JP2712255B2

JP2712255B2 - 内燃機関の燃料供給制御装置

Info

Publication number: JP2712255B2
Application number: JP63073877A
Authority: JP
Inventors: 初雄永石
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH01247730A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車等内燃機関の燃料供給制御装置に係
り、特に、過渡的にエンジンの始動直後の状態に応じて
基本供給量を補正することによって最適な燃料供給量を
決定する装置に関する。

（従来の技術）一般に、機関の加減速時における空燃比の目標値から
のずれは、ほとんどが吸気系の吸気マニホールドや吸気
ポートに付着した付着燃料および浮遊燃料の量的変化に
起因するものであり、この付着、浮遊燃料量は機関の運
転状態に応じて大きく変化する。また、付着、浮遊燃料
量は運転状態の変化に対してステップ的に変化するので
はなく、ある遅れをもって変化し、この遅れの時定数も
一定ではない。さらに、付着、浮遊燃料量の変化は、運
転状態の変化だけではなく、その時点における量は平衡
状態（定常状態）における量との差の大きさによっても
異なる。

このような背景下、従来の内燃機関の燃料供給制御装
置としては、例えば、特開昭61−96148号公報に記載の
ものがある。この装置では、絞弁上流側に設けたエアフ
ローメータの出力からエンジンの単位回転当りの要求負
荷を求め、これから燃料噴射量を演算している。また、
始動後は始動後増量や暖機増量により定常空燃比をリッ
チ化することで、息つきやエンストの防止を意図してい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の内燃機関の燃料供給
制御装置にあっては、始動後の燃料増量補正を始動後増
量Kasや暖機増量Ktwにより定常空燃比をリッチ化して行
う構成となっているが、始動直後は吸気ポート温度や吸
気弁温度が低く、吸気管内の壁流が多いことから、上記
のような構成では加速時の息つきを起こしやすく、かつ
減速時のCO、HCの排気量も多く、さらには燃費も悪く、
点火プラグもすくぶりやすいという問題点があった。

すなわち、第８図にタイミングチャートを示すよう
に、エンジンの始動後は上記始動後増量Kas等を単純に
減少させていくのみであるから、Kas＝０になる以前に
絞弁開度TVOに変化があって加、減速が行われた場合に
は、噴射量Tiのうちの相当の部分が過渡的に吸気管内の
壁流分に採られることが多いため、加速時における空燃
比のリーンスパイクや減速時のリッチスパイクを生じ、
結局、息つきや点火プラグのくすぶりの原因となってい
た。

（発明の目的）そこで本発明は、始動後においても壁流分を考慮した
過渡補正量を用い、これをさらに始動後の暖機状態に応
じて修正することにより、始動直後の息つき、エンスト
を防止するとともに排気特性、燃費を向上させることを
目的としている。

（課題を解決するための手段）本発明による内燃機関の燃料供給制御装置は上記目的
達成のため、その基本概念図を第１図に示すように、エ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段ａと、検
出された運転状態に基づいて燃料の基本供給量を演算す
る基本供給量演算手段ｂと、エンジンの始動を検出する
始動検出手段ｃと、エンジンが始動すると、検出された
冷却水温に応じて設定された水温修正分初期値を、検出
された冷却水温に応じて設定された減量割合で減算した
水温修正値を演算する水温修正値演算手段ｄと、検出さ
れた冷却水温から前記水温修正値を減算して擬似冷却水
温を設定する擬似冷却水温設定手段ｅと、検出された冷
却水温に基づいて燃料の壁流分を補正する過渡補正量を
演算するとともに、エンジンの始動時は前記擬似冷却水
温に基づいて前記過渡補正量を演算する過渡演算手段ｆ
と、前記基本供給量を前記過渡補正量に応じて補正し、
最終供給量を決定する供給量演算手段ｇと、供給量演算
手段の出力に基づいてエンジンに燃料を供給する燃料供
給手段ｈと、を備えている。

（作用）本発明では、エンジンの始動直後においても壁流分を
考慮した過渡補正量が演算される。

したがって、始動直後に加、減速があっても付着燃料
による応答遅れを補正して燃料噴射量が適切なものとな
って息つき、エンストの防止および排気特性、燃費の向
上が図られる。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第２〜７図は本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装
置の一実施例を示す図である。まず、構成を説明する。
第２図は本装置の全体的構成を示す図である。第２図に
おいて、１はエンジンであり、吸入空気はエアクリーナ
２から吸気管３を通り、燃料は噴射信号Siに基づきイン
ジェクタ（燃料供給手段）４から噴射される。そして、
気筒内で燃焼した排気は排気管５を通して触媒コンバー
タ６に導入され、触媒コンバータ６内で排気中の有害成
分（CO、HC、NOX）を三元触媒により清浄化して排出さ
れる。

吸入空気の流量Qaはホットワイヤ式のエアフローメー
タ７により検出され、吸気管３内の絞弁８によって制御
される。なお、エアフローメータ７のタイプとしては、
ホットフィルム式でもよく、要は吸入空気の流量を測定
するものであればよい。したがって、フラップ式のもの
でもよいが、負圧センサは除かれる。

絞弁８の開度TVOは絞弁開度センサ９により検出さ
れ、エンジン１の回転数Ｎはクランク角センサ10により
検出される。また、ウォータジャケットを流れる冷却水
の温度Twは水温センサ11により検出され、排気中の酸素
濃度は酸素センサ12により検出される。酸素センサ12は
理論空燃比でその出力Vsが急変する特性をもつもの等が
用いられる。さらに、エンジン１の始動はイグンション
スイッチ（始動検出手段）13により検出される。

上記エアフローメータ７、絞弁開度センサ９、クラン
ク角センサ10、水温センサ11および酸素センサ12は運転
状態検出手段14を構成しており、運転状態検出手段14お
よびイグンションスイッチ13からの出力はコントロール
ユニット20に入力される。コントロールユニット20は基
本供給量演算手段、水温修正値演算手段、擬似冷却水温
設定手段、過渡演算手段および供給量演算手段としての
機能を有し、CPU21、ROM22、RAM23およびI/Oポート24に
より構成される。CPU21はROM22に書き込まれているプロ
グラムにしたがってI/Oポート24により必要とする外部
データを取り込んだり、また、RAM23との間でデータの
授受を行ったりしながら噴射量制御に必要な処理値を演
算処理し、必要に応じて処理したデータをI/Oポート24
へ出力する。I/Oポート24にはセンサ群13、14からの信
号が入力されるとともに、I/Oポート24からは噴射信号S
iが出力される。ROM22はCPU21における演算プログラム
を格納しており、RAM23は演算に使用するデータをマッ
プ等の形で記憶している。

次に、作用を説明する。

第３図は過渡補正量Kathosを演算するプログラムを示
すフローチャートであり、本プログラムは、例えば10ms
毎に一度実行される。

まず、P₁でイグンションスイッチ13がオンであるか否
かを判別し、オンであるときは始動後であると判断し、
さらにP₂で再始動か否かを判断する。イグンションスイ
ッチ13がオンでないときはP₆にジャンプする。P₂で再始
動のときはP₃で１分以上エンジン１が回ったか否かを判
別し、１分以上回っているときは始動直後でなくP₆にジ
ャンプする。したがって、最初の始動か再始動後１分以
内に限りP₄、P₅のステップが実行される。

P₄では今回の冷却水温Twに基づき第４図に示すテーブ
ルマップから水温修正分Dtwの初期値をルックアップす
る。この初期値は冷却水温Twが低い程高くなるが、０℃
以下では逆に小さくなるように設定される。これは、冷
却水温Twと壁流分との関係を考慮したためである。

次いで、P₅で冷却水温Twに基づき第５図に示すテーブ
ルマップから減衰量ΔDtwをルックアップする。減衰量
ΔDtwは冷却水温Twが低い程大きい値に設定される。こ
こで、水温修正分Dtwは回転同期で順次小さくなり、こ
れは第６図のサブルーチンで示される。第６図におい
て、P₁₁で今回の水温修正分Dtwを次式に従って演算す
る。

Dtw＝Dtw'−ΔDtw …… 但し、Dtw';前回の値次いで、P₁₂でDtwが負であるか否かを判別し、Dtw＜
０のときはP₁₃でDtw＝０とし、Dtw≧０のときはそのま
ま今回のルーチンを終了する。

再び第３図のプログラムに戻り、P₆で次式に従って
擬似冷却水温Twsを演算する。

Tws＝Tw−Dtw …… 次いで、P₇で擬似冷却水温Twsに応じて過渡補正量Kat
hosを演算する。

このようにして演算された過渡補正量Kathosを用いて
最終噴射量は図示していないルーチンで次式に従って
演算される。

Ti＝（Tp＋Kathos）×Tfbya×（α＋αｍ）＋Ts …… 式中、Tpは基本噴射量｛Tp（Qa/N）×Ｋ｝、Tfbya
は目標燃空比で次式に従って与えられる。

Tfbya＝Mfbya＋Ktw＋Kas＋Kh …… 但し、Ktw;暖機増量 K ;始動後増量 Kh ;高水温増量式中、Mfbyaは目標空燃比であり、Mfbyaは回転数Ｎ
とα−Ｎ流量Qho（絞弁開度TVOと回転数Ｎによって与え
られる空気量）とをパラメータとして割り付けられたテ
ーブルマップからルックアップして与えられる。

また、αは酸素センサ12の出力に基づく空燃比のλ制
御補正係数であり、αｍは混合比学習制御補正係数であ
る。Tsは無効パルス幅である。

以上のプログラムを実行した場合の作用のタイミング
チャートは第７図のように示される。

第７図において、従来と同様に始動直後に加、減速し
た場合、まず始動と共に水温修正分Dtwが設定され、以
後回転同期では次第に小さくなる。噴射量Tiは加、減速
時には変動するが、加速の際は定常分に加えて、図中に
示すように過渡補正量Kathosの中にDtw増量分が存在し
ている。

この場合、Dtw増量分は壁流の存在を考慮し、始動直
後は大きく以後減少する傾向を示す。したがって、加速
の際は適切な燃料増量が確保され、空燃比のリーンスパ
イクが低減する。その結果、息つきや発進時のエンスト
が防止される。なお、これにはパワステ負荷等ショック
による息つき、エンスト防止も含まれる。

一方、減速の際も壁流を考慮したDtw減量分が存在し
ているので、空燃比のリッチスパイクが低減され、CO、
HCの排気量が少なくなるとともに、点火プラグのくすぶ
りも防止され、さらに定常での増量が減らせて燃費も向
上する。

（効果）本発明によれば、エンジンの始動時には、前記擬似冷
却水温設定手段によって、検出された冷却水温から前記
水温修正値演算手段によって演算された水温修正値を減
算して設定された擬似冷却水温に基づいて、燃料の壁流
分を補正する過渡補正量が演算されるので、始動直後の
加、減速に際して付着燃料による応答遅れを補正して噴
射量を最適にすることができ、息つき、エンストの防止
および排気特性、燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本概念図、第２〜７図は本発明に係
る内燃機関の燃料供給制御装置の一実施例を示す図であ
り、第２図はその全体構成図、第３図はその過渡補正量
演算のプログラムを示すフローチャート、第４図はその
Dtwのマップを示す図、第５図はそのΔDtwのマップを示
す図、第６図はそのDtwを演算するサブルーチンを示す
フローチャート、第７図はその作用を説明するためのタ
イミングチャート、第８図は従来の内燃機関の燃料供給
制御装置の作用を説明するためのタイミングチャートで
ある。１……エンジン、４……インジェクタ（燃料供給手段）、 13……イグンションスイッチ（始動検出手段）、 14……運転状態検出手段、 20……コントロールユニット（基本供給量演算手段、水
温修正値演算手段、擬似冷却水温設定手段、過渡演算手
段、供給量演算手段）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）エンジンの運転状態を検出する運転状
態検出手段と、ｂ）検出された運転状態に基づいて燃料の基本供給量を
演算する基本供給量演算手段と、ｃ）エンジンの始動を検出する始動検出手段と、ｄ）エンジンが始動すると、検出された冷却水温に応じ
て設定された水温修正分初期値を、検出された冷却水温
に応じて設定された減量割合で減算した水温修正値を演
算する水温修正値演算手段と、ｅ）検出された冷却水温から前記水温修正値を減算して
擬似冷却水温を設定する擬似冷却水温設定手段と、ｆ）検出された冷却水温に基づいて燃料の壁流分を補正
する過渡補正量を演算するとともに、エンジンの始動時
は前記擬似冷却水温に基づいて前記過渡補正量を演算す
る過渡演算手段と、ｇ）前記基本供給量を前記過渡補正量に応じて補正し、
最終供給量を決定する供給量演算手段と、ｈ）供給量演算手段の出力に基づいてエンジンに燃料を
供給する燃料供給手段と、を備えたことを特徴とする内
燃機関の燃料供給制御装置。