JPH11270386A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内噴射エンジンにおいて、各気筒の始動時
の燃料噴射量を各気筒のウェット燃料の蒸発率の変化に
応じて適正に補正する。 【解決手段】 冷却水温に応じて始動時噴射時間初期値
Ｔsta を算出して、次に噴射する気筒を判別する（ステ
ップ１００〜１０２）。次の噴射気筒が＃１気筒の場合
には、＃１気筒の爆発行程付近のエンジン回転数から＃
１気筒の燃焼状態（ウェット蒸発率）を評価して＃１気
筒のウェット蒸発率補正係数Ｃ１を算出し（ステップ１
０３）、この＃１気筒のウェット蒸発率補正係数Ｃ1 を
始動時噴射時間初期値Ｔsta に乗算して、＃１気筒の始
動時噴射時間Ｔsta1を算出する（ステップ１０４）。こ
の後、燃料噴射弁１７を始動時噴射時間Ｔsta1だけ開弁
させて＃１気筒内に燃料を噴射する。以後、同様の方法
で、＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順序で、各気筒毎
にウェット蒸発率に応じて各気筒の始動時噴射時間を算
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内に燃料を直
接噴射する筒内噴射式の内燃機関において、始動時の燃
料噴射量の制御方式を改良した内燃機関の燃料噴射制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的なエンジンである吸気管噴
射エンジンは、図１２（ａ）に示すように、各気筒の吸
気管２（吸気マニホールド）に取り付けた燃料噴射弁３
から吸気管２内に燃料を噴射する。低温始動時には、噴
射した燃料が吸気管２の内面に付着するウェットが多い
ため、全噴射量がすぐに燃焼室４に吸入されることはな
い。始動時には、このウェット燃料が吸気管２内で徐々
に蒸発して燃焼室４内に吸入され、燃焼室４内の混合気
が可燃空燃比に達した時に、着火、燃焼してエンジンの
始動が始まる。従って、始動時には、このようなウェッ
トの存在を考慮して燃料噴射量を増量補正し、実際に燃
焼室４内に吸入される燃料量の数倍の燃料を噴射して、
始動時の空燃比を早期に可燃空燃比に高めるようにして
いる。

【０００３】また、近年、低燃費、低エミッション、高
出力のエンジンとして需要が急増している筒内噴射エン
ジンでは、図１２（ｂ）に示すように、各気筒の上部に
取り付けた燃料噴射弁１７から各気筒内に直接燃料を噴
射するため、ピストン２５の上面やシリンダ２６の内周
面等に燃料が付着し、そのウェット燃料が蒸発して燃焼
室２７内の混合気が可燃空燃比に達したときに、着火、
燃焼してエンジンの始動が始まる。従って、筒内噴射エ
ンジンにおいても、吸気管噴射エンジンと同様に、ウェ
ットの存在を考慮して始動時の燃料噴射量を増量補正す
るようにしている。

【０００４】ところで、吸気管噴射エンジンでは、ウェ
ット燃料が付着する吸気管２は、燃焼室４内で混合気が
燃焼しても、その燃焼熱にさらされず、すぐには高温に
ならないため、各気筒のウェット燃料の蒸発率が急激に
大きく変化することはない。従って、始動初期に、一部
の気筒のみが燃焼を始めた場合でも、その燃焼気筒と他
の気筒のウェット燃料の蒸発率に大差は生じないため、
ウェットによる増量補正を全気筒同一に設定している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、筒内噴射エンジ
ンでは、前述のようにピストン２５上面、シリンダ２６
内周面等に燃料が付着するため、燃焼室２７内で混合気
が一旦燃焼して、その燃焼熱でピストン２５やシリンダ
２６温度が急上昇すると、それらに付着したウェット燃
料の蒸発率も急激に大きくなる。このため、始動初期
に、一部の気筒のみが燃焼を始めた場合、その燃焼気筒
と他の気筒のウェット蒸発率が大きく異なって、燃焼に
必要な燃料噴射量も気筒間で大きく異なってくる。つま
り、燃焼を始めた気筒では、ウェット蒸発率が大きいた
め、その分、増量補正量を低減する必要があるが、燃焼
しなかった気筒では、ウェット蒸発率は小さいままであ
るため、引き続き同量の増量補正を続ける必要がある。

【０００６】従って、筒内噴射エンジンでは、始動時
に、従来の吸気管噴射エンジンと同様に全気筒に対して
同量の増量補正を始動完了まで続けたのでは、すでに燃
焼を始めた気筒に対して燃料を過剰に供給して、空燃比
を大きくリッチ側にずらしてしまい、却って始動性を低
下させたり、始動時の排気エミッションを悪くする結果
となる。

【０００７】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、筒内噴射式の内燃機
関において、始動時の燃料噴射量を気筒別にウェット蒸
発率の変化を考慮して適正化することができ、始動性向
上及び始動時の排気エミッション低減を実現することが
できる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射制御装置に
よれば、筒内噴射式の内燃機関において、始動時に各気
筒内に付着した燃料の蒸発率（ウェット蒸発率）に関す
る情報を蒸発率情報判定手段により気筒別に判定し、そ
の判定結果に基づいて始動時の燃料噴射量を始動時噴射
量補正手段により気筒別に補正する。このようにすれ
ば、始動時に、一部の気筒のみで燃焼が始まってウェッ
ト蒸発率が急変しても、それを蒸発率情報判定手段で判
定して、始動時の燃料噴射量を各気筒のウェット蒸発率
の変化に追従させて気筒別に補正することができる。従
って、始動時に気筒間で燃焼状態（ウェット蒸発率）が
ばらついたとしても、全ての気筒の混合気を適正な可燃
空燃比とすることができ、始動性を向上できると共に、
始動時の排気エミッションを低減できる。

【０００９】この場合、請求項２のように、ウェット蒸
発率に関する情報として各気筒の筒内温度を検出又は推
定するようにしても良い。つまり、筒内噴射式の内燃機
関では、筒内温度が高くなるほど、ピストンやシリンダ
の内周面に付着したウェット燃料の蒸発率が高くなるた
め、筒内温度は、ウェット蒸発率を反映したパラメータ
となる。従って、各気筒のウェット蒸発率を直接検出し
なくても、各気筒の筒内温度を検出又は推定して、その
筒内温度に基づいて始動時の燃料噴射量を気筒別に補正
すれば、各気筒毎にウェット蒸発率に応じた始動時の燃
料噴射量の補正を精度良く行うことができる。

【００１０】また、請求項３のように、ウェット蒸発率
に関する情報として各気筒の燃焼状態を判定するように
しても良い。つまり、気筒内で混合気が燃焼し始める
と、ピストンやシリンダ内周面が燃焼熱にさらされて、
それらに付着したウェット燃料の蒸発率が急激に大きく
なるため、各気筒の燃焼状態も、筒内温度と同じく、ウ
ェット蒸発率を反映したパラメータとなる。従って、各
気筒のウェット蒸発率を直接検出しなくても、各気筒の
燃焼状態を判定して、その燃焼状態に基づいて始動時の
燃料噴射量を気筒別に補正すれば、各気筒毎にウェット
蒸発率に応じた始動時の燃料噴射量の補正を精度良く行
うことができる。

【００１１】この場合、請求項４のように、各気筒の燃
焼状態を各気筒の爆発行程付近の機関回転数から判定す
るようにしても良い。つまり、気筒内で混合気が燃焼
（爆発）すると、その気筒の爆発行程付近の機関回転数
が上昇するため、各気筒の爆発行程付近の機関回転数か
ら各気筒の燃焼状態を精度良く判定することができる。
しかも、機関回転数は、内燃機関に一般的に設けられて
いるクランク角センサの出力信号から検出することがで
きるため、各気筒毎に筒内温度や燃焼状態を検出するセ
ンサを新たに設ける必要がなく、部品点数削減、低コス
ト化の要求も満たすことができる。

【００１２】また、請求項５のように、蒸発率情報判定
手段の判定結果と機関温度検出手段の検出結果とに基づ
いて気筒別のウェット蒸発率補正係数を演算し、この気
筒別のウェット蒸発率補正係数を用いて始動時の燃料噴
射量を気筒別に補正するようにしても良い。つまり、機
関低温時は、バッテリ電圧やエンジンオイルの粘性が低
下してクランキング時の機関回転数が低くなるため、そ
の分、燃焼時の機関回転数も低くなると共に、筒内温度
も低くなる。従って、機関回転数、筒内温度等のウェッ
ト蒸発率情報に加えて、機関温度を考慮して気筒別のウ
ェット蒸発率補正係数を演算することで、始動時の気筒
別噴射量補正精度を向上することができる。

【００１３】また、請求項６のように、ウェット蒸発率
が高くなるほど、始動時の燃料噴射量を減少させるよう
に補正することが好ましい。つまり、ウェット蒸発率が
高くなるほど、気筒内の混合気に含まれるウェット蒸発
分が増加するため、始動時の燃料噴射量をウェット蒸発
分だけ減少させることで、始動時の空燃比を精度良く制
御できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
を筒内噴射式の内燃機関である例えば４気筒の筒内噴射
エンジン１１に適用した実施形態（１）を図１乃至図６
に基づいて説明する。

【００１５】まず、図１に基づいてエンジン制御システ
ム全体の概略構成を説明する。筒内噴射エンジン１１の
吸気管１２には、電子制御式のスロットル弁１３が設け
られ、このスロットル弁１３の開度がモータ等のアクチ
ュエータ１４によって調整される。スロットル弁１３を
通過した吸入空気は、サージタンク１５と吸気マニホー
ルド１６を通して各気筒に吸入される。

【００１６】エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を
気筒内に直接噴射する燃料噴射弁１７と点火プラグ１８
とが取り付けられ、点火プラグ１８の点火により気筒内
の混合気に着火される。エンジン１１のシリンダブロッ
クには、機関温度として冷却水温を検出する水温センサ
１９（機関温度検出手段）が取り付けられている。エン
ジン１１のクランク軸２０に嵌着されたシグナルロータ
２１に対向してクランク角センサ２２が設置され、この
クランク角センサ２２の出力パルスの周波数によってエ
ンジン回転数（機関回転数）が検出される。また、エン
ジン１１の排気管２３には、排気浄化用の触媒２４が設
けられている。

【００１７】前述した水温センサ１９、クランク角セン
サ２２、アクセルセンサ（図示せず）等の各種センサの
出力信号は、エンジン制御用の電子制御装置（以下「Ｅ
ＣＵ」と表記する）２４に入力される。このＥＣＵ２４
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、各種
センサから読み込んだ信号に基づいてエンジン１１の運
転状態を検出し、燃料噴射弁１７に噴射信号を出力して
燃料噴射弁１７の燃料噴射量や燃料噴射時期を制御する
と共に、スロットル弁１３の開度、点火プラグ１８の点
火時期等を制御する。

【００１８】筒内噴射エンジン１１は、気筒内に直接燃
料を噴射するため、極低温（０℃以下）での始動時に
は、ピストン２５上面、シリンダ２６内周面等に付着す
るウェット燃料が多くなるが、気筒内で混合気が燃焼し
て、その燃焼熱でピストン２５やシリンダ２６温度が急
上昇すると、それらに付着したウェット燃料の蒸発率も
急に大きくなる。このため、一部の気筒のみが燃焼を始
めた場合、その燃焼気筒と他の気筒のウェット蒸発率が
異なり、気筒内の混合気に含まれたウェット蒸発分が異
なるため、燃焼に必要な燃料噴射量も気筒間で大きく異
なってくる。

【００１９】そこで、ＥＣＵ２４は、内蔵ＲＯＭ（記憶
媒体）に記憶された図２の始動時燃料噴射量制御プログ
ラム及び図４の気筒別ウェット蒸発率補正係数算出プロ
グラムを実行することで、始動時に各気筒の内部に付着
したウェット燃料の蒸発率の変化に応じて始動時の燃料
噴射量を気筒別に補正する。以下、これら各プログラム
の処理内容を説明する。

【００２０】図２の始動時燃料噴射量制御プログラム
は、例えばスタータスイッチ（図示せず）のオン後に各
気筒の噴射時期に同期して繰り返し実行され、特許請求
の範囲でいう始動時噴射量補正手段としての役割を果た
す。本プログラムが起動されると、まずステップ１００
で、水温センサ１９の出力信号を読み込んで冷却水温Ｔ
ＨＷを検出し、次のステップ１０１で、図３に示す冷却
水温ＴＨＷをパラメータとする始動時噴射時間初期値Ｔ
sta のマップを検索し、現在の冷却水温ＴＨＷに応じた
始動時噴射時間初期値Ｔsta を求める。この始動時噴射
時間初期値Ｔstaは、全気筒の筒内温度が冷却水温ＴＨ
Ｗと等しいと仮定して求められ、後述する全気筒のウェ
ット蒸発率補正係数Ｃ1 〜Ｃ4 が１．０の場合（ウェッ
ト蒸発率による補正無しの場合）に対応する値となる。
この始動時噴射時間初期値Ｔsta のマップは、予め、実
験データや理論式によって設定され、ＥＣＵ２４のＲＯ
Ｍ（記憶媒体）に記憶されている。

【００２１】次のステップ１０２で、クランク角センサ
２２と気筒判別センサ（図示せず）の出力信号から気筒
判別して、次に噴射する気筒を判別する。この結果、次
の噴射気筒が例えば＃１気筒と判別されると、ステップ
１０３に進み、後述する図４の気筒別ウェット蒸発率補
正係数算出プログラムにより＃１気筒の爆発行程付近の
エンジン回転数から＃１気筒のウェット蒸発率補正係数
Ｃ1 を算出する。この後、ステップ１０４で、始動時噴
射時間初期値Ｔsta に＃１気筒のウェット蒸発率補正係
数Ｃ1 を乗算して＃１気筒の始動時噴射時間Ｔsta1を算
出する（Ｔsta1＝Ｔsta ×Ｃ1 ）。

【００２２】この後、ステップ１０５で、＃１気筒の始
動時噴射時間Ｔsta1に応じたパルス幅の噴射信号を＃１
気筒の燃料噴射弁１７に出力して、燃料噴射弁１７を始
動時噴射時間Ｔsta1だけ開弁させて＃１気筒内に燃料を
噴射する。これにより、＃１気筒内には、＃１気筒のウ
ェット蒸発率補正係数Ｃ1 で補正された燃料噴射量が噴
射される。

【００２３】以後、＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒の順
序で燃料噴射を実行すべく、各気筒の噴射時期に同期し
て＃１気筒と同様の処理によって各気筒毎にウェット蒸
発率補正係数Ｃ2 〜Ｃ4 を算出して（ステップ１０６，
１０９，１１２）、始動時噴射時間Ｔsta2〜Ｔsta4を算
出し（ステップ１０７，１１０，１１３）、各気筒毎に
ウェット蒸発率補正係数Ｃ2 〜Ｃ4 で補正した燃料噴射
量を噴射する（ステップ１０８，１１１，１１４）。

【００２４】次に、ステップ１０３，１０６，１０９，
１１２で実行される図４の気筒別ウェット蒸発率補正係
数算出プログラムの処理内容を説明する。本プログラム
では、気筒内で混合気が燃焼（爆発）すると、その気筒
の爆発行程付近のエンジン回転数が上昇する点に着目
し、各気筒の燃焼状態、ひいてはウェット蒸発率を反映
したパラメータとして、各気筒の爆発行程付近のエンジ
ン回転数を用いる。各気筒の爆発行程付近のエンジン回
転数は、４気筒エンジンの場合、爆発行程付近で１８０
℃Ａ回転するのに要した時間Ｔ１８０＃ｎ（ｎは気筒番
号：１〜４）で判定する。尚、例えば６気筒エンジンの
場合には、爆発行程付近で１２０℃Ａ回転するのに要し
た時間Ｔ１２０＃ｎ（ｎ＝１〜６）で判定すれば良い。

【００２５】本プログラムが起動されると、まずステッ
プ２００で、クランク角センサ２２の出力パルスを読み
込んだ後、ステップ２０１に進み、次に噴射する＃ｎ気
筒の前回の爆発行程付近で１８０℃Ａ回転するのに要し
た時間Ｔ１８０＃ｎを、クランク角センサ２２の出力パ
ルスの１８０℃Ａのエッジ間隔で算出する。このＴ１８
０＃ｎは、エンジン停止時に無限大となり、エンジン回
転数が高くなるほど小さくなる。これらのステップ２０
０，２０１の処理が特許請求の範囲でいう蒸発率情報判
定手段としての役割を果たす。

【００２６】そして、次のステップ２０２で、図５に示
すＴ１８０＃ｎをパラメータとする気筒別のウェット蒸
発率補正係数Ｃｎのマップを検索し、Ｔ１８０＃ｎに応
じた＃ｎ気筒のウェット蒸発率補正係数Ｃｎを求める。
このウェット蒸発率補正係数Ｃｎのマップは、Ｔ１８０
＃ｎが燃焼判定値αより大きい領域（つまりエンジン回
転数が燃焼判定回転数より低い領域）では、燃焼してい
ないと判定される。この領域では、ウェット蒸発率が小
さいため、ウェット蒸発率補正係数Ｃｎが１．０に設定
され、ウェット蒸発率による燃料噴射量の補正は行われ
ない。

【００２７】また、Ｔ１８０＃ｎが燃焼判定値α以下の
領域（つまりエンジン回転数が燃焼判定回転数以上の領
域）では、その気筒が燃焼・爆発したと判定される。こ
の領域では、Ｔ１８０＃ｎが小さくなるほど（つまりエ
ンジン回転数が高くなるほど）、混合気が強く爆発して
筒内温度が高くなり、ウェット蒸発率が急激に大きくな
るため、Ｔ１８０＃ｎが小さくなるほど、ウェット蒸発
率補正係数Ｃｎが急激に小さくなるように設定される。
これにより、各気筒毎に始動時の燃料噴射量がウェット
蒸発率によって補正される。このウェット蒸発率補正係
数Ｃｎのマップは、予め、実験データや理論式によって
設定され、ＥＣＵ２４のＲＯＭに記憶されている。

【００２８】以上説明した本実施形態（１）の始動時燃
料噴射量制御プログラム及び気筒別ウェット蒸発率補正
係数算出プログラムの実行例を図６のタイムチャートを
用いて説明する。図６は、クランキング開始（スタータ
のオン）から＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒までは燃焼
がなく、＃２気筒で始めて燃焼し、その後、＃１気筒、
＃３気筒と燃焼がなく、＃４気筒以降からは全気筒が燃
焼していく例を示している。

【００２９】クランキング開始後、燃焼しない＃１気
筒、＃３気筒、＃４気筒までは、各気筒のＴ１８０＃ｎ
が燃焼判定値αより大きいため、各気筒のウェット蒸発
率補正係数Ｃｎが１．０に保持されて、ウェット蒸発率
による補正は行われず、冷却水温に基づいて算出された
燃料噴射量（始動時噴射時間初期値Ｔsta ）で噴射され
る。その後、＃２気筒で始めて燃焼が生じると、Ｔ１８
０＃２が急に燃焼判定値αより小さくなって、ウェット
蒸発率が大きくなったこと（燃焼有り）が検出され、こ
のＴ１８０＃２に応じて＃２気筒のウェット蒸発率補正
係数Ｃ2 が算出される。このＣ2 により、＃２気筒の燃
料噴射量が＃２気筒のウェット蒸発率に応じて減量補正
される。この後、＃１気筒、＃３気筒と燃焼がないた
め、再び、ウェット蒸発率による補正は行われない。そ
の後、＃４気筒以降は全気筒が燃焼するため、噴射気筒
順にウェット蒸発率補正係数Ｃｎの算出と燃料噴射量の
補正（始動時噴射時間の算出）が順次繰り返される。

【００３０】この図６の例のように、始動時に一部の気
筒のみで燃焼が始まり、その気筒のウェット蒸発率が急
に大きくなっても、その気筒のＴ１８０＃ｎ（爆発行程
付近のエンジン回転数）に基づき、その気筒のウェット
蒸発率の増加に応じて燃料噴射量を減量補正するので、
すでに燃焼が始まった気筒に対して燃料を過剰供給する
ことがなくなり、空燃比が大きくリッチ側にずれてしま
うことを防止できる。従って、始動時に気筒間で燃焼状
態（ウェット蒸発率）がばらついたとしても、全ての気
筒の混合気を確実に適正な可燃空燃比とすることができ
て、始動性能を向上できると共に、始動時の排気エミッ
ションも低減できる。

【００３１】しかも、各気筒の燃焼状態（ウェット蒸発
率）を判定する爆発行程付近の回転数（Ｔ１８０＃ｎ）
は、通常のエンジンに取り付けられているクランク角セ
ンサ２２の出力パルスから検出することができるため、
ウェット蒸発率を気筒別に判定するために、各気筒毎に
筒内温度や燃焼状態を検出するセンサ等を新たに設ける
必要がなく、部品点数削減、低コスト化の要求も満たす
ことができる。

【００３２】尚、本実施形態（１）では、ウェット蒸発
率（燃焼状態）を評価するパラメータとして爆発行程付
近のエンジン回転数（Ｔ１８０＃ｎ）を用いたが、爆発
行程付近のエンジン回転数の上昇量からウェット蒸発率
（燃焼状態）を評価するようにしても良い。

【００３３】［実施形態（２）］ところで、低温時は、
バッテリ電圧やエンジンオイルの粘性が低下してクラン
キング時のエンジン回転数が低くなるため、その分、各
気筒の爆発行程付近のエンジン回転数が低くなり、Ｔ１
８０＃ｎが大きくなる。

【００３４】この点を考慮して、本発明の実施形態
（２）では、前記実施形態（１）で説明した図４の気筒
別ウェット蒸発率補正係数算出プログラムのステップ２
０２において、図５のマップの代えて、図７に示すよう
に、冷却水温ＴＷＨ（機関温度）に応じて複数のウェッ
ト蒸発率補正係数曲線を設定したマップを用い、始動時
の冷却水温ＴＨＷに対応するウェット蒸発率補正係数曲
線を選択して、その曲線から各気筒の爆発行程付近のエ
ンジン回転数（Ｔ１８０＃ｎ）に応じて各気筒のウェッ
ト蒸発率補正係数Ｃ1 〜Ｃ4 を算出する。これ以外は、
前記実施形態（１）と同じである。

【００３５】このようにすれば、各気筒の燃焼状態（ウ
ェット蒸発率）を判定する際に、機関温度の影響による
エンジン回転数の上昇具合の違いも考慮して、気筒別の
ウェット蒸発率補正係数Ｃ1 〜Ｃ4 を算出することがで
き、機関温度の影響を受けずに始動時の燃料噴射量を精
度良く補正することができて、始動性能、排気エミッシ
ョンを更に向上することができる。

【００３６】［実施形態（３）］本発明の実施形態
（３）では、図８に示すように、Ｔ１８０＃ｎが燃焼判
定値αより大きい領域（つまりエンジン回転数が燃焼判
定回転数より低い領域）では、燃焼無しと判定して、ウ
ェット蒸発率補正係数Ｃｎを１．０に設定し、Ｔ１８０
＃ｎが燃焼判定値α以下の領域（つまりエンジン回転数
が燃焼判定回転数以上の領域）では、燃焼有りと判定し
て、ウェット蒸発率補正係数Ｃｎを例えば０．３に設定
する。このように、Ｔ１８０＃ｎから燃焼の有無を判定
し、燃焼の有無だけから気筒別のウェット蒸発率補正係
数Ｃｎを決定すれば、気筒別のウェット蒸発率補正係数
Ｃｎの算出を簡易化することができる。

【００３７】尚、燃焼有りと判定されるα以下の領域を
更に複数の領域に区分して、α以下の領域について、Ｔ
１８０＃ｎ（燃焼の程度）に応じてウェット蒸発率補正
係数Ｃｎを複数段階に切り換えるようにしても良い。

【００３８】また、クランキング開始からの各気筒の燃
焼回数が増加するほど、筒内温度が上昇し、ウェット蒸
発率が大きくなることを考慮し、Ｔ１８０＃ｎから燃焼
の有無と共に燃焼回数も判定し、例えば燃焼回数が０回
の時はＣｎ＝１．０、１回の時はＣｎ＝０．４、２回の
時はＣｎ＝０．３、３回以降はＣｎ＝０．２８というよ
うに燃焼回数に応じて気筒別のウェット蒸発率補正係数
Ｃｎを切り換えるようにしても良い。

【００３９】尚、本実施形態（３）において、燃焼判定
値αは、予め設定された固定値でも良いが、各気筒の爆
発行程付近のエンジン回転数（Ｔ１８０＃ｎ）が機関温
度によるバッテリ電圧の変化やエンジンオイルの粘性の
変化の影響を受けることを考慮して、図９に示す始動時
冷却水温ＴＨＷ（機関温度）をパラメータとするマップ
を用いて、始動時の冷却水温ＴＨＷに応じて燃焼判定値
αを設定するようにしても良い。

【００４０】［実施形態（４）］前記実施形態（１）〜
（３）では、各気筒のウェット蒸発率（燃焼状態）を評
価するパラメータとして、各気筒の爆発行程付近のエン
ジン回転数（Ｔ１８０＃ｎ）を用いたが、各気筒の筒内
温度ＴＨｎ（ｎ＝１〜４）を直接検出し、この筒内温度
ＴＨｎをウェット蒸発率を評価するパラメータとしても
良い。

【００４１】そこで、本発明の実施形態（４）では、例
えば温度センサ内蔵型の点火プラグ（図示せず）をエン
ジン１１の各気筒に取り付け、図１０に示す気筒別ウェ
ット蒸発率補正係数算出プログラムを実行することで、
各気筒の筒内温度ＴＨｎに応じて各気筒のウェット蒸発
率補正係数Ｃ1 〜Ｃ4 を算出する。具体的には、まずス
テップ３００で、＃ｎ気筒の点火プラグに内蔵された温
度センサの出力信号を読み込み、＃ｎ気筒の筒内温度Ｔ
Ｈｎを検出する。このステップ３００の処理が特許請求
の範囲でいう蒸発率情報判定手段として機能する。

【００４２】そして、次のステップ３０１で、図１１に
示す筒内温度ＴＨｎをパラメータとするウェット蒸発率
補正係数Ｃｎのマップを検索し、＃ｎ気筒の筒内温度Ｔ
Ｈｎに応じた＃ｎ気筒のウェット蒸発率補正係数Ｃｎを
求める。このウェット蒸発率補正係数Ｃｎのマップは、
筒内温度ＴＨｎが燃焼判定温度βより低い領域では、燃
焼していないと判定される。この領域では、ウェット蒸
発率が小さいため、ウェット蒸発率補正係数Ｃｎが１．
０に設定され、ウェット蒸発率による燃料噴射量の補正
は行われない。

【００４３】また、筒内温度ＴＨｎが燃焼判定温度β以
上の領域では、その気筒が燃焼・爆発したと判定され
る。この領域では、筒内温度ＴＨｎが高くなるほど、ウ
ェット蒸発率が大きくなるため、筒内温度ＴＨｎが高く
なるほど、ウェット蒸発率補正係数Ｃｎが小さくなるよ
うに設定される。これにより、各気筒毎に始動時の燃料
噴射量がウェット蒸発率によって補正される。このウェ
ット蒸発率補正係数Ｃｎのマップは、予め、実験データ
や理論式によって設定され、ＥＣＵ２４のＲＯＭに記憶
されている。

【００４４】尚、本実施形態（４）においても、図１１
のマップを用いずに、筒内温度ＴＨｎから燃焼の有無を
判定し、前記実施形態（３）のように、燃焼の有無、或
は、燃焼回数からウェット蒸発率補正係数Ｃｎを設定す
るようにしても良い。また、燃焼判定温度βは、予め設
定された固定値でも良いが、始動時の冷却水温ＴＨＷ
（機関温度）に応じて燃焼判定温度βを設定するように
しても良い。

【００４５】また、本実施形態（４）では、温度センサ
内蔵型の点火プラグ（図示せず）をエンジン１１の各気
筒に取り付けて、各気筒の筒内温度を検出するようにし
ているが、これ以外に、例えば、点火プラグ１８とは別
体の温度センサを各気筒に取り付けて、各気筒の筒内温
度を検出するようにしても良い。

【００４６】［実施形態（５）］気筒内の混合気の燃焼
状態は、エンジン回転数や筒内温度の他に、燃焼光や燃
焼圧力によっても判定可能である。そこで、本発明の実
施形態（５）では、例えば燃焼光センサ内蔵型の点火プ
ラグ又は筒内圧力センサ内蔵型の点火プラグ（共に図示
せず）をエンジン１１の各気筒に取り付け、気筒内の燃
焼具合に応じて発生する燃焼光又は燃焼圧力を検出し
て、その検出値に基づいて気筒別のウェット蒸発率補正
係数Ｃｎを算出する。このようにしても、各気筒の燃焼
状態（ウェット蒸発率）に応じたウェット蒸発率補正係
数Ｃｎを求めることができ、各気筒毎にウェット蒸発率
に応じた始動時の燃料噴射量の補正を行うことができ
る。

【００４７】尚、本実施形態（５）では、燃焼光センサ
内蔵型の点火プラグ又は筒内圧力センサ内蔵型の点火プ
ラグ（共に図示せず）を用いたが、点火プラグ１８とは
別体の燃焼光センサ又は圧力センサを各気筒に取り付け
て、各気筒内の燃焼光又は燃焼圧力を検出するようにし
ても良い。

【００４８】その他、本発明は、４気筒の筒内噴射エン
ジンに限定されず、４気筒以外の筒内噴射エンジンに適
用しても良いことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御
系システム全体の概略構成を示す図

【図２】本発明の実施形態（１）における始動時燃料噴
射量制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート

【図３】冷却水温ＴＨＷと始動時噴射時間初期値Ｔsta
との関係を示す図

【図４】気筒別ウェット蒸発率補正係数算出プログラム
の処理の流れを示す図

【図５】Ｔ１８０＃ｎと気筒別のウェット蒸発率補正係
数Ｃｎとの関係を示す図

【図６】始動時のエンジン回転数と各気筒のＴ１８０＃
ｎの経時的変化を示すタイムチャート

【図７】本発明の実施形態（２）におけるＴ１８０＃ｎ
と気筒別のウェット蒸発率補正係数Ｃｎとの関係を示す
図

【図８】本発明の実施形態（３）におけるＴ１８０＃ｎ
と気筒別のウェット蒸発率補正係数Ｃｎとの関係を示す
図

【図９】冷却水温ＴＨＷと燃焼判定値αとの関係を示す
図

【図１０】本発明の実施形態（４）における気筒別ウェ
ット蒸発率補正係数算出プログラムの処理の流れを示す
図

【図１１】筒内温度ＴＨｎと気筒別のウェット蒸発率補
正係数Ｃｎとの関係を示す図

【図１２】（ａ）は従来の一般的な吸気管噴射エンジン
の主要部の断面図、（ｂ）は筒内噴射エンジンの主要部
の断面図

【符号の説明】

１１…筒内噴射エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１２
…吸気管、１７…燃料噴射弁、１８…点火プラグ、１９
…水温センサ（機関温度検出手段）、２２…クランク角
センサ、２３…排気管、２４…ＥＣＵ（蒸発率情報判定
手段，始動時噴射量補正手段）、２５…ピストン、２６
…シリンダ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式
   の内燃機関の燃料噴射制御装置において、 始動時に各気筒内に付着した燃料の蒸発率（以下「ウェ
   ット蒸発率」という）に関する情報を気筒別に判定する
   蒸発率情報判定手段と、 前記蒸発率情報判定手段の判定結果に基づいて始動時の
   燃料噴射量を気筒別に補正する始動時噴射量補正手段と
   を備えている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】 前記蒸発率情報判定手段は、前記ウェッ
   ト蒸発率に関する情報として各気筒の筒内温度を検出又
   は推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関
   の燃料噴射量制御装置。
3. 【請求項３】 前記蒸発率情報判定手段は、前記ウェッ
   ト蒸発率に関する情報として各気筒の燃焼状態を判定す
   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。
4. 【請求項４】 前記蒸発率情報判定手段は、前記各気筒
   の燃焼状態を各気筒の爆発行程付近の機関回転数から判
   定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
5. 【請求項５】 機関温度を検出する機関温度検出手段を
   備え、 前記始動時噴射量補正手段は、前記蒸発率情報判定手段
   の判定結果と前記機関温度検出手段の検出結果とに基づ
   いて気筒別のウェット蒸発率補正係数を演算し、この気
   筒別のウェット蒸発率補正係数を用いて始動時の燃料噴
   射量を気筒別に補正することを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】 前記始動時噴射量補正手段は、ウェット
   蒸発率が高くなるほど、始動時の燃料噴射量を減少させ
   るように補正することを特徴とする請求項１乃至５のい
   ずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。