JP7632077B2 - Engine Control Unit - Google Patents
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Description
本発明は、変速機を備える車両に搭載されて、複数の気筒が形成されたエンジン本体と、吸気通路と、当該吸気通路を開閉するスロットル弁と、各気筒にそれぞれ燃料を供給する燃料供給手段と、各気筒の混合気にそれぞれ点火する点火手段とを有し、全気筒で燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置に関する。 The present invention relates to a device for controlling an engine that is mounted on a vehicle equipped with a transmission and has an engine body with multiple cylinders, an intake passage, a throttle valve that opens and closes the intake passage, a fuel supply means that supplies fuel to each cylinder, and an ignition means that ignites the mixture in each cylinder, and that can be switched between all-cylinder operation, in which combustion is performed in all cylinders, and reduced-cylinder operation, in which combustion is stopped in specific cylinders among the multiple cylinders.
従来より、複数の気筒を有するエンジンにおいて、その運転が、全ての気筒の吸排気弁(吸気弁および排気弁)が開閉可能とされ且つ全ての気筒で燃焼が実施される全筒運転と、一部の気筒の吸排気弁が開閉不能とされ且つ当該気筒での燃焼が停止される減筒運転とに切り替えられるものが知られている。 It is known that engines having multiple cylinders can be switched between full-cylinder operation, in which the intake and exhaust valves (intake and exhaust valves) of all cylinders can be opened and closed and combustion takes place in all cylinders, and reduced-cylinder operation, in which the intake and exhaust valves of some cylinders cannot be opened and closed and combustion in those cylinders is stopped.
ここで、全筒運転と減筒運転との切り替え時にはトルクショックが生じるおそれがある。具体的に、減筒運転では、燃焼が実施される気筒の数が低減されるので、吸気通路に設けられたスロットル弁の開度を全筒運転時よりも大きくして気筒の吸気量を大きくする必要がある。しかし、スロットル弁の開度を変更してから気筒の吸気量が実際に増大するまでには遅れがある。そのため、全筒運転から減筒運転に切り替える時に、減筒運転の開始と同時にスロットル弁の開度を増大させたのでは気筒の吸気量が不足してエンジントルクが低下してしまう。 Here, there is a risk of torque shock occurring when switching between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation. Specifically, in reduced-cylinder operation, the number of cylinders in which combustion takes place is reduced, so it is necessary to increase the opening of the throttle valve provided in the intake passage to increase the amount of air intake into the cylinders compared to full-cylinder operation. However, there is a delay between changing the throttle valve opening and the actual increase in the amount of air intake into the cylinders. Therefore, when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, if the throttle valve opening is increased at the same time as the start of reduced-cylinder operation, the amount of air intake into the cylinders will be insufficient, resulting in a drop in engine torque.
この問題に対して、特許文献1には、運転切替時に次の制御を実施するようにしたエンジンが開示されている。すなわち、特許文献1のエンジンでは、全筒運転から減筒運転への切り替え時に、まず、点火時期を遅角させつつスロットル弁の開度を増大させて、エンジントルクの変動を抑制しながら各気筒の吸気量を増大させる。そして、各気筒の吸気量が増大した後に減筒運転を開始させる。この制御を実施すれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時にエンジントルクが一時的に低下するのが抑制されて、トルクショックの発生が抑制される。
To address this problem,
全筒運転と減筒運転との切り替えが行われるエンジンでは、減筒運転中に燃料カットつまり全ての気筒に対して燃料供給が停止される場合がある。ここで、上記のように、減筒運転中のエンジンは、一部の気筒の吸排気弁が開閉不能とされて、全気筒で生じるトータルのポンピングロスが小さく抑えられた状態にある。そのため、この状態で各気筒への燃料供給を停止すると、エンジン回転数の低下度合いが小さくなることで運転者が十分な減速感を得られないおそれがある。 In engines that can switch between all-cylinder operation and reduced-cylinder operation, fuel may be cut off during reduced-cylinder operation, meaning that fuel supply to all cylinders is stopped. As described above, in an engine that is operating with reduced cylinders, the intake and exhaust valves of some cylinders cannot be opened or closed, and the total pumping loss that occurs in all cylinders is kept small. Therefore, if fuel supply to each cylinder is stopped in this state, the degree of reduction in engine speed will be small, and the driver may not feel a sufficient sense of deceleration.
これに対して、燃料カット時に、エンジンの運転モードを全筒運転モードに切り替えて、スロットル弁の開度を小さくし(閉じ側にし)且つ全ての気筒の吸排気弁を開閉可能にすることが考えられる。ただし、この場合は、燃料カット終了後の減筒運転への復帰時に、エンジンの運転を全筒運転から減筒運転に切り替える必要があり、上記のようにトルクショックが生じるおそれがある。ここで、このトルクショックは、特許文献1のエンジンと同様の制御、つまり、スロットル弁の開度を増大させつつ点火時期を遅角する制御を実施することで抑制可能である。しかし、この制御を実施した場合は、点火時期を遅角することによって燃費性能が悪化するおそれがある。
In response to this, it is possible to switch the engine operation mode to an all-cylinder operation mode during fuel cut, reduce the throttle valve opening (close the throttle valve), and allow the intake and exhaust valves of all cylinders to open and close. In this case, however, when returning to reduced-cylinder operation after the fuel cut ends, the engine operation must be switched from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, which may cause a torque shock as described above. Here, this torque shock can be suppressed by implementing control similar to that of the engine in
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、運転者が求める減速感を適切に提供しつつ燃費性能の悪化を抑制可能なエンジンの制御装置の実現を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to realize an engine control device that can appropriately provide the deceleration feeling desired by the driver while suppressing deterioration of fuel efficiency.
前記課題を解決するためのものとして、本発明は、変速機を備える車両に搭載されて、複数の気筒が形成されたエンジン本体と、吸気通路と、当該吸気通路を開閉するスロットル弁と、各気筒にそれぞれ燃料を供給する燃料供給手段と、各気筒の混合気にそれぞれ点火する点火手段とを有し、全気筒で燃焼が実施される全筒運転と、複数の気筒のうち特定の気筒での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能なエンジンを制御する装置であって、前記変速機のギア段を検出するギア段検出手段と、前記特定の気筒の吸気弁および排気弁である特定吸排気弁の開閉モードを、開閉が許容される全筒モードと、開閉が禁止される減筒モードとに切り替える切替機構と、前記スロットル弁、燃料供給手段、点火手段および切替機構を制御するとともに、前記特定吸排気弁の開閉モードを全筒運転時は前記全筒モードにして減筒運転時は前記減筒モードにする制御手段とを備え、前記制御手段は、前記特定吸排気弁の開閉モードを前記全筒モードから前記減筒モードに切り替えるときに、前記スロットル弁の開度を増大させ且つ前記点火手段の点火時期を遅角させる減筒切替制御を実施し、当該減筒切替制御の実施後に前記開閉モードを切り替える切替制御部と、全気筒への燃料供給を停止する燃料カット条件が成立すると、全ての気筒について前記燃料供給手段からの燃料供給を停止する燃料カット制御部とを有し、減筒運転中において、前記ギア段検出手段により検出された前記ギア段が所定の基準ギア段未満の状態で前記燃料カット条件が成立した場合、前記燃料カット制御部は、特定吸排気弁の開閉モードを前記減筒モードから前記全筒モードに切り替えるとともに、前記スロットル弁の開度を低減させ、減筒運転中において、前記ギア段が前記基準ギア段以上の状態で前記燃料カット条件が成立した場合、前記燃料カット制御部は、前記特定吸排気弁の開閉モードを前記減筒モードに維持し、前記制御手段は、前記燃料カット条件の成立に伴って前記開閉モードが前記減筒モードから前記全筒モードに切り替えられた場合は、前記燃料カット条件が非成立になったときに、全筒運転を開始する、ことを特徴とするものである(請求項1)。 In order to solve the above problems, the present invention provides an engine control device that is mounted on a vehicle equipped with a transmission and has an engine body formed with a plurality of cylinders, an intake passage, a throttle valve that opens and closes the intake passage, a fuel supply means that supplies fuel to each cylinder, and an ignition means that ignites the mixture in each cylinder, and that can switch between all-cylinder operation in which combustion is performed in all cylinders and reduced-cylinder operation in which combustion is stopped in a specific cylinder among the multiple cylinders, the device comprising: a gear stage detection means that detects a gear stage of the transmission; and an ignition means that detects the gear stage of the specific cylinder. a switching mechanism for switching an opening/closing mode of specific intake and exhaust valves, which are intake valves and exhaust valves of the cylinders, between an all-cylinder mode in which opening and closing is permitted and a reduced-cylinder mode in which opening and closing is prohibited; and a control means for controlling the throttle valve, fuel supply means, ignition means and switching mechanism, and for setting the opening/closing mode of the specific intake and exhaust valves to the all-cylinder mode during all-cylinder operation and to the reduced-cylinder mode during reduced-cylinder operation, wherein the control means increases an opening of the throttle valve when switching the opening/closing mode of the specific intake and exhaust valves from the all-cylinder mode to the reduced-cylinder mode. and a switching control unit that performs a cut-off cylinder switching control to retard the ignition timing of the ignition means and switches the opening/closing mode after the cut-off cylinder switching control is performed, and a fuel cut control unit that stops the fuel supply from the fuel supply means to all cylinders when a fuel cut condition for stopping the fuel supply to all cylinders is satisfied. During cut-off cylinder operation, if the gear stage detected by the gear stage detection means is less than a predetermined reference gear stage and the fuel cut condition is satisfied, the fuel cut control unit switches the opening/closing mode of a specific intake/exhaust valve from the cut-off cylinder mode to the all-cylinder mode and reduces the opening of the throttle valve. During cut-off cylinder operation, if the gear stage is equal to or greater than the reference gear stage and the fuel cut condition is satisfied, the fuel cut control unit maintains the opening/closing mode of the specific intake/exhaust valve in the cut-off cylinder mode. When the opening/closing mode is switched from the cut-off cylinder mode to the all-cylinder mode as the fuel cut condition is satisfied, the control unit starts all-cylinder operation when the fuel cut condition is not satisfied (claim 1).
本発明では、特定吸排気弁の開閉モードが全筒モードとされる全筒運転から、特定吸排気弁の開閉モードが減筒モードとされる減筒運転への切り替え時に、スロットル弁の開度を増大させ且つ点火手段の点火時期を遅角させる減筒切替制御が実施される。そのため、上記の切り替え時にトルクショックが生じるのを抑制できる。 In the present invention, when switching from all-cylinder operation, in which the opening/closing mode of a specific intake/exhaust valve is the all-cylinder mode, to reduced-cylinder operation, in which the opening/closing mode of a specific intake/exhaust valve is the reduced-cylinder mode, reduced-cylinder switching control is implemented to increase the throttle valve opening and retard the ignition timing of the ignition means. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of torque shock during the above switching.
しかも、変速機のギア段が低速段(基準ギア段未満)であって運転者が高い減速感を求めると考えられる状態での減筒運転中に燃料カット条件が成立すると、特定吸排気弁の開閉モードが全筒モードに切り替えられて、全ての気筒の吸排気弁が開閉可能な状態に切り替えられる。これより、全ての気筒で比較的大きなポンピングロスを生じさせて車両の減速度合いを大きくできる。そのため、運転者に対してその要求に応じた高い減速感を与えることができる。 Furthermore, if the fuel cut condition is met during reduced-cylinder operation when the transmission is in a low gear (lower than the reference gear) and the driver is expected to desire a greater sense of deceleration, the opening/closing mode for the specific intake and exhaust valves is switched to the all-cylinder mode, and the intake and exhaust valves of all cylinders are switched to a state in which they can be opened and closed. This causes a relatively large pumping loss in all cylinders, increasing the degree of deceleration of the vehicle. This allows the driver to feel a greater sense of deceleration in accordance with his or her requirements.
一方で、変速機のギア段が高速段(基準ギア段以上)であって運転者が高い減速感を求める可能性が低い状態での減筒運転中に燃料カット条件が成立したときは、特定吸排気弁の開閉モードが減筒モードに維持される。そのため、燃料カット条件が非成立になった後に、減筒切替制御を実施することなく減筒運転を開始でき、減筒切替制御の実施、つまり、点火時期を遅角する制御の実施によって燃費性能が悪化するのを回避できる。 On the other hand, when the fuel cut condition is met during reduced cylinder operation when the transmission is in a high gear (above the reference gear) and the driver is unlikely to require a strong deceleration feeling, the opening/closing mode of the specific intake/exhaust valve is maintained in reduced cylinder mode. Therefore, after the fuel cut condition is no longer met, reduced cylinder operation can be started without implementing reduced cylinder switching control, and it is possible to avoid a deterioration in fuel economy due to the implementation of reduced cylinder switching control, i.e., the implementation of control to retard the ignition timing.
従って、本発明によれば、運転者に対して運転者が求める減速感を適切に提供しつつ燃費性能の悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration of fuel efficiency while providing the driver with the appropriate deceleration sensation that the driver desires.
前記構成において、好ましくは、前記制御手段は、エンジンが所定の第1運転領域で運転されている場合に減筒運転を実施し、エンジンが所定の第2運転領域で運転されている場合に前記燃料カット条件が成立したと判定し、前記第2運転領域は、前記第1運転領域よりもエンジン負荷が小さい領域で、且つ、エンジン負荷について前記第1運転領域に隣接する領域に設定されている(請求項2)。 In the above configuration, preferably, the control means performs reduced cylinder operation when the engine is operating in a predetermined first operating range, and determines that the fuel cut condition is met when the engine is operating in a predetermined second operating range, and the second operating range is set to a range where the engine load is smaller than that of the first operating range and is adjacent to the first operating range in terms of engine load (claim 2).
この構成では、燃料カット後に減筒運転が実施される機会が多くなる。そのため、仮に、変速機のギア段が高速段の場合にも低速段と同様の制御を実施すると、燃費性能が大幅に悪化するおそれがある。そのため、この構成において本発明を適用すれば効果的に燃費性能の悪化を抑制できる。 In this configuration, there are many opportunities for reduced-cylinder operation after fuel cut. Therefore, if control similar to that for low-speed gears is implemented even when the transmission is in high-speed gears, there is a risk that fuel economy will deteriorate significantly. Therefore, by applying the present invention to this configuration, deterioration in fuel economy can be effectively suppressed.
以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、運転者が求める減速感を適切に提供しつつ燃費性能の悪化を抑制できる。 As described above, the engine control device of the present invention can appropriately provide the deceleration sensation desired by the driver while suppressing deterioration of fuel efficiency.
(エンジンの全体構成)
図1は、本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す概略システム図である。エンジンは、エンジン本体1と、エンジン本体1に導入される空気(吸気)が内側を流通する吸気通路30と、エンジン本体1から導出された排気ガスが内側を流通する排気通路40とを備える。このエンジンは、自動車等の車両にその走行用の動力源等として搭載される。エンジンが搭載される車両には、複数のギア段を含む変速機70(図3)が搭載されており、エンジン本体1の出力は変速機70によって変速されつつ車輪に伝達される。本実施形態では、エンジン本体1は、主としてガソリンを燃料とするガソリンエンジンであり、後述するように、ガソリンを含む燃料と空気との混合気に点火が行われる。また、エンジン本体1は4ストロークのエンジンである。
(Overall engine configuration)
FIG. 1 is a schematic system diagram showing a preferred embodiment of an engine to which an engine control device according to an embodiment of the present invention is applied. The engine includes an
エンジン本体1は、複数の気筒2を有する。図2は、エンジン本体1の概略断面図である。図2に示すように、本実施形態のエンジン本体1は直列4気筒エンジンであり、エンジン本体1は一列に並ぶ4つの気筒2(2A~2D)を有する。エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、各気筒2の上端開口を塞ぐようにシリンダブロック3の上面に取り付けられたシリンダヘッド4と、各気筒2にそれぞれ往復摺動可能に収容された複数のピストン11とを備える。なお、本実施形態では、シリンダブロック3からシリンダヘッド4に向かう側を上、その逆を下として扱うが、これは説明の便宜のためであって、エンジンの据付姿勢を限定する趣旨ではない。各気筒2のピストン11の上方には、それぞれ燃焼室5が区画されている。燃焼室5には後述するインジェクタ12からの噴射によって燃料が供給される。供給された燃料と空気との混合気が燃焼室5で燃焼し、当該燃焼による膨張力を受けてピストン11は上下方向に往復運動する。
The
シリンダブロック3の下部(ピストン11の下方)には、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸15が設けられている。クランク軸15は、各気筒2のピストン11とコネクティングロッドを介して連結されており、ピストン11の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転する。シリンダブロック3には、クランク角センサSN1が取り付けられている。クランク角センサSN1は、クランク軸15の回転角度であるクランク角と、クランク軸15の回転数であるエンジン回転数とを検出する。
A
シリンダヘッド4には、インジェクタ12と点火プラグ13とが各気筒2につきそれぞれ1組ずつ設けられている。インジェクタ12は、燃焼室5に燃料を噴射する噴射弁である。本実施形態では、インジェクタ12は、その先端が燃焼室5の内周面から燃焼室5を臨むように配設されており、サイド噴射方式で燃料を噴射する。点火プラグ13は、燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行うものである。点火プラグ13は、火花を放電するための電極を先端部に有しており、各気筒2の燃焼室5を上方から臨むようにシリンダヘッド4に取り付けられている。なお、インジェクタ12は請求項の「燃料供給装置」に相当し、点火プラグ13は請求項の「点火手段」に相当する。
The
本実施形態のような4ストローク4気筒エンジンでは、各気筒2(2A~2D)において180°CA(クランク角)間隔で燃焼が実施される。具体的に、4つの気筒2を図2の左側から順に、第1気筒2(2A)、第2気筒2(2B)、第3気筒2(2C)、第4気筒2(2D)とすると、第1気筒2(2A)→第3気筒2(2C)→第4気筒2(2D)→第2気筒2(2B)の順で180°CA間隔で燃焼が実施される。これに対応して、各気筒2(2A~2D)にインジェクタ12から燃料が噴射されるタイミングおよび点火プラグ13により点火が行われるタイミングも、180°CAずつ位相をずらしたタイミングとされる。
In a four-stroke, four-cylinder engine such as this embodiment, combustion occurs in each cylinder 2 (2A-2D) at intervals of 180° CA (crank angle). Specifically, assuming that the four
シリンダヘッド4には、吸気通路30から供給される空気を燃焼室5に導入するための吸気ポート6と、燃焼室5で生成された排気を排気通路40に導出するための排気ポート7とが、それぞれ気筒2ごとに形成されている。シリンダヘッド4には、吸気ポート6の燃焼室5側の開口を開閉する吸気弁8と、排気ポート7の燃焼室5側の開口を開閉する排気弁9とが、それぞれ気筒2ごとに設けられている。図2に示すように、本実施形態では、1つの気筒2につき2つの吸気弁8および2つの排気弁9が設けられている。
In the
本実施形態のエンジンは、全ての気筒2内で混合気の燃焼を実施する全筒運転と、一部の気筒2内での混合気の燃焼を停止する減筒運転とを実施可能(つまり、全筒運転と減筒運転との間での切り替えが可能)なエンジンであり、減筒運転時には、燃焼順序が連続しない気筒2においてインジェクタ12からの燃料噴射が禁止される。以下では、減筒運転時に燃焼が停止される気筒2を特定気筒2といい、残りの気筒2を稼働気筒2という。本実施形態では、第1気筒2(2A)と第4気筒2(2D)とが特定気筒2に設定されている。なお、上記の燃焼順序は全筒運転時の順序であり、減筒運転時は、稼働気筒2である第2気筒2(2B)と第3気筒2(2C)とにおいて360°間隔で燃焼が実施される。
The engine of this embodiment is capable of performing all-cylinder operation in which the mixture is burned in all
吸気通路30は、各気筒2の吸気ポート6と連通するようにシリンダヘッド4の一側面に接続されている。具体的に、吸気通路30は、単一の吸気管33と、この吸気管33と各気筒2の吸気ポート6とを個別に連結する複数の(4本の)独立吸気通路31(図1の紙面に直交する方向に並んでいる)とで構成されている。吸気管33の下流端部には所定容積のサージタンク32が設けられており、サージタンク32から各吸気ポート6にそれぞれ独立吸気通路31が延びている。吸気管33のうちサージタンク32よりも上流側の部分には、吸気管33の通路を開閉可能なスロットル弁34が設けられている。吸気管33のうちスロットル弁34よりも上流側の部分には、この部分を通過する空気の流量を検出するためのエアフローセンサSN2が設けられている。
The
排気通路40は、各気筒2の排気ポート7と連通するようにシリンダヘッド4の一側面(吸気通路30と反対側の面)に接続されている。排気通路40には、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒装置90が設けられている。具体的に、排気通路40は、各排気ポート7と個別に連通する独立排気通路41(図1の紙面に直交する方向に並んでいる)と、これら独立排気通路41と連通する単一の排気管43とを有しており、触媒装置90は排気管43に配設されている。
The
(動弁機構)
吸気弁8および排気弁9は、それぞれ、シリンダヘッド4に配設された一対の動弁機構28、29により、クランク軸15の回転に連動して開閉駆動される。稼働気筒2である第2気筒2Bと第3気筒3Cの吸気弁8および排気弁9は、クランク軸15の回転に連動して常に開閉駆動される。一方、特定気筒2である第1気筒2Aおよび第4気筒2Dの吸気弁8および排気弁9は開閉が禁止され得るようになっている。つまり特定気筒2(2A、2D)の吸排気弁8、9は、その開閉モードが、開閉が許容される全筒モードと、開閉が禁止される減筒モードとに切り替えられるようになっている。以下では、適宜、特定気筒2(2A、2D)の吸排気弁8、9を、特定吸排気弁8、9という。
(Valve train)
The
具体的に、各動弁機構28、29には、それぞれ、各気筒2(2A~2D)のバルブクリアランスを自動的にゼロに調整する公知の油圧式ラッシュアジャスタ(不図示。以下、Hydraulic Lash Adjusterの頭文字をとって「HLA」と略称する)が設けられている。特定気筒2(2A、2D)用のHLAは、特定気筒2(2A、2D)の吸排気弁8、9(特定吸排気弁8、9)の開閉を禁止可能な弁停止機構61を有している。
Specifically, each
弁停止機構61は油圧駆動式であり、弁停止機構61にはオイルポンプ65から作動油が供給される。弁停止機構61は、供給される油圧が所定の基準油圧以上になると特定吸排気弁8、9を開閉不能な状態にする。本実施形態では、特定気筒2(2A、2D)の各吸気弁8の弁停止機構61が共通のオイルコントロールバルブ62(以下、OCV62という)を介してオイルポンプ65に接続されており、特定気筒2(2A、2D)の各排気弁9の弁停止機構61が別の共通のOCV62を介してオイルポンプ65に接続されている。各OCV62は、オイルポンプ65と弁停止機構61との間の油路(以下、適宜、弁停止機構用油路66という)を開閉するバルブである。これより、各OCV62が開弁して弁停止機構61へのオイルの導入が許容されており、且つ、オイルポンプ65により弁停止機構用油路66内の油圧が基準油圧以上に高められているときにのみ、特定吸排気弁8、9は開閉不能な状態とされる。本実施形態では、OCV62は、通電されてONになった場合に開弁されて弁停止機構用油路66を開放し、通電されておらずオフの場合に閉弁されて弁停止機構用油路66を閉止する。
The
上記のように、本実施形態では、弁停止機構61と2つのOCV62とによって、特定吸排気弁8、9の開閉モードが全筒モードと減筒モードとに切り替えられるようになっており、これら弁停止機構61と2つのOCV62とが、請求項の「切替機構」に相当する。
As described above, in this embodiment, the
(制御系統)
図3は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるECU100は、エンジンを統括的に制御する装置であり、各種演算処理を行うプロセッサ(CPU)と、ROMおよびRAM等のメモリーと、各種の入出力バスとを含むマイクロコンピュータにより構成されている。ECU100は、機能的に、各種判定を行う判定部101、全気筒2への燃料供給を停止する燃料カット制御を行う燃料カット制御部103、後述する全筒切替制御を実施する第1切替制御部102aと後述する減筒切替制御を実施する第2切替制御部102bとを含みエンジンの基本的な制御を行う基本制御部102を有する。ECU100は、請求項の「制御手段」に相当し、第2切替制御部102bは請求項の「切替制御部」に相当する。
(Control system)
FIG. 3 is a block diagram showing the control system of the engine. The
ECU100には、エンジンの各センサによる検出情報が入力される。例えば、ECU100は、クランク角センサSN1、エアフローセンサSN2の検出情報、つまりクランク角、エンジン回転数、吸気量の情報が逐次入力される。また、車両には、車両に備わるアクセルペダル80の開度であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサSN3、および、変速機70の現在のギア段を検出するギア段センサSN4が設けられている。これらのセンサSN3、SN4による検出信号もECU100に逐次入力される。ECU100は、各センサSN1~SN4からの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実施しつつインジェクタ10等のエンジンの各部を制御する。ギア段センサSN4は、請求項の「ギア段検出手段」に相当する。
The
図4は、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジン負荷としたエンジンの運転領域を示すマップである。本実施形態では、エンジン回転数が第1回転数N1以上且つ第2回転数N2以下で、エンジン負荷が第1負荷Tq1以上且つ第2負荷Tq2以下の中速低負荷領域に、減筒運転を実施すべき減筒領域A2が設定されている。減筒領域A2と隣接してこれよりもエンジン負荷の低い領域に、燃料カットを実施すべき燃料カット領域A3が設定されている。具体的に、燃料カット領域A3は、エンジン回転数が第1回転数N1以上且つ第2回転数N2以下で、エンジン負荷が第1負荷Tq1未満の中速極低負荷領域に設定されている。これら減筒領域A2および燃料カット領域A3を除く他の領域は、全筒運転を実施すべき全筒領域A1に設定されている。なお、上記の減筒領域A2は、請求項の「第1運転領域」に相当し、燃料カット領域A3は請求項の「第2運転領域」に相当する。 Figure 4 is a map showing the engine operating range with the horizontal axis representing engine speed and the vertical axis representing engine load. In this embodiment, the cylinder reduction area A2 in which reduced cylinder operation should be performed is set in a medium-speed low-load area where the engine speed is equal to or higher than the first speed N1 and equal to or lower than the second speed N2, and the engine load is equal to or higher than the first load Tq1 and equal to or lower than the second load Tq2. A fuel cut area A3 in which fuel cut should be performed is set adjacent to the cylinder reduction area A2 and in an area with a lower engine load than the cylinder reduction area A2. Specifically, the fuel cut area A3 is set in a medium-speed very low-load area where the engine speed is equal to or higher than the first speed N1 and equal to or lower than the second speed N2, and the engine load is less than the first load Tq1. The other areas except for the cylinder reduction area A2 and the fuel cut area A3 are set in the full cylinder area A1 in which full cylinder operation should be performed. The cylinder reduction area A2 corresponds to the "first operating area" in the claims, and the fuel cut area A3 corresponds to the "second operating area" in the claims.
ECU100(判定部101)は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、エンジンがいずれの領域A1~A3で運転されているのかを判定する。ECU100は、アクセルセンサSN3により検出されたアクセル開度とクランク角センサSN1により検出されたエンジン回転数等に基づいてエンジン負荷を逐次算出しており、算出されたエンジン負荷とクランク角センサSN1により検出されたエンジン回転数とに基づいて上記の判定を行う。ここで、燃料カット領域A3はエンジン負荷が極めて低い領域に設定されており、燃料カット領域A3での運転はアクセル開度が0のとき(アクセルペダル80が踏み込まれていないとき)に行われる。
The ECU 100 (determination unit 101) determines in which of the regions A1 to A3 the engine is operating based on the engine speed and engine load. The
(通常制御)
次に、燃料カット時を除く通常運転時の制御について説明する。
(Normal control)
Next, control during normal operation, excluding when the fuel is cut off, will be described.
全筒領域A1でエンジンが運転されている場合、ECU100(基本制御部102)は、エンジンを全筒運転させる。具体的に、ECU100は、全てのインジェクタ12を駆動させて、全ての気筒2にインジェクタ12から燃料を噴射させる。また、ECU100は、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードにする。つまり、ECU100は、各OCV62をオフにして特定吸排気弁8、9の開閉を許容し、全ての気筒2の吸排気弁8、9を開閉可能にする。
When the engine is operating in the all-cylinder region A1, the ECU 100 (basic control unit 102) operates the engine with all cylinders. Specifically, the
(減筒運転)
一方、減筒領域A2でエンジンが運転されている場合、ECU100は、エンジンを減筒運転させる。具体的に、ECU100(基本制御部102)は、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動を停止して、特定気筒2(2A、2D)への燃料供給を停止し、稼働気筒2(2B、2C)にのみインジェクタ12から燃料を噴射させる。これにより、特定気筒2(2A、2D)での燃焼は停止される。また、ECU100は、特定吸排気弁8、9の開閉モードを減筒モードにする。つまり、ECU100(基本制御部102)は、各OCV62をオンにして弁停止機構61によって特定吸排気弁8、9の開閉を禁止させて、稼働気筒2(2B、2C)の吸排気弁8、9のみを開閉可能にする。
(operating on reduced cylinders)
On the other hand, when the engine is operated in the cylinder reduction region A2, the
ここで、本実施形態では、全筒運転と減筒運転のいずれにおいても全ての点火プラグ13が駆動される。ただし、減筒運転では、上記のように特定気筒2(2A、2D)への燃料供給が停止されることから、点火プラグ13による点火が行われても特定気筒2(2A、2D)での燃焼は停止される。
In this embodiment, all
(全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御)
減筒運転では、燃焼が実施される気筒2の数が全筒運転時よりも少なくなる。そのため、稼働気筒2(2B、2C)の1気筒あたりの出力ひいては稼働気筒2(2B、2C)の1気筒あたりに導入される空気の量(吸気量)を全筒運転時よりも大きくする必要がある。これより、ECU100(基本制御部102)は、全筒運転から減筒運転への切り替え時に、スロットル弁34の開度を増大させる。ただし、スロットル弁34の駆動遅れやスロットル弁34から気筒2までには吸気の遅れがあることから、スロットル弁34の開度を増大させても気筒2の吸気量はすぐには増大しない。そのため、スロットル弁34の開度の増大を開始させるのと同時に減筒運転を開始してしまうと(特定気筒2(2A、2D)での燃焼を停止させてしまうと)、稼働気筒2(2B、2C)の吸気量が不足してエンジントルクが低下し、トルクショックが生じるおそれがある。そこで、ECU100(基本制御部102)は、エンジンの運転を全筒運転から減筒運転への切り替える減筒切替条件が成立した場合、まず、全筒運転を継続しつつ以下に説明する減筒切替制御を実施し、その後、減筒運転を開始させる。なお、ECU100(判定部101)は、全筒運転中にエンジンの運転ポイントが減筒領域A2内のポイントになると減筒切替条件が成立したと判定する。
(Control when switching from full cylinder operation to reduced cylinder operation)
In the reduced cylinder operation, the number of
減筒切替制御では、ECU100(基本制御部102)は、スロットル弁34の開度を増大させて(開き側の開度に変更して)各気筒2に導入される吸気量を増大する。ここで、全筒運転を継続しつつ気筒2の吸気量を単に増大させると、エンジントルクが通常の全筒運転時のトルクであって運転者等から要求されているトルクよりも高くなってしまう。これより、減筒切替制御において、ECU100は、上記のエンジントルクの増大を打ち消すように、点火プラグ13が点火を行う時期である点火時期を遅角する。
In cylinder reduction switching control, the ECU 100 (basic control unit 102) increases the opening of the throttle valve 34 (changing the opening to the open side) to increase the amount of intake air introduced into each
このように、減筒切替制御では、スロットル弁34の開度が増大されるとともに点火時期の遅角が行われる。減筒切替制御は、各気筒2の吸気量が減筒運転用の目標吸気量(減筒運転用に設定された稼働気筒2(2B、2C)の吸気量の目標値)に到達した時点で終了される。なお、減筒運転用の目標吸気量は、予め設定されてECU100に記憶されている。例えば、エンジン回転数とエンジン負荷とに対応するマップで記憶されている。
In this way, in the reduced cylinder switching control, the opening of the
図5は、全筒運転から減筒運転への切り替え時にECU100(判定部101、基本制御部102)により実施される制御の手順を示したフローチャートである。図6は、上記切り替え前後の各パラメータの時間変化を示したタイムチャートである。図6には、上から順に、減筒フラグ、弁停止機構用油路66の油圧、OCV62の通電状態、稼働気筒2(2B、2C)のインジェクタ12の駆動状態、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動状態、スロットル開度(スロットル弁34の開度)、稼働気筒2(2B、2C)の吸気量、特定気筒2(2A、2D)の吸気量、点火時期の各チャートを示している。上記の減筒フラグは、エンジンが減筒領域A2で運転されているときに1となり、全筒領域A1で運転されているときに0となるフラグである。また、2つのOCV62の通電状態は、ほぼ同時に変更されるようになっており、図6には2つのOCV62の通電状態をまとめて表示している。以下の図5の説明では、判定部101および基本制御部102をまとめて、単に、ECU100という。
Figure 5 is a flowchart showing the procedure of control performed by the ECU 100 (
まず、ステップS1にて、ECU100は、減筒切替条件が成立したか否かを判定する。ステップS1の判定がNOであって減筒切替条件が非成立の場合、ECU100はステップS1を繰り返す。一方、ステップS1の判定がYESであって減筒切替条件が成立した場合、ECU100は、弁停止機構用油路66内の油圧を、オイルポンプ65によって基準油圧以上の所定圧力まで上昇させる。弁停止機構用油路66内の油圧が所定圧力になると、ECU100は、ステップS3にてスロットル弁34の開度を増大させるとともに、ステップS4にて点火時期を遅角させる。
First, in step S1, the
図6の例では、時刻t1にて減筒切替条件が成立し(減筒フラグが0から1に変化し)、その直後から弁停止機構用油路66の油圧が上昇される。そして、時刻t2にて当該油圧が所定圧力になるのに伴って、スロットル開度が増大されるとともに点火時期が遅角される。スロットル開度の増大に伴い、各気筒2の吸気量は増大していく。本実施形態では、点火時期はこの気筒2の吸気量の増大に合わせて徐々に遅角される。
In the example of FIG. 6, the cylinder cutoff switching condition is met at time t1 (the cylinder cutoff flag changes from 0 to 1), and immediately thereafter the oil pressure in the valve stop
図5に戻り、ステップS4の後に進むステップS5では、ECU100は、稼働気筒2(2B、2C)の吸気量が減筒運転用の目標吸気量以上まで増大したか否かを判定する。ステップS5の判定がNOであって稼働気筒2(2B、2C)の吸気量が減筒運転用の目標吸気量に到達していない場合は、ECU100は、ステップS4を繰り返して、吸気量の増大に合わせた点火時期の遅角を継続する。一方、稼働気筒2(2B、2C)の吸気量が減筒運転用の目標吸気量に到達すると(ステップS5の判定がYESになると)、ECU100は、ステップS6にて、OCV62をオンにして特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードから減筒モードに、つまり、これらの開閉を不能にするとともに、ステップS7にて、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動を停止して減筒運転を開始する。図6の例では、時刻t3にて稼働気筒2(2B、2C)の吸気量が減筒運転用の目標吸気量に到達すると、その直後に、OCV62がオンにされるとともに特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動が停止される。
Returning to FIG. 5, in step S5 following step S4, the
(減筒運転から全筒運転への切り替え時の制御)
ECU100(判定部101)は、減筒運転中にエンジンの運転ポイントが全筒領域A1内のポイントになると全筒切替条件が成立したと判定する。そして、ECU100(基本制御部102)は、全筒切替条件が成立すると、減筒運転から全筒運転に切り替える。この切り替えでは、上記の全筒運転から減筒運転への切り替え時と異なり、全筒切替条件が成立するとすぐさまECU100(基本制御部102)は全筒運転を開始する。ただし、減筒運転から全筒運転への切り替え時は、全筒運転から減筒運転への切り替え時とは逆に、1気筒あたりの吸気量を低減する必要がある。そして、これに対応するべくスロットル弁34の開度を低減してもすぐには吸気量が低減しない。そのため、単に、全筒運転を開始させて全ての気筒2で燃焼を開始させつつこれと同時にスロットル弁34の開度を低減したのでは、各気筒2の吸気量が通常の全筒運転時の量よりも大きくなってエンジントルクが過大となり、これに伴ってトルクショックが生じるおそれがある。そこで、ECU100(基本制御部102)は、全筒切替条件が成立すると、全筒運転を開始させるとともに、前記トルクショックを回避するための全筒切替制御を実施する。
(Control when switching from reduced cylinder operation to full cylinder operation)
The ECU 100 (determination unit 101) determines that the all-cylinder switching condition is satisfied when the engine operating point becomes a point within the all-cylinder region A1 during reduced cylinder operation. Then, the ECU 100 (basic control unit 102) switches from reduced cylinder operation to all-cylinder operation when the all-cylinder switching condition is satisfied. In this switching, unlike the above-mentioned switching from all-cylinder operation to reduced cylinder operation, the ECU 100 (basic control unit 102) starts all-cylinder operation as soon as the all-cylinder switching condition is satisfied. However, when switching from reduced cylinder operation to all-cylinder operation, it is necessary to reduce the intake amount per cylinder, which is the opposite of the switching from all-cylinder operation to reduced cylinder operation. And even if the opening degree of the
全筒切替制御では、ECU100(基本制御部102)は、スロットル弁34の開度を減少させて(閉じ側の開度に変更して)各気筒2に導入される吸気量を低減するとともに、吸気量の遅れに伴って生じるエンジントルクの増大を打ち消すように点火時期を遅角する。
In all-cylinder switching control, the ECU 100 (basic control unit 102) reduces the amount of intake air introduced into each
図7は、減筒運転から全筒運転への切り替え時にECU100(判定部101、基本制御部102)により実施される制御の手順を示したフローチャートである。図8は、この切り替え前後の各パラメータの時間変化を示したタイムチャートであり、図6に対応するチャートである。以下の図7の説明では、判定部101および基本制御部102をまとめて、単に、ECU100という。
Figure 7 is a flowchart showing the control procedure implemented by ECU 100 (
まず、ステップS11にて、ECU100は、全筒切替条件が成立したか否かを判定する。ステップS11の判定がNOであって全筒切替条件が非成立の場合、ECU100はステップS11を繰り返す。一方、ステップS11の判定がYESであって全筒切替条件が成立した場合、ECU100は、ステップS12にて、OCV62をオフにして特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードとする、つまり、特定吸排気弁8、9を開閉可能にする。また、ECU100は、ステップS13にて、全てのインジェクタ12を駆動して全ての気筒2に燃料供給を行わせ、全筒運転を開始する。また、ECU100は、ステップS14にて、スロットル弁34の開度を減少させるとともに、ステップS15にて、点火時期を遅角させる。
First, in step S11, the
図8の例では、時刻t11にて全筒切替条件が成立し(減筒フラグが1から0に変化し)、これに伴ってOCV62がオフにされるとともに、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12が駆動される(駆動可能とされる)。そして、時刻t11からわずかに後の時刻t12にて、スロット開度が減少される。スロットル開度の減少に伴い、各気筒2(稼働気筒2(2B、2C)および特定気筒2(2A、2D))の吸気量は減少していく。なお、特定気筒2(2A、2D)の吸気量は、時刻t11にてその吸排気弁8、9(特定吸排気弁8、9)が開閉可能となることで、時刻t11に0から稼働気筒2(2B、2C)の吸気量と同程度まで増大し、その後、減少していく。また、時刻t11にて点火時期が遅角される。本実施形態では、点火時期は、時刻t11にて、通常の全筒運転時(減筒運転からの切り替え時ではない全筒運転時)の点火時期に対する遅角量が比較的大きい時期とされる。そして、時刻t12以降、点火時期の遅角量は、吸気量の減少に合わせて徐々に減少される。
In the example of FIG. 8, the all-cylinder switching condition is met at time t11 (the cylinder reduction flag changes from 1 to 0), and the
図7に戻り、ステップS15の後に進むステップS16では、ECU100は、各気筒2の吸気量が全筒運転用の目標吸気量(全筒運転用に設定された稼働気筒2(2B、2C)の吸気量の目標値)以下まで減少したか否かを判定する。ステップS16の判定がNOであって各気筒2の吸気量が全筒運転用の目標吸気量に到達していない場合、ECU100は、ステップS15を繰り返して、点火時期の通常の全筒運転時の点火時期に対する遅角(吸気量の減少に合わせた上記遅角量の減少制御)を継続する。一方、ステップS16の判定がYESであって各気筒2の吸気量が全筒運転用の目標吸気量以下になった場合、ECU100は点火時期の遅角を停止して、通常の全筒運転を開始する。なお、スロットル弁34の開度は、各気筒2の吸気量が全筒運転用の目標吸気量になるように減少されており、吸気量が全筒運転用の目標吸気量に到達すると吸気量の減少は停止する。図8の例では、時刻t13にて各気筒2の吸気量が全筒運転用の目標吸気量に到達し、時刻13にて点火時期の遅角が停止される。なお、全筒運転用の目標吸気量は、予め設定されてECU100に記憶されている。例えば、エンジン回転数とエンジン負荷とに対応するマップで記憶されている。
Returning to FIG. 7, in step S16 which follows step S15, the
(燃料カット条件成立時の制御)
次に、燃料カット条件が成立したときの制御について、図9のフローチャートを用いて説明する。
(Control when fuel cut conditions are met)
Next, the control when the fuel cut condition is met will be described with reference to the flowchart of FIG.
ECU100は、ステップS21にて燃料カット条件が成立したか否かを判定する。燃料カット条件の成否は、判定部101によって判定される。具体的に、判定部101は、エンジンの運転ポイントが減筒領域A2あるいは全筒領域A1から燃料カット領域A3に移行すると、燃料カット条件が成立したと判定する。
The
ステップS21の判定がNOであって燃料カット条件が非成立の場合、ECU100はステップS21を繰り返す。一方、ステップS21の判定がYESであって燃料カット条件が成立した場合、ECU100は、ステップS22にて、燃料カットを実施する。つまり、EUCU100は、全てのインジェクタ12の駆動を停止して全ての気筒2に対して燃料供給を停止する。なお、上記のように、このステップS22は、燃料カット制御部103によって実施される。
If the determination in step S21 is NO and the fuel cut condition is not met, the
また、燃料カット条件が成立した場合、ECU100は、ステップS23にて、減筒運転中であるか否かを判定する。本実施形態では、ECU100は、減筒運転の実施時(特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動を停止し且つ稼働気筒2(2B、2C)のインジェクタ12を駆動している時)に1となり、全筒運転の実施時(全ての気筒2のインジェクタ12を駆動している時)に0となるフラグを設定しており、このフラグの値に基づいてステップS23の判定を行う。
If the fuel cut condition is met, the
ステップS23の判定がYESであって減筒運転中の場合、さらに、ECU100は、ステップS24にて、変速機70のギア段が高速段にあるか否かを判定する。具体的に、ECU100は、ギア段センサSN4により検出された現在のギア段が、予め設定された基準ギア段以上である場合に、ギア段が高速段であると判定する。本実施形態では、変速機70が6つのギア段を有しており、基準ギア段は5段に設定されている。これより、現在のギア段が5段あるいは6段の場合に、高速段であると判定される。
If the determination in step S23 is YES and reduced-cylinder operation is in progress, the
ステップS24の判定がNOであってギア段が基準ギア段よりも低い低速段であると判定した場合、ECU100は、ステップS25にて、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードにしてこれらを開閉可能にする。ステップS25は、減筒運転中に燃料カット条件が成立したときに実施されるステップであり、ステップS25の実施前の特定吸排気弁8、9の開閉モードは減筒モードとされている。これより、ステップS25では、特定吸排気弁8、9の開閉モードが減筒モードから全筒モードに切り替えられて、特定吸排気弁8、9が開閉不能な状態から開閉可能な状態に変更される。また、ECU100は、ステップS26にて、上記の全筒切替制御を実施する。つまり、ECU100は、スロットル弁34の開度を減少させ、且つ、点火時期を遅角させる。
If the determination in step S24 is NO and the gear stage is determined to be a low speed stage lower than the reference gear stage, the
ステップS25、26の実施により、スロットル弁34の開度、点火時期、特定吸排気弁8、9の開閉モードは、全筒運転時と同じになる。換言すると、ステップS24の判定がNOであると判定した場合、ECU100は、インジェクタ12の駆動状態を除き、減筒運転から全筒運転に切り替えるときと同様の制御を実施して、スロットル弁34の開度、点火時期、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒運転時と同じ状態にする。なお、燃料カット条件の成立中は点火プラグ13の駆動を停止させてもよいが、本実施形態では、燃料カット条件の成立中も点火プラグ13の駆動は継続される。ただし、各気筒2への燃料供給が停止されていることで各気筒2において燃焼は生じない。
By carrying out steps S25 and S26, the opening degree of the
ステップS26の後は、ECU100は、ステップS27にて燃料カット条件が非成立になったか否かを判定し、この判定がYESになるのを待ってステップS28を実施する。ステップS28では、ECU100は、インジェクタ12からの燃料噴射を復帰させる。
After step S26, the
ここで、ステップS28に進む場合は、ステップS25、S26の実施によってスロットル弁34の開度、点火時期、特定吸排気弁8、9の開閉モードは、全筒運転時と同じ状態にされている。そのため、燃料カット条件が非成立になった後にすぐさま減筒運転を開始することはできない。具体的に、スロットル弁34には応答遅れがあるので、これの開度をすぐさま減筒運転用の比較的大きな開度まで増大させることはできない。また、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードから減筒モードにしてこれらを開閉可能にするためには、各OCV62を開弁させ、且つ、オイルポンプ65によって弁停止機構用油路66内の油圧を基準油圧以上に高める必要があるので、即座には特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードから減筒モードに切り替えることはできない。そして、特定吸排気弁8、9が開閉不能な状態では、特定気筒2内での適切な燃焼を実現するのは困難である。そこで、ステップS28では、ECU100は全筒運転を実施する。つまり、ステップS28では、特定吸排気弁8、9の開閉モードが全筒モードに維持された状態で全てのインジェクタ12の駆動が再開されて全ての気筒2への燃料噴射が再開される。
Here, when proceeding to step S28, the opening degree of the
一方、ステップS24の判定がYESであって変速機70のギア段が高速段である場合、ECU100は、ステップS24の判定がNOの場合つまり変速機70のギア段が低速段の場合と異なり、全筒切替制御および特定吸排気弁8、9の開閉モードの全筒モードへの切り替えを行わずに、ステップS29に進んで燃料カット条件が非成立になったか否かを判定する。つまり、変速機70のギア段が高速段である場合は、燃料カットの実施中、スロットル弁34の開度、点火時期、特定吸排気弁8、9の開閉モードは、減筒運転時と同じ状態に維持される。
On the other hand, if the determination in step S24 is YES and the gear stage of the
そして、ステップS29の判定がYESとなって燃料カット条件が非成立になると、ECU100は、ステップS30にて、インジェクタ12からの燃料噴射を復帰させる。ここで、ステップS30に進む場合は、上記のように、スロットル弁34の開度、点火時期、特定吸排気弁8、9の開閉モードは、減筒運転時と同じ状態に維持されている。これより、ステップS30では、ECU100は、減筒運転を実施する。つまり、ステップS30では、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動停止は維持されたまま稼働気筒2(2B、2C)のインジェクタ12の駆動のみが再開されて稼働気筒2(2B、2C)への燃料供給のみが再開される。また、特定吸排気弁8、9の開閉モードが減筒モードに維持される。
When the determination in step S29 is YES and the fuel cut condition is not satisfied, the
以上のように、本実施形態では、減筒運転中に燃料カット条件が成立して燃料カットが実施される場合において変速機70のギア段が低速段であるときは、インジェクタ12の制御を除き減筒運転から全筒運転への切り替え時と同様の制御が実施されるとともに、燃料カット条件が非成立になったときに全筒運転が開始される。一方、減筒運転中に燃料カット条件が成立して燃料カットが実施される場合において変速機70のギア段が高速段であるときは、インジェクタ12の制御を除いて減筒運転と同様の制御が継続されて、燃料カット条件が非成立になったときに減筒運転が開始される。
As described above, in this embodiment, when the fuel cut condition is met during reduced cylinder operation and a fuel cut is performed, if the gear stage of the
なお、ステップS23の判定がNOであって全筒運転中の場合は、ECU100は、全筒切替制御および減筒切替制御のいずれをも実施することなく、また、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードに維持したまま、燃料カット条件が非成立になるのに伴って(ステップS31にて判定がYESになるのに伴って)、全てのインジェクタ12からの燃料噴射を復帰させて全筒運転を実施する(ステップS32)。
If the determination in step S23 is NO and all-cylinder operation is in progress, the
図10は、減筒運転中且つ変速ギアが低速段であるときの燃料カット条件成立前後の各パラメータの時間変化の一例を示したタイムチャートである。図10には、上から順に、燃料カットフラグ、弁停止機構用油路66の油圧、OCV62の通電状態、稼働気筒2(2B、2C)のインジェクタ12の駆動状態、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動状態、スロットル開度、稼働気筒2(2B、2C)の吸気量、特定気筒2(2A、2D)の吸気量、点火時期の各チャートを示している。燃料カットフラグは、燃料カット条件の成立時に1となり、その他のときは0になるフラグである。
Figure 10 is a time chart showing an example of the change over time of each parameter before and after the fuel cut condition is met when the engine is in reduced cylinder operation and the transmission gear is in a low gear. From the top, Figure 10 shows charts for the fuel cut flag, oil pressure in the valve stop
図10の例では、時刻t21にて燃料カット条件が成立する。これより、時刻t21にて燃料カットが実行されて全てのインジェクタ12の駆動が停止される。図10の例では、減筒運転が実施されていたことから、特定気筒2(2A、2D)のインジェクタ12の駆動は既に停止されており、時刻t12では稼働気筒2(2B、2C)のインジェクタ12の駆動が停止される。また、減速運転中且つ変速ギアが低速段である状態で燃料カット条件が成立したことで全筒切替制御が実施され、時刻t21にて特定吸排気弁8、9の開閉モードが減筒モードから全筒モードに切り替えられる。具体的に、時刻t21にてOCV62がオフとされて特定吸排気弁8、9が開閉可能とされる。また、スロットル弁34の開度が減少されるとともに点火時期が遅角される。なお、上記のように、全筒切替制御では、吸気量の減少に合わせて点火時期の遅角量が低減される。また、燃料カット中に実施される全筒切替制御では、各気筒2の吸気量が所定の判定量に到達すると点火時期の遅角が停止されるようになっており、この判定量は、減筒運転時の1気筒(稼働気筒2)あたりの吸気量よりも小さい量に予め設定されてECU100に記憶されている。図10の例では、時刻t22にて全筒切替制御(点火時期の遅角)が停止される。そして、その後の時刻t23にて燃料カット条件が非成立になると(燃料カットフラグが1から0になる)、全筒運転が開始され、特定吸排気弁8、9の開閉が可能とされた状態で全ての気筒2のインジェクタ12の駆動が開始される。
In the example of FIG. 10, the fuel cut condition is satisfied at time t21. As a result, fuel cut is performed at time t21 and the drive of all
図11は、減筒運転中且つ変速ギアが高速段であるときの燃料カット条件成立前後の各パラメータの時間変化の一例を示したタイムチャートであり、図10に対応するチャートである。図11の例では、時刻t31にて燃料カット条件が成立して、全てのインジェクタ12の駆動が停止される。ここで、図11の例では、減速運転中且つ変速ギアが高速段である状態で燃料カット条件が成立している。そのため、特定吸排気弁8、9の開閉モードの切り替えおよび全筒切替制御は実施されない。これより、燃料カット中も、特定吸排気弁8、9の開閉モードは減筒モードに維持され、点火時期も時刻t31前の時期に維持される。そして、時刻32にて燃料カット条件が非成立になると(燃料カットフラグが1から0になる)、再び減筒運転が開始されて、特定気筒2のインジェクタ12の駆動のみが再開される。
Figure 11 is a time chart showing an example of the time change of each parameter before and after the fuel cut condition is satisfied when the transmission gear is in a high gear during reduced cylinder operation, and corresponds to Figure 10. In the example of Figure 11, the fuel cut condition is satisfied at time t31, and the drive of all
(作用等)
以上のように、上記実施形態では、全筒運転から減筒運転への切り替え時に、全筒切替制御が実施されてスロットル弁34の開度が増大されるとともに点火時期が遅角され、その後減筒運転が開始される。また、減筒運転から全筒運転への切り替え時に、減筒切替制御が実施されてスロットル弁34の開度が減少されるとともに点火時期が遅角されつつ、全筒運転が開始される。これにより、上記のように、全筒運転と減筒運転との切り替え時にトルクショックが生じるのを抑制できる。
(Action, etc.)
As described above, in the above embodiment, when switching from all cylinder operation to reduced cylinder operation, all cylinder switching control is implemented to increase the opening of the
また、低速段(変速機70のギア段が基準ギア段未満)で車両が運転されている状態での減筒運転中に燃料カット条件が成立したときは、特定吸排気弁8、9の開閉モードが全筒モードに切り替えられて、全ての気筒2の吸排気弁8、9が開閉可能にされる。さらに、全筒切替制御が実施されてスロットル弁34の開度が低減される。そのため、全ての気筒2で比較的大きなポンピングロスを生じさせることができ、車両の減速度合いを高めることができる。
In addition, when a fuel cut condition is met during reduced cylinder operation with the vehicle being driven at a low gear (the gear stage of the
ただし、減筒運転中の燃料カット条件の成立時に、上記のように、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードにし且つ全筒切替制御を実施した場合は、燃費性能が悪化するおそれがある。
However, if the opening/closing mode of the specific intake and
具体的に、減筒運転中つまり減筒領域A2でエンジンが運転されているときに燃料カット条件が成立した場合は、燃料カット条件が非成立になったときの運転ポイントも減筒領域A2内のポイントになりやすい。一方で、上記のように、特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードにし且つ全筒切替制御を実施した場合は、燃料カット条件の非成立時にすぐさま減筒運転を開始することができず、全筒運転で燃焼を再開させる必要がある。そのため、減筒運転中に燃料カット条件の成立に伴って特定吸排気弁8、9の開閉モードを全筒モードにし且つ全筒切替制御を実施した場合は、燃料カット条件の非成立時に、まず全筒運転を実施し、その後すぐさま、全筒運転から減筒運転への切り替えを行わねばならない可能性が高くなる。そして、全筒運転から減筒運転への切り替え時は、トルクショックを抑制するために減筒切替制御が実施されて点火時期の遅角が行われることで燃費性能が悪化してしまう。
Specifically, if the fuel cut condition is satisfied during reduced cylinder operation, that is, when the engine is operating in the reduced cylinder area A2, the operating point when the fuel cut condition is not satisfied is also likely to be a point within the reduced cylinder area A2. On the other hand, as described above, if the opening/closing mode of the specific intake and
これに対して、上記実施形態では、高速段(変速機70のギア段が基準ギア段以上)で車両が運転されている状態での減筒運転中に燃料カット条件が成立したときは、特定吸排気弁8、9の開閉モードが減筒モードに維持されるとともに全筒切替制御は実施されない。そのため、この場合には、車両の減速度合いは低く抑えられるものの燃費性能の悪化を回避することができる。
In contrast, in the above embodiment, when the fuel cut condition is met during reduced cylinder operation while the vehicle is being driven at a high speed (the gear stage of the
ここで、低速段で運転しているときの燃料カット時つまりアクセルペダル80の踏み込みを解除したときは運転者は高い減速感を求め、高速段で運転している時は燃料カット時の車両の減速度合いが小さくても運転者は違和感を覚えにくいことが分かっている。
Here, it is known that when the driver is driving at a low speed and the fuel is cut off, that is, when the
従って、上記実施形態によれば、低速段での運転時に車両の減速度合いが高められ、高速段での運転時に燃費性能の悪化が回避されることで、運転者の要求に対応した適切な減速感を提供しつつ燃費性能の悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the above embodiment, the deceleration of the vehicle is increased when driving at low speeds, and deterioration of fuel economy is avoided when driving at high speeds, making it possible to suppress deterioration of fuel economy while providing an appropriate deceleration feeling that meets the driver's needs.
特に、上記実施形態では、燃料カット条件が成立する燃料カット領域A3が減筒領域A2に隣接して設定されていることで、燃料カット条件が非成立になったときの運転ポイントが減筒領域A2内のポイントになる可能性が高い。そのため、燃費性能が低下する機会を確実に小さく抑えることができ燃費性能の悪化を効果的に抑制できる。 In particular, in the above embodiment, the fuel cut region A3 where the fuel cut condition is satisfied is set adjacent to the cylinder reduction region A2, so that the operating point when the fuel cut condition is no longer satisfied is likely to be a point within the cylinder reduction region A2. Therefore, the opportunity for a decrease in fuel efficiency can be reliably reduced, and deterioration of fuel efficiency can be effectively suppressed.
(変形例)
減筒領域A2および燃料カット領域A3は上記に限らない。また、上記実施形態では、予め設定された燃料カット領域A3内でエンジンが運転されているときに燃料カット条件が成立すると判定される場合を説明したが、燃料カット条件の成否の判定基準はこれに限られない。
(Modification)
The cylinder reduction region A2 and the fuel cut region A3 are not limited to those described above. In the above embodiment, the fuel cut condition is determined to be satisfied when the engine is operating within the preset fuel cut region A3, but the criteria for determining whether the fuel cut condition is satisfied are not limited to this.
また、エンジンの気筒数や供給される燃料の種類等の具体的な構成は上記に限られない。また、特定吸排気弁8、9の開閉モードを切り替えるための具体的な構成は上記に限られない。
Furthermore, the specific configuration of the engine, such as the number of cylinders and the type of fuel supplied, is not limited to the above. Furthermore, the specific configuration for switching the opening/closing mode of the specific intake and
1 エンジン本体
2 気筒
8 吸気弁
9 排気弁
12 インジェクタ(燃料供給装置)
13 点火プラグ(点火手段)
30 吸気通路
34 スロットル弁
61 弁停止機構(切替機構)
62 OCV(切替機構)
100 ECU(制御手段)
102b 第2切替制御部(切替制御部)
103 燃料カット制御部
A2 減筒領域(第1運転領域)
A3 燃料カット領域(第2運転領域)
SN4 ギア段センサ(ギア段検出手段)
1 Engine body
2 cylinders
8 Intake valve
9
13 Spark plug (ignition means)
30: Intake passage 34: Throttle valve 61: Valve stop mechanism (switching mechanism)
62 OCV (switching mechanism)
100 ECU (control means)
102b Second switching control unit (switching control unit)
103 Fuel cut control unit A2 Cylinder reduction region (first operating region)
A3 Fuel cut region (second operating region)
SN4 Gear step sensor (gear step detection means)
Claims (2)
前記変速機のギア段を検出するギア段検出手段と、
前記特定の気筒の吸気弁および排気弁である特定吸排気弁の開閉モードを、開閉が許容される全筒モードと、開閉が禁止される減筒モードとに切り替える切替機構と、
前記スロットル弁、燃料供給手段、点火手段および切替機構を制御するとともに、前記特定吸排気弁の開閉モードを全筒運転時は前記全筒モードにして減筒運転時は前記減筒モードにする制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記特定吸排気弁の開閉モードを前記全筒モードから前記減筒モードに切り替えるときに、前記スロットル弁の開度を増大させ且つ前記点火手段の点火時期を遅角させる減筒切替制御を実施し、当該減筒切替制御の実施後に前記開閉モードを切り替える切替制御部と、
全気筒への燃料供給を停止する燃料カット条件が成立すると、全ての気筒について前記燃料供給手段からの燃料供給を停止する燃料カット制御部とを有し、
減筒運転中において、前記ギア段検出手段により検出された前記ギア段が所定の基準ギア段未満の状態で前記燃料カット条件が成立した場合、前記燃料カット制御部は、特定吸排気弁の開閉モードを前記減筒モードから前記全筒モードに切り替えるとともに、前記スロットル弁の開度を低減させ、
減筒運転中において、前記ギア段が前記基準ギア段以上の状態で前記燃料カット条件が成立した場合、前記燃料カット制御部は、前記特定吸排気弁の開閉モードを前記減筒モードに維持し、
前記制御手段は、前記燃料カット条件の成立に伴って前記開閉モードが前記減筒モードから前記全筒モードに切り替えられた場合は、前記燃料カット条件が非成立になったときに、全筒運転を開始する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 A device for controlling an engine that is mounted on a vehicle equipped with a transmission and has an engine body formed with a plurality of cylinders, an intake passage, a throttle valve that opens and closes the intake passage, a fuel supply means that supplies fuel to each cylinder, and an ignition means that ignites the mixture in each cylinder, and that can be switched between an all-cylinder operation in which combustion is performed in all cylinders and a reduced-cylinder operation in which combustion is stopped in a specific cylinder among the plurality of cylinders,
A gear detection means for detecting a gear position of the transmission;
A switching mechanism that switches an opening/closing mode of a specific intake/exhaust valve, which is an intake valve and an exhaust valve of the specific cylinder, between an all-cylinder mode in which opening/closing is permitted and a reduced-cylinder mode in which opening/closing is prohibited;
a control means for controlling the throttle valve, the fuel supply means, the ignition means and the switching mechanism, and for changing the opening/closing mode of the specific intake/exhaust valve to the all-cylinder mode during all-cylinder operation and to the reduced-cylinder mode during reduced-cylinder operation;
The control means
a switching control unit that, when switching an opening/closing mode of the specific intake/exhaust valve from the all-cylinder mode to the reduced-cylinder mode, performs reduced-cylinder switching control to increase an opening degree of the throttle valve and retard an ignition timing of the ignition means, and switches the opening/closing mode after the reduced-cylinder switching control is performed;
a fuel cut control unit that cuts off the fuel supply from the fuel supply means to all of the cylinders when a fuel cut condition for cutting off the fuel supply to all of the cylinders is satisfied,
During reduced cylinder operation, when the fuel cut condition is satisfied in a state in which the gear stage detected by the gear stage detection means is less than a predetermined reference gear stage, the fuel cut control unit switches an opening/closing mode of a specific intake/exhaust valve from the reduced cylinder mode to the all-cylinder mode, and reduces an opening degree of the throttle valve ,
During reduced cylinder operation, when the fuel cut condition is satisfied with the gear position being equal to or higher than the reference gear position, the fuel cut control unit maintains the opening/closing mode of the specific intake/exhaust valve in the reduced cylinder mode,
The control means starts all-cylinder operation when the fuel cut condition is no longer satisfied, when the opening/closing mode is switched from the reduced-cylinder mode to the all-cylinder mode in response to the satisfaction of the fuel cut condition .
前記制御手段は、エンジンが所定の第1運転領域で運転されている場合に減筒運転を実施し、エンジンが所定の第2運転領域で運転されている場合に前記燃料カット条件が成立したと判定し、
前記第2運転領域は、前記第1運転領域よりもエンジン負荷が小さい領域で、且つ、エンジン負荷について前記第1運転領域に隣接する領域に設定されている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。 2. The engine control device according to claim 1,
the control means performs a reduced cylinder operation when the engine is operating in a predetermined first operating range, and determines that the fuel cut condition is satisfied when the engine is operating in a predetermined second operating range,
An engine control device, characterized in that the second operating range is set to a range in which an engine load is smaller than that of the first operating range and is adjacent to the first operating range in terms of engine load.
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