JP3849126B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動時の燃料噴射方式を改良した内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの各気筒に独立噴射やグループ噴射を行う場合、どの気筒に噴射するかを判別する必要があり、そのために、特定気筒の基準クランク角（例えば圧縮ＴＤＣ）を判別する気筒判別を行うようにしている。この気筒判別を行うには、実際にスタータを作動させて内燃機関のクランク軸やカム軸を回す必要があるため、気筒判別完了後に噴射を開始すると、始動完了が遅くなり、始動性が悪くなってしまう。
【０００３】
そこで、始動性を向上させるために、特開平６−１８５３８７号公報では、始動開始時に直ちに全気筒に対して非同期噴射を行い、気筒判別完了後に、クランクセンサの出力信号を用いて、始動開始時の非同期噴射が各気筒のどの行程で行われたかを判定し、非同期噴射の燃料を吸入し終えた気筒から順次、同期噴射（独立噴射）に切り替えるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の始動時の噴射制御では、エンジン停止位置が不明のまま全気筒に非同期噴射されるため、エンジン停止位置によっては、非同期噴射中に吸気弁が閉じてしまう気筒が発生することがある。この気筒では、噴射燃料の一部しか吸入されないため、気筒内の混合気がリーン状態となって、リーン失火等の不完全燃焼が発生し、未燃焼ガス（ＨＣ）が多量に排出されて、エミッションが悪化してしまう。しかも、リーン失火が発生した気筒では、次の噴射時に前回吸入されなかった残りの燃料も気筒内に吸入されるため、気筒内に過剰な燃料が吸入されてリッチ燃焼となり、ＨＣ排出量が益々増加してしまう。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、始動性を確保しながら、始動時のリーン失火やリッチ燃焼による不完全燃焼を防止することができて、始動時のＨＣ排出量を低減することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、特定気筒の基準クランク角又は該基準クランク角から３６０度クランク角（３６０°ＣＡ）離れたクランク角のどちらかであるであることを判別（以下「第１の気筒判別」という）する第１の気筒判別手段と、特定気筒の基準クランク角を判別（以下「第２の気筒判別」という）する第２の気筒判別手段とを備え、始動時に第２の気筒判別手段による第２の気筒判別が完了する以前より、前記第１の気筒判別手段の判別結果に基づいて一部の気筒に燃料を同期噴射する。ここで、燃料を噴射する気筒は、全気筒ではなく、第１の気筒判別手段により絞り込まれた一部の気筒である。その後、第２の気筒判別が完了すると、通常の燃料噴射制御が行われるが、第２の気筒判別完了直後の噴射については、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒があるので、始動時噴射制御手段は、第２の気筒判別完了直後の各気筒の噴射量を第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っているか否かを考慮して決定する。
【０００７】
これにより、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については、第２の気筒判別完了直後の噴射によって燃料供給が過剰にならないように制御され、リッチ燃焼による不完全燃焼が防止される。また、第２の気筒判別完了前は、第１の気筒判別手段の判別結果に基づいて内燃機関の回転に同期して燃料を噴射するため、従来の始動時非同期噴射とは異なり、噴射中に吸気弁が閉じてしまうような中途半端なタイミングで燃料が噴射されることはなく、リーン失火等の不完全燃焼が防止される。このようにして、本発明では、始動時のリーン失火やリッチ燃焼による不完全燃焼を防止することができて、始動時のＨＣ排出量を低減することができる。しかも、第２の気筒判別完了前より燃料を噴射するため、第２の気筒判別完了後に噴射を開始する場合と比較して始動性も向上できる。
【０００８】
この場合、請求項２のように、第１及び第２の気筒判別手段は、クランク角を検出するクランクセンサの出力信号と、カム軸の基準位置を検出するカムセンサの出力信号とを組み合わせて気筒判別するようにしても良い。これにより、簡単な信号処理で全気筒の気筒判別を精度良く行うことができる。
【０００９】
また、請求項３のように、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については第２の気筒判別完了直後の噴射を休止することが好ましい。このようにすれば、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒に対して重複して燃料が噴射されることを防ぐことができ、リッチ燃焼による不完全燃焼を確実に防止できて、始動時のＨＣ排出量を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を３気筒エンジンに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である例えば３気筒のエンジン１０の吸気ポート１１に接続された吸気管１２の最上流部にはエアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流に吸気温センサ１４が設けられている。また、吸気管１２の途中部には、スロットルバルブ１５が設けられ、このスロットルバルブ１５をバイパスするバイパス路１６にはアイドルスピードコントロールバルブ１７が設けられている。上記スロットルバルブ１５の開度は、スロットル開度センサ１８によって検出され、スロットルバルブ１５の下流側の吸気管圧力は、吸気管圧力センサ１９によって検出される。
【００１１】
また、吸気ポート１１の近傍には、燃料タンク２１から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁２０が設けられている。燃料タンク２１内の燃料は燃料ポンプ２２→燃料フィルタ２３→プレッシャレギュレータ２４の経路を経て燃料噴射弁２０に供給され、プレッシャレギュレータ２４により燃料圧力（燃圧）が吸気管圧力に対して一定圧力に保たれると共に、余剰燃料がリターン配管２５を通して燃料タンク２１内に戻される。
【００１２】
一方、エンジン１０の排気ポート２６に接続された排気管２７には、排ガス中の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ２８や排ガス浄化用の三元触媒（図示せず）が設けられている。エンジン１０を冷却するウォータジャケット２９には、冷却水温を検出する水温センサ３０が取り付けられている。また、エンジン１０の各気筒のシリンダヘッドには点火プラグ３１が取り付けられ、各気筒の点火プラグ３１は、各気筒毎に設けたＳ−ＤＬＩコイル３２により点火される。このＳ−ＤＬＩコイル３２は、バッテリ３３から供給される一次電流をイグナイタ３４により断続することで、二次側に高電圧を発生し、この高電圧が点火プラグ３１に印加される。
【００１３】
次に、燃料噴射時期の制御や点火時期の制御に用いられるクランクセンサ３５とカムセンサ３６の構成について図２及び図３に基づいて説明する。
【００１４】
クランクセンサ３５は、図２に示すように、クランク軸３７に嵌着されたクランク側検出円板３８の外周に対向し、その外周に例えば１０°ＣＡのピッチで等間隔に形成された歯３９を検出する電磁ピックアップ式センサである。クランク側検出円板３８の外周の４箇所に、歯が２個ずつ欠損した欠歯４０〜４３が形成されており、欠歯４０の位置は、気筒＃１（以下単に「＃１」と表記する）の圧縮ＴＤＣ／排気ＴＤＣにてクランクセンサ３５と対向する歯３９ａよりも、クランク軸３７の回転方向（矢印方向）に４，５歯分離れたところに位置する。また、欠歯４１，４２は、気筒＃２（以下単に「＃２」と表記する）の圧縮ＴＤＣ／排気ＴＤＣにてクランクセンサ３５と対向する歯３９ｂよりも、クランク軸３７の回転方向に１，２歯分、４，５歯分離れたところに位置する。また、欠歯４３は、気筒＃３（以下単に「＃３」と表記する）の圧縮ＴＤＣ／排気ＴＤＣにてクランクセンサ３５と対向する歯３９ｃよりも、クランク軸３７の回転方向に４，５歯分離れたところに位置する。
【００１５】
このクランクセンサ３５は、クランク軸３７の回転に応じて、図４に示すように、欠歯４０〜４３の位置を除き、等間隔のパルス信号（ＮＥ信号）を出力し、欠歯４０〜４３の位置でパルス間隔が３倍程度長くなる。従って、欠歯４０〜４３の検出は、ＮＥ信号入力毎に、そのパルス間隔Ｔn を直前のパルス間隔Ｔn-1 と比較し、Ｔn ＞Ｋ・Ｔn-1 （ここでＫは判定基準値）であるか否かによって欠歯４０〜４３か否かを判定する。
【００１６】
一方、カムセンサ３６は、図３に示すように、カム軸４４に嵌着されたカム側検出円板４５の外周に対向し、その外周の所定位置に形成された３個の歯４６ａ，４６ｂ，４６ｃを検出する電磁ピックアップ式センサである。この場合、歯４６ａがカムセンサ３６と対向する位置は、＃１圧縮行程のＢＴＤＣ３０℃Ａであり、歯４６ｂがカムセンサ３６と対向する位置は、＃１排気行程のＢＴＤＣ３０℃Ａであり、歯４６ｃがカムセンサ３６と対向する位置は、＃２圧縮行程のＢＴＤＣ３０℃Ａである。尚、クランクセンサ３５、カムセンサ３６は、電磁ピックアップ式センサに限定されるものではなく、ホールセンサやＭＲＥセンサであっても良い。
【００１７】
カムセンサ３６から出力されるパルス信号（Ｇ信号）は、図５に示すようにＧラッチを無（０）から有（１）に反転させるために用いられる。ここで、Ｇラッチとは、図５（Ａ）に示すように、Ｇ信号が入力されると、その直後のＮＥ信号入力から７番目の信号入力に至るまでの間、連続して出力される矩形パルスである。このＧラッチが出力されている間に、＃１圧縮／排気ＴＤＣや＃２圧縮ＴＤＣが来るように設定することによって、次の表１に示すように、欠歯４０〜４３の種類とＧラッチの有無で、３気筒エンジン１０における＃１圧縮／排気ＴＤＣと＃３圧縮／排気ＴＤＣとの判別や、＃２圧縮ＴＤＣと＃２排気ＴＤＣとの判別を可能にしている。
【００１８】
【表１】
【００１９】
ここで、「連続欠歯」とは、連続する２つの欠歯４１，４２のことであり、「単一欠歯」とは、連続しない単一の欠歯４０又は４３のことである。この表１から明らかなように、クランクセンサ３５で、連続欠歯４１，４２を検出すると、Ｇラッチの有無で、＃２圧縮ＴＤＣか＃２排気ＴＤＣかを判別することができ、気筒判別が完了する。この場合、表１に示されている単一欠歯４０，４３とＧラッチの有無との組み合わせによる気筒判別が特許請求の範囲でいう「特定気筒の基準クランク角又は該基準クランク角から３６０°ＣＡ離れたクランク角のどちらかであるであることを判別する第１の気筒判別」に相当し、連続欠歯４１，４２とＧラッチの有無との組み合わせによる気筒判別が特許請求の範囲でいう「特定気筒の基準クランク角を判別する第２の気筒判別」に相当する。図６に示すように、ＴＤＣの順序は、＃２圧縮ＴＤＣ→＃３排気ＴＤＣ→＃１圧縮ＴＤＣ→＃２排気ＴＤＣ→＃３圧縮ＴＤＣ→＃１排気ＴＤＣ→＃２圧縮ＴＤＣ→……の順序に予め決まっているため、＃２圧縮ＴＤＣか＃２排気ＴＤＣのいずれか一方を判別すれば、以後は、単一欠歯４０又は４３でもＴＤＣを判別できる。
【００２０】
また、判別されるＴＤＣと噴射気筒との関係は次の表２のように設定されている。
【００２１】
【表２】
【００２２】
前述したクランクセンサ３５、カムセンサ３６、水温センサ３０等の各種センサの出力信号は、図１に示すエンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」という）４７に入力される。このＥＣＵ４７は、バッテリ３３を電源として動作し、イグニッションスイッチ４８のオン信号によりスタータ（図示せず）に通電してエンジン１０を始動させる。
【００２３】
このＥＣＵ４７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）には、図７〜図１０に示す噴射制御用の各ルーチンが記憶されている。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。
【００２４】
［気筒判別ルーチン］
図７の気筒判別ルーチンは、クランクセンサ３５の出力信号（ＮＥ信号）とカムセンサ３６の出力信号（Ｇ信号）によってセットされるＧラッチとから第１及び第２の気筒判別を行うルーチンであり、特許請求の範囲でいう第１及び第２の気筒判別手段としての役割を果たす。本ルーチンは、イグニッションスイッチ４８のオン後にクランクセンサ３５からＮＥ信号が入力される毎に次のように実行される。まず、ステップ１０１で、いずれかの欠歯４０〜４３を検出したか否かを判定し、欠歯４０〜４３を検出しなければ、気筒判別のタイミングではないので、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００２５】
一方、いずれかの欠歯４０〜４３を検出した場合には、ステップ１０１からステップ１０２に進み、単一欠歯４０又は４３であるか否かを判定する。単一欠歯４０又は４３である場合には、ステップ１０３に進み、Ｇラッチが有（１）か否かを判定し、Ｇラッチ有の場合には、前掲した表１に示すように、＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定され、ステップ２００に進み、後述する図８の＃２噴射制御ルーチンを実行する。これにより、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ有の場合、つまり第１の気筒判別により＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定される場合には、第２の気筒判別完了前で、＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣかを判別できない場合でも、＃１圧縮ＴＤＣとみなして、＃２への噴射を実行する。
【００２６】
また、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の場合には、第１の気筒判別により＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方と判定され、ステップ３００に進み、後述する図９の＃１噴射制御ルーチンを実行する。これにより、第２の気筒判別完了前で、＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣかを判別できない場合でも、＃３圧縮ＴＤＣとみなして、＃１への噴射を実行する。
【００２７】
一方、連続欠歯４１，４２を検出した場合には、ステップ１０２からステップ１０４に進み、Ｇラッチが有（１）か否かを判定し、Ｇラッチ有の場合には、前掲した表１に示すように、＃２圧縮ＴＤＣと判定され、第２の気筒判別が完了する。この場合には、ステップ１０５に進み、第１の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ１を＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別完了を意味する「１」にセットし、続くステップ１０６で、クランク角カウンタＣＯＵＮＴを「０」にクリアする。このクランク角カウンタＣＯＵＮＴは、３０℃Ａ毎にインクリメントされるカウンタであり、初期値は「＄ＦＦ」にセットされる（図６参照）。そして、次のステップ４００で、後述する図１０の＃３噴射制御ルーチンを実行する。
【００２８】
また、連続欠歯４１，４２で且つＧラッチ無の場合には、＃２排気ＴＤＣと判定され、第２の気筒判別が完了する。この場合には、ステップ１０７に進み、第２の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ２を＃２排気ＴＤＣの気筒判別完了を意味する「１」にセットし、続くステップ１０８で、クランク角カウンタＣＯＵＮＴを「１２」にセットして本ルーチンを終了する。前掲した表２に示すように、＃２排気ＴＤＣの場合には、噴射は行われない。以下の説明文で、単に「気筒判別完了」という場合は、「第２の気筒判別完了」を意味する。
【００２９】
［＃２噴射制御ルーチン］
図８の＃２噴射制御ルーチンは、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ有の場合、つまり＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定された場合に実行される。この＃２噴射制御ルーチンでは、まずステップ２０１で、第１の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ１が「１」であるか否かで、＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別が完了したか否かを判定し、ＸＣＹＬＪＤＧ１＝０（気筒判別完了前）であれば、ステップ２０５へ進み、＃１圧縮ＴＤＣとみなして、＃２への噴射を実行する。
【００３０】
一方、ＸＣＹＬＪＤＧ１＝１（＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別完了）であれば、ステップ２０２へ進み、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１であるか否か、つまり気筒判別完了直後の最初の＃２への噴射であるか否かを判定し、気筒判別完了直後の最初の＃２への噴射であれば、ステップ２０３に進み、過去７２０℃Ａ以内に＃２への噴射が実行されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、気筒判別完了前に＃２へ噴射した燃料が残っているので、＃２への噴射を休止する。これにより、＃２の同じ吸気行程に対して２回の噴射が重複して行われることが防止される。
【００３１】
これに対し、過去７２０℃Ａ以内に＃２への噴射が無ければ、噴射が重複しないため、ステップ２０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「８」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３２】
また、前記ステップ２０２で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１でない場合、つまり気筒判別完了後の２回目以降の＃２への噴射である場合には、通常の噴射制御となり、ステップ２０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「８」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３３】
［＃１噴射制御ルーチン］
図９の＃１噴射制御ルーチンは、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の場合、つまり＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方と判定された場合に実行される。この＃１噴射制御ルーチンでは、まずステップ３０１で、第２の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ２が「１」であるか否かで、＃２排気ＴＤＣの気筒判別が完了したか否かを判定し、ＸＣＹＬＪＤＧ２＝０（気筒判別完了前）であれば、ステップ３０５へ進み、＃３圧縮ＴＤＣとみなして、＃１への噴射を実行する。
【００３４】
一方、ＸＣＹＬＪＤＧ２＝１（＃２排気ＴＤＣの気筒判別完了）であれば、ステップ３０２へ進み、最初のＸＣＹＬＪＤＧ２＝１であるか否か、つまり気筒判別完了直後の最初の＃１への噴射であるか否かを判定し、気筒判別完了直後の最初の＃１への噴射であれば、ステップ３０３に進み、過去７２０℃Ａ以内に＃１への噴射が実行されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、気筒判別完了前に＃１へ噴射した燃料が残っているので、＃１への噴射を休止する。これにより、＃１の同じ吸気行程に対して２回の噴射が重複して行われることが防止される。
【００３５】
これに対し、過去７２０℃Ａ以内に＃１への噴射が無ければ、噴射が重複しないため、ステップ３０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「１６」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３６】
また、前記ステップ３０２で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ２＝１でない場合、つまり気筒判別完了後の２回目以降の＃１への噴射である場合には、通常の噴射制御となり、ステップ３０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「１６」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３７】
［＃３噴射制御ルーチン］
図１０の＃３噴射制御ルーチンは、連続欠歯４１，４２で且つＧラッチ有の場合、つまり＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別が完了した場合に実行される。この場合、図７のステップ１０５，１０６で、ＸＣＹＬＪＤＧ１＝１、ＣＯＵＮＴ＝０にセットしてから＃３噴射制御ルーチンが起動される。この＃３噴射制御ルーチンでは、まずステップ４０１で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１であるか否か、つまり気筒判別完了直後の最初の＃３への噴射であるか否かを判定し、気筒判別完了直後の最初の＃３への噴射であれば、ステップ４０２に進み、過去７２０℃Ａ以内に＃３への噴射が実行されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、＃３への噴射を休止する。これにより、＃３の同じ吸気行程に対して２回の噴射が重複して行われることが防止される。
【００３８】
これに対し、過去７２０℃Ａ以内に＃３への噴射が無ければ、ステップ４０３に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「０」の時に、＃３への噴射を実行する。
【００３９】
また、前記ステップ４０１で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１でない場合、つまり気筒判別完了後の２回目以降の＃３への噴射である場合には、通常の噴射制御となり、ステップ４０３に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「０」の時に＃３への噴射を実行する。
【００４０】
以上説明した図８〜図１０の各噴射制御ルーチンは、特許請求の範囲でいう始動時噴射制御手段としての役割を果たす。
【００４１】
次に、図６に基づいて上述した噴射制御を実施した場合の一例を説明する。図６の例では、エンジン停止位置が＃２圧縮ＴＤＣである。この位置から始動すると、まず、１２０℃Ａ回転した位置で、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の状態が検出され、＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この段階では、＃３圧縮ＴＤＣとみなして、＃１への噴射を実行する。
【００４２】
この後、１２０℃Ａ回転すると、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ有の状態が検出され、＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この段階では、＃１圧縮ＴＤＣとみなして、＃２への噴射を実行する。
【００４３】
この後、１２０℃Ａ回転すると、連続欠歯４１，４２で且つＧラッチ無の状態が検出され、＃２排気ＴＤＣと判定され、気筒判別が完了する。これにより、第２の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ２を「１」がセットされると共に、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「１２」にセットされる。但し、＃２排気ＴＤＣは、噴射タイミングではないので、噴射は実行されない。
【００４４】
この後、１２０℃Ａ回転すると、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の状態、つまり＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方の状態が検出されるが、１２０℃Ａ前が＃２排気ＴＤＣと判別されているため、ＴＤＣの順序から＃３圧縮ＴＤＣと判別される。この＃３圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒は＃１となるが、＃１には、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っているため、＃１への今回の噴射を休止する。これにより、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒に対して重複して燃料が噴射されることを防ぐことができ、リッチ燃焼による不完全燃焼を確実に防止できる。しかも、気筒判別完了前は、ＴＤＣに同期して燃料を噴射するため、従来の始動時非同期噴射とは異なり、噴射中に吸気弁が閉じてしまうような中途半端なタイミングで燃料が噴射されることはなく、リーン失火等の不完全燃焼も防止できて、始動時のＨＣ排出量を低減することができる。
【００４５】
気筒判別完了後、最初の＃２圧縮ＴＤＣでは、噴射気筒が＃３となる。＃３については気筒判別完了前に噴射されていないため、＃３への噴射が実行される。また、この＃２圧縮ＴＤＣでは、＃２に点火され、気筒判別完了前に＃２へ噴射された燃料が燃焼し、これが初爆となる。このように、気筒判別完了前より燃料を噴射するため、気筒判別完了後に噴射を開始する場合と比較して始動性も向上できる。
【００４６】
尚、図６の例では、気筒判別完了前より、Ｓ−ＤＬＩコイル３２により同時点火（圧縮行程と排気行程との双方で点火）を行い、気筒判別完了後も同時点火を続けるようにしているが、気筒判別完了後は、通常の点火方式（圧縮行程のみの点火）に切り替えるようにしても良い。
【００４７】
以上説明した一実施形態は、本発明を３気筒エンジンに適用したものであるが、例えば６気筒エンジンにも適用可能である。６気筒エンジン（点火順序＃１→＃５→＃３→＃６→＃２→＃４）の場合のクランクセンサ３５とカムセンサ３６の構成を図１１と図１２に示す。この場合の欠歯の種類とＧラッチによって判別されるＴＤＣは次の表３のようになる。
【００４８】
【表３】
【００４９】
また、判別されるＴＤＣと噴射気筒との関係は次の表４のように設定されている。
【００５０】
【表４】
【００５１】
図２、図３と図１１、図１２から明らかなように、クランクセンサ３５とカムセンサ３６と検出円板３８，４５は３気筒エンジンと６気筒エンジンとで共通化可能である。
【００５２】
表３から明らかなように、始動時に連続欠歯を検出すると、Ｇラッチの有／無で、＃２圧縮ＴＤＣと＃５圧縮ＴＤＣとを判別でき、気筒判別が完了する。気筒判別完了前は、単一欠歯を検出したときに、Ｇラッチ有であれば、＃１圧縮ＴＤＣか＃６圧縮ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この場合には、＃１圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃２と＃６圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃５との双方に噴射する。
【００５３】
また、気筒判別完了前は、単一欠歯を検出したときに、Ｇラッチ無であれば、＃４圧縮ＴＤＣか＃３圧縮ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この場合には、＃４圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃６と＃３圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃１との双方に噴射する。尚、点火制御は、気筒判別完了前より、Ｄ−ＤＬＩコイルにより同時点火される。
【００５４】
その後、連続欠歯を検出して気筒判別を完了すると、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については気筒判別完了直後の噴射を休止する。これにより、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒に対して重複して燃料が噴射されることを防ぐことができ、リッチ燃焼による不完全燃焼を確実に防止できて、始動時のＨＣ排出量を低減できる。
【００５５】
尚、本発明は、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒について、気筒判別完了直後の噴射を休止する場合に限定されず、例えば噴射量を減量補正するようにしても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、欠歯の種類とＧラッチとの組み合わせによって気筒判別するようにしたが、これ以外の方法で気筒判別するシステムにも本発明を適用することができる。
【００５７】
以上説明した実施形態の噴射開始位置は、圧縮ＴＤＣであるが、エンジン運転状態（エンジン回転数、冷却水温等）に応じて前後に移動させても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるエンジン制御系システム全体の概略構成を示す図
【図２】３気筒エンジンのクランクセンサとクランク側検出円板との関係を示す図
【図３】３気筒エンジンのカムセンサとカム側検出円板との関係を示す図
【図４】クランクセンサから出力されるパルス信号（ＮＥ信号）の波形を示す図
【図５】カムセンサから出力されるＧ信号の役割を説明する各部の信号波形図
【図６】３気筒エンジン始動時の制御例を示すタイムチャート
【図７】気筒判別ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】＃２噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】＃１噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１０】＃３噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】６気筒エンジンのクランクセンサとクランク側検出円板との関係を示す図
【図１２】６気筒エンジンのカムセンサとカム側検出円板との関係を示す図
【符号の説明】
１０…エンジン（内燃機関）、２０…燃料噴射弁、３５…クランクセンサ、２６…カムセンサ、３７…クランク軸、３８…クランク側検出円板、４０〜４３…欠歯、４４…カム軸、４５…カム側検出円板、４７…エンジン制御回路（気筒判別手段，始動時噴射制御手段）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動時の燃料噴射方式を改良した内燃機関の燃料噴射制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの各気筒に独立噴射やグループ噴射を行う場合、どの気筒に噴射するかを判別する必要があり、そのために、特定気筒の基準クランク角（例えば圧縮ＴＤＣ）を判別する気筒判別を行うようにしている。この気筒判別を行うには、実際にスタータを作動させて内燃機関のクランク軸やカム軸を回す必要があるため、気筒判別完了後に噴射を開始すると、始動完了が遅くなり、始動性が悪くなってしまう。
【０００３】
そこで、始動性を向上させるために、特開平６−１８５３８７号公報では、始動開始時に直ちに全気筒に対して非同期噴射を行い、気筒判別完了後に、クランクセンサの出力信号を用いて、始動開始時の非同期噴射が各気筒のどの行程で行われたかを判定し、非同期噴射の燃料を吸入し終えた気筒から順次、同期噴射（独立噴射）に切り替えるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報の始動時の噴射制御では、エンジン停止位置が不明のまま全気筒に非同期噴射されるため、エンジン停止位置によっては、非同期噴射中に吸気弁が閉じてしまう気筒が発生することがある。この気筒では、噴射燃料の一部しか吸入されないため、気筒内の混合気がリーン状態となって、リーン失火等の不完全燃焼が発生し、未燃焼ガス（ＨＣ）が多量に排出されて、エミッションが悪化してしまう。しかも、リーン失火が発生した気筒では、次の噴射時に前回吸入されなかった残りの燃料も気筒内に吸入されるため、気筒内に過剰な燃料が吸入されてリッチ燃焼となり、ＨＣ排出量が益々増加してしまう。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、始動性を確保しながら、始動時のリーン失火やリッチ燃焼による不完全燃焼を防止することができて、始動時のＨＣ排出量を低減することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、特定気筒の基準クランク角又は該基準クランク角から３６０度クランク角（３６０°ＣＡ）離れたクランク角のどちらかであるであることを判別（以下「第１の気筒判別」という）する第１の気筒判別手段と、特定気筒の基準クランク角を判別（以下「第２の気筒判別」という）する第２の気筒判別手段とを備え、始動時に第２の気筒判別手段による第２の気筒判別が完了する以前より、前記第１の気筒判別手段の判別結果に基づいて一部の気筒に燃料を同期噴射する。ここで、燃料を噴射する気筒は、全気筒ではなく、第１の気筒判別手段により絞り込まれた一部の気筒である。その後、第２の気筒判別が完了すると、通常の燃料噴射制御が行われるが、第２の気筒判別完了直後の噴射については、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒があるので、始動時噴射制御手段は、第２の気筒判別完了直後の各気筒の噴射量を第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っているか否かを考慮して決定する。
【０００７】
これにより、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については、第２の気筒判別完了直後の噴射によって燃料供給が過剰にならないように制御され、リッチ燃焼による不完全燃焼が防止される。また、第２の気筒判別完了前は、第１の気筒判別手段の判別結果に基づいて内燃機関の回転に同期して燃料を噴射するため、従来の始動時非同期噴射とは異なり、噴射中に吸気弁が閉じてしまうような中途半端なタイミングで燃料が噴射されることはなく、リーン失火等の不完全燃焼が防止される。このようにして、本発明では、始動時のリーン失火やリッチ燃焼による不完全燃焼を防止することができて、始動時のＨＣ排出量を低減することができる。しかも、第２の気筒判別完了前より燃料を噴射するため、第２の気筒判別完了後に噴射を開始する場合と比較して始動性も向上できる。
【０００８】
この場合、請求項２のように、第１及び第２の気筒判別手段は、クランク角を検出するクランクセンサの出力信号と、カム軸の基準位置を検出するカムセンサの出力信号とを組み合わせて気筒判別するようにしても良い。これにより、簡単な信号処理で全気筒の気筒判別を精度良く行うことができる。
【０００９】
また、請求項３のように、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については第２の気筒判別完了直後の噴射を休止することが好ましい。このようにすれば、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒に対して重複して燃料が噴射されることを防ぐことができ、リッチ燃焼による不完全燃焼を確実に防止できて、始動時のＨＣ排出量を低減できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を３気筒エンジンに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である例えば３気筒のエンジン１０の吸気ポート１１に接続された吸気管１２の最上流部にはエアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流に吸気温センサ１４が設けられている。また、吸気管１２の途中部には、スロットルバルブ１５が設けられ、このスロットルバルブ１５をバイパスするバイパス路１６にはアイドルスピードコントロールバルブ１７が設けられている。上記スロットルバルブ１５の開度は、スロットル開度センサ１８によって検出され、スロットルバルブ１５の下流側の吸気管圧力は、吸気管圧力センサ１９によって検出される。
【００１１】
また、吸気ポート１１の近傍には、燃料タンク２１から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁２０が設けられている。燃料タンク２１内の燃料は燃料ポンプ２２→燃料フィルタ２３→プレッシャレギュレータ２４の経路を経て燃料噴射弁２０に供給され、プレッシャレギュレータ２４により燃料圧力（燃圧）が吸気管圧力に対して一定圧力に保たれると共に、余剰燃料がリターン配管２５を通して燃料タンク２１内に戻される。
【００１２】
一方、エンジン１０の排気ポート２６に接続された排気管２７には、排ガス中の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ２８や排ガス浄化用の三元触媒（図示せず）が設けられている。エンジン１０を冷却するウォータジャケット２９には、冷却水温を検出する水温センサ３０が取り付けられている。また、エンジン１０の各気筒のシリンダヘッドには点火プラグ３１が取り付けられ、各気筒の点火プラグ３１は、各気筒毎に設けたＳ−ＤＬＩコイル３２により点火される。このＳ−ＤＬＩコイル３２は、バッテリ３３から供給される一次電流をイグナイタ３４により断続することで、二次側に高電圧を発生し、この高電圧が点火プラグ３１に印加される。
【００１３】
次に、燃料噴射時期の制御や点火時期の制御に用いられるクランクセンサ３５とカムセンサ３６の構成について図２及び図３に基づいて説明する。
【００１４】
クランクセンサ３５は、図２に示すように、クランク軸３７に嵌着されたクランク側検出円板３８の外周に対向し、その外周に例えば１０°ＣＡのピッチで等間隔に形成された歯３９を検出する電磁ピックアップ式センサである。クランク側検出円板３８の外周の４箇所に、歯が２個ずつ欠損した欠歯４０〜４３が形成されており、欠歯４０の位置は、気筒＃１（以下単に「＃１」と表記する）の圧縮ＴＤＣ／排気ＴＤＣにてクランクセンサ３５と対向する歯３９ａよりも、クランク軸３７の回転方向（矢印方向）に４，５歯分離れたところに位置する。また、欠歯４１，４２は、気筒＃２（以下単に「＃２」と表記する）の圧縮ＴＤＣ／排気ＴＤＣにてクランクセンサ３５と対向する歯３９ｂよりも、クランク軸３７の回転方向に１，２歯分、４，５歯分離れたところに位置する。また、欠歯４３は、気筒＃３（以下単に「＃３」と表記する）の圧縮ＴＤＣ／排気ＴＤＣにてクランクセンサ３５と対向する歯３９ｃよりも、クランク軸３７の回転方向に４，５歯分離れたところに位置する。
【００１５】
このクランクセンサ３５は、クランク軸３７の回転に応じて、図４に示すように、欠歯４０〜４３の位置を除き、等間隔のパルス信号（ＮＥ信号）を出力し、欠歯４０〜４３の位置でパルス間隔が３倍程度長くなる。従って、欠歯４０〜４３の検出は、ＮＥ信号入力毎に、そのパルス間隔Ｔn を直前のパルス間隔Ｔn-1 と比較し、Ｔn ＞Ｋ・Ｔn-1 （ここでＫは判定基準値）であるか否かによって欠歯４０〜４３か否かを判定する。
【００１６】
一方、カムセンサ３６は、図３に示すように、カム軸４４に嵌着されたカム側検出円板４５の外周に対向し、その外周の所定位置に形成された３個の歯４６ａ，４６ｂ，４６ｃを検出する電磁ピックアップ式センサである。この場合、歯４６ａがカムセンサ３６と対向する位置は、＃１圧縮行程のＢＴＤＣ３０℃Ａであり、歯４６ｂがカムセンサ３６と対向する位置は、＃１排気行程のＢＴＤＣ３０℃Ａであり、歯４６ｃがカムセンサ３６と対向する位置は、＃２圧縮行程のＢＴＤＣ３０℃Ａである。尚、クランクセンサ３５、カムセンサ３６は、電磁ピックアップ式センサに限定されるものではなく、ホールセンサやＭＲＥセンサであっても良い。
【００１７】
カムセンサ３６から出力されるパルス信号（Ｇ信号）は、図５に示すようにＧラッチを無（０）から有（１）に反転させるために用いられる。ここで、Ｇラッチとは、図５（Ａ）に示すように、Ｇ信号が入力されると、その直後のＮＥ信号入力から７番目の信号入力に至るまでの間、連続して出力される矩形パルスである。このＧラッチが出力されている間に、＃１圧縮／排気ＴＤＣや＃２圧縮ＴＤＣが来るように設定することによって、次の表１に示すように、欠歯４０〜４３の種類とＧラッチの有無で、３気筒エンジン１０における＃１圧縮／排気ＴＤＣと＃３圧縮／排気ＴＤＣとの判別や、＃２圧縮ＴＤＣと＃２排気ＴＤＣとの判別を可能にしている。
【００１８】
【表１】
ここで、「連続欠歯」とは、連続する２つの欠歯４１，４２のことであり、「単一欠歯」とは、連続しない単一の欠歯４０又は４３のことである。この表１から明らかなように、クランクセンサ３５で、連続欠歯４１，４２を検出すると、Ｇラッチの有無で、＃２圧縮ＴＤＣか＃２排気ＴＤＣかを判別することができ、気筒判別が完了する。この場合、表１に示されている単一欠歯４０，４３とＧラッチの有無との組み合わせによる気筒判別が特許請求の範囲でいう「特定気筒の基準クランク角又は該基準クランク角から３６０°ＣＡ離れたクランク角のどちらかであるであることを判別する第１の気筒判別」に相当し、連続欠歯４１，４２とＧラッチの有無との組み合わせによる気筒判別が特許請求の範囲でいう「特定気筒の基準クランク角を判別する第２の気筒判別」に相当する。図６に示すように、ＴＤＣの順序は、＃２圧縮ＴＤＣ→＃３排気ＴＤＣ→＃１圧縮ＴＤＣ→＃２排気ＴＤＣ→＃３圧縮ＴＤＣ→＃１排気ＴＤＣ→＃２圧縮ＴＤＣ→……の順序に予め決まっているため、＃２圧縮ＴＤＣか＃２排気ＴＤＣのいずれか一方を判別すれば、以後は、単一欠歯４０又は４３でもＴＤＣを判別できる。
【００２０】
また、判別されるＴＤＣと噴射気筒との関係は次の表２のように設定されている。
【００２１】
【表２】
前述したクランクセンサ３５、カムセンサ３６、水温センサ３０等の各種センサの出力信号は、図１に示すエンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」という）４７に入力される。このＥＣＵ４７は、バッテリ３３を電源として動作し、イグニッションスイッチ４８のオン信号によりスタータ（図示せず）に通電してエンジン１０を始動させる。
【００２３】
このＥＣＵ４７は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）には、図７〜図１０に示す噴射制御用の各ルーチンが記憶されている。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。
【００２４】
［気筒判別ルーチン］
図７の気筒判別ルーチンは、クランクセンサ３５の出力信号（ＮＥ信号）とカムセンサ３６の出力信号（Ｇ信号）によってセットされるＧラッチとから第１及び第２の気筒判別を行うルーチンであり、特許請求の範囲でいう第１及び第２の気筒判別手段としての役割を果たす。本ルーチンは、イグニッションスイッチ４８のオン後にクランクセンサ３５からＮＥ信号が入力される毎に次のように実行される。まず、ステップ１０１で、いずれかの欠歯４０〜４３を検出したか否かを判定し、欠歯４０〜４３を検出しなければ、気筒判別のタイミングではないので、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
【００２５】
一方、いずれかの欠歯４０〜４３を検出した場合には、ステップ１０１からステップ１０２に進み、単一欠歯４０又は４３であるか否かを判定する。単一欠歯４０又は４３である場合には、ステップ１０３に進み、Ｇラッチが有（１）か否かを判定し、Ｇラッチ有の場合には、前掲した表１に示すように、＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定され、ステップ２００に進み、後述する図８の＃２噴射制御ルーチンを実行する。これにより、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ有の場合、つまり第１の気筒判別により＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定される場合には、第２の気筒判別完了前で、＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣかを判別できない場合でも、＃１圧縮ＴＤＣとみなして、＃２への噴射を実行する。
【００２６】
また、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の場合には、第１の気筒判別により＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方と判定され、ステップ３００に進み、後述する図９の＃１噴射制御ルーチンを実行する。これにより、第２の気筒判別完了前で、＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣかを判別できない場合でも、＃３圧縮ＴＤＣとみなして、＃１への噴射を実行する。
【００２７】
一方、連続欠歯４１，４２を検出した場合には、ステップ１０２からステップ１０４に進み、Ｇラッチが有（１）か否かを判定し、Ｇラッチ有の場合には、前掲した表１に示すように、＃２圧縮ＴＤＣと判定され、第２の気筒判別が完了する。この場合には、ステップ１０５に進み、第１の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ１を＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別完了を意味する「１」にセットし、続くステップ１０６で、クランク角カウンタＣＯＵＮＴを「０」にクリアする。このクランク角カウンタＣＯＵＮＴは、３０℃Ａ毎にインクリメントされるカウンタであり、初期値は「＄ＦＦ」にセットされる（図６参照）。そして、次のステップ４００で、後述する図１０の＃３噴射制御ルーチンを実行する。
【００２８】
また、連続欠歯４１，４２で且つＧラッチ無の場合には、＃２排気ＴＤＣと判定され、第２の気筒判別が完了する。この場合には、ステップ１０７に進み、第２の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ２を＃２排気ＴＤＣの気筒判別完了を意味する「１」にセットし、続くステップ１０８で、クランク角カウンタＣＯＵＮＴを「１２」にセットして本ルーチンを終了する。前掲した表２に示すように、＃２排気ＴＤＣの場合には、噴射は行われない。以下の説明文で、単に「気筒判別完了」という場合は、「第２の気筒判別完了」を意味する。
【００２９】
［＃２噴射制御ルーチン］
図８の＃２噴射制御ルーチンは、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ有の場合、つまり＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定された場合に実行される。この＃２噴射制御ルーチンでは、まずステップ２０１で、第１の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ１が「１」であるか否かで、＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別が完了したか否かを判定し、ＸＣＹＬＪＤＧ１＝０（気筒判別完了前）であれば、ステップ２０５へ進み、＃１圧縮ＴＤＣとみなして、＃２への噴射を実行する。
【００３０】
一方、ＸＣＹＬＪＤＧ１＝１（＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別完了）であれば、ステップ２０２へ進み、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１であるか否か、つまり気筒判別完了直後の最初の＃２への噴射であるか否かを判定し、気筒判別完了直後の最初の＃２への噴射であれば、ステップ２０３に進み、過去７２０℃Ａ以内に＃２への噴射が実行されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、気筒判別完了前に＃２へ噴射した燃料が残っているので、＃２への噴射を休止する。これにより、＃２の同じ吸気行程に対して２回の噴射が重複して行われることが防止される。
【００３１】
これに対し、過去７２０℃Ａ以内に＃２への噴射が無ければ、噴射が重複しないため、ステップ２０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「８」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３２】
また、前記ステップ２０２で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１でない場合、つまり気筒判別完了後の２回目以降の＃２への噴射である場合には、通常の噴射制御となり、ステップ２０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「８」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３３】
［＃１噴射制御ルーチン］
図９の＃１噴射制御ルーチンは、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の場合、つまり＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方と判定された場合に実行される。この＃１噴射制御ルーチンでは、まずステップ３０１で、第２の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ２が「１」であるか否かで、＃２排気ＴＤＣの気筒判別が完了したか否かを判定し、ＸＣＹＬＪＤＧ２＝０（気筒判別完了前）であれば、ステップ３０５へ進み、＃３圧縮ＴＤＣとみなして、＃１への噴射を実行する。
【００３４】
一方、ＸＣＹＬＪＤＧ２＝１（＃２排気ＴＤＣの気筒判別完了）であれば、ステップ３０２へ進み、最初のＸＣＹＬＪＤＧ２＝１であるか否か、つまり気筒判別完了直後の最初の＃１への噴射であるか否かを判定し、気筒判別完了直後の最初の＃１への噴射であれば、ステップ３０３に進み、過去７２０℃Ａ以内に＃１への噴射が実行されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、気筒判別完了前に＃１へ噴射した燃料が残っているので、＃１への噴射を休止する。これにより、＃１の同じ吸気行程に対して２回の噴射が重複して行われることが防止される。
【００３５】
これに対し、過去７２０℃Ａ以内に＃１への噴射が無ければ、噴射が重複しないため、ステップ３０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「１６」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３６】
また、前記ステップ３０２で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ２＝１でない場合、つまり気筒判別完了後の２回目以降の＃１への噴射である場合には、通常の噴射制御となり、ステップ３０４に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「１６」の時に＃２への噴射を実行する。
【００３７】
［＃３噴射制御ルーチン］
図１０の＃３噴射制御ルーチンは、連続欠歯４１，４２で且つＧラッチ有の場合、つまり＃２圧縮ＴＤＣの気筒判別が完了した場合に実行される。この場合、図７のステップ１０５，１０６で、ＸＣＹＬＪＤＧ１＝１、ＣＯＵＮＴ＝０にセットしてから＃３噴射制御ルーチンが起動される。この＃３噴射制御ルーチンでは、まずステップ４０１で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１であるか否か、つまり気筒判別完了直後の最初の＃３への噴射であるか否かを判定し、気筒判別完了直後の最初の＃３への噴射であれば、ステップ４０２に進み、過去７２０℃Ａ以内に＃３への噴射が実行されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」であれば、＃３への噴射を休止する。これにより、＃３の同じ吸気行程に対して２回の噴射が重複して行われることが防止される。
【００３８】
これに対し、過去７２０℃Ａ以内に＃３への噴射が無ければ、ステップ４０３に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「０」の時に、＃３への噴射を実行する。
【００３９】
また、前記ステップ４０１で、最初のＸＣＹＬＪＤＧ１＝１でない場合、つまり気筒判別完了後の２回目以降の＃３への噴射である場合には、通常の噴射制御となり、ステップ４０３に進み、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「０」の時に＃３への噴射を実行する。
【００４０】
以上説明した図８〜図１０の各噴射制御ルーチンは、特許請求の範囲でいう始動時噴射制御手段としての役割を果たす。
【００４１】
次に、図６に基づいて上述した噴射制御を実施した場合の一例を説明する。図６の例では、エンジン停止位置が＃２圧縮ＴＤＣである。この位置から始動すると、まず、１２０℃Ａ回転した位置で、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の状態が検出され、＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この段階では、＃３圧縮ＴＤＣとみなして、＃１への噴射を実行する。
【００４２】
この後、１２０℃Ａ回転すると、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ有の状態が検出され、＃１圧縮ＴＤＣか＃１排気ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この段階では、＃１圧縮ＴＤＣとみなして、＃２への噴射を実行する。
【００４３】
この後、１２０℃Ａ回転すると、連続欠歯４１，４２で且つＧラッチ無の状態が検出され、＃２排気ＴＤＣと判定され、気筒判別が完了する。これにより、第２の気筒判別フラグＸＣＹＬＪＤＧ２を「１」がセットされると共に、クランク角カウンタＣＯＵＮＴが「１２」にセットされる。但し、＃２排気ＴＤＣは、噴射タイミングではないので、噴射は実行されない。
【００４４】
この後、１２０℃Ａ回転すると、単一欠歯４０又は４３で且つＧラッチ無の状態、つまり＃３圧縮ＴＤＣか＃３排気ＴＤＣのいずれか一方の状態が検出されるが、１２０℃Ａ前が＃２排気ＴＤＣと判別されているため、ＴＤＣの順序から＃３圧縮ＴＤＣと判別される。この＃３圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒は＃１となるが、＃１には、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っているため、＃１への今回の噴射を休止する。これにより、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒に対して重複して燃料が噴射されることを防ぐことができ、リッチ燃焼による不完全燃焼を確実に防止できる。しかも、気筒判別完了前は、ＴＤＣに同期して燃料を噴射するため、従来の始動時非同期噴射とは異なり、噴射中に吸気弁が閉じてしまうような中途半端なタイミングで燃料が噴射されることはなく、リーン失火等の不完全燃焼も防止できて、始動時のＨＣ排出量を低減することができる。
【００４５】
気筒判別完了後、最初の＃２圧縮ＴＤＣでは、噴射気筒が＃３となる。＃３については気筒判別完了前に噴射されていないため、＃３への噴射が実行される。また、この＃２圧縮ＴＤＣでは、＃２に点火され、気筒判別完了前に＃２へ噴射された燃料が燃焼し、これが初爆となる。このように、気筒判別完了前より燃料を噴射するため、気筒判別完了後に噴射を開始する場合と比較して始動性も向上できる。
【００４６】
尚、図６の例では、気筒判別完了前より、Ｓ−ＤＬＩコイル３２により同時点火（圧縮行程と排気行程との双方で点火）を行い、気筒判別完了後も同時点火を続けるようにしているが、気筒判別完了後は、通常の点火方式（圧縮行程のみの点火）に切り替えるようにしても良い。
【００４７】
以上説明した一実施形態は、本発明を３気筒エンジンに適用したものであるが、例えば６気筒エンジンにも適用可能である。６気筒エンジン（点火順序＃１→＃５→＃３→＃６→＃２→＃４）の場合のクランクセンサ３５とカムセンサ３６の構成を図１１と図１２に示す。この場合の欠歯の種類とＧラッチによって判別されるＴＤＣは次の表３のようになる。
【００４８】
【表３】
また、判別されるＴＤＣと噴射気筒との関係は次の表４のように設定されている。
【００５０】
【表４】
図２、図３と図１１、図１２から明らかなように、クランクセンサ３５とカムセンサ３６と検出円板３８，４５は３気筒エンジンと６気筒エンジンとで共通化可能である。
【００５２】
表３から明らかなように、始動時に連続欠歯を検出すると、Ｇラッチの有／無で、＃２圧縮ＴＤＣと＃５圧縮ＴＤＣとを判別でき、気筒判別が完了する。気筒判別完了前は、単一欠歯を検出したときに、Ｇラッチ有であれば、＃１圧縮ＴＤＣか＃６圧縮ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この場合には、＃１圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃２と＃６圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃５との双方に噴射する。
【００５３】
また、気筒判別完了前は、単一欠歯を検出したときに、Ｇラッチ無であれば、＃４圧縮ＴＤＣか＃３圧縮ＴＤＣのいずれか一方と判定される。この場合には、＃４圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃６と＃３圧縮ＴＤＣに対応する噴射気筒＃１との双方に噴射する。尚、点火制御は、気筒判別完了前より、Ｄ−ＤＬＩコイルにより同時点火される。
【００５４】
その後、連続欠歯を検出して気筒判別を完了すると、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については気筒判別完了直後の噴射を休止する。これにより、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒に対して重複して燃料が噴射されることを防ぐことができ、リッチ燃焼による不完全燃焼を確実に防止できて、始動時のＨＣ排出量を低減できる。
【００５５】
尚、本発明は、気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒について、気筒判別完了直後の噴射を休止する場合に限定されず、例えば噴射量を減量補正するようにしても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、欠歯の種類とＧラッチとの組み合わせによって気筒判別するようにしたが、これ以外の方法で気筒判別するシステムにも本発明を適用することができる。
【００５７】
以上説明した実施形態の噴射開始位置は、圧縮ＴＤＣであるが、エンジン運転状態（エンジン回転数、冷却水温等）に応じて前後に移動させても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるエンジン制御系システム全体の概略構成を示す図
【図２】３気筒エンジンのクランクセンサとクランク側検出円板との関係を示す図
【図３】３気筒エンジンのカムセンサとカム側検出円板との関係を示す図
【図４】クランクセンサから出力されるパルス信号（ＮＥ信号）の波形を示す図
【図５】カムセンサから出力されるＧ信号の役割を説明する各部の信号波形図
【図６】３気筒エンジン始動時の制御例を示すタイムチャート
【図７】気筒判別ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】＃２噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】＃１噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１０】＃３噴射制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】６気筒エンジンのクランクセンサとクランク側検出円板との関係を示す図
【図１２】６気筒エンジンのカムセンサとカム側検出円板との関係を示す図
【符号の説明】
１０…エンジン（内燃機関）、２０…燃料噴射弁、３５…クランクセンサ、２６…カムセンサ、３７…クランク軸、３８…クランク側検出円板、４０〜４３…欠歯、４４…カム軸、４５…カム側検出円板、４７…エンジン制御回路（気筒判別手段，始動時噴射制御手段）。
Claims (3)
- 特定気筒の基準クランク角又は該基準クランク角から３６０度クランク角離れたクランク角のどちらかであることを判別（以下「第１の気筒判別」という）する第１の気筒判別手段と、
特定気筒の基準クランク角を判別（以下「第２の気筒判別」という）する第２の気筒判別手段と、
始動時に前記第２の気筒判別手段による第２の気筒判別が完了する以前より、前記第１の気筒判別手段の判別結果に基づいて一部の気筒に燃料を同期噴射する手段と、
前記第２の気筒判別手段による第２の気筒判別が完了した直後の各気筒の噴射量を第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っているか否かを考慮して決定する始動時噴射制御手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。 - 前記第１及び第２の気筒判別手段は、クランク角を検出するクランクセンサと、カム軸の基準位置を検出するカムセンサとを備え、前記クランクセンサの出力信号と前記カムセンサの出力信号とを組み合わせて気筒判別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制御装置。
- 前記始動時噴射制御手段は、第２の気筒判別完了前に噴射した燃料が残っている気筒については気筒判別完了直後の噴射を休止することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
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