JP5195240B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの発電機の出力電圧を、減速燃料カット運転時にはバッテリヘの充電を促進し非減速燃料カット運転時にはバッテリヘの充電を抑制するように制御するとともに、エンジンの運転状態に応じて吸気弁の開閉タイミングを制御するようになっているエンジン制御装置に関するものである。

一般に、自動車の走行時において、アクセルが解放されたりアクセルの踏み込み量が急減されたりして減速状態にあるときには、基本的にはエンジンはトルクを生成する必要はない。そこで、このような減速状態では燃料供給の一時停止すなわち減速燃料カットを行い、不必要な燃料の消費を防止して燃費性を高めるようにしたエンジンが広く用いられている。また、このような減速燃料カットを行ったときには、スロットル弁が閉じられ又はスロットル開度が非常に小さいので、ポンピング損失が大きくなり、変速機がエンジンと駆動輪とを機械的に連結している状態にあるときにはエンジンブレーキ力が作用する。

しかしながら、このようにエンジンブレーキ力が作用すると、エンジンないしは自動車が有していた力学的エネルギを逸失することになるので、エンジンないしは自動車の燃費性を低下させる。そこで、減速燃料カット時に、スロットル弁を開いてポンピング損失を低減してエンジンブレーキ力を低減する一方、これによって逸失を免れる力学的エネルギを利用して発電機の出力を高め、力学的エネルギの回生を行うようにしたエンジン（内燃機関）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１１２４３３号公報（段落［００３０］、図５）

しかしながら、このように減速燃料カット運転時に発電機の出力を高めて力学的エネルギの回生を行う場合、発電機の駆動負荷が変化すると、これに伴って発電機の駆動負荷に起因するエンジブレーキ力が変化する。このため、発電機の駆動負荷の変動によりエンジンブレーキ力が変動し、ときにはエンジンブレーキ力が過剰となってトルクショックが生じるといった問題がある。

また、減速燃料カットの実行中にポンピング損失を低減するためにスロットル弁を開くと、その間に吸気通路に燃料燃焼用の空気が大量に供給される。このため、減速燃料カットの終了と同時にスロットル開度を小さくしても、応答遅れにより一時的に燃焼室に供給される空気量ひいてはエンジンの出力トルクが大きくなり、燃料復帰時にトルクショックが生じるといった問題もある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、減速燃料カット運転時に発電機の出力を高めて力学的エネルギの回生を行うエンジンに対して、燃料復帰時のトルクショックの発生を防止又は抑制しつつ、燃費性を向上させることを可能にするエンジン制御装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係るエンジン制御装置は、電圧制御手段と吸気弁開閉タイミング制御手段とを備えている。電圧制御手段は、エンジンによって回転駆動される発電機の出力電圧を、減速燃料カット運転時にはバッテリヘの充電を促進するように高電圧レベルに設定する一方、減速燃料カット運転時でないときにはバッテリヘの充電を抑制するように高電圧レベルより低い低電圧レベルに設定する。吸気弁開閉タイミング制御手段は、エンジンの運転状態に応じて吸気弁の開閉タイミングを制御する。このエンジン制御装置は、さらに、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷に対応するパラメータ値を検出するパラメータ値検出手段と、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷が所定負荷以下のときの減速燃料カット運転時にはスロットル弁を開弁状態に制御するスロットル制御手段とを備えている。ここで、吸気弁開閉タイミング制御手段は、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷が所定負荷以下のときの減速燃料カット運転時には、吸気弁の閉弁タイミングを、吸気充填量が少なくポンピングロスが大きくなるように圧縮工程の中期に設定する。

本発明に係るエンジン制御装置においては、吸気弁開閉タイミング制御手段は、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷が所定負荷を超えるときの減速燃料カット運転時には、吸気弁の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御するようになっているのが好ましい。

本発明に係るエンジン制御装置は、エンジンの運転状態に応じて排気弁の開閉タイミングを制御する排気弁開閉タイミング制御手段を備えているのが好ましい。この場合、吸気弁の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御するときの吸気弁及び排気弁の開閉タイミングは、吸気弁の閉弁タイミングと排気弁の開弁タイミングとが膨張行程の下死点を挟んで該下死点からのクランク角度が等しくなり、吸気弁の開弁タイミングが圧縮行程内であり、かつ、排気弁の開弁タイミングが膨張行程内であるように設定するのが好ましい。

本発明に係るエンジン制御装置によれば、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷が所定負荷以下のとき、すなわち発電機の駆動に起因するエンジンの負荷が少ない状況では、減速燃料カット運転時の吸気充填量が低減される。この場合、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷に起因するエンジンブレーキ力が小さいので、ポンピング損失が多少増加しても過剰なエンジンブレーキ力は発生せず、適切なエンジンブレーキが得られる。このため、減速燃料カット運転時からの燃料復帰時にトルクショックが発生するのを防止又は抑制することができる。

また、本発明に係るエンジン制御装置において、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷が所定負荷を超えるときに吸気弁の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御する場合は、発電機の駆動に起因するエンジンの負荷に起因するエンジンブレーキ力がある程度大きくなるので、ポンピング損失を低減しつつ適切なエンジンブレーキ力を得ることができる。この場合、ポンピング損失の低減により、燃費性を向上させることができる。なお、この場合、ポンピング損失を大きくすると、エンジンブレーキ力が過剰となる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態（本発明を実施するための最良の形態）を具体的に説明する。この実施の形態に係る自動車用のエンジンでは、後で詳しく説明するように、所定の燃料停止条件が成立したときには燃料噴射弁に燃料噴射を停止させて減速燃料カットを行う一方、減速燃料カットの実行中に所定の燃料復帰条件が成立した後、燃料復帰を行うことにより不必要な燃料の消費を防止して、エンジンないしは該エンジンを搭載している自動車の燃費性を高めるようにしている。さらに、発電機の出力電圧を、減速燃料カット運転時にはバッテリヘの充電を促進し非減速燃料カット運転時にはバッテリヘの充電を抑制するように制御する。

図１に示すように、自動車Ｗに搭載されている火花点火式のエンジンＥの本体部は、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とで構成されている。エンジンＥは４気筒４サイクルエンジンであって、４つの気筒３を備えている（図１では１つの気筒のみ図示）。このエンジンＥにおいては、各気筒３が所定の位相差をもって膨張、排気、吸気、圧縮の各行程からなるサイクルを繰り返すようになっており、これらのサイクルは、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順にクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差で繰り返される。

各気筒３内にはピストン４が嵌挿され、ピストン４の上側に燃焼室５が形成されている。ピストン４はコネクチングロッド６等を備えた連結機構を介してクランクシャフト７に連結されている。各気筒３の燃焼室５の頂部には点火プラグ８が設けられ、プラグ先端部８ａは燃焼室５内に臨んでいる。この点火プラグ８は、燃料噴射弁９から噴射された燃料と空気の混合物である混合気を着火・燃焼させる。なお、エンジンＥの燃料としては、ガソリン、プロパン、メタノール等を用いることができる。

各気筒３の燃焼室５に対して吸気ポート１０及び排気ポート１１が開口し、両ポート１０、１１にそれぞれ吸気弁１２及び排気弁１３が設けられている。そして、各気筒３の吸気弁１２及び排気弁１３の開閉タイミングは、各気筒３が所定の位相差で膨張・排気・吸気・圧縮の４行程からなる各サイクルを行うように設定されている。

ここで、吸気弁１２は、吸気弁カム１４によって、クランクシャフト７と同期して所定のタイミングで開閉される。そして、吸気弁カム１４に対して吸気弁開閉タイミング制御機構１５（ＶＶＴ）が設けられている。この吸気弁開閉タイミング制御機構１５は、後で説明するエンジンコントロールユニット４０（以下「ＥＣＵ４０」という。）からの制御信号に従って、吸気弁カム１４を介して、吸気弁１２の開閉タイミングを進角させ又は遅角させることができる。

他方、排気弁１３は、排気弁カム１６によって所定のタイミングで開閉される。そして、排気弁カム１６に対して排気弁開閉タイミング制御機構１７（ＶＶＴ）が設けられている。この排気弁開閉タイミング制御機構１７は、ＥＣＵ４０からの制御信号に従って、排気弁カム１６を介して、排気弁１３の開閉タイミングを進角させ又は遅角させることができる。

吸気ポート１０には、前記の燃料噴射弁９が配設されている。燃料噴射弁９は、その燃料噴射口が、吸気ポート１０内に臨みかつ燃料室５に吸入される空気（以下「吸入空気」という。）の流れ方向に関して下流側を向くように配置されている。燃料噴射弁９は、詳しくは図示していないが、ニードル弁及びソレノイドを内蔵し、パルス信号が入力され、そのパルス入力時期にパルス幅に対応する時間だけ駆動されて開弁し、その開弁時間に応じた量の燃料を、吸気ポート１０内の空気中に噴射する。燃料噴射弁９には、図示していないが、燃料ポンプから燃料供給通路等を介して燃料が供給される。なお、このエンジンＥは燃料を吸気ポート１０に噴射するポート噴射式エンジンであるが、エンジンは燃料噴射弁から燃焼室５に直接燃料を噴射する直噴式エンジンであってもよい。

エンジンＥの各気筒３の燃焼室５に燃料燃焼用の空気（すなわち吸入空気）を供給する吸気装置が設けられ、この吸気装置には、先端部が大気に開口する単一の共通吸気通路２０が設けられている。そして、この共通吸気通路２０には、吸入空気の流れ方向に関して上流側から順に、吸入空気中のダスト等を除去するエアクリーナ２１と、吸入空気の流量を検出するエアフローメータ２２と、図示していないアクセルの踏み込み量（すなわちアクセル開度）に応じて該共通吸気通路２０を絞るスロットル弁２３とが設けられている。スロットル弁２３は、電動式のスロットルアクチュエータ２４によってアクセル開度に応じて開閉されるエレキスロットル弁である。また、スロットル弁２３には、その開度（すなわちスロットル開度）を検出するスロットルセンサ２５が付設されている。

吸入空気の流れ方向に関して共通吸気通路２０の下流端は、吸入空気の脈動を減衰させてその流れを安定させるサージタンク２６に接続されている。サージタンク２６には、各気筒の燃焼室５に個別に吸入空気を供給する独立吸気通路２７が接続され、その下流端は、対応する気筒３の吸気ポート１０に接続されている。

エンジンＥの各気筒３の燃焼室５で生成された燃焼ガスないしは排気ガスを大気中に排出する排気装置が設けられ、この排気装置には排気ガスを大気中に排出する排気通路２９が設けられている。なお、図示していないが、この排気通路２９には、排気ガスを浄化するための三元触媒を用いた排気ガス浄化装置（触媒コンバータ）が設けられている。

自動車Ｗには、エンジンＥのクランクシャフト７によって回転駆動される発電機３０（オルタネータ）が設けられている。詳しくは図示していないが、クランクシャフト７の前端部に取り付けられた駆動プーリと、発電機３０の回転軸の前端部に取り付けられた従動プーリとにまたがってＶベルトが巻き掛けられ、発電機３０はクランクシャフト７によって回転駆動され電力を生成するようになっている。なお、発電機３０の駆動形態は、このようなものに限定される訳ではなく、どのようなものであってもよい。発電機３０は、エンジンＥ及び自動車Ｗの種々の電気負荷に電力を供給するとともに、余剰の電力でバッテリ３１を充電する。

詳しくは図示していないが、バッテリ３１は鉛蓄電池であり、そのプラス極は導線Ｌにより、発電機３０と種々の電気負荷とに電気的に接続されている。バッテリ３１は、ＥＣＵ４０にも電力を供給する。なお、バッテリ３１は鉛蓄電池に限定される訳ではなく、どのようなバッテリであってもよい。導線Ｌには、発電機３０の出力電流を検出する第１電流センサ３２と、バッテリ３１の充放電電流を検出する第２電流センサ３３とが設けられている。

また、エンジンＥないしは自動車Ｗには、クランク角ないしはエンジン回転速度を検出するクランクセンサ３４と、車速を検出する車速センサ３５と、アクセル開度を検出するアクセルセンサ３６とが設けられている。

以下、エンジンＥないしは自動車Ｗの制御システムを説明する。自動車ＷにはエンジンＥの種々の制御を行うＥＣＵ４０が設けられている。このＥＣＵ４０は、プログラムに従って演算等の処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム及びデータを格納するＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ、該ＥＣＵ４０への電気信号の入出力経路となる入出力バス（Ｉ／Ｏバス）等を有するコンピュータ又はマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。

ＥＣＵ４０は、本明細書の課題を解決するための手段の欄に記載された「電圧制御手段」、「スロットル制御手段」、「吸気弁開閉タイミング制御手段」及び「排気弁開閉タイミング制御手段」を含むエンジンＥないしは自動車Ｗの総合的な制御装置である。そして、ＥＣＵ４０には、制御情報として、エアフローメータ２２によって検出される吸入空気の流量、スロットルセンサ２５によって検出されるスロットル開度、第１電流センサ３２によって検出される発電機出力電流、第２電流センサ３３によって検出されるバッテリ充放電電流、クランクセンサ３４によって検出されるクランク角ないしはエンジン回転速度、車速センサ３５によって検出される車速、アクセルセンサ３６によって検出されるアクセル開度等が入力される。なお、ＥＣＵ４０は、バッテリ充放電電流に基づいてバッテリ残容量（ＳＯＣ）を算出する。

そして、ＥＣＵ４０は、これらの制御情報に基づいて、点火プラグ８、燃料噴射弁９、吸気弁開閉タイミング制御機構１５、排気弁開閉タイミング制御機構１７、スロットルアクチュエータ２５、発電機３０等を制御することにより、減速燃料カット制御、減速回生制御等を含む本発明に係るエンジン制御を行う。なお、ＥＣＵ４０は、このような本発明に係るエンジン制御以外の一般的なエンジン制御も行うようになっているが、このような一般的なエンジン制御は、当業者にはよく知られており、また本願発明の要旨とするところでもないので、その説明は省略する。

まず、ＥＣＵ４０によって実行される減速燃料カット制御、減速回生制御等を含む本発明に係るエンジン制御（以下、単に「エンジン制御」という。）の概要を説明する。このエンジン制御では、ＥＣＵ４０は、発電機３０の出力電圧を、減速燃料カット運転時にはバッテリ３１ヘの充電を促進し、非減速燃料カット運転時にはバッテリ３１ヘの充電を抑制するように制御する。そして、エンジンＥの運転状態に応じて、吸気弁１２の開閉タイミングと排気弁１３の開閉タイミングとを制御する。また、減速燃料カット運転時にはスロットル弁２３を開弁する。さらに、発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下のときの減速燃料カット運転時には、吸気充填量が少なくなるように吸気弁１２の閉弁タイミングを制御する。このように、吸気充填量が少なくなるように吸気弁１２の閉弁タイミングを制御するときの吸気弁１２の閉弁タイミングは圧縮行程の中期に設定されている。

このエンジン制御では、ＥＣＵ４０は、発電機３０の駆動負荷が所定負荷を超えるときの減速燃料カット運転時には、吸気弁１２の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御する。なお、吸気弁１２及び排気弁１３の開閉タイミングは、吸気弁１２の閉弁タイミングと排気弁１３の開弁タイミングとが膨張行程の下死点を挟んで該下死点からのクランク角度が等しくなり、吸気弁１２の開弁タイミングが圧縮行程内であり、排気弁１３の開弁タイミングが膨張行程内であるように設定される。

以下、図２に示すフローチャートを参照しつつ、ＥＣＵ４０よって実行されるエンジン制御の具体的な制御手順を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０はエンジン制御を開始すると（スタート）、まずステップＳ１で、車速Ｓｖと、エンジン回転速度Ｎｅと、アクセル開度θと、発電機出力電流Ｉａと、バッテリ充放電電流Ｉｂとを制御情報として読み込み、エンジンＥないしは自動車Ｗの運転状態を把握する。

次に、ステップＳ２〜Ｓ４で、燃料停止条件すなわち減速燃料カットを実行するために必要な条件が成立（成就）しているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ２では車速Ｓｖが０であるか否かを判定し、ステップＳ３ではアクセル開度θが０（全閉）であるか否かを判定し、ステップＳ４ではエンジン回転速度が燃料停止下限回転速度α以上であるか否かを判定する。

このエンジン制御では、次の３つの条件がすべて成立したときに減速燃料カットを開始するようにしている。なお、後で説明するように、減速燃料カットを開始した後は、下記の条件３が成立していない場合でも、エンジン回転速度Ｎｅが燃料復帰回転速度βを超えていれば、減速燃料カットを続行する。
条件１：車速Ｓｖが０でない。
条件２：アクセル開度θが０（全閉）である。
条件３：エンジン回転速度Ｎｅが燃料停止下限回転速度α以上である。

ここで、車速Ｓｖが０であるとき、すなわち自動車が走行してないときに減速燃料カットを行わないのは、車速Ｓｖが０であるときにはエンジンＥは車輪によって逆駆動されないので、エンジンＥへの燃料供給を停止するとエンジンＥが停止してしまうからである。アクセル開度θが０（全閉）でないときに減速燃料カットを行わないのは、自動車Ｗのドライバは加速ないしは定常走行を意図しているので、エンジンＥへの燃料供給を停止するとドライバの意思に沿った走行ができなくなるからである。また、エンジン回転速度Ｎｅが燃料停止下限回転速度α未満であるときに減速燃料カットを行わないのは、燃料停止下限回転速度α未満で減速燃料カットを開始した場合は、エンジン回転速度Ｎｅが、後で説明する燃料復帰回転速度βまで極めて短時間で低下してしまい、減速燃料カットの実効性が希薄となるからである。なお、燃料停止下限回転速度αの値が燃料復帰回転速度βの値より大きいことはいうまでもない（α＞β）。

かくして、ステップＳ２で車速Ｓｖが０でないと判定し（ＮＯ）、ステップＳ３でアクセル開度θが０（全閉）であると判定し（ＹＥＳ）、かつステップＳ４でエンジン回転速度Ｎｅが燃料停止下限回転速度α以上であると判定した（ＹＥＳ）場合は、ステップＳ５〜Ｓ７で減速燃料カットを実行する。具体的には、まずステップＳ５で、ポンピング損失を抑制してエンジンブレーキ力を緩和し、これにより燃費性を向上させるために、スロットル弁２３を開弁させる（略全開）。続いて、ステップＳ６で燃料カットフラグに「１」をセットした後、ステップＳ７で燃料噴射弁９に燃料噴射を停止させる。燃料カットフラグは、減速燃料カットの実行中は「１」がセットされ、燃料噴射弁９の燃料噴射が行われているときには「０」がセットされるフラグである。

このように減速燃料カットを開始した後、ステップＳ８で発電機３０の出力電圧を高電圧レベル（Ｈｉｇｈ）に設定する。すなわち、減速燃料カット時における余剰の力学的エネルギ（減速エネルギ）を回生するために、発電機３０の出力電圧を高めてバッテリ３１ヘの充電を促進する。

次に、ステップＳ９で発電機出力電流Ｉａが所定電流以下であるか否かを判定することにより、発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下であるか否かを判定する。そして、発電機出力電流Ｉａが所定電流以下であると判定した場合（ＹＥＳ）、すなわち発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下である場合は、ステップＳ１０で、吸気弁１２の開閉タイミングを遅角状態にし、ステップＳ１に復帰する（リターン）。この場合、ポンピング損失が大きくなる一方、吸入空気量が少なくなる。なお、図２において、ＩＯ及びＩＣは、それぞれ、吸気弁１２の開弁タイミング及び閉弁タイミングである。また、ＥＯ及びＥＣは、それぞれ、排気弁１３の開弁タイミング及び閉弁タイミングである。

図４に、減速燃料カット時に、このように吸気弁１２の開閉タイミングを遅角状態に設定した場合におけるＰＶ線図を示す。このように、発電機出力電流Ｉａが所定電流以下である場合は、発電機３０の駆動負荷が小さく、発電機３０の駆動負荷に起因するエンジンブレーキ力は小さい状態にある。したがって、吸気弁１２の開閉タイミングを遅角状態に設定してポンピング損失を大きくしても、発電機３０の駆動負荷に起因するエンジンブレーキ力が小さいので、全体としてのエンジンブレーキ力は適切なものとなる。

また、この場合、吸入空気量が少なくなるので、減速燃料カットからの燃料復帰時に、一時的に出力トルクが上昇してトルクショックが発生するのを防止することができる。なお、吸入空気量を低減しない場合は、減速燃料カット運転時にはスロットル弁２３を開弁している（ステップＳ５）ことに起因して、燃料復帰時に一時的に吸入空気量ひいては出力トルクが上昇し、トルクショックが発生する。

他方、ステップＳ９で発電機出力電流Ｉａが所定電流を超えていると判定した場合（ＮＯ）、すなわち発電機３０の駆動負荷が所定負荷を超えている場合は、ステップＳ１１で、吸気弁１２の開閉タイミングを進角状態にし、ステップＳ１に復帰する（リターン）。この場合、ポンピング損失が小さくなる一方、吸入空気量が多くなる。

図５に、減速燃料カット時に、このように吸気弁１２の開閉タイミングを進角状態に設定した場合におけるＰＶ線図を示す。このように、発電機出力電流Ｉａが所定電流を超えている場合は、発電機３０の駆動負荷が大きく、発電機３０の駆動負荷に起因するエンジンブレーキ力は大きい状態にある。そこで、吸気弁１２の開閉タイミングを、ポンピング損失を低減できるように進角状態にセットしている。これにより、発電機３０の駆動負荷によりエンジンブレーキ力を適切なものとしつつ、ポンピング損失を低減して燃費性を高めることができる。

また、このように発電機出力電流Ｉａが所定電流を超えている場合は、吸気弁１２及び排気弁１３の開閉タイミングを、吸気弁１２の閉弁タイミングと排気弁１３の開弁タイミングとが下死点を挟んで該下死点から等しいクランク角となるように設定する。さらに、排気弁１３の開弁タイミングは最進角位置になるように制御する。これは、ステップＳ１０とステップＳ１１との間の状態の移行時、吸気弁１２の開閉タイミングの変更のための制御量を小さくすることができるからである。

ステップＳ４でエンジン回転速度Ｎｅが燃料停止下限回転速度α未満であると判定した場合は（ＮＯ）、ステップＳ１２で燃料カットフラグが１であるか否かを判定する。そして、燃料カットフラグが１であると判定した場合（ＹＥＳ）、すなわち減速燃料カットの実行中にエンジン回転速度Ｎｅが燃料停止下限回転速度αよりも低くなった場合は、ステップＳ１３で、エンジン回転速度Ｎｅが燃料復帰回転速度β以下であるか否かを判定する。ここで、燃料復帰回転速度βは、減速燃料カットの実行中においてエンジン回転速度Ｎｅの低下により減速燃料カットを終了すべきか否かを判定するための閾値であり、エンジン回転速度Ｎｅがこれ以下になるとエンジンＥの回転が不安定となるおそれがある回転速度である。そして、ステップＳ１３でエンジン回転速度Ｎｅが燃料復帰回転速度βを超えていると判定した場合は（ＮＯ）、ステップＳ５〜Ｓ１１を実行し、減速燃料カットを続行する。

他方、ステップＳ１３でエンジン回転速度Ｎｅが燃料復帰回転速度β以下であると判定した場合は（ＹＥＳ）、減速燃料カットを終了して燃料復帰を行わせる。具体的には、まずステップＳ１４で、スロットル弁２３を閉弁して吸入空気量を低減する。次に、ステップＳ１５で燃料カットフラグに「０」をセットし、続いてステップＳ１６で燃料噴射弁９に燃料噴射を再開させる。

このように燃料復帰を行った後、ステップＳ１７でバッテリ残存容量Ｃｂが下限容量以下であるか否かを判定する。そして、バッテリ残存容量Ｃｂが下限容量を超えていると判定した場合は、ステップＳ１８で発電機３０の出力電圧を低電圧レベル（Ｌｏｗ）に設定し、ステップＳ１に復帰する（リターン）。すなわち、非減速燃料カット運転時は、燃費性を改善するため、発電機３０の駆動負荷を小さくする。なお、バッテリ残存容量Ｃｂは、バッテリ充放電電流Ｉｂからよく知られた方法で算出すればよい。

他方、ステップＳ１７でバッテリ残存容量Ｃｂが下限容量以下であると判定した場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１９で発電機３０の出力電圧を高電圧レベル（Ｈｉｇｈ）に設定し、ステップＳ１に復帰する（リターン）。すなわち、このエンジン制御では、バッテリ３１の過放電を防止するための下限容量を設定し、バッテリ３１の残存容量が下限容量以下になると、発電機３０の出力電圧を上昇させて、バッテリ３１の充電を促進するようにしている。

前記のステップＳ２で車速Ｓｖが０であると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３でアクセル開度θが０（全閉）でないと判定した場合（ＮＯ）、又は、ステップＳ１２で燃料カットフラグが１でないと判定した場合（ＮＯ）は、いずれも、減速燃料カットを実行することができないので、ステップＳ１５〜Ｓ１９を実行して、非減速燃料カット運転を行う。

ところで、図２に示すエンジン制御では、前記のとおり、発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下であるか否かの判定を、発電機出力電流Ｉａが所定電流以下であるか否かを判定することにより行っている（ステップＳ９）。しかしながら、発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下であるか否かを判定する方法はこれに限定される訳ではなく、その他の手法を用いてもよい。

例えば、図３に示すように、図２に示すエンジン制御のステップＳ９に代えて、バッテリ残存容量Ｃｂが所定容量以上であるか否かを判定するステップＳ２０を実行することにより、発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下であるか否かを判定するようにしてもよい。なお、前記のとおり、バッテリ残存容量Ｃｂは、バッテリ充放電電流Ｉｂからよく知られた方法で算出することができる。

以上、本発明に係るエンジン制御によれば、発電機３０の駆動負荷が所定負荷以下のとき、すなわち発電機の駆動負荷が少ない状況では、減速燃料カット運転時の吸気充填量が低減されるので、減速燃料カット運転時からの燃料復帰時にトルクショックが発生するのを防止又は抑制することができる。他方、発電機３０の駆動負荷が所定負荷を超えるときには、吸気弁１２の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御するので、燃費性を向上させることができ、かつ適切なエンジンブレーキ力を得ることができる。

本発明に係るエンジン制御装置を備えたエンジンのシステム構成を示す模式図である。 図１に示すエンジンにおけるエンジン制御の制御手順を示すフローチャートである。 図１に示すエンジンにおけるもう１つのエンジン制御の制御手順を示すフローチャートである。 発電機の駆動負荷が小さい場合における減速燃料カット運転時のエンジンのＰＶ線図である。 発電機の駆動負荷が大きい場合における減速燃料カット運転時のエンジンのＰＶ線図である。

符号の説明

Ｗ 自動車、Ｅ エンジン、Ｌ 導線、１ シリンダヘッド、２ シリンダブロック、３ 気筒、４ ピストン、５ 燃焼室、６ コネクチングロッド、７ クランクシャフト、８ 点火プラグ、９ 燃料噴射弁、１０ 吸気ポート、１１ 排気ポート、１２ 吸気弁、１３ 排気弁、１４ 吸気弁カム、１５ 吸気弁開閉タイミング制御機構、１６ 排気弁カム、１７ 排気弁開閉タイミング制御機構、２０ 共通吸気通路、２１ エアクリーナ、２２ エアフローメータ、２３ スロットル弁、２４ スロットルアクチュエータ、２５スロットルセンサ、２６ サージタンク、２７ 独立吸気通路、２９ 排気通路、３０ 発電機、３１ バッテリ、３２ 第１電流センサ、３３ 第２電流センサ、３４ クランクセンサ、３５ 車速センサ、３６ アクセルセンサ、４０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）。

Claims (3)

1. エンジンによって回転駆動される発電機の出力電圧を、減速燃料カット運転時にはバッテリヘの充電を促進するように高電圧レベルに設定する一方、減速燃料カット運転時でないときには上記バッテリヘの充電を抑制するように上記高電圧レベルより低い低電圧レベルに設定する電圧制御手段と、
   上記エンジンの運転状態に応じて吸気弁の開閉タイミングを制御する吸気弁開閉タイミング制御手段とを備えているエンジン制御装置において、
   上記発電機の駆動に起因する上記エンジンの負荷に対応するパラメータ値を検出するパラメータ値検出手段と、
   上記発電機の駆動に起因する上記エンジンの負荷が所定負荷以下のときの減速燃料カット運転時には、スロットル弁を開弁状態に制御するスロットル制御手段とを備えていて、
   上記吸気弁開閉タイミング制御手段は、上記発電機の駆動に起因する上記エンジンの負荷が上記所定負荷以下のときの減速燃料カット運転時には、上記吸気弁の閉弁タイミングを、吸気充填量が少なくポンピングロスが大きくなるように圧縮工程の中期に設定することを特徴とするエンジン制御装置。
2. 上記吸気弁開閉タイミング制御手段は、上記発電機の駆動に起因する上記エンジンの負荷が上記所定負荷を超えるときの減速燃料カット運転時には、上記吸気弁の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御することを特徴とする、請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 上記エンジンの運転状態に応じて排気弁の開閉タイミングを制御する排気弁開閉タイミング制御手段を備えていて、
   上記吸気弁の閉弁タイミングをポンピング損失が少なくなるように制御するときの上記吸気弁及び上記排気弁の開閉タイミングが、上記吸気弁の閉弁タイミングと上記排気弁の開弁タイミングとが膨張行程の下死点を挟んで該下死点からのクランク角度が等しくなり、上記吸気弁の開弁タイミングが圧縮行程内であり、上記排気弁の開弁タイミングが膨張行程内であるように設定されていることを特徴とする、請求項２に記載のエンジン制御装置。

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