(57)【要約】【課題】吸気側の機器の付着した燃料の蒸発量の変化による空燃比の変動を防止し、未燃ガス排出量を抑制することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関の燃料噴射量ＴＰを算出する燃料噴射量算出手段１０１と、内燃機関の回転変動量ＤＮを算出する回転変動量算出手段１０２と、回転変動量ＤＮが所定の閾値を超えた場合には燃料噴射量ＴＰの増量割合を設定し、所定の閾値以下である場合には燃料噴射量ＴＰの減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段１０３と、増量割合又は減量割合に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段１０４と、を備えた内燃機関１０の制御装置３０であって、前記増量割合又は減量割合を、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、内燃機関３０の始動からの経過時間、点火回数、又は機関負荷積算値に基づいて、変更する。【選択図】図２
2009138620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、該回転変動量が所定の閾値を超えた場合には前記燃料噴射量の増量割合を設定し、前記所定の閾値以下である場合には前記燃料噴射量の減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段と、前記増量割合又は減量割合に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記増量割合又は減量割合を、前記内燃機関の始動からの経過時間、点火回数、又は機関負荷積算値に基づいて、変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、該回転変動量が所定の閾値を超えた場合には前記燃料噴射量の増量割合を設定し、前記所定の閾値以下である場合には前記燃料噴射量の減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段と、前記増量割合又は減量割合に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記閾値の値を、前記内燃機関の始動からの経過時間、点火回数、又は機関負荷積算値に基づいて、変更することを特徴とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記経過時間、前記点火回数、又は前記機関負荷積算値の値が所定の値を超えたときに、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記燃料噴射量の前記増量割合を少なくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記経過時間、前記点火回数、又は前記機関負荷積算値の値が所定の値を超えたときに、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記燃料噴射量の前記減量割合を多くすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記経過時間、前記点火回数、又は前記機関負荷積算値の値が所定の値を超えたときに、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記閾値の値を大きくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、該回転変動量が所定の閾値を超えた場合には前記燃料噴射量の増量割合を設定し、前記所定の閾値以下である場合には前記燃料噴射量の減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段と、前記燃料噴射量の増量割合又は減量割合に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記増量割合又は減量割合を、前記内燃機関始動後の前記内燃機関の吸気側に付着した燃料の蒸発量に基づいて、変更することを特徴とすることを特徴とする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係り、特に、内燃機関の始動時における燃料噴射量を制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に噴射される燃料は、冷機始動時に蒸発しにくく、蒸発特性にはばらつきが生じやすい。特に、前記燃料として重質ガソリンを用いて内燃機関を始動した場合、吸気ポート壁面や吸気バルブに噴射した燃料が多く付着する。該付着により、本来シリンダ内に導入されるべき燃料量が減少し、シリンダ内の混合気がリーン化してしまう。この結果、リーン状態で混合気を点火した場合には、燃焼状態が悪化して未燃ガスの排出量が増加し、内燃機関の回転変動が発生しやすい。また、燃料噴射弁、吸入空気量を計測するエアフローメータ、または吸気管圧力センサ等の部品の特性ばらつきによっても、シリンダ内の混合気がリーン化して前述と同様の不具合を生ずる場合がある。
【０００３】
このような点を鑑みて、重質ガソリンの使用の際に、前記混合気のリーン化することによる不具合を防止するために、目標とすべき燃料噴射量よりも実際に噴射する燃料噴射量を増量することが考えられる。しかし、軽質ガソリンや標準ガソリンを用いて内燃機関を始動したときには、これらのガソリンは、重質ガソリンに比べて蒸発しやすい。このため、単に燃料噴射量を増量しただけでは、シリンダに導入される混合気は、理論空燃比(ストイキオ)に対しオーバーリッチとなってしまい、該混合気を燃焼した未燃ガス（ＨＣ）の排出量が増加することになる。
【０００４】
前記課題を解決すべく、例えば、特許文献１には、燃料性状ばらつきや部品の特性ばらつきに起因した空燃比の変動を防止すべく、以下の示す内燃機関の制御装置が開示されている。該制御装置は、空燃比の変動は内燃機関の回転数の変動量（回転変動量）に依存することに着眼し、内燃機関始動後の前記回転変動量により空燃比を推定し、該回転変動量に基づいて燃料噴射量を制御することにより、始動直後の空燃比のオーバーリーン化やオーバーリッチ化を防止するようにしている。
【０００５】
より具体的には、前記内燃機関の制御装置は、回転変動量が所定の閾値より大きい場合に燃料噴射量を所定の割合で増量する補正を行うことで空燃比のオーバーリーン化を抑制し、回転変動量が所定の閾値より小さい場合には所定の割合で燃料噴射量を減量する補正を行うことでオーバーリッチ化を抑制するようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１に記載の内燃機関の制御装置は、空燃比を制御するための指標として内燃機関の回転変動量を用いている。しかし、一般的に空燃比が一定の状態においても回転変動量にはばらつきを生ずる場合もあるので、前記内燃機関の制御装置は、回転変動量を平均化した指標に基づいて燃料噴射量の補正を実施するようにするか、または回転変動量に対する燃料噴射量の補正量を小さくして回転変動量のばらつきの影響を軽減するようにしている。
【０００８】
このため空燃比が時間的に変動する場合には、空燃比が変化してから回転変動量に基づいた燃料噴射量の補正が実施されるまでには時間遅れを生ずることがある。これにより回転変動による燃料補正制御実施時には、回転変動による燃料補正を実施しない場合に比べて空燃比変動は軽減されるものの、燃料補正の遅れにより一定の影響を受けてしまう。
【０００９】
ここで図７に示すようにエンジンの冷機始動直後（区間１）では、前記したように、内燃機関の吸気側に相当する吸気バルブや吸気ポートの温度は低く、吸気バルブや吸気ポートに付着する燃料の割合が多い。このことからシリンダに供給される混合気に含まれる燃料は不足し易くなり、シリンダの空燃比は点線のようにリーン化する傾向がある。ここで破線は回転変動量に基づいた燃料噴射量の補正を行わず、所定の燃料噴射量で燃料噴射を実施した場合のシリンダ内混合気の空燃比（シリンダ空燃比）を示している。
【００１０】
そして、冷機始動後に時間が経過すると、吸気バルブや吸気ポートの温度が徐々に上昇する（区間２）。このとき始動直後に内燃機関の吸気側に相当する吸気バルブや吸気ポートに多く付着した燃料が蒸発する。この温度上昇に伴う燃料の蒸発量の増加によって、燃料付着量が平衡状態となるまではシリンダに流入する蒸発燃料が増加して、区間２でシリンダ内の空燃比は点線のようにリッチ方向に変化する。
【００１１】
このようにして、回転変動量による燃料噴射量の補正を実施する場合は、図８に示すように、回転変動量が閾値ＳＬＤＮを超えたときに燃料を増量するよう補正を行い、回転変動量が閾値以下であるときに燃料を減量するよう補正される。区間１では、回転変動量が所定の閾値を超える場合が多いので、燃料噴射量を増量する補正が行われて、シリンダ空燃比のリーン化は抑制される。
【００１２】
これに対して、区間２では、区間１において付着した吸気側の燃料の蒸発量が増加することにより、シリンダ流入燃料量（破線）が、燃料の蒸発量が少ない場合（実線）に対し増加し、シリンダ空燃比がリッチ側に変化する。この結果、燃料の蒸発量が増加して空燃比がリッチ化したときには回転変動量も減少する。
【００１３】
しかし、このような補正を行った場合であっても、経験的には回転変動量の減少による燃料増量補正頻度の減少に対して、壁面温度上昇時の燃料蒸発量の増加によるシリンダ流入燃料量の増加割合の方が大きく、平均的にはシリンダ流入燃料量は増加して空燃比はストイキオ状態を超えてリッチ方向に変化する。なお、図８では、燃料の蒸発量が多い場合と少ない場合で比較し易いよう便宜的に回転変動量が同一の条件として図示している。
【００１４】
このように前記補正を行った場合であっても、吸気バルブ及び吸気ポート等の吸気側の温度が上昇するに従って、これらに付着した燃料の蒸発量が増加することでシリンダ内に流入する燃料が増加してしまい、図７に示す区間２では、空燃比が理論空燃比(ストイキオ)に対しリッチとなり、未燃ガス（ＨＣ）の排出量が増加するという問題があった。
【００１５】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸気バルブ及び吸気ポート等の吸気側の温度上昇に伴う燃料の蒸発量の増加による空燃比の変動を防止し、未燃ガスの排出量を抑制することが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】
【００１６】
前記課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、該回転変動量が所定の閾値を超えた場合には前記燃料噴射量の増量割合を設定し、前記所定の閾値以下である場合には前記燃料噴射量の減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段と、前記増量割合又は減量割合に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記増量割合又は減量割合を、前記内燃機関の始動からの経過時間、点火回数、又は機関負荷積算値に基づいて、変更することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、該回転変動量が所定の閾値を超えた場合には前記燃料噴射量の増量割合を設定し、前記所定の閾値以下である場合には前記燃料噴射量の減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段と、前記増量割合又は減量割合に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記閾値の値を、前記内燃機関の始動からの経過時間、点火回数、又は機関負荷積算値に基づいて、変更することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記経過時間、前記点火回数、又は前記機関負荷積算値の値が所定の値を超えたときに、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記燃料噴射量の前記増量割合を少なくすることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記経過時間、前記点火回数、又は前記機関負荷積算値の値が所定の値を超えたときに、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記燃料噴射量の前記減量割合を多くすることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記経過時間、前記点火回数、又は前記機関負荷積算値の値が所定の値を超えたときに、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記閾値の値を大きくすることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、内燃機関の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、該回転変動量が所定の閾値を超えた場合には前記燃料噴射量の増量割合を設定し、前記所定の閾値以下である場合には前記燃料噴射量の減量割合を設定する燃料噴射量増減量設定手段と、前記増量割合又は減量割合に基づいて前記燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、を少なくとも備えた内燃機関の制御装置であって、前記燃料噴射量増減量設定手段は、前記燃料噴射量の増量割合又は減量割合は、前記内燃機関始動後の前記内燃機関の吸気側に付着した燃料の蒸発量に基づいて、変更することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、内燃機関の冷機始動後において、吸気バルブ及び吸気ポート等の吸気側の温度上昇に伴い、吸気側の機器の付着した燃料の蒸発量の変化による空燃比の変動を防止し、未燃ガス（ＨＣ）の排出量を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】
【００２３】
以下に、図面を参照して本発明の内燃機関の制御装置のいくつかの実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、第一実施形態の内燃機関の制御装置を示した全体構成図である。
内燃機関１０は、多気筒エンジン、例えば、＃１〜＃４の４つの気筒を有する直列４気筒エンジンであって、シリンダ１１と、このシリンダ１１内に摺動自在に嵌挿されたピストン１２とを有し、該ピストン１２の上方には燃焼室１３が画成される。燃焼室１３には、点火コイル４５から高電圧が印加される点火プラグ４４が配設されている。また、ピストン１２に連結されたクランク軸４１には、クランク角度検出用プレート４２が取り付けられ、クランク角度センサ４３が設けられている。さらに、シリンダ１１には、冷却水温センサ４６が設けられている。
【００２５】
一方、内燃機関１０の吸気側に相当する吸気管２１には、内燃機関１０の吸入空気量を制御するためのスロットル弁２２、及び、吸入空気量を検出するための吸気管圧力センサ２８が設けられている。また、シリンダ１１の吸気ポート２５の上流には燃料噴射弁２４が設けられており、吸気バルブ２６に向けて燃料を噴射するように配設されている。さらに、内燃機関１０の排気側に相当する排気管５１には、酸素量濃度センサ５２が設けられている。
【００２６】
前記内燃機関１０において、各シリンダに導入されて燃料の燃焼に供せられる空気は、電制スロットル弁２２を通ることにより、吸入空気量が制御され、燃焼室１３に導入される吸入空気量は、インテークマニホールド２３の吸気管圧力センサ２８により検出される。さらに、吸入空気量が制御された空気と燃料噴射弁２４から噴射された燃料との混合気は、吸気カムシャフト２７により開閉駆動される吸気バルブ２６を介して、燃焼室１３内に導入される。導入された混合気は、点火プラグ４４により点火されて、爆発燃焼せしめられる。燃焼したガス（排ガス）は、排気カムシャフト５７により開閉駆動される排気バルブ５６から排出され、さらに排気管５１を通過して外部に排出される。
【００２７】
コントロールユニット（内燃機関の制御装置）３０は、後述する燃料噴射量の制御を行うべく演算処理を行うＣＰＵ３１、制御プログラムと制御用データが記憶される読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３２、制御用変数等が記憶される書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）３３、及び入出力回路３４を備えている。
【００２８】
そして、前述した吸気管圧力センサ２８、冷却水温センサ４６、クランク角度センサ４３、酸素量濃度センサ５２等の信号はコントロールユニット３０に入力され、コントロールユニット３０はこれらの入力信号より燃料噴射量、点火時期、スロットル開度等を演算し、それぞれの演算結果となる制御信号は、スロットル弁２２、燃料噴射弁２４、点火コイル４５等に出力される。
【００２９】
図２は、第一実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御ブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る内燃機関１０の制御装置３０は、燃料噴射量算出手段１０１と、回転変動量算出手段１０２と、燃料噴射量増減量設定手段１０３と、燃料噴射量補正手段１０４とを少なくとも備えている。
【００３０】
燃料噴射量算出手段１０１は、内燃機関１０の燃料噴射量ＴＰを算出する手段であり、燃料噴射量ＴＰは、クランク角センサ４３により計測された内燃機関の回転数Ｎｅと、吸気管圧力センサ２８により計測された吸入空気量（吸気管圧力）Ｑにより、算出される。
【００３１】
回転変動量算出手段１０２は、内燃機関１０の回転数の変動量（回転変動量）ＤＮを算出する手段であり、回転変動量ＤＮは、クランク角度センサ４３の信号より、爆発後の所定のクランク角度間を変位する時間Ｔｎ（クランク角速度の逆数に相当）を気筒ごとに計測して、今回の爆発での前記変位時間Ｔｎと前回の爆発での変位時間Ｔｎ−１の差分を回転変動量とする等により算出される。回転変動量ＤＮの算出は各気筒の爆発の周期と同期して実施される。
【００３２】
燃料噴射量増減量設定手段１０３は、前記回転変動量ＤＮが、後述する所定の閾値ＳＬＤＮを超えた場合には燃料噴射量ＴＰの増量割合を設定し、所定の閾値ＳＬＤＮ以下である場合には燃料噴射量ＴＰの減量割合を設定する手段である。なお、燃料噴射量増減量設定手段１０３の詳細な説明は、図３〜５の図面を用いて、後述する。
【００３３】
燃料噴射量補正手段１０４は、燃料噴射量増減量設定手段１０３により設定された燃料噴射量ＴＰの増量割合又は減量割合に基づいて燃料噴射量ＴＰを補正する手段であり、燃料噴射量補正手段１０４によって補正された燃料噴射量ＴＩに基づいて、内燃機関の制御装置３０は、燃料噴射弁２４に制御信号を出力し、燃料噴射弁２４は、該制御信号に基づいて燃料を噴射する。
【００３４】
図３は、図２に示す、燃料噴射量増減量設定手段１０３及び燃料噴射量補正手段１０４に基づいて噴射される燃料量を説明するための図である。
【００３５】
燃料噴射量増減量設定手段１０３は、燃料噴射量の増量割合又は減量割合を設定するものであり、該設定された増量割合は、内燃機関の始動からの経過時間に応じて（経過時間を過ぎたときに）変更される。図３に示すように、内燃機関の始動から所定の経過時間Ｔｒまでを区間１とし、所定の経過時間Ｔｒから酸素量濃度センサ２０が活性化する時間Ｔｅまでの期間の区間２とする。
【００３６】
また、区間１と区間２の境界となる経過時間Ｔｒは、始動後に吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の壁面などの吸気側の温度上昇により、始動直後に吸気側に付着した燃料の蒸発量が増加して空燃比がリッチに変化し始めるタイミングである。ここで、経過時間Ｔｒは予め実験により、壁面温度の上昇で空燃比がリッチ化するタイミング（内燃機関１０の始動後からの経過時間）を測定しておくことで設定される。
【００３７】
図３に示すように、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、冷機始動後の区間１（内燃機関の始動から所定の経過時間Ｔｒまで）において、回転変動量算出手段１０２により算出された回転変動量ＤＮが所定の閾値ＳＬＤＮ１を超えたとき、燃料噴射量ＴＰの増量割合（所定の増量割合）ＦＳＴＰＡ１を設定し、燃料噴射量補正手段１０４は、燃料噴射量算出手段１０１で算出された燃料噴射量ＴＰを、設定された増量割合ＦＳＴＰＡ１を用いて増量補正する。一方、回転変動量ＤＮがＳＬＤＮ１以下のときは、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、燃料噴射量ＴＰの減量割合（所定の減量割合）ＦＳＴＰＤ１を設定し、燃料噴射量補正手段１０４は、燃料噴射量ＴＰを所定の時間間隔（点火間隔など）ごとに所定の割合ＦＳＴＰＤ１で減量補正する。
【００３８】
そして、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、内燃機関１０の始動後の内燃機関１０の吸気側に付着した燃料の蒸発量に基づいて、増量割合又は減量割合を変更する。具体的には、区間１では、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の温度が通常運転時に比べて低いため、吸気側に付着した燃料が蒸発しにくく、シリンダ１１に供給される燃料が不足し、回転数Ｎｅの低下が発生し易いので、回転変動量ＤＮの検出時の燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ１を燃料付着によりシリンダ流入燃料量が不足しない増量割合に設定する。
【００３９】
これに対し、区間２に入ったとき、すなわち、内燃機関の始動から経過時間Ｔｒ後は、吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の壁面温度が、区間１の温度に比べて上昇し、付着した燃料の蒸発量が増加する。よって、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、シリンダ１１に流入する燃料量が過剰とならないように、内燃機関の始動から経過時間Ｔｒに基づいて、回転変動量ＤＮが所定の閾値ＳＬＤＮ２を超えたときには、燃料の増量割合（増量割合）ＦＳＴＰＡ２を区間１での燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ１に対して少なくなるように、ＦＳＴＰＡ１からＦＳＴＰＡ２に増量割合を変更する。
【００４０】
これにより、図３の区間２に示すように、燃料補正量（実線）は、燃料の増量割合を変更しない従来の制御（点線）に対し減量方向に制御される。すなわち、従来制御では燃料蒸発量の増加によりシリンダ流入燃料量（点線）が徐々に増加し、シリンダ空燃比（点線）がリッチ方向に変動するが、一方、本実施形態に係る制御装置の制御によれば、吸気側の壁面温度上昇による燃料蒸発量の増加を考慮して燃料の増量割合を少なくしたのでシリンダ流入燃料量（実線）の増加を抑制し、シリンダ空燃比（実線）はリッチ化することなく、未燃ガスの排出量の増加を防止できる。
【００４１】
本実施形態では、区間１における閾値ＳＬＤＮ１と区間２における閾値ＳＬＤＮ２は同一の値であり、区間１における燃料の減量割合ＦＳＴＰＤ１と区間２における燃料の減量割合ＦＳＴＰＤ２とは同一の値である。
【００４２】
ここで、本実施形態では、内燃機関の始動からの経過時間に基づいて、区間２の燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ２を、区間１の燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ１に対して少なくなるように、増量割合の変更を行ったが、内燃機関の始動からの経過時間に基づいて、区間２の燃料減量分ＦＳＴＰＤ２を、区間１の燃料の減量割合ＦＳＴＰＤ１に対して多くするように、減量割合の変更を行ってもよい。この場合であっても、壁面温度上昇による蒸発燃料の増加に対し、時間あたりの燃料の減量割合を多くすることにより、シリンダ１１への流入する燃料量の増加を抑制することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、燃料噴射量増減量設定手段１０３は、内燃機関の始動からの経過時間に基づいて、区間１と区間２とを定めて、設定された増量割合又は減量割合を設定してきたが、前記した同様の実験により、内燃機関の始動からの点火プラグ４４の点火回数、又は、内燃機関始動時からの負荷積算値（燃料量積算値（噴射した燃料量の総和）、吸入空気量積算値（吸入された空気量の総和）を含む）を設定し、これらの値により、増量割合又は減量割合の変更を行ってもよい。
【００４４】
図４は、図２に示すコントロールユニット３０の動作を説明するためのフローチャートである。図５は、各区間の燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ（ＦＳＴＰＡ１，ＦＳＴＰＡ２）の算出方法を説明するための図である。以下、コントロールユニット３０の動作について詳細に説明する。
【００４５】
まず、ステップ１００で、冷却水温センサ４６により検出されたエンジンの温度（冷却水温度）が所定の温度ＴＷＳＬ以下の冷機状態であるかを判定する。冷却状態と判定された場合には、ステップ１１０に進み、このとき酸素量濃度センサ５２が活性化して空燃比が検出可能な状態でない、すなわち、内燃機関の始動後で酸素量濃度センサ５２が活性化していない状態であるかを判定する。この結果、ステップ１００，１１０のいずれかが不成立のとき、すなわち、ステップ１００で冷機状態にない場合、ステップ１１０で酸素量濃度センサ５２が不活性状態でない（活性状態である）場合には、回転変動量による空燃比制御は不要となるので、回転変動量による燃料補正を禁止し燃料補正量ＦＴＲＭを０とする。
【００４６】
一方、ステップ１００，１１０共に成立していればステップ１２０で、上述した方法により、回転変動量算出手段１０２により内燃機関の回転数の変動量（回転変動量）ＤＮを算出し、ステップ１３０に進む。
【００４７】
ステップ１３０で、燃料噴射量増減量設定手段１０３により、内燃機関１０の始動後の区間判定を行う。具体的には、前記したように、始動後に吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の壁面などの吸気側の温度上昇により、吸気側に付着した燃料の蒸発量が増加して空燃比がリッチに変化し始める、内燃機関始動時からの経過時間Ｔｒを予め実験により測定しておき（ここで経過時間Ｔｒの測定は、例えば始動時所定回転に達してからの経過時間または点火回数等を計測することにより実施される。）、始動からＴｒ経過前の期間を区間１、始動からＴｒ経過後で酸素量濃度センサ５２が活性化するまでの期間を区間２とし、現時点が、いずれの区間にあるかを判定する。
【００４８】
ここで、吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の温度上昇の指標として始動後の経過時間または点火回数を用いる代わりに、前述したような始動後の負荷積算値（燃料量積算値、又は空気量積算値を含む）を用いるようにしてもよい。
【００４９】
この場合は、壁面温度上昇により蒸発燃料が増加し空燃比がリッチ化するときの負荷積算値の閾値を設定し、負荷積算値と設定された閾値とを比較し、負荷積算値が、閾値未満のときに区間１とし、負荷積算値が閾値以上のときに区間２と判定する。
【００５０】
ステップ１３０で区間１と判定された場合は、ステップ１４０に進み、燃料増量を実施する回転変動量の閾値ＳＬＤＮに閾値（所定値）ＳＬＤＮ１をセットする。また、ステップ１５０で、回転変動量ＤＮが閾値を超えたときは、燃料の増量割合ＦＳＴＰＡに所定の増量割合ＦＳＴＰＡ１をセットする。また、回転変動量ＤＮが閾値以下のときは、燃料の減量割合ＦＳＴＰＤに所定の減量割合ＦＳＴＰＤ１をセットする。
【００５１】
一方、ステップ１３０で区間２と判定された場合は、ステップ１６０で燃料増量を実施する回転変動量ＤＮの閾値ＳＬＤＮに閾値（所定値）ＳＬＤＮ２をセットする。またステップ１７０で、回転変動量ＤＮが閾値を超えたときの燃料の増量割合ＦＳＴＰＡに、所定値ＦＳＴＰＡ１よりも小さい所定値ＦＳＴＰＡ２をセットする。また、回転変動量ＤＮが閾値を超えないときの燃料の減量割合ＦＳＴＰＤに所定値ＦＳＴＰＤ２をセットする。
【００５２】
ここで、図５に示すように、燃料の増量割合ＦＳＴＰＡは、回転変動量ＤＮと閾値ＳＬＤＮの差ＤＮ−ＳＬＤＮに応じて設定される。これは回転変動量ＤＮと空燃比は相関が有り、一般に空燃比がリーンになるに従って燃焼状態が不安定となり回転変動量が大きくなる傾向があるので、回転変動量ＤＮが大きいときに燃料の増量割合を大きくして空燃比のリーン化を速やかに抑制するようにしている。
【００５３】
前述したように区間２では吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の壁面温度上昇により燃料蒸発量が増加して空燃比がリッチ方向に変動するので、本実施形態では壁面温度上昇による空燃比リッチ化が抑制されるよう区間２での燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ２を区間１での燃料の増量割合ＦＳＴＰＡ１に対して少なくなるように変更される。
【００５４】
本実施形態では、図４のステップ１４０、ステップ１６０に示す各区間の回転変動量の閾値ＳＬＤＮ１とＳＬＤＮ２は同一の値としており、ステップ１５０とステップ１７０に示す燃料の減量割合ＦＳＴＰＤ１とＦＳＴＰＤ２は同一の値としているが、壁面温度上昇による空燃比リッチ化が抑制されるように燃料の減量割合ＦＳＴＰＤ２をＦＳＴＰＤ１に対し大きくなるように変更してもよい。
【００５５】
また、本実施形態では始動後の２つの区間に対して燃料の増量割合を切り替えるようにしているが、始動後の経過時間、点火回数、負荷積算値に応じて連続的に燃料の増量割合を少しずつ変更するようにしてもよい。
【００５６】
次にステップ１８０で爆発の周期ごとに回転変動量ＤＮと閾値ＳＬＤＮの比較を行い、回転変動量ＤＮが閾値ＳＬＤＮを超えた場合はステップ１９０で燃料補正量ＦＴＲＭにＦＳＴＰＡを加算する。回転変動量ＤＮが閾値ＳＬＤＮを超えないときはステップ２００でＦＴＲＭからＦＳＴＰＤを減算する。
【００５７】
次にステップ２２０で燃料噴射弁２４の噴射パルス幅（補正された燃料噴射量）ＴＩを算出する。ＴＩの算出方法は、吸気管圧力センサ信号等から算出される吸入空気量より求まる基本噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＰに対し、回転変動量による燃料補正量ＦＴＲＭによる補正のほか、従来の始動後時間による補正量ＦＡＳや冷却水温度による補正量ＦＴＷ等による補正を実施したものを出力される噴射パルス幅ＴＩとする。
【００５８】
以上の燃料制御方法により始動直後では壁面への燃料付着によるリーン化を防止しつつ、始動後に壁面温度が上昇してからは蒸発燃料の増加を考慮して燃料の増量割合を適切に制御することにより、空燃比のリッチ側への変動を抑制し、未燃ガス（ＨＣ）の排出量が増加することを防止できる。
【００５９】
図６は、本発明に係る第二実施形態を説明するための図である。本実施形態は、前記第一実施形態に比べて、内燃機関始動後の区間に応じて回転変動量に対する閾値を変更した点が、相違する。
【００６０】
第二実施形態は、第一実施形態と同様に冷機始動後に回転変動量ＤＮが所定の閾値ＳＬＤＮを超えたときに回転変動量ＤＮと閾値ＳＬＤＮの差ＤＮ−ＳＬＤＮに応じて燃料を増量補正する。
【００６１】
図６に示すように、第一実施形態と同様の区間１のとき、回転変動量ＤＮが所定の閾値ＳＬＤＮ１を超えたとき、燃料を所定の増量割合ＦＳＴＰＡ１で増量補正する。これに対し、吸気ポート２５及び吸気バルブ２６の温度が上昇して燃料の蒸発量が増加する区間２では、燃料を増量する回転変動量の閾値ＳＬＤＮ２を、ＳＬＤＮ１に対し回転変動量が大きくなる側、すなわち閾値の値を大きくするように変更する。
【００６２】
これにより区間２では回転変動量が同一な場合、回転変動量と閾値の差ＤＮ−ＳＬＤＮ２が、区間１での回転変動量と閾値の差ＤＮ−ＳＬＤＮ１に対し小さくなり、第一実施形態の図３で示した回転変動量と閾値の差よりも少ないので燃料の増量割合ＦＳＴＰＡが少なくなる。その結果、第１実施例と同様に区間２で壁面温度上昇による蒸発燃料が増加したときの燃料の増量割合が少なくなり、図６の区間２でシリンダ流入燃料量（実線）が、閾値を固定とした従来の制御（点線）に対して減少し、シリンダ空燃比のリッチ側への変動を抑制することができる。
【００６３】
本実施形態にかかる制御方法のフローチャートは、図４においてステップ１３０の区間判定結果に応じて、区間１のときはステップ１４０で閾値ＳＬＤＮに閾値ＳＬＤＮ１をセットし、区間２のときステップ１６０で、ＳＬＤＮ１に対して回転変動量増加方向にずらした所定の閾値ＳＬＤＮ２（閾値ＳＬＤＮ１に対してその値を大きくした閾値）をＳＬＤＮに変更すればよい。
【００６４】
そして、ステップ１５０およびステップ１７０において、増量割合としてＦＳＴＰＡ１とＦＳＴＰＡ２同一の値とし、減量割合としてＦＳＴＰＤ１とＦＳＴＰＤ２を同一の値をセットする。その他のステップは、第一実施形態のステップと同様である。
【００６５】
尚、本実施形態では内燃機関の始動後の２つの区間に対し回転変動量の閾値を切り替えるようにしているが、始動後の経過時間、点火回数、負荷積算値に応じて連続的に回転変動量の閾値を変更するようにしてもよい。
【００６６】
以上、本発明の内燃機関の制御装置の２つの実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００６７】
例えば、第一実施形態では、区間に従って燃料噴射量の増量割合又は減量割合を変更したが、吸気側に付着燃料の蒸発量にあわせて、燃料を噴射することができるのであれば、これら２つの割合を変更してもよい。さらに、これらの２の割合を変更するにあわせて、第二実施形態に示すように閾値も、あわせて変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る内燃機関の制御装置を示した全体構成図。
【図２】第一実施形態に係る内燃機関の制御装置の制御ブロック図。
【図３】図２に示す燃料噴射量増減量設定手段及び燃料噴射量補正手段に基づいて噴射される燃料量を説明するための図。
【図４】図２に示すコントロールユニットの動作を説明するためのフローチャート。
【図５】各区間の燃料の増量割合の算出方法を説明するための図。
【図６】本発明の第二実施形態に係る内燃機関の制御装置により、噴射される燃料量を説明するための図。
【図７】従来の内燃機関の制御装置における吸気バルブ温度と始動後空燃比の関係を示す図
【図８】従来の内燃機関の制御装置における燃料蒸発量と空燃比の関係を示す図
【符号の説明】
【００６９】
１０：内燃機関，１１：シリンダ，１２：ピストン，１３：燃焼室，２０：酸素量濃度センサ，２１：吸気管，２２：スロットル弁，２３：インテークマニホールド，２４：燃料噴射弁，２５：吸気ポート，２６：吸気バルブ，２７：カムシャフト，２８：吸気管圧力センサ，３０：コントロールユニット（内燃機関の制御装置），３４：入出力回路，４１：軸，４２：プレート，４３：クランク角度センサ，４４：点火プラグ，４５：点火コイル，４６：冷却水温センサ，５１：排気管，５２：酸素量濃度センサ，５６：排気バルブ，１０１：燃料噴射量算出手段，１０２：回転変動量算出手段，１０３：燃料噴射量増減量設定手段，１０４：燃料噴射量補正手段，ＤＮ：回転変動量，Ｎｅ：回転数，ＴＩ：補正された燃料噴射量（噴射パルス幅），ＴＰ：燃料噴射量，Ｔｎ：変位時間，Ｔｒ：経過時間，ＦＳＴＰＡ、ＦＳＴＰＡ１、ＦＳＴＰＡ２：増量割合，ＦＳＴＰＤ、ＦＳＴＰＤ１、ＦＳＴＰＤ２：減量割合
【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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