(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関がアイドリング運転状態にあるときに前記内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路内に噴射供給される燃料の噴射時期を前記内燃機関の吸気行程以前に設定するようにした内燃機関の燃料噴射時期制御装置において、
前記内燃機関の機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記内燃機関がアイドリング運転状態にあるときの前記機関回転速度に関する目標値を設定する設定手段と、
前記吸気通路内に噴射された燃料噴射量に対する壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量を、前記設定される目標値に対する前記検出される機関回転速度の低下量に基づき推定する推定手段と、
前記内燃機関がアイドリング運転状態にあることを判定する判定手段と、
前記内燃機関がアイドリング運転状態にあると判定され且つ前記推定される壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量が大きいほど前記噴射時期をより遅れた時期に変更する噴射時期変更手段と、
機関始動開始時から所定時間が経過するまでは前記噴射時期変更手段による前記噴射時期の変更を禁止する禁止手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載した内燃機関の燃料噴射時期制御装置において、
前記噴射時期変更手段は、前記噴射時期を前記内燃機関の吸気行程中に変更することを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、機関運転状態に応じて燃料噴射時期を制御する内燃機関の燃料噴射時期制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の内燃機関にあっては、吸気通路に設けられたインジェクタから吸気通路内に燃料が噴射される。そして、噴射された燃料が吸気通路を流れる吸入空気と混合されることにより混合気が形成され、この混合気が吸気通路を通じて内燃機関の燃焼室に供給される。内燃機関には燃料噴射制御を行う電子制御装置が設けられており、この制御装置によってインジェクタの開閉時期、即ち、燃料噴射量及び燃料噴射時期が機関運転状態に応じて制御されるようになっている。
【０００３】
また、上記のようにインジェクタから吸気通路内に噴射された燃料は、その全てが燃焼室内に供給されるわけではない。インジェクタから噴射されたものの、その何割かの燃料は吸気通路の内壁面や吸気バルブの傘部に付着してしまうからである（尚、本明細書において、この吸気通路の内壁面や吸気バルブの傘部に付着する燃料の量を「壁面燃料付着量」と定義する）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関に使用される燃料には、揮発性の高い軽質系の燃料（以下、単に「軽質燃料」という）と、逆に揮発性の低い重質系の燃料（以下、単に「重質燃料」という）とが存在している。そして、この燃料性状（ここでは特に揮発性）は、例えば、夏期或いは冬期といった使用時期や燃料メーカによってかなりのバラツキがある。従って、内燃機関にあっては、これら軽質燃料及び重質燃料が混在して使用されているのが実情である。また、以下に説明するように、燃料噴射量に対する壁面燃料付着量の割合（以下、「壁面燃料付着率」という）はこの燃料性状によって大きく左右されるものである。
【０００５】
図１２は、機関温度と壁面燃料付着率との関係を軽質燃料及び重質燃料についてそれぞれ示している。同図に示すように、機関温度が高い場合には、軽質燃料又は重質燃料のいずれの燃料においても壁面燃料付着率は極めて少なくなっている。これは機関温度が高い場合には、インジェクタから噴射された燃料はその大部分が吸気通路の内壁面や吸気バルブの傘部に付着する前に気化して燃焼室に供給され、或いは、吸気通路の内壁面等に一旦付着しても同壁面の熱により速やかに気化して燃焼室に供給されるためである。
【０００６】
これに対して、機関温度が低い場合には、軽質燃料又は重質燃料のいずれの燃料においても壁面燃料付着率が機関温度が高い場合と比較して大きくなっている。これは機関温度が低いことから、吸気通路内に噴射された燃料の気化が促進されず、また、同吸気通路の内壁面等に付着した燃料が同壁面の熱により気化されることも少ないからである。
【０００７】
特に、重質燃料は軽質燃料と比較して揮発性が低く気化し難いため、機関温度が低下したときに壁面燃料付着率は大幅に増加する。このため、重質燃料を使用している内燃機関にあっては、機関低温時に壁面燃料付着率の増大に起因して混合気が希薄となり機関回転速度が低下してしまうおそれがあった。
【０００８】
また、このような機関回転速度の低下は機関がアイドリング運転状態にあるときに特に顕著なものとなる。アイドリング運転状態においては、燃料噴射量が少ないため壁面燃料付着率が大きくなる傾向があるからである。そして、このようなアイドリング運転状態における機関回転速度の低下は、機関の燃焼状態を不安定化させてしまい、最悪の場合には機関停止（エンジンストール）を招くおそれがあった。
【０００９】
そこで、上記のような機関回転速度の低下を見越して、換言すれば、重質燃料に適合するように、アイドリング運転時における燃料噴射量を予め増量しておくことが考えられる。しかしながら、このような定常的な燃料噴射量の増量は燃費悪化を招くばかりか、軽質燃料の使用により壁面燃料付着率が小さくなった場合に逆に混合気が過濃になってしまい、未燃焼ガスの排出量を増加させてしまうおそれがある。
【００１０】
また、機関回転速度の低下が発生したときに、その低下量に応じて燃料噴射量を一時的に増量補正することにより、アイドリング運転時における機関回転速度の低下を抑制することも考えられる。このようにすれば、壁面燃料付着量に相当する分の燃料が増量補正されるようになるため、未燃焼ガスの排出量が増加してしまうことはない。しかしながら、このような構成であっても燃料噴射量を増量補正するようにしているため、やはり燃費の悪化は避けられない問題であった。
【００１１】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃費の悪化を招くことなくアイドリング運転時における機関回転速度の低下を抑制することができる内燃機関の燃料噴射時期制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、内燃機関がアイドリング運転状態にあるときに内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路内に噴射供給される燃料の噴射時期を内燃機関の吸気行程以前に設定するようにした内燃機関の燃料噴射時期制御装置において、内燃機関の機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、内燃機関がアイドリング運転状態にあるときの機関回転速度に関する目標値を設定する設定手段と、吸気通路内に噴射された燃料噴射量に対する壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量を、設定される目標値に対する検出される機関回転速度の低下量に基づき推定する推定手段と、内燃機関がアイドリング運転状態にあることを判定する判定手段と、内燃機関がアイドリング運転状態にあると判定され且つ推定される壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量が大きいほど燃料の噴射時期をより遅れた時期に変更する噴射時期変更手段と、機関始動開始時から所定時間が経過するまでは噴射時期変更手段による噴射時期の変更を禁止する禁止手段とを備えたことをその要旨とするものである。
【００２０】
上記構成によれば、目標値に対する機関回転速度の低下量に基づき推定される壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量の大きさに応じて燃料噴射時期がより適正な時期に変更される。
一般に、内燃機関の始動完了直後にあっては機関燃焼状態が不安定であるため、機関回転速度が変動することがある。上記構成によれば、内燃機関の始動開始時から所定時間の間は燃料噴射時期の変更が禁止されるため、上記のような機関燃焼状態の不安定化に起因した一時的な機関回転速度の低下が発生した場合でも、燃料噴射時期の変更は行われない。
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した内燃機関の燃料噴射時期制御装置において、噴射時期変更手段は、燃料の噴射時期を内燃機関の吸気工程中に変更することをその要旨とするものである。
上記構成によれば、請求項１に記載した発明の作用に加えて、燃料噴射は内燃機関の吸気行程中に行われるようになるため、噴射された燃料は吸気通路から燃焼室へ向かう吸入空気の流動によって速やかに燃焼室に導入されるようになる。従って、壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量が更に減少し、その減少分だけ燃焼室に供給される燃料が増加する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における内燃機関の燃料噴射時期制御装置を車輌用ガソリンエンジンに適用した第１の実施形態について図１〜７を参照して説明する。
【００３５】
図１は本実施形態において、車輌用多気筒ガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略記する）１の燃料噴射時期制御装置を示す概略構成図である。エンジン１は複数のシリンダボア３が形成されたシリンダブロック２と、同ブロック２上に組み付けられたシリンダヘッド４とを備えている。各シリンダボア３内にはピストン５が上下動可能に設けられており、このピストン５はコンロッド６を介して図示しないクランクシャフトに連結されている。シリンダボア３の内部において、ピストン５とシリンダヘッド４とによって囲まれた空間により燃焼室７が形成されている。
【００３６】
シリンダヘッド４には、各燃焼室７に対応して点火プラグ８が設けられている。また、シリンダヘッド４には、各燃焼室７に通じる吸気ポート９及び排気ポート１０がそれぞれ設けられており、これら各ポート９，１０には吸気管１１及び排気管１２がそれぞれ接続されている。
【００３７】
吸気ポート９及び排気ポート１０には、吸気バルブ１３及び排気バルブ１４がそれぞれ設けられている。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４は、吸気カムシャフト２２及び排気カムシャフト２３の回転により作動して各ポート９，１０を開閉する。各カムシャフト２２，２３の先端にはタイミングプーリ２２ａ，２３ａが設けられており、これら各タイミングプーリ２２ａ，２３ａはタイミングベルト２４を介してクランクシャフトに設けられたクランクプーリ（図示略）に連結されている。
【００３８】
また、吸気カムシャフト２２の端部にはバルブタイミング変更機構（以下、「ＶＶＴ」と略記する）２５が設けられている。このＶＶＴ２５は、タイミングプーリ２２ａに対して吸気カムシャフト２２を連続的に相対回転させることができる。後述する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）５１はＶＶＴ２５を制御して吸気カムシャフト２２を相対回転させることにより、吸気バルブ１３のバルブタイミング、及びバルブオーバラップ期間をエンジン１の運転状態に適合するタイミングに変更することができる。
【００３９】
例えば、ＥＣＵ５１はエンジン１がアイドリング運転状態にある場合に吸気バルブ１３のバルブタイミングを遅角させることによってバルブオーバラップ期間を最小値に設定する。このようにバルブオーバラップ期間が最小値に設定されることにより、吹き返し現象の発生が抑制されて燃焼室７における混合気の燃焼状態を安定させることができる。
【００４０】
一方、ＥＣＵ５１はエンジン１が高負荷運転状態にある場合に吸気バルブ１３のバルブタイミングを進角させることによってバルブオーバラップ期間を最大値に設定する。このようにバルブオーバラップ期間が最大値に設定されることにより、体積効率の向上を図ることができエンジン出力を増大させることができる。
【００４１】
前記吸気管１１の入口側にはエアクリーナ１５が設けられ、その下流側にはサージタンク１６が設けられている。更に、吸気管１１において、このサージタンク１６の下流側にはエンジン１の各気筒に対応して燃料噴射用のインジェクタ１７がそれぞれ設けられている。インジェクタ１７はＥＣＵ５１により開閉駆動される電磁弁であり、同インジェクタ１７には燃料タンク（図示略）内の燃料が燃料ポンプ（図示略）から所定圧力をもって供給されるようになっている。
【００４２】
インジェクタ１７は、ＥＣＵ５１の制御信号に基づく所定の時期をもって吸気ポート９に向けて燃料を噴射する。噴射された燃料は、エアクリーナ１５を通じて吸気管１１内に導入された吸入空気と混合されて混合気を形成する。そして、この混合気は吸気バルブ１３の開弁に伴って燃焼室７に導入される。燃焼室７に導入された混合気が点火プラグ８によって点火されることにより、その混合気が爆発・燃焼してエンジン１に駆動力が得られる。そして、爆発・燃焼後の排気は、排気行程における排気バルブ１４の開弁に伴い排気管１２を通じて外部へ排出される。
【００４３】
サージタンク１６の上流側には吸入空気量ＧＡを調節するスロットルバルブ１９が設けられており、このスロットルバルブ１９の近傍にはスロットルセンサ３１が設けられている。スロットルセンサ３１はスロットルバルブ１９の開度、即ち、スロットル開度ＴＡに応じた検出信号を出力する。
【００４４】
また、このスロットルセンサ３１はアイドルスイッチ３１ａを内蔵している。このアイドルスイッチ３１ａはスロットルバルブ１９が全閉状態にあるときにアイドル信号ＩＤＳを「ＯＮ」として出力する。
【００４５】
吸気管１１においてエアクリーナ１５の下流側にはエアフローメータ３２が設けられている。このエアフローメータ３２は吸入空気量ＧＡに応じた検出信号を出力する。更に、吸気管１１においてエアクリーナ１５とエアフローメータ３２との間には吸気温センサ３３が設けられている。この吸気温センサ３３は吸入空気の温度、即ち、吸気温ＴＨＡに応じた検出信号を出力する。また、シリンダブロック２には水温センサ３４が設けられており、同水温センサ３４は、エンジン１の冷却水の温度、即ち、冷却水温ＴＨＷに応じた検出信号を出力する。
【００４６】
前記シリンダヘッド４にはディストリビュータ２０が設けられており、同ディストリビュータ２０はイグナイタ２１から出力される高電圧をクランクシャフトの回転に同期して各点火プラグ８に分配する。ディストリビュータ２０はクランクシャフトの回転に連動して回転するロータ（図示略）を内蔵している。そして、ディストリビュータ２０には、そのロータの回転からエンジン１の回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ３５と、同じくロータの回転に応じて基準のクランク角信号を出力する気筒判別センサ３７が設けられている。また、ＥＣＵ５１はこの回転速度センサ３５及び気筒判別センサ３７からの検出信号に基づいてクランクシャフトの回転角、即ちクランク角度を算出する。
【００４７】
更に、排気管１２には酸素センサ（リーンセンサ）３８が設けられている。この酸素センサ３８は排気管１２内の排気の酸素濃度ＯＸに応じた信号を出力する。
【００４８】
また、吸気管１１には、スロットルバルブ１９を迂回してその上流側と下流側とを互いに連通させるバイパス通路１８が設けられている。このバイパス通路１８の途中には同通路１８を流れる空気量を調節するアイドルスピードコントロールバルブ（以下、「ＩＳＣＶ」と略記する）１８ａが設けられている。
【００４９】
ＥＣＵ５１は、スロットルバルブ１９が全閉状態となりエンジン１がアイドリング運転状態になったときに、ＩＳＣＶ１８ａの開度を制御することにより、燃焼室７に導入される吸入空気量ＧＡを調節する。
【００５０】
また、エンジン１には、始動時にクランキング動作によってエンジン１に回転力を付与するためのスタータ２６が設けられている。また、このスタータ２６には、その作動・非作動を検知するスタータスイッチ３６が設けられている。スタータスイッチ３６は、イグニッションスイッチ（図示略）の操作によってＯＮ・ＯＦＦされるものである。イグニッションスイッチが操作されてスタータ２６が作動している場合、スタータスイッチ３６からはスタータ信号ＳＴＡが「ＯＮ」として出力される。
【００５１】
次に、ＥＣＵ５１の電気的構成について図２のブロック図を参照して説明する。ＥＣＵ５１は中央処理装置（ＣＰＵ）５２、所定の制御プログラム等を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５３、ＣＰＵ５２の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５４、記憶されたデータを保存するバックアップＲＡＭ５５、タイマカウンタ５６と、これら各部５２〜５６と外部入力回路５７及び外部出力回路５８とをバス５９によって接続してなる理論演算回路として構成されている。また、前記ＲＯＭ５３には、後述する「燃料噴射時期変更ルーチン」等の制御プログラム、或いは所定の関数データ等が予め記憶されている。タイマカウンタ５６は、所定時間毎の割り込み信号を出力すると共に、同時に複数のカウント動作を実行する。
【００５２】
外部入力回路５７には、スロットルセンサ３１、アイドルスイッチ３１ａ、エアフローメータ３２、吸気温センサ３３、水温センサ３４、回転速度センサ３５、スタータスイッチ３６、気筒判別センサ３７、酸素センサ３８がそれぞれ接続されている。また、外部出力回路５８には、インジェクタ１７、イグナイタ２１及びＩＳＣＶ１８ａがそれぞれ接続されている。ＥＣＵ５１（ＣＰＵ５２）は、これら各種センサ３１〜３８からの検出信号に基づいてインジェクタ１７、イグナイタ２１及びＩＳＣＶ１８ａを駆動制御する。
【００５３】
次に、本実施形態における燃料噴射時期制御の制御手順について説明する。図３は「燃料噴射時期変更ルーチン」の処理を説明するフローチャートである。ＥＣＵ５１は本ルーチンの処理を所定クランク角度毎に繰り返し実行する。
【００５４】
尚、ＥＣＵ５１は本ルーチンとは別の制御ルーチンにおいてインジェクタ１７の開弁時期ＩＮＪＴＯＮ及び閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦをそれぞれ算出している。この際、開閉弁時期ＩＮＪＴＯＮ，ＩＮＪＴＯＦＦは軽質燃料の使用を想定した運転状態に適合するように算出されており、インジェクタ１７の燃料噴射形態は後述する非同期噴射に設定されている。本ルーチンはこのように設定された開閉弁時期ＩＮＪＴＯＮ，ＩＮＪＴＯＦＦをエンジン１が特定の運転状態にあるときに変更するための処理である。尚、この開閉弁時期ＩＮＪＴＯＮ，ＩＮＪＴＯＦＦを変更する際に燃料噴射時間（両時期ＩＮＪＴＯＮ，ＩＮＪＴＯＦＦの差）は所定値に保持され燃料噴射量が変更されることはない。
【００５５】
まず、ステップ１０１において、ＥＣＵ５１はスタータスイッチ３６、回転速度センサ３５、アイドルスイッチ３１ａ、及び水温センサ３４の出力信号に基づいてスタータ信号ＳＴＡ、回転速度ＮＥ、アイドル信号ＩＤＳ、及び冷却水温ＴＨＷをそれぞれ読み込む。
【００５６】
ステップ１０２において、ＥＣＵ５１はエンジン１の始動完了後、所定時間が経過する前であるか否かを判定する。即ち、ＥＣＵ５１は、スタータ信号ＳＴＡが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わり、且つ、回転速度ＮＥが所定値（例えば、「５００ｒｐｍ」）以上にまで上昇してからの経過時間が所定時間（例えば、「３０秒」）を越えていないかを判定する。このステップ１０２において肯定判定された場合、ＥＣＵ５１は処理をステップ１０３に移行する。
【００５７】
ステップ１０３において、ＥＣＵ５１はアイドル信号ＩＤＳが「ＯＮ」であるか否かを判定する。ここで否定判定された場合、ＥＣＵ５１はエンジン１がアイドリング運転状態にはないことから処理をステップ１１０に移行する。
【００５８】
また、前述したステップ１０２において否定判定された場合、仮に重質燃料が使用されていても壁面燃料付着率の増大に起因した回転速度ＮＥの低下は発生しないものとして、ＥＣＵ５１は処理をステップ１１０に移行する。
【００５９】
ステップ１１０において、ＥＣＵ５１はインジェクタ１７の燃料噴射形態を非同期噴射に設定する。ここで、非同期噴射とは、エンジン１の各気筒において吸気行程より前に、即ち、クランク角度が吸気工程上死点ＴＤＣに達する前に実行される燃料噴射を意味するものとする。インジェクタ１７により非同期噴射が実行される場合、図４（ａ）に示すように、同インジェクタ１７の開弁時期ＩＮＪＴＯＮ及び閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦ（ＩＮＪＴＯＮ及びＩＮＪＴＯＦＦはいずれもクランク角度）はいずれも燃料噴射が実行される気筒の排気工程中に設定されることになる。尚、図４は、一つの気筒におけるインジェクタ１７の開閉弁状態をクランク角度に対応して示すタイミングチャートである。
【００６０】
これに対して、同図（ｂ）に示すように、燃料噴射が実行される気筒の吸気行程中に、即ち、クランク角度が吸気上死点ＴＤＣに達した後に実行される燃料噴射を同期噴射と定義する。また、同図（ｃ）に示すように、燃料噴射が排気行程から吸気行程にかけて実行される燃料噴射も同様に同期噴射と定義する。インジェクタ１７により同期噴射が実行される場合、同図（ｂ）に示すように、前記開閉弁時期ＩＮＪＴＯＮ，ＩＮＪＴＯＦＦはいずれも吸気工程中に設定されるか、或いは、同図（ｃ）に示すように、開弁時期ＩＮＪＴＯＮは排気工程中に、閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦは吸気工程中にそれぞれ設定されることになる。
【００６１】
再び、図３を参照して本ルーチンの処理について説明する。
前述したステップ１０３において肯定判定された場合、ＥＣＵ５１はスロットルバルブ１９が全閉状態にありエンジン１がアイドリング運転状態にあるとして処理をステップ１０４に移行する。
【００６２】
ステップ１０４において、ＥＣＵ５１は冷却水温ＴＨＷに基づいてアイドリング運転時におけるエンジン１の目標回転速度ＴＮＥを算出する。前記ＲＯＭ５３にはこの目標回転速度ＴＮＥと冷却水温ＴＨＷとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ５１は目標回転速度ＴＮＥを算出する際にこの関数データを参照する。
【００６３】
図５はこの関数データを示すグラフである。同図に示すように、目標回転速度ＴＮＥは冷却水温ＴＨＷが低いほど大きく算出される。これは冷却水温ＴＨＷが低いほどエンジン１の燃焼状態が不安定になる傾向があるため、回転速度ＮＥを大きくすることにより、その安定化を図る必要があるからである。
【００６４】
次に、ステップ１０５において、ＥＣＵ５１は次式（１）に基づき目標回転速度ＴＮＥに対する回転速度ＮＥの低下量（以下、「回転速度低下量」という）△ＮＥを算出する。
【００６５】
△ＮＥ＝ＴＮＥ−ＮＥ    ・・・（１）
ステップ１０６において、ＥＣＵ５１は回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａより大きいか否かを判定する。既述したように、インジェクタ１７から噴射された燃料の一部が吸気管１１の内壁や吸気バルブ１３の傘部に付着（以下、「壁面付着」という）すると、その付着分だけ燃焼室７に供給される燃料が減少することから回転速度ＮＥが低下する。前記所定値Ａは、このような壁面付着に起因した回転速度ＮＥの低下が発生していることを判定するための値である。このステップ１０６において肯定判定された場合、上記のような壁面付着に起因した回転速度ＮＥの低下が発生していることから、ＥＣＵ５１は処理をステップ１０９に移行する。
【００６６】
そして、ステップ１０９において、ＥＣＵ５１はインジェクタ１７の燃焼噴射形態を同期噴射に設定する。
一方、ステップ１０６において否定判定された場合、ＥＣＵ５１は処理をステップ１０７に移行する。ステップ１０７において、ＥＣＵ５１は回転速度低下量△ＮＥが所定値Ｂより大きいか否かを判定する。ここで、所定値Ｂは回転速度ＮＥが上昇して回転速度低下量△ＮＥが十分に小さくなったことを判定するための値であり、ステップ１０６において用いられる所定値Ａよりも小さく設定されている。このステップ１０７において否定判定された場合、回転速度低下量△ＮＥが十分に小さくなったことから、ＥＣＵ５１は処理を前述したステップ１１０に移行して燃料噴射形態を非同期噴射に設定する。
【００６７】
一方、ステップ１０７において肯定判定された場合、ＥＣＵ５１は処理をステップ１０８に移行する。ステップ１０８において、ＥＣＵ５１は現在の燃料噴射形態が非同期噴射に設定されているか否かを判定する。ここで否定判定された場合、即ち、現在の燃料噴射形態が同期噴射に設定されている場合、ＥＣＵ５１は処理を前述したステップ１０９に移行し、燃料噴射形態を変更することなく同期噴射のまま維持する。
【００６８】
これに対して、ステップ１０８において肯定判定された場合、即ち、現在の燃料噴射形態が非同期噴射である場合、ＥＣＵ５１は処理を前述したステップ１１０に移行し、燃料噴射形態を変更することなく非同期噴射のまま維持する。
【００６９】
そして、前述した各ステップ１０９，１１０の処理を実行した後、ＥＣＵ５１は本ルーチンの処理を一旦終了する。
次に、本実施形態における燃料噴射時期の制御態様について説明する。図６は、エンジン１始動時からの回転速度ＮＥの変化とインジェクタの燃料噴射形態の変化を示すタイミングチャートである。エンジン１に使用される燃料が軽質燃料である場合や、或いは重質燃料であっても壁面燃料付着率が小さい場合には、同図に一点鎖線で示すように、タイミングｔ１においてスタータ２６によるクランキング動作が開始されると、エンジン１の回転速度ＮＥは急激に増加する。そして、タイミングｔ２においてエンジン１は完爆状態となり、その始動が完了する。タイミングｔ２以降、回転速度ＮＥは若干変動するものの、目標回転速度ＴＮＥに速やかに収束する。
【００７０】
この場合のように、前記回転速度低下量△ＮＥが前述した所定値Ａより大きくならない場合には、燃料噴射形態は常に非同期噴射に設定されており同期噴射が実行されることはない。
【００７１】
これに対して、重質燃料が使用されることにより壁面燃料付着率が増大した場合には、回転速度ＮＥは同図に実線で示すように一旦上昇した後、徐々に減少し始める。壁面燃料付着率の増大に伴って混合気が希薄となる結果、燃焼室７に供給される燃料が不足し始めるからである。
【００７２】
そして、タイミングｔ３において、回転速度低下量△ＮＥが前述した所定値Ａよりも大きくなると、燃料噴射形態が同期噴射に変更される。その結果、回転速度ＮＥは徐々に上昇し始める。これは同期噴射が実行されることにより、インジェクタ１７から噴射された燃料は吸気管１１の内壁面や吸気バルブ１３の傘部に付着する以前に速やかに燃焼室７内に導入されるようになるからである。
【００７３】
また、上記のように一旦、回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａよりも大きくなった場合には、タイミングｔ４において再び回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａ以下になっても同期噴射は引き続き実行される。そして、回転速度低下量△ＮＥが更に減少し、タイミングｔ５において所定値Ｂ以下になると、燃料噴射形態が非同期噴射に変更される。
【００７４】
更に、タイミングｔ５以降、非同期噴射が引き続き実行されるが、同タイミングｔ５以前と同様、回転速度ＮＥは増加し続ける。これは始動開始後、燃焼室７に発生した熱によって吸気管１１の壁面及び吸気バルブ１３の傘部が温度上昇する結果、インジェクタ１７から噴射された燃料の気化が促進され、壁面燃料付着率が減少するためである。そして、回転速度ＮＥは更に増加して目標回転速度ＴＮＥに収束するようになる。
【００７５】
以上説明したように本実施形態では、アイドリング運転状態において回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａよりも大きくなった場合に、燃料噴射形態を同期噴射に強制的に変更するようにしている。従って、噴射された燃料は吸入空気の流動により燃焼室７に速やかに導入されるようになるため、壁面燃料付着率が減少する。
【００７６】
従って、燃料噴射量の増量を行うことなく、その壁面燃料付着量の減少分だけ燃焼室７に供給される燃料を増大させることができる。その結果、本実施形態によれば、燃費の悪化を招くことなくアイドリング運転時における回転速度ＮＥの低下を抑制することができる。
【００７７】
更に、本実施形態のエンジン１では、アイドリング運転時にＶＶＴ２５によって吸気バルブ１３のバルブタイミングが遅角されることにより、バルブオーバラップ期間が最小値に設定される。従って、吹き返し現象による燃焼状態の不安定化を抑制することができる。この反面、吸気管１１内に吹き返された燃焼ガスの熱により燃料の気化が促進して壁面燃料付着率の低減を図るといった作用が殆ど期待できない。アイドリング運転時にバルブオーバラップ期間が最小値に設定されるエンジンにあっては、重質燃料を使用した場合に壁面燃料付着率の増大に起因した回転速度ＮＥの低下がより顕著になる傾向がある。従って、アイドリング運転時にバルブオーバラップ期間をあまり短くすることができない。
【００７８】
しかしながら、本実施形態では、燃料噴射形態を非同期噴射から同期噴射に変更することにより、壁面燃料付着率を減少させて回転速度ＮＥの低下を抑制することができるため、バルブオーバラップ期間はアイドリング運転に最適な期間に設定することができる。その結果、本実施形態によれば、吹き返し現象による燃焼状態の不安定化を防止しつつ、回転速度ＮＥの低下を抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、回転速度低下量△ＮＥが大きくなったときにはじめて燃料噴射形態を非同期噴射から同期噴射に変更するようにしている。ここで、回転速度低下量△ＮＥの大きさに関わらず、アイドリング運転時には常に燃料噴射形態を同期噴射に設定しておくことが考えられる。このような構成においても、少なくとも壁面燃料付着率の増大は抑えられるため、回転速度ＮＥの低下を抑制することが可能である。
【００８０】
しかしながら、この構成では以下に説明する問題が生じるようになる。
図７は、一つの気筒におけるインジェクタ１７の閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦと排気中に含まれる未燃焼ガス（ＨＣ：炭化水素）との関係を示したグラフである。同図に示すように、排気中の未燃焼ガスは閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦが大きく（遅く）なるほど増大することがわかる。
【００８１】
即ち、燃料噴射形態が同期噴射に設定されている場合には、同形態が非同期噴射に設定されている場合よりも排気中の未燃焼ガスは相対的に増大する。これは燃料噴射時期が遅い時期に変更されると、燃料が噴射されてから燃焼室７に供給されるまでの時間が短くなり、燃料の気化が十分に進まないまま不均一な混合状態の混合気が燃焼室７に供給されるようになるからである。従って、上記のようにアイドリング運転時に燃料噴射形態を常に同期噴射に設定するようにした構成にあっては、排気中の未燃焼ガスの増大を招くという問題がある。
【００８２】
この点、本実施形態によれば、回転速度低下量△ＮＥが大きくなったときに非同期噴射であった燃料噴射形態を同期噴射に変更するようにしているため、上記のような排気中に含まれる未燃焼ガスの増大を極力抑制することができる。
【００８３】
更に、本実施形態では、回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａ以下である場合には燃料噴射形態の変更は行わず、同回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａよりも大きくなったときにはじめて燃料噴射形態を変更するようにしている。即ち、壁面燃料付着率の増大に起因する回転速度ＮＥの低下がより確実に判定されたときに、燃料噴射の変更が行われるようになる。その結果、不必要な燃料噴射形態の変更が行われなくなり、この点において排気に含まれる未燃焼ガスの増大を更に抑制することができる。
【００８４】
加えて、本実施形態では、一旦、回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａよりも大きくなった場合には、同回転速度低下量△ＮＥが更に所定値Ｂ以下になるまで燃料噴射形態の変更は行われない。従って、回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａ近傍で変動する現象、即ちハンチング現象の発生を未然に抑制することができる。
【００８５】
次に、本発明に係るその他の実施形態について説明する。これら各実施形態はその制御手順、即ち、前述した「燃料噴射時期変更ルーチン」における処理内容が第１の実施形態と異なるだけで、エンジン１或いはＥＣＵ５１等の構成については第１の実施形態と同様である。従って、以下の説明において第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００８６】
［第２の実施形態］
以下、第２の実施形態における制御手順について図８のフローチャートを参照して説明する。また、図８に示す「燃料噴射時期変更ルーチン」において前述した図３に示す「燃料噴射時期変更ルーチン」と同様の処理が行われる各ステップについては同一の符号を付して説明を省略する。
【００８７】
ステップ１０１及びステップ１０２において、始動完了後からの経過時間が所定時間を越えておらず、且つ、エンジン１がアイドリング運転状態であると判定された場合、ＥＣＵ５１はステップ１０４，１０５における処理を実行した後、処理をステップ１２０に移行する。
【００８８】
ステップ１２０において、ＥＣＵ５１は回転速度低下量△ＮＥに基づいてインジェクタ１７の閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを算出する。前記ＲＯＭ５３には回転速度低下量△ＮＥと閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ５１はこの閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを算出する際にこの関数データを参照する。
【００８９】
図９はこの関数データを示すグラフである。同図に示すように、閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦは、回転速度低下量△ＮＥが所定値△ＮＥ１以下である場合、前記吸気上死点ＴＤＣよりも小さいクランク角度に相当する所定値ＩＮＪＴＯＦＦ１として算出され、回転速度低下量△ＮＥが所定値△ＮＥ２以上である場合、前記吸気上死点ＴＤＣよりも大きいクランク角度に相当する所定値ＩＮＪＴＯＦＦ２として算出される。そして、閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦは、回転速度低下量△ＮＥが前記所定値△ＮＥ１より大きく前記所定値△ＮＥ２よりも小さい領域にあるときは、同回転速度低下量△ＮＥが大きくなるほど大きく算出される。これは回転速度低下量△ＮＥが大きいほど、閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを大きく設定して、即ち、燃料噴射を遅い時期に行うようにして壁面燃料付着率を低減する必要があるからである。
【００９０】
ステップ１２１において、ＥＣＵ５１は閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦと別の制御ルーチンで算出される燃料噴射量とに基づいて開弁時期ＩＮＪＴＯＮを算出する。ステップ１２１の処理を実行した場合、ステップ１０２又はステップ１０３において否定判定された場合、ＥＣＵ５１は本ルーチンの処理を一旦終了する。ＥＣＵ５１は別の制御ルーチンにおいて開弁時期ＩＮＪＴＯＮ及び閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦに基づいてインジェクタ１７を開閉制御する。
【００９１】
以上説明したように本実施形態では、始動完了から所定時間が経過しておらず、且つ、エンジン１がアイドリング運転状態にある場合に、回転速度低下量△ＮＥが大きくなるほど閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦをより大きく（より遅い時期に）変更するようにしている。従って、その時々の回転速度低下量△ＮＥの大きさ、換言すれば、壁面燃料付着率の大きさに最も適した時期をもって燃料噴射を行うことができる。その結果、前述したような未燃焼ガスの排出を効果的に抑えつつ、回転速度ＮＥの低下を確実に抑制することができる。
【００９２】
［第３の実施形態］
以下、第３の実施形態における制御手順について図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００９３】
まず、ステップ３０１において、ＥＣＵ５１はスタータスイッチ３６、回転速度センサ３５、アイドルスイッチ３１ａ、水温センサ３４、及びエアフローメータ３２の出力信号に基づいてスタータ信号ＳＴＡ、回転速度ＮＥ、アイドル信号ＩＤＳ、冷却水温ＴＨＷ、及び吸入空気量ＧＡをそれぞれ読み込むとともに、吸入空気積算値ＴＧＡをＲＡＭ５４から読み出す。この吸入空気積算値ＴＧＡは、図示しない制御ルーチンにおいてＥＣＵ５１により算出されるともにＲＡＭ５４に記憶される値であり、エンジン１の始動が開始されてからの吸入空気量ＧＡの積算値である。
【００９４】
次に、ステップ３０２において、ＥＣＵ５１はエンジン１の始動完了後、所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。即ち、ＥＣＵ５１は、スタータ信号ＳＴＡが「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替わり、且つ、回転速度ＮＥが所定値（例えば、「５００ｒｐｍ」）以上にまで上昇してから所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。本実施形態において、この所定時間Ｔ１は「１秒」に設定されている。このステップ３０２において肯定判定された場合、ＥＣＵ５１は処理をステップ３０３に移行する。
【００９５】
ステップ３０３において、ＥＣＵ５１はエンジン１の始動完了後、所定時間Ｔ２が経過する前であるか否かを判定する。ここで、このステップ３０３における所定時間Ｔ２はステップ３０２における所定時間Ｔ１よりも長く（Ｔ２＞Ｔ１）、「３０秒」に設定されている。ここで肯定判定された場合、ＥＣＵ５１は始動完了後からの経過時間が「１秒」から「３０秒」の間にあることから処理をステップ３０４に移行する。
【００９６】
ステップ３０４において、ＥＣＵ５１はアイドル信号ＩＤＳが「ＯＮ」であるか否かを判定する。ここで肯定判定された場合、エンジン１がアイドリング運転状態にあるため、ＥＣＵ５１は処理をステップ３０５に移行する。
【００９７】
一方、各ステップ３０２，３０３，３０４において否定判定された場合はいずれも、ＥＣＵ５１は本ルーチンの処理を一旦終了する。即ち、本ルーチンにおいてＥＣＵ５１は、「エンジン１の始動完了後、「１秒」以上経過している」、「エンジン１の始動完了後、「３０秒」以上経過していない」、「エンジン１がアイドリング運転状態にある」、の各条件が全て満たされていないとステップ３０５移行の処理は実行しない。
【００９８】
続くステップ３０５、ステップ３０６、及びステップ３０７において、ＥＣＵ５１は吸入空気量ＧＡ、冷却水温ＴＨＷ、吸入空気積算値ＴＧＡの各々に基づき壁面燃料付着率の大きさを反映するパラメータとして各噴射時期補正値ＫＧＡ，ＫＴＨＷ，ＫＴＧＡを算出する。そして、後述するように、ＥＣＵ５１はこれら各噴射時期補正値ＫＧＡ，ＫＴＨＷ，ＫＴＧＡに応じてインジェクタ１７の閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦをより遅れた時期に補正する。
【００９９】
ステップ３０５において、ＥＣＵ５１は吸入空気量ＧＡに基づいて噴射時期補正値ＫＧＡを算出する。前記ＲＯＭ５３にはこの噴射時期補正値ＫＧＡと吸入空気量ＧＡとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ５１は噴射時期補正値ＫＧＡを算出する際にこの関数データを参照する。
【０１００】
図１１はこの関数データを示すグラフである。同図に示すように、噴射時期補正値ＫＧＡは、吸入空気量ＧＡが小さくなるほど大きく算出される。これは後述するように、吸入空気量ＧＡが小さくなるほと壁面燃料付着率が大きくなると推定されるからである。
【０１０１】
ステップ３０６において、ＥＣＵ５１は冷却水温ＴＨＷに基づいて噴射時期補正値ＫＴＨＷを算出する。前記ＲＯＭ５３にはこの噴射時期補正値ＫＴＨＷと冷却水温ＴＨＷとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ５１は噴射時期補正値ＫＴＨＷを算出する際にこの関数データを参照する。
【０１０２】
図１２はこの関数データを示すグラフである。同図に示すように、噴射時期補正値ＫＴＨＷは、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど大きく算出される。これは後述するように、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど壁面燃料付着率が大きくなると推定されるからである。
【０１０３】
ステップ３０７において、ＥＣＵ５１は吸入空気積算値ＴＧＡに基づいて噴射時期補正値ＫＴＧＡを算出する。前記ＲＯＭ５３にはこの噴射時期補正値ＫＴＧＡと吸入空気積算値ＴＧＡとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ５１は噴射時期補正値ＫＴＧＡを算出する際にこの関数データを参照する。
【０１０４】
図１３はこの関数データを示すグラフである。同図に示すように、噴射時期補正値ＫＴＧＡは、吸入空気積算値ＴＧＡが大きくなるほど大きく算出される。これは後述するように吸入空気積算値ＴＧＡが大きくなるほど壁面燃料付着率が大きくなると推定されるからである。
【０１０５】
次に、各ステップ３０８，３０９において、ＥＣＵ５１は図３に示すステップ１０４，１０５の処理と同様、冷却水温ＴＨＷに基づいて目標回転速度ＴＮＥを算出した後、回転速度低下量△ＮＥを算出する。
【０１０６】
更に、ステップ３１０において、ＥＣＵ５１は図８に示すステップ１２０の処理と同様、図９に示す関数データを参照して回転速度低下量△ＮＥに基づくインジェクタ１７の閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを算出する。
【０１０７】
続くステップ３１１において、ＥＣＵ５１は閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦに対して各噴射時期補正値ＫＧＡ，ＫＴＨＷ，ＫＴＧＡをそれぞれ加算し、その加算値（ＩＮＪＴＯＦＦ＋ＫＧＡ＋ＫＴＨＷ＋ＫＴＧＡ）を新たな閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦとして設定する。
【０１０８】
次に、ステップ３１２において、ＥＣＵ５１は閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦが吸気工程上死点ＴＤＣから９０°ＣＡ（°ＣＡ：クランク角度）後の時期（９０°ＡＴＤＣ）よりも更に遅れた時期に設定されているか否かを判定する。ここで肯定判定された場合、ＥＣＵ５１は処理をステップ３１３に移行する。
【０１０９】
ステップ３１３において、ＥＣＵ５１は閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを吸気工程上死点ＴＤＣから９０°ＣＡ後の時期に設定した後、処理をステップ３１４に移行する。また、ステップ３１２において否定判定された場合も、ＥＣＵ５１は処理をステップ３１４に移行する。
【０１１０】
このようにステップ３１２，３１３の処理において、ＥＣＵ５１は閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦが所定時期よりも遅い時期に変更されることを制限している。燃料噴射時期を過剰に遅らせると燃焼状態の悪化を招くおそれがあるからである。
【０１１１】
続くステップ３１４において、ＥＣＵ５１は閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦと別の制御ルーチンで算出される燃料噴射量とに基づいて開弁時期ＩＮＪＴＯＮを算出する。そして、ＥＣＵ５１はステップ３１４の処理を実行した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態では、回転速度低下量△ＮＥに応じて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを遅らせるようにしているため、前述した第２の実施形態と同様、未燃焼ガスの排出を効果的に抑えつつ回転速度ＮＥの低下を確実に抑制することができるという作用効果を奏することができることに加え、更に、以下のような作用効果を奏することができる。
【０１１３】
一般に、エンジン１の始動完了直後にあっては燃焼状態が不安定であるため回転速度ＮＥが変動することがある。エンジン１の始動直後においては、始動前に内部が大気圧に保持されていたサージタンク１６内の空気が燃焼室７内に過剰に導入される傾向があり、また、最適な燃料噴射量をもって燃料噴射を実行することが困難であるためである。但し、このような燃焼状態の不安定化に起因した回転速度ＮＥの変動は、始動完了直後の極めて限られた期間（例えば１秒）中に発生する現象であって壁面燃料付着率の増大に起因する回転速度ＮＥの低下のように長期間（例えば３０秒）持続的に生じる現象ではない。
【０１１４】
この点、本実施形態では、始動完了時から「１秒」を経過するまでは燃料噴射時期の変更を行わないようにしているため、上記のような一時的な回転速度ＮＥの低下が始動完了直後に発生した場合であっても燃料噴射形態は非同期噴射のまま維持される。その結果、本実施形態によれば、不必要な燃料噴射時期変更が実行されることによる未燃焼ガスの排出を抑制することができる。
【０１１５】
更に、上記のように始動完了直後において燃焼状態が不安定である場合に、燃料噴射時期（閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦ）を遅らせるようにすると燃焼状態が更に悪化するおそれがあるのに対し、本実施形態によれば始動完了直後における燃焼状態をより早期に安定化させることができる。
【０１１６】
ところで、仮に回転速度低下量△ＮＥが同じであっても、回転速度ＮＥを目標回転速度ＴＮＥにまで上昇させるために、どれだけ燃料噴射時期を遅らせる必要があるかは壁面燃料付着率の大きさによって異なる。
【０１１７】
この点、本実施形態では、吸入空気量ＧＡ、冷却水温ＴＨＷ、及び吸入空気積算値ＴＧＡに基づいて壁面燃料付着率を推定し、この推定された壁面燃料付着率に基づいて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにしている。従って、本実施形態によれば、壁面燃料付着率に基づいて燃料噴射時期をより適正な時期に変更することができるため、回転速度ＮＥの低下を確実に抑制することができる。
【０１１８】
また、吸入空気量ＧＡ、冷却水温ＴＨＷ、及び吸入空気積算値ＴＧＡと壁面燃料付着率との間には以下のような関係がある。
［１］吸入空気量ＧＡが大きくなるほど、噴射された燃料は吸入空気のより速い流動によって燃焼室７に流れ込み易くなり、また、壁面付着した燃料の気化も促進されるようになる。
【０１１９】
［２］冷却水温ＴＨＷが高くなるほど、エンジン１の熱によって吸気管１１内に噴射された燃料の気化が促進されるようになる。
［３］吸入空気積算値ＴＧＡが大きいほど、エンジン１の始動開始時から現在までに燃焼室７において発生する総熱量が大きくなる。燃焼室７において発生する燃焼熱は一般に吸入空気量ＧＡが大きいほど大きくなるからである。更に、この総熱量が大きいほど吸気バルブ１３における傘部の温度（傘部温度）は高温となる。傘部は燃焼室７に発生した熱が伝播されることにより温度上昇するからである。そして、この傘部温度が高くなるほど、傘部に付着した燃料の気化が促進される。
【０１２０】
本実施形態によれば、以上のような吸入空気量ＧＡ、冷却水温ＴＨＷ、及び吸入空気積算値ＴＧＡと、噴射された燃料の挙動との関係を把握することにより、壁面燃料付着率をこれら各パラメータＧＡ，ＴＨＷ，ＴＧＡから簡便且つ適正に推定することができる。そして、この壁面燃料付着率を用いることにより燃料噴射時期をより適正な時期に変更することができる。
【０１２１】
更に、本実施形態では、吸入空気量ＧＡ、冷却水温ＴＨＷ、及び吸入空気積算値ＴＧＡのそれぞれに基づく各噴射時期補正値ＫＧＡ，ＫＴＨＷ，ＫＴＧＡ全てを用いて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにしている。即ち、壁面燃料付着率を変化させる種々の要因（噴射燃料の移動速度、吸気管１１内の温度、吸気バルブ１３の傘部温度）を総合的に考慮して同壁面燃料付着率を推定し、その推定された壁面燃料付着率に基づいて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにしている。その結果、壁面燃料付着率の大きさに関してより適合した時期に燃料噴射時期を変更することができる。
【０１２２】
尚、以上説明した各実施形態は以下のように構成を変更して実施することもできる。
・上記第１の実施形態では回転速度低下量△ＮＥが所定値Ａより大きくなったときに燃料噴射形態の変更を行うようにした。これに対して、以下に説明するように、使用されている燃料の燃料性状を検出し、その検出結果に基づいて燃料噴射形態の変更を行うようにしてもよい。
【０１２３】
エンジン１の加速時にあっては、壁面燃料付着率の増大により空燃比が一時的にリーン側に変動する傾向がある。軽質燃料を使用している場合には、壁面燃料付着率が増大しても、それに応じて吸気管１１の内壁面等から気化や流動によって燃焼室７に導入される燃料が増大する。従って、空燃比の変動量は少ない。これに対して、重質燃料を使用している場合には、その揮発性が低いことから、加速時において空燃比が大きくリーン側に変動するようになる。従って、加速時において空燃比がどれだけリーン側に変動するかを学習すれば、この学習値に基づいて燃料性状（燃料の重質度）を検出することができる。そして、エンジン１を始動完了後のアイドリング運転時には、この燃料の重質度の大きさに基づいて設定された燃料噴射時期で燃料噴射を実行する。このようにすれば、重質燃料の使用に起因した回転速度ＮＥの低下を予め見越した燃料噴射時期制御を行うことができ、同回転速度ＮＥの低下を未然に回避することができる。
【０１２４】
・上記各実施形態では、いずれも壁面燃料付着率を変化させる種々の要因を総合的に考慮して同壁面燃料付着率を推定し、その推定された壁面燃料付着率に基づいて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにした。これに対して、例えば、アイドリング運転状態における燃料噴射量の変動が大きくない場合には、この壁面燃料付着率に代えて壁面燃料付着量を推定し、この推定された壁面燃料付着量に基づいて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにしてもよい。
【０１２５】
・上記第１の実施形態では、回転速度低下量△ＮＥが大きくなったときに燃料噴射形態を非同期噴射から同期噴射に変更するようにしたが、開弁時期ＩＮＪＴＯＮ及び閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦがより遅い時期に変更されるのであれば変更後の燃料噴射形態は非同期噴射のままであってもよい。
【０１２６】
・上記第３の実施形態では、吸入空気量ＧＡに基づいて噴射時期補正値ＫＧＡを算出するようにしたが、この吸入空気量ＧＡに加えて吸気温センサ３３により検出される吸気温に基づいてこの噴射時期補正値ＫＧＡを算出するようにしてもよい。或いは、ＩＳＣＶ１８ａの開度と回転速度ＮＥに基づいて噴射時期補正値ＫＧＡを算出するようにしてもよい。
【０１２７】
・上記第３の実施形態では、吸入空気量ＧＡ、冷却水温ＴＨＷ、及び吸入空気積算値ＴＧＡのそれぞれに基づく各噴射時期補正値ＫＧＡ，ＫＴＨＷ，ＫＴＧＡ全て用いて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにした。これに対して各噴射時期補正値ＫＧＡ，ＫＴＨＷ，ＫＴＧＡのうち１つ或いは２つを用いて閉弁時期ＩＮＪＴＯＦＦを補正するようにしてもよい。
【０１２８】
・上記各実施形態では、ＶＶＴ２５を備えたエンジン１に対して本発明に係る燃料噴射時期制御装置を適用するようにしたが、同制御装置はＶＶＴを有しないエンジンに対しても同様に適用することができる。また、上記各実施形態におけるＶＶＴ２５は吸気バルブ１３のバルブタイミングを連続的に変更するものであったが、例えば、同バルブタイミングを２段階に変更するものであってもよい。更に、ＶＶＴを排気カムシャフト２３に設け、同ＶＶＴにより排気バルブ１４のバルブタイミングを変更するようにしてもよい。
【０１３２】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明では、目標値に対する機関回転速度の低下量に基づき壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量を推定し、この推定された壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量が大きいほど燃料の噴射時期をより遅れた時期に変更するようにしている。従って、壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量の大きさに応じて燃料噴射時期がより適正な時期に変更される。その結果、本発明によれば、燃料噴射時期をより適正な時期に変更することができようになり、機関回転速度の低下を確実に抑制することができる。
さらに、機関始動開始時から所定時間が経過するまでは燃料の噴射時期の変更を禁止するようにしている。従って、始動完了直後において機関燃焼状態の不安定化に起因した機関回転速度の低下が発生した場合でも、燃料噴射時期の変更は行われない。その結果、本発明によれば、不必要な燃料噴射時期変更が実行されることによる未燃焼ガスの排出を抑制することができる。
請求項２に記載した発明では、燃料の噴射時期を内燃機関の吸気工程中に変更するようにしている。従って、燃料噴射量に対する壁面燃料付着量の割合若しくは壁面燃料付着量が更に減少しその減少分だけ燃焼室に供給される燃料が増加する。その結果、本発明によれば、請求項１に記載した発明の効果に加えて、アイドリング運転時における機関回転速度の低下をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の燃料噴射時期制御装置を示す概略構成図。
【図２】ＥＣＵ等の電気的構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態における制御手順を示すフローチャート。
【図４】燃料噴射形態を説明するためのタイミングチャート。
【図５】冷却水温と目標回転速度との関係を示すグラフ。
【図６】回転速度の変化を示すタイムチャート。
【図７】インジェクタの閉弁時期と未燃焼ガス量との関係を示すグラフ。
【図８】第２の実施形態における制御手順を示すフローチャート。
【図９】回転速度低下量とインジェクタの閉弁時期との関係を示すグラフ。
【図１０】第３の実施形態における制御手順を示すフローチャート。
【図１１】吸入空気量と噴射時期補正値との関係を示すグラフ。
【図１２】冷却水温と噴射時期補正値との関係を示すグラフ。
【図１３】吸入空気積算値と噴射時期補正値との関係を示すグラフ。
【図１４】機関温度と壁面燃料付着率との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１…エンジン、７…燃焼室、１１…吸気管、２５…ＶＶＴ、３１ａ…アイドルスイッチ、３２…エアフローメータ、３４…水温センサ、３５…回転速度センサ、３８…酸素センサ、５１…ＥＣＵ。
【図１】
0003622430.tif 000002
【図２】
0003622430.tif 000003
【図３】
0003622430.tif 000004
【図４】
0003622430.tif 000005
【図５】
0003622430.tif 000006
【図６】
0003622430.tif 000007
【図７】
0003622430.tif 000008
【図８】
0003622430.tif 000009
【図９】
0003622430.tif 000010
【図１０】
0003622430.tif 000011
【図１１】
0003622430.tif 000012
【図１２】
0003622430.tif 000013
【図１３】
0003622430.tif 000014
【図１４】
0003622430.tif 000015