JPH04252832A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃料噴射
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射式エンジンにおいて、インジェ
クタからの燃料噴射量（噴射パルス幅）Ｔｅは、例えば
次式により計算され、制御される。

【０００３】Ｔｅ＝Ｔｐ×Ｃｏｅｆ×αこのＴｐはエン
ジンの吸入空気量Ｑａとエンジンの回転数Ｎとに応じて
定まる基本的な噴射量（ベース空燃比）で、Ｃｏｅｆは
運転域の空燃比補正、水温増量補正、始動および始動後
増量補正、アイドル後増量補正、加速減量補正等の各種
補正係数の和、αは実空燃比（排気中の酸素濃度）と目
標空燃比との差異に基づいて計算されるフィードバック
補正係数である。

【０００４】Ｃｏｅｆ中の水温増量補正は、エンジンの
冷却水温Ｔｗに応じて燃料増量を行い、始動および始動
後増量補正は、エンジン始動時の冷却水温Ｔｗにて初期
増量値を決め、始動後の経過時間にて減少させていく。 このような増量制御を行うことで、冷間時の始動性を良
くし、始動直後のエンジン回転の安定化を図ると共に、
暖機運転を円滑に行うようになっている（特開昭５８ー
２７８４４号公報等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の制御にあっ
て、水温増量補正、始動後増量補正は、エンジンの回転
、負荷には無関係に、最も厳しい状態を想定して、常に
運転性に不具合を生じないように増量分を定めている。

【０００６】しかし、冷間時にはエンジンの燃焼室の壁
温が低いため、燃焼室に流入した燃料が気化しにくく相
対的に燃料が不足する分、増量するのである。

【０００７】即ち、冷間時に必要な燃料増量は、燃焼室
の壁温に関係する。また、燃焼室の壁温は、エンジン始
動後速やかに立上がると共に、運転状態によって変化す
るが、従来の増量制御はこのような点を考慮しておらず
、このため安定したエンジン回転は保てるものの、適正
な燃料増量とは言いがたい。

【０００８】したがって、これらの条件によっては増量
割合が大きすぎ、経済性、排気エミッションに悪影響を
及ぼすという問題があった。

【０００９】この発明は、このような問題点を解決した
燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、図１に示す
ように機関の運転状態を検出するセンサ１００の検出値
に基づいて燃料噴射装置１０１からの燃料噴射量を制御
する手段１０２を有する内燃機関の燃料噴射制御装置に
おいて、機関の回転数、負荷、冷却水温から機関燃焼室
の周囲の温度を予測する手段１０３と、この予測温度に
基づいて燃料増量値を演算する手段１０４と、この増量
値に応じて機関冷間時の燃料噴射量を補正する手段１０
５とを備える。

【００１１】

【作用】したがって、機関の回転数、負荷、冷却水温か
ら機関燃焼室の周囲の温度つまり燃焼室の壁温を予測し
、これをもとに増量値を定めるので、冷間時に機関に要
求通りの燃料増量を行うことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図２に示すように、吸入空気はエアクリー
ナ２から吸気管３を通り、燃料は各気筒に設けたインジ
ェクタ（燃料噴射装置）４から、エンジン１の各吸気ポ
ートに向けて噴射される。

【００１４】シリンダ内で燃焼したガスは排気管５を通
して触媒コンバータ６に導入され、ここで燃焼ガス中の
有害成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ）が三元触媒により清浄
化されて排出される。

【００１５】吸入空気の流量Ｑａはホットワイヤ式のエ
アフローメータ７により検出され、アクセルペダルと連
動するスロットルバルブ８によってその流量が制御され
る。

【００１６】スロットルバルブ８の開度ＴＶＯはスロッ
トル開度センサ９により検出され、エンジン１の回転数
Ｎはクランク角センサ１０により検出される。また、ウ
ォータジャケットの冷却水温Ｔｗは水温センサ１１によ
り検出され、排気中の空燃比（混合比）は空燃比センサ
１２により検出される。

【００１７】機関の運転状態を検出するセンサとしての
エアフローメータ７、スロットル開度センサ９、クラン
ク角センサ１０、水温センサ１１、空燃比センサ１２お
よびイグニッションスイッチ（図示しない）からの検出
信号はコントロールユニット２０に入力される。

【００１８】温度予測手段、燃料増量値演算手段、燃料
噴射量補正手段としてのコントロールユニット２０は、
ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ装置等からなるマイク
ロコンピュータにて構成され、前記各検出信号に基づき
インジェクタ４からの燃料噴射量を制御する。

【００１９】次に、コントロールユニット２０の制御内
容を説明する。

【００２０】インジェクタ４からの燃料噴射量（噴射パ
ルス幅）Ｔｅは、次式（１）、（２）、図３（ステップ
１１〜１３）のようにエンジンの吸入空気量Ｑａとエン
ジンの回転数Ｎとに応じて定まる基本的な噴射量Ｔｐ（
ベース空燃比）に、各種補正係数Ｃｏｅｆ、空燃比セン
サ１２の検出値と目標空燃比との差異に基づくフィード
バック補正係数αを乗算して求められ、その噴射パルス
信号をインジェクタ４に出力することで制御される。

【００２１】 Ｔｅ＝Ｔｐ×Ｃｏｅｆ×α　　　　　　　　　　　　　
　‥‥‥（１）Ｃｏｅｆ＝１＋Ｋｍｒ＋Ｋｔｒｍ＋Ｋｔ
ｃ＋Ｋａｉ＋Ｋａｃｃ＋Ｋｈ　　　　　　　　　　　　
‥‥‥（２）ここで、Ｃｏｅｆ中のＫｍｒ、Ｋｔｒｍは
運転域の空燃比補正係数、Ｋａｉはアイドル後増量補正
係数、Ｋａｃｃは加速減量補正係数、Ｋｈは高水温増量
補正係数等で、それぞれ所定のテーブルから読み込まれ
る。

【００２２】一方、Ｃｏｅｆ中のＫｔｃは燃焼室の壁温
に関する補正係数で、エンジンの運転条件より次のよう
に算出される。

【００２３】まず、図４のようにエンジンの回転数Ｎ、
負荷（ＴｐまたはＱａ）を読み込み、平衡壁温Ｔｃｈを
算出する（ステップ２１，２２）。

【００２４】次に、この平衡壁温Ｔｃｈ、その算出時点
の冷却水温Ｔｗ、冷却水温の平衡温度（例えば８０℃）
、および壁温変化重み係数Ｆから、次式（３）、（４）
にて燃焼室の壁温Ｔｃを算出する（ステップ２３〜２５
）。

【００２５】 　　　　Ｔｃｓｔ＝Ｔｃｈ−（８０℃−Ｔｗ）　　　　
‥‥‥（３）　　　　Ｔｃ＝Ｔｃｓｔ×Ｆ＋旧Ｔｃ×（
１−Ｆ）　　‥‥‥（４）平衡壁温Ｔｃｈは、エンジン
が定常状態にあるときに燃焼室の壁温がバランスする温
度で、回転数Ｎと負荷Ｔｐに基づき図５のように設定し
たテーブルから読み込まれる。壁温変化重み係数Ｆは、
負荷Ｑａに基づく壁温の変化率を定めたもので、負荷Ｑ
ａが大きくなるにしたがい大きな値をとり、図６のよう
に設定したテーブルから読み込まれる。

【００２６】図７に冷機状態からエンジン始動後の冷却
水温Ｔｗ、燃焼室の壁温Ｔｃの上昇特性を示すと、冷却
水温Ｔｗは始動直後から緩やかな速度で上昇するが、壁
温Ｔｃは始動直後は急速に上昇し、その後は水温Ｔｗの
上昇と同じパターンで平衡値Ｔｃｈに達する。この始動
直後の壁温Ｔｃは、冷却水温Ｔｗと上昇パターンが同じ
になるときの壁温Ｔｃｓｔまで急速に立上がるものの、
立上がる速度はほぼ負荷Ｑａに応じ、またそのＴｃｓｔ
は水温Ｔｗに、水温の平衡温度に対する平衡壁温Ｔｃｈ
の差分を加えたものとなる。

【００２７】即ち、始動後の壁温Ｔｃは、（３）式にて
Ｔｃｓｔを算出し、（４）式のように旧Ｔｃ（前回値）
からの増加分を、Ｔｃｓｔまでの差分と負荷Ｑａに基づ
く壁温変化重み係数Ｆとで演算することで求めることが
できる。

【００２８】そして、この壁温Ｔｃから壁温補正係数Ｋ
ｔｃが、図８のように定めたテーブから読み込まれ、決
定される。

【００２９】このように、燃焼室の壁温Ｔｃを予測し、
壁温Ｔｃの補正係数Ｋｔｃに基づいて燃料を増量制御す
るので、エンジンの冷間時始動直後ならびに暖機中に適
正な燃料増量を得ることができる。

【００３０】燃焼室の壁温Ｔｃは、エンジンの運転状態
により変化するが、その特性に基づき、エンジンの回転
数、負荷から求めた壁温の平衡温度Ｔｃｈ、冷却水温お
よび負荷に基づく壁温変化重み係数Ｆから正確に予測で
きるのである。

【００３１】このため、壁温Ｔｃの補正係数Ｋｔｃに基
づき、冷間時始動直後ならびに暖機中にエンジンの要求
通りに燃料増量を制御でき、燃料が過剰となることを防
止できる。

【００３２】したがって、冷間時始動直後のエンジン回
転を安定に保ち、かつ暖機運転を良好に行えると共に、
燃費ならびに排気エミッションが大幅に向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、機関の運
転状態を検出するセンサの検出値に基づいて燃料噴射装
置からの燃料噴射量を制御する手段を有する内燃機関の
燃料噴射制御装置において、機関の回転数、負荷、冷却
水温から機関燃焼室の周囲の温度を予測する手段と、こ
の予測温度に基づいて燃料増量値を演算する手段と、こ
の増量値に応じて機関冷間時の燃料噴射量を補正する手
段とを備えたので、冷間時始動直後ならびに暖機時に燃
料を適正に増量制御することができ、機関の安定した回
転、良好な暖機運転を確保できると共に、燃費、排気エ
ミッションを大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】制御系を示す構成図である。

【図３】燃料噴射量を演算する制御フローチャートであ
る。

【図４】壁温を算出する制御フローチャートである。

【図５】平衡壁温のデータを示す特性図である。

【図６】壁温変化重み係数のデータを示す特性図である
。

【図７】壁温と冷却水温の特性図である。

【図８】壁温補正係数のデータを示す特性図である。

【符号の説明】

１　　エンジン ４　　インジェクタ ７　　エアフローメータ ９　　スロットル開度センサ １０　　クランク角センサ １１　　水温センサ １２　　空燃比センサ ２０　　コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機関の運転状態を検出するセンサの検
   出値に基づいて燃料噴射装置からの燃料噴射量を制御す
   る手段を有する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   機関の回転数、負荷、冷却水温から機関燃焼室の周囲の
   温度を予測する手段と、この予測温度に基づいて燃料増
   量値を演算する手段と、この増量値に応じて機関冷間時
   の燃料噴射量を補正する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。