JP2000291467A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2000291467A JP11098897A JP9889799A JP2000291467A JP 2000291467 A JP2000291467 A JP 2000291467A JP 11098897 A JP11098897 A JP 11098897A JP 9889799 A JP9889799 A JP 9889799A JP 2000291467 A JP2000291467 A JP 2000291467A
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 始動後の燃焼不良状態をさらに悪化すること
なく機関の回転数を目標値にあうように制御すること。 【解決手段】 アイドル状態かつ始動後一定時間以内の
時の始動後エンジン回転数ピーク値実際値gnepk を算出
し、始動後エンジン回転数ピーク値目標値tnepkをマッ
プから読み込みその比rnepk をもとめる(ステップ10
01〜1005)。比rnepk が目標範囲を外れた場合は
燃焼状態不良と考えられるので燃焼状態不良を示すフラ
グxnedwnをONにする(ステップ1006〜1007)。
吸気量の次回の値(指令値)を今回の値のままにし、す
なわち吸気量の変更を禁止して(ステップ1008)、
点火時期の次回の値(指令値)を今回の値にtnepk /gn
epkを乗算して決定する(ステップ1009)。

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制御装置
に関し、特に始動後(この明細書で始動後とは始動完爆
後アイドル定常状態に到るまでの始動直後を意味する)
の回転数が目標値になるように制御する制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】より良き大気環境のために、自動車も排
気ガスをよりクリーンにするべく開発が続けられてい
る。それにともない始動後の排気ガスの改善が益々重要
になってきており、特に、始動後の回転数は排気ガスに
大きな影響を与えるので、この始動後の回転数をばらつ
かないように目標値にあうように精度よく制御すること
が強く要求されている。ところで、始動後の回転数がば
らつくのは、燃焼不良の状態が発生するためである。し
たがって、始動後の回転数がばらつかないようにするた
めには、機関の始動後の燃焼状態を検知して燃焼状態が
不良であれば燃焼状態が良好になるように制御すること
が必要である。燃焼状態が良好になるように制御するも
のとしては、例えば、特開昭62−3139号公報に記
載の装置では、内燃機関の始動時の温度に応じた目標値
にスロットル開度を制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、燃焼状態が
不良の場合に吸気量を変化させると燃焼状態をさらに悪
化させてしまうことがある。これは、始動時の燃焼不良
は燃料の霧化が悪く、吸気ポートの壁面等に燃料が付着
して、燃焼室内に充分な燃料が導入されず、空燃比がリ
ーンになってしまうことにより発生するが、スロットル
開度を増大制御すると吸気管内負圧が小さくなり、燃料
の霧化がさらに悪くなり、空燃比がさらにリーンになっ
てしまうことによる。本発明は、上記問題に鑑み、始動
後の燃焼不良状態をさらに悪化することなく機関の回転
数を目標値にあうように制御する内燃機関の制御装置を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、始動後、エンジン回転数が目標の変化特性を示
すように制御する内燃機関の制御装置であって、燃焼状
態を判定する燃焼状態判定手段と、吸気量を変えてエン
ジン回転数が目標の変化特性を示すように制御する第1
回転数制御手段と、吸気量の他の制御パラメータの制御
値を変更してエンジン回転数が目標の変化特性を示すよ
うに制御する第2回転数制御手段と、を備え、燃焼状態
良好と判定された場合は第1回転数制御手段によりエン
ジン回転数が目標の変化特性を示すように制御し、燃焼
状態不良と判定された場合は第2回転数制御手段により
エンジン回転数が目標の変化特性を示すように制御す
る、ようにされている内燃機関の制御装置が提供され
る。このように構成された内燃機関の制御装置によれ
ば、燃焼状態良好と判定された場合は吸気量を変更して
エンジン回転数が目標の変化特性を示すように制御し、
燃焼状態不良と判定された場合は吸気量以外の制御パラ
メータの制御値を変更してでエンジン回転数が目標の変
化特性を示すように制御される。
【0005】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の発明において、第2回転数制御手段が、点火時期、燃
料噴射量、燃料噴射時期の内の少なくとも一つの制御値
を変更するようにされている内燃機関の制御装置が提供
される。このように構成された内燃機関の制御装置によ
れば、燃焼状態良好と判定された場合は吸気量を変更し
てエンジン回転数が目標の変化特性を示すように制御
し、燃焼状態不良と判定された場合は点火時期、燃料噴
射量、燃料噴射時期の内の少なくとも一つの制御値を変
更してでエンジン回転数が目標の変化特性を示すように
制御される。
【0006】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
の発明において、さらに、燃焼状態不良の気筒を判別す
る燃焼状態不良気筒判別手段を具備し、燃焼状態不良と
判定された場合に、燃焼状態不良の気筒を判別し、燃焼
状態不良の気筒を第2回転数制御手段によりエンジン回
転数が目標の変化特性を示すように制御するようにした
内燃機関の制御装置が提供される。このように構成され
た制御装置によれば、燃焼状態不良と判定された場合
は、燃焼状態不良の気筒が判別されて、その燃焼状態不
良の気筒を吸気量以外の制御パラメータを変更してエン
ジン回転数が目標の変化特性を示すように制御される。
【0007】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を説明する。図11は後述の各実施の形態に共
通のハード構成を示す概略図である。図11において、
内燃機関1の吸気通路2には図示しないエアクリーナの
下流側に電子制御スロットル3が設けられている。この
電子制御スロットル3はスロットル弁3aをスロットル
モータ3bで開閉駆動するものであって、ECU(エン
ジン・コントロール・ユニット)10から開度指令値が
入力された時に、スロットルモータ3aがこの指令値に
応答してスロットル弁3aを指令開度に追従させる。
【0008】スロットル弁3aは実線で示す全閉状態か
ら破線で示す全開状態までの開度に制御される。そして
その開度はスロットル開度センサ4で検出される。この
指令開度は、アクセルペダル14に取り付けられてアク
セル踏込量を検出するアクセル開度センサ15からのア
クセルペダルの踏込量信号(アクセル開度信号)に応じ
て決定される。
【0009】なお、上記の電子スロットル弁3により、
アイドル時の吸気量の制御をおこなうことは充分可能で
あるが、この図のように、スロットル弁3aをバイパス
するアイドルスピードコントロールバルブ(以下ISC
V)5を設けて、このISCV5によりアイドル時の吸
気量の制御をおこなうことも可能である。
【0010】吸気通路2のスロットル弁3の上流側には
大気圧センサ18があり、下流側にはサージタンク6が
ある。このサージタンク6内には吸気の圧力を検出する
圧力センサ7が設けられている。更に、サージタンク6
の下流側には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸
気ポートへ供給するための燃料噴射弁8が設けられてい
る。また点火はECU10からイグナイタ27に送られ
る信号にもとづきイグニッションコイル28により点火
栓29で放電を発生させておこなわれる。
【0011】また、内燃機関1のシリンダブロックの冷
却水通路9には、冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ11が設けられている。水温センサ11は冷却水の
温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。排気
通路12には、排気ガス中の3つの有害成分HC,C
O,NOxを同時に浄化する三元触媒コンバータ(図示
せず)が設けられており、この触媒コンバータの上流側
の排気通路12には、空燃比センサの一種であるO2
ンサ13が設けられている。O2 センサ13は排気ガス
中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生する。各セン
サの信号はECU10に入力される。
【0012】更に、このECU10には、バッテリ16
に接続されたイグニッションスイッチ17からのキー位
置信号(アクセサリ位置、オン位置、スタータ位置)、
クランクシャフトの一端に取り付けられたクランクシャ
フトタイミングプーリと一体型のタイミングロータ24
に近接して設けられたクランクポジションセンサ21か
らの上死点信号TDCや所定角度毎のクランク角信号C
Aや、カムポジションセンサ30からの基準位置信号、
油温センサ22からの潤滑油の温度が入力される。ま
た、クランクシャフトの他端に設けられたリングギヤ2
3は機関1の始動時にスタータ19によって回転させら
れる。
【0013】そして、機関1が稼働を開始すると、EC
U10が通電されてプログラムが起動し、各センサから
の出力を取り込み、スロットル弁3aを開閉するスロッ
トルモータ3b、ISCV5、燃料噴射弁8、イグナイ
タ27或いはその他のアクチュエータを制御する。その
ために、ECU10には、各種センサからのアナログ信
号をディジタル信号に変換するA/D変換器、各種セン
サからの入力信号や各アクチュエータを駆動する出力信
号が出入りする入出力インタフェース101、演算処理
を行うCPU102、ROM103やRAM104等の
メモリや、クロック105等が設けられており、これら
はバス106で相互に接続されている。
【0014】ここで、回転数neの検出と気筒判別につい
て説明する。タイミングロータ24には10°CA毎に
信号歯25が設けられているが、上死点の検出用に2枚
の欠歯部26があり34歯となっている。クランクポジ
ションセンサ21は電磁ピックアップから構成され、1
0°毎のクランク回転信号を出力する。回転数Neは、こ
のクランク角信号の間隔(時間)を計測することにより
得られる。
【0015】一方、カムポジションセンサ30はクラン
ク軸2回転に就き1回転するカム軸に付設され、例え
ば、第1気筒の圧縮上死点で基準信号を発生するように
されている。後述の第1の実施の形態でおこなう燃焼状
態不良の気筒の判別は、カムポジションセンサ30の発
した基準信号からの経過時間を計測することにより行わ
れる。以下、上記のようにハード構成される本発明の各
実施の形態の制御について説明する。
【0016】各実施の形態においては、回転数の変化の
仕方が目標通りであるかどうかから燃焼状態を判定し、
目標通りでない場合には燃焼状態不良と判定し目標通り
になるように吸気量以外の制御をおこなう。そこで、ま
ず、目標指標として制御される側の指標、すなわち被制
御指標として、下記の3つを考える。 始動後のピーク回転数 始動後の回転数の変化率 始動後の回転数の上昇率平均値
【0017】一方、燃焼状態不良の場合に上記の被制御
指標が目標通りになるようにするための制御パラメータ
として以下の3つを考える。 (a) 点火時期 (b) 燃料噴射量 (c) 燃料噴射時期
【0018】そこで、 第1の実施の形態 :被制御指標+制御パラメータ(a) 第1の実施の形態の第1変形例:被制御指標+制御パラメータ(a) 第1の実施の形態の第2変形例:被制御指標+制御パラメータ(a) 第2の実施の形態 :被制御指標+制御パラメータ(b) 第3の実施の形態 :被制御指標+制御パラメータ(c) 第4の実施の形態 :被制御指標+制御パラメータ(a)+気筒判別 を、以下順次説明する。
【0019】<第1の実施の形態>この第1の実施の形
態は、始動後の予め定めた区間内のピーク回転数を学習
(記憶、更新)して、この学習値と機関温度に応じて予
め定めた目標値(ECU10内に記憶)の比が目標の範
囲を外れた場合には、燃焼不良状態が発生したと判定
し、次回の始動後に、この比が目標の範囲内に収まるよ
うに、点火時期(指令値)の今回の値を補正して次回の
値とし、吸気量(指令値)は今回の値をそのまま次回の
値にするものである。その際、点火時期の次回の値は、
今回の点火時期に、ピーク回転数の学習値に対する目標
値の比率を乗算してもとめる。
【0020】図1がこの第1の実施の形態の制御をおこ
なうフローチャートである。ステップ1001ではアイ
ドル状態か否かの判定をおこなうが、これはスロットル
開度センサ4またはアクセル開度センサ15からの信号
でおこなう。ステップ1002では始動後一定時間以内
か否かの判定をおこなうがこれは始動と同時に起動する
タイマによりおこなう。ステップ1001、1002で
否定判定された場合は何もせずステップ1010に飛び
リターンし、ステップ1001、1002の両方で肯定
判定された場合に、ステップ1003に進んで今回の始
動後ピーク回転数実際値gnepk を算出し、ステップ10
04で機関温度に応じて設定されている始動後ピーク回
転数目標値tnepk をマップから読み込む。そして、ステ
ップ1005でステップ1003で求めた始動後ピーク
回転数実際値gnepk とステップ1004でもとめた始動
後ピーク回転数目標値tnepk の比rnepk = gnepk /tnep
kをもとめる。
【0021】さらに、ステップ1006では始動後ピー
ク回転数実際値gnepk と始動後ピーク回転数目標値tnep
k の比rnepk = tnepk /gnepk が目標範囲内(KRNEPK2〜
KRNEPK1)にあるか否かが判定され、肯定判定された場合
は燃焼状態が良好と考えられるので何もせずステップ1
010に飛びリターンする。一方、ステップ1006で
否定判定された場合は燃焼状態が不良と考えられるので
ステップ1007に進んで燃焼状態不良を示すフラグxn
edwnをONにする。そして、ステップ1008で吸気量の
次回の値(指令値)を今回の値のままにし、すなわち吸
気量の変更を禁止して、ステップ1009で点火時期の
次回の値(指令値)を今回の値に前記の比rnepk = tnep
k /gnepk を乗算してからステップ1010に進んでリ
ターンする。
【0022】図2は上記の第1の実施の形態の燃焼状態
の判定を説明する図であって、図2の(A)は、燃焼状
態不良により始動後ピーク回転数実際値gnepk が始動後
ピーク回転数目標値tnepk を大きく下回り、比rnepk =
tnepk /gnepk が、目標範囲の上限値KRNEPK2 を上回っ
ている場合を示している。一方、図2の(B)は燃焼状
態良好で始動後ピーク回転数実際値gnepk が始動後ピー
ク回転数目標値tnepkに略等しく、比rnepk = tnepk /g
nepk が、目標範囲内にある場合を示している。
【0023】第1の実施の形態の第1変形例では、上記
のようにして、今回始動後に燃焼不良が発生した場合
に、次回の始動時、吸気量は今回の値と同じにされ、代
わりに点火時期が変更され、その結果、次回の始動後、
吸気量の変更による燃焼状態の更なる悪化は起こらず、
点火時期の変更の効果により始動後ピーク回転数実際値
gnepk と始動後ピーク回転数目標値tnepk の比rnepk =
tnepk /gnepk が目標範囲内に収まる。
【0024】<第1の実施の形態の第1の変形例>この
第1の実施の形態の第1の変形例は、始動後の予め定め
た区間内の各微小区間の各回転数変化率を検出して、こ
の検出値が予め定めた目標範囲を外れた場合には、燃焼
不良状態が発生したと判定し、次回の始動後の予め定め
た区間内の各微小区間の各回転数変化率が目標範囲内に
収まるように点火時期(指令値)の今回の値を補正して
次回の値とし、吸気量(指令値)は今回の値をそのまま
次回の値にするものである。ただし、点火時期の次回の
値は、今回の点火時期に予め定めた補正量を加算しても
とめる。
【0025】図3がこの第1の実施の形態の第2変形例
の制御をおこなうフローチャートである。ステップ11
01、1102は第1の実施の形態のステップ100
1、1002と同じであるので説明は省略する。ステッ
プ1103では各微小区間の回転数変化率gdlne を算出
し、ステップ1104でステップ1103で算出した微
小区間の回転数変化率gdlne が目標範囲内(KDLNE2 〜KD
LNE1) にあるか否かが判定され、肯定判定された場合は
燃焼状態が良好と考えられるので何もせずステップ11
11に飛びリターンする。一方、ステップ1104で否
定判定された場合は燃焼状態が不良と考えられるのでス
テップ1105に進んで燃焼状態不良を示すフラグxned
wnをONにする。そして、ステップ1106で吸気量の次
回の値(指令値)を今回の値のままにし、すなわち吸気
量の変更を禁止する。
【0026】ステップ1107では、回転数変化率gdln
e が上限の値を超えた場合であるか否かが判定され、肯
定判定された場合、すなわち上限の値を超えた場合は今
回の始動後の回転数変化率gdlne が目標範囲の上限値KD
LNE2を上回って急上昇した場合であるので、ステップ1
108において今回の点火時期IASTから補正量ΔIAを減
算して遅角せしめ回転数が下がるようにしてからステッ
プ1111に進みリターンする。
【0027】一方、ステップ1107で否定判定された
場合はステップ1109に進み、回転数変化率gdlne が
目標範囲の下限値KDLNE1を下回った場合であるか否かが
判定される。ステップ1109で肯定判定されるのは、
今回の始動後の回転数変化率gdlne が目標範囲の下限値
KDLNE1を下回り、回転数が急降下した場合であるので、
ステップ1110において今回の点火時期IASTに補正量
ΔIAを加算して進角せしめ回転数が上がるようにしてか
らステップ1111に進みリターンする。なお、ステッ
プ1109で否定判定されるのは本来あり得ないのでそ
のままステップ1111に進みリターンする。
【0028】図4は上記の第1の実施の形態の第1変形
例の燃焼状態の判定を説明する図であって、図4の
(A)は、燃焼状態不良により始動後回転数の落ち込み
が発生し、回転数変化率gdlne が目標範囲の下限値KDLN
E1を下回った場合を示している。一方、図4の(B)は
燃焼状態良好で回転数変化率gdlne が目標範囲内にある
場合を示している。
【0029】第1の実施の形態の第1変形例では、上記
のようにして、今回始動後に燃焼不良が発生した場合
に、次回の始動時、吸気量は今回の値と同じにされ、代
わりに点火時期が変更され、その結果、次回の始動後、
吸気量の変更による燃焼状態の更なる悪化は起こらず、
点火時期の変更の効果により微小区間の回転数変化率gd
lne が目標範囲内に収まる。なお、第1の実施の形態の
ように、ピーク回転数を被制御指標としたものに対して
も、この第1変形例のように、今回の点火時期IASTに補
正量ΔIAを加算あるいは減算して次回の点火時期IASTと
することも可能である。
【0030】<第1の実施の形態の第2の変形例>この
第1の実施の形態の第2の変形例は、始動後の予め定め
た区間内の各微小区間の各回転数変化率の平均値を学習
(記憶、更新)して、この学習値と機関温度に応じて予
め定めた目標値(ECU10内に記憶)の比が、予め定
めた目標範囲をはずれた場合には、燃焼不良状態が発生
したと判定し、次回の始動後にこの比が目標範囲内に収
まるように点火時期(指令値)の今回の値を補正して次
回の値とし、吸気量(指令値)は今回の値をそのまま次
回の値にするものである。
【0031】図5がこの第2の実施の形態の制御をおこ
なうフローチャートである。ステップ1201〜120
3は、第1の実施の形態の第1変形例のステップ110
1〜1103と同じであるので説明は省略する。ステッ
プ1204では始動後回転数変化率平均値実際値gdlnes
m を算出する。ここで、始動後回転数変化率平均値実際
値gdlnesm は予め定めた区間内の各微小区間の回転数変
化率を平均したものであるが、平均とは単純平均だけで
なく、判断に適するような各種重み付け平均を含むもの
である。次いで、ステップ1205では始動後回転数変
化率平均値の目標値tdlnesm をマップから読み込み、ス
テップ1206で、始動後回転数変化率平均値実際値gd
lnesm と始動後回転数変化率平均値目標値tdlnesm との
比 rdlnesm = tdlnesm/gdlnesm を算出する。
【0032】そして、ステップ1207では、ステップ
1206でもとめた比 rdlnesmが予め定めた目標範囲内
(KRDLNESM2 〜KRDLNESM1)にあるか否かを判定し、否定
判定された場合は、そのままステップ1211に飛んで
リターンし、肯定判定された場合は、始動後回転数変化
率平均値実際値gdlnesm が始動後回転数変化率平均値目
標値tdlnesm と大きく異なり、燃焼不良が発生したとい
うことを意味していることから、ステップ1208で燃
焼不良が発生したことを示すフラグxnedwnをONにし、ス
テップ1209で吸気量の次回の値(指令値)を今回の
値のままにし、ステップ1210で点火時期の次回の値
(指令値)を今回の値に前記の比 rdlnesm = tdlnesm
/gdlnesm を乗算してからステップ1211に進んでリ
ターンする。なお、回転数変化率gdlne は第1の実施の
形態の第1変形例と同じ微小区間で算出しているが、判
別に差し支えない程度に粗くすることは可能である。
【0033】図6は上記の第1の実施の形態の第2変形
例の燃焼状態の判定を説明する図であって、図6の
(A)は、燃焼状態不良により始動後回転数の落ち込み
が発生し、その結果、次回の始動後回転数変化率平均値
実際値gdlnesm と始動後回転数変化率平均値目標値tdln
esm の比 rdlnesm = tdlnesm /gdlnesm が目標範囲の
上限値KRDLNESM2 を上回った場合を示している。一方、
図6の(B)は燃焼状態良好で前記の比 rdlnesm = td
lnesm /gdlnesm が目標範囲内にある場合を示してい
る。
【0034】第1の実施の形態の第2変形例では、上記
のようにして、今回始動後に燃焼不良が発生した場合
に、次回の始動時、吸気量は今回の値と同じにされ、代
わりに点火時期が変更され、その結果、次回の始動後、
吸気量の変更による燃焼状態の更なる悪化は起こらず、
点火時期の変更の効果により始動後回転数変化率平均値
実際値gdlnesm と始動後回転数変化率平均値目標値tdln
esm の比 rdlnesm =tdlnesm /gdlnesm が目標範囲内に
収まる。なお、この第2変形例に対しても、第1変形例
のように、今回の点火時期IASTに補正量ΔIAを加算ある
いは減算して次回の点火時期IASTとすることも可能であ
る。
【0035】<第2の実施の形態>この第2の実施の形
態は、始動後の予め定めた区間内のピーク回転数を学習
(記憶、更新)して、この学習値と機関温度に応じて予
め定めた目標値(ECU10内に記憶)の比が、予め定
めた目標範囲をはずれた場合には、燃焼不良状態が発生
したと判定し、次回の始動後に前記比が目標範囲内に収
まるように燃料噴射量(指令値)の今回の値を補正して
次回の値とし、吸気量(指令値)は今回の値をそのまま
次回の値にするものである。
【0036】図7がこの第2の実施の形態の制御をおこ
なうフローチャートであって、このフローチャートのス
テップ2001〜2008、2010は第1の実施の形
態のステップ1001〜1008、1010と同じであ
り、ステップ2009のみ点火時期の代わりに燃料噴射
量を変えるようにされていて、ステップ2009では、
燃料噴射量の次回の値(指令値)TAUST を今回の値TAUS
T に始動後ピーク回転数実際値gnepk と始動後ピーク回
転数目標値tnepk の比rnepk = tnepk /gnepkを乗算し
て決定する。
【0037】第2の実施の形態では、上記のようにし
て、今回始動後に燃焼不良が発生した場合に、次回の始
動時、吸気量は今回の値と同じにされ、代わりに燃料噴
射量が変更され、その結果、次回の始動後、吸気量の変
更による燃焼状態の更なる悪化は起こらず、燃料噴射量
の変更の効果により始動後ピーク回転数実際値gnepk と
始動後ピーク回転数目標値tnepk の比rnepk = gnepk /
tnepk が目標範囲内に収まる。なお、この第2の実施の
形態では燃料噴射量の次回の値(指令値)TAUST を今回
の値TAUST に比rnepk=tnepk /gnepk を乗算して決定し
ているが、第1の実施の形態の第1変形例のように、tn
epk /gnepk の値に応じて今回の燃料噴射量TAUST に補
正量ΔTAU を加算あるいは減算して次回の燃料噴射量TA
UST とすることも可能である。また、被制御指標とし
て、ピーク回転数の代わりに第1の実施の形態の第1変
形例のような始動後回転数変化率や、第1の実施の形態
の第2変形例のような始動後回転数変化率平均値を用い
ることも可能である。
【0038】<第3の実施の形態>この第3の実施の形
態は、始動後の予め定めた区間内のピーク回転数を学習
(記憶、更新)して、この学習値と機関温度に応じて予
め定めた目標値(ECU10内に記憶)の比が、予め定
めた目標範囲をはずれた場合には、燃焼不良状態が発生
したと判定し、次回の始動後に前記比が目標範囲内に収
まるように燃料噴射時期(指令値)の今回の値を補正し
て次回の値とし、吸気量(指令値)は今回の値をそのま
ま次回の値にするものである。
【0039】図8がこの第3の実施の形態の制御をおこ
なうフローチャートであって、このフローチャートのス
テップ3001〜3008、3010は第1の実施の形
態のステップ1001〜1008、1010と同じであ
り、ステップ3009のみ点火時期の代わりに燃料噴射
時期を変えるようにされていて、ステップ3009で
は、燃料噴射時期の次回の値(指令値)INJST を今回の
値INJST を始動後エンジン回転数ピーク値実際値gnepk
と始動後エンジン回転数ピーク値目標値tnepk の比rnep
k の値にもとづきマップから決定する。
【0040】図9が上記のマップであって、横軸は始動
後エンジン回転数ピーク値実際値gnepk と始動後エンジ
ン回転数ピーク値目標値tnepk の比rnepk=tnepk /gnep
k であって、縦軸はINJST で、具体的には噴射終了時期
を示すものである。rnepk=tnepk /gnepk の値に応じ非
同期噴射と同期噴射に分類されるが、非同期噴射は吸気
バルブの開弁以前に噴射をおこなうもの、同期噴射は吸
気バルブの開弁中に噴射をおこなうもの、であって、冷
間の始動時に非同期噴射をおこなうと吸気バルブの裏面
に燃料液滴が溜まり燃焼不良の原因となる、一方、通常
運転時に同期噴射をおこなうと霧化時間が短く成り燃焼
が悪くなる。
【0041】第3の実施の形態では、上記のようにし
て、今回始動後に燃焼不良が発生した場合に、次回の始
動時、吸気量は今回の値と同じにされ、代わりに燃料噴
射時期が変更され、その結果、次回の始動後、吸気量の
変更による燃焼状態の更なる悪化は起こらず、燃料噴射
時期の変更の効果により始動後ピーク回転数実際値gnep
k の始動後ピーク回転数目標値tnepk に対する比rnepk
= tnepk /gnepk が目標範囲内に収まる。なお、被制御
指標として、ピーク回転数の代わりに第1の実施の形態
の第1変形例のような始動後回転数変化率や、第1の実
施の形態の第2変形例のような始動後回転数変化率平均
値を用いることも可能である。
【0042】<第4の実施の形態>この第4の実施の形
態は、始動後の予め定めた区間内の各微小区間の各回転
数変化率を検出して、この検出値が予め定めた目標範囲
を外れた場合には、燃焼不良状態が発生したと判定し、
同時に燃焼不良を発生した気筒を判別する。次回の始動
後の予め定めた区間内の各微小区間の各回転数変化率が
判定値を外れない(上回る)ように燃焼不良状態を発生
した気筒の点火時期(指令値)の今回の値を補正して次
回の値とし、吸気量(指令値)は今回の値をそのまま次
回の値にするものである。ここで、被制御指標として各
微小区間の各回転数変化率を用いているのは、他のピー
ク回転数、回転数変化率平均値に比して検出間隔が短く
て気筒判別に適しているからである。
【0043】図10がこの第4の実施の形態の制御をお
こなうフローチャートであって、このフローチャートは
第1の実施の形態の第1変形例のフローチャートのステ
ップ1106の後に、気筒判別のステップを挿入し、第
1の実施の形態の第1変形例のフローチャートのステッ
プ1108、1010に相当するステップ4009、4
011において、燃焼不良気筒のみ点火時期を補正する
ようにしたものである。
【0044】この気筒判別は前述したように、カムポジ
ションセンサ30の発生した基準信号からの時間(角
度)をクランクポジションセンサ21の信号を基に計測
することによっておこなう。第4の実施の形態では、上
記のようにして、今回始動後に燃焼不良が発生した場合
に、次回の始動時、吸気量は今回の値と同じにされ、代
わりに点火時期が変更され、その結果、次回の始動後、
吸気量の変更による燃焼状態の更なる悪化は起こらず、
点火時期の変更の効果により微小区間の回転数変化率gd
lne が目標範囲内に収まる様にされるが、その際に、燃
焼不良を発生した気筒を特定し、その気筒のみ点火時期
が変更され、点火時期の変更が不必要な気筒は点火時期
が変更されず余分な対策による排気ガスの悪化、ドライ
バビリティの悪化が防止できる。なお、制御指標とし
て、点火時期の代わりに、第2の実施の形態のような燃
料噴射量、第3の実施の形態のような燃料噴射時期を用
いることも可能で、補正の仕方も、第1の実施の形態の
ように今回の値に比を乗算して次回の値とすることも可
能である。
【0045】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、始動
後、単一の区間だけでなく、アイドル定常状態に到る前
の回転数の立ち上がりピークまでの略全区間にわたる所
定区間の回転数変化特性が予め定めた判定値と比較して
燃焼状態が判定されるので、燃焼不良による回転数変化
が該区間内のどこで発生しても検出することができる。
また、始動後の早い時期に燃焼不良状態を発見すること
ができ、それに基づき早い時期から燃焼不良状態を解消
する対策(補正)を実行することが可能で、結果的に排
気ガスの不良状態を短期間にとどめて大気環境の改善に
寄与することができる。特に、請求項3のようにすれ
ば、燃焼不良を発生した気筒が特定することができるの
で、必要最小限の対策をおこなうことができ、不必要な
対策による排気ガスの悪化、ドライバビリティの悪化が
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の制御のフローチャートであ
る。
【図2】第1の実施の形態の制御における燃焼状態判定
を説明する図であり、(A)は燃焼状態不良の場合を、
(B)は燃焼状態良好の場合を、示している。
【図3】第1の実施の形態の第1変形例の制御のフロー
チャートである。
【図4】第1の実施の形態の第1変形例の制御における
燃焼状態判定を説明する図であり、(A)は燃焼状態不
良の場合を、(B)は燃焼状態良好の場合を、示してい
る。
【図5】第1の実施の形態の第2変形例の制御のフロー
チャートである。
【図6】第1の実施の形態の第1変形例の制御における
燃焼状態判定を説明する図であり、(A)は燃焼状態不
良の場合を、(B)は燃焼状態良好の場合を、示してい
る。
【図7】第2の実施の形態の制御のフローチャートであ
る。
【図8】第3の実施の形態の制御のフローチャートであ
る。
【図9】第3の実施の形態の制御における噴射時期の変
更を説明する図である。
【図10】第4の実施の形態の制御のフローチャートで
ある。
【図11】各実施の形態に共通のハード構成を概略的に
示す図である。
【符号の説明】
3…電子スロットル 5…ISCV 10…ECU 21…クランクポジションセンサ 30…カムポジションセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 362 F02D 45/00 362E F02P 5/15 F02P 5/15 L (72)発明者 大仲 英巳 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G022 AA03 CA01 CA02 CA03 DA01 DA02 EA01 EA07 FA08 GA01 GA02 GA05 GA07 GA08 GA09 GA12 3G065 AA04 CA00 CA02 DA05 EA01 EA02 EA03 FA01 FA14 GA00 GA01 GA09 GA10 GA41 KA36 3G084 AA03 BA03 BA05 BA06 BA13 BA15 CA01 CA02 CA03 DA04 DA23 DA28 EA11 EB11 EC02 EC03 FA33 FA34 FA36 FA38 FA39 3G301 HA01 HA06 JA03 JA04 JA21 KA01 KA05 KA07 LA00 LA03 LA04 LB02 LC03 MA01 MA11 MA18 MA21 NA01 NA06 NA08 NB02 NB06 NB11 NC02 ND01 ND25 NE01 NE06 NE16 NE17 NE23 PA07Z PA09Z PA11Z PD02A PD02Z PE01A PE01Z PE02Z PE03Z PE05Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 始動後、エンジン回転数が目標の変化特
    性を示すように制御する内燃機関の制御装置であって、 燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、 吸気量を変えてエンジン回転数が目標の変化特性を示す
    ように制御する第1回転数制御手段と、 吸気量の他の制御パラメータの制御値を変更してエンジ
    ン回転数が目標の変化特性を示すように制御する第2回
    転数制御手段と、を備え、 燃焼状態良好と判定された場合は第1回転数制御手段に
    よりエンジン回転数が目標の変化特性を示すように制御
    し、 燃焼状態不良と判定された場合は第2回転数制御手段に
    よりエンジン回転数が目標の変化特性を示すように制御
    する、 ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項2】 第2回転数制御手段が、点火時期、燃料
    噴射量、燃料噴射時期の内の少なくとも一つの制御値を
    変更す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。
  3. 【請求項3】 さらに、燃焼状態不良の気筒を判別する
    燃焼状態不良気筒判別手段を具備し、燃焼状態不良と判
    定された場合に、燃焼状態不良の気筒を判別し、燃焼状
    態不良の気筒を第2回転数制御手段によりエンジン回転
    数が目標の変化特性を示すように制御する、 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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6505594B1 (en) * 1999-08-23 2003-01-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine and method of controlling internal combustion engine
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WO2007049772A1 (ja) * 2005-10-28 2007-05-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 内燃機関の燃料噴射制御装置
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