JPH06108958A - 弁停止機構付き内燃機関の点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は休筒モードが所定時間以上継続し
て点火プラグの汚れが過度に進むと見做される時点を経
過すると、プラグ浄化のために休筒気筒の点火処理を再
開させることにある。 【構成】 休筒運転モードでの運転時に弁停止手段Ｍに
よって停止させる休筒気筒を備えると共に休筒気筒♯
１，♯４グループと常時運転気筒♯２，♯３グループの
互いに独立した両点火駆動手段３６を備え、点火制御手
段２４が運転条件に応じて両グループの点火時期を求め
て両点火駆動手段３６のグループ点火制御を行なうもの
であって、休筒運転モードでの休筒継続時間Ｔｎが休筒
時間タイマＴＩＭ１でカウントされ、点火制御手段２４
は休筒時間タイマＴＩＭ１よりの休筒継続時間Ｔｎが設
定時間Ｔ２を上回ると休筒モードでの点火処理を全筒モ
ードに切り換えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、適時に内燃機関の設定
された休筒気筒の吸排気弁を停止させて休筒気筒以外の
気筒を駆動させて、休筒運転モードでの運転を行える内
燃機関に装着され、特に、点火制御手段が機関の運転条
件に応じて点火時期を求めて点火処理を行なう弁停止機
構付き内燃機関の点火制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】火花点火機関においては点火時期を運転
条件に応じて最適に制御するための電子制御化が進んで
きている。その制御の方法は、上死点（ＴＤＣ）前の特
定のクランク位置を示す基準信号と、クランク角信号
（１°又は２°の単位で発生するパルス）を受けて、そ
の時の運転条件に応じた点火時期、イグニッションコイ
ルへの通電時間をクランク角で表したドエル角を求め、
イグニッションコイルへの電流をスイッチングトランジ
スタ（パワートランジスタ）でオン、オフするものであ
る。

【０００３】ここで、点火時期は各気筒の発生する出力
を増減左右するため、定常時はノックの発生が無い範囲
で出来るだけ進角され、完爆を達成している。このよう
な点火時期の基本的な制御では、内燃機関の定常運転時
において運転条件、例えば、エンジン回転数、負荷、負
荷の変化量、冷却水温等に応じて基準進角量を補正した
進角値で点火を行ない、負荷の変化量が一定値を上回る
ような過渡期には固定進角値を用いる等の点火時期制御
を行なっている。

【０００４】ところで、内燃機関の運転中において、適
時に出力低減や低燃費化を図るべく、一部の休筒気筒へ
の吸気及び燃料の供給を停止させ、休筒運転を行うこと
の出来る弁停止機構を備えた内燃機関が知られている。
この種内燃機関の弁停止機構を制御する制御手段は各種
運転情報に基づき設定運転域に入るとその運転域内で
は、休筒気筒の吸排気弁の開閉作動を停止させると共に
休筒気筒への燃料供給を停止させ、設定運転域を離脱す
ると、休筒気筒の吸排気弁の開閉作動を正常状態に戻
し、休筒気筒への燃料供給を再開させている。ここで使
用される点火装置は、エンジンが通常運転でも休筒運転
でも点火処理を連続して行っている。このように休筒運
転時であっても点火処理を連続して行うことによって、
点火プラグに流れる点火電流がプラグの汚れを防ぎ、再
度の全筒運転復帰時の点火処理を適確に行える様にして
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、休筒運転時
においては休筒気筒の燃焼室内が負圧化し、結果とし
て、休筒気筒内にオイル上がりが生じ易くなる。特に、
長時間にわたり休筒モードが継続するような場合、休筒
気筒の点火プラグはオイルでくすぶり易くなる。このよ
うな休筒運転時において、プラグ浄化を主目的として空
点火を繰り返していれば問題無いが、１回の点火処理に
は通常、１０乃至２０（Ｗ／ｈ）の電力を必要としてお
り、燃費向上のためには休筒気筒の点火処理を停止する
ことがおおい。このような休筒モードで無駄な電力消費
を押さえることを主目的として休筒気筒の点火処理を停
止した場合には、再度の全筒運転時において、休筒気筒
の点火プラグがオイル汚れによって失火する可能性が高
く、出力低下を招くという問題があった。

【０００６】本発明の目的は休筒モードが所定時間以上
継続して点火プラグの汚れが過度に進むと見做される時
点を経過すると、プラグ浄化のために休筒気筒の点火処
理を再開させることのできる弁停止機構付き内燃機関の
点火制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は吸排気弁の少なくとも一方を休筒運転モ
ードでの運転時に弁停止手段によって停止させる休筒気
筒を備えると共に内燃機関の休筒気筒グループと常時運
転気筒グループの互いに独立した両点火駆動手段を備
え、上記内燃機関の点火制御手段が運転条件に応じて両
グループの点火時期を求めて上記両点火駆動手段のグル
ープ点火制御を行なう弁停止機構付き内燃機関の点火時
期制御装置であって、上記休筒運転モードでの休筒継続
時間が休筒タイマでカウントされ、上記点火制御手段は
上記休筒タイマよりの休筒継続時間が設定時間を上回る
と上記休筒モードでの点火処理を全筒モードに切り換え
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用】休筒運転モードでの休筒継続時間を休筒タイマ
でカウントしておき、点火制御手段が休筒タイマよりの
休筒継続時間が設定時間を上回ると、休筒モードでの点
火処理を全筒モードに切り換えるので、休筒気筒の点火
プラグの汚れが過度に進むと見做される設定時間を経過
すると、全筒を点火駆動させることとなり、休筒気筒の
点火プラグを空作動させ、その汚れを防止できる。

【０００９】

【実施例】図１の弁停止機構付き内燃機関の点火制御装
置は直列４気筒の内燃機関（以下単にエンジン１と記
す）に装着される。このエンジン１のシリンダヘッド２
には各気筒に連通可能な図示しない吸気路及び排気路の
端部がそれぞれ形成され、各流路は図示しない吸気弁及
び排気弁によって開閉される。これら図示しない吸排弁
は各々のロッカアーム３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを介して
給気カム５及び排気カム６により開閉駆動される。ここ
で各ロッカアーム３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは吸排ロッカ
軸７，８に枢支され、給気カム５及び排気カム６はカム
軸９に一体形成されている。カム軸９は一端にタイミン
グギア１１を一体的に取り付けられ、このタイミングギ
アがタイミングベルト１３を介して図示しないクランク
シャフト側に連結され、これによりエンジン回転の１／
２の回転数でカム軸９を回転するように構成されてい
る。なお、図１の符号１８，１９，２０は各シャフトを
支持する軸受を示す。

【００１０】図１において、常時運転気筒としての第２
気筒（♯２）及び第３気筒（♯３）の各ロッカアーム３
ｂ，４ｂは常時吸排弁を開閉でき、休筒気筒としての第
１気筒（♯１）と第４気筒（♯４）に対抗する各ロッカ
アーム３ａ，４ａは所定時に吸排弁の開閉作動を停止可
能な弁停止機構Ｍを付設されている。ここでの弁停止機
構Ｍは各ロッカアーム３ａ，４ａ上の図示しないバルブ
押圧片を油圧切り換え手段によってバルブ対抗位置と退
却位置とに切り換え移動させ、ロッカアームのバルブ押
圧作動を弁停止時に空振りさせるという周知の構成を採
る。なお、こここでの弁停止機構Ｍの油圧切り換え手段
には油圧回路２３より圧油が供給される。この油圧回路
２３は弁停止機構Ｍに給排する圧油を休筒電磁弁２１を
介して油圧供給手段２２側より受ける。油圧供給手段２
２は図示したように油圧ポンプ及びオイルタンクから成
る。休筒電磁弁２１は３方弁であり、オン時に各弁停止
機構Ｍに圧油を供給して、同機構Ｍを弁停止に切り換え
保持し、オフ時に各弁停止機構Ｍの圧油を排除して同機
構Ｍを弁駆動に切り換え保持するもので、後述のエンジ
ンコントロールユニット２４によって駆動制御される。

【００１１】更に、図１のシリンダヘッド２には各気筒
の図示しない吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ
２５が装着され、各インジェクタは燃圧調整手段２６に
よって定圧調整された燃料を燃料供給源２７より受け、
その噴射駆動制御は、エンジンコントロールユニット２
４によって成される。更に、図１のシリンダヘッド２に
は各気筒毎に点火プラグ１４が装着され、特に、常時運
転気筒♯２，♯３の両プラグ１４は共に結線されて単一
の点火駆動手段としての点火コイル３７'、パワートラ
ンジスタ３８'及び駆動回路３４に接続され、休筒気筒
♯１，♯４の両プラグ１４は共に結線されて単一の点火
駆動手段としての点火コイル３７、パワートランジスタ
３８及び駆動回路３５に接続される。両駆動回路３４，
３５はエンジンコントロールユニット２４の各出力回路
３６（両回路は同様の構成を取り、図２に一方のみを図
示した）に共に接続される。

【００１２】両出力回路３６は休筒気筒♯１，♯４グル
ープと常時運転気筒♯２，♯３グループとにそれぞれ接
続され、共に基準信号（クランク角でψｏ）とクランク
角信号(１°又は２°（Δθ）の単位のパルス)によって
駆動するもので、図２には休筒気筒♯１，♯４グループ
のものを示し、常時運転気筒♯２，♯３のものを略し
た。ここで、基準信号ψｏはワンショット回路Ｂに出力
され、定常運転時において、ワンショット回路Ｂは上死
点前ψｏ（例えば７５°）の基準信号ψｏ（オフーオ
ン）によりトリガされ、クランク角信号Δθ(１°又は
２°の単位のパルス)を決められた数（点火時期に達す
る（ψｏ−ψt）に相当するディレイタイムｔ1）だけ数
えた後に通電開始信号を出力するように構成される（図
３参照）。この場合、目標点火時期ψtは後述する図５
のフローチャートのステップａ５で求められたものであ
る。

【００１３】ワンショット回路Ａはその通電開始信号に
よりトリガされ、ドエル角に相当するクランク角信号を
決められた数だけ数え点火信号を出力するよう構成され
る。フリップフロップＦ・Ｆはワンショット回路Ｂから
の通電開始信号によりセットされて、ワンショット回路
Ａからの点火信号によりリセットされる。更に、駆動回
路３５はフリップフロップ７のセット状態時にその出力
信号によりパワートランジスタ３８をオンさせて、イグ
ニッションコイル３７への電流を流させる。イグニッシ
ョンコイル３７はパワートランジスタ３８がオフした時
に二次側に高圧電流を生じさせ、この電流が休筒気筒♯
１，♯４の両スパークプラグ１４に伝えられ、休筒気筒
グループの点火が行なわれる。

【００１４】同様に、常時運転気筒♯２，♯３の出力回
路３６’も構成され、目標点火時期ψtにイグニッショ
ンコイル３７’の二次側高圧電流が常時運転気筒♯２，
♯３の両スパークプラグ１４に供給され、常時運転気筒
のグループ点火が行なわれる。なお、図４に全気筒運転
モードにおける全気筒♯１，♯２，♯３，♯４のグルー
プ点火時期の一例を示した。ここで、両グループの点火
時期は、ほぼクランク角１８０°の間隔を保ってグルー
プ毎に交互に行われている。これに対して、休筒運転モ
ードにおいては、後述するように、休筒気筒♯１，♯４
のグループ点火処理を適時に規制する。

【００１５】エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
２４はマイクロコンピュータによってその要部が構成さ
れ、エンジン１への燃料供給制御等の周知の制御処理を
行うと共に点火制御及び休筒制御をも行う。しかもＥＣ
Ｕ２４は点火制御手段としての機能を備え、即ち、内燃
機関の運転条件に応じて両グループの点火時期を求め、
両点火駆動手段のグループ点火制御を行ない、特に、休
筒運転モードでの休筒継続時間Ｔｎが休筒タイマＴＩＭ
１でカウントされ、その休筒継続時間Ｔｎが設定時間Ｔ
２を上回ると休筒モードでの点火処理を全筒モードに切
り換えるという機能を備える。

【００１６】ＥＣＵ２４にはエンジン回転センサ３０よ
りエンジン１の回転数Ｎｅが、エアフローセンサ３１よ
り吸入空気量Ａ情報が、車速センサ３２より車速Ｓｖ
が、クランク角センサ３３より単位クランク角信号Δθ
が、気筒判別センサ３６より基準信号ψｏ（ここではク
ランク角１８０°毎に発せられる）がそれぞれ取り込ま
れ、その他にもスロットル開度情報や水温等の各種運転
情報が取り込まれている。図５乃至図７は本発明の一実
施例としての弁停止機構付き内燃機関の点火時期制御装
置で用いたＥＣＵ２４の制御プログラムのフローチャー
トを示す。このＥＣＵ２４は図示しないメインスイッチ
のキーオンによりメインルーチンでの制御に入る。

【００１７】ここではまず、各機能のチェック、初期値
セット等の初期機能セットがなされ、続いて、エンジン
の各種運転情報を読み取る。その上でステップａ３の休
筒制御処理に進む。ここでの休筒制御処理としては周知
の休筒制御が実行され、例えば現回転数が休筒回転数を
下回り、しかも中低負荷運転域にあっての定速走行中で
あると休筒モードが選択され、後述の休筒時間タイマＴ
ＩＭ１が０にリセットされる。更に、ＥＣＵ２４は休筒
電磁弁２１をオンさせて弁停止機構Ｍを切り換え作動さ
せて、第１、第４気筒♯１，♯４の休筒切り換え処理を
成し、休筒モードより全筒モードが選択されると休筒電
磁弁２１をオフさせて弁停止機構Ｍを再度切り換え作動
させて、第１、第４気筒♯１，♯４の休筒を解除させて
全筒モードへの切り換えを行なう。なお、休筒運転モー
ドに入るとその指令を休筒フラグＩＣＦＬＧの切り換え
によって行う。

【００１８】ステップａ４の点火時期等演算処理では、
基準点火時期を機関の水温、機関回転数、負荷、その他
等により補正して目標点火時期ψtを求め、各点火処理
時のドエル角を機関回転数Ｎｅに基づき算出するという
周知の処理を行う。ステップａ５に達すると、エンジン
のその他の制御、例えば、燃料噴射量の演算処理等が実
行され、その制御周期の処理を終了し、リターンする。
ここでのＥＣＵ２４の行なう燃料供給制御は、たとえ
ば、吸入空気量に基づく基本燃料パルス幅を算出し、こ
れに空燃比その他の補正係数を掛けてインジェクタ駆動
時間を決定し、休筒時（後述のインジェクタ停止指令）
には休筒気筒♯１，♯４を除く常時運転気筒♯２，♯３
のみのインジェクタ２５を駆動させ、全気筒運転時には
全気筒のインジェクタ２５を駆動するという周知のイン
ジェクタ駆動制御処理をおこなう。

【００１９】このようなメインルーチンの実行途中にお
いて割込みが掛けられて、図６の点火制御及び図７の休
筒規制処理が実行される。即ち、図６の点火制御は各気
筒が上死点前７５°（７５°ＢＴＤＣ）に達する毎（ク
ランク角１８０°）にオフよりオンに基準信号ψｏが変
化するのに基づき実行される。ここでのステップｂ１で
は休筒フラグＩＣＦＬＧのオン、オフ情報、気筒判別情
報（基準信号ψｏより判定）等が取り込まれ、ステップ
ｂ２でＩＣＦＬＧオンか否か判定される。オンで且つス
テップｂ３で今回が休筒気筒♯１，♯４の点火時期周期
と判定した場合のみステップｂ６に進み、そうで無い場
合は全てステップｂ４に進む。

【００２０】ステップｂ４では、２，３気筒♯２，♯３
グループの点火時期か否かを気筒判別情報（基準信号ψ
ｏより判定）により判定し、２，３気筒♯２，♯３グル
ープではステップｂ５にそうでないとステップｂ７に進
む。ステップｂ５では２，３気筒♯２，♯３グループの
出力回路３６のワンショット回路Ａに最新のドエル角を
セットし、更に、ワンショット回路Ｂに最新の目標点火
時期ψtをセットし、メインルーチンにリターンする。
このステップｂ５には全気筒運転モードあるいは休筒運
転モード中の常時運転気筒♯２，♯３の点火処理時にお
いて達するもので、第２，３気筒グループの一方は圧縮
上死点近傍で点火され、爆発行程に進み、他方は排気上
死点近傍で空点火される。同じく、クランク角１８０°
経過時には、この時、第２気筒或いは第３気筒の一方は
圧縮上死点近傍で点火され爆発行程に進み、他方は排気
上死点近傍で空点火される。

【００２１】休筒指令によってＩＣＦＬＧがオンし、ス
テップｂ３に達して今回が休筒気筒♯１，♯４の点火時
期周期と判定されると、ステップｂ７に進む。ステップ
ｂ７，ｂ８では１，４気筒♯１，♯４グループの出力回
路３６のワンショット回路Ａに予め設定されいる一定ド
エル角をセットし、ワンショット回路Ｂに予め設定され
いる一定点火時期ψｔ１をセットし、メインルーチンに
リターンする。

【００２２】他方、図７の休筒規制処理は所定クランク
角毎のクランクパルスの入力に基づき実行される。ここ
でのステップｒ１では休筒フラグＩＣＦＬＧのオン、オ
フ情報に基づき、現在休筒モードか否か判断し、休筒モ
ードでリターンし、そうでないとステップｒ２に進む。
ここでは車両停止が判断され、停止でステップｒ３にそ
うでないと、ステップｒ８に進んで休筒禁止フラグＫＦ
ＬＧがオンか否か判断し、ＫＦＬＧ＝０で休筒禁止でな
いと直接ステップｒ１０に、休筒禁止ＫＦＬＧ＝１で休
筒禁止では解除ＫＦＬＧ＝０を行なってからステップｒ
１０に進む。このステップｒ１０では後述の休筒時間タ
イマＴＩＭ１初期化し、メインルーチンに戻る。

【００２３】他方、停車中でステップｒ３に達すると、
エンスト始動後で所定時間経過か否か判断し、経過前は
ステップｒ８に経過後はステップｒ４に進み、続いて水
温Ｗｔが暖機判定値Ｔ１を上回っているか否か判断し、
暖機前はステップｒ８に、完了ではステップｒ５に進
む。ステップｒ５では周知のスロットル開度調整モード
（ＳＡＳモード）が実行されているか否かみて、実行さ
れた場合ステップｒ８に、そうでないとステップｒ６に
進む。ステップｒ６にはステップｒ２乃至ｒ５の判断の
結果休筒モードの保持が可能の場合に達することとな
り、ここでは休筒時間タイマＴＩＭ１の休筒継続時間Ｔ
ｎが設定時間Ｔ２を上回か否か判断し、経過前はステッ
プｒ１に、経過時にはステップｒ７に進む。なお、ここ
での設定時間Ｔ２は休筒時の１，４気筒♯１，♯４の各
点火プラグ１４が過度に汚れを生じると見做される時間
が予め設定されている。

【００２４】休筒継続時間Ｔｎが設定時間Ｔ２を上回り
ステップｒ７に達すると、強制的に休筒禁止処理を行な
い、即ち、休筒禁止フラグＫＦＬＧをオンし、強制的に
休筒フラグをＩＣＦＬＧ＝０に処理し、メインルーチン
にリターンする。このステップｒ７の処理による休筒フ
ラグＩＣＦＬＧ＝０の指令は、前述の点火制御中のステ
ップｂ２で取り込まれ、続くステップが強制的にｂ４に
進むように処理でき、２，３気筒♯２，♯３グループと
１，４気筒♯１，♯４グループとを交互に駆動でき、休
筒気筒♯１，♯４のプラグの汚れを除去でき、常に安定
した点火作動が得られ、機関の点火ミスによる出力の低
下を確実に防止できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明は休筒時に入っ
てから継続して休筒継続時間Ｔｎをカウントしておき、
その休筒継続時間が設定時間を上回ると、強制的に点火
処理を全筒モードで行なわせるので、その後点火プラグ
の汚れを防止でき、休筒気筒の点火プラグのオイル汚れ
を防止でき、常に安定した点火作動が得られ、エンジン
失火による出力の低下を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての弁停止機構付き内燃
機関の点火時期制御装置の全体構成図である。

【図２】図１の点火時期制御装置内の点火駆動手段及び
点火制御手段の要部ブロック図である。

【図３】図１の点火時期制御装置の行う点火駆動の波形
図である。

【図４】図１の点火時期制御装置の行う点火処理の経時
変化説明図である。

【図５】図１の装置内のＥＣＵが行う制御プログラム中
のメインルーチンのフローチャートである。

【図６】図１の装置内のＥＣＵが行う点火制御ルーチン
のフローチャートである。

【図７】図１の装置内のＥＣＵが行う休筒規制処理ルー
チンのフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ シリンダヘッド １４ 点火プラグ ２４ ＥＣＵ ２５ インジェクタ Ｍ 弁停止機構 ψt 目標点火時期 ψｏ 基準信号 ♯２ 常時運転気筒 ♯３ 常時運転気筒 ♯１ 休筒気筒 ♯４ 休筒気筒 ＫＦＬＧ 休筒禁止フラグ ＩＣＦＬＧ 休筒フラグ Ｔｎ 休筒継続時間 ＴＩＭ１ 休筒時間タイマ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 9/00 ３０４ Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸排気弁の少なくとも一方を休筒運転モー
   ドでの運転時に弁停止手段によって停止させる休筒気筒
   を備えると共に内燃機関の休筒気筒グループと常時運転
   気筒グループの互いに独立した両点火駆動手段を備え、
   上記内燃機関の点火制御手段が運転条件に応じて両グル
   ープの点火時期を求めて上記両点火駆動手段のグループ
   点火制御を行なう弁停止機構付き内燃機関の点火時期制
   御装置であって、上記休筒運転モードでの休筒継続時間
   が休筒タイマでカウントされ、上記点火制御手段は上記
   休筒タイマの休筒継続時間が設定時間を上回ると上記休
   筒モードでの点火処理を全筒モードに切り換えることを
   特徴とする弁停止機構付き内燃機関の点火制御装置。