JP2754761B2 - 始動時燃料噴射制御装置 - Google Patents

始動時燃料噴射制御装置

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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〕 この発明はエンジンの始動時燃料噴射制御装置に関す
るものである。
〔従来の技術〕
第1図は例えば特開昭63−235633号公報に示された従
来及びこの発明の始動時燃料噴射制御装置の構成を示
し、エンジン本体10には往復動するピストン12が挿入さ
れ、ピストン12の上方に燃焼室14が形成されている。燃
焼室14にはそれぞれ吸気通路16及び排気通路18が連通さ
れ、吸気通路16にはエアクリーナ20、サージタンク22、
吸気管内圧力センサ24、スロットル弁26、吸気温センサ
27及びインジェクタ28が配置されている。インジェクタ
28はサージタンク22から伸びるインテークマニホールド
30に気筒数だけ配置されており、すべてのインジェクタ
28が燃料デリバリィパイプ32に連結されている。デリバ
リィパイプ32にはフュエルタンク34に収納された燃料が
フュエルフィルタ36及びフュエルポンプ38を介して供給
されており、余剰の燃料がプレッシャレギュレータ40及
ビリターンパイプ33を介してフュエルタンク34に戻され
る。プレッシャレギュレータ40は導管42及び負圧切換弁
44を介してサージタンク22に連結され、吸気管内圧力に
応じてプレッシャレギュレータ40が制御され、デリバリ
ィパイプ32内の燃料圧力と吸気管16内圧力との差圧を一
定にする。
一方、電子制御装置(以下、ECUと略する。)46によ
ってインジェクタ28は制御される。ECU46はエンジンの
種々の運転状態を検出するセンサからの信号、例えば吸
気管内圧力センサ24、吸気温センサ27、スロットルポジ
ションセンサ48、冷却水温センサ50、イグニッションス
イッチ54を介してバッテリ55に接続されたスタータ56及
びディストリビュータ58に内蔵されたエンジン回転数セ
ンサ62等からの検出信号を受け、予め記憶されているプ
ログラムに従ってインジェクタ28を制御する。ECU46はC
PU、ROM、RAM、マルチプレクサを有するA/D変換器、I/O
装置及びこれらを結び付けるコモンバスによって構成さ
れるマイクロコンピュータである。CPUはROMに記憶され
ているプログラムに従って前記各センサにより検出され
たデータに基づいて燃料噴射量を算出し、この算出値に
基づくパルス信号をI/O装置内の駆動回路を介してイン
ジェクタ28に出力する。
ここで、燃料噴射量TAUは次式に基づいて決定され
る。
TAU=TP×FAF×K+TV (1) ただし、TPは吸入空気量Qairとエンジン回転数Nから
Qair/Nで定まる基本噴射量、FAFは空燃比フィードバッ
ク補正係数、Kはその他の補正係数、TVはインジェクタ
28の作動遅れに起因する無効噴射時間である。
一方、エンジン始動時の燃料噴射は、吸入空気量やエ
ンジン回転数にかかわらず、冷却水温により定まる始動
時基本燃料噴射時間に基づいて以下の手順で実施され
る。第7図は始動時噴射時間計算ルーチンを示し、始動
時においてはクランキング回転数と吸気管内圧力との間
には第8図に示すような相関関係があり、吸気管内圧力
の代りにクランキング回転数に基づいて補正係数を求め
ている。まず、ステップ201ではスタータ56がオンか否
かを判定し、スタータ56がオフの場合にはエンジン始動
時ではないのでステップ202に進み、燃料噴射量を
(1)式に基づいて決定する。スタータ56がオンの場合
にはステップ203に進み、第9図に示す関係をECU46内の
ROMに格納されているマップから冷却水温THWに基づいて
始動基本燃料噴射時間TAUSTAを算出する。次に、ステッ
プ204で第10図に示すようにECU46内のROMに格納されて
いるマップから吸気温THAに基づいて吸気温補正係数FTH
Aを算出する。ステップ205ではエンジン始動時のクラン
キング回転数NEを取り込む。ステップ206では第11図に
示すマップによりクランキング回転数NEに基づいて回転
数補正係数FNEを算出する。ステップ207では、ステップ
203で求めた始動時基本燃料噴射時間TAUSTAをステップ2
04で求めた吸気温補正係数FTHA及びステップ206で求め
た回転数補正係数FNEで補正し、始動時燃料噴射時間TAU
を次式により計算する。
TAU=TAUSTA×FTHA×FNE+TV (2) ステップ208ではステップ202,207で求めた燃料噴射時
間TAUに基づいてインジェクタ28から燃料噴射を行う。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来装置は以上のように構成され、クランキング回転
数の変化に応じて始動時燃料噴射量の補正を行っている
が、エンジンのシリンダ内に流入する燃料の挙動、シリ
ンダ内での燃料蒸発挙動及び燃焼に寄与しないでシリン
ダ外へ排出される燃料量などを考慮した燃料噴射量の補
正を行っていないので、長い時間クランキングを続ける
とシリンダ内の燃料蒸気濃度が過大となり、着火前の混
合気の空燃比がオーバリッチとなって可燃範囲から外
れ、良好な始動性が得られないという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するために成され
たものであり、始動性を向上することができる始動時燃
料噴射制御装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る始動時燃料噴射制御装置は、前回サイ
クルから筒内に残留している燃料量に今回サイクルの筒
内流入燃料量とを加算して筒内残留燃料積算値を算出す
る筒内残留燃料積算値算出手段と、この筒内残留燃料積
算値と冷却水温に基づいて得られた燃料筒外排出率とか
ら未燃焼のまま筒外に流出する燃料量を算出する筒外流
出燃料量算出手段と、筒内残留燃料積算値と筒外流出燃
料量との差から算出された補正係数により始動時基本燃
料噴射量を補正する補正手段を設けたものである。
〔作 用〕
この発明においては、筒内に液体状態で流入し滞流す
る燃料量Qtとピストンリングをすり抜けて筒内からオイ
ルパン等の筒外へ流出する燃料量Qoutを求め、この両者
の差ΔQに基づいて始動時基本燃料噴射量を補正して始
動時燃料噴射量を求め、この始動時燃料噴射量に基づい
てインジェクタを駆動する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。こ
の実施例による始動時燃料噴射制御装置の構成は第1図
と同様であるが、ECU46内のマイクロプロセッサを中心
とする演算部における演算処理及びデータ設定などが従
来と異なり、その始動時燃料噴射時間の計算ルーチンは
第2図に示す通りである。ステップ101〜106は従来のス
テップ201〜206と同様であるので、説明を省略する。た
だし、筒内残留燃料積算値Qtは、ステップ101スタータ5
6がオンでないと判断された場合、ステップ102で通常の
TAUを計算した後ステップ102aでQt=0としてリセット
され、ECU46内のRAMに格納される。ステップ107では、
始動時基本燃料噴射量TAUを次式に基づいて算出する。
TAU′=TAUSTA×FTHA×FNE (3) ステップ108では、筒内流入燃料量Qinを次式に基づい
て算出する。
Qin=rf×Ki×TAU′×Ko (4) ここで、rfは燃料の比重量であり、Kiはインジェクタ
28のパルス幅に対する噴射燃料量の吐出ゲインである。
又、Koは吸気ポート内に噴射された燃料がシリンダ内に
流入する筒内流入効率である。ステップ109では、前回
サイクルから筒内に残留している燃料量Qtに今回サイク
ルで筒内に流入する燃料量Qinを加算して次式より筒内
残留燃料積算値Qtを算出する。
Qt=Qt+Qin (5) ステップ110では、筒内に残留する総燃料量のうち液
体状態のまま筒外に排出される比率(例えば、ピストン
リングをする抜け、オイルパンに圧縮行程中に落下する
比率)をKbとして、第3図に示すようにECU46内ROMに格
納されているマップから冷却水温THWに基づいて燃料筒
外排出率Kbを算出し、筒外排出燃料量Qoutを次式により
求める。
Qout=Kb×Qt (6) ステップ111においては、筒内残留燃料積算値Qtと筒
外排出燃料量Qoutとの差ΔQ=Qt−Qoutを求める。ステ
ップ112では、次回サイクルで使用する筒内残留燃料積
算値の初期値Qt=ΔQとしてECU46内のRAMに格納する。
ステップ113では第4図に示すようなマップからこのΔ
Qに基づいて筒内積算燃料補正係数Kfを求める。第4図
のマップはECU46内のROMに格納されており、ΔQの値が
所定値ΔQoを超えると筒内積算燃料補正係数Kfを1.0か
ら所定値Kfoに変化させるように設定されている。又、
所定値ΔQoは、第5図に示すようにECU46内のROMに格納
されているマップから冷却水温THWに基づいてテーブル
ルックアップされる。ステップ114では、ステップ107で
求めた始動時基本燃料噴射量TAU′をステップ113で求め
た筒内積算燃料補正係数Kfで補正して、下記の式に基づ
いて始動時燃料噴射時間TAUを算出する。
TAU=Kf×TAU′+TV (7) ステップ115では、ステップ102又はステップ114で求
めた燃料噴射時間TAUに基づいてインジェクタ28を駆動
し、燃料噴射を行う。
なお、上記実施例では、補正係数Kfを第4図に示すよ
うにΔQに対してΔQoを境にしてステップ状に変化させ
たが、第6図に示すように曲線的に変化させてもよい。
又、燃料噴射システムとしてスピードデンシティ方式の
燃料噴射装置としたが、エアフローセンサを用いた燃料
噴射装置や電子制御気化器にもこの発明は適用すること
ができる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、始動クランキング開
始より筒内に流入する総燃料量とこの燃料量のうち筒外
へ流出する燃料量から点火時期において筒内に存在する
総燃料量ΔQを求め、この値に基づいて燃料噴射量を補
正するようにしており、長い時間クランキング継続した
際インジェクタから筒内に流入する燃料量を適性に減じ
る制御が可能となり、筒内空燃比がオーバリッチになる
ことなく着火に適した空燃比を維持することができ、高
い始動時空燃比制御精度が得られて始動性を向上するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来及びこの発明による始動時燃料噴射制御装
置の構成図、第2図はこの発明装置の動作を示すフロー
チャート、第3図は冷却水温と燃料筒外排出率との関係
図、第4図及び第6図はΔQと補正係数との関係図、第
5図は冷却水温とΔQoとの関係図、第7図は従来装置の
動作を示すフローチャート、第8図はクランキング回転
数と吸気管内圧力との関係図、第9図は冷却水温と始動
時基本燃料噴射時間との関係図、第10図は吸気温と吸気
温補正係数との関係図、第11図はクランキング回転数と
回転数補正係数との関係図である。 10……エンジン本体、27……吸気温センサ、28……イン
ジェクタ、46……ECU、50……冷却水温センサ、56……
スタータ、62……回転数センサ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−223429(JP,A) 特開 昭63−38629(JP,A) 特開 昭64−63635(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子制御式インジェクタを備えた内燃機関
    において、機関の始動時を検出する始動時検出手段と、
    始動時に冷却水温と機関回転数に応じて始動時基本燃料
    噴射量を算出する始動時基本燃料噴射量算出手段と、始
    動時基本燃料噴射量から各気筒の筒内流入燃料量を算出
    する筒内流入燃料量算出手段と、前回サイクルから筒内
    に残留している燃料量に今回サイクルの筒内流入燃料量
    とを加算して筒内残留燃料積算値を算出する筒内残留燃
    料積算値算出手段と、この筒内残留燃料積算値と冷却水
    温に基づいて得られた燃料筒外排出率とから未燃焼のま
    ま筒外に流出する燃料量を算出する筒外流出燃料量算出
    手段と、筒内残留燃料積算値と筒外流出燃料量の差から
    補正係数を算出する補正係数算出手段と、始動時基本燃
    料噴射量を上記補正係数により補正して始動時燃料噴射
    量を算出する補正手段と、この始動時燃料噴射量に基づ
    いてインジェクタを駆動する駆動手段を備えたことを特
    徴とする始動時燃料噴射制御装置。
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