JPS62258139A - 内燃機関の空燃比制御方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の空燃比制御方法、殊に高温再始動
時に燃料増量を行なう空燃比制御方法に関する。

監迷」す１亘 通常内燃機関では、澄開始動時に燃料噴射弁の量弁時間
を長くして燃料供給量を増大せしめ、それによって良好
な機関始動性を確保するようにしている。また、機関温
度が低くなるほど機関の始動には多量の燃料が必要とな
るために機関温度が低いほど燃料供給Ｍを増大せしめる
ようにしている。しかしながら、機関を停止した直後に
ｉｒｇＪを再始動する場合のように燃料噴射弁付近の燃
料の温度が高い場合には、燃料中にベーパー（燃料蒸気
）が発生ずるために機関温度により定まる時間だけ燃料
噴射弁が開弁せしめられて燃料増ｍ作用が行なわれても
燃料供給量が必要量より少な（なり、その結果機関シリ
ンダ内に供給される燃料の空燃比が要求空燃比よりも薄
くなるために機関の再始動が困難になるという問題を生
じる。

このため高温再始動時に、燃料噴射弁に印加される燃料
圧力をある一定期間アツブすると共に燃料噴）１時間を
増大して空燃比を要求空燃比に近付けるような補正を行
ない、ｉ　ＩＩＩの再始動性を改善する制御が行なわれ
ている。しかし従来の高温再始動時の燃料噴射時間の増
大制御は、吸気温がある設定値以上のときにある一定の
燃料増ａを行なっていたため、燃料配管中のベーパーの
発生状況等に応じるきめ細かな制御の達成は困難なもの
であった。

そこで燃料噴射弁の燃料温度の検出精度を高めるために
、燃料噴射弁の壁面に温度センサを設け、燃料噴射弁の
温度を検出して′ｔＸ′ｌＡ再始動時に燃料噴射室を補
正するようにした方法が特開昭５８−１３５３３２号に
より提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このように燃料噴射弁の壁面に温度セン
サを設【ノることは実際の加工上困難な面も多く必ずし
もｍ産性があるとはいえず、また燃料噴射弁の数だけ温
度センサを必要とし、さらにこの部分の温度を精度良く
測定Ｊることが困難な面が多い。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、その
目的とづるところは、大気温及びエンジン停止後の経過
時間に基づく吸入空気温度の変化に応じて機関再始動時
の燃料ｆ４準を制御する内燃機関の空燃比制御方法を提
供することである。

問題点を解決するだめの手段及び作用 本発明は高温再始動をする場合、燃料の要求増量値はＩ
ａ関停止時間（デッドソーク時間）及び外気温により異
なるという知見に基づいている。第５図に機関始動時の
燃料温度（インジェクタ温度）と要求増ｍ値との関係を
示す、燃料温度がある値以上（例えば６０℃以上）にな
ると、ベーパーの発生により機関始動時の燃料増量が必
要となる。

また第２図に示すように、インジェクタ温度（燃料温度
）は大気温の影響及び機関停止後の経過時間の影響を受
けて変化する。このとき機関の吸気温は、第３図に示す
ように大気温の影響を受けること及び第２図に示す燃料
温とほぼ同時にピークを迎えることが判明した。ざらに
機関運転中に吸気温が高い程、第３図に示すように機関
停止後の吸気温の上昇が少ないことが判明した。しかし
水温は第４図に示すように、機関運転中は大気温の影響
を受けず、また機関停止後ピークを迎える経過時間が燃
料温度及び吸気温のピークとは大きく異なっている。

そこで本発明では、機関運転中の吸気温ＴＨＡＥまたは
機関再始動時の吸気温ＴＨＡとＩｌｌｌ連関中の吸気温
ＴＨＡＥ及び機関再始動時の吸気温゛［ＨＡの差ＤＬＴ
ＨＡとに基づく第１図に示すような二次元マツプにより
始動時高温増団係Ｉ　Ｆ　ＨＯＴを求め、機関再始動時
に燃料を増量し、適正な空燃比を１することを特徴とす
る。

すなわち本発明は、基本燃料噴射時間をａＩ３！１負荷
に基づいて計算し、この基本燃料噴射時間を機関運転状
態に応じて補正して燃料噴射弁の燃料噴射時間を制御す
るようにした内燃機関の空燃比制御方法において、機関
運転中の吸気温を検出し、この検出吸気温を機関停止後
も記憶しておける記憶手段により記憶し、８１関再始動
時に現在の吸気温と前記記憶手段により記憶され又いる
機関運転中の吸気温との差を演算し、予め記憶されてい
る１ｌＩＩ始動時の吸気温と機関運転中の吸気温との差
及び機関運転中の吸気温に塁づく始動時高温増量係数の
二次元マツプより始動時高温増量係数を求め、この増壜
係数に応じて前記基本燃料噴射時間を増大して燃料増ｍ
を行なうことを特徴とする内燃機関の空燃比制御方法を
提供する。

本発明の他の態様によると、始動時高温増量係数ＦＨＯ
Ｔを求めるのに、始動時の吸気温ＴＨΔ及び始動時の吸
気温ＴＨＡと！ｊ１ｇ１１運転中の吸気温ＴＨへＥとの
差ＤＬＴＨＡとに基づく二次元マツプにより求めるよう
にしている。

本発明によると機関運転中の吸気温が高温になるほどあ
るいは機関始動時の吸気温が高温になるほど、線間始動
時の吸気温と機関運転中の吸気温との差ｒ）　Ｌ　Ｔ　
ＨＡが低くても、始動時高温増量係数ＦＨＯＴを大きく
とり燃料増量が掛り易く設定している。

実施例 以上本発明を図面に示す実施例に駐づいて詳細に説明す
ることにする。

第６図は本発明の空燃比制御方法を適用する内燃機関の
概略構成の一例を表わしている。

図中、１は内燃′ｇ！１関本体、２はシリンダブロック
、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６
は点火プラグ、７は吸気バルブ、８は排気バルブ、９は
排気マニホールド１０内の排気中の酸素濃度を検出する
酸素センサ、１５は冷却水温を計測する水温センサ、１
６はイグニッションスイッチ、２１はバッテリ電源をそ
れぞれ表わす。

吸気系では、エアクリーナ２４から取入れた吸入空気の
吸気量をエアフロメータ２５により計測すると共に、吸
気温センサ２６により吸気温を計測し、アクセルペダル
２７の踏み代に応じて開開するスロットルバルブ２８に
より吸入空気を所定量だけ吸気マニホールド３０へと送
るようになっている。スロットルボディ３１には、その
内部に介装したスロットルバルブ２８の開度及び全開位
置を検出するスロワ１〜ルセンサ３２が設けられている
。さらに吸気マニホールド３０の吸気バルブ７の近傍に
は、燃料クンク３５から通路３６を介して燃料ポンプ３
７により圧送される燃料を所定量だけ噴射供給づる燃料
噴射弁３８が取付けられている。

そして点火系では、イグナイター４０で発生した高電圧
をディストリビュータ４１に供給し、アイストリピユー
タ４１で公知の点火時期制御を行ないながら該高電圧を
所定のタイミングで各気筒の点火プラグ６に分配供給す
るようにしている。

ディストリビュータ４１には、図示しないクランクシャ
フトと同期して回転するディストリピユークシ１！フト
４２の回転位置から回転角及び回転数を検出する回転数
センサ４３が設けられており、具体的には、この回転数
センナ４３によりクランクシャフトの２回転毎に２４＠
のパルス信号を出力すると共にクランクシせフトの一回
転毎に所定角で一回のパルス信号を出力するようにして
いる。

制御装置５０は、バッテリ電源２１により作動するマイ
クロコンピュータであり、このマイクロコンピュータ内
には、第７図に示すように、中央処理ユニット（ＣＰＵ
）５１と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）５２と、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５３と、イグニッション
スイッチ１６のオフ時にも記憶を保持するバックアップ
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５４とを含んでいる
。

このうちのＲＯＭ５２には、メインルーチン、燃料噴射
１！ｄ　ｉｌｌ　ＩＩＩルーチン、点火時期制御ルーチ
ン等のプログラム、これらの処理に必要な種々の固定デ
ータ、定数等が格納されている。ざらにマイクロコンピ
ュータ内には、マルチプレクサを有するＡ／Ｄ変換器５
５と、バッファメモリを有する■１０ｖｉＨ５６とが組
込まれ、これらの５５と５６は前記５１〜５４とコモン
バス５７により互いに接続されている。

Ａ／Ｄ変換器５５においては、エアフロメータ２５、吸
気温センサ２６等の各センサの出力信号をバッファを介
してマルチプレクサに入力し、これらのデータをＡ／Ｄ
変換してＣＰＵ５１の指令により所定の時期にＣＰｔＪ
５１及びＲＡＭ５３あるいは５４へ出力するようにして
いる。これによりＲＡＭ５３あるいは５４に吸入空気量
、吸気温、水温等の最新検出データを取込み、その所定
領域にこれらのデータを格納する。またＩ１０装置５６
においては、スロットルセンサ３２、回転数センサ４３
等の各センサの検出信号を入力し、これらのデータをＣ
ＰＵ５１の指令により所定の時期にＣＰＵ５１及びＲＡ
Ｍ５３あるいは５４へ出力するようにしている。

ＣＰＵ５１はＲＯＭ５２に記憶されているプログラムに
従って前記各センサにより検出されたデータに基づいて
燃料噴射量を計算し、これに基づくパルス信号をＩ１０
装圓５６を経て燃料噴射弁３８に出力する。すなわち、
基本的には、エアフロメータ２５が検出する吸入空気量
と回転数センサ４３が検出する礪関回転数により基本燃
料量（基本燃料噴射時間）を算出し、これを検出吸気温
、冷ｕ１水ｒ、１等に応じて補正し、この補正燃料最に
対応するパルス信号をＩ１０装置５６内の図示しない駆
動回路から燃料噴射弁３８に送るようになっている。

以下本発明の内燃機関の空燃比制御方法の一実施例を第
８図〜第１０図のフローチャー１・を参照して説明する
ことにする。

第８図〜第１０図の処理ルーチンはメインルーチン中の
一部として行なわれる。

まず第８図の処理ルーチンにおいて現在の機関状態が始
動状態か否かを判定づる。すなわちステップ１０１にお
いて、イグニッションスイッチオン時にセットされるフ
ラグＸＳＴΔがセットされ、ているか否かを判定する。

ステップ１０１においてフラグＸ５ＴＡがセットされて
いる場合には、ステップ１０２に進み機関回転数が例え
ば５００ｒｐｍ以上か否か判定し、５００ｒｐｍ以上の
場合にはｍ閏が始動状態を脱していると判断して、ステ
ップ１０３においてフラグＸ５ＴＡをリセットする。次
いでステップ１０４に進み、機関が始動状態にないとき
の吸気ｍＴＨＡをバックアップＲＡＭ５４にＴＨＡＥと
して記憶する。

一方ステップ１０２において、機関回転数Ｎが５００ｒ
ｐｍ未満の場合には、始動状態と判断してステップ１０
６に進みフラグＸ５ＴＡをセットする。またステップ１
０１においてフラグＸ５ＴＡがリセットされている場合
には、ステップ１０５に進み機関回転数Ｎが例えば２０
　Ｏｒ　ｐ　ｍ未満か否か判定する。機関回転数Ｎが２
０Ｏｒｐｍ未満の場合には、機関が始動状態に入ったと
判断してステップ１０６に進みフラグＸ５ＴＡをセット
し、機関回転数Ｎが２０Ｏｒｐｍ以上の場合にはステッ
プ１０３に進みフラグＸＳＴ△をリセットする。

このように第８図の処理ループ・ンにおいては、現在の
機関状態が始動状態か否か判断し、始動状態でなく機関
が運転中と判断された場合には、ステップ１０４におい
て現在の吸気ＵＴＨＡをバックアップされたＲＡＭ５４
にＴ　）−Ｉ　Ａ　Ｅとしてその都度更新して記憶する
。

次に第９図のフ［コーヂャートを参照して、このように
して求めたＴＨＡＥから始動時高温増量係数ＦＨＯＴを
求め、機関始動後ＦＨＯＴを一定回転毎に減衰させる処
理ルーチンついて説明する。

まずステップ２０１において、現在の機関状態が始動状
態か否か、すなわちフラグＸ５ＴＡがセットされている
か否か判定し、フラグがセットされている場合には始動
時高温増量係数Ｆ　ＨＯＴを求めるルーチンを実行する
。まずステップ２０２において、バックアツプＲＡＭ５
４内に記憶しである機関が始動状態でないときの前回の
吸気温ＴＨＡＥとａｒｚ始動時現在の吸気温ＴＨΔとの
差ＤＬＴ　Ｈ△を求める。次にステップ２０３に進み、
上述のＴＨＡＥとＤ　Ｌ　Ｔ　ＨＡとに基づいて、予め
ＲＯＭ５２内に記憶されている第５図に示ずようなＴＨ
ＡＥとＤＬＴＨＡとからなる始動時ｔＸ温増伍係数Ｆ　
ＨＯＴの二次元マツプより、今回必要とする始動時高温
増量係数Ｆ　ＨＯＴを求め、ステップ２０４に進んで始
動時高温増量係数Ｆ　ＨＯＴをＲＡＭ５３に格納した後
、ステップ２０５に進んで機関が一回転する毎にカウン
トアツプされるカウンタＣＲＥＶをクリアする。

一部ステップ２０１において、現在の８１１１Ｑ状態が
始動状態にないと判定された場合には、例えば所定回転
数毎に始動時高温増量係数ＦＨＯＴをゼロになるまで減
衰させる処理を実行する。まずステップ２０６において
、カウンタＣＲＥＶが予め設定された経過回転数Ａ（例
えば５０回転）を超えたか否か判定する。否定判定の場
合には、減衰タイミングでないと判断し本ルーチンの処
理を終了する。ステップ２０６においてカウンタＣＲＥ
■がへ以上の場合には、減衰タイミングと判断し、ステ
ップ２０７に進んで始動時高温増量係数ＦＨＯＴをディ
クリメントする。次いでステップ２０８において、始動
時高温増量係数ＦＨＯＴが負か否か判断し、負の場合に
はステップ２０９に進んで始動時高温増量係数Ｆ　ＨＯ
Ｔをクリアする。ステップ２０８において始動時高温増
量係数Ｆ　ＨＯＴが正の場合及びステップ２０９におい
て始動時′ｔ１ｍ増ｍ係数ＦＨＯＴをクリアした後に、
ステップ２１０に進んでカラタンＣＲＥＶをクリアし次
回の減衰タイミングに備える。すなわちステップ２０６
から２１０の始動時高温増ｒｄ係数ＦＨＯＴの減衰処理
は、機関始動ｍ＊関の一定回転数Ａ毎に行ない始動時高
温僧過係数ＦＨＯＴをゼロになるまで徐々に減衰させる
ものである。なお、カウンタＣＲＥＶは図示を省略した
が、機関１回転毎に起動される処理ルーチンにおいてイ
ンクリメントされる。

次に第１０図のフローヂャートを参照し゛にのようにし
て求めた始動時高温増ｍ係＠　Ｆ　Ｈ０丁に応じて燃料
噴射時間ＴＡＬＪを求める処理ルーチンについて説明す
る。まずステップ３０１において、エアフロメータ２５
から出力された信号から吸入空気ｆｉｔ　Ｑを求め、ス
テップ３０２において回転数センサ４３から出力された
信号から機関回転数Ｎを求め、ステップ３０３において
このようにして求めたＱとＮに基づいて基本燃料噴射時
間ＴＰを計算する。次いでステップ３０４において、機
関冷却水温、吸気温等に基づく補正係数を求め基本燃料
噴射時間ＴＰを補正することにより燃料噴射時間Ｔ八Ｕ
を求める。次いでステップ３０５において、第９図の処
理ルーチンにより求めた始ｎＪ時高温増吊係数Ｆ　＋−
１０７をＴΔＵに乗することにより最終燃料噴射時間Ｔ
　Ａ　Ｕを求める。

以上説明した実施例においては、ＲＯＭ５２内に予め記
憶された始動時高温増量係数Ｆ　ＨＯＴの二次元マツプ
は、機関運転中の吸気ｍＴＨＡＥと、機関始動時の吸気
温ＴＨΔ及び機関運転中の吸気１ＨＴＨＡＥの差ＤＬＴ
ＡＥとに基づいているが、本発明の始動時高温増量係数
ＦＨＯＴの二次元マツプはこれに限定されるものではな
く、ＲＰＡ始動時の吸気温ＴＨＡと、機関運転中の吸気
温ＴＨＡＥ及び線間始動時の吸気温Ｔ　）−１Δの差Ｄ
ＬＴＨΔに基づいて、始動時高温増量係数ＦＨＯＴの二
次元マツプを構成するようにしても良い。

発明の効果 本発明は以上詳述したように、Ｂ温再始動時の燃料増ａ
を、機関停止時間（デッドソーク時間）に応じて変化す
る吸気温及び外気温に応じて制御するように構成したの
で、機関状態に応じて必要な聞の燃料増量を行なうこと
ができ、燃料噴射弁の壁面温度を検出して、この検出温
度に基づいて空燃比の制御を行なっていた従来方式に比
較して、加工上の困難、温度センサの取付けによるコス
トアップ等を伴うことなく、高温再始動時の空燃比の適
確な制御を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関運転中の吸気温Ｔ　ＨＡ　Ｅと機関始動時
の吸気温及び１ｒ５０運転中の吸気温の差Ｄ　Ｌ、　Ｔ
ＨＡとに基づく始動時高温増分係数ＦＨＯＴの二次元マ
ツプ、 第２図は燃料温度（インジェクタ温度）が大気温の影響
及び機関停止後の経過時間の影響をいかに受けるかを示
ずグラフ、 第３図はｉ開停止後の吸気温が大気温及び機関停止後の
経過時間の影響をいかに受【ノるかを示すグラフ、 第４図は１１１Ｉ！ｌ停止後の冷却水温の様子をあられ
すグラフ、 第５図は燃料温度（インジェクタ温度）が変化した場合
の要求される燃料増ｍ値の変化を示ずグラフ、 第６図は本発明の空燃比υ制御方法を適用するのに適し
た内燃機関の概略構成図、 第７図は制御回路をマイクロコンピュータで構成した一
例を示すブロック図、 第８図〜第１０図は本発明の空燃比制御方法の処理ルー
チンの一例を示すフローチ＊ｙ−１−である。 １・・・内燃ｌｉ閏木本体　　　２・・・シリンダブロ
ック、３・・・シリンダヘッド、　　６・・・点火プラ
グ、９・・・酸素センサ、　　　　１５・・・水温セン
サ、１６・・・イグニッションスイッチ、 ２１・・・バッテリ電源、　　　２５・・・エアフロメ
ータ、２６・・・吸気温センサ、　２８・・・スロット
ルバルブ、３２・・・スロットルスイッチ、 ３８・・・燃料噴射弁、　　　５０・・・制御装置、５
１・・・中央処理ユニット（ＣＰｔＪ）、５２・・・リ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）、５３・・・ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）、５４・・・バックアップＲＡＭ
。 ５５・・・ＡＩＤ変換器、　　５６・・・Ｉ１０装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基本燃料噴射時間を機関負荷に基づいて計算し、この基
   本燃料噴射時間を機関運転状態に応じて補正して燃料噴
   射弁の燃料噴射時間を制御するようにした内燃機関の空
   燃比制御方法において、機関運転中の吸気温を検出し、
   この検出吸気温を機関停止後も記憶しておける記憶手段
   により記憶し、機関再始動時に現在の吸気温と前記記憶
   手段により記憶されている機関運転中の吸気温との差を
   演算し、予め記憶されている機関始動時の吸気温及び機
   関運転中の吸気温の差と機関運転中または機関始動時の
   吸気温とに基づく始動時高温増量係数の二次元マップよ
   り始動時高温増量係数を求め、この増量係数に応じて前
   記基本燃料噴射時間を増大して燃料増量を行なうことを
   特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。