JPS6153431A - 内燃機関の燃料増量制御装置 - 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］ 本発明は内燃機関の燃料増量制御装置に係り、特に、排
気温の上昇を防止するために採用されるＯＴＰ　（Ｏｖ
ｅｒ　Ｔｅｍｐｅｒｅｔｕｒｅ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
　）増量と称される燃料増量制御において、エンジン水
温に応じて燃料増量時期を制御するようにした制御装置
に関する。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関の排気系に設けられている排気マニホ
ールド、触媒、０２センサ等は、高速域や加速域等の高
負荷状態になると高温に加熱され、排気温が８５０℃以
上になると排気マニホールドの亀裂、触媒、０２センサ
等の特性劣化をきたす。

これを防ぐために、従来、高負荷状態のときに噴射燃料
を増量して空燃比をリッチ化することにより排気系の温
度を低下させている。

［発明が解決すべき問題点］ 単に、高負荷状態のときに噴射燃料を増量するだけでは
、冷却水温が低い時や高負荷移行時などの排気温度が８
５０℃以下の状態でも不必要に噴射燃料が増量されるこ
とになる。不必要な領域で噴射燃料を増量すると、燃費
が高くなるばかりでなくＨＣ，Ｃｏを含む不要排気ガス
の発生が多くなり、エミッションが悪化するという問題
がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記問題点を解決するためになされた
ものであり、エンジン暖機中は高負荷状態であっても噴
射燃料の増■は行わず、暖弧後は高負荷状態でエンジン
冷却水温に応じて燃料増員時期を遅延させるという構想
に基づき、高負荷時に触媒劣化に到らないようにし、且
つ、エミッションの発生を極力抑える内燃機関の燃料増
量制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の構成を第１図に示
す。第１図において、燃料増量制御手段は、燃料増量基
準時期設定手段と、エンジン水温比較手段と、遅延時間
記憶手段と、燃料増量時期補正手段と、燃料噴射制御手
段とを具備する。燃料増量基準時期設定手段は内燃機関
の負荷が第１の所定値より大きいとき、燃料増量基準時
期を設定するための第１の信号を出力する。エンジン暖
気状態判別手段は内燃機関のエンジン冷却水温が第２の
所定値より大きいとき、第２の信号を出力する。遅延時
間記憶手段は内燃は関のエンジン冷却水温に対応した遅
延時間を記憶している。燃料増量時期補正手段は、第１
及び第２の信号が共に入力されたときのみ、遅延時間記
憶手段の出力に得られるエンジン冷却水温に対応した遅
延時間だけ燃料増量基準時期を遅延させる。燃料噴射制
御手段は、燃料増（５）時期補正手段の出力に得られる
補正された燃料増量時期に基づいて内燃機関に対する燃
料噴射を制御する。

本発明の他の態様によれば、燃料増量餘珊制御手段は更
に、点火時期遅角手段と点火時期制御手段とを備えてい
る。点火時期遅角手段は、燃料増量基準時期から、遅延
時間記憶手段から与えられた遅延時間が経過する前迄の
期間、内燃機関の点火時期を遅延させる。点火制御手段
は点火時期遅角手段の出力に応じて内燃機関の点火時期
を制御する。

［作　用］ 内燃機関の暖捜中は、高負荷状態になっても排気温は８
５０℃の高温にならないので、燃料増量を行わない。こ
れにより燃費のＤ約が図られると共に、エミッションの
発生を低減できる。また、暖様後に高負荷状態になって
も直ちに燃料増量を行わず、エンジン水温に対応した遅
延時間の後に燃料増量が行われるので、エミッションの
発生が極力抑えられ且つ排気系のオーバヒートを適切に
防止できる。燃料増量時期の遅延時間中は高負荷増量が
加わっている時の空燃比より空燃比がり一ンになりノッ
キングが発生しやすくなるが、点火時期を遅らせること
によりノッキングの発生は防止される。

［実施例１ 以下、第２図以降の図面により本発明の実施例を説明す
る。

第２図には本発明の一実施例として電子制御燃料噴射式
内燃載量の一例が概略的に表わされている。（気化器燃
料供給式内燃別間についても同様の考え方は成立する）
同図において、１０は間開本体を表わしており、１２は
吸気通路、１４は一つの気筒の燃焼室、１６は排気通路
をそれぞれ表わしている。図示しないエアクリーナーを
介して吸入される吸入空気７は、エアフローセンサ１８
によって、その孟母が検出される。吸入空気流ｍは、図
示しないアクセルペダルに連動するスロットル弁２０に
よって制御される。スロットル弁２０を通過した吸入空
気は、サージタンク２２及び各吸気弁２４を介して各気
筒の燃焼室１４に導かれる。

燃料噴射弁２６は、実際には各気筒毎に設けられており
、線２８を介して制御回路３０から送り込まれる電気的
な駆動パルスに応じて開閉制御せしめられ、図示しない
燃料供給系から送られる加圧燃料を吸気弁２４近傍の吸
気通路１２内（吸気ボート部）に間欠的に噴射する。

燃焼室１４において燃焼した後の排気ガスは排気弁３２
及び排気通路１６を介して、ざらに三元触媒コンバータ
３４を介して大気中に排出される。

エアフローセンサ１８は、スロットル弁２０の上流の吸
気通路１２に設けられ、吸入空気流量に応じた電圧を発
生する。この出力電圧は線３６を介して制御回路３０に
送り込まれる。

機関のディストリビュータ３８にはクランク角センサ４
０及び４２が取付けられており、これらのセンサ４０，
４２からは、クランク軸が３０°。

３６０°回転する毎にパルス信号がそれぞれ出され、こ
れらのパルス信号は線４４．４６をそれぞれ介して制御
回路３０に送り込まれる。

スロットル弁２０と連動し、スロットル弁２０が全開位
置くアイドル位置）にある際に閉成するスロットルポジ
ションスイッチ４８からの信号は線５０を介して制御回
路３０に送り込まれる。

排気通路１６には、排気ガス中の酸素濃度に応答して出
力を発生する。即ち、空燃比が理論空燃比に対してリー
ン側にあるかリッチ側にあるかに応じて互いに異なる２
値の出力電圧を発生する０２センサ５２の出力電圧は、
線５４を介して制御回路３０に送り込まれる。

三元触媒コンバータ３４は、この０２センサ５２の下流
に設けられており、排気ガス中の三つの有害成分である
）ＬＩＣ，Ｃｏ、ＮＯＸ成分を同時に浄化する。

別間の冷却水温度を検出し、その温度に応じた電圧を発
生する水温センサ５６は、シリンダブロックに取り付け
られている。この水温センサ５６からの出力電圧は、線
５８を介して制御回路３゜に送り込まれる。

第３図は、第２図に示した制御回路３ｏの一第１り成例
を表わずブロック図である。

エアフローセンサ１８からの電圧信号、０２センサ５２
からの電圧信号、及び水温センサ５６からの電圧信号は
、アナログマルチプレクサ機能を有するアナログ・デジ
タル（Ａ／Ｄ）変換器７゜に送り込まれ、マイクロプロ
セッサ（ＭＰＵ）７２からの指示に応じて順次２進信号
に変換ぜしめられる。

クランク角センサ４ｏからのクランク角３０゜毎のパル
ス信号は入出力回路（１／○回路）７４内に設けられた
周知の速度信号形成回路に送り込まれ、これにより懇関
の回転速度を表わす２進信号が形成される。クランク角
センサ４２からのクランク角３６０°毎のパルス信号は
、同じくＩ１０回路７４に送り込まれ、クランク角３０
°毎の上述のパルス信号と協動して燃料噴射パルス幅演
算のための割込み要求信号、燃料噴射開始信号、及び気
筒判別信号等の形成に利用される。

スロットルポジションスイッチ４８からの１″“Ｏ＋１
の２進信号は、同じ＜Ｉ１０回路７４の所定ビット位置
に送り込まれ一時的に記憶される。

入出力回路（Ｉ１０回路）７６内には、プリセッタブル
ダウンカウンタ及びレジスタ等を含む周知の燃料噴射制
御回路が設けられており、ＭＰＵ７２から送り込まれる
噴射パルス幅に関する２進のデータからそのパルス幅を
有する噴射パルス信号を形成する。この噴射パルス信号
は、図示しない駆動回路を介して燃料噴射弁２６ａ乃至
２６ｄに順次あるいは同時に送り込まれ、これらを付勢
する。これにより、噴射パルス信号のパルス幅に応じた
最の燃料が噴射せしめられることになる。

Ａ／Ｄ変換器７０．Ｉ１０回路７４及び７６は、マイク
ロコンピュータの主構成要素であるＭＰＵ７２、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ＞７８、及びリードオンリメ
モリ（ＲＯＭ）８０に共通バス８２を介して接続されて
おり、このバス８２を介してデータ及び命令の転送等が
行われる。

ＲＯＭ８０内には、メイン処理ルーチンプログラム、本
発明に係る燃料噴射パルス幅演算用の割込み処理ルーチ
ンプログラム、パーシャルリーン補正係数等の係数演算
用の割込み処理ルーチンプログラム、及びその他のプロ
グラム、さらにそれらの演算処理に必要な種々なデータ
及びエンジン冷却水温と燃料増量時期遅延時間とを対応
させたマツプがあらかじめ記憶されている。

制御回路３０としては、以上説明した構成と異る種々の
構成のものが適用できる。例えば、■１０回路７４内に
速度信号形成回路を設けることなく、所定クランク角毎
のパルス信号を直接ＭＰＵ７２が受は取り、ソフトウェ
アで速度信号を形成する如く構成することも可能である
し、また、Ｉ１０回路７６内に燃料噴射時間０装置を設
けることなく、ソフトウェアにより、噴射パルス幅に相
当する時間だけ′１″の論理値となる信号を形成する如
く構成しても良い。

次に上述したマイクロコンピュータの動作を説明する。

第４図、第５図は第３図の制御回路１０の動作を説明す
るためのフローチャートであって、第４図は燃料噴射時
間及び点火時期演算制御ルーチン、第５図は第４図にお
けるカウンタＣのためのタイマルーチンである。第４図
を参照すると、割込みステップ４０１は所定クランク角
、たとえば３６０″Ａ毎にスタ、−卜する。ステップ４
０２ではエアフロセンサ１８から吸入空気ｆｆ１Ｑ、ク
ランク角センサ４０から回転速度Ｎ１及び水温センサ５
６からエンジン冷却水温Ｔ）−ＩＷを取込む。次いで、
ステップ４０３及び４０４にて吸入空気ｆｆ１Ｑと回転
速度Ｎとから基本点火時期α及び基本噴射ｍτ０をそれ
ぞれ演算する。なお、Ｋ１．に２は係数である。次いで
ステップ４０５で燃料噴射時間τが τ　＝　τ　ロ　　・　ＣＰ　Ｌ　　−ＣＦ　Ｂ　　−
ｃ　ｏ　　＋　τ　■によって演算される。ただし、τ
Ωは基本噴！！）ｌｆｆｉ、ＣＰＬはパーシャルリーン
補正係数、０ＦＦＩはフィードバック補正係数、ＣＯは
エンジン冷却水温ＴＨＷ等に応じて定まるその他の補正
係数である。

次に、ステップ４０６では、フラグＦ　Ｌ　＝　”　１
　”か否かを判別する。なお、フラグＦＬ（−”１”）
は前回演算サイクル時においては関が高負荷状態である
ことを示している。ここで、前回演算サイクル時に機関
が低負荷状態であると仮定すれば、ステップ４０６のフ
ローはステップ４０７に進む。

ステップ４０７では、襞間の負荷が所定値より大きいか
否かを判別する。この判別は、例えば吸入空気ｆｆ１Ｑ
と回転速度Ｎの比Ｑ／Ｎに基づいて行われる。通常、吸
入空気ｆｆ１Ｑが１４０ｍ３／時以上では高負荷状態と
判別される。ここでも、殿関が低負荷状態とすれば、ス
テップ４１７に進み、その演算結果は、ステップ４１６
において、Ｉ１０回路７６（第３図）内のプリセッタブ
ルダウンカウンタく図示せず）にプリセットされ、この
結果、時間τに見合う量の燃料が機関本体１の燃焼室に
送り込まれることになる。また、ステップ４１８におい
て、点火時期αがＩ１０回路７６内の他のプリセッタブ
ルダウンカウンタにセットされる。

そして、ステップ４１９にてこのルーノは終了する。

次に、懇関の負荷が低負荷から高負荷に変化した場合、
上述のステップ４０７からステップ４１７へのフローは
ステップ４０７からステップ４０８へのフローに切替わ
る。ステップ４０８では、高負荷状態であることを示す
ためにフラグＦＬを立て、ステップ４０９に進む。ステ
ップ４０９では水湿センサ５６から水温ＴＨＷを取込み
、水温が所定温度ＴＯ’Ｃ（例えば７０℃）より高いか
否かを判別する。水温がＴｏ　’Ｃより高ければステッ
プ４１０にてＲＯｌｖｌ　８０から水温ＴＨＷに対応す
る遅延時間ｔｎをサーチして読み取り、ステップ４１１
にてカウンタＣにｔｎをセットする。水温ＴＨＷと遅延
時間ｔｎの関係は例えば第６図に示す如く、水温ＴＨＷ
が低い程遅延時間ｔｎが長くなるように、ＲＯＭ８０　
（第３図）にマツプとして格納されている。他方、水温
がＴｏ　℃以下であれば直ちにステップ４１７に進む。

ここで、カウンタＣは第５図に示すルーチンにてダウン
カウントされる。ステップ５０１で、例えば４７ｎ秒毎
に割込みに入り、ステップ５０２でＣを１つカウントダ
ウンし、ステップ５０３でＣが負か否か判定し、負であ
ればステップ５０４でＣをＯにして、負でなければ直接
ステップ５０５に進み、リターンする。従って、高負荷
時において、水温が高ければ遅延時間ｔｎを短かく設定
され、他方、水温が低ければ遅延時間を長く設定されて
いることになる。このことは、エンジン冷却水温が比較
的低い場合は、高負荷状態にあっても排気温が急激に上
昇することはないので、比較的長い遅延時間の後に燃料
を増目したもよいという配慮に基づくものである。

次の演算サイクルでは、フラグＦ　Ｌ　＝　”　１　”
であるので、ステップ４０６でのフローはステップ４１
２に進むことになる。ステップ４１２では、ステップ４
０７と同様に、殿関の負荷状態を判別する。機関が高負
荷状態に維持されていれば、ステップ４１３にてカウン
タＣ＝Ｏか否かを判別する。つまり、テップ４１１にて
設定された遅延時間ｔｎが経過したか否かを判別する。

この時間が経過していなければ燃料増車補正は行われず
、ステップ４１４にて点火時期αをＸだけ遅角した後、
ステップ４１７に進み、他方、前述の時間が経過してい
ればステップ４１５に進み、燃料噴射時間τを２０％長
くする等により燃料増量たとえば２０％の増量補正が行
われ、次いでステップ４１７に進む。

このようにして、フローがステップ４１５を通過して燃
料増量が行われると、以後、高負荷状態が維持されてい
る限り、燃料増量も続行されることになる。しかし、ス
テップ４１２にて一度でも機関が低負荷状態であると判
別されると、ステップ４１２からステップ４１５へのフ
ローはステップ４１１からステップ４１６へのフローに
切替わり、この結果、フラグＦＬはクリアされて燃料増
量は中止されることになる。ただし、ステップ４１３に
て前述の遅延時間が経過する前に殿関が低負荷状態に変
化すれば、ステップ４１５が実行される前にフラグＦＬ
がクリアされるので燃料増量は実行さ゛れることはない
。

なお、上述の実施例においては、殿関の９荷判別パラメ
ータとして吸入空気ｍＱと回転速度Ｎを用いたが、他の
運転状態パラメータたとえばスロットル弁開度又は塁本
噴射岱τ口であってもよい。

また、燃料の増量補正は燃料噴射時間τを２０％だけ長
くすることにより行ったが、更に長くあるいは更に短く
してもよく、あるいは別の燃料噴射弁を設ける等信の手
段によって行ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エンジン暖気中は
高負荷状態であっても燃料増量補正は行わず、暖気後も
エンジン冷却水温に応じて燃料増同補正を行うまでの遅
延時間を変化させているので、オーバヒートの防止と燃
費の向上とを両立でき、且つエミッションを低減できる
。また、排気系の材質に多額の費用をかけずに済み、車
輌価格−を低下させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための全体ブロック図
、第２図は本発明に係る内燃態量の制御装置の一実施例
を示す全体概要図、第３図は第２図の制御回路１０の詳
細なブロック回路図、第４図、第５図は第２図の制御回
路１０の動作を説明するためのフローチャート、第６図
は水温と遅延時間の関係を示寸グラフである。 １０・・・機関本体、１８・・・エアフローセンサ、３
０・・・制御回路、４０．４２・・・クランク角センサ
、　　。 ５６・・・水センｖ０ 第２図 １０　　機関本体 １８　・　エアフローセ／す 乙０４２　　クランク角センサ ５６・　水温センサ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の負荷が第１の所定値より大きいとき、燃
   料増量基準時期を設定するための第１の信号を出力する
   燃料増量基準時期設定手段、該内燃機関のエンジン冷却
   水温が第２の所定値より大きいとき、第２の信号を出力
   するエンジン暖気状態判別手段、 該内燃機関のエンジン冷却水温に対応した遅延時間を記
   憶している遅延時間記憶手段、 該第１及び第２の信号が共に入力されたときのみ、該遅
   延時間記憶手段の出力に得られるエンジン冷却水温に対
   応した遅延時間だけ該燃料増量基準時期を遅延させる燃
   料増量時期補正手段、及び該燃料増量時期補正手段の出
   力に得られる補正された燃料増量時期に基づいて該内燃
   機関に対する燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段 を具備することを特徴とする内燃機関の燃料増量制御装
   置。 ２、内燃機関の負荷が第１の所定値より大きいとき、燃
   料増量基準時期を設定するための第１の信号を出力する
   燃料増量基準時期設定手段、該内燃機関のエンジン冷却
   水温が第２の所定値より大きいとき、第２の信号を出力
   するエンジン暖気状態判別手段、 該内燃機関のエンジン冷却水温に対応した遅延時間を記
   憶している遅延時間記憶手段、 該第１及び第２の信号が共に入力されたときのみ、該遅
   延時間記憶手段の出力に得られるエンジン冷却水温に対
   応した遅延時間だけ該燃料増量基準時期を遅延させる燃
   料増量時期補正手段、該燃料増量時期補正手段の出力に
   得られる補正された燃料増量時期に基づいて該内燃機関
   に対する燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段、 該燃料増量基準時期から該遅延時間が経過する前迄の間
   に、該内燃機関の点火時期を遅延させる点火時期遅角手
   段、及び 該点火時期遅角手段の出力に応じて該内燃機関の点火時
   期を制御する点火時期制御手段 を具備することを特徴とする内燃機関の燃料増量制御装
   置。