JP2004324491A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】始動直後に燃料性状を判定し、排ガス悪化の防止用に始動噴射量を軽質燃料に適合させた場合に、重質燃料使用時のエンスト（または、加速ヘジ）発生などの燃料性状の違いによる悪影響を最小限に抑制し、ドライバビリティを向上させた内燃機関の燃料噴射装置を得る。
【解決手段】内燃機関１に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、回転数、冷却水温および燃料性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、噴射量制御手段は、燃料性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含む。
【選択図】 図２
【解決手段】内燃機関１に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、回転数、冷却水温および燃料性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、噴射量制御手段は、燃料性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含む。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じて燃料噴射量を制御する装置に関し、特に燃料性状に応じて燃料噴射量を増量補正することにより、燃料性状の差異による始動直後の回転低下を防止するとともに、燃料性状の判定結果に応じて燃料噴射量を補正することにより、ドライバビリティを向上させた内燃機関の燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガソリンエンジンなどの内燃機関においては、吸気ポート噴射と呼ばれる燃料噴射が行われており、吸気ポートに配置されたインジェクタにより、エンジン本体（複数のシリンダ）の吸気弁に向けて燃料が噴射されている。
このような吸気ポート噴射においては、噴射された燃料の一部が吸気弁や吸気ポートに付着した後、気化してシリンダ内へ吸入される。
【０００３】
このとき、燃料の気化率が低い場合や、過渡運転時においては、インジェクタで噴射した燃料量よりも実際にシリンダに供給される燃料量が少なくなるので、空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン化して燃焼が悪化し、アイドル変動や加速ヘジが発生し、最悪の場合にはエンストに至り得る。ここで、加速ヘジとは、車両の応答遅れのことであり、始動時やアクセル踏み込み時に発生する回転数の低下や応答遅れのことをいう。
【０００４】
燃料気化率は、吸気ポート部の温度や圧力、および燃料性状の影響を大きく受け、たとえば、冷却水温が低いほど気化率が低くなるので、冷却水温が低いほど始動噴射量や加速補正が多くなるように燃料噴射量が設定されている。
また、市販ガソリンの燃料性状は、季節によって変更されたり、メーカによっても異なるので、一般に気化率の悪いガソリン（いわゆる、重質ガソリン）に対してもアイドル変動や加速ヘジが起こらないように、始動噴射量や加速補正値が適合設定されている。
しかし、単に噴射燃料量を増量補正するのみでは、気化率の良い軽質燃料を使用した場合に噴射量が多くなりすぎてしまい、始動時や加速時において多量の未燃ＨＣが排出され、排ガスの悪化を招くおそれがある。
【０００５】
このため、従来の内燃機関の燃料噴射装置は、たとえば冷却水温度が所定温度以下（冷機状態）の場合に、始動時から初爆までの燃料量と、初爆から完爆までに要した時間とに基づいて、燃料性状判定を行い、燃料性状の判定結果に応じて噴射量補正値を切り替えている（たとえば、特許文献１参照）。
また、始動後から所定時間が経過した後、回転変化量から求めた燃料性状学習値（反映係数）にしたがい、重質燃料用の噴射量または軽質燃料用の噴射量に移行する装置も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、一般に、軽質ガソリンおよび重質ガソリンによる留出温度−留出量（蒸発量）の特性から、たとえば８０℃以下の留出温度での留出量は、重質ガソリンの方が軽質ガソリンよりも多く、８０℃以上の留出温度においては、両者の関係が逆転する。つまり、所定水温以下においては、重質ガソリンの方が軽質ガソリンよりも蒸発し易い。
また、実際に軽質および重質の両方のガソリンを使った場合、始動時のクランキング開始から完爆までの回転数挙動には、大きな差がないことが実験的に知られている。したがって、上記特許文献１に記載された手段で燃料性状を判定することは、実用上困難である。
【０００７】
また、上記特許文献２のように、始動後から所定時間経過後の回転変化量により燃料性状を検出する方法においては、実験的に燃料性状の差異が最も現れる始動直後の回転変動が検出されておらず、燃料性状判定が困難である。
また、特許文献２の方法によれば、燃料性状を検出するまでに時間を要することから、燃料性状の判定を完了するまでに回転変動を引き起こしたり、エンストに至るおそれがある。さらに、性状学習値（反映係数）にしたがって軽質用または重質用の燃料噴射量に移行制御しているので、燃料性状に適合した噴射量に移行されるのみであり、回転変動が発生した際に、回転変動を抑制するのに十分な補正が燃料噴射量に対してなされないため、回転変動を抑制することができないおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３３２６０００号公報
【特許文献２】
特開平８−２８４７０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の燃料噴射装置は以上のように、特許文献１に開示された従来装置を適用した場合、燃料性状が異なっていてもクランキング開始から完爆までの回転数挙動に差がないことから、正確に燃料性状を判定することができないという問題点があった。
また、特許文献２に開示された従来装置を適用しても、燃料性状の差異が最も現れる始動直後の回転変動が検出されないうえ、性状検出に時間を要するので、燃料性状の判定が困難なうえ、性状判定完了までに回転変動を招き、さらに、回転変動を抑制することができないという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、始動直後に燃料性状を判定することのできる内燃機関の燃料噴射装置を得ることを目的とする。
また、排ガス悪化の防止用に始動噴射量を軽質燃料に適合させた場合に、重質燃料使用時のエンスト（または、加速ヘジ）発生などの燃料性状の違いによる悪影響を最小限に抑制することのできる内燃機関の燃料噴射装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段と、内燃機関に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、回転数、冷却水温および燃料の性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、噴射量制御手段は、燃料の性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含むものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を内燃機関および周辺機器とともに概略的に示すブロック構成図である。
図２はこの発明の実施の形態１による燃料性状に応じた燃料噴射量増量補正用の処理プログラムを示すフローチャートであり、図３はＰ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャート、図４はＤ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャート、図５は燃料増量補正量演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【００１３】
また、図６はこの発明の実施の形態１で用いられる回転数偏差ΔＮｅに応じたＰ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図、図７はこの発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅに応じたＤ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図、図８はこの発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた留出量の温度特性を示す説明図、図９はこの発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた始動時の回転速度の時間変化を示す説明図である。
また、図１０はこの発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅを回転数の時間変化とともに示す説明図、図１１はこの発明の実施の形態１で用いられる燃料性状判定値（補正積算値）の始動時での時間変化を示す説明図、図１２はこの発明の実施の形態１による始動時での燃料性状判定動作を示すタイミングチャートである。
【００１４】
図８に示す留出温度−留出量（蒸発量）の特性から明らかなように、８０℃以下の留出温度での留出量は、重質ガソリン（破線曲線参照）の方が軽質ガソリン（細実線曲線参照）よりも多く、８０℃以上の留出温度においては、両者の関係が逆転する。つまり、所定水温以下においては、重質ガソリンの方が軽質ガソリンよりも蒸発し易い。
また、図９に示すように、軽質（細実線参照）および重質（太実線参照）の両方のガソリンを使った場合、始動時のクランキング開始から完爆までの回転数挙動（円で包囲した領域参照）には、両者に大きな差がないことが実験的に知られている。
【００１５】
図１において、内燃機関の本体となるエンジン１には、吸気管２が設けられている。吸気管２には、ＩＳＣ（アイドル・スピード・コントロール）バルブ３と、エンジン１の吸入空気量を調節するスロットルバルブ４と、スロットルバルブ４の開度を検出するスロットルセンサ５と、吸入空気量を検出するエアフローメータ６と、吸入空気を浄化するエアクリーナ７と、燃料を噴射するインジェクタ１２とが設けられている。
【００１６】
ＩＳＣバルブ３は、スロットルバルブ４をバイパスする通路内に設けられている。
また、エアフローメータ６およびエアクリーナ７は、スロットルバルブ４よりも上流側の吸気管２内に設置されている。
【００１７】
エンジン１には、エンジン１のシリンダ毎の回転数およびクランク角位置を検出するためのカム角センサ９およびクランク角センサ１０と、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１１と、エンジン１内の混合気を着火させるための点火プラグ１３とが取り付けられている。
エンジン１の制御手段となるＥＣＵ８は、エンジン１の運転状態を示す各種センサ手段５、６、９〜１１からの入力信号を取り込み、エンジン１を制御するための演算処理を実行し、ＩＳＣバルブ３、インジェクタ１２および点火プラグ１３に対する制御信号を出力する。
【００１８】
ＥＣＵ８は、エンジン１に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、エンジン１の回転数、冷却水温および燃料の性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備えており、ＥＣＵ８内の噴射量制御手段は、燃料の性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含む。
【００１９】
また、ＥＣＵ８は、エンジン１の冷却水温に基づいて回転数Ｎｅに対する目標回転数Ｎｅｏを算出する目標回転数算出手段と、目標回転数Ｎｅｏと回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮｅを演算する回転数偏差演算手段と、エンジン１の所定行程間における回転数の回転数差分ｄＮｅを演算する回転数差分演算手段とを備えており、噴射量補正手段は、エンジン１の始動直後の第１の所定区間における回転数偏差ΔＮｅおよび回転数差分ｄＮｅの大きさに応じて、噴射量を増量補正するための燃料増量補正手段を含む。
【００２０】
また、ＥＣＵ８内の各燃料性状判定手段は、燃料の増量補正量を積分する燃料増量補正積分手段を含み、燃料増量補正量の積分値が所定増量値を超えた場合に、燃料が重質性状であると判定する。
たとえば、各燃料性状判定手段は、エンジン１の始動直後の第２の所定区間（所定行程間）における回転数差分ｄＮｅを積分する回転数差分積分手段を含み、回転数差分ｄＮｅの積分値が所定差分値を超えた場合に、燃料が重質性状であると判定する。
【００２１】
または、各燃料性状判定手段は、エンジン１のクランキング開始時点から回転数Ｎｅが第１の所定回転数Ｎｅ１を超える時点までの点火回数を積算する点火回数積算手段を含み、点火回数の積算値が所定回数値（図１２内の破線で示す所定値参照）を超えた場合に、燃料が重質性状であると判定する。
または、各燃料性状判定手段は、エンジン１の１行程間における回転数の微分値を演算する回転数微分演算手段を含み、エンジン１のクランキング開始時点から回転数Ｎｅが第２の所定回転数Ｎｅ２を超えるまでに回転数の微分値が所定微分値以下となったときに、燃料が重質性状であると判定する。
【００２２】
また、ＥＣＵ８は、回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅｏと一致するようにエンジン１の吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、燃料増量補正手段による増量補正の実行中には、吸入空気量制御手段の制御機能を抑制（または、禁止）するための吸入空気量制御抑制手段とを備えている。
【００２３】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１によるＥＣＵ８の燃料性状判定用の処理動作について説明する。
図２において、まず、冷却水温（検出値）が所定温度よりも低いか否かを判定し（ステップＳ１０１）、水温判定結果に応じて以下の処理を切り替える。
ステップＳ１０１において、水温が所定温度未満（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１０２の処理に移行し、水温が所定温度以上（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０８の処理に移行する。
【００２４】
ステップＳ１０２においては、エンジン１の始動後の所定区間内（燃料性状判定可能な区間内）にあるか否かを判定し、始動後区間の判定結果に応じて以下の処理を切り替える。
ステップＳ１０２において、始動後の所定区間内（すなわち、ＹＥＳ）と判定さされば、ステップＳ１０３の処理に移行し、所定区間外（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、重質フラグの判定処理（ステップＳ１１２）に移行する。
【００２５】
ステップＳ１０３においては、吸入空気量制御を制限（または、禁止）して、エンジン１の始動直後の冷機状態における燃料増量補正を優先し、燃料増量補正と吸入空気量制御との干渉を防止する。
続いて、エンジン１の回転数偏差ΔＮｅおよび回転数差分ｄＮｅに基づくＰＤ補正により燃料増量補正を行い（ステップＳ１０４）、さらに、燃料性状判定の指標に用いるための燃料増量補正量を積分して、ＰＤ補正量積算値を演算する（ステップＳ１０５）。
【００２６】
次に、燃料増量補正量のＰＤ補正量積算値が所定増量値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１０６）、ＰＤ補正量積算値＞所定増量値（すなわち、ＹＥＳ）と判定さされば、重質燃料と見なして重質フラグを設定し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１２に進む。
たとえば、図１１に示すように、重質燃料を使用したために燃料増量補正量が増大して、補正積算値（ＰＤ補正量積算値）が一点鎖線で示す所定値（所定増量値）を越えているならば、上記ステップＳ１０６およびＳ１０７において、重質燃料と判定される。
一方、ステップＳ１０６において、ＰＤ補正量積算値≦所定増量値（すなわち、ＮＯ）と判定さされば、軽質燃料と見なし、ステップＳ１０７をスキップして、ステップＳ１１２に進む。
【００２７】
なお、ここでは、燃料性状判定の指標として、燃料増量補正の積算値を用いたが、所定行程間における回転数差分ｄＮｅ（図１０参照）の積分値を用いても良い。
この場合、ステップＳ１０５において所定行程間での回転数差分ｄＮｅの積分値が演算され、ステップＳ１０６において回転数差分ｄＮｅの積分値が所定差分値と比較される。このとき、重質燃料の使用に起因して回転数差分ｄＮｅの積分値が増大し、ステップＳ１０６において、回転数差分ｄＮｅの積分値が所定差分値を越えていると判定さされば、ステップＳ１０７において、重質燃料のフラグが設定されることになる。
【００２８】
一方、図２内のステップＳ１０１において、エンジン１が暖機状態であって、水温≧所定温度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０８に移行して、他の燃料性状判定処理が実行される。
まず、ステップＳ１０８においては、燃料性状の第１の判定区間内であるか否かを判定するために、回転数Ｎｅが第１の所定回転数Ｎｅ１未満であるか否かを判定する。
たとえば、図１２において、クランキング開始から、エンジン１の回転数Ｎｅが一点鎖線で示す所定値１（第１の所定回転数Ｎｅ１）に達していない判定区間１（第１の判定区間）にあるか否かを判定する。
【００２９】
ステップＳ１０８において、Ｎｅ＜Ｎｅ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃料性状判定の指標に用いるための点火回数をカウントし（ステップＳ１０９）、点火回数が所定回数を越えたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１１０において、点火回数＞所定回数（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、重質燃料と見なし、重質フラグをセットして（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１２に進む。
上記燃料性状判定処理は、重質燃料使用時には軽質燃料使用時よりも始動性が悪くなって点火回数が増えることに着目しており、エンジン１のクランキング開始から回転数Ｎｅが第１の所定回転数Ｎｅ１を越えるまでの点火回数を判定用パラメータとしている。
【００３０】
一方、ステップＳ１０８において、Ｎｅ≧Ｎｅ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１５に進み、燃料性状の第２の判定区間内であるか否かを判定するために、回転数Ｎｅが第２の所定回転数Ｎｅ２（＞Ｎｅ１）未満か否かを判定する。
たとえば、図１２において、エンジン１の回転数Ｎｅが所定値１（第１の所定回転数Ｎｅ１）と二点鎖線で示す所定値２（第２の所定回転数Ｎｅ２）との間の領域内である判定区間２（第２の判定区間）にあるか否かを判定する。
【００３１】
ステップＳ１１５において、Ｎｅ＜Ｎｅ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、回転数微分値が所定微分値未満であるか否かを判定し（ステップＳ１１６）、回転数微分値＜所定微分値（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、重質燃料と見なし、重質フラグをセットして（ステップＳ１１７）、ステップＳ１１２に進む。
上記燃料性状判定処理は、重質燃料使用時には軽質燃料使用時よりも始動性が悪くなって回転の落ち込みが発生し易くなることに着目しており、始動時回転数の立ち上がり方（回転数微分値）を判定用パラメータとしている。
【００３２】
一方、ステップＳ１１５において、Ｎｅ≧Ｎｅ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１６およびＳ１１７をスキップし、同様に、ステップＳＳ１１６において、回転数微分値≧所定微分値（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１７をスキップして、ステップＳ１１２に進む。
上記複数の燃料性状判定処理を用いれば、広範囲の冷却水温度に対して、最も燃料性状の差異が現れるポイントで検出することができ、高精度に燃料性状を判定することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ１１２において、重質フラグがセットされているか（重質燃料を使用中と判定されたか否か）を判定する。
ステップＳ１１２において、重質フラグがセット（重質燃料を使用中）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、制御マップを重質燃料用の燃料マップ（燃料噴射量または補正量）に切替えて使用する（ステップＳ１１３）。
一方、ステップＳ１１２において、重質フラグがセットされていない（重質燃料以外の軽質燃料を使用中）（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、軽質燃料用の燃料マップ（燃料噴射量または補正量）を使用し（ステップＳ１１４）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００３４】
次に、図３〜図５のフローチャートを参照しながら、図２内の燃料増量補正処理（ステップＳ１０４）における詳細な演算処理について説明する。
燃料増量補正は、回転数偏差ΔＮｅおよび回転数差分ｄＮｅから演算される。まず、図３のフローチャートを参照しながら、回転数偏差ΔＮｅに基づくＰ補正量の演算処理について説明する。
図３において、まず、始動後の所定区間であるか否かを判定し（ステップＳ４０１）、所定区間でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図３の処理ルーチンを終了する。
【００３５】
また、ステップＳ４０１において、始動後の所定区間である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、エンジン１の実回転数（検出値）Ｎｅが目標回転数Ｎｅｏ以上であるか否を判定する（ステップＳ４０２）。
ステップＳ４０２において、Ｎｅ≧Ｎｅｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｐ補正処理の実行を禁止して（ステップＳ４０６）、図３の処理ルーチンを直ちに終了する。
一方、ステップＳ４０２において、Ｎｅ＜Ｎｅｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅｏとの回転数偏差ΔＮｅ（＝Ｎｅｏ−Ｎｅ）を求め（ステップＳ４０３）、回転数偏差ΔＮｅの関数からなるＰ補正マップによりＰ補正量を演算する（ステップＳ４０４）。
【００３６】
Ｐ補正量は、たとえば、図６に示すように、回転数偏差ΔＮｅの増大に応じて一次関数的に増大するデータとして設定されている。このＰ補正量により、実回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｅｏに収束する。
次に、回転数偏差ΔＮｅが所定偏差以下であるか否かを判定し（ステップＳ４０５）、ΔＮｅ≦所定偏差（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｐ補正の禁止処理（ステップＳ４０６）に進み、ΔＮｅ＞所定偏差（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ４０６をスキップして、図３の処理ルーチンを終了する。
【００３７】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、回転数差分ｄＮｅに基づくＤ補正量の演算処理について説明する。
図４において、まず、始動後の所定区間であるか否かを判定し（ステップＳ５０１）、所定区間でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図４の処理ルーチンを終了する。
また、ステップＳ５０１において、始動後の所定区間である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、エンジン１の現在の回転数Ｎｅ（ｎ）が８回前の点火回数での回転数Ｎｅ（ｎ−８）以上であるか否を判定する（ステップＳ５０２）。
【００３８】
ステップＳ５０２において、Ｎｅ（ｎ）≧Ｎｅ（ｎ−８）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｄ補正処理の実行を禁止して（ステップＳ５０６）、図４の処理ルーチンを直ちに終了する。これにより、Ｎｅ（ｎ）＜Ｎｅ（ｎ−８）を満たす状態（回転数低下状態）以外では、Ｄ補正が掛からないようにする。
一方、ステップＳ５０２において、Ｎｅ（ｎ）＜Ｎｅ（ｎ−８）（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、８回前の点火回数での回転数Ｎｅ（ｎ−８）と現在の回転数Ｎｅ（ｎ）との回転数差分ｄＮｅ（＝Ｎｅ（ｎ−８）−Ｎｅ（ｎ））を求め（ステップＳ５０３）、回転数差分ｄＮｅの関数からなるＤ補正マップによりＤ補正量を演算する（ステップＳ５０４）。
【００３９】
Ｄ補正量は、たとえば、図７に示すように、回転数差分ｄＮｅの増大に応じて一次関数的に増大するデータとして設定されている。このＤ補正量により、回転数Ｎｅの低下は防止される。
次に、回転数差分ｄＮｅが所定差分値以下であるか否かを判定し（ステップＳ５０５）、ｄＮｅ≦所定差分値（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｄ補正の禁止処理（ステップＳ５０６）に進み、ｄＮｅ＞所定差分値（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ５０６をスキップして、図４の処理ルーチンを終了する。
【００４０】
なお、図４においては、８回前の点火回数での回転数Ｎｅ（ｎ−８）で回転数差分ｄＮｅを判定用パラメータとして条件設定したが、８回前の点火回数に限定されるものではなく、任意の回数に設定され得る。たとえば、図１０に示すように、或る程度の回転数差分ｄＮｅが現れる状態において、演算タイミングが遅くなりすぎないようにＤ補正演算を実行すれば良い。
【００４１】
次に、図５のフローチャートを参照しながら、Ｐ補正量およびＤ補正量の結果から最終的に演算される燃料増量補正量の演算処理について説明する。
図５において、まず、始動後の所定区間か否かを判定し（ステップＳ６０１）、所定区間である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｐ補正量およびＤ補正量に基づいて燃料増量補正量（＝１＋Ｐ補正量＋Ｄ補正量）を演算する（ステップＳ６０２）。
続いて、燃料増量補正量と燃料増量補正量の制限値とを比較し、小さい方の値を最終的な燃料増量補正量として決定し（ステップＳ６０３）、図５の処理ルーチンを終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ６０１において、始動後の所定区間以外（燃料増量補正条件の範囲外）である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、燃料増量補正処理を禁止するために、燃料増量補正量を「１」に設定し、Ｐ補正量およびＤ補正量をともに「０クリア」して（ステップＳ６０４）、図５の処理ルーチンを終了する。
【００４３】
このように、燃料性状を判定し、重質燃料と判定された場合に、燃料性状の差異に応じて燃料噴射量を増量補正することにより、始動直後の回転低下を防止してドライバビリティを向上させることができる。
また、複数の燃料性状判定手段および冷却水温に応じた燃料性状判定切替手段として、冷却水温から目標回転数Ｎｅｏを算出する目標回転数算出手段と、エンジン１の回転数を検出する回転数検出手段（クランク角センサ１０）と、目標回転数Ｎｅｏと回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮｅを演算する回転数偏差演算手段と、所定行程間における回転数の回転数差分ｄＮｅを演算する回転数差分演算手段とを設け、始動直後の所定区間において、回転数偏差ΔＮｅと回転数差分ｄＮｅとから燃料増量補正を行うことにより、広範囲の冷却水温の領域にわたって、高精度に燃料性状判定を行うことができる。
なお、上記実施の形態１では、種々の運転条件に応じた複数の燃料性状判定処理を全て実行したが、上記複数の判定処理のうちの任意数の組合せを実行してもよい。
【００４４】
以上の通り、排ガス悪化を防止するために始動噴射量を軽質燃料に適合させた設定条件下において、重質性状を判定するとともに、重質燃料を使用した際のエンストまたは加速ヘジといった燃料性状の違いによる影響を最小限に防止することができる。
すなわち、重質燃料の使用により発生した始動直後の回転数低下に応じて、燃料噴射量の増量補正が行われ、始動直後の回転数低下を最小限に抑制することができる。
また、複数の燃料性状判定手段を、冷却水温に応じて、適切な燃料性状判定に切り替えることにより、正確な重質性状の判定が可能となる。
また、重質燃料の使用により発生した始動直後の回転数低下に応じた燃料増量補正の積分値に基づいて燃料性状を判定することにより、正確に重質性状を判定することができる。
また、重質燃料の使用により発生した始動直後の回転数低下を所定行程間における回転数の差分で演算し、この回転数差分を積分した回転数差分積分値に基づいて燃料性状を判定することにより、正確に重質性状を判定することができる。
また、クランキング開始から所定回転数を越えるまでの点火回数に基づく判定段を用いて、重質燃料の使用時に始動性が悪化して点火回数が増加することから、正確に重質性状を判定することができる。
また、重質燃料の使用時に加速ヘジが発生したことを検出する手段を用い、正確に重質性状を判定することができる。
さらに、重質燃料の使用時に、燃料不足となって発生した始動直後の回転低下を防止するための燃料増量補正が実行されている際には、吸入空気量制御手段を制限（または禁止）することにより、燃料増量補正と吸入空気量制御との干渉を防止することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段と、内燃機関に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、回転数、冷却水温および燃料の性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、噴射量制御手段は、燃料の性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含むので、始動直後に燃料性状を判定するとともに、排ガス悪化の防止用に始動噴射量を軽質燃料に適合させた場合に、重質燃料使用時のエンスト（または、加速ヘジ）発生などの燃料性状の違いによる悪影響を最小限に抑制することのできる内燃機関の燃料噴射装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を内燃機関および周辺機器とともに概略的に示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による燃料性状に応じた燃料噴射量増量補正用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１によるＰ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１によるＤ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による燃料増量補正量演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１で用いられる回転数偏差ΔＮｅに応じたＰ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅに応じたＤ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた留出量の温度特性を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた始動時の回転速度の時間変化を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅを回転数の時間変化とともに示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１で用いられる燃料性状判定値（補正積算値）の始動時での時間変化を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による始動時での燃料性状判定動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン、２ 吸気管、４ スロットルバルブ、５ スロットルセンサ、６ エアフローメータ、８ ＥＣＵ、１０ クランク角センサ、１１ 水温センサ、１２ インジェクタ、１３ 点火プラグ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の運転状態に応じて燃料噴射量を制御する装置に関し、特に燃料性状に応じて燃料噴射量を増量補正することにより、燃料性状の差異による始動直後の回転低下を防止するとともに、燃料性状の判定結果に応じて燃料噴射量を補正することにより、ドライバビリティを向上させた内燃機関の燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガソリンエンジンなどの内燃機関においては、吸気ポート噴射と呼ばれる燃料噴射が行われており、吸気ポートに配置されたインジェクタにより、エンジン本体（複数のシリンダ）の吸気弁に向けて燃料が噴射されている。
このような吸気ポート噴射においては、噴射された燃料の一部が吸気弁や吸気ポートに付着した後、気化してシリンダ内へ吸入される。
【０００３】
このとき、燃料の気化率が低い場合や、過渡運転時においては、インジェクタで噴射した燃料量よりも実際にシリンダに供給される燃料量が少なくなるので、空燃比（Ａ／Ｆ）がリーン化して燃焼が悪化し、アイドル変動や加速ヘジが発生し、最悪の場合にはエンストに至り得る。ここで、加速ヘジとは、車両の応答遅れのことであり、始動時やアクセル踏み込み時に発生する回転数の低下や応答遅れのことをいう。
【０００４】
燃料気化率は、吸気ポート部の温度や圧力、および燃料性状の影響を大きく受け、たとえば、冷却水温が低いほど気化率が低くなるので、冷却水温が低いほど始動噴射量や加速補正が多くなるように燃料噴射量が設定されている。
また、市販ガソリンの燃料性状は、季節によって変更されたり、メーカによっても異なるので、一般に気化率の悪いガソリン（いわゆる、重質ガソリン）に対してもアイドル変動や加速ヘジが起こらないように、始動噴射量や加速補正値が適合設定されている。
しかし、単に噴射燃料量を増量補正するのみでは、気化率の良い軽質燃料を使用した場合に噴射量が多くなりすぎてしまい、始動時や加速時において多量の未燃ＨＣが排出され、排ガスの悪化を招くおそれがある。
【０００５】
このため、従来の内燃機関の燃料噴射装置は、たとえば冷却水温度が所定温度以下（冷機状態）の場合に、始動時から初爆までの燃料量と、初爆から完爆までに要した時間とに基づいて、燃料性状判定を行い、燃料性状の判定結果に応じて噴射量補正値を切り替えている（たとえば、特許文献１参照）。
また、始動後から所定時間が経過した後、回転変化量から求めた燃料性状学習値（反映係数）にしたがい、重質燃料用の噴射量または軽質燃料用の噴射量に移行する装置も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、一般に、軽質ガソリンおよび重質ガソリンによる留出温度−留出量（蒸発量）の特性から、たとえば８０℃以下の留出温度での留出量は、重質ガソリンの方が軽質ガソリンよりも多く、８０℃以上の留出温度においては、両者の関係が逆転する。つまり、所定水温以下においては、重質ガソリンの方が軽質ガソリンよりも蒸発し易い。
また、実際に軽質および重質の両方のガソリンを使った場合、始動時のクランキング開始から完爆までの回転数挙動には、大きな差がないことが実験的に知られている。したがって、上記特許文献１に記載された手段で燃料性状を判定することは、実用上困難である。
【０００７】
また、上記特許文献２のように、始動後から所定時間経過後の回転変化量により燃料性状を検出する方法においては、実験的に燃料性状の差異が最も現れる始動直後の回転変動が検出されておらず、燃料性状判定が困難である。
また、特許文献２の方法によれば、燃料性状を検出するまでに時間を要することから、燃料性状の判定を完了するまでに回転変動を引き起こしたり、エンストに至るおそれがある。さらに、性状学習値（反映係数）にしたがって軽質用または重質用の燃料噴射量に移行制御しているので、燃料性状に適合した噴射量に移行されるのみであり、回転変動が発生した際に、回転変動を抑制するのに十分な補正が燃料噴射量に対してなされないため、回転変動を抑制することができないおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３３２６０００号公報
【特許文献２】
特開平８−２８４７０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関の燃料噴射装置は以上のように、特許文献１に開示された従来装置を適用した場合、燃料性状が異なっていてもクランキング開始から完爆までの回転数挙動に差がないことから、正確に燃料性状を判定することができないという問題点があった。
また、特許文献２に開示された従来装置を適用しても、燃料性状の差異が最も現れる始動直後の回転変動が検出されないうえ、性状検出に時間を要するので、燃料性状の判定が困難なうえ、性状判定完了までに回転変動を招き、さらに、回転変動を抑制することができないという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、始動直後に燃料性状を判定することのできる内燃機関の燃料噴射装置を得ることを目的とする。
また、排ガス悪化の防止用に始動噴射量を軽質燃料に適合させた場合に、重質燃料使用時のエンスト（または、加速ヘジ）発生などの燃料性状の違いによる悪影響を最小限に抑制することのできる内燃機関の燃料噴射装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の燃料噴射装置は、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段と、内燃機関に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、回転数、冷却水温および燃料の性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、噴射量制御手段は、燃料の性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含むものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を内燃機関および周辺機器とともに概略的に示すブロック構成図である。
図２はこの発明の実施の形態１による燃料性状に応じた燃料噴射量増量補正用の処理プログラムを示すフローチャートであり、図３はＰ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャート、図４はＤ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャート、図５は燃料増量補正量演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【００１３】
また、図６はこの発明の実施の形態１で用いられる回転数偏差ΔＮｅに応じたＰ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図、図７はこの発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅに応じたＤ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図、図８はこの発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた留出量の温度特性を示す説明図、図９はこの発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた始動時の回転速度の時間変化を示す説明図である。
また、図１０はこの発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅを回転数の時間変化とともに示す説明図、図１１はこの発明の実施の形態１で用いられる燃料性状判定値（補正積算値）の始動時での時間変化を示す説明図、図１２はこの発明の実施の形態１による始動時での燃料性状判定動作を示すタイミングチャートである。
【００１４】
図８に示す留出温度−留出量（蒸発量）の特性から明らかなように、８０℃以下の留出温度での留出量は、重質ガソリン（破線曲線参照）の方が軽質ガソリン（細実線曲線参照）よりも多く、８０℃以上の留出温度においては、両者の関係が逆転する。つまり、所定水温以下においては、重質ガソリンの方が軽質ガソリンよりも蒸発し易い。
また、図９に示すように、軽質（細実線参照）および重質（太実線参照）の両方のガソリンを使った場合、始動時のクランキング開始から完爆までの回転数挙動（円で包囲した領域参照）には、両者に大きな差がないことが実験的に知られている。
【００１５】
図１において、内燃機関の本体となるエンジン１には、吸気管２が設けられている。吸気管２には、ＩＳＣ（アイドル・スピード・コントロール）バルブ３と、エンジン１の吸入空気量を調節するスロットルバルブ４と、スロットルバルブ４の開度を検出するスロットルセンサ５と、吸入空気量を検出するエアフローメータ６と、吸入空気を浄化するエアクリーナ７と、燃料を噴射するインジェクタ１２とが設けられている。
【００１６】
ＩＳＣバルブ３は、スロットルバルブ４をバイパスする通路内に設けられている。
また、エアフローメータ６およびエアクリーナ７は、スロットルバルブ４よりも上流側の吸気管２内に設置されている。
【００１７】
エンジン１には、エンジン１のシリンダ毎の回転数およびクランク角位置を検出するためのカム角センサ９およびクランク角センサ１０と、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１１と、エンジン１内の混合気を着火させるための点火プラグ１３とが取り付けられている。
エンジン１の制御手段となるＥＣＵ８は、エンジン１の運転状態を示す各種センサ手段５、６、９〜１１からの入力信号を取り込み、エンジン１を制御するための演算処理を実行し、ＩＳＣバルブ３、インジェクタ１２および点火プラグ１３に対する制御信号を出力する。
【００１８】
ＥＣＵ８は、エンジン１に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、エンジン１の回転数、冷却水温および燃料の性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備えており、ＥＣＵ８内の噴射量制御手段は、燃料の性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含む。
【００１９】
また、ＥＣＵ８は、エンジン１の冷却水温に基づいて回転数Ｎｅに対する目標回転数Ｎｅｏを算出する目標回転数算出手段と、目標回転数Ｎｅｏと回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮｅを演算する回転数偏差演算手段と、エンジン１の所定行程間における回転数の回転数差分ｄＮｅを演算する回転数差分演算手段とを備えており、噴射量補正手段は、エンジン１の始動直後の第１の所定区間における回転数偏差ΔＮｅおよび回転数差分ｄＮｅの大きさに応じて、噴射量を増量補正するための燃料増量補正手段を含む。
【００２０】
また、ＥＣＵ８内の各燃料性状判定手段は、燃料の増量補正量を積分する燃料増量補正積分手段を含み、燃料増量補正量の積分値が所定増量値を超えた場合に、燃料が重質性状であると判定する。
たとえば、各燃料性状判定手段は、エンジン１の始動直後の第２の所定区間（所定行程間）における回転数差分ｄＮｅを積分する回転数差分積分手段を含み、回転数差分ｄＮｅの積分値が所定差分値を超えた場合に、燃料が重質性状であると判定する。
【００２１】
または、各燃料性状判定手段は、エンジン１のクランキング開始時点から回転数Ｎｅが第１の所定回転数Ｎｅ１を超える時点までの点火回数を積算する点火回数積算手段を含み、点火回数の積算値が所定回数値（図１２内の破線で示す所定値参照）を超えた場合に、燃料が重質性状であると判定する。
または、各燃料性状判定手段は、エンジン１の１行程間における回転数の微分値を演算する回転数微分演算手段を含み、エンジン１のクランキング開始時点から回転数Ｎｅが第２の所定回転数Ｎｅ２を超えるまでに回転数の微分値が所定微分値以下となったときに、燃料が重質性状であると判定する。
【００２２】
また、ＥＣＵ８は、回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅｏと一致するようにエンジン１の吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、燃料増量補正手段による増量補正の実行中には、吸入空気量制御手段の制御機能を抑制（または、禁止）するための吸入空気量制御抑制手段とを備えている。
【００２３】
次に、図２のフローチャートを参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１によるＥＣＵ８の燃料性状判定用の処理動作について説明する。
図２において、まず、冷却水温（検出値）が所定温度よりも低いか否かを判定し（ステップＳ１０１）、水温判定結果に応じて以下の処理を切り替える。
ステップＳ１０１において、水温が所定温度未満（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１０２の処理に移行し、水温が所定温度以上（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０８の処理に移行する。
【００２４】
ステップＳ１０２においては、エンジン１の始動後の所定区間内（燃料性状判定可能な区間内）にあるか否かを判定し、始動後区間の判定結果に応じて以下の処理を切り替える。
ステップＳ１０２において、始動後の所定区間内（すなわち、ＹＥＳ）と判定さされば、ステップＳ１０３の処理に移行し、所定区間外（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、重質フラグの判定処理（ステップＳ１１２）に移行する。
【００２５】
ステップＳ１０３においては、吸入空気量制御を制限（または、禁止）して、エンジン１の始動直後の冷機状態における燃料増量補正を優先し、燃料増量補正と吸入空気量制御との干渉を防止する。
続いて、エンジン１の回転数偏差ΔＮｅおよび回転数差分ｄＮｅに基づくＰＤ補正により燃料増量補正を行い（ステップＳ１０４）、さらに、燃料性状判定の指標に用いるための燃料増量補正量を積分して、ＰＤ補正量積算値を演算する（ステップＳ１０５）。
【００２６】
次に、燃料増量補正量のＰＤ補正量積算値が所定増量値よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１０６）、ＰＤ補正量積算値＞所定増量値（すなわち、ＹＥＳ）と判定さされば、重質燃料と見なして重質フラグを設定し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１２に進む。
たとえば、図１１に示すように、重質燃料を使用したために燃料増量補正量が増大して、補正積算値（ＰＤ補正量積算値）が一点鎖線で示す所定値（所定増量値）を越えているならば、上記ステップＳ１０６およびＳ１０７において、重質燃料と判定される。
一方、ステップＳ１０６において、ＰＤ補正量積算値≦所定増量値（すなわち、ＮＯ）と判定さされば、軽質燃料と見なし、ステップＳ１０７をスキップして、ステップＳ１１２に進む。
【００２７】
なお、ここでは、燃料性状判定の指標として、燃料増量補正の積算値を用いたが、所定行程間における回転数差分ｄＮｅ（図１０参照）の積分値を用いても良い。
この場合、ステップＳ１０５において所定行程間での回転数差分ｄＮｅの積分値が演算され、ステップＳ１０６において回転数差分ｄＮｅの積分値が所定差分値と比較される。このとき、重質燃料の使用に起因して回転数差分ｄＮｅの積分値が増大し、ステップＳ１０６において、回転数差分ｄＮｅの積分値が所定差分値を越えていると判定さされば、ステップＳ１０７において、重質燃料のフラグが設定されることになる。
【００２８】
一方、図２内のステップＳ１０１において、エンジン１が暖機状態であって、水温≧所定温度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１０８に移行して、他の燃料性状判定処理が実行される。
まず、ステップＳ１０８においては、燃料性状の第１の判定区間内であるか否かを判定するために、回転数Ｎｅが第１の所定回転数Ｎｅ１未満であるか否かを判定する。
たとえば、図１２において、クランキング開始から、エンジン１の回転数Ｎｅが一点鎖線で示す所定値１（第１の所定回転数Ｎｅ１）に達していない判定区間１（第１の判定区間）にあるか否かを判定する。
【００２９】
ステップＳ１０８において、Ｎｅ＜Ｎｅ１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃料性状判定の指標に用いるための点火回数をカウントし（ステップＳ１０９）、点火回数が所定回数を越えたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
ステップＳ１１０において、点火回数＞所定回数（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、重質燃料と見なし、重質フラグをセットして（ステップＳ１１１）、ステップＳ１１２に進む。
上記燃料性状判定処理は、重質燃料使用時には軽質燃料使用時よりも始動性が悪くなって点火回数が増えることに着目しており、エンジン１のクランキング開始から回転数Ｎｅが第１の所定回転数Ｎｅ１を越えるまでの点火回数を判定用パラメータとしている。
【００３０】
一方、ステップＳ１０８において、Ｎｅ≧Ｎｅ１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１５に進み、燃料性状の第２の判定区間内であるか否かを判定するために、回転数Ｎｅが第２の所定回転数Ｎｅ２（＞Ｎｅ１）未満か否かを判定する。
たとえば、図１２において、エンジン１の回転数Ｎｅが所定値１（第１の所定回転数Ｎｅ１）と二点鎖線で示す所定値２（第２の所定回転数Ｎｅ２）との間の領域内である判定区間２（第２の判定区間）にあるか否かを判定する。
【００３１】
ステップＳ１１５において、Ｎｅ＜Ｎｅ２（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、回転数微分値が所定微分値未満であるか否かを判定し（ステップＳ１１６）、回転数微分値＜所定微分値（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、重質燃料と見なし、重質フラグをセットして（ステップＳ１１７）、ステップＳ１１２に進む。
上記燃料性状判定処理は、重質燃料使用時には軽質燃料使用時よりも始動性が悪くなって回転の落ち込みが発生し易くなることに着目しており、始動時回転数の立ち上がり方（回転数微分値）を判定用パラメータとしている。
【００３２】
一方、ステップＳ１１５において、Ｎｅ≧Ｎｅ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１６およびＳ１１７をスキップし、同様に、ステップＳＳ１１６において、回転数微分値≧所定微分値（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ１１７をスキップして、ステップＳ１１２に進む。
上記複数の燃料性状判定処理を用いれば、広範囲の冷却水温度に対して、最も燃料性状の差異が現れるポイントで検出することができ、高精度に燃料性状を判定することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ１１２において、重質フラグがセットされているか（重質燃料を使用中と判定されたか否か）を判定する。
ステップＳ１１２において、重質フラグがセット（重質燃料を使用中）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、制御マップを重質燃料用の燃料マップ（燃料噴射量または補正量）に切替えて使用する（ステップＳ１１３）。
一方、ステップＳ１１２において、重質フラグがセットされていない（重質燃料以外の軽質燃料を使用中）（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、軽質燃料用の燃料マップ（燃料噴射量または補正量）を使用し（ステップＳ１１４）、図２の処理ルーチンを終了する。
【００３４】
次に、図３〜図５のフローチャートを参照しながら、図２内の燃料増量補正処理（ステップＳ１０４）における詳細な演算処理について説明する。
燃料増量補正は、回転数偏差ΔＮｅおよび回転数差分ｄＮｅから演算される。まず、図３のフローチャートを参照しながら、回転数偏差ΔＮｅに基づくＰ補正量の演算処理について説明する。
図３において、まず、始動後の所定区間であるか否かを判定し（ステップＳ４０１）、所定区間でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図３の処理ルーチンを終了する。
【００３５】
また、ステップＳ４０１において、始動後の所定区間である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、エンジン１の実回転数（検出値）Ｎｅが目標回転数Ｎｅｏ以上であるか否を判定する（ステップＳ４０２）。
ステップＳ４０２において、Ｎｅ≧Ｎｅｏ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｐ補正処理の実行を禁止して（ステップＳ４０６）、図３の処理ルーチンを直ちに終了する。
一方、ステップＳ４０２において、Ｎｅ＜Ｎｅｏ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅｏとの回転数偏差ΔＮｅ（＝Ｎｅｏ−Ｎｅ）を求め（ステップＳ４０３）、回転数偏差ΔＮｅの関数からなるＰ補正マップによりＰ補正量を演算する（ステップＳ４０４）。
【００３６】
Ｐ補正量は、たとえば、図６に示すように、回転数偏差ΔＮｅの増大に応じて一次関数的に増大するデータとして設定されている。このＰ補正量により、実回転数Ｎｅは目標回転数Ｎｅｏに収束する。
次に、回転数偏差ΔＮｅが所定偏差以下であるか否かを判定し（ステップＳ４０５）、ΔＮｅ≦所定偏差（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｐ補正の禁止処理（ステップＳ４０６）に進み、ΔＮｅ＞所定偏差（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ４０６をスキップして、図３の処理ルーチンを終了する。
【００３７】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、回転数差分ｄＮｅに基づくＤ補正量の演算処理について説明する。
図４において、まず、始動後の所定区間であるか否かを判定し（ステップＳ５０１）、所定区間でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図４の処理ルーチンを終了する。
また、ステップＳ５０１において、始動後の所定区間である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、エンジン１の現在の回転数Ｎｅ（ｎ）が８回前の点火回数での回転数Ｎｅ（ｎ−８）以上であるか否を判定する（ステップＳ５０２）。
【００３８】
ステップＳ５０２において、Ｎｅ（ｎ）≧Ｎｅ（ｎ−８）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｄ補正処理の実行を禁止して（ステップＳ５０６）、図４の処理ルーチンを直ちに終了する。これにより、Ｎｅ（ｎ）＜Ｎｅ（ｎ−８）を満たす状態（回転数低下状態）以外では、Ｄ補正が掛からないようにする。
一方、ステップＳ５０２において、Ｎｅ（ｎ）＜Ｎｅ（ｎ−８）（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、８回前の点火回数での回転数Ｎｅ（ｎ−８）と現在の回転数Ｎｅ（ｎ）との回転数差分ｄＮｅ（＝Ｎｅ（ｎ−８）−Ｎｅ（ｎ））を求め（ステップＳ５０３）、回転数差分ｄＮｅの関数からなるＤ補正マップによりＤ補正量を演算する（ステップＳ５０４）。
【００３９】
Ｄ補正量は、たとえば、図７に示すように、回転数差分ｄＮｅの増大に応じて一次関数的に増大するデータとして設定されている。このＤ補正量により、回転数Ｎｅの低下は防止される。
次に、回転数差分ｄＮｅが所定差分値以下であるか否かを判定し（ステップＳ５０５）、ｄＮｅ≦所定差分値（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｄ補正の禁止処理（ステップＳ５０６）に進み、ｄＮｅ＞所定差分値（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ５０６をスキップして、図４の処理ルーチンを終了する。
【００４０】
なお、図４においては、８回前の点火回数での回転数Ｎｅ（ｎ−８）で回転数差分ｄＮｅを判定用パラメータとして条件設定したが、８回前の点火回数に限定されるものではなく、任意の回数に設定され得る。たとえば、図１０に示すように、或る程度の回転数差分ｄＮｅが現れる状態において、演算タイミングが遅くなりすぎないようにＤ補正演算を実行すれば良い。
【００４１】
次に、図５のフローチャートを参照しながら、Ｐ補正量およびＤ補正量の結果から最終的に演算される燃料増量補正量の演算処理について説明する。
図５において、まず、始動後の所定区間か否かを判定し（ステップＳ６０１）、所定区間である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、Ｐ補正量およびＤ補正量に基づいて燃料増量補正量（＝１＋Ｐ補正量＋Ｄ補正量）を演算する（ステップＳ６０２）。
続いて、燃料増量補正量と燃料増量補正量の制限値とを比較し、小さい方の値を最終的な燃料増量補正量として決定し（ステップＳ６０３）、図５の処理ルーチンを終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ６０１において、始動後の所定区間以外（燃料増量補正条件の範囲外）である（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、燃料増量補正処理を禁止するために、燃料増量補正量を「１」に設定し、Ｐ補正量およびＤ補正量をともに「０クリア」して（ステップＳ６０４）、図５の処理ルーチンを終了する。
【００４３】
このように、燃料性状を判定し、重質燃料と判定された場合に、燃料性状の差異に応じて燃料噴射量を増量補正することにより、始動直後の回転低下を防止してドライバビリティを向上させることができる。
また、複数の燃料性状判定手段および冷却水温に応じた燃料性状判定切替手段として、冷却水温から目標回転数Ｎｅｏを算出する目標回転数算出手段と、エンジン１の回転数を検出する回転数検出手段（クランク角センサ１０）と、目標回転数Ｎｅｏと回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮｅを演算する回転数偏差演算手段と、所定行程間における回転数の回転数差分ｄＮｅを演算する回転数差分演算手段とを設け、始動直後の所定区間において、回転数偏差ΔＮｅと回転数差分ｄＮｅとから燃料増量補正を行うことにより、広範囲の冷却水温の領域にわたって、高精度に燃料性状判定を行うことができる。
なお、上記実施の形態１では、種々の運転条件に応じた複数の燃料性状判定処理を全て実行したが、上記複数の判定処理のうちの任意数の組合せを実行してもよい。
【００４４】
以上の通り、排ガス悪化を防止するために始動噴射量を軽質燃料に適合させた設定条件下において、重質性状を判定するとともに、重質燃料を使用した際のエンストまたは加速ヘジといった燃料性状の違いによる影響を最小限に防止することができる。
すなわち、重質燃料の使用により発生した始動直後の回転数低下に応じて、燃料噴射量の増量補正が行われ、始動直後の回転数低下を最小限に抑制することができる。
また、複数の燃料性状判定手段を、冷却水温に応じて、適切な燃料性状判定に切り替えることにより、正確な重質性状の判定が可能となる。
また、重質燃料の使用により発生した始動直後の回転数低下に応じた燃料増量補正の積分値に基づいて燃料性状を判定することにより、正確に重質性状を判定することができる。
また、重質燃料の使用により発生した始動直後の回転数低下を所定行程間における回転数の差分で演算し、この回転数差分を積分した回転数差分積分値に基づいて燃料性状を判定することにより、正確に重質性状を判定することができる。
また、クランキング開始から所定回転数を越えるまでの点火回数に基づく判定段を用いて、重質燃料の使用時に始動性が悪化して点火回数が増加することから、正確に重質性状を判定することができる。
また、重質燃料の使用時に加速ヘジが発生したことを検出する手段を用い、正確に重質性状を判定することができる。
さらに、重質燃料の使用時に、燃料不足となって発生した始動直後の回転低下を防止するための燃料増量補正が実行されている際には、吸入空気量制御手段を制限（または禁止）することにより、燃料増量補正と吸入空気量制御との干渉を防止することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段と、内燃機関に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、冷却水温に応じて複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、回転数、冷却水温および燃料の性状に基づいて燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、噴射量制御手段は、燃料の性状に応じて噴射量を補正する噴射量補正手段を含むので、始動直後に燃料性状を判定するとともに、排ガス悪化の防止用に始動噴射量を軽質燃料に適合させた場合に、重質燃料使用時のエンスト（または、加速ヘジ）発生などの燃料性状の違いによる悪影響を最小限に抑制することのできる内燃機関の燃料噴射装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を内燃機関および周辺機器とともに概略的に示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による燃料性状に応じた燃料噴射量増量補正用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１によるＰ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１によるＤ補正演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による燃料増量補正量演算用の処理プログラムを示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１で用いられる回転数偏差ΔＮｅに応じたＰ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅに応じたＤ補正用の設定値テーブルを定性的に示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた留出量の温度特性を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１で用いられる燃料性状に応じた始動時の回転速度の時間変化を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１で用いられる回転数差分ｄＮｅを回転数の時間変化とともに示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１で用いられる燃料性状判定値（補正積算値）の始動時での時間変化を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による始動時での燃料性状判定動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン、２ 吸気管、４ スロットルバルブ、５ スロットルセンサ、６ エアフローメータ、８ ＥＣＵ、１０ クランク角センサ、１１ 水温センサ、１２ インジェクタ、１３ 点火プラグ。
Claims (9)
- 内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段と、
前記内燃機関に供給される燃料の性状を複数の温度領域毎に判定する複数の燃料性状判定手段と、
前記冷却水温に応じて前記複数の燃料性状判定手段のうちの１つを選択的に有効にする燃料性状判定切替手段と、
前記回転数、前記冷却水温および前記燃料の性状に基づいて前記燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備え、
前記噴射量制御手段は、前記燃料の性状に応じて前記噴射量を補正する噴射量補正手段を含むことを特徴する内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記冷却水温に基づいて前記回転数に対する目標回転数を算出する目標回転数算出手段と、
前記目標回転数と前記回転数との回転数偏差を演算する回転数偏差演算手段と、
前記内燃機関の所定行程間における前記回転数の回転数差分を演算する回転数差分演算手段とを備え、
前記噴射量補正手段は、前記内燃機関の始動直後の第１の所定区間における前記回転数偏差および前記回転数差分の大きさに応じて、前記噴射量を増量補正するための燃料増量補正手段を含む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。 - 前記複数の燃料性状判定手段の各々は、
前記燃料の増量補正量を積分する燃料増量補正積分手段を備え、
前記燃料増量補正量の積分値が所定増量値を超えた場合に、前記燃料が重質性状であると判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記複数の燃料性状判定手段の各々は、
前記内燃機関の始動直後の第２の所定区間における前記回転数差分を積分する回転数差分積分手段を備え、
前記回転数差分の積分値が所定差分値を超えた場合に、前記燃料が重質性状であると判定することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記複数の燃料性状判定手段の各々は、
前記内燃機関の所定行程間における前記回転数の回転数差分を演算する回転数差分演算手段と、
前記内燃機関の始動直後の所定区間における前記回転数差分を積分する回転数差分積分手段とを備え、
前記回転数差分の積分値が所定差分値を超えた場合に、前記燃料が重質性状であると判定する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。 - 前記複数の燃料性状判定手段の各々は、
前記内燃機関のクランキング開始時点から前記回転数が第１の所定回転数を超える時点までの点火回数を積算する点火回数積算手段を備え、
前記点火回数の積算値が所定回数値を超えた場合に、前記燃料が重質性状であると判定することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記複数の燃料性状判定手段の各々は、
前記内燃機関の１行程間における前記回転数の微分値を演算する回転数微分演算手段を備え、
前記内燃機関のクランキング開始時点から前記回転数が第２の所定回転数を超えるまでに前記回転数の微分値が所定微分値以下となったときに、前記燃料が重質性状であると判定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記複数の燃料性状判定手段の各々は、
前記内燃機関の１行程間における前記回転数の微分値を演算する回転数微分演算手段を備え、
前記内燃機関のクランキング開始時点から前記回転数が所定回転数を超えるまでに前記回転数の微分値が所定微分値以下となったときに、前記燃料が重質性状であると判定することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。 - 前記回転数が前記目標回転数と一致するように前記内燃機関の吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
前記燃料増量補正手段による増量補正の実行中には、前記吸入空気量制御手段の制御機能を抑制するための吸入空気量制御抑制手段と
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
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