JP3620228B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関の冷間始動直後の燃焼を良くすることにより、アイドル安定性を図る内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関における燃料噴射量及びその噴射時期は、機関の吸入空気量及び機関回転数に基づいて決まる機関負荷によって決定される。そして、燃料の噴射時期は、負荷が急変する過渡時を除いて一般に各気筒の吸気弁が開く前のタイミングで行われる、いわゆる吸気非同期で行われていた。
【０００３】
ところが、この従来技術では、機関の始動時、特に、冷間始動時に吸気非同期で噴射された燃料が機関が冷えているために気化されずに吸気管の表面に付着してしまい、液状のまま各気筒に供給されてしまう場合がある。そして、このような場合には排気ガス中のＣＯ，ＨＣ等の成分が増加してエミッションが悪化するという問題があった。
【０００４】
これに対して、機関が低温時に始動される場合には、燃料の噴射時期を燃料噴射気筒の吸気弁が開いている状態の時にする、いわゆる吸気同期で行い、燃焼の悪化を防止してエミッションの悪化を防止することが提案されている（特開平３−２３３４２号公報、実開昭６１−８２０５０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−２３３４２号公報、実開昭６１−８２０５０号公報に開示の技術では、機関の冷間始動時に常に吸気同期噴射に切り換えているために、機関の燃焼状態が良い場合等のように吸気同期噴射への切り換えが全く必要ない場合には、逆にエミッション（排出ＨＣ）が多くなってしまうという問題点があった。これは、一般的に、吸気同期噴射は吸入空気とのミキシングが悪い状態で燃焼室に供給され、また、燃料の霧化が遅れてエミッションが多くなってしまうからである。
【０００６】
一方、近年、燃料であるガソリンの成分を季節によって変更することが行われている。即ち、温度の低い冬期には燃焼状態の良い軽質燃料を供給し、温度の高い夏期には蒸発しにくい重質燃料を供給することが普及しつつある。そして、重質燃料が供給されている機関において、冷間始動時に吸気同期噴射を行わずに吸気非同期噴射のままであると機関が始動できない恐れがある。よって、従来は燃料の種別にかかわりなく常に機関の始動が可能なように、冷間始動時には吸気同期噴射が所定時間行われている。しかしながら、軽質燃料が供給されている機関において、機関の冷間始動時に常に所定時間の吸気同期噴射が行われると、前述のように冷間始動時にエミッションが悪化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、機関の冷間始動時に、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、燃費の向上、失火防止による触媒ダメージを防止することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の第１の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段、及び、機関への燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えており、更に、燃料噴射時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、吸気同期噴射を実行する第１の吸気同期噴射実行手段と、第１の所定時間の経過後に吸気非同期噴射を実行する吸気非同期噴射実行手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、一時的に吸気同期噴射を実行する第２の吸気同期噴射実行手段とから構成されることを特徴としている。
【０００９】
ここで、アイドル安定性検出手段は、機関回転数が基準回転数を下回った場合、機関回転数の低下量が所定値以上の場合、吸気管圧力が所定値以上の場合、吸気管圧力増加量が所定値以上の場合の何れかの場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定する。
また、前記目的を達成する本発明の第２の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段、及び、機関への燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えており、更に、燃料噴射時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、吸気同期噴射を実行する第１の吸気同期噴射実行手段と、第１の所定時間の経過後に吸気非同期噴射を実行する吸気非同期噴射実行手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル特性が重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、一時的に吸気同期噴射を実行する第２の吸気同期噴射実行手段とから構成されることを特徴としている。
【００１０】
ここで、重質燃料時のアイドル特性は、第１の所定時間の経過後で第２の所定時間が経過する前に、機関回転数が基準回転数を下回り且つ機関回転数の低下量が所定値以上になった場合、或いは、吸気管圧力が所定値以上で且つ吸気管圧力増加量が所定値になった場合である。
また、前記目的を達成する本発明の第３の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段、及び、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えており、更に、点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる第１の進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる第１の点火時期復帰手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、一時的に点火時期をベース点火時期から進角させる第２の進角実行手段とから構成されることを特徴としている。
【００１１】
また、前記目的を達成する本発明の第４の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段と、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、及び、燃料噴射量制御手段を備えており、更に、点火時期制御手段は、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に点火時期をベース点火時期に復帰させる点火時期復帰手段とを含んで構成され、燃料噴射量制御手段は、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、燃料噴射量を一時的に増量設定にする燃料増量実行手段を含んで構成されることを特徴としている。
【００１２】
更にまた、前記目的を達成する本発明の第５の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段、及び、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えており、更に、点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる第１の進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる第１の点火時期復帰手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル特性が重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、一時的に点火時期をベース点火時期から進角させる第２の進角実行手段とから構成されることを特徴としている。
【００１３】
更にまた、前記目的を達成する本発明の第６の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段と、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、及び、燃料噴射量制御手段を備えており、更に、点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる点火時期復帰手段とを含んで構成され、燃料噴射量制御手段が、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、燃料噴射量を一時的に増量設定にする燃料増量実行手段を含んで構成されることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第１と第２の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ吸気同期噴射が行われて機関の回転数が確保され、その後は吸気非同期噴射が実行される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には吸気同期噴射に変更される。この後、吸気同期噴射が所定時間継続されて再び吸気非同期噴射に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止される。
【００１５】
本発明の第３と第５の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には点火時期が進角される。この後、点火時期の進角が所定時間継続されて再び点火時期がベース点火時期に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止される。
【００１６】
本発明の第４と第６の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には燃料噴射量が増量される。この後、燃料噴射量の増量が所定時間継続されて再び燃料噴射量がベース噴射量に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の内燃機関の制御装置を備えた電子制御燃料噴射式内燃機関１を概略的に示すものである。
【００１８】
この図において、２は吸気通路を示しており、この吸気通路の入口側には吸入空気の温度を検出する吸気温センサ１８が設けられている。１２はアクセルペダル（図示せず）と連動してエンジンの燃焼室に吸入される吸気の量を調節するスロットル弁である。このスロットル弁１２はアイドル運転時に閉弁し、機関負荷が大きい程その開度が大きくなるものである。スロットル弁１２にはポテンショメータ１４が内蔵されており、スロットル弁１２の開度に比例した電圧が出力されると共に、スロットル弁１２の全閉を検出するアイドルスイッチ１３が設けられている。そして、前記ポテンショメータ１４は後述するＡ／Ｄ変換器１０１に接続されており、アイドルスイッチ１３は入出力 （Ｉ／Ｏ）インタフェース１０２に接続されている。
【００１９】
また、スロットル弁１２の下流側に設けられたサージタンク２１にはサージタンク２１内の吸気圧を検出する圧力センサ３が設けられている。この圧力センサ３には、例えば圧力に比例する歪により電位差を生じるシリコン薄膜を用いた半導体式センサ等が使用され、圧力信号は絶対圧力に比例した電位差として取り出される。この圧力信号は後述する制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に供給されている。
【００２０】
燃料噴射弁７は各気筒毎に設けられており、通電されると開弁して図示しない燃料供給系からの加圧燃料を吸気ポートに供給する。ディストリビュータ４にはクランク角センサ５及び６が接続しており、クランク角センサ６は例えばクランク角３０゜毎 （３０゜ＣＡ） に１つの基準位置検出用パルスを出力し、クランク角センサ５はディストリビュータ軸が１回転する毎、即ち、エンジンが２回転する毎（７２０゜ＣＡ毎） に基準位置で１つのパルスを出力してエンジンの気筒を判別する。これらクランク角センサ５，６のパルス信号は制御回路１０の入出力インタフェース１０２に供給され、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰＵ１０３の割込端子に供給される。
【００２１】
また、機関１のシリンダブロックの冷却水通路Ｗには、冷却水の温度ＴＨＷを検出して機関水温に比例したアナログ電圧を発生するサーミスタ等を使用した水温センサ１１が設けられている。この水温センサ１１からの信号も制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。
更に、排気通路８には排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生するＯ２ センサ９が設けられている。このＯ２ センサ９の出力は制御回路１０のバッファ回路１０９および比較回路１１０を介して入出力インタフェース１０２に供給されている。
【００２２】
制御回路１０は例えばマイクロコンピュータを用いて構成され、前述のＡ／Ｄ変換器１０１、入出力インタフェース１０２、ＣＰＵ１０３、バッファ回路１０９、比較回路１１０の他に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１１１およびこれらを接続するバス１１２等が設けられている また、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０６、フリップフロップ１０７および駆動回路１０８は燃料噴射弁７を制御するためのものである。すなわち、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０６にプリセットされると共にフリップフロップ１０７もセットされる。この結果、駆動回路１０８が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０６がクロック（ＣＬＫ）回路１１３からのクロック信号を計数して最後にそのキャリアウト端子が“１” レベルとなった時に、フリップフロップ１０７がリセットされて駆動回路１０８は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることになる。なお、ＣＰＵ１０３の割込発生はＡ／Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インタフェース１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、等である。
【００２３】
制御回路１０にはこの他に、トランスミッション１６からのスピードメータケーブルに設けられた車速センサ１７等からの検出信号や、トランスミッション１６のシフト位置を示すシフト位置信号が送り込まれる。また、制御回路１０からはディストリビュータ４に内蔵されるイグナイタに点火信号が出力され、これによって点火プラグ１５の通電制御が行われる。
【００２４】
圧力センサ３の吸入空気量データの検出信号および冷却水温データＴＨＷは所定時間毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって２進信号に変換され、その都度ＲＡＭ１０５の所定領域に更新格納される。
次に前述のように構成された機関１における制御回路１０の動作をフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
図２は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の手順を示すフローチャートである。この手順は所定時間毎、例えば、８ｍｓ毎に実行される。
機関１が始動されると、ステップ１０１において始動後の時間が所定時間ａ秒以内か否かが判定される。このａ秒はほぼ１秒程度の時間に設定される。機関始動後の時間がａ秒以内の時はステップ１０２に進み、機関の温度を示す冷却水の温度ＴＨＷが所定温度ｂ℃未満か否かが判定される。このｂ℃は４０℃程度である。そして、ステップ１０２においてＴＨＷ＜ｂと判定されると、機関は暖機が完了していない冷間状態にあると判断してステップ１０３に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。この吸気同期噴射は、燃料噴射気筒の吸気弁が開いている状態の時に燃料噴射弁から噴射された燃料がシリンダ内に入るような燃料の噴射時期のことである。
【００２６】
一方、ステップ１０１において機関始動後ａ秒が経過したと判定された場合、或いは、ステップ１０２においてＴＨＷ≧ｂと判定されて機関の暖機が終了したと判定された場合はステップ１０４に進む。ステップ１０４では燃料噴射時期が吸気非同期にセットされる。この吸気非同期噴射は、燃料噴射気筒の吸気弁が閉じている状態の時に燃料噴射弁から燃料が噴射されるような噴射時期のことである。
【００２７】
本発明者らの実験によると、機関始動後のアイドル安定性に対しては、機関始動直後の燃焼状態が非常に大きな影響を持っており、機関の始動初期に良い燃焼状態に設定すれば、その後の燃焼状態回復手段はそれほど必要ないが、始動初期から機関の燃焼状態が悪いと、その後の燃焼状態の回復には多大な回復処置、例えば、燃料の増量、点火時期の進角等が必要になることが分かった。そこで、第１の実施例では、機関が冷間始動した後の所定時間ａ秒内は燃料噴射時期を吸気同期にセットしてアイドル安定性を確保するようにしている。
【００２８】
このようにして燃料噴射時期が吸気非同期にセットされた後はステップ１０５に進み、ここで変速機１６のシフト位置がニュートラルＮか否かが判定される。そして、シフト位置がニュートラルＮの場合にはステップ１０６に進み、吸気量（吸入空気量）が所定値ｃ未満か否かが判定される。この吸気量は圧力センサ３の検出値によって算出することができる。ステップ１０６において吸気量＜ｃの場合はステップ１０７に進む。このように、ステップ１０６で吸気量の大小を判定するのは、一般に、高負荷（吸気量大）に対して、軽負荷（吸気量小）の方が燃焼が不安定になりやすいからである。
【００２９】
ステップ１０７では機関始動後の経過時間が前述の時間ａ秒よりも長い別の所定時間ｄだけ経過したか否かが判定される。そして、機関始動後の経過時間＜ｄの場合はステップ１０８に進み、再度機関の冷却水温度ＴＨＷが前述のｂ℃よりも高いｅ℃未満か否かが判定される。この時の冷却水温度ＴＨＷは４５℃程度である。
【００３０】
続くステップ１０９では、機関の回転数ＮＥが所定回転数ｆ未満か否かが判定される。ここで、所定回転数ｆは１０００ｒｐｍ程度の回転数である。そして、ステップ１０９でＮＥ＜ｆと判定された場合はステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００３１】
このように、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、吸気量がｃより小さく、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、機関回転数ＮＥが所定値ｆより低下したことをもって、この第１の実施例では、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００３２】
なお、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ１０９でＮＥ≧ｆとなった場合は、ステップ１０９からステップ１１１に進み、カウンタＧの値がｈ未満か否かが判定される。そして、Ｇ＜ｈの場合はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。これは、機関回転数ＮＥが所定値ｆを越えて増大してすぐに燃料噴射時期を吸気非同期に戻せば、機関回転数ＮＥが再び所定値ｆを下回って不安定になる恐れがあるからであり、燃料噴射時期の吸気非同期への復帰は、機関回転数ＮＥが十分回復してからの方が良いからである。
【００３３】
以上は機関始動後ａ秒経過後に機関の燃焼が不安定になり、アイドル安定性が悪化した場合の制御であるが、機関始動後ａ秒経過後の機関の燃焼が不安定になる要素を含んでいない場合には燃料噴射時期を吸気同期に戻す必要はない。即ち、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ１０６で吸気量≧ｃの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００３４】
図３は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の変形実施例における制御手順を示すものであり、図２の制御手順のステップ１０５のみを省いたものである。従って、図２と同じステップには同じステップ番号を付してその説明を省略する。図２で説明した第１の実施例ではステップ１０５において変速機のシフト位置がニュートラルＮか否かの判定を行っているが、これは一般に変速機のシフト位置がドライブＤに対して、ニュートラルＮの方がアイドル安定性に対して厳しいからである。しかしながら、排気量の大きな内燃機関のように、変速機のシフト位置がニュートラルＮでもアイドル安定性が良いものにおいては、図３に示すように、このステップ１０５の判定は省略しても良い。
【００３５】
以上のような制御は、機関の燃料として、重質燃料が使用された場合に特に効果を発揮する。よって、ここで、機関の燃料が重質燃料である場合と軽質燃料である場合の、第１の実施例の制御の効果を図４を用いて説明する。
図４（ａ） は機関始動後の経過時間と機関回転数ＮＥとの関係を示すものであり、符号ＨＦ１とＨＦ２が重質燃料を使用した時の特性、符号ＬＦが軽質燃料を使用した時の特性を示している。時刻Ｔ１が機関が始動した時刻であり、時刻Ｔ２が時刻Ｔ１からａ秒経過した時刻である。この時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の期間をＰ１とした時、軽質燃料ＬＦと重質燃料ＨＦ１に対しては、図４（ｂ） に示すように吸気同期噴射を行い、重質燃料ＨＦ２に対しては吸気非同期噴射を行った。そして、重質燃料ＨＦ２に対してはその後も吸気非同期噴射を実行し、軽質燃料ＬＦと重質燃料ＨＦ１に対しては、図２で説明した本発明の第１の実施例の制御を実施した。
【００３６】
この結果、機関始動後から継続して重質燃料ＨＦ２の吸気非同期噴射が行われた機関は、機関始動後の空燃比Ａ／Ｆが大きくリーン側にずれたままであり、機関回転数ＮＥはＮ１（例えば１０００ｒｐｍ）未満で増減を繰り返し、不安定な兆候が見られる。これに対して、同じ重質燃料ＨＦ１を使用しても、機関始動後の期間Ｐ１において吸気同期噴射が行われた機関は、期間Ｐ１において回転数ＮＥが大きく増大する。また、空燃比Ａ／Ｆも極端なリーン状態にはならない。そして、期間Ｐ１の経過後に吸気非同期噴射が行われると、重質燃料ＨＦ１を使用した機関回転数ＮＥは低下し、時刻Ｔ３においてＮ１ｒｐｍを下回る。すると、第１の実施例の制御では時刻Ｔ３において燃料噴射時期が吸気非同期から吸気同期に切り替わるので、機関回転数ＮＥは再びＮ１ｒｐｍを越えた安定状態になる。
【００３７】
即ち、重質燃料ＨＦ１を使用した機関の始動後に本発明の制御が適用されると、図４（ｂ） に示すように、期間Ｐ１では吸気同期噴射が行われ、時刻Ｔ２から機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回る時刻Ｔ３までの期間Ｐ２では吸気非同期噴射が行われ、時刻Ｔ３から始動後経過時間がｄ（図４（ｂ） には図示せず）になるまでの期間Ｐ３では吸気同期噴射が行われる。この結果、重質燃料ＨＦ１が使用されても、図４（ａ） に示すように、機関は冷間始動後も安定にアイドル回転を続けることができる。
【００３８】
一方、軽質燃料ＬＦを使用した機関の始動後に本発明の制御が適用されると、図４（ｂ） に示すように、期間Ｐ１では吸気同期噴射が行われる。この結果、図４（ａ） に示すように、空燃比Ａ／Ｆはリッチになり、機関回転数ＮＥもＮ１ｒｐｍを大きく越える。そして、時刻Ｔ２において燃料噴射時期が吸気非同期噴射に切り替わっても、空燃比Ａ／Ｆはリッチを継続し、機関回転数ＮＥもＮ１ｒｐｍを大きく越えて安定する。よって、軽質燃料ＬＦを使用した機関では、時刻Ｔ２以降は吸気非同期噴射が継続され、アイドル回転も安定する。
【００３９】
このように、本発明の機関始動時の制御の第１の実施例によれば、燃料に重質燃料が使用されても、軽質燃料が使用されても、機関の冷間始動後のアイドル回転が安定することになる。
図５は本発明の機関始動時の制御の第１の実施例におけるステップ１０９の噴射時期切換回転数をＮ１ｒｐｍ程度にする根拠を示すものである。機関始動後の時間経過に対する噴射時期、空燃比Ａ／Ｆ、及び回転数ＮＥの特性が、噴射時期切換回転数をＮ１ｒｐｍ、Ｎ２ｒｐｍ、及び、Ｎ３ｒｐｍ（Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３）に設定した場合について示されている。なお、機関始動直後のａ１秒間（＝１秒間）は、どの回転数においても吸気同期噴射が行われ、その後に吸気非同期噴射に切り替わっている点は同じである。
【００４０】
図５から分かるように、噴射時期切換回転数をＮ１ｒｐｍに設定した場合は、吸気非同期噴射が時刻ｔ１において吸気同期噴射に切り替わるので、その後の機関回転数ＮＥはＮ１ｒｐｍを越えて安定する。一方、噴射時期切換回転数をＮ２ｒｐｍやＮ３ｒｐｍに設定した場合は、吸気非同期噴射が時刻ｔ２，ｔ３になるまで吸気同期噴射に切り替わらないので、その間の機関回転数ＮＥにアイドル振動が発生が発生してアイドル安定性が悪化してしまう。よって、アイドル振動を発生させないためにも、機関始動後に吸気非同期噴射になった後には、機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回ったら吸気同期噴射に切り換える方が良い。
【００４１】
図６は本発明の機関始動時の制御の第１の実施例における燃料の種別と機関始動後の噴射時期、空燃比Ａ／Ｆ、及び機関回転数ＮＥの変化を示すものである。図６において、太線が重質燃料１００％を機関に供給した時の機関の特性、太破線が重質燃料７５％と軽質燃料２５％の混合燃料を機関に供給した時の機関の特性、細線が重質燃料５０％と軽質燃料５０％の混合燃料を機関に供給した時の機関の特性、細破線が軽質燃料１００％を機関に供給した時の機関の特性を示している。
【００４２】
図６から分かるように、最も始動特性の悪い重質燃料１００％の場合でも、機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回った時に燃料噴射時期を吸気同期噴射に切り換えることにより、空燃比の過度のリーン化が抑えられ、機関回転数ＮＥもその後Ｎ１ｒｐｍ程度で安定する。このことから、第１の実施例の制御によれば、燃料の種別にかかわりなく、機関の冷間始動後に安定したアイドル回転を維持することができる。
【００４３】
図７は本発明の機関始動時の制御の第１の実施例における始動直後の吸気同期噴射時間の長さを変えた時の、その後の噴射時期、空燃比、及び機関回転数への影響を示す特性図である。図７から分かるように、始動直後に行う吸気同期噴射の時間をａ３秒やａ２秒（ａ１＞ａ２＞ａ３）に設定した時には、吸気非同期噴射に復帰させた後に機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回る迄の時間が短く、すぐに吸気同期噴射に戻ってしまう。そして、吸気非同期噴射から吸気同期噴射に戻った後も、機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回ったり（始動直後に行う吸気同期噴射の時間をａ３秒の時）、アイドルが不安定になる。
【００４４】
これに対して、始動直後に行う吸気同期噴射の時間をａ１秒に設定した時には、吸気非同期噴射に復帰させた後に機関回転数ＮＥは、一度はＮ１ｒｐｍを下回るが、その後に吸気同期噴射に戻すことにより安定することが分かる。このことから、始動直後に行う吸気同期噴射の時間は最低１秒は必要である。
以上説明した機関始動時の制御の第１の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、吸気量がｃより小さく、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、機関回転数ＮＥが所定値ｆより低下したことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定した。一方、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下以外にも、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定することができる。それらの例を以下に第２の実施例から第４の実施例として説明する。
【００４５】
図８は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第２の実施例の手順を示すフローチャートである。第２の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下ではなく、機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥが、負（回転が低下中）で且つ所定値よりも大きくなったことによって判定する点のみである。従って、第２の実施例の第１の実施例と同じ制御手順には第１の実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００４６】
第２の実施例ではステップ１０１からステップ１０８迄とステップ１１０からステップ１１３迄が第１の実施例と同じである。よって、第２の実施例ではステップ１０１からステップ１０８において、機関の冷間始動後のａ秒間は燃料噴射時期が吸気同期にセットされ、その後、変速機のシフト位置のニュートラルＮか否かの判定、吸気量がｃより小さいか否かの判定、機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否かの判定、及び、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定が行われ、ステップ１０８においてＴＨＷ＜ｅ℃の場合のみステップ２０１に進む。
【００４７】
ステップ２０１では、機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥが負、即ち、回転が低下中か否かが判定され、ΔＮＥ＜０の場合のみステップ２０２に進む。そして、ステップ２０２では機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥの絶対値が所定値ｉよりも小さいか否かが判定され、｜ΔＮＥ｜＞ｉの時はステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００４８】
第２の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、吸気量がｃより小さく、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥが負で且つ所定値よりも大きくなったことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００４９】
第２の実施例においても、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ２０２で｜ΔＮＥ｜≦ｉとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ１１２に進んで燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。また、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ１０６で吸気量≧ｃの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する点も第１の実施例と同じである。
【００５０】
図９は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第３の実施例の手順を示すフローチャートである。第３の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下ではなく、吸気管圧力ＰＭが所定値よりも大きくなったことによって判定する点である。従って、第３の実施例の第１の実施例と同じ制御手順には第１の実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００５１】
第３の実施例ではステップ１０１からステップ１０５迄とステップ１０７，ステップ１０８、及びステップ１１０からステップ１１３迄が第１の実施例と同じである。よって、第３の実施例ではステップ１０１からステップ１０５において、機関の冷間始動後のａ秒間は燃料噴射時期が吸気同期にセットされ、その後、変速機のシフト位置のニュートラルＮか否かの判定が行われる。ステップ１０５が終了すると、ステップ３０１に進んでアイドル接点がオンか否かの判定が行われる。そして、アイドル接点がオンの時は負荷が少なくて燃焼が不安定になりやすいとしてステップ１０７に進む。
【００５２】
ステップ１０７における機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否かの判定、及び、次のステップ１０８における冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定は第１の実施例と同じであり、機関始動後の経過時間がｄ未満且つＴＨＷ＜ｅ℃の場合のみステップ３０２に進む。
ステップ３０２では、圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭが所定値Ｌ（この実施例では４００ｍｍＨｇ）より大きいか否かの判定が行われ、所定値よりも大きい場合は燃焼不安定と判定してステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００５３】
第３の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、アイドル接点がオン、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、吸気管圧力ＰＭが所定値よりも大きくなったことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００５４】
第３の実施例においても、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ３０２でＰＭ≦Ｌとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ１１２に進んで燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。また、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ３０１でアイドル接点がオフの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する点も第１の実施例と同じである。
【００５５】
図１０は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第４の実施例の手順を示すフローチャートである。第４の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下ではなく、吸気管圧力ＰＭの変化量が正で、且つ所定値よりも大きくなったことによって判定する点である。従って、第４の実施例における第１の実施例から第３の実施例と同じ制御手順には、これらの実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００５６】
第４の実施例ではステップ１０１からステップ１０５迄とステップ１０７，ステップ１０８、及びステップ１１０からステップ１１３迄が第１の実施例と同じである。よって、第４の実施例ではステップ１０１からステップ１０５において、機関の冷間始動後のａ秒間は燃料噴射時期が吸気同期にセットされ、その後、変速機のシフト位置のニュートラルＮか否かの判定が行われる。ステップ１０５が終了すると、第３の実施例と同様のステップ３０１に進んでアイドル接点がオンか否かの判定が行われる。そして、アイドル接点がオンの時は負荷が少なくて燃焼が不安定になりやすいとしてステップ１０７に進む。
【００５７】
ステップ１０７における機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否かの判定、及び、次のステップ１０８における冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定は第１の実施例と同じであり、機関始動後の経過時間がｄ未満且つＴＨＷ＜ｅ℃の場合のみステップ４０１に進む。
ステップ４０１では、圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍ（前回の吸気管圧力と今回の吸気管圧力の差）が正か負、即ち、吸気管圧力が上昇中か下降中かが判定され、Δｐｍ＜０の場合のみステップ４０２に進む。そして、ステップ４０２では吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍの絶対値が所定値ｊよりも小さいか否かが判定され、｜Δｐｍ｜＞ｊの時はステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００５８】
第４の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、アイドル接点がオン、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍの値が正で、その絶対値が所定値ｊよりも大きくなったことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００５９】
第４の実施例においても、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ４０１で｜Δｐｍ｜≦ｊとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ１１２に進んで燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。また、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ３０１でアイドル接点がオフの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する点も第１の実施例と同じである。
【００６０】
以上説明した機関始動時の制御の第１の実施例から第４の実施例では、冷間始動直後にごく僅かな時間だけ吸気同期噴射を実行し、その後に吸気非同期噴射に戻し、この吸気非同期噴射中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定した場合は、一時的に吸気同期に戻すことによって機関の燃焼を安定にしてアイドル安定性を保持するようにしていた。一方、この制御は、冷間始動直後にごく僅かな時間だけ点火時期の進角を実行し、その後にベース点火時期に戻し、このベース点火時期中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定した場合に、一時的に点火時期を進角設定に戻すことによって代用したものである。この制御の実施例を、以下に図１１を用いて第５の実施例として説明する。
【００６１】
図１１は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第５の実施例の手順を示すフローチャートである。第５の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、冷間始動直後の吸気同期噴射と、その後の吸気非同期噴射中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化した場合に、吸気同期噴射への移行の代わりに、点火時期をベース点火時期から進角側にした点のみである。従って、第５の実施例の第１の実施例と同じ制御手順には第１の実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００６２】
第５の実施例ではステップ１０１，１０２によって機関が冷間始動か否かが判定される。そして、機関の冷間始動の場合はステップ５０１に進み、そうでない場合はステップ５０２に進む。ステップ５０１では点火時期の進角が行われてこのルーチンを終了し、ステップ５０２では点火時期はベース点火時期のままに保持されてステップ１０５に進む。
【００６３】
ここで内燃機関の点火時期について説明すると、内燃機関の最終点火時期ＡＯＰは、機関回転数と負荷で決まるベース点火時期ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷）と、このベース点火時期ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷）の補正量ＡＢＳＥＡＤＤによって下式のように決定される。
ＡＯＰ ← ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷） ＋ ＡＢＳＥＡＤＤ
ステップ５０１ではこのＡＢＳＥＡＤＤが所定値ｎ（＞０）となるので最終点火時期ＡＯＰが進角され、ステップ５０２ではＡＢＳＥＡＤＤが０であるので最終点火時期ＡＯＰはベース点火時期ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷）のままとなるのである。
【００６４】
このように、機関の冷間始動後のａ秒間は点火時期が進角され、機関の冷間始動後にａ秒間が経過した後は、第１の実施例と同様に、ステップ１０５において変速機のシフト位置がニュートラルＮか否か判定され、ステップ１０６において吸気量がｃより小さいか否か判定され、ステップ１０７において機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否か判定され、ステップ１０８において冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定が行われ、ステップ１０９において機関の回転数ＮＥが所定回転数ｆ未満か否かが判定される。そして、ステップ１０５からステップ１０９で全てＹＥＳとなった場合は、ステップ１１０でフリーランカウンタＧの計数値がクリアされた後にステップ５０３に進み、点火時期が進角されてこのルーチンを終了する。
【００６５】
第５の実施例においても、ステップ５０３で点火時期が一度進角された後に、ステップ１０９でＮＥ≧ｆとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ５０３に進んで点火時期が進角されたままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ５０４に進んで点火時期がベース点火時期にされる。また、ステップ１０５からステップ１０８の何れかでＮＯと判定されたにはステップ５０４に進み、点火時期がベース点火時期にされてこのルーチンを終了する。
【００６６】
なお、このフローチャートには図示していないが、第５の実施例において点火時期を変化させる場合には、ショック防止のために点火時期のなまし処理が行われている。
図１２は本発明の機関始動時の制御の第６の実施例の手順を示すフローチャートである。第６の実施例の制御手順は第５の実施例の制御手順と殆ど同じであり、異なるのは、冷間始動後ａ秒経過後のベース点火時期中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化した場合に、点火時期をベース点火時期から進角側にする代わりに、ステップ６０１において燃料噴射量を増量設定にした点のみである。冷間始動後ａ秒経過後のベース点火時期中の燃焼が安定でアイドル安定性が良い場合には、燃料噴射量はベース燃料噴射量のままである。従って、第５の実施例におけるステップ１０１からステップ１１１迄の制御手順は、第６の実施例においても全く同じであるので、同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００６７】
ここで内燃機関の燃料噴射量ＴＡＵＰは以下の式で決まるものである。
ＴＡＵＰ＝（１＋ＦＡＳＥ）×ＴＡＵ
ＦＡＳＥ＝ＦＡＳＥＢＡＳＥ（ｔ）＋ＦＡＳＥＡＤＤ
ステップ６０１ではこのＦＡＳＥＡＤＤが所定値ｍ（＞０）となるので、ＦＡＳＥがＦＡＳＥＢＡＳＥ（ｔ）よりも大きくなって燃料噴射量が増量設定され、ステップ６０２ではＦＡＳＥＡＤＤが０であるので、ＦＡＳＥがＦＡＳＥＢＡＳＥ（ｔ）に等しくなり、燃料噴射量ＴＡＵＰは増量設定されず、ベース燃料噴射量のままとなるのである。
【００６８】
第６の実施例においても、ステップ６０１で燃料噴射量が一度増量設定された後に、ステップ１０９でＮＥ≧ｆとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ６０１に進んで燃料噴射量が増量設定のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ６０２に進んで燃料噴射量がベース燃料噴射量にされる。また、ステップ１０５からステップ１０８の何れかでＮＯと判定された時にはステップ６０１に進み、燃料噴射量はベース燃料噴射量のままこのルーチンを終了する。
【００６９】
なお、このフローチャートには図示していないが、第６の実施例において燃料噴射量を変化させる場合には、ショック防止のために燃料噴射量のなまし処理が行われている。
図１３は本発明の機関始動時の制御の第７の実施例の制御手順を示すフローチャートである。第７の実施例の制御手順は第１の実施例の制御手順と殆ど同じであり、異なるのは、冷間始動後ａ秒経過後の吸気非同期噴射中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下で判定するのではなく、ステップ７０１において燃料が重質燃料か軽質燃料かで判定するのみである。従って、第７の実施例では第１の実施例におけるステップ１０９がステップ７０１に変更になっただけで、その他の制御手順は第１の実施例と全く同じである。よって、第７の実施例では第１の実施例と同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００７０】
第７の実施例におけるステップ７０１の重質燃料か軽質燃料かの判定は、図１４（ａ），（ｂ）に示す燃料の種別の判定手順のいずれか一方、あるいは両方によって行われる。即ち、１つの判定手順では、ステップ７０２で機関回転数ＮＥが所定値ｆ未満か否かが判定され、ＮＥ＜ｆの場合はステップ７０３に進む。ステップ７０３では機関回転数ＮＥの変化率ΔＮＥが負、即ち、回転が低下中か否かが判定され、ΔＮＥ＜０の場合のみステップ７０４に進む。そして、ステップ７０４では機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥの絶対値が所定値ｉよりも大きいか否かが判定され、｜ΔＮＥ｜＞ｉの時はステップ７０５に進み、燃料が重質燃料と判定される。ステップ７０２でＮＥ≧ｆと判定された場合、ステップ７０３でΔＮＥ≧０と判定された場合、或いはステップ７０４で｜ΔＮＥ｜≦ｉと判定された場合もステップ７０６に進み、燃料が軽質燃料と判定される。
【００７１】
一方、もう１つの判定手順では、ステップ７０７で、圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭが所定値Ｌ（この実施例では４００ｍｍＨｇ）より大きいか否かの判定が行われ、所定値よりも大きい場合はステップ７０８に進む。ステップ７０８では圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍ（前回の吸気管圧力と今回の吸気管圧力の差）が正か負、即ち、吸気管圧力が上昇中か下降中かが判定され、Δｐｍ＞０の場合のみステップ７０９に進む。そして、ステップ７０９では吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍの絶対値が所定値ｊよりも大きいか否かが判定され、｜Δｐｍ｜＞ｊの時はステップ７１０に進み、燃料が重質燃料と判定される。ステップ７０７でＰＭ≦Ｌと判定された場合、ステップ７０８でΔｐｍ≦０の場合、或いはステップ７０９で｜Δｐｍ｜≦ｊの時はステップ７１１に進み、燃料が軽質燃料と判定される。
【００７２】
以上説明した本発明の機関始動時の制御の第２の実施例から第７の実施例においても、図４(a) で説明した第１の実施例と同様に、燃料の種別にかかわりなく機関の冷間始動後のアイドル安定性を確保することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１と第２の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ吸気同期噴射が行われて機関の回転数が確保され、その後は吸気非同期噴射が実行される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には吸気同期噴射に変更される。この後、吸気同期噴射が所定時間継続されて再び吸気非同期噴射に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止されるという効果がある。
【００７４】
また、本発明の第３と第５の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には点火時期が進角される。この後、点火時期の進角が所定時間継続されて再び点火時期がベース点火時期に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止されるという効果がある。
【００７５】
更に、本発明の第４と第６の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には燃料噴射量が増量される。この後、燃料噴射量の増量が所定時間継続されて再び燃料噴射量がベース噴射量に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置を搭載した電子制御式内燃機関の全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の変形実施例の手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ） は燃料に重質燃料と軽質燃料を使用した場合の機関始動時の第１の実施例の効果を示すものであり、経過時間に対する機関回転数と空燃比の特性を示す線図、（ｂ） は（ａ） における各期間の燃料別の噴射時期の種別を示すテーブル図である。
【図５】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例における噴射時期切換回転数の根拠を示す特性図である。
【図６】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例における燃料の種別と機関始動後の噴射時期、空燃比、及び機関回転数の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例における始動直後の吸気同期噴射時間の長さの、その後の噴射時期、空燃比、及び機関回転数への影響を示す特性図である。
【図８】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第２の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第３の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第４の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第５の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第６の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第７の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ），（ｂ）は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第７の実施例における燃料の種別の判定手順を示す２種類のフローチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…吸気通路
３…圧力センサ
４…ディストリビュータ
５，６…クランク角センサ
７…燃料噴射弁
１０…制御回路
１１…水温センサ
１２…スロットル弁
１４…ポテンショメータ
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関の冷間始動直後の燃焼を良くすることにより、アイドル安定性を図る内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関における燃料噴射量及びその噴射時期は、機関の吸入空気量及び機関回転数に基づいて決まる機関負荷によって決定される。そして、燃料の噴射時期は、負荷が急変する過渡時を除いて一般に各気筒の吸気弁が開く前のタイミングで行われる、いわゆる吸気非同期で行われていた。
【０００３】
ところが、この従来技術では、機関の始動時、特に、冷間始動時に吸気非同期で噴射された燃料が機関が冷えているために気化されずに吸気管の表面に付着してしまい、液状のまま各気筒に供給されてしまう場合がある。そして、このような場合には排気ガス中のＣＯ，ＨＣ等の成分が増加してエミッションが悪化するという問題があった。
【０００４】
これに対して、機関が低温時に始動される場合には、燃料の噴射時期を燃料噴射気筒の吸気弁が開いている状態の時にする、いわゆる吸気同期で行い、燃焼の悪化を防止してエミッションの悪化を防止することが提案されている（特開平３−２３３４２号公報、実開昭６１−８２０５０号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平３−２３３４２号公報、実開昭６１−８２０５０号公報に開示の技術では、機関の冷間始動時に常に吸気同期噴射に切り換えているために、機関の燃焼状態が良い場合等のように吸気同期噴射への切り換えが全く必要ない場合には、逆にエミッション（排出ＨＣ）が多くなってしまうという問題点があった。これは、一般的に、吸気同期噴射は吸入空気とのミキシングが悪い状態で燃焼室に供給され、また、燃料の霧化が遅れてエミッションが多くなってしまうからである。
【０００６】
一方、近年、燃料であるガソリンの成分を季節によって変更することが行われている。即ち、温度の低い冬期には燃焼状態の良い軽質燃料を供給し、温度の高い夏期には蒸発しにくい重質燃料を供給することが普及しつつある。そして、重質燃料が供給されている機関において、冷間始動時に吸気同期噴射を行わずに吸気非同期噴射のままであると機関が始動できない恐れがある。よって、従来は燃料の種別にかかわりなく常に機関の始動が可能なように、冷間始動時には吸気同期噴射が所定時間行われている。しかしながら、軽質燃料が供給されている機関において、機関の冷間始動時に常に所定時間の吸気同期噴射が行われると、前述のように冷間始動時にエミッションが悪化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、機関の冷間始動時に、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、燃費の向上、失火防止による触媒ダメージを防止することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の第１の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段、及び、機関への燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えており、更に、燃料噴射時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、吸気同期噴射を実行する第１の吸気同期噴射実行手段と、第１の所定時間の経過後に吸気非同期噴射を実行する吸気非同期噴射実行手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、一時的に吸気同期噴射を実行する第２の吸気同期噴射実行手段とから構成されることを特徴としている。
【０００９】
ここで、アイドル安定性検出手段は、機関回転数が基準回転数を下回った場合、機関回転数の低下量が所定値以上の場合、吸気管圧力が所定値以上の場合、吸気管圧力増加量が所定値以上の場合の何れかの場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定する。
また、前記目的を達成する本発明の第２の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段、及び、機関への燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えており、更に、燃料噴射時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、吸気同期噴射を実行する第１の吸気同期噴射実行手段と、第１の所定時間の経過後に吸気非同期噴射を実行する吸気非同期噴射実行手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル特性が重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、一時的に吸気同期噴射を実行する第２の吸気同期噴射実行手段とから構成されることを特徴としている。
【００１０】
ここで、重質燃料時のアイドル特性は、第１の所定時間の経過後で第２の所定時間が経過する前に、機関回転数が基準回転数を下回り且つ機関回転数の低下量が所定値以上になった場合、或いは、吸気管圧力が所定値以上で且つ吸気管圧力増加量が所定値になった場合である。
また、前記目的を達成する本発明の第３の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段、及び、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えており、更に、点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる第１の進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる第１の点火時期復帰手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、一時的に点火時期をベース点火時期から進角させる第２の進角実行手段とから構成されることを特徴としている。
【００１１】
また、前記目的を達成する本発明の第４の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段と、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、及び、燃料噴射量制御手段を備えており、更に、点火時期制御手段は、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に点火時期をベース点火時期に復帰させる点火時期復帰手段とを含んで構成され、燃料噴射量制御手段は、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、燃料噴射量を一時的に増量設定にする燃料増量実行手段を含んで構成されることを特徴としている。
【００１２】
更にまた、前記目的を達成する本発明の第５の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段、及び、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えており、更に、点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる第１の進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる第１の点火時期復帰手段、及び、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル特性が重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、一時的に点火時期をベース点火時期から進角させる第２の進角実行手段とから構成されることを特徴としている。
【００１３】
更にまた、前記目的を達成する本発明の第６の形態は、内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段と、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、及び、燃料噴射量制御手段を備えており、更に、点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる進角実行手段と、第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる点火時期復帰手段とを含んで構成され、燃料噴射量制御手段が、第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、燃料噴射量を一時的に増量設定にする燃料増量実行手段を含んで構成されることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第１と第２の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ吸気同期噴射が行われて機関の回転数が確保され、その後は吸気非同期噴射が実行される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には吸気同期噴射に変更される。この後、吸気同期噴射が所定時間継続されて再び吸気非同期噴射に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止される。
【００１５】
本発明の第３と第５の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には点火時期が進角される。この後、点火時期の進角が所定時間継続されて再び点火時期がベース点火時期に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止される。
【００１６】
本発明の第４と第６の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には燃料噴射量が増量される。この後、燃料噴射量の増量が所定時間継続されて再び燃料噴射量がベース噴射量に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を用いて本発明の実施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の内燃機関の制御装置を備えた電子制御燃料噴射式内燃機関１を概略的に示すものである。
【００１８】
この図において、２は吸気通路を示しており、この吸気通路の入口側には吸入空気の温度を検出する吸気温センサ１８が設けられている。１２はアクセルペダル（図示せず）と連動してエンジンの燃焼室に吸入される吸気の量を調節するスロットル弁である。このスロットル弁１２はアイドル運転時に閉弁し、機関負荷が大きい程その開度が大きくなるものである。スロットル弁１２にはポテンショメータ１４が内蔵されており、スロットル弁１２の開度に比例した電圧が出力されると共に、スロットル弁１２の全閉を検出するアイドルスイッチ１３が設けられている。そして、前記ポテンショメータ１４は後述するＡ／Ｄ変換器１０１に接続されており、アイドルスイッチ１３は入出力 （Ｉ／Ｏ）インタフェース１０２に接続されている。
【００１９】
また、スロットル弁１２の下流側に設けられたサージタンク２１にはサージタンク２１内の吸気圧を検出する圧力センサ３が設けられている。この圧力センサ３には、例えば圧力に比例する歪により電位差を生じるシリコン薄膜を用いた半導体式センサ等が使用され、圧力信号は絶対圧力に比例した電位差として取り出される。この圧力信号は後述する制御回路１０のマルチプレクサ内蔵Ａ／Ｄ変換器１０１に供給されている。
【００２０】
燃料噴射弁７は各気筒毎に設けられており、通電されると開弁して図示しない燃料供給系からの加圧燃料を吸気ポートに供給する。ディストリビュータ４にはクランク角センサ５及び６が接続しており、クランク角センサ６は例えばクランク角３０゜毎 （３０゜ＣＡ） に１つの基準位置検出用パルスを出力し、クランク角センサ５はディストリビュータ軸が１回転する毎、即ち、エンジンが２回転する毎（７２０゜ＣＡ毎） に基準位置で１つのパルスを出力してエンジンの気筒を判別する。これらクランク角センサ５，６のパルス信号は制御回路１０の入出力インタフェース１０２に供給され、このうち、クランク角センサ６の出力はＣＰＵ１０３の割込端子に供給される。
【００２１】
また、機関１のシリンダブロックの冷却水通路Ｗには、冷却水の温度ＴＨＷを検出して機関水温に比例したアナログ電圧を発生するサーミスタ等を使用した水温センサ１１が設けられている。この水温センサ１１からの信号も制御回路１０のＡ／Ｄ変換器１０１に供給されている。
更に、排気通路８には排気ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生するＯ２ センサ９が設けられている。このＯ２ センサ９の出力は制御回路１０のバッファ回路１０９および比較回路１１０を介して入出力インタフェース１０２に供給されている。
【００２２】
制御回路１０は例えばマイクロコンピュータを用いて構成され、前述のＡ／Ｄ変換器１０１、入出力インタフェース１０２、ＣＰＵ１０３、バッファ回路１０９、比較回路１１０の他に、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１１１およびこれらを接続するバス１１２等が設けられている また、制御回路１０において、ダウンカウンタ１０６、フリップフロップ１０７および駆動回路１０８は燃料噴射弁７を制御するためのものである。すなわち、燃料噴射量ＴＡＵが演算されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０６にプリセットされると共にフリップフロップ１０７もセットされる。この結果、駆動回路１０８が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０６がクロック（ＣＬＫ）回路１１３からのクロック信号を計数して最後にそのキャリアウト端子が“１” レベルとなった時に、フリップフロップ１０７がリセットされて駆動回路１０８は燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれることになる。なお、ＣＰＵ１０３の割込発生はＡ／Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インタフェース１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受信した時、等である。
【００２３】
制御回路１０にはこの他に、トランスミッション１６からのスピードメータケーブルに設けられた車速センサ１７等からの検出信号や、トランスミッション１６のシフト位置を示すシフト位置信号が送り込まれる。また、制御回路１０からはディストリビュータ４に内蔵されるイグナイタに点火信号が出力され、これによって点火プラグ１５の通電制御が行われる。
【００２４】
圧力センサ３の吸入空気量データの検出信号および冷却水温データＴＨＷは所定時間毎に実行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって２進信号に変換され、その都度ＲＡＭ１０５の所定領域に更新格納される。
次に前述のように構成された機関１における制御回路１０の動作をフローチャートを用いて説明する。
【００２５】
図２は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の手順を示すフローチャートである。この手順は所定時間毎、例えば、８ｍｓ毎に実行される。
機関１が始動されると、ステップ１０１において始動後の時間が所定時間ａ秒以内か否かが判定される。このａ秒はほぼ１秒程度の時間に設定される。機関始動後の時間がａ秒以内の時はステップ１０２に進み、機関の温度を示す冷却水の温度ＴＨＷが所定温度ｂ℃未満か否かが判定される。このｂ℃は４０℃程度である。そして、ステップ１０２においてＴＨＷ＜ｂと判定されると、機関は暖機が完了していない冷間状態にあると判断してステップ１０３に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。この吸気同期噴射は、燃料噴射気筒の吸気弁が開いている状態の時に燃料噴射弁から噴射された燃料がシリンダ内に入るような燃料の噴射時期のことである。
【００２６】
一方、ステップ１０１において機関始動後ａ秒が経過したと判定された場合、或いは、ステップ１０２においてＴＨＷ≧ｂと判定されて機関の暖機が終了したと判定された場合はステップ１０４に進む。ステップ１０４では燃料噴射時期が吸気非同期にセットされる。この吸気非同期噴射は、燃料噴射気筒の吸気弁が閉じている状態の時に燃料噴射弁から燃料が噴射されるような噴射時期のことである。
【００２７】
本発明者らの実験によると、機関始動後のアイドル安定性に対しては、機関始動直後の燃焼状態が非常に大きな影響を持っており、機関の始動初期に良い燃焼状態に設定すれば、その後の燃焼状態回復手段はそれほど必要ないが、始動初期から機関の燃焼状態が悪いと、その後の燃焼状態の回復には多大な回復処置、例えば、燃料の増量、点火時期の進角等が必要になることが分かった。そこで、第１の実施例では、機関が冷間始動した後の所定時間ａ秒内は燃料噴射時期を吸気同期にセットしてアイドル安定性を確保するようにしている。
【００２８】
このようにして燃料噴射時期が吸気非同期にセットされた後はステップ１０５に進み、ここで変速機１６のシフト位置がニュートラルＮか否かが判定される。そして、シフト位置がニュートラルＮの場合にはステップ１０６に進み、吸気量（吸入空気量）が所定値ｃ未満か否かが判定される。この吸気量は圧力センサ３の検出値によって算出することができる。ステップ１０６において吸気量＜ｃの場合はステップ１０７に進む。このように、ステップ１０６で吸気量の大小を判定するのは、一般に、高負荷（吸気量大）に対して、軽負荷（吸気量小）の方が燃焼が不安定になりやすいからである。
【００２９】
ステップ１０７では機関始動後の経過時間が前述の時間ａ秒よりも長い別の所定時間ｄだけ経過したか否かが判定される。そして、機関始動後の経過時間＜ｄの場合はステップ１０８に進み、再度機関の冷却水温度ＴＨＷが前述のｂ℃よりも高いｅ℃未満か否かが判定される。この時の冷却水温度ＴＨＷは４５℃程度である。
【００３０】
続くステップ１０９では、機関の回転数ＮＥが所定回転数ｆ未満か否かが判定される。ここで、所定回転数ｆは１０００ｒｐｍ程度の回転数である。そして、ステップ１０９でＮＥ＜ｆと判定された場合はステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００３１】
このように、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、吸気量がｃより小さく、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、機関回転数ＮＥが所定値ｆより低下したことをもって、この第１の実施例では、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００３２】
なお、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ１０９でＮＥ≧ｆとなった場合は、ステップ１０９からステップ１１１に進み、カウンタＧの値がｈ未満か否かが判定される。そして、Ｇ＜ｈの場合はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。これは、機関回転数ＮＥが所定値ｆを越えて増大してすぐに燃料噴射時期を吸気非同期に戻せば、機関回転数ＮＥが再び所定値ｆを下回って不安定になる恐れがあるからであり、燃料噴射時期の吸気非同期への復帰は、機関回転数ＮＥが十分回復してからの方が良いからである。
【００３３】
以上は機関始動後ａ秒経過後に機関の燃焼が不安定になり、アイドル安定性が悪化した場合の制御であるが、機関始動後ａ秒経過後の機関の燃焼が不安定になる要素を含んでいない場合には燃料噴射時期を吸気同期に戻す必要はない。即ち、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ１０６で吸気量≧ｃの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００３４】
図３は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の変形実施例における制御手順を示すものであり、図２の制御手順のステップ１０５のみを省いたものである。従って、図２と同じステップには同じステップ番号を付してその説明を省略する。図２で説明した第１の実施例ではステップ１０５において変速機のシフト位置がニュートラルＮか否かの判定を行っているが、これは一般に変速機のシフト位置がドライブＤに対して、ニュートラルＮの方がアイドル安定性に対して厳しいからである。しかしながら、排気量の大きな内燃機関のように、変速機のシフト位置がニュートラルＮでもアイドル安定性が良いものにおいては、図３に示すように、このステップ１０５の判定は省略しても良い。
【００３５】
以上のような制御は、機関の燃料として、重質燃料が使用された場合に特に効果を発揮する。よって、ここで、機関の燃料が重質燃料である場合と軽質燃料である場合の、第１の実施例の制御の効果を図４を用いて説明する。
図４（ａ） は機関始動後の経過時間と機関回転数ＮＥとの関係を示すものであり、符号ＨＦ１とＨＦ２が重質燃料を使用した時の特性、符号ＬＦが軽質燃料を使用した時の特性を示している。時刻Ｔ１が機関が始動した時刻であり、時刻Ｔ２が時刻Ｔ１からａ秒経過した時刻である。この時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間の期間をＰ１とした時、軽質燃料ＬＦと重質燃料ＨＦ１に対しては、図４（ｂ） に示すように吸気同期噴射を行い、重質燃料ＨＦ２に対しては吸気非同期噴射を行った。そして、重質燃料ＨＦ２に対してはその後も吸気非同期噴射を実行し、軽質燃料ＬＦと重質燃料ＨＦ１に対しては、図２で説明した本発明の第１の実施例の制御を実施した。
【００３６】
この結果、機関始動後から継続して重質燃料ＨＦ２の吸気非同期噴射が行われた機関は、機関始動後の空燃比Ａ／Ｆが大きくリーン側にずれたままであり、機関回転数ＮＥはＮ１（例えば１０００ｒｐｍ）未満で増減を繰り返し、不安定な兆候が見られる。これに対して、同じ重質燃料ＨＦ１を使用しても、機関始動後の期間Ｐ１において吸気同期噴射が行われた機関は、期間Ｐ１において回転数ＮＥが大きく増大する。また、空燃比Ａ／Ｆも極端なリーン状態にはならない。そして、期間Ｐ１の経過後に吸気非同期噴射が行われると、重質燃料ＨＦ１を使用した機関回転数ＮＥは低下し、時刻Ｔ３においてＮ１ｒｐｍを下回る。すると、第１の実施例の制御では時刻Ｔ３において燃料噴射時期が吸気非同期から吸気同期に切り替わるので、機関回転数ＮＥは再びＮ１ｒｐｍを越えた安定状態になる。
【００３７】
即ち、重質燃料ＨＦ１を使用した機関の始動後に本発明の制御が適用されると、図４（ｂ） に示すように、期間Ｐ１では吸気同期噴射が行われ、時刻Ｔ２から機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回る時刻Ｔ３までの期間Ｐ２では吸気非同期噴射が行われ、時刻Ｔ３から始動後経過時間がｄ（図４（ｂ） には図示せず）になるまでの期間Ｐ３では吸気同期噴射が行われる。この結果、重質燃料ＨＦ１が使用されても、図４（ａ） に示すように、機関は冷間始動後も安定にアイドル回転を続けることができる。
【００３８】
一方、軽質燃料ＬＦを使用した機関の始動後に本発明の制御が適用されると、図４（ｂ） に示すように、期間Ｐ１では吸気同期噴射が行われる。この結果、図４（ａ） に示すように、空燃比Ａ／Ｆはリッチになり、機関回転数ＮＥもＮ１ｒｐｍを大きく越える。そして、時刻Ｔ２において燃料噴射時期が吸気非同期噴射に切り替わっても、空燃比Ａ／Ｆはリッチを継続し、機関回転数ＮＥもＮ１ｒｐｍを大きく越えて安定する。よって、軽質燃料ＬＦを使用した機関では、時刻Ｔ２以降は吸気非同期噴射が継続され、アイドル回転も安定する。
【００３９】
このように、本発明の機関始動時の制御の第１の実施例によれば、燃料に重質燃料が使用されても、軽質燃料が使用されても、機関の冷間始動後のアイドル回転が安定することになる。
図５は本発明の機関始動時の制御の第１の実施例におけるステップ１０９の噴射時期切換回転数をＮ１ｒｐｍ程度にする根拠を示すものである。機関始動後の時間経過に対する噴射時期、空燃比Ａ／Ｆ、及び回転数ＮＥの特性が、噴射時期切換回転数をＮ１ｒｐｍ、Ｎ２ｒｐｍ、及び、Ｎ３ｒｐｍ（Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３）に設定した場合について示されている。なお、機関始動直後のａ１秒間（＝１秒間）は、どの回転数においても吸気同期噴射が行われ、その後に吸気非同期噴射に切り替わっている点は同じである。
【００４０】
図５から分かるように、噴射時期切換回転数をＮ１ｒｐｍに設定した場合は、吸気非同期噴射が時刻ｔ１において吸気同期噴射に切り替わるので、その後の機関回転数ＮＥはＮ１ｒｐｍを越えて安定する。一方、噴射時期切換回転数をＮ２ｒｐｍやＮ３ｒｐｍに設定した場合は、吸気非同期噴射が時刻ｔ２，ｔ３になるまで吸気同期噴射に切り替わらないので、その間の機関回転数ＮＥにアイドル振動が発生が発生してアイドル安定性が悪化してしまう。よって、アイドル振動を発生させないためにも、機関始動後に吸気非同期噴射になった後には、機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回ったら吸気同期噴射に切り換える方が良い。
【００４１】
図６は本発明の機関始動時の制御の第１の実施例における燃料の種別と機関始動後の噴射時期、空燃比Ａ／Ｆ、及び機関回転数ＮＥの変化を示すものである。図６において、太線が重質燃料１００％を機関に供給した時の機関の特性、太破線が重質燃料７５％と軽質燃料２５％の混合燃料を機関に供給した時の機関の特性、細線が重質燃料５０％と軽質燃料５０％の混合燃料を機関に供給した時の機関の特性、細破線が軽質燃料１００％を機関に供給した時の機関の特性を示している。
【００４２】
図６から分かるように、最も始動特性の悪い重質燃料１００％の場合でも、機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回った時に燃料噴射時期を吸気同期噴射に切り換えることにより、空燃比の過度のリーン化が抑えられ、機関回転数ＮＥもその後Ｎ１ｒｐｍ程度で安定する。このことから、第１の実施例の制御によれば、燃料の種別にかかわりなく、機関の冷間始動後に安定したアイドル回転を維持することができる。
【００４３】
図７は本発明の機関始動時の制御の第１の実施例における始動直後の吸気同期噴射時間の長さを変えた時の、その後の噴射時期、空燃比、及び機関回転数への影響を示す特性図である。図７から分かるように、始動直後に行う吸気同期噴射の時間をａ３秒やａ２秒（ａ１＞ａ２＞ａ３）に設定した時には、吸気非同期噴射に復帰させた後に機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回る迄の時間が短く、すぐに吸気同期噴射に戻ってしまう。そして、吸気非同期噴射から吸気同期噴射に戻った後も、機関回転数ＮＥがＮ１ｒｐｍを下回ったり（始動直後に行う吸気同期噴射の時間をａ３秒の時）、アイドルが不安定になる。
【００４４】
これに対して、始動直後に行う吸気同期噴射の時間をａ１秒に設定した時には、吸気非同期噴射に復帰させた後に機関回転数ＮＥは、一度はＮ１ｒｐｍを下回るが、その後に吸気同期噴射に戻すことにより安定することが分かる。このことから、始動直後に行う吸気同期噴射の時間は最低１秒は必要である。
以上説明した機関始動時の制御の第１の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、吸気量がｃより小さく、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、機関回転数ＮＥが所定値ｆより低下したことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定した。一方、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下以外にも、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定することができる。それらの例を以下に第２の実施例から第４の実施例として説明する。
【００４５】
図８は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第２の実施例の手順を示すフローチャートである。第２の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下ではなく、機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥが、負（回転が低下中）で且つ所定値よりも大きくなったことによって判定する点のみである。従って、第２の実施例の第１の実施例と同じ制御手順には第１の実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００４６】
第２の実施例ではステップ１０１からステップ１０８迄とステップ１１０からステップ１１３迄が第１の実施例と同じである。よって、第２の実施例ではステップ１０１からステップ１０８において、機関の冷間始動後のａ秒間は燃料噴射時期が吸気同期にセットされ、その後、変速機のシフト位置のニュートラルＮか否かの判定、吸気量がｃより小さいか否かの判定、機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否かの判定、及び、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定が行われ、ステップ１０８においてＴＨＷ＜ｅ℃の場合のみステップ２０１に進む。
【００４７】
ステップ２０１では、機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥが負、即ち、回転が低下中か否かが判定され、ΔＮＥ＜０の場合のみステップ２０２に進む。そして、ステップ２０２では機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥの絶対値が所定値ｉよりも小さいか否かが判定され、｜ΔＮＥ｜＞ｉの時はステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００４８】
第２の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、吸気量がｃより小さく、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥが負で且つ所定値よりも大きくなったことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００４９】
第２の実施例においても、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ２０２で｜ΔＮＥ｜≦ｉとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ１１２に進んで燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。また、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ１０６で吸気量≧ｃの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する点も第１の実施例と同じである。
【００５０】
図９は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第３の実施例の手順を示すフローチャートである。第３の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下ではなく、吸気管圧力ＰＭが所定値よりも大きくなったことによって判定する点である。従って、第３の実施例の第１の実施例と同じ制御手順には第１の実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００５１】
第３の実施例ではステップ１０１からステップ１０５迄とステップ１０７，ステップ１０８、及びステップ１１０からステップ１１３迄が第１の実施例と同じである。よって、第３の実施例ではステップ１０１からステップ１０５において、機関の冷間始動後のａ秒間は燃料噴射時期が吸気同期にセットされ、その後、変速機のシフト位置のニュートラルＮか否かの判定が行われる。ステップ１０５が終了すると、ステップ３０１に進んでアイドル接点がオンか否かの判定が行われる。そして、アイドル接点がオンの時は負荷が少なくて燃焼が不安定になりやすいとしてステップ１０７に進む。
【００５２】
ステップ１０７における機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否かの判定、及び、次のステップ１０８における冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定は第１の実施例と同じであり、機関始動後の経過時間がｄ未満且つＴＨＷ＜ｅ℃の場合のみステップ３０２に進む。
ステップ３０２では、圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭが所定値Ｌ（この実施例では４００ｍｍＨｇ）より大きいか否かの判定が行われ、所定値よりも大きい場合は燃焼不安定と判定してステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００５３】
第３の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、アイドル接点がオン、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、吸気管圧力ＰＭが所定値よりも大きくなったことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００５４】
第３の実施例においても、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ３０２でＰＭ≦Ｌとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ１１２に進んで燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。また、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ３０１でアイドル接点がオフの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する点も第１の実施例と同じである。
【００５５】
図１０は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第４の実施例の手順を示すフローチャートである。第４の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下ではなく、吸気管圧力ＰＭの変化量が正で、且つ所定値よりも大きくなったことによって判定する点である。従って、第４の実施例における第１の実施例から第３の実施例と同じ制御手順には、これらの実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００５６】
第４の実施例ではステップ１０１からステップ１０５迄とステップ１０７，ステップ１０８、及びステップ１１０からステップ１１３迄が第１の実施例と同じである。よって、第４の実施例ではステップ１０１からステップ１０５において、機関の冷間始動後のａ秒間は燃料噴射時期が吸気同期にセットされ、その後、変速機のシフト位置のニュートラルＮか否かの判定が行われる。ステップ１０５が終了すると、第３の実施例と同様のステップ３０１に進んでアイドル接点がオンか否かの判定が行われる。そして、アイドル接点がオンの時は負荷が少なくて燃焼が不安定になりやすいとしてステップ１０７に進む。
【００５７】
ステップ１０７における機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否かの判定、及び、次のステップ１０８における冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定は第１の実施例と同じであり、機関始動後の経過時間がｄ未満且つＴＨＷ＜ｅ℃の場合のみステップ４０１に進む。
ステップ４０１では、圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍ（前回の吸気管圧力と今回の吸気管圧力の差）が正か負、即ち、吸気管圧力が上昇中か下降中かが判定され、Δｐｍ＜０の場合のみステップ４０２に進む。そして、ステップ４０２では吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍの絶対値が所定値ｊよりも小さいか否かが判定され、｜Δｐｍ｜＞ｊの時はステップ１１０に進み、フリーランカウンタＧの計数値がクリアされる。カウンタＧの計数値がクリアされた後はステップ１１２に進み、燃料噴射時期が吸気同期にセットされてこのルーチンを終了する。
【００５８】
第４の実施例では、変速機のシフト位置がニュートラルＮで、アイドル接点がオン、機関始動後の経過時間がｄ未満であり、かつ、冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満の時は、吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍの値が正で、その絶対値が所定値ｊよりも大きくなったことをもって、燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定する。よって、このような場合は、たとえ始動後ａ秒が経過した後でも、ステップ１０４でセットされた燃料の噴射時期が、吸気非同期から吸気同期にセットし直され、燃焼状態を回復させる処置がとられる。
【００５９】
第４の実施例においても、ステップ１１２で燃料噴射時期が一度吸気同期にセットされた後に、ステップ４０１で｜Δｐｍ｜≦ｊとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ１１２に進んで燃料噴射時期が吸気同期のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ１１３に進んで燃料噴射時期が吸気非同期にされる。また、ステップ１０５で変速機のシフト位置がＮ以外の場合、ステップ３０１でアイドル接点がオフの場合、ステップ１０７で始動後の経過時間≧ｄの場合、或いは、ステップ１０８でＴＨＷ≧ｅの場合にはステップ１１３に進み、燃料噴射時期が吸気非同期にセットされてこのルーチンを終了する点も第１の実施例と同じである。
【００６０】
以上説明した機関始動時の制御の第１の実施例から第４の実施例では、冷間始動直後にごく僅かな時間だけ吸気同期噴射を実行し、その後に吸気非同期噴射に戻し、この吸気非同期噴射中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定した場合は、一時的に吸気同期に戻すことによって機関の燃焼を安定にしてアイドル安定性を保持するようにしていた。一方、この制御は、冷間始動直後にごく僅かな時間だけ点火時期の進角を実行し、その後にベース点火時期に戻し、このベース点火時期中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したと判定した場合に、一時的に点火時期を進角設定に戻すことによって代用したものである。この制御の実施例を、以下に図１１を用いて第５の実施例として説明する。
【００６１】
図１１は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第５の実施例の手順を示すフローチャートである。第５の実施例の制御手順が第１の実施例の制御手順と異なるのは、冷間始動直後の吸気同期噴射と、その後の吸気非同期噴射中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化した場合に、吸気同期噴射への移行の代わりに、点火時期をベース点火時期から進角側にした点のみである。従って、第５の実施例の第１の実施例と同じ制御手順には第１の実施例と同じステップ番号を付してその説明を簡略化する。
【００６２】
第５の実施例ではステップ１０１，１０２によって機関が冷間始動か否かが判定される。そして、機関の冷間始動の場合はステップ５０１に進み、そうでない場合はステップ５０２に進む。ステップ５０１では点火時期の進角が行われてこのルーチンを終了し、ステップ５０２では点火時期はベース点火時期のままに保持されてステップ１０５に進む。
【００６３】
ここで内燃機関の点火時期について説明すると、内燃機関の最終点火時期ＡＯＰは、機関回転数と負荷で決まるベース点火時期ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷）と、このベース点火時期ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷）の補正量ＡＢＳＥＡＤＤによって下式のように決定される。
ＡＯＰ ← ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷） ＋ ＡＢＳＥＡＤＤ
ステップ５０１ではこのＡＢＳＥＡＤＤが所定値ｎ（＞０）となるので最終点火時期ＡＯＰが進角され、ステップ５０２ではＡＢＳＥＡＤＤが０であるので最終点火時期ＡＯＰはベース点火時期ＡＯＰＢＳＥ（ＮＥ，負荷）のままとなるのである。
【００６４】
このように、機関の冷間始動後のａ秒間は点火時期が進角され、機関の冷間始動後にａ秒間が経過した後は、第１の実施例と同様に、ステップ１０５において変速機のシフト位置がニュートラルＮか否か判定され、ステップ１０６において吸気量がｃより小さいか否か判定され、ステップ１０７において機関始動後の経過時間がｄ未満であるか否か判定され、ステップ１０８において冷却水温度ＴＨＷがｅ℃未満か否かの判定が行われ、ステップ１０９において機関の回転数ＮＥが所定回転数ｆ未満か否かが判定される。そして、ステップ１０５からステップ１０９で全てＹＥＳとなった場合は、ステップ１１０でフリーランカウンタＧの計数値がクリアされた後にステップ５０３に進み、点火時期が進角されてこのルーチンを終了する。
【００６５】
第５の実施例においても、ステップ５０３で点火時期が一度進角された後に、ステップ１０９でＮＥ≧ｆとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ５０３に進んで点火時期が進角されたままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ５０４に進んで点火時期がベース点火時期にされる。また、ステップ１０５からステップ１０８の何れかでＮＯと判定されたにはステップ５０４に進み、点火時期がベース点火時期にされてこのルーチンを終了する。
【００６６】
なお、このフローチャートには図示していないが、第５の実施例において点火時期を変化させる場合には、ショック防止のために点火時期のなまし処理が行われている。
図１２は本発明の機関始動時の制御の第６の実施例の手順を示すフローチャートである。第６の実施例の制御手順は第５の実施例の制御手順と殆ど同じであり、異なるのは、冷間始動後ａ秒経過後のベース点火時期中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化した場合に、点火時期をベース点火時期から進角側にする代わりに、ステップ６０１において燃料噴射量を増量設定にした点のみである。冷間始動後ａ秒経過後のベース点火時期中の燃焼が安定でアイドル安定性が良い場合には、燃料噴射量はベース燃料噴射量のままである。従って、第５の実施例におけるステップ１０１からステップ１１１迄の制御手順は、第６の実施例においても全く同じであるので、同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００６７】
ここで内燃機関の燃料噴射量ＴＡＵＰは以下の式で決まるものである。
ＴＡＵＰ＝（１＋ＦＡＳＥ）×ＴＡＵ
ＦＡＳＥ＝ＦＡＳＥＢＡＳＥ（ｔ）＋ＦＡＳＥＡＤＤ
ステップ６０１ではこのＦＡＳＥＡＤＤが所定値ｍ（＞０）となるので、ＦＡＳＥがＦＡＳＥＢＡＳＥ（ｔ）よりも大きくなって燃料噴射量が増量設定され、ステップ６０２ではＦＡＳＥＡＤＤが０であるので、ＦＡＳＥがＦＡＳＥＢＡＳＥ（ｔ）に等しくなり、燃料噴射量ＴＡＵＰは増量設定されず、ベース燃料噴射量のままとなるのである。
【００６８】
第６の実施例においても、ステップ６０１で燃料噴射量が一度増量設定された後に、ステップ１０９でＮＥ≧ｆとなった場合でも、カウンタＧの値がｈ以上になるまでは、ステップ６０１に進んで燃料噴射量が増量設定のままにされ、Ｇ≧ｈになって初めてステップ６０２に進んで燃料噴射量がベース燃料噴射量にされる。また、ステップ１０５からステップ１０８の何れかでＮＯと判定された時にはステップ６０１に進み、燃料噴射量はベース燃料噴射量のままこのルーチンを終了する。
【００６９】
なお、このフローチャートには図示していないが、第６の実施例において燃料噴射量を変化させる場合には、ショック防止のために燃料噴射量のなまし処理が行われている。
図１３は本発明の機関始動時の制御の第７の実施例の制御手順を示すフローチャートである。第７の実施例の制御手順は第１の実施例の制御手順と殆ど同じであり、異なるのは、冷間始動後ａ秒経過後の吸気非同期噴射中に燃焼が不安定でアイドル安定性が悪化したか否かの最終判定を、機関回転数ＮＥの所定値ｆからの低下で判定するのではなく、ステップ７０１において燃料が重質燃料か軽質燃料かで判定するのみである。従って、第７の実施例では第１の実施例におけるステップ１０９がステップ７０１に変更になっただけで、その他の制御手順は第１の実施例と全く同じである。よって、第７の実施例では第１の実施例と同じ制御手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。
【００７０】
第７の実施例におけるステップ７０１の重質燃料か軽質燃料かの判定は、図１４（ａ），（ｂ）に示す燃料の種別の判定手順のいずれか一方、あるいは両方によって行われる。即ち、１つの判定手順では、ステップ７０２で機関回転数ＮＥが所定値ｆ未満か否かが判定され、ＮＥ＜ｆの場合はステップ７０３に進む。ステップ７０３では機関回転数ＮＥの変化率ΔＮＥが負、即ち、回転が低下中か否かが判定され、ΔＮＥ＜０の場合のみステップ７０４に進む。そして、ステップ７０４では機関回転数ＮＥの回転数変化ΔＮＥの絶対値が所定値ｉよりも大きいか否かが判定され、｜ΔＮＥ｜＞ｉの時はステップ７０５に進み、燃料が重質燃料と判定される。ステップ７０２でＮＥ≧ｆと判定された場合、ステップ７０３でΔＮＥ≧０と判定された場合、或いはステップ７０４で｜ΔＮＥ｜≦ｉと判定された場合もステップ７０６に進み、燃料が軽質燃料と判定される。
【００７１】
一方、もう１つの判定手順では、ステップ７０７で、圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭが所定値Ｌ（この実施例では４００ｍｍＨｇ）より大きいか否かの判定が行われ、所定値よりも大きい場合はステップ７０８に進む。ステップ７０８では圧力センサ３によって検出される機関の吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍ（前回の吸気管圧力と今回の吸気管圧力の差）が正か負、即ち、吸気管圧力が上昇中か下降中かが判定され、Δｐｍ＞０の場合のみステップ７０９に進む。そして、ステップ７０９では吸気管圧力ＰＭの変化量Δｐｍの絶対値が所定値ｊよりも大きいか否かが判定され、｜Δｐｍ｜＞ｊの時はステップ７１０に進み、燃料が重質燃料と判定される。ステップ７０７でＰＭ≦Ｌと判定された場合、ステップ７０８でΔｐｍ≦０の場合、或いはステップ７０９で｜Δｐｍ｜≦ｊの時はステップ７１１に進み、燃料が軽質燃料と判定される。
【００７２】
以上説明した本発明の機関始動時の制御の第２の実施例から第７の実施例においても、図４(a) で説明した第１の実施例と同様に、燃料の種別にかかわりなく機関の冷間始動後のアイドル安定性を確保することができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１と第２の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ吸気同期噴射が行われて機関の回転数が確保され、その後は吸気非同期噴射が実行される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には吸気同期噴射に変更される。この後、吸気同期噴射が所定時間継続されて再び吸気非同期噴射に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止されるという効果がある。
【００７４】
また、本発明の第３と第５の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には点火時期が進角される。この後、点火時期の進角が所定時間継続されて再び点火時期がベース点火時期に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止されるという効果がある。
【００７５】
更に、本発明の第４と第６の形態によれば、機関の冷間始動時に極僅かな時間だけ点火時期の進角が行われて機関の回転数が確保され、その後は点火時期がベース点火時期に戻される。そして、機関の始動直後はアイドル安定性が監視され、機関始動後の所定の時間内にアイドル安定性が悪化した場合には燃料噴射量が増量される。この後、燃料噴射量の増量が所定時間継続されて再び燃料噴射量がベース噴射量に戻される。この結果、機関に供給された燃料の種別にかかわりなく、燃焼不安定状態を改善させることができ、エミッションの悪化が防止されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置を搭載した電子制御式内燃機関の全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例の変形実施例の手順を示すフローチャートである。
【図４】（ａ） は燃料に重質燃料と軽質燃料を使用した場合の機関始動時の第１の実施例の効果を示すものであり、経過時間に対する機関回転数と空燃比の特性を示す線図、（ｂ） は（ａ） における各期間の燃料別の噴射時期の種別を示すテーブル図である。
【図５】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例における噴射時期切換回転数の根拠を示す特性図である。
【図６】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例における燃料の種別と機関始動後の噴射時期、空燃比、及び機関回転数の関係を示す特性図である。
【図７】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第１の実施例における始動直後の吸気同期噴射時間の長さの、その後の噴射時期、空燃比、及び機関回転数への影響を示す特性図である。
【図８】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第２の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第３の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第４の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第５の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第６の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第７の実施例の手順を示すフローチャートである。
【図１４】（ａ），（ｂ）は本発明の内燃機関の制御装置の機関始動時の制御の第７の実施例における燃料の種別の判定手順を示す２種類のフローチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関
２…吸気通路
３…圧力センサ
４…ディストリビュータ
５，６…クランク角センサ
７…燃料噴射弁
１０…制御回路
１１…水温センサ
１２…スロットル弁
１４…ポテンショメータ
Claims (28)
- 内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段、及び、機関への燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えており、更に、前記燃料噴射時期制御手段が、
機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、吸気同期噴射を実行する第１の吸気同期噴射実行手段と、
前記第１の所定時間の経過後に吸気非同期噴射を実行する吸気非同期噴射実行手段、及び、
前記第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、一時的に吸気同期噴射を実行する第２の吸気同期噴射実行手段と、から構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の回転数の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、機関回転数が基準回転数を下回った場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の回転数の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、機関回転数の低下量が所定値以上の場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の吸気管圧力の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、吸気管圧力が所定値以上の場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の吸気管圧力の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、吸気管圧力増加量が所定値以上の場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段、及び、機関への燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えており、更に、前記燃料噴射時期制御手段が、
機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、吸気同期噴射を実行する第１の吸気同期噴射実行手段と、
前記第１の所定時間の経過後に吸気非同期噴射を実行する吸気非同期噴射実行手段、及び
前記第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル特性が重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、一時的に吸気同期噴射を実行する第２の吸気同期噴射実行手段と、から構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項６に記載の内燃機関の制御装置であって、前記重質燃料時のアイドル特性は、前記第１の所定時間の経過後で第２の所定時間が経過する前に、機関回転数が基準回転数を下回り且つ機関回転数の低下量が所定値以上になった場合、或いは、吸気管圧力が所定値以上で且つ吸気管圧力増加量が所定値になった場合、であるもの。
- 請求項１から７の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の温度を検出する手段を備え、前記第１の吸気同期噴射実行手段は、機関始動直後の第１の所定時間内であっても、機関の温度が所定温度以上の時には吸気非同期噴射実行手段を動作させるもの。
- 請求項１から８の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第２の吸気同期噴射実行手段は、その動作時間が第３の所定時間を越えた時に吸気非同期噴射に復帰させるもの。
- 請求項９に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第２の吸気同期噴射実行手段は、その動作時間が第３の所定時間以内であっても、機関のアイドルが安定状態に復帰した時に、吸気非同期噴射に復帰させるもの。
- 請求項１から１０の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、更に変速機のニュートラル位置の検出手段を備え、前記第２の吸気同期噴射実行手段は変速機がニュートラル位置であるときのみ作動するもの。
- 請求項１から１１の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、更に吸入空気量の検出手段を備え、前記第２の吸気同期噴射実行手段は吸入空気量が基準値よりも低い時にのみ作動するもの。
- 請求項１から１２の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第２の吸気同期噴射実行手段は、その動作時間が前記第３の所定時間を越える前であっても、更に機関の温度を検出する手段によって検出された機関温度が前記所定温度よりも高い別の所定温度を越えた時には、吸気非同期噴射に復帰させるもの。
- 請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、前記基準回転数が車両振動を考慮して設定されているもの。
- 請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第１の所定時間は、始動時の機関回転数を基準回転数以上に上昇させるのに必要な時間であるもの。
- 請求項１５に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第１の所定時間は１秒間以上であるもの。
- 内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段、及び、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えており、更に、前記点火時期制御手段が、
機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる第１の進角実行手段と、
前記第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる第１の点火時期復帰手段、及び、
前記第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、一時的に点火時期をベース点火時期から進角させる第２の進角実行手段と、から構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関の始動後のアイドルの安定性を検出するアイドル安定性検出手段と、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、及び、燃料噴射量制御手段を備えており、
更に、前記点火時期制御手段は、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる進角実行手段と、前記第１の所定時間の経過後に点火時期をベース点火時期に復帰させる点火時期復帰手段とを含んで構成され、
前記燃料噴射量制御手段は、前記第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル安定性が悪化した場合に、燃料噴射量を一時的に増量設定にする燃料増量実行手段を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項１７または１８に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の回転数の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、機関回転数が基準回転数を下回った場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 請求項１７または１８に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の回転数の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、機関回転数の低下量が所定値以上の場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 請求項１７または１８に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の吸気管圧力の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、吸気管圧力が所定値以上の場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 請求項１７または１８に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の吸気管圧力の検出手段を備え、前記アイドル安定性検出手段は、吸気管圧力増加量が所定値以上の場合に、機関のアイドル安定性が悪化したと判定するもの。
- 内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段、及び、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えており、更に、前記点火時期制御手段が、
機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる第１の進角実行手段と、
前記第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる第１の点火時期復帰手段、及び、
前記第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に機関のアイドル特性が重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、一時的に点火時期をベース点火時期から進角させる第２の進角実行手段と、から構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の冷間始動直後のアイドル安定性を図る内燃機関の制御装置であって、機関の始動後の経過時間を計数する経過時間の計測手段と、機関に供給された燃料が軽質燃料の場合と重質燃料の場合のそれぞれの冷間機関始動後のアイドル特性を記憶した燃料別アイドル特性の記憶手段と、機関の点火時期を制御する点火時期制御手段、及び、燃料噴射量制御手段を備えており、更に、前記点火時期制御手段が、機関始動直後の第１の所定時間の間だけ、点火時期を進角させる進角実行手段と、前記第１の所定時間の経過後に、点火時期をベース点火時期に復帰させる点火時期復帰手段とを含んで構成され、
前記燃料噴射量制御手段が、前記第１の所定時間の経過後、第２の所定時間が経過する前に重質燃料時のアイドル特性を示した場合に、燃料噴射量を一時的に増量設定にする燃料増量実行手段を含んで構成されることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項２３または２４に記載の内燃機関の制御装置であって、前記重質燃料時のアイドル特性は、前記第１の所定時間の経過後で第２の所定時間が経過する前に、機関回転数が基準回転数を下回り且つ機関回転数の低下量が所定値以上になった場合、或いは、吸気管圧力が所定値以上で且つ吸気管圧力増加量が所定値になった場合、であるもの。
- 請求項１７から２５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、更に機関の温度を検出する手段を備え、前記第１の進角実行手段は、機関始動直後の第１の所定時間内であっても、機関の温度が所定温度以上の時には点火時期復帰手段を動作させるもの。
- 請求項１７から２６の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第２の進角実行手段は、その動作時間が第３の所定時間を越えた時に点火時期をベース点火時期に復帰させるもの。
- 請求項２７に記載の内燃機関の制御装置であって、前記第２の進角実行手段は、その動作時間が第３の所定時間以内であっても、機関のアイドルが安定状態に復帰した時に、点火時期をベース点火時期に復帰させるもの。
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