JP2003193888A

JP2003193888A - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2003193888A
Application number: JP2001391863A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Shirotani; 佳孝城谷; Koji Miyamoto; 浩二宮本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジン始動時におけるエアフローセンサの
検出精度の低下を補完して、始動時の空燃比の適正化、
始動性の確保、排気エミッションの向上を図ることを課
題とする。【解決手段】エンジン１に、燃料噴射弁１６が燃料を
噴射する吸気管９内の圧力を検出する吸気圧センサ１５
と、同吸気管９内の空気の流量を検出するエアフローセ
ンサ１２とを備え、エンジン始動後、所定期間が経過す
るまでは、吸気圧センサ１５の検出値から演算される吸
入空気量に基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期間が
経過した後は、エアフローセンサ１２の検出値から演算
される吸入空気量に基いて燃料噴射量を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの制御装置
に関し、詳しくは、エンジン始動時の排気エミッション
の低下を抑制する技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、空気と燃料との混合気を燃焼さ
せて出力を得るガソリンエンジンでは、始動後、暖機が
完了すると、出力特性や、排気エミッション、あるいは
燃費等を考慮した空燃比のフィードバック制御が行われ
る。その際、いわゆるマスフロー方式の場合、エンジン
に吸入される空気の流量をエアフローセンサで計測し、
これを１サイクルの吸気行程における空気質量に換算
し、この空気質量から理論空燃比を得るために必要な燃
料噴射量の基本値を、「空燃比＝空気質量／燃料質量」
の関係式から算出する。つまり、要求される燃料噴射量
を吸入空気量ないし吸入空気質量に基いて設定する。そ
して、この基本燃料噴射量を種々に温度補正あるいは状
況補正し、さらに空燃比のフィードバック補正量を加算
する等して最終噴射量を算出し、得られた燃料噴射量が
全量噴射されるように燃料噴射弁に対する駆動パルス信
号のパルス幅（開弁時間）を決定する。

【０００３】一方、エンジン始動時（クランキング時）
は、吸入空気量が少ないため、エアフローセンサの計測
精度・検出精度が低下する。のみならず、例えばベーン
式の場合は、エンジン始動時には、メジャリングプレー
ト（ベーン）が閉状態から開状態に移行するのに時間が
かかる。また、カルマン渦式の場合は、同じくエンジン
始動時には、カルマン渦の発生周波数が安定するのに時
間がかかる。さらに、熱線式の場合は、同じくエンジン
始動時には、発熱体の温度が作動に必要な所定温度まで
上昇するのに時間がかかる。いずれの場合も応答性に劣
り、その間におけるエアフローセンサの検出値は実状を
正しく反映するものではない。

【０００４】そこで、従来より、始動時の基本燃料噴射
量は、専らエンジンの冷却水温等に依存して設定され、
これに例えば吸気温度補正等が施されている。この場
合、エンジン始動時は低温であることが多く、空気と燃
料との混合や霧化が促進され難いので、始動性を向上さ
せるために、空燃比を小さくして（燃料噴射量を増量し
て）、なるべく燃え易い混合気をつくるようにするのが
通例である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
始動時は空燃比制御を適正に行うための吸気量情報（エ
アフローセンサの検出値）を採用せず、始動性が確保さ
れると見込まれる燃料噴射量をエンジン水温に基いて設
定しているので、過度に燃料供給量が多くなり、排気エ
ミッションが低下する可能性がある。このような不具合
を払拭するためには、エンジン始動時にエアフローセン
サに匹敵あるいはそれより応答性ないし精度のよい方法
で吸気量を検出することが考えられるが、そのような技
術の提案は現在のところ見当たらない。ただ、特開平８
−２１８９３４号公報には、一般に、エアフローセンサ
で検出された吸気量に基いて空燃比制御を行う場合に、
該エアフローセンサの検出値を吸気圧センサ（燃料が噴
射される吸気管内の圧力を検出するセンサ）の検出値に
基いて補正することが開示されている。しかし、この技
術を用いても、エンジン始動時に、エアフローセンサの
応答性及び精度低下を穴埋めして吸気量を精度よく検出
する、という技術的課題を満足に解決することはできな
い。

【０００６】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たもので、エンジン始動時におけるエアフローセンサの
応答性・検出精度の低下を補完し、始動時の空燃比を適
正化し、もって始動性を確保しつつ、排気エミッション
の低下を抑制することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射量
を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定された
燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する燃
料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力
を検出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を
検出するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設
定手段は、エンジン始動後、所定期間が経過するまで
は、吸気圧センサの検出値から演算される吸入空気量に
基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期間が経過した後
は、エアフローセンサの検出値から演算される吸入空気
量に基いて燃料噴射量を設定するように構成されている
ことを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、エンジン始動後、所定
期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算
される吸入空気量に基いて燃料噴射量を設定するから、
上記始動時の所定期間中は、燃料噴射量の設定のために
エアフローセンサの検出値を用いなくて済む。よって、
エンジン始動時に、エアフローセンサの応答性・検出精
度が低下するような場合でも、該エアフローセンサの応
答性・検出精度の低下を補完し、始動時の空燃比を適正
化し、始動性を確保しつつ、排気エミッションの低下を
抑制することが可能となる。そして、上記所定期間が経
過した後は、本来通り、エアフローセンサの検出値から
演算される吸入空気量に基いて燃料噴射量を設定するか
ら、安定性に優れた空燃比制御が行える。

【０００９】次に、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明と同様であるが、噴射量設定手段は、エン
ジン始動後、所定期間が経過するまでは、吸気圧センサ
の検出値から演算される吸入空気量と、エアフローセン
サの検出値から演算される吸入空気量とに基いて燃料噴
射量を設定し、上記所定期間が経過した後は、エアフロ
ーセンサの検出値から演算される吸入空気量のみに基い
て燃料噴射量を設定する。そして、上記所定期間が経過
するまでは、吸気圧センサの検出値の重み付けを大から
小に徐々に変化させ、エアフローセンサの検出値の重み
付けを小から大に徐々に変化させる重み付け変化手段
と、該変化手段による重み付けの変化を、エンジン水温
が低いほど、小さくする変化制御手段とが備えられてい
る。

【００１０】この発明によれば、エンジン始動後、所定
期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算
される吸入空気量と、エアフローセンサの検出値から演
算される吸入空気量とに基いて燃料噴射量を設定するか
ら、上記始動時の所定期間中は、燃料噴射量の設定のた
めにエアフローセンサの検出値のみを用いるというよう
なことをしなくて済む。よって、この発明によっても、
請求項１に記載の発明と同様、エンジン始動時に、エア
フローセンサの応答性・検出精度が低下するような場合
でも、該エアフローセンサの応答性・検出精度の低下を
補完し、始動時の空燃比を適正化し、始動性を確保しつ
つ、排気エミッションの低下を抑制することが可能とな
る。そして、上記所定期間が経過した後は、本来通り、
エアフローセンサの検出値から演算される吸入空気量の
みに基いて燃料噴射量を設定するから、安定性に優れた
始動時の空燃比制御、ないし始動後における空燃比のフ
ィードバック制御等が行える。

【００１１】併せて、上記始動時の所定期間が経過する
までは、吸気圧センサの検出値の重み付けを大から小に
徐々に変化させ、エアフローセンサの検出値の重み付け
を小から大に徐々に変化させるから、時間の経過に伴っ
て、主として吸気圧センサの検出値に基く燃料噴射量の
設定から、主としてエアフローセンサの検出値に基く燃
料噴射量の設定に徐々に移行していく。これにより、所
定期間の経過の前後で燃料噴射量の設定値が急激に変化
することがなく、燃料噴射量の設定値は連続して滑らか
に変化する。その結果、実空燃比ひいてはトルクが大き
く変動することが回避される。

【００１２】しかも、その重み付けの変化をエンジン水
温が低いほど小さくするから、エンジン水温が低いほど
上記の移行の速度が緩やかになり、主として吸気圧セン
サの検出値に基く燃料噴射量の設定が長期に亘ることに
なる。このように構成したのは、低温時は、高温時に比
べて、エアフローセンサが暖まり難く、よって、検出精
度が低下し検出誤差が出易い状態が長く持続することを
主たる理由とする。例えば熱線式のエアフローセンサの
場合、低温時は、高温時に比べて、発熱体の温度が作動
に必要な所定温度まで上昇するのに余計に長く時間がか
かるのである。

【００１３】次に、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の発明とほぼ同様の構成であるが、上記重み付け
の変化をスロットル開度変化率が大きいほど小さくす
る。つまり、スロットル開度変化率が大きいほど上記の
移行の速度が緩やかになり、主として吸気圧センサの検
出値に基く燃料噴射量の設定が長期に亘ることになる。
このように構成したのは、一般に、スロットル開度変化
（エンジンの負荷状態の変化）に対する応答性を比較す
ると、吸気圧センサの応答性のほうが、エアフローセン
サの応答性よりも優れていることを主たる理由とする。

【００１４】次に、請求項４に記載の発明は、請求項２
に記載の発明とほぼ同様の構成であるが、上記重み付け
の変化を外気温が所定値より低くかつエンジン水温が所
定値より高いときは大きくする。つまり、外気温が所定
値より低くかつエンジン水温が所定値より高いとき（外
気温が低い温間再始動時）は上記の移行の速度が速やか
になり、主としてエアフローセンサの検出値に基く燃料
噴射量の設定が早期に開始することになる。このように
構成したのは、外気温が低い温間再始動時は、吸気圧セ
ンサの検出値から演算される吸気量の誤差が大きくなる
傾向にあることを主たる理由とする。

【００１５】すなわち、一般に、吸気圧センサの検出値
から吸気量を演算する際に、エンジン水温から吸気温度
を推定し、該吸気温度で吸気量に補正をかける場合があ
る。ところが、外気温が低い温間再始動時は、エンジン
水温と吸気温度（吸気管内温度）との差が大きくなり、
上記のエンジン水温に基く吸気温度の推定の精度が低下
する。その結果、外気温が低い温間再始動時は、吸気圧
センサの検出値から演算される吸気量の誤差が大きくな
るので、そのような場合は、なるべく早期に、吸気圧セ
ンサの検出値を主体とする吸気量ないし燃料噴射量の設
定から、エアフローセンサの検出値を主体とする吸気量
ないし燃料噴射量の設定（この場合は上記のようなエン
ジン水温に基く吸気温度の推定をしなくて済む）に移行
するようにしたのである。もちろん、吸気管内に温度セ
ンサを設けて、エンジン水温に基く吸気温度の推定をや
めればよいのであるが、それではコストが高くなって好
ましくないことになる。

【００１６】次に、請求項５に記載の発明は、請求項２
に記載の発明とほぼ同様の構成であるが、上記重み付け
の変化を大気圧が低いほど大きくする。つまり、大気圧
が低いほど（例えば高地ほど）上記の移行の速度が速や
かになり、主としてエアフローセンサの検出値に基く燃
料噴射量の設定が早期に開始することになる。このよう
に構成したのは、大気圧が低いほど、吸気圧センサの検
出値から演算される吸気量の誤差が大きくなる傾向にあ
ることを主たる理由とする。

【００１７】すなわち、一般に、吸気圧センサの検出値
から吸気量を演算する際には、吸気圧センサの検出値
（圧力に関連するデータ）を吸気流量（容積に関連する
データ）に換算する必要がある。ところが、その換算式
は、一般に、外界の大気圧が標準状態にある場合を想定
して作成される。また、吸気圧センサは、吸気管内の絶
対圧を検出するものであって、吸気管内の圧力と外界の
大気圧との差圧を検出するものではない。その結果、高
地等で大気圧が低いと、上記の換算式のずれが大きくな
り、ひいては吸気量の誤差が大きくなるので、そのよう
な場合は、なるべく早期に、吸気圧センサの検出値を主
体とする吸気量ないし燃料噴射量の設定から、エアフロ
ーセンサの検出値（もともと容積に関連するデータ）を
主体とする吸気量ないし燃料噴射量の設定に移行するよ
うにしたのである。

【００１８】例えば、吸気管内の圧力と外界の大気圧と
の差圧が同じであれば、大気圧が低いときは、大気圧が
標準状態のときに比べて、吸気圧センサで検出される吸
気管内の絶対圧も低くなる。しかし、内外の圧力差が同
じであるから、吸気量もほぼ同じとなる。それにも拘わ
らず、吸気圧センサで検出される吸気管内の圧力が低い
分、現実より少ない量の吸気量が算出されてしまうので
ある。

【００１９】次に、請求項６に記載の発明は、請求項２
に記載の発明とほぼ同様の構成であるが、上記重み付け
の変化をスロットル開度が大きいほど大きくする。つま
り、スロットル開度が大きいほど（吸気流量が多いほ
ど）上記の移行の速度が速やかになり、主としてエアフ
ローセンサの検出値に基く燃料噴射量の設定が早期に開
始することになる。このように構成したのは、スロット
ル開度が大きく、吸気流量が多いほど、エアフローセン
サの検出値から演算される吸気量の精度が向上し、逆に
吸気圧センサの検出値から演算される吸気量の誤差が大
きくなる傾向にあることを主たる理由とする。

【００２０】すなわち、エアフローセンサはそもそも空
気の流量を計測するものであり、その検出値は初めから
容積に関連する値である。一方、吸気圧センサは圧力関
連データを検出し、その検出値から吸気量を演算するた
めには、前述したように、検出した圧力関連データを、
求むべき容積関連データに換算する必要がある。つま
り、一般に、エアフローセンサと吸気圧センサとを比較
すると、吸気量の算出という点では、エアフローセンサ
の精度・安定性が高く、吸気圧センサの精度・安定性が
低い。そして、そのような傾向は、検出対象物である吸
気量が多いほど顕著化するので、スロットル開度が大き
く、吸気流量が多いほど、なるべく早期に、吸気圧セン
サの検出値を主体とする吸気量ないし燃料噴射量の設定
（圧力−容積間の換算必要）から、エアフローセンサの
検出値を主体とする吸気量ないし燃料噴射量の設定
（同、換算不要）に移行するようにしたのである。以
下、発明の実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説
明する。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るエンジン１の全体構成を示す。このエンジン１は、複
数の気筒（１つのみ図示）が直列に配置された多気筒ガ
ソリンエンジンである。クランク軸２にコネクティング
ロッド３で連結されたピストン４が各気筒内に燃焼室５
を画成している。各燃焼室５の上部には点火プラグ６が
配設され、また吸気弁７又は排気弁８で開閉される吸気
ポート及び排気ポートが開口している。吸気ポートは吸
気管９に連続し、排気ポートは排気管１０に連続してい
る。

【００２２】吸気管９には、上流から順に、エアクリー
ナ１１、エアフローセンサ１２、吸気管９の開度を調節
するスロットル弁１３、該スロットル弁１３の開度を検
出するスロットル開度センサ１４、吸気管９（吸気ポー
ト）内の圧力（絶対圧）を検出する吸気圧センサ１５、
及び吸気管９（吸気ポート）内に燃料を噴射するインジ
ェクタ（燃料噴射弁）１６が配設されている。

【００２３】エアフローセンサ１２は吸気管９内の空気
の流量、すなわちエンジン１に吸入される空気量（吸入
空気量）を検出（計測）する。エアフローセンサ１２と
しては、ベーン式、カルマン渦式、熱線（ホットワイ
ヤ）式のいずれでも採用可能である。ただし、ベーン式
の場合は、エンジン１の始動前は、そのメジャリングプ
レート（ベーン）が閉じているから、エンジン１の始動
時に限っていえば、ベーンが閉状態から開状態に移行す
るまでに時間がかかり、エアフローセンサ１２としての
応答性及び精度に欠ける。

【００２４】同様に、カルマン渦式の場合は、エンジン
１の始動時に限っていえば、カルマン渦の発生周波数が
安定化するのに時間がかかり、やはりエアフローセンサ
１２としての応答性及び精度に欠ける。また同様に、熱
線式の場合は、エンジン１の始動時に限っていえば、発
熱体（白金の細線等）の温度が作動に必要な所定温度ま
で上昇するのに時間がかかり、やはりエアフローセンサ
１２としての応答性及び精度に欠ける。

【００２５】吸気管１０には、上流から順に、排気中の
残存酸素濃度から燃焼室５内の混合気の空燃比を検出す
るリニアＯ_２センサ１７、及び排気浄化用の触媒装置
（三元触媒装置やＮＯｘ吸収還元型触媒装置等）１８が
配設されている。

【００２６】エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
３０は、上記エアフローセンサ１２、スロットル開度セ
ンサ１４、吸気圧センサ１５、及びリニアＯ_２センサ１
７からの信号に加え、エンジン水温を検出する水温セン
サ１９、クランク角を検出するクランク角センサ２０、
及び始動キーで操作されるイグニッションキースイッチ
２１等からの信号を入力し、これらの入力信号で示され
るエンジン１の運転状態に基いて、インジェクタ１６に
よる燃料噴射量及び噴射時期の制御（燃料噴射制御）
と、点火プラグ６による点火時期制御とを行う。

【００２７】次に、このエンジン１における燃料噴射制
御の具体的動作、特に始動時（クランキング時）の具体
的動作の１例を説明する。イグニッションキースイッチ
２１が「ＳＴＡＲＴ」の位置に回動されると、スタータ
２２によってクランキングが始まり、エンジン１の始動
が開始する。

【００２８】図２は、吸気圧センサ１５の検出値から充
填効率（吸入空気量）を求める動作のブロック図であ
る。吸気圧センサ１５で検出される吸気ポート内の圧力
（吸気圧：吸気圧センサ１５の検出値）から充填効率を
演算する。その際、吸気圧センサ１５で検出された吸気
圧を充填効率という容積に関連する値に換算することが
行われる。この換算は、図示したような特性に従って行
われる。その結果、吸気圧（絶対圧）が大きくなるほど
充填効率（基本値）が大きくなる。

【００２９】ただし、この吸気圧から充填効率への換算
特性は、大気圧が標準状態にある場合を基準として作成
されている。したがって、例えば大気圧が標準状態より
低いときは、吸気圧センサ１５で検出される吸気圧も低
くなるから、この換算特性にそのまま従えば、現実より
も幾分少ない量の充填効率が演算される。逆に、大気圧
が標準状態より高いときは、現実よりも幾分多い量の充
填効率が演算される。

【００３０】一方、水温センサ１９で検出されるエンジ
ン水温に基いて吸気ポート内の温度（吸気温度）を推定
する。そして、その推定した吸気温度で、上記のように
して得られた充填効率の基本値を温度補正し、これによ
り、充填効率の最終値が演算される（吸気圧ベースの充
填効率：Ｃｐ）。

【００３１】これに対し、図３は、エアフローセンサ
（ＡＦＳ）１２の検出値（計測値）から充填効率（吸入
空気量）を求める動作のブロック図である。エアフロー
センサ１２で検出される吸気管９内の空気流量（吸気
量）と、エンジン回転センサ（図示せず）で検出される
エンジン回転数とから充填効率を演算する。この演算
は、図示したような演算式に従って行われる。その結
果、吸気量が大きくなるほど、またエンジン回転数が小
さくなるほど充填効率（最終値）が大きくなる。式中、
「係数」とあるのは、温度や圧力による影響を考慮した
補正係数である。これにより、充填効率の最終値が演算
される（吸気量ベースの充填効率：Ｃｆ）。

【００３２】図４は、このようにして演算された充填効
率Ｃｐ，Ｃｆに基いて、始動時における燃料噴射量を設
定する動作のブロック図である。まず、図示したような
各種センサからの信号を入力し、前述したように、エア
フローセンサ１２で検出される吸気量から吸気量ベース
の充填効率Ｃｆと、吸気圧センサ１５で検出される吸気
圧から吸気圧ベースの充填効率Ｃｐとを求める。一方、
各種センサからの信号に基いて、現在のエンジン１の運
転状態を判定する。そして、これらから、運転状態に応
じて、上記２つの充填効率Ｃｐ，Ｃｆの重み付けを行
い、その結果、燃料噴射量を設定するのに採用すべき最
終的な充填効率Ｃｅを決定する（この最終的な充填効率
Ｃｅの決定動作の具体的１例を図５にフローチャートで
示した：後述）。

【００３３】最終的な充填効率Ｃｅが決定したら、該充
填効率Ｃｅに燃料流量係数を乗じたうえで、空燃比が１
となるような基本燃料噴射量を「空燃比＝空気質量／燃
料質量」の関係式に基いて算出する。そして、得られた
基本燃料噴射量を、エンジン１の運転状態に応じて設定
された目標空燃比で割り算することにより、該目標空燃
比が達成される目標燃料噴射量を算出する（始動時の空
燃比制御）。

【００３４】例えば、目標空燃比として理論空燃比（１
４．７：λ＝１）が選択された場合は、周知のように、
三元触媒装置１８の浄化能力が最大限に発揮され、排気
エミッションの向上が図られる。しかし、いまは始動時
であるから、始動性の向上を最優先させて、理論空燃比
より小さい値の（リッチ側の）目標空燃比が選択され
る。

【００３５】そして、上記の目標燃料噴射量を、エンジ
ン１の運転状態に応じて設定された各種の燃料補正係数
（温度や圧力あるいはその他の状況を考慮した補正係
数）で補正することにより、現在のエンジン１の運転状
態に最適の最終燃料噴射量を算出する。以上のように、
始動時においても、目標空燃比を実現するための空燃比
制御を行うことにより、エンジン１の始動性を確保しな
がら、過度に燃料供給量が多くなることが回避できて、
排気エミッション低下の問題を確実に抑制することが可
能となる。

【００３６】図５は、２つの充填効率Ｃｐ，Ｃｆから最
終的な充填効率Ｃｅを決定する動作の具体的１例を示す
フローチャートである。まず、ステップＳ１で、各種セ
ンサからの信号を入力したうえで、ステップＳ２で、始
動後最初の制御サイクルか否かを判定する。その結果、
ＹＥＳの場合は、ステップＳ３で、吸気圧センサ１５の
検出値（吸気圧）の重み付け値Ｗｐを１（上限値）にセ
ットし、エアフローセンサ１２の検出値（吸気量）の重
み付け値Ｗｆを０（下限値）にセットする。つまり、各
重み付け値Ｗｐ，Ｗｆの初期値をセットするのである。
一方、ＮＯの場合は、そのままステップＳ４に進む。

【００３７】ステップＳ４では、前述したように、吸気
圧センサ１５の検出値（吸気圧）から吸気圧ベースの充
填効率Ｃｐを求める。また、ステップＳ５では、エアフ
ローセンサ１２の検出値（吸気量）から吸気量ベースの
充填効率Ｃｆを求める。

【００３８】次に、ステップＳ６で、吸気圧検出値の重
み付け値Ｗｐが１か否かを判定する。つまり、各重み付
け値Ｗｐ，Ｗｆの変化率ΔＷｐ，ΔＷｆが未設定か否か
を判定するのである。その結果、ＹＥＳのときは、ステ
ップＳ７に進み、ＮＯのときは、そのままステップＳ８
に進む。

【００３９】ステップＳ７では、各重み付け値Ｗｐ，Ｗ
ｆの変化率ΔＷｐ，ΔＷｆを設定する。その場合に、こ
の実施の形態では、次の５つの条件に従って変化率ΔＷ
ｐ，ΔＷｆを設定する。（１）エンジン水温が低いほど
変化率ΔＷｐ，ΔＷｆを小さな値とする。（２）スロッ
トル開度変化率が大きいほど変化率ΔＷｐ，ΔＷｆを小
さな値とする。（３）外気温が所定値より低くかつエン
ジン水温が所定値より高いときは変化率ΔＷｐ，ΔＷｆ
を大きな値とする。（４）大気圧が低いほど変化率ΔＷ
ｐ，ΔＷｆを大きな値とする。（５）スロットル開度が
大きいほど変化率ΔＷｐ，ΔＷｆを大きな値とする。

【００４０】そして、ステップＳ８で、図示した数式に
従って、２つの充填効率Ｃｐ，Ｃｆと各重み付け値Ｗ
ｐ，Ｗｆとを用いて最終的な充填効率Ｃｅを決定する。
ただし、２つの重み付け値の和（Ｗｐ＋Ｗｆ）を１とす
る。よって、ステップＳ７で設定した各重み付け値Ｗ
ｐ，Ｗｆの変化率は相等しい値である（ΔＷｐ＝ΔＷ
ｆ）。

【００４１】次に、ステップＳ９で、図示した数式に従
って、各重み付け値Ｗｐ，Ｗｆを更新する。この場合、
初期値が１であった吸気圧検出値の重み付け値Ｗｐが制
御サイクル毎に変化率ΔＷｐづつ小さくなる。一方、初
期値が０であった吸気量検出値の重み付け値Ｗｆが制御
サイクル毎に変化率ΔＷｆづつ大きくなる。

【００４２】そして、ステップＳ１０で、吸気圧検出値
の重み付け値Ｗｐが０以下になったか、又は吸気量検出
値の重み付け値Ｗｆが１以上になったか否かを判定し、
その結果、ＹＥＳのときは、ステップＳ１１で、吸気圧
検出値の重み付け値Ｗｐを０（下限値）とし、また吸気
量検出値の重み付け値Ｗｆを１（上限値）としてリター
ンする。一方、ＮＯの場合は、そのままリターンする。

【００４３】これにより、エンジン始動時の所定期間が
経過するまでは（各重み付け値Ｗｐ，Ｗｆが下限値又は
上限値に到達するまでは）、吸気圧検出値の重み付け値
Ｗｐが１から０に徐々に減少し、吸気量検出値の重み付
け値Ｗｆが０から１に徐々に増大することになる。そし
て、上記所定期間が経過した後は、吸気圧検出値の重み
付け値Ｗｐが０に固定され、吸気量検出値の重み付け値
Ｗｆが１に固定されることになる。

【００４４】このように、エンジン始動後、所定期間が
経過するまでは、吸気圧センサ１５の検出値から演算さ
れる吸入空気量Ｃｐと、エアフローセンサ１２の検出値
から演算される吸入空気量Ｃｆとに基いて燃料噴射量
（図４に示す基本、目標、最終の各噴射量）を設定する
から、上記始動時の所定期間中は、燃料噴射量の設定の
ためにエアフローセンサ１２の検出値のみを用いるとい
うようなことをしなくて済む。

【００４５】よって、エンジン始動時に、エアフローセ
ンサ１２の応答性・検出精度が低下するような場合で
も、該エアフローセンサ１２の応答性・検出精度の低下
を補完することができ、前述したように、始動時におい
ても目標空燃比を実現するための空燃比制御を満足に行
うことが可能となって、その結果、始動性を確保しつ
つ、排気エミッションの低下を抑制することができる。

【００４６】そして、上記所定期間が経過した後は、本
来通り、エアフローセンサ１２の検出値から演算される
吸入空気量Ｃｆのみに基いて燃料噴射量を設定するか
ら、安定性に優れた始動時の空燃比制御、ないし始動後
における空燃比のフィードバック制御等が行える。

【００４７】併せて、上記所定期間が経過するまでは、
吸気圧センサ１５の検出値の重み付けＷｐを大から小に
徐々に変化させ、エアフローセンサ１２の検出値の重み
付けＷｆを小から大に徐々に変化させるから、時間の経
過に伴って、主として吸気圧センサ１５の検出値に基く
燃料噴射量の設定から、主としてエアフローセンサ１２
の検出値に基く燃料噴射量の設定に徐々に移行していく
ことになる。これにより、上記所定期間の経過の前後で
算出される燃料噴射量が急激に変化することがなく、算
出される燃料噴射量は連続して滑らかに変化する。その
結果、実空燃比ひいてはトルクが大きく変動することが
回避される。

【００４８】そして、その重み付けＷｐ，Ｗｆの変化Δ
Ｗｐ，ΔＷｆを、（１）エンジン水温が低いほど小さく
したときには、主として吸気圧センサ１５の検出値に基
く燃料噴射量の設定が長期に亘ることになり、エアフロ
ーセンサ１２が暖まり難く、よって、検出精度が低下し
検出誤差が出易い状態が長く持続する、という不具合に
対処することができる。また、（２）スロットル開度変
化率が大きいほど小さくしたときにも、主として吸気圧
センサ１５の検出値に基く燃料噴射量の設定が長期に亘
ることになり、スロットル開度変化（エンジン１の負荷
状態の変化）に対するエアフローセンサ１２の応答性が
吸気圧センサ１５の応答性に比べて劣っている、という
不具合に対処することができる。

【００４９】一方、上記重み付けＷｐ，Ｗｆの変化ΔＷ
ｐ，ΔＷｆを、（３）外気温が所定値より低くかつエン
ジン水温が所定値より高いとき（外気温が低い温間再始
動時）は大きな値とすることにより、主としてエアフロ
ーセンサ１２の検出値に基く燃料噴射量の設定が早期に
開始することになる。これにより、外気温が低い温間再
始動時は、エンジン水温に基く吸気温度の推定の精度が
低下することに起因して、吸気圧センサ１５の検出値か
ら演算される吸気量Ｃｐの誤差が大きくなる傾向にあ
る、という不具合に対処することができる。

【００５０】また、上記重み付けＷｐ，Ｗｆの変化ΔＷ
ｐ，ΔＷｆを、（４）大気圧が低いほど大きくしたとき
にも、主としてエアフローセンサ１２の検出値に基く燃
料噴射量の設定が早期に開始することになり、例えば高
地等で大気圧が低いほど、圧力関連データを容積関連デ
ータに換算する換算式のずれが大きくなることに起因し
て、吸気圧センサ１５の検出値から演算される吸気量Ｃ
ｐの誤差が大きくなる傾向にある、という不具合に対処
することができる。

【００５１】さらに、上記重み付けＷｐ，Ｗｆの変化Δ
Ｗｐ，ΔＷｆを、（５）スロットル開度が大きいほど大
きくしたときにも、主としてエアフローセンサ１２の検
出値に基く燃料噴射量の設定が早期に開始することにな
り、スロットル開度が大きく、吸気流量が多いほど、エ
アフローセンサ１２の検出値から演算される吸気量Ｃｆ
の精度が向上し、逆に吸気圧センサ１５の検出値から演
算される吸気量Ｃｐの誤差が大きくなる傾向にある、と
いう現象に合理的に対応することができる。

【００５２】なお、上記５つの各条件の間でさらに重み
付けをしてもよい。その場合に、例えば、各条件の発生
頻度や、排気エミッション、あるいはエンジン１の燃焼
安定性、始動安定性、運転安定性等を考慮して重み付け
を割り振るようにするとよい。１例として、条件（１）
エンジン水温が低いほど重み付けＷｐ，Ｗｆの変化ΔＷ
ｐ，ΔＷｆを小さくすることの重み付けを最も大きくす
るとよい。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エンジ
ン始動時におけるエアフローセンサの応答性及び検出精
度の低下を補完し、始動時の空燃比を適正化し、もって
始動性を確保しつつ、排気エミッションの低下を抑制す
ることができる。本発明は、エアフローセンサ及び吸気
圧センサを備えるエンジン一般への幅広い利用が期待で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るエンジンのシステ
ム構成図である。

【図２】同エンジンにおいて吸気圧センサの検出値か
ら充填効率（吸入空気量）を求める動作のブロック図で
ある。

【図３】同エンジンにおいてエアフローセンサの検出
値から充填効率（吸入空気量）を求める動作のブロック
図である。

【図４】同エンジンにおいて充填効率（吸入空気量）
に基いて始動時における燃料噴射量を設定する動作のブ
ロック図である。

【図５】同エンジンにおいて始動時に吸気圧センサの
検出値とエアフローセンサの検出値とから最終的な充填
効率（Ｃｅ）を求める動作のフローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン５燃焼室６点火プラグ９吸気管１２エアフローセンサ１５吸気圧センサ１６インジェクタ（燃料噴射弁）２１イグニッションキースイッチ２２スタータ３０ＥＣＵ（噴射量設定手段、燃料噴射制御手
段、重み付け変化手段、変化制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６４ＨＦターム(参考） 3G084 BA13 CA01 CA02 DA04 DA10 EA07 EB11 FA01 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 FA29 3G301 HA01 JA21 KA02 KA05 LB02 MA12 MA13 NE23 PA01Z PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PA12Z PD04A PD04Z PE08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射
量を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定され
た燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する
燃料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力を検
出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を検出
するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設定手段は、エンジン始動後、所定期間が経
過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算される吸
入空気量に基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期間が
経過した後は、エアフローセンサの検出値から演算され
る吸入空気量に基いて燃料噴射量を設定するように構成
されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射
量を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定され
た燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する
燃料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力を検
出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を検出
するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設定手段は、エンジン始動後、所定期間が経
過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算される吸
入空気量と、エアフローセンサの検出値から演算される
吸入空気量とに基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期
間が経過した後は、エアフローセンサの検出値から演算
される吸入空気量のみに基いて燃料噴射量を設定するよ
うに構成され、上記所定期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値
の重み付けを大から小に徐々に変化させ、エアフローセ
ンサの検出値の重み付けを小から大に徐々に変化させる
重み付け変化手段と、該変化手段による重み付けの変化を、エンジン水温が低
いほど、小さくする変化制御手段とが備えられているこ
とを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項３】少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射
量を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定され
た燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する
燃料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力を検
出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を検出
するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設定手段は、エンジン始動後、所定期間が経
過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算される吸
入空気量と、エアフローセンサの検出値から演算される
吸入空気量とに基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期
間が経過した後は、エアフローセンサの検出値から演算
される吸入空気量のみに基いて燃料噴射量を設定するよ
うに構成され、上記所定期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値
の重み付けを大から小に徐々に変化させ、エアフローセ
ンサの検出値の重み付けを小から大に徐々に変化させる
重み付け変化手段と、該変化手段による重み付けの変化を、スロットル開度変
化率が大きいほど、小さくする変化制御手段とが備えら
れていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項４】少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射
量を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定され
た燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する
燃料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力を検
出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を検出
するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設定手段は、エンジン始動後、所定期間が経
過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算される吸
入空気量と、エアフローセンサの検出値から演算される
吸入空気量とに基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期
間が経過した後は、エアフローセンサの検出値から演算
される吸入空気量のみに基いて燃料噴射量を設定するよ
うに構成され、上記所定期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値
の重み付けを大から小に徐々に変化させ、エアフローセ
ンサの検出値の重み付けを小から大に徐々に変化させる
重み付け変化手段と、該変化手段による重み付けの変化を、外気温が所定値よ
り低くかつエンジン水温が所定値より高いときは、大き
くする変化制御手段とが備えられていることを特徴とす
るエンジンの制御装置。
【請求項５】少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射
量を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定され
た燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する
燃料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力を検
出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を検出
するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設定手段は、エンジン始動後、所定期間が経
過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算される吸
入空気量と、エアフローセンサの検出値から演算される
吸入空気量とに基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期
間が経過した後は、エアフローセンサの検出値から演算
される吸入空気量のみに基いて燃料噴射量を設定するよ
うに構成され、上記所定期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値
の重み付けを大から小に徐々に変化させ、エアフローセ
ンサの検出値の重み付けを小から大に徐々に変化させる
重み付け変化手段と、該変化手段による重み付けの変化を、大気圧が低いほ
ど、大きくする変化制御手段とが備えられていることを
特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】少なくとも吸入空気量に基いて燃料噴射
量を設定する噴射量設定手段と、該設定手段で設定され
た燃料噴射量が噴射されるように燃料噴射弁を制御する
燃料噴射制御手段とを有するエンジンの制御装置であっ
て、燃料噴射弁により燃料が噴射される吸気管内の圧力を検
出する吸気圧センサと、同吸気管内の空気の流量を検出
するエアフローセンサとが備えられ、上記噴射量設定手段は、エンジン始動後、所定期間が経
過するまでは、吸気圧センサの検出値から演算される吸
入空気量と、エアフローセンサの検出値から演算される
吸入空気量とに基いて燃料噴射量を設定し、上記所定期
間が経過した後は、エアフローセンサの検出値から演算
される吸入空気量のみに基いて燃料噴射量を設定するよ
うに構成され、上記所定期間が経過するまでは、吸気圧センサの検出値
の重み付けを大から小に徐々に変化させ、エアフローセ
ンサの検出値の重み付けを小から大に徐々に変化させる
重み付け変化手段と、該変化手段による重み付けの変化を、スロットル開度が
大きいほど、大きくする変化制御手段とが備えられてい
ることを特徴とするエンジンの制御装置。