JPH0748992Y2

JPH0748992Y2 - エンジンの燃料制御装置

Info

Publication number: JPH0748992Y2
Application number: JP1087990U
Authority: JP
Inventors: 俊雄武田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-02-05
Filing date: 1990-02-05
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2005-02-05
Also published as: JPH03102036U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、エンジンの燃料制御装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、エンジンの過熱（特に排気系の過熱）を防ぐため
の制御手段としては、次のようなものが知られている。

Ａ）エンジン温度を検出し、この検出温度が所定以上の
高温時に燃料供給量を増大する（特開昭59−203834号公
報参照）。

Ｂ）冷却水温度を検出し、この検出温度が所定値より高
くなった場合に冷却ファンを作動させる（特開昭58−19
2917号公報）。

〔考案が解決しようとする課題〕

エンジンの過熱状態をより確実に回避するには、前記
Ａ）の燃料増量及びＢ）の冷却ファン作動を併用するの
が好ましい。しかし、むやみにＡ）の燃料増量を行う
と、燃費及びエミッションの悪化が著しくなる不都合が
ある。

なお、特開昭61−53431号公報には、排気系が過熱し得
る高負荷状態が検出されてから所定時間が経過した後に
燃料増量を実行するものが示されているが、ここにいう
「所定時間」は高負荷状態が検出された時点から実際に
エンジンが高温状態になるまでにかかる時間に設定され
ており、結局、エンジンの高温状態を単純に検出してい
るに過ぎず、Ａ）の制御と実質的に変わりはない。

本考案は、上記事情に鑑み、燃料増量を抑えながらエン
ジンの過熱を確実に防止できるエンジンの燃料制御装置
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する手段として、本考案は、電動ファン
と、エンジン温度に関する温度を検出する温度検出手段
と、この温度検出手段による検出温度が所定値以上の時
に上記電動ファンを駆動する電動ファン駆動手段とを備
えたエンジンの燃料制御装置において、上記電動ファン
の作動時間に関連するパラメータを検出する作動時間検
出手段と、この作動時間検出手段により検出されたパラ
メータに基づいて、上記作動時間が設定時間以上になっ
た場合に燃料供給量を増量する制御手段とを備えたもの
である。

〔作用〕

上記構成によれば、高温状態でのみ駆動される電動ファ
ンの作動時間に関連するパラメータを検出することによ
り、高温状態の度合を把握でき、この度合に応じた燃料
制御ができる。すなわち、同じ高温状態でも、これに対
応して駆動される冷却ファンの作動時間が短い場合、す
なわち冷却ファンによる冷却で短時間のうちに高温状態
が回避できる場合では、燃料増量を控える一方、冷却フ
ァンの作動時間が設定時間に到達した場合、すなわち、
冷却ファンを設定時間作動させても高温状態が回避され
ない場合には、燃料増量によってエンジン冷却を補助す
ることにより、エンジン過熱をより確実に回避でき、冷
却ファンの作動時間も短縮できる。

〔実施例〕

第１図において、エンジン本体１への吸気通路２には、
上流側から順にエアクリーナ３、吸気量を検出するエア
フローメータ21、スロットル弁４、サージタンク22およ
びインジェクタ５が配設されている。また吸気通路２に
はバイパス通路23が設けられ、このバイパス通路23には
ISC（Idle Speed Control）バルブ24が設けられ、このI
SCバルブ24の開閉調節によってアイドル回転時のエンジ
ン回転数の調整や、エアコンや電動ファン８などの作動
時におけるオルタネータへの負荷による影響の補正など
を行うために空気量の調整が行われる。

上記吸気通路２およびエンジン本体１には、スロットル
弁４の開度を検出するスロットル開度センサ41と、吸気
温を検出する吸気温センサ25と、エンジン冷却水温を検
出する水温センサ11とが設けられている。また空燃比を
検出するO₂センサ61が排気マニホールド６、エンジンの
回転数を検出する回転数センサ71が点火装置のディスト
リビュータ７、クランク角を検出するクランク角センサ
12がカムシャフト13にそれぞれ設けられている。

またラジエータ81を冷却する電動ファン８はリレー（電
動ファン駆動手段）83を介してバッテリ82と接続され、
このリレー83はエンジン本体１に設けられた水温スイッ
チ（温度検出手段）14によってON作動されるように構成
されている。すなわち上記水温スイッチ14は、エンジン
冷却水温が所定温度（例えば96℃）に達することにより
ONされ、上記所定温度以下でOFFにされるように構成さ
れ、電動ファン８は水温スイッチ14がONで作動され、OF
Fで停止される。

上記水温センサ11、クランク角センサ12、水温スイッチ
14、エアフローメータ21、吸気温センサ25、スロットル
開度センサ41、O₂センサ61および回転数センサ71は、コ
ントロールユニット（ECU:制御手段）９と互いに接続さ
れている。このコントロールユニット９は、電動ファン
８の作動時間に関連するパラメータとして、上記水温ス
イッチ14のON状態の継続時間をタイマーなどでカウント
し、また、上記センサ11,12,21,25,41,61.71からの検出
信号に基いてインジェクタ５からの燃料噴射量やISCバ
ルブ24の開閉などを制御するように構成されている。具
体的には、高負荷時における燃料の増量補正を電動ファ
ン８の作動時間に対応させ、さらに冷却水の水温や吸気
温による確認を行った後に、順次増量もしくは減量する
ように構成されている。

上記コントロールユニット９の制御を第２図および第３
図に基いて説明する。ステップS₁でエンジン回転数Neお
よび空気量Qaなどを読取り、ステップS₂では空気量Qaを
エンジン回転数Neで除したものに係数Ｋを乗ずることに
より基本パルスTpを求める。そしてステップS₃ではエン
ジン本体１の冷却水の水温Thwおよび吸気温Thaなどを読
取り、ステップS₄では上記水温Thwによる暖気増量値Cw
ほか、加速増量値などの各種増量補正値を演算する。

つぎにステップS₅ではスロットル開度や回転数Neなどに
基いて、運転状態が高負荷、高回転領域であるエンリッ
チゾーンにあるか否かを判定する。

エンリッチゾーンでない場合にはステップS₆で高水温増
量実行フラグXcer2に「０」をセットし、ステップS₇で
基本エンリッチ増量値Cer1と追加エンリッチ増量値Cer2
とを０にする。そしてステップS₈ではエンリッチゾーン
以外の領域の内で始動ゾーンにあるかフィードバック
（F/B）ゾーンにあるかを判定する。F/Bゾーンにあれば
ステップS₉でO₂センサ61からの出力に基いてF/B補正値C
fbを演算してからステップS₁₁に移行し、またF/Bゾーン
にないならF/B補正値Cfbを０にしてからステップS₁₁に
移行する。

ステップS₁₁では上記基本エンリッチ増量値Cerlと追加
エンリッチ増量値Cer2とを加算してエンリッチ増量値Ce
rを求め、ステップS₁₂でこのエンリッチ増量値Cer、F/B
補正値CfbおよびステップS₄で求めた各種補正値などを
加算してトータル補正値Ctota1を求める。ステップS₁₃
ではこのトータル補正値Ctota1に基本パルスTpを乗じて
有効噴射時間Teを求める。ステップS₁₄ではバッテリ電
圧値VBを読取り、この電圧値VBに基いて無効噴射時間Tv
を求める。そしてステップS₁₆では上記有効噴射時間Te
と無効噴射時間Tvとを加算して最終噴射時間Tiを求め、
これをインジェクタ５に出力することにより、この最終
噴射時間Tiに対応した量の燃料が噴射される。なお上記
ステップS₁₄〜S₁₆は、インジェクタ５での噴射に際する
開き遅れなどの影響を考慮して、この開き遅れと相関す
る電圧値VBに基いて無効噴射時間Tvをもとめてこれを最
終噴射時間Tiに含めるようにしたものである。上記ステ
ップS₆〜S₁₆がエンリッチゾーンでない場合のインジェ
クタ５からの燃料制御を示している。

ステップS₅でエンリッチゾーンにあるならば、ステップ
S₁₇で回転数Neと基本パルスTpとに基いて基本エンリッ
チ増量値Cer1を演算する。つぎに、ステップS₁₈で水温T
hwが設定温度（例えば80℃）以上か否かを判定し、80℃
以上でなければ、ステップS₁₉で追加エンリッチ増量値C
er2を０にしてステップS₁₁に移行する。この場合には、
追加エンリッチ増量値Cer2が０であるために、上記ステ
ップS₁₁における最終的なエンリッチ増量値Cerとしては
基本エンリッチ増量値Cer1のみの値が用いられる。

ステップS₁₈で水温Thwが80℃以上であれば、さらにステ
ップS₂₀で吸気温Thaが設定温度（例えば30℃）以上か否
かを判定する。このように水温Thwに重ねて吸気温Thaの
状態を考慮するのは、水温Thwが高くても吸気温Thaが低
ければ、これによる冷却効果が期待することができるこ
とから、排気系の熱的耐久性に及ぼす条件としてはそれ
ほど厳しい条件とはならないと考えられるためである。
したがって上記吸気温Thaが30℃以上でなければ、ステ
ップS₁₉に進み、このステップS₁₉で追加エンリッチ増量
値Cer2は０にされる。

上記ステップS₂₀で吸気温Thaも高ければ、ステップS₂₁
で電動ファンフラグXfanが作動状態を表わす「１」であ
るか否か、および上記電動ファンフラグXfanが停止状態
を表す「０」から「１」に変ってから設定時間経過した
か否かを判定する。すなわち水温が96℃以上となって電
動ファン８が作動されたか否か、およびその作動が上記
設定時間継続しているか否かを判定し、上記電動ファン
８が作動されて上記設定時間が経過している場合には、
ステップS₂₂で高水温増量実行フラグXcer2に「１」をセ
ットする。

そしてステップS₂₃では追加エンリッチ増量値Cer2とし
て前回の追加エンリッチ増量値Cer2に一定の燃料増量値
Ker1を加えた値を設定し、ステップS₂₄ではその設定さ
れた追加エンリッチ増量値Cer2と燃料増量上限ガード値
Ker2MAXとを比較して小さい方の値を追加エンリッチ増
量値Cer2として設定する。この追加エンリッチ増量値Ce
r2と基本エンリッチ増量値Cer1とを加算することによ
り、ステップS₁₁でエンリッチ増量値Cerを定める。以
下、このエンリッチ増量値Cerに基いてステップS₁₂〜S
₁₆の処理を行う。これにより基本的な増量補正値に対し
てさらに加算した量の増量が行われる。

ステップS₂₁で、電動ファンフラグXfanが「０」、すな
わち電動ファン８が継続して停止している場合、もしく
は一旦上限状態まで昇温して電動ファン８が作動した後
に停止されている場合や、上記電動ファンフラグXfanが
「１」、すなわち作動された後の継続作動時間が設定時
間を超えていない場合などには、ステップS₂₅で高水温
増量実行フラグXcer2が「１」であるか否かを判定す
る。すなわち基本的なエンリッチ増量補正のほかに増量
加算を加える制御（ステップS₂₂〜S₂₄、ステップS₁₁参
照）が前回まで行われていたか否かを判定し、行われて
いなければステップS₁₉に進んで追加エンリッチ増量値C
er2を０にしてステップS₁₁でエンリッチ増量値Cerを決
定し、上記制御が行なわれていればステップS₂₆に進
む。

ステップS₂₆では、電動ファンフラグXfanが「１」から
「０」に変って設定時間経過したか否かを判定する、こ
の設定時間継続して停止状態にあれば、すでに低水温に
戻っていると判断し、ステップS₂₇では高水温実行フラ
グを「０」に戻してステップS₁₉で追加エンリッチ増量
値Cer2を０にし、ステップS₁₁でこの追加エンリッチ増
量値Cer2に基いてエンリッチ増量値Cerを決定する。上
記設定時間が経過していなければ、ステップS₂₈では追
加エンリッチ増量値Cer2を前回の追加エンリッチ増量値
Cer2から一定の燃料減算値Ker2を減じた値にし、ステッ
プS₂₉ではステップS₂₈で求めた追加エンリッチ増量値Ce
r2と下限ガード値である０とを比較して大きい方の値を
最終的な追加エンリッチ増量値Cer2として決定する。こ
の追加エンリッチ増量値Cer2に基いてエンリッチ増量値
CerをステップS₁₁で定める。

上記構成において、運転状態がエンリッチゾーンにある
ときには、まずエンリッチ増量値Cerの内の基本エンリ
ッチ増量値Cer1が従来と同様に定められ（ステップS₁₇
参照）、そして水温Thwと吸気温Thaとが共に所定温度よ
り高いことを確認（ステップS₁₈，S₂参照）したうえ
で、電動ファン８の作動時間が所定時間より長い場合に
は、排気系などの熱的条件が厳しい状態になると判断さ
れ、上記基本エンリッチ増量値Cer1に追加エンリッチ増
量値Cer2を加えたものがエンリッチ増量値Cerとされ、
これに基いて燃料増量される。

これによりエンリッチ時の通常の燃料増量補正（基本エ
ンリッチ増量値に基く補正）のほかに特別の増量補正
（追加エンリッチ増量値に基く補正）を行うことがで
き、排気系などの熱的条件の緩和を図ることができる。
しかも上記熱的条件が緩和されることにより、電動ファ
ン８の作動頻度も低減させることができ、騒音の発生を
おさえることができる。

さらにこの実施例では、上記特別べつの増量補正として
直ぐにその上限の値を追加するのではなく、この上限の
値（燃料増量上限ガード値Ker1）に達するまで一定値Ke
r1ずつ徐々に増加される（ステップS₂₃，S₂₄参照）。こ
れにより上記作動時間の経過とともに厳しくなる熱的条
件に合せて増量することができ、上記上限の値の燃料を
直ぐに追加する場合に比べて効率的かつ経済的に増量す
ることができる。

上記水温Thwと吸気温Thaとが共に所定温度より高くて
も、電動ファン８の作動時間が所定時間より短い場合に
は、熱的条件が上記特別の増量補正をするほど厳しくは
ないと判断し、エンリッチ増量補正としては上記基本エ
ンリッチ増量値に基く通常の増量補正が行われる（ステ
ップS₂₁，S₂₅，S₁₉，S₁₁参照）。

また上記特別の増量補正が行なわれた後に、電動ファン
８の作動が停止された場合において、上記停止状態の継
続時間が所定時間より長い場合にはすでに水温が低く保
たれていると判断して上記追加エンリッチ増量値Cer2を
直ぐに０とする（ステップS₂₆，S₂₇，S₁₉参照）が、上
記所定時間より短い場合にはまだ水温がそれほど低くな
っていないものと判断して上記追加エンリッチ増量値Ce
r2を直ぐに０とせずに、一定値Ker2ずつ徐々に低減する
（ステップS₂₆，S₂₈，S₂₉参照）。これにより一旦上限
状態まで作動した後に、その作動が停止して余り時間が
経過していない場合には、その停止時間の経過とともに
低下する水温に合せて、上記追加エンリッチ増量値Cer2
を順次低減させることができる。これにより上記水温が
上限値からの低下途上において、その水温が再び上昇す
るような運転状態に変っても直ぐにそれに対応すること
ができ、熱的条件への影響を上記直ぐに０にする場合と
比べて少なくすることができる。

なお運転状態がエンリッチゾーンになければ、始動ゾー
ンを除いて通常のF/B制御（ステップS₇〜S₁₆参照）が行
われる。

このように、この実施例ではエンリッチゾーンでの運転
領域において、熱的条件がそれほど厳しくない場合には
通常の基本エンリッチ増量値Cer1に基く燃料増量が行わ
れ、厳しくなる場合には上記基本エンリッチ増量値Cer1
に追加エンリッチ増量値Cer2を特別に加えた値に基く燃
料増量を行うことができるために、上記熱的条件を緩和
することができ、これにより排気系などの熱的耐久性が
損われることなくエンジンの信頼性を確保することがで
きる。しかも上記熱的条件を緩和することにより、電動
ファン８の作動頻度を低減することができ、これにより
騒音の発生を抑制することができる。

なお上記実施例では、電動ファン８の作動時間に関連す
るパラメータの検出手段として水温スイッチ14を用い、
この水温スイッチ14のON状態の継続をタイマーでカウン
トすることにより行うように構成しているが、これに限
らず、例えばリレー83のON状態の継続をカウントするこ
となどにより検出するように構成してもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案のエンジンの燃料制御装
置は、高温時に駆動される電動ファンの作動時間を検出
し、この作動時間が設定時間に達した場合に燃料増量を
行うようにしたものであるので、冷却ファンの短時間作
動で回避できる程度の高温状態では燃料増量を控えて燃
費やエミッションの悪化を避ける一方、冷却ファンを設
定時間作動させても回避できない程の高温状態では燃料
増量を実行してエンジンの過熱をより確実に防止でき、
また冷却ファンの作動時間も短縮できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す説明図、第２図はコン
トロールユニットによる制御を示すフローチャート、第
３図は第２図の続きを示すフローチャートである。１…エンジン本体、５…インジェクタ、８…電動ファ
ン、83…リレー（電動ファン駆動手段）、９…コントロ
ールユニット（制御手段）、14…水温スイッチ（温度検
出手段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電動ファンと、エンジン温度に関する温度
を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検
出温度が所定値以上の時に上記電動ファンを駆動する電
動ファン駆動手段とを備えたエンジンの燃料制御装置に
おいて、上記電動ファンの作動時間に関連するパラメー
タを検出する作動時間検出手段と、この作動時間検出手
段により検出されたパラメータに基づいて、上記作動時
間が設定時間以上になった場合に燃料供給量を増量する
制御手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃料制
御装置。