JP3557615B2 - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気管内のスロットル弁下流に配置した吸気流制御弁によって吸気管内の気流を制御することにより、エンジン始動時の噴射燃料の微粒化を促進して安定燃焼を実現するとともに、気筒内に乱れを形成することで希薄燃焼を可能として排気エミッションを向上させる技術が知られている。
【０００３】
特開平４−１９１４３３号公報に開示されている技術はその一例であるが、エンジンの燃焼状態に基づいて燃焼性状を検出判定する機能を備えており、燃料性状の検出判定が終了するまでは、吸気流制御弁の閉動作を制限することで燃焼向上効果を確保しつつ燃料性状の検出判定を精度良く行って良好な走行性を確保することができると記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料性状が良好でない場合等、燃焼の悪化が顕著に発生する場合においては、吸気流制御弁の閉作動を制限すると、燃焼性向上効果が得られないため、エンジンの運転状態が悪化するので、乗員に不快感を与える。また、吸気流制御弁の閉作動制限が解除された場合や開作動動作を行う場合にも、エンジンの燃焼状態が変化することで状況によっては発生するトルクが変動することで乗員に不快感を与えることがある。
【０００５】
そこで本発明は、吸気流制御弁の開閉動作時も内燃機関の燃焼状態の変化により乗員に過度の不快感を与えることのない内燃機関の吸気制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、スロットル開度を判別する判別手段を備え、内燃機関の始動後所定時間経過後から暖機までの間、スロットル開度が所定値以下の場合に内燃機関の燃焼状態の安定度に応じて前記吸気流制御弁の開閉を制御し、スロットル開度が所定値を超えている場合には吸気流制御弁を開弁することを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、燃焼状態の安定度が十分に確保される状況下では、吸気流制御弁を開にして、過度の燃焼改善を行わないことにより燃焼速度を抑制してＮＯｘの発生を低減するとともに、未燃燃料の後燃えを行わせて排出ＨＣも抑制する。一方、燃焼状態の安定度が十分に確保できない状態では、燃焼改善を維持することで、未燃燃料の排出を抑制すると同時に、エンジンの運転状態の悪化を抑制するので、乗員に不快感を与えることがない。
【０００８】
具体的には、内燃機関始動時には、吸気流制御弁を閉止し、吸気流制御弁の開閉制御として、燃焼状態の安定度が所定値以上の場合は吸気流制御弁を開くか、内燃機関始動時には、吸気流制御弁を開放し、吸気流制御弁の開閉制御として、燃焼状態の安定度が所定値以下の場合は吸気流制御弁を閉じることが好ましい。
【０００９】
この燃焼状態の安定度の判定基準としては機関回転数を用いることが好ましく、暖機状態によって安定が確保できる回転数の要求値が異なってくるため、所定値に対応する機関回転数を機関冷却水温に応じて変更することが好ましい。
【００１０】
あるいは本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、内燃機関の始動から暖機までの間に吸気流制御弁の開閉状態を変化させ、その際の機関運転状態の変化を基にして燃料性状を判定して記憶するとともに、使用する燃料性状が既に記憶されている場合は、記憶されている燃料性状を基にして内燃機関の始動から暖機までの間の前記吸気流制御弁の開閉を制御することを特徴とする。
【００１１】
吸気流制御弁を開閉制御することで、燃焼状態を変化させることが可能であるから、積極的に開閉制御を行い、燃焼状態を意図的に変化させ、この燃焼状態の変化に伴う機関運転状態の変化を測定することにより、燃料性状を精度良く判定することが可能となる。
【００１３】
このように燃料性状を学習して学習値を始動時の制御に利用することで、安定した燃焼状態で内燃機関の暖機を行うことができ、未燃燃料の排出を抑制すると同時に、エンジンの運転状態の悪化を抑制することができるので、乗員に不快感を与えることがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置を備える内燃機関の概略構成図である。内燃機関１は、シリンダ１０内に図で上下に駆動するピストン１１が配置され、シリンダ１０内のシリンダヘッド１２とピストン１１の間に形成される空間が燃焼室１３を構成する。燃焼室１３の上部には、吸気バルブ１４、点火プラグ１５、排気バルブ１６がそれぞれ取り付けられている。さらに、シリンダ１０の外側には冷却水の水温を測定する水温センサ１７が配置されている。
【００２０】
吸気バルブ１４の配置される吸気ポートへと繋がる吸気管２０には、図示していないスロットル弁下流にアクチュエータ２１によって開閉駆動される吸気流制御バルブ（以下、簡単に吸気流バルブと呼ぶ）２２が配置され、その下流に吸気管内に燃料を噴霧する燃料噴射装置（インジェクタ）２３が配置されている。また、インジェクタ２３は燃料タンク４０に接続されており、燃料タンク４０にはタンク内の燃料量を検出する液量センサ４１が取り付けられている。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の制御部を兼ねるＥＣＵ３０は、アクチュエータ２１、インジェクタ２３を制御するとともに、水温センサ１７のほか、エンジン回転数センサ３１、スロットル開度センサ３２、エアフローメータ３３、シフトセンサ３４、液量センサ４１の各出力が入力されている。また、ＥＣＵ３０は不揮発性メモリ３５に接続されている。
【００２２】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置による制御動作の例を具体的に説明する。図２は、第１の制御例を示すフローチャートであり、図３は、この制御によるエンジン回転数の時間変動を示し、図３（ａ）が正常燃料の場合、図３（ｂ）が粗悪燃料の場合を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない場合を示している。この制御は、ＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００２３】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチがオンにされる。次に、ステップＳ２では、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じる。続く、ステップＳ３は、エンジン始動後所定時間経過するまでループ処理を行う。吸気流バルブ２２を閉止することで、吸気管２０内の流路面積を絞る効果が発生し、吸気流バルブ２２下流側の負圧を増大させて、インジェクタ２３から噴射される燃料の微粒化を促進するとともに、絞られた部分を通過する気流が加速されることで燃焼室１３内に乱れを発生させることで、希薄燃焼を可能とし、燃焼改善効果が得られる。この結果、図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、正常燃料、粗悪燃料のいずれの場合でもエンジン回転数を速やかに増大させて、始動性を向上させることができる。
【００２４】
所定時間経過後は、ステップＳ４へと移行し、ここで、エアフローメータ３３の出力から得られる吸入空気量が所定値以下で、かつ、スロットル開度センサ３２から得られるスロットル開度が所定値以下であるか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合、つまり、いずれかが所定値以上の場合には、エンジン負荷増大要求があり、燃焼室１３に導く空気量を増大させる必要があると判断して、ステップＳ６へと移行し、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を開いて、絞り効果をなくしてポンピングロスを低減し、燃焼室１３へと導く空気量を増大させる（既に開いている場合には開状態を維持する）。
【００２５】
ステップＳ４での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ５へと移行し、エンジン回転数センサ３１で検出したエンジン回転数が所定値以上であるか否かを検出する。この所定値は、図３（ａ）及び（ｂ）に燃焼安定判定値として示されているものである。ステップＳ５の判定結果がＹＥＳであれば、燃焼が安定していると判断して、吸気流バルブ２２閉止による燃焼改善は必要ないと判断し、ステップＳ６へと移行してアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を開く（既に開いている場合には開状態を維持する）。一方、ステップＳ５の判定結果がＮＯである場合は、燃焼が不安定であると判断して、吸気流バルブ２２閉止による燃焼改善が必要と判断し、ステップＳ７へと移行してアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ（既に閉じている場合には閉状態を維持し）、ステップＳ４へと戻る。
【００２６】
ステップＳ６の処理を完了した後は、ステップＳ８へと移行し、エンジン暖機が完了したか否かをエンジン水温により判定し、完了したと判断した場合は本制御の処理を終了する。一方、完了していないと判断した場合には、ステップＳ４へと戻り、処理を継続する。
【００２７】
この制御によれば、正常燃料の場合には、図３（ａ）に示されるように、所定時間経過後に吸気流バルブ２２を開いても、燃焼安定を十分に確保することができる。したがって、過剰な燃焼改善を行うことがないので、燃焼速度が速くなりすぎて、ＮＯｘが多く生成されたり、燃焼が早期に終了することにより燃焼工程後半での排気温度が低下して、排気工程での未燃燃料の後燃えが進まず、排出ＨＣが増加するようなことがなく、エミッションをさらに低減できる。
【００２８】
一方、燃焼性の劣る粗悪燃料の場合には、暖機が行われない間に吸気流バルブ２２を閉じると、燃焼が悪化してエンジン回転数が低下してしまう。本制御では、このように燃焼が悪化した場合には、吸気流バルブ２２を閉じることで、燃焼改善を行うので、燃焼悪化による未燃燃料の排出によるエミッションの悪化と、エンジン運転状態の不安定化を回避できる。
【００２９】
このように本制御では、始動後所定時間経過後は、エンジンの燃焼状態が悪化する場合にのみ燃焼改善を行うので、エンジン運転状態の安定とエミッションの向上とを両立させることができる。エンジン運転状態が安定するので、乗員が運転状態の変動により感じる違和感を低減できる。
【００３０】
なお、ここでは、吸気流バルブ２２を閉じる燃焼安定判定値（エンジン回転数）と開く燃焼安定判定値（エンジン回転数）を同一としたが、両者にオフセットを設け、吸気流バルブ２２を開く燃焼安定判定値を閉じる燃焼安定判定値より大きくしてもよい。このようにすると、吸気流制御バルブ２２の開閉制御が頻繁に行われるのを防止することができる。
【００３１】
図３では、燃焼安定判定値となるエンジン回転数が一定として説明したが、図４に示されるように、エンジン水温に合わせて燃焼安定判定値となるエンジン回転数を変えてもよい。エンジン水温が高いときには、低いエンジン回転数でも安定した燃焼が確保しうるからである。
【００３２】
図５は、第２の制御例を示すフローチャートであり、図３は、この制御による粗悪燃料の場合におけるエンジン回転数の時間変動を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない。この制御は、第１の制御例と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。以下、第１の制御例と異なる部分について説明する。
【００３３】
第１の制御例では、所定時間経過前まで吸気流バルブ２２を強制的に閉じていた（ステップＳ２、ステップＳ３）が、本制御例では、最初から吸気流バルブ２２を開いた状態で制御を行う点（ステップＳ２ａ）が相違する。
【００３４】
この制御によれば、燃焼改善効果がなくとも安定燃焼が可能な良質の燃料を用いた場合には、始動時から吸気流バルブ２２を開いておく。したがって、過剰な燃焼改善を行うことがなく、燃焼速度が速くなりすぎて、ＮＯｘが多く生成されたり、燃焼が早期に終了することにより燃焼工程後半での排気温度が低下して、排気工程での未燃燃料の後燃えが進まずに排出ＨＣが増加するようなことがなく、エミッションをさらに低減できる。
【００３５】
一方、燃焼性の劣る粗悪燃料の場合には、燃焼改善効果がないと燃焼が悪化してエンジン回転数が低下してしまう。本制御では、燃焼が悪化したと判定した時点で吸気流バルブ２２を閉じ、必要な場合にのみ燃焼改善を行うので、燃焼悪化による未燃燃料の排出によるエミッションの悪化と、エンジン運転状態の不安定化を回避できる。
【００３６】
このように本制御では、エンジンの燃焼状態が悪化する場合にのみ燃焼改善を行うので、エンジン運転状態の安定とエミッションの向上とを両立させることができ、乗員が運転状態の変動により感じる違和感を低減できる。本制御においても、第１の制御例と同様に、吸気流バルブ２２を閉じる燃焼安定判定値（エンジン回転数）と開く燃焼安定判定値（エンジン回転数）の間にオフセットを設けてもよい。
【００３７】
ここで、燃焼状態の変動を利用した燃料性状判定の例を２つ説明する。図７は、第１の燃料性状判定の例を示すフローチャートであり、図８は、この制御によるエンジン回転数の時間変動を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない。この制御は、第１、第２の制御例と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００３８】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチがオンにされ、続く、ステップＳ２でアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ、ステップＳ３で、エンジン始動後所定時間経過するまでループ処理を行うところまでは第１の制御例と同一である。吸気流バルブ２２を閉止することで、吸気管２０内の流路面積を絞る効果が発生し、吸気流バルブ２２下流側の負圧を増大させて、インジェクタ２３から噴射される燃料の微粒化を促進するとともに、絞られた部分を通過する気流が加速されることで燃焼室１３内に乱れを発生させることで、希薄燃焼を可能とし、燃焼改善効果が得られる。この結果、図８に示されるように、正常燃料、粗悪燃料のいずれの場合でもエンジン回転数を速やかに増大させて、始動性を向上させることができる。
【００３９】
所定時間経過後は、ステップＳ１４へと移行し、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を開き、燃焼改善を中止する。続く、ステップＳ１５では、エアフローメータ３３の出力から得られる吸入空気量が所定値以下で、かつ、スロットル開度センサ３２から得られるスロットル開度が所定値以下であるか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合、つまり、いずれかが所定値以上の場合には、エンジン負荷増大要求があり、燃焼室１３に導く空気量が増大していると判断し、燃料性状判定を行う条件が満たされていないと判断し、ステップＳ１６へと移行する。ステップＳ１６では、エンジン暖機が完了したか否かをエンジン水温により判定し、完了したと判断した場合はステップＳ１７へと移行して燃料性状判定が行えなかったとして燃料判定フラグをＮＧに設定して本制御の処理を終了する。一方、完了していないと判断した場合には、ステップＳ１５へと戻り、処理を継続する。
【００４０】
ステップＳ１５での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１８へと移行し、エンジン回転数センサ３１で検出したエンジン回転数が所定値以上であるか否かを検出する。この判定は、吸気流制御バルブ２２が開かれてから、所定時間経過した後移行に行われることが好ましい。したがって、実際には、このステップの前にウェイト処理をかけることが好ましい。
【００４１】
ステップＳ１８の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち図８に破線で示されるようにエンジン回転数が著しく低下する場合には、燃焼が不安定であって、燃料性状は粗悪燃料であると判断して、ステップＳ１９へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＮに設定し、処理を終了する。一方、ステップＳ１８の判定結果がＮＯである場合は、すなわち図８に実線で示されるようにエンジン回転数に著しい低下が見られない場合には、燃焼が安定しており、正常燃料であると判断して、ステップＳ２０へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【００４２】
このように本判定方法によれば、始動後に吸気流バルブ２２を閉→開制御した際の内燃機関１の運転状態（燃焼状態、具体的にはエンジン回転数）の変動から燃料性状を判定することが可能である。
【００４３】
図９は、第２の燃料性状判定方法を示すフローチャートであり、図１０は、この制御によるエンジン回転数の時間変動を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない。この制御は、第１の判定方法と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００４４】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチがオンにされ、続く、ステップＳ２ａでアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ、ステップＳ３で、エンジン始動後所定時間経過するまでループ処理を行うところまでは第２の制御例と同一である。図１０に示されるように、スタータモータの働きでエンジン回転数は増大するが、その後、内燃機関１の自力駆動に入ると、エンジン回転数は低下する。この際、破線で示される粗悪燃料のほうが実線で示される正常燃料よりもエンジン回転数の落ち込みは大きくなる。
【００４５】
所定時間経過後は、ステップＳ１５へと移行し、エアフローメータ３３の出力から得られる吸入空気量が所定値以下で、かつ、スロットル開度センサ３２から得られるスロットル開度が所定値以下であるか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合、つまり、いずれかが所定値以上の場合には、エンジン負荷増大要求があり、燃焼室１３に導く空気量が増大していると判断し、燃料性状判定を行う条件が満たされていないと判断し、ステップＳ１６へと移行する。ステップＳ１６では、エンジン暖機が完了したか否かをエンジン水温により判定し、完了したと判断した場合はステップＳ１７へと移行して燃料性状判定が行えなかったとして燃料判定フラグをＮＧに設定して本制御の処理を終了する。一方、完了していないと判断した場合には、ステップＳ１５へと戻り、処理を継続する。
【００４６】
続く、ステップＳ１４ａでは、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ、強制的に燃焼改善を行う。続く、ステップＳ１８では、エンジン回転数センサ３１で検出したエンジン回転数の燃焼改善による上昇幅が所定値以上であるか否かを検出する。この判定は、吸気流制御バルブ２２が閉じられたときとそれから所定時間経過した後のエンジン回転数の差を求めて行うことが好ましい。
【００４７】
ステップＳ１８ａの判定結果がＹＥＳである場合、すなわち図８に破線で示されるように燃焼改善によりエンジン回転数が著しく上昇する場合には、燃焼改善前の燃焼が不安定であって、燃料性状は粗悪燃料であると判断して、ステップＳ１９へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＮに設定し、処理を終了する。一方、ステップＳ１８ａの判定結果がＮＯである場合、すなわち図８に実線で示されるように燃焼改善によってエンジン回転数に著しい上昇が見られない場合には、燃焼改善前から燃焼が安定しており、正常燃料であると判断して、ステップＳ２０へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【００４８】
このように本判定方法でも、始動後の吸気流バルブ２２を制御する際の内燃機関１の運転状態（燃焼状態、具体的にはエンジン回転数）の変動から燃料性状を判定することが可能である。
【００４９】
図１１は、第３の制御例を示すフローチャートであり、この制御は、第１、第２の燃料性状判定方法による判定結果を用いることを特徴とする。この制御も第１、第２の制御方法と同様に、ＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００５０】
まず、ステップＳ２１では、現在の燃料性状が不揮発性メモリ３５に記憶済みか否かを判定する。前回の燃料判定処理後に燃料供給を行った場合には、不揮発性メモリ３５内の燃料性状の記憶値はリセットしておくことが好ましい。燃料供給の有無の判定は、例えば、液量センサ４１の出力から判定できる。
【００５１】
燃料性状が記憶されていない場合には、ステップＳ２２へと移行して燃料性状の判定処理に移る。一方、燃料性状が記憶されている場合には、ステップＳ２３へと移行して記憶されている燃料性状が正常燃料か粗悪燃料かを判定する。
【００５２】
正常燃料の場合には、燃焼改善は不要であるから、ステップＳ２４へと移行してアクチュエータ２１により吸気制御バルブ２２を開き、ステップＳ２６の始動処理へと移る。一方、粗悪燃料の場合には、燃焼改善が必要であるから、ステップＳ２５へと移行してアクチュエータ２１により吸気制御バルブ２２を閉じ、ステップＳ２６の始動処理へと移る。
【００５３】
このようにして記憶しておいた燃料性状を利用して吸気制御バルブ２２の制御を行うことで始動性の向上とエミッションの低減を両立でき、乗員が運転状態の変動により感じる違和感を低減できる。
【００５４】
図１２は、第４の制御例を説明するフローチャートであり、図１３（ａ）は吸気流制御バルブの開閉制御に伴うエンジン回転数の時間変動を、図１３（ｂ）はシフト変更に伴うエンジン回転数の時間変動を説明する図である。この制御は、第１〜第３の制御例と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００５５】
まず、ステップＳ３１ではイグニッションキーがオンにされる。次に、ステップＳ３２では、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じる。続く、ステップＳ３３では、アイドル運転が継続中か否かを判定する。継続中の場合には、ステップＳ３４へと移行し、エンジン暖機が完了したか否かを判定する。暖機が完了していないと判定した場合は、ステップＳ３４へと戻り、暖機完了まであるいはエンジン回転数を増大させる操作が行われるまでループ処理を行う。
【００５６】
ステップＳ３４で暖機が完了したと判定した場合には、ステップＳ３５へと移行し、シフトセンサ３４の出力を監視することにより、ドライブモードへのシフト変更が行われるまでループ処理を行う。そして、シフト変更が行われた場合、あるいはアイドル運転からエンジン回転数を増大させる操作が行われた場合には、ステップＳ３６へと移行して吸気流バルブ３６を開く。
【００５７】
図１３（ａ）に示されるように、シフト状態がＮレンジのままで吸気流バルブ２２を閉から開に切り換えると、エンジン回転数が短時間で落ち込む。また、図１３（ｂ）に示されるように、単にシフト状態を変化させたときもエンジン回転数はその変化の際に落ち込む。後者は運転者や乗員にとって予期できる変化であるから、本制御では、吸気流バルブ２２の開状態への切替をシフト状態の変化に同期させることで、運転者や乗員にエンジン回転数の変化の際に違和感を感じさせることがない。
【００５８】
ここでは、シフト状態の変化に同期させる場合を例に説明したが、エアコンの駆動に伴う負荷変動など他の乗員がエンジン回転数の変化を予期できる負荷変動に応じて吸気流バルブ２２の開操作を行ってもよい。また、以上の説明ではアイドル運転中の制御を例に説明したが、アイドル運転中に限らず、低負荷時等の吸気流バルブによる燃焼改善効果が期待できる場合にも本発明は適用可能である。ただし、アイドル運転中が最も顕著な効果が期待できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃焼状態の安定度に応じて吸気流制御弁の開閉を制御することにより過剰な燃焼改善を抑制し、かつ、必要な燃焼改善を実施することで始動性の向上とエミッションの低減を両立できる。
【００６０】
また、吸気流制御弁の開閉動作によって生ずる燃焼状態の変化を基にして燃料性状を判定することもできる。
【００６１】
あるいは、吸気流制御弁の開閉動作を負荷変動と同期させれば、乗員が吸気流制御弁の開閉に伴う機関運転状態の変化に違和感を感じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸気制御装置を備える内燃機関の概略構成図である。
【図２】図１の装置における第１の制御例を説明するフローチャートである。
【図３】図２の制御によるエンジン回転数の時間変動を示す図であり、（ａ）が正常燃料の場合、（ｂ）が粗悪燃料の場合である。
【図４】図２の制御における燃焼安定判定値のエンジン水温に対する関係を表わすグラフである。
【図５】図１の装置における第２の制御例を説明するフローチャートである。
【図６】図５の制御によるエンジン回転数の時間変動を粗悪燃料の場合について示した図である。
【図７】図１の装置における燃料性状判定の第１の判定方法を説明するフローチャートである。
【図８】図７の判定方法におけるエンジン回転数の時間変動を説明する図である。
【図９】図１の装置における燃料性状判定の第２の判定方法を説明するフローチャートである。
【図１０】図９の判定方法におけるエンジン回転数の時間変動を説明する図である。
【図１１】図１の装置における第３の制御例を説明するフローチャートである。
【図１２】図１の装置における第４の制御例を説明するフローチャートである。
【図１３】エンジン回転数の時間変動を説明する図であり、（ａ）は吸気流制御バルブの開閉制御に伴う変動を、（ｂ）はシフト変更に伴う変動を説明する図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、１０…シリンダ、１３…燃焼室、１４…吸気バルブ、１７…水温センサ、２０…吸気管、２１…アクチュエータ、２２…吸気流制御バルブ、２３…インジェクタ、３０…ＥＣＵ、３１…エンジン回転数センサ、３５…不揮発性メモリ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
吸気管内のスロットル弁下流に配置した吸気流制御弁によって吸気管内の気流を制御することにより、エンジン始動時の噴射燃料の微粒化を促進して安定燃焼を実現するとともに、気筒内に乱れを形成することで希薄燃焼を可能として排気エミッションを向上させる技術が知られている。
【０００３】
特開平４−１９１４３３号公報に開示されている技術はその一例であるが、エンジンの燃焼状態に基づいて燃焼性状を検出判定する機能を備えており、燃料性状の検出判定が終了するまでは、吸気流制御弁の閉動作を制限することで燃焼向上効果を確保しつつ燃料性状の検出判定を精度良く行って良好な走行性を確保することができると記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料性状が良好でない場合等、燃焼の悪化が顕著に発生する場合においては、吸気流制御弁の閉作動を制限すると、燃焼性向上効果が得られないため、エンジンの運転状態が悪化するので、乗員に不快感を与える。また、吸気流制御弁の閉作動制限が解除された場合や開作動動作を行う場合にも、エンジンの燃焼状態が変化することで状況によっては発生するトルクが変動することで乗員に不快感を与えることがある。
【０００５】
そこで本発明は、吸気流制御弁の開閉動作時も内燃機関の燃焼状態の変化により乗員に過度の不快感を与えることのない内燃機関の吸気制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、スロットル開度を判別する判別手段を備え、内燃機関の始動後所定時間経過後から暖機までの間、スロットル開度が所定値以下の場合に内燃機関の燃焼状態の安定度に応じて前記吸気流制御弁の開閉を制御し、スロットル開度が所定値を超えている場合には吸気流制御弁を開弁することを特徴とする。
【０００７】
このようにすれば、燃焼状態の安定度が十分に確保される状況下では、吸気流制御弁を開にして、過度の燃焼改善を行わないことにより燃焼速度を抑制してＮＯｘの発生を低減するとともに、未燃燃料の後燃えを行わせて排出ＨＣも抑制する。一方、燃焼状態の安定度が十分に確保できない状態では、燃焼改善を維持することで、未燃燃料の排出を抑制すると同時に、エンジンの運転状態の悪化を抑制するので、乗員に不快感を与えることがない。
【０００８】
具体的には、内燃機関始動時には、吸気流制御弁を閉止し、吸気流制御弁の開閉制御として、燃焼状態の安定度が所定値以上の場合は吸気流制御弁を開くか、内燃機関始動時には、吸気流制御弁を開放し、吸気流制御弁の開閉制御として、燃焼状態の安定度が所定値以下の場合は吸気流制御弁を閉じることが好ましい。
【０００９】
この燃焼状態の安定度の判定基準としては機関回転数を用いることが好ましく、暖機状態によって安定が確保できる回転数の要求値が異なってくるため、所定値に対応する機関回転数を機関冷却水温に応じて変更することが好ましい。
【００１０】
あるいは本発明に係る内燃機関の吸気制御装置は、吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、内燃機関の始動から暖機までの間に吸気流制御弁の開閉状態を変化させ、その際の機関運転状態の変化を基にして燃料性状を判定して記憶するとともに、使用する燃料性状が既に記憶されている場合は、記憶されている燃料性状を基にして内燃機関の始動から暖機までの間の前記吸気流制御弁の開閉を制御することを特徴とする。
【００１１】
吸気流制御弁を開閉制御することで、燃焼状態を変化させることが可能であるから、積極的に開閉制御を行い、燃焼状態を意図的に変化させ、この燃焼状態の変化に伴う機関運転状態の変化を測定することにより、燃料性状を精度良く判定することが可能となる。
【００１３】
このように燃料性状を学習して学習値を始動時の制御に利用することで、安定した燃焼状態で内燃機関の暖機を行うことができ、未燃燃料の排出を抑制すると同時に、エンジンの運転状態の悪化を抑制することができるので、乗員に不快感を与えることがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置を備える内燃機関の概略構成図である。内燃機関１は、シリンダ１０内に図で上下に駆動するピストン１１が配置され、シリンダ１０内のシリンダヘッド１２とピストン１１の間に形成される空間が燃焼室１３を構成する。燃焼室１３の上部には、吸気バルブ１４、点火プラグ１５、排気バルブ１６がそれぞれ取り付けられている。さらに、シリンダ１０の外側には冷却水の水温を測定する水温センサ１７が配置されている。
【００２０】
吸気バルブ１４の配置される吸気ポートへと繋がる吸気管２０には、図示していないスロットル弁下流にアクチュエータ２１によって開閉駆動される吸気流制御バルブ（以下、簡単に吸気流バルブと呼ぶ）２２が配置され、その下流に吸気管内に燃料を噴霧する燃料噴射装置（インジェクタ）２３が配置されている。また、インジェクタ２３は燃料タンク４０に接続されており、燃料タンク４０にはタンク内の燃料量を検出する液量センサ４１が取り付けられている。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置の制御部を兼ねるＥＣＵ３０は、アクチュエータ２１、インジェクタ２３を制御するとともに、水温センサ１７のほか、エンジン回転数センサ３１、スロットル開度センサ３２、エアフローメータ３３、シフトセンサ３４、液量センサ４１の各出力が入力されている。また、ＥＣＵ３０は不揮発性メモリ３５に接続されている。
【００２２】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置による制御動作の例を具体的に説明する。図２は、第１の制御例を示すフローチャートであり、図３は、この制御によるエンジン回転数の時間変動を示し、図３（ａ）が正常燃料の場合、図３（ｂ）が粗悪燃料の場合を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない場合を示している。この制御は、ＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００２３】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチがオンにされる。次に、ステップＳ２では、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じる。続く、ステップＳ３は、エンジン始動後所定時間経過するまでループ処理を行う。吸気流バルブ２２を閉止することで、吸気管２０内の流路面積を絞る効果が発生し、吸気流バルブ２２下流側の負圧を増大させて、インジェクタ２３から噴射される燃料の微粒化を促進するとともに、絞られた部分を通過する気流が加速されることで燃焼室１３内に乱れを発生させることで、希薄燃焼を可能とし、燃焼改善効果が得られる。この結果、図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、正常燃料、粗悪燃料のいずれの場合でもエンジン回転数を速やかに増大させて、始動性を向上させることができる。
【００２４】
所定時間経過後は、ステップＳ４へと移行し、ここで、エアフローメータ３３の出力から得られる吸入空気量が所定値以下で、かつ、スロットル開度センサ３２から得られるスロットル開度が所定値以下であるか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合、つまり、いずれかが所定値以上の場合には、エンジン負荷増大要求があり、燃焼室１３に導く空気量を増大させる必要があると判断して、ステップＳ６へと移行し、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を開いて、絞り効果をなくしてポンピングロスを低減し、燃焼室１３へと導く空気量を増大させる（既に開いている場合には開状態を維持する）。
【００２５】
ステップＳ４での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ５へと移行し、エンジン回転数センサ３１で検出したエンジン回転数が所定値以上であるか否かを検出する。この所定値は、図３（ａ）及び（ｂ）に燃焼安定判定値として示されているものである。ステップＳ５の判定結果がＹＥＳであれば、燃焼が安定していると判断して、吸気流バルブ２２閉止による燃焼改善は必要ないと判断し、ステップＳ６へと移行してアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を開く（既に開いている場合には開状態を維持する）。一方、ステップＳ５の判定結果がＮＯである場合は、燃焼が不安定であると判断して、吸気流バルブ２２閉止による燃焼改善が必要と判断し、ステップＳ７へと移行してアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ（既に閉じている場合には閉状態を維持し）、ステップＳ４へと戻る。
【００２６】
ステップＳ６の処理を完了した後は、ステップＳ８へと移行し、エンジン暖機が完了したか否かをエンジン水温により判定し、完了したと判断した場合は本制御の処理を終了する。一方、完了していないと判断した場合には、ステップＳ４へと戻り、処理を継続する。
【００２７】
この制御によれば、正常燃料の場合には、図３（ａ）に示されるように、所定時間経過後に吸気流バルブ２２を開いても、燃焼安定を十分に確保することができる。したがって、過剰な燃焼改善を行うことがないので、燃焼速度が速くなりすぎて、ＮＯｘが多く生成されたり、燃焼が早期に終了することにより燃焼工程後半での排気温度が低下して、排気工程での未燃燃料の後燃えが進まず、排出ＨＣが増加するようなことがなく、エミッションをさらに低減できる。
【００２８】
一方、燃焼性の劣る粗悪燃料の場合には、暖機が行われない間に吸気流バルブ２２を閉じると、燃焼が悪化してエンジン回転数が低下してしまう。本制御では、このように燃焼が悪化した場合には、吸気流バルブ２２を閉じることで、燃焼改善を行うので、燃焼悪化による未燃燃料の排出によるエミッションの悪化と、エンジン運転状態の不安定化を回避できる。
【００２９】
このように本制御では、始動後所定時間経過後は、エンジンの燃焼状態が悪化する場合にのみ燃焼改善を行うので、エンジン運転状態の安定とエミッションの向上とを両立させることができる。エンジン運転状態が安定するので、乗員が運転状態の変動により感じる違和感を低減できる。
【００３０】
なお、ここでは、吸気流バルブ２２を閉じる燃焼安定判定値（エンジン回転数）と開く燃焼安定判定値（エンジン回転数）を同一としたが、両者にオフセットを設け、吸気流バルブ２２を開く燃焼安定判定値を閉じる燃焼安定判定値より大きくしてもよい。このようにすると、吸気流制御バルブ２２の開閉制御が頻繁に行われるのを防止することができる。
【００３１】
図３では、燃焼安定判定値となるエンジン回転数が一定として説明したが、図４に示されるように、エンジン水温に合わせて燃焼安定判定値となるエンジン回転数を変えてもよい。エンジン水温が高いときには、低いエンジン回転数でも安定した燃焼が確保しうるからである。
【００３２】
図５は、第２の制御例を示すフローチャートであり、図３は、この制御による粗悪燃料の場合におけるエンジン回転数の時間変動を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない。この制御は、第１の制御例と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。以下、第１の制御例と異なる部分について説明する。
【００３３】
第１の制御例では、所定時間経過前まで吸気流バルブ２２を強制的に閉じていた（ステップＳ２、ステップＳ３）が、本制御例では、最初から吸気流バルブ２２を開いた状態で制御を行う点（ステップＳ２ａ）が相違する。
【００３４】
この制御によれば、燃焼改善効果がなくとも安定燃焼が可能な良質の燃料を用いた場合には、始動時から吸気流バルブ２２を開いておく。したがって、過剰な燃焼改善を行うことがなく、燃焼速度が速くなりすぎて、ＮＯｘが多く生成されたり、燃焼が早期に終了することにより燃焼工程後半での排気温度が低下して、排気工程での未燃燃料の後燃えが進まずに排出ＨＣが増加するようなことがなく、エミッションをさらに低減できる。
【００３５】
一方、燃焼性の劣る粗悪燃料の場合には、燃焼改善効果がないと燃焼が悪化してエンジン回転数が低下してしまう。本制御では、燃焼が悪化したと判定した時点で吸気流バルブ２２を閉じ、必要な場合にのみ燃焼改善を行うので、燃焼悪化による未燃燃料の排出によるエミッションの悪化と、エンジン運転状態の不安定化を回避できる。
【００３６】
このように本制御では、エンジンの燃焼状態が悪化する場合にのみ燃焼改善を行うので、エンジン運転状態の安定とエミッションの向上とを両立させることができ、乗員が運転状態の変動により感じる違和感を低減できる。本制御においても、第１の制御例と同様に、吸気流バルブ２２を閉じる燃焼安定判定値（エンジン回転数）と開く燃焼安定判定値（エンジン回転数）の間にオフセットを設けてもよい。
【００３７】
ここで、燃焼状態の変動を利用した燃料性状判定の例を２つ説明する。図７は、第１の燃料性状判定の例を示すフローチャートであり、図８は、この制御によるエンジン回転数の時間変動を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない。この制御は、第１、第２の制御例と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００３８】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチがオンにされ、続く、ステップＳ２でアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ、ステップＳ３で、エンジン始動後所定時間経過するまでループ処理を行うところまでは第１の制御例と同一である。吸気流バルブ２２を閉止することで、吸気管２０内の流路面積を絞る効果が発生し、吸気流バルブ２２下流側の負圧を増大させて、インジェクタ２３から噴射される燃料の微粒化を促進するとともに、絞られた部分を通過する気流が加速されることで燃焼室１３内に乱れを発生させることで、希薄燃焼を可能とし、燃焼改善効果が得られる。この結果、図８に示されるように、正常燃料、粗悪燃料のいずれの場合でもエンジン回転数を速やかに増大させて、始動性を向上させることができる。
【００３９】
所定時間経過後は、ステップＳ１４へと移行し、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を開き、燃焼改善を中止する。続く、ステップＳ１５では、エアフローメータ３３の出力から得られる吸入空気量が所定値以下で、かつ、スロットル開度センサ３２から得られるスロットル開度が所定値以下であるか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合、つまり、いずれかが所定値以上の場合には、エンジン負荷増大要求があり、燃焼室１３に導く空気量が増大していると判断し、燃料性状判定を行う条件が満たされていないと判断し、ステップＳ１６へと移行する。ステップＳ１６では、エンジン暖機が完了したか否かをエンジン水温により判定し、完了したと判断した場合はステップＳ１７へと移行して燃料性状判定が行えなかったとして燃料判定フラグをＮＧに設定して本制御の処理を終了する。一方、完了していないと判断した場合には、ステップＳ１５へと戻り、処理を継続する。
【００４０】
ステップＳ１５での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１８へと移行し、エンジン回転数センサ３１で検出したエンジン回転数が所定値以上であるか否かを検出する。この判定は、吸気流制御バルブ２２が開かれてから、所定時間経過した後移行に行われることが好ましい。したがって、実際には、このステップの前にウェイト処理をかけることが好ましい。
【００４１】
ステップＳ１８の判定結果がＹＥＳである場合、すなわち図８に破線で示されるようにエンジン回転数が著しく低下する場合には、燃焼が不安定であって、燃料性状は粗悪燃料であると判断して、ステップＳ１９へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＮに設定し、処理を終了する。一方、ステップＳ１８の判定結果がＮＯである場合は、すなわち図８に実線で示されるようにエンジン回転数に著しい低下が見られない場合には、燃焼が安定しており、正常燃料であると判断して、ステップＳ２０へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【００４２】
このように本判定方法によれば、始動後に吸気流バルブ２２を閉→開制御した際の内燃機関１の運転状態（燃焼状態、具体的にはエンジン回転数）の変動から燃料性状を判定することが可能である。
【００４３】
図９は、第２の燃料性状判定方法を示すフローチャートであり、図１０は、この制御によるエンジン回転数の時間変動を示している。なお、アクセル操作など他の負荷変動要求はない。この制御は、第１の判定方法と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００４４】
まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチがオンにされ、続く、ステップＳ２ａでアクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ、ステップＳ３で、エンジン始動後所定時間経過するまでループ処理を行うところまでは第２の制御例と同一である。図１０に示されるように、スタータモータの働きでエンジン回転数は増大するが、その後、内燃機関１の自力駆動に入ると、エンジン回転数は低下する。この際、破線で示される粗悪燃料のほうが実線で示される正常燃料よりもエンジン回転数の落ち込みは大きくなる。
【００４５】
所定時間経過後は、ステップＳ１５へと移行し、エアフローメータ３３の出力から得られる吸入空気量が所定値以下で、かつ、スロットル開度センサ３２から得られるスロットル開度が所定値以下であるか否かを判定する。判定結果がＮＯの場合、つまり、いずれかが所定値以上の場合には、エンジン負荷増大要求があり、燃焼室１３に導く空気量が増大していると判断し、燃料性状判定を行う条件が満たされていないと判断し、ステップＳ１６へと移行する。ステップＳ１６では、エンジン暖機が完了したか否かをエンジン水温により判定し、完了したと判断した場合はステップＳ１７へと移行して燃料性状判定が行えなかったとして燃料判定フラグをＮＧに設定して本制御の処理を終了する。一方、完了していないと判断した場合には、ステップＳ１５へと戻り、処理を継続する。
【００４６】
続く、ステップＳ１４ａでは、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じ、強制的に燃焼改善を行う。続く、ステップＳ１８では、エンジン回転数センサ３１で検出したエンジン回転数の燃焼改善による上昇幅が所定値以上であるか否かを検出する。この判定は、吸気流制御バルブ２２が閉じられたときとそれから所定時間経過した後のエンジン回転数の差を求めて行うことが好ましい。
【００４７】
ステップＳ１８ａの判定結果がＹＥＳである場合、すなわち図８に破線で示されるように燃焼改善によりエンジン回転数が著しく上昇する場合には、燃焼改善前の燃焼が不安定であって、燃料性状は粗悪燃料であると判断して、ステップＳ１９へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＮに設定し、処理を終了する。一方、ステップＳ１８ａの判定結果がＮＯである場合、すなわち図８に実線で示されるように燃焼改善によってエンジン回転数に著しい上昇が見られない場合には、燃焼改善前から燃焼が安定しており、正常燃料であると判断して、ステップＳ２０へと移行して粗悪燃料判定フラグをＯＦＦに設定し、処理を終了する。
【００４８】
このように本判定方法でも、始動後の吸気流バルブ２２を制御する際の内燃機関１の運転状態（燃焼状態、具体的にはエンジン回転数）の変動から燃料性状を判定することが可能である。
【００４９】
図１１は、第３の制御例を示すフローチャートであり、この制御は、第１、第２の燃料性状判定方法による判定結果を用いることを特徴とする。この制御も第１、第２の制御方法と同様に、ＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００５０】
まず、ステップＳ２１では、現在の燃料性状が不揮発性メモリ３５に記憶済みか否かを判定する。前回の燃料判定処理後に燃料供給を行った場合には、不揮発性メモリ３５内の燃料性状の記憶値はリセットしておくことが好ましい。燃料供給の有無の判定は、例えば、液量センサ４１の出力から判定できる。
【００５１】
燃料性状が記憶されていない場合には、ステップＳ２２へと移行して燃料性状の判定処理に移る。一方、燃料性状が記憶されている場合には、ステップＳ２３へと移行して記憶されている燃料性状が正常燃料か粗悪燃料かを判定する。
【００５２】
正常燃料の場合には、燃焼改善は不要であるから、ステップＳ２４へと移行してアクチュエータ２１により吸気制御バルブ２２を開き、ステップＳ２６の始動処理へと移る。一方、粗悪燃料の場合には、燃焼改善が必要であるから、ステップＳ２５へと移行してアクチュエータ２１により吸気制御バルブ２２を閉じ、ステップＳ２６の始動処理へと移る。
【００５３】
このようにして記憶しておいた燃料性状を利用して吸気制御バルブ２２の制御を行うことで始動性の向上とエミッションの低減を両立でき、乗員が運転状態の変動により感じる違和感を低減できる。
【００５４】
図１２は、第４の制御例を説明するフローチャートであり、図１３（ａ）は吸気流制御バルブの開閉制御に伴うエンジン回転数の時間変動を、図１３（ｂ）はシフト変更に伴うエンジン回転数の時間変動を説明する図である。この制御は、第１〜第３の制御例と同様にＥＣＵ３０によって行われるものであり、内燃機関の冷間始動時に一度だけ実行される。
【００５５】
まず、ステップＳ３１ではイグニッションキーがオンにされる。次に、ステップＳ３２では、アクチュエータ２１により吸気流バルブ２２を閉じる。続く、ステップＳ３３では、アイドル運転が継続中か否かを判定する。継続中の場合には、ステップＳ３４へと移行し、エンジン暖機が完了したか否かを判定する。暖機が完了していないと判定した場合は、ステップＳ３４へと戻り、暖機完了まであるいはエンジン回転数を増大させる操作が行われるまでループ処理を行う。
【００５６】
ステップＳ３４で暖機が完了したと判定した場合には、ステップＳ３５へと移行し、シフトセンサ３４の出力を監視することにより、ドライブモードへのシフト変更が行われるまでループ処理を行う。そして、シフト変更が行われた場合、あるいはアイドル運転からエンジン回転数を増大させる操作が行われた場合には、ステップＳ３６へと移行して吸気流バルブ３６を開く。
【００５７】
図１３（ａ）に示されるように、シフト状態がＮレンジのままで吸気流バルブ２２を閉から開に切り換えると、エンジン回転数が短時間で落ち込む。また、図１３（ｂ）に示されるように、単にシフト状態を変化させたときもエンジン回転数はその変化の際に落ち込む。後者は運転者や乗員にとって予期できる変化であるから、本制御では、吸気流バルブ２２の開状態への切替をシフト状態の変化に同期させることで、運転者や乗員にエンジン回転数の変化の際に違和感を感じさせることがない。
【００５８】
ここでは、シフト状態の変化に同期させる場合を例に説明したが、エアコンの駆動に伴う負荷変動など他の乗員がエンジン回転数の変化を予期できる負荷変動に応じて吸気流バルブ２２の開操作を行ってもよい。また、以上の説明ではアイドル運転中の制御を例に説明したが、アイドル運転中に限らず、低負荷時等の吸気流バルブによる燃焼改善効果が期待できる場合にも本発明は適用可能である。ただし、アイドル運転中が最も顕著な効果が期待できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、燃焼状態の安定度に応じて吸気流制御弁の開閉を制御することにより過剰な燃焼改善を抑制し、かつ、必要な燃焼改善を実施することで始動性の向上とエミッションの低減を両立できる。
【００６０】
また、吸気流制御弁の開閉動作によって生ずる燃焼状態の変化を基にして燃料性状を判定することもできる。
【００６１】
あるいは、吸気流制御弁の開閉動作を負荷変動と同期させれば、乗員が吸気流制御弁の開閉に伴う機関運転状態の変化に違和感を感じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸気制御装置を備える内燃機関の概略構成図である。
【図２】図１の装置における第１の制御例を説明するフローチャートである。
【図３】図２の制御によるエンジン回転数の時間変動を示す図であり、（ａ）が正常燃料の場合、（ｂ）が粗悪燃料の場合である。
【図４】図２の制御における燃焼安定判定値のエンジン水温に対する関係を表わすグラフである。
【図５】図１の装置における第２の制御例を説明するフローチャートである。
【図６】図５の制御によるエンジン回転数の時間変動を粗悪燃料の場合について示した図である。
【図７】図１の装置における燃料性状判定の第１の判定方法を説明するフローチャートである。
【図８】図７の判定方法におけるエンジン回転数の時間変動を説明する図である。
【図９】図１の装置における燃料性状判定の第２の判定方法を説明するフローチャートである。
【図１０】図９の判定方法におけるエンジン回転数の時間変動を説明する図である。
【図１１】図１の装置における第３の制御例を説明するフローチャートである。
【図１２】図１の装置における第４の制御例を説明するフローチャートである。
【図１３】エンジン回転数の時間変動を説明する図であり、（ａ）は吸気流制御バルブの開閉制御に伴う変動を、（ｂ）はシフト変更に伴う変動を説明する図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、１０…シリンダ、１３…燃焼室、１４…吸気バルブ、１７…水温センサ、２０…吸気管、２１…アクチュエータ、２２…吸気流制御バルブ、２３…インジェクタ、３０…ＥＣＵ、３１…エンジン回転数センサ、３５…不揮発性メモリ。
Claims (5)
- 吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、
スロットル開度を判別する判別手段を備え、
内燃機関の始動後所定時間経過後から暖機までの間、スロットル開度が所定値以下の場合に内燃機関の燃焼状態の安定度に応じて前記吸気流制御弁の開閉を制御し、スロットル開度が所定値を超えている場合には吸気流制御弁を開弁することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。 - 内燃機関始動時には、前記吸気流制御弁を閉止し、前記吸気流制御弁の開閉制御として、燃焼状態の安定度が所定値以上の場合には前記吸気流制御弁を開放することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置。
- 内燃機関始動時には、前記吸気流制御弁を開放し、前記吸気流制御弁の開閉制御として、燃焼状態の安定度が所定値以下の場合には前記吸気流制御弁を閉止することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置。
- 前記燃焼状態の安定度の判定基準として機関回転数を用い、前記所定値に対応する機関回転数を機関冷却水温に応じて変更することを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の吸気制御装置。
- 吸気管内のスロットル弁下流に吸気流制御弁を備える内燃機関の吸気制御装置であって、
内燃機関の始動から暖機までの間に前記吸気流制御弁の開閉状態を変化させ、その際の機関運転状態の変化を基にして燃料性状を判定して記憶するとともに、使用する燃料性状が既に記憶されている場合は、記憶されている燃料性状を基にして内燃機関の始動から暖機までの間の前記吸気流制御弁の開閉を制御することを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
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