(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の始動初回サイクルの燃料噴射量を、機関の温度に基づいて設定する第一の始動時燃料噴射量設定手段と、
機関の始動２サイクル目以降の燃料噴射量を、機関の温度に基づいて設定される基本量をサイクル数によって設定される補正係数により補正して設定する第二の始動時燃料噴射量設定手段と、
前記各燃料噴射量設定手段により異なる方法で設定された量の燃料を機関に噴射する燃料噴射量制御手段と、を含んで構成され、
前記第二の始動時燃料噴射量設定手段は、前記機関の始動初回サイクルにおける噴射燃料の壁流の影響が残るサイクル数まで、燃料噴射量を設定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
前記機関の始動初回サイクルにおける噴射燃料の壁流の影響が残るサイクル数の後、始動完了までは、機関の負荷と回転速度に基づいて設定される燃料噴射量と前記第二の始動時燃料噴射量設定手段によって直前に設定された燃料噴射量のうち、大きい方を選択する第三の始動時燃料噴射量設定手段を含んで構成された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装置。
【請求項３】
前記第二の始動時燃料噴射量設定手段において、サイクル数によって設定される補正係数は、サイクル数が小さいほど小さく設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記第一の始動時燃料噴射量設定手段及び第二の始動時燃料噴射量設定手段は、前記機関の温度が低温になるほど燃料噴射量を増量することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【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、詳しくは、始動時における燃料噴射量を制御するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機関の始動時における燃料噴射制御は、図６に示すように、所定の信号を読み込み、気筒判別完了後に、第一の燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＩＳＴ演算、第ニの燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＩ演算が行われ、前記ＴＩＳＴと前記ＴＩを比較して大きい方を選択し、燃料噴射量として設定するものが知られている。
【０００３】
ここで、第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴは、機関の冷却水温度に基づいて始動時水温基本パルス幅ＴＣＳＴを算出し、該始動時水温基本パルス幅を機関回転速度Ｎｅや始動開始からの経過時間等に応じて補正して算出される。
【０００４】
また、第二の燃料噴射パルス幅ＴＩは、通常時と同様、機関回転速度Ｎｅ、吸入空気量に基づいて基本燃料噴射パルス幅ＴＰを算出し、該基本燃料噴射パルス幅ＴＰを冷却水温度等に応じて補正して算出される。
【０００５】
この場合、常温時においては、図７に示すように、始動２サイクル目までは前記始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴが燃料噴射パルス幅として設定され、始動３サイクル目以降は前記通常時の燃料噴射パルス幅ＴＩが燃料噴射パルス幅として設定される場合が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、始動初期においては、初回噴射時に供給される燃料の一部が壁流として残留しその影響が、常温時においてはおよそ始動４サイクル目まで、低温時においては更にそれ以上のサイクル数にまで残るため、前記従来の制御により設定された燃料噴射パルス幅では、２サイクル目以降の燃料供給が過剰となり、混合気がリッチ化して排気性状が悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、排気性状を悪化させることなく、始動時において、各サイクルの要求燃料量を確実に噴射することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に示すように、機関の始動初回サイクルの燃料噴射量を、機関の温度に基づいて設定する第一の始動時燃料噴射量設定手段と、機関の始動２サイクル目以降の燃料噴射量を、機関の温度に基づいて設定される基本量をサイクル数によって設定される補正係数により補正して設定する第二の始動時燃料噴射量設定手段と、前記各燃料噴射量設定手段により異なる方法で設定された量の燃料を機関に噴射する燃料噴射量制御手段と、を含んで構成され、前記第二の始動時燃料噴射量設定手段は、前記機関の始動初回サイクルにおける噴射燃料の壁流の影響が残るサイクル数まで、燃料噴射量を設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記機関の始動初回サイクルにおける噴射燃料の壁流の影響が残るサイクル数の後、始動完了までは、機関の負荷と回転速度に基づいて設定される燃料噴射量と前記第二の始動時燃料噴射量設定手段によって直前に設定された燃料噴射量のうち、大きい方を選択する第三の始動時燃料噴射量設定手段を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記第二の始動時燃料噴射量設定手段において、サイクル数によって設定される補正係数は、サイクル数が小さいほど小さく設定されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記第一の始動時燃料噴射量設定手段及び第二の始動時燃料噴射量設定手段は、前記機関の温度が低温になるほど燃料噴射量を増量することを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、
要求燃料量の多い始動初回燃料噴射量と、初回噴射時に残留した壁流の影響が大きくそれほど多くの燃料が要求されない始動２サイクル目以降の燃料噴射量とを異なる方法で設定するので、初回燃料噴射においては、燃焼に十分な量の燃料を供給できるように設定し、２サイクル目以降は、前記壁流の影響を考慮して過剰供給とならないように、適量の燃料を供給するように設定することができる。これにより、各サイクルに応じて最適な燃料噴射量を設定でき、良好な始動性を確保しつつ、排気性状の悪化を防止できる。
【００１４】
また、例えば、初回サイクルのみ温度に基づいたマップにより燃料噴射量を設定し、２サイクル目以降は、サイクル数によって設定される補正係数により補正（算出）して燃料噴射量を設定するように構成できるので、マップのための記憶容量を最小限に抑えることができる。
【００１５】
特に、壁流の影響が残るサイクル数（常温時においては、およそ４サイクル目）までの燃料噴射量を、第二の始動時燃料噴射量設定手段により設定するので、サイクル数によって、壁流の影響を考慮して過剰供給とならないよう補正して適量の燃料を供給でき、機関始動直後の排気性状の悪化を防止できる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、始動初回噴射燃料の壁流の影響が残るサイクル数の後、始動完了までは、壁流の影響を考慮して設定された直前の燃料噴射量と通常時と同様に設定される燃料噴射量とを比較して、大きい方を燃料噴射量とするので、機関の安定性を確保するのに適量の燃料を供給できる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、サイクル数の増加に伴う初回噴射燃料の壁流の減少に合わせて、補正係数を設定することにより、良好な始動性を確保するとともに、排気性状の悪化を防止できる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、低温になるほど燃料噴射量を増量することにより、低温時においても燃焼に十分な燃料を供給して、良好な始動性を確保することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図２は、本実施の形態における燃料噴射制御装置の構成を示す。
【００２０】
図２において、機関１は、電磁式の燃料噴射弁２を機関の各気筒の燃焼室３に臨ませてそれぞれ設けており、吸気ポート４及び吸気弁５を介して吸入された空気に対して前記燃料噴射弁２から燃料を噴射して混合気を形成し、該混合気を、前記燃焼室３内で圧縮し、点火プラグ６による火花点火によって着火する。
【００２１】
前記機関１の排気は、排気ポート７及び排気弁８を介して燃焼室３から排出され、図示しない排気浄化触媒及びマフラーを介して大気中に放出される。
前記燃料噴射弁２は、図示しない燃料供給系から燃料が圧送され、コントロールユニット２０により制御されて、その開弁時間により、機関の運転状態に応じた量の燃料を、それぞれ対応する各気筒に噴射供給する。
【００２２】
コントロールユニット２０は、マイクロコンピュータを内蔵し、入力される各種の検出信号に基づいて、燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を演算し、前記燃料噴射弁２を制御する。
【００２３】
ここで、入力される各種の検出信号としては、エアフローメータ１１からの吸入空気量信号Ｑ、クランク角センサ１２からのクランク角信号、水温センサ１３からの機関の冷却水温度信号Ｔｗ、スタートスイッチ１４からのＯＮ，ＯＦＦ信号等があり、機関回転速度Ｎｅは、前記クランク角信号より算出される。
【００２４】
以上のように構成された燃料噴射制御装置の始動時における燃料噴射制御を図３のフローチャートに示す。
図３において、ステップ１（図ではＳ１と記す。以下同じ）では、機関の冷却水温度Ｔｗ、機関回転速度Ｎｅ、スタートスイッチのＯＮ時間を読込む。
【００２５】
次に、ステップ２では、気筒判別が完了しているか否かを判別する。
気筒判別は、燃料噴射気筒、点火気筒を特定するために行うものであり、例えば、クランク角センサ１２からの検出信号等によって行われる。
【００２６】
気筒判別が完了していない場合には、燃料噴射気筒が特定できないので、燃料噴射制御を行うことなく本ルーチンを終了する。気筒判別が完了している場合は、ステップ３に進む。
【００２７】
ステップ３は、初回サイクル（始動１回目の燃料噴射）か否かを判別する。
初回サイクルは、噴射燃料のほとんどが壁流となってしまうので２サイクル目以降と比べて要求燃料量が非常に大きいため、初回サイクルであるか否かを区別して燃料噴射を行うためである。初回サイクルの場合は、ステップ４に進む。
【００２８】
ステップ４では、初回サイクルの燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴ０を冷却水温度Ｔｗに基づいて設定する。これが、第一の始動時燃料噴射量設定手段に相当する。より詳細には、初回噴射パルス幅ＴＩＳＴ０は、あらかじめ設定された冷却水温度Ｔｗによる１６格子テーブルＴＢＬＣＳＴ０を補間計算付きで参照した値である初回水温基本パルスＴＣＳＴ０を大気圧補正したものである。
【００２９】
その後、ステップ５に進み、サイクル数のカウントアップを行い、ステップ６において、前記設定された初回サイクルの燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴ０をセットする。
【００３０】
以上のように、機関の始動初回サイクルの燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）ＴＩＳＴ０を独立した設定手段によって設定することにより、燃焼に十分な燃料を供給することができる。
【００３１】
一方、ステップ３において、初回サイクル以外の場合は、ステップ７に進み、第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴを演算した後、ステップ８に進む。
ここで、第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴは、冷却水温度Ｔｗの基づいて始動時水温基本パルス幅ＴＣＳＴを演算し、該始動時水温基本パルス幅ＴＣＳＴを機関回転速度Ｎｅ、始動開始からの経過時間、大気圧、スロットル開度に応じて補正したものである。
【００３２】
ステップ８では、始動ｎサイクル目までの燃料噴射か否かを判別する。
この始動ｎサイクル目は、初回噴射時に供給された燃料の一部が壁流として残留し、その影響が残っているサイクル数に設定されている。これは、壁流の影響の残らないその後のサイクルと区別して燃料噴射量制御を行うためである。
【００３３】
なお、壁流の影響が残るサイクル数は、通常、常温時においては始動から４サイクル程度であるが、低温時においてはより長く壁流の影響が残るので、常温時よりも多いサイクル数となる場合があり、各条件の下で確認して、設定されている。
【００３４】
そして、壁流の影響が残っている始動ｎサイクル目以内であれば、ステップ９に進む。
ステップ９では、燃料噴射サイクル数によって決まる補正係数ＴＣＳＣＹＣを例えば、マップ検索等により設定する。前記壁流の影響がサイクル毎に異なるため要求燃料量も異なるからである。例えば、２サイクル目等の早いサイクル（サイクル数が小さい）ほど初回噴射燃料の壁流が多いので、該補正係数を小さく設定する。
【００３５】
次いで、ステップ１０では、ステップ７で求めた第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴをステップ９で設定した補正係数ＴＣＳＣＹＣを乗じて補正することにより補正後の始動時燃料噴射パルス幅（ＴＩＳＴ*ＴＣＳＣＹＣ）を設定する。
【００３６】
ステップ７からステップ１０に至る部分が、第二の始動時燃料噴射量設定手段に相当する。
その後、ステップ５に進んでサイクル数のカウントアップを行い、ステップ６において、ステップ１０で設定した補正後の始動時燃料噴射パルス幅（ＴＩＳＴ*ＴＣＳＣＹＣ）をセットする。
【００３７】
以上により、初回噴射燃料の影響の残る２サイクル目からｎサイクル目までは、初回サイクルとは異なった方法により、サイクル数によって設定される補正係数で始動時燃料パルス幅ＴＩＳＴを補正した補正後の始動時燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を設定するので、燃料が過剰となることなく適量の供給ができ、排気性状の悪化を抑制できる。
【００３８】
また、例えば、前記初回サイクルの燃料噴射パルス幅のみを冷却水温度に基づいたマップによる検索とし、２サイクル目以降は、始動時燃料パルス幅（ＴＩＳＴ）をサイクル数に応じて補正して設定することで、コントロールユニット２０に内蔵されるマイクロコンピュータの記憶容量を最小限に抑えることができる。
【００３９】
ステップ８に戻って、始動ｎサイクル目を超える場合すなわち、（ｎ＋１）サイクル目以降の場合は、ステップ１１に進む。
ステップ１１では、第二の燃料噴射パルス幅ＴＩを演算する。該第二の燃料噴射パルス幅ＴＩは、通常時と同様、吸入空気量Ｑ、機関回転速度Ｎｅに基づいてシリンダ吸入空気量と比例的な基本燃料噴射パルス幅ＴＰを演算し、該基本燃料噴射パルス幅ＴＰを冷却水温度Ｔｗ等に応じて補正したものである。
【００４０】
ステップ１２では、ステップ７で求めた第一の燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴを前記第二の始動時燃料噴射量設定手段と略同様にして補正する。ここで、（ｎ＋１）サイクル目以降に用いる補正係数は一定値であり、直前のｎサイクル目の補正係数ＴＣＳＣＹＣ[ｎ]を用いる。
【００４１】
続いて、ステップ１３において、前記補正係数ＴＣＳＣＹＳ［ｎ］により補正された第一の燃料噴射パルス幅（ＴＩＳＴ*ＴＣＳＣＹＣ［ｎ］）とステップ１１で求めた第二の燃料噴射パルス幅ＴＩとを比較し、大きい方を燃料噴射パルス幅として選択し、ステップ６でセットする。このステップ１１から１３までが、第三の始動時燃料噴射量設定手段に相当する。
【００４２】
以上により、初回噴射燃料の壁流の影響がなくなった（ｎ＋１）サイクル目以降で始動完了までにおいて、機関の燃焼の安定性を確保するのに十分な燃料を供給できる。
【００４３】
なお、図４には、以上の制御によるシーケンシャル噴射の場合における各気筒の燃料噴射パルス幅の１例を示す。
また、本発明における燃料噴射制御は、図５に示すように、従来の燃料噴射制御に比べて、始動初回サイクルの燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）を大きく、２サイクル目以降の燃料噴射パルスを小さく設定しているため、始動初回サイクルと２サイクル目との燃料噴射パルス幅の差が従来に比べて大きくなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態を示す構成図。
【図３】本発明の燃料噴射制御を示すフローチャート。
【図４】同じく本発明の制御によるシーケンシャル噴射の場合の燃料噴射パルス幅を示す図。
【図５】サイクル数に対する本発明の燃料噴射パルス幅と従来の制御での燃料噴射パルス幅との比較を示す図。
【図６】従来の燃料噴射制御を示すフローチャート。
【図７】従来のサイクル数に対する燃料噴射パルス幅を示す図。
【符号の説明】
１…機関
２…燃料噴射弁
１１…エアフローメータ
１２…クランク角センサ
１３…水温センサ
１４…スタートスィッチ
２０…コントロールユニット
【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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