JP4512070B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の吸気通路に対して各別に吸気温センサを備える内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。

吸気通路を通じて内燃機関の燃焼室に導入される吸入空気の量、すなわち吸入空気量は機関回転数とともに機関運転状態を最も反映するパラメータの一つであり、この吸入空気量に基づいて機関運転状態を制御する機関制御量、例えば燃料噴射量や点火時期等が設定される。なお、このような吸入空気量は通常、吸気通路に設けられたエアフローメータによる検出信号に基づいて求められることとなる。

ここで、周知のように、このエアフローメータとしては近年、電力が供給されることにより発熱する発熱抵抗体からなる熱線と吸入空気の温度を検出する温度計とを有してブリッジ回路を構成する熱線式のものが主流となっている。ちなみに、この熱線式のエアフローメータでは、吸入空気量が変化すると熱線から奪われる熱量が変化することに着目して吸入空気量を求めるもので、まずは上記温度計を通じて吸入空気の温度、すなわち吸気温を検出する。そして、この検出される吸気温よりも上記熱線の温度が一定温度だけ高く保たれるように同熱線に供給する電力を制御し、このときの電力に基づいて吸入空気量を検出する。

一方、近年は、例えば非特許文献１に見られるＶ型大排気量エンジンのように、内燃機関としてのさらなる高出力化を狙いつつ、圧損の低減、並びに搭載性の両立を図るべく、吸気系の一部を二系統に分岐させたエンジンシステムが採用されることがある。このように吸気系、具体的には吸気通路を二系統に分岐することにより、そのトータルの通路断面積の拡大が容易となり、同吸気通路内を流れる吸入空気の圧損、すなわち圧力損失が低減されるとともに、機関設計の自由度が高められることから、車両への搭載性も好適に維持されるようになる。
トヨタ（ＴＯＹＯＴＡ）センチュリー新型車解説書修理書 ２０００年４月 トヨタ自動車株式会社編集 サービス部発行

ところで、このように吸気通路を分岐したエンジンシステムにあって、特にその分岐が吸気通路上流側でなされ、同吸気通路の下流側、例えばスロットルバルブの上流部分でこれが合流されるような吸気通路構造をとる場合、その合流部下流では吸入空気の乱流等が生じやすい。したがって、吸気通路のこのような部分に上述したエアフローメータを設けたとしても正確な吸入空気量を求めることは難しく、結局はこのようなエンジンシステムの場合、上記分岐されている上流側の吸気通路の各々に上記吸気温センサを兼ねるエアフローメータを設ける構成を取らざるを得ない。

ただし、このような構成をとることにより、熱源である内燃機関本体の搭載位置との関係から、特に機関始動時などには上記各吸気通路に設けた二つのエアフローメータ、正確にはその吸気温センサが互いに異なる吸気温を検出する可能性が高く、ひいては当該エンジンシステムとしての正確な吸気温情報を得ることができなくなるおそれがある。そして、このように正確な吸気温情報が得られない場合、同機関に対する適切な燃料噴射量制御の実現も難しくなる。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上流側で分岐された複数の吸気通路に対して各別に吸気温センサが設けられる場合であれ、妥当性の高い吸気温情報に基づく、より適正な燃料噴射量制御を実現することのできる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。

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に記載の発明は、吸気通路の上流側で分岐された複数の分岐通路に対して各別に吸気温センサを備え、それら吸気温センサを通じて検出される吸気温情報をパラメータの一つとして内燃機関に噴射供給する燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温に基づいて機関環境を推定するに際し、前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の値の最大値を選出して前記機関環境が前記噴射供給する燃料中にベーパが発生する環境にあるか否かを推定し、前記最大値に基づき重み付けを行った制御指令値を用いて前記噴射供給する燃料量を制御することを要旨としている。

前述のように、吸気通路の上流側で複数に分岐されるような吸気通路構造において正確な吸入空気量を求めるためには、それら分岐された複数の分岐通路に対し各別にエアフローメータを設けるといった構成を取らざるを得ない。したがって、吸気温センサを兼ねるエアフローメータにあっては、自ずと、それら分岐された複数の分岐通路に対して各別に吸気温センサが設けられることとなる。そしてこの場合には、これら各別の吸気温センサを通じて互いに異なる吸気温が検出されることがあることも前述した通りである。ただし、こうして各別の吸気温センサにより互いに異なる吸気温が検出される場合であれ、燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境や空気密度が濃くなる冷間環境等、例えば始動時等に当該内燃機関がおかれている環境、すなわち機関環境を推定しようとすれば、例えば上記暖機環境に関しては上記各々検出される吸気温のうちの最大値を示す値を、また上記冷間環境に関しては同じく各々検出される吸気温のうちの最小値を示す値をといったように、推定すべき機関環境を最も端的に示す吸気温の値をそれら各検出される吸気温中から選出することで、燃料噴射量を制御する上でのより妥当性の高い吸気温情報が得られることとなる。したがって、各別の吸気温センサにより互いに異なる吸気温が検出される場合であれ、こうして得られる情報、すなわち上記態様で選出した吸気温の値に基づき重み付けを行った制御指令値を用いて前記噴射供給する燃料量を制御することとすれば、その都度の機関環境に見合ったより適正な燃料噴射量制御が実現されるようになる。

上述のように、燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境に関しては上記各々検出される吸気温の値のうちの最大値を示す値を選出することが、燃料噴射量についての制御指令値を決める上での、すなわちベーパの発生に起因するリーン化を防ぎ得る制御指令値の重み付けを行う上でのより妥当性の高い、換言すれば、安全サイドに立ったより無難な選択となる。

この場合、具体的には請求項２に記載の発明によるように、前記噴射供給する燃料中にベーパが発生する機関環境にある旨の推定が、前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の最大値及び当該機関の冷却水温の検出に用いられる水温センサを通じて検出される冷却水温が共にそれぞれの高温域判定値を超えることを条件になされ、前記噴射供給する燃料量を制御するための前記制御指令値の重み付けが、前記選出した吸気温の最大値を用いて行われるといった構成を採用することができる。

同構成によれば、噴射供給する燃料中にベーパが発生する機関環境にある旨の推定がこうした条件のもとに行われることで、その推定精度が高く維持されるとともに、同条件が満たされたときの燃料噴射量を制御する制御指令値の重み付けが上記選出した吸気温の最大値を用いて行われることで、上記ベーパの発生に起因するリーン化が防止される可能性も確実に高められるようになる。

また、これら請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、請求項３に記載の発明は、前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の値の最小値を選出して前記機関環境が当該機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあるか否かを推定することを要旨としている。

これも上述のように、空気密度が濃くなる冷間環境に関しては上記各々検出される吸気温の値のうちの最小値を示す値を選出することが、同じく燃料噴射量についての制御指令値を決める上での、すなわち空気密度の濃い冷気が吸入されることに起因するリーン化を防ぎ得る制御指令値の重み付けを行う上でのより妥当性の高い、換言すれば、これも安全サイドに立ったより無難な選択となる。

そしてこの場合も、具体的には請求項４に記載の発明によるように、前記機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にある旨の推定が、当該機関の冷却水温の検出に用いられる水温センサを通じて検出される冷却水温の値に対し前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の最小値が乖離判定値を超えて乖離することを条件になされ、前記噴射供給する燃料量を制御するための前記制御指令値の重み付けが、前記選出した吸気温の最小値を用いて行われるといった構成を採用することができる。

同構成によれば、機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にある旨の推定がこうした条件のもとに行われることで、その推定精度が高く維持されるとともに、同条件が満たされたときの燃料噴射量を制御する制御指令値の重み付けが上記選出した吸気温の最小値を用いて行われることで、上記空気密度の濃い冷気が吸入されることに起因するリーン化が防止される可能性も確実に高められるようになる。

また、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置において、請求項５に記載の発明は、前記機関環境の推定、及びこの推定した機関環境に基づく前記噴射供給する燃料量を制御するための制御指令値の重み付けが当該機関の始動時に行われることを要旨としている。

こうした内燃機関にあって、上記分岐された複数の吸気通路に各別に設けられた吸気温センサを通じて互いに異なる吸気温が検出される状況、あるいは機関環境に応じて安全サイドに立ったより無難な燃料噴射量制御が要求される状況とは、いずれもその機関始動時であることが多い。その意味では、上述した機関環境の推定や制御指令値の重み付けを同機関の始動時に行うようにしたこのような構成によって、当該内燃機関としての始動性も高く維持されるようになる。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置を、車両に搭載された例えばＶ型８気筒エンジンの燃料噴射量制御装置に適用した第１の実施形態について、図１〜３を参照して説明する。

図１に示されるように、このエンジンシステムを構成するエンジン本体１は、４気筒ずつからなる各気筒が、同図１に示される態様でＡバンクとＢバンクとの２つのバンクに分割配置されている。

Ａバンク及びＢバンクには、これらバンクの各気筒に形成される燃焼室に吸入空気を導入するための吸気マニホールド２、及び同燃焼室から排気を排出するための排気マニホールド３が接続されている。吸気マニホールド２は、その下流で各気筒に対応した複数の分岐通路を有するとともに、その上流でこれら各分岐通路が合流する部分を有している。吸気マニホールド２は、その合流部において吸気通路１０に接続されている。

また、これらＡバンク及びＢバンクには、上記燃焼室に燃料を噴射供給するためのＡバンク用インジェクタ群４Ａ及びＢバンク用インジェクタ群４Ｂがそれぞれ設けられている。これらインジェクタ群４Ａ，４Ｂには図示しないデリバリパイプあるいは蓄圧配管等を介して燃料タンクから所定圧力の燃料が供給されている。これらインジェクタ群４Ａ，４Ｂを構成する各インジェクタは電磁弁によってその開閉が制御されるものであり、この電磁弁による開弁時間に基づいて燃料噴射時間、ひいては各燃焼室に噴射供給される燃料量が制御される。また、Ａバンク及びＢバンクには、その各燃焼室内に導入される燃料と上記吸入空気との混合気に点火するためのＡバンク用点火装置群５Ａ及びＢバンク用点火装置群５Ｂがそれぞれ設けられている。そして周知のように、この混合気の燃焼に伴う各バンクでのピストンの直進運動がコンロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換されることによって、当該エンジンとしての動力が得られるようになる。

一方、上記吸気通路１０は、サージタンクやスロットルボディー等が設けられている共通の通路、すなわち合流通路１１の上流側で分岐された２つの吸気通路、すなわち第１の分岐通路１２及び第２の分岐通路１３を備えている。これら各分岐通路１２，１３には、その上流側に外部の空気を吸気通路１０に導入するための吸気口１４，１５とともにエアクリーナ１６，１７がそれぞれ設けられており、これらクリーナ１６，１７によって吸気口１４，１５から吸気通路１０内に導入される吸入空気の清浄化が図られる。また、上記合流通路１１のサージタンク上流に位置するスロットルボディーには、吸気通路１０から上記各バンクの燃焼室に導入される吸入空気量を調量するためのスロットルバルブ２０が設けられている。このスロットルバルブ２０も周知のように、基本的には、図示しないアクセルペダルの操作に対応するかたちで、その開閉態様がアクチュエータ２１を通じて制御されている。

また一方、このエンジンシステムには、当該エンジンの運転状態等を検出するための各種センサが設けられている。例えば、上記スロットルバルブ２０の近傍にはその開度を検出するスロットルセンサ３０が設けられている。また、吸気通路１０を構成する上記各分岐通路１２，１３には、それぞれエアクリーナ１６，１７の下流に、第１の分岐通路１２の空気の流量ＥＧＡ１を検出する第１のエアフローメータ３１と、第２の分岐通路１３の空気の流量ＥＧＡ２を検出する第２のエアフローメータ３２とが設けられている。なお、これら各エアフローメータ３１，３２は吸気温センサをそれぞれ兼ねており、これら吸気温センサによって第１の分岐通路１２を流れる空気の温度である第１の吸気温ＴＨＡ１と、第２の分岐通路１３を流れる空気の温度である第２の吸気温ＴＨＡ２とがそれぞれ検出される。また、エンジン本体１には、その冷却水の温度、すなわち冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ３３や、出力軸である上述したクランクシャフトの回転速度を検出する回転速度センサ３４等が設けられている。

そして、これら各センサ３０〜３４等の出力信号は電子制御装置、すなわちＥＣＵ４０に入力される。このＥＣＵ４０は、演算処理装置（ＣＰＵ）、プログラムメモリ（ＲＯＭ）やデータメモリ（ＲＡＭ）、入出力回路、及び駆動回路等を備えて当該エンジンシステムを統括制御する部分である。すなわちＥＣＵ４０では、上記各センサ３０〜３４等の出力信号に基づいてエンジンの運転に係る各種状態量を求めるとともに、この求めた状態量に基づいてエンジン本体１のＡバンク及びＢバンクにそれぞれ設けられている上記インジェクタ群４Ａ，４Ｂや点火装置群５Ａ，５Ｂ等を駆動することにより、燃料噴射量制御や点火時期制御等の各種機関制御を実行する。このうち、特に燃料噴射量制御では、機関運転状態、例えば機関回転速度、スロットル開度、冷却水温ＴＨＷ及び第１、第２の吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２等に基づいて燃料噴射量を算出する。そして、この算出した燃料噴射量と燃料圧とに基づいて各インジェクタ群４Ａ，４Ｂを開弁する時間、すなわち燃料噴射時間ＴＡＵをさらに算出し、この算出した燃料噴射時間ＴＡＵに基づきインジェクタ群４Ａ，４Ｂを開閉制御して、上記各燃焼室内に噴射供給する燃料量を制御する。

ところで、このように吸気通路１０の上流側で第１、第２の分岐通路１２，１３に分岐されるような吸気通路構造をもつエンジンシステムにおいて、それら分岐された各吸気通路、すなわち分岐通路１２，１３に対して各別に吸気温センサ（エアフローメータ３１，３２）が設けられる場合には前述のように、特にエンジン始動始動時等、定常的な吸入空気の流れが生じない状態では、これら各別の吸気温センサを通じて互いに異なる吸気温が検出されることがある。ただし、こうして各別の吸気温センサにより互いに異なる吸気温が検出される場合であれ、特にエンジン始動時等にあっては、妥当性の高い吸気温情報に基づく、より確実な燃料噴射量制御を通じてその始動、すなわち自律運転に導くことが、燃料噴射量制御装置としての重要な機能となる。

そこでこの実施形態では、こうした始動時の機関環境が上記噴射供給する燃料中にベーパが発生するようないわば暖機環境にあるか否かを推定して、ベーパの発生に起因するリーン化を防ぐに際し、上記吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最大値を示す値に基づいて、燃料噴射量を増量補正すべきか否かを決定するようにしている。

図２は、本実施形態のこのような燃料噴射量制御についてその制御手順を示したものであり、以下、この図２に基づいてその具体的な制御手法を詳述する。
図２に示されるように、この燃料噴射量制御ではまず、エンジンの始動が完了していないか否か、換言すれば同エンジンが自律運転に至っていないか否かが判定される（ステップＳ１００）。具体的には、例えば上記回転速度センサ３４を通じて検出されるエンジンの機関回転速度が所定値以上にまで上昇していないこと、或いは同所定値に達してから所定時間が経過していないことをもって始動が完了していない旨が判定される。

この判定処理を通じてエンジンの始動が完了していない旨が判定された場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、燃料噴射時間が始動時の基本燃料噴射時間に設定される（ステップＳ１０１）。具体的には、エンジンの始動時における冷却水温ＴＨＷや燃料圧等に基づいて基本燃料噴射時間ＴＡＵＢ１が算出され、この算出された基本燃料噴射時間ＴＡＵＢ１が燃料噴射時間ＴＡＵとして設定される。ちなみに、ＥＣＵ４０のプログラムメモリ（ＲＯＭ）には、冷却水温ＴＨＷ及び燃料圧等と基本燃料噴射時間ＴＡＵＢ１との関係が関数マップとして記憶されており、ＥＣＵ４０はこの関数マップを参照して基本燃料噴射時間ＴＡＵＢ１を算出する。

このステップＳ１０１の処理に続いて、吸気温情報が算出される（ステップＳ１０２）。この際、本実施形態においては上述のように、吸気温センサを兼ねるエアフローメータ３１，３２から検出される吸気温ＴＨＡ１と吸気温ＴＨＡ２とを比較し、これら吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちのより高い温度の値、すなわち最大値を示す値を選出してこれをその時点での吸気温情報ＴＨＡＫ１０とする。このように、燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境に関しては、上記各々検出される吸気温の値ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最大値を示す値を選出することが、燃料噴射量についての以下に説明する制御指令値を決める上での、すなわちベーパの発生に起因するリーン化を防ぎ得る制御指令値の補正を行う上でのより妥当性の高い選択となる。換言すれば、安全サイドに立ったより無難な選択となる。

そして、このステップ１０２の処理に続き、当該エンジンの機関環境の推定として、インジェクタ群４Ａ，４Ｂから噴射される燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境にあるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。具体的には、上記吸気温情報ＴＨＡＫ１０が吸気温による暖機判定値ＴＨＡＨを超えており、且つ上記水温センサ３３を通じて検出される冷却水温ＴＨＷが冷却水温による暖機判定値ＴＨＷＨを超えている場合に、燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境にある旨が判定される。ちなみに、吸気温による暖機判定値ＴＨＡＨ及び冷却水温による暖機判定値ＴＨＷＨはいずれも、予め実験等によって求められており、これもＥＣＵ４０のプログラムメモリ（ＲＯＭ）等に記憶されている。

この判定処理を通じて燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境にある旨が判定された場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、続くステップＳ１０４の処理として基本燃料噴射時間が増加補正される（ステップＳ１０４）。具体的には、始動時燃料噴射時間ＴＡＵが、上記基本燃料噴射時間ＴＡＵＢ１に上記ベーパの発生に起因するリーン化を防ぐことのできる値として実験等により経験的に求められている補正時間ＴＡＵＲＨを加算した時間として設定される。

図３は、このステップＳ１０４において実行される上記始動時燃料噴射時間ＴＡＵの補正態様をグラフとして示したものである。この図３に示されるように、本実施形態では、上記補正時間ＴＡＵＲＨの加算条件にも上記選出した吸気温情報ＴＨＡＫ１０、すなわち各々検出された吸気温の値ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの大きい方の値を用いることによって、その妥当性を確保している。なお、同補正時間ＴＡＵＲＨも、燃料噴射量の制御指令値を補う値としてＥＣＵ４０のプログラムメモリ（ＲＯＭ）等に予め記憶されている値である。

このように本実施形態にあっては、上記ステップＳ１０３において、始動時の機関環境が上記暖機環境にある旨が判定される場合には、上記ステップＳ１０４の処理を通じて補正された燃料噴射時間ＴＡＵが、また同ステップＳ１０３において、この機関環境が暖機環境にない旨が判定される場合には、先のステップＳ１０１の処理を通じて設定された燃料噴射時間ＴＡＵが、それぞれ始動時における上記インジェクタ群４Ａ，４Ｂの開弁時間として設定されるようになる。

なお、このようなエンジンシステムにおいて、エンジンが自律運転に至り、また車両の走行等を通じて吸入空気の定常的な流れが得られるようになれば、上記吸気温センサを兼ねるエアフローメータ３１，３２の出力に基づき、吸入空気量ＥＧＡについてはこれを
ＥＧＡ＝ＥＧＡ１＋ＥＧＡ２
として、また吸気温ＴＨＡについてはこれを
ＴＨＡ＝（ＥＧＡ１・ＴＨＡ１＋ＥＧＡ２・ＴＨＡ２）／ＥＧＡ
としてそれぞれ求めることができる。そしてこのような状況においては、こうして求められる吸入空気量や吸気温が燃料噴射量制御に際しての制御パラメータの一つとして利用される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
（１）吸気通路１０の上流側で分岐された２つの分岐通路１２，１３に対して各別に設けられた吸気温センサ（エアフローメータ３１，３２）を通じて各々検出される吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最大値を示す値を用いて、始動時の機関環境が燃料中にベーパの発生しやすい暖機環境にあるか否かを推定（判定）するようにした。そして、暖機環境にある旨が判定された場合には、やはりこれら吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最大値を示す値を用いて始動時の燃料噴射時間を増加補正することとした。このため、始動時の機関環境が燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境にあったとしても、安全サイドに立った無難な燃料噴射量制御を通じてベーパの発生に起因するリーン化を防ぐことができ、ひいては当該エンジンとしての始動性も高く維持されるようになる。

（２）上記始動時の機関環境の推定（判定）に際しては、冷却水温ＴＨＷの値も併せて参照することとした。このため、同機関環境の推定（判定）精度も高く維持される。
（第２の実施形態）
続いて、本発明に係る内燃機関の燃料噴射量制御装置を、ここでも車両に搭載された例えばＶ型８気筒エンジンの燃料噴射量制御装置に適用した第２の実施形態について、図４〜５を参照して説明する。なお、この第２の実施形態が適用対象とするエンジンシステムも、その基本構成は、先の図１に例示したエンジンシステムと同様である。

本実施形態では、例えば寒冷地のように、機関環境が当該機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあるか否かをさらに推定する。そしてここでは、空気密度の濃い冷気が吸入されることに起因するリーン化を防ぐべく、吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最小値を示す値に基づいて、燃料噴射量を増量すべきか否かをさらに決定するようにしている。

図４は、本実施形態のこのような燃料噴射量制御についてその制御手順を示したものであり、以下、この図４に基づいてその具体的な制御手法を詳述する。なお、本実施形態にかかる燃料噴射量制御において、先の第１の実施形態にかかる燃料噴射量制御での処理と同一の処理には同一の符号を付すことによりその説明を割愛し、以下では、両者の相違点を中心に説明する。

本実施形態では図４に示すように、先のステップＳ１０３での判定処理を通じて燃料中にベーパが発生しやすい暖機環境にはない旨が判定された場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、引き続き、当該エンジンが非冷間状態にあるか否かを判定する（図４ステップＳ２００）。具体的には、上記水温センサ３３を通じて検出される冷却水温ＴＨＷが冷却水温による冷間判定値ＴＨＷＣ未満であった場合に、当該エンジンが非冷間状態にあると判定する。ちなみに、冷却水温による冷間判定値ＴＨＷＣも予め実験等によって求められており、ＥＣＵ４０のプログラムメモリ（ＲＯＭ）等に記憶されている。

この判定処理を通じてエンジンが非冷間状態にある旨が判定された場合には（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、続くＳ２０１の処理として、再度、吸気温情報が算出される。そしてここでは、先とは逆に、吸気温センサを兼ねるエアフローメータ３１，３２から検出される吸気温ＴＨＡ１と吸気温ＴＨＡ２とを比較し、これら吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちのより低い温度の値、すなわち最小値を示す値を選出してこれをその時点での吸気温情報ＴＨＡＫ２０とする。たとえエンジンの非冷間時とはいえ、冷寒地等、空気密度の濃い冷気が吸入される環境に関しては、上記各々検出される吸気温の値ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最小値を示す値を選出することが、燃料噴射量についての制御指令値を見直す上での妥当性の高い選択となる。すなわち、空気密度の濃い冷気が吸入されることに起因するリーン化を防ぎ得るように制御指令値の補正を行う上でのより妥当性の高い選択、これも換言すれば、安全サイドに立ったより無難な選択となる。

そして、このステップ２０１の処理に続き、当該エンジンの機関環境の推定として、エンジンが非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあるか否かが実際に判定される（ステップＳ２０２）。具体的には、上記冷却水温ＴＨＷから上記吸気温情報ＴＨＡＫ２０を減算した値が、こうした環境にあるか否かを判定するための乖離判定値ＴＰを超えている場合に、同環境にある旨が判定される。ちなみに、この乖離判定値ＴＰも予め実験等によって求められており、これもＥＣＵ４０のプログラムメモリ（ＲＯＭ）等に記憶されている。

この判定処理を通じて上記環境にある旨が判定された場合には（ステップ２０２：ＹＥＳ）、続くステップＳ２０３の処理として基本燃料噴射量が別途に増加補正される。具体的には、始動時燃料噴射時間ＴＡＵが、上記基本燃料噴射時間ＴＡＵＢ１に上記空気密度の濃い冷気が吸入されることに起因するリーン化を防ぐことのできる値として実験等により経験的に求められている補正時間ＴＡＵＲＣを加算した時間として設定される。

図５は、このステップＳ２０３において実行される上記非冷間始動時の燃料噴射時間ＴＡＵの補正態様をグラフとして示したものである。この図５に示されるように、本実施形態では、上記補正時間ＴＡＵＲＣの加算条件にも上記選出した吸気温情報ＴＨＡＫ２０、すなわち上記各々検出された吸気温の値ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの小さい方の値を用いることによって、その妥当性を確保している。なお、同補正時間ＴＡＵＲＣも、燃料噴射量の制御指令値を補う値としてＥＣＵ４０のプログラムメモリ（ＲＯＭ）等に予め記憶されている値である。

このように本実施形態にあっては、上記ステップＳ２００においてエンジンが非冷間状態にある旨が判定され、且つ上記ステップ２０２においてこの非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にある旨が判定される場合には、先のステップＳ２０３の処理を通じて補正された噴射時間ＴＡＵが始動時における上記インジェクタ群４Ａ，４Ｂの開弁時間として設定されるようになる。また、上記ステップＳ２００においてエンジンが非冷間状態にない旨が判定される場合、或いは上記ステップＳ２０２において上述のような環境にない旨が判定される場合には、先のステップＳ１０１の処理を通じて設定された燃料噴射時間ＴＡＵが、同じく始動時における上記インジェクタ群４Ａ，４Ｂの開弁時間として設定されるようになる。

以上詳述したように、本実施形態によれば、先の第１の実施形態による前記（１），（２）の効果に加え、さらに以下の作用効果が得られるようになる。
（３）吸気通路１０の上流側で分岐された２つの分岐通路１２，１３に対して各別に設けられた吸気温センサ（エアフローメータ３１，３２）を通じて各々検出される吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最小値を示す値を用いて、始動時の機関環境が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあるか否かを推定（判定）するようにした。そして、こうした環境にある旨が判定された場合には、やはりこれら吸気温ＴＨＡ１，ＴＨＡ２のうちの最小値を示す値を用いて始動時の燃料噴射時間を増加補正することとした。このため始動時の機関環境が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあったとしても、安全サイドに立った無難な燃料噴射量制御を通じて空気密度の濃い冷気が吸入されることに起因するリーン化を防ぐことができるようになる。

（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、補正時間ＴＡＵＲＨや補正時間ＴＡＵＲＣを一定時間に設定したが、補正時間ＴＡＵＲＨについては吸気温情報ＴＨＡＫ１０が高い値となるほど長い時間となるように、また補正時間ＴＡＵＲＣについては吸気温情報ＴＨＡＫ２０が低い値となるほど長い時間となるように、それぞれ可変設定するようにしてもよい。

・上記第２の実施形態として示した機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあるか否かの判定、並びに該判定に基づく燃料噴射量の増量補正についてはこれを、ベーパが発生しやすい暖機環境にあるか否かの判定、並びに該判定に基づく燃料噴射量の増量補正とは独立して実行する構成としてもよい。

・上記各実施形態では、上流側で分岐された２つの分岐通路１２，１３の各々に吸気温センサを兼ねる２つのエアフローメータ３１，３２を設ける場合について例示したが、３つ以上に分岐される分岐通路を備えてそれら分岐通路の各々に上記タイプのエアフローメータが設けられる場合であれ、本発明は同様に適用可能である。また、上記タイプのエアフローメータに限らず、独立した吸気温センサを用いる場合であれ、それら吸気温センサが上記複数の分岐通路に対して各別に設けられる構成であれば、やはり同様に本発明を適用することはできる。要は、上流側で分岐された複数の吸気通路に対して各別に吸気温センサを備え、それら吸気温センサを通じて検出される吸気温情報をパラメータの一つとして内燃機関に噴射供給する燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置であること。そして同装置において、これら吸気温センサを通じて各々検出される吸気温に基づいて機関環境を推定するに際し、この推定すべき機関環境を最も端的に示す吸気温の値を上記各々検出される吸気温の値の中から選出し、この選出した吸気温の値に基づき重み付けを行った制御指令値を用いて機関始動時に噴射供給する燃料量を制御するものであればよい。すなわち、制御指令値については、上述した補正による重み付けに限らず、その補正結果に相当する値を直接求めることによる重み付けを施すようにしてもよい。

・また本発明は、機関始動時の燃料噴射量制御に適用して特に有効であるが、始動時以外であれ、上記複数の吸気温センサによる検出値にばらつきが生じるような機関環境のもとでも同様に適用可能である。

本発明にかかる内燃機関の燃料噴射量制御装置の第１の実施形態についてその適用対象となるエンジンシステムの概略の構成を模式的に示す図。 同第１の実施形態の燃料噴射量制御装置による機関始動時の燃料噴射量制御の処理手順を示すフローチャート。 同第１の実施形態の燃料噴射量制御に際しての燃料噴射時間の補正態様を示すグラフ。 本発明にかかる内燃機関の燃料噴射量制御装置の第２の実施形態についてその機関始動時の燃料噴射量制御の処理手順を示すフローチャート。 同第２の実施形態の燃料噴射量制御に際しての燃料噴射時間の補正態様を示すグラフ。

符号の説明

１…エンジン本体、２…吸気マニホールド、３…排気マニホールド、４Ａ…Ａバンク用インジェクタ群、４Ｂ…Ｂバンク用インジェクタ群、５Ａ…Ａバンク用点火装置群、５Ｂ…Ｂバンク用点火装置群、１０…吸気通路、１１…合流通路、１２…第１の分岐通路、１３…第２の分岐通路、１４…吸気口、１５…吸気口、１６…エアクリーナ、１７…エアクリーナ、２０…スロットルバルブ、２１…アクチュエータ、３０…スロットルセンサ、３１…第１のエアフローメータ、３２…第２のエアフローメータ、３３…水温センサ、３４…回転速度センサ、４０…ＥＣＵ。

Claims (5)

1. 吸気通路の上流側で分岐された複数の分岐通路に対して各別に吸気温センサを備え、それら吸気温センサを通じて検出される吸気温情報をパラメータの一つとして内燃機関に噴射供給する燃料量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置において、
   前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温に基づいて機関環境を推定するに際し、前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の値の最大値を選出して前記機関環境が前記噴射供給する燃料中にベーパが発生する環境にあるか否かを推定し、前記最大値に基づき重み付けを行った制御指令値を用いて前記噴射供給する燃料量を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装置。
2. 前記噴射供給する燃料中にベーパが発生する機関環境にある旨の推定が、前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の最大値および当該機関の冷却水温の検出に用いられる水温センサを通じて検出される冷却水温が共にそれぞれの高温域判定値を超えることを条件になされ、前記噴射供給する燃料量を制御するための前記制御指令値の重み付けが、前記選出した吸気温の最大値を用いて行われる
   請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
3. 前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の値の最小値を選出して前記機関環境が当該機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にあるか否かを推定する
   請求項１または請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
4. 前記機関が非冷間状態にあるにも拘わらず冷気が吸入される環境にある旨の推定が、当該機関の冷却水温の検出に用いられる水温センサを通じて検出される冷却水温の値に対し前記吸気温センサを通じて各々検出される吸気温の最小値が乖離判定値を超えて乖離することを条件になされ、前記噴射供給する燃料量を制御するための前記制御指令値の重み付けが、前記選出した吸気温の最小値を用いて行われる
   請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
5. 前記機関環境の推定、およびこの推定した機関環境に基づく前記噴射供給する燃料量を制御するための制御指令値の重み付けが当該機関の始動時に行われる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。

Images