JPH05248293A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は内燃機関の燃料噴射量制御装置に関
し、吸入空気量が過少状態で長時間経過したときの熱線
周辺の過熱による空燃比のリーンずれを防止できること
を目的とする。 【構成】 燃料噴射量制御手段Ｍ１は、熱式流量検出器
Ｍ２の検出値から求めた吸入空気量を用いて内燃機関Ｍ
３の燃料噴射量を算出する。期間計測手段Ｍ４は、上記
熱式流量検出器Ｍ２への電源投入開始時点からの電源投
入期間を計測する。増量補正手段Ｍ５は、上記電源投入
期間が予め定められた一定期間を越えた後に上記検出値
から求めた吸入空気量を増量補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱式流量検出器を用いて
吸入空気量を検出する内燃機関の燃料噴射制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の吸気通路中に熱線
を配設し、熱線が吸入空気で冷却されて電気抵抗が変化
することを利用して、熱線が例えば２００℃等の一定温
度となるように電流制御して、その供給電流量から吸入
空気量を検出する熱式流量検出器を用い、この検出器出
力を基に燃料噴射量を算出する燃料噴射制御装置があ
る。

【０００３】例えば、特開平２−１８５６４７号公報に
記載のものは、熱線への電源投入時からの経過時間に応
じて検出器の検出吸入空気量を減量補正することによ
り、電源投入時に熱線を常温から２００℃等の一定温度
まで加熱するために供給電流量が上昇し、実際の吸入空
気量よりも大きな吸入空気量を検出することを防止し
て、電源投入後、直ちに始動した場合の空燃比のリッチ
ずれを防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、イグニッショ
ンスイッチをオンとしたが始動せず、アクセサリスイッ
チがオン状態で多少の時間を待って再びイグニッション
スイッチをオンとして始動した場合の如く、電源投入
後、しばらく時間が経過して始動する場合には、周辺温
度が熱線からの放熱により上昇するため検出吸入空気量
が実際の吸入空気量よりも少なくなり、空燃比がリーン
ずれしてしまうという問題があった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
電源投入から一定期間を経過した後に吸入空気量を増量
補正することにより、吸入空気量が過少状態で長時間経
過したときの熱線周辺の過熱による空燃比のリーンずれ
を防止できる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図を
示す。

【０００７】同図中、燃料噴射量制御手段Ｍ１は、熱式
流量検出器Ｍ２の検出値から求めた吸入空気量を用いて
内燃機関Ｍ３の燃料噴射量を算出する。

【０００８】期間計測手段Ｍ４は、上記熱式流量検出器
Ｍ２への電源投入開始時点からの電源投入期間を計測す
る。

【０００９】増量補正手段Ｍ５は、上記電源投入期間が
予め定められた一定期間を越えた後に上記検出値から求
めた吸入空気量を増量補正する。

【００１０】

【作用】本発明においては、検出器Ｍ２への電源投入か
ら一定期間を越えると増量補正手段Ｍ５により検出器Ｍ
２の検出値から求めた吸入空気量が増量補正されるた
め、吸入空気量が過少状態で長時間経過したとき検出器
Ｍ２周辺の過熱により検出値から求めた吸入空気量が実
際値より少なくなるのが実際値に補正される。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２は本発明が適用される内燃機関（エンジン）の一実
施例を構成図を示す。図２において、１０はエンジン本
体であり、エンジンブロック２２内に図中、上下方向に
往復運動するピストン２３が収納されている。ピストン
２３の上部に形成された燃焼室２４が吸気バルブ２６
（前記吸気バルブ２に相当）を介してインテークマニホ
ルド２５に連通される一方、排気バルブ２７を介してエ
キゾーストマニホルド２８に連通されている。また、燃
焼室２４にプラグギャップが突出するように点火プラグ
２９が設けられている。

【００１２】インテークマニホルド２５の上流側はサー
ジタンク３０を介して４気筒共通に吸気管３１に連通さ
れている。この吸気管３１内にはスロットルバルブ３
３、熱線式エアフローメータ３２が夫々設けられてい
る。スロットルバルブ３３はアクセルペダルに連動して
開度が調整される構成とされており、またその開度はス
ロットルポジションセンサ３４により検出される構成と
されている。熱線式エアフローメータ３２は熱線３２ａ
が一定温度（例えば２００℃）を維持するための必要な
電流値をもって吸入空気量の検出信号としている。熱線
式エアフローメータ３２の下流側には吸入空気温を測定
する吸気温センサ３５が設けられている。

【００１３】また、スロットルバルブ３３を迂回し、か
つ、スロットルバルブ３３の上流側と下流側とを連通す
るバイパス通路３６が設けられ、そのバイパス通路３６
の途中にソレノイドによって弁開度が制御されるアイド
ル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣＶ）３７
が取付けられている。

【００１４】３８は燃料噴射弁で、インテークマニホル
ド２５を通る空気流中に、後述のマイクロコンピュータ
２１の指示に従い燃料を噴射する。また、酸素濃度検出
センサ（Ｏ₂ センサ）３９はエキゾーストマニホルド２
８を一部貫通突出するように設けられ、触媒装置に入る
前の排気ガス中の酸素濃度を検出する。４０は水温セン
サで、エンジンブロック２２を貫通して一部がウォータ
ジャケット内に突出するように設けられており、エンジ
ン冷却水の水温を検出する。４１はイグナイタで、イグ
ニッションコイル（図示せず）の一次電流を開閉する。
また、４２はディストリビュータで、エンジンクランク
シャフトの基準位置検出信号を発生する気筒判別センサ
４３と、エンジン回転数信号を例えば３０℃Ａ毎に発生
する回転角センサ４４とを有している。

【００１５】このような構成の各部の動作を制御するマ
イクロコンピュータ２１は図３に示す如きハードウェア
構成とされている。同図中、図２と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図３において、マ
イクロコンピュータ２１は中央処理装置（ＣＰＵ）５
０、処理プログラムを格納したリード・オンリ・メモリ
（ＲＯＭ）５１、作業領域として使用されるランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２、エンジン停止後もデ
ータを保持するバックアップＲＡＭ５３、入力インタフ
ェース回路５４、マルチプレクサ付きＡ／Ｄコンバータ
５６及び入出力インタフェース回路５５などから構成さ
れており、それらはバス５７を介して互いに接続されて
いる。

【００１６】Ａ／Ｄコンバータ５６は熱線式エアフロー
メータ３２からの吸入空気量検出信号、吸気温センサ３
５からの吸気温検出信号、スロットルポジションセンサ
３４からのスロットル開度検出信号、水温センサ４０か
らの水温検出信号、Ｏ₂ センサ３９からの酸素濃度検出
信号を入力インタフェース回路５４を通して順次切り換
えて取り込み、それをアナログ・ディジタル変換してバ
ス５７へ順次送出する。

【００１７】入出力インタフェース回路５５はスロット
ルポジションセンサ３４からの検出信号及び回転角セン
サ４４からのエンジン回転数（ＮＥ）に応じた回転数信
号などが夫々入力され、それをバス５７を介してＣＰＵ
５０へ入力する。

【００１８】また、ＣＰＵ５０は上記の入出力インタフ
ェース回路５５及びＡ／Ｄコンバータ５６からバス５７
を通して入力された各データに基づいて、各種演算処理
を実行し、得られたデータをバス５７及び入出力インタ
フェース回路５５を通してＩＳＣＶ３７、燃料噴射弁３
８、イグナイタ４１及び油圧コントロールソレノイドバ
ルブ４５へ適宜選択出力し、ＩＳＣＶ３７の開度を制御
してアイドル回転数を目標回転数に制御したり、燃料噴
射弁３８による燃料噴射時間、すなわち単位時間当りの
燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ４１に
よる点火時期制御を行なう。

【００１９】図４は噴射量算出処理のフローチャートを
示す。この処理はメインルーチンの一部であり、電源投
入直後はステップＳ１０から開始され、その後はステッ
プＳ１２から開始される。

【００２０】同図中、ステップＳ１０では始動開始から
の経過時間をカウントするカウンタＣＳＴＡＲＴを零に
セットしてステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では
機関回転数ＮＥが４００ｒｐｍ以下の始動状態か否かを
判別する。

【００２１】始動状態ではステップＳ１４に進み、水温
センサ４０の検出水温ＴＨＷに基づき始動時の燃料噴射
量ＴＡＵを算出する。この後、ステップＳ１４でカウン
タＣＳＴＡＲＴにより図９に示すマップを参照して補正
量ＫＳＴＡＲＴを算出する。補正量ＫＳＴＡＲＴは始動
開始から一定期間Ｔ₁ は吸入空気量を減量補正するため
に負の値であり、その後、増量補正するために正の値で
ある。

【００２２】次のステップＳ１８では後述する吸入空気
量のなまし値ＧＳＭにより図１０に示すマップを参照し
て始動時の吸入空気量補正値を決定するための係数ＫＧ
Ａ₁を算出する。係数ＫＧＡ₁ は吸入空気量のなまし値
ＧＳＭが小となる程大きく、ＧＳＭが増加するにつれ、
１．０に漸近する。この後、ステップＳ２０で補正量Ｋ
ＳＴＡＲＴに係数ＫＧＡ₁ を乗算して吸入空気量補正値
ＦＳＴＡＲＴを算出し、処理を終了する。

【００２３】また、ステップＳ１２で始動状態でないと
判別された場合はステップＳ２２に進み、後述する機関
１回転当りの吸入空気量ＧＮから基本噴射量ＴＰを算出
する。次にステップ２４で基本噴射量ＴＰを各種増減量
補正して始動後の燃料噴射量ＴＡＵを算出し、処理を終
了する。

【００２４】ステップＳ１０で零にセットされたカウン
タＣＳＴＡＲＴは図５に示す４ｍｓｅｃ毎の割込み処理
のステップＳ３０によって１だけインクリメントされ
る。つまりカウンタＣＳＴＡＲＴは４ｍｓｅｃ毎にイン
クリメントされる。

【００２５】また、ステップＳ２０で値が設定された補
正値ＦＳＴＡＲＴは図６に示す６５ｍｓｅｃ毎に実行さ
れるメインルーチンの一部で減衰される。図６において
ステップＳ４０では吸入空気量のなまし値ＧＳＭにより
図１１に示すマップを参照して減衰係数Ｋ３を算出す
る。減衰係数Ｋ３はＧＳＭが零のとき１．０でＧＳＭが
大となるにつれ零に漸近する。次のステップＳ４２では
前回の補正値ＦＳＴＡＲＴ_i-1 に減衰係数Ｋ３を乗算し
て今回の補正値ＦＳＴＡＲＴ_i を算出する。つまり補正
値ＦＳＴＡＲＴは６５ｍｓｅｃ毎に減衰され、その減衰
率は吸入空気量のなまし値ＧＳＭが小なる程大きくな
る。

【００２６】図７及び図８はエアフローメータ読取処理
及び吸入空気量算出処理のフローチャートを示す。

【００２７】図７に示すエアフローメータ読取処理は例
えば４ｍｓｅｃ毎の割込み処理である。ステップＳ５０
では熱線式エアフローメータ３２の出力信号電圧をＡ／
Ｄコンバータ５６でディジタル化してディジタル値ＶＧ
とする。

【００２８】図８に示す吸入空気量算出処理はメインル
ーチンの一部である。ステップ６０ではエアフローメー
タ３２出力のディジタル値ＶＧで図１２に示すマップを
参照して瞬時流量Ｇを算出する。

【００２９】次のステップＳ６２では、次式により吸入
空気量のなまし値ＧＳＭを算出する。

【００３０】ＧＳＭ_i ＝ＧＳＭ_i-1 ＋（Ｇ−ＧＮＳＭ
_i-1 ）・１／Ｋ１ 但しＧＳＭ_i ，ＧＳＭ_i-1 夫々は今回、前回のなまし
値、Ｋ１はなまし係数である。

【００３１】この後、ステップＳ６４ではなまし値ＧＳ
Ｍにより図１３に示すマップを参照して吸入空気量補正
の補正係数ＫＧＡ₂ を算出する。補正係数ＫＧＡ₂ はな
まし値ＧＳＭが零のとき１．０でなまし値ＧＳＭが増加
するにつれ零に漸近する。

【００３２】次に、ステップＳ６６で次式により始動時
の補正を行ない実際の吸入空気量ＧＡを算出する。

【００３３】 ＧＡ＝ＧＳＭ×（１＋ＦＳＴＡＲＴ×ＫＧＡ₂ ） 上記の補正係数ＫＧＡ₂ はＧＳＭが大なる程零に漸近す
る値であるため補正値ＦＳＴＡＲＴによる補正が小さく
なる。これは吸入空気量が大きいときは熱線から周辺に
放出される熱に比して吸入空気による吸熱が支配的にな
るため補正の割合いを下げなければならないからであ
る。

【００３４】次にステップＳ６８では吸入空気量ＧＡを
機関回転数ＮＥで除算して機関１回転当りの吸入空気量
ＧＮを算出し、処理を終了する。

【００３５】ここで、回転数が４００ｒｐｍ以下の始動
状態ではステップＳ１４〜Ｓ２０が繰り返し実行され、
始動が終了する直前のステップＳ１４〜Ｓ２０の実行に
より、その時点のカウンタＣＳＴＡＲＴの値となまし値
ＧＳＭに応じた補正量ＫＳＴＡＲＴが設定される。つま
り始動に要する時間が一定期間Ｔ₁ より短ければ補正量
ＫＳＴＡＲＴは負の値（減量補正）となり、始動時間が
一定期間Ｔ₁ より長ければ補正量ＫＳＴＡＲＴは正の値
（増量補正）となる。始動終了後は、ステップＳ６６で
上記のようにして設定された補正量ＫＳＴＡＲＴになま
し値ＧＳＭに応じた補正係数を乗じた値をなまし値ＧＳ
Ｍに加算して補正して吸入空気量ＧＡを求め、ステップ
Ｓ２２でＧＮ（＝ＧＮ／ＮＥ）に基づき基本噴射量ＴＰ
を算出する。

【００３６】従って、電源投入から一定期間Ｔ₁ 内の短
時間で始動が終了したときは吸入空気量ＧＡが減量補正
されて空燃比Ａ／Ｆのリッチずれが防止される。これと
同時に、電源投入から一定期間Ｔ₁ を越える長時間を要
して始動が終了したときは吸入空気量ＧＡが増量補正さ
れて空燃比Ａ／Ｆのリーンずれが防止される。

【００３７】なお、補正量ＫＳＴＡＲＴに関しては始動
時の積算吸入空気量に応じて図１４に示す如くマップを
切換えることも考えられる。積算吸入空気量が大なる
程、熱線周辺が冷却され、要求補正量が小さくなるため
であり、積算吸入空気量の代りに、これと相関のある始
動時間、始動回転数、冷却水温等を用いて補正量ＫＳＴ
ＡＲＴのマップを補正しても良い。

【００３８】

【発明の効果】上述の如く、本発明の内燃機関の燃料噴
射量制御装置によれば、吸入空気量が過少状態で長時間
経過したときの熱線周辺の過熱による空燃比のリーンず
れを防止でき、実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の一実施例の構成図である。

【図３】マイクロコンピュータのブロック図である。

【図４】噴射量算出処理のフローチャートである。

【図５】カウント処理のフローチャートである。

【図６】減衰処理のマップを示す図である。

【図７】Ａ／Ｄ変換処理のフローチャートである。

【図８】吸入空気量算出処理のフローチャートである。

【図９】補正量ＫＳＴＡＲＴのマップを示す図である。

【図１０】係数ＫＧＡ₁ のマップを示す図である。

【図１１】減衰係数Ｋ３のマップを示す図である。

【図１２】瞬時流量Ｇのマップを示す図である。

【図１３】補正係数ＫＧＡ₂ のマップを示す図である。

【図１４】補正量ＫＳＴＡＲＴのマップを示す図であ
る。

【符号の説明】

Ｍ１ 燃料噴射制御手段 Ｍ２ 熱式流量検出器 Ｍ３ 内燃機関 Ｍ４ 期間計測手段 Ｍ５ 増量補正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱式流量検出器の検出値から求めた吸入
   空気量を用いて燃料噴射量を算出する内燃機関の燃料噴
   射量制御装置において、 上記熱式流量検出器への電源投入開始時点からの電源投
   入期間を計測する期間計測手段と、 上記電源投入期間が予め定められた一定期間を越えた後
   に上記検出値から求めた吸入空気量を増量補正する増量
   補正手段を有することを特徴とする内燃機関の燃料噴射
   量制御装置。