JP2006283650A - 燃料噴射量制御装置及び燃料噴射量制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関の始動時に優れた始動性を確保しつつ、排気エミッションの悪化を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する燃焼有無判定手段と、燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定する残留燃料量推定手段と、燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正する燃料噴射量補正手段とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）の燃料噴射制御装置に係り、特に、内燃機関始動時の始動性の向上やエミッション悪化の防止を図るため、内燃機関始動時の燃料噴射量を適切に補正する燃料噴射制御装置に関する。

従来から、エンジン内に噴射供給されるインジェクタからの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置において、リーンリミットに接近した空燃比によってエンジンを運転することが可能とし、ＮＯｘの排出量を低減することを課題として、エンジンに燃焼室内の燃焼状態を検出する燃焼モニタセンサを設け、この燃焼モニタセンサからの燃焼状態検出信号を入力して判定値を算出し、算出した判定値に応じてインジェクタの燃料噴射量を補正制御する制御手段を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開０７−４２５９２号公報

一般的に、エンジン始動時には、スターターによるクランキングと共に、全ての気筒に対して、クランク角との同期を考慮することなく燃料が噴射され、全ての気筒において１回ずつ吸気行程が実行された後に、クランク角と同期して、複数の気筒のそれぞれに所定の順序で燃料を噴射される。

ところで、かかるエンジン始動時において、特に極低温時や燃料が粗悪な場合に顕著であるが、噴射された燃料が気筒内で正常に燃えないことがある。かかる場合、噴射された燃料の一部はその後の排気行程で吹き抜けて排出されるものの、残部がそのまま気筒内に残留燃料として残留することになる。

しかしながら、従来では、噴射された燃料が気筒内で正常に燃えない場合でも、当該気筒に対する次の燃料噴射量は、上述のような残留燃料が考慮されることなく通常通り決定されるので、残留燃料（及びその累積）に起因して燃料のオーバーリッチ化を招き、その結果、内燃機関の始動性の悪化や排気エミッションの悪化を招く可能性がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の始動時に優れた始動性を確保しつつ、排気エミッションの悪化を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する燃焼有無判定手段と、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定する残留燃料量推定手段と、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正する燃料噴射量補正手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置が提供される。

本発明において、燃料噴射量制御装置は、内燃機関始動時に、噴射した燃料量を記憶すると共に、燃料を噴射した気筒の点火直後の機関回転数ＮＥの上昇率及び／又は所定クランク時間を測定する手段を更に備え、
前記燃焼有無判定手段は、前記上昇率及び／又は所定クランク時間に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定するものであってよい。前記残留燃料量推定手段は、排気行程で気筒内から吹き抜ける燃料量を推定する吹き抜け燃料量推定手段を備え、該吹き抜け燃料量と燃料噴射量とから前記残留燃料量を推定するものであってよい。また、前記吹き抜け燃料量推定手段は、機関回転数ＮＥに応じて変化する吹き抜け燃料量を推定するものであってよい。また、前記吹き抜け燃料量推定手段は、少なくとも機関回転数ＮＥをパラメータとして、予め定められたマップに基づいて、前記吹き抜け燃料量を推定するものであってよい。また、前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング時には、予め設定したクランキングによる機関回転数ＮＥの所定閾値と比較して、測定された機関回転数ＮＥの上昇率が所定基準以上高い場合に、燃料が正常に燃えたと判定するものであってよい。また、前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング後には、点火直前の所定クランク時間と点火直後の同クランク時間とを比較して、点火直後の同クランク時間の方が短い場合、燃料が正常に燃えたと判定するものであってよい。前記所定閾値は、スターターによるクランキングのみの機関回転数ＮＥの上昇率に対応するものであってよい。前記所定閾値は、エンジン水温、及び／又は、スターターの電力源となるバッテリの状態に応じて補正されるものであってよい。

また、本発明によれば、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定するステップと、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定するステップと、
燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正するステップと、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御方法が提供される。

以上の通り本発明によれば、内燃機関の始動時に優れた始動性を確保しつつ、排気エミッションの悪化を効果的に防止できる内燃機関の燃料噴射制御装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関１０の一実施例のシステム構成図を示す。図２は、クランク角センサプレート２４の一実施例を示す図である。

内燃機関１０は、電子制御ユニット１２（以下、エンジンＥＣＵ１２と称す）によって制御される。エンジンＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータによって構成されており、例えば、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。

内燃機関１０は、シリンダブロック１４を備えている。シリンダブロック１４の壁中には、ウォータジャケット１６が形成されている。シリンダブロック１４の内部には、ピストン１８およびコンロッド２０が収納されている。コンロッド２０には、クランクシャフト２２が連結されている。

内燃機関１０は、６気筒式の内燃機関である。６つの気筒は、ピストン１８の移動位相に基づいて３つのグループに分類される。以下、♯１気筒および♯６気筒を第１グループと、♯２気筒と♯５気筒を第２グループと、また、♯３気筒と♯４気筒を第３グループと称す。内燃機関１０は、同一のグループに属するピストン１８が同一の位相で移動するように構成されていると共に、異なるグループに属するピストン１８が、互いに２π／３ずつ位相を異ならせて移動するように構成されている。また、内燃機関１０は、同一のグループに属する気筒において、互いに３６０°ＣＡの位相差を保って、吸気行程、圧縮行程、爆発（膨張）行程、および、排気行程が実行されるように構成されている。

クランクシャフト２２には、クランク角センサプレート２４（図２参照）が固定されている。クランク角センサプレート２４の外周には、図２に示すように、歯部２６と欠歯部２８とが形成されている。歯部２６には、所定間隔毎に複数の歯３０が形成されている。一方、欠歯部２８には、所定長に渡って歯３０が形成されていない。

クランク角センサプレート２４の近傍には、図１に示すように、その外周面と対向する位置に、ピックアップセンサ３２が配設されている。クランク角センサプレート２４が回転すると、クランク角センサプレート２４の歯３０がピックアップセンサ３２に繰り返し近接し、離間する。ピックアップセンサ３２は、歯３０の近接・離間に合わせてパルス信号を出力する。以下、クランク角センサプレート２４とピックアップセンサ３２とを合わせてクランク角センサ３４と称す。エンジンＥＣＵ１２は、クランク角センサ３４の出力信号に基づいて内燃機関１０の回転数（以下、機関回転数ＮＥと称す）を検出する。

クランク角センサ３４は、ピックアップセンサ３２が歯部２６と対向している場合には、クランクシャフト２２が１０°ＣＡ回転する毎に１つのパルス信号を出力する（図３（Ｂ）参照）。以下、この信号をクランク角信号と称す。また、クランク角センサ３４は、ピックアップセンサ３２が欠歯部２８と対向する前後では、クランク角信号が出力された後、クランクシャフト２２が３０°ＣＡ回転した時点で新たなパルス信号を出力する。以下、この信号を欠歯信号と称す。クランク角センサ３４は、クランク角が、♯１気筒のピストン１８または♯６気筒のピストン１８が上死点（ＴＤＣ）に到達する以前１５０°（以下、このクランク角を１５０°ＢＴＤＣと称す）に到達した時点で欠歯信号を出力するように構成されている。

シリンダブロック１４の壁面には、水温センサ３６が配設されている。水温センサ３６は、ウォータジャケット１６の内部を流れる冷却水の温度に応じた電気信号を出力する。水温センサ３６の出力信号はエンジンＥＣＵ１２に供給されている。エンジンＥＣＵ１２は、水温センサ３６の出力信号に基づいて、冷却水温ＴＨＷを検出する。

シリンダブロック１４の上部には、シリンダヘッド３８が固定されている。シリンダヘッド３８とピストン１８との間には、燃焼室４０が形成されている。シリンダヘッド３８には、燃焼室４０に連通する吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。また、シリンダヘッド３８には、吸気ポートを開閉する吸気弁４６、排気ポートを開閉する排気弁４８、および、その先端部を燃焼室４０に露出させた点火プラグ５０が組み込まれている。

点火プラグ５０には、イグナイタ５２が接続されている。また、イグナイタ５２には、エンジンＥＣＵ１２が接続されている。エンジンＥＣＵ１２は、何れかの気筒で点火を行うべき時期に、イグナイタ５２に対して点火信号を供給する。イグナイタ５２は、エンジンＥＣＵ１２から点火信号が供給される時期と同期して、第１グループに属する気筒に点火すべき場合は♯１気筒および♯６気筒の点火プラグ５０に、第２グループに属する気筒に点火すべき場合は♯２気筒および♯５気筒が備える点火プラグ５０に、また、第３グループに属する気筒に点火すべき場合は♯３気筒および♯４気筒が備える点火プラグ５０に高圧の点火信号を供給する。

シリンダヘッド３８の内部には、吸気弁４６を駆動するためのカムシャフト５４、および、排気弁４８を駆動するためのカムシャフト５６が配設されている。カムシャフト５４，５６は、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフト２２と連結されており、クランクシャフト２２の１／２の回転速度で回転する。カムシャフト５４，５６には、各気筒の吸気弁４６および排気弁４８を適当なタイミングで開閉させるためのカムが形成されている。各気筒の吸気弁４６および排気弁４８は、カムシャフト５４，５６が１回転する毎に、すなわち、内燃機関１０のクランク角が７２０°変化する毎に１回の開閉動作を行う。

排気弁４８を駆動するカムシャフト５６には、カムポジションセンサ６０が配設されている。カムポジションセンサ６０は、カムシャフト５６が１回転する間に１つのパルス信号を出力する。カムポジションセンサ６０の出力信号は、エンジンＥＣＵ１２に供給されている。エンジンＥＣＵ１２は、カムポジションセンサ６０の出力信号、および、クランク角センサ３４の出力信号に基づいて、内燃機関１０のクランク角を検出する。

内燃機関１０の吸気ポートには、吸気マニホールド６４が連通している。吸気マニホールド６４には、インジェクタ６６が配設されている。インジェクタ６６には、図示しない燃料パイプを介して燃料が供給されている。インジェクタ６６は、エンジンＥＣＵ１２から駆動信号が供給される期間だけ開弁状態となり吸気ポート６４に燃料を噴射する。

吸気マニホールド６４は、吸気管７０に連通している。吸気管７０の内部には、アクセルペダルと連動して作動するスロットルバルブ７２が配設されている。スロットルバルブ７２の近傍には、スロットルバルブ７２の開度に応じた電気信号を出力するスロットルセンサ７４が配設されている。

吸気管７０には、エアフロメータ７６が設けられる。エアフロメータ７６は、エアフィルタ７９を通過して、その内部を流通する空気の質量重量に応じた電気信号を出力する。図示のエアフロメータ７６は、ホットワイヤ式のエアフロメータであり、吸気管７０を流通する空気の温度を検出する吸気温センサ６９を内蔵する。吸気温センサ６９の出力信号はエンジンＥＣＵ１２に供給されている。エンジンＥＣＵ１２は、吸気温センサ６９の出力信号に基づいて、内燃機関１０に吸入される空気の温度、すなわち、吸気温ＴＨＡを検出する。

内燃機関１０の排気ポートには、排気マニホールド７８が連通している。排気マニホールド７８には、Ｏ2 センサ７７が配設されている。Ｏ2 センサ７７は、排気マニホールド７８の内部を流通する排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力する。

エンジンＥＣＵ１２には、内燃機関１０のクランキング始動を実現するスターター８０が接続される。例えば車室内に設定され、ユーザにより操作可能なスタートスイッチ８８からＯＮ信号が入力されると、エンジンＥＣＵ１２は、スターターリレー８４に信号を送り、スタータモータ８６を駆動させる。尚、本発明は、特にこのようなスターター８０の構成に限定されるものでなく、例えばスタートスイッチ８８ではなくユーザがイグニションキーを回すことで起動されるタイプのスターターに対しても適用可能である。

上述の如く、エンジンＥＣＵ１２は、カムポジションセンサ６０の出力信号、および、クランク角センサ３４の出力信号に基づいて内燃機関１０のクランク角を検出する。また、エンジンＥＣＵ１２は、内燃機関１０のクランク角に基づいて、♯１気筒〜♯６気筒に対して燃料を噴射する時期を制御する。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、それぞれ、カムポジションセンサ６０の出力信号の変化、および、クランク角センサ３４の出力信号の変化を示す。エンジンＥＣＵ１２は、クランク角センサ３４から、クランク角が１０°変化する毎に出力されるクランク角信号を分周して、欠歯信号と同様に、クランク角が３０°変化する毎に発生する信号を生成する。以下、この信号と欠歯信号とを総称して３０°ＣＡ信号と称す。本実施例において、内燃機関１０の燃料噴射時期の制御は、この３０°ＣＡ信号に基づいて実行される。

上述の如く、クランク角センサ３４は、クランク角が１５０°ＢＴＤＣに到達した時点で欠歯信号を出力する。従って、エンジンＥＣＵ１２は、クランク角センサ３４から欠歯信号が供給された時点で、クランク角が１５０°ＢＴＤＣに到達していると判断することができる。そして、エンジンＥＣＵ１２は、欠歯信号が検出された後、５つの３０°ＣＡ信号が検出された時点で、クランク角が、♯１気筒および♯６気筒のピストン１８を上死点ＴＤＣに到達させる角度に達したと判断することができる。

尚、以下の記載においては、クランク角が１５０°ＢＴＤＣに到達する時点で検出される３０°ＣＡ信号（すなわち、欠歯信号）、および、♯１気筒および♯６気筒のピストン１８がＴＤＣに到達する時点で検出される３０°ＣＡ信号を、図３（Ｂ）に示す如く、それぞれ、「１５０°ＢＴＤＣ信号」および「３６０°ＣＡ信号」と称す。

カムポジションセンサ６０は、上述の如く、クランク角が７２０°変化する毎に１回のパルス信号を出力する。以下、この信号を「７２０°ＣＡ信号」と称す。本実施例において、カムポジションセンサ６０は、そのパルス信号を、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す如く、３６０°ＣＡ信号が出力される時期と同期して出力する。

内燃機関１０は、♯１気筒のピストン１８が圧縮行程を実行しつつＴＤＣに到達した時点で、すなわち、♯６気筒のピストン１８が吸気行程を開始しつつＴＤＣに到達した時点で、カムポジションセンサ６０から「７２０°ＣＡ信号」が出力されるように構成されている。従って、内燃機関１０においては、３６０°ＣＡ信号と７２０°ＣＡ信号とがほぼ同時に検出される場合には、♯１気筒のピストン１８が圧縮行程におけるＴＤＣ（以下、この位置を圧縮ＴＤＣと称す）に到達しており、かつ、♯６気筒のピストン１８が吸気行程におけるＴＤＣ（以下、この位置を吸気ＴＤＣ）に到達していると判断することができる。また、内燃機関１０においては、３６０°ＣＡ信号が単独で検出された場合は、♯１気筒のピストン１８が吸気ＴＤＣに到達しており、かつ、♯６気筒のピストン１８が圧縮ＴＤＣに到達していると判断することができる。

内燃機関１０が備える６つの気筒では、所定の順序で、クランク角が２π／３変化する毎に、順次同一の行程が実行される。具体的には、例えば、♯１気筒で吸気行程が開始されると、その後、クランク角が２π／３だけ変化する毎に、順次♯１→♯５→♯３→♯６→♯２→♯４→♯１の順で吸気行程が開始される。このため、♯１気筒のピストン１８、または、♯６気筒のピストンが吸気ＴＤＣに位置することが検出できれば、その時点で他の気筒が如何なる状態にあるか、および、その後クランク角の変化に伴って他の気筒の状態がどのように変化するかを正確に把握することが可能である。従って、エンジンＥＣＵ１２は、内燃機関１０のクランキングが開始された後、♯１気筒のピストン１８または♯６気筒のピストンが吸気ＴＤＣに位置することが検出できた時点で、すなわち、内燃機関１０のクランキングが開始された後、３６０°ＣＡ信号が始めて検出された時点で、全ての気筒の状態を把握することができる。

次に、図４以降を参照して、上述のような内燃機関１０の始動時において実行される燃料噴射制御の特徴的な構成について説明する。

図４は、本実施例のエンジンＥＣＵ１２により実現されるエンジン始動時における主要処理の流れを示すフローチャートである。

先ず、ステップ１００として、スタートスイッチ８８からＯＮ信号が入力されると、エンジンＥＣＵ１２は、スターターリレー８４に信号を送り、これにより、スタータモータ８６がバッテリ９０を電力源として駆動し、スターター８０が始動される。

エンジンＥＣＵ１２は、スターターリレー８４に信号を送り続け、所定時間が経過するまで又は所定条件が満たされるまで、スターター８０によるクランキングを維持する。このようにして、内燃機関１０がクランキングによる慣性補助を受け、その間の上述のような燃料噴射・点火制御により内燃機関１０が十分な機関回転数αに達すると、エンジンＥＣＵ１２は、エンジン完全作動開始（始動成功）と判定する。尚、以下では、前提として、エンジンＥＣＵ１２によりエンジン完全作動開始と判定されるまでの区間内で、スターターリレー８４への信号出力が停止されるものとする。即ち、スタートスイッチ８８からＯＮにされてから、エンジンＥＣＵ１２によりエンジン完全作動開始と判定されるまで、スターター８０によるクランキング期間と、スターター８０によるクランキング後の内燃機関１０による自力始動期間（非クランキング期間）とが存在するものとする。

具体的には、ステップ１１０においてクランキング期間であると判定された場合、ステップ２００に進み、ステップ１１０においてクランキング期間が終了し、且つ、機関回転数ＮＥが所定値αに満たないと判定された場合（ステップ１２０）、非クランキング期間であると判断されて、ステップ３００に進む。

ステップ２００では、エンジンＥＣＵ１２は、クランキング期間中の機関回転数ＮＥの上昇特性を監視し、予め設定したクランキングによる機関回転数ＮＥの所定閾値Thとの比較結果に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する。

図５は、クランキング期間中の機関回転数ＮＥの上昇特性を示すグラフである。図５において実線にて示すように、噴射した燃料が正常に燃えている場合、機関回転数ＮＥの上昇率は高く、上述の所定値α付近まで上昇するのに対して、噴射した燃料が正常に燃えていない場合、図５において波線にて示すように、機関回転数ＮＥの上昇率は低く、上述の所定値α付近まで上昇しない。即ち、噴射した燃料が正常に燃えていない場合は、スターター８０によるクランキングのみの機関回転数ＮＥの上昇特性（以下、「非燃焼時上昇特性」という）が現れ、噴射した燃料が正常に燃えている場合、当該非燃焼時上昇特性に、燃料の燃焼により促進された機関回転数ＮＥの上昇分が上乗せされた特性が現れる。

ここで、噴射した燃料が気筒内で正常に燃えない状況（いわゆる失火状況）は、典型的には、燃料の気化性が悪い極低温時や燃料が粗悪な場合に生じやすく、かかる状況では、噴射された燃料の一部はその後の排気行程で吹き抜けて排出されるものの、残部がそのまま気筒内に残留燃料として残留することになる。

そこで、本ステップ２００において、本実施例では、図５に示すような２つの上昇特性を切り分けることができる適切な閾値Thを設定し、クランキング期間中に測定された回転数の上昇率が所定閾値Thよりも大きい場合には、噴射した燃料が正常に燃えたとの判定がなされ、機関回転数ＮＥの上昇率が所定閾値Thよりも小さい場合には、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされる。尚、適切な所定閾値Thとしては、例えば、非燃焼時上昇特性曲線上の値そのものでも良いし、２つの特性を中間点を通る曲線上の点でもよい。前者の場合、クランキング期間中に測定された回転数の上昇率が非燃焼時上昇特性に対応するものである場合、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされてよい。

そして、本ステップ２００において、噴射した燃料が正常に燃えていないと判断した場合、ステップ５００に進み、エンジンＥＣＵ１２は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、残留燃料量に基づいて補正する。ここで、残留燃料量は、噴射した燃料量に対して、排気行程で吹き抜けて排出される吹き抜け燃料量を差し引くことで、理論的に求めることができる。但し、実際に制御中に吹き抜け燃料量を計測することは困難又は不能であるので、残留燃料量は、試験結果及び／又はシミュレーション結果に基づいて予め作成したマップに基づいて、推定することが望ましい。

図６は、機関回転数ＮＥとの関係で作成された残留燃料量を求めるためのマップの一例である。この場合、図６に示すように、機関回転数ＮＥの上昇と共に残留燃料量が減少していくマップが用いられてよい。或いは、機関回転数ＮＥ以外のパラメータ（例えば、時間遅れを考慮した吸入空気量等）をパラメータとして加えて、３次元以上のマップが作成されてもよい。

例えば、ステップ５００では、エンジンＥＣＵ１２は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、通常時の燃料噴射量（燃料が正常に燃えたと判定された場合に予定されていた同気筒に対する燃料噴射量）から、上述のようにして求めた残留燃料量を差し引くことで導出する。ここで、次回とは、今回燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の噴射タイミングのみならず、クランキング期間中に内燃機関１０が停止して、再びスタートスイッチ８８からＯＮ信号が入力されるケースでは、その再始動時の初回の噴射タイミングをも含む。

このように本実施例によれば、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、推定した残留燃料量分だけ少なくされるので、結果として、次回の膨張行程において気筒内に封入される燃料の量は正規値となる。従って、本実施例によれば、膨張行程で燃料が正常に燃えない場合でも、残留燃料（及びその累積）に起因して燃料のオーバーリッチ化が生ずることがなく、優れた始動性を確保しつつ、エミッション悪化を防止することができる。

尚、上記ステップ２００において、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定された気筒に対しては、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、残留燃料量に基づく補正がなされることなく決定される。

図４に戻る。スターター８０が停止されてクランキング期間が終了すると、エンジンＥＣＵ１２によりエンジン完全作動開始と判定されるまでの期間（非クランキング期間）、ステップ３００の処理が実行される。

ステップ３００では、エンジンＥＣＵ１２は、非クランキング期間中の機関回転数ＮＥの上昇特性（及び／又はクランク角の変化特性）を監視し、燃料を噴射した気筒の点火直後の機関回転数ＮＥの上昇率（及び／又はクランク角の変化率）に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する。

図７は、非クランキング期間中の機関回転数ＮＥの上昇特性を示すグラフである。図５において実線にて示すように、各点火タイミング（図中矢印）で噴射燃料が正常に燃えている場合、その後の機関回転数ＮＥが上昇し、且つ、次の点火までのクランク時間が短くなるのに対して、噴射した燃料が正常に燃えていない場合、図５において波線（波線は２番目の点火時期に燃焼しなかった例を示す。）にて示すように、燃料が正常に燃えない点火タイミングにて機関回転数ＮＥが下降し、且つ、次の点火までのクランク時間が長くなる傾向となる。

そこで、本ステップ３００において、本実施例では、図５に示すような２つの上昇特性を切り分けるべく、例えば、点火直後の３０°ＣＡ信号の出力間隔が点火直前の同信号の出力間隔より短い場合に、噴射した燃料が正常に燃えたとの判定がなされ、点火直後の３０°ＣＡ信号の出力間隔が点火直前の同信号の出力間隔より長い場合に、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされる。或いは、実質的に等価ではあるが、点火直後の機関回転数ＮＥの上昇率の符号が正の場合に、噴射した燃料が正常に燃えたとの判定がなされ、点火直後の機関回転数ＮＥの上昇率の符号が負の場合に、噴射した燃料が正常に燃えていないとの判定がなされてよい。

尚、上述の如く内燃機関１０のクランキングが開始され、３６０°ＣＡ信号が始めて検出された後は、全ての気筒の状態を把握することができ、従って、それ以降は、エンジンＥＣＵ１２は、どの気筒で噴射燃料が正常に燃えていないのかを判断できる。

本ステップ３００において、噴射した燃料が正常に燃えていないと判断した場合、ステップ６００に進み、エンジンＥＣＵ１２は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、残留燃料量に基づいて補正する。ここで、残留燃料量は、上記ステップ５００と同様の態様で推定・算出されてよい。

例えば、ステップ６００では、エンジンＥＣＵ１２は、燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、通常時の燃料噴射量（燃料が正常に燃えたと判定された場合に予定されていた同気筒に対する燃料噴射量）から、上述のようにして求めた残留燃料量を差し引くことで導出する。ここで、次回とは、今回燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の噴射タイミングのみならず、非クランキング期間中に内燃機関１０が停止して（いわゆるエンストが発生し）、再びスタートスイッチ８８からＯＮ信号が入力されるケースでは、その再始動時の初回の噴射タイミングをも含む。

このように本実施例によれば、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、推定した残留燃料量分だけ少なくされるので、結果として、次回の膨張行程において気筒内に封入される燃料の量は正規値となる。従って、本実施例によれば、膨張行程で燃料が正常に燃えない場合でも、残留燃料（及びその累積）に起因して燃料のオーバーリッチ化が生ずることがなく、優れた始動性を確保しつつ、エミッション悪化を防止することができる。

尚、上記ステップ３００において、今回の膨張行程で燃料が正常に燃えたと判定された気筒に対しては、次回の膨張行程に対して噴射される燃料の量が、残留燃料量に基づく補正がなされることなく決定される。

次に、上述の実施例のステップ２００の処理に適用されてよい好ましい変形・改良例について説明する。

本変形例では、図４に示すステップ２００において、所定閾値Thは、エンジン水温、及び／又は、スターター８０の電力源となるバッテリ９０の電圧に応じて補正される。

図８は、スターター８０によるクランキングのみの機関回転数ＮＥの上昇特性（非燃焼時上昇特性）を示す。尚、この非燃焼時上昇特性は図５の破線で示す特性に対応する。

図８（A）に示すように、非燃焼時上昇特性はエンジン水温に応じて変化する。即ち、エンジン水温が低い場合、その分だけ潤滑油の粘性が高いためにフリクションが大きくなり、機関回転数ＮＥの上昇率が低くなる。従って、エンジンＥＣＵ１２は、上述の如く機関回転数ＮＥの上昇率に対して適用される所定閾値Thを、水温センサ３６の出力信号（冷却水温ＴＨＷ）に基づいて変化させる。具体的には、所定閾値Thは、エンジン水温が高いほど大きくなる方向に変化される。これにより、環境条件の相違に応じて生ずる非燃焼時上昇特性の変化を補償して、上記ステップ２００やステップ３００における判定（噴射した燃料が正常に燃えたか否かの判定）を高い精度で実現することができる。尚、噴射した燃料が正常に燃えたか否かの判定は、イオン電流センサ等を補助的に又は代替的に用いて実現されてもよい。

同様に、図８（B）に示すように、非燃焼時上昇特性は、スターター８０の電力源となるバッテリ９０の電圧に応じて変化する。即ち、バッテリ９０の電圧が低い場合、その分だけスターター８０による駆動力が低くなり、機関回転数ＮＥの上昇率が低くなる。従って、エンジンＥＣＵ１２は、上述の如く機関回転数ＮＥの上昇率に対して適用される所定閾値Thを、バッテリ９０の電圧に基づいて変化させる。具体的には、所定閾値Thは、バッテリ９０の電圧が高いほど大きくなる方向に変化される。これにより、バッテリ９０の状態の相違に応じて生ずる非燃焼時上昇特性の変化を補償して、上記ステップ２００やステップ３００における判定（噴射した燃料が正常に燃えたか否かの判定）を高い精度で実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、６気筒の内燃機関１０を例に説明しているが、当然に他の形式（例えば4気筒の内燃機関）に対しても適用可能である。

また、上述した実施例では、エンジンで一般的に用いられる３０°ＣＡ信号を用いて点火前後のクランク時間の変化を算出しているが、１０°ＣＡ信号やその類の信号を用いることも可能である。

また、上述では、説明の都合上、前提として、エンジンＥＣＵ１２によりエンジン完全作動開始と判定されるまでの区間内で、スターターリレー８４への信号出力が停止されるものとしているが、本発明は、特にかかる前提を必須とするものでなく、スタートスイッチ８８からＯＮにされてから、エンジンＥＣＵ１２によりエンジン完全作動開始と判定されるまで、スターター８０によるクランキング期間が継続される構成（いわゆるクランキングホールド制御される構成）であっても適用可能である。かかる構成では、エンジン完全作動開始と判定されるまで上記のステップ２００（ステップ５００）の処理が実行すればよい。また、エンジン完全作動開始と判定された後に、上記のステップ３００（及びステップ６００）の処理が実行されてもよい。

本発明の燃料噴射制御装置が適用される内燃機関１０の一実施例のシステム構成図である。 クランク角センサプレート２４の一例を示す図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、それぞれ、カムポジションセンサ６０の出力信号の変化、および、クランク角センサ３４の出力信号の変化を示す図である。 本実施例のエンジンＥＣＵ１２により実現されるエンジン始動時における主要処理の流れを示すフローチャートである。 噴射した燃料が正常に燃えた場合（実線）、燃えない場合（破線）における、クランキング期間中の機関回転数ＮＥの上昇特性を示すグラフである。 機関回転数ＮＥに対する残留燃料量の特性を定めるマップの一例である。 噴射した燃料が正常に燃えた場合（実線）、燃えない場合（破線）における、非クランキング期間中の機関回転数ＮＥの上昇特性を示すグラフである。 エンジン水温及びバッテリ電圧に応じて変化する機関回転数ＮＥの非燃焼時上昇特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２２ クランクシャフト
３４ クランク角センサ
５４，５６ カムシャフト
６０ カムポジションセンサ

Claims (12)

1. 噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する燃焼有無判定手段と、
   燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定する残留燃料量推定手段と、
   燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正する燃料噴射量補正手段と、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御装置。
2. 内燃機関始動時に、噴射した燃料量を記憶すると共に、燃料を噴射した気筒の点火直後の機関回転数ＮＥの上昇率及び／又は所定クランク時間を測定する手段を更に備え、
   前記燃焼有無判定手段は、前記上昇率及び／又は所定クランク時間に基づいて、噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定する、請求項１に記載の燃料噴射量制御装置。
3. 前記残留燃料量推定手段は、排気行程で気筒内から吹き抜ける燃料量を推定する吹き抜け燃料量推定手段を備え、該吹き抜け燃料量と燃料噴射量とから前記残留燃料量を推定する、請求項１又は２に記載の燃料噴射量制御装置。
4. 前記吹き抜け燃料量推定手段は、機関回転数ＮＥに応じて変化する吹き抜け燃料量を推定する、請求項１又は２に記載の燃料噴射量制御装置。
5. 前記吹き抜け燃料量推定手段は、少なくとも機関回転数ＮＥをパラメータとして、予め定められたマップに基づいて、前記吹き抜け燃料量を推定する、請求項４に記載の燃料噴射量制御装置。
6. 前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング時には、予め設定したクランキングによる機関回転数ＮＥの所定閾値と比較して、測定された機関回転数ＮＥの上昇率が所定基準以上高い場合に、燃料が正常に燃えたと判定する、請求項１又は２に記載の燃料噴射量制御装置。
7. 前記燃焼有無判定手段は、スターターによるクランキング後には、点火直前の所定クランク時間と点火直後の同クランク時間とを比較して、点火直後の同クランク時間の方が短い場合、燃料が正常に燃えたと判定する、請求項１又は２に記載の燃料噴射量制御装置。
8. 前記所定閾値は、スターターによるクランキングのみの機関回転数ＮＥの上昇率に対応する、請求項６に記載の燃料噴射量制御装置。
9. 前記所定閾値は、エンジン水温、及び／又は、スターターの電力源となるバッテリの状態に応じて補正される、請求項６に記載の燃料噴射量制御装置。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の燃料噴射量制御装置としてコンピューターを機能させるためのコンピューター読み取り可能なプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。
12. 噴射した燃料が正常に燃えたか否かを判定するステップと、
    燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対して、該気筒に噴射した燃料噴射量のうち当該気筒内に燃えずに残留する残留燃料量を推定するステップと、
    燃焼有無判定手段により燃料が正常に燃えたと判定されない気筒に対する次回の燃料噴射量を、前記残留燃料量推定手段により推定された残留燃料量に基づいて補正するステップと、を備えることを特徴とする燃料噴射量制御方法。

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