JPS61135947A - 内燃機関の燃料噴射量制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エア７０メータから出力される吸入空気量検
出信号に基づいて、機関へ供給する燃料噴射量を制御す
る内燃機関の燃量噴射量制御方法に係り、特に始動時の
燃料噴射量制御方法に関する。

〔従来の技術〕

電子制御式の内燃機関の燃料噴射量制御にあっては、ニ
アフロメータより検出された吸入空気量検出信号Ｑと、
回転数センサにより検出された機関の回転数Ｎとから、
機関１回転あたりの吸入空気量Ｑ／Ｎを求め、これに定
数ＫＴＰを乗じ、これを基本燃料噴射量とし、これに和
尚する燃料噴射弁の開弁時間を基本燃料噴射時間ＴＰと
して求め、このＴＰに次式（１）に示すように、必要に
応じて空燃比フィードバック補正系数ＦＡＦ、空燃比学
習値ＫＧ、暖機増量系数に１、その他の補正項に、を乗
算し、さらにこれに燃料噴射弁の無効噴射時間ＴＶを加
算して燃料噴射時間ＴＡＵを定め、このＴＡＵに基づい
て燃料噴射弁の開弁時間を制御することにより燃料噴射
量を制御するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述のように制御される内燃機関にあって、
セルモータを回して内燃機関を始動させ、内燃機関が完
爆状態になったとき、（以下、始動時と称する）、内燃
機関の回転数Ｎが急激に低下し、場合によってはエンジ
ンストールすることがあった０ この現象を究明したところ、第５図に示すように、セル
モータを回してエンジンを始動させ、エンジンが完爆状
態になった１０時にセルモータを切ると、エンジンの回
転数低下に伴ってＱ／Ｎが減少することになるが、この
とき吸入空気やエアフロメータの慣性などに起因する吸
入空気量検出系の応答特性により、図中実線人で示す検
出されたＱ／Ｎは、図中破線Ａ′で示した実際の（Ｑ／
Ｎ）ムよりもアンダーシュートしたものとなることが判
明した、すなわち、検出されたＱ／Ｎは実際の（Ｑ／Ｎ
　’）人からずれたものとなる。従って空燃比λ／Ｆが
リーンとなりこれによって、エンジン回転数Ｎが低下し
たり、あるいはエンジンがストールするということにな
るのである。

そこで、このような問題点を解決するため、機関が始動
されてから所定時間の間、吸入空気量検出信号Ｑもしく
は吸入空気量検出信号Ｑと機関回転数検出信号Ｎとの比
Ｑ／Ｎもしくは基本燃料噴射量を、吸入空気量の検出系
の応答誤差に基づいて定めた下限値以上に保持するよう
にして、吸入空気量検出系の応答誤差に起因する燃料噴
射量の低下を下限規制し、これによって、空燃比がり−
ンになることを防止することが考えられる。

しかし、一般に、機関の温度（冷却水温度）が低い所謂
冷間時の始動時には、燃料を増量すべく吸入空気量を増
大させる制御がなされており、このような冷間始動時の
Ｑ／Ｎは、第５図の実線Ｂに示すように、緩やかな低減
率のものとなる。したがって、例えば上記Ｑ／Ｎの下限
値を第５図の一点鎖線りに示すレベルの一定値とすると
、冷間始動時など機関温度が低い始動時のように、吸入
空気量が増大される運転状態のときには、その下限値り
による規制の実効がないため、空燃比がリーンになるこ
とがある。

本発明の目的は、内燃機関のあらゆる状態における始動
時のＱ／Ｎ検出信号の変動に起因して、内燃機関の回転
数が低下したりストールすることを防止することができ
る内燃機関の燃料噴射量制御方法を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、機関が始動されて
から所定時間の間、前記吸入空気量検出信号Ｑもしくは
前記比Ｑ／Ｎもしくは前記基本燃料噴射量を、吸入空気
量検出系の応答誤差および機関温度に基づいて定めた下
限値以上に保持するようにしたのである。

〔作　用〕

このように構成することによって、吸入空気量検出系の
応答誤差に起因する燃料噴射量の不足が、その応答誤差
および機関温度に基づいて定めた下限値以上に規制され
ることになり、あらゆる状態の始動時に対応した補償が
なされるため、空燃比がリーンになることが防止される
のである。

また、上記下限値以上に保持する期間を、内燃機関が始
動されてから所定時間に限っていることから、始動後の
レーシング後等に生ずる減速域では、Ｑ／Ｎまたは基本
燃料噴射時間ＴＰ特が上記下限値よりも下まわる可能性
があるが、これに対して応動することを防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図に本発明の一実施例の制御手順のフローチャート
を、第２図に本発明を適用可能な電子制御式エンジンの
一例の概略構成図を示す。第２図に於て、１はエンジン
を示しており、該エンジン１はシリンダブロック２とシ
リンダヘッド３とを有してセリ、シリンダブロック２は
その内部に形成されたシリンダボアにピストン４を受入
れており、そのピストン４の上方に前記シリンダヘッド
と協働して燃焼室５が形成されている。

シリンダヘッド３には吸気ボート６と排気ボート７とが
形成されており、これらボートは各々吸気バルブ８と排
気バルブ９により開閉されるよう、　になっている。ま
たシリンダヘッド３には点火プラグ１９が取付けられて
いる。点火プラグ１９にはイグニッションコイル２６が
発生する電流がディストリビュータ２７を介して供給さ
れており、これによって燃焼室５内にて放電による火花
を発生するようになっている。

吸気ポート６には吸気マニホールド１１、サージタンク
１２、スロットルボディ１３、吸気チューブ１４、エア
フロメータ１５、エアクリーナ１６が順次接続されてい
る。またエンジン吸気系にはそのスロットルボディ１３
をバイパスして吸気チューブ１４とサージタンク１２と
を接続するエアバイパス通路３０が設けられており、こ
のエアバイパス通路３０は電磁式のバイパス流量制御弁
３１により開閉及びその開口度が制御されるようになっ
ている。

また排気ボート７には排気マニホールド１７、排気管１
８が順次接続されている。

吸気マニホールド１１の各吸気ポートに対する接続端近
くには燃料噴射弁２０が取付けられている。燃料噴射弁
２０には燃料タンク２１に貯留されているガソリンの如
き液体燃料が燃料ポンプ２２により燃焼供給管２３を経
て供給されるようになっている。

スロットルボディ１３には吸入空気量を制御するスロッ
トルバルブ２４が設けられており、このスロットルバル
ブ２４はアクセルペダル２５の踏込みに応じてその開度
が駆動されるようになっている。

エアフロメータ１５はエンジン吸気系を流れる空気の流
量を検出し、その検出信号Ｑを制御装置５０へ出力する
ようになっている。

ディストリビュータ２７にはこれの回転数及び回転位相
、換言すわばエンジン回転数Ｎとクランク角を検出する
回転数センサ２９が組込まｎており、これが発生する信
号は制御装置５０に入力されるようになっている。

排気ガス再循ｆｉ（ＥＧＲ，）通路３４は排気分岐管３
５とサージタンク３８とをデユーティ−制御方式による
排気ガス再循環弁３２を介して接続しこの排気ガス再循
環弁３２を制御装置５０から出力されるパルス信号に応
動させてＥＧＲ通路面積を変化させることにより、排気
ガス再循環量を制御するようになっている。

制御装置５０はマイクロコンピュータであってよく、そ
の−例が第３図に示されている。このマイクロコンピュ
ータは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５１と、リードオ
ンリメモリ５２とランダムアクセスメモリ５３と、通電
停止後も記憶を保持するもう一つのランダムアクセスメ
モリ５４と、マルチプレクサを有する人／Ｄ変換器５５
と、バッファを有するＩ１０装置５６とを有し、これら
はコモンバス５７により互に接続されている。このマイ
クロコンピュータは第２図に示されている如くバッテリ
電源４８が供給する電流を与えられ、これにより作動す
るようになっている。

人／Ｄ変換器５５は、エアフロメータ１５が発生する吸
入空気量検出信号Ｑと、吸気温センサ５８が発生する吸
気温度信号と、水温センサ５９が発生する水温信号Ｔと
を入力され、それらデータをＡ／Ｄ変換してＣＰＵ５１
の指示に従い所定の時期にＣＰＵ５１及びランダムアク
セスメモリ５３或いは５４へ出力するようになっている
。またＩ１０装置５６は回転数センサ２９が発生するエ
ンジン回転数信号Ｎとクランク角信号と０．センサ６０
が発生する空燃比信号とを入力され、それらのデータを
ＣＰＵ５１の指示に従い所定の時期にＣＰＵ５１及びラ
ンダムアクセスメモリ５３或いは５４へ出力するように
なっている。

ＣＰＵ５１は各センサにより検出されたデータに基づい
て燃料噴射量を計算し、それに基づく信号をＩ１０装置
５６を経て燃料噴射弁２０へ出力するようになっている
。この場合の燃料供給量の制御はエアフロメータ１５が
検出する吸入空気量Ｑと回転数センサ２９が検出するエ
ンジン回転数Ｎとにより求められた基本燃料量を、例え
ば吸気温センサ５８により検出された吸気温度と、水温
センサ５９により検出された水温Ｔと、０鵞センサ６０
により検出された空燃比に応じて修正する等の補正が必
要に応じて行われる。

またＣＰＵ５１は吸気温センサ５８により検出された吸
気温と水温センサ５９により検出された水温とに応じて
バイパス空気量信号をＩ１０装置５６を経てバイパス流
量制御弁３１へ出力するようになっている。バイパス流
量制御弁３１はＩ１０装置５６より与えられるバイパス
空気量信号に応垣てその開閉及びその開口度が制御され
る。

またＣＰＵ５１はこれが算出した基本燃料Ｉと回転数セ
ンサ２９により検出されたエンジン回転数及びクランク
角と吸気温センサ５８により検出された吸気温度に基づ
き最適点火時期信号をり−ドオンリメモリ５２より続出
し、これをＩ１０装置５６より点火コイル２６へ出力す
るようになっている。

次に、上記のような構成の電子制御式エンジンに本発明
を適用した場合の実施例について、第１図のフローチャ
ートにそって説明する。

第１図（ト）、（至）のフローチャートは、燃料噴射量
制御メインループの主要部を示すものであり、所定の制
御周期（例えば４　ｍ　ｓｅｃ　）ごとに実行されるよ
うになっている。第１図（ト）はエンジンが始動時であ
るか否かを判定するとともに、機関温度を変数として定
められた関数に基づいてＱ／Ｎの下限値（Ｑ／Ｎ）ＭＩ
Ｎを計算して設定するフローを示しており、同図（ハ）
はＱ／Ｎを下限値規制するフローを示している。

同図（イ）に示すように、ステップ１０１では、回転数
センサ２９から出力される検出信号に基づいてエンジン
の回転数Ｎを計算する。そして、ステップ１０２に進み
、ここにおいてエンジンが始動状態にあることを示すフ
ラッグＸ５ＴＡの内容をみて、始動状態にあるか否かを
判断する。フラッグＸ８ＴＡは始動状態にある場合は「
１」に、始動状態以外のときはｒＯＪに定められており
、そのフラッグＸ８ＴＡの内容はイグニッションスイッ
チがＯＦＦからＯＮになったときに、または後述するス
テップ１０４により、ｒｌＪｌこセットされるようにな
っている。さて、ステップ１０２における判断が肯定判
断のとき、すなわち始動状態にあると判定された場合は
、ステップ１０３に進み、工ンジンの回転数Ｎが予め設
定されている第１の基準回転数Ｎ１未満か否かが判定さ
れる。そして、肯定判断のときはステップ１０４に進み
、ここにおいてフラッグＸ８’ｌ’Ａを「１」にセット
した後、ステップ１０５に進んで、時間カウンタＣ３Ｔ
Ａをセットする。この時間カウンタＣ３ＴＡはセットさ
れると同時にその内容が「０」にリセットされた後、直
ちに計時を開始するようになっているものである。

次にステップ１０７に進み、機関温度に相当する冷却水
温ＴＨＷを取り込んだ後、ステップ１０８に進んでその
ＴＨＷに対応したＱ／Ｎの下限値（Ｑ／Ｎ）Ｍｘｗを計
算する。この（Ｑ／Ｎ）ＩＪＩＮ　は、冷間時、常温時
、暖機後、高速走行後の高温時における初期始動又は再
始動に応じて変化する吸入空気量を基準とし、これを冷
却水温ＴＨＷに対応させるとともに、吸入空気量検出系
の応答誤差に基づいて、第６図に示す実線Ｃのように設
定されている。この（Ｑ／Ｎ）ＭＩＮは冷却水温ＴＨＷ
を変数とする関数又はマツプとしてＲＯＭ５２に格納さ
れており、ステップ１０８では取り込んだＴＨＷに対応
する（Ｑ／Ｎ）ＭＩＮ　を計算又はマツプから読み出し
、その値をＲＡＭ５３又は５４の所定エリアに格納する
。

一方、ステップ１０２における判定が否定判断の場合は
ステップ１０９に進み、ここにおいて回転数Ｎが予め定
められた第２の基準回転数Ｎ２未清か否かの判定がなさ
れる。この判定が肯定判断であればステップ１０４に進
み上述と同様の処理がなされる。他方、ステップ１０３
とステップ１０９における判断が否定判断のときは、す
なわち回転数Ｎが十分高い場合には始動完了と判断して
ステップ１１０に進み、ここにおいてフラッグＸ８ＴＡ
を「０」にリセットしメインループに戻る。

なお、上記基準回転数Ｎ１．Ｎ、はエンジンがストール
する回転数に対応させて定められており、例えば、Ｎ１
−．４００　ｒｐｍ％Ｎｌ　＝　３０Ｏｒｐｍ　のどと
＜Ｎｔ＞Ｎｚに設定する。

次に第１図■に示すように、基本燃料噴射時間ＴＰを算
出する基準となるＱ／Ｎは、ステップ２０１において吸
入空気量検出信号Ｑと前記ステップ１０１で算出された
回転数Ｎとを取込み、その比Ｑ／Ｎを計算し、ステップ
２０２に進み、ここにおいて、始動後の時間カウンタＣ
３ＴＡの内容が予め定められた一定時間α（例えば０．
５〜３秒）以内か否かを判断する。すなわち、第５図に
おける１０時からの経過時間が一定時間α未満か否かを
判断するのである。この判断が否定判断のときは始動完
了であるからステップ２５０に移行して、ステップ゛２
０１で求められたＱ／Ｈに基づいてＴＡＵを計算する。

一方ステップ２０２における判断が肯定判断のときは始
動時であるから、ステップ２０３に進み、ステップ２０
１で計算されたＱ／Ｎが、前記ステップ１０８にてＲ，
ＡＭ５３又は５４に格納された下限値（Ｑ／Ｎ）ＭＩＮ
未満か否かを判断する。この判断が肯定判断のときはス
テップ２０４に進んでＱ／Ｎの値をその下限値（Ｑ／Ｎ
）ＭＩＮに設定する。このようにして、始動後一定時間
α経過していれば、または始動中であっても検出された
Ｑ／Ｎがその下限値（Ｑ／Ｎ）ＭＩＮ以上であｎばステ
ップ２０１で計算されたＱ／Ｎに基づいて以降の燃料噴
射量制御演算がなされるようになっており、始動時間中
でかつ検出されたＱ／Ｎがその下限値（Ｑ／Ｎ）ＭＩＮ
未満であれば以降の燃料噴射量制御演算に用いるＱ／Ｎ
をその下限値（Ｑ／Ｎ）ＭＩＮに設定するようにしてい
る。

上述したように本実施例によれば、機関が始動されてか
ら所定時間αの間、検出Ｑ／Ｎを吸入空気量検出系の応
答誤差と機関温度に相関させて定めた下限値（Ｑ／Ｎ　
）　ＭＩＮ以上に保持するようにしていることから、あ
らゆる状態に対応させて、始動直後のＱ／Ｎアンダーシ
ュートに起因する基本燃料噴射量の不足分を補うことが
でき、空燃比がリーンになることを防止できる。これに
よって、冷間時、常温時、暖機後、あるいは高速走行後
の初期始動又は再始動時の機関回転数の低下や、機関の
ストールを防止でき、機関の運転を安定に保持すること
ができるという効果がある。

また、上記下限値（Ｑ／Ｎ）ＭＸＮによる規制を始動後
所定時間αに限っていることから、始動後のレーシング
等により生ずる減速時に、検出Ｑ／Ｎが上記下限値（Ｑ
／Ｎ　）　ＭＩＮを下回ることがあっても、何ら支障を
与えることがない。

第４図に、本発明の他の実施例の制御手順をフローチャ
ートにして示す。

前記実施例は検出されたＱ／Ｎを下限値以上に保持する
ものであったが、本実施例はＱ／Ｎに変えて基本燃料噴
射時間ＴＰを下限値以上に保持するようにした点で異っ
ており、第４図（６）、＠はそれぞｎ第１図（８）、［
相］に対応するものである。

同図但に示すように、ステップ４０１では、検出された
Ｑ／Ｎと定数ＫＴＰを乗算して、基本燃料噴射時間ＴＰ
を求め、ステップ４０２において始動後一定時間α経過
したか否かを判断し、経過していればステップ４０１で
求めたＴＰに基づいて燃料噴射量ＴＡＵを求めるように
し、ステップ４０２における判断が肯定判断すなわち始
動後一定時間α経過していなければ、ステップ４０３．
４０３に移行し、ステップ４０１で求めたＴＰに対して
、ＲＡＭ５３又は５４に格納されているＴＰの下限値Ｔ
　Ｐ　ＭＩＮに下限規制するようにしている。

なお、下限値Ｔ　Ｐ　ＭＩＮは第４図（Ａ）のステップ
３０８において、前述した（　Ｑ／Ｎ　）　ＷＩＮと同
様に設定された関数又はマツプにより求めるようになっ
ている。

しかるに、基本燃料噴射量ＴＰはＱ／Ｎに相関するもの
であるから、本実施例によれば、前記第１図実施例と同
一の効果を奏することができる。

なお、同様の理由により、Ｑ／ＮまたはＴＰによる下限
値に変えて、吸入空気量の検出信号Ｑに対して下限値を
設定することによっても、第１図または第４図実施例と
同一の効果を奏することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、機関が始ｉされ
てから所定時間の間、吸入空気量検出信号Ｑもしくは吸
入空気量検出信号と機関回転数検出信号Ｎとの比Ｑ／Ｎ
もしくは基本燃料噴射量を、吸入空気量検出系の応答誤
差と機関温度に相関させて定めた下限値以上に保持する
ようにしていることから、あらゆる状態に対応させて、
始動直後のＱ／Ｎアンダーシュートに起因する基本燃料
噴射量の不足分を補うことができ、空燃比がリーンにな
ることを防止できる。これによって、冷間職掌温時、暖
機後、あるいは高速走行後の初期始動又は再始動時の機
関回転数の低下や、機関のストールを防止でき、機関の
運転を安定に保持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御手順を示すフローチャ
ート、第２図は本発明の適用可能な一例のエンジンの概
要構成図、第３図は第２図図示の制御装置の詳細ブロッ
ク構成図、第４図は本発明の他の実施例の制御手順を示
すフローチャート、第５図は本発明を説明するためのＱ
／Ｎ検出信号の波形図、第６図は本発明にかかる下限値
の設定例を示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エアフロメータから出力される吸入空気量検出信
   号Ｑと機関回転数検出信号Ｎとの比Ｑ／Ｎに応じて基本
   燃料噴射量を定め、この基本燃料噴射量に基づいて機関
   へ供給する燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量
   制御方法において、機関が始動されてから所定時間の間
   、前記吸入空気量検出信号Ｑもしくは前記比Ｑ／Ｎもし
   くは前記基本燃料噴射量を、吸入空気量検出系の応答誤
   差および機関温度に基づいて定めた下限値以上に保持す
   ることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御方法。