JP2000213391A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の制御装置に関し、機関温度が低い
場合での燃費悪化を抑制できるようにする。 【解決手段】 温度検知手段４により機関１の温度を検
出又は推定し、検出又は推定した機関温度が所定値より
も低い場合には、点火時期制御手段１１により機関温度
が低いほど点火栓２の点火時期を進角するとともに、点
火時期の進角度に応じて噴射量制御手段１２により噴射
弁３からの燃料噴射量を減量し、これにより、高回転，
高負荷領域における余分な燃料噴射を防止して燃費の悪
化を抑制する。
場合での燃費悪化を抑制できるようにする。 【解決手段】 温度検知手段４により機関１の温度を検
出又は推定し、検出又は推定した機関温度が所定値より
も低い場合には、点火時期制御手段１１により機関温度
が低いほど点火栓２の点火時期を進角するとともに、点
火時期の進角度に応じて噴射量制御手段１２により噴射
弁３からの燃料噴射量を減量し、これにより、高回転，
高負荷領域における余分な燃料噴射を防止して燃費の悪
化を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機関温度に応じて
点火時期と燃料噴射量とを制御する内燃機関の制御装置
に関する。
点火時期と燃料噴射量とを制御する内燃機関の制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用の内燃機関において、大きな出
力が要求される機関の高回転，高負荷領域では、排気温
度が上昇して排気系への熱負荷が増大し、またノッキン
グも発生しやすくなる。そこで、従来より内燃機関の制
御装置では、高回転，高負荷領域では空燃比が通常の設
定よりもリッチとなるように噴射燃料を増量側に設定
し、噴射燃料の気化に伴う熱吸収により排気を冷却する
いわゆる燃料冷却を行ない、また、点火時期はリタード
側に設定して、これにより排気系の保護とノッキングの
抑制とを図っていた。
力が要求される機関の高回転，高負荷領域では、排気温
度が上昇して排気系への熱負荷が増大し、またノッキン
グも発生しやすくなる。そこで、従来より内燃機関の制
御装置では、高回転，高負荷領域では空燃比が通常の設
定よりもリッチとなるように噴射燃料を増量側に設定
し、噴射燃料の気化に伴う熱吸収により排気を冷却する
いわゆる燃料冷却を行ない、また、点火時期はリタード
側に設定して、これにより排気系の保護とノッキングの
抑制とを図っていた。
【０００３】例えば、特公平６−４６０１１号公報に
は、機関の運転状態が高負荷状態へ移行した際、所定遅
延時間を経過した後、燃料量を増量補正するようにした
内燃機関の制御装置に関する技術が開示されている。
は、機関の運転状態が高負荷状態へ移行した際、所定遅
延時間を経過した後、燃料量を増量補正するようにした
内燃機関の制御装置に関する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、機関自体の
温度が低い場合には、燃焼室内に吸入された未燃混合気
の温度上昇も小さくノッキングは発生しにくくなってい
る。このため、機関温度が低温の場合には点火時期を進
角することが行なわれているが、点火時期を進角すると
一般に排気温度は低下する。つまり、排気系の熱負荷は
小さくなる。したがって、高回転，高負荷領域における
燃料の増量は、機関が低温の時には通常よりも少なくす
ることができる可能性がある。
温度が低い場合には、燃焼室内に吸入された未燃混合気
の温度上昇も小さくノッキングは発生しにくくなってい
る。このため、機関温度が低温の場合には点火時期を進
角することが行なわれているが、点火時期を進角すると
一般に排気温度は低下する。つまり、排気系の熱負荷は
小さくなる。したがって、高回転，高負荷領域における
燃料の増量は、機関が低温の時には通常よりも少なくす
ることができる可能性がある。
【０００５】しかしながら、上述した従来の内燃機関の
制御装置では、このような機関温度と排気系の熱負荷及
びノッキングとの関係については考慮されておらず、機
関温度が比較的低く、排気系の熱保護やノッキング抑制
のための制御が厳密に必要ではない場合にも、通常通り
に燃料増量を行なってしまい、燃費の悪化を招いてしま
う虞がある。特に、機関温度が上がりづらい冬場では、
顕著に燃費悪化の問題が生じてしまう。
制御装置では、このような機関温度と排気系の熱負荷及
びノッキングとの関係については考慮されておらず、機
関温度が比較的低く、排気系の熱保護やノッキング抑制
のための制御が厳密に必要ではない場合にも、通常通り
に燃料増量を行なってしまい、燃費の悪化を招いてしま
う虞がある。特に、機関温度が上がりづらい冬場では、
顕著に燃費悪化の問題が生じてしまう。
【０００６】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、機関温度が低い場合での燃費悪化を抑制でき
るようにした、内燃機関の制御装置を提供することを目
的とする。
たもので、機関温度が低い場合での燃費悪化を抑制でき
るようにした、内燃機関の制御装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の制御装置では、温度検知手段に
より機関の温度を検出又は推定し、検出又は推定した機
関温度が所定値よりも低い場合には、点火時期制御手段
により機関温度が低いほど点火栓の点火時期を進角する
とともに、点火時期の進角度に応じて噴射量制御手段に
より噴射弁からの燃料噴射量を減量し、これにより、高
回転，高負荷領域における余分な燃料噴射を防止して燃
費の悪化を抑制する。
に、本発明の内燃機関の制御装置では、温度検知手段に
より機関の温度を検出又は推定し、検出又は推定した機
関温度が所定値よりも低い場合には、点火時期制御手段
により機関温度が低いほど点火栓の点火時期を進角する
とともに、点火時期の進角度に応じて噴射量制御手段に
より噴射弁からの燃料噴射量を減量し、これにより、高
回転，高負荷領域における余分な燃料噴射を防止して燃
費の悪化を抑制する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の一実施形態
としての内燃機関の制御装置を示すもので、図１はその
本内燃機関の制御装置が適用された内燃機関の概略構成
を示す図である。
施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の一実施形態
としての内燃機関の制御装置を示すもので、図１はその
本内燃機関の制御装置が適用された内燃機関の概略構成
を示す図である。
【０００９】図１に示すように、この内燃機関（以下、
エンジンという）１は、ウオータジャケットに温度検知
手段としての水温センサ４をそなえ、クランク軸にはク
ランク角センサ５をそなえている。また、シリンダブロ
ックにはノックセンサ６をそなえている。これらのセン
サ５，６，７で検出された情報は、ＥＣＵ（制御手段）
１０に入力されるようになっており、ＥＣＵ１０では、
これらのセンサ５，６，７からの検出情報や図示しない
ＡＰＳ（アクセルポジションセンサ）等の他のセンサか
らの検出情報に基づきエンジン１の点火時期や燃料噴射
量を適宜制御するようになっている。
エンジンという）１は、ウオータジャケットに温度検知
手段としての水温センサ４をそなえ、クランク軸にはク
ランク角センサ５をそなえている。また、シリンダブロ
ックにはノックセンサ６をそなえている。これらのセン
サ５，６，７で検出された情報は、ＥＣＵ（制御手段）
１０に入力されるようになっており、ＥＣＵ１０では、
これらのセンサ５，６，７からの検出情報や図示しない
ＡＰＳ（アクセルポジションセンサ）等の他のセンサか
らの検出情報に基づきエンジン１の点火時期や燃料噴射
量を適宜制御するようになっている。
【００１０】具体的には、ＥＣＵ１０は、その機能要素
として点火時期制御手段１１と噴射量制御手段１２とを
そなえている。点火時期制御手段１１は、点火プラグ
（点火栓）２の点火時期を制御する手段であり、噴射量
制御手段１２は、インジェクタ（燃料噴射弁）３からの
燃料噴射時期を制御する手段であって、ともに平均有効
圧力Ｐｅとエンジン回転数Ｎｅとで定まる制御マップに
基づきそれぞれ点火時期ＩＧＴ，空燃比Ａ／Ｆを制御す
るようになっている。
として点火時期制御手段１１と噴射量制御手段１２とを
そなえている。点火時期制御手段１１は、点火プラグ
（点火栓）２の点火時期を制御する手段であり、噴射量
制御手段１２は、インジェクタ（燃料噴射弁）３からの
燃料噴射時期を制御する手段であって、ともに平均有効
圧力Ｐｅとエンジン回転数Ｎｅとで定まる制御マップに
基づきそれぞれ点火時期ＩＧＴ，空燃比Ａ／Ｆを制御す
るようになっている。
【００１１】例えば、図２は本内燃機関の制御装置にか
かる制御マップの特性を示すものであるが、図２に示す
ように、制御マップ上には平均有効圧力Ｐｅ，エンジン
回転数Ｎｅに応じて複数のエンジン運転領域が設定され
ており、各領域毎に異なる制御が行なわれるようになっ
ている。なお、エンジン回転数Ｎｅにはクランク角セン
サ５の検出情報が用いられ、平均有効圧力Ｐｅはエンジ
ン回転数Ｎｅ及びＡＰＳで検出されたアクセル開度θの
各情報に基づき算出したものが用いられるようになって
いる。また、このような制御マップは、燃料噴射量を設
定するためのものや、点火時期を設定するためのものな
ど、各制御対象毎に設けられている。
かる制御マップの特性を示すものであるが、図２に示す
ように、制御マップ上には平均有効圧力Ｐｅ，エンジン
回転数Ｎｅに応じて複数のエンジン運転領域が設定され
ており、各領域毎に異なる制御が行なわれるようになっ
ている。なお、エンジン回転数Ｎｅにはクランク角セン
サ５の検出情報が用いられ、平均有効圧力Ｐｅはエンジ
ン回転数Ｎｅ及びＡＰＳで検出されたアクセル開度θの
各情報に基づき算出したものが用いられるようになって
いる。また、このような制御マップは、燃料噴射量を設
定するためのものや、点火時期を設定するためのものな
ど、各制御対象毎に設けられている。
【００１２】制御マップ上の各領域について説明する
と、まず、横線のハッチングで示す領域（領域Ａ）は、
高回転域である。この領域Ａでは排気系を熱負荷から保
護するため、燃料冷却のための空燃比Ａ／Ｆのリッチ化
が必要であり、図２に示す制御マップに基づき、目標空
燃比が通常時（領域Ａ以外のエンジン運転領域）よりも
リッチ化される。
と、まず、横線のハッチングで示す領域（領域Ａ）は、
高回転域である。この領域Ａでは排気系を熱負荷から保
護するため、燃料冷却のための空燃比Ａ／Ｆのリッチ化
が必要であり、図２に示す制御マップに基づき、目標空
燃比が通常時（領域Ａ以外のエンジン運転領域）よりも
リッチ化される。
【００１３】噴射量制御手段１２では、空燃比Ａ／Ｆが
このリッチ化された目標空燃比Ａ／Ｆ0 となるように燃
料噴射量を増量するようになっている。ここでの空燃比
Ａ／Ｆのリッチ化の程度、すなわち、目標空燃比Ａ／Ｆ
0 の大きさは、排気温度を排気系の許容温度内に保つた
めに必要な燃料冷却の程度から設定されており、マップ
上では平均有効圧力Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅが大きい
ほど小さくなるように、すなわち、リッチになるように
設定されている。
このリッチ化された目標空燃比Ａ／Ｆ0 となるように燃
料噴射量を増量するようになっている。ここでの空燃比
Ａ／Ｆのリッチ化の程度、すなわち、目標空燃比Ａ／Ｆ
0 の大きさは、排気温度を排気系の許容温度内に保つた
めに必要な燃料冷却の程度から設定されており、マップ
上では平均有効圧力Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅが大きい
ほど小さくなるように、すなわち、リッチになるように
設定されている。
【００１４】図３は領域Ａにおける噴射量制御手段１２
による燃料噴射量の増量制御について示したものであ
る。図３に示すように、噴射量制御手段１２は、エンジ
ン１の運転状態が領域Ａに入ったとき（時点ｔ0 ）、す
ぐに空燃比Ａ／Ｆを目標空燃比Ａ／Ｆ0 までリッチ化す
るのではなく、一定時間tt0 テーリング処理を行ない、
初期空燃比Ａ／ＦL から目標空燃比Ａ／Ｆ0 まで徐々に
リッチ化していくようになっている（図３中に実線で示
す）。
による燃料噴射量の増量制御について示したものであ
る。図３に示すように、噴射量制御手段１２は、エンジ
ン１の運転状態が領域Ａに入ったとき（時点ｔ0 ）、す
ぐに空燃比Ａ／Ｆを目標空燃比Ａ／Ｆ0 までリッチ化す
るのではなく、一定時間tt0 テーリング処理を行ない、
初期空燃比Ａ／ＦL から目標空燃比Ａ／Ｆ0 まで徐々に
リッチ化していくようになっている（図３中に実線で示
す）。
【００１５】これを時点ｔ0 で即座に目標空燃比Ａ／Ｆ
0 までリッチ化した場合（図３中に二点鎖線で示す）と
比べると、リッチ化が遅れる分だけ排気温度の上昇の立
ち上がりが早く、許容温度近くまで早く上昇することに
なる。しかしながら、この場合でも、最終的には空燃比
Ａ／Ｆが目標空燃比Ａ／Ｆ0 までリッチ化されることに
より、排気温度は許容温度内に保たれ、排気系の熱負荷
からの保護という点での効果には差が生じない。一方、
燃費の点から見ると、本制御の場合には、テーリングに
より徐々に空燃比Ａ／Ｆをリッチ化することにより、時
点ｔ0 で目標空燃比Ａ／Ｆ0 までリッチ化した場合に比
べて、テーリング処理の分だけ燃料噴射量が減量されて
おり、燃費の向上が図られるようになっている。
0 までリッチ化した場合（図３中に二点鎖線で示す）と
比べると、リッチ化が遅れる分だけ排気温度の上昇の立
ち上がりが早く、許容温度近くまで早く上昇することに
なる。しかしながら、この場合でも、最終的には空燃比
Ａ／Ｆが目標空燃比Ａ／Ｆ0 までリッチ化されることに
より、排気温度は許容温度内に保たれ、排気系の熱負荷
からの保護という点での効果には差が生じない。一方、
燃費の点から見ると、本制御の場合には、テーリングに
より徐々に空燃比Ａ／Ｆをリッチ化することにより、時
点ｔ0 で目標空燃比Ａ／Ｆ0 までリッチ化した場合に比
べて、テーリング処理の分だけ燃料噴射量が減量されて
おり、燃費の向上が図られるようになっている。
【００１６】なお、初期空燃比Ａ／ＦL は、エンジンの
運転状態が領域Ａに入る直前の空燃比Ａ／Ｆであり、ス
トイキオに近い空燃比で運転する通常のエンジンの場合
には、例えば、ストイキオよりもややリッチな空燃比
（例えば、１４．５程）に設定される。また、よりリー
ンな空燃比で運転するリーンバーンエンジンの場合に
は、初期空燃比Ａ／ＦL はストイキオよりリーンな領域
の空燃比に設定されることになる。以下、ここでいうエ
ンジン１はリーンバーンエンジンをも含むものとし、空
燃比Ａ／Ｆの範囲については特に限定せず説明する。
運転状態が領域Ａに入る直前の空燃比Ａ／Ｆであり、ス
トイキオに近い空燃比で運転する通常のエンジンの場合
には、例えば、ストイキオよりもややリッチな空燃比
（例えば、１４．５程）に設定される。また、よりリー
ンな空燃比で運転するリーンバーンエンジンの場合に
は、初期空燃比Ａ／ＦL はストイキオよりリーンな領域
の空燃比に設定されることになる。以下、ここでいうエ
ンジン１はリーンバーンエンジンをも含むものとし、空
燃比Ａ／Ｆの範囲については特に限定せず説明する。
【００１７】また、点火時期ＩＧＴに関しては、上述し
た燃料噴射量のようなテーリング処理は行なわない。つ
まり、点火時期制御手段１１は、エンジン１の運転状態
が領域Ａに入ると目標点火時期ＩＧＴ0 を図２に示すマ
ップから読み出し、点火時期ＩＧＴを目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 に設定して、点火プラグ２の点火制御を行なうよう
になっている。
た燃料噴射量のようなテーリング処理は行なわない。つ
まり、点火時期制御手段１１は、エンジン１の運転状態
が領域Ａに入ると目標点火時期ＩＧＴ0 を図２に示すマ
ップから読み出し、点火時期ＩＧＴを目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 に設定して、点火プラグ２の点火制御を行なうよう
になっている。
【００１８】次に、図２中の縦線のハッチングで示す領
域（領域Ｂ）について説明すると、この領域Ｂは、高負
荷領域であり特にノッキングが発生しやすい。そこで、
この領域Ｂでは、目標点火時期ＩＧＴ0 は、出力や燃料
消費率が最良となるＭＢＴ（Minimum advance for the
best torque)ではなく、ノッキングが発生しない最進角
に設定されている。ＥＣＵ１０では、ノッキングセンサ
６で実際に検出されるノッキング情報により目標点火時
期ＩＧＴ0 を学習補正し、出力及び燃料消費率の向上と
ノッキングの抑制との両立を図っている。また、エンジ
ン１の機関温度が低い場合には、ノッキングが発生する
可能性は高温時よりも低いため、水温センサ４で検出さ
れた水温が所定温度以下の場合には、水温に応じて点火
時期ＩＧＴを目標点火時期ＩＧＴ0 から進角するように
なっている。
域（領域Ｂ）について説明すると、この領域Ｂは、高負
荷領域であり特にノッキングが発生しやすい。そこで、
この領域Ｂでは、目標点火時期ＩＧＴ0 は、出力や燃料
消費率が最良となるＭＢＴ（Minimum advance for the
best torque)ではなく、ノッキングが発生しない最進角
に設定されている。ＥＣＵ１０では、ノッキングセンサ
６で実際に検出されるノッキング情報により目標点火時
期ＩＧＴ0 を学習補正し、出力及び燃料消費率の向上と
ノッキングの抑制との両立を図っている。また、エンジ
ン１の機関温度が低い場合には、ノッキングが発生する
可能性は高温時よりも低いため、水温センサ４で検出さ
れた水温が所定温度以下の場合には、水温に応じて点火
時期ＩＧＴを目標点火時期ＩＧＴ0 から進角するように
なっている。
【００１９】点火時期制御手段１１では、このようにノ
ッキングに基づき決まる目標点火時期ＩＧＴ0 に点火時
期ＩＧＴを設定するようになっている。なお、領域Ｂ中
でも特に高負荷の領域（図２の中の太い縦線で示す領
域）は、アクセル全開時に対応しており、ここでは、高
出力を発揮するために、目標空燃比Ａ／Ｆ0 はよりリッ
チに設定されている。
ッキングに基づき決まる目標点火時期ＩＧＴ0 に点火時
期ＩＧＴを設定するようになっている。なお、領域Ｂ中
でも特に高負荷の領域（図２の中の太い縦線で示す領
域）は、アクセル全開時に対応しており、ここでは、高
出力を発揮するために、目標空燃比Ａ／Ｆ0 はよりリッ
チに設定されている。
【００２０】このようにＥＣＵ１０では、制御マップを
平均有効圧力Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅに応じて２つの
領域Ａ，Ｂに分け、それぞれの領域Ａ，Ｂの特性に応じ
た点火時期制御や燃料噴射制御を行なっている。ところ
が、図２に示すように、領域Ａ，Ｂは完全には分離して
おらず、高回転，高負荷領域では両者が重複している
（図２中の網目のハッチングで示す領域、以下領域Ｃと
いう）。
平均有効圧力Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅに応じて２つの
領域Ａ，Ｂに分け、それぞれの領域Ａ，Ｂの特性に応じ
た点火時期制御や燃料噴射制御を行なっている。ところ
が、図２に示すように、領域Ａ，Ｂは完全には分離して
おらず、高回転，高負荷領域では両者が重複している
（図２中の網目のハッチングで示す領域、以下領域Ｃと
いう）。
【００２１】この領域Ｃでの制御を単純に領域Ａ，Ｂで
の各制御を単純に足し合わせたものとするならば、制御
マップから目標空燃比Ａ／Ｆ0 と目標点火時期ＩＧＴ0
とを制御マップから読み出し、点火時期制御手段１１に
より点火時期ＩＧＴを目標点火時期ＩＧＴ0 に設定する
とともに、燃料噴射量制御手段１２により空燃比Ａ／Ｆ
が目標空燃比Ａ／Ｆ0 となるように燃料噴射量を制御す
ることになる。
の各制御を単純に足し合わせたものとするならば、制御
マップから目標空燃比Ａ／Ｆ0 と目標点火時期ＩＧＴ0
とを制御マップから読み出し、点火時期制御手段１１に
より点火時期ＩＧＴを目標点火時期ＩＧＴ0 に設定する
とともに、燃料噴射量制御手段１２により空燃比Ａ／Ｆ
が目標空燃比Ａ／Ｆ0 となるように燃料噴射量を制御す
ることになる。
【００２２】このような制御を行なった場合、エンジン
１の機関温度が十分に高い場合には、燃料冷却による排
気系の保護とノッキングの抑制とを同時に図ることがで
きるという利点がある。ところが低温時には、上述のよ
うに単純に領域Ａ，Ｂでの各制御を単純に足し合わせた
場合には、以下の理由により燃費の悪化を招いてしまう
ことになる。
１の機関温度が十分に高い場合には、燃料冷却による排
気系の保護とノッキングの抑制とを同時に図ることがで
きるという利点がある。ところが低温時には、上述のよ
うに単純に領域Ａ，Ｂでの各制御を単純に足し合わせた
場合には、以下の理由により燃費の悪化を招いてしまう
ことになる。
【００２３】つまり、低温時、すなわち、水温センサ４
で検出された水温が所定値よりも低いときには、領域Ｂ
の制御において点火時期ＩＧＴは水温に応じて目標点火
時期ＩＧＴ0 から進角されるようになっているが、この
進角制御によっても排気温度の上昇は抑制される。すな
わち、点火時期ＩＧＴを進角すると、機関の熱効率が向
上するが、これにより排気への熱損失が低下して排気温
度の上昇が抑制されるのである。
で検出された水温が所定値よりも低いときには、領域Ｂ
の制御において点火時期ＩＧＴは水温に応じて目標点火
時期ＩＧＴ0 から進角されるようになっているが、この
進角制御によっても排気温度の上昇は抑制される。すな
わち、点火時期ＩＧＴを進角すると、機関の熱効率が向
上するが、これにより排気への熱損失が低下して排気温
度の上昇が抑制されるのである。
【００２４】このように、低温時には、点火時期ＩＧＴ
の進角によって排気温度の上昇はある程度抑制されてお
り、高温時と同等に空燃比Ａ／Ｆをリッチ化する必要は
ない。言い換えれば、低温時には、目標空燃比Ａ／Ｆ0
を高温時よりもリーン側に設定することができる。した
がって、低温時に高温時と同等のリッチな目標空燃比Ａ
／Ｆ0 を設定することは、その分だけ燃費の悪化を招く
ことになってしまうのである。
の進角によって排気温度の上昇はある程度抑制されてお
り、高温時と同等に空燃比Ａ／Ｆをリッチ化する必要は
ない。言い換えれば、低温時には、目標空燃比Ａ／Ｆ0
を高温時よりもリーン側に設定することができる。した
がって、低温時に高温時と同等のリッチな目標空燃比Ａ
／Ｆ0 を設定することは、その分だけ燃費の悪化を招く
ことになってしまうのである。
【００２５】このように、領域Ｃにおいて単純に領域
Ａ，Ｂでの各制御を単純に足し合わせたのみでは低温時
の燃費に悪化を招いてしまうことになる。そこで、ＥＣ
Ｕ１０では、エンジン１の運転状態（Ｐｅ，Ｎｅ）が領
域Ｃに入ったときには、以下のような制御を行なうよう
になっている。まず、ＥＣＵ１０には、図４，図５のグ
ラフに示すような相関特性が記憶されている。
Ａ，Ｂでの各制御を単純に足し合わせたのみでは低温時
の燃費に悪化を招いてしまうことになる。そこで、ＥＣ
Ｕ１０では、エンジン１の運転状態（Ｐｅ，Ｎｅ）が領
域Ｃに入ったときには、以下のような制御を行なうよう
になっている。まず、ＥＣＵ１０には、図４，図５のグ
ラフに示すような相関特性が記憶されている。
【００２６】図４は、水温センサ４で検出された水温Ｔ
e から目標点火時期ＩＧＴ0 を補正するためのグラフ
（以下、グラフＡという）であり、横軸は水温Ｔe 、縦
軸は補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′を示している。また、
図４中の曲線Ｘは、各水温Ｔeにおいてノッキングが発
生する最進角を示すものである。水温Ｔe が低いほどノ
ッキングの発生する確率は低いため、図４に示すよう
に、曲線Ｘは水温Ｔe が低い程補正目標点火時期ＩＧＴ
0 ′が進角するような特性になっている。なお、水温Ｔ
e が所定値Ｔe0以上のときには、補正目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 ′は目標点火時期ＩＧＴ0 に設定されるようになっ
ているが、この所定値Ｔe0はエンジン１が十分に暖機さ
れたときの温度を示すものである（例えば、Ｔe0＝８０
℃）。
e から目標点火時期ＩＧＴ0 を補正するためのグラフ
（以下、グラフＡという）であり、横軸は水温Ｔe 、縦
軸は補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′を示している。また、
図４中の曲線Ｘは、各水温Ｔeにおいてノッキングが発
生する最進角を示すものである。水温Ｔe が低いほどノ
ッキングの発生する確率は低いため、図４に示すよう
に、曲線Ｘは水温Ｔe が低い程補正目標点火時期ＩＧＴ
0 ′が進角するような特性になっている。なお、水温Ｔ
e が所定値Ｔe0以上のときには、補正目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 ′は目標点火時期ＩＧＴ0 に設定されるようになっ
ているが、この所定値Ｔe0はエンジン１が十分に暖機さ
れたときの温度を示すものである（例えば、Ｔe0＝８０
℃）。
【００２７】一方、図５は、図４に示すグラフＡに基づ
き設定された補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′から目標空燃
比Ａ／Ｆ0 を補正するためのマップ（以下、グラフＢと
いう）であり、横軸は補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′、縦
軸は補正目標空燃比Ａ／Ｆ0′を示している。また、図
５中の曲線Ｙは、排気温度を同一（例えば、許容温度）
とするために必要な各点火時期ＩＧＴに対する空燃比Ａ
／Ｆを示すものである。上述したように点火時期ＩＧＴ
が早いほど排気温度は低くなるため、図５に示すよう
に、曲線Ｙは補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′が早い程補正
目標空燃比Ａ／Ｆ 0 ′も大きくなるような特性になって
いる。
き設定された補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′から目標空燃
比Ａ／Ｆ0 を補正するためのマップ（以下、グラフＢと
いう）であり、横軸は補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′、縦
軸は補正目標空燃比Ａ／Ｆ0′を示している。また、図
５中の曲線Ｙは、排気温度を同一（例えば、許容温度）
とするために必要な各点火時期ＩＧＴに対する空燃比Ａ
／Ｆを示すものである。上述したように点火時期ＩＧＴ
が早いほど排気温度は低くなるため、図５に示すよう
に、曲線Ｙは補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′が早い程補正
目標空燃比Ａ／Ｆ 0 ′も大きくなるような特性になって
いる。
【００２８】これらのグラフＡ，Ｂの特性は、領域Ｃ中
に設定された目標点火時期ＩＧＴ0，目標空燃比Ａ／Ｆ
0 に応じて複数記憶されている。ＥＣＵ１０は、エンジ
ン１の運転状態が領域Ｃに入ると、または、領域Ｃ内で
運転状態が変化すると、まず、その運転状態（Ｐｅ，Ｎ
ｅ）に対応した目標点火時期ＩＧＴ0 ，目標空燃比Ａ／
Ｆ0 を図２に示す制御マップから読み出し、読み出した
目標点火時期ＩＧＴ0に対応したグラフＡを選択すると
ともに、目標点火時期ＩＧＴ0 ，目標空燃比Ａ／Ｆ0 に
対応したグラフＢを選択するようになっている。
に設定された目標点火時期ＩＧＴ0，目標空燃比Ａ／Ｆ
0 に応じて複数記憶されている。ＥＣＵ１０は、エンジ
ン１の運転状態が領域Ｃに入ると、または、領域Ｃ内で
運転状態が変化すると、まず、その運転状態（Ｐｅ，Ｎ
ｅ）に対応した目標点火時期ＩＧＴ0 ，目標空燃比Ａ／
Ｆ0 を図２に示す制御マップから読み出し、読み出した
目標点火時期ＩＧＴ0に対応したグラフＡを選択すると
ともに、目標点火時期ＩＧＴ0 ，目標空燃比Ａ／Ｆ0 に
対応したグラフＢを選択するようになっている。
【００２９】そして、ＥＣＵ１０では、選択したグラフ
Ａに水温センサ４で検出した水温Ｔ e を当てはめること
により、補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′を導出し、さら
に、選択したグラフＢに補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′を
当てはめることにより、補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′を導
出するようになっている。したがって、例えば、図４に
示すように、水温センサ２により所定値Ｔe0よりも低い
水温Ｔe1が検出された場合には、補正目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 ′は、目標点火時期ＩＧＴ0 よりも進角された時期
ＩＧＴ1 に設定され、図５に示すように、補正目標空燃
比Ａ／Ｆ0 ′は目標空燃比Ａ／Ｆ0 よりもリーンな空燃
比Ａ／Ｆ1 に設定されるようになっている。一方、所定
値Ｔe0以上の水温Ｔe が検出された場合には、目標点火
時期ＩＧＴ 0 は補正されず、したがって、目標空燃比Ａ
／Ｆ0 もそのままとなる。
Ａに水温センサ４で検出した水温Ｔ e を当てはめること
により、補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′を導出し、さら
に、選択したグラフＢに補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′を
当てはめることにより、補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′を導
出するようになっている。したがって、例えば、図４に
示すように、水温センサ２により所定値Ｔe0よりも低い
水温Ｔe1が検出された場合には、補正目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 ′は、目標点火時期ＩＧＴ0 よりも進角された時期
ＩＧＴ1 に設定され、図５に示すように、補正目標空燃
比Ａ／Ｆ0 ′は目標空燃比Ａ／Ｆ0 よりもリーンな空燃
比Ａ／Ｆ1 に設定されるようになっている。一方、所定
値Ｔe0以上の水温Ｔe が検出された場合には、目標点火
時期ＩＧＴ 0 は補正されず、したがって、目標空燃比Ａ
／Ｆ0 もそのままとなる。
【００３０】こうして補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′及び
補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′が決定されると、点火時期制
御手段１１では、点火プラグ２の点火時期ＩＧＴを補正
目標点火時期ＩＧＴ0 ′に設定し、噴射量制御手段１２
では、空燃比Ａ／Ｆが補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′になる
ように、インジェクタ３からの燃料噴射量を前述したテ
ーリング処理により制御していくようになっている。
補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′が決定されると、点火時期制
御手段１１では、点火プラグ２の点火時期ＩＧＴを補正
目標点火時期ＩＧＴ0 ′に設定し、噴射量制御手段１２
では、空燃比Ａ／Ｆが補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′になる
ように、インジェクタ３からの燃料噴射量を前述したテ
ーリング処理により制御していくようになっている。
【００３１】本発明の一実施形態としての内燃機関の制
御装置は上述のごとく構成されているので、点火プラグ
２の点火時期やインジェクタ３からの燃料噴射量の制御
は、以下のようにして行なう。まず、ＥＣＵ１０では、
クランク角センサ５の検出情報からエンジン回転数Ｎｅ
を算出し、さらに、エンジン回転数Ｎｅ及びＡＰＳで検
出されたアクセル開度θの各情報に基づき平均有効圧力
Ｐｅを算出する。そして、算出した平均有効圧力Ｐｅ，
エンジン回転数Ｎｅを図２に示すような制御マップ上に
プロットし、プロットされた領域に対応した点火時期制
御，噴射量制御を行なう。
御装置は上述のごとく構成されているので、点火プラグ
２の点火時期やインジェクタ３からの燃料噴射量の制御
は、以下のようにして行なう。まず、ＥＣＵ１０では、
クランク角センサ５の検出情報からエンジン回転数Ｎｅ
を算出し、さらに、エンジン回転数Ｎｅ及びＡＰＳで検
出されたアクセル開度θの各情報に基づき平均有効圧力
Ｐｅを算出する。そして、算出した平均有効圧力Ｐｅ，
エンジン回転数Ｎｅを図２に示すような制御マップ上に
プロットし、プロットされた領域に対応した点火時期制
御，噴射量制御を行なう。
【００３２】例えば、プロットされた領域が図２に示す
領域Ｃ（領域Ａと領域Ｂとの重複部分）の場合には、図
６に示すようなフローに従い制御を行なう。図６に示す
ように、ＥＣＵ１０では、まず、算出した平均有効圧力
Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅに応じて制御マップから目標
空燃比Ａ／Ｆ0 と目標点火時期ＩＧＴ0 とを読み込む
（ステップＳ１００）。そして、読み込んだ目標点火時
期ＩＧＴ0 に対応したグラフＡ（水温−ＩＧＴグラフ）
を選択し（ステップＳ１１０）、さらに、目標空燃比Ａ
／Ｆ0 ，目標点火時期ＩＧＴ0 に対応したグラフＢ（Ｉ
ＧＴ−Ａ／Ｆグラフ）を選択する（ステップＳ１２
０）。
領域Ｃ（領域Ａと領域Ｂとの重複部分）の場合には、図
６に示すようなフローに従い制御を行なう。図６に示す
ように、ＥＣＵ１０では、まず、算出した平均有効圧力
Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅに応じて制御マップから目標
空燃比Ａ／Ｆ0 と目標点火時期ＩＧＴ0 とを読み込む
（ステップＳ１００）。そして、読み込んだ目標点火時
期ＩＧＴ0 に対応したグラフＡ（水温−ＩＧＴグラフ）
を選択し（ステップＳ１１０）、さらに、目標空燃比Ａ
／Ｆ0 ，目標点火時期ＩＧＴ0 に対応したグラフＢ（Ｉ
ＧＴ−Ａ／Ｆグラフ）を選択する（ステップＳ１２
０）。
【００３３】次に、水温センサ４によりエンジン１の水
温Ｔe を検出し（ステップＳ１３０）、検出した水温Ｔ
e を選択したグラフＡに対応させ、水温Ｔe に応じた補
正目標点火時期ＩＧＴ0 ′の設定を行なう（ステップＳ
１４０）。また、水温Ｔe に基づき設定された補正目標
点火時期ＩＧＴ0 ′を選択したグラフＢに対応させ、補
正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′の設定を行なう（ステップＳ１
５０）。このとき、検出された水温Ｔe が所定値Ｔe0よ
りも低ければ、補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′は目標点火
時期ＩＧＴ0 よりも進角され、補正目標空燃比Ａ／
Ｆ0 ′は目標空燃比Ａ／Ｆ0 よりもリーンに設定され
て、これにより燃費の悪化が抑制される。
温Ｔe を検出し（ステップＳ１３０）、検出した水温Ｔ
e を選択したグラフＡに対応させ、水温Ｔe に応じた補
正目標点火時期ＩＧＴ0 ′の設定を行なう（ステップＳ
１４０）。また、水温Ｔe に基づき設定された補正目標
点火時期ＩＧＴ0 ′を選択したグラフＢに対応させ、補
正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′の設定を行なう（ステップＳ１
５０）。このとき、検出された水温Ｔe が所定値Ｔe0よ
りも低ければ、補正目標点火時期ＩＧＴ0 ′は目標点火
時期ＩＧＴ0 よりも進角され、補正目標空燃比Ａ／
Ｆ0 ′は目標空燃比Ａ／Ｆ0 よりもリーンに設定され
て、これにより燃費の悪化が抑制される。
【００３４】そして、点火時期制御手段１１では、点火
プラグ２の点火時期ＩＧＴを補正目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 ′に設定し、噴射量制御手段１２では、空燃比Ａ／
Ｆが補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′となるように、インジェ
クタ３からの燃料噴射量を制御する。ただし、噴射量制
御手段１２は、すぐに空燃比Ａ／Ｆを補正目標空燃比Ａ
／Ｆ0 ′までリッチ化するのではなく、一定時間tt0 テ
ーリング処理を行ない、初期空燃比Ａ／ＦL から補正目
標空燃比Ａ／Ｆ0 ′まで徐々にリッチ化していき、これ
により、さらに燃費の悪化を抑制する（ステップＳ１６
０）。
プラグ２の点火時期ＩＧＴを補正目標点火時期ＩＧ
Ｔ0 ′に設定し、噴射量制御手段１２では、空燃比Ａ／
Ｆが補正目標空燃比Ａ／Ｆ0 ′となるように、インジェ
クタ３からの燃料噴射量を制御する。ただし、噴射量制
御手段１２は、すぐに空燃比Ａ／Ｆを補正目標空燃比Ａ
／Ｆ0 ′までリッチ化するのではなく、一定時間tt0 テ
ーリング処理を行ない、初期空燃比Ａ／ＦL から補正目
標空燃比Ａ／Ｆ0 ′まで徐々にリッチ化していき、これ
により、さらに燃費の悪化を抑制する（ステップＳ１６
０）。
【００３５】このように、本内燃機関の制御装置によれ
ば、領域Ｃに示すような高負荷，高回転領域において、
燃料冷却による排気系の保護とノッキングの抑制とを図
るにあたり、水温センサ４によりエンジン１の水温Ｔe
を検出し、検出した水温Ｔeが所定値Ｔe0より低い場合
には、点火時期制御手段１１により水温Ｔe が低いほど
点火プラグ２の点火時期ＩＧＴを進角するとともに、点
火時期ＩＧＴの進角度に応じて空燃比Ａ／Ｆがリーンと
なるように噴射量制御手段１２により噴射弁からの燃料
噴射量を減量するようになっているので、無駄な空燃比
Ａ／Ｆのリッチ化による燃費の悪化を抑制することがで
きるという利点がある。
ば、領域Ｃに示すような高負荷，高回転領域において、
燃料冷却による排気系の保護とノッキングの抑制とを図
るにあたり、水温センサ４によりエンジン１の水温Ｔe
を検出し、検出した水温Ｔeが所定値Ｔe0より低い場合
には、点火時期制御手段１１により水温Ｔe が低いほど
点火プラグ２の点火時期ＩＧＴを進角するとともに、点
火時期ＩＧＴの進角度に応じて空燃比Ａ／Ｆがリーンと
なるように噴射量制御手段１２により噴射弁からの燃料
噴射量を減量するようになっているので、無駄な空燃比
Ａ／Ｆのリッチ化による燃費の悪化を抑制することがで
きるという利点がある。
【００３６】これは、近距離通勤のように運転時間が短
くエンジン１が十分暖機されない状況や、冬場のように
エンジン１が温まりにくい時期には特に効果が期待で
き、このような場合でも燃費の悪化を招くことなく、ま
た、排気の浄化も図ることができるようになる。また、
本内燃機関の制御装置によれば、燃料冷却のための空燃
比Ａ／Ｆのリッチ化を行なう際に、テーリング処理を行
なって徐々にリッチ化していくようになっているので、
一気にリッチ化する場合に比べてテーリング処理の分だ
け燃料噴射量が減量されており、さらに燃費の悪化を抑
制することができるという利点もある。
くエンジン１が十分暖機されない状況や、冬場のように
エンジン１が温まりにくい時期には特に効果が期待で
き、このような場合でも燃費の悪化を招くことなく、ま
た、排気の浄化も図ることができるようになる。また、
本内燃機関の制御装置によれば、燃料冷却のための空燃
比Ａ／Ｆのリッチ化を行なう際に、テーリング処理を行
なって徐々にリッチ化していくようになっているので、
一気にリッチ化する場合に比べてテーリング処理の分だ
け燃料噴射量が減量されており、さらに燃費の悪化を抑
制することができるという利点もある。
【００３７】さらに、本発明は上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。例えば、上述した
実施形態では、温度検知手段として水温センサ４をそな
え、機関温度としてエンジン水温を検出するようになっ
ているが、エンジン水温の他に、油温や排気温度を機関
温度として代表したり、若しくはこれらから機関温度を
推定するようにしてもよい。
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。例えば、上述した
実施形態では、温度検知手段として水温センサ４をそな
え、機関温度としてエンジン水温を検出するようになっ
ているが、エンジン水温の他に、油温や排気温度を機関
温度として代表したり、若しくはこれらから機関温度を
推定するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
の制御装置によれば、機関温度が低い場合での無駄な燃
料噴射を防止して燃費の悪化を抑制することができると
いう利点がある。
の制御装置によれば、機関温度が低い場合での無駄な燃
料噴射を防止して燃費の悪化を抑制することができると
いう利点がある。
【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装
置が適用されたエンジンの構成を示す模式図である。
置が適用されたエンジンの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装
置にかかる制御マップの特性を示す図である。
置にかかる制御マップの特性を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装
置にかかる高回転領域での空燃比のテーリング処理を説
明するための図である。
置にかかる高回転領域での空燃比のテーリング処理を説
明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装
置にかかる水温と補正目標点火時期との関係を示すグラ
フである。
置にかかる水温と補正目標点火時期との関係を示すグラ
フである。
【図５】本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装
置にかかる補正目標点火時期と補正目標空燃比との関係
を示すグラフである。
置にかかる補正目標点火時期と補正目標空燃比との関係
を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態としての内燃機関の制御装
置にかかる高回転，高負荷領域における点火時期制御及
び燃料噴射制御の流れを示すフローチャートである。
置にかかる高回転，高負荷領域における点火時期制御及
び燃料噴射制御の流れを示すフローチャートである。
１ エンジン（内燃機関） ２ 点火プラグ（点火栓） ３ インジェクタ（噴射弁） ４ 水温センサ（温度検知手段） ５ クランク角センサ ６ ノックセンサ １０ ＥＣＵ １１ 点火時期制御手段 １２ 噴射量制御手段
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G022 BA01 CA02 CA08 CA09 DA01 EA00 EA02 FA03 GA01 GA05 GA08 GA09 GA13 GA15 3G084 BA13 BA17 DA02 DA38 EA11 EB02 EC02 EC03 FA20 FA38 3G301 HA01 JA02 JA22 KA05 KA09 KA25 LA00 LB01 MA01 MA11 NA08 NB02 NC02 NE06 NE13 NE14 NE15 NE23 PC02Z PC08Z PD11Z PE01Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の温度を検出又は推定する温度
検知手段と、 該機関に設けられた点火栓の点火時期を制御する点火時
期制御手段と、 該機関に設けられた噴射弁からの燃料噴射量を制御する
噴射量制御手段とをそなえ、 該温度検知手段により検出又は推定された該機関温度が
所定値よりも低い場合には、該点火時期制御手段により
該機関温度が低いほど該点火時期を進角するとともに、
該噴射量制御手段により該点火時期の進角度に応じて該
燃料噴射量を減量することを特徴とする、内燃機関の制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013647A JP2000213391A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013647A JP2000213391A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213391A true JP2000213391A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=11839032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11013647A Pending JP2000213391A (ja) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213391A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1544443A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating the in cylinder temperature after combustion |
| JP2015203318A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関システム |
| JP2021046802A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP11013647A patent/JP2000213391A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1544443A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-06-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of estimating the in cylinder temperature after combustion |
| JP2015203318A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関システム |
| JP2021046802A (ja) * | 2019-09-17 | 2021-03-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP7222859B2 (ja) | 2019-09-17 | 2023-02-15 | 日立Astemo株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060425 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070206 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070612 |