JP2006275005A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は始動時の燃料噴射量を機関温度等の所定の運転条件に応じて決定する内燃機関の制御装置に関し、燃料噴射量の適合値を運転条件の条件値毎に細かく設定しておかずとも、条件値に応じた最適な量の燃料を噴射できるようにする。
【解決手段】 内燃機関の始動時、運転条件の条件値を取得する。取得した条件値が予め適合値が定められている複数の基準条件値の１つである場合には、当該基準条件値に応じた適合値を燃料噴射量として設定する。一方、取得した条件値が基準条件値以外の値である場合には、各基準条件値と適合値との関係を用いて補間計算された内挿値を燃料噴射量として設定する。そして、内挿値に従い燃料を噴射したときの角加速度（内燃機関の運転性能に係わる物理量）の値を求め、角加速度の目標値と実際値とのずれに応じて内挿値を補正する。
【選択図】 図５

Description

本発明は始動時の燃料噴射量を所定の運転条件に応じて決定する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

内燃機関の運転性能、例えばトルク、燃費、排気エミッション等は、燃料噴射量や点火時期等の制御パラメータの値によって大きく変化する。このため、内燃機関の開発時には、実機を用いた試験等によって最適な運転性能を得ることのできる制御パラメータの値の適合が行なわれる。特許文献１には、始動時における燃料噴射量の設定について記載されている。始動時における燃料噴射量は、始動性の良否や排気エミッションの良否等を左右する重要な制御パラメータである。特許文献１の記載によれば、始動時の最初の１サイクルでは、各気筒に対する燃料噴射量を噴射される気筒毎に順次増大させように設定し、次の２番目以降のサイクルでは、各気筒に対する燃料噴射量を噴射される気筒毎に順次減少させるように設定している。また、最初の１サイクルから予め定められたサイクルまでの各サイクルにおいて、各気筒の燃料噴射量を順次減少させるようにしている。
特開２００４−６８６２１号公報

内燃機関の運転性能は、制御パラメータの値によってだけでなく、機関温度等の運転条件によっても変化する。内燃機関の始動性に関して言えば、燃料噴射量が一定の場合、機関温度、吸気温度、バッテリ電圧等の影響を受ける。運転条件によらず常に理想的な始動性を得られるようにするためには、１つの方法として、燃料噴射量の適合値を運転条件の条件値毎に細かく設定しておくことが考えられる。しかしながら、全ての条件値について適合値を設定しようとすると膨大な工数が必要になり、内燃機関の開発に多くの時間やコストを要してしまう。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、始動時の燃料噴射量を機関温度等の所定の運転条件に応じて決定する内燃機関の制御装置に関し、燃料噴射量の適合値を運転条件の条件値毎に細かく設定しておかずとも、条件値に応じた最適な量の燃料を噴射できるようにすることにある。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、始動時の燃料噴射量を所定の運転条件に応じて決定する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の運転性能に係わる所定の物理量を指標として決定された燃料噴射量の適合値を、前記運転条件の条件値と関連させて記憶している記憶手段と、
前記内燃機関の始動時、前記運転条件の条件値を取得する条件値取得手段と、
取得された条件値が予め適合値が定められている複数の基準条件値の１つである場合には、当該基準条件値に応じた適合値を燃料噴射量として設定し、取得された条件値が前記基準条件値以外の値である場合には、前記の各基準条件値と適合値との関係を用いて補間計算された内挿値を燃料噴射量として設定する燃料噴射量設定手段と、
取得された条件値が前記基準条件値以外の値であり燃料噴射量として内挿値が用いられる場合に、当該内挿値に従い燃料を噴射したときの前記所定物理量の値を求め、前記所定物理量の目標値と実際値とのずれに応じて当該内挿値を補正する内挿値補正手段と、
を備えることを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、前記燃料噴射量設定手段により設定された燃料噴射量に従い燃料を噴射したときの前記所定物理量の値を気筒毎に求め、複数の気筒のうち何れかの気筒において前記所定物理量の目標値と実際値とにずれが生じている場合には、実際値を目標値に近づけるように当該気筒の制御パラメータを補正するばらつき補正手段を備えたことを特徴としている。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記所定物理量とは前記内燃機関の角加速度であることを特徴としている。

第１の発明によれば、始動時に取得された運転条件の条件値が予め適合値が定められている基準条件値以外の値である場合には、各基準条件値と適合値との関係を用いて補間計算された内挿値が燃料噴射量として設定される。そして、内挿値に従い燃料を噴射したときの所定物理量の実際値が目標値からずれている場合には、そのずれに応じて当該内挿値の補正が行われる。これにより、適合値が定められていない条件値であっても、目標とする内燃機関の運転性能を得るための最適な量の燃料を噴射することができる。つまり、第１の発明によれば、燃料噴射量の適合値を運転条件の条件値毎に細かく設定しておかずとも、条件値に応じた最適な量の燃料を噴射することができる。

第２の発明によれば、機差ばらつきや経年変化の影響によって、何れかの気筒において適合値の指標に用いられた所定物理量の実際値が目標値からずれている場合には、そのずれを補正する方向に当該気筒の制御パラメータの補正が行われる。したがって、第２の発明によれば、機差ばらつきや経年変化に対するロバスト性を確保することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図８は本発明の実施の形態としての内燃機関の制御装置について説明するための図である。本実施形態の内燃機関の制御装置は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)として構成されている。ＥＣＵは内燃機関の制御に用いるデータを記憶している。ＥＣＵに記憶されるデータの１つに、内燃機関の始動時における燃料噴射量がある。ＥＣＵは、内燃機関の始動時、所定の噴射回数、或いは、所定のサイクル数の間、記憶している燃料噴射量に従って燃料噴射制御を行い、その後、吸入空気量に基づく通常の燃料噴射制御へ移行する。

ＥＣＵに記憶される始動時の燃料噴射量は、内燃機関の開発段階において、実機を用いた燃料噴射量の適合作業によって決定される。内燃機関の運転性能に係わる物理量の１つとして、内燃機関の角加速度（クランク軸の角加速度）があるが、本実施形態では、この角加速度を定量的な指標として燃料噴射量の適合を行う。より具体的には、各気筒の圧縮ＴＤＣからクランク角７２０°を気筒数で除した角度までの区間（４気筒機関であれば、圧縮ＴＤＣからＢＤＣまでの区間）の平均角加速度を燃料噴射量の適合のための指標とする。ここでは、４気筒機関の始動時における燃料噴射量の適合を行うものとする。上記区間の平均角加速度を燃料噴射量の適合のための指標として用いることには、次のような利点がある。

運動方程式を用いると、内燃機関の燃焼によってクランク軸に発生する図示トルクＴiは、以下の（１）式、及び（２）式を用いて算出することができる。
Ｔi＝Ｊ×（ｄω／ｄｔ）＋Ｔf ・・・（１）
Ｔi＝Ｔgas＋Ｔinertia ・・・（２）
上記の（２）式の右辺は図示トルクＴiを発生させるトルクを示しており、（１）式の右辺は図示トルクＴiを消費するトルクを示している。

（１）式の右辺において、Ｊは混合気の燃焼によって駆動される駆動部材の慣性モーメント、ｄω／ｄｔはクランク軸の角加速度、Ｔfは駆動部のフリクショントルクを示している。ここで、Ｊ×（ｄω／ｄｔ）は内燃機関の角加速度に起因する動的な損失トルクである。フリクショントルクＴfは、ピストンとシリンダ内壁の摩擦など各嵌合部の機械的な摩擦によるトルクであって、補機類の機械的な摩擦によるトルクを含むものである。（２）式の右辺において、Ｔgasはシリンダの筒内ガス圧によるトルク、Ｔinertiaはピストンなどの往復慣性質量による慣性トルクを示している。筒内ガス圧によるトルクＴgasは、噴射された燃料の燃焼によって発生するトルクである。

インジェクタから燃料を噴射すると、その燃料がシリンダ内で燃焼することによってトルクが発生し、内燃機関の角加速度が変化する。そして、１噴射毎の角加速度の変化によって、始動後の内燃機関の回転挙動（時間に対する回転数のカーブ）が決定される。したがって、角加速度を燃料噴射量の適合のための指標として用いることで、理想的な始動性を得るための燃料噴射量を決定できると考えられる。

しかし、上記の（１）式、及び（２）式から分かるように、内燃機関の角加速度ｄω／ｄｔには、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの影響も含まれている。往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaは、燃料噴射量とは無関係に、ピストンなど往復運動する部材の慣性質量によって発生する慣性トルクである。このため、理想的な始動性を得るための燃料噴射量を精確に決定するためには、指標とする角加速度ｄω／ｄｔから往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの影響を排除する必要がある。

そこで、４気筒機関におけるＴＤＣからＢＤＣまでのクランク角１８０°の区間に着目すると、この区間での往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaの平均値は０となる。したがって、（１）式、及び（２）式の各トルクをＴＤＣからＢＤＣまでの平均値として算出すると、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaを０として計算することができる。これにより、往復慣性質量による慣性トルクＴinertiaが図示トルクＴiに与える影響を排除することができ、ひいては、角加速度ｄω／ｄｔに与える影響も排除することができる。つまり、ＴＤＣからＢＤＣまでの区間の平均角加速度を燃料噴射量の適合のための指標とすることで、往復慣性質量による慣性トルクの影響を排除して、理想的な始動性を得るための燃料噴射量を精確に決定することが可能となる。

実際の適合作業では、まず、図１に示すように、サイクル毎の目標角加速度（ＴＤＣからＢＤＣまでの区間の平均角加速度の目標値）が設定される。目標角加速度は、実現したい始動後の回転特性（例えば、吹け上がり感を出す、吹け上がり感を抑える等）に応じて設定すればよい。また、目標角加速度はサイクル毎の他、１噴射毎に設定することもできる。

目標角加速度の設定後は、目標角加速度を実現するための燃料噴射量を１噴射毎に探索していく。その際、機関温度等の運転条件の条件値は一定に保つようにする。そして、図２に示すように、ある一定の条件値（例えば、機関温度１０℃）のもとにおいて燃料噴射量の適合値が求まったら、次は、図３に示すように、別の条件値（例えば、機関温度２５℃）のもとでの燃料噴射量の適合値を求める。ただし、この適合作業は当該運転条件が採りうる全ての条件値について行うのではなく、予め設定された複数の条件値（基準条件値）についてのみ行う。

全ての基準条件値のもとでの適合作業が完了したら、その適合結果に基づきマップを作成する。図４に示すマップでは、２５℃における適合値を基準燃料噴射量として、各基準機関温度（１０℃，２５℃，４０℃）での適合値が基準燃料噴射量に対する比率で表されている。基準燃料噴射量にマップから定まる比率を温度補正係数として乗じることで、各基準機関温度における燃料噴射量を算出することができる。本実施形態では、図４に示すマップが、内燃機関の始動時における燃料噴射量のデータとしてＥＣＵに記憶されている。

ＥＣＵは、内燃機関の始動時、水温センサからの信号を用いて機関温度を測定する。測定した機関温度の値が基準機関温度のうちのいずれかの値である場合には、その基準機関温度に応じた温度補正係数の値をマップから読出し、読み出した温度補正係数を基準燃料噴射量に乗じて得られる値を燃料噴射量として設定する。一方、測定した機関温度の値が基準機関温度以外の値である場合には、補間計算によって得られる内挿値をその機関温度における温度補正係数として算出する。本実施形態では、図４中に実線で示すように、隣接する基準機関温度間では機関温度と温度補正係数との関係が線形であるとして補間計算を行う。そして、算出した温度補正係数を基準燃料噴射量に乗算し、計算により得られた値をその機関温度における燃料噴射量として設定する。

このように、基準機関温度以外では温度補正係数の補間計算によって燃料噴射量を決定することで、燃料噴射量の適合値を機関温度毎に細かく設定しておかずとも、機関温度に応じた量の燃料を噴射することができる。つまり、適合ポイント数を少なくして適合作業に要する工数を少なく抑えることができる。

しかし、適合ポイント数を少なくできる一方で、補間計算によって得られた燃料噴射量では、実際にその燃料噴射量で燃料を噴射したとき、実角加速度と目標角加速度との間にずれが生じる可能性がある。補間計算では機関温度と温度補正係数との関係を線形と仮定しているものの、実際の関係が線形になっているとは限らないからである。実角加速度と目標角加速度との間にずれが有る場合、所望の回転特性を実現することができない。この場合、機関温度の違いによって始動時の回転特性にばらつきが生じてしまうことになる。

そこで、ＥＣＵは、機関温度によって始動時の回転特性にばらつきが生じることを防止するため、機関温度が基準機関温度以外の値である場合には、図５のフローチャートに従って温度補正係数の補正を行うこととしている。図５は、本実施形態において、内燃機関の燃料噴射制御装置としてのＥＣＵが実行する温度補正係数の補正のためのルーチンを示すフローチャートである。ＥＣＵは、イグニッションスイッチのオンによって起動されたときに機関温度を計測する。そして、計測した機関温度Ｔが基準機関温度の何れにも該当しない場合にのみ、図５に示す補正ルーチンを実行する。

図５に示すルーチンの最初のステップ１００では、全気筒において１サイクル目の膨張行程が終了したか否か判定される。全気筒の膨張行程が終了するまでは待機状態となり、全気筒の膨張行程が終了したらステップ１０２の処理が実行される。ステップ１０２では、気筒毎にＴＤＣからＢＤＣまでの区間の平均角加速度が算出される。そして、各気筒の平均角加速度α_#1，α_#2，α_#3，α_#4の平均値（全気筒平均角加速度）α_1cが算出される。

次のステップ１０４では、ステップ１０２で算出された全気筒平均角加速度α_1cが１サイクル目の目標角加速度αref_1cに対して所定の許容範囲の外にあるか否か判定される。許容範囲外か否かは、具体的には、全気筒平均角加速度α_1cと目標角加速度αref_1cとの偏差を目標角加速度αref_1cで除算した値の絶対値が、所定の判定基準値よりも大きいか否かによって判断される。判定の結果、全気筒平均角加速度α_1cが許容範囲内である場合には、温度補正係数k1(T)の補正を行うことなく、本ルーチンは終了する。

ステップ１０４の判定の結果、全気筒平均角加速度α_1cが許容範囲外である場合には、ステップ１０６の処理が実行される。ステップ１０６では、以下の（３）式に示すように、全気筒平均角加速度α_1cの目標角加速度αref_1cからの逸脱具合に応じて、温度補正係数k1(T)が補正される。（３）式において、右辺のk1(T)oldは補正前の温度補正係数であり、左辺のk1(T)newは補正後の温度補正係数である。
k1(T)new＝k1(T)old×｛１−（α_1c−αref_1c）／αref_1c｝ ・・・（３）

ＥＣＵは、図４中の破線に示すように、上記ルーチンによって補正された温度補正係数を当該機関温度における温度補正係数として学習する。そして、次回、同温度条件が成立したときには、今回学習した温度補正係数を用いて燃料噴射量を設定する。これにより、適合値が定められていない機関温度であっても、所望の回転特性を得るための最適な量の燃料を噴射することが可能になる。つまり、本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、燃料噴射量の適合値を運転条件の機関温度毎に細かく設定しておかずとも、始動時の機関温度に応じた最適な量の燃料を噴射することができる。

本実施形態においては、ＥＣＵが図４に示すマップを記憶することにより、第１の発明の「記憶手段」が実現されている。また、ＥＣＵが起動時に機関温度を計測することにより、第１の発明の「条件値取得手段」が実現され、ＥＣＵが図４に示すマップを用いて機関温度に応じた燃料噴射量を設定することにより、第１の発明の「燃料噴射量設定手段」が実現されている。さらに、ＥＣＵが図５に示すルーチンを実行することにより、第１の発明の「内挿値補正手段」が実現されている。

ところで、燃料噴射量の適合作業に用いられる開発用機関は、構造的に量産用機関と同じものが用いられている。これにより、理論的には、開発用機関において理想的な回転特性を得られる燃料噴射量を適合値として設定すれば、量産用機関においても理想的な回転特性を得ることができる。しかし、内燃機関には個体毎のばらつき（機差ばらつき）があるため、適合値を燃料噴射量として用いたとしても、必ずしも全ての内燃機関で理想的な回転特性を得ることができるとは限らない。また、経年変化によって回転特性が理想からずれてくる場合もある。

始動時の回転特性が理想とする回転特性からずれている内燃機関では、図６に示すように、ある特定気筒において角加速度の実際値と目標値との間にずれが生じている。このように特定気筒のみ角加速度にずれが生じる原因としては、例えば、特定気筒のインジェクタのみ他の気筒のインジェクタよりも流量が小さくなっている場合等が考えられる。この場合、図７に示すように、角加速度にずれが生じている特定気筒の燃料噴射量（適合値）を実角加速度と目標角加速度とのずれに応じて補正してやれば、当該内燃機関においても理想的な回転特性を回復することができると考えられる。

そこで、ＥＣＵは、ある特定気筒において角加速度にずれが生じている場合には、図８のフローチャートに従って当該特定気筒の燃料噴射量（燃料噴射時間）の適合値を補正することとしている。図８は、本実施形態において、内燃機関の燃料噴射制御装置としてのＥＣＵが実行する適合値の補正のためのルーチンを示すフローチャートである。図８の補正ルーチンは、適合値を用いた燃料噴射制御から吸入空気量に基づく通常の燃料噴射制御へ切替えられた後に実行される。なお、ここでは、始動後の１乃至３サイクルにて適合値を用いた燃料噴射制御が行われているものとする。

図８に示すルーチンの最初のステップ２００では、何れかの気筒の補正実施フラグがオンになっているか否か判定される。ＥＣＵは、適合値を用いた燃料噴射制御の実行中、気筒毎に、且つ、サイクル毎に角加速度（ＴＤＣからＢＤＣまでの区間の平均角加速度）を測定している。そして、測定した実角加速度と目標角加速度とを気筒毎に比較し、実角加速度と目標角加速度とのずれが所定の許容範囲を超えている気筒がある場合には、当該気筒の補正実施フラグをオンに設定するようになっている。

ステップ２００の判定の結果、ある特定気筒（＃ｎ気筒）で補正実施フラグがオンになっている場合、次のステップ２０２では、特定気筒における実角加速度の目標角加速度に対する偏差割合がサイクル毎に算出される。そして、サイクル毎の偏差割合αe_#nc1，αe_#nc2，αe_#nc3の平均値（平均偏差割合）αe_#nが算出される。

次のステップ２０４では、ステップ２０２で算出された平均偏差割合αe_#nを用いて、特定気筒の燃料噴射量の適合値がサイクル毎に補正される。燃料噴射量はインジェクタの作動時間、すなわち、燃料噴射時間によって決まるので、ここでは、燃料噴射量の適合値に対応する燃料噴射時間（適合噴射時間）を補正するものとする。適合噴射時間の補正は、以下の（４）式によって行われる。（４）式において、右辺のTAU_#noldは補正前の特定気筒の適合噴射時間であり、左辺のTAU_#nnewは補正後の適合噴射時間である。
TAU_#nnew＝TAU_#nold×（１−αe_#n） ・・・（４）

ＥＣＵは、上記の（４）式を用いて各サイクルの適合噴射時間TAU_#nc1，TAU_#nc2，TAU_#nc3を補正し、補正後の適合噴射時間TAU_#nc1，TAU_#nc2，TAU_#nc3を記憶する。そして、次回の内燃機関の始動時には、特定気筒に関しては、今回学習した適合噴射時間TAU_#nc1，TAU_#nc2，TAU_#nc3に基づいて燃料噴射制御を行う。これにより、機差ばらつきや経年変化によって生じた特定気筒における角加速度の実際値と目標値とのずれは補正される。このように、本実施形態の内燃機関の制御装置によれば、機差ばらつきや経年変化に対するロバスト性を確保することができ、内燃機関の回転特性を理想とする回転特性に維持することができる。

本実施形態においては、ＥＣＵが図８に示すルーチンを実行することにより、第２の発明の「ばらつき補正手段」が実現されている。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。

上記実施形態では、１サイクル目の全気筒平均角加速度と目標角加速度とのずれに応じて温度補正係数の補正を行っているが、全サイクル（１乃至３サイクル）の全気筒平均角加速度と目標角加速度とのずれに応じて温度補正係数の補正を行ってもよい。また、内燃機関の始動の毎に全気筒平均角加速度を算出し、その都度、温度補正係数の補正を行うのではなく、同一温度での始動を所定回数実施した後に全気筒平均角加速度を算出し、所定回数に一回の頻度で温度補正係数の補正を行うようにしてもよい。

温度補正係数はサイクル毎に設定することも可能であり、温度補正係数を気筒毎に設定することも可能である。その場合、サイクル毎或いは気筒毎に角加速度を測定して、サイクル毎或いは気筒毎に設定された目標角加速度と比較する。そして、測定した角加速度が目標角加速度を基準とする許容範囲外にある場合には、そのずれ量に応じて、サイクル毎或いは気筒毎に設定されている温度補正係数を補正する。

上記実施形態では、機関温度に応じて燃料噴射量の適合値を定めているが、バッテリ電圧や吸気温度等の他の運転条件にも応じて燃料噴射量の適合値を定めてもよい。その場合も、全ての条件値について適合値を定めるのではなく、所定の基準条件値についてのみ適合値を定め、基準条件値以外では補間計算によって条件値に応じた補正係数を決定すればよい。そして、決定した補正係数に従って燃料を噴射したときの角加速度を測定し、角加速度の目標値と実際値とのずれに応じて補正係数の補正を行うようにすればよい。

また、上記実施形態では、実角加速度と目標角加速度とを気筒毎に比較し、実角加速度と目標角加速度とのずれが所定の許容範囲を超えている特定気筒の燃料噴射量（燃料噴射時間）を補正しているが、全気筒平均角加速度と目標角加速度とのずれを比較し、そのずれに応じて全気筒の燃料噴射量を一律に補正するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、特定気筒において角加速度にずれが生じている場合、特定気筒の燃料噴射量（燃料噴射時間）の適合値を補正しているが、特定気筒のトルクに係わるその他の制御パラメータの値を補正するようにしてもよい。例えば、点火時期を補正することによっても、特定気筒のトルクを変化させて角加速度を調整することができる。

図９は、燃料噴射量と点火時期の各適合値を補正するためのマップである。図９に示すマップでは、排気エミッションが良好に保たれる領域（エミッション合格領域）が設定されており、図中に黒丸で示すように、このエミッション合格領域内で燃料噴射量と点火時期（ＴＤＣからの進角量）の各初期適合値が定められている。角加速度は、燃料噴射量が大きいほど、また、点火時期が早いほど大きくなる。したがって、角加速度を大きくしたい場合には、初期適合値よりも燃料噴射量を大きくするか、或いは、点火時期を進角すればよい。逆に角加速度を小さくしたい場合には、初期適合値よりも燃料噴射量を小さくするか、或いは、点火時期を遅角すればよい。図中、正の数字を付した白丸（適合点）は、角加速度を増大側に補正する場合の、燃料噴射量と点火時期の各適合値の組み合わせを示している。一方、負の数字を付した白丸は、角加速度を減少側に補正する場合の、燃料噴射量と点火時期の各適合値の組み合わせを示している。数字が大きい適合点を選択するほど、角加速度は大きくなり、その分、排気エミッションは悪化することになる。

図１０は、図９に示すマップから燃料噴射量と点火時期の各適合値を選択するためのルーチンを示すフローチャートである。図１０のルーチンは、適合値を用いた燃料噴射制御が行われている間、１噴射毎に実行してもよく、適合値を用いた燃料噴射制御から吸入空気量に基づく通常の燃料噴射制御へ切替えられた後に実行してもよい。

図１０に示すルーチンの最初のステップ３００では、第ｎ噴射後の角加速度（ＴＤＣからＢＤＣまでの区間の平均角加速度）α(n)が測定され、その測定値α(n)と所定の閾値αlとが比較される。閾値αlは、理想とする回転特性を実現する上での角加速度α(n)の許容範囲の下限値であり、１噴射毎に設定されている。角加速度α(n)が閾値αl以下の場合には、ステップ３０４でインデックスi(n)が最大値imaxに達しているか否か判定される。このインデックスi(n)は、図９において適合点（白丸）に付している数字に対応している。図９ではimaxの値は３となる。インデックスi(n)が最大値imaxに達している場合には、インデックスi(n)の値はそのまま最大値imaxに保持され、インデックスi(n)が最大値imax未満の場合には、次のステップ３０６でインデックスi(n)の値は１つ加算される。

ステップ３００の判定の結果、角加速度α(n)が閾値αlよりも大きい場合には、次のステップ３０２で角加速度α(n)と所定の閾値αhとの比較が行われる。閾値αhは、理想とする回転特性を実現する上での角加速度α(n)の許容範囲の上限値であり、閾値αlよりも大きく、これも１噴射毎に設定されている。角加速度α(n)が閾値αh以上の場合には、ステップ３０８でインデックスi(n)が最小値iminに達しているか否か判定される。図９ではiminの値は−２となる。インデックスi(n)が最小値iminに達している場合には、インデックスi(n)の値はそのまま最小値iminに保持され、インデックスi(n)が最小値iminより大きい場合には、次のステップ３１０でインデックスi(n)の値は１つ減算される。

ステップ３０２の判定の結果、角加速度α(n)が閾値αhよりも小さい場合、すなわち、角加速度α(n)が許容範囲に入っている場合には、インデックスi(n)の値は現状の値に保持される。

ＥＣＵは、上記ルーチンを実行することで決定されたインデックスi(n)の値に従って、図９に示すマップから燃料噴射量と点火時期の各適合値を選択し、選択した各適合値に従って燃料噴射制御及び点火時期制御を実行する。このように、燃料噴射量以外に点火時期も制御パラメータとして加えることで、燃料噴射量のみを制御パラメータとする場合に比較して、エミッション合格領域を有効に利用することができ、排気エミッションの悪化を最小限に留めつつ、特定気筒における角加速度の実際値と目標値とのずれを補正することが可能となる。

本発明の実施の形態としての燃料噴射量の適合方法を説明するための図であり、サイクル毎の目標角加速度の設定例を示す図である。 図１に示す目標角加速度の設定に対応した、機関温度が１０℃のときの燃料噴射量の適合値の設定例を示す図である。 図１に示す目標角加速度の設定に対応した、機関温度が２５℃のときの燃料噴射量の適合値の設定例を示す図である。 機関温度から温度補正係数を決定するたのマップである。 本発明の実施の形態において実行される温度補正係数の補正のためのルーチンを示すフローチャートである。 実際の内燃機関における角加速度の挙動の一例を示す図である。 図６に示す目標角加速度と実角加速度とのずれの状態に応じた燃料噴射量の補正例を示す図である。 本発明の実施の形態において実行される燃料噴射量の適合値の補正のためのルーチンを示すフローチャートである。 燃料噴射量と点火時期の各適合値を補正するためのマップである。 図９に示すマップから燃料噴射量と点火時期の各適合値を選択するためのルーチンを示すフローチャートである。

Claims (3)

1. 始動時の燃料噴射量を所定の運転条件に応じて決定する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記内燃機関の運転性能に係わる所定の物理量を指標として決定された燃料噴射量の適合値を、前記運転条件の条件値と関連させて記憶している記憶手段と、
   前記内燃機関の始動時、前記運転条件の条件値を取得する条件値取得手段と、
   取得された条件値が予め適合値が定められている複数の基準条件値の１つである場合には、当該基準条件値に応じた適合値を燃料噴射量として設定し、取得された条件値が前記基準条件値以外の値である場合には、前記の各基準条件値と適合値との関係を用いて補間計算された内挿値を燃料噴射量として設定する燃料噴射量設定手段と、
   取得された条件値が前記基準条件値以外の値であり燃料噴射量として内挿値が用いられる場合に、当該内挿値に従い燃料を噴射したときの前記所定物理量の値を求め、前記所定物理量の目標値と実際値とのずれに応じて当該内挿値を補正する内挿値補正手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記燃料噴射量設定手段により設定された燃料噴射量に従い燃料を噴射したときの前記所定物理量の値を気筒毎に求め、複数の気筒のうち何れかの気筒において前記所定物理量の目標値と実際値とにずれが生じている場合には、実際値を目標値に近づけるように当該気筒の制御パラメータを補正するばらつき補正手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記所定物理量とは前記内燃機関の角加速度であることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
   

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