JPS6036736A - 気筒数制御エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｓ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ネ；Ｉ供給をカットして他の気筒に
対する充項効率を高める等により省燃費を図っている。

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ットして減筒運転へ切換えるため
の気筒数切換手段を備え、かつ、エンジン回転数、スロ
ットルバルブ開度、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切換手段に出力する減筒判
別手段を備えている。

しかしながら、従来のものにあっては、減筒運転時に加
速を行う際、ノッキングを生じることがあり、ドライバ
ビリティ向−Ｌの一ヒで好ましくないという問題があっ
た。勿論、加速時には高出力を必要とするため全筒運転
へと切換えられるものであるが、この切換えには多少の
応答遅れがあるため、全筒運転になるまでの間に多少の
ノッキングを生じてしまい、かつまた全筒運転へ切換え
るには至らないいわゆる緩加速の場合にもノッキングが
生じ易いものとなっていた。

上述のような原因を追求したところ、特に減筒運転にお
いては、エンジンの吸気温度がノッキングに大きな影響
を与えていることが判明した。すなわち、ノッキングに
関連した大きな要素とじては、エンジン負荷、圧縮比、
吸気温度等が知られているが、減筒運転時には、全筒運
転時に比して充項効率が向−１−するため燃料が供給さ
れている気筒に対する圧縮比が上がるので、同じ吸気温
度でも、減筒運転時には全筒運転時よりもノッキングが
生じ易くなる。

（発明のｌ」的） 本発明は以−１−のような事情を勘案してなされたもの
で、減筒運転時に、吸気温度の影響によってはノッキン
グが生じないようにした気筒数制御エンジンを提供する
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、本発明にあっては、エンジ
ンの吸気温度が設定値以上になったときに、加速の有無
等に拘らず全筒運転を行うようにしである。すなわち、
減筒運転するか否かを判別するために検出するエンジン
運転状態として、吸気温度という要素を新たに加えたも
のである。

１１体的には、第１図に示すように、全気筒選択制御手
段を看して、吸気温度検出手段からの出力（温度）が設
定値以にである場合には、全筒運転を選択する旨の信号
を当該全気筒選択制御手段から気筒数切換手段へ出力す
るようにしである。

（実施例） 第２図において、ｌはエンジンの本体で、吸入空気は、
エアクリーナ２、エアフローチャンバ３、スロットルチ
ャンバ４、吸気マニホルド５、吸気ボート６を経て燃焼
室７へ供給され、」二記エアクリーナ２から吸気ボート
６までの間の経路が、吸気通路８を構成している。この
吸気通路８を流れる吸入空気は、エアフローセンサ９に
より計量された後、燃料噴射弁１０からの燃料が混合さ
れるようになっており、上記吸入空気量はスロットルバ
ルブ１１により制御される。また、前記燃料室７からの
排気ガスは、排気ポート１２より排気マニホルド１３等
を経て、大気に排出される。

前記吸気ボート６を開閉する吸気弁１４および排気ポー
ト１２を開閉する排気弁１５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１４．１５を閉弁方向へ付勢するターンス
プリング１６．１７の他、クランクシャフト（図示略）
により回転駆動されるカムシャフト１８、該カムシャフ
トに設けられカム１９、ロッカアーム２０．２１、該ロ
ッカアーム２０．２１の揺動支点を構成するタペット２
２．２３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ｌ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、１番気筒と４番気筒と
が適宜休止すなわち燃料供給がカットされる気筒となっ
ており、このため、１番気筒と４番気筒用のタペット２
２．２３に対しては、弁駆動制御装置２４．２５が付設
されている。

前記弁駆動制御装置２４．２５は、それぞれソレノイド
２６．２７により切換、駆動されるもので、ソレノイド
２６．２７が消磁時にあっては、タペット２２．２３の
ロッカアーム２０．２１に対する揺動支点が図中下方へ
変位した位置にあって、カムシャフト１８の回転に応じ
てロッカア−ム２０．２■が揺動して全ての気筒の吸・
排気弁１４．１５を開閉する全筒運転となる。逆に、ソ
レノイド２６．２７が励磁されると、上記揺動支点が図
中−ヒ方へ変位した位置となって、カムシャフト１８と
吸・排気弁１４．１５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１４．１５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２４．２５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２８はマイクロコンピュータからなるコントロ
ールユニットで、該コントロールユニット２８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２６．２７を
制御するものである。なお、このコン、トロールユニッ
ト２８は、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、この点火時期
等の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。

−ｌｚ　記コントロールユニット２８には、スロットル
バルブ１１の開度、冷却水温センサ２９からのエンジン
温度としてのエンジン冷却水温度、吸気通路８に設けら
れた吸気温センサ３０からの吸気温度、吸気負圧センサ
３１で検出された吸気負圧、及び点火コイル３２からの
エンジン回転数がそれぞれ人力される一方、該コントロ
ールユニット２８からは、前記両ソレノイド２６．２７
に対して出力される。

なお、第２図中３３はデストリピユータ、３４は点火プ
ラグ、３５はバッテリである。

次に、前記コントロールユニット２８による制御内容に
ついて、第３図に示すフローチャートに基いて説明する
。

先ず、ステップ３６においてイニシャライズされて、フ
ラグが１とされる。このフラグは、「１」のときが全筒
運転を、また「０」のときが減筒運転を意味するもので
ある。

次いで、ステップ３７において、吸気温度、エンジン冷
却水温、吸気負圧、エンジン回転数、スロットルバルブ
開度の各データが入力される。

この後、ステップ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
かがステップ３８〜４１で順次判別される。すなわち、
吸気温度が設定値Ｆｌ、（例えば８０°Ｃ）以下の低温
であり（ステップ３８での判別）、冷却水温が設定値Ｔ
。（例えば６０°Ｃ）以」−の高温であり（ステップ３
９での判別）、エンジン回転数が設定値Ｎ。（例えば２
５００ｒｐｍ）以下の低速であり（ステップ４０での判
別）、加速状態ではない定常あるいは減速走行と判定さ
れた場合（ステップ４１での判別）である、という全て
の条件を満たした場合には、ステップ４２へ移行する。

なお、加速状態であるか否かは、スロットル開度の変化
θを時間ｔで微分して加速度αを得て、この加速度αが
設定値α０より大きいか否かで判別される。

」二記ステップ４２からは、ステップ３７でフラグが１
であるとイニシャライズされているので、最初はステッ
プ４３へ移行し、ここで、吸気負圧が設定値Ｐ４以−ヒ
であるか否かが判別される。そして、吸気負圧が設定値
Ｐ４以下の低負荷である場合は、ステップ４５へ移行し
、ここでフラグが０とされる。

上記ステ・ンプ４５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、ステップ４６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２６．２７が励磁され
て、１番気筒と４番気筒の吸・Ｄ１気弁１４．１５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、再びステップ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ップ４２へ移行する。そして、ステ
ップ４２においては、ステップ４５で前述のようにフラ
グがＯとされている結果当該ステップ４２のフラグがＯ
に変換されていることとなるので、ステップ４４へ移行
し０ て、ここで吸気負圧が設定値Ｐ２より大きいか否かが判
別される。すなわち、吸気負圧は、例えばエンジンの回
転数が同じであっても減筒運転時と全筒運転時とでは異
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負圧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
となる吸気負圧Ｐ４は全筒運転時のものを用いである（
Ｐ２＞Ｐ４）。これにより、吸気負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ばんに行われる
のが防１１こされる（ハンチング防止）。

ここで、吸気温度が設定値Ｆｏより高い場合、冷却水温
が設定値Ｔｏより低い場合、エンジン回転数が設定（＃
　Ｎ　ａ　より高い場合、加速する場合、吸気負圧が設
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、ステップ４７に移行して、ここでフラグが１と
された後、ステップ４８において全筒運転すべき旨の出
力がなされｌす る。すなわちソレノイド２６．２７を消磁して、全ての
気筒の吸・排気弁１４．１５が開閉運動される全筒運転
となる。

以−１一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１
にする気筒の数は、全気筒数の半分に必らず、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。

■体１Ｌ気筒を構成するには、動弁機構に弁駆動制御装
置２４．２５を設けてカムシャフト１８と吸争排気弁１
４．１５との連動を遮断するものに限らず、例えば休１
にすべき気筒に対応した吸気通路にシャッタバルブを設
けて該休止すべき気筒に対する混合気の供給をカットす
るようにしてもよい。また、各気筒に対して個々独ケし
て燃料噴射弁等の燃ネ１供給装置を設けたものにあって
は、休２ 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
カッ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。もっとも
、休止すべき気筒に対する吸入空気供給をもカットする
方が、いわゆるボ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。

■コントロールユニット２８は、アナログ式、デジタル
式いずれのコンピュータによっても構成することができ
る。

（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、吸気温度
が設定値以上の高温になったときには、ノッキング回避
に有利な全筒運転を行うようにしたので、吸気温度の高
いときに減筒運転をしてノッキングが生じてしまうとい
うような事態を確実に防止でき、ドライバビリティ向上
の」二でまたエンジン損傷防１１この上で好ましいもの
となる。

【図面の簡単な説明】

３ 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系統図。 第３図は本発明の制御内容の一例を示すフローチャー１
・。 】・・ｅ・・拳エンジン本体 ８・・・・・・吸気通路 １４・・・・・吸気弁 １５・・・・・排気弁 ２４．２５・・弁駆動制御装置 ２６．２７日ソレノイド ２８・・・・Φコントロールユニット ３０・・・φ・吸気温センサ ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （＋）全ての気筒に対して燃料供給が行われる全筒運転
   から一部の気筒に対する燃料供給をカットすして減筒運
   転への切換を行うための気筒数切換手段を備え、エンジ
   ンの運転状態に応じて、前記気筒数切換手段を制御して
   前記全筒運転と減筒運転とのいずれか一方の運転を行う
   ようにした気筒数　。 制御エンジンにおいて、 吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、前記吸気温度
   検出手段からの出力を受け、吸気温度が設定値具−４−
   の高温となったときに、前記気筒数切換手段を制御して
   全筒運転を選択させる全気筒選択制御手段と、 を備えていることを特徴とする気筒数制御エンジン。