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JP2016151232A - Engine control device - Google Patents

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JP2016151232A JP2015029362A JP2015029362A JP2016151232A JP 2016151232 A JP2016151232 A JP 2016151232A JP 2015029362 A JP2015029362 A JP 2015029362A JP 2015029362 A JP2015029362 A JP 2015029362A JP 2016151232 A JP2016151232 A JP 2016151232A
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理克 東尾
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a fuel consumption performance while restricting occurrence of torque shock when an operation is changed over from a full cylinder operation to a reduced cylinder operation.SOLUTION: An engine in which a homogeneous combustion is carried out at each of cylinders is further controlled in such a way that, upon request for changing-over in operation from a full cylinder operation to a reduced cylinder operation, an intake amount increasing control for increasing an amount of intake of each of the cylinders 2A to 2D by more than the intake amount of normal full cylinder operation where the request for changing-over is not applied is performed by intake amount changing means 34a, 34b, the reduced cylinder operation is started after finishing of the intake amount increasing control and at the same time the combustion in each of the cylinders 2A to 2D is changed over to a stratified charge combustion by at least injecting fuel during a compression stroke with fuel injection means 12 during execution of the intake amount increasing control.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、全ての気筒内で混合気の燃焼が実施される全筒運転と、特定の気筒内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 an apparatus for controlling an engine that can be switched between an all-cylinder operation in which combustion of an air-fuel mixture is performed in all cylinders and a reduced-cylinder operation in which combustion in a specific cylinder is stopped.

従来から、複数の気筒を有する多気筒エンジンの分野では、一部の気筒内での燃焼を停止して休止状態にする減筒運転の技術が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of a multi-cylinder engine having a plurality of cylinders, a technique for reducing cylinder operation is known in which combustion in some cylinders is stopped and the engine is stopped.

減筒運転時には稼働気筒の数すなわち出力する気筒の数が減少するため、エンジン全体での出力が低下するおそれがある。そこで、通常、減筒運転時には、稼働気筒の出力を増大させるべく、稼働気筒に吸入される各空気量すなわち各吸気量を増大させる制御が実施される。   During the reduced-cylinder operation, the number of operating cylinders, that is, the number of cylinders to be output decreases, so that the output of the entire engine may be reduced. Therefore, normally, during the reduced-cylinder operation, in order to increase the output of the operating cylinder, control is performed to increase each air amount sucked into the operating cylinder, that is, each intake air amount.

ここで、吸気量には遅れがある。そのため、減筒運転の開始と同時に吸気量を増大させる制御を開始したのでは、減筒運転開始時に吸気量が不足してエンジン出力の低下すなわちトルクショックが発生する。   Here, there is a delay in the intake air amount. For this reason, if the control for increasing the intake air amount is started simultaneously with the start of the reduced cylinder operation, the intake air amount is insufficient at the start of the reduced cylinder operation, resulting in a decrease in engine output, that is, a torque shock.

これに対して、減筒運転の開始前に各気筒の吸気量を予め増大させておくことが考えられる。しかしながら、減筒運転の開始前すなわち全気筒で燃焼が実施されている状態で各気筒の吸気量を増大させると、今度は、減筒運転開始前のエンジン出力が過大になり、減筒運転開始時にやはりトルクショックが生じてしまう。   On the other hand, it is conceivable to increase the intake air amount of each cylinder in advance before the start of the reduced cylinder operation. However, if the intake air amount of each cylinder is increased before the start of the reduced cylinder operation, that is, in a state where combustion is being performed in all the cylinders, the engine output before the start of the reduced cylinder operation becomes excessive and the reduced cylinder operation starts. Sometimes torque shocks occur.

これに対して、特許文献1には、減筒運転の開始前に吸気通路に設けられたスロットルバルブを開き側に変化させて各気筒の吸気量を減筒運転時の吸気量まで増大させるとともに、各気筒の点火時期を最適点火時期(MBT:Minimum Advance for Best Torque)よりも遅角側に制御し、これにより、減筒運転の開始前において各気筒の吸気量を増大させつつエンジン出力の増加を抑制するよう構成された装置が開示されている。   On the other hand, in Patent Document 1, before the start of the reduced cylinder operation, the throttle valve provided in the intake passage is changed to the open side to increase the intake amount of each cylinder to the intake amount during the reduced cylinder operation. The ignition timing of each cylinder is controlled to be retarded from the optimal ignition timing (MBT: Minimum Advance for Best Torque), thereby increasing the engine output while increasing the intake amount of each cylinder before the start of the reduced cylinder operation. An apparatus configured to suppress the increase is disclosed.

特開平5−332172号公報JP-A-5-332172

上記特許文献1の装置では、全筒運転から減筒運転への切り替え時に点火時期をMBTよりも遅角側にしているため、燃費性能が悪いという問題がある。また、点火時期を大幅に遅角することによって失火が生じるおそれ、あるいは、この失火を回避するために点火時期を必要量遅角できずエンジン出力の増加すなわちトルクショックを回避できなくなるおそれがある。   The device of Patent Document 1 has a problem in that fuel efficiency is poor because the ignition timing is retarded from MBT when switching from full cylinder operation to reduced cylinder operation. In addition, there is a possibility that misfire may occur if the ignition timing is significantly retarded, or that the ignition timing cannot be retarded by a necessary amount in order to avoid this misfire, so that an increase in engine output, that is, a torque shock cannot be avoided.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、全筒運転から減筒運転への切替時にトルクショックが発生するのを抑制しつつ燃費性能を高めることのできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an engine control device that can improve fuel efficiency while suppressing the occurrence of torque shock when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. The purpose is to provide.

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、複数の気筒を有し、全ての気筒内で混合気の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内での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能であるとともに、各気筒内で均質燃焼が実施されるエンジンを制御する装置であって、各気筒に設けられてこれら気筒内の混合気に点火を行う点火手段と、各気筒に設けられてこれら気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段と、上記点火手段、燃料噴射手段および吸気量変更手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、上記吸気量変更手段によって各気筒の吸気量を当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時の吸気量よりも多い減筒運転時の吸気量に増大させる吸気量増大制御を実施し、当該吸気量増大制御の終了後に減筒運転を開始させるとともに、上記吸気量増大制御の実施中、上記燃料噴射手段によって少なくとも圧縮行程中に燃料を噴射させて各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替え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 has a plurality of cylinders, all-cylinder operation in which combustion of the air-fuel mixture is performed in all the cylinders, and a specific cylinder among the plurality of cylinders. A device that controls an engine that can be switched between reduced-cylinder operation in which combustion is stopped and in which homogeneous combustion is performed in each cylinder. Ignition means for performing ignition, fuel injection means provided in each cylinder for injecting fuel into these cylinders, intake air amount changing means capable of changing the intake air amount that is the amount of air sucked into each cylinder, and the ignition And a control means for controlling each part of the engine including a fuel injection means and an intake air amount changing means. When there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the control means uses the intake air amount changing means. Change the intake air amount of each cylinder Intake amount increase control is performed to increase the intake amount at the time of reduced cylinder operation, which is larger than the intake amount at the time of normal all cylinder operation where no request is issued, and the reduced cylinder operation is started after the intake amount increase control is completed. In addition, during execution of the intake air amount increase control, fuel is injected by the fuel injection means at least during the compression stroke, and combustion in each cylinder is switched to stratified combustion (claim 1). .

本発明によれば、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、各気筒の吸気量を減筒運転時の吸気量まで増大させる吸気量増大制御を実施した後に減筒運転を開始させているため、減筒運転開始時に稼働気筒の吸気量を確保して稼働気筒の出力すなわちエンジントルクが低下するのを抑制することができる。   According to the present invention, at the time of switching from the all-cylinder operation to the reduced-cylinder operation, the reduced-cylinder operation is started after the intake air amount increase control for increasing the intake air amount of each cylinder to the intake air amount during the reduced-cylinder operation. Therefore, the intake amount of the operating cylinder can be secured at the start of the reduced cylinder operation, and the output of the operating cylinder, that is, the engine torque can be suppressed from decreasing.

しかも、本発明では、上記吸気量増大制御の実施中に、燃料を圧縮行程中に噴射させて各気筒内での燃焼を成層燃焼としている。そのため、点火時期を遅角側に変更することなく吸気量増大に伴うエンジン出力の増大を抑制することができ、燃費性能を高めることができる。   Moreover, in the present invention, during the execution of the intake air amount increase control, fuel is injected during the compression stroke, and combustion in each cylinder is stratified combustion. Therefore, it is possible to suppress an increase in engine output accompanying an increase in the intake air amount without changing the ignition timing to the retard side, and to improve fuel efficiency.

具体的には、均質燃焼では、上記のように吸気量を増大させた場合、これに合わせて噴射量を増大させねばならず、これらの増加に伴うエンジン出力の増大を抑制するために点火時期を遅角させる必要があり、燃費性能が悪化する。これに対して、本発明では、上記のように、吸気量の増大時に成層燃焼を実施している。すなわち、燃焼形態を、点火手段周りの混合気の空気過剰率を小さい状態にすることで気筒内全体では混合気の空気過剰率を比較的高い状態にしながら混合気を燃焼させる形態としている。そのため、吸気量の増大に合わせて噴射量の増大および点火時期の遅角を行う必要がなく高い燃費性能を確保することができる。   Specifically, in the homogeneous combustion, when the intake air amount is increased as described above, the injection amount must be increased accordingly, and the ignition timing is controlled in order to suppress the increase in engine output accompanying these increases. It is necessary to retard the fuel consumption performance. On the other hand, in the present invention, as described above, stratified combustion is performed when the intake air amount increases. That is, the combustion mode is such that the air-fuel ratio is combusted while the air excess ratio of the air-fuel mixture is relatively high in the entire cylinder by reducing the air excess ratio of the air-fuel mixture around the ignition means. Therefore, it is not necessary to increase the injection amount and retard the ignition timing in accordance with the increase of the intake amount, and high fuel efficiency can be ensured.

本発明において、上記制御手段は、上記吸気量増大制御の実施中において、各気筒の吸気量が予め設定された基準量未満の間は、各気筒の吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更しながら各気筒内で均質燃焼を実施し、各気筒の吸気量が上記基準量以上となった後に各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替えるのが好ましい(請求項2)。   In the present invention, during the execution of the intake air amount increase control, the control means controls the engine torque generated as the intake air amount of each cylinder increases as long as the intake air amount of each cylinder is less than a preset reference amount. In order to cancel the change, the ignition timing of the ignition means is changed to a timing retarded from the ignition timing during normal all-cylinder operation, and homogeneous combustion is performed in each cylinder. It is preferable to switch the combustion in each cylinder to stratified combustion after the amount exceeds the specified amount (Claim 2).

このようにすれば、全筒運転から減筒運転への切替時において、燃費性能を高めつつ安定した燃焼を確保することができる。   If it does in this way, the stable combustion can be ensured, improving a fuel-consumption performance at the time of switching from all cylinder operation to reduction cylinder operation.

すなわち、吸気量が少ない状態で成層燃焼を実施した場合には、点火手段周りの混合気が過剰にリッチになり適切な燃焼が実現できないおそれがある。これに対して、上記構成では、吸気量が基準量以上に確保された状態で成層燃焼を実施しているため、適切な燃焼を確保しつつ燃費性能を高めることができる。   That is, when stratified combustion is performed with a small amount of intake air, the air-fuel mixture around the ignition means becomes excessively rich, and there is a possibility that appropriate combustion cannot be realized. On the other hand, in the said structure, since stratified combustion is implemented in the state in which the intake air amount was ensured more than the reference amount, fuel consumption performance can be improved, ensuring appropriate combustion.

この構成において、上記制御手段は、上記吸気量増大制御の実施中に各気筒の吸気量が上記基準量以上になると、上記点火手段の点火時期を直前の均質燃焼時の点火時期よりも進角側の時期としながら各気筒内で成層燃焼を実施するとともに、上記燃焼噴射手段により各気筒に噴射される燃料量を、エンジントルクがこの成層燃焼への切替直前のエンジントルクと同一になるような量に制御するのが好ましい(請求項3)。   In this configuration, when the intake air amount of each cylinder becomes equal to or greater than the reference amount during execution of the intake air amount increase control, the control means advances the ignition timing of the ignition means from the ignition timing at the previous homogeneous combustion. Stratified combustion is carried out in each cylinder at the same time, and the amount of fuel injected into each cylinder by the combustion injection means is set to be the same as the engine torque immediately before switching to stratified combustion. The amount is preferably controlled (claim 3).

このようにすれば、成層燃焼実施時において、点火時期を進角側にしつつ燃料量の減少によってエンジントルクの増大を抑制することができるため、より確実に燃費性能を高めることができる。   In this way, when performing stratified combustion, the increase in engine torque can be suppressed by reducing the fuel amount while the ignition timing is advanced, so that the fuel efficiency can be improved more reliably.

また、本発明において、各気筒の空気過剰率としては、均質燃焼実施時には1近傍とし、成層燃焼実施時には1より大きい値にするものが挙げられる(請求項4)。   In the present invention, the excess air ratio of each cylinder is set to a value close to 1 when performing homogeneous combustion, and is set to a value greater than 1 when performing stratified combustion (Claim 4).

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、全筒運転から減筒運転への切替時にトルクショックが発生するのを抑制しつつ燃費性能を高めることができる。   As described above, according to the engine control apparatus of the present invention, it is possible to improve fuel efficiency while suppressing the occurrence of torque shock at the time of switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation.

本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing an overall configuration of an engine according to an embodiment of the present invention. エンジン本体の断面図である。It is sectional drawing of an engine main body. (a)ピボッド部がロック状態のときの弁停止機構を示す図である。(b)ピボット部がロック解除状態に移行する前の弁停止機構を示す図である。(c)ピボッド部がロック解除状態のときの弁停止機構を示す図である。(A) It is a figure which shows a valve stop mechanism when a pivot part is a locked state. (B) It is a figure which shows the valve stop mechanism before a pivot part transfers to a lock release state. (C) It is a figure which shows a valve stop mechanism when a pivot part is a lock release state. 弁停止機構の作動油の経路を示した図である。It is the figure which showed the path | route of the hydraulic fluid of a valve stop mechanism. エンジンの制御系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine. 全筒運転領域と減筒運転領域とを示した図である。It is the figure which showed the all cylinder operation area | region and the reduced cylinder operation area | region. 全筒運転から減筒運転への切り替え時の制御手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the control procedure at the time of the switch from all cylinder operation to reduction cylinder operation. 本発明の一実施形態に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。It is the figure which showed the time change of each parameter at the time of implementing control which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の比較例に係る制御を実施した際の各パラメータの時間変化を示した図である。It is the figure which showed the time change of each parameter at the time of implementing the control which concerns on the comparative example of this invention.

(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の制御装置が適用されるエンジンの一実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、直線状に並ぶ4つの気筒2A〜2Dを有する直列4気筒型のエンジン本体1と、エンジン本体1に空気を導入するための吸気通路30と、エンジン本体1で生成された排気ガスを排出するための排気通路35とを備えている。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an engine to which a control device of the present invention is applied. The engine shown in the figure is a 4-cycle multi-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle as a power source for traveling. Specifically, this engine is generated by an in-line four-cylinder engine main body 1 having four cylinders 2A to 2D arranged in a straight line, an intake passage 30 for introducing air into the engine main body 1, and the engine main body 1. And an exhaust passage 35 for discharging the exhaust gas.

図2は、エンジン本体1の断面図である。本図に示すように、エンジン本体1は、上記4つの気筒2A〜2Dが内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上側に設けられたシリンダヘッド4と、シリンダヘッド4の上側に設けられたカムキャップ5と、各気筒2A〜2Dに往復摺動可能に挿入されたピストン11とを有している。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the engine body 1. As shown in the figure, an engine body 1 includes a cylinder block 3 in which the four cylinders 2A to 2D are formed, a cylinder head 4 provided on the upper side of the cylinder block 3, and an upper side of the cylinder head 4. It has a cam cap 5 provided and a piston 11 inserted into each of the cylinders 2A to 2D so as to be slidable back and forth.

ピストン11の上方には燃焼室10が形成されており、この燃焼室10には、インジェクタ(燃料噴射手段)12(図1)から噴射されるガソリンを主成分とする燃料が供給される。そして、供給された燃料が燃焼室10で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン11が上下方向に往復運動するようになっている。   A combustion chamber 10 is formed above the piston 11, and fuel mainly composed of gasoline injected from an injector (fuel injection means) 12 (FIG. 1) is supplied to the combustion chamber 10. The supplied fuel burns in the combustion chamber 10, and the piston 11 pushed down by the expansion force due to the combustion reciprocates in the vertical direction.

ピストン11は、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸15とコネクティングロッド14を介して連結されており、ピストン11の往復運動に応じてクランク軸15が中心軸回りに回転するようになっている。   The piston 11 is connected to a crankshaft 15 that is an output shaft of the engine main body 1 via a connecting rod 14, and the crankshaft 15 rotates about the central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 11. .

図1に示すように、シリンダヘッド4には、上記のように各気筒2A〜2Dの燃焼室10に向けて燃料(ガソリン)を噴射するインジェクタ12と、インジェクタ12から噴射された燃料と空気との混合気を火花放電によって点火する点火プラグ(点火手段)13とが設けられている。なお、当実施形態では、1気筒につき1つの割合で合計4個のインジェクタ12が設けられるとともに、同じく1気筒につき1つの割合で合計4個の点火プラグ13が設けられている。   As shown in FIG. 1, the cylinder head 4 includes an injector 12 that injects fuel (gasoline) toward the combustion chamber 10 of each cylinder 2 </ b> A to 2 </ b> D as described above, and fuel and air injected from the injector 12. And an ignition plug (ignition means) 13 for igniting the air-fuel mixture by spark discharge. In the present embodiment, a total of four injectors 12 are provided at a rate of one for each cylinder, and a total of four spark plugs 13 are also provided at a rate of one for each cylinder.

当実施形態のような4サイクル4気筒のガソリンエンジンでは、各気筒2A〜2Dに設けられたピストン11がクランク角で180°(180°CA)の位相差をもって上下運動する。これに対応して、各気筒2A〜2Dでの点火のタイミングも、180°CAずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、図1の左側から順に、気筒2Aを第1気筒、気筒2Bを第2気筒、気筒2Cを第3気筒、気筒2Dを第4気筒とすると、第1気筒2A→第3気筒2C→第4気筒2D→第2気筒2Bの順に点火が行われる。   In the four-cycle four-cylinder gasoline engine as in this embodiment, the pistons 11 provided in the cylinders 2A to 2D move up and down with a phase difference of 180 ° (180 ° CA) in crank angle. Correspondingly, the ignition timing in each of the cylinders 2A to 2D is also set to a timing shifted in phase by 180 ° CA. Specifically, in order from the left side of FIG. 1, assuming that the cylinder 2A is the first cylinder, the cylinder 2B is the second cylinder, the cylinder 2C is the third cylinder, and the cylinder 2D is the fourth cylinder, the first cylinder 2A → the third cylinder Ignition is performed in the order of 2C → fourth cylinder 2D → second cylinder 2B.

なお、当実施形態のエンジンは、4つの気筒2A〜2Dのうちの2つを燃焼させずに休止させ、残りの2つの気筒を稼動させる運転、つまり減筒運転が可能な可変気筒エンジンである。このため、上記のような点火順序は、減筒運転ではない通常の運転時(4つの気筒2A〜2Dを全て稼動させる全筒運転時)のものである。一方、減筒運転時には、点火順序が連続しない2つの気筒(当実施形態では第1気筒2Aおよび第4気筒2D)において点火プラグ13の点火動作が禁止され、1つ飛ばしで点火が行われるようになる。   The engine of the present embodiment is a variable cylinder engine capable of performing an operation in which two of the four cylinders 2A to 2D are stopped without burning and the remaining two cylinders are operated, that is, a reduced-cylinder operation. . For this reason, the ignition sequence as described above is for normal operation that is not reduced-cylinder operation (during all-cylinder operation in which all four cylinders 2A to 2D are operated). On the other hand, during the reduced-cylinder operation, the ignition operation of the spark plug 13 is prohibited in two cylinders (the first cylinder 2A and the fourth cylinder 2D in this embodiment) whose ignition order is not continuous, and ignition is performed by skipping one. become.

図1および図2に示すように、シリンダヘッド4には、吸気通路30から供給される空気(吸気)を各気筒2A〜2Dの燃焼室10に導入するための吸気ポート6と、各気筒2A〜2Dの燃焼室10で生成された排気ガスを排気通路35に導出するための排気ポート7と、吸気ポート6を通じた吸気の導入を制御するために吸気ポート6の燃焼室10側の開口を開閉する吸気弁8と、排気ポート7からのガス排出を制御するために排気ポート7の燃焼室10側の開口を開閉する排気弁9とが設けられている。なお、当実施形態では、1気筒につき2つの割合で合計8個の吸気弁8が設けられるとともに、同じく1気筒につき2つの割合で合計8個の排気弁9が設けられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder head 4 has an intake port 6 for introducing air (intake air) supplied from the intake passage 30 into the combustion chamber 10 of each cylinder 2A to 2D, and each cylinder 2A. An exhaust port 7 for leading the exhaust gas generated in the 2D combustion chamber 10 to the exhaust passage 35 and an opening on the combustion chamber 10 side of the intake port 6 for controlling the introduction of intake air through the intake port 6 An intake valve 8 that opens and closes and an exhaust valve 9 that opens and closes an opening of the exhaust port 7 on the combustion chamber 10 side in order to control gas discharge from the exhaust port 7 are provided. In the present embodiment, a total of eight intake valves 8 are provided at a rate of two per cylinder, and a total of eight exhaust valves 9 are also provided at a rate of two per cylinder.

図1に示すように、吸気通路30は、気筒2A〜2Dの各吸気ポート6と連通する4本の独立吸気通路31と、各独立吸気通路31の上流端部(吸気の流れ方向上流側の端部)に共通に接続されたサージタンク32と、サージタンク32から上流側に延びる1本の吸気管33とを有している。吸気管33の途中部には、吸気管33内の通路を開閉可能なスロットルバルブ34aが設けられている。吸気管33には、スロットルバルブ34aを駆動するためのバルブアクチュエータ34bが設けられており、スロットルバルブ34aは、バルブアクチュエータ34bにより開閉される。スロットルバルブ34aの開閉によりエンジン本体1に導入される吸気の流量は変更され、このスロットルバルブ34aおよびバルブアクチュエータ34bは、各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段として機能する。   As shown in FIG. 1, the intake passage 30 includes four independent intake passages 31 communicating with the intake ports 6 of the cylinders 2 </ b> A to 2 </ b> D, and upstream ends of the individual intake passages 31 (on the upstream side in the intake flow direction). A surge tank 32 commonly connected to the end) and a single intake pipe 33 extending upstream from the surge tank 32. A throttle valve 34 a that can open and close a passage in the intake pipe 33 is provided in the middle of the intake pipe 33. The intake pipe 33 is provided with a valve actuator 34b for driving the throttle valve 34a. The throttle valve 34a is opened and closed by the valve actuator 34b. The flow rate of the intake air introduced into the engine main body 1 is changed by opening and closing the throttle valve 34a, and the throttle valve 34a and the valve actuator 34b can change the intake air amount that is the amount of air sucked into each cylinder. Function as.

排気通路35は、気筒2A〜2Dの各排気ポート7と連通する4本の独立排気通路36と、各独立排気通路36の下流端部(排気ガスの流れ方向下流側の端部)が1箇所に集合した集合部37と、集合部37から下流側に延びる1本の排気管38とを有している。   The exhaust passage 35 has four independent exhaust passages 36 communicating with the exhaust ports 7 of the cylinders 2A to 2D, and one downstream end portion (end portion on the downstream side in the exhaust gas flow direction) of each independent exhaust passage 36. And a single exhaust pipe 38 extending downstream from the collective portion 37.

(2)動弁機構
次に、吸気弁8および排気弁9を開閉させるための機構について、図2および図3を用いて詳しく説明する。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。
(2) Valve Mechanism Next, a mechanism for opening and closing the intake valve 8 and the exhaust valve 9 will be described in detail with reference to FIGS. The intake valve 8 and the exhaust valve 9 are driven to open and close in conjunction with the rotation of the crankshaft 15 by a pair of valve mechanisms 28 and 29 disposed in the cylinder head 4, respectively.

吸気弁8用の動弁機構28は、吸気弁8を閉方向(図2の上方)に付勢するリターンスプリング16と、クランク軸15の回転に連動して回転するカム軸18と、カム軸18と一体に回転するように設けられたカム部18aと、カム部18aにより周期的に押圧されるスイングアーム20と、スイングアーム20の揺動支点となるピボット部22とを有している。   The valve operating mechanism 28 for the intake valve 8 includes a return spring 16 that urges the intake valve 8 in the closing direction (upward in FIG. 2), a cam shaft 18 that rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 15, and a cam shaft. 18, a cam portion 18 a provided so as to rotate integrally with the shaft 18, a swing arm 20 that is periodically pressed by the cam portion 18 a, and a pivot portion 22 that serves as a swing fulcrum of the swing arm 20.

同様に、排気弁9用の動弁機構29は、排気弁9を閉方向(図2の上方)に付勢するリターンスプリング17と、クランク軸15の回転に連動して回転するカム軸19と、カム軸19と一体に回転するように設けられたカム部19aと、カム部19aにより周期的に押圧されるスイングアーム21と、スイングアーム20の揺動支点となるピボット部22とを有している。   Similarly, the valve operating mechanism 29 for the exhaust valve 9 includes a return spring 17 that urges the exhaust valve 9 in the closing direction (upward in FIG. 2), and a cam shaft 19 that rotates in conjunction with the rotation of the crankshaft 15. A cam portion 19a provided to rotate integrally with the cam shaft 19, a swing arm 21 periodically pressed by the cam portion 19a, and a pivot portion 22 serving as a swing fulcrum of the swing arm 20. ing.

上記のような動弁機構28、29により、吸気弁8および排気弁9は次のようにして開閉駆動される。すなわち、クランク軸15の回転に伴いカム軸18、19が回転すると、スイングアーム20、21の略中央部に回転自在に設けられたカムフォロア20a、21aがカム部18a、19aによって周期的に下方に押圧されるとともに、スイングアーム20、21がその一端部を支持するピボット部22を支点にして揺動変位する。これに伴い、当該スイングアーム20、21の他端部がリターンスプリング16、17の付勢力に抗して吸排気弁8、9を下方に押圧し、これによって吸排気弁8、9が開弁する。一度開弁された吸排気弁8、9は、リターンスプリング16、17の付勢力により再び閉弁位置まで戻される。   By the valve operating mechanisms 28 and 29 as described above, the intake valve 8 and the exhaust valve 9 are driven to open and close as follows. That is, when the camshafts 18 and 19 are rotated along with the rotation of the crankshaft 15, the cam followers 20a and 21a that are rotatably provided at the substantially central portions of the swing arms 20 and 21 are periodically lowered by the cam portions 18a and 19a. While being pressed, the swing arms 20 and 21 swing and displace with the pivot portion 22 supporting one end thereof as a fulcrum. Accordingly, the other ends of the swing arms 20 and 21 press the intake and exhaust valves 8 and 9 downward against the urging force of the return springs 16 and 17, thereby opening the intake and exhaust valves 8 and 9. To do. The intake / exhaust valves 8 and 9 once opened are returned to the closed position again by the urging force of the return springs 16 and 17.

ピボット部22は、自動的にバルブクリアランスをゼロに調整する公知の油圧式ラッシュアジャスタ24、25(以降、Hydraulic Lash Adjusterの頭文字をとって「HLA」と略称する)により支持されている。このうち、HLA24は、気筒列方向の中央側にある第2気筒2Bおよび第3気筒2Cのバルブクリアランスを自動調整するものであり、HLA25は、気筒列方向の両端にある第1気筒2Aおよび第4気筒2Dのバルブクリアランスを自動調整するものである。   The pivot portion 22 is supported by known hydraulic lash adjusters 24 and 25 (hereinafter abbreviated as “HLA”, which is an acronym of “Hydraulic Lash Adjuster”) that automatically adjusts the valve clearance to zero. Among them, the HLA 24 automatically adjusts the valve clearances of the second cylinder 2B and the third cylinder 2C on the center side in the cylinder row direction, and the HLA 25 is the first cylinder 2A and the first cylinders at both ends in the cylinder row direction. The valve clearance of the 4-cylinder 2D is automatically adjusted.

第1気筒2Aおよび第4気筒2D用のHLA25は、エンジンの減筒運転か全筒運転かに応じて吸排気弁8、9を開閉動作させるか停止させるかを切り替える機能を有している。すなわち、HLA25は、エンジンの全筒運転時には第1、第4気筒2A、2Dの吸排気弁8、9を開閉動作させる一方、エンジンの減筒運転時には、第1、第4気筒2A、2Dの吸排気弁8、9を閉弁状態のまま停止させる。このため、HLA25は、吸排気弁8、9の開閉動作を停止させるための機構として、図3に示される弁停止機構25aを有している。これに対し、第2気筒2Bおよび第3気筒2C用のHLA24は、弁停止機構25aを備えておらず、吸排気弁8、9の開閉動作を停止させる機能を有していない。以下では、これらHLA24、25を区別するために、弁停止機構25aを備えたHLA25
のことを、特にS−HLA25(Switchable−Hydraulic Lash Adjusterの略)という。
The HLA 25 for the first cylinder 2A and the fourth cylinder 2D has a function of switching whether the intake / exhaust valves 8 and 9 are opened / closed or stopped depending on whether the engine is in a reduced cylinder operation or an all cylinder operation. That is, the HLA 25 opens and closes the intake and exhaust valves 8 and 9 of the first and fourth cylinders 2A and 2D during the entire cylinder operation of the engine, while the first and fourth cylinders 2A and 2D operate during the reduced cylinder operation of the engine. The intake / exhaust valves 8 and 9 are stopped in the closed state. For this reason, the HLA 25 has a valve stop mechanism 25a shown in FIG. 3 as a mechanism for stopping the opening / closing operation of the intake and exhaust valves 8, 9. On the other hand, the HLA 24 for the second cylinder 2B and the third cylinder 2C does not include the valve stop mechanism 25a and does not have a function of stopping the opening / closing operation of the intake and exhaust valves 8 and 9. Below, in order to distinguish these HLA24 and 25, HLA25 provided with the valve stop mechanism 25a
This is particularly referred to as S-HLA25 (abbreviation of Switchable-Hydraulic Lash Adjuster).

S−HLA25の弁停止機構25aは、ピボット部22を軸方向に摺動自在に収納する有底の外筒251と、外筒251の周面に互いに対向するように設けられた2つの貫通孔251aを出入り可能でかつピボット部22をロック状態またはロック解除状態に切替可能な一対のロックピン252と、これらロックピン252を径方向外側へ付勢するロックスプリング253と、外筒251の内底部とピボット部22の底部との間に設けられ、ピボット部22を外筒251の上方に押圧して付勢するロストモーションスプリング254とを備えている。   The valve stop mechanism 25a of the S-HLA 25 includes a bottomed outer cylinder 251 that accommodates the pivot portion 22 so as to be slidable in the axial direction, and two through-holes provided on the peripheral surface of the outer cylinder 251 so as to face each other. A pair of lock pins 252 capable of entering and exiting 251a and capable of switching the pivot portion 22 between a locked state and an unlocked state; a lock spring 253 that urges the lock pins 252 radially outward; and an inner bottom portion of the outer cylinder 251 And a lost motion spring 254 that presses and urges the pivot portion 22 above the outer cylinder 251.

図3(a)に示すように、ロックピン252が外筒251の貫通孔251aに嵌合しているときは、ピボット部22が上方に突出したまま固定されたロック状態にある。このロック状態では、図2に示すように、ピボット部22の頂部がスイングアーム20、21の揺動支点となるため、カム軸18、19の回転によりカム部18a、19aがカムフォロア20a、21aを下方に押圧したときに、吸排気弁8、9がリターンスプリング16、17の付勢力に抗して下方に変位し、吸排気弁8、9が開弁される。このため、4つの気筒2A〜2Dを全て稼働させる全筒運転時には、ピボット部22がロック状態とされることにより、第1、第4気筒2A、2Dの吸排気弁8、9が開閉駆動される。   As shown in FIG. 3A, when the lock pin 252 is fitted in the through hole 251a of the outer cylinder 251, the pivot portion 22 is in a locked state in which it is fixed while protruding upward. In this locked state, as shown in FIG. 2, the top portion of the pivot portion 22 serves as the swing fulcrum of the swing arms 20 and 21, so that the cam portions 18a and 19a are rotated by the cam followers 20a and 21a as the cam shafts 18 and 19 rotate. When pressed downward, the intake / exhaust valves 8, 9 are displaced downward against the urging force of the return springs 16, 17, and the intake / exhaust valves 8, 9 are opened. Therefore, at the time of all cylinder operation in which all the four cylinders 2A to 2D are operated, the intake / exhaust valves 8 and 9 of the first and fourth cylinders 2A and 2D are opened and closed by the pivot portion 22 being locked. The

上記のようなロック状態を解除するには、一対のロックピン252を径方向内側に押圧する。すると、図3(b)に示すように、ロックスプリング253の引張力に抗して、一対のロックピン252が互いに接近する方向(外筒251の径方向内側)に移動する。これにより、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとの嵌合が解除され、ピボット部22が軸方向に移動可能なロック解除状態となる。   To release the locked state as described above, the pair of lock pins 252 are pressed radially inward. Then, as shown in FIG. 3B, the pair of lock pins 252 move in a direction approaching each other (in the radial direction of the outer cylinder 251) against the tensile force of the lock spring 253. Thereby, the fitting between the lock pin 252 and the through hole 251a of the outer cylinder 251 is released, and the pivot portion 22 is in an unlocked state in which it can move in the axial direction.

このロック解除状態への変化に伴い、ピボット部22がロストモーションスプリング254の付勢力に抗して下方に押圧されることにより、図3(c)に示すような弁停止状態が実現される。すなわち、吸排気弁8、9を上方に付勢するリターンスプリング16、17の方が、ピボット部22を上方に付勢するロストモーションスプリング254よりも強い付勢力を有しているので、上記ロック解除状態では、カム軸18、19の回転に伴いカム部18a、19aがカムフォロア20a、21aを下方に押圧したときに、吸排気弁8、9の頂部がスイングアーム20、21の揺動支点となり、ピボット部22がロストモーションスプリング254の付勢力に抗して下方に変位する。つまり、吸排気弁8、9は閉弁された状態に維持される。このため、第1、第4気筒2A、2Dを休止させる減筒運転時には、弁停止機構25aがロック解除状態とされることにより、第1、第4気筒2A、2Dの吸排気弁8、9の開閉動作が停止され、当該吸排気弁8、9が閉弁状態に維持される。   With the change to the unlocked state, the pivot portion 22 is pressed downward against the urging force of the lost motion spring 254, thereby realizing the valve stop state as shown in FIG. That is, the return springs 16 and 17 that urge the intake and exhaust valves 8 and 9 upward have a stronger urging force than the lost motion spring 254 that urges the pivot portion 22 upward. In the released state, when the cam portions 18a and 19a press the cam followers 20a and 21a downward as the cam shafts 18 and 19 rotate, the top portions of the intake and exhaust valves 8 and 9 become swing fulcrums of the swing arms 20 and 21. The pivot portion 22 is displaced downward against the urging force of the lost motion spring 254. That is, the intake / exhaust valves 8 and 9 are kept closed. For this reason, at the time of reduced-cylinder operation in which the first and fourth cylinders 2A and 2D are deactivated, the intake and exhaust valves 8 and 9 of the first and fourth cylinders 2A and 2D are set by releasing the valve stop mechanism 25a. Is stopped and the intake and exhaust valves 8 and 9 are maintained in the closed state.

弁停止機構25aは油圧駆動式であり、弁停止機構25a、より詳細には、弁停止機構25aのロックピン252は、油圧により駆動される。ロックピン252は、供給される油圧に応じて貫通孔251aを出入りし、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとが嵌合/嵌合解除される。   The valve stop mechanism 25a is a hydraulic drive type, and the valve stop mechanism 25a, more specifically, the lock pin 252 of the valve stop mechanism 25a is driven by hydraulic pressure. The lock pin 252 enters and exits the through hole 251a according to the supplied hydraulic pressure, and the lock pin 252 and the through hole 251a of the outer cylinder 251 are fitted / released.

図4に示すように、弁停止機構25aには、オイルポンプ41から作動油が供給される。オイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路にはソレノイドバルブ42が設けられており、このソレノイドバルブ42がオイルポンプ41から弁停止機構25aに供給される油圧を変更する。具体的には、ソレノイドバルブ42に通電されていない状態すなわちソレノイドバルブ42がOFFの状態では、ソレノイドバルブ42によりオイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路は閉止され、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとは嵌合され、ピボット部22はロックされ、これに伴い吸排気弁は開閉駆動される。一方、ソレノイドバルブ42に通電された状態すなわちソレノイドバルブ42がONの状態では、オイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路は開通され、ロックピン252と外筒251の貫通孔251aとは嵌合解除され、ピボット部22はロック解除され、これに伴い吸排気弁は閉弁保持される。   As shown in FIG. 4, hydraulic oil is supplied from the oil pump 41 to the valve stop mechanism 25a. A solenoid valve 42 is provided in the oil path between the oil pump 41 and the valve stop mechanism 25a, and the solenoid valve 42 changes the hydraulic pressure supplied from the oil pump 41 to the valve stop mechanism 25a. Specifically, when the solenoid valve 42 is not energized, that is, when the solenoid valve 42 is OFF, the oil path between the oil pump 41 and the valve stop mechanism 25a is closed by the solenoid valve 42, and the lock pin 252 The outer cylinder 251 is fitted with the through hole 251a, the pivot portion 22 is locked, and the intake / exhaust valve is driven to open and close accordingly. On the other hand, when the solenoid valve 42 is energized, that is, when the solenoid valve 42 is ON, the oil passage between the oil pump 41 and the valve stop mechanism 25a is opened, and the lock pin 252 and the through hole 251a of the outer cylinder 251 Is released, the pivot portion 22 is unlocked, and the intake / exhaust valve is held closed.

本実施形態では、1つの気筒に対して1つの弁停止機構用ソレノイドバルブ42が設けられており、合計2つの弁停止機構用ソレノイドバルブ42が設けられている。そして、一方の弁停止機構用ソレノイドバルブ42が、第1気筒2Aの吸気弁8に設けられた弁停止機構25aおよび第1気筒2Aの排気弁9に設けられた弁停止機構25aに供給する油圧を同時に変更し、他方の弁停止機構用ソレノイドバルブ42が、第4気筒2Dの吸気弁8に設けられた弁停止機構25aおよび第4気筒2Dの排気弁9に設けられた弁停止機構25aに供給する油圧を同時に変更する。   In the present embodiment, one valve stop mechanism solenoid valve 42 is provided for one cylinder, and a total of two valve stop mechanism solenoid valves 42 are provided. Then, one valve stop mechanism solenoid valve 42 supplies hydraulic pressure to the valve stop mechanism 25a provided in the intake valve 8 of the first cylinder 2A and the valve stop mechanism 25a provided in the exhaust valve 9 of the first cylinder 2A. The other valve stop mechanism solenoid valve 42 is connected to the valve stop mechanism 25a provided in the intake valve 8 of the fourth cylinder 2D and the valve stop mechanism 25a provided in the exhaust valve 9 of the fourth cylinder 2D. Change the hydraulic pressure to be supplied at the same time.

(3)制御系統
次に、エンジンの制御系統について説明する。当実施形態のエンジンは、その各部が図5に示されるECU(エンジン制御ユニット、制御手段)50によって統括的に制御される。ECU50は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
(3) Control system Next, an engine control system will be described. Each part of the engine of the present embodiment is comprehensively controlled by an ECU (engine control unit, control means) 50 shown in FIG. As is well known, the ECU 50 is a microprocessor including a CPU, a ROM, a RAM, and the like.

エンジンおよび車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がECU50に入力されるようになっている。   The engine and the vehicle are provided with a plurality of sensors for detecting the state quantities of the respective parts, and information from each sensor is input to the ECU 50.

例えば、シリンダブロック3には、クランク軸15の回転角度(クランク角)および回転速度を検出するクランク角センサSN1が設けられている。このクランク角センサSN1は、クランク軸15と一体に回転する図略のクランクプレートの回転に応じてパルス信号を出力するものであり、このパルス信号に基づいて、クランク軸15の回転角度および回転速度すなわちエンジン回転数が特定されるようになっている。   For example, the cylinder block 3 is provided with a crank angle sensor SN1 that detects a rotation angle (crank angle) and a rotation speed of the crankshaft 15. The crank angle sensor SN1 outputs a pulse signal in accordance with the rotation of a crank plate (not shown) that rotates integrally with the crankshaft 15. Based on the pulse signal, the rotation angle and the rotation speed of the crankshaft 15 are output. That is, the engine speed is specified.

シリンダヘッド4にはカム角センサSN2が設けられている。カム角センサSN2は、カム軸(18または19)と一体に回転するシグナルプレートの歯の通過に応じてパルス信号を出力するものであり、この信号と、クランク角センサSN1からのパルス信号とに基づいて、どの気筒が何行程にあるかという気筒判別情報が特定されるようになっている。   The cylinder head 4 is provided with a cam angle sensor SN2. The cam angle sensor SN2 outputs a pulse signal according to the passage of the teeth of the signal plate that rotates integrally with the camshaft (18 or 19), and this signal and the pulse signal from the crank angle sensor SN1 Based on this, cylinder discrimination information indicating which cylinder is in which stroke is specified.

吸気通路30のサージタンク32には、サージタンク32を通過して各気筒2A〜2Dに導入される空気量である吸気量を検出する吸気量センサSN3が設けられているとともに、サージタンク32内の圧力を検出する吸気圧センサSN4が設けられている。   The surge tank 32 in the intake passage 30 is provided with an intake air amount sensor SN3 that detects an intake air amount that is an air amount that passes through the surge tank 32 and is introduced into each cylinder 2A to 2D. An intake pressure sensor SN4 is provided for detecting the pressure.

車両には、運転者により操作される図外のアクセルペダルの開度(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサSN5が設けられている。また、エンジン本体1を冷却する冷却液の温度(エンジン水温)を検出する水温センサSN6が設けられている。   The vehicle is provided with an accelerator opening sensor SN5 that detects an opening degree of an accelerator pedal (accelerator opening degree) that is operated by a driver and that is not shown. A water temperature sensor SN6 that detects the temperature of the coolant that cools the engine body 1 (engine water temperature) is also provided.

ECU50は、これらのセンサSN1〜SN6と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報(エンジン回転数、気筒情報、吸気量、吸気圧、アクセル開度、エンジン水温)を取得する。   The ECU 50 is electrically connected to these sensors SN1 to SN6, and based on signals input from the sensors, the above-described various information (engine speed, cylinder information, intake air amount, intake pressure, accelerator opening) Degree, engine water temperature).

そして、ECU50は、上記各センサSN1〜SN6からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ECU50は、インジェクタ12、点火プラグ13、バルブアクチュエータ34b(スロットルバルブ34a)、弁停止機構用ソレノイドバルブ42(弁停止機構25a)と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。なお、当実施形態では、1気筒につき1組の割合で合計4組のインジェクタ12および点火プラグ13が存在するが、図5では、インジェクタ12および点火プラグ13をそれぞれ1つのブロックで表記している。また、弁停止機構用ソレノイドバルブ42は、第1気筒2Aの弁停止機構25aと、第4気筒2Dの弁停止機構25aとに対してそれぞれ1つずつ設けられており、合計2つの弁停止機構用ソレノイドバルブ42が存在するが、図5ではこれを1つのブロックで表記している。   And ECU50 controls each part of an engine, performing various determination, a calculation, etc. based on the input signal from each said sensor SN1-SN6. That is, the ECU 50 is electrically connected to the injector 12, the spark plug 13, the valve actuator 34b (throttle valve 34a), and the solenoid valve 42 for valve stop mechanism (valve stop mechanism 25a), and is based on the result of the above calculation and the like. Then, a control signal for driving is output to each of these devices. In this embodiment, there are a total of four sets of injectors 12 and spark plugs 13 at a rate of one set per cylinder. In FIG. 5, the injectors 12 and the spark plugs 13 are each represented by one block. . Further, one valve stop mechanism solenoid valve 42 is provided for each of the valve stop mechanism 25a of the first cylinder 2A and the valve stop mechanism 25a of the fourth cylinder 2D, for a total of two valve stop mechanisms. There is a solenoid valve 42 for use, and this is shown in one block in FIG.

ECU50のより具体的な機能について説明する。ECU50は、機能的要素として、運転要求判定部51、スロットルバルブ制御部52、点火プラグ制御部53、インジェクタ制御部54、弁停止機構制御部55、減筒運転開始判定部56を有している。   More specific functions of the ECU 50 will be described. The ECU 50 includes, as functional elements, an operation request determination unit 51, a throttle valve control unit 52, a spark plug control unit 53, an injector control unit 54, a valve stop mechanism control unit 55, and a reduced cylinder operation start determination unit 56. .

運転要求判定部51は、アクセル開度センサSN5、クランク角センサSN1、水温センサSN6の検出値等から特定されるエンジンの運転条件(エンジン負荷、エンジン回転数、エンジン水温等)に基づいて、エンジンの減筒運転および全筒運転のいずれを選択するかを判定するものである。例えば、図6に示すように、運転要求判定部51は、エンジン負荷およびエンジン回転数が比較的低い特定の運転領域A1にあるときに、第1、第4気筒2A、2Dを休止させる(第2、第3気筒2B、2Cのみを稼働させる)減筒運転の要求があると判定する。逆に、エンジン負荷およびエンジン回転数が上記特定の運転領域A1を除く残余の運転領域A2にあるときには、第1〜第4気筒2A〜2Dを全て稼働させる全筒運転の要求があると判定する。また、運転要求判定部51は、冷間時や加減速が激しい場合には、全筒運転を実施すると判定する。例えば、運転要求判定部51は、水温センサSN6により検出されたエンジン水温が所定値以下の場合や、アクセル開度センサSN5により検出されたアクセル開度の変化率が大きい場合には、全筒運転を実施すると判定する。   The driving request determination unit 51 determines whether the engine is operated based on engine operating conditions (engine load, engine speed, engine water temperature, etc.) specified from the detected values of the accelerator opening sensor SN5, the crank angle sensor SN1, and the water temperature sensor SN6. Which one of the reduced-cylinder operation and all-cylinder operation is selected is determined. For example, as shown in FIG. 6, the operation request determination unit 51 pauses the first and fourth cylinders 2A and 2D when the engine load and the engine speed are in a specific operation region A1 that is relatively low (first It is determined that there is a request for reduced-cylinder operation (operating only the second and third cylinders 2B and 2C). Conversely, when the engine load and the engine speed are in the remaining operation region A2 excluding the specific operation region A1, it is determined that there is a request for all-cylinder operation to operate all the first to fourth cylinders 2A to 2D. . In addition, the operation request determination unit 51 determines that the all-cylinder operation is performed when it is cold or acceleration / deceleration is severe. For example, when the engine water temperature detected by the water temperature sensor SN6 is equal to or lower than a predetermined value or when the change rate of the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor SN5 is large, the operation request determination unit 51 operates all cylinders. Is determined to be implemented.

ここで、本装置では、運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への要求があったと判定されても、すぐには減筒運転を開始せず、減筒運転へ向けた準備制御を実施し、この準備制御終了後に減筒運転を開始する。上記減筒運転開始判定部56は、この準備制御を終了して減筒運転を開始するか否かを判定するものであり、吸気量等によって判定を行う。準備制御の具体的な制御内容および減筒運転開始判定部56の具体的な判定手順については後述する。   Here, in this apparatus, even if it is determined by the operation request determination unit 51 that there is a request from the all-cylinder operation to the reduced-cylinder operation, the reduced-cylinder operation is not started immediately, and the preparation control for the reduced-cylinder operation is performed. The reduced-cylinder operation is started after completion of this preparation control. The reduced-cylinder operation start determination unit 56 determines whether to end the preparation control and start the reduced-cylinder operation, and performs determination based on the intake air amount or the like. The specific control contents of the preparation control and the specific determination procedure of the reduced-cylinder operation start determination unit 56 will be described later.

スロットルバルブ制御部52は、スロットルバルブ34aの開度すなわち各気筒の吸気量を制御するものである。   The throttle valve control unit 52 controls the opening of the throttle valve 34a, that is, the intake amount of each cylinder.

点火プラグ制御部53は、点火プラグ13の点火タイミング等を制御するものである。   The spark plug controller 53 controls the ignition timing of the spark plug 13 and the like.

インジェクタ制御部54は、インジェクタ12を制御するものであり、インジェクタ12から各気筒2A〜2D(各気筒の燃焼室10)に噴射する燃料量である噴射量および噴射タイミングを制御する。   The injector control unit 54 controls the injector 12 and controls the injection amount and the injection timing, which are the amount of fuel injected from the injector 12 to each cylinder 2A to 2D (combustion chamber 10 of each cylinder).

弁停止機構制御部55は、弁停止機構用ソレノイドバルブ42を制御してS−HLA25の弁停止機構25aに供給される油圧すなわち第1、第4気筒2A、2Dの吸排気弁8、9の開閉動作を変更するものである。   The valve stop mechanism control unit 55 controls the solenoid valve 42 for the valve stop mechanism to control the hydraulic pressure supplied to the valve stop mechanism 25a of the S-HLA 25, that is, the intake and exhaust valves 8, 9 of the first and fourth cylinders 2A, 2D. The opening / closing operation is changed.

これら制御部52〜55の制御内容の詳細について次に説明する。   Details of the control contents of the control units 52 to 55 will be described next.

(4)制御内容
(4−1)基本制御
まず、準備制御実施時以外、すなわち通常の全筒運転時および減筒運転時における各制御部の制御内容について説明する。
(4) Control content (4-1) Basic control First, the control content of each control unit at the time other than when the preparation control is performed, that is, at the time of normal all-cylinder operation and reduced-cylinder operation will be described.

スロットルバルブ制御部52は、アクセル開度センサSN5の検出値すなわちアクセルペダルの踏込操作量に応じて設定された目標トルクを実現するように、バルブアクチュエータ34bを制御して、スロットルバルブ34aの開度を変更する。   The throttle valve control unit 52 controls the valve actuator 34b so as to achieve the target torque set according to the detected value of the accelerator opening sensor SN5, that is, the amount of depression of the accelerator pedal, and the opening of the throttle valve 34a. To change.

具体的には、スロットルバルブ制御部52は、目標トルクに基づき、この目標トルクを実現するために必要な充填効率である要求シリンダ充填効率を求めるとともに、この要求シリンダ充填効率を実現するために必要な吸気通路30内の空気量である吸気通路内要求空気量を求める。詳細には、吸気通路内要求空気量は、要求シリンダ充填効率と、エンジンの運転状態(エンジン回転数等)に応じて予め設定されたサージタンク基準体積効率とに基づいて算出される。   Specifically, the throttle valve control unit 52 obtains the required cylinder charging efficiency, which is a charging efficiency necessary for realizing the target torque, based on the target torque, and is necessary for realizing the required cylinder charging efficiency. The required air amount in the intake passage which is the amount of air in the intake passage 30 is obtained. Specifically, the required air amount in the intake passage is calculated based on the required cylinder filling efficiency and a surge tank reference volume efficiency that is preset according to the operating state of the engine (engine speed, etc.).

次に、スロットルバルブ制御部52は、吸気通路内要求空気量と、現在の吸気通路30内の空気量と、吸気通路30内から気筒に吸入される空気流量とに基づいて、スロットルバルブ34aを通過する空気流量の目標値である要求スロットル通過空気流量を求める。そして、スロットルバルブ制御部52は、この要求スロットル通過空気流量に基づいて、この空気流量を実現するために必要なスロットルバルブの開度(目標スロットルバルブ開度)を算出して、この開度となるように、スロットルバルブ34aの開度を制御する。   Next, the throttle valve control unit 52 controls the throttle valve 34a based on the required air amount in the intake passage, the current air amount in the intake passage 30, and the air flow rate taken into the cylinder from the intake passage 30. A required throttle passage air flow rate, which is a target value of the passing air flow rate, is obtained. The throttle valve control unit 52 calculates the opening degree of the throttle valve (target throttle valve opening degree) necessary for realizing the air flow rate based on the required throttle passing air flow rate, Thus, the opening degree of the throttle valve 34a is controlled.

目標スロットルバルブ開度は、例えば、ベルヌーイの定理を利用して算出することができる。すなわち、スロットルバルブ34aを通過する空気流量は、スロットルバルブ34aの開度と、スロットルバルブ34aの上流側と下流側との圧力比(上流側に対する下流側の圧力の割合、以下、スロットル上下流圧力比という)によって決まるため、スロットルバルブ34aの上流側と下流側の圧力をセンサによって検出し、この検出値と、要求スロットル通過空気流量とに基づいて、目標スロットルバルブ開度を算出することができる。具体的には、スロットルバルブ34aの開度と、スロットルバルブ上下流圧力比と、スロットルバルブ34aを通過する空気流量とを予め求めてこれらの関係をマップで記憶しておき、このマップから、検出したスロットル上下流圧力比と、要求スロットル通過空気流量とに対応するスロットルバルブ34aの開度を抽出して、目標スロットルバルブ開度に設定すればよい。例えば、このマップは、スロットルバルブ34aを通過する空気流量が一定の場合において、スロットルバルブ上下流圧力比が1に近いほどスロットルバルブ34aの開度が大きくなるように設定される。   The target throttle valve opening can be calculated using, for example, Bernoulli's theorem. In other words, the flow rate of air passing through the throttle valve 34a is determined by the ratio of the opening of the throttle valve 34a to the pressure ratio between the upstream side and the downstream side of the throttle valve 34a (the ratio of the pressure on the downstream side to the upstream side, hereinafter the throttle upstream / downstream pressure). Therefore, the pressure on the upstream side and the downstream side of the throttle valve 34a is detected by a sensor, and the target throttle valve opening can be calculated based on the detected value and the required throttle passage air flow rate. . Specifically, the opening degree of the throttle valve 34a, the throttle valve upstream / downstream pressure ratio, and the air flow rate passing through the throttle valve 34a are obtained in advance, and these relationships are stored in a map and detected from this map. The opening degree of the throttle valve 34a corresponding to the throttle upstream / downstream pressure ratio and the required throttle passage air flow rate may be extracted and set to the target throttle valve opening degree. For example, this map is set so that the opening degree of the throttle valve 34a increases as the throttle valve upstream / downstream pressure ratio is closer to 1 when the flow rate of air passing through the throttle valve 34a is constant.

ここで、減筒運転時は、エンジン出力を発生させる稼働気筒の数が減少するため、全筒運転時と同様のエンジン出力を発生させるためには、稼働している気筒(第2、第3気筒2B、2C)の1気筒あたりの出力を、全筒運転時における1気筒あたりの出力よりも大きくする必要がある。そのため、減筒運転時には、1気筒あたりの出力(発生トルク)を増大させる必要があり、これに伴い各気筒の吸気量を増大させる必要がある。すなわち、減筒運転時の1気筒あたりの吸気量の目標値は、全筒運転時の1気筒あたりの吸気量の目標値よりも大きくなる。そして、各気筒の吸気量を増大させるためには、吸気通路30内の圧力(スロットルバルブ34aよりも下流側の圧力)を全筒運転時よりも高い状態にする必要がある。そのため、結果として、減筒運転時には、スロットルバルブ上下流圧力比は、全筒運転時よりも1に近い値となり、減筒運転時のスロットルバルブ34aの開度は、全筒運転時の開度よりも大きい側(開き側)に制御される。   Here, during the reduced cylinder operation, the number of operating cylinders that generate engine output decreases. Therefore, in order to generate the same engine output as during all cylinder operation, the operating cylinders (second, third) The output per cylinder of the cylinders 2B and 2C) needs to be larger than the output per cylinder during all cylinder operation. Therefore, it is necessary to increase the output (generated torque) per cylinder during the reduced-cylinder operation, and accordingly, it is necessary to increase the intake amount of each cylinder. In other words, the target value of the intake air amount per cylinder during the reduced cylinder operation is larger than the target value of the intake air amount per cylinder during the all cylinder operation. In order to increase the intake air amount of each cylinder, the pressure in the intake passage 30 (pressure downstream of the throttle valve 34a) needs to be higher than that during all-cylinder operation. Therefore, as a result, at the time of reduced cylinder operation, the throttle valve upstream / downstream pressure ratio becomes closer to 1 than at the time of all cylinder operation, and the opening of the throttle valve 34a at the time of reduced cylinder operation is the opening at the time of all cylinder operation. Is controlled to the larger side (open side).

点火プラグ制御部53は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の点火プラグ13の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているとき、点火プラグ制御部54は、全ての気筒2A〜2Dの点火プラグ13を駆動して点火を実行する。一方、エンジンが減筒運転されているとき、点火プラグ制御部53は、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の点火プラグ13の駆動を禁止する。   The spark plug controller 53 switches the control of the spark plug 13 of the idle cylinders (first and fourth cylinders 2A, 2D) depending on whether the cylinder reduction operation or the all cylinder operation is performed. That is, when the engine is operating in all cylinders, the spark plug controller 54 drives the spark plugs 13 of all the cylinders 2A to 2D to perform ignition. On the other hand, when the engine is in the reduced cylinder operation, the spark plug control unit 53 prohibits driving of the spark plug 13 of the idle cylinders (first and fourth cylinders 2A, 2D).

また、点火プラグ制御部53は、点火プラグ13を稼働させる場合において、運転条件に応じて点火時期を決定して点火プラグ13に指示を出す。具体的には、点火プラグ制御部53には、エンジン回転数とエンジン負荷とについて予め設定された点火時期のマップが記憶されており、点火プラグ制御部53は、このマップからエンジン回転数とエンジン負荷とに応じた点火時期を抽出するとともに、抽出した点火時期を吸気圧センサSN4の検出値等に基づいて補正して、点火時期を決定する。上記点火時期のマップは、減筒運転用と全筒運転用の2種類用意されており、運転に応じたマップが使用される。各マップに記憶されている点火時期は、各運転条件におけるMBT(最適点火時期:Minimum Advance for Best Torque)すなわちエンジン出力が最も高くなる時期付近に設定されている。   In addition, when operating the spark plug 13, the spark plug control unit 53 determines the ignition timing according to the operating conditions and issues an instruction to the spark plug 13. Specifically, the ignition plug control unit 53 stores a map of ignition timing preset for the engine speed and the engine load, and the ignition plug control unit 53 uses the map to determine the engine speed and the engine load. The ignition timing corresponding to the load is extracted, and the extracted ignition timing is corrected based on the detected value of the intake pressure sensor SN4 and the like to determine the ignition timing. Two types of maps for the ignition timing are prepared for reduced-cylinder operation and for all-cylinder operation, and a map corresponding to the operation is used. The ignition timing stored in each map is set in the vicinity of the MBT (Minimum Advance for Best Torque) in each operating condition, that is, the time when the engine output becomes the highest.

インジェクタ制御部54は、減筒運転か全筒運転かに応じて休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)のインジェクタ12の制御を切り替える。すなわち、インジェクタ制御部54は、エンジンが全筒運転されているときは、全ての気筒2A〜2Dのインジェクタ12を駆動して燃料噴射を実行する一方、エンジンが減筒運転されているときは、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)での燃焼を停止させるために、当該気筒の燃料噴射を禁止する。   The injector control unit 54 switches the control of the injector 12 of the idle cylinders (first and fourth cylinders 2A and 2D) according to the reduced cylinder operation or the all cylinder operation. That is, the injector control unit 54 performs fuel injection by driving the injectors 12 of all the cylinders 2A to 2D when the engine is operated in all cylinders, and on the other hand, when the engine is operated in reduced cylinders, In order to stop combustion in the idle cylinders (first and fourth cylinders 2A, 2D), fuel injection in the cylinders is prohibited.

インジェクタ制御部54は、インジェクタ12に燃料噴射を実行させる場合には、運転条件に応じて噴射量および噴射タイミングを決定してインジェクタ12に指示を出す。   When the injector control unit 54 causes the injector 12 to perform fuel injection, the injector control unit 54 determines the injection amount and the injection timing according to the operating conditions and issues an instruction to the injector 12.

本実施形態では、通常運転時は、気筒内の空気過剰率λが1となる均質燃焼すなわち理論空燃比下での均質燃焼を実施する。そのため、インジェクタ制御部54は、通常運転時では、各気筒の吸気量に基づき気筒内の空気過剰率λがほぼ1となる燃料量を噴射量として決定する。なお、各気筒の吸気量は、吸気量センサSN3の検出値等に基づいて推定される。また、インジェクタ制御部54は、通常運転時では、噴射タイミングを吸気行程中の所定のタイミングに決定する。このように、本実施形態では、通常運転時は、吸気行程中に空気過剰率λがほぼ1となるような燃料量が気筒内に噴射されて均質燃焼が実施される。   In the present embodiment, during normal operation, homogeneous combustion in which the excess air ratio λ in the cylinder is 1, that is, homogeneous combustion under the stoichiometric air-fuel ratio is performed. Therefore, during normal operation, the injector control unit 54 determines the fuel amount at which the excess air ratio λ in the cylinder is approximately 1 as the injection amount based on the intake air amount of each cylinder. The intake air amount of each cylinder is estimated based on the detection value of the intake air amount sensor SN3 and the like. Further, the injector control unit 54 determines the injection timing to be a predetermined timing during the intake stroke during normal operation. As described above, in the present embodiment, during normal operation, a fuel amount such that the excess air ratio λ becomes approximately 1 is injected into the cylinder during the intake stroke, and homogeneous combustion is performed.

弁停止機構制御部55は、減筒運転か全筒運転かに応じて弁停止機構用ソレノイドバルブ42の制御を切り替える。すなわち、エンジンが全筒運転されているときは、弁停止機構制御部55は、ソレノイドバルブ42をOFF状態として全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁8、9の開閉を可能とする一方、エンジンが減筒運転されているときは、弁停止機構用ソレノイドバルブ42をON状態として休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の吸排気弁8、9を閉弁保持させる。   The valve stop mechanism control unit 55 switches the control of the solenoid valve 42 for the valve stop mechanism in accordance with the reduced cylinder operation or the all cylinder operation. That is, when the engine is operating in all cylinders, the valve stop mechanism controller 55 enables the intake / exhaust valves 8 and 9 of all the cylinders 2A to 2D to be opened and closed by turning off the solenoid valve 42. When the cylinder is in a reduced-cylinder operation, the solenoid valve 42 for the valve stop mechanism is turned on to keep the intake and exhaust valves 8 and 9 of the deactivated cylinders (first and fourth cylinders 2A and 2D) closed.

(4−2)準備制御
(i)制御内容
上記のように、減筒運転では、稼働している気筒の1気筒あたりの出力を全筒運転時よりも大きくするべく、1気筒あたりの吸気量が増大される。しかしながら、吸気量の変化には遅れがあるため、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった後すぐさま休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃焼を停止して減筒運転を開始したのでは、稼働気筒(第2、第3気筒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。準備制御は、このトルクショックの発生を回避するためのものであり、上記運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されると開始される。
(4-2) Preparation control (i) Control content As described above, in the reduced cylinder operation, the intake amount per cylinder is set so that the output per cylinder of the operating cylinder is larger than that in the all cylinder operation. Is increased. However, since there is a delay in the change in the intake air amount, the combustion of the deactivated cylinders (first and fourth cylinders 2A, 2D) is stopped immediately after a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation is performed. If the operation is started, the intake amount of the operating cylinders (the second and third cylinders 2B and 2C) is insufficient, and the engine torque may be reduced, resulting in a torque shock. The preparation control is for avoiding the occurrence of this torque shock, and is started when the operation request determination unit 51 determines that there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation.

スロットルバルブ制御部52は、準備制御として、1気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量となるようにスロットルバルブ34aの開度を変更する制御(吸気量増大制御)を実施する。上記のとおり、減筒運転時の1気筒あたりの吸気量は、準備制御が実施されていない通常の全筒運転時の量よりも多く設定されている。そのため、スロットルバルブ制御部52は、準備制御として、スロットルバルブ34aの開度を通常の全筒運転時の開度すなわち全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出される直前の開度よりも開き側に制御する。   As preparation control, the throttle valve control unit 52 performs control (intake amount increase control) for changing the opening of the throttle valve 34a so that the intake amount per cylinder becomes the intake amount at the time of the reduced cylinder operation. As described above, the intake amount per cylinder during the reduced-cylinder operation is set to be larger than the amount during normal all-cylinder operation where the preparation control is not performed. For this reason, the throttle valve control unit 52 sets the opening of the throttle valve 34a as a preparation control more than the opening at the time of normal all-cylinder operation, that is, the opening just before the request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. Control to open side.

本実施形態では、スロットルバルブ制御部52は、準備制御として、(4−1)で説明した減筒運転時における制御と同様の制御を実施しており、上記切り替え要求があったと判定されると、スロットルバルブ34aの開度を、減筒運転時の開度であって全筒運転時の開度よりも開き側の開度に変更する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ制御部52は、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されると、すぐさま、減筒運転時の制御を開始する。   In the present embodiment, the throttle valve control unit 52 performs the same control as the control during the reduced-cylinder operation described in (4-1) as the preparation control, and when it is determined that the switching request has been made. Then, the opening degree of the throttle valve 34a is changed to the opening degree at the opening side at the time of the reduced cylinder operation and the opening side from the opening degree at the time of the all cylinder operation. That is, in this embodiment, when it is determined that there is a request for switching from the all-cylinder operation to the reduced-cylinder operation, the throttle valve control unit 52 immediately starts the control during the reduced-cylinder operation.

弁停止機構制御部55は、準備制御として、弁停止機構用ソレノイドバルブ42をOFF状態として、全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁の開閉を可能とする制御を実施する。すなわち、弁停止機構制御部55は、上記運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、すぐには、弁停止機構用ソレノイドバルブ42をON状態とせず、全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁8、9を開閉可能とする。   As the preparation control, the valve stop mechanism control unit 55 performs control that enables the intake and exhaust valves of all the cylinders 2A to 2D to be opened and closed by turning off the solenoid valve 42 for the valve stop mechanism. That is, the valve stop mechanism control unit 55 does not immediately turn on the valve stop mechanism solenoid valve 42 even when the operation request determination unit 51 issues a request to switch from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. The intake and exhaust valves 8 and 9 of all the cylinders 2A to 2D can be opened and closed.

また、インジェクタ制御部54および点火プラグ制御部53は、準備制御として、全ての気筒2A〜2Dで燃焼が実施されるようにインジェクタ12および点火プラグ13を制御する。すなわち、インジェクタ制御部54および点火プラグ制御部53は、上記運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、すぐには、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の燃料噴射および点火を停止せず、全ての気筒2A〜2Dで燃料噴射および点火を実施する。   In addition, the injector control unit 54 and the spark plug control unit 53 control the injector 12 and the spark plug 13 so that combustion is performed in all the cylinders 2A to 2D as the preparation control. That is, the injector control unit 54 and the spark plug control unit 53 immediately stop the cylinders (first and fourth cylinders) even if the operation request determination unit 51 issues a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. The fuel injection and ignition are performed in all the cylinders 2A to 2D without stopping the fuel injection and ignition of the cylinders 2A and 2D).

このように、本装置では、運転要求判定部51によって全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されても、準備制御の実施によって全ての気筒2A〜2Dの吸排気弁8、9が開閉駆動されるとともに全ての気筒2A〜2Dで燃焼が実施される。   Thus, in this apparatus, even if the operation request determination unit 51 issues a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the intake / exhaust valves 8 and 9 of all the cylinders 2A to 2D are set by performing the preparation control. While being opened and closed, combustion is performed in all the cylinders 2A to 2D.

ここで、上記のように、準備制御では、スロットルバルブ制御部52によって1気筒あたりの吸気量が増大されて通常の全筒運転時の吸気量よりも多くされる。そのため、このように吸気量が多い状態で、仮に、全ての気筒2A〜2Dで通常の全筒運転時と同様の燃焼すなわち空気過剰率λが1付近の均質燃焼を実施しようとすると、吸気量に合わせて燃料量を増加せねばならず、エンジン出力が過大になってしまう。具体的には、燃料量の増加に伴い、エンジン出力すなわちエンジントルクが通常の全筒運転時の出力すなわち準備制御開始直前のエンジン出力であって運転者等から要求されているエンジン出力よりも高くなってしまう。   Here, as described above, in the preparation control, the intake amount per cylinder is increased by the throttle valve control unit 52 to be larger than the intake amount during normal all-cylinder operation. For this reason, if the intake air amount is large in this way, if it is attempted to perform the same combustion in all cylinders 2A to 2D as in normal all-cylinder operation, that is, homogeneous combustion with an excess air ratio λ of about 1, the intake air amount Therefore, the amount of fuel must be increased accordingly, resulting in excessive engine output. Specifically, as the fuel amount increases, the engine output, that is, the engine torque, is higher than the engine output required by the driver or the like, which is the output during normal all-cylinder operation, that is, the engine output immediately before the start of the preparation control. turn into.

そこで、本装置では、準備制御中は、各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替える。当実施形態では、準備制御中、各気筒の空気過剰率λを1より大きい値としながら成層燃焼を実施する。すなわち、成層燃焼は、気筒内の混合気全体の空気過剰率を比較的高くしつつ、点火プラグ13周りに燃焼可能な混合気であって空気過剰率が比較的低い混合気を形成して混合気の適切な燃焼を可能とする燃焼形態である。そのため、成層燃焼を実施すれば、吸気量の増大に合わせて燃料量を増大させる必要がなく、エンジン出力の増大を回避することができる。   Therefore, in the present apparatus, during the preparation control, the combustion in each cylinder is switched to stratified combustion. In the present embodiment, stratified combustion is performed while the excess air ratio λ of each cylinder is set to a value larger than 1 during the preparation control. That is, stratified combustion is performed by forming an air-fuel mixture that is combustible around the spark plug 13 and has a relatively low air excess rate while making the air excess rate of the entire air-fuel mixture in the cylinder relatively high. This is a combustion mode that allows proper combustion of the gas. Therefore, if stratified combustion is performed, it is not necessary to increase the fuel amount in accordance with the increase in intake air amount, and an increase in engine output can be avoided.

ただし、準備制御開始直後であって吸気量が比較的少ない条件下において、成層燃焼を実施し、気筒内の混合気全体をリーン(空気過剰率が高い状態)にしつつ点火プラグ13周りに燃焼可能な混合気を形成しようとすると、点火プラグ13周りの混合気が過剰にリッチ(空気過剰率が低い状態)になり失火等が生じるおそれがある。   However, stratified charge combustion is performed immediately after the start of the preparatory control and the intake air amount is relatively small, and the entire air-fuel mixture in the cylinder can be burned around the spark plug 13 while leaning (high excess air ratio). If an attempt is made to form an air-fuel mixture, the air-fuel mixture around the spark plug 13 becomes excessively rich (in a state where the excess air ratio is low), and there is a risk that misfire or the like may occur.

そこで、本装置では、準備制御の開始後、吸気量が予め設定された基準量以上となるまでは成層燃焼を行わず空気過剰率λ=1の均質燃焼を実施する。そして、吸気量の増大に合わせて噴射量を増大させるとともに、これらの増大に伴うエンジン出力すなわちエンジントルクの増大を、点火時期の遅角により抑制する。詳細には、点火時期を、通常の全筒運転時の点火時期すなわち通常の全筒運転時のMBTよりも遅角側に制御する。なお、上記基準量は、安定した成層燃焼が可能となる吸気量であり、予め実験等により設定されている。   Therefore, in this apparatus, after the start of the preparatory control, until the intake air amount becomes equal to or higher than a preset reference amount, stratified combustion is not performed and homogeneous combustion with an excess air ratio λ = 1 is performed. The injection amount is increased in accordance with the increase in the intake air amount, and the increase in engine output, that is, the engine torque accompanying the increase is suppressed by retarding the ignition timing. Specifically, the ignition timing is controlled to be retarded from the ignition timing during normal all-cylinder operation, that is, MBT during normal all-cylinder operation. The reference amount is an intake amount that enables stable stratified combustion, and is set in advance by experiments or the like.

上記の制御はインジェクタ制御部54および点火プラグ制御部53により実施される。   The above control is performed by the injector control unit 54 and the spark plug control unit 53.

具体的には、準備制御が開始されてから(全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったと判定されてから)各気筒の吸気量が基準量を超えるまでの期間、インジェクタ制御部54は、通常の全筒運転時と同様の制御を実施する。すなわち、インジェクタ制御部54は、各気筒の吸気量に基づき気筒内の空気過剰率λがほぼ1となる燃料量を噴射量として決定するとともに、噴射タイミングを吸気行程中の所定のタイミングに決定する。そして、この期間、点火プラグ制御部53は、通常の全筒運転時の吸気量に対して吸気量がどれだけ増加したかを算出し、この吸気量の増加量、詳細には、この吸気量の増加量に対応するエンジン出力(エンジントルク)の増加量、に対応する点火時期の遅角量を算出し、通常の全筒運転時の点火時期(MBT付近の時期)から算出した遅角量だけ遅角させた時期を点火時期として決定する。本実施形態では、点火プラグ制御部53は、各運転条件(エンジン回転数、エンジン負荷等)について予め設定された吸気量の増加量と遅角量とのマップを記憶しており、このマップから、運転条件と算出した吸気量の増加量とに対応する遅角量を抽出する。   Specifically, the injector control unit 54 is a period until the intake air amount of each cylinder exceeds the reference amount after the preparation control is started (after it is determined that there is a request for switching from all cylinder operation to reduced cylinder operation). Performs the same control as during normal all-cylinder operation. That is, the injector control unit 54 determines the fuel amount at which the excess air ratio λ in the cylinder is approximately 1 as the injection amount based on the intake amount of each cylinder, and determines the injection timing as a predetermined timing during the intake stroke. . During this period, the spark plug control unit 53 calculates how much the intake air amount has increased with respect to the intake air amount during normal all-cylinder operation. The amount of retardation of the ignition timing corresponding to the amount of increase in the engine output (engine torque) corresponding to the amount of increase in the ignition timing is calculated, and the amount of retardation calculated from the ignition timing during normal all-cylinder operation (timing near MBT) The timing that is retarded by a certain amount is determined as the ignition timing. In the present embodiment, the spark plug control unit 53 stores a map of the intake air amount increase amount and the retard amount that are set in advance for each operating condition (engine speed, engine load, etc.). Then, the retard amount corresponding to the operating condition and the calculated increase amount of the intake air amount is extracted.

一方、各気筒の吸気量が基準量以上となると、インジェクタ制御部54は、現在のエンジン出力(均質燃焼から成層燃焼への切替直前のエンジン出力)を維持しつつ成層燃焼を実現できる噴射量を算出する。すなわち、インジェクタ制御部54は、吸気量センサSN3で検出された吸気量に基づいて、各気筒内の全体の空気過剰率λがλ>1となるような噴射量であって、成層燃焼実施時にMBT付近で点火した場合に現在のエンジン出力すなわちエンジントルク(運転者から要求されているエンジン出力すなわちエンジントルク)を得ることのできる噴射量を算出する。ここで、成層燃焼用の噴射量は、気筒内全体の空気過剰率λが1より大きくなる量に設定されている。   On the other hand, when the intake air amount of each cylinder exceeds the reference amount, the injector control unit 54 sets the injection amount that can realize stratified combustion while maintaining the current engine output (engine output immediately before switching from homogeneous combustion to stratified combustion). calculate. That is, the injector control unit 54 has an injection amount such that the overall excess air ratio λ in each cylinder becomes λ> 1 based on the intake air amount detected by the intake air amount sensor SN3. An injection amount capable of obtaining the current engine output, that is, engine torque (engine output requested by the driver, that is, engine torque) when ignition is performed in the vicinity of MBT is calculated. Here, the injection amount for stratified combustion is set to an amount such that the excess air ratio λ in the entire cylinder is larger than 1.

また、各気筒の吸気量が基準量以上となると、インジェクタ制御部54は、噴射タイミングを圧縮行程に設定された所定時期に決定する。本実施形態では、噴射タイミングは圧縮行程の後期とされる。   In addition, when the intake air amount of each cylinder becomes equal to or greater than the reference amount, the injector control unit 54 determines the injection timing to be a predetermined time set in the compression stroke. In the present embodiment, the injection timing is the latter stage of the compression stroke.

そして、各気筒の吸気量が基準量以上となると、点火プラグ制御部53は、通常の全筒運転時の点火時期(MBT付近の時期)から遅角側としていた点火時期を進角側に戻す。すなわち、点火時期を均質燃焼から成層燃焼への切替直前の点火時期よりも進角側の時期に変更する。本実施形態では、点火プラグ制御部53は、成層燃焼時におけるMBT付近の時期を点火時期とする。   When the intake air amount of each cylinder becomes equal to or larger than the reference amount, the spark plug control unit 53 returns the ignition timing that has been retarded from the ignition timing (timing near MBT) during normal all-cylinder operation to the advance side. . That is, the ignition timing is changed to a timing that is more advanced than the ignition timing immediately before switching from homogeneous combustion to stratified combustion. In the present embodiment, the spark plug controller 53 sets the timing in the vicinity of MBT during stratified combustion as the ignition timing.

(ii)準備制御終了および減筒運転開始タイミング
上記準備制御は、上記減筒運転開始判定部56により準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定されるまで実施される。
(Ii) Preparation Control End and Reduced Cylinder Operation Start Timing The preparation control is performed until it is determined by the reduced cylinder operation start determination unit 56 that preparation control is ended and reduced cylinder operation is started.

本実施形態では、減筒運転開始判定部56は、1気筒あたりの吸気量が減筒運転時の吸気量まで増加すると、準備制御を終了して減筒運転を開始すると判定する。   In the present embodiment, the reduced-cylinder operation start determination unit 56 determines that the preparation control is ended and the reduced-cylinder operation is started when the intake amount per cylinder increases to the intake amount during the reduced-cylinder operation.

(iii)準備制御の流れ
ECU50により実施される以上の準備制御の流れを図7のフローチャートを用いて説明する。
(Iii) Flow of preparation control The flow of preparation control performed by the ECU 50 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS1において、各センサの検出値により特定される、エンジン負荷、エンジン回転数、エンジン水温(水温)、アクセル開度、吸気量等の読み込みが行われる。次に、ステップS2において、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があったかどうかが判定される。上記のとおり、この判定は運転要求判定部51により行われ、運転要求判定部51は、エンジン負荷、エンジン回転数が所定の運転領域にあるか、エンジン水温が所定の温度以上か、アクセル開度の変化率が所定値以上か否か等によって、全筒運転から減筒運転への要求があったかどうかを判定する。   First, in step S1, reading of the engine load, the engine speed, the engine water temperature (water temperature), the accelerator opening, the intake air amount, and the like specified by the detection values of the sensors is performed. Next, in step S2, it is determined whether or not there has been a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation. As described above, this determination is performed by the operation request determination unit 51. The operation request determination unit 51 determines whether the engine load and the engine speed are within a predetermined operation range, whether the engine water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, or whether the accelerator opening It is determined whether or not there has been a request from the all-cylinder operation to the reduced-cylinder operation depending on whether or not the change rate of the cylinder is greater than a predetermined value.

ステップS2の判定がNOであって、全筒運転から減筒運転への切り替え要求がない(全筒運転から減筒運転へ移行すべきではない)と判定された場合は、ステップS3に進み、全筒運転を維持する。一方、ステップS2の判定がYESであって、全筒運転から減筒運転への要求があった場合は、ステップS4に進む。   If the determination in step S2 is NO and it is determined that there is no request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation (should not shift from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation), the process proceeds to step S3. Maintain all-cylinder operation. On the other hand, if the determination in step S2 is YES and there is a request from the all cylinder operation to the reduced cylinder operation, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、オイルポンプ41により、オイルポンプ41と弁停止機構25aとの間の油路、詳細には、オイルポンプ41と弁停止機構用ソレノイドバルブ42との間の油路の油圧が高められる。これは、減筒運転開始時に、より確実に休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の吸排気弁8、9を閉弁保持するためである。なお、このように減筒運転開始前において、オイルポンプ41と弁停止機構用ソレノイドバルブ42との間の油路の油圧は高められるが、弁停止機構用ソレノイドバルブ42がOFF状態であるため、この時点では、弁停止機構25aのロックピン252と上記貫通孔251aとは嵌合解除された状態に維持され、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の吸排気弁8、9は開閉駆動する。   In step S4, the oil pump 41 increases the oil pressure of the oil passage between the oil pump 41 and the valve stop mechanism 25a, specifically, the oil passage between the oil pump 41 and the valve valve for stop valve solenoid. . This is for more reliably holding the intake and exhaust valves 8 and 9 of the deactivated cylinders (first and fourth cylinders 2A and 2D) at the start of the reduced cylinder operation. In this way, before starting the reduced cylinder operation, the oil pressure in the oil passage between the oil pump 41 and the valve stop mechanism solenoid valve 42 is increased, but the valve stop mechanism solenoid valve 42 is in the OFF state. At this time, the lock pin 252 of the valve stop mechanism 25a and the through hole 251a are maintained in a disengaged state, and the intake and exhaust valves 8 and 9 of the idle cylinders (first and fourth cylinders 2A and 2D) are Open / close drive.

ステップS4の次に進むステップS5では、吸気量が減筒運転時の吸気量に向けて増大される。本実施形態では、上記のように、スロットルバルブ制御部52によって、スロットルバルブ34aの開度が通常の全筒運転時よりも開き側の減筒運転時の開度に変更され、これにより吸気量が減筒運転時の量に向けて増大される。   In step S5 following step S4, the intake air amount is increased toward the intake air amount during the reduced-cylinder operation. In the present embodiment, as described above, the throttle valve control unit 52 changes the opening of the throttle valve 34a to the opening at the time of reduced cylinder operation on the open side rather than at the time of normal full cylinder operation, and thereby the intake air amount Is increased toward the amount during reduced-cylinder operation.

ステップS5の次に進むステップS6では、噴射量が増大されるとともに点火時期が通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側にされる。本実施形態では、上記のように、インジェクタ制御部54によって、吸気量の増大に合わせて気筒内の空気過剰率λがほぼ1となるように噴射量が増大される。また、点火プラグ制御部53によって、点火時期が、全筒運転時(準備制御開始時)の吸気量から吸気量が増大した量に対応した時期だけ、通常の全筒運転時の点火時期から遅角される。   In step S6, which proceeds after step S5, the injection amount is increased and the ignition timing is retarded from the ignition timing during normal all-cylinder operation. In the present embodiment, as described above, the injector control unit 54 increases the injection amount so that the excess air ratio λ in the cylinder becomes approximately 1 as the intake amount increases. Further, the ignition plug control unit 53 delays the ignition timing from the ignition timing during normal all-cylinder operation by a timing corresponding to the amount of intake air increased from the intake amount during all-cylinder operation (at the start of preparation control). Horned.

ステップS6の次に進むステップS7では、1気筒あたりの吸気量が上記基準量以上となったか否かが判定される。ステップS7の判定がNOの場合は、ステップS5に戻り、ステップS7での判定がYESとなるまで、ステップS5、S6を繰り返す。一方、ステップS7の判定がYESであって、吸気量が上記基準量以上に増加した場合は、ステップS8に進む。   In step S7 following step S6, it is determined whether or not the intake amount per cylinder is equal to or greater than the reference amount. If the determination in step S7 is NO, the process returns to step S5, and steps S5 and S6 are repeated until the determination in step S7 becomes YES. On the other hand, if the determination in step S7 is YES and the intake air amount has increased above the reference amount, the process proceeds to step S8.

ステップS8では、吸気量が増大されつつ成層燃焼が実施される。本実施形態では、スロットルバルブ制御部52によって、スロットルバルブ34aの開度が減筒運転時の開度に維持されて吸気量の増大が継続される。また、インジェクタ制御部54によって、噴射量が、気筒内全体の空気過剰率λが1より大きい値となる量であってエンジン出力(エンジントルク)を維持しつつ成層燃焼が実現される量とされるとともに、噴射タイミングが圧縮行程中の所定タイミングに変更される。さらに、点火時期が、ステップS6における時期よりも進角側に戻され、成層燃焼時のMBT付近の時期とされる。   In step S8, stratified combustion is performed while the intake air amount is increased. In the present embodiment, the throttle valve controller 52 maintains the opening of the throttle valve 34a at the opening during the reduced-cylinder operation, and the intake air amount continues to increase. Further, the injector control unit 54 sets the injection amount so that the excess air ratio λ in the entire cylinder is larger than 1, and the amount that realizes stratified combustion while maintaining the engine output (engine torque). In addition, the injection timing is changed to a predetermined timing during the compression stroke. Furthermore, the ignition timing is returned to the advance side with respect to the timing in step S6, and is set to a timing near the MBT during stratified combustion.

ステップS8の次に進むステップS9では、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となったか否かが判定される。ステップS9の判定がNOの場合は、ステップS8に戻り、ステップS9の判定がYESとなるまでステップS8を繰り返す。一方、ステップS9の判定がYESであって、吸気量が減筒運転時の吸気量以上となると、ステップS10に進む。   In step S9 following step S8, it is determined whether or not the intake air amount is equal to or greater than the intake air amount during the reduced cylinder operation. If the determination in step S9 is NO, the process returns to step S8, and step S8 is repeated until the determination in step S9 becomes YES. On the other hand, if the determination in step S9 is YES and the intake air amount is greater than or equal to the intake air amount during the reduced cylinder operation, the process proceeds to step S10.

ステップS10では、減筒運転が開始される。すなわち、休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の点火および燃料噴射が停止され、弁停止機構用ソレノイドバルブ42がONとされて休止気筒(第1、第4気筒2A、2D)の吸排気弁8、9が閉弁保持されるとともに、稼働気筒(第2、第3気筒2B、2C)の点火時期が通常の減筒運転時の時期(減筒運転時のMBT付近の時期)に切り替えられる。また、噴射量および噴射タイミングが通常の減筒運転時の量および時期であって空気過剰率λが1付近となり均質燃焼が実現される量および時期に切り替えられる。   In step S10, reduced-cylinder operation is started. That is, ignition and fuel injection of the deactivated cylinders (first and fourth cylinders 2A and 2D) are stopped, the solenoid valve 42 for the valve stop mechanism is turned ON, and the deactivated cylinders (first and fourth cylinders 2A and 2D) are turned on. The intake / exhaust valves 8 and 9 are held closed, and the ignition timing of the operating cylinders (second and third cylinders 2B and 2C) is the normal timing when the cylinder is reduced (timing near the MBT when the cylinder is reduced) Can be switched to. Further, the injection amount and the injection timing are the amount and timing at the time of normal reduced-cylinder operation, and the excess air ratio λ is close to 1, and the amount and timing at which homogeneous combustion is realized are switched.

(5)作用等
図8に、本実施形態における全筒運転から減筒運転への切り替え時の各パラメータの変化の一例を示す。また、図9に、比較例として、上記準備制御のうち成層燃焼の実施を省略して切替要求があってから減筒運転を開始するまでの間、点火時期の遅角制御を実施した場合の上記切り替え時の各パラメータの変化を示す。これら図において、最上部のグラフは、全筒運転から減筒運転への切り替えフラグの変化を示したものであり、全筒運転から減筒運転への切り替え要求が出されると0から1に変化する。
(5) Operation, etc. FIG. 8 shows an example of changes in parameters when switching from full cylinder operation to reduced cylinder operation in the present embodiment. Further, in FIG. 9, as a comparative example, in the case where the stratified charge combustion is omitted in the preparation control and the ignition timing retardation control is performed after the switching request is made until the reduced cylinder operation is started. The change of each parameter at the time of the switching is shown. In these figures, the uppermost graph shows the change of the switching flag from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, and changes from 0 to 1 when a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation is issued. To do.

図8、図9のいずれの例においても、時刻t1にて全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、スロットルバルブ34aが開き側に変更され、これに伴い吸気量が増大していく。また、時刻t1直後では、いずれにおいても、空気過剰率λ=1の均質燃焼が実施されており、吸気量の増大に合わせて噴射量が増大される。また、この吸気量および噴射量の増大に合わせて点火時期が遅角される。この点火時期の遅角が行われることにより、時刻t1直後、上記のように吸気量および噴射量は増大されるが、エンジン出力(エンジントルク)は増加せず上記切替要求直前のエンジン出力(エンジントルク)が維持される。   In both the examples of FIGS. 8 and 9, when there is a request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation at time t1, the throttle valve 34a is changed to the open side, and the intake air amount increases accordingly. Go. Moreover, immediately after time t1, in any case, the homogeneous combustion with the excess air ratio λ = 1 is performed, and the injection amount is increased in accordance with the increase of the intake air amount. Further, the ignition timing is retarded in accordance with the increase in the intake air amount and the injection amount. By retarding the ignition timing, immediately after time t1, the intake air amount and the injection amount are increased as described above, but the engine output (engine torque) does not increase and the engine output (engine Torque) is maintained.

ここで、図9に示した例では、上記のように成層燃焼への切り替えが行われず吸気量が減筒運転時の吸気量となる時刻t2まで均質燃焼が実施される。そのため、この例では、時刻t2まで吸気量の増大に合わせて噴射量は増大され続け、これに合わせて点火時期が遅角され続ける。   Here, in the example shown in FIG. 9, the switching to the stratified combustion is not performed as described above, and the homogeneous combustion is performed until time t2 when the intake air amount becomes the intake air amount during the reduced cylinder operation. Therefore, in this example, the injection amount continues to increase as the intake amount increases until time t2, and the ignition timing continues to be retarded accordingly.

なお、図9の例においても、図8に示した本実施形態に係る例と同様に、吸気量が減筒運転時の量となると、稼働(燃焼)気筒を2つに減らし、弁停止機構用ソレノイドバルブをONとし、点火時期を通常の減筒運転時の時期とし、減筒運転を開始させるようにしている。   In the example of FIG. 9 as well, as in the example according to the present embodiment shown in FIG. 8, when the intake air amount becomes the amount at the time of reduced cylinder operation, the operating (combustion) cylinder is reduced to two, and the valve stop mechanism The solenoid valve is turned on, and the ignition timing is set to the timing for normal reduced cylinder operation, so that reduced cylinder operation is started.

この図9に示したように、上記切り替え時においても均質燃焼が実施される場合では、吸気量を増大させながらエンジン出力の増加を回避するためには、上記切り替え要求があってから減筒運転が開始されるまでの期間、噴射量を増大し、かつ、点火時期を遅角させ続けねばならない。そのため、噴射された燃料の燃焼エネルギーの多くが有効なエンジン出力に変換されず、燃費が悪化する。   As shown in FIG. 9, in the case where homogeneous combustion is carried out even at the time of switching, in order to avoid an increase in engine output while increasing the intake air amount, the reduced-cylinder operation is performed after the switching request is made. During the period until the start of ignition, the injection amount must be increased and the ignition timing must continue to be retarded. For this reason, much of the combustion energy of the injected fuel is not converted into an effective engine output, and the fuel efficiency deteriorates.

これに対して、図8に示した本実施形態に係る例では、吸気量が基準量となった時刻t3にて成層燃焼に切り替えられ、噴射量が、エンジン出力が維持される(増減しない)量であって通常の全筒運転時の噴射量と同程度の量に戻され、点火時期がMBT付近にまで戻される。そして、吸気量が減筒運転時の吸気量となる時刻t2までこの成層燃焼が実施される。   On the other hand, in the example according to the present embodiment shown in FIG. 8, the stratified charge combustion is switched at time t3 when the intake air amount becomes the reference amount, and the engine output is maintained (not increased or decreased). The amount is returned to the same level as the injection amount during normal all-cylinder operation, and the ignition timing is returned to the vicinity of MBT. Then, this stratified combustion is performed until time t2 when the intake air amount becomes the intake air amount during the reduced cylinder operation.

従って、図8に示した本実施形態に係る例では、吸気量が基準量となる時刻t3から減筒運転が開始される時刻t2までの間、図8に破線で示した噴射量であって図9の例における噴射量よりも噴射量を少なくすることができ、燃費性能を高めることができる。   Therefore, in the example according to this embodiment shown in FIG. 8, the injection amount indicated by the broken line in FIG. 8 is from the time t3 when the intake air amount becomes the reference amount to the time t2 when the reduced cylinder operation is started. The injection amount can be made smaller than the injection amount in the example of FIG. 9, and the fuel efficiency can be improved.

以上のように、本実施形態では、全筒運転から減筒運転への切り替え時において、エンジン出力(エンジントルク)の増加(変動)を抑制しながら、噴射量の増大を回避することができ、燃費性能を高めることができる。   As described above, in this embodiment, at the time of switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, an increase in injection amount can be avoided while suppressing an increase (fluctuation) in engine output (engine torque), Fuel efficiency can be improved.

また、本実施形態では、エンジン出力の変動をより確実に抑制することができる。具体的には、図9には、減筒運転が開始される時刻t2までエンジン出力が維持されつつ点火時期が遅角され続ける場合を示したが、点火時期が過剰に遅角された場合には、失火が生じエンジン出力が変動するおそれがある。また、この失火を回避するために点火時期の遅角を制限した場合には、エンジン出力の増大が回避できなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、上記のように少なくとも吸気量が基準量となると(図8における時刻t3以降)、点火時期が進角側に戻される。そのため、上記のような失火あるいは失火回避に伴うエンジン出力の変動を回避することができ、全筒運転から減筒運転への切り替え時におけるエンジン出力の変動をより確実に抑制することができる。   Moreover, in this embodiment, the fluctuation | variation of an engine output can be suppressed more reliably. Specifically, FIG. 9 shows the case where the ignition timing continues to be retarded while maintaining the engine output until time t2 when the reduced-cylinder operation is started, but when the ignition timing is excessively retarded. May cause misfire and change engine output. In addition, if the retard of the ignition timing is limited to avoid this misfire, an increase in engine output may not be avoided. In contrast, in the present embodiment, as described above, at least when the intake air amount becomes the reference amount (after time t3 in FIG. 8), the ignition timing is returned to the advance side. Therefore, it is possible to avoid fluctuations in engine output due to misfire or misfire avoidance as described above, and to more reliably suppress fluctuations in engine output when switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation.

(6)変形例
ここで、上記実施形態では、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、まず、均質燃焼を実施して吸気量の増大に合わせて噴射量の増大および点火時期の遅角を行い、吸気量が基準量以上になった後に、成層燃焼に切り替える場合について説明したが、上記切り替え要求があった直後から成層燃焼に切り替えてもよい。このようにすれば、より燃費性能を高めることができる。
(6) Modified example Here, in the above-described embodiment, when there is a request for switching from the all-cylinder operation to the reduced-cylinder operation, first, the homogeneous combustion is performed, and the increase in the injection amount and the ignition timing in accordance with the increase in the intake air amount. Although the case where the lag is delayed and the intake air amount becomes equal to or higher than the reference amount and the stratified combustion is switched to has been described, the stratified combustion may be switched immediately after the switching request is made. In this way, fuel efficiency can be further improved.

ただし、上記のように、吸気量が少ないために、成層燃焼を実施しようとすると点火プラグ周りの混合気が過剰にリッチになり失火等が生じる場合がある。そのため、このような場合には、全筒運転から減筒運転への切り替え要求があった直後であって吸気量が基準量未満の間は、均質燃焼を実施しながら点火時期の遅角を行うのが好ましい。   However, as described above, since the intake air amount is small, the mixture around the spark plug may become excessively rich and misfire may occur when stratified combustion is performed. Therefore, in such a case, the ignition timing is retarded while performing homogeneous combustion immediately after the request for switching from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation and while the intake air amount is less than the reference amount. Is preferred.

また、上記実施形態では、スロットルバルブ34aの開閉により吸気量を変更する場合、すなわち、準備制御においてスロットルバルブ34aを開き側に変更することで吸気量を増大させる場合について説明したが、吸気量を変更(増大)するための手段はこれに限らない。例えば、吸気弁8のバルブタイミングまたはバルブリフトを変更可能な手段を用い、このバルブタイミングやバルブリフトの変更によって吸気量を変更(増大)させてもよい。   In the above embodiment, the case where the intake air amount is changed by opening / closing the throttle valve 34a, that is, the case where the intake air amount is increased by changing the throttle valve 34a to the open side in the preparation control has been described. The means for changing (increasing) is not limited to this. For example, a means capable of changing the valve timing or valve lift of the intake valve 8 may be used, and the intake air amount may be changed (increased) by changing the valve timing or valve lift.

また、上記実施形態では、4気筒ガソリンエンジンに本発明の制御装置を適用した例について説明したが、本発明の制御装置が適用可能なエンジンの形式はこれに限られない。例えば、6気筒や8気筒など、4気筒以外の多気筒エンジンを対象としてもよく、また、ディーゼルエンジン、エタノール燃料エンジンやLPGエンジン等、他種の内燃機関を対象としてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which applied the control apparatus of this invention to the 4-cylinder gasoline engine, the form of the engine which can apply the control apparatus of this invention is not restricted to this. For example, a multi-cylinder engine other than four cylinders such as 6 cylinders or 8 cylinders may be targeted, and another type of internal combustion engine such as a diesel engine, an ethanol fuel engine, or an LPG engine may be targeted.

1 エンジン本体
2A〜2D 気筒
8 吸気弁
9 排気弁
12 インジェクタ(燃料噴射手段)
13 点火プラグ(点火手段)
50 ECU(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2A-2D Cylinder 8 Intake valve 9 Exhaust valve 12 Injector (fuel injection means)
13 Spark plug (ignition means)
50 ECU (control means)

Claims (4)

複数の気筒を有し、全ての気筒内で混合気の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内での燃焼が停止される減筒運転との間で切り替え可能であるとともに、各気筒内で均質燃焼が実施されるエンジンを制御する装置であって、
各気筒に設けられてこれら気筒内の混合気に点火を行う点火手段と、
各気筒に設けられてこれら気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
各気筒に吸入される空気量である吸気量を変更可能な吸気量変更手段と、
上記点火手段、燃料噴射手段および吸気量変更手段を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
全筒運転から減筒運転への切り替え要求があると、上記吸気量変更手段によって各気筒の吸気量を当該切り替え要求が出されていない通常の全筒運転時の吸気量よりも多い減筒運転時の吸気量に増大させる吸気量増大制御を実施し、当該吸気量増大制御の終了後に減筒運転を開始させるとともに、
上記吸気量増大制御の実施中、上記燃料噴射手段によって少なくとも圧縮行程中に燃料を噴射させて各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替えることを特徴とするエンジンの制御装置。
Switchable between all-cylinder operation with multiple cylinders and combustion of air-fuel mixture in all cylinders and reduced-cylinder operation in which combustion in a specific cylinder among multiple cylinders is stopped And a device for controlling an engine in which homogeneous combustion is performed in each cylinder,
Ignition means provided in each cylinder for igniting an air-fuel mixture in these cylinders;
Fuel injection means provided in each cylinder for injecting fuel into these cylinders;
An intake air amount changing means capable of changing an intake air amount that is an air amount sucked into each cylinder;
Control means for controlling each part of the engine including the ignition means, fuel injection means and intake air amount changing means,
The control means includes
When there is a request to switch from all-cylinder operation to reduced-cylinder operation, the cylinder intake operation in which the intake air amount of each cylinder is greater than the intake air amount during normal all-cylinder operation when the request for switching is not issued by the intake air amount changing means. The intake air amount increase control for increasing the intake air amount at the time is performed, and after the intake air amount increase control is finished, the reduced cylinder operation is started,
A control apparatus for an engine, characterized in that, during execution of the intake air amount increase control, fuel is injected at least during the compression stroke by the fuel injection means to switch the combustion in each cylinder to stratified combustion.
請求項1に記載のエンジンの制御装置であって、
上記制御手段は、
上記吸気量増大制御の実施中において、各気筒の吸気量が予め設定された基準量未満の間は、各気筒の吸気量の増大に伴って生じるエンジントルクの変化を打ち消すように上記点火手段の点火時期を通常の全筒運転時の点火時期よりも遅角側の時期に変更しながら各気筒内で均質燃焼を実施し、各気筒の吸気量が上記基準量以上となった後に各気筒内での燃焼を成層燃焼に切り替えることを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 1,
The control means includes
While the intake air amount increase control is being performed, while the intake air amount of each cylinder is less than a preset reference amount, the ignition means is controlled so as to cancel the change in engine torque caused by the increase of the intake air amount of each cylinder. Homogeneous combustion is performed in each cylinder while changing the ignition timing to a timing that is retarded from the ignition timing during normal all-cylinder operation, and after the intake amount of each cylinder exceeds the above reference amount, The engine control device is characterized in that combustion in the engine is switched to stratified combustion.
請求項2に記載のエンジンの制御装置であって、
上記制御手段は、上記吸気量増大制御の実施中に各気筒の吸気量が上記基準量以上になると、上記点火手段の点火時期を直前の均質燃焼時の点火時期よりも進角側の時期としながら各気筒内で成層燃焼を実施するとともに、上記燃焼噴射手段により各気筒に噴射される燃料量を、エンジントルクがこの成層燃焼への切替直前のエンジントルクと同一になるような量に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 2,
When the intake air amount of each cylinder becomes equal to or greater than the reference amount during execution of the intake air amount increase control, the control means sets the ignition timing of the ignition means to a timing that is more advanced than the ignition timing at the previous homogeneous combustion. While stratified combustion is performed in each cylinder, the amount of fuel injected into each cylinder by the combustion injection means is controlled so that the engine torque is the same as the engine torque immediately before switching to stratified combustion. An engine control device.
請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンの制御装置であって、
上記制御手段は、各気筒の空気過剰率を、均質燃焼実施時には1近傍に制御し、成層燃焼実施時には1より大きい値に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to any one of claims 1 to 3,
The engine control device is characterized in that the control means controls the excess air ratio of each cylinder to a value close to 1 when the homogeneous combustion is performed and to a value larger than 1 when the stratified combustion is performed.
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