JP2779159B2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷間時及び温間時におけるエンジンの始動
性を考慮したエンジンの燃料制御装置に関するものであ
る。 〔従来の技術〕 従来のエンジンの燃料制御装置には、特開昭52−1398
30号公報に示される「燃料噴射装置」がある。この種の
装置では、通常、始動時のエンジン回転数が予め設定さ
れた始動判定回転数以下のときには、各気筒の点火毎に
各気筒へ同時に燃料を供給して始動を容易にする毎点火
噴射を行うと共に、エンジン回転数が始動判定回転数以
上のときには、グループ分けした気筒群毎に燃料を供給
する通常運転状態のグループ噴射を行っている。そし
て、上記の始動判定回転数は、毎点火噴射からグループ
噴射へ切り換える側であるエンジン回転数の上昇側で
は、第９図の曲線Ｅに示すように、エンジン温度に係る
エンジン冷却水の温度を水温センサにて測定し、その水
温に応じて適宜に設定される一方、グループ噴射から毎
点火噴射へ切り換える側であるエンジン回転数の下降側
では、曲線Ｆに示すように、冷却水温度に関わらず、上
昇側の始動判定回転数から一定値を差し引いて、所謂ヒ
ステリシスにより設定されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、冷間における始動時には、エンジンオイル
粘度が高いため、エンジン回転の立ち上がりが鈍くなる
と共に、回転の落ち込みが早くなる。従って、毎点火噴
射からグループ噴射へ切り換える側、即ちエンジン回転
数上昇側の始動判定回転数を高くしてやる必要がある。
これは、毎点火噴射からグループ噴射への移行時に発生
するリーン状態をなるべく短くするためである。一方、
エンジン始動中、即ちクランキング中において、上記の
理由によりエンジン回転数が低下した場合に、毎点火噴
射からグループ噴射へ切り換える始動判定回転数の上昇
側設定値と、グループ噴射から毎点火噴射へ切り換える
始動判定回転数の下降側設定値とが近接していると、毎
点火噴射とグループ噴射とを繰り返すハンチングを生じ
て不適正な燃料噴射を起こし、始動性の悪化を招来する
ことになる。このため、上昇側と下降側との始動判定回
転数は差を大きくして設定する必要がある。しかしなが
ら、前記のように、エンジン回転数の下降側における始
動判定回転数を上昇側のそれに対しヒステリシスにて設
定した場合には、温間の始動時において、エンジン回転
数上昇側の始動判定回転数が低い値に設定されている
と、上記の如く冷値始動時を考慮してヒステリシスを大
きく設定しているために、エンジン回転数下降側の始動
判定回転数が演算上0rpm以下となってしまう。例えば、
第10図に示すように、エンジン回転数上昇側の始動判定
回転数を冷間始動時は1000rpm、温間始動時は500rpmに
設定し、これに対してヒステリシスを700rpmとしてエン
ジン回転数下降側の始動判定回転数を設定すると、その
温間始動時における値は演算上−200rpmになってしま
う。このため、一旦エンストを起こした後に再始動する
場合、エンジン回転数が下降側の始動判定回転数（−20
0rpm）以下にならないため、いきなりグループ噴射が行
われることになり、始動性を確保することができないと
いう問題点を有している。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明のエンジンの燃料制御装置は、上記の問題を解
決するために、エンジン回転数を検出する回転数検出手
段と、エンジン温度を検出する温度検出手段と、エンジ
ンの給気経路に介在される燃料噴射弁と、上記各検出手
段の検出結果に応答し、エンジン回転数がエンジン温度
に対応して求められる始動判定値未満であるときには上
記燃料噴射弁に始動用の燃料を噴射させ、エンジン回転
数が上記始動判定値以上であるときには上記燃料噴射弁
に通常運転用の燃料を噴射させる制御手段とを含むエン
ジンの燃料制御装置において、上記始動判定値は、エン
ジン回転数の上昇時に適用される第１始動判定値と、該
第１始動判定値よりも低く、エンジン回転数の下降時に
適用される第２始動判定値とを備えてヒステリシスを有
し、かつ第１始動判定値と第２始動判定値との差が、エ
ンジン温度が高くなる程、小さく設定されていることを
特徴とする。 〔作用〕 上記の構成によれば、始動判定値を第１始動判定値と
第２始動判定値との２つ設け、それらをエンジン回転数
の上昇時と下降時とでそれぞれ選択的に使用することに
よってヒステリシスを形成し、毎点火噴射とグループ噴
射とを繰り返すハンチングを防止して、適正な燃料噴射
を行なうようにしたエンジンの燃料制御装置において、
上記ヒステリシスを設定することによって生じる問題
を、第１始動判定値と第２始動判定値との差をエンジン
温度が高くなる程小さく設定することによって解消す
る。 すなわち、回転の不安定な低温側では、上記差が大き
くなってハンチングが発生することはなく、また高温側
では、エンスト後の再始動にあたって、エンジン回転数
を確実に第２始動判定値未満として、毎点火噴射を行な
わせることができ、低温時と高温時とのいずれにおいて
も、良好な始動性を確保することができる。 〔実施例１〕 本発明の第１実施例を第１図乃至第４図に基づいて以
下に説明する。 エンジンの上部には、第１図に示すように、燃料に点
火するためのスパークプラグ３を配設したシリンダヘッ
ド１が設けられており、このシリンダヘッド１には吸気
側に吸気管路４が接続されている。吸気管路４には、シ
リンダヘッド１との近接部位から順に、制御ユニット９
から送出される噴射パルスを受けることにより燃料を噴
射する燃料噴射弁であるインジェクタ５、吸入空気の温
度を測定する吸入空気温センサ６、アクセル操作に応じ
て吸入空気量Ｑを制御するスロットルバルブ７、及び吸
入空気量Ｑを測定するエアフローメータ８が設けられて
いる。これらインジェクタ５、吸入空気温センサ６、ス
ロットルバルブ７及びエアフローメータ８は制御ユニッ
ト９と接続されている。 また、シリンダヘッド１の下端部に接続されたシリン
ダブロック10には、冷却水通路11が形成され、この冷却
水通路11には、エンジン温度に係るエンジン冷却水の温
度を測定する水温センサ12が設けられている。また、前
記スパークプラグ３には、スパークプラグ３へ高圧を供
給すると共に、制御ユニット９へ、エンジン回転数Ｎ及
び燃料噴射タイミング等を知るためのクランク位置検出
信号NEと、気筒判別信号Ｇとを供給するディストリビュ
ータ２が接続されている。上記ディストリビュータ２に
は、制御ユニット９からの点火信号IGtを受けることに
より高圧を発生すると共に、制御ユニット９へ点火確認
信号IGfを送出するイグナイタ13が接続されている。上
記水温センサ12、ディストリビュータ２及びイグナイタ
13は制御ユニット９と接続されている。 さらに、エンジン内部においては、上端部にピストン
14を設けたピストンロッド15が図示しないクランクシャ
フトに取り付けられており、このクランクシャフトには
フライホイール16、小歯車17を介してスタータモータ18
が接続されている。スタータモータ18には、イグニッシ
ョンキースイッチ19を介してバッテリ20が接続されると
共に、上記制御ユニット９が接続され、制御ユニット９
にスタータモータ18の回転時に発せられるスタータ信号
が供給されるようになっている。 上記の制御ユニット９は、大略的に、第１始動状態検
出手段と、第２始動状態検出手段と、始動制御手段と、
通常運転制御手段とを備えて構成されている。 上記第１始動状態検出手段は、第１始動判定値であ
り、エンジン回転数上昇時に適用され、エンジン冷却水
温に対応して、始動状態から通常運転状態へ切り換える
ときの始動判定回転数NSTUを設定するエンジン冷却水温
テーブルを有し、スタータモータ18からスタータ信号を
受信したときに、水温センサ12によって検出されたエン
ジン冷却水温に対応した上記始動判定回転数NSTUを上記
テーブルから読み出し、ディストリビュータ２から出力
されるクランク位置検出信号NEから求められたエンジン
回転数Ｎと比較する。 上記始動制御手段は、エンジン冷却水温に対応して、
燃料供給時間を決定する始動噴射パルス幅TSを設定する
エンジン冷却水温テーブルを有し、上記第１始動状態検
出手段によって、スタータ信号がONであり、かつエンジ
ン回転数Ｎが始動判定回転数NSTU未満であることが判定
されたときに、イグナイタ13へ出力する点火信号IGtに
応答して、上記エンジン冷却水温に対応した上記始動噴
射パルス幅TSでの燃料噴射をインジェクタ５に行なわせ
る。 上記第２始動状態検出手段は、第２始動判定値であ
り、エンジン回転数下降時に適用され、エンジン冷却水
温に対応して通常運転状態から始動状態へ切り換えると
きの始動判定回転数NSTDを設定する冷却水温テーブルを
有し、通常運転状態におけるエンジン冷却水温に対応し
た上記始動判定回転数NSTDを上記テーブルから読み出
し、上記エンジン回転数Ｎと比較する。 上記通常運転制御手段は、上記第１始動状態検出手段
によってエンジン回転数Ｎが始動判定回転数NSTU以上と
なったことが判定された後、第２始動状態検出手段によ
ってエンジン回転数Ｎが始動判定回転数NSTD未満とな
り、かつスタータ信号がOFFであると判定されるまで、
エアフロメータ８から入力される吸入空気量Ｑ及び上記
エンジン回転数Ｎから、燃料の基本噴射時間Tpを算出す
ると共に、吸入空気温センサ６で検出された吸入空気の
温度、水温センサ12で検出された冷却水温度およびスロ
ットルバルブ７の開度等に基づいて求められる増量率に
よって、上記基本噴射時間Tpを補正して最終噴射時間TI
を算出し、上記点火信号IGtに応答してインジェクタ５
に上記最終噴射時間TIによる燃料噴射を行なわせる。 上記の第１始動状態検出手段に設定された始動判定回
転数NSTUは、第２図の曲線Ａに示すように、始動性を考
慮して冷間側が充分に高い値となっており、温間側は冷
間側より低い値となっている。また、第２始動状態検出
手段に設定されたエンジン回転数下降側の始動判定回転
数NSTDは、同図の曲線Ｂに示すように、曲線Ａのエンジ
ン回転数上昇側の始動判定回転数NSTUよりも小さい値に
設定され、両者の数値の差は冷間側で大きく、温間側で
小さくなっていてる。 上記の構成において、本エンジンの燃料制御装置の動
作を第３図に示すフローチャートに基づいて説明する。 先ず、イグニッションキースイッチ19をONにしてバッ
テリ20とスタータモータ18とを導通させると、スタータ
モータ18が回転し、スタータモータ18の駆動力が小歯車
17及びフライホイール16を介してクランクシャフトに伝
達され、ピストン14、即ちエンジンが回転する。このと
き、同時にスタータモータ18から制御ユニット９へスタ
ータ信号が送出される（S1）。ここで、スタータ信号が
OFFの状態、即ちエンジンが運転中であれば、通常運転
状態の演算による燃料噴射を行うルーチンの初段である
ステップS9へ移行する。次いで、上記スタータ信号を受
けることにより、制御ユニット９は水温センサ12を通じ
てエンジン冷却水の水温THWの読み込みを行い（S2）、
予め設定されたTHWテーブルより、エンジン回転数上昇
側における始動判定回転数NSTUを求める（S3）。次に、
ディストリビュータ２から送出されるクランク位置検出
信号NEによってエンジン回転数Ｎを読み込み（S4）、上
記の始動判定回転数NSTUと比較する（S5）。そして、エ
ンジン回転数Ｎ≧始動判定回転数NSTUであれば、ステッ
プS9へ移行する。また、エンジン回転数Ｎ＜始動判定回
転数NSTUであれば、予め設定されたTHWテーブルより、
始動噴射パルス幅TS、即ち水温に応じた燃料の固定噴射
量を求める（S6）。そして、点火信号IGtが入力したか
判定し（S7）、点火信号IGtが入力すれば各気筒へ始動
噴射パルス幅TSの噴射を実行する（S8）。以上のルーチ
ンは演算によらない固定量の燃料噴射を行うものであ
り、スタータ信号ON、かつエンジン回転数Ｎ＜始動判定
回転数NSTUのときに繰り返される。 その後、スタータ信号OFF、または、エンジン回転数
Ｎ≧始動判定回転数NSTUとなったときには、エンジン回
転数Ｎ及び吸入空気量Ｑの読み込みを行い（S9）、Tp＝
Ｋ×Ｑ÷Ｎの式より、燃料の基本噴射時間Tpを求める
（S10）。次いで、水温センサ12からの水温読み込み、
スロットルバルブ７からのスロットル開度読み込み、吸
入空気温センサ６からの吸入空気温度の読み込み等、各
種信号の読み込みを行う（S11）。そして、これらの各
信号を読み込むことによって得られた燃料の増量率を上
記基本噴射時間Tpに掛け合わせる等の演算を行うことに
より、即ち、例えば水温が低い場合には燃料の噴射量を
増量する、アイドリング状態か非アイドリング状態かに
よって燃料の増量率を変える、或いは吸入空気温度が低
いときには空気の密度が高いため、これに合わせて燃料
の噴射量を多くし、逆に、吸入空気温度が高いときには
空気の密度が低いため、燃料噴射量を少なくする等の補
正を行うことにより、最終噴射時間TIを求める（S1
2）。次いで、クランク角信号NEの読み込み回数が所定
値に達したか判定し（S13）、所定値に達すればエンジ
ンの対応する気筒に対して最終噴射時間TIによる燃料噴
射を行う（S14）。 その後、エンジン冷却水の水温の読み込みを行い（S1
5）、エンジン回転数の下降側における始動判定回転数N
STDをTHWテーブルより求め（S16）、エンジン回転数Ｎ
と、始動判定回転数NSTDとを比較する（S17）。そし
て、エンジン回転数Ｎ≧始動判定回転数NSTDであれば前
記ステップS9に移行して通常運転状態の演算による燃料
噴射のルーチンを繰り返し、一方、エンジン回転数Ｎ＜
始動判定回転数NSTDであればステップS1に移行してスタ
ータ信号の有無を調べ、スタータ信号がOFFであれば、
上記のステップS9に移行し、スタータ信号がONであれば
ステップS2以下のルーチンを繰り返す。 上記の制御おいては、第４図に示すように、例えば、
冷間側のある温度におけるエンジン回転数上昇側の始動
判定回転数NSTUを850rpm、エンジン回転数下降側の始動
判定回転数NSTDを280rpmとし、温間側のある温度におけ
る始動判定回転数NSTUを500rpm、始動判定回転数NSTDを
220rpmとすれば、冷間側において始動判定回転数NSTUと
始動判定回転数NSTDとの差を充分に得ることができると
共に、温間側における始動判定回転数NSTDが適正な値と
なっているため、良好な制御を行うことができる。 〔実施例２〕 本発明の第２実施例を第２図、第３図、第５図及び第
６図に基づいて以下に説明する。 本実施例に係るエンジンの燃料制御装置では、第２判
定手段におけるエンジン回転数下降側の始動判定回転数
NSTDを、第２図の直線Ｃに示すように、エンジン冷却水
に関わらず一定値に設定している。従って、第３図のフ
ローチャートは、ａ点乃至ｂ点間のステップS15〜17を
第５図に示すステップS18と入れ換えたものとなる。こ
の構成によれば、第６図に示すように、例えば始動判定
回転数NSTDを250rpmに設定すると、エンジンの冷却水温
度に関係なく、冷間始動時及び温間始動時共に、250rpm
にてグループ噴射から毎点火噴射に切り換わることにな
り、制御が簡単である。そして、冷間側においても、同
図の曲線Ａで示されるエンジン回転上昇側の始動判定回
転数NSTUに対して充分大きな回転数差を保持することが
できる。 〔実施例３〕 本発明の第３実施例を第２図、第３図、第７図及び第
８図に基づいて以下に説明する。 本実施例に係るエンジンの燃料制御装置では、第２判
定手段におけるエンジン回転数下降側の始動判定回転数
NSTDを、エンジン回転数上昇側の始動判定回転数NSTUか
ら、エンジン冷却水温度に対応して設定した始動判定ヒ
ステリシスNSTHを差し引くことにより得ている。この始
動判定ヒステリシスNSTHは、冷間側では高い値に設定さ
れ、温値側では低い値に設定されている。従って、得ら
れる始動判定回転数NSTDは、第２図の曲線Ｄに示すよう
に、冷間側では始動判定回転数NSTUとの差が大きく、温
間側では差が小さくなっている。そして、第３図のフロ
ーチャートは、ｃ点乃至ｂ点間のステップS16・17を第
７図に示すステップS19・20と入れ換えたものとなる。
この構成によれば、第８図に示すように、始動判定回転
数NSTDは、始動判定回転数NSTUを冷間側のある温度で
は、850rpm、温間側のある温度では500rpmとすると、そ
の各温度における冷間側のヒステリシス600rpm、温間側
のヒステリシス250rpmを差し引いた値となり、前記の２
つの実施例と同様、冷間側においては、エンジン回転上
昇側の始動判定回転数NSTUに対して大きな回転数差を保
持すると共に、温間側においても適正な値を保持するこ
とができる。 〔発明の効果〕 本発明のエンジンの燃料制御装置は、以上のように、
始動判定時と通常運転時とで燃料噴射量の切り換えを行
うための始動判定値として、エンジン回転数の上昇時に
適用される第１始動判定値と、エンジン回転数の下降時
に適用される第２始動判定値とを用いてヒステリシスを
設定するにあたって、上記第１始動判定値と第２始動判
定値との差を、エンジン温度が高くなる程、小さくす
る。 それゆえ、上記ヒステリシスを設定することによって
生じる問題を解消し、回転の不安定な低温側では、ハン
チングの発生を防止し、また高温側では、エンスト後の
再始動にあたって、エンジン回転数を確実に第２始動判
定値未満として毎点火噴射を行なわせることができ、低
温時と高温時とのいずれにおいても、良好な始動性を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図はエンジンの燃料制御装置の全体構成図、第
２図は第１図に示したエンジンの燃料制御装置における
エンジン回転数上昇側の始動判定回転数NSTUとエンジン
回転数下降側の始動判定回転数NSTDとを示すグラフ、第
３図は第１図に示したエンジンの燃料制御装置の動作を
示すフローチャト、第４図は冷間始動時と温間始動時と
における始動判定回転数NSTUと始動判定回転数NSTDとの
関係を示す説明図、第５図は本発明の他の実施例に係る
エンジンの燃料制御装置の動作を示す要部のフローチャ
ート、第６図は第５図に示したエンジンの燃料制御装置
に係る冷間始動時と温間始動時とにおける始動判定回転
数NSTUと始動判定回転数NSTDとの関係を示す説明図、第
７図は本発明のその他の実施例に係るエンジンの燃料制
御装置の動作を示す要部のフローチャート、第８図は第
７図に示したエンジンの燃料制御装置に係る冷間始動時
と温間始動時とにおける始動判定回転数NSTUと始動判定
回転数NSTDとの関係を示す説明図、第９図は従来のエン
ジンの燃料制御装置におけるエンジン回転数上昇側の始
動判定回転数NSTUとエンジン回転数下降側の始動判定回
転数NSTDとを示すグラフ、第10図は第９図に示したエン
ジンの燃料制御装置に係る冷間始動時と温間始動時とに
おける始動判定回転数NSTUと始動判定回転数NSTDとの関
係を示す説明図である。 ２はディストリビュータ、５はインジェクタ（燃料噴射
弁）、６は吸入空気温センサ、７はスロットルバルブ、
８はエアフローメータ、９は制御ユニット、12は水温セ
ンサ、13はイグナイタ、18はスタータモータ、19はイグ
ニッションキースイッチである。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エン
   ジン温度を検出する温度検出手段と、エンジンの給気経
   路に介在される燃料噴射弁と、上記各検出手段の検出結
   果に応答し、エンジン回転数がエンジン温度に対応して
   求められる始動判定値未満であるときには上記燃料噴射
   弁に始動用の燃料を噴射させ、エンジン回転数が上記始
   動判定値以上であるときには上記燃料噴射弁に通常運転
   用の燃料を噴射させる制御手段とを含むエンジンの燃料
   制御装置において、 上記始動判定値は、エンジン回転数の上昇時に適用され
   る第１始動判定値と、該第１始動判定値よりも低く、エ
   ンジン回転数の下降時に適用される第２始動判定値とを
   備えてヒステリシスを有し、かつ第１始動判定値と第２
   始動判定値との差が、エンジン温度が高くなる程、小さ
   く設定されていることを特徴とするエンジンの燃料制御
   装置。