JPH11107825A

JPH11107825A - エンジンの空気量制御装置

Info

Publication number: JPH11107825A
Application number: JP9269985A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mori; 浩一森; Tatsuo Sato; 立男佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 1999-04-20
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: JP3760591B2

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒温度が高いために減速燃料カットを禁止し
たときに、失火，加速を招くことのない適正な空気量に
制御する。【解決手段】スロットル弁が全閉でかつエンジン回転速
度が所定速度以上である減速運転時に燃料カットを行わ
せるが（Ｓ１）、触媒の温度が所定値以上であるときに
は、前記減速燃料カットを禁止する（Ｓ２）。そして、
減速燃料カットを禁止するときには、スロットル弁をバ
イパスしてエンジンに供給される補助空気量を、目標ブ
ーストになるようにエンジン回転速度に応じて制御する
（Ｓ４，Ｓ５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの空気量
制御装置に関し、詳しくは、燃料カットが禁止されるエ
ンジンの被駆動運転状態においてエンジンの吸入空気量
を適切に制御するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジンの被駆動運転状態で
ある減速運転状態においてエンジンへの燃料供給を停止
させる減速燃料カットが知られているが、排気浄化を行
う触媒の温度が高い条件下で前記減速燃料カットが実行
されると、触媒劣化の進行が速まるため、触媒温度が高
いときに前記減速燃料カットを禁止し、通常に燃料を供
給して燃焼させることが望まれる。

【０００３】しかし、減速時には、スロットル弁が全閉
になって負圧が高くなるため、失火を発生させずに燃焼
させるためには、スロットル弁をバイパスするバイパス
通路を介した空気の供給が要求される。かかる減速時の
補助空気量の制御技術としては、従来、特開昭５８−１
７８８４７号公報に開示されるようなものがあった。

【０００４】このものは、減速状態をスロットル開度に
基づいて検出し、スロットル弁の閉弁速度や開度変化幅
に応じて、補助空気弁の駆動時間を変化させ、また、燃
料供給量も上記のスロットル情報に基づいて決定するこ
とで、減速時であっても最適な空燃比に制御しようとす
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、減速時の空
気量が不足すると失火が発生し、また、空気量が過剰で
あるとトルクが発生して加速してしまうという問題があ
り、減速時の空気量は失火を回避しつつ加速を防止でき
る値に制御する必要がある。しかし、上記従来のように
スロットル弁開度の情報のみから補助空気量を決定する
構成では、エンジン回転速度によっては必ずしも要求空
気量を供給することができず、失火や加速が発生する可
能性があることが実験的に判明した。

【０００６】また、気圧変化等によっても、要求空気量
に精度良く制御することができなくなり、失火や加速が
発生する可能性があった。更に、補助空気量制御弁の応
答遅れによって減速移行直後に要求空気量が得られなく
なってしまう可能性もあった。本発明は上記問題点に鑑
みなされたものであり、燃料カットが禁止される減速運
転時（エンジンの被駆動運転状態）において、要求空気
量を精度良く供給でき、以て、失火や加速を発生させる
ことのない燃焼が得られる空気量制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】また、減速時（被駆動運転状態）に必要と
される空気量を応答良く供給できるようにすることを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１記載
の発明は、燃焼を伴うエンジンの被駆動運転状態におい
て、エンジンに供給される空気量をエンジン回転速度が
高いときほど多くする構成とした。かかる構成による
と、燃料カットが行われずに、通常に燃料の供給が行わ
れる被駆動運転状態において、エンジンに供給される空
気量をエンジン回転速度が高いときほど多くし、エンジ
ン回転速度毎に異なる要求空気量に制御して、失火，加
速を生じさせない目標ブーストに制御する。

【０００９】尚、本願において、エンジンの被駆動運転
状態とは、例えば車両に搭載されたエンジンにおいて、
減速運転中或いは車両が下り坂を走行中にスロットル弁
が略全閉とされ、エンジンが車両の駆動輪から逆に回転
力を受けて駆動される、いわゆるエンジンブレーキ状態
で、かつ、エンジン回転速度が所定の回転速度以上であ
る状態をいうものとする。

【００１０】請求項２記載の発明は、エンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段と、エンジンに供給され
る空気量を制御する空気量制御弁と、エンジンの回転速
度を検出する回転速度検出手段と、前記運転状態検出手
段で燃焼を伴うエンジンの被駆動運転状態が検出されて
いるときに、前記回転速度検出手段で検出される回転速
度が高いときほどエンジンに供給される空気量が多くな
るように前記空気量制御弁を制御する空気量制御手段
と、を含んで構成される。

【００１１】かかる構成によると、燃焼を伴うエンジン
の被駆動運転状態においては、エンジン回転速度が高い
ときほどエンジンの吸入空気量が多くなるように、空気
量制御弁の開度が制御される。尚、前記空気量制御弁
は、アクチュエータで開閉駆動されるスロットル弁であ
っても良いし、また、スロットル弁をバイパスして設け
られるバイパス通路に介装される補助空気量制御弁であ
っても良い。

【００１２】請求項３記載の発明は、図１に示すように
構成される。図１において、運転状態検出手段はエンジ
ンの運転状態を検出する手段であり、燃料カット手段
は、この運転状態検出手段でエンジンの所定の被駆動運
転状態が検出されているときに、エンジンへの燃料供給
を停止させる。また、触媒温度検出手段は、エンジンの
排気通路に介装された触媒の温度を検出する手段であ
り、燃料カット禁止手段は、この触媒温度検出手段で検
出される触媒の温度が所定値以上であるときに、前記燃
料カット手段による燃料供給の停止を禁止する。

【００１３】一方、補助空気量制御弁は、スロットル弁
をバイパスするバイパス通路に介装され、該バイパス通
路からエンジンに供給される補助空気量を制御する弁で
ある。また、回転速度検出手段はエンジンの回転速度を
検出する手段であり、目標補助空気量設定手段は、エン
ジンに供給される目標補助空気量を、前記回転速度検出
手段で検出される回転速度が高いときほど大きく設定す
る。

【００１４】そして、補助空気量制御手段は、エンジン
が前記所定の被駆動運転状態であり、かつ、前記燃料カ
ット禁止手段によつて燃料供給の停止が禁止されるとき
に、エンジンに供給される補助空気量が前記目標空気量
設定手段で設定される目標補助空気量となるよう前記補
助空気量制御弁を制御する。かかる構成によると、エン
ジンの被駆動運転状態では基本的に燃料カットを行う
が、触媒温度が高く燃料カットによって触媒劣化を速め
る結果となるときには、前記燃料カットを禁止して、燃
料供給を行わせる。そして、触媒温度に基づき燃料カッ
トを禁止した燃焼を伴う被駆動運転状態において、エン
ジン回転速度が高いときほど補助空気量を多くする。

【００１５】請求項４記載の発明では、エンジンの吸入
負圧に応じてエンジンが前記所定の被駆動運転状態のと
きに開弁するカット弁を前記バイパス通路に介装する構
成とした。かかる構成によると、補助空気量制御弁が開
いていても、カット弁が閉じていれば、バイパス通路を
介した補助空気の供給は行われないことになり、また、
前記カット弁が吸入負圧に応じて開閉されるから、補助
空気の供給が必要な吸入負圧の大きな状態（真空を０と
する絶対圧として小さい状態）においてのみバイパス通
路を開くように設定し得る。

【００１６】請求項５記載の発明では、前記補助空気量
制御手段は、前記触媒温度検出手段で検出された触媒の
温度が前記所定値以上であるときに、前記補助空気量制
御弁の開度を前記目標補助空気量に対応する目標開度に
予め制御しておく構成とした。かかる構成によると、触
媒温度が燃料カットの禁止が行われる高温状態であると
きには、被駆動運転状態になる前に予め燃料供給が行わ
れる被駆動運転状態に対応して補助空気量制御弁の開度
を制御しておき、実際に被駆動運転状態に移行したとき
には前記カット弁の開制御によって直ちに要求空気量が
得られるようにする。

【００１７】請求項６記載の発明では、エンジンの運転
状態が前記所定の被駆動運転状態に移行したときの前記
補助空気量制御弁の開度と前記目標開度との差が所定値
以上であるときに、前記燃料カット禁止手段に優先して
エンジンへの燃料供給を強制的に停止させる開度差によ
る燃料カット強制手段を設ける構成とした。かかる構成
によると、予め補助空気量制御弁の開度を制御しておく
構成において、目標開度に達する前に被駆動運転状態に
移行した場合であって、要求補助空気量が被駆動運転状
態の初期から得られないときには、燃料カットを行わ
せ、空気量不足による失火の発生等を未然に回避する。

【００１８】請求項７記載の発明では、吸入負圧の状態
に優先してスロットル弁の開状態において前記カット弁
を閉状態に保持する構成とした。かかる構成によると、
スロットル弁の開状態であるときには、カット弁を閉に
保持し、通常走行状態での補助空気量の供給によるトル
ク変動を回避する。請求項８記載の発明では、エンジン
の吸入負圧を絶対圧として検出する吸入負圧検出手段を
備え、前記目標補助空気量設定手段は、検出された回転
速度と吸入負圧とに応じて目標補助空気量を設定する構
成とした。

【００１９】かかる構成によると、エンジン回転速度に
基づいて補助空気量を制御すると共に、気圧の変化等に
よって前記回転速度に応じた補助空気量では所期の吸入
負圧に制御できない分を、実際の吸入負圧（絶対圧）の
検出結果に基づいて補正する。請求項９記載の発明で
は、エンジンの失火を検出する失火検出手段を備え、前
記目標補助空気量設定手段は、検出された回転速度と失
火の有無に応じて目標補助空気量を設定する構成とし
た。

【００２０】かかる構成によると、補助空気量が不足し
て失火が発生すると、該失火発生に基づいてエンジン回
転速度に応じた補助空気量を増大修正することが可能で
ある。請求項１０記載の発明では、前記補助空気量制御
手段で制御される補助空気量が所定範囲を越えるとき
に、前記燃料カット禁止手段に優先してエンジンへの燃
料供給を強制的に停止させる補助空気量による燃料カッ
ト強制手段を設ける構成とした。

【００２１】かかる構成によると、補助空気量（指示
値）が通常要求される範囲を越えるときには、部品故障
などによって目標の空気量に制御できない状態であっ
て、失火や加速が生じる可能性があるものと推定し、燃
料カットを実行することで、失火，加速の発生を防止す
る。請求項１１記載の発明では、前記補助空気量制御手
段による補助空気量の制御中に、前記運転状態検出手段
で加速運転状態が検出されたときには、前記燃料カット
禁止手段に優先してエンジンへの燃料供給を強制的に停
止させる加速時燃料カット強制手段を設ける構成とし
た。

【００２２】かかる構成によると、補助空気量の制御中
に加速したときには、要求量よりも多い補助空気量が供
給されているものと判断し、燃料カットを実行すること
で加速状態の解消を図る。

【００２３】

【発明の効果】請求項１又は請求項２記載の発明による
と、被駆動運転状態における空気量をエンジン回転速度
毎に適正量に制御でき、失火，加速を招くことなく燃焼
させることができるという効果がある。請求項３記載の
発明によると、燃料カットによる触媒劣化を抑制できる
と共に、触媒劣化を抑制すべく燃料カットを禁止したと
きに、失火，加速を招くことのない空気量に制御できる
という効果がある。

【００２４】請求項４記載の発明によると、必要のない
状態での補助空気量の供給を回避できるという効果があ
る。請求項５記載の発明によると、事前に補助空気量制
御弁の開度を減速時に要求される開度に制御しておくこ
とができ、以て、空気量制御の応答性を改善できるとい
う効果がある。

【００２５】請求項６記載の発明によると、補助空気量
制御弁の開度が目標開度にまで到達していない状態のま
ま燃焼を伴う被駆動運転状態に移行することを回避でき
るという効果がある。請求項７記載の発明によると、ス
ロットル弁が開かれているときに不要な補助空気量の供
給によってトルク変動が生じることを確実に防止できる
という効果がある。

【００２６】請求項８記載の発明によると、気圧の変化
等があっても、目標の吸入負圧（空気量）に精度良く制
御できるという効果がある。請求項９記載の発明による
と、空気量不足による失火の発生を確実に防止できると
いう効果がある。請求項10記載の発明によると、部品故
障等によって要求空気量に制御できない状態を判断して
燃料カットを実行させることで、失火，加速を伴う燃焼
を回避できるという効果がある。

【００２７】請求項11記載の発明によると、空気量過剰
による加速の発生を確実に防止できるという効果があ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図２は、第１の実施の形態におけるエンジンのシ
ステム構成を示す図であり、エンジン１には、エアクリ
ーナ２で濾過された空気が、スロットル弁３で計量さ
れ、吸気弁４を介してシリンダ内に吸引される。

【００２９】エンジン１の各気筒には、燃焼室内に直接
燃料（ガソリン）を噴射する電磁式の燃料噴射弁５がそ
れぞれに設けられ、該燃料噴射弁５から噴射された燃料
によってシリンダ内に混合気が形成される。シリンダ内
の混合気は、点火栓６による火花点火によって着火燃焼
し、燃焼排気は、排気弁７を介して排出され、触媒８で
浄化されて大気中に放出される。

【００３０】本実施の形態におけるエンジン１は、上記
構成により直噴式火花点火エンジンを構成するが、燃料
噴射弁５が吸気ポート部分に燃料を噴射するポート噴射
式火花点火エンジンであっても良い。マイクロコンピュ
ータを内蔵したコントロールユニット10は、各種センサ
からの検出信号に基づく演算処理によって、前記燃料噴
射弁５による燃料噴射及び点火栓６による点火（図示し
ない点火コイルへの通電）を制御する。

【００３１】前記各種センサとしては、吸入空気流量Ｑ
を検出するエアフローメータ11、１°ＣＡ毎にポジショ
ン信号ＰＯＳを出力するポジションセンサ12、基準クラ
ンク角度毎にリファレンス信号（基準角度信号）ＲＥＦ
を出力するリファレンスセンサ13、燃焼混合気の空燃比
を検出する空燃比センサ15，前記スロットル弁３の開度
ＴＶＯを検出するスロットルセンサ16、冷却水温度Ｔｗ
を検出する水温センサ17等が設けられている。

【００３２】尚、前記ポジション信号ＰＯＳ又はリファ
レンス信号ＲＥＦに基づいてコントロールユニット10が
エンジン回転速度Ｎｅを算出するようになっており、回
転速度検出手段として機能は、前記ポジションセンサ12
又はリファレンスセンサ13とコントロールユニット10と
によって実現される。更に、スロットル弁３をバイパス
してバイパス通路21が設けられると共に、該バイパス通
路21には、ステップモータ等のアクチュエータで開度制
御可能に開閉駆動される補助空気量制御弁22（空気量制
御弁）が介装されており、コントロールユニット10は、
前記補助空気量制御弁22の開度を制御することによっ
て、前記バイパス通路21を介してエンジンに供給される
補助空気量を制御する。

【００３３】前記コントロールユニット10は、エアフロ
ーメータ11で検出される吸入空気流量Ｑ、及び、ポジシ
ョン信号ＰＯＳ又はリファレンス信号ＲＥＦに基づいて
算出されるエンジン回転速度Ｎｅに基づいて、基本燃料
噴射量Ｔｐを演算する一方、この基本燃料噴射量Ｔｐを
冷却水温度Ｔｗや空燃比センサ15で検出される空燃比等
に基づいて補正して、最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算す
る。そして、所定の噴射タイミングにおいて前記燃料噴
射量Ｔｉに相当するパルス幅の噴射パルス信号を前記燃
料噴射弁５に出力することで、エンジン１への燃料供給
を制御する。

【００３４】また、コントロールユニット10は、スロッ
トル弁３が全閉でかつエンジン回転速度Ｎｅが所定速度
以上の減速運転時（所定の被駆動運転状態）には、前記
燃料噴射弁５による燃料噴射を停止させる制御（以下、
減速燃料カットという）を行って、ＨＣ排出量の抑制と
燃費向上を図る（燃料カット手段）。但し、触媒８の温
度が高い状態で燃料カットが実行されると、触媒８を劣
化させることになってしまうので、触媒８の温度が所定
温度以上であるときに減速燃料カットを禁止するように
なっている（燃料カット禁止手段）。

【００３５】そして、減速燃料カットが禁止される状態
において、コントロールユニット10は、図３のフローチ
ャートに示すようにして、前記補助空気量制御弁22を制
御して、燃焼を伴う減速運転時の空気量を制御してい
る。図３のフローチャートにおいて、ステップ１（図中
にはＳ１と記してある。以下同様）では、減速燃料カッ
ト条件であるか否かを判別する。

【００３６】そして、減速燃料カット条件であれば、ス
テップ２へ進み、触媒８の温度に基づいて減速燃料カッ
トを禁止すべき条件であるか否かを判別する。触媒８の
温度は、直接温度センサで検出しても良いし、また、エ
ンジン負荷，エンジン回転速度Ｎｅ等から推定する構成
であっても良い（触媒温度検出手段）。

【００３７】触媒温度が低く減速燃料カットを実行し得
る条件のときには、ステップ３へ進み、減速燃料カット
を実行させる。一方、触媒温度が高く減速燃料カットが
禁止されるときには、通常に燃料噴射が行われることに
なるが、スロットル弁３が全閉に閉じられることによっ
て負圧が高くなって空気量が不足し失火が生じる可能性
があるため、前記補助空気量制御弁22によって空気量を
制御する。

【００３８】具体的には、ステップ４へ進み、予めエン
ジン回転速度Ｎｅに対応して目標補助空気量を記憶させ
てあるテーブルを参照し、そのときのエンジン回転速度
Ｎｅに対応する目標補助空気量を検索する（目標補助空
気量設定手段）。前記目標補助空気量は、エンジン回転
速度Ｎｅが高いときほど大きな値に設定されており、こ
れによって、エンジン回転速度Ｎｅによって異なる要求
空気量の違いに対応して、適正な補助空気量に制御でき
る。即ち、前記エンジン回転速度Ｎｅに応じた目標補助
空気量は、図４に示すように、失火限界のブーストと、
Ｎ／Ｌ（ノーロード）相当のブーストとの間の目標ブー
スト（絶対圧）が得られる値として予め設定される結
果、エンジン回転速度Ｎｅが高いときほど大きな値に設
定されるものであり、これにより、失火の発生を回避し
つつ、エンジンが加速してしまうことのない空気量に制
御できる。

【００３９】上記ステップ１，２の部分が、燃焼を伴う
減速運転（被駆動運転）を検出する運転状態検出手段に
相当する。ステップ５では、前記ステップ４で設定した
目標補助空気量が得られる開度に前記補助空気量制御弁
22の開度を制御する（空気量制御手段，補助空気量制御
手段）。

【００４０】ステップ６では、前記ステップ２での判別
結果を受けて燃料カットを禁止し（燃料カット禁止手
段）、前記補助空気量制御弁22を介して補助空気量が得
られる状態で燃焼を行わせる。図５は、第２の実施の形
態を示すエンジンのシステム構成図であり、図２に対し
て、エンジン１のブースト（吸入負圧）を、真空を０と
する絶対圧として検出するブーストセンサ18（吸入負圧
検出手段）を備える点のみが異なる。尚、以下、ブース
トは絶対圧で示されるものとする。

【００４１】そして、第２の実施の形態では、図６のフ
ローチャートに示すようにして、燃料カットが禁止され
る減速運転状態において補助空気量制御弁22を制御す
る。図６のフローチャートにおいて、ステップ11では、
減速燃料カットの条件であるか否かを判別し、条件が成
立しているときには、ステップ12で、触媒８の温度に基
づいて減速燃料カットを禁止すべき状態であるか否かを
判別する。

【００４２】そして、触媒８の温度が低いときには、ス
テップ13へ進んで、減速燃料カットを実行させる。一
方、触媒８の温度が高く減速燃料カットを禁止すべき条
件であるときには、ステップ14へ進み、前記ステップ４
と同様に、エンジン回転速度Ｎｅに基づいて目標補助空
気量を設定する（目標補助空気量設定手段）。

【００４３】ステップ15では、前記ブーストセンサ18で
検出されたブーストＰＢ（真空を０とする絶対圧）を読
み込む。ステップ16では、前記エンジン回転速度Ｎｅに
基づく目標補助空気量の設定において目標としたブース
トＰＢＴＧと、前記検出された実際のブーストＰＢとの
偏差ΔＰＢを演算する（ΔＰＢ＝ＰＢＴＧ−ＰＢ）。

【００４４】ステップ17では、予め前記偏差ΔＰＢに応
じて補正空気量ＨＯＳを記憶したテーブルを参照し、前
記ステップ16で演算した偏差ΔＰＢに対応する補正空気
量ＨＯＳを求める。上記ステップ17における補正空気量
ＨＯＳのテーブルは、前記偏差ΔＰＢの絶対値が大きい
ほど補正量ＨＯＳの絶対値も大きくなり、また、前記偏
差ΔＰＢが正であって、実際のブーストＰＢが目標ブー
ストＰＢＴＧよりも低いとき（実際のブーストの方がよ
り真空に近いとき）には、補正量ＨＯＳとして正の値が
設定され、目標補助空気量が増大補正され、逆に、前記
偏差ΔＰＢが負であって、実際のブーストＰＢが目標ブ
ーストＰＢＴＧよりも高いとき（目標のブーストの方が
より真空に近いとき）には、補正量ＨＯＳとして負の値
が設定され、目標補助空気量が減少補正されるようにな
っている。即ち、前記補正量ＨＯＳによって目標補助空
気量を補正することで、気圧の変化等があっても、目標
ブーストＰＢＴＧを得られる補助空気量を精度良く設定
できるようになっている。

【００４５】ステップ17で補正量ＨＯＳを設定すると、
ステップ18では、前記ステップ14で設定した目標補助空
気量に前記補正量ＨＯＳを加算して修正し、ステップ19
では、前記修正された目標補助空気量に基づいて前記補
助空気量制御弁22の開度を制御する。そして、ステップ
20では、減速燃料カットを禁止し、上記ステップ19によ
る開度制御の結果として補助空気量が得られる状態で燃
焼を行わせる。

【００４６】図７のフローチャートは、第３の実施の形
態における補助空気量制御の様子を示すものである。
尚、この第３の実施の形態における制御内容は、図２に
示した第１の実施の形態におけるシステム構成に適用さ
れるものとして以下に説明する。図７のフローチャート
において、ステップ31では、減速燃料カット条件を判別
し、条件成立時にはステップ32へ進み、触媒温度に基づ
いて燃料カットを禁止すべき状態であるか否かを判別す
る。

【００４７】そして、触媒温度が低く減速燃料カットを
実行できるときには、ステップ33へ進んで、減速燃料カ
ットを実行する。一方、触媒温度が高く減速燃料カット
を禁止すべき条件であるときには、ステップ34へ進み、
前記ステップ４，14と同様に、エンジン回転速度Ｎｅに
応じて目標補助空気量を設定する。

【００４８】ステップ35では、エンジン１において失火
が発生しているか否かを判別する。失火の検出は、エン
ジン回転速度Ｎｅの変動に基づいて検知でき、また、筒
内圧センサを備える場合であれば、該センサで検出され
る筒内圧に基づいて検知できる（失火検出手段）。ステ
ップ35で失火が発生していると判別されたときには、ス
テップ36へ進み、補正空気量ＨＯＳを所定値Δα１だけ
増大させ、失火が発生していないと判別されたときに
は、ステップ37へ進み、前記補正空気量ＨＯＳを所定値
Δα２（＜Δα１）だけ減少させる。即ち、失火が発生
しているときには空気量不足を判断して、補助空気量を
増大させる一方、失火が発生していないときには空気の
過剰供給による加速を回避すべく、補助空気量を減少さ
せるものである。

【００４９】ステップ38では、前記補正量ＨＯＳによっ
て前記ステップ34で設定された目標補助空気量を補正す
る。ステップ39では、補助空気量の上下限値を、エンジ
ン回転速度Ｎｅに基づいて設定する。前記上下限値は、
前記図４に示したノーロード，失火限界のブーストに対
応して設定される。

【００５０】ステップ40では、前記ステップ38で補正量
ＨＯＳによる補正設定で得られた目標補助空気量が、前
記ステップ39で設定した上下限値で挟まれる範囲内であ
るか否かを判別する。ステップ40で目標補助空気量が上
下限値で挟まれる範囲内であると判断されたときには、
ステップ41へ進み、前記目標補助空気量に従って補助空
気量制御弁22を制御し、ステップ42では、減速燃料カッ
トを禁止する処理を行う。

【００５１】一方、ステップ40で目標補助空気量が上下
限値で挟まれる範囲を越えていると判断されたときに
は、ステップ43へ進み、減速燃料カットを実行させる
（補助空気量による燃料カット強制手段）。目標補助空
気量が上下限値を越えているときには、補助空気量制御
弁22の故障によって目標補助空気量が実際には得られて
おらず、失火が発生する状態、或いは、加速する状態で
燃焼が行われている可能性がある。

【００５２】失火が発生すると、未燃ＨＣが触媒８で燃
焼して触媒８の溶損を発生させる可能性があり、また、
加速が生じると運転性を大きく損ねることになり、これ
らは、減速燃料カットの実行による触媒劣化の進行より
も優先的に対処すべき事項である。そこで、減速燃料カ
ットを実行させて、少なくとも失火，加速が生じる状態
での減速運転を避けるようにする。

【００５３】尚、ステップ40で目標補助空気量が上下限
値で挟まれる範囲を越えていると判断されたときには、
その後、イグニッションスイッチがＯＦＦされるまでの
間は、たとえ触媒温度が高いときであっても、減速燃料
カットが禁止されないようにすると良い。図８のフロー
チャートは、第４の実施の形態における補助空気量制御
の様子を示すものである。尚、この第４の実施の形態に
おける制御内容は、図２に示した第１の実施の形態にお
けるシステム構成に適用されるものとして以下に説明す
る。

【００５４】図８のフローチャートにおいて、ステップ
51では、減速燃料カット条件を判別し、条件成立時には
ステップ52へ進み、触媒温度に基づいて燃料カットを禁
止すべき状態であるか否かを判別する。そして、触媒温
度が低く減速燃料カットを実行できるときには、ステッ
プ53へ進んで、減速燃料カットを実行する。

【００５５】一方、触媒温度が高く減速燃料カットを禁
止すべき条件であるときには、ステップ54へ進み、前記
ステップ４，14，34と同様に、エンジン回転速度Ｎｅに
応じて目標補助空気量を設定する。ステップ55では、車
速の変化ΔＶＳＰ（ΔＶＳＰ＝最新車速−前回車速）が
所定値以上であって、車速ＶＳＰが増大変化を示してい
るか否かを判別する。

【００５６】そして、車速ＶＳＰが増大変化していると
き、換言すれば、車両が加速しているときには、減速燃
料カットを禁止すべき条件下ではあるが、減速要求時の
加速を確実に回避すべく、ステップ53へ進んで減速燃料
カットを実行させる。一方、車速ＶＳＰが増大していな
いと判断されると、ステップ56へ進み、エンジン回転速
度Ｎｅの変化ΔＮｅ（ΔＮｅ＝最新速度−前回速度）が
所定値以上であって、エンジン回転速度Ｎｅが増大変化
を示しているか否かを判別する。

【００５７】そして、エンジン回転速度Ｎｅが増大変化
しているときにも、ステップ53へ進んで減速燃料カット
を実行させる。上記のステップ55又はステップ56からス
テップ53へ進む処理が、加速時燃料カット強制手段に相
当する。車速ＶＳＰ，エンジン回転速度Ｎｅが共に増大
変化していないときには、ステップ57へ進み、基本燃料
噴射量Ｔｐが最小値以上であるか否かを判別する。前記
最小値とは、噴射時間に比例する噴射量が得られる最小
噴射時間に相当するものである。基本燃料噴射量Ｔｐが
最小値を下回るときには、空燃比制御性が低下して失火
等が発生する可能性があるので、ステップ53へ進んで減
速燃料カットを実行させる。

【００５８】車速ＶＳＰ，エンジン回転速度Ｎｅが共に
増大変化してなく、かつ、基本燃料噴射量Ｔｐが最小値
以上であるときには、ステップ58へ進み、目標補助空気
量に応じて補助空気量制御弁22を制御し、ステップ59で
は、減速燃料カットを禁止する。尚、上記第４の実施の
形態では、目標補助空気量を、エンジン回転速度Ｎｅの
みに基づいて決定する構成としたが、第２の実施の形態
のように、エンジン回転速度Ｎｅ及びブーストセンサ18
の検出結果に基づいて目標補助空気量を決定する構成、
或いは、第３の実施の形態のように、エンジン回転速度
Ｎｅ及び失火検出の結果から目標補助空気量を決定する
構成において、上記同様に、車速ＶＳＰ，エンジン回転
速度Ｎｅの変化、基本燃料噴射量Ｔｐに基づいて、減速
燃料カットを実行させる構成としても良い。

【００５９】図９は第５の実施の形態を示すエンジンの
システム図であり、前記第１〜第４の実施の形態に示し
た補助空気量制御を、前記図９に示すシステム構成に適
用することが可能である。図９において、補助空気量制
御弁22下流側のバイパス通路21に、オン・オフ的に開閉
駆動されるカット弁23を介装してあり、このカット弁23
は、図10に示すように、ブーストセンサ18の信号をコン
トロールユニット10内に設けた論理回路で処理すること
で、該論理回路の出力に基づいて開閉（通電・非通電）
制御される。即ち、ブーストセンサ18で検出されるブー
ストに基づいて開状態と閉状態とのいずれかに制御され
るものであり、制御の信頼性を高めるためにソフトウェ
ア処理ではなく、論理回路によって制御されるようにし
てある。

【００６０】前記カット弁23は、図４に示すノーロード
Ｎ／Ｌ相当のブースト（絶対圧）以下で、減速時の目標
ブースト以上に設定された基準ブースト以下になったと
きに開制御され、前記基準ブーストを越える状態では閉
に制御されるようになっており、これにより、減速運転
に移行した直後に開いてバイパス通路21を介した補助空
気量の供給を可能ならしめるようになっている。

【００６１】かかる構成によれば、補助空気量制御弁22
の開故障があっても、減速時以外で補助空気量が供給さ
れてしまうことを回避できる。図11のフローチャート
は、第６の実施の形態を示すものであり、前記図９のシ
ステム構成に適用される補助空気量制御を示す。この図
11のフローチャートにおいて、ステップ61では、触媒８
の温度が減速燃料カットを禁止すべき所定の高温状態で
あるか否かを判別する。そして、触媒温度が高温である
ときには、ステップ62へ進み、減速運転を待たずに、燃
料カットが禁止される減速運転時に対応するために目標
補助空気量を第１の実施の形態と同様にエンジン回転速
度に応じて設定し、ステップ63では、補助空気量制御弁
22の開度を前記目標補助空気量相当に開いておく。

【００６２】ステップ64では、減速燃料カット条件を判
別し、条件成立時にはステップ65へ進み、触媒温度に基
づいて燃料カットを禁止すべき状態であるか否かを判別
する。そして、触媒温度が低く減速燃料カットを実行で
きるときには、ステップ66へ進んで、減速燃料カットを
実行する。

【００６３】一方、触媒温度が高く減速燃料カットを禁
止すべき条件であるときには、ステップ67へ進み、減速
燃料カットを禁止する。このとき、カット弁23が減速運
転への移行によるブーストの低下に伴って開制御される
ので、予め開かれていた補助空気量制御弁22で調整され
る補助空気量が直ちにエンジンに供給される。

【００６４】補助空気量制御弁22の開度を、減速運転に
移行してから制御するのでは、開度変化の応答遅れによ
って目標補助空気量を直ちに得ることができないが、上
記のように減速燃料カットが行われることが予測される
ときに予め補助空気量制御弁22の開度を目標補助空気量
に見合った開度に開いておき、実際に減速運転される前
はカット弁23によって補助空気量の供給を遮断する一
方、減速運転への移行と共にカット弁23を開くようにす
れば、オン・オフ的に開閉されるカット弁23の応答は良
いから、減速運転への移行直後から目標補助空気量を供
給させることが可能である。

【００６５】尚、実際に減速運転に移行した後では、目
標補助空気量を、ブーストセンサ18の検出結果や、失火
の検出結果に基づいて修正し、また、該修正された目標
補助空気量が所定範囲を越えるときに燃料カッヘト移行
させたり、加速が検出されたときに燃料カットへ移行さ
せたりする構成とすることも可能であり、これは、後述
する第７，第８の実施の形態においても同様である。

【００６６】図12のフローチャートは、第７の実施の形
態を示すものであり、前記図９のシステム構成に適用さ
れる補助空気量制御を示す。この図12のフローチャート
において、ステップ71では、触媒８の温度が減速燃料カ
ットを禁止すべき所定の高温状態であるか否かを判別
し、触媒温度が高温であるときには、ステップ72へ進
み、減速運転を待たずに、燃料カットが禁止される減速
運転時に対応するために目標補助空気量を設定し、ステ
ップ73では、補助空気量制御弁22の開度を前記目標補助
空気量相当に開いておく。

【００６７】ステップ74では、スロットル弁３が全閉か
否かを判別する。そして、スロットル弁３が開かれてい
る状態であるときには、ステップ75へ進んで、ブースト
センサ18で検出されるブーストに応じたカット弁23の開
閉制御に優先して、カット弁23を閉に制御する。これに
より、スロットル弁３が開かれた走行状態において補助
空気量制御弁22を介して補助空気量がエンジン１に供給
されることを回避する。即ち、本実施の形態では、前述
のように、減速運転される前に予め補助空気量制御弁22
を減速時の要求に見合った開度に開けておくが、スロッ
トル３が開かれている走行状態では、補助空気が供給さ
れるとトルク変動が生じて運転者に違和感を与えること
になってしまうので、これを確実に回避すべく、スロッ
トル弁３が開いているときにはそのときのブーストに関
わらず、カット弁23を閉じておくようにする。

【００６８】一方、スロットル弁３が全閉であるときに
は、ステップ76へ進み、スロットル弁３全閉以外の減速
燃料カット条件を判別し、条件成立時にはステップ77へ
進み、触媒温度に基づいて燃料カットを禁止すべき状態
であるか否かを判別する。そして、触媒温度が低く減速
燃料カットを実行できるときには、ステップ78へ進ん
で、減速燃料カットを実行する。

【００６９】一方、触媒温度が高く減速燃料カットを禁
止すべき条件であるときには、ステップ79へ進み、減速
燃料カットを禁止する。このとき、カット弁18が減速運
転への移行によるブーストの低下に伴って開制御され
る。図13のフローチャートは、第８の実施の形態を示す
ものであり、前記図９のシステム構成に適用される補助
空気量制御を示す。

【００７０】この図13のフローチャートにおいて、ステ
ップ81では、触媒８の温度が減速燃料カットを禁止すべ
き所定の高温状態であるか否かを判別し、触媒温度が高
温であるときには、ステップ82へ進み、減速運転を待た
ずに、燃料カットが禁止される減速運転時に対応するた
めに目標補助空気量を設定し、ステップ84では、補助空
気量制御弁22の開度を前記目標補助空気量相当に開いて
おく。

【００７１】ステップ84では、スロットル弁３が全閉か
否かを判別する。そして、スロットル弁３が開かれてい
る状態であるときには、ステップ85へ進んで、ブースト
センサ18で検出されるブーストに応じたカット弁23の開
閉制御に優先して、カット弁23を閉に制御する。一方、
スロットル弁３が全閉であるときには、ステップ86へ進
み、スロットル弁３全閉以外の減速燃料カット条件を判
別し、条件成立時にはステップ87へ進み、触媒温度に基
づいて燃料カットを禁止すべき状態であるか否かを判別
する。

【００７２】そして、触媒温度が低く減速燃料カットを
実行できるときには、ステップ88へ進んで、減速燃料カ
ットを実行する。一方、触媒温度が高く減速燃料カット
を禁止すべき条件であるときには、ステップ89へ進み、
補助空気量制御弁22の開度と目標開度との偏差（偏差＝
実開度−目標開度）が所定範囲内である否かを判別す
る。

【００７３】具体的には、前記偏差が−Ｄ１よりも小さ
く、実開度が目標開度よりも所定値Ｄ１以上に小さいか
否かを判別する。前記Ｄ１は、目標開度に対応する目標
ブーストと失火限界のブーストとの偏差に相当する値で
あり、実開度が目標開度よりも小さくその偏差が所定値
Ｄ１以上であるときには、空気量不足によって失火の可
能性があるものと判断される。

【００７４】また、前記偏差がＤ２よりも大きく、実開
度が目標開度よりも所定値Ｄ２以上に大きいか否かを判
別する。前記Ｄ１は、目標開度に対応する目標ブースト
とノーロードＮ／Ｌのブーストとの偏差に相当する値で
あり、実開度が目標開度よりも大きくその偏差が所定値
Ｄ２以上であるときには、空気量過剰によって加速する
可能性があるものと判断される。

【００７５】実開度が目標開度よりも所定値Ｄ１以上に
小さいとき、又は、実開度が目標開度よりも所定値Ｄ２
以上に大きいときには、減速燃料カットを禁止しても、
空気量の過不足によって失火又は加速が生じる可能性が
あるので、ステップ88へ進み、触媒温度が高い条件では
あるが、減速燃料カットを実行させる（開度差による燃
料カット強制手段）。

【００７６】一方、目標開度−所定値Ｄ１≦実開度≦目
標開度＋所定値Ｄ２であるときには、失火，加速を招く
ような空気量の過不足を生じないので、ステップ90へ進
んで減速燃料カットを禁止させる。かかる構成による
と、減速燃料カット条件が成立する直前に触媒温度が高
いと判断され、補助空気量制御弁22の開度を予め目標補
助空気量に見合った開度に制御しようとしたが、減速運
転に入る前までに目標開度にまで制御させることができ
ず、然も、そのときの目標開度と実開度との偏差が失
火，加速を招く程度の比較的大きい値であるときには、
減速燃料カットを禁止しても初期状態において失火，加
速の可能性があるため、減速燃料カットをそのまま実行
させ、失火，加速の発生を未然に防止する。

【００７７】尚、本発明は、開度が電気的に制御される
スロットル弁を備え、これをバイパスする通路を持たな
いエンジンにも適用可能である。即ち、このようなエン
ジンにおいても、エンジンの出力が要求されない状況
（例えば、運転者によるアクセル踏み込み量が０の状
態）ではスロットル弁開度が略全閉に制御され、このと
きのエンジン回転速度が所定回転速度以上であれば燃料
カットを行うのであるが、この際、燃料カット条件と触
媒温度による燃料カット禁止条件とが共に成立した場合
には、エンジン回転速度に応じて設定される微小開度だ
けスロットル弁開度を増大補正すれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項３記載の発明の構成を示すブロック図。

【図２】第１の実施の形態におけるエンジンのシステム
構成図。

【図３】第１の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【図４】ノーロード相当のブースト及び失火限界ブース
トと目標ブーストとの相関を示す図。

【図５】第２の実施の形態におけるエンジンのシステム
構成図。

【図６】第２の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【図７】第３の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【図８】第４の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【図９】第５の実施の形態を示すエンジンのシステム構
成図。

【図10】第５の実施の形態におけるカット弁の駆動回路
を示す図。

【図11】第６の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【図12】第７の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【図13】第８の実施の形態における補助空気量制御の内
容を示すフローチャート。

【符号の説明】

１エンジン３スロットル弁５燃料噴射弁８触媒 10 コントロールユニット 11 エアフローメータ 12 ポジションセンサ 13 リファレンスセンサ 15 空燃比センサ 16 スロットルセンサ 17 水温センサ 18 ブーストセンサ 21 バイパス通路 22 補助空気量制御弁 23 カット弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼を伴うエンジンの被駆動運転状態にお
いて、エンジンに供給される空気量をエンジン回転速度
が高いときほど多くすることを特徴とするエンジンの空
気量制御装置。
【請求項２】エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、エンジンに供給される空気量を制御する空気量制御弁
と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記運転状態検出手段で燃焼を伴うエンジンの被駆動運
転状態が検出されているときに、前記回転速度検出手段
で検出される回転速度が高いときほどエンジンに供給さ
れる空気量が多くなるように前記空気量制御弁を制御す
る空気量制御手段と、を含んで構成されることを特徴とするエンジンの空気量
制御装置。
【請求項３】エンジンの運転状態を検出する運転状態検
出手段と、該運転状態検出手段でエンジンの所定の被駆動運転状態
が検出されているときに、エンジンへの燃料供給を停止
させる燃料カット手段と、エンジンの排気通路に介装された触媒の温度を検出する
触媒温度検出手段と、該触媒温度検出手段で検出される触媒の温度が所定値以
上であるときに、前記燃料カット手段による燃料供給の
停止を禁止する燃料カット禁止手段と、スロットル弁をバイパスするバイパス通路に介装され、
該バイパス通路からエンジンに供給される補助空気量を
制御する補助空気量制御弁と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、エンジンに供給される目標補助空気量を、前記回転速度
検出手段で検出される回転速度が高いときほど大きく設
定する目標補助空気量設定手段と、エンジンが前記所定の被駆動運転状態であり、かつ、前
記燃料カット禁止手段によつて燃料供給の停止が禁止さ
れるときに、エンジンに供給される補助空気量が前記目
標空気量設定手段で設定される目標補助空気量となるよ
う前記補助空気量制御弁を制御する補助空気量制御手段
と、を含んで構成されることを特徴とするエンジンの空気量
制御装置。
【請求項４】エンジンの吸入負圧に応じてエンジンが前
記所定の被駆動運転状態のときに開弁するカット弁を前
記バイパス通路に介装したことを特徴とする請求項３記
載のエンジンの空気量制御装置。
【請求項５】前記補助空気量制御手段は、前記触媒温度
検出手段で検出された触媒の温度が前記所定値以上であ
るときに、前記補助空気量制御弁の開度を前記目標補助
空気量に対応する目標開度に予め制御しておくことを特
徴とする請求項４記載のエンジンの空気量制御装置。
【請求項６】エンジンの運転状態が前記所定の被駆動運
転状態に移行したときの前記補助空気量制御弁の開度と
前記目標開度との差が所定値以上であるときに、前記燃
料カット禁止手段に優先してエンジンへの燃料供給を強
制的に停止させる開度差による燃料カット強制手段を設
けたことを特徴とする請求項５記載のエンジンの空気量
制御装置。
【請求項７】吸入負圧の状態に優先してスロットル弁の
開状態において前記カット弁を閉状態に保持することを
特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載のエンジ
ンの空気量制御装置。
【請求項８】エンジンの吸入負圧を絶対圧として検出す
る吸入負圧検出手段を備え、前記目標補助空気量設定手段は、検出された回転速度と
吸入負圧とに応じて目標補助空気量を設定することを特
徴とする請求項３〜７のいずれか１つに記載のエンジン
の空気量制御装置。
【請求項９】エンジンの失火を検出する失火検出手段を
備え、前記目標補助空気量設定手段は、検出された回転速度と
失火の有無に応じて目標補助空気量を設定することを特
徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載のエンジン
の空気量制御装置。
【請求項１０】前記補助空気量制御手段で制御される補
助空気量が所定範囲を越えるときに、前記燃料カット禁
止手段に優先してエンジンへの燃料供給を強制的に停止
させる補助空気量による燃料カット強制手段を設けたこ
とを特徴とする請求項３〜９のいずれか１つに記載のエ
ンジンの空気量制御装置。
【請求項１１】前記補助空気量制御手段による補助空気
量の制御中に、前記運転状態検出手段で加速運転状態が
検出されたときには、前記燃料カット禁止手段に優先し
てエンジンへの燃料供給を強制的に停止させる加速時燃
料カット強制手段を設けたことを特徴とする請求項３〜
１１のいずれか１つに記載のエンジンの空気量制御装
置。