JP3561489B2 - 低温エンジン始動の間の燃料揮発性検出及び補償方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温エンジン始動の間に空燃比を調整するときに使用するためのガソリン燃料の揮発性を決定するための車両エンジン又は動力伝達機構の制御モジュールのマイクロプロセッサを用いて実行されるべきプロセスに関する。
【0002】
【従来技術】
自動車の内燃エンジンから排気される排気ガスの処置のための触媒コンバータ、及び、エンジンスパークタイミング及び空燃比管理のための洗錬されたコンピュータベースの制御の開発にも拘わらず、低温エンジンの始動及びウォームアップの間の排出を減少させる際の改善に対する必要性が残っている。かなりの量の一酸化炭素及び未燃焼の炭化水素の排気物が、最初の1分間即ち始動時及び触媒がそのライトオフ温度に達しないとき低温ガソリンで駆動されるエンジンの作動中に、大気中に排出される。低温エンジンの実際の温度は、周囲の条件に依存して大幅に変化し得るが、熱帯環境でさえ、エンジン及び排気システムをそれらの有効な作動領域まで加熱しない。低温始動の間、貴金属ベースの触媒コンバータは、不完全燃焼の燃料の酸化を促すほど熱くはない。更には、エンジンの空燃比を調整することは困難である。排気システム内の酸素センサーがウォームアップされておらず、燃焼のためシリンダーに入る燃料に対する空気の比率に係るエンジンコントローラにとって利用可能な情報が存在しないからである。
【0003】
エンジンに導入される液体燃料の量は、エンジンの較正された燃料インジェクタの作動時間によって制御することができる。しかし、低温始動の間では、実際には、注入された燃料の一部分だけが効率的な燃焼のため蒸発し、当該一部分は、低温エンジンのシリンダーに配給される燃料の揮発性に非常に影響される。
【0004】
市販されている燃料の揮発性は、シーズン及び場所によって変化する。通常では、より低い揮発性燃料は、夏や、より暖かい場所で供給される。操縦性の問題を回避するため、より低い温度では、より高い揮発性の燃料が冬に提供される。しかし、そのような燃料揮発性の変化は、排気規制及び顧客の満足のための操縦性の両方に関して自動車産業の懸念の一原因となっている。自動車の設計者は、顧客を満足させるため急速且つ滑らかなエンジン始動を可能にする、エンジン制御及びその較正を提供しなければならない。そのような制御及び較正は、一酸化炭素及び不完全燃焼する種類の燃料の更により低い排気吐出へと導かなければならない。実際には、エンジン制御の設計はより簡単となってきており、車両中で使用される燃料の実際の揮発性はリアルタイムでエンジンコントローラに通知されている。
【0005】
燃料揮発性の良く認識されている測度は、お馴染みの操縦性指標(DI)である。
DI=1.5T10+3T50+T90
ここで、T10、T50、及びT90は、°F単位の温度を表し、各々の温度では、燃料のうち10%、50%及び90%がASTMD86蒸留テストの間に各々蒸発される。上記式により、高揮発性の燃料がより低いDI値を持ち、その逆もまた真であることが見て取れる。一般に、より高いDI値、即ちより低い揮発特性を備えた燃料は、始動するのがより困難であり、ウォームアップ中により粗いエンジン作動を引き起こす。
【0006】
現在のエンジンコンピュータ制御戦略は、可能性のあるエンジン失速及び又は、市場のより低い揮発性燃料に関する操縦性の問題を回避するため、低揮発性燃料(最悪のシナリオ)に対してエンジンを較正することである。これは、エンジン制御及び作動に関する初期の低温始動した遷移位相の間に、かなりの燃料リッチ化を必要とする。そのような燃料を意識しない較正処理では、(たいていの排気保証テストで使用される)高揮発性燃料に対する排気レベルは、そうでない場合に可能となるものより遥かに高い。他方では、エンジンが保証燃料用に較正された場合でも、現実の世界での車両作動における操縦性の問題、よって顧客の不満の可能性が存在し得る。かくして、DIの現実世界の推定に基づいて適合されたエンジン制御戦略が、排気及び操縦性の両方を援助しよう。
【0007】
燃料揮発性の直接的な測定のため高信頼性で且つコスト効果のあるセンサーが無い場合、初期の低温始動遷移の間の最適な燃料制御は、困難なタスクとなる。低温始動の間にエンジンの燃焼室にどのくらいの気化燃料が出力されるかについての知識が無ければ、不可能ではないにしても、空気及び燃料の比率の制御は困難となる。燃料DIの知識が欠けている場合、全ての現在のエンジン制御戦略が、保存的な高いDI較正ベースへと戻された。これは、ドライバーの満足のための燃料リッチの始動を確保するが、排気物の放出が増大する。その結果、実際には、幾つかのシステム上では、コスト高となる追加の事後処理的プロセスが、非メタン炭化水素(NMHC)及び一酸化炭素(CO)を、関連する公式指令の排気水準により与えられる許容可能なレベルにまで減少させるため、排気制御システムに追加された。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特に、低温エンジン始動の間に、顧客の操縦上の満足及び排気水準への従属の両方を同時に確保するため、ソフト的なセンサー即ち燃料揮発性の実時間検出用のコンピュータベースのプロセスに対するかなりの必要性が存在することは明らかである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料の揮発性、又は、これと等価な、始動中の車両エンジンの吸引ポート又は燃焼シリンダー内に実際にポンプ供給され注入されるガソリンの操縦性指標DIを検出するための包括的なプロセスを提供する。本発明は、エンジンへの燃料注入率を確立するとき燃料の実際の揮発性を高信頼度で推定することを伴った、低揮発性燃料ベースの較正を調整即ち補償するための補償プロセスも提供する。これらの検出及び補償プロセスは、適切にプログラムされたエンジン制御モジュール又は車両の動力伝達制御モジュールにおけるクランクシャフト位置センサー情報(未処理のrpmデータ)を使用してエンジン始動から約1秒以内で実行されるのが好ましい。
【0010】
車両オペレータが、エンジン若しくは動力伝達機構の制御モジュールの管理下で、現在のガソリン駆動の内燃エンジン(好ましくは、スロットルペダル無しに)を始動させるように点火キーを回したとき、スターターモータは、始動を可能にするためエンジンを数回転クランク作動させる。動力伝達制御モジュール(PCM)が作動される。低温エンジンを始動させるため点火システム並びに空気及びガソリンの流れを制御することが予め較正された。その作動の部分として、PCMは、点火事象を時間計測しエンジンの始動及びアイドルを確かめるため、クランクシャフト位置センサーから未処理の信号を受け取って処理する。クランク作動の後の最初の数事象の間、PCMがクランクシャフト位置を学習するのに十分なセンサーデータを処理するまで、燃料は全てのシリンダーの空気入口ポートに注入される(非同期的燃料注入)。次に、同期的な燃料注入が開始する。ポート当たりに注入された燃料の量は、エンジン制御設計者の較正によって予め決定されたが、任意の与えられたエンジン内の燃焼に実際利用可能となる燃料蒸気の量は、周囲温度で燃料の実際の揮発性にほとんど依存する。
【0011】
注入された燃料により生成された蒸気の比率は、低い揮発性(高いDI)燃料で比較的低く、高い揮発性(低いDI)燃料で比較的高い。PCMは、車両が低い揮発性燃料を含むという設計者の仮定の故に、比較的大量の燃料を注入するように較正された。燃料リッチエンジンは、アイドルを迅速に開始する。PCMがエンジン駆動条件を検出するや否や、燃料注入率は、特定数のエンジン点火又は燃料供給事象に亘って鋭くカットバック(cut back)される。エンジンは、より燃料リーンの条件で作動し、毎分当たりの回転数(rpm)でのエンジン速度は、予め特定されたレベルにまで減少する。
【0012】
既に述べたように、PCM作動の一部分は、表示及びカウントのエンジン事象、並びに、それらの間の時間を含む。エンジン事象は、点火タイミング即ちシリンダー内への燃料注入を参照する。燃料注入は、シリンダー用の燃料ポートへか、或いは、シリンダー内に直接なされる。事象期間は、多重シリンダーエンジン内で2つの連続した注入即ち点火の間のミリ秒単位の時間である。
【0013】
本発明は、PCMが燃料リッチから燃料リーンの作動領域へエンジン作動を変えるとき、エンジンのシリンダー内の燃焼に利用可能な燃料蒸気の実際の量に低下領域が存在するという事実を利用する。既に述べられたように、最初の遷移低温始動の間では、ICエンジンのシリンダー内の実際の燃料蒸気は、燃料注入量及び燃料揮発性の両方に依存する。更には、燃料供給のレベルの突然のカットバッグは、その結果として、異なる揮発性の燃料に対して異なる蒸気ダイナミックスを生じさせる。
【0014】
クランク作動後の燃料カットバッグに起因して、蒸気低下は、より高い揮発性を備えた燃料に対してより高くなることが観察された。エンジントルク(即ちパワー)レベルがシリンダー内で燃焼される燃料蒸気の実際のレベルに比例しているので、突然の燃料カットバッグの直後に、より揮発性の高い燃料に対して、より大きなトルクの落ち込み(ここでは、トルクホールと呼ぶ)が存在することが本願の発明者によって予測され、発見された。トルクホールに伴うものは、対応する速度低下(本明細書では、トルクホールの大きさが「速度低下(speed droop)」と称される)であり、その実際の値は、クランクシャフト位置センサーからのタイミング信号によって容易に測定された。そのため、本発明によれば、初期の低温始動遷移の間の突然の燃料カットバッグに続く速度低下は、燃料揮発性の有用且つ信頼度の高い測度となる。
【0015】
実際には、全てのエンジン低温始動の戦略では、より大きな燃料リッチ化が、エンジンを始動させるため最初に使用される。この後には、燃料カットバッグのためのスケジュールが続く。この燃料スケジュール(PCMの内部にある)は、追加のセンサー又は外部探索信号を一切使用すること無しに燃料揮発性を検出するために、本発明の実施において利用される。点火キーがオンにされた後の最初の1秒かそこらで測度低下データから燃料揮発性を検出することは、実際の燃料揮発性を補償するため使用される。エンジン及び排気ウォームアップ期間の間の燃料の引き続く注入(排気酸素センサーがウォームアップされ、PCMによる閉ループ燃料制御が可能化されるまで)は、予め較正された燃料リッチ値というより推定された燃料揮発性に基づいている。
【0016】
燃料揮発性の補償工程に関しては、可能となる低温始動温度の範囲に亘って、代表的な燃料に対する空気/燃料比のリッチ化閾値を実験的に決定することが好ましい。較正テーブルは、特定のファミリーのエンジンに対して確立される。このプラクティスは、操縦性のリスク無しに排気を減少させるため、そのピークポテンシャルの近傍にエンジン制御システムを作動させる信頼度の高い方法である。あらゆるエンジンファミリー及び燃料のDI、並びに、任意に与えられた温度(50°F(283K)でより重要となる、−50°F乃至120°F(227.6K乃至322K)の範囲)に対して、エンジン失速を回避し及び良好な操縦性を提供する最適なA/Fリッチ化が決定される。このデータは、PCMのメモリ内にルックアップテーブルの形態で記憶されている。これは、図8でCカーブに示されている。
【0017】
夫々のガソリン燃料に対する低温始動中の速度低下は、それらの燃料DI値を用いて修正される。これらのDI値及びこれに関連する速度低下は、応用可能な温度範囲に亘って、PCMによりアクセス可能なルックアップテーブル内に記憶されている。例えば、図9のカーブDを見よ。次に、実際の低温始動の間、一旦、PCMがエンジン始動及び燃料カットバックに続く速度低下を検出したならば、PCMは、適切な燃料揮発性の決定のためルックアップテーブルを参照する。Dカーブのテーブルの参照から燃料揮発性を推定したとき、PCmは、最適な燃料/空気のリッチ化を決定するためCカーブのテーブルの参照を使用する。引き続いて、燃料リッチ化の必要となる度合いは、PCMにより使用され、燃料注入が適切に調整される。
【0018】
本発明の他の目的及び利点は、以下に記載された好ましい実施形態の詳細な説明から明らかとなろう。このとき、本明細書の図面の簡単な説明で説明される図面が参照される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、自動車内燃エンジン10と、マイクロプロセッサベースのエンジン制御モジュール(ECM)12と、を表している。制御モジュールが、エンジン及びトランスミッションの作動の両方を制御するようにプログラムされているとき、それは、しばしば、動力伝達制御モジュール(PCM)と称される。いずれのモジュールも本発明の実行において使用することができ、いずれも本明細書中で参照することができる。
【0020】
図示の目的のため、エンジン10は、4つのシリンダー14、スロットルバルブ18を備えた吸引マニホルド16、及び、三方触媒コンバータ22を備える排気マニホルド20を有するものとして表される。排気ガス再循環(EGR)バルブ24は、排気マニホルド20から吸引マニホルド16まで排気ガスの一部分を戻す。各々のシリンダー14は、スパークプラグ26、吸引マニホルド16に連結された吸引バルブ28、及び、排気マニホルド20に連結された排気バルブ30が設けられる。燃料は、夫々の燃料インジェクタ32により各々の吸引バルブ28において吸引マニホルド16に配給される。図示しない幾つかのエンジンでは、燃料は、エンジンの各シリンダーに直接注入される。
【0021】
図1では図示しないが、各々のシリンダー14は、クランクシャフトに機械的に連結されたピストンを収容し、順次トランスミッション及び動力伝達経路を通して車両に駆動パワーを提供する。クランクシャフトの回転の間、ピストンは、ピストンの上死中心位置に対するクランクシャフト角度により通常特徴付けられる位置に亘って、シリンダー内で往復運動する。
【0022】
ECM12は、様々なエンジン及び環境パラメータを表す多数の入力信号を受け取り、該入力信号に全て基づいて、燃料インジェクタ32のための制御信号F1〜F4、スパークプラグ26のためのS1〜S4信号及びEGRバルブ24のためのEGR信号を生成する。従来では、これらの入力信号は、可変磁気抵抗センサー34により提供されるクランクシャフト(又はカムシャフト)位置、酸素センサー36により提供される排気ガス空気/燃料比、及び、圧力センサー38により提供される吸引マニホルド絶対圧力(MAP)を含む。他の形式の入力信号は、マニホルド絶対圧力(MAT)、周囲環境(気圧)圧力(BARO)、燃料レール圧力(FRP)、空気流量(MAF)、スロットルバルブ位置(TPS)及びアイドル空気制御(IAC)バルブ位置を含む。
【0023】
ほとんどの部分に対して、燃料及びスパークの制御信号を生成するための制御アルゴリズムは、従来からあり、周知されている。例えば、燃料は、酸素(O2)センサー36のフィードバッグに基づく閉ループ修正を用いて、MAFに基づいて、或いは、速度−密度アルゴリズムによって、供給することができる。このプラクティスは、製品のO2センサーを使用して化学量論通りの空気/燃料比に近いところか、或いは、ワイドレンジの空気/燃料センサーを使用して化学量論通りでない空気/燃料比混合物に対して作動するように較正されたエンジンで、良好に働く。スパークタイミングは、エンジン速度及びスロットル位置に基づいてクランクシャフト位置に関連して制御することができる。定常状態及びウォームアップエンジン条件の下では、本閉ループフィードバッグプロセスは、ECM12が、性能及び操縦性を維持する一方で放出を最小にするためエンジン10を合理的に制御することを可能にする。
【0024】
本発明は、変動する揮発性を持つ燃料に低温始動から直ちに追従して変動するエンジン速度又は加速度(エンジントルクの測度)の応答を使用する。本発明の基礎は、図2及び図3に示されている。図2は、低温エンジンの始動の間に、蒸気形態でシリンダーに入る燃料のパーセンテージを示す概念的なグラフである。このグラフは、異なる揮発性を持つ燃料に関する蒸気質量のパーセンテージを反映する。このグラフの垂直軸は、蒸気形態にある燃料質量のパーセンテージを表し、このグラフの水平軸は、点火キーがオンにされた時刻からのエンジン事象を表している。水平ライン40は、エンジン始動のための動力伝達制御モジュール内でプログラムされた手続きに従ってエンジンの吸引マニホルド内に注入された燃料の総合量を表している。ライン40により示された量は、エンジン内に導入された空気と燃料リッチ混合物を提供する上で十分な量である。この量の燃料は、エンジン駆動モードが検出されるまで、幾つかのエンジン事象の期間に亘って連続的に注入される。その後、燃料の総合量は、より低いレベル(水平ライン44)まで急速に減少し(ライン42を見よ)、このレベルでは、空気質量に対する燃料質量の比率が、エンジンアイドル状態及びウォームアップ期間の間に実質的に減少される。図2のカーブAは、この燃料リッチ及び燃料リーンの作動期間の間に比較的高い揮発性燃料における蒸気の高いパーセンテージを反映している。カーブBは、幾分低い揮発性燃料により生成された燃料蒸気のパーセンテージを表している。カーブCは、更により低い揮発性燃料蒸気により生成された燃料蒸気のパーセンテージを表している。かくして、相対的な揮発性は、燃料Aから燃料Cまで減少する。
【0025】
エンジンクランク回転期間の間、定常スロットル及びアイドル空気バルブ位置に対して、シリンダーに入る、燃料Aでの蒸気のパーセンテージは、特定のレベルを超えて持続するエンジン速度が確立されるまで、定常的に増加する。燃料Bにおける蒸気のパーセンテージは、同様に増加するが、燃料全体の幾分低いパーセンテージまでの増加である。燃料Cにおける蒸気のパーセンテージは、増加するが、燃料A及びBに対して生成された蒸気の量より低い量までの増加である。
【0026】
一旦、エンジンが運転開始し、エンジン制御モジュールが燃料の量(ライン42)を減少させたならば、夫々の燃料に対して燃料蒸気の低下が存在する。カーブ46は燃料Aに対する燃料蒸気の低下を示し、カーブ48は燃料Bに対する燃料蒸気のあまり大きくない低下を示し、及び、カーブ50は、エンジンの吸引ポートに注入された燃料の大幅な低下に追従する燃料Cに対する燃料蒸気のより小さい低下を示している。図2に示されているように、エンジン駆動モード検出に続いて、全体としてNエンジン事象が生じた後、燃料Aに対するトータルの蒸気低下量は、垂直ライン52により表され、燃料Bに対するトータルの蒸気低下量は、垂直ライン54により表され、燃料Cに対するトータルの蒸気低下量は、垂直ライン56により表される。明らかに、エンジンの燃焼室内の蒸気としての燃料の比率は、空気燃料混合物の燃焼能力及びエンジンのトルク出力に影響を及ぼす。本発明の発明者は、シリンダー内の空気との混合工程に利用可能な燃料蒸気の量が低下したとき、エンジン速度もこれに従って低下することを観察した。このことは、図3に示される。
【0027】
図3は、rpm単位のエンジン速度変動、対、時間の概念的なグラフである。この時間は、エンジン点火の発生から、エンジンが駆動しエンジンウォームアップの期間内に入ったと判定される時間を通してのエンジン事象を意味している。カーブ60は、高い揮発性(低い操縦性の指標)燃料に対する低温始動遷移の間のエンジン速度を示している。カーブ62は、低い揮発性即ち低温始動遷移フェーズの間の高い操縦性を指標する燃料に対する同様のグラフである。このグラフにおいて重ね合わせられたものは、低温始動遷移フェーズの間の典型的な燃料注入量及びタイミングのプロットである。この重ね合わせられたプロットは、異なる揮発性特性を有する2つの燃料に関するエンジン速度の大きさの変化の理由を説明するのに役立つ。水平ライン64は、低温始動の間、最初にシリンダー内に非同期的に、次に同期的に注入された比較的大量の燃料を示している。この量は、車両の所有者がどのような燃料を使おうとも適合するためエンジン制御モジュール内に予め組み込まれている。一旦、ある一定速度レベル(約500rpm)が安定した燃焼状態で達成されると、燃料の量は僅かに減少される(垂直ライン66を見よ)。エンジンが駆動するまで、より少ない燃料注入率(ライン68)が、より少ないエンジン事象に亘って維持される。一旦エンジンが駆動すると、燃料の量は、ライン70により示されるように3又は4のクランクシャフトサイクルに亘ってレベル72まで減少される。レベル72におけるより少ない作動事象の後、燃料の量は、エンジン及び触媒コンバータが閉ループ燃料制御を作動させる上で十分にウォームアップするまで、カーブ74に示されるように、漸次減少される。
【0028】
図3の重要な特徴は、エンジン駆動開始後、図中の燃料注入量のかなり急速な減少(ライン70)の間における、エンジン速度の応答にある。比較的高い燃料揮発性に対しては、領域76において示されるようにエンジン速度の急速な落ち込みが存在することが見て取れる。低い揮発性燃料(領域78を見よ)に対しては、減少された燃料注入に従うエンジン速度の応答も存在するが、この減少は急勾配の度合いがより少ない。高い揮発性燃料に関する速度のトータルの減少量、即ち速度低下量は、ライン80により表される。一般に、エンジントルクは、シリンダー流量率、エンジン速度、シリンダー空気/燃料比及びスパーク進角の関数である。しかし、エンジン駆動時間が確立された後の短いテスト期間の間、これらの独立変数の平均値は、それらの燃料揮発性の差により引き起こされる空気/燃料値の変動を除き、ほとんど定常に保たれる。そのため、シリンダー空気/燃料の差は、使用された異なる燃料に対し、短期間でのトルク差へと導く。領域76におけるカーブ60の形状は、より高い揮発性の燃料に対する燃料カットバックに従う燃料蒸気生成での比較的短い落ち込みに起因して、(カーブ60の実際の経路内に引かれた仮想ラインセグメント81より下方に視角化された)トルクホール82を画成するものとして説明された。それがエンジントルクホール、即ち、それに付随して起こる速度低下である。この速度低下は、様々に変動する揮発性を持つ燃料の存在を検出するため本発明で使用された当該燃料に対するものである。
【0029】
図4は、(上述したように)様々な燃料揮発性を持つ4つの異なる燃料に対する、エンジン速度対時間のグラフである。燃料83は、最も高い揮発性(最も低い操縦性指標)の燃料であり、燃料84、85及び86は、この順に、より低い揮発性値を持つ。これらの燃料を使用した低温始動遷移の間のrpmカーブでは、速度の減少が、最も高い揮発性の燃料83に対して最大であり、より低い揮発性燃料84、85及び86に対してこの順に低くなっていることが見て取れる。
【0030】
図5は、燃料揮発性の関数として測定されたV6エンジンに対する速度低下における平均(カーブ1)及び標準偏差(カーブ2)における変化を示すグラフである。カーブ1では、燃料83に対するバンド87は、高い揮発性燃料に対するrmpの平均速度低下における関係の95%の信頼区間のレベルを示している。燃料84に対するバンド88は、より少ない揮発性燃料に対するより少ない速度低下を示している。同様に、バンド89及び90は、より少ない揮発性燃料に対するより少ない速度低下を示している。カーブ2は、夫々の燃料に対する、速度低下値の標準偏差を示している。かくして、本発明のプラクティスは、エンジン低温始動の最初の秒の間に使用された燃料の揮発性と相互に関係付けることができる、速度の再現可能且つ高信頼性の速度低下に基づいている。
【0031】
ここで提案されたアルゴリズムを実時間で実行する際のリソースを計算する上での効率的な使用のため、rpmサンプルの数が、図6の事象番号iにおける値Ziにより示されるrpm信号における極大値及び極小値のみのトラックを保つことによって減少される。縮約データセットZは、図6で変数r(t)により表されたエンジン速度得変化を計算するためにも使用される。瞬間的な平均エンジン速度に正規化されたエンジン加速度r(t)を実時間で計算するため必要となるステップは、図6に示されている。本発明の本実施形態によれば、低温始動期間の間のエンジンの加速度が計算され、利用される。この図で示されたように、エンジン速度は、ある特定の時間区間即ち与えられた数の事象に亘って平均化され、該時間期間即ち事象数で該平均速度を割ることによって速度の加速度又は減速度が計算される。これは、加速の増分値を与える。検出窓内では、加速度の低下が大きくなるほど、この低温始動期間の間の燃料の揮発性も高くなることが見出された。
【0032】
図7は、燃料揮発性をオンラインで決定する手段としてエンジン加速度を利用するための更なるプラクティスを示している。図6で示されたプロセスと関連して計算された加速度の値r(t)が、図7でなされたように時間即ちエンジン事象に対してプロットされた場合、カーブ91により反映されたように、より高い揮発性燃料に対する加速度信号が、より高いバンド幅を持つことが見出される。加速度信号が安定化する前により多くのオーバーシュート及びアンダーシュートが存在する。これは、例えば燃料カットバックなどの撹乱がより多くの動的効果を生じさせるように、より高い揮発性を備えたシステム内におけるより低い減衰及びより高い固有周波数に相当している。同様に、より低い揮発性燃料に対してカーブ92により表される加速度信号が図7に示されている。より高い揮発性燃料が、安定状態に達する前により大きい数のゼロ交差を含むことが図7から明らかに見て取れる。そのため、rpmに関する燃料揮発性の明らかな兆候、及び、エンジンが駆動開始した後、急速な燃料カットバッグにより引き起こされた加速度信号が存在する。検出窓(エンジン事象数における)は、通常、与えられた数の事象により表され、ECMにおける燃料カットバッグの期間に関連する。本発明のプラクティスの各々が、エンジン速度低下又は加速度(正又は負の加速度)の関数として燃料を特徴付けるため利用することができるのは、この検出期間中である。
【0033】
図9は、速度低下、即ち、変動する揮発性即ち操縦性指標値を持つ燃料の代表的なファミリーに関するrpm単位の速度減少の簡単なグラフである。このデータは、低温始動中の与えられたエンジンファミリーで生成された。エンジン速度低下は、各燃料形式に対して測定され、それらは、与えられた温度でそれらの操縦性指標値に対してプロットされた。この場合には、データが蓄積された低温始動温度は、50°F(283K)、即ち主要な低温始動温度であった。通常では、関心のある温度範囲は、−50°F乃至+120°F(227.6K乃至322K)の間である。本発明のこの実施形態では、このカーブは、速度低下が存在する燃料のDI(又は、その代わりに揮発性)値に関連し、Dカーブ(Dは検出を表す)として知られている。検出フェーズ図は、本発明の文脈では第1義的な重要性を持っている。
【0034】
図8に戻ると、グラフは、与えられたテスト温度(例えば50°F(283K))でエンジンファミリーに対して、及び、低温始動フェースの間に空気/燃料リッチ化の最適量を決定するため各燃料形式に対して、実験的に準備される。ここで、最小放出及び良好な操縦性が同時に達成される。かくして、垂直軸では、正確な空気/燃料リッチ化データが、様々な揮発性を持った形式の燃料に対して得られ、それらの操縦性指標値に従ってプロットされる。本発明のこの実施形態によれば、このカーブはCカーブ(Cは補償を表す)として知られている。
(燃料揮発性を検出し、補償するためのアルゴリズムの特定例)
本発明の好ましい実施形態に関する以下の図解では、時間の経過は、秒又は秒の分数の見地から表されるというより、エンジン事象の累積的なカウント値として、しばしば表される。これは、エンジン低温始動遷移期間の研究が、エンジン事象に観点からより良く理解され、通常、そのような事象が約100より少なくて完了されるからである。
【0035】
上述したように、エンジン事象は、2つのシリンダーにおける等価な連続的な作動、即ち連続スパーク点火若しくは燃料注入などの作動の間の時間である。知られているように、そのような連続事象は、必ずしもエンジンブロック内の隣接するシリンダーにおいて起こるわけではない。3000rpmにおける4シリンダーエンジンに対して、2つのエンジン事象間の時間間隔は、10ミリ秒である。6シリンダーエンジンの作動では、例えば、エンジンのクランクシャフトの各回転に対して、通常、3つの点火事象が存在する。そのようなエンジン作動を制御しているマイクロプロセッサは、各クランク回転に対して3回、クランクシャフト位置センサー(CPS)から信号を受け取る。クランクシャフトの2回の全回転は、4ストローク内燃エンジンの完全なサイクルを必要とされる。かくして、4ストロークの6シリンダーエンジンの全サイクルにおいて、6つの燃料注入事象及び6つの点火事象が存在する。
【0036】
エンジン制御マイクロプロセッサは、典型的には、あらゆる事象において、クランクシャフト位置センサーから少なくとも1つの信号を受け取る。この信号は、エンジン制御モジュールのプログラマーによって(V6エンジンに対して)3X参照パルスとして知られている。3X信号は、ECMが、クランクシャフトの位置を知り、かくして、燃料注入及び点火のタイミングを制御するため各シリンダーの各ピストンの位置を知ることを可能とする。更には、マイクロプロセッサのクロックは、エンジン事象間の期間を時間計測できるので、マイクロプロセッサは、各々のそのような3Xで、毎分あたりの回転エンジン速度、又はこれと等価なCPS信号を計算することができる。換言すれば、ECMは、3X信号に従うエンジンrpmを、次の信号がくる前の時間の何分の一かの時間内で、計算することができる。
【0037】
図10は、エンジンrpm対図3に類似したエンジン事象の概念グラフである。それは注入された燃料量対エンジン事象数の概念グラフでもある。図10の目的は、本発明の一実施形態を詳細に示した、燃料揮発性検出及び補償アルゴリズムを示す次のフローチャートで使用される専門用語を示すためである。次の専門用語は、図10を参照する際に使用される。
【0038】
事象専門用語
Ne=始動時からのエンジン事象カウンター値
Nrt=駆動時間モードへの遷移を示す事象
Nmax=最大速度の位置を示す事象
Np=ピーク速度を示す事象(Nmax)
Nd=ピーク速度Npの位置からの検出窓のサイズ(典型的には20〜24事象)
Nt=駆動時間Nrtからの検出窓のサイズ(「検出水平成分」とも呼ばれ、典型的には20〜24事象である)
Nf=最終的な(最小の)速度決定のための事象数(この事象数の経過によって、燃料揮発性検出が完了される)
Nc=Nfの後の燃料補償窓のサイズ(典型的には、燃料リッチ化に対しては1事象、又は、燃料リーン化に対しては20〜60事象)
図10のグラフは、点火キーがオンにされ、エンジンクランク動作が始まった状態で開始する。このとき、事象カウンターNeがゼロにセットされ、最初に予めプログラムされた比較的高いレベルの燃料が注入される。ECMで計算されたエンジン速度は、クランク作動の間の多数の事象に対する揺らぎを表している。エンジン速度がある一定のレベル、例えば十分な数の事象に対して通常500rpm付近を超えて維持された後、マイクロプロセッサは、エンジン駆動モードの開始を示すNrtとして現在の事象数を記録する。次に、ECMは、その予めプログラムされた低温始動の作動モードに従って次の数注入事象に亘って燃料注入率を減少開始する。図3に関して十分に説明されたように、エンジンrpmは、エンジン始動後にピークに達し、実際の揮発性に依存した速度低下、即ち、これと等価には、使用された燃料の操縦性指標DIを被る。本発明によれば、ECMは、次の数エンジン事象に亘ってピーク速度を探し、ピーク速度に直ちに続く速度低下の量を決定する。
【0039】
この例では、マイクロプロセッサは、エンジン始動時Nrtに続く予めセットされたエンジン事象数が提供され、この事象数以内で、又は検出窓内で、ECMはピーク速度事象Npを同定するため探索し、最小速度Nfの検出を完了させる。Ndは、最小速度が検出されるまでのピーク速度の位置からエンジン事象単位で検出窓のサイズであり、典型的には約20乃至24エンジン事象である。
【0040】
使用される燃料の揮発性に起因して、エンジンは、エンジン事象Np=Nmaxで検出される最大rpmに迅速に達し、その後、エンジン速度は減少する。それは、区間Ndに亘って減少する。この区間Ndは、マイクロプロセッサがクランクシャフトセンサーから3X信号を分析し、事象Nfが終了する前に最大速度を決定するため探している間のエンジン事象期間である。この検出窓における最大速度及び最小速度の間の相違は、エンジンの吸引ポートに実際に注入されている燃料の揮発性を高信頼度で推定するため、ECM内に記憶された実験的に得られたテーブルのルックアップ値と比較することができる。検出プロセスは、駆動モードが合図された後の数分の一秒以内で完了される。
【0041】
揮発性検出期間Nfの完了時において、1期間は、開ループの態様でエンジンが過度にリッチ化又はリーン化される場合に注入される燃料の量へ修正がなされたとき始まる。当該期間は、図10のグラフ上にNcとして示されている。燃料補償プロセスは、更なるリッチ化が必要とされた場合、次の事象で通常完了される。他の場合には、更なる燃料のリーン化のため、突然のシリンダー燃料の没収を避けるように多数の事象に亘って漸減的な燃料減少を生成することが選択される。これは、通常、20乃至60事象の間に達成することができる。一般には、速度低下を検出し、実際の燃料揮発性を評価し、実際の燃料特性に対して予めプログラムされた燃料注入率を調整するこのプロセスは、エンジン駆動時間フラグがセットされた後1秒又は2秒以内で完了する。
【0042】
図11は、その低温始動遷移開ループエンジン制御プログラムと並行にECM又はPCMで実行される、本発明の処理工程を要約した流れ図である。ブロック100は、アルゴリズムの最初のエントリー時にマイクロプロセッサにより取られる工程を要約している。ブロック100は、より詳細に、この例示のアルゴリズムを記載している、引き続く流れ図(図12〜図15)の部分を調整している。ブロック100の部分Aは、図13における流れ図のA部分に対応している。
【0043】
ブロック100では、使用される燃料に伴う速度低下を検出するとき使用される、幾つかの変数及びパラメータがセットされる。このとき、コンピュータは、エンジン事象の検出窓、Nt、及び、補償窓Ncをセットする。この補償窓の間、本発明に従って空気燃料比を補償することができる。
【0044】
図13におけるステップBとも関連する、ブロック102では、マイクロプロセッサは、検出期間のエントリー時にエンジンrpmを読み込み、事象カウンターを読み込む。それは、該rpmを有効な制限に対してチェックし、V6のためのクランクシャフト位置センサーから3X信号に基づいて、rpmデータで可能となる信号ノイズ及びスパイクを退けるため、データ処理工程を課する。次に、要約アルゴリズムは、ブロック104に移行する。ブロック104では、マイクロプロセッサは、クランクシャフト位置センサーデータを受け取ると、ピークrpm及びその事象番号を検出する。それは、ピークrpmが許される検出窓内で生じたか否かを判定する。もしそうであるならば、アルゴリズムは、一般に、ブロック106に移行し、該ブロックで、ピークrpmに続く最低のrpmが、このプロセスの実行のため許される時間が、質問ブロック108に従って経過していない場合、検出窓内で検出される。マイクロプロセッサは、次に続く詳細な流れ図における処理ステップに従っている速度低下を計算するため移行する。上述され、及び、後述されるように、速度低下の計算された値は、燃料揮発性を推定し、燃料リッチ化又はリーン化を作動させる際の適切な補償を推定するためルックアップテーブルデータと比較される。
【0045】
次のテーブルは、図12乃至図15で表されたアルゴリズムで使用された、幾つかの初期パラメータ及び値を定義する。
アルゴリズム初期パラメータ及び値の定義
af及びbf=rpmフィルター定数(典型的には、af=0.68、bf=0)
AFRi=検出が完了する前に使用された初期空燃比
δ=速度変化に対する閾値(典型的には、1〜5rpm)
ε=縮約データ(rpm)の変化(典型的には1〜5rpm)に対する閾値
Rm及びRM=各々、最小及び最大の有効速度範囲(典型的には、夫々600及び2000rpm)
g=ノイズに起因する可能となる最大のrpmスパイク(典型的には100rpm)
s=未処理のrpm信号(変数xとして使用されてもいる)
S=フィルター処理されたrpm信号
Z=縮約rpm信号(有意な極大及び極小を記録する)
S0,s0,Z0,x0=アルゴリズムを開始するため、下付き変数S、s、Z及びxに対する初期rpm
Zmax及びZmin=各々、縮約rpmデータにおける極大及び極小
Zmaxv及びZminv=各々、検出窓内の大域的な極大及び極小
Y=連続的なフィルター処理されたrpm変化
W=縮約データセットZにおける連続的なrpm変化
SDRP=速度低下
図12乃至15は、本発明の好ましい実施形態の実施を示す相互関連する詳細な流れ図のシリーズである。最初に図12を参照すると、点火キーがオンにされるとき、マイクロプロセッサが作動され、エンジンのクランク工程が開始する。ステップ200のプロセスでは、マイクRプロセッサは、各クランクシャフトセンサーの事象信号を受け取ると、エンジンrpmを計算する。それは、V6エンジンにおけるクランクシャフトの周期回転毎に3つの信号を受け取る。既に説明されたように、この信号は、3X信号として当該技術分野で知られている。各エンジン事象のシーケンス及び該事象に対し関係のあるデータは、一時的に、マイクロプロセッサのメモリ内に記憶される。同様に、L4及びV8エンジンでは、適切な信号が、各々、2X及び4Xである。
【0046】
当該プロセスは、クランクモードの質問ブロック202に移行する。この質問ブロック202では、マイクロプロセッサは、例えば500rpmなどのrpmの予め特定化された値に基づいて、エンジンが駆動モードを達成したか否かを決定する。エンジンが駆動モードとみなされるほど十分に高く安定したrpmを達成していなかった場合、判定はイエスと答えられ、当該プロセスはブロック204に移行する。プロセスブロック204では、エンジンが駆動しているとみなされないので、指標カウンターiは、ゼロに再セットされ、最大速度検出に対する事象数もゼロにセットされる。ブロック200、202及び204の間のプロセスは、マイクロプロセッサが、エンジンがクランクモードから出たことを満足される時間まで循環され、満足されたとき当該プロセスはブロック206に移行する。
【0047】
エンジン駆動モードを確立したとき、マイクロプロセッサは、エンジン冷却剤センサーから温度を読み取り、ブロック206で、データTcoolを記録する。マイクロプロセッサは、スロットル位置センサーの示度TPSも読み取る。マイクロプロセッサは、トランスミッションが実際にニュートラル状態又は駐車モードであることを判定するためトランスミッションシフトアクチュエータから、トランスミッションの駐車モード/ニュートラルフラグを読み取る。マイクロプロセッサは空気温度Tairを読み取り、アイドル空気制御(IAC)レベルを記録する。判定は、ブロック208に移行し、該ブロックでは、マイクロプロセッサは、エンジンが駆動モードに入ったことを満足されるまで再び循環する。
【0048】
このとき、プロセスは、質問ブロックであるブロック210に移行し、そこで、マイクロプロセッサは、これが駆動時間フラグがセットされたと決定された最初の時間であったか否かを判定する。もしそうであるならば、エンジン駆動時間事象カウンターNrtを、カウンター事象カウンターNeにセットする。このステップはステップ212に示されている。
【0049】
ECMが駆動時間フラグがセットされていることを満足された後、当該プロセスは、ブロック214に移行する。ここでは、ECMは、スロットルが、車両オペレータにより駆動されなかったこと、及び、エンジンがその真の低温始動モードにあると判定する。マイクロプロセッサは、エンジンがウォームアップされていないと判定し、即ち、冷却液の温度がエンジン内に導入された空気の温度とおおよそ同じであると判定する。マイクロプロセッサは、トランスミッション制御レバーがニュートラル位置又は駐車位置にあり、アイドル空気制御IACが定常であり、即ち、空気誘導プロセスがIACバルブ動的作動により影響を受けないと判定する。マイクロプロセッサが、それが予めプログラムされた作動の遷移モードに入ることができる低温始動条件を認識しない場合、ブロック216に移行する。ブロック216では、マイクロプロセッサは、高いDI燃料に対しては保存値を単に割り当てるだけであり、即ち許容可能な学習操縦性指標値と共に移行し、このエンジン始動の試みに関しては本発明のプロセスに入らない。
【0050】
しかし、マイクロプロセッサが、本発明の検出プロセスに入るための低温始動の基礎の全てが合致されたと決定した場合には、マイクロプロセッサは、質問ブロック218に移行し、そこで、車両の不調インジケータ処置が失敗と診断したか否かを判定する。判定の答えがイエスの場合、マイクロプロセッサは、ブロック216に似たプロセスブロック220に移行し、適切な燃料操縦性指標を割り当て、エンジンを従来技術のプラクティスに従ってウェームアップさせる。しかし、失敗の診断が検出されなかった場合、当該プロセスは、本発明のアルゴリズムの実行を開始するように移行する。マイクロプロセッサは、図13の最初のブロック300から始まるプロセスシーケンス「A」に移行する。
【0051】
図13では、サブルーチンA、即ちブロック300は、エンジン事象ベースの操縦性指標検出及び本発明の基礎である補償アルゴリズムへのエントリーを表している。ブロック300へ入ったとき、操縦性指標検出及び補償プロセスで利用される幾つかの定数及びパラメータに対して値がセットされる。当該プロセスは、クランクシャフト位置センサー(CPS)信号からECMによるrpm単位のエンジン速度の計算、及び、幾つかの数のエンジン事象即ち検出窓内のrpmの最大及び最小値の決定を含んでいる。
【0052】
CPSから計算されたrpm信号は、エンジン速度における電子ノイズ即ち通常の揺らぎを被る可能性があり、使用前にフィルター処理を必要とする。このフィルター処理プロセスは、マイクロプロセッサにより実行される数学的プロセスである。ブロック300を参照すると、af及びbfは、エンジンrpmの計算で適用されるフィルター定数データである。定数af及びbfは、クランクシャフトセンサーのようなセンサーから出力されたノイズを含む電圧の分析で使用される典型的な定数を有する。典型的には、0<af<1及び0<bf<1である。
【0053】
他のパラメータはブロック300内で初期化される。これらのパラメータの多くは、上記テーブル内で同定される。低温始動空気対燃料比の予め較正された値、AFRiが、このプロセスで使用するため記憶されている。これらの値は、典型的には24乃至30事象のテスト窓Nt、典型的には20乃至24事象の検出窓Nd、Nfの後、典型的には1事象(燃料リッチ化に対して)或いは20〜60事象(リーン化に対して)のいずれかでである補償窓Ncの各サイズに対してセットされる。パラメータδ及びεに対する値が確立される。スカラーパラメータδは、マイクロプロセッサが典型的には1乃至5rpmの速度変化を認識する際の閾値であり、εは、rpmの縮約データの値において変化が認識される際の閾値である。再び、εに対する典型値は1乃至5rpmである。gに対する値が確立される。gは、クランクシャフト位置センサーからの信号ノイズに起因するrpmにおける最大の許容可能なスパイクである。フィルター定数cに対する値は、ブロック300で示された式から計算される。
【0054】
最初にフィルター処理されたrpm信号S0、最初の未処理rpm信号s0、縮約rpmデータにおける極大及び極小、示された他の変数に対する値は、全て、現在のrpmの計算値に最初にセットされる。当該プロセスはブロック302に移行する。
【0055】
ブロック302では、マイクロプロセッサは、そのメモリから現在のrpmを読み取る。この値は、クランクシャフト位置センサーから3X参照パルス信号(V6に対して)を使用して計算されたものである。同様に、2X及び4X信号は、L4及びV8に対して各々読み込まれる。指標カウンターiはインクリメントされ、rpmに対する現在の計算値は、現在の未処理rpm信号siとしてメモリの所定位置内に記憶される。
【0056】
当該プロセスは、ブロック304に移行し、そこで、siの現在値がブロック304内に記載された式に従ってフィルター処理されたrpm信号Siに転換される。
【0057】
当該プロセスは、質問ブロック306に移行し、そこで、現在のフィルター処理されたrpm信号が、速度値(Rm、RM)の許容可能な範囲内にあるか否かを見るためテストされる。現在のフィルター処理されたrpm信号値は、最小及び最大の有効低温始動遷移速度に対して各々予め確立された値と比較される。これらの値は、典型的には、約600乃至2000rpmである。フィルター処理されたrpm信号Siの現在値が予測範囲内にない場合、当該アルゴリズムは停止され、当該プロセスはブロック308に移行する。このブロックでは、高いDI燃料に対して予め特定化された値は、ECM又はPCMで割り当てられ、当該プロセスは形式的に閉じられ、遷移的な低温始動に対する開ループ作動に戻る。
【0058】
質問ブロック306の答えが肯定的である場合、当該プロセスはブロック310に移行する。ブロック310では、フィルター処理されたrpmにおける連続的な変化Yiが計算される。当該プロセスはブロック312に移行し、そこで、フィルター処理されたrpmにおける変化Yiの大きさは、それが許容可能な最大のrpmスパイクレベル、即ちスカラー値gより大きいか否かに関してテストされる。過度に大きいrpmスパイクが存在し、ブロック312の判定への答えがイエスであった場合、フィルター処理されたrpm信号Si及び縮約rpm信号Ziに対する値は、ブロック314で定常に保持され、当該プロセスはブロック302に戻る。換言すれば、フィルター処理されたrpmの変化Yiの過剰な部分は破棄され、当該プロセスは次のCPS信号及びECM計算に移行する。
【0059】
しかし、フィルター処理されたrpmの変化Yiがスカラー値gによって上限を制限される場合、当該プロセスはブロック316に移行し、そこで、rpm値の変化は、数rpmの最小閾値変化δに対してテストされる。フィルター処理されたrpmの変化が最小閾値変化を越えた場合、当該プロセスはブロック318に移行し、そうでない場合は、その変化は無視できるものとみなされ、ブロック400(ステップD)に移行される。ブロック318では、現在の縮約rpmデータZiは、以前にセットされた最小値Zminとして取られ、フィルター処理された速度に対する現在値は、現在のZmax値としてセットされる。次に、この値はブロック320に移行する。
【0060】
質問ブロックであるブロック320では、マイクロプロセッサは、rpmの極大値(Zmax)が、以前に決定された大局的最大値Zmaxvより現在の定数εだけ大きいか否かを決定する。それが大きい場合、当該プロセスはブロック322に移行し、そこで、事象Nmaxの値は、エンジン駆動モード検出に続く事象カウンターNeの現在値に更新される。極大値が定数εだけ大局的極大値を超えない場合には、当該プロセスは、図14でサブルーチンC(ブロック406)に移行する。
【0061】
図14を参照すると、流れ図の最上部分がサブルーチンDを開始する。サブルーチンDの質問ブロック400において、フィルター処理されたrpm変化の現在値は、それが、速度変化閾値の負の値より小さくなるか否かを見るためテストされる。もしそうでない場合、当該プロセスは、ブロック402に移行し、そこで縮約rpmの現在値が定常に保持され、当該プロセスはステップBのブロック302に移行する。
【0062】
質問ブロック400では、速度変化の現在値がδの負の値より小さいと場合において、当該プロセスはブロック404に移行する。ブロック404では、縮約rpmデータZiの現在値は、Zmaxとしてセットされ、現在の最小速度Zminは、現在のフィルター処理されたrpm値としてセットされる。サブルーチンCは、ブロック404の下方に入り、ブロック406で開始する。ブロック406では、縮約rpmデータにおける連続的なrpm変化が縮約rpm信号の現在値及び以前の値の差異にセットされる。当該プロセスはブロック408に移行する。ブロック408では、連続的なrpm変化Wiの値は、それが縮約データの変化εに対する閾値より小さいか否かを見るためテストされる。判定への答えが肯定である場合、当該プロセスは、ブロック410に移行する。そうでない場合、当該プロセスはブロック414に移行する。
【0063】
ブロック410では、現在のrpmデータZiは、rpmに対する新しいより高い値に達したか否かを決定するため、以前の最大値Zmaxvと比較される。このテストが肯定的である場合、当該プロセスはブロック412に移行し、そうでなければ、当該プロセスはブロック414に流れる。ブロック412では、縮約rpmデータの現在の最大値は、現在の値Ziにセットされ、現在のピーク速度の位置は、現在の事象カウンターNeにセットされる。ブロック414では、事象カウンターNeは、検出窓の満了に対してテストされる。
【0064】
図10を参照すると、速度低下の決定のための2つの技術は、(1)エンジンが駆動し始めた後のNt事象で、実際の極小速度を反転指定する局所的な有意速度の決定、(2)ピーク速度が達成された後のNd事象における最小速度のおおよその計算を含む。ブロック414では、事象カウンターは、いずれかの技術によって検出窓の満了に対してテストされる。検出窓が超えられていない場合、アルゴリズムは、更なる実行のためサブルーチンBに移行する。そうでなければ、制御はブロック416に移行され、そこで、最小速度値Zminvがフィルター処理されたrpmの現在の終端値にセットされる。次に、実際の速度低下SDRPは、特定化された検出窓に亘る最大値Zmaxv及び最小値Zminvの間の差としてブロック418で計算される。この段階で、検出フェーズは完了し、計算は図15のサブルーチンEのブロック500に移行する。
【0065】
かくして計算された速度低下及び測定冷却液温度を用いて、燃料補償フェーズに入る。図15のブロック500は、特定温度(−50°F乃至+120°F(227.6K乃至322K))で特定化された燃料DIに対して測定された速度低下により特徴付けられる、任意の与えられたエンジンファミリー(L4、V6、V8等)のための実験的テーブルを参照させる、Dカーブを含んでいる。測定された速度低下及び冷却液温度を使用することによって、そのDI値により表された燃料揮発性の実際の値が決定される。ブロック502は、Cカーブの形態で、空気/燃料のリッチ化の必要とされる度合い、対、燃料DI値に関する実験的テーブルの参照を含んでいる。ブロック50からの推定されたDI値及び測定された冷却液温度を使用するブロック502では、燃料リッチ化の必要とされる度合いが決定される。次に、本プロセスは、ブロック504に移行し、そこでブロック502で決定された空気対燃料のリッチ化の決定値が適用される。これは、必要とされた空気燃料比率の補償が、低温エンジン始動に対してマイクロプロセッサ内で予めセットされていた最初の空気対燃料比率より大きい場合には瞬間的になされる。そうでない場合、更なるリーン化のため、燃料は、長さNcの補償窓に亘って徐々にカットバッグされる。当該プロセスは、アルゴリズムから出て、終了する。
【0066】
図12〜図15を参照して示されたプロセスは、低温始動の間に使用される燃料の揮発性を検出するため、速度低下SDRPの決定を使用した。しかし、上述したように、速度値の時間的変化率(加速度)の変化を計算し分析する等の他のプラクティスは、大局的又は局所的なピーク及び最小加速度値を決定するため、図6及び7を参照して説明されたように使用することもできる。使用される燃料に対するリッチ化の最適な度合いの決定に主要な努力が払われる一方で、燃料リッチ化信号の形状及び期間を修正する他の方法を、本発明の文脈内で使用することもできる。本文中で論じられた方法は、あらゆるエンジン点火に関する燃料揮発性も検出する。しかし、燃料タンクが一杯にならない限り、将来の点火サイクルでECMにより参照するための学習値を記憶することも考えられる。
【0067】
本発明は、幾つかの特定の実施形態を参照して説明されたが、他の形態も当業者により容易に適合することができることは明らかである。従って、本発明の範囲に請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る、エンジンと、マイクロプロセッサベースのコントローラ並びに連係するセンサー及びアクチュエータを備えるエンジン制御システムと、の概略図である。
【図2】図2は、異なる揮発性の3つの代表燃料に対して、連続する点火事象毎に測定された、ある時間期間に亘って吸引ポート内に注入されたトータルの燃料のパーセンテージとしての燃料蒸気形成のダイナミックスを示すグラフである。
【図3】図3は、最初の点火から低温始動遷移位相の間におけるエンジン速度即ちrpmの変化の概念グラフである。このグラフは、低いDI燃料及び高いDI燃料に対して変化する速度低下を示す。
【図4】図4は、4つの代表ガソリン燃料に対する、低温始動遷移期間の間の、エンジン速度(rpm)対時間の典型的な実験グラフである。この図では、CAPh2は、平均DI=1120°F(877.6K)におけるカリフォルニアフェーズII燃料に言及し、Indolenは、DI=1160°F(900K)、中間DI=1230°F(939K)及び高DI=1285°F(969K)におけるEEE連邦保証燃料に言及する。
【図5】図5は、低温始動遷移の最初の秒の間に得られた、4つの代表的ガソリン燃料に対する速度低下と燃料揮発性との間の典型的な実験的相関関係を示す。このグラフも、様々な揮発性の燃料に対する、速度低下の平均及び標準偏差統計値を示している。
【図6】図6は、如何に実際のエンジン速度が実時間でコンピュータメモリ内の極小値にのみ効率的に減少され得るかを実証している。ECMが各事象毎に単一のrpm値を生成し、実時間の計算効率の目的のために、縮約rpmデータZのみによって実際の極小値及び極大値を探し出し、記憶する。その上、この縮約データセットZは、低温始動遷移の間のより効率的なエンジン加速度計算を可能にする。
【図7】図7は、高い揮発性燃料及び低い揮発性燃料に対して、計算されたエンジン加速度(平均エンジン速度で正規化される)対エンジンが駆動開始した後におけるエンジン内の時間の実験的グラフである。
【図8】図8は、燃料揮発性(DI値)を変化させたときの、任意の与えられた時刻における、低温始動遷移の間の良好な車両操縦性のため必要とされる空気/燃料のリッチ化の典型的なグラフである。
【図9】図9は、ECMによる将来的な参照のためのDカーブルックアップテーブル(ここで、Dは検出を表す)の形態における、任意の与えられた温度での、低温始動遷移の間の速度低下(rpmで表す)の典型的なグラフである。
【図10】図10は、図11〜15で表されるアルゴリズムを実行する間のrpm信号の低温始動分析におけるエンジン速度及び燃料注入の顕著な事象を表す概念グラフである。
【図11】図11は、図12〜15で完全に示されるアルゴリズムの一部分を要約した流れ図である。
【図12】図12は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【図13】図13は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【図14】図14は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【図15】図15は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【符号の説明】
10 自動車内燃エンジン
12 マイクロプロセッサベースのエンジン制御モジュール(ECM)
14 シリンダー
16 吸引マニホルド
18 スロットルバルブ
20 排気マニホルド
22 三方触媒コンバータ
26 スパークプラグ
28 吸引バルブ
30 排気バルブ
32 燃料インジェクタ
34 可変磁気抵抗センサー
36 酸素センサー36
38 圧力センサー
40、42、44 水平ライン
46 燃料Aに対する燃料蒸気の低下を示すカーブ
48 燃料Bに対する燃料蒸気のあまり大きくない低下を示すカーブ
50 エンジンの吸引ポートに注入された燃料の大幅な低下に追従する燃料Cに対する燃料蒸気のより小さい低下のカーブ
52、54、56 各々燃料A、B、Cに対するトータルの蒸気低下量の垂直ライン
60 高い揮発性(低い操縦性の指標)燃料に対する低温始動遷移の間のエンジン速度を示すカーブ
62 低い揮発性即ち低温始動遷移フェーズの間の高い操縦性を指標する燃料に対するエンジン速度を示すカーブ
64 水平ライン
66 垂直ライン
68 ライン
70 ライン
72 レベル
74 カーブ
76 エンジン速度の急速な落ち込み領域
78 低い揮発性燃料に対する領域78
80 高い揮発性燃料に関する速度のトータルの減少量、即ち速度低下量を示すライン
81 仮想ラインセグメント
82 トルクホール
83、84、85、86 揮発性の高い順の燃料
87 高い揮発性燃料に対するrmpの平均速度低下における関係の95%の信頼区間のレベルを示すバンド
88、90 より少ない揮発性燃料に対するより少ない速度低下を示すバンド
91、92 カーブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温エンジン始動の間に空燃比を調整するときに使用するためのガソリン燃料の揮発性を決定するための車両エンジン又は動力伝達機構の制御モジュールのマイクロプロセッサを用いて実行されるべきプロセスに関する。
【0002】
【従来技術】
自動車の内燃エンジンから排気される排気ガスの処置のための触媒コンバータ、及び、エンジンスパークタイミング及び空燃比管理のための洗錬されたコンピュータベースの制御の開発にも拘わらず、低温エンジンの始動及びウォームアップの間の排出を減少させる際の改善に対する必要性が残っている。かなりの量の一酸化炭素及び未燃焼の炭化水素の排気物が、最初の1分間即ち始動時及び触媒がそのライトオフ温度に達しないとき低温ガソリンで駆動されるエンジンの作動中に、大気中に排出される。低温エンジンの実際の温度は、周囲の条件に依存して大幅に変化し得るが、熱帯環境でさえ、エンジン及び排気システムをそれらの有効な作動領域まで加熱しない。低温始動の間、貴金属ベースの触媒コンバータは、不完全燃焼の燃料の酸化を促すほど熱くはない。更には、エンジンの空燃比を調整することは困難である。排気システム内の酸素センサーがウォームアップされておらず、燃焼のためシリンダーに入る燃料に対する空気の比率に係るエンジンコントローラにとって利用可能な情報が存在しないからである。
【0003】
エンジンに導入される液体燃料の量は、エンジンの較正された燃料インジェクタの作動時間によって制御することができる。しかし、低温始動の間では、実際には、注入された燃料の一部分だけが効率的な燃焼のため蒸発し、当該一部分は、低温エンジンのシリンダーに配給される燃料の揮発性に非常に影響される。
【0004】
市販されている燃料の揮発性は、シーズン及び場所によって変化する。通常では、より低い揮発性燃料は、夏や、より暖かい場所で供給される。操縦性の問題を回避するため、より低い温度では、より高い揮発性の燃料が冬に提供される。しかし、そのような燃料揮発性の変化は、排気規制及び顧客の満足のための操縦性の両方に関して自動車産業の懸念の一原因となっている。自動車の設計者は、顧客を満足させるため急速且つ滑らかなエンジン始動を可能にする、エンジン制御及びその較正を提供しなければならない。そのような制御及び較正は、一酸化炭素及び不完全燃焼する種類の燃料の更により低い排気吐出へと導かなければならない。実際には、エンジン制御の設計はより簡単となってきており、車両中で使用される燃料の実際の揮発性はリアルタイムでエンジンコントローラに通知されている。
【0005】
燃料揮発性の良く認識されている測度は、お馴染みの操縦性指標(DI)である。
DI=1.5T10+3T50+T90
ここで、T10、T50、及びT90は、°F単位の温度を表し、各々の温度では、燃料のうち10%、50%及び90%がASTMD86蒸留テストの間に各々蒸発される。上記式により、高揮発性の燃料がより低いDI値を持ち、その逆もまた真であることが見て取れる。一般に、より高いDI値、即ちより低い揮発特性を備えた燃料は、始動するのがより困難であり、ウォームアップ中により粗いエンジン作動を引き起こす。
【0006】
現在のエンジンコンピュータ制御戦略は、可能性のあるエンジン失速及び又は、市場のより低い揮発性燃料に関する操縦性の問題を回避するため、低揮発性燃料(最悪のシナリオ)に対してエンジンを較正することである。これは、エンジン制御及び作動に関する初期の低温始動した遷移位相の間に、かなりの燃料リッチ化を必要とする。そのような燃料を意識しない較正処理では、(たいていの排気保証テストで使用される)高揮発性燃料に対する排気レベルは、そうでない場合に可能となるものより遥かに高い。他方では、エンジンが保証燃料用に較正された場合でも、現実の世界での車両作動における操縦性の問題、よって顧客の不満の可能性が存在し得る。かくして、DIの現実世界の推定に基づいて適合されたエンジン制御戦略が、排気及び操縦性の両方を援助しよう。
【0007】
燃料揮発性の直接的な測定のため高信頼性で且つコスト効果のあるセンサーが無い場合、初期の低温始動遷移の間の最適な燃料制御は、困難なタスクとなる。低温始動の間にエンジンの燃焼室にどのくらいの気化燃料が出力されるかについての知識が無ければ、不可能ではないにしても、空気及び燃料の比率の制御は困難となる。燃料DIの知識が欠けている場合、全ての現在のエンジン制御戦略が、保存的な高いDI較正ベースへと戻された。これは、ドライバーの満足のための燃料リッチの始動を確保するが、排気物の放出が増大する。その結果、実際には、幾つかのシステム上では、コスト高となる追加の事後処理的プロセスが、非メタン炭化水素(NMHC)及び一酸化炭素(CO)を、関連する公式指令の排気水準により与えられる許容可能なレベルにまで減少させるため、排気制御システムに追加された。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特に、低温エンジン始動の間に、顧客の操縦上の満足及び排気水準への従属の両方を同時に確保するため、ソフト的なセンサー即ち燃料揮発性の実時間検出用のコンピュータベースのプロセスに対するかなりの必要性が存在することは明らかである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料の揮発性、又は、これと等価な、始動中の車両エンジンの吸引ポート又は燃焼シリンダー内に実際にポンプ供給され注入されるガソリンの操縦性指標DIを検出するための包括的なプロセスを提供する。本発明は、エンジンへの燃料注入率を確立するとき燃料の実際の揮発性を高信頼度で推定することを伴った、低揮発性燃料ベースの較正を調整即ち補償するための補償プロセスも提供する。これらの検出及び補償プロセスは、適切にプログラムされたエンジン制御モジュール又は車両の動力伝達制御モジュールにおけるクランクシャフト位置センサー情報(未処理のrpmデータ)を使用してエンジン始動から約1秒以内で実行されるのが好ましい。
【0010】
車両オペレータが、エンジン若しくは動力伝達機構の制御モジュールの管理下で、現在のガソリン駆動の内燃エンジン(好ましくは、スロットルペダル無しに)を始動させるように点火キーを回したとき、スターターモータは、始動を可能にするためエンジンを数回転クランク作動させる。動力伝達制御モジュール(PCM)が作動される。低温エンジンを始動させるため点火システム並びに空気及びガソリンの流れを制御することが予め較正された。その作動の部分として、PCMは、点火事象を時間計測しエンジンの始動及びアイドルを確かめるため、クランクシャフト位置センサーから未処理の信号を受け取って処理する。クランク作動の後の最初の数事象の間、PCMがクランクシャフト位置を学習するのに十分なセンサーデータを処理するまで、燃料は全てのシリンダーの空気入口ポートに注入される(非同期的燃料注入)。次に、同期的な燃料注入が開始する。ポート当たりに注入された燃料の量は、エンジン制御設計者の較正によって予め決定されたが、任意の与えられたエンジン内の燃焼に実際利用可能となる燃料蒸気の量は、周囲温度で燃料の実際の揮発性にほとんど依存する。
【0011】
注入された燃料により生成された蒸気の比率は、低い揮発性(高いDI)燃料で比較的低く、高い揮発性(低いDI)燃料で比較的高い。PCMは、車両が低い揮発性燃料を含むという設計者の仮定の故に、比較的大量の燃料を注入するように較正された。燃料リッチエンジンは、アイドルを迅速に開始する。PCMがエンジン駆動条件を検出するや否や、燃料注入率は、特定数のエンジン点火又は燃料供給事象に亘って鋭くカットバック(cut back)される。エンジンは、より燃料リーンの条件で作動し、毎分当たりの回転数(rpm)でのエンジン速度は、予め特定されたレベルにまで減少する。
【0012】
既に述べたように、PCM作動の一部分は、表示及びカウントのエンジン事象、並びに、それらの間の時間を含む。エンジン事象は、点火タイミング即ちシリンダー内への燃料注入を参照する。燃料注入は、シリンダー用の燃料ポートへか、或いは、シリンダー内に直接なされる。事象期間は、多重シリンダーエンジン内で2つの連続した注入即ち点火の間のミリ秒単位の時間である。
【0013】
本発明は、PCMが燃料リッチから燃料リーンの作動領域へエンジン作動を変えるとき、エンジンのシリンダー内の燃焼に利用可能な燃料蒸気の実際の量に低下領域が存在するという事実を利用する。既に述べられたように、最初の遷移低温始動の間では、ICエンジンのシリンダー内の実際の燃料蒸気は、燃料注入量及び燃料揮発性の両方に依存する。更には、燃料供給のレベルの突然のカットバッグは、その結果として、異なる揮発性の燃料に対して異なる蒸気ダイナミックスを生じさせる。
【0014】
クランク作動後の燃料カットバッグに起因して、蒸気低下は、より高い揮発性を備えた燃料に対してより高くなることが観察された。エンジントルク(即ちパワー)レベルがシリンダー内で燃焼される燃料蒸気の実際のレベルに比例しているので、突然の燃料カットバッグの直後に、より揮発性の高い燃料に対して、より大きなトルクの落ち込み(ここでは、トルクホールと呼ぶ)が存在することが本願の発明者によって予測され、発見された。トルクホールに伴うものは、対応する速度低下(本明細書では、トルクホールの大きさが「速度低下(speed droop)」と称される)であり、その実際の値は、クランクシャフト位置センサーからのタイミング信号によって容易に測定された。そのため、本発明によれば、初期の低温始動遷移の間の突然の燃料カットバッグに続く速度低下は、燃料揮発性の有用且つ信頼度の高い測度となる。
【0015】
実際には、全てのエンジン低温始動の戦略では、より大きな燃料リッチ化が、エンジンを始動させるため最初に使用される。この後には、燃料カットバッグのためのスケジュールが続く。この燃料スケジュール(PCMの内部にある)は、追加のセンサー又は外部探索信号を一切使用すること無しに燃料揮発性を検出するために、本発明の実施において利用される。点火キーがオンにされた後の最初の1秒かそこらで測度低下データから燃料揮発性を検出することは、実際の燃料揮発性を補償するため使用される。エンジン及び排気ウォームアップ期間の間の燃料の引き続く注入(排気酸素センサーがウォームアップされ、PCMによる閉ループ燃料制御が可能化されるまで)は、予め較正された燃料リッチ値というより推定された燃料揮発性に基づいている。
【0016】
燃料揮発性の補償工程に関しては、可能となる低温始動温度の範囲に亘って、代表的な燃料に対する空気/燃料比のリッチ化閾値を実験的に決定することが好ましい。較正テーブルは、特定のファミリーのエンジンに対して確立される。このプラクティスは、操縦性のリスク無しに排気を減少させるため、そのピークポテンシャルの近傍にエンジン制御システムを作動させる信頼度の高い方法である。あらゆるエンジンファミリー及び燃料のDI、並びに、任意に与えられた温度(50°F(283K)でより重要となる、−50°F乃至120°F(227.6K乃至322K)の範囲)に対して、エンジン失速を回避し及び良好な操縦性を提供する最適なA/Fリッチ化が決定される。このデータは、PCMのメモリ内にルックアップテーブルの形態で記憶されている。これは、図8でCカーブに示されている。
【0017】
夫々のガソリン燃料に対する低温始動中の速度低下は、それらの燃料DI値を用いて修正される。これらのDI値及びこれに関連する速度低下は、応用可能な温度範囲に亘って、PCMによりアクセス可能なルックアップテーブル内に記憶されている。例えば、図9のカーブDを見よ。次に、実際の低温始動の間、一旦、PCMがエンジン始動及び燃料カットバックに続く速度低下を検出したならば、PCMは、適切な燃料揮発性の決定のためルックアップテーブルを参照する。Dカーブのテーブルの参照から燃料揮発性を推定したとき、PCmは、最適な燃料/空気のリッチ化を決定するためCカーブのテーブルの参照を使用する。引き続いて、燃料リッチ化の必要となる度合いは、PCMにより使用され、燃料注入が適切に調整される。
【0018】
本発明の他の目的及び利点は、以下に記載された好ましい実施形態の詳細な説明から明らかとなろう。このとき、本明細書の図面の簡単な説明で説明される図面が参照される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、自動車内燃エンジン10と、マイクロプロセッサベースのエンジン制御モジュール(ECM)12と、を表している。制御モジュールが、エンジン及びトランスミッションの作動の両方を制御するようにプログラムされているとき、それは、しばしば、動力伝達制御モジュール(PCM)と称される。いずれのモジュールも本発明の実行において使用することができ、いずれも本明細書中で参照することができる。
【0020】
図示の目的のため、エンジン10は、4つのシリンダー14、スロットルバルブ18を備えた吸引マニホルド16、及び、三方触媒コンバータ22を備える排気マニホルド20を有するものとして表される。排気ガス再循環(EGR)バルブ24は、排気マニホルド20から吸引マニホルド16まで排気ガスの一部分を戻す。各々のシリンダー14は、スパークプラグ26、吸引マニホルド16に連結された吸引バルブ28、及び、排気マニホルド20に連結された排気バルブ30が設けられる。燃料は、夫々の燃料インジェクタ32により各々の吸引バルブ28において吸引マニホルド16に配給される。図示しない幾つかのエンジンでは、燃料は、エンジンの各シリンダーに直接注入される。
【0021】
図1では図示しないが、各々のシリンダー14は、クランクシャフトに機械的に連結されたピストンを収容し、順次トランスミッション及び動力伝達経路を通して車両に駆動パワーを提供する。クランクシャフトの回転の間、ピストンは、ピストンの上死中心位置に対するクランクシャフト角度により通常特徴付けられる位置に亘って、シリンダー内で往復運動する。
【0022】
ECM12は、様々なエンジン及び環境パラメータを表す多数の入力信号を受け取り、該入力信号に全て基づいて、燃料インジェクタ32のための制御信号F1〜F4、スパークプラグ26のためのS1〜S4信号及びEGRバルブ24のためのEGR信号を生成する。従来では、これらの入力信号は、可変磁気抵抗センサー34により提供されるクランクシャフト(又はカムシャフト)位置、酸素センサー36により提供される排気ガス空気/燃料比、及び、圧力センサー38により提供される吸引マニホルド絶対圧力(MAP)を含む。他の形式の入力信号は、マニホルド絶対圧力(MAT)、周囲環境(気圧)圧力(BARO)、燃料レール圧力(FRP)、空気流量(MAF)、スロットルバルブ位置(TPS)及びアイドル空気制御(IAC)バルブ位置を含む。
【0023】
ほとんどの部分に対して、燃料及びスパークの制御信号を生成するための制御アルゴリズムは、従来からあり、周知されている。例えば、燃料は、酸素(O2)センサー36のフィードバッグに基づく閉ループ修正を用いて、MAFに基づいて、或いは、速度−密度アルゴリズムによって、供給することができる。このプラクティスは、製品のO2センサーを使用して化学量論通りの空気/燃料比に近いところか、或いは、ワイドレンジの空気/燃料センサーを使用して化学量論通りでない空気/燃料比混合物に対して作動するように較正されたエンジンで、良好に働く。スパークタイミングは、エンジン速度及びスロットル位置に基づいてクランクシャフト位置に関連して制御することができる。定常状態及びウォームアップエンジン条件の下では、本閉ループフィードバッグプロセスは、ECM12が、性能及び操縦性を維持する一方で放出を最小にするためエンジン10を合理的に制御することを可能にする。
【0024】
本発明は、変動する揮発性を持つ燃料に低温始動から直ちに追従して変動するエンジン速度又は加速度(エンジントルクの測度)の応答を使用する。本発明の基礎は、図2及び図3に示されている。図2は、低温エンジンの始動の間に、蒸気形態でシリンダーに入る燃料のパーセンテージを示す概念的なグラフである。このグラフは、異なる揮発性を持つ燃料に関する蒸気質量のパーセンテージを反映する。このグラフの垂直軸は、蒸気形態にある燃料質量のパーセンテージを表し、このグラフの水平軸は、点火キーがオンにされた時刻からのエンジン事象を表している。水平ライン40は、エンジン始動のための動力伝達制御モジュール内でプログラムされた手続きに従ってエンジンの吸引マニホルド内に注入された燃料の総合量を表している。ライン40により示された量は、エンジン内に導入された空気と燃料リッチ混合物を提供する上で十分な量である。この量の燃料は、エンジン駆動モードが検出されるまで、幾つかのエンジン事象の期間に亘って連続的に注入される。その後、燃料の総合量は、より低いレベル(水平ライン44)まで急速に減少し(ライン42を見よ)、このレベルでは、空気質量に対する燃料質量の比率が、エンジンアイドル状態及びウォームアップ期間の間に実質的に減少される。図2のカーブAは、この燃料リッチ及び燃料リーンの作動期間の間に比較的高い揮発性燃料における蒸気の高いパーセンテージを反映している。カーブBは、幾分低い揮発性燃料により生成された燃料蒸気のパーセンテージを表している。カーブCは、更により低い揮発性燃料蒸気により生成された燃料蒸気のパーセンテージを表している。かくして、相対的な揮発性は、燃料Aから燃料Cまで減少する。
【0025】
エンジンクランク回転期間の間、定常スロットル及びアイドル空気バルブ位置に対して、シリンダーに入る、燃料Aでの蒸気のパーセンテージは、特定のレベルを超えて持続するエンジン速度が確立されるまで、定常的に増加する。燃料Bにおける蒸気のパーセンテージは、同様に増加するが、燃料全体の幾分低いパーセンテージまでの増加である。燃料Cにおける蒸気のパーセンテージは、増加するが、燃料A及びBに対して生成された蒸気の量より低い量までの増加である。
【0026】
一旦、エンジンが運転開始し、エンジン制御モジュールが燃料の量(ライン42)を減少させたならば、夫々の燃料に対して燃料蒸気の低下が存在する。カーブ46は燃料Aに対する燃料蒸気の低下を示し、カーブ48は燃料Bに対する燃料蒸気のあまり大きくない低下を示し、及び、カーブ50は、エンジンの吸引ポートに注入された燃料の大幅な低下に追従する燃料Cに対する燃料蒸気のより小さい低下を示している。図2に示されているように、エンジン駆動モード検出に続いて、全体としてNエンジン事象が生じた後、燃料Aに対するトータルの蒸気低下量は、垂直ライン52により表され、燃料Bに対するトータルの蒸気低下量は、垂直ライン54により表され、燃料Cに対するトータルの蒸気低下量は、垂直ライン56により表される。明らかに、エンジンの燃焼室内の蒸気としての燃料の比率は、空気燃料混合物の燃焼能力及びエンジンのトルク出力に影響を及ぼす。本発明の発明者は、シリンダー内の空気との混合工程に利用可能な燃料蒸気の量が低下したとき、エンジン速度もこれに従って低下することを観察した。このことは、図3に示される。
【0027】
図3は、rpm単位のエンジン速度変動、対、時間の概念的なグラフである。この時間は、エンジン点火の発生から、エンジンが駆動しエンジンウォームアップの期間内に入ったと判定される時間を通してのエンジン事象を意味している。カーブ60は、高い揮発性(低い操縦性の指標)燃料に対する低温始動遷移の間のエンジン速度を示している。カーブ62は、低い揮発性即ち低温始動遷移フェーズの間の高い操縦性を指標する燃料に対する同様のグラフである。このグラフにおいて重ね合わせられたものは、低温始動遷移フェーズの間の典型的な燃料注入量及びタイミングのプロットである。この重ね合わせられたプロットは、異なる揮発性特性を有する2つの燃料に関するエンジン速度の大きさの変化の理由を説明するのに役立つ。水平ライン64は、低温始動の間、最初にシリンダー内に非同期的に、次に同期的に注入された比較的大量の燃料を示している。この量は、車両の所有者がどのような燃料を使おうとも適合するためエンジン制御モジュール内に予め組み込まれている。一旦、ある一定速度レベル(約500rpm)が安定した燃焼状態で達成されると、燃料の量は僅かに減少される(垂直ライン66を見よ)。エンジンが駆動するまで、より少ない燃料注入率(ライン68)が、より少ないエンジン事象に亘って維持される。一旦エンジンが駆動すると、燃料の量は、ライン70により示されるように3又は4のクランクシャフトサイクルに亘ってレベル72まで減少される。レベル72におけるより少ない作動事象の後、燃料の量は、エンジン及び触媒コンバータが閉ループ燃料制御を作動させる上で十分にウォームアップするまで、カーブ74に示されるように、漸次減少される。
【0028】
図3の重要な特徴は、エンジン駆動開始後、図中の燃料注入量のかなり急速な減少(ライン70)の間における、エンジン速度の応答にある。比較的高い燃料揮発性に対しては、領域76において示されるようにエンジン速度の急速な落ち込みが存在することが見て取れる。低い揮発性燃料(領域78を見よ)に対しては、減少された燃料注入に従うエンジン速度の応答も存在するが、この減少は急勾配の度合いがより少ない。高い揮発性燃料に関する速度のトータルの減少量、即ち速度低下量は、ライン80により表される。一般に、エンジントルクは、シリンダー流量率、エンジン速度、シリンダー空気/燃料比及びスパーク進角の関数である。しかし、エンジン駆動時間が確立された後の短いテスト期間の間、これらの独立変数の平均値は、それらの燃料揮発性の差により引き起こされる空気/燃料値の変動を除き、ほとんど定常に保たれる。そのため、シリンダー空気/燃料の差は、使用された異なる燃料に対し、短期間でのトルク差へと導く。領域76におけるカーブ60の形状は、より高い揮発性の燃料に対する燃料カットバックに従う燃料蒸気生成での比較的短い落ち込みに起因して、(カーブ60の実際の経路内に引かれた仮想ラインセグメント81より下方に視角化された)トルクホール82を画成するものとして説明された。それがエンジントルクホール、即ち、それに付随して起こる速度低下である。この速度低下は、様々に変動する揮発性を持つ燃料の存在を検出するため本発明で使用された当該燃料に対するものである。
【0029】
図4は、(上述したように)様々な燃料揮発性を持つ4つの異なる燃料に対する、エンジン速度対時間のグラフである。燃料83は、最も高い揮発性(最も低い操縦性指標)の燃料であり、燃料84、85及び86は、この順に、より低い揮発性値を持つ。これらの燃料を使用した低温始動遷移の間のrpmカーブでは、速度の減少が、最も高い揮発性の燃料83に対して最大であり、より低い揮発性燃料84、85及び86に対してこの順に低くなっていることが見て取れる。
【0030】
図5は、燃料揮発性の関数として測定されたV6エンジンに対する速度低下における平均(カーブ1)及び標準偏差(カーブ2)における変化を示すグラフである。カーブ1では、燃料83に対するバンド87は、高い揮発性燃料に対するrmpの平均速度低下における関係の95%の信頼区間のレベルを示している。燃料84に対するバンド88は、より少ない揮発性燃料に対するより少ない速度低下を示している。同様に、バンド89及び90は、より少ない揮発性燃料に対するより少ない速度低下を示している。カーブ2は、夫々の燃料に対する、速度低下値の標準偏差を示している。かくして、本発明のプラクティスは、エンジン低温始動の最初の秒の間に使用された燃料の揮発性と相互に関係付けることができる、速度の再現可能且つ高信頼性の速度低下に基づいている。
【0031】
ここで提案されたアルゴリズムを実時間で実行する際のリソースを計算する上での効率的な使用のため、rpmサンプルの数が、図6の事象番号iにおける値Ziにより示されるrpm信号における極大値及び極小値のみのトラックを保つことによって減少される。縮約データセットZは、図6で変数r(t)により表されたエンジン速度得変化を計算するためにも使用される。瞬間的な平均エンジン速度に正規化されたエンジン加速度r(t)を実時間で計算するため必要となるステップは、図6に示されている。本発明の本実施形態によれば、低温始動期間の間のエンジンの加速度が計算され、利用される。この図で示されたように、エンジン速度は、ある特定の時間区間即ち与えられた数の事象に亘って平均化され、該時間期間即ち事象数で該平均速度を割ることによって速度の加速度又は減速度が計算される。これは、加速の増分値を与える。検出窓内では、加速度の低下が大きくなるほど、この低温始動期間の間の燃料の揮発性も高くなることが見出された。
【0032】
図7は、燃料揮発性をオンラインで決定する手段としてエンジン加速度を利用するための更なるプラクティスを示している。図6で示されたプロセスと関連して計算された加速度の値r(t)が、図7でなされたように時間即ちエンジン事象に対してプロットされた場合、カーブ91により反映されたように、より高い揮発性燃料に対する加速度信号が、より高いバンド幅を持つことが見出される。加速度信号が安定化する前により多くのオーバーシュート及びアンダーシュートが存在する。これは、例えば燃料カットバックなどの撹乱がより多くの動的効果を生じさせるように、より高い揮発性を備えたシステム内におけるより低い減衰及びより高い固有周波数に相当している。同様に、より低い揮発性燃料に対してカーブ92により表される加速度信号が図7に示されている。より高い揮発性燃料が、安定状態に達する前により大きい数のゼロ交差を含むことが図7から明らかに見て取れる。そのため、rpmに関する燃料揮発性の明らかな兆候、及び、エンジンが駆動開始した後、急速な燃料カットバッグにより引き起こされた加速度信号が存在する。検出窓(エンジン事象数における)は、通常、与えられた数の事象により表され、ECMにおける燃料カットバッグの期間に関連する。本発明のプラクティスの各々が、エンジン速度低下又は加速度(正又は負の加速度)の関数として燃料を特徴付けるため利用することができるのは、この検出期間中である。
【0033】
図9は、速度低下、即ち、変動する揮発性即ち操縦性指標値を持つ燃料の代表的なファミリーに関するrpm単位の速度減少の簡単なグラフである。このデータは、低温始動中の与えられたエンジンファミリーで生成された。エンジン速度低下は、各燃料形式に対して測定され、それらは、与えられた温度でそれらの操縦性指標値に対してプロットされた。この場合には、データが蓄積された低温始動温度は、50°F(283K)、即ち主要な低温始動温度であった。通常では、関心のある温度範囲は、−50°F乃至+120°F(227.6K乃至322K)の間である。本発明のこの実施形態では、このカーブは、速度低下が存在する燃料のDI(又は、その代わりに揮発性)値に関連し、Dカーブ(Dは検出を表す)として知られている。検出フェーズ図は、本発明の文脈では第1義的な重要性を持っている。
【0034】
図8に戻ると、グラフは、与えられたテスト温度(例えば50°F(283K))でエンジンファミリーに対して、及び、低温始動フェースの間に空気/燃料リッチ化の最適量を決定するため各燃料形式に対して、実験的に準備される。ここで、最小放出及び良好な操縦性が同時に達成される。かくして、垂直軸では、正確な空気/燃料リッチ化データが、様々な揮発性を持った形式の燃料に対して得られ、それらの操縦性指標値に従ってプロットされる。本発明のこの実施形態によれば、このカーブはCカーブ(Cは補償を表す)として知られている。
(燃料揮発性を検出し、補償するためのアルゴリズムの特定例)
本発明の好ましい実施形態に関する以下の図解では、時間の経過は、秒又は秒の分数の見地から表されるというより、エンジン事象の累積的なカウント値として、しばしば表される。これは、エンジン低温始動遷移期間の研究が、エンジン事象に観点からより良く理解され、通常、そのような事象が約100より少なくて完了されるからである。
【0035】
上述したように、エンジン事象は、2つのシリンダーにおける等価な連続的な作動、即ち連続スパーク点火若しくは燃料注入などの作動の間の時間である。知られているように、そのような連続事象は、必ずしもエンジンブロック内の隣接するシリンダーにおいて起こるわけではない。3000rpmにおける4シリンダーエンジンに対して、2つのエンジン事象間の時間間隔は、10ミリ秒である。6シリンダーエンジンの作動では、例えば、エンジンのクランクシャフトの各回転に対して、通常、3つの点火事象が存在する。そのようなエンジン作動を制御しているマイクロプロセッサは、各クランク回転に対して3回、クランクシャフト位置センサー(CPS)から信号を受け取る。クランクシャフトの2回の全回転は、4ストローク内燃エンジンの完全なサイクルを必要とされる。かくして、4ストロークの6シリンダーエンジンの全サイクルにおいて、6つの燃料注入事象及び6つの点火事象が存在する。
【0036】
エンジン制御マイクロプロセッサは、典型的には、あらゆる事象において、クランクシャフト位置センサーから少なくとも1つの信号を受け取る。この信号は、エンジン制御モジュールのプログラマーによって(V6エンジンに対して)3X参照パルスとして知られている。3X信号は、ECMが、クランクシャフトの位置を知り、かくして、燃料注入及び点火のタイミングを制御するため各シリンダーの各ピストンの位置を知ることを可能とする。更には、マイクロプロセッサのクロックは、エンジン事象間の期間を時間計測できるので、マイクロプロセッサは、各々のそのような3Xで、毎分あたりの回転エンジン速度、又はこれと等価なCPS信号を計算することができる。換言すれば、ECMは、3X信号に従うエンジンrpmを、次の信号がくる前の時間の何分の一かの時間内で、計算することができる。
【0037】
図10は、エンジンrpm対図3に類似したエンジン事象の概念グラフである。それは注入された燃料量対エンジン事象数の概念グラフでもある。図10の目的は、本発明の一実施形態を詳細に示した、燃料揮発性検出及び補償アルゴリズムを示す次のフローチャートで使用される専門用語を示すためである。次の専門用語は、図10を参照する際に使用される。
【0038】
事象専門用語
Ne=始動時からのエンジン事象カウンター値
Nrt=駆動時間モードへの遷移を示す事象
Nmax=最大速度の位置を示す事象
Np=ピーク速度を示す事象(Nmax)
Nd=ピーク速度Npの位置からの検出窓のサイズ(典型的には20〜24事象)
Nt=駆動時間Nrtからの検出窓のサイズ(「検出水平成分」とも呼ばれ、典型的には20〜24事象である)
Nf=最終的な(最小の)速度決定のための事象数(この事象数の経過によって、燃料揮発性検出が完了される)
Nc=Nfの後の燃料補償窓のサイズ(典型的には、燃料リッチ化に対しては1事象、又は、燃料リーン化に対しては20〜60事象)
図10のグラフは、点火キーがオンにされ、エンジンクランク動作が始まった状態で開始する。このとき、事象カウンターNeがゼロにセットされ、最初に予めプログラムされた比較的高いレベルの燃料が注入される。ECMで計算されたエンジン速度は、クランク作動の間の多数の事象に対する揺らぎを表している。エンジン速度がある一定のレベル、例えば十分な数の事象に対して通常500rpm付近を超えて維持された後、マイクロプロセッサは、エンジン駆動モードの開始を示すNrtとして現在の事象数を記録する。次に、ECMは、その予めプログラムされた低温始動の作動モードに従って次の数注入事象に亘って燃料注入率を減少開始する。図3に関して十分に説明されたように、エンジンrpmは、エンジン始動後にピークに達し、実際の揮発性に依存した速度低下、即ち、これと等価には、使用された燃料の操縦性指標DIを被る。本発明によれば、ECMは、次の数エンジン事象に亘ってピーク速度を探し、ピーク速度に直ちに続く速度低下の量を決定する。
【0039】
この例では、マイクロプロセッサは、エンジン始動時Nrtに続く予めセットされたエンジン事象数が提供され、この事象数以内で、又は検出窓内で、ECMはピーク速度事象Npを同定するため探索し、最小速度Nfの検出を完了させる。Ndは、最小速度が検出されるまでのピーク速度の位置からエンジン事象単位で検出窓のサイズであり、典型的には約20乃至24エンジン事象である。
【0040】
使用される燃料の揮発性に起因して、エンジンは、エンジン事象Np=Nmaxで検出される最大rpmに迅速に達し、その後、エンジン速度は減少する。それは、区間Ndに亘って減少する。この区間Ndは、マイクロプロセッサがクランクシャフトセンサーから3X信号を分析し、事象Nfが終了する前に最大速度を決定するため探している間のエンジン事象期間である。この検出窓における最大速度及び最小速度の間の相違は、エンジンの吸引ポートに実際に注入されている燃料の揮発性を高信頼度で推定するため、ECM内に記憶された実験的に得られたテーブルのルックアップ値と比較することができる。検出プロセスは、駆動モードが合図された後の数分の一秒以内で完了される。
【0041】
揮発性検出期間Nfの完了時において、1期間は、開ループの態様でエンジンが過度にリッチ化又はリーン化される場合に注入される燃料の量へ修正がなされたとき始まる。当該期間は、図10のグラフ上にNcとして示されている。燃料補償プロセスは、更なるリッチ化が必要とされた場合、次の事象で通常完了される。他の場合には、更なる燃料のリーン化のため、突然のシリンダー燃料の没収を避けるように多数の事象に亘って漸減的な燃料減少を生成することが選択される。これは、通常、20乃至60事象の間に達成することができる。一般には、速度低下を検出し、実際の燃料揮発性を評価し、実際の燃料特性に対して予めプログラムされた燃料注入率を調整するこのプロセスは、エンジン駆動時間フラグがセットされた後1秒又は2秒以内で完了する。
【0042】
図11は、その低温始動遷移開ループエンジン制御プログラムと並行にECM又はPCMで実行される、本発明の処理工程を要約した流れ図である。ブロック100は、アルゴリズムの最初のエントリー時にマイクロプロセッサにより取られる工程を要約している。ブロック100は、より詳細に、この例示のアルゴリズムを記載している、引き続く流れ図(図12〜図15)の部分を調整している。ブロック100の部分Aは、図13における流れ図のA部分に対応している。
【0043】
ブロック100では、使用される燃料に伴う速度低下を検出するとき使用される、幾つかの変数及びパラメータがセットされる。このとき、コンピュータは、エンジン事象の検出窓、Nt、及び、補償窓Ncをセットする。この補償窓の間、本発明に従って空気燃料比を補償することができる。
【0044】
図13におけるステップBとも関連する、ブロック102では、マイクロプロセッサは、検出期間のエントリー時にエンジンrpmを読み込み、事象カウンターを読み込む。それは、該rpmを有効な制限に対してチェックし、V6のためのクランクシャフト位置センサーから3X信号に基づいて、rpmデータで可能となる信号ノイズ及びスパイクを退けるため、データ処理工程を課する。次に、要約アルゴリズムは、ブロック104に移行する。ブロック104では、マイクロプロセッサは、クランクシャフト位置センサーデータを受け取ると、ピークrpm及びその事象番号を検出する。それは、ピークrpmが許される検出窓内で生じたか否かを判定する。もしそうであるならば、アルゴリズムは、一般に、ブロック106に移行し、該ブロックで、ピークrpmに続く最低のrpmが、このプロセスの実行のため許される時間が、質問ブロック108に従って経過していない場合、検出窓内で検出される。マイクロプロセッサは、次に続く詳細な流れ図における処理ステップに従っている速度低下を計算するため移行する。上述され、及び、後述されるように、速度低下の計算された値は、燃料揮発性を推定し、燃料リッチ化又はリーン化を作動させる際の適切な補償を推定するためルックアップテーブルデータと比較される。
【0045】
次のテーブルは、図12乃至図15で表されたアルゴリズムで使用された、幾つかの初期パラメータ及び値を定義する。
アルゴリズム初期パラメータ及び値の定義
af及びbf=rpmフィルター定数(典型的には、af=0.68、bf=0)
AFRi=検出が完了する前に使用された初期空燃比
δ=速度変化に対する閾値(典型的には、1〜5rpm)
ε=縮約データ(rpm)の変化(典型的には1〜5rpm)に対する閾値
Rm及びRM=各々、最小及び最大の有効速度範囲(典型的には、夫々600及び2000rpm)
g=ノイズに起因する可能となる最大のrpmスパイク(典型的には100rpm)
s=未処理のrpm信号(変数xとして使用されてもいる)
S=フィルター処理されたrpm信号
Z=縮約rpm信号(有意な極大及び極小を記録する)
S0,s0,Z0,x0=アルゴリズムを開始するため、下付き変数S、s、Z及びxに対する初期rpm
Zmax及びZmin=各々、縮約rpmデータにおける極大及び極小
Zmaxv及びZminv=各々、検出窓内の大域的な極大及び極小
Y=連続的なフィルター処理されたrpm変化
W=縮約データセットZにおける連続的なrpm変化
SDRP=速度低下
図12乃至15は、本発明の好ましい実施形態の実施を示す相互関連する詳細な流れ図のシリーズである。最初に図12を参照すると、点火キーがオンにされるとき、マイクロプロセッサが作動され、エンジンのクランク工程が開始する。ステップ200のプロセスでは、マイクRプロセッサは、各クランクシャフトセンサーの事象信号を受け取ると、エンジンrpmを計算する。それは、V6エンジンにおけるクランクシャフトの周期回転毎に3つの信号を受け取る。既に説明されたように、この信号は、3X信号として当該技術分野で知られている。各エンジン事象のシーケンス及び該事象に対し関係のあるデータは、一時的に、マイクロプロセッサのメモリ内に記憶される。同様に、L4及びV8エンジンでは、適切な信号が、各々、2X及び4Xである。
【0046】
当該プロセスは、クランクモードの質問ブロック202に移行する。この質問ブロック202では、マイクロプロセッサは、例えば500rpmなどのrpmの予め特定化された値に基づいて、エンジンが駆動モードを達成したか否かを決定する。エンジンが駆動モードとみなされるほど十分に高く安定したrpmを達成していなかった場合、判定はイエスと答えられ、当該プロセスはブロック204に移行する。プロセスブロック204では、エンジンが駆動しているとみなされないので、指標カウンターiは、ゼロに再セットされ、最大速度検出に対する事象数もゼロにセットされる。ブロック200、202及び204の間のプロセスは、マイクロプロセッサが、エンジンがクランクモードから出たことを満足される時間まで循環され、満足されたとき当該プロセスはブロック206に移行する。
【0047】
エンジン駆動モードを確立したとき、マイクロプロセッサは、エンジン冷却剤センサーから温度を読み取り、ブロック206で、データTcoolを記録する。マイクロプロセッサは、スロットル位置センサーの示度TPSも読み取る。マイクロプロセッサは、トランスミッションが実際にニュートラル状態又は駐車モードであることを判定するためトランスミッションシフトアクチュエータから、トランスミッションの駐車モード/ニュートラルフラグを読み取る。マイクロプロセッサは空気温度Tairを読み取り、アイドル空気制御(IAC)レベルを記録する。判定は、ブロック208に移行し、該ブロックでは、マイクロプロセッサは、エンジンが駆動モードに入ったことを満足されるまで再び循環する。
【0048】
このとき、プロセスは、質問ブロックであるブロック210に移行し、そこで、マイクロプロセッサは、これが駆動時間フラグがセットされたと決定された最初の時間であったか否かを判定する。もしそうであるならば、エンジン駆動時間事象カウンターNrtを、カウンター事象カウンターNeにセットする。このステップはステップ212に示されている。
【0049】
ECMが駆動時間フラグがセットされていることを満足された後、当該プロセスは、ブロック214に移行する。ここでは、ECMは、スロットルが、車両オペレータにより駆動されなかったこと、及び、エンジンがその真の低温始動モードにあると判定する。マイクロプロセッサは、エンジンがウォームアップされていないと判定し、即ち、冷却液の温度がエンジン内に導入された空気の温度とおおよそ同じであると判定する。マイクロプロセッサは、トランスミッション制御レバーがニュートラル位置又は駐車位置にあり、アイドル空気制御IACが定常であり、即ち、空気誘導プロセスがIACバルブ動的作動により影響を受けないと判定する。マイクロプロセッサが、それが予めプログラムされた作動の遷移モードに入ることができる低温始動条件を認識しない場合、ブロック216に移行する。ブロック216では、マイクロプロセッサは、高いDI燃料に対しては保存値を単に割り当てるだけであり、即ち許容可能な学習操縦性指標値と共に移行し、このエンジン始動の試みに関しては本発明のプロセスに入らない。
【0050】
しかし、マイクロプロセッサが、本発明の検出プロセスに入るための低温始動の基礎の全てが合致されたと決定した場合には、マイクロプロセッサは、質問ブロック218に移行し、そこで、車両の不調インジケータ処置が失敗と診断したか否かを判定する。判定の答えがイエスの場合、マイクロプロセッサは、ブロック216に似たプロセスブロック220に移行し、適切な燃料操縦性指標を割り当て、エンジンを従来技術のプラクティスに従ってウェームアップさせる。しかし、失敗の診断が検出されなかった場合、当該プロセスは、本発明のアルゴリズムの実行を開始するように移行する。マイクロプロセッサは、図13の最初のブロック300から始まるプロセスシーケンス「A」に移行する。
【0051】
図13では、サブルーチンA、即ちブロック300は、エンジン事象ベースの操縦性指標検出及び本発明の基礎である補償アルゴリズムへのエントリーを表している。ブロック300へ入ったとき、操縦性指標検出及び補償プロセスで利用される幾つかの定数及びパラメータに対して値がセットされる。当該プロセスは、クランクシャフト位置センサー(CPS)信号からECMによるrpm単位のエンジン速度の計算、及び、幾つかの数のエンジン事象即ち検出窓内のrpmの最大及び最小値の決定を含んでいる。
【0052】
CPSから計算されたrpm信号は、エンジン速度における電子ノイズ即ち通常の揺らぎを被る可能性があり、使用前にフィルター処理を必要とする。このフィルター処理プロセスは、マイクロプロセッサにより実行される数学的プロセスである。ブロック300を参照すると、af及びbfは、エンジンrpmの計算で適用されるフィルター定数データである。定数af及びbfは、クランクシャフトセンサーのようなセンサーから出力されたノイズを含む電圧の分析で使用される典型的な定数を有する。典型的には、0<af<1及び0<bf<1である。
【0053】
他のパラメータはブロック300内で初期化される。これらのパラメータの多くは、上記テーブル内で同定される。低温始動空気対燃料比の予め較正された値、AFRiが、このプロセスで使用するため記憶されている。これらの値は、典型的には24乃至30事象のテスト窓Nt、典型的には20乃至24事象の検出窓Nd、Nfの後、典型的には1事象(燃料リッチ化に対して)或いは20〜60事象(リーン化に対して)のいずれかでである補償窓Ncの各サイズに対してセットされる。パラメータδ及びεに対する値が確立される。スカラーパラメータδは、マイクロプロセッサが典型的には1乃至5rpmの速度変化を認識する際の閾値であり、εは、rpmの縮約データの値において変化が認識される際の閾値である。再び、εに対する典型値は1乃至5rpmである。gに対する値が確立される。gは、クランクシャフト位置センサーからの信号ノイズに起因するrpmにおける最大の許容可能なスパイクである。フィルター定数cに対する値は、ブロック300で示された式から計算される。
【0054】
最初にフィルター処理されたrpm信号S0、最初の未処理rpm信号s0、縮約rpmデータにおける極大及び極小、示された他の変数に対する値は、全て、現在のrpmの計算値に最初にセットされる。当該プロセスはブロック302に移行する。
【0055】
ブロック302では、マイクロプロセッサは、そのメモリから現在のrpmを読み取る。この値は、クランクシャフト位置センサーから3X参照パルス信号(V6に対して)を使用して計算されたものである。同様に、2X及び4X信号は、L4及びV8に対して各々読み込まれる。指標カウンターiはインクリメントされ、rpmに対する現在の計算値は、現在の未処理rpm信号siとしてメモリの所定位置内に記憶される。
【0056】
当該プロセスは、ブロック304に移行し、そこで、siの現在値がブロック304内に記載された式に従ってフィルター処理されたrpm信号Siに転換される。
【0057】
当該プロセスは、質問ブロック306に移行し、そこで、現在のフィルター処理されたrpm信号が、速度値(Rm、RM)の許容可能な範囲内にあるか否かを見るためテストされる。現在のフィルター処理されたrpm信号値は、最小及び最大の有効低温始動遷移速度に対して各々予め確立された値と比較される。これらの値は、典型的には、約600乃至2000rpmである。フィルター処理されたrpm信号Siの現在値が予測範囲内にない場合、当該アルゴリズムは停止され、当該プロセスはブロック308に移行する。このブロックでは、高いDI燃料に対して予め特定化された値は、ECM又はPCMで割り当てられ、当該プロセスは形式的に閉じられ、遷移的な低温始動に対する開ループ作動に戻る。
【0058】
質問ブロック306の答えが肯定的である場合、当該プロセスはブロック310に移行する。ブロック310では、フィルター処理されたrpmにおける連続的な変化Yiが計算される。当該プロセスはブロック312に移行し、そこで、フィルター処理されたrpmにおける変化Yiの大きさは、それが許容可能な最大のrpmスパイクレベル、即ちスカラー値gより大きいか否かに関してテストされる。過度に大きいrpmスパイクが存在し、ブロック312の判定への答えがイエスであった場合、フィルター処理されたrpm信号Si及び縮約rpm信号Ziに対する値は、ブロック314で定常に保持され、当該プロセスはブロック302に戻る。換言すれば、フィルター処理されたrpmの変化Yiの過剰な部分は破棄され、当該プロセスは次のCPS信号及びECM計算に移行する。
【0059】
しかし、フィルター処理されたrpmの変化Yiがスカラー値gによって上限を制限される場合、当該プロセスはブロック316に移行し、そこで、rpm値の変化は、数rpmの最小閾値変化δに対してテストされる。フィルター処理されたrpmの変化が最小閾値変化を越えた場合、当該プロセスはブロック318に移行し、そうでない場合は、その変化は無視できるものとみなされ、ブロック400(ステップD)に移行される。ブロック318では、現在の縮約rpmデータZiは、以前にセットされた最小値Zminとして取られ、フィルター処理された速度に対する現在値は、現在のZmax値としてセットされる。次に、この値はブロック320に移行する。
【0060】
質問ブロックであるブロック320では、マイクロプロセッサは、rpmの極大値(Zmax)が、以前に決定された大局的最大値Zmaxvより現在の定数εだけ大きいか否かを決定する。それが大きい場合、当該プロセスはブロック322に移行し、そこで、事象Nmaxの値は、エンジン駆動モード検出に続く事象カウンターNeの現在値に更新される。極大値が定数εだけ大局的極大値を超えない場合には、当該プロセスは、図14でサブルーチンC(ブロック406)に移行する。
【0061】
図14を参照すると、流れ図の最上部分がサブルーチンDを開始する。サブルーチンDの質問ブロック400において、フィルター処理されたrpm変化の現在値は、それが、速度変化閾値の負の値より小さくなるか否かを見るためテストされる。もしそうでない場合、当該プロセスは、ブロック402に移行し、そこで縮約rpmの現在値が定常に保持され、当該プロセスはステップBのブロック302に移行する。
【0062】
質問ブロック400では、速度変化の現在値がδの負の値より小さいと場合において、当該プロセスはブロック404に移行する。ブロック404では、縮約rpmデータZiの現在値は、Zmaxとしてセットされ、現在の最小速度Zminは、現在のフィルター処理されたrpm値としてセットされる。サブルーチンCは、ブロック404の下方に入り、ブロック406で開始する。ブロック406では、縮約rpmデータにおける連続的なrpm変化が縮約rpm信号の現在値及び以前の値の差異にセットされる。当該プロセスはブロック408に移行する。ブロック408では、連続的なrpm変化Wiの値は、それが縮約データの変化εに対する閾値より小さいか否かを見るためテストされる。判定への答えが肯定である場合、当該プロセスは、ブロック410に移行する。そうでない場合、当該プロセスはブロック414に移行する。
【0063】
ブロック410では、現在のrpmデータZiは、rpmに対する新しいより高い値に達したか否かを決定するため、以前の最大値Zmaxvと比較される。このテストが肯定的である場合、当該プロセスはブロック412に移行し、そうでなければ、当該プロセスはブロック414に流れる。ブロック412では、縮約rpmデータの現在の最大値は、現在の値Ziにセットされ、現在のピーク速度の位置は、現在の事象カウンターNeにセットされる。ブロック414では、事象カウンターNeは、検出窓の満了に対してテストされる。
【0064】
図10を参照すると、速度低下の決定のための2つの技術は、(1)エンジンが駆動し始めた後のNt事象で、実際の極小速度を反転指定する局所的な有意速度の決定、(2)ピーク速度が達成された後のNd事象における最小速度のおおよその計算を含む。ブロック414では、事象カウンターは、いずれかの技術によって検出窓の満了に対してテストされる。検出窓が超えられていない場合、アルゴリズムは、更なる実行のためサブルーチンBに移行する。そうでなければ、制御はブロック416に移行され、そこで、最小速度値Zminvがフィルター処理されたrpmの現在の終端値にセットされる。次に、実際の速度低下SDRPは、特定化された検出窓に亘る最大値Zmaxv及び最小値Zminvの間の差としてブロック418で計算される。この段階で、検出フェーズは完了し、計算は図15のサブルーチンEのブロック500に移行する。
【0065】
かくして計算された速度低下及び測定冷却液温度を用いて、燃料補償フェーズに入る。図15のブロック500は、特定温度(−50°F乃至+120°F(227.6K乃至322K))で特定化された燃料DIに対して測定された速度低下により特徴付けられる、任意の与えられたエンジンファミリー(L4、V6、V8等)のための実験的テーブルを参照させる、Dカーブを含んでいる。測定された速度低下及び冷却液温度を使用することによって、そのDI値により表された燃料揮発性の実際の値が決定される。ブロック502は、Cカーブの形態で、空気/燃料のリッチ化の必要とされる度合い、対、燃料DI値に関する実験的テーブルの参照を含んでいる。ブロック50からの推定されたDI値及び測定された冷却液温度を使用するブロック502では、燃料リッチ化の必要とされる度合いが決定される。次に、本プロセスは、ブロック504に移行し、そこでブロック502で決定された空気対燃料のリッチ化の決定値が適用される。これは、必要とされた空気燃料比率の補償が、低温エンジン始動に対してマイクロプロセッサ内で予めセットされていた最初の空気対燃料比率より大きい場合には瞬間的になされる。そうでない場合、更なるリーン化のため、燃料は、長さNcの補償窓に亘って徐々にカットバッグされる。当該プロセスは、アルゴリズムから出て、終了する。
【0066】
図12〜図15を参照して示されたプロセスは、低温始動の間に使用される燃料の揮発性を検出するため、速度低下SDRPの決定を使用した。しかし、上述したように、速度値の時間的変化率(加速度)の変化を計算し分析する等の他のプラクティスは、大局的又は局所的なピーク及び最小加速度値を決定するため、図6及び7を参照して説明されたように使用することもできる。使用される燃料に対するリッチ化の最適な度合いの決定に主要な努力が払われる一方で、燃料リッチ化信号の形状及び期間を修正する他の方法を、本発明の文脈内で使用することもできる。本文中で論じられた方法は、あらゆるエンジン点火に関する燃料揮発性も検出する。しかし、燃料タンクが一杯にならない限り、将来の点火サイクルでECMにより参照するための学習値を記憶することも考えられる。
【0067】
本発明は、幾つかの特定の実施形態を参照して説明されたが、他の形態も当業者により容易に適合することができることは明らかである。従って、本発明の範囲に請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る、エンジンと、マイクロプロセッサベースのコントローラ並びに連係するセンサー及びアクチュエータを備えるエンジン制御システムと、の概略図である。
【図2】図2は、異なる揮発性の3つの代表燃料に対して、連続する点火事象毎に測定された、ある時間期間に亘って吸引ポート内に注入されたトータルの燃料のパーセンテージとしての燃料蒸気形成のダイナミックスを示すグラフである。
【図3】図3は、最初の点火から低温始動遷移位相の間におけるエンジン速度即ちrpmの変化の概念グラフである。このグラフは、低いDI燃料及び高いDI燃料に対して変化する速度低下を示す。
【図4】図4は、4つの代表ガソリン燃料に対する、低温始動遷移期間の間の、エンジン速度(rpm)対時間の典型的な実験グラフである。この図では、CAPh2は、平均DI=1120°F(877.6K)におけるカリフォルニアフェーズII燃料に言及し、Indolenは、DI=1160°F(900K)、中間DI=1230°F(939K)及び高DI=1285°F(969K)におけるEEE連邦保証燃料に言及する。
【図5】図5は、低温始動遷移の最初の秒の間に得られた、4つの代表的ガソリン燃料に対する速度低下と燃料揮発性との間の典型的な実験的相関関係を示す。このグラフも、様々な揮発性の燃料に対する、速度低下の平均及び標準偏差統計値を示している。
【図6】図6は、如何に実際のエンジン速度が実時間でコンピュータメモリ内の極小値にのみ効率的に減少され得るかを実証している。ECMが各事象毎に単一のrpm値を生成し、実時間の計算効率の目的のために、縮約rpmデータZのみによって実際の極小値及び極大値を探し出し、記憶する。その上、この縮約データセットZは、低温始動遷移の間のより効率的なエンジン加速度計算を可能にする。
【図7】図7は、高い揮発性燃料及び低い揮発性燃料に対して、計算されたエンジン加速度(平均エンジン速度で正規化される)対エンジンが駆動開始した後におけるエンジン内の時間の実験的グラフである。
【図8】図8は、燃料揮発性(DI値)を変化させたときの、任意の与えられた時刻における、低温始動遷移の間の良好な車両操縦性のため必要とされる空気/燃料のリッチ化の典型的なグラフである。
【図9】図9は、ECMによる将来的な参照のためのDカーブルックアップテーブル(ここで、Dは検出を表す)の形態における、任意の与えられた温度での、低温始動遷移の間の速度低下(rpmで表す)の典型的なグラフである。
【図10】図10は、図11〜15で表されるアルゴリズムを実行する間のrpm信号の低温始動分析におけるエンジン速度及び燃料注入の顕著な事象を表す概念グラフである。
【図11】図11は、図12〜15で完全に示されるアルゴリズムの一部分を要約した流れ図である。
【図12】図12は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【図13】図13は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【図14】図14は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【図15】図15は、本発明の実行のためのアルゴリズムの流れ図である。
【符号の説明】
10 自動車内燃エンジン
12 マイクロプロセッサベースのエンジン制御モジュール(ECM)
14 シリンダー
16 吸引マニホルド
18 スロットルバルブ
20 排気マニホルド
22 三方触媒コンバータ
26 スパークプラグ
28 吸引バルブ
30 排気バルブ
32 燃料インジェクタ
34 可変磁気抵抗センサー
36 酸素センサー36
38 圧力センサー
40、42、44 水平ライン
46 燃料Aに対する燃料蒸気の低下を示すカーブ
48 燃料Bに対する燃料蒸気のあまり大きくない低下を示すカーブ
50 エンジンの吸引ポートに注入された燃料の大幅な低下に追従する燃料Cに対する燃料蒸気のより小さい低下のカーブ
52、54、56 各々燃料A、B、Cに対するトータルの蒸気低下量の垂直ライン
60 高い揮発性(低い操縦性の指標)燃料に対する低温始動遷移の間のエンジン速度を示すカーブ
62 低い揮発性即ち低温始動遷移フェーズの間の高い操縦性を指標する燃料に対するエンジン速度を示すカーブ
64 水平ライン
66 垂直ライン
68 ライン
70 ライン
72 レベル
74 カーブ
76 エンジン速度の急速な落ち込み領域
78 低い揮発性燃料に対する領域78
80 高い揮発性燃料に関する速度のトータルの減少量、即ち速度低下量を示すライン
81 仮想ラインセグメント
82 トルクホール
83、84、85、86 揮発性の高い順の燃料
87 高い揮発性燃料に対するrmpの平均速度低下における関係の95%の信頼区間のレベルを示すバンド
88、90 より少ない揮発性燃料に対するより少ない速度低下を示すバンド
91、92 カーブ
Claims (12)
- ガソリンで燃料供給される自動車の多重シリンダー式の内燃エンジンの低温始動のための方法であって、
前記自動車は、前記エンジンへの燃料の配給を制御し該エンジンの前記シリンダー内の該燃料の点火のタイミングを取るようにプログラムされたマイクロプロセッサ、エンジン速度データを該マイクロプロセッサに提供するためのエンジン速度センサー、未知の揮発性特性を持つガソリンが入っている燃料タンク、及び、前記エンジンを始動するようにクランク作動させるための車両オペレータ作動型スターターモータを備えるエンジン制御モジュールを含み、前記エンジンは、前記燃料タンクから燃料を受け取って該燃料を前記シリンダーに配給するための少なくとも1つの燃料インジェクタを備えており、前記方法は、
前記エンジンのクランク動作時に、第1の予め較正された燃料リッチ率で1つ又はそれ以上の前記インジェクタにより前記シリンダーへの前記燃料の配給を開始し、及び、エンジン運転動作を達成するため点火を開始し、
エンジン運転動作の開始を検出するため前記エンジンの速度を検出し、
エンジン運転動作を検出したとき、前記燃料の配給率を第2の予め較正された燃料率に減少させ、
引き続くシリンダー点火事象に亘って前記エンジンの速度値を検出して、ピークエンジン速度値及び該ピーク値より低い最小エンジン速度値を検出し、
前記ピーク値と前記最小値との間のエンジン速度の差を計算し、
前記差を、前記燃料の揮発性特性を決定するための測度として使用する、各工程を含む、前記マイクロプロセッサの制御下で実行される、前記方法。 - エンジン事象の検出窓を設定し、該検出窓内で、前記ピーク値及び最小即ち終端速度値を検出する工程を含む、請求項1に記載の低温始動のための方法。
- 前記予め較正された燃料リッチの注入率を、前記燃料に対して決定された揮発性特性に基づく燃料注入率に調整する工程を含む、請求項1に記載の低温始動のための方法。
- 前記予め較正された燃料リッチの注入率を、前記燃料に対して決定された揮発性特性に基づく燃料注入率に調整する工程を含む、請求項2に記載の低温始動のための方法。
- ガソリンで燃料供給される自動車の多重シリンダー式の内燃エンジンの低温始動のための方法であって、
前記自動車は、前記エンジンへの燃料の配給を制御し該エンジンの前記シリンダー内の該燃料の点火のタイミングを取るようにプログラムされたマイクロプロセッサ、エンジン速度データを該マイクロプロセッサに提供するためのエンジン速度センサー、未知の揮発性特性を持つガソリンが入っている燃料タンク、及び、前記エンジンを始動するようにクランク作動させるための車両オペレータ作動型スターターモータを備えるエンジン制御モジュールを含み、前記エンジンは、前記燃料タンクから燃料を受け取って該燃料を前記シリンダーに配給するための少なくとも1つの燃料インジェクタを備えており、前記方法は、
前記エンジンのクランク動作時に、第1の予め較正された燃料リッチ率で1つ又はそれ以上の前記インジェクタにより前記シリンダーへの前記燃料の配給を開始し、及び、エンジン運転動作を達成するため点火を開始し、
エンジン運転動作の開始を検出するため前記エンジンの速度を検出し、
エンジン運転動作を検出したとき、前記燃料の配給率を第2の予め較正された燃料率に減少させ、
引き続くシリンダー点火事象に亘って前記エンジンの速度値を検出し、
前記エンジン速度の時間的変化率を計算して、該速度値の時間変化率の少なくとも1つのピーク値及び最小値を検出し、
前記ピーク値及び最小値を、前記燃料の揮発性特性を決定するための測度として使用する、各工程を含む、前記マイクロプロセッサの制御下で実行される、前記方法。 - 特定の検出窓に亘って前記速度変化率の前記ピーク値及び最小値の間の差を計算し、該差を前記燃料の揮発性特性を決定するための測度として使用する、各工程を含む、請求項5に記載の低温始動のための方法。
- 引き続くシリンダー点火事象に亘って前記エンジンの速度値を検出し、
前記エンジン速度の時間的変化率を計算して、特定の検出窓に亘る前記速度変化率の値に基づいてゼロ交差数を検出し、
前記ゼロ交差数を前記燃料の揮発性特性を決定するための測度として使用する、各工程を含む、請求項5に記載の低温始動のための方法。 - 前記予め較正された燃料リッチの注入率を、該燃料に対して決定された前記揮発性特性に基づく燃料注入率に調整する工程を含む、請求項5に記載の低温始動のための方法。
- 前記予め較正された燃料リッチの注入率を、該燃料に対して決定された前記揮発性特性に基づく燃料注入率に調整する工程を含む、請求項6に記載の低温始動のための方法。
- 前記予め較正された燃料リッチの注入率を、該燃料に対して決定された前記揮発性特性に基づく燃料注入率に調整する工程を含む、請求項7に記載の低温始動のための方法。
- エンジン速度における前記差若しくは該差と相互関係する前記速度の時間的変化率を、前記モジュール内のメモリに記憶された参照ガソリンの既知の揮発性特性と比較することによって、前記燃料の揮発性特性を決定する工程を含む、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の低温始動のための方法。
- 前記予め較正された燃料注入率を、前記モジュール内のメモリに記憶された参照ガソリンの既知の揮発性特性に対する燃料注入率の相互関係を参照することによって調整する工程を含む、請求項3、4又は8乃至10のいずれか1項に記載の低温始動のための方法。
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US6598589B2 (en) * | 2001-03-26 | 2003-07-29 | General Motors Corporation | Engine control algorithm-cold start A/F modifier |
US6588253B2 (en) * | 2001-08-17 | 2003-07-08 | Delphi Technologies, Inc. | Fuel volatitlity sensor and method based on capacitance measurement |
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US6712503B2 (en) * | 2002-04-08 | 2004-03-30 | Delphi Technologies, Inc. | Method to calculate fuel DI number from a measured curve |
US6679225B2 (en) * | 2002-05-16 | 2004-01-20 | Delphi Technologies, Inc. | Compensation for fuel volatility for internal combustion engine start and run |
US6880392B2 (en) * | 2002-05-17 | 2005-04-19 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for determining an approximation for fuel volatility on-board a vehicle |
US6935311B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-08-30 | Ford Global Technologies, Llc | Engine control with fuel quality sensor |
US6853895B2 (en) * | 2002-12-06 | 2005-02-08 | General Motors Corporation | Method for remote engine start |
KR20040050302A (ko) * | 2002-12-10 | 2004-06-16 | 현대자동차주식회사 | 차량의 연료 공급 보상 제어장치 및 방법 |
DE60317298T2 (de) | 2003-02-10 | 2008-08-28 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | System und Verfahren für Brennkraftmaschinen |
US7220386B2 (en) * | 2003-03-13 | 2007-05-22 | General Motors Corporation | On-board fuel properties measurement for engine management |
US7107143B2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-09-12 | General Motors Corporation | Estimation of oxygen concentration in the intake manifold of an unthrottled lean burn engine |
WO2006041867A2 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Southwest Research Institute | Fuel property-adaptive engine control system with on-board fuel classifier |
ITBO20040800A1 (it) * | 2004-12-23 | 2005-03-23 | Magneti Marelli Powertrain Spa | Del carburante e realizzare di conseguenza l'avviamento a freddo di un motore a combustione interna. |
EP1801394A1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-27 | Inergy Automotive Systems Research (SA) | Method for the onboard determination of the volatility of a fuel |
US7163002B1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-01-16 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel injection system and method |
US7822536B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-10-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Start-up control device for internal combustion engine |
KR100802706B1 (ko) | 2006-11-16 | 2008-02-12 | 현대자동차주식회사 | 유해 가스 배출 관리 방법 |
DE102007026443A1 (de) | 2007-06-06 | 2008-12-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung |
FR2917694B1 (fr) * | 2007-06-21 | 2009-08-21 | Renault Sas | Procede de controle du freinage recuperatif pour vehicule hybride et/ou a quatre roues motrices et arrangement pour vehicule mettant en oeuvre le procede |
FR2918712B1 (fr) * | 2007-07-09 | 2009-09-18 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de demarrage d'un moteur a combustion interne. |
EP2037104B1 (en) * | 2007-09-13 | 2010-09-08 | Magneti Marelli S.p.A. | Fuel volatility recognition method during the postcranking step of an internal combustion engine |
US20090107441A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Ford Global Technologies, Llc | Adaptive fuel control strategy for engine starting |
CN101984762B (zh) * | 2007-10-27 | 2014-11-26 | 沃尔布罗发动机使用有限责任公司 | 发动机燃料输送***、设备和方法 |
FR2923547A1 (fr) * | 2007-11-09 | 2009-05-15 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de demarrage a froid d'un moteur a combustion interne |
US8000880B2 (en) * | 2008-04-16 | 2011-08-16 | GM Global Technology Operations LLC | Fuel quality detection using torque and engine speed |
FR2935443B1 (fr) * | 2008-08-26 | 2011-05-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif d'ajustement d'un parametre de combustion d'un moteur, support d'enregistrement pour ce procede et vehicule equipe de ce dispositif. |
FR2936280B1 (fr) * | 2008-09-23 | 2010-09-17 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede et dispositif d'ajustement d'un parametre de combustion d'un moteur, support d'enregistrement pour ce procede et vehicule. |
US7996146B2 (en) * | 2008-12-29 | 2011-08-09 | Caterpillar Inc. | Internal combustion engine, control system and operating method for determining a fuel attribute |
US8706383B2 (en) * | 2010-02-15 | 2014-04-22 | GM Global Technology Operations LLC | Distributed fuel delivery system for alternative gaseous fuel applications |
FR2965585A1 (fr) * | 2010-10-05 | 2012-04-06 | Renault Sa | Procede de mesure des conditions d'arret d'un moteur a combustion interne |
US8695567B2 (en) * | 2010-10-29 | 2014-04-15 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for estimating engine operating parameters |
US8849545B2 (en) * | 2011-03-07 | 2014-09-30 | GM Global Technology Operations LLC | Controlling fuel injection based on fuel volatility |
US20130073190A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Engine Start Up Control For A Motor Vehicle |
FR2995025B1 (fr) * | 2012-09-03 | 2016-02-19 | Renault Sas | Commande d'un moteur thermique utilisant un indice de qualite du carburant alimentant le moteur thermique |
US9850853B2 (en) * | 2013-03-29 | 2017-12-26 | Ford Global Technologies, Llc | Estimating vehicle fuel Reid vapor pressure |
AT515499B1 (de) * | 2014-02-20 | 2016-01-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
JP6292957B2 (ja) * | 2014-04-16 | 2018-03-14 | 日立建機株式会社 | 作業機械の監視システム |
US10087860B2 (en) * | 2015-08-04 | 2018-10-02 | Ford Global Technologies, Llc | Engine cold-start control |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57146031A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | Method of supplying fuel upon starting in internal combustion engine |
US4619237A (en) * | 1983-05-25 | 1986-10-28 | Auslander David M | Engine cold starting |
JPH04191441A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-09 | Mazda Motor Corp | エンジンのフィードバック制御装置 |
JPH04194348A (ja) * | 1990-11-27 | 1992-07-14 | Mazda Motor Corp | エンジンの燃料性状検出方法 |
US5146882A (en) * | 1991-08-27 | 1992-09-15 | General Motors Corporation | Method and apparatus for cold starting a spark ignited internal combustion engine fueled with an alcohol-based fuel mixture |
JPH06235347A (ja) * | 1993-01-05 | 1994-08-23 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の燃料性状検出装置 |
JPH07233750A (ja) | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関の燃料性状検出装置 |
JP2935000B2 (ja) | 1994-02-28 | 1999-08-16 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の燃料性状検出装置 |
JP3060277B2 (ja) | 1994-10-20 | 2000-07-10 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関の点火時期制御装置 |
JP3694940B2 (ja) | 1995-12-06 | 2005-09-14 | 株式会社デンソー | 内燃機関の燃料性状検出装置 |
JP3355269B2 (ja) * | 1996-01-25 | 2002-12-09 | 株式会社日立ユニシアオートモティブ | 内燃機関の燃料性状検出装置 |
US5894832A (en) * | 1996-07-12 | 1999-04-20 | Hitachi America, Ltd., Research And Development Division | Cold start engine control apparatus and method |
US5915359A (en) | 1996-12-13 | 1999-06-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for determining and controlling A/F ratio during cold start engine operation |
US6079396A (en) * | 1998-04-29 | 2000-06-27 | General Motors Corporation | Automotive cold start fuel volatility compensation |
US6178949B1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-01-30 | General Motors Corporation | Engine control having fuel volatility compensation |
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