JPH01232132A

JPH01232132A - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JPH01232132A
Application number: JP5788988A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sato; 雄二佐藤
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-03-10
Filing date: 1988-03-10
Publication date: 1989-09-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、エンジンの燃料制御装置に関するものである
。

（従来技術）一般に電子制御燃料噴射システムを採用したエンジンで
は、当該エンジン運転時の吸入空気ｍを基準として先ず
基本となる燃料噴射量を決定し、該基本燃料噴射量を当
該運転時の運転条件（冷却水温度の高低、加速時又は非
加速時、減速時、バッテリ電圧、空燃比の変動等）に応
じて適切に増減補正することによって最適な燃料噴射量
を得るようになっている。

一方、エンジン冷却水温が例えば１０℃程度以下の冷間
時において、エンジンが始動される、所謂冷間始動時に
は当該冷却水温に応じて予め定められた一定の大きな燃
料噴射量を点火時期に合せて同期噴射する構成が採られ
ている（例えば特開昭５５−４９５３８号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上記のように冷間始動時には常に冷却水温値
に応じた一定の大きな燃料増量値で運転しようとすると
、どうしても燃料がリッチとなり易く仮に初爆を生じて
も完爆に達しにくい問題がある。すなわち、同じ始動時
でも、始動開始時は燃焼室内温度が低く燃料の気化が悪
いため要求燃料は多いが、−旦爆発が生じると、その爆
発により燃焼室内温度が上昇し、燃料が気化し易くなる
ため要求燃料としては始動開始時よりも少なくなる。し
たがって、始動時の燃料を始動開始時の要求に応じて設
定すると、初爆後燃料がリッチとなり、完爆に達しにく
く始動性不良を生じてしまう。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記のような問題を解決することを目的とし
てなされたもので、該問題を解決するために、エンジン
の始動状態を検出する始動検出手段と、エンジンの冷却
水温を検出する水温検出手段と、エンジンに所定量の燃
料を供給する燃料供給手段と、上記始動検出手段によっ
てエンジンが始動状態にあることが検出された場合には
上記水温検出手段によって検出されたその時のエンジン
冷却水の温度に応じて所定量の増量燃料量に制御する始
動時燃料増量制御手段とを備えてなるエンジンにおいて
、エンジンの爆発状態を検出する爆発検出手段と、該爆
発検出手段によってエンジンの爆発状態が検出された時
には上記エンジンへの供給燃料量を減量補正する始動時
燃料減量制御手段とを設けてなるものである。

（作　用）上記本発明の問題解決手段によると、先ず始動検出手段
によってエンジンの始動状態が検出された場合には、始
動時燃料増量制御手段が作動してエンジン水温検出手段
によって検出された、その時のエンジンの冷却水温値に
基いて所定値増量された供給燃料量を設定する。

そして、その後エンジン始動状態（クランキング状態）
の継続によりエンジンの爆発が起こるようになると、爆
発検出手段によって当該エンジンの爆発状態を検出し、
該検出された爆発状態に応じて上記上記減量制御手段を
作動させて上記始動時燃料増量制御手段によって最初に
設定された供給燃料量（増量値）を次第に所定限界量ま
で減量補正して行くようになっている。

（実施例）先ず、第２図〜第４図は、本発明を自動車用エンジンに
実施した場合における同エンジンの燃料制御装置を示す
ものであり、第２図は上記実施例装置の制御システムの
概略図、第３図および第４図は同制御システムにおける
エンジンコントロールユニットの燃料制御動作を示すフ
ローチャートである。

先ず、最初に第２図を参照して本発明実施例の上記制御
システムの概略を説明し、その後要部の制御動作の説明
に入る。

第２図において、先ず符号ｌはエンジン本体であり、吸
入空気はエアクリーナ３０を介して外部より吸入され、
その後、エアフローメータ２、スロットルチャンバ３等
を経て各シリンダに供給される。また燃料（ガソリン）
は燃料ポンプ１３により燃料タンク（ガソリンタンク）
１２からエンジン側に供給されてフューエルインジェク
タ５により上記エンジン本体ｌの吸気ボート内に点火時
期に同期して噴射されるようになっている。そして、走
行時における上記シリンダへの吸入空気の量は、上記ス
ロットルチャンバ３内に設けられているスロットル弁６
によって制御される。スロットル弁６は、アクセルペダ
ルに連動して操作され、アイドル運転状態では、最小開
度状態に維持される。

上記スロットルチャンバ３には、上記スロットル弁６を
バイパスしてバイパス吸気通路７が設けられており、該
バイパス吸気通路７にはアイドル運転時においてエンジ
ン回転数を高精度にフィードバック制御するための吸入
空気量調整手段となる電流制御型電磁弁（所謂ＩＳＯバ
ルブ）８が設けられている。従って、該アイドル運転状
態では、上記エアフローメータ２を経て計量された吸入
空気は、上記バイパス吸気通路７を介してエンジン本体
側の各シリンダ内燃焼室に供給されることになり、その
供給量は上記電流制御型電磁弁８によって調節される。

この電流制御型電磁弁８は、後述のエンジンコントロー
ルユニット（以下、ＥＣＵと略称する）９より供給され
る吸入空気量制御信号Ｇのデユーティ比に応じてその開
閉状態（弁開度）が制御される。

また、符号１０は、例えば排気通路途中に３元触媒コン
バータ（キャタリストコンバータ）１１を備え排気ガス
浄化機能を持った排気管を示している。そして、該排気
管ＩＯの上記３元触媒コンバータ１１の上流部には、排
気ガス中の酸素濃度（Ａ／Ｐ）を検出するための０２セ
ンサー２１が設けられている。

一方、符号１４は、上記エンジン本体１のシリンダヘッ
ド部１ご設けられた点火プラグであり、該点火プラグ１
４にはディストリビュータ１７、イグナイタ１８を介し
て所定の点火電圧が印加されるようになっており、この
点火電圧の印加タイミング、すなわち点火時期は上記Ｅ
ＣＵ９より上記イグナイタ１８に供給される点火時期制
御信号■ｇｃによってコントロールされる。さらに、符
号２０はブースト圧センサ２０であり、エンジン負荷に
対応したエンジンブースト圧Ｂを検出して上記ＥＣＵ９
に入力する。また、ＩＧ−８Ｗは、上記エンジンのイグ
ニッションキースイッチでありエンジン始動時にＯＮに
なり、そのＯＮ信号はＥＣＵトリガー及びエンジン始動
状態検出信号としてＥＣＵ９に入力される。また、符号
１９は、ノックセンサを示している。

上記ＥＣＵ９は、例えばマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
を中心とし、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）およびイン
ターフェースＣＩ　１０）回路を備えて構成されている
。そして、このＥＣＵ９の上記インターフェース回路に
は例えば上記イグニッションキースイッチＩＣ−９Ｗか
らのエンジン始動状態検出信号（ＥＣＵトリガー）、エ
ンジン回転数センサ（及びクランク角センサ）１５がら
のエンジン回転数（及びクランク角）検出信号ＮＥ（θ
Ｎε）、水温サーミスタ１６により検出されたエンジン
本体ｌの冷却水温度の検出信号Ｔｗ、Ｏ，センサ（酸素
センサ）２１によって検出された排気ガス中の酸素濃度
（空燃比Ａ／Ｆ）検出信号Ｖｏ、エアフローメータによ
って検出された吸入空気量検出信号Ｑ、ディストリビュ
ータ１７からの点火時期検出信号Ｉｇｃ等の各種の検出
信号が各々入力される。そして、該ＥＣＵ９は、例えば
低負荷・低回転領域では上記Ｏ，センサ２１の検出値ｖ
Ｏによって示されるエン）ンの実空燃比Ａ／Ｆが理論空
燃比（１４，７）を中心とした所定目標空燃比の範囲（
ウィンドウ）内に収束するように、当該エンジンの排気
系に設けられた上記Ｏ，センサ１９の酸素濃度検出信号
■０に基づいて排気ガス中の酸素濃度のリッチ状態（過
濃度）またはリーン状態（希薄塵）を判定し、当該判定
値に応じて上記エアフローメータ２で計量された吸入空
気ＩＱを基準として設定された上記フューエルインジェ
クタ５からの基本燃料供給量ＴＩ）を高精度にフィード
バック補正制御するように構成されている。また、一方
上記エンジンの運転状態が例えば所定の高負荷・高回転
領域にあるときには、上記フィードバック補正制御を停
止して上記理論空燃比よりもリッチな空燃比にオープン
ループ制御するようになっている。

一方、上記エンジンがイグニッションキースイッチＩ　
Ｇ　−５Ｗ−ＯＮの始動状態である場合には、その時の
エンジン冷却水温Ｔｗの値に応じて燃料供給量ががオー
プンルーズにより固定的に増量制御される（始動時増量
補正）。すなわち、エンジンの冷却水温値Ｔｗが低い場
合には、結局燃料付着部の温度も低く燃料の気化が悪い
。

従って、吸入空気量Ｑを基準とする基本燃料噴射量だけ
ではエンジン燃焼に実際に寄与し得る空燃比Ａ／Ｆとし
ては目標空燃比に対して相当にリーンとなってしまう。

その結果、増量補正を行わないとすると、例え始動され
たとしてもアイドル回転不安定、サージング、エンスト
等のエンジン不調状態を呈する。このため、上記エンジ
ン始動時の燃料の増量補正値ＫＴＷは、上述のように冷
却水の温度値Ｔｗのみに応じて固定的に決定され、冷却
水温度Ｔｗが低い程増量補正値（エンジン完爆に到るま
での初期値）ＫＴＷは大きくなる。

このようにして増量補正された燃料は、エンジンのクラ
ンキング回転に応じ上記点火時期制御信号１ｇｃによっ
て示される点火時期に同期して上記各気筒のフューエル
インジェクタ５よりエンジンの吸気ポート内に噴射され
る。そして、該噴射量は、エンジンの始動状態の進行に
よるエンジンの連爆に応じて後述するように減量補正さ
れる。

次に、上記エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９
によるエンジン始動時に於ける燃料供給量の制御動作に
ついて第３図および第４図の各フローチャート並びに第
５図（ａ）　、　（ｂ）のタイムチャートを参照して詳
細に説明する。

今、イグニッションキースイッチＩＧ−９ＷのＯＮ等に
よって上記ＢＣＵ９がトリガーされると、それによって
第３図、第４図の各フローチャートの制御動作が開始さ
れる。

先ず第３図のフローチャートは、本実施例に於ける燃料
供給量制御の基本となる燃料噴射パルスのデユーティ−
比演算ルーチンを示しており、最初にステップＳ１で現
在の当該制御周期下においてエンジンの運転領域が始動
モードであるか否か、を判定する。そして、ＹＥＳ判定
の場合には、続いてステップＳ２に進み、上記エンジン
始動後（ＩＧ・ＯＮ後）の燃料噴射回数ＮＴ［）が０回
（未噴射）であるか否かを判定する。

その結果、Ｙ　Ｅ　Ｓ　（Ｎ　Ｔ　ｐ＝　Ｏ１未噴射）
であれば続いてステップＳ３に進み、先ずその時の上記
エンジン冷却水温値Ｔｗに基いて増量された始動時燃料
噴射パルス（始動時増量パルス・・・始動時初期設定値
）のパルス幅Ｔｓｏを設定する。

その上で、更にステップＳ、に進んでエンジンの爆発回
数を計数する爆発回数カウントフラグＮＣの値をＮ＝Ｏ
にセット（未爆発状態表示→爆発回数計数カウンタのカ
ウント値をリセット）した上で最終的にステップＳ、に
進み、上記フューエルインジェクタ５に対する駆動出力
用の始動時燃料噴射パルスＴｓとして当該場合には上記
Ｔ　５ｏ（Ｔ　５＝Ｔｓｏ・・・始動時初期値）をセッ
トし、その後第４図のステップＳ　ｌ、　Ｓ　ｔに示し
ているように先ず噴射時期を判定した上で該セット値Ｔ
ｓ＝Ｔｓ。

に基いて上記フューエルインジェクタ５を駆動し燃料を
噴射する。

一方、上述のステップＳ、の判定結果が、Ｎｏであった
既に何回かの燃料噴射が行われている場合には、他方上
記ＹＥＳの場合とは異なってステップＳ８の方に移り、
上記水温サーミスタ１６で検出された当該エンジンの冷
却水温値Ｔｗが上記始動時燃料の減量補正を行う減量実
行水温Ｔｗ＋以下すなわち、始動燃料が多くオーバリッ
チを招き易い状態であるか否かを先ず判定する。そして
、ＹＥＳの場合には、ステップＳ７に進んで、今度は現
在の始動時燃料噴射パルスＴｓが上記初期設定値Ｔｓｏ
に対し所定の比例関係で減量補正された最小限界値（ガ
ード値）よりは少なく兵火であるか否か、すなわち更に
減量補正し得る余地があるか否かを判断した上で、次に
ステップＳ８に進み上記エンジンの爆発状態を判定する
。この爆発状態の判定は、例えば第５図（Ｂ）に示すよ
うに所定の爆発判定回転数Ｎｓ以上のエンジン回転数を
基準として行ない、次のステップＳ、で当該爆発回数Ｎ
ｃをカウントしてゆく。そして、ステップＳＩＯで当該
カウントされた爆発回数Ｎｃを所定の設定回数Ｎｏ（例
えばＮ０＝２、第５図Ｂ参照）と比較し、該設定回数Ｎ
ｏに達したＹＥＳの場合には、ステップＳ、で上記爆発
回数のカウント値Ｎｃを０にリセットした上でステップ
Ｓｉｔに進み、上記現在設定されている始動時燃料噴射
パルスＴｓのデニーティー比パルス幅）を第５図（Ａ）
のように順次所定値ΔＴｓずつ減量補正して行く。そし
て、該減量補正された値Ｔｓ＝Ｔｓ−ΔＴｓを上記フュ
ーエルインジェクタ５に対して印加する最終的な始動時
燃料噴射パルスＴｓとしてセットして第４図のフローチ
ャートのステップＳ、、Ｓ、のようにして燃料を噴射す
る。この結果、第５図（Ａ）、（Ｂ）に相関的に示すよ
うにエンジン始動時初期に大きな固定増量値として設定
された始動時燃料噴射パルスの初期値Ｔｓｏがスタータ
モータの回転によるクランキング状態進行によるエンジ
ンの爆発状態（連爆−爆発回数）に応じた燃焼条件の改
善（冷却水温上昇、燃焼室壁面温度の上昇、燃料の気化
性向上等）に応じて徐々に減量されて所定の始動後増量
値まで補正される。

この結果、上記実施例の構成によれば初爆から完爆に到
るクランキング時のエンジン燃焼室状態の変化に応じた
最適な燃料供給量の制御が可能となり、オーバリッチ状
態の解消による早期完爆の実現、完爆不良による回転落
ちやエンジンストール発生の防止等を確実に実現するこ
とかできるようになる。

（発明の効果）本発明は、以上に説明したように、エンジンの始動状態
を検出する始動検出手段と、エンジンの冷却水温を検出
する水温検出手段と、エンジンに所定量の燃料を供給す
る燃料供給手段と、上記始動検出手段によってエンジン
が始動状態にあることが検出された場合には上記水温検
出手段によって検出されたその時のエンジン冷却水の温
度に応じて所定量の増量燃料量に制御する始動時燃料増
量制御手段とを備えてなるエンジンにおいて、エンジン
の爆発状態を検出する爆発検出手段と、該爆発検出手段
によってエンジンの爆発状態が検出された時には上記エ
ンジンへの供給燃料量を減量補正する始動時燃料減量制
御手段とを設けたことを特徴とするものである。

すなわち、該本発明の構成によれば、先ず始動状態を検
出する始動検出手段によってエンジンの始動状態が検出
された場合には、始動時燃料増量制御手段が作動してエ
ンジン水温検出手段によって検出された、その時のエン
ジンの冷却水温値に基いて所定値増量された供給燃料量
を設定する。

この結果、上記本発明の構成では初爆がら完爆に到るク
ランキング時のエンジン燃焼室状態の変化に応じた最適
な燃料供給量の制御が可能となり、オーバリッチ状態の
解消による早期完爆の実現、完爆不良による回転落ちや
エンジンストール発生の防止等を確実に実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のクレーム対応図、第２図は、本発明
の実施例に係るエンジンの燃料制御装置の制御系統の構
成を示す概略図、第３図および第４図は、同装置の制御
動作を示すフローチャート、第５図は、同動作のタイム
チャートである。 ■・・・・・エンジン本体２・・・・・エアフロメータ５・・・・・フューエルインジェクタ６・・・・・スロットル弁８・・、・・・電流制御型電磁弁９俸・φ・・エンジンコントロールユニット１６・・・
・水温サーミスタ

Claims

【特許請求の範囲】

１．　エンジンの始動状態を検出する始動検出手段と、
エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、エンジ
ンに所定量の燃料を供給する燃料供給手段と、上記始動
検出手段によってエンジンが始動状態にあることが検出
された場合には上記水温検出手段によって検出されたそ
の時のエンジン冷却水の温度に応じて所定量の増量燃料
量に制御する始動時燃料増量制御手段とを備えてなるエ
ンジンにおいて、エンジンの爆発状態を検出する爆発検
出手段と、該爆発検出手段によってエンジンの爆発状態
が検出された時には上記エンジンへの供給燃料量を減量
補正する始動時燃料減量制御手段とを設けたことを特徴
とするエンジンの燃料制御装置。