JP3699510B2 - 内燃機関の始動時燃料供給制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の始動時燃料供給制御装置に関し、特に内燃機関の停止から始動開始までの放置状態を考慮して始動時の燃料供給制御を行う始動時燃料供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の始動性の向上を図るために、機関始動前の冷却水温を検出し、この冷却水温が所定値を超えていると、始動時の燃料噴射量を増量するように制御する装置が知られている（特開昭５９−１３４３３５号公報）。
【０００３】
また、内燃機関の停止から始動開始までの経過時間を算出し、予め測定した経過時間と燃料温度との関係を用いて、上記算出した経過時間から燃料温度に応じた燃料供給量の増加補正量を設定し、該設定した増加補正量に基づき始動時の燃料供給量を増加補正する装置（特開昭６２−１３１９３８号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の特開昭５９−１３４３３５号公報記載の装置では、機関停止後から始動までの機関停止期間中の状態（例えば、期間長さ、放置場所）に応じて冷却水温の変化状態と燃料温度の変化状態との間の相関関係は変化するので、検出した冷却水温が所定値を超えたか否かの判定のみでは、この相関関係の変化を考慮することはできず、始動性の向上を十分に図ることができない。
【０００５】
また、後者の特開昭６１−１２１９３８号公報に記載の装置では、燃料温度によって変化する燃料圧力の立上り時間を考慮していないので、燃料圧力が十分に上昇しない状態で燃料噴射が実行されることがあり、上記の装置と同様に、始動性の向上を十分に図ることができず、また、イグニションスイッチオン操作からスタータ始動操作までの期間が極めて短い始動（以下、即始動という）時の始動性が低下する。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、始動性の向上を十分に図ることができる内燃機関の燃料供給制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、該燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力を所定値に調整する燃料圧力調整手段と、前記機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段とを有する内燃機関の始動時燃料供給制御装置において、前記機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出する温度検出手段と、前記検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断する判断手段と、前記検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて前記機関の始動時から前記燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が前記所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定する時間推定手段とを備え、前記始動開始前の機関の停止期間が長いときには、前記燃料供給制御手段は前記推定された燃圧立上り時間に応じて前記機関始動時の前記燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて機関の始動時から燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定し、始動開始前の機関の停止期間が長いときには、推定された燃圧立上り時間に応じて機関始動時の燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させるので、燃料温度によって変化する燃料立上り時間を考慮した始動時燃料供給制御を行うことができ、始動性の向上を十分に図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の第１形態）
図１は本発明の実施の第１形態に係る内燃機関（以下、エンジンという）の始動時燃料供給制御装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【００２１】
エンジン１の吸気ポ−トに接続された吸気管２の途中にはスロットル弁３が設けられ、スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されている。θＴＨセンサ４はスロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力し、該電気信号は電子コントロ−ルユニット（以下、ＥＣＵという）５に供給される。
【００２２】
エンジン１とスロットル弁３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側には、燃料噴射弁６が各気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁６には、燃料ポンプ（図示せず）から燃料供給管２１およびプレッシャレギュレータ２２を介して燃料が供給され、プレッシャレギュレータ２２は管２３を介して取り込まれる吸気管２内の圧力を背圧とするダイヤフラムで燃料噴射弁６に供給される燃料の圧力を所定値に調整するとともに、余剰燃料を戻し管２４を介して燃料タンク（図示せず）に戻す。燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により各燃料噴射弁６の燃料噴射量は制御される。各燃料噴射弁６の燃料噴射量は燃料噴射弁６の燃料噴射時間即ち開弁時間で表される。
【００２３】
吸気管２のスロットル弁３下流側には管７を介して絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられている。ＰＢＡセンサ８はＥＣＵ５に電気的に接続され、ＰＢＡセンサ８により検出された吸気管２内の絶対圧ＰＢＡは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２４】
吸気管２のＰＢＡセンサ８下流側の管壁には吸気温（ＴＡ）センサ９が取り付けられ、該ＴＡセンサ９により検出された吸入空気温度（以下、吸気温という）ＴＡは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２５】
エンジン１のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁にはサ−ミスタ等からなるエンジン水温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０により検出されたエンジン水温（冷却水温）ＴＷは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２６】
エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲には、クランク角度位置（ＣＲＫ）センサ１２及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１３が取付けられている。ＣＲＫセンサ１２はエンジン１のクランク軸の１／２回転（１８０°）より短い一定のクランク角周期（例えば、３０°周期）でもって所定のクランク角度位置で信号パルス（以下、ＣＲＫ信号パルスという）を出力し、ＣＹＬセンサ１３は特定の気筒の所定のクランク角度位置で信号パルス（以下、ＣＹＬ信号パルスという）を出力する。これらＣＲＫ信号パルス及びＣＹＬ信号パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００２７】
具体的には、ＣＲＫセンサ１２から出力されるＣＲＫ信号パルスは、各気筒のピストン上死点を基準にクランク軸が２回転する間に等間隔で例えば２４個のパルス、すなわち、例えば３０°のクランク角周期でパルスを発生するパルス列の信号からなり、ＥＣＵ５は、各気筒のピストン上死点で発生するＣＲＫ信号パルスに対してＴＤＣ判別信号を発生する。すなわち、ＴＤＣ判別信号は各気筒の基準クランク角度位置を表わすものであって、クランク軸の１８０°回転毎に発生する。また、ＥＣＵ５では、ＣＲＫ信号パルスの発生時間間隔を計測してＣＲＭＥ値を算出し、さらに前記ＣＲＭＥ値をＴＤＣ判別信号の発生時間間隔に亘って加算してＭＥ値を算出し、該ＭＥ値の逆数であるエンジン回転数ＮＥを算出する。
【００２８】
エンジン１の各気筒には点火プラグ１９が設けられている。点火プラグ１９はデストリビュータ１８を介してＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火プラグ１９による点火時期が制御される。
【００２９】
エンジン１の排気ポ−トには排気管１４が接続され、排気管１４の途中には、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の浄化を行うための三元触媒１５が介装されている。
【００３０】
排気管１４の三元触媒装置１５上流側には酸素濃度センサ（以下、Ｏ２センサという）１６が設けられている。Ｏ２センサ１６は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力し，該電気信号はＥＣＵ５に供給される。
【００３１】
エンジン１の始動はスタータ２６がクランク軸を駆動することによって行われ、スタータ２６の駆動はイグニションスイッチ２５のオン位置からスタート位置への操作によるスタート信号の出力とほぼ同時に開始される。スタータ２６の駆動開始に伴いその駆動開始を示すスタータ信号はＥＣＵ５に供給される。また、イグニションスイッチ２５のオン位置におけるオン信号およびスタート信号はＥＣＵ５に供給される。
【００３２】
ＥＣＵ５には、さらにバッテリー電圧ＶＢを検出するバッテリー電圧（ＶＢ）センサ２７が接続され、ＶＢセンサ２７の検出信号はＥＣＵ５に供給される。
【００３３】
ＥＣＵ５は、上述の各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵという）５ｂ、該ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、燃料噴射弁６及び点火プラグ１７に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成される。
【００３４】
次に、始動時の燃料供給制御について説明する。
【００３５】
エンジン１の始動時、イグニションスイッチ２５においてはまずオン位置への操作が行われ、このオン位置への操作に伴いオン信号が出力される。このオン信号の出力によって燃料ポンプが始動され、燃料噴射弁６への燃料供給系（プレッッシャレギュレータ２２を含む）に燃料の供給が開始される。
【００３６】
次いで、イグニションスイッチ２５においてオン位置を経てスタート位置への操作が行われると、スタート信号が出力される。イグニションスイッチ２５のスタート信号の出力に伴いスタータ２６の駆動が開始され、クランキングが開始される。
【００３７】
これに対し、ＥＣＵ５では、イグニションスイッチ２４のオン信号を入力すると、始動時燃料供給制御に用いる燃料噴射条件の決定に必要なデータの読み込みを開始するとともに、点火時期制御におけるエンジン水温ＴＷに応じて点火進角を選択する。次いで、スタータ２６のスタータ信号を入力すると、始動時燃料供給制御と点火時期制御とが実行される。
【００３８】
この始動時燃料供給制御について図２を参照しながら説明する。図２は図１の制御装置で実行される始動時燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【００３９】
図２を参照するに、まずステップＳ１１でイグニションスイッチ２５のオン信号の入力の有無を判定し、イグニションスイッチ２５のオン信号の入力が有ると判定されると、ステップＳ１２に進む。
【００４０】
ステップＳ１２では、エンジン水温ＴＷおよび吸気温ＴＡを読み込み、続くステップＳ１３では、イグニションスイッチ２５のスタート信号の入力に伴うスタータ２６からのスタータ信号の入力の有無を判定する。
【００４１】
スタータ２６からのスタータ信号の入力が有ると判定されると、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４では始動時燃料噴射条件決定処理を実行する。この始動時燃料噴射条件決定処理では、後述するように、燃料噴射弁６の始動時燃料噴射時間（開弁時間）ＴＯＵＴの設定と、エンジン１の始動前の停止期間が長いか短いか判定するソーク状態の判定と、そのソーク状態の判定の結果に応じて始動時燃料噴射時期を決定するためのデータ（燃料噴射弁６への燃料供給系内の燃圧立上り時間）の算出とを行う。
【００４２】
次いで、ステップＳ１５が実行される。ステップＳ１５では、後述するように、ステップＳ１４の始動時燃料噴射条件決定処理で算出されたデータに応じて始動時燃料噴射時期を設定し、その設定した始動時燃料噴射時期が到来すると、ＥＣＵ５は燃料噴射弁６に駆動信号を供給して燃料噴射動作を開始させ、ステップ１４で算出された始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの間燃料噴射を行う。
【００４３】
次に、上述の始動時燃料噴射条件決定処理（ステップＳ１４）について図３ないし図６を参照しながら説明する。図３は図２の始動時燃料噴射条件決定処理を示すフローチャート、図４はエンジン停止後におけるエンジン水温と吸気温度との時間的変化をそれぞれ示す図、図５は図３の始動時燃料噴射条件決定処理における燃料圧力の立上りと始動時燃料噴射時期との関係を示すタイムチャート、図６は図３の始動時燃料噴射条件決定処理に用いる燃圧立上り時間テーブルを示す図である。
【００４４】
図３を参照するに、まずステップＳ１０１で始動時燃料噴射条件設定処理を実行する。この始動時燃料噴射条件設定処理では、例えばエンジン水温ＴＷ、吸気温度ＴＡおよびバッテリー電圧ＶＢを読み込み、予めエンジン水温ＴＷに応じて設定された始動時基本燃料噴射時間ＴＳＴを始動時基本燃料噴射テーブルから検索し、その始動時基本燃料噴射時間ＴＳＴにバッテリー電圧ＶＢに応じて変化する無効噴射時間を加えた始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出する。また、各燃料噴射弁６が燃料噴射を開始する時期である始動時燃料噴射時期は、クランキング開始時点から１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時に設定される（図８（ａ）に示す）。
【００４５】
次いで、ステップＳ１０２では、ステップＳ１２で読み込まれたエンジン水温ＴＷおよび該エンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとの関係が予め設定されている条件を満足するか否かの判定を行い、この判定結果によってエンジン１のソーク状態（放置状態）を判断する、即ち始動開始前のエンジン１の停止期間（放置期間）が長いか短いかを判断する。この判断は、燃料噴射弁６への燃料供給系内の燃圧（燃料圧力）がほぼ抜けている状態（例えば燃圧が０ｋｇ／ｃｍ２に近傍の値まで抜けている状態）か否かを判断するためのものである。
【００４６】
具体的には、エンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとの差が±５°Ｃかつエンジン水温ＴＷが所定温度以下例えば５０°Ｃ以下であるとする条件が設定され、ステップＳ１１で読み込まれたエンジン水温ＴＷおよび該エンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとの関係が上記条件を満足するときには、燃圧がほぼ抜けている状態になる程度にエンジン１の停止期間が長いと判断され、上記条件を満足しないときには、燃圧がまだ残存している状態を維持可能な程度にエンジン１の停止期間が短期間であると判断される。この上記条件は、図４に示すように、燃圧の状態を予測可能なように予め測定した、エンジン１の停止時から始動時までの経過時間とエンジン水温ＴＷおよび吸気温ＴＡとの関係に基づき設定されている。また、上記条件のエンジン水温ＴＷ５０°Ｃ以下は、エンジン水温ＴＷが高いときの始動時を除き長期間停止と判断可能な最大温度として設定されたものである。
【００４７】
ステップＳ１０２でエンジン１の停止期間が長いすなわち燃料圧力がほぼ抜けている状態と判断されると、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、図５に示すように、ステップＳ１２で読み込まれたエンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとに基づき燃圧がイグニションスイッチ２５のオン信号の出力時点から所定値ＰＦＡＴＨ（例えば、２ｋｇ／ｃｍ２）に到達するまでの立上り時間ＴＦＰＲを算出する。具体的には、予め設定されている燃料供給系内ガス温度テーブル（図示せず）からステップＳ１１で読み込まれたエンジン水温ＴＷおよび吸気温ＴＡに対応する燃料噴射弁６への燃料供給系内のガス温度を読み込み、その読み込んだガス温度に対応する燃圧立上り時間ＴＦＰＲを燃圧立上り時間テーブルから読み込む。この燃圧立上り時間ＴＦＰＲは、図５に示すように、後述する燃料噴射制御における燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断に用いられる。
【００４８】
燃圧立上り時間テーブルには、図６に示すように、燃料噴射弁６への燃料供給系内のガス温度に対して燃圧立上り時間ＴＦＰＲが書き込まれ、所定ガス温度以上ではガス温度が高くなるに従い燃圧立上り時間ＴＦＰＲが長くなることが分かる。
【００４９】
続くステップ１０４では、フラグＦＩを「１」に設定し、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が必要であることを指定する。
【００５０】
これに対し、ステップＳ１０２でエンジン１の停止期間が短いと判断されると、ステップＳ１０５に進み、フラグＦＩを「０」に設定し、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であることを指定する。
【００５１】
次に、上述の燃料噴射制御（ステップＳ１５）について図７および図８を参照しながら説明する。図７は図２の燃料噴射制御を示すフローチャート、図８は図７の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【００５２】
図７を参照するに、まずステップＳ２０１で、ＣＲＫ信号パルス、ＴＤＣ判別信号を監視し、始動時燃料噴射時期、即ち１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点の到来を判定する。
【００５３】
始動時燃料噴射時期が到来したと判定されると、ステップＳ２０２でフラグＦ１が「１」に設定されているか否かを判定する。フラグＦ１が「１」に設定されていると、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が必要であると判断され、ステップＳ２０３に進む。
【００５４】
ステップＳ２０３では、イグニションスイッチ２５のオン信号の出力時点から現在時点（燃料噴射時期）までの時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いか否かを判定する。時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと、現燃料噴射時期において燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していると判断され、ステップＳ２０４で燃料噴射弁６に駆動信号を供給して燃料噴射動作を開始させ、ステップ１０１で算出された始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの間燃料噴射を行う。即ち、図８（ａ）に示すように、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射が行われる。
【００５５】
これに対し、ステップＳ２０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより短いと判定されると、現燃料噴射時期において燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断され、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点における燃料噴射弁６による燃料噴射を行わずに、次の燃料噴射時期の到来を待つ（ステップＳ２０１）。
【００５６】
次の燃料噴射時期即ち２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点において、イグニションスイッチ２５のオン信号の出力時点から現在時点（燃料噴射時点）までの時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと判定されると（ステップＳ２０３）、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していると判断され、ステップＳ２０４で燃料噴射弁６に駆動信号を供給して燃料噴射動作を開始させ、ステップ１０１で算出された始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの間燃料噴射を行う。即ち、図８（ｂ）に示すように、２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射が行われる。
【００５７】
このように、ステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時期に、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断されると、燃圧の立上りが間に合うように始動時燃料噴射時期を遅延する（例えば、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時からクランキング開始時点から２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時に遅延する）ので、所要の燃圧が確保された状態で燃料が噴射され、燃料噴射時間ＴＯＵＴ分の燃料の噴射が確実に行われる。よって、始動性を十分に向上させることができ、特に、イグニションスイッチ２４のオン位置への操作とスタート位置への操作との間の時間が非常に短時間であるような即始動時および燃料のガス温度が高い場合などの燃圧の立上りが遅い場合における始動性が向上される。
【００５８】
また、ステップＳ２０２でフラグＦ１が「１」に設定されていると判定されると、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であると判断され、ステップＳ２０４に進み、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射を行う。
【００５９】
なお、本実施の形態では、始動時燃料噴射時期がクランキング開始時点から２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時となる例について述べたが、始動時燃料噴射時期は、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していると判断されるまで次の噴射時期に順次に遅延され、例えば、始動時燃料噴射時期がクランキング開始時点から３ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時になることもある。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、エンジン水温ＴＷと吸気温度ＴＡとに基づきエンジン１の停止期間を求め、求めた停止期間が長いときには、エンジン水温ＴＷおよび吸気温度ＴＡによって推定した燃料ガス温度に基づき燃圧の立上り時間を推定し、この推定した燃圧の立上り時間に応じて始動時燃料噴射時期を遅延し、所要の燃圧が確保された状態で燃料噴射を行うので、燃料噴射時間ＴＯＵＴ分の燃料の噴射が確実に行われ、始動性を十分に向上させることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合わないと判断されると、始動時燃料噴射時期を遅延させているが、これに代えて、イグニションスイッチ２５のスタート信号の出力時点から所定時間経過後にスタータ２６が作動するように設定することによって、ステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時期までに燃圧が所定値までに立ち上るようにする方法を用いることもできる。
【００６２】
また、燃圧を直接測定し、その測定した燃圧が所定圧に達しているか否かを検出する方法を用いることもできる。
【００６３】
（実施の第２形態）
次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図９は本発明の実施の第２形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャート、図１０は図９の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【００６４】
本実施の形態では、実施の第１の形態と同様の方法で始動時燃料噴射条件決定処理までを実行するが、実施の第１の形態とは燃料噴射制御が異なり、始動時燃料噴射時期を遅延することに代えて、付加燃料噴射を行う。なお、本実施の形態では、実施の第１形態と異なる部分について説明する。
【００６５】
本実施の形態の燃料噴射制御では、図９に示すように、ステップＳ３０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３（図３に示す）で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより短いと判定されると、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断され、ステップＳ３０４に進む。
【００６６】
ステップＳ３０４では、燃料噴射弁６による付加燃料噴射を実行するように指定する。この付加燃料噴射は、ステップＳ１０１で算出した始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴを所定時間ＤＴＯＵＴ分増加し、増加した始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）を設定した始動時燃料噴射時期とそれに続く付加燃料噴射時期とに配分して噴射するように設定される。
【００６７】
次いで、ステップＳ３０５で、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、ステップＳ３０４で設定した付加燃料噴射を実行させるように燃料噴射弁６に駆動信号を供給する。
【００６８】
具体的には、図１０に示すように、始動時燃料噴射時期を上述のステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期すなわち１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時とし、その始動時燃料噴射時期から燃料噴射を時間ＴＯＵＴ１分行い、その燃料噴射完了後から所定時間ＤＴ時間経過後に、燃料噴射を時間ＴＯＵＴ２分行う。燃料噴射が行われる。なお、時間ＴＯＵＴ１と時間ＴＯＵＴ２とを加算した値は、始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）に等しい。
【００６９】
また、ステップＳ３０２でフラグＦ１が「１」に設定されていると判定される即ち燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であると判断されるか、またはステップＳ３０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと判定されると、ステップＳ３０５で、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射を行う。
【００７０】
このように、本実施の形態によれば、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合わないと判断されると、付加燃料噴射によって始動時燃料噴射時間を増加するので、所要の燃圧が確保されない状態で燃料は噴射されるが、燃料噴射時間の増加によって、始動性を十分に向上させることができ、特に、即始動時および燃料のガス温度が高い場合などの燃圧の立上がりが遅い場合における始動性が向上される。
【００７１】
（実施の第３形態）
次に、本発明の実施の第３形態について説明する。図１１は本発明の実施の第３形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャート、図１２は図１１の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【００７２】
本実施の形態では、実施の第１の形態と同様の方法で始動時燃料噴射条件決定処理までを実行するが、実施の第１の形態とは燃料噴射制御が異なり、始動時燃料噴射時期を遅延することに代えて、燃料噴射時間を増加させる。なお、本実施の形態では、実施の第１形態と異なる部分について説明する。
【００７３】
本実施の形態の燃料噴射制御では、図１１に示すように、ステップＳ４０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３（図３に示す）で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより短いと判定されると、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断され、ステップＳ４０４に進む。
【００７４】
ステップＳ４０４では、ステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴを所定時間ＤＴＯＵＴ分増加し、始動時燃料噴射時間を始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）とする。
【００７５】
次いで、ステップＳ４０５で１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、ステップＳ４０４で増加した始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）の間燃料噴射を行うように燃料噴射弁６に駆動信号を供給する。
【００７６】
具体的には、図１２に示すように、始動時燃料噴射時期を上述のステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期すなわち１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時とし、上述のステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時期から燃料噴射を時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）を行う。
【００７７】
また、ステップＳ４０２でフラグＦ１が「１」に設定されていると判定される即ち燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であると判断されるか、またはステップＳ４０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと判定されると、ステップＳ４０５で、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射を行う。
【００７８】
このように、本実施の形態によれば、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合わないと判断されると、始動時燃料噴射時間を増加するので、所要の燃圧が確保されない状態で燃料は噴射されるが、燃料噴射時間の増加によって、始動性を十分に向上させることができ、特に、即始動時および燃料のガス温度が高い場合などの燃圧の立上がりが遅い場合における始動性が向上される。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて機関の始動時から燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定し、始動開始前の機関の停止期間が長いときには、推定された燃圧立上り時間に応じて機関始動時の燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させるので、燃料温度によって変化する燃料立上り時間を考慮した始動時燃料供給制御を行うことができ、始動性の向上を十分に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の制御装置で実行される始動時燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図３】図２の始動時燃料噴射条件決定処理を示すフローチャートである。
【図４】エンジン停止後におけるエンジン水温と吸気温度との時間的変化をそれぞれ示す図である。
【図５】図３の始動時燃料噴射条件決定処理における燃料圧力の立上りと始動時燃料噴射時期との関係を示すタイムチャートである。
【図６】図３の始動時燃料噴射条件決定処理に用いる燃圧立上り時間テーブルを示す図である。
【図７】図２の燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図８】図７の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の第２形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図１０】図９の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の実施の第３形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
５ ＥＣＵ（始動時燃料供給制御装置）
６ 燃料噴射弁
９ 吸気温度センサ
１０ エンジン水温センサ
１２ ＣＲＫセンサ
１９ 点火プラグ
２２ プレッシャレギュレータ
２５ イグニションスイッチ
２６ スタータ
２７ バッテリー電圧センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の始動時燃料供給制御装置に関し、特に内燃機関の停止から始動開始までの放置状態を考慮して始動時の燃料供給制御を行う始動時燃料供給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の始動性の向上を図るために、機関始動前の冷却水温を検出し、この冷却水温が所定値を超えていると、始動時の燃料噴射量を増量するように制御する装置が知られている（特開昭５９−１３４３３５号公報）。
【０００３】
また、内燃機関の停止から始動開始までの経過時間を算出し、予め測定した経過時間と燃料温度との関係を用いて、上記算出した経過時間から燃料温度に応じた燃料供給量の増加補正量を設定し、該設定した増加補正量に基づき始動時の燃料供給量を増加補正する装置（特開昭６２−１３１９３８号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の特開昭５９−１３４３３５号公報記載の装置では、機関停止後から始動までの機関停止期間中の状態（例えば、期間長さ、放置場所）に応じて冷却水温の変化状態と燃料温度の変化状態との間の相関関係は変化するので、検出した冷却水温が所定値を超えたか否かの判定のみでは、この相関関係の変化を考慮することはできず、始動性の向上を十分に図ることができない。
【０００５】
また、後者の特開昭６１−１２１９３８号公報に記載の装置では、燃料温度によって変化する燃料圧力の立上り時間を考慮していないので、燃料圧力が十分に上昇しない状態で燃料噴射が実行されることがあり、上記の装置と同様に、始動性の向上を十分に図ることができず、また、イグニションスイッチオン操作からスタータ始動操作までの期間が極めて短い始動（以下、即始動という）時の始動性が低下する。
【０００６】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、始動性の向上を十分に図ることができる内燃機関の燃料供給制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、該燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力を所定値に調整する燃料圧力調整手段と、前記機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段とを有する内燃機関の始動時燃料供給制御装置において、前記機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出する温度検出手段と、前記検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断する判断手段と、前記検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて前記機関の始動時から前記燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が前記所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定する時間推定手段とを備え、前記始動開始前の機関の停止期間が長いときには、前記燃料供給制御手段は前記推定された燃圧立上り時間に応じて前記機関始動時の前記燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて機関の始動時から燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定し、始動開始前の機関の停止期間が長いときには、推定された燃圧立上り時間に応じて機関始動時の燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させるので、燃料温度によって変化する燃料立上り時間を考慮した始動時燃料供給制御を行うことができ、始動性の向上を十分に図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の第１形態）
図１は本発明の実施の第１形態に係る内燃機関（以下、エンジンという）の始動時燃料供給制御装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【００２１】
エンジン１の吸気ポ−トに接続された吸気管２の途中にはスロットル弁３が設けられ、スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結されている。θＴＨセンサ４はスロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力し、該電気信号は電子コントロ−ルユニット（以下、ＥＣＵという）５に供給される。
【００２２】
エンジン１とスロットル弁３との間且つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側には、燃料噴射弁６が各気筒毎に設けられている。各燃料噴射弁６には、燃料ポンプ（図示せず）から燃料供給管２１およびプレッシャレギュレータ２２を介して燃料が供給され、プレッシャレギュレータ２２は管２３を介して取り込まれる吸気管２内の圧力を背圧とするダイヤフラムで燃料噴射弁６に供給される燃料の圧力を所定値に調整するとともに、余剰燃料を戻し管２４を介して燃料タンク（図示せず）に戻す。燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接続され、該ＥＣＵ５からの信号により各燃料噴射弁６の燃料噴射量は制御される。各燃料噴射弁６の燃料噴射量は燃料噴射弁６の燃料噴射時間即ち開弁時間で表される。
【００２３】
吸気管２のスロットル弁３下流側には管７を介して絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられている。ＰＢＡセンサ８はＥＣＵ５に電気的に接続され、ＰＢＡセンサ８により検出された吸気管２内の絶対圧ＰＢＡは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２４】
吸気管２のＰＢＡセンサ８下流側の管壁には吸気温（ＴＡ）センサ９が取り付けられ、該ＴＡセンサ９により検出された吸入空気温度（以下、吸気温という）ＴＡは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２５】
エンジン１のシリンダブロックの冷却水が充満した気筒周壁にはサ−ミスタ等からなるエンジン水温（ＴＷ）センサ１０が挿着され、該ＴＷセンサ１０により検出されたエンジン水温（冷却水温）ＴＷは電気信号に変換されてＥＣＵ５に供給される。
【００２６】
エンジン１の図示しないカム軸周囲又はクランク軸周囲には、クランク角度位置（ＣＲＫ）センサ１２及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１３が取付けられている。ＣＲＫセンサ１２はエンジン１のクランク軸の１／２回転（１８０°）より短い一定のクランク角周期（例えば、３０°周期）でもって所定のクランク角度位置で信号パルス（以下、ＣＲＫ信号パルスという）を出力し、ＣＹＬセンサ１３は特定の気筒の所定のクランク角度位置で信号パルス（以下、ＣＹＬ信号パルスという）を出力する。これらＣＲＫ信号パルス及びＣＹＬ信号パルスはＥＣＵ５に供給される。
【００２７】
具体的には、ＣＲＫセンサ１２から出力されるＣＲＫ信号パルスは、各気筒のピストン上死点を基準にクランク軸が２回転する間に等間隔で例えば２４個のパルス、すなわち、例えば３０°のクランク角周期でパルスを発生するパルス列の信号からなり、ＥＣＵ５は、各気筒のピストン上死点で発生するＣＲＫ信号パルスに対してＴＤＣ判別信号を発生する。すなわち、ＴＤＣ判別信号は各気筒の基準クランク角度位置を表わすものであって、クランク軸の１８０°回転毎に発生する。また、ＥＣＵ５では、ＣＲＫ信号パルスの発生時間間隔を計測してＣＲＭＥ値を算出し、さらに前記ＣＲＭＥ値をＴＤＣ判別信号の発生時間間隔に亘って加算してＭＥ値を算出し、該ＭＥ値の逆数であるエンジン回転数ＮＥを算出する。
【００２８】
エンジン１の各気筒には点火プラグ１９が設けられている。点火プラグ１９はデストリビュータ１８を介してＥＣＵ５に電気的に接続され、ＥＣＵ５により点火プラグ１９による点火時期が制御される。
【００２９】
エンジン１の排気ポ−トには排気管１４が接続され、排気管１４の途中には、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の浄化を行うための三元触媒１５が介装されている。
【００３０】
排気管１４の三元触媒装置１５上流側には酸素濃度センサ（以下、Ｏ２センサという）１６が設けられている。Ｏ２センサ１６は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電気信号を出力し，該電気信号はＥＣＵ５に供給される。
【００３１】
エンジン１の始動はスタータ２６がクランク軸を駆動することによって行われ、スタータ２６の駆動はイグニションスイッチ２５のオン位置からスタート位置への操作によるスタート信号の出力とほぼ同時に開始される。スタータ２６の駆動開始に伴いその駆動開始を示すスタータ信号はＥＣＵ５に供給される。また、イグニションスイッチ２５のオン位置におけるオン信号およびスタート信号はＥＣＵ５に供給される。
【００３２】
ＥＣＵ５には、さらにバッテリー電圧ＶＢを検出するバッテリー電圧（ＶＢ）センサ２７が接続され、ＶＢセンサ２７の検出信号はＥＣＵ５に供給される。
【００３３】
ＥＣＵ５は、上述の各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路５ａ、中央演算処理回路（以下、ＣＰＵという）５ｂ、該ＣＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶手段５ｃ、燃料噴射弁６及び点火プラグ１７に駆動信号を供給する出力回路５ｄ等から構成される。
【００３４】
次に、始動時の燃料供給制御について説明する。
【００３５】
エンジン１の始動時、イグニションスイッチ２５においてはまずオン位置への操作が行われ、このオン位置への操作に伴いオン信号が出力される。このオン信号の出力によって燃料ポンプが始動され、燃料噴射弁６への燃料供給系（プレッッシャレギュレータ２２を含む）に燃料の供給が開始される。
【００３６】
次いで、イグニションスイッチ２５においてオン位置を経てスタート位置への操作が行われると、スタート信号が出力される。イグニションスイッチ２５のスタート信号の出力に伴いスタータ２６の駆動が開始され、クランキングが開始される。
【００３７】
これに対し、ＥＣＵ５では、イグニションスイッチ２４のオン信号を入力すると、始動時燃料供給制御に用いる燃料噴射条件の決定に必要なデータの読み込みを開始するとともに、点火時期制御におけるエンジン水温ＴＷに応じて点火進角を選択する。次いで、スタータ２６のスタータ信号を入力すると、始動時燃料供給制御と点火時期制御とが実行される。
【００３８】
この始動時燃料供給制御について図２を参照しながら説明する。図２は図１の制御装置で実行される始動時燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【００３９】
図２を参照するに、まずステップＳ１１でイグニションスイッチ２５のオン信号の入力の有無を判定し、イグニションスイッチ２５のオン信号の入力が有ると判定されると、ステップＳ１２に進む。
【００４０】
ステップＳ１２では、エンジン水温ＴＷおよび吸気温ＴＡを読み込み、続くステップＳ１３では、イグニションスイッチ２５のスタート信号の入力に伴うスタータ２６からのスタータ信号の入力の有無を判定する。
【００４１】
スタータ２６からのスタータ信号の入力が有ると判定されると、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４では始動時燃料噴射条件決定処理を実行する。この始動時燃料噴射条件決定処理では、後述するように、燃料噴射弁６の始動時燃料噴射時間（開弁時間）ＴＯＵＴの設定と、エンジン１の始動前の停止期間が長いか短いか判定するソーク状態の判定と、そのソーク状態の判定の結果に応じて始動時燃料噴射時期を決定するためのデータ（燃料噴射弁６への燃料供給系内の燃圧立上り時間）の算出とを行う。
【００４２】
次いで、ステップＳ１５が実行される。ステップＳ１５では、後述するように、ステップＳ１４の始動時燃料噴射条件決定処理で算出されたデータに応じて始動時燃料噴射時期を設定し、その設定した始動時燃料噴射時期が到来すると、ＥＣＵ５は燃料噴射弁６に駆動信号を供給して燃料噴射動作を開始させ、ステップ１４で算出された始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの間燃料噴射を行う。
【００４３】
次に、上述の始動時燃料噴射条件決定処理（ステップＳ１４）について図３ないし図６を参照しながら説明する。図３は図２の始動時燃料噴射条件決定処理を示すフローチャート、図４はエンジン停止後におけるエンジン水温と吸気温度との時間的変化をそれぞれ示す図、図５は図３の始動時燃料噴射条件決定処理における燃料圧力の立上りと始動時燃料噴射時期との関係を示すタイムチャート、図６は図３の始動時燃料噴射条件決定処理に用いる燃圧立上り時間テーブルを示す図である。
【００４４】
図３を参照するに、まずステップＳ１０１で始動時燃料噴射条件設定処理を実行する。この始動時燃料噴射条件設定処理では、例えばエンジン水温ＴＷ、吸気温度ＴＡおよびバッテリー電圧ＶＢを読み込み、予めエンジン水温ＴＷに応じて設定された始動時基本燃料噴射時間ＴＳＴを始動時基本燃料噴射テーブルから検索し、その始動時基本燃料噴射時間ＴＳＴにバッテリー電圧ＶＢに応じて変化する無効噴射時間を加えた始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出する。また、各燃料噴射弁６が燃料噴射を開始する時期である始動時燃料噴射時期は、クランキング開始時点から１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時に設定される（図８（ａ）に示す）。
【００４５】
次いで、ステップＳ１０２では、ステップＳ１２で読み込まれたエンジン水温ＴＷおよび該エンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとの関係が予め設定されている条件を満足するか否かの判定を行い、この判定結果によってエンジン１のソーク状態（放置状態）を判断する、即ち始動開始前のエンジン１の停止期間（放置期間）が長いか短いかを判断する。この判断は、燃料噴射弁６への燃料供給系内の燃圧（燃料圧力）がほぼ抜けている状態（例えば燃圧が０ｋｇ／ｃｍ２に近傍の値まで抜けている状態）か否かを判断するためのものである。
【００４６】
具体的には、エンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとの差が±５°Ｃかつエンジン水温ＴＷが所定温度以下例えば５０°Ｃ以下であるとする条件が設定され、ステップＳ１１で読み込まれたエンジン水温ＴＷおよび該エンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとの関係が上記条件を満足するときには、燃圧がほぼ抜けている状態になる程度にエンジン１の停止期間が長いと判断され、上記条件を満足しないときには、燃圧がまだ残存している状態を維持可能な程度にエンジン１の停止期間が短期間であると判断される。この上記条件は、図４に示すように、燃圧の状態を予測可能なように予め測定した、エンジン１の停止時から始動時までの経過時間とエンジン水温ＴＷおよび吸気温ＴＡとの関係に基づき設定されている。また、上記条件のエンジン水温ＴＷ５０°Ｃ以下は、エンジン水温ＴＷが高いときの始動時を除き長期間停止と判断可能な最大温度として設定されたものである。
【００４７】
ステップＳ１０２でエンジン１の停止期間が長いすなわち燃料圧力がほぼ抜けている状態と判断されると、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、図５に示すように、ステップＳ１２で読み込まれたエンジン水温ＴＷと吸気温ＴＡとに基づき燃圧がイグニションスイッチ２５のオン信号の出力時点から所定値ＰＦＡＴＨ（例えば、２ｋｇ／ｃｍ２）に到達するまでの立上り時間ＴＦＰＲを算出する。具体的には、予め設定されている燃料供給系内ガス温度テーブル（図示せず）からステップＳ１１で読み込まれたエンジン水温ＴＷおよび吸気温ＴＡに対応する燃料噴射弁６への燃料供給系内のガス温度を読み込み、その読み込んだガス温度に対応する燃圧立上り時間ＴＦＰＲを燃圧立上り時間テーブルから読み込む。この燃圧立上り時間ＴＦＰＲは、図５に示すように、後述する燃料噴射制御における燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断に用いられる。
【００４８】
燃圧立上り時間テーブルには、図６に示すように、燃料噴射弁６への燃料供給系内のガス温度に対して燃圧立上り時間ＴＦＰＲが書き込まれ、所定ガス温度以上ではガス温度が高くなるに従い燃圧立上り時間ＴＦＰＲが長くなることが分かる。
【００４９】
続くステップ１０４では、フラグＦＩを「１」に設定し、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が必要であることを指定する。
【００５０】
これに対し、ステップＳ１０２でエンジン１の停止期間が短いと判断されると、ステップＳ１０５に進み、フラグＦＩを「０」に設定し、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であることを指定する。
【００５１】
次に、上述の燃料噴射制御（ステップＳ１５）について図７および図８を参照しながら説明する。図７は図２の燃料噴射制御を示すフローチャート、図８は図７の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【００５２】
図７を参照するに、まずステップＳ２０１で、ＣＲＫ信号パルス、ＴＤＣ判別信号を監視し、始動時燃料噴射時期、即ち１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点の到来を判定する。
【００５３】
始動時燃料噴射時期が到来したと判定されると、ステップＳ２０２でフラグＦ１が「１」に設定されているか否かを判定する。フラグＦ１が「１」に設定されていると、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が必要であると判断され、ステップＳ２０３に進む。
【００５４】
ステップＳ２０３では、イグニションスイッチ２５のオン信号の出力時点から現在時点（燃料噴射時期）までの時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いか否かを判定する。時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと、現燃料噴射時期において燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していると判断され、ステップＳ２０４で燃料噴射弁６に駆動信号を供給して燃料噴射動作を開始させ、ステップ１０１で算出された始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの間燃料噴射を行う。即ち、図８（ａ）に示すように、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射が行われる。
【００５５】
これに対し、ステップＳ２０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより短いと判定されると、現燃料噴射時期において燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断され、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点における燃料噴射弁６による燃料噴射を行わずに、次の燃料噴射時期の到来を待つ（ステップＳ２０１）。
【００５６】
次の燃料噴射時期即ち２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点において、イグニションスイッチ２５のオン信号の出力時点から現在時点（燃料噴射時点）までの時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと判定されると（ステップＳ２０３）、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していると判断され、ステップＳ２０４で燃料噴射弁６に駆動信号を供給して燃料噴射動作を開始させ、ステップ１０１で算出された始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの間燃料噴射を行う。即ち、図８（ｂ）に示すように、２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射が行われる。
【００５７】
このように、ステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時期に、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断されると、燃圧の立上りが間に合うように始動時燃料噴射時期を遅延する（例えば、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時からクランキング開始時点から２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時に遅延する）ので、所要の燃圧が確保された状態で燃料が噴射され、燃料噴射時間ＴＯＵＴ分の燃料の噴射が確実に行われる。よって、始動性を十分に向上させることができ、特に、イグニションスイッチ２４のオン位置への操作とスタート位置への操作との間の時間が非常に短時間であるような即始動時および燃料のガス温度が高い場合などの燃圧の立上りが遅い場合における始動性が向上される。
【００５８】
また、ステップＳ２０２でフラグＦ１が「１」に設定されていると判定されると、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であると判断され、ステップＳ２０４に進み、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射を行う。
【００５９】
なお、本実施の形態では、始動時燃料噴射時期がクランキング開始時点から２ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時となる例について述べたが、始動時燃料噴射時期は、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していると判断されるまで次の噴射時期に順次に遅延され、例えば、始動時燃料噴射時期がクランキング開始時点から３ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時になることもある。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、エンジン水温ＴＷと吸気温度ＴＡとに基づきエンジン１の停止期間を求め、求めた停止期間が長いときには、エンジン水温ＴＷおよび吸気温度ＴＡによって推定した燃料ガス温度に基づき燃圧の立上り時間を推定し、この推定した燃圧の立上り時間に応じて始動時燃料噴射時期を遅延し、所要の燃圧が確保された状態で燃料噴射を行うので、燃料噴射時間ＴＯＵＴ分の燃料の噴射が確実に行われ、始動性を十分に向上させることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合わないと判断されると、始動時燃料噴射時期を遅延させているが、これに代えて、イグニションスイッチ２５のスタート信号の出力時点から所定時間経過後にスタータ２６が作動するように設定することによって、ステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時期までに燃圧が所定値までに立ち上るようにする方法を用いることもできる。
【００６２】
また、燃圧を直接測定し、その測定した燃圧が所定圧に達しているか否かを検出する方法を用いることもできる。
【００６３】
（実施の第２形態）
次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図９は本発明の実施の第２形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャート、図１０は図９の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【００６４】
本実施の形態では、実施の第１の形態と同様の方法で始動時燃料噴射条件決定処理までを実行するが、実施の第１の形態とは燃料噴射制御が異なり、始動時燃料噴射時期を遅延することに代えて、付加燃料噴射を行う。なお、本実施の形態では、実施の第１形態と異なる部分について説明する。
【００６５】
本実施の形態の燃料噴射制御では、図９に示すように、ステップＳ３０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３（図３に示す）で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより短いと判定されると、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断され、ステップＳ３０４に進む。
【００６６】
ステップＳ３０４では、燃料噴射弁６による付加燃料噴射を実行するように指定する。この付加燃料噴射は、ステップＳ１０１で算出した始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴを所定時間ＤＴＯＵＴ分増加し、増加した始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）を設定した始動時燃料噴射時期とそれに続く付加燃料噴射時期とに配分して噴射するように設定される。
【００６７】
次いで、ステップＳ３０５で、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、ステップＳ３０４で設定した付加燃料噴射を実行させるように燃料噴射弁６に駆動信号を供給する。
【００６８】
具体的には、図１０に示すように、始動時燃料噴射時期を上述のステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期すなわち１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時とし、その始動時燃料噴射時期から燃料噴射を時間ＴＯＵＴ１分行い、その燃料噴射完了後から所定時間ＤＴ時間経過後に、燃料噴射を時間ＴＯＵＴ２分行う。燃料噴射が行われる。なお、時間ＴＯＵＴ１と時間ＴＯＵＴ２とを加算した値は、始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）に等しい。
【００６９】
また、ステップＳ３０２でフラグＦ１が「１」に設定されていると判定される即ち燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であると判断されるか、またはステップＳ３０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと判定されると、ステップＳ３０５で、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射を行う。
【００７０】
このように、本実施の形態によれば、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合わないと判断されると、付加燃料噴射によって始動時燃料噴射時間を増加するので、所要の燃圧が確保されない状態で燃料は噴射されるが、燃料噴射時間の増加によって、始動性を十分に向上させることができ、特に、即始動時および燃料のガス温度が高い場合などの燃圧の立上がりが遅い場合における始動性が向上される。
【００７１】
（実施の第３形態）
次に、本発明の実施の第３形態について説明する。図１１は本発明の実施の第３形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャート、図１２は図１１の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【００７２】
本実施の形態では、実施の第１の形態と同様の方法で始動時燃料噴射条件決定処理までを実行するが、実施の第１の形態とは燃料噴射制御が異なり、始動時燃料噴射時期を遅延することに代えて、燃料噴射時間を増加させる。なお、本実施の形態では、実施の第１形態と異なる部分について説明する。
【００７３】
本実施の形態の燃料噴射制御では、図１１に示すように、ステップＳ４０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３（図３に示す）で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより短いと判定されると、燃圧が所定値ＰＦＡＴＨまでに達していないと判断され、ステップＳ４０４に進む。
【００７４】
ステップＳ４０４では、ステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴを所定時間ＤＴＯＵＴ分増加し、始動時燃料噴射時間を始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）とする。
【００７５】
次いで、ステップＳ４０５で１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、ステップＳ４０４で増加した始動時燃料噴射時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）の間燃料噴射を行うように燃料噴射弁６に駆動信号を供給する。
【００７６】
具体的には、図１２に示すように、始動時燃料噴射時期を上述のステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期すなわち１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時とし、上述のステップＳ１０１で算定した始動時燃料噴射時期から燃料噴射を時間（ＴＯＵＴ＋ＤＴＯＵＴ）を行う。
【００７７】
また、ステップＳ４０２でフラグＦ１が「１」に設定されていると判定される即ち燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合うか否かの判断が不要であると判断されるか、またはステップＳ４０３で時間ＴＩＳＴＡがステップＳ１０３で算出した燃圧立上り時間ＴＰＦＲより長いと判定されると、ステップＳ４０５で、１ＴＤＣ判別信号発生後のＣＲＫ信号パルスの発生時点に、燃料噴射弁６による始動時燃料噴射時間ＴＯＵＴの燃料噴射を行う。
【００７８】
このように、本実施の形態によれば、燃圧の立上りがステップＳ１０１で設定した始動時燃料噴射時期に間に合わないと判断されると、始動時燃料噴射時間を増加するので、所要の燃圧が確保されない状態で燃料は噴射されるが、燃料噴射時間の増加によって、始動性を十分に向上させることができ、特に、即始動時および燃料のガス温度が高い場合などの燃圧の立上がりが遅い場合における始動性が向上される。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断し、検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて機関の始動時から燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定し、始動開始前の機関の停止期間が長いときには、推定された燃圧立上り時間に応じて機関始動時の燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させるので、燃料温度によって変化する燃料立上り時間を考慮した始動時燃料供給制御を行うことができ、始動性の向上を十分に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置を含む制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の制御装置で実行される始動時燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図３】図２の始動時燃料噴射条件決定処理を示すフローチャートである。
【図４】エンジン停止後におけるエンジン水温と吸気温度との時間的変化をそれぞれ示す図である。
【図５】図３の始動時燃料噴射条件決定処理における燃料圧力の立上りと始動時燃料噴射時期との関係を示すタイムチャートである。
【図６】図３の始動時燃料噴射条件決定処理に用いる燃圧立上り時間テーブルを示す図である。
【図７】図２の燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図８】図７の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施の第２形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図１０】図９の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の実施の第３形態に係る内燃機関の始動時燃料供給制御装置による燃料噴射制御を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の燃料噴射制御によって決定された始動時燃料噴射時期と始動時燃料噴射時間とを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
５ ＥＣＵ（始動時燃料供給制御装置）
６ 燃料噴射弁
９ 吸気温度センサ
１０ エンジン水温センサ
１２ ＣＲＫセンサ
１９ 点火プラグ
２２ プレッシャレギュレータ
２５ イグニションスイッチ
２６ スタータ
２７ バッテリー電圧センサ
Claims (1)
- 内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、該燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力を所定値に調整する燃料圧力調整手段と、前記機関への燃料供給を制御する燃料供給制御手段とを有する内燃機関の始動時燃料供給制御装置において、
前記機関の始動時の機関冷却水温度と機関吸入空気温度とを検出する温度検出手段と、
前記検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とにより、始動開始前の機関の停止期間が長いか短いかを判断する判断手段と、
前記検出した機関冷却水温度と機関吸入空気温度とに基づいて前記機関の始動時から前記燃料噴射手段へ供給される燃料の圧力が前記所定値に達するまでの燃圧立上り時間を推定する時間推定手段とを備え、
前記始動開始前の機関の停止期間が長いときには、前記燃料供給制御手段は前記推定された燃圧立上り時間に応じて前記機関始動時の前記燃料噴射手段による燃料噴射の実行を遅延させることを特徴とする内燃機関の始動時燃料供給制御装置。
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| JP26369595A JP3699510B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 内燃機関の始動時燃料供給制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP26369595A JP3699510B2 (ja) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | 内燃機関の始動時燃料供給制御装置 |
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-
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