JP2000205013A

JP2000205013A - 内燃機関の噴射制御装置

Info

Publication number: JP2000205013A
Application number: JP11009759A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Atsumi; 善明渥美
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内燃機関の噴射制御装置に関し、
燃焼状態の不安定化が検出された場合に、速やかにその
安定化を図ることを目的とする。【解決手段】例えばクランク角ＣＡ₀で燃焼状態の不
安定化が検出されると、その時点で燃料噴射中である＃
４気筒の燃料噴射量が増量されると共に、吸気弁３４が
閉弁されるまでのクランク角期間が所定角α゜以上であ
る＃３気筒に対して燃料噴射が実行される。また、クラ
ンク角ＣＡ₁で燃焼状態の不安定化が検出された場合に
は、その時点で燃料噴射済みであり、かつ、吸気弁３４
が閉弁されるまでのクランク角期間が所定角α゜以上で
ある＃３気筒に対して燃料噴射が実行される。燃焼状態
の不安定化は、機関回転数ＮＥが所定値未満に低下した
ことをもって検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の噴射制
御装置に係り、特に、燃焼状態が不安定化した場合に、
燃料噴射時期又は燃料噴射量に基づいて燃焼状態の安定
化を図る制御を実行する内燃機関の噴射制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、内燃機関の通常運転時には、エ
ミッション低減を図るべく、燃料噴射を吸気弁の開弁前
に行う吸気非同期噴射制御が実行される。しかし、低温
運転時には燃料が気化し難いため、吸気非同期噴射制御
が実行されると、燃料が燃焼室に十分に吸入されず、燃
焼状態が不安定化する可能性がある。そこで、従来よ
り、例えば特開平３−２３３４２号公報及び実開昭６１
−８２０５０号公報に開示される如く、内燃機関の冷間
始動時には、吸気弁の開弁中に燃料噴射を行う吸気同期
噴射制御により燃焼状態の安定化を図ることが行われて
いる。しかし、冷間始動時に常に吸気同期噴射制御を実
行することとすると、良好な燃焼状態が実現されるが、
逆に未燃炭化水素の増加を招いてしまう。かかる不都合
を回避するために、内燃機関の冷間始動後の燃焼状態を
監視し、燃焼状態が不安定化した場合にのみ吸気同期噴
射制御を実行することが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、吸気同期
噴射制御は、燃料噴射時期によって燃焼状態の安定化を
図る制御である。このため、燃焼状態の不安定化が検出
されても、その安定化を図る措置がとられるのは次に燃
料噴射が実行される時点であり、その間に時間遅れが生
ずる。従って、単に吸気同期噴射制御を実行することの
みでは、安定な燃焼状態を速やかに回復することはでき
ない。

【０００４】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、燃焼状態が不安定化した場合に、その速やかな
安定化を図ることが可能な内燃機関の噴射制御装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する
燃料噴射弁と、燃焼状態の不安定化が検出された場合
に、前記燃料噴射弁による燃料噴射量又は燃料噴射時期
に基づいて燃焼状態の安定化を図る燃焼安定化制御手段
とを備える内燃機関の噴射制御装置であって、燃焼状態
の不安定化が検出された時点で、燃料噴射の実行中であ
る気筒について燃料噴射量を増量させると共に、燃料噴
射が実行済みであり、かつ、吸気弁が閉弁されるまでの
期間が所定期間以上である気筒に対して、前記燃料噴射
弁により燃料噴射を実行させる追加噴射手段を設けた内
燃機関の噴射制御装置により達成される。

【０００６】本発明において、燃焼安定化制御手段は、
燃料噴射弁による燃料噴射量又は燃料噴射時期に基づい
て燃焼状態の安定化を図る。従って、燃焼安定化手段に
より燃焼状態の安定化が図られるのは、燃焼状態の不安
定化が検出された後、次に燃料噴射が行われる時点であ
る。一方、追加噴射手段は、燃焼状態の不安定化が検出
された時点で、燃料噴射の実行中である気筒について燃
料噴射量を増量させると共に、燃料噴射が実行済みであ
り、かつ、吸気弁が閉弁されるまでの期間が所定期間以
上である気筒に対して、燃料噴射弁により燃料噴射を実
行させる。燃料噴射量が増量させられると、吸気行程に
おいて燃焼室に吸入される燃料量が増加することで、燃
焼状態が安定化する。また、吸気弁が閉弁されるまでの
期間が所定期間以上であれば、吸気通路へ噴射された燃
料は燃焼室へ効率的に吸入される。従って、かかる気筒
に対して燃料噴射が実行されることによっても燃焼室へ
吸入される燃料量が増加し、燃焼状態が安定化する。す
なわち、本発明によれば、燃焼状態の不安定化が検出さ
れた場合に、次に通常の燃料噴射が行われるタイミング
を待つことなく燃焼状態の安定化が図られることで、安
定な燃焼状態が速やかに回復される。そして、その後、
燃焼安定化制御手段により安定な燃焼状態が維持され
る。なお、燃焼状態の不安定化は、例えば、内燃機関の
回転数が所定値未満に低下したことをもって検出するこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施例であ
る内燃機関の噴射制御装置が適用されたシステムの構成
図を示す。本実施例のシステムはＥＣＵ１０により制御
される。また、本実施例において、内燃機関は４気筒型
内燃機関として構成されている。図１に示す如く、内燃
機関は、シリンダブロック１２を備えている。シリンダ
ブロック１２の内部には、シリンダ１４およびウォータ
ジャケット１６が形成されている。ウォータジャケット
１６には、水温センサ１８が配設されている。水温セン
サ１８はウォータジャケット１６の内部を流れる冷却水
の温度（以下、水温ＴＨＷと称す）に応じた信号をＥＣ
Ｕ１０に向けて出力する。ＥＣＵ１０は水温センサ１８
の出力信号に基づいて水温ＴＨＷを検出する。

【０００８】シリンダ１４の内部にはピストン２０が配
設されている。ピストン２０は、シリンダ１４の内部
を、図１における上下方向に摺動することができる。シ
リンダブロック１２の上部には、シリンダヘッド２２が
固定されている。シリンダヘッド２２には、吸気ポート
２４および排気ポート２６が形成されている。シリンダ
ヘッド２２の底面、ピストン２０の上面、およびシリン
ダ１４の側壁は、燃焼室２８を画成している。上述した
吸気ポート２４および排気ポート２６は、共に燃焼室２
８に開口している。燃焼室２８には、点火プラグ３０の
先端が露出している。点火プラグ３０はＥＣＵ１０から
点火信号を供給されることにより、燃焼室２８内の燃料
に点火する。

【０００９】内燃機関は、また、吸気弁３４及び排気弁
３６を備えている。吸気ポート２４及び排気ポート２６
の燃焼室２８への開口部には、それぞれ、吸気弁３４及
び排気弁３６に対する弁座が形成されている。吸気弁３
４及び排気弁３６は、各弁座に離着座することにより、
それぞれ吸気ポート２４及び排気ポート２６を開閉させ
る。

【００１０】吸気ポート２４には、吸気マニホールド３
８が連通している。吸気マニホールド３８には、燃料噴
射弁４０が配設されている。燃料噴射弁４０はＥＣＵ１
０から付与される指令信号に応じて燃料を吸気マニホー
ルド３８内に噴射する。吸気マニホールド３８の上流側
には、サージタンク４２が連通している。サージタンク
４２の更に上流側には、吸気管４４が連通している。吸
気管４４には、スロットルバルブ４６が配設されてい
る。スロットルバルブ４６の近傍には、スロットル開度
センサ４８が配設されている。

【００１１】吸気管４４の上流側にはエアフローメータ
５０が連通している。エアフローメータ５０は、その内
部を通過する空気の流量に応じた信号をＥＣＵ１２に向
けて出力する。ＥＣＵ１２はエアフローメータ５０の出
力信号に基づいて、内燃機関１０の吸入空気量ＧＡを検
出する。エアフローメータ５０の更に上流側にはエアク
リーナ５２が連通している。吸気管４４にはエアクリー
ナ５２により濾過された外気が流入する。

【００１２】一方、内燃機関の排気ポート２６には、排
気通路５４が連通している。排気通路５４には、触媒コ
ンバータ５６が配設されている。触媒コンバータ５６は
排気ガスに含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）、及び酸化窒素（ＮＯX）を反応させることにより
排気ガスを浄化する。内燃機関は、また、クランク角セ
ンサ５８及び気筒判別センサ６０を備えている。クラン
ク角センサ５８は、内燃機関が所定のクランク角だけ回
転する毎にパルス信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。
また、気筒判別センサ６０は所定のクランク角位置にお
いて基準パルス信号をＥＣＵ１０に向けて出力する。Ｅ
ＣＵ１０は、クランク角センサ５８及び気筒判別センサ
６０の出力信号に基づいて、クランク角ＣＡ、及び内燃
機関の回転数（以下、機関回転数ＮＥと称す）を検出す
る。

【００１３】本実施例のシステムにおいて、内燃機関の
通常運転中は、燃料噴射を吸気弁３４の開弁前に行う吸
気非同期噴射制御が実行される。吸気非同期噴射制御に
よれば、燃料と吸入空気との混合が促進されることで、
排気ガスに含まれるエミッションが低減される。ところ
で、内燃機関の燃料の性状は、季節に応じて変更される
場合がある。すなわち、温度の低い冬期には蒸発し易い
軽質燃料を用い、温度の高い夏期には蒸発し難い重質燃
料を用いることが行われる場合がある。気温が低い時に
重質燃料が用いられた場合、内燃機関の冷間始動時に上
記した吸気非同期噴射制御が行われると、吸気ポートに
付着する燃料が多量となり、燃料室へ供給される燃料が
不足することで、燃焼状態が不安定化する場合がある。

【００１４】そこで、本実施例では、内燃機関の冷間始
動後に機関回転数ＮＥが所定値を下回った場合に、重質
燃料が用いられていると判断して、燃料噴射を吸気弁３
４の開弁中に行う吸気同期噴射制御を実行することとし
ている。図２は、本実施例において、吸気同期噴射制御
を開始させるべくＥＣＵ１０が実行するルーチンのフロ
ーチャートである。なお、図２に示すルーチン、及び、
以下に示す各ルーチンは、何れも、所定時間間隔で起動
される定時割り込みルーチンである。図２に示すルーチ
ンが起動されると、先ずステップ１００の処理が実行さ
れる。

【００１５】ステップ１００では、内燃機関の始動後の
経過時間Ｔが所定値ａ以下であるか否かが判別される。
その結果、Ｔ≦ａが成立する場合は、次にステップ１０
２において、水温ＴＨＷが所定値ｂ未満であるか否かが
判別される。ステップ１０２においてＴＨＷ＜ｂが成立
する場合は、内燃機関は冷間始動状態にあると判断され
る。この場合、次にステップ１０４において、制御切換
フラグＦが「１」に設定された後、今回のルーチンは終
了される。

【００１６】ＥＣＵ１０は、次に燃料噴射を実行すべき
気筒（以下、噴射待機気筒と称す）を記憶・更新してい
る。そして、制御切換フラグＦが「１」に設定される
と、噴射待機気筒から燃料噴射タイミングを吸気弁３４
の開弁中に変更することにより、吸気同期噴射制御を開
始する。従って、上記の処理によれば、内燃機関の冷間
始動時に吸気同期噴射制御が実行されることで、アイド
ル運転状態における良好な燃焼安定性が得られる。

【００１７】一方、上記ステップ１００又は１０２にお
いて否定判別された場合は、次にステップ１０６におい
て、制御切換フラグＦが「０」に設定される。ＥＣＵ１
０はステップ１０６の処理を終了すると、ステップ１１
０に進む。ステップ１１０では、内燃機関の始動後の経
過時間Ｔが、所定値ｄ未満であるか否かが判別される。
所定値ｄは上記所定値ａよりも大きな値に設定されてい
る。ステップ１１０においてＴ＜ｄが成立する場合は、
次にステップ１１２の処理が実行される。一方、ステッ
プ１１０においてＴ＜ｄが不成立であれば今回のルーチ
ンは終了される。

【００１８】ステップ１１２では、水温ＴＨＷが所定値
ｅ未満であるか否かが判別される。所定値ｅは上記所定
値ｂよりも大きな値に設定されている。ステップ１１２
においてＴＨＷ＜ｅが成立する場合は、内燃機関は未だ
暖機されていないと判断されて、次にステップ１１４の
処理が実行される。一方、ステップ１１２においてＴＨ
Ｗ＜ｂが不成立であれば、今回のルーチンは終了され
る。

【００１９】ステップ１１４では、機関回転数ＮＥが所
定値ｆ未満であるか否かが判別される。その結果、ＮＥ
＜ｆが成立する場合は、燃焼状態が不安定であり、次に
ステップ１１６において、制御切換フラグＦが「１」に
設定される。なお、上記の如く、燃焼不安定の原因の一
つとして、例えば、冬季など気温が低い場合での重質燃
料の使用が挙げられる。一方、ステップ１０６において
ＮＥ＜ｆが不成立であれば、今回のルーチンは終了され
る。

【００２０】上述の如く、図２に示すルーチンによれ
ば、吸入空気量ＧＡがｃ未満であり、始動後の経過時間
Ｔがｄ未満であり、かつ、水温ＴＨＷがｅ未満である場
合は、機関回転数ＮＥが所定値ｆより低下したことをも
って燃焼状態が不安定であると判断される。この場合
は、ステップ１１６で制御切換フラグＦが「１」に設定
された後、今回のルーチンは終了される。

【００２１】このように、図２に示すルーチンによれ
ば、内燃機関の始動後、燃焼状態の不安定化が検出され
た場合に、制御切換フラグＦが「１」に設定される。そ
して、制御切換フラグＦが「１」に設定されている場合
に、吸気同期噴射制御が実行されることで、燃焼状態の
安定化が図られる。しかしながら、上記の如く、吸気同
期噴射制御は燃料噴射タイミングに基づいて燃焼状態を
安定化させる制御である。このため、燃焼状態の不安定
化が検出された後、その安定化を図る措置がとられるの
は、次に燃料噴射が実行される噴射待機気筒からであ
る。すなわち、吸気同期噴射制御を単に実行するのみで
は、燃焼状態の安定化が図られるまでに時間遅れが生
じ、安定な燃焼状態を速やかに回復することはできな
い。

【００２２】これに対して、本実施例のシステムは、燃
焼状態の不安定化が検出された場合に、その時点での噴
射待機気筒より前の気筒のうち、燃焼室２８へ燃料を吸
入させることが可能な気筒について燃料噴射を行うこと
により、速やかに燃焼状態を安定化し得る点に特徴を有
している。図３は、本実施例の内燃機関の通常運転時に
おける各気筒の燃料噴射時期、及び、吸気弁３４の開弁
期間を示す図である。なお、図３において、横軸は、＃
３気筒の吸気行程直前の上死点を基準（０゜）としたク
ランク角ＣＡを示している。図３に示す如く、４気筒型
の内燃機関においては、＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒
→＃２気筒の順序で燃料噴射が行われ、また、各気筒に
おいて、燃料噴射を吸気弁３４の開弁前に行う吸気非同
期制御が実行される。

【００２３】図３に矢印Ｉで示す如く、例えば、＃４気
筒で燃料噴射の実行中であるクランク角ＣＡ₀において
燃焼状態の不安定化が検出された場合、この時点での噴
射待機気筒は＃２気筒である。この場合、噴射待機気筒
の直前に燃料噴射が行われる気筒（以下、直前気筒と称
す）である＃４気筒の燃料噴射期間が、図３に示す期間
Ａだけ延長されることで燃料噴射量が増量される。ま
た、直前気筒の更に直前に燃料噴射が行われる気筒（以
下、前々気筒と称す）である＃３気筒では、クランク角
ＣＡ₀において吸気弁３４は開弁中であり、この＃３気
筒に対して図３に示す期間Ｂにおいて燃料噴射が行われ
る。

【００２４】なお、吸気行程の終了直前は、燃焼室２８
へ吸入される空気の流量が小さくなる。このため、吸気
弁３４が閉弁される直前に燃料噴射が行われても、噴射
燃料を燃焼室２８へ効率的に吸入させることはできな
い。また、この場合、噴射された燃料が吸気ポート２４
に滞留し、次の吸気行程において燃焼室２８へ吸入され
る燃料が過多となってしまう。そこで、本実施例では、
上記した前々気筒への燃料噴射を、吸気弁３４が閉弁さ
れるまでのクランク角期間が所定角α゜以上であること
を条件に行うこととしている。この所定角α゜として固
定値（例えば１００゜）を用いてもよく、あるいは、機
関回転数ＮＥや吸入空気量ＧＡ等の機関運転状態に応じ
てαを変更するものとしてもよい。また、可変バルブタ
イミング機構を有する内燃機関においては、バルブタイ
ミングの変化に応じて所定角α゜を変更することとして
もよい。

【００２５】上述の如く、クランク角ＣＡ₀において燃
焼状態の不安定化が検出された場合、噴射待機気筒であ
る＃２気筒の燃料噴射タイミングを待つことなく、直前
気筒である＃４気筒において燃料噴射量が増量されると
共に、前々気筒である＃３気筒において燃料噴射が行わ
れることで、燃焼室２８に吸入される燃料量が増加さ
れ、これにより、燃料状態の速やかな安定化が図られ
る。

【００２６】また、図３に矢印IIで示す如く、＃３気筒
での燃料噴射の終了後であり、かつ、＃４気筒での燃料
噴射の開始前であるクランク角ＣＡ₁において燃焼状態
の不安定化が検出された場合、この時点での噴射待機気
筒は＃４気筒である。この場合、直前気筒である＃３気
筒では、吸気弁３４が閉弁されるまでのクランク角期間
はα゜以上であり、＃３気筒に対して図３に示す期間Ｃ
において燃料噴射が実行されるこのように、クランク角
ＣＡ₁において燃焼状態の不安定化が検出された場合に
も、噴射待機気筒である＃４気筒の燃料噴射タイミング
を待つことなく、直前気筒である＃３気筒において燃料
噴射が行われることで、燃焼室２８に吸入される燃料が
増量され、これにより、燃焼状態の速やかな安定化が図
られる。

【００２７】なお、上記の如く、燃焼状態の不安定化が
検出された時点で、燃料噴射中の気筒について燃料噴射
量を増量する処理、及び、燃料噴射が終了し、かつ、吸
気弁３４が閉弁されるまでのクランク角期間がα゜以上
である気筒について燃料噴射を実行する処理を、以下、
追加噴射処理と称す。また、追加噴射処理を実行するた
めの制御を、以下、追加噴射制御と称す。

【００２８】上述の如く、本実施例では、燃焼状態の不
安定化が検出された時点での直前気筒、及び、前々気筒
のうち、燃料噴射中である気筒、及び、燃料噴射が終了
し、かつ、吸気弁３４が閉弁されるまでのクランク角期
間が所定角α゜以上である気筒に対して追加噴射処理が
実行されることにより、噴射待機気筒での燃料噴射タイ
ミングを待つことなく、燃焼状態の速やかな安定化が図
られる。この場合、吸気弁３４の開弁中に追加噴射処理
が行われる気筒については、吸気同期噴射制御と同様の
作用により、燃焼状態の安定化が促進される。そして、
その後、噴射待機気筒での噴射タイミングから吸気同期
噴射制御が実行されることで、安定な燃焼状態が維持さ
れることになる。

【００２９】図４は、内燃機関の始動直後の機関回転数
ＮＥの時間変化を示す。図４において、燃焼状態の不安
定化が検出された（すなわち、機関回転数ＮＥが所定値
ｆを下回った）際に、追加噴射制御が実行された後、吸
気同期噴射制御が開始された場合の機関回転数ＮＥの時
間変化を実線で、また、追加噴射制御が実行されること
なく吸気同期噴射制御が開始された場合の機関回転数Ｎ
Ｅの時間変化を破線で、それぞれ示している。

【００３０】図４に破線で示す如く、時刻ｔ０において
機関回転数ＮＥが所定値ｆを下回った後、追加噴射処理
が行われることなく吸気同期噴射が開始された場合は、
噴射待機気筒の燃料噴射タイミングまで燃焼状態を安定
化する措置がとられないため、機関回転数ＮＥが上昇す
るまでに時間遅れが生じている。これに対して、図４に
実線で示す如く、機関回転数ＮＥが所定値ｆを下回った
後、追加噴射制御が実行された場合は、早期に機関回転
数ＮＥが上昇し、燃焼状態の速やかな安定化が図られて
いることがわかる。

【００３１】図５は、追加噴射制御を実現すべくＥＣＵ
１０が実行するルーチンのフローチャートである。図５
に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１５０の
処理が実行される。ステップ１５０では、追加噴射実行
フラグＦｐが「１」にセットされているか否かが判別さ
れる。追加噴射実行フラグＦｐは追加噴射制御が実行さ
れた際に「１」にセットされるフラグである。上述の如
く、追加噴射制御は、吸気同期噴射制御が開始されるま
での間に燃焼状態を速やかに安定化させるべく実行され
る制御であり、一度実行されれば足りる。従って、ステ
ップ１５０において、Ｆｐ＝１が成立する場合は、以
後、何ら処理が実行されることなく今回のルーチンは終
了される。一方、ステップ１５０において、Ｆｐ＝１が
不成立であれば、次にステップ１５２の処理が実行され
る。

【００３２】ステップ１５２では、機関回転数ＮＥが上
記所定値ｆを下回っているかが判別される。その結果、
ＮＥ＜ｆが不成立であれば、安定な燃焼状態が維持され
ていると判断されて、今回のルーチンは終了される。一
方、ステップ１５２において、ＮＥ＜ｆが成立する場合
は、燃焼状態が不安定化していると判断されて、次にス
テップ１５４の処理が実行される。

【００３３】ステップ１５４では、直前気筒への追加噴
射処理が実行される。ステップ１５４に続くステップ１
５６では、前々気筒において吸気弁３４が閉弁されるま
でのクランク角期間ＴＣＡが所定角α゜以上であるか否
かが判別される。その結果、ＴＣＡ≧α゜が不成立であ
れば、前々気筒で燃料噴射を行っても、噴射燃料を燃焼
室２８に十分に吸入させることはできないと判断され
て、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１５
６において、ＴＣＡ≧α゜が成立する場合は、次にステ
ップ１５８において、前々気筒に対して燃料の追加噴射
処理が実行され、続くステップ１６０において、追加噴
射実行フラグＦｐが「１」にセットされた後、今回のル
ーチンは終了される。

【００３４】なお、上記実施例においては、燃焼状態の
不安定化が検出された場合（すなわち、制御切換フラグ
Ｆが「１」に設定されている場合）に、吸気同期噴射制
御により燃焼状態の安定化を図るものとしたが、吸気同
期噴射に代えて、又は、吸気同期噴射に加えて、燃料噴
射量を通常時に比して増加させる噴射量増量制御を実行
することにより燃焼状態の安定化を図ることとしてもよ
い。

【００３５】次に本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例においては、内燃機関が６気筒型内燃機関
として構成されている。図６は、本実施例の内燃機関の
通常運転時における各気筒の燃料噴射時期、及び、吸気
弁３４の開弁期間を示す図である。なお、図６におい
て、横軸は、＃２気筒の吸気行程直前の上死点を基準
（０゜）としたクランク角ＣＡを示している。図６に示
す如く、６気筒型の内燃機関においては、例えば、＃１
気筒→＃２気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃５気筒→＃６
気筒の順序で燃料噴射が行われる。

【００３６】図６に矢印III で示す如く、例えば、＃４
気筒で燃料噴射の実行中であるクランク角ＣＡ₂におい
て燃焼状態の不安定化が検出された場合、この時点での
噴射待機気筒は＃５気筒である。この場合、直前気筒で
ある＃４気筒の燃料噴射期間が図６に示す期間Ｄだけ延
長されることで燃料噴射量が増量されると共に、前々気
筒である＃３気筒について、同図に示す期間Ｅにおいて
燃料噴射が実行される。すなわち、直前気筒及び前々気
筒について追加噴射処理が実行される。ただし、上記第
１実施例の場合と同様に、前々気筒に対する追加噴射処
理は、吸気弁３４が閉弁されるまでのクランク角期間が
所定角α゜以上であることを条件に実行される。また、
内燃機関のバルブタイミングの設定状態によっては、前
々気筒の更に直前に燃料噴射が行われる気筒（以下、前
々々気筒と称す）である＃２気筒においても、吸気弁３
４が閉弁されるまでのクランク角期間がα゜以上である
可能性がある。この場合は、＃２気筒についても追加噴
射処理が実行される。

【００３７】上述の如く、クランク角ＣＡ₂において燃
焼状態の不安定化が検出された場合、噴射待機気筒での
燃料噴射タイミングを待つことなく、直前気筒において
燃料噴射量が増量されると共に、前々気筒（及び、場合
によっては前々々気筒）において燃料の追加噴射処理が
行われることで燃焼室２８に吸入される燃料が増量さ
れ、これにより、燃料状態の速やかな安定化が図られ
る。

【００３８】また、図６に矢印IVで示す如く、＃３気筒
での燃料噴射の終了後であり、かつ、＃４気筒での燃料
噴射の開始前であるクランク角ＣＡ₃において燃焼状態
の不安定化が検出された場合、この時点での噴射待機気
筒は＃４気筒となる。この場合、直前気筒である＃３気
筒及び前々気筒である＃２気筒について、それぞれ、図
６に示す期間Ｆ及びＧにおいて燃料の追加噴射処理が実
行される。このため、噴射待機気筒である＃４気筒の燃
料噴射タイミングを待つことなく、＃３気筒及び＃２気
筒において燃焼室２８に吸入される燃料が増量され、こ
れにより、燃焼状態の速やかな安定化が図られる。

【００３９】このように、６気筒型の内燃機関の場合に
も、燃焼状態の不安定化が検出された時点での直前気
筒、前々気筒、及び前々々気筒のうち、燃料噴射中であ
る気筒、及び、燃料噴射が終了し、かつ、吸気弁３４が
閉弁されるまでのクランク角期間が所定角α゜以上であ
る気筒に対して追加噴射処理が実行されることにより、
噴射待機気筒での燃料噴射タイミングを待つことなく、
燃焼状態の速やかな安定化が図られる。そして、その
後、噴射待機気筒での噴射タイミングから吸気同期噴射
制御が実行されることで、安定な燃焼状態が維持される
ことになる。

【００４０】図７は、本実施例において追加噴射制御を
実現すべくＥＣＵ１０が上記図５に示すルーチンに代え
て実行するルーチンのフローチャートである。なお、図
７に示すルーチンおいて、図５に示すルーチンと同様の
処理を行うステップについては同一の符号を付してその
説明を省略する。図７に示すルーチンではステップ１５
８の処理が終了すると、次にステップ２００の処理が実
行される。

【００４１】ステップ２００では、前々々気筒におい
て、吸気弁３４が閉弁されるまでのクランク角期間ＴＣ
Ａ₂が所定角α以上であるか否かが判別される。その結
果、ＴＣＡ₂≧αが不成立であれば、前々々気筒で燃料
噴射を行っても、噴射燃料を燃焼室２８に十分に吸入さ
せることはできないと判断されて、今回のルーチンは終
了される。一方、ステップ２００において、ＴＣＡ₂≧
αが成立する場合は、次にステップ２０２において、前
々々気筒に対して追加噴射処理が行われ、続くステップ
１６０において追加噴射処理フラグＦｐが「１」にセッ
トされた後、今回のルーチンは終了される。

【００４２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。本実施例のシステムは、内燃機関が８気筒型内燃機
関として構成された点を除いて、上記第２実施例のシス
テムと同様である。図８は、本実施例の内燃機関の通常
運転時における各気筒の燃料噴射時期、及び、吸気弁３
４の開弁期間を示す図である。なお、図８において、横
軸は、＃４気筒の吸気行程直前の上死点を基準（０゜）
としたクランク角を示している。図８に示す如く、８気
筒型の内燃機関においては、例えば、＃１気筒→＃８気
筒→＃４気筒→＃３気筒→＃６気筒→＃５気筒→＃７気
筒→＃２気筒の順序で燃料噴射が行われる。

【００４３】図８に矢印Ｖで示す如く、例えば＃６気筒
で燃料噴射の実行中であるクランク角ＣＡ₄において燃
焼状態の不安定化が検出された場合、この時点での噴射
待機気筒は＃５気筒である。この場合、直前気筒である
＃６気筒の燃料噴射期間が同図に示す期間Ｈだけ延長さ
れることで燃料噴射量が増量されると共に、前々気筒で
ある＃３気筒、及び、前々々気筒である＃４気筒につい
て、それぞれ、図８に示す期間Ｉ及びＪにおいて燃料の
追加噴射処理が実行される。ただし、上記第１及び第２
実施例の場合と同様に、前々気筒及び前々々気筒での追
加噴射処理は、吸気弁３４が閉弁されるまでのクランク
角期間が所定角α゜以上であることを条件に実行され
る。

【００４４】また、図８に矢印VIで示す如く、＃３気筒
での燃料噴射の終了後、かつ、＃６気筒での燃料噴射の
開始前であるクランク角ＣＡ₅において燃焼状態の不安
定化が検出された場合には、噴射待機気筒は＃６気筒と
なる。この場合、直前気筒である＃３気筒及び前々気筒
である＃４気筒について、それぞれ、図８に示す期間Ｋ
及びＬにおいて燃料の追加噴射処理が実行される。

【００４５】このように、本実施例においても、直前気
筒、前々気筒、及び前々々気筒において、噴射燃料が燃
焼室２８に吸入され得ることを条件に追加噴射処理が行
われる。このため、噴射待機気筒の燃料噴射タイミング
を待つことなく、燃焼室２８に吸入される燃料が増量さ
れ、これにより、燃焼状態の速やかな安定化が図られ
る。

【００４６】本実施例において、追加噴射制御は、上記
第２実施例の場合と同様に、ＥＣＵ１０が図７に示すル
ーチンを実行することにより実現される。ただし、例え
ば図８に示すクランク角ＣＡ₅において、内燃機関のバ
ルブタイミングの設定状態によっては、＃８気筒、すな
わち、前々気筒の更に直前に燃料噴射が行われる気筒
（前々々々気筒）でも、吸気弁３４が閉弁されるまでの
クランク期間が所定角α゜以上である可能性がある。従
って、このような内燃機関においては、前々々々気筒に
ついても、ステップ１５６、２００と同様の条件判別を
行い、条件が満たされる場合には前々々々気筒において
追加噴射処理を実行することとしてもよい。

【００４７】ところで、上記第１〜第３実施例において
は、それぞれ、本発明が４気筒型、６気筒型、及び、８
気筒型の内燃機関に適用された場合について説明した
が、これに限らず、１２気筒型、１６気筒型等の任意の
気筒数の内燃機関においても、燃焼状態の不安定化が検
出された時点で、燃料噴射実行中の気筒、及び、燃料噴
射が終了し、かつ、吸気弁が閉弁されるまでの期間が所
定期間以上である気筒について追加噴射処理を行うこと
で、安定な燃焼状態を速やかに回復することができる。

【００４８】なお、上記第１〜第３実施例においては、
ＥＣＵ１０が図２に示すルーチンを実行すると共に、制
御切換フラグＦが「１」に設定されている場合に吸気同
期噴射制御又は噴射量増量制御を実行することにより特
許請求の範囲に記載した燃焼安定化手段が、ＥＣＵ１０
が図５又は図７に示すルーチンを実行することにより特
許請求の範囲に記載した追加噴射手段が、それぞれ実現
されている。

【００４９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、燃焼状態
の不安定化が検出された場合に、速やかにその安定化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の噴射制御装置が適用された
システムの構成図である。

【図２】本発明の第１実施例において、吸気同期噴射制
御を開始させるべくＥＣＵが実行するルーチンのフロー
チャートである。

【図３】本実施例に係わる４気筒型内燃機関における燃
料噴射時期、及び吸気弁の開弁期間を示す図である。

【図４】内燃機関始動直後の機関回転数ＮＥの時間変化
を、追加噴射制御が実行された後、吸気同期噴射制御が
開始された場合、及び、追加噴射制御が実行されること
なく吸気同期噴射制御が開始された場合について、それ
ぞれ、実線及び破線で示す図である。

【図５】本実施例において、追加噴射制御を実現すべく
ＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。

【図６】本発明の第２実施例に係わる６気筒型内燃機関
における燃料噴射時期、及び吸気弁の開弁期間を示す図
である。

【図７】本実施例において、追加噴射制御を実現すべく
ＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。

【図８】本発明の第３実施例に係わる８気筒型内燃機関
における燃料噴射時期、及び吸気弁の開弁期間を示す図
である。

【符号の説明】

１０ＥＣＵ４０燃料噴射弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃
料噴射弁と、燃焼状態の不安定化が検出された場合に、
前記燃料噴射弁による燃料噴射量又は燃料噴射時期に基
づいて燃焼状態の安定化を図る燃焼安定化制御手段とを
備える内燃機関の噴射制御装置であって、燃焼状態の不安定化が検出された時点で、燃料噴射の実
行中である気筒について燃料噴射量を増量させると共
に、燃料噴射が実行済みであり、かつ、吸気弁が閉弁さ
れるまでの期間が所定期間以上である気筒に対して、前
記燃料噴射弁により燃料噴射を実行させる追加噴射手段
を設けたことを特徴とする内燃機関の噴射制御装置。