JPH0610438B2

JPH0610438B2 - 複合吸気式エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JPH0610438B2
Application number: JP59101182A
Authority: JP
Inventors: 喜朗団野; 晃高橋; 和正飯田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-05-19
Filing date: 1984-05-19
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS60247018A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複合吸気式エンジンの燃料量を制御するため
の装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ガソリンを燃料とする自動車用エンジンにお
いては、吸気通路を通過する空気流量を検出したり、あ
るいは吸気通路内の圧力を検出したりして、その検出結
果に基づき燃焼室に供給すべき燃料量を調整することが
行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のエンジンの燃料制御装置を複合吸
気式エンジンに単に適用すると、燃料を吸気通路に供給
するものにおいては、２次吸気弁の作動が制限された状
態（以下、この状態を符号「Ｐ」で表わす。）から２次
吸気弁の作動制限が解決された状態（以下、この状態を
符号「Ｐ＋Ｓ」で表わす。）への切替時に燃焼室へ供給
される空燃比Ａ／Ｆが一時的に薄くなるという問題点が
あり、これにより、エンジンの出力が変化して、ショッ
クが発生するという問題点がある。

すなわち、２次吸気通路には、２次吸気弁の作動制限時
に、極めて薄い混合気が滞留しているので、２次吸気弁
の作動制限を解除した直後には２次吸気系の吸気ポート
壁面への燃料付着量が増大し燃焼室へ供給される混合気
が薄くなるのである。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもの
で、２次吸気弁の作動制限状態から２次吸気弁の作動制
限が解除された状態への切替え時においても、燃焼室へ
供給される混合気の空燃比をほぼ一定に保つことができ
るようにして、切替えショックの発生を防止しうる、複
合吸気式エンジンの燃料制御装置を提供することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明の複合吸気式エンジンの燃料制御装置
は、１次吸気弁をもった１次吸気系と、２次吸気弁をも
った２次吸気系と、上記１次吸気弁および２次吸気弁を
エンジンの第１の行程位相に同期して開放するとともに
第２の行程位相に同期して閉塞すべくそれぞれを繰り返
し作動せしめる弁駆動機構と、上記２次吸気弁の作動を
制限し同２次吸気弁を介して上記エンジンの燃焼室内に
流入する吸気量を抑制する弁作動制限機構と、エンジン
の運転状態が特定運転状態に移行した際に第１の信号を
出力するとともに上記特定運転状態から脱した際に第２
の信号を出力する切替え信号出力手段と、上記第１の信
号の出力に応じて上記２次吸気弁の作動を制限するとと
もに上記第２の信号の出力に応じて上記２次吸気弁の作
動制限を解除すべく上記弁作動制限機構を上記第１また
は第２の信号の出力後に上記第２の行程位相から次回の
第１の行程位相までの間の第３の行程位相に同期して作
動せしめる２次吸気弁制御手段と、エンジンの吸入空気
量を検出する吸入空気量検出手段と、同吸入空気量検出
手段によって検出された吸入空気量に応じて上記エンジ
ンの吸気通路に燃料を供給する燃料供給手段と、上記第
２の信号に応じて上記吸気通路に供給される燃料量を一
時的に増量させる燃料増量制御手段と、上記第２の信号
の出力時から上記第３の行程位相に同期して上記２次吸
気弁の作動制限が解除されるまでの間に実行される吸気
行程において上記燃焼室内に吸入される吸気に対しては
上記燃料増量が付加されることなく且つ上記第３の行程
位相に同期して上記２次吸気弁の作動制限が解除された
後に最初に実行される吸気行程において上記燃焼室内に
吸される吸気に対しては上記燃料増量が付加されるべく
上記燃料増量制御手段による燃料増量の開始時期を上記
２次吸気弁の作動制限が解除された第３の行程位相から
次回の第１の行程位相までの間の第４の行程位相に同期
させる燃料増量開始時期設定手段とをそなえたことを特
徴としている。

〔作用〕

上述の構成により、２次吸気弁の作動制限状態（すなわ
ち、２次吸気弁を介して燃焼室内に流入する吸気量が抑
制された状態）からの第２吸気弁の作動制限状態の解除
を、エンジンの所定の行程位相に積極的に同期させると
ともに燃料増量の開始時期を該所定の行程位相と次回の
吸気行程との間に設定しているため、エンジンの回転数
にかかわらず燃焼室に供給される混合気の空燃比が常に
適切なものとなる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
図は本発明の一実施例としての複合吸気式エンジンの燃
料制御装置を示すもので、第１図はその全体構成図、第
２図はそのエンジン動弁系の弁作動停止装置を示す構成
図、第３図はそのロックプレートの部分平面図、第４図
はその要部構成図、第５図はそのエンジンの要部縦断面
図、第６図ははそのエンジンの要部を模式的に示す平面
図、第７〜１１図および第１２図(a)〜(h)はいずれもそ
の作用を説明するためのグラフ、第１３〜１７図はいず
れもその作用を説明するためのフローチャートである。

第１〜６図に示すごとく、本実施例にかかる自動車搭載
用の直列４気筒式ガソリンエンジンのごとき内燃機関Ｅ
（以下単に「エンジンＥ」という）は、ターボチャージ
ャ３をそなえている。このターボチャージャ３は、エン
ジンＥの排気通路２に介装されるタービン４をそなえる
とともに、エンジンＥの吸気通路１に介装されタービン
４によって回転駆動されるコンプレッサ５をそなえてい
る。

なお、排気通路２のタービン配設部分を迂回するバイパ
ス通路が排気通路２に接続されており、このバイパス通
路を開閉するウエストゲートバルブ６が設けられてい
る。このウエストゲートバルブ６は２枚ダイアフラム視
式圧力応動装置７によって開閉駆動されるようになって
いるが、電磁式切替弁３４（この弁３４は弁体用の図示
しない戻しばねをもつ）によって、圧力応動装置７の一
圧力室へ大気圧および過給圧を選択的に供給すること
で、ウエストゲートバルブ６の開時期等を調整し、少な
くとも２種の過給圧特性を実現できるようになってい
る。

また、エンジンＥの吸気通路１には、その上流側（エア
クリーナ側）から順に、エアフローセンサ１６，ターボ
チャージャ３のコンレッサ５，インタクーラ８，電磁式
燃料噴射弁９，１０（これらの弁９，１０は噴射容量が
異なる）およびスロットル弁１１が設けられ、エンジン
Ｅの排気通路２には、その上流側（エンジン燃焼室側）
から順に、ターボチャージャ３のタービン４，触媒コン
バータ３１および図示しないマフラーが設けられてい
る。

第４図に示すごとく、エンジンＥの吸気通路１に配設さ
れるスロットル弁１１の軸11aは吸気通路１の外部でス
ロットルレバー11cに連結されている。

また、スロットルレバー11cの端部11dには、アクセルペ
ダル（図示せず）を踏み込むと、スロットルレバー11c
を介してスロットル弁１１を第４図中時計まわりの方向
（開方向）へ回動させるワイヤ（図示せず）が連結され
ており、さらにスロットル弁１１には、これを閉方向へ
付勢する戻しばね（図示せず）が装着されていて、これ
により上記ワイヤの引張力を弱めると、スロットル弁１
１は閉じてゆくようになっている。

ところで、エンジンアイドル運転時にスロットル弁１１
の開度を制御するアクチュエータ１２が設けられてお
り、このアクチュエータ１２は、回転軸にウォーム14a
を有する直流モータ（以下単に「モータ」という。）１
３をそなえていて、このモー１３付きのウォーム14aは
環状のウォームホイール14bに噛合している。

このウォームホイール14bには雌ねじ部14dを有するパイ
プ軸14cが一体に設けられており、このパイプ軸14cの雌
ねじ部14dに螺合する雄ねじ部15aを有するロッド（スト
ッパ部材）１５が、ウォームホイール14bおよびパイプ
軸14cを貫通して取り付けられている。

そして、ロッド１５の先端部は、アイドルセンサとして
のアイドルスイッチ２５を介して、スロットルレバー11
cの端部11dに、スロットル１１が全閉状態にあるときに
当接するようになっている。すなわち、ロッド１５でス
ロットル弁１１の全閉ストップ位置を規制するようにな
っている。

ここで、アイドルスイッチ２５は、スロットル弁１１が
全閉ストップ位置にあるとき（エンジンアイドル運転状
態時）にオン（閉）、それ以外でオフ（開）となるスイ
ッチである。

なお、ロッド１５には長穴15bが形成さされており、こ
の長穴15bにはアクチュエータ本体側のピン（図示せ
ず）が案内されるようになっており、これによりロッド
１５の回転防止がはかられている。

このようにに、ロッド１５の先端部は、エンジンＥがア
イドル運転状態にあるときに当接しているので、モータ
１３をある方向に回転させることにより、ウォームギヤ
を介しパイプ軸14cを回転させ、ロッド１５をアクチュ
エータ１２から突出させる（前進させる）と、スロット
ル弁１１を開き、モータ１３を逆方向に回転させて、ロ
ッド１５をアクチュエータ１２内へ引っ込ませる（後退
させる）と、スロットル弁１１を戻しばねの作用によっ
て閉じるように制御することができる。

すなわち、ロッド１５を駆動することにより、スロット
ル弁１１の全閉ストップ位置を変更して、スロットル弁
１１のアイドル開度を制御できるのである。

本実施例では、各気筒Ｓ_１〜Ｓ_４へ通ずる１次吸気系と
２次吸気系とをそなえたＣＩＳエンジンとして構成され
ており、このエンジンＥは、１次吸気系１Ｐに、エンジ
ン全回転域に亘って作する１次吸気弁４０をそなえると
ともに、２次吸気系１Ｓに、エンジン低回転域では作動
を停止しエンジン高回転域になると作動を開始する２次
吸気弁４１をそなえている。

そして、本実施例のエンジン動弁系では、１次吸気弁４
０，２次吸気弁４１および排気弁４２がそれぞれ弁駆動
機構としてのロッカアームおよびカムによって開閉駆動
されるようになっているが、第２図に示すごとく、２次
吸気弁１１９をカム１０１によって開閉駆動するロッカ
アーム１０２には、弁作動制限機構としての弁作動停止
機構Ｍ′が設けられている。すなわち、ロッカアーム１
０２には、シリンダ１１２が装着されており、このシリ
ンダ１１２に、有底円筒形のプランジャ１１３が摺動可
能に内嵌されている。プランジャ１１３は、その内部に
装着されたスプリング１１４によって第２図中下方へ押
圧されるとともに、その下端の底面部が２次吸気弁１１
９の弁軸端に当接している。

またシリンダ１１２の円筒壁には、プランジャ１１３が
シリンダ１１２に対して最下方位置（図示の位置）とな
ったときに、プランジャ１１３上端部の直上となる位置
に、２つの長孔112aが対向して設けられており、これら
の長孔112aには、係止機構ＥＮを構成するロックプレー
ト１０６が挿入されるようになっている。

そして、このロックプレート１０６の先端部には２股フ
ォーク部分が形成されており、この２股フォーク部分
は、第３図に示すごとく、その先端寄り部分がプランジ
ャ１１３の内径に略等しい狭隙間部106aとして形成され
るとともに、その基端寄り部分がプランジャ１１３の外
径よりやや広い広隙間部106bとして形成されている。

また、ロッカアーム１０２には、シリンダ１０４と、こ
のシリンダ１０４内を摺動するピストン１０５と、この
ピストン１０５とばね受け１０８との間に介装されてピ
ストン１０５を第２図中右方へ押圧する戻しスプリング
１０７とからなる油圧式のアクチュエータ１０３が設け
られている。

そして、ピストン１０５とロックプレート１０６とは連
結されるが、この連結部分１３３は次のようになってい
る。

すなわちピストン１０５の外端部には、ピストン１０５
の摺動方向に関し直角となる断面が四角形を呈する筒状
の連結部材が固着され、ロックプレート１０６のピスト
ン１０５側に設けられ略Ｃ字状を呈する鉤型部がピスト
ン１０５の摺動方向に沿って間隙を存して上記連部部材
を囲まれるようにして設けられており、これによってロ
ックプレート１０６とピストン１０５とが間隙を存して
連結されている。

さらに、ロッカシャフト１２４には、タイミングカム１
２５が設けられており、このタイミングカム１２５は、
ロッカアーム１０２の揺動が最大あるいはその近傍（カ
ムリフトが最大あるいはその近傍）となったときに、略
円柱形を呈するタイミングフォロア１２６をロッカシャ
フト１２４の半径方向外方へ大きく摺動させるように構
成されている。

また、タイミングプレート１０９は、ロッカアーム１０
２の本体に取り付けられた軸に回転可能に枢支されると
ともに、シリンダ１０４外部上方に設けられた溝104a内
を摺動してピストン１０５のの図中左端部と中間部上方
に設けられた切込み105aとに係合可能となるように構成
されている。

さらに、タイミングプレート１０９はスプリングにより
ピストン係合方向に付勢されており、タイミングカムフ
ォロア１２６がタイミングカム１２５によって第２図中
上方に押し上げられると、タイミングカムフォロア１２
６によって、回動されピストン１０５との係合がはずれ
るようになっている。なお、アクチュエータ１０３にお
けるシリンダ１０４の油室１１０はロッカアーム１０２
の揺動に関係なく、油路１１１によって供給油路１２２
を介し常時ロッカシャフト１２４内の油路１２３に連通
されている。

ロックプレート１０６およびこれを駆動するアクチュエ
ータ１０３は、上述のごとく構成されているので、アク
チュエータ１０３へ圧油を供給すると、所要のタイミン
グ（行程位相）でロックプレート１０６が突出せしめら
れて、ロックプレート１０６の広隙間部１０６ｂがプラ
ンジャ１１３の上方へ位置し、これによりプランジャ１
１３はロッカアーム１０２の揺動に伴いシリンダ１１２
内を摺動して、弁停止状態を実現し２次吸気弁１１９を
介して燃焼室内へ流入する吸気量を抑制することができ
る。

また、アクチュエータ１０３から油を排出すると、戻し
スプリング１０７の作用によって、所要のタイミング
（行程位相）で、ロックプレート１０６が引っ込められ
て、ロックプレート１０６の狭隙間部１０６ａがプラン
ジャ１１３の上方へ位置し、これによりプランジャ１１
３はロックプレート１０６に係止されて、弁作動状態を
実現することができる。

また、油路１２３に高油圧を供給する油圧供給系が設け
られており、ポンプ５１によりオイルタンク５２からの
作動油を油路５３を通じて、油路１２３へ供給するよう
になっている。

そして、油路５３には、オイルコントロールバルブ（Ｏ
ＣＶ）５０が介装されており、このソレノイド50aにＯ
ＣＶ制御手段Ｍ１からの制御信号を受けたときには、Ｏ
ＣＶ５０はオン（ＯＮ）となって油路５３を連通状態と
するとともに、そのソレノイド50aにＯＣＶ制御手段Ｍ
１からの制御信号を受けないときには、ＯＣＶ５０はオ
フ（ＯＦＦ）となって、油路１２３内の圧油を油路５４
へ排出する。

すなわち、ＯＣＶ制御手坪段Ｍ１，油路５３，ＯＣＶ５
０，タイミングカム１２５，タイミングカムフォロア１
２６，タイミングプレート１０９によって２次吸気弁制
御手段が構成されている。

また、第２図中の符号１２１はバルブスプリング１２０
のためのばね受けを示している。

なお、ＯＣＶ制御手段Ｍ１は、混合気増量制御手段Ｍ
２，アクチュエータ制御手段Ｍ３，燃料供給量設定手段
Ｍ４等とともにコントローラ２７内に構成されている。

ところで、コントローラ（コンピュータ）２９は、主制
御御部としてのマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）をそなえ
ており、このマイクロプロセッサには、Ａ／Ｄ変換器か
らの出力がバスラインを介して入力されるとともに、分
周回路からのエアフローセンサ１６の分周出力，Ｏ_２セ
ンサ２２からの出力（この出力は実際はコンパレータを
介して供給される）や回転数センサ１７からの出力が入
力されている。

マイクロプロセッサは、各センサ１７〜２８からの情報
に基づいて基本データに補正係数を掛け合わせて燃料噴
射パルス幅Ｔoutを求めてエンジンの吸気通路に燃料を
供給せしめる燃料供給手段、後述する切替え信号出力手
段の出力に応じて上記供給燃料を増量させる燃料増量制
御手段および同燃料増量制御手段による燃料増量の開始
時期を設定する燃料増量開始時期設定手段を含んで構成
される燃料供給量設定手段Ｍ４の機能を有している。

そしてマイクロプロセッサはその制御出力を、バスライ
ンを介して、３つのタイマを有するタイマ回路へ供給す
る。ここで、２つのタイマは、燃料噴射弁９，１０のた
めのもので、燃料噴射弁９，１０のソレノイドコイルを
オンオフするものである。

タイマは上記制御手段Ｍ５をトリガするためのものであ
る。

ところで、エンジン出力を縦軸、エンジン回転数を横軸
にとってみた場合、このエンジンの運転モードは各種存
在する。

そして、マイクロプロセッサは、運転モードに応じ適宜
の補正係数を基本データに掛けて所望の燃料噴射パルス
幅Ｔout情報をタイマ回路へ出力する。

また、スロットル弁１１の開度（スロットル開度）を検
出するスロットルセンサ２０が設けられており、このス
ロットルセンサ２０としては、スロットル開度に比例し
た電圧を発生するポテンシヨメータ等が用いられる。

さらに、第１図に示すごとく、エンジンＥの暖機温度と
しての冷却水温を検出する水温センサ２１が設けられる
とともに、エンジン回転数を例えばイグニッションコイ
ル３２の１次側マイナス端子から得られる点火パルス情
報で検出する回転数センサ１７が設けられている。

さらにまた、車速をこれに比例した周波数を有するパル
ス信号で検出する車速センサ２４が設けられており、こ
の車速センサ２４としては、公知のリードスイッチが用
いられる。

また、エンジンクランキング状態を検出するクランキン
グセンサとしてのクランキングスイッチ２６が設けられ
ており、このクランキングスイッチ２６は、セルモータ
がオンされたときにオン（閉）、それ以外でオフ（開）
となるスイッチである。

ところで、エアフローセンサ１６は、吸気通路１内に配
設された柱状体によって発生するカルマン渦の個数を超
音波変調手段によって検出したり、抵抗値の変化によっ
て検出したりすることにより、吸気通路１の吸入空気量
を検出するもので、エアフローセンサ１６からのディジ
タル出力はコントローラ２９へ入力されるようになって
いる。なお、エアフローセンサ１６からのディジタル出
力はコントローラ２９内で例えば１／２分周器にかけら
れてから各種の処理に供される。

また、一般にエアフローセンサ１６はエンジンＥの低速
高負荷状態において吸気脈動等により誤動作するといわ
れているが、本実施例では、エアフローセンサ１６の下
流側にインタクーラ８を設けエアクリーナ部分の寸法等
を適宜調整することにより、上記のような吸気脈動はほ
とんど起きなくなったので、エアフローセンサ１６によ
る計測信頼性あるいは精度は十分に高いものと考えられ
る。

さらに、上記のセンサやスイッチのほか、吸気温度を検
出する吸気温センサ１８，大気圧を検出する大気圧セン
サ１９，排気中の酸素濃度を検出するＯ_２センサ２２，
エンジンノック状態を検出するノックセンサ２３，ディ
ストリビュータ３３付き光電変換手段によってクランク
角度を検出するクランク角度２７，スロットル弁１１の
基準開度（この開度は例えばエンジン回転数６００ｒｐ
ｍ前後に対応する小さい開度として設定されている。）
に対応するアクチュエータ１２付きのロッド１５の位置
（基準位置）を検出するポジションセンサとしてのモー
タポジションスイッチ２８などが設けられており、これ
らのセンサやスイッチからの信号はコントローラ２９へ
入力されるようになっている。

なお、モータポジションスイッチ２８は、第４図に示す
ごとく、ロッド１５の後端面より後方に設けられてお
り、ロッド１５が最も後退した状態の近傍でオン
（閉）、それ以外でオフ（開）となるように構成されて
いる。

また、吸気温センサ１８，大気圧センサ１９，水温セン
サ２１，スロットルセンサ２０，Ｏ_２センサ２２，ノッ
クセンサ２３などは、その検出信号がアナログ信号であ
るので、Ａ／Ｄコンバータを介してコントローラ２９へ
入力される。

なお、大気圧センサ１９はコントローラ２９内に組み込
んでもよい。

また、イグニッションコイル３２が設けられており、こ
のイグニッションコイル３２はスイッチングトランジス
タとしてのパワートランジスタ３０によって１次側電流
を断続されるようになっている。

さらに、車室内には、表示計３５が設けられている。

この表示計３５としては、針式表示部３５ａをもつもの
や、発光ダイオード（ＬＥＤ）を列状に配設して、これ
らのＬＥＤが適宜点滅するセグメント式表示部35bをも
つものなどが考えられる。

ところで、コントローラ２９は、ＣＰＵやメモリー（マ
ップを含む），適宜の入出力インタフェースをそなえて
構成されているが、このコントローラ２９は、アイドル
スイッチ２５によるアイドル運転状態検出時（アイドル
スイッチがオンの状態でエンジン回転数が所定値よりも
小さい時）の設定された条件Ｉの下において、回転数セ
ンサ１７からの信号によりエンジン回転数のフィードバ
ック制御（回転数フィードバック制御）を行なう一方、
上記アイドル状態検出時の他の設定された条件ＩＩの下
において、スロットルセンサ２０からの信号によりスロ
ットル弁１１のポジションフィードバック制御を行なう
ために、アイドルスイッチ２５，回転数センサ１７，ス
ロットルセンサ２０、車速センサ２４からの検出信号を
受け、これらの検出信号に基づくアイドル制御信号をア
クチュエータ１２のモータ１３へ出力するアイドル制御
手段の機能を有している。

また、回転数フィードバック制御を行なうに際しては、
冷却水温に応じて目標エンジン回転数を第７図のように
変更し、ポジションフィードバック制御を行なうに際し
ては、冷却水温に応じて目標スロットル開度を第８図の
ように変更することが行なわれる。

さらに、アクチュエータ１２のモータ１３の駆動時間Δ
Ｄと、偏差ΔＮまたはΔＰとの関係は、それぞれ第９，
１０図に示すようになっている。ここで、偏差ΔＮと
は、実エンジン回転数と目標エンジン回転数との差を意
味し、偏差ΔＰとは、実スロットル開度と目標スロット
ル開度との差を意味する。

この条件Ｉとは少なくとも次の事項が満足された場合を
いい、エンジンが比較的安定している条件をいう。

(1)アイドルスイッチ２５がオフからオンへ変化したの
ち、所定時間が経過していること。

(2)車速が極く低速（例えば２．５km/h以下）であるこ
と。

(3)実際のエンジン回転数（実回転数）の目標回転数か
らのずれが、所定範囲内であること。

(4)クーラを有する車両等においては、クーラ負荷に応
じてクーラリレー等が切り替ったのち、所定時間が経過
していること。

また、上記条件IIとは、上記条件Ｉを満足せず、エンジ
ンが比較的安定しておらず、迅速にフィードバック制御
したい場合の条件をいう。

本発明の複合吸気式エンジンの燃料制御装置は上述のご
とく構成されているので、燃料供給量設定手段Ｍ４とし
ての燃料噴射パルス幅設定フローは、第１３図に示すよ
うに、キースイッチのオンにより、メモリＬ，Ｍ，Ｊ，
Ｓのリセットが行なわれ、各点火信号の割り込みによっ
てトリガされるものであるが、ステップＡ１において、
運転状態情報［給気量（吸入空気量）Ａｑ，給気温度Ａ
ｔ，冷却水温ＴＷ，エンジン回転数ＮＲ，スロットル開
度ＰＲ，その変化速度（加速情報）d(PR)/dt，排気中の
酸素濃度Ｏ_２およびアイドルスイッチオンオフ情報ＩＳ
Ｗ］が読み込まれる。

ついで、ステップＡ２においてアイドルスイッチ２５が
オンかすなわちスロットル開度が全閉かどうかが判断さ
れる。

もし、アイドルスイッチ２５がオフ（スロットル弁１１
が開）の場合は、スロップＡ５において、Ａｑ（給気
量）に応じた基本噴射パルス幅τｂが設定される。この
パルス幅τｂは、運転モードに応じ、エアフローセンサ
１６の出力を適宜分周（この分周率は運転モードに応じ
固定のこともあるが、変えられることもある。）して得
られる信号から求めたり、回転数センサ１７の出力信号
から求めたりすることが行なわれる。

ついで、ステップＡ６において、運転状態［ＴＷ（冷却
水温），Ａｔ（給気温度），加速度，Ｏ_２フィードバッ
ク，外気温等にそれぞれ応じた各種補正係数Ｋ_１，・・
・Ｋｎ（暖機補正係数，外気温補正係数等）］が設定さ
れる。

ついで、ブロックＫＫにおいて、燃料増量制御手段およ
び燃料増量開始時期設定手段による切替時燃料増量係数
Ｋｐの設定が行なわれる。

すなわち、ステップＡ７において、メモリＬがゼロかど
うかが判定され、メモリＬの初期値はゼロであるので、
ついでブロックＡＡで、メモリＪの値がゼロであるかど
うかが判定され（ステップＡ８）、ここでもメモリＪの
初期値はゼロであるので、ステップＡ９に至る。

ステップＡ９では、メモリＭの値が設定値Ｍ１（≧０，
ここでは２）と等しいかどうか判定され、Ｍ＝０である
ので、ステップＡ１０に至り、さらに、ＹＥＳルートを
とり、Ｐ領域からＰ＋Ｓ領域への切替えが行なわれたこ
とを判定して（ステップＡ１１，Ａ１２）、ステップＡ
１３で、Ｍ＝１に設定され、燃料増量係数Ｋｐを「１」
に設定する（ステップＡ１４）。

すなわち、燃料増量は行なわれず、このときの時刻は、
第１２図(a)〜(h)中に符号Ｔ_１で示される。

なお、Ｐ＋Ｓ領域からＰ領域への切替え時や切替えの行
なわれなかった場合には、メモリＭの設定は行なわれ
ず、ステップＡ１４に至る。

ついで、次の点火パルス（時刻Ｔ_２）においては、ステ
ップＡ１０において、ＮＯと判定され、メモリＭの内容
が１つ加算されて「２」となるが（ステップＡ１５）、
燃料増量係数Ｋｐは「１」の状態のままである（ステッ
プＡ１４）。

さらに、次の点火パルス（時刻Ｔ_３）においては、ステ
ップＡ９において、Ｍ＝Ｍ１と判定されるので、ＹＥＳ
ルートを経て、メモリＭをリセットし（ステップＡ１
６）、メモリＬの値を設定値Ｎ（ここでは、２）とし
（ステップＡ１７）、メモリＪの値を「１」に設定して
（ステップＡ１８）、メモリＳの値を増量燃料値Ｋ
_０（＞１）とする（ステップＡ１９）。

ついで、増量燃料値Ｋ_０を燃料増量数Ｋ_ｐに設定する
（ステップＡ２０）。

さらに、次の点火パルス（時刻Ｔ_４）においては、ステ
ップＡ７において、Ｌ≠０と判定されて、ついで、ステ
ップＡ２１において、メモリＬの値が減算され、燃料増
量係数Ｋ_ｐの値を増量燃料値Ｋ_０に維持する。

次の点火パルス（時刻Ｔ_５）においては、時刻Ｔ_４と同
様の処理が行なわれ、Ｌ＝Ｎ−２＝０となって、その次
の点火パルス（時刻Ｔ_６）においては、ステップＡ７か
らＹＥＳルートを経て、ステップＡ８において、メモリ
Ｊの値を判定し、Ｊ＝１あるので、ステップＡ２２にお
いて、メモリＳの値をΔＫの幅で減算する。

そして、ステップＡ２３において、メモリＳの値が１未
満となったかどうか判定し、１以上であれば、ステップ
Ａ２４で、その減算されたメモリＳの値（Ｋ_０＞Ｓ≧
１）が燃料増量係数Ｋ_ｐとして設定される。

各点火パルス（時刻Ｔ_７〜Ｔ_９）において、上述の時刻
Ｔ_６と同様の処理が行なわれて、メモリＳの値がΔＫの
幅で減算される。

時刻Ｔ_１０の点火パルスにおいて、メモリＳの値が１未
満となると、ＹＥＳルートを経て、ステップＡ２５で、
メモリＪの値をリセットし、燃料増量係数Ｋ_ｐの値を
「１」に設定する。

時刻Ｔ_１０Ｊ以降においては、Ｐ→Ｐ＋Ｓの切替えが行
なわれるまで、燃料増量係数Ｋ_ｐの値が「１」に保持さ
れる。

このようにして、ブロックＫＫにおいて、燃料増量係数
Ｋ_ｐの値が、１〜Ｋ_０の範囲で適宜決定されるのであ
る。

そして、ブロックＫＫの処理ののち、ステップＡ２６に
おいて、燃料噴射パルス幅Ｔ_ｏｕｔが次式を満足するよ
うに設定される。

Ｔ_ｏｕｔ＝τｂ×Ｋ_１×Ｋ_２×・・・・×Ｋ_ｎ×Ｋ_ｐなお、アイドルスイッチ２５がオンの場合は、第１３図
のステップＡ３において、ＮＲ≧ＮＳ１（ＮＳ１；正の
所定値）かどうかが判断され、ＮＲ≧ＮＳ１であれば、
ステップＡ４においてＴＷ≧ＴＷＳ（ＴＷＳ；正の所定
値）かどうかが判断される。

もしステップＡ３またはステップＡ４での条件が否であ
れば、いずれもその次はステップＡ５の処理を行なう。
またステップＡ３およびＡ４での条件がともに是であれ
ば、第１３図のステップＡ２７において、燃料噴射パル
ス幅Ｔ_ｏｕｔをτｄ（τｄ；０又は非常に小さい値）に
する。これによりいわゆる燃料カットあるいはこれに近
い状態にすることができる。

ついで、前述の切替信号出力手段およびＯＣＶ制御手段
Ｍ１による処理の流れを示すと、第１４図のようになっ
て、この処理フローは、点火パルス毎の割込みにより生
じる。

すなわち、まずステップＢ１で、各種のデータ（エンジ
ン回転数ＮＲ，スロットル弁開度ＰＲ）が入力されたの
ち、このデータに基づき、切替信号出力手段によってＰ
領域かどうかの判定信号が出力される（ステップＢ
２）。

Ｐ領域であれば、ステップＢ３において、ＯＣＶ制御手
段Ｍ１によってＯＣＶ50をオフ状態とし、Ｐ＋Ｓ領域で
あれば、ステップＢ４において、ＯＣＶ５０をオン状態
にする。

このようにして、第１２図(a)〜(h)に示すように、１次
吸気弁４０のみが作動している状態から１次吸気弁４０
および２次吸気弁４１が作動する状態へ移行した後に最
初に吸気行程が実行される気筒は、切替信号（基準時：
１番目のパルス）が発生し［第１２図(b)参照］、所要
タイミングでＯＣＶ５０がオフとなるとき［第１２図
(c)参照］、吸気過程にある気筒［第１２図(d)参照］で
ある。

この気筒への１次吸気弁４０および２次吸気弁４１の吸
気量は、第１２図(e)，(f)にそれぞれ示すように変化し
て、燃焼室へ供給される。

そして、燃料増量係数Ｋ_ｐは、第１２図(g)に示すよう
に、３番目のパルスから燃料増量が行なわれ、点火パル
スやＥＧＲマップがＰマップからＰ＋Ｓマップへ移行す
る。

そして、このように２次吸気弁が作動する状態で最初に
吸入される吸気に対して燃料量が増量されるため、２次
吸気弁４１に通じる２次吸気系１Ｓ（第５図参照）にも
十分な燃料が送られ、所定の空燃比Ａ／Ｆに保たれた混
合気が燃焼室へ供給される。

このように適宜調整された混合気をＰ＋Ｓマップから指
示された点火時期において、爆発（時刻Ｔ_６）されるの
である。

そして、時刻Ｔ_６から時刻Ｔ_１０までは、燃料が階段状
に減少するので、他の気筒に通じる２次吸気系１Ｓに
も、順次、十分な燃料が送られ、所定空燃比Ａ／Ｆに保
たれた混合気が燃焼室へ供給される。

時刻Ｔ_１０以降において、燃料の増量補正は必要がなく
なるので、行なわれない。

ところで、弁停止の切替作動遅れが燃料の燃焼室への増
量供給遅れの方より大きい場合には、第１５図に示す処
理フローによって、ＯＣＶ制御手段Ｍ１が実行される。

すなわち、まずスタートでメモリＲがリセット（＝０）
され、ステップＣ１で、各種のデータ（エンジン回転数
ＮＲ，スロットル開度ＰＲ，冷却水温ＴＷ等）が入力さ
れたのち、通常運転時での応答遅れ（弁停止の切替作動
の遅れ等）を考慮して、遅れ時間に対応する点火パルス
数Ｒ１を予め設定しておき、メモリＲの値と比較し（ス
テップＣ２）、ＰとＰ＋Ｓとの切替え（第１１図参照）
が生じたかどうかが判定され（ステップＣ３，Ｃ４）、
この判定時には、メモリＲの内容が「１」となって（ス
テップＣ５）、ＯＣＶ５０のオンオフ状態は現状を維持
される（ステップＣ６）。

そして、次の点火パルスにより、ステップＣ２でＲ≠Ｒ
１（すなわち、Ｒ＜Ｒ１のとき）、ステップＣ３からＮ
Ｏルートを経て、ステップＣ７において、メモリＲの内
容がアップ（＋１）されるとともに、ＯＣＶ５０の作動
状態は現状を維持される（ステップＣ６）。

そして、このような状態が、ステップＣ２において、Ｒ
＝Ｒ１となるまで繰り返される。

Ｒ＝Ｒ１のときには、メモリＲの内容がリセットされて
（ステップＣ８）、運転領域がＰ領域であるかどうかが
判定されて（ステップＣ９）、エンジン始動時において
は、Ｐ領域であるので、ＹＥＳルートを経てＯＣＶ５０
をオン状態とし（ステップＣ１０）、他のＰ＋Ｓ領域に
おいては、ＮＯルートを経て、ＯＣＶ５０をオフ状態と
する（ステップＣ１１）。

そして、上述のようにＯＣＶ５０の作動遅れを考慮して
燃料噴射パルス幅Ｔ_ｏｕｔを設定するもののほか、第１
３図中に示すブロックＡＡ（すなわち燃料増量開始時期
設定手段の処理フロー）を第１７図中に示すブロックＡ
Ａ′に置き換えたものを用いてもよく、この置き換えた
処理フローでは、ＯＣＶ５０の作動遅れがほとんどない
弁停止機構が用いられる。

なお、本実施例は、４気筒式エンジンに適用した例を示
しているが、他の気筒数のエンジンにおいても同様のこ
とを行なうことができ、例えば、６気筒式エンジンにお
いては、５番目のパルスから燃料の増量補正が行なわれ
るようにして、吸気通路の形状および燃料供給装置の配
置の関係において決定されるタイミングおよび増量燃料
量の燃料が吸気通路へ供給され、７番目のパルスから爆
発が行なわれるのである。

このようにして、１次吸気弁のみの作動時から１次吸気
弁および２次吸気弁の作動時へ運転域が移行したときに
は、スロットル弁のアイドリング開度が１次吸気弁のみ
の作動時のアイドリング開度よりも大きくなる。

なお、第１１図に示すＰ領域とＰ＋Ｓ領域との切替え
は、２つのマップにより指示されるように構成されてい
るので、ＰマップとＰ＋Ｓマップとのオーバラップ部分
を予め設定することにより、Ｐ→Ｐ＋Ｓの切替えと、Ｐ
＋Ｓ→Ｐの切替えとのエンジン回転数−出力の条件を変
えて設稚定することもできる。

すなわち、このオーバラップ部分は、ヒステリシスゾー
ンとして機能して、一例として、同一出力では、Ｐ→Ｐ
＋Ｓ切替え時のエンジン回転数の方が、Ｐ＋Ｓ→Ｐ切替
え時のエンジン回転数より高くなるように設定されるの
である。

このヒステリシスゾーンを設定するのは、冷却水温ＴＷ
が設定水温ＴＷＳ以上のときに限ってもよく、さらに、
急加速時の回転変動等によるハンチング防止を考慮し
て、ゾーン判定に確認時間（ｔ_２秒；ｔ_２＜１）を採用
してもよい。

また、Ｐ→Ｐ＋Ｓ切替え後、一定時間再切替を禁止し
て、弁作動停止機構Ｍ′の作動状態の安定化をはかるよ
うにしてもよい。

なお、キースイッチオフ時には、ｔ_１秒間オイルポンプ
５１の電流をオンとして、さらに、ＯＣＶ５０をオン状
態として、２次吸気弁４１の作動を停止することによ
り、次回の始動を２次吸気弁４１を停止するＰ状態とし
て、始動性を確保するようにしてもよい。

また、燃料供給手段として、インジェクタ型式のものを
用いることにより、スロットル弁の開度の制御によらず
に、混合気量の制御を行なうこともできる。

本実施例では、容量の異なる一対の電磁式燃料噴射弁
９，１０が常時作動するものとし、噴射時間幅の制御に
よって燃料噴射量の制御が行なわれるようになっている
が、必要に応じて両噴射弁９，１０の切替えを行なえる
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の複合吸気式エンジンの燃
料制御装置では、切替え信号出力手段が出力する第２の
信号の出力に応じてエンジンの第３の行程位相に同期し
て２次吸気弁の作動制限を解除するとともに、第２吸気
弁の作動制限が解除された後に最初に実行される吸気行
程において燃焼室内に吸入される吸気に対して燃料増量
が付加されるべく燃料増量制御手段による燃料増量の開
始時期を第３の行程位相から次回の第１の行程位相（次
回の吸気行程）までの間の第４の行程位相に設定してお
り、つまり第２吸気弁の作動制限の解除をエンジンの所
定の行程位相に積極的に同期させるとともに燃料増量の
開始時期を該所定の行程位相と次回の吸気行程との間に
設定しているため、エンジンの回転数にかかわらず燃料
室に供給される混合気の空燃比を常に適切なものとする
ことができ、２次吸気弁の作動制限状態から２次吸気弁
の作動制限が解除された状態への切替え時においても、
燃焼室へ供給される混合気の空燃比をほぼ一定に保つこ
とができ、切替えショックの発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての複合吸気式エンジンの燃
料制御装置を示すもので、第１図はその全体構成図、第
２図はそのエンジン動弁系の弁作動停止装置を示す構成
図、第３図はそのロックプレートの部分平面図、第４図
はその要部構成図、第５図はそのエンジンの要部縦断面
図、第６図はそのエンジンの要部を模式的に示す平面
図、第７〜１１図および第１２図(a)〜(h)はいずれもそ
の作用を説明するためのグラフ、第１３〜１７図はいず
れもその作用を説明するためのフローチャートである。１……吸気通路、１Ｐ……１次吸気系、１Ｓ……２次吸
気系、２……排気通路、３……ターボチャージャ、４…
…タービン、５……コンプレッサ、６……ウエストゲー
トバルブ、７……圧力応動装置、８……インタークー
ラ、９，１０……電磁式燃料噴射弁、１１……スロット
ル弁、１１ａ……軸、１１ｃ……スロットルレバー、１
１ｄ……スロットルレバー端部、１２……アクチュエー
タ、１３……モータ、１４ａ……ウォーム、１４ｂ……
ウォームホイール、１４ｃ……パイプ軸、１４ｄ……雌
ねじ部、１５……ロッド、１５ａ……雄ねじ部、１５ｂ
……長穴、１６……エアフローセンサ、１７……回転数
センサ、１８……吸気温センサ、１９……大気圧セン
サ、２０……スロットルセンサ、２１……水温センサ、
２２……Ｏ_２センサ、２３……ノックセンサ、２４……
車速センサ、２５……アイドルセンサとしてのアイドル
スイッチ、２６……クランキングスイッチ、２７……ク
ランク角度センサ、２８……モータポジションスイッ
チ、２９……コントローラ、３０……パワートランジス
タ、３１……触媒コンバータ、３２……イグニッション
コイル、３３……ディストリビュータ、３４……電磁式
切替弁、３５……表示器、３５ａ……針式表示部、３５
ｂ……セグメント式表示部、３６……イグニッションキ
ースイッチ、３７……バッテリ、４０……１次吸気弁、
４１……２次吸気弁、４２……排気弁、５０……オイル
コントロールバルブ（ＯＣＶ）、５０ａ……ソレノイ
ド、５１……ポンプ、５２……オイルタンク、５３，５
４……油路、１０１……カム、１０２……ロッカアー
ム、１０３……アクチュエータ、１０４……シリンダ、
１０４ａ……溝、１０５……ピストン、１０５ａ……切
込み、１０６……ロックプレート、１０６ａ……狭隙間
部、１０６ｂ……広隙間部、１０７……戻しスプリン
グ、１０８……ばね受け、１０９……タイミングプレー
ト、１１０……油室、１１１……油路、１１２……シリ
ンダ、１１２ａ……長孔、１１３……プランジャ、１１
４……スプリング、１１９……２次吸気弁、１１９ａ…
…２次吸気弁用ステム、１２０……バルブスプリング、
１２１……ばね受け、１２２，１２３……油路、１２４
……ロッカシャフト、１２５……タイミングカム、１２
６……タイミングカムフォロア、１３３……ロックプレ
ートとピストンとの連結部分、Ｅ……エンジン、ＥＮ…
…係止機構、Ｍ′……弁作動停止機構、Ｍ１……ＯＣＶ
制御手段、Ｍ２……混合気増量制御手段、Ｍ３……アク
チュエータ制御手段、Ｍ４……燃料供給量設定手段、Ｓ
_１〜Ｓ_４……気筒。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−188039（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−196931（ＪＰ，Ｕ) 実開昭57−196220（ＪＰ，Ｕ) 特公昭56−42739（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次吸気弁をもった１次吸気系と、２次吸
気弁をもった２次吸気系と、上記１次吸気弁および２次
吸気弁をエンジンの第１の行程位相に同期して開放する
とともに第２の行程位相に同期して閉塞すべくそれぞれ
を繰り返し作動せしめる弁駆動機構と、上記２次吸気弁
の作動を制限し同２次吸気弁を介して上記エンジンの燃
焼室内に流入する吸気量を抑制する弁作動制限機構と、
エンジンの運転状態が特定運転状態に移行した際に第１
の信号を出力するとともに上記特定状態から脱した際に
第２の信号を出力する切替え信号出力手段と、上記第１
の信号の出力に応じて上記２次吸気弁の作動を制限する
とともに上記第２の信号の出力に応じて上記２次吸気弁
の作動制限を解除すべく上記弁作動制限機構を上記第１
または第２の信号の出力後に上記第２の行程位相から次
回の第１の行程位相までの間の第３の行程位相に同期し
て作動せしめる２次吸気弁制御手段と、エンジンの吸入
空気量を検出する吸入空気量検出手段と、同吸入空気量
検出手段によって検出された吸入空気量に応じて上記エ
ンジンの吸気通路に燃料を供給する燃燃料供給手段と、
上記第２の信号に応じて上記吸気通路に供給される燃料
量を一時的に増量させる燃料増量制御手段と、燃料第２
の信号の出力時から上記第３の行程位相に同期して上記
２次吸気弁の作動制限が解除されるまでの間に実行され
る吸気行程において上記燃焼室内に吸入される吸気に対
しては上記燃料増量が付加されることがなく且つ上記第
３の行程位相に同期して上記２次吸気弁の作動制限が解
除された後に最初に実行される吸気行程において上記燃
焼室内に吸入される吸気に対しては上記燃料増量が付加
されるべく上記燃料増量制御手段による燃料増量の開始
時期を上記２次吸気弁の作動制限が解除された第３の行
程位相から次回の第１の行程位相までの間の第４の行程
位相に同期させる燃料増量開始時期設定手段とをそなえ
たことを特徴とする複合吸気式エンジンの燃料制御装
置。