(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備えた内燃機関の始動時に、各気筒の吸気行程と同期して燃料噴射を行う始動時燃料噴射制御装置であり、前記内燃機関の始動開始から、全気筒での燃料噴射回数を合計した総和を計数する噴射回数計数手段と、前記燃料噴射回数計数手段により計数された燃料噴射回数が所定回数以上のとき、各気筒の燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるように燃料噴射開始時期を所定期間早める燃料噴射時期変更手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の始動時燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射時期変更手段は、前記燃料噴射回数の増加に伴い、燃料噴射開始時期を早めることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動時燃料噴射制御装置。
【請求項３】
複数の気筒を備えた内燃機関の始動時に、各気筒の吸気行程と同期して燃料噴射を行う始動時燃料噴射制御装置であり、各気筒の着火もしくは失火を検出する着火状態検出手段と、前記着火状態検出手段により着火が検出された場合に、各気筒の燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるように燃料噴射開始時期を所定期間早める燃料噴射時期変更手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の始動時燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記着火状態検出手段により着火を検出されたのち、全気筒での燃料噴射回数を合計した総和を計数する噴射回数計数手段を更に備え、前記燃料噴射時期変更手段は、前記噴射回数計数手段により計数された回数の増加に伴い、燃料噴射開始時期を早めることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の始動時燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に内燃機関の始動時における燃料噴射時期を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジン等の内燃機関では、機関の運転状態に応じて燃料噴射時期や燃料噴射量（燃料噴射時間）を決定する燃料噴射制御装置が利用されている。このような燃料噴射制御装置として、内燃機関の始動時に、各気筒の吸気行程と同期せず、吸気弁が開弁する前に燃料を噴射する吸気非同期噴射方式を採用する装置が知られている。このような吸気非同期噴射方式の燃料噴射制御装置では、冷間始動時に、燃焼室の温度が低く、燃料が気化し難いので、吸気ポートや燃焼室の壁面に付着する燃料量を見越して多量の燃料を噴射し、燃焼室内の混合気が着火しやすい空燃比になるようにしている。
【０００３】
しかし、上記したような吸気非同期燃料噴射方式の燃料噴射制御装置では、冷間始動時に吸気ポートに付着した燃料は、始動完了後の機関回転数の上昇に伴って大きくなる負圧により、燃焼室内に引き込まれるので、燃焼室内の混合気をリッチ雰囲気とし、エミッションの悪化を招く虞がある。
【０００４】
このような問題を解決するため、特開昭６２−２１０２３０号公報に記載された内燃機関の燃料噴射装置がある。この燃料噴射装置は、機関の始動時を検出する始動時検出手段と、機関の温度を検出する温度検出手段と、前記始動時検出手段と前記温度検出手段の出力に基づいて始動時の機関の温度が所定値よりも低ければ、吸気行程中に同期噴射を行わせる手段とを具備し、各気筒の吸気弁の開弁時期に同期して燃料を噴射する吸気同期噴射方式の燃料噴射装置である。
【０００５】
このような装置では、内燃機関の始動時において、吸気弁の開弁時期に同期して燃料噴射を行うので、燃料噴射弁から噴射された燃料の大部分を直接燃焼室内に流れ込ませることができ、吸気ポート等に付着する燃料量が低減するとともに、始動時の燃料増量値を少なくすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような吸気同期方式の燃料噴射装置では、内燃機関の始動時に、ある気筒の着火により機関回転数が上昇していくと、吸気行程の時間が短くなるので、吸気行程内に必要な燃料量を噴射することができなくなり、吸気弁の閉弁後も燃料が噴射され、燃焼室内に供給される燃料が減少するとともに、吸気ポートの壁面に付着する燃料が増加し、始動性の悪化とエミッションの悪化等を招く虞がある。
【０００７】
例えば、４番気筒＃４、２番気筒＃２、１番気筒＃１、３番気筒＃３の順で燃料噴射が行われる４ストロークの４気筒内燃機関の場合、図７に示すように、始動時に４番気筒＃４から燃料噴射が開始され、前記４番気筒＃４で着火すると、前記４番気筒＃４の膨張行程における機関回転数が上昇し、４番気筒＃４が膨張行程にあるとき吸気行程となる１番気筒＃１では、吸気行程の時間が短縮され、吸気行程内に所定量の燃料噴射を行うことができなくなる。この結果、１番気筒＃１内に供給される燃料量が減少し、混合気がリーン状態になるので、着火性が悪化し、始動性の悪化を招く。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動時に、吸気行程と同期して燃料噴射を行う吸気同期噴射方式の燃料噴射制御装置において、各気筒に必要な燃料を確実に気筒内に供給し、始動性の向上とエミッションの改善を図ることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明にかかる内燃機関の始動時燃料噴射制御装置は、複数の気筒を備えた内燃機関の始動時に、各気筒の吸気行程と同期して燃料噴射を行う始動時燃料噴射制御装置であり、前記内燃機関の始動開始から全気筒での燃料噴射回数を合計した総和を計数する噴射回数計数手段と、前記燃料噴射回数計数手段により計数された燃料噴射回数が所定回数以上のとき、各気筒の燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるように燃料噴射開始時期を所定期間早める燃料噴射時期変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
このように構成された内燃機関の始動時燃料制御装置では、内燃機関の始動が開始されると、噴射回数計数手段が全気筒での燃料噴射回数を合計した総和を計数する。そして、燃料噴射時期変更手段は、前記噴射回数計数手段の計数値を監視し、前記計数値が所定値未満の場合は、燃料噴射時期を各気筒の吸気行程と同期した時期に設定し、前記計数値が所定値以上の場合は、各気筒の燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるように燃料噴射開始時期を各気筒の吸気行程開始時期よりも所定期間早い時期に設定する。
【００１１】
この場合、前記計数値が所定値未満のときに燃料噴射された気筒で混合気が着火すると、その気筒の膨張行程において機関回転数が上昇するので、それ以降に燃料噴射される気筒の吸気行程が短くなるが、前記計数値が所定値以上になると、燃料噴射開始時期が所定期間早められるので、吸気行程内に燃料噴射が終了する。
【００１２】
この結果、前記計数値が所定値以上のときに燃料噴射される気筒では、機関回転数の上昇により吸気行程が短くなった場合でも、気筒内に供給される燃料量の低下が抑制される。
【００１３】
尚、上記した燃料噴射時期変更手段は、前記燃料噴射回数の増加に伴い、燃料噴射開始時期をより早くするようにしてもよい。すなわち、内燃機関の始動開始からのクランキングの期間が長くなり、燃料噴射回数が増加すると、混合気が着火する気筒の数が増加し、それに伴って機関回転数も上昇するので、各気筒の吸気行程がより短くなる。その際、燃料噴射回数の増加に伴って燃料噴射開始時期をより早くすれば、各気筒の吸気行程内で燃料噴射が終了するので、各気筒内に供給される燃料量の低下が抑制される。
【００１４】
次に、本発明にかかる内燃機関の始動時燃料噴射制御装置は、複数の気筒を備えた内燃機関の始動時に、各気筒の吸気行程と同期して燃料噴射を行う始動時燃料噴射制御装置であり、各気筒の着火もしくは失火を検出する着火状態検出手段と、前記着火状態検出手段により着火が検出された場合に、各気筒の燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるように燃料噴射開始時期を所定期間早める燃料噴射時期変更手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１５】
このように構成された始動時燃料噴射制御装置では、内燃機関の始動が開始されると、着火状態検出手段が各気筒での燃焼状態を監視し、各気筒での着火もしくは失火を検出する。そして、燃料噴射時期変更手段は、前記着火状態検出手段がある気筒の失火を検出すると、燃料噴射時期を各気筒の吸気行程と同期した時期に設定し、前記着火状態検出手段がある気筒の着火を検出すると、各気筒の燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるように燃料噴射開始時期を各気筒の吸気行程開始時期よりも所定期間早い時期に設定する。
【００１６】
この場合、ある気筒で混合気が着火すると、その気筒の膨張行程において機関回転数が上昇するので、それ以降に燃料噴射される気筒の吸気行程が短くなるが、前記着火状態検出手段により前記気筒の着火が検出されると、前記燃料噴射時期変更手段が燃料噴射開始時期を所定期間早めるので、吸気行程内に燃料噴射が終了する。
【００１７】
この結果、前記気筒の着火後に燃料噴射される気筒では、機関回転数の上昇により吸気行程が短くなっても、気筒内に供給される燃料量の低下が抑制される。
また、前記着火状態検出手段により着火を検出されたのち、全気筒での燃料噴射回数を合計した総和を計数する噴射回数計数手段を更に備え、
前記燃料噴射時期変更手段は、前記噴射回数計数手段により計数された回数の増加に伴い、燃料噴射開始時期を早めるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる内燃機関の始動時燃料噴射制御装置について図面に基づいて説明する。
【００１９】
図２は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。同図に示す内燃機関は、４サイクルの４気筒内燃機関１であり、この内燃機関１には、吸気枝管２を介してサージタンク３が接続されるとともに、排気枝管９を介して排気管１０が接続される。
【００２０】
前記サージタンク３は、吸気管４を介してエアクリーナボックス５と接続され、エアクリーナボックス５を通過した新気を取り込み、吸気枝管２を介して内燃機関１の各気筒に分配するようになっている。そして、前記吸気管４には、吸気管４内を流れる吸入空気質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１６と吸気管４内を流れる空気の温度に対応した電気信号を出力する吸気温センサ２９とが取り付けられ、前記サージタンク３には、サージタンク３内の圧力に応じた電気信号を出力するバキュームセンサ２８が取り付けられる。
【００２１】
続いて、前記吸気枝管２の各枝管には、燃料噴射弁７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ（以下、燃料噴射弁７と総称する）が取り付けられ、これらの燃料噴射弁７には、燃料分配管６が接続される。前記燃料分配管６は、図示しない燃料ポンプより圧送された燃料を各気筒の燃料噴射弁７に分配する。
【００２２】
前記各燃料噴射弁７は、駆動回路８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ（以下、駆動回路８と総称する）と接続され、前記駆動回路８からの駆動電流が印加されると開弁し、前記燃料分配管６より供給された燃料を吸気枝管２内に噴射する。
【００２３】
次に、前記排気管１０の途中には、内燃機関１から排出された排気ガスに含まれるＮＯXやＨＣ等の成分を浄化する排気浄化触媒１１が設けられ、この排気浄化触媒１１より上流の排気管１０には、排気管内を流れる排気ガスの空燃比に対応した電流を出力する空燃比センサ１２が取り付けられる。
【００２４】
続いて、前記内燃機関１には、図示しないクランクシャフトが所定角度（例えば、１０度）回転する都度、電気信号を出力するクランクポジションセンサ１７と、図示しないカムシャフトの回転位置が所定位置にあるとき電気信号を出力するカムポジションセンサ１８と、冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ１９とが取り付けられる。
【００２５】
前記カムポジションセンサ１８は、電磁ピックアップ方式のセンサであり、基準となる気筒の圧縮上死点前に電気信号を出力する。その際、前記カムポジションセンサ１８は、例えば、カムポジションセンサ１８の出力直後に前記クランクポジションセンサ１７から出力される信号が前記基準気筒の圧縮上死点前１０°になるよう設定されている。
【００２６】
そして、前記空燃比センサ１２と前記エアフローメータ１６と前記クランクポジションセンサ１７と前記カムポジションセンサ１８と前記水温センサ１９と前記バキュームセンサ２８と前記吸気温センサ２９は、エンジンコントロール用の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１５に接続され、前記各センサの出力信号が前記ＥＣＵ１５に入力されるようになっている。さらに、前記ＥＣＵ１５には、スタータスイッチ１３とイグニッションスイッチ１４とバッテリ２７が接続され、スタータスイッチ１３のオン／オフ信号と、イグニッションスイッチ１４のオン／オフ信号と、バッテリ２７の電圧値とが入力されるようになっている。
【００２７】
前記ＥＣＵ１５は、図３に示すように、双方向性バス２５により相互に接続された、ＣＰＵ２０とＲＯＭ２１とＲＡＭ２２と入力ポート２３と出力ポート２４を備えるとともに、前記入力ポート２３に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）２６を備える。
【００２８】
前記入力ポート２３は、カムポジションセンサ１８とクランクポジションセンサ１７とスタータスイッチ１３とイグニッションスイッチ１４とからの信号を入力し、これらの信号をＣＰＵ２０あるいはＲＡＭ２２へ送信する。さらに、入力ポート２３は、エアフローメータ１６と空燃比センサ１２と水温センサ１９とバッテリ２７とバキュームセンサ２８と吸気温センサ２９とからの信号をＡ／Ｄコンバータ２６を介して入力し、これらの信号をＣＰＵ２０あるいはＲＡＭ２２へ送信する。
【００２９】
前記ＲＯＭ２１は、始動時の燃料噴射量を決定する始動時燃料噴射量制御ルーチン、始動時の燃料噴射時期を決定する始動時燃料噴射時期制御ルーチン、始動後の燃料噴射量を決定する燃料噴射量制御ルーチン、始動後の燃料噴射時期を決定する燃料噴射時期制御ルーチン、あるいは点火時期を決定する点火時期制御ルーチン等のアプリケーションプログラムと、各種の制御マップを格納する。前記制御マップは、例えば、内燃機関１の始動時の燃料噴射開始時期を決定するための始動時燃料噴射時期制御マップ等である。
【００３０】
前記ＲＡＭ２２は、各センサからの出力信号やＣＰＵ２０の演算結果等を格納する。上記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ１７の出力信号より算出される機関回転数である。そして、各センサからの出力信号やＣＰＵ２０の演算結果等は、クランクポジションセンサ１７が信号を出力する度に更新される。
【００３１】
さらに、ＲＡＭ２２は、内燃機関１の始動時にセット（“１”）され、始動完了時にリセット（“０”）される始動判別フラグを記憶するとともに、内燃機関１の始動開始から全気筒での燃料噴射回数を合計した総和を記憶する。
【００３２】
次に、前記ＣＰＵ２０は、前記ＲＯＭ２１に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、ＲＡＭ２２に記憶された前記各センサの出力信号や制御マップに基づいて各気筒の燃料噴射量や燃料噴射時期等を算出し、算出した燃料噴射量や燃料噴射時期に従って駆動回路８を制御する。
【００３３】
その際、内燃機関１が通常の運転状態にあれば、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶された燃料噴射量制御ルーチン及び燃料噴射時期制御ルーチンを実行し、各種センサの出力信号に応じた燃料噴射量（燃料噴射弁７の開弁時間）を算出するとともに、各気筒の燃料噴射時期を算出する。
【００３４】
また、内燃機関１が始動状態にある場合は、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶された始動時燃料噴射量制御ルーチン及び始動時噴射時期制御ルーチンを実行し、各気筒の燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する。始動時の燃料噴射量は、例えば、始動時の冷却水温、バッテリ電圧、あるいは吸気管圧力等に応じて算出される。
【００３５】
そして、始動時の燃料噴射時期は以下のように算出される。すなわち、ＣＰＵ２０は、始動時より、全ての気筒での燃料噴射回数を合計した総和（以下、燃料噴射総回数と記す）をＲＡＭ２２に記憶し、燃料噴射を行う毎に１つインクリメントする。続いて、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数をインクリメントする度に、インクリメント後の燃料噴射総回数が所定値未満であるか否かを判別する。
【００３６】
前記燃料噴射総回数が前記所定値未満であるとき、ＣＰＵ２０は、燃料噴射時期を各気筒の吸気行程に同期するよう設定し、前記燃料噴射総回数が前記所定値以上であるとき、前記燃料噴射開始時期を各気筒の吸気行程開始時期よりも所定期間早めに設定する。前記所定期間は、燃料噴射終了時期が各気筒の吸気行程内に収まるよう設定される。
【００３７】
例えば、４ストロークの４気筒内燃機関において、４番気筒＃４、２番気筒＃２、１番気筒＃１、３番気筒＃３の順に燃料噴射を行う場合、ＣＰＵ２０は、図１に示すように、最初の２回の燃料噴射（図中、４番気筒＃４に対する燃料噴射と２番気筒＃２に対する燃料噴射）については、各気筒の吸気行程に同期して燃料噴射開始時期を決定する。
【００３８】
そして、３回目の燃料噴射については、３回目の燃料噴射を行うべき気筒（図中、１番気筒＃１）の吸気行程が４番気筒＃４（最初に燃料噴射された気筒）の膨張行程と重なるので、４番気筒＃４の着火により機関回転数が上昇して１番気筒＃１の吸気行程が短くなる可能性がある。このため、ＣＰＵ２０は、１番気筒＃１に対する燃料噴射時期を、１番気筒＃１の吸気行程開始時期より所定期間：Ｔ3早い時期に設定している。
【００３９】
次に、４回目の燃料噴射（図中、３番気筒＃３に対する燃料噴射）については、ＣＰＵ２０は、３回目の燃料噴射よりもさらに早い時期（図中、３番気筒＃３の吸気行程開始時期より所定期間：Ｔ4早い時期）に燃料噴射開始時期を設定し、燃料噴射終了時期が吸気行程内に収まるようにしている。
【００４０】
このような制御により、最初に燃料噴射された４番気筒＃４で着火した場合、４番気筒＃４の膨張行程で機関回転数が上昇するので、４番気筒＃４の膨張行程時に吸気行程となる１番気筒＃１の吸気行程が短くなるが、この１番気筒＃１に対する燃料噴射開始時期は、１番気筒＃１の吸気行程開始時期よりも所定期間：Ｔ3早い時期に設定されるので、１番気筒＃１の吸気行程内で燃料噴射が終了する。
この場合、１番気筒＃１の図示しない吸気弁が開弁する前に燃料噴射が開始され、吸気弁が開弁している間に燃料噴射が終了することになり、吸気弁の開弁前に噴射された燃料の一部が吸気弁近傍の吸気ポート壁面等に付着するが、その大部分が吸気弁開弁後に発生する負圧により１番気筒＃１内に吸い込まれるので、１番気筒＃１内に供給される燃料量の低下が抑制される。
【００４１】
このように、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１のアプリケーションプログラムを実行することにより、本発明にかかるする燃料噴射回数計数手段と燃料噴射時期変更手段とを実現する。
【００４２】
尚、前記所定値は、予め設定された固定値でもよく、あるいは、始動時の冷却水温、バッテリ電圧、あるいは吸気温度等の条件に応じて設定される可変値でもよい。また、前記所定期間も、前記所定値と同様に、予め設定された固定値でもよく、あるいは、始動時の冷却水温、バッテリ電圧、あるいは吸気温度等の条件に応じて設定される可変値でもよい。
【００４３】
〈実施の形態の作用及び効果〉
以下、本実施の形態にかかる内燃機関の始動時燃料噴射制御装置の作用及び効果について述べる。
【００４４】
内燃機関１の始動時において、ＣＰＵ２０は、イグニッションスイッチ１３のオン信号とスタータスイッチ１４のオン信号を入力すると、クランクポジションセンサ１８の出力信号より機関回転数を算出する。そして、ＣＰＵ２０は、前記機関回転数が所定回転数未満であれば、内燃機関１が始動状態にあると判定し、し、ＲＡＭ２２の所定領域に始動判別フラグ“１”を設定する。
【００４５】
また、ＣＰＵ２０は、カムポジションセンサ１８が信号を出力した直後にクランクポジションセンサ１７が出力する信号を、基準となる気筒の圧縮上死点前１０°を示す信号と判定し、次いで、基準気筒以外の気筒の圧縮上死点を判別する。
【００４６】
続いて、ＣＰＵ２０は、始動時燃料噴射量制御ルーチンを実行し、各気筒の燃料噴射量（燃料噴射時間）を決定するとともに、図４に示す始動時燃料噴射時期制御ルーチンを実行し、各気筒の燃料噴射時期を決定する。
【００４７】
前記始動時燃料噴射時期制御ルーチンにおいて、ＣＰＵ２０は、先ず、ＲＡＭ２２へアクセスし、燃料噴射総回数：Ｃinjの値として“１”を書き込む（Ｓ４０１）。続いて、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２の始動判別フラグ（ＸＳＴＥＦＩ）の値が“１”に設定されているか否かを判別する（Ｓ４０２）。
【００４８】
前記Ｓ４０２において、ＣＰＵ２０は、始動判別フラグ（ＸＳＴＥＦＩ）の値が“１”であると判定すると、Ｓ４０３へ進み、ＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数：Ｃinjが４回を越えているか否かを判別する。この場合、１回目の燃料噴射であり、ＲＡＭ２２の燃料噴射総回数：Ｃinjの値が“１”となるので、ＣＰＵ２０は、燃料噴射総回数：Ｃinjが４回以下であると判定し、Ｓ４０４へ進む。
【００４９】
前記Ｓ４０４では、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数：Ｃinjが３回未満であるか否かを判別する。この場合、前述したように燃料噴射総回数：Ｃinjの値が“１”となるので、ＣＰＵ２０は、燃料噴射総回数：Ｃinjが３回未満であると判定し、Ｓ４０５へ進む。
【００５０】
前記Ｓ４０５において、ＣＰＵ２０は、燃料噴射開始時期：Ｔinjを吸気行程の開始時期：Ｔstartと同期した時期に設定する。そして、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０６へ進み、ＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数：Ｃinjの値を１つインクリメントする（燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“２”に書き換える）。
【００５１】
このように、始動時において、最初に燃料噴射される気筒（最初の気筒）の燃料噴射は、吸気行程と同期した吸気同期噴射になる。次いで、ＣＰＵ２０は、前記Ｓ４０２へ戻り、前記最初の気筒の次に燃料噴射される気筒（２番目の気筒）の燃料噴射時期を決定する。その際、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０３において燃料噴射総回数：Ｃinj（＝２）の値が４回以下であると判定し、次いでＳ４０４において燃料噴射総回数Ｃinj（＝２）の値が３回未満と判定し、Ｓ４０５へ進む。
【００５２】
前記Ｓ４０５において、ＣＰＵ２０は、燃料噴射開始時期：Ｔinjを２番目の気筒の吸気行程開始時期：Ｔstartと同期した時期に設定する。続いて、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０６において、ＲＡＭ２２にアクセスし、燃料噴射総回数：Ｃinjの値を１つインクリメントする（燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“３”に書き換える）。
【００５３】
前記２番目の気筒の燃料噴射時期を決定した後、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０２へ戻り、前記２番目の気筒の次に燃料噴射される気筒（３番目の気筒）の燃料噴射時期を決定する。その際、ＣＰＵ２０は、前記Ｓ４０３において燃料噴射総回数：Ｃinj（＝３）が４回以下であると判定し、次いでＳ４０４において燃料噴射総回数：Ｃinj（＝３）が３回未満ではないと判定し、Ｓ４０７へ進み、燃料噴射総回数Ｃinj（＝３）が“３”であるか否かを判別する。
【００５４】
この場合、燃料噴射総回数：Ｃinjの値が“３”であるから、ＣＰＵ２０は、前記Ｓ４０７において燃料噴射総回数Ｃinjの値が“３”であると判定し、Ｓ４０８へ進む。
【００５５】
前記Ｓ４０８において、ＣＰＵ２０は、燃料噴射開始時期：Ｔinjを３番目の気筒の吸気行程開始時期：Ｔstartよりも第１の所定期間：Ｔ3早い時期に設定する。そして、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０６へ進み、ＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数：Ｃinjの値を１つインクリメントする（燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“４”に書き換える）。
【００５６】
このように、前記３番目の気筒の燃料噴射時期が決定されると、ＣＰＵ２０は、前記Ｓ４０２へ戻り、前記３番目の気筒の次に燃料噴射される気筒（４番目の気筒）の燃料噴射時期を決定する。その際、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０３において燃料噴射総回数：Ｃinj（＝４）が４回以下であると判定し、次いでＳ４０４において燃料噴射総回数Ｃinj（＝３）が３回未満ではないと判定し、さらにＳ４０７において燃料噴射総回数Ｃinj（＝３）の値が“３”ではないと判定し、Ｓ４０９へ進む。
【００５７】
前記Ｓ４０９において、ＣＰＵ２０は、燃料噴射開始時期：Ｔinjを４番目の気筒の吸気行程開始時期：Ｔstartよりも第２の所定期間：Ｔ4早い時期に設定する。その際、第２の所定期間：Ｔ4は、前記第１の所定期間：Ｔ3よりも長く設定され、４番目の気筒の燃料噴射開始時期が前記３番目の気筒よりも早い時期に設定される。
【００５８】
そして、ＣＰＵ２０は、Ｓ４０６へ進み、ＲＡＭ２２の燃料噴射総回数：Ｃinjの値を１つインクリメントする（燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“５”に書き換える）。
【００５９】
このように内燃機関１の全ての気筒について一回目の燃料噴射時期が決定されると、前記最初の気筒の二回目の燃料噴射時期を決定することになるが、その際、ＣＰＵ２０は、図４の始動時燃料噴射時期制御ルーチンのＳ４０３において、燃料噴射総回数：Ｃinjが４回を越えていると判定し、Ｓ４１０へ進む。
【００６０】
Ｓ４１０において、ＣＰＵ２０は、始動後の燃料噴射量制御ルーチン及び燃料噴射時期制御ルーチンを実行し、次いでＳ４１１にてＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数：Ｃinjをリセット（燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“０”に）する。
【００６１】
従って、本実施の形態によれば、４ストロークの４気筒内燃機関１の場合、最初に燃料噴射された気筒は、３番目の気筒の吸気行程時に膨張行程になるので、前記最初の気筒で混合気が着火すると、機関回転数が上昇して３番目の気筒の吸気行程が短くなるが、３番目の気筒の燃料噴射開始時期を所定期間早め、吸気弁が開弁する前に燃料噴射を開始することにより、３番目の気筒の吸気行程内で燃料噴射が終了し、必要量の燃料を３番目の気筒内に供給することができる。
【００６２】
尚、本実施の形態では、４気筒の内燃機関において、３番目以降に燃料噴射される気筒の燃料噴射時期を早める例について説明したが、３番目に限られるものではくなく、１番目に燃料噴射された気筒の膨張行程時に吸気行程となる気筒以降に燃料噴射される気筒であれば何番目の気筒でも構わない。その際、始動時の冷却水温やバッテリ電圧に応じて変更するようにしてもよく、例えば、冷却水温が低い場合は、３番目の気筒よりも後の気筒とし、冷却水温が高い場合は、３番目の気筒とするようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態では、４気筒の内燃機関を例に挙げたが、これに限られるものではなく、４つ以上の気筒を有する内燃機関でもよく、あるいは４つ未満の気筒数を有する内燃機関でも構わない。要は、最初に燃料噴射された気筒の膨張行程時に吸気行程となる気筒以降、あるいは最初に燃料噴射された気筒の膨張行程時に吸気行程となる気筒よりも後に燃料噴射される気筒の燃料噴射時期を早め、吸気行程内に燃料噴射が終了するようにすればよい。
【００６４】
〈他の実施の形態〉
前述の実施の形態では、内燃機関１の始動開始からの全気筒での燃料噴射回数の総和：Ｃinjをパラメータとして、燃料噴射時期を制御する例について述べたが、各気筒の着火状態をパラメータとして、燃料噴射時期を制御するようにしてもよい。
【００６５】
この場合、ＣＰＵ２０は、図５に示す着火判定ルーチンと図６に示す始動時燃料噴射時期制御ルーチンを実行し、内燃機関１の始動時における燃料噴射時期を決定する。
【００６６】
先ず、ＣＰＵ２０は、各気筒の図示しない点火栓が点火する都度、前記着火判定ルーチンを実行する。前記着火判定ルーチンにおいて、ＣＰＵ２０は、先ず、ＲＡＭ２２に記憶される着火状態判定フラグ：Ｆの値を参照し、既に着火した気筒が存在するか否かを判別する（Ｓ５０１）。
【００６７】
前記Ｓ５０１において、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“０”ならば、ＣＰＵ２０は、既に着火した気筒が存在しない（いずれの気筒においても混合気が着火していない）と判定し、Ｓ５０２へ進む。
【００６８】
前記Ｓ５０２において、ＣＰＵ２０は、クランクポジションセンサ１７が各気筒の圧縮上死点を示す信号を出力した時点から膨張下死点を示す信号を出力するまでに要した時間（以下、膨張行程時間と称する）：ＴNiを算出し、Ｓ５０３へ進む。
【００６９】
前記Ｓ５０３において、ＣＰＵ２０は、各気筒の前回のサイクルでの膨張行程時間：ＴNi-1から所定時間：ＴNを減算した値：（ＴNi-1）−ＴNと、今回のサイクルでの膨張行程時間：ＴNiとを比較する。
【００７０】
前記Ｓ５０３において、ＣＰＵ２０は、今回の膨張行程時間：ＴNiが（(ＴNi-1)−ＴN）よりも短ければ、その気筒内の混合気が着火したと判定し、Ｓ５０４へ進む。
【００７１】
前記Ｓ５０４において、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２の着火状態判定フラグ：Ｆの値を“１”に書き換える。
一方、前記Ｓ５０１において、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”ならば、ＣＰＵ２０は、既に着火した気筒が存在すると判定し、着火判定ルーチンの実行を終了する。
【００７２】
また、前記Ｓ５０３において、今回の膨張行程時間：ＴNiが（(ＴNi-1)−ＴN）
よりも長ければ、ＣＰＵ２０は、その気筒内の混合気が正常に着火しなかったと判定する。
【００７３】
このように、ＣＰＵ２０は、着火判定ルーチンを実行することにより、本発明にかかる着火状態検出手段を実現する。
また、ＣＰＵ２０は、内燃機関１の始動開始を検出すると、始動時燃料噴射量制御ルーチンを実行するとともに、図６に示す始動時燃料噴射時期制御ルーチンを実行し、最初に燃料噴射すべき気筒の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する。
【００７４】
例えば、最初に燃料噴射を行うべき気筒（最初の気筒）の燃料噴射時期を決定する場合、ＣＰＵ２０は、先ず、ＲＡＭ２２へアクセスし、燃料噴射総回数：Ｃinjの値として“１”を書き込む（Ｓ６０１）。続いて、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２２の始動判別フラグ（ＸＳＴＥＦＩ）の値が“１”に設定されているか否かを判別する（Ｓ６０２）。
【００７５】
前記Ｓ６０２において、ＣＰＵ２０は、始動判別フラグ（ＸＳＴＥＦＩ）の値が“１”であると判定すると、Ｓ６０３へ進み、ＲＡＭ２２の着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”であるか否かを判別する。
【００７６】
この場合、最初の燃料噴射であり、既に着火した気筒が存在しないので、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“０”となる。従って、前記Ｓ６０３において、ＣＰＵ２０は、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“０”であると判定し、Ｓ６０６へ進む。
【００７７】
前記Ｓ６０６において、ＣＰＵ２０は、燃料噴射開始時期：Ｔinjを最初の気筒の吸気行程開始時期：Ｔstartと同期した時期に設定する。
続いて、ＣＰＵ２０は、前記Ｓ６０２へ戻り、前記最初の気筒の次に燃料噴射すべき気筒（２番目の気筒）の燃料噴射時期を決定する。４気筒の内燃機関１の場合、２番目の気筒の燃料噴射時期を決定する時点では前記最初の気筒で点火が行われておらず、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“０”となるので、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０３において、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”ではないと判定し、Ｓ６０７へ進む。そして、前記Ｓ６０７において、ＣＰＵ２０は、前記２番目の気筒の燃料噴射開始時期：Ｔinjを、吸気行程開始時期：Ｔstartと同期した時期に設定する。
【００７８】
このように前記２番目の気筒の燃料噴射時期を決定した後、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０２へ戻り、前記２番目の気筒の次に燃料噴射すべき気筒（３番目の気筒）の燃料噴射時期を決定する。この場合、３番目の気筒の燃料噴射時期を決定する時点では前記最初の気筒で点火が行われておらず、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“０”となるので、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０３において、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”ではないと判定し、Ｓ６０７へ進む。そして、前記Ｓ６０７において、ＣＰＵ２０は、前記３番目の気筒の燃料噴射開始時期：Ｔinjを、吸気行程開始時期：Ｔstartと同期した時期に設定する。
【００７９】
前記３番目の気筒の燃料噴射時期を決定した後、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０２へ戻り、前記３番目の気筒の次に燃料噴射すべき気筒（４番目の気筒）の燃料噴射時期を決定する。この場合、４番目の気筒の燃料噴射時期を決定する時点では前記最初の気筒の膨張行程が終了しておらず、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“０”となるので、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０３において、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”ではないと判定し、Ｓ６０７へ進む。そして、前記Ｓ６０７において、ＣＰＵ２０は、前記４番目の気筒の燃料噴射開始時期：Ｔinjを、吸気行程開始時期：Ｔstartと同期した時期に設定する。
【００８０】
このように４つの気筒に対する１回目の燃料噴射が終了すると、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０２へ戻り、前記最初の気筒の２回目の燃料噴射時期を決定する。その際、前記最初の気筒で混合気が着火していれば、前記Ｓ６０３において、ＣＰＵ２０は、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”であると判定し、Ｓ６０４へ進む。
【００８１】
前記Ｓ６０４において、ＣＰＵ２０は、燃料噴射開始時期：Ｔinjを吸気行程の開始時期：Ｔstartより所定期間：Ｔ＊Ｃinj早い時期に設定する。ここで、前記所定期間：Ｔ＊Ｃinjは、燃料噴射総回数：Ｃinj（＝１）に係数：Ｔを積算して得られる値（Ｔ）であり、燃料噴射開始時期：Ｔinjは、Ｔstart−Ｔとなる。
【００８２】
続いて、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０５へ進み、ＲＡＭ２２の燃料噴射総回数：Ｃinjの値を１つインクリメントする（ＲＡＭ２２の燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“２”に書き換える）。そして、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０２へ戻り、２番目の気筒の２回目の燃料噴射時期を決定する。その際、前記最初の気筒で混合気が着火しているので、前記Ｓ６０３において、ＣＰＵ２０は、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”であると判定してＳ６０４へ進み、燃料噴射開始時期：Ｔinjを吸気行程開始時期：Ｔstartより所定期間：Ｔ＊Ｃinj早い時期に設定する。
【００８３】
ここで、前記２番目の気筒の燃料噴射開始時期：Ｔinjは、Ｔstart−２・Ｔとなるので、前記最初の気筒の燃料噴射開始時期：Ｔinj＝Ｔstart−Ｔよりも早い時期になる。
【００８４】
そして、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０５へ進み、ＲＡＭ２２の燃料噴射総回数：Ｃinjの値を１つインクリメントする（ＲＡＭ２２の燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“３”に書き換える）。その後、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０２へ戻り、３番目の気筒の２回目の燃料噴射時期を決定する。その際、前記最初の気筒で混合気が着火しているので、前記Ｓ６０３において、ＣＰＵ２０は、着火状態判定フラグ：Ｆの値が“１”であると判定し、Ｓ６０４へ進む。そして、ＣＰＵ２０は、前記Ｓ６０４において、燃料噴射開始時期：Ｔinjを吸気行程開始時期：Ｔstartより所定期間：Ｔ＊Ｃinj早い時期に設定する。
【００８５】
ここで、前記３番目の気筒の燃料噴射開始時期：Ｔinjは、Ｔstart−３・Ｔとなるので、前記２番目の気筒よりも更に早い時期になる。以後、各気筒毎に、前記Ｓ６０２以降の処理を繰り返し実行することにより、各気筒の始動時燃料噴射開始時期が決定される。そして、全ての気筒で混合気が着火すると、ＲＡＭ２２の始動判別フラグ（ＸＳＴＥＦＩ）の値が“０”にリセットされるので、ＣＰＵ２０は、Ｓ６０２において、始動判別フラグ（ＸＳＴＥＦＩ）が“１”でないと判定し、Ｓ６０７へ進む。
【００８６】
前記Ｓ６０７において、ＣＰＵ２０は、始動後の燃料噴射量制御ルーチン及び燃料噴射時期制御ルーチンを実行し、次いでＳ６０８にてＲＡＭ２２に記憶された燃料噴射総回数：Ｃinjをリセット（燃料噴射総回数：Ｃinjの値を“０”に）し、さらにＳ６０９においてＲＡＭ２２の着火状態判別フラグ：Ｆの値をリセット（着火状態判別フラグ：Ｆの値を“０”に）する。
【００８７】
このように、ＣＰＵ２０は、始動時燃料噴射時期制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる燃料噴射開始時期変更手段を実現する。
以上述べた実施の形態によれば、内燃機関の始動時にある気筒で混合気が着火すると、その気筒の膨張行程における機関回転数が上昇し、それ以降に燃料噴射される気筒の吸気行程期間が短くなるが、各気筒での着火もしくは失火を判別し、ある気筒での着火を検出した場合に、各気筒の燃料噴射開始時期を吸気行程開始時期よりも所定期間早めることにより、各気筒の吸気行程内で燃料噴射が終了し、必要量の燃料を各気筒内に供給することができる。
【００８８】
尚、本実施の形態では、各気筒の膨張行程時間により各気筒での着火もしくは失火を判別する方法を例に挙げたが、各気筒に燃焼圧センサを取り付け、燃焼圧センサの出力信号値に基づいて着火もしくは失火を判別するようにしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
本発明にかかる内燃機関の始動時燃料噴射制御装置では、内燃機関の始動時に、燃料噴射回数の総和が所定値未満の場合は各気筒の吸気行程と同期して燃料噴射を行い、燃料噴射回数の総和が所定値以上の場合は各気筒の吸気行程よりも早い時期に燃料噴射を開始する。
【００９０】
この場合、燃料噴射回数の総和が所定値未満のときに燃料噴射された気筒で混合気が着火して機関回転数が上昇し、それ以降に燃料噴射される気筒の吸気行程が短くなった場合でも、燃料噴射回数の総和が所定値以上になると、燃料噴射開始時期が早められるので、吸気行程内に燃料噴射を終了することができる。
【００９１】
従って、内燃機関の始動時において、ある気筒の混合気が着火して機関回転数が上昇し、それ以降に燃料噴射される気筒の吸気行程が短くなった場合でも、筒内に供給される燃料量の低下が抑制され、各気筒が必要とする燃料量を供給することができ、始動性の向上とエミッションの改善を図ることができる。
【００９２】
また、内燃機関の始動時に、各気筒での着火もしくは失火を検出する手段を設けた場合は、ある気筒での着火が検出されると、各気筒の燃料噴射開始時期が吸気行程開始時期よりも早められるので、前記気筒での着火により機関回転数が上昇し、それ以降に燃料噴射される気筒の吸気行程が短くなっても、吸気行程内に燃料噴射を終了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】始動時における各気筒の燃料噴射時期を示すタイミングチャート
【図２】本発明にかかる内燃機関の始動時燃料噴射制御装置を適用する内燃機関の概略構成を示す図
【図３】ＥＣＵの内部構成を示すブロック図
【図４】始動時燃料噴射時期制御ルーチンを示すフローチャート図
【図５】他の実施の形態における着火判定ルーチンを示すフローチャート図
【図６】他の実施の形態における始動時燃料噴射時期制御ルーチンを示すフローチャート図
【図７】従来の吸気同期噴射方式における各気筒の燃料噴射時期を示すタイミングチャート図
【符号の説明】
１・・内燃機関
１５・・ＥＣＵ
２０・・ＣＰＵ
２１・・ＲＯＭ
２２・・ＲＡＭ
１７・・クランクポジションセンサ
１８・・カムポジションセンサ
【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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