JPH0463218B2

JPH0463218B2 -

Info

Publication number: JPH0463218B2
Application number: JP57170521A
Authority: JP
Inventors: Akira Takahashi; Kazumasa Iida; Katsuo Akishino
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1992-10-09
Also published as: JPS5960051A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、作動気筒数を制御して全気筒運転ま
たは一部気筒運転を行ないうるエンジンの制御装
置に関する。

自動車用エンジンの中には、燃費向上を目的と
してアイドルを含む低負荷時に一部気筒のみで燃
焼を行なうものが出現している。このようなエン
ジンすなわち休筒エンジンにおいては、アイドル
回転数が不安定になりやすいため、特公昭47−
33299号や特公昭49−40886号で提案されている吸
入空気量調整に基づくエンジン回転数帰還等を用
いることが必要となる場合があるが、このような
場合、アクセルペダルに連動するスロツトル弁や
スロツトルバイバス通路に設けられるバイバス弁
をアクチユエータを用いて微妙に制御することが
要求される。

また、休筒エンジンでは、燃費等の観点から、
クロスポイント（同一スロツトル弁開度で全気筒
運転出力と一部気筒運転出力とが同一となる点）
よりも高いエンジン回転数域まで一部気筒運転領
域を拡大して使用しており、このために例えば加
速等によつて一部気筒運転状態から全気筒運転状
態への切換えが行なわれた場合は、このときの全
気筒運転出力と一部気筒運転出力との差によりシ
ヨツクを受けるおそれがあるため、この切り換え
時にはエンジン出力を急速に制御する必要があ
る。

本発明は、上記に鑑み提案されたものであり、
作動気筒数を切り換えうるエンジンにおいて、吸
入空気量を調整する制御弁をアクチユエータによ
つて駆動するようにして、吸入空気量に基づくア
イドル回転数のフイードバツク制御と負荷運転時
における作動気筒数切換時の出力制御とを行なう
ことにより、アイドル回転数の安定化と作動気筒
数切換前後でのトルクシヨツクの防止を図ろうと
するものであり、その際、両制御に対して共通の
制御弁を用い且つ安価で応答性の優れた圧力応動
装置をアクチユエータとして用いることで、装置
の安価構成・簡素化および性能確保をも図ろうと
するものである。

このため、本発明のエンジンの制御装置は、作
動気筒数制御手段からの信号を受けて全気筒運転
または一部気筒運転を行ないうるエンジンにおい
て、上記エンジンの吸入空気量を調整する制御弁
と、同制御弁を駆動する圧力応動装置と、同圧力
応動装置に上記制御弁を微調整するための制御圧
を作用させる第１の電磁弁と、上記圧力応動装置
に上記制御弁を急速駆動するための制御圧を作用
させる第２の電磁弁と、上記エンジンのアイドル
運転時においてエンジン回転数と目標値との比較
に基づきエンジン回転数を目標値に制御するとき
に上記第１の電磁弁に駆動信号を出力する第１の
アクチユエータ制御手段と、上記エンジンの負荷
運転時における一部気筒運転と全気筒運転との切
換に際して上記第２の電磁弁に駆動信号を出力し
て切換直後のエンジン出力トルクが切換直前のエ
ンジン出力トルクに近づくように上記制御弁開度
を切り換える第２のアクチユエータ制御手段とを
そなえ、アイドル運転時におけるエンジン回転数
制御のための吸気量調整と負荷運転時における作
動気筒数切換に際してのエンジン出力制御のため
の吸気量調整とが共通の上記制御弁により行なわ
れることを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としてのエ
ンジン回転数の制御装置について説明すると、第
１図はその全体構成を示す概略説明図、第２図は
その制御ブロツク図、第３〜６図はいずれもその
作用を説明するためのフローチヤート、第７図は
その目標回転数−水温特性図、第８図はその基本
目標開度−水温特性図、第９図はそのエンジン出
力特性図、第１０図ａ〜ｅはいずれもそのアクチ
ユエータの作動特性図、第１１図ａ〜ｄはいずれ
もその作用を説明するためのタイミング図、第１
２図はその作用を説明するための模式図である。

この実施例では、エンジンＥが、運転状態（例
えば低負荷運転状態）によつて作動を停止し休筒
状態へ移行しうる２個の休筒用気筒（この場合は
第１、第４気筒）と、上記運転状態にかかわらず
常時作動する２個の常用気筒（この場合は第２、
第３気筒）とをそなえることにより、作動気筒数
を制御して、４気筒運転（全気筒運転）または２
気筒運転（一部気筒運転）を行ないうる直列４気
筒式の休筒エンジンとして構成されている。

第１図に示すごとく、このエンジンの本体２の
一側には排気マニホルド４が装着され、他側には
吸気マニホルド６が装着されている。そして吸気
マニホルド６を介しエンジン燃焼室に一端が連通
する吸気通路８には、途中にアクセルペダル（図
示せず）と連動するスロツトル弁１０、燃料噴射
装置１２およびエアフローメータ（カルマン渦流
量計）１４が介装され、この吸気通路８の他端は
エアクリーナ１６を介し外気に連通している。

なお、燃料噴射装置１２は、燃料ポンプより低
圧燃料が供給される燃料通路に介装された燃料流
量調整弁である電磁弁１３をそなえており、吸気
通路８内に噴射される燃料量は電磁弁１３の開弁
時間に対応して設定されるようになつている。

また、吸気通路８には、スロツトル弁１０をバ
イパスするすなわちスロツトル弁配設部分よりも
上流側および下流側の各部分をそれぞれ連通連続
するバイパス通路１８が付設されており、このバ
イパス通路１８には同通路１８を通過する吸気量
を制御することによりエンジン燃焼室へ供給され
る吸気量を制御する制御弁としてのバイパス弁２
０が介装されていて、このバイパス弁２０は弁座
に当接してバイパス通路１８を全閉する全閉位置
（第１図最右位置）から図示しないストツパによ
り定められる全開位置（第１図最左位置）まで移
動できるようになつている。

さらに、バイパス弁２０はアクチユエータであ
る圧力応動装置２２のダイアフラム２４に連結さ
れている。圧力応動装置２２の圧力室２６は、負
圧通路２８を介してスロツトル弁１０の介装位置
よりも下流側の吸気通路に連通接続通路に連通接
続されるとともに、大気通路３０を介してスロツ
トル弁１０の介装位置よりも上流側の吸気通路に
連通接続されており、上記圧力室２６には、負圧
通路２８を介し吸気負圧（以下代表して「マニホ
ルド負圧」という）が供給され、大気通路３０を
介して大気圧が供給されるようになつている。

また負圧通路２８には、常閉型の第１ソレノイ
ド弁３２および同弁と吸気通路８側ポートの間に
ソレノイド弁側からポート側へのみ流体を移動せ
しめる逆止弁３３が介装されており、第１ソレノ
イド弁３２は圧力室２６に供給される吸気負圧を
制御している。

他方、大気通路３０には常閉型の第２ソレノイ
ド弁３４が介装されており、この第２ソレノイド
弁３４は圧力室２６に供給される大気圧を制御し
ている。

なお、第１図中の符号３５ａ，３５ｂは流量制
御用のオリフイスを示している。

また、大気通路３０における第２ソレノイド弁
３４の配設部分よりも上流側の部分と、オリフイ
ス３５ｂの配設部分よりも下流側の部分との間に
は、オリフイスを有しない補助大気通路３１が連
通接続されており、この補助大気通路３１には、
第３ソレノイド弁３７が介装されていて、この第
３ソレノイド弁３７は、第２ソレノイド弁３４に
よつて圧力室２６へ大気圧を作用させる場合より
も短時間で大気圧を作用させるように制御するも
のである。

また圧力室２６内には、スプリング３６が配設
されており、このスプリング３６はダイアフラム
２４を介しバイパス弁２０を閉方向に付勢し、こ
のバイパス弁２０を常閉弁となしている。すなわ
ち圧力室２６に負圧が作用しないとき、このスプ
リング３６はバイパス弁２０を機械的に定められ
る最小開度位置である全閉位置に保持している。

さらに、ポジシヨンセンサ３８が設けられてお
り、このポジシヨンセンサ３８は、圧力応動装置
２２のダイアフラム２４の位置を検出することに
より、バイパス弁２０の実開度を検出する可変抵
抗を利用したものであつて、このポジシヨンセン
サ３８が出力するバイパス弁２０の開度位置信号
はコンピユータ４０に入力されるようになつてい
る。

また、エンジンＥのアイドル運転状態を検出す
るアイドルセンサとしてのアイドルスイツチ４８
が設けられており、このアイドルスイツチ４８
は、スロツトル弁全閉時に閉じ（オンし）、それ
以外で開く（オフとなる）スイツチで、このアイ
ドルスイツチ４８からの開閉（オンオフ）信号は
コンピユータ４０に入力されるようになつてい
る。

さらに、エンジンＥの実回転数を検出する回転
数センサとしての点火装置４４が設けられてお
り、この点火装置４４からのイグニツシヨンパル
ス信号（エンジン回転数信号）はコンピユータ４
０へ入力されるようになつている。

なお、コンピユータ４０へは、開度位置信号、
アイドルスイツチ開閉信号、イグニツシヨンパル
ス信号のほか、エアフローメタ１４に設けられた
エアフローセンサ４２から出力される吸入空気量
信号、エンジン本体２の冷却水温を検出する冷却
水温センサ４６から出力される冷却水温信号、図
示しないトランスミツシヨンの出力軸に設けられ
この出力軸の回転角度から車速情報を検出する車
速センサ５４からの車速信号、スロツトル弁１０
の開度を全閉から全開まで検出するスロツトル開
度センサ５６から出力される開度信号が入力され
るようになつている。また、必要に応じ、ブース
トセンサからの信号もコンピユータ４０へ入力さ
れる。

なお、第１図中の符号５７はバツテリを示して
いる。

コンピユータ４０は、各入力信号の波形整形
（冷却水温信号、開度位置信号等のアナログ信号
のＡ／Ｄ変換を含む。）を行なう入力波形整形回
路５８、CPU６０、RAM６２、ROM６４およ
び出力波形整形回路６６を有しており、このコン
ピユータ４０では上記各入力信号とROM６４に
予じめ記憶された演算情報とからエンジン出力の
制御を行なう出力パルス信号を形成する。

ところで本実施例においては、コンピユータ４
０から出力されるパルス信号は第１ソレノイド弁
３２を開閉する第１弁駆動信号、第２ソレノイド
弁３４を開閉する第２弁駆動信号および第３ソレ
ノイド弁３７を開閉する第３弁駆動信号となつて
いる。そして第１弁駆動信号、第２弁駆動信号お
よび第３弁駆動信号によりそれぞれ開閉せしめら
れるソレノイド弁３２，３４，３７は協力して圧
力応動装置２２の圧力室２６内の圧力を調整して
バイパス弁２０の開度を制御し吸入空気量を制御
するようになつている。

なお、コンピユータ４０からは、その他、気筒
数切換弁としてのオイルコントロールバルブ（以
下「OCV」という。）５１をオンオフして作動気
筒数を制御する休筒制御信号あるいは燃料噴射装
置１２の噴射量を定める噴射量信号や点火装置４
４の進角量を定める進角量信号が出力される。

すなわち本実施例装置はコンピユータ４０を用
いて、作動気筒数、燃料噴射装置１２の噴射量、
点火装置４４の進角量およびバイパス弁２０の開
度を調整することによりエンジンの総合的な制御
を行なおうとするものであるが、この制御は予じ
めROM６４に記憶された各種フローをCPU６０
の指示によつて実行することにより行なわれる。

次に、これらのフローについて説明するが、こ
こでは主として作動気筒数に応じたバイパス弁２
０の開度の調整のためのフローについて説明す
る。

すなわち、第３図に示すようなエンジンＥの運
転状態を識別する条件判定フローＡ、第４図に示
すような３つのソレノイド弁３２，３４，３７を
駆動してバイパス弁２０の開度を制御する弁開度
制御フローＢ、第５図に示すようなアイドリング
時の目標回転数を設定する回転数設定フローＣ、
第６図に示すようなOCV５１の作動タイミング
を決める気筒数切換タイミングフローＤについて
説明するが、各フローの選択はCPU６０からの
割込信号により行なわれるようになつている。

そして、これらのフローのうち条件判定フロー
Ａは点火装置４４の点火パルスに同期して実行さ
れ、また弁開度制御フローＢは比較的短い周期t₁
の第１タイマーの割込信号に同期して実行され、
回転数設定フローＣは比較的長い周期t₂（第１タ
イマーの周期の４〜５倍程度）の第２タイマーの
割込信号に同期して実行され、気筒数切換タイミ
ングフローＤは第２タイマーとほぼ同じ周期t₂を
有する第３タイマーの割込信号に同期して実行さ
れる。

第３図に示す条件判定フローＡでは、Ａ−０に
おいて、運転状態の読み込みが行なわれ、Ａ−１
において、４気筒アイドル運転時の第１の基本目
標開度特性P₄（TW）〔第８図の符号P₄（TW）参
照〕や、４気筒アイドル運転時の第１の目標回転
数特性N₄（TW）〔第７図の符号N₄（TW）参照〕
や、２気筒アイドル運転時の第２の基本目標開度
特性P₂（θ、Ｎ）や、２気筒アイドル運転時の第
２の目標回転数N₂の設定が行なわれる。

なお、符号TWはエンジンの冷却水温、θはス
ロツトル開度、Ｎはエンジン回転数である。

そして、Ａ−２において、エンジンＥが始動時
であるか否かが判定される。これは具体的にはイ
グニツシヨンスイツチがオンで且つエンジン回転
数Nrが設定回転数（例えば200rpm）以下である
場合に始動時であると判定する。

始動時であると判定された場合は、Ａ−３にお
いて、４気筒運転を指示して、Ａ−４において、
始動時の制御を指示する。このときバイパス弁２
０はその開度が全開となるように指示される。

始動時でないと判定された場合は、Ａ−５にお
いて、アイドルスイツチ４８がオンであるか否か
が判定され、オフである場合、すなわちスロツト
ル開度が全閉でない場合は、Ａ−６において、運
転状態がａ，ｂ，ｃ（第９図参照）のうちいずれ
の運転状態であるかが判定される。

また、アイドルスイツチオンの場合、すなわち
スロツトル開度が全閉の場合は、Ａ−７におい
て、運転状態がｄ，ｅ，ｆ（第９図参照）のうち
いずれの運転状態であるかが判定される。

運転状態がａ（例えば低速低負荷運転状態に相
当する。）であると判定された場合は、Ａ−７′に
おいて、冷却水温が定常な運転状態での温度より
も低いかどうかが判定される。

運転状態がｂ（例えば高負荷運転状態とか高速
運転状態に相当する。）であると判定された場合
は、Ａ−８において、４気筒運転を指示して、Ａ
−９において、バイパス弁全閉の指示がなされ
る。

Ａ−７′において、冷却水温が低くない場合は、
Ａ−１０において、２気筒運転を指示して、Ａ−
１１において、バイパス弁開度制御が指示され
る。

また、運転状態がｃ（例えば極低速運転状態に
相当する。）であると判定された場合や、運転状
態がａで冷却水温が低いと判定された場合は、Ａ
−１２において、４気筒運転を指示して、Ａ−１
３において、Ａ−１１と同様、バイパス弁開度制
御が指示される。

さらに、運転状態がｄ（例えば４気筒アイドル
運転状態や低速での４気筒エンジンブレーキ運転
状態がこれに相当する。）であると判定された場
合は、Ａ−１４において、４気筒運転を指示し
て、Ａ−15において、エンジンの実回転数Nrと
４気筒アイドル運転のための第１の目標回転数
N₄との回転数偏差ΔNの算出が行なわれ、Ａ−１
６において、この偏差ΔNが所定数ｎと比較され
る。

運転状態がｅ（例えば２気筒アイドル運転状態
やエンジンブレーキ運転状態に相当する。）であ
ると判定された場合は、Ａ−１７において、冷却
水温が定常な運転状態での温度よりも低いかどう
かが判定され、もし冷却水温が低くなければ、Ａ
−１８において、変速機が低速の変速段（ローや
セカンド段）になつているかどうかが判定され
る。そして、変速機が低速の変速段になつていな
ければ、Ａ−１９において、２気筒運転が指示さ
れる。その後は、Ａ−２０において、エンジンの
実回転数Nrと２気筒アイドル運転のための第２
の目標回転数N₂との回転数偏差ΔNの算出が行な
われ、Ａ−１６において、この偏差ΔNが所定数
ｎと比較される。

なお、運転状態がｅであると判定された場合で
も、冷却水温が低い場合とか、変速機が低速の変
速段になつている場合は、Ａ−１４において、４
気筒運転を指示して、その後Ａ−１５からＡ−１
６へ至る演算処理ルートをとる。

そして、偏差ΔNが所定数ｎよりも小さいと判
定された場合は、Ａ−２１において、車速が１
Km／ｈよりも小さいかどうかが判別され、車速が
１Km／ｈよりも小さい場合は、Ａ−22において、
ISCを指示し、車速が１Km／ｈよりも大きい場合
は、Ａ−２３において、バイパス弁開度制御を指
示する。

運転状態がｆ（例えばエンジンブレーキ運転状
態に相当する。）であると判定された場合は、Ａ
−２４において、４気筒運転を指示して、Ａ−２
５において、減速運転の指示が行なわれる。

なお、Ａ−１６において、偏差ΔNが所定数ｎ
よりも大きいと判定された場合は、Ａ−２５にお
いて、減速運転の指示が行なわれる。

次に第４図に示す開度制御フローＢの説明に移
る。

まず、開度制御フローＢの実行にあたつては、
ポジシヨンセンサ３８の初期化が行なわれる。こ
れは始動前イグニツシヨンスイツチをオンした際
RAM６２の各アドレスに保持されている値をク
リア（零にする）した直後になされるものであつ
て、まず始動前におけるバイパス弁２０の開度位
置（すなわち全閉位置）に対応したポジシヨンセ
ンサ３８の出力（電圧）をＡ／Ｄ変換して初期位
置情報としてRAM６２のアドレスA₀₀に入力し、
次いでA₀₀の値φ₀、予じめROM６４に記憶され
たバイパス弁２０の許容移動範囲を与える移動範
囲情報φbandおよび同じくROM６４に記憶され
た最小開度設定情報φ〓から後述する第１および
第２の目標開度を与える設定情報の最小値φmin
と最大値φmaxとを演算により求めそれぞれ
RAM６２のアドレスA₀₁とA₀₂に入力する。すな
わち、 A₀₁＝φ₀＋φ〓、 A₀₂＝φ₀＋φ〓＋φband となるが、この際φ〓は極めて微小な値であり、
またφ〓＋φbandはバイパス弁２０の機械的に定め
られる全閉位置（弁座に当接する位置）と全開位
置（図示しないストツパにより定められる位置）
との距離よりわずかに小さい値に対応しており、
バイパス弁２０の実際の位置（開度）とRAM６
２に入力されている開度情報との関係は第１２図
に示すようになつている。したがつて、バイパス
弁２０の位置（開度）はφminに対応する位置
（開度）とφmaxに対応する位置（開度）との間
で後述するように前記第１および第２の目標開度
になるように制御されることになる。ところでこ
の際後述する各目標開度も上記φminとφmaxの
間で与えられるようになつている。

このようにして初期設定が行なわれたのち、開
度制御フローＢは第１タイマーの割込信号に同期
して実行されバイパス弁駆動手段を作動させる
が、このフローＢでは、Ｂ−０において、始動時
の制御指示（第３図においてＡ−４で示す処理）
があつたかどうかが判定される。そしてこの制御
指示があつた場合は、Ｂ−１において、バイパス
弁２０の開度Ｐを全開P₀にするような指示が出
される。

また、始動時の制御指示がない場合は、Ｂ−２
において、減速運転の指示（第３図においてＡ−
２５で示す処理）があつたかどうかが判定され
る。減速運転の指示があつた場合は、Ｂ−３にお
いて、バイパス弁開度Ｐを全閉Pcにするような
指示が出される。

逆に減速運転の指示が場合は、Ｂ−４におい
て、２気筒運転かどうかが判定される。

２気筒運転であると判定された場合は、Ｂ−５
において、２気筒運転のための第２の基本目標開
度P₂のとり込みが行なわれ、Ｂ−６において、
エンジン実回転数Nrが目標回転数N₂とN₄との間
の所定数N₀よりも大きいかどうかが判定される。

そして、回転数NrがN₀よりも大きい場合は、
Ｂ−７において、バイパス弁開度ＰをP₂＋Δφに
する旨の指示が出され、回転数NrがN₀よりも小
さい場合は、Ｂ−８において、バイパス弁開度Ｐ
をP₂＋Δφ＋Δφ₂にする旨の指示が出される。こ
こでΔφは後述の第５図に示すフローＣにおいて、
t₂毎に更新される値で、Δφ₂はバイパス弁２０を
開側へするための正の補正値である。

このように、回転数NrがN₀より大きい場合と
小さい場合とでバイパス弁開度Ｐを変えるのは次
の理由による。

すなわち、４気筒アイドル運転のための第１の
目標回転数N₄は、第１１図ａに示すように、２
気筒アイドル運転のための第２の目標回転数N₂
よりも低いため、即座に４気筒運転から２気筒運
転への切換（以下「４→２切換」という。）を行
なつた場合、その直後は２気筒運転の状態で、第
２の目標回転数N₂よりも小さい第１の目標回転
数N₄で回転することになり、これにより振動が
大きくなつたり、エンジンストロールをおこした
りする等の不具合が生じる。

そこで、このように４→２切換えが完了する前
に、エンジン回転数をあげておくことが望ましい
が、このような４→２切換時の過渡現象を補償す
るために、Ｂ−６，Ｂ−７およびＢ−８なる処理
が行なられるのである。これをタイミング図で示
すと、第１１図ａ〜ｄのようになるが、第１１図
ａは前述のとおりエンジン回転数の過渡の様子を
示す図、第１１図ｂはバイパス弁開度Ｐの過渡の
様子を示す図、第１１図ｃは４気筒運転状態から
２気筒運転状態への切換指令（４→２切換指令）
を出すタイミングを示す図、第１１図ｄは４→２
切換のタイミングを示す図である。これらの図か
らもわかるように、切換指令が出てから、エンジ
ン回転数がN₀になるまでは、補正値Δφ₂がP₂に
加えられており（Ｂ−８の処理）、エンジン回転
数がN₀を超えると、補正値Δφ₂の加算が停止さ
れる（Ｂ−７の処理）。

なお、第２の基本目標開度P₂は、第８図、第
１１図ｂに示すごとく、第１の基本目標開度P₄
よりも小さく設定されている。

また、気筒数の切換はOCV５１を切換作動さ
せることにより行なわれるが、OCV５１の切換
のためのフローとして、第６図に示す気筒数切換
タイミングフローＤが用いられる。

このフローＤでは、Ｄ−０において、OCV５
１の切換指令があつたかどうかが判定され、もし
切換指令がなければ何も処理をせずにリターンさ
れ、切換指令があれば、Ｄ−１において、４→２
切換指令であるかどうかが判定される。

４→２切換指令であれば、Ｄ−２においてエン
ジン回転数Nrが所定数N₀と比較され、Nr＞N₀
であれば、Ｄ−３において、４→２切換が行なわ
れ、もし、Nr＞N₀でなければ、Ｄ−４におい
て、エンジン回転数NrがN₀になるまで待つ旨の
指示が出され、Nr＞N₀になると、Ｄ−３へ処理
が移行する。

また、４→２切換指令でなければ、Ｄ−５にお
いて、２気筒運転から４気筒運転への切換（２→
４切換）が行なわれる。

なお、Ｄ−２の処理において「NO」の場合
は、再度Ｄ−２の入力側へ戻すループ処理を行な
つてもよい。

また、Ｄ−２，Ｄ−４の処理の代わりに、一定
時間だけ遅らせるタイマー処理を行なつてもよ
い。

ところで、第４図のＢ−４において、２気筒運
転でないすなわち４気筒運転であると判定された
場合は、Ｂ−９において、バイパス弁全閉の指示
があつたかどうかが判定される。

その指示がない場合は、Ｂ−１０において、第
１の基本目標開度特性P₄（TW）のとり込みが行
なわれ、Ｂ−１１において、バイパス弁開度Ｐを
＋Δφにする旨の指示が出される。

また、バイパス弁全閉の指示があつた場合は、
Ｂ−１２において、２→４切換があつたかどうか
が判定され、もしなければ、Ｂ−１３において、
バイパス弁開度Ｐを全閉Pcにすべき旨の指令が
出され、もし２→４切換があつた場合は、Ｂ−１
４において、第３ソレノイド弁３７を作動させて
補助大気通路３１を開く旨のフラツグ処理（第４
図においては便宜上Ｋ＝１と表現されている。）
がなされてから、Ｂ−１３の処理へ移る。

このように、２→４切換時にフラツグ処理を行
なうのは次の理由による。すなわちこの種の休筒
エンジンでは、燃費等の観点から、クロスポイン
ト（同一スロツトル弁開度で４気筒運転出力と２
気筒運転出力とが同一になる点で、第９図におい
て符号l₁で示す線がクロスポイント域を示す線で
ある。）よりも高いエンジン回転数域まで２気筒
運転領域を拡大して使用しており、このために例
えば加速等によつて２→４切換が行なわれた場合
（第９図において符号l₂で示す線を切つてｂ領域
へ入つた場合）は、このときの４気筒運転出力と
２気筒運転出力との差によりシヨツクを受けるお
それがあるため、バイパス通路１８を開き２→４
切換時における２気筒運転出力をあげて４気筒運
転時の出力と整合をとり、シヨツクをおこさない
ようにしている。

しかし４気筒運転に切換わつたのちまで、出力
をあげておくと、４気筒運転出力があがり、再が
シヨツクがおきるため、２→４切換直後は、即座
にバイパス弁２０を全閉にして、エンジン出力を
下げる必要がある。そこで第３ソレノイド弁３７
を開きオリフイスをもたない補助大気通路３１を
通じ、短時間のうちに圧力応動装置２２の圧力室
２６へ大気を作用させるべく、第３ソレノイド弁
作動のためのフラツグをたてるのである。

そして、Ｂ−１，Ｂ−３，Ｂ−７，Ｂ−８，Ｂ
−１１，Ｂ−１３等の処理が終了すると、Ｂ−１
５において、ポジシヨンセンサ３８からの信号に
基づきバイパス弁２０の実開度Prが読み込まれ、
その後Ｂ−１６において、目標開度Ｐと実開度
Prとの開度偏差ΔPが算出され、Ｂ−１７におい
て、｜ΔP｜が所定数γ（不感帯の幅）よりも大き
いかどうかが判定される。そして、ΔPが不感帯
内に収まつている場合（｜ΔP｜Ｐ≦γ）には、
開度制御を行なわないように指示する。

他方、｜ΔP｜＞γであれば、Ｂ−１８におい
て、｜ΔP｜に対応したソレノイド駆動時間Tr，
T₀を算出しこれをレジスタへ読み込む処理がな
され、Ｂ−１９において、フラツグ処理がなされ
たかどうか（Ｋ＝１であるかどうか）が判定され
る。

もし、Ｋ＝１でないなら、Ｂ−２０において弁
開度を増大させるかどうか即ちΔP＞０かどうか
が判定される。そして、弁開度を増大させる場合
は、Ｂ−２１において、第１ソレノイド弁３２の
ソレノイド（以下「第１ソレノイド」という。）
のタイマーTaにTrを入力し、Ｂ−２２において
第２ソレノイド弁３４のソレノイド（以下「第２
ソレノイド」という。）のタイマーTbにT₀（T₀≦
Tr）または０を入力し、他方ΔP＜０となり弁開
度を減少させる場合は、Ｂ−２３において第２ソ
レノイドのタイマーTbにTrを入力し、Ｂ−２４
において第１ソレノイドのタイマーTaにT₀また
は０を入力する。なお、各タイマーTa，Tbの駆
動時間（開弁時間）ta，tbの特性を示すと、それ
ぞれ第１０図ａ，ｂに示すようになる。

このようにして、第１ソレノイド、第２ソレノ
イドが駆動されるが、その際上記第１ソレノイド
はタイマーTaにより与えられる駆動時間taのみ
励磁され、第１ソレノイド弁３２を開放し、他の
時間帯は非励磁となり第１ソレノイド弁３２を閉
塞し、一方上記第２ソレノイドはタイマーTbに
より与えられる駆動時間tbのみ非励磁となり、第
２ソレノイド弁３４を開放し、他の時間帯は励磁
されて第２ソレノイド弁３４を閉塞するようにな
つている。したがつてΔP＞０のときは第１０図
ｃに示すように第１ソレノイド弁３２の開弁時間
ta（タイマーTaの値）が第２ソレノイド弁３４の
開弁時間tb（タイマーTbの値）より大きく、両開
弁時間の差Δt₁＝ta−tbに応じて圧力室２６内が
ΔPだけ減圧され、バイパス弁２０が開方向に駆
動される。他方ΔP＜０のときは第１０図ｄに示
すように第２ソレノイド弁３２の開弁時間tb（タ
イマーTbの値）が第１ソレノイド弁３２の開弁
時間ta（タイマーTaの値）より大きく、両開弁時
間の差Δt₂＝tb−taに応じて圧力室２６内がΔPだ
け増圧されバイパス弁２０が閉方向に駆動され
る。

なお、このようにして変化する圧力室２６内の
ΔP特性を示すと、第１０図ｅのようになる。

そして、その後は、Ｂ−２５，Ｂ−２６におい
て、Ta＝０、Tb＝０になるまで、第１および第
２ソレノイドを駆動することが行なわれる。

ところで、Ｂ−１９においてＫ＝１であると判
定された場合は、Ｂ−２７において、次のルーチ
ンでは第３ソレノイド弁３７の作動は行なわない
旨の処理がなされ（便宜上Ｋ＝０と表現）、その
後Ｂ−２８において、第３ソレノイド弁３７のソ
レノイド（以下「第３ソレノイド」という。）の
タイマーTcにTrを入力し、Ｂ−２９においてTc
＝０になるまで、第３ソレノイドを駆動する。

次に、第５図に示す回転数設定フローＣについ
て説明する。まず、Ｃ−０において、ISCが指示
されたかどうかが判定され、もしISCが指示され
ていない場合は、何もしないでリターンする。他
方ISCが指示された場合は、Ｃ−１において、エ
ンジンＥの実回転数Nrの読み込みが行なわれ、
Ｃ−２において、２気筒運転の指示が出されたか
どうかが判定される。

２気筒運転ならば、Ｃ−３において、４→２切
換後所定時間が経過しているかどうかが判定さ
れ、もし経過していない場合は、Ｃ−４におい
て、バイパス弁開閉のための制御量Δφnを０にす
る。

他方、所定時間が経過している場合は、Ｃ−５
において、２気筒アイドル運転のための第２の目
標回転数N₂の読み込みがなされ、Ｃ−６におい
て、エンジン実回転数Nrと第２の目標回転数N₂
との回転数偏差ΔN₂が算出される。

そして、Ｃ−７において、偏差ΔN₂が所定数ε₂
（不感帯の幅）よりも大きいかどうかが判定され、
もしΔN₂が不感帯内に収まつている場合（ΔN₂
≦ε₂）には、Ｃ−８において、制御量Δφnを０に
し、ΔN₂が不感帯から外れている場合（ΔN₂＞
ε₂）には、Ｃ−９においてΔN₂に対応した制御量
Δφnを設定する。

また、４気筒運転ならば、Ｃ−１０において、
４気筒アイドル運転のための第１の目標回転数
N₄の読み込みがなされ、Ｃ−１１において、エ
ンジン実回転数Nrと第１の目標回転数N₄との回
転数偏差ΔN₄が算出される。

そして、Ｃ−１２において、偏差ΔN₄が所定
数ε₄（不感帯の幅）よりも大きいかどうかが判定
され、もしΔN₄が不感帯内に収まつている場合
（ΔN₄≦ε₄）には、Ｃ−１３において、制御量
Δφnを０にし、ΔN₄が不感帯から外れている場
合（ΔN₄＞ε₄）には、Ｃ−１４においてΔN₄に対
応した制御量Δφnを設定する。

なお、Ｃ−９において設定された制御量Δφn
（今、これをΔφn₂という。）は、Ｃ−１４におい
て設定された制御量Δφn（今、これをΔφn₄とい
う。）のｋ倍に設定されている。

すなわち回転数偏差が同じであれば、Δφn₄＞
Δφn₂となるようにｋを設定する。

そして、Ｃ−４，Ｃ−８，Ｃ−９，Ｃ−１３，
Ｃ−１４等の処理が終了すると、Ｃ−１５におい
て、Δφ＝Δφ＋Δφnなる演算が行なわれ、この
Δφが前述のフローＢのＢ−７，Ｂ−８，Ｂ−１
１等に使用される。

このようにして、４気筒アイドル運転時のため
の第１の目標回転数N₄および２気筒アイドル運
転時のための第２の目標回転数N₂を設定する目
標回転数設定手段と、この目標回転数設定手段に
より設定される第１または第２の目標回転数N₄，
N₂と点火装置４４により検出されるエンジンＥ
の実回転数Nrとを比較して実回転数Nrと第１ま
たは第２の目標回転数N₄，N₂との回転数偏差
ΔN₄，Δ₂に関連した偏差情報Δφn₂，Δφn₄を算出
する偏差情報算出手段と、この偏差情報算出手段
からの算出結果に基づいて４気筒アイドル運転の
ための第１の目標開度または２気筒アイドル運転
のための第２の目標開度を設定する目標開度設定
手段と、アイドル運転時に作動気筒数制御手段か
らの信号に応じて目標開度設定手段により設定さ
れる第１または第２の目標開度とポジシヨンセン
サ３８により検出されるバイパス弁２０の実開度
Prとを比較してこの実開度が第１または第２の
目標開度に制御されるように圧力応動装置２２駆
動のための第１、２ソレノイドへ駆動用制御信号
を出力する第１のアクチユエータ制御手段とが設
けられて、且つ、上記第１のアクチユエータ制御
手段からの制御信号に優先して圧力応動装置２２
駆動のための第３ソレノイドを駆動制御するため
の制御信号を出力する第２のアクチユエータ制御
手段が設けられていることになるが、その制御ブ
ロツク図を示すと、第２図のようになる。この第
２図において、符号Ｍで囲まれた部分の制御周期
はt₁で、符号Ｎで囲まれた部分の制御周期はt₂で
ある。

このようにして、本装置では、時間t₂ごとにエ
ンジン回転数に応じた制御量Δφを更新するとと
もに、時間t₂よりも1/5〜1/4短い時間t₁ごとにバ
イパス弁の開度に応じた制御量（開弁時間）ｔを
更新しながら、エンジン回転数制御が行なわれ
る。

本発明のエンジンの制御装置は、上述のごとく
構成されているので、例えば４気筒アイドル運転
時には、第３図に示すフローＡで運転状態が判別
されたのち、第２，５図に示すごとく、時間t₂ご
とに、４気筒アイドル運転時の実回転数Nrと第
１の目標回転数N₄との偏差ΔN₄に応じた制御量
Δφn₄が設定され、さらに第２，４図に示すごと
く、この制御量Δφn₄に４気筒運転のための第１
の基本目標開度P₄を加え、この加算結果とバイ
パス弁２０の実開度Prとの偏差ΔPを時間ｔ（こ
の時間t₁はt₂の1/5〜1/4程度）ごとに更新し、こ
のΔPに応じた開弁時間ｔによつて圧力応動装置
２２を作動させて、バイパス弁２０を動作させる
ことが行なわれる。これによりエンジンＥは４気
筒アイドル運転のための第１の目標回転数N₄で
回転する。このように、バイパス弁開度のフイー
ドバツクと、エンジン回転数のフイードバツクと
いう二重のフイードバツクループを有し、且つ、
これらのフイードバツク周期t₁，t₂を異なつたも
のとしているので、エンジンＥの第１の目標回転
数への整定が迅速に行なえ、これにより安定した
エンジンの作動を確保できるのである。

また、２気筒アイドル運転時には、同様に第３
図に示すフローＡで運転状態が判別されたのち、
第２，５図に示すごとく、時間t₂ごとに、２気筒
アイドル運転時の実回転数Nrと第２の目標回転
数N₂（＞N₄）との偏差ΔN₂に応じた制御量Δφn₂
（＜Δφn₄）が設定され、さらに第２，４図に示す
ごとく、この制御量Δφn₂に２気筒運転のための
第２の基本目標開度P₂必要に応じ補正値Δφ₂を加
え、この加算結果とバイパス弁２０の実開度Pr
との偏差ΔPを時間t₁ごとに更新し、このΔPに応
じた開弁時間ｔによつて圧力応動装置２２を作動
させて、バイパス弁２０を動作させることが行な
われる。これによりエンジンＥは２気筒アイドル
運転のための第２の目標回転数N₂で回転するの
である。

そしてこの場合も、異なつた更新周期をもつ二
重フイードバツクループによつて、エンジンＥの
第２の目標回転数への整定が迅速に行なえ、これ
により安定したエンジンの作動を確保できる。

このように、この実施例によれば、バイパス弁
２０の開度を検出するポジシヨンセンサ３８を設
け、エンジンのアイドリング運転時に同センサの
検出する実開度Prと回転数偏差に基づいて設定
される第１および第２の目標開度との開度偏差
ΔPにより上記バイパス弁２０の開度を制御して
エンジン回転数Nrが第１および第２の目標回転
数N₄，N₂となるように構成されているので、４
気筒アイドル運転および２気筒アイドル運転のそ
れぞれに適した回転数制御が極めて迅速に行なわ
れるようになり、アイドリング運転時におけるエ
ンジンストール等の不具合を確実に防止すること
ができるという効果を奏する。

また、オリフイスなしの補助大気通路３１に第
３ソレノイド弁３７が介装されており、この第３
ソレノイド弁３７が２→４切換時に補助大気通路
３１を開いて、圧力室２６に大気を急激に作用さ
せることが行なわれるので、２→４切換時にシヨ
ツクのない運転を行なえる。

さらに、同じ回転数偏差である場合、Δφn₄と
Δφn₂との値を異なつたものとして設定している
（具体的にはΔφn₄＞Δφn₂）ので、４気筒あるい
は２気筒運転のそれぞれに最適な条件でエンジン
回転数制御を行なえる。

さらにまた、４→２切換に際して、切換完了前
の予じめエンジン回転数を２気筒アイドル運転時
における第２の目標回転数N₂に近付けておくこ
とが行なわれるので、エンジン振動の低減やエン
ジンストールの防止をはかることができる。

また上記実施例ではISO時にエンジン回転数の
急変状態が発生すると、まずその変化量に応じて
大きめの補正開度を設定してバイパス弁２０の開
度制御を行ない、上記急変状態を速やかに解消
し、次いで上記急変状態が解消されると一端補正
開度を小さく設定し開度制御を行なつたのち通常
の回転数偏差に基づく目標開度制御を行なうよう
に構成されているので、アイドル回転数の変動を
速やかにとり除くことができ、アイドル回転数の
安定化が極めて迅速になされるという効果を奏す
る。

さらに、上記実施例によれば、バイパス弁２０
の初期開度位置（全閉位置）に対応したポジシヨ
ンセンサ３８の出力をＡ／Ｄ変換してバイパス弁
２０の初期位置情報としてコンピユータ４０に読
み込む手段をそなえ、この初期位置情報に基づい
てバイパス弁２０の開度制御が行なわれるように
構成されているので、従来のようにエンジン製造
時にエンジン毎にバイパス弁の初期位置情報をコ
ンピユータに入力する必要がなく、エンジン組立
時の作業の手間が大幅に改善されるという効果を
奏する。

また、上記実施例によればRAM６２のアドレ
スA₀₀に入力された初期位置情報およびROM６
４に記憶された情報φbandおよびφΔに基づいて
φminおよびφmaxを設定し、バイパス弁２０の
開度が機械的に設定される最小開度（全閉状態）
よりわずかに開いたφminから機械的に設定され
る最大開度（全開状態）よりわずかに閉じた
φmaxまでの範囲内で制御されるように構成して
おり、バイパス弁２０の開度は圧力応動装置２２
の圧力室２６の負圧の大きさとスプリング３６の
付勢力の平衡点で一義的に設定されるようになつ
ているので、バイパス弁２０がいかなる開度位置
から他の開度位置に変位する場合であつてもその
変位はソレノイド弁３２，３４，３７の駆動に基
づく圧力室２６内の圧力制御によつて迅速に行な
われ、開度制御の遅れが防止されるという効果を
奏する。

さらに上記実施例では、負圧通路２８に第１ソ
レノイド弁３２側から吸気通路８側へのみ流体の
移動を可能ならしめる逆止弁３３が配設されてお
り、マニホルド負圧が小さくかつ変動の大きい始
動クランキング時においても同負圧の絶対値が比
較的大きいときに第１ソレノイド弁３２を介し圧
力室２６内の気体が吸気通路８側へ吸引され上記
逆止弁３３によりその状態が保持されるようにな
つているので、圧力室２６内は始動クランキング
時においても比較的大きな負圧が作用する状態と
なり、エンジンの始動性の向上をはかることがで
きる。

さらにまた上記実施例では、圧力室２６に導通
されるマニホルド負圧が第１ソレノイド弁３２で
制御され、同圧力室２６に導通される大気が第２
ソレノイド弁３４で制御されるとともに、バイパ
ス弁２０の開度に応じた圧力室２６内の圧力が両
ソレノイド弁３２，３４の駆動時間の差に基づい
て設定されるように構成されているので、単一の
ソレノイド弁による駆動の際に問題となつていた
最小駆動時間の限界が取り除かれ、開度偏差が微
小な場合であつてもその微小偏差に対応して正確
に圧力室２６内の圧力すなわちバイパス弁２０の
開度を制御することができ、ISCにおいては回転
数の安定化が速やかにはかられ、他方開度制御に
おいてもバイパス弁２０の開度の最適化が速やか
にはかられるという効果を奏する。

上記実施例ではアイドルスイツチ４８および車
速センサ５４の出力に基づいて車両停止状態にお
けるエンジンのアイドリング運転状態を検出し、
アイドルスイツチ４８、車速センサ５４の出力お
よびイグニツシヨンパルス信号（エンジン回転数
信号）に基づいて車両走行時におけるエンジンの
アイドリング運転状態を検出して、双方の場合に
ISCを行なうように構成したので、車両停止時の
みならず車両走行時におけるアイドリング回転数
を安定させることができ、車両走行時におけるエ
ンジンストールも防止できるという効果を奏す
る。

なお、圧力室に大気が作用するとバイパス弁２
０を開側へ駆動するような圧力応動装置をアクチ
ユエータとして使用した場合は、補助大気通路３
１の代わりに、負圧通路にオリフイスなしの補助
負圧通路を前述の実施例と同様の要領で併設し、
この補助負圧通路に第３ソレノイド弁を介装する
ことが行なわれる。

また、上記実施例ではアクチユエータとして、
吸気負圧と大気圧との圧力差で作動する圧力応動
装置２２すなわち負圧モータを使用したが、アク
チユエータとしてはDCモータを使用し、電力に
より生起せしめられる同DCモータの回転力を減
速装置を介しバイパス弁２０に伝達し同バイパス
弁２０を駆動せしめるように構成してもよい。

さらに上記実施例では人為操作されるスロツト
ル弁１０をバイパス通路１８を設け、同通路１８
に介装されるバイパス弁２０を駆動してISCを含
む自動車用エンジンの総合的出力制御を行なうよ
うに構成したが、エンジンの出力制御として本装
置のようにアイドリング時のみを考慮する場合に
はアクチユエータとして人為操作されるスロツト
ル弁の最小開度位置を変動させるものをそなえ、
アイドリング時に上記スロツトル弁の最小開度を
制御してエンジン回転数を調整するように構成し
てもよい。

さらにまた、上記実施例では回転数制御として
自動車用エンジンのアイドリング時におけるのを
示したが、本発明のエンジンの制御装置は、負荷
状態に応じて複数の目標回転数が設定され、同複
数の目標回転数にエンジンの実回転数が近付くべ
く制御を行なう例えば農業機械用休筒エンジン等
にも適用が可能なものである。この際は通常スロ
ツトル弁が人為操作されないものなので、スロツ
トル弁を吸気流量制御弁とすることができる。

以上詳述したように、本発明のエンジンの制御
装置によれば、次のような効果ないし利点が得ら
れる。

(1) 作動気筒数を切換えうるエンジンにおいて、
吸入空気量を調整する制御弁をアクチユエータ
によつて駆動するようにして、吸気量調整に基
づくアイドル回転数のフイードバツク制御と負
荷運転時における作動気筒数切換時の出力制御
とを行なうことにより、アイドル回転数の安定
化と作動気筒数切換前後でのトルクシヨツクの
防止を図る際、上記の両制御に対して共通の制
御弁を用い且つ安価で応答性の優れた圧力応動
装置をアクチユエータとして用いることで、装
置の安価構成・簡素化および性能確保を図るこ
とができる。

(2) アイドル回転数制御中には第１のアクチユエ
ータ制御手段により第１の電磁弁を駆動して制
御弁の微調整を行ない、負荷運転中での作動気
筒切換時の制御中には第２のアクチユエータ制
御手段により第１の電磁弁とは別の第２の電磁
弁を駆動して制御弁開度を急速に変化させるた
め、共通の制御弁を用いて、アイドル回転数制
御においても負荷運転時における作動気筒数切
換時の制御においても的確に制御弁の開度調整
が行なえる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのエンジンの制御
装置を示すもので、第１図はその全体構成を示す
概略説明図、第２図はその制御ブロツク図、第３
〜６図はいずれもその作用を説明するためのフロ
ーチヤート、第７図はその目標回転数−水温特性
図、第８図はその基本目標開度−水温特性図、第
９図はそのエンジン出力特性図、第１０図ａ〜ｅ
はいずれもそのアクチユエータの作動特性図、第
１１図ａ〜ｄはいずれもその作用を説明するため
のタイミング図、第１２図はその作用を説明する
ための模式図である。２……エンジン本体、４……排気マニホルド、
６……吸気マニホルド、８……吸気通路、１０…
…スロツトル弁、１２……燃料噴射装置、１３…
…電磁弁、１４……エアフローメータ、１６……
エアクリーナ、１８……バイパス通路、２０……
制御弁としてのバイパス弁、２２……アクチユエ
ータとしての圧力応動装置、２４……ダイアフラ
ム、２６……圧力室、２８……負圧通路、３０…
…大気通路、３１……補助大気通路、３２……第
１ソレノイド弁、３３……逆止弁、３４……第２
ソレノイド弁、３５ａ，３５ｂ……オリフイス、
３６……スプリング、３７……第３ソレノイド
弁、３８……ポジシヨンセンサ、４０……コンピ
ユータ、４２……エアフローセンサ、４４……回
転数センサとしての点火装置、４６……冷却水温
センサ、４８……アイドルセンサとしてのアイド
ルスイツチ、５１……オイルコントロールバル
ブ、５４……車速センサ、５６……スロツトル開
度センサ、５７……バツテリ、５８……入力波形
整形回路、６０……CPU、６２……RAM、６４
……ROM、６６……出力波形整形回路、Ｅ……
エンジン。

Claims

【特許請求の範囲】

１作動気筒数制御手段からの信号を受けて全気
筒運転または一部気筒運転を行ないうるエンジン
において、上記エンジンの吸入空気量を調整する
制御弁と、同制御弁を駆動する圧力応動装置と、
同圧力応動装置に上記制御弁を微調整するための
制御圧を作用させる第１の電磁弁と、上記圧力応
動装置に上記制御弁を急速駆動するための制御圧
を作用させる第２の電磁弁と、上記エンジンのア
イドル運転時においてエンジン回転数と目標値と
の比較に基づきエンジン回転数を目標値に制御す
るときに上記第１の電磁弁に駆動信号を出力する
第１のアクチユエータ制御手段と、上記エンジン
の負荷運転時における一部気筒運転と全気筒運転
との切換に際して上記第２の電磁弁に駆動信号を
出力して切換直後のエンジン出力トルクが切換直
前のエンジン出力トルクに近づくように上記制御
弁開度を切り換える第２のアクチユエータ制御手
段とをそなえ、アイドル運転時におけるエンジン
回転数制御のための吸気量調整と負荷運転時にお
ける作動気筒数切換に際してのエンジン出力制御
のための吸気量調整とが共通の上記制御弁により
行なわれることを特徴とする、エンジンの制御装
置。