(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒の内燃機関において各気筒毎に独立して燃料を噴射する際に、内燃機関の運転状態が始動後に移行するまでの始動時にあっては各気筒に対応する所定のクランク角度を検出した時点から燃料噴射を行い、始動後にあっては所定のクランク角度を検出した時点から噴射終了時間遡った時点に噴射終了時期を設定し、設定した噴射終了時期からその時点の内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射時間だけ遡った時点に噴射開始時期を設定して燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御方法であって、
内燃機関の運転状態が始動時から始動後に移行したことを検出し、
始動後に移行の後の最初の噴射開始時期を設定する際に噴射終了時間を前記最初の噴射開始時期以降の噴射開始時期の設定における噴射終了時間より短縮して設定したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用の多気筒内燃機関において、始動時と始動後とで燃料噴射の開始タイミングを変更する燃料噴射制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多気筒エンジンにおいては、各気筒毎に独立した噴射時期により燃料を噴射するいわゆる独立噴射式のものが知られている。このような独立噴射式のエンジンでは、例えば、特開平１０−９０３１号公報のもののように、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射弁を閉弁するタイミングを変えるものが知られている。
【０００３】
すなわち、始動時にあっては、例えばカム軸に取り付けられたカムポジションセンサから出力されるクランク角度信号の出力タイミングつまり各気筒の上死点にピストンが達するタイミングで、エンジンの運転状態に応じた燃料噴射量（燃料噴射時間）で燃料を噴射するものである。一方、始動後にあっては、上記クランク角度信号の出力タイミングが来る所定時間前に燃料噴射を終了する時期（噴射終了時期）が設定され、その噴射終了時期から運転状態に基づいて設定した燃料噴射時間（要求燃料噴射量）遡って噴射開始タイミングを決定して燃料を噴射するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したように、始動時と始動後とで燃料噴射を開始するタイミングを変えると、始動時から始動後へ移行した直後の１噴射目の燃料噴射量が要求燃料噴射量に対して激減することになった。すなわち、例えば図５に示すように、クランク角度信号の内、第２気筒に対応するクランク角度信号に基づいて第２気筒の燃料噴射時期が確保されている間に始動時から始動後に移行する場合、第３気筒の燃料噴射は、第１気筒に対応するクランク角度信号の出力タイミング（クランク角度信号保持値）を基準として、通常の噴射終了時間ＴＥＮＤ遡った時点に噴射終了時期を設定し、その噴射終了時期からさらに要求燃料噴射量に対応する燃料噴射時間遡って噴射開始タイミングを設定する。
【０００５】
しかしながら、第２気筒の燃料噴射時期が確保されている間に始動時から始動後に移行したために、第３気筒に対応するクランク角度信号の出力タイミングまでしか噴射開始タイミングは遡れず、噴射開始タイミングが噴射終了時期側にずれた分だけ燃料噴射時間が短縮（図５中、想像線で示す）される。したがって、極低温時における運転では、十分な燃料噴射量とならず、始動不良となる可能性が大きかった。
【０００６】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る内燃機関の燃料噴射制御方法は、始動時から始動後に移行した後の最初の噴射開始時期の設定では、噴射終了時間をその後の噴射開始時期の設定の際の噴射終了時間より短く設定する構成である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、多気筒の内燃機関において各気筒毎に独立して燃料を噴射する際に、内燃機関の運転状態が始動後に移行するまでの始動時にあっては各気筒に対応する所定のクランク角度を検出した時点から燃料噴射を行い、始動後にあっては所定のクランク角度を検出した時点から噴射終了時間遡った時点に噴射終了時期を設定し、設定した噴射終了時期からその時点の内燃機関の運転状態に応じた燃料噴射時間だけ遡った時点に噴射開始時期を設定して燃料噴射を行う内燃機関の燃料噴射制御方法であって、内燃機関の運転状態が始動時から始動後に移行したことを検出し、始動後に移行の後の最初の噴射開始時期を設定する際に噴射終了時間を前記最初の噴射開始時期以降の噴射開始時期の設定における噴射終了時間より短縮して設定したことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御方法である。
【０００９】
このような構成のものであれば、始動後に移行の後の最初の噴射開始時期の設定における噴射終了時間をそれ以降の噴射終了時間より短縮するので、各気筒に対応する所定のクランク角度に応じた時点から噴射開始を行っても、その時点の内燃機関の運転状態に応じた要求燃料噴射量に略等しい噴射量を得ることが可能になる。したがって、極低温時等の潤滑油の粘性が高い場合であっても、円滑に始動することが可能になり始動性を向上させることができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。
図１に概略的に示したエンジンは自動車用の３気筒のもので、その吸気系１には図示しないアクセルペダルに応動して開閉するスロットルバルブ２が配設され、その下流側にはサージタンク３が設けられている。サージタンク３に連通する吸気系１の吸気マニホルド４のシリンダヘッド側の端部近傍には、さらに燃料噴射弁５が設けてあり、この燃料噴射弁５を、電子制御装置６により制御するようにしている。また、排気系２０には、排気ガス中の酸素濃度を測定するためのＯ2センサ２１が、図示しないマフラに至るまで管路に配設された三元触媒２２の上流の位置に取り付けられている。
【００１１】
電子制御装置６は、中央演算装置７と、記憶装置８と、入力インターフェース９と、出力インターフェース１１とを具備してなるマイクロコンピュータシステムを主体に構成されている。その入力インターフェース９には、サージタンク３内の圧力（吸気管圧力）を検出するための吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａ、エンジン回転数ＮＥを検出するための回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂ、クランク角度を検出するためのカムポジションセンサ１５から出力される気筒判別信号Ｇ１、及びクランク角度信号Ｇ２、スロットルバルブ２の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ１６から出力されるＩＤＬ信号ｄ、エンジンの冷却水温を検出するための水温センサ１７から出力される水温信号ｅ、上記したＯ2センサ２１から出力される電圧信号ｈ等が入力される。一方、出力インターフェース１１からは、燃料噴射弁５に対して燃料噴射信号ｆたる駆動パルスＩＮＪが、またスパークプラグ１８に対してイグニッションパルスｇが出力されるようになっている。
【００１２】
カムポジションセンサ１５は、図２に示すように、クランク角度信号Ｇ２を得るために、カムシャフト３０に取り付けられるシグナルロータ１５ａに１２枚の歯１５ｂ0〜１５ｂ11が設けてあり、この歯１５ｂが電磁ピックアップ１５ｃの先端近傍を通過することによりクランク角度信号Ｇ２が出力される。第３気筒の上死点に対応する歯１５ｂ0の近傍には、気筒判別用の歯１５ｄが設けてあり、この歯１５ｄが電磁ピックアップ１５ｃの先端近傍を通過することにより気筒判別信号Ｇ１が出力される。また、第４の歯１５ｂ4は、第１気筒の上死点に、第８の歯１５ｂ8は、第２気筒の上死点にそれぞれ対応している。クランク角度信号Ｇ２は、歯１５ｂ0，１５ｂ4，１５ｂ8に対応して出力されると、電子制御装置６内の歯番号カウンタＴＯＯＴＨＮＵＭによりそれぞれホールドされる。ホールドされた歯１５ｂ0に対応するクランク角度信号Ｇ２は、次の歯１５ｂ4に対応するクランク角度信号Ｇ２が出力された時点でリセットされ、同様にして、ホールドされた歯１５ｂ4に対応するクランク角度信号Ｇ２は、歯１５ｂ8に対応するクランク角度信号Ｇ２が出力された時点でリセットされ、歯１５ｂ8については歯１５ｂ0のものによりリセットされる。
【００１３】
電子制御装置６には、吸気圧センサ１３から出力される吸気圧信号ａと回転数センサ１４から出力される回転数信号ｂとを主な情報とし、エンジンの運転状態に応じて決まる各種の補正係数で基本噴射時間ＴＰを補正して燃料噴射弁開成時間すなわち最終噴射時間ＴＡＵを決定し、その決定された時間により燃料噴射弁５を制御して、エンジンの運転状態に応じた燃料量を燃料噴射弁５から吸気系１に噴射するためのプログラムが内蔵してある。このようにして演算された要求燃料噴射量に対応する最終噴射時間ＴＡＵに基づいて、始動時にあっては、歯１５ｂ0，１５ｂ4，１５ｂ8によるクランク角度信号Ｇ２が得られた時点を噴射開始時期として第３気筒、第１気筒、第２気筒に対応して燃料噴射を行い、始動後にあっては、歯１５ｂ0，１５ｂ4，１５ｂ8によるクランク角度信号Ｇ２が得られる時点から噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤだけ噴射開始時期を早くして、第２気筒、第１気筒、第３気筒の燃料噴射を行うものである。
【００１４】
すなわち、始動後にあっては、例えば、歯１５ｂ0によるクランク角度信号Ｇ２が出力された際には、歯１５ｂ4によるクランク角度信号Ｇ２が出力するタイミングをエンジン回転数ＮＥから推定し、そのタイミングから噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤ遡った時点に噴射終了時期を設定するものである。他の気筒についても同様である。したがって、噴射開始時期は、この噴射終了時期より最終噴射時間ＴＡＵだけ早いつまり遡ったタイミングとなる。
【００１５】
この噴射開始時期を設定するプログラムでは、さらに、始動後に移行の後の最初の噴射開始時期を設定する際に噴射終了時間を前記最初の噴射開始時期以降の噴射開始時期の設定における噴射終了時間より短縮して設定するように構成してある。
この燃料噴射制御における噴射終了時間短縮のプログラムの概要は、図３に示すようなものである。
【００１６】
まず、ステップＳ１において、エンジン１００の運転状態が始動時から始動後に移行したか否かを検出する。すなわち、この移行の検出、言い換えれば始動後判定は、エンジン回転数ＮＥが所定回転数例えば５００ｒｐｍ以上となったかどうかで判定する。始動後と判定した場合、始動後判定フラグＥＲＵＮ１をセット（＝１）する。ステップＳ２に移行し、噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤに短縮係数ｙ／ｘを乗じて、今回の噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤnを演算する。噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤは、始動後の通常の運転状態での噴射終了時期を決定するために設定してある。また、短縮係数ｙ／ｘは、ｘが定数で、この実施例では例えば３に設定してある。また、ｙは正の整数からなる変数である。したがって、短縮係数ｙ／ｘの初期値は、１／３である。
【００１７】
噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤnの演算が終了すると、ステップＳ３に移行し、変数ｙが定数ｘ以上であるか否かを判定する。判定結果が、未満である場合は、ステップＳ４に移行し、次に燃料を噴射する気筒の噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤn+1を演算するために、今回の短縮係数ｙ／ｘにおける変数ｙnに１を加算して短縮係数ｙ／ｘを増加する。したがって、次に燃料を噴射する気筒の噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤn+1は今回の気筒の場合に比べて長くなり、噴射開始時期は早くなる。ステップＳ３において、変数ｙが定数ｘ以上であると判定した場合は、このプログラムを終了する。
【００１８】
このような構成において、図４に示すように、始動時の第２気筒の燃料噴射が終了した後に始動後に運転状態が移行した場合を説明する。
エンジンの始動時において、カムポジションセンサ１５が歯１５ｂ0に対応するクランク角度信号Ｇ２を出力すると、演算された最終噴射時間ＴＡＵに対応する駆動パルスＩＮＪ３が第３気筒の燃料噴射弁５に印加されて、第３気筒に対して燃料を噴射する。次に、カムポジションセンサ１５から第４の歯１５ｂ4が出力されると、歯１５ｂ0に対応するクランク角度信号Ｇ２のホールドをリセットして、第４の歯１５ｂ4のクランク角度信号Ｇ２が歯番号カウンタＴＯＯＴＨＮＵＭによりホールドされる。これと同時に、駆動パルスＩＮＪ１が第１気筒の燃料噴射弁５に印加されて、燃料を噴射する。続いて、第８の歯１５ｂ8に対応するクランク角度信号Ｇ２により、駆動パルスＩＮＪ２が第２気筒の燃料噴射弁５に印加されて、燃料を噴射する。
【００１９】
第２気筒への燃料噴射が終了し、第８の歯１５ｂ8に対応するクランク角度信号Ｇ２がホールドされている間にエンジン回転数ＮＥが所定回転数以上となり、歯１５ｂ0に対応するクランク角度信号Ｇ２が出力されて始動時から始動後に移行すると、制御は、ステップＳ１→Ｓ２と進み、移行後の最初の燃料噴射となる第３気筒に対する噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤnを計算するとともに、制御は、ステップＳ３→Ｓ４と進み、次の噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤの演算のために変数ｙを増加する。この場合、噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤnは移行後の最初の燃料噴射であるので、短縮係数ｙ／ｘは、この実施例では１／３となり、通常の噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤが短縮される。このため、その短縮分だけ噴射終了時期が遅くなり、実際の最終噴射時間ＴＡＵは噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤにより噴射終了時期を設定した場合に比べて長くなる。
【００２０】
この後、歯１５ｂ4に対応するクランク角度信号Ｇ２が出力されると、同様にして、第１気筒の噴射終了時期が決定され、さらに、歯１５ｂ8に対応するクランク角度信号Ｇ２が出力されると、第２気筒の噴射終了時期が決定される。この場合、噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤの演算毎に、短縮係数ｙ／ｘが増加されるので、徐々に噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤが長くなる。そして、変数ｙが３となった段階で、ステップＳ３において、条件が満たされるので、噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤを短縮する演算を実行せずにこの噴射開始時期を設定するプログラムを終了する。したがって、始動後に移行した後の２噴射に対しては、噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤが通常より短縮されるが、それ以降の燃料噴射に対しては、通常の噴射終了時間ＫＩＮＪＥＮＤを適用して噴射開始時期を決定する。
【００２１】
この結果、始動時から始動後に移行した後において、暖機が完了した際の運転状態に比べて噴射終了時期を早くしているので、最終噴射時間ＴＡＵが前の気筒の燃料噴射に影響されて短縮されることを極力減少させることができる。しかも、この実施例のように、始動後に移行してから最初の燃料噴射を含め３回の燃料噴射において、徐々に噴射終了時間を長くして、通常の噴射終了時間に近づけることにより、円滑に始動後の噴射終了時期に移行させすることができる。この結果、極低温時においても、必要十分な燃料噴射量が確保でき、始動性が低下することを確実に防止することができる。
【００２２】
なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではなく、４、６気筒等の多気筒エンジンに適用できるものである。このような多気筒エンジンにおいては、その気筒数に応じて、カムポジションセンサのシグナルロータの歯数を調整すればよい。
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、始動時から始動後に移行した場合に、最初の燃料噴射にあっては噴射終了時間を短縮するので、その最初の燃料噴射の燃料噴射時間を要求燃料噴射量に近似させることができる。したがって、極低温時等の潤滑油の粘性が高い場合であっても、円滑に始動することができ、始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図２】同実施例におけるカムポジションセンサの概略構成説明図。
【図３】同実施例の制御手順を示すフローチャート。
【図４】同実施例の作用説明図。
【図５】従来例の作用説明図。
【符号の説明】
６…電子制御装置
７…中央演算処理装置
８…記憶装置
９…入力インターフェース
１１…出力インターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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