JPH0623730Y2 - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はエンジンの燃料制御装置に関するものであっ
て、とくに冷間始動時においてスロットル全開時には燃
料供給を停止してエンジンの始動性の向上を図るように
したものに関する。

［従来の技術］ 一般にエンジンにおいては、冷間始動時には燃料の気化
・霧化が悪いので、空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比より
かなりリッチ側にセットされる。このため、一度エンジ
ンの始動に失敗すると燃焼室内に燃料がたまり、点火プ
ラグに液状の燃料が付着して良好な火花が発生しなくな
り、エンジンの再始動が困難になる場合がある。このよ
うなとき、キャブレタを備えたエンジンではスロットル
弁を全開にすれば、吸気通路内が大気圧となり、燃料供
給系統から吸気通路内に燃料が吸い出されなくなるの
で、自然に燃焼室への燃料供給が停止され、点火プラグ
まわりの液状の燃料が速やかに気化し、エンジンの再始
動が容易となる。

しかしながら、燃料噴射方式のエンジンにおいては、通
常エンジン始動時には吸気通路内の圧力に関係なく水温
に応じて燃料噴射量が決定されるようになっているの
で、スロットル弁を全開しても燃料噴射弁から燃料が噴
射され、点火プラグまわりの液状の燃料がなかなか気化
せずエンジンの再始動がむずかしくなるといった問題が
ある。

そこで、燃料噴射弁を備えたエンジンにおいて、エンジ
ン始動時にスロットル弁が全開となっているときには燃
料噴射を停止する、いわゆるデチョークシステムを備え
たエンジンの燃料制御装置が提案されている（例えば、
特開昭５３−１７８３７号公報参照）。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、エンジン停止後それ程時間が経過していない
場合など、温間時にエンジンを始動させるときには、停
止中にエンジンからの放熱により燃料供給系統内にベー
パが発生していることが多く、このためエンジン始動時
の燃料供給量が予定された量より少なくなり、混合気が
リーン化することが多い。とくに燃料としてアルコール
混入ガソリンを使用する場合には、アルコールの蒸気圧
が高いので燃料供給系統内にベーパが発生しやすい。

そして、前記のようなデチョークシステムを備えたエン
ジンにおいて、温間始動時にアクセルペダルが踏み込ま
れスロットル弁が全開された場合、燃料供給が停止され
るので、混合気がますますリーン化し、エンジンの始動
が非常にむずかしくなるといった問題があった。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、エンジンの冷間始動時と、温間始動時のいずれにお
いてもエンジンの始動性を良好に保つことができるエン
ジンの燃料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］ 本考案は上記の目的を達成するために、エンジン始動時
であり、かつスロットル弁全開時であるときには、燃料
供給を停止するように制御するエンジンの燃料制御装置
において、上記燃料供給停止制御を水温が所定値以下の
ときのみ行うとともに、水温を検出する水温検出手段が
故障したときには上記燃料供給停止制御を禁止するよう
にしたことを特徴とするエンジンの燃料制御装置を提供
する。

［考案の作用・効果］ 本考案によれば、エンジン始動時においてスロットル弁
が全開されている場合、水温が所定値以下である冷間時
のみ燃料供給を停止する（デチョークシステムを作動さ
せる）ようにしているので、温間始動時にはスロットル
弁を全開してもデチョークシステムが作動せず、燃料供
給は停止されない。このため、温間始動時の混合気のリ
ーン化を防止することができ、温間始動時のエンジンの
始動性を良好に保つことができる。また、冷間始動時に
おいてスロットル弁が全開されたときにはデチョークシ
ステムが作動して燃料供給が停止されるので、エンジン
の始動に失敗してエンジンを再始動する場合に、点火プ
ラグのぬれが早期に解消され、エンジンの始動性の向上
を図ることができる。

また、水温センサが故障したときには、通常エンジンの
コントロールユニットは水温センサの出力値が最小値
（例えば２０℃）である、すなわち冷間時であると判定
するようになっている。このため、単に温間時にデチョ
ークシステムの作動を禁止するだけでは、水温センサが
故障すると、温間始動時にスロットル弁が全開されたと
きにデチョークシステムが作動して燃料供給が停止さ
れ、混合気がリーン化してエンジンの始動が非常にむず
かしくなる。しかしながら、水温センサ故障時には、デ
チョークシステムの作動を禁止しているので、水温セン
サ故障時でも、温間始動時にスロットル弁が全開された
ときには、通常の始動時と同様の燃料供給が行なわれ、
温間時におけるエンジンの始動性の向上を図ることがで
きる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、エンジンＣＥは、吸気弁１が開か
れたときに、吸気ポート２から燃焼室３内に吸気（混合
気）を吸入し、この吸気（混合気）をピストン４で圧縮
して点火プラグ５で着火・燃焼させ、燃焼ガスを排気弁
６が開かれたときに排気ポート７を介して排気通路８に
排出するようになっている。なお、点火プラグ５はディ
ストリビュータ９によって点火タイミングが決定され
る。

そして、燃焼室３に吸気を供給するために、共通吸気通
路１０が設けられ、この共通吸気通路１０には、上流か
ら順に、吸気中の浮遊塵を除去するエアクリーナ１１
と、吸気量を検出するエアフローメータ１２と、アクセ
ルペダル（図示せず）と連動して開閉されるスロットル
弁１３と、吸気量を安定化するためのサージタンク１５
とが設けられている。上記サージタンク１５には、各気
筒（第２図では、第１気筒のみ図示）の吸気ポート２と
連通する独立吸気通路１６が接続され、この独立吸気通
路１６には吸気ポート２の直ぐ上流において、燃料噴射
弁１７が噴射口を下流側に傾けて配置されている。

エンジンＣＥの各種制御を行うために、マイクロコンピ
ュータで構成されるコントロールユニット２０が設けら
れ、このコントロールユニット２０は、吸気温センサ２
１によって検出される吸気温、エアフローメータ１２に
よって検出される吸気量、スロットルセンサ２２によっ
て検出されるスロットル開度、水温センサ２３によって
検出される水温、ディストリビュータ９に対して設けら
れたクランク角センサ２４によって検出されるクランク
角（エンジン回転数）、スタータスイッチ２５のオン・
オフ信号等を入力情報として所定の制御を行うようにな
っている。なお、コントロールユニット２０は、本願請
求項１に記載された燃料制御装置を含む。

上記コントロールユニット２０は、空燃比制御、点火時
期制御等の通常のエンジン制御を行うとともに、第１図
にハード的に捉えたときの論理構成を示すように、スタ
ータスイッチがオンであり、エンジン回転数が５００r.
p.m.以下であり、スロットル弁１３の全開スイッチがオ
ンでありかつアイドルスイッチがオフであり、水温が８
０℃未満であり、スロットル弁１３の全開スイッチにフ
ェイルが発生せず、かつ水温センサ２３にフェイルが発
生していないときには、燃料噴射弁１７からの燃料噴射
を停止する、いわゆるデチョーク制御を行うようになっ
ている。

以下、第４図〜第６図に示すフローチャートに従ってデ
チョーク制御の制御方法を説明する。

＜基本噴射パルス幅算出ルーチン＞ 第４図に示すフローチャートに従って、基本噴射パルス
幅算出ルーチンを説明する。

制御が開始されるとステップＰ１で、クランク角、エア
フローメータ出力値、吸気温等の各種入力情報が読み込
まれる。

ステップＰ２では、クランク角センサ２４によって検出
されるクランク角に基づいて、クランク角が３６０°変
化するのに要する時間からエンジン回転数Neが算出され
る。

ステップＰ３ではエアフローメータ１２の出力値（体
積）と吸気温とから吸入空気量Ｑ（重量）が算出され
る。

ステップＰ４では、上記のエンジン回転数Neと吸入空気
量Ｑとに基づいて、次式により基本燃料噴射パルス幅Tp
が算出される。

Tp＝ａ・（Ｑ／Ne） 上式において、（Ｑ／Ne）は燃焼室３への吸気の１回吸
入量を示し、ａは吸気の１回吸入量に対する燃料基本噴
射パルス幅Tpを算出するための普通の比例定数である。

ステップＰ５では、ステップＰ４で算出された基本噴射
パルス幅Tpが出力される。この後、制御ルーチンはステ
ップＰ１に復帰する。

＜割り込みルーチン＞ 第５図に示すフローチャートに従って、所定のクランク
角毎に割り込んで実行され、燃料噴射弁１７に燃料噴射
を行わせ、または燃料噴射を停止させる割り込みルーチ
ンについて説明する。

クランク角が所定の値になると、この割り込みルーチン
が起動され、まずステップＳ１で、イグニッションスイ
ッチ信号、スタータスイッチ信号、エンジン回転数、水
温、後で説明するフェイルフラグルーチン（第６図参
照）でセットされるフェイルフラグ等の各種信号が読み
込まれる。

ステップＳ２では、イグニッションスイッチ信号がオン
であるか否かが比較され、オンでなければ（ＮＯ）、エ
ンジンＣＥの運転が停止されているので、制御ルーチン
をこれ以上進めず、ステップＳ２が繰り返し実行され、
実質的に本ルーチンの実行が停止される。

ステップＳ２での比較の結果、イグニッションスイッチ
信号がオンであれば（ＹＥＳ）、制御ルーチンはステッ
プＳ３に進められ、スタータスイッチ信号がオンである
か否かが比較される。比較の結果、スタータスイッチ信
号がオンでなければ（ＮＯ）、エンジンＣＥの始動操作
は終了しているので、エンジンＣＥが正常に回転してい
るか否かを判定するために、制御ルーチンはステップＳ
１１に進められる。

ステップＳ１１では、エンジン回転数Neが７００r.p.m.
未満であるか否かが比較される。Neがアイドル回転数に
相当する７００r.p.m.以上であればエンジンＣＥが正常
に回転していると判定される。比較の結果、Ne≧７００
r.p.m.であれば（ＮＯ）、エンジンＣＥは始動を完了し
て正常に回転し始めているので、ステップＳ１２で次式
によって、実際の燃料噴射パルス幅Ｔが算出される。

Ｔ＝Tp・ｂ 上式において、ｂはバッテリ電圧の低下等を補正するた
めの普通の補正係数である。この後、ステップＳ９で上
記噴射パルス幅Ｔが出力され、燃料噴射弁１７から燃料
噴射が行なわれ、本制御ルーチンは終了する。

一方、ステップＳ１１での比較の結果、Ne＜７００r.p.
m.であれば（ＹＥＳ）、始動完了後エンジンＣＥがエン
ストを起こしたものと考えられるので、燃料噴射を停止
する必要がある。このため、制御ルーチンはステップＳ
８に進められ、燃料噴射パルス幅Ｔが０にセットされ
る。このとき次のステップＳ９では燃料噴射が行なわれ
ず、本ルーチンは終了する。以下では、ステップＳ８→
ステップＳ９での燃料噴射の停止操作をデチョーク操作
という。

ところで、ステップＳ３での比較の結果、スタータスイ
ッチ信号がオンであれば（ＹＥＳ）、エンジンＣＥが自
力で回転し始めたか否かを判定するために、制御ルーチ
ンはステップＳ４に進められる。

ステップＳ４では、エンジン回転数Neが５００r.p.m.以
下であるか否かが比較される。Ne＞５００r.p.m.であれ
ば（ＮＯ）、エンジンＣＥが自力で回転し始めたものと
考えられるので、ステップＳ１２→ステップＳ９で前記
したような通常時（エンジン始動時ではない）用の燃料
噴射が行なわれる。

ステップＳ４での比較の結果、Ne≦５００r.p.m.であれ
ば（ＹＥＳ）、まだエンジンＣＥが自力で回転し始めて
いないので、ステップＳ５〜ステップＳ７の始動時用ル
ーチンに進められる。

ステップＳ５では水温ＴＨＡが８０℃未満であるか否
か、すなわち冷間時であるか否かが比較される。ＴＨＡ
≧８０℃であれば（ＮＯ）、温間始動時であり、たとえ
スロットル弁１３が全開であっても燃料噴射を停止する
必要がないので、ステップＳ１０で噴射パルス幅Ｔが温
間時用の所定の燃料噴射パルス幅Psにセットされ、この
後ステップＳ９で上記噴射パルス幅Ｔに従って燃料噴射
が行なわれる。

ステップＳ６ではフェイルフラグが０であるか否か、す
なわち、水温センサ２３またはスロットルセンサ２２が
フェイルしているか否かが比較される。なお、フェイル
フラグは、後で説明するフェイルフラグルーチン（第６
図参照）でセットされる。フェイルフラグ＝０であれば
（ＹＥＳ）、水温センサ２３またはスロットルセンサ２
２がフェイルしている。このためデチョーク操作を行う
と、温間始動時またはスロットル弁非全開時に燃料噴射
を停止するといった不具合が起こる。これを防止するた
めに、制御ルーチンはステップＳ１０→ステップＳ９に
進められ温間時用の燃料噴射が行なわれる。

ステップＳ７ではスロットル開度ＴＶＯが全開時の７／
８以上であるか否か、すなわち実質的に全開であるか否
かが比較される。ＴＶＯ＜７／８であれば（ＮＯ）、ス
ロットル弁１３は全開されておらず、デチョーク操作を
行う必要がないので、制御ルーチンはステップＳ１０→
ステップＳ９に進められ、温間時用の燃料噴射が行なわ
れる。

一方、ステップＳ５〜ステップＳ７での一連の比較の結
果、ＴＨＡ＜８０℃であり、フェイルフラグ≠０（＝
１）であり、かつ、ＴＶＯ≧７／８であれば、冷間時で
あり、水温センサ２３あるいはスロットルセンサ２２が
フェイル状態にはなく、かつスロットル弁１３が実質的
に全開されているので、燃料噴射を停止してデチョーク
操作を行うために、制御ルーチンはステップＳ８→ステ
ップＳ９に進められる。ステップＳ８では、噴射パルス
幅Ｔが０にセットされ、したがってステップＳ９では燃
料噴射が行なわれない。このとき、エンジンＣＥの始動
に失敗して、エンジンＣＥを再始動するときにはデチョ
ーク操作により燃料の噴射が停止されるので、燃焼室３
内に燃料がたまるのが防止され、点火プラグ５のぬれが
速やかに解消され、エンジンＣＥの始動性の向上を図る
ことができる。

＜フェイルフラグルーチン＞ 第６図に示すフローチャートに従ってフェイルフラグル
ーチンを説明する。なお、この制御ルーチンによってセ
ットされるフェイルフラグは、前記したとおり、第５図
に示す割り込みルーチンのステップＳ６で用いられる。

ステップＱ１ではシステムのイニシャライズが行なわれ
る。

ステップＱ２では水温センサ２３の検出値スロットルセ
ンサ２２の検出値等の各種入力信号が読み込まれる。

ステップＱ３では水温センサ検出値が所定の上限値α_１
を越えるか否かが比較され、ステップＱ４では水温セン
サ検出値が所定の下限値β_１未満であるか否かが比較さ
れる。上記α_１は冷却水として通常ありうる最高温度に
設定され、上記β_１は冷却水として通常ありうる最低温
度に設定されている。したがって、水温センサ検出値が
上限値α_１を超えるか、または下限値β_１未満であれ
ば、水温センサ２３が冷却水としてありえない温度を示
していることになるので、水温センサ２３がフェイルし
たものと判定される。ステップＱ３，Ｑ４での比較の結
果、水温センサ検出値がα_１を超えるか、またはβ_１未
満であれば、水温センサ２３がフェイルしているので、
ステップＱ９で水温ＴＨＡが２０℃にセットされる。す
なわち、上記の異常な水温センサ検出値を制御情報とし
て用いることはできないが、さりとて水温が不定である
とエンジンＣＥの制御を行うことができないので、とり
あえず２０℃が仮の情報としてセットされる。この後ス
テップＱ８でフェイルフラグに０（フェイル状態）がセ
ットされる。

一方、ステップＱ３，Ｑ４での比較の結果、水温センサ
検出値がα_１以下で、かつβ_１以上であれば、水温セン
サ２３はフェイルしていないので、さらにステップＱ
５，Ｑ６で、スロットルセンサ２２がフェイルしている
か否かが判定される。

ステップＱ５ではスロットルセンサ検出値が所定の上限
値αを越えるか否かが比較され、ステップＱ５ではスロ
ットルセンサ検出値が所定の下限値β未満であるか否か
が比較される。第３図に示すように、上記αはスロット
ル開度としてありうる最高開度に設定され、上記βはス
ロットル開度としてありうる最小開度に設定されてい
る。したがって、水温センサ検出値が上限値αを超える
か、または下限値β未満であれば、スロットルセンサ２
２がありえない開度を示していることになるので、スロ
ットルセンサ２２がフェイルしたものと判定される。ス
テップＱ５，Ｑ６での比較の結果、スロットルセンサ検
出値がαを超えるか、またはβ未満であれば、スロット
ルセンサ２２がフェイルしているので、ステップＱ８
で、フェイルフラグに０がセットされる。

一方、ステップＱ５，Ｑ６での比較の結果、スロットル
セット検出値がα以下で、かつβ以上であれば、スロッ
トルセンサ２２がフェイルしておらず、かつステップＱ
３，Ｑ４ですでに水温センサ２３がフェイルしていない
と判定されているので、ステップＱ７でフェイルフラグ
に１（正常）がセットされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかかる燃料制御装置を備えたエンジ
ンのデチョーク操作における燃料供給停止の判定基準を
示す図である。 第２図は、本考案にかかる燃料制御装置を備えたエンジ
ンのシステム構成図である。 第３図は、スロットルセット検出値のスロットル開度に
対する特性を示す図である。 第４図は基本噴射パルス幅算出ルーチンを示すフローチ
ャートである。 第５図は、燃料噴射制御を行う割り込みルーチンを示す
フローチャートである。 第６図は、フェイルフラグをセットするためのフェイル
フラグルーチンを示すフローチャートである。 ＣＥ…エンジン、３…燃焼室、５…点火プラグ、１０…
共通吸気通路、１２…エアフローメータ、１３…スロッ
トル弁、１６…独立吸気通路、１７…燃料噴射弁、２０
…コントロールユニット、２１…吸気温センサ、２２…
スロットルセンサ、２３…水温センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 柴田 勲 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−17837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−282140（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン始動時であり、かつスロットル弁
   全開時であるときには、燃料供給を停止するように制御
   するエンジンの燃料制御装置において、 上記燃料供給停止制御を水温が所定値以下のときのみ行
   うとともに、水温を検出する水温検出手段が故障したと
   きには上記燃料供給停止制御を禁止するようにしたこと
   を特徴とするエンジンの燃料制御装置。