JPH077560Y2

JPH077560Y2 - エンジンの燃料噴射量制御装置

Info

Publication number: JPH077560Y2
Application number: JP10148288U
Authority: JP
Inventors: 勉中山; 大志徳重; 正敏小路; 達也富井
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-07-30
Filing date: 1988-07-30
Publication date: 1995-02-22
Anticipated expiration: 2003-07-30
Also published as: JPH0222644U

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噴射量制御装置に関する。

（従来の技術）エンジンに使用される燃料は、燃焼室まわりの温度が低
いほど着火性が悪化する傾向がある。そのため、エンジ
ンを始動させるときには燃料の始動増量を行うことによ
って空燃比を一時的にリッチ状態とし、これにより燃料
への着火がしやすくするように構成されるのが通例であ
る。

ところで、この種のエンジンには、低温時の始動性能を
更に向上させることを目的として、例えば実開昭54-101
20号公報に示されるように、通常の始動増量とは別に低
温時始動増量を行うようにしたものがある。この場合に
おける燃料制御を第９図を用いて説明すると、低温始動
時にはエンジンをクランキングしているときに、所定の
補正が行われた基本燃料供給量に対して、通常の始動増
量と低温時始動増量とが同時に行われる。そして、クラ
ンキング後のアイドル運転時に始動後増量が行われた
後、上記基本燃料供給量の制御だけが行われることにな
る。

ところで、ある種のエンジンでは、いわゆるコールドス
タートインジェクタを用いて低温時始動増量を行うよう
にしたものがある。そのようなエンジンでは殆どの場
合、吸気系に設けたサージタンクへコールドスタートイ
ンジェクタが配置されるようになっており、このコール
ドスタートインジェクタが低温始動時に例えばスタータ
スイッチからのスタータ信号を受けて作動して、クラン
キング中上記サージタンク内へ燃料を噴射するようにな
っている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、コールドスタートインジェクタから噴射
された燃料の全てがクランキング中に燃焼室に吸入され
るわけではなく、始動後にも相当量の燃料がサージタン
クに残留することが知られている。そして、この残留燃
料がアイドル運転時において徐々に霧化することになる
ので、第９図の２点鎖線で示すようにクランキング終了
直後からエンジンへの燃料供給量が一時的に増加し、こ
れにより空燃比が過剰にリッチ状態になって、着火性能
や燃費性能等を悪化させるという不都合がある。特に、
この傾向は吸気系をいわゆる下回しの配置構造とした場
合に著しく、その重大性に鑑みて何らかの対応をせまら
れているのが実情である。

なお、この場合において、始動後に空燃比がリッチにな
る度合いは残留燃料量と比例関係にあるのであるが、そ
の残留燃料量はクランキング時間に比例することが知ら
れている。

そこで、本考案はこのようなクランキング時間と残留燃
料量との関係に着目して、低温始動後における空燃比の
リッチ状態を回避し得るエンジンの燃料噴射量制御装置
を実現することを課題とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために本考案では、第１図に示すよ
うに、エンジンＡへの燃料供給手段Ｂと、低温時始動用
のコールドスタートインジェクタＣとを備えたエンジン
Ａの燃料噴射量制御装置の構成において、低温始動時の
クランキング時間を計測するクランキング時間を計測す
るクランキング時間計測手段Ｄと、始動後に設定される
燃料噴射量を、上記計測手段Ｄによって計測されるクラ
ンキング時間が長いほど減量時間が長くなるように減量
補正する補正手段Ｅとを備えたことを特徴とする。

（作用）上記の構成によれば、低温始動後に設定される燃料噴射
量が、クランキング時間が長いほど減量時間が長くなる
ように減量補正されるので、コールドスタートインジェ
クタの作動後に吸気系へ残留する燃料の霧化に起因して
生じる空燃比のリッチ傾向が抑制されて良好な着火性能
が得られることから、アイドル安定性が向上するばかり
でなく、単位時間あたりの全消費燃料が少なくなること
から良好な燃費性能が実現されることになる。

（実施例）以下、本考案の実施例について説明する。なお、この実
施例はマルチポイントインジェクション式直列４気筒エ
ンジンに本考案を適用したものである。

第２図に示すように、エンジン１のシリンダブロック２
の上部に設けられたシリンダヘッド３には、吸・排気弁
4,5を介して燃焼室６へ通じる吸・排気ポート7,8が各々
設けられている。そして、シリンダヘッド３の一側に
は、本実施例にかかる吸気マニホルド９が固定されてい
る。

この吸気マニホルド９には、第３図に示すように、上記
エンジン１の各気筒に対応する第１〜第４吸気管部10a,
10b,10c,10dが備えられており、これら第Ｉ〜第４吸気
管部10a,10b,10c,10dの下端部分は横長のサージタンク1
1へ各々連結され、また先端部分は横長の取付フランジ1
2によって互いに連結されている。この取付フランジ12
にはメインインジェクタ用の取付穴13…13が上記第１〜
第４吸気管部10a,10b,10c,10dに各々対応して設けられ
ている。すなわち、この吸気マニホルド９では上記サー
ジタンク11の一端に設けられたフランジ部14から空気が
導入されるとともに、その空気がサージタンク11を経て
上記第Ｉ〜第４吸気管部10a,10b,10c,10dへ分配される
ようになっている。

このような形状をした吸気マニホルド９が、第２図に示
すように、上記取付フランジ12を介してシリンダヘッド
３に固定されることになるのであるが、その場合に例え
ば第２吸気管部10bを例にとると、この第２吸気管部10b
の中間部分が上方へ湾曲した状態で配置されることにな
る。なお、残る第１、第３及び第４吸気管部10a,10c,10
dも同様な配置形態をとることになる。

そして、本実施例に係るコールドスタートインジェクタ
15がサージタンク11の底部に装着されるようになってい
る。つまり、このコールドスタートインジェクタ15は、
ノズル16が上記第２、第３吸気管部10b,10cの中央に位
置した状態でサージタンク11の底壁部11aを貫通して上
方に突出している。

また、上記取付フランジ12に設けた取付穴13…13にはメ
インインジェクタ17…17がそれぞれ装着されている。そ
して、各メインインジェクタ17のノズル18から噴射され
た燃料はシリンダヘッド３に形成された噴道19を経て吸
気ポート７へ流入するようになっている。

次に、第４図により本実施例におけるエンジン制御シス
テムの構成について説明する。すなわち、エンジン１の
シリンダヘッド３に設けた吸気ポート７を含む吸気通路
20の上流部には、エアフローメータ21とスロットルバル
ブ22とが備えられているとともに、このスロットルバル
ブ22の下流にコールドスタートインジェクタ15を有する
サージタンク11が配置され、更にその下流に低温時にON
動作する低温始動用サーモスイッチ23及び水温θ₁を検
出する水温センサ24が配置されている。また、吸気通路
20には上記スロットルバルブ22をバイパスするバイパス
通路25が備えらえ、このバイパス通路25の途中にエアバ
ルブ26が配置されている。このエアバルブ26はアイドル
運転時に適宜手段によって作動し、アイドル安定性を向
上させるようになっている。一方、上記吸気ポート８を
含む排気通路27には、排気ガス中の残存酸素濃度を検出
する酸素濃度センサ28（以下、O₂センサという）が配置
されている。

そして、シリンダヘッド３に装備されたメインインジェ
クタ17と上記のコールドスタートインジェクタ15には、
図示しない燃料タンクからの燃料が供給されるようにな
っており、これらメインインジェクタ17及びコールドス
タートインジェクタ15はコントロールユニット29からの
信号を受けて動作するようになっている。

そして、エアフローメータ21からの吸入空気量信号、同
じくエアフローメータ21に付設された吸気温センサ30か
らの吸入空気温信号、低温始動用サーモスイッチ23から
のON-OFF信号、水温センサ24からの水温信号、O₂センサ
28からの酸素濃度信号、エンジン回転数センサ31からの
エンジン回転数信号及びスタータスイッチ32からのスタ
ータ信号が上記コントロールユニット29へそれぞれ入力
されるようになっている。

次に本実施例の作用を説明するのであるが、具体的な説
明に入る前にコントロールユニット29が行う基本的な燃
料噴射量計算を第５図を参照して説明する。すなわち、
この燃料噴射量計算においてコントロールユニット29
は、先ずステップS₁において、エンジン回転数Ｎ、吸入
空気量Q_A、水温θ₁及び吸入空気温θ₂をそれぞれ読み込
んだ後、ステップS₂でエンジン回転数Ｎ及び吸入空気量
Q_Aに基づいて基本噴射量Q₀の計算を行う。ついで、コン
トロールユニット29は、水温センサ24から入力した水温
θ₁に基づく水温増量ΔQ₁の計算と、吸気温センサ30か
ら入力した吸入空気温θ₂に基づく吸気温増量ΔQ₂の計
算とをそれぞれ実行するとともに、スタータスイッチ32
からOFF信号が入力されてからの経過時間T₁を計算して
から、その経過時間T₁に基づいて始動後増量ΔQ₃の計算
を行うようになっている。（ステップS₃〜S₆）。

以下、本実施例の具体的な作用を第６図のフローチャー
トに従って説明する。

すなわち、プログラムがスタートすると、コントロール
ユニット29は、先ずステップP₁でスタータスイッチ32が
ON状態であるか否かの判断を行い、ON状態と判断したと
きにはステップP₂で低温始動用サーモスイッチ23からON
信号が入力されているか否かの判断を行う。そして、コ
ントロールユニット29は、低温始動用サーモスイッチ23
からON信号が入力されていると判断したときには、コー
ルドスタートインジェクタ15の噴射量Q_cの設定処理を行
った後、各気筒への噴射量Q_cの分配量、つまり第１〜第
４吸気管部10a,10b,10c,10dへの分配量に対応するメイ
ンインジェクタ17…17の噴射量Q₁〜Q₄をそれぞれ計算
し、これらに基づいてコールドスタートインジェクタ15
とメインインジェクタ17…17の双方から燃料を噴射させ
た後、スタータスイッチ32がOFF状態であるか否かの判
断を行う（ステップP₃〜P₆）。そして、コントロールユ
ニット29はスタータスイッチ32がON状態のときにはステ
ップP₃へリターンして、このステップP₃からステップP₅
迄の処理動作をスタータスイッチ32がOFFしたと判断す
るまで繰り返して実行する。

ところで、上記コールドスタートインジェクタ15から噴
射される燃料は、第１〜第４吸気管部10a,10b,10c,10d
へ必ずしも均等に分配されるものではなく、ノズル16か
ら離れた第１・第４吸気管部10a,10dへ供給される燃料
量よりも、ノズル16に近い第２・第３吸気管部10b,10c
へ供給される燃料量の方が相対的に多くなる傾向にあ
る。そこで、上記ステップP₄における各メインインジェ
クタ17…17への噴射量Q₁〜Q₄の計算に際しては、両端の
第１・第４吸気管部10a,10dへの噴射量Q₁・Q₄の方が中央
寄りの第２・第３吸気管部10b,10cへの噴射量Q₂・Q₃より
も多くなるように計算されることになる。

次いで、コントロールユニット29は上記ステップP₆にお
いてスタータスイッチ32のOFF状態を確認すると、ステ
ップP₇でクランキング時間T₂を計算した後、このクラン
キング時間T₂に対応する燃料補正時間T₃を、第７図に示
すマップに基づいて計算する（ステップP₇,P₈）。つま
り、クランキング時間T₂が長いほどサージタンク11に溜
る残留燃料量が多くなるため、それだけ燃料を減量補正
する時間を長くする必要があるのである。

そして、コントロールユニット29はステップP₉で所定の
燃料噴射量計算（第５図のフローチャート参照）を行っ
た後、ステップP₁₀で上記クランキング時間に対応する
燃料補正量ΔQ_Sを、第８図のマップに基づいて計算す
る。これは、上記したようにクランキング時間T₂が長い
ほど多くの燃料がサージタンク11に残留して単位時間あ
たりの霧化燃料量が増えることから、それを打ち消すた
めの燃料補正量ΔQ_Sをクランキング時間T₂に比例して大
きくしなければならないためである。

上記ステップP₁₀で燃料補正量ΔQ_Sの計算を終えたコン
トロールユニット29は、ステップP₁₁を実行して全燃料
噴射量Q_Tを計算する。この全燃料噴射量Q_Tは、 Q_T＝Q₀＋ΔQ₁＋ΔQ₂＋ΔQ₃−ΔQ_S によって求められる。つまり、燃料補正量ΔQ_Sが大きい
ほど全燃料噴射量Q_Tが少なくなるのである。

上記ステップP₁₁において全燃料噴射量Q_Tの計算を終え
たコントロールユニット29は、この全燃料噴射量Q_Tに相
当する燃料をメインインジェクタ17…17から噴射させた
後、上記補正時間T₃が経過したか否かの判断を行う（ス
テップP₁₂,P₁₃）。そして、コントロールユニット29は
上記補正時間T₃が経過してないと判断したときにはステ
ップP₉へリターンして、このステップP₉からステップP
₁₂迄の処理動作を上記補正時間T₃の経過を確認するまで
繰り返し、確認後にメインプログラムへリターンする。
これにより、上記O₂センサ28を用いた空燃比のフィード
バック制御がコントロールユニット29によって開始され
ることになる。そして、その際にはサージタンク11に溜
った残留燃料が霧化して消滅しており、空燃比フィード
バック制御が正常に行えるようになっている。つまり、
この実施例のように低温始動時におけるクランキング終
了後の所定時間の間、メインインジェクタ17…17から噴
射される燃料量をコントロールユニット29によって減量
補正することにより、クランキング終了直後のアイドル
運転時に空燃比がリッチ状態になることが回避されるこ
とになる。

なお、コントロールユニット29は、上記ステップP₁にお
いてスタータスイッチ32がONしていないと判断すると、
以下の処理動作を実行せずにメインプログラムへリター
ンするとともに、同じくステップP₂において低温始動用
サーモスイッチ23からON信号が出力されていないと判断
したときにもメインプログラムへリターンするようにな
っている。

（考案の効果）以上のように本考案によれば、低温始動後に設定される
燃料噴射量が、クランキング時間が長いほど減量時間が
長くなるように減量補正されるので、コールドスタート
インジェクタの作動後に吸気系へ残留する燃料の霧化に
起因して生じる空燃比のリッチ傾向が抑制されて良好な
着火性能が得られることから、アイドル安定性が向上す
るばかりでなく、単位時間あたりの全消費燃料が少なく
なることから良好な燃費性能が実現されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の機能ブロック図である。第２図〜第８
図は本考案の実施例を示すものであって、第２図はエン
ジンの上部構造を示す断面図、第３図は第２図の矢印II
I方向からみた吸気マニホルドの単体図、第４図はエン
ジンの制御システム図、第５図は本実施例に用いる燃料
噴射量計算のサブルーチンを示すフローチャート図、第
６図は本実施例の処理動作を示すフローチャート図、第
７図及び第８図は第６図の処理動作に使用するマップの
説明図である。第９図は従来例の低温時始動増量を説明
するタイムチャート図である。１……エンジン、15……コールドスタートインジェク
タ、17……燃料供給手段（メインインジェクタ）、29…
…クランキング時間計測手段，補正手段（コントロール
ユニット）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンへの燃料供給手段と、低温時始動
用のコールドスタートインジェクタとを備えたエンジン
における燃料噴射量制御装置であって、低温始動時のク
ランキング時間を計測するクランキング時間を計測する
クランキング時間計測手段と、始動後に設定される燃料
噴射量を、上記計測手段によって計測されるクランキン
グ時間が長いほど減量時間が長くなるように減量補正す
る補正手段とが備えられていることを特徴とするエンジ
ンの燃料噴射量制御装置。