JPH0539739A - 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、燃料噴射量が噴射量域の
下限値に固定されるのを回避させ、フィードバック制御
を続行させて空燃比を適正に維持させ、排気浄化を向上
させることにある。 【構成】 このため、この発明は、内燃機関に供給する
燃料の噴射量域を設定するとともにこの噴射量域には最
少噴射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噴射量が下限値に達し
た場合には燃料を燃料噴射弁から点火信号に対して間欠
的に同期噴射制御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、特にアイドル運転時に空燃比がリ
ッチ側に移行した際に燃料を隔回噴射させることによっ
てフィードバック制御を続行させるとともに排気浄化を
向上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、燃料の噴射量を増加させ、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】このアイドルアップ制御装置にあっては、
通常、図７に示す如く、内燃機関に供給する燃料を点火
信号に対して唯一の燃料噴射弁から同期噴射、つまり点
火信号毎に噴射パルスを発生して燃料を噴射させ、一
方、加速時に非同期の臨時噴射を行って噴射量を増加し
たり、減速時には間欠噴射して燃料カットを行ってい
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
は、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、このアイドルアップ制御装置にあっ
ては、図８に示す如く、内燃機関に供給する燃料の噴射
量域Ｓが設定されているとともに、この噴射量域Ｓに最
小噴射量を制限する下限値Ｌｉｍが設定されている。こ
れにより、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】また、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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、唯一の燃料
噴射弁を備えた内燃機関のアイドルアップ制御にあって
は、広いダイナミックレンジが要求されるとともに、高
地では空気密度が高いので、空燃比がリッチ側となり、
アイドル運転域で噴射幅（τｉｎｊ）が狭くなり、噴射
幅（τｉｎｊ）が下限値に固定されてしまい、それ以上
燃料を減少させることができず、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。

【００１１】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）。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【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、内燃機関に供給する燃料
を点火信号に対して燃料噴射弁から同期噴射し前記内燃
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
料の噴射量域を設定するとともにこの噴射量域には最少
噴射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噴射量が前記下
限値に達した場合には前記燃料噴射弁からの燃料を点火
信号に対して間欠的に同期噴射制御する制御手段を設け
たことを特徴とする。

【００１６】

【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噴射量域を設定するとともにこの噴
射量域には最少噴射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噴射量が
下限値に達した場合には燃料を前記燃料噴射弁から点火
信号に対して間欠的に同期噴射制御する。これにより、
燃料噴射量が下限値に固定されないので、フィードバッ
ク制御を続行させて空燃比を適正に維持させ、排気浄化
を向上させることができる。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】前記制御手段８０には、噴射量域回路８０
ａと噴射量判断回路８０ｂとが設けられている。

【００３４】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。

【００３５】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０．９ｍｓ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からは燃料が噴射されず、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。

【００３６】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、燃料
を燃料噴射弁２８から点火信号に対して間欠的に同期噴
射、つまり点火信号の１つおきに燃料噴射弁２８に噴射
パルスを発生する。

【００３７】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。

【００３８】制御手段８０の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。

【００３９】ステップ２０４でＹＥＳの場合で、図３の
Ａ位置とＢ位置間のアイドル域にあっては、噴射中τｉ
ｎｇ≦下限値Ｌｉｍを判断する（ステップ２０６）。こ
のステップ２０６でＮＯの場合には、ステップ２０４に
戻す。つまり、噴射幅（τｉｎｊ）が下限値Ｌｉｍに達
していない場合には、図５に示す如く、点火信号毎に同
期して噴射パルスが燃料噴射弁２８に発生され、燃料噴
射弁２８から燃料が点火信号毎に噴射される。

【００４０】そして、噴射幅（τｉｎｊ）が漸次小さく
なって下限値ｌｉｍに達すると、つまり、ステップ２０
６でＹＥＳになると、燃料を間欠噴射させる（ステップ
２０８）。

【００４１】即ち、制御手段８０にあっては、図４に示
す如く、この状態を判断し（Ｘ位置で示す）、そして、
噴射パルスが例えば２回発生されたＹ位置、つまり図３
のＣ位置で間欠噴射を開始する。

【００４２】詳述すれば、図４に示す如く、燃料噴射弁
２８には、噴射パルスの一つおき、つまり隔回に噴射パ
ルスを発生させる。このとき、噴射パルスの噴射時間
（噴射量）τは、学習値が下限値になっているので、τ
＝２×τｌｉｍｉｔから開始し、学習制御によってこの
噴射時間（τ）を変化させる。よって、この噴射時間
（τ）は、通常の噴射時間（τｏ）よりも長いものであ
る。これにより、図３に示す如く噴射幅（τｉｎｊ）が
大きくなってフィードバック制御が可能となる。この間
欠噴射は、図３に示す如く、噴射幅（τｉｎｊ）が下限
値Ｌｉｍから離れて図４においてビットが「０」に戻っ
ても、内燃機関２がアイドル域において継続される。

【００４３】次いで、内燃機関２がアイドル域以外のＲ
／Ｌ条件になった時には（図３のＡ位置及びＢ位置から
外れた状態）、この間欠条件をキャンセルし、通常のフ
ィードバック制御を行う。

【００４４】この間欠噴射の開始は、多気筒内燃機関の
場合は、いずれの気筒から行うことができる。

【００４５】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に達したときには燃料
の間欠噴射を行わせることができるので、燃料量を低減
して空燃比のオーバリッチを回避させ、噴射幅（τｉｎ
ｊ）が下限値Ｌｉｍで固定されることがなく、フィード
バック制御をオンとして続行させることができ、空燃比
を適正に維持して排気浄化を向上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噴射量域を設
定するとともにこの噴射量域には最少噴射量を制限する
下限値を設定し、内燃機関がアイドル運転状態で内燃機
関に供給する噴射量が下限値に達した場合には燃料を燃
料噴射弁から点火信号に対して間欠的に同期噴射制御す
る制御手段を設けたことにより、燃料噴射量が噴射量域
の下限値に固定されるのを回避させ、フィードバック制
御を続行させて空燃比を適正に維持させ、排気浄化を向
上させ得る。

【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】間欠噴射制御のフローチャートである。

【図３】間欠噴射制御のタイムチャートである。

【図４】噴射パルスの発生状態の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 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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に供給する燃料を点火信号に対
   して燃料噴射弁から同期噴射し前記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噴射量域を
   設定するとともにこの噴射量域には最少噴射量を制限す
   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噴射量が前記下限値に達した場
   合には燃料を前記燃料噴射弁からの燃料を点火信号に対
   して間欠的に同期噴射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アイドルアップ制御装置。