JPH08326579A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御装置

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JPH08326579A
JPH08326579A JP7137723A JP13772395A JPH08326579A JP H08326579 A JPH08326579 A JP H08326579A JP 7137723 A JP7137723 A JP 7137723A JP 13772395 A JP13772395 A JP 13772395A JP H08326579 A JPH08326579 A JP H08326579A
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opening
engine
fuel injection
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伸治 定金
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機関始動時と機関始動完了後とにおいて最適
な燃料噴射量を求める。 【構成】 各吸気枝管10内に開閉弁17を配置し、各
開閉弁17下流の吸気枝管10内に燃料噴射弁14を配
置する。スタータモータ50が駆動された後、期間回転
数Nが予め定められた設定回転数N1よりも低いときに
は機関始動時であると判断し、機関回転数Nが設定回転
数N1よりも高くなったときに機関始動が完了したと判
断する。N<N1のときには開閉弁17を閉弁状態に保
持し、N≧N1となったときに開閉弁17を開弁する。
一方、N<N1のときには機関冷却水温に基づいて燃料
噴射時間を算出し、N≧N1となった後は吸入空気量に
基づいて燃料噴射時間を算出する。

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量制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】吸気通路内に開閉弁を配置すると共に該
開閉弁下流の吸気通路内に燃料噴射弁を配置した内燃機
関が公知である(実開平1−119874号公報参
照)。この内燃機関では機関始動時に、すなわち例えば
スタータモータが始動されてから機関回転数が予め定め
られた設定回転数よりも高くなるまでの間に、開閉弁を
閉弁状態に保持し、それによって開閉弁下流の吸気通路
内に大きな負圧が形成されるようにして燃料噴射弁から
噴射されて燃料ができるだけ良好に微粒化されるように
している。噴射燃料を良好に微粒化されれば排気通路内
に排出される未燃HC量が低減される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常の内燃
機関において機関始動が完了した後の通常運転時には、
吸入空気量に基づいて空燃比を目標空燃比、例えば理論
空燃比とするのに必要な燃料噴射量が算出されるように
なっている。しかしながら、開閉弁が閉弁状態に保持さ
れている場合には吸入空気量を正確に算出することがで
きず、したがって機関始動時に吸入空気量に基づいて燃
料噴射量を正確に算出することができない。上述の公報
では開閉弁が閉弁状態に保持されているときの燃料噴射
量の算出方法について何ら示唆されていない。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に1番目の発明によれば、吸気通路内に開閉弁を配置す
ると共に該開閉弁下流の吸気通路内に燃料噴射弁を配置
した内燃機関において、機関冷却水温を検出する機関冷
却水温検出手段と、吸入空気量を検出する吸入空気量検
出手段と、機関始動時であるか機関始動が完了したかを
判別する判別手段と、判別手段により機関始動時である
と判別されたときに開閉弁を閉弁状態に保持すると共に
機関始動が完了したと判別されたときに開閉弁を開弁す
る開閉弁駆動手段と、判別手段により機関始動時である
と判別されたときに機関冷却水温に基づいて燃料噴射量
を算出すると共に機関始動が完了したと判別された後に
吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量
算出手段とを具備している。
【0005】2番目の発明によれば1番目の発明におい
て、上記吸入空気量検出手段は上記開閉弁上流の吸気通
路内の負圧に基づいて吸入空気量を検出し、開閉弁の開
弁遅れ期間を求めて該開弁遅れ期間中に、上記燃料噴射
量算出手段により算出された燃料噴射量を減量する減量
手段を具備している。3番目の発明によれば2番目の発
明において、上記開閉弁の開弁量を検出する開弁量検出
手段を具備しており、上記減量手段は機関回転数と開閉
弁の開弁量とに基づいて減量量を算出している。
【0006】
【作用】1番目の発明では、判別手段により機関始動時
であると判別されたときには開閉弁が閉弁状態に保持さ
れかつ機関冷却水温に基づいて燃料噴射量が算出され
る。機関始動が完了したと判別されたときには開閉弁が
開弁されると吸入空気量に基づいて燃料噴射量が算出さ
れる。
【0007】一方、開閉弁上流の吸気通路内の負圧に基
づいて吸入空気量が検出される場合開閉弁が開弁される
べきであるにも関わらず開閉弁が閉弁されているとこの
とき吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量は
実際の吸入空気量よりも多くなっているので吸入空気量
検出手段により検出された吸入空気量に基づいて算出さ
れる燃料噴射量は最適な燃料噴射量よりも多くなる。そ
こで、2番目の発明では1番目の発明において、開弁遅
れ期間検出手段により検出された開弁遅れ期間中には燃
料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量を減量す
るようにしている。
【0008】3番目の発明では2番目の発明において、
機関回転数と開閉弁の開弁量とに基づいて減量量が算出
される。
【0009】
【実施例】図1の内燃機関は例えば4つの気筒を備えて
いるが図1では1つの気筒のみが示される。図1を参照
すると、1はシリンダブロック、2はシリンダブロック
1内で往復動するピストン、3はシリンダブロック1上
に固定されたシリンダヘッド、4はピストン2の頂面と
シリンダヘッド3間に画定された燃焼室、5はシリンダ
ヘッド3内の吸気ポート6内に配置された吸気弁、7は
シリンダヘッド3内の排気ポート8内に配置された排気
弁、9は燃焼室4内に臨ませて配置された点火栓をそれ
ぞれ示す。点火栓9は電子制御ユニット30からの出力
信号に基づいて制御される。各吸気ポート5はそれぞれ
対応する吸気枝管10を介して共通のサージタンク11
に接続され、サージタンク11は吸気ダクト12を介し
てエアクリーナ13に接続される。各吸気枝管10内に
はそれぞれ対応する吸気枝管10内に燃料を噴射する燃
料噴射弁14が配置される。これら燃料噴射弁14は電
子制御ユニット30からの出力信号に基づいてそれぞれ
制御される。また、吸気ダクト12内にはアクセルペダ
ル(図示しない)の踏み込み量が大きくなるにつれて開
弁量が大きくなるスロットル弁15が配置される。一
方、各排気ポート8は共通の排気マニホルド8aを介し
て触媒コンバータ(図示しない)に接続される。
【0010】また、図1に示されるように各燃料噴射弁
14よりも上流に位置する吸気枝管10内には開閉弁駆
動装置16により駆動される開閉弁17が配置される。
開閉弁駆動装置16は開閉弁17の開弁量が目標開弁量
Dとなるように開閉弁17を駆動する。本実施例におい
て開閉弁17はバタフライ弁から構成され、開閉弁17
の弁体内にはわずかな開口面積を有する流通孔17aが
設けられている。一方、開閉弁駆動装置16を電磁式の
アクチュエータから構成してもよいが、本実施例におい
て開閉弁駆動装置16は図2に示されるような負圧式の
アクチュエータから構成される。図2を参照すると、開
閉弁駆動装置16は開閉弁17下流の吸気枝管10内に
接続されて蓄圧室18は開閉弁17下流の吸気枝管10
内の負圧を蓄える蓄圧室18と、第1負圧制御弁19に
より蓄圧室18内の負圧または大気圧が選択的に導入さ
れる第1負圧室20と、第2負圧制御弁21により蓄圧
室18内の負圧または大気圧が選択的に導入される第2
負圧室22とを具備する。第1および第2負圧室20,
22をそれぞれ画定するダイヤフラム23,24はロッ
ドを介して開閉弁17に連結されている。また、これら
ダイヤフラム23,24はそれぞれの変位量が零となる
ように圧縮ばねにより付勢されている。なお、第1およ
び第2負圧制御弁19,21はそれぞれ電子制御ユニッ
ト30からの出力信号に基づいて制御される。
【0011】開閉弁17の開弁量を零とすべきときには
第1負圧制御弁19が第1負圧室20内に大気圧を導
き、第2負圧制御弁21が第2負圧室22内に大気圧を
導くようにこれら第1および第2負圧制御弁20,21
が制御される。この場合、図2(A)に示されるように
ダイヤフラム23,24が共に変位しないので開閉弁1
7は閉弁状態に保持され、したがって開閉弁17の開弁
量が零とされる。開閉弁17の開弁量を零と最大開弁量
MAX間の中間開弁量MIDとすべきときには第1負圧
制御弁19が第1負圧室20内に蓄圧室18内の負圧を
導き、第2負圧制御弁21が第2負圧室22内に大気圧
を導くようにこれら第1および第2負圧制御弁20,2
1が制御される。この場合には図2(B)に示されるよ
うに特にダイヤフラム23が大きく変位するので開閉弁
17の開弁量が中間開弁量MIDにされる。開閉弁17
の開弁量を最大開弁量MAXとすべきときには第1負圧
制御弁19が第1負圧室20内に蓄圧室18内の負圧を
導き、第2負圧制御弁21が第2負圧室22内に蓄圧室
18内の負圧を導くようにこれら第1および第2負圧制
御弁20,21が制御される。この場合図2(C)に示
されるようにダイヤフラム23,24が共に大きく変位
するので開閉弁17の開弁量が最大開弁量MAXにされ
る。
【0012】再び図1を参照すると、電子制御ユニット
30はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス3
1を介して相互に接続されたROM(リードオンリメモ
リ)32、RAM(ランダムアクセスメモリ)33、C
PU(マイクロプロセッサ)34、入力ポート35およ
び出力ポート36を具備する。排気マニホルド8aには
空燃比に応じた出力電圧を発生する空燃比センサ28が
取付けられており、この空燃比センサ28の出力電圧は
AD変換器29を介して入力ポート35に入力される。
シリンダブロック1には機関冷却水温THWに比例した
出力電圧を発生する水温センサ37が取付けられ、この
水温センサ37の出力電圧はAD変換器38を介して入
力ポート35に入力される。
【0013】サージタンク11にはサージタンク11内
の負圧に比例した出力電圧を発生する負圧センサ39が
取付けられ、この負圧センサ39の出力電圧はAD変換
器40を介して入力ポート35に入力される。CPU3
4ではこの出力電圧に基づいて吸入空気量QAが算出さ
れる。したがって図1の内燃機関では例えばスロットル
弁15とエアクリーナ13間にエアフローメータを設け
る必要がないので機関ポンピングロスが低減されてい
る。また、負圧センサ39をサージタンク11に取付け
ることによって負圧センサ39のダイナミックレンジが
確保されつつ負圧センサ39の出力に対する吸気脈動の
影響が低減される。一方、スロットル弁15にはスロッ
トル開度TAを検出するスロットル開度センサ41が取
付けられ、このスロットル開度センサ41の出力電圧は
AD変換器42を介して入力ポート35に入力される。
開閉弁17には開閉弁17の実際の開弁量DDを検出す
る開弁量センサ43が取付けられ、この開弁量センサ4
3の出力電圧はAD変換器44を介して入力ポート35
に入力される。さらに、入力ポート35にはクランクシ
ャフトが例えば30度回転する毎に出力パルスを発生す
るクランク角センサ45が接続される。CPU34では
この出力パルスに基づいて機関回転数が算出される。
【0014】さらに、スタータモータスイッチ46のオ
ン・オフ信号がそれぞれ入力ポート35に入力される。
スタータモータスイッチ46およびイグニッションスイ
ッチ47はキースイッチ48を構成し、イグニッション
スイッチ47がオンされたときのみスタータモータスイ
ッチ46がオンとされるようになっている。イグニッシ
ョンスイッチ47がオンとされるとバッテリ49からC
PU34に電力が供給される。スタータモータスイッチ
46がオンとされるとバッテリ49からスタータモータ
50へ電力が供給されてスタータモータ50が駆動され
る。一方、出力ポート36はそれぞれ対応する駆動回路
51を介して各点火栓9、各燃料噴射弁14、および開
閉弁駆動装置16の第1および第2負圧制御弁19,2
1にそれぞれ接続される。
【0015】まず開閉弁17の開弁量制御方法について
説明する。本実施例においてイグニッションスイッチ4
7がオンとされると開閉弁17の目標開弁量Dを零とす
る。その結果開閉弁17が閉弁される。次いでスタータ
モータスイッチ46がオンとされて機関始動が開始され
ても開閉弁17を閉弁状態に保持する。その結果、スタ
ータモータ50が駆動されたときに機関に供給される空
気は開閉弁17下流の吸気枝管10内および吸気ポート
6内の空気と、開閉弁17に設けられた流通孔17aを
介し流通するわずかな量の空気とであるので機関始動時
において開閉弁17下流の吸気枝管10内に大きな負圧
が形成されることになり、このため機関始動時において
燃料噴射弁14から噴射された噴射燃料が良好に微粒化
される。また、吸気枝管10および吸気ポート5壁面に
付着した燃料がこの大きな負圧によって良好に離脱せし
められて微粒化される。噴射燃料が良好に微粒化されれ
ば燃料が燃焼室4内において良好に燃焼されるので排気
マニホルド8a内に排出される未燃HCを低減すること
ができる。
【0016】このように機関始動が完了するまでは開閉
弁17の開弁量を零に保持し、次いで機関始動が完了し
たら開閉弁17を開弁する。すなわち、本実施例では機
関回転数Nが予め定められた設定回転数N1、例えば4
00rpmよりも高くなると機関始動が完了したと判断
するようにしており、したがってN>N1となったら開
閉弁17を開弁するようにしている。その結果機関始動
が完了した後に吸入空気量が不足して出力トルクが不足
するのが阻止される。なお、本実施例では機関始動が完
了した後において機関負荷が予め定められた設定負荷よ
りも低い低負荷運転時には開閉弁17の目標開弁量Dを
中間開弁量MIDとしており、したがって機関始動時に
おいてN>N1となったときには開閉弁17の開弁量が
中間開弁量MIDとなるように開閉弁17が駆動され
る。また、機関負荷が設定負荷よりも高い高負荷運転時
には開閉弁の目標開弁量Dを最大開弁量MAXにし、そ
れによって高負荷運転時にさらに大きな出力トルクを確
保できるようにしている。
【0017】次に、燃料噴射量の算出方法について説明
する。機関始動時、すなわち上述したようにスタータモ
ータスイッチ46がオンとされてから機関回転数が設定
回転数N1よりも高くなるまでの間には次の式(1)か
ら燃料噴射時間TAUが算出される。 TAU=TBS・KN・KC …(1) ここで各係数は次のものを表している。
【0018】TBS:始動時基本燃料噴射時間 KN:回転数補正係数 KC:状態補正係数 始動時基本燃料噴射時間TBSは、多量の未燃HCが排
気マニホルド8a内に排出されるのを阻止しつつ機関始
動を確実にかつ速やかに完了させるために必要な燃料噴
射量を得るための燃料噴射時間であり、予め実験により
求められているものである。この始動時基本燃料噴射時
間TBSは図3に示されるように機関冷却水温THWが
低くなるにつれて長くなるように定められる。機関始動
時における吸入空気量は機関始動時にわたってほぼ一定
であり、この一定値は機関冷却水温THWが低くなるに
つれて多くなる。そこで、機関冷却水温THWが低くな
るにつれて長くなる始動時基本燃料噴射時間TBSを導
入してこのTBSに基づき算出される燃料噴射時間だけ
燃料噴射を行えば多量の未燃HCを排気マニホルド8a
内に排出するのを阻止しつつ機関始動を確実にかつ速や
かに完了できることになる。なお、始動時基本燃料噴射
量は図3に示すマップの形で予めROM32内に記憶さ
れている。
【0019】回転数補正係数KNは機関始動時の機関回
転数Nに応じて始動時基本燃料噴射量を補正するもので
ある。状態補正係数KCは吸気温補正係数、気圧補正係
数、バッテリ電圧補正係数を一まとめにして表したもの
である。これらKNおよびKCは補正する必要がない場
合にはそれぞれ1とされる。これに対し、機関始動が完
了した後には吸入空気量QAに基づいて次の式(2)か
ら燃料噴射時間TAUが算出される。
【0020】 TAU=TBA・FAF・KC・KI・(1−KD)…(2) TBA=QA・CC ここで各係数は次のものを表している。 TBA:始動後基本燃料噴射時間 QA:吸入空気量 CC:換算係数 FAF:フィードバック補正係数 KI:増量補正係数 KD:減量補正係数 始動後基本燃料噴射時間TBAは、吸入空気量がQAで
あるときに空燃比を目標空燃比、例えば理論空燃比にす
るのに必要な燃料噴射量が得られる燃料噴射時間であ
り、換算係数CCは予め実験により求められたものであ
る。フィードバック補正係数FAFは空燃比センサ28
の出力信号に基づいて空燃比を目標空燃比にするための
ものであり、本実施例では1を中心として変動する。増
量補正係数KIは例えば暖機増量補正係数や加速増量補
正係数などを一まとめにして表したものであり、増量補
正する必要がない場合には1とされる。
【0021】減量補正係数KDは、後述する開弁遅れ期
間中に燃料噴射量を減量するためのものであり、零から
1までの範囲にある。次に図4を参照して減量補正係数
KDについて説明する。図4は機関始動および機関始動
が完了した後のタイムチャートである。図4において時
間aはスタータモータスイッチ46がオンとされた時
間、すなわち機関始動が開始された時間を示している。
図4を参照すると、スタータモータスイッチ46がオン
とされて機関始動が開始された後しばらくの間は機関回
転数N1はほぼ一定に維持されているが、時間bとなる
と設定回転数N1を越えて上昇する。したがって図4に
示す例では時間aから時間bまでの間が機関始動時であ
る。機関始動時には開閉弁17の目標開弁量Dは零に維
持されておりかつ実際の開弁量DDも零に維持されてい
る。機関始動が完了すると、すなわち時間bとなってN
>N1となると開閉弁17の目標開弁量DがMIDとさ
れる。しかしながら、D=MIDとされても開閉弁17
はただちに開弁せず、すなわち開閉弁17の実際の開弁
量DDは零に維持される。次いで時間cとなるとようや
く開閉弁17が開弁し始め、次いで時間dとなると開閉
弁17の実際の開弁量DDが目標開弁量であるMIDに
一致する。したがって、開閉弁17の開弁量を中間開弁
量MIDにすべきときから、すなわち機関始動が完了し
たときから開閉弁17の実際の開弁量DDが目標開弁量
であるMIDに一致するまでの間を開弁遅れ期間と称す
れば、図4に示す例では時間bから時間dまでの間が開
弁遅れ期間となる。このような開弁遅れ期間はできるだ
け短いのが好ましいが、実際には或る程度の開弁遅れ期
間が生ずる。特に本実施例では開閉弁駆動装置16を負
圧式のアクチュエータから構成しているので開弁遅れ期
間が比較的長くなる。また、開閉弁駆動装置16の第1
および第負圧室20,22内に開閉弁17下流の負圧を
直接導くようにした場合にはさらに開弁遅れ期間が長く
なりうる。
【0022】開弁遅れ期間中には開閉弁17が閉弁して
おり、或いは開閉弁17の実際の開弁量が目標開弁量で
ある中間開弁量MIDよりも小さいために吸入空気量を
増大すべきときであるにも関わらず吸入空気量が増大し
ない。一方、本実施例では機関始動時、すなわち時間a
から時間bまでの間は上述の式(1)から燃料噴射時間
TAUが算出され、機関始動時が完了すると、すなわち
時間bとなってN>N1となった後にはサージタンク1
1内の負圧から算出された吸入空気量に基づいて燃料噴
射時間TAUが算出される。ところが、機関始動が完了
したといっても時間bから時間dまでの間の開弁遅れ期
間中は開閉弁17の実際の開弁量DDが中間開弁量MI
Dよりも小さくなっており、したがって開弁遅れ期間中
のサージタンク11内の負圧は同一の機関回転数に対し
開閉弁17の開弁量がMIDであるときのサージタンク
11内の負圧に比べて小さくなっている。このため、サ
ージタンク11内の負圧に基づいて吸入空気量を算出す
るとこのとき算出される吸入空気量QAは実際の吸入空
気量QAAよりも多いことになる。このように、QAが
QAAよりも多いときにTBA・FAF・KC・KIに
より燃料噴射時間TAUを算出するとこのときの燃料噴
射量は空燃比を目標空燃比とするのに必要な燃料量より
も多いことになり、その結果燃焼室4内で燃料が良好に
燃焼されずに排気マニホルド8a内に多量の未燃HCが
排出されることになる。また、この場合点火栓9にこの
多量の燃料が付着して点火作用が行えなくなる恐れもあ
る。
【0023】そこで図1の内燃機関では開閉弁17の実
際の開弁量DDを検出する開弁量センサ43を設けて開
弁遅れ期間を検出し、すなわち開閉弁17の実際の開弁
量DDが目標開弁量Dからずれている期間、正確に云う
と開閉弁17の実際の開弁量DDが目標開弁量Dよりも
小さくなっている期間を求め、この開弁遅れ期間中にお
いてサージタンク11内の負圧に基づいて算出された吸
入空気量QAから燃料噴射時間TAUを算出すると共に
この燃料噴射時間TAUから後述する減量量だけ減量す
るようにしている。すなわち、減量補正係数KDを導入
して開弁遅れ期間中にはTBA・FAF・KC・KIか
らTBA・FAF・KC・KI・KDだけ減量すること
により燃料噴射時間TAUを算出するようにしている。
その結果、開弁遅れ期間中における燃料噴射量を、空燃
比を目標空燃比に維持するのに必要な燃料量とすること
ができるので噴射燃料を燃焼室4内において良好に燃焼
させることができ、したがって排気マニホルド8a内に
多量の未燃HCが排出されるのを阻止することができ
る。また、点火栓9の確実な点火作用を確保することが
できる。
【0024】このように減量補正係数KDは開弁遅れ期
間中に空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を減
量するためのものであり、本実施例において予め実験に
より求められている。減量補正係数KDは図5(A)に
示されるように開閉弁17の実際の開弁量DDが中間開
弁量MIDに近づくにつれて小さくなりかつDD=MI
DのときにKD=0となり、図5(B)に示されるよう
に機関回転数Nが小さくなるにつれて小さくなる。この
減量補正係数KDは図5(C)に示されるマップの形で
予めROM32内に記憶されている。
【0025】開弁遅れ期間中において、開閉弁17の実
際の開弁量DDが大きくなるにつれて、正確に云うとD
Dと目標開弁量である中間開弁量MIDとの差が小さく
なるにつれてサージタンク11内の負圧に基づいて算出
された吸入空気量QAと実際の吸入空気量QAA間の差
が小さくなり、一方、機関回転数Nが小さくなるにつれ
てQAとQAA間の差が小さくなる。したがって、DD
とMIDとの差が小さくなるにつれて減量量、すなわち
KDを少なくすればよく、また、機関回転数Nが小さく
なるにつれて減量量、すなわちKDを少なくすればよい
ことになる。
【0026】図4に示す例では時間bとなって開弁遅れ
期間となると減量補正係数KDがステップ状に増大し、
ほぼ一定に維持された後に次第に小さくなり、時間dと
なってDD=MIDとなるとほぼ零となる。なお、DD
=MIDとなった後にはサージタンク11内の負圧から
算出された吸入空気量QAと、実際の吸入空気量QAA
とが一致するのでQAに基づいて燃料噴射時間TAUを
算出すれば最適な燃料噴射時間を算出できることにな
る。
【0027】ところで、開弁遅れ期間中において開閉弁
17の開弁量DDが目標開弁量である中間開弁量MID
よりも小さいといっても開閉弁17には流通孔17aが
設けられているのでこの流通孔17aを介して空気が流
通し、また開閉弁17が開弁した後にはさらに多くの空
気が開閉弁17を介して流通するようになる。この場合
の実際の吸入空気量はスロットル開度TAが大きいとき
程大きくなる。したがって、開弁遅れ期間中においてス
ロットル開度TAが大きいとき程サージタンク11内の
負圧から算出された吸入空気量QAと、実際の吸入空気
量QAA間のずれが小さくなることになる。このため、
開弁遅れ期間中においてスロットル開度TAが大きいと
き程減量補正係数KDを小さくしなければならない。一
方、図5に示した減量補正係数KDはスロットル開度が
最小開度、すなわち本実施例ではアイドリング開度のと
きの最適値である。そこで、図6に示すように開弁遅れ
期間中においてスロットル開度TAがアイドリング開度
のときに1でありスロットル開度TAが大きいとき程小
さくなるスロットル開度補正係数KTAを導入し、この
スロットル開度補正係数KTAを図5のマップから求め
られた減量補正係数KDに乗算するようにしている。そ
の結果、開弁遅れ期間中における燃料噴射量をさらに確
実に最適値に一致させることができるようになる。特
に、開弁遅れ期間のような機関始動完了直後には負圧セ
ンサ39の精度が比較的低いのでこのときにスロットル
開度TAをも考慮して減量補正係数KDを算出すればさ
らに正確な減量作用を確保できるようになり、したがっ
て開弁遅れ期間中に排気マニホルド8a内に排出される
未燃HC量をさらに低減できるようになる。
【0028】次に図7から図9を参照して上述の開閉弁
制御方法および燃料噴射時間の算出方法を実行するため
のルーチンを説明する。図7はイニシャライズ処理を実
行するためのルーチンを示している。このルーチンはイ
グニッションスイッチ47がオンとされたときに1回実
行される。図7を参照すると、ステップ60ではF1が
零とされる。このF1は機関始動が開始される前または
機関始動時に零とされ、機関始動が完了したときに1と
されるものである。次いでステップ61に進み、開閉弁
17の目標開弁量Dが零とされる。その結果開閉弁17
が閉弁される。次いで処理サイクルを終了する。
【0029】図8は開閉弁制御ルーチンを示している。
このルーチンは予め定められた設定時間毎の割込みによ
って実行される。図8を参照すると、まずステップ70
ではF1が1であるか否か、すなわち機関始動が完了し
たか否かが判別される。イグニッションスイッチ47が
オンとされた後初めての処理サイクルにおいてはF=0
であるので次いでステップ71に進む。ステップ71で
は機関回転数Nが設定回転数N1よりも高いか否かが判
別される。N≦N1のときには機関始動が未だ完了して
いないと判断してステップ72に進み、開閉弁17の目
標開弁量Dを零とする。その結果、機関始動が完了する
までは開弁量が零となるように開閉弁17が制御される
ことになる。次いで処理サイクルを終了する。これに対
し、ステップ71においてN>N1のときには機関始動
が完了したと判断して次いでステップ73に進み、F1
を1とする。次いでステップ74に進み、ステップ74
では開閉弁17の目標開弁量Dを中間開弁量MIDとす
る。その結果、開弁量がMIDとなるように開閉弁17
が制御される。このため機関始動が完了した後には開閉
弁17が開弁されることなる。次いで処理サイクルを終
了する。
【0030】次の処理サイクルではF=1であるのでス
テップ70からステップ75に進み、ステップ75では
機関運転が低負荷運転であるか否かが判別される。低負
荷運転のときには次いでステップ74に進んで開閉弁1
7の目標開弁量Dを中間開弁量MIDとする。これに対
し高負荷運転時にはステップ76に進んで開閉弁17の
目標開弁量Dを最大開弁量MAXとする。その結果、開
弁量がMAXとなるように開閉弁17が制御される。次
いで処理サイクルを終了する。
【0031】図9は燃料噴射時間の算出ルーチンを示し
ている。このルーチンは一定クランク角毎の割込みによ
って実行される。図9を参照すると、まずステップ80
では状態補正係数KCが算出される。次いでステップ8
1ではF1が1であるか否かが判別される。F1=0、
すなわち機関始動時には次いでステップ82に進み、機
関冷却水温THWに基づいて図3のマップから始動時基
本燃料噴射時間TBSが算出される。続くステップ83
では回転数補正係数KNが算出される。次いでステップ
84に進み、次式に基づいて燃料噴射時間TAUが算出
される。
【0032】TAU=TBS・KN・KC したがって機関始動時にはこの式に基づいて算出された
燃料噴射時間TAUだけ燃料噴射弁14から燃料噴射が
行われる。次いで処理サイクルを終了する。一方、ステ
ップ81においてF1=1のとき、すなわち機関始動が
完了した後には次いでステップ85に進み、次式に基づ
いて始動後基本燃料噴射時間TBAが算出される。
【0033】TBA=QA・CC 続くステップ86ではフィードバック補正係数FAFが
算出され、続くステップ87では増量補正係数KIが算
出される。続くステップ88では図5のマップから減量
補正係数KDが算出される。続くステップ89では図6
のマップからスロットル開度補正係数KTAが算出され
る。次いでステップ90に進み、次式から減量補正係数
KDが算出される。
【0034】KD=KD・KTA 続くステップ91では次式に基づいて燃料噴射時間TA
Uが算出される。 TAU=TBA・FAF・KC・KI・(1−KD) したがって機関始動完了後はこの式に基づいて算出され
た燃料噴射時間TAUだけ燃料噴射14から燃料噴射が
行われる。次いで処理サイクルを終了する。
【0035】次に減量補正係数KDの算出方法の別の実
施例を説明する。この実施例では、機関運転状態、すな
わち機関冷却水温THWに応じて定まる係数X,Y,Z
を用いて減量補正係数KDを算出するようにしている。
すなわち、図10のタイムチャートに示されるように時
間bとなって機関始動が完了したときにまず減量補正係
数KDをステップ状に増大させてKD=Xとする。ここ
で初期値Xは零から1までの範囲にある。次いでKDを
Xに維持し、KD=Xとしてから時間Yだけ経過したら
次に減衰率Zでもって減少させる。すなわち、保持時間
YだけKDをXに保持した後は次式に基づいて減量補正
係数KDを求める。
【0036】KD=KD・Z ここで減衰率Zは零から1までの範囲にある。次いで開
閉弁17の実際の開弁量DDが目標開弁量であるMID
に一致する時間dとなるとKDがほぼ零となる。なお、
図10のタイムチャートにおいて時間aは機関始動が開
始された時間を示している。
【0037】X,Y,Zは開弁遅れ期間中に減量補正係
数KDが最適となるように予め実験により求められた値
である。初期値Xは図11(A)に示されるように機関
冷却水温THWが高くなるにつれて大きくなり、保持時
間Yは図11(B)に示されるように機関冷却水温TH
Wが高くなるにつれて小さくなり、減衰率Zは図11
(C)に示されるように機関冷却水温THWが高くなる
につれて小さくなる。これらX,Y,Zは予めROM3
2内に記憶されている。
【0038】したがって、この実施例において開弁遅れ
期間は機関冷却水温THWに基づいて推算されることに
なる。このため、この実施例では開閉弁17の開弁量を
検出するための開弁量センサ43を設ける必要がない。
次に図12を参照して減量補正係数KDの算出ルーチン
を説明する。このルーチンは例えば図9に示したルーチ
ンのステップ88として実行される。
【0039】図12を参照すると、まずステップ100
ではF2が1であるか否かが判別される。このF2は開
弁遅れ期間中であると判別されたときに1とされ、開閉
弁17の実際の開弁量DDが目標開弁量Dに一致したと
判別されたときに零とされるものである。このF2は例
えばイニシャライズ処理において1とされており、した
がって機関始動が完了して初めてステップ100に進ん
だときにはF2=1であるので次いでステップ101に
進む。ステップ101では開弁遅れ期間中の時間を表す
タイマカウント値Tが零であるか否かが判別される。こ
のタイマカウント値Tは例えばイニシャライズ処理にお
いて零とされており、したがってステップ100から初
めてステップ101に進んだときにはT=0であるので
次いでステップ102に進む。ステップ102では図1
1(A)のマップから初期値Xが算出され、続くステッ
プ103では図11(B)のマップから保持時間Yが算
出され、続くステップ104では図11(C)のマップ
から減衰率Zが算出される。続くステップ105では減
量補正係数KDが初期値Xとされる。次いでステップ1
06に進み、タイマカウント値Tを1だけインクリメン
トして処理サイクルを終了する。
【0040】次の処理サイクルではステップ101から
ステップ107に進む。ステップ107ではタイマカウ
ント値Tが保持時間Yよりも小さいか否かが判別され
る。T<Yのときにはステップ105に進み、KDをX
に保持する。これに対しT≧Yとなったらステップ10
7からステップ108に進み、次式に基づいてKDが算
出される。
【0041】KD=KD・Z したがって機関始動が完了して開弁遅れ期間となってか
ら時間Yの間はKDがXに保持されることになる。次い
でステップ109に進み、ステップ109ではKDが極
めて小さな一定値wよりも小さいか否かが判別される。
KD≧wのときにはステップ106にジャンプする。し
たがって、処理サイクルが繰り返される毎にKDが小さ
くされることになり、次いでKD<wとなると開弁遅れ
期間でなくなったと判断してステップ109からステッ
プ110に進む。ステップ110ではF2が零とされ、
続くステップ111では減量補正係数KDが零とされ
る。次いで処理サイクルを終了する。
【0042】続く処理サイクルではF2=0とされてい
るのでステップ100に進んだ後に処理サイクルを終了
する。したがって、開弁遅れ期間でなくなると減量補正
係数KDは零に維持されることになる。上述の実施例で
は機関回転数Nが設定回転数N1よりも高くなったとき
に機関始動が完了したと判別するようにしている。しか
しながら、例えば開閉弁17下流の吸気枝管10内の負
圧を検出する負圧センサを設けて機関始動時に開閉弁1
7下流の吸気枝管10内の負圧が予め定められた設定負
圧よりも高くなったときに機関始動が完了したと判別す
るようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】1番目の発明では、機関始動時および機
関始動の完了後において最適な燃料噴射量を算出するこ
とができる。2番目の発明では1番目の発明において、
開弁遅れ期間中に燃料噴射量を最適な噴射量にすること
ができる。
【0044】3番目の発明では2番目の発明において、
減量量を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】内燃機関の全体図である。
【図2】開弁量が異なる場合の開閉弁を示す図である。
【図3】始動時基本燃料噴射量を示す線図である。
【図4】機関始動時および始動完了後におけるタイムチ
ャートである。
【図5】減量補正係数を示す線図である。
【図6】スロットル開度補正係数を示す線図である。
【図7】イニシャライズ処理を実行するためのフローチ
ャートである。
【図8】開閉弁制御を実行するためのフローチャートで
ある。
【図9】燃料噴射時間を算出するためのフローチャート
である。
【図10】別の実施例における減量補正係数の算出方法
を説明する図4と同様なタイムチャートである。
【図11】初期値、保持時間、および減衰率を示す線図
である。
【図12】別の実施例により減量補正係数を算出するた
めのフローチャートである。
【符号の説明】
10…吸気枝管 11…サージタンク 14…燃料噴射弁 15…スロットル弁 16…開閉弁駆動装置 17…開閉弁 27…水温センサ 29…負圧センサ 43…開弁量センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 45/00 314 F02D 45/00 314Q 366 366E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気通路内に開閉弁を配置すると共に該
    開閉弁下流の吸気通路内に燃料噴射弁を配置した内燃機
    関において、機関冷却水温を検出する機関冷却水温検出
    手段と、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
    機関始動時であるか機関始動が完了したかを判別する判
    別手段と、判別手段により機関始動時であると判別され
    たときに開閉弁を閉弁状態に保持すると共に機関始動が
    完了したと判別されたときに開閉弁を開弁する開閉弁駆
    動手段と、判別手段により機関始動時であると判別され
    たときに機関冷却水温に基づいて燃料噴射量を算出する
    と共に機関始動が完了したと判別された後に吸入空気量
    に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と
    を具備した燃料噴射量制御装置。
  2. 【請求項2】 上記吸入空気量検出手段は上記開閉弁上
    流の吸気通路内の負圧に基づいて吸入空気量を検出し、
    開閉弁の開弁遅れ期間を求めて該開弁遅れ期間中に、上
    記燃料噴射量算出手段により算出された燃料噴射量を減
    量する減量手段を具備した請求項1に記載の燃料噴射量
    制御装置。
  3. 【請求項3】 上記開閉弁の開弁量を検出する開弁量検
    出手段を具備しており、上記減量手段は機関回転数と開
    閉弁の開弁量とに基づいて減量量を算出する請求項2に
    記載の燃料噴射量制御装置。
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