JP2657670B2 - 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の電子制御燃料噴射装置

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JP2657670B2
JP2657670B2 JP18364188A JP18364188A JP2657670B2 JP 2657670 B2 JP2657670 B2 JP 2657670B2 JP 18364188 A JP18364188 A JP 18364188A JP 18364188 A JP18364188 A JP 18364188A JP 2657670 B2 JP2657670 B2 JP 2657670B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の電子制御燃料噴射装置に関し、
特に始動時及び始動後の増量制御に関するものである。
〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置(特開昭60−90944
号公報,特開昭61−106944号公報等参照)は、機関吸気
系に燃料噴射弁を備え、機関回転に同期した所定のタイ
ミングで燃料を噴射するようになっており、機関吸入空
気流量Qと機関回転数Nとに基づいて基本燃料噴射量Tp
=K・Q/N(Kは定数)を設定し、これを例えば次式の
如く補正して最終的な燃料噴射量Tiとしている。
Ti=Tp・COEF・KLRN・LAMBDA+Ts ここに、COEFは各種補正係数、KLRNはベース空燃比の
学習補正係数、LAMBDAは空燃比フィードバック補正係
数、Tsは電圧補正分である。
また、各種補正係数COEFは、例えば次式により表され
る。
COEF=1+KMR+KTW+KAS+… ここに、KMRは混合補正係数、KTW水温増量補正係数、
KASは始動及び始動後増量補正係数である。
始動及び始動後増量補正係数KASは、始動時(スター
トスイッチのON時)に冷却水温Twに応じて初期設定さ
れ、低温時に20%程度の有効値に設定されている。そし
て、始動後は、回転経過と共に一定割合で減量され、最
後は0%の無効値とされる。これにより、低温始動時に
燃料を増量して、機関の始動性を良くし、かつ始動後の
機関回転安定化を図る。
従って、従来の始動及び始動後増量補正係数KASは、
常温以下の持続性及び運転性向上対策として仕様されて
いる。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、ホットリスタート時のように、燃料温
度の上昇により、燃料密度の低下や、ベーパーの発生を
招いていると、始動時の空燃比が大幅にリーン化し、持
続不良や回転落ちが発生するという不具合があるが、従
来の始動及び始動後増量補正係数KASは高温始動時には
効かないため、かかる不具合を解決できないという問題
点があった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、始動時及び始動後増量補正係数KASを効果的に
利用して、ホットリスタート時の空燃比の安定化をも図
ることができるようにすることを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、空燃比のリッチ・リーンに応じ
て空燃比フィードバック補正係数を設定して機関への燃
料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御手段を備
える一方、機関への燃料噴射量を始動時及び始動後に増
量補正するようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置
において、第1図に示すように、下記の手段を有するも
のとする。
・始動時でかつ機関低温時に増量補正係数を有効値に初
期設定する第1の初期設定手段 ・始動時でかつ機関高温時に増量補正係数を有効値に初
期設定する第2の初期設定手段 ・始動後に前記初期設定された増量補正係数を時間経過
と共に無効値まで減少させる漸減手段 ・機械高温での始動後に前記空燃比フィードバック補正
手段が所定値以下になったときに前記増量補正係数を無
効値まで急減させる急減手段 ・燃料噴射量の演算に際し燃料噴射量を前記増量補正係
数で補正する燃料噴射量補正手段 〈作用〉 上記の構成においては、低温始動時のみならず、高温
始動時にも始動後増量補正係数KASが初期設定される。
従って、高温始動後にベーパー発生対策等のための増量
がなされる。
一方、高温始動時でも機関停止後直ちに再始動するよ
うな場合はベーパーが発生していないので増量補正は不
要であるが、空燃比フィードバック補正係数LAMBDAの値
から安定状態を判定して安定状態(LAMBDA≦所定値)と
なった時点で増量補正をキャンセルするので、不要な増
量補正が速やかにキャンセルされる。
〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。
第2図において、機関1にはエアクリーナ2から吸気
ダクト3,スロットル弁4及び吸気マニホールド5を介し
て空気が吸入される。吸気マニホールド5のブランチ部
には各気筒毎に燃料噴射弁6が設けられている。燃料噴
射弁6はソレノイドに通電されて開弁し通電停止されて
閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、後述するコントロ
ールユニット12からの駆動パルス信号により通電されて
開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシ
ャレギュレータにより所定の圧力に調整された燃料を噴
射供給する。
機関1の燃料室には点火栓7が設けられていて、これ
により火花点火して混合気を着火燃焼させる。
そして、機関1からは、排気マニホールド8,排気ダク
ト9,三元触媒10及びマフラー11を介して排気が排出され
る。
コントロールユニット12は、CPU、ROM、RAM及び入出
力インターフェイスを含んで構成されるマイクロコンピ
ュータを備え、各種のセンサからの入力信号を受け、後
述の如く演算処理して、燃料噴射量弁6の作動を制御す
る。
前記各種のセンサとしては、吸気ダクト3中に熱線式
のエアフローメータ13が設けられていて、吸入空気量Q
を検出する。
また、クランク角センサ14が設けられていて、4気筒
の場合、クランク角180゜毎の基準信号とクランク角1
〜2゜毎の単位信号とを出力する。ここで、基準信号の
周期、あるいは所定時間内における単位信号の発生数を
計測することにより、機関回転数Nを算出可能である。
また、機関1のウォータジャケットに臨ませて冷却水
温Twを検出する水温センサ15が設けられている。
また、排気マニホールド8の集合部に酸素センサ16が
設けられている。これにより、排気中の酸素濃度を介し
て吸入混合気の空燃比(リッチ・リーン)を検出する。
この他、スタートスイッチ17からの信号が用いられ
る。
ここにおいて、コントロールユニット12に内蔵された
マイクロコンピュータのCPUは、第3図〜第6図にフロ
ーチャートとして示すROM上のプログラム(燃料噴射量
演算ルーチン,空燃比フィードバック制御ルーチン,KAS
設定ルーチン,学習ルーチン)に従って演算処理を行
い、燃料噴射を制御する。
次に第3図〜第6図のフローチャートを参照しつつコ
ントロールユニット12内のマイクロコンピュータの演算
処理の様子を説明する。
第3図は燃料噴射量演算ルーチンで、所定時間毎に実
行される。
ステップ1(図にはS1と記してある。以下同様)では
エアフロメータ13からの信号に基づいて検出される吸入
空気流量Q,クランク角センサ14からの信号に基づいて算
出される機関回転数N,水温センサ15からの信号に基づい
て検出される水温Tw等を入力する。
ステップ2では吸入空気流量Qと機関回転数Nとから
単位回転当りの吸入空気量に対応する基本燃料噴射量Tp
=K・Q/N(Kは定数)を演算する。
ステップ3では機関回転数Nと燃料噴射量Tpとに応じ
た混合補正係数KMR,水温Twに応じた水温増量補正係数K
TW,後述する第5図のKAS設定ルーチンによって設定され
る始動時及び始動後増量補正係数KASなどを含む各補正
係数COEF=1+KMR+KTW+KAS+…を設定する。
ステップ4では機関運転状態を表わす機関回転数Nと
基本噴射量Tpとに対応して学習補正係数KLRNを記憶して
あるRAM上のマップを参照し、実際のN,Tpに対応するKLR
Nを検索して読込む。尚、学習補正係数KLRNのマップ
は、機関回転数Nを横軸、基本燃料噴射量Tpを縦軸とし
て、8×8程度の格子により機関運転状態のエリアを分
け、各エリア毎に学習補正係数KLRNを記憶させてあり、
学習が開始されていない時点では、全て初期値1を記憶
させてある。
ステップ5ではバッテリ電圧に基づいて電圧補正分Ts
を設定する。これはバッテリ電圧の変動による燃料噴射
弁6の噴射流量変化を補正するためのものである。
ステップ6では燃料噴射量Tiを次式に従って演算す
る。この部分が燃料噴射量補正手段に相当する。
Ti=Tp・COEF・KLRN・LAMBDA+Ts ここで、LAMBDAは空燃比フィードバック補正係数であ
って、後述する第4図の空燃比フィードバック制御ルー
チンによって制御され、その基準値は1である。
ステップ7では演算されたTiを出力用レジスタにセッ
トする。これにより予め定められた機関回転同期(例え
ば1回転毎)の燃料噴射タイミングになると、最新にセ
ットされたTiのパルス幅をもつ駆動パルス信号が燃料噴
射弁6に与えられて、燃料噴射が行われる。
第4図は空燃比フィードバック制御レーチンで、回転
同期あるいは時間同期で実行され、これにより空燃比フ
ィードバック補正係数LAMBDAが設定される。尚、本ルー
チンが空燃比フィードバック制御手段に相当する。
ステップ11では機関回転数Nから基本燃料噴射量の比
較値Tp′を検索し、ステップ12では実際の基本燃料噴射
量Tpと比較値Tp′とを比較する。
Tp>Tp′の場合は、ステップ13へ進んでλcoutフラグ
を0にしてこのルーチンを終了する。従って、空燃比フ
ィードバック補正係数LAMBDAは前回値(又は基準値1)
にクランプされ、空燃比フィードバック制御が停止され
る。これは、高負荷領域では空燃比フィードバック制御
を停止し、前記混合比補正係数KMRにりリッチな出力空
燃比を得て、排気温度の上昇を抑制し、機関1の焼付き
や三元触媒10の焼損などを防止するためである。
Tp≦Tp′の場合は、ステップ14へ進んでλcoutフラグ
を1にした後、ステップ15以降へ進む。これは、低中回
転かつ低中負荷領域において空燃比フィードバック制御
を行うためである。
ステップ15では酸素センサ16の出力電圧V02を読込
み、次のステップ16でスライスレベル電圧Vrefの比較す
ることにより空燃比のリーン・リッチを判定する。
空燃比がリーン(V02<Vref)のときは、ステップ16
からステップ17へ進んでリッチからリーンへの反転時
(反転直後)であるか否かを判定し、反転時にはステッ
プ18へ進んで後述する第6図の学習ルーチンのため前回
の空燃比フィードバック補正係数LAMBDAの基準値1から
の偏差をΔa=LAMBDA−1として記憶させた後、ステッ
プ19へ進んで空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを前
回値に対し所定の比例定数PR分増大させる。反転時以外
はステップ20へ進んで空燃比フィードバック補正係数LA
MBDAを前回値に対し所定の積分定数IR分増大させ、こう
して空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを一定の傾き
で増大させる。尚、PR>>IRである。
空燃比がリッチ(V02>Vref)のときは、ステップ16
からステップ21へ進んでリーンからリッチへの反転時
(反転直後)であるか否かを判定し、反転時にはステッ
プ22へ進んで後述する第6図の学習ルーチンのための前
回の空燃比フィードバック補正係数LAMBDAの基準値1か
らの偏差Δb=LAMBDA−1として記憶した後、ステップ
23へ進んで空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを前回
値に対し所定の比例定数PL分減少させる。反転時以外は
ステップ24へ進んで空燃比フィードバック補正係数LAMB
DAを前回値に対し所定の積分定数IL分減少させ、こうし
て空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを一定の傾きで
減少させる。尚、PL>>ILである。
第5図はKAS設定ルーチンで、回転同期又は時間周期
で実行され、これにより始動時及び始動後増量補正係数
KASが設定される。
ステップ31ではスタートスイッチ17がONが否かを判定
し、ONの場合(始動時)は、ステップ32へ進んでマップ
を参照することにより水温Twに基づいて始動時及び始動
後増量補正係数KASを初期設定して、このルーチンを終
了する。
ここでのマップは、第7図に示すように、第1の所定
温度Tw1以下の低水温時にKASを20%程度の有効値に設定
するのみならず、第2の所定温度Tw2(>Tw1)以上の高
水温時にもKASを20%程度の有効値に設定するようにな
っている。尚、Tw1〜Tw2間は0%の無効値である。
従って、このステップ32の部分が第1の初期設定手段
の相当すると共に第2の初期設定手段に相当する。
スタートスイッチ17がOFFの場合(始動後)は、ステ
ップ33へ進んで始動時及び始動後増量補正係数KASの値
が0か否かを判定し、0のときはこのルーチンを終了す
る。
KAS≠0(KAS>0)のときは、ステップ34へ進んでOFF
後所定時間T経過したか否かを判定し、経過した場合は
ステップ35で現在のKASを所定値ΔD減少させてこれを
新たなKASとする。このステップ34の部分が漸減手段に
相当する。減少させた結果、KAS≦0となったときは、
ステップ36での判定に基づいてステップ40へ進み、KAS
=0としてこのルーチンを終了する。
次に高温増量のキャンセル条件の判定を行う。
ステップ37では、高温での始動後にある(ステップ32
で始動時水温Twが第2の所定値Tw2以上であった)こと
を条件として、現在の水温Twが所定値C(第2の所定値
Tw2以下の値)以下か否かを判定し、所定値C以下のと
きはステップ40へ進み、KAS=0としてこのルーチンを
終了する。
また、ステップ38では、高温での始動後にある(ステ
ップ32で始動時水温Twが第2の所定値Tw2以上であっ
た)ことを条件として、λcontフラグが1か否かを判定
し、0の場合はこのルーチンを終了する。1の場合、す
なわち高温での始動後の空燃比フィードバック制御中
は、空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを所定値Cと
比較して、所定値C以下のときはステップ40へ進み、K
AS=0としてこのルーチンを終了する。この部分が急減
手段に相当する。すなわち、第8図に示すようにベーパ
ーが発生しているリーン状態からベーパーが消失して空
燃比フィードバック補正係数LAMBDAが所定値C以下にな
ったときにKASをキャンセルするのである。尚、第8図
の鎖線は機関停止後直ちに再始動したような場合で、早
い時点でKASキャンセルされる。
第6図は学習ルーチンで、バックグラウンドジョブと
して実行され、これにより学習補正係数KLRNが設定・更
新される。
先ず所定の学習条件が成立しているか否かを判定す
る。
ステップ51ではλcontフラグが1か否かを判定し、0
の場合はこのルーチンを終了する。これは空燃比フィー
ドバック制御が停止されているときは学習を行うことが
できないからである。
ステップ52では水温Twが所定値以上であるか否かを判
定し、否の場合はこのルーチンを終了する。安定状態に
ないからである。
ステップ53では始動時及び始動後増量補正係数KAS0か
否かを判定し、否の場合はこのルーチンを終了する。K
AS>0のときは安定状態にないからである。これによ
り、高温始動時にKASを効かせることによる誤学習を防
止できる。
ステップ54では定常状態か否かを判定する。定常状態
とは、機関回転数Nと基本燃料噴射量Tpとによる機関運
転状態のエリアが定まり、かつその同一エリアで酸素セ
ンサ16のリーン・リッチ信号の反転回数が所定値(例え
ば3)以上となっていることを条件とする。かかる条件
が満たされていない場合はこのルーチンを終了する。
空燃比フィードバック制御中でかつ所定の学習条件が
成立し、学習する機関運転状態のエリアが定まった場合
は、ステップ55へ進んで前述のΔaとΔbとの平均値を
求める。このとき記憶されているΔaとΔbとは第9図
に示すように空燃比フィードバック補正係数LAMBDAの増
減方向の反転から反転までの空燃比フィードバック補正
係数LAMBDAの基準値1からの偏差の上下のピーク値であ
り、これらの平均値を求めることにより、空燃比フィー
ドバック補正係数LAMBDAの基準値1からの平均的な偏差
ΔLAMBDAを求めている。
次にステップ56に進んでRAM上のマップに現在の機関
運転状態のエリアに対応して記憶してある学習補正係数
KLRN(初期値1)を検索して読出す。
次にステップ57に進んで次式に従って現在の学習補正
係数KLRNに空燃比フィードバック補正係数の基準値から
の偏差ΔLAMBDAを所定割合加算することによって新たな
学習補正係数KLRNを演算する。
KLRN←KLRN+M・ΔLAMBDA (Mは加算割合定数で、1≧M>0) 次にステップ58に進んでRAM上のマップの同一エリア
の学習補正係数KLRNのデータを書換える。
尚、上記の実施例では、高温始動時のKASの付加及び
キャンセルの判定に冷却水温を用いたが、燃温センサを
設けて、燃料温度により判定してもよい。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、高温時の再始動
に空燃比のリッチ・リーン化による回転落ち等が発生し
なくなるという効果が得られると共に、空燃比フィード
バック補正係数LAMBDAの値から安定状態を判定して安定
状態(LAMBDA≦初期値)となった時点で増量補正をキャ
ンセルするので、不要な増量補正を速やかにキャンセル
できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第3図は燃料噴射
量演算ルーチンのフローチャート、第4図は空燃比フィ
ードバック制御ルーチンのフローチャート、第5図はK
AS設定ルーチンのフローチャート、第6図は学習ルーチ
ンのフローチャート、第7図はKASのマップを示す線
図、第8図はキャンセル条件の説明図、第9図は空燃比
フィードバック補正係数の変化の様子を示す図である。 1……機関、6……燃料噴射弁、12……コントロールユ
ニット、13……エアフローメータ、14……クランク角セ
ンサ、15……水温センサ、16……酸素センサ、17……ス
タートスイッチ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空燃比のリッチ・リーンに応じて空燃比フ
    ィードバック補正係数を設定して機関への燃料噴射量を
    補正する空燃比フィードバック制御手段を備える一方、
    機関への燃料噴射量を始動時及び始動後に増量補正する
    ようにした内燃機関の電子制御燃料噴射装置において、 始動時でかつ機関低温時に増量補正係数を有効値に初期
    設定する第1の初期設定手段と、 始動時でかつ機関高温時に増量補正係数を有効値に初期
    設定する第2の初期設定手段と、 始動後に前記初期設定された増量補正係数を時間経過と
    共に無効値まで減少させる漸減手段と、 機関高温での始動後に前記空燃比フィードバック補正係
    数が所定値以下になったときに前記増量補正係数を無効
    値まで急減させる急減手段と、 燃料噴射量の演算に際し燃料噴射量を前記増量補正係数
    で補正する燃料噴射量補正手段と を有することを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射
    装置。
JP18364188A 1988-07-25 1988-07-25 内燃機関の電子制御燃料噴射装置 Expired - Lifetime JP2657670B2 (ja)

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