(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温始動時に、吸気行程または圧縮行程で主噴射を行ったあと、続けて膨張行程または排気行程で副噴射を行うようにした筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、
合計空燃比が低温始動時にリーンの目標値となるように１サイクル当たりの副噴射量を演算する手段と、
この１サイクル当たりの副噴射量と燃料噴射弁特性の最小噴射量とから副噴射気筒数を演算する手段と、
この演算した副噴射気筒数から副噴射を行う気筒を選択する手段と、
副噴射を行う条件でこの選択した気筒だけで副噴射を行わせる手段と
を設けたことを特徴とする筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【請求項２】
冷却水温の上昇または始動後時間の経過とともに前記副噴射気筒数を増加させることを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【請求項３】
１サイクル区間で副噴射が等間隔で行われるように副噴射を行う気筒を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【請求項４】
実際の合計空燃比がリーンの目標値と一致するように１サイクル当たりの前記副噴射量を補正することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【請求項５】
実際の合計空燃比とリーンの目標値の違いを学習値として記憶し、次回始動時の１サイクル当たりの副噴射量をこの記憶していた学習値で補正することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【請求項６】
副噴射を行う前記条件を、始動時の低温状態を表すパラメータまたは始動後のエンジン暖機途中状態を表すパラメータより決定することを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【請求項７】
始動時水温が所定値未満かつ始動後時間が所定値未満であるとき、副噴射を行わせない条件とすることを特徴とする請求項６に記載の筒内直接噴射式火花点火エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は筒内直接噴射式火花点火エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
低温始動時に、排気通路に設置した触媒を早期に活性化させるため、吸気行程または圧縮行程で主噴射を行ったあと、続けて膨張行程または排気行程で副噴射を行うものが提案されている（特開平８−２９６４８５号公報参照）。
【０００３】
このものでは、副噴射量の燃料の一部が膨張行程または排気行程中に燃焼室内で燃焼するほか、排気通路に排出されてから燃焼するため排気の温度が大幅に上昇し、あるいは触媒に達してから燃焼するものもあり、これによって触媒が早期に昇温する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、副噴射を行う場合は１サイクル（４気筒エンジンではクランク角で７２０度区間）当たりの主噴射量と副噴射量の合計の燃料から定まる空燃比（以下単に「合計空燃比」という）が理論空燃比よりもリーンとなることが望ましい（特願平１０−２０５０５３号参照）。
【０００５】
したがって、１サイクル当たりの主噴射量が多くなる低温始動時に合計空燃比が理論空燃比よりリーンとなるようにするには１サイクル当たりの副噴射量を相対的に小さくしなければならないが、燃料噴射弁の特性として最小噴射量ＳＲが存在し（図１０参照）、これ以下の噴射量を１気筒の１回の副噴射量として設定できないため、最小噴射量ＳＲを１気筒の１回の副噴射量として全気筒で副噴射を行ったのでは、合計空燃比が理論空燃比よりリッチとなることがある。これを示したのが図１１で、冷却水温が所定値以下の領域で合計空燃比が理論空燃比（図ではストイキで示す）よりリッチになっている。
【０００６】
このように、合計空燃比が理論空燃比よりリッチとなると、排気通路内での酸素量が不足し、ＨＣ、ＣＯを酸化できずに多量に排出してしまうばかりか、酸化反応による十分な発熱も期待できなくなる。
【０００７】
そこで本発明は、１サイクル当たりの主噴射量が多く、１サイクル当たりの副噴射量を相対的に小さくしなければならない低温始動時に、副噴射を限られた気筒でだけ行うことにより、低温始動時においても合計空燃比が理論空燃比よりリッチにならないようにすることを目的とする。
【０００８】
なお、従来装置と同様に膨張行程または排気行程で副噴射を行う場合に、副噴射量が極く小量となることがあることを考慮し、副噴射を行う気筒を１気筒に集中させるものが開示されている（特開平９−１１２２５１号公報参照）。しかしながら、このものは、リーンＮＯｘ触媒に還元剤としてのＨＣを供給するために副噴射を行うものであるため、常に副噴射を１気筒に集中させており、このものを本発明のように触媒の活性化に使用しようとしても、必ずしも副噴射量の燃料を効率的な昇温に使えることにならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、低温始動時に、吸気行程または圧縮行程で主噴射を行ったあと、続けて膨張行程または排気行程で副噴射を行うようにした筒内直接噴射式火花点火エンジンにおいて、図１２に示すように、合計空燃比が低温始動時にリーンの目標値となるように１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を演算する手段３１と、この１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２と燃料噴射弁特性の最小噴射量ＳＲとから副噴射気筒数Ｎを演算する手段３２と、この演算した副噴射気筒数Ｎから副噴射を行う気筒を選択する手段３３と、副噴射を行う条件でこの選択した気筒だけで副噴射を行わせる手段３４とを設けた。
【００１０】
第２の発明では、第１の発明において冷却水温の上昇または始動後時間の経過とともに前記副噴射気筒数Ｎを増加させる。
【００１１】
第３の発明では、第１または第２の発明において１サイクル区間で副噴射が等間隔で行われるように副噴射を行う気筒を選択する。
【００１２】
第４の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において実際の合計空燃比がリーンの目標値と一致するように１サイクル当たりの前記副噴射量Ｆ２を補正する。
【００１３】
第５の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において実際の合計空燃比とリーンの目標値の違いを学習値として記憶し、次回始動時の１サイクル当たりの副噴射量をこの記憶していた学習値で補正する。
【００１４】
第６の発明では、第１から第５までのいずれか一つの発明において副噴射を行う前記条件を、始動時の低温状態を表すパラメータ（たとえば始動時水温、始動時油温）または始動後のエンジン暖機途中状態を表すパラメータ（たとえば始動後の経過時間、始動後の冷却水温）より決定する。
【００１５】
第７の発明では、第６の発明において始動時水温が所定値未満かつ始動後時間が所定値未満であるとき、副噴射を行わせない条件とする。
【００１６】
【発明の効果】
第１、第６の各発明によれば、合計空燃比がリーンの目標値となるように１サイクル当たりの副噴射量を演算し、この１サイクル当たりの副噴射量から１つの気筒の副噴射量が最小噴射量以上となるように副噴射気筒数を演算し、１サイクル中の限られた気筒だけで副噴射を行うようにしたので、低温始動時においても、合計空燃比をリーンにすることができる。
【００１７】
本来は、全気筒で副噴射を行うほうが、限られた気筒で副噴射を行うよりも排気中の酸素とＨＣ、ＣＯの混合が促進されるので、酸化反応および排気温度の上昇に効果的である。ここで、冷却水温の上昇または始動後時間の経過につれて主噴射による燃焼が速くなり、その分１サイクル当たりの主噴射量を少なくできるため、その反対に１サイクル当たりの副噴射量を増大できる。つまり、１サイクル当たりの主噴射量が冷却水温の上昇または始動後時間の経過とともに少なくなるのであれば、第２の発明のように合計空燃比をリーンとしたまま冷却水温の上昇または始動後時間の経過とともに副噴射気筒数を増加させることができ、これによってＨＣ、ＣＯの酸化と排気温度の上昇とを効果的に実現できることになる。
【００１８】
第３の発明によれば、副噴射を等間隔で行わない場合より排気ポートや排気通路内での空気と余剰燃料との混合が促進され、その分さらにＨＣ、ＣＯの酸化および排気温度の上昇が効果的となる。
【００１９】
第４の発明によれば、副噴射を行わせる手段の噴射特性にばらつきや経時劣化があっても、副噴射を行う条件での合計空燃比をリーンにすることができる。
【００２０】
第５の発明によれば、今回始動時の冷却水温と変わりなければ次回始動時の初回の副噴射時から、副噴射を行わせる手段の噴射特性にばらつきや経時劣化があっても、実際の合計空燃比をリーンの目標値へと一致させることができる。
【００２１】
副噴射は低温始動時に触媒を昇温させるためのものではあるが、燃焼室、排気ポートおよび排気通路がある程度暖まった状態でないと、副噴射による余剰燃料を酸化できず、排気温度の上昇効果を望めないことがあるのであるが、第７の発明により、始動時水温が所定値未満かつ始動後時間が所定値未満であるとき、副噴射を行わせない条件とした、つまり燃焼室、排気ポートおよび排気通路がある程度暖まるまでは副噴射を行わせないようにしたので、無駄な燃料消費を抑えることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御システムである。
【００２３】
図において、１はエンジン本体、２は燃焼室、３はピストン、４は点火プラグ、５は燃料噴射弁、６は吸気弁、７は排気弁、８はスワールコントロールバルブ、９はＤＣモータ等からなるスロットルアクチュエータにより駆動されるスロットル弁である。なお、筒内直接噴射式火花点火エンジンは、燃料噴射弁を燃焼室内に臨んで設けるとともに、燃焼室、吸気ポートの形状やピストン頂面の形状を工夫したものであるが、こうした構成そのものに本発明は関係しないので、図１には簡単に示している。
【００２４】
ＥＣＵ１１には、スロットル弁９上流の空気流量を検出するエアフローセンサ１２、クランク角センサ１３、エンジンの冷却水温を検出するセンサ１４からの信号が、Ｏ2センサ１５などからの信号とともに入力され、これらの信号に基づいて、エンジン低負荷時に点火プラグ４付近にだけ混合気を偏在させて燃焼（成層燃焼）を行わせることにより、燃焼室内平均の空燃比がたとえば３０〜４０といった空燃比での運転を行わせ、エンジン低負荷時を外れると、燃焼室内に均質な混合気を形成させるとともに燃焼室内平均の空燃比を、低負荷時よりもリッチな空燃比（理論空燃比や出力空燃比）に制御する。
【００２５】
排気通路２１の途中には上流側と下流側に触媒コンバータ２２、２３を備える。このうち上流側の触媒コンバータ２２には三元触媒だけが、また下流側の触媒コンバータ２３には三元触媒とリーンＮＯｘ触媒が上流側よりこの順に配置されており、理論空燃比域では、三元触媒により排気中のＨＣ、ＣＯの酸化とＮＯｘの還元とが同時に行われる。また、成層燃焼域で発生するＮＯｘがリーンＮＯｘ触媒により浄化される。
【００２６】
一方、低温始動時に、排気通路２１に設置した触媒コンバータ内の触媒を早期に活性化させるため、ＥＣＵ１１では、吸気行程または圧縮行程で主噴射を行わせたあと、続けて膨張行程または排気行程で副噴射を行わせる。排気通路２１に未燃のまま排出される副噴射の燃料の燃焼で排気の温度を上昇させ、あるいは副噴射の燃料を触媒に達してから燃焼させ、これによって触媒を早期に昇温させるわけである。
【００２７】
さて、副噴射を行う場合は、合計空燃比が理論空燃比よりリーンとなることが望ましいことが分かっており、したがって、１サイクル当たりの主噴射量が多くなる低温始動時には１サイクル当たりの副噴射量を相対的に小さくしなければならないが、燃料噴射弁の特性として最小噴射量ＳＲが存在し、これ以下の噴射量を１気筒の１回の副噴射量として設定できないため、最小噴射量ＳＲを１気筒の１回の副噴射量として全気筒で副噴射を行ったのでは、合計空燃比が理論空燃比よりリッチとなることがある。
【００２８】
そこでＥＣＵ１１では、１サイクル当たりの主噴射量が多く、１サイクル当たりの副噴射量を相対的に小さくしなければならない低温始動時に、副噴射を限られた気筒でだけ行う。
【００２９】
ＥＣＵ１１で実行されるこの制御を図２のフローチャートに従って説明する。本ルーチンはエンジン２回転毎（１サイクル当たり）に１回実行する。
【００３０】
まずＳ１では、エアフローメータからの吸入空気流量Ｑａと水温センサからの冷却水温ＴＷを読み込み、冷却水温ＴＷよりＳ２において図３を内容とするテーブルを検索することにより、主噴射の１サイクル当たりの目標空燃比Ａを求め、この目標空燃比Ａと吸入空気流量Ｑａ（１サイクル当たりの吸入空気量にほぼ等しいとする）からＳ３で
【００３１】
【数１】
Ｆ１＝Ｑａ／Ａ
の式により１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１を演算する。
【００３２】
この１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１の特性は、図３に示したように従来と同様である（ＴＷが低くなるほどＦ１が大きくなる）。図３の特性としたのは、低温始動時の主噴射による燃焼は暖機完了後に比べて燃焼が遅いため運転性確保のためには暖機完了後に比較して空燃比をリッチ化する必要があるからである。
【００３３】
Ｓ４ではエンジンの始動時水温ＴＷＩＮＴを読み込み、この始動時水温ＴＷＩＮＴと所定値ＴＷＤＡＮをＳ５で比較する。始動時水温が所定値以上である場合は、触媒が活性状態にあると判断してＳ５よりＳ６に進み、副噴射判定フラグＦＬＧＴＩＮＪ＝０（つまり副噴射が不要であることを示す）とした後、Ｓ７において１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１を所定のＲＡＭにストアして今回の処理を終了する。なお、エンジンの始動時水温は、イグニッションキースイッチをＯＮにしたときの冷却水温を所定のＲＡＭにストアすることで求めることができる。
【００３４】
一方、ＴＷＩＮＴ＜ＴＷＤＡＮであれば、触媒が未活性状態であるとしてＳ５よりＳ８に進み、タイマＴＩＭＥを読み込む。このタイマＴＩＭＥは、図示しないフローにおいて、イグニッションキースイッチがＯＮとされたとき起動され、時間（始動からの経過時間）を計測するものである。
【００３５】
このタイマＴＩＭＥと副噴射の開始時間ＴＩＭＳＴ、副噴射の終了時間ＴＩＭＥＮＤ（ただしＴＩＭＥＮＤ＞ＴＩＭＳＴ）をステップ９においてそれぞれ比較する。▲１▼タイマＴＩＭＥが副噴射開始時間ＴＩＭＳＴ以下のとき、▲２▼タイマＴＩＭＥが副噴射終了時間ＴＩＭＥＮＤ以上であるときは、副噴射を行わせないようにするため、Ｓ６、Ｓ７の処理を行って今回の処理を終了する。
【００３６】
ここで、▲１▼の条件で副噴射を行わせないのは、次の理由からである。副噴射は低温始動時に触媒を昇温させるためのものではあるが、燃焼室、排気ポートおよび排気通路がある程度暖まった状態でないと、副噴射による余剰燃料を酸化できず、排気温度の上昇効果を望めないことがある。そこで、燃焼室、排気ポートおよび排気通路がある程度暖まるまで（つまりＴＩＭＥ≦ＴＩＭＳＴのとき）は、副噴射を行わせないようにしたのである。
【００３７】
また、▲２▼の条件で副噴射を行わせないのは、触媒が活性化した後（つまりＴＩＭＥ≧ＴＩＭＥＮＤのとき）は副噴射の役目は終了するからである。
【００３８】
なお、上記の副噴射開始時間ＴＩＭＳＴと副噴射終了時間ＴＩＭＥＮＤは、一定値であるほか、図４、図５のように始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて割り付けてもよい。
【００３９】
タイマＴＩＭＥが副噴射開始時間ＴＩＭＳＴを超えかつ副噴射終了時間ＴＩＭＥＮＤ未満であるときは、Ｓ９よりＳ１０に進み、フラグＦＬＧＴＩＮＪ＝１（副噴射が必要であることを示す）とする。
【００４０】
続くＳ１１では冷却水温ＴＷから図６を内容とするテーブルを参照することにより、合計空燃比の目標値（以下「目標合計空燃比」という）Ｂを求める。図６のように、目標合計空燃比Ｂは冷却水温に関係なく理論空燃比よりリーンとなるように定めたものである。
【００４１】
この目標合計空燃比Ｂ、吸入空気流量Ｑａ、既に求めている目標空燃比Ａを用いてＳ１２では
【００４２】
【数２】
Ｆ２＝Ｑａ×（１／Ｂ−１／Ａ）
の式により１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を演算する。
【００４３】
ここで、数２式は次のようにして導き出したものである。１サイクル当たりの吸入空気量が吸入空気流量Ｑａにほぼ等しいとすれば、Ｑａ／（Ｆ１＋Ｆ２）＝Ｂであるから、この式を変形した
【００４４】
【数３】
Ｆ２＝Ｑａ／Ｂ−Ｆ１
の式により１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を求めることができ、この数３式と数１式と連立させて、Ｆ１を消去すると、数２式が得られる。すなわち、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２は、合計空燃比が目標合計空燃比Ｂと一致するように演算したものである。
【００４５】
Ｓ１３では、この１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を燃料噴射弁の最小噴射量ＳＲで割った値を小数点以下切り捨てた値（整数化した値）を、副噴射を行う気筒数Ｎとして演算し、Ｓ１４でこの副噴射気筒数Ｎと上記の１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２とを所定のＲＡＭにストアしたあと、Ｓ７の処理を実行して今回の処理を終了する。
【００４６】
このようにしてストアされる１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２、副噴射気筒数Ｎを用いて、図示しないルーチンにより、次のように、１サイクル中の主噴射と副噴射を実行する。以下では４気筒エンジンの場合で説明する。
【００４７】
〈１〉主噴射：１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１は４気筒分の総量なので、１つの気筒の１回の主噴射量はＦ１の１／４である。これを燃料噴射パルス幅Ｔｉに変換して気筒別に出力する。所定の噴射タイミングになると、Ｔｉの時間だけ燃料噴射弁が開かれる。
【００４８】
〈２〉副噴射：副噴射はフラグＦＬＧＴＩＮＪ＝１となった後、最初の点火気筒または次の点火気筒から実行することが可能となる。副噴射気筒数Ｎから１気筒の１回の副噴射量を演算し、その演算した副噴射量が１サイクルの中で等間隔で配られる副噴射を実行する。
【００４９】
▲１▼副噴射気筒数Ｎ＝１の場合：１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２がそのまま１つの気筒の１回の副噴射量となる。４気筒のうち１つの気筒のみで副噴射を実行する。この場合、副噴射を実行する気筒は、４気筒のうちのいずれでもよい。たとえば、図７上段は、副噴射気筒を＃１気筒としたものである。
【００５０】
▲２▼副噴射気筒数Ｎ＝２の場合：１つの気筒の１回の副噴射量をＦ２／２として、４気筒のうち２気筒で副噴射を実行する。この場合、副噴射を実行する気筒は、点火順序で一つおきである。たとえば、図７中段は、副噴射を実行する気筒を＃１気筒と＃４気筒としたものである。このとき、主噴射だけを行ったときのガスと副噴射が行われてそのぶん濃くなったガスとが交互に連続して排気通路に排出されることになり、未燃ガスと空気とが混ざりやすくなって発熱反応が良くなる。これに対して、副噴射を実行する気筒を＃１気筒と＃３気筒というように連続した気筒にしたのでは、未燃ガスと空気とが混ざりにくく、そのぶん発熱反応が悪くなる。
【００５１】
▲３▼副噴射気筒数Ｎ＝３の場合：１つの気筒の１回の副噴射量をＦ２／３として、４気筒のうち３気筒で副噴射を実行する。４気筒のうちから３気筒を選ぶときには、４気筒の内から２気筒を選ぶ場合のようにこれという基準はない。たとえば、図７下段は、副噴射を実行する気筒を、点火順序が連続する３気筒（＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒）としたものである。
【００５２】
▲４▼副噴射気筒数Ｎ＝４の場合、１つの気筒の１回の副噴射量をＦ２／４として各気筒毎に副噴射を実行する。
【００５３】
▲５▼副噴射気筒数の切換時：たとえば、４気筒のうちの２気筒だけで副噴射を行っていたところが、冷却水温の上昇により４気筒のうちの１気筒だけの副噴射に移行することがある。この場合、つなぎの部分で副噴射気筒が連続することのないようにする必要がある。
【００５４】
なお、１つの気筒の１回の副噴射量（▲２▼ではＦ２／２、▲３▼ではＦ２／３、▲４▼ではＦ２／４）の値が小数点以下の値をもつときは四捨五入や切り捨てにより整数化すればよい。
【００５５】
このように、本実施形態では、合計空燃比がリーンの目標値となるように１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を演算し、この１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２から１つの気筒の副噴射量が最小噴射量以上となるように副噴射気筒数Ｎを演算し、１サイクル中の限られた気筒だけで副噴射を行うようにしたので、始動時の冷却水温が低い場合においても、合計空燃比をリーンにすることができる（図８参照）。かつ、１サイクル中に副噴射気筒を等間隔で配るようにしたので、排気ポートや排気通路内での空気と余剰燃料との混合が促進され、これによってＨＣ、ＣＯの酸化および排気温度の上昇を効果的に実現できる。
【００５６】
図９のフローチャートは第２実施形態で、第１実施形態の図２に置き換わるものである。図２と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【００５７】
さて、燃料噴射弁５やエアフローメータ１２の各流量特性に生じるばらつきや経時劣化により、実際の合計空燃比が目標合計空燃比Ｂより外れてリッチ側やリーン側に偏ってしまうことがある。そこで第２実施形態では、燃料噴射弁５やエアフローメータ１２の各流量特性に生じるばらつきや経時劣化があっても、実際の合計空燃比が目標合計空燃比Ｂと一致するように、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を補正するようにしたものである。
【００５８】
図２と異なる部分を主に説明すると、Ｓ２１では、実際の合計空燃比Ｃと目標合計空燃比Ｂの比率であるＫ（＝Ｃ／Ｂ）（始動時に初期値の１．０に設定）を読み込み、この比率Ｋを用いＳ２２で
【００５９】
【数４】
Ｆ２Ｈ＝Ｆ２×Ｋ
の式により、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を補正し（補正後の値を１サイクル当たりの補正副噴射量Ｆ２Ｈとする）、この１サイクル当たりの補正副噴射量Ｆ２ＨからＳ２３において副噴射気筒数Ｎ２を演算する（Ｆ２Ｈを最小噴射量ＳＲで割った値を小数点以下切り捨てた値を副噴射気筒数Ｎ２とする）。
【００６０】
Ｓ２４、Ｓ２５では副噴射を行う条件での排気空燃比を実際の合計空燃比Ｃとして読み込み、この実合計空燃比Ｃと目標合計空燃比Ｂの比率を計算してＫに入れ、このＫを、副噴射気筒数Ｎ２、１サイクル当たりの補正副噴射量Ｆ２ＨとともにＳ２６において所定のＲＡＭにストアする。
【００６１】
なお、排気空燃比を検出するセンサには広域空燃比センサがあり、たとえば触媒の上流側にこの広域空燃比センサを取り付けておく。
【００６２】
第２実施形態によれば、燃料噴射弁やエアフローメータの各流量特性のばらつき等により、実際の合計空燃比Ｃが目標合計空燃比Ｂよりもリッチ側に偏ったとき、比率Ｋが１．０よりも小さい値としてストアされ、この１．０より小さな値のＫにより１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２が減量補正され、これによって実際の合計空燃比がリーン側、すなわち目標合計空燃比Ｂへと戻される。この逆に実際の合計空燃比Ｃが目標合計空燃比Ｂよりもリーン側に偏ったときは、Ｋが１．０よりも大きい値としてストアされ、この１．０より大きな値のＫによりＦ２が増量補正され、これによって実際の合計空燃比がリッチ側、すなわち目標合計空燃比Ｂへと戻される。
【００６３】
このように、第２実施形態によれば、実際の合計空燃比が目標合計空燃比Ｂと一致するように、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を補正するので、燃料噴射弁５やエアフローメータ１２の各流量特性に生じるばらつきや経時劣化があっても、始動時の冷却水温が低い場合の合計空燃比を理論空燃比よりリーンにすることができる。
【００６４】
さて、第２実施形態では、始動の度にＫ＝１．０から１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２の補正を開始する、つまり始動の度に補正をやり直すのでは、燃料噴射弁５やエアフローメータ１２の各流量特性のばらつき等により、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２の補正前（つまり初回の副噴射時）には実際の合計空燃比Ｃが目標合計空燃比Ｂから必ず外れることがある。
【００６５】
これに対処するには、比率Ｋを冷却水温に対して割り付けた学習値として構成することである。Ｋを学習値として、イグニッションキースイッチＯＦＦ後もバックアップしておくことで、次回始動時に今回始動時の冷却水温と変わりなければ次回始動時の初回の副噴射時から、燃料噴射弁５やエアフローメータ１２の各流量特性のばらつき等があっても実際の合計空燃比Ｃを目標合計空燃比Ｂへと一致させることができる。
【００６６】
実施形態では、タイマＴＩＭＥがＴＩＭＳＴ＜ＴＩＭＥ＜ＴＩＭＥＮＤの条件を満たすとき、副噴射を行うようにしたが（Ｓ８、Ｓ９）、冷却水温ＴＷがＴＷＳＴ＜ＴＷ＜ＴＷＥＮＤの条件を満たすとき、副噴射を行うようにしてもかまわない。この場合、下限値ＴＷＳＴと上限値ＴＷＥＮＤは一定値のほか、図４、図５と同様にして始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて変化させることもできる。
【００６７】
冷却水温に限らず、エンジン温度の代表値（たとえば油温）であればよい。
【００６８】
触媒コンバータの個数や配列は、図１に限られるものでない。
【００６９】
実施形態では、１サイクル当たりの副噴射量Ｆ２を数式により演算する場合で説明したが、１サイクル当たりの主噴射量と同様に、冷却水温に対して割り付けたテーブルを検索することにより１サイクル当たりの副噴射Ｆ２を求めるようにすることもできる。
【００７０】
実施形態では４気筒の場合で説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御システム図。
【図２】１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１および副噴射量Ｆ２ならびに副噴射気筒数Ｎの演算を説明するためのフローチャート。
【図３】冷却水温に対する主噴射の目標空燃比Ａと１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１の特性図。
【図４】始動時水温に対する副噴射開始時間の特性図。
【図５】始動時水温に対する副噴射終了時間の特性図。
【図６】冷却水温に対する目標合計空燃比Ｂの特性図。
【図７】副噴射を実行する気筒の配列を説明するための図。
【図８】本発明の作用を説明するための特性図。
【図９】第２実施形態の１サイクル当たりの主噴射量Ｆ１および補正副噴射量Ｆ２Ｈならびに副噴射気筒数Ｎ２の演算を説明するためのフローチャート。
【図１０】燃料噴射弁の流量特性図。
【図１１】従来装置の作用を説明するための特性図。
【図１２】第１の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
５  燃料噴射弁
１４  水温センサ
２２、２３  触媒コンバータ
【図１】
0003820770.tif 000002
【図２】
0003820770.tif 000003
【図３】
0003820770.tif 000004
【図４】
0003820770.tif 000005
【図５】
0003820770.tif 000006
【図６】
0003820770.tif 000007
【図７】
0003820770.tif 000008
【図８】
0003820770.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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