JPH0849577A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

内燃機関の吸気制御装置

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JPH0849577A
JPH0849577A JP6182388A JP18238894A JPH0849577A JP H0849577 A JPH0849577 A JP H0849577A JP 6182388 A JP6182388 A JP 6182388A JP 18238894 A JP18238894 A JP 18238894A JP H0849577 A JPH0849577 A JP H0849577A
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intake
cylinder
valve
cylinders
control valve
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JP6182388A
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Isao Hattori
勲 服部
Yurio Nomura
由利夫 野村
Harumasa Obata
治征 小幡
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/08—Modifying distribution valve timing for charging purposes
    • F02B29/083—Cyclically operated valves disposed upstream of the cylinder intake valve, controlled by external means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0087—Selective cylinder activation, i.e. partial cylinder operation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減筒制御を行なう際に排気還流を行なう内燃
機関において、トルク変動を低減することができる内燃
機関の出力制御装置を提供することを目的とする。 【構成】 本システムのエンジン１は、４個の気筒＃１
〜＃４を備えており、このうち気筒＃２，＃３に対する
燃料噴射を停止して当該気筒＃２，＃３を休止させる減
筒制御を行なうとともに、休止気筒＃２，＃３に対して
排気の還流を行なう。特に本装置では、吸気制御弁１７
ａ〜ｄの取付位置を、休止気筒＃２，＃３と作動気筒＃
１，＃４とで違えている。具体的には、作動気筒＃１，
＃４の吸気制御弁１７ａ，ｄの取付位置を、休止気筒＃
２，＃３の吸気制御弁１７ｂ，ｃの取付位置より上流側
に配設することによって、全ての気筒＃１〜＃４に対す
る吸気側のデッドスペースの容積を等しくして、吸入空
気量を均一化している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、減筒制御の際に休止気
筒に対して排気の還流を行なって、減筒制御の場合に発
生する出力変動を低減する内燃機関の吸気制御装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、内燃機関において燃費を改善
する低燃費技術として、複数気筒の場合に、負荷状態に
応じて任意の気筒を休止させて排気量を変化させる減筒
制御が知られている。
【０００３】この種の減筒制御において、そのまま燃料
噴射を停止するだけでは、瞬間的に気筒の出力が「０」
まで低下するので、その際のトルク変動のために不快な
振動を生じる。そのため、近年では、吸気管の分岐路に
吸気制御弁を配置して、段階的に吸気を減少してゆくこ
とによって、トルク変動を低減する提案がなされている
（特開平３−７０８２８号公報参照）。
【０００４】また、それとは別の技術として、減筒制御
を行なって休止させる気筒（休止気筒）側の吸気通路に
設けた吸気制御弁と気筒の入口に設けた吸気弁との間
に、排気系と吸気系とを連通する還流路を設け、この還
流路を介して、排気側から休止気筒の吸気側に既燃ガス
（排気ガス）を還流させて、触媒の温度低下や、Ｏ2セ
ンサー部でのＡ／Ｆリーン化を防ぐ技術もよく知られて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、減筒制
御を行なう内燃機関において、休止気筒に既燃ガスを還
流（以後、排気還流；ＥＧＲと称す）させる構造を採用
する場合には、吸気制御弁と吸気弁との間（以後、デッ
ドスペースと称す）の容積が、休止しない気筒（作動気
筒）よりも休止気筒側の方が大きくなってしまうという
問題がある。
【０００６】例えば、図１３に示す様に、内燃機関Ｐ１
の４つの気筒＃１〜＃４のうち気筒＃２，＃３を休止気
筒とする場合を考えると、休止気筒＃２，＃３側の（吸
気制御弁Ｐ２と吸気弁Ｐ３との間の）吸気通路Ｐ４には
排気還流を行なうための還流路Ｐ５が接続され、その還
流路Ｐ５には減筒制御時以外の時に既燃ガスをカットす
る還流制御弁（ＥＧＲ弁）Ｐ６が設けられている。その
ため、ＥＧＲ弁Ｐ６と吸気通路Ｐ４との間には所定の容
積の空間Ｐ７（図の斜線部分）が形成されるので、作動
気筒＃１，＃４よりも休止気筒＃２，＃３側の方がデッ
ドスペースＰ８の容積が大きくなってしまう。
【０００７】その結果、休止気筒＃２，＃３側では、作
動気筒＃１，＃４側に比べて、減筒制御を行わない通常
制御時には吸入空気量が増大してしまうので、気筒＃１
〜＃４毎の出力がばらついてトルク変動が発生するとい
う問題がある。本発明は、前記課題を解決するためにな
されたものであり、休止気筒のデッドスペースの拡大に
着目し、減筒制御を行なう際に排気還流を行なう内燃機
関において、トルク変動を低減することができる内燃機
関の吸気制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明は、内燃機関の複数の気筒を作動気筒
と休止気筒とに分けて制御する減筒制御を行なうととも
に、該休止気筒に対して排気の還流を行なう内燃機関の
吸気制御装置において、前記気筒の吸気孔を開閉する吸
気弁と、該吸気弁の上流側の吸気通路に配置されて、該
吸気通路を開閉制御する吸気制御弁と、前記休止気筒に
おける前記吸気制御弁と前記吸気弁との間の吸気通路に
接続されて、排気を排気系から吸気系に還流させる還流
路と、該還流路に設けられて、該還流路を開閉制御する
還流制御弁と、を備えるとともに、前記作動気筒側にて
前記吸気制御弁と前記吸気弁との間に形成される第１の
空間の容積と、前記休止気筒側にて前記吸気制御弁と前
記吸気弁と前記還流制御弁との間に形成される第２の空
間の容積とを等しく設定したことを特徴とする内燃機関
の吸気制御装置を要旨とする。
【０００９】請求項２の発明は、前記作動気筒側の吸気
制御弁の取付位置を、前記第１の空間の容積と前記第２
の空間の容積とが等しくなる様に、並列して配置される
前記休止気筒側の吸気制御弁の取付位置と比較してより
上流側に設定したことを特徴とする前記請求項１記載の
内燃機関の吸気制御装置を要旨とする。
【００１０】請求項３の発明は、前記作動気筒側の吸気
制御弁と吸気弁との間の吸気通路を構成する吸気管に、
前記第１の空間の容積と前記第２の空間の容積とが等し
くなる様に、前記吸気通路の容積を増加させる容積増加
室を設けたことを特徴とする前記請求項１記載の内燃機
関の吸気制御装置を要旨とする。
【００１１】請求項４の発明は、内燃機関の複数の気筒
を作動気筒と休止気筒とに分けて制御する減筒制御を行
なうとともに、該休止気筒に対して排気の還流を行なう
内燃機関の吸気制御装置において、前記気筒の吸気孔を
開閉する吸気弁と、該吸気弁の上流側の吸気通路に配置
されて、該吸気通路を開閉制御する吸気制御弁と、前記
休止気筒における前記吸気制御弁と前記吸気弁との間の
吸気通路に接続されて、排気を排気系から吸気系に還流
させる還流路と、該還流路に設けられて、該還流路を開
閉制御する還流制御弁と、を備え、前記内燃機関の作動
時に前記減筒制御を停止する場合には、前記作動気筒側
の吸気制御弁と前記休止気筒側の吸気制御弁との駆動タ
イミングを、吸入空気量を均一になる様に調節すること
を特徴とする内燃機関の吸気制御装置を要旨とする。
【００１２】請求項５の発明は、図１に例示する様に、
前記減筒制御を行なう条件が満たされたか否かを判定す
る減筒条件判定手段と、該減筒条件判定手段によって減
筒制御の条件が満たされたと判断された場合には、所定
の基準タイミングで前記作動気筒側の吸気制御弁と前記
休止気筒側の吸気制御弁とを各々駆動して減筒制御を行
なう減筒制御実行手段と、前記減筒条件判定手段によっ
て減筒制御の条件が満たされないと判断された場合に
は、前記休止気筒側の吸気制御弁の閉タイミングを、前
記基準タイミングより早める非減筒制御実行手段と、を
備えたことを特徴とする前記請求項４記載の内燃機関の
吸気制御装置を要旨とする。
【００１３】
【作用】請求項１の発明では、内燃機関の複数の気筒を
作動気筒と休止気筒とに分けて減筒制御を行なうととも
に、排気の還流路を休止気筒の吸気側に接続して休止気
筒に対して排気の還流を行なっている。そして、特に本
発明では、作動気筒側にて吸気制御弁と吸気弁との間に
形成される第１の空間の容積と、休止気筒側にて吸気制
御弁と吸気弁と還流制御弁との間に形成される第２の空
間の容積とを等しくしているので、減筒制御を停止して
通常の内燃機関の作動を行った場合には、作動気筒側と
休止気筒側とにおける吸入空気量が均一化し、そのため
吸入空気量のばらつきによるトルク変動が低減される。
【００１４】請求項２の発明では、第１の空間の容積と
第２の空間の容積とを等しくする対策として、作動気筒
側の吸気制御弁の取付位置を休止気筒側の吸気制御弁の
取付位置よりも上流側に設定している。このため容積調
節のための吸気通路の形状の変更等の必要がなく、本発
明の実現の手段が簡易化される。
【００１５】請求項３の発明では、第１の空間の容積と
第２の空間の容積とを等しくする対策として、作動気筒
側の吸気制御弁と吸気弁との間の吸気通路を構成する吸
気管に、吸気通路の容積を増加させる容積増加室を設け
ている。従って、吸気制御弁の取付位置の変更の必要が
なく、例えば吸気通路の長さ等の制限のある場合に有効
である。
【００１６】請求項４の発明では、内燃機関の複数の気
筒を作動気筒と休止気筒とに分けて減筒制御を行なうと
ともに、排気の還流路を休止気筒の吸気側に接続して休
止気筒に対して排気の還流を行なっている。そして、特
に本発明では、内燃機関の作動時に減筒制御を停止する
場合には、作動気筒側の吸気制御弁と休止気筒側の吸気
制御弁との駆動タイミングを、吸入空気量を均一になる
様に調節する。つまり、単に制御によって吸入空気量を
調節してトルク変動を低減できるので、吸気制御弁の取
付位置や吸気通路の形状の変更が不要となり、本発明の
目的の達成の手段が一層簡易化される。
【００１７】請求項５の発明では、減筒条件判定手段に
よって減筒制御の条件が満たされたと判断された場合に
は、所定の基準タイミングで作動気筒側の吸気制御弁と
休止気筒側の吸気制御弁とを各々駆動して減筒制御を行
ない、減筒条件判定手段によって減筒制御の条件が満た
されないと判断された場合には、休止気筒側の吸気制御
弁の閉タイミングを基準タイミングより早める。これに
よって、減筒制御を停止している場合における作動気筒
側と休止気筒側での吸入空気量を均一化できるので、そ
の構成が簡易化されることになる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明における実施例である内燃機関
の吸気制御装置を、図面に基づいて説明する。 （実施例１）本実施例の吸気制御装置が搭載されるエン
ジンのシステム構成を図２に示す。
【００１９】図２に示す様に、本実施例のシステム構成
は、４気筒エンジン１と、このエンジン１の吸気系３及
び排気系５と、排気還流（ＥＧＲ）系７と、これらを制
御する電子制御装置（以下単にＥＣＵという）９などか
ら、主として構成されている。以下各構成について詳細
に説明する。
【００２０】前記エンジン１は、４個の気筒＃１〜＃
４を備えており、各気筒＃１〜＃４には、各々図示しな
いカムによって開閉されるインテークバルブ（吸気弁）
１１ａ〜ｄと、エキゾーストバルブ（排気弁）１２ａ〜
ｄとが設けられている。本実施例では、通常の全ての気
筒＃１〜＃４の駆動制御以外に、減筒制御として、４個
の気筒＃１〜＃４のうち２個の気筒＃２，＃３に対する
燃料噴射を停止して当該気筒＃２，＃３を適宜休止させ
る制御を行なう。
【００２１】前記エンジン１の吸気系３には、圧力調
整弁としてのスロットルバルブ１４が配設されており、
このスロットルバルブ１４は、スロットルアクチュエー
タの駆動制御によりスロットル開度を変更する。また、
スロットルバルブ１４の下流側には、１本の吸気通路か
ら４本に分岐する様にして各吸気ポート１５ａ〜ｄが設
けられており、この各吸気ポート１５ａ〜ｄは、各吸気
弁１１ａ〜ｄを介して各気筒＃１〜＃４内部に連通す
る。
【００２２】更に各吸気ポート１５ａ〜ｄの内部には、
各々吸気制御弁１７ａ〜ｄが設けられている。この吸気
制御弁１７ａ〜ｄは、アクチュエータ１９ａ〜ｄの駆動
制御により気筒＃１〜＃４毎に独立して吸気ポート１５
ａ〜ｄの開度を変更するものであり、それによって、各
気筒＃１〜＃４に吸入される吸入空気量を調節して、燃
料噴射の実行／停止に伴うトルク変動を低減する。尚、
図示しない燃料噴射弁は、吸気制御弁１７ａ〜ｄの上流
側に配置される。
【００２３】前記エンジン１の排気系５には、各排気
弁１２ａ〜ｄと連通する４本の排気ポート２１ａ〜ｄが
設けられている。従って、排気弁１２ａ〜ｄから排出さ
れた既燃焼ガスは、分岐した排気ポート２１ａ〜ｄから
合流して、図示しない排ガス浄化触媒等を介して排出さ
れる。
【００２４】またこれとは別に、吸気系３と排気系５
とを接続する様に、触媒の温度低下や、Ｏ2センサ部で
のＡ／Ｆリーン化を防ぐ手段として、既燃ガスを休止気
筒＃２，＃３に戻すいわゆる排気還流（ＥＧＲ）の構造
を備えている。つまり、排気系５と休止気筒＃２，＃３
の吸気ポート１５ｂ，ｃとを連通して、既燃ガスの還流
を行なう還流路２３が設けられており、この還流路２３
には、還流路２３の開閉制御を行なう還流制御弁（ＥＧ
Ｒ弁）２５が設けられている。このＥＧＲ弁２５は、減
筒制御の際には、排気系５から休止気筒＃２，＃３の吸
気ポート１５ｂ，ｃに還流させる既燃ガス量を調節する
ものであり、減筒制御を行わない場合には、その還流を
停止する。
【００２５】更に、前記エンジン１には、減筒制御等
の各種の制御を行なうＥＣＵ７が搭載されており、この
ＥＣＵ７には、周知のＣＰＵ３１，ＲＯＭ３３，ＲＡＭ
３４，入出力部３２が設けられている。また、このＥＣ
Ｕ７には、検出器として各種のセンサ類が接続されてい
る。例えば、各気筒＃１〜＃４のピストンが上死点（Ｔ
ＤＣ）に位置するときにパルス信号を出力するクランク
角センサ３５、所定のクランク角度毎にパルス信号を出
力する回転速度センサ３６、気筒毎にトルクあるいは燃
焼を検出するセンサ３７（例えば筒内圧センサ、トルク
センサ、ノックセンサ）、負荷状態を検出する負荷検出
手段３８（例えばスロットルセンサ、アクセルセン
サ）、騒音あるいは振動を検出する騒音・振動検出手段
３９（例えばノックセンサ）、エミッションの状態を検
出するエミッション検出手段４０（例えばＯ2センサ）
などがある。
【００２６】特に本実施例においては、前記吸気制御弁
１７ａ〜ｄの取付位置を、休止気筒＃２，＃３と作動気
筒＃１，＃４とで違えている。つまり、作動気筒＃１，
＃４の吸気制御弁１７ａ，ｄの取付位置を休止気筒＃
２，＃３の吸気制御弁１７ｂ，ｃの取付位置より、（並
列して配置された各吸気ポート１５ａ〜ｄにおける位置
を比較して）上流側に配設することによって、全ての気
筒＃１〜＃４における各吸気制御弁１７ａ〜ｄから吸気
弁１１ａ〜ｄの間にて形成される連続した空間であるデ
ッドスペースの容積を等しくして、吸入空気量を均一化
している。
【００２７】具体的に説明すると、例えば気筒＃１の吸
気制御弁１７ａから吸気弁１１ａまでの容積をＶ1、同
様に気筒＃２の吸気制御弁１７ｂから吸気弁１１ｂまで
の容積をＶ2、気筒＃３の吸気制御弁１７ｃから吸気弁
１１ｃまでの容積をＶ3、気筒＃４の吸気制御弁１７ｄ
から吸気弁１１ｄまでの容積をＶ4、また還流路２３の
ＥＧＲ弁２５より吸気系３側である配管部５０（図の斜
線部分）の容積をＶ5とすると、本実施例では、Ｖ1＝Ｖ
4＝Ｖ2＋Ｖ3＋Ｖ5となる様に、各吸気制御弁１７ａ〜ｄ
が配置されている。即ち、配管部５０の容積のＶ5分だ
け作動気筒＃１，＃４の吸気制御弁１７ａ，ｄが上流側
に配設されていることによって、デッドスペースの容積
の均一化が図られている。
【００２８】次に、上述した構成を有する吸気制御装置
の動作について説明する。まず、比較のために、前記図
１３の従来のシステムで、通常の全気筒運転をした場合
を説明する。ここでは、図３の様な部分負荷域での吸気
制御弁の早閉じ制御を行った場合における、Ａ点から下
死点（ＢＤＣ）の吸気行程の様子を図４に表す。尚、図
４（ａ）が作動気筒＃１，＃４を、図４（ｂ）が休止気
筒＃２，＃３を示すが、各図の左側にＡ点、右側にＢＤ
Ｃのシリンダの状態を示す。また、ハード構成の各部材
の番号の添え字は省略した。
【００２９】図４に示す様に、Ａ点は吸気制御弁１７が
閉になった瞬間であり、その時の体積を各々ＶS，Ｖ
L（但し、ＶS＜ＶLとする）、空気の密度はともにρ0と
する。この時ピストン５１は下降中である為に、シリン
ダ容積が＋△Ｖとなるまで単純膨張となる。シリンダ容
積が＋△Ｖとなった時に吸気弁１１が閉じた場合、シリ
ンダに取り込まれた空気量は下記式（１），（２）の様
に表すことができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
【数２】
【００３２】（但しＶは吸気弁が閉となった時のシリン
ダ容積） したがってＶρS＜ＶρLとなり、吸気制御弁１７と吸気
弁１１との間の容積が異なる場合、吸気制御弁１７を同
じタイミングで制御した時の吸入空気量が変わってしま
う。
【００３３】そこで、本実施例では、Ｖ1＝Ｖ4＝Ｖ2＋
Ｖ3＋Ｖ5となる様に各吸気制御弁１７を配置することに
よって、全ての気筒＃１〜＃４における吸入空気量を均
一化している。例えば、作動気筒＃１と休止気筒＃２を
例にとって示すと、下記式（３），（４）の様になる。
【００３４】
【数３】
【００３５】
【数４】
【００３６】つまり、本実施例では、Ｖ1＝Ｖ2＋Ｖ3＋
Ｖ5であるから、ＶρS＝ＶρLとなり、吸入吸気量が均
一化していることが分かる。次に、本実施例の吸気制御
装置にて行われる制御動作を、図５のフローチャート及
び図６のマップに基づいて説明する。
【００３７】図５に示す様に、ステップ１０１にて、各
センサ類からの信号に基づいて、エンジン運転状態を
（負荷を示す）アクセル踏込量θ及び回転数ＮＥとして
読み込む。続くステップ１０２にて、図６に示すマップ
より減筒領域であるか否かを判定する。尚、この図６
は、アクセル踏込量θ及び回転数ＮＥと減筒制御領域と
の関係を示すマップであり、図の斜線で示す領域が減筒
制御領域である。
【００３８】ここで、減筒領域でないと判断されると、
ステップ１０３にて通常の吸気制御を行ない、一旦本処
理を終了する。一方、減筒領域であると判断されると、
ステップ１０４にて、休止気筒＃２，＃３に対する燃料
噴射の停止等の減筒制御を行う。それとともに、この減
筒制御時には、休止気筒＃２，＃３に対する既燃ガスの
還流を実行するために、同時にＥＧＲ弁２５がＯＮされ
る。尚、このＥＧＲ弁２５の制御は、例えば開弁開度の
調節やデューティ比制御によって行なうことができる
が、最低限ＯＮ／ＯＦＦ機能のあるもので成立する。ま
た、絞り機能は無くても良い。
【００３９】この様に、本実施例では、減筒制御の際の
休止気筒＃２，＃３に対して排気還流を行なうエンジン
１において、吸気制御弁１７ａ〜ｄの取付位置を休止気
筒＃２，＃３と作動気筒＃１，＃４とで違えることによ
って、即ち、作動気筒＃１，＃４の吸気制御弁１７ａ，
ｄの取付位置を休止気筒＃２，＃３の吸気制御弁１７
ｂ，ｃより上流側に配置することによって、全ての気筒
＃１〜＃４におけるデッドスペースの容積を合致させて
吸入空気量を均一化している。そのため、減筒しないエ
ンジン１の通常の運転を行なう場合には、エンジン１の
トルク変動を低減できるという顕著な効果を奏する。 （実施例２）次に、実施例２について図７に基づいて説
明する。
【００４０】本実施例の吸気制御装置は、制御方法等は
前記実施例１とほぼ同様であり、ハード構成のみが大き
く異なるので、異なる点を詳細に説明する。尚、以下の
説明では前記実施例１と同じハード構成には同じ番号を
付した。図７に示す様に、エンジン１は、４個の気筒＃
１〜＃４を備えており、各気筒＃１〜＃４には、各々吸
気弁１１ａ〜ｄと排気弁１２ａ〜ｄとが設けられてい
る。本実施例では、２個の気筒＃２，＃３を休止させる
減筒制御を行なう。
【００４１】前記エンジン１の吸気系３のスロットルバ
ルブ１４の下流には、各吸気ポート１５ａ〜ｄが設けら
れ、各吸気ポート１５ａ〜ｄの内部には各々吸気制御弁
１７ａ〜ｄが設けられている。一方、前記排気系５に
は、排気ポート２１ａ〜ｄが設けられている。また、排
気系５と休止気筒＃２，＃３の吸気ポート１５ｂ，ｃと
を連通して還流路２３が設けられており、還流路２３に
はＥＧＲ弁２５が設けられている。
【００４２】特に本実施例においては、作動気筒＃１，
＃４における各々の吸気制御弁１７ａ，ｄと吸気弁１１
ａ，ｄとの間の吸気ポート１５ａ，ｄ部分（デッドスペ
ース）に、吸気管の形状を変更して、デッドスペースの
容積を増加させる容積増加室Ｚａ，ｄ（容積Ｖz）が各
々設けられている。
【００４３】つまり、作動気筒＃１，＃４側のデッドス
ペースを構成する吸気管の形状を、あらかじめ、Ｖ1＝
Ｖ4＝Ｖ2＋Ｖ3＋Ｖz（但し、Ｖ1〜Ｖ4の添字は気筒番号
に一致する）となるように、容積増加室Ｚａ，ｄのよう
なボリュームを設けることで、吸入空気量のばらつきを
抑えることができる。
【００４４】この様に、本実施例では、デッドスペース
の容積を所定容積の容積増加室Ｚａ，ｄを設けることで
増加させることにより、前記実施例１と同様な効果を奏
するとともに、例えば吸気制御弁１７ａ〜ｄの取付位置
に制限がある場合等に有効であるという利点がある。 （実施例３）次に、実施例３について図８に基づいて説
明する。
【００４５】本実施例の吸気制御装置は、前記実施例１
とはハード構成が大きく異なるので、異なる点を詳細に
説明する。図８に示す様に、エンジン１は、６個の気筒
＃１〜＃６を備えており、各気筒＃１〜＃６には、各々
吸気弁１１ａ〜ｆと排気弁１２ａ〜ｆとが設けられてい
る。本実施例では、３個の気筒＃１〜＃３を休止させる
減筒制御を行なう。
【００４６】前記エンジン１の吸気系３のスロットルバ
ルブ１４の下流には、各吸気ポート１５ａ〜ｆが設けら
れて、各吸気ポート１５ａ〜ｆの内部には各々吸気制御
弁１７ａ〜ｆが設けられている。一方、前記排気系５に
は、排気ポート２１ａ〜ｆが設けられている。また、排
気系５と休止気筒＃１〜＃３の吸気ポート１５ａ〜ｃと
を連通して還流路２３が設けられており、還流路２３に
はＥＧＲ弁２５が設けられている。
【００４７】特に本実施例においては、作動気筒＃４〜
＃６の吸気制御弁１７ｄ〜ｆの取付位置を、休止気筒＃
１〜＃３の吸気制御弁１７ａ〜ｃの取付位置より（並列
に配置された取付位置にて比較すると）上流側に配設す
ることによって、全ての気筒＃１〜＃６における吸入空
気量を均一化している。
【００４８】つまり、本実施例では、各気筒＃１〜＃６
の吸気制御弁１７ａ〜ｆから吸気弁１１ａ〜ｆまでの容
積を各々Ｖ1〜Ｖ6とし、配管部５０（図の斜線部分）の
容積をＶ50とすると、Ｖ4＝Ｖ5＝Ｖ6＝Ｖ1＋Ｖ2＋Ｖ3＋
Ｖ50となる様に各吸気制御弁１７ａ〜ｆが配置されてい
る。即ち、配管部５０の容積のＶ50分だけ作動気筒＃４
〜＃６の吸気制御弁１７ｄ〜ｆが上流側に配設されてい
る。
【００４９】この様に、本実施例では、６気筒のエンジ
ン１においても、作動気筒＃４〜＃６の吸気制御弁１７
ｄ〜ｆの取付位置を変更するだけで、前記実施例１と同
様な効果を奏する。 （実施例４）次に、実施例４について図９〜図１２に基
づいて説明する。
【００５０】本実施例の吸気制御装置は、ハード構成は
従来と同様であるが、その制御方法が大きく異なるの
で、異なる点を詳細に説明する。図９に示す様に、エン
ジン１は、４個の気筒＃１〜＃４を備えており、各気筒
＃１〜＃４には、各々吸気弁１１ａ〜ｄと排気弁１２ａ
〜ｄとが設けられている。本実施例では、２個の気筒＃
２，＃３を休止させる減筒制御を行なう。
【００５１】前記エンジン１の吸気系３のスロットルバ
ルブ１４の下流には、各吸気ポート１５ａ〜ｄが設けら
れて、各吸気ポート１５ａ〜ｄの内部には各々吸気制御
弁１７ａ〜ｄが設けられている。一方、前記排気系５に
は、排気ポート２１ａ〜ｄが設けられている。また、排
気系５と休止気筒＃２，＃３の吸気ポート１５ｂ，ｃと
を連通して還流路２３が設けられており、還流路２３に
はＥＧＲ弁２５が設けられている。
【００５２】更に、本実施例の制御を行なうための周知
のＥＣＵ９や、それらに接続されたセンサ類が設けられ
ている。尚、本実施例においては、各吸気制御弁１７ａ
〜ｄの位置の変更や吸気管の形状の変更等は特に行われ
ていないので、休止気筒＃２，＃３のデッドスペースの
容積は、作動気筒＃１，＃４のデッドスペースの容積よ
りも大きいままである。
【００５３】次に、本実施例の吸気制御装置の制御の特
徴について、図１０に基づいて説明する。この図１０
は、各気筒＃１〜＃４毎のクランク角度に応じた吸気弁
１１ａ〜ｄ，排気弁１２ａ〜ｄ，吸気制御弁１７ａ〜ｄ
の動作の様子を示したものである。
【００５４】図１０に示す様に、本実施例では、休止気
筒＃２，＃３における（太い実線で示す）閉タイミング
を、（１点鎖線で示す）基準タイミングより早く設定し
ている。つまり、休止気筒＃２，＃３の吸気制御弁１７
ｂ，ｃの閉タイミングを早くすることによって、デッド
スペースが大きな休止気筒＃２，＃３における吸入空気
量を少なくして、作動気筒＃１，＃４と休止気筒＃２，
＃３との吸入空気量を均一にしている。尚、図１０にお
いて、斜線部分は、１８０℃Ａ毎の基準タイミングから
吸気制御弁１７ａ〜ｄが閉じられるまでの空気の吸入状
態を示したものである。
【００５５】次に、本実施例の出力装置の動作につい
て、図１１のフローチャート及び図１２のマップに基づ
いて説明する。図１１に示す様に、ステップ２０１に
て、各センサ類からの信号に基づいて、エンジン運転状
態を（負荷を示す）アクセル踏込量θ及び回転数ＮＥと
して読み込む。
【００５６】続くステップ２０２にて、前記実施例１で
説明した図６に示すマップより減筒領域であるか否かを
判定する。ここで、減筒領域であると判断されると、ス
テップ２０３にて、休止気筒＃２，＃３に対する燃料噴
射の停止等の減筒制御を行う。それとともに、この減筒
制御時には、休止気筒＃２，＃３に対する既燃ガスの還
流を実行するために、同時にＥＧＲ弁２５がＯＮされ
る。
【００５７】一方、減筒領域でないと判断されると、ス
テップ２１０にて、減筒制御でない通常の吸気制御を行
なう。具体的には、ステップ２１１にて、図１２に示す
マップＢより、負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づい
て、休止気筒＃２，＃３における吸気制御弁１７ｂ，ｃ
の閉時期（閉タイミング）を求め、この閉時期から開時
間を算出する。また、ステップ２１２にて、図１２に示
すマップＣより、負荷とエンジン回転数ＮＥとに基づい
て、作動気筒＃１，＃４における吸気制御弁１７ａ，ｄ
の閉時期を求め、この閉時期から開時間を算出し、一旦
本処理を終了する。
【００５８】そして、この算出した各気筒＃１〜＃４に
おける吸気制御弁１７ａ〜ｄの各々の開時間に基づい
て、吸気制御弁１７ａ〜ｄを所定の基準タイミングで開
弁してから前記開時間後に閉弁する。この様に、本実施
例では、ハード構成は従来と同様であるが、休止気筒＃
２，＃３の吸気制御弁１７ｂ，ｃの閉タイミングを調節
することによって、休止気筒＃２，＃３と作動気筒＃
１，＃４における吸入空気量を均一にすることができる
ので、前記実施例１と同様な効果を奏する。特に本実施
例では、ハード構成は従来のものを変更しないで使用で
きるので、一層容易に本発明の目的であるトルク変動を
低減できるという利点がある。
【００５９】尚、本発明は、２気筒を休止させるものに
限らず、１気筒もしくは２気筒以上を休止させるものに
も適用でき、直列多気筒エンジンに限らず、Ｖ型等各種
のエンジンに適用できる。尚、本発明は前記実施例にな
んら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において種々の態様で実施しうることはいうまで
もない。
【００６０】
【発明の効果】以上詳述した様に、請求項１の発明で
は、作動気筒側にて吸気制御弁と吸気弁との間に形成さ
れる第１の空間の容積と、休止気筒側にて吸気制御弁と
吸気弁と還流制御弁との間に形成される第２の空間の容
積とを等しくしているので、減筒制御を停止して通常の
内燃機関の作動を行った場合には、作動気筒側と休止気
筒側とにおける吸入空気量が均一化する。その結果、吸
入空気量の各気筒間のばらつきによるトルク変動が低減
され、不快な振動が減少するという顕著な効果を奏す
る。
【００６１】請求項２の発明では、第１の空間の容積と
第２の空間の容積とを等しくする対策として、作動気筒
側の吸気制御弁の取付位置を休止気筒側の吸気制御弁の
取付位置よりも上流側に設定している。この結果、容積
調節のための吸気通路の形状の変更等の必要がなくな
り、トルク変動低減の手段が簡易化されるという利点が
ある。
【００６２】請求項３の発明では、第１の空間の容積と
第２の空間の容積とを等しくする対策として、作動気筒
側の吸気制御弁と吸気弁との間の吸気通路を構成する吸
気管に、吸気通路の容積を増加させる容積増加室を設け
ている。従って、吸気制御弁の取付位置の変更の必要が
なくなるので、例えば吸気通路の長さ等の制限のある場
合に有効であるという利点がある。
【００６３】請求項４の発明では、内燃機関の作動時に
減筒制御を停止する場合には、作動気筒側の吸気制御弁
と休止気筒側の吸気制御弁との駆動タイミングを、吸入
空気量を均一になる様に調節している。つまり、単に制
御によって吸入空気量を調節するだけで、トルク変動を
低減できるので、吸気制御弁の取付位置や吸気通路の形
状の変更が不要となり、一層容易にトルク変動を低減す
ることができる。
【００６４】請求項５の発明では、減筒制御の条件が満
たされたと判断された場合には、所定の基準タイミング
で作動気筒側の吸気制御弁と休止気筒側の吸気制御弁と
を各々駆動して減筒制御を行ない、一方、減筒制御の条
件が満たされないと判断された場合には、休止気筒側の
吸気制御弁の閉タイミングを基準タイミングより早めて
いる。これによって、減筒制御を停止している場合にお
ける作動気筒側と休止気筒側での吸入空気量を均一化で
きるので、簡易な構成でトルク変動を低減できるという
利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項５の発明を例示する概略構成図であ
る。
【図２】 実施例１の吸気制御装置を装備したエンジン
の全体構成図である。
【図３】 吸気制御弁の動作を示す説明図である。
【図４】 吸入空気量の算出手順を示す説明図である。
【図５】 実施例１の吸気制御処理を示すフローチャー
トである。
【図６】 実施例１の減筒制御領域の設定を示すマップ
である。
【図７】 実施例２の吸気制御装置を装備したエンジン
の全体構成図である。
【図８】 実施例３の吸気制御装置を装備したエンジン
の全体構成図である。
【図９】 実施例４の吸気制御装置を装備したエンジン
の全体構成図である。
【図１０】 実施例４の吸気制御弁の動作を示す説明図
である。
【図１１】 実施例４の吸気制御処理を示すフローチャ
ートである。
【図１２】 実施例４の吸気制御弁の閉時期の設定を示
すマップである。
【図１３】 従来の吸気制御装置の説明図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ３…吸気系、５…排
気系、 ７…排気還流系（ＥＧＲ
系）、９…電子制御装置（ＥＣＵ）、 １１ａ〜ｆ…
吸気弁、１２ａ〜ｆ…排気弁、 １５ａ〜ｆ
…吸気ポート、１７ａ〜ｆ…吸気制御弁、 ２３
…還流路、２５…還流制御弁（ＥＧＲ弁）、 ５０…配
管、Ｚａ，Ｚｄ…容積増加室、 ＃１〜＃６…気
筒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｂ (72)発明者 小幡 治征 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の複数の気筒を作動気筒と休止
    気筒とに分けて制御する減筒制御を行なうとともに、該
    休止気筒に対して排気の還流を行なう内燃機関の吸気制
    御装置において、 前記気筒の吸気孔を開閉する吸気弁と、 該吸気弁の上流側の吸気通路に配置されて、該吸気通路
    を開閉制御する吸気制御弁と、 前記休止気筒における前記吸気制御弁と前記吸気弁との
    間の吸気通路に接続されて、排気を排気系から吸気系に
    還流させる還流路と、 該還流路に設けられて、該還流路を開閉制御する還流制
    御弁と、 を備えるとともに、 前記作動気筒側にて前記吸気制御弁と前記吸気弁との間
    に形成される第１の空間の容積と、前記休止気筒側にて
    前記吸気制御弁と前記吸気弁と前記還流制御弁との間に
    形成される第２の空間の容積とを等しく設定したことを
    特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
  2. 【請求項２】 前記作動気筒側の吸気制御弁の取付位置
    を、前記第１の空間の容積と前記第２の空間の容積とが
    等しくなる様に、並列して配置される前記休止気筒側の
    吸気制御弁の取付位置と比較してより上流側に設定した
    ことを特徴とする前記請求項１記載の内燃機関の吸気制
    御装置。
  3. 【請求項３】 前記作動気筒側の吸気制御弁と吸気弁と
    の間の吸気通路を構成する吸気管に、前記第１の空間の
    容積と前記第２の空間の容積とが等しくなる様に、前記
    吸気通路の容積を増加させる容積増加室を設けたことを
    特徴とする前記請求項１記載の内燃機関の吸気制御装
    置。
  4. 【請求項４】 内燃機関の複数の気筒を作動気筒と休止
    気筒とに分けて制御する減筒制御を行なうとともに、該
    休止気筒に対して排気の還流を行なう内燃機関の吸気制
    御装置において、 前記気筒の吸気孔を開閉する吸気弁と、 該吸気弁の上流側の吸気通路に配置されて、該吸気通路
    を開閉制御する吸気制御弁と、 前記休止気筒における前記吸気制御弁と前記吸気弁との
    間の吸気通路に接続されて、排気を排気系から吸気系に
    還流させる還流路と、 該還流路に設けられて、該還流路を開閉制御する還流制
    御弁と、 を備え、 前記内燃機関の作動時に前記減筒制御を停止する場合に
    は、前記作動気筒側の吸気制御弁と前記休止気筒側の吸
    気制御弁との駆動タイミングを、吸入空気量を均一にな
    る様に調節することを特徴とする内燃機関の吸気制御装
    置。
  5. 【請求項５】 前記減筒制御を行なう条件が満たされた
    か否かを判定する減筒条件判定手段と、 該減筒条件判定手段によって減筒制御の条件が満たされ
    たと判断された場合には、所定の基準タイミングで前記
    作動気筒側の吸気制御弁と前記休止気筒側の吸気制御弁
    とを各々駆動して減筒制御を行なう減筒制御実行手段
    と、 前記減筒条件判定手段によって減筒制御の条件が満たさ
    れないと判断された場合には、前記休止気筒側の吸気制
    御弁の閉タイミングを、前記基準タイミングより早める
    非減筒制御実行手段と、 を備えたことを特徴とする前記請求項４記載の内燃機関
    の吸気制御装置。
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