JPH0734927A

JPH0734927A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH0734927A
Application number: JP17806893A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sawamoto; 広幸澤本; Michio Furuhashi; 道雄古橋; Yasuhiro Oi; 康広大井; Hidemi Onaka; 英巳大仲
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、
特に半暖機状態の機関を再始動した時のフィードバック
の開始時期を最適に制御する方法に関する。【構成】冷却水温を検出する水温検出手段（３）と、
潤滑油温を検出する油温検出手段（５）とを設け、再始
動時の水温と油温とを検出し、その油温と水温の差に応
じてオフセットさせた補正量を比較補正手段（６）によ
って求め、この補正量に応じてフィードバック制御の開
始時期を可変とする。油温と水温の差に応じたオフセッ
ト量と、補正した再始動時の水温を基にしたフィードバ
ックを開始する温度とはテストにより予め求めてマップ
に記憶させておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の空燃比制御装
置に関し、特に半暖機状態の機関を再始動した時のフィ
ードバック制御の開始時期を最適に制御する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の始動後のエンジンの回転を滑
らかに保ち、運転性の悪化を防止し、燃費及び排気エミ
ッションの悪化を防ぐためには、始動後の機関の暖機状
態に応じて燃料を増量補正しながら暖機を促進させてい
くことが必要である。したがって、機関の暖機状態を的
確に把握することと、どの時点で機関の暖機が終了した
と判断しフィードバック制御を開始するかというところ
が重要である。ところで、機関の暖機状態を捉えるには
燃焼室の壁面温度をもってするのが理想的である、しか
し、現在のところ燃焼室の壁面温度を検知する適切な手
段がないために他の部位の検知可能な温度、例えば冷却
水温、をもとにして判断手段としているものが多く、従
来よりいろいろな方法が提案されている。例えば、特開
昭５８−７２７６８号公報に示されるもののように冷却
水温が始動時の値より所定量以上上昇した時にフィード
バック制御を開始するものや、特開平０２−１６３４３
３号公報に示されるもののように始動時の水温に応じて
燃料の増量特性を決めておき、増量値が一定になった時
にフィードバック制御を開始するものなどが開示されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
冷却水温は冷間始動時点においては機関温度に等しいが
一旦始動した後は両者の温度は大きく異なりまた応答遅
れもあり暖機が終了して定常状態となっている場合を除
き一定の比例関係にはならない。それでも、冷間状態か
ら始動した場合にはその後の冷却水温の上昇は機関の温
度上昇に対して応答遅れがあるものの決まったパターン
となるので冷却水温を検知するだけでもこの応答遅れを
見越して最適に燃料の増量補正とフィードバック制御の
開始時期を設定することができる、しかし半暖機状態か
ら再始動した場合には冷却水温が同じでもその時の機関
の温度は同じではないので冷却水温を検知するだけでは
機関の暖機状態を正しく捉えることはできず、最適に燃
料の増量補正とフィードバック制御の開始時期の設定を
することができない。ところが、特開昭５８−７２７６
８号公報に示されるものは、始動後の水温上昇量が所定
量に達した時に暖機終了と判定してフィードバック制御
を開始するようにされており始動時の水温にかかわらず
暖機に要する時間、すなわち機関総発熱量を一定にする
ものであり、通常温度下での冷間始動には有効と思われ
るが、極低温時からの始動時には暖機が不足する可能性
があり、また逆に半暖機状態で機関を再始動する場合に
は機関の暖機状態が反映されないために暖機時間が必要
以上に長くなる可能性がある。一方、特開平０２−１６
３４３３号公報に示されるものにおいては、始動時の水
温に対して複数の燃料の増量特性を決めておいてその増
量値が一定の値になった時にフィードバック制御を開始
するようにされており、この場合には極低温下の場合も
含めて冷間始動には有効と思われるが、半暖機状態で機
関を再始動する場合にはやはり機関の暖機状態が正しく
捉えられていないために最適に増量補正とフィードバッ
ク制御の開始時期の設定をすることができない。また始
動時の水温に応じて複数の燃料の増量特性を予め設定し
なければならないという複雑さがある。本発明は上記問
題に鑑み、機関の暖機状態を正しく捉え半暖機状態から
の再始動の場合にも最適にフィードバック制御開始時期
の設定ができる内燃機関の空燃比制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、内燃機
関の空燃比制御装置において、冷却水温を検出する水温
検出手段と、潤滑油温を検出する油温検出手段と、前記
の水温検出手段により検出された水温と、前記の油温検
出手段により検出された油温とからフィードバックの開
始時期を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする
内燃機関の空燃比制御装置が提供される。

【０００５】

【作用】上記構成によって、再始動時の水温をその時の
水温と油温との差に応じて補正し、それに対応してフィ
ードバック開始時期が設定される。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の詳細を添付の図面を参照しな
がら説明する。図１は、本発明による空燃比制御装置を
備えた内燃機関の概略を示す図である。図において１は
機関本体、２は冷却水、３は冷却水２の温度を検出する
水温検出手段、４は潤滑油、５は潤滑油４の温度を検出
する油温検出手段である。６は比較補正手段であって水
温検出手段３と油温検出手段５で検出した値を基に最適
なフィードバック開始時期を与えるための補正された水
温値を演算するものである。７はフィードバック制御手
段で、水温検出手段３によって検出された冷却水２の温
度が比較補正手段６によって求められた補正された水温
値に達すると排気管８に設けられた０₂センサ９の信号
レベルに応じて最適な燃料噴射量を演算し燃料噴射弁１
０から吐出される燃料噴射量を制御する。

【０００７】図２は、冷間状態で機関を始動した後の代
表的な水温および油温の推移を示したものであり、図３
の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ図２のＡ，Ｂ，Ｃ
点で機関を停止した場合のその後の水温および油温の推
移を示したものである。冷却水は暖まりやすくて冷えや
すく、逆に潤滑油は暖まりにくくて冷えにくいという基
本的な特性と、機関がどの程度まで暖機されてから停止
したかという条件によって油温と水温の下がり方が大き
く異なり、それによって油温と水温の差も異なってくる
ということを示している。そして油温と水温の差が大き
いほど暖機は進んでいることを意味する。したがって、
同じ水温でも油温との差が大きい場合には、油温との差
が小さい場合に比べて暖機終了までに要する時間あるい
は総機関回転量あるいは総機関排出熱量は小さくなり、
さらに追加する暖機は少なくてもよいことになり、早め
にフィードバック制御を開始することができる。

【０００８】上述のような考え方に基づき、本発明では
以下のようにしてフィードバック制御の開始時期の設定
をおこなうが、ここで注目すべきことは、本発明におい
ては、始動時の水温に応じて暖機のパターン、例えば水
温に対する燃料の増量補正量を変え、その暖機所要時間
を変えてフィードバック制御の開始時期を変えるのでは
なくて、前記の例えば燃料の増量補正量はある水温に対
しては一つの値としておいて、そのような補正を止めて
フィードバック制御を開始する水温の値を一定値あるい
は一定上昇幅により決めないで、前記の油温と水温の差
を基にして補正するという点である。

【０００９】先ず、水温検出手段３と油温検出手段４に
よって再始動時の冷却水２の水温と潤滑油４の油温を検
出する。次に、その再始動時の油温と水温の差に応じて
再始動時の水温をオフセットさせた補正した再始動時水
温を求める。次に、その補正した再始動時の水温を基に
してフィードバック制御を開始する温度を決め、実際の
水温がこのフィードバック開始温度に達するまではフィ
ードバック制御をおこなわず、フィードバック開始温度
に達した時点でフィードバック制御を開始する。実際
は、油温と水温の差に応じたオフセット量と、補正した
再始動時の水温を基にしたフィードバックを開始する温
度とはテストにより予め求めてマップに記憶させてお
く。（表１、２参照）

【００１０】

【表１】

【００１１】

【表２】

【００１２】以下、本発明を実行するプログラムのフロ
ーチャートについて説明する。このプログラムは、従来
のフィードバック制御ロジックに付随して実行される。
ステップ１０１では、始動時か否かを判定し、始動時で
あればステップ１０２へ、始動時でなければステップ１
０８へ進む。ステップ１０２では、始動時水温（ＴＨＷ
ＳＴ）と、始動時油温（ＴＨＯＳＴ）を検出する。ステ
ップ１０３ではスタンバイラムであるＸＦＦＢフラグが
ＯＮか否かを判定する。ここでは、前回の機関運転時に
フィードバック制御を行ったか否かを判定するもので、
機関の暖機が一旦終了したかどうかを見る目的がある。
フラグがＯＮで前回の運転で暖機が終了していればステ
ップ１０４へ進み、そうでなければステップ２０１へ進
む。ステップ１０４では、機関始動時に検出した油温か
ら水温を減算して結果をＡにいれる。ステップ１０５に
てＡの値を使ってフィードバック開始水温に対するオフ
セット量を決める。Ａの値に対するオフセット量はテス
トの結果に基づき予めマップに記憶されていて（表
１）、Ａの値が大きい程オフセット量は大きく、逆にＡ
の値が小きい程オフセット量は小さい、またＡの値が負
の場合、すなわち油温よりも水温の方が高い場合にはオ
フセット量は０とする。ステップ１０６では、始動時の
水温から前記オフセット量を減算して機関の暖機状態を
考慮した始動時水温（ＦＢＴＨＷＳＴ）を求める。また
ステップ２０１でもＦＢＴＨＷＳＴを求めるが、ここで
は前回の機関運転時にフィードバック制御を行っていな
いためにスタンバイラムにあるＸＦＦＢフラグがＯＦＦ
である、つまり前回は機関の暖機が終了する前に停止し
ているために今回の始動時も比較的燃焼室の壁面温度は
低いものと考えオフセットは加味しない。ステップ１０
７では暖機状態判定済みの始動時水温（ＦＢＴＨＷＳ
Ｔ）に対応するフィードバック開始水温（ＦＢＴＨＷ）
をマップにより決める。なおマップにはテストの結果に
基づき最適な値が予め記憶されている（表２）。ステッ
プ１０８では現在の機関冷却水温（ＴＨＷ）を検出し、
ステップ１０９でマップより求めたフィードバック開始
水温（ＦＢＴＨＷ）と比較する。現在の機関冷却水温の
方が高ければステップ１１０でフィードバック開始フラ
グ（ＸＦＢ）を、ステップ１１１でスタンバイラムのフ
ィードバック開始フラグ（ＸＦＦＢ）をＯＮにしてプロ
グラムを終了する。逆に現在の機関冷却水温の方が低け
ればステップ３０１と３０２でそれぞれのフラグをＯＦ
Ｆにして終了する。

【００１３】

【発明の効果】上記のように構成したことにより本発明
によれば、冷却水の水温だけでなく、潤滑油の油温も検
出するので半暖機状態の再始動時における内燃機関の暖
機状態を的確に推定することができ、より精度よくフィ
ードバック制御開始時期を設定することができる。また
メインのフィードバック制御回路に入力する水温を補正
するだけであるのでフィードバック制御開始までの暖機
パターンを始動時の水温に応じて複数個設定しておく必
要がないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空燃比制御装置を備えた内燃機関
の概略の構造を示す図である。

【図２】機関始動後の水温と油温の一般的な推移を示す
図である。

【図３】（Ａ）図２のＡの時点で機関を停止した場合の
その後の水温と油温の一般的な推移を示す図である。（Ｂ）図２のＢの時点で機関を停止した場合のその後の
水温と油温の一般的な推移を示す図である。（Ｃ）図２のＣの時点で機関を停止した場合のその後の
水温と油温の一般的な推移を示す図である。

【図４】本発明による空燃比制御装置のフィードバック
制御開始時期の補正の詳細を示すフローである。

【符号の説明】

１…内燃機関本体２…冷却水３…水温センサ４…潤滑油５…油温センサ６…比較補正手段７…フィードバック制御手段８…燃料噴射弁９…排気管１０…Ｏ₂センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大仲英巳愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の空燃比制御装置において、冷
却水温を検出する水温検出手段と、潤滑油温を検出する
油温検出手段と、前記水温検出手段により検出された水
温と、前記油温検出手段により検出された油温とからフ
ィードバック制御の開始時期を補正する補正手段とを備
えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。