JPH06213035A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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Abstract
てHCエミッション低減を図ることができる内燃機関の
燃料噴射制御装置を提供することにある。 【構成】 4気筒火花点火式ガソリンエンジン1には吸
気管2が接続され、エンジン1における各気筒毎の吸気
管2には燃料を噴射するインジェクタ6が配置されてい
る。ECU27はエンジン1の運転状態に応じた燃料噴
射量をインジェクタ6から噴射する。又、ECU27は
エンジン回転数NEが所定値N1(例えば、500〜1
000rpm)に達すると完爆であるとし、この完爆の
検出後において、要求される壁面付着燃料量の減少期間
中にインジェクタ6からの燃料噴射量を減量する。
Description
制御装置に関するものである。
おいては、始動時に燃料噴射量を増量し始動を確実に行
うとともに、初爆後に燃料噴射量を所定タイミング毎に
減衰し供給燃料が過剰となることを防止しプラグくすぶ
り等を防止するようにしている。
いてAにて示すように、完爆直後においては、空燃比
(A/F)のオーバーリッチによりHCエミッション低
減を防止できなかった。尚、図12において、最終噴射
パルスTAUは所定のエンジン回転数NE(T1のタイ
ミング)において始動時噴射パルスから始動後噴射パル
スに切り変え、始動後噴射パルスは基本噴射量(Tp)
に水温増量(FWL)、始動後増量(FASE )等により補
正した値となる。
/Fのオーバーリッチを防止してHCエミッション低減
を図ることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供
することにある。
すように、内燃機関の吸気管M1に燃料を噴射するイン
ジェクタM2と、内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射
量を前記インジェクタM2から噴射する燃料噴射制御手
段M3と、内燃機関の始動時に内燃機関の完爆を検出す
る完爆検出手段M4と、前記完爆検出手段M4による完
爆の検出後において、要求される壁面付着燃料量の減少
期間中に前記インジェクタM2からの燃料噴射量を減量
する減量手段M5とを備えた内燃機関の燃料噴射制御装
置をその要旨とするものである。
応じた燃料噴射量をインジェクタM2から噴射する。一
方、減量手段M5は完爆検出手段M4による完爆の検出
後において、要求される壁面付着燃料量の減少期間中に
インジェクタM2からの燃料噴射量を減量する。
管壁面に付着していた燃料が一気に燃焼室へ入り燃焼室
へ入る燃料が一時的に過剰になろうとするが、完爆直後
において燃料噴射量を所定時間減量することにより、こ
れが防止され、オーバーリッチによる未燃HCの排出が
低減される。
に従って説明する。図1には、内燃機関の燃料噴射制御
装置の全体概略図を示す。同装置は車両に搭載されるも
のである。
吸気管2と排気管3とが接続されている。吸気管2の最
上流部にはエアクリーナ4が設けられ、エアクリーナ4
から吸気が吸気管2内に吸入されるようになっている。
吸気管2の途中にはサージタンク5が設けられている。
エンジン1における各気筒毎の吸気管(吸気ポート)2
にはインジェクタ(燃料噴射弁)6がそれぞれ配置され
ている。又、燃料タンク7内の燃料が燃料ポンプ8によ
り吸い上げられ、燃料フィルタ9を通してプレッシャレ
ギュレータ10に供給され、プレッシャレギュレータ1
0にて調圧され再び燃料タンク7に戻される。この一定
圧力に調圧された燃料がインジェクタ6に供給されてい
る。そして、インジェクタ6はバッテリ15からの電力
供給により開弁する。その結果、燃料が噴射され、吸入
空気と混合されて混合気となって吸気弁11を介してエ
ンジン1における各気筒毎の燃焼室12に供給される。
12にはスパークプラグ13がそれぞれ配置されてい
る。そして、イグナイタ14によりバッテリ15の電圧
から高電圧が生成され、ディストリビュータ16により
各気筒毎のスパークプラグ13に分配される。
ルバルブ17を迂回するようにバイパス通路18が形成
され、同バイパス通路18にはアイドルスピードコント
ロールバルブ19が配置されている。そして、エンジン
アイドル時には、アイドルスピードコントロールバルブ
19の開度調整によりエンジン回転数が調整される。
が設けられ、同センサ20により吸気温が検出できるよ
うになっている。又、吸気管2のスロットルバルブ17
の配置位置近傍にはスロットル開度センサ21が設けら
れ、同スロットル開度センサ21によりスロットルバル
ブ17の開度が検出できるようになっている。さらに、
吸気管内圧力センサ22によりサージタンク5の内の吸
気管内圧力が検出できるようになっている。
出するための水温センサ23が設けられている。又、デ
ィストリビュータ16内には気筒判別センサ24とクラ
ンク角センサ25が配置されている。クランク角センサ
25は、エンジン1のクランク軸またはカム軸の回転に
伴う所定のクランク角毎にクランク角信号を発生する。
又、気筒判別センサ24は、エンジン1のクランク軸ま
たはカム軸に回転に伴う特定気筒の特定位置毎に気筒判
別信号を発生する。
(例えば、第1気筒の圧縮TDC)を少なくともクラン
ク軸720℃Aに1回は検出する信号であり、クランク
角信号はクランク軸180℃A中に複数個発生し、少な
くとも30℃A以下の周期で発生する信号である。
26が設けられ、この酸素濃度センサ26によりエンジ
ン1の排気ガス中の酸素濃度が検出できるようになって
いる。
段としての電子制御ユニット(以下、ECUという)2
7はマイクロコンピュータを中心に構成されている。E
CU27にはスタータスイッチ28からのスタータモー
タ駆動に伴う信号が入力される。又、ECU27には吸
気温センサ20、スロットル開度センサ21、吸気管内
圧力センサ22、水温センサ23、気筒判別センサ2
4、及びクランク角センサ25が接続されている。そし
て、ECU27はこれらセンサからの信号を入力して、
吸気温、スロットルバルブ17の開度、吸気管内圧力、
エンジン冷却水温、排気ガスの酸素濃度等を検知する。
れており、ECU27は同バッテリ15の電圧を検知す
る。さらに、同エンジン1はスタータモータ(図示略)
がバッテリ15からの電力供給を受けて駆動してエンジ
ン1を始動(クランキング)するようになっている。
噴射制御装置の作用を説明する。図2〜図6にはECU
27が実行する処理(フローチャート)を示す。以下、
図7を用いてECU27の処理を説明していく。
転数NE、吸気圧PM、始動後減量補正係数FDASE、最
終噴射パルスTAU、空燃比(A/F)、HC、フラグ
F1の推移(挙動)を示す。
ンジン回転数NE(図7のT1のタイミング)において
始動時噴射パルスから始動後噴射パルスに切り変えられ
る。図7のT2のタイミングにおいて始動後減量補正係
数FDASEの補正が加わり減量された最終噴射パルスTA
Uとなる。図7において、破線で示す最終噴射パルスT
AUは始動後減量補正係数FDASEによる処理がない場合
を示す。
タイミングであるT2でF1=1にセットされるもので
ある。図2の処理(ルーチン)は8〜20ms毎に起動
されるものである。
0でフラグF1が「0」か否か判定し、F1=0なら
ば、ステップ200で完爆したか否かを判定するために
エンジン回転数NEが所定値N1以上か否か判別する。
N1は、例えば500〜1000rpmをいう。
N1以上であると、ステップ300で吸気管内絶対圧
(PM)がP1以下になったか否か判定する。このステ
ップ300の処理は、エンジン始動直後の壁面燃料付着
量が大きく変化するポイントP1(図10参照)を検出
するためであり、P1の具体的圧力は、例えば、360
mmHgabsである。
1以下になるとステップ400で始動後減量補正係数F
DASEの算出を行う。この処理を図3に示す。図3におい
て、ECU27はステップ401で水温THWを検出
し、ステップ402で吸気圧PMを検出する。さらに、
ECU27はステップ403で吸気圧変化量DLPMを
算出する。そして、ECU27はステップ404で水温
THWに応じて始動後減量基本値BDASEを算出する。
いて水温THWから始動後減量基本値BDASEを算出す
る。同マップは、水温が低い程、始動後減量基本値B
DASEが大きくなる特性を有している。つまり、水温が低
い程、減量する量は大となる。
気圧変化量DLPMに応じて始動後減量係数f(DLP
M)を算出する。このとき、ECU27は図9のマップ
を用いて吸気圧変化量DLPMから始動後減量係数f
(DLPM)を算出する。同マップは、吸気圧変化量D
LPMが大きい程、始動後減量係数f(DLPM)が大
きくなる特性を有している。
動後減量基本値BDASEと始動後減量係数f(DLPM)
とを乗算して始動後減量補正係数FDASE(=BDASE・f
(DLPM))を算出する。
処理を示す。この処理は所定クランク毎(例えば、18
0°CA毎)に起動する。図4において、ECU27は
ステップ501で始動後減量補正係数FDASEの減衰タイ
ミングか否か判定し、所定クランク角(例えば、720
°CA)であると始動後減量補正係数FDASEの減衰タイ
ミングであると判定する。そして、ECU27はFDASE
の減衰タイミングであると、ステップ502で減衰後の
始動後減量補正係数FDASEi を算出する。つまり、前回
の始動後減量補正係数FDASEi-1 に対し減衰率α(例え
ば、α=0.5)を乗算して今回の始動後減量補正係数
FDA SEi (=FDASEi-1 ・α)を算出する。
04で減衰後の始動後減量補正係数FDASEi が「0」以
下とならないようにガードする。図5,図6には、同期
噴射パルスの算出処理を示す。同ルーチン処理は所定ク
ランク毎に開始される。
1で今回のエンジン回転数NEが400rpmより小さ
いか否か判定し、Ne<400rpmであると、ステッ
プ602に移行する。そして、ECU27はステップ6
02で前回のエンジン回転数NEが400rpm以上か
否か判定し、400rpm未満ならばステップ604に
移行し、400rpm以上ならばステップ603で今回
のエンジン回転数NEが200rpm未満か否か判定す
る。ECU27はステップ602の処理後、あるいは、
ステップ603で今回のエンジン回転数NEが200r
pm未満ならば(エンジン始動時)、ステップ604で
水温THWを検出し、ステップ605で水温THWに応
じて始動時噴射パルスTSTA を算出する。そして、EC
U27はステップ606で始動時噴射パルスTSTA を有
効噴射パルスTAUE とする。
ッテリ電圧BATを検出し、ステップ608でバッテリ
電圧BATに応じて無効噴射パルスTVを算出する。そ
して、ECU27はステップ609で有効噴射パルスT
AUE に無効噴射パルスTVを加算して最終噴射パルスT
AU(=TAUE +TV)を算出する。
のエンジン回転数NEが400rpm以上であったりス
テップ603で今回のエンジン回転数NEが200rp
m以上であると(エンジン始動後)、図6のステップ6
10に移行する。
転数NEを検出し、ステップ611で吸気圧PMを検出
する。そして、ECU27はステップ612で吸気圧変
化量DLPMを算出し、ステップ613で吸気温THA
を検出する。さらに、ECU27はステップ614で水
温THWを検出し、ステップ615でスロットル開度T
Aを検出する。続いて、ECU27はステップ616で
排気中の酸素濃度を検出し、ステップ617でエンジン
回転数NEと吸気圧PMに応じて基本噴射パルスTp を
算出する。そして、ECU27はステップ618で水温
THWに応じて水温補正係数FWLを算出し、ステップ6
19で水温THWと始動後経過時間に応じて始動後補正
係数FASE を算出する。さらに、ECU27はステップ
620で吸気温THAに応じて吸気温補正係数FTHA を
算出し、ステップ621でスロットル開度TAとエンジ
ン回転数NEと吸気圧PMに応じて高負荷補正係数FOT
Pを算出する。
中の酸素濃度に応じて空燃比フィードバック補正係数F
A/F を算出し、ステップ623で吸気圧変化量DLPM
に応じて加速補正パルスFMWを算出する。そして、EC
U27はステップ624で次式を用いて有効噴射パルス
TAUE を算出する。
スTAUE を算出した後は、図5のステップ607に移行
する。そして、前述したように、ECU27はステップ
607,608でバッテリ電圧BATに応じて無効噴射
パルスTVを算出し、ステップ609で有効噴射パルス
TAUE に無効噴射パルスTVを加算して最終噴射パルス
TAU(=TAUE +TV)を算出する。
始動後であることを判定している。これには、例えば、
エンジン回転数NEが所定値N1(例えば、500〜1
000rpm)に達したタイミングとする。その後、図
7において、T2 のタイミングにおいて吸気圧PMが所
定の圧力値P1になる。このT1 〜T2 の期間におい
て、図2,3に示した処理により始動後減量補正係数F
DASEが求められる。このとき、図8において水温THW
が低く、かつ、図9において吸気圧変化量DLPMが大
きいので、始動後減量基本値BDASE及び始動後減量係数
f(DLPM)は大きな値をとる。よって、図3のステ
ップ406において、その乗算値である始動後減量補正
係数FDASE(=BDASE・f(DLPM))も大きな値と
なる。その結果、図7のT2 のタイミングにおいて吸気
圧PMが所定の圧力値P1になると、図6のステップ6
24において有効噴射パルスTAUE は急激に減少する。
ングにおいては、図4に示した始動後減量補正係数F
DASEの減衰処理が行われる。その結果、始動後減量補正
係数F DASEは徐々に小さな値となっていく(「0」に近
づいていく)。
て、始動後減量補正係数FDASEが「0」となる。ここ
で、減量する所定期間(図7のT2 〜T3 )は、一時的
な供給燃料の過剰を防ぐ期間であり、インジェクタ取付
位置,吸気ポート形状によって異なる。一般的には、例
えば、1つの気筒に対し5〜10噴射程度とする。
要であるメカニズムについて説明する。始動後(始動し
て回転数が安定した後)の加減速時における燃料の壁面
付着量は、およそ特性2に対し水温補正係数等を掛けた
値となる。例えば、吸気圧PMが760mmHgabs
から260mmHgabsへ減速した場合(A’−
B’)の燃料量を減量することで、減速時供給燃料量
(シリンダ内へ供給される燃料量)は適当となり、A/
Fに乱れもほとんどなくなる。
したアイドル回転となるまで)については、特性2より
さらに壁面付着量が多い特性1となる。この特性の違い
は壁面の乾燥状態に差があるためである。始動後におい
ては以前に噴射された燃料によって既に壁面が濡れてお
り、吸気管内圧力に応じてのみ燃料の蒸発が変化するた
めに特性2のようになる。これに対し、始動時及び始動
直後は壁面が十分に濡れていないため、この壁面の濡れ
に供給する燃料量が必要となることと始動時には上記理
由や燃料の蒸発率が低い等により特に多くの燃料を供給
するため、特性1は特性2に対し大きな値となる。一般
には、燃料が所定量堆積すると流れ出す。この現象は負
圧及び空気流れがなくても発生するが、負圧が発生する
ことにより、この現象はより顕著になるため実施例では
圧力(P1)を用いて説明してある。吸気管内圧力が所
定値(P1)となったところで壁面に留まっていた燃料
が流れ出し一時的に多量の燃料がシリンダ内に供給さ
れ、特性1のようになる。従って、始動直後においては
P1をトリガ点とした燃料減量処理が必要となる。
料噴射制御手段、完爆検出手段、減量手段)はエンジン
1(内燃機関)の運転状態に応じた燃料噴射量をインジ
ェクタ6から噴射する。又、ECU27はエンジン回転
数NEが所定値N1(例えば、500〜1000rp
m)に達すると完爆であるとし、この完爆の検出後にお
いて、要求される壁面付着燃料量の減少期間中(図7の
T2〜T3)にインジェクタ6からの燃料噴射量を減量
する。つまり、完爆直後はそれまでに噴射し吸気管壁面
に付着していた燃料が一気に燃焼室へ入り、燃焼室へ入
る燃料が一時的に過剰になろうとするが、完爆直後にお
いて燃料噴射量を所定時間減量することにより、これを
防止し、オーバーリッチによる未燃HCの排出を低減す
る。その結果、始動直後のA/Fのオーバーリッチを防
止してHCエミッション低減を図ることができることと
なる。
のではなく、例えば、前記実施例においては始動後減量
実行のトリガ条件をエンジン回転数NE、吸気圧PMと
したが、この代わりにエンジン回転速度の変化率(ΔN
E)、吸気管内圧力の変化率(DLPM)、バッテリ電
圧、バッテリ電圧の変化率(Δ+B)を用いてもよい。
あるいは、図11に示すように、スタータ信号がオン状
態からオフ状態に切り換わったタイミングにて始動後減
量補正係数FDASEを算出(燃料減量の開始)するように
してもよい。
ムの場合には、吸入空気量Qa、または吸入空気量の変
化率(ΔQa)をトリガ条件としてもよい。さらには、
前記実施例においては燃料の減量によりA/Fのオーバ
ーリッチを防止したが、A/Fオーバーリッチ量が多い
場合には燃料カットによりオーバーリッチを防止しても
よい。
ンジン回転数NE、吸気圧PM、噴射回数、バッテリ電
圧、エンジン回転速度の変化率(ΔNE),吸気圧変化
率(DLPM)、バッテリ電圧変化率(Δ+B)、吸入
空気量Qa、吸入空気量の変化率(ΔQa)のうちの1
つ、または複数個を用いてもよい。
のステップ502では前回の始動後減量補正係数F
DASEi-1 に対し減衰率αを乗算して更新していたが、他
にも、前回の始動後減量補正係数FDASEi-1 に対し所定
値βを減算したものを今回の始動後減量補正係数F
DASEi (=FDASEi-1 −β)として更新してもよい。
始動直後のA/Fのオーバーリッチを防止してHCエミ
ッション低減を図ることができる優れた効果を発揮す
る。
略図である。
プである。
のマップである。
ある。
ャートである。
てのECU
Claims (1)
- 【請求項1】 内燃機関の吸気管に燃料を噴射するイン
ジェクタと、 内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射量を前記インジェ
クタから噴射する燃料噴射制御手段と、 内燃機関の始動時に内燃機関の完爆を検出する完爆検出
手段と、 前記完爆検出手段による完爆の検出後において、要求さ
れる壁面付着燃料量の減少期間中に前記インジェクタか
らの燃料噴射量を減量する減量手段とを備えたことを特
徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
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