JPH06249021A

JPH06249021A - 始動時燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH06249021A
Application number: JP3546693A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Miyashita; 茂樹宮下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1993-02-24
Publication date: 1994-09-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は内燃機関の始動時における燃料噴射
量及び噴射時期を制御する始動時燃料噴射装置に関し、
良好な始動性の確保と良好な排気エミッションの確保と
を両立することを目的とする。【構成】ＩＧスイッチを基に内燃機関が始動時である
ことを検出したら（ステップ１００）、その時点におけ
る冷却水温とバッテリ電圧とを読み込む（ステップ１１
０、１２０）。冷却水温が高いほど、またバッテリ電圧
が高いほど内燃機関は始動し易い状態にあるとして設定
されたマップを参照して内燃機関の始動性を推定する
（ステップ１３０）。始動性が良いと推定された場合は
エミッション優先の噴射方式である同期噴射を選択し、
始動性が悪いと推定された場合は始動性優先の噴射方式
である非同期噴射を選択する（ステップ１４０〜１６
０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は始動時燃料噴射装置に係
り、特に電子制御式燃料噴射装置を備える内燃機関の始
動時における燃料噴射量及び噴射時期を制御する始動時
燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、内燃機関の電子制御化が進
み、電子制御式燃料噴射装置が広く普及している。かか
る電子制御式燃料噴射装置においては、内燃機関に供給
すべき燃料の量を運転状態に基づいてマイクロコンピュ
ータで演算し、燃費やドライバビリティ等を総合的に勘
案して最適とされる量の燃料が内燃機関に供給される。

【０００３】ところで、電子制御式燃料噴射装置を用い
た場合は、内燃機関に供給する燃料の量を最適化するば
かりでなく、その噴射時期も任意に設定することが可能
となる。このため、燃料の噴射時期についても従来より
種々の提案がなされており、始動時においてクランク角
と無関係に燃料噴射を行う非同期噴射が広く採用される
に至っている。

【０００４】この場合において燃料の非同期噴射とは、
内燃機関の全気筒に対してクランク角に無関係に一斉に
燃料の噴射を行う制御のことで、各気筒に対して一定の
クランク角で燃料の噴射を行う同期噴射に対する制御で
ある。燃料を同期噴射する場合、各気筒には噴射された
燃料がそのまま供給され、噴射量と実際に内燃機関に流
入する量とがほぼ一致して良好な空燃比を維持すること
ができる。

【０００５】これに対して、燃料を非同期噴射する場合
は、噴射された燃料が吸気管内壁に付着する等の理由か
ら空燃比を精度良く制御することはできないが、同期噴
射による場合と異なり燃料噴射の前提として各気筒の状
態、すなわち正確なクランク角を検出する必要がない。

【０００６】つまり、非同期噴射により燃料を供給する
場合は、内燃機関の始動が検出されると同時に燃料の噴
射を開始することが可能となり、同期噴射によるよりも
早期に初爆を得られることになる。このため、内燃機関
の始動時においては上記したように非同期噴射が広く採
用されている。

【０００７】ところで、特開平３−２２５０４６号公報
は、内燃機関を非同期噴射によって始動すると共に、バ
ッテリ電圧の変動に応じて始動時の燃料噴射量を変更す
ることにより、良好な排気エミッションと良好な始動性
とを両立させ得る装置について開示している。

【０００８】この装置は、スタータモータを用いて内燃
機関を始動する場合、スタータモータで多量の電力が消
費されることにより、バッテリ電圧がマイクロコンピュ
ータの作動電圧を下回る場合があることに着目したもの
である。つまり、かかる場合において、バッテリ電圧の
降下と共にマイクロコンピュータがダウンし、その度に
イニシャル処理が行われることを考慮したものである。

【０００９】この場合、バッテリ電圧はスタータモータ
の負荷に伴って変動し、内燃機関を構成する何れかの気
筒が圧縮工程となった場合に大きく降下する。従って、
例えば４サイクル４気筒の内燃機関であればクランクシ
ャフトが２回転する間（各気筒で吸気・圧縮・爆発・排
気がそれぞれ一回実行される間）にバッテリ電圧は４回
降下・上昇を繰り返すことになる。

【００１０】従って、バッテリ電圧がマイクロコンピュ
ータの作動電圧近傍で降下・上昇を繰り返した場合、ク
ランクシャフトが２回転する間にマイクロコンピュータ
は４回イニシャライズされることになる。更に、電子制
御式燃料噴射装置を構成するマイクロコンピュータは、
内燃機関が始動すると同時に燃料の噴射を開始するよう
に設定されているため、かかるイニシャライズが行われ
た場合、その度に内燃機関が始動したものとして燃料の
噴射を行う。

【００１１】このため、始動時に非同期噴射によって燃
料の供給を行う内燃機関にあって何らの処置も講じない
場合は、バッテリ電圧の変動と共にクランクシャフトが
２回転する間に各気筒に４回の燃料噴射が行われること
となる。従って、かかる状況において内燃機関に供給さ
れる燃料の総量を適切な量にするためには、始動時にお
ける燃料噴射量を通常運転時の１／４にする必要があ
る。

【００１２】しかしながら、バッテリ電圧の変動がマイ
クロコンピュータの作動に影響を与えない場合にまで燃
料噴射量を減量することは、内燃機関の始動性を不当に
悪化させることとなり好ましい状態とはいえない。

【００１３】そこで、上記公報記載の装置はこれらの事
情に鑑み、マイクロコンピュータがイニシャライズされ
た際には、適当に減量設定された燃料を噴射し、バッテ
リ電圧が十分に確保されていることが検出された場合は
その設定量を増量している。従って、内燃機関の始動時
にマイクロコンピュータがダウンを繰り返す場合には適
当な量の燃料が分割により供給され、マイクロコンピュ
ータがダウンしない場合には適当な量の燃料が所定のタ
イミングで非同期噴射されることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うに燃料の非同期噴射は、同期噴射に比べて空燃比制御
の精度の点で劣っている。また、始動時に非同期噴射を
行った場合は、その後同期噴射による通常運転に移行す
る必要があり、非同期噴射による全気筒へ向けての燃料
供給直後に同期噴射による個別の燃料噴射が行われる気
筒では燃料が過剰となり、そうでない気筒では燃料が過
少となる。

【００１５】つまり、非同期噴射により内燃機関を始動
する場合は、始動時における空燃比制御があいまいにな
ると共に、燃料噴射方式が切り換わる際には、各気筒に
供給される混合気の空燃比が大幅に理論空燃比から外れ
ることとなり、著しく排気エミッションが悪化する。

【００１６】しかし、上記従来の装置は、内燃機関の始
動時において常に非同期噴射を行う構成である。従っ
て、例えば内燃機関が十分に暖まった状態で始動される
場合では、同期噴射で十分良好な始動性が確保できるに
もかかわらず非同期噴射による始動が行われ、不当に排
気エミッションが悪化されてしまうという問題を有して
いた。

【００１７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、内燃機関の状態を監視してその始動性を推定し、
始動性を高める必要がある場合には非同期噴射によっ
て、また始動性を高める必要がない場合は同期噴射によ
って内燃機関の始動時の燃料噴射を行うことにより上記
の課題を解決し得る始動時燃料噴射装置を提供すること
を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は、上記の目的を達
成し得る始動時燃料噴射手段の原理構成図を示す。同図
において、燃料噴射手段１は、同期噴射設定手段２で設
定された燃料噴射パターンと、非同期噴射設定手段３で
設定された燃料噴射パターンとを適宜切り換えて内燃機
関に燃料噴射を行う。

【００１９】同期噴射設定手段２は、内燃機関の回転と
同期して、各気筒に対して常に同じクランク角で燃料を
噴射すべく燃料の同期噴射パターンを設定する。また、
非同期噴射設定手段３は、内燃機関の回転に同期せず、
クランク角とは無関係に全気筒に対して同時に燃料を噴
射すべく燃料の非同期噴射パターンを設定する。

【００２０】始動性推定手段４は、内燃機関の始動性を
推定して、その推定結果を噴射方式選択手段５に供給す
る。噴射方式選択手段５は、始動性推定手段４により推
定された内燃機関の始動性が所定水準より悪い場合にだ
け、始動時の燃料噴射を非同期噴射設定手段３設定され
た噴射パターンで行うべく燃料噴射手段１の噴射方式を
切り換える。

【００２１】

【作用】本発明に係る始動時燃料噴射装置において、内
燃機関が始動しにくい状態である場合、前記始動性推定
手段４の推定結果に基づいて、前記噴射方式選択手段５
は非同期噴射方式を選択する。このため、かかる場合に
は内燃機関の始動と共に、クランク角と無関係に前記燃
料噴射手段１から全気筒に対して燃料噴射が行われる。
この結果、内燃機関の始動直後から何れかの気筒が初爆
可能な状態となり、早期の始動が可能となる。

【００２２】一方、内燃機関が始動し易い状態にある場
合は、前記始動性推定手段４の推定結果に基づいて前記
噴射方式選択手段５は、同期噴射方式を選択する。この
ため、内燃機関が始動された後クランク角の位置、すな
わち各気筒の状態が検出できるまでの間は、前記燃料噴
射手段１から内燃機関に向けて燃料が噴射されることは
なく、始動直後においてはいずれの気筒においても初爆
を得ることができない。

【００２３】この反面、かかる場合には、内燃機関の始
動時に前記燃料噴射手段１から噴射された燃料は忠実に
内燃機関の各気筒に吸入されると共に、以後燃料噴射方
式を切り換える必要がない。この結果、内燃機関に供給
される混合気の空燃比を一貫して高精度に制御すること
が可能となる。

【００２４】

【実施例】図２は、本発明の一実施例である始動時燃料
噴射装置を備える内燃機関１０及びその周辺装置の構成
を表す全体図を示す。尚、本実施例においては、４サイ
クル４気筒式の内燃機関を例に挙げて説明する。

【００２５】同図中、吸気温センサ１１は図示されない
エアクリーナの下流側に配設され、吸入空気の温度を検
出して吸気温信号を出力するセンサである。吸気温セン
サ１１の下流には、運転者のアクセル操作に連動して開
閉するスロットルバルブ１２の開度を検出するスロット
ルセンサ１３が取り付けられている。

【００２６】スロットルバルブ１２の下流側には、サー
ジタンク１４が設けられ、サージタンク１４にはその内
圧を検出して吸気間圧力振動を出力する圧力センサ１５
が取り付けられている。このサージタンク１４は、イン
テークマニホールド１６内を流通する吸入空気圧の脈動
を吸収するために設けられたタンクであり、その内圧は
インテークマニホールド１６を流通する空気量に対応し
た値を示す。

【００２７】インテークマニホールド１６は、内燃機関
１０の各気筒の燃焼室１７に連通されている。そして、
これらの各インテークマニホールド１６には、各気筒に
対応してインジェクタ９が設置されている。

【００２８】また、内燃機関１０の燃焼室１７は、エキ
ゾーストマニホールド１９を介して図示されない触媒コ
ンバータに連通されている。この触媒コンバータは、三
元触媒を充填してなる排気ガス浄化装置であり、内燃機
関１０から排出される排気ガス中の未燃成分や酸化物を
浄化して、良好な排気エミッションの確保を可能ならし
めるために設置されるものである。

【００２９】ところでこの三元触媒は、内燃機関から排
出される排気ガスが理論空燃比付近に制御されている場
合に、最も有効に排気ガスを浄化することができるとい
う特性を有している。従って、触媒コンバータを用いて
排気ガスの浄化を行う場合は、排気ガスの空燃比を高精
度に制御する必要がある。そこで、従来より空燃比の高
精度な制御が可能であるとして公知である空燃比フィー
ドバック制御を実行するため、エキゾーストマニホール
ド１９には排気ガス中の残留酸素濃度を検出して空燃比
信号を出力する酸素センサ２０が取り付けられている。

【００３０】また、内燃機関１０のエンジンブロックに
は、内燃機関１０の冷却水温を検出して水温信号を出力
する水温センサ２１が取り付けられている。更に、内燃
機関１０の燃焼室１７には、点火プラグ２２の先端が突
出され、点火プラグ２２にはディストリビュータ２３が
接続されている。

【００３１】このディストリビュータ２３は、内燃機関
１０の各気筒に設置された点火プラグ２２に通電すべき
タイミング、すなわち内燃機関１０の点火タイミングに
合わせて高電圧を発生するイグナイタ２４から、その点
火信号の供給を受けている。そして、内燃機関１０のク
ランクシャフト（図示せず）と連動して回動する中心軸
２３ａの動作に従って、供給された点火信号を各気筒に
分配している。

【００３２】ところで、ディストリビュータ２３には、
そのハウジング２３ａに固定されたピックアップと、内
燃機関１０のクランクシャフト（図示せず）と連動して
回動する中心軸２３ｂに固定されたシグナルロータとで
それぞれ構成される気筒判別信号２５，２６が設けられ
ている。これら気筒判別センサ２５，２６は、７２０°
ＣＡ毎に気筒判別信号（Ｇ₁，Ｇ₂信号）を出力するセ
ンサで、Ｇ₁信号とＧ ₂信号とは３６０°ＣＡだけ位相
がずれて出力されるように構成されている。

【００３３】また、図２において符号２７は車両に搭載
されたバッテリであり、内燃機関１０の始動トルクを確
保するためのスタータモータ２８等、車載の電装系に対
して必要な電力の供給を行う。ここでスタータモータ２
８は、内燃機関１０が停止した状態からクランクシャフ
トを始動させて内燃機関１０を始動させる。従って、ス
タータモータ２８が作動する際（クランキング時）に
は、発電機であるオルタネータ（図示せず）は未だ十分
な発電能力を発揮することができない。

【００３４】このため、内燃機関１０がクランキングさ
れている間は、スタータモータ２８はバッテリ２７にと
って大きな負荷となり、バッテリ電圧はクランキング時
に一時的に降下する。イグニッションスイッチ（ＩＧス
イッチ）２９は、内燃機関１０を始動可能な状態とする
スイッチである。従って、ＩＧスイッチ２９の出力信号
を監視することにより、内燃機関１０が始動中であるか
停止中であるかを判別することが可能である。

【００３５】電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、本実施例
の要部であり、後述するプログラムを実行することによ
り、前記した燃料噴射手段１，始動性推定手段４及び噴
射方式選択手段５を実現する部材である。以下、その構
成について説明する。

【００３６】ＥＣＵ１７は、中央処理装置（ＣＰＵ）３
１，リードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２，ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）３３及び入出力ポート（Ｉ／Ｏ）
３４を中心とし、それらを共通バス３５を介して接続す
ることで構成している。ここでＩ／Ｏ３４は、アナログ
・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）や波形整形回路等
を内蔵しており、入力される信号を所望のディジタル信
号に変換してＣＰＵ３５等に供給している。

【００３７】本実施例のＩ／Ｏ３４には、上記した吸気
温センサ１１，スロットルセンサ１３，圧力センサ１
５，酸素センサ２０，水温センサ２１，気筒判別センサ
２５，２６等の検出信号，バッテリ２７のバッテリ電圧
信号，ＩＧスイッチ２９の状態信号等が供給されてい
る。そして、Ｉ／Ｏ３４からは、図示されない駆動回路
を介してインジェクタ９の開閉弁を制御する燃料噴射信
号，イグナイタ２４における高電圧発生タイミングを制
御する点火時期信号，スタータモータ２８の作動・非作
動を制御する起動信号等が出力される。

【００３８】この場合において、内燃機関１０を構成す
る各気筒に対応して設置された複数のインジェクタ１８
には、Ｉ／Ｏ３４からそれぞれに燃料噴射信号が供給さ
れる。従って、各インジェクタ１８は互い他のインジェ
クタ１８と独立に燃料の噴射を行うことが可能であり、
燃料の噴射を全気筒同時に行うか、または各気筒順次行
うかはＥＣＵ３０の指示によって任意に設定することが
できる。

【００３９】ＲＯＭ３２内には、本発明の特徴となる始
動時噴射方式判別ルーチンのプログラムを始めとして、
前記した同期噴射設定手段２を実現する同期噴射（エミ
ッション優先）ルーチンや前記した非同期噴射設定手段
３を実現する非同期噴射（始動性優先）ルーチンのプロ
グラム、及びそれらのルーチンに必要なマップ等が予め
格納されている。

【００４０】以下、これらのルーチン処理の内容に沿っ
て、本実施例装置の動作について詳細に説明する。

【００４１】図３は、本実施例装置の要部である始動時
噴射時期方式判別ルーチンの一例のフローチャートを示
す。この処理は、ＩＧスイッチがオフからオンに切り替
わった際に一回だけ実行される処理である。すなわち、
この処理が起動するとステップ１００において先ず内燃
機関１０が始動時であるか否かをみる。

【００４２】そして、前回の処理時においてオフであっ
たＩＧスイッチ２９の状態信号が、今回の処理時におい
てオンとなっている場合には、内燃機関１０が始動時で
あるとしてステップ１１０へ進み、上記以外の場合には
そのまま今回の処理を終了する。本ルーチンは、始動時
における内燃機関１０の始動性を基に、噴射方式を選択
する処理であり、内燃機関１０が始動時でなければ、実
行する意味がないからである。

【００４３】ステップ１００において始動時であると判
別された場合は、ステップ１１０へ進み水温センサ２１
の検出値を基に冷却水温を検出する。内燃機関１０が始
動し易い状態にあるか否かは、供給される燃料の気化性
や潤滑オイルの粘性等によって決まると共に、これらは
共に温度の関数として捕らえることから、冷却水温を基
に内燃機関の状態が始動性に与える影響の度合いを判断
する趣旨である。

【００４４】このようにして冷却水温の検出を行った
ら、次にステップ１２０においてバッテリ電圧の検出を
行う。スタータモータ２８が作動時に発揮するトルク
は、バッテリ２７がスタータモータ２７に供給し得る電
力に応じた値となり、その値の大小は、内燃機関１０の
始動性の良し悪しに大きく影響するからである。

【００４５】本実施例においては、内燃機関１０の始動
性をこれら冷却水温とバッテリ電圧とで判断することと
しており、これらの検出が終了したらステップ１３０へ
進み、冷却水温とバッテリ電圧とを基に採用すべき燃料
噴射方式を予め定めたマップを参照して内燃機関１０の
始動性を推定する。このようにして、上記ステップ１１
０〜１３０は、前記した始動性推定手段４を実現してい
る。

【００４６】この場合において、上記のマップは例えば
図４に示すように設定することができる。尚、図４に示
すマップは、冷却水温が高い場合は比較的バッテリ電圧
が低くても内燃機関１０は良好な始動性を示し、冷却水
温低い場合は比較的バッテリ電圧が高くても始動性が悪
い場合があることを表したものである。

【００４７】このようにしてマップから内燃機関１０の
始動性を推定したら、ステップ１４０に進み、推定した
始動性に適した燃料の噴射方式を選択する。そして、内
燃機関１０の始動性が良好であると推定されている場合
は、始動性に気を留める必要がないことから、ステップ
１５０へ進んで排気エミッション優先のパターンを選択
して（エミッション優先フラグを立てて）処理を終了す
る。

【００４８】一方、内燃機関１０が始動し難い状態であ
ることが推定された場合は、始動性を向上させ得る燃料
噴射パターンを選択すべきであることから、ステップ１
６０へ進んで始動性優勢パターンのフラグを立てて処理
を終了する。このようにして、上記ステップ１４０〜１
６０は前記した噴射方式選択手段５を実現する。

【００４９】尚、本実施例においては、始動性優先フラ
グが立っている場合は、クランク角にかかわらず、全気
筒に設置されたインジェクタ１８から同時に燃料噴射を
行う非同期噴射方式を、またエミッション優先フラグが
立っている場合は各気筒に対して決まったクランク角で
順次燃料噴射を行う同期噴射方式を採用して、それぞれ
の実効を図ることとしている。以下、これらの噴射方式
によるそれぞれの効果について説明する。

【００５０】図５は、内燃機関１０が始動し難い状態で
あることが推定された場合にＥＣＵ３０が実行する非同
期噴射ルーチンの一例のフローチャートを示す。同図に
示すようにこのルーチンが起動すると、先ずステップ２
００において始動性優先フラグが立っているか否かを見
る。

【００５１】本ルーチンは、上記図３に示す噴射方式判
別ルーチンにおいて始動性優先フラグが立てられた場合
にのみ実行すべき処理だからである。従って、所定のフ
ラグが立っていなければそのまま今回の処理を終了す
る。そして、そのフラグが立っている場合にだけステッ
プ２１０へ進む。

【００５２】ステップ２１０では、クランキングの開始
をした後、すなわちスタータモータ２８の通電を開始し
た後所定時間が経過したか否かを判別する。実際に燃料
の噴射を開始する前にクランキングが確実に開始された
ことを確認する趣旨であり、本実施例においては２０ms
〜３０msの時間経過を待つこととしている。

【００５３】そして、上記ステップ２１０において所定
の時間が経過したと判別された場合は、非同期噴射の実
行を開始する（ステップ２２０，２３０）。ここで、非
同期噴射とは、図６に示すように内燃機関の♯１〜♯４
気筒に対して同時に燃料を噴射する（同図（Ｂ））方式
のことであり、各気筒の状態を判別することなくクラン
キング開始と共に燃料噴射を開始できるという長所を有
している。

【００５４】ところで、図６は内燃機関１０が♯１気筒
の圧縮工程で停止した場合の始動パターンを示してい
る。同図に示すように、内燃機関が停止する場合、その
動作抵抗のため何れかの気筒が圧縮工程となった位置で
停止する。従って、例えば図６（Ｃ）に示す位置で気筒
判別信号Ｇ₁，Ｇ₂が発せられると仮定すれば、クラン
キングが開始された後、クランクシャフトが約９０°Ｃ
Ａ回転した時点でクランク角を認識できることになる。

【００５５】また、気筒判別信号Ｇ₁，Ｇ₂が図６
（Ｄ）に示す時期に発せられるとすると、ＥＣＵ３０は
クランキング開始後、クランクシャフトが約２７０°Ｃ
Ａ回転した時点でＧ₁信号を基にクランク角を認識でき
ることになる。つまり、本実施例のように２つの気筒判
別信号Ｇ₁，Ｇ₂を用いる場合は、内燃機関１０がいず
れの気筒の圧縮工程で停止したとしても、クランクシャ
フトが最大２７０°ＣＡ回転すれば、各気筒の工程（図
６（Ａ））を認識することができる。

【００５６】また図６（Ｂ）に示すように、非同期噴射
の場合はクランク角を認識することなくクランキングの
開始と共に燃料の噴射を開始する。従って、クランキン
グ開始後、クランクシャフトが２７０°ＣＡ回転する
と、いずれかの気筒（図６中、♯４気筒）が必ず吸気工
程を終了した状態となる。従って、クランクシャフトが
４５０°ＣＡ回転した時点では、必ず圧縮工程の終了し
た気筒が存在し、この時点で初爆を得ることができる。

【００５７】しかしながら、図６中♯３気筒のように吸
気工程の途中からクランキングが開始される気筒におい
ては、クランキングが開始される時点ですでに空気が燃
焼室１７内に供給されているため、その工程で十分な燃
料を吸い込むことはできない。従って、クランキング開
始後２７０°ＣＡの時点では失火する可能性が強く、こ
の気筒に吸入された燃料は未燃状態のまま排気される漫
然性が高いという特性を有している。

【００５８】尚、非同期噴射によって噴射する燃料の量
は、ＲＯＭ３２に格納される他のサブルーチンによって
算出される。本実施例においては図６に示すように、良
好な始動性を確保するため特に、クランキング開始後初
回の噴射量を増量し、以後、予め設定されたマップを冷
却水温や機関回転数等を基に参照して算出された量を噴
射量ＴＡＵとしている。

【００５９】また、本実施例においては、全気筒に対し
て燃料を同時に噴射しつつ、各気筒に対する燃料噴射時
期の影響を抑制するため、クランキング中に供給すべき
燃料は、２回に分割して噴射する構成としている。従っ
て、図６において♯１及び♯４気筒には、それぞれ吸気
工程と爆発工程にＴＡＵ／２づつ、♯２及び♯３気筒に
ついては圧縮工程と排気工程にＴＡＵ／２づつ燃料が供
給される。

【００６０】これに対して、上記図３に示すルーチンに
おいて内燃機関１０が始動し易い状態であると推定され
た場合、ＥＣＵ３０は同期噴射方式による燃料の噴射を
行う。図７は、ＥＣＵ３０が実行する同期噴射ルーチン
の一例のフローチャートを示す。同図に示すようにこの
ルーチンが起動すると、先ずステップ３００においてエ
ミッション優先フラグが立っているか否かを見る。

【００６１】本ルーチンは、上記図３に示す噴射方式判
別ルーチンにおいてエミッション優先フラグが立てられ
た場合にのみ実行すべき処理だからである。従って、所
定のフラグが立っていなければそのまま今回の処理を終
了する。そして、そのフラグが立っている場合にだけス
テップ３１０へ進む。

【００６２】ステップ３１０では、何れかの気筒判別信
号が入力されたか否かを判別する。内燃機関の回転と同
期して各気筒に順次燃料を噴射する同期噴射方式におい
ては、クランク角を認識することが前提となるからであ
る。そして、Ｇ₁またはＧ₂の気筒判別信号が入力され
たら、気筒判別信号Ｇ₁，Ｇ₂に対応する気筒に燃料を
噴射するためステップ３２０へ進む。

【００６３】ステップ３２０では、その燃料噴射が当該
気筒について初回であるか否かを判別する。初回の燃料
噴射時においては、燃料の気化性が不十分であること等
を考慮して燃料を増量補正する必要があるからである。

【００６４】そして、その燃料噴射が当該気筒に対して
始めて行われる場合は、ステップ３３０へ進み、他のサ
ブルーチンでマップ等を参照して算出されたＴＡＵに所
定の初回増量を加えて所定の気筒に供給する。また、ス
テップ３２０において初回ではないと判別された場合
は、ステップ３４０へ進んで算出されたＴＡＵを順次各
気筒に供給して今回の処理を終了する。

【００６５】ところで、上記したように２種類の気筒判
別信号Ｇ₁，Ｇ₂が用いられている場合は、クランクシ
ャフトが約９０°ＣＡ、または約２７０°ＣＡ回転する
ことによりクランク角を認識することができる。この場
合、図８（Ｃ）に示すように９０°ＣＡ回転時に認識で
きたとすると、その時点で燃料が対応する気筒（図８
中、♯４気筒）へ向けて噴射される。従って、この場合
は上記した非同期噴射の場合と同様にクランキング開始
後４５０°ＣＡ回転時に初爆が得られる状態が確保され
る。

【００６６】一方、図８（Ｅ）に示すようにクランク角
を認識できるのが２７０°ＣＡの時点であるとすると、
その時点で燃料の供給を受けた気筒（図８中、♯２気
筒）が圧縮工程を終了して初爆を得るまでには、クラン
クシャフトが６３０°ＣＡ回転しなければならない。

【００６７】このように、燃料噴射を同期噴射により行
う場合は、非同期噴射による場合と異なり、クランキン
グ開始後族座に初爆が得られない場合が生じ、その始動
性の点では明らかに劣ることになる。特に、内燃機関１
０の環境温度が低く、クランキングが数回転しか期待で
きないような状況下では、かかる初爆の遅れは内燃機関
の始動性に重大な影響を与えることとなる。

【００６８】更に、そのように環境温度が低い場合は、
クランキング時におけるスタータモータ２８の電力消費
に起因してバッテリ電圧がＥＣＵ３０の作動電圧未満に
降下することが考えられるが、かかる場合には気筒判別
信号の入力を繰り返し確認することとなり、著しく始動
性が悪化する。

【００６９】一方、内燃機関１０が容易に始動できる状
態であれば、初爆の遅れが問題となることがなく、適切
なクランキングの後内燃機関１０は良好に始動すること
になる。そして、この場合は、非同期噴射方式による場
合と異なり始動直後に未燃状態の燃料が排気されること
はなく、良好な排気エミッションの確保が可能となる。

【００７０】更に、始動時から同期噴射を行っている場
合、内燃機関がアイドリング状態に達した後に燃料の噴
射方式を切り換える必要がなく、その噴射方式の切替え
に伴う空燃比乱れが発生しない。つまり、非同期噴射に
よって内燃機関を始動した場合は、始動直後において全
気筒にＴＡＵ／２づつの燃料が供給されていることに起
因して、同期噴射に切り換えた場合、気筒によってはＴ
ＡＵ／２だけ燃料が過剰になったり過少になったりする
場合が生じるのに対して、当初から同期噴射が行われて
いる場合はかかる燃料噴射量のバラツキが生じることが
なく、常に良好な空燃比を維持することができる。

【００７１】また、同期噴射により内燃機関を始動する
場合、各気筒で吸気工程が実行される際に燃料を供給す
ることができるため、非同期噴射による場合に比べてイ
ンテークマニホールドに付着する燃料の量を抑制するこ
とができる。この結果、冷間始動時においてインテーク
マニホールド内壁に付着する燃料を補う意味で増量する
燃料を削減することができ、かかる増量補正に伴って多
量に排出されるＨＣやＣＯ等を削減することができる。

【００７２】また、同様の理由から、内燃機関１０がア
クセルペダルを踏んだ状態で始動され、始動後にアクセ
ルペダルが戻されるような場合に、非同期噴射の場合は
多量の付着燃料が一気に気化することで空燃比が乱れる
のに対して、同期噴射が行われている場合は空燃比の乱
れが抑制される。

【００７３】このように、同期噴射方式により燃料噴射
を行う場合、非同期噴射による場合に比べて始動性は劣
るものの、排気エミッションは画期的に向上することが
できる。そこで、本実施例においては、内燃機関１０が
良好に始動できる状態にある場合に限り同期噴射方式に
よる始動を行うこととした。

【００７４】この結果、本実施例装置を備える内燃機関
１０においては、従来の始動時燃料噴射装置を備える内
燃機関と同等の始動性を確保したまま、排気エミッショ
ンが画期的に向上されることとなる。

【００７５】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、内燃機関が
始動し難い状態であれば始動時の燃料噴射方式として非
同期噴射方式が選択されることとなり、従来の始動時燃
料噴射装置と同等の始動性が確保される。そして、内燃
機関が始動し易い状態である場合は、不要に始動性の向
上を図ることなく、始動時の燃料噴射方式として、良好
な排気エミッションの確保に適した同期噴射方式が採用
される。

【００７６】従って、本発明に係る始動時燃料噴射装置
は、常に内燃機関を良好に始動できると共に、従来の始
動時燃料噴射装置と比べて始動時に排出される排気ガス
のエミッションを画期的に向上させることができるとい
う特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る始動時燃料噴射装置の原理図であ
る。

【図２】本発明に係る始動時燃料噴射装置の一実施例の
構成を表す全体図である。

【図３】本実施例装置が実行するルーチン処理の一例の
フローチャートである。

【図４】本実施例装置において内燃機関の始動性推定に
用いるマップの一例である。

【図５】本実施例装置が実行する非同期噴射ルーチンの
一例のフローチャートである。

【図６】非同期噴射による燃料噴射パターンを説明する
ためのタイムチャートである。

【図７】本実施例装置が実行する同期噴射ルーチンの一
例のフローチャートである。

【図８】同期噴射による燃料噴射パターンを説明するた
めのタイムチャートである。

【符号の説明】

１燃料噴射手段２同期噴射設定手段３非同期噴射設定手段４始動性推定手段５噴射方式選択手段１０内燃機関２１水温センサ２５，２６気筒判別信号２７バッテリ２８スタータモータ３０電子制御装置（ＥＣＵ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の回転と同期して常に同じクラ
ンク角で各気筒に燃料を噴射する同期噴射と、前記内燃
機関の回転に同期せず、クランク角とは無関係に全気筒
に対して同時に燃料を噴射する非同期噴射とを適宜切り
換えて燃料噴射を行う燃料噴射手段を備える始動時燃料
噴射装置において、前記内燃機関の始動性を推定する始動性推定手段と、該始動性推定手段により前記内燃機関の始動性が所定水
準より悪いと推定された場合にだけ、始動時の燃料噴射
を非同期噴射とする噴射方式選択手段とを備えることを
特徴とする始動時燃料噴射装置。