(57)【要約】【課題】内燃機関において、燃料性状を早期に特定して燃費の悪化や排気浄化特性の低下を抑制可能とする。【解決手段】インジェクタ２８から吸気ポート１９に噴射された燃料噴霧のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ３７を設け、ＥＣＵ３３は、エンジン１１が始動してから暖機完了までの間、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定すると共に、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して追加燃料噴射量を決定し、インジェクタ２８は、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行し、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉可能な吸気弁及び排気弁と、前記吸気ポートに燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、該燃料噴射手段により前記吸気ポートに噴射された燃料のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段と、該ＨＣ濃度検出手段が検出した燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して前記燃料噴射手段による燃料噴射量を設定する燃料噴射制御手段とを具えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関において、前記燃料噴射手段は、吸気行程で初期燃料噴射と追加燃料噴射を実行可能であり、前記燃料噴射制御手段は、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を設定すると共に、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて追加燃料噴射量を設定することを特徴とする内燃機関。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関において、前記燃料噴射制御手段は、初期燃料噴射時のエンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料噴射量目標値を設定し、この燃料噴射量目標値から初期燃料噴射量を減算して追加燃料噴射量を算出することを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関において、前記燃料噴射制御手段は、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料の沸点を求め、この燃料の沸点に基づいて燃料性状を判別して燃料噴射量目標値を設定することを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関において、燃焼ガスの温度を検出する温度検出手段を設け、前記燃料噴射制御手段は、燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料噴射量を設定した後、前記温度検出手段が検出した燃焼ガスの温度に基づいて次回の燃料噴射量を補正することを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の内燃機関において、前記燃料噴射制御手段による燃料性状の判別処理は、内燃機関が始動してから暖機完了まで実行することを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて燃料性状を判別して燃料噴射量を制御する内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なエンジン（内燃機関）では、燃料を吸気ポートに噴射して空気と混合し、ピストンの吸気行程における吸気弁の開放時に吸気ポートの混合気を燃焼室に吸入し、圧縮行程時にこの混合気が圧縮されてから火花着火されて爆発し、排気行程における排気弁の開放時に、排気ガスを排気ポートから外部に排出するようにしている。この場合、吸入空気量に対して空燃比が所定値（理論空燃比＝ストイキ）となるように基本燃料噴射量が設定され、この基本燃料噴射量がエンジン冷却水温、吸気温、エンジン回転数、スロットル開度、アクセル開度などにより補正されて燃料噴射量が設定される。
【０００３】
ところが、エンジンが冷えた状態から始動された場合、吸入空気量が少なく、吸気管内圧力が不安定であるため、この吸入空気量を正確に検出することができず、また、低温時は、空気と燃料との混合や霧化が悪い。そのため、エンジンの冷間始動時は、空燃比を小さくして燃えやすい混合気とする必要があり、燃料噴射量を増量している。
【０００４】
また、エンジンに供給される燃料の種類には、重質燃料と軽質燃料とがあり、両者の燃料はそれぞれ沸点が異なり、所定温度での蒸発量が相違する。そのため、エンジンの停止後に性状の異なる燃料が追加された場合、エンジン始動時の空燃比がばらつき、回転変動が発生して燃焼が悪化してしまう。そのため、従来は、エンジンの始動時に、燃料量を若干増量して噴射し、このときのエンジン回転変動を検出することで燃料の性状を特定し、前回の燃料噴射量を燃料性状に応じて補正して時間の燃料噴射量を設定している。
【０００５】
なお、エンジンの始動時に燃料性状を特定して空燃比を設定するものとして、例えば、下記特許文献１に記載された技術がある。この特許文献１に記載されたエンジンの空燃比制御装置は、エンジン始動から暖機が完了するまでの間、排気センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御により目標空燃比となるように燃料供給量を設定し、クランク角センサの出力に基づいて燃焼のばらつきを表す燃焼圧力変動率または回転変動率が一定の範囲に収まるように空燃比を安定限界に制御し、このときに求めた制御係数に基づいて燃料の壁流補正量を算出し、燃料の性状が異なっても、常に適正な空燃比の学習を行うものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１８０５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した従来のエンジン始動時の制御にあっては、始動時に、燃料量を若干増量して噴射し、このときの回転変動に基づいて燃料性状を特定し、燃料噴射量を燃料性状に応じて補正している。そのため、エンジン始動時には、空燃比がリッチとなって燃費が悪化すると共に、触媒による排気浄化特性が低下してしまうという問題がある。そして、エンジン始動時の回転変動に基づいて燃料性状を特定しているため、始動後に所定期間が経過しないと燃料性状を特定することができず、燃費の悪化や排気浄化特性の低下が暖機完了まで継続されてしまう。
【０００８】
また、特許文献１のエンジンの空燃比制御装置にあっては、燃焼圧力変動率または回転変動率のフィードバック制御により、燃料性状が重質と軽質との間で切り換わったときの壁流分の変化に対応する燃料の壁流補正量を求め、燃料の性状に応じて適正な空燃比の学習を行うようにしている。そのため、エンジン始動後に所定期間が経過しないと燃料性状を特定することができず、燃費の悪化や排気浄化特性の低下が暖機完了まで継続されてしまう。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するものであって、燃料性状を早期に特定して燃費の悪化や排気浄化特性の低下を抑制可能とした内燃機関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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の内燃機関は、燃焼室と、該燃焼室に連通する吸気ポート及び排気ポートと、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉可能な吸気弁及び排気弁と、前記吸気ポートに燃料を噴射可能な燃料噴射手段と、該燃料噴射手段により前記吸気ポートに噴射された燃料のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段と、該ＨＣ濃度検出手段が検出した燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して前記燃料噴射手段による燃料噴射量を設定する燃料噴射制御手段とを具えたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の内燃機関では、前記燃料噴射手段は、吸気行程で初期燃料噴射と追加燃料噴射を実行可能であり、前記燃料噴射制御手段は、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を設定すると共に、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて追加燃料噴射量を設定することを特徴としている。
【００１２】
本発明の内燃機関では、前記燃料噴射制御手段は、初期燃料噴射時のエンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料噴射量目標値を設定し、この燃料噴射量目標値から初期燃料噴射量を減算して追加燃料噴射量を算出することを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関では、前記燃料噴射制御手段は、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料の沸点を求め、この燃料の沸点に基づいて燃料性状を判別して燃料噴射量目標値を設定することを特徴としている。
【００１４】
本発明の内燃機関では、燃焼ガスの温度を検出する温度検出手段を設け、前記燃料噴射制御手段は、燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料噴射量を設定した後、前記温度検出手段が検出した燃焼ガスの温度に基づいて次回の燃料噴射量を補正することを特徴としている。
【００１５】
本発明の内燃機関では、前記燃料噴射制御手段による燃料性状の判別処理は、内燃機関が始動してから暖機完了まで実行することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の内燃機関によれば、燃焼室に吸気ポート及び排気ポートを設けて吸気弁及び排気弁により開閉可能とすると共に、燃料噴射手段により吸気ポートに燃料を噴射可能とし、燃料噴射手段により吸気ポートに噴射された燃料のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段と、この燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して燃料噴射量を設定する燃料噴射制御手段とを設けたので、少なくとも１回の燃料噴射時に、その噴射燃料のＨＣ濃度を検出することで燃料性状を判別することができ、早期に燃料性状を特定することで内燃機関の始動当初から適正量の燃料を噴射することができると共に、適正な空燃比制御を可能とすることができ、燃費の悪化や排気浄化特性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明にかかる内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関を表す概略構成図、図２は、実施例１の内燃機関における始動時の燃料噴射量制御を表すフローチャート、図３は、実施例１の内燃機関における始動時の燃料噴射量制御を表すタイムチャート、図４は、エンジン冷却水温に対する燃料のＨＣ濃度と燃料の沸点との関係を表すグラフ、図５は、燃料の沸点に対する燃料のＨＣ濃度（燃料噴射量）を表すグラフである。
【００１９】
実施例１において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１はポート噴射式多気筒エンジンであって、シリンダブロック１２上にシリンダヘッド１３が締結されており、このシリンダブロック１２に形成された複数のシリンダボア１４にピストン１５がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１２の下部にクランクシャフト１６が回転自在に支持されており、各ピストン１５はコネクティングロッド１７を介してこのクランクシャフト１６にそれぞれ連結されている。
【００２０】
燃焼室１８は、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１３とピストン１５により構成されており、この燃焼室１８の上部、つまり、シリンダヘッド１３の下面に吸気ポート１９及び排気ポート２０が対向して形成されており、この吸気ポート１９及び排気ポート２０に対して吸気弁２１及び排気弁２２の下端部が位置している。従って、クランクシャフト１６の回転に同期して吸気弁２１及び排気弁２２が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１９及び排気ポート２０を開閉し、吸気ポート１９と燃焼室１８、燃焼室１８と排気ポート２０とをそれぞれ連通することができる。
【００２１】
そして、吸気ポート１９には、インテークマニホールド２３を介して吸気管２４が連結されており、この吸気管２４の空気取入口にはエアクリーナ２５が取付けられると共に、このエアクリーナ２５の下流側にスロットル弁２６を有する電子スロットル装置２７が設けられている。また、シリンダヘッド１３には、吸気弁２１の近傍に位置して吸気ポート１９に燃料を噴射可能なインジェクタ（燃料噴射手段）２８が装着されると共に、燃焼室１８の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ２９が装着されている。
【００２２】
一方、排気ポート２０には、エギゾーストマニホールド３０を介して排気管３１が連結されており、この排気管３１には排気ガス中に含まれる有害物質を浄化処理する三元触媒３２が装着されている。三元触媒３２は、排気ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）などの有害物質を浄化処理するものであり、特に、空燃比が理論空燃比（ストイキ）近傍にあるときに、排気ガス中の有害物質を効率良く浄化処理することができる。
【００２３】
また、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ）３３が搭載されており、このＥＣＵ３３は、エンジン運転状態に基づいてインジェクタ２８や点火プラグ２９などを制御可能となっている。即ち、吸気管２４の上流側にはエアフローセンサ３４が装着されており、計測した吸入空気量、吸気温度をＥＣＵ３３に出力している。また、電子スロットル装置２７は図示しないスロットルポジションセンサを内蔵しており、現在のスロットル開度をＥＣＵ３３に出力している。更に、クランク角センサ３５は、検出した各気筒のクランク角度をＥＣＵ３３に出力し、このＥＣＵ３３は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。また、シリンダヘッド１２にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ３６が設けられており、検出したエンジン冷却水温をＥＣＵ３３に出力している。従って、ＥＣＵ３３は、検出した吸入空気量、スロットル開度(または、図示しないアクセルポジションセンサが検出したアクセル開度)、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２４】
このように構成された実施例１のエンジン１１にて、このエンジン１１が始動してから暖機完了までの間、燃料噴射制御手段としてのＥＣＵ３３は、燃料噴霧のＨＣ（炭化水素）濃度に基づいて燃料性状を判別して燃料噴射量を決定している。この場合、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定すると共に、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて追加燃料噴射量を決定し、インジェクタ２８は、図３に示すように、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行し、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行する。
【００２５】
即ち、シリンダヘッド１２に、インジェクタ２８から吸気ポート１９に噴射された燃料噴霧のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段としてのＨＣ濃度センサ３７を設け、検出した燃料のＨＣ濃度をＥＣＵ３３に出力している。そして、ＥＣＵ３３は、エンジン１１の始動時、まず、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定し、吸気行程の前期に、インジェクタ２８が初期燃料噴射を実行する。ＨＣ濃度センサ３７は、インジェクタ２８により実行された初期燃料噴射時の燃料噴霧のＨＣ濃度を検出し、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて、図４のマップを用いて燃料の沸点を求め、この沸点から燃料の性状を特定する。
【００２６】
この図４に示すマップは、エンジン冷却水温に対する燃料のＨＣ濃度と燃料の沸点との関係を表すグラフであり、複数のエンジン冷却水温ｔ1，ｔ2に応じて、燃料のＨＣ濃度に対する燃料の沸点の変化度合が記憶されている。従って、エンジン冷却水温がｔ1のとき、燃料のＨＣ濃度がＣ3であると、燃料の沸点はＴ1であると推定され、沸点Ｔ1に応じて燃料の性状を特定することができる。
【００２７】
燃料の性状、つまり、燃料の沸点Ｔ1が特定されると、ＥＣＵ３３は、次に、燃料の性状（燃料の沸点Ｔ1）に応じた燃料噴射量の目標値を、図５のマップを用いて設定する。この図５に示すマップは、燃料の沸点に対するＨＣ濃度（燃料噴射量）を表すグラフであり、燃料の沸点に対する燃料のＨＣ濃度、つまり、燃料噴射量の変化度合が記憶されている。従って、燃料の沸点がＴ1であると、このときの燃料のＨＣ濃度、つまり、最適な燃料噴射量の目標値が推定される。そして、この燃料噴射量の目標値からすでに噴射した初期燃料噴射量を減算することで、追加燃料噴射量を決定することができる。
【００２８】
ここで、上述した実施例１の内燃機関によるエンジン始動時の燃料噴射制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００２９】
本実施例の内燃機関によるエンジン始動時の燃料噴射制御において、図１及び図２に示すように、ステップＳ１１にて、エンジン１１の始動指令としてイグニッションキースイッチがオン操作（ＩＧ−ＯＮ）されたかどうかを判定する。ここで、イグニッションキースイッチがオン操作されていなければ何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１１にて、イグニッションキースイッチがオン操作されたと判定されたら、ステップＳ１２にて、クランキングが開始され、ステップＳ１３にて、ＥＣＵ３３は、水温センサ３６が検出したエンジン冷却水温を読み込む。
【００３０】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定し、ステップＳ１５にて、インジェクタ２８は、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行する。この場合、初期燃料噴射量は、エンジン冷却水温に基づいて一時的に設定されるものであり、エンジン冷却水温に基づいて推定される１回の燃料噴射量から所定量減量して設定される。そして、ステップＳ１６にて、ＥＣＵ３３は、再度、エンジン冷却水温を読み込むと共に、ＨＣ濃度センサ３７が検出した初期燃料噴射時の燃料噴霧のＨＣ濃度を読み込む。そして、ステップＳ１７にて、エンジン１１を始動してから、すでに燃料判別が完了しているかどうかを判定し、燃料判別が完了していなければ、ステップＳ１８にて、燃料判別を実行する。
【００３１】
即ち、上述したように、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて、図４のマップを用いて燃料の沸点を求め、この沸点から燃料の性状を特定する。ここで、燃料の性状が特定されるため、この燃料の性状とエンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を最終的に決定し、以降は、ここで決定した初期燃料噴射量を用いる。続いて、ステップＳ１９では、図５のマップを用いて、燃料の性状（燃料の沸点Ｔ1）に応じた燃料噴射量の目標値を設定する。そして、ステップＳ２０では、この燃料噴射量の目標値からすでに噴射した初期燃料噴射量を減算することで追加燃料噴射量を決定し、ステップＳ２１にて、インジェクタ２８は、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行する。
【００３２】
ステップＳ２２では、エンジン１１の暖機が完了したかどうかを判定する。このエンジン１１の暖機完了判定は、例えば、空燃比をフィードバックするＡ／ＦセンサやＯ2センサが十分に昇温され、排気空燃比や排気ガス中の酸素濃度を高精度に検出することができるようになったことにより行う。ここで、エンジン１１の暖機がまだ完了していないと判定されたら、ステップＳ１５に戻ってそれ以降の処理を繰り返し行う。この場合、ステップＳ１５にて、インジェクタ２８は、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行するが、この初期燃料噴射量は、前回にステップＳ１８で燃料判別を行って決定した初期燃料噴射量を用いる。また、ステップＳ１７では、すでに燃料判別が完了していると判定されるため、ステップＳ１８で、燃料判別を実行せずに、ステップＳ１９にて、燃料の性状に応じた燃料噴射量の目標値を設定する。
【００３３】
そして、上記ステップＳ１５からＳ２２までの処理を繰り返し行い、このステップＳ２２にて、エンジン１１の暖機が完了したと判定されたら、エンジン始動時の燃料噴射制御を終了し、ＥＣＵ３３は、吸入空気量、スロットル開度(または、アクセル開度)、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定する燃料噴射制御を実行する。
【００３４】
このように実施例１の内燃機関にあっては、インジェクタ２８から吸気ポート１９に噴射された燃料噴霧のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ３７を設け、ＥＣＵ３３は、エンジン１１が始動してから暖機完了までの間、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定すると共に、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して追加燃料噴射量を決定し、インジェクタ２８は、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行し、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行するようにしている。
【００３５】
従って、少なくとも１回だけ燃料噴射を実行することで、その噴射燃料のＨＣ濃度を検出してこのＨＣ濃度とエンジン冷却水温に基づいて燃料性状を判別することができ、早期に燃料性状を特定することでエンジン１１の始動当初から適正量の燃料を噴射することができると共に、適正な空燃比制御を可能とすることができ、燃費の悪化や排気浄化特性の低下を抑制することができる。
【００３６】
また、ＨＣ濃度センサ３７を設けるだけで吸気ポート１９に噴射された燃料のＨＣ濃度を検出し、エンジン冷却水温とＨＣ濃度に基づいて容易に燃料性状を判別することができ、構成の簡素化を図ることで高コスト化を抑制することができる。
【実施例２】
【００３７】
図６は、本発明の実施例２に係る内燃機関を表す概略構成図、図７は、実施例２の内燃機関における始動時の燃料噴射量制御を表すフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３８】
実施例２では、図６に示すように、エンジン１１が始動してから暖機完了までの間、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定し、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して燃料噴射量の目標値を設定し、燃焼ガス温度に基づいてこの燃料噴射量の目標値を補正してから追加燃料噴射量を決定し、インジェクタ２８が、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行し、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行する。
【００３９】
即ち、シリンダヘッド１２に、インジェクタ２８から吸気ポート１９に噴射された燃料噴霧のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ３７を設け、検出した燃料のＨＣ濃度をＥＣＵ３３に出力している。また、エギゾーストマニホールド３０に、燃焼室１８から排気ポート２０を通して排出された燃焼ガス（排気ガス）の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ３８を設け、検出した燃焼ガスの温度をＥＣＵ３３に出力している。
【００４０】
そして、ＥＣＵ３３は、エンジン１１の始動時、まず、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定し、吸気行程の前期に、インジェクタ２８が初期燃料噴射を実行する。ＨＣ濃度センサ３７は、インジェクタ２８により実行された初期燃料噴射時の燃料噴霧のＨＣ濃度を検出し、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料の沸点を求め、この沸点から燃料の性状を特定する。
【００４１】
燃料の性状、つまり、燃料の沸点Ｔ1が特定されると、ＥＣＵ３３は、次に、燃料の性状（燃料の沸点Ｔ1）に応じた燃料噴射量の目標値を設定し、燃焼ガス温度に基づいてこの燃料噴射量の目標値を補正する。そして、補正された燃料噴射量の目標値からすでに噴射した初期燃料噴射量を減算することで、追加燃料噴射量を決定する。即ち、１度燃料噴射を実行して燃焼室１８での燃焼を行った後、排出された燃焼ガスの温度を計測することで、このときの燃焼状態を判別する。つまり、燃料噴射量が少ないときには、失火や燃焼悪化が発生して燃焼ガスの温度が低下する一方、燃料噴射量が多いときには、異常燃焼により燃焼ガスの温度が上昇する。従って、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて設定された燃料噴射量の目標値に対して、燃焼ガスの温度を用いてこの目標値が適正であるかどうかを確認している。
【００４２】
ここで、上述した実施例２の内燃機関によるエンジン始動時の燃料噴射制御について、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００４３】
本実施例の内燃機関によるエンジン始動時の燃料噴射制御において、図６及び図７に示すように、ステップＳ３１にて、エンジン１１の始動指令としてイグニッションキースイッチがオン操作されたかどうかを判定し、イグニッションキースイッチがオン操作されていなければ何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、このステップＳ３１にて、イグニッションキースイッチがオン操作されたら、ステップＳ３２にて、クランキングが開始され、ステップＳ３３にて、ＥＣＵ３３は、水温センサ３６が検出したエンジン冷却水温を読み込む。
【００４４】
ステップＳ３４では、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定し、ステップＳ３５にて、インジェクタ２８は、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行する。そして、ステップＳ３６にて、ＥＣＵ３３は、再度、エンジン冷却水温を読み込むと共に、ＨＣ濃度センサ３７が検出した初期燃料噴射時の燃料噴霧のＨＣ濃度を読み込む。そして、ステップＳ３７にて、エンジン１１を始動してから、すでに燃料判別が完了しているかどうかを判定し、燃料判別が完了していなければ、ステップＳ３８にて、燃料判別を実行する。
【００４５】
即ち、ＥＣＵ３３は、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料の沸点を求め、この沸点から燃料の性状を特定する。続いて、ステップＳ３９では、燃料の性状（燃料の沸点）に応じた燃料噴射量の目標値を設定する。ステップＳ４０では、初期燃料噴射が完了したかどうかを判定し、また、１度も燃料噴射が実行されていなければ、ステップＳ４４に移行する。そして、ステップＳ４４にて、設定した燃料噴射量の目標値からすでに噴射した初期燃料噴射量を減算することで追加燃料噴射量を決定し、ステップＳ４５にて、インジェクタ２８は、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行する。
【００４６】
ステップＳ４６では、エンジン１１の暖機が完了したかどうかを判定し、ここで、エンジン１１の暖機がまだ完了していないと判定されたら、ステップＳ３５に戻ってそれ以降の処理を繰り返し行う。即ち、ステップＳ３５にて、インジェクタ２８は、前回のステップＳ３８で燃料判別を行って決定した初期燃料噴射量を用いて吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行する。そして、ステップＳ３６で、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度を読み込み、ステップＳ３７で、燃料判別が完了しているかどうかを判定する。ここでは、燃料判別がすでに完了しているため、燃料判別を行わずにステップＳ３９に移行する。
【００４７】
そして、ステップＳ３９にて、燃料の性状に応じた燃料噴射量の目標値を設定し、ステップＳ４０で、初期燃料噴射が完了したかどうかを判定する。ここでは、すでに初期燃料噴射が完了しているため、ステップＳ４１に移行する。このステップＳ４１にて、ＥＣＵ３３は、温度センサ３８が検出した燃焼ガスの温度を読込み、ステップＳ４２では、燃焼ガスの温度が所定の温度領域にあるかどうかを判定することで、エンジン１１にて失火や燃焼悪化が発生していないかどうかを判定する。ここで、エンジン１１にて失火や燃焼悪化が発生していると判定されたら、ステップＳ４３にて、この燃焼ガス温度に基づいて燃料噴射量の目標値を補正してからステップＳ４４に移行する。つまり、失火や燃焼悪化が発生して燃焼ガスの温度が低下しているときは、燃料噴射量の目標値を大きくする。なお、この場合、異常燃焼により燃焼ガスの温度が高すぎるときには、燃料噴射量の目標値を小さくしてもよい。一方、ステップＳ４２で、エンジン１１にて失火や燃焼悪化が発生していないと判定されたら、燃料噴射量の目標値を補正せずにステップＳ４４に移行する。
【００４８】
このステップＳ４４では、ステップＳ３９で設定した燃料噴射量の目標値、または、ステップＳ４３で補正した燃料噴射量の目標値から初期燃料噴射量を減算することで追加燃料噴射量を決定し、ステップＳ４５にて、インジェクタ２８は、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行する。
【００４９】
そして、上記ステップＳ３５からＳ４６までの処理を繰り返し行い、このステップＳ４６にて、エンジン１１の暖機が完了したと判定されたら、エンジン始動時の燃料噴射制御を終了し、ＥＣＵ３３は、吸入空気量、スロットル開度(または、アクセル開度)、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定する燃料噴射制御を実行する。
【００５０】
このように実施例２の内燃機関にあっては、インジェクタ２８から吸気ポート１９に噴射された燃料噴霧のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ３７と、燃焼室１８から排気ポート２０を通して排出された燃焼ガスの温度を検出する温度センサ３８を設け、ＥＣＵ３３は、エンジン１１が始動してから暖機完了までの間、エンジン冷却水温に基づいて初期燃料噴射量を決定し、エンジン冷却水温と燃料のＨＣ濃度に基づいて燃料性状を判別して燃料噴射量の目標値を設定し、燃焼ガス温度に基づいてこの燃料噴射量の目標値を補正してから追加燃料噴射量を決定し、インジェクタ２８が、吸気行程の前期に初期燃料噴射を実行し、吸気行程の後期に追加燃料噴射を実行するようにしている。
【００５１】
従って、少なくとも１回だけ燃料噴射を実行することで、その噴射燃料のＨＣ濃度を検出してこのＨＣ濃度とエンジン冷却水温に基づいて燃料性状を判別することができ、また、エンジン冷却水温とＨＣ濃度と燃焼ガス温度に基づいてエンジン１１の始動当初から適正量の燃料を噴射することができると共に、適正な空燃比制御を可能とすることができ、燃費の悪化や排気浄化特性の低下を抑制することができる。
【００５２】
なお、上述した各実施例にて、燃料の性状判定をエンジン１１の始動後に１度だけ行うようにしたが、毎回行うことで燃料噴射量の制御精度を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明に係る内燃機関は、燃料性状を早期に特定して燃費の悪化や排気浄化特性の低下を抑制可能としたものであり、いずれの形式の内燃機関に適用しても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関を表す概略構成図である。
【図２】実施例１の内燃機関における始動時の燃料噴射量制御を表すフローチャートである。
【図３】実施例１の内燃機関における始動時の燃料噴射量制御を表すタイムチャートである。
【図４】エンジン冷却水温に対する燃料のＨＣ濃度と燃料の沸点との関係を表すグラフである。
【図５】燃料の沸点に対する燃料のＨＣ濃度（燃料噴射量）を表すグラフである。
【図６】本発明の実施例２に係る内燃機関を表す概略構成図である。
【図７】実施例２の内燃機関における始動時の燃料噴射量制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１１  エンジン
１８  燃焼室
１９  吸気ポート
２０  排気ポート
２１  吸気弁
２２  排気弁
２８  インジェクタ（燃料噴射手段）
２９  点火プラグ
３３  電子制御ユニット、ＥＣＵ（燃料噴射制御手段）
３６  水温センサ
３７  ＨＣ濃度センサ（ＨＣ濃度検出手段）
３８  温度センサ（温度検出手段）
【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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