(57)【要約】【課題】成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】車両制御システム１は、圧縮行程噴射手段と、点火手段と、燃料噴射時期制御手段と、点火時期制御手段とによって、始動開始後の内燃機関の回転数変動に基づいて筒内への燃料噴射時期および点火時期を所望する時期に変更することで、圧縮行程噴射による始動の際に良好な燃焼を得ることができることから、成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる。【選択図】  図５
2010203262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の圧縮行程に燃料を燃焼室内へ噴射供給する圧縮行程噴射手段と、
前記圧縮行程噴射手段が噴射供給する燃料に点火する点火手段と、
前記内燃機関の始動時における初爆後の回転数変動に基づいて、前記圧縮行程噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
前記内燃機関の始動時における初爆後の回転数変動に基づいて、前記点火手段の点火時期を制御する点火時期制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を噴射することで成層燃焼を実現可能な筒内噴射用インジェクタと、吸気通路または吸気ポート内に燃料を噴射することで均質燃焼を実現可能なポート噴射用インジェクタとを備える内燃機関が広く知られている。このような内燃機関は、機関運転状態に応じて筒内噴射用インジェクタからの燃料噴射量とポート噴射用インジェクタからの燃料噴射量との比率を適切に制御することで、広い運転領域においてエンジンの高出力・低燃費を達成することができる。
【０００３】
筒内噴射用インジェクタとポート噴射用インジェクタとを備える内燃機関の制御手段としては、内燃機関の始動時にはポート噴射用インジェクタからのみ燃料を噴射し、内燃機関の始動時以外の時には吸気燃料噴射と筒内燃料噴射との噴射タイミングを機関運転状態に応じて制御することで、燃焼を良好にする技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、内燃機関の冷間始動後における点火時期遅角制御時に、筒内噴射量とポート噴射量との比率を実際の空燃比に応じて変更制御することで、バックファイアの発生を抑制する技術が特許文献２に開示されている。
【０００５】
そして、内燃機関の始動時にはポート噴射にて均質燃焼を実施し、初爆後における燃料圧力の上昇に伴って圧縮行程後半の燃料噴射が可能となった以降に筒内噴射に切り替えて成層燃焼を実施することで、機関始動時の燃費および排気エミッションを改善する技術が特許文献３に開示されている。
【０００６】
更に、運転状態に応じて定められた基本点火時期を、燃焼速度に影響する因子の変動に応じて補正することで最終点火時期を設定するようにした点火時期制御装置であって、その点火時期補正量を筒内噴射よりもポート噴射の方を大きくすることで、燃焼速度への影響度が高いポート噴射の方での点火時期補正を適切に行う技術が特許文献４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１２７０５９号公報
【特許文献２】特開２００６−１３２４００号公報
【特許文献３】特開２００４−０２８０２４号公報
【特許文献４】特開２００６−０４６０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
筒内噴射用インジェクタを有する内燃機関は、内燃機関の圧縮行程に燃料を燃焼室内へ噴射し、点火時期において点火プラグ近傍だけに着火性の良好な混合気を形成させることで、燃焼室全体としては希薄な混合気の燃焼、いわゆる成層燃焼を実現することができる。そのため、点火時期に混合気が適切に点火プラグ近傍に形成されるよう、ピストン速度、つまり内燃機関の回転数に応じた筒内噴射時期の制御が実行されている。
特に、内燃機関の始動の際に圧縮行程噴射を実行する場合、始動開始後の内燃機関の大幅な回転数上昇に伴って、噴射された燃料とピストンとの位置関係、および燃料噴射から点火までの期間が大きく変化する。よって、良好な燃焼を得るためには、内燃機関の回転数の大幅な上昇に応じて筒内への燃料噴射時期および点火時期を適切に制御する必要がある。
しかしながら、従来技術および特許文献１〜４の技術では、始動開始後の内燃機関の大幅な回転数上昇に応じて筒内への燃料噴射時期および点火時期を適切に制御する手段が設けられていない。そのため、成層燃焼や弱成層燃焼によって内燃機関を始動させる際に良好な始動性を得ることが困難である、といった問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の圧縮行程に燃料を燃焼室内へ噴射供給する圧縮行程噴射手段と、前記圧縮行程噴射手段が噴射供給する燃料に点火する点火手段と、前記内燃機関の始動時における初爆後の回転数変動に基づいて、前記圧縮行程噴射手段の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、前記内燃機関の始動時における初爆後の回転数変動に基づいて、前記点火手段の点火時期を制御する点火時期制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、始動開始後の内燃機関の回転数変動に基づいて筒内への燃料噴射時期および点火時期を適切に制御することができる。よって、圧縮行程噴射による始動の際に良好な燃焼を得ることができることから、成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。
【図２】燃焼室近傍の概略構成を示した構成図である。
【図３】制御のタイムチャートを示している。
【図４】燃料噴射時期および点火時期の補正例を示している。
【図５】実施例のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００１５】
図１に示す車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０を備えている。また、車両制御システム１は、燃焼室１１ａおよび吸気ポート１３にそれぞれ筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６を備えている。
【００１６】
エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室１１ａを構成するピストン１１を備えている。各燃焼室のピストン１１はそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフト１２の軸に連結されており、ピストン１１の往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフト１２の回転へと変換される。ピストン１１は、その頂面に凹状のキャビティが形成されている。筒内インジェクタ２５が噴射する燃料は、ピストン１１のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ２７近傍へと導かれる（図２参照）。
【００１７】
クランクシャフト１２の軸の近傍には、クランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１は、クランクシャフト１２軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得する。
【００１８】
各気筒の燃焼室１１ａには、それぞれ燃焼室１１ａと連通する吸気ポート１３と、吸気ポート１３に連結し、吸入空気を吸気ポート１３から燃焼室１１ａへと導く吸気通路１４とが接続されている。更に、燃焼室１１ａの各気筒には、それぞれ燃焼室１１ａと連通する排気ポート１５と、燃焼室１１ａで発生した排気ガスをエンジン外へと導く排気通路１６が接続されている。また、各気筒に接続された排気通路１６は、下流側で合流して一本の合流排気通路１７となる。
【００１９】
各気筒の燃焼室１１ａの吸気通路、排気通路に対応して複数の吸気弁、排気弁が設けられている。図１には吸気通路、排気通路と吸気弁、排気弁をそれぞれ１つずつ示している。燃焼室１１ａの各吸気ポート１３には、それぞれ吸気弁１８が配置されており、吸気弁１８を開閉駆動させるための吸気カムシャフト２０が配置されている。更に、燃焼室１１ａの各排気ポート１５には、それぞれ排気弁１９が配置されており、排気弁１９を開閉駆動させるための排気カムシャフト２１が配置されている。
【００２０】
吸気弁１８および排気弁１９はクランクシャフト１２の回転が連結機構（例えばタイミングベルト、タイミングチェーンなど）により伝達された吸気カムシャフト２０および排気カムシャフト２１の回転により開閉され、吸気ポート１３および排気ポート１５と燃焼室１１ａとを連通・遮断する。なお、吸気弁１８、および排気弁１９の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２１】
吸気カムシャフト２０は可変動弁機構（以下、ＶＶＴ機構という）である電動ＶＶＴ機構２２を有している。この電動ＶＶＴ機構２２はエンジンＥＣＵ１０の指示により電動モータで吸気カムシャフト２０を回転させる。それにより吸気カムシャフト２０のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、吸気弁１８のバルブタイミングが変更される。この場合、吸気カムシャフト２０の回転位相は、吸気カム角センサ３２にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、吸気カムシャフト２０の位相を取得することができるとともに、吸気弁１８の位相を取得することができる。また、吸気カムシャフト２０の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２２】
排気カムシャフト２１は油圧ＶＶＴ機構２３を有している。この油圧ＶＶＴ機構２３はエンジンＥＣＵ１０の指示によりオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶという）で排気カムシャフト２１を回転させる。それにより排気カムシャフト２１のクランクシャフト１２に対する回転位相が変更されることから、排気弁１９のバルブタイミングが変更される。この場合、排気カムシャフト２１の回転位相は、排気カム角センサ３３にて検出され、エンジンＥＣＵ１０へと出力される。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、排気カムシャフト２１の位相を取得することができるとともに、排気弁１９の位相を取得することができる。また、排気カムシャフト２１の位相は、クランク角を基準にして表される。
【００２３】
エンジン１００の吸気通路１４にはエアフロメータ３４、スロットルバルブ２４およびスロットルポジションセンサ３５が設置されている。エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５は、それぞれ吸気通路１４を通過する吸入空気量、およびスロットルバルブ２４の開度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて吸気ポート１３および燃焼室１１ａへ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ２４の開度を調整することでエンジン１００の運転に必要な吸入空気量を燃焼室１１ａへ取り込むことができる。
スロットルバルブ２４は、ステップモータを用いたスロットルバイワイヤ方式を適用することが好ましいが、例えばステップモータの代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル（図示しない）と連動し、スロットルバルブ２４の開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用することもできる。
【００２４】
燃焼室１１ａおよび吸気ポート１３には、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６が装着されている。燃料ポンプ（図示しない）より燃料配管を通じて供給された高圧燃料は、エンジンＥＣＵ１０の指示により筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６にてエンジン気筒内の燃焼室１１ａ、吸気ポート１３に噴射供給される。エンジンＥＣＵ１０は、エアフロメータ３４およびスロットルポジションセンサ３５からの吸入空気量、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定し筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６に信号を送る。筒内インジェクタ２５、ポートインジェクタ２６はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃焼室１１ａ、吸気ポート１３へ燃料を高圧噴射する。そして、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６のリーク燃料は、リリーフ配管を通って燃料タンク（図示しない）へと戻される。この場合、燃料ポンプと筒内インジェクタ２５との間に蓄圧室を設けることで、筒内インジェクタ２５へ高圧の燃料を供給する構成としてもよい。
筒内インジェクタ２５の燃料配管には燃圧センサ４１が設けられている。燃圧センサ４１は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を認識し、筒内噴射制御を実行することができる。燃圧センサ４１は、高圧配管に関わらず、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を検出できる任意の部位に設けることができる。
【００２５】
筒内インジェクタ２５は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、エンジン１００の圧縮行程の所定タイミングに燃料を燃焼室１１ａへ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化してピストン１１のキャビティ内へ進入し、キャビティの形状に沿って点火プラグ２７近傍へと導かれる。そして、飛行中に吸気弁１８の開弁時に供給された吸入空気と混合され、点火タイミングにおいて点火プラグ２７近傍だけにエンジン１００の燃焼に適した混合ガスが形成されることで、燃焼室全体としては希薄な混合気の燃焼、いわゆる成層燃焼を実現させる（図２参照）。この場合、筒内インジェクタ２５は、高圧噴射する燃料の一部が点火プラグ２７に直接到達することにより成層燃焼を実現できるような位置に装着されてもよい。
なお、筒内インジェクタ２５は、本発明の圧縮行程噴射手段に相当する。
【００２６】
ポートインジェクタ２６は、エンジンＥＣＵ１０の指示に基づいて、エンジン１００の吸気行程の所定タイミングに燃料を吸気ポート１３へ噴射する。高圧噴射された燃料は霧化して吸入空気と混合され、エンジン１００の燃焼に適した混合ガスとなる。そして、混合ガスを吸気弁１８の開弁時に燃焼室１１ａへ供給することで、燃焼室全体を同程度の空燃比として燃焼させる、いわゆる均質燃焼を実現させる（図２参照）。この場合、ポートインジェクタ２６を設けずに、筒内インジェクタ２５のみで燃料を噴射供給することで、成層燃焼および均質燃焼を実現してもよい。
【００２７】
各気筒の燃焼室１１ａはそれぞれ点火プラグ２７を備えており、点火プラグ２７の点火タイミングはイグナイタ２８によって調整される。吸気ポート１３から流入された吸入空気および混合ガスは気筒内で筒内インジェクタ２５から噴射された燃料と混合し、ピストン１１の上昇運動により燃焼室１１ａ内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１からのピストン１１の位置、および吸気カム角センサ３２からのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタ２８に信号を送る。イグナイタ２８はエンジンＥＣＵ１０の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグ２７に通電する。点火プラグ２７はバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室１１ａ内を膨張させピストン１１を下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフト１２の軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。
なお、点火プラグ２７は、本発明の点火手段に相当する。
【００２８】
燃焼後の排気ガスは、排気弁１９が開いた際に排気ポート１５、排気通路１６を通って合流排気通路１７で合流し、浄化触媒２９を通過してエンジン１００の外部へと排出される。浄化触媒２９は、エンジン１００の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒などが適用される。浄化触媒２９は、エンジン１００の排気量、使用地域等の違いによって複数個組み合わせて用いられる場合もある。
合流排気通路１７には排気温センサ３６、Ａ／Ｆセンサ３７、Ｏ２センサ３８が設けられており、燃焼室１１ａから排出される排気ガスの温度、空燃比を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。また、浄化触媒２９には触媒温度センサ４０が設けられており、浄化触媒２９の温度を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。
【００２９】
エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１、吸気カム角センサ３２、エアフロメータ３４、スロットルポジションセンサ３５、排気温センサ３６、水温センサ３９等の検出結果を読み込み、スロットルバルブ２４の動作、吸気弁１８、排気弁１９の動作、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６の動作、点火プラグ２７の点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。
また、エンジンＥＣＵ１０は、Ａ／Ｆセンサ３７およびＯ２センサ３８の検出結果に基づいて燃焼室１１ａの燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するＦ／Ｂ制御を実行する。この制御を実行することにより、エンジン１００の運転に適した空燃比となるよう燃料噴射量を補正することができる。
【００３０】
そして、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１、燃圧センサ４１の検出結果に基づいて、エンジン１００の始動時における初爆後の筒内インジェクタ２５の燃料噴射タイミングおよび点火プラグ２７の点火タイミングを制御する（図３参照）。
まず、エンジンＥＣＵ１０は、燃圧センサ４１からの信号を受信し、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値以上であるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第１しきい値とは、筒内インジェクタ２５が燃焼室１１ａへ燃料を噴射供給するのに充分な燃料圧力を適用するが、例えば４〜６［ＫＰａ］とすることができる。
【００３１】
エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値未満であると判断した場合に、燃圧を第１しきい値以上まで上昇させる制御を実行する。具体的には、例えば燃料ポンプが電動式の場合にはポンプの駆動力を向上させることで、機械駆動式の場合には電動式の燃圧上昇補助装置を設けることで燃圧を所望する値まで上昇させることができる。また、これらに関わらずその他の燃圧上昇手段を適用してもよい。
【００３２】
一方、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値以上であると判断した場合に、クランク角センサ３１の検出結果に基づいてエンジン１００の回転数が第２しきい値未満であるか否かを判断する制御を実行する。ここで、第２しきい値とは、エンジン１００の始動時における初爆後の回転数変動が収束するのに充分な回転数を適用するが、例えば１０００［ｒｐｍ］とすることができる。
この場合、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に代えて、筒内インジェクタ２５の噴射回数を検出し、検出結果に基づいてエンジン１００の回転数変動の収束を判断してもよい（噴射回数７〜８［回］を第２しきい値とする）。また、ピストン１１の速度を検出し、検出結果に基づいてエンジン１００の回転数変動の収束を判断してもよい。
【００３３】
エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の回転数が第２しきい値以上であると判断した場合に、エンジン１００の始動制御が完了したと判断し、通常制御へと移行する。そして、回転数に応じた筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６の燃料噴射量、噴射タイミングおよび点火プラグ２７の点火タイミングを算出する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、算出結果に基づいて燃料噴射および点火を実行することで弱成層燃焼を実現する。更に、エンジンＥＣＵ１０は、点火プラグ２７の点火タイミングを遅角させることで、後燃えによる浄化触媒２９の急速暖機制御を実行する。
【００３４】
一方、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の回転数が第２しきい値未満であると判断した場合は、エンジン１００の始動制御中であると判断し、始動時の筒内インジェクタ２５の燃料噴射量、噴射タイミングおよび点火プラグ２７の点火タイミングを算出する。つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、算出した始動時の燃料噴射タイミングおよび点火タイミングをクランク角センサ３１の検出結果に基づいて補正する制御を実行する。
この場合、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に代えて、筒内インジェクタ２５の噴射回数を検出し、検出結果に基づいて燃料噴射タイミングおよび点火タイミングの算出値を補正してもよい。また、ピストン１１の速度を検出し、検出結果に基づいて燃料噴射タイミングおよび点火タイミングの算出値を補正してもよい。
つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、補正したタイミングに基づいて燃料噴射および点火を実行することで成層燃焼または弱成層燃焼を実現する。
【００３５】
燃料噴射タイミングおよび点火タイミングの補正について説明する。図４は燃料噴射時期および点火時期の補正例を示している。
成層燃焼を適切に実現させるためには、ピストンのキャビティを経由した噴射燃料が、点火タイミングに点火プラグ近傍へ到達する必要がある。よって、適切なピストン位置で燃料がキャビティに到達するよう噴射タイミングを制御することが要求される。
ここで、内燃機関の始動の際に圧縮行程噴射を実行する場合、始動開始後の内燃機関の大幅な回転数上昇に伴って、噴射された燃料とピストンとの位置関係が大きく変化する。具体的には、内燃機関の回転数が上昇するにつれてピストン速度が向上し、噴射された燃料がピストンのキャビティに到達するまでの時間が短縮されるために、噴射された燃料はより圧縮上死点に近い位置でキャビティに到達する。よって、内燃機関の回転数が上昇するにつれて燃料噴射タイミングをより進角させる制御を実行することで、回転数が大幅に上昇しても噴射燃料を適切な位置でピストンのキャビティに到達させることができる。
【００３６】
また、高圧噴射された燃料は飛行中に霧化し、吸入空気と混合されつつ点火プラグ近傍へ到達するが、噴射燃料が吸入空気と混合されて燃焼に適した混合ガスとなるまで所定の時間を必要とする。よって、成層燃焼を適切に実現するためには、燃料を噴射してから点火するまでに、燃焼に適した混合ガスが形成されるための所定時間を確保することが要求される。
ここで、内燃機関の始動の際に圧縮行程噴射を実行する場合、始動開始後の内燃機関の大幅な回転数上昇に伴って、燃料噴射から点火までの期間が大きく変化する。具体的には、内燃機関の回転数が上昇するにつれてピストン速度が向上し、噴射された燃料が点火されるまでの時間が短縮されるために、混合ガスが形成されるための時間が確保できなくなる。よって、内燃機関の回転数が上昇するにつれて点火タイミングをより遅角させる制御を実行することで、回転数が大幅に上昇しても燃焼に適した混合ガスが形成されるための所定時間を確保することができる。
【００３７】
この制御を実行することにより、始動開始後の内燃機関の回転数変動に基づいて筒内への燃料噴射時期および点火時期を適切に制御することができる。よって、成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明の燃料噴射時期制御手段、点火時期制御手段に相当する。
【００３８】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図５はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、圧縮行程噴射手段と、点火手段と、燃料噴射時期制御手段と、点火時期制御手段とを備えることで、始動開始後の内燃機関の回転数変動に基づいて筒内への燃料噴射時期および点火時期を所望する時期に変更する制御を実行する。
【００３９】
エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、燃圧センサ４１の検出結果に基づいて、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値以上である場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ３へ進む。筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値未満である場合（ステップＳ１／ＮＯ）は、エンジンＥＣＵ１０は、燃料の圧力が筒内噴射に不充分であると判断し、次のステップＳ２へ進む。
【００４０】
ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力を上昇させる。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を終えるとステップＳ１へ戻り、筒内インジェクタ２５に供給される燃料の圧力が第１しきい値以上になるまで上記の処理を繰り返す。
【００４１】
ステップＳ１の判断がＹＥＳである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ３へ進む。ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の回転数が第２しきい値未満であるか否かを判断する。ここで、第２しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。エンジン１００の回転数が第２しきい値未満である場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の始動制御中であると判断し、ステップＳ６へ進む。エンジン１００の回転数が第２しきい値以上である場合（ステップＳ３／ＮＯ）は、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の始動制御が完了したと判断し、次のステップＳ４へ進む。
【００４２】
ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて、筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６の燃料噴射量、噴射タイミングおよび点火プラグ２７の点火タイミングを算出する。
つづいて、ステップＳ５で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ４で算出した結果に基づいて、筒内噴射、ポート噴射および点火を実行することで弱成層燃焼を実現する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４３】
ステップＳ３の判断がＹＥＳである場合、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ６へ進む。ステップＳ６で、エンジンＥＣＵ１０は、エンジン１００の始動時における筒内インジェクタ２５およびポートインジェクタ２６の燃料噴射量、噴射タイミングおよび点火プラグ２７の点火タイミングを算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると、次のステップＳ７へ進む。
【００４４】
ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６で算出した始動時の燃料噴射タイミングおよび点火タイミングを、クランク角センサ３１の検出結果に基づいて補正する。つづいて、ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ７で補正した始動時の燃料噴射タイミングおよび点火タイミングにて筒内噴射を実行する。
この制御を実行することにより、始動開始後の内燃機関の回転数上昇につれて、筒内への噴射時期および点火時期を適切なタイミングに制御することができる。よって、圧縮行程噴射による始動の際に良好な燃焼を得ることができることから、成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる。
エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４５】
以上のように、本実施例の車両制御システム１は、圧縮行程噴射手段と、点火手段と、燃料噴射時期制御手段と、点火時期制御手段とによって、始動開始後の内燃機関の回転数変動に基づいて筒内への燃料噴射時期および点火時期を所望する時期に変更することで、圧縮行程噴射による始動の際に良好な燃焼を得ることができることから、成層燃焼を実現可能な内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００４６】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  車両制御システム
１０  エンジンＥＣＵ（燃料噴射時期制御手段，点火時期制御手段）
１１  ピストン
１１ａ  燃焼室
１２  クランクシャフト
１３  吸気ポート
１４  吸気通路
１５  排気ポート
１６  排気通路
１７  合流排気通路
１８  吸気弁
１９  排気弁
２０  吸気カムシャフト
２１  排気カムシャフト
２２  電動ＶＶＴ機構
２３  油圧ＶＶＴ機構
２４  スロットルバルブ
２５  筒内インジェクタ（圧縮行程噴射手段）
２６  ポートインジェクタ
２７  点火プラグ（点火手段）
２８  イグナイタ
２９  浄化触媒
３１  クランク角センサ
３２  吸気カム角センサ
３３  排気カム角センサ
３４  エアフロメータ
３５  スロットルポジションセンサ
３６  排気温センサ
３７  Ａ／Ｆセンサ
３８  Ｏ２センサ
３９  水温センサ
４０  触媒温度センサ
４１  燃圧センサ
１００  エンジン
【図１】
2010203262.tif 000003
【図２】
2010203262.tif 000004
【図３】
2010203262.tif 000005
【図４】
2010203262.tif 000006
【図５】
2010203262.tif 000007