JPH03189345A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

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〕 本発明は内燃ＳＩＩ関の燃料噴射量制御Ｉ装置に係り、
特に暖機時加速増量を行なった後、この暖機時加速増量
を減少させる構成とされた内燃機関の燃料噴射量制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

一般に車両に用いられる内燃機関では、冷却水温の低い
暖機中に加速がされた場合、暖機時加速増量が行なわれ
るよう構成されており、冷間加速時におけるドライバビ
リティの確保が図られている。この暖機時加速増量を実
施しない場合には、冷間ヘジテーションが発生し、いわ
ゆる機関のもたつき等が発生する。

この暖機時加速増最の実施は、冷却水の水温及び負荷の
値に基づいて行なわれており、水温が所定温度以下（例
えば５０℃以下）で、かつ負荷が所定値以上のときに暖
機時加速増量が実施されるよう構成されている。ここで
、負荷とは例えば機関１回転当たりの吸入空気量であり
、Ｑ／Ｎ　（単位：ｅ／ｒｅｖ）で示されるものである
。

また、機関回転数の上昇（いわゆる機関の吹き上がり）
が安定した場合には、供給燃料がオーバリッチとなるこ
とを防止するために従来、暖機時加速増量の減少を行な
うが、従来ではこの減少開始をスロットル弁の開度が所
定値以上となった時に行なうものく特開昭６３−３１４
３０号公報）や、負荷Ｑ／Ｎが所定値以下となった時に
行なう構成としたちのく特開昭６２−６０９３８号公報
）があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、スロットル弁開度や負荷Ｑ／Ｎの値とへジテ
ーションは必ずしも対応するものではなく、よって、ス
ロットル弁開度や負荷が増量の減少条件を満たしたとし
ても、実際にはまだへジテーシ」ンが続いていることが
ある。その様な時、に、上述の減少条件が成立したとい
って増１を減少させてしまうとヘジテーションがなくな
るどころかよりヘジテーションが大きくなってしまう。

また、その逆に、ヘジテーションが実際には発生してい
ないにもかかわらず、上述の減少条件が成立していない
ために増量が継続され、余分な増量の実行による燃費の
悪化が起こる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、機関の
回転数に基づき暖機時加速増量の減少開始を行なうこと
により燃費の向上及びヘジテーションの発生、エミッシ
ョン悪化の防止を図った内燃機関の燃料噴射量制御装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明では、上記の課題を解決するため、同図に示すよ
うに、 内燃機関（Ｐｌ）の運転状態に応じて内燃機関（Ｐｌ）
の燃料噴射量を演算し、これに基づき燃料噴射量制御を
行なう燃料噴射量制御手段（Ｐ２）と、 内燃機関に設けられた水温検出手段（Ｐ３）が検出する
冷却水温が所定値以下であり、かつ、加速状態である時
、燃料噴射量を増量補正する増量補正手段（Ｐ５）と、 上記内燃機ｐＡ（Ｐｉ）の回転数を検出する機関回転数
検出手段（Ｐ６）と、 この機関回転数検出手段（Ｐ６）が検出する機関回転数
の上昇速度に基づき、上記増量補正手段（Ｐ５）が実施
した増量を補正する増量減少補正手段（Ｐｌ）と、 により内燃機関の燃料噴射量制御装置を構成したことを
特徴とするものである。

〔作用〕

上記構成とされた内燃機関の燃料噴射量制御装置によれ
ば、増量補正手段により補正された増量の減少はＲ関口
転数の上昇速度に基づき実施される。ヘジテーションは
機関回転数の上昇速度（単位時間当たりの機関回転数の
上昇数）と関連があり、上昇速度が遅いと機関はもたつ
いておりヘジテーションが発生し、一方、上昇速度が速
いと負荷Ｑ／Ｎに対応して内燃機関は円滑に吹き上がっ
ており、ヘジテーションは発生しない。よって、上記増
量の減少を機関回転数の上昇速度に基づき行なうことに
より、機関の実際の状態に最も適した減少を行なうこと
ができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面と共に説明する。

第２図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御ｍ装置の一
実施例を示す全体概要図である。第２図において、機関
本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられ
ている。エアフローメータ３３は吸入空気量を直接計測
するものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空
気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。こ
の出力信号はマイクロコンピュータ１０のマルチプレク
サ内！ｌｉＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。

また、スロットル弁４の軸には、スロットル弁４の開度
に応じたアナログ信号を発生するスロットルセンサ５が
設けられている。その出力信号はマイクロコンピュータ
１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給される。

さらに、デイストリビュータロには、その軸がたとえば
クランク角に換算して１２０°ＣＡ毎に基準位置検出用
パルス信号を発生するクランク角センサ７およびクラン
ク角に換算して３０”　ＣＡ毎に基準装置検出用パルス
信号を発生するクランク角センサ８が設けられている。

これらクランク角センサ７．８のパルス信号は制御回路
１０の入出力インターフェース１０２に供給され、この
うち、クランク角センサ８の出力はＣＰＵ１０３の割込
み端子に供給される。また、１６は重速センサであり、
車両の速度を検出するものであり、この車速センサ１６
からの出力信号も入出力インターフェース１０２を介し
てＣＰＵ１０３に供給される。

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加圧
燃料を吸気ボートへ供給するための燃料噴射弁９が設け
られている。

また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャケ
ット１１には、冷却水の温度を検出するための水温セン
サ１２が設けられている。水温センサ１２は冷却水の温
度Ｔ　ＨＷに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する
。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。

排気マニホールド１３より下流の排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分ｔ−＋ｃ、ｃｏ、ＮＯｘを同時に浄
化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１４が設けら
れている。さらに排気マニホールド１３には、すなわち
触媒コンバータ１４の上流側には０２センサ１５が設け
られている。０２センサ１５は排気ガス中の酸素成分濃
度に応じた電気信号を発生する。すなわち、０２センサ
１５は空燃比が理論空燃比に対してリーン側がリッチ側
かに応じて、異なる出力電圧をマイクロコンピュータ１
０のＡ／Ｄ変換器１０１に発生する。

マイクロコンピュータ１０は、上述の機器以外に、ＲＯ
Ｍ１０４、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、
りＯツク発生器１０７、ダウンカウンタ１０８、フリッ
プ７０ツブ１０９、および駆動回路１１０等が設けられ
ている。このうち、ダウンカウンタ１０８、フリップフ
ロップ１０９、および駆動回路１１０は燃料噴射弁９を
制御するためのものである。すなわち、後述のルーチン
において、燃料噴射ｆｆ１ＴＡＵが演算されると、燃料
噴射ＩＴＡＵがダウンカウンタ　１０８にプリセットさ
れると共にフリップフロップ１０９もセットされる。こ
の結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁９の付勢を開始す
る。

他方、ダウンカウンタ　１０８がりＯツク信号（図示せ
ず）を４数して最後にそのキャリアアウト端子が゛１゛
ルベルとなったときに、フリップ７０ツブ１０９がセッ
トされて駆動回路１１０は燃料噴射弁９の付勢を停止す
る。つまり、上述の燃料噴射吊下ＡＩＪだけ燃料噴射弁
９は付勢され、従って、燃料噴射Ｉ　Ｔ　Ａ　Ｕに応じ
た量の燃料が機関の燃焼室に送り込まれることになる。

なお、ＣＰＵ１０３の割込み発生は、Ａ／Ｄ変換器１０
１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インターフェース１０２
がクランク角センサ８のパルス信号を受信した時、等で
ある。

エアフローメータ３の吸入空気嚢データＱおよび冷却水
温データＴＩＩＷは所定時間毎に実行されるＡ／Ｄ変換
ルーチンによって取込まれてＲＡＭ１０５の所定領域に
格納される。つまり、ＲＡＭ１０５におけるデータＱお
よびＴＨＷは指定時間毎に更新されている。また、回転
数データＮＥはクランク角センサ８の３０°ＣＡ毎の割
込みによって演算されてＲＡＭ１０５の所定領域に格納
される。

上記したハードウェア構成を有するマイクロコンピュー
タ１０は、燃料噴射量制御手段、増量補正手段、増量減
少補正手段をソフトウェア処理動作により実現するもの
であり、以下第３図乃至第７図を用いてマイクロコンピ
ュータ１０の動作処理について説明する。

第３図は暖機時加速増量ルーチンであり、例えば３６０
℃Ａ毎に実行されるルーチンである。同ルーチンが起動
すると、先ずマイクロコンピュータ１０はスロットルセ
ンサ５．クランク角センサ８から供給される信号に基づ
き負荷Ｑ／Ｎを演算し、この負荷Ｑ／Ｎの値が所定値Ａ
より大きいがどうかを判断する（ステップ２００）。ス
テップ２００で肯定判断されると、続いて水温センサ１
２から供給される冷却水ＩＴＨＷが所定値α（例えば５
０℃）未満であるかどうかが判断され、ＴＨＷがα以上
であると判断されるとステップ２０２でＴＨＷが所定温
度範囲内（例えば５０°〜８０°の範囲内）にあるかど
うかが判断される。ＴＨＷが所定温度範囲内であると判
断されると、続くステップ２０３で車速センサ１６から
供給される車速信号に基づき、車両がある所定速度Ｂよ
り速く走行している時間Ｔが所定時間Ｃ以上となってい
るかどうかを判断する。ステップ２０３で否定判断がさ
れると、マイクロコンピュータ１０はステップ２０４以
下の処理を行なうことになる。

上記したステップ２００〜２０３の処理は、機関が暖機
加速増量を必要とする状態であるかどうかを判断するた
めの処理である１、即ち、ステップ２００で負荷Ｑ／Ｎ
　（負荷Ｑ／Ｎの経時的変化の一例を第４図（Ｂ）に示
す）が所定値Ａより大きいかどうかを判断することによ
り機関が加速時であるかどうかを判断し、ステップ２０
１で冷却水ｍＴＨＷが所定値αより小さいかどうかを判
断することにより機関が暖機時であるかどうかを判断し
ている。

一方、ステップ２０２．　２０３は、冷却水温ＴＨＷが
所定節回内にあり、かつある程度車両が走行を行なった
時には、機関が若干暖機したとみなして、＠機時加速増
量が行なわれないようにするための処理である。よって
、ステップ２０１で前足判断がされると、ステップ２０
２．　２０３は実行されずステップ２０４の処理に飛ぶ
よう構成されている。

ステップ２００〜２０３の処理により、機関が暖機時加
速増量を必要とする状態であると判断されると、ステッ
プ２０４にてマイクロコンピュータ−０はＤＬＮＥＭを
演算する。このＤＬＮＥＭは、ＣＰＵ１０３が演算しＲ
ＡＭ１０５に格納した回転数データＮＥに基づき演算さ
れる値であり、今回の回転数ＮＥ・より前回の回転数Ｎ
　Ｅ　、−１を演算しその絶対値をとったものである。

よって、ＤＬＮＥＭは下式で示される。

Ｄ　Ｌ　Ｎ　Ｅ　Ｍ　＝　Ｎ　Ｅ・−Ｎ　Ｅ　、。

［）ＬＮＥＭの求め方を図面で示すと第４図（Ｄ）に示
す如くになる。このＤＬＮＥＭは単位時間当たりの機関
回転数の上昇の度合（上昇速度）を示す値であり、機関
の吹き上がりと大きな関連を有する。即ち、ヘジテーシ
ョンが生じているような機関の吹き上がりが円滑でない
場合にはＤＬＮＥＭの値は小さくなり、逆に機関が円滑
に吹き上がっている場合にはＤＬＮＥＭの値は大きくな
る。

よって、このＤＬＮＥＭに基づいて暖機時加速増量の減
少を行なうことにより、実際の機関状態に対応して増量
を減少させることができる。尚、第４図（Ｃ）にＤＬＮ
ＥＭの経時的変化の一例を示す。

ステップ２０４においてＤＬＮＥＭが演算されると、続
くステップ２０５において減少フラグ０ＯＴＰがセット
されているかどうかを判断する。この減少フラグＤＯＴ
Ｐは、暖機時加速増量が行なわれた後、これを減少させ
る時セットされるフラグである。ステップ２０５で否定
判断がされると処理はステップ２０６に進む。ここでス
テップ２０５で否定判断がされる機関状態は、例えば磯
開始動直後にアクセルを強く踏んだような場合である。

フラグＤＯＴＰは機関が停止される時、及び後述するよ
うに暖機時加速増量の減少が終了した時にリセットされ
るよう構成されており、よって上記のような機関状態で
はフラグＤＯＴＰはリセットされており、処理はステッ
プ２０６に進む。

ステップ２０６では、機関回転数ＮＥに基づきＲＯＭ　
１０４に格納されたマツプより暖機時加速増量値Ｅが取
り込まれる。第５図はＲＯＭ１０４に格納されたマツプ
の内容、即ち機関回転数ＮＥと増量１ｍＥとの関係を示
している。同図に示すように、機関回転数が低い時には
増量値Ｅは大きくなっており、機関回転数が高くなるに
連れて増加ＩＥは減少する。このマツプに基づき増量値
Ｅを決定することにより、現在の機関の状態に適合した
暖機時加速増ｍ値Ｅを決定することができる。この暖機
時加速増量値Ｅは、本ルーチンと別個に実施される燃料
噴射時間算出ルーチン（第７図に示す）に取り込まれ、
燃料噴射時間（ＴＡＵ）が算出される。

ここで、ＴＡＵ算出ルーチンについて簡単に述べておく
。ＴＡＵ算出ルーチンはマイクロコンピュータ１０の有
するメインルーチンのひとつで、４ｍｓ毎に実行される
ものである。このルーチンが実行されると、ステップ３
０１において基本Ｉ＠射量ＴＰに対して負荷Ｑ／Ｎや各
種増量（これらをまとめてＨで示す）で補正を加えて燃
料噴射時間を演算し、続くステップ３０２においてステ
ップ３０１で演算されたＴＡＵに対し暖機時加速増量（
ｉＥ［Ｅによる補正が加えられ最終的な燃料噴射時間Ｔ
ＡＵが演算される。このＴＡＵに基づきマイクロコンピ
ュータ１０は燃料噴射弁９を駆動し、燃料噴射を行なう
。即ち、第３図に示す本願に係るルーチンで演算される
増ｆｉｌｉｆＩＥはステップ３０２で燃料噴射量制御に
反映されることになる。

再び第３図に戻り説明を続ける３、ステップ２０６で増
量値Ｅが読み込まれると、続くステップ２０７で減少フ
ラグＤＯＴＰをセットして、処理はステップ２１２に道
む。増量値Ｅの取り込み後、ステップ２０７で直ちに減
少フラグＤＯＴＰをセットするため、増量値Ｅは設定後
すぐに減少可能な状態となる。

一方、ステップ２０５で減少フラグＤ　ＯＴ　Ｐがセッ
トされていると判断されると、処理はステップ２０８に
進み、ステップ２０４で求められたＤＬＮＥＭに基づき
ＲＯＭ１０４に格納されたマツプより減少値りを取り込
む。第６図はＲＯＭに格納されたマツプの内容、即ちＤ
ＬＮＥＭと減少値りとの関係を示している。前記したよ
うにＤＬＮＥＭは機関回転数の上昇速度であるため、こ
のＤＬＮＥＭが大きくなる程、機関は円滑に吹き上がっ
ており増量値Ｅを早く減少させる必要がある。このため
、同図に示すようにＤＬＮＥＭが大きくなる程、減少値
りの値も大きくなるよう構成されている。この構成とす
ることにより、現在の機関状態に適合した減少値りを求
めることができる。

ステップ２０８で減少値りが取り込まれると、続くステ
ップ２０９において前回の増量値Ｅからステップ２０８
で求められた減少値りを演算し、算出された値を今回の
増量値ＥとしてＣＰＵ１０３内のレジスタに格納する。

この新たに求められた増量値Ｅは、前記した第７図に示
すｒＡＵ算出ルーチンのステップ３０２において取り込
まれ、燃料噴射量制御に反映される。この時、機関回転
数の上昇速度ＤＬＮＥＭが大きい時（機関の吹き上がり
が円滑な時）には、減少値りの値も大きく、よって増量
値Ｅは急速に減少する。よって、ｌｌ関に対する供給燃
料がオーバリッチとなるようなことはなく、燃費の向上
及び黒煙の発生防止を図ることができる。

一方、ＤＬＮＥＭが小さい時（ｌｌｆｌｌの吹き上がり
が円滑に行なわれていない時）には、減少値りの値は小
さくなっており、よって増量値Ｅはその大なる値を維持
し、これによりヘジテーションの発生を防止することが
できる。

続くステップ２１０では、ステップ２０９で算出された
増量値Ｅが所定値Ｆより大きいかどうかを判断する。そ
して、増１１！ＩＥが所定値Ｆより大きい時には直接ス
テップ２１２に進み、増量値Ｅが所定値未満である時に
はステップ２１１で所定値Ｆを増量値Ｅとした上でステ
ップ２１２に進む。

このステップ２１０．　２１１で行なっている処理は、
増量値Ｅの下限を設定するための処理である。これを第
４図（Ａ）を用いて説明する。第４図（Ａ）は増量値Ｅ
の経時的な変化の様子を示している。

時間ｔ１においてステップ２０６により初期増量値が設
定されると、次回のルーチン処理からはステップ２０８
．　２０９により増量値Ｅの減少が開始される。ステッ
プ２１０．　２１１が設けられていない場合には、Ｅ＝
０となるまでこの減少は続けられる。

しかるに、ステップ２１０．　２１１が設けられている
ことにより、増量値ＥはＦより減少することはない。こ
のように増量値Ｅに下限値Ｆを設けているのは、機関回
転数の上昇速度ＤＬＮＥＭがへジテーションが発生しな
い程度まで上昇する前に暖機時加速増量が停止されるの
を防止するためである。

第４図（Ａ）では時間ｔ２においてＥ＜Ｆとなっており
、その後、増量値Ｅはステップ２１１の処理により一定
値Ｆとなっている。

上記してきたステップ２０４〜２１１の処理により、暖
機時加速増量値Ｅの設定、及びこの増量値Ｅの減少処理
が行なわれる。この際、ステップ２０６で取り込まれる
初期増量値Ｅ、及びステップ２０８で取り込まれる減少
値りの値は、共に機関回転数に基づいて決定されている
。前記したようにヘジテーションの発生は機関回転数に
大きく関係している。よって、機関回転数に基づいて増
量値Ｅ及び減少値りを設定することにより、機関の現在
の状態に対応した制御を行なうことができる。、これに
より、機関の吹き上がりが十分でないのに暖機時加速増
量が停止されてしまったり、逆に機関がヘジテーション
が生じない程度まで吹き上がっているのに増量が続行さ
れてしまうことは無くなり、ヘジテーション、黒煙の発
生防止及び燃費の向上を図ることができる。

ステップ２０４〜２１１の処理が行なわれると、続くス
テップ２１２において機関回転数の上昇速度ＤＬＮＥＭ
が所定値Ｇ以上になっているかどうかが判断される。こ
の所定値Ｇは、この値以上になるとヘジテーションが発
生しなくなるという機関回転数の上昇速度である。この
所定値Ｇは実験により予め求められている値でありＲＯ
Ｍ１４内に格納されている。

ステップ２１２でＤＬＮＥＭがＧより小さいと判断され
ると、本ルーチンは終了し、ステップ２０９で求められ
た増量値Ｅ及び減少フラグＤＯＴＰのセット状態は維持
され、次の３６０℃Ａ経過時に実施される本ルーチンに
反映される。一方、ステップ２１０でＤＬＮＥＭがＧよ
り大きいと判断されるとくこの状態は第４図（Ａ）〜（
Ｃ）に時間ｔ３以降の状態である）、マイクロコンピュ
ータ１０は機関がヘジテーションを発生しない程度まで
吹き上がっていると判断し、ステップ２１３で減少フラ
グＤＯＴＰをリセットし、また続くステップ２１４で増
量値Ｅを初期化して本ルーチンを終了する。よって、ス
テップ２１３．　２１４を経た後においては、暖機時加
速増量は燃料噴射量制御に反映されることはない。

一方、ステップ２００．ステップ２０２で否定判断がさ
れた場合、及びステップ２０３で肯定判断がされた場合
、即ちステップ２００〜２０３の処理により機関が暖機
加速状態でないと判断された場合も処理はステップ２１
３に飛び、よって暖機時加速増量は燃料噴射量制御に反
映されないよう構成されている。

尚、上記した実施例では、第３図に示すルーチンを３６
０°ＣＡ毎に実行することとしたが、これに限るもので
はなく、これと異なる時間間隔で本ルーチンを実行して
も良い。

また、本実施例ではＤＬＮＥＭを求めるステップ２０４
の処理を本ルーチン内に組み込んだ構成を示したが、こ
れに限らず、ＤＬＮＥＭを求めるのに適した時間毎に繰
返えされる別ルーチンで求める構成とし、当該別ルーヂ
ンよりＤＬＮＥＭを取り込む構成としても良い。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、機関回転数に基づいて暖
機時加速増量を減少させることができるため、機関状態
に対応した減少制御が可能となり、よって供給燃料がオ
ーバリッチとなることによる燃費の悪化や黒煙の発生を
防止でき、またｔｌ１１１Ｉ！の回転数上昇が十分でな
い状態で供給燃料がオーバリーンとなることによるヘジ
テーションの発生を防止できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明の一実施例で
ある燃料噴射量制御装置を適用してなる内燃機関の全体
構成図、第３図はマイクロコンビ１−夕の動作を説明す
るためのフローチャート、第４図は増量値Ｅ、負負荷／
Ｎ、ＤＬＮＥＭ、機関回転数ＮＥの経時的変化を示す図
、第５図は機関回転数ＮＥと増量値Ｅとの関係を示す図
、第６図はＤＬＮＥＭと減少値りとの関係を示す図、第
７図は燃料噴射時間ＴＡＵを算出するためのフローチャ
ートである。 １・・・機関本体、７．８・・・クランク角センサ、９
・・・燃料噴射弁、１０・・・マイクロ」ノビ１−夕、
１２・・・水温センサ、１６・・・車速センサ。 第１図 第２図 第４図 鎮 団 第γ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の運転状態に応じて該内燃機関の燃料噴射量を
   演算し、これに基づき燃料噴射量制御を行なう燃料噴射
   量制御手段と、 該内燃機関に設けられた水温検出手段が検出する冷却水
   温が所定値以下であり、かつ、加速状態である時、該燃
   料噴射量を増量補正する増量補正手段と、 該内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、 該機関回転数検出手段が検出する機関回転数の上昇速度
   に基づき、該増量補正手段が実施した増量を減少する補
   正増量減少補正手段と により構成されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射
   量制御装置。