JPS6045738A - 気筒数制御エンジンの燃料制御装置 - 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
上か望まれており、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しこは
、一部の気筒に対する燃料供給をカットして他の気筒に
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
の気筒数制御手段を備え、かつ、エンジン回転数、スロ
ットル／ヘルプ開度、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
することが多くなっている。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である。

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、減筒運転時にあっては微低速トル
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っ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、本発明にあっては、燃料減
量が停止されるすなわち燃料復帰がなされる所定のエン
ジン回転を、減筒運転時の方が全筒運転時よりも大きく
なるようにしである。

具体的には、第１図に示すように、従来同様、気筒数制
御手段および減筒判別手段を有して、エンジンの運動状
態に応じて全筒運転と減筒運転との切換えが行われる。

また、燃料は、燃料調整装置としての例えば電子制御式
燃料噴射装置における燃料噴射量制御手段によって、所
定のものに設定されて、燃料噴射弁よりエンジンの吸気
負圧へ噴射される。そして、本発明あっては、減筒判別
手段からの出力を受ける燃料復帰手段、および回転数検
出手段と減速検出手段からの出力を受ける燃料減量手段
を有して、減速時には、燃料減量手段により前記燃料噴
射量制御手段を制御して、エンジンが所定回転数に低下
するまでの間燃料を減量させるー・方、燃料復帰手段が
、減筒運転時の方が全′ｖＩ運転時よりも上記所定のエ
ンジン回転数が大きくなるように制御する。

（実施例） 第２図において、■はエンジン本体で、吸入空気は、エ
アクリーナ２、スロットルチャンバ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
うになっており、上記吸入空気量はスロットルバルブ９
により制御される。また、前記燃料室６からの排気カス
は、排気ポート１０より排気マニ示ルト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、クランクシャフト（図示略）
により回転駆動されるカムシャフト１６、該カムシャフ
トに設けられたカム１７、ロンカアーム１８．１９、該
口、カアーム１８．１９の揺動支点を構成するタペット
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２０．２１に対しては、弁駆動制御装置２
２．２３が旧設されている。

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が消磁時にあっては、タペット２０．２１の
ロッカアーム１８．１９に対する揺動支点が図中下方へ
変位した位置にあって、カムシャフト１６の回転に応し
てロッカアーム１８．１９か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って、カムシャフト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５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”ントロールユニット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、
吸気負圧センサ２８で検出された吸気負圧、点火コイル
２９からのエンジン回転数、スロットルセンサ３０から
のスロットルポジション、アイドルスイッチ３１からの
スロットル／ヘルプ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
ントロールユニット２６からは、前記両ソレノイド２４
．２５および燃料噴射弁８に対して出力される。

なお、ｔ５２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図に示すフローチャートに基いて
説明するが、上記フローチャートは、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設していくこととする。

工気筒判別ルーチン（ステップ３６〜４７）先ず、ステ
ップ３６においてイニシャライズされて、気筒数フラグ
が１とされると共に減量フラグがＯとされる。この気筒
数フラグは、「１」のときが全筒運転を、ｒＱＪのとき
が減筒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、スロットルポジシ
ョン、アイドルスイッチ信号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３８〜４０で順次判別される。すなわち、
冷却水温か設定値Ｔ。（例えば６０°Ｃ）以上の高温で
あり（ステップ３８）、エンジン回転数が設定値Ｎ。（
例えば２０００ｒｐｍ）以下の低速であり（ステ・ンプ
３９）、加速状態ではない定常あるいは減速走行である
（ステップ４０）、という全ての条件を満たした場合に
は、ステップ４１へ移行する。なお、加速状態であるか
否かは、スロットルポジションの変化を時間で微分して
加速度を得て、該加速度か設定加速度よりも大きいか否
かで判別される。

上記ステップ４１からは、ステップ３６で気筒数フラグ
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４２へ移行し、ここで、吸気負圧が設定値２４以
上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４３へ移行
し、ここで気筒数フラグが０とされる。

上記ステップ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、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
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、ＩｉＩ述したのと同様
ステップ４１へ移行する。そして、ステップ４１におい
ては、ステ・ンプ４３で前述のように気筒数フラグがＯ
とされている結果、ステップ４５へ移行して、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
Ｐ、は全筒運転時のものを用いである（　Ｐ　２　＞　
Ｐ　４　）。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
が防止される（ハンチング防止）。

ここで、冷却水温が設定値Ｔ。より低い場合、エンジン
回転数が設定値Ｎｏより高い場合、加速する場合、吸気
負圧か設定値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４６に移行して、ここで気前
数フラグが１とされた後、ステップ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、全ての気筒の吸拳掴気弁１２．１
３が開閉運動される全筒運転となる。

ＩＩ減速判別および燃料演算ルーチン（ステップ４８〜
６１） 先ず、ステップ４８で、アイドルスイー７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
のスロットル全閉時には、ステップ４９へ移行する。こ
のステップ４９では、エンジン冷却水温が設定値ＴＩ　
（例えば４５°Ｃ，Ｔ。

＜　Ｔ　ｏ　）より大きいか否かが判別されて、改定値
Ｔ１よりも大きい場合はステップ５０へ移行する。

そして、このステップ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
ップ５１へ、また０である減筒運転時の場合はステップ
５４へ移行する。

上記ステップ５１では、吸気負圧が全筒運転時の一設定
数Ｐａ（例えば−１６０ｍｍＨｇ）より大きいか否かが
判別されて、設定値Ｐａより小さい場合は、ステップ５
２へ移行する。このステップ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Ｎ
４より大きいか否かが判別されて、該設定値Ｎ４より大
きい場合はステップ５３゛＼移行する。そして、このス
テップ５３で全筒運転時における減量された減速用燃料
η、（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・ンプ５７で減量フラグを
１とする。

また、前記ステップ５４では、吸気負圧が減筒運転時の
設定値Ｐｂ’（例えば−２１’ＯｍｍＨｇ、Ｐａ＞Ｐｂ
）より大きいか否かが判別されて、設定値Ｐｂより小さ
い場合はステ、プ５５へ移行する。このステップ５５で
は、エンジン回転数か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・ンブ５６へ移行する。そして、このステップ５６で
減筒運転時における減量された減速用燃料η、（実施例
では一定値でη４〉η７）か設定され、Ｆ／ＣＦｕｅｌ
としてストアされた後、ステップ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、ステップ５１．５４での設定値がＰａ、Ｐ
ｂ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負圧の大きさに相違
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Ｎ　４　、Ｎ　２　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、減筒時の方を全部時よりも大きくするため
で、当然のことながらＮ　２　＞　Ｎ　４である。なお
、ステップ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。

一方、アイドルスイッチ３１がＯＦＦのとき、冷却水温
が設定値Ｔ、より小さい場合、吸気負圧が設定値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、ステップ５８へ移行する。

上記ステップ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、ステップ５８において、エン
ジン回転数および吸気負圧より、基本燃料噴射量でか演
算される。勿論、このステップ５８においては、ステッ
プ４４．４７がらの減筒運転であるか全筒運転であるか
の出力に応して、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を演算するもの
である。

次に、ステップ５９において、冷却水温に基づく補正係
数Ｃ，か上記基本燃料噴射量τに掛は合わされて、燃料
噴射量が補正される（補正燃料噴射量で、）。この補正
により得られた補正燃料噴射量で、に対しては、ステッ
プ６ｏにおいて、吸気温度に基づく補正係数０２が掛は
合わされて、補正燃料噴射量で２か得られ、これがＦｕ
ｅｌとしてストアされる。

この後、ステップ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図のフローチャートは第３図のフロ
ーチャートに対して、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、ステップ６２において、減量フラグが１であ
るかＯであるかが判別され、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、ステップ６２で、減量フラグがＯのとき、すなわ
ち減速時ではなく、エンジン回転数が」二数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、ステップ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
、前記ステップ６０での燃料噴射量で２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からで
２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、ステップ６５へ移行して、稼動気
筒のＴＤＣタイミングであるが否かが判定され、稼動気
筒のＴＤＣタイミングであればステップ６４へ移行して
上記の場合と同しようにして燃料噴射弁８からで２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図のフローチャートは、第
３図のフローチャートに対して、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、先ずステップ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Ｏのときはそのまま復帰し、また、減量フラグが１の
ときは、ステップ６７においてステ、プ５３あるいは５
６において設定された燃料噴射量Ｆ　／　ＣＦ　ｕ　ｅ
ｌ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／ＣＦｕｅ１分の燃料が噴射される
。

以上のような制御内容を、要約して図式的に第６図に示
しである。

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。

４＞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を設けてカムシャフト１６と吸・排気弁１
２．１３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ャ・ンタへルブを
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立
して燃料噴射弁等の燃料供給装置を設けたものにあって
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力・
ン卜する方が、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２６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かでき
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、零すなわち燃料カッ
トとしてもよい。

（，０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く、また全筒運転
時と減筒運転時とでの減量燃料を同じとしてもよい。

■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「ＩＪではなく、パルスの周期を変えることによっ
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。

【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系統図。 第３図〜第５図は本発明の制御内容の一例を示すフロー
チャート。 第６図は本発明の制御内容の一例を図式的に示す図。 １・・・拳・φエンジン本体 ７・−・・・・吸気通路 ８・・・・・・燃料噴射弁 ９・・・ｅ・・スロットルバルブ １２・９−・・・吸気弁 １３・・・・・・排気弁 ２２．２３・・・弁駆動制御装置 ２６・・拳・・・コントロールユニット３１・・ｅ・・
番アイドルスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの運動状態に応して、一部の気筒に対す
   る燃料供給をカン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＃ｌ供給をカットする気筒数制御手
   段と、 エンジンの吸気通路に燃料を供給するための燃才）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、 ＋ｉｉＩ記回転数回転数検出手段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、減速時に所定ツエ
   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、 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。