JPH0868348A - 完全暖機後の燃料噴射量補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】完全暖機後の失火を防止する。 【構成】少なくともエンジン回転数に基づいて基本とな
る燃料噴射量を演算し、高負荷時に燃料噴射量を増量す
るパワー増量補正係数を含む完全暖機後のエンジンの状
態に基づいて設定される特定の増量補正係数を合計し、
合計して得られた合計値とあらかじめ設定された上限値
とを比較し、比較した結果前記合計値が前記上限値より
大きい場合には該上限値を増量補正係数と見做して基本
となる燃料噴射量を補正して最終的な燃料噴射量を決定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用エン
ジンにおける完全暖機後の燃料噴射量補正方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料噴射方式のエンジンにおいて
は、通常は理論空燃比により運転が行われているが、高
負荷での出力性能を確保するため、あるいは高回転、高
負荷域での燃焼温度を低下させるためには、出力空燃比
かそれよりもリッチな空燃比により運転が行われる。こ
の場合、理論空燃比に適合する基本噴射時間を、パワー
増量補正係数により補正を行って有効噴射時間を計算し
ている。このようなパワー増量補正係数を用いる燃料噴
射制御方法としては、例えば特開平５−３９７３８号公
報に記載のもののように、エンジン回転数が低い場合と
高い場合のそれぞれに対応して、大なる値のパワー増量
補正係数と小なる値のパワー増量補正係数とを記憶して
おき、高負荷時のエンジン回転数に応じてそのいずれか
を読み出し、有効噴射時間を演算するものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な燃料噴射制御方法においては、パワー増量補正ととも
に、完全暖機後の運転状態においてエンジンがノックし
た場合に、点火時期を遅角させてノックを吸収するが、
その際に出力が低下した分を補うために、ノックフィー
ドバック補正により燃料噴射量を増量したり、高温時の
エンジン部材の過熱を防止するために、空燃比をリッチ
にして燃焼温度を下げるように冷却水温に基づいて増量
したりする補正を行うことがある。この場合、ノック時
にあってノックフィードバック時補正係数により、また
エンジン過熱時には水温補正係数によりそれぞれ補正す
るものである。このような補正を行う場合、補正後の燃
料噴射量言い換えれば有効噴射時間が空燃比のオーバー
リッチによる失火限界を超えないように、その上限値Ｔ
ＡＵＭＡＸを最大となる要求噴射量に対応して設定して
いる。

【０００４】しかしながら、上限値ＴＡＵＭＡＸを上記
のように設定すると、図４に示すように、その上限値Ｔ
ＡＵＭＡＸは要求噴射量が最大となるエンジン回転速度
域でしか機能しないことになり（図５の（Ａ）に示
す）、それ以外のエンジン回転速度域では上限値ＴＡＵ
ＭＡＸが失火域に存在する（図５の（Ｂ）に示す）こと
になる。つまり、図４に示すように、失火限界は基本噴
射量の増減に対応して増減するにもかかわらず、有効噴
射時間ＴＡＵの上限値ＴＡＵＭＡＸは基本噴射時間をこ
れらの補正係数で補正した総量値で規定してあるため、
上記したノックフィードバック時補正係数ＦＫＮＫ及び
水温補正係数ＦＴＨＷが最大値となった状態でさらにパ
ワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲにより基本噴射時間が補
正されると、失火域に達してしまうことになる。

【０００５】このような不具合を考慮して、通常、失火
ばらつき及び誤学習などの制御ばらつきに対する余裕分
をとった上に、エンジンの運転状況に応じて必要となる
ノックフィードバック時補正係数ＦＫＮＫ及び水温補正
係数ＦＴＨＷの制御範囲を考慮して、これら補正係数を
最大値とした状態でパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲに
よる補正を行っても失火域とならないように、パワー増
量補正係数ＦＰＯＷＥＲに基づく要求空燃比に合わせて
燃料噴射量を決定する必要がある。この場合、おのずと
適合時のリッチ限界を押さえる必要があり、例えばター
ボチャージャー付きのエンジンなどでは、出力を犠牲に
して過給圧を下げねばならず、しかもその状態で失火へ
の不安を残していた。

【０００６】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る完全暖機後の燃料噴射量補
正方法は、少なくともエンジン回転数に基づいて基本と
なる燃料噴射量を演算し、高負荷時に燃料噴射量を増量
するパワー増量補正係数を含む完全暖機後のエンジンの
状態に基づいて設定される特定の増量補正係数を合計
し、合計して得られた合計値とあらかじめ設定された上
限値とを比較し、比較した結果前記合計値が前記上限値
より大きい場合には該上限値を増量補正係数と見做して
基本となる燃料噴射量を補正して最終的な燃料噴射量を
決定することを特徴とする。

【０００８】本発明における特定の増量補正係数として
は、完全暖機後において非常に多くの増量を要するエン
ジンの運転状態に対応して設定されるものであればよ
く、代表的には、例えばノックが発生した際に点火時期
を遅角し、その結果生じる出力低下を補償するためのノ
ックフィードバック時補正係数、燃焼温度を低下させる
ため所定以上のエンジン温度（冷却水温、潤滑油温度、
吸気温度等）で設定される水温補正係数、高負荷、高回
転状態において触媒保護等を目的として設定されるパワ
ー増量補正係数等が挙げられる。

【０００９】

【作用】このような構成のものであれば、完全暖機後に
おいて、高負荷時で、かつその時の運転状態が特定の増
量補正係数のいくつかに対応するものである場合には、
パワー増量補正係数と特定の増量補正係数との合計値を
演算し、その合計値が上限値より大きい場合にはその上
限値を補正係数として基本となる燃料噴射量を補正し
て、最終的な燃料噴射量を決定する。つまり、最終的な
燃料噴射量は、合計値とあらかじめ設定された上限値と
のいずれか小さい方により基本となる燃料噴射量を補正
して決定される。この場合、パワー増量補正係数は特定
の増量補正係数のその時の値により左右されるものの、
その最大値により規制されることがなく、合計値が上限
値を超えない範囲でその時の運転状態に応じた値に設定
することが可能になる。したがって、最終的な燃料噴射
量はどの運転領域においても基本となる燃料噴射量より
上限値を上回って多くなることを禁止されるので、パワ
ー増量補正係数を抑えて出力を犠牲にする必要がなくな
り、その結果空燃比を理論空燃比より十分にリッチにす
ることができ、しかも失火域にその上限が達することを
防止することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。

【００１１】図１に概略的に示したエンジン１００は自
動車用のもので、その吸気系１には図示しないアクセル
ペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設さ
れ、その下流側にはサージタンク３が設けられている。
サージタンク３に連通する吸気系１に吸気マニホルド４
のシリンダヘッド３０側の端部近傍には、さらに燃料噴
射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５の前方のシリン
ダヘッド３０には、吸気バルブ３１が配設されている。
また排気系２０には、排気ガス中の酸素濃度を測定する
Ｏ_２センサ２１が、図示しないマフラに至るまでの管路
に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられ
ている。このＯ_２センサ２１からは、酸素濃度に対応し
て電圧信号ｈが出力される。さらに、シリンダブロック
３５にはノッキングを検出するノックセンサ２３が取り
付けられている。このノックセンサ２３は、ノッキング
に対応した出力信号を電子制御装置６に出力する。この
ノックセンサ２３に対応して、電子制御装置６において
は、ノックセンサ２３から出力される出力信号ｋによ
り、微小なノック状態又はノッキング発生の直前状態を
検出すると点火時期を遅角し、発生しなくなった時点か
ら進角するようにエンジン１００を制御する、いわゆる
ノックコントロールシステムが構築されている。

【００１２】電子制御装置６は、中央演算処理装置７
と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力イ
ンターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成され、入力されるアナログ信
号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示しな
い）が内蔵されている。その入力インターフェース９に
は、サージタンク３内の圧力すなわち吸気圧力（以下、
吸気圧と称する）を検出するための吸気圧センサ１３か
ら出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出
するために回転数センサ１４から出力される回転数信号
ｂ、車速を検出するための車速センサ１５から出力され
る車速信号ｃ、スロットルバルブ２が全開になった際に
全開信号ｆｓを出力するパワースイッチ１６ａを有し、
スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのスロッ
トルセンサ１６から出力されるスロットル開度信号ｄ及
び全開信号ｆｓ、エンジン１００の冷却水温を検出する
ための水温センサ１７が出力される水温信号ｅ、上記し
たＯ_２センサ２１から出力される電圧信号ｈ、ノックセ
ンサ２３から出力される出力信号ｋなどが入力される。
一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５
に対して後述する有効噴射時間ＴＡＵに対応した燃料噴
射信号ｆが、またスパークプラグ１８に対してイグニッ
ションパルスｇが出力されるようになっている。

【００１３】電子制御装置６には、吸気圧センサ１４か
ら出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１５から出力
される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジン１００
の回転状態に応じて決まる各種の補正係数ＥＴＣ及び特
定の増量補正係数たる水温補正係数ＦＴＨＷ、ノックフ
ィードバック時補正係数ＦＫＮＫ並びにパワー増量補正
係数ＦＰＯＷＥＲで基本噴射時間ＴＰを補正して燃料噴
射弁開成時間すなわち有効噴射時間ＴＡＵを設定し、そ
の設定された時間により燃料噴射弁５を制御して、エン
ジン負荷に応じた燃料を燃料噴射弁５からシリンダヘッ
ド３０近傍の吸気系１に噴射させるためのプログラムが
内蔵してある。水温補正係数ＦＴＨＷは、冷却水温が上
昇するのに比例して大きく設定されており、高温時に噴
射燃料によりエンジン部材の温度を下げるような値にな
っている。また、ノックフィードバック時補正係数ＦＫ
ＮＫは、ノックコントロールシステムが作動して点火時
期が遅角されると、その遅角量に比例して大きくなるよ
うに設定してある。さらに、パワー増量補正係数ＦＰＯ
ＷＥＲは、高負荷状態で空燃比が理論空燃比よりリッチ
になるように、スロットルバルブ２が全開である場合に
はエンジン回転数ＮＥに基づいて１次元マップに、また
スロットルバルブ２が全開でない場合にはエンジン回転
数ＮＥ及び吸気圧ＰＭに基づいて２次元マップにそれぞ
れ設定してある。このような水温補正係数ＦＴＨＷ、ノ
ックフィードバック時補正係数ＦＫＮＫ及びパワー増量
補正係数ＦＰＯＷＥＲはそれぞれ、マップに設定されて
記憶装置８に記憶されており、エンジン１００の運転状
態に応じて読み出されて、合計されて合計値ＴＡＵＰＫ
Ｗとして有効噴射時間ＴＡＵの演算に用いられる。有効
噴射時間ＴＡＵの演算は、例えば次に示す式により行わ
れるものであってよい。

【００１４】 ＴＡＵ＝ＴＰ＊（１＋ＥＴＣ＋ＴＡＵＰＫＷ） ＴＡＵＰＫＷ＝ＦＰＯＷＥＲ＋ＦＫＮＫ＋ＦＴＨＷ さらにこのプログラムにおいては、少なくともエンジン
回転数ＮＥに基づいて基本となる燃料噴射量たる基本噴
射時間ＴＰを演算し、高負荷時に燃料噴射量を増量する
パワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲを含む完全暖機後のエ
ンジン１００の状態に基づいて設定される特定の増量補
正係数を合計し、合計して得られた合計値ＴＡＵＰＫＷ
とあらかじめ設定された上限値ＫＴＰＫＷＭＡＸとを比
較し、比較した結果前記合計値ＴＡＵＰＫＷが前記上限
値ＫＴＰＫＷＭＡＸより大きい場合には該上限値ＫＴＰ
ＫＷＭＡＸを増量補正係数と見做して基本噴射時間を補
正して最終的な燃料噴射量たる有効噴射時間ＴＡＵを決
定するようにプログラミングされている。上限値ＫＴＰ
ＫＷＭＡＸは、エンジン回転速度の全域において、基本
噴射時間ＴＰを補正した場合に、失火限界に対して一定
の失火ばらつき余裕を残して有効噴射時間ＴＡＵを設定
できる値に設定すればよい。

【００１５】この燃料噴射制御プログラムの概要は、図
２に示すようなものである。ただし、定常運転時におけ
る種々の補正係数を考慮して有効噴射時間ＴＡＵを演算
するプログラム自体は、従来知られているものを利用で
きるので図示及び説明を省略する。

【００１６】まずステップＳ１では、合計値ＴＡＵＰＫ
Ｗの計算を行う。ステップＳ２では、算出された合計値
ＴＡＵＰＫＷが上限値ＫＴＰＫＷＭＡＸ以下か否かを判
定し、以下の場合はメインルーチンに戻り、上回ってい
る場合はステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、
上限値ＫＴＰＫＷＭＡＸを基本噴射時間ＴＰを補正する
増量補正係数としての合計値ＴＡＵＰＫＷにセットす
る。

【００１７】以上の構成において、完全暖機後において
有効噴射時間ＴＡＵが計算される際のエンジン１００の
運転状態に応じて、補正係数である合計値ＴＡＵＰＫＷ
が決定されれるもので、冷却水温が高く、ノックが発生
して点火時期が遅角されている高負荷、高回転の運転状
態では、水温補正係数ＦＴＨＷ、ノックフィードバック
時補正係数ＦＫＮＫ及びパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥ
Ｒが合計されることになるので、合計値ＴＡＵＰＫＷは
大きな値になりやすい。この場合に、算出された合計値
ＴＡＵＰＫＷが上限値ＫＴＰＷＭＡＸを上回っていれ
ば、制御は、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３と進み、合計値
ＴＡＵＰＫＷはこの時算出された値ではなくあらかじめ
設定されている上限値ＫＴＰＷＭＡＸに決定される。一
方、算出された合計値ＴＡＵＰＫＷが上限値ＫＴＰＫＷ
ＭＡＸ以下である場合は、制御はステップＳ１→Ｓ２と
進み、今回算出された合計値ＴＡＵＰＫＷを用いて有効
噴射時間ＴＡＵを計算することを決定する。

【００１８】このように、上限値ＫＴＰＫＷＭＡＸが設
定されているため、失火限界に対して水温補正係数ＦＴ
ＨＷ及びノックフィードバック時補正係数ＦＫＮＫの最
大値を考慮してパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲを設定
する必要がなくなり、合計値ＴＡＵＰＫＷが上限値ＫＴ
ＰＫＷＭＡＸを超えない限り有効噴射時間ＴＡＵはパワ
ー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲの値に依存して決定するこ
とができる。このため、失火に対して十分な余裕を有し
た上でパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲに応じた空燃比
を設定することができるので、出力を低下させることな
く燃焼温度を下げたり、ノッキング状態を解消すること
ができる。

【００１９】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。例えば、ノックコントロールシス
テムを有していないエンジンにおいては、水温補正係数
ＦＴＨＷとパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲとの合計に
より合計値ＴＡＵＰＫＷを設定するものであってもよ
く、また、水温補正係数ＦＴＨＷを用いずノックコント
ロールシステムを有するエンジンでは、ノックフィード
バック時補正係数ＦＫＮＫとパワー増量補正係数ＦＰＯ
ＷＥＲとの合計により合計値ＴＡＵＰＫＷを設定するも
のであってもよい。

【００２０】また、上記実施例では、スロットルバルブ
２の全開時とそうでない場合とで、別個のマップに設定
された数値に基づいてパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲ
を設定したが、いずれか一方のマップを有してパワー増
量補正係数ＦＰＯＷＥＲを設定するものであってもよ
い。すなわち、スロットルバルブ２が全開の場合を高負
荷時としてパワー増量補正係数ＦＰＯＷＥＲを設定する
ものであってもよいし、エンジン回転数ＮＥが高く、か
つ吸気圧ＰＭが比較的高い場合を高負荷時としてパワー
増量補正係数ＦＰＯＷＥＲを設定するものであってもよ
い。

【００２１】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、パワ
ー増量補正係数及び特定の補正係数の合計値に対してそ
の上限を規定する上限値を設定し、合計値が上限値を上
回る場合に上限値を補正係数と見做して基本噴射量を補
正して最終的な燃料噴射量を決定するので、特定の補正
係数の最大値に規制されることなくパワー増量補正係数
が設定でき、したがって適合時のリッチ限界を抑制する
ことなく空燃比を設定することができ、しかも失火に対
する余裕度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャート。

【図３】同実施例の作用説明図。

【図４】従来例の作用説明図。

【図５】従来例の作用説明図。

【符号の説明】

１…吸気系 ２…スロットルバルブ ５…燃料噴射弁 ６…電子制御装置 ７…中央演算処理装置 ８…記憶装置 ９…入力インターフェース １１…出力インターフェース １６ａ…パワースイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともエンジン回転数に基づいて基本
   となる燃料噴射量を演算し、 高負荷時に燃料噴射量を増量するパワー増量補正係数を
   含む完全暖機後のエンジンの状態に基づいて設定される
   特定の増量補正係数を合計し、 合計して得られた合計値とあらかじめ設定された上限値
   とを比較し、 比較した結果前記合計値が前記上限値より大きい場合に
   は該上限値を増量補正係数と見做して基本となる燃料噴
   射量を補正して最終的な燃料噴射量を決定することを特
   徴とする完全暖機後の燃料噴射量補正方法。