JPS61129435A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は電子制御燃料噴射内燃機関における機関始動
時の燃料噴射量制御装置に関する。

従来の技術 電子制御燃料噴射内燃機関では、機関の始動時はその始
動の容易のために機関運転条件に応じた量の燃料に加え
、機関の温度（通常は冷却水の温度）Ｋ応じた増量を行
っている。通常はスタータスイッチの０８時に大幅な増
量を行い、完爆に相当する例えば４００　ｒｐｍ程度に
到達した後、増量を徐々に減少させる制御を行っている
。

発明が解決しようとする問題点 機関の吸気弁の傘部等の吸気系の部分にはデポジット（
潤滑油成分及び燃焼生成物に由来する炭素微粒子等の粘
着物）が付着し、これＫよりて始動時等の機関の過渡的
な運転時に空燃比の荒れが生ずることがある。即ち、デ
ポジットがあると噴射された燃料がデポジットに吸着さ
れるため、機関の要求する空燃比よシ薄くなる。その結
果、必要な燃料量が得られなくなシ、機関回転数の立ち
上がシが悪化し、始動性が不良となる。

問題点を解決するための手段 この発明の構成を示す第１図で、Ｅは内燃機関の本体、
工は吸気管、Ｆは燃料噴射弁である。燃料噴射制御装置
は機関Ｅの吸気系へのデポジットの量を検知するデポジ
ット検知手段１、機関の緬動時を検知する始動時検知手
段２、機関の運転条件に応じた燃料噴射量の演算をする
第１の演算手段３、デポジット検知手段１により検知さ
れるデポジットの量に応じて機関始動時の燃料噴射量の
修正分を演算する第２の演算手段４、始動時検知手段に
よって始動を検知したとき前記修正分だけ燃料噴射量演
算値を修正演算する第３の演算手段５、この修正された
量の燃料噴射を行なう燃料噴射手段６よ構成る。更に、
燃料噴射制御装置は切り替え手段７を有し、始動完了時
は燃料噴射制御手段６をして第１の演算手段によって演
算された量の燃料噴射を行わせしめる。

作用 デポジット検知手段１は機関の運転時において吸気弁傘
部等へのデポジットの量の検知を行なう。

始動時検知手段２が始動を検知すると、第２の演算手段
４によって演算されるデポジット量に応じた始動修正量
だけ、第１の演算手段３によって演算される燃料噴射量
が第３の演算手段によって修正される。燃料噴射手段６
はこの始動修正された量の燃料を燃料噴射弁Ｆよシ噴射
せしめる。始動完了後は切シ替え手段７は、第１の演算
手段３によって演算される量の燃料が燃料噴射弁Ｆよシ
噴射されるように切り替わる。

実施例 第２図において、１０はエアフローメータ、１２はスロ
ットル弁、１４はサージタンク、１６は燃料噴射弁、１
８はシリンダブロック、２０はピストン、２２はシリン
ダヘッド、２４は吸気弁、２６は燃焼室、２８は点火栓
、３０は排気弁、３２は排気マニホルド、３４は触媒コ
ンバータ、３６はディストリビユータである。これらは
電子制御燃料噴射内燃機関としては通常の構成要素であ
ることから詳細な連結関係の説明は省略する。

３８はこの発明の燃料噴射制御を行なう制御回路を示し
ており、機関運転条件に応じた燃料噴射量の制御を実行
する。制御回路はマイクロコンピュータシステムとして
構成され、機関の運転条件に応じて燃料噴射弁１６の駆
動信号を形成するようなプログラムを持っている。制御
回路３８は最も簡略化して示せばマイクロプロセシング
ユニット（ＭＰＵ）４０と、メモリ４２と、入力ボート
４４と、出力ポート４６と、これらの間でデータや命令
の遺り取りをするバス４８とより成る。

入力ボート４４には次のような各種センサからの信号が
入力している。エアフローメータ１０は機関に導入され
る吸入空気量を代表する信号Ｑを発生している。スロッ
トルセンサ５０はスロットル弁１２がアイドル開度を示
す信号ＬＬを生じている。機関水温センサ５２はシリン
ダヘッド２２のウォータジャケットの処に設置され、冷
却水の温度に応じた信号ＴＨＷを生じている。排気マニ
ホルド３２に０２センサ５４が設けられ、空燃比に応じ
た信号Ｏｘを生じている。さらに１デイストリビユータ
３６にクランク角センサ５６．５８が設置される。これ
らのクランク角センナ５６はディストリビュータ３６の
分配軸３６′上の磁石片６０．６２と対面する度にパル
スを発生する通常の型のセンナであり、第１のセンサ５
６はクランク軸の例えば３６０°毎のパルス信号Ｇを発
生し、基準パルスとして利用される。一方、第２のクラ
ンク角セ／す５８はクランク軸の例えば３０’毎のパル
ス信号Ｎ、３を生じ機関回転数を知るのに利用される。

入力ボート４４はセンサ信号のうちアナログ信号のディ
ジタル値への変換を実行するアナログ−ディジタル変換
器を図示しないが備えている。゛また、第２クランク角
センサ５８のＮｅ信号よシ機関回転数に応じたデータを
演算するソフトウェア又はハードウェア上の手段を、同
様図示しないが備えている。

制御回路３８はこの発明に従った始動時の燃料噴射量の
制御をするソフトウェアを備えており、そのようなソフ
トウェアはメモリ４２の不揮発領域（即ちリードオンリ
メモリ）にプログラムの形で格納されている。以下その
プログラムをフローチャートによって説明する。第３図
はメインルーチンを全体的に示しており、ｌＯＯでプロ
グラムが起動されると、１０２ではＭＰＵ４０の各レジ
スタ、ＲＡＭ、　　入力ボート４４、出力ボート４６等
が初期化される。１０４のステップでは空燃比のフィー
ドバック処理が行われる。フィードバック処理ルーチン
は第４図にその詳細が示される。

先ず２００のステップでは０□センサ５４からの空燃比
信号０ＫＶＣよって空燃比が理論空燃比ｒ０より大きい
か否か判定する。検知される空燃比が理論空燃比より小
さければ混合気としてはリッチであり、０２センナは高
レベルのリッチ信号を出力し、逆に検知される空燃比が
理論空燃比よシ大きければ混合気としてはリーンであシ
０２センサは低レベルのり一部信号を出力する（第８図
の（ハ））。

２００でリッチと判定すれば２０２に分岐され、そのリ
ッチが始めてのリッチか否か、即ちリーンからりブチへ
の切シ替わシか否か判定される。始めての切シ替わりで
あればＹｅｓに分岐し、２０４ではスキップフラグｆ　
５ＫＩＰをセットし、２０６では燃料噴射量フィードバ
ック補正係数ＦＡＦを大きく例えば帆０５だけ急減させ
る（第８図に）のＳｌ）。このようなフィードバック補
正係数の急減によって後述の燃料噴射ルーチンで設定さ
れる燃料噴射量はスキップ的に減少される。始めてのり
フチでないときは２０８に進み、スキップフラグｆｓＫ
ＩＰ　をリセットし、２１０ではフィードバック補正係
数ＦＡＦが少し、例えば０，０１、づつこのルーチンを
通る度に徐々に減少される（に）のＬｌ）。

２００のステップで混合気かり一部と判定すればＮｏに
分岐され、２１２ではそのリーンが始めてのリーンか否
か即ちリッチからリーンへの切シ替え時点か否か判定さ
れる。始めてのリーンとすれば２１４に進みスキップフ
ラグｆＳＫＩＰがセットされ、２１６ではフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが大きく例えば帆０５だけ急増され（
第８図に）の８２）、その結果燃料噴射量はスキップ的
に急増される。リーンへの切シ替え時点でなければ２１
２ではＮｏと判定され、２１８ではスキップフラグｆ　
５ＫＩＰがリセットされ、２０２ではフ　　　　゛イー
ドパック補正係数ＦＡＦは少し、例えば０．０１づつこ
のルーチンを通る度に徐々に増加される（に）のＬｌ）
。以上述べたようなスキップＳ、、Ｓ２を取り入れたフ
ィ−ドバック制御によって空燃比は理論空燃比ｒ０近く
に制御される（第８図（ロ））。

第３図で１０６はデポジット量の検知ルーチンを示して
いる。この実施例におけるデポジット検知は機関が加速
等の過渡運転をするときの空燃比の荒れを検知すること
Ｋよるものであり、原理的には例えば特開昭５９−１２
８９４４号等に示されている。その原理を説明すると、
機関が定常運転にあるときは空燃比のフィードバック制
御の働きで仮にデポジットがあっても空燃比は所定値ｒ
０に制御される。ところが、第８図（イ）のｍｏで示す
アイドル運転のような定常運転からｍｌのように加速運
転に移行する場合を想定すると、フィードバックが効か
ないことから加速増量によって適正な空燃比となるよう
に言わばオープンループ的な補正を加えることで対処し
ている。ところがデポジットがあるとデポジットに噴射
された燃料の一部が吸収され、機関への燃料の量は要求
よシは少なくなり混合気としては第８図（ロ）のｎのよ
うにリーンになる。その後フィードバック制御によって
空燃比は理論値に集速されるのであるが、デポジットへ
の吸着による要求空燃比のり一部によって、（ハ）にお
いてｏ２センサ５４はリーン信号を３のようは出力し続
はフィードバック補正係数ＦＡＦはに）のＵのように大
きくなシ、フィードバック補正値ＦＡＦが最終的に達す
る値は定常的な運転中におけるＦＡＦの値より大きくな
る。したがって、定常的運転時のフィードバック補正値
の平均直値に対する加速直後のフィードバック補正値Ｆ
ＡＦの最大値の差ΔＡ／Ｆ　（第８図に）参照）をみれ
ば、これが加速時の空燃比の荒れに対応し、これは即デ
ポジット量となるのである。

第５図は以上述べたフィードバック補正係数のずれ検知
によるデポジット計測ルーチン示している。先ず３００
のルーチンではスキップフラグｆＳＫＩＰが１か否か、
即ちＯ，センサ５４の信号かり一部からリッチ又はリッ
チからリーンの切り替え点であるスキップ点か否か判定
される。切り替え点でない場合はＮｏ　Ｋ分岐され、以
下の処理を迂回する。スキップ点であればＹｅｓ　Ｋ分
岐され、３０２ではスロットルセンナ５０からのＬＬ倍
信号よってアイドル時か否か判定される。この判定は機
関が定常時かどうか見るため行われる。アイドル時と判
定すればＹｅ８に分岐され、３０４に進み、現在のフィ
ードバック補正係数ＦＡＦと一回前のルーチンでのフィ
ードバック補正係数ＦＡＦ’との平均値Ｆ’ＡＦ’Ｍ　
（第８図に）のＦ’ＡＦ制御中心線に相当する。）が計
算される。

アイドル運転から加速運転に移行すると３０２の判定は
Ｎ９　Ｋ切シ替わり、３０６に進みアイドル運転の開始
から所定の短い時間、例えば５秒未満か否か判定される
。この時間は加速時の空燃比の荒れが生ずる時間である
。５秒経過していないときは３０８のステップに進み、
そのときのフィードバック補正値ＦＡＦから３０４のス
テップで計算されたフィードバック補正値の平均値Ｆ’
ＡＦＭを引いたもの偏差をΔＡ／Ｆとする。前述のよう
にこの偏差Δの値は加速時の空燃比の荒れに対応しそれ
はデポジット量の指標となる。３１０ではその偏差Δが
一５％よシ小さいか、＋５チより大きいか、これらの中
間かが判定される。−５俤より小さいときは、３１２の
ステップに進みデポジット量カウンタＤＰＣをデクリメ
ントし、＋５チより大きければ同カウンタＤＰＣをイン
クリメントし、−５チから＋５％の間のときにはカウン
タＤＰＣはそのままである。このような処理によってカ
ウンタＤＰＣの値をみれば、これがそのときデポジット
量を現すことになる。このカウンタはメモリ４２の不揮
発ＲＡＭＫアドレスがあり、したがってイグニッション
スイッチを切った後にもその値は消失することなく残っ
ている。

第３図で１０８のルーチンは燃料噴射の計算の際に利用
される各補正量、例えば加速補正量の演算処理を示す。

この処理はこの発明とは直接関係しないので説明を省略
する。

第６図は燃料噴射ルーチンを示し、このルーチンは第１
クランク角センサ５６によって所定クランク軸位置を検
知する毎に実行にはいる割シ込みルーチンである。４０
２のステップでは機関の基本的な運転条件である回転数
Ｎ８や吸入空気量Ｑによって基本燃料噴射時間τ、が計
算される。次の４０４では回転数がアイドル回転には達
しないが完爆回転程度には達している、例えば４００ｒ
ｐｍより小さいか否か判定される。４００　ｒｐｍ以下
の場合はｙｅｓに分岐され、４０６に進みスタータフラ
グｆＳＴＡを１にセットする。次の４０８のステップで
はスタータが作動されるときの燃料増量である始動時燃
料噴射時間τＳＴＡのマツプ演算が行われる。即ち、デ
ポジット量に対し始動時燃料噴射時間τＳＴＡは第９図
のようにデポジット量の増大とともに大きくする要求が
あシ、一方水温ＴＨＷに対しては第１０図のようＫ、水
温の増大とともに始動時燃料噴射時間でＳＴＡが小さく
なるようＫする要求がある。メモリ４２のＲＯＭ領域に
は第９，１０図に対応するマツプがあり、ＭＰＵ４０は
そのときの水温センサ５２からの水温ＴＨＷのデータと
ＲＡＭの不揮発部分に入っているデポジットカウンタＤ
ＰＣの値より始動時燃料噴射時間でＳＴＡを補間計算す
る。４１０のステップではマツプ計算された値をτＳＴ
Ａ領域に格納する。

イグニッションスイッチが入ってから完爆状態になると
４０４の判定はＮｏに切シ替わり、４１２のステップに
進みスタータフラグｆＳＴＡが１が否か判定される。４
００ｒｐｍＶＣ達した直後は４０６で同フラグがセット
されていることからＹｅｓに分岐され、４１４ではフラ
グｆＳＴＡがリセットされ、４１６では始動増量ＡＳＩ
ＩＥのマツプ計算される。始動時燃料噴射時間τＳＴＡ
と同様始動後補正量ＡＳＥは第１１図に示すようＫ、デ
ポジット量の増大とともに大きくされ、第１２図のよう
に水温ＴＨＷに対しては同水温の増大とともに小さくす
べき要求がある。第１１．１２図はメモリ４２にマツプ
化されてお！Ｉ、ＭＰＵ４０は水温ＴＨＷ及びデポジッ
トカウンタＤＰＣに応じた始動後補正量のマツプ計算を
実行する。４１２ではそのマツプ計算値がＲＡＭのＡＳ
Ｅ領域に格納される。

次に４１２のステップを実行するとき４１４でフラグｆ
ＳＴＡがリセットされていることから、以下の処理は迂
回される。一方、クランク軸が３６００回転する度に第
７図の割り込みルーチンが５００よシ実行に入る。５０
２のステップではＡＳＥからδを引いたものがＡＳＥの
内容とされ、そのため始動後補正ｆＡｓＥの値は第７図
のルーチン実行の度にδづつ小さくなる（第１３図ピ）
参照）。５０４ではＡＳＥがＯよシ大きいか否かが判定
され、ＹｅｓであればＡＳＥの値をそのＩＩＡＳＥとす
るが、Ｏ以下となったらＡＳＥは０とする。

このような処理によって始動径補正量は時間とともに減
少し最終的には０とされる。

第６図において４２０のステップは以上述べた基本燃料
噴射弁τｐ１フィードバック補正係数ＦＡＦ、始動時燃
料噴射時間でＳＴＡ、始動径補正量ＡＳＥをと９入れた
最終的燃料噴射時間での算出式を示す。τβはその他の
燃料噴射時間、αはその他の燃料噴射補正量を代表的に
示すが、これらはこの発明とは直接に関係しないため説
明を省略する。このτのデータは出力ポート４６にセッ
トされ、その結果燃料噴射弁４０はその計算された時間
だけ開弁し燃料噴射を実行することになる。また始動時
には４１０から４２１のステップに進みτＳＴＡ″ｔ−
１−とじ、この値が出力ポート４６にセットされること
Ｋなる。始動後に燃料噴射量がどのように変化するかに
限って説明すれば、スタータスイッチが入っており、回
転数Ｎｅが４０　Ｏｒｐｍ以下のときは（ｆＳＴＡ＝１
）燃料噴射量はでＴＳＡ　Ｋよって定まる（第１３図（
イ））。回転数Ｎ＋５が４００　ｒｐｍ　に達すると（
同（ロ））始動後補正量ＡＳｇＫ従って補正されるが、
これは時間と共に減衰され最終的に零となる。

発明の効果 この発明によればデポジット量に応じて始動時の燃料増
量を変えているため、どのようなデポジット状態にもか
かわらず安定な始動を確保することができ、初爆後又は
連爆後さらＫは完爆後のストールを防止することができ
る。そのため始動時間を短縮することができる。始動性
が向上することから有害なＣｏ又はＨＣ成分の排出量を
低減することができる。

実施例では始動時燃料噴射量でＳＴＡと始動後補正ｊ！
−ＡＳＥの双方をデポジット量に応じて変化させている
がその一方のみを実施することでもそれなりの効果が得
られ、これもこの発明の範囲に包含される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図は実施例の全体構成図。 第３図から第７図はこの発明のソフトウェア構成を説明
するフローチャート図。 第８図はスロットル開度、空燃比、ｏ、センナ信号、フ
ィードバック補正係数、デポジットカウンタの状態変化
を示すタイミング図。 第９図はデポジット量と始動時燃料噴射時間の関係線図
。 第１０図は水温と始動時燃料噴射時間の関係を各デボジ
、トｆ；、で示す線図。 第１１図はデポジット量と始動後増量との関係線図。 第１２図は水温と始動後増量との関係を各デポジット量
で示す線図。 第１３図は始動からの時間に対する燃料量及び回転数の
変化を示す線図。 １０・・・エアフローメータ １６・・・燃料噴射弁 ３８・・・制御回路 ５０・・・スロットルセンナ ５２・・・水温センナ ５４・・・０２センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の吸気系へのデポジットの量を検知するデポジット
   検知手段、機関の始動時を検知する始動時検知手段、機
   関の運転条件に応じた燃料噴射量の演算をする第１の演
   算手段、デポジット検知手段により検知されるデポジッ
   トの量に応じて機関始動時の燃料噴射量の修正分を演算
   する第２の演算手段、始動時検知手段によって始動を検
   知したとき前記修正分だけ燃料噴射量演算値を修正演算
   する第３の演算手段、この修正された量の燃料噴射を行
   なう燃料噴射手段、始動完了後燃料噴射手段をして第１
   の演算手段によって演算された量の燃料噴射を実行せし
   める切り替え手段より成る内燃機関の燃料噴射量制御装
   置。