JPH0849584A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機関始動時の燃料供給量を極力少なくして燃焼
に寄与しない液体燃料による不具合を解消することがで
きる内燃機関の制御装置を提供することにある。 【構成】エンジン１の吸気系には燃料を噴射するインジ
ェクタ２１が設けられ、エンジン１の吸気管３にはスロ
ットル弁７をバイパスするバイパス通路１０が設けら
れ、バイパス通路１０の途中にはアイドル時にエンジン
１の回転速度を所定の回転速度に維持するためのＩＳＣ
弁１１が設けられている。ＣＰＵ２６はエンジン１が始
動時でスロットル弁７が全閉で、かつ、エンジン１の温
度が所定範囲内であると、ＩＳＣ弁１１を全閉にすると
ともに、始動時燃料供給量に対し、吸気圧力に応じて燃
料供給量を減量し、その減量補正した燃料量をインジェ
クタ２１から噴射させる。

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制御装置に
係り、詳しくは、機関始動時における制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】特公昭５９−４９４１７号公報には、燃
料噴射制御に関する技術が開示されている。これには、
始動時（スタータ始動中で回転速度及び吸入空気量が夫
々所定値以下の時）には機関負荷の時間変化に独立な始
動用燃料供給量を計算する第１の計算手段の出力に基づ
いて燃料インジェクタを作動させる構成が示されてお
り、同公報第３頁コラム６，第２２行〜第２９行におい
て固定値はスタータの作動開始時の例えば冷却水温等の
運転パラメータに関係して変更されると記述されている
ように負荷に無関係で冷却水温等の初期値で決定され始
動後（回転上昇）まで維持される構成となっていた。

【０００３】又、実開平３−３２１５１号公報には、始
動時にアイドル速度制御弁を全開に制御する構成が開示
されている。そして、この両方の技術を使用して自動車
用の内燃機関における機関始動時の制御を行うことが考
えられる。つまり、機関始動時にアイドル速度制御弁を
全開にするとともに、機関負荷の時間変化に独立な始動
用燃料供給量を燃料インジェクタから噴射させる。即
ち、始動時には内燃機関の幾何学的排気量に相当する空
気量が常に吸入されることを前提に始動時の温度に応じ
た燃料増量値を決定し、負荷に関係なく（空気量が変化
しない）固定値とした燃料量を噴射する。これは運転者
が始動時にアクセルを踏む角度が一定でない可能性があ
るためアイドル速度制御弁の通路を始動時に開きスロッ
トル弁隙間面積とアイドル速度制御弁の通路面積の合計
を大きくして流量（＝排気量×回転速度／２）による圧
力損失を安定して小さくして燃料増量を単純化するもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
は燃料の蒸発性が温度にのみ依存することになり低温に
なる程蒸発量が少なくなる傾向を示す。そのため、始動
時に必要な燃料に寄与するのは蒸発分であり他の燃料は
ピストン隙間を通って潤滑油を希釈したり、吸気管壁〜
燃焼室壁に液膜として付着する。この液膜は点火栓碍子
部にも付着し、始動を繰り返すとカーボン化して絶縁低
下を起こす等の弊害がある。さらに、気化しない燃料の
一部は未燃炭化水素として排気されるが、触媒が活性温
度に達する前のためにそのまま大気に放出される。

【０００５】そこで、この発明は上記の不具合を改善す
るためになされたものであり、機関始動時の燃料供給量
を極力少なくして燃焼に寄与しない液体燃料による不具
合を解消することができる内燃機関の制御装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、図１４に示すように、内燃機関の吸気系に燃料を噴
射する燃料噴射弁Ｍ１と、内燃機関の吸気系に設けられ
たスロットル弁をバイパスするバイパス通路Ｍ２と、前
記バイパス通路Ｍ２の途中に設けられ、アイドル時に内
燃機関の回転速度を所定の回転速度に維持するためのア
イドル速度制御弁Ｍ３とを備えた内燃機関に設けられる
ものであって、内燃機関の始動を検出する内燃機関始動
検出手段Ｍ４と、前記スロットル弁の全閉を検出するス
ロットル弁全閉検出手段Ｍ５と、内燃機関の温度を検出
する機関温度検出手段Ｍ６と、前記内燃機関の吸気圧力
を検出する吸気圧力検出手段Ｍ７と、前記内燃機関始動
検出手段Ｍ４とスロットル弁全閉検出手段Ｍ５と機関温
度検出手段Ｍ６とにより内燃機関が始動時で、スロット
ル弁が全閉で、かつ、内燃機関の温度が所定範囲内であ
ると、前記アイドル速度制御弁Ｍ３を全閉にするととも
に、始動時燃料供給量に対し、前記吸気圧力検出手段Ｍ
７よる吸気圧力に応じて燃料供給量を減量し、その減量
補正した燃料量を前記燃料噴射弁Ｍ１から噴射させる制
御手段Ｍ８とを備えた内燃機関の制御装置をその要旨と
する。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関の制御装置において、前記吸気圧力検出手段
Ｍ７を、スロットル弁の全閉状態でのスロットル弁隙間
面積あるいはスロットル弁の全閉状態での吸入空気量
と、内燃機関の始動時の回転速度とから吸気圧力を推定
するものとした内燃機関の制御装置をその要旨とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関の制御装置において、前記始動時燃料供給量
を、内燃機関の幾何学的排気量から気筒あたりの吸入空
気重量を求め該吸入空気重量に対し所望の空燃比となる
燃料供給量を求め、その燃料供給量に、機関温度検出手
段Ｍ６による内燃機関の温度に応じた増量補正を行った
ものとした内燃機関の制御装置をその要旨とする。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の内燃機関の制御装置において、前記制御手段Ｍ８には
減量後の空燃比が所望の空燃比を下回らないようにガー
ドする手段を有する内燃機関の制御装置をその要旨とす
る。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の内燃機関の制御装置において、前記制御手段Ｍ８には
アイドル速度制御弁Ｍ３のフェイル時に減量補正を行う
前の始動時燃料供給量を前記燃料噴射弁Ｍ１から噴射さ
せる手段を有する内燃機関の制御装置をその要旨とす
る。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
の内燃機関の制御装置において、アイドル速度制御弁Ｍ
３によるアイドル回転速度制御時でのアイドル速度制御
弁Ｍ３の制御値からバイパス通路Ｍ２の通過空気量を求
め、その通過空気量と全吸入空気量との差を、スロット
ル弁の全閉状態での吸入空気量として記憶する手段を備
えた内燃機関の制御装置をその要旨とする。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、制御手段Ｍ８
は、内燃機関始動検出手段Ｍ４とスロットル弁全閉検出
手段Ｍ５と機関温度検出手段Ｍ６とにより内燃機関が始
動時で、スロットル弁が全閉で、かつ、内燃機関の温度
が所定範囲内であると、アイドル速度制御弁Ｍ３を全閉
にするとともに、始動時燃料供給量に対し、吸気圧力検
出手段Ｍ７よる吸気圧力に応じて燃料供給量を減量し、
その減量補正した燃料量を燃料噴射弁Ｍ１から噴射させ
る。

【００１３】つまり、低温領域においてアイドル速度制
御弁Ｍ３を全閉として吸入空気通路面積を減少して圧力
損失を増加させる。このようにして、燃料を供給する吸
気系を負圧側に大きくすることによって燃料の蒸発する
割合を増加させて機関始動時の燃料増量を少なくする。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の作用に加え、吸気圧力検出手段Ｍ７は、スロッ
トル弁の全閉状態でのスロットル弁隙間面積あるいはス
ロットル弁の全閉状態での吸入空気量と、内燃機関の始
動時の回転速度とから吸気圧力を推定する。よって、圧
力センサを使用することなく吸気圧力が算出される。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の作用に加え、始動時燃料供給量が、内燃機関の
幾何学的排気量から気筒あたりの吸入空気重量を求め該
吸入空気重量に対し所望の空燃比となる燃料供給量を求
め、その燃料供給量に、機関温度検出手段Ｍ６による内
燃機関の温度に応じた増量補正を行ったものとなる。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明の作用に加え、減量後の空燃比が所望の空燃比を
下回らないようにガードされる。よって、行き過ぎた減
量補正が回避される。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の作用に加え、アイドル速度制御弁Ｍ３のフェイ
ル時には減量補正を行う前の始動時燃料供給量が燃料噴
射弁Ｍ１から噴射される。よって、誤った減量動作が回
避される。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
の発明の作用に加え、アイドル速度制御弁Ｍ３によるア
イドル回転速度制御時でのアイドル速度制御弁Ｍ３の制
御値からバイパス通路Ｍ２の通過空気量が求められ、そ
の通過空気量と全吸入空気量との差が、スロットル弁の
全閉状態での吸入空気量として記憶される。このように
アイドル制御時の学習により、スロットル弁の隙間にお
ける磨耗やデポジット付着による経時変化の影響が無く
なる。

【００１９】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１は本実施例の内燃機関の制御装
置の全体構成図を示し、図２はその機能ブロックの接続
構成を示す。

【００２０】図１において、多気筒４サイクルガソリン
エンジン１のエンジン本体２には吸気管３が接続されて
いる。吸気管３にはサージタンク４が設けられるととも
に、吸気管３の最上流部にはエアークリーナ５が取り付
けられている。そして、吸入空気はエアークリーナ５か
ら空気計量センサ（エアフロメータ）６および吸気管３
を通ってエンジン本体２へ供給される。吸気管３にはス
ロットル弁７が設けられ、スロットル弁７の開度調節に
より通路面積が変更されて吸入空気量が調整される。ス
ロットル弁７の近傍にはスロットル開度センサ８が設け
られている。同スロットル開度センサ８は、ハウジング
に固定した一定電圧を印加したポテンショメータと、ス
ロットル弁７の軸と一体に回転する刷子（図示しない）
とからなる可変抵抗器にて構成されている。そして、可
変抵抗器の分割電圧出力がスロットル開度信号としてコ
ントローラ９に出力される。

【００２１】吸気管３におけるスロットル弁７の上流側
と下流側がバイパス通路（バイパス配管）１０にて接続
され、バイパス通路１０の途中にはアイドル速度制御弁
（以下、ＩＳＣ弁という）１１が設けられている。この
ＩＳＣ弁１１はデューティ制御にてその開度が調整され
るものであり、コントローラ９からのデューティ信号に
応じて通路面積が調整され、スロットル弁７をバイパス
する空気量が調整される。又、水温センサ１２がエンジ
ン冷却水の循環するウォータージャケット壁に開口して
取り付けられ、同センサ１２はサーミスタ抵抗からな
る。この水温センサ１２は固定抵抗を介して定電圧が印
加されており、その分割電圧がセンサ出力としてコント
ローラ９に出力される。

【００２２】又、エンジン本体２には排気マニホールド
を介して排気管１３が接続され、排気管１３には酸素濃
度センサ１４が取り付けられている。酸素濃度センサ１
４は排気管１３の内部に開口して取り付けられており、
検出信号がコントローラ９に出力される。

【００２３】燃料ポンプ１５にはリレー１６を介してバ
ッテリ１７が接続され、コントローラ９がリレー１６を
駆動することによりバッテリ１７からの電力が燃料ポン
プ１５に供給されるようになっている。燃料ポンプ１５
の駆動により、燃料タンク１８の燃料が低圧側フィルタ
１９を介して吸い上げられ、高圧側フィルタ２０を通し
てデリバリパイプに圧送する。デリバリパイプには各気
筒毎のインジェクタ（燃料噴射弁）２１が接続され、各
インジェクタ２１は各気筒の吸気ポート部に向けて配置
されている。さらに、デリバリパイプとプレッシャギュ
レータ２２とは配管で接続されており、設定圧以上の時
に一部の燃料が逃し通路２３を通って燃料タンク１８へ
戻されるようになっている。プレッシャレギュレータ２
２の設定圧は、吸気管３の圧力が背圧室に連通している
ので吸気管圧力に対して略一定の大きさとなるよう制御
されている。

【００２４】インジェクタ２１は弁と電磁コイルからな
り、コントローラ９からの駆動信号がＯＮの間開弁し、
一定面積の通路となる。燃料流量は一般式 Ｇｆ＝Ｃ・Ａ（２ｇ・γ・ΔＰ）^1/2 で表され、流量係数Ｃと面積Ａと重力加速度ｇと比重γ
が共に一定値であり、圧力差ΔＰがプレッシャレギュレ
ータ２２により一定になるように制御しているので時間
に比例した値となる。即ち、通電時間を制御することに
より燃料流量（燃料噴射量）を制御することができる。

【００２５】クランク角センサ２４は、図示しないクラ
ンク軸に連動して回転するロータ２５によりセンサとの
ギャップ間の磁束量を変化させてその磁束変化率（ｄφ
／ｄｔ）により出力を発生するマグネットピックアップ
型の例で示してある。

【００２６】図２の機能ブロック図において、コントロ
ーラ９の構成について説明する。セントラルプロセッシ
ングユニット（以下、ＣＰＵという）２６はバスライン
２７により一時的なデータやカウント値を格納するラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２８、プログラムの手順
や演算、条件分岐、固定データマップ等を記憶したリー
ドオンリーメモリ（ＲＯＭ）２９と接続されている。

【００２７】空気計量センサ６、スロットル開度センサ
８、水温センサ１２、酸素濃度センサ１４（必要に応じ
て吸気温センサ等）はレベル変換器３３と接続され、レ
ベル変換器３３はマルチプレクサ（ＭＰＸ）３４を介し
てアナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）３５に
接続されている。レベル変換回路３３は空気計量センサ
６、スロットル開度センサ８、水温センサ１２、酸素濃
度センサ１４（必要に応じて吸気温センサ等）からのア
ナログ入力信号を一定電圧範囲に調節する。

【００２８】又、クランク角センサ２４は波形整形回路
３６を介してカウンタ３８に接続されている。さらに、
スタータスイッチ３１、アイドルスイッチ３７、電気負
荷スイッチ等はレベル変換回路３２を介してディジタル
入力モジュール３０に接続されている。レベル変換回路
３２はスタータスイッチ３１、アイドルスイッチ３７、
電気負荷スイッチ等からのディジタル入力信号を定電圧
信号に変換する。

【００２９】そして、ＣＰＵ２６は各制御動作毎にモジ
ュール化されたプログラム手順に従ってアクセスする。
主要なモジュールとして入力処理、出力処理、割り込み
処理、ループ処理等がある。入力処理では、ディジタル
入力信号（スタータスイッチ３１、アイドルスイッチ３
７、電気負荷スイッチ等）をレベル変換回路３２および
ディジタル入力モジュール３０を通して周期時間毎に読
み出して、予め割付けたＲＡＭ番地に記憶する。又、Ｃ
ＰＵ２６からの信号によってマルチプレクサ（ＭＰＸ）
３４のチャネルを順次切り替えて、アナログ入力信号
（空気計量センサ６、スロットル開度センサ８、水温セ
ンサ１２、酸素濃度センサ１４、必要に応じて吸気温セ
ンサ等）をＡ／Ｄ変換器３５を通して周期時間毎にディ
ジタル化し、そのアナログセンサのデータを読み出して
予め割付けたＲＡＭ番地に記憶する。割り込み処理に
は、クランク角センサ２４の出力信号を波形整形回路３
６で定電圧信号に変換しその基準エッジが入力する毎に
起動される角度割り込み処理、Ａ／Ｄ変換器３５との通
信処理等がある。出力処理には、燃料ポンプリレー１６
の出力ポートを操作する処理、演算結果に基づいて所定
のタイミングで駆動回路３９を介してインジェクタ２１
を駆動する処理、アイドル等の所定条件の時に駆動回路
４０を介してＩＳＣ弁１１へ信号を出力する処理があ
る。

【００３０】又、ＣＰＵ２６はバッテリ１７の電圧を検
知するようになっている。さらに、ＩＳＣ弁１１からＣ
ＰＵ２６へはＩＳＣ弁１１に断線が発生したか否かを示
す信号が出力され、ＣＰＵ２６は同信号によりＩＳＣ弁
１１に断線が発生したことを検知することができるよう
になっている。

【００３１】本実施例では、スロットル開度センサ８に
てスロットル弁全閉検出手段が、水温センサ１２にて機
関温度検出手段が、クランク角センサ２４にて内燃機関
始動検出手段が、ＣＰＵ２６にて吸気圧力検出手段およ
び制御手段が、スタータスイッチ３１にて内燃機関始動
検出手段が構成されている。

【００３２】ここで、本制御装置における制御の概要に
ついて述べる。燃料が蒸発する割合は温度に対する飽和
蒸気圧によって決まる。この飽和蒸気圧は蒸発したガス
の体積割合による分圧であり、よく知られている例では
水の蒸気圧は１００℃で１０１ｋｐａ以上であり大気圧
＝１０１ｋｐａ時に沸騰するのは大気圧より蒸気圧が上
回るからであり、高地で大気圧が低下すれば１００℃以
下で沸騰する。燃料も同様に飽和蒸気圧特性を持ち、圧
力に応じて蒸発する割合が変化するという物理特性があ
る。

【００３３】一方、スロットル弁７が開いている時の時
間当たり吸入空気量Ｇａは、幾何学的排気量／２×回転
速度×充填効率で表され回転速度に比例する。スロット
ル弁７が閉じている時の隙間面積Ａ_CLにおける圧力損失
は Ｇａ＝α・Ａ_CL（２ｇ・γ・ΔＰ）^1/2 ・・・（１） ただし、Ｇａは空気量、αは係数、ｇは重力加速度、γ
は空気の比重、ΔＰは圧力差。より ΔＰ＝（Ｇａ／（α・Ａ_CL））² ／２ｇγ∝ｆ（Ｇａ²
／Ａ_CL ² ） となり、回転速度（Ｎｅ∝Ｇａ）の２乗に比例し、隙間
面積Ａ_CLの２乗に逆比例する。従って、クランキング速
度がより高い領域で通路面積を絞ることにより大きな負
圧を発生させることができる。さらに、負圧の大きさは
スロットル弁７の隙間面積Ａ_CLを予め知ることにより計
算で求めることができる。スロットル弁７の隙間面積Ａ
_CLを知るには、次のようにする。即ち、全吸入空気量
（直接求めるか、あるいは燃料供給量の平均値に空燃比
を掛けて求める）を算出するとともに、ＩＳＣ弁１１の
制御値（デューティ）からバイパス通路１０を通過する
空気量を求め、前記全吸入空気量からバイパス通路１０
を通過する空気量を減算し、この値をアイドル時に記憶
する。そして、この記憶した空気量Ｇａから隙間面積Ａ
_CLを算出する。尚、空気量Ｇａと隙間面積Ａ_CLは比例関
係にあるので隙間面積Ａ _CLの代わりに空気量Ｇａをその
ままパラメータとしてもよい。さらに、圧力の大きさに
よる蒸発割合から大気圧に対する減量係数を予めマップ
に割り付けておきエンジン回転速度と記憶した隙間面積
Ａ_CLもしくは空気量Ｇａから減量係数を決定する。

【００３４】次に、内燃機関の制御装置の作用を、フロ
ーチャートに従って説明する。ＣＰＵ２６は、図３に示
す入力制御処理と、図４に示す出力制御処理と、図５，
６に示すメインルーチンと、図７に示す燃料噴射出力の
ための角度同期割り込み処理を行っている。

【００３５】図３は、一定時間間隔で実行する時間同期
ルーチンである。ＣＰＵ２６はステップ１００でディジ
タル信号を入力し、ステップ１０１でそのレベルと前回
入力レベルとを比較し、同じであれば、ステップ１０２
で更新してチャタリングの読み込みを防止する。そし
て、ＣＰＵ２６はステップ１０３でＡ／Ｄ変換器３５に
よるアナログ信号入力を読み込む。さらに、ＣＰＵ２６
はステップ１０４，１０５，１０６で電源投入後の最初
の水温センサ１２による水温値のＡＤ変換結果を内燃機
関推定温度ＴＨＶの初期値ＴＨＶＩとする。さらに、Ｃ
ＰＵ２６はステップ１０７でＡＤ変換値を記憶するＲＡ
Ｍ領域を更新し、ステップ１０８でマルチプレクサ３４
のチャネルを切り換える。そして、ＣＰＵ２６はステッ
プ１０９でＡ／Ｄ変換器３５によるＡ／Ｄ変換を開始さ
せる。このようにして、ＣＰＵ２６は、アナログ信号入
力をマルチプレクサ３４のチャネルを順番に切り換えて
一定時間間隔で読み込む。

【００３６】図４は、一定時間間隔で実行する時間同期
ルーチンである。ＣＰＵ２６はステップ２００でＩＳＣ
実行条件が成立しているか否か判定する。より具体的に
は、冷却水温が所定値以上で、かつ、スロットル開度が
全閉状態で、さらに、回転速度が所定値以下であると、
ＩＳＣ実行条件が成立する。そして、ＩＳＣ実行条件成
立時には、ＣＰＵ２６はステップ２０１でエンジン回転
速度を目標エンジン回転速度に維持すべく実際のエンジ
ン回転速度と目標エンジン回転速度との差に応じてＩＳ
Ｃ弁１１の開度の補正量を演算する。さらに、ＣＰＵ２
６はステップ２０２で実際のエンジン回転速度と目標エ
ンジン回転速度との差が所定範囲以内であるか否か判定
し、所定範囲以内であれば、ステップ２０３でＩＳＣ弁
１１の開度（駆動デューティ；１周期におけるＯＮとな
る時間比）と流量の関係を示す図８のマップを用いてそ
の時のＩＳＣ弁１１の開度からＩＳＣ弁１１（バイパス
通路１０）を通過する空気量を演算する。さらに、ＣＰ
Ｕ２６はステップ２０４で空気計量センサ６による全吸
入空気量（もしくは運転状態から逆算される吸入空気
量）からＩＳＣ弁１１（バイパス通路１０）を通過する
空気量を減じ、スロットル弁７の全閉状態での隙間を通
る空気量を算出してステップ２０５でその空気量を記憶
する。従って、所定回転におけるスロットル弁７の全閉
状態での隙間を通過する空気量が記憶保持される。この
データは、図２に示すメモリ４１に記憶され、このメモ
リ４１はエンジンが停止してもその記憶内容が保持され
るメモリ（不揮発性メモリあるいはバックアップメモ
リ）である。

【００３７】このように、ＩＳＣ弁１１によるＩＳＣ制
御時でのＩＳＣ弁１１の制御値からバイパス通路１０の
通過空気量と全吸入空気量との差がスロットル弁７の全
閉状態での吸入空気量として記憶される。

【００３８】尚、スロットル弁７の全閉状態の検出に際
しては、ＣＰＵ２６はスロットル弁７が閉じられた時に
ＯＮ側となるアイドルスイッチ３７の状態からスロット
ル開度センサ８の出力（電圧値）の最小値を学習記憶す
るとともに該最小値から所定の範囲を全閉状態と判別す
る。

【００３９】さらに、ＣＰＵ２６はステップ２０６でＩ
ＳＣ弁１１の開度の補正量を出力（更新）する。尚、Ｃ
ＰＵ２６はステップ２００でＩＳＣ実行条件が成立して
いないと、本ルーチンを終了するとともに、ステップ２
０２で実際のエンジン回転速度と目標エンジン回転速度
との差が所定範囲から外れるとステップ２０６に移行す
る。

【００４０】図５は、常時繰り返し行われるメインルー
チンであり、燃料噴射量の演算部分について説明する。
ＣＰＵ２６はステップ３００でクランク角センサ２４か
らのパルス信号の入力周期からエンジン回転速度を演算
する。そして、ＣＰＵ２６はステップ３０１で冷却水温
から所定の演算式で内燃機関推定温度ＴＨＶＩを推定
し、その推定温度ＴＨＶＩが所定値Ｋ以上か否か判定す
る。推定温度ＴＨＶＩが所定値Ｋ未満の時は、ＣＰＵ２
６はステップ３０２で図１０の増量テーブルを用いて推
定温度ＴＨＶＩに応じて、吸入空気量に対応した所定空
燃比とするべき基本噴射量に対する増量係数（燃料の蒸
発する割合に近似させた係数）Ｋ_THW を算出する。尚、
図１０のテーブルを用いた際には補間にて増量係数Ｋ
_THW を求める。

【００４１】ここで、始動時の温度に対する増量係数Ｋ
_THW は、本実施例では予め温度に対するテーブルに割り
付けて補間演算により求めているが、次式にて示す飽和
蒸気圧の比から算出してもよい。つまり、増量係数Ｋ
_THW は３３０〜３５０°Ｋの飽和蒸気圧ＲＶＰを基準と
する比で Ｋ_THW ＝ｌｏｇＲＶＰ₍₃₄₃°_K)／ｌｏｇＲＶＰ_(T°_K) で表す。ここで、各温度Ｔの飽和蒸気圧ＲＶＰ_(T°
_K)は、 ｌｏｇＲＶＰ_(T°_K)＝−Ｋ／Ｔ°Ｋ＋Ｃ＋ｌｏｇＲＶＰ
_(310.8°_K) ただし、Ｋ，Ｃは定数 の経験式で求めてもよいし、実験的に求めてテーブル化
した値を用いてもよい。これにより温度に対する増量係
数Ｋ_THW が正確に得られる。

【００４２】一方、ＣＰＵ２６はステップ３０１におい
て内燃機関推定温度ＴＨＶＩが所定値Ｋ以上の時はステ
ップ３０３で増量係数Ｋ_THW を「１」にする。引き続
き、ＣＰＵ２６はステップ３０４で始動時か否か判定す
る。より具体的には、スタータスイッチ３１がオンで、
かつ、エンジン回転速度が所定値（例えば、４００ｒｐ
ｍ）以下の時には始動時であると判定する。そして、始
動時であると、ＣＰＵ２６は図６のステップ３０５でエ
ンジン１の幾何学的に求まる排気量を元に気筒数や体積
効率係数や吸気温による比重などの補正係数にて演算し
た気筒あたりの吸入空気重量を求め、その後、ステップ
３０６で当該吸入空気重量に対し所望の空燃比となる燃
料噴射量を求め、さらに、インジェクタ２１の流量サイ
ズや燃料圧力に応じた係数により基本噴射量（噴射時
間）Ｔ_INJ を算出する。

【００４３】さらに、ＣＰＵ２６はステップ３０７でＩ
ＳＣ弁１１にフェイルが発生していないか、即ち、ＩＳ
Ｃ弁１１に断線が発生したりバッテリ電圧が所定値以下
となっていないかを判定する。又、ＣＰＵ２６はステッ
プ３０８でスロットル開度センサ８によるスロットル弁
７が全閉状態であるか、さらには、ステップ３０９でエ
ンジン１の温度に対応する水温が所定範囲内かを判定す
る。そして、ＣＰＵ２６はステップ３０７〜３０９の全
ての条件を満たしていると、ステップ３１０でＩＳＣ弁
１１を全閉にする処理を実行する。

【００４４】ここで、ステップ３０９において水温が所
定範囲内か否かを判定したのは、所定温度以上では燃料
の蒸発割合が多いため負圧を発生させる効果が少なく、
所定温度以下では潤滑油の粘性によりクランキング速度
が低下して充分な負圧を発生することができないためで
あり、所定温度範囲は−１５℃〜４０℃とするのが好ま
しい。

【００４５】換言すれば、エンジン１の温度を出力する
水温センサ信号から所定温度範囲か否かを検出すること
により、吸気管に負圧を発生させて燃料の蒸発効果によ
り増量を少な目にできる領域を識別することができる。

【００４６】又、ステップ３０８でスロットル開度セン
サ信号にてスロットル弁７の全閉状態を検出することに
より、隙間面積（通路面積）が既知であり、かつ、固定
の状態であることを確定することができる。

【００４７】その後、ＣＰＵ２６はステップ３１１，３
１２，３１３で吸気圧力を推定するとともにステップ３
１４で吸気圧力に応じた減量係数Ｋ_RVP を算出する。つ
まり、大気圧を基準とした吸気圧力Ｐｃに応じた減量係
数Ｋ_RVP はＫ_RVP ＝Ｐｃ² ／Ｐ_a ² にて求められる。た
だし、Ｐ_a は標準大気圧である。ここで用いる吸気圧力
Ｐｃは次のように求められる。つまり、図９に示すよう
に基準となるスロットル弁７の全閉状態での隙間通路に
おける圧力低下値を予め決定しておき、Ｇａ＝Ｃ・Ａ
（２ｇ・γ・ΔＰ）^1/2 を変形してΔＰ＝Ｋ・（Ｇａ）
² ／Ａ² より、ΔＰは隙間面積Ａの２乗に逆比例し、空
気量Ｇａの２乗に比例する。ここで、空気量Ｇａはおよ
そ幾何学的排気量×回転速度であるから、ΔＰは実質的
に回転速度の２乗に比例する。従って、クランキング時
の吸気圧力Ｐｃは、標準回転速度Ｎｓでの圧力Ｐｓに対
し（Ｎｃ／Ｎｓ）² ／（Ａｓ／Ａｃ）² を乗算した値と
なり、クランキング時の実回転速度Ｎｃと，アイドル時
に記憶した吸入空気量に応じたスロットル弁７の隙間面
積Ａｃで補正することで推定できる。ただし、Ａｓは標
準時のスロットル弁隙間面積である。

【００４８】フローチャートで説明すると、ＣＰＵ２６
はステップ３１１で図４の時間同期ルーチンで記憶した
スロットル弁７の全閉状態での隙間からの吸入空気量か
ら隙間面積Ａｃを算出し、その隙間面積Ａｃと基準隙間
面積Ａｓとから隙間面積による補正係数として（Ａｓ／
Ａｃ）² を算出する。ここで、吸入空気量から隙間面積
Ａｃを算出する際には、吸入空気量と隙間面積Ａｃが比
例関係にあることを利用して行う。

【００４９】次に、ＣＰＵ２６はステップ３１２で予め
実験的に定めた標準回転速度Ｎｓ（例えば、図１２から
選択する）での圧力Ｐｓに対して実回転速度Ｎｃを当て
はめた時の回転速度による補正係数として（Ｎｃ／Ｎ
ｓ）² を算出する。この時、Ｎｃの初期値は初期水温か
ら推定される回転速度を当てはめ、クランク角センサ２
４のパルスの入力間隔確定後は演算された最新の回転速
度をＮｃとする。

【００５０】次に、ＣＰＵ２６はステップ３１３で隙間
面積による補正係数と回転速度による補正係数から吸気
圧力を推定する。つまり、図１２における標準回転速度
Ｎｓでの圧力Ｐｓに対し、Ｐｓ・（Ｎｃ／Ｎｓ）² ／
（Ａｓ／Ａｃ）² にて吸気圧力を算出する。

【００５１】そして、ＣＰＵ２６はステップ３１４で図
１１に示したように吸気圧力に応じた減量係数Ｋ
_RVP （蒸発割合の増加に基づく減量係数）を算出する。
一方、ＣＰＵ２６は前記ステップ３０７，３０８，３０
９において条件が１つでも外れた場合は、ステップ３１
６でＩＳＣ弁１１を全開側に処理した後、ステップ３１
７で減量係数Ｋ_RVP を「１」にして実質的に水温による
増量係数Ｋ_THWのみの補正とする。

【００５２】ＣＰＵ２６はステップ３１４あるいは３１
７の処理を行った後、ステップ３１５で増量係数Ｋ_THW
と減量係数Ｋ_RVP を掛け合わせて最終補正係数（＝Ｋ
_THW ・Ｋ_RVP ）を算出する。そして、ＣＰＵ２６は図５
のステップ３１８で最終補正係数（＝Ｋ_THW ・Ｋ_RVP ）
が「１」以上であるかチェックし、「１」未満の時はス
テップ３１９で最終補正係数をガート値として「１」と
する。即ち、基本噴射量Ｔ_INJ 以下にならないようにす
る。引き続き、ＣＰＵ２６はステップ３２０で基本噴射
量Ｔ_INJ と最終補正係数（＝Ｋ_THW ・Ｋ_RVP ）を掛けて
総噴射量Ｔ_OUT を演算する。

【００５３】一方、ＣＰＵ２６は前記ステップ３０４に
おいて所定回転速度以上（始動時以外）となると、ステ
ップ３２１で空気計量センサ６で計測した吸気量と演算
されたエンジン回転速度を読み出し、ステップ３２２で
吸気量とエンジン回転速度に応じて基本噴射量Ｔ_INJ を
算出する。さらに、ＣＰＵ２６はステップ３２３で吸気
圧力を運転状態から推定し、ステップ３２４で図１３に
示したように予め割り付けたテーブルを用いて減量係数
Ｋ_RVP を補間にて算出し、ステップ３２５で増量係数Ｋ
_THW と減量係数Ｋ_RVP を掛け合わせて最終補正係数（＝
Ｋ_THW ・Ｋ_RVP）を算出する。そして、ＣＰＵ２６はス
テップ３１８に移行する。

【００５４】図７は、クランク角センサ２４のパルス信
号の入力に同期して実行される角度同期割り込みルーチ
ンである。ＣＰＵ２６はステップ４００で角度パルスの
入力毎に角度カウンタ３８を更新して角度位置を識別
し、ステップ４０１で今回の入力時刻と前回の入力時刻
から所要時間を算出するとともに更新し、さらに、角度
位置に応じて割り付けられた処理を実行する。そして、
ＣＰＵ２６はステップ４０２で噴射実行タイミングであ
るか否か判定し、噴射実行タイミングであるとステップ
４０３で燃料カット条件でなければステップ４０４で図
５のメインルーチンで演算した総噴射量Ｔ_OUTを呼び出
してステップ４０５で噴射出力に設定する。

【００５５】このように本実施例では、ＣＰＵ２６は図
５のステップ３０４，図６のステップ３０８，３０９で
エンジン１が始動時で、スロットル弁７が全閉で、か
つ、エンジン１の温度が所定範囲内であると、ステップ
３１０でＩＳＣ弁１１を全閉にするとともに、ステップ
３２０で始動時燃料供給量に対し、吸気圧力に応じて燃
料供給量を減量し、その減量補正した燃料量をインジェ
クタ２１から噴射させるようにした。つまり、低温領域
においてＩＳＣ弁１１を全閉として吸入空気通路面積を
減少して圧力損失を増加させる。このようにして、燃料
を供給する吸気管内部を負圧側に大きくすることによっ
て燃料の蒸発する割合を増加させて燃料の増量を少なく
する。即ち、エンジン１の始動の状態でＩＳＣ弁１１を
全閉に制御することにより始動時の吸入空気通路面積を
最小として吸気管内に負圧を発生させることができ、吸
気圧力の応じて減量係数Ｋ_RVP を算出することにより圧
力に応じた適切な減量補正ができる。よって、機関始動
時の燃料供給量を極力少なくして、蒸発しない燃料によ
る液膜が点火栓碍子部に付着することに伴う絶縁低下や
蒸発しない燃料が未燃炭化水素として排気されることを
抑制でき、燃焼に寄与しない液体燃料による不具合を解
消することができることとなる。

【００５６】又、図６のステップ３１１〜３１３でスロ
ットル弁７の全閉状態でのスロットル弁隙間面積Ａｃあ
るいはスロットル弁７の全閉状態での吸入空気量と、エ
ンジン１の始動時の回転速度（クランキング速度）Ｎｃ
とから吸気圧力を推定するようにしたので、圧力センサ
を使用することなく吸気圧力を算出することができると
ともに、脈動による変動が大きい領域で平均圧力を算出
できる。

【００５７】さらに、始動時燃料供給量は、エンジン１
の幾何学的排気量から気筒あたりの吸入空気重量を求め
該吸入空気重量に対し所望の空燃比となる燃料供給量を
求め、その燃料供給量に、エンジン１の温度に応じた増
量補正を行ったものとしたので、好ましい始動時燃料供
給量を設定できる。

【００５８】さらには、図５のステップ３１８，３１９
の処理において減量後の空燃比が所望の空燃比を下回ら
ないようにガードしたので、行き過ぎた減量補正を回避
することができる。

【００５９】又、図６のステップ３０７，３１６，３１
７の処理においてＩＳＣ弁１１のフェイル時には減量係
数Ｋ_RVP ＝１とすることにより減量補正を行う前の始動
時燃料供給量をインジェクタ２１から噴射させるように
したので、誤った減量動作を回避することができる。

【００６０】さらに、図４のステップ２０２〜２０５の
処理においてＩＳＣ弁１１によるアイドル回転速度制御
時でのＩＳＣ弁１１の制御値からバイパス通路１０の通
過空気量を求め、その通過空気量と全吸入空気量との差
を、スロットル弁７の全閉状態での吸入空気量として記
憶するようにしたので、アイドル制御時の学習により、
スロットル弁７の隙間における磨耗やデポジット付着に
よる経時変化の影響を無くすことができる。

【００６１】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、前記実施例では吸気圧力を推定し
ていたが、吸気圧力をセンサにて検出してもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、機関始動時の燃料供給量を極力少なくして
燃焼に寄与しない液体燃料による不具合を解消すること
ができる優れた効果を発揮する。

【００６３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の効果に加え、圧力センサを使用することなく吸
気圧力を算出することができる。請求項３に記載の発明
は、請求項１に記載の発明の効果に加え、好ましい始動
時燃料供給量を設定できる。

【００６４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明の効果に加え、行き過ぎた減量補正が回避でき
る。請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明の
効果に加え、誤った減量動作が回避される。

【００６５】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
の発明の効果に加え、スロットル弁の隙間における磨耗
やデポジット付着による経時変化の影響を無くすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の内燃機関の制御装置の配置図である。

【図２】実施例の内燃機関の制御装置の機能ブロック図
である。

【図３】作用を説明するためのフローチャートである。

【図４】作用を説明するためのフローチャートである。

【図５】作用を説明するためのフローチャートである。

【図６】作用を説明するためのフローチャートである。

【図７】作用を説明するためのフローチャートである。

【図８】ＩＳＣ弁の駆動デューティに対する通過空気流
量を示す特性図である。

【図９】クランキング速度に対する圧力低下係数を示す
特性図である。

【図１０】増量係数を求めるためのマップである。

【図１１】減量係数を求めるためのマップである。

【図１２】標準回転速度に対する圧力を示す説明図であ
る。

【図１３】減量係数を求めるためのマップである。

【図１４】クレーム対応図である。

【符号の説明】

１…エンジン、７…スロットル弁、８…スロットル開度
センサ、１０…バイパス通路、１１…ＩＳＣ弁、１２…
水温センサ、２１…インジェクタ、２４…クランク角セ
ンサ、２６…ＣＰＵ、３１…スタータスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｈ 45/00 ３１２ Ｑ ３６６ Ｅ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気系に燃料を噴射する燃料
   噴射弁と、 内燃機関の吸気系に設けられたスロットル弁をバイパス
   するバイパス通路と、 前記バイパス通路の途中に設けられ、アイドル時に内燃
   機関の回転速度を所定の回転速度に維持するためのアイ
   ドル速度制御弁とを備えた内燃機関に設けられるもので
   あって、 内燃機関の始動を検出する内燃機関始動検出手段と、 前記スロットル弁の全閉を検出するスロットル弁全閉検
   出手段と、 内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段と、 前記内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段
   と、 前記内燃機関始動検出手段とスロットル弁全閉検出手段
   と機関温度検出手段とにより内燃機関が始動時で、スロ
   ットル弁が全閉で、かつ、内燃機関の温度が所定範囲内
   であると、前記アイドル速度制御弁を全閉にするととも
   に、始動時燃料供給量に対し、前記吸気圧力検出手段よ
   る吸気圧力に応じて燃料供給量を減量し、その減量補正
   した燃料量を前記燃料噴射弁から噴射させる制御手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関の制御装置に
   おいて、前記吸気圧力検出手段は、前記スロットル弁の
   全閉状態でのスロットル弁隙間面積あるいはスロットル
   弁の全閉状態での吸入空気量と、内燃機関の始動時の回
   転速度とから吸気圧力を推定するものである内燃機関の
   制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の内燃機関の制御装置に
   おいて、前記始動時燃料供給量は、内燃機関の幾何学的
   排気量から気筒あたりの吸入空気重量を求め該吸入空気
   重量に対し所望の空燃比となる燃料供給量を求め、その
   燃料供給量に、機関温度検出手段による内燃機関の温度
   に応じた増量補正を行ったものである内燃機関の制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の内燃機関の制御装置に
   おいて、前記制御手段は減量後の空燃比が所望の空燃比
   を下回らないようにガードする手段を有するものである
   内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の内燃機関の制御装置に
   おいて、前記制御手段はアイドル速度制御弁のフェイル
   時には減量補正を行う前の始動時燃料供給量を前記燃料
   噴射弁から噴射させる手段を有するものである内燃機関
   の制御装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の内燃機関の制御装置に
   おいて、アイドル速度制御弁によるアイドル回転速度制
   御時でのアイドル速度制御弁の制御値からバイパス通路
   の通過空気量を求め、その通過空気量と全吸入空気量と
   の差を、スロットル弁の全閉状態での吸入空気量として
   記憶する手段を備えた内燃機関の制御装置。