JP2002349322A - 内燃機関の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の燃費を向上する。 【解決手段】 内燃機関の燃焼室５内における燃料の燃
焼により発生する熱量が予め定められた量よりも多い第
１のアイドリング運転領域では第１のタイミングにて吸
気弁７が開弁され、燃焼室内における燃料の燃焼により
発生する熱量が予め定められた量よりも少ない第２のア
イドリング運転領域では第１のタイミングよりも遅いタ
イミングにて吸気弁が開弁される。アイドリング運転領
域における内燃機関の最低機関回転数を設定し、この設
定された最低機関回転数が確保されるように燃焼室に供
給する燃料量を制御する。第１のアイドリング運転領域
においては第１の回転数を最低機関回転数に設定し、第
２のアイドリング運転領域では第１の回転数よりも小さ
い第２の回転数を最低機関回転数に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の燃料供給
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特に内燃機関の運転が開始された直後の
ように内燃機関の運転中においてその温度が全体的に低
いときがある。このときには内燃機関の燃焼室内におけ
る燃料の燃焼が不完全となり、未燃の燃料が白煙の形で
燃焼室から排出されることとなる。このように内燃機関
において白煙が発生することを防止するために特開平９
−２５６８９１号公報に記載の技術では吸気弁の開弁タ
イミングを通常のタイミングよりも遅くし、吸気弁が開
弁される前に燃焼室内に負圧を形成しておき、このよう
に燃焼室内に負圧が形成されている状態で吸気弁を開弁
し、空気を急激に燃焼室内に吸入することにより空気の
温度を高め、結果として内燃機関の温度を上昇させるよ
うにしている。斯くして上記公報に記載の技術によれば
内燃機関の温度が高められ、燃料が燃焼室内にて完全に
燃焼し、これにより燃焼室における白煙の発生が防止さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記公報に記
載の内燃機関では吸気弁の開弁タイミングを通常のタイ
ミングよりも遅くすることにより燃焼室内に吸入される
空気の温度を高め、燃焼室において燃料を良好に燃焼さ
せるようにしている。しかしながらこのことを利用して
内燃機関の燃費を向上する方策は講じられてはいない。
そこで本発明の目的は内燃機関の燃費を向上することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の１番目の発明では、内燃機関の燃焼室内における燃料
の燃焼により発生する熱量が予め定められた量よりも多
い第１のアイドリング運転領域では第１のタイミングに
て吸気弁が開弁され、燃焼室内における燃料の燃焼によ
り発生する熱量が上記予め定められた量よりも少ない第
２のアイドリング運転領域では第１のタイミングよりも
遅いタイミングにて吸気弁が開弁されるように構成され
た内燃機関において、アイドリング運転領域における内
燃機関の最低機関回転数を設定する機関回転数設定手段
と、該機関回転数設定手段により設定された最低機関回
転数が確保されるように燃焼室に供給する燃料量を制御
する燃料量制御手段とを具備し、上記機関回転数設定手
段が第１のアイドリング運転領域においては第１の回転
数を最低機関回転数に設定し、第２のアイドリング運転
領域においては第１の回転数よりも小さい第２の回転数
を最低機関回転数に設定する。

【０００５】２番目の発明では１番目の発明において、
上記機関回転数設定手段が内燃機関の温度が高いほど最
低機関回転数を小さく設定する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明を４ストローク圧縮
着火式内燃機関に適用した場合を示している。図１を参
照すると、１は機関本体、２はシリンダブロック、３は
シリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気
制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は
排気弁、１０は排気ポート、７６は温度センサを夫々示
す。温度センサ７６は内燃機関を冷却するための冷却水
の温度を検出するための温度検出手段として機能する。

【０００７】吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介
してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は
吸気ダクト１３およびインタークーラ１４を介して過給
機、例えば排気ターボチャージャ１５のコンプレッサ１
６の出口部に連結される。コンプレッサ１６の入口部は
空気吸込管１７を介してエアクリーナ１８に連結され、
空気吸込管１７内にはステップモータ１９により駆動さ
れるスロットル弁２０が配置される。またスロットル弁
２０上流の空気吸込管１７内には吸入空気の質量流量を
検出するための質量流量検出器２１が配置される。

【０００８】一方、排気ポート１０は排気マニホルド２
２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２
３の入口部に連結され、排気タービン２３の出口部は排
気管２４を介して酸化機能を有する触媒２５を内蔵した
触媒コンバータ２６に連結される。触媒コンバータ２６
の上流側において排気マニホルド２２内には空燃比セン
サ（以下、上流側空燃比センサ）５３ａが配置され、触
媒コンバータ２６の下流側には空燃比センサ（以下、下
流側空燃比センサ）５３ｂが配置される。

【０００９】触媒コンバータ２６の出口部に連結された
排気管２８とスロットル弁２０下流の空気吸込管１７と
は排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２９を介
して互いに連結され、ＥＧＲ通路２９内にはステップモ
ータ３０により駆動されるＥＧＲ制御弁３１が配置され
る。またＥＧＲ通路２９内にはＥＧＲ通路２９内を流れ
るＥＧＲガスを冷却するためのインタークーラ３２が配
置される。図１に示した実施例では機関冷却水がインタ
ークーラ３２内に導かれ、機関冷却水によってＥＧＲガ
スが冷却される。

【００１０】一方、燃料噴射弁６は燃料供給管３３を介
して燃料リザーバ、いわゆるコモンレール３４に連結さ
れる。このコモンレール３４内へは電気制御式の吐出量
可変な燃料ポンプ３５から燃料が供給され、コモンレー
ル３４内に供給された燃料は各燃料供給管３３を介して
燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３４にはコモ
ンレール３４内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ
３６が取り付けられ、燃料圧センサ３６の出力信号に基
づいてコモンレール３４内の燃料圧が目標燃料圧となる
ように燃料ポンプ３５の吐出量が制御される。

【００１１】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続さ
れたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備
する。質量流量検出器２１の出力信号は対応するＡＤ変
換器４７を介して入力ポート４５に入力され、上流側空
燃比センサ５３ａ、下流側空燃比センサ５３ｂ、温度セ
ンサ７６および燃料圧センサ３６の出力信号も夫々対応
するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力され
る。

【００１２】アクセルペダル５０にはアクセルペダル５
０の踏込量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ５
１が接続され、負荷センサ５１の出力電圧は対応するＡ
Ｄ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。ま
た入力ポート４５にはクランクシャフトが例えば３０°
回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５
２が接続される。

【００１３】一方、出力ポート４６は対応する駆動回路
４８を介して燃料噴射弁６、スロットル弁制御用ステッ
プモータ１９、ＥＧＲ制御弁制御用ステップモータ３０
および燃料ポンプ３５に接続される。次に図２、図３、
および図５を参照して吸気弁の開閉弁特性を変更するた
めの機構について説明する。図２は当該機構の全体図で
ある。当該機構は吸気弁７の開弁量を変更すると共に吸
気弁７の開弁タイミングを変更するための機構（以下、
開弁特性変更機構）と、吸気弁７の閉弁タイミング（ま
たは開弁タイミング）を微調整するための機構（以下、
タイミング微調整機構）とを具備する。開弁特性変更機
構を図３に詳細に示し、タイミング微調整機構を図５に
詳細に示した。なお図２、図３、および図５において５
８はエンジンオイルを貯留するためのオイルタンクであ
り、６５はオイルタンク５８内のエンジンオイルの温度
を検出するための温度検出手段として機能する温度セン
サであり、温度センサ６５の出力信号は対応するＡＤ変
換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また図
３は図２で見た側とは反対側から開弁特性変更機構を見
たときの図である。

【００１４】開弁特性変更機構は図２に示したように三
つのカム５４ａ、５４ｂ、５４ｃと、これらカムに対応
する三つのリフトアーム５５ａ、５５ｂ、５５ｃとを有
する。カム５４ａ、５４ｂ、５４ｃはカムシャフト５６
に取り付けられており、リフトアーム５５ａ，５５ｂ，
５５ｃはシャフト５７に揺動可能に支持される。すなわ
ちリフトアーム５５ａ，５５ｂ，５５ｃはそれぞれ対応
するカム５４ａ，５４ｂ，５４ｃによりシャフト５７周
りで揺動せしめられることが可能である。各カムが吸気
弁７をリフトする量、すなわち開弁量はそれぞれ異な
る。図３に示したように中央のリフトアーム５５ａの端
部に一つの貫通孔６７が形成される。残りの二つのリフ
トアーム５５ｂ、５５ｃの端部にはそれぞれ油圧室６８
ｂ、６８ｃが形成される。各油圧室６８ｂ、６８ｃ内に
はそれぞれ対応してピン６９ｂ、６９ｃが摺動可能に収
容される。これらピン６９ｂ，６９ｃはスプリングバネ
３９ｂ，３９ｃにより油圧室６８ｂ，６８ｃ内に引き込
まれる方向へ付勢されている。また油圧室６８ｂ、６８
ｃは切換弁６２を介してオイルポンプ６６に接続され
る。

【００１５】オイルタンク５８内のエンジンオイルがい
ずれの油圧室６８ｂ、６８ｃにも供給されないときには
カム５４ａにより吸気弁７が開弁駆動せしめられる。ま
たエンジンオイルが油圧室６８ｂに供給されたときには
カム５４ｂにより吸気弁７が開弁駆動せしめられる。さ
らにエンジンオイルが油圧室６８ｃに供給されたときに
はカム５４ｃにより吸気弁７が開弁駆動せしめられる。
このようにエンジンオイルが供給される油圧室を変える
ことにより吸気弁７の開弁量を変更すると共に吸気弁７
の開弁タイミングを変更し、燃焼室６内に供給せしめら
れる吸気量を制御することができる。

【００１６】図４に吸気弁７の開弁特性を示した。図４
において横軸ＣＡはクランク角度、縦軸ＡＬは開弁量、
Ｅｘは排気弁９の開弁特性、Ｉｎは吸気弁７の開弁特
性、ＴＤＣは排気上死点を示す。吸気弁７を開弁させる
カムとして吸気弁７を最も大きく開弁させることができ
るカム（以下、大カム）５４ｃが選択されたときには吸
気弁７の開弁特性は図４（Ａ）に示したようになる。こ
の場合には排気弁９が閉弁される直前から吸気弁７が開
弁され始まる。したがって排気行程と吸気行程とは一部
において重なる。

【００１７】一方、吸気弁７を開弁させるカムとして吸
気弁７を中程度の大きさで開弁させることができるカム
（以下、中カム）５４ｂが選択されたときには吸気弁７
の開弁特性は図４（Ｂ）に示したようになる。この場合
には排気弁９が閉弁されると同時に吸気弁７が開弁され
始まる。さらに吸気弁７を開弁させるカムとして吸気弁
７を最も小さく開弁させることができるカム（以下、小
カム）５４ａが選択されたときには吸気弁７の開弁特性
は図４（Ｃ）に示したようになる。この場合には排気弁
９が閉弁されてから一定の時間が経過したときに吸気弁
７が開弁され始まる。

【００１８】一方、タイミング微調整機構は図２に示し
たようにロータ６０とハウジング６１とを有する。ロー
タ６０は一定範囲内において回動可能にハウジング６１
内に収容される。またロータ６０はカムシャフト５６に
取り付けられる。さらにロータ６０は図５に示したよう
にその外周壁面から径方向外方へと延びる四つの羽根７
３を有する。一方、ハウジング６１はその内周壁面から
径方向内方へと延びる四つの隔壁７４を有する。ロータ
６０がハウジング６１内に収容されたときにこれら羽根
７３と隔壁７４との間に八つの隔室７５ａ、７５ｂが形
成される。これら隔室には切換弁６３を介してオイルポ
ンプ６６が接続される。

【００１９】オイルタンク５８内のエンジンオイルが隔
室７５ａに供給されると閉弁タイミングが早くせしめら
れる。一方、エンジンオイルが隔室７５ｂに供給される
と閉弁タイミングが遅くせしめられる。このようにエン
ジンオイルが供給される隔室を変えることにより吸気弁
７の閉弁タイミングを変更することができる。なおハウ
ジング６１は歯車であり、図２に示したように内燃機関
の出力により回転せしめられる歯車６４に係合する。

【００２０】次に本実施例における吸気弁の開弁特性の
制御について説明する。本実施例では図６に示したよう
に機関回転数Ｎとアクセルペダル５０の踏込量から算出
される機関負荷Ｌとに基づいて内燃機関の運転状態が線
Ｘ₁ により第１の運転領域Ｉと第２の運転領域IIとに分
割されている。特に第１の運転領域Ｉは内燃機関がアイ
ドリング運転されている領域（アイドリング運転領域）
に相当する。線Ｘ₁ 上における機関回転数Ｎと機関負荷
Ｌとの関係は機関運転領域を第１の運転領域Ｉと第２の
運転領域IIとの間で切り換えるか否かを判定するための
機関回転数Ｎごとに定まる機関負荷Ｌ、すなわち判定値
が機関回転数Ｎが大きくなるほど小さくなるような関係
である。

【００２１】第１の運転領域においては吸気弁７を開弁
させるカムとして原則的に小カムが選択される。このよ
うに小カムが選択される理由は以下の通りである。第１
の運転領域においては機関回転数Ｎが比較的小さく、或
いは機関負荷Ｌが比較的小さいので燃焼室内における燃
料の燃焼により発生する熱量が比較的少ない。このため
内燃機関全体の温度が低く、したがって燃焼室内におい
て一部の燃料の燃焼が不完全となり、この未燃の燃料が
白煙の形で燃焼室から排出されてしまう。

【００２２】ところが本実施例のように第１の運転領域
において吸気弁７を開弁させるカムとして小カムが選択
されれば吸気弁７が開弁される前に燃焼室５内に大きな
負圧が形成され、吸気弁７が開弁されたときに負圧の影
響により空気が燃焼室５内に急激に流入し、このとき空
気の温度が高まる。すなわち本実施例のように第１の運
転領域において小カムにより吸気弁７を開弁させるよう
にすれば燃焼室５内に吸入された空気の温度が高く維持
されるので燃焼室５内において燃料が完全に燃焼し、し
たがって燃焼室５内における白煙が発生することが防止
される。

【００２３】もちろん上述したように第１の運転領域Ｉ
において選択されるカムは原則的に小カム５４ａである
が例外的にその他のカム５４ｂ，５４ｃであることもあ
る。一方、第２の運転領域においては機関回転数Ｎが比
較的大きく、或いは機関負荷Ｌが比較的大きいので燃焼
室内における燃料燃焼から発生する熱量は比較的多い。
したがって第２の運転領域では吸気弁７を開弁させるカ
ムとして小カムを選択しなくても内燃機関の温度は比較
的高いので燃焼室５内において燃料は完全燃焼しやす
い。そこで第２の運転領域においては吸気弁７を開弁さ
せるカムとして以下の制御に従って決定される。すなわ
ち第２の運転領域においては機関回転数Ｎと機関負荷Ｌ
とに応じて要求吸気量ＴＧａと要求燃料噴射量ＴＱとが
算出される。本実施例ではこれら要求吸気量ＴＧａおよ
び要求燃料噴射量ＴＱとを図７に示したように機関回転
数Ｎと機関要求負荷Ｌとの関数としてマップの形で予め
記憶しておき、当該マップを用いて要求吸気量ＴＧａお
よび供給燃料噴射量Ｑを算出する。

【００２４】次いで要求吸気量ＴＧａに応じて開弁特性
変更機構の三つのカム５４ａ，５４ｂ，５４ｃのいずれ
のカムにより吸気弁７を開弁させるかを決定する。すな
わち吸気弁７を開弁させるためにいずれのカムを実質的
に機能させるかを決定する。本実施例では要求吸気量Ｔ
Ｇａが多いときには大カム５４ｃが選択され、要求吸気
量ＴＧａが中程度の量であるときには中カム５４ｂが選
択され、要求吸気量ＴＧａが少ないときには小カム５４
ａが選択される。

【００２５】さらに第２の運転領域では要求吸気量ＴＧ
ａに応じて決定されたカムを機能させるように変更した
ときには実際の吸気量（以下、実吸気量）は段階的にし
か変化しないので実吸気量を正確に要求吸気量ＴＧａと
することができないことがある。そこで本実施例では吸
気弁７の閉弁タイミングを変更すれば吸気弁７の開弁状
態と燃焼室５内におけるピストン４の位置に関係した燃
焼室５内の負圧との関係が変わることから実吸気量が変
化することを利用して実吸気量が正確に要求吸気量とな
るようにする。すなわち吸気弁７を開弁されるために機
能させるカムを変更した後に要求吸気量ＴＧａと実吸気
量との間のずれ量に応じてタイミング微調整機構により
吸気弁７の閉弁タイミングを変更するようにする。本実
施例のタイミング微調整機構は吸気弁７の閉弁タイミン
グを連続的に変更することができるので実吸気量を正確
に要求吸気量ＴＧａとすることができる。

【００２６】本実施例によれば第２の運転領域では上述
したようにして決定されたカムを機能させるべく開弁特
性変更機構を作動させ、上述したようにして決定された
閉弁タイミングにて吸気弁７が閉弁するようにタイミン
グ微調整機構を作動させ、実吸気量が要求吸気量となる
ようにする。なお本実施例ではピストン８のポンピング
ロスを最小限に抑えるために第２の運転領域ではスロッ
トル弁２０は全開とされる。

【００２７】ところでアクセルペダル５０の踏込み量が
零となり、内燃機関の運転がアイドリング運転状態とな
ったときにおける機関負荷は非常に小さい。したがって
燃焼室５内に噴射する燃料の量がアイドリング運転状態
以外の運転状態における燃料量よりも非常に少なくされ
ても内燃機関は比較的安定して運転せしめられる。そこ
で内燃機関の運転がアイドリング運転状態となったとき
には燃焼室５内に噴射する燃料の量をできるだけ少なく
することが内燃機関の燃費を向上するという観点からは
好ましい。しかしながら燃料噴射量が過剰に少なくされ
ると機関回転数が極めて小さくなり、したがって機関回
転数が大きく変動し、このことは内燃機関を安定して運
転せしめるという観点からは好ましくない。

【００２８】内燃機関を安定して運転せしめると共に内
燃機関の燃費を向上するためには機関運転状態がアイド
リング運転状態となったときに内燃機関を安定して運転
させるのに最低限必要な機関回転数（以下、最低機関回
転数と称す）を算出し、この最低機関回転数を確保する
ことができる量の燃料を燃焼室内に噴射する必要があ
る。さらにこの最低機関回転数は内燃機関の温度、すな
わち燃焼室内の空気（以下、吸入空気と称す）の温度に
も依存する。すなわち吸入空気の温度が高いほど燃料は
燃焼室内にて完全燃焼しやすいので最低機関回転数は低
くなる。そこで本実施例では内燃機関を安定して運転せ
しめると共に内燃機関の燃費を向上するために以下のよ
うにして最低機関回転数を設定する。

【００２９】上述したように吸気弁７を開弁させるカム
として小カム５４ａが選択され、吸気弁７の開弁タイミ
ングが遅くされているときには吸入空気の温度が高くな
っている。このように吸入空気の温度が高くなっている
と燃焼室５内において燃料は完全燃焼しやすい。すなわ
ち吸気弁７の開弁タイミングが遅くされていない場合に
比べて燃料は完全燃焼しやすい。したがって機関運転状
態がアイドリング運転状態にあるときに燃料噴射量を吸
気弁７の開弁タイミングが遅くされていない場合の燃料
噴射量に比べて少なくしても内燃機関は安定して運転せ
しめられる。このことを図８を参照して詳細に説明す
る。

【００３０】図８において横軸Ｎは機関回転数であり、
縦軸Ｄは機関回転数の変動幅であり、線Ｌｎは吸気弁７
の開弁タイミングが遅くされていない場合における機関
回転数Ｎと機関回転数Ｎの変動幅Ｄとの関係を示し、線
Ｌａは吸気弁７の開弁タイミングが遅くされている場合
における機関回転数Ｎと機関回転数Ｎの変動幅Ｄとの関
係を示す。

【００３１】吸気弁７の開弁タイミングが遅くされてい
ない場合には機関回転数Ｎの変動幅Ｄは線Ｌｎに従って
変化し、機関回転数Ｎが小さくなるほど機関回転数Ｎの
変動幅Ｄが大きくなり、機関回転数ＮがＮｎよりも小さ
くなると機関回転数Ｎの変動幅Ｄは内燃機関を安定して
運転せしめるという観点から許容することができる許容
値Ｄｐを超える。したがって最低機関回転数をＮｎに設
定し、機関回転数Ｎをこの最低機関回転数Ｎｎとするこ
とができる量の燃料を燃焼室内に噴射するようにすれば
内燃機関を安定して運転させることができると共に内燃
機関の燃費をできるだけ向上することができる。

【００３２】一方、吸気弁７の開弁タイミングが遅くさ
れている場合には機関回転数Ｎの変動幅Ｄは線Ｌａに従
って変化し、機関回転数Ｎが小さくなるほど機関回転数
Ｎの変動幅Ｄが大きくなり、機関回転数ＮがＮａよりも
小さくなると機関回転数Ｎの変動幅Ｄは内燃機関を安定
して運転せしめるという観点から許容することができる
許容値Ｄｐを超える。したがって最低機関回転数をＮａ
に設定し、機関回転数Ｎをこの最低機関回転数Ｎａとす
ることができる量の燃料を燃焼室内に噴射するようにす
れば内燃機関を安定して運転させることができると共に
内燃機関の燃費をできるだけ向上することができる。

【００３３】ここでＮａはＮｎよりも小さい。すなわち
吸気弁７の開弁タイミングが遅くされているときには機
関回転数ＮがＮａになるまで燃料噴射量を少なくしても
内燃機関は安定して運転せしめられる。したがって本実
施例では機関運転状態がアイドリング運転状態にあると
きに吸気弁の開弁タイミングが遅くされている場合（第
２のアイドリング領域）には吸気弁の開弁タイミングが
遅くされていない場合（第１のアイドリング運転領域）
に比べて燃料噴射量を少なく設定する。これによっても
内燃機関の燃費が向上される。

【００３４】ところで内燃機関の温度が高いほど燃料は
燃焼室内にて完全燃焼しやすい。したがって機関運転状
態がアイドリング運転状態にあるときに内燃機関の温度
が高い場合には内燃機関の温度が低い場合に比べて燃料
噴射量が少なくても内燃機関は安定して運転せしめられ
る。そこで本実施例ではさらに図９に示したように最低
機関回転数が設定されている。

【００３５】図９において横軸ＴＥは内燃機関の温度で
あり、縦軸Ｎmin は最低機関回転数であり、線Ｘｎは吸
気弁７の開弁タイミングが遅くされていないときの内燃
機関の温度ＴＥと最低機関回転数Ｎmin との関係を示
し、線Ｘａは吸気弁７の開弁タイミングが遅くされてい
るときの内燃機関の温度ＴＥと最低機関回転数Ｎmin と
の関係を示す。

【００３６】図８に示したように本実施例では吸気弁７
の開弁タイミングが遅くされていないときには最低機関
回転数Ｎmin は線Ｘｎに従って設定され、内燃機関の温
度ＴＥが第１の温度ＴＥ₁ よりも低いときには最低機関
回転数Ｎmin は一定の値Ｎmin₃に設定され、内燃機関の
温度ＴＥが第１の温度ＴＥ₁ と該第１の温度ＴＥ₁ より
も高い第２の温度ＴＥ₂ との間にあるときには内燃機関
の温度ＴＥが高くなるほど設定される最低機関回転数Ｎ
min は小さくなり、内燃機関の温度ＴＥが第２の温度Ｔ
Ｅ₂ よりも高いときには上記値Ｎmin₃よりも小さい一定
の値Ｎmin₂に設定される。

【００３７】一方、吸気弁７の開弁タイミングが遅くさ
れているときには最低機関回転数Ｎmin は線Ｘａに従っ
て設定され、内燃機関の温度ＴＥが第１の温度ＴＥ₁ よ
りも低いときには最低機関回転数Ｎmin は一定の値Ｎmi
n₂に設定され、内燃機関の温度ＴＥが第１の温度ＴＥ₁
と該第１の温度ＴＥ₁ よりも高い第２の温度ＴＥ₂ との
間にあるときには内燃機関の温度が高くなるほど設定さ
れる最低機関回転数Ｎmin は小さくなり、内燃機関の温
度ＴＥが第２の温度ＴＥ₂ よりも高いときには上記値Ｎ
min₂よりも小さい一定の値Ｎmin₁に設定される。

【００３８】このように機関運転がアイドリング運転状
態にあるときの最低機関回転数を設定し、この最低機関
回転数を確保することができる量の燃料を燃焼室内に噴
射することにより内燃機関の燃費が全体的に向上され
る。なお本実施例において内燃機関の温度は温度センサ
７６により検出される冷却水の温度、或いは温度センサ
６５により検出されるエンジンオイルの温度、或いはこ
れら冷却水の温度とエンジンオイルの温度のうち低いほ
うの温度から推定される。

【００３９】図１０は最低機関回転数を設定するために
実行されるルーチンを示す。図１０においては初めにス
テップ１００において吸気弁の開弁タイミングが遅くさ
れているか否かが判別される。ステップ１００において
吸気弁の開弁タイミングが遅角されていると判別された
ときにはステップ１０１に進んで冷却水の温度Ｔｗがエ
ンジンオイルの温度Ｔｏよりも低いか否かが判別され
る。すなわちステップ１０１では冷却水の温度とエンジ
ンオイルの温度とのいずれが低いかが判別される。

【００４０】ステップ１０１においてＴｗ＜Ｔｏである
と判別されたとき、すなわち冷却水の温度のほうが低い
ときにはステップ１０２に進んで設定制御Ｉが実行され
る。設定制御Ｉでは冷却水の温度Ｔｗから内燃機関の温
度ＴＥを推定し、この内燃機関の推定温度ＴＥに基づい
て図９に示した関係Ｘａを用いて最低機関回転数Ｎmin
が設定され、機関運転状態がアイドリング運転状態とな
ったときにはこの最低機関回転数が確保されるような量
の燃料が燃焼室５内に噴射される。一方、ステップ１０
１においてＴｗ≧Ｔｏであると判別されたとき、すなわ
ちエンジンオイルの温度のほうが低いときにはステップ
１０３に進んで設定制御IIが実行される。設定制御IIで
はエンジンオイルの温度Ｔｏから内燃機関の温度ＴＥを
推定し、この内燃機関の推定温度ＴＥに基づいて図９に
示した関係Ｘａを用いて最低機関回転数Ｎmin が設定さ
れ、機関運転状態がアイドリング運転状態となったとき
にはこの最低機関回転数が確保されるような量の燃料が
燃焼室５内に噴射される。

【００４１】ところでステップ１００において吸気弁７
の開弁タイミングが遅角されていないと判別されたとき
にはステップ１０４に進んで冷却水の温度Ｔｗがエンジ
ンオイルの温度Ｔｏよりも低いか否かが判別される。ス
テップ１０４においてＴｗ＜Ｔｏであると判別されたと
き、すなわち冷却水の温度のほうが低いときにはステッ
プ１０５に進んで設定制御IIIが実行される。設定制御I
IIでは冷却水の温度Ｔｗから内燃機関の温度ＴＥを推定
し、この内燃機関の推定温度ＴＥに基づいて図９に示し
た関係Ｘｎを用いて最低機関回転数Ｎmin が設定され、
機関運転状態がアイドリング運転状態となったときには
この最低機関回転数が確保されるような量の燃料が燃焼
室５内に噴射される。一方、ステップ１０４においてＴ
ｗ≧Ｔｏであると判別されたとき、すなわちエンジンオ
イルの温度のほうが低いときにはステップ１０６に進ん
で設定制御IVが実行される。設定制御IVではエンジンオ
イルの温度Ｔｏから内燃機関の温度ＴＥを推定し、この
内燃機関の推定温度ＴＥに基づいて図９に示した関係Ｘ
ｎを用いて最低機関回転数Ｎmin が設定され、機関運転
状態がアイドリング運転状態となったときにはこの最低
機関回転数が確保されるような量の燃料が燃焼室５内に
噴射される。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば内燃機関の燃焼室内にお
ける燃料の燃焼により発生する熱量が予め定められた量
よりも多い第１のアイドリング運転領域では第１のタイ
ミングにて吸気弁が開弁され、燃焼室内における燃料の
燃焼により発生する熱量が予め定められた量よりも少な
い第２のアイドリング運転領域では第１のタイミングよ
りも遅いタイミングにて吸気弁が開弁され、第１のアイ
ドリング運転領域においては第１の回転数を最低機関回
転数に設定し、第２のアイドリング運転領域では第１の
回転数よりも小さい第２の回転数を最低機関回転数に設
定し、これら最低機関回転数が確保される量の燃料が噴
射される。

【００４３】したがって第２のアイドリング運転領域に
おいて噴射すべき燃料の量は少なくされるので内燃機関
の燃費が向上する。なお第２のアイドリング運転領域に
おいて噴射する燃料の量が少なくなったとしても第２の
アイドリング運転領域では第１のタイミングよりも遅い
タイミングにて吸気弁が開弁されるので燃焼室内に空気
の温度は高くなっており、燃料は完全燃焼しやすいので
内燃機関は安定して運転せしめられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置を適用した内燃機関の全体図
である。

【図２】図１に示した内燃機関の吸気弁開閉弁特性制御
機構を示した図である。

【図３】図２に示した吸気弁開閉弁特性制御機構を詳細
に示した図である。

【図４】吸気弁の開弁特性を説明するための図である。

【図５】図２に示した吸気弁開閉弁特性制御機構を詳細
に示した図である。

【図６】機関運転領域を示す図である。

【図７】（Ａ）は要求吸気量ＴＧａを算出するためのマ
ップを示し、（Ｂ）は要求燃料噴射量ＴＱを算出するた
めのマップを示す。

【図８】内燃機関の温度と最低機関回転数との関係を示
す図である。

【図９】機関回転数と機関回転数の振動幅との関係を示
す図である。

【図１０】最低機関回転数を設定するためのフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…機関本体 ７…吸気弁 ６５…温度センサ ７６…温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 泰一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 長江 正浩 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 長谷川 亮 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 板橋 秀 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 柳原 弘道 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 鯉江 正直 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3G092 AA02 AA11 AA17 AA18 BB01 DA01 DA04 DC03 DE01S DG05 EA02 EA04 EA09 EC09 FA24 HA01Z HA06X HB01X HB03X HB03Z HD05Z HE01X HE01Z HE03Z HE08Z HF08Z 3G301 HA04 HA12 HA13 JA02 JA26 KA01 KA07 LA07 LB04 MA11 ND01 NE01 NE06 PA01A PA11A PB08A PD01A PE01A PE08A PF03A

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の燃焼室内における燃料の燃焼
   により発生する熱量が予め定められた量よりも多い第１
   のアイドリング運転領域では第１のタイミングにて吸気
   弁が開弁され、燃焼室内における燃料の燃焼により発生
   する熱量が上記予め定められた量よりも少ない第２のア
   イドリング運転領域では第１のタイミングよりも遅いタ
   イミングにて吸気弁が開弁されるように構成された内燃
   機関において、アイドリング運転領域における内燃機関
   の最低機関回転数を設定する機関回転数設定手段と、該
   機関回転数設定手段により設定された最低機関回転数が
   確保されるように燃焼室に供給する燃料量を制御する燃
   料量制御手段とを具備し、上記機関回転数設定手段が第
   １のアイドリング運転領域においては第１の回転数を最
   低機関回転数に設定し、第２のアイドリング運転領域に
   おいては第１の回転数よりも小さい第２の回転数を最低
   機関回転数に設定することを特徴とする燃料供給装置。
2. 【請求項２】 上記機関回転数設定手段が内燃機関の温
   度が高いほど最低機関回転数を小さく設定することを特
   徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。