JP3277546B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
御装置に係り、特に低負荷運転領域における運転性の低
下を招くことなく、内燃機関の冷機始動時に触媒体を早
期に活性化し得て、これにより、排気浄化機能を迅速に
発揮させ得て排気の清浄化を果たし得る内燃機関の燃料
噴射制御装置に関する。
は、排気の清浄化を果たすために、排気通路に排気浄化
用の触媒体を備えたものがある。この触媒体は、所定温
度において活性化して排気浄化機能を果たすものであ
る。このため、触媒体は、排気浄化性能を充分に発揮す
るために、所定温度に維持されることが望ましい。
しては、特開昭61−76741号公報や特開平2−2
59279号公報に開示のものがある。
のがある。この公報に開示のものは、車両の定常走行状
態が継続した場合には、点火時期を遅角させことにより
触媒体の温度が所定温度以下に低下することを防止する
とともに、この点火時期の遅角による出力不足をアイド
ルスピードコントロールバルブを開くことにより補った
ものである。
のは、内燃機関の温度が低いときは、回転数フィードバ
ックの制御中心値を遅角側に変更することにより、触媒
体の暖機を促進しつつ、冷間時のアイドル回転数の安定
性と外部負荷に対する耐エンスト性を向上させたもので
ある。
体を備えた内燃機関においては、前記の如く、点火時期
を遅角させて排気温度を高くすることにより、触媒体の
温度を上げて活性化を図っている。しかしながら、点火
時期を遅角させることだけでは、充分に触媒体を活性化
し得ない不都合がある。また、近時は、排気有害成分に
対する規制が強まっていることにより、単に点火時期を
遅角させるだけでは、このような規制に対応し得ない不
都合がある。さらに、内燃機関の低負荷運転領域におい
ては、点火時期の遅角によって、運転性の低下を招く不
都合がある。
述不都合を除去すべく、排気通路に触媒体を備えた内燃
機関において、この内燃機関の負荷状態に応じて設定さ
れた基準噴射量の燃料を噴射供給する燃料噴射弁を各気
筒毎に設けるとともに前記内燃機関の負荷状態に応じて
設定された基準点火時期に飛火させる点火プラグを各気
筒毎に設け、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転時
以外であることを含む所定条件を満足する場合には前記
基準噴射量の総量を維持しつつこの基準噴射量を各気筒
毎に異なる増減量だけ増減させ且つこの増減量を前記内
燃機関の負荷状態に応じて変化させるべく制御するとと
もに前記基準点火時期を各気筒毎に異なる遅角量だけ遅
角させ且つこの遅角量を前記内燃機関の負荷状態に応じ
て変化させるべく制御する制御手段を設けたことを特徴
とする。
内燃機関の運転状態がアイドル運転時以外であることを
含む所定条件を満足する場合には、基準噴射量の総量を
維持しつつこの基準噴射量を各気筒毎に異なる増減量だ
け増減させ且つこの増減量を内燃機関の負荷状態に応じ
て変化させるべく制御するとともに、基準点火時期を各
気筒毎に異なる遅角量だけ遅角させ且つこの遅角量を内
燃機関の負荷状態に応じて変化させるべく制御すること
により、単に点火時期を遅角させるだけでなく、総量を
維持しつつ負荷状態に応じて各気筒毎に噴射量を変化さ
せて燃料を供給するとともに、負荷状態に応じて各気筒
毎に点火時期を変化させて飛火させている。
説明する。
のである。図1において、2は車両等に搭載される内燃
機関である。内燃機関2には、図示しないエアクリーナ
と吸気管4とサージタンク6と吸気マニホルド8とを順
次に接続し、吸気通路10を各気筒#1〜#4に連通し
ている。この吸気通路10には、スロットルバルブ12
を設けている。また、内燃機関2は、排気マニホルド1
4と排気管16と図示しないマフラとを順次に接続し、
前記各気筒#1〜#4を排気通路18に連通している。
化用の触媒体20(キャタリスト)を備えている。ま
た、この内燃機関2は、各気筒#1〜#4毎に夫々第1
〜第4燃料噴射弁22−1〜22−4を設けるととも
に、各気筒#1〜#4毎に夫々第1〜第4点火プラグ2
4−1〜24−4を設けている。
は、図示しない燃料タンクに接続されている。これら第
1〜第4燃料噴射弁22−1〜22−4は、後述の制御
部30により制御され、内燃機関2の負荷状態に応じて
設定された基準噴射量の燃料を各気筒#1〜#4毎に順
次に噴射供給する。第1〜第4点火プラグ24−1〜2
4−4は、ディストリビュータ26に接続されている。
ディストリビュータ26は、イグニションコイル28に
接続されている。これら第1〜第4点火プラグ24−1
〜24−4は、後述の制御部30により制御され、内燃
機関2の負荷状態に応じて設定された基準点火時期に各
気筒#1〜#4毎に順次に飛火させる。
−4及び第1〜第4点火プラグ24−1〜24−4とデ
ィストリビュータ26及びイグニションコイル28と
は、制御手段たる制御部30に接続されている。制御部
30には、アイドル運転時にONするアイドルスイッチ
32と、図示しない車両の車速を検出する車速センサ3
4と、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ
36と、機関回転数を検出する回転数センサ38と、ス
ロットルバルブ12の開度を検出するスロットル開度セ
ンサ40と、内燃機関2の冷却水の温度を検出する冷却
水温度センサ42と、吸気通路10の吸入空気の温度を
検出する吸気温度センサ44と、イグニションパルスを
入力すべく前記イグニションコイル28と、触媒体20
の温度を検出する触媒温度センサ46と、が接続されて
いる。なお、スロットル開度センサ40の入力するスロ
ットル開度の信号は、その他の負荷状態を示す信号、例
えば、吸気管負圧信号等とすることもできる。
32〜46から入力する信号により、内燃機関2の負荷
状態に応じて設定された基準噴射量の燃料を各気筒#1
〜#4毎に順次に噴射供給すべく第1〜第4燃料噴射弁
22−1〜22−4を制御するとともに、内燃機関2の
負荷状態に応じて設定された基準点火時期に各気筒#1
〜#4毎に順次に飛火させるべく第1〜第4点火プラグ
24−1〜24−4を制御する。
2〜46から入力する信号により、図2〜図5に示す如
く、内燃機関2の運転状態がアイドル運転時以外である
ことを含む所定条件を満足する場合には、前記基準噴射
量の総量を維持しつつこの基準噴射量を各気筒#1〜#
4毎に異なる増減量Fだけ増減させ且つこの増減量Fを
内燃機関2の負荷状態に応じてF1〜F3に変化させる
べく制御するとともに、前記基準点火時期を各気筒#1
〜#4毎に異なる遅角量Tだけ遅角させ且つこの遅角量
Tを内燃機関2の負荷状態に応じてT1〜T3に変化さ
せるべく制御する。
アイドル運転時以外であることを含む所定条件を満足す
るか否かは、冷却水温度tと機関回転数Neと車速Vと
アイドルスイッチ32とにより判断する。内燃機関2の
運転状態は、冷却水温度tが設定冷却水温度t1(℃)
以下であり、機関回転数Ne(rpm)が第1設定機関
回転数N1以上且つ第2設定機関回転数N2未満であ
り、車速V(km/h)が第1設定車速V1以上且つ第
2設定車速V2未満であり、アイドルスイッチ32がO
FFである場合に、所定条件を満足すると判断する。こ
れらの条件のいずれか一が満足されない場合には、所定
条件を満足しないと判断する。なお、触媒温度センサ4
6の検出する触媒体20の温度を、運転状態の判断の一
条件として加味することもできる。
以下(t≦t1)であるか否かにより内燃機関2が冷機
状態にあることを判断し、機関回転数が設定機関回転数
域(N1≦Ne<N2)にあることにより低回転域及び
高回転域の運転性を考慮し、車速が設定車速域(V1≦
V<V2)にあることにより低車速域及びレーシング時
を考慮し、アイドルスイッチ32がOFFであることに
よりアイドル運転時に実施せずに運転性を考慮してい
る。
所定条件を満足すると、図5に示す如く、基準噴射量の
総量を維持しつつこの基準噴射量を各気筒#1〜#4毎
に異なる増減量Fだけ増減させるべく制御するととも
に、基準点火時期を各気筒#1〜#4毎に異なる遅角量
Tだけ遅角させるべく制御する。このように燃料の増減
量F及び点火時期の遅角量Tを異ならせるに際しては、
異ならせた燃料の増減量F及び点火時期の遅角量Tの変
化の特定の条件が内燃機関2の特定の気筒に集中しない
ように、この内燃機関2の気筒数「4」に対して、異な
らせる燃料の増減量F及び点火時期の遅角量Tの変化の
位相を、増加F2と減少F1と基準噴射量の維持F3及
び増加T2と減少T1と基準点火時期の維持T3の
「3」としている。即ち、気筒数「4」に対して、(気
筒数−1)のパターンとする。これにより、異ならせた
燃料の増減量F及び点火時期の遅角量Tの変化の特定の
条件が、内燃機関2の特定の気筒に重ならないようにず
らしている。なお、気筒数に対して変化の位相をずらせ
ば良いので、(気筒数−1)に限定されるものではな
い。
点火時期の遅角量Tを、図3〜図4に示す如く、増減量
Fを内燃機関2の負荷状態に応じてF1〜F3に変化さ
せるべく制御するとともに、遅角量Tを内燃機関2の負
荷状態に応じてT1〜T3に変化させるべく制御する。
即ち、図4に示す如く、内燃機関2の負荷状態をスロッ
トル開度thに応じて第1領域から第5領域に分割設定
し、これら第1〜第5領域毎に燃料の増減量F1〜F3
及び点火時期の遅角量T1〜T3を変化させて設定した
制御値のマップから、負荷状態に応じて燃料の増減量F
1〜F3及び点火時期の遅角量T1〜T3を読出す。こ
のように設定された制御値マップから読出した燃料の増
減量F1〜F3及び点火時期の遅角量T1〜T3によ
り、図3に示す如く、負荷状態に応じて燃料量及び点火
時期を変化させる。つまり、低負荷領域ほど小さく変化
し、負荷が増すにつれて変化が大きくなる。
運転状態がアイドル運転時であることを含む所定条件を
満足する場合には、基準噴射量の総量を維持しつつこの
基準噴射量を各気筒#1〜#4毎に異なる増減量Fだけ
増減させ且つこの増減量Fを内燃機関2の負荷状態に応
じてF1〜F3に変化させるべく制御するとともに、基
準点火時期を各気筒#1〜#4毎に異なる遅角量Tだけ
遅角させ且つこの遅角量Tを内燃機関2の負荷状態に応
じてT1〜T3に変化させるべく制御する。
2をスタート(ステップ100)すると、内燃機関2の
運転状態がアイドル運転時以外であることを含む所定条
件を満足するか否かを判断(ステップ102〜ステップ
108)する。
温度tが設定冷却水温度t1以下(t≦t1)であるか
否かを判断する。ステップ104においては、機関回転
数Neが設定機関回転数域(N1≦Ne<N2)にある
か否かを判断する。ステップ106においては、車速V
が設定車速域(V1≦V<V2)にあるか否かを判断す
る。ステップ108においては、アイドルスイッチ32
がOFFであるか否かを判断する。
がYESの場合は、内燃機関2の運転状態がアイドル運
転時以外であることを含む所定条件を満足するので、内
燃機関2の負荷状態が前記第1〜第5領域のいずれであ
るかをスロットル開度thにより判定(ステップ11
0)し、図4に示す制御値のマップから燃料の増減量F
1〜F3及び点火時期の遅角量T1〜T3を読み出す。
1〜第5領域毎に読み出された燃料の増減量F1〜F3
及び点火時期の遅角量T1〜T3によって、図3に示す
如く、負荷状態に応じた燃料量の増減及び点火時期の遅
角の変化の制御を実行(ステップ112)し、ステップ
102にリターンする。
8のいずれか一がNOの場合は、この制御を実行しな
い。即ち、冷却水温度tが設定冷却水温度t1を越えて
いる(t>t1)場合は、負荷状態に応じた燃料量の増
減及び点火時期の遅角の変化の制御を中止(ステップ1
14)する。したがって、ステップ112からステップ
102にリターンした後に、(t≦t1)である場合
は、制御が終了する。また、ステップ104〜ステップ
108がNOの場合は、ステップ102にリターンす
る。
関2の運転状態がアイドル運転時以外であることを含む
所定条件を満足する場合には、基準噴射量の総量を維持
しつつこの基準噴射量を各気筒#1〜#4毎に異なる増
減量Fだけ増減させ且つこの増減量Fを内燃機関2の負
荷状態に応じてF1〜F3に変化させるべく制御すると
ともに、基準点火時期を各気筒#1〜#4毎に異なる遅
角量Tだけ遅角させ且つこの遅角量Tを内燃機関2の負
荷状態に応じてT1〜T3に変化させるべく制御する。
遅角させるだけでなく、内燃機関2の負荷状態に応じて
各気筒#1〜#4毎に設定された基準噴射量の総量を維
持しつつ、負荷状態に応じて各気筒#1〜#4毎に噴射
量を変化させて燃料を供給するとともに、負荷状態に応
じて各気筒#1〜#4毎に点火時期を変化させて飛火さ
せている。
#4毎に噴射量及び点火時期を変化させていることによ
り、従来のように低負荷運転領域において運転性の低下
を招くこともない。
毎に噴射量及び点火時期を変化させていることにより、
従来の単に点火時期のみの変化に対して、より適切に排
気温度を上昇させることができ、触媒体20を早期に活
性化させることができ、排気浄化機能を迅速に発揮させ
得て排気の清浄化を果たすことができる。
の制御手段を利用して、負荷状態に応じて各気筒#1〜
#4毎に噴射量及び点火時期を変化させ得ることによ
り、付加部品の増設を要することなく実施することがで
き、低コストである。また、各気筒#1〜#4毎に異な
る燃料噴射量の増減量Fと点火時期の遅角量Tとの変化
の位相の数は、内燃機関2の気筒数と異ならせたため、
特定気筒において、燃料噴射量の増減量Fと点火時期の
遅角量Tとの値が、常に特定の気筒で同じ値を示すこと
がなく、したがって、燃料噴射量の増減量Fと点火時期
の遅角量Tとの変化の特定の条件が特定の気筒に重なる
ことがないので、気筒間の劣化具合にバラツキを生じる
ことがなく、内燃機関2の信頼性を向上することができ
る。さらに、負荷状態の全領域を複数の領域に分割設定
し、領域毎に燃料噴射量の増減量Fと点火時期の遅角量
Tとを設定可能なため、負荷の状態に応じた上で、早期
暖機が可能な精度の高い制御が可能になる。
の所定条件に、触媒温度センサ46の検出する触媒体2
0の温度を一条件として加味することにより、触媒体温
度を考慮してさらに適切に制御を実施し得て、実用上有
利である。
うに単に点火時期を遅角させるだけでなく、総量を維持
しつつ負荷状態に応じて各気筒毎に噴射量を変化させて
燃料を供給するとともに、負荷状態に応じて各気筒毎に
点火時期を変化させて飛火させている。
射量及び点火時期を変化させていることにより、従来の
ように低負荷運転領域において運転性の低下を招くこと
もない。また、負荷状態に応じて各気筒毎に噴射量及び
点火時期を変化させていることにより、従来の単に点火
時期のみの変化に対して、より適切に排気温度を上昇さ
せることができ、触媒体を早期に活性化させることがで
き、排気浄化機能を迅速に発揮させ得て排気の清浄化を
果たすことができる。さらに、制御手段は、内燃機関に
既設の制御手段を利用して、負荷状態に応じて各気筒毎
に噴射量及び点火時期を変化させ得ることにより、付加
部品の増設を要することなく実施することができる。ま
た、各気筒毎に異なる燃料噴射量の増減量と点火時期の
遅角量との変化の位相の数は、内燃機関の気筒数と異な
らせたため、特定気筒において、燃料噴射量の増減量と
点火時期の遅角量との値が、常に特定の気筒で同じ値を
示すことがなく、したがって、燃料噴射量の増減量と点
火時期の遅角量との変化の特定の条件が特定の気筒に重
なることがないので、気筒間の劣化具合にバラツキを生
じることがなく、内燃機関の信頼性を向上することがで
きる。さらに、負荷状態の全領域を複数の領域に分割設
定し、領域毎に燃料噴射量の増減量と点火時期の遅角量
とを設定可能なため、負荷の状態に応じた上で、早期暖
機が可能な精度の高い制御が可能になる。
御装置の概略構成図である。
期の変化のタイミングチャートである。
に燃料の増減量及び点火時期の遅角量を変化させて設定
した制御値のマップである。
点火時期の遅角量のタイミングチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 排気通路に触媒体を備えた内燃機関にお
いて、この内燃機関の負荷状態に応じて設定された基準
噴射量の燃料を噴射供給する燃料噴射弁を各気筒毎に設
けるとともに前記内燃機関の負荷状態に応じて設定され
た基準点火時期に飛火させる点火プラグを各気筒毎に設
け、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転時以外であ
ることを含む所定条件を満足する場合には前記基準噴射
量の総量を維持しつつこの基準噴射量を各気筒毎に異な
る増減量だけ増減させ且つこの増減量を前記内燃機関の
負荷状態に応じて変化させるべく制御するとともに前記
基準点火時期を各気筒毎に異なる遅角量だけ遅角させ且
つこの遅角量を前記内燃機関の負荷状態に応じて変化さ
せるべく制御する制御手段を設けたことを特徴とする内
燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項2】 前記基準噴射量の各気筒毎に異なる増減
量は、少なくとも増加と減少と基準噴射量の維持との3
つの位相から構成され、この3つの位相をひとつのサイ
クルとし、且つこの位相の数と前記内燃の気筒数とが一
致しないように異ならせたことを特徴とする請求項1に
記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 【請求項3】 前記基準点火時期の各気筒毎に異なる遅
角量を構成する位相の数は、前記基準噴射量の各気筒毎
に異なる増減量を構成する位相の数と等しい値に設定し
たことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の燃料噴
射制御装置。 - 【請求項4】 前記内燃機関の負荷状態を無負荷から全
負荷までの複数の領域に分割設定し、この分割設定した
負荷の領域が高くなるほど前記基準噴射量の各気筒毎に
異なる増減量及び前記基準点火時期の各気筒毎に異なる
遅角量が大きくなるよう設定したことを特徴とする請求
項1〜請求項3のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射
制御装置。 - 【請求項5】 前記内燃機関の運転状態がアイドル運転
時以外であることを含む所定条件を満足する場合とは、
少なくとも冷却水温度が設定冷却水温度以下であり、且
つ機関回転数が設定回転数域内であることを特徴とする
請求項1〜請求項4のいずれかに記載の内燃機関の燃料
噴射制御装置。
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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