(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数のインジェクタと、
前記複数のインジェクタに前記燃料を分配するデリバリパイプと、
前記デリバリパイプ内の前記燃料を加熱するデリバリパイプヒータと、
前記デリバリパイプヒータの動作を制御する燃料加熱制御手段と、
前記複数のインジェクタからの前記燃料の噴射を制御する燃料噴射制御手段と、を備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記複数のインジェクタの初回噴射時において、前記燃料加熱制御手段によって前記燃料が加熱された場合に、前記デリバリパイプの入口に最も近いインジェクタから順に加熱された前記燃料を噴射することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御手段は、前記複数のインジェクタの初回噴射時において、
前記燃料加熱制御手段によって前記燃料が加熱され、かつ前記冷却水温に応じて設定される前記初回噴射時の初回噴射量が所定の燃料噴射量以上の場合に、前記デリバリパイプの入口に最も近いインジェクタから順に加熱された前記燃料を噴射し、
前記燃料加熱制御手段によって前記燃料が加熱され、かつ前記冷却水温に応じて設定される前記初回噴射時の初回噴射量が所定の燃料噴射量未満の場合に、前記複数のインジェクタの各々から同時に前記燃料を噴射すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御手段は、前記複数のインジェクタの初回噴射時において、前記燃料加熱制御手段によって前記燃料が加熱されない場合に、前記複数のインジェクタの各々から同時に前記燃料を噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に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】
この発明は、内燃機関の冷機始動時における燃料噴射を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温時における内燃機関の始動（冷機始動時）は、燃料温度および雰囲気温度の両方が低いので、燃料が揮発しにくく、良好な始動性を確保することが困難となる。また、このとき、内燃機関の始動に必要な空燃比を得るためには、燃料の噴射量を通常時よりも増やす必要があり、排出ガスが悪化する。
【０００３】
また、近年、大気汚染や石油事情の変動等に伴い、従来のガソリンに対する代替燃料として、アルコールが注目されている。また、例えばガソリンとエタノールとの混合燃料（エタノール０％〜エタノール１００％）を使用して走行するフレックス燃料車（ＦＦＶ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｕｅｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が実用化されている。
【０００４】
ここで、低温時におけるアルコールの揮発性は、ガソリンと比較して低いことが一般的に知られている。そのため、低温時における内燃機関の始動に関して、エタノール１００％等のアルコール濃度が高い燃料を使用した場合には、良好な始動性を確保することがさらに困難となるとともに、排出ガスがさらに悪化するという問題点がある。
【０００５】
そこで、上記の問題点を解決するものとして、例えば以下のものが挙げられる。
従来の内燃機関の燃料加熱制御装置は、各気筒のインジェクタに燃料を分配するデリバリパイプに設けられたデリバリパイプヒータと、内燃機関の冷却水の温度を検知する冷却水温度センサと、制御手段とを備えている。
制御手段は、内燃機関の冷却水の温度に応じて、デリバリパイプヒータを用いて燃料を加熱している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このように、従来の燃料加熱制御装置は、デリバリパイプヒータを用いて燃料を加熱し、燃料の揮発性を高めることにより、内燃機関の冷機始動時であっても、良好な始動性を確保するとともに、排出ガスの悪化を防止している。
【０００７】
一方、内燃機関の始動時における燃料噴射制御として、始動時の初回噴射時のみ、全気筒に対して同時に多量の燃料を噴射する全気筒同時噴射制御が知られている。
全気筒同時噴射制御では、多量の燃料を噴射することにより、吸気ポートの内壁面に燃料の液膜を形成し、付着燃料の気化を促進して、筒内に導入される燃料量を増加させている。また、全気筒に対して同時に燃料を噴射することにより、内燃機関が立ち上がるまでの時間（始動時間）を短縮している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、次のような問題点があった。
図１５は、従来の内燃機関の燃料加熱制御装置において、全気筒同時噴射制御を実行した場合の燃料噴射状態を示す説明図である。なお、図１５では、デリバリパイプヒータを省略している。
内燃機関の冷機始動時において、初回噴射時の全気筒同時噴射制御により、デリバリパイプヒータで加熱された燃料を全気筒に対して噴射する場合には、低温かつ初回噴射であることから、図１５に示すように多量の燃料噴射が必要となる。すなわち、１回の燃料噴射で、デリバリパイプ１３内の加熱燃料を多量に消費することになる。
【００１０】
ここで、デリバリパイプ１３内の加熱燃料がインジェクタ１２から噴射されると、噴射された分だけ、燃料配管１５から未加熱の新規燃料がデリバリパイプ１３内に供給される。すなわち、初回噴射が終了する前（初回噴射中）に、デリバリパイプ１３の入口に最も近いインジェクタ１２（第１インジェクタ１２ａ）から順に、未加熱の新規燃料が到達することになる。初回噴射中に未加熱の新規燃料がインジェクタ１２に到達した場合には、低温のまま初回噴射に利用される。
このとき、デリバリパイプ１３の入口に近いインジェクタ１２から噴射される燃料は、加熱燃料と未加熱燃料とが混在したものとなり、噴射された燃料の平均温度は、加熱燃料の温度よりも低くなる。一方、デリバリパイプ１３の入口から遠いインジェクタ１２からは、全て加熱燃料が噴射される。
【００１１】
したがって、従来の内燃機関の燃料加熱制御装置において、全気筒同時噴射制御を実行した場合には、初回噴射中に未加熱の新規燃料がインジェクタ１２に到達する可能性があるので、デリバリパイプ１３の入口に近い気筒では、デリバリパイプ１３の入口から遠い気筒と比較して、燃料が揮発しにくくなる。
また、低温になるほど燃料の噴射量を増やさなければならないので、デリバリパイプ１３の入口に近い気筒では、低温になるほど未加熱燃料の割合が多くなり、噴射された燃料の平均温度が低くなる。
そのため、デリバリパイプヒータを用いて燃料を加熱したにも関わらず、良好な始動性を十分に確保することができず、排出ガスの悪化を十分に防止することができないという問題点があった。
【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、初回噴射中に未加熱燃料がインジェクタに到達することを防止して、内燃機関の冷機始動時であっても、良好な始動性を確保するとともに、排出ガスの悪化を防止することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数のインジェクタと、複数のインジェクタに燃料を分配するデリバリパイプと、デリバリパイプ内の燃料を加熱するデリバリパイプヒータと、デリバリパイプヒータの動作を制御する燃料加熱制御手段と、複数のインジェクタからの燃料の噴射を制御する燃料噴射制御手段とを備え、燃料噴射制御手段は、複数のインジェクタの初回噴射時において、燃料加熱制御手段によって燃料が加熱された場合に、デリバリパイプの入口に最も近いインジェクタから順に加熱された燃料を噴射するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射制御手段は、複数のインジェクタの初回噴射時において、燃料加熱制御手段によって燃料が加熱された場合に、デリバリパイプの入口に最も近いインジェクタから順に加熱された燃料を噴射する。
そのため、初回噴射中に未加熱燃料がインジェクタに到達することを防止して、内燃機関の冷機始動時であっても、良好な始動性を確保するとともに、排出ガスの悪化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
なお、以下の実施の形態では、直列４気筒の内燃機関を例に挙げて説明するが、これに限定されず、内燃機関の気筒数は別の数であってもよい。
【００１６】
この発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動時の初回噴射時において、燃料が加熱されたときの燃料噴射制御と、初回噴射時の初回噴射量に応じた燃料噴射制御とを組み合わせることにより、内燃機関が立ち上がるまでの始動時間を短縮するとともに、排出ガスの悪化を防止することができる。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。なお、この内燃機関１（以下、「エンジン１」と称する）には、４本の気筒２が設けられているが、図１では、そのうちの１本の気筒２のみを示している。
【００１８】
図１において、エンジン１には、筒状の気筒２とクランク軸（図示せず）に接続されたピストン３とによって、燃料と空気とが混合した混合気が吸入されて燃焼する燃焼室４が形成されている。
ここで、ピストン３は、気筒２の軸線方向に往復自在に設けられている。また、クランク軸には、エンジン１の回転に同期して信号を発生するクランク角センサ５が設けられている。また、気筒２には、エンジン１を冷却するための冷却水（図示せず）の温度に応じた電圧を出力する水温センサ６が設けられている。
【００１９】
気筒２には、気筒２内に空気を吸入する吸気マニホールド７と、燃焼室４内で混合気が燃焼して生成された排気ガスを排出する排気マニホールド８とが接続されている。また、気筒２には、燃焼室４と吸気マニホールド７との間を開閉する吸気弁９と、燃焼室４と排気マニホールド８との間を開閉する排気弁１０とが取り付けられている。
また、気筒２の頂部には、燃焼室４に供給された混合気に点火する点火プラグ１１が取り付けられている。
【００２０】
吸気マニホールド７の下流側で吸気弁９の近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１２が取り付けられている。これにより、最適なタイミングで気筒２内に燃料を供給することができる。
また、インジェクタ１２には、４本の気筒２の各々のインジェクタ１２に燃料を分配するデリバリパイプ１３が接続されている。また、デリバリパイプ１３には、デリバリパイプ１３内の燃料を加熱するデリバリパイプヒータ１４が設けられている。
以下、図２を参照しながら、インジェクタ１２、デリバリパイプ１３およびデリバリパイプヒータ１４の構成について詳細に説明する。
【００２１】
図２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置におけるインジェクタ１２、デリバリパイプ１３およびデリバリパイプヒータ１４を示す構成図である。
図２において、デリバリパイプ１３には、４本の気筒２の各々に対応した４個のインジェクタ１２が取り付けられている。燃料は、デリバリパイプ１３に接続された燃料配管１５からデリバリパイプ１３に供給され、デリバリパイプ１３から各インジェクタ１２に分配される。
【００２２】
ここでは、デリバリパイプ１３の入口に近いインジェクタ１２から順に、第１インジェクタ１２ａ、第２インジェクタ１２ｂ、第３インジェクタ１２ｃ、第４インジェクタ１２ｄとする。
また、デリバリパイプ１３の外側には、デリバリパイプ１３内の燃料を加熱するデリバリパイプヒータ１４が、デリバリパイプ１３を覆うように設けられている。なお、デリバリパイプヒータ１４は、デリバリパイプ１３の内側に設けられてもよい。
【００２３】
図１において、吸気マニホールド７の上流側には、燃焼室４に吸入される空気を一時的にためるサージタンク１６が接続されており、サージタンク１６の上流側には、スロットル弁１７が設けられている。また、スロットル弁１７の下流側には、ブースト圧に応じた電圧を出力するブースト圧センサ１８が設けられている。
排気マニホールド８の下流側には、排気ガス中の有害物質を取り除く触媒装置１９が接続されており、触媒装置１９の下流側には、排気ガスを外部に排出するテールパイプ２０が接続されている。
【００２４】
ここで、デリバリパイプヒータ１４の加熱動作、およびインジェクタ１２の燃料噴射動作は、内燃機関の制御装置の要部を構成するエンジン制御用電子コントロールユニット３０（以下、「ＥＣＵ３０」と略称する）によって制御されている。
ＥＣＵ３０は、燃料加熱制御手段と、燃料噴射制御手段とを含んでいる。
【００２５】
ここで、ＥＣＵ３０は、演算処理を行うＣＰＵ、プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ、ＥＣＵ３０の電源が切れても格納されているデータを保持するバックアップＲＡＭ、アクチュエータ駆動のための駆動回路、各種センサのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、および各種信号の入出力を行うＩ／Ｏインタフェースで構成されている。なお、これらの構成は図示しない。
さらに、ＥＣＵ３０を構成する各ブロックは、ＲＯＭ内にソフトウェアとして記憶されている。
【００２６】
また、ＥＣＵ３０には、水温センサ６およびブースト圧センサ１８からの電圧出力値がＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換され、Ｉ／Ｏインタフェースを介して入力される。Ａ／Ｄ変換された各出力値は、それぞれ冷却水温Ｔｗおよびブースト圧Ｐｂとして上記各手段での演算に用いられる。また、ＥＣＵ３０には、クランク角センサ５の信号が割り込み入力されて、ＥＣＵ３０に内蔵されたタイマとクランク角センサ５の信号とからエンジン回転数Ｎｅが演算され、上記各手段での演算に用いられる。
【００２７】
燃料加熱制御手段は、ガソリンに混合されるアルコールの濃度に応じて設定されるエンジン始動可能水温と、冷却水温Ｔｗとを比較する。また、燃料加熱制御手段は、冷却水温Ｔｗが現在のアルコール濃度におけるエンジン始動可能水温よりも低い場合には、アルコール濃度に応じた通電時間の間、デリバリパイプヒータ１４に通電して、デリバリパイプ１３内の燃料を加熱する。一方、燃料加熱制御手段は、冷却水温Ｔｗがエンジン始動可能水温以上の場合には、デリバリパイプヒータ１４に通電しない。
【００２８】
なお、アルコール濃度が高くなると燃料の揮発性が低くなるので、アルコール濃度に応じて設定されるエンジン始動可能水温は、アルコール濃度が高くなるほど水温が高くなるように設定される。また、アルコール濃度に応じた通電時間は、アルコール濃度が高くなるほど時間が長くなるように設定される。
また、燃料加熱制御手段は、エンジン１が始動してから、インジェクタ１２による初回噴射が行われるまでの間のみ、燃料の加熱動作を実行する。
【００２９】
燃料噴射制御手段は、ブースト圧Ｐｂとエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、燃料噴射量を演算し、その燃料噴射量に応じてインジェクタ１２を駆動する。
なお、燃料噴射制御手段は、エンジン１の始動時の初回噴射時のみ、以下に示す制御を実行する。
【００３０】
図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における燃料噴射制御手段３４の詳細な構成を、燃料加熱制御手段３３とともに示すブロック図である。
図３において、燃料噴射制御手段３４は、初回シーケンシャル噴射制御手段４１を有している。
【００３１】
初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、エンジン１の始動時におけるインジェクタ１２の初回噴射時に、デリバリパイプ１３の入口に最も近い第１インジェクタ１２ａから順に、第４インジェクタ１２ｄまで燃料を噴射する。
なお、初回噴射時の初回噴射量は、冷却水温Ｔｗに応じてあらかじめ設定されており、通常は、冷却水温Ｔｗが低くなるほど噴射量が多くなるように設定されている。また、燃料がアルコールを含んでいる場合には、冷却水温Ｔｗおよびアルコール濃度に応じて初回噴射量が設定される。
【００３２】
以下、上記構成の内燃機関の制御装置におけるエンジン１の始動時の燃料噴射動作について説明する。
まず、図４のフローチャートを参照しながら、燃料加熱制御手段３３および燃料噴射制御手段３４による初回噴射ルーチンについて説明する。なお、この動作は、ＥＣＵ３０においてメインルーチンが所定時間周期で実行される中でサブルーチンとして実行される。
【００３３】
まず、燃料噴射制御手段３４は、キーオン直後か否かを判定する（ステップＳ１０１）。
ステップＳ１０１において、キーオン直後である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、燃料噴射制御手段３４は、初回シーケンシャル噴射の最初の噴射気筒Ｉｃとして、第１インジェクタ１２ａに対応した１を記憶する（ステップＳ１０２）。
【００３４】
また、燃料噴射制御手段３４は、初回噴射がまだ行われていないので、初回噴射実行フラグＦｓを１にセットする（ステップＳ１０３）。
ステップＳ１０２およびステップＳ１０３は、パラメータおよびフラグの初期化処理である。
一方、ステップＳ１０１において、キーオン直後でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ１０４に移行する。
【００３５】
続いて、燃料加熱制御手段３３は、燃料加熱制御条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
ここで、燃料加熱制御条件は、以下の２つの条件が成立する場合に満たされていると判定される。まず、第１の条件は、初回噴射実行フラグＦｓが１にセットされているという条件である。また、第２の条件は、冷却水温Ｔｗがアルコールの濃度に応じて設定されるエンジン始動可能水温よりも低いか、もしくは、現在デリバリパイプヒータ１４が通電状態でありかつアルコール濃度に応じた通電時間内であるという条件である。
【００３６】
ステップＳ１０４において、燃料加熱制御条件が満たされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、燃料加熱制御手段３３は、デリバリパイプヒータ１４に通電して（ステップＳ１０５）、メインルーチンに戻る。
【００３７】
一方、ステップＳ１０４において、燃料加熱制御条件が満たされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、燃料加熱制御手段３３は、デリバリパイプヒータ１４に通電しない（ステップＳ１０６）すなわち、デリバリパイプヒータ１４が通電中の場合は、通電を停止する。
【００３８】
次に、燃料噴射制御手段３４は、初回噴射実行フラグＦｓが１にセットされているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
ステップＳ１０７において、初回噴射実行フラグＦｓが１にセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、燃料噴射制御手段３４は、初回シーケンシャル噴射制御手段４１により、図５に示す初回シーケンシャル噴射ルーチンを実行して（ステップＳ１０８）、メインルーチンに戻る。
一方、ステップＳ１０７において、初回噴射実行フラグＦｓが１にセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのままメインルーチンに戻る。
【００３９】
続いて、図５のフローチャートを参照しながら、初回シーケンシャル噴射制御手段４１による初回シーケンシャル噴射ルーチンについて説明する。なお、この動作は、図４のフローチャートのステップＳ１０８において、サブルーチンとして実行される。
【００４０】
まず、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、噴射気筒Ｉｃに１が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、初回シーケンシャル噴射ルーチンにおける最初の噴射の場合には、噴射気筒Ｉｃに１が記憶されているので、条件が成立する。
ステップＳ２０１において、噴射気筒Ｉｃに１が記憶されている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、デリバリパイプ１３の入口に最も近い第１インジェクタ１２ａの燃料噴射を行う（ステップＳ２０２）。
また、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、初回シーケンシャル噴射の次の噴射気筒Ｉｃとして、第２インジェクタ１２ｂに対応した２を記憶して（ステップＳ２０３）、初回噴射ルーチンおよびメインルーチンに戻る。
【００４１】
一方、ステップＳ２０１において、噴射気筒Ｉｃに１が記憶されていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、噴射気筒Ｉｃに２が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０４において、噴射気筒Ｉｃに２が記憶されている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、第２インジェクタ１２ｂの燃料噴射を行う（ステップＳ２０５）。
また、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、初回シーケンシャル噴射の次の噴射気筒Ｉｃとして、第３インジェクタ１２ｃに対応した３を記憶して（ステップＳ２０６）、初回噴射ルーチンおよびメインルーチンに戻る。
【００４２】
一方、ステップＳ２０４において、噴射気筒Ｉｃに２が記憶されていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、噴射気筒Ｉｃに３が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ２０７）。
ステップＳ２０７において、噴射気筒Ｉｃに３が記憶されている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、第３インジェクタ１２ｃの燃料噴射を行う（ステップＳ２０８）。
また、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、初回シーケンシャル噴射の次の噴射気筒Ｉｃとして、第４インジェクタ１２ｄに対応した４を記憶して（ステップＳ２０９）、初回噴射ルーチンおよびメインルーチンに戻る。
【００４３】
一方、ステップＳ２０７において、噴射気筒Ｉｃに３が記憶されていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、噴射気筒Ｉｃとして記憶された４に対応する第４インジェクタ１２ｄの燃料噴射を行う（ステップＳ２１０）。
また、初回シーケンシャル噴射制御手段４１は、全ての気筒２について初回シーケンシャル噴射が終了したので、初回噴射実行フラグＦｓを０にセットして（ステップＳ２１１）、初回噴射ルーチンおよびメインルーチンに戻る。
【００４４】
ここで、これまで説明したエンジン１の始動時の初回シーケンシャル噴射について、図６を用いて説明する。
図６は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の初回シーケンシャル噴射を示す説明図である。なお、図６では、デリバリパイプヒータを省略している。
【００４５】
図６において、エンジン１の冷機始動時の初回噴射を行う場合、デリバリパイプヒータ１４によって燃料が加熱され、初回噴射直前には、デリバリパイプ１３およびインジェクタ１２ａ〜１２ｄの近傍が加熱燃料で満たされている。また、デリバリパイプ１３の入口に接続された燃料配管１５には、未加熱の燃料が充填されている。
【００４６】
ここで、デリバリパイプ１３内の加熱燃料が第１インジェクタ１２ａから噴射されると、噴射された分だけ、燃料配管１５から未加熱の新規燃料がデリバリパイプ１３内に供給される。
続いて、第２インジェクタ１２ｂの燃料噴射時において、第１インジェクタ１２ａの噴射によって供給された未加熱の新規燃料は、第２インジェクタ１２ｂの近傍まで到達していないので、第２インジェクタ１２ｂからは、加熱燃料のみが噴射される。このとき、第２インジェクタ１２ｂから噴射された分だけ、燃料配管１５から未加熱の新規燃料がデリバリパイプ１３内に供給される。
【００４７】
次に、第３インジェクタ１２ｃおよび第４インジェクタ１２ｄの燃料噴射時においても同様に、未加熱の新規燃料は、第３インジェクタ１２ｃおよび第４インジェクタ１２ｄの近傍まで到達していない。そのため、第３インジェクタ１２ｃおよび第４インジェクタ１２ｄからは、加熱燃料のみが噴射される。
【００４８】
この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射制御手段３４は、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱された場合に、初回シーケンシャル噴射制御手段４１により、デリバリパイプ１３の入口に最も近い第１インジェクタ１２ａから順に、第４インジェクタ１２ｄまで加熱された燃料を噴射する。
そのため、初回噴射中に未加熱燃料がインジェクタ１２に到達することを防止して、エンジン１の冷機始動時であっても、良好な始動性を確保するとともに、排出ガスの悪化を防止することができる。
【００４９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱されない場合あっても、初回シーケンシャル噴射が行われるようになっているが、これに限定されない。
以下、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱されない場合に、全気筒２に対して同時に燃料を噴射するものについて説明する。
【００５０】
図７は、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置における燃料噴射制御手段３４Ａの詳細な構成を、燃料加熱制御手段３３とともに示すブロック図である。
図７において、燃料噴射制御手段３４Ａは、初回シーケンシャル噴射制御手段４１と、第１初回噴射制御切換手段４２と、全気筒同時噴射制御手段４３とを有している。
【００５１】
第１初回噴射制御切換手段４２は、燃料加熱制御手段３３によってデリバリパイプヒータ１４の加熱動作が１度実行されたか否かを判定する。また、第１初回噴射制御切換手段４２は、判定結果に応じて、初回シーケンシャル噴射制御手段４１による初回シーケンシャル噴射、または全気筒同時噴射制御手段４３による全気筒同時噴射の何れかが行われるように切り換える。
全気筒同時噴射制御手段４３は、エンジン１の始動時におけるインジェクタ１２の初回噴射時に、全気筒２に対して４つのインジェクタ１２ａ〜１２ｄの各々から同時に燃料を噴射する。
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００５２】
以下、上記構成の内燃機関の制御装置におけるエンジン１の始動時の燃料噴射動作について説明する。
まず、図８のフローチャートを参照しながら、燃料加熱制御手段３３および燃料噴射制御手段３４Ａによる初回噴射ルーチンについて説明する。なお、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
【００５３】
まず、燃料噴射制御手段３４Ａは、キーオン直後であると判定され（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、初回噴射実行フラグＦｓを１にセット（ステップＳ１０３）した後、ヒータオンフラグＦｈを初期化するために０にリセットする（ステップＳ１０９）。
【００５４】
続いて、燃料加熱制御手段３３は、燃料加熱制御条件が満たされていると判定され（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、デリバリパイプヒータ１４に通電（ステップＳ１０５）した後、デリバリパイプヒータ１４に通電したことを記憶するために、ヒータオンフラグＦｈを１にセットする（ステップＳ１１０）。
【００５５】
次に、初回噴射実行フラグＦｓが１にセットされていると判定された場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）には、燃料噴射制御手段３４Ａは、ヒータオンフラグＦｈが１にセットされているかを判定する（ステップＳ１１１）。
ステップＳ１１１において、ヒータオンフラグＦｈが１にセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、燃料噴射制御手段３４Ａは、初回シーケンシャル噴射制御手段４１により、図５に示す初回シーケンシャル噴射ルーチンを実行して（ステップＳ１０８）、メインルーチンに戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ１１１において、ヒータオンフラグＦｈが１にセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、燃料噴射制御手段３４Ａは、全気筒同時噴射制御手段４３により、図９に示す全気筒同時噴射ルーチンを実行して（ステップＳ１１２）、メインルーチンに戻る。
ここで、このステップＳ１１１が第１初回噴射制御切換手段４２の機能を果たしている。
【００５７】
続いて、図９のフローチャートを参照しながら、全気筒同時噴射制御手段４３による全気筒同時噴射ルーチンについて説明する。なお、この動作は、図８のフローチャートのステップＳ１１２において、サブルーチンとして実行される。
なお、初回シーケンシャル噴射制御手段４１による初回シーケンシャル噴射ルーチンは、前述した実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
【００５８】
まず、全気筒同時噴射制御手段４３は、第１インジェクタ１２ａから第４インジェクタ１２ｄまでの燃料噴射を行う（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４）。
次に、全気筒同時噴射制御手段４３は、全ての気筒２について燃料噴射が終了したので、初回噴射実行フラグＦｓを０にセットして（ステップＳ３０５）、初回噴射ルーチンおよびメインルーチンに戻る。
【００５９】
ここで、これまで説明したエンジン１の始動時の全気筒同時噴射について、図１０を用いて説明する。
図１０は、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の全気筒同時噴射を示す説明図である。なお、図１０では、デリバリパイプヒータを省略している。
【００６０】
図１０において、エンジン１の始動時の全気筒同時噴射を行う場合、初回噴射直前には、デリバリパイプ１３およびインジェクタ１２ａ〜１２ｄの近傍が未加熱燃料で満たされている。
ここで、全気筒２に対して４つのインジェクタ１２ａ〜１２ｄの各々から同時に燃料が噴射されると、デリバリパイプ１３の入口に近いインジェクタ１２においては、初回噴射中に未加熱の新規燃料が到達する。
【００６１】
しかしながら、このとき、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱されていないので、デリバリパイプ１３内の燃料温度は、燃料配管１５から供給される燃料の温度と等しくなる。そのため、全気筒同時噴射によって未加熱の新規燃料が初回噴射に使用された場合であっても、各気筒２に噴射された燃料の温度に差は発生しない。
【００６２】
この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射制御手段３４Ａは、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱された場合に、初回シーケンシャル噴射制御手段４１による初回シーケンシャル噴射を行う。また、燃料噴射制御手段３４Ａは、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱されない場合に、全気筒同時噴射制御手段４３による全気筒同時噴射を行う。
そのため、全気筒２に対する初回噴射終了までの時間を短縮することができるので、内燃機関が立ち上がるまでの始動時間を短縮して、始動性を向上させることができる。
【００６３】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱された場合に、初回シーケンシャル噴射が行われ、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱されない場合に、全気筒同時噴射が行われる構成を示したが、これに限定されない。
以下、エンジン１の始動時のインジェクタ１２の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱され、かつ初回噴射時の初回噴射量が所定の燃料噴射量以上の場合に、初回シーケンシャル噴射が行われ、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱され、かつ初回噴射時の初回噴射量が所定の燃料噴射量未満の場合に、全気筒同時噴射が行われるものについて説明する。
【００６４】
図１１は、この発明の実施の形態３に内燃機関の制御装置における燃料噴射制御手段３４Ｂの詳細な構成を、燃料加熱制御手段３３とともに示すブロック図である。
図１１において、燃料噴射制御手段３４Ｂは、初回シーケンシャル噴射制御手段４１と、第１初回噴射制御切換手段４２と、全気筒同時噴射制御手段４３と、第２初回噴射制御切換手段４４とを有している。
【００６５】
第２初回噴射制御切換手段４４は、第１初回噴射制御切換手段４２の後段に設けられ、冷却水温Ｔｗに応じて設定される初回噴射時の初回噴射量が、あらかじめ設定された所定の燃料噴射量以上であるか否かを判定する。また、第２初回噴射制御切換手段４４は、判定結果に応じて、初回シーケンシャル噴射制御手段４１による初回シーケンシャル噴射、または全気筒同時噴射制御手段４３による全気筒同時噴射の何れかが行われるように切り換える。
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００６６】
以下、上記構成の内燃機関の制御装置におけるエンジン１の始動時の燃料噴射動作について説明する。
まず、図１２のフローチャートを参照しながら、燃料加熱制御手段３３および燃料噴射制御手段３４Ｂによる初回噴射ルーチンについて説明する。なお、実施の形態２と同様の動作については、説明を省略する。
【００６７】
まず、ヒータオンフラグＦｈが１にセットされていると判定された場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）には、燃料噴射制御手段３４Ｂは、インジェクタ１２の初回噴射時の初回噴射量が、しきい値Ｄｐ（所定の燃料噴射量）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。ここで、しきい値Ｄｐは、デリバリパイプ１３の入口から第１インジェクタ１２ａ手前までの燃料量とする。
ステップＳ１１３において、初回噴射時の初回噴射量がしきい値Ｄｐ以上である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、燃料噴射制御手段３４Ｂは、初回シーケンシャル噴射制御手段４１により、図５に示す初回シーケンシャル噴射ルーチンを実行して（ステップＳ１０８）、メインルーチンに戻る。
【００６８】
一方、ステップＳ１１３において、初回噴射時の初回噴射量がしきい値Ｄｐ未満である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、燃料噴射制御手段３４Ｂは、全気筒同時噴射制御手段４３により、図９に示す全気筒同時噴射ルーチンを実行して（ステップＳ１１２）、メインルーチンに戻る。
ここで、このステップＳ１１３が第２初回噴射制御切換手段４４の機能を果たしている。
【００６９】
ここで、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱され、かつ初回噴射時の初回噴射量がしきい値Ｄｐ未満であると判定された場合における全気筒同時噴射について、図１３を用いて説明する。
図１３は、この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置において、燃料が加熱され、かつ初回噴射量がしきい値Ｄｐ未満と判定された場合の全気筒同時噴射を示す説明図である。なお、図１３では、デリバリパイプヒータを省略している。
【００７０】
図１３において、エンジン１の冷機始動時の初回噴射を行う場合、デリバリパイプヒータ１４によって燃料が加熱され、初回噴射直前には、デリバリパイプ１３およびインジェクタ１２ａ〜１２ｄの近傍が加熱燃料で満たされている。また、デリバリパイプ１３の入口に接続された燃料配管１５には、未加熱の燃料が充填されている。
【００７１】
ここで、初回噴射量は、前述したように、冷却水温Ｔｗに応じて設定されるので、冷却水温Ｔｗによっては、燃料加熱制御手段３３による燃料の加熱は必要だが、初回噴射量は少なく設定されている場合がある。
そのため、燃料が加熱され、かつ初回噴射量がしきい値Ｄｐ未満と判定された場合における全気筒同時噴射は、全気筒２に対して同時に燃料を噴射しても、未加熱の新規燃料がデリバリパイプ１３の入口に最も近い第１インジェクタ１２ａに到達することがない。すなわち、デリバリパイプ１３の入口に最も近い第１インジェクタ１２ａからも、未加熱の新規燃料が噴射されることはない。
【００７２】
この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射制御手段３４Ｂは、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱され、かつ初回噴射時の初回噴射量が所定の燃料噴射量以上の場合に、初回シーケンシャル噴射制御手段４１による初回シーケンシャル噴射を行う。また、燃料噴射制御手段３４Ｂは、エンジン１の始動時の初回噴射時において、燃料加熱制御手段３３によって燃料が加熱され、かつ初回噴射時の初回噴射量が所定の燃料噴射量未満の場合に、全気筒同時噴射制御手段４３による全気筒同時噴射を行う。
そのため、全気筒同時噴射時に未加熱の新規燃料が噴射される可能性がある場合のみ初回シーケンシャル噴射を行い、それ以外の場合に全気筒同時噴射を行うことができる。
したがって、全気筒２に対する初回噴射終了までの時間を短縮することができるので、内燃機関が立ち上がるまでの始動時間を短縮して、始動性を向上させることができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態１〜３では、デリバリパイプ１３の長さ方向の端部に燃料配管１５が接続され、デリバリパイプ１３の入口に近いインジェクタ１２から順に、第１インジェクタ１２ａ〜第４インジェクタ１２ｄとしたが、これに限定されない。
例えば、図１４に示すように、デリバリパイプ１３の長さ方向の中間部分に燃料配管１５が接続されていてもよい。
【００７４】
ここで、デリバリパイプ１３の入口からの距離が等しいインジェクタが複数ある場合には、例えば、図１４（ａ）に示すように、デリバリパイプ１３の入口に近いインジェクタ１２から順に、第１インジェクタ１２ａ〜第４インジェクタ１２ｄとし、第１インジェクタ１２ａ〜第４インジェクタ１２ｄの順に初回シーケンシャル噴射を行う。これにより、上記実施の形態１〜３と同様に、初回噴射中に未加熱燃料がインジェクタ１２に到達することを防止して、エンジン１の冷機始動時であっても、良好な始動性を確保するとともに、排出ガスの悪化を防止することができる。
【００７５】
また、デリバリパイプ１３の入口からの距離が等しいインジェクタが複数ある場合には、例えば、図１４（ｂ）に示すように、デリバリパイプ１３の入口に近いインジェクタ１２から順に、２つのインジェクタ１２をまとめて第１インジェクタ１２ａおよび第２インジェクタ１２ｂとし、第１インジェクタ１２ａ〜第２インジェクタ１２ｂの順に初回シーケンシャル噴射を行う。これにより、上記実施の形態１〜３と同様に、初回噴射中に未加熱燃料がインジェクタ１２に到達することを防止して、エンジン１の冷機始動時であっても、良好な始動性を確保するとともに、排出ガスの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置におけるインジェクタ、デリバリパイプおよびデリバリパイプヒータを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における燃料噴射制御手段の詳細な構成を、燃料加熱制御手段とともに示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の燃料加熱制御手段および燃料噴射制御手段による初回噴射ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の初回シーケンシャル噴射制御手段による初回シーケンシャル噴射ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の初回シーケンシャル噴射を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置における燃料噴射制御手段の詳細な構成を、燃料加熱制御手段とともに示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の燃料加熱制御手段および燃料噴射制御手段による初回噴射ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の全気筒同時噴射制御手段による全気筒同時噴射ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の全気筒同時噴射を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に内燃機関の制御装置における燃料噴射制御手段の詳細な構成を、燃料加熱制御手段とともに示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置の燃料加熱制御手段および燃料噴射制御手段による初回噴射ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置において、燃料が加熱され、かつ初回噴射量がしきい値未満と判定された場合の全気筒同時噴射を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態１〜３に係る内燃機関の制御装置におけるインジェクタ、デリバリパイプおよびデリバリパイプヒータを示す別の構成図である。
【図１５】従来の内燃機関の燃料加熱制御装置において、全気筒同時噴射制御を実行した場合の燃料噴射状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１２、１２ａ〜１２ｄ  インジェクタ、１３  デリバリパイプ  １４  デリバリパイプヒータ、３３  燃料加熱制御手段、３４、３４Ａ、３４Ｂ  燃料噴射制御手段、４１  初回シーケンシャル噴射制御手段、４２  第１初回噴射制御切換手段、４３  全気筒同時噴射制御手段、４４  第２初回噴射制御切換手段。
【図１】
0004516140.tif 000002
【図２】
0004516140.tif 000003
【図３】
0004516140.tif 000004
【図４】
0004516140.tif 000005
【図５】
0004516140.tif 000006
【図６】
0004516140.tif 000007
【図７】
0004516140.tif 000008
【図８】
0004516140.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004516140.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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