(57)【要約】【課題】始動時のクランキング終了後に機関回転速度が落ち込んで運転性を損なうのを抑制することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】クランキング終了後の自立運転開始に伴い目標燃圧が急に高くなると、その目標燃圧まで実際の燃圧が上昇するのに時間がかかる。このように、目標燃圧に対し実際の燃圧が不足している間は第２の最大噴射量Ｑ２に乗算される減少係数Ｋが上記不足分に応じて「１．０」未満になり、第２の最大噴射量Ｑ２が小さくされるようになる。この第２の最大噴射量Ｑ２以下への最終噴射量Ｑfin の制限に起因して燃料噴射量が減量されると、エンジン回転速度のアイドル回転速度以下への落ち込みが生じるおそれがある。しかし、クランキング終了後であって所定時間ｔが経過するまでの間は、第２の最大噴射量Ｑ２が上記減少係数Ｋにより減少されたときの値よりも大きい値である設定値Ｂに強制的に置き換えられる。【選択図】      図１
2006002706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が機関運転状態に応じて設定される目標燃料圧力となるよう制御される内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量をスモーク抑制のための上限値である最大噴射量以下に制限するとともに、前記燃料の圧力が前記目標燃料圧力まで上昇していないとき、前記目標燃料圧力に対する実際の燃料の圧力の不足が大きくなるほど前記最大噴射量を減少させる内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関始動時のクランキングが終了した後の前記目標燃料圧力を、前記クランキング中よりも高い値に設定する設定手段と、
前記クランキングの終了から所定時間が経過するまでは、前記最大噴射量を前記目標燃料圧力に対する実際の燃料の圧力の不足に応じて減少させたときの値よりも大きい値である設定値に強制的に置き換える置換手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記設定値は、機関回転速度及び機関温度に基づき可変設定される請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が機関運転状態に応じて設定される目標燃料圧力となるよう制御される内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量をスモーク抑制のための上限値である最大噴射量以下に制限するとともに、前記燃料の圧力が前記目標燃料圧力まで上昇していないとき、前記目標燃料圧力に対する実際の燃料の圧力の不足が大きくなるほど前記最大噴射量を減少させる内燃機関の燃料噴射制御装置において、
機関始動時のクランキングが終了した後の前記目標燃料圧力を、前記クランキング中よりも高い値に設定する設定手段と、
前記クランキングの終了から所定時間が経過するまでは、前記燃料の圧力と前記目標燃料圧力との差に基づく前記最大噴射量の減少を規制する規制手段と
を備える内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記規制手段は、前記燃料の圧力と前記目標燃料圧力との差に基づく前記最大噴射量の減少を禁止する請求項３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記所定時間を機関温度が低いほど長い値となるように可変とする変更手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ティーゼルエンジン等での燃料噴射量制御は、機関運転に必要とされる理論上の燃料噴射量である基本噴射量、及び、スモークを抑制し得る燃料噴射量の上限値である最大噴射量のうち最も小さい噴射量を最終噴射量として用い、その最終噴射量に対応した量の燃料が噴射されるよう燃料噴射弁を駆動することによって実現されている。より具体的には、特許文献１に示される如く、上記最終噴射量と燃料噴射弁に供給される燃料の圧力とに基づき、最終噴射量に対応した燃料噴射量を得るのに必要な燃料噴射時間が算出され、その時間だけ燃料噴射が行われるよう燃料噴射弁が駆動される。
【０００３】
このようにディーゼルエンジンの燃料噴射量制御には、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（燃圧）が関係しており、精度のよい燃料噴射量制御を実現するためには燃圧を好適に制御することは欠かせない。このため、実際の燃圧を機関運転状態に基づき燃圧の最適値として設定される目標燃圧に向けて制御するという燃圧制御が行われている。なお、ここでの目標燃圧は、エンジン回転速度及び最終噴射量等に基づき、例えばエンジン回転速度が高くなるほど、且つ最終噴射量が大きくなるほど高い値として設定される。
【０００４】
ただし、上記のような燃圧制御において、例えば最終噴射量の急増に起因して目標燃圧が急に大きくなると、その目標燃圧に追従して実際の燃圧を速やかに上昇させることができず、実際の燃圧の上昇に遅れが生じることとなる。このように、急に大きくなる目標燃圧に対し実際の燃圧の上昇に遅れが生じている間は、燃圧が最適値に対して不足した状態になり、以下の理由によりスモークの発生原因となる。
【０００５】
・燃圧が不足すると、燃料噴射弁から噴射された燃料が霧化しにくくなり、燃焼時における酸素と燃料との反応が悪くなるため、スモークが発生し易くなる。
・燃圧が不足すると、最大噴射量に対応した量の燃料を噴射するために燃料噴射時間を長くしなければならなくなり、燃焼が始まった後も燃料噴射弁からの燃料が終わらないという状況が生じる。このような状況のもとでは、酸素が消費されている火炎の中に燃料が噴射されることになるため、その燃料と酸素との反応が悪くなり、スモークが発生し易くなる。
【０００６】
以上のように、燃圧の不足がスモークの発生原因となることから、目標燃圧に対し実際の燃圧が小さくなっているような場合には、それら両者の差に対応した分だけ最大噴射量を減少させ、その最大噴射量及び基本噴射量のうちの最も小さい噴射量を最終噴射量とする。この場合、目標燃圧に対し実際の燃圧が小さくなると、最大噴射量が小さくなって燃料噴射量が最大噴射量以下に制限されることにより、同燃料噴射量が最大噴射量以下に減量され、スモークの発生が抑制されるようになる。従って、急に大きくなる目標燃圧に対し実際の燃圧の上昇が遅れているとき、実際の燃圧が目標燃圧に対し不足することに起因して、上述したようにスモークが発生するのを抑制することができる。
【特許文献１】特開平６−１１７３１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、目標燃料圧力は、始動時のスタータによるクランキング状態から同クランキングが終了するときにも、急に大きくされることになる。ここで、クランキング中とクランキング終了後とではスタータによるエンジン回転のアシストがあるかないかの違いがあり、クランキング終了後はエンジンを自立運転させる必要があることからクランキング中によりも燃料噴射量が多くされる。このため、目標燃圧も、クランキング中とクランキング終了後での燃料噴射量の違いに対応して、クランキング終了後にはクランキング中に比べて大きくされる。その結果、クランキング状態から同クランキングが終了するとき、上述したように目標燃圧が急に大きくされる。
【０００８】
しかし、このように目標燃圧が大きくされると、その変化に対し実際の燃圧が追従できずに同燃圧が目標燃圧に対し不足する。このとき、目標燃圧に対する実際の燃圧の差に対応した分だけ最大噴射量が小さくなることから、燃料噴射量が上記最大噴射量によって制限され、それによって同燃料噴射量が上記最大噴射量以下に減量される。こうした燃料噴射量の減量がクランキング終了後のアイドル運転中であって、エンジン回転速度がアイドル回転速度といった低い回転速度となっているときに行われると、エンジン回転速度の当該アイドル回転速度以下への落ち込みが生じて運転性を損ねることにもなりかねない。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、始動時のクランキング終了後に機関回転速度が落ち込んで運転性を損なうのを抑制することの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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が機関運転状態に応じて設定される目標燃料圧力となるよう制御される内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量をスモーク抑制のための上限値である最大噴射量以下に制限するとともに、前記燃料の圧力が前記目標燃料圧力まで上昇していないとき、前記目標燃料圧力に対する前記実際の燃料の圧力の不足が大きくなるほど前記最大噴射量を減少させる内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関始動時のクランキングが終了した後の前記目標燃料圧力を、前記クランキング中よりも高い値に設定する設定手段と、前記クランキングの終了から所定時間が経過するまでは、前記最大噴射量を前記目標燃料圧力に対する前記実際の燃料の圧力の不足に応じて減少させたときの値よりも大きい値である設定値に強制的に置き換える置換手段とを備えた。
【００１１】
クランキング終了後の自立運転開始に伴い目標燃料圧力が急に高くなると、その高くなった目標燃料圧力に実際の燃料の圧力が到達するまでの時間が長くなる。上記構成によれば、このように目標燃料圧力に対し実際の燃料の圧力が不足して最大噴射量が減少したとしても、その最大噴射量が当該減少時の値よりも大きい値である設定値に強制的に置き換えられる。このため、クランキング終了後の自立運転開始に際し、最大噴射量以下への燃料噴射量の制限に起因した機関回転速度の落ち込み生じるのを抑制することができ、その落ち込みに伴い運転性が損なわれるのを抑制することもできる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記置換手段により置き換えられる設定値は、機関回転速度及び機関温度に基づき可変設定されるものとした。
上述した機関回転速度の落ち込み、及びそれに伴う運転性への影響は、自立運転開始後における機関回転速度及び機関温度に応じて変わってくる。即ち、自立運転開始後の機関回転速度が高いほど、上記機関回転速度の落ち込みによる運転性への影響は小さくなる。また、自立運転開始後の機関温度が高いほど、目標燃料圧力が低くなって当該目標燃料圧力に対する実際の燃料圧力の不足が小となり、その不足に応じた最大噴射量の減少に起因しての機関回転速度の落ち込みが生じにくくなる。これは、自立運転開始後の目標燃料圧力については内燃機関の燃料噴射量が大となるほど高く設定されるものであり、当該燃料噴射量は自立運転開始後の機関回転速度をアイドル回転速度に保持すべく増減されるものであって、機関温度が高く潤滑オイルの粘度低下による内燃機関の回転ロスが小となるときほど少なくなるためである。更に、上記機関回転速度及び機関温度は、内燃機関のスモーク発生に影響を及ぼすパラメータでもある。こうした機関回転速度及び機関温度に基づき設定値を可変設定することで、当該設定値を機関回転速度の落ち込みやそれに伴う運転性の低下の抑制、及び、スモークの抑制という点で最適な値とすることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力が機関運転状態に応じて設定される目標燃料圧力となるよう制御される内燃機関に適用され、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の量をスモーク抑制のための上限値である最大噴射量以下に制限するとともに、前記燃料の圧力が前記目標燃料圧力まで上昇していないとき、前記目標燃料圧力に対する前記実際の燃料の圧力の不足が大きくなるほど前記最大噴射量を減少させる内燃機関の燃料噴射制御装置において、機関始動時のクランキングが終了した後の前記目標燃料圧力を、前記クランキング中よりも高い値に設定する設定手段と、前記クランキングの終了から所定時間が経過するまでは、前記燃料の圧力と前記目標燃料圧力との差に基づく前記最大噴射量の減少を規制する規制手段とを備えた。
【００１４】
クランキング終了後の自立運転開始に伴い目標燃料圧力が急に高くなると、その高くなった目標燃料圧力に実際の燃料の圧力が到達するまでの間に両者の差が大となる。上記構成によれば、このように目標燃料圧力に対し実際の燃料の圧力が不足したとしても、それに基づき最大噴射量が減少することは規制される。このため、クランキング終了後の自立運転開始に際し、最大噴射量以下への燃料噴射量の制限に起因した機関回転速度の落ち込みが生じるのを抑制することができ、その落ち込みに伴い運転性が損なわれるのを抑制することもできる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記規制手段は、前記燃料の圧力と前記目標燃料圧力との差に基づく前記最大噴射量の減少を禁止するものとした。
上記構成によれば、機関始動時のクランキング終了後に、目標燃圧圧力に対し実際の燃料の圧力が不足したとき、それに基づき最大噴射量が減少することはないため、当該最大噴射量以下への燃料噴射量の制限に起因して機関回転速度が落ち込むのを的確に抑制することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記所定時間を機関温度が低いほど長い値となるように可変とする変更手段を更に備えた。
クランキング中の目標燃料圧力については、燃料噴射量が大となるほど高く設定されるものとなる。また、当該燃料噴射量としては機関温度が低くなるほど大とされる始動時噴射量が用いられることから、クランキング中の目標燃料圧力は機関温度が低いほど高く設定される。一方、クランキング終了後における自立運転でのアイドル時の目標燃料圧力についても、燃料噴射量が大となるほど高く設定されるものとなる。また、当該燃料噴射量は自立運転開始後の機関回転速度をアイドル回転速度に保持すべく増減されるものであって、機関温度が低く潤滑オイルの粘度低下による内燃機関の回転ロスが大となるときほど多くなる。従って、自立運転開始後のアイドル運転中でも、機関温度が低いほど目標燃料圧力が高く設定される。以上のように、クランキング中と、クランキング終了後における自立運転でのアイドル時の目標燃料圧力とのいずれについても、機関温度が低くなるほど高くなる傾向がある。ただし、こうした傾向はクランキング終了後における自立運転でのアイドル時の方がクランキング中よりも強く、それに起因して機関温度が低いほどクランキング終了前後での目標燃料圧力の上昇量が大となる。このため、上記アイドル時に実際の燃料の圧力が目標燃料圧力まで上昇するのにかかる時間についても、機関温度が低くなるほど長くなる。上記構成によれば、その時間に対応するように、機関温度に基づき上記所定時間を設定することができ、エンジン回転速度の落ち込みの抑制を必要な時間だけ行うようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第１実施形態］
以下、本発明を、コモンレール方式の燃料噴射装置及びターボチャージャを備えるディーゼルエンジンに適用した第１実施形態について、図１〜図６に従って説明する。
【００１８】
図１に示されるエンジン１においては、燃焼室２内に吸気通路３からの空気及び燃料噴射弁４からの燃料が供給され、この燃料を燃焼させてピストン５を往復移動させることにより、機関出力軸であるクランクシャフト６を回転させるようになっている。
【００１９】
上記クランクシャフト６には、機関始動時にエンジン１の強制回転（クランキング）を行うためのスタータ７が接続されている。また、燃料噴射弁４は、コモンレール８に接続されており、燃料ポンプ９からコモンレール８に向けて吐出された高圧燃料の供給を受けるようになっている。このコモンレール８には、内部に存在する燃料の一部を適宜燃料タンク１０に戻すべく開閉動作するリリーフ弁１１が取り付けられている。
【００２０】
こうしたエンジン１の各種制御は、電子制御装置１２により実施されている。電子制御装置１２は、エンジン制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００２１】
電子制御装置１２の入力ポートには、以下に示す各種センサが接続されている。
・エンジン１が搭載される車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル１３の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ１４。
【００２２】
・エンジン１の始動時や停止時に運転者によって操作されるイグニッションスイッチ１５。
・吸気通路３内の圧力を過給圧として検出する圧力センサ１６。
【００２３】
・吸気通路３を通過する空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサ１７。
・クランクシャフト６の回転に対応した信号を出力し、エンジン回転速度の算出等に用いられるクランクポジションセンサ１８。
【００２４】
・エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１９。
・コモンレール８内に存在する燃料の圧力、即ち燃料噴射弁４に供給される燃料の圧力（燃圧）を検出するレール圧センサ２０。
【００２５】
電子制御装置１２の出力ポートには、燃料噴射弁４、スタータ７、燃料ポンプ９、及びリリーフ弁１１の駆動回路が接続されている。
そして、電子制御装置１２は、上記各センサから入力される検出信号より把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして燃料噴射弁４からの燃料噴射量の制御、スタータ７の駆動制御、及びコモンレール８内の燃圧の制御等が電子制御装置１２を通じて実施される。
【００２６】
スタータ７の駆動制御は、エンジン１を始動させる際に行われる。即ち、エンジン１の停止時にイグニッションスイッチ１５の始動操作が行われると、スタータ７が駆動されてクランクシャフト６のクランキングが実行される。こうしたクランキングによるエンジン回転のアシストを行った状態にあって、燃料噴射弁４からの燃料噴射を行うことによりエンジン１の自立運転が開始される。そして、エンジン１の自立運転の開始後には、スタータ７の駆動が停止されることとなる。
【００２７】
また、エンジン１の燃料噴射量制御については、機関運転状態に応じて算出される最終噴射量Ｑfin に対応した量の燃料噴射が得られるよう燃料噴射弁４を駆動することによって実現される。具体的には、算出された最終噴射量Ｑfin とレール圧センサ２０により検出される燃圧とから燃料噴射時間を算出し、その時間だけ燃料噴射が行われるよう燃料噴射弁４が制御される。
【００２８】
このように燃料噴射量制御には燃圧が大きく関係しており、精度のよい燃料噴射量制御を実現するためには燃圧を好適に制御することが欠かせない。このため、エンジン１の燃圧制御では、理論上の燃圧の最適値である目標燃圧を機関運転状態に基づき算出し、実際の燃圧を上記目標燃圧へと制御することが行われる。なお、こうした燃圧の制御は燃料ポンプ９及びリリーフ弁１１を駆動することによって実現される。
【００２９】
次に、上記燃料噴射量制御に用いられる最終噴射量Ｑfin の算出手順、及び上記燃圧制御に用いられる目標燃圧の算出手順について個別に説明する。
［最終噴射量Ｑfin の算出］
最終噴射量Ｑfin の算出は、エンジン１の始動時におけるクランキング中と、そのクランキングが終了した後のエンジン１の自立運転中とで異なるものとなる。
【００３０】
エンジン１のクランキング中においては、エンジン１の冷却水温に応じて定められる始動時噴射量が最終噴射量Ｑfin として用いられる。ちなみに、クランキング中の最終噴射量Ｑfin （始動時噴射量）については、クランキング状態から自立運転を開始するのに必要な燃料噴射量ということになるが、クランキング中にはスタータ７によるエンジン回転のアシストがあるため、その分だけ後述する自立運転中の最終噴射量Ｑfin に比べて小さい値となる傾向がある。
【００３１】
一方、エンジン１の自立運転中においては、基本燃料噴射量Ｑbase、第１の最大噴射量Ｑ１、及び第２の最大噴射量Ｑ２のうち、最も小さいものが最終噴射量Ｑfin として用いられることとなる。ここで、基本燃料噴射量Ｑbaseは、エンジン回転速度及びアクセル踏込量に基づき、そのときの運転状態にて必要とされる燃料噴射弁４からの燃料噴射量の理論上の値として算出されるものである。また、第１の最大噴射量Ｑ１は、エンジン１でのスモーク発生を抑制しうる燃料噴射量の最大値であって、エンジン回転速度に応じて一義的に定められるものである。更に、第２の最大噴射量Ｑ２もエンジン１でのスモーク発生を抑制しうる燃料噴射量の最大値であるが、これはエンジン回転速度以外のスモーク発生に関係するパラメータ、例えば過給圧、吸気温、及び燃圧に基づき算出されるものである。
【００３２】
上記第２の最大噴射量Ｑ２については、目標燃圧に対する実際の燃圧の不足分（差分）に対応した分だけ減少させられることとなる。これは、目標燃圧に対し実際の燃圧が不足した状態にあると、［背景技術］の欄に記載した理由によりスモークが発生し易くなり、こうしたスモークの抑制を意図して燃料噴射量を制限するためである。
【００３３】
具体的には、上記不足分に対応する値として実際の燃圧と目標燃圧との比が求められ、その比及びエンジン回転速度に基づき第２の最大噴射量Ｑ２を減少させるための減少係数Ｋが算出される。こうして算出された減少係数Ｋは、エンジン回転速度一定の条件下においては図２に示されるように、実際の燃圧と目標燃圧との比が「１．０」以上であるときには「１．０」に保持されるとともに、上記比が「１．０」よりも小さくなるほど「０」に向けて小さくなる。そして、減少係数Ｋを上記第２の最大噴射量Ｑ２に乗算して新たな第２の最大噴射量Ｑ２とすることで、目標燃圧に対し実際の燃圧が不足したときには第２の最大噴射量Ｑ２が減少させられる。この第２の最大噴射量Ｑ２の減少により、最終噴射量Ｑfin として当該第２の最大噴射量Ｑ２が用いられる場合、燃料噴射量が第２の最大噴射量Ｑ２以下に制限され、上述したスモークの発生が抑制されるようになる。
【００３４】
また、エンジン１の自立運転開始後などに行われるアイドル運転では、エンジン回転速度が予め定められたアイドル回転速度となるよう最終噴射量Ｑfin の増減補正が行われる。このため、アイドル運転時において、エンジン１の温度が低くエンジンオイルの粘度が高い状態となるときほど、エンジン１が回転する際のロスが大きくなることから、エンジン回転速度をアイドル回転速度に保持するために最終噴射量Ｑfin が大きくされるようになる。
【００３５】
［目標燃圧の算出］
目標燃圧の算出についても、エンジン１の始動時におけるクランキング中と、そのクランキングが終了した後のエンジン１の自立運転中とで異なるものとなる。
【００３６】
即ち、目標燃圧は、クランキング中と自立運転中とのいずれにおいても、エンジン回転速度及び燃料噴射量（最終噴射量Ｑfin ）に基づき算出されるが、クランキング中に比べて自立運転中にはより大きい値として算出される傾向がある。これは、クランキング中と自立運転中とのいずれにおいても、算出される目標燃圧については、エンジン回転速度が低いほど小になるとともに燃料噴射量が多くなるほど大となり、自立運転中はクランキング中よりもエンジン回転速度が高くなるとともに燃料噴射量（最終噴射量Ｑfin ）が多くなることが理由である。
【００３７】
なお、上述したようにエンジン回転速度が低くなるほど目標燃圧を小としているのは、ピストン５の移動速度が遅くなるエンジン低回転時ほど、燃圧を小として燃料噴射弁４からの燃料噴射を緩やかに行い、シリンダ内壁への燃料付着を抑制するためである。また、上述したように燃料噴射量が多くなるほど目標燃圧を大としているのは、燃料噴射量が多くなるほど燃料噴射時間が長くなる傾向があり、燃料の燃焼による火炎中に燃料が噴射されないように燃料噴射を早期に完了するには、燃圧を高くして燃料噴射時間を短くする必要があるためである。
【００３８】
次に、クランキング中から自立運転開始後に至るまでの燃圧制御及び燃料噴射量制御の実行態様について、図３のタイムチャートを参照して説明する。なお、図３において、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、燃圧、減少係数Ｋ、第２の最大噴射量Ｑ２、及び最終噴射量Ｑfin の推移、並びに、スタータ７の駆動態様を示している。
【００３９】
エンジン１の始動時であってスタータ７のオン状態によるクランキング中には、最終噴射量Ｑfin として始動時噴射量が用いられるとともに、目標燃圧がクランキング中に適した値としてエンジン回転速度及び燃料噴射量に基づき算出される。そして、上記のように算出された最終噴射量Ｑfin 及び目標燃圧に基づき燃料噴射量制御及び燃圧制御が実行されることとなる。なお、こうしたクランキング中には減少係数Ｋ及び第２の最大噴射量Ｑ２が使用されることはない。このため、減少係数Ｋは例えば「１．０」に保持され、第２の最大噴射量Ｑ２は予め定められた初期値に保持される。
【００４０】
その後、エンジン１の自立運転が開始し（タイミングＴ１）、スタータ７がオフ状態になると、最終噴射量Ｑfin の算出が自立運転に対応したものに変化する。即ち、基本燃料噴射量Ｑbase、第１の最大噴射量Ｑ１、及び第２の最大噴射量Ｑ２のうち、最も小さいものが最終噴射量Ｑfin として用いられるようになる。なお、自立運転開始後のアイドル運転中には、エンジン回転速度がアイドル回転速度となるよう最終噴射量Ｑfin が増減補正される。
【００４１】
また、エンジン１の自立運転開始後には、目標燃圧が自立運転中に適した値としてエンジン回転速度及び燃料噴射量に基づき算出され、その結果として図３（ａ）に実線で示されるようにクランキング中よりも大きい値へと急変する。このように急に上昇する目標燃圧に対し、実際の燃圧が追従して上昇するように燃圧制御が行われる。しかし、実際の燃圧については、図３（ａ）に実線で示される目標燃圧の上昇に対し、破線で示されるように上昇遅れが生じることは避けられず、その遅れが生じている間は目標燃圧よりも低い値をとるようになる。
【００４２】
上記のようにクランキング中から自立運転開始後にかけて、目標燃圧に対し実際の燃圧が不足すると、実際の燃圧と目標燃圧との比が「１．０」よりも小さくなることから、その比等に基づき算出される減少係数Ｋが図３（ｂ）に実線で示されるように「１．０」よりも小さくなる。その結果、第２の最大噴射量Ｑ２が減少係数Ｋの乗算に起因して図３（ｃ）に二点鎖線で示されるように小さくされ、当該第２の最大噴射量Ｑ２が最終噴射量Ｑfin として用いられるようになる。このように最終噴射量Ｑfin を第２の最大噴射量Ｑ２以下に制限することで、その最終噴射量Ｑfin に基づく燃料噴射量制御を通じて燃料噴射量が第２の最大噴射量Ｑ２ 以下に減量され、図３（ｄ）に二点鎖線で示すように推移する。
【００４３】
以上のような燃料噴射量の減量が自立運転開始後のアイドル運転中であって、エンジン回転速度がアイドル回転速度といった低い回転速度となっているときに行われると、エンジン回転速度の当該アイドル回転速度以下への落ち込みが生じて運転性を損ねることにもなりかねない。
【００４４】
そこで本実施形態では、スタータ７によるクランキングの終了から所定時間ｔが経過するまでは、第２の最大噴射量Ｑ２を目標燃圧に対する実際の燃圧の不足に応じて減少させたときの値よりも大きい値である設定値Ｂに強制的に置き換え、最終噴射量Ｑfin の第２の最大噴射量Ｑ２以下への制限による燃料噴射量の減量を抑制する。このように第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに置き換えた場合の当該第２の最大噴射量Ｑ２の推移、及び最終噴射量Ｑfin の推移の一例をそれぞれ図３の（ｃ）及び（ｄ）に実線で示す。
【００４５】
上述したように第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに強制的に置き換え、第２の最大噴射量Ｑ２以下への最終噴射量Ｑfin の制限に起因した燃料噴射量の減量を抑制することで、自立運転開始後のアイドル運転中でのエンジン回転速度の落ち込みを抑制し、その落ち込みに伴い運転性が損なわれるのを抑制することができる。
【００４６】
次に、第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに置き換える手順について、第２の最大噴射量置換ルーチンを示す図４のフローチャートを参照して説明する。なお、同ルーチンは、電子制御装置１２を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００４７】
第２の最大噴射量置換ルーチンでは、スタータ７がオン状態であってクランキング中であるときに、スタータ７のオンからオフへの変更がなされると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、スタータ７がオフになってクランキングが終了した時点からの経過時間を計測するためのカウンタＣが「０」に設定される（Ｓ１０４）。一方、ステップＳ１０１で否定判定であるときには、スタータ７がオフ状態であるか否か、即ちクランキング中であるか、或いはクランキング終了後の自立運転中であるかが判断される（Ｓ１０２）。
【００４８】
ステップＳ１０２で否定判定であれば、クランキング中である旨判断され、第２の最大噴射量Ｑ２が初期値に設定される（Ｓ１０３）。なお、クランキング中においては最終噴射量Ｑfin が始動時噴射量に設定されるため、上記第２の最大噴射量Ｑ２が最終噴射量Ｑfin の算出に用いられることはない。
【００４９】
一方、ステップＳ１０２で肯定判定であれば、クランキング終了後の自立運転中である旨判断され、第２の最大噴射量Ｑ２が通常どおり過給圧、吸気温、燃圧、及び減少係数Ｋに基づき算出される（Ｓ１０５）。こうした自立運転開始後には、カウンタＣが第２の最大噴射量置換ルーチンの実行周期毎に「１」ずつインクリメントされ（Ｓ１０６）、このカウンタＣが第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに強制的に設定すべき期間である所定時間ｔに対応する所定値Ａ以下であるか否かが判断される（Ｓ１０７）。ここで肯定判定がなされると、エンジン回転速度及びエンジン１の冷却水温（エンジン１の温度に対応）に基づき、設定値Ｂが第２の最大噴射量Ｑ２を減少係数Ｋの乗算によって減少させたときの値よりも大きい値として算出される（Ｓ１０８）。そして、続くステップＳ１０９の処理で、第２の最大噴射量Ｑ２が当該設定値Ｂに強制的に置き換えられる。
【００５０】
なお、ステップＳ１０７で用いられる所定値Ａは、エンジン１の冷却水温に基づき可変設定される。このように可変設定された所定値Ａは、図５に示されるように冷却水温が低くなるほど大きい値をとり、第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに置き換える期間である所定時間ｔが長くなるようにしている。これは、クランキング終了に伴う自立運転開始後に目標燃圧が急に上昇してから当該目標燃圧まで実際の燃圧が上昇するのに要する時間が、冷却水温が低くなるほど長くなる傾向にあるからである。
【００５１】
ここで、冷却水温が低くなるほど上記所定時間ｔを長くする必要がある理由について図６を参照して説明する。同図は、クランキング中から自立運転開始後にかけての目標燃圧及び実際の燃圧の推移を示すタイムチャートである。
【００５２】
クランキング中（タイミングＴ１以前）における目標燃圧は燃料噴射量等に応じて設定され、燃料噴射量（始動時噴射量となる最終噴射量Ｑfin ）が大となるほど高く設定されることとなる。また、当該燃料噴射量（始動時噴射量）は、エンジン１の自立運転開始に必要とされる値であって、エンジン１の冷却水温が低くなるほど多くなる。従って、クランキング中では、冷却水温が低くなるほど、目標燃圧が例えば実線から二点鎖線ｘ１で示されるように大となる。
【００５３】
一方、クランキング終了後における自立運転でのアイドル時（タイミングＴ１以降）においては、目標燃圧が燃料噴射量等に応じて設定され、燃料噴射量（最終噴射量Ｑfin ）が大となるほど高く設定されることとなる。また、当該燃料噴射量は、自立運転開始後のエンジン回転速度を予め定められたアイドル回転速度に保持すべく増減されるものであって、冷却水温が低くエンジンオイルの粘度低下によるエンジン１の回転ロスが大となるときほど多くなる。従って、自立運転開始後のアイドル運転では、冷却水温が低くなるほど、目標燃圧が例えば実線から二点鎖線Ｘ２で示されるように大となる。
【００５４】
上記のように、クランキング中と、クランキング終了後における自立運転でのアイドル時とのいずれにおいても、目標燃圧については冷却水温が低くなるほど高くなる傾向がある。ただし、こうした傾向はクランキング終了後の自立運転でのアイドル時の方がクランキング中よりも強く、それに起因して冷却水温が低いほどクランキング終了前後での目標燃圧の上昇量が大となる。このため、上記アイドル時に実際の燃圧が当該目標燃圧まで上昇するのに要する時間についても、冷却水温が低くなるほど例えば時間ｔ１から時間ｔ２へと長くなる。このように、自立運転開始後に実際の燃圧が当該目標燃圧まで上昇するのに要する時間が冷却水温が低いほど長くなるため、それに対応して上記所定時間ｔを冷却水温が低くなるほど長くする必要がある。
【００５５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）クランキング終了後の自立運転開始に伴い目標燃圧が急に高くなると、その目標燃圧まで実際の燃圧が上昇するのに時間がかかる。このように、目標燃圧に対し実際の燃圧が不足している間は第２の最大噴射量Ｑ２に乗算される減少係数Ｋが上記不足分に応じて「１．０」未満になり、第２の最大噴射量Ｑ２が小さくされるようになる。この第２の最大噴射量Ｑ２以下への最終噴射量Ｑfin の制限に起因して燃料噴射量が減量されると、エンジン回転速度のアイドル回転速度未満への落ち込みが生じるおそれがある。しかし、クランキング終了後であって所定時間ｔが経過するまでの間は、第２の最大噴射量Ｑ２が上記減少係数Ｋにより減少さたときの値よりも大きい値である設定値Ｂに強制的に置き換えられる。このため、第２の最大噴射量Ｑ２以下への最終噴射量Ｑfin の制限に起因した燃料噴射量の減量が抑制され、それに伴うエンジン回転速度のアイドル回転速度以下への落ち込みを抑制することができるとともに、その落ち込みによって運転性が損なわれるのを抑制することもできる。
【００５６】
（２）第２の最大噴射量Ｑ２の置き換えに用いられる上記設定値Ｂは、エンジン回転速度及び冷却水温に基づき可変設定されている。ここで、上述したエンジン回転速度の落ち込み、及びそれに伴う運転性への影響は、自立運転開始後におけるエンジン回転速度及び冷却水温に応じて変わってくる。即ち、自立運転開始後のエンジン回転速度が高いほど、上記エンジン回転速度の落ち込みに伴う運転性への影響は小さくなる。また、自立運転開始後の冷却水温が高いほど、目標燃圧が低くなって当該目標燃圧に対する実際の燃圧の不足が小となり、その不足に応じた減少係数Ｋによる第２の最大噴射量Ｑ２の減少に起因してのエンジン回転速度の落ち込みが生じにくくなる。更に、エンジン回転速度及び冷却水温は、エンジン１のスモーク発生に影響を及ぼすパラメータでもある。こうしたエンジン回転速度及び冷却水温に基づき設定値Ｂを可変設定することで、当該設定値Ｂを上記エンジン回転速度の落ち込みやそれに伴う運転性の低下の抑制、及び、スモークの抑制という点で最適な値とすることができる。
【００５７】
（３）第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに置き換える所定時間ｔは、第２の最大噴射量置換ルーチンのステップＳ１０７で用いられる所定値Ａを冷却水温に基づき設定することで、冷却水温が低いほど長くなるように可変とされる。自立運転開始後のアイドル運転中では、冷却水温が低いほど、急に高くなる目燃圧まで実際の燃圧が上昇するのに時間がかかるようになるが、その時間に対応するように上記所定時間ｔを可変とすることができるようになる。従って、第２の最大噴射量Ｑ２の設定値Ｂでの置き換えによるエンジン回転速度の落ち込み抑制を、必要な時間だけ行うようにすることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この実施形態は、クランキング終了から所定時間ｔが経過するまでの間、第１実施形態のように第２の最大噴射量Ｑ２を設定値Ｂに置き換える代わりに、減少係数Ｋによる第２の最大噴射量Ｑ２の減少を規制し、それによって第１実施形態と同等の効果を得るようにしたものである。
【００５９】
以下、上記減少係数Ｋによる第２の最大噴射量Ｑ２の減少を規制する手順について、減少係数算出ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。なお、同ルーチンは、電子制御装置１２を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００６０】
減少係数算出ルーチンでは、スタータ７がオン状態であってクランキング中であるときに、スタータ７のオンからオフへの変更がなされると（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、カウンタＣが「０」に設定される（Ｓ２０３）。一方、ステップＳ２０１で否定判定であるときには、スタータ７がオフ状態であるか否か、即ちクランキング中であるか、或いはクランキング終了後の自立運転中であるかが判断される（Ｓ２０２）。
【００６１】
ステップＳ２０２で肯定判定であれば、クランキング終了後の自立運転中である旨判断され、カウンタＣが減少係数算出ルーチンの実行周期毎に「１」ずつインクリメントされる（Ｓ２０４）。その後、このカウンタＣが所定値Ａ以下であるか否かが判断される（Ｓ２０５）。ここで否定判定であれば、通常どおり、実際の燃圧と目標燃圧との比、及びエンジン回転速度に基づき減少係数Ｋが算出される（Ｓ２０６）。一方、肯定判定であれば、減少係数Ｋが「１．０」に設定される（Ｓ２０７）。これにより、例えば図３（ｂ）に示される例では、減少係数Ｋが二点鎖線Ｌの如く推移するようになる。
【００６２】
以上のように、カウンタＣが所定値Ａ以下である間は、減少係数Ｋが「１．０」に保持されるようになることから、目標燃圧に対し実際の燃圧が不足したとしても、当該不足分に応じて減少係数Ｋが「１．０」未満になって第２の最大噴射量Ｑ２が減少することはなくなる。
【００６３】
本実施形態によれば、第１実施形態に記載した（３）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（４）クランキング終了後の自立運転開始に伴い目標燃圧が急に高くなり、その目標燃圧に対し実際の燃圧が不足している間、即ちカウンタＣが所定値Ａ以下である間は、第２の最大噴射量Ｑ２に乗算される減少係数Ｋが「１．０」に保持されるため、上記不足に起因した減少係数Ｋによる第２の最大噴射量Ｑ２の減少が禁止される。従って、当該第２の最大噴射量Ｑ２以下への最終噴射量Ｑfin の制限に起因して燃料噴射量が減少し、エンジン回転速度がアイドル回転速度以下に落ち込んだり、その落ち込みによって運転性が損なわれたりするのを的確に抑制することができる。
【００６４】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記各実施形態において、所定値Ａを可変設定する代わりに、所定時間ｔのとり得る最大値に対応した値に固定してもよい。
【００６５】
・第２実施形態において、カウンタＣが所定値Ａ以下であるとき、減少係数Ｋを「１．０」に保持するのに代えて、通常どおり実際の燃圧と目標燃圧との比及びエンジン回転速度に基づき算出したときの値よりも所定量だけ大きい値に設定するようにしてもよい。この場合、当該設定後の減少係数Ｋが「１．０」未満になったとしても、通常どおり算出したときの値よりは大きい値になることから、減少係数Ｋによる第２の最大噴射量Ｑ２の減少を規制することはでき、第２の実施形態の効果に準じた効果が得られるようになる。
【００６６】
・第１実施形態において、設定値Ｂを第２の最大噴射量Ｑ２による最終噴射量Ｑfin の制限を実行し得ない大きい値に固定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】第１実施形態の燃料噴射制御装置が適用されるエンジン及びその燃料供給系を示す略図。
【図２】エンジン回転速度一定の条件下で、実際の燃圧と目標燃圧との比が変化した場合の減少係数Ｋの推移傾向を示すグラフ。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、クランキングから自立運転開始後にかけての燃圧、減少係数Ｋ、第２の最大噴射量Ｑ２、及び最終噴射量Ｑfin の推移、並びに、スタータ７の駆動態様を示すタイムチャート。
【図４】第２の最大噴射量を設定値Ｂに置き換える手順を示すフローチャート。
【図５】冷却水温の変化に対する所定値Ａの推移を示すグラフ。
【図６】クランキング中から自立運転開始後にかけての目標燃圧及び実際の燃圧の推移を示すタイムチャート。
【図７】第２実施形態での減少係数Ｋの算出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６８】
１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、５…ピストン、６…クランクシャフト、７…スタータ、８…コモンレール、９…燃料ポンプ、１０…燃料タンク、１１…リリーフ弁、１２…電子制御装置（設定手段、置換手段、規制手段、変更手段）、１３…アクセルペダル、１４…アクセルポジションセンサ、１５…イグニッションスイッチ、１６…圧力センサ、１７…吸気温センサ、１８…クランクポジションセンサ、１９…水温センサ、２０…レール圧センサ。
【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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【図６】
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【図７】
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