JPH0783083A

JPH0783083A - 可変気筒エンジンの制御装置

Info

Publication number: JPH0783083A
Application number: JP23050593A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamanaka; 章弘山中; Kenichi Nomura; 憲一野村; Kenichiro Shindo; 健一郎進藤; Toyoichi Umehana; 豊一梅花; Toshiaki Asada; 俊昭浅田; Norihiko Nakamura; 徳彦中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】可変気筒エンジンの不必要な部分気筒運転制
限を排し燃費を向上する。【構成】機関運転状態に応じて機関の稼動気筒数の制
御を行う自動車用の可変気筒エンジンの制御装置におい
て、車両速度検出手段と、該車両速度検出手段が検出し
た車両速度と予め設定しておいた所定値とを比較演算す
る演算手段と、スロットル開度検出手段と、該スロット
ル開度検出手段が検出したスロットル弁の開度と予め設
定しておいた所定値とを比較演算する演算手段とを備
え、車両の速度が所定値以下の場合には、スロットル開
度が所定値以下となるまで稼動気筒数の変更を禁止し、
稼動気筒数の変更を禁止するスロットル開度の所定値を
車両速度によって可変とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機関運転状態に応じて
一部の気筒の作動を休止させる可変気筒エンジンに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの部分負荷時に一部の気筒の運
転を休止して稼動気筒の数を減少させることによりエン
ジン全体としての燃料消費率の向上を図った可変気筒エ
ンジンが一般に知られている。通常のエンジンでは、部
分負荷運転ではエンジン全体の吸入空気量を低減させる
ためにスロットル弁により吸気通路が絞られ、スロット
ル弁下流側の吸気管の負圧が増大する。このため、エン
ジン燃焼室に空気を吸入する際のポンピングロスが増大
する。これに対し、可変気筒エンジンでは低負荷運転時
に一部の気筒の作動を休止し、残りの気筒のみで運転を
行う。同一の負荷状態では通常の全気筒運転時に比べて
気筒休止時には稼動気筒の減少に応じて吸気量を増大さ
せて稼動気筒当たりの出力を増大させる必要が生じる。
従って、可変気筒エンジンでは、気筒休止時には同一負
荷状態の全気筒運転に比べて吸気通路の絞りが少なく、
吸気管の負圧が小さい状態で運転されることになる。こ
のため、部分負荷時のポンピングロスが低減されエンジ
ン全体としての燃料消費率が向上する。上記可変気筒エ
ンジンの例としては特開昭５７─１５７０３３号公報に
記載されたものがある。同公報によれば、発進加速時の
もたつきを防止するために、発進状態を検出すると強制
的に全気筒運転とし、その後、切り換えショックを防止
すべく、全気筒運転領域から部分気筒運転領域に移行し
た時、或いは、スロットル全閉とされた時に部分気筒運
転にすることが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、可変気筒化
の本来の目的は上記のような原理に基づく燃費の向上で
ある、したがってできるだけ部分気筒で運転される範囲
を拡げることが望ましい。したがって、発進時において
も運転者に加速の要求がなければ部分気筒で運転されて
も良いはずである。ところが、上記特開昭５７─１５７
０３３号公報では、発進後の走行状態に係わりなく発進
を検出すると強制的に全気筒運転とされているので燃費
低減の効果を減じることになっている。本発明は、上記
問題に鑑み、可変気筒エンジンの稼動気筒数の減少の必
要以上の制限をなくし、部分気筒運転による燃費低減効
果の範囲を増大させることを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、機関運
転状態に応じて機関の稼動気筒数の制御を行う自動車用
の可変気筒エンジンの制御装置において、車両の速度を
検出する車両速度検出手段と、該車両速度検出手段が検
出した車両速度と予め設定しておいた所定値とを比較演
算する演算手段と、機関吸気通路に配置されたスロット
ル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段と、該ス
ロットル開度検出手段が検出したスロットル弁の開度と
予め設定しておいた所定値とを比較演算する演算手段と
を備え、車両の速度が予め設定しておいた所定値以下の
場合には、スロットル開度が予め設定しておいた所定値
以下となるまで稼動気筒数の変更を禁止するようにした
可変気筒エンジンの制御装置が提供される。また、稼動
気筒数の変更を禁止するスロットル開度の所定値を車両
速度によって可変とすることもできる。

【０００５】

【作用】車両速度が所定値以下の場合には、スロットル
開度が所定値以下となるまで稼動気筒数の変更を禁止す
るようにされているので、逆に車両速度が所定値以下の
場合でも、スロットル開度が所定値以下であって加速を
要望する状況でない時には稼動気筒数を変更することが
可能とされ稼動気筒数の変更が不必要に制限され過ぎる
ことがない。

【０００６】

【実施例】図１は本発明をＶ型８気筒の可変気筒エンジ
ンに適用した実施例を示す全体図である。図１におい
て、１はエンジン本体を示す。本発明による実施例では
エンジン１は１Ａ、１Ｂの２つの気筒バンクを有し、バ
ンクＡにはエンジン前端側から後端（出力軸端）側に向
かって第２、第４、第６、第８気筒が、またバンクＢに
はエンジン前端側から後端側に向かって第１、第３、第
５、第７気筒がそれぞれ配置されている。上記それぞれ
の気筒の吸気ポートはそれぞれ吸気枝管３を介して共通
の吸気管４に接続されている。また、各吸気枝管３には
それぞれの気筒の吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射
弁３ａが設けられており、更に吸気管４には運転者のア
クセルペダル（図示せず）の操作量に応じて開閉するス
ロットル弁６、スロットル弁６の開度に応じた出力電圧
信号を発生するスロットル開度センサ６ａが、またスロ
ットル弁６の上流側の吸気管にはエンジン吸入空気量に
応じた出力電圧信号を発生するエアフローメータ８がそ
れぞれ配置されている。図に５で示すのは、スロットル
弁６の上流側と下流側の吸気通路を接続するスロットル
バイパス通路である。バイパス通路５にはアクチュエー
タ７１により開閉駆動されるバイパス弁７が設けられて
いる。本発明による実施例ではアクチュエータ７１とし
てステップモータが使用され、後述の電子制御ユニット
（ＥＣＵ）３０からの駆動信号に応じた作動量だけバイ
パス弁７を開閉駆動している。

【０００７】また、本発明による実施例では第２、第
８、第３、第５の各気筒の排気ポートは独立した排気管
１２、１８、１３、１５にそれぞれ個別に接続され、第
４と第６気筒及び第１と第７気筒は共通の排気管、それ
ぞれ１４、１１に接続されている。この排気管の構成は
後述の部分気筒運転時の稼動気筒の組み合わせを考慮し
て決められている。各排気管１１、１２、１３、１４、
１５、１８には、排気中の酸素濃度を検出し、排気空燃
比が理論空燃比に対してリーン（希薄）側にある時に0.
1 ボルト程度の電圧（リーン電圧）信号を、またリッチ
（過濃）側にある時には0.9 ボルト程度の電圧（リッチ
電圧）信号を発生する酸素濃度センサ（Ｏ ₂センサ）３
１がそれぞれ排気管毎に配置されている。更に、各排気
管のＯ₂センサ３１の下流側には排気中のＨＣ、ＣＯ、
ＮＯ_Xの三成分を同時に浄化可能な三元触媒２１がそれ
ぞれ配置されている。また、本発明による実施例ではエ
ンジン１の出力軸は自動変速機２３に接続されており、
自動変速機２３の出力軸（図示せず）の回転数を検出す
る回転数センサ３２が設けられている。

【０００８】図に３０で示すのはエンジン１の制御を行
う電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ３０はＲ
ＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリ）、ＣＰＵ（中央処理装置）、入力ポート、出
力ポート等を備えたディジタルコンピュータとして構成
され、本発明による実施例ではエンジン１の燃料噴射量
制御、点火時期制御等の基本制御を行う他、請求項１の
稼動気筒数制御手段、車両速度が予め設定した所定の値
よりも大きいかどうかを比較演算する比較演算手段と、
スロットル開度が予め設定した所定の値よりも大きいか
どうかを比較演算する比較演算手段としての作用を行
う。

【０００９】ＥＣＵ３０の入力ポートにはエアフローメ
ータ８、自動変速機の出力軸回転数センサ３２、各Ｏ₂
センサ３１、スロットル開度センサ６ａからの信号が図
示しないアナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）
を介して入力されている他、エンジン冷却水温度、エン
ジン１の回転数を表す信号がそれぞれ図示しない冷却水
温度センサ、エンジン回転数センサから入力されてい
る。また、ＥＣＵ３０の出力ポートはバイパス弁のステ
ップモータ７１に接続され、ステップモータに駆動パル
スを供給してバイパス弁７の駆動を制御している他、各
気筒の燃料噴射弁３ａと点火プラグ３３に接続され、各
気筒の燃料噴射制御と点火時期制御とを行っている。

【００１０】次に、図２、図３を用いて本発明による実
施例の可変気筒エンジン１の稼動気筒数制御について説
明する。本発明による実施例では、ＥＣＵ３０はエンジ
ン１の運転負荷と車両の走行速度とに応じて稼動気筒数
を切り換える。図２はエンジン１の稼動気筒数と負荷状
態との関係の一例をしめすマップである。図２は、煩雑
さを避けるために４気筒、６気筒、全８気筒の３通りの
稼動気筒数間の切換えを行う場合のみについて示してい
るが、実際には中間の５気筒、７気筒の稼動気筒数を含
めて全部で５通りの稼動気筒数運転が可能である。

【００１１】図２の縦軸は、エアフローメータ８で検出
したエンジン吸入空気量Ｑをエンジン回転数Ｎで割った
値Ｑ／Ｎ、すなわちエンジン１回転当たりの吸入空気量
を表している。Ｑ／Ｎはエンジン負荷を表すパラメータ
として使用される。また、図２の横軸はセンサ３２で検
出された自動変速機出力回転数ＮＡを表し、車速を表す
パラメータとして使用される。図２に示すように、本発
明による実施例ではエンジン負荷Ｑ／Ｎが低い領域では
車速ＮＡが高いほど稼動気筒数を減少させるようにして
いる。前述のように、可変気筒エンジンでは稼動気筒数
を減少させるほど稼動気筒当たりの出力を大きくするこ
とができるため、低負荷時には少ない稼動気筒数で運転
するほど燃料消費率の改善効果が大きい。しかし、稼動
気筒数が減少するほど出力トルクの脈動が増大し、この
トルクの脈動は車速（エンジン回転数）が低いほど大き
な振動となって現れるため、車両の低速走行時に稼動気
筒数を大幅に減少させるのは運転上好ましくない。そこ
で、本発明による実施例では低負荷運転時には車両走行
速度が低いほど稼動気筒数を増加させるようにして運転
性の悪化を防止している。なお、本実施例においては図
２の横軸はセンサ３２で検出された自動変速機出力回転
数ＮＡとしているがエンジン回転数Ｎでもよい。

【００１２】なお、後述のように本発明による実施例で
は稼動気筒数の減少に伴ってスロットルバイパス弁７の
開度を増大させてエンジン全体の吸入空気量Ｑを増加さ
せるようにしているが、このため、例えば図２において
Ｑ／Ｎが減少して稼動気筒数を減少させる必要が生じた
ような場合、切換え後には稼動気筒数の減少に伴って吸
入空気量が増大されるため、Ｑ／Ｎが上昇して再び稼動
気筒数増加領域に入ってしまい稼動気筒数が増加される
ような場合が生じるおそれがある。そこで、稼動気筒数
切換えの判定値には図２に実線と点線で示すようにヒス
テリシスが設けられ、切換え動作のハンチングを防止し
ている。図２に実線で示すのは稼動気筒数増加側の切換
え判定線、点線で示すのは稼動気筒数減少側の切換え判
定線である。

【００１３】次に、図３に部分気筒運転時の稼動気筒の
組み合わせの例を示す。図３は４気筒、５気筒、６気
筒、７気筒の部分気筒運転時の稼動気筒の組み合わせを
示し、気筒配列は図１と同様である。（すなわち、上側
はバンク１Ａを表し、図中の○は左側から第２、４、
６、８気筒を表す。また、下側はバンク１Ｂを表し、図
中の○は左側から第１、３、５、７気筒を表す。）ま
た、図中●で示す気筒は稼動中の気筒、○で示す気筒は
休止中の気筒を表す。本発明による実施例では稼動気筒
数に応じて稼動気筒の組み合わせパターンを複数設定し
ている。部分気筒運転時の稼動気筒の組み合わせは当
然、図３以外のものも可能であるが、本発明による実施
例では以下の条件を考慮して図３に示したような組み合
わせパターンを採用している。

【００１４】先ず、部分気筒運転時には休止気筒はトル
クを発生しないため、エンジンの１回転サイクル中、休
止気筒の爆発行程に相当する時期毎にエンジン出力トル
クが落ち込む。このため、大きなトルク脈動を避けるた
めには点火順序を考慮して上記休止気筒によるトルク落
ち込みがエンジンの１作動サイクル中にできるだけ分散
して生じるようにすることが好ましい。本発明による実
施例では、エンジンの点火は第１→第８→第４→第３→
第６→第５→第７→第２の気筒順に行われるため、この
点火順序の上で休止気筒ができるだけ分散するように休
止気筒の組み合わせが設定されている。図４は５気筒運
転の場合の稼動気筒組み合わせパターンにおける休止気
筒のエンジンの点火順序上の位置を示している。図４に
示すように、５気筒運転時のパターン１における休止気
筒（第１、３、７気筒→図４上にで示す）とパターン
２における休止気筒（第２、４、６気筒→図４上にで
示す）とも均等に分散するように考慮されている。図４
には５気筒運転の場合についてのみ示しているが、他の
稼動気筒数における組み合わせパターンも同様な考慮が
払われている。

【００１５】また、本発明による実施例では稼動気筒数
毎に図３に示すようにそれぞれ複数の稼動気筒の組み合
わせパターンが設けられているが、これは以下に述べる
理由による。すなわち、本発明による実施例では部分気
筒運転中も休止気筒には空気が供給されるが、気筒での
燃焼が生じないためこの空気は低温のままで排気管に排
出され、三元触媒２１を通過することになる。このため
部分気筒運転が続くと休止気筒の温度が低下して、エン
ジンの温度不均一が生じること等により各部品の耐久性
に影響が生じる恐れが有るのみならず、休止気筒に接続
された三元触媒２１が冷却されてしまい、次に休止気筒
の運転を再開したときに三元触媒が活性化温度以下にな
っており、この触媒では温度が上昇するまで排気浄化が
行われなくなるおそれがある。そこで、本発明による実
施例では部分気筒運転時の稼動気筒数の組み合わせのパ
ターンを複数通り設けて、部分気筒運転中に所定時間毎
に稼動気筒の組み合わせパターンの切換えを行うことに
より触媒の過度の冷却を防止しているのである。

【００１６】図３に示す稼動気筒組み合わせパターン
は、上記のパターン切換えにより全部の触媒を均等に休
止させ、かつ必要とされる排気系の数を最小とすること
ができる必要最小限のパターン数とされている。すなわ
ち、本発明による実施例では図３に示したように、第１
と第７気筒、及び第４と第６気筒はそれぞれ同時に稼
動、休止を行うように稼動気筒組み合わせパターンが設
定されており、これらの気筒には図１に示したように、
それぞれ２気筒毎に共通の排気系を設けて排気系の数を
低減している。

【００１７】次に、本発明による実施例の部分気筒運転
時におけるバイパス弁７の制御について説明する。前述
のように部分気筒運転時には稼動気筒に供給する吸気量
を増大させる必要が生じるが、本発明による実施例では
休止気筒にも吸気を供給し続けるためエンジン全体の吸
入空気量を増大させる必要がある。本発明による実施例
では、稼動気筒数の減少に応じてバイパス弁７の開度を
増大させることによりバイパス通路７を通って供給され
る吸気量を増加させ、スロットル弁６の開度を変更する
ことなく吸気量を増大させるようにしている。

【００１８】図５は本発明による実施例の稼動気筒数切
換え時のバイパス弁７作動量（ステップモータ７１の駆
動ステップ数）を示す表である。図５において、横軸は
稼動気筒数切換え前の稼動気筒数（ＦＸ）を示し、縦軸
は切換え後の稼動気筒数（ＦＹ）を示す。例えば切換え
前に８気筒運転の状態（ＦＸ＝８）であったものが、切
換え後に５気筒運転の状態（ＦＹ＝５）になった場合に
は、ステップモータ７１は３×ａステップだけバイパス
弁７の開弁方向に駆動される。また、例えば切換え前６
気筒運転の状態（ＦＸ＝６）であったものが、切換え後
に７気筒運転の状態（ＦＹ＝７）になった場合には、ス
テップモータ７１は１×ａステップだけバイパス弁７の
閉弁方向に駆動される。切換え前後で稼動気筒数が同じ
場合（ＦＸ＝ＦＹ）には、当然にステップモータ７１の
作動量はゼロであり、バイパス弁７の開度は変更されな
い。ここでａは一定値であり、エンジンの種類に応じて
予め設定される。図５から判るように、バイパス弁７の
開度は、切換え前の状態に較べて切換え後に稼動気筒数
が減少する場合は稼動気筒数が減少するほど大きな量だ
け増大され、逆に稼動気筒数が増加する場合には稼動気
筒数が増加するほど大きな量だけ減少される。

【００１９】次に、本発明による実施例の稼動気筒数の
変更の制御について説明する。車両停止状態または極低
速まで減速した後で、緩やかに加速を続けた場合に、途
中で稼動気筒数が切り換わると、トルクの出方が急に変
化した感じとなり運転者に非常に違和感を与える。これ
は、切り換え後のスロットル−トルク特性が変わるた
め、つまり同じ踏み込み量でトルクが変わるためであ
る。例えば、発進後の加速中に稼動気筒数が減ると、ト
ルクが急に出なくなった感じとなって、加速したい運転
者の気持ちと明らかに反対の状況となってしまう。この
ように発進加速時の違和感は特に強く印象に残るもので
ある。本発明による実施例では、エンジン回転数、負荷
に応じて一部気筒への燃料噴射を停止することによって
稼動気筒数を変更する可変気筒エンジンにおいて、車両
停止状態または極低速まで減速した後で、緩やかに加速
が続く時は、途中で稼動気筒数の切り換えを禁止する。
そして、あるスロットル開度以下となって減速要求相当
の状態、すなわち加速要求状態でなくなった時には稼動
気筒数の切り換えの禁止を解除して、稼動気筒数の切り
換えが実行できるようにする。ここで、稼動気筒数の切
り換えの禁止を解除するスロットル開度は図６に示され
るように車速の関数になっていて、車速の増加にともな
って稼動気筒数の切り換えの禁止を解除するスロットル
開度も大きくなっていく。これは、車速が高いほど走行
抵抗が増え、定常走行に必要なスロットル開度が大きく
なるので、減速状態となるスロットル開度も大きくなる
ためである。この車速の関数とされた稼動気筒数の切り
換えの禁止を解除するスロットル開度はＥＣＵ３０のＲ
ＯＭにマップとして記憶されていて後述する稼動気筒数
の切り換えの制御動作のフローチャートのステップ１０
７で読み込まれて用いられる。

【００２０】図７は、上記の稼動気筒数の切り換えの制
御動作のフローチャートを示すものである。先ず、ステ
ップ１０１で車速センサ信号ＳＰＤの値を読み込み、ス
テップ１０２に進み車速センサ信号ＳＰＤの値が０
（零）かどうか判別する。車速センサ信号ＳＰＤ＝０、
即ち車両が停止状態であればステップ１１１に進み、稼
動気筒数の切り換え制御禁止フラグＸＣＨをセットして
（ＸＣＨ＝”１”にして）終了する。ステップ１０２で
車速センサ信号ＳＰＤの値が０でない場合はステップ１
０３に進み、アイドルスイッチＸＩＤＬがＯＮかどうか
が判別され、ＯＮであればステップ１０４に進み、ＯＮ
でなければステップ１０５に飛ぶ。ステップ１０４では
車速センサ信号ＳＰＤの値が予めテストによって決めて
おいた固定値ａより大きいかどうかが判別され、大きけ
ればステップ１０５に進み、小さければステップ１１１
に進み、稼動気筒数の切り換え制御禁止フラグＸＣＨを
セットして（ＸＣＨ＝”１”にして）終了する。ステッ
プ１０５では、稼動気筒数の切り換え制御禁止フラグＸ
ＣＨがセットされているかどうか（ＸＣＨ＝”１”かど
うか）が判別され、セットされていればステップ１０６
に進み、さらにステップ１０７に進み図６をもとに切り
換え制御禁止解除スロットル開度ＲＴＡを算出してステ
ップ１０８に進む。ステップ１０５で稼動気筒数の切り
換え制御禁止フラグＸＣＨがセットされていない（ＸＣ
Ｈ＝”０”である）場合にはステップ１１０に飛ぶ。ス
テップ１０８ではスロットルセンサ信号ＴＡの値が切り
換え制御禁止解除スロットル開度ＲＴＡより小さいかど
うかを計算し、小さければステップ１０９に進み、大き
ければそのまま終了する。ステップ１０９では稼動気筒
数の切り換え制御禁止フラグＸＣＨをクリアして（ＸＣ
Ｈ＝”０”にして）ステップ１１０に進む。ステップ１
１０では通常の気筒数切り換え制御ルーチンを実行す
る。

【００２１】以下、図８から図２０は、上述の図７にお
けるステップ１１０における気筒数切り換え制御ルーチ
ンの詳細を示すものであり、図８から図１１までは、本
発明の稼動気筒数切り換え制御を適用した第１の実施例
であって、前述した、触媒の過度の冷却を防止するため
の稼動気筒の組み合わせパターンの切り換えを、部分気
筒運転時で気筒数の変化がおきた毎、に行うものであ
る。図１２から図１５までは、本発明の稼動気筒数切り
換え制御を適用した第２の実施例であって、前述した、
触媒の過度の冷却を防止するための稼動気筒の組み合わ
せパターンの切り換えを、所定時間毎に、行うものであ
る。図１６から図２０までは、本発明の稼動気筒数切り
換え制御を適用した第３の実施例であって、前述した、
触媒の過度の冷却を防止するための稼動気筒の組み合わ
せパターンの切り換えを、触媒の温度を検知し触媒の温
度が下がらない様に行うものである。

【００２２】先ず、図８から図１１に示される第１の実
施例について説明する。図８において、ステップ１４１
では現在の運転状況が４気筒運転であるかどうかが判定
され、４気筒運転であればステップ１４２に進み、４気
筒運転でなければステップ１５１に飛ぶ。ステップ１４
２では自動変速機出力回転数センサ３２から出力軸回転
数ＮＡ、エアフローメータ８からエンジン吸入空気量
Ｑ、また、図示しないエンジン回転数センサからエンジ
ン回転数Ｎがそれぞれ読み込まれ、エンジン１回転当た
りの吸入空気量Ｑ／Ｎが算出されステップ１４３に進
む。ステップ１４３では、現在のエンジン負荷状況が４
気筒運転を行う範囲か否かが判定され、４気筒運転範囲
である場合にはステップ１４４に進み、４気筒運転範囲
でない場合にはステップ１５０（図９）に進む。ステッ
プ１４４では、フラグＦ＝１かどうか（今回ルーチン時
稼動気筒数が変わったかどうか）判定し、フラグＦ＝１
（今回ルーチン時稼動気筒数が変わった）であればステ
ップ１４５に進み４気筒運転噴射パターン切り換え処理
を行い、ステップ１４６に進みフラグＦ＝０にクリアし
て終了する。ステップ１４４でフラグＦ＝１でなければ
ステップ１４７に進みそのままのパターンの噴射処理を
続行する。なお、ステップ１４３の４気筒運転範囲か否
かの判定は図２の運転範囲マップに基づいて、Ｑ／Ｎ、
ＮＡ、及び現状の稼動気筒数を用いて判断される。ま
た、図２の関係はＱ／Ｎ、ＮＡ、及び現状の稼動気筒数
を用いた３次元マップとして、予めＥＣＵ３０のＲＯＭ
に格納されている。以下、同様にして図９に示される５
気筒運転についての制御、図１０に示される６気筒運転
についての制御、図１１に示される７気筒運転、８気筒
運転についての制御が行われる。

【００２３】次に、図１２から図１５に示される第２の
実施例について説明するが、本第２の実施例の特徴は、
あらかじめ定められた時間が過ぎれば同じ稼動気筒数で
の噴射パターンを変えて触媒の活性能力を失わせないよ
うにすることである。図１６はこのあらかじめ定められ
た時間を示したものであって、ＥＣＵ３０のＲＯＭにマ
ップとして格納されている。図１６に示される様に、負
荷が大きいほど休止気筒の触媒を通過する空気が多くて
冷却が速いためパターン切り換えの時間が短く、また回
転数が大きいほど時間当たりに触媒を通過する空気が多
くて冷却が速いためパターン切り換えの時間が短くされ
ている。これら、マップの値は触媒の活性温度を維持で
きるように実験的に求められる。図１２において、ステ
ップ２４１では現在の運転状況が４気筒運転であるかど
うかが判定され、４気筒運転であればステップ２４２に
進み、４気筒運転でなければステップ２５１に飛ぶ。ス
テップ２４２では自動変速機出力回転数センサ３２から
出力軸回転数ＮＡ、エアフローメータ８からエンジン吸
入空気量Ｑ、また、図示しないエンジン回転数センサか
らエンジン回転数Ｎがそれぞれ読み込まれ、エンジン１
回転当たりの吸入空気量Ｑ／Ｎが算出されステップ２４
３に進む。ステップ２４３では、現在のエンジン負荷状
況が４気筒運転を行う範囲か否かが判定され、４気筒運
転範囲である場合にはステップ２４４に進み、４気筒運
転範囲でない場合にはステップ２５０（図１３）に進
む。ステップ２４４では、図１６から運転パターン切り
換え時間ＶＴＩＭＥを読み込んでステップ２４５に進
む。ステップ２４５では、部分気筒運転継続カウンタが
計測している現在運転中の噴射パターンになってからの
時間ＣＴＩＭＥと前記ステップ２４４で読み込んだ運転
パターン切り換え時間ＶＴＩＭＥとを比較演算し、ＣＴ
ＩＭＥがＶＴＩＭＥよりも大きければステップ２４６に
進み４気筒運転噴射パターン切り換え処理を行い、ＣＴ
ＩＭＥがＶＴＩＭＥよりも小さければステップ２４７に
進みそのままのパターンの噴射処理を続行する。なお、
ステップ２４３の４気筒運転範囲か否かの判定は図２の
運転範囲マップに基づいて、Ｑ／Ｎ、ＮＡ、及び現状の
稼動気筒数を用いて判断される。また、図２の関係はＱ
／Ｎ、ＮＡ、現状の稼動気筒数を用いた３次元マップと
して、予めＥＣＵ３０のＲＯＭに格納されている。以
下、同様にして図１３に示される５気筒運転についての
制御、図１４に示される６気筒運転についての制御、図
１５に示される７気筒運転、８気筒運転についての制御
が行われる。

【００２４】次に、図１７から図２０に示される第３の
実施例について説明するが、本第３の実施例の特徴は、
部分気筒運転時に触媒の温度があらかじめ定められた温
度より低ければ、同じ稼動気筒数での噴射パターンを変
えて触媒の活性能力を失わせないようにすることであ
る。あらかじめ定められた温度Ｔ０としては触媒の活性
が失われない３５０度付近の値が設定されＥＣＵ３０の
ＲＯＭに記憶されている。図１７において、ステップ３
４１では現在の運転状況が４気筒運転であるかどうかが
判定され、４気筒運転であればステップ３４２に進み、
４気筒運転でなければステップ３５１に飛ぶ。ステップ
３４２では自動変速機出力回転数センサ３２から出力軸
回転数ＮＡ、エアフローメータ８からエンジン吸入空気
量Ｑ、また、図示しないエンジン回転数センサからエン
ジン回転数Ｎがそれぞれ読み込まれ、エンジン１回転当
たりの吸入空気量Ｑ／Ｎが算出されステップ３４３に進
む。ステップ３４３では、現在のエンジン負荷状況が４
気筒運転を行う範囲か否かが判定され、４気筒運転範囲
である場合にはステップ３４４に進み、４気筒運転範囲
でない場合にはステップ３５３（図１８）に進む。ステ
ップ３４４では、触媒温度Ｔ１を読み込んでステップ３
４５に進む。ステップ３４５では、ＥＣＵ３０のＲＯＭ
に記憶されているあらかじめ定められた温度Ｔ０と前記
ステップ３４４で読み込んだ触媒温度Ｔ１とを比較演算
し、、Ｔ０がＴ１よりも大きければステップ３４６に進
み４気筒運転噴射パターン切り換え処理を行い、Ｔ０が
Ｔ１よりも小さければステップ３４７に進みそのままの
パターンの噴射処理を続行する。以下、同様にして図１
８に示される５気筒運転についての制御、図１９に示さ
れる６気筒運転についての制御、図２０に示される７気
筒運転、８気筒運転についての制御が行われる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上述のように可変気筒エンジ
ンにおいて、車両速度が所定値以下の場合には、スロッ
トル開度が所定値以下となるまで稼動気筒数の変更を禁
止するようにしたことにより、逆に車両速度が所定値以
下の場合でも、スロットル開度が所定値以下となれば稼
動気筒数の変更が可能とされ必要以上に部分気筒運転が
制限されることがなくなり、結果的に部分気筒運転され
る範囲が増大し燃費が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した可変気筒エンジンの実施例の
全体図である。（第１〜３実施例に共通）。

【図２】負荷状態と稼動気筒数との関係を示す図である
（第１〜３実施例に共通）。

【図３】部分気筒運転時の稼動気筒の組み合わせパター
ンを説明する図である（第１〜３実施例に共通）。

【図４】５気筒運転時の休止気筒の点火順序上の位置を
示す図である（第１〜３実施例に共通）。

【図５】稼動気筒数切換え時のステップモータの駆動量
を示す図である（第１〜３実施例に共通）。

【図６】本発明による稼動気筒数制御における発進後の
車速に対する気筒数制御禁止解除スロットル開度を示す
図である（第１〜３実施例に共通）。

【図７】本発明による稼動気筒数制御のフローチャート
である（第１〜３実施例に共通）。

【図８】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのルー
チンを示すフローチャートの一部である（第１実施
例）。

【図９】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのルー
チンを示すフローチャートの一部である（第１実施
例）。

【図１０】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第１実施
例）。

【図１１】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第１実施
例）。

【図１２】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第２実施
例）。

【図１３】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第２実施
例）。

【図１４】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第２実施
例）。

【図１５】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第２実施
例）。

【図１６】部分気筒運転時のエンジン回転数とエンジン
負荷に対するパターン切り換え時間を示すマップである
（第２実施例）。

【図１７】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第３実施
例）。

【図１８】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第３実施
例）。

【図１９】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第３実施
例）。

【図２０】稼動気筒のパターン切り換え制御のためのル
ーチンを示すフローチャートの一部である（第３実施
例）。

【符号の説明】

１…エンジン３ａ…燃料噴射弁４…吸気管５…スロットルバイパス通路６…スロットル弁６ａ…スロットル開度センサ７…バイパス弁１１、１４…排気管１２、１３、１５、１８…排気管２１…三元触媒３０…ＥＣＵ３１…Ｏ₂センサ７１…ステップモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅花豊一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者浅田俊昭愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者中村徳彦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

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関運転状態に応じて機関の稼動気筒数
の制御を行う自動車用の可変気筒エンジンの制御装置に
おいて、車両の速度を検出する車両速度検出手段と、該車両速度
検出手段が検出した車両速度と予め設定しておいた所定
値とを比較演算する演算手段と、機関吸気通路に配置されたスロットル弁の開度を検出す
るスロットル開度検出手段と、該スロットル開度検出手
段が検出したスロットル弁の開度と予め設定しておいた
所定値とを比較演算する演算手段とを備え、車両の速度が予め設定しておいた所定値以下の場合に
は、スロットル開度が予め設定しておいた所定値以下と
なるまで稼動気筒数の変更を禁止するようにしたことを
特徴とする可変気筒エンジンの制御装置。
【請求項２】稼動気筒数の変更を禁止するスロットル
開度の所定値を車両速度によって可変としたことを特徴
とする前記請求項１に記載の可変気筒エンジンの制御装
置。