JP7100483B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法に関する。

特許文献１には、ブローバイガス還流装置を備えた内燃機関において、ピストンの上下動に伴ってクランクケース内に漏出し潤滑油へ混入した未燃燃料の、前回運転終了時から今回の始動時までにおける潤滑油からの気化に起因する、吸気系に滞留する燃料の量を考慮して、燃料噴射量を基本燃料噴射量より増大するための燃料増大量を決定する、燃料噴射量制御装置が開示されている。
前記燃料噴射量制御装置は、上記滞留する燃料の量に大きい影響を与えるパラメータ（燃料の潤滑油希釈率、始動時冷却水温度、前回運転終了時潤滑油温度）に基づいて、始動時以降の所定期間、前記燃料増大量を補正した値に決定する。

特開２００８－２２３６１６号公報

ところで、始動時に吸気通路に滞留する燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための燃料供給量の減量制御において、減量が過剰に実施されると、空燃比がリーン化して始動性や始動時の排気性状が低下する可能性があった。
例えば、減量制御を始動開始から始動完了までの期間の全域にわたって実施すると、吸気通路に滞留する燃料の掃気が終了した後も減量補正が継続される場合があり、これによって、掃気終了後に空燃比がリーン化して始動性や始動時の排気性状を低下させる可能性がある。

本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関において、始動時に吸気通路に滞留する燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための燃料供給量の減量制御が過剰に実施されることを抑制できる、内燃機関の燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を提供することにある。

そのため、本発明は、その一態様として、内燃機関の始動時における冷却水又は潤滑油の温度、及び、潤滑油希釈率に基づき、前記内燃機関の吸気通路内に滞留する燃料量に相関する燃料供給量の減量量の初期値を設定し、前記吸気通路内に滞留する燃料の濃度が前記内燃機関の始動開始からの燃焼サイクルの積算数の増大に応じて減少するのに合わせて、前記減量量を前記積算数に基づいて前記初期値から漸減させ、燃料供給量の減量制御を前記積算数が設定値に達したときに終了する。

上記発明によると、吸気通路に滞留する燃料に応じた減量制御が過剰に実施されることを抑止でき、内燃機関の始動性や始動時の排気性状を改善できる。

本発明の第１実施形態における内燃機関のシステム図である。 内燃機関の冷却装置を示す図である。 吸気通路に滞留する燃料に応じた減量制御の手順を示すフローチャートである。 停止中に冷却水の循環が行われたときに適用する減量補正率ＲＱの設定特性を示す図である。 アイドルストップ中の冷却水の温度及び潤滑油の温度の変化を示すタイムチャートである。 水温と潤滑油温度との乖離による補正誤差の発生を説明するための線図である。 停止中に冷却水の循環が行われなかったときに適用する減量補正率ＲＱの設定特性を示す図である。 減量率ＲＲと燃焼サイクルの積算数ＣＩＮとの相関を示す線図である。 滞留燃料濃度の変化と減量量との相関を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態における内燃機関のシステム図である。 第２実施形態における減量制御の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態における減量補正率ＲＱの設定特性を示す図である。

「第１実施形態」
以下に本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る燃料噴射制御装置及び燃料噴射制御方法を適用する内燃機関の一態様を示す。
図１に示す内燃機関１は、車両用の火花点火ガソリン機関であり、機関本体１ａに点火装置４、燃料噴射弁５などを備える。

燃料噴射弁５は、吸気管２ａに配置され、吸気バルブ１９の傘部付近を指向して燃料を吸気管２ａ内に噴射する。つまり、図１に示す内燃機関１は、燃料噴射弁５が吸気管２ａ内に燃料を噴射する所謂ポート噴射式内燃機関である。
但し、内燃機関１は、燃料噴射弁５が燃焼室１０内に直接燃料を噴射する所謂筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。

内燃機関１の吸入空気は、エアークリーナ７を通過し、電制スロットル８のスロットルバルブ８ａで流量を調節された後、燃料噴射弁５から吸気管２ａ内に噴射される燃料と混合して燃焼室１０に吸引される。
電制スロットル８は、スロットルモータ８ｂでスロットルバルブ８ａを開閉する装置であり、スロットルバルブ８ａの開度であるスロットル開度ＴＰＳに対応する信号を出力するスロットル開度センサ８ｃを備える。

回転数検出装置６は、リングギア１４の突起を検出することで、クランクシャフト１７の所定回転角毎に回転角ＮＥの信号を出力する。
水温センサ１５は、機関本体１ａに設けられたウォータジャケット１８に循環される冷却水の温度（以下、水温ＴＷと称する）に対応する信号を出力する。

流量検出装置９は、電制スロットル８の上流側に配置され、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡＲに対応する信号を出力する。
また、排気浄化触媒装置１２は、排気管３ａに配置され、内燃機関１の排気を浄化する。

空燃比センサ１１は、排気浄化触媒装置１２の上流側の排気管３ａに配置され、排気空燃比ＲＡＢＦに対応する信号を出力する。
また、排気温度センサ１６は、排気浄化触媒装置１２の上流側の排気管３ａに配置され、排気浄化触媒装置１２の入口での排気温度ＴＥＸ（℃）に対応する信号を出力する。

燃料噴射弁５には燃料供給装置３１によって燃料が所定圧力に調整されて供給される。
燃料供給装置３１は、燃料タンク３２、電動式の燃料ポンプ３３、プレッシャレギュレータ３４、燃料供給配管３５、燃料リターン配管３６、燃圧センサ３７を含んで構成される。

燃料ポンプ３３は、燃料タンク３２内の燃料を吸引し、燃料供給配管３５を介して燃料噴射弁５に燃料を圧送する。
燃料リターン配管３６は、一端が燃料供給配管３５の途中に接続され、他端が燃料タンク３２内に開放される。この燃料リターン配管３６には、オリフィスを介して燃料を燃料タンク３２に戻すプレッシャレギュレータ３４が介装される。
燃料噴射弁５に供給される燃料の圧力は燃圧センサ３７で検出され、燃圧センサ３７による燃圧検出値に応じた燃料ポンプ３３の駆動電圧の制御によって、燃料噴射弁５に供給される燃料の圧力が調整される。

マイクロコンピュータを内蔵する電子制御装置１３は、前述した各種センサから出力される、スロットル開度ＴＰＳ、吸入空気流量ＱＡＲ、回転角ＮＥ、水温ＴＷ、排気空燃比ＲＡＢＦ、排気温度ＴＥＸ、燃圧ＰＦなどのセンサ検出信号を取り込む。
そして、電子制御装置１３は、取り込んだセンサ検出信号に基づき燃料噴射パルス幅ＴＩ（燃料噴射量）及び噴射タイミングを演算し、噴射タイミングにて燃料噴射パルス幅ＴＩ（ms）に応じた開弁指令信号を燃料噴射弁５に出力して、燃料噴射弁５による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置としての機能をソフトウェアとして備える。

また、電子制御装置１３は、燃料噴射弁５による燃料噴射の制御において、内燃機関１が始動状態であるときは、目標空燃比相当の基本燃料噴射量（基本燃料噴射パルス幅ＴＰ）を始動時増量補正値Ｋst（1.0≦Ｋst）で増量補正して燃料噴射パルス幅ＴＩ（ＴＩ＝ＴＰ×Ｋst）を算出する。
ここで、電子制御装置１３は、始動時増量補正値Ｋstを、始動時における内燃機関１の水温ＴＷが低いほどより大きな値に設定して、燃料噴射量をより多く増量することで、燃料噴射弁５の噴射燃料が霧化（気化）し難い始動時において燃焼の安定性を向上させる。

更に、電子制御装置１３は、点火装置４、電制スロットル８、燃料ポンプ３３にも指令信号を出力し、点火装置４の点火時期、スロットルバルブ８ａの開度、燃料噴射弁５に供給される燃料の圧力を制御して、内燃機関１の運転を制御する。
電子制御装置１３は、各種センサの計測結果や各種装置に出力する操作量などのデータの入出力を行うために、アナログ入力回路２０、Ａ／Ｄ変換回路２１、デジタル入力回路２２、出力回路２３及びＩ／Ｏ回路２４を備える。

また、電子制御装置１３は、データの演算処理を行うために、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）２６、ＲＯＭ（Read Only Memory）２７、ＲＡＭ（Random Access Memory）２８を含むマイクロコンピュータを備える。
アナログ入力回路２０には、吸入空気流量ＱＡＲ、スロットル開度ＴＰＳ、排気空燃比ＲＡＢＦ、排気温度ＴＥＸ、水温ＴＷ、及び、燃圧ＰＦなどのセンサ検出信号が入力される。
アナログ入力回路２０に入力された各種信号は、それぞれＡ／Ｄ変換回路２１に供給されてデジタル信号に変換され、バス２５上に出力される。

また、デジタル入力回路２２に入力された回転角ＮＥの信号は、Ｉ／Ｏ回路２４を介してバス２５上に出力される。
バス２５には、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、タイマ／カウンタ（ＴＭＲ／ＣＮＴ）２９等が接続されている。そして、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８は、バス２５を介してデータの授受を行う。

ＭＰＵ２６には、クロックジェネレータ３０からクロック信号が供給され、ＭＰＵ２６は、クロック信号に同期して様々な演算や処理を実行する。
ＲＯＭ２７は、例えばデータの消去と書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）で構成され、電子制御装置１３を動作させるためのプログラム、設定データ及び初期値などを記憶する。

ＲＯＭ２７が記憶する情報は、バス２５を介してＲＡＭ２８及びＭＰＵ２６に読み込まれる。
ＲＡＭ２８は、ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果を一時的に記憶する作業領域として用いられる。

なお、タイマ／カウンタ２９は、時間の測定や様々な回数の測定などに用いられる。
ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果は、バス２５上に出力された後、Ｉ／Ｏ回路２４を介して出力回路２３から点火装置４、燃料噴射弁５、電制スロットル８、燃料ポンプ３３などに供給される。

また、内燃機関１は、ブローバイガス還流装置４１を備える。
ブローバイガス還流装置４１は、内燃機関１の燃焼室１０内から潤滑油を貯留するクランクケース４２内に漏出した未燃燃料のうちの気化燃料を含むブローバイガスを内燃機関１の吸気系に戻す装置である。
ブローバイガス還流装置４１は、クランクケース４２内と吸気コレクタ部２ｂ内とを連通させるブローバイガス還流通路４３を有し、ブローバイガスは、ブローバイガス還流通路４３を介してクランクケース４２内から吸気コレクタ部２ｂ内に還流される。

図２は、内燃機関１の冷却装置５１の一態様を示す。
内燃機関１のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却する冷媒である冷却水は、第１の冷却水通路５２を介してラジエータ５３に導かれる。
ラジエータ５３に導かれた冷却水は、ラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。
そして、ラジエータ５３を通過することで温度が低下した冷却水は、第２の冷却水通路５４を介して内燃機関１へと戻される。

また、内燃機関１から排出された冷却水がラジエータ５３をバイパスして循環できるように、第１の冷却水通路５２と第２の冷却水通路５４とは、バイパス通路５５を介して連通接続されている。
バイパス通路５５の下流端と第２の冷却水通路５４との接合箇所には、バイパス通路５５の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する電制サーモスタット５６が配設されている。
電制サーモスタット５６は、ラジエータ５３を通過する冷却水とラジエータ５３をバイパスする冷却水との割合を変化させる。

第２の冷却水通路５４の下流端と電制サーモスタット５６との間には、内燃機関１とラジエータ５３との間で冷却水を循環させるための機械式ウォータポンプ５７及び電動ウォータポンプ５８が夫々配設されている。
機械式ウォータポンプ５７は、内燃機関１の冷却水入口に取り付けられており、例えば、内燃機関１のカムシャフトによって駆動される。

電動ウォータポンプ５８は、例えば、アイドルストップ機能により内燃機関１が停止した場合にも、冷却性能を発揮したり暖房機能を維持したりできるように、電動モータによって駆動されて内燃機関１の停止期間において冷却水を循環させる。
電制サーモスタット５６及び電動ウォータポンプ５８は、電子制御装置１３によって制御される。

なお、冷却装置５１は、図２に示した冷却水循環経路を備える装置に限定されるものではなく、例えば、特開２０１５－１７２３５５号公報に開示されるように、シリンダヘッド、シリンダブロックに流れる冷却水の量を個別に制御できるシステムとしたり、機械式ウォータポンプ５７を備えず内燃機関１の運転中も電動ウォータポンプ５８で冷却水を循環させるシステムとしたりすることができる。

ところで、内燃機関１の運転停止中に、ブローバイガス還流装置４１によって吸気系に戻された燃料は吸気系（電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路）に滞留し、内燃機関１の再始動時に燃料噴射弁５から噴射される燃料とともに燃焼室１０に流入することになる。
ここで、始動時の燃料噴射量は、霧化（気化）の低下を考慮して水温ＴＷに応じて増量されるから、更に、ブローバイガス還流装置４１によって吸気系に滞留していた燃料が付加されると燃料供給量が過剰に多くなり、空燃比がリッチ化することで、内燃機関１の始動性や始動時における排気性状を悪化させる可能性がある。

そこで、電子制御装置１３は、ブローバイガス還流装置４１によって機関停止中に吸気系に滞留する燃料を考慮して、始動時増量補正値Ｋstによる燃料増量、換言すれば、内燃機関１への燃料供給量を減量する減量制御を実施する。
以下では、ブローバイガス還流装置４１によって機関停止中に吸気系に滞留することになる燃料に応じて、始動時増量を減量する減量制御（滞留燃料に基づく減量制御）を詳細に説明する。

図３のフローチャートは、電子制御装置１３が実施する減量制御の手順の一態様を示す。
電子制御装置１３は、まず、ステップＳ１０１で、潤滑油希釈率ＤＲを算出する。
潤滑油希釈率ＤＲとは、クランクケース４２内の潤滑油への未燃燃料の混入による潤滑油の希釈度合いを表す値であり、潤滑油希釈率ＤＲが高いほど潤滑油への未燃燃料の混入が多いことを表す。

電子制御装置１３は、潤滑油希釈率ＤＲを、例えば潤滑油を循環させるオイルポンプによる吐出圧に基づいて推定する。
内燃機関１は、クランクケース４２内の潤滑油を内燃機関１の各所に圧送するためのオイルポンプ（図示省略）を備える。
そして、電子制御装置１３は、潤滑油への未燃燃料の混入がない状態でオイルポンプにより圧送される潤滑油の圧力を基準圧力とし、当該基準圧力に対する前回の機関運転終了時における潤滑油の圧力の割合に基づいて潤滑油希釈率ＤＲを推定する。

つまり、潤滑油の希釈度合いが大きいほど（潤滑油への未燃燃料の混入が多いほど）潤滑油の粘度が低下して潤滑油の圧力が低くなるので、電子制御装置１３は、前回の機関運転終了時における潤滑油の圧力が基準圧力よりも低いほど、潤滑油希釈率ＤＲをより大きく設定する。
ここで、潤滑油希釈率ＤＲが大きくなるほど、機関停止中に潤滑油から気化する燃料量が増え、機関停止中にブローバイガス還流装置４１によって還流されて吸気系に滞留する燃料が増えることになる。

電子制御装置１３は、潤滑油希釈率ＤＲを求めると、次にステップＳ１０２で、内燃機関１の今回の始動前の停止状態で、冷却装置５１による冷却水の循環が行われていたか否か、換言すれば、内燃機関１の停止中に電動ウォータポンプ５８を作動させていたか否かを判別する。
例えば、今回の内燃機関１の運転がアイドルストップからの再始動によるもので、アイドルストップ中に冷却装置５１（電動ウォータポンプ５８）を作動させて冷却水を循環させていた場合、電子制御装置１３は、ステップＳ１０３に進む。
一方、例えば、今回の内燃機関１の運転が、車両の運転者によるエンジンスイッチ（イグニションスイッチ）の操作による始動によるもので、内燃機関１の停止中に冷却装置５１（電動ウォータポンプ５８）を作動させていなかった場合、電子制御装置１３は、ステップＳ１０４に進む。

電子制御装置１３は、ステップＳ１０３又はステップＳ１０４で、始動時増量補正値Ｋstによる増量分（始動時増量補正値Ｋstで増量される燃料噴射量）を減量するための減量補正率ＲＱ（０≦ＲＱ≦1.0）の初期値を算出する。
この減量補正率ＲＱは、機関停止中にブローバイガス還流装置４１（ブローバイガス還流通路４３）によって吸気系に戻されて吸気系に滞留することになる燃料分だけ、燃料噴射弁５から噴射させる燃料量を減らすための燃料噴射量の補正項である。

そして、減量補正率ＲＱは、大きな値であるときほど始動時増量補正値Ｋstによる増量分、換言すれば、燃料噴射弁５による燃料噴射量をより大きく減らし、減量補正率ＲＱ＝1.0（最大値）であれば始動時増量補正値Ｋstによる増量分が零に補正され、減量補正率ＲＱ＝０（最小値）であれば始動時増量補正値Ｋstによる増量分は減量されない。

また、電子制御装置１３は、後述するように、燃焼サイクル毎に減量補正率ＲＱを徐々に小さく変更し、始動時増量補正値Ｋstによる増量分を減らす量を徐々に小さくする制御を行う。そして、減量補正率ＲＱの初期値とは、減量補正率ＲＱを徐々に小さく変更するときの最初の値であって、始動時増量補正値Ｋstによる増量分を始動中に最も大きく減らす値である。
なお、後で詳細に説明するが、減量補正率ＲＱによる始動時増量補正値Ｋstの減量補正は、始動時増量補正値Ｋstの基本値をＫstbとし、燃焼サイクル毎に減量補正率ＲＱを徐々に小さくするための減量率をＲＲ（０≦ＲＲ≦1.0）としたときに、始動時増量補正値Ｋstを、Ｋst＝Ｋstb×（１－ＲＱ×ＲＲ）として演算することで実施される。

電子制御装置１３は、ステップＳ１０３で、減量補正率ＲＱの初期値を、潤滑油希釈率ＤＲ、内燃機関１の停止時間ＳＴ、始動時の水温ＴＷに基づいて決定する。
電子制御装置１３は、例えば図４に示すように、内燃機関１の停止時間ＳＴ及び始動時の水温ＴＷの条件毎に減量補正率ＲＱの初期値を記憶するマップを、潤滑油希釈率ＤＲの条件毎に複数備え、潤滑油希釈率ＤＲに基づき選択したマップから、今回の始動時に該当する停止時間ＳＴ及び水温ＴＷの条件に適合する初期値を検索する。
但し、減量補正率ＲＱの初期値の設定処理を、マップから検索処理に限定するものではなく、電子制御装置１３は、潤滑油希釈率ＤＲ、内燃機関１の停止時間ＳＴ、及び、始動時の水温ＴＷを変数とする関数の演算によって減量補正率ＲＱの初期値を求めることができる。

ここで、電子制御装置１３は、始動時の水温ＴＷが高いほど減量補正率ＲＱの初期値を小さい値に設定し、更に、潤滑油希釈率ＤＲが小さいほど減量補正率ＲＱの初期値を小さい値に設定する。
つまり、電子制御装置１３は、始動時の水温ＴＷが高いほど始動時増量（始動時の燃料供給量）を減らす量を小さくし、潤滑油希釈率ＤＲが小さいほど始動時増量を減らす量を小さくし、逆に、始動時の水温ＴＷが低いほど始動時増量を減らす量を大きくし、潤滑油希釈率ＤＲが大きいほど始動時増量を減らす量を大きくする。

これは、始動時の水温ＴＷが低くなっているときほど、停止中にブローバイガス還流装置４１（ブローバイガス還流通路４３）によって吸気系に滞留する未燃燃料の濃度が高くなっていると推定でき、また、潤滑油希釈率ＤＲが大きいほど、停止中にブローバイガス還流装置４１（ブローバイガス還流通路４３）によって吸気系に滞留する未燃燃料の濃度（以下、滞留燃料濃度ともいう）が高くなると推定できるためである。
但し、内燃機関１の停止中の冷却水の循環が行われると、始動時の水温ＴＷに基づく滞留燃料濃度の推定精度が低下し、滞留燃料に基づく減量制御の精度が悪化する。

つまり、滞留燃料濃度は、潤滑油の温度に依存するが、内燃機関１の停止中に冷却水の循環が停止されていれば、水温ＴＷと潤滑油の温度との乖離が十分に小さく、始動時における水温ＴＷから滞留燃料濃度を十分な精度で推定できる。
しかし、アイドルストップによる内燃機関１の停止状態などで、内燃機関１の停止中に冷却装置５１（電動ウォータポンプ５８）を作動させて冷却水を循環させていた場合、再始動時において水温ＴＷと潤滑油の温度との乖離が大きくなる。このため、始動時における水温ＴＷに基づく滞留燃料濃度の推定精度が低下し、電子制御装置１３は、減量補正率ＲＱ（減量量）を適切に設定することができなくなる。

図５は、アイドルストップ中に冷却装置５１（電動ウォータポンプ５８）を作動させて冷却水を循環させた場合と、同じアイドルストップ中に冷却装置５１（電動ウォータポンプ５８）を作動させずに冷却水の循環を停止状態に保持させた場合での水温ＴＷ及び潤滑油の温度の挙動を例示する。

この図５に示すように、内燃機関１のアイドルストップ中に冷却水の循環が停止された場合は、水温ＴＷと潤滑油温度とは略同等の値を維持して推移するのに対し、内燃機関１のアイドルストップ中に冷却水の循環が行われた場合は、潤滑油温度に比べて水温ＴＷの低下が大きくなって、内燃機関１の再始動には、潤滑油温度よりも冷却水温度が低くなる。
したがって、電子制御装置１３が、冷却水の循環が行われたアイドルストップ状態からの再始動時における水温ＴＷに基づき、減量補正率ＲＱの初期値を設定すると、過剰な減量が実施されることになって空燃比がリーン化し、内燃機関１の始動性や始動時の排気性状を低下させる可能性がある。

図６は、内燃機関１のアイドルストップ中に冷却水の循環が行われ、再始動時における水温ＴＷが７５℃で潤滑油温度が９０℃であったときの減量補正率ＲＱの設定特性を例示する。
この場合、潤滑油温度＝９０℃が実際の滞留燃料濃度に相関するため、それよりも低い水温ＴＷ＝７５℃に基づき減量補正率ＲＱを設定すると、９０℃に適合する減量補正率ＲＱ90と、７５℃に適合する減量補正率ＲＱ75（ＲＱ75＞ＲＱ90）との差分だけ、過剰に燃料供給量が減量されることになる。

ここで、内燃機関１の停止中に冷却水の循環が行われたときの水温ＴＷと潤滑油温度との乖離は、内燃機関１の停止時間ＳＴ（機関停止状態で冷却水を循環させていた時間）が長くなるほど大きくなり、再始動時の水温ＴＷは停止時間ＳＴが長くなるほど潤滑油温度をより大きく下回ることになる。
このため、電子制御装置１３は、内燃機関１の停止中に冷却水の循環が行われたときに、再始動時の水温ＴＷに基づき減量補正率ＲＱの初期値が設定すると、実際の滞留燃料濃度よりも高い濃度に適合する減量を実施し、減量過多になってしまう。

そこで、電子制御装置１３は、再始動時の水温ＴＷに基づく減量補正率ＲＱの初期値を、内燃機関１の停止時間ＳＴ（機関停止状態で冷却水を循環させていた時間）が長くなるほどより小さく変更する。
これにより、内燃機関１の停止中に冷却水の循環が行われた場合でも、減量補正率ＲＱの初期値を水温ＴＷに基づき適切に設定することができ、過剰な減量補正による空燃比のリーン化を抑制できる。

一方、内燃機関１の停止中に冷却水の循環が行われなかった場合、再始動における水温ＴＷと潤滑油温度との乖離は十分に小さいので、電子制御装置１３は、ステップＳ１０４で、再始動時の水温ＴＷと潤滑油希釈率ＤＲとに基づき、減量補正率ＲＱの初期値を設定する。
電子制御装置１３は、ステップＳ１０４で、例えば図７に示すようなマップを参照して、再始動時の水温ＴＷと潤滑油希釈率ＤＲとに該当する減量補正率ＲＱの初期値を求める。

なお、ステップＳ１０４における、水温ＴＷの高低に対する減量補正率ＲＱの初期値の設定特性、及び、潤滑油希釈率ＤＲの大小に対する減量補正率ＲＱの初期値の設定特性は、ステップＳ１０３での設定特性と同じである。
但し、水温ＴＷ及び潤滑油希釈率ＤＲが同じ条件のときに、ステップＳ１０３で設定される減量補正率ＲＱの初期値は、停止時間ＳＴによる補正によって、ステップＳ１０４で設定される減量補正率ＲＱの初期値よりも小さくなる。

ここで、電子制御装置１３は、水温ＴＷ及び潤滑油希釈率ＤＲに基づき減量補正率ＲＱの初期値を演算し、内燃機関１の停止状態で冷却水が電動ウォータポンプ５８によって循環されていたときには、水温ＴＷ及び潤滑油希釈率ＤＲに基づき求めた減量補正率ＲＱの初期値を停止時間ＳＴが長くなるほどより小さく補正し、内燃機関１の停止状態で冷却水の循環が停止されていたときには、水温ＴＷ及び潤滑油希釈率ＤＲに基づき求めた減量補正率ＲＱの初期値をそのまま始動時増量補正値Ｋstの補正に適用することができる。
また、電子制御装置１３は、内燃機関１の停止状態で冷却水が電動ウォータポンプ５８によって循環されていたときに、水温ＴＷ及び潤滑油希釈率ＤＲに基づき求めた減量補正率ＲＱの初期値を一定割合で小さく補正することができる。

電子制御装置１３は、減量補正率ＲＱの初期値をステップＳ１０３又はステップＳ１０４で設定すると、ステップＳ１０５に進み、始動時の燃料噴射制御中であるか否かを判断する。
電子制御装置１３は、内燃機関１の始動開始から機関回転速度が始動完了判定速度に達するまでの期間であるときに、始動時の燃料噴射制御中であるとして、ステップＳ１０６以降に進む。
一方、始動時の燃料噴射制御中ではないときは、吸気系に滞留する燃料に応じて燃料噴射弁５の噴射量を減量する減量制御は不要であるので、ステップＳ１０１に戻る。

電子制御装置１３は、始動時の燃料噴射制御中であってステップＳ１０６に進むと、始動開始からの燃焼サイクルの積算数ＣＩＮを計数する。
次いで、電子制御装置１３は、ステップＳ１０７で、燃焼サイクル毎に減量補正率ＲＱを徐々に小さくするための減量率ＲＲを燃焼サイクルの積算数ＣＩＮに基づき設定する。

図８は、減量率ＲＲと燃焼サイクルの積算数ＣＩＮとの相関の一態様を示す。
図８において、燃焼サイクルの積算数ＣＩＮが零であるとき（最初の燃焼サイクルであるとき）に、減量率ＲＲは1.0に設定され、その後、減量率ＲＲは、積算数ＣＩＮの増大に応じて漸減され、積算数ＣＩＮが設定値ＣＩＮthになったときに減量率ＲＲが零になるように、積算数ＣＩＮに対する減量率ＲＲの変化特性が設定されている。

減量率ＲＲが1.0であるとき、ステップＳ１０３又はステップＳ１０４で設定された減量補正率ＲＱの初期値は、減量補正されることなく始動時増量補正値Ｋstの減量補正値としてそのまま適用される。そして、減量率ＲＲが零になると、ステップＳ１０３又はステップＳ１０４で設定された減量補正率ＲＱの初期値は零にまで減じられて、減量補正率ＲＱによる減量制御が終了し、始動時増量補正値Ｋstによる増量補正が減じられることなく適用されることになる。

ここで、減量率ＲＲ（減量補正率ＲＱ）を零にまで減じるタイミングを規定する積算数ＣＩＮの設定値ＣＩＮthは、電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路の体積分の空気が、各気筒の燃焼室に吸引されるのに要する燃焼サイクルの積算数を基準に設定される。
つまり、内燃機関１の始動時に、電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路に未燃燃料が滞留していたとしても、設定値ＣＩＮthだけの燃焼サイクルを重ねることで、滞留燃料の略全量が各気筒の燃焼室１０に吸引されることになる。

そして、電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路に未燃燃料が残っていなければ、始動時増量補正値Ｋstによる増量補正分を減じる必要性がなくなる。
そこで、電子制御装置１３は、始動完了を待たずに、燃焼サイクルの積算数ＣＩＮが設定値ＣＩＮthに達したときに、吸気通路に滞留していた未燃燃料が掃気され、滞留燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための減量補正率ＲＱによる噴射量の減量制御を終了させる。

なお、電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路の体積をＶol、内燃機関１の総排気量をＥＤ、気筒数をＮＣとしたときに、設定値ＣＩＮthは、Ｖol≦ＣＩＮth×ＥＤ／ＮＣを満たす値として設定される。
但し、電子制御装置１３は、電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路の体積分の空気が各気筒の燃焼室に全て吸引される前であって、減量補正率ＲＱによる噴射量の減量制御を停止させても空燃比のリッチ化を十分に抑制できると推定される積算数ＣＩＮのときに、減量補正率ＲＱによる噴射量の減量制御を終了させることができる。

また、電子制御装置１３は、減量率ＲＲを燃焼サイクルの積算数ＣＩＮが増えるにしたがって漸減させるが、積算数ＣＩＮの増加に対する減量率ＲＲの減少速度は一定ではなく、積算数ＣＩＮが増えるにしたがって減量率ＲＲの減少速度が遅くなるようにしてある。
係る減量率ＲＲの減少特性は、積算数ＣＩＮが増えるにしたがって電制スロットル８と吸気バルブ１９との間の吸気通路に導入される新気の量が増え、滞留燃料の濃度が低下する特性に合わせたものである（図９参照）。
但し、電子制御装置１３は、積算数ＣＩＮの増加に対して減量率ＲＲを一定速度で減少させることができる。

電子制御装置１３は、積算数ＣＩＮに基づき減量率ＲＲを設定すると、ステップＳ１０８に進み、始動時増量補正値Ｋstを、Ｋst＝Ｋstb×（１－ＲＱ×ＲＲ）として演算し、目標空燃比相当の基本燃料噴射量（基本燃料噴射パルス幅ＴＰ）を始動時増量補正値Ｋstで増量補正して燃料噴射パルス幅ＴＩ（ＴＩ＝ＴＰ×Ｋstb）を算出する。
そして、電子制御装置１３は、各気筒の噴射タイミングにおいて、燃料噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を燃料噴射弁５に出力して、燃料噴射弁５から燃料噴射パルス幅ＴＩに比例する量の燃料を噴射させる。

電子制御装置１３は、ステップＳ１０９で、燃焼サイクルの積算数ＣＩＮが設定値ＣＩＮthに達したか否かを判断する。
そして、電子制御装置１３は、燃焼サイクルの積算数ＣＩＮが設定値ＣＩＮthよりも小さい場合、ステップＳ１０６に戻って、減量率ＲＲの漸減処理と、漸減させた減量率ＲＲと減量補正率ＲＱの初期値とに基づく始動時増量補正値Ｋstの減量制御とを継続させる。

一方、燃焼サイクルの積算数ＣＩＮが設定値ＣＩＮthに達すると（ＣＩＮ＝ＣＩＮthになると）、電子制御装置１３は、減量補正率ＲＱに基づく始動時増量補正値Ｋst（燃料供給量）の減量制御を終了させる。
但し、積算数ＣＩＮ＝設定値ＣＩＮthのときに減量率ＲＲが零になり、その後、減量率ＲＲが零に維持される場合は、減量率ＲＲが零になった時点で、実質的に減量補正率ＲＱによる噴射量の減量制御が終了することになる。

上記のように、電子制御装置１３は、吸気通路に滞留していた未燃燃料による空燃比のリッチ化を抑制するための減量補正率ＲＱによる噴射量の減量制御（始動時減量補正制御）を終了させるタイミングを、吸気通路に滞留していた未燃燃料の略全量が燃焼室１０に吸引されると推定されるタイミング（滞留燃料の掃気の終了タイミング）に設定する（図９参照）。
これにより、吸気通路に滞留していた未燃燃料が無くなった後も始動時減量補正制御が継続されて、過剰に燃料噴射量が減量補正されることを抑制でき、内燃機関１の始動性や始動時の排気性状が改善される。

また、電子制御装置１３は、図９に示すように、減量補正率ＲＱによる噴射量の減量量を徐々に減らすので、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度の減少に合わせた減量を行え、減量制御の全実施期間に亘って空燃比を高い精度で制御でき、吸気通路に滞留していた未燃燃料による空燃比のリッチ化を抑制しつつ、減量補正率ＲＱによる過剰な減量補正によって空燃比がリーン化することを抑制できる。

また、電子制御装置１３は、始動時の水温ＴＷに基づく減量補正率ＲＱ（減量量）の設定処理において、内燃機関１の停止状態で冷却水が循環されていたか否かに応じて、始動時の水温ＴＷに基づく減量補正率ＲＱを変更する。
これにより、例えば、冷却水が循環されていたアイドルストップ状態から内燃機関１が再始動され、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度と相関する潤滑油温度と水温ＴＷとに乖離が生じても、始動時の水温ＴＷに基づき減量補正率ＲＱを設定しつつ、過剰な減量補正によって空燃比がリーン化することを抑制できる。
換言すれば、潤滑油の温度を検出するセンサを備えず、かつ、アイドルストップ状態などで冷却水が循環される内燃機関１において、油温の検出値に基づく減量制御と同等の空燃比制御を実施できる。

「第２実施形態」
上記第１実施形態において、電子制御装置１３は、始動時の水温ＴＷに基づき減量補正率ＲＱを設定するが、電子制御装置１３は、水温ＴＷに代えて、内燃機関１の潤滑油の温度である油温ＴＯに基づき減量補正率ＲＱを設定することができる。

油温ＴＯに基づく減量補正率ＲＱの設定処理を適用する内燃機関１は、図１０に示すように、内燃機関１の油温ＴＯを検出する油温センサ７１を備える。
なお、図１０に示す内燃機関１は、油温センサ７１を備える点以外は図１に示した内燃機関１と同じ構成であり、かつ、同一要素には同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。

図１１のフローチャートは、油温ＴＯに基づき減量補正率ＲＱを設定する減量制御の手順を示す。
電子制御装置１３は、ステップＳ２０１で、ステップＳ１０１と同様に、潤滑油希釈率ＤＲを算出する。

次いで、電子制御装置１３は、ステップＳ２０２で、減量補正率ＲＱの初期値を、内燃機関１の始動時における油温ＴＯと、潤滑油希釈率ＤＲとに基づいて設定する。
ここで、電子制御装置１３は、図１２に示すように、始動時の油温ＴＯが低くなっているときほど減量補正率ＲＱの初期値をより大きくして燃料供給量をより大きく減量させ、また、潤滑油希釈率ＤＲが高いほど減量補正率ＲＱの初期値をより大きくして燃料供給量をより大きく減量させる。

これは、油温ＴＯが低くなっていてかつ潤滑油希釈率ＤＲが高いほど、内燃機関１の停止中に吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度が高くなっていると推定できるためである。
なお、電子制御装置１３は、ステップＳ２０２における減量補正率ＲＱの初期値の設定処理を、内燃機関１の停止中に冷却水が循環されていたか否かに関わらずに実施し、油温ＴＯ及び潤滑油希釈率ＤＲが同じであれば、停止中に冷却水が循環されていたか否かに関わらずに減量補正率ＲＱの初期値を同じ値に設定する。

つまり、内燃機関１の停止中に冷却水が循環されていた場合は、始動時における水温ＴＷと油温ＴＯとの乖離が大きくなる一方、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度は、水温ＴＷよりも油温ＴＯに依存して変化するから、油温ＴＯに基づく減量制御においては、内燃機関１の停止中に冷却水が循環されていたか否かは、減量制御の精度に大きく影響することはない。

電子制御装置１３は、ステップＳ２０２で減量補正率ＲＱの初期値を設定すると、次いで、ステップＳ２０３に進み、ステップＳ１０５と同様に、内燃機関１の始動開始から機関回転速度が始動完了判定速度に達するまでの期間である始動時の燃料噴射制御中であるか否かを判断する。
そして、始動時の燃料噴射制御中であれば、ステップＳ２０４以降に進む。
なお、ステップＳ２０４－ステップＳ２０７の各処理は、ステップＳ１０６－ステップＳ１０９と同様であるので、詳細な説明は省略する。

上記第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、吸気通路に滞留していた未燃燃料が無くなった後も始動時減量補正制御が継続されて、過剰に燃料噴射量が減量補正されることを抑制できるとともに、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度の減少に合わせて適切な減量制御を行える。
更に、例えば、冷却水が循環されていたアイドルストップ状態から内燃機関１が再始動される場合であるか否かに関わらず、吸気通路に滞留する未燃燃料の濃度に応じた減量補正を実施でき、補正処理の適合が容易で、かつ、演算負荷を軽減できる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、内燃機関１の停止中に冷却水の循環が行われていたときに、水温ＴＷに基づく減量量を停止時間ＳＴが長いほどより小さく変更する処理は、燃焼サイクルの積算数ＣＩＮに基づく終了制御、及び、減量率ＲＲによる減量補正率ＲＱの漸減処理を実施しない減量制御にも適用できる。
つまり、電子制御装置１３は、始動時の水温ＴＷ及び停止時間ＳＴに基づき設定した減量量を、始動開始から始動完了判定までの間で一律に適用することができる。

１…内燃機関、２ａ…吸気管、５…燃料噴射弁、８…電制スロットル、１３…電子制御装置、１９…吸気バルブ、４１…ブローバイガス還流装置、５１…冷却装置、５８…電動ウォータポンプ

Claims (5)

1. ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関に適用される、内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記内燃機関の始動状態で、前記内燃機関への燃料供給量を、前記吸気通路内に滞留する燃料が多いほど減らす減量制御を実施する減量制御部を有し、
   前記減量制御部は、
   前記内燃機関の始動時における冷却水又は潤滑油の温度、及び、潤滑油希釈率に基づき、前記吸気通路内に滞留する燃料量に相関する前記燃料供給量の減量量の初期値を設定し、
   前記吸気通路内に滞留する燃料の濃度が前記内燃機関の始動開始からの燃焼サイクルの積算数の増大に応じて減少するのに合わせて、前記減量量を前記積算数に基づいて前記初期値から漸減させ、
   前記内燃機関の始動開始からの燃焼サイクルの積算数の増大に応じて、前記減量量を前記初期値から漸減させ、
   前記減量制御を前記積算数が設定値に達したときに終了する、
   内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記減量制御部は、
   前記積算数の増大に対する減量量の減少速度を、前記積算数が増えるにしたがって遅くする、
   内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記減量制御部は、
   前記内燃機関の始動時における冷却水の温度、及び、潤滑油希釈率に基づき、前記減量量の初期値を設定し、かつ、前記内燃機関の停止状態で冷却水を循環させていた時間が長くなるほど前記初期値を小さく変更する、
   内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関に適用される、内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記内燃機関の始動状態で、前記内燃機関への燃料供給量を、前記吸気通路内に滞留する燃料が多いほど減らす減量制御を実施する減量制御部を有し、
   前記減量制御部は、
   前記吸気通路内に滞留する燃料量に相関する前記燃料供給量の減量量を、前記内燃機関の始動時における冷却水の温度のセンサ検出値が低いほど大きく設定し、かつ、潤滑油希釈率が大きいほど大きく設定し、かつ、前記内燃機関の停止状態で冷却水を循環させていた時間が長くなるほど小さく設定する、
   内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. ブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置を備えた内燃機関に適用される、内燃機関の燃料噴射制御方法であって、
   前記内燃機関の始動状態で、前記内燃機関への燃料供給量を、前記吸気通路内に滞留する燃料が多いほど減らす減量制御を実施する減量制御工程を有し、
   前記減量制御工程は、
   前記内燃機関の始動時における冷却水又は潤滑油の温度、及び、潤滑油希釈率に基づき、前記吸気通路内に滞留する燃料量に相関する前記燃料供給量の減量量の初期値を設定する工程と、
   前記吸気通路内に滞留する燃料の濃度が前記内燃機関の始動開始からの燃焼サイクルの積算数の増大に応じて減少するのに合わせて、前記減量量を前記積算数に基づいて前記初期値から漸減させる工程と、
   前記減量制御を前記積算数が設定値に達したときに終了させる工程と、
   を有する、内燃機関の燃料噴射制御方法。

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