JPH08158913A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の燃料噴射制御装置に関し、始動時
の噴射時期を吸気行程開始前に進角補正しデポジットに
付着した液状燃料を気化霧化させる時間を充分に取るよ
うにしてドライバビリティを向上させることを目的とす
る。 【構成】 機関の燃料噴射手段と燃料噴射量および噴射
時期を制御する燃料噴射制御手段とを備え、吸気通路内
に堆積したデポジット量に相当するデポジット学習値を
算出するデポジット学習値算出手段と、機関の運転が始
動中か始動完了後かを検出する始動完了検出手段と、運
転状態検出手段と、始動中は機関の運転条件に応じて、
デポジット学習値が大きい程、噴射時期を進角させて開
始するように予め設定された第一噴射時期に噴射時期を
補正する（第一噴射時期補正）手段と、始動後は徐々に
遅角側に補正する（第二噴射時期補正）手段と、過渡時
には同期噴射する（第三噴射時期補正）手段と、を備え
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に関し、特に、始動時の噴射時期を吸気ポート内に
堆積したデポジット量に応じて進角させた噴射時期と
し、始動後の噴射時期を急加速時には吸気行程に噴射す
る同期噴射とし、急加速時以外の時には始動時の噴射時
期から始動後の予め設定されたデポジット量に応じた噴
射時期まで徐々に遅角させた噴射時期とし、デポジット
付着燃料の気化時間を充分に取るように燃料の噴射時期
を制御した内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の燃料噴射制御装置は、通常、
内燃機関（以下単に機関と記す）の吸気管負圧または吸
入空気量から算出される機関の負荷と機関のクランク角
センサの出力信号から算出される回転数とから基本燃料
噴射量を計算し、機関の排気通路に設けられた例えばＯ
2 センサのような排気ガス成分検出器( 以下Ｏ2 センサ
と記す) の出力信号に基づいて基本燃料噴射量を補正す
ることにより、機関の気筒内に供給される混合気が予め
定められた目標空燃比、例えば理論空燃比となるように
フィードバック制御する。ところが、このようにフィー
ドバック制御しても加速運転時のように燃料噴射量が急
激に増大するときは液状燃料の形で吸気ポート内壁面上
に付着する噴射燃料の量が増大し、この付着液状燃料は
ただちに機関の気筒内に供給されないために機関の気筒
内に供給される混合気が一時的に希薄、すなわちリーン
となる。これに対して減速運転時には吸気ポート内の圧
力が低くなり、その結果吸気ポート内壁面等に付着して
いる液状燃料の蒸発量が増大するために機関の気筒内に
供給される混合気が一時的に過濃、すなわちリッチとな
る。そこで通常、内燃機関の燃料噴射制御装置は、加速
運転時あるいは減速運転時のような過渡運転状態であっ
ても機関の気筒内に供給される混合気が目標空燃比、例
えば理論空燃比となるように、加速運転時には噴射燃料
を増量し、減速運転時には噴射燃料を減量するように制
御している。従ってこのような燃料噴射制御装置は、機
関の運転状態に関わらず機関の気筒内に供給される混合
気がほぼ目標空燃比になるよう制御している。

【０００３】ところが、このように燃料噴射量が制御さ
れる内燃機関では、例えばブローバイガスや潤滑油が吸
気弁ステムとステムガイド間を通って吸気ポート内に侵
入し、機関が長時間に亘って使用されるとこれらブロー
バイガスや潤滑油中に含まれる炭素微粒子等が吸気弁の
かさ部背面や吸気ポート内壁面上に次第に堆積する。こ
の炭素微粒子等の堆積物、すなわちデポジットは液状燃
料を保持する性質があり、したがって吸気ポート内壁面
等にデポジットが堆積すると吸気ポート内壁面等に付着
する液状燃料が増大し、しかも吸気ポート内壁面等に付
着した液状燃料は付着してから機関の気筒内に流入する
までに時間を要するようになる。したがって、機関が比
較的新しい間は機関の運転状態に関わらず機関の気筒内
に供給される混合気が理論空燃比に制御されるが、機関
が長時間に亘って使用されてデポジットが吸気ポート内
壁面等に付着すると吸気ポート内壁面等に付着した噴射
燃料が付着してから機関の気筒内に流入するまでに時間
を要するために加速運転時には機関の気筒内に供給され
る混合気がリーンとなり、さらに吸気ポート内壁面等に
付着する噴射燃料が増大するために減速運転時には機関
の気筒内に供給される混合気がリッチとなる。このよう
に加速運転時に混合気がリーンとなる度合い、および減
速運転時に混合気がリッチとなる度合いは、デポジット
の量が増大する程大きくなる。この場合、例えば加速運
転時においてリーンとなる度合いが大きくなる程混合気
がリーンとなる時間が長くなる。

【０００４】そこで、機関の気筒内の混合気がＯ2 セン
サの出力信号からリーンと判定され、そのリーンと判定
される時間が連続しかつその間にＯ2 センサの出力信号
から検出された混合気の空燃比と目標空燃比との差が所
定の閾値を越え続けたときはデポジットによりリーンと
なったものとみなし、空燃比をリッチ側に補正し、逆に
機関の気筒内の混合気がＯ2 センサの出力信号からリッ
チと判定され、そのリッチと判定された時間が連続しか
つその間にＯ2 センサの出力信号から検出された混合気
の空燃比と目標空燃比との差が所定の閾値を越え続けた
ときはデポジットによりリッチとなったものとみなし、
空燃比をリーン側に補正して、機関の吸気ポート内壁面
等に付着したデポジットの付着量を学習し、そのデポジ
ット学習により算出したデポジット学習補正値に基づ
き、機関の運転状態が過渡状態のとき、すなわち機関が
加速運転時のときで、機関の気筒内の混合気がリーンと
判定されたときは、基本燃料噴射量に、デポジット学習
補正値に相当する燃料の量を増量補正し、機関が減速運
転時のときで、機関の気筒内の混合気がリッチと判定さ
れたときは、基本燃料噴射量に、デポジット学習補正値
に相当する燃料の量を減量補正するデポジット学習制御
が行われている。

【０００５】このようなデポジット学習制御による内燃
機関の燃料噴射装置には、例えば特開平２−１９９２５
１や特開平５−３３６９７に開示されたものがある。特
開平２−１９９２５１の装置は、機関吸気系の温度を考
慮し、機関の温度が低いときは吸気ポート内壁面等に付
着する液状燃料の量が増大するので、機関始動後の暖機
完了後一定時間経過後の混合気に比べて暖機完了後から
一定時間経過するまでの冷間時における加速運転時に混
合気が大幅にリーンとなるのを阻止することを目的と
し、この冷間時の噴射量をデポジット学習値に応じて増
量補正するものである。特開平５−３３６９７の装置
は、過渡運転となる前の付着燃料量が飽和状態にあると
して燃料補正を算出するのでは、過渡となる前の付着燃
料が飽和量に対して少ないだけ過渡時の燃料補正が不足
するので、機関始動完了後の所定時間内の加速時におい
て空燃比はリーンとなるのを阻止することを目的とし、
機関始動完了後の所定時間内の定常時に吸気ポート内壁
面等に付着する液状燃料が飽和状態となるようにデポジ
ット学習値に応じて増量補正するものである。

【０００６】一方、特開昭６０−１２２２４２に開示さ
れたエンジンの燃料噴射装置は、吸気行程のほぼ後半に
燃料を噴射し点火プラグが位置する燃焼室の上層部分に
混合気を下層部分に空気をそれぞれ成層させた状態で燃
焼させる成層化燃焼を行うようにした機関の燃料噴射装
置において、機関冷機時に燃料の気化霧化を促進して燃
焼性を向上させることを目的とし、機関冷機時の燃料の
噴射時期を吸気流速が速く吸気乱流の大きい時期であっ
て、機関暖機後の燃料の噴射時期より進角させた吸気行
程の前半の時期に燃料を噴射して燃焼性を向上させるも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開平２−１９９２５１や特開平５−３３６９７に開示
された装置は、何れも吸気ポート内壁面等に付着する液
状燃料により不足した燃料量をデポジット学習値により
増量補正することにより機関の気筒内に供給される混合
気の空燃比が目標空燃比となるよう制御するものである
が、デポジットに常時大量の燃料が付着、吸着され、機
関始動後に混合気の空燃比が大幅にリッチとなり、未燃
ＨＣとして排出される虞がある。一方、前述の特開昭６
０−１２２２４２に開示された装置は、吸気ポート内壁
面等にデポジットが多く付着していると、吸気行程の前
半に燃料を噴射するだけではデポジットへの燃料付着は
避けられないので、気化霧化が遅れ、機関の気筒内に供
給される混合気の空燃比がリーンとなり、ドライバビリ
ティが悪化するという問題がある。

【０００８】以上のことから、本発明は前記問題を解決
し、機関の始動時において、デポジットに付着した液状
燃料の付着量に応じて噴射燃料を増量補正するのではな
く、デポジットに付着する燃料量を予測し機関の始動後
の定常運転状態時の噴射時期より進角させて燃料を噴射
する噴射時期に補正することにより、デポジットに付着
した液状燃料を気化霧化させる時間を充分に取るように
して機関の気筒内に供給される混合気の空燃比を始動完
了前後において常に目標空燃比に制御することによりド
ライバビリティを良好にすることを主目的とする。

【０００９】本発明はまた、機関の始動後の定常運転状
態時において、機関の運転条件に応じて、デポジット学
習値が大きい程、進角側とする噴射時期に、始動時の噴
射時期を徐々に遅角側に補正し、燃料の噴射時期が急激
に変化しないようにし、その急激な変化により生じる機
関の気筒内に供給される混合気の空燃比の乱れを抑制
し、ドライバビリティを良好にすることを他の目的とす
る。

【００１０】本発明はさらに、機関の始動後の過渡運転
状態時、特に急加速時において、機関の燃料の噴射時期
を吸気行程時に噴射する同期噴射とし燃料供給の応答性
を向上させ、かつ機関の運転条件に応じて、デポジット
学習値が大きい程、噴射時期を進角側に補正し、デポジ
ットに付着した液状燃料を気化霧化させる時間を充分に
取るようにして機関の気筒内に供給される混合気の空燃
比をリーンとせずドライバビリティを良好にすることを
その他の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
図である。前記主目的を達成する本発明による内燃機関
の燃料噴射制御装置は、機関の運転状態および運転条件
に応じた燃料噴射量を吸気通路内に噴射するように吸気
通路内に設けられた燃料噴射手段と、燃料噴射量を噴射
する噴射時期を機関の運転状態および運転条件に応じて
制御する燃料噴射制御手段とを備えた内燃機関の燃料噴
射制御装置において、吸気通路内に堆積したデポジット
量に相当するデポジット学習値を算出するデポジット学
習値算出手段と、機関の運転が始動中であるか始動完了
後であるかを検出する始動完了検出手段と、始動完了検
出手段が機関の運転は始動中であると検出したとき、デ
ポジット学習値が大きい程、噴射時期を大きく進角さ
せ、機関の運転条件に応じて予め設定された第一噴射時
期に補正する第一噴射時期補正手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００１２】前記他の目的を達成する本発明による内燃
機関の燃料噴射制御装置は、機関の運転状態が定常状態
か過渡状態かを検出する運転状態検出手段と、始動完了
検出手段が機関の運転は始動後であると検出し、且つ運
転状態検出手段が機関の運転状態は定常状態であると検
出したとき、デポジット学習値が大きい程、噴射時期を
大きく進角させ、機関の運転条件に応じて第一噴射時期
より遅角側に予め設定された第二の噴射時期に徐々に補
正する第二噴射時期補正手段と、を更に備えたことを特
徴とする。

【００１３】前記その他の目的を達成する本発明による
内燃機関の燃料噴射制御装置は、始動完了検出手段が機
関の運転は始動後であると検出し、且つ運転状態検出手
段が機関の運転状態は過渡状態であると検出したとき、
デポジット学習値が大きい程、噴射時期を大きく進角さ
せ、機関の運転条件に応じて予め設定された吸気同期噴
射である第三噴射時期に補正する第三噴射時期補正手段
と、を更に備えたことを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置は、機関
が始動中と判断されると吸気通路内に堆積したデポジッ
ト量に相当するデポジット学習値が大きい程、燃料噴射
時期を大きく進角させ、機関の運転条件に応じて予め設
定された第一噴射時期に補正されて燃料が噴射される。
これにより、デポジットが多くなれば多くなるほど燃料
の噴射時期が進角されることにより、燃料が噴射されて
から燃料が気筒内に吸入されるまでの時間を充分にとる
ことができ、デポジットに付着した燃料の気化霧化を促
進することができる。従って、燃料がデポジットに付着
されたまま気筒内に吸入されないことが防止され、始動
完了前後におけるデポジットに燃料が付着またはデポジ
ットから燃料が離脱することにより燃料の気化霧化遅れ
による空燃比の制御遅れを防止することができ、常に目
標空燃比に制御することができる。

【００１５】本発明はまた、始動完了検出手段により機
関の運転は始動後であると検出され、運転状態検出手段
により機関の運転状態が定常状態と判断されると、第二
噴射時期補正手段により、デポジット学習値が大きい
程、噴射時期を大きく進角させ、機関の運転条件に応じ
て第一噴射時期より遅角側に予め設定された第二噴射時
期に徐々に補正される。これにより、定常状態において
もデポジットへの燃料の付着またはデポジットから燃料
が離脱することによる燃料の気化霧化遅れによる空燃比
の制御遅れを防止することができ、定常運転状態に適し
た燃料噴射時期に燃料を噴射することができるととも
に、燃料の噴射時期が急激に変化することが防止され、
その急激な変化に伴う機関の気筒内に供給される混合気
の空燃比の乱れが抑制され、常に目標空燃比に制御する
ことができる。

【００１６】本発明は更に、始動完了検出手段により機
関が始動後と検出され、且つ運転状態検出手段により過
渡状態と検出されると、第三噴射時期補正手段により、
デポジット学習値が大きい程、噴射時期を大きく進角さ
せ、機関の運転条件に応じて予め設定された吸気同期噴
射である第三噴射時期に補正される。これにより、過渡
運転時には燃料供給の応答性が良い同期噴射にされ、且
つデポジット量が多くなると燃料噴射時期が進角される
ことにより、過渡運転時においても燃料がデポジット付
着またはデポジットから燃料が離脱することによる燃料
の気化霧化遅れによる空燃比の制御遅れを防止すること
ができ、常に目標空燃比に制御することができ、またデ
ポジット量を考慮しないで燃料噴射時期を設定している
ものに対して、燃料の気化霧化させる時間を充分とるこ
とができ燃料の微粒化が促進され混合気の燃焼安定性が
向上する。

【００１７】

【実施例】図２は本発明の実施例の全体構成図である。
図中、参照番号１は機関、２はエアフローメータ、２Ａ
はコンペンセイションプレート、２Ｂはポテンシオメー
タ、４は吸気温センサ、６はスロットル弁、８は燃料噴
射弁、１０は機関１のシリンダブロック、１２は吸気圧
センサ、１３は排気ガス成分検出器、１４はディストリ
ビュータ、１６はクランク角基準センサ、１８はクラン
ク角センサ、２０は制御回路、２２はスロットルセン
サ、２３はアイドルスイッチ、２４は水温センサ、２６
はイグナイタ、２８は点火プラグをそれぞれ示す。図示
するように、吸入空気量を測定するエアフローメータ２
は、ダンピングチャンバ内に回動可能に設けられたコン
ペンセイションプレート２Ａとその開度を検出するポテ
ンシオメータ２Ｂとから構成される。ポテンシオメータ
２Ｂはアナログ電圧出力を制御回路２０内のバッファ３
０を介してアナログマルチプレクサ３３へ出力する。ま
たエアフローメータ２の近傍には吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ４が設けられ、吸気温センサ４は吸気
温に比例するアナログ電圧を制御回路２０内のバッファ
３１を介してアナログマルチプレクサ３３へ出力する。

【００１８】エアフローメータ２の下流にはスロットル
弁６、スロットル弁６の開度位置を検出するスロットル
センサ２２、およびスロットル弁６の全閉位置を検出す
るアイドルスイッチ２３が設けられている。スロットル
センサ２２はアナログ電圧出力を制御回路２０内のバッ
ファ２９を介してアナログマルチプレクサ３３へ出力す
る。さらに下流にはサージタンク７が設けられ、サージ
タンク７にはインテークマニホールド９が連結されてい
る。燃料噴射弁８はインテークマニホールド９内に突出
して配置されている。またインテークマニホールド９は
機関１の燃焼室に接続されている。吸気圧センサ１２は
気筒内へ吸入される空気量から吸気管内の空気圧を測定
する。吸気圧センサ１２および排気ガス成分検出器１３
はそれぞれ制御回路２０内のバッファ４８、４９を介し
てアナログマルチプレクサ３３へアナログ電圧を出力す
る。ディストリビュータ１４には、クランク角基準セン
サ１６とクランク角センサ１８が設けられている。クラ
ンク角基準センサ１６は、機関１の基準クランク角判別
用に用いられ機関１が６気筒であるなら、ディストリビ
ュータ１４の軸が１回転する毎に、すなわちクランク軸
が２回転（７２０°ＣＲ）する毎に、１つのパルスを発
生する。クランク角センサ１８は、ディストリビュータ
１４の軸が１回転する毎に２４個のパルスを発生する。
すなわちクランク角３０°毎に１つのパルスを発生す
る。クランク角基準センサ１６からの電気信号は制御回
路２０のバッファ３８へ、クランク角センサ１８からの
電気信号は制御回路２０のバッファ４２へそれぞれ入力
される。

【００１９】機関１のシリンダブロック１０のウォータ
ジャケットには冷却水温を検出する水温センサ２４が設
けられ、水温センサ２４は冷却水の温度に応じたアナロ
グ電圧の電気信号を制御回路２０内のバッファ３２を介
してアナログマルチプレクサ３３へ出力する。制御回路
２０からは、イグナイタ２６に点火信号が出力され、イ
グナイタ２６により発生されたスパーク電流はディスト
リビュータ１４を介して点火プラグ２８に分配される。
機関１には通常、運転状態パラメータを検出するその他
の種々のセンサが設けられる。

【００２０】制御回路２０についてその構成と作用を以
下に説明する。制御回路２０は、たとえばマイクロコン
ピュータとして構成され、入力回路としてのバッファ２
９〜３２、３８、４２、４８、４９、中央処理装置とし
てのＭＰＵ６２の外に種々の制御プログラムを格納した
ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、電源がオフとなっても記憶内
容を保持するバックアップＲＡＭ６９、図示しないクロ
ック発生回路、および出力回路としての駆動回路６０、
等が設けられている。エアフローメータ２からの吸入空
気量の電気信号はバッファ３０を介してマルチプレクサ
３３へ入力される。マルチプレクサ３３は、ＭＰＵ６２
の指令によりバッファ２９〜３２、４８または４９の何
れか１つのアナログ信号を選択して受け、そのアナログ
信号をデジタル信号に変換した後、Ａ／Ｄコンバータ３
４へ出力する。入出力ポート３６は、バスライン６８を
介して、ＭＰＵ６２、ＲＯＭ６４、ＲＡＭ６６、バック
アップＲＡＭ６９、および他の入出力ポート４６へ送受
信可能に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ３４から出
力されたデジタル信号は入出力ポート３６、バスライン
６８を介してＭＰＵ６２へ入力される。

【００２１】クランク角基準センサ１６は、クランク角
７２０°毎のパルス信号をバッファ３８を介して割込要
求信号発生回路４０へ入力し、クランク角センサ１８
は、クランク角３０°毎のパルス信号をバッファ４２を
介して割込要求信号発生回路４０および本図にＮＥで示
す速度信号発生回路４４に入力される。割込要求信号発
生回路４０は、クランク角７２０°毎および３０°毎の
角パルス信号から種々の割込要求信号を発生する。これ
らの割込要求信号は入出力ポート４６、バスライン６８
を介してＭＰＵ６２に入力される。速度信号発生回路４
４は、クランク角３０°毎のパルス信号から機関１の回
転速度ＮＥをデジタル値で求め、その結果をデジタル信
号で出力する。このデジタル信号も同様に入出力ポート
４６、バスライン６８を介してＭＰＵ６２に入力され
る。

【００２２】ＭＰＵ６２は、バスライン６８、入出力ポ
ート４６を介して駆動回路６０に点火信号を出力する。
駆動回路６０は、この点火信号をイグナイタ２６に出力
し、イグナイタ２６はディストリビュータ１４を介して
スパーク電流を点火プラグ２８に分配する。なお、ＲＯ
Ｍ６４には、後述する始動時噴射タイミング、始動後定
常時噴射タイミング、および始動後過渡時の同期噴射タ
イミングを示したデポジット学習値に対する噴射時期の
開始時のクランク角の二次元マップのデータが予め格納
されている。これらの二次元マップは、何れも、機関の
運転状態および機関の運転条件、例えば水温、回転数、
負荷、吸入空気量、吸気温度、スロットル弁開度、等に
応じて実験的データに基づいて作成される。次に、図２
に示した本発明の実施例を参照しつつ、本発明による噴
射タイミングの計算ルーチンについて説明する。

【００２３】図３は実施例の噴射タイミング計算ルーチ
ンのフローチャートである。本図に示す噴射タイミング
計算ルーチンは所定のクランク角、例えば６０°毎に、
または所定周期、例えば８ｍｓ毎に実行される。最初、
機関１が運転開始された後、機関１の回転数が始動回転
数、すなわちアイドリング回転数の８割程度、例えば５
００ＲＰＭを越えたか否かを判別し（ステップ３０
１）、機関１の回転数が始動回転数以下と判別されたと
きは、ステップ３０２へ進み、始動回転数を越えたと判
別されたときはステップ３０４へ進む。機関１の回転数
が始動回転数以下のときは、後述するデポジット学習値
ＫＤＰＣに対応して燃料噴射弁８を開き始める始動時の
噴射タイミングＩＮＪＳのデータをＲＯＭ６４に格納さ
れた図３に示すマップから読み取り（ステップ３０
２）、排気ガス成分検出器１３の出力信号に基づいて機
関１の気筒内へ供給される混合気の空燃比が目標空燃比
となるように機関１の運転状態および運転条件に応じて
制御回路２０による図１に示す燃料噴射制御手段により
算出された燃料噴射量に相当する燃料噴射時間τだけ始
動時の噴射タイミングＩＮＪＳから燃料噴射弁８を開弁
して燃料を機関の気筒の吸気ポートへ向けて噴射し（ス
テップ３０３）、ステップ３０１へ戻る。

【００２４】機関１の回転数が始動回転数を越えたとき
は、デポジット学習値ＫＤＰＣに対応して燃料噴射弁８
を開き始める始動後の噴射タイミングＩＮＪＡのデータ
をＲＯＭ６４に格納されたマップから読み取り（ステッ
プ３０４）、始動後の噴射タイミングＩＮＪＡから始動
時の噴射タイミングＩＮＪＳを減算した値αを計算し
（ステップ３０５）、その値α＝０か否かを判別し（ス
テップ３０６）、その判別結果がＹＥＳのときはステッ
プ３１１へ進み、ＮＯのときはステップ３０７へ進む。

【００２５】ステップ３０６でαが０でないと判別され
たとき、機関１の運転状態が過渡であるか否かを判別
し、例えばスロットルセンサ２２の出力信号からスロッ
トル弁６の開度位置を読み取り、前回処理時の開度位置
に対する今回処理時の開度位置の増分ΔＴＡが所定値以
上となったか否かを判別し（ステップ３０７）、ΔＴＡ
＜所定値のときはステップ３０８へ進み、ΔＴＡ≧所定
値のときはステップ３１３へ進む。なお、機関１の運転
状態の定常か過渡かの判別は、機関１の回転数の変化、
吸入空気量の変化または吸気管負圧の変化から求めても
よい。

【００２６】ステップ３０６でαが０と判別されたと
き、ステップ３０７と同様な処理を実行し、機関１の運
転状態が過渡であるか否かを判別し（ステップ３１
１）、ΔＴＡ＜所定値のときはステップ３１２へ進み、
ΔＴＡ≧所定値のときはステップ３１３へ進む。ステッ
プ３１２では、始動後の噴射タイミングＩＮＪＡから燃
料噴射時間τだけ燃料噴射弁８を開弁して燃料を機関の
気筒の吸気ポートへ向けて噴射し、ステップ３０１へ戻
る。

【００２７】ステップ３０７でΔＴＡ＜所定値と判別さ
れたとき、前回処理時に読み取った始動時の噴射タイミ
ングＩＮＪＳに水温に対する係数Ｋ１、吸入空気量に対
する係数Ｋ２および機関１の始動後の経過時間に対する
係数Ｋ３をＲＯＭ６４に格納されたマップから読み取
り、次式を計算し、今回処理時における新たな始動時の
噴射タイミング新ＩＮＪＳを求め（ステップ３０８）、
ステップ３０３へ進み、新たな始動時の噴射タイミング
新ＩＮＪＳから燃料噴射時間τだけ燃料噴射弁８を開弁
して燃料を機関の気筒の吸気ポートへ向けて噴射する。
新ＩＮＪＳ＝Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３＋旧ＩＮＪＳ

【００２８】ステップ３０７およびステップ３１１でΔ
ＴＡ≧所定値と判別さたとき、デポジット学習値ＫＤＰ
Ｃに対応して燃料噴射弁８を開き始める始動後の同期噴
射タイミングＩＮＪＤのデータをＲＯＭ６４に格納され
たマップから読み取り（ステップ１３）、読み取った同
期噴射タイミングＩＮＪＤから燃料噴射時間τだけ燃料
噴射弁８を開弁して燃料を機関の気筒の吸気ポートへ向
けて噴射し（ステップ３１４）、ステップ３０１へ戻
る。

【００２９】図４は実施例による機関のクランク角と噴
射時期の関係を示す図である。本図は説明を簡略化する
ため１つの気筒に関してのみ示す。横軸にクランク軸の
回転角度を示し、燃料噴射弁８を開弁する燃料噴射時間
τをハッチングで示す。通常の燃料噴射は、吸気弁が開
き始めるクランク角Ａすなわち５４０°（ピストンの上
死点ＴＤＣ）から吸気弁が閉じるクランク角７２０°の
間で行われている。

【００３０】第一の発明によれば、機関の始動時におい
て、図３の始動時噴射タイミングの二次元マップからデ
ポジット学習値に対応する噴射時期の開始時のクランク
角Ｂ、１８０°を読み取り、読み取ったクランク角から
燃料の噴射を開始し、すなわち燃料噴射弁８を開弁し、
燃料噴射時間τ経過後に閉じるよう第一噴射時期を決定
する。

【００３１】第二の発明によれば、機関の始動後におい
て、機関の運転状態が過渡でないとき、ステップ３０８
に従い始動時の第一噴射時期のクランク角Ｂから噴射タ
イミング計算ルーチンの処理毎に徐々に遅角側のクラン
ク角Ｂ’へ向けて予め設定した始動後定常時噴射タイミ
ングの二次元マップから読み取られるデポジット学習値
に対応する第二噴射時期に到達するまで始動時の第一噴
射時期を補正する。ステップ３０６によりその補正が完
了したことが検出された後は、第二噴射時期に基づき燃
料を噴射する。

【００３２】第三の発明によれば、機関の始動後におい
て、機関の運転状態が過渡のとき、ステップ３１３に従
い始動後過渡時の同期噴射タイミングの二次元マップか
ら読み取られるデポジット学習値に対応する第三噴射時
期に基づき燃料を噴射する。図３から第三噴射時期は吸
気弁が開いている時であることが判る。

【００３３】図５は実施例のデポジット学習値算出ルー
チンのフローチャートである。前述のデポジット学習値
の算出ルーチン、すなわち図１に示す本発明のデポジッ
ト学習値算出手段を以下に説明する。最初にステップ４
０１〜４０５でデポジット学習を実行するか否かを判断
している。このデポジット学習を実行する条件は、空燃
比フィードバック中のとき（ステップ４０１）、水温Ｔ
ＨＷが８０°以上１００°以下のとき（ステップ４０
２）、水温ＴＨＷに対する２次元マップ（図示せず）か
ら始動後増量ＦＡＳＥや暖機増量ＦＷＬのデータを読み
取って燃料噴射量を補正するルーチンが実行されていな
いとき（ステップ４０３）、機関１の回転数ＮＥが所定
回転数、例えば３２００ＲＰＭ未満のとき（ステップ４
０４）、機関１の回転数ＮＥとスロットル開度ＴＡとに
対応する定常状態での吸気管圧力ＰＭＴＡのデータをＲ
ＯＭ６４に格納された３次元マップ（図示せず）から読
み取り、そのＰＭＴＡの前回値と今回値の変化量ＤＰＭ
ＴＡが所定量Ａ以上のとき、すなわち所定以上の加速状
態時のとき（ステップ４０５）、ステップ４０６へ進
む。なお、吸気管圧力ＰＭＴＡのデータは吸気管内の圧
力を吸気圧センサ１２により検出しそのアナログ出力電
圧をＡ／Ｄ変換して得られたものである。ステップ４０
１〜４０５の何れの条件も満足されないときは、後述の
カウンタＣＤＰＣ１＝０、ＣＤＰＣ２＝０およびデポジ
ット学習フラグＸＤＰＣ＝０と初期化し（ステップ４１
９）、デポジット学習を行わない。

【００３４】ステップ４０６では、デポジット学習フラ
グＸＤＰＣの値が１か０かを判別する。このデポジット
学習フラグＸＤＰＣはデポジット学習中に１に設定され
るフラグである。ステップ４０６でＸＤＰＣ＝０のとき
ステップ４０７へ進み、ＸＤＰＣ＝１のときステップ４
０９へ進む。ステップ４０７では、スロットル開度が急
に増加するか否かを判別し、すなわち吸気管圧力ＰＭＴ
Ａの変化量ＤＰＭＴＡを所定量Ｂ以上のとき、すなわち
機関１の運転状態が急加速時であると判断されたときは
ステップ４０８へ進み、所定量Ｂ未満のとき、すなわち
機関１の運転状態が急加速時でないと判断されたときは
ステップ４１９へ進む。ステップ４１９では、前記同様
にこのデポジット学習値算出処理ルーチンを初期化す
る。ステップ４０８では、デポジット学習フラグＸＤＰ
Ｃの値を１にセットし、ステップ４０９では、カウンタ
ＣＤＰＣ１を１だけインクリメントする。

【００３５】ステップ４１０では、カウンタＣＤＰＣ１
の値が２より大か否かを判別し、ＹＥＳのときはステッ
プ４１１へ進み、ＮＯのときはステップ４１９へ進む。
ステップ４１９では、前記同様このルーチンを初期化す
る。カウンタＣＤＰＣ１の値が１のときは、まだ加速が
開始したばかりで加速中の燃焼ガスがまだ排気管中の酸
素センサ１３に到達していないと判断しデポジット量の
判断を実行しない。ステップ４１１では、酸素センサ１
３の出力信号を読み取り、その出力信号からその時の空
燃比がリッチかリーンかを判別する。ステップ４１１で
空燃比がリッチと判別されたときは、ステップ４１２へ
進み、リッチ・リーン判別カウンタＣＤＰＣ２の値をデ
クリメントし、逆にリーンと判別されたときはステップ
４１３へ進み、リッチ・リーン判別カウンタＣＤＰＣ２
の値をインクリメントする。次に、ステップ４１４で
は、カウンタＣＤＰＣ１の値が１０となったか否か、す
なわちこのデポジット学習値算出処理ルーチンが１０回
ループしたか否かを判別し、その判別結果がＹＥＳのと
きはステップ４１５へ進み、ＮＯのときはステップ４１
９へ進む。ステップ４１９では、前記同様このルーチン
を初期化する。

【００３６】ステップ４１５では、このデポジット学習
値算出処理ルーチンの９回ループ分のデクリメント、イ
ンクリメントの合計であるＣＤＰＣ２の合計が４以上で
あるとき、機関１の加速時の空燃比状態はリーンであり
デポジット量は大と判断される。何故ならば、デポジッ
ト量が多いと、吸気マニホルドの表面積が大となって付
着燃料量は多くなりリーンとなるからである。リーンで
あると判断されると、ステップ４１６でデポジット学習
値ＫＤＰＣを所定量βだけインクリメントする。逆に、
ＣＤＰＣ２が４未満のときステップ４１７へ進み、ＣＤ
ＰＣ２が−４以下か否か、すなわちリッチであるか否か
を判断する。ＣＤＰＣ２が−４以下のとき、機関１の加
速時の空燃比状態がリッチでありデポジット量は少ない
と判断し、ステップ４１８でデポジット学習値ＫＤＰＣ
を所定量βだけデクリメントする。また、ＣＤＰＣ２が
−４より大で４より小のとき、デポジット学習値ＫＤＰ
Ｃはそのまま維持され続ける。このように、デポジット
学習値ＫＤＰＣは加速時の空燃比のリーン、リッチの度
合いによってその学習値を更新している。このデポジッ
ト学習値ＫＤＰＣはバックアップＲＡＭ６９に格納さ
れ、機関１の停止後も消去されずに保持される。

【００３７】以上説明した図３の実施例を図１の本発明
の基本構成図に対応して以下に説明する。始動完了検出
手段はステップ３０１に、運転状態検出手段はステップ
３０７と３１１に、第一噴射時期補正手段はステップ３
０２に、第二噴射時期補正手段はステップ３０４〜３０
６および３０８に、第三噴射時期補正手段はステップ３
１３に、燃料噴射制御手段はステップ３０３、３１２お
よび３１４にそれぞれ相当する。なお、デポジット学習
値算出手段は上述したように図５に示すデポジット学習
値算出ルーチンのフローチャートの実行による。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の燃料噴射制御装置によれば、機関の始動時には、デポ
ジットが多くなれば多くなるほど燃料の噴射時期が進角
されることにより、デポジットに付着した燃料の気化霧
化が促進され、始動完了前後においてデポジットに燃料
が付着またはデポジットから燃料が離脱することによる
空燃比の制御遅れを防止することができ、常に目標空燃
比に制御することができる。よって、始動時には、デポ
ジットによる燃料の気化霧化遅れが防止されることによ
り、燃料増量することなしに機関の始動を容易に行うこ
とができ、しかも始動完了後にも燃料リッチとなること
が防止されるため排気エミッションの悪化を防止でき、
また燃料増量する必要がないので燃料を節約することが
できる。

【００３９】本発明はまた、始動後で定常状態と判断さ
れると、デポジットが多くなれば多くなるほど燃料の噴
射時期が進角されることにより、上記同様定常時におい
ても、デポジットに燃料が付着またはデポジットから燃
料が離脱することによる空燃比の制御遅れを防止するこ
とができる。また、定常運転状態に適した燃料噴射時期
に燃料を噴射することができるとともに、徐々に定常時
の燃料噴射時期に補正することにより燃料の噴射時期が
急激に変化することが防止され、その急激な変化に伴う
機関の気筒内に供給される混合気の空燃比の乱れが抑制
され、常に目標空燃比に制御することができ、ドライバ
ビリティが向上する。

【００４０】本発明は更に、機関の始動後で過渡運転状
態のときには、燃料供給の応答性が良い同期噴射にさ
れ、且つデポジット量が多くなると燃料噴射時期が進角
されることにより、過渡運転時においても燃料がデポジ
ットに付着またはデポジットから燃料が離脱することに
よる空燃比の制御遅れを防止することができ、常に目標
空燃比に制御することができ、ドライバビリティが向上
する。また、加速増量等の燃料増量をする必要がないの
で、過渡時、特に加速の後の減速時にも燃料リッチとな
ることが防止されるため排気エミッションの悪化を防止
でき、また燃料を加速増量する必要がないので燃料を節
約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】本発明の実施例の全体構成図である。

【図３】実施例の噴射タイミング計算ルーチンのフロー
チャートである。

【図４】実施例による機関のクランク角と噴射時期の関
係を示す図である。

【図５】実施例のデポジット学習値算出ルーチンのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１…機関 ２…エアフローメータ ４…吸気温センサ ６…スロットル弁 ８…燃料噴射弁 １０…シリンダブロック １２…吸気圧センサ １３…排気ガス成分検出器 １４…ディストリビュータ １６…クランク角基準センサ １８…クランク角センサ ２０…制御回路 ２４…水温センサ ２６…イグナイタ ２８…点火プラグ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渥美 善明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 岩井 彰 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 福増 利広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関の運転状態および運転条件に応じた
   燃料噴射量を吸気通路内に噴射するように前記吸気通路
   内に設けられた燃料噴射手段と、前記燃料噴射量を噴射
   する噴射時期を機関の運転状態および運転条件に応じて
   制御する燃料噴射制御手段とを備えた内燃機関の燃料噴
   射制御装置において、 前記吸気通路内に堆積したデポジット量に相当するデポ
   ジット学習値を算出するデポジット学習値算出手段と、 前記機関の運転が始動中であるか始動完了後であるかを
   検出する始動完了検出手段と、 前記始動完了検出手段が前記機関の運転は始動中である
   と検出したとき、前記デポジット学習値が大きい程、前
   記噴射時期を大きく進角させ、前記機関の運転条件に応
   じて予め設定された第一噴射時期に補正する第一噴射時
   期補正手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
2. 【請求項２】 前記機関の運転状態が定常状態か過渡状
   態かを検出する運転状態検出手段と、前記始動完了検出
   手段が前記機関の運転は始動後であると検出し、且つ前
   記運転状態検出手段が前記機関の運転状態は定常状態で
   あると検出したとき、前記デポジット学習値が大きい
   程、前記噴射時期を大きく進角させ、前記機関の運転条
   件に応じて前記第一噴射時期より遅角側に予め設定され
   た第二の噴射時期に徐々に補正する第二噴射時期補正手
   段と、を更に備えた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。
3. 【請求項３】 前記始動完了検出手段が前記機関の運転
   は始動後であると検出し、且つ前記運転状態検出手段が
   前記機関の運転状態は過渡状態であると検出したとき、
   前記デポジット学習値が大きい程、前記噴射時期を大き
   く進角させ、前記機関の運転条件に応じて予め設定され
   た吸気同期噴射である第三噴射時期に補正する第三噴射
   時期補正手段と、を更に備えた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。