JPS61234237A - 内燃エンジンのクランキング直後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】 （技爾分野） 本発明は内燃エンジンのクランキング直後の燃料供給制
御方法に関し、特に高温状態にあるエンジンを再始動さ
せた時のクランキング直後に供給される燃料の増量値を
適正値に設定する燃料供給制御方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） エンジン始動時の気筒内壁面温度が低い場合には、気筒
内壁面に付着する燃料があり、かつこの付着燃料の蒸発
率が低い上に、気筒内に噴射供給された燃料の霧化率も
低いものとなり、実際に気筒内に吸入され燃焼に寄与す
る混合気はリーン化傾向を示すことになるので、始動後
の所定期間は供給燃料量を適宜増量する必要がある。

そこで、従来の始動後燃料供給制御方法は、エンジン温
度（気筒内壁温度）を代表するものとしてエンジン冷却
水温を採用し、クランキング直後に供給すべき燃料の増
量値、すなわち始動機燃料増量係数の初期値を検出水温
に応じて設定し、その後エンジン温度の上昇に伴ない前
記初期値の値を減少させるようにし、前記混合気のリー
ン化に対処するようにしている。

しかし、前記初期値がリーン化防止のための適正値とな
り得るのはエンジン冷却水温がエンジン温度に等しい冷
間始動の場合であって、エンジンの暖機完了後に運転停
止し、比較的短時間内に再始動する場合には適正値とは
なり得す、問題となっていた。

即ち、暖機完了後の再始動時にあっては、気筒内壁面温
度はエンジン冷却水温と略等しい温度にまで冷却してい
るので、冷間始動時と同様に所定の燃料増量が必要であ
る。しかし、エンジン冷却水温の降下速度は気筒内壁面
温度の降下速度よりも小さいので、暖機完了後の再始動
時のエンジン水温は依然として高温状態にあり、この検
出水温は最早、気筒内壁面温度を正しく表わす代表温度
となり得ない。この様な場合に検出水温に応じて始動機
燃料増量係数の初期値を設定すると、この値は所要値よ
り小さい値となってしまう、。その結果、始動後供給さ
れる燃料増量が不充分で、極端な場合には燃料増量が行
われない事態も生じ、これによって混合気がリーン化し
、円滑なエンジンの再始動に支障を来たすのである。

（発明の目的） 本発明は前述の点に鑑みてなされたもので、暖機完了後
再始動時のクランキング直後のリーン化を抑制し、再始
動の円滑化が図れるクランキング直後の燃料供給制御方
法を提供することを目的とする。

（発明の構成） 前記目的を達成するために１本発明に依れば。

内燃エンジンのクランキング状態離脱直後の所定制御信
号の発生時にエンジン温度に応じた初期燃料増量値を決
定し、その後前記所定制御信号の発生毎に該初期増量値
を用いて算出した燃料量を前記制御信号発生に同期して
エンジンに供給するクランキング直後の燃料供給制御方
法において、前記初期燃料増量値はエンジン温度が高い
程小さい値に設定されるとともに、該初期燃料増量値に
所定の下限値を設けたことを特徴とする内燃エンジンの
クランキング直後の燃料供給制御方法が提供される。

（発明の実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明方法を実施するための装置の全体の構成
図であり、符号１は例えば４気筒の内燃エンジンを示し
、エンジン１には吸気管２が接続され、吸気管２の途中
にはスロットルボディ３が設けられ、内部にスロットル
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（θ丁Ｈ）センサ４が連設されてスロッ
トル弁３の弁開度を電気的信号に変換し電子コントロー
ルユニット（以下ｒＥｃＵＪと言う）５に送るようにさ
れている。

吸気管２のエンジン１とスロットルボディ３間には燃料
噴射弁６が設けられている。この燃料噴射弁６は吸気管
の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒ごとに設けら
れ図示しない燃料ポンプに接続されている。燃料噴射弁
６はＥＣＵ３に電気的に接続されており、ＥＣＵ３から
の信号によって燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。

一方、前記スロットルボディ３のスロットル弁３′の下
流には管７を介して絶対圧（Ｐ　Ｂ　Ａ）センサ８が設
けられており、この絶対圧センサ８によって電気的に変
換された絶対圧信号は前記ＥＣＵ３に送られる。また、
その下流には吸気温（ＴＡ）センサ９が取付けられてお
り、この吸気温センサ９も吸気温度を電気的信号に変換
してＥＣＵ３に送るものである。

エンジン１本体にはエンジン水温センサ１０が設けられ
、このセンサ１０はサーミスタ等から成り、冷却水が充
満したエンジン気筒周壁内に挿着されて、その検出水温
信号をＥＣＵ３に供給する。

エンジン回転数センサ（以下ｒＮｅセンサ」と言う）１
１及び気筒判別センサ１２がエンジンの図示しないカム
軸周囲又はクランク軸周囲に取付けられており、前者１
１はエンジンのクランク軸の１８０°回転毎に吸気行程
開始上死点前の所定のクランク角度位置で所定制御信号
（以下これをｒＴＤＣ信号」という）パルスを、後者１
２は特定の気筒の所定クランク角度位置で気筒判別信号
パルスをそれぞれ出力するものであり、これらのパルス
信号はＥＣＵ３に送られる。

エンジン１の排気管１３には三元触媒１４が配置され排
気ガス中のＨＣ，Ｃ○、ＮＯｘ成分の浄化作用を行う。

この三元触媒の上流側にはｏ２センサ１５が排気管１３
に挿着され、とのセンサ１５は排気ガス中の酸素濃度を
検出しその検出値信号をＥＣＵ３に供給する。

更に、ＥＣＵ３には、大気圧、バッテリ電圧等の他のエ
ンジン運転パラメータ値を検出するセンサ１６及びエン
ジンのスタータスイッチ１７が接続されており、ＥＣＵ
３はセンサ１６からの検出値信号及びスタータスイッチ
１７のオン・オフ状態信号を供給される。

ＥＣＵ３は、各種センサ及びスタータスイッチ１７から
の入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修
正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の
機能を有する入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下ｒ
ＣＰＵＪという）５ｂ、ＣＰＵ５ｂで実行される各種演
算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、
並びに前記燃料噴射弁６に駆動信号を供給する出力回路
５ｄ等から構成される。

ＥＣＵ３はＴＤＣ信号の入力毎に第２図に示すプログラ
ムを実行して、エンジンがクランキング状態にあるか否
かを判別しくステップ２０）１判別結果が背定（Ｙｅｓ
）の場合、ステップ２１の始動制御サブルーチンを実行
し、否定（Ｎｏ）の場合ステップ２２の基本制御サブル
ーチンを実行し、各サブルーチンでエンジン運転状態に
応じた燃料噴射弁６の開弁時間ＴｏｕＴを演算する。

尚、前記ステップ２０の判別は、例えば、スタータスイ
ッチ１７がオン、即ち図示しないスタータが作動状態且
つ、エンジン回転数Ｎｅが所定のクランキング回転数Ｎ
（４（例えば４００ｒｐｍ）以下の場合にはエンジンが
クランキング状態にあり、スタータスイッチ１７がオフ
、即ち前記スタータが非作動状態及びエンジン回転数Ｎ
ｅが所定クランキング回転数Ｎａ１Ｉ以上のいずれか一
方であるときエンジンがクランキング状態を離脱したと
判定する。

前記ステップ２１の始動制御サブルーチンでは燃料噴射
弁６の開弁時間ＴＯｇＴは次式（１）により算出される
。

ＴｏｇＴ＝Ｔｉ　ｃｇＸＫＨｅ＋Ｔｖ　・・・Ｄ）ここ
でＴｉｃ究は燃料噴射弁６の開弁時間の基準値であって
Ｔｉｃｋテーブルにより決定される。

このＴｉ＋４テーブルは記憶手順５Ｃに記憶されており
、Ｔｉｃｋテーブルからエンジン冷却水温に応じた基準
値Ｔｉｅえが読出される。

ＫＨｅは回転数Ｎｅによって規定される始動時の補正係
数でＫＮ８テーブルにより決定される。Ｔｖはバッテリ
電圧の変化に応じて開弁時間を増量するための定数であ
ってＴｖ子テーブルり求められる。　これらのＫＨｅテ
ーブルやＴｖ子テーブル記憶手段５Ｃに記憶されている
。

一方、ステップ２２の基本制御サブルーチンでは開弁時
間ＴＯＩＪＴは次式（２）で算出される。

Ｔｏｇｔ＝ＴｉＸＫｔｗＸＫＡｓｔＸＫ、＋に２・・・
（２） ここに、Ｔｉは基本燃料噴射時間を示し、この基本燃料
噴射時間Ｔｉは吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジン回転数
Ｎｅとに応じて、ＥＣＵＳ内に記憶手段５ｃに予め記憶
されているＴｉマツプから読み出される。ＫＡＳＴは本
発明方法に係る始動後燃料増量係数であって、その詳細
は後述する。

ＫＴＷは暖機増量係数としての水温増量係数であり、記
憶手段５ｃに記憶されているテーブルから検出したエン
ジン水温Ｔｗに応じて求められる。

このテーブルについては後述する。

そして、Ｋ４及びに２は上述の係数ＫＡＳＴ及びＫＴＷ
を除く、各種エンジンパラメータ信号に応じて演算され
る補正係数及び補正変数であり、エンジンの運転状態に
応じ、燃費排気ガス特性の諸特性の最適化が図られるよ
うな所要値に設定される。ＥＣＵ３は上述のようにして
求めた燃料噴射弁６の開弁時間Ｔ　０ＬＩＴに基づいて
、噴射弁６を開弁させる駆動信号を出力回路５ｄを介し
て噴射弁に供給する。

次に、始動後燃料増量係数値ＫＡｓ〒の設定手順を第３
図のフローチャート及び第４図乃至第７図を参照して説
明する。

先ず、ステップ３０において、前回ループ時エンジンが
クランキング状態にあったか否かを判別し、その判別結
果が肯定（Ｙｅｓ）の場合、即ち、今回ループがエンジ
ンのクランキング状態の離脱後最初のＴＤＣ信号発生時
の実行である場合、ステップ３１に進む。

ステップ３１では、エンジン冷却水温Ｔｗに応じたＣＡ
ｓＴ値を記憶手段５Ｃに記憶しであるテーブルから求め
る。ＣＡｓｒは始動機燃料増量係数ＫＡｓ〒の初期値を
算出するためのキャリブレーション変数であり、このキ
ャリブレーション変数ＣＡＩＩ〒を求めるテーブルは例
えば第４図に示すようになっている。

第４図において、エンジン冷却水温Ｔｗとして２つの基
準値ＴＷＡｓ、（例えば０℃）とＴｙＡｇｉ（例えば２
０℃）とを設定し、キャリブレーション変数ＣＡｓＴと
しては、検出水温がＴｗＡｓ、以下の場合には所定値Ｃ
ＡＳＴ、（例えば１．２）を。

検出水温がＴＷＡＳ、とＴｗＡｓ、の間にある場合には
所定値ＣＡｓＴ工（例えば１．０）を、また検出水温が
ＴｗＡｓ、以上の場合には所定値ＣＡＳ〒２（例えば０
．８）を夫々選択するようになっている。

このキャリブレーション変数ＣＡｓＴテーブルはエンジ
ンの特性に応じて種々の態様に設定することができる。

また、この水温Ｔｗは始動モードの最終ＴＤＣパルスの
発生時に検出される。

次いで、このようにして得られたキャリブレーション変
数ＣＡＳＴを用いて次式により増量係数ＫＡＳＴの初期
値ＫＡＲＴ、を算出する（ステップ３２）。

ＫＡｓ　〒、＝＝ｃＡｓＴＸＫＴＷ　−（３）ここに、
ＫＴＷは前述した水温増量係数であり、その値ＫＴＷは
第５図に示すテーブルから水温検−出値ＴＶに応じて求
める。

第５図は、エンジン冷却水温Ｔｗと水温増量係数ＫＴＩ
Ｊの関係の一例を示すＴｗ−ＫＴＷテーブルであり、二
のＫＴＷは次のようにして決定される。

すなわち、水温Ｔｗがある一定値Ｔｗｓ　（例えば６０
℃）以上のときはＫＴｗは１であるが、Ｔｗｓ以下にな
った場合にはキャリブレーション変数として設けられた
５段階の温度Ｔｗ工〜Ｔｗｓに対してそれぞれ５点のＫ
ＴＷが設定されており、水温検出値Ｔｗが各変数値Ｔｗ
、〜Ｔｗｓ以外の値をとるときは補間計算によって求め
る。

次に、判別値ＫＡＳＴＩ！が求められる（ステップ３３
）。この判別値ＫＡＳ丁大は後述するようにＫＡＲＴ値
がこの判別値ＫＡｓＴ２に達する迄は大きい度合でＫＡ
ｓＴ値を減少させ、ＫＡｓｔｌ値以下になれば小さい度
合でＫＡｓＴ値を減少させるために設定されるものであ
り、以下の算式（４）によって求められる。

ＫＡｓ　丁＝　（ＫＡｓ　Ｔ、、−１）ＸＲＡｓ　〒＋
１・・・（４） ここにＫＡＲＴ、値は前記ステップ３２で算出された値
、すなわち係数ＫＡＳ丁の初期値であり、ＲＡＳ丁は第
７図に示す始動後燃料増量期間にエンジンに供給される
燃料量がエンジン温度に応じた所要の燃料増量値に近似
できるように係数値ＫＡＳＴを設定するための所定比率
（例えば０．５）である。

次に、前記ステップ３２で求められた初期値ＫＡｓ〒。

が所定の下限値ＫＡｓ〒。しく例えば１．２）以上であ
るか否かを判別する（ステップ３４）。このステップ３
４の判別結果が背定（Ｙｅｓ）であれば、ステップ３２
で求められた初期値ＫＡｓＴｏをそのまま初期値として
用いることにして本プログラムを終了する。一方１判別
結果が否定（Ｎｏ）であれば、ステップ３５に進み、ス
テップ３２で求めた初期値ＫＡＳ〒。は用いず、下限値
ＫＡ８ＴＯＬ、を初期値として用いることにして本プロ
グラムを終了する。

前述したように、水温検出値Ｔｖが高い場合（例えば６
０℃以上の場合）には、ＫＴｗ＝１に設定され、また変
数ＣＡ８ＴはＣＡｓＴ、（＝０．８）が選択される。従
って、エンジン水温Ｔｗが６０℃以上の暖機完了後再始
動時にはステップ３２で求められる初期値ＫＡｓＴ、は
１以下となるが、暖機完了後再始動時の初期値ＫＡｓＴ
、がこの下限値ＫＡＳＴＯＬより小さい場合には、この
下限値ＫＡＳ　ＴＯＬを初期値として用いるようにした
ので始動時に気筒内壁面に付着する燃料の補充を行って
混合気のり−ン化を防止し、円滑な再始動が確保される
。

以上説明した燃料増量初期値設定のステップ３１乃至３
５はクランキング終了直後に１回のみ実行され、以後は
ステップ３６以降の各ステップがＴＤＣ信号毎に繰り返
し実行される。

ステップ３６では、増量係数ＫＡ８〒が前記ステップ３
３で設定した判別値ＫＡｓｔ１２より大きいか否かを判
別し、その判別結果が肯定（Ｙｅｓ）の場合には減算定
数ΔＫＡＳＴとして所定値Ｄ　ＫＡｓ　Ｔ。

を設定しくステップ３７）、また否定（Ｎｏ）の場合に
は減算定数ΔＫＡＳ丁として前記所定値ＤＫＡｓｔ。

より小さい所定値ＤＫＡ８Ｔ、を設定しくステップ３８
）、ステップ３９に進む。

ステップ３９では、斯く設定した減算定数値ΔＫＡＳ〒
により前回ループ時に使用した増量係数値ＫＡＳ〒をΔ
ＫＡ８Ｔ値だけ小さい値に設定する。

つまり、ＫＡＳＴ値はその値が判別値ＫＡｓＴえよりも
大きいときは大きい減少度合で、またＫＡｓＴ値が判別
値ＫＡｓＴよりも小さいときは小さい減少度合で設定さ
れる。

次いで、ステップ４０に進みＫＡＳ丁値が１より大きい
か否かを判別し、１より大きい場合には本プログラムを
終了する。

以後ＴＤＣ信号パルス発生毎にステップ３９の減算が繰
返し実行され、増量係数値ＫＡ８丁は第６図に示す実線
！、■、　ＩＩＩ、　ＩＶ等のクランキング直後のエン
ジン冷却水温に応じて決定される中折れ線に沿って減少
することになる。

なお、実線■は、ホットリスタート時における増量係数
値ＫＡＳＴの変化を示している。即ち、実線■はＫＡＳ
Ｔ値がとり得る最小値を示し、ＫＡＩＩＴ値として図中
斜線領域内の値が設定されることはない。

そして、ステップ３９の減算が繰返し実行されて増量係
数値ＫＡＳＴが１．０以下の値になると、ステップ４０
の判別結果が否定（Ｎｏ）となり前記始動後燃料増量期
間が終了したとして増量係数ＫＡＩ！Ｔを１．０に設定
しくステップ４１）、本プログラムを終了する。

ここで、増量係数ＫＡＳ〒が第６図に示す中折れ線に沿
った減少曲線となるようにしたのは次の理由に基づく。

すなわち、クランキング直後に燃料量を増量することは
低温の吸気管壁やシリンダ内壁の壁面に付着した燃料の
不完全な蒸発に因るエンジンに実際に供給される混合気
のリーン化に対処することを目的としているが、シリン
ダ内壁等の壁温度は始動後の同一シリンダにおける燃焼
回数と共に急激に上昇し、これに伴って燃料の蒸発も促
進されるので、始動後燃料増量期間にエンジンが必要と
する燃料増量値は時間の経過とともに比較的大きく減少
し、その減少曲線は、第７図に示すように、略指数関数
的な減少経路を辿る。それ故に、本発明においては、増
量係数ＫＡＩＴの減少経路を第７図に示す所要の減少曲
線に近似すべく、初期値ＫＡｓＴ、の値に応じた判別値
ＫＡｓＴｇを（４）式によって適宜設定し、この判別値
を境にして増量係数ＫＡｓ〒の減少経路を屈曲させるよ
うにし、始動燃料増量期間にエンジンに供給すべき燃料
量を正確に設定することができるようにしたのである。

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明の内燃エンジンのクランキ
ング直後の燃料供給制御方法に依れば、クランキング直
後に設定される初期燃料増量値に所定の下限値を設けた
ので、暖機完了後再始動時のクランキング直後であって
も最小限の燃料増量を行うことによってリーン化を抑制
することができ１円滑なエンジン始動や始動後の加速へ
の円滑移行等を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する燃料供給制御装置を示す
全体構成図、第２図は前記実施例装置の動作手順を示す
フローチャート、第３図は本発明方法に斯かる始動後燃
料増量係数を求める手順を示すフローチャート、第４図
は始動後燃料増量係数ＫＡｓＴの初期値ＫＡ８Ｔ０の算
出に使用するキヤリブレーション変数ＣＡｓＴとエンジ
ン冷却水温Ｔｗとの関係のテーブルを示すグラフ、第５
図１↓水温増量係数ＫＴＷとエンジン冷却水温Ｔｗとの
関係のテーブルを示すグラフ、第６図は本発明に係る始
動後燃料増量係数ＫＡＳ　Ｔの初期値ＲＡＳ　Ｔ　。 及び下限値ＫＡＳＴｏＬ並びに係数ＫＡｓＴの変化態様
を示す線図、第７図は始動後燃料増量期間内で実際のエ
ンジンが必要とする燃料増量値の変化を示す図である。 １・・・内燃エンジン、５・・・電子コントロールユニ
ット（ＥＣＵ）６・・・燃料噴射弁、１０・・・エンジ
ン水温センサ、１１・・・エンジン回転数センサ、１７
・・・スタータスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃エンジンのクランキング状態離脱直後の所定制
   御信号の発生時にエンジン温度に応じた初期燃料増量値
   を決定し、その後前記所定制御信号の発生毎に該初期増
   量値を漸減させ、斯く漸減させた増量値を用いて算出し
   た燃料量を前記制御信号発生に同期してエンジンに供給
   するクランキング直後の燃料供給制御方法において、前
   記初期燃料増量値はエンジン温度が高い程小さい値に設
   定するとともに、該初期燃料増量値に所定の下限値を設
   けたことを特徴とする内燃エンジンのクランキング直後
   の燃料供給制御方法。 ２、エンジンのスタータが非作動状態及びエンジン回転
   数が所定回転数を越えた状態のいずれか一方が成立した
   とき、エンジンが前記クランキング状態を離脱したと判
   定することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   燃エンジンのクランキング直後の燃料供給制御方法。