(57)【要約】【課題】内燃機関の冷間始動時において主噴射の前に補助的に前噴射を実行するようにした内燃機関において、始動性をより確実に向上させる技術を提供する。【解決手段】冷間始動時において主噴射の前に前噴射を実行するようにした内燃機関において、前噴射に基づく燃焼の状態を、ＴＤＣ前の筒内圧を検出することによって主噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出し（Ｓ１０２）、前噴射に基づく燃焼が不充分な場合には（Ｓ１０３）、前噴射の噴射時期を進角して燃焼を改善する（Ｓ１０４）。【選択図】図３
2008050975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内へ燃焼に供される主たる燃料を噴射する主噴射手段と、
前記主噴射手段による主たる燃料の噴射に先だって副次的な燃料を噴射する前噴射手段と、
前記前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態を前記主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出する前燃焼状態検出手段と、
前記内燃機関の始動時において、前記前噴射手段による燃料噴射の噴射時期を変更する始動時前噴射時期変更手段と、
を備えた内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関の始動時において、前記前燃焼状態検出手段によって、前記前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、前記始動時前噴射時期変更手段によって前記前噴射手段による燃料噴射の時期が進角されることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の始動時において、前記前噴射手段による燃料噴射の量を変更する始動時前噴射量変更手段をさらに備え、
前記内燃機関の始動時において、前記前燃焼状態検出手段によって、前記前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、前記始動時前噴射時期変更手段によって前記前噴射手段による燃料噴射の時期が進角されるとともに、前記始動時前噴射量変更手段によって前記前噴射手段による燃料噴射の量が増加されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
前記主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態を前記前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出する主燃焼状態検出手段と、
前記内燃機関の始動時において、前記主噴射手段による燃料噴射の噴射時期を変更する始動時主噴射時期変更手段と、をさらに備え
前記内燃機関の始動時において、前記主燃焼状態検出手段によって、前記主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、前記始動時主噴射時期変更手段によって前記主噴射手段による燃料噴射の時期が進角されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の始動時において、前記主噴射手段による燃料噴射の量を変更する始動時主噴射量変更手段をさらに備え、
前記内燃機関の始動時において、前記主燃焼状態検出手段によって、前記主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、前記始動時主噴射時期変更手段によって前記主噴射手段による燃料噴射の時期が進角されるとともに、前記始動時主噴射量変更手段によって前記主噴射手段による燃料噴射の量が増加されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】
前記前噴射手段によって噴射される燃料の性状を検出する燃料性状検出手段をさらに備え、
前記始動時前噴射時期変更手段は、前記燃料性状検出手段によって検出された、前記前噴射手段によって噴射される燃料のセタン価が基準値より大きい場合には、前記前噴射手段による燃料噴射の時期を遅角させるとともに、前記セタン価が前記基準値より小さい場合には、前記前噴射手段による燃料噴射の時期を進角させることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項６】
前記前噴射手段によって噴射される燃料の性状を検出する燃料性状検出手段をさらに備え、
前記始動時前噴射時期変更手段は、前記燃料性状検出手段によって検出された、前記前噴射手段によって噴射される燃料のセタン価が基準値より大きい場合には、前記前噴射手段による燃料噴射の時期を遅角させるとともに、前記セタン価が前記基準値より小さい場合には、前記前噴射手段による燃料噴射の時期を進角させ、
前記始動時前噴射量変更手段は、前記燃料性状検出手段によって検出された、前記前噴射手段によって噴射される燃料のセタン価が基準値より大きい場合には、前記前噴射手段による燃料噴射の量を減少させるとともに、前記セタン価が前記基準値より小さい場合には、前記前噴射手段による燃料噴射の量を増加させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動時に、燃焼に供される燃料を噴射する主噴射とこれに先行して副次的な燃料を噴射する前噴射とを行わせるようにした内燃機関の始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、排出されるＮＯｘの抑制と白煙の発生の抑制を目的として、予混合燃焼が行われる場合がある。この予混合燃焼は、一般に燃料を気筒内に圧縮行程上死点より早い時期に噴射することで、燃焼室内により均一な予混合気を形成させるものである。この予混合燃焼を実施するためには、過早着火防止の観点から内燃機関の圧縮比は低く設定される。そのため、内燃機関の冷間始動時における始動性の向上が強く求められている。
【０００３】
この始動性の向上の問題に関して、従来より、内燃機関の始動時に、主噴射に先立って前噴射を行うようにした始動制御装置が知られている。これは、トルクに直結するＴＤＣ後の燃焼を円滑に行うために、前噴射に基づく燃焼によって、主噴射の前に筒内温度及び圧力を増加させておくものである。
【０００４】
これに関連して、内燃機関の始動時に、前噴射を複数回行わせてから主噴射を実行することとし、複数回の前噴射のうち最終の前噴射については、ＴＤＣ前３０度以降に実施し、比較的早い時期に行われた前噴射によって予混燃焼を行わせるとともに最終の前噴射で拡散燃焼を行わせる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、上記の技術においては前噴射と主噴射に基づく燃焼はＴＤＣを挟み両者のつながりを重視した燃焼となっているため、前噴射による燃焼がＴＤＣに近すぎて燃焼が不充分になり、始動性が悪化するおそれがあった。また、前噴射による燃料と主噴射による燃料とが重複して燃焼する状態では、前噴射量が多いためにスモークの発生の原因となる場合があった。
【特許文献１】特開平１０−２７４０８６号公報
【特許文献２】特開２００５−４８７０３号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷間始動時において主噴射の前に補助的に前噴射を実行するようにした内燃機関について、始動性をより確実に向上させる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、冷間始動時において主噴射の前に前噴射を実行するようにした内燃機関において、前噴射に基づく燃焼の状態を、主噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出し、前噴射に基づく燃焼が不充分な場合には、前噴射の噴射時期を進角して燃焼を改善することを最大の特徴とする。
【０００８】
より詳しくは、内燃機関の気筒内へ燃焼に供される主たる燃料を噴射する主噴射手段と、
前記主噴射手段による主たる燃料の噴射に先だって副次的な燃料を噴射する前噴射手段
と、
前記前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態を前記主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出する前燃焼状態検出手段と、
前記内燃機関の始動時において、前記前噴射手段による燃料噴射の噴射時期を変更する始動時前噴射時期変更手段と、
を備えた内燃機関の始動制御装置であって、
前記内燃機関の始動時において、前記前燃焼状態検出手段によって、前記前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、前記始動時前噴射時期変更手段によって前記前噴射手段による燃料噴射の時期が進角されることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前述のように内燃機関の冷間始動時においては、主たる燃焼のための主噴射の前に副次的な噴射である前噴射を行う場合がある。これは、前噴射に基づく燃焼によって、筒内温度及び圧力を予め増加させ、その状態で主噴射を行い、主噴射に基づく燃焼を円滑に行い、始動性を向上させるものである。
【００１０】
ここで、従来の制御では、前噴射に基づく燃焼と主噴射に基づく燃焼とが連続して生じることにより、主噴射の燃焼における着火性、安定性を確保することが重視されていた。そうすると、前噴射に基づく燃焼がＴＤＣに近すぎて、前噴射に基づく燃焼自体が不充分となり、結果として円滑に機関回転数を上昇させることが困難になるおそれがあった。また、前噴射に基づく燃焼がＴＤＣに近いと、前噴射による燃料が多く残った状態で主噴射に基づく燃焼が行われ、スモークの原因となる場合があった。
【００１１】
そこで、本発明においては、前噴射に基づく燃焼の状態を主噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出する前燃焼状態検出手段を備えることとし、前燃焼状態検出手段によって前噴射に基づく燃焼が不充分な状態であることが検出された場合には、始動時前燃料噴射時期変更手段によって前噴射の噴射時期を進角することとした。
【００１２】
そうすれば、筒内圧がより低い状態から前噴射に基づく燃焼で温度を徐々に上昇させることにより前噴射に基づく燃焼を安定化させ、前噴射に基づく燃焼が充分に行われるようにできる。その結果として、主噴射の着火性、安定性を向上させることができ、冷間始動時における機関回転数をより円滑に上昇させることができる。よって、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００１３】
なおここで、前噴射に基づく燃焼が充分に行われるとは、前噴射の時期が充分に早く、または前噴射の量が充分に多いために、前噴射に基づく燃焼がＴＤＣに対して充分に早い時期に開始して、主噴射の着火性、安定性を確保するために充分な程度まで筒内温度と筒内圧力とを上昇できることを意味している。
【００１４】
また、本発明においては、内燃機関の始動時において、前噴射手段による燃料噴射の量を変更する始動時前噴射量変更手段をさらに備えることとし、
前記内燃機関の始動時において、前燃焼状態検出手段によって、前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合には、始動時前噴射時期変更手段によって前噴射手段による燃料噴射の時期を進角し、さらに、始動時前噴射量変更手段によって前噴射手段による燃料噴射の量を増加してもよい。
【００１５】
そうすれば、前噴射による燃焼がより充分に行われることとなり、結果として、より確実に内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明においては、主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態を前噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼の状態と独立に検出する主燃焼状態検出手段と、
内燃機関の始動時において、主噴射手段による燃料噴射の噴射時期を変更する始動時主噴射時期変更手段と、をさらに備えることとし
内燃機関の始動時において、主燃焼状態検出手段によって主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、始動時主噴射時期変更手段によって前記主噴射手段による燃料噴射の時期を進角するようにしてもよい。
【００１７】
すなわち、主燃焼状態検出手段によって主噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合には、始動時主噴射時期変更手段によって主噴射の噴射時期を進角させる。そうすれば、より圧縮圧力の高い状態で主噴射を噴射させることができ、主噴射に基づく燃焼をより確実に行うことができる。
【００１８】
さらに、本発明においては、内燃機関の始動時において、主噴射手段による燃料噴射の量を変更する始動時主噴射量変更手段をさらに備えることとし、
内燃機関の始動時において、主燃焼状態検出手段によって主噴射手段の燃料噴射に基づく燃焼が不充分であることが検出された場合に、始動時主噴射時期変更手段によって主噴射手段による燃料噴射の時期を進角するとともに、始動時主噴射量変更手段によって主噴射手段による燃料噴射の量を増加するようにしてもよい。
【００１９】
そうすれば、主噴射による燃焼がより充分に行われることとなり、結果として、より確実に内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明においては、前噴射手段によって噴射される燃料の性状を検出する燃料性状検出手段をさらに備え、始動時前噴射時期変更手段は、燃料性状検出手段によって検出された、前噴射手段によって噴射される燃料のセタン価が基準値より大きい場合には、始動時前噴射時期変更手段は、前噴射手段による燃料噴射の時期を遅角させるとともに、セタン価が基準値より小さい場合には、前噴射手段による燃料噴射の時期を進角させるようにしてもよい。
【００２１】
ここで、実際に燃料噴射される燃料の燃料性状が、内燃機関の燃料噴射時期の設定時において想定している燃料性状と異なる場合には、燃料の着火性が想定している条件と異なるので、燃料性状の変化に伴って燃焼が悪化する場合がある。そこで、本発明においては、燃料の性状を検出する燃料性状検出手段を備えるようにし、特に、燃焼に最適な雰囲気が整いにくく、燃料の性状の影響を受け易い前噴射について、その噴射時期を噴射燃料のセタン価に応じて補正することとした。
【００２２】
そうすれば、実際に噴射される燃料の性状に拘わらず、前噴射を充分に行わせることができ、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明においては、上述の、前噴射の噴射時期を噴射燃料のセタン価に応じて補正する制御に加えて、始動時前噴射量変更手段は、燃料性状検出手段によって検出された、前噴射手段によって噴射される燃料のセタン価が基準値より大きい場合には、前噴射手段による燃料噴射の量を減少させるとともに、セタン価が基準値より小さい場合には、前噴射手段による燃料噴射の量を増加させるようにしてもよい。
【００２４】
そうすれば、実際に噴射される燃料の性状に拘わらず、さらに確実に前噴射に基づく燃焼を行うことができ、さらに確実に内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００２５】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明にあっては、冷間始動時において主噴射の前に補助的に前噴射を実行するようにした内燃機関について、始動性をより確実に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明を適用する内燃機関及び吸排気系、制御系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有するディーゼル機関である。
【００２９】
内燃機関１の各気筒２には各記号２の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁３が備えられている。燃料噴射弁３から噴射されるべき燃料は燃料タンク２６に貯留され、燃料ポンプ２７によって圧送されることによって、コモンレール４を介して燃料噴射弁３に供給されている。
【００３０】
内燃機関１には、吸気マニホールド８が接続されており、吸気マニホールド８の各枝管は吸気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。吸気マニホールド８と吸気管９との接続部の上流には、吸気管９を流れるガスを冷却するインタークーラ１３が設けられている。インタークーラ１３より上流には、排気のエネルギを駆動源として作動する遠心過給機１０のコンプレッサが格納されたコンプレッサハウジング６が設けられている。吸気管９におけるコンプレッサハウジング６の上流側には、吸気管９の流路断面積を変更可能なスロットル弁１２が設けられている。スロットル弁１２は電気配線を介して後述するＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御される事で、吸気管９を流れる吸気の流量を調節する事ができる。スロットル弁１２のさらに上流には、吸気管９を通過する吸気の量を検出するエアフローメータ２４と、新気に浮遊するゴミを除去するエアクリーナ２５が備えられている。
【００３１】
一方、内燃機関１には、排気マニホールド１８が接続されており、排気マニホールド１８の各枝管は排気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通されている。排気マニホールド１８には集合管１６を介して遠心過給機１０のタービンが格納されたタービンハウジング７が接続されている。タービンハウジング７の排気が流出する開口部には排気管１９が接続されている。排気管１９には排気中の微粒子物質を捕集するフィルタ２０が設けられている。フィルタ２０より下流には排気管１９の流路断面積を変更可能な排気絞り弁１１が設けられている。排気絞り弁１１より下流において排気管１９は大気に開放されている。排気絞り弁１１は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御される事で、排気管１９を流れる排気の流量を調節する事ができる。
【００３２】
排気管１９のフィルタ２０より下流かつ排気絞り弁１１より上流の箇所と、吸気管９のコンプレッサハウジング６より上流の箇所とは、低圧ＥＧＲ通路２３によって連通されている。低圧ＥＧＲ通路２３には、低圧ＥＧＲ通路２３を流れる排気を冷却する低圧ＥＧＲクーラ１４、低圧ＥＧＲ通路２３の流路断面積を変更可能な低圧ＥＧＲ弁５が設けられている。低圧ＥＧＲ弁５は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、低圧ＥＧＲ通路２３を流れる排気の量を調節する事ができる。
【００３３】
一方、排気マニホールド１８と吸気マニホールド８とは高圧ＥＧＲ通路１５によって連通されている。高圧ＥＧＲ通路１５には、高圧ＥＧＲ通路１５の流路断面積を変更可能な
高圧ＥＧＲ弁２１が設けられている。高圧ＥＧＲ弁２１は電気配線を介してＥＣＵ２２に接続されており、ＥＣＵ２２からの制御信号に基づいてその弁開度が制御されることで、高圧ＥＧＲ通路１５を流れる排気の量を調節する事ができる。
【００３４】
また、内燃機関１には、内燃機関１を制御する電子制御コンピュータであるＥＣＵ２２が併設されている。ＥＣＵ２２は図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ、入力ポート、出力ポート等を備え、前記各種センサによって検出される内燃機関１の運転状態や運転者による要求に応じて、燃料噴射等の既知の制御を行うとともに、高圧ＥＧＲ弁２１、低圧ＥＧＲ弁５、スロットル弁１２、排気絞り弁１１に対して開度指令信号を出力する。
【００３５】
また、燃料タンク２６には燃料の性状を検出する燃料性状センサ３０が、内燃機関１には冷却水の温度を検出する水温センサ３１及び、各気筒２の筒内圧を検出する筒内圧センサ３２が備えられ、それらの出力信号がＥＣＵ２２に入力されるようになっている。
【００３６】
ここで、内燃機関１の始動時における制御について説明する。内燃機関１の冷間始動時においては、燃焼室の雰囲気温度が低く燃焼が安定しないため、ＴＤＣ後に行われる主噴射に先行して前噴射を実行している。この前噴射に基づく燃焼によって、主噴射が行われうる前に気筒２内の温度および圧力を上昇させ、主噴射に係る燃料の着火性を向上させるとともに、より円滑に主噴射に基づく燃焼が行われるようにしている。
【００３７】
この場合、前噴射に基づく燃焼が充分に行われていないと、筒内の温度及び圧力を予定どおり上昇させることができず、主噴射に基づく燃焼が円滑に行われないおそれがある。その結果、内燃機関１の始動性を充分に向上させることができない場合がある。これに対し、前噴射の噴射時期を遅角させて前噴射に基づく燃焼と主噴射とに基づく燃焼とを持続させることによって始動性を高めようとする場合があるが、この場合は、前噴射による燃料が多いとスモークが発生してしまうおそれがある。また、前噴射の燃料噴射時期がＴＤＣに近づきすぎて、前噴射に基づく燃焼自体が不充分になってしまう場合があった。
【００３８】
そこで、本実施例においては、筒内圧センサ３２によって前噴射に基づく燃焼と主噴射に基づく燃焼とを独立に検出し、いずれかの燃焼が不充分であった場合には不充分な燃焼に係る方の燃料噴射の噴射時期を変更することで燃焼を改善することとした。
【００３９】
図２には、始動時における理想的な筒内圧の変化を示す。図２に実線で示すように理想的には、ＴＤＣの前に前噴射に基づく燃焼は完了し、ＴＤＣ後に主噴射に基づく燃焼が開始されることが望ましい。しかし、前噴射に基づく燃焼が図２中に破線で示すように、不十分な状態で不必要に長引いた場合、温度、圧力ともに主噴射に基づく燃焼が円滑に行われる程度まで上昇しなくなるおそれがあった。また、前述のようにスモークが発生するおそれもあった。
【００４０】
そこで、本実施例においては、前噴射に基づく燃焼時と主噴射に基づく燃焼時とにおける筒内圧を独立に検出することとした。そして、燃焼が充分でない方の噴射における燃料噴射時期を進角させることによって燃焼を改善することとした。
【００４１】
図３には、本実施例における始動時燃焼改善ルーチンを示す。本ルーチンはＥＣＵ２２のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼動中は所定期間毎に各気筒２について実行されるルーチンである。
【００４２】
本ルーチンが実行されるとまずＳ１０１において冷間始動時かどうかが判定される。具体的には、水温センサ３１で冷却水温Ｔが検出され、冷却水温Ｔが予め定められた閾値より低いことにより判断される。ここで否定判定された場合には、内燃機関１は暖機が完了
しており本ルーチンによる燃焼の改善が不要であると判定されるので、Ｓ１０７に進む。一方、肯定判定された場合にはＳ１０２に進む。
【００４３】
Ｓ１０２においては、筒内圧が検出される。具体的には筒内圧センサ３２の出力信号をＥＣＵ２２に読み込むことによって検出する。Ｓ１０２の処理が終了するとＳ１０３に進む。
【００４４】
Ｓ１０３においては、前噴射に基づく燃焼が充分に行われているかどうかが判定される。具体的には各気筒２におけるＴＤＣ前の筒内圧センサ３２の出力のピークが、前噴射に基づく燃焼が充分に行われていると判定される閾値であるＰ１以上かどうかによって判定される。ここで前噴射に基づく燃焼が充分に行われていないと判定された場合にはＳ１０４に進み、前噴射に基づく燃焼を改善する措置が取られる。一方、前噴射に基づく燃焼が充分に行われていると判定された場合にはＳ１０４をスキップしてＳ１０５に進む。
【００４５】
Ｓ１０４においては、前噴射の燃料噴射時期が所定角Ａ１だけ進角される。そうすることにより、前噴射に基づく燃焼が行われる際に、筒内圧がより低い段階から温度と圧力とを徐々に上昇させることができ、より燃焼を完結させやすい状態とすることができる。これにより、より確実に前噴射に基づく燃焼を行うことができるようになる。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０５に進む。なお、所定角Ａ１は、予め定められた一定の値としてもよいが、本実施例においては、前噴射に基づく燃焼時の筒内圧のピーク値と進角角度Ａ１との関係を格納したマップから、Ｓ１０２において検出された筒内圧に応じたＡ１の値を逐一読み出すことによって取得する。
【００４６】
次に、Ｓ１０５においては、主噴射に基づく燃焼が充分に行われているかどうかが判定される。具体的にはＴＤＣ後の筒内圧センサ３２の出力のピークが、主噴射に基づく燃焼が充分に行われていると判定される閾値であるＰ２以上かどうかによって判定される。ここで主噴射に基づく燃焼が充分に行われていないと判定された場合にはＳ１０６に進み、主噴射に基づく燃焼を改善する措置が取られる。一方、主噴射に基づく燃焼が充分に行われていると判定された場合にはＳ１０６をスキップして本ルーチンを一旦終了する。
【００４７】
Ｓ１０６の処理においては、主噴射の燃料噴射時期が所定角Ａ２だけ進角される。そうすることにより、圧縮圧力がより高い時期に主噴射を行うことができ、主噴射に基づく燃焼に関しては、より安定した燃焼を行うことができるようになる。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００４８】
なお、Ｓ１０１において冷間始動時でない、すなわち内燃機関１の暖機が終了していると判定された場合には、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７においては、前回の本ルーチン実行時にＳ１０１において肯定判定がされていた場合（暖機終了直後）には、前噴射及び主噴射の燃料噴射時期を基準値に戻す。内燃機関１の暖機終了後の燃料噴射時期についてこの後は別のルーチンによって制御される。Ｓ１０７の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００４９】
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、前噴射に基づく燃焼による筒内圧と、主噴射に基づく燃焼による筒内圧とを独立に検出し、燃焼が不充分であった方の噴射に係る燃料噴射時期を進角することによって燃焼を改善することにした。これによれば、始動性が悪化している主原因となっている燃焼を選択的に改善することができ、より確実に冷間始動時における始動性を向上させることができる。また、前噴射の燃料噴射時期を進角することによって前噴射の燃焼を改善するので、前噴射に基づく燃焼自体をより確実に改善することができるとともに、スモークの発生などといった不都合を抑制することができる。
【００５０】
なお、上記において、Ｓ１０２においてＴＤＣ前の筒内圧を検出する筒内圧センサ３２及びＥＣＵ２２は、本実施例における前燃焼状態検出手段に相当する。また、Ｓ１０２においてＴＤＣ後の筒内圧を検出する筒内圧センサ３２及びＥＣＵ２２は、本実施例における主燃焼状態検出手段に相当する。また、Ｓ１０４の処理を実行するＥＣＵ２２は、本実施例における始動時前噴射時期変更手段を構成する。同様に、Ｓ１０６の処理を実行するＥＣＵ２２は、本実施例における始動時主噴射時期変更手段を構成する。
【００５１】
次に、本実施例における始動時における燃焼改善のための制御の別の態様について説明する。この態様においては、前噴射及び主噴射の燃焼を改善する際に、燃料噴射時期を進角するとともに燃料噴射量を増加させる。
【００５２】
図４には、本態様に係る始動時燃焼改善ルーチン２について示す。本ルーチンと、前述した始動時燃焼改善ルーチンとの相違点は、Ｓ１０４の処理の後にＳ２０１の処理を、Ｓ１０６の処理の後にＳ２０２の処理を、さらに、Ｓ１０７の処理の後にＳ２０３の処理を挿入したことである。ここでは、本ルーチンと始動時燃焼改善ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【００５３】
本ルーチンにおいては、Ｓ１０４の処理において前噴射の燃料噴射時期を進角処理した後にＳ２０１に進み、前噴射の燃料噴射量をＦ１だけ増量する。また、Ｓ１０６の処理において主噴射の燃料噴射時期を進角処理した後にＳ２０２に進み、前噴射の燃料噴射量をＦ２だけ増量する。ここで、Ｆ１の値は、筒内圧のＴＤＣ前のピークの値と、Ｆ１との関係を格納したマップから、Ｓ１０２において検出された筒内圧のＴＤＣ前のピークの値に応じたＦ１の値を読み出すことによって取得される。また、Ｆ２の値は、筒内圧のＴＤＣ後のピークの値と、Ｆ２との関係を格納したマップから、Ｓ１０２において検出された筒内圧のＴＤＣ後のピークの値に応じたＦ２の値を読み出すことによって取得される。
【００５４】
また、Ｓ１０７の処理において、暖機終了直後である場合に前噴射及び主噴射の燃料噴射時期を基準値に戻した後には、Ｓ２０３に進み、暖機終了直後である場合に前噴射及び主噴射の燃料噴射量を基準値に戻す。
【００５５】
このように、本態様における始動時燃焼改善ルーチン２では、前噴射及び主噴射における燃焼を改善するために、いずれかの噴射における燃焼が不充分であった場合には、不充分な方の噴射における燃料噴射時期を進角するとともに、燃料噴射量を増量する。これにより、より確実に、前噴射に基づく燃焼と主噴射に基づく燃焼のうち、不充分な方の燃焼を改善することができ、より確実に内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００５６】
なお、上記においてＳ２０１の処理を実行するＥＣＵ２２は、本実施例における始動時前噴射量変更手段に相当する。また、Ｓ２０２の処理を実行するＥＣＵ２２は、本実施例における始動時主噴射量変更手段に相当する。
【００５７】
また、本実施例においては、前噴射及び主噴射に基づく燃焼の状態を筒内圧によって検出しているが、両噴射の燃焼の状態は筒内温度や燃焼時の振動、衝撃などによって検出するようにしてもよい。
【実施例２】
【００５８】
次に、本発明における実施例２について説明する。本実施例においては、前噴射において噴射される燃料の燃料性状を検出し、検出された燃料性状（セタン価）によって、前噴射に基づく燃焼が不充分である場合の燃料噴射時期の進角量を補正する例について説明する。すなわち、前噴射において噴射される燃料のセタン価が異なれば、噴射された燃料の
着火性も異なる。これに対し、始動時燃焼改善ルーチンにおける燃料噴射時期の進角量Ａ１を決定した際に想定、使用した燃料のセタン価と、実際の制御における燃料のセタン価とが異なる場合に、進角量自体を補正するものである。
【００５９】
図５には、本実施例における始動時燃焼改善ルーチン３のフローチャートを示す。本ルーチンと、実施例１において説明した始動時燃焼改善ルーチンとの相違点は、Ｓ１０１とＳ１０２の処理の間にＳ３０１及びＳ３０２の処理が挿入された点と、Ｓ１０４の処理の代わりにＳ３０３の処理が実行される点である。ここでは、本ルーチンと、前述の始動時燃焼改善ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【００６０】
本ルーチンにおいてＳ１０１の処理が終了するとＳ３０１に進む。Ｓ３０１においては、燃料性状が検出される。具体的には、燃料タンク２６に備えられた燃料性状センサ３０によって燃料の密度を検出することにより燃料性状（セタン価）を検出してもよい。この燃料性状センサ３０は燃料の粘性を検出するものであってもよい。Ｓ３０１の処理が終了するとＳ３０２に進む。
【００６１】
Ｓ３０２においては、Ｓ１０３において前噴射に基づく燃焼が充分でないと判定された際の燃料噴射時期の進角量Ａ１に対する、燃料のセタン価によって定まる補正係数Ｃ１を導出する。具体的には、燃料のセタン価と補正係数Ｃ１との関係を格納したマップを予め実験的に準備しておき、Ｓ３０１で検出された燃料のセタン価に応じた補正係数Ｃ１の値を読み出すことによって導出する。
【００６２】
なお、本実施例においては、Ａ１の値を格納したマップを作成した際に使用あるいは想定していた燃料のセタン価の値を基準値とする。そして、Ｓ３０１で検出された実際の燃料のセタン価が基準値より大きい場合には、補正係数Ｃ１は１未満の値となる。すなわち、この場合には遅角側の補正を行う。また、Ｓ３０１で検出された実際の燃料のセタン価が基準値より小さい場合には、補正係数Ｃ１は１より大きい値となる。すなわち、この場合には進角側の補正を行う。Ｓ３０２の処理が終了するとＳ１０２に進む。
【００６３】
また、本実施例では、Ｓ１０３において前噴射に基づく燃焼が充分でないと判定された場合には、Ｓ３０３に進む。Ｓ３０３においてはＳ１０４と同様前噴射の燃料噴射時期の進角を実施するが、その際の進角量はＡ１ではなく、Ｓ３０２で導出された補正係数Ｃ１を乗じた値Ｃ１・Ａ１だけ進角される。Ｓ３０３の処理が終了するとＳ１０５に進む。
【００６４】
以上、説明したように、本実施例においては、前噴射される燃料のセタン価が検出され、このセタン価が基準値より大きい場合には燃料噴射時期の進角量を遅角側に補正し、このセタン価が基準値より小さい場合には燃料噴射時期の進角量をさらに進角側に補正する。
【００６５】
従って、実際の燃料性状の変化に拘らず、前噴射の燃焼が充分でないと判定された場合には、適正な燃料噴射時期に進角補正することができる。
【００６６】
次に、本実施例における制御の別の態様について説明する。図６には、本実施例における始動時燃焼改善ルーチン４についてのフローチャートを示す。本ルーチンと、始動時燃焼改善ルーチン３との相違点は、Ｓ３０２の処理の代わりにＳ４０１の処理が実行される点、Ｓ３０３の処理の代わりに、始動時燃焼改善ルーチンにおけるＳ１０４の処理が実行される点である。
【００６７】
すなわち、始動時燃焼改善ルーチン３のＳ３０２においては、Ｓ３０１において検出された燃料のセタン価に基づいて、燃料噴射時期の進角量Ａ１に対する補正係数Ｃ１を導出
したのに対し、本態様におけるＳ４０１では、Ｓ３０１において検出された燃料のセタン価に基づいて、前噴射の燃料噴射時期をＡ３だけ変更する。
【００６８】
ここで、Ａ３の値は、具体的には、燃料のセタン価とＡ３との関係を格納したマップを予め実験的に準備しておき、そのマップからＳ３０１で検出された燃料のセタン価に応じた燃料噴射時期の変更量Ａ３の値を読み出し、このＡ３の値に基づいて、前噴射、主噴射の燃料噴射時期を変更する。
【００６９】
ここで、Ｓ３０１で検出されたセタン価が基準値より大きい場合には、Ａ３は遅角側（＋）の値、Ｓ３０１で検出されたセタン価が基準値より小さい場合には、Ａ３は進角側（−）の値となる。
【００７０】
これにより、Ａ１の値を補正する必要はなくなるので、本ルーチンの後の処理では、Ｓ３０３の処理の代わりに、始動時燃焼改善ルーチンにおけるＳ１０４の処理が実行される。
【００７１】
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、燃料のセタン価が検出された時点で、燃料のセタン価に応じて、前噴射の燃料噴射時期を変更するので、前噴射に基づく燃焼が充分かどうかに拘らず、燃料性状の影響を予め相殺することができる。また、実際の燃料のセタン価が基準値より極端に大きい場合に、前噴射の噴射時期を、Ｓ４０１とＳ１０４の処理の終了時点で最終的に遅角側に変化させることも可能となる。
【００７２】
なお、上記においてＳ３０１の処理を実行する燃料性状センサ３０及びＥＣＵ２２は、本実施例における燃料性状検出手段を構成する。
【００７３】
なお、本実施例においては、実際の燃料のセタン価に応じて、前噴射の燃料噴射時期を変更する制御について説明したが、同様の制御を前噴射の燃料噴射量に対して適用してもよい。図７には、その場合の始動時燃焼改善ルーチン５についてのフローチャートを示す。
【００７４】
始動時燃焼改善ルーチン５においては、Ｓ３０１及びＳ５０１の処理を図４に示した始動時燃焼改善ルーチン２のＳ１０１とＳ１０２の間に挿入し、Ｓ１０４の処理の代わりにＳ３０３の処理を実行し、さらにＳ２０１の処理の代わりにＳ５０２の処理を実行している。
【００７５】
Ｓ５０１においては、Ｓ１０３において前噴射に基づく燃焼が充分でないと判定された際の燃料噴射時期の進角量Ａ１に対する、燃料のセタン価によって定まる補正係数Ｃ１を導出するとともに、燃料噴射時期の増量Ｆ１に対する補正係数Ｃ２を導出する。具体的には、燃料のセタン価と補正係数Ｃ１、Ｃ２との関係を格納したマップを予め実験的に準備しておき、Ｓ３０１で検出された燃料のセタン価に応じた補正係数Ｃ１、Ｃ２の値を読み出すことによって導出する。
【００７６】
なお、この場合のＣ２は、Ｓ３０１で検出された実際の燃料のセタン価が基準値より大きい場合には１未満の値とし、Ｓ３０１で検出された実際の燃料のセタン価が基準値より小さい場合にはＣ２は１より大きい値とするとよい。
【００７７】
そして、Ｓ５０２においては、図２に示したＳ２０１の処理と同様、前噴射の燃料噴射量の増量を実施するが、その際の進角量はＦ１ではなく、Ｓ５０１で導出された補正係数Ｃ２を乗じた値Ｃ２・Ｆ１だけ増量される。
【００７８】
このように、実際の燃料のセタン価が基準値より大きい場合には前噴射の燃料噴射時期の進角量を遅角側に補正するとともに燃料噴射量の増量を減少側に補正する。また、このセタン価が基準値より小さい場合には燃料噴射時期の進角量をさらに進角側に補正するとともに、燃料噴射量の増量をさらに増加側に補正する。
【００７９】
従って、実際の燃料性状の変化に拘らず、前噴射の燃焼が充分でないと判定された場合には、適正な燃料噴射時期に進角補正することができるとともに適正な量の燃料を噴射することができる。
【００８０】
また、本実施例においては、実際の燃料のセタン価に応じて、前噴射の燃料噴射時期を変更する制御について説明したが、同様の制御を主噴射の燃料噴射時期または燃料噴射量に対して適用してもよい。
【００８１】
また、本発明が適用される内燃機関は、予混合燃焼の実施を前提とした機関であってもよいが、本発明は、必ずしもその種の機関への適用に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例における内燃機関と、その吸排気系及び制御系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例における冷間始動時の前噴射及び主噴射による筒内圧の変化を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例１における始動時燃焼改善ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例１における始動時燃焼改善ルーチン２を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２における始動時燃焼改善ルーチン３を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２における始動時燃焼改善ルーチン４を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２における始動時燃焼改善ルーチン５を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
３・・・燃料噴射弁
４・・・コモンレール
５・・・低圧ＥＧＲ弁
６・・・コンプレッサハウジング
７・・・タービンハウジング
８・・・吸気マニホールド
９・・・吸気管
１０・・・遠心過給機
１１・・・排気絞り弁
１２・・・スロットル弁
１３・・・インタークーラ
１４・・・ＥＧＲクーラ
１５・・・高圧ＥＧＲ通路
１６・・・集合管
１８・・・排気マニホールド
１９・・・排気管
２０・・・フィルタ
２１・・・高圧ＥＧＲ弁
２２・・・ＥＣＵ
２３・・・低圧ＥＧＲ通路
２４・・・エアフローメータ
２５・・・エアクリーナ
２６・・・燃料タンク
２７・・・燃料ポンプ
３０・・・燃料性状センサ
３１・・・水温センサ
３２・・・筒内圧センサ
【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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