JPS5825546A - 電子制御機関の暖機中の電子制御方法 - 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】 本発明は、マイクロコンピュータ等を用いて燃料噴射量
および点火時期等を算出する電子制御機関の暖機中の電
子制御方法に関する。

暖機中の従来の電子制御方法では、冷却水温度が暖機状
態と所定の関係を有しているものとみなし、冷却水温度
のみに関係して燃料噴射量および点火時期を算出してい
る。しかし、冷却水温度と実際の暖機状態とは厳密には
対応しておらず、同一の冷却水温度でも暖機状態が異な
っている場合がある。したがって、暖機中の従来の電子
制御方法では、冷却水温度が等しければ、暖機経過に関
係なく、始動直後もそれ以降の暖機中も燃料噴射量およ
び点火時期が等しくなるように算出されるので、暖機中
の燃料噴射量および点火時期進角量が所望値より小さく
な（２） つて運転性が悪化しているか、あるいは所望値より大き
くなって燃費等が悪化している。シリンダヘッドの近傍
の冷却水温度は暖機状態と比較的圧しい対応関係にある
が、このような位置への水温センサの取付けはほぼ困難
である。

本発明の目的は、暖機中における燃料噴射量および点火
時期を暖機経過に応じて定め、暖機中の運転性、燃費等
を改善することができる電子制御方法を提供することで
ある。

本発明では、始動後の暖機経過が始動時の冷却水温度に
より決まることに着目し、本発明の電子制御方法によれ
ば、始動時の冷却水温度から暖機制御開始温度を算出し
、冷却水温度が暖機制御開始温度以上でかつ所定の暖機
終了温度以下である場合には暖機中と判断し、暖機中で
は燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方を暖機に
適合して算出する。

本発明ではまた、始動時の冷却水温度とその後の冷却水
温度との差が暖機状態と強い対応関係にあることに着目
し、本発明の電子制御方法（３） によれば、始動時の冷却水温度を検出し、現在の冷却水
温度と始動時の冷却水温度との差を算出し、暖機中の燃
料噴射量および点火時期の少なくとも一方を、この差に
もとづいて算出する。

本発明では、冷却水温度の始動時からの変化量と潤滑油
温度の始動時からの変化量との差が暖機経過と強い対応
関係にあることに着目し、本発明の電子制御方法によれ
ば、始動時の冷却水温度および潤滑油温度を検出し、始
動時から現在までの冷却水温度の変化量と潤滑油温度の
変化量との差を算出し、この差に基づいて暖機中の燃料
噴射量および点火時期の少なくとも一方を算出する。

図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明が適用される電子制御機関を概略的に示
しており、エアクリーナ１から吸入された空気はエアフ
ローメータ２、絞り弁３、サージタンク４、吸気ボート
５、および吸気弁６を含む吸気通路口を介して機関本体
７の燃焼室８へ送られる。絞り弁３は運転室の加速ペダ
ル１３に連動する。燃焼室８はシリンダヘッド９、（４
） シリンダブロック１０、およびピストン１１によって区
画され、混合気の燃焼によって形成された排気ガスは排
気弁１５、排気ポート１６、排気多岐管１７、および排
気管１８を介して大気へ放出される。バイパス通路２１
は絞り弁３の上流とサージタンク４とを接続し、バイパ
ス流量制御弁２２はパルスモータ、電磁作動弁等の電気
制御弁によって操作されてバイパス通路２１の流通断面
積を制御する。排気ガス再循環（ＥＧＲ）通路２３は排
気多岐管１７とサージタンク４とを接続し、オンオフ弁
形式の排気ガス再循環（ＥＯＲ）制御弁２４は電気パル
スに応動してＥＧＲ通路２３を開閉する。

吸気温センサ２８はエア７０−メータ２内に設けられて
吸気温を検出し、スロットル位置センサ２９は、絞り弁
３がアイドリング開度にあるか否かを検出する。水温セ
ンサ３０はシリンダブロック１０に取付けられて冷却水
温度を検出し、酸素濃度センナとして周知の空燃比セン
サ３１は排気多岐管１７の集合部分に取付けられて集合
部分における酸素濃度を検出し、クランク角センサ３２
（５） は、機関本体７のクランク軸（図示せず）に結合する配
電器３３の軸３４０回転からクランク軸のクランク角を
検出し、車速センサ３５は変速機３６の出力軸の回転速
度を検出し、油温センサ３７は機関本体７の下部のオイ
ルパン３８に取付けられて潤滑油温度を検出する。これ
らのセンサ２゜２８　、２９　、３０　、３１　、３２
　、３５　、３７の出力、および蓄電池３９の電圧は電
子制御部４０へ送られる。燃料噴射弁４１は気筒に対応
して吸気ポート５の近傍に設けられ、ポンプ４２は燃料
タンク４３からの燃料を、燃料通路４４を介して燃料噴
射弁４１へ送る。

電子制御部４０は各センサからの入力信号をパラメータ
として燃料噴射量を計算し、計算した燃料噴射量に対応
したパルス幅の電気パルスを燃料噴射弁４１へ送る。電
子制御部４０はまた、バイパス流量制御弁２２、ＥＧＲ
制御弁２４、自動変速機の油圧制御回路のソレノイド弁
４７（第２図）、および点火コイル４５を制御する。点
火コイル４５の二次側は配電器３３へ接続されている。

第２図は電子制御部４０の詳細を示している。

（６） マイクロプロセッサから成るＣＰＵ（中央処理装置）４
８、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）４９、ＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）５０、機関停止時にも補助電源か
ら給電されて記憶を保持できる別のＲＡＭ５１、マルチ
プレクサ付きＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５２
、バッファ付きｌ１０（入力／出力）器５３はバス５４
を介して互いに接続されている。ＲＡＭ５１は不揮発性
メモリであってもよい。エアフローメータ２、吸気温セ
ンサ２８、水温センサ３０．空燃比センサ３１、油温セ
ンサ３７、および蓄電池３９の出力はＡ／Ｄコンノ臀−
夕５２へ送られる。また、スロットル位置センサ２９お
よびクランク角センサ３２の出力はＩ１０器５３へ送ら
れ、バイパス流量制御弁２２、ＥＧＲ制御弁２４、燃料
噴射弁４１、点火コイル４５、およびソレノイド弁４７
はＩ１０器５３を介してＣＰＵ４８がら入力を受ける。

第３図および第４図は暖機中に加速が行なわれる場合に
燃料噴射量の増量値ＡＥＷを算出するプログラムのフロ
ーチャートである。第３図のプログラムは主プログラム
の中に含まれ、第４（７） 図のプログラムはクランク角センサ３２からの割込み信
号に同期してクランク角が３０’変化するごとに実行さ
れる。

ステップ５６ではアイドルスイッチがオンか、すなわち
絞り弁３がアイドリング開度にあるか否かを検出し、判
別結果が正であればステップ６０へ、否であればステッ
プ５７へ進む。ステップ５７ではフラグＬＬＡＥＷ＝１
か否かを判別し、判別結果が正であればステップ５８へ
、否であればプログラムを終了する。なおフラグＬＬＡ
ＢＷは前回のプログラム実行時にアイドルスイッチがオ
ン状態にあったことを記憶するためのフラグである。ス
テップ５８では暖機加速増量値ＡＢＷをＡＥＷφとする
。暖機加速増量値は、暖機中の加速時に、吸入空気流量
に基づいて計算された基本燃料噴射量に加算され、所定
の出力を確保する。増量ＡＥＷφと冷却水温度との関係
は第５図に示される。冷却水温度が低いとき程、増量Ａ
ＥＷφは増大する。ステップ５９ではフラグＡＥＷを１
とし、フラグＬＬＡＢＷを０とする。フラグＡＥ（８） Ｗ＝１は暖機加速増量の実施中を意味する。ステップ６
０ではフラグＬＬＡＥＷを１とする。ステップ６１では
フラグＡＥＷをＯとする。

加速が開始されると、絞り弁３はアイドリング開度から
開かれる。したがって加速開始前ではステップ６０にお
いて絞り弁３のアイドリング開度のためにフラグＬＬＡ
ＢＷは１とされ、加速量′始後では絞り弁３が開かれる
ためにステップ５８においてＡＢＷはＡＥＷφとされる
。加速開始時以外では、すなわちアイドルスイッチがオ
ンであるか、あるいはフラグＬＬＡＥＷ＝ｏであるので
、ステップ５８は実行されない。

ステップ６５ではクランク角が３６０°変化したか否か
を所定のカウンタの値から判別し、判別結果が正であれ
ばステップ６６へ進み、否であればこの割込みプログラ
ムを終了する。実施例の電子制御機関では、クランク角
が３６００変化するごとに燃料噴射弁４１から燃料が噴
射される。ステップ６６ではＡＥＷ−ΔＡＢＷを新たな
暖機加速増量値ＡＥＷとする。ΔＡＥＷは正の所定値で
あり、加（９） 連中は加速開始から燃料噴射ごとに暖機加速増量値ＡＢ
Ｗは１ＡＥＷずつ減少する。ステップ６７ではＡＥＷ≦
０か否かを判別し、判別結果が正であればステップ６８
へ、否であればこの割込みプログラムを終了する。ステ
ップ６８ではＡＥＷ＝Ｏとする。したがってＡＥＷが負
の値になることはない。

第６図は点火時期を算出する主プログラムのフローチャ
ートである。ステップ７１ではＴＡＢＬＥ（ＴＨＷ）か
ら暖機進角量θＣを算出する。ＴＡＢＬＥ（ＴＨＷ）は
冷却水温度ＴＨＷに応じた進角量を定める表であり、ス
テップ７１で算出されたθＣと冷却水温度ＴＨＷとの関
係が第７図に示されている。

ステップ７２では機関回転速度ＮＥを検出する。

ステップ７３ではＮＥ≦上限値であるか否かを判別し、
判別結果が正であればステップ７５へ進み、否であれば
ステップ７４で上限値をＮＥとする。

これによりＮＥは上限値より小さい値に制限され、セン
サ等の故障によりＮＥが異常な値となるのが防止される
。ステップ７５ではＮＥ≧下限値であるか否かを判別し
、判別結果が正であれ（１０） ばステップ７７へ進み、否であればステップ７６で下限
値をＮＥとする。ステップ７３〜７６によりＮＥが所定
範囲に制限され、センサ等の故障によりＮＥが異常な値
となって、ＮＥに基づいて算出される点火時期が危険な
値となるのが防止される。

ステップ７７ではＮＥを記憶する。ステップ７８ではク
ランク軸１回転当たりの吸入空気量θＮを検出する。ス
テップ７９ではθＮ≦上限値であるか否かを判別し、判
別結果が正であればステップ８１へ進み、否であればス
テップ８０で上限値をθＮとする。ステップ８１ではθ
Ｎ≧下限値であるか否かを判別し、判別結果が正であれ
ばステップ８３へ進み、否であればステップ８２で下限
値をθＮとする。ステップ７９ないし８２によりθＮは
所定範囲に制限される。ステップ８３ではθＮを記憶す
る。

ステップ８４ではＮＥとθＮとをパラメータとして基本
進角量を定めたマツプからステップ７７　、８３で記憶
したＮＥ、θＮに対応する基本進角量を読む。記憶した
ＮＥ、θＮに正しく対応するＮＥ、θＮがマツプに用意
されていない場合は周知の補間（１１） 計算により、対比する基本進角量を算出する。

ステップ８５では、ステップ８４で求めた基本進角量を
θＢとする。ステップ８６ではθＢ＋θＣをθＴとする
。ステップ８７ではθＴ十補正進角量を新たなθＴとす
る。ここで補正進角量は、例えば機関の低温時に暖機経
過とは関係なく冷却水温度に関係して定められるもので
ある。ステップ８８ではθＴ≦上限値であるか否かを判
別し、判別結果が正であればステップ９０へ進み、否で
あればステップ８９で上限値をθＴとする。ステップ９
０ではθＴ≧下限値であるか否かを検辿し、判別結果が
正であればステップ９２へ進み、否であればステップ９
１で下限値をθＴとする。ステップ９２では最終的な時
期としてθＴをＲＡＭ５ｏ　（第２図）に記憶する。

第８図および第９図は本発明の実施例のプログラムの主
要部のフローチャートである。

ステップ１００では始動時か否かを判別し、判別結果が
正であればステップ１０１へ進み、否であればこのプロ
グラムを終了する。ステップ１０１（１２） では始動時の冷却水温度にΔＴＨＷを加えた値を暖機制
御開始温度とする。ΔＴＨＷは始動時の冷却水温度に関
係なく一定の正の所定値であっても、始動時の冷却水温
度に関係した正の所定値であってもよい。

ステップ１０５では現在の冷却水温度を検出する。ステ
ップ１０６では暖機制御開始温度≦現在の冷却水温度で
あるか否かを判別し、判別結果が正であればステップ１
０７へ進み、否であればこのプログラムを終了する。ス
テップ１０７では暖機制御終了温度≧現在の冷却水温度
であるか否かを判別し、判別結果が正であればステップ
１０８へ進み、否であればこのプログラムを終了する。

したがって現在の冷却水温度が暖機制御開始温度以上で
かつ暖機制御終了温度以下である場合にのみ、次のステ
ップ１０８　、１０９が実行される。暖機制御終了温度
は例えば７０℃とされる。ステップ１０８では暖機進角
量が算出される。

すなわち暖機進角量を算出する場合には、第６図のプロ
グラムでステップ７１　、８６に従ってθＣが（１３） 算出され、θＴ←θＢ＋θＣとされる。暖機制御が行な
われない場合には、第６図のルーチンでθＣ＝Ｏであり
、θＴ←θＢとされる。ステップ１０９では暖機加速増
量値を算出する。暖機加速増量値ＡＥＷは第３図および
第４図のルーチンに従って算出される。ステップ１０９
では、暖機加速増量値ではなく、加速時以外にも燃料噴
射量を基本量に対して増量して運転性を改善するための
暖機増量値を算出することも可能である。この暖機増量
は冷却水温度に関係して定められる。

第１０図は本発明の別の実施例のフローチャートである
。

ステップ１１５では始動時であるか否かを判別し、判別
結果が正であればステップ１１６へ進み、否であればス
テップ１１７へ進む。ステップ１１６では、冷却水温度
、すなわち始動時の冷却水温度を検出し、記憶する。ス
テップ１１７では現在の冷却水温度を検出する。ステッ
プ１１８では現在の冷却水温度から始動時の冷却水温度
を引いた値をΔＴＨＷとする。ステップ１１９ではΔＴ
ＨＷ（１４） をパラメータとする燃料マツプがら燃料の補正増量を算
出する。第１１図はΔＴＨＷとこのΔＴＨＷに基づいて
燃料マツプから求められる燃料の補正増量との関係を示
すグラフである。ΔＴＨＷが所定値以上になると、燃料
の補正増量が急激に増大している。ステップ１２０では
基本増量＋補正増量を暖機増量あるいは暖機加速増量と
する。

ステニ説明したように、暖機増量とは暖機中に燃料の基
本供給量に付加される供給量であり、暖機加速増量とは
暖機中の加速時に燃料の基本供給量に付加される供給量
である。ステップ１２１ではΔＴＨＷをパラメータとす
る点火時期マツプから点火時期の補正進角量を算出する
。第１２図はΔＴＨＷとこのΔＴＨＷに基づいて点火時
期マツプから求められる点火時期の補正進角量との関係
を示すグラフである。ステップ１２２では基本進角量＋
補正進角量を最終進角量とする。

第１３図は本発明の他の実施例のフローチャートである
。

ステップ１２７では始動時か否がを判別し、判（１５） 別結果が正であればステップ１２８へ、否であればステ
ップ１２９へ進む。ステップ１２８では、冷却水温度お
よび潤滑油温度、すなわち始動時の冷却水温度および潤
滑油温度を検出、記憶する。

ステップ１２９では現在の冷却水温度および潤滑油温度
を検出する。ステップ１３０では現在の冷却水温度−始
動時の冷却水温度をΔＴＨＷとする。

ステップ１３１では現在の潤滑油温度−始動時の潤滑油
温度をΔＴＨＯとする。ステップ１３２ではΔＴＨＷ−
ΔＴＨＯをΔＴとする。ΔＴの変化は暖機過程の進行に
対応する。潤滑油温度は暖機の進行に対して初期では上
昇が遅れるのに対し、冷却水温度は暖機の進行に対して
初期では上昇が進むが、ΔＴは両者の中間の速さで変化
するので、ΔＴは暖機状態と良好な対応関係にある。ス
テップ１３３ではΔＴをパラメータとする燃料マツプか
ら燃料の補正増量を算出する。第１４図はΔＴとこのΔ
Ｔに基づいて燃料マツプから求められる燃料の補正増量
との関係を示すグラフである。

ΔＴの増大に連れて燃料の補正増量も増大する。

（１６） ステップ１３４では基本増量＋補正増量を暖機増量ある
いは暖機加速増量とする。ステップ１３５ではΔＴをパ
ラメータとする点火時期マツプから点火時期の補正進角
量を算出する。第１５図はΔＴとこのΔＴに基づいて燃
料マツプから求められる点火時期の進角補正量との関係
を示すグラフである。ΔＴの増大に連れて点火時期の補
正進角量も増大する。ステップ１３６では基本進角量＋
補正進角量を最終的な進角量とする。

このように本発明によれば、始動時の冷却水温度、現在
の冷却水温度と始動時の冷却水温度との差、および始動
時から現在までの冷却水温度の変化量と潤滑油温度の変
化量との差に基づいて正確な暖機経過を算出することが
できる。

こうして暖機経過に即した燃料噴射量および（あるいは
）点火時期を算出することができる。シリンダブロック
に取付ける水温センサの取付は位置に関して本発明では
、シリンダヘッド近傍に限る等の特別な制約がない。

【図面の簡単な説明】

（１７） 第１図は本発明が適用される電子制御機関の概略図、第
２図は第１図の電子制御部のブロック図、第３図は暖機
加速増量値を検出するプログラムのフローチャート、第
４図は暖機加速増量値を減算する割込みプログラムのフ
ローチャート、第５図は第３図のプログラムの所定のス
テップにおいて算出される暖機加速増量値の基礎として
の増量ＡＥＷφと冷却水温度との関係を示すグラフ、第
６図は点火時期を算出するプログラムのフローチャート
、第７図は第６図のプログラムの所定のステップで算出
される暖機進角量と冷却水温度との関係を示すグラフ、
第８図は暖機制御開始温度を算出するプログラムのフロ
ーチャート、第９図は暖機中の点火時期および暖機加速
増量を算出するプログラムのフローチャート、第１０図
は本発明の別の実施例のプログラムのフローチャート、
第１１図は第１０図のプログラムの所定のステップで算
出される補正増量とΔＴＨＷ（＝現在の冷却水温度−始
動時の冷却水温度）との関係を示すグラフ、第１２図は
（１Ｂ） 第１０図のプログラムの所定のステップで算出される補
正進角量とΔＴＨＷちの関係を示すグラフ、第１３図は
本発明のさらに別の実施例のプログラムのフローチャー
ト、第１４図は第１３図のプログラムの所定のステップ
で算出される燃料の補正増量とΔＴ（−（現在の冷却水
温度−始動時の冷却水温度〕−〔現在の潤滑油温度−始
動時の潤滑油温度〕）との関係を示すグラフ、第１５図
は第１３図のプログラムの所定のステップで算出される
点火時期の補正進角量とΔＴとの関係を示すグラフであ
る。 ３０・・・水温センサ、３７・・・油温センサ、４０・
・・電子制御部、４１・・・燃料噴射弁、４５・・・点
火コイル。 特許出願人　　トヨタ自動車工業株式会社（１９） 第５図 一冷却水温度　　　　　〔°０〕 第７図 暖 第８図 第９図 第１１図 第１２図 点 →△ＴＨＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　始動時の冷却水温度から暖機制御開始温度を算出
   し、冷却水温度が暖機制御開始温度以上でかつ所定の暖
   機終了温度以下である場合には暖機中と判断し、暖機中
   では燃料噴射量および点火時期の少なくとも一方な暖機
   に適合して算出することを特徴とする、電子制御機関の
   暖機中の電子制御方法。 ２、　始動時の冷却水温度を検出し、現在の冷却水温度
   と始動時の冷却水温度との差を算出し、暖機中の燃料噴
   射量および点火時期の少なくとも一方を、この差にもと
   づいて算出することを特徴とする、電子制御機関の暖機
   中の電子制御方法。 ３、　始動時の冷却水温度および潤滑油温度を検出し、
   始動時から現在までの冷却水温度の変化量と潤滑油温度
   の変化量との差を算出し、（１） この差に基づいて暖機中の燃料噴射「１１および点火時
   期の少なくとも一方を算出することを特徴とする、電子
   制御機関の暖機中の電子制御方法。