JPH01300032A - 電子制御燃料噴射式内燃機関の始動制御装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電子制御燃料噴射式内燃機関の始動制御装置に
関する。

〈従来の技術〉 電子制御燃料噴射式内燃機関では、通常運転時には機関
単位回転当たりの吸入空気流量に対応させて燃料噴射量
を設定しているが、始動時における燃料噴射量は機関温
度を主として設定するようにしている。（実願昭６２−
０１５５６９号等参照）。

かかる始動時用の燃料噴射量（燃料噴射弁の開弁時間と
して表される）Ｔｃは、例えば以下に示すような式によ
って設定していた。

Ｔｃ　　＝ＴｓｔＸ　ＫＮｓｙ　　Ｘ　Ｋｒ５ｒここで
、ＴｓＴは機関温度を代表する冷却水温度Ｔｗに応じて
設定される始動時基本噴射量であり、噴射燃料の霧化性
を考慮して低水温時はど増大設定される。Ｋ９，７は回
転数補正係数であり、回転数が増大するに従って小さく
なるように設定され、これにより回転の上昇に伴って吸
気管負圧が高（なることによる充填効率の低下に対応で
きるようにしである。更に、ＫＴＳＴは経過時間補正係
数であり、始動開始から所定時間が経過するまでは１に
設定されて機能しないが、始動開始からの経過時間が前
記所定時間以上になると、この係数によって始動時噴射
量Ｔ、が徐々に減少されるようにしてあり、これにより
、始動時間が長くなっても点火栓の濡れが発生して始動
不能となることを防止している。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記の式に従って設定される始動時用の燃料
噴射量Ｔｃは、始動を開始してから完爆するまでの時間
が短時間となるように、得られる吸入混合気の空燃比が
理論空燃比よりもリッチ側となるようにしてあり、然も
、長時間リッチ混合気を必要とする極低温時における始
動性を確保できるように、前記経過時間補正係数Ｋ　？
　３　？による噴射量の減少補正も始動開始から１０秒
程度は働かないような設定となっていた。

このため、極低温時以外ではバッテリ電圧の低下による
クランキングスピードの不足や点火能力の低下等によっ
て始動初期の標準クランキング時間で完爆しないと、そ
の後の混合気状態がリッチ過ぎて完爆せず、前記経過時
間補正係数にア、アによる始動時噴射量の減少補正制御
が行われるようになってから、着火可能な空燃比状態と
なって始動が果たせるようになったり、前記経過時間補
正係数ＫＴＳＴによる始動時噴射量の減少補正制御が開
始される前に点火栓の濡れが発生して始動不能になって
しまう惧れがあった。

即ち、極低温時における始動性確保のために、経過時間
補正係数Ｋ　Ｔ　Ｓ　Ｔによる減少補正に移行するまで
の時間を長く設定しであるので、常温では経過時間補正
係数Ｋ　Ｔ、Ｔを有効に機能させて、初期に始動に失敗
して始動時間が長引いたときの空燃比リッチ化傾向を回
避することができなかったものである。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、長時間
リッチ混合気を必要とする極低温時における始動性を確
保しつつ、常温状態において始動時間が長引いた場合に
も良好な始動性が得られるようにすることを目的とする
。

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第１図に示すように、機関運転条
件に応じて設定された燃料噴射量に応じて燃料噴射弁を
オン・オフ的に駆動制御するよう構成された電子制御燃
料噴射式内燃機関において、 機関始動時に運転条件に応じて始動時用の燃料噴射量を
設定する始動時噴射量設定手段と、機関始動開始から所
定時間が経過すると前記始動時噴射量設定手段で設定さ
れた始動時用の燃料噴射量を補正して徐々に減少させる
噴射量減少補正手段と、機関温度を検出する機関温度検
出手段と、前記所定時間を機関温度に応じて設定する減
少移行時間設定手段と、機関温度に応じて前記噴射量減
少補正手段による燃料噴射量の最大減少率を規制する減
少率規制手段と、を含んで始動制御装置を構成した。

〈作用〉 かかる始動制御装置によると、機関の始動運転状態にお
いて、始動時噴射量設定手段により運転条件に応じて始
動時用の燃料噴射量が設定され、この燃料噴射量に基づ
いて燃料噴射弁のオン・オフ的な駆動制御が行われるが
、機関温度検出手段で検出される機関温度に応じて設定
される所定時間が始動開始から経過すると、噴射量減少
補正手段により前記始動時用の燃料噴射量が徐々に減少
補正されて、機関の燃料噴射量が減少して行く。

また、かかる始動時用の燃料噴射量の減少補正における
最大減少率も機関温度検出手段で検出される機関温度に
応じて規制される。

即ち、機関温度とは無関係に始動開始からの一定時間経
過後に噴射量の減少補正に移行するのではなく、機関温
度に応じて減少補正に移行するまでの時間を可変し、然
も、最大減少率も機関温度で規制して機関温度に対応し
て必要以上に噴射量が減少補正されることを回避するも
のである。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

第２図において、機関１には、エアクリーナ２から吸気
ダクト３．スロットル弁４及び吸気マニホールド５を介
して空気が吸入される。吸気マニホールド５のブランチ
部には各気筒毎に燃料噴射弁６が設けられている。前記
燃料噴射弁６は、ソレノンドに通電されて開弁じ、通電
停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、コント
ロールユニット１２からの駆動パルス信号により通電さ
れて開弁じ、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレ
ッシャレギュレータにより所定の圧力に調整された燃料
を吸気マニホールド５内に噴射供給する。

機関工の燃焼室にはそれぞれ点火栓７が設けられていて
、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。

そして、機関１からは、排気マニホールド８゜排気ダク
ト９．三元触媒１０及びマフラー１１を介して排気が排
出される。

コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスを含ん
で構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセン
サからの入力信号を受け、前記燃料噴射弁６及び点火栓
７の作動を制御する。

前記各種のセンサとしては、吸気ダクト３中に熱線式或
いはフラップ式のエアフローメータ１３が設けられてい
て、吸入空気流量Ｑに応じた電圧信号を出力する。また
、クランク角センサ１４が設けられていて、４気筒の場
合、クランク角１８０”毎の基準信号とクランク角１°
又は２°毎の単位信号とを出力する。ここで、前記基準
信号の周期、或いは所定時間内における単位信号の発生
数を計測することにより、機関回転数Ｎを算出可能であ
る。

また、機関１のウォータジャケット内の冷却水温度Ｔｗ
を検出する水温センサ１５が設けられている。本実施例
では前記冷却水温度Ｔｗが機関温度を代表するものとし
て取り扱うため、前記水温センサ１５が機関温度検出手
段に相当する。

更に、排気マニホールド８の集合部に０□センサ１６が
設けられ、排気中の０□濃度を介して機関１に吸入され
る混合気の空燃比を検出する。尚、上記各種のセンサか
らの検出信号が入力されるコントロールユニット１２に
は、スタータスイッチ１７からのオン・オフ信号が入力
されるようにしである。

ここにおいてコントロールユニット１２に内蔵されたマ
イクロコンピュータのＣＰＵは、前記各種のセンサによ
って検出される吸入空気流量Ｑと機関回転数Ｎとに基づ
いて基本燃料噴射量Ｔｐ（燃料噴射弁６の開弁時間とし
て表される）を演算すると共に、該基本燃料噴射量Ｔｐ
を冷却水温度Ｔ　ｗや０２センサ１６によって検出され
る空燃比等に基づいて補正して最終的な燃料噴射量Ｔｆ
を演算する。そして、各気筒の吸気行程にタイミングを
合わせて前記燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス巾の駆動
パルス信号を各気筒の燃料噴射弁６に順次出力し、気筒
毎に燃料を噴射供給する。

また、スタータスイッチ１７からの信号に基づいて機関
１の始動状態が検出されたときには、前述のような基本
燃料噴射量Ｔｐに基づく燃料噴射量Ｔｉ設定を行わず、
水温センサ１５によって検出される冷却水温度Ｔｗに基
づいて基本噴射量ＴｓＴを設定し、これを機関回転数（
クランキング回転数）や始動経過時間に基づいて補正し
て始動時用燃料噴射量Ｔ、を設定するよう構成されてい
る。即ち、本実施例において、コントロールユニット１
２は、始動時用噴射量設定手段、噴射量減少補正手段。

減少移行時間設定手段、減少率規制手段を兼ねるもので
ある。

かかる始動時用燃料噴射量Ｔｃの設定制御を第３図のフ
ローチャートに示すルーチンに従って説明する。

このルーチンはスタータスイッチ１７からのＯＮ信号を
受けて実行されるものであり、まず、ステップ（図中で
はＳと記しである。以下同様）１では、水温センサ１５
によって検出される冷却水温度Ｔｗを読込む。

そして、次のステップ２では、ステップ１で読込んだ冷
却水温度Ｔｗに基づいてマツプから始動時基本噴射量Ｔ
、Ｔを検索して求める。この始動時基本噴射量Ｔ、アは
、フローチャート中のグラフに示すように、燃料の霧化
性が悪化して吸気通路内壁に沿って流れる液状燃料（壁
流）が増大する冷機時はど大きな値に設定してあり、こ
れによって冷機時における空燃比のリーン化を回避でき
るようにしである。

ステップ３では、クランク角センサ１４からの検出信号
に基づいて前述のように算出される機関回転数Ｎを読込
む。

そして、次のステップ４では、ステップ３で読込んだ機
関回転数Ｎに基づいてマツプから回転数補正係数ＫＮＳ
、を検索して求める。回転数補正係数Ｋ　ＮＳＴは、回
転数が増大するに従って小さくなるように設定され、こ
れにより回転の上昇に伴って吸気管負圧が高くなること
による充填効率の低下に対応できるようにしである。

ステップ５では、水温センサ１５によって検出された冷
却水温度Ｔｗに基づいて基本噴射時間Ｌｓアを検索して
求める。この基本噴射時間ｔｓｒは、始動を開始してか
ら始動時基本噴射量ＴＳＴと回転数補正係数に１Ｔとに
よって決定される噴射量をそのまま機関１に供給する期
間を示すものであり、フローチャート中のグラフに示す
ように、リッチ混合気を長時間必要とする冷却水温度Ｔ
ｗの低いときにはより長い時間が設定され、冷却水温度
Ｔｗが高いときにはより短く設定されることによって早
期に始動時用燃料噴射量Ｔｃの減少補正が開始されるよ
うにしである。

即ち、本実施例では、始動を開始してから所定時間が経
過すると後述する経過時間補正係数に？！アによって始
動時用燃料噴射量Ｔｃを徐々に減少補正するが、かかる
減少補正を開始するまでの時間を冷却水温度Ｔｗに応じ
て可変設定するものであり、上記のように冷却水温度Ｔ
ｗが低いときほど減少補正開始までの時間を長く設定す
れば、長時間のリッチ混合気供給を必要とする極低温始
動時に始動途中で噴射量が減量されて始動性を悪化させ
ることがな（、また、極低温時以外では、始動に失敗し
た場合に早期に減少補正を実施させて過剰なリッチ混合
気が継続して供給されることによる始動性の悪化を回避
する。

ステップ６では、始動を開始してからの経過時間ｔを読
込み、次のステップ７でこの経過時間ｔとステップ５で
検索した基本噴射時間ｔｘｔとを比較して、始動を開始
してから基本噴射時間ｔｓｙが経過したか否かを判定す
る。

ここで、ｔ、ア≧ｔであって、始動を開始してから噴射
量の減少補正を開始する時期に至っていないと判定され
ると、ステップ８へ進んで経過時間補正係数に、、Ｔを
設定するための時間ｔＫをゼロに設定して、経過時間補
正係数Ｋｔ！？による噴射量の減少補正が行われないよ
うにする。一方、ｔｓｔ〈ｔであって、始動開始からの
経過時間ｔが基本噴射時間ｔｓｔを越えていると判定さ
れるときには、ステップ９へ進んでＬ　　Ｌｓｔを時間
ｔｘとして、時間Ｌ１が基本噴射時間ｔｓｔを過ぎてか
らの経過時間を表すようにして、この時間ｔＫに基づい
て次のステップ１０で経過時間補正係数Ｋ　ＴＳＴが設
定されるようにする。

ステップ１０では、上記のように設定される時間１Ｋに
基づいて経過時間補正係数Ｋ　Ｔｓｔをマツプから検索
して求める。経過時間補正係数に、、、は、フローチャ
ート中のグラフに示すように、時間ｔ、Ｋがゼロである
ときには１に設定され、時間ｔＫが増大するに従って徐
々に小さくなってゼロに近づくようにしである。かかる
経過時間補正係数に丁、。

を始動時基本噴射量Ｔ、アに乗算することにより、基本
噴射時間ｔｓＴを過ぎてから始動時用燃料噴射量Ｔｃが
徐々に減少設定される。このように、冷却水温度Ｔｗに
応じた基本噴射時間１１Ｔが過ぎてから始動時用燃料噴
射量Ｔｃを徐々に減少させれば、必要なリッチ混合気の
供給を確保しつつ、始動に失敗したときには必要以上の
燃料が噴射供給され空燃比のオーバーリッチ化が発生し
、始動性が悪化することを回避できる。

次のステップ１１では、水温センサ１５によって検出さ
れる冷却水温度Ｔｗに基づいて経過時間補正係数ＫＴ、
？の最小４ｆｉＫｔｔｔｘｒｗをマツプから検索して求
める。この最小値ＫＴＳア、４．２は、フローチャート
中のグラフに示すように、冷却水温度Ｔｗが低いときに
より小さな値に設定されるようにしてあり、これにより
、全体噴射量に対して実際に霧化燃料として機関１に供
給される燃料（有効噴射量）の割合が低下する冷却水温
度Ｔｗの低いときには、より大きな減少補正を行い、吸
気通路内壁に沿って流れて機関１に供給される液状燃料
による空燃比のリッチ化を回避する一方、冷却水温度Ｔ
ｗが比較的高く有効噴射量の割合が多く液状燃料（壁流
）量が少ないときには、減少補正率を低くして短時間で
の減少補正によって空燃比がリーン化して始動性が悪化
しないようにした。

ステップ１２では、ステップ１０で時間ｔｘに基づいて
設定した経過時間補正係数Ｋ　ｒ　ｓ　ｔと、ステップ
１１で設定された経過時間補正係数）（ｔｓｔの最小値
ＫＴＳＴＭＩＮとを比較して、始動経過時間に基づいて
設定された経過時間補正係数Ｋ　Ｔ！＋７が冷却水温度
Ｔｗに基づく最小値Ｋｔｓｙｓ＋、４以下になっている
か否かを判定する。ここで、Ｋ７，７≦に、、Ｔ、４□
９であると判定されたときには、ステップ１０において
必要以上に経過時間補正係数）（ｔｘｔが小さく設定さ
れている状態であるので、ステップ１３へ進んで最小値
ＫＴＳＴイ１、を経過時間補正係数にア、Ｔとすること
によって最小値ＫＴＳＴ□８よりも小さい経過時間補正
係数Ｋ　ｙｓＴが設定されないようにする。

このようにして、始動時基本噴射量Ｔ　ＳＴ、回転数補
正係数ＫＮ！Ｔ　Ｉ経過時間補正係数に□７が設定され
ると、以下の式に従って始動時用燃料噴射量Ｔ、を演算
する。

Ｔ　（＋−Ｔ　３ｔ　Ｘ　Ｋ　ｓｓｔ　Ｘ　Ｋ　Ｔ３Ｔ
始動時用燃料噴射量Ｔｃが上記式に従って演算されると
、この始動時用燃料噴射量Ｔｃに相当するパルス巾の駆
動パルス信号が燃料噴射弁６に出力され、燃料噴射弁６
から燃料が噴射供給される。

以上のように本実施例によると、機関１の始動運転状態
において、始動を開始してから機関温度を代表する冷却
水温度Ｔｗに応じた時間ｔ、アだけ減少補正を行わずに
始動時用燃料噴射ｔＴ、を設定し、前記時間ｔｓｒが経
過した後は徐々に始動時用燃料噴射量′ｒｃを減少させ
、かつ、この減少割合も冷却水温度Ｔｗに応じて変化さ
せるようにした。

これにより、低温始動時には、より長い時間リッチ混合
気を供給して始動性を確保し、かつ、始動時間が長引い
たときには速やかに噴射量を減少させてオーバーリッチ
化による始動不良を防止できる。また、高温始動時には
、短い時間で減少補正に移行させるようにして、始動時
間が長引いたときのオーバーリッチ化を回避する一方、
減少割合を低温時に比べて少なくして減少補正が過剰と
なって空燃比がリーン化することを防止できる。

従って、始動時間を短縮化を図りつつ、確実な始動性を
確保できるものである。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によると、始動を開始してか
ら始動時用噴射量の減少補正を開始するまでの時間と、
かかる減少補正による最大減少率とを機関温度に応じて
可変設定するようにしたので、極低温始動時における長
時間のリッチ混合気供給を確保しつつ、高温始動時には
速やかに減少補正に移行させて始動失敗時の空燃比リッ
チ化を回避でき、また、壁流が多い低温始動時には最大
減少割合を高温時に比べて大きくして、壁流の少ない高
温時に過大な減少補正がなされて空燃比がリーン化する
ことを防止でき、始動時間の短縮と始動の確実性との両
立を図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示す内燃機関のシステム概略図、第３図
は同上実施例における始動時燃料噴射量設定制御を示す
フローチャートである。 ■・・・機関　　６・・・燃料噴射弁　　１２・・・コ
ントロールユニット　　１４・・・クランク角センサ１
５・・・水温センサ　　１７・・・スタータスイッチ特
許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　冨二雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　機関運転条件に応じて設定された燃料噴射量に応じて
   燃料噴射弁をオン・オフ的に駆動制御するよう構成され
   た電子制御燃料噴射式内燃機関において、 機関始動時に運転条件に応じて始動時用の燃料噴射量を
   設定する始動時噴射量設定手段と、機関始動開始から所
   定時間が経過すると前記始動時噴射量設定手段で設定さ
   れた始動時用の燃料噴射量を補正して徐々に減少させる
   噴射量減少補正手段と、機関温度を検出する機関温度検
   出手段と、前記所定時間を機関温度に応じて設定する減
   少移行時間設定手段と、機関温度に応じて前記噴射量減
   少補正手段による燃料噴射量の最大減少率を規制する減
   少率規制手段と、を含んで構成されたことを特徴とする
   電子制御燃料噴射式内燃機関の始動制御装置。