JPS6394043A - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の始動時に行なう燃料増量に有効な
内燃機関の燃料噴射ｍ制御装胃に関する。

［従来の技術］ 一般に車両等に搭載される内燃機関は、例えば吸入空気
量もしくは吸気圧力と回転速度とに基づいて定まる基本
燃料量を、該内燃機関の冷却水温度等の運転状態に応じ
て補正して求めた燃料量の供給を受けて運転される。し
かし、内燃機関の始動時には、該内燃機関は低温状態に
あるので、上記のように供給される燃料の一部が、シリ
ンダ壁面や吸気ポートに付着して燃焼に寄与できなくな
る。このため、内燃機関の始動性が低下する。

このような始動時における燃料不足を補償するために、
例えば、次のような技術が提案されている。すなわち、 （１）　エンジンの吸入空気量とエンジン回転数に応じ
て基本の燃料噴射時間を算出すると共に、エンジン始９
ＩＪｖＲはエンジン冷却水温に応じて前記燃料噴射時間
を所定回増量補正し、更に、燃料の同期噴射毎に始動後
増量補正係数を減衰させて、燃料噴射信号をインジェク
タに出力する「内燃機関の電子制御式燃料噴射方法およ
び装置」　（特開昭５８−２８５３４号公報）。

（２）　内燃機関の始動後における暖機状態に密接に関
連する第２物理量信号の値の変化に応じて、内燃機関の
始動時における暖機増量初期値を減少させる「車両用内
燃機関のための電子式燃料噴射制御装置」　（特開昭５
９−２０３８３２Ｎ公報）。

これらの技術は、内燃機関の始動時に、始動増量を所定
値に設定し、以後は同期噴射する毎、または設定時間経
過する毎に一定の減少量ずつ増量された燃料を減量する
ものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、内燃機関の始動後増量要求値は、始動後経過
時間に伴って、第２図に示すように変化する。すなわち
、１５００　［ｒ、　ｐ、ｍ、］　　（実線で示す。＞
、２５００　［ｒ、　ｐ、ｍ、］　（一点鎖線で示す。

）、３５００　［ｒ、　ｐ、ｍ、］　　（破線で示す。

）といった回転速度（同期噴射回数）に依存して変化す
るものではなく、始動直後に急激に減少し、以後は経過
時間に従って徐々に減少する傾向がある。しかし、上記
従来技術では、始動後の経過時間に伴って始動後増量値
の減少量を変更するという配慮をしていないという問題
点があった。

したがって、燃料の実際の始動後増量値と始動摂理Ｅ要
求値とが必ずしも一致してぃなかった。

このため、例えば実際の始動俊増Ｍ値が始動後増量要求
値より少ないと、空燃比はより薄い側（オーバリーン）
に移行し、内燃機関の回転速度が不安定となり車両の運
転性能が低下していた。また、例えば、実際の始動後増
ｍ値が始動後増橿要求値より多いと、空燃比はより濃い
側（オーバリッチ）に移行し、プラグ燻り等によるエン
ジンストールの発生を招き易く、ざらに、排気中の有害
成分の排出量も増加してしまう。

本発明は、内燃機関の始動後増量要求値に適合するよう
な始動後の燃料増量を行なう内燃機関の燃料噴射口制御
装置の提供を目的とする。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本発明は、第１図に
例示するように、 内燃機関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ
２と、 該運転状態検出手段Ｍ２の検出した運転状態に応じて、
上記内燃機関Ｍ１に供給する燃料量を決定する制御手段
Ｍ３と、 上記内燃機関Ｍ１の始動時に、上記制御手段Ｍ３の決定
した燃料ωを増量し、以後の時間経過に伴って該増量を
所定減少量ずつ減ｍする始動増量手段Ｍ４と、 を具備した内燃機関の燃料噴射口制御装置において、 さらに、始動時以後の時間経過に伴って、上記所定減少
量を小さく変更する変更手段Ｍ５を備えたことを特徴と
する内燃機関の燃料噴射量制御装置を要旨とするもので
ある。

運転状態検出手段Ｍ２とは、内燃機関Ｍ１の運転状態を
検出するものである。例えば、吸気圧力を検出する吸気
圧センサまたは吸入空気量を検出するエア７０メータ、
回転速度を検出する回転速度センサ、冷却水温度を検出
する水温センサ等から構成できる。

制御手段Ｍ３とは、運転状態に応じて、内燃機関Ｍ１に
供給する燃料量を決定するものである。

例えば、内燃機関Ｍ１の吸気圧力および回転速度から基
本燃料噴射量を算出し、該基本燃料噴射量を冷却水温度
等に応じて補正し、実際に供給する燃料量を決定するよ
う構成できる。

始動増量手段Ｍ４とは、上記内燃機関Ｍ１の始動時に、
上記制御手段Ｍ３の決定した燃料ｍを増量し、以後の時
間経過に伴って該増量を所定減少量ずつ減量するもので
ある。例えば、始動時に、まず冷却水温度に基づいて定
まる増量初期値だけ燃料量を増量し、該増量された燃料
量を所定時間経過毎に所定減少量ずつ減量するよう構成
できる。

変更手段Ｍ５とは、始動時以後の時間経過に伴って、上
記始動増り手段Ｍ４の減量する所定減少量を小さく変更
するものである。例えば、所定時間毎に、前回供給時の
燃料増ｍと零との重み付き平均演算を行なって今回供給
する燃料増量を算出することにより所定減少量を小さく
変更するよう構成できる。

上記制御手段Ｍ３、始動増重手段Ｍ４および変更手段Ｍ
５は、例えば各々独立した論理回路により実現できる。

また例えば、周知のＣＰＵを始めとしてＲＯＭ、ＲＡＭ
ｔ＞よびその他の周辺回路素子と共に論理演算回路とし
て構成され、予め定められた処理手順に従って上記各手
段を実現するものであってもよい。

［作用］ 本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、第１図に例
示するように、内燃機関Ｍ１の始動時に、運転状態検出
手段Ｍ２の検出結果に応じて制御手段Ｍ３の決定した燃
料口を始動＊’Ｊ手段Ｍ４は増損し、以俊の時間経過に
伴って該増量を所定減少量ずつ減量するに際し、変更手
段Ｍ５が、始動時以後の時間経過に伴って上記所定減少
量を小さく変更するよう働く。

すなわち、内燃機関Ｍ１のシリンダ壁面温度は始動直後
に急激に上昇するので、始動後増量要求値は急激に減少
する。このため、始動時に増量された燃料量の所定減少
量を、始動時直後には大きく設定して、燃料増量を速や
かに減量し、以後時間経過に伴って所定減少量を小ざく
変更して燃料増ｍを徐々に減量するのである。

従って本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、内燃
機関Ｍ１の始動後の燃料増量を好適に減量し、始＠後に
おける内燃機関Ｍ１の空燃比を適切な値に維持するよう
働く。以上のように本発明の各構成要素が作用すること
により、本発明の技術的課題が解決される。

［実施例］ 次に、本発明の好適な一実施例を図面を基づいて詳細に
説明する。本発明一実施例であるエンジンの燃料噴射量
制御装置のシステム構成を第３図に示す。

エンジンの燃料噴射量制御装置１は、エンジン２および
該エンジン２を制御する電子制御装置（以下単にＥＣＵ
とよぶ。）３から構成されている。

エンジン２は、シリンダ４、ピストン５およびシリンダ
ヘッド６から燃焼室７を形成し、該燃焼室７には点火プ
ラグ８が配設されている。

エンジン２の吸気系統は、吸気バルブ９を介して上記燃
焼室７に連通する吸気管１０、該吸気管１Ｑの上流側に
設けられて吸入空気の脈動を吸収するサージタンク１１
、該サージタンク１１の上流側に配設されたスロットル
バルブ１２を備えている。

一方、エンジン２の排気系統は、排気バルブ１３を介し
て上記燃焼室７に連通する排気管１４を備える。

エンジン２の燃料系統は、燃料タンクおよび燃料ポンプ
より成る燃料供給源１５ａ、燃料供給管１５ｂ、上記吸
気管１０に配設された燃料噴射弁１５から構成されてい
る。

また、エンジン２の点火系統は、点火に必要な高電圧を
出力するイグニションコイルを備えたイグナイタ１６お
よび図示しないクランク軸に連動して上記イグナイタ１
６で発生した高電圧を各気筒の点火プラグに分配供給す
るディストリビュータ１７より構成されている。

エンジンの燃料噴射ｆｆｉ　ｆＦｉｌＪ　ＩＩｌ装置１
は、検出器として、スロットルバルブ１２の後流部分か
ら導管１８により導出した吸気管圧力を計測する吸気圧
センサ２１、エアクリーナ１９内に設けられて吸入空気
温度を測定する吸気温センサ２２、スロットルバルブ１
２に連動して該スロットルバルブ１２の開度を検出する
スロットルポジションセンサ２３、冷却系統に設けられ
て冷却水温度を検出する水温センサ２４、排気管１４内
に設けられて排気中の残存酸素濃度をアナログ信号とし
て検出する酸素濃度センサ２５を備えている。

また、上記ディストリビュータ１７内部には、該ディス
トリビュータ１７のカムシャフトの１／２４回転毎に、
すなわちクランク角Ｏ０から３００の整数倍毎に回転角
信号を出力する回転速度センサを兼ねた回転角センサ２
６、上記ディストリごュータ１７のカムシャフトの１回
転毎に、すなわち図示しないクランク軸の２回転毎に基
準信号を１回出力する気筒判別センサ２７が設けられて
いる。

上記各センサからの信号はＥＣＵ３に入力されると共に
、ＥＣＵ３は上記エンジン２を制御する。

ＥＣＵ３は第４図に示すように、ＣＰＵ３ａ。

ＲＯＭ３ｂ、ＲＡＭ３ｃ、バックアップＲＡＭ３ｄを中
心に論理演算回路として構成され、コモンバス３ｅを介
して入出力ボート３ｆ、入力ポート３ｑおよび出力ボー
ト３ｈに接続されて外部との入出力を行なう。吸気圧セ
ンサ２１、水温センサ２４、吸気温センサ２２およびス
ロットルポジションセンサ２３の検出信号は、各センサ
に対して設けられたバッ’７ア３　ｉ、３ｊ、３に、３
ｍ、？ルチブレクサ３ｎ、Ａ／Ｄ変換器３ｐを介して入
出力ボート３ｆからＣＰＬＪ３ａに入力される。酸素濃
度センサ２５の検出信号はバッフ７３Ｑ、コンパレータ
３ｒを介して、また、気筒判別センサ２７、回転角セン
サ２６の検出信号は波形整形回路３Ｓを介して、各々入
力ポート３ｇからＣＰＵ３ａに入力される。ざらに、Ｃ
ＰｔＪ３ａは出力ボート３ｈから駆動回路３ｔ、３ｕに
制御信号を出力して燃料噴射弁１５およびイグナイタ１
６を駆動する。

次に、上記ＥＣＬＪ３の実行する基本燃料噴射時間算出
処理を第５図の、始動後増量補正処理を第６図の、各フ
ローチャートに基づいて説明する。

第５図に示す基本燃料噴射時間算出処理は、ＥＣＵ３の
起動に伴い所定時間毎に繰り返して実行される。まずス
テップ１００では、吸気圧センサ２１の検出した吸気管
圧力、回転角センサ２６の検出した回転速度および水温
センサ２４の検出した冷却水温度を入力する処理が行な
われる。続くステップ１１０では、上記ステップ１００
で入力した回転速度に基づいて始動時にあるか（例えば
５００　［ｒ、ｐ、ｍ、］以下か）否かを判断し、始動
時と判断されれば、ステップ１２０に進む。

ステップ１２０では始動時用の基本燃料噴射時間ＴＰを
上記ステップ１００で入力した冷却水温度に基づいて予
めＲＯＭ３ｂに記憶されている１次元マツプに従い算出
し、この処理を行なった侵、−量水基本燃料噴射時間算
出処理を終了する。また、ステップ１１０にて始動時で
ないと判断された場合はステップ１３０に進み、このス
テップ１３０では、上記ステップ１００で入力した吸気
管圧力および回転速度に基づいて、予めＲＯＭ３ｂに記
憶されている２次元マツプに従い、基本燃料噴射時間Ｔ
Ｐを算出する処理を行なった復、一旦、本基本燃料噴射
時間算出処理を終了する。以後、本基本燃料噴射時間算
出処理は所定時間毎に繰り返して実行される。

次に、始動後増量補正処理を第６図のフローチャートに
基づいて説明する。本始動後増量補正処理は、３２　［
ｍ５ｅｃ］毎に起動される。まずステップ２００では、
上記の処理と同様にして回転速度の値に基づいて始動時
にあるが否かを判定し、肯定判断されるとステップ２１
０に、一方、否定判断されるとステップ２４０に各々進
む。

始動時に実行されるステップ２１０では、冷却水温度に
応じて、マツプに従い始動後増ｍ補正係数ｆ　（ＡＳＥ
＞の初期値を設定する処理が行なわれる。続くステップ
２２０では、タイマカウンタＣＡＳＥの値に１を加算す
る処理が行なわれる。

次にステップ２３０に進み、実燃料噴射時間下ＡＵを次
式（１）のように算出する処理が行なわれる。

ＴＡＵ＝ＴＰｘＦｘｆ　（ＡＳＥ）　・　（１）但し、
ＴＰは基本燃料噴射時間、Ｆは空燃比、暖別状態、吸入
空気温度等に応じて定まる補正係数、ｆ　（ＡＳＥ＞は
始動後増量補正係数である。

その後、−日本始動後増量補正処理を終了する。

一方、上記ステップ２００で始動時でないと判定された
ときに実行されるステップ２４０では、始動後増量補正
係数ｆ　（ＡＳＥ＞の値が正であるか否かを判定し、肯
定判断された場合はステップ２５０に進み、一方、否定
判断された場合は既述したステップ２２０，２３０を経
て、−量水始動後増量補正処理を終了する。いまだ、始
動後増量が行なわれているときに実行されるステップ２
５０では、タイマカウンタＣＡＳＥの値が一定時間ＣＸ
ＡＳＥ以上であるか否かを判定し、肯定判断されたとき
はステップ２６０に進み、一方、否定判断されたときは
既述したステップ２２０．２３０を経て、−量水始動後
増量補正処理を終了する。

始動俊増旧が行なわれており、一定時間経過した場合に
実行されるステップ２６０では、始動後増量補正係数ｆ
　（ＡＳＥ＞を次式（２）のように減少補正する処理が
行なわれる。

ｆ　（ＡＳＥ＞＝　（（Ｎ−１）ｘｆ　（ＡＳＥ））　
／Ｎ・・・（２） 但し、Ｎは定数である。上記式（２）は、前回の始動後
増量補正係数ｆ　（ＡＳＥ＞と零との重み付き平均値を
今回の始動後増囚補正係数ｆ　（ＡｓＥ）とすることに
より、減少補正を行なうものである。続くステップ２７
０では、タイマカウンタＣＡＳＥを値Ｏにリセットする
処理が行なわれる。

次に、既ｊホしたステップ２３０を経て、−量水始動後
増量補正処理を終了する。以後、本始動後増量補正処理
は、３２　［ｍ５ｅｃ］毎に繰り返して実行される。

なお本実施例において、エンジン２が内燃機関Ｍ１に、
吸気圧センサ２１と水温センサ２４と回転角センサ２６
とが運転状態検出手段Ｍ２に各々該当する。また、ＥＣ
Ｕ３およびＥＣｔ、１３の実行する処理のうち、（ステ
ップ１１０，１２０，１３０）が制御手段Ｍ３として、
（ステップ２１０゜２３０）が始動増量手段Ｍ４として
、（ステップ２６０）が変更手段Ｍ５として各々機能す
る。

以上説明したように本実施例は、エンジン２の始動時に
、冷却水温度に基づいて初期値を定めた始動後増量補正
係数ｆ　（ＡＳＥ＞を用いて基本燃料噴射時間ＴＰを増
量し、さらに、上記始動俊増聞補正係数ｆ　（ＡＳＥ）
を一定時間ＣＸＡＳＥ毎に減少補正するに際し、前回の
始ａ復増量補正係数と零との重み付き平均値を今回の始
動１麦増位補正係数とすることにより小さく変更するよ
う構成されている。

このため、始動後増旧補正係数ｆ　（ＡＳＥ＞を、始動
直後は大きく減量し、以後は時間経過に伴って徐々に減
量するので、燃料の始動俊増量値を始動後増量要求値に
適合させることができる。すなわち、第７図に示すよう
に、エンジン２の始動後増量要求値（一点鎖線で示す。

）は始動直後に急激に減少し、以後は徐々に減少する。

これに対して本実施例の始動増量手段 始動直後は大きな減少量だけ減損され、以後は時間経過
に伴って該減少量が小さくなるので、上記始動後増ｍ要
求値の減少と良好に一致して低下する。このように本実
施例の始動後増ヱ（直は始動後増伍要求値と良好に適合
して減少するので、エンジン２が始動直後にあるときも
、空燃比を適切な値に維持する制御の精度が向上する。

一方、従来技術の始動後増旧値（破線で示す。）は、減
少量が常時一定量であったので、始動直後から始動後増
量要求値を大きく上回り、所定時間経過後は始動後増量
要求値を下回ってしまい、始動後増量要求値に適合して
いなかった。したがって、始動直後の空燃比はより濃い
側（オーバリッチ）からより薄い側（オーバリーン〉に
亘って大きく変化していた。

また、上記のように空燃比がより薄い側（オーバリーン
）に変化しないので、エンジン２の始動後の回転速度を
安定化でき、車両の運転性能および乗り心地が向上する
。

さらに、空燃比がより濃い側（オーバリッヂ）に変化す
ることもないので、エンジンストールの発生を防止でき
ると共に、排気中の有害成分の排出量も低減できる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に回答限定されるものではなく、本発明の
要日を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し
１がることは勿論である。

発明の効果 以上詳記したように本発明の内燃機関の燃料噴射層制御
装置は、内燃機関の始動時には燃料徂を増量し、以後時
間経過に従って該増ｍを所定減少量ずつ減量するに際し
、始動時以後の時間経過に伴って上記所定減少口を小さ
く変更するよう構成されている。このため内燃は関の始
動後増堡値を始動後増量要求値に適合させることが可能
となり、始動後における内燃機関の空燃比を適切な値に
精度良く制御できるという優れた効果を奏する。

また、上記効果に伴い、始動後における空燃比がより薄
い側（オーバリーン）に移行しないので、機関回転速度
の変動を抑制できると共に、車両の運転性能および乗り
心地の向上が可能となる。

さらに、始動後において空燃比がより濃い側（オーバリ
ッヂ）に移行することもないので、内燃機関の円滑な運
転を可能にすると共に、排気浄化効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第２図は始動後増量要求値と始動後経過時間との関係
を示すグラフ、第３図は本発明一実施例のシステム構成
図、第４図は同じくその電子制御装置の構成を説明する
ためのブロック図、第５図および第６図は同じくその制
御を示すフローチャート、第７図は同じくその始動復増
ｍ値と始動後経過時間との関係を示すグラフである。 Ｍｌ・・・内燃機関 Ｍ２・・・運転状態検出手段 Ｍ３・・・制御手段 Ｍ４・・・始動増量手段 Ｍ５・・・変更手段 １・・・エンジンの燃料噴射の制御装置２・・・エンジ
ン ３・・・電子側６１］装置（ＥＣＵ） ３ａ・・・ＣＰＵ ２１・・・吸気圧センサ ２６・・・回転角センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と
   、 該運転状態検出手段の検出した運転状態に応じて、上記
   内燃機関に供給する燃料量を決定する制御手段と、 上記内燃機関の始動時に、上記制御手段の決定した燃料
   量を増量し、以後の時間経過に伴って該増量を所定減少
   ずつ減量する始動増量手段と、を具備した内燃機関の燃
   料噴射量制御装置において、 さらに、始動時以後の時間経過に伴つて、上記所定減少
   量を小さく変更する変更手段を備えたことを特徴とする
   内燃機関の燃料噴射量制御装置。 ２　上記変更手段が、所定時間毎に、前回供給時の燃料
   増量と零との重み付き平均演算を行なつて今回供給する
   燃料増量を算出することにより所定減少量を小さく変更
   する特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の燃料噴射
   量制御装置。