JP3203468B2 - 内燃機関の始動時燃料噴射量制御装置 - Google Patents

内燃機関の始動時燃料噴射量制御装置

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JP3203468B2 JP17226395A JP17226395A JP3203468B2 JP 3203468 B2 JP3203468 B2 JP 3203468B2 JP 17226395 A JP17226395 A JP 17226395A JP 17226395 A JP17226395 A JP 17226395A JP 3203468 B2 JP3203468 B2 JP 3203468B2
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尚己 冨澤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気圧力の検出を
吸気系のコレクタ部で検出するようにした内燃機関にお
いて、始動時の燃料噴射量を吸気圧力に基づいて設定す
る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の電子制御燃料噴射装置とし
て、燃料噴射量をスロットル弁下流側の吸気圧力を基本
として設定するようにしたものがある (Dジェトロ方式
と称される) 。即ち、吸気圧力を基本として基本燃料噴
射量を設定し、機関回転速度や吸気温度による補正を行
って吸気充填効率に対応した燃料噴射量を設定して、該
燃料噴射量に応じたパルス幅を持つ噴射パルス信号を電
磁式燃料噴射弁に出力して燃料噴射量を制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記基本燃
料噴射量の設定に用いられる吸気圧力の検出は、レイア
ウトや装着の容易性等により、通常は吸気系のコレクタ
部で検出されている。しかしながら、このように吸気系
のコレクタ部で検出された吸気圧力を用いて基本燃料噴
射量を設定する従来方式では、機関の始動時 (クランキ
ング時) は吸気系のコレクタ部内の圧力は、始動前の大
気圧から定常回転後の吸気圧力となるまでの間、実際に
機関(シリンダ)に供給される空気量相当の吸気圧力に
対して大気圧側にずれた圧力となっている。このため、
該吸気圧力の検出値に基づいて基本燃料噴射量を設定す
ると、空燃比が大幅にリッチ化され始動性能及び排気性
状に悪影響を与えることがあった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、機関の始動時にコレクタ部の吸気圧力
が過渡的に変化している間に実際に機関に吸入される空
気量に応じて基本燃料噴射量を良好に設定できるように
した内燃機関の始動時燃料噴射量制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのため請求項1の発明
に係る内燃機関の始動時燃料噴射量制御装置は、図1に
実線で示すように、スロットル弁下流側にコレクタ部を
備えた吸気系を有する内燃機関において、機関停止中に
おける前記コレクタ部の圧力を初期値とし、該コレクタ
部容積に応じた圧力変化量を機関回転毎に一次遅れ変化
減算して、始動時のコレクタ部の圧力の一次遅れ変化量
を算出するコレクタ部圧力一次遅れ変化量算出手段と、
前記吸気系のコレクタ部の圧力を検出するコレクタ部圧
力検出手段と、前記コレクタ部圧力一次遅れ変化量算出
手段によって算出されたコレクタ部圧力の一次遅れ変化
量と前記コレクタ部圧力検出手段によって検出されたコ
レクタ部圧力の検出値との差に基づいて機関に供給され
る基本燃料噴射量を算出する基本燃料噴射量算出手段
と、を含んで構成したことを特徴とする。
【0006】このようにすれば、コレクタ部圧力一次遅
れ変化量算出手段によって算出されるコレクタ部圧力の
一次遅れ変化量は、機関停止時のコレクタ部圧力を初期
値として、定常後のコレクタ部圧力となるまで、機関回
転毎にコレクタ部容積によって定まる一次遅れ変化で減
衰していく圧力として求められる値である。実際のコレ
クタ部圧力は、前記一次遅れ変化量をベースとしてシリ
ンダに吸入される空気量に相当する圧力分だけ減少する
こととなる。
【0007】したがって、前記コレクタ部圧力の一次遅
れ変化量に対するコレクタ部圧力検出手段によって実際
に検出されるコレクタ部圧力の差圧は、そのときの機関
シリンダへの充填効率に応じた値となる。そこで、基本
燃料噴射量算出手段は、前記コレクタ部圧力の一次遅れ
変化量とコレクタ部圧力の検出値との差圧に基づいて充
填効率に応じた基本燃料噴射量を算出する。
【0008】また、請求項2の発明に係る内燃機関の始
動時燃料噴射量制御装置は、図1に一点鎖線で示すよう
に、前記コレクタ部圧力検出手段で検出されたコレクタ
部圧力の検出値に基づいて基本燃料噴射量を算出する第
2の基本燃料噴射量算出手段と、前記コレクタ部圧力一
次遅れ変化量算出手段によって算出されるコレクタ部の
一次遅れ変化量が、機関に実際に吸入される空気量に見
合った値となる時定数までは前記基本燃料噴射量算出手
段により算出された基本燃料噴射量を選択し、前記時定
数後は前記第2の基本燃料噴射量算出手段によって算出
された基本燃料噴射量を選択する基本燃料噴射量選択手
段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【0009】このようにすれば、コレクタ部圧力一次遅
れ変化量算出手段によって算出されるコレクタ部の一次
遅れ変化量が、機関に実際に吸入される空気量に見合っ
た値となる時定数に達すると、略定常状態となっている
ためコレクタ部圧力自体が充填効率に見合った値となる
ので、該コレクタ部圧力に基づいて基本燃料噴射量を算
出することができ、精度上も一次遅れ変化量との差圧に
より基本燃料噴射量を算出する場合より優れる。
【0010】そこで、基本燃料噴射量選択手段により上
記時定数に達するまでの過渡状態では、基本燃料噴射量
設定手段によりコレクタ部圧力の一次遅れ変化量と検出
値との差圧に基づいて算出される基本燃料噴射量を選択
し、時定数に達した後は、第2の基本燃料噴射量算出手
段によりコレクタ部圧力の検出値に基づいて算出した基
本燃料噴射量を選択する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。一実施形態を示す図2において、内
燃機関1の吸気通路2にはスロットル弁3が介装され、
容積大のコレクタ部4を経由して吸気通路2の下流側マ
ニホールド部の各ブランチ部には、気筒毎に燃料を噴射
供給する燃料噴射弁5が設けられ、吸気通路2の上流端
部にはエアクリーナ6が設けられている。
【0012】前記コレクタ部4外壁には、コレクタ部4
内部の圧力 (コレクタ部圧力) を検出する圧力センサ7
が装着され、該圧力センサ7の検出値は、コントロール
ユニット8に入力される。この他、機関回転速度Nを検
出する回転速度センサ9,スロットル弁3の開度を検出
するスロットルセンサ10, 冷却水温度を検出する水温セ
ンサ11, 排気中の酸素濃度等によって機関1に供給され
る混合気の空燃比を検出する空燃比センサ12等が設けら
れ、これらセンサからの検出信号は、前記コントロール
ユニット8に入力され、該コントロールユニット8は、
前記各検出信号に基づいて後述する燃料噴射量や点火時
期等を制御する。
【0013】図3は、本発明に係る始動時の基本燃料噴
射量TP 設定用の圧力PTPを算出するルーチンのフロー
チャートを示す。このルーチンは、機関回転に同期して
実行される。ステップ (図ではSと記す。以下同様) 1
では、機関が回転しているか否か、つまり始動前か否か
を、前記回転速度センサ9からの信号に基づいて判定す
る。
【0014】ステップ1で、機関が停止中と判定された
ときはステップ2へ進んで、前記圧力センサ7で検出さ
れるコレクタ部圧力PR を入力 (A/D変換して入力)
し、ステップ3へ進んで、該圧力PR を初期値PS とし
て設定する。ステップ1で機関1の回転が開始されたと
判定されるとステップ4へ進んで前記同様圧力センサ7
で検出されるコレクタ部圧力PR を入力する。
【0015】次いでステップ5へ進み、コレクタ部圧力
の一次遅れ変化量Pを算出する。これは、前回値を
-1,前前回値をP-2としたときに次式のように求めら
れる。 P=P-1− (P-2−P-1) /n ={( n+1) P-1−P-2}/n ここで、nはコレクタ部容積に応じた定数である。
【0016】この一次遅れ変化量は、過渡運転時にコレ
クタ部圧力が初期値から定常後のコレクタ部圧力となる
まで機関回転毎にコレクタ部容積によって定まる一次遅
れ変化で減衰していく圧力として求められる値である。
ステップ6では、始動後の定常回転後のコレクタ部4の
圧力PA を、スロットルセンサ10により検出した現在の
スロットル弁開度θと、回転速度センサ9により検出し
た機関回転速度Nとの関数値f (θ, N) として、予め
設定された関数マップからの検索等により求める。
【0017】ステップ7では、前記一次遅れ変化量P
と、前記定常回転後の圧力PA との大小関係を比較す
る。そして、P>PA +ΔP( ΔPは正の所定値) と判
定されたときは、まだ過渡状態であると判断してステッ
プ8へ進む。ステップ8では、前記ステップ5で算出さ
れたコレクタ部圧力の一次遅れ変化量Pと前記検出され
たコレクタ部圧力PR との差圧を算出し、該偏差PR
基本燃料噴射量TP 算出用の圧力PTPとして設定する。
【0018】即ち、実際のコレクタ部圧力 (検出値) P
R は、前記一次遅れ変化量Pをベースとしてシリンダに
吸入される空気量に相当する圧力分だけ減少することと
なるので、それらの差圧は、そのときの機関シリンダへ
の充填効率に応じた値となり、基本燃料噴射量TP 算出
用の圧力として用いることができる。このステップ8の
機能が基本燃料噴射量算出手段に相当する。
【0019】一方、ステップ7でP≦PA +ΔPと判定
されたときは、略定常状態になったと判断してステップ
9へ進み、基本燃料噴射量TP 設定用の圧力PTPとして
コレクタ部圧力の検出値PR を選択する。定常状態にな
ると、直接コレクタ部圧力の検出値PR に基づいて基本
燃料噴射量TP を算出する方が高精度に算出できるから
である。このステップ9の機能が第2の基本燃料噴射量
算出手段に相当する。
【0020】また、ステップ7で一次遅れ変化量Pと、
前記定常回転後の圧力PA との大小関係を比較すること
により、該一次遅れ変化量Pが機関に実際に吸入される
空気量に見合った値となる時定数に達したか否かを判定
して前記基本燃料噴射量算出手段と第2の基本燃料噴射
量算出手段との算出値を選択する機能を有するから、基
本燃料噴射量選択手段に相当する。尚、圧力の大小を比
較する代わりに、前記時定数を定常後の運転状態等から
設定しておいて、時定数に達したか否かで基本燃料噴射
量TP を選択する構成としてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明してきたように請求項1に係る
発明によれば、始動時の基本燃料噴射量を、コレクタ部
圧力の一次遅れ変化量とコレクタ部圧力の検出値との差
圧に基づいて算出する構成としたため、過渡状態でも燃
料噴射量を高精度で設定することができ、以て、始動性
能,排気浄化性能を改善できる。
【0022】また、請求項2に係る発明によれば、コレ
クタ部圧力が過渡状態のときは、前記コレクタ部圧力の
一次遅れ変化量とコレクタ部圧力の検出値との差圧に基
づいて算出した基本燃料噴射量を選択し、定常状態とな
った後は、コレクタ部圧力に基づいて算出した基本燃料
噴射量を選択する構成としたため、各運転状態に応じて
可及的に良好に基本燃料噴射量を設定することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発明の構成・機能を示すブロック
図。
【図2】本発明に係る一実施形態のシステム構成を示す
図。
【図3】同上実施例の基本燃料噴射量設定用圧力を算出
するルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 吸気通路 3 スロットル弁 4 コレクタ部 5 燃料噴射弁 7 圧力センサ 8 コントロールユニット 9 回転速度センサ 10 スロットルセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40 F02D 45/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロットル弁下流側にコレクタ部を備えた
    吸気系を有する内燃機関において、 機関停止中における前記コレクタ部の圧力を初期値と
    し、該コレクタ部容積に応じた圧力変化量を機関回転毎
    に一次遅れ変化減算して、始動時のコレクタ部の圧力の
    一次遅れ変化量を算出するコレクタ部圧力一次遅れ変化
    量算出手段と、 前記吸気系のコレクタ部の圧力を検出するコレクタ部圧
    力検出手段と、 前記コレクタ部圧力一次遅れ変化量算出手段によって算
    出されたコレクタ部圧力の一次遅れ変化量と前記コレク
    タ部圧力検出手段によって検出されたコレクタ部圧力の
    検出値との差に基づいて機関に供給される基本燃料噴射
    量を算出する基本燃料噴射量算出手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の始動時燃
    料噴射量制御装置。
  2. 【請求項2】前記コレクタ部圧力検出手段で検出された
    コレクタ部圧力の検出値に基づいて基本燃料噴射量を算
    出する第2の基本燃料噴射量算出手段と、 前記コレクタ部圧力一次遅れ変化量算出手段によって算
    出されるコレクタ部の圧力の一次遅れ変化量が、機関に
    実際に吸入される空気量に見合った値となる時定数まで
    は前記基本燃料噴射量算出手段により算出された基本燃
    料噴射量を選択し、前記時定数後は前記第2の基本燃料
    噴射量算出手段によって算出された基本燃料噴射量を選
    択する基本燃料噴射量選択手段と、 を含んで構成したことを特徴とする請求項1に記載の内
    燃機関の始動時燃料噴射量制御装置。
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