JP4147992B2

JP4147992B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置

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Publication number: JP4147992B2
Application number: JP2003081662A
Authority: JP
Inventors: 洋充瀬尾; 正直井戸側; 純前村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004285963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、特に内燃機関の始動時における燃料噴射量を効率的に制御する燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料噴射制御装置のうち、機関始動時における１サイクル目の燃料噴射量に対して２サイクル目の燃料噴射量を減量するように制御することを提案するものがある（例えば、特許文献１参照。）。１サイクル目の燃焼に伴って機関温度が上昇することから、２サイクル目に要求される燃料噴射量は１サイクル目に要求される燃料噴射量よりも少なくなる。そこで、特許文献１では、機関始動時における燃料噴射量を上記のごとく制御することで、排気エミッションの低減を図っている。また、直噴ガソリンエンジンのように高圧燃料が要求される内燃機関において、燃料の微粒化を図るべく、燃料噴射弁に供給する燃料圧力を所定圧力以上に昇圧した後、燃料噴射を開始することを提案するものがある（例えば、特許文献２参照。）。更に、燃料圧力を昇圧するに際し、電動ポンプから供給される燃料を機械式の高圧燃料ポンプの内部を通し、高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料配管内に吐出するものにおいて、機関始動時、高圧燃料ポンプの加圧動作を停止することを提案するものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−４２０１２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２７０３８５号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２５１６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１にて提案されるごとく、機関始動時における１サイクル目の燃料噴射量に対して２サイクル目の燃料噴射量を減量する燃料噴射制御において、始動条件によっては１サイクル目に良好な燃焼が行われず、失火が発生する可能性がある。特許文献１による燃料噴射制御によると、１サイクル目に燃焼が生じたことを前提に２サイクル目の燃料噴射量を減量しているため、１サイクル目で失火が生じた場合には、２サイクル目においても失火する可能性が高くなり、始動性が悪化するというおそれがあった。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の始動時の燃料噴射量を適切に制御することにより、良好な機関始動を実現す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】
上記目的を実現するために、本発明のある態様は、各気筒に燃料噴射弁が設けられた内燃機関であり、機関始動時における１サイクル目の燃料噴射量に対して２サイクル目の燃料噴射量を減量する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。内燃機関は、電動ポンプから供給される燃料を機械式の高圧燃料ポンプの内部を通し、該高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料配管内に吐出することにより高圧燃料を燃料噴射弁に供給するとともに、前記高圧燃料ポンプの加圧動作を通じて高圧燃料配管内の燃料圧力を所定圧力以上に昇圧した後、燃料噴射を開始するものである。この燃料噴射制御装置は、１サイクル目に失火が生じたか否かを判断する判断手段と、１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量よりも多いときには、高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して電動ポンプから供給される燃料を前記高圧燃料ポンプの内部を素通りさせる停止手段と、１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量以下であって、第１の所定量よりも小さく設定される第２の所定量よりも多いときには、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量と等しくなるよう該燃料噴射量を補正する補正手段とを備える。判断手段および補正手段の機能は、電子制御装置により実現されてもよい。
【０００７】
この燃料噴射制御装置によると、機関始動時において１サイクル目に失火が生じた場合に、１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量よりも多いときには、高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して電動ポンプから供給される燃料を前記高圧燃料ポンプの内部を素通りさせる。１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量よりも多いときに、２サイクル目の燃料噴射量を増量すると、結果として燃料噴射量を確保できなくなる状況が発生し、始動性が更に悪化してしまう可能性がある。そのため、そのような状況下では、高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して、電動ポンプのフィード圧を用いて燃料噴射を実行することにより、２サイクル目の燃料噴射量を確保することができ、始動性の悪化を抑制することができる。また、１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量以下であって、第１の所定量よりも小さく設定される第２の所定量よりも多いときには、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量と等しくなるよう該燃料噴射量を補正することで、２サイクル目における失火の発生を抑制することができ、良好な機関始動を実現することができる。なお、２サイクル目の燃料噴射量を増量補正したにも関わらず、２サイクル目においても失火が生じた場合には、補正手段は、３サイクル目の燃料噴射量をさらに増量補正して、３サイクル目の失火の発生を抑制してもよい。
【０００８】
補正手段は、１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第２の所定量以下であるときには、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量よりも多くなるように増量補正してもよい。これによると、燃料圧力の低下を抑制しながら２サイクル目の燃料噴射量を増量することができ、２サイクル目における失火の発生を抑制することができる。
【０００９】
補正手段は、１サイクル目の燃料噴射量が少ないほど大きく、また１サイクル目の燃料噴射量が多いほど小さく設定される増量係数のマップを有し、１サイクル目の燃料噴射量に対応する増量係数を用いて、２サイクル目の燃料噴射量を増量補正してもよい。１サイクル目の燃料噴射量に応じて２サイクル目の燃料噴射量を適切に調整することにより、燃料圧力の低下を抑制しながら２サイクル目の燃料噴射量を増量補正することができ、２サイクル目における失火の発生を抑制することができる。
【００１０】
第１の所定量および第２の所定量は、高圧燃料ポンプの１回あたりの汲み上げ量に基づいて定められることが好ましい。また第１の所定量は、高圧燃料ポンプの１回あたりの汲み上げ量よりも大きい値に設定されてよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関１の概略構成を示す。内燃機関１は、機関本体１５および燃料供給装置４０を備える。この実施の形態において機関本体１５は６つの気筒、ここでは第１気筒１６ａ、第２気筒１６ｂ、第３気筒１６ｃ、第４気筒１６ｄ、第５気筒１６ｅおよび第６気筒１６ｆ（以下、適宜「気筒１６」と総称する）を有するが、これは本発明を限定するものではない。燃料供給装置４０は、低圧燃料ポンプ３により汲み上げた燃料を高圧燃料ポンプ９により加圧してデリバリパイプ１３内に圧送し、高圧燃料を第１燃料噴射弁１４ａ、第２燃料噴射弁１４ｂ、第３燃料噴射弁１４ｃ、第４燃料噴射弁１４ｄ、第５燃料噴射弁１４ｅおよび第６燃料噴射弁１４ｆ（以下、適宜「燃料噴射弁１４」と総称する）からそれぞれ対応する気筒１６内に直接噴射する。以降、低圧燃料ポンプ３から高圧燃料ポンプ９までの燃料経路を「低圧燃料配管」と、高圧燃料ポンプ９から燃料噴射弁１４までの燃料経路を「高圧燃料配管」と呼ぶ。燃料噴射弁１４による噴射タイミングなどは、電子制御装置（以下、ＥＣＵと表記する）３０により制御される。
【００１２】
ＥＣＵ３０は、図示のごとく単一の構成として存在してもよいが、各構成の制御にそれぞれ特化した複数のサブＥＣＵと、複数のサブＥＣＵを統括管理するメインＥＣＵとして存在してもよい。以下では制御機能を実現する構成を、統一的にＥＣＵ３０として表現する。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えて構成される。本実施の形態において、ＥＣＵ３０などの構成は、内燃機関１の燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置として機能する。
【００１３】
ユーザによりスタータスイッチ２０がオンされると、ＥＣＵ３０が内燃機関１の始動操作を検知し、スタータ２２および低圧燃料ポンプ３に駆動指示を出す。燃圧センサ１７は高圧燃料配管内の燃料圧力、具体的にはデリバリパイプ１３内の燃料圧力を検出し、その検出結果をＥＣＵ３０に伝達する。また、水温センサ２１が、内燃機関１の冷却水の温度を検出し、その検出結果をＥＣＵ３０に伝達する。本実施の形態における内燃機関１は、始動操作に伴って燃料噴射を開始する通常始動モードと、高圧燃料ポンプ９の動作を通じて昇圧される高圧燃料配管内の燃料圧力が所定圧力以上になったことを条件に燃料噴射を開始する昇圧始動モードとを有する。ＥＣＵ３０は燃料圧力や冷却水温度などに基づいて、通常始動モードまたは昇圧始動モードのいずれかを選択する。本実施の形態では、ＥＣＵ３０が昇圧始動モードを選択した場合を前提とし、昇圧始動モードにおいて燃焼状態に応じた燃料噴射制御を行う。
【００１４】
低圧燃料ポンプ３はバッテリにより駆動される電動式で、燃料タンク２内の燃料を汲み上げ、その吐出ポートから低圧燃料配管にフィードする。この吐出ポートはプレッシャレギュレータ４に接続されており、汲み上げられた燃料の圧力は、このプレッシャレギュレータ４により所定のフィード圧に調整される。燃料圧力がフィード圧を超えると、プレッシャレギュレータ４は低圧燃料ポンプ３からフィードされた燃料を燃料タンク２に還流することにより、低圧燃料配管中の燃料圧力を一定に保つ。フィード圧は例えば０．４ＭＰａに設定されている。フィルタ５は燃料から異物を除去し、パルセーションダンパ６は燃料脈動を低減する。汲み上げられた燃料は、低圧燃料配管である吸入管７を通って高圧燃料ポンプ９に供給される。
【００１５】
高圧燃料ポンプ９は機械式で、電磁弁８の制御を通じて高圧燃料配管であるデリバリパイプ１３内の燃料圧力を例えば１２ＭＰａの目標圧力に昇圧する。高圧燃料ポンプ９による１回の昇圧量は例えば２ＭＰａである。高圧燃料ポンプ９のプランジャ９ａは、カムシャフト１０に設けられたポンプカム１０ａの回転に同期してポンプのシリンダ内を摺動する。ポンプ室９ｂの容積はプランジャ９ａの動きにより変化する。プランジャ９ａはバネ９ｃによりポンプ室９ｂの容積を増やす方向に付勢されている。高圧燃料ポンプ９による燃料の吐出行程においては、ポンプカム１０ａがプランジャ９ａをポンプ室９ｂの容積を減らす方向に摺動させ、燃料の吸入行程においては、逆にポンプ室９ｂの容積を増やす方向にバネ９ｃがプランジャ９ａを摺動させる。高圧燃料ポンプ９は、ポンプカム１０ａが１回転する間に３回の吸入行程および吐出行程を迎える。カムシャフト１０とクランクシャフトは減速ギア等を介して連結され、クランクシャフトが２回転すると、カムシャフト１０が１回転するように構成される。クランク角センサ３１は、クランクシャフトの近傍に設けられ、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、すなわちエンジン回転数ＮＥを算出する。
【００１６】
電磁弁８は、ＥＣＵ３０からの開閉指示に基づき弁部品８ｃを駆動して、高圧燃料ポンプ９の吸入側開口部９ｄを開閉する。弁部品８ｃはバネ８ａにより吸入側開口部９ｄを開く方向に付勢されている。電磁弁８は、高圧燃料ポンプ９の吸入行程において電磁ソレノイド８ｂを消磁することによりバネ８ａの付勢力で開弁され、吐出行程において電磁ソレノイド８ｂを励磁することにより閉弁される。それにより、吸入行程中には、高圧燃料ポンプ９のポンプ室９ｂ内に低圧燃料ポンプ３から供給される燃料が吸入され、吐出行程中には、ポンプ室９ｂ内の燃料が加圧されて高圧燃料配管に圧送される。ポンプ室９ｂの吐出側開口部９ｅにはチェックバルブ１１が設けられており、燃料の流れをポンプ室９ｂから高圧燃料配管の方向に制限する。
【００１７】
高圧燃料配管において、加圧された燃料が、吐出管１２を介してデリバリパイプ１３に供給される。デリバリパイプ１３は、１回の燃料噴射によってその燃料圧力が急降下しないよう十分な容積を有し、かつ車両走行中などの噴射制御においては、２気筒の燃料噴射による降圧分が高圧燃料ポンプ９の１回の吐出量で補えるよう配慮されている。
【００１８】
燃料噴射弁１４は、ＥＣＵ３０からの噴射指示を受け、所期のタイミングで必要量の燃料を噴射する。気筒１６には点火機構が設けられ、ＥＣＵ３０からの指示に基づいて駆動される。ＥＣＵ３０はデリバリパイプ１３内の燃料圧力が目標圧力となるように電磁弁８をフィードバック制御する。なお見やすさのため、図中ＥＣＵ３０から燃料噴射弁１４への制御を示す破線を一部省略している。
【００１９】
戻し管１９にはリリーフバルブ１８が設けられる。リリーフバルブ１８は、デリバリパイプ１３内の燃料圧力が例えば１５ＭＰａを超えると開弁して燃料を燃料タンク２に戻し、デリバリパイプ１３内の燃料圧力の高圧側リミッタとして作用する。
【００２０】
本実施の形態における内燃機関１は、通常始動モードにおいては、電磁弁８を開弁して高圧燃料ポンプ９を作動させず、低圧燃料ポンプ３によりデリバリパイプ１３内の燃料圧力がフィード圧に保たれた状態で燃料噴射が行われる。このときＥＣＵ３０や電磁弁８は、高圧燃料ポンプ９の加圧動作を停止して、低圧燃料ポンプ３から供給される燃料を高圧燃料ポンプ９の内部を素通りさせる停止手段として機能する。高圧燃料ポンプ９の１回の圧送により吐出可能な燃料量が燃料噴射弁１４からの２気筒分の噴射量を超えるようになると、高圧燃料ポンプ９を作動させる。一方、昇圧始動モードにおいては、燃料噴射弁１４からの燃料噴射を停止した状態で、高圧燃料ポンプ９を作動させ、高圧燃料配管内の燃料圧力を所定圧力以上に昇圧した後、燃料噴射が開始される。
【００２１】
本実施の形態において、内燃機関１の燃料噴射制御装置は、ＥＣＵ３０を備える。ＥＣＵ３０は、クランク角センサ３１、水温センサ２１など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１６の燃料噴射弁１４に出力して、燃料噴射を実行する。燃料噴射制御装置は、昇圧始動モードにおいて、昇圧した燃料圧力が急激に低下しないように、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程の２回に分けて行い、噴射量を少なくすることにより燃料圧力を維持しつつ機関始動を行うことが好ましい。このような２回噴射方式で内燃機関１を始動させる場合、吸気行程での燃料噴射量の方が圧縮行程での燃料噴射量よりも多く、且つ、吸気行程での燃料噴射量は通常の１回噴射方式の燃料噴射量と比べると大幅に少なくすることができる。このように２回噴射方式では、吸気行程および圧縮行程でのトータルの燃料噴射量を減らせるので、燃料圧力の低下を抑制することができ、また排気エミッションを低減することができる。以下では、説明の便宜上、特に２回噴射方式による燃料噴射制御に言及しないこととする。
【００２２】
図２は、本実施の形態に係る燃料噴射制御装置による昇圧始動モードにおける燃料噴射制御のフローチャートを示す。昇圧始動モードにおける通常の燃料噴射制御では、機関始動時における１サイクル目の燃料噴射量に対して２サイクル目の燃料噴射量を減量する。１サイクル目で完爆している場合には、１サイクル目の燃焼による機関温度の上昇に伴って、２サイクル目に要求される燃料噴射量が１サイクル目に要求される燃料噴射量よりも少なくなるため、２サイクル目の燃料噴射量を減量することにより、排気エミッションを低減することができる。
【００２３】
まず、ＥＣＵ３０がクランク角センサ３１の出力信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、算出したエンジン回転数ＮＥと、水温センサ２１による冷却水温度との関係から、１サイクル目の失火の有無を判定する（Ｓ１０）。このときＥＣＵ３０は、失火が生じたか否かを判断する判断手段として機能する。１サイクル目の失火判定は、６気筒の全てに燃料噴射した後に行ってもよく、また、所定数の気筒１６、例えば３から５つの気筒１６に燃料噴射した後に行ってもよい。複数の気筒１６に噴射した後に失火判定を行うことにより、１つの気筒１６に噴射した後に失火判定を行う場合と比較して、失火判定の精度を上げることができる。
【００２４】
図３は、冷却水温度ごとに設定された１サイクル目の燃料噴射終了時、すなわち６つ全ての気筒１６に１回目の燃料噴射を行った時の目標エンジン回転数を示す。目標エンジン回転数は、各噴射に対して着火できていた場合のエンジン回転数に設定され、失火が生じたか否かの判断基準として利用される。１サイクル目の燃料噴射終了時に、エンジン回転数ＮＥが、冷却水温度に応じて設定された目標エンジン回転数に到達していない場合、ＥＣＵ３０は、失火が生じていることを判定する。例えば、冷却水温度が−１５℃のとき、エンジン回転数が６００回転に達していない場合には、ＥＣＵ３０が失火が生じていると判断する。なお図３の例では、冷却水温度が−２５℃から−５℃の間で目標エンジン回転数を５℃おきに設定しているが、より密な温度間隔で目標エンジン回転数を設定することが好ましい。また、例えば３つの気筒１６に燃料噴射した後に１サイクル目の失火判定を行う場合には、３つの気筒１６に燃料噴射を行った時の目標エンジン回転数を、冷却水温度に応じて設定しておく必要がある。
【００２５】
この例ではエンジン回転数ＮＥと冷却水温度の関係により失火を判定することとしたが、別の例では、例えば気筒１６内の圧力を検出することにより失火を判定することとしてもよい。またさらに別の例では、気筒１６内にイオンプローブを設け、自着火に伴って生じるイオン電流を検出することにより、気筒１６内の失火を判定することも可能である。
【００２６】
図４（ａ）は、内燃機関１のエンジン回転挙動の一例を示す。この例では所定回数、例えば３回の噴射終了時においてエンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数に到達しており、したがってＥＣＵ３０は、失火の発生はなく、完爆していることを判定する。図４（ｂ）は、内燃機関１のエンジン回転挙動の別の例を示す。この別の例では所定回数の噴射終了時においてエンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数に到達していないため、ＥＣＵ３０は、失火が生じたことを判定する。
【００２７】
図２に戻って、Ｓ１０で失火が生じていないことが判定されると（Ｓ１０のＮ）、ＥＣＵ３０が、昇圧始動モードにおける通常の燃料噴射制御により排気エミッションの低減を図るべく、２サイクル目の燃料噴射量を減量し（Ｓ１２）、燃料噴射量を確定する（Ｓ１４）。一方、１サイクル目に失火が生じていることが判定された場合（Ｓ１０のＹ）、続いて２サイクル目の燃料噴射量を減量すると２サイクル目でも失火が生じる可能性があるため、燃料噴射制御装置は、２サイクル目の燃料噴射量の減量を行わず、言い換えると、２サイクル目の燃料噴射量を増量補正するように制御する。このときＥＣＵ３０は、２サイクル目の燃料噴射量を増量補正する補正手段として機能する。この増量補正制御において、まずＥＣＵ３０は、１サイクル目の燃料噴射量を、例えば予め設定した燃料噴射量Ｐと比較する（Ｓ１６）。既述のごとく、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程に分けて行う場合、トータルの燃料噴射量と、所定量Ｐとを比較する。
【００２８】
１サイクル目の噴射量が、所定量Ｐよりも多い場合（Ｓ１６のＮ）、昇圧始動を中止して（Ｓ１８）、通常始動に切り替える（Ｓ２０）。所定量Ｐは、この量を数回噴いた場合に、燃料圧力が大きく下がることになる値に設定される。例えば所定量Ｐは、高圧燃料ポンプ９の１回あたりの汲み上げ量に基づいて定められ、汲み上げ量の数十％増しの値をもとに設定される。すなわち２気筒分の燃料噴射に対して１回の高圧燃料ポンプ９による汲み上げが行われる場合、２気筒分の噴射量が汲み上げ量の数十％増しの量と等しくなるように、比較の基準となる燃料噴射量Ｐが定められる。したがって、所定量Ｐの燃料を続けて噴射すると、燃料噴射量を確保できず、始動性が悪化することになる。そのため昇圧始動モードを通常始動モードに切り替えて、低圧燃料ポンプ３によるフィード圧にて燃料を噴射し、機関始動を行うことにする。
【００２９】
一方、１サイクル目の燃料噴射量が所定量Ｐ以下である場合には（Ｓ１６のＹ）、さらに、１サイクル目の燃料噴射量を、例えば予め設定した燃料噴射量Ｑと比較する（Ｓ２２）。所定量Ｑは所定量Ｐよりも小さく設定される。所定量Ｑは、高圧燃料ポンプ９の１回あたりの汲み上げ量に基づいて定められ、ここでは２気筒における噴射量と高圧燃料ポンプ９の汲み上げ量とが等しくなるように設定される。すなわち所定量Ｑの燃料を噴射する限りは、燃料噴射量と高圧燃料ポンプ９による汲み上げ量とが釣り合うことになる。
【００３０】
１サイクル目の燃料噴射量が所定量Ｑよりも多い場合（Ｓ２２のＮ）、ＥＣＵ３０は、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量と等しく設定し（Ｓ２４）、２サイクル目の燃料噴射量を確定する（Ｓ１４）。失火が生じているため２サイクル目の燃料噴射量が１サイクル目の燃料噴射量よりも多くなるように増量することが好ましいが、増量により燃料圧力が大幅に低下して始動性が悪化する事態を回避する必要がある。したがって、１サイクル目の燃料噴射量が所定量Ｑよりも多い場合には、２サイクル目の燃料噴射量を、１サイクル目の燃料噴射量に維持するように増量補正することにより、２サイクル目の失火の発生を抑制する。
【００３１】
一方で、１サイクル目の燃料噴射量が所定量Ｑ以下である場合（Ｓ２２のＹ）、ＥＣＵ３０は、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量よりも多くなるよう増量補正して（Ｓ２６）、２サイクル目の燃料噴射量を確定する（Ｓ１４）。２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量よりも増量することにより、２サイクル目における失火の発生を抑制する。増量補正の量は、例えば１サイクル目の燃料噴射量に応じて設定される増量係数をもとに定められてもよい。なお、所定量ＰおよびＱは、上記した量に限定されるものではないが、Ｐ＞Ｑの関係を有し、且つＰおよびＱが高圧燃料ポンプ９の１回あたりの汲み上げ量に基づいて定められることが好ましい。
【００３２】
図５は、１サイクル目の燃料噴射量に応じて設定される増量係数ｋを示す。ここでは、所定量Ｑが１２０mm³/ストロークより大きいものとし、１サイクル目の燃料噴射量が１２０mm³/ストローク以下である場合には、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量よりも増量するように、増量係数ｋが設定されている。図示のごとく、増量係数ｋは、１サイクル目の燃料噴射量が少ないほど大きく、また１サイクル目の燃料噴射量が多いほど小さく定められる。
【００３３】
図６は、図５に示す増量係数ｋを用いて２サイクル目の燃料噴射量を増量補正する制御のフローチャートである。１サイクル目の燃料噴射量が所定量Ｑよりも多い場合（Ｓ２２のＮ）、増量係数ｋが１に設定される（Ｓ３０）。一方、１サイクル目の燃料噴射量が所定量Ｑ以下であった場合（Ｓ２２のＹ）、１サイクル目の燃料噴射量をもとに増量係数ｋが設定される（Ｓ３２）。図５に示す増量係数ｋを用いて、ＥＣＵ３０は、１サイクル目の燃料噴射量が少ないときには、多いときに比べて２サイクル目の燃料噴射量が多くなるように、燃料噴射量を増量補正する。例えば、１サイクル目の噴射量が８０mm³/ストロークであるとき、増量係数として１．２が設定される。
【００３４】
１サイクル目の燃料噴射量に応じて増量係数ｋを設定した後、１サイクル目の燃料噴射量に増量係数ｋを乗じることにより、２サイクル目の燃料噴射量を設定する（Ｓ３４）。したがって、１サイクル目の燃料噴射量が８０mm³/ストロークである場合には、２サイクル目の燃料噴射量が、１．２×８０＝９６mm³/ストロークに設定される。図２を参照して、Ｓ３４の終了後、Ｓ１４で２サイクル目の燃料噴射量を確定する。
【００３５】
なお、図５には１サイクル目噴射量と増量係数ｋの関係を表現したマップを示したが、他のファクターを用いたマップを利用してもよい。例えば、冷却水温度と増量係数ｋの関係を表現したマップを利用して増量補正を行うことも可能であり、その他、燃料噴射量と相関のあるファクターを用いたマップを利用することが可能である。
【００３６】
以上の燃料噴射制御は、２サイクル目の燃料噴射量を制御した後に終了してもよいが、１サイクル目に続き、２サイクル目でも失火が生じた場合であれば、次の３サイクル目以降の燃料噴射量の制御に適用することも可能である。３サイクル目以降の燃料噴射制御にも適用することにより、失火の発生を効率的に抑制することのできる燃料噴射制御装置を実現することができる。また既述のごとく、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程の２回に分けて行い、トータルの燃料噴射量を少なくすることによって、燃料圧力が急激に低下する事態も回避することができ、高圧にされた燃料量を確保できることから、２サイクル目において燃料噴射量を増量補正する可能性を広げることができる。
【００３７】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によると、昇圧始動モードにおいてエンジンの失火に適切に対応することのできる燃料噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】昇圧始動モードにおける燃料噴射制御のフローチャートである。
【図３】冷却水温度ごとに設定された１サイクル目の噴射終了時の目標エンジン回転数を示す図である。
【図４】（ａ）はエンジン回転挙動の一例を示す図であり、（ｂ）はエンジン回転挙動の別の例を示す図である。
【図５】１サイクル目の噴射量に応じて設定される増量係数を示す図である。
【図６】増量係数を用いて２サイクル目の噴射量を増量補正する制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・内燃機関、２・・・燃料タンク、３・・・低圧燃料ポンプ、４・・・プレッシャレギュレータ、５・・・フィルタ、６・・・パルセーションダンパ、７・・・吸入管、８・・・電磁弁、９・・・高圧燃料ポンプ、１０・・・カムシャフト、１０ａ・・・ポンプカム、１１・・・チェックバルブ、１２・・・吐出管、１３・・・デリバリパイプ、１４・・・燃料噴射弁、１５・・・機関本体、１６・・・気筒、１７・・・燃圧センサ、１８・・・リリーフバルブ、１９・・・戻し管、２０・・・スタータスイッチ、２１・・・水温センサ、２２・・・スタータ、３０・・・ＥＣＵ、３１・・・クランク角センサ、４０・・・燃料供給装置。

Claims

各気筒に燃料噴射弁が設けられた内燃機関であり、機関始動時における１サイクル目の燃料噴射量に対して２サイクル目の燃料噴射量を減量する内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記内燃機関は、電動ポンプから供給される燃料を機械式の高圧燃料ポンプの内部を通し、該高圧燃料ポンプにより加圧して高圧燃料配管内に吐出することにより高圧燃料を前記燃料噴射弁に供給するとともに、前記高圧燃料ポンプの加圧動作を通じて前記高圧燃料配管内の燃料圧力を所定圧力以上に昇圧した後、燃料噴射を開始するものであって、
１サイクル目に失火が生じたか否かを判断する判断手段と、
１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量よりも多いときには、前記高圧燃料ポンプの加圧動作を停止して前記電動ポンプから供給される燃料を前記高圧燃料ポンプの内部を素通りさせる停止手段と、
１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第１の所定量以下であって、第１の所定量よりも小さく設定される第２の所定量よりも多いときには、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量と等しくなるよう該燃料噴射量を補正する補正手段と、
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。
前記補正手段は、１サイクル目に失火が生じたと判断され、１サイクル目の燃料噴射量が第２の所定量以下であるときには、２サイクル目の燃料噴射量を１サイクル目の燃料噴射量よりも多くなるように増量補正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。
前記補正手段は、１サイクル目の燃料噴射量が少ないほど大きく、また１サイクル目の燃料噴射量が多いほど小さく設定される増量係数のマップを有し、１サイクル目の燃料噴射量に対応する増量係数を用いて、２サイクル目の燃料噴射量を増量補正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制御装置。
第１の所定量および第２の所定量は、前記高圧燃料ポンプの１回あたりの汲み上げ量に基づいて定められることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
第１の所定量は、前記高圧燃料ポンプの１回あたりの汲み上げ量よりも大きい値に設定されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。