(57)【要約】【課題】エンジンの始動時燃料噴射量制御装置において、エンジンの始動時に、排気有害成分値の悪化を防止するとともに運転性能を向上するような空燃比に保持することにある。【解決手段】制御手段は、エンジンの前回運転時に、始動時用補正係数取得条件が成立している場合には空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とを記憶するとともにこの記憶した空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とから始動時燃料噴射補正係数を算出し、エンジンの始動時に、始動時基本燃料噴射量と始動時燃料噴射補正係数とを用いて始動時噴射量を算出する。【選択図】図１
2008019822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段と、前記エンジンから排出される排気の空燃比状態を検出する空燃比検出手段と、前記エンジンの始動時における始動時基本燃料噴射量が設定されているとともに前記エンジンの運転状態に応じて空燃比をフィードバック制御する制御手段とを備えたエンジンの始動時燃料噴射量制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの前回運転時に、始動時用補正係数取得条件が成立している場合には空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とを記憶するとともにこの記憶した空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とから始動時燃料噴射補正係数を算出し、前記エンジンの始動時に、前記始動時基本燃料噴射量と前記始動時燃料噴射補正係数とを用いて始動時噴射量を算出することを特徴とするエンジンの始動時燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
前記始動時燃料噴射補正係数は、始動時エンジン水温によって補正されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動時燃料噴射量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの始動時燃料噴射量制御装置に係り、特にエンジンの始動直後における排気有害成分値の悪化を防止するとともに運転性能を向上するエンジンの始動時燃料噴射量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、エンジンの冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段と、エンジンから排出される排気の空燃比（Ａ／Ｆ）状態を検出する空燃比検出手段と、エンジンの始動時における始動時基本燃料噴射量が設定されているとともにエンジンの運転状態に応じて空燃比をフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御する制御手段とが備えられたエンジンの始動時燃料噴射量制御装置を設けているものがある。
【０００３】
従来、エンジンの空燃比制御装置には、始動完爆後のエンジン回転数又はこのエンジン回転数に応じて変化するトルク等のエンジン回転数パラメータの目標挙動特性を設定し、始動完爆直後からエンジン回転数パラメータを前記目標挙動特性と比較し、エンジン回転数パラメータを前記目標挙動特性に収束させるように空燃比を補正し、始動完爆直後から空燃比を適正に制御するものがある。
また、エンジンの空燃比制御装置には、空燃比センサの活性を検出した時点で、目標空燃比補正係数による増量分をカットする第１の制御と、空燃比センサの活性を検出した後も、引き続き、時間経過と共に目標空燃比補正係数を減少させる第２の制御とを選択可能とし、空燃比センサの活性を検出した時点における空燃比センサの出力がリッチ領域にあるときは前記第１の制御を選択し、空燃比センサの出力がストイキ領域にあるときは前記第２の制御を選択することにより、運転性能の悪化を抑制しつつ、始動直後における空燃比を速やかにストイキへ収束させるものがある。
【特許文献１】特開２００１−３２７３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、エンジンの始動時燃料噴射量制御装置においては、燃料噴射弁の噴射パルス幅を算出する際に、適正な空燃比を保つことができるように、フィードバック補正を行うと同時に、エンジンの燃料システムの構成部品の特性ばらつきを考慮し、学習補正をも行っている。通常、学習補正量は、燃料フィードバック補正量の中心が１．０付近になるように算出されている。しかし、極端な補正が行われないように、学習補正量には、制御範囲の制限（ガード）値が設けられている。
そして、燃料フィードバック補正量と燃料学習補正量との積を燃料補正トータル量とするが、燃料システム構成部品の故障時あるいは特性の経年劣化のために、要求される燃料補正ト一タル量が増加あるいは減少し、学習補正量が制御範囲の制限値に張り付いた場合、さらに補正が必要な場合には、燃料フィードバック補正量が１．０以上あるいは１．０以下になる。
ここで問題となるのは、燃料補正トータル量の中で、学習補正量は常に反映されるが、燃料フィードバック補正量は空燃比のフィードバック制御が行なわれない期間において反映されない点である。フィードバック制御を行うためには、空燃比センサあるいは酸素センサ（Ｏ２センサ）の素子温度が上昇して活性していることが条件であるため、エンジンの始動後から一定時間は、空燃比のフィードバック制御ができない。このため、エンジンの始動直後は、要求される燃料補正トータル量の中で反映することができない燃料フィードバック補正量分だけ空燃比が極端にリッチ又はリーンとなり、排気有害成分値が悪化するとともに運転性能の悪化が生じるという不都合があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、エンジンの燃料システム構成部品の特性ばらつき、あるいは故障により通常の燃料制御範囲から外れた場合のエンジンの始動直後における排気有害成分値の悪化を防止するとともに良好な運転性能を確保するエンジンの始動時燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、エンジンの冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段と、前記エンジンから排出される排気の空燃比状態を検出する空燃比検出手段と、前記エンジンの始動時における始動時基本燃料噴射量が設定されているとともに前記エンジンの運転状態に応じて空燃比をフィードバック制御する制御手段とを備えたエンジンの始動時燃料噴射量制御装置において、前記制御手段は、前記エンジンの前回運転時に、始動時用補正係数取得条件が成立している場合には空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とを記憶するとともにこの記憶した空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とから始動時燃料噴射補正係数を算出し、前記エンジンの始動時に、前記始動時基本燃料噴射量と前記始動時燃料噴射補正係数とを用いて始動時噴射量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のエンジンの始動時燃料噴射量制御装置は、燃料噴射弁の燃料噴射パルスを算出する際に燃料フィードバック補正量分を増量あるいは減量することにより、エンジンの始動直後に、排気有害成分値の悪化を防止するとともに運転性能を向上させる空燃比に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明は、エンジンの始動直後に、排気有害成分値の悪化を防止するとともに運転性能を向上させる空燃比に保持する目的を、燃料噴射弁の燃料噴射パルスを算出する際に燃料フィードバック補正量分を増量あるいは減量して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【０００９】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図６において、１は車載用のエンジン、２はこのエンジン１の始動時燃料噴射量制御装置、３はこのエンジン１の吸気系の吸気通路、４はこのエンジン１の排気系の排気通路である。
吸気通路３には、該吸気通路３を流通してエンジン１に供給される吸入空気の吸気量を制御するスロットルバルブ５と、このスロットルバルブ５の開度を検出するスロットルセンサ６と、スロットルバルブ５よりも上流側で吸気通路３の吸入空気の温度である吸気温度を検出する吸気温度検出手段である吸気温度センサ７と、この吸気温度センサ７よりも上流側で吸気通路３の吸入空気の吸気量を検出するエアフローセンサ８とが設けられている。
排気通路４には、エンジン１から排出される排気を浄化のための触媒９と、この触媒９よりも上流側で排気の空燃比状態を検出する空燃比検出手段である空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）１０と、この触媒９よりも下流側で排気の酸素濃度を検出する酸素センサ（Ｏ２センサ）１１とが設けられている。
空燃比センサ１０は、エンジン１の排気系に設けられて該エンジン１から排出される排気の空燃比に対して検出信号をリニアに変化して出力する。酸素センサ１１は、排気の酸素濃度を検出してリッチ／リーンの反転した電圧信号を出力する。
【００１０】
また、エンジン１には、燃料システム１２の構成部品の一つである燃料噴射弁１３と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１４と、エンジン１の冷却水温度であるエンジン水温を検出するエンジン水温検出手段である水温センサ１５とが設けられている。
更に、エンジン１には、蒸発燃料装置１６が設けられる。この蒸発燃料装置１６は、スロットルバルブ５よりも下流側の吸気通路３に連通するパージ通路１７と、このパージ通路１７に接続したキャニスタ１８と、このキャニスタ１８に接続して燃料タンクに連通したエバポ通路１９と、パージ通路１７途中に介設されてキャニスタ１８から吸気通路３へのパージガスの流量を調整するパージバルブ２０とからなる。
【００１１】
スロットルセンサ６と吸気温度センサ７とエアフローセンサ８と空燃比センサ１０と酸素センサ１１と燃料噴射弁１３とエンジン回転数センサ１４と水温センサ１５とパージバルブ２０とは、制御手段２１に連絡している。また、この制御手段２１には、イグニションキーのオンを検出するイグニションスイッチ２２が連絡している。
【００１２】
この制御手段２１は、エンジン１の始動時における始動時基本燃料噴射量を設定しており、また、エンジン１の運転状態に応じて空燃比をフィードバック制御するとともに空燃比学習制御を行う。また、制御手段２１は、パージガス濃度学習補正係数を基にパージバルブ２０を開閉作動する。
【００１３】
また、制御手段２１は、エンジン１の前回運転時に、始動時用補正係数を算出させる始動時用補正係数取得条件が成立している場合には空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とを記憶するとともにこの記憶した空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とから始動時燃料噴射補正係数を算出し、また、エンジン１の始動時に、前記始動時基本燃料噴射量と前記始動時燃料噴射補正係数とを用いて始動時噴射量を算出する。
このため、制御手段２１には、燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御部２１Ａと、空燃比を制御する空燃比制御部２１Ｂと、各補正係数を記憶するバックアップメモリ２１Ｃとが備えられている。
前記始動時燃料噴射補正係数は、図５の水温補正テーブルに示すように、始動時エンジン水温によって補正される。この水温補正テーブルは、制御手段２１に設定されている。
【００１４】
次に、この実施例の作用を、図１、図２のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段２１において、プログラムがスタートすると（ステップＡ１）、先ず、空燃比のフィードバック制御が開始されているか否かを判断し（ステップＡ２）、このステップＡ２がＮＯの場合には、この判断を継続する。
このステップＡ２がＹＥＳの場合には、空燃比学習制御が開始されているか否かを判断し（ステップＡ３）、このステップＡ３がＮＯの場合には、前記ステップＡ２に戻る。
このステップＡ３がＹＥＳの場合には、燃料噴射量補正トータル（ＴＯＴＡＬ）量（Ｆｔｏｔａｌ）を求める（ステップＡ４）。
この燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）は、
Ｆｔｏｔａｌ＝（１＋ＫＩ）＊（Ｌａ−Ｋｃ）
で求められる。
ＫＩ：空燃比学習補正係数
Ｌａ：空燃比フィードバック補正係数
Ｋｃ：パージガス濃度学習補正係数
つまり、制御手段２１は、エンジン１の運転中の空燃比学習補正係数（ＫＩ）と空燃比フィードバック補正係数（Ｌａ）との積を燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）としてモニタしている。
そして、この燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）を求めた後は、燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）が上側の制限値であるトータル量上限値（ＦＴｍａｘ）以上且つ空燃比学習補正係数（ＫＩ）が上側の制限値である空燃比学習補正係数上限値（ＫＩｍａｘ）以上、又は、燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）が下側の制限値であるトータル量下限値（ＦＴｍｉｎ）以下且つ空燃比学習補正係数（ＫＩ）が下側の制限値である空燃比学習補正係数下限値（ＫＩｍｉｎ）以下の状態、つまり、燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）や空燃比学習補正係数（ＫＩ）が制限値に張り付いたりあるいはその制限値を超えている状態の場合が、所定時間（Ｔｆ）以上継続したか否かを判断する（ステップＡ５）。このステップＡ５がＮＯの場合には、前記ステップＡ２に戻る。
このステップＡ５がＹＥＳの場合には、始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）をセットし（ステップＡ６）、そして、この始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）がセットされた瞬間の燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）を空燃比フィードバック補正係数（Ｆｓｈ）としてバックアップメモリ２１Ｃに記憶するとともに、空燃比学習補正係数（ＫＩ）を空燃比学習補正係数（ＫＩｓｈ）としてバックアップメモリ２１Ｃに記憶する（ステップＡ７）。
【００１５】
その後、図２に示すように、イグニションスイッチ２２がオンになってエンジン１が始動（スタート）、つまり、次回始動時になり（ステップＢ１）、先ず、始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）をセットされているか否かを判断する（ステップＢ２）。
このステップＢ２がＹＥＳの場合には、始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）を計算する（ステップＢ３）。
この始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）は、
Ｘｆ＝（Ｆｓｈ／ＫＩｓｈ−１）＊ＴＷ
で計算される。
Ｆｓｈ：前回運転時に始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）がセットされた瞬間の燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）
ＫＩｓｈ：前回運転時に始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）がセットされた瞬間の空燃比学習補正係数（ＫＩ）
ＴＷ：水温補正係数
この始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）は、図５に示す水温補正テーブルにより、始動時エンジン水温毎に調整される。
そして、この始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）の計算後は、燃料噴射量（ＴＩ）を算出する（ステップＢ４）。
この燃料噴射量（ＴＩ）は、
ＴＩ＝ＴＰ＊Ｘｆ＊Ｙ
で算出される。
ＴＰ：始動時基本燃料噴射量
Ｘｆ：始動時燃料噴射補正係数
Ｙ：通常時燃料噴射量補正係数
そして、この燃料噴射量（ＴＩ）の算出後は、始動後経過時間が所定時間（Ｓｇ）以上経過、又は、空燃比のフィードバック制御が開始されたか否かを判断する（ステップＢ５）。このステップＢ５がＮＯの場合には、前記ステップＢ４に戻す。
このステップＢ５がＹＥＳの場合には、始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）を所定時間（Ｑ）毎に所定量（Ｘｄ）毎の割合で増量もしくは減量（始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）が零（０）以上の場合）させる（ステップＢ６）。
そして、始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）が零（０）か否かを判断する（ステップＢ７）。このステップＢ７がＮＯの場合には、前記ステップＢ６に戻す。
このステップＢ７がＹＥＳの場合には、始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）をクリアする（ステップＢ８）。
このステップＢ８における始動時燃料噴射量補正フラグ（Ｓｆ）のクリア後、及び、前記ステップＢ２がＮＯの場合には、通常時燃料噴射制御に移行する（ステップＢ９）。
【００１６】
即ち、この実施例においては、例えば、要求される燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）がリーンの場合に、次回始動時にこの状態が反映されるように、始動時燃料噴射補正係数（Ｘｆ）を算出している。例えば、図３に示すように、要求される燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）がリーンの場合おいて、燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）と燃料フィードバック補正量と燃料学習補正量との関係を示し、燃料学習補正量がある一定量以上あるいは一定量以下、且つ、燃料補正トータル量が一定量以下の場合には、次回始動時のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御の開始前までの期間において、燃料噴射パルスを算出する際に燃料フィードバック（Ｆ／Ｂ）補正量分を減量し、排気有害成分値や運転性能を悪化させないような空燃比に保持する。
この要求される燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）がリーンの場合におけるエンジン１の始動時の空燃比の動きについて説明すると、図４に示すように、空燃比のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御の開始前では、従来の空燃比（破線で示す）が要求燃料量に対してリッチ側に存在していたが、この発明の空燃比（実線で示す）は要求燃料量に適合しており、そして、空燃比のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御の開始後では、従来の空燃比（破線で示す）が要求燃料量に適合するまで一定時間必要であったが、この発明の空燃比（実線で示す）は空燃比のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御の開始直後で直ぐに要求燃料量に適合する。
これにより、エンジン１の燃料システム構成部品の特性ばらつき、あるいは故障により通常の燃料制御範囲から外れた場合のエンジン１の始動直後において、排気有害成分値の悪化を防止するとともに、良好な運転性能を確保することができる。
【００１７】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の制御を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に記載の発明は、エンジン１の前回運転時に、始動時用補正係数取得条件が成立している場合には空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とを記憶するとともにこの記憶した空燃比フィードバック補正係数と空燃比学習補正係数とから始動時燃料噴射補正係数を算出し、エンジンの始動時に、始動時基本燃料噴射量と始動時燃料噴射補正係数とを用いて始動時噴射量を算出する。これにより、エンジン１の始動直後においても排気有害成分値及び運転性能が悪化することがなく、エンジン１の始動時及びエンジン１の始動直後から排気有害成分値の悪化を防止するとともに良好な運転性能を得ることができる。
また、請求項２に記載の発明は、始動時燃料噴射補正係数を、始動時エンジン水温によって補正する。これにより、始動時エンジン水温に応じた始動時燃料噴射補正係数を求めて、精度の高い燃料噴射量制御を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
燃料噴射弁の燃料噴射パルスを算出する際に燃料フィードバック補正量分を増量あるいは減量することを、他の制御にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】始動時燃料噴射量制御の第１のフローチャートである。
【図２】始動時燃料噴射量制御の第２のフローチャートである。
【図３】要求される燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）がリーンの場合において燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）と燃料フィードバック補正量と燃料学習補正量との関係を示す図である。
【図４】要求される燃料噴射量補正トータル量（Ｆｔｏｔａｌ）がリーンの場合において始動時の空燃比の動きを従来の場合と比較して説明する図である。
【図５】始動時燃料噴射補正係数の水温補正テーブルを示す図である。
【図６】始動時燃料噴射量制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  エンジン
２  始動時燃料噴射量制御装置
３  吸気通路
４  排気通路
９  触媒
１０  空燃比センサ
１１  酸素センサ
１３  燃料噴射弁
１５  水温センサ
２１  制御手段
２２  イグニションスイッチ
【図１】
2008019822.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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