JPH04330344A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特にクランキング時の内
燃機関の燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開昭６１−３１６３５号公
報に記載の如く、クランキング時には所定燃料噴射回数
毎にある噴射回数だけ燃料噴射量を減量する燃料噴射制
御装置がある。

【０００３】従来装置では図１０（Ａ）に示す如く、ス
テップＳ１でクランキング時間カウンタＴＣＲＮＫを図
１０（Ｂ）に示す所定の基準値ＴＣＲＮＫＬと比較して
カウンタＴＣＲＮＫの値が小さければステップＳ２で通
常噴射を行なう。ここでカウンタＴＣＲＮＫの値が大き
ければステップＳ３でカウンタＴＣＲＮＫを図１０（Ｂ
）に示す所定の基準値ＴＣＲＮＫＨと比較してカウンタ
ＴＣＲＮＫの値が小さければステップＳ４で燃料噴射量
を減量して掃気を行ない、カウンタＴＣＲＮＫが大きけ
ればステップＳ５でカウンタＴＣＲＮＫの値をゼロリセ
ットする。上記の基準値ＴＣＲＮＫＬはこれ以上クラン
キングを続けるとオーバーリッチとなって失火しやすく
なる時間に相当する値であり、基準値ＴＣＲＮＫＨは掃
気効果の現われる時間に相当する値である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では通常
噴射期間が燃料性状とは無関係に設定されている。この
ため、燃料が低沸点成分の多い軽質燃料の場合には掃気
が行なわれるまでの通常噴射期間が長すぎて、オーバー
リッチとなり失火しやすい。逆に燃料が低沸点成分の少
ない重質燃料の場合には掃気が行なわれるまでの通常噴
射期間が短かすぎて、オーバーリーンとなり始動性が悪
化するという問題があった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
燃料性状に応じて掃気が行なわれるまでの通常噴射期間
を可変することにより、使用燃料の燃料性状に拘らずオ
ーバーリッチによる失火及びオーバーリーンによる始動
性の悪化を防止する内燃機関の燃料噴射量制御装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図を
示す。同図中、運転状態検出手段Ｍ１は内燃機関Ｍ２の
運転状態を検出し、燃料噴射制御手段Ｍ３はこの検出さ
れた運転状態からクランキング期間内で水温に基づいて
燃料噴射量を設定し、第１の所定期間は上記燃料噴射量
の通常噴射を行なった後、第２の所定期間は燃料噴射量
を減量補正して噴射を行なうことを繰り返す。

【０００７】燃料性状検出手段Ｍ４は、燃焼タンクＭ５
内の使用燃料の蒸発しにくさを検出する。

【０００８】期間変更手段Ｍ６は燃料性状検出手段Ｍ４
の検出信号に基づき、使用燃料が重質燃料のときは第１
の所定期間を延長して、使用燃料が軽質燃料のときは第
１の所定期間を短縮する。

【０００９】

【作用】本発明においては、使用燃料が重質燃料であれ
ば水温に基づいて設定された燃料噴射量を通常噴射する
第１の所定期間が延長されることで充分な燃料が噴射さ
れオーバーリーンとなることが防止される。また使用燃
料が軽質燃料であれば第１の所定期間が短縮されること
でオーバーリッチとなることが防止される。

【００１０】

【実施例】図２は本発明の一実施例の構成図を示す。本
実施例は内燃機関１０として４気筒４サイクル火花点火
式内燃機関（エンジン）に適用した例で、後述するマイ
クロコンピュータ２１によって制御される。

【００１１】図２において、エアクリーナ２２の下流側
にはスロットルバルブ２３を介してサージタンク２４が
設けられている。エアクリーナ２２の近傍には吸気温を
検出する吸気温センタ２５が取付けられ、またスロット
ルバルブ２３には、スロットルバルブ２３が全閉状態で
オンとなるアイドルスイッチ２６が取付けれらている。 このアイドルスイッチ２６が前記アイドル状態検出手段
１６を構成している。また、サージタンク２４にはダイ
ヤフラム式の圧力センサ２７が取付けられている。

【００１２】また、スロットルバルブ２３を迂回し、か
つ、スロットルバルブ２３の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路２８が設けられ、そのバイパス通路２８
の途中にソレノイドによって開弁度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣＶ）２９
が取付けられている。このＩＳＣＶ２９に流れる電流を
デューティ比制御して開弁度を制御し、これによりバイ
パス通路２８に流れる空気量を調節することにより、ア
イドリング回転数が目標回転数に制御される。サージタ
ンク２４は前記吸気通路１１に相当するインテークマニ
ホルド３０及び吸気ポート３１を介してエンジン３２（
前記内燃機関１０に相当する）の燃焼室３３に連通され
ている。インテークマニホルド３０内に一部が突出する
よう各気筒毎に燃料噴射弁１２が配設されており、この
燃料噴射弁１２でインテークマニホルド３０を通る空気
流中に燃料１８が噴射される。

【００１３】燃焼室３３は排気ポート３４及び前記排気
通路１３に相当するエキゾーストマニホルド３５を介し
て触媒装置３６に連通されている。また、３７は点火プ
ラグで、一部が燃焼室３３に突出するように設けられて
いる。また、３８はピストンで、図中、上下方向に往復
運動する。

【００１４】イグナイタ３９は高電圧を発生し、この高
電圧をディストリビュータ４０により各気筒の点火プラ
グ３７へ分配供給する。回転角センサ４１はディストリ
ビュータ４０のシャフトの回転を検出して例えば３０℃
Ａ毎にエンジン回転信号をマイクロコンピュータ２１へ
出力する。

【００１５】また、４２は水温センサで、エンジンブロ
ック４３を貫通して一部がウォータジャケット内に突出
するように設けられ、エンジン冷却水の水温を検出して
水温センサ信号を出力する。更に、酸素濃度検出センサ
（Ｏ２　センサ）１４は、その一部がエキゾーストマニ
ホルド３５を貫通突出するように配置され、触媒装置３
６に入る前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。

【００１６】また、燃料タンク１７の下部には燃料温セ
ンサ４４が設けられており、これにより燃料１８の温度
が測定される。燃料タンク１７の上部にはベーパ通路４
５が設けられ、そのベーパ通路４５はベーパ流量計４６
を介してキャニスタ４７に連通されている。

【００１７】燃料タンク１７で発生したベーパはベーパ
流量計４６によりその流量が測定された後、キャニスタ
４７に流れ込む。このベーパ流量計４６はベーパの流量
に応動して回転部４８が取付けられ、その回転部４８に
はシグナルロータ（図示せず）が取付けれらている。

【００１８】また、４９はベーパ流量センサで、ベーパ
流量計４６のハウジング部に設けられており、回転部４
８のシグナルロータがベーパ流量センサ４９を横切った
時に高電圧となり、離れると低電圧となる（すなわち、
回転部４８の１回転毎に１回高電圧となる）ベーパ流量
検出信号を発生してマイクロコンピュータ２１へ送出す
る。

【００１９】他方、キャニスタ４７に吸着されたベーパ
は、パージ通路５０を介してインテークマニホルド３０
に吸入される。パージ通路５０にはオリフィス（図示せ
ず）が設けられているため、インテークマニホルド３０
の負圧が燃料タンク１７に直接かかることはない。この
パージ通路５０の途中に設けられたパージコントロール
バルブ５１は、マイクロコンピュータ２１からソレノイ
ドに流れる電流を調整することにより開弁度が調整され
、パージ通路５０を流れるパージ流量を調節する。

【００２０】このような構成の本実施例の各部の動作を
制御するマイクロコンピュータ２１は図３に示す如きハ
ードウェア構成とされている。同図中、図２と同一構成
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３に
おいて、マイクロコンピュータ２１は中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）６０、処理プログラムを格納したリード・オンリ
・メモリ（ＲＯＭ）６１、作業領域として使用されるラ
ンダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）６２、エンジン停
止後もデータを保持するバックアップＲＡＭ６３、ＣＰ
Ｕ６０へそのマスタークロックを供給するクロック発生
器６４を有し、これらを双方向のバスライン６５を介し
て互いに接続すると共に、入出力ポート６６、入力ポー
ト６７、出力ポート６８〜７１に夫々接続した構成とさ
れている。

【００２１】また、マイクロコンピュータ２１はフィル
タ７３及びバッファ７４を直列に介して取り出した圧力
センサ２７からの圧力検出信号と、バッファ７５を介し
て取り出した吸気温センサ２５からの吸気温検出信号と
、バッファ７６を介して取り出した水温センサ４２から
の水温センサ信号（ＴＨＷ）と、バッファ７７を介して
取り出した燃料温センサ４４からの燃料温検出信号とバ
ッファ８０を介して取り出したＯ２　センサ１４からの
酸素濃度検出信号とをマルチプレクサ７８へ供給する構
成とされている。なお、上記のフィルタ７３は、圧力セ
ンサ２７の出力検出信号中に含まれる、吸気管圧力の脈
動成分を除去するためのフィルタである。これにより、
マルチプレクサ７８の各入力検出信号はＣＰＵ６０の制
御の下に順次マルチプレクサ７８より選択出力された後
、Ａ／Ｄ変換器７９でディジタル信号に変換され、バス
ライン６５を介してＲＡＭ６２に記憶される。

【００２２】また、マイクロコンピュータ２１は波形整
形回路８２により回転角センサ４１及びベーパ流量セン
サ４９からの各検出信号を波形整形した信号と、バッフ
ァ（図示せず）を経たアイドルスイッチ２６の出力信号
とを夫々入力ポート６７に供給する。

【００２３】更に、マイクロコンピュータ２１は駆動回
路８３〜８６を有しており、出力ポート６８からの信号
を駆動回路８３を介してイグナイタ３９へ供給し、出力
ポート６９からの信号をダウンカウンタを備えた駆動回
路８４を介して燃料噴射弁１２へ供給し、出力ポート７
０からの信号を駆動回路８５を介してＩＳＣＶ２９へ供
給し、そして出力ポート７１の出力信号を駆動回路８６
を介してパージコントロールバルブ５１へ供給する構成
とされている。

【００２４】次に、マイクロコンピュータ２１による処
理動作について説明するに、まず燃料性状検出動作につ
いて図４と共に説明する。

【００２５】図４は燃料性状検出のための演算ルーチン
を示し、これはメインルーチンの一部である。同図中、
ステップ９１で流量計測時間ＣＶＡが４ｍｓルーチンで
カウントアップされ（図示せず）、所定値（こでは１０
秒とする）以上になったか否かを判定し、１０秒以内の
ときは本ルーチンは終了し、１０秒過ぎたときは次のス
テップ９２で流量計測時間ＣＶＡがゼロにリセットされ
る。従って、ステップ９２〜９６は１０秒に１回の割合
で処理実行される。

【００２６】一方、マイクロコンピュータ２１は前記し
たベーパ流量センサ４９の出力検出信号が低電圧から高
電圧へ変化した時にのみ（すなわち、回転部４８が１回
転する毎に）起動される外部割込みルーチンでカウント
アップされるベーパ流量カウンタ（図示せず）を有し、
そのカウント値ＮＶＡが、上記ステップ９２の次のステ
ップ９３で変数ＮＶＡ１０にセットされた後、次のステ
ップ９４でゼロにリセットされる。従って、変数ＮＶＡ
１０の値は、１０秒間当りのベーパ流量計４６の回転部
４８の回転数を示すこととなり、ベーパ流量に比例した
値を示している。

【００２７】次にステップ９５で燃料温センサ４４によ
り燃料１８の温度を検出して得られた燃料温検出信号Ｔ
ＨＦに基づいて、燃料温補正係数ＫＶＡが算出される。 すなわち、蒸留特性が同一の燃料であっても、燃料温が
低いときはベーパ発生量は高温のときよりも少なくなる
。このため、燃料温によるベーパ発生量の違いを補正す
るべく、燃料温が低くなるほど燃料温補正係数ＫＶＡの
値が大になるように設定される。

【００２８】次にマイクロコンピュータ２１はステップ
９６でＮＶＡ１０＊ＫＶＡなる演算式による演算を行な
い、単位時間当りの燃料ベーパ量ＮＶＡ１０Ｔを算出し
た後ステップ９７でその値ＮＶＡ１０Ｔに基づいて燃料
性状係数ＫＦを算出した後ＲＡＭ６２に格納する。この
燃料性状係数ＫＦは、１０秒間のベーパ流量を燃料温補
正係数ＫＶＡで補正した値であり、図５に示す如く、燃
料性状係数ＫＦがＫＦ２　より大きいときは低沸点成分
が多い軽質燃料であり、ＫＦがＫＦ１　より小さいとき
は低沸点成分が少ない重質燃料であることがわかる。ま
た、燃料性状係数ＫＦが、通常時のＫＦ０　を含むＫＦ
２　＞ＫＦ＞ＫＦ１　の範囲内の値のときは、軽質でも
重質でもない燃料とみることができる。

【００２９】なお、本実施例ではベーパ流量の単位計測
時間を１０秒としているので、走行中の燃料性状の変化
も分かる。

【００３０】図６は本発明の要部をなす基準値ＴＣＲＮ
ＫＬの算出ルーチンを示す。このルーチンは後述の図７
のルーチンのサブルーチンである。図６において、ステ
ップ１０１では燃料性状検出ルーチンで算出した燃料性
状係数ＫＦを図５に示すＫＦ０　より小なる所定値ＫＦ
１　と比較し、燃料性状が重質燃料か否かを判定する。 ここで燃料性状係数ＫＦが所定値ＫＦ１　未満の重質燃
料の場合はオーバーリーンになりやすいためステップ１
０２で基準値ＴＣＲＮＫＬ及びＴＣＲＮＫＨ夫々に定数
Ａを加算して新たな基準値ＴＣＲＮＫＬ，ＴＣＲＮＫＨ
夫々とする。

【００３１】燃料性状係数ＫＦが所定値ＫＦ１　以上の
場合はステップ１０３で燃料性状係数ＫＦを図５に示す
ＫＦ０　より大なる所定値ＫＦ２　と比較し、燃料性状
が軽質燃料か否かを判定する。燃料性状係数ＫＦが所定
値ＫＦ２　以上の軽質燃料の場合にはステップ１０４で
基準値ＴＣＲＮＫＬ及びＴＣＲＮＫＨ夫々から定数Ｂを
減算して新たな基準値ＴＣＲＮＫＬ，ＴＣＲＮＫＨ夫々
とする。

【００３２】ステップ１０３で軽質燃料でないと判定さ
れたときは燃料性状が軽質燃料でないと共に重質燃料で
もないためにステップ１０５で基準値ＴＣＲＮＫＬ，Ｔ
ＣＲＮＫＨ夫々をそのまま新たな基準値ＴＣＲＮＫＬ，
ＴＣＲＮＫＨ夫々とする。

【００３３】図７は補正係数算出ルーチンのフローチャ
ートを示す。同図中、ステップ１１１では回転角センサ
４１の検出信号からエンジン回転数ＮＥが例えば４００
ｒｐｍ未満のクランキング状態か否かを判定する。クラ
ンキング状態であればステップ１１２で図６に示す基準
値ＴＣＲＮＫＬの算出ルーチンを実行し、ステップ１１
３でバックアップＲＡＭ６３に記憶しているクランキン
グ時間カウンタＴＣＲＮＫを１だけカウントアップする
。つぎにステップ１１４，１１５でカウンタＴＣＲＮＫ
を図８に示す基準値ＴＣＲＮＫＨ，ＴＣＲＮＨＬ夫々と
大小比較する。ステップ１１１でクランキング状態でな
い場合、又はステップ１１４でカウンタＴＣＲＮＫの値
が基準値ＴＣＲＮＫＨ以上の場合はステップ１１６でカ
ウンタＴＣＲＮＫをゼロリセットした後、ステップ１１
７で補正係数ＦＴＺＳに１をセットする。またステップ
１１５でカウンタＴＣＲＮＫの値が基準値ＴＣＲＮＫＬ
未満の場合はステップ１１７で補正係数ＦＴＺＳに１を
セットする。

【００３４】またステップ１１４，１１５でカウンタＴ
ＣＲＮＫの値が基準値ＴＣＲＮＫＨ未満で、かつ基準値
ＴＣＲＮＫＬ以上と判定された場合にはステップ１１８
で補正係数ＦＴＺＳに０．１をセットする。

【００３５】これによって、クランキング状態ではカウ
ンタＴＣＲＮＫの値は時間と共に図８（Ａ）の実線に示
す如く変化して、補正係数ＦＴＺＳは図８（Ｂ）に示す
如く変化する。ここで、重質燃料の場合は図６のステッ
プ１０２で基準値ＴＣＲＮＫＬが大きくされるために補
正係数ＦＴＺＳが１となる通常噴射の第１の所定期間が
長くなり、軽質燃料の場合にはステップ１０４で基準値
ＴＣＲＮＫＬが小さくされるために補正係数ＦＴＺＳが
１となる第１の所定期間が短くなる。

【００３６】図９は燃料噴射量算出ルーチンのフローチ
ャートを示す。このルーチンは所定クランク角度毎に起
動され、まずステップ１２１では例えばエンジン回転数
ＮＥからクランキング状態か否かを判定する。クランキ
ング状態であればステップ１２２で水温により決定され
る始動時基本噴射量ＴＡＵＳＴＡにエンジン回転数及び
吸気圧力等による補正係数αと、図７の処理で求めた補
正係数ＦＴＺＳとを乗算し、無効噴射時間ＴＡＵＶを加
算して噴射量ＴＡＵを求める。クランキング状態でなけ
ればステップ１２３で１回の吸入工程の吸入空気量で決
定される基本噴射量ＴＰに空燃比フィードバック補正係
数ＦＡＦ及びその他の補正係数βを乗算し、無効噴射時
間ＴＡＵＶを加算して噴射量ＴＡＵを求める。ステップ
１２４ではステップ１２２又は１２３で求めた噴射量Ｔ
ＡＵを駆動回路８４内のカウンタにセットして燃料噴射
弁１２による燃料噴射を開始させて処理を終了する。

【００３７】このように、使用燃料が重質燃料であれば
水温に基づいて設定された燃料噴射量を通常噴射する第
１の所定期間が延長されることで充分な燃料が噴射され
オーバーリーンとなることが防止され、失火することが
ない。また使用燃料が軽質燃料であれば第１の所定期間
が短縮されることでオーバーリッチとなることが防止さ
れ始動性の悪化がなくなる。

【００３８】

【発明の効果】上述の如く、本発明の内燃機関の燃料噴
射量制御装置によれば、使用燃料の燃料性状に拘らずオ
ーバーリッチによる失火及びオーバーリーンによる始動
性の悪化を防止でき、実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である

【図２】本発明の一実施例の構成図である。

【図３】マイクロコンピュータのハードウェア構成を示
す図である。

【図４】燃料性状検出ルーチンのフローチャートである
。

【図５】燃料性状係数と燃料性状との関係を示す図であ
る。

【図６】基準値算出ルーチンのフローチャートである。

【図７】補正係数算出ルーチンのフローチャートである
。

【図８】カウンタＴＣＲＮＫと補正係数ＦＴＺＳとを説
明するための図である。

【図９】燃料噴射量算出ルーチンのフローチャートであ
る。

【図１０】従来装置のクランキングルーチン及びカウン
タＴＣＲＮＫを説明するための図である。

【符号の説明】

Ｍ１　　運転状態検出手段 Ｍ２　　内燃機関 Ｍ３　　燃料噴射制御手段 Ｍ４　　燃料性状検出手段 Ｍ５　　燃料タンク Ｍ６　　期間変更手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　クランキング期間内で水温に基づいて
   燃料噴射量を設定し、第１の所定期間は上記燃料噴射量
   の通常噴射を行なった後、第２の所定期間は燃料噴射量
   を減量補正して噴射を行なうことを繰り返す内燃機関の
   燃料噴射量制御装置において、燃焼タンク内の使用燃料
   の蒸発しにくさを検出する燃料性状検出手段と、該燃料
   性状検出手段の検出信号に基づき、該使用燃料が重質燃
   料のときは該第１の所定期間を延長し、該使用燃料が軽
   質燃料のときは該第１の所定期間を短縮する期間変更手
   段とを有することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制
   御装置。