JP3053627B2 - 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） 本願発明は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） 自動車用エンジンにおいては、特定の運転状態時、例
えば始動時あるいは加速時には、エンジン回転数および
吸入空気量に基づいて設定される燃料量を増量補正し、
始動性あるいは加速性の向上を図るようにしている。例
えば、加速時に燃料を増量（加速増量）するものとして
は、特開昭60−13933号公報に示される如きものがあ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、一般にエンジンにおいては、比較的蒸発性
能の劣る夏用ガソリンと比較的蒸発性能の良好な冬用ガ
ソリンのいずれにおいてもほぼ所定の空燃比が得られる
ように燃料制御系を設定している。

しかし、いくら夏用ガソリンの両者に対応できるよう
に燃料制御系を設定しているといっても、例えば特に蒸
発性能の悪いガソリン（以下、重質燃料という）を、主
として夏用ガソリンに対応して設定された燃料制御系に
おいて使用する場合には、実際に燃焼に寄与するガソリ
ンの全ガソリン供給量に占める割合が通常の場合（即
ち、蒸発性能の良いガソリンを使用する場合）よりも実
質的に減少し、それだけ未燃焼のガソリン量が増加する
ことになる。

そして、かかる未燃焼ガソリンの増加現象は、燃焼室
温度が低くガソリンの蒸発性（気化・霧化状態）が悪い
エンジン始動時においては空燃比のリーン化を招来し、
その結果、例えば始動直後におけるエンジンストップ
（以下、エンストという）、アイドル時におけるエンジ
ン回転数の低下とエンストの発生、あるいは発進加速時
のヘジテーション（加速のもたつき現象）等の原因とな
る。

そこで本願発明は、エンジンの燃料制御装置におい
て、重質燃料使用時における空燃比のリーン化を未然に
防止することで、特に、エンジンの冷間始動後にエンス
トが発生した時、その再始動時における始動性を改善す
ることを目的としてなされたものである。

（課題を解決するための手段） 本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段
として次のような構成を採用している。即ち、第１図に
示すように、エンジンの運転状態に対応した基本噴射量
（パルス巾）を設定する基本噴射パルス巾演算回路51と
該基本噴射量に種々の補正を行って実際の噴射量を設定
する実噴射パルス巾設定回路52と該実噴射パルス巾に基
づいてインジェクター54を駆動するインジェクター駆動
回路53とを有する燃料供給手段50と、燃料供給圧（以
下、燃圧という）を調整するプレッシャレギュレータ
（P/Rと表示する）の負圧をカットして燃圧を高めるこ
とでエンジンに供給される燃料量を増量させる燃圧制御
回路61と加速時にエンジン温度に対応して設定される増
量値だけ上記燃料供給手段50から供給される燃料量を増
量補正する加速増量補正回路62とを有する燃料増量手段
60と、燃料の蒸発性能を判定する燃料判定回路71とエン
ジン回転数とかエンジン温度等のエンジンの運転状態を
判定する運転状態判定回路72とを有する制御手段70とを
備えた燃料制御装置を基本構成とする。

そして、請求項１に記載の発明にかかるエンジンの燃
料制御装置では、上記基本構成における制御手段70を、
エンジン始動直後で、エンジン温度が所定水温以下の時
においてエンストを検出した時に上記燃圧制御回路をし
て所定期間だけ次回のエンジン始動時における燃圧を高
めて燃料を増量せしめるように構成したことを特徴とし
ている。

請求項２に記載の発明にかかるエンジンの燃料制御装
置では、上記請求項１に記載の発明において、上記所定
期間を、エンジン温度が予め設定した設定温度以上とな
るまでの期間としたことを特徴としている。

（作用） 本願発明ではかかる構成とすることで次のような作用
が得られる。

請求項１に記載の発明にかかるエンジンの燃料制御装
置では、エンジン始動直後で、エンジン温度が所定水温
以下の時においてエンストが発生した場合、次回のエン
ジン始動時（即ち、再始動時）には所定期間だけ燃圧上
昇による燃料増量が行われ、増量後の燃料量の下で再始
動される。

請求項２に記載の発明にかかるエンジンの燃料制御装
置では、燃圧上昇による燃料増量が、エンジン温度が予
め設定した設定温度以上となるまでの期間だけ行われ
る。

（発明の効果） 従って、本願発明のエンジンの燃料制御装置によれ
ば、次のような効果が得られる。

本願の第１の発明にかかるエンジンの燃料制御装置に
よれば、エンジン始動直後で、エンジン温度が所定水温
以下の時においてエンストが発生した場合、次回のエン
ジン始動時（即ち、再始動時）には所定期間だけ燃圧上
昇による燃料増量が行われることから、例え燃料として
蒸発性能が低く燃料不足が発生し易い重質燃料を使用し
た場合であっても、再始動時は増量された燃料量の下で
行われ、再始動時後に大きくエンジン回転数が低下する
というようなことが防止され、それだけ再始動時の始動
性が向上せしめられるものである。

本願の第２の発明にかかるエンジンの燃料制御装置に
よれば、燃圧上昇による燃料増量が、エンジン温度が設
定温度以上となり燃料の気化・霧化性が良好となるまで
の所定期間だけ行われることで、気化・霧化性の悪化に
起因する実質的な燃料不足が補填され、始動直後のエン
スト発生後における再始動時の始動性がより一層向上す
ることになる。

（実施例） 以下、第２図ないし第６図に基づいて本願発明の好適
な実施例を説明する。

第２図には本願発明の実施例にかかる燃料制御装置を
備えた自動車用エンジン１の吸・排気系システムが示さ
れており、同図において符号２は吸気通路、３は排気通
路である。

上記吸気通路２にはサージタンク４が設けられ、また
このサージタンク４の下流側にはインジェクター５が設
けられている。一方、該サージタンク４の上流側にはス
ロットルバルブ6,7とエアフローメータ８とエアクリー
ナ９がそれぞれ設けられている。

また、上記インジェクター５には、燃圧調整用のプレ
ッシャレギュレータ10が備えられている。そして、この
プレッシャレギュレータ10の燃圧調整は、該プレッシャ
レギュレータ10の負圧室（図示省略）に導入される負圧
を三方弁11によって制御することにより行なわれる。
尚、この実施例では、後述するように燃料が重質燃料で
ある場合には、該負圧室への負圧導入をカットすること
によって燃圧を高めるようにしている。

さらに、符号12は、上記インジェクター５からの燃料
噴射量を制御するためのコントロールユニットであっ
て、該コントロールユニット12には噴射量制御ファクタ
ーとして、サージタンク４に設けた吸気温センサ13から
吸気温が、水温センサ14からエンジン温度が、大気圧セ
ンサ15から大気圧が、上記エアフローメータ８から吸入
空気量が、排気通路３に設けたO₂センサ16から空燃比信
号が、回転数センサ17からエンジン回転数が、それぞれ
入力されるとともに、アイドルスイッチ信号とニユート
ラル信号も入力される。

このように構成された燃料制御装置は、基本的にはエ
ンジン回転数、吸入空気量等に基づきエンジン１の運転
状態に対応した燃料噴射量制御を行うが、使用燃料が低
蒸発性の重質燃料である場合には、エンジンの所定の現
象（後述）からこれを判断し、重質燃料に起因するエン
ストを含むエンジン出力低下を防止することを狙いとし
ている。以下、これらの出力低下防止のための制御方法
を、「エンジン始動時及び始動直後」と「エンジン始動
後における発進加速時」とについてその制御方法を具体
的に説明する。

始動時及び始動直後 始動時及び始動直後におけるエンジン出力の低下状況
としては、第４図に示すように始動後にエンジン回転数
が急激に落ち込むような場合（第１の出力低下状況）
と、第５図に示すように始動直後にエンストしこれを再
始動させるような場合（第２の出力低下状況）とが考え
られる。そして、この実施例のものにおいては、これら
いずれの場合にも、燃圧を高めることで燃料噴射量を増
加させ、これによってエンジン出力の低下を防ぐように
している。

（イ）第１の出力低下状況時（第４図参照） この場合は、第４図（ａ）に示すように、エンジンの
目標回転数（曲線l₁）とこれ以上回転数が低下してはい
けないという限界回転数（曲線l₂）とを定める。そし
て、始動後においてエンジン回転数がこの限界回転数よ
り低下した場合には、これをもって「重質燃料使用時」
と判定し（同図（ｂ）参照）、その判定に基づいて、所
定の期間だけ上記プレッシャレギュレータ10への負圧導
入を停止させる（負圧カット。同図（ｃ）参照）ことで
燃圧を高めるようにしている。尚、この負圧カット期間
は、同図（ｄ）に示すように、エンジン水温が所定の負
圧カット復帰水温（燃料の気化・霧化が良好となるエン
ジン温度）に達するまでの期間とされる。また、エンジ
ンの運転ゾーンは、同図（ｅ）に示すように、エンジン
回転数立ち上がり時の始動ゾーンとそれ以降の通常ゾー
ンとに区別される。

従って、かかる制御がなされることで、従来であれば
同図（ａ）に破線図示するように始動直後にエンジン回
転数が大きく落ち込むところ、これが確実に抑制され、
エンジン回転数は早期に目標回転数まで回復し、エンジ
ンの出力低下が早期に解消されることになる。

（ロ）後者の場合は、第５図に示すように、エンジン始
動後にエンストした時（同図示（ａ）参照）にはこれを
もって直ちに「重質燃料使用時」と判定する（同図
（ｂ）参照）。そして、重質燃料判定後は、エンジン水
温が所定の復帰水温に達するまでの間（同図（ｄ）参
照）、負圧カットを持続し（同図（ｃ）参照）、この間
にエンジン再始動を行う（同図（ａ）参照）。

従って、かかる制御によって、同図（ａ）に破線図示
するような再始動後において再びエンストあるいは大き
なエンジン回転数の落ち込みが発生するというようなこ
とが未然に防止され、同図（ａ）に実線図示する如くエ
ンジン回転数は再始動後においてはスムーズに通常運転
状態へ移行することになる。

尚、この場合における運転ゾーンは同図（ｅ）に示す
通りである。

発進加速時 発進加速時においては、基本的には第６図に示すよう
に、加速時（同図（ｅ）参照）においてO₂センサのリー
ン側出力が所定期間継続された時（同図（ａ）のはり付
き状態時）に「重質燃料使用時」と判定する（同図
（ｂ）参照）。

そして、この時には、エンジン温度に応じて設定され
る加速増量を所定量だけ増量補正し（同図（ｃ）、
（ｄ）参照）、空燃比のリーン化によるエンジン出力の
低下、及び加速ヘジテーションの発生を防止するように
している。

また、加速増量した結果、次回の加速時にO₂センサ出
力がリッチ側にはり付いた場合（即ち、エンジン温度の
上昇によって燃料の気化・霧化が良好となった時、ある
いは加速増量そのものが多すぎた場合等）には、加速増
量を所定量減量する。この増量値はメモリーに記憶して
おき、次回の加速時に使用する。

このような増量補正が実行されることにより、使用燃
料が例え重質燃料であったとしてもこれに拘わらず良好
な発進加速性が得られるものである。

続いて、上記各場合における制御の実際を第３図に示
すフローチャートに基づいて説明する。

制御開始後、先ず制御要素として変速機のギヤ位置GR
IN、アイドルスイッチ出力、エンジン水温THW、吸気温T
HAA、スタートスイッチ出力をそれぞれ入力する（ステ
ップS1）。

次に、エンジンの始動操作を行い（ステップS2,S
3）、始動後エンジン回転数Neを読み込む（ステップS
4）とともに、メモリーの水温テーブルから水温に対応
した目標エンジン回転数N₀を求める（ステップS5）。そ
して、この目標回転数N₀と実回転数Neの差分「N₀−Ne」
と重質燃料判定用の所定回転数（即ち、第４図（ａ）の
曲線l₁とl₂の回転数差に相当する回転数）N₁とを比較す
る（ステップS6）。

比較の結果、「N₁＜N₀−Ne」である場合には、使用燃
料は重質燃料ではないと判断し、何等制御を行わない。
これに対して、「N₁＞N₀−Ne」である場合には、燃圧上
昇による燃料増量補正を実行する。即ち、先ずタイマー
セットを行い（ステップS7）、その設定時間内はプレッ
シャレギュレータ10に対する負圧カットを実行する（ス
テップS9）。この負圧カット制御により、燃料量が実質
的に増量され、始動後のエンストあるいはエンジン回転
数の過大な落ち込みが未然に防止されるものである。
尚、タイムアップ時（ステップS8）、及びタイマー内に
おいてアイドルスイッチがONとなった時（発進加速状態
への移行状態。ステップS10）には、負圧カット制御を
中止してステップS11に移行し、プレッシャレギュレー
タ10の制御を通常制御に戻して以降の加速制御に備え
る。

加速制御においては、先ずステップS12で現在のエン
ジンの運転状態がO₂センサ16の出力に基づいて空燃比の
フイードバック制御を行なう領域かどうかを判断する。
尚、加速時にはフイードバック制御を行わないのが通例
であるが、この実施例では重質燃料が使用されるもので
あるため燃焼性維持の観点から、加速時においてもフイ
ードバック制御を行うようにしている。

ステップS12での判断において、現在の運転状態はフ
イードバック領域でないと判断された場合には、フィー
ドバック制御を行うことなく、空燃比を所定値に固定す
る（ステップS22）。これに対して、現在の運転状態は
フイードバック領域であるとともに、ニユートラル状態
であり（ステップS13）、且つアイドル状態であり（ス
テップS14）、しかも加速中でない（ステップS15）と判
断された場合には、O₂センサ出力に基づく通常の空燃比
フィードバック制御を行う（ステップS23）。

一方、フイードバック領域であり且つ加速走行中であ
ると判断された場合には、加速ヘジテーションの防止等
の観点から、先ず使用燃料が重質燃料であるかどうかを
判断し、重質燃料である場合には加速増量を行う。即
ち、ステップS16においてO₂センサ出力を入力し、該出
力のはり付きの有無を判定する（ステップS17）。そし
て、はり付き状態が発生している場合には、それが「リ
ーン側へのはり付き」か「リッチ側へのはり付き」かを
判定する（ステップS18）。

判定の結果、リーン側へのはり付きであった場合に
は、そのはり付き時間を測定し（ステップS19）、これ
が所定時間以上継続した時にこれをもって「重質燃料使
用時」と判断する。そして、この場合には、加速増量を
所定値増量する（ステップS21）。これにより、空燃比
のリーン化に起因するエンジン出力の低下が防止され
る。

これに対して、リッチ側へのはり付きであった場合に
は、そのはり付き時間を測定し（ステップS24）、これ
が所定時間以上継続した時にこれをもって「重質燃料使
用時」と判断し、加速増量を所定値減量する（ステップ
S26）。

以上のような制御が行なわれることによって、使用燃
料の蒸発性能の如何にかかわらず、エンジンの始動性と
発進加速性がともに良好に維持されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の機能ブロック図、第２図は本願発明
の実施例にかかる燃料制御装置のシステム図、第３図は
その制御フローチャート、第４図ないし第６図はその制
御特性図である。 １……エンジン ２……吸気通路 ３……排気通路 ４……サージタンク ５……インジェクター ６……スロットルバルブ ７……スロットルバルブ ８……エアフローメータ ９……エアクリーナ 10……プレッシャレギュレータ 11……三方弁 12……コントロールユニット 13……吸気温センサ 14……水温センサ 15……圧力センサ 16……O₂センサ 17……回転数センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−12040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−106038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−104335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−128944（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−288335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−126351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206651（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−313637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−66438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−261631（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−186939（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−69040（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−71447（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02D 19/06 - 19/08 F02M 37/00 - 37/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの運転状態に対応して所定量の燃
   料を供給する燃料供給手段と、 エンジン温度を検出するエンジン温度検出手段と、 上記燃料供給手段から供給される燃料の燃圧を高めるこ
   とでエンジンへの燃料供給量を増量補正する燃圧制御回
   路を備えた燃料増量手段と、 エンジン始動直後で、エンジン温度が所定水温以下の時
   においてエンストを検出した時に上記燃圧制御回路をし
   て所定期間だけ次回のエンジン始動時における燃圧を高
   めて燃料を増量せしめる制御手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 上記所定期間を、エンジン温度が予め設定した設定温度
   以上となるまでの期間としたことを特徴とするエンジン
   の燃料制御装置。