(57)【要約】【課題】  点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時に燃料増量を実施し、空燃比フィードバック制御が開始された時には燃料増量を中止する内燃機関の制御装置において、空燃比フィードバック制御の開始直後にもアイドル回転数が目標回転数を下回らないようにする。【解決手段】  点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時に実施する燃料増量を、空燃比フィードバック制御の開始直後だけは中止せずに実施する（ステップ１１０）。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時に燃料増量を実施し、空燃比フィードバック制御が開始された時には前記燃料増量を中止する内燃機関の制御装置において、前記空燃比フィードバック制御の開始直後だけは前記燃料増量を実施することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記空燃比フィードバック制御の開始直後における前記燃料増量は、経過時間に応じて徐々に少なくされることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時でも回転変動が設定値より小さい場合には、前記燃料増量に代えて吸気増量を実施することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドル回転数を目標回転数に維持するための内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アイドル回転数を目標回転数に維持するために、点火時期をフィードバック制御することが公知である。しかしながら、点火時期を最大限度まで進角してもアイドル回転数が目標回転数を下回ることがあり、この時には燃料を増量することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８２２１７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の技術における燃料増量は、機関排気系に配置された空燃比センサが活性化して、排気ガスの空燃比を所望空燃比とするための空燃比フィードバック制御が開始された時には、中止されるようになっている。しかしながら、空燃比フィードバック制御の開始直後は、排気ガスの空燃比を正確に所望空燃比とすることができず、この時に燃料増量が中止されると、燃焼空燃比が所望空燃比よりリーンとなってアイドル回転数が目標回転数を下回ることがある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時に燃料増量を実施し、空燃比フィードバック制御が開始された時には燃料増量を中止する内燃機関の制御装置において、空燃比フィードバック制御の開始直後にもアイドル回転数が目標回転数を下回らないようにする内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の制御装置は、点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時に燃料増量を実施し、空燃比フィードバック制御が開始された時には前記燃料増量を中止する内燃機関の制御装置において、前記空燃比フィードバック制御の開始直後だけは前記燃料増量を実施することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記空燃比フィードバック制御の開始直後における前記燃料増量は、経過時間に応じて徐々に少なくされることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の制御装置は、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時でも回転変動が設定値より小さい場合には、前記燃料増量に代えて吸気増量を実施することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の制御装置によれば、点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時に燃料増量を実施し、空燃比フィードバック制御が開始された時には燃料増量を中止する内燃機関の制御装置において、空燃比フィードバック制御の開始直後だけは、正確な制御が実施されずに燃焼空燃比が所望空燃比よりリーンとなることが多いために、この時には燃料増量を中止せずに実施することにより、空燃比フィードバック制御の開始直後にもアイドル回転数が目標回転数を下回らないようにすることができる。
【００１０】
また、本発明による請求項２に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、開始からの経過時間に応じて空燃比フィードバック制御は徐々に正確となって、空燃比フィードバック制御によって燃焼空燃比は所望空燃比へ徐々に近づけられるために、空燃比フィードバック制御の開始直後におけるアイドル回転数が目標回転数を下回らないようにするための燃料増量は、経過時間に応じて徐々に少なくされるようになっている。それにより、不必要な燃料増量を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明による請求項３に記載の内燃機関の制御装置によれば、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、点火時期制御によってはアイドル回転数が目標回転数を下回る時でも回転変動が設定値より小さい場合には、燃料不足ではなく空気量不足に伴うアイドル回転数の低下と考えられるために、燃料増量ではなく吸気増量を実施するようになっている。それにより、不必要な燃料増量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明による制御装置が取り付けられた内燃機関を示す概略断面図である。同図において、１は機関本体であり、２は機関吸気系であり、３は機関排気系である。機関本体１において、４は吸気弁、５は排気弁、６は点火プラグ、７はピストンである。機関吸気系２において、８は各気筒共通のサージタンクであり、サージタンク８の上流側の各気筒共通の吸気通路９には、スロットル弁１０が配置されている。スロットル弁１０は、アクセルペダルに機械的に連結されたものではなく、ステップモータ等のアクチュエータによって自由に開度設定可能なものである。また、サージタンク８の下流側の各気筒へ接続される各吸気枝管１１には、燃料噴射弁１２が配置されている。
【００１３】
機関排気系３において、１３は各気筒の排気集合部であり、排気集合部１３の下流側の各気筒共通の排気通路１４には、排気浄化装置１５として、例えば、三元触媒装置が配置されている。また、排気集合部１３には、排気浄化装置１５へ流入する排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサ１６が配置され、排気通路１４には、排気浄化装置１５から流出する排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサ１７が配置されている。上流側空燃比センサ１６は、排気ガスの空燃比に対応する電圧を出力するリニア出力型とすることが好ましい。一方、下流側空燃比センサ１７は、上流側空燃比センサ１６と同様にリニア出力型としても良いが、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチであるかリーンであるかを検出可能なステップ出力型としても良い。
【００１４】
３０は、点火プラグ６の点火時期制御、燃料噴射弁１２の燃料噴射制御、及び、スロットル弁１０の開度制御等を担当する制御装置である。制御装置３０には、前述の上流側空燃比センサ１６及び下流側空燃比センサ１７の出力に加えて、機関負荷としてのアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ（図示せず）、機関回転数を検出する回転センサ（図示せず）、及び、機関温度としての冷却水温を検出する水温センサ（図示せず）等の出力が入力される。
【００１５】
制御装置３０は、図２に示す第一フローチャートに従って、アイドル回転数を目標回転数に維持する回転数制御を実施する。先ず、ステップ１０１において、車両停止時においてアクセルペダルセンサによりアクセルペダルの踏み込み量が０であることが検出される等によって、アイドル時であるか否かが判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了するが、この判断が肯定されるアイドル時には、ステップ１０２において、回転センサにより検出される現在のアイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’より低いか否かが判断される。この判断が否定される時には、現在のアイドル回転数Ｎは目標回転数Ｎ’以上であり、ステップ１０３において、点火プラグ６の点火時期Ａを比較的小さな制御量ａだけ遅角する。こうしてアイドル回転数Ｎを僅かに低下させる。それにより点火時期が遅角側とされれば、排気ガス温度が高まるために、機関始動時においては、排気浄化装置１５と、上流側及び下流側空燃比センサ１６，１７とを暖機するのに有利である。
【００１６】
一方、現在のアイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’より低くてステップ１０２の判断が肯定される時には、ステップ１０４において、点火時期Ａを比較的小さな制御量ａ（遅角の場合の制御量と同じにしなくても良い）だけ進角する。こうしてアイドル回転数Ｎを僅かに高める。次いで、ステップ１０５において、点火時期Ａが最大出力を発生させる設定値（ＭＢＴ）Ａ’より進角されたか否かが判断され、この判断が否定される時にはそのまま終了する。
【００１７】
点火時期Ａが設定値Ａ’まで進角されてもアイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’以上とならない場合には、点火時期Ａをさらに進角しても出力を高めることができない。それにより、ステップ１０５の判断が肯定される時には、ステップ１０６において点火時期Ａを設定値Ａ’とし、ステップ１０７において、ステップ１０６において点火時期Ａを設定値Ａ’としてからの経過時間ｔ１が第一設定時間ｔ１’に達したか否かが判断される。この判断が否定される時にはそのまま終了するが、肯定される時には、第一設定時間ｔ１’の間において点火時期Ａを設定値Ａ’としているにも係らずに、アイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’より低くなっており、アイドル回転数Ｎを目標回転数Ｎ’とするためには燃料増量が必要とされ、ステップ１０８へ進む。
【００１８】
ステップ１０８では、上流側空燃比センサ１６又は上流側及び下流側空燃比センサ１６，１７の両方が活性化して排気ガスの空燃比に基づく空燃比フィードバック制御が開始されているか否かが判断される。この判断が否定される時には、ステップ１１０において燃料増量を実施してアイドル回転数Ｎを高める。この燃料増量は、燃料噴射弁１２から噴射される燃料量を目標回転数Ｎ’と現在のアイドル回転数Ｎとの差が大きいほど多くするものである。
【００１９】
一方、空燃比フィードバック制御が開始されている時にはステップ１０８の判断は肯定され、ステップ１０９において、空燃比フィードバック制御が開始されてからの経過時間ｔ２が第二設定時間ｔ２’に達したか否かが判断される。この判断が肯定されて正確な空燃比フィードバック制御が実施されていれば、燃焼空燃比は所望空燃比（例えば、理論空燃比）とされており、アイドル回転数の低下は、例えば、クラッチを接続した時のような一時的なものであることが多く、目標回転数Ｎ’と現在のアイドル回転数Ｎとの差に基づく前述の燃料増量を実施すると、不必要に燃料が消費されることとなる。また、一時的なアイドル回転数の低下ではなく、重質燃料による気化状態の悪化等によるアイドル回転数の低下の場合においても、空燃比フィードバック制御によれば必要最小限の燃料増量が可能である。いずれにしても、正確な空燃比フィードバック制御が実施されている時には、ステップ１１０の燃料増量は不必要であり、ステップ１１１において、この燃料増量を中止する。
【００２０】
一方、空燃比フィードバック制御が開始されてからの経過時間ｔ２が第二設定時間ｔ２’に達していない空燃比フィードバック制御の開始直後においては、ステップ１０９の判断が否定される。この時には、正確な空燃比フィードバック制御が実施されておらず、燃焼空燃比は所望空燃比よりリーンとなっていることがある。この時に、目標回転数Ｎ’と現在のアイドル回転数Ｎとの差に基づく燃料増量を中止すると、アイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’を下回ることがある。それにより、ステップ１０９の判断が否定される時には、ステップ１１０において、目標回転数Ｎ’と現在のアイドル回転数Ｎとの差に基づく燃料増量を実施し、アイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’を下回ることを防止している。
【００２１】
空燃比フィードバック制御が開始されてから第二経過時間ｔ２が経過するまでの間は、目標回転数Ｎ’と現在のアイドル回転数Ｎとの差に基づき目標回転数Ｎ’を実現するのに必要な増量分の燃料をそのまま増量するようにしても良いが、空燃比フィードバック制御は、経過時間に伴って徐々に正確となっていくために、図３に示すように、算出された増量分の燃料を経過時間に伴って減少する補正係数ｋにより乗算補正して増量するようにしても良い。それにより、空燃比フィードバック制御の開始直後における燃料増量は、経過時間に応じて徐々に少なくされ、不必要な燃料増量を抑制することができる。この補正係数ｋは、例えば、経過時間が０において１となり、経過時間が第二設定時間ｔ２’となると０となるように設定されている。
【００２２】
制御装置３０は、図２に示す第一フローチャートに代えて、図４に示す第二フローチャートに従って、アイドル回転数を目標回転数に維持する回転数制御を実施することもできる。第一フローチャートとの違いは、ステップ２０７において、第一経過時間ｔ１が第一設定時間ｔ１’に達したと判断された時には、ステップ２０９において、空燃比フィードバック制御が開始されているか否かを判断する前に、現在の回転変動ｄが設定値ｄ’以下であるか否かが判断される。回転変動ｄは、例えば、各気筒の爆発行程時の回転数の偏差であり、これが設定値ｄ’以下であれば、各気筒の燃焼は比較的安定しているが意図するより機関出力が低いために、アイドル回転数Ｎが目標回転数Ｎ’を下回っていることとなる。
【００２３】
この場合には、吸気弁等にデポジットが付着して意図する吸気量が気筒内へ供給されておらず、各気筒の燃焼空燃比が所望空燃比よりリッチとなっている場合が多い。それにより、ステップ２０８の判断が肯定される時には、燃料増量ではなく、ステップ２１３において、目標回転数Ｎ’とアイドル回転数Ｎとの差に基づき目標回転数Ｎ’を実現するのに必要な増量分の吸気を気筒内へ供給するように、スロットル弁１０の開度を増加する。こうして燃焼空燃比を所望空燃比としてアイドル回転数を高めることにより、不必要な燃料増量を抑制している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の制御装置が取り付けられる内燃機関の概略断面図である。
【図２】本発明の制御装置によって実施される第一フローチャートである。
【図３】補正係数ｋを示すマップである。
【図４】本発明の制御装置によって実施される第二フローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１    機関本体
６    点火プラグ
１０    スロットル弁
１２    燃料噴射弁
３０    制御装置
【図１】
2006161715.tif 000003
【図２】
2006161715.tif 000004
【図３】
2006161715.tif 000005
【図４】
2006161715.tif 000006