JP3602612B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気加熱式触媒を備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては排気ガス浄化装置として、排気系に三元触媒（キャタライザ）を設け、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ成分を低減して浄化を図っているが、触媒温度が活性化温度に至らない場合には浄化作用を期待し得ない。この活性化は、例えば冷間始動時などは長時間を要するため、近時は電気的に加熱してその活性化を促進するようにした電気加熱式触媒が用いられている。
【０００３】
即ち、触媒を担持する触媒担体付近に電熱ヒータを配置する、あるいは触媒担体自体を電熱ヒータ構造としてそれに通電し、抵抗加熱によって加熱する。加熱されたヒータはそこを通過する排気ガス中の未燃焼成分を捕捉して燃焼させ、それによって排気系雰囲気温度を昇温させ、当該触媒およびその後段に配置した通例の触媒を早期に活性化する。
【０００４】
このような電気加熱式触媒のヒータには車載バッテリないしはオルタネータから電力を供給するが、アイドル回転数制御が行われているときに電気加熱式触媒に通電すると、電気加熱式触媒の電力消費量が比較的大きいことから、電力の不足を来すことがある。そこで、例えば特開平６−１０１４５９号公報記載の技術のように、アイドル運転時に電気加熱式触媒に通電されているときは、アイドル回転数を上昇させて電圧降下を防止することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した技術も含め、アイドル回転数制御の従来技術においては、一般にアイドル回転数は機関冷却水温に依存して決定されているが、機関の熱容量は排気系のそれより当然大きいことから、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動した場合などは、機関冷却水温は比較的高いままであるが、排気系は冷却していて電気加熱式触媒への通電が必要となる。
【０００６】
しかしながら、上記した技術にあっては、基本となるアイドル回転数が機関冷却水温に応じて決定されることから、電気加熱式触媒への通電を検知して決定されたアイドル回転数を上昇させても、基本値自体が高水温で低い値に設定されていることから、発電電圧を十分に得ることができなかった。換言すれば、上記した技術にあっては、アイドル回転数の上昇分を排気系の温度に依存させて決定するものでなかった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した従来技術の欠点を解消することにあり、アイドル回転数の上昇分を排気系の温度に依存させて決定することにより、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態において必要とする発電電圧を十分に得られるようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置は、内燃機関の排気系に設けられ、電気的に加熱される電気加熱式触媒と、前記電気加熱式触媒の加熱作動状態を検出する触媒作動状態検出手段と、前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、前記内燃機関のアイドル状態が検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を所定回転数に制御するアイドル回転数制御手段と、前記内燃機関の排気系の温度を検出する排気系温度検出手段と、および前記電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を、検出された排気系の温度が上昇するにつれて減少するように設定された増加補正値を加えて上昇方向に変更するアイドル回転数変更手段と、を備える如く構成した。
【０００９】
請求項２項にあっては、内燃機関により駆動されて電力を発電するオルタネータと、前記オルタネータの発電電圧を調節するレギュレータ手段と、前記内燃機関の排気系に設けられ、前記オルタネータの発電する電力の供給を受けて電気的に加熱される電気加熱式触媒と、前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、前記内燃機関のアイドル状態が検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を所定回転数に制御するアイドル回転数制御手段と、前記内燃機関の排気系の温度を検出する排気系温度検出手段と、および前記電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を、検出された排気系の温度が上昇するにつれて減少するように設定された増加補正値を加えて上昇方向に変更するアイドル回転数変更手段と、を備える如く構成した。
【００１０】
上記の如く、請求項１項にあっては、電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、アイドル回転数を検出された排気系の温度に応じて上昇方向に変更するようにしたので、電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態において必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【００１１】
尚、ここで、電気加熱式触媒への電力供給は、オルタネータから行われるか否かは問わない。即ち、バッテリ電源から供給する場合も、バッテリ電圧が低下したときは同様であるからである。
【００１２】
請求項２項にあっては、オルタネータの発電する電力の供給を受けて電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、アイドル回転数を検出された排気系の温度に応じて上昇方向に変更するようにしたので、請求項１項で述べたと同様に、電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態においてオルタネータを駆動して必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、この発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を概略的に示す全体図である。
【００１５】
図において、符号１０は４気筒などの多気筒内燃機関を示し、吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ（図示せず）から導入された吸気は、スロットル弁１４でその流量を調節されつつサージタンクと吸気マニホルド（共に図示せず）を経て、各気筒へ流入される。各気筒の吸気弁（図示せず）の付近には燃料噴射弁１６が設けられて燃料を噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各気筒内で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピストン（図示せず）を駆動する。
【００１６】
燃焼後の排気ガスは、排気弁（図示せず）および排気マニホルド（図示せず）を介して排気管１８に送られる。排気管１８には上流側から順に、電気加熱式触媒（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｈｅａｔｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ） （以下「ＥＨＣ」と言う）２０、スタート触媒２２および三元触媒２４が配置され、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成分などを浄化する。尚、スタート触媒２２（ライトオフキャタリストとも通称される）も、主として機関始動直後の排気ガス浄化効率向上のために設けられた、比較的小径で小型の触媒である。
【００１７】
ＥＨＣ２０の触媒を担持する担体は、素材を押し出し成形した後、焼結してセラミック化し、次いで厚さ１０ｃｍ程度に裁断して製作される金属セルからなり、そこに電流路が形成されて担体自体が電熱ヒータ構造を備える。
【００１８】
ここで、図１において切換スイッチ２６の端子２６ａが２６ｂに切り換えられると、ＥＨＣ２０の正負極端子部はオルタネータ２８に接続され、オルタネータ２８より電流の供給を受けてＥＨＣのヒータが発熱する。その結果、ＥＨＣ２０はそこを通過する排気ガス中の未燃焼成分を捕捉して燃焼させ、その化学反応熱で更に昇温して活性化温度に迅速に到達すると共に、排気系の雰囲気温度を昇温させて後段のスタート触媒２２および三元触媒２４の活性化も促進する。
【００１９】
また、排気管１８にはＥＨＣ２０配置位置の上流側に通路３０が接続されており、通路３０の他端には空気ポンプ３２が設けられて２次空気を供給する。空気ポンプ３２は、酸素を供給して未燃焼成分の燃焼を促進し、浄化効率を向上させる。
【００２０】
図１において内燃機関１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の周囲にはピストン（図示せず）の所定クランク角度ごとに信号を出力するクランク角センサ（図１に「ＮＥ」と示す）３６と、特定気筒の特定クランク角度で信号を出力する気筒判別センサ（図１に「ＣＹＬ」と示す）３８が設けられる。
【００２１】
また、スロットル弁１４には全閉位置付近でオンして信号を出力するアイドルスイッチ（図示せず）が設けられると共に、その開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ（図１に「θＴＨ」と示す）４０が接続される。また、吸気管１２はスロットル弁１４下流で分岐され、分岐路４２の末端には管内の吸気圧力（絶対圧力）に応じた信号を出力する絶対圧センサ（図１に「ＰＢＡ」と示す）４４が設けられる。
【００２２】
更に、吸気管１２において分岐位置の下流には吸入空気の温度に応じた信号を出力する吸気温センサ（図１に「ＴＡ」と示す）４６が設けられると共に、機関のシリンダブロックなどの適宜位置には機関冷却水温に応じた信号を出力する水温センサ（図１に「ＴＷ」と示す）４８が設けられる。
【００２３】
更に、排気管１８においては前記した通路３０の上流側に、排気ガス中の酸素濃度に応じた出力信号を出力する第１のＯ２ センサ（酸素濃度センサ）５０が設けられると共に、スタート触媒２２と三元触媒２４の間には第２のＯ２ センサ５２が設けられる。また、第２のＯ２ センサ５２の付近には、排気系の温度に応じた信号を出力する排気温センサ（図１に「Ｔｃａｔ」と示す）５３が設けられる。
【００２４】
ここで、第１、第２のＯ２ センサ５０，５２もヒータ部を備え、通電回路（図１では図示省略）を介して通電されると、検出素子を加熱する。尚、かかるＯ２ センサは例えば特開平１−２３２２４６号および特開平２−２４５５０号公報より公知なので、その構造の説明は省略する。
【００２５】
これらセンサ群の出力は、制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と言う）５４に送られる。
【００２６】
ＥＣＵ５４は、入力回路５４ａ、ＣＰＵ５４ｂ、記憶手段５４ｃ、および出力回路５４ｄよりなる。入力回路５４ａは、各種センサからの入力信号波形を整形する、信号レベルを所定レベルに変換する、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する、などの処理を行う。記憶手段５４ｃは、ＣＰＵ５４ｂが実行する各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する。
【００２７】
ＣＰＵ５４ｂは、上述の検出パラメータに基づき、出力回路５４ｄを介して、後述の如く切換スイッチ２６の端子２６ａを端子２６ｂに接続し、オルタネータ２８の出力を接続してＥＨＣ２０へ通電する。オルタネータ２８はレギュレータ５６を備えており、ＣＰＵ５４ｂは出力回路５４ｄを介してデューティパルスをレギュレータ５６に出力し、オルタネータ２８の発電電圧を目標の値に制御する。
【００２８】
ここで切換スイッチ２６の端子２６ａが端子２６ｃに切り換えられると、オルタネータ２８の出力はバッテリ５８の正電極に接続され、バッテリ５８を充電する。バッテリ５８の正電極は線６０を介して前記した空気ポンプ３２のモータ（図示せず）を含む電気負荷に接続される。ＣＰＵ５４ｂはそのモータの制御を通じて空気ポンプ３２の動作を制御すると共に、燃料噴射弁１６の開弁時間を調節することで燃料噴射制御を行う。
【００２９】
更に、吸気管１２にはスロットル弁配置位置付近をバイパスする補助吸気管６４が設けられる。補助吸気管６４にはそこを開閉する電磁弁６６が設けられる。ＣＰＵ５４ｂは、アイドル運転状態において、電磁弁６６のリフト量をデューティ制御し、そこを通る補助空気量を調節して機関回転数をアイドル回転数に制御する。
【００３０】
図２は、この発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御のための目標回転数算出動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、所定の時間間隔Ｔｐで起動される。
【００３１】
以下説明すると、Ｓ１０で機関運転状態がアイドル運転状態にあるか否か判断する。アイドルスイッチがオン（スロットル全閉）しており、機関回転数が所定回転数以下で機関負荷も所定負荷以下のとき、アイドル運転状態にあると判断する。
【００３２】
Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進んで基本回転数ＮＯＢＪＭを決定する。これはアイドル時の目標回転数の基本値であり、図３に示すような特性を与えられ、前記した記憶手段５４ｃに格納されているテーブルを検出した機関冷却水温ＴＷから検索することで行う。図示の如く、基本回転数は機関冷却水温が上昇するほど低く設定される。これは、アイドル回転数制御が機関の暖機制御も兼ねているためである。
【００３３】
次いでＳ１４に進んでＥＨＣが加熱作動、即ち、通電されているか否か判断する。これは、ＥＨＣの通電制御サブルーチンの適宜なフラグを参照することで行うが、ここで、ＥＨＣの通電制御について説明する。
【００３４】
図４はその動作を示すフロー・チャートであり、先ずＳ１００においてイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１０２に進んで検出した機関回転数ＮＥ、吸気温ＴＡ、機関冷却水温ＴＷ、および排気系温度Ｔｃａｔを読み出し、Ｓ１０４に進んでＥＨＣ２０のヒータ部の通電時間ＴＯＮおよび印加電圧ＶＥＨＣを決定する。印加電圧ＶＥＨＣの値は例えば、冷間始動時には３０ｖ程度に決定される。
【００３５】
ここで通電時間ＴＯＮは図５ないし図７に示す如く、排気系温度Ｔｃａｔ、吸気温ＴＡないしは機関冷却水温ＴＷが高温になるほど短くなるように決定される。また、印加電圧ＶＥＨＣも図８ないし図１０に示す如く、排気系温度Ｔｃａｔ、吸気温ＴＡないしは機関冷却水温ＴＷが高温になるほど小さくなるように決定される。
【００３６】
次いでＳ１０６に進んで機関回転数ＮＥが完爆判定用回転数ＮＥＫに達したか否か判断し、肯定されるときはＳ１０８ないしＳ１１２に進んで排気系温度Ｔｃａｔ、吸気温ＴＡおよび機関冷却水温ＴＷがそれぞれ所定値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆで規定される範囲内にあるか否か判断する。
【００３７】
そして、Ｓ１０８ないしＳ１１２で肯定されるときはＳ１１４に進み、切換スイッチ２６の端子２６ａを端子２６ｂに接続すると共に、オルタネータ２８の出力電圧が決定された印加電圧ＶＥＨＣとなるようにレギュレータ５６を介して制御し、ＥＨＣ２０のヒータ部に通電する。そしてＳ１１６に進んで時間ＴＯＮの経過を判断し、経過後と判断されるときは切換スイッチ２６の端子２６ａを２６ｃに切換えてＥＨＣ２０のヒータ部への通電を停止する。
【００３８】
また、Ｓ１００およびＳ１０６ないしＳ１１２で否定されるときはＳ１１８に進んでＥＨＣ２０のヒータ部への通電を停止する。尚、図示は省略するが、上記したＥＨＣ２０のヒータ部の通電制御と同時に、前記した空気ポンプ３２を動作させて２次空気を供給する。
【００３９】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ１４でＥＨＣが加熱作動、即ち、通電されていないと判断されるときはＳ１６に進んで補正値ΔＮＯＢＪの値を零とする。
【００４０】
この補正値ΔＮＯＢＪは排気系温度Ｔｃａｔに応じて設定される値であり、図１１に特性を示すようなテーブルを検出した排気系温度Ｔｃａｔから検索することで決定する。補正値ΔＮＯＢＪは図示の如く、排気系温度Ｔｃａｔが上昇するにつれて減少し、所定の温度Ｔｃａｔ１で零とされる。この所定の温度Ｔｃａｔ１は、図５において通電時間ＴＯＮが零とされる時の値に対応する値である。図５と図１１の特性の関係から、補正値ΔＮＯＢＪは、ＥＨＣ２０が通電されないときは、零とされる。
【００４１】
続いてＳ１８に進み、基本回転数ＮＯＢＪＭと補正値ΔＮＯＢＪを加算し、和を目標回転数ＮＯＢＪとする。この場合は、基本回転数が目標回転数とされる。尚、この後、目標回転数となるように機関回転数がフィードバック制御されるが、それ自体は公知であるので、説明は省略する。
【００４２】
他方、Ｓ１４でＥＨＣが通電されていると判断されるときはＳ２０に進み、ＥＨＣ通電と判断されたのが１回目、即ち、今回のプログラムループでＥＨＣへの通電が初めてと判断されたのか否か判断する。そして、Ｓ２０で１回目と判断されるときはＳ２２に進み、検出した排気系温度Ｔｃａｔから前記した補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）をテーブル検索し、続いてＳ１８に進んで両者の和を求めて目標回転数ＮＯＢＪとする。
【００４３】
次回以降のプログラムループにおいてはＳ２０での判断は否定されてＳ２４に進み、そこで補正値の前回ループ時の値ΔＮＯＢＪｎ−１ （ｎ：時刻）から所定値ΔＮを減算した値を今回ループ時の補正値ΔＮＯＢＪｎとし、Ｓ１８に進む（尚、他のステップでは今回ループ時の値にｎを付すのを省略した）。ここで、所定値ΔＮは、通電時間ＴＯＮをプログラムループ間隔Ｔｐで除算して得た商で、補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）を除算して求める。そして、以後Ｓ１４でＥＨＣが通電されていることが確認される限り、上記のステップを繰り返す。
【００４４】
図１２はこの発明の実施の形態に係る制御における目標回転数ＮＯＢＪの設定特性を示すタイミング・チャートである。図示の如く、基本回転数ＮＯＢＪＭはＥＨＣの加熱作動（通電）と同時に補正値ΔＮＯＢＪだけ上昇方向に変更され、以後は所定値ΔＮづつ経時的に減少させられる。
【００４５】
この発明の実施の形態においては上記の如く、目標回転数の上昇方向への補正値ΔＮＯＢＪを排気系温度Ｔｃａｔに応じて決定、即ち、基本となるアイドル回転数は従来技術と同様に機関冷却水温に応じて決定すると共に、上昇方向への補正値を排気系温度に応じて決定するようにしたので、例えば先に述べた、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する運転状態においても、必要な発電電圧を確実に得ることが可能となる。
【００４６】
更に、ＥＨＣの通電時間ＴＯＮを排気系温度Ｔｃａｔなどに応じて決定すると共に、上昇方向への補正値を排気系温度が高くなるにつれて減少するようにしたので、アイドル運転状態での回転数の上昇方向への補正分を最適に決定することができる。
【００４７】
更に、所定値ΔＮを通電時間ＴＯＮをプログラムループ間隔Ｔｐで除算して得た商で補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）を除算して求めて、上昇方向への補正値ΔＮＯＢＪをＥＨＣの通電が停止される時点付近で零とするように構成したことから、目標回転数の上昇方向への補正を、ＥＨＣの通電電圧を確保するに足るほどの必要最小限度の値に止めることができる。また、ΔＮづつ減算するようにしたので、回転数の増加制御の終わりにおいて目標回転数が急変して乗員に不快感を与えることがない。
【００４８】
ここで、請求項との関係について触れると、ＥＨＣ２０が電気加熱式触媒に、図２フロー・チャートのＳ１４が触媒作動状態検出手段に、Ｓ１０がアイドル状態検出手段に、Ｓ１８がアイドル回転数制御手段に、排気温センサ５３が排気系温度検出手段に、Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ１８がアイドル回転数変更手段に、オルタネータ２８がオルタネータに、レギュレータ５６がレギュレータ手段に相当する。
【００４９】
尚、上記において、図１１にその特性を示す補正値ΔＮＯＢＪのテーブル検索は、ＥＨＣ加熱作動が検知された最初のループにのみ行い、その後は所定値ΔＮを減算するようにしたが、プログラムループの度に補正値ΔＮＯＢＪをテーブル検索しても良い。
【００５０】
更に、所定値ΔＮを通電時間ＴＯＮをプログラムループ間隔Ｔｐで除算して得た商で補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）を除算して求めるようにしたが、別の手法で求めても良く、あるいは固定値であっても良い。
【００５１】
更に、図１２に破線で示す如く、ＥＨＣへの通電が停止されてから、補正値ΔＮＯＢＪを経時的に減少させても良い。
【００５２】
更に、ＥＨＣ２０にオルタネータ２８から電力を供給するようにしたが、バッテリ５８から供給しても良い。その場合でも、バッテリ電圧が低下しているときは同様の問題が生じるからである。
【００５３】
更に、排気系温度Ｔｃａｔをセンサを設けて検出したが、本出願人が平成７年６月１６日付け出願（整理番号Ａ９５−０２６１）で提案したように、他のパラメータから推定しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態において必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【００５５】
請求項２項にあっても、電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態においてオルタネータを駆動して必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１の装置のための目標回転数算出動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２のフロー・チャートで使用する、機関冷却水温に応じたアイドル制御時の基本回転数の設定特性を示す説明図である。
【図４】図１に示される電気加熱式触媒のヒータ通電制御動作を示すフロー・チャートである。
【図５】図４の制御で用いる排気系温度に対するヒータ通電時間の特性を示す特性図である。
【図６】図４の制御で用いる吸気温に対するヒータ通電時間の特性を示す特性図である。
【図７】図４の制御で用いる機関冷却水温に対するヒータ通電時間の特性を示す特性図である。
【図８】図４の制御で用いる排気系温度に対するヒータ印加電圧の特性を示す特性図である。
【図９】図４の制御で用いる吸気温に対するヒータ印加電圧の特性を示す特性図である。
【図１０】図４の制御で用いる機関冷却水温に対するヒータ印加電圧の特性を示す特性図である。
【図１１】図２のフロー・チャートで使用する、排気系温度に応じたアイドル制御時の上昇方向の補正値の設定特性を示す説明図である。
【図１２】図２のフロー・チャートのアイドル制御時の目標回転数の設定特性を示すタイミング・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
２０ 電気加熱式触媒（ＥＨＣ）
２６ 切換スイッチ
２８ オルタネータ
４４ 絶対圧センサ
４６ 吸気温センサ
４８ 水温センサ
５３ 排気温センサ
５４ 制御ユニット（ＥＣＵ）
５６ レギュレータ
５８ バッテリ
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気加熱式触媒を備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては排気ガス浄化装置として、排気系に三元触媒（キャタライザ）を設け、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ成分を低減して浄化を図っているが、触媒温度が活性化温度に至らない場合には浄化作用を期待し得ない。この活性化は、例えば冷間始動時などは長時間を要するため、近時は電気的に加熱してその活性化を促進するようにした電気加熱式触媒が用いられている。
【０００３】
即ち、触媒を担持する触媒担体付近に電熱ヒータを配置する、あるいは触媒担体自体を電熱ヒータ構造としてそれに通電し、抵抗加熱によって加熱する。加熱されたヒータはそこを通過する排気ガス中の未燃焼成分を捕捉して燃焼させ、それによって排気系雰囲気温度を昇温させ、当該触媒およびその後段に配置した通例の触媒を早期に活性化する。
【０００４】
このような電気加熱式触媒のヒータには車載バッテリないしはオルタネータから電力を供給するが、アイドル回転数制御が行われているときに電気加熱式触媒に通電すると、電気加熱式触媒の電力消費量が比較的大きいことから、電力の不足を来すことがある。そこで、例えば特開平６−１０１４５９号公報記載の技術のように、アイドル運転時に電気加熱式触媒に通電されているときは、アイドル回転数を上昇させて電圧降下を防止することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した技術も含め、アイドル回転数制御の従来技術においては、一般にアイドル回転数は機関冷却水温に依存して決定されているが、機関の熱容量は排気系のそれより当然大きいことから、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動した場合などは、機関冷却水温は比較的高いままであるが、排気系は冷却していて電気加熱式触媒への通電が必要となる。
【０００６】
しかしながら、上記した技術にあっては、基本となるアイドル回転数が機関冷却水温に応じて決定されることから、電気加熱式触媒への通電を検知して決定されたアイドル回転数を上昇させても、基本値自体が高水温で低い値に設定されていることから、発電電圧を十分に得ることができなかった。換言すれば、上記した技術にあっては、アイドル回転数の上昇分を排気系の温度に依存させて決定するものでなかった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した従来技術の欠点を解消することにあり、アイドル回転数の上昇分を排気系の温度に依存させて決定することにより、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態において必要とする発電電圧を十分に得られるようにした内燃機関のアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置は、内燃機関の排気系に設けられ、電気的に加熱される電気加熱式触媒と、前記電気加熱式触媒の加熱作動状態を検出する触媒作動状態検出手段と、前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、前記内燃機関のアイドル状態が検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を所定回転数に制御するアイドル回転数制御手段と、前記内燃機関の排気系の温度を検出する排気系温度検出手段と、および前記電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を、検出された排気系の温度が上昇するにつれて減少するように設定された増加補正値を加えて上昇方向に変更するアイドル回転数変更手段と、を備える如く構成した。
【０００９】
請求項２項にあっては、内燃機関により駆動されて電力を発電するオルタネータと、前記オルタネータの発電電圧を調節するレギュレータ手段と、前記内燃機関の排気系に設けられ、前記オルタネータの発電する電力の供給を受けて電気的に加熱される電気加熱式触媒と、前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、前記内燃機関のアイドル状態が検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を所定回転数に制御するアイドル回転数制御手段と、前記内燃機関の排気系の温度を検出する排気系温度検出手段と、および前記電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を、検出された排気系の温度が上昇するにつれて減少するように設定された増加補正値を加えて上昇方向に変更するアイドル回転数変更手段と、を備える如く構成した。
【００１０】
上記の如く、請求項１項にあっては、電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、アイドル回転数を検出された排気系の温度に応じて上昇方向に変更するようにしたので、電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態において必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【００１１】
尚、ここで、電気加熱式触媒への電力供給は、オルタネータから行われるか否かは問わない。即ち、バッテリ電源から供給する場合も、バッテリ電圧が低下したときは同様であるからである。
【００１２】
請求項２項にあっては、オルタネータの発電する電力の供給を受けて電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、アイドル回転数を検出された排気系の温度に応じて上昇方向に変更するようにしたので、請求項１項で述べたと同様に、電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態においてオルタネータを駆動して必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は、この発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を概略的に示す全体図である。
【００１５】
図において、符号１０は４気筒などの多気筒内燃機関を示し、吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ（図示せず）から導入された吸気は、スロットル弁１４でその流量を調節されつつサージタンクと吸気マニホルド（共に図示せず）を経て、各気筒へ流入される。各気筒の吸気弁（図示せず）の付近には燃料噴射弁１６が設けられて燃料を噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各気筒内で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピストン（図示せず）を駆動する。
【００１６】
燃焼後の排気ガスは、排気弁（図示せず）および排気マニホルド（図示せず）を介して排気管１８に送られる。排気管１８には上流側から順に、電気加熱式触媒（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｈｅａｔｅｄ Ｃａｔａｌｙｓｔ） （以下「ＥＨＣ」と言う）２０、スタート触媒２２および三元触媒２４が配置され、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成分などを浄化する。尚、スタート触媒２２（ライトオフキャタリストとも通称される）も、主として機関始動直後の排気ガス浄化効率向上のために設けられた、比較的小径で小型の触媒である。
【００１７】
ＥＨＣ２０の触媒を担持する担体は、素材を押し出し成形した後、焼結してセラミック化し、次いで厚さ１０ｃｍ程度に裁断して製作される金属セルからなり、そこに電流路が形成されて担体自体が電熱ヒータ構造を備える。
【００１８】
ここで、図１において切換スイッチ２６の端子２６ａが２６ｂに切り換えられると、ＥＨＣ２０の正負極端子部はオルタネータ２８に接続され、オルタネータ２８より電流の供給を受けてＥＨＣのヒータが発熱する。その結果、ＥＨＣ２０はそこを通過する排気ガス中の未燃焼成分を捕捉して燃焼させ、その化学反応熱で更に昇温して活性化温度に迅速に到達すると共に、排気系の雰囲気温度を昇温させて後段のスタート触媒２２および三元触媒２４の活性化も促進する。
【００１９】
また、排気管１８にはＥＨＣ２０配置位置の上流側に通路３０が接続されており、通路３０の他端には空気ポンプ３２が設けられて２次空気を供給する。空気ポンプ３２は、酸素を供給して未燃焼成分の燃焼を促進し、浄化効率を向上させる。
【００２０】
図１において内燃機関１０のカム軸またはクランク軸（共に図示せず）の周囲にはピストン（図示せず）の所定クランク角度ごとに信号を出力するクランク角センサ（図１に「ＮＥ」と示す）３６と、特定気筒の特定クランク角度で信号を出力する気筒判別センサ（図１に「ＣＹＬ」と示す）３８が設けられる。
【００２１】
また、スロットル弁１４には全閉位置付近でオンして信号を出力するアイドルスイッチ（図示せず）が設けられると共に、その開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ（図１に「θＴＨ」と示す）４０が接続される。また、吸気管１２はスロットル弁１４下流で分岐され、分岐路４２の末端には管内の吸気圧力（絶対圧力）に応じた信号を出力する絶対圧センサ（図１に「ＰＢＡ」と示す）４４が設けられる。
【００２２】
更に、吸気管１２において分岐位置の下流には吸入空気の温度に応じた信号を出力する吸気温センサ（図１に「ＴＡ」と示す）４６が設けられると共に、機関のシリンダブロックなどの適宜位置には機関冷却水温に応じた信号を出力する水温センサ（図１に「ＴＷ」と示す）４８が設けられる。
【００２３】
更に、排気管１８においては前記した通路３０の上流側に、排気ガス中の酸素濃度に応じた出力信号を出力する第１のＯ２ センサ（酸素濃度センサ）５０が設けられると共に、スタート触媒２２と三元触媒２４の間には第２のＯ２ センサ５２が設けられる。また、第２のＯ２ センサ５２の付近には、排気系の温度に応じた信号を出力する排気温センサ（図１に「Ｔｃａｔ」と示す）５３が設けられる。
【００２４】
ここで、第１、第２のＯ２ センサ５０，５２もヒータ部を備え、通電回路（図１では図示省略）を介して通電されると、検出素子を加熱する。尚、かかるＯ２ センサは例えば特開平１−２３２２４６号および特開平２−２４５５０号公報より公知なので、その構造の説明は省略する。
【００２５】
これらセンサ群の出力は、制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と言う）５４に送られる。
【００２６】
ＥＣＵ５４は、入力回路５４ａ、ＣＰＵ５４ｂ、記憶手段５４ｃ、および出力回路５４ｄよりなる。入力回路５４ａは、各種センサからの入力信号波形を整形する、信号レベルを所定レベルに変換する、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する、などの処理を行う。記憶手段５４ｃは、ＣＰＵ５４ｂが実行する各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する。
【００２７】
ＣＰＵ５４ｂは、上述の検出パラメータに基づき、出力回路５４ｄを介して、後述の如く切換スイッチ２６の端子２６ａを端子２６ｂに接続し、オルタネータ２８の出力を接続してＥＨＣ２０へ通電する。オルタネータ２８はレギュレータ５６を備えており、ＣＰＵ５４ｂは出力回路５４ｄを介してデューティパルスをレギュレータ５６に出力し、オルタネータ２８の発電電圧を目標の値に制御する。
【００２８】
ここで切換スイッチ２６の端子２６ａが端子２６ｃに切り換えられると、オルタネータ２８の出力はバッテリ５８の正電極に接続され、バッテリ５８を充電する。バッテリ５８の正電極は線６０を介して前記した空気ポンプ３２のモータ（図示せず）を含む電気負荷に接続される。ＣＰＵ５４ｂはそのモータの制御を通じて空気ポンプ３２の動作を制御すると共に、燃料噴射弁１６の開弁時間を調節することで燃料噴射制御を行う。
【００２９】
更に、吸気管１２にはスロットル弁配置位置付近をバイパスする補助吸気管６４が設けられる。補助吸気管６４にはそこを開閉する電磁弁６６が設けられる。ＣＰＵ５４ｂは、アイドル運転状態において、電磁弁６６のリフト量をデューティ制御し、そこを通る補助空気量を調節して機関回転数をアイドル回転数に制御する。
【００３０】
図２は、この発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御のための目標回転数算出動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、所定の時間間隔Ｔｐで起動される。
【００３１】
以下説明すると、Ｓ１０で機関運転状態がアイドル運転状態にあるか否か判断する。アイドルスイッチがオン（スロットル全閉）しており、機関回転数が所定回転数以下で機関負荷も所定負荷以下のとき、アイドル運転状態にあると判断する。
【００３２】
Ｓ１０で肯定されるときはＳ１２に進んで基本回転数ＮＯＢＪＭを決定する。これはアイドル時の目標回転数の基本値であり、図３に示すような特性を与えられ、前記した記憶手段５４ｃに格納されているテーブルを検出した機関冷却水温ＴＷから検索することで行う。図示の如く、基本回転数は機関冷却水温が上昇するほど低く設定される。これは、アイドル回転数制御が機関の暖機制御も兼ねているためである。
【００３３】
次いでＳ１４に進んでＥＨＣが加熱作動、即ち、通電されているか否か判断する。これは、ＥＨＣの通電制御サブルーチンの適宜なフラグを参照することで行うが、ここで、ＥＨＣの通電制御について説明する。
【００３４】
図４はその動作を示すフロー・チャートであり、先ずＳ１００においてイグニッションスイッチ（図示せず）がオンされているか否か判断し、肯定されるときはＳ１０２に進んで検出した機関回転数ＮＥ、吸気温ＴＡ、機関冷却水温ＴＷ、および排気系温度Ｔｃａｔを読み出し、Ｓ１０４に進んでＥＨＣ２０のヒータ部の通電時間ＴＯＮおよび印加電圧ＶＥＨＣを決定する。印加電圧ＶＥＨＣの値は例えば、冷間始動時には３０ｖ程度に決定される。
【００３５】
ここで通電時間ＴＯＮは図５ないし図７に示す如く、排気系温度Ｔｃａｔ、吸気温ＴＡないしは機関冷却水温ＴＷが高温になるほど短くなるように決定される。また、印加電圧ＶＥＨＣも図８ないし図１０に示す如く、排気系温度Ｔｃａｔ、吸気温ＴＡないしは機関冷却水温ＴＷが高温になるほど小さくなるように決定される。
【００３６】
次いでＳ１０６に進んで機関回転数ＮＥが完爆判定用回転数ＮＥＫに達したか否か判断し、肯定されるときはＳ１０８ないしＳ１１２に進んで排気系温度Ｔｃａｔ、吸気温ＴＡおよび機関冷却水温ＴＷがそれぞれ所定値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆで規定される範囲内にあるか否か判断する。
【００３７】
そして、Ｓ１０８ないしＳ１１２で肯定されるときはＳ１１４に進み、切換スイッチ２６の端子２６ａを端子２６ｂに接続すると共に、オルタネータ２８の出力電圧が決定された印加電圧ＶＥＨＣとなるようにレギュレータ５６を介して制御し、ＥＨＣ２０のヒータ部に通電する。そしてＳ１１６に進んで時間ＴＯＮの経過を判断し、経過後と判断されるときは切換スイッチ２６の端子２６ａを２６ｃに切換えてＥＨＣ２０のヒータ部への通電を停止する。
【００３８】
また、Ｓ１００およびＳ１０６ないしＳ１１２で否定されるときはＳ１１８に進んでＥＨＣ２０のヒータ部への通電を停止する。尚、図示は省略するが、上記したＥＨＣ２０のヒータ部の通電制御と同時に、前記した空気ポンプ３２を動作させて２次空気を供給する。
【００３９】
図２フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ１４でＥＨＣが加熱作動、即ち、通電されていないと判断されるときはＳ１６に進んで補正値ΔＮＯＢＪの値を零とする。
【００４０】
この補正値ΔＮＯＢＪは排気系温度Ｔｃａｔに応じて設定される値であり、図１１に特性を示すようなテーブルを検出した排気系温度Ｔｃａｔから検索することで決定する。補正値ΔＮＯＢＪは図示の如く、排気系温度Ｔｃａｔが上昇するにつれて減少し、所定の温度Ｔｃａｔ１で零とされる。この所定の温度Ｔｃａｔ１は、図５において通電時間ＴＯＮが零とされる時の値に対応する値である。図５と図１１の特性の関係から、補正値ΔＮＯＢＪは、ＥＨＣ２０が通電されないときは、零とされる。
【００４１】
続いてＳ１８に進み、基本回転数ＮＯＢＪＭと補正値ΔＮＯＢＪを加算し、和を目標回転数ＮＯＢＪとする。この場合は、基本回転数が目標回転数とされる。尚、この後、目標回転数となるように機関回転数がフィードバック制御されるが、それ自体は公知であるので、説明は省略する。
【００４２】
他方、Ｓ１４でＥＨＣが通電されていると判断されるときはＳ２０に進み、ＥＨＣ通電と判断されたのが１回目、即ち、今回のプログラムループでＥＨＣへの通電が初めてと判断されたのか否か判断する。そして、Ｓ２０で１回目と判断されるときはＳ２２に進み、検出した排気系温度Ｔｃａｔから前記した補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）をテーブル検索し、続いてＳ１８に進んで両者の和を求めて目標回転数ＮＯＢＪとする。
【００４３】
次回以降のプログラムループにおいてはＳ２０での判断は否定されてＳ２４に進み、そこで補正値の前回ループ時の値ΔＮＯＢＪｎ−１ （ｎ：時刻）から所定値ΔＮを減算した値を今回ループ時の補正値ΔＮＯＢＪｎとし、Ｓ１８に進む（尚、他のステップでは今回ループ時の値にｎを付すのを省略した）。ここで、所定値ΔＮは、通電時間ＴＯＮをプログラムループ間隔Ｔｐで除算して得た商で、補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）を除算して求める。そして、以後Ｓ１４でＥＨＣが通電されていることが確認される限り、上記のステップを繰り返す。
【００４４】
図１２はこの発明の実施の形態に係る制御における目標回転数ＮＯＢＪの設定特性を示すタイミング・チャートである。図示の如く、基本回転数ＮＯＢＪＭはＥＨＣの加熱作動（通電）と同時に補正値ΔＮＯＢＪだけ上昇方向に変更され、以後は所定値ΔＮづつ経時的に減少させられる。
【００４５】
この発明の実施の形態においては上記の如く、目標回転数の上昇方向への補正値ΔＮＯＢＪを排気系温度Ｔｃａｔに応じて決定、即ち、基本となるアイドル回転数は従来技術と同様に機関冷却水温に応じて決定すると共に、上昇方向への補正値を排気系温度に応じて決定するようにしたので、例えば先に述べた、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する運転状態においても、必要な発電電圧を確実に得ることが可能となる。
【００４６】
更に、ＥＨＣの通電時間ＴＯＮを排気系温度Ｔｃａｔなどに応じて決定すると共に、上昇方向への補正値を排気系温度が高くなるにつれて減少するようにしたので、アイドル運転状態での回転数の上昇方向への補正分を最適に決定することができる。
【００４７】
更に、所定値ΔＮを通電時間ＴＯＮをプログラムループ間隔Ｔｐで除算して得た商で補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）を除算して求めて、上昇方向への補正値ΔＮＯＢＪをＥＨＣの通電が停止される時点付近で零とするように構成したことから、目標回転数の上昇方向への補正を、ＥＨＣの通電電圧を確保するに足るほどの必要最小限度の値に止めることができる。また、ΔＮづつ減算するようにしたので、回転数の増加制御の終わりにおいて目標回転数が急変して乗員に不快感を与えることがない。
【００４８】
ここで、請求項との関係について触れると、ＥＨＣ２０が電気加熱式触媒に、図２フロー・チャートのＳ１４が触媒作動状態検出手段に、Ｓ１０がアイドル状態検出手段に、Ｓ１８がアイドル回転数制御手段に、排気温センサ５３が排気系温度検出手段に、Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ１８がアイドル回転数変更手段に、オルタネータ２８がオルタネータに、レギュレータ５６がレギュレータ手段に相当する。
【００４９】
尚、上記において、図１１にその特性を示す補正値ΔＮＯＢＪのテーブル検索は、ＥＨＣ加熱作動が検知された最初のループにのみ行い、その後は所定値ΔＮを減算するようにしたが、プログラムループの度に補正値ΔＮＯＢＪをテーブル検索しても良い。
【００５０】
更に、所定値ΔＮを通電時間ＴＯＮをプログラムループ間隔Ｔｐで除算して得た商で補正値ΔＮＯＢＪ（初期値）を除算して求めるようにしたが、別の手法で求めても良く、あるいは固定値であっても良い。
【００５１】
更に、図１２に破線で示す如く、ＥＨＣへの通電が停止されてから、補正値ΔＮＯＢＪを経時的に減少させても良い。
【００５２】
更に、ＥＨＣ２０にオルタネータ２８から電力を供給するようにしたが、バッテリ５８から供給しても良い。その場合でも、バッテリ電圧が低下しているときは同様の問題が生じるからである。
【００５３】
更に、排気系温度Ｔｃａｔをセンサを設けて検出したが、本出願人が平成７年６月１６日付け出願（整理番号Ａ９５−０２６１）で提案したように、他のパラメータから推定しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態において必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【００５５】
請求項２項にあっても、電気加熱式触媒の加熱作動状態時のアイドル回転数を最適に求めることができ、例えば、機関を運転した後に停止し、その後短時間のうちに再始動する場合も含めて、あらゆるアイドル運転状態においてオルタネータを駆動して必要とする発電電圧を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関のアイドル回転数制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１の装置のための目標回転数算出動作を示すフロー・チャートである。
【図３】図２のフロー・チャートで使用する、機関冷却水温に応じたアイドル制御時の基本回転数の設定特性を示す説明図である。
【図４】図１に示される電気加熱式触媒のヒータ通電制御動作を示すフロー・チャートである。
【図５】図４の制御で用いる排気系温度に対するヒータ通電時間の特性を示す特性図である。
【図６】図４の制御で用いる吸気温に対するヒータ通電時間の特性を示す特性図である。
【図７】図４の制御で用いる機関冷却水温に対するヒータ通電時間の特性を示す特性図である。
【図８】図４の制御で用いる排気系温度に対するヒータ印加電圧の特性を示す特性図である。
【図９】図４の制御で用いる吸気温に対するヒータ印加電圧の特性を示す特性図である。
【図１０】図４の制御で用いる機関冷却水温に対するヒータ印加電圧の特性を示す特性図である。
【図１１】図２のフロー・チャートで使用する、排気系温度に応じたアイドル制御時の上昇方向の補正値の設定特性を示す説明図である。
【図１２】図２のフロー・チャートのアイドル制御時の目標回転数の設定特性を示すタイミング・チャートである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関
２０ 電気加熱式触媒（ＥＨＣ）
２６ 切換スイッチ
２８ オルタネータ
４４ 絶対圧センサ
４６ 吸気温センサ
４８ 水温センサ
５３ 排気温センサ
５４ 制御ユニット（ＥＣＵ）
５６ レギュレータ
５８ バッテリ
Claims (2)
- ａ．内燃機関の排気系に設けられ、電気的に加熱される電気加熱式触媒と、
ｂ．前記電気加熱式触媒の加熱作動状態を検出する触媒作動状態検出手段と、
ｃ．前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、
ｄ．前記内燃機関のアイドル状態が検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を所定回転数に制御するアイドル回転数制御手段と、
ｅ．前記内燃機関の排気系の温度を検出する排気系温度検出手段と、
および
ｆ．前記電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を、検出された排気系の温度が上昇するにつれて減少するように設定された増加補正値を加えて上昇方向に変更するアイドル回転数変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。 - ａ．内燃機関により駆動されて電力を発電するオルタネータと、
ｂ．前記オルタネータの発電電圧を調節するレギュレータ手段と、
ｃ．前記内燃機関の排気系に設けられ、前記オルタネータの発電する電力の供給を受けて電気的に加熱される電気加熱式触媒と、
ｄ．前記内燃機関のアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、
ｅ．前記内燃機関のアイドル状態が検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を所定回転数に制御するアイドル回転数制御手段と、
ｆ．前記内燃機関の排気系の温度を検出する排気系温度検出手段と、
および
ｇ．前記電気加熱式触媒が加熱作動状態にあることが検出されたとき、前記内燃機関のアイドル回転数を、検出された排気系の温度が上昇するにつれて減少するように設定された増加補正値を加えて上昇方向に変更するアイドル回転数変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のアイドル回転数制御装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19124395A JP3602612B2 (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 内燃機関のアイドル回転数制御装置 |
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| DE60024796T2 (de) * | 1999-04-06 | 2006-08-10 | Toyota Jidosha K.K., Toyota | Vorrichtung zur regelung der drehzahl einer brennkraftmaschine |
| EP1186463A1 (de) * | 2000-08-28 | 2002-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betrieb eines Antriebes mit einer Verbrennungsmaschine und einer elektrischen Maschine |
| DE10359674A1 (de) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Siemens Ag | Verfahren zur Erhöhung der Abgastemperatur von Brennkraftmaschinen |
| US7669407B2 (en) * | 2006-11-13 | 2010-03-02 | Deere & Company | Catalytic cleaning of blowby gases |
| US8480005B2 (en) * | 2007-08-29 | 2013-07-09 | Ford Global Technologies, Llc | Cabin heating control system |
| US8443587B2 (en) * | 2009-02-23 | 2013-05-21 | GM Global Technology Operations LLC | Method for exhaust aftertreatment in an internal combustion engine |
| WO2012003183A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Rypos, Inc. | Integrated diesel particulate filter and electric load bank |
| JP5201236B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2013-06-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| WO2012131970A1 (ja) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置およびそれを搭載する車両 |
| JP5170291B2 (ja) * | 2011-06-17 | 2013-03-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
| US9754227B2 (en) | 2012-04-25 | 2017-09-05 | Kohler Co. | System and method for adjusting the exercise schedule of a generator |
| JP5370567B2 (ja) * | 2012-10-19 | 2013-12-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
| US9109565B2 (en) | 2013-01-11 | 2015-08-18 | Kohler Co. | Power system that operates in an exercise mode based on measured parameters |
| CN109519287B (zh) * | 2017-09-19 | 2021-12-21 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种发动机怠速控制方法、系统及车辆 |
| CN110985221B (zh) * | 2019-11-15 | 2022-06-17 | 深圳市元征科技股份有限公司 | 一种怠速调整方法、装置、车载设备和可读存储介质 |
| JP7096852B2 (ja) * | 2020-02-25 | 2022-07-06 | 本田技研工業株式会社 | エンジン制御装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63167043A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-11 | Honda Motor Co Ltd | エンジンのアイドルアツプ制御装置 |
| JP2612889B2 (ja) * | 1988-03-10 | 1997-05-21 | マツダ株式会社 | 半導体排気ガスセンサー |
| JPH0224550A (ja) * | 1988-07-13 | 1990-01-26 | Toyota Motor Corp | ヒータ付き酸素濃度センサのヒータ電力制御装置 |
| US5321231A (en) * | 1992-01-24 | 1994-06-14 | General Motors Corporation | System for supplying power to an electrically heated catalyst |
| US5235946A (en) * | 1992-04-30 | 1993-08-17 | Chrysler Corporation | Method of variable target idle speed control for an engine |
| JPH06101459A (ja) * | 1992-09-21 | 1994-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の回転速度制御装置 |
| US5537321A (en) * | 1992-10-15 | 1996-07-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Diagnostic apparatus for controlling the operation of a catalytic converter |
| US5447696A (en) * | 1993-06-29 | 1995-09-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrically heated catalytic converter system for an engine |
| JPH07174257A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Nippondenso Co Ltd | 弁装置 |
| US5444976A (en) * | 1994-06-27 | 1995-08-29 | General Motors Corporation | Catalytic converter heating |
| JP3338195B2 (ja) * | 1994-08-10 | 2002-10-28 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の吸入空気量制御装置 |
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