(57)【要約】【課題】高温で早期始動を行なう内燃機関において異常燃焼の発生を防止する。【解決手段】各気筒の内燃機関の始動時におけるピストンの停止位置が、吸気期間Ｔｓの開始後で、かつ吸気ＴＤＣの略９０°ＡＴＤＣよりも前の期間Ｔ２にあるか否かを判定する。また、期間Ｔ２にピストンの停止位置がある気筒の気筒内温度が規定値よりも高いか否かを、雰囲気温度、エンジン水温、内燃機関停止から再始動条件が成立するまでの経過時間から推定する。期間Ｔ２にピストンの停止位置があり、気筒内温度が規定値よりも高いと推定されるときには、クランキング時に、期間Ｔ２内の燃料噴射期間Ｆ２において燃料を複数回に分けて噴射する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時におけるピストンの停止位置が、吸気弁開弁時よりも後で、かつ吸気行程の略９０°ＡＴＤＣよりも前にある気筒において、前記吸気弁開弁時から前記吸気行程の略９０°ＡＴＤＣまでの期間内に燃料を複数回に分けて噴射することを特徴とする火花点火式内燃機関の燃料噴射制御システム。
【請求項２】
前記複数回に分けた燃料噴射が、更に前記気筒の気筒内温度が規定値よりも高いと推定されることを条件として行われることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項３】
前記内燃機関がアイドリングストップ機能に基づいて制御され、前記気筒内温度が規定値よりも高いか否かの推定に、内燃機関停止後から再始動条件成立までの経過時間を用いることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射制御システム。
【請求項４】
燃料噴射が吸気ポートで行われることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式内燃機関の燃料噴射制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題などへの関心から、排出ガスの低減、燃費向上を目的とし、アイドリングストップ機構を採用する車両が様々な形で提案されている。例えばアイドリングストップ機構を採用する筒内噴射型内燃機関において、再始動時におけるエンジンの始動性能を確保するために、内燃機関を停止させたまま圧縮行程にある気筒、及び次に圧縮行程となる気筒に燃料を噴射し、その後再始動条件が成立すると、吸気行程にある気筒に燃料を噴射する筒内噴射型内燃機関の自動停止始動装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−０３６５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
早期始動を目的として吸気行程にある気筒に燃料を噴射する場合には、エンジン回転と略同時に燃料を噴射する必要がある。しかし、頻繁にアイドリングストップを行なうエコランシステムでは、始動時において水温や雰囲気温度が高い場合が多く、エンジン回転後、燃料噴射までに排気行程を含まない吸気行程にある気筒では、特に気筒内の空気温度が高くなり、プレイグニッションなどの異常燃焼を引き起こす可能性がある。
【０００４】
本発明は、高温で早期始動を行なう内燃機関において、異常燃焼の発生を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の火花点火式内燃機関の燃料噴射制御システムは、内燃機関の始動時におけるピストンの停止位置が、吸気弁開弁時よりも後で、かつ吸気行程の略９０°ＡＴＤＣよりも前にある気筒において、吸気弁開弁時から吸気行程の略９０°ＡＴＤＣまでの期間内に燃料を複数回に分けて噴射することを特徴としている。
【０００６】
また、より正確に異常燃焼との対応をとらえて燃料噴射制御を行なうには、気筒内温度が規定値よりも高いと推定されることを更に条件として、複数回に分けた燃料噴射を行なうことが好ましい。特に内燃機関がアイドリングストップ機能に基づいて制御される場合には、気筒内温度が規定値よりも高いか否かの推定に、例えば内燃機関停止後から再始動条件成立までの経過時間を用いる。
【０００７】
また、燃料噴射が吸気ポートで行われる場合に、本発明は特に顕著な効果を発揮する。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、高温で早期始動を行なう内燃機関において、異常燃焼の発生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】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態である内燃機関の構成を模式的に示すブロック図である。なお、図１には１つの気筒の模式的、部分的な断面図のみが示されるが、内燃機関は従来周知のように複数の気筒を備える。また、内燃機関は、例えばアイドリングストップ機能を備えた車両において用いられる。
【００１０】
内燃機関１０のシリンダブロック１１には、ピストン１２が配置される複数のシリンダボア１３が設けられ、その上部はシリンダヘッド１４によって覆われる。シリンダヘッド１４には、各シリンダボア１３と連通する吸気ポート１５、排気ポート１６がそれぞれ設けられ、吸気ポート１５には吸気弁１７が、排気ポート１６には排気弁１８がそれぞれ配設される。
【００１１】
また、シリンダヘッド１４において、燃焼室の略中央頂面を形成する位置には、火花点火用の点火プラグ１９が設けられ、吸気ポート１５には、インジェクタ２０が設けられる。インジェクタ２０からの燃料噴射は、ＥＣＵ２１によって制御され、ＥＣＵ２１には、各種センサ（図示せず）から信号が入力される。なお、センサ入力には、例えば雰囲気温度やエンジン水温を計測する温度センサからの入力、クランク角検出センサからの入力、あるいは内燃機関停止からの経過時間を計測するタイマー等からの入力が含まれる。
【００１２】
次に、図２を参照して本実施形態の燃料噴射制御処理の原理について説明する。
図２は、アイドリングストップ制御における内燃機関停止後、再始動時における燃料噴射のタイミングを示すタイミングチャートである。
【００１３】
図２には、吸気弁１７が開かれている吸気期間Ｔｓ、および排気弁１８が開かれている排気期間Ｔｅが示される。従来周知のように、吸気期間Ｔｓは、吸気行程のＴＤＣの手前から吸気行程のＢＤＣを過ぎた当たりまでの期間とされ、排気期間Ｔｅは、排気行程のＢＤＣの手前から吸気ＴＤＣを過ぎた当たりまでの期間とされる。なお図２において、点火時期Ｐが目標とする再始動時の着火時点であり、点火時期Ｐにおいて着火するには、吸気行程の略９０°ＡＴＤＣまでにインジェクタ２０から吸気ポート１５内に燃料を噴射する必要がある（期間Ｔ０内）。
【００１４】
例えば、内燃機関停止時のピストンの位置が、吸気弁１７が開弁する以前の期間Ｔ１にあるとき、燃料は、吸気弁１７が開弁される直前の燃料噴射期間Ｆ１に噴射できる。このような場合、再始動においてクランク軸が回転されると、気筒内には吸気ポート１５での燃料混合が終了した空気が吸入されるので、均質度が十分に維持される。また、このような場合、点火時期Ｐまでの期間に排気行程の少なくとも一部が含まれるため、気筒内の高温の空気は排出され、サージタンク内の温度が低い空気が気筒に供給される。
【００１５】
すなわち、内燃機関停止時のピストンの位置が期間Ｔ１にある場合においては、燃料噴射期間Ｆ１に１回の燃料噴射を行なえば、十分な均質度かつ相対的に低い気筒内温度の下着火を行なえるので、異常燃焼を起こすことはない。
【００１６】
一方、内燃機関停止時のピストンの位置が、吸気弁１７の開弁後であって、吸気ＴＤＣの略９０°ＡＴＤＣまでの期間Ｔ２にある場合には、クランク軸の回転と略同時に燃料を噴射する必要がある。このとき、内燃機関停止時のピストンの位置が期間Ｔ１にある気筒のときと同様に燃料噴射を期間Ｔ２において一回で行なうと（燃料噴射期間Ｆ１’）、異常燃焼を発生する。
【００１７】
すなわち、内燃機関停止時のピストンの位置が期間Ｔ２にある場合、点火時期Ｐまでの間に排気行程が殆ど含まれないので、内燃機関停止後あまり時間が経過していない場合、高い水温、高い雰囲気温度により熱せられた空気が気筒内に残存しており、燃焼は高い温度下で行われることとなる。また、このときの燃料噴射は吸気行程噴射となるため、混合気の均質度が悪化する。すなわち、内燃機関停止時のピストンの位置が期間Ｔ２にあるとき、燃料噴射期間Ｆ１’に１回の燃料噴射を行なうと、均質度の低い混合気を高温下で燃焼させることとなり異常燃焼を起こす可能性が高い。
【００１８】
したがって、本実施形態では、内燃機関停止時のピストンの位置が期間Ｔ２にある場合には、期間Ｔ２内の燃料噴射期間Ｆ２において、燃料が複数回に分割されて噴射され（マルチ噴射）、混合気の均質度を高め異常燃焼の発生を防止する。
【００１９】
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態の燃料噴射制御処理の流れについて説明する。図３に示される燃料噴射制御処理は、アイドリングストップによる内燃機関停止後、再始動条件が成立したときにＥＣＵ２１において実行される。なお、再始動条件は、例えば、ブレーキ解除の検出などである。
【００２０】
ステップＳ１００では、内燃機関停止位置におけるクランク角ＣＡが検出される。また、ステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６では、それぞれ雰囲気温度ＴＡ、エンジン水温ＴＷ、内燃機関停止からの経過時間ＴＤが検出される。
【００２１】
ステップＳ１０８では、各気筒に対してマルチ噴射を行なうか否かの判定が行われる。すなわち、検出されたクランク角ＣＡが、各気筒における吸気弁開弁後あるいは吸気ＴＤＣよりも後で、かつ吸気ＴＤＣの９０°ＡＴＤＣよりも前の位置であるか否かが判定される。また更に、例えば、雰囲気温度ＴＡおよびエンジン水温ＴＷが各々の規定値よりも大きく、かつ内燃機関停止後の経過時間ＴＤが規定値よりも短いか否かが判定され、再始動時の気筒内の混合気温度がマルチ噴射を必要とする状態であるか否かが推定される。
【００２２】
ステップＳ１０８において、検出されたクランク角ＣＡが、吸気弁開弁後あるいは吸気ＴＤＣよりも後で、かつ吸気ＴＤＣの９０°ＡＴＤＣよりも前の位置であり、雰囲気温度ＴＡおよびエンジン水温ＴＷが規定値よりも大きく、かつ内燃機関停止後の経過時間ＴＤが規定値よりも短い気筒に対しては、ステップＳ１１０において、マルチ噴射実施のフラグＦがセットされる（Ｆ＝１）。一方、ステップＳ１０８において、上記何れかの条件が成立していないと判定された気筒に対しては、ステップＳ１１２において、マルチ噴射実施のフラグＦがクリアされる（Ｆ＝０）。
【００２３】
ステップＳ１１４では、クランキングが開始され、ステップＳ１１６において、各気筒のマルチ噴射フラグＦがセットされているか否かが判定される。マルチ噴射フラグＦがセット（Ｆ＝１）されている気筒に対しては、ステップＳ１１８においてマルチ噴射が実行され、マルチ噴射フラグＦがセット（Ｆ＝０）されていない気筒に対しては、ステップＳ１２０において１回の噴射が行われる。
【００２４】
以上により、本実施形態の燃料噴射制御処理は終了し、ＥＣＵ２１は通常の制御に復帰する。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、クランク角がどの角度であっても、各気筒において、混合気の均質度を高く維持できるのでアイドリングストップ機能を備えた車両のように、短い間隔で内燃機関の停止と再始動が行われ、高温での早期点火が求められる場合においても異常燃焼の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態である内燃機関の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】アイドリングストップ制御における内燃機関停止後、再始動時における燃料噴射のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】燃料噴射処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  内燃機関
１１  シリンダブロック
１２  ピストン
１３  シリンダボア
１４  シリンダヘッド
１５  吸気ポート
１６  排気ポート
１７  吸気弁
１８  排気弁
１９  点火プラグ
２０  インジェクタ
２１  ＥＣＵ
【図１】
2009041460.tif 000003
【図２】
2009041460.tif 000004
【図３】
2009041460.tif 000005