(57)【要約】【課題】始動時の燃料噴射量過多に起因する内燃機関の環境性能の低下を抑制する。【解決手段】ＥＣＵ１００は、エンジン２００の気筒各々における始動一サイクル目の燃料噴射量を決定すべく、始動時噴射制御処理を実行する。係る処理において、吸気行程時回転数Ｒが気筒毎に推定され、係る吸気行程時回転数Ｒに基づいて、気筒内に流入する燃料の割合たる筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏが気筒毎に決定される。更に、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐによって各気筒一律に定まる基本筒内流入量Ｃｆが実際に各気筒内に流入する筒内流入量Ｃｆ_ｏとなるように、筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏに基づいて基本噴射量Ｍｂａｓｅが補正される。これにより気筒毎に最適な始動一サイクル目の燃料噴射量Ｍが決定され、係る燃料噴射量Ｍに相当する燃料が、始動一サイクル目において、インジェクタ２１４により吸気ポート２１３に噴射される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒及び該複数の気筒の各々に対応する吸気ポートに燃料を噴射可能な噴射手段を備えた内燃機関において前記燃料の噴射量を制御する内燃機関の噴射制御装置であって、
前記内燃機関の始動初期の吸気行程における前記内燃機関の機関回転数を、前記各々について且つ前記各々が前記吸気行程を迎える以前に特定する第１特定手段と、
前記各々について特定された吸気行程における機関回転数に基づいて、前記内燃機関の始動初期に噴射される前記燃料に対する、前記気筒の内部に流入する燃料の割合及び前記吸気ポートに付着する燃料の割合のうち少なくとも一方を特定する第２特定手段と、
前記各々について、前記気筒の内部に流入する燃料の量が所定種類の目標値となるように、前記特定された少なくとも一方に従って前記始動初期における前記噴射量を決定する噴射量決定手段と、
前記各々に対し前記決定された噴射量に応じた前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する噴射制御手段と
を具備することを特徴とする内燃機関の噴射制御装置。
【請求項２】
前記始動初期は、前記内燃機関における最初の動作サイクルに相当する期間を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項３】
前記吸気行程における機関回転数の上昇の度合いを推定する推定手段を更に具備し、
前記第１特定手段は、前記推定された度合いに基づいて前記吸気行程における機関回転数を特定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関における所定の動作条件に基づいて前記目標値を決定する目標値決定手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項５】
前記動作条件は、前記内燃機関の冷却水温度及び前記燃料の性状を含む
ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項６】
前記決定された噴射量に対応する前記燃料の噴射期間の終了時期と、前記内燃機関における吸気弁の開弁時期との差分を特定する第３特定手段を更に具備し、
前記噴射制御手段は、前記特定された差分が所定値未満である場合に、前記燃料の噴射期間の開始時期を前記吸気弁の開弁時期に対し早めることにより前記差分が前記所定値以上となるように前記噴射手段を制御する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【請求項７】
前記各々について、前記始動初期の爆発行程における前記機関回転数の上昇の度合いを特定する第４特定手段と、
前記特定された上昇の度合いに基づいて、前記各々について、前記気筒の内部に流入した燃料のうち前記爆発行程に係る燃焼に供された燃料の量を特定する第５特定手段と
を具備することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において燃料の噴射量を制御する内燃機関の噴射制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、始動時の燃料噴射量を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された内燃機関の始動時燃料噴射量制御装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、シリンダ内或いは吸気ポート内の付着燃料を考慮した過渡補正値を使用して燃料噴射量を補正することにより、始動時であっても吸入空気量に適合した燃料を噴射することが可能であるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
始動時に吸気ポート内に付着する燃料量或いは気筒内に付着する燃料量は、シリンダ毎に異なる。また、始動時において各シリンダは最も冷えた状態にあるから、吸気ポートに付着する燃料量は総じて多くなり易く、必然的に始動時には燃料の噴射量を増加側に補正する必要が生じ得る。また、始動時における噴射量は、エミッションや燃料消費率（以下、適宜「燃費」と称する）等環境性能への影響が顕著に大きいため最適化される必要がある。
【０００５】
ところが、始動時、とりわけ始動後最初の動作サイクルでは、内燃機関は過渡的な状態にあるため、従来の技術の如く冷却水温等の指標に基づいてこの種の付着燃料を考慮した噴射量の補正を行おうとしても、シリンダ毎に最適な燃料量を得ることは困難である。
【０００６】
従来の技術では、このようにシリンダ毎に始動時の噴射量を最適化し得ないため、失火の回避等、燃焼の安定性を担保するためには、始動時における噴射量を必然的に最適な量よりも多くせざるを得ない。このため、エミッション量の増大や燃費の低下等が招かれかねない。即ち、従来の技術には、環境性能の低下を招きかねないという技術的な問題点がある。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の環境性能の低下を抑制し得る内燃機関の噴射制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置は、複数の気筒及び該複数の気筒の各々に対応する吸気ポートに燃料を噴射可能な噴射手段を備えた内燃機関において前記燃料の噴射量を制御する内燃機関の噴射制御装置であって、前記内燃機関の始動初期の吸気行程における前記内燃機関の機関回転数を、前記各々について且つ前記各々が前記吸気行程を迎える以前に特定する第１特定手段と、前記各々について特定された吸気行程における機関回転数に基づいて、前記内燃機関の始動初期に噴射される前記燃料に対する、前記気筒の内部に流入する燃料の割合及び前記吸気ポートに付着する燃料の割合のうち少なくとも一方を特定する第２特定手段と、前記各々について、前記気筒の内部に流入する燃料の量が所定種類の目標値となるように、前記特定された少なくとも一方に従って前記始動初期における前記噴射量を決定する噴射量決定手段と、前記各々に対し前記決定された噴射量に応じた前記燃料が噴射されるように前記噴射手段を制御する噴射制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明における「内燃機関」とは、複数の気筒及び当該複数の気筒の各々に対応する吸気ポートに燃料を噴射可能な、例えば電子制御式インジェクタ装置等の噴射手段を備え、当該複数の気筒各々の燃焼室において、例えばガソリンやアルコール等の各種燃料を含む混合気を燃焼せしめた際に発生する爆発力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等を介し、例えばクランク軸等の駆動軸の回転に変換して取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念であり、例えば自動車用の２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。
【００１０】
このような内燃機関の始動時は、内燃機関の温度が例えば内燃機関が十分に動作している期間と較べて低いから、燃料の気化効率も相応に低くなり易く、燃料の噴射量を相応に増量する等補正する必要が生じる。一方で、始動時の燃料の多寡は、始動期間或いはその後の動作期間におけるエミッション量や燃費等の環境性能に顕著に影響するため、噴射量は最適化される必要がある。然るに始動時における最適な噴射量は気筒毎に異なるから、冷却水温等、内燃機関の状態を一律に規定する指標から係る補正の特性が決定される場合、噴射量を気筒毎に最適化することは困難である。
【００１１】
そこで、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置では、以下の如くにして始動時における燃料の噴射量を気筒毎に最適化することが可能となっている。
【００１２】
即ち、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第１特定手段の作用によって、内燃機関の始動初期の吸気行程における内燃機関の機関回転数（以下、適宜「吸気行程時回転数」と称する）が、複数の気筒の各々について且つ当該各々が吸気行程を迎える以前に特定される。
【００１３】
ここで、「始動初期」とは、例えば内燃機関が十分に暖機されるまでの期間或いは始動後内燃機関が十分に暖機されたものとみなし得る程度の時間が経過するまでの期間等として規定され得る始動期間の一部であって、且つ始動直後から一定又は不定の時間、より具体的には、気筒毎に燃料噴射量を最適化することによって、始動期間の少なくとも一部、或いは始動期間を含むその後の動作期間における、上述した環境性能の悪化を顕著に抑制し得るものとして規定される時間が経過するまでの期間を包括する概念であり、例えば、内燃機関が始動した際に訪れる最初の動作サイクル（例えば、吸入、圧縮、爆発及び排気の各行程を各々一回含んでなる動作単位）に相当する期間等を指す。
【００１４】
尚、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する例えば電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択する又はそのような選択を介して推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。
【００１５】
例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、内燃機関における、例えば冷却水温や燃料性状等といった各種動作条件と、クランキング回転数（即ち、始動後最初に吸気行程を迎える気筒における吸気行程時回転数）からの機関回転数の上昇速度又は上昇割合等といった上昇特性を規定する指標値或いは吸気行程時回転数の値そのものとが、相互に対応付けられている場合には、そのような対応関係に従って吸気行程時回転数が特定されてもよい。或いはそのような対応関係を表す算出式等に基づいた数値演算を適宜介して吸気行程時回転数が特定されてもよい。
【００１６】
各気筒が吸気行程を迎える以前に吸気行程時回転数が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第２特定手段の作用によって、複数の気筒の各々について特定された吸気行程時回転数に基づいて、内燃機関の始動初期に噴射される燃料（以下、適宜「噴射燃料」と称する）に対する、気筒の内部に流入する燃料（以下、適宜「筒内流入燃料」と称する）の割合（以下、適宜「筒内流入割合」と称する）及び吸気ポートに付着する燃料（以下、適宜「ポート付着燃料」と称する）の割合（以下、適宜「ポート付着割合」と称する）のうち少なくとも一方が特定される。
【００１７】
始動初期においては、内燃機関は過渡的な状態にあり、内燃機関の機関回転数は激しく変化している。従って、各気筒が、典型的には相応の時間周期で順次爆発行程を迎えるように構成されることに鑑みれば、始動初期における吸気行程時回転数は、気筒毎に相違することになる。
【００１８】
ここで、筒内流入割合は、吸気行程におけるピストン速度、即ち吸気行程における機関回転数（吸気行程時回転数）に応じて変化する。例えば、係る割合は、吸気行程時回転数が高い程小さくなる傾向を示すことが多い。また、筒内流入燃料とポート付着燃料との総和は噴射燃料に相当するから、筒内流入割合の変化に応じてポート付着割合も変化する。従って、吸気行程時回転数に基づいて、筒内流入割合及びポート付着割合を特定することが可能となる。尚、第２特定手段に係る特定の態様も、第１特定手段と同様、最終的に各気筒について筒内流入割合及びポート付着割合のうち少なくとも一方を特定可能である限りにおいて何ら限定されない。
【００１９】
このように筒内流入割合及びポート付着割合のうち少なくとも一方が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る噴射量決定手段の作用によって、複数の気筒の各々について、気筒の内部に流入する燃料（即ち、筒内流入燃料）の量（以下、適宜「筒内流入量」と称する）が所定種類の目標値となるように、特定された少なくとも一方に従って始動初期における噴射量が決定される。
【００２０】
ここで、「所定種類の目標値」とは、任意の量であってよいが、好適には、失火を招くことなく且つ過剰とならない（例えば、筒内流入量と相応して変化し、且つ例えば液状のまま気筒内に流入し得るポート付着燃料の量（以下、適宜「ポート付着量」と称する）を無駄に増加させない）筒内流入量の最適値を指す。
【００２１】
既に述べたように、始動初期における筒内流入割合は気筒毎に異なるため、例えば目標値が気筒毎に固定値或いは内燃機関の動作条件に応じて一意に定まる値であっても、噴射量は気筒毎に異なったものとなる。このようにして決定された噴射量は、始動初期において気筒毎に最適化された噴射量となる。
【００２２】
噴射量が決定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る噴射制御手段の作用によって、例えばインジェクタへの通電時間制御による噴射時間制御等を介して、決定された噴射量に応じた燃料が噴射されるように噴射手段が制御される。
【００２３】
このように、本発明に係る内燃機関の噴射制御装置によれば、始動初期において、各気筒の吸気行程時回転数に基づいて気筒毎に最適な燃料噴射量を決定することができる。従って、エミッションや燃費等、環境性能への影響が顕著に大きい始動初期に、各気筒へ最適な量の燃料を噴射することが可能となり、環境性能の低下を抑制することが可能となるのである。
【００２４】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の一の態様では、前記始動初期は、前記内燃機関における最初の動作サイクルに相当する期間を含む。
【００２５】
この態様によれば、始動初期として内燃機関の最初の動作サイクルに相当する期間が含まれる。最初の動作サイクル（即ち、始動一サイクル目）では、各気筒が最も冷えた状態にあり多量の燃料噴射が必要とされるため、気筒毎に燃料噴射量を最適化することによる効果が顕著である。
【００２６】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の他の態様では、前記吸気行程における機関回転数の上昇の度合いを推定する推定手段を更に具備し、前記第１特定手段は、前記推定された度合いに基づいて前記吸気行程における機関回転数を特定する。
【００２７】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る推定手段の作用によって、吸気行程時回転数の上昇の度合いが推定される。第１特定手段は、この推定された度合いに基づいて吸気行程時回転数を特定する。
【００２８】
既に述べたように、第１特定手段に係る特定の態様は、各気筒について、吸気行程以前に吸気行程時回転数を特定し得る限りにおいて何ら限定されないが、例えば、予め内燃機関において吸気行程時回転数に影響し得るものとして規定された各種条件に係る指標値等をパラメータとして、例えば然るべきアルゴリズム又は算出式等に従って吸気行程時回転数の上昇の度合いを推定できる場合には、例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて適合された値を例えばマップ等から取得する場合と較べて精度が担保され易い。即ち、この態様によれば、吸気行程時回転数を高精度に特定することが可能となり、気筒毎の燃料噴射量を一層最適化することが可能となる。
【００２９】
本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記内燃機関における所定の動作条件に基づいて前記目標値を決定する目標値決定手段を更に具備する。
【００３０】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る目標値決定手段の作用によって、筒内流入量の目標値が決定される。この際、目標値決定手段は、内燃機関における、例えば冷却水温や燃料性状等、所定の動作条件に基づいて目標値を決定するため、目標値は、その都度内燃機関の個別具体的な動作状態に適合した適切な値となり得る。この目標値は、実際の制御上、筒内流入量として扱われるから、即ち、この態様によれば、気筒毎に常に最適な燃料噴射量を得ることが可能となる。
【００３１】
尚、目標値の決定態様は、各気筒内で効率的に燃料を燃焼せしめ得る燃料噴射量が決定され得る限りにおいて何ら限定されないが、例えば、各気筒一律に（即ち、吸気行程時回転数の影響を勘案することなく）決定され得る基本噴射量と、基準となる（例えば、冷却水温や燃料性状等、気筒相互間に差異の生じない）筒内流入割合とに基づいて得られる、基準となる筒内流入量を目標値としてもよい。この場合、実際に第２特定手段により特定される筒内流入割合或いはポート付着割合に基づいて基本噴射量が増減補正され、気筒毎の噴射量が決定されてもよい。
【００３２】
尚、この場合、基本噴射量及び基準となる筒内流入割合（或いはポート付着割合）は、例えば内燃機関の冷却水温や燃料性状といった指標に基づいて決定されてもよい。また、このような目標値の決定態様は一例であり、各気筒について燃焼に際し必要且つ十分な量として目標値が決定され得る限りにおいて各種態様を有してよい。
【００３３】
尚、この態様によれば、前記動作条件は、前記内燃機関の冷却水温度及び前記燃料の性状を含んでもよい。
【００３４】
内燃機関の冷却水温及び燃料性状は、筒内流入割合及びポート付着割合に顕著に影響する要素の一部であり、これらに基づいて目標値が決定される場合には、各気筒について最適な筒内流入量が得られ易く好適である。
【００３５】
尚、燃料は、重質（即ち、燃料密度が高い）である程気化しにくく、軽質である（即ち、燃料密度が低い）程気化し易い。本発明に係る「燃料性状」とは、このような燃料の気化し易さを規定する定性的又は定量的な指標を包括する概念である。このような燃料性状は、例えば、燃料性状センサ等の各種検出手段によって検出され、目標値決定手段による目標値の決定に供されてもよい。
【００３６】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の他の態様では、前記決定された噴射量に対応する前記燃料の噴射期間の終了時期と、前記内燃機関における吸気弁の開弁時期との差分を特定する第３特定手段を更に具備し、前記噴射制御手段は、前記特定された差分が所定値未満である場合に、前記燃料の噴射期間の開始時期を前記吸気弁の開弁時期に対し早めることにより前記差分が前記所定値以上となるように前記噴射手段を制御する。
【００３７】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第３特定手段の作用によって、決定された噴射量に対応する噴射期間の終了時期と、吸気弁の開弁時期との差分が特定される。
【００３８】
ここで、係る差分は、筒内流入割合に影響を与え得る要素であり、例えば、係る差分が過度に小さい、即ち噴射期間の終了後十分なインタバルを経ることなく吸気弁が開弁した場合、十分にインタバルがある場合と較べて筒内流入割合が高くなり且つ不安定になり易い。即ち、この場合、決定された噴射量では筒内流入量が過剰となってエミッションの悪化等が生じ易い。
【００３９】
そこで、噴射制御手段は、係る差分が所定値未満である場合には、噴射期間の開始時期を吸気弁の開弁時期に対し早めることによって係る差分を所定値以上に制御し、係る差分が筒内流入割合に与える影響をキャンセルする。従って、この態様によれば、筒内流入量を効果的に目標値に維持することが可能となり好適である。
【００４０】
尚、この態様における「時期」とは、最終的には時刻の形態を採るが、時刻を制御するに際しての制御量としては、時刻概念と対応付けられた他の概念、顕著には、クランク角度等の角度概念を使用することができる。
【００４１】
尚、この態様によれば、差分が所定値未満であるか否かが制御の分岐条件として規定されるが、ここで述べられる所定値とは、係る差分により筒内流入割合に無視し得ない程度の影響が及ぶか否かを実践的に規定する値を包括する概念であり、係る概念が担保される限りにおいて、差分に対する筒内流入割合の変化特性は何ら限定されない。
【００４２】
本発明に係る内燃機関の噴射制御装置の他の態様では、前記各々について、前記始動初期の爆発行程における前記機関回転数の上昇の度合いを特定する第４特定手段と、前記特定された上昇の度合いに基づいて、前記各々について、前記気筒の内部に流入した燃料のうち前記爆発行程に係る燃焼に供された燃料の量を特定する第５特定手段とを具備する。
【００４３】
この態様によれば、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第４特定手段の作用によって、複数の気筒の各々について、始動初期の爆発行程における機関回転数（以下、適宜「爆発行程時回転数」と称する）の上昇の度合いが特定される。
【００４４】
ここで、始動初期には、爆発行程時に顕著に機関回転数が増加するから、各気筒について特定される爆発行程時回転数の上昇の度合いとは、即ち、気筒各々における爆発の状態を代替的に表わし得る指標となる。
【００４５】
尚、このような上昇の度合いに係る特定の態様は、一の気筒についての爆発行程の影響のみが実践上十分な精度を伴いつつ反映され得る限りにおいて特に限定されない。例えば、点火時期近傍における機関回転数（厳密には、必ずしも爆発行程にある必要はない）と、例えば爆発行程終了直前、或いは次気筒が爆発行程を迎える直前の機関回転数との差分等であってもよい。
【００４６】
一方、このように爆発行程時回転数の上昇の度合いが特定されると、この特定された上昇の度合いに基づいて、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の形態を採り得る第５特定手段の作用によって、複数の気筒の各々について、筒内流入燃料のうち爆発行程に係る燃焼に供された燃料（以下、適宜「燃焼燃料」と称する）の量（以下、適宜「燃焼量」と称する）が特定される。
【００４７】
筒内流入燃料は、その全てが一の動作サイクルにおいて燃焼に供される訳ではなく、一部が例えば気筒内壁面に付着する等して残留燃料となり、例えば後々の爆発行程に供される。このような残留燃料の量は、始動初期に限らず始動期間全体、或いは始動期間以後の期間において各気筒に噴射すべき燃料量に影響を与える要素となる。
【００４８】
本発明に係る噴射制御は、始動初期に顕著に効果を発揮するものであり、例えばそれ以後の期間については、例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて時間経過や経過サイクル数等に応じて過不足なく噴射量を決定し得るものとして決定された増量係数又は補正係数等に基づく公知の補正処理等に従って好適に決定することが可能である。然るに、この種のシミュレーションモデルの類には、適切な初期値が必要であり、係る初期値が気筒各々の状態を反映していない場合には、結局このような後々の期間において燃料の供給が最適化され得ない場合がある。
【００４９】
この態様によれば、各気筒について爆発行程時回転数の上昇の度合いに基づいて、各気筒における燃焼量が特定される。ここで、燃焼量と残留燃料の量との総和が筒内流入量であるから、このように燃焼量が特定されることにより、後々の噴射量制御に係る初期値が好適に与えられることになる。即ち、この態様によれば、始動初期に限らず、始動期間全体の、或いはその後の動作期間におけるエミッション量を抑制することが可能となり、環境性能の低下が一層抑制される。或いは環境性能の向上を図ることが可能となるのである。
【００５０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
＜実施形態＞
以下、適宜図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００５２】
＜１：第１実施形態＞
＜１−１：実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０の模式図である。
【００５３】
図１において、エンジンシステム１０は、ＥＣＵ１００及びエンジン２００を備える。
【００５４】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステム１０の動作全体を制御する電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の噴射制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する各種処理を実行することが可能に構成されている。
【００５５】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例である。エンジン２００は、気筒２０１内にその一部たる点火プラグの一部が露出してなる点火装置２０２の点火動作により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。また、クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置（即ち、クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいて、点火装置２０２の点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ＥＣＵ１００は、クランクシャフト２０５の回転位置に基づいてエンジン２００の機関回転数Ｎｅを算出することが可能に構成されている。以下に、エンジン２００の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。
【００５６】
尚、エンジン２００は、紙面と垂直な方向に４本の気筒２０１（以下、適宜「第１気筒」、「第２気筒」、「第３気筒」及び「第４気筒」と称する）が配列してなる直列４気筒エンジンであるが、説明の煩雑化を防ぐ目的から、図１では、一の気筒の説明をもって他の気筒の説明に代替することとする。
【００５７】
気筒２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、吸気ポート２１３において、インジェクタ２１４（本発明に係る「噴射手段」の一例）から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、燃料タンク２１５に貯留されており、不図示の低圧ポンプの作用により、デリバリパイプ２１６を介してインジェクタ２１４に圧送供給されている。インジェクタ２１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、この供給される燃料を、ＥＣＵ１００の制御に従って吸気ポート２１３に噴射することが可能に構成されている。
【００５８】
一方、燃料タンク２１５には、燃料タンク内の燃料の燃料性状（例えば、燃料密度等、燃料が気化し易いか否かを表す指標値）を検出する燃料性状センサ２１７が設置されている。燃料性状センサ２１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された燃料性状Ｆｐは、ＥＣＵ１００により後述する始動時噴射制御処理に供される構成となっている。
【００５９】
気筒２０１内部と吸気管２０７とは、吸気バルブ２１８の開閉によって連通状態が制御されている。気筒２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１９の開弁時に排気ポート２２０を介して排気管２２１に導かれる。
【００６０】
吸気管２０７上には、クリーナ２０８が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される構成となっている。また、クリーナ２０８の下流側（シリンダ側）には更に、エアフローメータ２０９が配設されている。エアフローメータ２０９は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接検出することが可能に構成されている。尚、エアフローメータ２０９は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された吸入空気の質量流量は、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６１】
吸気管２０７におけるエアフローメータ２０９の下流側には、気筒２０１内部へ吸入される空気に係る吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１０が配設されている。このスロットルバルブ２１０には、スロットルポジションセンサ２１２が電気的に接続されており、その開度であるスロットル開度を検出することが可能に構成されている。
【００６２】
スロットバルブモータ２１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、スロットルバルブ２１０を駆動することが可能に構成されたモータである。ＥＣＵ１００は、不図示のアクセルポジションセンサによって検出されるアクセル開度に基づいてスロットルバルブモータ２１１の駆動状態を制御することが可能に構成されており、これによりスロットルバルブ２１０の開閉状態（即ち、スロットル開度）が制御される構成となっている。
【００６３】
尚、スロットルバルブ２１０は、上述したように一種の電子制御式スロットルバルブであり、スロットル開度は、ＥＣＵ１００により運転者の意思（即ち、アクセル開度）とは無関係に制御され得る。
【００６４】
排気管２２１には、三元触媒２２３が設置されている。三元触媒２２３は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。また、排気管２２１における三元触媒２２３の上流側には、空燃比センサ２２２が配設されている。空燃比センサ２２２は、排気ポート２２０を介して排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。空燃比センサ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された空燃比は、絶えずＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。
【００６５】
また、気筒２０１を収容するシリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するための冷却水の温度（以下、適宜「冷却水温」と称する）Ｔｗを検出するための温度センサ２２４が配設されている。温度センサ２２４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温Ｔｗは、ＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。
【００６６】
＜１−２：実施形態の動作＞
エンジン２００において、始動期間、とりわけ始動後最初の動作サイクルにおける各気筒に対する燃料の噴射量は、始動期間全体における、或いはその後の動作期間における、エンジン２００のエミッション量及び燃費等の環境性能に大きく影響する。そこで、エンジン２００では、ＥＣＵ１００が始動時噴射制御処理を実行することによって、複数の気筒２０１の各々に対し、始動後最初の動作サイクル（始動一サイクル目）に最適な量の燃料を噴射することが可能となっている。
【００６７】
ここで、図２を参照して、始動時噴射制御処理の詳細について説明する。ここに、図２は、始動時噴射制御処理のフローチャートである。尚、係る処理は、キースイッチ及びスタータスイッチ（図１に不図示）がオンとなった場合（即ち、エンジン２００を始動すべきタイミング）で実行される処理である。
【００６８】
図２において、ＥＣＵ１００は、始めにエンジン２００の爆発順序を決定する（ステップＡ１０）。ここで、エンジン２００では、第１気筒の次に第３気筒が、第３気筒の次に第４気筒が、第４気筒の次に第２気筒が、そして第２気筒の次には再び第１気筒が、順次一の動作行程（例えば、爆発行程）を迎える機械的構成を有している。従って、係る爆発順序は、始動時噴射制御処理の実行タイミングにおいて最初に爆発行程を迎える気筒が特定されれば必然的に決定される。ＥＣＵ１００は、ステップＡ１０に係る処理において、クランクポジションセンサ２０６によって検出されるクランク角、並びに図１において夫々不図示の吸気及び排気カムのカム角度（例えば、カム角度センサ等により検出される）に基づいて始動後最初に爆発行程を迎える気筒２０１を特定し、爆発順序を決定する。
【００６９】
爆発順序が決定されると、ＥＣＵ１００は、気筒毎に吸気行程時回転数Ｒを推定する（ステップＡ１１）。ここで、始動一サイクル目に相当する期間における吸気行程時回転数Ｒは、各気筒が順次爆発行程を迎える毎に上昇し、また、その上昇特性は、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐ等の各種動作条件に応じて変化する。ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐの夫々の値と、吸気行程時回転数Ｒの値とを相互に対応付けたマップを保持しており、ステップＡ１１に係る処理において係るマップを参照し、その時点で検出されている冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐ並びにステップＡ１０において決定された爆発順序に基づいて、４本の気筒２０１の各々について吸気行程時回転数Ｒを推定する。尚、始動一サイクル目に最初に爆発行程を迎える気筒２０１における吸気行程時回転数とは、即ち、クランキング回転数に相当する。
【００７０】
本実施形態において、クランキング回転数は概ね毎分２００回転程度の固定値である。但し、クランキング回転数は、例えばエンジン２００の何らかの運転条件に応じて可変であってもよく、その場合、クランキング回転数の値に応じた複数種類のマップが用意されていてもよいし、クランキング回転数の値に応じた補正が適宜なされてもよい。尚、ステップＡ１１に係る処理は無論、各気筒が吸気行程を迎える以前に実行される。
【００７１】
尚、吸気行程時回転数Ｒは、必ずしも上述した如くマップから選択されることによって推定される必要はなく、例えば、上述した冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐ等の影響を考慮した各種アルゴリズム或いは数式等に基づいて適宜実行される数値演算の結果として推定されてもよい。
【００７２】
始動一サイクル目の吸気行程時回転数Ｒを気筒毎に推定すると、ＥＣＵ１００は、燃料の基本噴射量Ｍｂａｓｅを決定する（ステップＡ１２）。ここで、図３を参照して、基本噴射量Ｍｂａｓｅについて説明する。ここに、図３は、基本噴射量Ｍｂａｓｅの特性を表す模式図である。
【００７３】
図３において、縦軸には基本噴射量Ｍｂａｓｅｇが、また横軸には冷却水温Ｔｗが夫々表されている。このような二次元の座標平面において、基本噴射量Ｍｂａｓｅの特性は、燃料性状Ｆｐ毎に複数の特性線として表される。図３には、一例として３本の特性線、即ち、図示ＰｒｆＭｂａｓｅ０〜ＰｒｆＭｂａｓｅ２が描かれており、各特性線は、基本的に冷却水温が高い程基本噴射量Ｍｂａｓｅが低下するように規定されている。また、各特性線は、燃料性状Ｆｐが高い（即ち、重質である）程、一の冷却水温Ｔｗに対する基本噴射量Ｍｂａｓｅが多くなるような相互関係を有している。定性的に言えば、基本噴射量Ｍｂａｓｅは、燃料が気化しにくい条件である程多くなる。
【００７４】
図２に戻り、ＥＣＵ１００は、水温センサ２２４により検出される冷却水温Ｔｗ及び燃料性状センサ２１７により検出される燃料性状Ｆｐを参照し、図３に相当する基本噴射量Ｍｂａｓｅと冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐとの対応関係に基づいて基本噴射量Ｍｂａｓｅを各気筒一律に決定する。尚、この際、ステップＡ１１に係る処理と同様、ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに格納されたマップを参照してもよいし、所定のアルゴリズム等に基づいた数値演算の結果として基本噴射量Ｍｂａｓｅを決定してもよい。
【００７５】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１２に係る処理において決定された基本噴射量Ｍｂａｓｅに対応する、基本ポート付着量Ｐｆ及び基本筒内流入量Ｃｆを取得する（ステップＡ１３）。この際、ＥＣＵ１００は、ポート付着割合Ｐｒａｔｅ及び筒内流入割合Ｃｒａｔｅに基づいて、基本噴射量Ｍｂａｓｅのうち吸気ポート２１３に付着する燃料の量として基本ポート付着量Ｐｆを、また基本噴射量Ｍｂａｓｅのうち気筒２０１内部に流入する燃料の量として基本筒内流入量Ｃｆを夫々取得する。
【００７６】
ここで、図４及び図５を参照して、筒内流入割合Ｃｒａｔｅについて説明する。ここに、図４は、筒内流入割合Ｃｒａｔｅの特性を表す一の模式図であり、図５は、筒内流入割合Ｃｒａｔｅの特性を表す他の模式図である。
【００７７】
図４において、縦軸及び横軸には、夫々筒内流入割合Ｃｒａｔｅ及び冷却水温Ｔｗが表されている。図示の通り、筒内流入割合Ｃｒａｔｅは、冷却水温Ｔｗが高い程、即ち、燃料が気化し易い条件である程多くなる。
【００７８】
一方、図５において、縦軸及び横軸には、夫々筒内流入割合Ｃｒａｔｅ及び燃料性状Ｆｐが表されている。図示する通り、筒内流入割合Ｃｒａｔｅは、燃料性状Ｆｐが高い程、即ち、燃料が気化しにくい条件である程低下する。ＥＣＵ１００は、予め図４及び図５に示す筒内流入割合Ｃｒａｔｅの特性に相当するマップを予めＲＯＭに保持している。
【００７９】
図２に戻り、ステップＡ１３に係る処理において、ＥＣＵ１００は上述したマップを参照し、その時点における冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐに対応する値を選択することによって筒内流入割合Ｃｒａｔｅを取得する。尚、筒内流入割合Ｃｒａｔｅとポート付着割合Ｐｒａｔｅとの総和は「１」であり、ポート付着割合Ｐｒａｔｅは、「１−Ｃｒａｔｅ」なる数式演算によって、筒内流入割合Ｃｒａｔｅに対し一意に決定される。尚、ポート付着割合Ｐｒａｔｅ及び筒内流入割合Ｃｒａｔｅを取得する態様は何ら限定されず、例えば上述したように各種アルゴリズムに基づいた数値演算の結果としてこれらが取得されてもよい。
【００８０】
各割合が決定されると、ＥＣＵ１００は、基本噴射量Ｍｂａｓｅに対し各割合を乗じることによって、基本ポート付着量Ｐｆ及び基本筒内流入量Ｃｆを取得する。
【００８１】
尚、基本噴射量Ｍｂａｓｅと、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐを考慮した筒内流入割合Ｃｒａｔｅとに基づいて取得された基本筒内流入量Ｃｆは、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐの影響が考慮された、始動一サイクル目において燃料の燃焼を効率的に且つ確実に行わしめる値であり、筒内流入量の目標値となる。
【００８２】
ここで、始動初期（顕著には、始動一サイクル目）において、エンジン２００は一種の過渡状態にあり、筒内流入割合Ｃｒａｔｅは、気筒毎に相互に異なったものとなる。特に、筒内流入割合Ｃｒａｔｅは、吸気行程時回転数Ｒによって大きく影響を受ける。ここで、図６を参照し、筒内流入割合Ｃｒａｔｅと吸気行程時回転数Ｒとの関係について説明する。ここに、図６は、筒内流入割合Ｃｒａｔｅの特性を表す更に他の模式図である。
【００８３】
図６において、縦軸及び横軸には夫々筒内流入割合Ｃｒａｔｅ及び吸気行程時回転数Ｒが表されている。図示の通り、筒内流入割合Ｃｒａｔｅは、吸気行程時回転数Ｒが高い程低下する傾向がある。このように、筒内流入割合Ｃｒａｔｅは、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐといった、各気筒で一律な指標の他に、気筒毎に条件の異なる吸気行程時回転数Ｒに影響を受けるため、実際には各気筒について一律とはなり難い。筒内流入割合Ｃｒａｔｅが各気筒相互間で異なることに鑑みれば、必然的に実際に気筒２０１内に流入する燃料の量である筒内流入量も、気筒相互間で異なったものとなる。
【００８４】
図２に戻り、このような事情から、基本ポート付着量Ｐｆ及び基本筒内流入量Ｃｆが取得されると、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１３に係る処理の過程で得られたポート付着割合Ｐｒａｔｅ及び筒内流入割合Ｃｒａｔｅを更に吸気行程時回転数Ｒに基づいて補正し、或いは吸気行程時回転数Ｒの値を考慮して新たにマップ適合又は数値演算を行なうこと等によって、実際に吸気ポート２１３に付着する燃料の割合を表す（即ち、気筒各々の状態を反映した）ポート付着割合Ｐｒａｔｅ_ｏと、実際に気筒内に流入する燃料の割合を表す（即ち、気筒各々の状態を反映した）実筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏとを取得する（ステップＡ１４）。
【００８５】
ステップＡ１４に係る処理において、ＥＣＵ１００は、ステップＡ１１において推定された各気筒についての吸気行程時回転数Ｒと、冷却水温Ｔｗ及び燃料性状Ｆｐに応じてステップＡ１３に係る処理の過程で得られたポート付着割合Ｐｒａｔｅ及び筒内流入割合Ｃｒａｔｅとに基づいて、気筒毎に筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏを取得する。また、筒内流入割合が取得されることにより、ポート付着割合Ｐｒａｔｅ_ｏが一意に決定され、同様に取得される。
【００８６】
尚、ＥＣＵ１００は、図６に示された筒内流入割合Ｃｒａｔｅと吸気行程時回転数Ｒとの関係に相当するマップを例えば予めＲＯＭに格納し、係るマップを参照することにより、筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏを取得してもよいし、或いは予め図６に相当する関係を表した数式等の演算アルゴリズムに基づいた数値演算の結果として、筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏを取得してもよい。
【００８７】
筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏが取得されると、ＥＣＵ１００は、下記（１）式に従って、燃料噴射量Ｍを取得する（ステップＡ１５）。尚、（１）式においてＷは、気筒相互間の重み付け係数であり、通常は「１」に設定されている。
【００８８】
Ｍ＝Ｃｆ／Ｃｒａｔｅ_ｏ×Ｗ・・・・・（１）
ここで、（１）式を定性的に説明すれば、即ち、筒内流入量がステップＡ１３で取得された基本筒内流入量Ｃｆとなるように基本噴射量Ｍｂａｓｅが補正されることによって、筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏに基づいた燃料噴射量Ｍが気筒毎に決定される。
【００８９】
また、ステップＡ１５に係る処理において、ＥＣＵ１００は更に、取得された気筒毎の燃料噴射量Ｍと、ステップＡ１４に係る処理において得られた筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏとポート付着割合Ｐｒａｔｅ_ｏとに基づいて、実際に気筒２０１内に流入する燃料の量（即ち、気筒毎の状態を反映した）筒内流入量Ｃｆ_ｏ及び実際に吸気ポート２１３に付着する燃料の量（即ち、気筒毎の状態を反映した）ポート付着量Ｐｆ_ｏを取得する。
【００９０】
尚、上述したように、燃料噴射量Ｍは、筒内流入量Ｃｆ_ｏが基本筒内流入量Ｃｆとなるように決定されるため、必然的に筒内流入量Ｃｆ_ｏは基本筒内流入量Ｃｆと等価となる。
【００９１】
ステップＡ１５に係る処理が終了した段階で、始動一サイクル目における、各気筒の吸気行程時回転数Ｒを考慮して気筒毎に最適化された燃料噴射量Ｍが、各気筒が吸気行程を迎える以前に決定される。
【００９２】
燃料噴射量Ｍが決定されると、ＥＣＵ１００は、気筒毎に燃料噴射量Ｍに対応する噴射期間ＴＡＵを取得する（ステップＡ１６）。
【００９３】
噴射期間ＴＡＵを取得すると、ＥＣＵ１００は、燃料の噴射が終了する時刻と、吸気バルブ２１８が開弁する時刻（以下、適宜「ＩＶＯ（Intake Valve Open）と称する」との差分である遅延時間Ｔを算出する（ステップＡ１７）。尚、係る遅延時間Ｔは、噴射期間ＴＡＵ及び吸気行程時回転数Ｒに応じて変化する。
【００９４】
遅延時間Ｔを算出すると、ＥＣＵ１００は、係る遅延時間Ｔが予め設定された下限値Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＡ１８）。ここで、図７を参照して、遅延時間Ｔと筒内流入割合Ｃｒａｔｅとの関係について説明する。ここに、図７は、筒内流入割合Ｃｒａｔｅの特性を表す更に他の模式図である。
【００９５】
図７において、縦軸及び横軸には、夫々筒内流入割合Ｃｒａｔｅ及び遅延時間Ｔが表されている。図示の通り、エンジン２００では、遅延時間Ｔが下限値Ｔｔｈ未満となる領域において、筒内流入割合Ｃｒａｔｅが安定しない傾向がある。このような領域では、筒内流入量Ｃｆ_ｏが、基本筒内流入量Ｃｆと一致しなくなるため、始動時噴射制御処理では、係る遅延時間Ｔが下限値Ｔｔｈ以上となるように、ＥＣＵ１００がインジェクタ２１４の燃料噴射開始時期を制御している。
【００９６】
即ち、図２に戻り、遅延時間Ｔが下限値Ｔｔｈ未満であった場合（ステップＡ１８：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、燃料の噴射開始時期Ｔｉｎｊを、遅延時間Ｔが下限値Ｔｔｈ以上となるように進角する（ステップＡ２０）。即ち、噴射期間を前出しする。この際、噴射開始時期Ｔｉｎｊの進角量は、前出しすべき時間の値と、吸気行程時回転数Ｒとによってその都度異なるため、ＥＣＵ１００は、然るべきマップを参照して、或いは予め設定されたアルゴリズムに基づいた数値演算の結果として係る進角量をその都度決定する。
【００９７】
噴射開始時期Ｔｉｎｊを進角せしめると、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１７に戻し、上述したステップＡ１７及びステップＡ１８に係る処理を繰り返す。尚、ステップＡ２０に係る処理では、上述したように遅延時間Ｔが下限値Ｔｔｈ以上となるように噴射開始時期Ｔｉｎｊが進角されるため、通常、一度ステップＡ２０に係る処理が実行された後には、ステップＡ１８に係る判別処理は「ＹＥＳ」となる。
【００９８】
このような過程を経て、下限値Ｔｔｈ以上の遅延時間が担保されると、ＥＣＵ１００は、気筒毎の吸気行程においてステップＡ１５に係る処理によって決定された燃料噴射量Ｍに相当する燃料が噴射されるようにインジェクタ２１４を制御する（ステップＡ１９）。係る燃料が噴射されると、始動時噴射制御処理は終了する。
【００９９】
以上説明したように、本実施形態に係る始動時噴射制御処理によれば、始動一サイクル目の各気筒の吸気行程時回転数Ｒに基づいて筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏが取得され、係る筒内流入割合Ｃｒａｔｅ_ｏに従って、各気筒に流入する燃料の量たる筒内流入量Ｃｆ_ｏが目標値たる基本筒内流入量Ｃｆとなるように、気筒毎に最適な燃料噴射量が決定される。このため、エミッション量の増大及び燃費の低下といった環境性能の低下が抑制されるのである。
【０１００】
＜２：第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、始動一サイクル目における各気筒の燃料噴射量が最適化され、環境性能の低下が抑制される。従って、例えば始動二サイクル目以降の噴射量は、例えば公知の噴射量補正制御に従って決定してもよい。
【０１０１】
一方で、例えばこのように公知の噴射量補正制御がなされる場合、実際に気筒２０１内に流入する燃料のうち、始動一サイクル目の爆発行程において燃焼に供された燃料の量が重要となる。即ち、始動一サイクル目の爆発行程において燃焼に供されていない燃料（筒内残留燃料）は、次サイクル以降に燃焼に供される可能性が高いのであり、その量たる筒内残留量は、次サイクル（例えば、始動二サイクル目）以降における燃料噴射量を決定するための各種演算処理（例えば、燃料噴射量の補正係数を決定する演算処理）等における初期値、或いは初期値を与え得る参照量として機能する。
【０１０２】
このような事情から、エンジンシステム１０では、ＥＣＵ１００が、第１実施形態に係る始動時噴射制御処理に加え、以下に説明する、第２実施形態に係る筒内残留量算出処理を実行し、始動一サイクル目において噴射された燃料に対応する筒内残留量を高精度に推定することが可能となっている。
【０１０３】
ここで、図８を参照して、本発明の第２実施形態として、筒内残留量算出処理について説明する。ここに、図８は、筒内残留量算出処理のフローチャートである。尚、筒内残留量算出処理は、４本の気筒２０１の各々について実行されるが、ここでは一の気筒についてのみ説明を行なうものとする。
【０１０４】
図８において、ＥＣＵ１００は、点火時期が訪れたか否かを判別する（ステップＢ１０）。係る判別は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されるクランク角が点火装置２０２に係る点火時期に相当するクランク角に到達したか否かに基づいて行なわれる。尚、点火時期は、エンジン２００の負荷条件等に応じて予め設定されている。
【０１０５】
点火時期以前である場合（ステップＢ１０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、一時的に処理を待機すると共に、点火時期が訪れた場合（ステップＢ１０：ＹＥＳ）、点火時回転数Ｒｉｇを取得する（ステップＢ１１）。尚、点火時回転数Ｒｉｇは、第１実施形態に係る吸気行程時回転数Ｒと異なり、実時間軸上で特定される機関回転数の値である。
【０１０６】
点火時回転数Ｒｉｇが取得されると、ＥＣＵ１００は、クランク角が、爆発行程におけるＢＤＣ（爆発ＢＤＣ）に相当する値であるか否かを判別する（ステップＢ１２）。
【０１０７】
クランク角が爆発ＢＤＣ以前である場合（ステップＢ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は処理を一時的に待機すると共に、爆発行程においてピストン２０３がＢＤＣに到達した場合（ステップＢ１２：ＹＥＳ）、爆発ＢＤＣにおける機関回転数であるＢＤＣ回転数Ｒｂｄｃを取得する（ステップＢ１３）。ＢＤＣ回転数Ｒｂｄｃも、点火時回転数Ｒｉｇと同様にリアルタイムに取得される値である。
【０１０８】
ＢＤＣ回転数Ｒｂｄｃが取得されると、ＥＣＵ１００は、ＢＤＣ回転数Ｒｂｄｃと点火時回転数Ｒｉｇとの差分である回転数差分値ΔＮＥを取得する（ステップＢ１４）。係る回転数差分値ΔＮＥとは、理想的には一の気筒２０１の爆発行程における燃料の燃焼のみに影響された、或いは一の気筒２０１の爆発行程における燃料の燃焼の影響が支配的となる機関回転数ＮＥの上昇の度合いを、少なくとも実践上問題ない程度の精度を担保しつつ規定する指標値であり、本発明に係る「爆発行程における機関回転数の上昇の度合い」の一例である。
【０１０９】
ここで、図９を参照して、回転数差分値ΔＮＥについて説明する。ここに、図９は、始動一サイクル目における機関回転数ＮＥの上昇の様子を表す模式図である。
【０１１０】
図９において、縦軸及び横軸には夫々機関回転数ＮＥ及び時刻が表されており、機関回転数ＮＥの軌跡は図示実線で表されている。例えば、時刻Ｔ０以前において、エンジン２００はクランキング状態であり、クランキング回転数ＮＥ０で回転している。
【０１１１】
時刻Ｔ０において第１気筒が爆発行程を迎えると、機関回転数ＮＥは概ねＮＥ１付近まで上昇する。次に、第１気筒におけるピストン２０３が爆発ＢＤＣに到達する時刻Ｔ１において第３気筒が爆発行程を迎える（本実施形態では、圧縮ＴＤＣにおいて点火時期を迎えるものとする）と、機関回転数ＮＥは再び上昇し、図示ＮＥ２付近に到達する。これらを繰り返す結果、始動一サイクル目における機関回転数ＮＥは段階的に上昇を続けることになる。
【０１１２】
この際、回転数差分値ΔＮＥは、図示の通り、第１気筒について「ＮＥ１−ＮＥ０」に相当するΔＮＥ（１）、第３気筒について「ＮＥ２−ＮＥ１」に相当するΔＮＥ（３）、第４気筒について「ＮＥ３−ＮＥ２」に相当するΔＮＥ（４）、第２気筒について「ＮＥ４−ＮＥ３」に相当するΔＮＥ（２）となる。これらは夫々、第１気筒、第３気筒、第４気筒及び第２気筒における燃料の燃焼の影響を反映したものとなる。
【０１１３】
尚、回転数差分値ΔＮＥは、必ずしも点火時回転数ＲｉｇとＢＤＣ回転数Ｒｂｄｃとの差分に限定されない。例えば、より簡素な定義として、圧縮行程におけるＴＤＣと爆発行程におけるＢＤＣとの差分であってもよい。
【０１１４】
回転数差分値ΔＮＥが取得されると、ＥＣＵ１００は、始動一サイクル目において気筒内に流入した筒内流入量Ｃｆ_ｏのうち、実際に始動一サイクル目の爆発行程において燃焼に供された燃料の量たる燃焼量Ｂｆを取得する（ステップＢ１５）。
【０１１５】
ここで、図１０を参照して、回転数差分値ΔＮＥ、点火時回転数Ｒｉｇ及び燃焼量Ｂｆの相互関係について説明する。ここに、図１０は、回転数差分値ΔＮＥの特性を説明する模式図である。
【０１１６】
図１０において、縦軸及び横軸には夫々回転数差分値ΔＮＥ及び点火時回転数Ｒｉｇが表されている。このような二次元の座標平面において、回転数差分値ΔＮＥの特性は、燃焼量Ｂｆの値毎に複数の特性線として表される。図１０には、一例として３本の特性線、即ち、燃焼量Ｂｆ０、Ｂｆ１（Ｂｆ１＞Ｂｆ０）及びＢｆ２（Ｂｆ２＞Ｂｆ１）に対応する特性線ＰｒｆＢｆ０、ＰｒｆＢｆ１及びＰｒｆＢｆ２が描かれており、各特性線は、基本的に点火時回転数Ｒｉｇが高い程基回転数差分値ΔＮＥが小さくなるように描かれる。また、各特性線は、燃焼量が多い程、一の点火時回転数Ｒｉｇに対する回転数差分値ΔＮＥが大きくなる様な相互関係を有している。ＥＣＵ１００は、予めＲＯＭに、図１０に例示される回転数差分値ΔＮＥ、点火時回転数Ｒｉｇ及び燃焼量Ｂｆ相互間の関係に対応するマップを記憶している。
【０１１７】
図８に戻り、ＥＣＵ１００は、ステップＢ１５に係る処理において、上述したマップを参照し、ステップＢ１１及びステップＢ１４に係る処理において夫々取得された点火時回転数Ｒｉｇ及び回転数差分値ΔＮＥに対応する燃焼量Ｂｆを取得する。尚、燃焼量Ｂｆは、燃料性状Ｆｐにも影響を受ける。従って、ＥＣＵ１００は、マップ適合によって取得した燃焼量Ｂｆに、燃料性状Ｆｐに対応付けられた重み係数を乗じることによって、最終的に燃焼量Ｂｆを取得する。尚、係る重み係数の値は、燃料性状Ｆｐによって一意に定まり、予めＥＣＵ１００がＲＯＭに記憶している。
【０１１８】
尚、燃焼量Ｂｆを取得する態様はこれに限定されるものではなく、例えば、図１０に例示される回転数差分値ΔＮＥ、点火時回転数Ｒｉｇ及び燃焼量Ｂｆ相互間の関係を表す演算式等に基づいた数値演算の結果として燃焼量Ｂｆが取得されてもよい。
【０１１９】
燃焼量Ｂｆが取得されると、ＥＣＵ１００は、始動一サイクル目における燃料の筒内残留量Ｃｆｒを取得する（ステップＢ１６）。筒内残留量Ｃｆｒは、始動一サイクル目に噴射された燃料のうち燃焼に供されなかった燃料の量であるから、ステップＢ１５に係る処理において取得された燃焼量Ｂｆを、第１実施形態において取得された筒内流入量Ｃｆ_ｏから減算することにより簡便に得ることが可能である。筒内残留量Ｃｆｒが取得されると、筒内残留量算出処理が終了する。
【０１２０】
以上説明したように、第２実施形態に係る筒内残留量算出処理によれば、例えば点火時回転数ＲｉｇとＢＤＣ回転数Ｒｂｄｃとの差分として規定される回転数差分値ΔＮＥ等、一の気筒における燃料の燃焼の影響を支配的に反映し得る指標値に基づいて、始動一サイクル目における吸気行程において気筒内に流入した燃料のうち始動一サイクル目の爆発行程において燃焼に供された燃料の量たる燃焼量Ｂｆを取得することが可能である。このため、始動一サイクル目の爆発行程において燃焼に供されることなく気筒内に、例えば気筒内壁に付着すること等により残留した燃料の量たる筒内残留量Ｃｆｒを取得することが可能となる。
【０１２１】
この筒内残留量Ｃｆｒは、例えば始動期間内等、始動一サイクル目以降の期間における燃料の噴射量を決定するに際し、例えば、燃料噴射量を時間（サイクル数等も含む概念である）の関数として規定された補正特性に従って適宜増減補正しつつ推移させる場合等に、初期値或いは初期値を決定するために必要となる判断材料を好適に与えることが可能となる。従って、第１実施形態に係る始動時噴射制御処理と併せ、エンジン２００における環境性能の低下を抑制することが可能となるのである。
【０１２２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の噴射制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムの模式図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおいてＥＣＵが実行する始動時噴射制御処理のフローチャートである。
【図３】図２の始動時噴射制御処理において決定される基本噴射量の特性を表す模式図である。
【図４】燃料の筒内流入割合の特性を表す模式図である。
【図５】燃料の筒内流入割合の特性を表す他の模式図である。
【図６】燃料の筒内流入割合の特性を表す更に他の模式図である。
【図７】燃料の筒内流入割合の特性を表す更に他の模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る筒内残留量算出処理のフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係り、始動一サイクル目における機関回転数の上昇の様子を表す模式図である。
【図１０】第２実施形態に係り、回転数差分値の特性を表す模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０２…点火装置、２１３…吸気ポート、２１４…インジェクタ、２１８…吸気バルブ、２１７…燃料性状センサ、２２４…水温センサ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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