JPS59231159A - 内燃エンジンの燃料供給制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃エンジンの燃料供給制御方法に関し、特に
、エンジンの運転状態が高負荷域にあるときにエンジン
に供給される混合気をリッチ化する内燃エンジンの燃料
供給制御方法に関する。

一般に、エンジンを高回転、高水温の状態で運転すると
きには混合気をリッチ化して燃料による冷却を行ない、
エンジンの温度上昇を抑制する必要がある。即ち、エン
ジン回転数が低い場合にはエンジン冷却水温もさほど高
温になっていないため耐久上の問題が生じることは殆ど
なく、斯かる運転領域では空燃比をエンジン出力が最高
となる値に設定することが好ましい。またエンジンを高
回転で運転する場合であってもエンジン冷却水温が低い
場合には前記エンジン出力が最高となろ空燃比でエンジ
ンを運転しても耐久上余り問題とならない。

しかしながら、エンジン回転数が高く、且つ冷却水温が
高くなった状態においては、エンジンの耐久」二の問題
が生じてくる。そこで、斯かる高回転且つ高水温時にお
いてはエンジンに供給される混合気の空燃比をエンジン
の負荷に応じた通常の空燃比よりもさらに燃料リッチに
してエンジンの冷却を燃料冷却で補う必要がある。

しかるに、エンジンが高回転口、つ高水温となる運転状
態に合わせて空燃比を設定して燃料量を決定した場合に
は、かかる高回転口、つ高水温以外の通常運転時におけ
る燃費を悪化させることになる。

そこで、従来はエンジンの回転数の上昇に伴い混合気の
空燃比を制御するため燃料供給量を増量するようにして
いた（実公昭５４−４１２２７号。

実開昭５３−２２９２８号）。

しかしながら、従来はいずれも燃料制御を行う上でエン
ジン水温をパラメータとして考慮しておらず、エンジン
の耐久上問題となる高回転且つ高水温時における空燃比
を最適な値に設定することが困難であった。このため、
斯かる運転域においてはエンジンに可成の無理が加わり
、耐久性が低下するという問題が残されていた。

本発明は、」二連の点に鑑みてなされたもので、エンジ
ンの負荷状態に応じた空燃比の混合気をエンジンに供給
すると共に、エンジンの燃料冷却を図る必要が生じたと
きには前記空燃比をさらに燃料リッチにすることを目的
とする。この目的を達成するため本発明では、内燃エン
ジンの運転状態に応じてエンジンに供給される燃料量を
電子的に制御する内燃エンジンの燃料供給制御方法にお
いて、エンジンの運転状態が所定の運転状態にあると判
別すると共に、エンジン冷却水温が所定温度以上である
ことを判別し、前記エンジンが所定運転状態にあり且つ
前記エンジン冷却水温か所定温度以」二と判別されたと
きに前記エンジンに供給する燃料を増量させる内燃エン
ジンの燃料供給制御方法を提供するものである。

以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明の制御方法が適用される燃料供給制御装
置の全体の構成図で、エンジン１は例えば４気筒の内燃
エンジンを示し、このエンジン１に接続された吸気管２
の途中にはスロットル弁３が設けられている。このスロ
ットル弁３にはスロットル弁開度センサ４が連結されて
おり、スロットル弁３の開度Ｏｔｈを検出して対応する
スロットル弁開度信号を出力して電子コントロールユニ
ット（以下ＥＣＵという）５に送る。燃料噴射弁６は吸
気管２のエンジン１とスロットル弁３との間の図示しな
い吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各
燃料噴射弁６は図示しない燃料ポンプに接続されると共
にＥ　ＣｔＪ　５に電気的に接続され、当該Ｅ　ＣＵ　
５からの駆動信号により燃料噴射の開弁時間が制御され
る。

４− 一方、スロットル弁３の直ぐ下流には管７を介して絶対
圧センサ（以下ＰＢＡセンサという）８が設けられてお
り、このＰｓ＾センサ８は吸気管２内の絶対圧ＰＢＡを
検出して対応する絶対圧信号を出力しＥＣＵ３に送る。

また、ＰＢＡセンサ８の下流には吸気温センサ９が取付
けられており。

吸気温度を検出して対応する温度信号を出力しＥＣＵ　
５に送る。エンジン１の本体にはエンジン水温センサ１
０が設けられ、このセンサ１０は例えばサーミスタ等で
構成されており、冷却水が充満したエンジン気筒周壁内
に挿着され冷却水温Ｔｗを検出して対応する温度信号を
Ｅ　ＣＵ　５に送る。

エンジン回転数センサ（以下Ｎｅセンサという）１１及
び気筒判別センサ１２はエンジン１の図示しないカム軸
周囲又はクランク軸周囲に配設されており、Ｎｅセンサ
１１はＴＤＣ信号すなわち、エンジンのクランク軸の１
８０°回転毎に所定のクランク角度位置で、気筒判別セ
ンサ１２は気筒判別信号（ＣＹＴ、信号）すなわち、特
定の気筒のクランク角度位置で夫々１パルス信号を出力
してＥＣＬＪ　５に送る。

エンジン１の排気管１３には例えば三元触媒で構成され
た排気浄化装置１／Ｉが配設されており排気ガス中のＩ
−Ｉ　Ｃ、ＣＯ、Ｎ　Ｏｘ成分の浄化作用を行なう。排
気浄化装置１４の上流側の損気管１３内には０２センサ
１５が挿着されており、この０２センサ１５は排気ガス
中の酸素濃度を検出して対応する信号を出力しＥＣＴＪ
５に送る。

更に、Ｅ　ＣＩＪ　５には大気圧を検出する大気圧セン
サ１６が接続されており、大気圧センサ１６からの大気
圧信号が供給される。

ＥＣＵ３は前述の各センサからのエンジンパラメータ信
号に基づいて、燃料供給遮断（フューエルカット）運転
領域等のエンジン運転状態を判別すると共に、エンジン
運転状態に応じて前記ＴＤＣ信号に同期して以下に示す
式で与えられる燃料噴射弁６の燃料噴射時間Ｔ　ｏ　ｕ
　Ｔを演算する。

Ｔｏ［１Ｔ＝ＴｉｘＫＩ＋に２　　・・・・・・・（１
）ここに、値Ｔｉは燃料噴射弁６の噴射時間の基準値で
あり１例えば吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数Ｎ
ｅとに基づいてＥＣＵＳ内の記憶装置から読み出される
。

係数に、及び変数に２は夫々前述の各センサからのエン
ジンパラメータ信号によりエンジン運転状態に応じた始
動特性、排気ガス特性、燃費特性、加速特性等の諸特性
が最適なものとなるように所定の演算式に基づいて算出
される。

係数に１は空燃比補正係数Ｋ　ｏ　２、リーン化係数Ｋ
ｔｓ、吸気温度補正係数ＫＴＡ、エンジン水温燃料増量
係数ＫＴＷ、フューエルカット後の燃料増量係数ＫＡ　
Ｆ　Ｃ，大気圧補正係数Ｋｐ　Ａ、始動後燃料増量係数
ＫＡＳＴ、及び本発明に係るリッチ化係数ＫｗｏＴの積
として次式で与えられる。

Ｋ１＝Ｋｏ２・ＫＩ−８−ＫＴＡ−ＫＴｗφＫＡＦｃｅ
ＫＰＡ・ＫＡｓＴ・ＫｗｏＴや°°・（２）空燃比補正
係数Ｋ　ｏ　２は排気ガス中の酸素濃度に応じてサブル
ーチンにより求められ、リーン化係数ＫＬｓはエンジン
の運転状態に応じて選定される定数で０例えば通常運転
では１に、リーン化領域では０．８に設定されている。

また、混合気の−’／　　− リッチ化係数Ｋ　ｗ　ＯＴは後述する第３図のプログラ
ムに従って算出される。

ＥＣＵ　５は両式（１）により算出した燃料噴射時間Ｔ
　ｏ　ｕ　Ｔに基づいて駆動信号を出力して燃料噴射弁
６を開弁制御する。

第２図は第１図のＥ　ＣＵ　５内部の回路構成を示す図
で、第１図のＮｅセンサＩＩからのエンジン回転数信号
は波形整形回路５０１で波形整形された後、ＴＤＣ信号
として中央演算処理装置（以下ｒｃＰＴＪＪ　という）
５０３に供給されると共にＭｅカウンタ５０２はＮｅセ
ンサ１１からの前回ＴＤＣ信号の入力時から今回ＴＤＣ
信号の入力時までの時間間隔を計数するもので、その計
数値Ｍｅはエンジン回転数Ｎｅの逆数に比例する。■４
８カウンタ５０２は、この計数値Ｍ　ｅをデータバス５
１０を介してＣｒ’　ＴＪ　５０３に供給する。

第１図のスロッ１−ル弁開度センサ４．吸気管内絶対圧
ＰＢＡセンサ８、大気圧センサ１６等の各種センサから
の夫々の出力信号はレベル修正回路５０４で所定電圧レ
ベルに修正された後、マルチ８− プレクサ５０５により順次Ａ／Ｄコンバータ５０６に供
給される。Ａ／Ｄコンバータ５０６は前述の各センサか
らの出力信号を順次デジタル信号に変換して該デジタル
信号をデータバス５１０を介してＣＰＵ５０３に供給す
る。

ＣＰ　Ｕ３０３は、更にデータバス５】０を介してり一
ドオンリメモリ（以下ＲＯＭという）５０７、ランダム
アクセスメモリ（以下ＲＡＭという）５０８及び駆動回
路５０９に接続されており、ＲＡＭ５０ＢはＣＰＵ５０
３での演算結果等を一時的に記憶し、ＲＯＭ５０７はＣ
ＰＵ５０３で実行される制御プログラム、燃料噴射弁６
の基本噴射時間Ｔｉマツプ等を記憶している。ＣＰＵ５
０３はＲＯＭ５０７に記憶されている制御プログラムに
従って前述の各種エンジンパラメータ信号に応じた燃料
噴射弁６の燃料噴射時間Ｔ　Ｏ１３Ｔを演算して、これ
ら演算値をデータバス５１０を介して駆動回路５０９に
供給する。駆動回路５０９は前記演算値に応じて燃料噴
射弁６を開弁させる制御信号を該噴射弁６に供給する。

第３図は前述したリッチ化係数Ｋｗｏ　Ｔの決定サブル
ーチンのフローチャー１〜である。以下リッチ化係数Ｋ
ｗｏ　Ｔの決定方法を本フローチャートに従い第４図を
参照しながら説明する。

本プログラムでは先ず、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定圧
力ＰＩＩＡＷＯＴ（例えば７００　ｍ　ｍ　Ｈｇ　）よ
り大きいか否かを判別しくステップ１）、その答が否定
（Ｎｏ）の場合にはエンジンの負荷状態は混合気をリッ
チ化する程高負荷状態でないと判断し、次のステップ２
に進んでリッチ化係数Ｋ　ｗ　ＯＴを値１．０に設定す
る。即ち、第４図のＰＩＣＡ軸のＰ　ｎ　Ａ　＝　Ｐ　
８．４　Ｗ　ＯＴより低圧側における領域夏ではＫｗｏ
ｒ＝１．Ｏとする。

ステップ１の答が１ケ定（’Ｙｅｓ）の場合即ち第４図
のＰＢＡ軸のＰ　Ｂ　Ａ　＝＝　Ｐ　Ｒへｗ　ｏ丁より
高圧側の領域においてはエンジンが高負荷状Ｊぶである
と判断し７．このときにはリッチ化係数Ｋｗｏ　Ｔを値
１．０より大きな値にして混合気をエンジンの運転状態
に応じてリッチ化する必要がある。そこで、ステップ１
の答が肯定の場合にはエンジンの　１１− 運転状態を先ずエンジン回転数で判断するためステップ
３に進み、エンジン回転数Ｎｅが所定の高回転数Ｎｋｗ
ｏＴ（例えば３．ＯＯＯｒｐｍ）より大きいか否かを判
別する。

エンジン回転数Ｎｅが所定回転数ＮｋｗｏＴより低くエ
ンジンの運転状態が第４図の領域■に在るときにはステ
ップ３の答は否定（Ｎ　ｏ　）となる。この場合にはエ
ンジン冷却水温はさほど高温になることはないため空燃
比をエンジン出力主体に決定することができる。そこで
、リッチ化係数にすＯＴを値ＸＷＯＴＯに設定する（ス
テップ４）。この値ＸＷＯＴＯは例えば空燃比Ａ／Ｆが
１３程度となるような値、本実施例では約１．１３に設
定される。

エンジン回転数Ｎｅが所定回転数ＮｋｗｏＴより高くス
テップ３の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合、即ち吸気管内絶
対圧Ｐ［］Ａとエンジン回転数Ｎａとで判断したエンジ
ンの運転状態が第４図の領域■に在る場合には、次にエ
ンジンの冷却水温によりエンジンの運転状態を判断する
。

このため、ステップ３の答が肯定の場合にはエンジン冷
却水温”ｒｗが所定温度ＴｋｗｏＴ（例えば＋００°Ｃ
）より高いか否かを判別する（ステップ５）、この所定
温度Ｔ　ｋ　ｗ　ＯＴは、エンジンの高負荷状態が長く
続いてエンジン冷却水温が上Ｈし、冷却水によるエンジ
ンの冷却が十分でなくなったため燃料によってエンジン
を冷却する必要があるか否かを判断する値である。

ステップ５の答が否定（Ｎ　ｏ　）の場合には、エンジ
ン冷却水温はまだ所定温度Ｔ　ｋ　ｗ　ｏ　ｒに達せず
エンジン冷却は冷却水による冷却のみで十分であると判
断し、混合気のリッチ化を図る燃料供給量の増量はエン
ジンの負荷状態に見合った量とする。このため、斯かる
場合にはステップ６に進み、リッチ化係数Ｋｗｏ　Ｔを
値Ｘ　Ｗ　ＯＴ　Ｉに設定する。

この値Ｘ　ｗ　ＯＴ　Ｉは例えば空燃比Ａ／Ｆが１２程
度どなるような値、本実施例では約１．１９に設定され
る。

ステップ５の答が肯定（Ｙｅｓ）の場合、即ちエンジン
冷却水温Ｔｗが所定温度ＴｋＷｏ、を超え　１２− た場合には、前述したようにエンジンを燃料で冷却する
ためエンジンの負荷状態に見合った量以上の燃料を供給
する必要がある。このため、斯かる場合にはステップ７
に進みリッチ化係数Ｋ　ｗ　ＯＴを値Ｘ　ｗ　ｏ丁２に
設定する。この値Ｘ　ｗ　ＯＴ　２は例えば空燃比Ａ／
Ｆが１１程度となるような値。

本実施例では約１．２５に設定される。

このようにエンジンが高負荷状態になった場合、即ちエ
ンジンの運転状態が第４図の領域■に在る場合には、空
燃比Ａ／Ｆを例えばこの高負荷状態下でエンジン出力が
最高となる値、本実施例ではＡ／Ｆ＝１２．０に設定す
る。そして、この高負荷状態に加えてエンジン冷却水温
Ｔｗが所定温度Ｔ　ｋ　ｗ　ＯＴより高くなった場合に
は、空燃比Ａ／Ｆをさらに燃料リッチ（本実施例ではＡ
／Ｆ＝１１．０）にしてエンジンの燃料冷却を行ないエ
ンジンの耐久性の向上を図る。

ステップ２，４，６．７のいずれかのステップでリッチ
化係数Ｋｗｏ　Ｔが設定されると次にステップ８に進み
、前述した式（２）のエンジン水温燃利増量係数ＫＴＷ
がリッチ化係数Ｋ　ｗ　ＯＴより大きいか否かを判別す
る。

エンジン水温燃料増量係数ＫＴＷは、冷却水温Ｔｗが前
記所定温度Ｔ　ｋ　ｗ　ＯＴ以下のときに冷却水温Ｔｗ
により判断されるエンジンの運転状態に応じた燃料量と
するために導入された補正係数である。本発明ではリッ
チ化係数Ｋｗｏ　Ｔも冷却水温Ｔｗの関数としたので、
両式（２）の係数Ｋ。

に温度の影響が相乗されることを避けるためにステップ
８以下を設け、両係数ＫＴＷとＫ　ｗ　ＯＴとのうち値
の大きい方を優先して採用し両式（２）による係数に、
を決定することにしている。

そこで、ステップ８の答が肯定（■ｅｓ）の場合、即ぢ
ＫＴＷ＞ＫＷＯＴが成立した場合にはステラップ９に進
んで係数Ｋｗｏ　Ｔを値１．０に再設定し、ＫＴＷ≦Ｋ
　ｗ　ＯＴが成立した場合（答が査定（Ｎｏ）の場合）
にはステップ１０に進み係数ＫＴＷを値１．０に再設定
し、本プログラムを終了する。

このように、エンジンの負荷状態を示す信号。

本実施例では吸気管内絶対圧Ｐ　Ｅｌｌ倍信号応じて設
定されるリッチ化係数Ｋ　ｗ　ＯＴをエンジン回転数Ｎ
Ｆ！とエンジン冷却水温Ｔｗとの関数とし、エンジンを
燃料で冷却する必要があるときは燃料供給量を増量し、
その必要かないときはエンジンの運転状態に応じた燃料
量とする。

尚、」二連の実施例におけるステップ１，３．５で夫々
比較する所定値Ｐ　ｅ　Ａ　Ｗ　ＯＴ　、　Ｎ　ｋ　ｗ
　ＯＴ　。

ＴｋｗｏＴにヒステリシス特性を持たせると制御ジンの
運転状態に応じてエンジンに供給される燃料量を電子的
に制御する内燃エンジンの燃料供給制御方法に於て、エ
ンジンの運転状態が所定の運転状態にあると判別すると
共に、エンジン冷却水温が所定温度以上であることを判
別し、前記エンジンが所定運転状態にあり且つ前記エン
ジン冷却水温が所定温度以上と判別されたときに前記エ
ンジンに供給する燃料を増量させ、エンジン回転数及び
エンジン冷却水温が共に高いときはエンジンを燃料冷却
できる燃料量をエンジンに供給することができ、それ以
外のときはエンジンの運転状態に応じた燃料量とするこ
とができ、エンジンの耐久性、運転性能、燃費、制御効
率等が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が適用される燃料供給制御装置を
例示する全体構成図、第２図は第１図に示す電子コント
ロールユニットの内部構成を示すブロック図、第３図は
本発明の方法の混合気のリッチ化係数Ｋｗｏ　Ｔの算出
サブルーチンのフローチャー１−１第４図は第３図のフ
ローチャートに従って決定されるＸ　Ｗ　ＯＴ値のテー
ブルの一例を示すグラフである。 Ｉ・・・内燃エンジン、４・・・スロットル弁開度セン
サ、５・・・電子コントロールユニット（ＥＣＵ）、６
・・・燃料噴射弁、８・・・吸気管内絶対圧センサ、１
１・・・エンジン回転数センサ。 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　渡部敏彦 １６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １６　　内燃エンジンの運転状態に応じてエンジンに供
   給される燃料量を電子的に制御する内燃エンジンの燃料
   供給制御方法において、エンジンの運転状態が所定の運
   転状態にあると判別すると共に、エンジン冷却水温が所
   定温度以上であることを判別し、前記エンジンが所定運
   転状態にあり且つ前記エンジン冷却水温が所定温度以上
   と判別されたときに前記エンジンに供給する燃料を増量
   させることを特徴とする内燃エンジンの燃料供給制御方
   法。 ２、　前記燃料の増量は前記エンジンが所定運転状態の
   ときに前記エンジン冷却水温に応じて行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの燃料
   供給制御方法。 ３、　前記燃料の増量は前記エンジン冷却水温が前記所
   定温度以下の運転状態における燃料の増量より多いこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の内燃エンジン
   の燃料供給制御方法。 ４、　前記所定運転状態は高負荷域であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの燃料供
   給制御方法。 ５、　前記所定温度は前記エンジンが通常の運転状態に
   あるときのエンジン冷却水温よりも高い温度であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   か１項に記載の内燃エンジンの燃料供給制御方法。