(57)【要約】【課題】筒内噴射式内燃機関において、点火を行うことなく噴射された燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルについての燃料噴射量を算出し、空燃比を適正化する。【解決手段】筒内噴射式の内燃機関において、該燃焼室に噴射する燃料の量を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関の現在の運転状態に基づいて、該内燃機関に供給すべき燃料の量を要求燃料量として算出する。点火を停止した状態で燃焼室内に燃料を噴射し、該燃料を該燃焼室内に溜めるようにする。点火停止時の該燃料噴射により燃焼室内に付着した燃料の量を、付着燃料量として算出する。要求燃料を該付着燃料量で補正して、次回の燃焼のために燃料噴射弁を介して供給する燃料の量を算出する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内噴射式の内燃機関のための、燃焼室に噴射する燃料の量を制御する装置であって、
内燃機関の運転状態に基づいて、該内燃機関に供給すべき燃料の量を要求燃料量として算出する算出手段と、
点火を停止した状態で前記燃焼室内に燃料を噴射し、該燃料を該燃焼室内に溜めるようにする点火停止時噴射手段と、
前記点火停止時噴射手段による燃料噴射により前記燃焼室内に付着した燃料の量を、付着燃料量として算出する付着燃料算出手段と、
前記要求燃料量を前記付着燃料量によって補正して、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する燃料噴射量算出手段と、
を備える、内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の始動時において前記点火停止時噴射手段により点火を停止した状態で燃料を噴射する場合には、さらに、
前記内燃機関の始動時に検出された燃料圧に応じて、前記点火停止時噴射手段による燃料噴射に先立って前記燃焼室に付着している付着燃料量を残存付着燃料量として算出する手段と、
前記付着燃料算出手段によって算出された付着燃料量に、前記残存付着燃料量を加算して、総付着燃料量を算出する手段と、を備え、
前記燃料噴射量算出手段は、前記総付着燃料量によって前記要求燃料量を補正し、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する、請求項１に記載の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】
この発明は、筒内噴射方式の内燃機関において、燃焼室内に噴射する燃料の量を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射式の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）が知られている。筒内噴射式のエンジンでは、通常、燃料を高圧ポンプで昇圧させ、該昇圧させた燃料を燃焼室内に噴射する。高圧ポンプは、典型的に、エンジンの回転に同期して駆動される。エンジンが始動した時はエンジン回転数が低いので、燃料を昇圧させることが困難な場合があり、燃料の供給不足を招くおそれがある。これは、エンジンの始動性を悪化させるおそれがある。
【０００３】
このような始動時の問題を改善する手法として、下記の特許文献１には、エンジンのクランキング中に始動用燃料を全気筒に予め供給し、その後に点火を開始する手法が記載されている。
【０００４】
一方、噴射した燃料の一部が、燃焼室内に付着することが知られている。付着した燃料に基づいて、燃料噴射量を補正する手法が提案されている（たとえば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８９５１号公報
【特許文献２】特開平７−１２７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンが始動した時に始動用燃料を全気筒に予め供給し、その後に点火を開始することにより、燃料供給不足が解消され、エンジンの始動性を改善することができる。しかしながら、点火を行うことなく供給された始動用燃料の一部は、燃焼室やピストンに付着するおそれがある。この付着した燃料を考慮することなく、以降の燃焼サイクルにおいて噴射すべき燃料の量を算出すると、所望の空燃比を実現することができないおそれがある。これは、エミッションを悪化させるだけでなく、始動性の悪化を招くおそれがある。
【０００６】
したがって、点火を停止した状態で実施された燃料噴射に起因して付着する燃料を考慮し、以降の燃焼についての燃料噴射量を適切に算出することができる制御装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一つの側面によると、筒内噴射式の内燃機関のための、燃焼室に噴射する燃料の量を制御する装置は、内燃機関の現在の運転状態に基づいて、該内燃機関に供給すべき燃料の量を要求燃料量として算出する。該制御装置は、点火を停止した状態で燃焼室内に燃料を噴射し、該燃料を該燃焼室内に溜めるようにする。点火停止時における燃料噴射によって燃焼室内に付着した燃料の量を、付着燃料量として算出する。要求燃料を該付着燃料量によって補正し、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する。
【０００８】
この発明によれば、点火を停止した状態で実施された燃料噴射に起因して付着する燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルについての燃料噴射量を算出するので、空燃比が所望の値に収束させることができる。
【０００９】
この発明の一実施形態によると、内燃機関の始動時に、点火を停止した状態で燃料を噴射する場合には、さらに、該内燃機関の始動時に検出された燃料圧に応じて、該始動時における点火停止状態での燃料噴射に先立って燃焼室に付着している燃料量を、残存付着燃料量として算出する。上記の付着燃料量に、該残存付着燃料量を加算して、総付着燃料量を算出する。該総付着燃料量によって要求燃料量を補正することにより、次回の燃焼において燃料噴射弁を介して噴射すべき燃料の量を算出する。
【００１０】
前回の運転サイクルにおいてエンジンが暖機状態に至る前に停止され、その後、十分な時間放置（ソーク）せずにエンジン始動が行われると、該前回の運転サイクルのエンジン始動時に噴射された燃料の一部が、燃焼室内に残存していることがある。この発明によれば、このような残存している付着燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルについての燃料噴射量を算出するので、空燃比が所望の値に対してリッチになるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施形態に従う、内燃機関およびその制御装置の構成図である。
【００１２】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１は、車両の各部から送られてくるデータを受け入れる入力インターフェース１ａ、車両の各部の制御を行うための演算を実行するＣＰＵ１ｂ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を有するメモリ１ｃ、および車両の各部に制御信号を送る出力インターフェース１ｄを備える。メモリ１ｃのＲＯＭには、車両の各部の制御を行うためのプログラムおよび各種のデータが格納されている。この発明に従う燃料噴射制御を実現するためのプログラム、および該プログラムの実行の際に用いるデータおよびテーブルは、このＲＯＭに格納されている。ＲＯＭは、ＥＰＲＯＭのような書き換え可能なＲＯＭでもよい。ＲＡＭには、ＣＰＵ１ｂによる演算のための作業領域が設けられる。車両の各部から送られてくるデータおよび車両の各部に送り出す制御信号は、ＲＡＭに一時的に記憶される。
【００１３】
内燃機関（以下、「エンジン」という）２は、筒内噴射式のガソリンエンジンである。エンジン２はたとえば４気筒を備えることができ、そのうちの１つの気筒のみが示されている。気筒のピストン３とシリンダヘッド４との間に燃焼室５が形成されている。ピストン３の上面の中央部には凹形状のキャビティ６が形成されている。
【００１４】
シリンダヘッド４には、燃焼室５に臨むように燃料噴射弁７および点火プラグ８が取り付けられている。燃料噴射弁７の開弁時間は、ＥＣＵ１によって制御される。燃料は、燃料噴射弁７からピストン３のキャビティ６に向かって噴射されると共に、キャビティ６を含むピストン３の上面に衝突して燃料噴流を形成する。点火プラグ８は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って火花を飛ばし、燃焼室５内の混合気を燃焼させる。
【００１５】
エンジン２には、吸気弁１２を介して吸気管１３が連結されている。吸気管１３の上流側にはスロットル弁１４が設けられている。スロットル弁１４の開度は、ＥＣＵ１によって制御される。スロットル弁１４に連結されたスロットル弁開度センサ（θＴＨ）１５は、スロットル弁１４の開度を検出し、これをＥＣＵ１に供給する。
【００１６】
吸気管圧力（Ｐｂ）センサ１６および吸気温（Ｔａ）センサ１７は、吸気管１３のスロットル弁１４の下流側に設けられており、吸気管圧力Ｐｂおよび吸気温ＴＡをそれぞれ検出し、それをＥＣＵ１に送る。
【００１７】
エンジン水温（ＴＷ）センサ１８は、エンジン２のシリンダブロックの、冷却水が充満した気筒周壁（図示せず）に取り付けられ、エンジン冷却水の温度ＴＷを検出し、それをＥＣＵ１に送る。
【００１８】
エンジン２には、クランク角（ＣＲＫ）センサ１９が設けられている。クランク角センサ１９は、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ１に出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（たとえば、３０度）で出力されるパルス信号である。ＥＣＵ１は、該ＣＲＫ信号に応じ、エンジン２の回転数ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、ピストンのＴＤＣ位置に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。
【００１９】
エンジン２の下流側には、排気弁２１を介して排気管２２が連結されている。排気管２２には、排ガスの空燃比を検出するリニア空燃比センサ（ＬＡＦ）２３が設けられている。リニア空燃比センサ２３は、リーンからリッチにわたる広範囲の空燃比を検出する。検出された空燃比は、ＥＣＵ１に送られる。リニア空燃比センサの下流には、理論空燃比の運転状態の時にＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘについて最大の浄化作用を実現する三元触媒２４が設けられている。
【００２０】
三元触媒２４の下流には、Ｏ２センサ２５が設けられている。Ｏ２センサ２５は、２値型の排気ガス濃度センサである。Ｏ２センサ２５は、空燃比が理論空燃比よりもリッチであるとき高レベルの信号を出力し、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとき低レベルの信号を出力する。出力された電気信号は、ＥＣＵ１に送られる。Ｏ２センサ２５の下流には、吸着型ＮＯｘ触媒２６が設けられている。吸着型ＮＯｘ触媒２６は、酸化雰囲気においてはＮＯｘを吸着し、還元雰囲気中においてはＮＯｘを還元する。
【００２１】
ＥＣＵ１に向けて送られた信号は入力インターフェース１ａに渡される。入力インターフェース１ａは、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する。ＣＰＵ１ｂは、変換されたデジタル信号を処理し、メモリ１ｃに格納されているプログラムに従って演算を実行し、車両の各部のアクチュエータに送る制御信号を作り出す。出力インターフェース１ｄは、これらの制御信号を、燃料噴射弁７、点火プラグ８、スロットル弁１４、およびその他のアクチュエータに送る。
【００２２】
図２は、本願発明の一実施形態に従う、燃料タンクから燃料噴射弁に至る高圧燃料系のブロック図である。燃料タンク３１から燃料噴射弁７に至る通路は２つあり、一方は、燃料タンク３１から、高圧ポンプ３４を介して燃料を供給する第１の通路３７であり、他方は、高圧ポンプ３４をバイパスする通路３９である。バイパス通路３９には電磁弁３８が設けられており、該電磁弁３８の開閉はＥＣＵ１により制御される。燃料圧（ＰＦ）センサ４０が圧力室３６に設けられており、噴射される燃料の圧力（燃料圧）を検出し、それをＥＣＵ１に送る。
【００２３】
燃料ポンプ３２は、イグニションスイッチがオンされたことに応じて起動する。圧力レギュレータ３３により所定の圧力（たとえば、０．３５ＭＰａ）に調圧された燃料が、高圧ポンプ３４および電磁弁３８に供給される。高圧ポンプ３４は、エンジン２のカム軸に接続されており、エンジン２の回転に同期して動作する。圧力レギュレータ３５は、高圧ポンプ３４から出力される燃料の圧力が所定の高圧値（たとえば、８ＭＰａ）に達するまでは、高圧ポンプ３４の出力圧が圧力室３６に供給されるよう動作する。高圧ポンプ３４から出力される燃料の圧力が該所定の高圧値近傍にあるときは、燃料圧を該高圧値に維持するよう動作する。
【００２４】
電磁弁３８が開いているとき、圧力レギュレータ３３の出力圧が圧力室３６に供給されるので、燃料圧ＰＦは低圧となる。一方、電磁弁３８が閉じているとき、高圧ポンプ３４からの出力圧が圧力室３６に供給されるので、燃料圧ＰＦは高圧になる。こうして、燃料圧ＰＦを、低圧と高圧とに制御することができる。
【００２５】
エンジン２が始動モードにない時は、電磁弁３８を閉じて燃料圧ＰＦを高圧側に制御する。エンジン２が始動モードにある時は、エンジン回転数が低いために高圧ポンプ３４により燃料圧を上昇させることができない場合がある。したがって、エンジン２が始動モードにある時は、電磁弁３８を開いて燃料圧ＰＦを低圧側に制御する。
【００２６】
図３は、本願発明の一実施形態に従う、エンジン２が始動モードにある時の燃料供給形態を概念的に示す図である。エンジン２のイグニションがオンされると、クランキングが開始される。クランキング中、状態（ａ）に示されるように、全気筒の燃焼室に、始動用燃料を供給する。この始動用燃料に対しては、点火は行われない。
【００２７】
全気筒の燃焼室への始動用燃料の供給を終えた後、吸気、圧縮、膨張および排気行程からなる通常の燃焼サイクルが開始される。該燃焼サイクルが開始された時、状態（ｂ）に示されるように、始動用燃料は、典型的には、ピストン３のキャビティ６に溜まっている。この状態で、所望の空燃比を実現させるための燃料が燃焼室に噴射され、点火が実施される。
【００２８】
エンジンを始動させた時、エンジン回転数が低いので、燃料を昇圧させることができず、燃料の供給不足を招くおそれがある。特に、外気が極低温のとき、エンジンを良好に始動させるには、多量の燃料を必要とする。この発明によれば、始動用燃料が追加された状態で点火が開始されるので、エンジン始動時における燃料不足を回避することができ、よってエンジンの良好な始動性を実現することができる。
【００２９】
図４を参照して、付着燃料による燃料噴射量の補正について説明する。今回の燃焼サイクルにおいて、燃料噴射弁７から燃焼室内にＴｏｕｔ(n)の燃料が噴射されたと仮定する。ここで、ｎは燃焼サイクルを識別する識別子である。
【００３０】
この燃料噴射量Ｔｏｕｔ（ｎ）のうち、（Ａ×Ｔｏｕｔ(n)）に相当する量が、直接燃焼に寄与する。残りの量（１−Ａ）×Ｔｏｕｔ(n)は、すでに燃焼室内に付着している燃料Ｔｗｐ(n-1)中に、増分Ｆｗｉｎとして取り込まれる（式（１））。ここで、Ａは直接率と呼ばれ、今回の燃焼サイクルにおいて噴射された燃料のうち、該今回の燃料サイクルにおける燃焼に直接使用される燃料の割合を示し、０＜Ａ＜１で与えられる。
【００３１】
Ｆｗｉｎ(n)＝（１−Ａ）×Ｔｏｕｔ(n)      （１）
付着燃料量Ｔｗｐ(n-1)のうち、Ｂ×Ｔｗｐ(n-1)に相当する量が燃焼に寄与する（式（２））。ここで、Ｂは持ち去り率と呼ばれ、付着燃料量Ｔｗｐ(n-1)のうち、今回の燃焼サイクルにおける燃焼に使用される燃料の割合を示し、０＜Ｂ＜１で与えられる。
【００３２】
Ｆｗｏｕｔ(n)＝Ｂ×Ｔｗｐ(n-1)      （２）
結果として、（Ａ×Ｔｏｕｔ(n)）と、Ｆｗｏｕｔ(n)とを加えた値が、実際に、今回の燃焼サイクルで燃焼に使用される燃料の量である。
【００３３】
一方、所望のエンジン出力を得るため、今回の燃焼サイクルでエンジンに供給すべき燃料の量（要求燃料量と呼ぶ）Ｔｃｙｌ(n)が決定される。上記の燃料噴射量Ｔｏｕｔ(n)は、要求燃料量Ｔｃｙｌ(n)が、（Ａ×Ｔｏｕｔ(n)）＋Ｆｗｏｕｔ(n)に一致するように算出される（式（３）および（４））。
【００３４】
Ｔｃｙｌ(n)＝Ａ・Ｔｏｕｔ(n)＋Ｆｗｏｕｔ(n)      （３）
Ｔｏｕｔ(n)＝（Ｔｃｙｌ(n)−Ｆｗｏｕｔ(n)）／Ａ
＝（Ｔｃｙｌ(n)−Ｂ×Ｔｗｐ(n-1)）／Ａ          （４）
燃料噴射量Ｔｏｕｔ(n)が噴射されることに応じて、付着燃料は、式（５）に示すように更新される。
【００３５】
Ｔｗｐ(n)＝（１−Ｂ）×Ｔｗｐ(n-1)＋Ｆｗｉｎ(n)        （５）
この実施例では、直接率Ａおよび持ち去り率Ｂは、エンジンの現在の運転状態（典型的には、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢ）に基づいて決定される。
【００３６】
図５は、本願発明の一実施形態に従う、燃料制御装置のブロック図である。各機能ブロックは、典型的には、メモリ１ｃに格納されるソフトウェアプログラムにより実現される。
【００３７】
要求燃料算出部５１は、式（６）に従い、エンジンの現在の運転状態に基づいて、要求燃料量Ｔｃｙｌ(n)を算出する。
【００３８】
Ｔｃｙｌ(n)＝Ｔｉ(n)×Ｋｔｏｔａｌ(n)        （６）
Ｔｉは基本燃料であり、検出されたエンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢに基づいて決定される。Ｋｔｏｔａｌは、補正係数を示す。Ｋｔｏｔａｌは、たとえば、エンジン水温ＴＷに応じて決定される補正係数Ｋtw、エンジン始動時の時に考慮されるKAST、エンジンの負荷状態に応じて決定される補正係数KWOT、吸気温度に応じて決定されるKTA、空燃比補正係数KO2等を乗算することにより算出される。
【００３９】
燃料噴射量算出部５２は、付着燃料算出部５５から、現在の付着燃料Ｔｗｐ(n-1)を受け取る。燃料噴射量算出部５２は、上記の式（４）に従い、今回の燃焼サイクルにおいて噴射すべき燃料の量Ｔｏｕｔ(n)を算出する。こうして、要求燃料量Ｔｃｙｌ(n)を付着燃料量Ｔｗｐ(n-1)によって補正することにより、燃料噴射量Ｔｏｕｔ(n)が得られる。
【００４０】
モード選択部５３は、イグニションスイッチがオンされたことに応答して、値ゼロが設定されたモード信号Ｍｏｄｅを生成する。モード信号Ｍｏｄｅは、噴射弁駆動部５４に送られる。
【００４１】
また、クランキング後の各燃焼サイクルにおいて、モード選択部５３は、エンジンの現在の運転状態に基づいて、吸入行程噴射および圧縮行程噴射のうちのいずれかを選択する。吸入行程噴射では、燃焼室内に空気を吸入するため吸入行程の前半に、燃料が噴射される。吸入行程噴射は、混合気を、燃焼室内に均一に分散させながら、成層燃焼よりもリッチな状態で均一燃焼させる。吸入行程噴射は、エンジンの負荷が比較的大きい時（たとえば、加速時）に実施される。
【００４２】
圧縮行程噴射では、吸入した空気を圧縮するための圧縮行程の後半に、燃料が噴射される。圧縮行程噴射は、混合気を、点火プラグ付近に偏らせながら、極めてリーンな状態（たとえば、空燃比が２４以上）で成層燃焼させる。圧縮行程噴射は、エンジンの負荷が比較的小さい時（たとえば、アイドル運転）に実施される。
【００４３】
モード選択部５３は、吸入行程噴射を選択したならば、値１を持つモード信号Ｍｏｄｅを生成し、圧縮行程噴射を選択したならば、値２を持つモード信号Ｍｏｄｅを生成する。モード信号は、噴射弁駆動部５４に渡される。
【００４４】
噴射弁駆動部５４は、受け取ったモード信号Ｍｏｄｅの値がゼロならば、クランキング中に、所定の始動用燃料Ｔｃｙｌ＿ｓｔａｒｔが噴射されるよう燃料噴射弁７を駆動する。始動用燃料Ｔｃｙｌ＿ｓｔａｒｔは、エンジンの現在の運転状態（エンジン水温や吸気温など）に基づいて定めることができる。
【００４５】
受け取ったモード信号Ｍｏｄｅの値が１ならば、吸入行程噴射を実現するため、吸入行程が到来したことに応じて、燃料噴射量Ｔｏｕｔが噴射されるよう燃料噴射弁７を駆動する。
【００４６】
受け取ったモード信号Ｍｏｄｅの値が２ならば、圧縮行程噴射を実現するため、圧縮行程が到来したことに応じて、燃料噴射量Ｔｏｕｔが噴射されるよう燃料噴射弁７を駆動する。
【００４７】
点火カット部５６は、噴射された燃料に対して点火を行わないと判断した時、点火プラグ８への制御信号の送出を禁止する。この実施例では、点火カットは、エンジンのイグニションスイッチがオンされた時に実施される。点火カット部５６は、値がゼロのモード信号Ｍｏｄｅを受け取ったならば、点火カットを実施するため、点火プラグ８への制御信号の送出を禁止する。これにより、噴射された始動用燃料は、点火が実施されることなく燃焼室内に溜められる。
【００４８】
付着燃料算出部５５は、モード信号Ｍｏｄｅを受け取る。受け取ったモード信号Ｍｏｄｅの値がゼロならば、点火カット状態で始動用燃料が噴射されたことに起因して付着した燃料の量Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆを算出する。
【００４９】
付着燃料算出部５５は、さらに、値ゼロのモード信号Ｍｏｄｅを受け取ったならば、イグニションスイッチがオンされた時に既に燃焼室に残存している付着燃料量Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎを算出する。
【００５０】
前回の運転サイクルにおいてエンジンが暖機状態に至る前に停止され、その後、十分な時間放置（ソーク）されることなくエンジン始動が行われたとき、該前回の運転サイクルにおけるエンジン始動時に噴射された燃料の一部が、燃焼室内に残存していることがある。付着燃料算出部５５は、このような残存している付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎを算出する。
【００５１】
付着燃料算出部５５は、始動用燃料の噴射に起因する付着燃料Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆと、残存付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎとを加算し、付着燃料の今回値Ｔｗｐ(n)を算出する。この付着燃料の今回値Ｔｗｐ(n)は、燃料噴射量算出部５２が次回の燃焼のために燃料噴射量Ｔｏｕｔ(n+1)を算出するのに用いられる。
【００５２】
付着燃料算出部５５は、受け取ったモード信号Ｍｏｄｅの値が１ならば、吸入行程噴射が完了したことに応じて、付着燃料を算出する演算を開始する。付着燃料算出部５５は、吸入行程中に噴射された燃料Ｔｏｕｔ(n)に基づき、式（１）に従って付着燃料の増分Ｆｗｉｎ(n)を算出する。
【００５３】
付着燃料算出部５５は、受け取ったモード信号Ｍｏｄｅの値が２ならば、圧縮行程噴射が完了したことに応じて、付着燃料を算出する演算を開始する。付着燃料算出部５５は、圧縮行程中に噴射された燃料Ｔｏｕｔ(n)に基づき、式（１）に従って付着燃料の増分Ｆｗｉｎ(n)を算出する。
【００５４】
付着燃料算出部５５は、こうして算出された増分Ｆｗｉｎ(n)を、現在の付着燃料の量“（１−Ｂ）×Ｔｗｐ(n-1)”に加算することにより、付着燃料の今回値Ｔｗｐ(n)を算出する（式（５）参照）。この付着燃料の今回値Ｔｗｐ(n)は、燃料噴射量算出部５２が次回の燃焼のために燃料噴射量Ｔｏｕｔ(n+1)を算出するのに用いられる。
【００５５】
こうして、点火カット状態で燃料を噴射した時には、該燃料の噴射に起因して付着する燃料を考慮して、以降の燃焼のための燃料噴射量が算出される。したがって、点火カット時に付着した燃料に起因して所望の空燃比を実現することができないことを回避することができる。さらに、イグニションスイッチをオンした時に燃焼室に残存している付着燃料を考慮して、以降の燃焼のための燃料噴射量を算出するので、エンジン始動時に残存している付着燃料に起因して空燃比がリッチになることを回避することができる。
【００５６】
この実施例では、点火カットをエンジンの始動時に実施する。代替的に、この発明は、エンジンの始動時以外に点火カットする場合にも適用可能である。この場合、付着燃料算出部５５は、点火カット時の付着燃料量Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆのみを算出し、これを付着燃料Ｔｗｐとして燃料噴射量算出部５２に渡せばよい。上記の残存付着量Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎの算出は必要とされない。
【００５７】
この実施例では、吸入行程噴射または圧縮行程噴射のいずれかを実施する。代替的に、他の噴射モードを設定してもよい。たとえば、エンジン負荷が「中」程度であると判断した時、１つの燃焼サイクル中に吸入行程噴射と圧縮行程噴射の両方を実施する分割噴射を設定してもよい。このような分割噴射を設定することにより、吸入行程噴射と圧縮行程噴射の間のエンジン出力の段差を緩和することができる。
【００５８】
図６は、燃料噴射量を算出するプロセスのフローチャートを示す。このプロセスは、燃焼サイクルにつき１回実施される。この実施例では、所与の燃焼サイクル”n”が開始するに先立って該プロセスを実施する。
【００５９】
ステップＳ１において、上記の式（６）に従い、要求燃料量Ｔｃｙｌ(n)を算出する。ステップＳ２において、検出されたエンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力Ｐｂに基づいて所定のマップを参照し、直接率Ａおよび持ち去り率Ｂを求める。ステップＳ３において、式（２）に従い、前回の燃焼サイクルで算出された付着燃料量Ｔｗｐ(n-1)のうち、今回の燃焼サイクルで燃焼に寄与する付着燃料Ｆｗｏｕｔ(n)を算出する。
【００６０】
ステップＳ４において、今回の燃焼サイクルにおいて燃料カットを実施するかどうかを判断する。燃料カットは、エンジンへの燃料の供給を停止する動作である。今回の燃焼サイクルにおいて燃料カットを行うならば、ステップＳ５に進み、吸入および圧縮行程用の燃料噴射量Ｔｏｕｔ＿ｉｎｔ(n)およびＴｏｕｔ＿ｃｍｐ(n)にゼロを設定し、燃料の供給を停止する。
【００６１】
ステップＳ６において、上記の式（４）に従って、今回の燃焼サイクルにおける燃焼のための燃料噴射量Ｔｏｕｔ(n)を算出する。
【００６２】
ステップＳ７において、モード信号Ｍｏｄｅの値を調べる。モード信号Ｍｏｄｅの値がゼロならば、所定の始動用燃料Ｔｃｙｌ＿ｓｔａｒｔを、始動用の燃料噴射量Ｔｏｕｔ＿ｓｔａｒｔに設定する（Ｓ８）。
【００６３】
ステップＳ９において、モード信号Ｍｏｄｅの値が１ならば、吸入行程噴射を実施することを示す。ステップＳ６で算出された燃料噴射量Ｔｏｕｔを、吸入行程用の燃料噴射量Ｔｏｕｔ＿ｉｎｔに設定し、圧縮行程用の燃料噴射量Ｔｏｕｔ＿ｃｍｐには、ゼロを設定する（Ｓ１０）。
【００６４】
ステップＳ１１において、モード信号Ｍｏｄｅの値が２ならば、圧縮行程噴射を実施することを示す。ステップＳ６で算出された燃料噴射量Ｔｏｕｔを、圧縮行程用の燃料噴射量Ｔｏｕｔ＿ｃｍｐに設定し、吸入行程用の燃料噴射量Ｔｏｕｔ＿ｉｎｔには、ゼロを設定する（Ｓ１２）。
【００６５】
図７は、付着燃料を算出するプロセスを示すフローチャートである。このプロセスは、図６のプロセスにおいて算出された燃料噴射量に従う燃料噴射が完了したことに応じて実施される。
【００６６】
ステップＳ２１において、モード信号Ｍｏｄｅの値を調べる。モード信号Ｍｏｄｅの値がゼロならば、点火カットが行われた状態で始動用燃料が噴射されたことを示す。この場合には、ステップＳ２２において、点火カット用の付着燃料算出ルーチン（図８）を実行する。
【００６７】
ステップＳ２３において、モード信号Ｍｏｄｅの値が１ならば、今回の燃焼サイクルにおいて吸入行程噴射が行われたことを示す。ステップＳ２４に進み、吸入行程で噴射された燃料の量Ｔｏｕｔ＿ｉｎｔ(n)を、一時変数ｔｎｅｔｆｔｅｍｐに代入する。
【００６８】
吸入行程噴射でなければ、ステップＳ２５に進み、モード信号Ｍｏｄｅの値が２かどうかを調べる。モード信号Ｍｏｄｅの値が２ならば、今回の燃焼サイクルにおいて圧縮行程噴射が行われたことを示し、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６において、圧縮行程で噴射された燃料の量Ｔｏｕｔ＿ｃｍｐ(n)を、一時変数ｔｎｅｔｆｔｅｍｐに代入する。
【００６９】
ステップＳ２７では、上記の式（１）に従い、今回の燃焼サイクルの噴射によって付着した燃料、すなわち増分Ｆｗｉｎ(n)を算出する。直接率Ａは、図６のステップＳ２で求められている。
【００７０】
ステップＳ２８に進み、式（５）に従って、付着燃料量を更新し、付着燃料の今回値Ｔｗｐ(n)を算出する。この今回値Ｔｗｐ（ｎ）は、次回の燃焼サイクルのために図６のプロセスが実行された時に、ステップＳ３の演算を実行するのに用いられる。
【００７１】
図８は、図７のステップＳ２２で実施される、点火カットが行われた場合の付着燃料を算出するプロセスのフローチャートである。
【００７２】
ステップＳ４１において、イグニションスイッチをオンした時に燃料圧センサ４０（図２）により検出された初期燃料圧ＰＦ＿ＩＮＩが、所定値より大きいかどうかを判断する。
【００７３】
図２に示される高圧燃料系はシールされている。したがって、エンジンが停止した後、燃料圧の低下レートは緩やかである。燃料圧を調べることにより、エンジンが停止してからの経過時間を推定することができる。ステップＳ４１において、初期燃料圧ＰＦ＿ＩＮＩが所定値より大きければ、エンジンが暖機状態に至る前に停止してからエンジンの再始動までの時間が短いことを示す。このような状態においては、燃焼室内に、付着燃料が残存している可能性がある。
【００７４】
ステップＳ４２において、イグニションスイッチをオンした時に燃料圧センサ４０（図２）およびエンジン水温センサ１８（図１）により検出された初期燃料圧ＰＦ＿ＩＮＩおよび初期エンジン水温ＴＷ＿ＩＮＩに基づいて、残存付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎを求める。
【００７５】
残存付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎの量は、エンジン水温に依存する。エンジン水温が低いほど、噴射する燃料の量に対し、付着する燃料の割合が高い。一方、前述したように、燃料圧は、エンジンを停止してからの経過時間を示す。経過時間が長いほど、付着した燃料の蒸発が進み、よって付着燃料の量は減る。したがって、エンジン始動時の初期燃料圧ＰＦ＿ＩＮＩおよび初期エンジン水温ＴＷ＿ＩＮＩに基づいて、残存付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎの量を推定することができる。
【００７６】
燃料圧およびエンジン水温に対応する残存付着燃料の量を予め推定し、マップとしてメモリ１ｃ（図１）に記憶してもよい。初期燃料圧ＰＦ＿ＩＮＩおよび初期エンジン水温ＴＷ＿ＩＮＩに基づいて該マップを参照することにより、残存付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎを求めることができる。
【００７７】
ステップＳ４１において、初期燃料圧ＰＦ＿ＩＮＩが所定値以下ならば、エンジンが十分放置された状態にあり、付着燃料は蒸発してしまっていると判断することができる。したがって、ステップＳ４３では、残存付着燃料Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎにゼロを設定する。
【００７８】
ステップＳ４４において、エンジン水温センサにより今回検出されたエンジン水温ＴＷに基づいて、始動用燃料の噴射に起因して付着した燃料の量Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆを求める。
【００７９】
どのくらいの量の燃料が付着するかは、どのくらいの量の燃料が気化するかに基づいて推定することができる。燃料が気化する度合いは、エンジン水温に依存する。したがって、エンジン水温に基づいて、始動用燃料の噴射に起因して付着した燃料の量Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆを推定することができる。
【００８０】
エンジン水温に対応する、始動用燃料の噴射により付着する燃料の量を予め推定し、マップとしてメモリ１ｃに記憶しておいてもよい。エンジン水温ＴＷに基づいて該マップを参照することにより、該付着燃料Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆを求めることができる。
【００８１】
ステップＳ４５において、ステップＳ４２またはＳ４３で算出された残存付着燃料の量Ｔｗｐ＿ｒｅｍａｉｎと、始動用燃料の噴射に起因して付着した燃料の量Ｔｗｐ＿ｉｇｏｆｆとを加算し、付着燃料の今回値Ｔｗｐ(n)を算出する。この今回値Ｔｗｐ(n)は、次回の燃焼サイクルのために図６のプロセスが実行された時に、ステップＳ３の演算を実行するのに用いられる。
【００８２】
このように、本発明によれば、点火カットの状態で噴射された燃料に起因して付着した燃料の量に基づいて、以降の燃焼サイクルのための燃料噴射量を算出するので、空燃比が所望の値よりリッチになるのを防ぐことができる。また、エンジンの始動時に燃焼室に残存している付着燃料を考慮して、以降の燃焼サイクルのための燃料噴射量を算出するので、エンジンの始動性を良好に維持しつつ、所望の空燃比を実現することができる。
【００８３】
本発明は、他の内燃機関（たとえば、船外機）などにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】この発明の一実施例に従う、内燃機関および制御装置を概略的に示す図。
【図２】この発明の一実施例に従う、燃料タンクから燃料噴射弁に至る機構を示す図。
【図３】この発明の一実施例に従う、始動モード時の燃料供給形態を示す図。
【図４】この発明の一実施例に従う、付着燃料量による補正の概念を示す図。
【図５】この発明の一実施例に従う、燃料噴射制御装置の機能ブロック図。
【図６】この発明の一実施例に従う、燃料噴射量を算出するプロセスのフローチャート。
【図７】この発明の一実施例に従う、付着燃料を算出するプロセスのフローチャート。
【図８】この発明の一実施例に従う、点火カット時の付着燃料を算出するプロセスのフローチャート。
【符号の説明】
【００８５】
１  ＥＣＵ
２  エンジン
３  ピストン
５  燃焼室
７  燃料噴射弁
４０  燃料圧センサ
【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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【図８】
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