JP3183040B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の安定度を制
御する燃料噴射装置に関し、特に機関の暖機中の安定度
を制御するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用などのエンジンにおいては、マイ
クロプロセッサ等によって制御されたインジェクタから
燃料を吸気通路内に噴射する電子制御式の燃料噴射装置
が従来から採用されているが、この場合、冷機始動直後
などのエンジン温度が低温状態、すなわち、暖機中では
吸気通路内に付着して壁流となる燃料が多いため、使用
される燃料の性状（おもに揮発性）の違いによって実際
にエンジンへ吸入される燃料量が大きく変動する。

【０００３】この壁流は重質ガソリンと軽質ガソリンで
は大きく相違し、揮発性の低い重質ガソリンの場合には
暖機中に吸気通路内へ付着して壁流となる量が多く、始
動時には一時的に混合比がリーン化する一方、揮発性の
高い軽質ガソリンの場合には同一の噴射量であっても始
動時には一時的にリッチ化し、エンジンの暖機が終了す
るまでの間に空燃比のずれ等が発生し、使用される燃料
の性状によって運転性の低下や排気エミッションの悪化
を伴う場合があった。

【０００４】従来の燃料噴射装置においては、重質ガソ
リンを使用した場合の運転性の確保を優先するため、暖
機中に行われる燃料の増量補正は最も重質のガソリンに
適合するよう設定されるため、軽質ガソリンを使用する
場合には燃料供給量が過大となっていた。

【０００５】このような燃料の性状の違いによる空燃比
の変動を補正するものとして、エンジンの安定性の指標
としてエンジンの回転変動等から算出された安定度に基
づいて暖機中の燃料噴射量の増量補正量を補正するもの
が提案されており、エンジンの始動後に算出された安定
度が所定の基準値より良好であれば増量補正量を減量補
正して燃料性状に応じた噴射量に修正する一方、安定度
が基準値より悪化した場合には増量補正量を増量して運
転性を確保するものが知られている。

【０００６】上記のような燃料噴射装置として、特開平
２−５７４４号公報では、アイドル時の回転変動幅から
一般ガソリンか重質ガソリン（一般ガソリンに比して揮
発性が悪い）かを判定し、その結果により空燃比や点火
時期の制御マップを切り換える。また、特開昭６３−２
７２９３５号公報では、過渡時の実空燃比と目標空燃比
の差の大小、冷機始動時の燃焼時間の長短から一般ガソ
リンか、重質ガソリンかを判断している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
装置では図１７に示すように、始動及び始動直後の暖機
運転中において、冷却水温度等の運転条件に基づく燃料
噴射量を所定の制御量に応じて増量する一方、エンジン
のクランキングが終了した時間Ｔｓから所定の制御タイ
ミングΔＴごとに安定度を判定し、この安定度が所定値
より良好であれば予め設定された重質ガソリン用の制御
量から揮発性等に応じて燃料噴射量が減少する軽質ガソ
リン用の制御量へ向けて所定の減量分Δｘずつ補正して
いる。

【０００８】しかしながら、エンジンの暖機中などでは
吸気通路内に付着した壁流の流速は低速であり、インジ
ェクタから噴射された燃料の一部はこの低速の壁流とな
ってシリンダへ吸入されるため、補正した噴射量の結果
はインジェクタからシリンダまでの距離と流速に応じた
時間を経過した後に現れ、制御の応答遅れが発生する。
時間Ｔｓから時間Ｔａまでは安定度が良好であるため制
御タイミングごとに減量補正が行われ、吸気通路内の壁
流は減少を続けていくが、時間Ｔａになるとシリンダへ
供給される燃料の総量（すなわち、混合気＋壁流）がリ
ーン化するため安定度は急激に悪化する。そこで、時間
Ｔａでは安定度の悪化に基づいて制御量を重質ガソリン
用の制御量まで増量補正するが、この増量補正の結果も
時間Ｔｂになるまで現れないため、時間Ｔａ、Ｔｂ間で
は運転性が低下する安定度の悪化した状態が継続した
後、時間Ｔｂからは再び安定度が向上する。このように
して暖機運転中の安定度は絶えず変動し、運転性を損な
う場合があり、この制御の応答遅れはエンジンの冷却水
温等の温度が低ければ低いほど顕著に現れるという問題
があった。

【０００９】そこで本発明は、上記の問題点に鑑みてな
されたもので、壁流の影響を抑制して暖機運転中の機関
の安定性を確保可能な内燃機関の燃料噴射装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１に示
すように、機関の運転条件を検出する手段５０と、前記
機関の運転条件に応じて燃料噴射量を算出する手段５１
と、機関の安定度ＴＲＦＳＵＭを検出する手段５３と、
前記安定度ＴＲＦＳＵＭの検出結果に応じて暖機中の燃
料噴射量を増減補正する暖機時燃料噴射量補正手段５４
と、暖機時燃料噴射量補正手段５４に基づいて前記燃料
噴射量を補正する手段５２とを備えてなる内燃機関にお
いて、機関始動後の経過時間に応じて減少する禁止時間
の間だけ安定度に基づく燃料噴射量補正を中止する制御
禁止手段５６と、前記禁止時間ＴＤＬＹが経過するたび
に安定度ＴＲＦＳＵＭに基づく燃料噴射量補正を行う制
御手段５５とを備える。

【００１１】また、第２の発明は、機関の運転条件を検
出する手段と、前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量
を算出する手段と、機関の安定度を検出する手段と、前
記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増減
補正する暖機時燃料噴射量補正手段と、暖機時燃料噴射
量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を補正する手段と
を備えてなる内燃機関において、機関の冷却水温に応じ
て減少する禁止時間の間だけ安定度に基づく燃料噴射量
補正を中止する制御禁止手段と、前記禁止時間が経過す
るたびに安定度に基づく燃料噴射量補正を行う制御手段
とを備える。

【００１２】また、第３の発明は、機関の運転条件を検
出する手段と、前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量
を算出する手段と、機関の安定度を検出する手段と、前
記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増減
補正する暖機時燃料噴射量補正手段と、暖機時燃料噴射
量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を補正する手段と
を備えてなる内燃機関において、機関の冷却水温から求
めた吸気バルブの温度に応じて減少する禁止時間の間だ
け安定度に基づく燃料噴射量補正を中止する制御禁止手
段と、前記禁止時間が経過するたびに安定度に基づく燃
料噴射量補正を行う制御手段とを備える。

【００１３】また、第４の発明は、機関の運転条件を検
出する手段と、前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量
を算出する手段と、機関の安定度を検出する手段と、前
記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増減
補正する暖機時燃料噴射量補正手段と、暖機時燃料噴射
量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を補正する手段と
を備えてなる内燃機関において、予め設定した禁止時間
の間だけ安定度に基づく燃料噴射量補正を中止する制御
禁止手段と、前記禁止時間が経過するたびに安定度に基
づく燃料噴射量補正を行うとともに、禁止時間中に安定
度が所定値を越えて悪化した場合には禁止を解除すると
ともに前記禁止時間を再設定し、前記暖機時燃料噴射量
補正手段の燃料噴射量を増量補正する制御手段とを備え
る。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【作用】第１の発明は、機関の暖機中には安定度に基づ
く燃料噴射量の補正は、機関始動後の経過時間に応じて
減少する禁止時間ごとに行われ、安定度に応じた燃料噴
射量補正を行った後に禁止時間の経過を待ってから次回
の安定度に基づく燃料噴射量補正が行われるため、始動
後の時間と共に上昇する冷却水温などの壁流に影響を与
える因子に応じて制御の応答遅れを加味することがで
き、前記従来例のように燃料噴射量補正が周期的に過大
に行われることがなくなって暖機中の機関の安定度の変
動を抑制することができる。

【００１７】また、第２の発明は、機関の暖機中には安
定度に基づく燃料噴射量の補正は、機関の冷却水温に応
じて減少する禁止時間ごとに行われ、安定度に応じた燃
料噴射量補正を行った後に禁止時間の経過を待ってから
次回の安定度に基づく燃料噴射量補正が行われるため、
機関の温度に応じて変動する壁流による制御の応答遅れ
を加味することができ、前記従来例のように燃料噴射量
補正が周期的に過大に行われることがなくなって暖機中
の機関の安定度の変動を抑制することができる。

【００１８】また、第３の発明は、機関の暖機中には安
定度に基づく燃料噴射量の補正は、機関の冷却水温から
求めた吸気バルブの温度に応じて禁止時間ごとに行わ
れ、安定度に応じた燃料噴射量補正を行った後に禁止時
間の経過を待ってから次回の安定度に基づく燃料噴射量
補正が行われるため、吸気通路内の壁流による制御の応
答遅れに応じた禁止時間を正確に設定することができ、
前記従来例のように燃料噴射量補正が周期的に過大に行
われることがなくなって暖機中の機関の安定度の変動を
抑制することができる。

【００１９】また、第４の発明は、安定度に基づく燃料
噴射量補正の禁止時間中に機関の安定度が所定値を越え
て悪化した場合には制御手段はこの禁止を解除するとと
もに燃料噴射量を増量補正して機関の安定度を回復させ
ることができ、さらに禁止時間を再設定することでこの
増量補正の結果を待ってから安定度に基づく制御を行う
ことで機関の安定性の変動を抑制することができる。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００２３】図２に示すように、エンジン１の吸気通路
３には各吸気ポートへ向けて燃料を供給するインジェク
タ１７が各気筒毎にそれぞれ配設され、吸入空気量を検
出するエアフローメータ１８を通過した空気はスロット
ルバルブ１２で絞られた後に各気筒毎に設けられた吸気
バルブ１５を介してシリンダ内へ流入する。

【００２４】そして、エンジン１の排気通路２には三元
触媒で構成された触媒コンバータ１３が介装され、この
触媒コンバータ１３の上流には酸素センサ１４が配設さ
れる。

【００２５】コントロールユニット４は、例えばマイク
ロプロッセッサ等により構成されて、インジェクタ１７
を介して吸気通路３に供給する燃料供給量を、基本的に
は理論空燃比となるようフィードバック制御する。

【００２６】このため、コントロールユニット４には、
エンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１９、
冷却水の水温ＴＷを検出する水温センサ１６、エアフロ
ーメータ１８からの吸入空気量Ｑがそれぞれ入力される
とともに、酸素センサ１４からの信号が入力されて、吸
入空気量Ｑに対して所定の比率となるよう設定した燃料
供給量を酸素センサ１４の出力に基づいて正しく理論空
燃比となるように燃料の噴射量を補正するのである。

【００２７】この空燃比フィードバック制御についての
概要を説明すると、まず、エアフローメータ１８が検出
した吸入空気量Ｑとクランク角センサ１９が検出した機
関回転数Ｎｅに基づいてインジェクタ１７からの基本噴
射量を決定する基本パルス幅ＴｐをＴｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎｅ
により算出する。この基本パルス幅Ｔｐはインジェクタ
１７の開弁時間を制御するもので、以下この基本パルス
幅Ｔｐを燃料の基本噴射量Ｔｐとする。

【００２８】この基本噴射量Ｔｐに増量補正やフィード
バック補正等の補正を加えてインジェクタ１７の駆動パ
ルス幅を決定するのであり、この駆動パルス幅を燃料噴
射量Ｔｉとすれば、次式により求められる。

【００２９】Ｔi＝（Ｔp＋KATHOS）×TFBYA×（α＋KBL
RC−１）×２＋Ｔｓ …（１） ここで、ＫＡＴＨＯＳは冷却水温ＴＷ等に応じて予め設
定された壁流補正量、ＴＦＢＹＡは後述するような各種
増量補正係数で構成される目標燃空比相当値を示し、α
は主に酸素センサ１４の検出信号に基づいて演算された
フィードバック補正係数を、ＫＢＬＲＣは学習補正値を
それぞれ示し、また、Ｔｓはインジェクタ１７の無効時
間を補正するためにバッテリ電圧に応じて付加される電
圧補正係数を示す。

【００３０】そして、目標燃空比相当量ＴＦＢＹＡは次
式により算出される。

【００３１】ＴＦＢＹＡ＝ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＨＯＴ＋
ＫＭＲ …（２） この（２）式において、ＫＡＳは始動後増量補正係数
を、ＫＴＷは水温増量補正係数を、ＫＨＯＴは高水温増
量補正係数を、ＫＭＲは空燃比補正係数をそれぞれ示
し、これら補正係数は次のように設定される。

【００３２】始動後増量補正係数ＫＡＳ；エンジン１の
始動時を最大値として所定時間後に０となる係数 水温増量補正係数ＫＴＷ；冷却水温ＴＷに応じてその増
分が変更される係数 高水温増量補正係数ＫＨＯＴ；冷却水温ＴＷが所定値以
上のときに一定量だけ増量される係数 空燃比補正係数ＫＭＲ；吸入空気量Ｑ及び回転数Ｎｅと
から決定される係数 ここで、燃焼が安定しない始動直後の暖機中では理論空
燃比よりもリッチ側の空燃比で運転しようと、始動後増
量補正係数ＫＡＳ及び水温増量補正係数ＫＴＷを用いて
燃料の増量補正を行うもので、図６、図７に示すように
冷却水温ＴＷに応じて予め設定された始動後増量補正係
数ＫＡＳ、水温増量補正係数ＫＴＷは燃料の性状に応じ
てそれぞれ補正される。

【００３３】この燃料性状に応じた補正について始動後
増量補正係数ＫＡＳの場合を説明すると、図８に示すよ
うに、図６より冷却水温ＴＷに基づいて得られた値を重
質ガソリン用の始動後増量補正係数であるＫＡＳＨ０と
して設定する。この始動後増量補正係数ＫＡＳＨ０を所
定の割合で減じたものを軽質ガソリン用の始動後増量補
正係数ＫＡＳＬ０として設定する。そして、重質ガソリ
ン用の始動後増量補正係数ＫＡＳＨ０及び軽質ガソリン
用の始動後増量補正係数ＫＡＳＬ０は所定時間後に０と
なるような所定の定数ＤＫＳによってそれぞれエンジン
始動後の経過時間に応じて減少するマップＫＡＳＨ及び
ＫＡＳＬが設定され、始動後増量補正係数ＫＡＳは重質
ガソリン用のＫＡＳＨ０を初期値として燃料の性状に応
じてＫＡＳＨとＫＡＳＬとの間で後述するように制御さ
れる。水温増量補正係数ＫＴＷについても詳述はしない
が、燃料の性状に応じて同様のマップが与えられ、重質
ガソリン用のマップが初期値として用いられる。

【００３４】一方、エンジン１の始動時における燃料噴
射量は、図９に示すように、冷却水温ＴＷに応じて予め
設定された始動時燃料噴射量（パルス幅）Ｔｉｓｔと上
記（１）式から算出された燃料噴射量Ｔｉのうち大きい
ほうを燃料噴射量Ｔｉとしてインジェクタ１７を駆動
し、エンジン１の始動後、すなわちキースイッチ２０が
ＳＴＡＲＴからＯＮの位置へ切り替わったことなどから
エンジン１の始動が判定されると上記（１）式に基づく
燃料噴射量Ｔｉでインジェクタ１７を駆動する。なお、
始動時燃料噴射量Ｔｉｓｔも上記始動後増量補正係数Ｋ
ＡＳ、水温増量補正係数ＫＴＷと同様にして重質ガソリ
ン用の値が初期値として与えられる。

【００３５】ところで、重質ガソリンに対してエンジン
１の制御特性を設定した場合に、一般ガソリンを使用す
ると、一般ガソリンは燃料の揮発性が重質ガソリンより
良好であるため、暖機運転中においては前記従来例のよ
うに安定度を悪化させない範囲で燃料噴射量Ｔｉを減量
することができる。

【００３６】これに対処するため、コントローラ４では
エンジン１の回転変動から燃焼の安定性、すなわち、エ
ンジン１の安定性を示す指標としての安定度を算出し、
この安定度が所定のレベル以内に収まるように始動後増
量補正係数ＫＡＳ、水温増量補正係数ＫＴＷのフィード
バック補正を行う。

【００３７】以下、コントローラ４で行われる安定度の
算出方法及び安定度に基づいて始動後増量補正係数ＫＡ
Ｓをフィードバック制御する場合について、図３、図４
のフローチャートを参照しながら詳述する。

【００３８】エンジン１の安定度は、クランク角センサ
１９が検出したＲｅｆ信号の周期から算出される気筒毎
の回転変動に基づいて演算されるもので、クランクの回
転に同期して実行される図４のフローチャートに示すよ
うになる。

【００３９】図４において、ステップＳ２０ではＲｅｆ
信号の検出周期から気筒ごとのＲｅｆ信号周期ＴＲＥＦ
（ｎ）を計測する。

【００４０】ここで、Ｒｅｆ信号は図５に示すように、
直列４気筒の場合にはクランク角の１８０度ごとに検出
されるもので、所定の点火時期（＃１→＃３→＃４→＃
２）に応じて計測したＲｅｆ信号の時間間隔を周期ＴＲ
ＥＦ（ｎ）に割り付けるもので、（ｎ）は気筒を示す。

【００４１】ステップＳ２１では検出した周期ＴＲＥＦ
（ｎ）と１サイクル前、すなわち、クランク角の７２０
度前の同一気筒の周期ＴＲＥＦ（ｎ）との差から周期の
気筒別変化量ＴＲＥＦＣ（ｎ）を次式のように算出す
る。

【００４２】ＴＲＥＦＣ（ｎ）＝ＴＲＥＦ（ｎ）−ＴＲ
ＥＦ（ｎ−４） …（３） さらにステップＳ２２では、算出した周期の気筒別変化
量ＴＲＥＦＣ（ｎ）と１サイクル前の気筒別変化量ＴＲ
ＥＦＣ（ｎ）との差から気筒別にＲｅｆ周期の変動量Ｔ
ＲＦＯＵＴ（ｎ）を次式のように算出する。

【００４３】ＴＲＦＯＵＴ（ｎ）＝ＴＲＥＦＣ（ｎ）−
ＴＲＥＦＣ（ｎ−１） …（４） こうして気筒別に求められた周期の変動量ＴＲＦＯＵＴ
（ｎ）の絶対値の総和をエンジン１の安定性を示す指標
である安定度ＴＲＦＳＵＭとして次式により算出する
（ステップＳ２３）。

【００４４】

【数１】

【００４５】この（５）式から算出された安定度ＴＲＦ
ＳＵＭを、実験などにより予め設定したスライスレベル
（以下、Ｓ／Ｌ）と比較することにより、エンジン１の
回転変動に基づく安定性を評価することができるのであ
る。

【００４６】そして、クランクの回転と同期的に算出さ
れる安定度ＴＲＦＳＵＭに基づく始動後増量補正係数Ｋ
ＡＳのフィードバック制御は図３に示すフローチャート
に基づいて行われ、このフローチャートは所定時間毎に
実行されるものである。

【００４７】ステップＳ１ではキースイッチ２０がＳＴ
ＡＲＴからＯＮの位置へ切り替わったことからエンジン
１の始動を判定するもので、クランキングが終了した始
動直後であればステップＳ３へ進んで、上述したように
始動後増量補正係数ＫＡＳを冷却水温ＴＷに応じた重質
ガソリン用のＫＡＳＨ０に設定する一方、エンジン１の
運転中（すなわち、暖機中）であればステップＳ２で始
動後増量補正係数ＫＡＳから同じく上述したように、始
動後の経過時間に応じた所定の減量分ＤＫＳを減算し
て、燃料噴射量を減少させる。

【００４８】ステップＳ２、Ｓ３の処理の後にはステッ
プＳ４で安定度ＴＲＦＳＵＭに基づくフィードバック制
御（以下、Ｆ／Ｂ制御）を行うかどうかを判定する。

【００４９】この判定条件は、例えばエンジン１の始動
から所定時間後に安定度に基づくＦ／Ｂ制御を許可する
もので、エンジン１の始動直後ではクランキングから立
ち上がる回転数が急激に変動するため、上記（５）式で
算出される安定度ＴＲＦＳＵＭが安定するまでの時間が
必要とされるためであり、図１１に示す時間Ｔ１までス
テップＳ４の判定はＮＯとなる。

【００５０】Ｆ／Ｂ制御が許可されると、ステップＳ５
において安定度ＴＲＦＳＵＭに基づくＦ／Ｂの補正係数
Ｘが初期値１．０であるかを判定し、補正係数Ｘ＝１．
０の場合、すなわち、このフローチャートの第１回目の
ループではステップＳ１１へ進んでＦ／Ｂ制御を行う一
方、そうでない場合にはステップＳ６で安定度ＴＲＦＳ
ＵＭを読み込んでからステップＳ７でエンジン１の安定
性の判定を行う。

【００５１】なお、補正係数Ｘはエンジン１の始動時に
初期値＝１．０として設定されるもので、後述するよう
に補正係数Ｘを増減することで燃料噴射量Ｔｉを補正す
るものである。

【００５２】ステップＳ７で安定度ＴＲＦＳＵＭが所定
のＳ／Ｌを越えて悪化している場合にはステップＳ１４
の処理へ進んで燃料噴射量の増量を行う一方、安定度Ｔ
ＲＦＳＵＭがスライスレベル未満で安定性が良い場合に
は、ステップＳ８へ進んで壁流に基づく制御の応答遅れ
を補償する。

【００５３】前記従来例でも示したように、壁流に基づ
く制御の応答遅れはエンジン１の温度と吸気の流速に応
じた時間として捕えることができ、エンジン１の暖機運
転中では所定のエンジン回転数に設定されることから吸
気の流速はほぼ一定となり、図１０に示すように壁流に
応じた応答遅れを補償するため、安定度に基づくＦ／Ｂ
制御を中止する制御の禁止時間ＴＤＬＹを冷却水温ＴＷ
に応じて予め設定し、コントローラ４の図示しないＲＯ
Ｍ等に格納される。

【００５４】ステップＳ８で読み込んだ冷却水温ＴＷに
基づいて、ステップＳ９では図１０のように予め設定さ
れた禁止時間ＴＤＬＹを算出する。

【００５５】こうして算出された禁止時間ＴＤＬＹはコ
ントローラ４のクロックなどと同期的に減算され、ステ
ップＳ１０では禁止時間ＴＤＬＹが経過したかを判定す
る。

【００５６】この判定において、禁止時間ＴＤＬＹが経
過した場合にはステップＳ１１以降の安定度ＴＲＦＳＵ
Ｍに基づくＦ／Ｂ制御を行う一方、そうでない場合には
安定度ＴＲＦＳＵＭに基づくＦ／Ｂ制御を中止して図３
のフローチャートを終了する。

【００５７】安定度に基づく制御を行う場合には、上記
ステップＳ６、Ｓ７と同様にしてステップＳ１１、１２
で安定度ＴＲＦＳＵＭを読み込むとともに、所定のＳ／
Ｌと比較してエンジン１の安定性を判定する。

【００５８】ここで、安定度ＴＲＦＳＵＭが所定のＳ／
Ｌを越えて悪化している場合にはステップＳ１４の処理
へ進んで燃料噴射量の増量を行う一方、安定度ＴＲＦＳ
ＵＭがスライスレベル未満で安定性が良い場合には、ス
テップＳ１３へ燃料噴射量の減量を行うのである。

【００５９】ステップＳ１３、Ｓ１４では始動後増量補
正係数ＫＡＳの補正係数Ｘを介して燃料噴射量Ｔｉを増
減しており、安定度ＴＲＦＳＵＭがよい場合には補正係
数Ｘを所定量、例えば０．１ずつ減少させる（ステップ
Ｓ１３）一方、安定度ＴＲＦＳＵＭが悪化した場合には
補正係数Ｘを０．１ずつ増加させる（ステップＳ１
４）。

【００６０】ステップＳ１５ではこうして安定度ＴＲＦ
ＳＵＭに応じて所定量だけ補正した補正係数Ｘから始動
後増量補正係数ＫＡＳの演算を次式に基づいて行う。

【００６１】ＫＡＳ＝（ＫＡＳ−ＫＡＳＬ）×Ｘ＋ＫＡ
ＳＬ …（６） ここで、ＫＡＳＬは前述の図８に示した軽質ガソリン用
の始動後増量補正係数であり、安定度ＴＲＦＳＵＭが良
い状態が継続した場合、初期値を重質ガソリン用のＫＡ
ＳＨ０に設定された始動後増量補正係数ＫＡＳは所定時
間毎に減量分ＤＫＳずつ減少するのに加えて補正係数Ｘ
の減少により軽質ガソリン用のマップに向けて減少する
のである。

【００６２】ステップＳ１５において安定度ＴＲＦＳＵ
Ｍに基づいて補正された始動後増量補正係数ＫＡＳは上
記（１）式で燃料噴射量Ｔｉの算出に使用され、補正係
数Ｘに応じて燃料噴射量Ｔｉの増減が行われるのであ
る。

【００６３】上記ステップＳ１〜Ｓ１５では、第１回目
の処理ではステップＳ１１以降で安定度ＴＲＦＳＵＭに
基づく始動後増量補正係数ＫＡＳの補正を行い、第２回
目の処理で禁止時間ＴＤＬＹを設定し、第２回目以降の
処理ではこの禁止時間ＴＤＬＹを経過するまでエンジン
１の安定度ＴＲＦＳＵＭに応じたＦ／Ｂ制御を中止する
ようにしたため、壁流による応答遅れを考慮してＦ／Ｂ
制御による補正の結果が出るのを待ってから次のＦ／Ｂ
制御を行うことが可能となって、前記従来例のように壁
流に起因する応答遅れから生ずるエンジン１の安定性の
変動を抑制することができるのである。

【００６４】図１１は上記制御による暖機運転中の一例
を示す始動後の経過時間と安定度ＴＲＦＳＵＭ及び制御
量、すなわち、始動後増量補正係数ＫＡＳとの関係を示
したもので、時間Ｔ１では上記ステップＳ４の判定に基
づいて安定度ＴＲＦＳＵＭのＦ／Ｂ制御が開始され、第
１回目の処理であるため、禁止時間ＴＤＬＹは設定され
ずに安定度ＴＲＦＳＵＭに応じて補正係数Ｘの補正が行
われる。

【００６５】この場合、安定度ＴＲＦＳＵＭはＳ／Ｌよ
り良好であるため補正係数Ｘは０．１だけ減算され、こ
の補正係数Ｘに基づいて始動後増量補正係数ＫＡＳは重
質ガソリン用のＫＡＳＨからΔＸだけ軽質ガソリン用の
ＫＡＳＬに向けて減少する。

【００６６】そして、第２回目の処理ではＸ＝０．９で
あるため、ステップＳ８、Ｓ９で冷却水温ＫＴＷに応じ
て算出された禁止時間ＴＤＬＹの間、すなわち、図中時
間Ｔ２まで安定度ＴＲＦＳＵＭに基づくＦ／Ｂ制御が禁
止される。

【００６７】この禁止時間ＴＤＬＹの間は、始動後増量
補正係数ＫＡＳが時間の経過に応じてＤＫＳずつ減少
し、始動後の経過時間に比例して燃料噴射量Ｔｉはリー
ン側へ向けて変化するだけであり、時間Ｔ１で行った制
御の結果は壁流の流速に応じて時間Ｔ２で現れる。

【００６８】こうして、時間Ｔ２で再び安定度ＴＲＦＳ
ＵＭに基づいてＦ／Ｂ制御を行うことで壁流による制御
の応答遅れを抑制して暖機中の安定度ＴＲＦＳＵＭの変
動を抑制することができるのである。

【００６９】ところで、図１２に示すように、禁止時間
ＴＤＬＹ中にエンジン１の安定度ＴＲＦＳＵＭが悪化し
た場合には、図中時間Ｔ２′（ただし、Ｔ２′＜Ｔ２）
で行われるステップＳ７の判定によって補正係数Ｘを所
定量（０．１）だけ増大することができ、次回の処理で
再度禁止時間ＴＤＬＹが設定されるため、時間Ｔ１で行
ったＦ／Ｂ制御の結果が安定度ＴＲＦＳＵＭを悪化させ
た場合には、禁止時間ＴＤＬＹ中であっても燃料噴射量
Ｔｉの増量補正を行うことができ、迅速に安定度ＴＲＦ
ＳＵＭを補正することができ、壁流による応答遅れの影
響を抑制するとともに、エンジン１の安定性の変動を抑
制することができるのである。

【００７０】なお、時間Ｔ２′でＦ／Ｂ制御を行った後
は、禁止時間ＴＤＬＹに応じた時間Ｔ３までは安定度Ｔ
ＲＦＳＵＭに基づくＦ／Ｂ制御が中止されるため、前記
従来例のようなＦ／Ｂ制御のオーバーシュートを抑制で
きるのである。

【００７１】図１３は他の実施例を示し、前記第１の実
施例において禁止時間ＴＤＬＹを冷却水温ＴＷに応じて
設定したのに対し、禁止時間ＴＤＬＹを始動後の経過時
間に応じて減少するように設定したものであり、その他
の構成は前記第１実施例と同様である。

【００７２】この場合、初期値として、例えば冷却水温
ＴＷ＝２０゜Cのときの禁止時間ＴＤＬＹなどを設定す
ればよく、上記図３におけるステップＳ８の処理におい
て始動後の経過時間を読み込み、ステップＳ９では読み
込んだ経過時間に応じて禁止時間ＴＤＬＹが算出され
る。冷却水温ＴＷに代わって始動後の経過時間を用いる
ことで禁止時間ＴＤＬＹの算出を簡易にすることができ
る。

【００７３】なお、冷却水温ＴＷが高温の場合には前記
第１実施例に比して禁止時間ＴＤＬＹが長く設定される
が、この高水温時では始動後補正係数ＫＡＳの値が小さ
いためＦ／Ｂ制御に与える影響は小さい。

【００７４】図１４〜図１６はさらに他の実施例を示
し、前記第１の実施例における禁止時間ＴＤＬＹの設定
を冷却水温ＴＷに代わって吸気バルブ１５の温度ＴＶに
応じて設定するものである。

【００７５】インジェクタ１７から噴射された燃料の一
部は壁流となってシリンダに流入するのは前記したとう
りであるが、インジェクタ１７を各吸気ポート毎に配設
した場合には吸気バルブ１５の傘部に付着する壁流の割
合も大きくなる。

【００７６】このため、吸気バルブ１５の温度ＴＶに応
じて禁止時間ＴＤＬＹを設定すれば前記第１又は第２の
実施例に比してさらに壁流の影響を正確に把握すること
ができるのであり、吸気バルブ１５の温度ＴＶと禁止時
間ＴＤＬＹとの関係は図１０に示した水温ＴＷの場合と
ほぼ同様となる。

【００７７】吸気バルブ１５の温度ＴＶを直接検出する
ことは難しいため、冷却水温ＴＷと負荷（すなわち、吸
入空気量Ｑ）とから演算により吸気バルブ温度ＴＶを推
定する場合について以下に説明する。

【００７８】吸気バルブ温度ＴＶの算出は、エンジン１
の始動時、燃焼により冷却水温ＴＷが安定した平衡時、
始動直後で冷却水温ＴＷが安定するまでの過渡時、の３
つに大別することができる。

【００７９】（ａ）始動時 始動時では吸気バルブ温度ＴＶ≒冷却水温ＴＷとなるた
め、図１４に示すように、始動時吸気バルブ温度ＴＶｉ
ｎｔは始動時冷却水温ＴＷｉｎｔに比例し、ＴＶｉｎｔ
＝ＴＶｉｎｔとして求める。

【００８０】（ｂ）平衡時 燃焼によって冷却水温ＴＷが安定した平衡時では、図１
５に示すように、実験などから冷却水温ＴＷ＋８０゜C
が吸気バルブ温度ＴＶとして演算する。

【００８１】（ｃ）過渡時 始動時から燃焼によって冷却水温ＴＷが安定するまでの
過渡時においては、図１６に示すように、予め吸入空気
量Ｑ（負荷）に応じて設定された時定数τを所定時間Δ
ｔごとにサンプリングした吸入空気量Ｑから算出すると
ともに、この時定数τと読み込んだ冷却水温ＴＷとから
次式に基づいて吸気バルブ温度ＴＶを算出する。なお、
吸入空気量Ｑは図２に示したエアフローメータによって
検出されるものである。

【００８２】

【数２】

【００８３】この吸気バルブ温度ＴＶ（ｉ）は所定時間
Δｔ毎に更新されるもので、前回の値（ｉ−１回目）と
吸入空気量Ｑから演算された時定数τに応じて求めるこ
とができる。

【００８４】このように、上記（ａ）〜（ｃ）のように
始動時からエンジン１の状態に応じて演算された吸気バ
ルブ温度ＴＶより禁止時間ＴＤＬＹを求めることによ
り、前記第１または第２の実施例に比して精度よく壁流
による制御の応答遅れの影響を抑制することができ、特
に、過渡時における禁止時間ＴＤＬＹの設定を前記実施
例に比して高精度で行うことができるのであり、上記図
３のステップＳ９でこの吸気バルブ温度ＴＶの演算を行
うとともに、図１０に示したような禁止時間ＴＤＬＹを
演算することで、エンジン１の暖機中における壁流の影
響を抑制して安定性を向上させることが可能となるので
ある。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、機関
の運転条件を検出する手段と、前記機関の運転条件に応
じて燃料噴射量を算出する手段と、機関の安定度ＴＲＦ
ＳＵＭを検出する手段と、前記安定度ＴＲＦＳＵＭの検
出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増減補正する暖機
時燃料噴射量補正手段と、暖機時燃料噴射量補正手段に
基づいて前記燃料噴射量を補正する手段とを備えてなる
内燃機関において、機関始動後の経過時間に応じて減少
する禁止時間ＴＤＬＹの間だけ安定度ＴＲＦＳＵＭに基
づく燃料噴射量補正を中止する制御禁止手段と、前記禁
止時間ＴＤＬＹが経過するたびに安定度ＴＲＦＳＵＭに
基づく燃料噴射量補正を行う制御手段とを備え、機関の
暖機中には機関始動後の経過時間に応じて減少する禁止
時間ごとに安定度に基づく燃料噴射量補正を行うことで
壁流に応じた禁止時間で制御の応答遅れを加味すること
が可能となり、安定度に基づく燃料噴射量の補正は前回
の補正による安定度の結果を検出してから行うことが可
能となり、前記従来例のように燃料噴射量が過大に補正
されることがなくなって暖機中の機関の安定性の変動を
抑制することができ、暖機中の機関の運転性を向上する
ことが可能となる。

【００８６】また、第２の発明は、制御禁止手段が機関
の冷却水温に応じて禁止時間を減少するため、機関の温
度に応じて変動する壁流による制御の応答遅れの影響を
冷却水温に基づいて設定した禁止時間により抑制し、暖
機中の機関の安定性を確保することができる。

【００８７】また、第３の発明は、制御禁止手段が機関
の冷却水温から求めた吸気バルブの温度に応じて前記禁
止時間を減少するため、機関の温度に応じて変動する壁
流による制御の応答遅れの影響を吸気バルブの温度に基
づいて設定した禁止時間により確実に抑制し、暖機中の
機関の安定性を確保することができ、また、冷却水温か
ら吸気バルブの温度を演算するため、吸気バルブの温度
を直接検出することなく吸気バルブの温度を推定するこ
とで、装置の構成を簡易にすることができ、製造コスト
の増大を抑制することが可能となる。

【００８８】また、第４の発明は、制御手段は禁止時間
中に安定度が所定値を越えて悪化した場合には禁止を解
除するとともに前記禁止時間を再設定し、前記燃料噴射
補正手段が燃料噴射量を増量補正するため、制御の禁止
時間中に機関の安定度が所定値を越えて悪化すると通常
の安定度制御により燃料噴射量を増量して機関の安定度
を回復させることができ、さらに禁止時間を再設定する
ことでこの増量補正の結果を待ってから安定度に基づく
制御を行うことで機関の安定度の変動を抑制することが
できる。

【００８９】

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１ないし第６の発明のいずれかひとつに対応
するクレーム対応図である。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図３】制御の一例を示すフローチャートである。

【図４】安定度ＴＲＦＳＵＭを算出するフローチャート
である。

【図５】Ｒｅｆ信号と周期ＴＲＥＦ（ｎ）との関係を示
す図である。

【図６】始動後増量補正係数ＫＡＳと冷却水温との関係
を示す図である。

【図７】水温増量補正係数ＫＴＷと冷却水温との関係を
示す図である。

【図８】始動後増量補正係数ＫＡＳと始動後経過時間と
の関係を示す図である。

【図９】始動時噴射パルス幅Ｔｉｓｔと冷却水温との関
係を示す図である。

【図１０】禁止時間ＴＤＬＹと水温ＴＷまたは吸気バル
ブ温度ＴＶとの関係を示す図である。

【図１１】安定度に基づくフィードバック制御が禁止さ
れた場合の安定度及び制御量と始動後経過時間との関係
を示す図である。

【図１２】同じく禁止時間ＴＤＬＹ中に安定度が悪化し
た場合の安定度及び制御量と始動後経過時間との関係を
示す図である。

【図１３】他の実施例を示す禁止時間ＴＤＬＹと始動後
経過時間との関係を示す図である。

【図１４】さらに他の実施例を示す始動時吸気バルブ温
度ＴＶｉｎｔと始動時水温ＴＷｉｎｔとの関係を示す図
である。

【図１５】同じく平衡時の吸気バルブ温度ＴＶと水温Ｔ
Ｗとの関係を示す図である。

【図１６】同じく過渡時の吸入空気量Ｑと時定数τとの
関係を示す図である。

【図１７】従来の例を示す安定度及び制御量と始動後経
過時間との関係を示す図である。

【符号の説明】

４ コントロールユニット １５ 吸気バルブ １６ 水温センサ １７ インジェクタ １８ エアフローメータ １９ クランク角センサ ２０ キースイッチ ５０ 運転条件検出手段 ５１ 燃料噴射量算出手段 ５２ 燃料噴射量補正手段 ５３ 安定度検出手段 ５４ 暖機時燃料噴射量補正手段 ５５ 制御手段 ５６ 制御禁止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/06 330 F02D 41/04 330 F02D 45/00 312 F02D 45/00 364

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の運転条件を検出する手段と、 前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量を算出する手段
   と、 機関の安定度を検出する手段と、 前記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増
   減補正する暖機時燃料噴射量補正手段と、 暖機時燃料噴射量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を
   補正する手段とを備えてなる内燃機関において、機関始動後の経過時間に応じて減少する 禁止時間の間だ
   け安定度に基づく燃料噴射量補正を中止する制御禁止手
   段と、 前記禁止時間が経過するたびに安定度に基づく燃料噴射
   量補正を行う制御手段とを備えたことを特徴とする内燃
   機関の燃料噴射制御装置。
2. 【請求項２】機関の運転条件を検出する手段と、 前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量を算出する手段
   と、 機関の安定度を検出する手段と、 前記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増
   減補正する暖機時燃料噴射量補正手段と、 暖機時燃料噴射量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を
   補正する手段とを備えてなる内燃機関において、 機関の冷却水温に応じて減少する禁止時間の間だけ安定
   度に基づく燃料噴射量補正を中止する制御禁止手段と、 前記禁止時間が経過するたびに安定度に基づく燃料噴射
   量補正を行う制御手段とを備えたことを特徴とする内燃
   機関の燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】機関の運転条件を検出する手段と、 前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量を算出する手段
   と、 機関の安定度を検出する手段と、 前記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増
   減補正する暖機時燃料 噴射量補正手段と、 暖機時燃料噴射量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を
   補正する手段とを備えてなる内燃機関において、 機関の冷却水温から求めた吸気バルブの温度に応じて減
   少する禁止時間の間だけ安定度に基づく燃料噴射量補正
   を中止する制御禁止手段と、 前記禁止時間が経過するたびに安定度に基づく燃料噴射
   量補正を行う制御手段とを備えたことを特徴とする内燃
   機関の燃料噴射制御装置。
4. 【請求項４】機関の運転条件を検出する手段と、 前記機関の運転条件に応じて燃料噴射量を算出する手段
   と、 機関の安定度を検出する手段と、 前記安定度の検出結果に応じて暖機中の燃料噴射量を増
   減補正する暖機時燃料噴射量補正手段と、 暖機時燃料噴射量補正手段に基づいて前記燃料噴射量を
   補正する手段とを備えてなる内燃機関において、 予め設定した禁止時間の間だけ安定度に基づく燃料噴射
   量補正を中止する制御禁止手段と、 前記禁止時間が経過するたびに安定度に基づく燃料噴射
   量補正を行うとともに、禁止時間中に安定度が所定値を
   越えて悪化した場合には禁止を解除するとともに前記禁
   止時間を再設定し、前記暖機時燃料噴射量補正手段の燃
   料噴射量を増量補正する制御手段とを備えたことを特徴
   とする内燃機関の燃料噴射制御装置。