JP2001342874A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関の始動時において、各サイクルにおける要
求燃料量を確実に供給しつつ、ＨＣの排出を抑制する。 【解決手段】燃料噴射制御装置において、要求燃料量の
多い初回サイクルの燃料噴射量と、初回噴射燃料の壁流
の影響が残る２サイクル目以降の燃料噴射量と、をそれ
ぞれ異なる方法で設定することにより、初回サイクルに
おいては、燃焼に十分の燃料を供給し、２サイクル目以
降は、過剰供給になることなく各サイクルに最適な量の
燃料を噴射供給することにより、ＨＣの排出を抑制し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射制御装置に関し、詳しくは、始動時における燃料噴射
量を制御するための技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】機関の始動時における燃料噴射制御は、
図６に示すように、所定の信号を読み込み、気筒判別完
了後に、第一の燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＩＳ
Ｔ演算、第ニの燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＩ演
算が行われ、前記ＴＩＳＴと前記ＴＩを比較して大きい
方を選択し、燃料噴射量として設定するものが知られて
いる。

【０００３】ここで、第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴ
は、機関の冷却水温度に基づいて始動時水温基本パルス
幅ＴＣＳＴを算出し、該始動時水温基本パルス幅を機関
回転速度Ｎｅや始動開始からの経過時間等に応じて補正
して算出される。

【０００４】また、第二の燃料噴射パルス幅ＴＩは、通
常時と同様、機関回転速度Ｎｅ、吸入空気量に基づいて
基本燃料噴射パルス幅ＴＰを算出し、該基本燃料噴射パ
ルス幅ＴＰを冷却水温度等に応じて補正して算出され
る。

【０００５】この場合、常温時においては、図７に示す
ように、始動２サイクル目までは前記始動時燃料噴射パ
ルス幅ＴＩＳＴが燃料噴射パルス幅として設定され、始
動３サイクル目以降は前記通常時の燃料噴射パルス幅Ｔ
Ｉが燃料噴射パルス幅として設定される場合が多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、始動初
期においては、初回噴射時に供給される燃料の一部が壁
流として残留しその影響が、常温時においてはおよそ始
動４サイクル目まで、低温時においては更にそれ以上の
サイクル数にまで残るため、前記従来の制御により設定
された燃料噴射パルス幅では、２サイクル目以降の燃料
供給が過剰となり、混合気がリッチ化して排気性状が悪
化してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、排気性状を悪化させることなく、始
動時において、各サイクルの要求燃料量を確実に噴射す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
る発明は、図１に示すように、機関の始動初回サイクル
の燃料噴射量を、機関の温度に基づいて設定する第一の
始動時燃料噴射量設定手段と、機関の始動２サイクル目
以降の燃料噴射量を、機関の温度に基づいて設定される
基本量をサイクル数によって設定される補正係数により
補正して設定する第二の始動時燃料噴射量設定手段と、
前記各燃料噴射量設定手段により異なる方法で設定され
た量の燃料を機関に噴射する燃料噴射量制御手段と、を
含んで構成されたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明は、前記第二の始動時
燃料噴射量設定手段は、前記機関の始動初回サイクルに
おける噴射燃料の壁流の影響が残るサイクル数まで、燃
料噴射量を設定することを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る発明は、前記機関の始動初
回サイクルにおける噴射燃料の壁流の影響が残るサイク
ル数の後、始動完了までは、機関の負荷と回転速度に基
づいて設定される燃料噴射量と前記第二の始動時燃料噴
射量設定手段によって直前に設定された燃料噴射量のう
ち、大きい方を選択する第三の始動時燃料噴射量設定手
段を含んで構成されたことを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明は、前記第二の始動時
燃料噴射量設定手段において、サイクル数によって設定
される補正係数は、サイクル数が小さいほど小さく設定
されることを特徴とする。

【００１２】請求項５に係る発明は、前記第一の始動時
燃料噴射量設定手段及び第二の始動時燃料噴射量設定手
段は、前記機関の温度が低温になるほど燃料噴射量を増
量することを特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、要求燃料
量の多い始動初回燃料噴射量と、初回噴射時に残留した
壁流の影響が大きくそれほど多くの燃料が要求されない
始動２サイクル目以降の燃料噴射量とを異なる方法で設
定するので、初回燃料噴射においては、燃焼に十分な量
の燃料を供給できるように設定し、２サイクル目以降
は、前記壁流の影響を考慮して過剰供給とならないよう
に、適量の燃料を供給するように設定することができ
る。これにより、各サイクルに応じて最適な燃料噴射量
を設定でき、良好な始動性を確保しつつ、排気性状の悪
化を防止できる。

【００１４】また、例えば、初回サイクルのみ温度に基
づいたマップにより燃料噴射量を設定し、２サイクル目
以降は、サイクル数によって設定される補正係数により
補正（算出）して燃料噴射量を設定するように構成でき
るので、マップのための記憶容量を最小限に抑えること
ができる。

【００１５】請求項２に係る発明によれば、壁流の影響
が残るサイクル数（常温時においては、およそ４サイク
ル目）までの燃料噴射量を、第二の始動時燃料噴射量設
定手段により設定するので、サイクル数によって、壁流
の影響を考慮して過剰供給とならないよう補正して適量
の燃料を供給でき、機関始動直後の排気性状の悪化を防
止できる。

【００１６】請求項３に係る発明によれば、始動初回噴
射燃料の壁流の影響が残るサイクル数の後、始動完了ま
では、壁流の影響を考慮して設定された直前の燃料噴射
量と通常時と同様に設定される燃料噴射量とを比較し
て、大きい方を燃料噴射量とするので、機関の安定性を
確保するのに適量の燃料を供給できる。

【００１７】請求項４に係る発明によれば、サイクル数
の増加に伴う初回噴射燃料の壁流の減少に合わせて、補
正係数を設定することにより、良好な始動性を確保する
とともに、排気性状の悪化を防止できる。

【００１８】請求項５に係る発明によれば、低温になる
ほど燃料噴射量を増量することにより、低温時において
も燃焼に十分な燃料を供給して、良好な始動性を確保す
ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
に基づいて説明する。図２は、本実施の形態における燃
料噴射制御装置の構成を示す。

【００２０】図２において、機関１は、電磁式の燃料噴
射弁２を機関の各気筒の燃焼室３に臨ませてそれぞれ設
けており、吸気ポート４及び吸気弁５を介して吸入され
た空気に対して前記燃料噴射弁２から燃料を噴射して混
合気を形成し、該混合気を、前記燃焼室３内で圧縮し、
点火プラグ６による火花点火によって着火する。

【００２１】前記機関１の排気は、排気ポート７及び排
気弁８を介して燃焼室３から排出され、図示しない排気
浄化触媒及びマフラーを介して大気中に放出される。前
記燃料噴射弁２は、図示しない燃料供給系から燃料が圧
送され、コントロールユニット２０により制御されて、
その開弁時間により、機関の運転状態に応じた量の燃料
を、それぞれ対応する各気筒に噴射供給する。

【００２２】コントロールユニット２０は、マイクロコ
ンピュータを内蔵し、入力される各種の検出信号に基づ
いて、燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を演算し、前記
燃料噴射弁２を制御する。

【００２３】ここで、入力される各種の検出信号として
は、エアフローメータ１１からの吸入空気量信号Ｑ、ク
ランク角センサ１２からのクランク角信号、水温センサ
１３からの機関の冷却水温度信号Ｔｗ、スタートスイッ
チ１４からのＯＮ，ＯＦＦ信号等があり、機関回転速度
Ｎｅは、前記クランク角信号より算出される。

【００２４】以上のように構成された燃料噴射制御装置
の始動時における燃料噴射制御を図３のフローチャート
に示す。図３において、ステップ１（図ではＳ１と記
す。以下同じ）では、機関の冷却水温度Ｔｗ、機関回転
速度Ｎｅ、スタートスイッチのＯＮ時間を読込む。

【００２５】次に、ステップ２では、気筒判別が完了し
ているか否かを判別する。気筒判別は、燃料噴射気筒、
点火気筒を特定するために行うものであり、例えば、ク
ランク角センサ１２からの検出信号等によって行われ
る。

【００２６】気筒判別が完了していない場合には、燃料
噴射気筒が特定できないので、燃料噴射制御を行うこと
なく本ルーチンを終了する。気筒判別が完了している場
合は、ステップ３に進む。

【００２７】ステップ３は、初回サイクル（始動１回目
の燃料噴射）か否かを判別する。初回サイクルは、噴射
燃料のほとんどが壁流となってしまうので２サイクル目
以降と比べて要求燃料量が非常に大きいため、初回サイ
クルであるか否かを区別して燃料噴射を行うためであ
る。初回サイクルの場合は、ステップ４に進む。

【００２８】ステップ４では、初回サイクルの燃料噴射
パルス幅ＴＩＳＴ０を冷却水温度Ｔｗに基づいて設定す
る。これが、第一の始動時燃料噴射量設定手段に相当す
る。より詳細には、初回噴射パルス幅ＴＩＳＴ０は、あ
らかじめ設定された冷却水温度Ｔｗによる１６格子テー
ブルＴＢＬＣＳＴ０を補間計算付きで参照した値である
初回水温基本パルスＴＣＳＴ０を大気圧補正したもので
ある。

【００２９】その後、ステップ５に進み、サイクル数の
カウントアップを行い、ステップ６において、前記設定
された初回サイクルの燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴ０をセ
ットする。

【００３０】以上のように、機関の始動初回サイクルの
燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＩＳＴ０を独立した
設定手段によって設定することにより、燃焼に十分な燃
料を供給することができる。

【００３１】一方、ステップ３において、初回サイクル
以外の場合は、ステップ７に進み、第一の燃料噴射パル
ス幅ＴＩＳＴを演算した後、ステップ８に進む。ここ
で、第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴは、冷却水温度Ｔ
ｗの基づいて始動時水温基本パルス幅ＴＣＳＴを演算
し、該始動時水温基本パルス幅ＴＣＳＴを機関回転速度
Ｎｅ、始動開始からの経過時間、大気圧、スロットル開
度に応じて補正したものである。

【００３２】ステップ８では、始動ｎサイクル目までの
燃料噴射か否かを判別する。この始動ｎサイクル目は、
初回噴射時に供給された燃料の一部が壁流として残留
し、その影響が残っているサイクル数に設定されてい
る。これは、壁流の影響の残らないその後のサイクルと
区別して燃料噴射量制御を行うためである。

【００３３】なお、壁流の影響が残るサイクル数は、通
常、常温時においては始動から４サイクル程度である
が、低温時においてはより長く壁流の影響が残るので、
常温時よりも多いサイクル数となる場合があり、各条件
の下で確認して、設定されている。

【００３４】そして、壁流の影響が残っている始動ｎサ
イクル目以内であれば、ステップ９に進む。ステップ９
では、燃料噴射サイクル数によって決まる補正係数ＴＣ
ＳＣＹＣを例えば、マップ検索等により設定する。前記
壁流の影響がサイクル毎に異なるため要求燃料量も異な
るからである。例えば、２サイクル目等の早いサイクル
（サイクル数が小さい）ほど初回噴射燃料の壁流が多い
ので、該補正係数を小さく設定する。

【００３５】次いで、ステップ１０では、ステップ７で
求めた第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴをステップ９で
設定した補正係数ＴＣＳＣＹＣを乗じて補正することに
より補正後の始動時燃料噴射パルス幅（ＴＩＳＴ*ＴＣ
ＳＣＹＣ）を設定する。

【００３６】ステップ７からステップ１０に至る部分
が、第二の始動時燃料噴射量設定手段に相当する。その
後、ステップ５に進んでサイクル数のカウントアップを
行い、ステップ６において、ステップ１０で設定した補
正後の始動時燃料噴射パルス幅（ＴＩＳＴ*ＴＣＳＣＹ
Ｃ）をセットする。

【００３７】以上により、初回噴射燃料の影響の残る２
サイクル目からｎサイクル目までは、初回サイクルとは
異なった方法により、サイクル数によって設定される補
正係数で始動時燃料パルス幅ＴＩＳＴを補正した補正後
の始動時燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を設定するの
で、燃料が過剰となることなく適量の供給ができ、排気
性状の悪化を抑制できる。

【００３８】また、例えば、前記初回サイクルの燃料噴
射パルス幅のみを冷却水温度に基づいたマップによる検
索とし、２サイクル目以降は、始動時燃料パルス幅（Ｔ
ＩＳＴ）をサイクル数に応じて補正して設定すること
で、コントロールユニット２０に内蔵されるマイクロコ
ンピュータの記憶容量を最小限に抑えることができる。

【００３９】ステップ８に戻って、始動ｎサイクル目を
超える場合すなわち、（ｎ＋１）サイクル目以降の場合
は、ステップ１１に進む。ステップ１１では、第二の燃
料噴射パルス幅ＴＩを演算する。該第二の燃料噴射パル
ス幅ＴＩは、通常時と同様、吸入空気量Ｑ、機関回転速
度Ｎｅに基づいてシリンダ吸入空気量と比例的な基本燃
料噴射パルス幅ＴＰを演算し、該基本燃料噴射パルス幅
ＴＰを冷却水温度Ｔｗ等に応じて補正したものである。

【００４０】ステップ１２では、ステップ７で求めた第
一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴを前記第二の始動時燃料
噴射量設定手段と略同様にして補正する。ここで、（ｎ
＋１）サイクル目以降に用いる補正係数は一定値であ
り、直前のｎサイクル目の補正係数ＴＣＳＣＹＣ[ｎ]を
用いる。

【００４１】続いて、ステップ１３において、前記補正
係数ＴＣＳＣＹＳ［ｎ］により補正された第一の燃料噴
射パルス幅（ＴＩＳＴ*ＴＣＳＣＹＣ［ｎ］）とステッ
プ１１で求めた第二の燃料噴射パルス幅ＴＩとを比較
し、大きい方を燃料噴射パルス幅として選択し、ステッ
プ６でセットする。このステップ１１から１３までが、
第三の始動時燃料噴射量設定手段に相当する。

【００４２】以上により、初回噴射燃料の壁流の影響が
なくなった（ｎ＋１）サイクル目以降で始動完了までに
おいて、機関の燃焼の安定性を確保するのに十分な燃料
を供給できる。

【００４３】なお、図４には、以上の制御によるシーケ
ンシャル噴射の場合における各気筒の燃料噴射パルス幅
の１例を示す。また、本発明における燃料噴射制御は、
図５に示すように、従来の燃料噴射制御に比べて、始動
初回サイクルの燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を大き
く、２サイクル目以降の燃料噴射パルスを小さく設定し
ているため、始動初回サイクルと２サイクル目との燃料
噴射パルス幅の差が従来に比べて大きくなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施形態を示す構成図。

【図３】本発明の燃料噴射制御を示すフローチャート。

【図４】同じく本発明の制御によるシーケンシャル噴射
の場合の燃料噴射パルス幅を示す図。

【図５】サイクル数に対する本発明の燃料噴射パルス幅
と従来の制御での燃料噴射パルス幅との比較を示す図。

【図６】従来の燃料噴射制御を示すフローチャート。

【図７】従来のサイクル数に対する燃料噴射パルス幅を
示す図。

【符号の説明】

１…機関 ２…燃料噴射弁 １１…エアフローメータ １２…クランク角センサ １３…水温センサ １４…スタートスィッチ ２０…コントロールユニット

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G301 HA01 JA03 JA12 JA19 JA21 JA28 KA01 KA02 LB01 MA12 NA08 NB11 NC02 NC06 NE06 NE15 PA01Z PB03Z PB10Z PE01Z PE04Z PE05Z PE08Z PF16Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関の始動初回サイクルの燃料噴射量を、
   機関の温度に基づいて設定する第一の始動時燃料噴射量
   設定手段と、 機関の始動２サイクル目以降の燃料噴射量を、機関の温
   度に基づいて設定される基本量をサイクル数によって設
   定される補正係数により補正して設定する第二の始動時
   燃料噴射量設定手段と、 前記各燃料噴射量設定手段により異なる方法で設定され
   た量の燃料を機関に噴射する燃料噴射量制御手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の燃料噴
   射装置。
2. 【請求項２】前記第二の始動時燃料噴射量設定手段は、
   前記機関の始動初回サイクルにおける噴射燃料の壁流の
   影響が残るサイクル数まで、燃料噴射量を設定すること
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装
   置。
3. 【請求項３】前記機関の始動初回サイクルにおける噴射
   燃料の壁流の影響が残るサイクル数の後、始動完了まで
   は、機関の負荷と回転速度に基づいて設定される燃料噴
   射量と前記第二の始動時燃料噴射量設定手段によって直
   前に設定された燃料噴射量のうち、大きい方を選択する
   第三の始動時燃料噴射量設定手段を含んで構成されたこ
   とを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装
   置。
4. 【請求項４】前記第二の始動時燃料噴射量設定手段にお
   いて、サイクル数によって設定される補正係数は、サイ
   クル数が小さいほど小さく設定されることを特徴とする
   請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関
   の燃料噴射装置。
5. 【請求項５】前記第一の始動時燃料噴射量設定手段及び
   第二の始動時燃料噴射量設定手段は、前記機関の温度が
   低温になるほど燃料噴射量を増量することを特徴とする
   請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関
   の燃料噴射装置。