JPH11117778A - 車両用エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の減速時における制動距離の短縮化、及
びドライバビリティの向上を図ることができる車両用エ
ンジンの制御装置を得ること。 【解決手段】 車両の走行時における減速動作を検知
し、車両の減速状況を検出する減速状況検出手段と、エ
ンジン動作状態を検出するエンジン動作状態検出手段
と、検出した減速状況とエンジン動作状態に応じて吸・
排気弁の少なくとも一方の開弁期間を短縮するバルブ制
御手段を設ける。したがって、車両の減速状態に応じて
エンジンの制動力を調整することができ、車両のスムー
ズな減速を得ることができる。これにより、制動距離の
短縮化及びドライバビリティの向上を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジンの
制御装置、特に、車両用エンジンの吸・排気弁を電気的
に自動開閉制御する電磁式吸・排気弁制御システムを有
する車両用エンジンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５５−８７８３５号公報には、内
燃機関の運転状態に応じて吸・排気弁の開閉タイミング
及びバルブリフト量を変更可能な３次元の立体カムを用
いて、機関減速時に吸・排気弁の動作を制限又は停止す
ることにより吸・排気弁を全閉状態として、エンジンブ
レーキの効果により減速を向上させる旨の記載がなされ
ている。

【０００３】特開平２−５７１８号公報には、多気筒内
燃機関において、エンジンブレーキ時に吸・排気弁の動
作を停止して閉状態とすることにより、より強力なエン
ジンブレーキ作用を発生させる旨の記載がなされてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術を車両に適用した場合には、エンジン動作状態
や車両速度にかかわらず、減速時に吸・排気弁を全閉状
態に制御するので、アクセルペダルを戻した場合や、ブ
レーキをかけた場合等の車両が減速状態に入ったときに
は急制動がかかり、アクセルペダルを踏み込んで加速状
態に入ったときには急加速がかかることとなる。

【０００５】したがって、加速と減速を繰り返す運転状
態では、ギクシャクした走行となり、不快感を車両の操
作者に与えることとなり、ドライバビリティに欠けてい
た。

【０００６】本発明は、上記課題を鑑みてなされたもの
であり、その目的は車両の減速時における制動距離の短
縮化、及びドライバビリティの向上を図ることができる
車両用エンジンの制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来からのカ
ムシャフト等からなる動弁機構に代えて、吸・排気弁の
開閉制御を電磁手段を用いたアクチュエータにより行う
システムを前提としている。すなわち、この電磁式アク
チュエータを用いた吸・排気弁が、開閉時期を自由に設
定することができることに着目したものである。

【０００８】従来のカムシャフト等を用いた動弁機構で
は、吸・排気弁の開閉動作はエンジンのクランクシャフ
トと連動しており、その開閉時期はエンジンのピストン
の位置に対して常に一定であり、自由に設定することが
できなかった。また、近年、運転条件によってカムシャ
フトの位相をずらして開閉時期を変更したり、リフト量
を変更可能な可変式動弁機構が開発されているが、その
開閉時期の変更は構造上制限があり、しかもクランクシ
ャフトと連動させずに動作させて運転サイクルを変更す
ることは不可能であった。

【０００９】しかし、電磁式アクチュエータを用いて吸
・排気弁を駆動することにより開閉時期を任意に設定す
ることが容易に可能となった。そこで、本発明では、エ
ンジンの動作状態等に適合させて任意に吸・排気弁の開
閉時期を設定できる電磁式アクチュエータを用いること
としたものである。

【００１０】本発明の請求項１〜３にかかる車両用エン
ジンの制御装置は、走行中の車両を減速させるための減
速動作を検知したときに、ブレーキペダルの踏込量若し
くはアクセルペダルの戻し量等により車両の減速状況を
検出する減速状況検出手段と、エンジン回転数等により
エンジン動作状態を検出するエンジン動作状態検出手段
と、減速動作の検知時における減速状況とエンジン動作
状態に応じて吸・排気弁の少なくとも一方の開弁期間を
通常の開弁期間よりも短縮する制御を行うバルブ制御手
段とを有する。そして、車両が減速動作状態となった場
合に、減速状況とエンジン動作状態に応じて開弁期間の
短縮制御が行われる。

【００１１】したがって、エンジンの吸排気量は、車両
の減速状況とエンジン動作状態に応じて減少され、車両
にはエンジンによる制動、すなわち、いわゆるエンジン
ブレーキが減速状況及びエンジン動作状態を加味してか
けられることとなる。これにより、車両をスムーズに減
速させることができ、ドライバビリティの向上を図るこ
とができる。また、操作者の操作するブレーキと相俟っ
て、制動力を適切に増大することができ、制動距離の短
縮化を図ることができる。

【００１２】請求項４にかかる車両用エンジンの制御装
置は、バルブ制御手段は、減速状況を検出した際に、エ
ンジンの吸気行程における吸気弁の開弁期間を減速状況
とエンジン動作状態に応じて短縮し、かつ吸気弁の開弁
時期を吸気行程の開始直後とするように制御する。

【００１３】また、請求項５にかかる車両用エンジンの
制御装置は、バルブ制御手段は、減速状況を検出した際
に、エンジンの排気行程における排気弁の開弁期間を減
速状況とエンジン動作状態に応じて短縮し、かつ排気弁
の開弁時期を排気行程の終了直前とするように制御す
る。

【００１４】これにより、減速時のエンジンの燃料気
化、燃焼を最大限に促進し、また、排気行程中の圧縮し
ている期間を長くしエンジンブレーキが最も利く状態と
することができる。したがって、減速状態時におけるエ
ンジンブレーキを効率良く効かすことができ、車両のス
ムーズな減速を実現することができ、ドライバビリティ
の向上を図ることができる。

【００１５】請求項６にかかる車両用エンジンの制御装
置は、バルブ制御手段は、開弁期間を減速動作状態に入
ってからの時間の経過に応じて徐々に短縮するように制
御する。これにより、エンジンブレーキによる制動力
は、制御開始時は小さく、制御時間の増加とともに徐々
に大きくなる。したがって、初期の制動力を小さくする
ことができ、減速によるショックを小さくすることがで
きる。

【００１６】請求項７にかかる車両用エンジンの制御装
置は、車両はオートマチックミッションを有し、そのオ
ートマチックミッションはエンジンの出力軸とミッショ
ンの入力軸とを所定条件下において直結又は解除するロ
ックアップ機構を具備する。

【００１７】そして、減速動作を検知した際に、吸・排
気弁の開閉制御とともに、ロックアップ機構を直結状態
に制御する。したがって、エンジンブレーキによる制動
力を駆動輪を介して路面に直接的に伝達することがで
き、制動距離を短縮することができる。

【００１８】請求項８にかかる車両用エンジンの制御装
置は、車両は２輪駆動と４輪駆動の２種類の駆動方式を
有し、その駆動方式を運転状態に応じて自動的に切り替
える自動切替機構を有する。そして、減速動作を検知し
た際に、吸・排気弁の開閉制御とともに、自動切替機構
は駆動方式を４輪駆動方式に強制的に切り替える。

【００１９】したがって、エンジンブレーキによる制動
力をより４つの駆動輪に分散することができるので、制
動力をバランス良く路面に伝達することができる。これ
により、タイヤのスリップ等を低減することができるの
で、より強い制動力で車両の制動距離を短縮することが
できる。

【００２０】請求項９にかかる車両用エンジンの制御装
置は、車両の走行状態における前方を監視する前方監視
機構と、前方監視機構により前方の危険要素の有無を判
定する危険要素判定手段と、危険要素判定手段により危
険要素があると判定した際にその危険要素までの距離及
び車両の運転状態とを検出する車両状況検出手段と、そ
の検出した車両状況に応じて吸・排気弁の少なくとも一
方の開弁期間を短縮する制御を行うバルブ制御手段とを
有する。

【００２１】したがって、前方監視機構により危険要素
を検知した際に、車両状況に応じて開弁期間の短縮制御
が行われるため、制動が極めて早くかつ安全に行われ、
衝突を回避し、安全に停車することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係
る車両用エンジンの制御装置が適用される自動車のエン
ジン、例えば水平対向型エンジンの概略全体構成図であ
る。図示のように、エンジン本体１０は、複数の気筒１
１から成るシリンダ部１２と複数の燃焼室３２を具備す
るシリンダヘッド部１４とにより構成されており、各燃
焼室３２は吸気通路１６及び排気通路１８と各々連通し
ている。

【００２３】吸気通路１６には、その上流側から順に、
吸気チャンバ２０、空気中の塵埃を除去するエアクリー
ナ２２、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応
じて吸入空気量Ｑを制御するスロットルバルブ２６が設
けられている。

【００２４】そして、吸気通路１６の下流側は、インテ
ークマニホールド１７に接続されている。インテークマ
ニホールド１７は、サージタンク１３から分岐して各気
筒１１と接続しており、各気筒１１に各々設けられた吸
気ポート３０を介して燃焼室３２と連通している。ま
た、インテークマニホールド１７には、インジェクタ２
８が設けられており、吸気ポート３０に向けて燃料噴射
を行う。

【００２５】一方、排気通路１８の上流側はエキゾース
トパイプ３８を有しており、各気筒１１の排気ポート４
０を介して燃焼室３２と連通している。排気通路１８の
下流側は車体後部（図示せず）に取付けられたマフラ３
６に接続される。また、エキゾーストパイプ３８の下流
側には三元触媒等の触媒３９が介装され、触媒３９の上
流側には排気ガス中の酸素濃度を検出することにより空
燃比を検出するＯ２センサ５５が設けられている。

【００２６】そして、吸気ポート３０には吸気弁３４が
所定のタイミングで開閉可能に設けられ、排気ポート４
０には排気弁４２が所定のタイミングで開閉可能に設け
られている。吸気弁３４及び排気弁４２は、燃焼室３２
に対して突出する方向に移動することにより開弁し、戻
す方向に移動することにより閉弁し、燃焼室３２と吸気
ポート３０又は排気ポート４０との間を連通又は遮断す
る。

【００２７】シリンダヘッド部１４には、吸気弁３４及
び排気弁４２毎にそれぞれ電磁式のアクチュエータ４４
が設けられている。アクチュエータ４４は、電気的にＯ
Ｎ・ＯＦＦ動作を行うソレノイド方式のものであり、動
弁駆動部４５からの通電により吸気弁３４及び排気弁４
２を開閉駆動するものである。

【００２８】また、エンジン動作状態を検出するセンサ
として、吸気通路１６にはエンジン１０に吸入される吸
入空気量Ｑを検出するエアフローメータ２４と、スロッ
トルバルブ２６のスロットル開度θを検出するスロット
ル開度センサ５４が設けられ、シリンダ部１２には、ピ
ストン４６の位置（クランク回転角度位置）及びエンジ
ン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ５０、及びエ
ンジン１０の冷却水温を検出する水温センサ５２が設け
られている。

【００２９】更に、図示していないアクセルペダルのア
クセル戻し量θｂを検出するアクセルセンサ５１、図示
していないブレーキペダルのブレーキ踏込量Ｓｂを検出
するブレーキストロークセンサ５３、及び、図示してい
ない車両の走行速度を検出する車速センサ５７が設けら
れている。そして、これら各センサからの検出信号を入
力し、各制御手段に制御信号を出力して、エンジン動作
を制御する電子制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」とい
う）５６が設けられている。

【００３０】図２は、図１に示したＥＣＵ５６の内部構
成を示す構成説明図である。図示のように、ＥＣＵ５６
は、各センサからの検出信号を入力する入力インタフェ
ース５６ａ、各制御手段への制御信号を出力する出力イ
ンタフェース５６ｂ、主演算装置としてのＣＰＵ５６
ｃ、制御プログラムや予め設定された固定データが記憶
されているＲＯＭ５６ｄ、各センサ類からの信号を処理
した後のデータやＣＰＵ５６ｃで演算処理したデータが
格納されるＲＡＭ５６ｅ、さらに学習データなどを格納
するバックアップＲＡＭ５６ｆ、タイマ５６ｇ等をバス
ライン５６ｈで相互に接続してなるマイクロコンピュー
タシステムとして構成されている。

【００３１】図３は、図１に示した排気弁４２と、それ
を駆動するアクチュエータ４４の内部構造を機能的に示
した概略構造説明図である。なお、吸気弁３４も同様の
構造であることからその詳細な説明を省略する。図示の
ように、シリンダヘッド部１４に上下方向に移動可能に
設けられた排気弁４２は、弁部４２ａ及びバルブステム
部４２ｂより構成されている。

【００３２】弁部４２ａは、排気弁４２が上方に引き上
げられた際にシリンダヘッド部１４に開口する排気ポー
ト４０の開口部周縁４０ａに設けられたバルブシート部
６１と密着可能な形状に形成されている。そして、バル
ブステム部４２ｂの頭頂部には磁性材料からなる可動子
６４が連結されている。この可動子６４は、シリンダヘ
ッド部１４の上部に設けられたアクチュエータ４４のケ
ーシング６２内に納められている。

【００３３】ケーシング６２内には、可動子６４を上下
方向より挟み、かつその間で可動子６４が上下方向に移
動可能な位置に開弁用コイル６６と閉弁用コイル６８が
設けられている。そして、開弁用コイル６６の内方でか
つバルブステム部４２ｂの外周には常に排気弁４２を閉
弁方向（図中、上方向）に付勢する閉弁用スプリング７
０が設けられている。

【００３４】また、可動子６４を挟んで反対側の閉弁用
コイル６８の内方には逆に排気弁４２を開弁方向（図
中、下方向）に付勢する開弁用スプリング７２が設けら
れている。尚、図３は、排気弁４２の開弁状態を示して
おり、開弁用コイル６６に通電がなされ、可動子６４が
吸着されている。

【００３５】次に、本発明の第１の実施の形態につい
て、以下に説明する。図４は、第１の実施の形態の制御
系に係る制御ブロック図である。図示のように、本実施
の形態における制御ブロックは、減速状況検出部８０、
エンジン動作状態検出部８１、バルブ制御部８２、アク
チュエータ駆動部８３とにより構成される。

【００３６】減速状況検出部８０は、アクセルセンサ５
１及びブレーキストロークセンサ５３により構成されて
いる。アクセルセンサ５１はアクセルペダルの戻し量θ
ｂを検出し、ブレーキストロークセンサ５３はブレーキ
ペダルの踏込量Ｓｂを検出する。したがって、戻し量θ
ｂ若しくは踏込量Ｓｂの増加により車両の減速動作を検
知し、車両の減速状況を検出してバルブ制御部８２に出
力する。

【００３７】エンジン動作状態検出部８１は、クランク
角センサ５０、エアフローメータ２４、スロットル開度
センサ５４により構成されており、エンジン回転数Ｎ
ｅ、エンジンの吸入、圧縮、爆発、排気の各行程、吸入
空気量Ｑ、スロットル開度θを検出してバルブ制御部８
２に出力する。

【００３８】バルブ制御部８２は、減速状況検出部８０
より減速動作を検知した際にアクセルペダルの戻し量θ
ｂ若しくはブレーキペダルの踏込量Ｓｂと、エンジン動
作状態検出部８１にて検出したエンジン回転数Ｎｅとに
基づいてパルス信号のパルス幅を算出し、動弁駆動部４
５に出力する。動弁駆動部４５は、入力したパルス幅に
基づいてアクチュエータ４４に通電を行い、吸気弁３４
と排気弁４２の弁開閉動作を行う。

【００３９】次に、上記構成を有する車両用エンジンの
制御装置の動作及び作用効果について図５を用いて説明
する。図５は、本実施の形態における開閉制御方法を示
すフローチャートである。まず最初に、Ｓ１０１にて、
ブレーキストロークセンサ５３によりブレーキ踏込量Ｓ
ｂを検出し、アクセルセンサ５１によりアクセル戻し量
θｂを検出する。ここでは、車両の減速動作が検知され
る。

【００４０】次に、Ｓ１０２にて、クランク角センサ５
０によりエンジン回転数Ｎｅが検出され、エンジン動作
状態が検出される。そして、Ｓ１０３において、ブレー
キ踏込量Ｓｂとエンジン回転数ＮｅがＥＣＵ５６のＲＯ
Ｍ５６ｄ内に予め設定されている設定値以上であるか否
かの判断がなされる。

【００４１】ここでは、吸気弁３４及び排気弁４２の開
閉制御を通常の車両走行時における開弁タイミング及び
期間により行うのか（以下、単に通常モードという）、
若しくは減速時における開弁タイミング及び期間により
行うのか（以下、単に減速モードという）が判断され
る。

【００４２】ここで、エンジン回転数Ｎｅとブレーキ踏
込量Ｓｂとが設定値を以上である（ＹＥＳ）場合は、吸
・排気弁の減速モードによる開閉制御を行うべく、Ｓ１
０４へ移行する。また、設定値を超えていない（ＮＯ）
場合には、吸・排気弁の通常モードによる開閉制御を行
うべくＳ１０５へ移行する。

【００４３】図６は、上述の車両用エンジンの制御装置
による吸気弁３４及び排気弁４２の作動状況をエンジン
の各行程毎に示した説明図である。図中（ａ）は、Ｓ１
０５における通常モードの開閉制御による吸気弁３４と
排気弁４２の作動状態を示し、図中（ｂ）は、Ｓ１０４
の減速モードによる開閉制御によって駆動される吸気弁
３２と排気弁４２の作動状態を示している。

【００４４】図中（ａ）に示したように、通常時におい
て、吸気弁３４及び排気弁４２は、予め設定されている
一定の開弁期間ｔ_in、ｔ_exにより開閉制御されている。
そして、図中（ｂ）に示したように、減速動作時におい
て吸気弁３４と排気弁４２は、一定の開弁期間ｔ_in、ｔ
_exよりも短縮された開弁期間ｔ_iin 、ｔ_iex によって開
閉する。また、減速動作時には、吸気弁３４は吸気行程
の開始直後に開弁し、排気弁４２は排気行程の終了直前
に開弁するように開閉制御される。

【００４５】尚、吸気行程及び排気行程における所定の
開弁期間は、ＥＣＵ５６のＲＯＭ５６ｄ内に開弁期間ｔ
ｉｉｎ、ｔｉｅｘに応じて予め設定されているデータマ
ップを参照することにより設定される。

【００４６】したがって、エンジンの吸排気量はブレー
キの踏込量Ｓｂとエンジン回転数Ｎｅとに応じて減少さ
れることから、エンジンブレーキによる車両の制動力を
調整することができる。また、エンジンの各行程におい
て上述のような開弁タイミングで開弁制御されることに
より、減速時における燃料気化、燃焼を最大限に促進
し、また、排気行程中の圧縮している期間を長くしエン
ジンブレーキが最も利く状態とすることができる。

【００４７】これにより、減速時にドライバの意志に応
じた車両のスムーズな減速を実現することができ、ドラ
イバビリティの向上を図ることができる。

【００４８】以下に、減速動作時に短縮される開弁時間
ｔ_iin 、ｔ_iex の算出方法について説明する。図５のフ
ローチャートに基づいた吸・排気弁の開閉制御により、
吸気弁３４及び排気弁４２は、通常時の開弁期間ｔ_in、
ｔ_exを減速動作の検知時におけるブレーキ踏込量Ｓｂと
エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出された減速動作時の
開弁期間ｔ_iin 、ｔ_iex に短縮することにより開閉制御
される。

【００４９】吸気弁３４の開弁時間ｔ_iin は、バルブ制
御部８２からアクチュエータ駆動部８３に出力されるパ
ルス信号のパルス幅Ｐｗｉによって設定され、排気弁４
２の開弁時間ｔ_iex は、パルス幅Ｐｗｅによって設定さ
れる。そして、パルス幅Ｐｗｉ、Ｐｗｅは、以下の
（１）、（２）式により算出される。

【００５０】 Ｐｗｉ＝Ｇ（１−Ｋｂ１）／Ｋｂ２………（１） Ｐｗｅ＝Ｈ×Ｇ（１−Ｋｂ１）／Ｋｂ２……（２） （但し、０＜Ｈ＜１） ここで、Ｇは係数であり、Ｈは排気弁４２専用の係数で
ある。また、Ｋｂ１は、ブレーキ踏込量Ｓｂに対応して
設定されるパルス幅係数であり、Ｋｂ２は、エンジン回
転数Ｎｅに対応して設定されるパルス幅係数である。図
７は、ブレーキ踏込量Ｓｂとパルス幅係数Ｋｂ１の関係
を示した説明図、図８は、エンジン回転数Ｎｅとパルス
幅係数Ｋｂ２の関係を示した説明図である。

【００５１】したがって、図７及び図８に示されるよう
に、ブレーキ踏込量Ｓｂが大きく、かつエンジン回転数
Ｎｅが高回転である場合、例えば、高速運転中に前方に
障害物を発見して、車両の操作者が急ブレーキをかけた
場合には、アクチュエータ駆動部４５に出力されるパル
ス幅Ｐｗｉ、Ｐｗｅは上記（１）、（２）式により通常
時のパルス幅よりも大幅に小さく設定され、吸気弁３４
及び排気弁４２は、大幅に短縮設定された開弁期間ｔ
_iin 、ｔ_iex により開閉動作を行う。

【００５２】これにより、エンジンの吸排気量は大幅に
減少され、車両には、エンジンブレーキにより強い制動
力がかけられた状態となる。したがって、車両の制動力
を増大させ、かつ操作者のブレーキ操作の意志に応じ
て、車両を減速又は停止することができ、安全性を向上
することができる。

【００５３】また、ブレーキ踏込量Ｓｂが小さく、かつ
エンジン回転数Ｎｅが低い場合、例えば、高速道路を一
定速度によりクルージング状態で走行中に、前方を走る
車両と接近しすぎたと操作者が判断して、アクセルペダ
ルを戻してブレーキを軽く踏み込んだ場合には、アクチ
ュエータ駆動部４５に出力されるパルス幅Ｐｗｉ、Ｐｗ
ｅは上記（１）、（２）式により通常時のパルス幅より
も僅かに小さいパルス幅に設定される。したがって、吸
気弁３４及び排気弁４２は僅かに短縮された開弁期間ｔ
_iin 、ｔ_iex により開閉動作を行う。

【００５４】これにより、エンジンの吸排気量はわずか
に減少され、車両にはエンジンブレーキにより弱い制動
力がかけられた状態となり、車両は操作者のブレーキ操
作の意志に応じて僅かに減速する。したがって、減速時
にドライバの意志に応じたスムーズな減速を実現するこ
とができ、ドライバビリティの向上を図ることができ
る。

【００５５】以上の制御を行った後に、図５のフローを
抜ける（リターン）。尚、減速動作が解除された場合、
すなわち、ブレーキペダルの踏込を中止して完全に開放
した場合やアクセルペダルを踏み込んだ場合には、本ル
ーチンは、即座にキャンセルされ、通常時の開弁期間に
よる開閉制御がなされる。また、エンジン回転数Ｎｅが
一定値以下に低下した場合にも、本ルーチンは自動的に
キャンセルされ、中止する。

【００５６】尚、本実施の形態は、上記構成に限定され
るものではなく、例えばパルス幅Ｐｗｉ、Ｐｗｅの設定
に際して、ブレーキ踏込量Ｓｂの代わりにアクセル戻し
量θｂを用いても同様の動作及び作用効果を得ることが
できる。また、開弁期間ｔ_iin 、ｔ_iex を、アクセル戻
し量θｂとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて算出しても
同様である。

【００５７】次に、第２の実施の形態について以下に説
明する。本実施の形態において特徴的なことは、上述の
開弁期間の短縮制御を、減速動作を検知してからの時間
の経過とともに行うことである。

【００５８】すなわち、第１の実施の形態は、減速動作
を検知した際には、直ちにその検知時におけるブレーキ
の踏込量Ｓｂ及びエンジン回転数Ｎｅによってパルス幅
Ｐｗｉ、Ｐｗｅを算出し、これらパルス幅によって設定
された開弁期間ｔ_iin 、ｔ_iex によって減速動作が解除
されるまで減速モードによる開閉制御が行われるが、本
実施の形態は、通常時の開弁期間ｔ_in、ｔ_exを減速動作
を検知してからの経過時間Ｔｇに応じてを徐々に短縮す
るように制御するものである。

【００５９】これにより、減速時の初期段階における制
動力を小さくして開弁期間の短縮制御による減速ショッ
クを排除して車両のスムーズな制動を可能とし、操作者
の意志と減速状態の違和感を排除することができる。

【００６０】以下に、本実施の形態における吸気弁３４
及び排気弁４２の開弁期間ｔ_iin 、ｔ_iex の設定方法に
ついて説明する。パルス幅Ｐｗｉｉ、Ｐｗｉｘは、以下
の（３）〜（５）式により算出される。

【００６１】 Ｐｗｉｉ＝Ｄ×Ｇ（１−Ｋｂ１）／Ｋｂ２……………（３） Ｐｗｉｘ＝Ｄ×Ｈ×Ｇ（１−Ｋｂ１）／Ｋｂ２………（４） Ｄ＝ｅｘｐ（−Ｔｇ／Ｂ）………………………（５） ここで、Ｄは、開弁時間係数であり、Ｂは、減速要求レ
ベルパラメータである。減速要求レベルパラメータＢ
は、例えば、ブレーキペダルを踏み込む力、ブレーキ踏
み込み速度、若しくはアクセルペダルを踏み込むアクセ
ル開度速度から求めることができる。また、開弁時間係
数Ｄは、減速要求レベルパラメータＢと経過時間Ｔｇと
の関数により算出される。図９は、開弁時間係数Ｄと経
過時間Ｔｇとの関係を示した特性図である。

【００６２】したがって、経過時間Ｔｇが短い場合は、
図９に示したように開弁時間係数Ｄは大きい値を採るこ
とにより、パルス幅Ｐｗｉｉ、Ｐｗｉｘは上記（３）、
（４）式により小さい値が設定され、吸気弁３４及び排
気弁４２は通常時よりも僅かに短縮設定された開弁期間
ｔ_iin 、ｔ_iex により開閉動作を行う。

【００６３】したがって、エンジンの吸排気量はわずか
に減少され、車両には、エンジンブレーキにより弱い制
動力がかけられた状態となる。そして、経過時間Ｔｇが
長くなると開弁時間係数Ｄは小さい値を採ることによ
り、パルス幅Ｐｗｉｉ、Ｐｗｉｘは上記（３）、（４）
式により大きい値が設定され、吸気弁３４及び排気弁４
２は通常時よりも大幅に短縮設定された開弁期間ｔ
_iin 、ｔ_iex により開閉動作を行う。

【００６４】したがって、減速動作状態の時間が長くな
る程、エンジンの吸排気量は大幅に減少され、車両に
は、エンジンブレーキにより強い制動力がかけられた状
態となる。これにより、減速時における初期の制動力を
小さくし、時間経過に応じて制動力を徐々に増大させ、
開弁期間の短縮制御による初期のショックを排除するこ
とができ、スムーズかつ安全に車両を減速することがで
き、制動距離を短くすることができる。

【００６５】次に、第３の実施の形態について以下に説
明する。本実施の形態において特徴的なことは、第２の
実施の形態における制御装置を具備する車両が、駆動装
置としてオートマチックトランスミッション（以下、単
に「ＡＴ」という）を具備し、ＡＴを減速モードによる
開閉制御と同時にエンジン１０の出力軸とＡＴの入力軸
とを直結状態（ロックアップ状態）に制御することであ
る。

【００６６】以下に、本実施の形態における装置の構成
及び作用効果について説明する。尚、第１及び第２の実
施の形態と同様の構成要素には、同一の符号を付するこ
とでその詳細な説明を省略する。

【００６７】図１０は、第３の実施の形態の制御系に係
る制御ブロック図である。図示のように、本実施の形態
では、第１及び第２の実施の形態に加えて、ロックアッ
プ指示部８５と、ＡＴ制御ユニット８６と、ロックアッ
プソレノイド８７を有する。

【００６８】ＡＴ制御ユニット８６は、エンジンの出力
軸とＡＴの入力軸とを直結・解除可能な機構（以下、単
にロックアップ機構という）を具備するＡＴ（図示せ
ず）を制御し、ロックアップ指示部８５はＡＴ制御ユニ
ット８６にロックアップ機構を作動させるロックアップ
指示信号を出力する。また、ロックアップソレノイド８
７は、ＡＴ制御ユニット８６からの制御信号によってロ
ックアップ機構を駆動する。

【００６９】そして、ＡＴ制御ユニット８６には、車速
センサ５７により計測された車両の走行速度ｖと、ＡＴ
のニュートラル状態を検出するニュートラルスイッチ５
８からニュートラル信号ｃと、ロックアップ検出センサ
５９からロックアップ機構の状態を示すロックアップ状
態信号ｋが入力される。そして、ＡＴ制御ユニット８６
は、ロックアップ機構を駆動するロックアップソレノイ
ド８７に制御信号を出力する。

【００７０】したがって、車両の減速動作を検知した
際、減速モードによる開閉制御とほぼ同時にロックアッ
プ機構によりＡＴをロックアップ状態、すなわちエンジ
ンの出力軸と直結した状態に制御する。これにより、減
速モードによる開閉制御によって発生した制動力を駆動
輪に直接的に伝達することができ、ＡＴ車のエンジンブ
レーキの利き具合を良好にすることができる。したがっ
て、車両の制動距離をより一層短縮することができる。

【００７１】次に、第４の実施の形態について以下に説
明する。本実施の形態において特徴的なことは、第１及
び第２の実施の形態における制御装置を具備する車両
が、４輪駆動と２輪駆動の２種類の駆動方式を有し、そ
の駆動方式を車両の運転状態に応じて自動的に切り替え
る駆動方式切替機構を有し、減速動作を検知した際に減
速モードによる開閉制御と同時に駆動方式を４輪駆動方
式に強制的に切り替える制御を行うものである。

【００７２】以下に、本実施の形態における装置の構成
及び作用効果について説明する。尚、第１〜第３の実施
の形態と同様の構成要素には、同一の符号を付すること
でその詳細な説明を省略する。図１１は、第４の実施の
形態の制御系に係る制御ブロック図である。図示のよう
に、本実施の形態では、第１及び第２の実施の形態に加
えて、４輪駆動指示部８８、駆動方式切替制御ユニット
８９、切替ソレノイド９０を有する。

【００７３】駆動方式切替制御ユニット８９は、駆動方
式を車両の運転状態に応じて４輪駆動方式又は２輪駆動
方式に切り替える制御を行い、４輪駆動指示部８８は駆
動方式切替制御ユニット８９に４輪駆動指示信号を出力
する。また、切替ソレノイド９０は、駆動方式切替制御
ユニット８９からの制御信号によって駆動方式を４輪駆
動方式に強制的に切り替える。

【００７４】そして、駆動方式切替制御ユニット８９に
は、車速センサ５７により計測された車両の走行速度ｖ
と、ＡＴのニュートラル状態を検出するニュートラルス
イッチ５８からニュートラル信号ｃと、駆動状態検出セ
ンサ６０から駆動装置の現在の駆動状態を示す駆動状態
信号ｄが入力される。そして、駆動方式制御ユニット８
９は、２輪・４輪駆動方式を切り替える切替ソレノイド
９０に制御信号を出力する。そして、車両の減速動作を
検知した際に減速モードによる開閉制御とほぼ同時に、
駆動方式切替機構により駆動装置を４輪駆動方式に切り
替える。

【００７５】したがって、減速モードによる開閉制御に
よって発生したエンジンブレーキをより全ての駆動輪に
分散することができるので、制動力をバランス良く路面
に伝達することができる。これにより、タイヤのスリッ
プ等を低減することができるので、より強い制動力で車
両の制動距離を短縮することができる。

【００７６】次に、第５の実施の形態について以下に説
明する。本実施の形態において特徴的なことは、第１及
び第２の実施の形態における制御装置を具備する車両
が、走行状態において前方を監視する前方監視機構と、
自動的に機械式ブレーキ（操作者が操作するブレーキ）
を操作する自動ブレーキ機構を有し、前方監視機構が予
め設定されている条件により危険要素を認識した場合
に、減速モードによる開閉制御とともに自動ブレーキを
駆動する制御を行うことである。

【００７７】以下に、本実施の形態における装置の構成
及び作用効果について説明する。尚、第１〜第４の実施
の形態と同様の構成要素には、同一の符号を付すること
でその詳細な説明を省略する。

【００７８】図１２は、第５の実施の形態の制御系に係
る制御ブロック図である。図示のように、本実施の形態
では、第１及び第２の実施の形態に加えて、前方監視部
９１、制御信号出力ユニット９２、自動ブレーキ制御ユ
ニット９３、ブレーキ駆動ソレノイド９４を有してい
る。

【００７９】前方監視部９１は、外部監視センサ９１
ａ、画像処理ユニット９１ｂとからなり、外部監視セン
サ９１ａは、例えばＣＣＤカメラ等により構成され、画
像処理ユニット９１ｂは、例えば、マイクロコンピュー
タ等により構成されている。そして、前方監視部９１か
らＣＣＤカメラからの画像情報が変換された画像処理デ
ータが出力され、制御信号出力ユニット９２に入力され
る。

【００８０】制御信号出力ユニット９２は、コンピュー
タにより構成され、入力した画像処理データをＥＣＵ５
６のＲＯＭ５６ｄ内に予め設定されている条件と比較
し、その比較結果をバルブ制御部８２と自動ブレーキ制
御ユニット９３に出力する。ここで、比較される条件と
は、危険要素を判断するためのものである。

【００８１】自動ブレーキ制御部９３は、車速センサ５
７と、図示していない車輪の回転数Ｎｗを検出する車輪
回転数検出センサ４７と、ブレーキ装置９５の作動状態
を検出するブレーキセンサ４８の各センサからの検出信
号と制御信号出力ユニット９２からの制御信号とを入力
し、ブレーキ装置９５を駆動するブレーキソレノイド９
４に制御信号を出力する。

【００８２】したがって、前方監視部９１により車両の
前方に危険要素を認識した場合、その制御信号は、制御
信号出力ユニット９２によりバルブ制御部８２と自動ブ
レーキ制御部９３に出力される。

【００８３】バルブ制御部８２は、制御信号出力ユニッ
ト９２の制御信号を入力すると、車両が減速動作を行う
必要があると判断して、減速モードによる開閉制御を行
う。自動ブレーキ制御ユニット９３は、車速ｖ、車輪回
転数Ｎｗ、ブレーキ装置９５の作動状態をデータとして
入力し、該データに基づいて最適な制動力を付加できる
ようにブレーキ装置９５を制御する。

【００８４】したがって、２つの制御により車両の制動
を危険要素が発見された初期の段階で行うことによって
車両の衝突を回避することができ、危険要素を回避して
車両を安全に減速又は停車させることができる。

【００８５】また、第２の実施の形態で述べた減速モー
ドによる開閉制御（短縮制御）と組み合せ、前方監視部
９１からの信号を処理し、危険要素、例えば障害物との
距離に応じて時間経過とともに制御するため、より強い
制動力、より広い制動力制御幅を確保することができ、
減速度を任意に設定することができる。

【００８６】尚、本発明は、上述の各実施の形態の構成
に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々
の変形が可能である。例えば、上記各実施の形態では水
平対向型エンジンに適用する場合を例示したが、これに
限らず、その他の方のエンジンにも適用することができ
ることはもちろんのこと、第１〜第５の実施の形態を全
て備えることも可能である。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる車
両用エンジンの制御装置によれば、車両の減速動作を検
知した際に、吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開弁期
間を車両の減速状態に応じて短縮させることによって、
車両のスムーズな減速を行うことができ、運転性の向上
を図ることが可能となり、より強力な制動力によって制
動距離の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用エンジンの制御装置が適用
される自動車のエンジンの概略全体構成図である。

【図２】図１に示したＥＣＵの内部構成を示す構成説明
図である。

【図３】図１に示した排気弁と、それを駆動するアクチ
ュエータの内部構造を機能的に示した概略構造説明図で
ある。

【図４】第１の実施の形態の制御系に係る制御ブロック
図である。

【図５】本実施の形態における開閉制御方法を示すフロ
ーチャートである。

【図６】吸気弁及び排気弁の挙動をエンジンの各行程毎
に示した説明図である。

【図７】ブレーキ踏込量Ｓｂとパルス幅係数Ｋｂ１の関
係を示した説明図である。

【図８】エンジン回転数Ｎｅとパルス幅係数Ｋｂ２の関
係を示した説明図である。

【図９】開弁時間係数Ｄと経過時間Ｔｇとの関係を示し
た特性図である。

【図１０】第３の実施の形態の制御系に係る制御ブロッ
ク図である。

【図１１】第４の実施の形態の制御系に係る制御ブロッ
ク図である。

【図１２】第５の実施の形態の制御系に係る制御ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ エンジン本体 ３４ 吸気弁 ４２ 排気弁 ４４ アクチュエータ ４５ アクチュエータ駆動部 ５０ クランク角センサ（エンジン動作状態検出手段） ５１ アクセルセンサ ５３ ブレーキストロークセンサ（減速状態検出手段） ８２ バルブ制御部（バルブ制御手段） ｔ_in 吸気弁の通常時の開弁期間 ｔ_ex 排気弁の通常時の開弁期間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/12 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/12 ３２０ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｆ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両用エンジンの吸・排気弁を電気的に
   自動開閉制御する電磁式吸・排気弁制御システムを有す
   る車両用エンジンの制御装置において、 前記車両の走行時における前記車両を減速させるための
   減速動作を検知したときに、その減速状況を検出する減
   速状況検出手段と、 前記エンジンの動作状態を検出するエンジン動作状態検
   出手段と、 前記減速動作の検知時における減速状況とエンジン動作
   状態に応じて前記吸・排気弁の少なくとも一方の開弁期
   間を通常の開弁期間よりも短縮する制御を行うバルブ制
   御手段とを有することを特徴とする車両用エンジンの制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記減速状況検出手段は、 ブレーキペダルの踏込み動作を検知することにより前記
   減速動作を検知し、 該ブレーキペダルの踏込量に基づいて前記減速状況を検
   出することを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジ
   ンの制御装置。
3. 【請求項３】 前記減速状況検出手段は、 アクセルペダルの戻し動作を検知することにより前記減
   速動作を検知し、 該アクセルペダルの戻し量に基づいて前記減速状況を検
   出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用
   エンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 前記バルブ制御手段は、 前記減速状況を検出した際に、前記エンジンの吸気行程
   における前記吸気弁の開弁期間を前記減速状況とエンジ
   ン動作状態に応じて短縮し、かつ前記吸気弁の開弁時期
   を前記吸気行程の開始直後とするように制御することを
   特徴とする請求項１〜３に記載の車両用エンジンの制御
   装置。
5. 【請求項５】 前記バルブ制御手段は、 前記減速状況を検知した際に、前記エンジンの排気行程
   における前記排気弁の開弁期間を前記減速状況とエンジ
   ン動作状態に応じて短縮し、かつ前記排気弁の開弁時期
   を前記排気行程の終了直前とするように制御することを
   特徴とする請求項１〜４に記載の車両用エンジンの制御
   装置。
6. 【請求項６】 前記バルブ制御手段は、 前記減速動作を検知してからの時間の経過に応じて前記
   開弁期間を短縮するように開閉制御することを特徴とす
   る請求項１〜５に記載の車両用エンジンの制御装置。
7. 【請求項７】 前記車両はオートマチックトランスミッ
   ションを有し、該オートマチックトランスミッションは
   ロックアップ機構を有し、 前記減速動作の検知時に前記ロックアップを行うことを
   特徴とする請求項１〜６に記載の車両用エンジンの制御
   装置。
8. 【請求項８】 前記車両は、２輪駆動と４輪駆動の２種
   類の駆動方式を有し、これらの駆動方式を前記車両の運
   転状態に応じて自動的に切り替える自動切替機構を有
   し、 該自動切替機構は、前記減速動作の検知時に前記車両の
   駆動方式を４輪駆動に強制的に切り替えることを特徴と
   する請求項１〜７に記載の車両用エンジンの制御装置。
9. 【請求項９】 車両用エンジンの吸・排気弁を電気的に
   自動開閉制御する電磁式吸・排気弁制御システムを有す
   る車両用エンジンの制御装置において、 前記車両の走行状態における前方を監視する前方監視機
   構と、 該前方監視機構により前方の危険要素の有無を判定する
   危険要素判定手段と、 該危険判定手段により危険要素があると判定した際に、
   該危険要素までの距離及び前記車両の運転状態とを検出
   する車両状況検出手段と、 該検出した車両状況に応じて前記吸・排気弁の少なくと
   も一方の開弁期間を短縮する制御を行うバルブ制御手段
   とを有することを特徴とする車両用エンジンの制御装
   置。