JP4432663B2

JP4432663B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP4432663B2
Application number: JP2004230315A
Authority: JP
Inventors: 剛 ▲徳▼田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: JP2006046231A

Description

本発明は、筒内に向けて燃料を噴射する第１の燃料噴射手段（筒内噴射用インジェクタ）と吸気通路または吸気ポート内に向けて燃料を噴射する第２の燃料噴射手段（吸気通路噴射用インジェクタ）とを備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、高地において燃料が霧化しにくい場合であっても内燃機関を良好に始動する技術に関する。

機関吸気通路内に燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタと、機関燃焼室内に燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタとを具備し、機関回転数と機関負荷とに基づいて吸気通路噴射用インジェクタと吸気通路噴射用インジェクタとの燃料噴射比率を決定する内燃機関が公知である。

このような内燃機関における低温時の始動性を向上させる燃料噴射装置が、特開２００１−３７８５号公報（特許文献１）に開示されている。この燃料噴射装置は、燃焼室内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁とともに吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁を備えた筒内噴射式内燃機関において、低温時の始動完了後における内燃機関回転の不安定化を防止する。この燃料噴射装置は、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁と、内燃機関の吸気通路内に燃料を噴射する補助燃料噴射弁とを備え、始動時に主燃料噴射弁による燃料噴射とともに、必要に応じて補助燃料噴射弁から燃料を一時的に噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置であって、補助燃料噴射弁から燃料を噴射するに際しては内燃機関の回転数が規定回転数を越えるまで噴射を継続するとともに、内燃機関の温度が低い側では高い側に比較して、規定回転数を高く設定することを特徴とする。

この燃料噴射装置によると、内燃機関の始動が完了すれば直ちに補助燃料噴射弁からの燃料噴射を停止するのではなく、内燃機関の回転数が規定回転数を越えるまでは噴射を継続させている。この規定回転数は、内燃機関の温度が低い側では高い側に比較して高く設定されている。このため始動完了後においても十分に霧化された燃料が燃焼室に供給される。しかも低温であればあるほど、長期にわたって補助燃料噴射弁からの燃料噴射が継続するので、極低温となっても、内燃機関の回転が安定化し、円滑な回転数の上昇を実現することができる。
特開２００１−３７８５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された燃料噴射装置では、始動時において内燃機関の回転数が規定回転数を超えるまで補助燃料噴射弁からの噴射を継続するようにしているが、補助燃料噴射弁からの燃料噴射は吸気通路内に行なわれるので、車両の位置が高地である場合においてはその霧化が十分に行なわれず、始動性が改善されない場合があった。すなわち、高地においては燃料の霧化が悪いので吸気通路壁面への付着燃料が増大して、空燃比がリーンになる結果、燃焼が悪化して失火等が発生して排気エミッションが悪化する可能性もある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の位置が高地であっても、内燃機関の始動性を良好にするとともに、始動時におけるエミッションの悪化を生じさせることのない、内燃機関の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関の始動要求を検知するための検知手段と、内燃機関を搭載した車両の高度が予め定められた高度よりも高いか否かを判断するための判断手段と、高度が予め定められた高度よりも高い位置で始動要求が検知されたときに、第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を増加させるように、第１の燃料噴射手段と第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、燃料が霧化しにくい高地での始動時には、吸気通路に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段よりも、筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を、通常よりも増加させる。通常は、混合気の均質性や排気エミッション等の理由から第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するが、高地においては第２の燃料噴射手段から噴射された燃料は霧化しにくく吸気通路の壁面に付着する等により始動性が悪くなる。そのため、そのような影響が少ない第１の燃料噴射手段を用いて筒内に燃料を噴射して始動性を向上させるとともに、失火が発生しないようにできる。その結果、車両の位置が高地であっても、内燃機関の始動性を良好にするとともに、始動時におけるエミッションの悪化を生じさせることのない、内燃機関の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、判断手段は、大気圧を検知するセンサからの情報に基づいて、高度が予め定められた高度よりも高いか否かを判断するための手段を含む。

第２の発明によると、大気圧センサからの大気圧の値が予め定められた値以下であると、現在の車両の位置が高地であると判断することができる。

第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、判断手段は、カーナビゲーション装置からの情報に基づいて、高度が予め定められた高度よりも高いか否かを判断するための手段を含む。

第３の発明によると、カーナビゲーション装置からの情報に基づいて、現在の車両の位置が高地であると判断することができる。

第４の発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の制御する。この制御装置は、前記内燃機関の始動要求を検知するための手段と、前記内燃機関を搭載した車両の周囲の気圧を検知するための手段と、前記車両の周囲の気圧が予め定められた気圧よりも低いか否かを判断するための判断手段と、前記気圧が予め定められた気圧よりも低いことが検知され、かつ前記始動要求が検知されたときに、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を増加させるように、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含む。

第４の発明によると、燃料が霧化しにくい気圧が低い高地等での始動時には、吸気通路に燃料を噴射する第２の燃料噴射手段よりも、筒内に燃料を噴射する第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を、通常よりも増加させる。通常は、混合気の均質性や排気エミッション等の理由から第２の燃料噴射手段から燃料を噴射するが、気圧が低い高地等においては第２の燃料噴射手段から噴射された燃料は霧化しにくく吸気通路の壁面に付着する等により始動性が悪くなる。そのため、そのような影響が少ない第１の燃料噴射手段を用いて筒内に燃料を噴射して始動性を向上させるとともに、失火が発生しないようにできる。その結果、車両の位置が気圧が低い高地等であっても、内燃機関の始動性を良好にするとともに、始動時におけるエミッションの悪化を生じさせることのない、内燃機関の制御装置を提供することができる。

第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関の温度に基づいて、第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を増加させるように制御するための手段を含む。

第５の発明によると、内燃機関の温度（冷却水温や吸気温）が低いほど燃料の霧化が悪くなるので、内燃機関の温度に基づいて第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を増加させて、始動性を向上することができる。

第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関の温度が低いほど、第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を増加させるように制御するための手段を含む。

第６の発明によると、内燃機関の温度（冷却水温や吸気温）が低いほど燃料の霧化が悪くなるので、内燃機関の温度が低いほど第１の燃料噴射手段による燃料噴射量を増加させて、始動性を向上することができる。

第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである。

第７の発明によると、第１の燃料噴射手段である筒内噴射用インジェクタと第２の燃料噴射手段である吸気通路噴射用インジェクタとを別個に設けて噴射燃料を分担する内燃機関において、車両の位置が高地であっても、内燃機関の始動性を良好にするとともに、始動時におけるエミッションの悪化を生じさせることのない、内燃機関の制御装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）で制御されるエンジンシステムの概略構成図を示す。なお、図１には、エンジンとして直列４気筒ガソリンエンジンを示すが、本発明はこのようなエンジンに限定されるものではない。

図１に示すように、エンジン１０は、４つの気筒１１２を備え、各気筒１１２はそれぞれ対応するインテークマニホールド２０を介して共通のサージタンク３０に接続されている。サージタンク３０は、吸気ダクト４０を介してエアクリーナ５０に接続され、吸気ダクト４０内にはエアフローメータ４２が配置されるとともに、電動モータ６０によって駆動されるスロットルバルブ７０が配置されている。このスロットルバルブ７０は、アクセルペダル１００とは独立してエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてその開度が制御される。一方、各気筒１１２は共通のエキゾーストマニホールド８０に連結され、このエキゾーストマニホールド８０は三元触媒コンバータ９０に連結されている。

各気筒１１２に対しては、筒内に向けて燃料を噴射するための筒内噴射用インジェクタ１１０と、吸気ポートまたは／および吸気通路内に向けて燃料を噴射するための吸気通路噴射用インジェクタ１２０とがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ１１０、１２０はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいてそれぞれ制御される。また、各気筒内噴射用インジェクタ１１０は共通の燃料分配管１３０に接続されており、この燃料分配管１３０は燃料分配管１３０に向けて流通可能な逆止弁１４０を介して、機関駆動式の高圧燃料ポンプ１５０に接続されている。なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。

図１に示すように、高圧燃料ポンプ１５０の吐出側は電磁スピル弁１５２を介して高圧燃料ポンプ１５０の吸入側に連結されており、この電磁スピル弁１５２の開度が小さいときほど、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０内に供給される燃料量が増大され、電磁スピル弁１５２が全開にされると、高圧燃料ポンプ１５０から燃料分配管１３０への燃料供給が停止されるように構成されている。なお、電磁スピル弁１５２はエンジンＥＣＵ３００の出力信号に基づいて制御される。

一方、各吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、共通する低圧側の燃料分配管１６０に接続されており、燃料分配管１６０および高圧燃料ポンプ１５０は共通の燃料圧レギュレータ１７０を介して、電動モータ駆動式の低圧燃料ポンプ１８０に接続されている。さらに、低圧燃料ポンプ１８０は燃料フィルタ１９０を介して燃料タンク２００に接続されている。燃料圧レギュレータ１７０は低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の燃料圧が予め定められた設定燃料圧よりも高くなると、低圧燃料ポンプ１８０から吐出された燃料の一部を燃料タンク２００に戻すように構成されており、したがって吸気通路噴射用インジェクタ１２０に供給されている燃料圧および高圧燃料ポンプ１５０に供給されている燃料圧が上記設定燃料圧よりも高くなるのを阻止している。

エンジンＥＣＵ３００は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バス３１０を介して相互に接続されたＲＯＭ(Read Only Memory)３２０、ＲＡＭ(Random Access Memory)３３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３４０、入力ポート３５０および出力ポート３６０を備えている。

エアフローメータ４２は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、このエアフローメータ４２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器３７０を介して入力ポート３５０に入力される。エンジン１０には機関冷却水温に比例した出力電圧を発生する水温センサ３８０が取付けられ、この水温センサ３８０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器３９０を介して入力ポート３５０に入力される。

燃料分配管１３０には燃料分配管１３０内の燃料圧に比例した出力電圧を発生する燃料圧センサ４００が取付けられ、この燃料圧センサ４００の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４１０を介して入力ポート３５０に入力される。三元触媒コンバータ９０上流のエキゾーストマニホールド８０には、排気ガス中の酸素濃度に比例した出力電圧を発生する空燃比センサ４２０が取付けられ、この空燃比センサ４２０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４３０を介して入力ポート３５０に入力される。

本実施の形態に係るエンジンシステムにおける空燃比センサ４２０は、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ４２０としては、エンジン１０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ₂センサを用いてもよい。

アクセルペダル１００は、アクセルペダル１００の踏込み量に比例した出力電圧を発生するアクセル開度センサ４４０に接続され、アクセル開度センサ４４０の出力電圧は、Ａ／Ｄ変換器４５０を介して入力ポート３５０に入力される。また、入力ポート３５０には、機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数センサ４６０が接続されている。エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０には、上述のアクセル開度センサ４４０および回転数センサ４６０により得られる機関負荷率および機関回転数に基づき、運転状態に対応させて設定されている燃料噴射量の値や機関冷却水温に基づく補正値などが予めマップ化されて記憶されている。

また、エンジンＥＣＵ３００の内部（外部であってもよい）には、大気圧センサ６００が設けられている。これにより車両の現在位置が高地であるか否かを判断できる。なお、この判断は、カーナビゲーション装置による情報に基づいて行なわれてもよい。

図２および図３を参照して、エンジン１０の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ３００のＲＯＭ３２０に記憶される。図２は、エンジン１０の温間用マップであって、図３は、エンジン１０の冷間用マップである。

図２および図３に示すように、これらのマップは、エンジン１０の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ１１０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。

図２および図３に示すように、エンジン１０の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒが設定されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１２０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「ＤＩ比率ｒ≠０％」、「ＤＩ比率ｒ≠１００％」および「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ１１０は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１２０は、混合気の均一性に寄与する。このような特性の異なる２種類のインジェクタを、エンジン１０の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン１０が通常運転状態（たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる）である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。

さらに、これらの図２および図３に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けて、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０のＤＩ分担率ｒを規定した。エンジン１０の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ１１０および吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン１０の温度を検知して、エンジン１０の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図２の温間時のマップを選択して、そうではないと図３に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン１０の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０および／または吸気通路噴射用インジェクタ１２０を制御する。

図２および図３に設定されるエンジン１０の回転数と負荷率について説明する。図２のＮＥ（１）は２５００〜２７００ｒｐｍに設定され、ＫＬ（１）は３０〜５０％、ＫＬ（２）は６０〜９０％に設定されている。また、図３のＮＥ（３）は２９００〜３１００ｒｐｍに設定されている。すなわち、ＮＥ（１）＜ＮＥ（３）である。その他、図２のＮＥ（２）や、図３のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。

図２および図３を比較すると、図２に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図３に示す冷間用マップのＮＥ（３）の方が高い。これは、エンジン１０の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ１２０の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン１０が冷えている状態であるので、（たとえ、筒内噴射用インジェクタ１１０から燃料を噴射しなくても）筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。

図２および図３を比較すると、エンジン１０の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ１１０のみで燃料を噴射しても、エンジン１０の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ１１０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ１１０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。

図２に示す温間マップでは、負荷率ＫＬ（１）以下では、筒内噴射用インジェクタ１１０のみが用いられる。これは、エンジン１０の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ１１０のみが使用されるということを示す。これは、温間時においてはエンジン１０が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ１１０の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ１１０を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ１１０を閉塞させないことも考えられ、このために、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた領域としている。

図２および図３を比較すると、図３の冷間用マップにのみ「ＤＩ比率ｒ＝０％」の領域が存在する。これは、エンジン１０の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域（ＫＬ（３）以下）では吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみが使用されるということを示す。これはエンジン１０が冷えていてエンジン１０の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ１１０を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ１１０を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ１２０のみを用いる（ただし、後述する高地での始動時を除く）。

また、通常運転時以外の場合、エンジン１０がアイドル時の触媒暖気時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ１１０が制御される。このような触媒暖気運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖気を促進させ、排気エミッションの向上を図る。

図４に、エンジンＥＣＵ３００の内部に記憶される、高地におけるエンジン１０の冷間始動時に限定して用いられるＤＩ比率ｒを表わすマップを示す。

図４に示すように、この筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射比率ｒ（ＤＩ比率ｒ）は、エンジン冷却水の水温が低いほどまた吸気温が低いほど大きくなるように、エンジン冷却水の水温が高いほどまた吸気温が高いほどＤＩ比率ｒが小さくなるように設定されている。すなわち、エンジン冷却水温が低いほど、また、吸気温が低いほどインテークマニホールド２０は低温であって、このような場合に車両の位置が高地でエンジン１０が停止している状態から始動されるときに吸気通路噴射用インジェクタ１２０から燃料が噴射されても、エンジン１０自体が低温であり大気圧が低いので、インテークマニホールド２０の壁面に付着した燃料は霧化されにくくそのまま付着してしまい、燃焼室に導入されない。その結果、失火などの原因となり、そのまま燃焼室に導入された燃料が排気ガスとして排出されるため排気ミッションの悪化が発生する。そのため、図４に示すようにこのようにエンジン冷却水温や吸気温が低い場合ほど筒内噴射用インジェクタ１１０による燃料噴射比率（ＤＩ比率ｒ）を大きくしている。すなわち、図２および図３に示すマップは高地のエンジン１０の冷間始動時以外に用いられるマップであって、図４に示すマップは、現在の車両の位置が高地である場合に用いられるマップである。なお、図４は、図２および図３のマップの補正係数を記憶するマップとしてもよい。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ３００は、噴射量分担制御サブルーチンを実行する。これは、予め定められたマップに基づいて、筒内噴射用インジェクタ１１０と吸気通路噴射用インジェクタ１２０との燃料噴射量の分担率を決定するサブルーチンである。このとき、図２および図３に示すマップが用いられる。

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ３００は、現在の車両位置が高地であるか否かを判断する。この判断は、たとえば、エンジンＥＣＵ３００に内蔵された大気圧センサ６００からの信号や、カーナビゲーション装置からの情報に基づいて行なわれる。現在の車両位置が高地であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。

Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ３００は、前回の始動時に重質燃料判定していないか否かを判断する。この判断は、前回の始動時に重質燃料判定しているか否かの判定は、エンジンの前回の始動状態に基づいて燃料状態を推定することにより行なわれる。具体的には、前回のエンジン始動時間が所定時間よりも長いときには、燃料の揮発性が低いとして重質燃料であると判定され、そうではない場合には重質燃料ではないと判定される。前回の始動時に重質燃料判定していない場合には（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ６００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。

Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン冷却水温および吸気温が所定値以上であるか否かを判断する。エンジン冷却水温および吸気温が所定値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ６００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ５００へ移される。

Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵ３００は、エンジン冷却水温および吸気温によるマップ（図４）を用いて筒内噴射量分担率を算出する。このとき、図４に示すように、エンジン冷却水温が低いほどまた吸気温が低いほど筒内噴射量分担率（ＤＩ比率ｒ）は高くなるように算出される。

Ｓ６００にて、エンジンＥＣＵ３００は、筒内噴射量分担率を０に設定する。すなわち、吸気通路噴射用インジェクタ１２０を用いてエンジン１０に要求される全燃料を噴射する。これは、図３の冷間時のマップにおける「ＤＩ比率ｒ＝０％」に対応する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置３００により制御されるエンジンの動作について説明する。なお、以下の説明においては、エンジン１０の始動時の動作について説明する。

エンジンの始動時において現在の車両位置が高地でなく（Ｓ２００にてＹＥＳ）、前回始動時に重質燃料判定していないと（Ｓ３００にてＹＥＳ）、筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内噴射量分担率は０に設定される（Ｓ６００）。

一方、現在の車両位置が高地であって（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン冷却水温および吸気温が所定値以上でないと（Ｓ４００にてＮＯ）、水温および吸気温によるマップ（図４）を用いて、通常よりも筒内噴射分担率が高くなるように、筒内噴射用インジェクタ１１０からの燃料噴射量を算出する。

また、現在の車両位置が高地であって（Ｓ２００にてＮＯ）、エンジン冷却水温および吸気温が所定値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、高地であっても吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料はエンジンが高温であることから霧化されやすいため筒内噴射量分担率は０に設定される（Ｓ６００）。

また、現在の車両位置が高地でないが（Ｓ２００にてＹＥＳ）、前回の始動時に重質燃料判定をしていると（Ｓ３００にてＮＯ）、エンジン冷却水温および吸気温が所定値以上であるか否かが判断される（Ｓ４００）。このとき、エンジン冷却水温および吸気温が所定値以上でないと（Ｓ４００にてＮＯ）、水温および吸気温によるマップを用いて筒内噴射用インジェクタ１１０による筒内噴射量分担率が高くなるように算出される（Ｓ５００）。

一方、このような場合であってもエンジン冷却水温および吸気温が所定値以上ある場合には（Ｓ４００にてＹＥＳ）、エンジン１０が高温であって吸気通路噴射用インジェクタ１２０から噴射された燃料が高温のインテークマニホールド２０に当たっても付着しないで霧化し燃焼室に導入されるため筒内噴射量分担率が０に設定される（Ｓ６００）。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵを搭載した車両が高地でエンジンを始動する場合においては、通常よりも筒内噴射用インジェクタによる燃料噴射分担率が高くなるように設定される。このようにすると、高地であって燃料が霧化しにくい場合でありかつエンジンが冷えている場合においてエンジンの始動性を良好にすることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンシステムの概略構成図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵに記憶される温間時のＤＩ比率マップを表わす図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵに記憶される冷間時のＤＩ比率マップを表わす図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵに記憶されるマップを表わす図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０エンジン、２０インテークマニホールド、３０サージタンク、４０吸気ダクト、４２エアフローメータ、５０エアクリーナ、６０電動モータ、７０スロットルバルブ、８０エキゾーストマニホールド、９０三元触媒コンバータ、１００アクセルペダル、１１０筒内噴射用インジェクタ、１１２気筒、１２０吸気通路噴射用インジェクタ、１３０燃料分配管、１４０逆止弁、１５０高圧燃料ポンプ、１５２電磁スピル弁、１６０燃料分配管（低圧側）、１７０燃料圧レギュレータ、１８０低圧燃料ポンプ、１９０燃料フィルタ、２００燃料タンク、３００エンジンＥＣＵ、３１０双方向性バス、３２０ＲＯＭ、３３０ＲＡＭ、３４０ＣＰＵ、３５０入力ポート、３６０出力ポート、３７０，３９０，４１０，４３０，４５０Ａ／Ｄ変換器、３８０水温センサ、４００燃料圧センサ、４２０空燃比センサ、４４０アクセル開度センサ、４６０回転数センサ。

Claims

筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の始動要求を検知するための検知手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の高度が予め定められた高度よりも高いか否かを判断するための判断手段と、
前記高度が予め定められた高度よりも高い位置で前記始動要求が検知されたときに、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量の比率を増加させるように、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
前記判断手段は、大気圧を検知するセンサからの情報に基づいて、前記高度が予め定められた高度よりも高いか否かを判断するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記判断手段は、カーナビゲーション装置からの情報に基づいて、前記高度が予め定められた高度よりも高いか否かを判断するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
筒内に燃料を噴射するための第１の燃料噴射手段と吸気通路内に燃料を噴射するための第２の燃料噴射手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の始動要求を検知するための手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の周囲の気圧を検知するための手段と、
前記車両の周囲の気圧が予め定められた気圧よりも低いか否かを判断するための判断手段と、
前記気圧が予め定められた気圧よりも低いことが検知され、かつ前記始動要求が検知されたときに、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量の比率を増加させるように、前記第１の燃料噴射手段と前記第２の燃料噴射手段とを制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記内燃機関の温度に基づいて、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量の比率を増加させるように制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
前記制御手段は、前記内燃機関の温度が低いほど、前記第１の燃料噴射手段による燃料噴射量の比率を増加させるように制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
前記第１の燃料噴射手段は、筒内噴射用インジェクタであって、
前記第２の燃料噴射手段は、吸気通路用インジェクタである、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。