JP3784080B2 - 暖機過程時の燃料噴射量補正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子制御燃料噴射装置を備えた自動車等のエンジンに適用可能な暖機過程時の燃料噴射補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術では、始動直後の燃焼不安定を濃混合気で対拠する方法として、１つに、エンジン冷却水温に応じて燃料噴射量の始動後増量値を、それぞれＡＳ１、ＡＳ２として決めて、その値を始動後経過時間により徐々に減少させていく。ただしＡＳ１は、高速に減衰し、ＡＳ２は低速に減衰していくものである。また、エンジン冷却水温に応じて増量補正する暖機増量（ＷＬ）もある（図３参照）。
【０００３】
ところが、これらの補正量は、標準的な燃料に対して設定されているため、揮発性等が異なる他の燃料を使用した場合には、燃料噴射量がエンジン状況に応じて適切に調節されない。
例えば、蒸発点が標準的な特定の燃料よりも高いような粗悪燃料は、気化性が悪いため、このような燃料を使用すると、図３の実線に示すようにオーバリーンになる。そのため、始動後増量、暖機増量では、十分な燃焼ができず、エンジン回転数が低下して、エンジンストールしたり、ラフアイドル及び加速時のバックファイア等が起こる原因になる。しかし、このような粗悪燃料でも、エンジンの燃焼室及びバルブ周り等の温度が十分に上昇すると、燃料の気化性がよくなるため、エンジン回転が安定し、加速時のバックファイアも起こらなくなる。
【０００４】
このように暖機過程に起こる不具合を対策するために、本発明の先行技術として、例えば、特開平３ー６１６４４号公報に示されように、実際のエンジン回転数が所定量を超えて目標回転数を下回った場合には、エンジン冷却水温とエンジン回転数とに対応させた増量補正係数で燃料噴射量を増量補正するのがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のものは、エンジン回転数が所定値より低下した場合に増量し、その後、エンジン回転数が上昇した場合（目標回転数になった時）増量をやめるので、適正であった空燃比がリーンになり、そのため、エンジン回転の落ち込み、ラフアイドルを発生するという問題がある。さらに、エンジン回転数によって増量値を設定しているため、一般にアイドル時と非アイドル時とでは、エンジンの燃料要求量は異なるので、加速時に瞬間的なオーバリーンにより運転性不良やバックファイアなどが起こる可能性があるという問題がある。そこで、本発明は、燃料性状に適した最適な燃料増量が可能なことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため本発明は、エンジン始動後、第１の所定期間β２内に所定エンジン回転数γ１以下にエンジン回転数が落ち込んだ場合、燃料噴射量に対する暖機増量を増大させ、この増大させる値をエンジンの負荷状態によって変更すると共に、前記暖機増量の増大をエンジン始動後であって、エンジン回転数が安定する所定期間よりも長い第２の所定期間γ２まで継続して反映させる暖機過程時の燃料噴射量補正方法を提供するものである。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図１〜図５を参照して説明する。
図１に概略的に示したエンジン１は、自動車に搭載されるもので、電子制御燃料噴射装置を備えている。電子制御燃料噴射装置は、エンジン１の吸気管２に装着した燃料噴射弁３と、この燃料噴射弁３の作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）４とを備えており、燃料噴射弁３からエンジン１の燃焼室１２に供給する燃料の量を、各種センサ等の情報に基づいて電子制御装置４により調節するようにしたものである。燃料噴射弁３は、電磁コイルを内蔵しており、その電磁コイルに電子制御装置４から燃料噴射信号ａが印加されると、その印加時間に相当する量の燃料をエンジン１の吸気ポート近傍に噴射するようになっている。
【０００８】
電子制御装置４は、少なくとも、アイドルスイッチ５からのアイドルＯＮ（アイドル時）又はＯＦＦ（非アイドル時）信号ｂと、クランク角センサ６からのエンジン回転信号ｃと、カムセンサ７からのエンジンのカム位置の信号ｄと、ＴＤＣ（上死点）センサ８からのエンジンの基準気筒位置の信号ｅと、エンジン冷却水温を検出する水温センサ９からの水温信号ｇと、吸気管２の圧力を検出する圧力センサ１０からの吸気圧信号ｆ等が入力されるようになっている。電子制御装置４の出力側は、燃料噴射弁３に向けて燃料噴射信号ａが出力されるようになっている。圧力センサ１０は、エンジンの吸気圧に応じて電気信号を出力するように構成されたもので、吸気管２に形成したサージタンク１１に取りつけてある。水温センサ９は、サーミスタ等を内蔵したもので構成されており、エンジン冷却水温に応じて電気信号を出力するようになっている。アイドルスイッチ５は、エンジン１のスロットル弁２０の開度に連動してアイドルＯＮ、ＯＦＦに応じた電気信号を出力するようになっている。また、電子制御装置４は、エンジン回転信号ｃおよび吸気圧信号ｆ等から吸入空気量を算出し、算出した吸入空気量に応じて燃料噴射の基本燃料噴射量ＴＰを演算すると共に、エンジン始動後には、エンジン冷却水温によって決まる始動後増量補正係数ＡＳ１、ＡＳ２や暖機増量補正係数ＷＬで基本噴射量を増量補正するようにしてある。
【０００９】
ここで、一方の始動後増量補正係数ＡＳ１は、図３に示すごとく、エンジン始動時のエンジン冷却水温により初期値が決まり、その初期値が始動後に移行してからあらかじめ設定された時間毎に高速で０まで減衰されるようになっている。他方の始動後増量補正係数ＡＳ２は、図３に示すごとく、一方の始動後増量補正係数ＡＳ１よりもゆるやかに０まで減衰されるようになっている。また、暖機増量補正係数ＷＬはエンジン冷却水温に対応する値（エンジン冷却水温が低い程、値が大きくなる）をもっており、エンジン暖機時（水温が８０℃以上）では、補正係数が０になるようになっている。また、電子制御装置４には、図２に概略的に示すようなプログラムを所定時間ごとに実行するように設定してある。まず、ステップ５１では、水温センサ９からの水温信号ｇに基づき、始動時水温ＴＨＷＳＴＡが所定範囲（α１＝ー１２℃〜β１＝３０℃）内かを判断し、所定範囲内であれば、ステップ５２に進み、所定範囲内でなければ、ステップ５７に進む。
【００１０】
ステップ５２では、エンジン始動後の経過時間ＣＣＡＳＴが、所定範囲（α２＝１ｓｅｃ〜第１の所定期間：β２＝５ｓｅｃ）内かを判断し、所定範囲内であれば、ステップ５３に進み、所定範囲内でなければ、ステップ５７に進む。ステップ５３では、自動変速機のシフト状態を判断し、Ｐレンジを含むＮレンジ（ＸＮＳＷ＝１）であれば、ステップ５４に進み、Ｌ２、３、Ｒレンジを含むＤレンジ（ＸＮＳＷ＝０）であれば、ステップ５７に進む。
【００１１】
ステップ５４では、エンジン回転数ＮＥが、所定回転数（γ１：例えば９００ｒｐｍ）以下かどうかを判断し、所定回転数以下ならステップ５５に進み、所定回転数以下でなければ、ステップ５７に進む。ステップ５５では、エンジン回転数ＮＥの所定時間毎の変化量ＤＮＥが負かどうか（エンジン回転数ＮＥが上昇しているか。または、下降しているか）を判断し、ＤＮＥが負（エンジン回転数ＮＥが下降している）であれば、ステップ５６に進み、ＤＮＥが正（エンジン回転数ＮＥが上昇している）であれば、ステップ５７に進む。
【００１２】
ステップ５６では、暖機増量補正係数ＷＬを増大する実行条件フラグＸＧＬＵＧ４を１にし、ステップ５７に進む。ステップ５７では、増大実行フラグＸＧＬＵＧ４が１か否かを判断し、１であると判断した場合には、ステップ５８に進み、１でないと判断した場合には、ステップ６０に進む。
ステップ５８では、エンジン始動後の経過時間ＣＣＡＳＴが第２の所定値（γ２：例えば３分）以下であるかを判断し、所定値以下であると判断した場合には、ステップ５９に進み、所定値以下でないと判断した場合には、ステップ６０に進む。 ステップ５９では、アイドルＯＮの場合に、暖機増量を増大させるための暖機増量補正係数ＷＧをα３％（例えば５％）に設定し、アイドルＯＦＦの場合には、ＷＧをアイドルＯＮ時より大きなβ３％（例えば８％）に設定する。これらの値を燃料噴射量ＴＡＵに反映させる。具体的には、補正係数ＡＳ１、ＡＳ２、ＷＬ、ＷＧやエンジン状況に応じて決まる各補正係数Ｋおよび無効噴射時間Ｎで基本噴射量ＴＰを補正して燃料噴射量ＴＡＵを次式のように決定する。
【００１３】
ＴＡＵ＝ＴＰ×（１＋ＡＳ１＋ＡＳ２＋ＷＬ＋ＷＧ）×Ｋ＋Ｎ
そして、燃料噴射量ＴＡＵに相当する時間だけ前記燃料噴射弁３に開弁信号を供給して、燃焼室１２へ燃料を供給する。このような構成によると、図３の実線に示すように蒸発点が高い、すなわち揮発性が悪い燃料を使用すれば、エンジン始動直後にオーバリーンになり、それにより回転落ちになり、その時のエンジン回転数が所定回転数より低ければ、暖機増量補正係数ＷＧ、始動後増量補正係数ＡＳ１、ＡＳ２等によって基本噴射量ＴＰが補正されるため、燃料噴射量ＴＡＵが増大補正される。このため、混合気の空燃比が適正な値に近付いて、エンジンの回転落ち込みもそれ以上落ち込まず、適正な回転数に上昇し、安定する。
【００１４】
しかし、エンジン回転数が安定したところで、燃料噴射量ＴＡＵの増大補正を中止すれば、適正であった混合気の空燃比も適正値からリーンになり、そのため、エンジン回転の落ち込み、ラフアイドルが発生する。また、アイドルＯＮの増量値のまま、この状態で、スロットル弁２０の開度を大きくする（アクセルペダルを踏むと）すなわち過渡時には、揮発性が悪い燃料を使用しているため、アイドルＯＮ状態よりアイドルＯＦＦ状態の方がさらにリーンになる。これを防ぐため、アイドルＯＦＦで暖機増量補正係数ＷＧの値を大きくする。そのことによって、過渡時のオーバリーンによるバックファイアなどの不具合を防ぐことができる。その後、始動後から設定時間γ２経過、すなわちエンジン冷却水温が高くなると、たとえ蒸発点の高い燃料でも燃料の気化性は、良くなるため、燃料噴射量ＴＡＵに特別な増大補正は、必要なくなる。また、標準的な燃料が使用された場合には、蒸発点の高い燃料を使用した場合のようにオーバリーンによる、始動直後の回転落ち込みが起こらないため、特別な増大補正は、行われないことになる。
【００１５】
なお、上述した実施例においては、図２のステップ５９においてエンジン負荷状態としてアイドルＯＮとＯＦＦとでＷＧの値を変えるようにしたが、その代わりに、図４に示すごとく、エンジン負荷である吸気管圧力に応じてＷＧを変化させる（エンジン負荷が大きい程、ＷＧの値を大きくするようにしてもよい。また、図６に示すごとく、ステップ５７でＸＬＵＧ４が１でないと判断された後にステップ６１〜６３を追加し、始動後の経過時間ＣＣＡＳＴが第３の所定値γ３（第１の所定期間β２より長く、第２の所定期間γ２より短かい、例えば３０ｓｅｃに設定されている）以下のときに、図５に示すごとく、単位時間におけるエンジン回転数ＮＥの変化量ＤＮＥに応じて暖機増量を変化させる（ＤＮＥの変化量が負の方向に対して大きくなる程、すなわち、エンジン回転数の落ち込み量が多くなる程、暖機増量が多くなるような）暖機増量補正係数ＷＧ２を付加して、燃料噴射量ＴＡＵを次式により決定するようにしてもよい。
【００１６】
ＴＡＵ＝ＴＰ×（１＋ＡＳ１＋ＡＳ２＋ＷＬ＋ＷＧ＋ＷＧ２）×Ｋ＋Ｎ
また、図２、図６のステップ５２、５８、６１においては、始動後の経過期間を時間で判別するようにしたが、エンジン回転回数（クランク角信号のカウント値）により判別するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明においては、エンジン始動後、第１の所定期間β２内に所定エンジン回転数γ１以下になった場合に、燃料噴射量を増大補正するから、標準的な燃料使用して、エンジンを始動した場合、回転落ち込みはないが（通常、始動後増量補正係数、暖機増量補正係数を公差を考えてそうなるように適合してある）蒸発点の高い燃料を使用した場合のみ、エンジン回転落ち込みが発生するのに対応して、すなわち、燃料性状により増量値を変えることができる。
【００１８】
また、負荷状態により増大値を変更する（実施例では、アイドルＯＮ、ＯＦＦにより増量値を変更する）から、一般に負荷状態によりエンジン要求値は、異なるが、蒸発点の高い燃料使用時では、なおさらであり、これにより、ラフアイドルや過渡時等のオーバリーンによるバックファイア等を防ぐことが可能である。さらに、増大値の反映は、始動後第２の所定期間γ２まで継続させるから、蒸発点の高い燃料でもエンジン冷却水温が高くなれば、気化性が良くなるため、特別な増量補正は、不要になり、かつ、暖機増量の増大によりエンジン回転数が適正な値に上昇して安定しても、始動後第２の所定期間γ２まで暖機増量の増大が継続されるから、暖機増量の停止によるエンジン回転の落ち込みや、ラフアイドルの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における概略的な構成図である。
【図２】上記実施例の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】上記実施例の作動説明に供する各部波形図である。
【図４】本発明の他の実施例における暖機増量補正係数の特性図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例における暖機増量補正係数の特性図である。
【図６】本発明の他の実施例の制御手順の要部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 吸気管
３ 燃料噴射弁
４ 電子制御装置

Claims (5)

1. エンジン始動後、第１の所定期間β２内に所定エンジン回転数γ１以下にエンジン回転数が落ち込んだ場合、燃料噴射量に対する暖機増量を増大させ、この増大させる値をエンジンの負荷状態によって変更すると共に、前記暖機増量の増大をエンジン始動後であって、エンジン回転数が安定する所定期間よりも長い第２の所定期間γ２まで継続して反映させる暖機過程時の燃料噴射量補正方法。
2. エンジン始動直後のエンジン回転数降下度合に応じて前記暖機増量を変更する、請求項１記載の暖機過程時の燃料噴射量補正方法。
3. 前記増大させる値はエンジンの負荷が大きい程、大きな値に設定される請求項１または２記載の暖機過程時の燃料噴射量補正方法。
4. 前記負荷状態はエンジンのアイドル時と非アイドル時である請求項１または２または３記載の暖機過程時の燃料噴射量補正方法。
5. 前記第２の所定期間γ２は前記第１の所定期間β２より長く設定されている請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の暖機過程時の燃料噴射量補正方法。

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