(57)【要約】【課題】  機関始動時における各気筒の最初の燃料噴射に際して、各気筒の残留燃料量の過不足を抑制することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】  機関始動時の各気筒の最初の燃料噴射に際して、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼により機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒の第二燃料噴射量ＴＡ２を、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒の第一燃料噴射量ＴＡ１より多くする。【選択図】      図４
2007040180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関始動時の各気筒の最初の燃料噴射に際して、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼により機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒の第二燃料噴射量を、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒の第一燃料噴射量より多くすることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第一燃料噴射量は、少なくとも冷却水温毎に、イオン電流値に基づく燃焼状態に応じた適合試験によって予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒における前記第一燃料噴射量が噴射された時の燃焼に際して、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断された時には、次回の機関始動時において、前記第一燃料噴射量を増量することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記第一燃料噴射量が増量される時には、前記第二燃料噴射量も増量することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記第二燃料噴射量が噴射された各気筒の燃焼に際して、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断された気筒の点火順番に対応する点火順序の気筒毎の前記第二燃料噴射量を増量補正し、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断されなかった気筒の点火順番に対応する点火順序の気筒毎の前記第二燃料噴射量を減量補正することを特徴とする請求項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】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼時には気筒内にイオンが生成され、このイオン生成量に応じて変化するイオン電流を検出することにより燃焼状態を把握することができる。Ｏ2センサによる空燃比フィードバック制御を開始する以前において、検出されたイオン電流に基づき、燃料噴射弁の基本駆動時間を補正することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１４１１１９
【特許文献２】特開２０００−３３７２０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の背景技術において、始動時における各気筒の最初の燃料噴射に関しては、気筒毎のイオン電流が検出される前であり、冷却水温及びバッテリ電圧等に基づく基本駆動時間がそのまま使用され、各気筒へは同量の燃料が供給されることが意図されている。
【０００５】
ところで、吸気弁の閉弁時期は、一般的に、吸気下死点より遅角され、特に、機関始動時のような極低回転時には、吸気下死点から吸気弁閉弁までの間で、気筒内へ供給された燃料の一部が吸気と共に吸気系へ吹き返される。各気筒の最初の燃料噴射においては、この燃料の吹き返しを考慮して、気筒内に残留する燃料量が確実な着火を保証するようにしなければならない。
【０００６】
各気筒の最初の燃料噴射においては、気筒によって、吸気行程中の回転数がクランキング回転数であったり、吸気行程中の回転数が他気筒の燃焼によってクランキング回転数より上昇したりするために、吸気下死点から吸気弁閉弁までの間に吸気と共に吸気系へ吹き返される燃料量が同じとはならず、それにより、各気筒へ同量の燃料が供給されると、気筒によって気筒内の残留燃料量の過不足が発生し、未燃燃料の排出量が増加したり、機関始動性が悪化したりする。
【０００７】
従って、本発明の目的は、機関始動時における各気筒の最初の燃料噴射に際して、各気筒の残留燃料量の過不足を抑制することができる内燃機関の燃料噴射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】
【０００８】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、機関始動時の各気筒の最初の燃料噴射に際して、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼により機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒の第二燃料噴射量を、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒の第一燃料噴射量より多くすることを特徴とする。
【０００９】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第一燃料噴射量は、少なくとも冷却水温毎に、イオン電流値に基づく燃焼状態に応じた適合試験によって予め設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明による請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒における前記第一燃料噴射量が噴射された時の燃焼に際して、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断された時には、次回の機関始動時において、前記第一燃料噴射量を増量することを特徴とする。
【００１１】
本発明による請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第一燃料噴射量が増量される時には、前記第二燃料噴射量も増量することを特徴とする。
【００１２】
本発明による請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記第二燃料噴射量が噴射された各気筒の燃焼に際して、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断された気筒の点火順番に対応する点火順序の気筒毎の前記第二燃料噴射量を増量補正し、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断されなかった気筒の点火順番に対応する点火順序の気筒毎の前記第二燃料噴射量を減量補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、機関始動時の各気筒の最初の燃料噴射に際して、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼により機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒では、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒に比較して、多量の燃料が吸気と共に吸気系へ吹き返されることとなるために、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼により機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒の第二燃料噴射量を、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒の第一燃料噴射量より多くすることにより、機関始動時の最初の燃料噴射に際して、いずれの気筒においても燃料噴射量を同量とする場合に比較して、各気筒の残留燃料量の過不足を抑制することができる。
【００１４】
本発明による請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒の第一燃料噴射量は、少なくとも冷却水温毎に、イオン電流値に基づく燃焼状態に応じた適合試験によって予め設定されている。第一燃料噴射量が噴射される気筒の吸気行程中の機関回転数はクランキング回転数であって安定しており、正確に吸気量が予測され、この吸気量に対して正常な燃焼が実施されたか否かを判断するためのイオン電流値に関する閾値が正確に設定可能であるために、第一燃料噴射量をイオン電流値に基づく燃焼状態に応じた適合試験によって正確に設定することができる。
【００１５】
本発明による請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒での燃焼に際して、正確に設定された第一燃料噴射量が噴射されたにも係わらずに、イオン電流値に基づく燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断された時には、重質燃料が供給されていることとなり、次回の機関始動時において、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒の第一燃料噴射量を増量し、再び失火又は燃焼悪化が発生することを抑制する。
【００１６】
本発明による請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、重質燃料が供給されて、第一燃料噴射量を増量する時には、第二燃料噴射量も増量され、次回の機関始動時において、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼により機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒においても失火又は燃焼悪化が発生することを抑制する。
【００１７】
本発明による請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置において、第二燃料噴射量が噴射された各気筒の燃焼に際して、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断された気筒の点火順番に対応する点火順序の気筒毎の第二燃料噴射量を増量補正し、イオン電流値に基づき燃焼状態が失火又は燃焼悪化と判断されなかった気筒の点火順番に対応する点火順序の気筒毎の第二燃料噴射量を減量補正するようになっており、それにより、機関始動を繰り返す毎に、点火順序の気筒毎に設定された第二燃料噴射量は、いずれも失火又は燃焼悪化を発生させない最少量に確実に近づけられ、各気筒の残留燃料量の過不足をさらに確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明による燃料噴射制御装置により制御される内燃機関を示す概略縦断面図である。同図において、１は気筒上部略中心に配置された点火プラグであり、２は吸気弁３を介して気筒内へ通じる吸気ポートであり、４は排気弁５を介して気筒内へ通じる排気ポートである。６はピストンであり、７は吸気ポート２に配置された燃料噴射弁である。
【００１９】
本内燃機関は、例えばＶ型１２気筒エンジンであり、点火順序は、例えば＃１気筒−＃２気筒−＃９気筒−＃１０気筒−＃５気筒−＃６気筒−＃１１気筒−＃１２気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃７気筒−＃８気筒である。第一バンクは＃１気筒、＃３気筒、＃５気筒、＃７気筒、＃９気筒、及び、＃１１気筒から構成され、第二バンクは＃２気筒、＃４気筒、＃６気筒、＃８気筒、＃１０気筒、及び気筒、＃１２気筒から構成される。内燃機関の始動時において、スタータモータによりクランキングが開始され、定常クランキング回転数（例えば２００ｒｐｍ）となった時には、気筒判別も完了して、現在が排気下死点である気筒が把握される（例えば、＃１気筒又は＃１気筒と同時に下死点となる＃１１気筒）。
【００２０】
各燃料噴射弁７は、例えば、排気行程初期から燃料噴射を開始するような吸気非同期噴射を実施するものである。こうして、現在が排気下死点の気筒（＃１気筒又は＃１１気筒）から点火順序通りに各気筒の排気行程初期において燃料噴射を順次開始することとなる。もし、燃料噴射弁７が吸気同期噴射を実施するものであれば、又は、燃料噴射弁７が筒内へ直接的に燃料を噴射するものであれば、気筒判別された気筒から点火順序通りに各気筒の吸気行程中において燃料噴射を順次開始することとなる。
【００２１】
図２は、各気筒の吸気行程を示すタイムチャートである。Ｉは一番目に燃料噴射を開始した気筒１（＃１気筒又は＃１１気筒）の吸気行程（吸気弁３の開弁から閉弁までの間）、ＩＩは二番目に燃料噴射を開始した気筒２（＃２気筒又は＃１２気筒）の吸気行程、ＩＩＩは三番目に燃料噴射を開始した気筒３（＃９気筒又は＃３気筒）の吸気行程、ＩＶは四番目に燃料噴射を開始した気筒４の（＃１０気筒又は＃４気筒）吸気行程、Ｖは五番目に燃料噴射を開始した気筒５（＃５気筒又は＃７気筒）の吸気行程、ＶＩは六番目に燃料噴射を開始した気筒６（＃６気筒又は＃８気筒）の吸気行程をそれぞれ示している。１２気筒内燃機関の場合には、各気筒の吸気行程はクランク角度６０°毎となる。
【００２２】
一番目に燃料噴射を開始した気筒１の吸気上死点（ＴＤＣ）をクランク角度０°とすれば、この気筒１はクランク角度３６０°（ＴＤＣ）直前で点火が実施され、この燃焼により機関回転数がクランキング回転数から上昇するのは、クランク角度３６０°の暫く後（例えばクランク角度９０°後）のクランク角度Ａの時であり、六番目に燃料噴射が開始された気筒６の吸気行程中となる。
【００２３】
こうして、１２気筒内燃機関の場合には、一番目から五番目まで燃料噴射が開始された気筒１から５は、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒であり、六番目以降に燃料噴射が開始された気筒は、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数が上昇する気筒となる。
【００２４】
ところで、吸気弁の閉弁時期は、通常運転時における吸気充填効率を高めるために、一般的に、吸気下死点より遅角側とされている。しかしながら、機関始動時のような極低回転時には、吸気下死点から吸気弁閉弁時までの間で吸気が吸気系へ吹き返されてしまう。この時に吸気と共に気筒内へ供給された燃料の一部も吸気系へ吹き返され、この吹き返し燃料量は極低回転時において回転数が高いほど多くなる。それにより、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒における最初の燃料噴射量を第一燃料噴射量とし、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数が上昇する気筒における最初の燃料噴射量を第二燃料噴射量とすると、第二燃料噴射量を第一燃料噴射量と同じにしたのでは、第二燃料噴射量が噴射される気筒において、吹き返し燃料量の増加により、吸気行程完了時に気筒内に残留する燃料量が良好な燃焼を実現するのに不足してしまう。本燃料噴射制御装置では、第二燃料噴射量を第一燃料噴射量より多くすることにより第二燃料噴射量が噴射される気筒での残留燃料不足を抑制している。
【００２５】
ところで、気筒内での燃焼時には、イオンが生成されるために、点火プラグ１による火花点火の直後に、図１に示すような回路によって点火プラグ１の電極間に電圧を印加するとイオン電流が流れる。生成されるイオンが多いほど良好な燃焼となり、検出されるイオン電流の大きさによって燃焼状態を把握することができる。検出されるイオン電流は非常に小さいために、一般的に、電圧変換して増幅される。図３は、検出されたイオン電流値を変換した電圧（イオン出力）のタイムチャートである。点火直後において、イオン出力は、急激な第一ピークを発生し、その後に、緩やかな第二ピークを発生する。
【００２６】
例えば、イオン出力の第二ピークの大きさよって燃焼状態を把握することができる。実線で示すように第二ピークの大きさが閾値Ｖｔより大きな値Ｖ’であれば、良好な燃焼が実現されていると判断することができる。一方、一点鎖線で示すように第二ピークの大きさが閾値Ｖｔより小さな値Ｖ”であれば、良好な燃焼は実現されずに燃焼悪化が発生していると判断することができる。また、点線で示すように第二ピークが殆ど発生しないのであれば、失火が発生したと判断することができる。
【００２７】
本燃料噴射制御装置は、図４に示す第一フローチャートに従って適合試験により第一燃料噴射量及び第二燃料噴射量をそれぞれ燃料噴射弁７の開弁指令時間として設定している。先ず、第一燃料噴射量に対応する燃料噴射弁の開弁指令時間ＴＡ１を仮設定することとなる。開弁指令時間ＴＡ１の仮設定に際して、機関温度としての冷却水温が低いほど燃料の気化状態が悪化するために必要燃料量が増加して開弁指令時間ＴＡ１は長くなり、また、バッテリ電圧が低いほど燃料噴射弁が実際に開弁するまでの無駄時間が長くなるために開弁指令時間ＴＡ１は長くなり、また、燃料噴射弁７が蓄圧室において加圧された燃料を噴射する場合には、燃料噴射圧力である蓄圧室内の燃料圧力が低いほど開弁指令時間ＴＡ１は長くなり、また、気温及びバッテリ電圧等により定まるクランキング回転数（定常回転数）が高いほど吹き返し燃料が増加するために必要燃料が増加して開弁指令時間ＴＡ１は長くなる。
【００２８】
このように、第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１は、冷却水温毎、バッテリ電圧毎、燃料圧力毎、及び、クランキング回転数毎等に、それぞれ仮設定されることとなる。こうして、ステップ１０１において、冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数のそれぞれの想定範囲内の組み合わせ毎に開弁指令時間ＴＡ１が仮設定され、ステップ１０２において、イグニッションスイッチをオンしてスタータモータを駆動し、気筒判別が完了して定常クランキング回転数が実現されると、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持される気筒（１２気筒内燃機関の場合には、一番目から五番目までに燃料が噴射される気筒１から５）に開弁指令時間ＴＡ１での燃料噴射を実施して、これら気筒１から５の燃焼に際してのイオン電流が測定される。
【００２９】
次いで、ステップ１０４において、測定されたそれぞれのイオン電流は電圧に変換され、全ての変換電圧の第二ピークにおける最小値Ｖｍｉｎが閾値Ｖ１（例えば、１．０ボルト）以上であるか否かが判断される。この判断が否定される時には、少なくとも気筒１から５のいずれかにおいて、燃焼悪化が発生しており、開弁指令時間ＴＡ１では噴射された燃料量が少ないこととなり、ステップ１０３において、開弁指令時間ＴＡ１はＴ１だけ増加され、イグニッションスイッチをオフして機関停止する。次いで、再び、ステップ１０２において、イグニッションスイッチをオンしてスタータモータを駆動し、気筒判別が完了して定常クランキング回転数が実現されると、吸気弁閉弁時まで機関回転数はクランキング回転数に維持される気筒（１２気筒内燃機関の場合には、一番目から五番目までに燃料が噴射される気筒１から５であり、前回の気筒とは同じとなるとは限らない）に開弁指令時間ＴＡ１での燃料噴射を実施して、これら気筒１から５の燃焼に際してのイオン電流が測定され、ステップ１０４の判断が実施される。
【００３０】
これが繰り返されると、ステップ１０４の判断が肯定されるようになり、すなわち、気筒１から５のイオン電流の変換電圧の第二ピークが全て閾値Ｖ１以上となって気筒１から５は全て良好な燃焼が実現されることとなる。この時には、冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の今回の組み合わせに対する気筒１から５の第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間は、現在の開弁指令時間ＴＡ１として設定される。また、ステップ１０５において、冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の今回の組み合わせに対する吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数がクランキング回転数より上昇する気筒（１２気筒内燃機関の場合には、六番目以降に燃料が噴射される気筒６から１２）の第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間は、現在の開弁指令時間ＴＡ１にＴ２が加えられて設定される。同様にして、冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の想定範囲内の全ての組み合わせに対して、第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１と、第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２とがそれぞれに設定される。
【００３１】
ところで、良好な燃焼が実現されるか否かを判断するために、イオン電流の変換電圧の第二ピークと比較される閾値Ｖ１は、吸気量に応じて変化する。本実施形態では、良好な燃焼が実現されるか否かを判断する気筒において、吸気行程中の機関回転数がクランキング回転数であって安定しており、吸気量を正確に推定可能であるために、閾値Ｖ１を正確に設定することができる。それにより、良好な燃焼が実現されるか否かの判断も正確となり、冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の想定範囲内の全ての組み合わせに対して確実に良好な初回の燃焼が実現されるように、全ての第一燃料噴射量に対応する全ての開弁指令時間ＴＡ１を正確に設定することができる。
【００３２】
こうして、第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１と第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２とがマップ化されて、実際の車両において、機関始動時に使用されることとなるが、これらの開弁指令時間は通常の燃料が使用されることが前提となっている。それにより、車両の燃料タンクに重質燃料が供給された場合には、機関始動時に、これらの開弁指令時間によって燃料噴射が実施されると、気化が不十分となって失火を発生することがある。
【００３３】
本燃料噴射制御装置は、この問題に対して、図５に示す第二フローチャートを機関始動毎に実施するようにしている。先ず、ステップ２０１において、気筒１から５に、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数により定められた第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１で燃料噴射が実施され、それぞれの燃焼に際してのイオン電流が測定される。次いで、ステップ２０２では、気筒１から５のイオン電流の変換電圧の第二ピークの最小値Ｖｍｉｎが閾値Ｖ２以下であるか否かが判断される。この閾値Ｖ２は０近傍値（例えば０．２ボルト）であり、この判断が否定される時にはそのまま終了する。
【００３４】
しかしながら、前述した適合試験において正確に設定した開弁指令時間ＴＡ１で燃料噴射を実施したにも係わらずに、ステップ２０２の判断が肯定される時には、重質燃料が供給されて気筒１から５の少なくとも一つの気筒で失火が発生していると判断することができ、ステップ２０３において、次回の機関始動時に使用される第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１にはＴ３が加えられ、ステップ２０４において、次回の機関始動時に使用される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２にもＴ３が加えられる。
【００３５】
次回の機関始動時において、増量された第一燃料噴射量でも失火が発生する時には、さらに、第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１及び第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２はＴ３だけ延長される。こうして、気筒１から５のいずれにおいても失火が発生しなくなるまで開弁指令時間ＴＡ１及びＴＡ２は延長される。こうして、重質燃料が供給されても、各気筒の最初の燃焼において失火を防止することができる。
【００３６】
本フローチャートにおいて、ステップ２０２の判断が肯定された時に、開弁指令時間ＴＡ１及びＴＡ２の重質燃料用マップを試用するようにしても良い。この重質燃料用マップは、冷却水温が低いほど通常燃料用に設定された開弁指令時間ＴＡ１及びＴＡ２を大きく延長するように、冷却水温毎に重質燃料用の開弁指令時間ＴＡ１及びＴＡ２が設定されているものである。また、重質燃料が供給されることにより失火は発生しなくても燃焼悪化が発生することがある。それにより、ステップ２０２において使用した閾値Ｖ２を、良好な燃焼が実現されるか否かを判断するための閾値Ｖ１（第一フローチャートのステップ１０４においても使用されている）に置き換えれば、燃焼悪化を発生させないように各開弁指令時間ＴＡ１及びＴＡ２を補正することもできる。
【００３７】
吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数がクランキング回転数より上昇する気筒の第二燃料噴射量は、第一燃料噴射量に設定量が加えられて設定されている。しかしながら、点火順序が遅い気筒ほど、多数の他気筒の燃焼により吸気行程中の機関回転数が高くなって吹き返し燃料量が増加するために、第二燃料噴射量を多くすることが好ましい。
【００３８】
図６は、このような第二燃料噴射量の補正を実施するための第三フローチャートである。先ず、ステップ３０１において、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数により定められた第一燃料噴射量及び第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１及びＴＡ２で、各気筒へ最初の燃料噴射が実施され、開弁指令時間ＴＡ１により燃料が噴射される気筒１から５の燃焼に際して、イオン電流値が測定される。次いで、ステップ３０２では、気筒１から５のイオン電流の変換電圧の第二ピークの最小値Ｖｍｉｎが閾値Ｖ１（第一フローチャートのステップ１０４においても使用されている）以上であるか否かが判断される。
【００３９】
この判断が肯定される時には、気筒１から５のいずれにおいても良好な燃焼が実現されており、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して設定された第一燃料噴射量は減量の余地があるとして、ステップ３０３において、この第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１をａだけ減少させる。一方、ステップ３０２の判断が否定される時には、気筒１から５の少なくともいずれかにおいて燃焼悪化が発生しており、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して設定された第一燃料噴射量を増量させなければならず、ステップ３０４において、この第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ１をｂだけ増加させる。
【００４０】
次いで、ステップ３０５においては、六番目から十二番目に燃料が噴射された気筒６から１２（吸気弁閉弁までに他気筒の燃焼によって機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒であり、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して設定された第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２で燃料が噴射されている）の燃焼に際して、それぞれイオン電流値が測定される。
【００４１】
次いで、ステップ３０６において、六番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に燃料が噴射された気筒の燃焼に際して測定されたイオン電流の変換電圧の第二ピークＶ（６）が閾値Ｖ１（６）以上であるか否かが判断される。この時において、良好な燃焼が実現されているか否かを判断するための閾値Ｖ１（６）は、吸気行程中の機関回転数がクランキング回転数である時の吸気量に対して設定された前述の閾値Ｖ１とは異なり、吸気行程中の機関回転数がクランキング回転数より上昇して吸気量が減量しているために、前述の閾値Ｖ１より大きくされる。
【００４２】
ステップ３０６の判断が肯定されて良好な燃焼が実現される時には、燃料噴射量の減量の余地があり、ステップ３０７において、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して六番目に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（６）をａだけ減少させる。一方、ステップ３０６の判断が否定されて良好な燃焼が実現されない時には、燃料噴射量を増量しなければならず、ステップ３０８において、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して六番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（６）をｂだけ増加させる。
【００４３】
第三フローチャートでは省略されているが、ステップ３０９から３２３において、七番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（７）、八番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（８）、九番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（９）、十番目（第一燃料噴射量での燃料噴射を含んで）に燃料噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（１０）、及び、十一番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（１１）も、良好な燃焼が実現されているか否かを判断するための閾値Ｖ１（７）、Ｖ１（８）、Ｖ１（９）、Ｖ１（１０）、及びＶ１（１１）を、吸気行程中の機関回転数が徐々に増加するために徐々に大きくして、同様に補正する。
【００４４】
次いで、ステップ３２４において、十二番目に燃料が噴射された気筒１２の燃焼に際して測定されたイオン電流の変換電圧の第二ピークＶ（１２）が閾値Ｖ１（１２）以上であるか否かが判断される。この時において、良好な燃焼が実現されているか否かを判断するための閾値Ｖ１（１２）は、吸気行程中の機関回転数がさらに上昇して吸気量が減量しているために、十一番目に燃料が噴射された気筒１１の燃焼状態を判断するための閾値Ｖ１（１１）より大きくされる。
【００４５】
ステップ３２４の判断が肯定されて良好な燃焼が実現される時には、燃料噴射量の減量の余地があり、ステップ３２５において、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して十二番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（１２）をａだけ減少させる。一方、ステップ３２４の判断が否定されて良好な燃焼が実現されない時には、燃料噴射量を増量しなければならず、ステップ３２６において、今回の機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせに対して十二番目（第一燃料噴射量での噴射を含んで）に噴射される第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（１２）をｂだけ増加させる。
【００４６】
こうして、機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の想定範囲内の全ての組み合わせに対して、点火順序の気筒毎の第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２（６）、ＴＡ２（７）、ＴＡ２（８）、ＴＡ２（９）、ＴＡ２（１０）、ＴＡ２（１１）、及びＴＡ２（１２）が設けられ、これらの開弁指令時間は、機関始動毎に、良好な燃焼が実現される気筒の点火順番に対応して減少させられ、良好な燃焼が実現されない気筒の点火順番に対応して増加させられる。それにより、点火順序の気筒毎の第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間ＴＡ２をそれぞれに必要最小限とし、無駄な燃料噴射を抑制することができる。
【００４７】
六番目から十二番目に燃料が噴射される気筒の燃焼状態を判断するためのそれぞれのイオン出力の閾値Ｖ１（６）、Ｖ１（７）、Ｖ１（８）、Ｖ１（９）、Ｖ１（１０）、Ｖ１（１１）、及びＶ１（１２）は、例えば、各気筒の吸気弁閉弁時の機関回転数に基づきマップ化しておけば良い。また、機関始動時における冷却水温、バッテリ電圧、燃料圧力、及び、クランキング回転数の組み合わせのそれぞれに対して、前述の閾値Ｖ１（６）からＶ１（１２）を予め設定しておいても良い。
【００４８】
本実施形態では、内燃機関が１２気筒である場合を説明したが、気筒数は本発明を限定するものではない。例えば、４気筒であれば、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒（第一燃料噴射量の燃料が噴射される）は、一番目及び二番目に燃料が噴射される気筒であり、三番目及び四番目に燃料が噴射される気筒は、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒（第二燃料噴射量の燃料が噴射される）となる。
【００４９】
このように、全ての気筒数の内燃機関において、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒と、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数がクランキング回転数より上昇するはずの気筒とを、何番目に燃料が噴射される気筒かによって予め設定して置くことができる。
【００５０】
また、本実施形態において、１２気筒内燃機関の四番目及び五番目に燃料が噴射される気筒は、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒としたが、これらの気筒の吸気弁閉弁前に一番目に燃料が噴射された気筒では点火が実施されており、吸気弁閉弁時には、機関回転数がクランキング回転数より僅かに上昇することもあり、四番目及び五番目に燃料が噴射される気筒を、吸気弁閉弁時までに他気筒の燃焼によって機関回転数がクランキング回転数より上昇する気筒としても良い。すなわち、１番目に燃料が噴射された気筒の点火時期より前に吸気弁が閉弁する気筒だけを、吸気弁閉弁時まで機関回転数がクランキング回転数に維持されるはずの気筒としても良い。
【００５１】
本実施形態において、良好な燃焼が実現されているか否か判断に使用するイオン出力は、変換増幅電圧の第二ピークとしたが、もちろん、イオン電流値の第二ピークを使用しても良い。また、各気筒の圧縮上死点後の設定クランク角度におけるイオン電流値又はイオン電流値の変換増幅電圧値を使用しても良い。また、イオン電流値またはイオン電流値の変換増幅電圧値の膨張行程における積分値を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による燃料噴射制御装置により制御される内燃機関を示す概略縦断面図である。
【図２】各気筒の吸気行程を示すタイムチャートである。
【図３】イオン出力の変化を示すタイムチャートである。
【図４】第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間を設定するための第一フローチャートである。
【図５】第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間を補正するための第二フローチャートである。
【図６】第一燃料噴射量に対応する開弁指令時間と第二燃料噴射量に対応する開弁指令時間とを補正するための第三フローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１    点火プラグ
２    吸気ポート
４    排気ポート
７    燃料噴射弁
【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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