JPH0533711A - 内燃機関のアイドルアツプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、高地等が判別されない場
合にでも、アイドルアップが必要なときに内燃機関のア
イドルアップを確実に行い、空燃比のフィードバック制
御が停止するのを防止し、空燃比を適正に維持すること
にある。 【構成】 このため、この発明は、内燃機関に供給する
燃料の燃料供給量域を設定するとともに燃料供給領域に
は最少燃料供給量を制限する下限値を設定し、内燃機関
がアイドル運転状態で内燃機関に供給する燃料量が下限
値に達した場合には内燃機関をアイドルアップする制御
手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関のアイドルア
ップ制御装置に係り、特に内燃機関のアイドル運転時に
必要なアイドルアップを確実に果し得る内燃機関のアイ
ドルアップ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の内燃機関においては、排気浄化や
燃料消費量の低減などのためにアイドル回転数を低く設
定している場合がある。このようにアイドル回転数が低
いと、軽度の負荷の増加によって機関回転数が低下し、
機関不調を招く不都合がある。例えば、内燃機関の始動
時や空調装置等の補機を作動して電気負荷がオン状態に
なったり、高地走行等にあっては、機関回転数が低くな
って運転状態が不安定になるという不都合がある。

【０００３】そこで、このような問題を解消するため
に、内燃機関の始動時や電気負荷のオン時や高地にあっ
ては、吸気絞り弁を迂回させたアイドル空気通路からア
イドル空気を供給させたり、燃料量を増加させたりして
機関回転数の低減を補償すべく、内燃機関をアイドルア
ップする内燃機関のアイドルアップ制御装置が提案され
ている。

【０００４】このようなアイドル回転制御装置として
は、例えば、特開昭６１−４３２４５号公報に開示され
ている。この公報に記載のものは、アイドル回転の高地
補償を行うもので、空燃比学習補正量を設定値と比較す
ることによって内燃機関が高地で運転されているか否か
を判別するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料を燃料
噴射弁から噴射させて内燃機関に供給する燃料噴射式の
内燃機関機関にあっては、図７に示す如く、制御手段
が、定常運転で、点火信号に同期させて噴射パルスを燃
料噴射弁に送り、この噴射パルスに応じて燃料噴射弁か
ら燃料を噴射させている。

【０００６】また、図８に示す如く、制御手段において
は、内燃機関に供給する燃料の燃料供給量域たる噴射量
域Ｓが設定されているとともに、この噴射量域Ｓに最少
燃料供給量（最小噴射量）を制限する噴射時間である下
限値Ｌｉｍが設定されている。これにより、噴射量を決
定する噴射幅（τｉｎｊ）は、下限値Ｌｉｍよりも大な
る側で変化することになる。

【０００７】この下限値Ｌｉｍは、噴射時間（τ）が
１．０〜１．１ｍｓで設定されている。つまり、噴射時
間（τ）が０．９ｍｓ以下の噴射幅Ｌｉｍでは、噴射量
（Ｑｍｃｃ）に対して直線性がない。また、燃料噴射弁
のバラツキを考慮し、下限値Ｌｉｍを１．０〜１．１ｎ
ｓの噴射時間（τ）で設定し、この下限値Ｌｉｍ以下に
あっては燃料を噴射させない。

【０００８】よって、下限値Ｌｉｍより大きい側の噴射
幅（τｉｎｊ）にあっては、図７に示したように、点火
信号に同期して燃料が噴射される。また、通常、高地が
検出された場合には、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉ
ｍに達しないように、内燃機関をアイドルアップし、空
燃比をフィードバック制御させている。

【０００９】しかしながら、内燃機関のアイドルアップ
制御にあっては、高地でのアイドルアップ制御以外は入
力信号が明確であるが、高地でのアイドルアップ制御は
高地判定が不良となる場合がある。即ち、低地から高地
まで高地判定されることなく車両が移動した場合に、高
地におけるアイドル運転時には内燃機関のアイドルアッ
プが行われない。

【００１０】高地では、空気密度が小さいので、空燃比
がリッチとなり、また、吸入空気量は負圧が小さくなっ
て少なくなり、よって、機関回転数が低下する。

【００１１】このため、アイドルアップをしないと、燃
料噴射弁の噴射幅（τｉｎｊ）が小さくなり、噴射量が
下限値（Ｌｉｍ）で固定されると、オーバリッチとなっ
て、フィードバック制御が停止するという不都合があっ
た。

【００１２】また、図９に示す如く、内燃機関がパーシ
ャル域（部分負荷）で運転されている際には、機関回転
数（Ｎｅ）が一定に高いとともに、噴射幅（τｉｎｊ）
が一定に高く、また、学習値が一定で、しかも、空燃比
（Ａ／Ｆ）が略理論空燃比でフィードバック制御（Ｆ／
Ｂ）が行われている（つまりフィードバック制御がオ
ン）。

【００１３】そして、内燃機関がパーシャル域からアイ
ドル域に移行すると（ａ位置で示す）、機関回転数（Ｎ
ｅ）が一定に低くなるとともに、噴射幅（τｉｎｊ）が
段階的に短かくなり、しかも、学習値がアイドル域の既
学習値、つまり、前回の値に変更されてこの値が段階的
に小さくなる。

【００１４】次いで、ａ位置から所定時間ｔ₃ 経過した
ｂ位置になると、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに
達してこの下限値Ｌｉｍに固定するとともに、既学習値
も下限値に達してこの下限値に固定する。

【００１５】そして、このｂ位置から所定時間ｔ₄ が経
過したｃ位置では、空燃比がリッチ側に移行し、フィー
ドバック制御（Ｆ／Ｂ）がオフになって停止し、空燃比
を適正に維持できなくなるという不都合があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、車両の内燃機関のアイド
ル運転状態を安定させる内燃機関のアイドルアップ制御
装置において、前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給
量域を設定するとともにこの燃料供給領域には最少燃料
供給量を制限する下限値を設定し、前記内燃機関がアイ
ドル運転状態で前記内燃機関に供給する燃料量が前記下
限値に達した場合には前記内燃機関をアイドルアップす
る制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】この発明の構成によれば、制御手段は、内燃機
関に供給する燃料の燃料供給量域を設定するとともに燃
料供給領域には最少燃料供給量を制限する下限値を設定
し、内燃機関がアイドル運転状態で内燃機関に供給する
燃料量が下限値に達した場合には、内燃機関をアイドル
アップする。これにより、高地等が判別されない場合に
でも、アイドルアップが必要なときにアイドルアップを
確実に行わせ、空燃比のフィードバック制御が停止する
のを防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜図６は、この発明の実施
例を示すものである。図１において、２は内燃機関、４
は吸気アイドルアップ制御装置、６はエアクリーナ、８
はスロットルボディ、１０はボディ吸気通路、１２は吸
気絞り弁、１４は吸気マニホルド、１６はマニホルド吸
気通路、１８は排気マニホルド、２０はマニホルド排気
通路、２２は排気管、２４は管排気通路、２６は触媒コ
ンバータである。スロットルボディ８のボディ吸気通路
１０には、吸気絞り弁１２よりも上流側に一の燃料噴射
弁２８が配設されている。前記内燃機関２には、いわゆ
るシングルポイントインジェクション式の燃料噴射シス
テムが備えられている。

【００１９】前記燃料噴射弁２８には、燃料供給通路３
０が接続されている。この燃料供給通路３０は、一端側
が燃料ポンプ３２に接続され、他端側が燃料噴射弁２８
に接続されている。燃料ポンプ３２は、燃料タンク３４
内に配設されている。前記燃料供給通路３０途中には、
燃料フィルタ３６が介設されている。

【００２０】燃料噴射弁２８への燃料の圧力は、燃料圧
力レギュレータ３８によって調整される。この燃料圧力
レギュレータ３８には、燃料戻し通路４０の一端側が接
続されている。この燃料戻し通路４０の他端側は、前記
燃料タンク３４内の上部に開口している。

【００２１】この燃料タンク３４の上部には、蒸発燃料
通路４２の一端側が開口している。この蒸発燃料通路４
２の他端側は、吸気絞り弁１２よりも少許上流側でボデ
ィ吸気通路１０に連通されている。蒸発燃料通路４２の
途中には、燃料タンク３４側から順次にセパレータ４４
と二方向チェックバルブ４６とキャニスタ４８とが介設
されている。

【００２２】前記吸気絞り弁１２は、スロットルオープ
ナ５０によって減速時等にその開度が調整される。この
スロットルオープナ５０は、スロットルオープナバルブ
（バキュームスイッチバルブ）５２によって作動制御さ
れる。このスロットルオープナバルブ５２には、一端側
がマニホルド吸気通路１６に開口するバキューム通路５
４の他端側が接続されている。

【００２３】前記吸気絞り弁１２の開度は、スロットル
開度センサ５６によって検出される。

【００２４】また、吸気絞り弁１２下流側のボディ吸気
通路１０には、自動変速機車（Ａ／Ｔ車）用のＰＴＣヒ
ータ５８が連絡されている。

【００２５】前記吸気マニホルド１４には、冷却水通路
６０内の冷却水温度を検出する水温センサ６２と、吸入
空気温度を検出する吸気温センサ６４と、ＰＣＶバルブ
６６とが取付けられている。このＰＣＶバルブ６６は、
マニホルド吸気通路１６に供給するブローバイガス量を
調整するものである。

【００２６】また、マニホルド吸気通路１６には、検出
圧力通路６８の一端側が連通している。この検出圧力通
路６８の他端側には、マニホルド吸気通路１６内の圧力
（負圧）を検出する圧力センサ７０が設けられている。
また、検出圧力通路６８の一端側で吸気マニホルド１４
には、ガスフィルタ７２が取付けられている。

【００２７】また、前記吸気絞り弁１２を迂回すべく、
この吸気絞り弁１２の上流側のボディ吸気通路１０と下
流側のボディ吸気通路１０とを連通するアイドル空気通
路７４が設けられている。このアイドル空気通路７４
は、一端側の入口７４ａが吸気絞り弁１０の上流側のボ
ディ吸気通路１０に連通しているとともに、他端側の出
口７４ｂが吸気絞り弁１２の下流側のボディ吸気通路１
０に連通している。

【００２８】このアイドル空気通路７４の途中には、こ
のアイドル空気通路７４を開閉してアイドル空気量を調
整するアイドルスピード制御弁（以下単に「ＩＳＣ弁」
という）７６が介設されている。

【００２９】前記排気マニホルド１８には、マニホルド
排気通路２０の排気中の酸素濃度を検出するＯ₂ センサ
７８が取付けられている。このＯ₂ センサ７８は、後述
する制御手段８０に検出信号を出力して空燃比をフィー
ドバック制御させるものである。

【００３０】前記燃料噴射弁２８と燃料ポンプ３２とス
ロットルオープナバルブ５２とスロットル開度センサ５
６と水温センサ６２と吸気温センサ６４と圧力センサ７
０とＩＳＣ弁７６とＯ₂ センサ７８とは、制御手段８０
に連絡している。

【００３１】また、この制御手段８０には、点火信号を
検出するイグニションコイル８２と、内燃機関２の運転
がアイドル域になるとオンするアイドルスイッチ８４
と、車速を検出する車速センサ８６とが連絡されてい
る。

【００３２】更に、制御手段８０には、電気回路８８が
連絡されている。即ち、制御手段８０には、ヒータファ
ンスイッチ９０を介してヒータファンモータ９２が連絡
され、ランプ用スイッチ９４を介してスモールランプ等
の複数のランプ９６が連絡され、リヤデフォッガスイッ
チ９８を介してリヤデフォッガ１００が連絡され、更
に、スタータモータ１０２と、自動変速機車用のシフト
スイッチ１０４と、バッテリ１０６と、メインスイッチ
１０８と、ダイアグランプ１１０とコントロール１１２
とブレーキペダルリレー１１２と、ブレーキペダルスイ
ッチ（ストップランプスイッチ）１１４と、自動変速機
車用のロックアップリレー１１６と、ロックアップソレ
ノイド１１８と、前記ＰＴＣヒータ５８に連絡したＰＴ
Ｃリレー１２０と、点検端子１２２と、Ａ／Ｃアンプ
（エアコンアンプ）１２４とが連絡されている。

【００３３】前記制御手段８０は、図５に示す如く、イ
グニションコイル８２からの点火信号があった場合に、
この点火信号と同期して噴射パルスを発生し、燃料噴射
弁２８をオンとして内燃機関２への燃料の噴射を行わせ
るものである。

【００３４】前記制御手段８０には、燃料供給量域設定
回路たる噴射量域回路８０ａと燃料供給量判断回路たる
噴射量判断回路８０ｂとが設けられている。

【００３５】噴射量域回路８０ａにあつては、図６に示
す如く、燃料噴射弁２８から噴射する噴射量Ｑの噴射量
域Ｓが設定され、しかも、燃料噴射弁２８の流量特性を
考慮して噴射量域Ｓには最少噴射量を制限する下限値
（１．０〜１．１ｍｓ）Ｌｉｍが設定されている。

【００３６】この下限値Ｌｉｍを噴射時間（τ）の１．
０〜１．１ｍｓに設定したのは、以下の理由からであ
る。つまり、噴射時間（τ）が１．９ｍｓ以下になると
噴射量Ｑに対して直線性がなく、また、燃料噴射弁２８
のバラツキを考慮し、下限値Ｌｉｍの噴射時間（τ）を
１．０〜１．１ｍｓとし、噴射幅（τｉｎｊ）をこの下
限値Ｌｉｍ以上で変化させて噴射量を変えることとし
た。よって、この下限値Ｌｉｍ未満にあっては燃料噴射
弁２８からの燃料が噴射されず、噴射幅（τｉｎｊ）が
下限値Ｌｉｍよりも大なる場合に、図５の点火信号に同
期して燃料が燃料噴射弁２８から噴射される。

【００３７】また、噴射量判断回路８０ｂは、内燃機関
２がアイドル運転状態で、噴射量Ｑが下限値Ｌｉｍに達
したか否かを判定する。これにより制御手段８０は、噴
射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに達した場合に、内燃
機関２をアイドルアップさせる。この実施例にあって
は、内燃機関２をアイドルアップさせるために、制御手
段８０は、ＩＳＣ弁７６を作動制御してアイドル空気通
路７４のアイドル空気を増加させる。

【００３８】次に、この実施例の作用を、図２のフロー
チャートに基づいて説明する。

【００３９】制御手段８０において、プログラムがスタ
ート（ステップ２０２）すると、先ず、アイドルスイッ
チ８４がオンか否かを判断する（テップ２０４）。この
ステップ２０４でＮＯの場合には、この判断を継続させ
る。

【００４０】前記ステップ２０４でＹＥＳの場合には、
車速センサ８６からの車速（Ｖ〓／ｈ）により、車速
（Ｖ）＜設定値（Ｖｏ）か否かを判断する（ステップ２
０６）。このステップ２０６でＮＯの場合には、ステッ
プ２０４に戻す。

【００４１】前記ステップ２０６でＹＥＳの場合には、
噴射幅（τｉｎｊ）≦下限値Ｌｉｍか否かを判断する
（ステップ２０８）。このステップ２０８でＮＯの場合
には、ステップ２０４に戻す。

【００４２】前記ステップ２０８でＹＥＳの場合には、
図３に示す如く、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに
達していてＹＥＳ（Ａ位置で示す）になり、制御手段８
０がＩＳＣ弁７６へのデューティ率を増加し、噴射幅
（τｉｎｊ）を下限値Ｌｉｍから離れる方向へずらす。

【００４３】そして、Ａ位置から所定時間ｔ₁ 経過した
Ｂ位置で、噴射幅（τｉｎＪ）が下限値Ｌｉｍから外れ
たときには、ＩＳＣ弁７６が通常のデューティよりもΔ
ｄｕｔｙだけ増加しているとともに、機関回転数がΔＮ
ｅだけ高くなり、アイドルアップが行われる（ステップ
２１０）。

【００４４】この結果、高地等を検出することなく、噴
射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに達したときには、内
燃機関２のアイドルアップを実行させることができるの
で、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍで固定されるこ
とがなく、空燃比のオーバリッチ化を回避して、フィー
ドバック制御を続行させることができ、空燃比を適正に
維持させることができる。

【００４５】また、図４に示す如く、内燃機関２がパー
シャル域（部分負荷域）からアイドル域に移行し（Ｃ位
置で示す）、このＣ位置から所定時間ｔ₂ 経過したＤ位
置で、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに達した際に
は、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに固定されるこ
とがなく、しかも、学習値も下限値に固定されることが
ないので、空燃比のオーバリッチ化を回避して、フィー
ドバック制御を続行させ、空燃比を適正に維持させるこ
とができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、内燃機関に供給する燃料の燃料供給量域
を設定するとともに燃料供給領域には最少燃料供給量を
制限する下限値を設定し、内燃機関がアイドル運転状態
で内燃機関に供給する燃料量が下限値に達した場合には
内燃機関をアイドルアップする制御手段を設けたことに
より、高地等が判別されない場合にでも、アイドルアッ
プが必要なときにアイドルアップを確実に行わせ、空燃
比のフィードバック制御が停止するのを防止し、空燃比
を適正に維持し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】アイドルアップ制御装置のシステム構成図であ
る。

【図２】アイドルアップ制御のフローチャートである。

【図３】アイドルアップ制御のタイムチャートである。

【図４】噴射幅の動作を説明するタイムチャートであ
る。

【図５】燃料噴射弁の噴射方法のタイムチャートであ
る。

【図６】燃料噴射弁の流量特性図である。

【図７】燃料噴射弁の噴射方法のタイムチャートであ
る。

【図８】燃料噴射弁の流量特性図である。

【図９】従来における噴射幅の動作を説明するタイムチ
ャートである。

【符号の説明】

２ 内燃機関 ４ アイドルアップ制御装置 １２ 吸気絞り弁 １６ 吸気絞り弁 ２８ 燃料噴射弁 ７４ アイドル空気通路 ７６ ＩＳＣ弁 ８０ 制御手段 ８２ イグニションコイル ８４ アイドルスイッチ ８６ 車速センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両の内燃機関のアイドル運転状態を安
   定させる内燃機関のアイドルアップ制御装置において、
   前記内燃機関に供給する燃料の燃料供給量域を設定する
   とともにこの燃料供給領域には最少燃料供給量を制限す
   る下限値を設定し、前記内燃機関がアイドル運転状態で
   前記内燃機関に供給する燃料量が前記下限値に達した場
   合には前記内燃機関をアイドルアップする制御手段を設
   けたことを特徴とする内燃機関のアイドルアップ制御装
   置。