(57)【要約】【課題】  機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあり、且つ燃料の漏れ量に燃料噴射弁の個体差があっても、機関始動時の燃焼状態を気筒毎に改善できるようにすること。【解決手段】  燃料噴射弁５７を気筒毎に複数備える内燃機関５０で制御を行うためのＥＣＵ１Ａであって、少なくとも燃料噴射弁５７の開口隙間面積Ａｉｎｊに基づき、機関停止後に燃料噴射弁５７から漏れ出す累積燃料漏れ量Ｍｆを気筒毎に算出する第１の漏れ量算出手段と、始動時筒内燃料量算出手段と、始動時燃料噴射量算出手段と、機関始動時の空燃比ＡＦＲを気筒毎に算出する始動時空燃比算出手段と、真の漏れ量Ｍｆｃｏを気筒毎に算出する第２の漏れ量算出手段と、新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏを気筒毎に算出し、更新する開口隙間面積更新手段とを備える。【選択図】  図２
2008309117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁を気筒毎に複数備える内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、
少なくとも前記燃料噴射弁の開口隙間面積に基づき、機関停止後に機関停止時間の長さに応じて前記燃料噴射弁から漏れ出す第１の燃料漏れ量を気筒毎に算出する第１の漏れ量算出手段と、
機関始動時の筒内燃料量を気筒毎に算出する始動時筒内燃料量算出手段と、
少なくとも前記筒内燃料量を反映させて、機関始動時の燃料噴射量を気筒毎に算出する始動時燃料噴射量算出手段と、
所定の演算のもと、機関始動時の空燃比を気筒毎に算出する始動時空燃比算出手段と、
少なくとも前記始動時空燃比算出手段が算出した空燃比に基づき、前記第１の燃料漏れ量に対応する実際の燃料漏れ量として、第２の燃料漏れ量を気筒毎に算出する第２の漏れ量算出手段と、
前記第１及び第２の燃料漏れ量に基づき、前記開口隙間面積から実際の開口隙間面積として、新たな開口隙間面積を気筒毎に算出するとともに、前記開口隙間面積を前記新たな開口隙間面積に気筒毎に更新する開口隙間面積更新手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁が前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するように気筒毎に配置されているとともに、前記始動時筒内燃料量算出手段が、前記第１の燃料漏れ量の吸気ポートへの付着と、始動時基本燃料噴射量の吸気ポートでの残留とを考慮して、前記筒内燃料量を気筒毎に算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
燃料噴射弁を気筒毎に複数備える内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、
所定の演算のもと、機関始動時の空燃比を気筒毎に算出する始動時空燃比算出手段と、
前記始動時空燃比算出手段が機関始動時に算出した第１の燃焼サイクルに対応する第１の空燃比が、理論空燃比近傍よりもリーンであるか否かを気筒毎に判定する第１の燃料性状判定手段と、
前記第１の空燃比判定手段が否定判定した場合に、前記始動時空燃比算出手段が算出した前記第１の燃焼サイクルに続く第２の燃焼サイクルに対応する前記第２の空燃比が、理論空燃比近傍であるか否かを気筒毎に判定する第２の燃料性状判定手段と、
前記第２の空燃比判定手段が否定判定した場合に、前記第２の空燃比が理論空燃比近傍よりもリーンであるか否かを気筒毎に判定する第３の燃料性状判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
さらに前記第１の燃料性状判定手段が肯定判定した場合、または前記第３の燃料性状判定手段が肯定判定した場合に、対応する気筒の運転モードを第１の運転モードに決定するとともに、前記第２の燃料性状判定手段が肯定判定した場合、または前記第３の燃料性状判定手段が否定判定した場合に、対応する気筒の運転モードを第２の運転モードに決定する運転モード決定手段を備えることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第１の運転モードがドライバビリティを重視した運転モードであり、且つ前記第２の運転モードがエミッションの低減を重視した運転モードであるとともに、前記燃料噴射弁が前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するように気筒毎に配置されていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に機関始動時の燃焼状態を改善するための内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関にあっては、機関停止時に燃料が燃料噴射弁から漏れ出すといった現象が発生することが知られている。燃料噴射弁からの燃料漏れは、具体的には例えば機関停止時に燃料を供給するフューエルデリバリパイプに高圧の燃料が残留することで発生することが知られている。係る燃料漏れが発生すると、機関始動時に漏れ出した燃料が混合気に含まれてしまう結果、空燃比がリッチになってしまい、始動性の悪化や排気エミッションの増大を招くことになる。これに対して、燃料噴射弁からの燃料漏れに対処するための技術が例えば特許文献１または２で提案されている。
【０００３】
一方、燃料には揮発性の高い軽質燃料と揮発性の低い重質燃料とがあり、燃料の性状が異なると内燃機関の燃焼状態も異なってくる。このため良好な燃焼状態を得るためには燃料の性状を判定し、燃料の性状に応じて内燃機関を運転する必要がある。これに対して、筒内圧等に基づき燃料性状を判定する技術が例えば特許文献３で開示されている。またこのほか本発明と関連性があると考えられる技術として、燃料噴射量を気筒毎に補正する技術が例えば特許文献４で、空燃比を気筒毎にする技術が例えば特許文献５で夫々提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８８４１９号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３６５０号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７４６７号公報
【特許文献４】特開２００５−３０３３２号公報
【特許文献５】特開平６−２８０６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで燃料噴射弁には個体差があり、これに起因して機関停止時の燃料の漏れ量は燃料噴射弁毎に異なってくる。このため機関始動時の燃焼状態を改善するためには、燃料の漏れ量を燃料噴射弁毎、換言すれば気筒毎に把握した上で燃料噴射量を決定する必要がある。この点、例えば特許文献４または５が提案する技術によれば、気筒毎に燃焼状態を改善することも可能になると考えられる。しかしながら、これらの提案技術は筒内圧等に基づき補正或いは検出を行うことから、まず前提として内燃機関で燃焼が行われる必要がある。このためこれらの提案技術では、機関停止時の燃料噴射弁からの燃料漏れを原因として、機関始動時に悪化する燃焼状態を改善することは困難だと考えられる。また燃料噴射弁からの燃料の漏れ量は劣化等の経時的な変化によっても異なってくることから、機関始動時の燃焼状態を改善するためには、燃料の漏れ量を経時的に把握した上で燃料噴射量を決定する必要もある。
【０００６】
一方、機関始動時に燃料性状を判定すれば、燃料の性状に応じて内燃機関を運転できるようになることから、良好な燃焼状態を得ることが可能になる。具体的には例えば燃料の性状に応じて内燃機関の運転モードを予め設定しておくとともに、燃料性状の判定結果に基づいて内燃機関の運転モードを決定するようにすれば、機関始動時に良好な燃焼状態を得ることが可能になる。ところが、燃料性状の判定に時間がかかってしまうと、その間、運転モードを決定できないことから、燃料の性状に応じて内燃機関を運転できないことになる。すなわち、燃料性状が判定されるまでの間は良好な燃焼状態を得ることができなくなってしまうことになる。また機関始動時の燃料噴射量を決定するにあたって、機関停止時の燃料の漏れ量を特段把握しない場合においては、燃料噴射弁からの燃料漏れが空燃比や筒内圧等に影響を及ぼすことになる。このため燃料性状の判定方法次第では、燃料性状の判定精度自体が低下してしまう虞があった。
【０００７】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあり、且つ燃料の漏れ量に燃料噴射弁の個体差及び経時的な変化があっても、機関始動時の燃焼状態を気筒毎に改善できる内燃機関の制御装置、及び機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあっても、機関始動時に燃料の性状を燃料噴射弁の油密保持状態とともに速やかに、且つ精度良く気筒毎に判定できる内燃機関の制御装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は燃料噴射弁を気筒毎に複数備える内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、少なくとも前記燃料噴射弁の開口隙間面積に基づき、機関停止後に機関停止時間の長さに応じて前記燃料噴射弁から漏れ出す第１の燃料漏れ量を気筒毎に算出する第１の漏れ量算出手段と、機関始動時の筒内燃料量を気筒毎に算出する始動時筒内燃料量算出手段と、少なくとも前記筒内燃料量を反映させて、機関始動時の燃料噴射量を気筒毎に算出する始動時燃料噴射量算出手段と、所定の演算のもと、機関始動時の空燃比を気筒毎に算出する始動時空燃比算出手段と、少なくとも前記始動時空燃比算出手段が算出した空燃比に基づき、前記第１の燃料漏れ量に対応する実際の燃料漏れ量として、第２の燃料漏れ量を気筒毎に算出する第２の漏れ量算出手段と、前記第１及び第２の燃料漏れ量に基づき、前記開口隙間面積から実際の開口隙間面積として、新たな開口隙間面積を気筒毎に算出するとともに、前記開口隙間面積を前記新たな開口隙間面積に気筒毎に更新する開口隙間面積更新手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、機関停止後に燃料噴射弁の噴射孔から漏れ出す第１の燃料漏れ量は、燃料噴射弁の開口隙間面積と相関関係があるといえる。また第１の燃料漏れ量は機関停止時間とも相関関係があり、さらに機関始動時の筒内燃料量には、第１の燃料漏れ量のうち、燃料噴射弁の具体的な配置などによって異なってくる所定量の燃料が含まれることになる。このため係る点に着目し、上記第１の漏れ量算出手段、始動時筒内燃料量算出手段及び始動時燃料噴射量算出手段を備えた本発明によれば、機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあり、且つ燃料の漏れ量に燃料噴射弁の個体差があっても、機関始動時の燃焼状態を気筒毎に改善できる。
【００１０】
一方、実際の燃料漏れ量に相当する第２の燃料漏れ量と筒内燃料量との間には相関関係があり、さらに筒内燃料量と機関始動時の空燃比との間にも相関関係があることから、所定の演算のもと、実際の内燃機関の運転状態から機関始動時の空燃比を気筒毎に算出するとともに、所定の演算のもと、算出した空燃比から第２の燃料漏れ量を気筒毎に算出することができる。また燃料漏れ量と開口隙間面積との間には相関関係があることから、第２の燃料漏れ量を算出すれば実際の開口隙間面積に相当する新たな開口隙間面積も算出できるようになるとともに、現在の開口隙間面積を新たな開口隙間面積に更新できるようになる。
【００１１】
係る点に着目して上記始動時空燃比算出手段、第２の燃料漏れ量算出手段及び開口隙間面積更新手段を備えた本発明によれば、機関始動時毎に第１の燃料漏れ量を精度良く算出できるようになるため、機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあり、且つ燃料の漏れ量に経時的な変化があっても、機関始動時の燃焼状態を気筒毎に改善できる。また始動時空燃比算出手段に係る所定の演算では、活性温度に達していなければ利用できないＡ／Ｆセンサ等の出力を利用しないため、本発明によれば、機関冷間始動時であっても燃焼状態を気筒毎に改善できる。なお、本発明記載の「少なくとも」とは特に相関関係に関連すると考えられる要素を特定したものである。
【００１２】
また本発明は前記燃料噴射弁が前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するように気筒毎に配置されているとともに、前記始動時筒内燃料量算出手段が、前記第１の燃料漏れ量の吸気ポートへの付着と、始動時基本燃料噴射量の吸気ポートでの残留とを考慮して、前記筒内燃料量を気筒毎に算出してもよい。内燃機関が所謂ポート噴射を行う内燃機関である場合には、始動時筒内燃料量算出手段は具体的には本発明のように算出を行うことが好適である。
【００１３】
また本発明は燃料噴射弁を気筒毎に複数備える内燃機関で制御を行うための内燃機関の制御装置であって、所定の演算のもと、機関始動時の空燃比を気筒毎に算出する始動時空燃比算出手段と、前記始動時空燃比算出手段が機関始動時に算出した第１の燃焼サイクルに対応する第１の空燃比が、理論空燃比近傍よりもリーンであるか否かを気筒毎に判定する第１の燃料性状判定手段と、前記第１の空燃比判定手段が否定判定した場合に、前記始動時空燃比算出手段が算出した前記第１の燃焼サイクルに続く第２の燃焼サイクルに対応する前記第２の空燃比が、理論空燃比近傍であるか否かを気筒毎に判定する第２の燃料性状判定手段と、前記第２の空燃比判定手段が否定判定した場合に、前記第２の空燃比が理論空燃比近傍よりもリーンであるか否かを気筒毎に判定する第３の燃料性状判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明は燃料噴射弁からの燃料漏れがあった場合の機関始動時の空燃比の挙動に着目し、第１から第３までの燃料性状判定手段夫々で、始動時空燃比算出手段が算出した機関始動時の空燃比に基づき、燃料噴射弁の油密保持状態も考慮した上で燃料性状の判定を行う点に特徴を有するものである。この点、第１の燃料性状判定手段は具体的には肯定判定であった場合に、燃料性状は重質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が良好である、と判定する。また第２の燃料性状判定手段は具体的には肯定判定であった場合に、燃料性状は軽質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が良好である、と判定する。また第３の燃料性状判定手段は具体的には、肯定判定であった場合には、燃料性状は重質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が悪化している、と判定し、否定判定であった場合には、燃料性状は軽質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が悪化している、と判定する。
【００１５】
係る第１から第３までの燃料性状判定手段を備えた本発明によれば、機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあっても、機関始動時に燃料の性状を燃料噴射弁の油密保持状態とともに判定できることから、燃料性状を精度良く判定できる。また本発明によれば燃料の性状を２サイクル以内に、すなわち速やかに判定できる。さらに始動時空燃比算出手段に係る所定の演算では、活性温度に達していなければ利用できないＡ／Ｆセンサ等の出力を利用しないため、本発明によれば、機関冷間始動時であっても燃焼状態を気筒毎に改善できる。
【００１６】
また本発明はさらに前記第１の燃料性状判定手段が肯定判定した場合、または前記第３の燃料性状判定手段が肯定判定した場合に、対応する気筒の運転モードを第１の運転モードに決定するとともに、前記第２の燃料性状判定手段が肯定判定した場合、または前記第３の燃料性状判定手段が否定判定した場合に、対応する気筒の運転モードを第２の運転モードに決定する運転モード決定手段を備えていてもよい。燃料の性状に応じて運転モードを決定するにあたっては、具体的には本発明のように運転モードを決定することが好ましい。本発明によれば、燃料噴射弁からの燃料漏れがあったときでも、速やかに、且つ精度良く気筒毎に判定された燃料の性状に応じて第１のまたは第２の運転モードが決定されることから、燃料の性状に応じて内燃機関を好適に運転できる。
【００１７】
また本発明は前記第１の運転モードがドライバビリティを重視した運転モードであり、且つ前記第２の運転モードがエミッションの低減を重視した運転モードであるとともに、前記燃料噴射弁が前記内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するように気筒毎に配置されていてもよい。ここで燃料性状に応じた運転モードが設定されることは、内燃機関が所謂ポート噴射式の内燃機関である場合に多いところ、本発明によれば、係るポート噴射式の内燃機関の機関始動時にドライバビリティとエミッション性能との両立を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあり、且つ燃料の漏れ量に燃料噴射弁の個体差及び経時的な変化があっても、機関始動時の燃焼状態を気筒毎に改善できる内燃機関の制御装置、及び機関停止時に燃料噴射弁からの燃料漏れがあっても、機関始動時に燃料の性状を燃料噴射弁の油密保持状態とともに速やかに、且つ精度良く気筒毎に判定できる内燃機関の制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１はＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａで実現されている本実施例に係る内燃機関の制御装置を内燃機関５０の要部とともに模式的に示す図である。内燃機関５０は吸気ポート５２ａに燃料を噴射するように配置された燃料噴射弁５７を備える所謂ポート噴射式の内燃機関となっている。なお、内燃機関５０は適宜の気筒数及び気筒配列構造を有していてよい。また内燃機関５０は一気筒につき吸気弁５５及び排気弁５６を２つずつ備えているが、これに限られず一気筒につき適宜の数量の吸排気弁５５、５６を備えていてよい。
【００２１】
内燃機関５０はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３などを有して構成されている。シリンダブロック５１には略円筒状のシリンダ５１ａが形成されている。シリンダ５１ａ内にはピストン５３が収容されており、ピストン５３の頂面にはタンブル流Ｔを案内するためのキャビティが形成されている。シリンダブロック５１にはシリンダヘッド５２が固定されている。燃焼室５４はシリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３によって囲われた空間として形成されている。シリンダヘッド５２には吸気を筒内に導入するための吸気ポート５２ａと、燃焼したガスを燃焼室５４から排気するための排気ポート５２ｂとが夫々形成されており、さらに吸気ポート５２ａを開閉するための吸気弁５５と、排気ポート５２ｂを開閉するための排気弁５６とが夫々配設されている。燃料噴射弁５７は吸気ポート５２ａに燃料を噴射できるようにシリンダヘッド５２に配設されており、点火プラグ５８は筒内に電極を突出させた状態でシリンダヘッド５２のうち、燃焼室５４上方、且つ中央の部分に配設されている。
【００２２】
ＥＣＵ１Ａは図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有して構成されるマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）と、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１Ａは主として内燃機関５０を制御するための構成であり、ＥＣＵ１Ａには例えば燃料噴射弁５７が制御対象として電気的に接続されている。またＥＣＵ１Ａには、内燃機関５０の状態を検出するためのセンサとして、内燃機関５０の回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサ７１や、内燃機関５０の冷却水温Ｔｗを検出するための水温センサ７２や、ｉｇｓｗ（イグニッションスイッチ）７３や、燃料噴射弁５７の配置に対応する吸気管内圧Ｐｍを検出するための吸気管内圧センサ７４や、燃料噴射弁５７に燃料を供給する図示しないフューエルデリバリパイプ内の燃料圧力Ｐｆを検出するための燃料圧力センサ７５や、各気筒の上死点を検出するためのカム角センサ７６や、筒内圧力Ｐｃｙｌを検出するための筒内圧センサ７７のほか、図示しないエアフロメータやスロットル開度センサやアクセル開度センサなどが電気的に接続されている。なお、ＥＣＵ１Ａにはこのほか各種の制御対象やセンサ、スイッチ類が電気的に接続されていてよい。
【００２３】
ＲＯＭはＣＰＵが実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成であり、本実施例では以下に示す第１の漏れ量算出用プログラムや、始動時筒内燃料量算出用プログラムや、始動時燃料噴射量算出用プログラムや、始動時空燃比算出用プログラムや、第２の漏れ量算出用プログラムや、開口隙間面積算出用プログラム（以下、これらのプログラムを総称するときには特定プログラムと称す）なども格納している。
【００２４】
第１の漏れ量算出用プログラムは少なくとも燃料噴射弁５７の開口隙間面積Ａｉｎｊに基づき、機関停止後に機関停止時間の長さに応じて燃料噴射弁５７から漏れ出す累積燃料漏れ量Ｍｆ（請求項記載の第１の燃料漏れ量に相当）を気筒毎に算出するように作成されている。第１の漏れ量算出用プログラムは具体的には後述する数１に示す式に基づき、累積燃料漏れ量Ｍｆを算出するように作成されている。始動時筒内燃料量算出用プログラムは機関始動時の筒内燃料量ｍｃｙｌを気筒毎に算出するように作成されている。この始動時筒内燃料量算出用プログラムは具体的には累積燃料漏れ量Ｍｆの吸気ポート５２ａへの付着を考慮して、累積燃料漏れ量Ｍｆに応じた所定量の燃料（本実施例では式：（１−Ｐ）Ｍｆで表される燃料量。Ｐは付着率）と、後述する始動時基本燃料噴射量ｍｓｔｂの吸気ポート５２ａでの残留とを考慮して、始動時基本燃料噴射量ｍｓｔｂに応じた所定量の燃料（本実施例では式：（１−Ｒ）ｍｓｔｂで表される燃料量。Ｒは残留率）とを気筒毎に算出するとともに、後述する数２に示す式に基づき、筒内燃料量ｍｃｙｌを算出するように作成されている。
【００２５】
始動時燃料噴射量算出用プログラムは筒内燃料量ｍｃｙｌを反映させて、機関始動時の燃料噴射量である始動時燃料噴射量ｍｓｔを気筒毎に算出するように作成されている。この始動時燃料噴射量算出用プログラムは具体的には後述する数３及び数４に示す式に基づき、始動時燃料噴射量ｍｓｔを気筒毎に算出するように作成されている。始動時空燃比算出用プログラムは所定の演算のもと、機関始動時の空燃比ＡＦＲを気筒毎に算出するように作成されている。この始動時空燃比算出用プログラムは具体的には後述する図２に示すフローチャートのステップＳａ１４からＳａ１８までに示す処理を実現するためのプログラムとして作成されており、これら一連の処理で行われる演算が上記所定の演算となっている。
【００２６】
第２の漏れ量算出用プログラムは少なくとも空燃比ＡＦＲに基づき、累積燃料漏れ量Ｍｆに対応する実際の漏れ量として、真の漏れ量Ｍｆｃｏ（請求項記載の第２の燃料漏れ量に相当）を気筒毎に算出するよう作成されている。この第２の漏れ量算出用プログラムは具体的には後述する数６に示す式に基づき、真の漏れ量Ｍｆｃｏを気筒毎に算出するように作成されている。開口隙間面積更新用プログラムは累積燃料漏れ量Ｍｆ及び真の漏れ量Ｍｆｃｏに基づき、開口隙間面積Ａｉｎｊから実際の開口隙間面積として、新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏを気筒毎に算出するとともに、開口隙間面積Ａｉｎｊを新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏに気筒毎に更新するように作成されている。この開口隙間面積更新用プログラムは具体的には後述する数７に示す式に基づき、新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏを気筒毎に算出するとともに、開口隙間面積Ａｉｎｊを新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏに気筒毎に更新するように作成されている。
【００２７】
またＲＯＭはこのほか内燃機関制御用プログラムや、内燃機関５０の状態を検出するためのプログラムとして、具体的には例えばクランク角センサ７１の出力に基づき回転数ＮＥを検出するための回転数検出用プログラムや、水温センサ７２の出力に基づき冷却水温Ｔｗを検出するための水温検出用プログラムや、吸気管内圧センサ７４の出力に基づき吸気管内圧Ｐｍを検出するための吸気管内圧検出用プログラムや、燃料圧力センサ７５の出力に基づき燃料圧力Ｐｆを検出するための燃料圧力検出用プログラムや、エアフロメータの出力に基づき吸入空気量を検出するための吸入空気量検出用プログラムや、クランク角センサ７１及びカム角センサ７６の出力に基づきクランク角度及び各気筒の行程を検出するための行程検出用プログラムや、筒内圧センサ７７の出力に基づき筒内圧力Ｐｃｙｌを検出するための筒内圧検出用プログラムなども格納している。なお、上述してきた各種のプログラムは一体として構成されていてもよい。
【００２８】
本実施例ではマイコンとＲＯＭに格納されたプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にマイコンと第１の漏れ量算出用プログラムとで第１の漏れ量算出手段が、マイコンと始動時筒内燃料量算出用プログラムとで始動時筒内燃料量算出手段が、マイコンと始動時燃料噴射量算出用プログラムとで始動時燃料噴射量算出手段が、マイコンと始動時空燃比算出用プログラムとで始動時空燃比算出手段が、マイコンと第２の漏れ量算出用プログラムとで第２の漏れ量算出手段が、マイコンと開口隙間面積算出用プログラムとで開口隙間面積算出手段が夫々実現されている。
【００２９】
次にＥＣＵ１Ａで行われる処理を図２に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートに示す処理の中には周知技術であることなどから、これまでの記載で特段明示しなかったプログラムに基づいて行われる処理もあるが、本フローチャートに示す処理はすべてＲＯＭに格納されたプログラムに基づきＣＰＵが実行するものとなっている。また本フローチャートはＥＣＵ１Ａで行われる処理を一気筒に着目して示したものとなっている。ＣＰＵはｉｇｓｗ７３がｏｆｆになったか否かを判定する処理を実行する（ステップＳａ１）。すなわち本ステップで内燃機関５０が停止したか否かが判定される。否定判定であれば、ステップＳａ１１に戻る。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵはｉｇｓｗ７３ｏｆｆ後の経過時間をカウントする処理を実行する（ステップＳａ２）。本ステップで、ＣＰＵは具体的にはｉｇｓｗ７３ｏｆｆ後、再び始動条件が整うまでの経過時間をカウントする。
【００３０】
続いてＣＰＵは吸気管内圧Ｐｍ及びフューエルデリバリパイプ内の燃料圧力Ｐｆを取得（検出）する処理を実行する（ステップＳａ３及びＳａ４）。さらにＣＰＵは開口隙間面積Ａｉｎｊを取得する処理を実行する（ステップＳａ５）。本ステップで、ＣＰＵは具体的にはメモリ（ＲＯＭまたはＲＡＭ）に格納された値を取得する。なお、開口隙間面積Ａｉｎｊの初期値には、油密性能がばらつきの中央にある燃料噴射弁５７の開口隙間面積Ａｉｎｊの値が予め設定されている。この点、開口隙間面積Ａｉｎｊの初期値は基本的に特に制限されないが、このように初期値を設定しておくことにより開口隙間面積Ａｉｎｊの更新による学習が早くなる。
【００３１】
続いてＣＰＵは累積燃料漏れ量Ｍｆを算出する処理を実行する（ステップＳａ６）。本ステップで、ＣＰＵは具体的には次の数１に示す式に基づき、累積燃料漏れ量Ｍｆを算出する処理を実行する。
（数１）
Ｍｆ＝Ａｉｎｊ√｛２ρｇ（Ｐｆ−Ｐａｉｒ）＋ρｇ２ｇｚ｝＋Ｍｆ（前回の値）
ここで、Ｐａｉｒは大気圧（１０１．３ｋＰａ）、ρｇは燃料（液体）密度、ｇは重力加速度、ｚは諸元により一意に決まる定数であり、このｚは具体的にはフューエルデリバリパイプと燃料噴射弁５７先端との鉛直方向距離である。数１に示す式から、累積燃料漏れ量Ｍｆは少なくとも開口隙間面積Ａｉｎｊに基づき算出されていることがわかる。なお、この累積燃料漏れ量Ｍｆの機関停止時の初期値は０（ゼロ）に設定される。
【００３２】
続いてＣＰＵはｉｇｓｗ７３がｏｎになったか否かを判定する処理を実行する（ステップＳａ７）。否定判定であればステップＳａ２に戻る。これにより、再びステップＳａ６に進んだときに累積燃料漏れ量Ｍｆが更新されるため、機関停止後に機関停止時間の長さに応じて累積燃料漏れ量Ｍｆを算出できる。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵは内燃機関５０が始動したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳａ８）。否定判定であればステップＳａ２に戻る。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵは冷却水温Ｔｗを取得する処理を実行する（ステップＳａ９）。この冷却水温Ｔｗは具体的にはシリンダヘッド５２部の冷却水温Ｔｗであることが望ましい。続いてＣＰＵは始動時基本燃料噴射量ｍｓｔｂを算出する処理を実行する（ステップＳａ１０）。
【００３３】
ステップＳａ１０で、ＣＰＵは具体的には冷却水温Ｔｗを引数として、予めＲＯＭに格納されたマップデータから始動時基本燃料噴射量ｍｓｔｂを算出する処理を実行する。また始動時基本燃料噴射量ｍｓｔｂをそのまま噴射した場合、筒内に流入する筒内燃料量ｍｃｙｌは次の数２に示す式で推定できる。
（数２）
ｍｃｙｌ＝（１−Ｐ）Ｍｆ＋（１−Ｒ）ｍｓｔｂ
ここで、Ｐは付着率、Ｒは残留率であり、夫々回転数ＮＥ及び充填効率ＫＬの関数として予め求めておいたものを適用している。続いてＣＰＵは回転数ＮＥ及び吸気充填効率ＫＬを取得する処理を実行する（ステップＳａ１１及びＳａ１２）。
【００３４】
さらにＣＰＵは始動時燃料噴射量ｍｓｔを算出するとともに、算出した始動時燃料噴射量ｍｓｔで燃料を噴射するための処理を実行する（ステップＳａ１３）。本ステップで始動時燃料噴射量ｍｓｔを算出するにあたって、ＣＰＵは具体的にはまず次の数３に示す式に基づき、筒内吸入燃料量目標値ｍｃｙｌｔを算出する。
（数３）
ｍｃｙｌｔ＝ＡＦＲｔ×ＫＬ×（Ｐ０ＶＣ／Ｒ０Ｔ０）
ここで、ＡＦＲｔは目標空燃比、Ｐ０は標準状態圧力（１０１．３ｋＰａ）、Ｔ０は標準状態温度（２９８Ｋ）、Ｒ０は気体定数、ＶＣはシリンダ行程容積である。
続いてＣＰＵは次の数４に示す式に基づいて、始動時燃料噴射量ｍｓｔを算出する処理を実行する。
（数４）
ｍｓｔ＝ｍｓｔｂ＋（ｍｃｙｌｔ−ｍｃｙｌ）／（１−Ｒ）
数４に示す式から、始動時燃料噴射量ｍｓｔには筒内燃料量ｍｃｙｌが反映されていることがわかる。
【００３５】
ＣＰＵはクランク角度θを取得する処理を実行するとともに、筒内圧力Ｐｃｙｌを取得する処理を実行する（ステップＳａ１４及びＳａ１５）。さらにＣＰＵはクランク角度θが９０［ｄｅｇ．ｂｔｄｃ］であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳａ１６）。本ステップに示す処理は圧縮工程を判定するための処理となっており、本ステップでＣＰＵは具体的には位相が圧縮上死点前９０［ｄｅｇ］であるか否かを判定している。否定判定であれば、ステップＳａ１４に戻る。
【００３６】
一方、肯定判定であれば、ＣＰＵは熱損失Ｑｗ及び比熱比κを算出する処理を実行する（ステップＳａ１７）。本ステップで熱損失Ｑｗを算出するにあたって、ＣＰＵは具体的には図３に示すマップデータから、回転数ＮＥ、充填効率ＫＬ及び冷却水温Ｔｗを引数として熱損失Ｑｗを算出する処理を実行する。また本ステップで比熱比κを算出するにあたって、ＣＰＵは具体的には次の数５に示す式に基づいて比熱比κを算出する処理を実行する。
（数５）
κ＝｛Ｑｗ−Ｐｃｙｌ（Ｖｃｙｌ−Ｖｃｙｌｏｌｄ）｝／｛Ｑｗ＋Ｖｃｙｌ（Ｐｃｙｌ−Ｐｃｙｌｏｌｄ）｝
ここでＰｃｙｌはクランク角度θが９０［ｄｅｇ．ｂｔｄｃ］であるときの筒内圧、Ｐｃｙｌｏｌｄは１ステップ前のＰｃｙｌ、Ｖｃｙｌはクランク角度θが９０［ｄｅｇ．ｂｔｄｃ］であるときの筒内容積、Ｖｃｙｌｏｌｄは１ステップ前のＶｃｙｌである。
【００３７】
さらにＣＰＵは空燃比ＡＦＲを算出する処理を実行する（ステップＳａ１８）。本ステップで、ＣＰＵは具体的には図４に示すマップデータ（ステップＳａ１７で得た比熱比κ及び空燃比ＡＦＲが１４．５のときの比熱比κ１の比率と、当量比との相関関係を規定したマップデータ）をもとに、空燃比ＡＦＲを算出する処理を実行する。なお、比熱比κ１は充填効率ＫＬを引数にもつ図５に示すマップデータから算出される。続いてＣＰＵは新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏを算出するとともに、開口隙間面積Ａｉｎｊを新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏに更新する処理を実行する（ステップＳａ１９）。
【００３８】
ステップＳａ１９で開口隙間面積Ａｉｎｊを更新するにあたって、ＣＰＵは具体的にはまずステップＳａ１８で得た空燃比ＡＦＲをもとに、次の数６に示す式に基づいて真の漏れ量Ｍｆｃｏを算出する処理を実行する（ステップＳａ２０）。
（数６）
Ｍｆｃｏ＝｛ＡＦＲ×ＫＬ×（Ｐ０ＶＣ／Ｒ０Ｔ０）−（１−Ｒ）ｍｓｔ｝／（１−Ｐ）
数６から、真の漏れ量Ｍｆｃｏが少なくとも空燃比ＡＦＲに基づき算出されていることがわかる。続いてＣＰＵは、次の数７に示す式に基づいて、真の漏れ量Ｍｆｃｏと累積燃料漏れ量Ｍｆとに基づき開口隙間面積Ａｉｎｊから新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏを算出する処理を実行する。
（数７）
Ａｉｎｊｃｏ＝Ａｉｎｊ×Ｍｆｃｏ／Ｍｆ
なお、この新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏは、次回の機関停止時にはさらに開口隙間面積Ａｉｎｊに置き換えられる。
【００３９】
これにより、機関始動毎に現在の開口隙間面積Ａｉｎｊが新たな開口隙間面積Ａｉｎｊｃｏで更新されるので、機関始動毎に累積燃料漏れ量Ｍｆを精度良く算出できる。このため燃料噴射弁５７に劣化など経時的な変化があっても、適切な始動時燃料噴射量ｍｓｔを気筒毎に決定及び噴射できる。また気筒毎に累積燃料漏れ量Ｍｆが算出されるので、燃料噴射弁５７に固体差があっても、適切な始動時燃料噴射量ｍｓｔを気筒毎に算出及び噴射できる。さらに始動時空燃比算出手段に係る所定の演算によれば、機関冷間始動時であっても空燃比を算出できることから、機関冷間始動時であっても適切な始動時燃料噴射量ｍｓｔを気筒毎に算出及び噴射できる。さらに以上により、機関停止時に燃料噴射弁５７からの燃料漏れがあり、且つ累積燃料漏れ量Ｍｆに燃料噴射弁５７の個体差及び経時的な変化があっても、機関冷間始動時の燃焼状態を気筒毎に改善できるＥＣＵ１Ａを実現できる。
【実施例２】
【００４０】
本実施例に係るＥＣＵ１Ｂは、特定プログラムの代わりに、以下に示す始動時空燃比算出用プログラムと、燃料性状判定用プログラムと、運転モード決定用プログラムとをＲＯＭに格納している以外、実施例１に係るＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。なお、本実施例ではこのＥＣＵ１Ｂは実施例１で示した内燃機関５０で用いられる。始動時空燃比算出用プログラムは本実施例では具体的には後述する図６に示すフローチャートのステップＳｂ４からＳｂ１０までに示す処理を実現するためのプログラムとして作成されている。この始動時空燃比算出用プログラムは実施例１で示した始動時空燃比算出用プログラムと実質的に同一のものとなっており、これら一連の処理で行われる演算が始動時空燃比算出手段に係る所定の演算となっている。燃料性状判定用プログラムは、第１の燃料性状判定用プログラムと、第２の燃料性状判定用プログラムと、第３の燃料性状判定用プログラムとで構成されている。
【００４１】
第１の燃料性状判定用プログラムは、始動時空燃比算出用プログラムに基づき機関始動時に算出された第１の燃料サイクルに対応する第１サイクル空燃比ＡＦＲ１（請求項記載の第１の空燃比に相当）が、理論空燃比近傍よりもリーンであるか否かを気筒毎に判定するように作成されている。第２の燃料性状判定用プログラムは、第１の燃料性状判定用プログラムに係る判定が否定判定であった場合に、始動時空燃比算出用プログラムに基づき算出された第２の燃焼サイクルに対応する第２サイクル空燃比ＡＦＲ２（請求項記載の第２の空燃比に相当）が、理論空燃比近傍であるか否かを気筒毎に判定するように作成されている。第３の燃料性状判定用プログラムは、第２の燃料性状判定用プログラムに係る判定が否定判定であった場合に、第２の空燃比ＡＦＲ２が理論空燃比近傍よりもリーンであるか否かを気筒毎に判定するように作成されている。なお、第１の燃焼サイクルは機関始動時の１サイクル目の燃焼サイクルとなっており、第２の燃焼サイクルは第１の燃焼サイクルに続く２サイクル目の燃焼サイクルとなっている。
【００４２】
さらに第１の燃料性状判定用プログラムは肯定判定であった場合に、燃料性状は重質であり、且つ燃料噴射弁５７の油密保持状態が良好である、と判定するように作成されている。また第２の燃料性状判定用プログラムは肯定判定であった場合に、燃料性状は軽質であり、且つ燃料噴射弁５７の油密保持状態が良好である、と判定するように作成されている。また第３の燃料性状判定用プログラムは、肯定判定であった場合には、燃料性状は重質であり、且つ燃料噴射弁５７の油密保持状態が悪化している、と判定し、否定判定であった場合には、燃料性状は軽質であり、且つ燃料噴射弁５７の油密保持状態が悪化している、と判定するように作成されている。
【００４３】
運転モード決定用プログラムは、第１の燃料性状判定用プログラムに係る判定が肯定判定であった場合、または第３の燃料性状判定用プログラムに係る判定が肯定判定であった場合に、対応する気筒の運転モードを第１の運転モードに決定するとともに、第２の燃料性状判定用プログラムに係る判定が肯定判定であった場合、または第３の燃料性状判定用プログラムに係る判定が否定判定であった場合に、対応する気筒の運転モードを第２の運転モードに決定するように作成されている。本実施例では第１の運転モードはドライバビリティを重視した運転モード（以下、単にドラビリ重視モードと称す）に、第２の運転モードはエミッションの低減を重視した運転モード（以下、単にエミッション重視モードと称す）に夫々設定されており、これらの運転モードを実現する各種パラメータの値などはＲＯＭに予め設定されている。
【００４４】
本実施例ではマイコンとＲＯＭに格納されたプログラムとで各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが実現されており、特にマイコンと始動時空燃比算出用プログラムとで始動時空燃比算出手段が、マイコンと第１の燃料性状判定用プログラムとで第１の燃料性状判定手段が、マイコンと第２の燃料性状判定用プログラムとで第２の燃料性状判定手段が、マイコンと第３の燃料性状判定用プログラムとで第３の燃料性状判定手段が、マイコンと運転モード決定用プログラムとで運転モード決定手段が夫々実現されている。
【００４５】
次にＥＣＵ１Ｂで行われる処理を図６及び図７に示すフローチャートを用いて詳述する。なお、本フローチャートに示す処理の中にはこれまでの記載で特段明示しなかったプログラムに基づいて行われる処理もあるが、本フローチャートに示す処理はすべてＲＯＭに格納されたプログラムに基づきＣＰＵが実行するものとなっている。また本フローチャートはＥＣＵ１Ｂで行われる処理を一気筒に着目して示したものとなっている。ＣＰＵはｉｇｓｗ７３がｏｎになったか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ１）。続いてＣＰＵは内燃機関５０が始動したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ２）。否定判定であればステップＳｂ１に戻る。一方、肯定判定であれば、ＣＰＵは冷間時であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ３）。本ステップで、ＣＰＵは具体的には冷却水温Ｔｗが所定値（例えば２５℃）よりも小さいか否かを判定する。否定判定であれば、ステップＳｂ１に戻る。
【００４６】
一方、肯定判定であれば、ＣＰＵはクランク角度θを取得する処理を実行する（ステップＳｂ４）。さらにＣＰＵは筒内圧力Ｐｃｙｌを取得する処理を実行する（ステップＳｂ５）。続いてＣＰＵは、クランク角度θが９０［ｄｅｇ．ｂｔｄｃ］であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ６）。本ステップでＣＰＵは具体的には位相が１サイクル目の圧縮上死点前９０［ｄｅｇ］であるか否かを判定している。否定判定であればステップＳｂ４に戻る。
【００４７】
一方、肯定判定であれば、ＣＰＵは回転数ＮＥ及び充填効率ＫＬを取得する処理を実行する（ステップＳｂ７及びＳｂ８）。続いてＣＰＵは比熱比κを算出する処理を実行する（ステップＳｂ９）。本ステップでは、実施例１で示したステップＳａ１７と同様に比熱比κが算出される。さらにＣＰＵは、第１サイクル空燃比ＡＦＲ１を算出する処理を実行する（ステップＳｂ１０）。続いてＣＰＵはＡＦＲ１が１５．５よりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ１１）。肯定判定であれば、ＣＰＵは対応する気筒の運転モードをドラビリ重視モードにする処理を実行する（ステップＳｂ１２）。一方、否定判定であれば、ＣＰＵはクランク角度θを取得する処理を実行する（ステップＳｂ１３）。続いてＣＰＵは筒内圧力Ｐｃｙｌを取得する処理を実行する（ステップＳｂ１４）。さらにＣＰＵはクランク角度θが９０［ｄｅｇ．ｂｔｄｃ］であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ１５）。否定判定であれば、ステップＳｂ１３に戻る。
【００４８】
一方、肯定判定であれば、ＣＰＵは内燃機関５０の運転状態として、回転数ＮＥ及び充填効率ＫＬを取得する処理を実行する（ステップＳｂ１６及びＳｂ１７）。続いてＣＰＵは、比熱比κを算出する処理を実行する（ステップＳｂ１８）。さらにＣＰＵは、第２サイクル空燃比ＡＦＲ２を算出する処理を実行する（ステップＳｂ１９）。続いてＣＰＵはＡＦＲ２が１３．５よりも大きく、且つ１５．５よりも小さいか否か、すなわちＡＦＲ２が理論空燃比近傍にあるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ２０）。肯定判定であれば、ＣＰＵは対応する気筒の運転モードをエミッション重視モードにする処理を実行する（ステップＳｂ２１）。一方、否定判定であれば、ＣＰＵはＡＦＲ２が１５．５よりも大きいか否かを判定する処理を実行する（ステップＳｂ２２）。肯定判定であれば、ＣＰＵは対応する気筒の運転モードをドラビリ重視モードにする処理を実行する（ステップＳｂ２３）。一方、否定判定であれば、ＣＰＵは対応する気筒の運転モードをエミッション重視モードにする処理を実行する（ステップＳｂ２４）。
【００４９】
ステップＳｂ１１、Ｓｂ２０及びＳｂ２２では、具体的には図８に示すように燃料の性状が燃料噴射弁５７の油密保持状態とともに判定される。すなわち、ステップＳｂ１１で肯定判定であった場合には、燃料性状は重質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が良好である、と判定され、この結果、運転モードがドラビリ重視モードに決定されることになる。またステップＳｂ２０で肯定判定であった場合には、燃料性状は軽質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が良好である、と判定され、この結果、運転モードがエミッション重視モードに決定されることになる。またステップＳｂ２２で肯定判定であった場合には、燃料性状は重質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が悪化している、と判定され、この結果、ドラビリ運転モードに決定されることになり、一方、否定判定であった場合には、燃料性状は軽質であり、且つ燃料噴射弁の油密保持状態が悪化している、と判定され、この結果運転モードがエミッション運転モードに決定されることになる。
【００５０】
これにより、機関停止時に燃料噴射弁５７からの燃料漏れがあっても、機関始動時に燃料の性状を燃料噴射弁５７の油密保持状態とともに判定できることから、燃料性状を精度良く判定できる。また燃料の性状に応じて速やかに運転モードも決定されることから、燃料の性状に応じて内燃機関を好適に運転でき、この結果、機関始動時にドライバビリティとエミッション性能との両立を図ることができる。さらに始動時空燃比算出手段に係る所定の演算によれば、機関冷間始動時であっても空燃比を算出できることから、機関冷間始動時であっても適切な始動時燃料噴射量ｍｓｔを気筒毎に算出及び噴射できる。以上により、機関停止時に燃料噴射弁５７からの燃料漏れがあっても、機関冷間始動時に燃料の性状を燃料噴射弁５７の油密保持状態とともに速やかに、且つ精度良く気筒毎に判定できるとともに、燃料の性状に応じて内燃機関５０を好適に運転できるＥＣＵ１Ｂを実現できる。
【００５１】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】ＥＣＵ１Ａを内燃機関５０Ａの要部と共に模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵ１Ａで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図３】熱損失Ｑｗのマップデータを模式的に示す図である。
【図４】比熱比κ及び空燃比ＡＦＲが１４．５のときの比熱比κ１の比率と、当量比との相関関係を規定したマップデータを模式的に示す図である。
【図５】比熱比κ１のマップデータを模式的に図である。
【図６】ＥＣＵ１Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図７】ＥＣＵ１Ｂで行われる処理をフローチャートで示す図である。
【図８】燃料の性状が燃料噴射弁５７の油密保持状態とともに判定されるときの判定パターンを表で示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ＥＣＵ
５０  内燃機関
５１  シリンダブロック
５２  シリンダヘッド
５３  ピストン
５４  燃焼室
５５  吸気弁
５６  排気弁
５７  燃料噴射弁
５８  点火プラグ
【図１】
2008309117.tif 000003
【図２】
2008309117.tif 000004
【図３】
2008309117.tif 000005
【図４】
2008309117.tif 000006
【図５】
2008309117.tif 000007
【図６】
2008309117.tif 000008
【図７】
2008309117.tif 000009
【図８】
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