、すなわち減速時の供
給燃料量は減筒運転時の方が全筒運転時よりも少
なくされるが、これにより、燃料減量状態から燃
料復帰した際のトルクシヨツクを防止しつつ燃費
の向上がより一層得られることになる。すなわ
ち、減筒運転時には、燃料減量していないときで
も元々エンジンの発生トルクは小さいので、この
減筒運転時において十分に燃料を減量させても、
燃料復帰時のトルクシヨツクが小さいものとな
る。これに対して、全筒運転時には、減筒運転時
に比しては減速時の燃料減量が少なくされるの
で、この場合も燃料復帰時のトルクシヨツクが防
止される一方、燃料減量が少なくなる分燃料復帰
されるときのエンジン回転数が減筒運転時よりも
低回転とされて燃料減量時間が長くされるので、
燃費向上を図ることができる。

一方、アイドルスイツチ３１がOFFのとき、
冷却水温が設定値T₁より小さい場合、吸気圧が
設定値Pa（全筒運転時）あるいはPb（減筒運転時）
より大きい場合、エンジン回転数がN₄（全筒運転
時）あるいはN₂（減筒運転時）よりも小さい場合
のいずれか一つの条件に合致すると、ステツプ58
へ移行する。

上記ステツプ58から60までの流れは、通常の燃
料決定のルートであり、先ず、ステツプ58におい
て、エンジン回転数および吸気圧より、基本燃料
噴射量τが演算される。勿論、このステツプ58に
おいては、ステツプ44，47からの減筒運転である
か全筒運転であるかの出力に応じて、減筒運転用
のマツプあるいは全筒運転用のマツプから、上記
基本燃料噴射量τで演算するものである。

次に、ステツプ59において、冷却水温に基づく
補正係数C₁か上記基本燃料噴射量τに掛け合わ
されて、燃料噴射量が補正される（補正燃料噴射
量τ₁）。この補正により得られた補正燃料噴射量
τ₁に対しては、ステツプ60において、吸気温度に
基づく補正係数C₂が掛け合わされて、補正燃料
噴射量τ₂が得られ、これがFuelとしてストアされ
る。

この後、ステツプ61に移行し、減量フラグを０
とする。

燃料噴射ルーチン（第４図、第５図）先ず、減速時以外の通常の燃料噴射のルーチン
を示す第４図について説明すると、この第４図の
フローチヤートは第３図のフローチヤートに対し
て、例えばTDC（上死点）時期毎等正規の燃料噴
射時期において割込が行われるものである。先
ず、ステツプ６２において、減量フラグが１であ
るか０であるが判別され、減量フラグが１のとき
すなわち減速時でかつエンジン回転数が燃料復帰
される所定回転数N₄よりも大きいときには、正
規の燃料ではなく減速時用の減速燃料が供給され
るべきときなので、そのまま復帰される。

一方、ステツプ62で、減量フラグが０のとき、
すなわち減速時ではなく、エンジン回転数が上記
N₂あるいはN₄よりも小さいときのいずれかの条
件に合致するときは、ステツプ63へ移行して、気
筒数フラグが判別される。そして、気筒数フラグ
が１である全筒運転時には、前記ステツプ60での
燃料噴射量τ₂に応じたパルス巾の燃料噴射パルス
が出力されて、燃料噴射弁８からτ₂分だけ燃料が
噴射される。また、気筒数フラグが０である減筒
運転時には、ステツプ65へ移行して、稼動気筒の
TDCタイミングであるか否かが判定され、稼動
気筒のTDCタイミングであればステツプ64へ移
行して上記の場合と同じようにして燃料噴射弁８
からτ₂分だけが噴射され、休止気筒のTDCタイ
ミングであれば、燃料を噴射することなく復帰さ
れる。

次に、減速時の減量燃料噴射のルーチンを示す
第５図について説明すると、この第５図のフロー
チヤートは、第３図のフローチヤートに対して、
減速時における燃料噴射周期毎に割込が行われる
もので、先ずステツプ66において、減量フラグが
判別される。そして、減量フラグが０のときはそ
のまま復帰し、また、減量フラグが１のときは、
ステツプ67においてステツプ53あるいは56におい
て設定された燃料噴射量Ｆ／CFuelに応じたパル
ス巾の燃料噴射パルスが出力されて、燃料噴射弁
より当該Ｆ／CFuel分の燃料が噴射される。

以上のような制御内容を、要約して図示的に第
６図に示してある。この第６図において、横軸は
時間の経過を示しており、減筒運転時におけるの
復帰回転数N₂は、全筒運転時の燃料復帰回転数
N₄よりも大きくされている。そして、燃料の減
量域において、第６図では明確には示されていな
いが、減筒運転時の燃料噴射パルス巾すなわち燃
料噴射量が、全筒運転時の燃料噴射パルス巾より
も小さくされている。

以上実施例について説明したが、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のであ
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
半分にかぎらず、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２２，２３を設けてカムシヤフト１６
と吸・排気弁１２，１３との連動を遮断するも
のにかぎらず、例えば休止すべき気筒に対応し
た吸気通路にシヤツタバルブを設けて該休止す
べき気筒に対する混合気の供給をカツトするよ
うにしてもよい。また、各気筒に対して個々独
立して燃料噴射弁等の燃料供給装置を設けたも
のにあつては、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ツトするようにし
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
つとも、休止すべき気筒に対する吸入空気供給
をもカツトする方が、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。

コントロールユニツト２６は、アナログ式、
デジタル式いずれのコンピユータによつても構
成することができる。

燃料調整装置としては、気化器を用いてもよ
い。

減速運転時の燃料減量としては、零すなわち
燃料カツトとしてもよい。

減量燃料は、一定値ではなく、例えばエンジ
ン回転数に応じて調整するようにしてもよい。

減量燃料あるいは正規の燃料の量を調整する
には、パルス巾ではなく、パルスの周期を変え
ることによつて行うようにしてもよい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、
減速時に燃料減量を行うので燃料費向上を図るこ
とができると共に、減速時において燃料復帰させ
るときのエンジン回転数を、減筒運転時の方が全
筒運転時よりも大きくしたので、上記燃料減量に
伴う減筒運転時のエンストを防止できる。

また、減速時の燃料減量状態から燃料復帰した
ときのトルクシヨツクを防止しつつ、燃費向上を
図ることができる。

【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係統図。第３図〜第５図は
本発明の制御内容の一例を示すフローチヤート。
第６図は本発明の制御内容の一例を図式的に示す
図。１……エンジン本体、７……吸気通路、８……
燃料噴射弁、９……スロツトルバルブ、１２……
吸気弁、１３……排気弁、２２，２３……弁駆動
制御装置、２６……コントロールユニツト、３１
……アイドルスイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】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ツ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ツトす
る気筒数制御手段と、エンジンに燃料を供給するための燃料調整装置
と、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と、エンジンの減速状態を検出する減速検出手段
と、前記回転数検出手段および減速検出手段の出力
を受け、前記燃料調整装置を制御して、減速時に
所定のエンジン回転数に低下するまで燃料を減量
させる燃料減量手段と、前記減筒判別手段からの出力を受け、前記所定
のエンジン回転数を、減筒運転時の方が全筒運転
時よりも大きくする燃料復帰手段と、前記減筒判別手段からの出力を受け、前記燃料
減量手段による燃料減量を、減筒運転時の方が全
筒運転時よりも多くする減量燃料量変更手段と、を備えていることを特徴とする気筒数制御エンジ
ンの燃料制御装置。