JP3216456B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

燃料噴射制御装置

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JP3216456B2 JP32774694A JP32774694A JP3216456B2 JP 3216456 B2 JP3216456 B2 JP 3216456B2 JP 32774694 A JP32774694 A JP 32774694A JP 32774694 A JP32774694 A JP 32774694A JP 3216456 B2 JP3216456 B2 JP 3216456B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射制
御装置に関し、詳細には機関始動時に適切な燃料噴射制
御を行う燃料噴射制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】機関低温時等の機関始動性が悪化する状
態では、機関の始動操作(クランキング)開始時から始
動完了(全部の気筒で安定した爆発が生じる状態)に至
るまでに長い時間を要する場合がある。このような場
合、機関に供給された燃料は気筒内で燃焼せず排気行程
ではその一部が気筒内に残留するため、気筒内の混合気
の空燃比は徐々にリッチになる。このため、機関始動が
遅れ、長時間クランキングが続くと気筒内の混合気は大
幅にオーバリッチとなり点火プラグのかぶり等を生じ、
機関が始動不能となる場合が生じる。
【0003】長時間のクランキングによる上述の点火プ
ラグのかぶりなどの問題を防止するため、機関始動時に
所定の期間以上クランキングが続いた場合に機関に供給
する燃料量を低減し、気筒内に過剰な燃料が流入するこ
とを防止するとともに、クランキングによる新気の導入
により、気筒内に残留した燃料を掃気するようにした燃
料噴射制御装置が既に知られている。
【0004】例えば、この種の装置の例としては特開平
3−185239号公報に記載されたものがある。同公
報の装置は、各気筒の爆発開始を検出する初爆検出手段
を備え、機関の始動操作開始時から機関を所定のサイク
ル数(例えば10サイクル)だけクランキングしても初
爆が検出されない時には、機関への燃料供給量を徐々に
低減して掃気運転を行うとともに、初爆が検出された場
合にはその気筒への燃料供給量を通常の始動時燃料供給
量に復帰させるようにしている。
【0005】これにより、着火していない気筒内の混合
気の空燃比はオーバリッチから徐々に適正空燃比に近づ
くため、これらの気筒でも着火が生じるようになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
3−185239号公報の装置では、機関の始動操作を
開始する毎に新たに機関の回転したサイクル数を計数し
ているために、問題が生じる場合がある。例えば、低温
時に機関を始動する際にクランキングを行っても機関が
始動しない場合には、一旦イグニッションスイッチを切
ってバッテリの回復を待ってから始動操作を再開するこ
とが一般に行われている。上記公報の装置では、イグニ
ッションスイッチが切られると今まで計数していた機関
の回転サイクル数はクリアされてしまうことになる。
【0007】従って、上記公報の装置では、機関の始動
ができないまま、イグニッションスイッチをオフにした
バッテリの回復期間を挟んで、短い時間のクランキング
を繰り返すような操作を行うと、イグニッションスイッ
チが切られる毎に記憶していた機関の回転サイクル数が
クリアされてしまい、それぞれのクランキング開始時に
は通常の始動時の燃料供給が行われることになる。上述
のように、機関への燃料供給の低減はクランキング開始
から機関が回転したサイクル数が一定の値に到達しない
と開始されないため、それぞれのクランキング時間が短
いと燃料供給量は低減されないままクランキングが行わ
れることになり、結局、各クランキング毎に気筒内に燃
料が蓄積されて点火プラグのかぶり等の問題を生じるの
である。
【0008】また、上記特開平3−185239号公報
の装置では、クランキング後の掃気運転が開始されると
機関への燃料供給量が低減されるため、気筒内の空燃比
はオーバリッチから次第にリーン側に移行し、点火に適
切な空燃比範囲を通過する。しかし、気筒内の空燃比が
適切な空燃比範囲を通過する際に、何らかの原因で気筒
内での燃焼が生じなかった場合には気筒内空燃比は更に
リーン側に移行するため、再び点火可能な空燃比範囲か
ら外れてしまうことになり機関の始動ができなくなる問
題が生じる。
【0009】本出願は上記問題に鑑み、イグニッション
スイッチ位置にかかわらず各気筒内の残留燃料量を予測
し、筒内の混合気の空燃比を最適に制御することによ
り、常に最適な機関始動操作を行うことを可能とする内
燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的として
いる。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、機関の始動完了を判定する手段と、機関始動操
作開始から機関始動完了までの間、機関始動操作開始か
らの機関への燃料噴射量の積算値を表す積算値パラメー
タの値を逐次記憶するとともに、機関始動完了前に機関
のイグニッションスイッチがオフにされた場合にも記憶
した前記積算値パラメータの値を保持する記憶手段と、
前記記憶手段の記憶した前記積算値パラメータの値が予
め定めた判定値を越えたときに、機関燃料噴射量を低減
して掃気運転を行う掃気手段と、前記掃気運転開始後、
予め定めた所定の期間が経過したときに機関燃料噴射量
を通常の始動時燃料噴射量に復帰させて掃気運転を終了
する復帰手段と、を備えた燃料噴射制御装置が提供され
る。
【0011】また、請求項2に記載の発明によれば、請
求項1に記載の燃料噴射制御装置において、機関吸気ポ
ートのデポジット堆積量、始動操作中の機関回転数、機
関冷却水温度、機関吸入空気温度、燃料噴射量のうち、
いずれか一つ以上の値を検出する手段と、検出された前
記いずれか一つ以上の値に基づいて、前記積算値パラメ
ータの判定値を決定する手段と、を備えた燃料噴射制御
装置が提供される。
【0012】更に、請求項3に記載の発明によれば、請
求項1に記載の燃料噴射制御装置において、機関吸気ポ
ートのデポジット堆積量、始動操作中の機関回転数、機
関冷却水温度、機関吸入空気温度、燃料噴射量、機関吸
入空気量積算値のうち、いずれか一つ以上の値を検出す
る手段と、検出された前記いずれか一つ以上の値に基づ
いて、前記掃気運転を終了するまでの前記所定の期間を
決定する手段と、を備えた燃料噴射制御装置が提供され
る。
【0013】また、請求項4に記載の発明によれば、請
求項1から3のいずれか1項に記載の燃料噴射制御装置
において、前記掃気手段は、通常の始動時燃料噴射量を
越えない範囲で燃料噴射量を増加、減少させる手段を備
えた燃料噴射制御装置が提供される。更に、請求項5に
記載の発明によれば、請求項1から4のいずれか1項に
記載の燃料噴射制御装置において、前記復帰手段は、掃
気運転終了時に燃料噴射量を徐々に増大させて通常の始
動時燃料噴射量に復帰させる手段を備えた燃料噴射制御
装置が提供される。
【0014】
【作用】請求項1の燃料噴射制御装置では、掃気手段
は、記憶手段に記憶された始動操作開始(クランキング
開始)時からの燃料噴射量積算値に相当する積算値パラ
メータの値が判定値を越えたときに掃気運転を開始す
る。また、記憶手段は、記憶した積算値パラメータの値
をイグニッションスイッチがオフにされた場合でも保持
する。このため、イグニッションスイッチがオフにされ
る期間を挟んだ短いクランキングが行われた場合も、最
初の機関始動操作時からの燃料噴射量積算量に応じて掃
気運転が開始される。
【0015】更に、復帰手段は所定の期間掃気運転が続
いたときに燃料噴射量を通常の始動時燃料噴射量に復帰
させる。このため掃気運転が続いて気筒内の空燃比がリ
ーン化した場合にも所定の期間が経過すると燃料噴射量
は通常の始動時の値に復帰して気筒内空燃比は再びリッ
チ側に移行する。請求項2に記載の燃料噴射制御装置で
は、上記積算値パラメータの判定値は、機関吸気ポート
のデポジット堆積量、始動操作中の機関回転数、機関冷
却水温度、機関吸入空気温度、燃料噴射量のうち、いず
れか一つ以上の値に基づいて補正される。
【0016】請求項3に記載の燃料噴射制御装置では、
請求項1において掃気後に通常の始動時燃料噴射量に復
帰するまでの所定の期間は、機関吸気ポートのデポジッ
ト堆積量、始動操作中の機関回転数、機関冷却水温度、
機関吸入空気温度、燃料噴射量、機関吸入空気量積算値
のうち、いずれか一つ以上の値に基づいて補正される。
【0017】請求項4に記載の燃料噴射制御装置では、
請求項1から3の掃気手段は、掃気運転中に通常の始動
時燃料噴射量を越えない範囲で機関燃料噴射量を増加、
減少させ、気筒内の空燃比を広い範囲で変動させる。請
求項5に記載の燃料噴射制御装置では、請求項1から4
の復帰手段は、掃気運転終了時に燃料噴射量を徐々に増
大して通常の始動時燃料噴射量に復帰させる。このた
め、気筒内空燃比は掃気運転中のリーン空燃比から徐々
にリッチ側に変化する。
【0018】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図1は本発明を自動車用内燃機関に適
用した場合の全体構成を示す概略図である。図1におい
て、1は内燃機関本体、2は機関1の各気筒の吸気ポー
ト15に接続された吸気管、16は吸気管2に配置され
運転者のアクセルペダル21操作量に応じた開度をとる
スロットル弁、17はスロットル弁近傍に配置され、ス
ロットル弁の開度に応じた電圧信号を出力するスロット
ル弁開度センサ、7は機関1の各気筒の吸気ポート15
に加圧燃料を噴射する燃料噴射弁である。
【0019】図1において11は各気筒の排気ポートを
共通の集合排気管14に接続する排気マニホルド、13
は排気マニホルド11に配置され排気中の酸素濃度に応
じた電圧信号を発生するO2 センサである。排気管14
には、排気空燃比が理論空燃比近傍にあるときに排気中
のHC、CO、NOX の3成分を同時に高い効率で浄化
可能な三元触媒12が配置されている。
【0020】図1に3で示すのは、吸気管2に設けられ
たエアフローメータである。エアフローメータ3は、機
関吸入空気量に応じた電圧信号を発生する例えば可動ベ
ーンタイプのものが使用される。また、吸気管2には機
関吸気温度に応じた電圧信号を発生する吸気温度センサ
4が設けられている。また、図1において、機関本体1
のシリンダブロックのウォータジャケット8には、冷却
水の温度を検出するための水温センサ9が設けられてい
る。水温センサ9は冷却水の温度に応じた電圧信号を発
生する。
【0021】なお、上述のエアフローメータ3、吸気温
度センサ4、O2 センサ13、スロットル弁開度センサ
17及び水温センサ9の出力信号は、後述する制御回路
10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器101に入力さ
れる。図1に5、6で示すのは、機関1のディストリビ
ュータ(図示せず)に配置されたクランク角センサであ
る。クランク角センサ5はディストリビュータの軸が例
えばクランク角に換算して720°毎に基準位置検出用
パルス信号を発生し、クランク角センサ6は、同じくク
ランク角に換算して30°毎にクランク角検出用パルス
信号を発生する。これらクランク角センサ5、6のパル
ス信号は制御回路10の入出力インターフェイス102
に供給され、このうちクランク角センサ6の出力はCP
U103の割込み端子に供給される。
【0022】制御回路10は、たとえばマイクロコンピ
ュータとして構成され、A/D変換器101、入出力イ
ンターフェイス102、CPU103の他に、ROM1
04、RAM105、バックアップRAM106、クロ
ック発生回路107等が設けられている。バックアップ
RAM106は、機関の図示しないバッテリに直接接続
され、機関のイグニッションスイッチがオフにされた場
合にも記憶したデータを保持するようになっている。
【0023】本実施例では、制御回路10は、機関1の
燃料噴射量、点火時期等の基本制御量を算出し、燃料噴
射量制御、点火時期制御等の機関の基本制御を行う他、
本実施例では後述する機関始動時の燃料噴射制御を行
う。制御回路10の、ダウンカウンタ108、フリップ
フロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁7
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量(噴射時間)が演算されると、
算出された噴射時間がダウンカウンタ108にプリセッ
トされると共にフリップフロップ109がセットされ
る。この結果、駆動回路110が燃料噴射弁7の付勢を
開始する。他方、ダウンカウンタ108がクロック信号
を計数して最後にその出力端子が“1”レベルとなった
ときに、フリップフロップ109がリセットされて駆動
回路110は燃料噴射弁7の付勢を停止する。つまり、
算出された燃料噴射時間だけ燃料噴射弁7は付勢され、
噴射時間に応じた量の燃料が機関1の燃焼室に供給され
ることになる。
【0024】また、制御回路10の入出力インターフェ
イス102は、点火回路112に接続されており、機関
1の点火時期を制御している。すなわち、制御回路10
は入出力インターフェイス102にクランク角センサ6
の基準クランク角パルス信号を入力後、クランク軸が所
定の回転角度に達する毎に点火回路112に点火信号を
出力し、各気筒の点火プラグ(図示せず)にスパークを
発生させる。機関1の点火時期は、負荷(例えば機関1
回転当たりの吸入空気量)、回転数等の運転条件の関数
として制御回路10のROM104に最適値が格納され
ており、最適な点火時期が運転条件に応じて決定され
る。
【0025】機関の回転数(回転速度)データは、クラ
ンク角センサ6のパルス間隔に基づいて所定のクランク
角毎(例えば30°毎)の割込により演算され、RAM
105の所定領域に格納される。また、エアフローメー
タ3、吸気温度センサ4、スロットル弁開度センサ17
及び水温センサ9のアナログ電圧信号は、制御回路10
により一定時間毎(または一定クランク回転各毎)に実
行されるAD変換ルーチンによりAD変換され、それぞ
れ吸入空気量データ、吸気温度データ、スロットル弁開
度データ、水温データとしてRAM105の所定領域に
格納される。つまり、RAM105には常に最新の回転
速度、吸入空気量、スロットル弁開度、水温の各データ
が格納されている。
【0026】次に、本実施例の機関の燃料噴射量算出に
ついて説明する。本実施例においては、機関始動時の燃
料噴射量(燃料噴射時間)TAUSTAはクランキング
時の機関回転速度(クランキング回転数)NEと機関冷
却水温度THWとに基づいて決定される。例えば、始動
時燃料噴射量TAUSTAは、機関の始動を容易にする
ために冷却水温度THWが低いほど、またクランキング
回転数NEが低い程大きな値に設定される。
【0027】本実施例では、予め各冷却水温度とクラン
キング回転数とに対して適切な燃料噴射量が設定されて
おり、図2に示すような形式の、冷却水温度THWとク
ランキング回転数NEとを用いた数値テーブルの形で制
御回路10のROM104に格納してある。ところが、
始動時燃料噴射量TAUSTAは機関始動を容易にする
ために機関空燃比が理論空燃比よりリッチ側になるよう
に設定してある。このため、供給された燃料が気筒内で
着火しないまま始動操作(クランキング)を継続する
と、未燃燃料の気筒内残留のため、気筒内空燃比は次第
にリッチになり点火プラグのかぶりなどの問題が生じ
る。また、前述の従来技術のように、各始動操作開始か
ら所定期間が経過しても着火が生じない場合に各気筒へ
の燃料供給を低減または停止してクランキングを行い、
気筒内に吸入される新気により気筒内に残留した燃料を
掃気する掃気運転を行うようにした場合でも、イグニッ
ションスイッチをオフにする期間を挟んで短い時間のク
ランキングを繰り返すと、結局掃気運転が行われないこ
とになり、気筒内に残留した燃料により点火プラグのか
ぶり等が生じてしまい機関が始動不能となる場合が生じ
る。
【0028】また、上記の逆に始動時に長時間のクラン
キングを行った場合、気筒内の残留燃料が排出されたあ
とも掃気運転が続くと気筒内の空燃比は可燃範囲から外
れてリーンになってしまい、着火が生じなくなる問題が
ある。本実施例では、以下の始動操作によりこれらの問
題を解決している。すなわち、本実施例では機関始動操
作(クランキング)開始からの経過時間(クランキング
時間)を計時し、このクランキング時間を通常の制御に
使用するRAM105とは別のバックアップRAM10
6に逐次記憶するとともに、この時間に基づいて掃気運
転の開始と終了とを制御する。クランキング回転数は略
一定であり、クランキング時間はすなわち始動操作開始
時から燃料噴射が行われた回数に比例するため、機関に
供給された燃料の積算値を表すパラメータとして使用で
きる。気筒内に残留する燃料の量は、始動操作中に機関
に供給された燃料の総量(積算値)に応じて増大するた
め、機関回転数の積算値がある値以上になっても機関が
始動しない場合には気筒内に残留した燃料が増大してお
り気筒内の空燃比が着火可能範囲を越えてリッチになっ
ていると考えられる。
【0029】このため、本実施例ではクランキング時間
が予め定めた判定値(本実施例では一定値)を越えても
機関が始動しない場合には、機関への燃料噴射を低減し
て掃気運転を開始するようにしている。また、クランキ
ング時間は、同様に気筒に吸入された空気量にも比例し
ている。従って、掃気開始後のクランキング時間は掃気
に用いられた空気量の総量、すなわち気筒から排出され
た残留燃料の量を表すパラメータとしても使用できる。
【0030】そこで、本実施例では掃気開始後、クラン
キング時間が予め定めた所定値(本実施例では一定値)
に達したときに、掃気が十分に行われたと判断し、燃料
噴射量を通常の始動時燃料噴射量に復帰させて掃気運転
を終了している。すなわち、掃気運転開始から通常の始
動時燃料噴射量復帰までの期間をクランキング時間によ
り判定している。これにより、掃気運転により気筒内に
残留した燃料が排出された場合には、燃料噴射量は通常
の始動時の値に復帰するため、空燃比が過度にリーンに
なることにより着火不能となる問題が防止される。
【0031】更に、本実施例では上記クランキング時間
はイグニッションスイッチがオフにされた場合でも記憶
したデータを保持可能なバックアップRAM106に格
納されている。このため、イグニッションスイッチをオ
フにする期間を挟んで短いクランキングを繰り返した場
合でもバックアップRAM106には、各始動操作中の
クランキング時間の積算値が保存されることになり、イ
グニッションスイッチオフ後の始動操作にも、前回から
の気筒内残留燃料の量が反映されるため、このような場
合にも残留燃料による点火プラグのかぶりなどの問題が
生じない。
【0032】なお、バックアップRAM106に格納さ
れたクランキング時間積算値は、機関の始動が完了した
ときにクリアされる。図3は、本実施例の始動時燃料噴
射制御を示すフローチャートである。本ルーチンは、制
御回路10のメインルーチンの一部として実行される。
なお、メインルーチンは、機関始動時等の回転数が低い
状態では約10ms程度の間隔で実行される。
【0033】図3においてルーチンがスタートすると、
ステップ301では制御回路10のRAM105の所定
領域から機関回転数データNEと冷却水温度データTH
Wとが読み出される。次いで、ステップ303では機関
の始動が完了しているか否か、すなわち機関回転数NE
が通常のクランキング回転数NEより十分に高い回転数
NESTART(例えば400rpm程度)以上になっ
たか否かが判定される。
【0034】ステップ303で始動が完了していない場
合、すなわち現在始動操作中(クランキング中)であっ
た場合には、ステップ305に進み、ステップ301で
読み込んだ回転数NEと冷却水温度THWとから、図2
の数値テーブルを用いて通常の始動時燃料噴射TAUS
TAが算出される。更に、ステップ307ではクランキ
ング時間カウンタTCRNKをプラス1カウントアップ
するとともに、ステップ309ではカウントアップした
カウンタTCRNKの値をバックアップRAM106に
格納する。これにより、バックアップRAM106には
クランキング開始後の経過時間が記憶される。
【0035】上記操作完了後、ステップ311では、カ
ウンタTCRNKの値が掃気開始判定値KTCR1を越
えたか否かが判定される。TCRNK≦KTCR1の場
合、すなわちクランキング開始後所定時間が経過してい
ない場合にはステップ323に進み、ステップ305で
算出したTAUSTAの値を制御回路10のダウンカウ
ンタ108にセットして、そのままルーチンを終了す
る。すなわち、クランキング開始後所定時間が経過する
まではステップ305で算出された通常の始動時燃料噴
射量の燃料が機関に供給される。
【0036】なお、掃気開始判定値KTCR1は、クラ
ンキング開始後残留燃料により気筒内空燃比がリッチ側
の着火限界に付近になる時間に相当するカウンタの値で
あり、本実施例では15秒程度に相当する値としている
が、詳細には実際の機関を用いて実験により設定され
る。一方、ステップ311でカウンタTCRNKの値が
掃気開始判定値KTCR1を越えていた場合には、ステ
ップ313に進みカウンタTCRNKの値が掃気終了判
定値KTCR2を越えたか否かが判定される。TCRN
K≦KTCR2である場合には、掃気期間中であるため
ステップ315に進みステップ305で算出した通常の
始動時燃料噴射量に所定値KSDを乗じたものを燃料噴
射量として制御回路10のダウンカウンタ108にセッ
トし、ルーチンを終了する。
【0037】ここで、KTCR2は、気筒内の空燃比が
掃気によりリーン側の着火限界になる時間に相当するカ
ウンタの値であり、本実施例では20秒程度に相当する
値とされる。KTCR2についても詳細には実験等によ
り決定することが好ましい。また、本実施例ではKSD
は1より小さい一定値(例えばKSD=0〜0.2程
度)とされる。これにより、燃料噴射量は通常の始動時
燃料噴射量より低減され、機関の掃気運転が実施され
る。また、ステップ315でカウンタTCRNKの値が
掃気終了判定値KTCR2を越えていた場合、すなわち
カウンタTCRNKが掃気開始判定値KTCR1を越え
てから所定期間が経過している場合には、ステップ31
7でカウンタTCRNKの値をクリアした後ルーチンを
終了する。
【0038】これにより、次回のルーチン実行時から新
たにTCRNKがカウントアップされるため、TCRN
Kの値が再び掃気開始判定値KTCR1を越えるまでは
通常の始動時の量の燃料が機関に供給される。また、ス
テップ303で機関の始動が完了していると判定された
場合には、ステップ319で、始動完了後の燃料噴射量
TAUを制御回路10のダウンカウンタ108にセット
する。本実施例では、始動後の燃料噴射量TAUは、制
御回路10により一定クランク回転角毎(例えば360
°毎)に別途実行される図示しないルーチンにより、機
関1回転当たりの吸入空気量GNに基づいて算出され
る。また、ステップ321ではカウンタTCRNKの値
はクリアされる。これにより、通常の運転終了後の次回
の最初の始動操作時にはTCRNKの値は初期値0から
カウントアップされることになる。
【0039】上述のように、本実施例では機関始動後、
通常の始動時の燃料噴射量によるクランキングが行わ
れ、このクランキングが所定時間続くと機関への燃料供
給が低減されて掃気運転が開始される。さらに所定期間
掃気運転が続くと機関への燃料供給量は再び始動時の量
に復帰してクランキングが行われる。また、上記始動操
作中に各気筒で連続的な爆発が生じるようになり、機関
回転数が上昇するとステップ305から317及び32
3の始動操作は終了し、ステップ319の始動完了後の
燃料噴射量が設定される。
【0040】また、始動完了前に始動操作が中断されて
イグニッションスイッチがオフになった場合でも機関始
動時からのクランキング時間はバックアップRAM10
6に保持されるため、次に始動操作が開始されたときに
も気筒内の残留燃料の量に応じた燃料噴射量が設定され
るので、短いクランキングを繰り返したような場合でも
点火プラグのかぶりなどの問題が生じない。
【0041】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。上述の実施例では、掃気開始判定値KTCR1と掃
気終了判定値KTCR2とは一定値としていたが、実際
には気筒内に残留する燃料量は機関の運転条件により異
なってくる。例えば、機関の冷却水温度や吸気温度が高
い場合には燃料の気化が良好になるため、本来機関始動
は短い時間で完了するはずである。このため、冷却水温
度や吸気温度が高い場合には短時間で始動が完了しなけ
れば、そのままの状態でクランキングを長時間行っても
機関が始動する確率は低い。このため、このような場合
には温度が低い場合より早期に掃気運転を開始して気筒
内の空燃比を変動させたほうが機関が始動する確率が高
くなる。つまり、冷却水や吸気の温度が高い場合には、
温度が低い場合より掃気開始判定値KTCR1を小さい
値に設定する方が好ましい。同様に、冷却水や吸気温度
が高い場合には気筒内に残留した燃料の気化も良好にな
るため、温度が低い場合に較べて短い時間で掃気が完了
するようになる。このため、冷却水や吸気の温度が高い
場合には、温度が低い場合に較べて掃気期間を短くして
全体の始動サイクルを短くする方が機関が始動する確率
が高くなる。
【0042】また、クランキング時の回転数はバッテリ
電圧により大きく変化するが、クランキング回転数が高
い場合には、同じクランキング時間でも、クランキング
回転数が低い場合に較べて燃料噴射の回数が多くなるた
め、気筒内に残留する燃料量も多くなる。このため、ク
ランキング回転数が高い場合には、低い場合より早期に
掃気を開始することが好ましい。
【0043】そこで、本実施例では図3の実施例におい
て、更に掃気開始判定値KTCR1と掃気終了判定値K
TCR2とを、機関冷却水温度、吸気温度、クランキン
グ回転数(回転速度)に応じて変更するようにしてい
る。さらに、気筒内に残留する燃料量は上記要因以外に
も機関の吸気ポート壁面に堆積したデポジットの量に応
じて変化する。吸気ポートに噴射された燃料は、その一
部が吸気ポートに付着し、吸気ポート壁面に保持され
る。このため、クランキング開始時等で吸気ポートに燃
料が付着していない状態では、噴射された燃料の一部は
ポート壁面に保持される燃料量の増大に消費されてしま
い、噴射された燃料の一部しか燃焼室に到達しない。し
かし、吸気ポート壁面に付着、保持される燃料の量は壁
面状態、燃料噴射量等により定まる一定の値を越えるこ
とはないので、壁面に保持される燃料の量がこの値に到
達すると、その後は壁面付着燃料量は増大しなくなり吸
気ポートに噴射された燃料の全量が燃焼室に到達するよ
うになる。
【0044】すなわち、クランキング開始後、実際に燃
焼室に供給される燃料量の積算値は、燃料噴射量の積算
値から吸気ポート壁面に付着した燃料量を差し引いた値
となる。一方、吸気ポート壁面には、機関運転中に燃料
中のダストやカーボン等のデポジットが堆積するが、デ
ポジットが堆積すると吸気ポート壁面の粗度が増し、吸
気ポート壁面に付着保持される燃料の最大量が増大す
る。このため、デポジット堆積量が増大すると、クラン
キング開始からの経過時間が同じであっても、デポジッ
ト堆積量が少ない場合に較べて実際に燃焼室に供給され
た燃料量の積算値は小さくなり、この結果気筒内に残留
する燃料量も少なくなる。すなわち、デポジット堆積量
が増大する程クランキング開始後に気筒内の残留燃料が
増大するまでに時間を要するため、掃気開始期間を遅く
することが好ましい。
【0045】そこで、本実施例では上記に加えて、吸気
ポート壁面のデポジット堆積量に応じて掃気開始判定値
KTCR1と掃気終了判定値KTCR2とを大きな値に
設定して掃気の開始と終了時期を遅らせるようにしてい
る。次に、本実施例のデポジット堆積量の算出方法につ
いて説明する。本実施例では、機関の始動完了後の通常
運転中に加速が行われる毎に、排気空燃比の変化からデ
ポジット堆積量を推定し、その結果をバックアップRA
M106に記憶する操作を行う。
【0046】本実施例では、始動後の燃料噴射量TAU
は以下の式により算出される。 TAU=GN×α×FAF+FMW ここで、GNは機関1回転当たりの吸入空気量であり、
エアフローメータ3で検出した吸入空気量Qと機関回転
数NEとの比(Q/N)として求められる。また、αは
GNを燃料噴射量(時間)に換算するための換算係数
(一定値)であり、GN×αが機関空燃比を理論空燃比
にするために必要な燃料噴射量(基本燃料噴射量)とな
るように設定される。
【0047】さらに、FAFは空燃比補正係数であり、
排気系のO2 センサ13の出力に基づいて、排気の空燃
比が理論空燃比になるようにフィードバック制御により
決定される。すなわち、燃料噴射弁等の燃料系の要素の
特性のばらつきや経年変化により、理論空燃比を得るた
めのαの値が変化したような場合でも、O2 センサ13
の出力に基づいて、排気空燃比が理論空燃比になるよう
にFAFの値が設定されるためGN×α×FAFは常に
理論空燃比を与える燃料量にフィードバック制御され
る。
【0048】また、FMWは加速時等の吸気ポート壁面
付着燃料の変化に対する補正量である。前述のように、
壁面付着燃料の量(最大値)は吸気ポート壁面のデポジ
ット堆積量や燃料噴射量に応じて変化する。このため加
速時等で燃料噴射量が増大すると、壁面付着燃料の量も
増大するため、噴射された燃料の一部は壁面付着燃料量
の増大に消費され、壁面付着燃料量が燃料噴射量に応じ
た量(最大値)に到達するまでは実際に燃焼室に到達す
る燃料量は噴射された燃料量より少なくなり、機関空燃
比を理論空燃比にフィードバック制御していても、一時
的に空燃比がリーンになる。
【0049】壁面付着補正量FMWは、上記の加速時等
における空燃比のリーン化を防止するための補正量であ
り、以下の式で与えられる。 FMW=FMWB×(1+KDPC) ここで、FMWBはデポジットが堆積していない状態で
の壁面付着補正量、すなわちベース補正量であり、壁面
付着燃料の量の変化量に相当する。また、KDPCは、
後述するデポジット堆積量の学習値である。
【0050】壁面付着燃料の量は燃料噴射量等に応じて
増大するが、加速時等に燃料が増量された場合には、実
際に燃焼室に供給される燃料量は壁面付着燃料の量が増
大した分だけ少なくなる。このため機関空燃比を理論空
燃比に維持するためには、壁面付着燃料の増加量に相当
する量だけ、更に燃料噴射量を増大する必要がある。本
実施例では、予め実験等により、デポジットの堆積が無
い状態での壁面に付着、保持される燃料の量QMWを燃
料噴射量TAU、機関回転数NEの条件を変えて求めて
おき、制御回路10のROM104に図2と同様な形式
の数値テーブルの形で格納してある。そして、上記によ
り燃料噴射量TAUを算出する毎に、このTAUに対応
する、デポジット堆積がない状態での壁面付着燃料量Q
MWを数値テーブルから読み出し、前回の燃料噴射量計
算時に読み出した壁面付着燃料量QMWi-1 と、今回の
壁面付着燃料量QMWとの差としてFMWBを算出して
いる。すなわち、FMWB(=QMW−QMWi-1 )は
吸気ポートに噴射された燃料のうち、吸気ポート壁面に
付着する燃料の量の増大に消費される燃料の量を表して
いる。
【0051】このようにして算出したFMWを用いて燃
料噴射量GN×α×FAFを補正することにより、加速
時にも排気空燃比は常に理論空燃比に維持されることに
なる。しかし、機関の累積運転時間が長くなると吸気ポ
ート壁面には次第にデポジットが堆積するため、ベース
補正量FMWBでは燃料噴射量の増量が不足し、加速時
には排気空燃比がリーン化するようになる。そこで、本
実施例では機関の通常運転中の加速時にO2 センサ13
の出力がリーン状態になる時間を測定し、リーン状態の
時間に応じてKDPCの値を増大補正し、バックアップ
RAM106に記憶するとともに、このKDPCの値を
用いてベース補正量FMWBを補正して加速時の排気空
燃比が理論空燃比になるようにしている。すなわち、K
DPCは吸気ポートへのデポジット堆積量に応じて増大
する値である。
【0052】本実施例では、バックアップRAM106
に格納された学習値KDPCの値をデポジット堆積量を
表すパラメータとして使用し、上記のKTCR1、KT
CR2の値を設定する。図4は、本実施例におけるKT
CR1、KTCR2の設定、すなわち掃気期間の設定を
示すフローチャートである。本ルーチンは制御回路10
によりメインルーチンとは別に一定時間毎に実行され
る。
【0053】図4においてルーチンがスタートすると、
ステップ401では、冷却水温度データTHW、吸気温
度データTHA、機関回転数データNEの値が、それぞ
れRAM105の所定領域から読みだされる。また、ス
テップ403では、バックアップRAM106から上述
したデポジット堆積量の学習値KDPCが読みだされ
る。
【0054】次いで、ステップ405ではステップ40
1で読み込んだ冷却水温度THWの値に基づいて掃気開
始判定値と掃気終了判定値の基本値K1THWとK2T
HWとが算出される。図5は、本実施例におけるK1T
HW、K2THWと冷却水温度THWとの関係を示す図
である。図5に示すように、K1THWとK2THWと
は、ともに冷却水温度THWが上昇するにつれて小さな
値をとり、またK2THWとK1THWとの差もTHW
が上昇するにつれて小さくなる。すなわち、冷却水温度
が上昇するにつれて、掃気開始時期(K1THW)は早
くなり、かつ掃気期間(K2THW−K1THW)は短
くなる。本実施例では図5のK1THWとK2THWと
の値はTHWの関数として制御回路10のROM104
に記憶されており、ステップ405ではこの関数に基づ
いて冷却水温度THWの値からK1THWとK2THW
との値が算出される。また、ステップ407ではステッ
プ401で読み込んだ吸気温度THAと機関回転数NE
とを用いて、上記基本値K1THWとK2THWとの吸
気温補正係数K1THA、K2THA及び、回転数補正
係数K1NE、K2NEとが算出される。
【0055】図6、図7はそれぞれ吸気温補正係数K1
THA、K2THAと吸気温度THAとの関係、及び回
転数補正係数K1NE、K2NEと回転数NEとの関係
を示す図である。図6に示すように、吸気温補正係数K
1THAとK2THAとは、ともに吸気温度THAが上
昇するにつれて小さな値をとり、またK2THAとK1
THAとの差もTHAが上昇するにつれて小さくなる。
【0056】また、図7に示すように回転数補正係数K
1NEとK2NEとは、ともに回転数NEが上昇するに
つれて小さな値をとる。図6、図7の吸気温補正係数K
1THAとK2THA、回転数補正係数K1NEとK2
NEは、それぞれ吸気温度THAと回転数NEとの関数
としてROM104に記憶されており、ステップ407
では図6、図7の関係に基づいてこれらの係数が決定さ
れる。
【0057】次に、ステップ409と411では上記に
より算出した基本値と各補正係数及びデポジット堆積量
の学習値との積として、掃気開始及び終了の判定値KT
CR1とKTCR2とが算出される。すなわち、 KTCR1=K1THW×K1THA×K1NE×KD
PC KTCR2=K2THW×K2THA×K2NE×KD
PC にてKTCR1、KTCR2とが決定される。
【0058】なお、上記ルーチンによりKTCR1、K
TCR2が設定されると、本実施例においても図3のル
ーチンにより燃料噴射量が制御され、KTCR1、KT
CR2の値に応じて掃気が実行される。上述のように、
本実施例では掃気開始時期と終了時期とを吸気ポート1
5へのデポジット堆積量、冷却水温度、吸気温度、回転
数等の機関運転状態に応じて変更するようにしたことに
より、機関始動性をさらに向上させるとともに点火プラ
グのかぶり等を、より効果的に防止することが可能とな
っている。
【0059】なお、上述の実施例では、デポジット堆積
量、冷却水温度、吸気温度、回転数とに基づいて掃気開
始時期と終了時期とを決定しているが、これら全部を同
時に用いることなく、これらのうち1つまたはそれ以上
を用いて上述の方法によりKTCR1、KTCR2を決
定するようにすることも可能である。次に、図8を用い
て本発明の別の実施例について説明する。
【0060】前述の実施例では、いずれもクランキング
開始からの経過時間を機関に供給された燃料の積算値を
表すパラメータとして用いて掃気の開始、終了を判定し
ていた。しかし、実際にはクランキング時間と噴射され
た燃料の積算値とは厳密には一致しない場合があるた
め、特に掃気開始時期の判定には実際の燃料噴射量の積
算値を用いたほうが好ましい。そこで、本実施例ではク
ランキング開始からの実際の燃料噴射量(TAUST
A)を積算し、この積算値に基づいて掃気開始時期を判
定している。また、掃気終了時期は図3の実施例と同様
クランキング時間により判定するが、上記のように燃料
噴射量の積算値に基づいて掃気開始時期を判定するよう
にしたため、掃気を開始するまでのクランキング時間の
変化が生じることを考慮して、本実施例では掃気開始か
らのクランキング時間を計時し、この時間が所定値にな
ったときに掃気を終了するようにしている。
【0061】図8においてルーチンがスタートすると、
ステップ801から805では図3のルーチンのステッ
プ301から305と同様に回転数NEと冷却水温度T
HWの読み込み、始動が完了しているか否かの判定及び
始動時燃料噴射量TAUSTAの計算が行われる。次い
で、ステップ807ではクランキング開始からの燃料噴
射量の積算値TAUCRNKが掃気開始判定値KTAU
CRを越えたか否かが判定される。TAUCRNK≦K
TAUCRの場合は、ステップ809でTAUCRNK
の値にステップ805で算出した燃料噴射量TAUST
Aの値を加算して、ステップ811で加算後のTAUC
RNKの値をバックアップRAM106に格納する。
【0062】また、ステップ813では後述の掃気終了
判定カウンタTCRNKEの値をクリアして、ステップ
829で始動時燃料噴射量TAUSTAの値をダウンカ
ウンタ108にセットしてルーチンを終了する。これに
より、クランキング開始後燃料噴射量の積算値TAUC
RNKの値が判定値KTAUCRに到達するまでは通常
の始動時の量の燃料が機関に供給される。ここで、本実
施例では判定値KTAUCRの値は一定値とされる。
【0063】また、ステップ807でTAUCRNK>
KTAUCRであった場合には、掃気を開始することと
して、ステップ815でカウンタTCRNKEの値をプ
ラス1加算して、ステップ817で加算後のTCRNK
Eの値をバックアップRAM106に格納する。これに
より、TCRNKEの値は掃気開始後のクランキング時
間を表すようになる。
【0064】ステップ819では上記カウンタTCRN
KEの値が掃気終了判定値KTCR2を越えたか否かが
判定され、TCRNKE≦KTCR2の場合、すなわち
掃気期間が終了していない場合にはステップ821で、
燃料噴射量を低減し、ステップ829で低減した燃料噴
射量TUASTAの値をダウンカウンタ108にセット
する。これにより、機関の掃気運転が行われる。また、
ステップ819で掃気が終了していた場合には、ステッ
プ823でカウンタTCRNKEと積算値TAUCRN
Kの値がクリアされる。これにより、機関には掃気終了
後再び通常の始動時の量の燃料が供給される。
【0065】また、ステップ803で始動が完了してい
る場合にはステップ825で燃料噴射量は始動完了後の
値TAUに設定され、ステップ827で積算値TAUC
RNKの値はクリアされる。上記ルーチンの実行によ
り、掃気開始時期、終了時期は実際の機関の燃料噴射量
に応じて変更されるため、機関の始動性が向上するとと
もに、一層効果的に点火プラグのかぶり等の問題を防止
することができる。
【0066】なお、本実施例においても図4の実施例と
同様に掃気開始判定値KTAUCRと掃気終了判定値K
TCR2の両方または一方を、デポジット堆積量、冷却
水温度、吸気温度、回転数等の機関始動状態に応じて変
更することにより、さらに正確な始動制御を行うことが
可能となる。図9は、KTAUCR、KTCR2の両方
を機関始動状態に応じて変更するようにした場合のフロ
ーチャートを示している。
【0067】図9のフローチャートは、図4のフローチ
ャートと大部分が共通であるため、ここでは図4との相
違点についてのみ説明する。図9ステップ905では、
図4ステップ405のK1THWの代わりに掃気開始判
定値の基本値としてKTAUTHWが冷却水温度THW
に基づいて算出される。図10はKTAUTHWの設定
を示す、図5と同様な図である。KTAUTHWの値の
冷却水温度THWに対する変化傾向はK1THWの場合
と略同様である。本実施例においてもK2THWは、図
5を用いて算出される。
【0068】また、ステップ907では、図4ステップ
407のK1THAとK1NEとの代わりに吸気温補正
係数KTAUTHA、回転数補正係数KTAUNEがそ
れぞれ吸気温度THA、回転数NEとに基づいて算出さ
れる。図11、図12は、それぞれKTAUTHA、K
TAUNEの設定を示す図6、図7と同様な図である。
KTAUTHA、KTAUNEの吸気温度THA、回転
数NEに対する変化傾向は、それぞれK1THA、K1
NEと略同様である。本実施例においても、K2TH
A、K2NEはそれぞれ図6、図7を用いて算出され
る。
【0069】また、ステップ909ではKTCR1の代
わりに、掃気開始判定値KTAUCRが、 KTAUCR=KTAUTHW×KTAUTHA×KT
AUNE×KDPC として算出される。また、上述の実施例では、クランキ
ング時間を気筒に吸入された空気量の積算値を表すパラ
メータとして使用し、掃気終了時期をクランキング開始
からの経過時間または掃気開始からのクランキング時間
で判定している。しかし、正確には気筒に吸入された空
気量の積算値はクランキング時間ではなく、クランキン
グ時に機関が回転した回数により定まる値である。従っ
て、掃気終了時期を正確に判定するためにはクランキン
グ時間よりもクランキング中に機関が回転した回数を用
いた方が好ましい。
【0070】図13は、機関回転回数を用いて掃気終了
時期を判定する場合のフローチャートを示す。図13
は、図8と略同様であり、TCRNKEの代わりに掃気
開始後の機関回転回数の積算値TNECRを掃気終了時
期の判定に用いている点のみが相違している。また、ス
テップ1315のカウンタTNECRの増加量ΔNは、
前回ルーチン実行時から今回ルーチン実行時までに機関
が回転した数を示している。本実施例では、別途制御回
路10により実行されるルーチンにより、機関の回転数
(回数)を常時計数しており、ステップ1315ではこ
のルーチンにより計数された機関回転回数より、前回ル
ーチン実行時から今回ルーチン実行時までの間に機関が
回転した回数ΔNをカウンタTNECRに加算する。
【0071】また、TNECRの掃気終了時期判定値K
NECR(ステップ1319)は、一定値とすることも
できるが、前述の燃料噴射量積算値TAUCRNKの掃
気開始判定値KTAUCRの値に応じてKNECRを変
更するようにしてもよい。すなわち、本実施例ではKT
AUCRの値は掃気開始時までに機関に供給された燃料
の積算値を表しており、掃気開始時に気筒内に残留して
いる燃料の量を表すパラメータとして使用できる。ま
た、図9に示すようにKTAUCRの値は、機関始動状
態に応じて変更される。そこで、KTUACRが大きい
値に設定されている場合には、気筒内に残留している燃
料量も多くなっていると考えられるため掃気時間も長く
設定した方が好ましい。
【0072】そこで、例えばKNECRの値をKTAU
CRの値に一定値KCRを乗じた値に設定し、このKN
ECRを用いて掃気終了時期を判定するようにしても良
い。この場合、例えば図9ステップ911において、K
TCR2の代わりに、 KNECR=KCR×KTAU
CR として算出するようにする。
【0073】次に、図14を用いて、本発明の別の実施
例を説明する。上述の実施例では、機関の全気筒に対し
て同時に掃気開始、終了の操作を行っており、気筒毎の
制御は行っていない。しかし、燃料噴射量TAUSTA
はクランク回転数に応じて設定されるため、多気筒機関
の場合にはクランク中の機関回転数の変動により必ずし
もTAUSTAの値は全気筒で一様にならない場合があ
る。このため、実際には各気筒に供給された燃料量の積
算値は同一にはならず、実際には各気筒に残留する燃料
量も異なってくる。このため、全気筒で同時に掃気を実
施したのでは、各気筒に対して必ずしも最適な掃気が行
われなくなる可能性がある。
【0074】そこで、本実施例では、各気筒毎に掃気開
始、終了を判定し、気筒毎に掃気を行うようにしてい
る。図14は、気筒毎掃気を実施する場合のフローチャ
ートを示す。本実施例では、図8のステップ807から
823及び829を各気筒別に実行するようにしたもの
である。
【0075】図14において、ステップ1401から1
405は回転数NE、冷却水温度THWの読み込みと、
機関の始動が完了したか否かの判定、及び始動時燃料噴
射量TAUSTAの算出を示し、図8ステップ801か
ら805と同じ操作が行われる。また、ステップ140
3で始動が完了したと判定されると、ステップ1425
では燃料噴射量は始動完了後の量に設定され、ステップ
1427では各気筒毎の燃料噴射量積算値TAUCRN
i (i=1,2,3,……)が全てクリアされる。こ
こで、添字iは機関の気筒番号を表し、例えば4気筒機
関であればi=1〜4、6気筒機関であればi=1〜6
の値をとる。
【0076】ステップ1405でTAUSTAを算出し
た後、本実施例ではステップ1406でクランク回転角
に基づいて、現在燃料噴射時期になっている気筒を判定
し、iの値をその気筒番号に設定する。例えば第1気筒
で次に燃料噴射が行われる場合にはi=1、第2気筒の
場合にはi=2となる。ステップ1406でiの値が設
定されると、ステップ1407から1423では、その
気筒について燃料噴射量の積算値TAUCRNKi の計
算( ステップ1409)、バックアップRAM106へ
の格納(ステップ1411)、カウンタTCRNKEi
のカウントアップ(ステップ1415)、及びバックア
ップRAM106への格納(ステップ1417)等の操
作が行われるとともに、掃気開始、終了の判定(ステッ
プ1407、1419)が行われる。ステップ1407
から1423の操作はステップ807からステップ82
3と同一の操作を各気筒毎に実施するものであるため、
ここでは詳細な説明は省略する。
【0077】すなわち、図14の実施例では、各気筒が
燃料噴射時期になる毎に、順次その気筒についてステッ
プ1407から1423が実行され、各気筒毎に燃料噴
射量積算値TAUCRNKi 、カウンタTCRNKEi
がカウントアップされ、これらのカウンタの値に応じて
各気筒毎に個別に掃気が実行される。このため、各気筒
の状態に応じた適切な掃気を行うことが可能となる。
【0078】なお、本実施例においてもTAUCRNK
i 、TCRNKEi の判定値KTAUCR、KTCR2
は機関の始動状態に応じて変更するようにすれば、より
一層正確な制御を行うことができる。次に、図14の実
施例の改変例について説明する。図14の実施例では、
各気筒で着火が生じたか否かに関わりなく、機関全体の
始動が完了しない限り各気筒で掃気運転が実施されるこ
とになる。ところが、一部の気筒で着火が生じている場
合には、掃気運転を行うと着火が生じた気筒も再度失火
してしまい逆に機関の始動が遅れる問題がある。そこ
で、以下に説明する例では、各気筒の着火の有無を判定
し、着火が生じている場合には掃気運転を中止するよう
にしている。
【0079】なお、本実施例では、各気筒の着火の有無
はクランク軸の回転速度変化から判定する。例えば、あ
る気筒で着火が生じた場合には、その気筒の爆発行程で
は機関回転数は上昇する。本実施例では、制御回路10
により別途実行される図示しない着火判定ルーチンによ
り各気筒の圧縮上死点からクランク軸が所定の角度(例
えば30°)回転するまでの時間を常時監視しており、
ある気筒でこの時間が所定値より短くなった場合にはそ
の気筒で着火が生じたと判定する。
【0080】図15は、上記の各気筒の着火に応じた掃
気を行う場合の例を示すフローチャートである。図15
は、図14と略同様なフローチャートであるが、ステッ
プ1507と1515(図14のステップ1407と1
415と同一)との間に、気筒の着火フラグFiの値が
1にセットされているか否かを判定するステップ150
8を設け、Fiの値が1にセットされている場合(その
気筒が着火している場合)にはステップ1515以下の
掃気運転を行うことなく直接ステップ1523に進み、
掃気を終了するようにしている点が相違している。
【0081】着火フラグFiの値は前述の着火判定ルー
チンにより、その気筒で着火が生じたと判定されると1
にセットされ、着火していない場合には0にリセットさ
れる。図15の実施例によれば、機関の一部の気筒で着
火が生じた場合には、その気筒については掃気が中止さ
れるため、機関の始動時間を短縮することが可能とな
る。
【0082】次に、図16を用いて本発明の更に別の実
施例を説明する。前述の実施例では、いずれも掃気期間
中の燃料噴射量は始動時燃料噴射量TAUSTAに対し
て一定の減量係数KSD(KSDは0から0.2程度の
間の一定値)を乗じた値に設定される。これにより、掃
気期間中に気筒内の空燃比はリッチ空燃比から徐々にリ
ーン側に移行する。このように、気筒内の空燃比をリッ
チからリーンに徐々に変化させることにより、気筒内の
空燃比は着火に適した空燃比を必ず通過することになる
ため、掃気期間に各気筒で着火が生じ、機関が始動する
確率が高くなっている。しかし、上記のように気筒内空
燃比をリッチからリーン側の方向のみに移行させるだけ
では、気筒内の空燃比は掃気期間中に一度着火可能空燃
比範囲を通過するだけであり、このときに着火が生じな
いとその後の掃気期間中には着火が生じないことにな
る。
【0083】本実施例では、掃気期間における燃料噴射
量を一定値にするのではなく、通常の始動時燃料噴射量
を越えない範囲で増加、減少させることにより、気筒内
空燃比変化をリッチからリーンの一方向だけでなく、リ
ーンからリッチにも変動させるようにしている。これに
より、気筒内空燃比は掃気期間中に複数回着火可能範囲
を通過するようになるため、機関が始動する確率が向上
する。
【0084】図16は、上記制御を行う場合のフローチ
ャートを示す。本実施例は、図8の実施例における制御
において、掃気期間中の空燃比を変動させる手段を設け
た例を示しており、全気筒の掃気を同時に行う。図16
のフローチャートでは、図8のフローチャートに対して
ステップ1620、1622及び1622a、1622
bが追加されている。ステップ1620では、ステップ
1605で算出した始動時燃料噴射量TAUSTAの値
をTAUSTABとして記憶し、ステップ1622で
は、ステップ1621で減量係数KSDを乗じた後の燃
料噴射量TAUSTAに、さらにスロットル補正係数K
THSTを乗じたものを燃料噴射量として設定する。ま
た、後述するように、スロットル補正係数KTHSTは
スロットル弁開度によっては1より大きい値となる場合
があるためステップ1622a、1622bでは上記に
より設定したTAUSTAが、通常の始動時燃料噴射量
より大きくならないように、TAUSTAの値をステッ
プ1620で記憶したTAUSTAB(ステップ160
5で算出された通常の始動時燃料噴射量)でガードす
る。
【0085】ここで、スロットル補正係数KTHSTは
スロットル弁開度THに応じて決定される係数であり、
本実施例では図17に示すように設定されている。すな
わち、KTHSTは、スロットル弁開度が0(全閉)の
ときに1.0の値をとり、スロットル弁開度が小さい範
囲ではスロットル弁開度とともに増大し、1.5程度の
最大値をとった後、スロットル弁開度の増大とともに減
少して、スロットル弁開度が100%(全開)のときに
0になるようにしている。
【0086】また、この場合掃気時の燃料の減量係数K
SD(ステップ1621)は、例えば0.1から0.5
までの間の値に設定するとスロットル弁開度による空燃
比変動幅が大きくなるため効果的である。このように、
スロットル弁開度THに応じて決定される係数で掃気期
間中の燃料噴射量を補正することにより、掃気期間中の
燃料噴射量はスロットル弁の開閉に応じて通常の始動時
燃料噴射量を越えない範囲で増減変化する。通常、運転
者はクランキングがある程度続いても機関が始動しない
場合にはアクセルペダルを踏み込んだり戻したりする操
作をするため、本実施例のようにスロットル弁開度(ア
クセルペダル踏み込み量)に応じて燃料噴射量を変更す
ることにより、掃気期間中の気筒内空燃比は一律にリッ
チからリーン方向に変化するのではなく、スロットル弁
の開閉に応じてリッチとリーンとの間で広範囲に変化し
て着火可能空燃比範囲を何度も通過することになるた
め、機関が始動する確率が向上する。
【0087】なお、上述の実施例ではスロットル弁開度
THに応じて設定されるスロットル弁開度補正係数KT
HSTを用いて掃気期間中の燃料噴射量を変動させてい
るが、スロットル弁開度補正係数KTHSTを用いず
に、ステップ1605で算出した通常の始動時燃料噴射
量TAUSTAと、ステップ1621で減量後の燃料噴
射量TAUSTA×KSDの値とを一定時間毎に交互に
切り換えることにより燃料噴射量を変動させるようにし
ても良い。(この場合、燃料噴射量を減量する時間を、
通常の燃料噴射量TAUSTAで燃料噴射を行う時間と
同等またはこれより長くすると気筒内の空燃比変動を大
きくする上で効果的である。) 次に、図18を用いて、本発明の更に別の実施例につい
て説明する。
【0088】上述の各実施例では、クランキングを開始
しても機関が始動しない場合には掃気運転を行って、気
筒内に残留した燃料を排出した後に再度始動時の量の燃
料噴射量をおこなっている。しかしクランキング中に機
関が始動しなかったということは、何らかの理由で始動
時燃料噴射量TAUSTAの値が始動のためには不適切
であった可能性がある。このような場合、掃気終了後に
同じ燃料噴射量TAUSTAで始動操作をおこなったの
では再び始動に失敗する可能性がある。
【0089】そこで、以下に説明する実施例では、掃気
を終了して燃料噴射量を通常の始動時燃料噴射量に復帰
させる場合に、直ちに通常の始動時燃料噴射量に復帰さ
せるのではなく、掃気運転中の減量した燃料噴射量から
徐々に燃料噴射量を増加させるようにしている。これに
より、始動時燃料噴射量が不適切であった場合にも掃気
運転終了後燃料噴射量が徐々に増加して、必ず適切な燃
料噴射量を通過することになり掃気運転終了後に機関が
始動する確率が向上する。
【0090】図18は、掃気終了後に燃料噴射量を徐々
に増大させる上記の制御を示すフローチャートである。
図18は、図8の実施例に上記制御を付加した場合を示
し、図8のフローチャートとは、ステップ1820aと
1820bとが追加されている点、及びステップ182
3で燃料噴射量の減量係数KSDを初期値KSD0 に設
定しなおす操作が加わっている点が相違している。
【0091】すなわち、本実施例では図8の実施例と同
様、クランキング開始後に燃料噴射量の積算値TAUC
RNKが判定値KTAUCRを越えると燃料噴射量を減
量した掃気運転が行われ、掃気開始後所定の期間が経過
すると掃気運転が終了する。しかし、このとき、掃気運
転後直ちに燃料噴射量を始動時燃料噴射量に復帰させる
のではなく、代わりに減量係数KSDを徐々に増加させ
る操作を行う。つまり、ステップ1819でTCRNK
E>KTCR2となった場合、ステップ1820aに進
み、KSDの値が1.0より大きいか否かを判定し、K
SD<1.0の場合にはステップ1820bに進んで減
量係数KSDに所定の漸増係数KSDIを乗じたものを
新しい減量係数として設定して、ステップ1821で燃
料噴射量を計算する。本実施例では、後述するように掃
気運転中は減量係数KSDの値は初期値KSD0 (例え
ば、0.1から0.5程度の一定値)に設定されてお
り、掃気終了後の燃料漸増係数KSDIの値は1.05
から1.2程度の一定値に設定されている。
【0092】このため、掃気終了後、KSDの値はKS
D≧1.0となるまでルーチン実行毎(すなわち約10
ms毎)に増大され、ステップ1821により掃気終了後
の燃料噴射量が徐々に増大する。また、ステップ182
0aでKSDの値が1.0以上になった場合、つまり、
燃料噴射量が通常の始動時燃料噴射量に復帰した場合に
は、ステップ1823が実行され、燃料噴射量の積算値
TAUCRNKと掃気終了カウンタTCRNKの値がゼ
ロに戻されるとともに、減量係数KSDの値は再度初期
値KSD0 に設定される。これにより、次回の掃気運転
中の減量係数KSDの値は初期値KSD0 に維持され
る。
【0093】本実施例によれば、掃気運転終了後、燃料
噴射量は徐々に通常の始動時燃料噴射量まで増大される
ため、何らかの理由で通常の始動時燃料噴射量が機関の
始動に適していない状態になっていた場合でも、掃気終
了後に機関が始動する確率が向上する。次に本発明の別
の実施例について説明する。上述の実施例ではTAUC
RNKの値は、掃気終了後に徐々に燃料噴射量が増大し
て通常の始動時の燃料噴射量に復帰したときにクリアし
ているが(図18ステップ1820a、1823)、本
実施例では掃気終了(ステップ1819でTCRNKE
>KTCR2)時にTAUCRNKをクリアして新たに
TAUSTAの積算を開始し、掃気終了後の漸増するT
AUSTAの値を積算するようにしている。これによ
り、積算値TAUCRNKの値は掃気終了後に気筒に供
給された燃料の量をより正確に反映したものとなり、こ
の積算値TAUCRNKの値を掃気開始、終了の判断に
反映させるようにすることにより更に正確に気筒内の空
燃比を反映した制御が可能となっている。図19は上述
のように掃気終了後掃気終了後の漸増するTAUSTA
の値を積算するようにした始動時制御の一例を示すフロ
ーチャートである。
【0094】図19において、ステップ1901からス
テップ1907では図18のステップ1801から18
07と同一の操作が行われる。また、ステップ1907
でTAUCRNK≦KTAUCRであった場合には、ス
テップ1923から1939で通常の始動時の燃料噴射
量の設定(ステップ1927)とTAUCRNKの積算
(ステップ1929)とが行われる(後述するようにス
テップ1907でTAUCRNK≦KTAUCRとなる
場合には、ステップ1923、1925によりKSDの
値は常に1にセットされるようになっているため、ステ
ップ1927ではステップ1905で算出した通常時の
始動時燃料噴射量TAUSTAがそのままセットされる
ことになる)。
【0095】また、ステップ1907でTAUCRNK
の値が判定値KTAUCRを越えていた場合にはステッ
プ1911でカウンタTCRNKEの値をプラス1カウ
ントアップするとともに、ステップ1909でTCRN
KEが掃気終了判定値KTCR2を越えるまで、すなわ
ち掃気期間が終了したと判定されるまでステップ191
5から1917の掃気運転が行われる。このとき燃料噴
射量の減量係数KSDは初期値KSD0 に維持されるた
め(ステップ1915)、掃気期間中の燃料噴射量TA
USTAはステップ1905で算出された通常の始動時
燃料噴射量より減量される(ステップ1917)。
【0096】また、ステップ1909でTAUCRNK
>KTCR2、すなわち掃気期間が終了したと判定され
た場合にはステップ1919でTAUCRNKの値をク
リアし、ステップ1921でKSDの値に図18の実施
例と同じ漸増係数KSDIを乗じた値をKSDに置き換
えてステップ1927を実行する。なお、ステップ19
19でTAUCRNKがクリアされたため、次回のルー
チン実行時からはステップ1907でTAUCRNK≦
KTAUCRとなり、ルーチンはステップ1907から
ステップ1923に進むようになり、KSD≧1.0が
成立するようになるまでステップ1921が実行され
る。このため、ルーチン実行毎にKSDが増大し燃料噴
射量TAUSTAが徐々に増大する。また、KSD≧
1.0になった後はステップ1925によりKSDの値
は1.0に維持され、ステップ1907でTAUCRN
K>KTAUCRが成立するまでは通常の始動時燃料噴
射量が設定されるようになる。
【0097】すなわち、本実施例においては掃気期間終
了時にステップ1919が実行されTAUCRNKがク
リアされるため(ステップ1909、1919)、その
後徐々に燃料噴射量が増大する際にも(ステップ192
1)漸増するTAUSTAの値が積算されるようになる
ので(ステップ1929)、TAUSTAの積算値TA
UCRNKの値は気筒内に供給された燃料量をより正確
に反映した値となる。このため、TAUCRNKの値に
基づいて気筒内の空燃比を正確に反映した制御を実施す
ることが可能となる。
【0098】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関始
動操作開始からの燃料噴射量積算値を代表するパラメー
タの値を、イグニッションスイッチオフ時にも記憶、保
持する記憶手段を設け、この記憶手段に記憶した燃料噴
射量積算値に基づいて所定の期間の掃気運転を行うよう
にしたことにより、始動操作を繰り返した場合にも点火
プラグのかぶり等が生じることを防止することができる
という共通の効果を奏する。また、所定期間の掃気運転
が終了後は、再度通常の始動操作が行われるため機関が
始動する確率が向上し、機関の始動が容易になるという
共通の効果が得られる。
【0099】請求項2に記載の発明では、請求項1の発
明において、機関の掃気運転開始条件を機関吸気ポート
へのデポジット堆積量などの始動時の機関の状態に応じ
て決定するようにしたことにより、請求項1の効果に加
え、始動操作時の空燃比のオーバリッチを確実に防止で
きるという効果を奏する。請求項3に記載の発明では、
請求項1において、掃気運転の終了時期を機関吸気ポー
トへのデポジット堆積量等の始動時の機関状態に応じて
決定するようにしたことにより、請求項1の効果に加
え、掃気運転を終了して通常の始動操作を再開する時期
を適切に設定することが可能になり、機関の始動が更に
容易になるという効果を奏する。
【0100】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
から3のいずれかの発明において、掃気運転中に通常の
始動時燃料噴射量を越えない範囲で燃料噴射量を増加、
減少させるようにして掃気運転中の機関空燃比を変動さ
せるようにしたことにより、請求項1から3の発明の効
果に加え、掃気運転中の機関始動確率が向上するという
効果が得られる。
【0101】請求項5に記載の発明によれば、請求項1
から4のいずれかの発明において、掃気運転から通常の
始動操作への復帰時に燃料噴射量を徐々に増大させるよ
うにしたことにより、請求項1から4の発明の効果に加
え、掃気運転終了後の機関始動確率が向上するという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を自動車用内燃機関に適用した実施例の
全体構成を示す概略図である。
【図2】図3の制御に用いる数値テーブルの形式を示す
図である。
【図3】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示す
フローチャートである。
【図4】本発明の掃気期間設定の一実施例を示すフロー
チャートである。
【図5】図4の制御における定数の設定を説明するグラ
フである。
【図6】図4の制御における定数の設定を説明するグラ
フである。
【図7】図4の制御における定数の設定を説明するグラ
フである。
【図8】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示す
フローチャートである。
【図9】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示す
フローチャートである。
【図10】図9の制御における定数の設定を説明するグ
ラフである。
【図11】図9の制御における定数の設定を説明するグ
ラフである。
【図12】図9の制御における定数の設定を説明するグ
ラフである。
【図13】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示
すフローチャートである。
【図14】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示
すフローチャートである。
【図15】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示
すフローチャートである。
【図16】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示
すフローチャートである。
【図17】図16の制御における定数の設定を説明する
グラフである。
【図18】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示
すフローチャートである。
【図19】本発明の始動時燃料噴射制御の一実施例を示
すフローチャートである。
【符号の説明】
1…内燃機関本体 2…吸気管 3…エアフローメータ 4…吸気温度センサ 7…燃料噴射弁 9…冷却水温度センサ 10…制御回路 106…バックアップRAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関の始動完了を判定する手段と、 機関始動操作開始から機関始動完了までの間、機関始動
    操作開始からの機関への燃料噴射量の積算値を表す積算
    値パラメータの値を逐次記憶するとともに、機関始動完
    了前に機関のイグニッションスイッチがオフにされた場
    合にも記憶した前記積算値パラメータの値を保持する記
    憶手段と、 前記記憶手段の記憶した前記積算値パラメータの値が予
    め定めた判定値を越えたときに、機関燃料噴射量を低減
    して掃気運転を行う掃気手段と、 前記掃気運転開始後、予め定めた所定の期間が経過した
    ときに機関燃料噴射量を通常の始動時燃料噴射量に復帰
    させて掃気運転を終了する復帰手段と、 を備えた燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の燃料噴射制御装置にお
    いて、機関吸気ポートのデポジット堆積量、始動操作中
    の機関回転数、機関冷却水温度、機関吸入空気温度、燃
    料噴射量のうち、いずれか一つ以上の値を検出する手段
    と、 検出された前記いずれか一つ以上の値に基づいて、前記
    積算値パラメータの判定値を補正する手段と、 を備えた燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の燃料噴射制御装置にお
    いて、機関吸気ポートのデポジット堆積量、始動操作中
    の機関回転数、機関冷却水温度、機関吸入空気温度、燃
    料噴射量、機関吸入空気量積算値のうち、いずれか一つ
    以上の値を検出する手段と、 検出された前記いずれか一つ以上の値に基づいて、前記
    掃気運転を終了するまでの前記所定の期間を補正する手
    段と、 を備えた燃料噴射制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
    燃料噴射制御装置において、前記掃気手段は、通常の始
    動時燃料噴射量を越えない範囲で燃料噴射量を増加、減
    少させる手段を備えた燃料噴射制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項に記載の
    燃料噴射制御装置において、前記復帰手段は、掃気運転
    終了時に燃料噴射量を徐々に増大させて通常の始動時燃
    料噴射量に復帰させる手段を備えた燃料噴射制御装置。
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