(57)【要約】      （修正有）【課題】ポート噴射インジェクタを備えたエンジンの冷間燃料増量補正を的確に行なう。【解決手段】ＥＣＵは、エンジンが始動されＳ１００、エンジン冷却水温ＴＨＷが低温側しきい値ＴＨＷ（Ｌ）以下であるとＳ３００、燃料増量補正制御を開始するＳ４００。ＥＣＵは、エンジンの運転状態を検知してＳ５００、エンジン運転状態から発熱量ΔＱを算出してＳ６００、この発熱量に基づいて吸気バルブ温度ＴＶを推定するためのステップＳ７００と、バルブ温度ＴＶが十分な気化特性が得られるバルブ温度閾い値ＴＶ（Ｈ）になるまでの残り時間ｔを算出するステップＳ８００と、残り時間ｔが０になると増量燃料量が０になるように、増量燃料の減衰率Ｋを算出するステップＳ９００と、増量燃料初期値×減衰率Ｋにより増量燃料量を算出するステップＳ１０００とを含むプログラムを実行する。バルブ温度ＴＶがバルブ温度閾い値ＴＶ（Ｈ）以上になるまで繰り返し実行する。【選択図】図２
2007211766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射機構を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の冷間時に、前記燃料噴射機構から噴射される燃料を増量するように前記燃料噴射機構を制御するための制御手段と、
前記内燃機関の運転状態を検知するための検知手段と、
前記運転状態に基づいて吸気弁の温度を推定するための推定手段と、
前記吸気弁の温度に基づいて、前記制御手段により増量される燃料量を減少させるように調整するための調整手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて発熱量を推定して、前記発熱量に基づいて前記吸気弁の温度を推定するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記吸気弁の温度が予め定められたしきい値に到達すると、前記制御手段において増量される燃料量が零になるように調整するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記吸気弁の温度が予め定められたしきい値に到達するまでの時間を算出して、前記算出された時間が零になると前記制御手段において増量される燃料量が零になるように調整するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記吸気弁の温度が予め定められたしきい値に到達するまでの時間を算出して、前記算出された時間が零になると前記制御手段において増量される燃料量が零になるように、増量される燃料量を減少させる度合いを算出して、前記度合いを用いて調整するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記しきい値は、燃料噴射機構から噴射された燃料の気化状態が良好な状態になる、前記吸気弁の温度である、請求項３〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記しきい値は、前記内燃機関の運転状態に基づいて変化される、請求項３〜６のいずれか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】
本発明は、吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するインジェクタを備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、冷間始動時において吸気通路または吸気ポートの内壁面に燃料が付着して燃焼に関与しない燃料が発生するため、この付着燃料分を増量補正する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する吸気通路噴射用インジェクタから噴射された燃料の一部は、エンジン温度が低いほど（吸気通路が冷えているほど）、吸気通路の内壁面に付着する。その結果、吸気通路から機関燃焼室内に供給される燃料量は、インジェクタから噴射された燃料量も少なくなる。
【０００３】
このため、エンジン温度が低い時には、空燃比のフィードバック制御により算出された基本噴射量をインジェクタから噴射しても、実際に燃焼室内に供給される燃料量が算出された燃料量よりも少なくなってしまい（リーンな状態）、そのため、目標空燃比にならないことがある。
【０００４】
また、吸入空気量とエンジン回転数との関係から必要な基本噴射量をマップを用いて算出して、その基本噴射量をインジェクタから噴射しても、エンジン温度が低い時には、実際に燃焼室内に供給される燃料量が算出された燃料量よりも少なくなってしまい、エンジンの出力が低下してしまうことがある。
【０００５】
このような問題を解決するために、エンジンの温度が低い時には基本噴射量を適宜増量する補正が行なわれる。このような増量補正は、たとえば、特許文献１等に開示されているように、一般的に公知の技術である。
【特許文献１】特開昭６２−１９５４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された噴射制御装置を含め、吸気通路または吸気ポートに燃料を噴射するエンジンにおける従来の冷間時の燃料増量補正制御は、エンジン温度、特にエンジン冷却水温をパラメータとしていた。エンジン冷却水温が低いほど付着燃料量が多く、また燃料の気化状態が悪いと推定して増量値を増加させて、エンジン冷却水温が上昇してくると増量値を減少させて、定常状態（十分にエンジン温度が上昇してインジェクタから噴射した燃料のほぼすべてが燃焼室に導入される状態）になると、増量補正を完了させるように制御されていた。
【０００７】
しかしながら、エンジン温度やエンジン冷却水温と、付着燃料量との間には、負の相関関係（エンジン冷却水温が低いと付着燃料量が多く、エンジン冷却水温が高いと付着燃料量が少ない）があると推測されるものの、付着燃料量（換言すれば気化状態）は、本質的には吸気系統の温度自体により決定される。このため、従来のエンジン温度やエンジン冷却水温を用いた冷間時の燃料増量補正制御では、たとえば始動直後の増量初期値とこの増量初期値からの減衰率（増量初期値から増量分を減らす度合い）とを、空燃比制御の目標値、アイドル安定性、ドライバビリティ向上等に基づいて、試行錯誤的に調整していた。このような調整（適合）には、多数の工数がかかるとともに、最適ではない可能性がある。
【０００８】
これは、本質的には、吸気系統の温度が気化状態を決定付けるにもかかわらず、間接的なエンジン温度やエンジン冷却水温を用いているためである。
【０００９】
本発明は、上述の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、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射機構を備えた内燃機関における冷間時の燃料増量補正制御を的確に行なうことができる制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射機構を備えた内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関の冷間時に、燃料噴射機構から噴射される燃料を増量するように燃料噴射機構を制御するための制御手段と、内燃機関の運転状態を検知するための検知手段と、運転状態に基づいて吸気弁の温度を推定するための推定手段と、吸気弁の温度に基づいて、制御手段により増量される燃料量を減少させるように調整するための調整手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、検知手段により検知された内燃機関の運転状態に基づいて、燃料噴射機構から噴射された燃料が気化しないで付着する吸気弁の温度が推定される。吸気弁の温度の上昇に基づいて冷間時に増量される燃料量が減少される。このようにすると、気化状態に最も影響を与える因子である吸気弁の温度を直接的に用いて増量される燃料量を減少させることができる。このため、余分に増量することがなくなり、無駄な増量を回避できて、空燃比制御の精度向上、排気エミッションの向上および燃費向上を実現できる。さらに、従来は適合されていた燃料量を減少させる度合い（減衰率）を精度高くかつ計算式で算出できるので、適合に要していた時間を短縮できる。その結果、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射機構を備えた内燃機関における冷間時の燃料増量補正制御を的確に行なうことができる制御装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、推定手段は、内燃機関の運転状態に基づいて発熱量を推定して、発熱量に基づいて吸気弁の温度を推定するための手段を含む。
【００１３】
第２の発明によると、冷間時の内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関における発熱量が推定されて（吸気系統や吸気弁の熱容量を用いて）、吸気弁の温度を的確に推定することができる。なお、内燃機関の運転状態を随時検知することにより、吸気弁の温度の推定精度を向上できる。
【００１４】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、調整手段は、吸気弁の温度が予め定められたしきい値に到達すると、制御手段において増量される燃料量が零になるように調整するための手段を含む。
【００１５】
第３の発明によると、吸気弁の温度が、燃料噴射機構から噴射された燃料の気化状態が良好で吸気弁に付着する燃料がなくなる程度の高温（たとえば１００℃）に到達すると、もはや燃料を増量する必要がないので、増量される燃料量が零になるようにして、無駄な増量を回避できる。
【００１６】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、調整手段は、吸気弁の温度が予め定められたしきい値に到達するまでの時間を算出して、算出された時間が零になると制御手段において増量される燃料量が零になるように調整するための手段を含む。
【００１７】
第４の発明によると、吸気弁の温度が、燃料噴射機構から噴射された燃料の気化状態が良好で吸気弁に付着する燃料がなくなる程度の高温（たとえば１００℃）に到達するまでの残り時間を算出する。この残り時間が零になると、もはや燃料を増量する必要がないので、増量される燃料量が零になるようにして、無駄な増量を回避できる。
【００１８】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、調整手段は、吸気弁の温度が予め定められたしきい値に到達するまでの時間を算出して、算出された時間が零になると制御手段において増量される燃料量が零になるように、増量される燃料量を減少させる度合いを算出して、度合いを用いて調整するための手段を含む。
【００１９】
第５の発明によると、吸気弁の温度が、燃料噴射機構から噴射された燃料の気化状態が良好で吸気弁に付着する燃料がなくなる程度の高温（たとえば１００℃）に到達するまでの残り時間を算出する。この残り時間が零になると、増量される燃料量が零になるように増量された燃料を減少させる度合い（減衰率、減少率）を用いて、増量される燃料量をバルブ温度に対応させて減少させることができる。このため、現実に吸気弁等に付着する燃料分だけを増量できるので、無駄な増量を回避できる。
【００２０】
第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３〜５のいずれかの発明の構成に加えて、しきい値は、燃料噴射機構から噴射された燃料の気化状態が良好な状態になる、吸気弁の温度である。
【００２１】
第６の発明によると、しきい値が、燃料噴射機構から噴射された燃料の気化状態が良好であると、噴射された燃料が吸気弁に付着することがなくなる程度の高温（たとえば１００℃）に設定する。このようなしきい値に到達すると、もはや燃料を増量する必要がないので、増量される燃料量が零になるようにして、無駄な増量を回避できる。
【００２２】
第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３〜６のいずれかの発明の構成に加えて、しきい値は、内燃機関の運転状態に基づいて変化される。
【００２３】
第７の発明によると、内燃機関の運転状態（回転数、吸気空気量）が変化すると、吸気管内の圧力（負圧）が変化する。吸気管内の圧力の変化により、燃料噴射機構から噴射されたが気化しないで吸気管内に付着した燃料の気化状態が変化する。このため、しきい値を内燃機関の運転状態に基づいて変化させることにより、内燃機関の運転状態が過渡的に変化した場合であっても、増量される燃料量を的確に減少させることができるので、無駄な増量を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２５】
図１に示すように、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両は、エンジン１５０と、吸気系１５２と、排気系１５４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを含む。
【００２６】
吸気系１５２は、吸気通路１１０と、エアクリーナ１１８と、エアーフローメータ１０４と、スロットルモータ１１４と、スロットルバルブ１１２と、スロットルポジションセンサ１１６とを含む。
【００２７】
エアクリーナ１１８から吸気された空気は、吸気通路１１０を通り、エンジン１５０に流通する。吸気通路１１０の途中には、スロットルバルブ１１２が設けられる。スロットルバルブ１１２は、スロットルモータ１１４が作動することにより開閉される。このとき、スロットルバルブ１１２の開度は、スロットルポジションセンサ１１６により検知することが可能となる。エアクリーナ１１８とスロットルバルブ１１２との間における吸気通路には、エアーフローメータ１０４が設けられており、吸気された空気量を検知する。エアーフローメータ１０４には、吸入空気量Ｑを表わす吸気量信号をＥＣＵ１００に送信する。
【００２８】
エンジン１５０は、冷却水通路１２２と、シリンダブロック１２４と、インジェクタ１２６と、ピストン１２８と、クランクシャフト１３０と、水温センサ１０６と、クランクポジションセンサ１３２とを含む。
【００２９】
シリンダブロック１２４の気筒数に対応した数のシリンダ内には、それぞれピストン１２８が設けられる。ピストン１２８上部の燃焼室に吸気通路１１０を通って、インジェクタ１２６から噴射された燃料と吸気された空気との混合気が導入されて、点火プラグ（図示せず）の点火により燃焼する。燃焼が生じると、ピストン１２８が押し下げられる。このとき、ピストン１２８の上下運動は、クランク機構を介して、クランクシャフト１３０の回転運動に変換される。なお、エンジン１５０の回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ１３２により検知された信号に基づいてＥＣＵ１００が検知する。
【００３０】
このインジェクタ１２６から噴射された燃料は、エンジン１５０が低温であるほど、吸気通路１１０や吸気バルブ１２５に多く付着して、燃焼室に導入されない。このため、以下に示すように燃料増量補正制御が行なわれる。
【００３１】
シリンダブロック１２４内には、冷却水通路１２２が設けられており、ウォータポンプ（図示せず）の作動により、冷却水が循環する。この冷却水通路１２２内の冷却水は、冷却水通路１２２に接続されたラジエータ（図示せず）へと流通して冷却ファン（図示せず）により放熱される。冷却水通路１２２の通路上には水温センサ１０６が設けられており、冷却水通路１２２内の冷却水の温度を検知する。水温センサ１０６は、検知した水温を、水温信号としてＥＣＵ１００に送信する。
【００３２】
排気系１５４は、排気通路１０８と、第１の空燃比センサ１０２Ａと、第２の空燃比センサ１０２Ｂと、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと、第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとを含む。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に第１の空燃比センサ１０２Ａが設けられ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側（第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側）に第２の空燃比センサ１０２Ｂが設けられる。なお、三元触媒コンバータは１個でもよい。
【００３３】
エンジン１５０の排気側に接続された排気通路１０８は、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂに接続される。すなわち、エンジン１５０において燃焼室内の混合気の燃焼により生じる排気ガスは、まず、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入する。第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入した排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａにおいて酸化される。また、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａに流入した排気ガス中に含まれるＮＯｘは、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａにおいて、還元される。この第１の三元触媒コンバータ１２０Ａは、エンジン１５０の近くに設置され、エンジン１５０の冷間始動時においても速やかに昇温されて触媒機能を発現する。
【００３４】
さらに、排気ガスは、ＮＯｘの浄化を目的として、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａから第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂに送られる。この第１の三元触媒コンバータ１２０Ａと第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂとは、基本的には同じ構造および機能を有するものである。
【００３５】
第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流側に設けられた第１の空燃比センサ１０２Ａ、第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの下流側であって第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流側に設けられた第２の空燃比センサ１０２Ｂは、三元触媒コンバータ１２０Ａまたは三元触媒コンバータ１２０Ｂを通過した排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検知する。酸素の濃度を検知することにより、混合気中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検知することができる。
【００３６】
第１の空燃比センサ１０２Ａおよび第２の空燃比センサ１０２Ｂは、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を発生させる。この電流は、たとえば電圧に変換されてＥＣＵ１００に入力される。したがって、第１の空燃比センサ１０２Ａの出力信号に基づいて第１の三元触媒コンバータ１２０Ａの上流における排気ガスから空燃比を検知することができ、第２の空燃比センサ１０２Ｂの出力信号に基づいて第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂの上流における排気ガスから空燃比を検知することができる。これらの第１の空燃比センサ１０２Ａおよび第２の空燃比センサ１０２Ｂは、空燃比がリーンのときには、たとえば０．１Ｖ程度の電圧を発生し、空燃比がリッチのときには０．９Ｖ程度の電圧を発生するものである。これらの値に基づいて空燃比に換算した値と、空燃比のしきい値とを比較して、ＥＣＵ１００による空燃比制御が行なわれる。
【００３７】
第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂは、空燃比がほぼ理論空燃比のときにＨＣ，ＣＯを酸化しつつＮＯｘを還元する機能、すなわちＨＣ，ＣＯおよびＮＯｘを同時に浄化する機能を有する。これらの第１の三元触媒コンバータ１２０Ａおよび第２の三元触媒コンバータ１２０Ｂは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の三成分をすべて良好に浄化させることができない。空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと還元作用が不活発になり、酸化窒素（ＮＯｘ）を還元する作用が低下して、ＮＯｘ浄化機能が低下する。
【００３８】
このエンジン１５０には、冷間始動時に燃料を増量補正する燃料増量補正制御が適用される。特に、的確に増量値を減衰させていくために、従来のようにエンジン冷却水温のみをパラメータとするのではなく、エンジンの運転状態を検知して、それから燃料の気化状態に最も強い因子である吸気バルブ（以下、単にバルブと記載する場合がある）の温度を推定して、そのバルブ温度に基づいて増量された燃料を減衰させる度合いである減衰率（減少率ともいえる）を算出する。以下、このような燃料増量補正制御について詳しく説明する。
【００３９】
図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。このプログラムは、所定のサイクルタイム（たとえば８ｍｓｅｃ）で繰り返し実行される。
【００４０】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１５０が始動されたか否かを判断する。この判断は、たとえばイグニッションスイッチの状態に基づいて行なわれる。エンジン１５０が始動すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻されてエンジン１５０が始動されるまで待機する。
【００４１】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン冷却水温ＴＨＷを、水温センサ１０６からＥＣＵ１００に入力された信号に基づいて検知する。
【００４２】
Ｓ３００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン冷却水温ＴＨＷが冷間時のエンジン冷却水温しきい値ＴＨＷ（Ｌ）以下であるか否かを判断する。エンジン冷却水温ＴＨＷがエンジン冷却水温しきい値ＴＨＷ（Ｌ）以下であると冷間時であることを示す。エンジン冷却水温ＴＨＷ≦エンジン冷却水温しきい値ＴＨＷ（Ｌ）であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、この処理は終了する、すなわち、冷間時ではなく、吸気通路や吸気ポートへの壁面付着量が問題になるほど温度が低くないので、冷間始動時の燃料増量補正制御は実行されない。
【００４３】
Ｓ４００にて、冷間始動時の燃料増量補正制御を開始する。
Ｓ５００にて、エンジン１５０の運転状態として、エンジン回転数ＮＥ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、気温、吸気量等を検知する。なお、エンジン回転数ＮＥは、クランクポジションセンサ１３２からＥＣＵ１００に入力された信号に基づいて検知する。吸気量は、エアーフローメータ１０４からＥＣＵ１００に入力された信号に基づいて検知される。気温は、図１に示していない気温センサにより、またはエアーフローメータ１０４に備えられた温度センサにより検知される。なお、エンジン１５０の運転状態として、上記に加えて、インジェクタ１２６からの燃料噴射量を検知するようにしてもよい。
【００４４】
Ｓ６００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１５０の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、気温、吸気量、さらに燃料噴射量）から発熱量ΔＱを算出する。このとき、Ｓ５００において検知されたエンジン１５０の随時の運転状態に基づいて、その時点に運転状態に対応した発熱量ΔＱが算出される。なお、このΔＱを固定の値としてもよい。
【００４５】
Ｓ７００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１５０の運転状態から現在バルブ温度ＴＶ（ｎ）を推定する。なお、ｎ＝１，２，３…であって、このＳ５００〜Ｓ１１００の処理ループ内で１ずつ加算される。このとき、初期バルブ温度ＴＶ（０）はエンジン冷却水温度ＴＨＷとする。また、エンジン１５０の運転状態から発熱量ΔＱを用いて（より詳しくは、このΔＱとバルブの熱容量とから算出される温度上昇値、または、このΔＱとバルブを含む吸気系の熱容量とから算出される温度上昇値を用いて）、現在バルブ温度ＴＶ（ｎ）＝ＴＶ（ｎ−１）＋ΔＱにより推定する。ここで、ｎは、１，２，３等の自然数であって、１ずつ加算される変数である。
【００４６】
Ｓ８００にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１５０の運転状態と現在バルブ温度ＴＶ（ｎ）とから、バルブ温度ＴＶが、インジェクタ１２６から噴射された燃料が十分に気化するバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）（たとえば１００℃）に到達するまでの残り時間ｔを算出する。すなわち、このエンジン１５０の運転状態が継続した場合に収束すると推定した場合のバルブ温度ＴＶがバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）に到達するまでの時間が、残り時間ｔとして推定されることになる。
【００４７】
Ｓ９００にて、ＥＣＵ１００は、残り時間ｔが０になったときに、増量燃料量が０になるように、増量された燃料量の減衰率（減少率）Ｋを算出する。なお、０≦Ｋ≦１である。
【００４８】
Ｓ１０００にて、ＥＣＵ１００は、増量燃料量（ｎ）を、増量燃料初期値×Ｋにより算出する。この増量燃料量（ｎ）分だけ、基本噴射量に加算して、インジェクタ１２６から燃料を噴射する。
【００４９】
Ｓ１１００にて、推定されたバルブ温度ＴＶ（ｎ）がバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）（たとえば１００℃）以上であるか否かを判断する。バルブ温度ＴＶ（ｎ）≧バルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）であると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ５００へ戻されて、ｎに１が加算されて、Ｓ５００〜Ｓ１１００の処理ルーチンが繰り返し実行される。
【００５０】
Ｓ１２００にて、ＥＣＵ１００は、燃料増量補正制御を終了させる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置を実現するＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００５１】
エンジン１５０の冷間時（冷間時であるか否かはエンジン冷却水温ＴＨＷで判断）にエンジン１５０が始動されると（Ｓ１００にてＹＥＳかつＳ３００にてＹＥＳ）、基本燃料噴射量にＳ１０００で算出される増量燃料量（ｎ）を加算してインジェクタ１２６から燃料を噴射する、始動時の燃料増量補正制御が開始される（Ｓ４００）。
【００５２】
エンジン１５０の運転状態として、エンジン回転数ＮＥ、冷却水温ＴＨＷ、気温、吸気量等が検知される（Ｓ５００）。このようなエンジン１５０の運転状態を示す状態量を用いて、エンジン１５０における発熱量ΔＱが算出される（Ｓ６００）。
【００５３】
ｎ＝１として、エンジン運転状態から算出された発熱量ΔＱを用いて現在のバルブ温度ＴＶ（１）が算出される（Ｓ７００）。このとき、ＴＶ（１）＝ＴＶ（０）（＝ＴＨＷ）＋ΔＱとなる。
【００５４】
エンジン１５０の運転状態と現在バルブ温度ＴＶ（１）とからバルブ温度ＴＶがバルブ温度しきい値ＴＨ（Ｈ）（たとえば１００℃）に到達するまでの残り時間ｔを算出する（Ｓ８００）。この残り時間ｔが０、すなわち、残り時間は、現時点から、インジェクタ１２６から噴射された燃料が十分に気化するようになるまでの時間である。このようになると燃料を増量する必要がなくなる。
【００５５】
残り時間が０になった時に増量燃料量が０になるように、増量された燃料の減衰率Ｋが算出される（Ｓ９００）。すなわち、初期の増量燃料量からエンジン１５０の運転状態から推定されるバルブ温度ＴＶを考慮して、増量される燃料量を減少させていき、インジェクタ１２６から噴射された燃料が十分に気化するようになると増量される燃料量を０にする。
【００５６】
この減衰率Ｋを用いて、増量燃料量が、増量燃料初期値×Ｋにより算出される（Ｓ１０００）。推定されたバルブ温度ＴＶ（１）は、バルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）以上になるまで、ｎに１を加算して、Ｓ５００〜Ｓ１０００までの増量補正制御が実行される。
【００５７】
推定されたバルブ温度ＴＶ（ｎ）がバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）以上になると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、燃料増量補正制御を終了させる（Ｓ１２００）。
【００５８】
図３に、このエンジン１５０が時刻ｔ（０）で始動されて、その後も運転状態が変化しなかった場合におけるエンジン１５０の各種状態量の時間変化を、図４に、このエンジン１５０が時刻ｔ（０）で始動されてその後の時刻ｔ（４）で運転状態が変化した場合におけるエンジン１５０の各種状態量の時間変化を、それぞれ示す。
【００５９】
図３（Ａ）にエンジン回転数の変化、図３（Ｂ）に吸気量の変化、図３（Ｃ）に冷却水温の変化、図３（Ｄ）にバルブ温度の変化、図３（Ｅ）に発熱量の変化、図３（Ｆ）に空燃比の変化、図３（Ｇ）に増量燃料量の変化を示す。上記したように、時刻ｔ（０）でエンジン１５０が始動された後に、エンジン１５０の運転状態（たとえば吸気量で表わされる）は変化しなかったと想定する（すなわち、図３（Ａ）および図３（Ｂ）の点線で示すように定常状態であったと想定する）。
【００６０】
このような場合においては、図３（Ｄ）に示すようにバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）は変化しない（たとえば、１００℃のまま）。図３（Ｇ）に示すように、減衰率Ｋに基づいて増量燃料量が減少されて、時刻ｔ（２）で増量燃料量が０に収束する。なお、減衰率Ｋは、図３（Ｄ）に示す残り時間ｔを用いて算出される。
【００６１】
ただし、このように運転状態が変化しないと想定した場合であっても、図３（Ｃ）に示すように、エンジン１５０の冷却水温は変化する（次第に上昇する）。この冷却水温も現在バルブ温度を算出するときに用いられることを考慮すると（冷却水温は図３（Ｅ）の発熱量を算出するときに用いられる）、繰り返して図２のフローチャートが実行される結果、時刻ｔ（１）から時刻ｔ（２）における減衰率Ｋも微小に変化すると考えられる。
【００６２】
なお、増量燃料量の初期値は、図３（Ｆ）に示すように、実際に検知した空燃比である燃焼空燃比（燃焼Ａ／Ｆ）と、インジェクタ１２６から噴射した燃料がすべて燃焼した場合の予測値である供給空燃比（供給Ａ／Ｆ）との差分を、エンジン１５０始動後に補填（増量）される燃料量としている。
【００６３】
一方、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、エンジン１５０の運転状態を示す吸気量に対して、バルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）を切換えるためのしきい値を設けるようにしたり、図４（Ａ）および図４（Ｃ）に示すように、運転状態の変化に対応させてバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）を変化するようにしてもよい。
【００６４】
図４（Ｂ）に示すように、エンジン１５０の吸気量が、一点鎖線で示す吸気量しきい値を下回ると（時刻ｔ（３））、図４（Ｃ）に示すように、バルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）を変化させている。
【００６５】
さらに、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すようにエンジン１５０の運転状態が変化すると（時刻ｔ（４））、図４（Ｃ）に示すように、バルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）を変化させている。
【００６６】
このようにすると、エンジン１５０の運転状態を示す吸気量にバルブ温度しきい値ＴＶ（Ｈ）を切換えるためのしきい値（ただし、このしきい値の対象は吸気量に限定されないで、たとえば、エンジン回転数のようにエンジン１５０の運転状態を示す他の状態量であってもよい）を変更すると、残り時間ｔが変更される。残り時間ｔが変更されると、弁水率Ｋが変更されるので、エンジン１５０の運転状態に対応させて減衰率Ｋを算出することができる。
【００６７】
以上のようにして、冷間時におけるエンジンの始動直後にインジェクタから噴射された燃料の気化状態が、主としてインジェクタから噴射された燃料が付着する吸気バルブの温度の上昇とともに変化することに鑑み、吸気バルブの温度をエンジンの運転状態に基づいて推定するようにした。始動直後からエンジンの運転状態に基づいてバルブ温度を推定して、そのバルブ温度がインジェクタから噴射された燃料が十分に気化するバルブ温度しきい値（たとえば１００℃）に到達するまでの残り時間を算出して、その残り時間が０になったときに増量燃料量が０になるように増量する燃料量の減衰率を算出した。このようにすると、気化状態に最も影響するバルブの温度上昇に合致させて、増量される燃料量を変化させるので、無駄な増量を回避できて、空燃比制御の精度向上、排気エミッションの向上および燃費向上を実現できる。さらに、従来は適合されていた減衰率を精度高くかつ計算式で算出できるので、適合に要していた時間を短縮できる。
【００６８】
なお、上述した実施の形態においては、吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射するインジェクタ（ポートインジェクタ）のみを備えたエンジンへの適用例を示したが、このようなインジェクタに加えて筒内に直接燃料を噴射するインジェクタを有する（すなわち、各気筒に２つのインジェクタを備える）エンジンの以下のような場合にも適用が可能である。このようなエンジンにおいてはポートインジェクタと直噴インジェクタとで燃料を分担して噴射しているが、エンジン冷間時であってポートインジェクタからの燃料噴射量が増加した場合であって、ポートインジェクタから噴射された燃料が吸気通路または吸気ポートの内壁面に付着して、温度の上昇とともに過渡的に付着量が減少する場合である。このような場合に、ポートインジェクタを用いて燃料増量補正制御を実行する場合に上述した制御装置により実行されるプログラムを適用できる（ただし、このようなエンジンにおいて直噴インジェクタを用いて増量補正する場合は適用する意味が少なくなる）。
【００６９】
さらに、実際にバルブの温度を検知して、検知されたバルブ温度に基づいて残り時間ｔを推定するようにしてもよい。
【００７０】
また、インジェクタ１２６からの燃料噴射の形態には、同期噴射（常に同じクランク角度で燃料を噴射）と非同期噴射（クランク角度によらないで噴射要求に基づいて燃料を噴射）とがある。いずれの形態であるかにより、インジェクタ１２６からの燃料噴射のタイミングにおける、吸気バルブ１２５の開閉状態は異なる。いずれの噴射であっても（すなわち、吸気バルブ１２５の開閉状態に影響されないで）、インジェクタ１２６から噴射された燃料が吸気バルブ１２５（特に傘部）に付着する場合であれば、本実施の形態に係る制御装置の適用が可能である。なお、インジェクタ１２６から燃料を噴射した時に、吸気バルブ１２５が開いている時の方が開いていない時よりも、吸気バルブ１２５に付着する燃料は少ない（吸気バルブ１２５が開いていると気化しない状態の燃料が燃焼室に吸気流により導入される）。このため、吸気バルブ１２５の開閉状態を考慮して、最終的な増量燃料量を算出することがより好ましい。
【００７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料噴射制御装置が搭載される車両のエンジンの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】エンジンＥＣＵで制御されたエンジンの各種状態量の時間変化を示すタイミングチャート（その１）である。
【図４】エンジンＥＣＵで制御されたエンジンの各種状態量の時間変化を示すタイミングチャート（その２）である。
【符号の説明】
【００７３】
１００  ＥＣＵ、１０２Ａ  第１の空燃比センサ、１０２Ｂ  第２の空燃比センサ、１０４  エアーフローメータ、１０６  水温センサ、１０８  排気通路、１１０  吸気通路、１１２  スロットル弁、１１４  スロットルモータ、１１６  スロットルポジションセンサ、１１８  エアクリーナ、１２０Ａ  第１の三元触媒コンバータ、１２０Ｂ  第２の三元触媒コンバータ、１２２  冷却水通路、１２４  シリンダブロック、１２５  吸気バルブ、１２６  インジェクタ、１２８  ピストン、１３０  クランクシャフト、１５０  エンジン、１５２  吸気系、１５４  排気系。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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