JPH03260353A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願発明は、エンジンのバルブタイミングを変えるバル
ブタイミング可変手段を備えたエンジンの制御装置に関
するものである。

（従来の技術） 一般に、エンジンの吸気弁及び排気弁の開閉タイミング
は、運転状態に応じて種々設定するのが望ましいが、動
弁機構の機構が複雑化するので通常のエンジンでは上記
開閉タイミングは一律に設定されている。

＼ しかし、最近では、例えば特開昭６０−２７７１１号公
報にも記載されているように、吸気弁又は排気弁の開閉
タイミングをバルブタイミング変更手段で切り換え可能
に構成し、高負荷時には低負荷時よりも吸排気オーバラ
ップ期間を大きく設定するようにしたものが種々実用化
されている。

低負荷時には吸気流量が少ないことから吸排気オーバラ
ップ期間が大きすぎると、残留既燃ガス量が増加して燃
焼性が低下するので好ましくないが、高負荷時には吸排
気オーバラップ期間を大きくしても吸気流量が多いので
残留既燃ガス量が余り増加せず吸気充填効率が高まり出
力の増加を図ることが出来る。

そして、該バルブタイミング変更手段によるバルブタイ
ミングの切り換えは、通常エンジン回転数が所定の切り
換え回転数Ｎｃになった時点で実行される。例えば、今
第２１図に、−例として示す制御例のように、小さな吸
排気オーバラップ期間の低速用カムによる理論空燃比（
Ａ／Ｆ＝１４．７）のときのトルク特性が曲線Ａであり
、大きな吸排気オーバラップ期間の高速用カムによる理
論空燃比（Ａ／Ｆ＝−１４，７）のときのトルク特性が
曲線Ｂであるとすると、上記曲線Ａと曲線Ｂとが交差す
る点Ｐｃ（つまりトルクが等しくなる点）のときのエン
ジン回転数Ｎ１を境にしてバルブタイミングが切り換え
られることになる。つまり、この例ではエンジン回転数
がＮＵＮ　１のときには低速用カムが、他方Ｎ≧Ｎ、の
時に高速用カムが選択されるようになっている。

また、最近のマイクロコンピュータによる電子制御燃料
噴射システムを採用したエンジンの燃料供給装置では、
例えばエンジンの減速運転時における燃費の節約や高回
転時に於ける保証回転数の維持などの観点から一般の空
燃比制御とともに燃料カット制御が組合されるようにな
っている。

ところで、該燃料カット制御システムの内の上記減速燃
料カットシステムは、例えばスロットル弁が全閉となり
、かつエンジン回転数Ｎが所定値以上の回転数領域（減
速燃料カット回転数）にある場東には、燃料の供給がな
くてもストールの恐れがないと判定して所定時間燃料の
供給を完全に（又は部分的に）カットして燃費性能を向
上させる構成が採られている（例えば特開昭６２−２０
６２５１号）。

そして、上記燃料カット制御継続の結果、或いは該燃料
カット制御継続中にブレーキが踏まれることなどにより
エンジンの実回転数が所定の燃料復帰回転数まで低下し
たときには、当該エンジン回転数の低下時点で所定の燃
料値（待ち受けｊｌ）を設定し、所定のスｆ　’ｙブ値
で徐々に本来の要求燃料値まで燃料を増量制御するよう
になっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の従来例のように成る回転数（Ｎ１）で
自動的にバルブタイミング、つまりエンジン出力を変え
るようにした場合、例えばＮ≧Ｎ。

の高速カム選択の状態（高出力状態）で上述のバルブタ
イミング可変手段がフェイルしたとすると、該状態で例
えば上記ブレーキスイッチのＯＮによる燃料復帰制御が
行われても高速カムが使用されていることから、通常の
燃料復帰回転数では低速トルクが不足するために回転落
ち又はエンストを生じる問題がある（第２０図の破線部
参照）。

（課題を解決するための手段） 本願発明は、上記の問題を解決することを巨的とするも
ので、エンジンのバルブタイミングを変えるバルブタイ
ミング可変手段と、減速燃料力、。

ト手段とを備えてなるエンジンにおいて、上記バルブタ
イミング可変手段のフェイル状態を検出するフェイル状
態検出手段と、該フェイル状態検出手段によって上記バ
ルブタイミング可変手段の高出力側でのフェイル状態が
検出されたときには、それに応じて上記減速燃料カット
手段の減速燃料力・ｙト回転数を高くする燃料カット回
転数変更手段とを設けたことを特徴とするものである。

（作　用） 上記本願発明のエンジンの制御装置の構成では、例えば
バルブタイミング可変手段の高速カム選択状態でのフェ
イル状態を所定のフェイル状態検出手段により検出し、
該フェイル状態が検出された場合には、例えば減速燃料
カット回転数（復帰回転数）の基準値を変更するように
なっている。したがって、例えば高速カム状態で先に述
べたバルブタイミング可変手段が故障したような場合に
は、例えば減速燃料カット時の燃料復帰回転数が高く設
定されるようになって従来よりも早目に燃料が供給され
、低速トルクの維持が図られる結果、エンジンの回転落
ちが防止される。

（発明の効果） したがって、上記本発明のエンジンの制御装置によると
、バルブタイミング可変手段のフェイル状態に応じて、
大きな回転落ちを生じさせる前に速かに燃料を復帰させ
ることによりエンジン出力を所望値に保つことができ、
減速燃料カット状態から安定した運転状態への移行をス
ムーズに実現することが出来るようになる。

゛（実施例） 以下、本発明の実施例について図面第１図〜第２０図を
参照しながら詳細に説明する。

本実施例は、自動車用４気筒エンジンに本発明を適用し
た場合の一例である。

先ず第１図は、該本発明の実施例に係るエンジンの制御
装置の全体構成を示すものである。

先ず最初に、同第１図を参照して本発明実施例の制！１
１システムの概略を説明し、その後要部の制御の説明に
入る。

第１図において、先ず符号１はエンジン本体であり、吸
入空気はエアクリーナ３０を介して外部より吸入され、
その後エアフロメータ２、スロットルチャンバ３を経て
各シリンダに供給される。

また燃料は燃料ポンプ１３により燃料タンク１２からエ
ンジン側に供給されてフューエルインジェクタ５により
噴射されるようになっている。そして、車両走行時等ア
クセルペダル操作時における上記シリンダへの吸入空気
の量は、上記スロットルチャンバ３内に設けられている
スロ７　）ル弁６によって制御される。スロットル弁は
、上記アクセルペダルに連動して操作され減速走行状態
及びアイドル運転状態では、最小開度状態に維持される
。そして、該最小（全閉）開度状態では、アイドルスイ
ッチＩＤ−５ＷがＯＮになる。

＼ 上記スロットルチャンバ３には、上記スロットル弁６を
バイパスしてバイパス吸気通路７が設けられており、該
バイパス吸気通路７にはアイドル時およびダッシュボッ
トエア供給時のエンジン回転数制御のための吸入空気量
調整手段となる電流制御型電磁弁（ｒｓｃバルブ）８が
設けられている。

従って、アイドル運転状態およびダッシュボットエア供
給状態では、上記エアフロメータ２を経た吸入空気は、
上記バイパス吸気通路７を介して各シリンダに供給され
ることになり、その供給量は上記電磁弁８によって調節
される。この電磁弁８は、エンジンコントロールユニッ
ト（以下、ＥＣＵと略称する）９より供給される制御信
号のデユーティ比りによってその開閉状態が制御される
。

さらに、符号１０は、例えば排気通路途中に３元触ｆＪ
Ｘフンバータ（キャタリストコンバータ）１１を備えた
排気ガス浄化装置を持った排気管を示している。そして
、該排気管１０の上記３元触媒コンバータ１１の上流部
には、排気ガス中の酸素濃度（Ａ／Ｆ）を検出するため
のＯ，センサーＳ１が設けられている。

そして、エンジン運転時の空燃比は、上記ＥＣＵ９にお
ける電子燃料噴射制御装置側の空燃比制御システムにお
いて、例えば当該エアフロメータ２等の出力値とエンジ
ン回転数とに基づいて先、ず基本燃料噴射量を決定する
一方、さらに上記Ｏ。

センサＳｌを用いて実際のエンジン空燃比を検出し、該
検出値と設定された目標空燃比との偏差に応じて上記基
本燃料噴射量をフィードバック補正することによって常
に上記設定空燃比（一般には理論空燃比近傍の値）に維
持するようなシステムが採用されている。

従って、該空燃比のコントロールシステムにおける最終
燃料噴射ＩＴの一般的な算出式は、次のようになる。

Ｔ”Ｔｐ”　（Ｘ　’　（１＋　Ｋｒ＊＋ＫＡＳ＋Ｋｐ
ｔ＋Ｋｔｗ　　Ｃｕｔｅ）＋Ｔｓ　　　　　　　　　　
・・・（１）但し Ｔｐ：基本燃料噴射量 α　：Ｏ７出力に基づく空燃比フィードバック＼ 補正係数 Ｋｔｖ　：水温補正係数 ＫＡＳ　：始動時補正係数 Ｌｒ　ニアイドリング後増量補正係数 Ｋｘｔｒ　：空燃比（混合比）増量補正係数Ｃａｔｃ：
減量補正係数（減速燃料カット補正係数）ＴＳ：電圧補
正係数 一方、符号１４は、上記エンジン本体ｌのシリンダヘッ
ド部に設けられた点火プラグであり、該点火プラグ１４
にはディストリビュータ１７、イグナイタ１８を介して
所定の点火電圧が印加されるようになっており、その印
加タイミング、すなわち点火時期は上記ＥＣＵ９より上
記イグナイタ１８に供給される点火時期制御信号θＩｇ
ｔによってコントロールされる。さらに、符号Ｓ、はブ
ースト圧センサであり、エンジン負荷に対応したエンジ
ンブースト圧Ｂを検出して上記ＥＣＵ９に入力する。

上記ＥＣＵ９は、例えば演算部であるマイクロコンピュ
ータ（ＣＰＵ）を中心とし、吸入空気量、燃料噴射量、
点火時期、バルブタイミング等各種制御回路、メモリ（
ＲＯＭ及びＲＡＭ）、インターフェース（Ｉｌｏ）回路
などを備えて構成されている。そして、このＥＣＵ９の
上記インターフェース回路には上述の各検出信号の他に
例えば図示しないスタータスイッチからのエンジン始動
信号（ＥＣＵ）リガー）、エンジン回転数センサ１５か
らのエンジン回転数検出信号Ｎｅ、水温センサ１６によ
り検出されたエンジンの冷却水温度の検出信号ＴＷ、例
えばスロットル開度センサ４により検出されたスロット
ル開度検出信号ＴＶＯ，エアフロメータ２によって検出
された吸入空気量検出信号Ｑ等のエンジンコントロール
に必要な各種の検出信号が各々入力されるようになって
いる。

一方、上記エンジン本体１のシリンダヘッド部１Ａには
後述するような動弁機構２０及び／＜ルブタイミング変
更機構２１が設けられている。

次に、上記シリンダヘッド部１Ａに設けられた動弁機構
２０及びバルブタイミング変更機構２１について説明す
ると、例えば第２図・第３図に示＼ すように上記エンジン本体１のクランク軸（図示省略）
に連動連結されたカム軸２２がシリンダへ・ノドＩＡの
中央部に当該クランク軸と平行に配設され、排気弁Ｖ、
は上記カム軸２２の排気用カムに摺接するローラフォロ
アー２３とロッカーシャフト２４に枢着された排気用ロ
ッカーアーム２５を介して開閉駆動されるようになって
いる。

一方、それとともに吸気弁Ｖ、を開閉駆動する低速用ロ
ッカーアーム２６と他方の吸気弁Ｖ、を開閉駆動する低
速用ロッカーアーム２７、これらロッカーアーム２６．
２７を駆動する高速用ロッカーアーム２８等が設けられ
、これらロッカーアーム２６．２７．２８はロッカーシ
ャフト２９に枢支されている。そして、低速用ロッカー
アーム２６．２７のローラフォロアー２６ａ、２７ａは
夫々カム軸２２の低速用カムに対して摺接し、他方高速
用ロッカーアーム２８のローラフォロアー２８８はスプ
リング３０の弾性力で上記カム軸２２の高速用カムに対
して摺接している。

上記ロッカーシャフト２９よりも反カム軸２２側におい
て、上記高速用口、カーアーム２８と低速用ロッカーア
ーム２７とに亘って第２のビン孔３２が上記第１のビン
孔３１と同心同径状に形成されている。そして、上記第
１のビン孔３１には第１のビン３３が、また第２のビン
孔３２には第２のビン３４が夫々軸方向移動自在に装着
されていて、各ビン３３．３４は圧縮コイルバネ３５，
３６で高速用ロッカーアーム２８の方へ付勢されている
。これら各ビン孔３１．３２は共に高速用ロッカーアー
ム２８内で連通しており、これらビン孔３１．３２の端
部の作動油室３７へは図示しない電磁切換弁を有する油
路から加圧オイルが供給可能に構成されている。そして
、該作動油室３７の加圧オイルを排出したときには、上
記一対のビン３３．３４はコイルバネ３５，３６の弾性
力で高速用ロッカーアーム２８内のビン孔部分へ移動し
、それによって上記吸気弁Ｖ、は夫々低速用ロッカーア
ーム２６．２７で駆動される。また一方作動油室３７へ
加圧オイルを供給したときには上記−対のビン３３．３
４は第３図に図示される位置に＼ 切換えられて一方の吸気弁Ｖ、は高運用ロッカーアーム
２８により低速用ロッカーアーム２６を介して駆動され
、また他方の吸気弁Ｖ、は高運用ロッカーアーム２８に
より低速用ロッカーアーム２７を介して駆動される。つ
まり、作動油室３７の加圧オイルを抜くとカム軸２２の
低速用カムが選択されて例えば第４図に示すように排気
弁のバルブオーバーラツプ期間が短くなり、また加圧オ
イルを供給するとカム軸２２の高速カムが選択されて同
吸排気弁のバルブオーバーラツプ期間が長くなる。

（Ａ）第１の制御機能 次に、上記カム軸２２のバルブタイミングの変更を前提
とした本実施例のエンジンの第１の制御機能について説
明する。

該制御に必要な種々のセンサー類として、上述の第１図
に示したように、クランク軸のクランク角を検出するク
ランク角センサ４０と、ウォータジャケット内の冷却水
温を検出する水温センサ１６と、排気管１０内を流れる
排気ガス中のＯ２濃度を検出するＯ、センサＳｌと、ス
ロ・ｙトル弁６のスロットル開度を検出するスロットル
開度センサ４と、吸気通路３の上流部で吸気温を検出す
る吸気温センサ４５と、エアロフローメータ１２とを含
むこれら各センサ類からの検出信号は夫々上記ＥＣＵ（
エンジンコントロールユニット）９へ入力される。そし
て、上記フコ−エルインジェクタ５、バルブタイミング
変更機構２１の電磁切換弁３８、スロットル弁６をバイ
パスするパイ）＜ス吸気通路７の電磁弁（リニアソレノ
イド式エアノくルブ）８等が同ＥＣＵ９により制御され
る。

上記ＥＣＵ９は、上記のように種々の検出信号をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器、入力出力インターフェース回路
、マイクロコンピュータ、フューエルインジェクタ用駆
動回路及び電磁切換弁用駆動回路及びエアバルブ用駆動
回路等で構成されている。

上記マイクロコンピュータのＲＯＭには、後述の第５図
に示す空燃比制御の制御プログラム及びこ９制御プログ
ラムに付随する目標空燃比マツプであってエンジン回転
数Ｎｅと負荷とをパラメータとして例えば第６図に例示
したように設定された目標空燃比マツプが予め入力格納
され、更に上記ＲＯＭには第７図に示すバルブタイミン
グ変更制御の制御プログラムであって第８図に示す切換
え回転数の特性を含んだ制御プログラム等が予め入力格
納されている。

次に、先ず上記空燃比制御について説明する。

この空燃比制御は、例えば第６図に示すように、燃費低
減のためにエンジンの少なくとも特定運転状態（低負荷
及び高負荷及び高回転を除く運転領域）では運転状態に
応じて理論空燃比（Ａ／Ｆ・１４．７）よりも大きな空
燃比Ａ／Ｆとなるように制御するものである。

この空燃比制御について、第５図のフローチャートに基
づいて説明するが、図中ステップ５ｔ（ｉ−１，２、・
・・・・）は各々ステップＮＯを示し、この制御は上述
のクラン角センサ４０からの信号に基づいて例えばクラ
ンク角９０°毎の割込み処理にて実行される。

この空燃比制御が開始されると、上記割込み処理の周期
よりエンジン回転数Ｎｅが演算され（ステ・ソフＳ　１
）、次にエフロ−メータ２から検出された吸入空気量Ｑ
が読込まれ（ステ・ノブＳ２）、次に基本燃料噴射パル
ス幅”ｒｐがＴｐ＝ＫｏＸＱ／Ｎｅの式で演算される（
ステップＳ３）。なお、上記には所定の定数である。

次に、上記得られた基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジ
ン回転数Ｎｅとをパラメータとして第６図のような目標
空燃比マツプから目標空燃比Ａ／Ｆが演算されてメモリ
に格納される（ステップＳ４）。次に、上記Ｏ！センサ
Ｓ、の検出信号が読込まれ（ステップＳ５）、この０．
センサＳ、で検出された排気ガス中のＯ！ｓ度に基づい
て現在の実空燃比Ａ／Ｆが演算される（ステップ３６）
。次に上記目標空燃比Ａ／Ｆや実空燃比Ａ／Ｆなどに基
づいて各種の補正を行って最終噴射パルス幅ＴＯが演算
される（ステップＳ７）。

上記のように、最終燃料噴射パルス幅ＴＯが演算東れる
と、ステップＳ８において、この制御の割込み開始時点
からの経過時間をカウントしているソフトタイマに基づ
いて噴射タイミングになるまで待機してから、噴射タイ
ミングになると、対応するフューエルインジェクタ５へ
上記最終燃料噴射パルス幅ＴＯの噴射駆動パルスが出力
されて同フューエルインジェクタ５により燃料が噴射さ
れ（ステップＳ９）、メインルーチンへ復帰スる。

上記空燃比制御によって、運転状態に応じた目標空燃比
Ａ／Ｆとなるように燃料噴射量が制御され、低負荷時に
は略Ａ／Ｆ＝１４．７また高負荷時や高回転時には略Ａ
／Ｆ＝１３．０、またこれら以外の領域では運転状態に
応じて例えばＡ／Ｆ＞１４．７となるように空燃比が制
御される。

次に、上記動弁機構２０のバルブタイミング変更機構２
１を切換えることにより吸気弁６のバルブタイミングを
切り換えるバルブタイミング変更制御について、第７図
のフローチャートに基ツいて説明する。但し、図中Ｓ　
１（ｉ＝２０．２１．・・）は上述同様各ステップを示
すものである。

この制御は例えばクランク角３６０’毎の割り込み処理
にて実行されるもので、制御が開始されると、先ず前記
空燃比制御において求められＲＡＭに更新しつつ格納さ
れているエンジン回転数Ｎｅと目標空燃比Ａ／Ｆとが読
み込まれ（ステップ５２０）、この目標空燃比Ａ／Ｆに
基づいてチーフルや演算式で与えられている第８図の特
性から目標空燃比Ａ／Ｆに対応する切り換え回転数Ｎｃ
が演算され（ステップ５２１）、次にＮｅ≧Ｎｃか否か
を判定する（ステップ５２２）。モしてＮｅ＜Ｎｃのと
きには上記電磁切換弁３８を排出位置へ切り換えて作動
油室３７の加圧オイルを排出させて低速用バルブタイミ
ングに切り換え（ステップ５２３）、また一方Ｎｅ≧Ｎ
ｃのときには電磁切換弁３８を給油位置に切り換えて上
記作動油室３７へ上述の如く加圧オイルを供給して高速
用バルブタイミングに切り換え（ステップ５２４）、そ
の後メインルーチンへ復帰する。

ところで、上記の制御によってバルブタイミングを切り
換えたとき、理論空燃比Ａ／Ｆ及び理論空燃比Ａ／Ｆよ
りも大きな空燃比Ａ／Ｆでゾーン燃焼させる場合の各ト
ルク特性は例えば第９図のようになる。

Ａ／Ｆ＝１４．７のときの低速用カムによるトルク特性
１１Ａ　Ｌ　ｏと高速用カムによるトルク特性＠　Ｈｏ
とは点Ｐｏで交差しトルクが等しくなることから、点Ｐ
ｏのときのエンジン回転数（例えば、３５０Ｑｒｐｍ）
でバルブタイミングを切り換えればトルクショックを防
止できる。

そして、リーン燃焼によって空燃比Ａ／Ｆ＞ｉ４゜７の
ときに高速用カムにより吸排気オーバーラツプ期間を大
きくすると、残留既燃ガスの影響が大きく現れてトルク
の低下が大きく現れる。すなわち、Ａ／Ｆ・１６の場合
を例にすると、低速用カムによるトルク特性曲線をＬ５
高運用カムによるトルク特性曲線をＨとすると、低速用
カムのときのトルク低下ΔＴ１よりも高速用カムのとき
のトルク低下ΔＴ２の方が大きくなることから、特性曲
線りと特性曲線Ｈとの交点Ｐにおけるエンジン回転数Ｎ
、はＮ　Ｉｍ＞　３５０Ｏｒ　ｐ　ｍとなり、Ａ／Ｆが
大きくなる程交点Ｐのエンジン回転数は大きくなること
が分る。

このように、Ａ／Ｆの増加に応じて増大する交点のエン
ジン回転数Ｎ０、Ｎ！。、・・・を基にして第８図の特
性を予め設定するようにすると、バルブタイミング変更
時のトルクシタツクを確実に防止することが出来る。先
に述べた従来のバルブタイミング切換装置では空燃比Ａ
／Ｆの値に拘わらず常にＡ／Ｆ＝１４．７のときの切り
換え回転数（例えば３５００ｒｐｍ）でバルブタイミン
グを切り換えていたのでバルブタイミング切り換え時に
はトルクシタツクが発生していた。本実施例のバルブタ
イミング切換装置では、その欠点をも解消できるように
構成したものである。

つまり、従来のバルブタイミングの切換は、エンジン回
転数が所定の切換え回転数になった時点で実行されてい
た。例えば、先の第２１図の特性に示すように、小さな
吸排気オーバラップ期間の低速用カムによる理論空燃比
（Ａ／Ｆ＝１４．７）のときのトルク特性が曲線Ａであ
り、大きな吸排気オーツ＜ランプ期間の高速用カムによ
る理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）のときのトルク特性
が曲線Ｂであるとすると、従来のバルブタイミング変更
方法においては曲線Ａと曲線Ｂとが交差する点Ｐｃ（つ
まりトルクが等しくなる点）のときのエンジン回転数Ｎ
ｌを境にしてバルブタイミングを切換えていた。

つまり、エンジン回転数Ｎ　＜　Ｎ　１のときには高速
用カムを選択し、他方Ｎ≧Ｎ１のときには高速用カムが
選択されるようになっていた。

そして、これに対し燃費の改善の観点から、低負荷及び
高負荷及び高回転運転領域以外の特定運転領域において
エンジンの運転状態に応じて空燃比が理論空燃比よりも
大きくなるように上記燃料噴射量を制御しリーン燃焼さ
せる空燃比制御技術を適用し、空燃比Ａ／Ｆ＞１４．７
のり−ン燃焼制御を実行した場合、高速時に残留既燃ガ
スの影響が大きく現われ、第２１図のトルク特性に示す
ように、低速用カムによるトルク低下量ΔＴ１よりも高
速用カムによるトルク低下量ΔＴ２の方が大きくなるこ
とから、バルブタイミングを切換える切換え回転数Ｎ１
のときに点ＰＡと点Ｐａ間間にトルクの段差が生じ、切
換え回転数Ｎ１で低速用カムから高速用カムへ或いはそ
の反対にバルブタイミングを切換えるとトルクの不連続
的な変化が生じドルクシｉ　’ｙりを起こすという問題
があった。

ところが、本実施例の構成では、上述の如く空燃比（Ａ
／Ｆ）の増大に応じて増大する交点のエンジン回転数Ｎ
　＋ｓ＋Ｎ！。・・・（第９図参照）を基にして第８図
のように切換回転数を設定するようにしているので、バ
ルブタイミング変更時のトルクショックを極力小さなも
のにすることができる。

尚、本実施例のバルブタイミング変更機構２１は一例を
示すものに過ぎず、これに代えて既存の種々のバルブタ
イミング変更機構を適用したエンジンにも本発明を同様
に適用し得ることは勿論である。

（Ｂ）　　第２の制御機能 また上記本実施例のエンジンの制御装置では第２の制御
機能として減速燃料力・ノド機能を備えている。

次に、本実施例の上記ＥＣＵ９による減速運転＼ 時の燃料噴射量の制御について第１０図のフローチャー
トを参照して詳細に説明する。

先ずステップＳ、で当該制御に必要な各種の制御パラメ
ータ、例えば変速機状態（マニュアルトランスミグシゴ
ンの場合であれば、クラッチスイッチのＯＮ、ＯＦＦ並
びにギヤポジシ璽ン等、またオートマチックトランスミ
ッションの場合であればシフトレンジ状態等）Ｓ、吸気
量（エアフロメータ出力）Ｑ、エンジン回転数Ｎｅ、ブ
レーキング・ノチＢｓｖのＯＮ、ＯＦＦ、スｏ　、ｙト
ル開度ＴＶＯ等を各々を読み込む。

次に、ステップＳ、に進んで現在のスロットル開度ＴＶ
Ｏが全開で且つエンジン回転数Ｎｅが所定の燃料カット
開始回転数Ｎｏよりも高くなっているか否かを判定し、
ＹＥＳの場合にはステップＳ４に進んで燃料カット制御
のための燃料カット係数ＣＲＥｅの値を初期カット値Ｃ
ｍ１ｃａ（３０〜４０％）にセｙトするとともにステッ
プＳ、で最終燃料噴射量ＴＯの値をＴＯ＝０にセ・ｙト
して燃料カット制御を実行する。

他方、上記ステップＳｔでＮＯと判定された燃料カット
領域ではない場合には、続いてステップＳ、に進み、そ
の時の吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射係
数ＫＯとに基いてエンジン１回転当りの基本燃料噴射１
１Ｔｐを演算する（Ｔ　ｐ＝Ｋｏ・（Ｑ／Ｎｅ）。そし
て、さらにステップＳ、に進み、現在ブレーキが踏まれ
てブレーキスイッチＢｓｖがＯＮ（第１１図す参照）に
なっており、かつ該ブレーキング状態においてエンジン
にミｙジョン負荷が作用している有負荷状態（マニコア
ルトランスミッション車の場合のクラッチＯＮで非ニュ
ートラル状態又はオートマチックトランスミフシ１ン車
の場合のドライブレンジ状態）であるか否かを判定する
。

その結果、ＹＥＳの車両急制動状態と認められる場合（
第１１図Ｃ参照）には、ステップＳ、に進み、上記燃料
カット係数Ｃ１ｃの値を所定値Δα（微少量だけ小さく
テーリングした上、さらにその結果、該テーリングされ
た燃料カット係数Ｃ，ｔＣ値カＯよｑも小となっている
か否かをステップＳ、で判定する。そして、その判定結
果がＹＥＳの場合にはステップＳ、に進んで燃料カット
係数Ｃ，ｇｃをＣ＊ｔＣ＝○（燃料カット終了）にした
上でステップＳ。

。に進んで最終燃料噴射ｊｌ　Ｔ　ｏ＝　Ｔ　ｐ（Ｉ　
　ＣＲＥＣ）　＝Ｔｐの演算を行ない、当該演算値Ｔｏ
＝Ｔｐであるか燃料噴射量の制御を行う。一方、Ｎｏと
判定されたＯよりも大の場合には、そのまま上記ステッ
プＳ　ｔｏに進み、上記ステップＳ、で演算された通り
の燃料カット係数Ｃｔａｔｃで最終燃料噴射量＝Ｔｐ（
Ｉ　　Ｃｍｔｃ）の演算を行ない、該演算値Ｔｏ（第１
１図Ｃ参照）に基いて燃料噴射量の制御を行う。

すなわち、上記本実施例の構成では、ブレーキ踏み込み
による負荷が作用しているような時（ステップＳ、でＹ
ＥＳの時）には、通常の燃料復帰制御（ステップＳ、）
のようなステップ増量（Ｃｉｔｅ−α）によらず、直ち
に上述の燃料カット係数ＣｔｓｔｃをＯ（ステップＳ、
）にして第１１図（ｃ）に示すように供給燃料量をを通
常の燃料値Ｔｐに復帰させることによりエンジン出力を
応答性良く回復させるようになっている。従って、該場
合には例えば第１１図（ａ）に示されるようにブレーキ
踏み込みによる急制動時にも従来のようなエンジン回転
の落ち込み（第１２図ａ参照）を生じることなく、安定
した回転状態のままアイドル領域に移行するようになる
。

（Ｃ）　　第３の制御機能 さらに、本実施例のエンジンの制御装置では上記２つの
制ｒｎ′ｌＩ＆能に加え、第３の制御機能として上記減
速運転に対応したダッシュボットエアの補正手段を有し
ている。

上記第１図のような吸入空気量調整手段を備えたエンジ
ンでは、該吸入空気量調整手段を利用して定常走行時の
高回転状態からスロットル弁が全閉状態に戻された時に
於ける減速シヲソクを緩和する減速シラツク緩和システ
ムを構成することも行われている。

この減速ショック緩和システムは、通常所定回転数以上
の高回転状態からスロットル弁が全閉方向に移行された
場合、該スロットル弁の全閉方向スの移行、すなわち減
速状態を検出して該検出時に上記吸入空気量調整手段を
所定期間開弁方向に制御してエンジンに所定量のバイパ
ス空気をダッシュボットエアとして供給し、スロットル
全閉時の吸入空気量の急減を防止することによって上記
減速時のトルクショック並びにエンスト等を防止するよ
うに構成されており、一方実際のエンジン回転数が所定
の設定回転数まで低下した場合には上記ダッシュボット
エアの供給量を減衰させて通常のアイドル制御に移行さ
せ、本来のアイドル時の吸入空気量の補正制御を行わせ
るようになっている。

ところが、上記のようなダッシュボットエアの供給シス
テムの場合、次の点で問題が生じる。

すなわち、先ず上記ダッシュボットエアの供給時（減速
時）の上記吸入空気量調整手段（電磁絞り弁）の制御量
（吸入空気補正量）は、例えば第１７図のように設定さ
れるようになっており、例えばエアコンＡ／Ｃのような
大負荷が入っている時の基本吸入空気制御量ＣＢは、上
記アイドル時の吸入空気量制御に於ける基本制御量Ｇａ
よりも所定量ΔＧｇだけ大きい制御量ＧａＤに設定され
る一方、ダッシュボットエア自体の制御量はアイドル時
の負荷補正量ＧＬに比べて相当に大きな値ＧＤｐに設定
される。従って、上記エアコン負荷Ａ／Ｃ−０Ｎ時の実
際のダッシュボットエア供給量は、上記エアコン負荷Ａ
／Ｃ・ＯＮ時の基本制御量ＧＢＤにダッシュボットエア
自体の補正量ＧＩ）ｐを加えた大きな値（Ｇｓａ十Ｇゎ
ｐ）となる。一方、上記減速時のダッシュボットエアの
供給制御は、先にも述べたようにエンジン回転数が所定
の設定回転数以下に低下してきた時には当該設定回転数
に達した時点で上記制御量Ｇゎｐを徐々に小さくして行
って、本来のアイドル時における吸入空気量の調整によ
る回転数の制御に移行させるようになっているが、上述
のようにエアコン負荷Ａ／Ｃ・ＯＮの状態で上記ダッシ
ュボットエアの供給が行われると、上述のようにトータ
ルのダッシュボットエアの供給量が相当に大きい為に例
えば第１８図に示すようにスロットル弁が全閉であるに
も拘わらず実際にエンジン回転数が上記ダッシュボット
エアの減少制御を行うための減衰開始回転数ＮＳ　ＷＧ
　Ｄ　Ｐ　Ｎまで低下せずアイドル回転数の制御が不能
になる場合を生じる問題がある。

本制御は、このような問題を解決することを目的として
なされたものである。

次に、上記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９
による該吸入空気量の制御動作について第１３図のフロ
ーチャートを参照して詳細に説明する。

先ずイグニッシ１７牛−スイッチのＯＮ等によって上記
ＥＣＵ９がトリガーされると、ステップＳ１で上記吸入
空気量調整手段としての上記電磁弁８の制御、すなわち
バイパスエア量の制御（オーブンループ）を開始する。

次に、その上でステップＳ、に進み、現在の運転領域が
上記バイパスニアの供給制御を行える空燃比領域、すな
わち上記Ｏ，センサのＡ／Ｆフィードバック制御領域（
Ａ／Ｆ−ＦＢｊＪｉ域）であるか否かを判定する。その
結果、ＹＥＳ（Ａ／Ｆ−ＦＢ領域）と判定されると、吸
気増量可能と認めて更にステップＳ、に進んで上記スロ
ットル弁６の開度ＴＶＯの変化率（ｇ少率）から当該エ
ンジンの運転状態が減速領域にあるか否かを判定する。

他方、ＮＯの空燃比の非ＦＢ領域の場合（例えばオープ
ンループによるエンリッチ領域の場合）にはステップＳ
４に移って上記ＦＢ領域以外のＡ／Ｆオーブンループ制
御を実行する。

上記ステップＳ、の判断の結果、ＹＥＳ（減速領域）と
判断されると、続いてステップＳ、に進み当該運転時の
負荷量に応じてダッシュポットエアの減衰開始回転数Ｎ
５ＷＧＤＰＮ、〜Ｎ５ＷＧＤＰＮ、を設定する。

このダッシュポットエアの減衰開始回転数Ｎ５ＷＧＤＰ
Ｎ、−ＮＳＷＧＤＰＮ、、は、上記負荷検出手段２１に
よって検出された負荷の種別と数に応じて各々設定され
る。この設定値Ｎ５ＷＧＤＰＮ１〜Ｎ５ＷＧＤＰＮ、、
は、例えば第１４図に示すようなルックアシブチ−プル
にしてメモリされている。従って、上記ステ、ブＳ、で
の設定は、具□的には、上記第１４図のルックアップテ
ーブルから負荷量に対応して各々の設定値を読み出すこ
とによって行うことになる。

一方、上記ステップＳ、の判断でＮｏの非減速領域の場
合には、ステップＳ、に移って通常の吸入空気量（エア
量）のフィードバック制御を行う。

上記ステップＳ、の動作が完了すると、続いてステップ
Ｓ？に進み、ダッシュポットエア補正制御実行フラグＦ
ＤＰが立っているか否か、すなわちＦＤＰ＝Ｉ？の判定
を行ない、ＹＥＳの場合にはステップＳ、に進んで上記
負荷量に応じたダッシュポットエアの補正値（初期セッ
ト値）Ｇ　Ｄ　Ｐ　Ｏと減衰値（減衰用積分値）ＤＧＤ
Ｐをセットし、さらにステップＳ、に進んで上記電磁弁
８をＯＮにしてダッシュポットエアの補正制御を開始す
る。

その後、ステップＳ１．で第１５図に示すように上記ダ
ッシュポットエアの漸減状態のでの供給制御を実行［Ｇ
ＤＰ（１）＝ＧＤＰ（Ｉ−１）３　Ｌ、最終的に上記初
期セクト値ＧＤＰ（１）がＯとなった時点（ステ、プＳ
　ＩＩでＹＥＳ）で次の最終ステップＳ目に進み、ダッ
シュポットエアの供給制御を完了する。この結果、以上
の構成によれば、例えば第１６図に示すように当該減速
運転時における負荷量に応じてダッシュポットエアの減
衰開始回転数が設定されることになり、無負荷状態での
減速特性と同じ減速特性を得ることができるようになり
、アイドル戻り性能が良好になる。

すなわち、上記本発明のエンジンの吸入空気量制御装置
によると、高回転状態からの減速時、その時の負荷量に
応じたダッシュポットエアが供給されるので当該減速時
の減速シラツク等が緩和されることはもちろん、仮に上
記負荷量が大きくダッシュボットエア自体の供給量が相
当に大きくなったとして上記負荷量に応じてダッシュポ
ットエアの減衰開始回転数が個別に設定されているので
確実にダッシュポットエアを減少させて行くことができ
、その結果上記減衰開始回転数を負荷量が少ない時には
より低回転域まで下げることができ、減速／！フックよ
り緩和させることができるとともに、適切に本来のアイ
ドル回転数の制御領域に移久させることができるように
なる。

従って、大きな吸気量補正を必要とする負荷が投入され
ている状態（例えば、エアコン作動状態や複数の負荷が
同時に投入されている状態）では、それに応じて当然ダ
ッシュポットエアの減衰開始回転数も高く設定されるこ
とになり、確実にエンジン回転数を低下させアイドル復
帰性能を良好にすることができる。

（Ｄ）　　第４の制御機能 ところで、上述の第７図の制御ようにある回転数（Ｎｃ
）で自動的にバルブタイミング、つまりエンジン出力を
変えるようにした場合、例えば高速カム遺択の状態で上
記バルブタイミング可変手段がフェイルしたとすると、
通常（低速カム対応）のブレーキスイッチのＯＮによる
燃料復帰回転数では低速トルクが低下しているために回
転落ち又はエンストを生じる問題がある。

そこで、本実施例のエンジンの制御装置では、その対策
として該場合には例えば上記燃料復帰回転数自体を変え
るようにすることによって回転落ちやエンストを防止す
る構成が採用されている。

該制御は、必要に応じ上述の第２の制御機能と択一的に
又は併用的に用いられる。

次に該構成による上記エンジンコントロールユニット９
の燃料噴射量制御動作について第１９図のフローチャー
トを参照して詳細に説明する。

すなわち、先ずステップＳｌで以下の制御に必要な各種
のエンジン状態検出信号を読み込む。

次いでステップＳ、に進み、上述したバルブタイミング
可変手段（ＶＶＴ）の作動状態が正常か否か、を判定す
る。

そして、その判定結果がＹＥＳ（正常）の場合には更に
次のステップＳ７に進んで通常のフューエルカット回転
数Ｎ　ａ＋（Ｎ　ａｌ＝　２００　Ｏｒｐｍ）に設定す
る一方、同判定結果が他方Ｎｏ（異常）場合にはステッ
プＳ４の方に移って異常時に対応したフューエルカット
回転数Ｎ　ａｘ（Ｎ　ｗｔ＝　２２０　Ｏｒｐｍ）に設
定する。

これら各フューエルカット回転数Ｎ　ＩＩ＋　Ｎ　＠！
の設渠が完了すると、更にステップＳ、でスロットル弁
６が全閉（減速）であるか否かを、またステップＳ、で
現在のエンジン回転数Ｎｅがツユ−エルカ・ノド開始回
転数Ｎｃｕｔ（Ｎ□、Ｎ□）以上であるか否かを順次判
断し、それらの判定結果が共にＹＥＳの場合にはステッ
プＳ、に進んで燃料噴射、ｌ　Ｔ　ｏを最終的にＴｏ＝
Ｏにセットする。そして、最終ステ・ツブＳ、で該Ｔｏ
＝０に対応したフューエルインジェクタ駆動信号を出力
してフコ−エルカ・ソトを行う。

一方、上記ステップＳ、又はステ・ノブＳ７の何れか一
方の判定結果がＮｏで、フューエルカッ＋−ｇ域でない
場合にはステップＳ、〜Ｓ　１０の通常の燃料噴射ｊｌ
　Ｔ　ｏの演算動作を行った後に最終ステ・ノブＳ、に
進み、当該演算値ＴＯに対応したデユーティ−値の７二
一エルインジエクタ駆動信号を出力する。

以上の制御によると、例えば上記第１の制御機能により
バルブタイミングが高出力状態に制御されている状態に
おいて、ブレーキが踏まれ減速燃料カット制御を中止す
る場合の燃料復帰回転数Ｎ１を上記のようにバルブタイ
ミング変更機構２１のフェイル状態では正常時よりも高
＜（Ｎ□＞Ｎａ１）するようにしている。

その結果、例えば第２０図に示すように、本実施例の場
合には従来に比べ早期に燃料が供給されるようになるの
で従来のような回転落ち、エンジンストールの発生が確
実に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るエンジンの制御装置の
全体的なシステム構成を示す制御系統図、第２図は、同
実施例のエンジンの動弁機構の側面図、第３図は、同動
弁機構の平面図、第４図は、同動弁機構の吸排気弁のバ
ルブタイミングチャート、第５図は、本実施例のエンジ
ンの制御装置におけるバルブタイミング可変制御との関
係における一般的な空燃比の制御動作を示すフローチャ
ート、第６図は、同制御において使用される目標空燃比
マツプ、第７図は、本実施例のエンジンの制御装置にお
けるバルブタイミング可変制御のフローチャート、第８
図は、上記第７図のフローチャー鴨におけるバルブタイ
ミングの切換回転数の特性図、第９図は、同トルク特性
図、第１０図は、本実施例のエンジンの制御装置におけ
る減速時の燃料噴射量制御動作を示すフローチャート、
第１１図は、同第１０図の制御動作の特徴を示すタイム
チャート、第１２図は、第１０図の構成を採用しない場
合に於ける上記第１１図と同様のタイムチャート、第１
３図は、同本実施例のエンジンの制御装置のダッシュボ
ットエア供給時の吸入空気量制御動作を示すフローチャ
ート、第１４図は、同装置の上記第１３図の制御に用い
られるルックアップテーブル、第１５図、第１６図は、
同装置の制御特性図、第１７図は、従来のダｙシ二ボ・
ノドエア制御量の関係を示すグラフ、第１８図は、同従
来のエンジンの減速特性を示すグラフ、第１９図は、本
実施例のエンジンの制御装置における減速燃料カット復
帰回転数可変制御のフローチャート、第２０図は、その
作用を示す特性図、第２１図は、従来のバルブタイミン
グ切換え用のトルク特性を示す図である。 １・・ｅｍエンジン本体 ２・・・・エアフロメータ ５・・・・フューエルインジェクタ ６・・・・スロットル弁 ７・・・・バイパス吸気通路 ８・・・・電磁弁 ９・・・・エンジンコントロールユニット２０・・・動
弁機構 ２１・・・バルブタイミング変更機構 出　願　人　　マ　ツ　ダ　株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンのバルブタイミングを変えるバルブタイミ
   ング可変手段と、減速燃料カット手段とを備えてなるエ
   ンジンにおいて、上記バルブタイミング可変手段のフェ
   イル状態を検出するフェイル状態検出手段と、該フェイ
   ル状態検出手段によって上記バルブタイミング可変手段
   の高出力側でのフェイル状態が検出されたときには、そ
   れに応じて上記減速燃料カット手段の減速燃料カット回
   転数を高くする燃料カット回転数変更手段とを設けたこ
   とを特徴とするエンジンの制御装置。