JPH0515907B2 - - Google Patents

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JPH0515907B2
JPH0515907B2 JP57009154A JP915482A JPH0515907B2 JP H0515907 B2 JPH0515907 B2 JP H0515907B2 JP 57009154 A JP57009154 A JP 57009154A JP 915482 A JP915482 A JP 915482A JP H0515907 B2 JPH0515907 B2 JP H0515907B2
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JP
Japan
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engine
warm
fuel ratio
air
temperature
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57009154A
Other languages
English (en)
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JPS58126440A (ja
Inventor
Takehisa Yaegashi
Toshimi Murai
Hiroyuki Domyo
Hiroki Matsuoka
Yukio Kinugasa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP915482A priority Critical patent/JPS58126440A/ja
Publication of JPS58126440A publication Critical patent/JPS58126440A/ja
Publication of JPH0515907B2 publication Critical patent/JPH0515907B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はO2センサを用いた電子制御エンジン
の空燃比フイードバツク開始を最適に行なうため
の電子制御エンジンの空燃比フイードバツク開始
方法に関する。
[従来の技術] 電子制御エンジンにおける空燃比フイードバツ
ク制御は、三元触媒による排気ガスの浄化率を最
適に行なうために、触媒の転換効率が最も良い理
論空燃比の附近の極めて狭い範囲で制御するため
に用いられるものである。
かかる空燃比フイードバツク制御は、通常、運
転性を良くするために暖機中等には用いられな
い。従来における空燃比フイードバツクの開始時
点は、O2センサの出力が或る値を越えるとき、
あるいはO2センサの抵抗値が或る値以下になつ
たときとしていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、かかる従来方法では、O2セン
サが十分に機能を発揮できない状態でかつ燃焼室
温度が十分に上昇していない状態下でフイードバ
ツク制御が開始されることがある。このような場
合には、フイードバツク開始前よりも空燃比制御
特性に乱れが生じたり、或いはエンジンの要求空
燃比よりも過濃な混合気が供給されることによ
り、ハイドロカーボン等の増加を招くエミツシヨ
ンの悪化、フイードバツク制御の早期適用あるい
は遅すぎによる運転性の悪化等をまねいていた。
また、暖機完了を検出する他の方法としてエン
ジンの冷却水温を始動時から連続して測定し、冷
却水温が一定値以上となれば暖機完了と判断する
方法も提案されている(特開昭52−18534号)。こ
れは、エンジン自体の温度の上昇に伴い、伝熱に
より冷却水温(以下、冷却水温度あるいは水温と
も言う。)も上昇することが根拠となつている。
しかし、冷却水温は大まかには、エンジン自体
の温度を反映していると言えないことはないが、
吸気ポートの温度を正確に反映しているとは言え
ない。従つて暖機時の増量を過不足のない量に正
確に制御しようとする際に、エンジンの冷却水温
度を用いて、暖機の進行や暖機の完了を決定して
いては、十分に満足できる制御はできない。
例えば、始動直後からのエンジンの回転速度を
考えると、始動毎に条件が異なり、常に同じ回転
速度あるいは回転速度の変化パターンを示すこと
はない。
従つて、回転速度が高い場合は単位時間当りの
燃焼(爆発)回数は多いので、発熱が急速であ
り、エンジン温度の上昇も迅速である。一方、回
転速度が低い場合は単位時間当りの燃焼回数は少
ないので、発熱が緩慢であり、エンジン温度の上
昇も遅い。
しかし、冷却水温の方は、水の熱容量が大きい
ことから、エンジン温度に応じて直ちに昇温する
ということはない。このため、エンジン温度と冷
却水温との間には、無視できないずれが存在す
る。更に暖機中にエンジンの回転速度が変化すれ
ば、冷却水温は一層エンジン温度を反映しなくな
る。
従つて、冷却水温の追跡のみで、暖機の状態や
暖機の完了を判断することには無理があつた。
[課題を解決するための手段] 本発明は上述の課題を解決することを目的とし
て次なる手段を採用した。
即ち、本発明の電子制御エンジンの空燃比フイ
ードバツク開始方法は、 オープン制御モードと、O2センサの出力に基
づいて空燃比フイードバツク制御を行なうフイー
ドバツク制御との切換えをエンジンの運転状態に
応じて実行し燃料噴射を最適に行なう電子制御エ
ンジンにおいて、水温センサにより検出された始
動時のエンジンの冷却水温に基づいて暖機増量の
初期値を設定し、この初期値をエンジンの回転ご
とに所定量減衰させ、このように減衰されて行く
暖機増量値によつて燃料噴射量を増量補正すると
ともに、燃料噴射量が理論空燃比に該当する値に
近い値になつたときに前記フイードバツク制御を
開始することを特徴とする。
[作用] 燃料の暖機増量の初期値を、始動時のエンジン
の冷却水温に基づいて設定している。始動時では
エンジン温度と冷却水温とが、通常、ほぼ同一で
あ。このため、始動時の冷却水温に基づいて、好
適な暖機増量の初期値を決定できる。
更に、暖機中における暖機増量の減衰をエンジ
ンの回転に依存させている。即ち、暖機の継続時
間でも冷却水温でもなく、エンジンの回転の回数
に応じて暖機増量を減衰させて行く。
エンジン回転と燃料噴射回数とは完全な比例関
係にあることから、エンジン回転の回数に応じる
ということは、燃料噴射回数に応じることと同等
である。
燃料はエンジンの燃焼室にて燃焼して熱エネル
ギーを生ずるので、結局、エンジン回転の回数に
応じるということは、エンジンの発熱量に応じる
ということになる。エンジンの発熱量は直接にエ
ンジンの温度にかかわるものであることから、暖
機増量の初期値をエンジンの回転ごとに所定量減
衰させることは、エンジンの温度に応じて暖機増
量を減衰させて行くことにほぼ等しいことにな
る。
更に、本発明は、このエンジン温度に合致した
暖機増量による燃料噴射量が、理論空燃比に該当
する値に近い値となつたときにフイードバツク制
御を開始する。
このため、始動後から、燃料噴射量が理論空燃
比に該当する値い近い値になるまで、十分正確に
エンジン温度に応じた空燃比を達成することがで
きる。
更に、前述の暖機増量値は、正確にエンジン温
度を反映しているので、この暖機増量による燃料
噴射量が理論空燃比に該当する値に近い値となつ
たときにフイードバツク制御を開始することによ
り、エンジン温度および空燃比がともに最適な状
態でフイードバツク制御が開始される。
[実施例] 図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明が適用される電子制御燃料噴射
機関のシステム図である。エアクリーナ1から吸
入された空気はエアフロメータ2、絞り弁3、サ
ージタンク4、吸気ポート5、および吸気弁6を
含む吸気通路12を介して機関本体7の燃焼室8
へ送られる。絞り弁6は運転室の加速ペダル13
に連動する。燃焼室8はシリンダヘツド9、シリ
ンダブロツク10、およびピストン11によつて
区画され、混合気の燃焼によつて生成された排気
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
バイパス通路21の流通断面積を制御してアイド
リング時の機関回転速度を一定に維持する。窒素
酸化物の発生を抑制するために排気ガスを吸気系
へ導く排気ガス再循環(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(EGR)制御弁2
4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はエアフロメータ2内に
設けられて吸気温を検出し、スロツトル位置セン
サ29は、絞り弁3の開度を検出する。水温セン
サ30はシリンダブロツク10に取付けられて冷
却水温度、すなわち機関温度を検出し、酸素濃度
センサとしての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
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34の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は自動変速
機36の出力軸の回転速度を検出する。これらの
センサ2,28,29,30,31,32,35
の出力、および蓄電池37の電圧は電子制御部4
0へ送られる。燃料噴射弁41は各気筒に対応し
て各吸気ポート5の近傍にそれぞれ設けられ、ポ
ンプ42は燃料タンク43からの燃料通路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、パイパス流量制御弁2
2、EGR制御弁24、自動変速機の油圧制御回
路のソレノイド弁45(第2図)、および点火コ
イル46を制御する。点火コイル46の二次側は
配電器33へ接続されている。チヤコールキヤニ
スタ48は、吸着剤としての活性炭49を収容
し、通路50を介して入口側のポートを燃料タン
ク43の上部空間へ接続され、通路51を介して
出口側のポートをバージボート52へ接続されて
いる。バージポート52は、絞り弁3が所定開度
より小さい開度にあるとき、絞り弁3より上流に
位置し、他方、絞り弁3が所定開度以上にあると
き、絞り弁3より下流に位置して吸気管負圧を受
ける。開閉弁53は、バイメタル円板を有し、機
関が所定温度より低い低温状態にあるとき、通路
49を閉じて吸気系への燃料蒸発ガスの放出を中
止する。
第2図は電子制御部40の詳細を示すブロツク
図である。電子制御部40は、マイクロプロセツ
サから成り演算ならびに制御を行なうCPU(中央
処理装置)56、後述するフイードバツク開始処
理プログラムおよびその他のEGR制御処理等を
行なうためのプログラムが格納されるROM(リ
ードオンリメモリ)57、データを一時的に記憶
するRAM(ランダムアクセスメモリ)58、機
関停止時にも補助電源より給電を受け、必須のデ
ータの記憶を保持する不揮発性記憶素子としての
第2のRAM59、マルチプレクサ付きA/D
(アナログ/デジタル)変換器60、およびバツ
フア付きI/O(入力/出力)器61はバス62
を介して互いに接続されている。エアフロメータ
2、吸気温センサ28、水温センサ30、空燃比
センサ31、および蓄電池37の出力はA/Dコ
ンバータ60へ送られる。また、スロツトル位置
センサ29およびクランク角センサ32の出力は
I/O器61へ送られ、バイパス流量制御弁2
2、EGR制御弁24、燃料噴射弁41、ソレノ
イド弁45、および点火コイル46はI/O器6
1を介してCPU56から入力を受ける。
以上の構成を用いて暖機増量値の決定および空
燃比フイードバツク開始の処理を行なう例を図を
示し、次に説明する。かかる処理のためのプログ
ラムはROM57に格納されている。
第3図は始動時ルーチンを示すフローチヤート
であり、暖機増量の初期値をセツトするための処
理である。ステツプ301でエンジン始動時の水
温THW0を水温センサ30より取込み、ステツ
プ302で増量初期値WL0を求める。この増量
初期値WL0はエンジンが遭遇する最低温(例え
ば−30℃)から暖機完了温度(例えば80℃)まで
の温度域における増量割合いを予めマツプとして
求めておき、これを補間することにより求める。
ついでステツプ303において、ステツプ302
で求めた増量初期値WL0を暖機増量値FWLとし
てRAM59に格納する。以後、この暖機増量値
FWLが後述する処理の比較基準値として用いら
れる。
第4図は回転毎の割込ルーチンを示すフローチ
ヤートであり、暖機時にクランクシヤフトの1回
転ごとに割込みをかけ、暖機増量の減衰(減算処
理)と空燃比フイードバツク制御許可のフラグを
立てる処理を行なつている。ステツプ401でメ
モリに格納されていた暖機増量FWLからAを減
算する。このAは定数またはエンジンの負荷状態
に応じた値とする。減算により求められた新たな
暖機増量FWLをステツプ402でフイードバツ
ク開始値FWLfと比較(FWL≦FWLf)する。判
別の結果がFWL>FWLfであればステツプ403
に進んでフイードバツク開始フラグビツトf
〔F/B〕を0とし割込ルーチンプログラムを終
了し、一方、FWL≦FWLfが満足されれば、ステ
ツプ404に進んでフラグf〔F/B〕を1とす
る。この場合のフイードバツク開始値FWLfは、
理論空燃比値に近い値、例えば1.05が選定され
る。フラグf〔F/B〕の内容が1である場合に
は、更にステツプ405に進んで暖機増量FWL
が(FWL≧1)の関係を満足するか否かを判定
する。ここで1が比較の対象となるので、暖機の
増量のみを問題としており、減量はあり得ないこ
とによるものである。(FWL≧1)であれば以後
の処理は終了し、(FWL<1)であればステツプ
406に進んでFWLの内容を1とし、処理を終
了する。
第5図は空燃比制御ルーチンを示すフローチヤ
ートであり、第4図に示した処理結果を用いてオ
ープン制御(フイードバツクによらない制御)ま
たはフイードバツク制御のいずれかを選択する処
理を示している。ステツプ501によつて第4図
のステツプ404が成立したか否かを判定し、フ
ラグf〔F/B〕が1であればステツプ502に
進んで空燃比フイードバツク制御を開始する。ま
た、フラグf〔F/B〕が0であればオープン制
御を継続する。
第6図および第7図はエンジン回転状態に応じ
た暖機増量FWLの変化を示したものである。第
6図aの如くエンジン(E/G)回転速度が一定
の場合(オートチヨークで暖機中の場合等)に
は、第6図bのように一定の減衰率でフイードバ
ツク開始が成され、一方、第7図aの如くにエン
ジン回転速度が高い側で変化した場合には、第7
図bの如くにFWLの減衰特性に変化が生じ、フ
イードバツク開始の時点が早くなる。
このように、回転毎のFWLの減衰、即ち回転
の回数に応じたFWLの減衰を実行しているので、
暖機中に実際のエンジン温度に適合した増量を継
続することができる。しかも減衰の終了時、即ち
フイードバツク制御に移行するときは、混合気は
ほぼ理論空燃比となり、エンジン温度もフイード
バツク制御に最適になつているので、空燃比フイ
ードバツクの開始を最適なものとすることができ
る。
なお、本発明の実施例においては、暖機増量の
初期値を設定するにあたり、始動時の冷却水温を
取り込んだが、他に、シリンダヘツドの温度、シ
リンダブロツクの温度等を用いることができる。
また、水温THWに対し最小FWLを設定し、
該最小FWLより減衰しないようにしたFWL値に
基づいて空燃比フイードバツクを開始するように
しても良い。
[発明の効果] 本発明によれば、始動後から、燃料噴射量が理
論空燃比に該当する値に近い値になるまで、十分
正確にエンジン温度に応じた空燃比を達成するこ
とができる。
更に、暖機増量値は、正確にエンジン温度を反
映しているので、この暖機増量による燃料噴射量
が理論空燃比に該当する値い近い値となつたとき
にフイードバツク制御を開始することにより、エ
ンジン温度および空燃比がともに最適な状態でフ
イードバツク制御が開始されることになる。
このため、吸気ポート付近に温度センサを設け
ることなく、従来よりあるエンジンの冷却水温を
検知する水温センサの出力値を用いて、エンジン
温度(特に吸気ポート温度)に正確に合致した暖
機時の増量制御およびフイードバツク制御の開始
ができることとなる。
従つて、運転性を改善し、暖機不充分の状態で
のO2センサによる空燃比荒れ及びフイードバツ
ク開始遅れによるオーバリツチになつた際に生じ
るエミツシヨン悪化を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される電子制御燃料噴射
機関のシステム図、第2図は電子制御部40の詳
細を示すブロツク図、第3図は始動時ルーチンを
示すフローチヤート、第4図は回転毎の割込ルー
チンを示すフローチヤート、第5図は空燃比制御
ルーチンを示すフローチヤート、第6図a,bは
エンジン回転速度が一定時の暖機増量変化図、第
7図a,bはエンジン回転数変速時の暖機増量変
化図である。 2,28,29,30,31,32,35……
センサ、40……電子制御部、41……燃料噴射
弁、45……ソレノイド弁、46……点火コイ
ル、56……CPU、57……ROM、58,59
……RAM、60……A/D変換器、61……
I/O器、62……バス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 オープン制御モードと、O2センサの出力に
    基づいて空燃比フイードバツク制御を行なうフイ
    ードバツク制御との切換えをエンジンの運転状態
    に応じて実行し燃料噴射を最適に行なう電子制御
    エンジンにおいて、水温センサにより検出された
    始動時のエンジンの冷却水温に基づいて暖機増量
    の初期値を設定し、この初期値をエンジンの回転
    ごとに所定量減衰させ、このように減衰されて行
    く暖機増量値によつて燃料噴射量を増量補正する
    とともに、燃料噴射量が理論空燃比に該当する値
    に近い値になつたときに前記フイードバツク制御
    を開始することを特徴とする電子制御エンジンの
    空燃比フイードバツク開始方法。
JP915482A 1982-01-22 1982-01-22 電子制御エンジンの空燃比フイ−ドバツク開始方法 Granted JPS58126440A (ja)

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JPH02163433A (ja) * 1988-12-15 1990-06-22 Mazda Motor Corp エンジンの空燃比制御装置

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