JP4126958B2 - 筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式内燃機関では一般に、高圧ポンプにより燃料を高圧にして各気筒のインジェクタに供給し、このインジェクタから気筒内に燃料を直接噴射する。このような筒内噴射式内燃機関機関の従来技術として、始動時に燃圧（燃料圧力）が設定圧力に達するまで或いは始動初期の設定期間に、燃料の筒内噴射を禁止するようにしたものが知られている（例えば、特開平１１−２７０３８５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、始動時に燃圧が設定圧力に達して燃料の筒内噴射を開始した後に、せっかく昇圧した燃圧が噴射毎に低下し、また、各噴射間では高圧ポンプにより燃圧が上がるというように、燃圧が大きく変動する。こうした燃圧の大きな変動により噴霧の霧化や噴流速度が変化するために、混合気形成状況が変化し、排気に黒煙が含まれるようになるおそれがあるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、始動時に黒煙の発生を抑制できるようにした筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に係る発明は、始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御として燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割しての２回噴射を行うとともに、その２回噴射のうちの圧縮行程での燃料噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することを要旨とする。
【０００６】
ここにいう「始動時昇圧制御」とは、始動時に燃圧を早期に始動に適した燃圧に上昇させるために、始動時に燃圧が設定圧力に達するまで或いは始動初期の設定期間に燃料の筒内噴射を禁止する制御をいう。この構成によれば、始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御を、燃圧に応じて行なうことで、始動時噴射開始後の燃圧落ち込みを考慮して始動時噴射制御を行なうことができる。これにより、筒内噴射による燃圧の変動が小さくなるので、噴霧の霧化や噴流速度の変化が小さくなる。このため、混合気形成状況の変化が小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生を抑制できる。
【０００８】
また従来、筒内噴射式内燃機関において、始動時昇圧制御により昇圧した燃圧が急激に低下しないように噴射量を少なくするために、燃料噴射を吸気行程での噴射と圧縮行程での噴射に分割して２回行ない、燃圧を維持しつつ始動させるようにした技術が知られている。こうした２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合、吸気行程での噴射量の方が圧縮行程での噴射量よりも多く、しかも、吸気行程での噴射量は普通の噴射と比べれば圧倒的に少ない。このため、吸気行程での噴射時期を設定する自由度が増え、黒煙（スモーク）の発生が少なくなる噴射時期を選べる。また、こうした２回噴射方式では、吸気行程および圧縮行程での各噴射量、およびトータルの噴射量も減らせるので、吸気行程の噴射時期を黒煙の発生の少ない噴射時期、つまりピストンが降りたところから燃料を噴くような噴射時期に設定できる。また、トータルの噴射量も減る。これにより、黒煙を減らすようにしている。
【０００９】
ところで、こうした２回噴射方式を採用した従来の筒内噴射式内燃機関では、吸気行程での噴射量の方が圧縮行程での噴射量よりも多く、吸気行程での噴射により燃圧が下がった状態で圧縮行程で燃料を噴くので、燃圧に対する影響は、吸気行程での噴射よりも圧縮行程での噴射の方が大きい。また、圧縮行程での噴射時期を一定にしているので、始動時には、噴射毎に燃圧が減るし、また、各噴射間では高圧ポンプにより燃圧が上がるというように燃圧がめまぐるしく変動する。これに対して、上記構成によれば、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射のうち、少なくとも圧縮行程での噴射時期を燃圧に応じて設定する。このため、２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００１１】
更にこの構成によれば、圧縮行程での噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに抑制され、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御として燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割しての２回噴射を行うとともに、その２回噴射のうちの少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定することを要旨とする。
【００１３】
上述した２回噴射方式を採用した筒内噴射式内燃機関では、燃圧に対する影響は、吸気行程での噴射量と圧縮行程での噴射量のいずれも影響が大きい。上記構成によれば、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射の少なくとも一方の噴射量を燃圧に応じて設定するので、２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００１５】
またこの構成によれば、２回噴射の少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時噴射制御は、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えて算出することを要旨とする。
【００１７】
この構成によれば、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えることで、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた最適な噴射量に設定できる。これにより、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時噴射制御は、各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定することを要旨とする。
【００１９】
この構成によれば、各気筒では、一度燃焼するとその気筒の次の噴射時には噴射量は前回よりも少なくてすむことを利用し、各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定する。これにより、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた必要最小限の噴射量ですますことができ、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
[第１実施形態]
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置の全体構成を概略的に示している。はじめに、図１を参照して、筒内噴射式内燃機関としてのエンジン１０の概要並びに始動時制御装置の基本構成について説明する。
【００２２】
エンジン１０は、シリンダヘッド１１と、６つのシリンダ１３（図１ではその１つのみを図示）が形成されたシリンダブロック１２とを備えている。各シリンダ１３内にはピストン１４が往復運動可能に設けられており、このピストン１４の頂面と、シリンダ１３の内周壁面及びシリンダヘッド１１の下面とによって燃焼室１５が区画形成されている。この燃焼室１５には、吸気通路１７及び排気通路１８がそれぞれ接続されている。
【００２３】
シリンダヘッド１１には、燃焼室１５内に燃料を直接噴射するインジェクタ２０と、燃焼室１５内の混合気の点火を行う点火プラグ１６とが、各気筒毎に設けられている。各気筒のインジェクタ２０はデリバリパイプ２１に接続されており、同パイプ２１から各気筒のインジェクタ２０に燃料がそれぞれ供給される。また、デリバリパイプ２１は、高圧ポンプ２２に接続されている。
【００２４】
高圧ポンプ２２は低圧ポンプ２３に接続されており、同ポンプ２３で燃料タンク２４から汲み上げた燃料を高圧ポンプ２２により高圧にしてデリバリパイプ２１、さらには各気筒のインジェクタ２０に圧送するようになっている。低圧ポンプ２３は、電動式のポンプであり、高圧ポンプ２２はエンジン１０のカムシャフト（図示略）により駆動される機関駆動式のポンプである。
【００２５】
次に始動時制御装置の基本構成について説明する。この始動時制御装置は、電子制御装置（以下，ＥＣＵという。）３０を備える。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、機関運転状態を検出するクランク角センサ３１、水温センサ３２等の各種センサの出力信号を取り込んで燃料噴射量と噴射時期を演算し、その演算結果に応じた噴射パルスを各気筒のインジェクタ２０に出力して燃料噴射を実行する。また、ＥＣＵ３０には、デリバリパイプ２１に設けられ、同パイプ２１内の上記燃圧（燃料圧力）を検出する燃料圧センサ３３の出力信号が入力される。
【００２６】
クランク角センサ３１は、クランクシャフト（図示略）の近傍に設けられており、同クランクシャフトの回転に同期した信号を出力する。ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３１の出力信号に基づいてクランクシャフトの回転速度（エンジン回転数ＮＥ）とクランク角ＣＡを算出する。水温センサ３２は、シリンダブロック１２に設けられ、機関冷却水の温度（冷却水温）に応じた信号を出力する。これらクランク角センサ３１、水温センサ３２、燃料圧センサ３３等の各種センサの出力信号は、ＥＣＵ３０にてＡ／Ｄ変換されて取り込まれる。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、始動時噴射制御として、内蔵のＲＯＭ（記録媒体）に記憶された図２に示す「始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチン」を実行する。以下、この始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチンの処理内容を図２および図３に基づいて説明する。本処理は、イグニッションスイッチ（図示略）のオン後に噴射タイミング毎に実行される。
【００２８】
本処理が開始されると、ステップＳ１１０で、始動時２回噴射要求が有ったか否かが判断される。ＥＣＵ３０は、例えば、イグニッションスイッチが「スタート」位置に操作されてから（図３の時刻ｔ１から）上記エンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了するまで（図３の時刻ｔ３まで）は、始動時２回噴射実行フラグを「ＯＮ」に設定するようになっている。この始動時２回噴射実行フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、始動時２回噴射要求が有ったと判断されてステップＳ１２０に進み、そうでない場合には通常の噴射ルーチンへ移行する。なお、ここにいう「始動時２回噴射」とは、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射をいう。
【００２９】
ステップＳ１２０に進むと、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射時期を、上記ＲＯＭに記憶された噴射時期算出用マップを参照して算出する。なお、ここで算出する噴射時期は、圧縮行程の噴射時期だけでなく、吸気行程の噴射時期についても算出している。ただし、吸気行程の噴射時期については、その算出値を使えるようにしてあるが、本実施形態では圧縮行程の噴射時期についての算出値のみを使用する。すなわち、圧縮行程の噴射時期のみを、燃圧が低いほど遅角側の値に設定するようにしている。また、上記噴射時期算出用マップは、燃圧が低くなるほど圧縮行程の噴射時期を遅角側の値に設定するように作られている。
【００３０】
ステップＳ１２０の実行後、ステップＳ１３０に進み、昇圧が完了したか否かが判断される。ＥＣＵ３０は、イグニッションスイッチが「スタート」位置に操作されてから（図３の時刻ｔ１から）、上述した「始動時昇圧制御」を実行し、高圧ポンプ２２を制御して燃圧を早期に始動に適した燃圧に上昇させる（図３の時刻ｔ１〜ｔ２）。この始動時昇圧制御による昇圧が完了したか否かがステップＳ１３０で判断される。ここでは、燃圧が設定圧力に達したときに昇圧が完了したと判断する。燃料圧センサ３３で検出される燃圧が設定圧力に達していない場合にはステップＳ１２０に戻り、燃圧が設定圧力に達した場合（図３の時刻ｔ２）には、ステップＳ１４０に進む。
【００３１】
ステップＳ１４０に進むと、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、上述した２回噴射を行なう。この２回噴射のうち、圧縮行程の噴射は、ステップＳ１２０で算出した燃圧に応じた噴射時期（圧縮行程噴射時期）に実行される。
【００３２】
上記ステップＳ１１０〜１４０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次２回噴射を行なう。こうして各気筒において２回噴射を点火順に繰り返し実行する間に、エンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了すると（図３の時刻ｔ３）、ＥＣＵ３０は、始動時２回噴射実行フラグを「ＯＦＦ」に設定する。こうして始動時２回噴射実行フラグが「ＯＦＦ」に設定されると、ステップＳ１１０の判定結果がＮＯになり、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００３３】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
・始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御（図２に示す「始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチン」）を、燃圧に応じて行なうことで、始動噴射開始後の燃圧落ち込みを考慮して始動時噴射制御を行なうことができる。これにより、筒内噴射による燃圧の変動が小さくなるので、噴霧の霧化や噴流速度の変化が小さくなる。このため、混合気形成状況の変化が小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生を抑制できる。
【００３４】
・上記従来の筒内噴射式内燃機関では、上述したように圧縮行程での噴射時期を一定にしているので、始動時に燃圧が大きく変動する。これに対して、本実施形態では、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射のうち、圧縮行程での噴射時期を燃圧に応じて設定する。このため、２回噴射方式でエンジン１０を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００３５】
・始動時噴射制御（「始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチン」）では、圧縮行程での噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに抑制され、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００３６】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を、図４および図５に基づいて説明する。ＥＣＵ３０は、始動時噴射制御として、上記ＲＯＭに記憶された図４に示す「始動時噴射量算出ルーチン」を実行する。本実施形態の始動時噴射制御（「始動時噴射量算出ルーチン」）では、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射における各行程の噴射量、すなわち吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量をそれぞれ燃圧に応じて設定する。
【００３７】
具体的には、２回噴射における各行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値にそれぞれ設定する。また、その始動時噴射制御では、各気筒の２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を、それぞれ燃圧が高いほど少ない値に設定する。
【００３８】
本実施形態の始動時噴射制御（「始動時噴射量算出ルーチン」）の処理内容を図４および図５に基づいて説明する。本処理は、イグニッションスイッチ（図示略）のオン後に噴射タイミング毎に実行される。
【００３９】
本処理が開始されると、ステップＳ２１０で、図２の上記ステップＳ１１０と同様に始動時２回噴射要求が有ったか否かが判断される。ＥＣＵ３０は、例えば、イグニッションスイッチが「スタート」位置に操作されてから（図５の時刻ｔ１から）上記エンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了するまでは、始動時２回噴射実行フラグを「ＯＮ」に設定する。この始動時２回噴射実行フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、始動時２回噴射要求が有ったと判断されてステップＳ２２０に進み、そうでない場合には通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００４０】
ステップＳ２２０に進むと、噴射回数が６回未満か否かが判断される。すなわち、６気筒全てで１回目の噴射がなされたか否かが判断される。図５の時刻ｔ１直後では、６気筒のいずれの気筒でも噴射がなされておらず、噴射回数が６回未満であるので、ステップＳ２２０からステップＳ２３０に進む。
【００４１】
このステップＳ２３０では、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射量（吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量）を、上記ＲＯＭに記憶された１順目噴射マップ（１順目噴射量算出用マップ）を参照してそれぞれ算出する。なお、ここにいう「１順目噴射」とは、６気筒全てで１回目の噴射がなされる場合をいう。また、１順目噴射マップは、２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値にそれぞれ設定するように作られている。
【００４２】
ステップＳ２３０の実行後、ステップＳ２４０に進み、図２の上記ステップＳ１３０と同様に昇圧が完了したか否かが判断される。燃料圧センサ３３で検出される燃圧が設定圧力に達していない場合にはステップＳ２３０に戻り、燃圧が設定圧力に達した場合（図５の時刻ｔ２）には、ステップＳ２５０に進む。
【００４３】
ステップＳ２５０に進むと、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、上述した２回噴射を行なう。この２回噴射における吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射は、ステップＳ２３０で算出した燃圧に応じた噴射量だけそれぞれ噴射される。
【００４４】
上記ステップＳ２１０〜S２５０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次２回噴射を行なう。こうして６気筒全てで１回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が６回以上になると、すなわち図５に示す時刻ｔ２，ｔ３間の１順目噴射が終了すると、ステップＳ２２０からステップＳ２６０に進む。
【００４５】
このステップＳ２６０では、噴射回数が１２回未満か否かが判断される。６気筒全てで１回目の噴射がなされた直後は、噴射回数が１２回未満であるのでステップＳ２６０からステップＳ２７０に進む。
【００４６】
このステップＳ２７０では、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射量（吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量）を、上記ＲＯＭに記憶された２順目噴射マップ（２順目噴射量算出用マップ）を参照して算出する。なお、ここにいう「２順目噴射」とは、６気筒全てで２回目の噴射がなさる場合をいう。また、２順目噴射マップは、２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値にそれぞれ設定するとともに、ステップＳ２３０で上記１順目噴射マップを参照して算出する１順目より少ない噴射量を設定するように作られている。その理由は、一度燃焼すると、次のその気筒の噴射量は低減できるからである。
【００４７】
ステップＳ２７０の実行後、ステップＳ２５０に進み、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、２回目の噴射（吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射の２回噴射）を行なう。この２回目の噴射においても、吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射は、それぞれステップＳ２７０で算出した燃圧に応じた噴射量だけ噴射される。
【００４８】
上記ステップＳ２１０，S２２０，S２６０，S２７０およびS２５０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次２回目の噴射を行なう。こうして６気筒全てで２回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が１２回以上になると、すなわち図５に示す時刻ｔ３，ｔ４間の２順目噴射が終了すると、ステップＳ２６０からステップＳ２８０に進む。
【００４９】
このステップＳ２８０では、噴射回数が１８回未満か否かが判断される。６気筒全てで２回目の噴射がなされた直後は、噴射回数が１８回未満であるのでステップＳ２８０からステップＳ２９０に進む。
【００５０】
このステップＳ２９０では、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射量（吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量）を、上記ＲＯＭに記憶された３順目噴射マップ（３順目噴射量算出用マップ）を参照して算出する。なお、ここにいう「３順目噴射」とは、６気筒全てで３回目の噴射がなさる場合をいう。また、３順目噴射マップは、２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定するとともに、ステップＳ２７０で上記２順目噴射マップを参照して算出する２順目よりさらも少ない噴射量を設定するように作られている。
【００５１】
ステップＳ２９０の実行後、ステップＳ２５０に進み、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、３回目の噴射（上述した２回噴射）を行なう。この３回目の噴射においても、吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射は、それぞれステップＳ２９０で算出した燃圧に応じた噴射量だけ噴射される。
【００５２】
上記ステップＳ２１０，S２２０，S２６０，S２８０，S２９０およびS２５０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次３回目の噴射を行なう。こうして６気筒全てで３回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が１８回以上になると、すなわち図５では図示を省略した３順目噴射が終了すると、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００５３】
また、本処理の実行中に、上述したようにエンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了すると、ＥＣＵ３０は始動時２回噴射実行フラグを「ＯＦＦ」に設定する。こうして始動時２回噴射実行フラグが「ＯＦＦ」に設定されると、ステップＳ２１０の判定結果がＮＯになり、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００５４】
以上のように構成された第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
・上述した２回噴射方式を採用した筒内噴射式内燃機関では、燃圧に対する影響は、吸気行程での噴射量と圧縮行程での噴射量のいずれも影響が大きい。本実施形態によれば、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射における両行程の噴射量をそれぞれ燃圧に応じて設定するので、２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００５５】
・２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量をそれぞれ燃圧が高いほど少ない値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００５６】
・各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数が増える毎にマップを切り換えることで、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた最適な噴射量に設定できる。これにより、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００５７】
・各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定する。すなわち、各気筒の２順目の噴射量を１順目の噴射量より少ない値に設定するとともに、各気筒の３順目の噴射量を２順目の噴射量より少ない値に設定する。これにより、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた必要最小限の噴射量ですますことができ、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００５８】
[ 変形例]
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、本発明を６気筒のエンジン１０に適用した例を示したが、本発明は６気筒に限らず、多気筒の筒内噴射式内燃機関に広く適用可能である。
【００５９】
・上記第１実施形態では、図２のステップＳ１３０で、上述した「始動時昇圧制御」により燃圧が設定圧力に達したときに昇圧が完了したと判断するようにしているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、始動初期の設定期間が経過したときに昇圧が完了したと判断するようにしてもよい。
【００６０】
・上記第１実施形態では、図２のステップＳ１２０で、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じて噴射時期算出用マップを参照して算出する噴射時期として、圧縮行程の噴射時期だけでなく、吸気行程の噴射時期についても算出している。ただし、圧縮行程の噴射時期の算出値のみを使用し、吸気行程の噴射時期の算出値は使用していない。すなわち、圧縮行程の噴射時期のみを、燃圧が低いほど遅角側の値に設定するようにしている。本発明は、このような構成に限定されず、吸気行程の噴射時期と圧縮行程の噴射時期の両方を、それぞれ燃圧が低くなるほど遅角側の値に設定する場合にも適用される。
【００６１】
・上記第２実施形態では、吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量の両方を、それぞれ燃圧が高いほど少ない値に設定するようにしているが、両行程の少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定する場合にも本発明は適用される。
【００６２】
・上記第２実施形態では、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数が増える毎にマップを切り換えて算出するようにしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、各気筒における今回の噴射量を、前回と同じマップを参照して算出するようにしてもよい。すなわち、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えて算出する場合にも本発明は適用される。
【００６３】
・上記第２実施形態では、６気筒全てで３回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が１８回以上になると、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行するしているが、６気筒全てで「３」以外の複数回目の噴射がなされた場合に、図４の処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置の全体構成を概略的に示す構成図。
【図２】 第１実施形態による始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチンを示すフローチャート。
【図３】 同ルーチンの説明に用いるタイミングチャート。
【図４】 第２実施形態による始動時噴射量算出ルーチンを示すフローチャート。
【図５】 同ルーチンの説明に用いるタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…筒内噴射式内燃機関としてのエンジン、２２…高圧ポンプ、３０…電子制御装置（ＥＣＵ）、３３…燃料圧センサ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
筒内噴射式内燃機関では一般に、高圧ポンプにより燃料を高圧にして各気筒のインジェクタに供給し、このインジェクタから気筒内に燃料を直接噴射する。このような筒内噴射式内燃機関機関の従来技術として、始動時に燃圧（燃料圧力）が設定圧力に達するまで或いは始動初期の設定期間に、燃料の筒内噴射を禁止するようにしたものが知られている（例えば、特開平１１−２７０３８５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術では、始動時に燃圧が設定圧力に達して燃料の筒内噴射を開始した後に、せっかく昇圧した燃圧が噴射毎に低下し、また、各噴射間では高圧ポンプにより燃圧が上がるというように、燃圧が大きく変動する。こうした燃圧の大きな変動により噴霧の霧化や噴流速度が変化するために、混合気形成状況が変化し、排気に黒煙が含まれるようになるおそれがあるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、始動時に黒煙の発生を抑制できるようにした筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に係る発明は、始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御として燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割しての２回噴射を行うとともに、その２回噴射のうちの圧縮行程での燃料噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することを要旨とする。
【０００６】
ここにいう「始動時昇圧制御」とは、始動時に燃圧を早期に始動に適した燃圧に上昇させるために、始動時に燃圧が設定圧力に達するまで或いは始動初期の設定期間に燃料の筒内噴射を禁止する制御をいう。この構成によれば、始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御を、燃圧に応じて行なうことで、始動時噴射開始後の燃圧落ち込みを考慮して始動時噴射制御を行なうことができる。これにより、筒内噴射による燃圧の変動が小さくなるので、噴霧の霧化や噴流速度の変化が小さくなる。このため、混合気形成状況の変化が小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生を抑制できる。
【０００８】
また従来、筒内噴射式内燃機関において、始動時昇圧制御により昇圧した燃圧が急激に低下しないように噴射量を少なくするために、燃料噴射を吸気行程での噴射と圧縮行程での噴射に分割して２回行ない、燃圧を維持しつつ始動させるようにした技術が知られている。こうした２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合、吸気行程での噴射量の方が圧縮行程での噴射量よりも多く、しかも、吸気行程での噴射量は普通の噴射と比べれば圧倒的に少ない。このため、吸気行程での噴射時期を設定する自由度が増え、黒煙（スモーク）の発生が少なくなる噴射時期を選べる。また、こうした２回噴射方式では、吸気行程および圧縮行程での各噴射量、およびトータルの噴射量も減らせるので、吸気行程の噴射時期を黒煙の発生の少ない噴射時期、つまりピストンが降りたところから燃料を噴くような噴射時期に設定できる。また、トータルの噴射量も減る。これにより、黒煙を減らすようにしている。
【０００９】
ところで、こうした２回噴射方式を採用した従来の筒内噴射式内燃機関では、吸気行程での噴射量の方が圧縮行程での噴射量よりも多く、吸気行程での噴射により燃圧が下がった状態で圧縮行程で燃料を噴くので、燃圧に対する影響は、吸気行程での噴射よりも圧縮行程での噴射の方が大きい。また、圧縮行程での噴射時期を一定にしているので、始動時には、噴射毎に燃圧が減るし、また、各噴射間では高圧ポンプにより燃圧が上がるというように燃圧がめまぐるしく変動する。これに対して、上記構成によれば、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射のうち、少なくとも圧縮行程での噴射時期を燃圧に応じて設定する。このため、２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００１１】
更にこの構成によれば、圧縮行程での噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに抑制され、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御として燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割しての２回噴射を行うとともに、その２回噴射のうちの少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定することを要旨とする。
【００１３】
上述した２回噴射方式を採用した筒内噴射式内燃機関では、燃圧に対する影響は、吸気行程での噴射量と圧縮行程での噴射量のいずれも影響が大きい。上記構成によれば、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射の少なくとも一方の噴射量を燃圧に応じて設定するので、２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００１５】
またこの構成によれば、２回噴射の少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時噴射制御は、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えて算出することを要旨とする。
【００１７】
この構成によれば、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えることで、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた最適な噴射量に設定できる。これにより、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、前記始動時噴射制御は、各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定することを要旨とする。
【００１９】
この構成によれば、各気筒では、一度燃焼するとその気筒の次の噴射時には噴射量は前回よりも少なくてすむことを利用し、各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定する。これにより、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた必要最小限の噴射量ですますことができ、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
[第１実施形態]
図１は、本発明を適用した第１実施形態に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置の全体構成を概略的に示している。はじめに、図１を参照して、筒内噴射式内燃機関としてのエンジン１０の概要並びに始動時制御装置の基本構成について説明する。
【００２２】
エンジン１０は、シリンダヘッド１１と、６つのシリンダ１３（図１ではその１つのみを図示）が形成されたシリンダブロック１２とを備えている。各シリンダ１３内にはピストン１４が往復運動可能に設けられており、このピストン１４の頂面と、シリンダ１３の内周壁面及びシリンダヘッド１１の下面とによって燃焼室１５が区画形成されている。この燃焼室１５には、吸気通路１７及び排気通路１８がそれぞれ接続されている。
【００２３】
シリンダヘッド１１には、燃焼室１５内に燃料を直接噴射するインジェクタ２０と、燃焼室１５内の混合気の点火を行う点火プラグ１６とが、各気筒毎に設けられている。各気筒のインジェクタ２０はデリバリパイプ２１に接続されており、同パイプ２１から各気筒のインジェクタ２０に燃料がそれぞれ供給される。また、デリバリパイプ２１は、高圧ポンプ２２に接続されている。
【００２４】
高圧ポンプ２２は低圧ポンプ２３に接続されており、同ポンプ２３で燃料タンク２４から汲み上げた燃料を高圧ポンプ２２により高圧にしてデリバリパイプ２１、さらには各気筒のインジェクタ２０に圧送するようになっている。低圧ポンプ２３は、電動式のポンプであり、高圧ポンプ２２はエンジン１０のカムシャフト（図示略）により駆動される機関駆動式のポンプである。
【００２５】
次に始動時制御装置の基本構成について説明する。この始動時制御装置は、電子制御装置（以下，ＥＣＵという。）３０を備える。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、機関運転状態を検出するクランク角センサ３１、水温センサ３２等の各種センサの出力信号を取り込んで燃料噴射量と噴射時期を演算し、その演算結果に応じた噴射パルスを各気筒のインジェクタ２０に出力して燃料噴射を実行する。また、ＥＣＵ３０には、デリバリパイプ２１に設けられ、同パイプ２１内の上記燃圧（燃料圧力）を検出する燃料圧センサ３３の出力信号が入力される。
【００２６】
クランク角センサ３１は、クランクシャフト（図示略）の近傍に設けられており、同クランクシャフトの回転に同期した信号を出力する。ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３１の出力信号に基づいてクランクシャフトの回転速度（エンジン回転数ＮＥ）とクランク角ＣＡを算出する。水温センサ３２は、シリンダブロック１２に設けられ、機関冷却水の温度（冷却水温）に応じた信号を出力する。これらクランク角センサ３１、水温センサ３２、燃料圧センサ３３等の各種センサの出力信号は、ＥＣＵ３０にてＡ／Ｄ変換されて取り込まれる。
【００２７】
また、ＥＣＵ３０は、始動時噴射制御として、内蔵のＲＯＭ（記録媒体）に記憶された図２に示す「始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチン」を実行する。以下、この始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチンの処理内容を図２および図３に基づいて説明する。本処理は、イグニッションスイッチ（図示略）のオン後に噴射タイミング毎に実行される。
【００２８】
本処理が開始されると、ステップＳ１１０で、始動時２回噴射要求が有ったか否かが判断される。ＥＣＵ３０は、例えば、イグニッションスイッチが「スタート」位置に操作されてから（図３の時刻ｔ１から）上記エンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了するまで（図３の時刻ｔ３まで）は、始動時２回噴射実行フラグを「ＯＮ」に設定するようになっている。この始動時２回噴射実行フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、始動時２回噴射要求が有ったと判断されてステップＳ１２０に進み、そうでない場合には通常の噴射ルーチンへ移行する。なお、ここにいう「始動時２回噴射」とは、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射をいう。
【００２９】
ステップＳ１２０に進むと、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射時期を、上記ＲＯＭに記憶された噴射時期算出用マップを参照して算出する。なお、ここで算出する噴射時期は、圧縮行程の噴射時期だけでなく、吸気行程の噴射時期についても算出している。ただし、吸気行程の噴射時期については、その算出値を使えるようにしてあるが、本実施形態では圧縮行程の噴射時期についての算出値のみを使用する。すなわち、圧縮行程の噴射時期のみを、燃圧が低いほど遅角側の値に設定するようにしている。また、上記噴射時期算出用マップは、燃圧が低くなるほど圧縮行程の噴射時期を遅角側の値に設定するように作られている。
【００３０】
ステップＳ１２０の実行後、ステップＳ１３０に進み、昇圧が完了したか否かが判断される。ＥＣＵ３０は、イグニッションスイッチが「スタート」位置に操作されてから（図３の時刻ｔ１から）、上述した「始動時昇圧制御」を実行し、高圧ポンプ２２を制御して燃圧を早期に始動に適した燃圧に上昇させる（図３の時刻ｔ１〜ｔ２）。この始動時昇圧制御による昇圧が完了したか否かがステップＳ１３０で判断される。ここでは、燃圧が設定圧力に達したときに昇圧が完了したと判断する。燃料圧センサ３３で検出される燃圧が設定圧力に達していない場合にはステップＳ１２０に戻り、燃圧が設定圧力に達した場合（図３の時刻ｔ２）には、ステップＳ１４０に進む。
【００３１】
ステップＳ１４０に進むと、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、上述した２回噴射を行なう。この２回噴射のうち、圧縮行程の噴射は、ステップＳ１２０で算出した燃圧に応じた噴射時期（圧縮行程噴射時期）に実行される。
【００３２】
上記ステップＳ１１０〜１４０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次２回噴射を行なう。こうして各気筒において２回噴射を点火順に繰り返し実行する間に、エンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了すると（図３の時刻ｔ３）、ＥＣＵ３０は、始動時２回噴射実行フラグを「ＯＦＦ」に設定する。こうして始動時２回噴射実行フラグが「ＯＦＦ」に設定されると、ステップＳ１１０の判定結果がＮＯになり、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００３３】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
・始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御（図２に示す「始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチン」）を、燃圧に応じて行なうことで、始動噴射開始後の燃圧落ち込みを考慮して始動時噴射制御を行なうことができる。これにより、筒内噴射による燃圧の変動が小さくなるので、噴霧の霧化や噴流速度の変化が小さくなる。このため、混合気形成状況の変化が小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生を抑制できる。
【００３４】
・上記従来の筒内噴射式内燃機関では、上述したように圧縮行程での噴射時期を一定にしているので、始動時に燃圧が大きく変動する。これに対して、本実施形態では、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射のうち、圧縮行程での噴射時期を燃圧に応じて設定する。このため、２回噴射方式でエンジン１０を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００３５】
・始動時噴射制御（「始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチン」）では、圧縮行程での噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに抑制され、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００３６】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置を、図４および図５に基づいて説明する。ＥＣＵ３０は、始動時噴射制御として、上記ＲＯＭに記憶された図４に示す「始動時噴射量算出ルーチン」を実行する。本実施形態の始動時噴射制御（「始動時噴射量算出ルーチン」）では、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射における各行程の噴射量、すなわち吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量をそれぞれ燃圧に応じて設定する。
【００３７】
具体的には、２回噴射における各行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値にそれぞれ設定する。また、その始動時噴射制御では、各気筒の２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を、それぞれ燃圧が高いほど少ない値に設定する。
【００３８】
本実施形態の始動時噴射制御（「始動時噴射量算出ルーチン」）の処理内容を図４および図５に基づいて説明する。本処理は、イグニッションスイッチ（図示略）のオン後に噴射タイミング毎に実行される。
【００３９】
本処理が開始されると、ステップＳ２１０で、図２の上記ステップＳ１１０と同様に始動時２回噴射要求が有ったか否かが判断される。ＥＣＵ３０は、例えば、イグニッションスイッチが「スタート」位置に操作されてから（図５の時刻ｔ１から）上記エンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了するまでは、始動時２回噴射実行フラグを「ＯＮ」に設定する。この始動時２回噴射実行フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、始動時２回噴射要求が有ったと判断されてステップＳ２２０に進み、そうでない場合には通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００４０】
ステップＳ２２０に進むと、噴射回数が６回未満か否かが判断される。すなわち、６気筒全てで１回目の噴射がなされたか否かが判断される。図５の時刻ｔ１直後では、６気筒のいずれの気筒でも噴射がなされておらず、噴射回数が６回未満であるので、ステップＳ２２０からステップＳ２３０に進む。
【００４１】
このステップＳ２３０では、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射量（吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量）を、上記ＲＯＭに記憶された１順目噴射マップ（１順目噴射量算出用マップ）を参照してそれぞれ算出する。なお、ここにいう「１順目噴射」とは、６気筒全てで１回目の噴射がなされる場合をいう。また、１順目噴射マップは、２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値にそれぞれ設定するように作られている。
【００４２】
ステップＳ２３０の実行後、ステップＳ２４０に進み、図２の上記ステップＳ１３０と同様に昇圧が完了したか否かが判断される。燃料圧センサ３３で検出される燃圧が設定圧力に達していない場合にはステップＳ２３０に戻り、燃圧が設定圧力に達した場合（図５の時刻ｔ２）には、ステップＳ２５０に進む。
【００４３】
ステップＳ２５０に進むと、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、上述した２回噴射を行なう。この２回噴射における吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射は、ステップＳ２３０で算出した燃圧に応じた噴射量だけそれぞれ噴射される。
【００４４】
上記ステップＳ２１０〜S２５０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次２回噴射を行なう。こうして６気筒全てで１回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が６回以上になると、すなわち図５に示す時刻ｔ２，ｔ３間の１順目噴射が終了すると、ステップＳ２２０からステップＳ２６０に進む。
【００４５】
このステップＳ２６０では、噴射回数が１２回未満か否かが判断される。６気筒全てで１回目の噴射がなされた直後は、噴射回数が１２回未満であるのでステップＳ２６０からステップＳ２７０に進む。
【００４６】
このステップＳ２７０では、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射量（吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量）を、上記ＲＯＭに記憶された２順目噴射マップ（２順目噴射量算出用マップ）を参照して算出する。なお、ここにいう「２順目噴射」とは、６気筒全てで２回目の噴射がなさる場合をいう。また、２順目噴射マップは、２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値にそれぞれ設定するとともに、ステップＳ２３０で上記１順目噴射マップを参照して算出する１順目より少ない噴射量を設定するように作られている。その理由は、一度燃焼すると、次のその気筒の噴射量は低減できるからである。
【００４７】
ステップＳ２７０の実行後、ステップＳ２５０に進み、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、２回目の噴射（吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射の２回噴射）を行なう。この２回目の噴射においても、吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射は、それぞれステップＳ２７０で算出した燃圧に応じた噴射量だけ噴射される。
【００４８】
上記ステップＳ２１０，S２２０，S２６０，S２７０およびS２５０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次２回目の噴射を行なう。こうして６気筒全てで２回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が１２回以上になると、すなわち図５に示す時刻ｔ３，ｔ４間の２順目噴射が終了すると、ステップＳ２６０からステップＳ２８０に進む。
【００４９】
このステップＳ２８０では、噴射回数が１８回未満か否かが判断される。６気筒全てで２回目の噴射がなされた直後は、噴射回数が１８回未満であるのでステップＳ２８０からステップＳ２９０に進む。
【００５０】
このステップＳ２９０では、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じた噴射量（吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量）を、上記ＲＯＭに記憶された３順目噴射マップ（３順目噴射量算出用マップ）を参照して算出する。なお、ここにいう「３順目噴射」とは、６気筒全てで３回目の噴射がなさる場合をいう。また、３順目噴射マップは、２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定するとともに、ステップＳ２７０で上記２順目噴射マップを参照して算出する２順目よりさらも少ない噴射量を設定するように作られている。
【００５１】
ステップＳ２９０の実行後、ステップＳ２５０に進み、燃料噴射を開始する。すなわち、６気筒のうち点火順序が１番目の気筒において、３回目の噴射（上述した２回噴射）を行なう。この３回目の噴射においても、吸気行程の噴射と圧縮行程の噴射は、それぞれステップＳ２９０で算出した燃圧に応じた噴射量だけ噴射される。
【００５２】
上記ステップＳ２１０，S２２０，S２６０，S２８０，S２９０およびS２５０を繰り返し実行することにより、各気筒において、点火順に順次３回目の噴射を行なう。こうして６気筒全てで３回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が１８回以上になると、すなわち図５では図示を省略した３順目噴射が終了すると、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００５３】
また、本処理の実行中に、上述したようにエンジン回転数ＮＥが設定回転数に達して始動完了すると、ＥＣＵ３０は始動時２回噴射実行フラグを「ＯＦＦ」に設定する。こうして始動時２回噴射実行フラグが「ＯＦＦ」に設定されると、ステップＳ２１０の判定結果がＮＯになり、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行する。
【００５４】
以上のように構成された第２実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
・上述した２回噴射方式を採用した筒内噴射式内燃機関では、燃圧に対する影響は、吸気行程での噴射量と圧縮行程での噴射量のいずれも影響が大きい。本実施形態によれば、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割して行なう２回噴射における両行程の噴射量をそれぞれ燃圧に応じて設定するので、２回噴射方式で内燃機関を始動させる場合でも、燃圧の変動が抑制され、排気に含まれる黒煙の発生を好適に抑制できる。
【００５５】
・２回噴射における吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量をそれぞれ燃圧が高いほど少ない値に設定することにより、燃圧に応じた必要最小限の噴射量ですますことができる。これにより、燃圧の変動がさらに小さくなり、排気に含まれる黒煙の発生をさらに抑制できる。
【００５６】
・各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数が増える毎にマップを切り換えることで、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた最適な噴射量に設定できる。これにより、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００５７】
・各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定する。すなわち、各気筒の２順目の噴射量を１順目の噴射量より少ない値に設定するとともに、各気筒の３順目の噴射量を２順目の噴射量より少ない値に設定する。これにより、各気筒の噴射量を、噴射回数に応じた必要最小限の噴射量ですますことができ、排気に含まれる黒煙の発生をさらに好適に抑制できる。
【００５８】
[ 変形例]
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、本発明を６気筒のエンジン１０に適用した例を示したが、本発明は６気筒に限らず、多気筒の筒内噴射式内燃機関に広く適用可能である。
【００５９】
・上記第１実施形態では、図２のステップＳ１３０で、上述した「始動時昇圧制御」により燃圧が設定圧力に達したときに昇圧が完了したと判断するようにしているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、始動初期の設定期間が経過したときに昇圧が完了したと判断するようにしてもよい。
【００６０】
・上記第１実施形態では、図２のステップＳ１２０で、燃料圧センサ３３で検出される燃圧に応じて噴射時期算出用マップを参照して算出する噴射時期として、圧縮行程の噴射時期だけでなく、吸気行程の噴射時期についても算出している。ただし、圧縮行程の噴射時期の算出値のみを使用し、吸気行程の噴射時期の算出値は使用していない。すなわち、圧縮行程の噴射時期のみを、燃圧が低いほど遅角側の値に設定するようにしている。本発明は、このような構成に限定されず、吸気行程の噴射時期と圧縮行程の噴射時期の両方を、それぞれ燃圧が低くなるほど遅角側の値に設定する場合にも適用される。
【００６１】
・上記第２実施形態では、吸気行程の噴射量と圧縮行程の噴射量の両方を、それぞれ燃圧が高いほど少ない値に設定するようにしているが、両行程の少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定する場合にも本発明は適用される。
【００６２】
・上記第２実施形態では、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数が増える毎にマップを切り換えて算出するようにしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、各気筒における今回の噴射量を、前回と同じマップを参照して算出するようにしてもよい。すなわち、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えて算出する場合にも本発明は適用される。
【００６３】
・上記第２実施形態では、６気筒全てで３回目の噴射（２回噴射）がなされ、噴射回数が１８回以上になると、本処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行するしているが、６気筒全てで「３」以外の複数回目の噴射がなされた場合に、図４の処理を終了して通常の噴射ルーチンへ移行するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態に係る筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置の全体構成を概略的に示す構成図。
【図２】 第１実施形態による始動時圧縮行程噴射時期算出ルーチンを示すフローチャート。
【図３】 同ルーチンの説明に用いるタイミングチャート。
【図４】 第２実施形態による始動時噴射量算出ルーチンを示すフローチャート。
【図５】 同ルーチンの説明に用いるタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…筒内噴射式内燃機関としてのエンジン、２２…高圧ポンプ、３０…電子制御装置（ＥＣＵ）、３３…燃料圧センサ。
Claims (4)
- 始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、
前記始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御として燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割しての２回噴射を行うとともに、その２回噴射のうちの圧縮行程での燃料噴射時期を燃圧が低いほど遅角側の値に設定することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。 - 始動時昇圧制御を行なう筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置において、
前記始動時昇圧制御により燃圧を機関の始動に適した圧力まで上昇させた後に開始される始動時噴射制御として燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分割しての２回噴射を行うとともに、その２回噴射のうちの少なくとも一方の噴射量を燃圧が高いほど少ない値に設定することを特徴とする筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。 - 前記始動時噴射制御は、各気筒における燃圧に応じた噴射量を、噴射回数に応じてマップを切り換えて算出することを特徴とする請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。
- 前記始動時噴射制御は、各気筒の噴射量を、噴射回数が２順目以降は前回の噴射量より少ない値に設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の筒内噴射式内燃機関の始動時制御装置。
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