内燃機関の始動噴射量制御方法及び燃料噴射制御装置
【課題】個々のエンジンの動作特性のばらつきなどに影響されることなく始動時における的確な始動噴射量の制御を可能とする。
【解決手段】エンジン１の検出された回転数と冷却水温とを入力パラメータとして、始動噴射量マップ２５から求められた始動噴射量を、エンジン１の回転数の上昇時間に応じて定められる回転上昇時間補正係数を用いて補正し、その補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行う（Ｓ１１０〜Ｓ１１６）一方、補正後の始動噴射量を学習値として始動噴射量マップ２５の更新を行い（Ｓ１１８）、エンジン１の始動状態に応じた適切な始動噴射量の制御を可能に構成されたものとなっている。
【解決手段】エンジン１の検出された回転数と冷却水温とを入力パラメータとして、始動噴射量マップ２５から求められた始動噴射量を、エンジン１の回転数の上昇時間に応じて定められる回転上昇時間補正係数を用いて補正し、その補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行う（Ｓ１１０〜Ｓ１１６）一方、補正後の始動噴射量を学習値として始動噴射量マップ２５の更新を行い（Ｓ１１８）、エンジン１の始動状態に応じた適切な始動噴射量の制御を可能に構成されたものとなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動噴射量制御方法及び燃料噴射制御装置に係り、特に、ディーゼルエンジンの始動性の向上等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射制御においては、従来から様々な観点から様々な方策が提案、実用化されていることは、良く知られている通りである。
例えば、始動性向上を図るため、ディーゼルエンジンの始動時間から始動性の良否を判定し、始動性の劣化の程度に応じて再始動の際の燃料噴射量の増量を行うようにしたものなどが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６１１１８号公報（第３−８頁、図１−図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にエンジンの始動時間は、スタータモータの回転開始によるバッテリ電圧の立ち下がりから、あるエンジン回転数に至るまでの時間と定義されるが、バッテリ電圧の立ち下がる時点をエンジンの始動時間の開始点とするため、始動時間を計測する度に、エンジン停止時のピストン位置の違いによる始動時間のばらつきが生じ、始動性の良否を判断するパラメータとして必ずしも信頼のおけるものではないという問題がある。
一方、燃料噴射量制御において、燃料噴射量は、標準的なエンジンの動作時における燃料噴射量のデータを取得し、それを基準データとして記憶し、上述のようなパラメータを指標として、その時々の必要とされる燃料噴射量の設定を行うのが一般的であるが、個々のエンジンの動作特性にはばらつきが予想外となる場合や、また、車両全体の動作特性が予想範囲を超える場合もあり得、そのような場合には、適切な燃料噴射量が得られず、特に、エンジンの始動性の悪化を招くという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、個々のエンジンの動作特性や車両の運転状態に影響されることなく始動時における的確な燃料噴射量の制御を可能とし、エンジンの始動性をさらに向上できる内燃機関の始動噴射量制御方法及び燃料噴射制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関の始動噴射量制御方法は、
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量が、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求められ、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御が可能に構成されてなる燃料噴射制御装置における前記始動噴射量を補正制御する始動噴射量制御方法であって、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められるよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る燃料噴射制御装置は、
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量を、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求め、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御の実行可能に構成されてなる電子制御ユニットが設けられてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められるよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、実際のエンジンの始動時の回転状態に基づいて、始動噴射量の補正を行うようにしたので、個々のエンジンの動作特性のばらつきや車両の動作特性の相違に影響されることなく常に的確な始動噴射量が確保され、従来に比してエンジンの始動性をさらに向上することができ、ひいては燃費改善を図ることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示された燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより実行される本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示された燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより内燃機関の始動噴射量制御処理が実行される際の電子制御ユニットの機能を、機能ブロックにより示した機能ブロック図である。
【図４】回転上昇時間学習マップの学習時において取得される回転上昇時間を説明するための時間変化に対するエンジン回転数の変化特性の例を示した特性線図である。
【図５】基準回転上昇時間マップの適合時において取得される回転上昇時間を説明するための時間変化に対するエンジン回転数の変化特性の例を示した特性線図である。
【図６】図３における回転上昇時間学習マップ、基準回転上昇時間マップ、始動噴射量下限マップ、始動噴射量上限マップ、及び、始動噴射量マップの具体数値例を示した説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御処理により得られる補正始動噴射量の具体的数値例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
この燃料噴射制御装置は、例えば、内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下「エンジン」と称する）１を用いてなる四輪車両などにおいて実現されるもので、電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）２と、燃料噴射装置３とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００１０】
電子制御ユニット２は、燃料噴射装置３によるエンジン１への燃料噴射動作の制御を行う他、車両の動作に必要な種々の制御処理を行うものとなっている。
かかる電子制御ユニット２は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を備えると共に、入力インターフェイス回路（図示せず）や出力インターフェイス回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００１１】
そして、電子制御ユニット２には、後述する始動噴射量制御処理の実行のために必要とされるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１１の出力信号、エンジン回転数を検出する回転センサ１２、車両の車速を検出する車速センサ１３の出力信号、エンジン冷却水の水温（以下「エンジン冷却水温」と称する）を検出する水温センサ１４の出力信号、外気温度を検出する外気温センサ１５の出力信号、大気圧を検出する大気圧センサ１６の出力信号などが入力されるようになっている。
【００１２】
燃料噴射装置３は、例えば、コモンレール式燃料噴射装置などに代表されるものである。かかる燃料噴射装置３は、電子制御ユニット２からの制御により定められた目標噴射量で、燃料噴射弁４を介してエンジン１の気筒内へ燃料を噴射供給するようになっている。
なお、燃料噴射弁４は、通常、気筒数に応じて複数設けられるものであるが、図１においては一つの燃料噴射弁４に代表させて図示したものとなっている。
【００１３】
図２には、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、また、図３には、本発明の実施の形態における電子制御ユニット２による内燃機関の始動噴射量制御の実行のために電子制御ユニット２が有する機能を示す機能ブロック図が、それぞれ示されており、以下、これらの図を参照しつつ、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御について説明する。なお、図６には、図２の機能ブロック図に示された各種マップの具体的数値の一例が示されており、これについても、以下の説明において、適宜参照することとする。
まず、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御について概括的に説明すれば、この始動噴射量制御は、エンジン１の回転数とエンジン冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた始動噴射量マップから求められる標準的なエンジンを基にした始動時の燃料噴射量（以下「始動噴射量」と称する）を、実際のエンジン１の動作特性に対応した補正係数（以下「回転上昇時間補正係数」と称する）によって補正し、その補正結果をエンジン始動時における始動噴射量として燃料噴射制御を行うようにしたものである。ここで、始動噴射量マップは、標準的なエンジンにおける種々のエンジン回転数とエンジン冷却水温の組合せに対する好適な始動噴射量を、エンジン回転数とエンジン冷却水温を入力パラメータとして求められるようにマップ化したものである（詳細は後述）。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御について具体的に説明する。
電子制御ユニット２により処理が開始されると、最初に、燃料噴射制御が始動モードか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０２参照）。
燃料噴射制御自体は、電子制御ユニット２を用いて従来から行われている制御の一つで、その制御状態は、エンジン１の始動の確実、安定性の確保等を考慮して行われる始動モードと、正常に始動された後の通常運転モードの２つに大別されるようになっており、本発明の実施の形態における始動噴射量制御処理は、特に、始動モードで実行されるに適したものであるので、燃料噴射制御が始動モードにあるか否かが判定されることとなる。
なお、始動モードは、概ねクランキングが開始されてからエンジン１のエンジン回転数がアイドル回転数に至るまでの間に行われる燃料噴射制御である。
【００１５】
しかして、ステップＳ１０２において、噴射制御は、始動モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、次述するステップＳ１０４の処理へ進む一方、始動モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、既に始動モードが実行されたとして、電子制御ユニット２による燃料噴射制御は、通常運転モードへ移ることとなる（図２のステップＳ１２２参照）。
【００１６】
ステップＳ１０４においては、始動噴射量の算出が行われることとなる。
エンジン１が始動された直後における始動噴射量の算出は、後述する回転上昇時間補正係数を加味したものではなく、従来と同一の処理に基づくものである。すなわち、このステップＳ１０４において、始動噴射量の算出は、電子制御ユニット２に予め記憶された始動噴射量マップ２５（図３、及び、図６参照）を用いて、この時点における実際のエンジン回転数とエンジン冷却水温（エンジン水温）とから、これらの２つのパラメータの組合せに対応する始動噴射量が読み出されることで行われるものとなっている。
【００１７】
ここで、始動噴射量マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ５ 始動噴射量ＭＡＰ」と表記）２５は、エンジン回転数とエンジン冷却水温の種々の組合せに対する始動時における燃料噴射量、すなわち、始動噴射量を、エンジン回転数とエンジン冷却水温を入力として読み出し可能にマップ化されたものである。本発明の実施の形態における始動噴射量マップ２５は、後述するように学習処理によってエンジン１の実際の動作に基づいて更新されるものとなっている。
通常、中央品などと称される標準的な特性を有するエンジンを搭載した同型の車両において取得されたエンジン回転数とエンジン冷却水温の種々の組合せに対する始動噴射量が初期値としてマップ化されたものが、始動噴射量マップ２５として、電子制御ユニット２に記憶され、車両がユーザにより初めて駆動開始された後、後述するように学習処理によって、エンジン１の実際の始動状況に応じて得られた補正始動噴射量に更新されるようになっている。
【００１８】
図６に示された始動噴射量マップ２５の具体例においては、最も上の行における”０”、”２００”、”４００”、”８００”・・・の各数値は、それぞれエンジン回転数（ｒ／ｍｉｎ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”、”３０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン回転数とエンジン冷却水温に対する始動噴射量（ｍｇ／ｓｔ）が設定されたものとなっている。
【００１９】
上述のようにして始動噴射量の算出が行われた後は、上述の始動噴射量が噴射されて始動クランキングが開始されることとなる（図２のステップＳ１０６参照）。
次いで、電子制御ユニット２により、後述する回転上昇時間学習マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ１ 回転上昇時間学習ＭＡＰ」と表記）２１の学習値の更新が可能か否かを判定する条件である学習許可条件が満足されているか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０８参照）。
【００２０】
本発明の実施の形態においては、以下に述べる３つの条件が全て成立した場合に、学習許可条件が満足された（ＹＥＳの場合）として、後述するステップＳ１１０の処理へ進む一方、３つの条件のいずれかが成立しない場合には、学習許可条件が満足されていない（ＮＯの場合）とされ、ステップＳ１１０以降の処理による始動噴射量補正を行う状態ではないとして、電子制御ユニット２による燃料噴射制御は、始動モード終了処理（図２のステップＳ１２０参照）に移行することとなる。
【００２１】
本発明の実施の形態における学習許可条件は、バッテリ電圧、外気温、及び、大気圧の３つの要素が設定されている。
すなわち、本発明の実施の形態においては、バッテリ電圧が所定電圧を超えていること、外気温が所定温度を下回っていること、及び、大気圧が所定気圧を超えていることの３つの条件が成立した場合に、学習許可条件が満足されたとしている。
ここで、上述の所定電圧値、所定温度、及び、所定気圧は、個々の車両の具体的な諸条件に応じて、試験やシミューレション結果等に基づいて、適切な値が設定されるべきものである。本発明の実施の形態においては、所定電圧として１２０００ｍｖ、所定温度として３５ｄｅｇＣ、所定気圧として８６０ｈＰａが、それぞれ設定されたものとなっている（図３参照）。
なお、学習許可条件に、上述の３つの要素を用いたのは、エンジン１の始動特性に、特に大きな影響を与える要因と考えられるからである。
【００２２】
次いで、ステップＳ１１０においては、エンジン回転数上昇時間算出が行われることとなる。
すなわち、次述する回転上昇時間学習マップ２１に学習値として書き込まれる始動時におけるエンジン回転数の上昇時間の算出（エンジン回転上昇時間計算）が行われることとなる。
ここで、まず、回転上昇時間学習マップ２１は、エンジン１が直近に停止されてから今回の始動時までのエンジン１の停止時間（以下「エンジン停止時間」と称する）と、水温センサ１４によって検出されたエンジン冷却水温の種々の組合せに対するエンジン回転数の上昇時間が読み出し可能に構成されたものである（図３、図６参照）。
【００２３】
ここで、エンジン停止時間は、電子制御ユニット２において、時間計測を行ういわゆる計時ソフトウェアの実行によって、エンジン１が直近に停止されてから今回の始動時までのエンジン１の停止時間が計時されるようになっており、その計時結果が用いられる。なお、かかるエンジン停止時間の計時のため、電子制御ユニット２は、イグニッションスイッチ（図示せず）がオフされた後も、電源供給を受けて計時動作可能とされている。なお、計時結果は、電子制御ユニット２の適宜な記憶領域に記憶され、後述するように回転上昇時間学習マップ２１による回転上昇時間の読み出し、基準回転上昇時間マップ２２による基準回転上昇時間の読み出しに供されるようになっている。
【００２４】
さらに、回転上昇時間ｔ１は、始動時におけるエンジン回転数が、予め設定された計測開始回転数Ｎａを超え、予め設定された計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間として定義されるものである（図４参照）。なお、図４において、横軸はエンジン始動からの経過時間を、縦軸はエンジン回転数を、それぞれ示している。
本発明の実施の形態においては、電子制御ユニット２によるいわゆる計時ソフトウェアの実行により、回転センサ１２により検出されたエンジン回転数が計測開始回転数Ｎａを超え、計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間が計測され、その計測結果が回転上昇時間ｔ１とされる。
そして、上述のようにして算出された回転上昇時間ｔ１は、学習値として回転上昇時間学習マップ２１に書き込まれることとなる（図２のステップＳ１１２、及び、図３参照）。
なお、計測開始回転数Ｎａ、計測終了回転数Ｎｂは、任意に設定されるべきものであるが、本発明の実施の形態においては、大凡、エンジン１が始動されて、暫く比較的緩慢な変化率で上昇した後、アイドル回転数付近の回転数に向かって回転数が急激に上昇変化する範囲に設定されたものとなっている（図４参照）。
すなわち、計測開始回転数Ｎａは、エンジン１が始動されて、暫く比較的緩慢な変化率で上昇した後の急激な回転数の上昇が始まる付近の回転数であり、計測終了回転数Ｎｂは、急激な回転数の上昇からアイドル回転数領域へ移行する付近の回転数である。
【００２５】
図６に示された回転上昇時間学習マップ２１の具体例においては、最も上の行における”０”、”３０”、”６０”・・・の各数値は、それぞれエンジン停止時間（ｓｅｃ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”、”３０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン停止時間とエンジン冷却水温に対する回転上昇時間ｔ１（ｓｅｃ）が設定されたものとなっている。
【００２６】
次いで、回転上昇時間補正係数の算出が行われる（図２のステップＳ１１４参照）。
回転上昇時間補正係数は、先にステップＳ１０４で算出された始動噴射量の補正処理に用いられる係数であり（詳細は後述）、その算出には、回転上昇時間学習マップ２１と、基準回転上昇時間マップ２２とが用いられるものとなっている（図３、図６参照）。
まず、基準回転上昇時間マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ２ 基準回転上昇時間ＭＡＰ」と表記）２２は、エンジン停止時間とエンジン冷却水温を入力パラメータとして、基準（又は標準）となるエンジンにおける回転上昇時間（以下「基準回転上昇時間」と称する）を求めることができるよう構成されたマップであり、その基本構成は、先の回転上昇時間学習マップ２１と同様のものである。
【００２７】
かかる基準回転上昇時間マップ２２は、電子制御ユニット２の適宜な記憶領域に予め記憶されている（図３参照）。
基準回転上昇時間ｔ２は、標準とされた車両において、始動時におけるエンジン回転数が計測開始回転数Ｎａを超え、計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間として計測されたものである。
図５には、標準とされた車両におけるエンジンの始動時からの経過時間とエンジン回転数の変化例が示されており、回転上昇時間ｔ２が上述のように、計測開始回転数Ｎａを超え、計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間として計測されたものであることが示されている。なお、図５において、横軸はエンジン始動からの経過時間を、縦軸はエンジン回転数を、それぞれ示している。
なお、計測開始回転数Ｎａ、及び、計測終了回転数Ｎｂは、先の回転上昇時間ｔ１を得る場合に用いられた基準と同じものである。
【００２８】
図６に示された基準回転上昇時間マップ２２の具体例においては、最も上の行における”０”、”３０”、”６０”、”９０”・・・の各数値は、それぞれエンジン停止時間（ｓｅｃ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”、”３０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン停止時間とエンジン冷却水温に対する基準回転上昇時間ｔ２（ｓｅｃ）が設定されたものとなっている。
【００２９】
回転上昇時間補正係数は、その算出時点で先の回転上昇時間学習マップ２１から読み出された回転上昇時間ｔ１と、同様に基準回転上昇時間マップ２２から読み出された回転上昇時間ｔ２とから、回転上昇時間補正係数をαとすれば、α＝ｔ１／ｔ２として求められるものとなっている。なお、図３においては、回転上昇時間補正係数の算出は、除算記号（÷）で表されたものとなっている。
【００３０】
上述のように回転上昇時間補正係数が算出された後は、補正始動噴射量の算出が行われることとなる（図２のステップＳ１１６参照）。
すなわち、補正始動噴射量は、先にステップＳ１０４で得られた始動噴射量と回転上昇時間補正係数の乗算結果として得られるものとなっている（図３参照）。
次いで、始動噴射量マップ２５の更新が行われ、始動モードが終了されることとなる（図２のステップＳ１１８、Ｓ１２０参照）。
すなわち、先のステップ１１６の処理において得られた補正始動噴射量は、本発明の実施の形態においては、次述するようなリミッタ処理が施されて、所定の範囲に制限されるようになっている。そして、リミッタ処理が施された後、次回の始動噴射量マップ２５による始動噴射量の読み出しのために始動噴射量マップ２５に書き込まれて、始動噴射量マップ２５の更新が行われるようになっている。
【００３１】
本発明の実施の形態におけるリミッタ処理は、補正始動噴射量の上限を所定のリミッタ上限値に、補正始動噴射量を下限を所定のリミッタ下限値に制限するものとなっている（図３、図６参照）。
このリミッタ処理に用いられるリミッタ上限値及びリミッタ下限値は、エンジン回転数とエンジン冷却水温に応じて可変されるものとなっている。
本発明の実施の形態においては、始動噴射量上限マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ４ 始動噴射量上限ＭＡＰ」と表記）２３と始動噴射量下限マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ３ 始動噴射量下限ＭＡＰ」と表記）２４が予め電子制御ユニット２に記憶されており、実際に取得されたエンジン回転数とエンジン冷却水温を入力として、その入力値の大きさに応じて、始動噴射量上限マップ２３からリミッタ上限値が、始動噴射量下限マップ２４からリミッタ下限値が、それぞれ読み出されるようになっている（図３、図６参照）。
なお、図３において、”ＭＮ”の表記はリミッタ下限値を、”ＭＸ”の表記はリミッタ上限値を、それぞれ意味している。
【００３２】
そして、ステップＳ１１６の処理において算出された補正始動噴射量は、その値がリミッタ上限値を超えるものである場合には、リミッタ上限値に、また、リミッタ下限値を下回るものである場合には、リミッタ下限値に、それぞれ制限されて始動噴射量マップ２５に書き込まれ、補正始動噴射量がリミッタ上限値とリミッタ下限値の範囲にある場合には、その算出された補正始動噴射量が始動噴射量マップ２５に書き込まれようになっている。
【００３３】
図６に示された始動噴射量上限マップ２３の具体例においては、最も上の行における”０”、”２００”、”４００”・・・の各数値は、それぞれエンジン回転数（ｒ／ｍｉｎ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン回転数とエンジン冷却水温に対するリミッタ上限値（ｍｇ／ｓｔ）が設定されたものとなっている。
【００３４】
また、図６に示された始動噴射量下限マップ２４の具体例においても、始動噴射量上限マップ２３の具体例同様、最も上の行における”０”、”２００”、”４００”・・・の各数値は、それぞれエンジン回転数（ｒ／ｍｉｎ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン回転数とエンジン冷却水温に対するリミッタ下限値（ｍｇ／ｓｔ）が設定されたものとなっている。
【００３５】
上述のようにしてリミッタ処理を経て始動噴射量マップ２５が更新された後は、例えば、始動モード終了にあたって必要とされる種々のフラグの設定等必要な処理が実行され、始動モードが終了されて通常運転モードへの移行が行われることとなる（図２のステップＳ１２２参照）。
【００３６】
図７には、補正始動噴射量の具体数値例が示されており、以下、同図について説明する。
図７には、先に説明した回転上昇時間学習マップ２１や基準回転上昇時間マップ２２等の各種のマップにおける具体的数値例とリミッタ処理後の補正始動噴射量の具体的数値例に関し４つの例が示されているが、ここでは、「例１」を代表例として説明し、他の例については要点のみを述べ詳細な説明は省略することとする。
なお、図７の例は、いずれもエンジン回転数が４００（ｒ／ｍｉｎ）の場合の数値例である。
【００３７】
例１の場合、まず、回転上昇時間学習マップ２１から読み出された回転上昇時間ｔ１（図７においては「ＭＡＰ１ 学習値ｔ１」と表記）は０．９（ｓｅｃ）、基準回転上昇時間マップ２２から読み出された基準回転上昇時間ｔ２（図７においては「ＭＡＰ２ 基準値ｔ２」と表記）は１．１（ｓｅｃ）である。したがって、この場合、ステップＳ１１４の処理により得られる回転上昇時間補正係数（図７においては「補正係数＝ｔ１／ｔ２」と表記）は、０．９÷１．１＝０．８となっている（図７参照）。
そして、始動噴射量マップ２５から読み出された補正前の始動噴射量（図７においては「ＭＡＰ５ 補正前始動噴射量」と表記）は、２４（ｍｇ／ｓｔ）であり、ステップＳ１１６の処理によって得られる補正始動噴射量（図７においては「リミッタ前補正噴射量」と表記）は、２４×（０．９÷１．１）＝１９．６となっている（図７参照）。
この例の場合、始動噴射量上限マップ２３及び始動噴射量下限マップ２４からは、先に述べたようにエンジン回転数が４００（ｒ／ｍｉｎ）の場合のリミッタ上限値、リミッタ下限値が、それぞれ読み出され、リミッタ上限値（図７においては「ＭＡＰ３ 噴射量上限」と表記）は３１．２（ｍｇ／ｓｔ）、リミッタ下限値（図７においては「ＭＡＰ４ 噴射量下限」と表記）は１４．４（ｍｇ／ｓｔ）となっている（図７参照）。
【００３８】
リミッタ処理後の補正始動噴射量は、１９．６であり、上述のリミッタ上限値とリミッタ下限値の間にあるため、その補正始動噴射量（図７においては「リミッタ後 始動噴射量」と表記）が始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。
結果として、この例１の場合、実際の回転上昇時間ｔ１が基準回転上昇時間ｔ２よりも大であることに対応して補正前の始動噴射量に対して減量補正が施され、それによって燃費が改善されるものとなっている。
【００３９】
以下、他の例については、要点のみを述べることとする。
図７において、例２の場合、例１の場合同様、回転上昇時間ｔ１＜基準回転上昇時間ｔ２であるため、減量補正がなされる。しかし、リミッタ処理前の補正始動噴射量は１９．８（ｍｇ／ｓｔ）であり、リミッタ下限値２１．６（ｍｇ／ｓｔ）を下回る値であるため、リミッタ下限値２１．６（ｍｇ／ｓｔ）に制限されて、始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。
また、例３の場合、回転上昇時間ｔ１＞基準回転上昇時間ｔ２であるため、増量補正がなされるが、補正始動噴射量は、リミッタ上限値とリミッタ下限値の間にあるため、補正始動噴射量が始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。なお、この場合、増量補正によって、始動時間の改善が促進されることとなる。
最後に例４の場合、上述の例３同様、回転上昇時間ｔ１＞基準回転上昇時間ｔ２であるため、増量補正がなされる。しかし、補正始動噴射量はリミッタ上限値を上回るため、リミッタ上限値の１２４（ｍｇ／ｓｔ）に制限され、かかる値が補正始動噴射量として始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
エンジン始動特性の更なる改善が所望される内燃機関の燃料噴射制御装置に適する。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン
２…電子制御ユニット
２１…回転上昇時間学習マップ
２２…基準回転上昇時間マップ
２３…始動噴射量上限マップ
２４…始動噴射量下限マップ
２５…始動噴射量ップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動噴射量制御方法及び燃料噴射制御装置に係り、特に、ディーゼルエンジンの始動性の向上等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃料噴射制御においては、従来から様々な観点から様々な方策が提案、実用化されていることは、良く知られている通りである。
例えば、始動性向上を図るため、ディーゼルエンジンの始動時間から始動性の良否を判定し、始動性の劣化の程度に応じて再始動の際の燃料噴射量の増量を行うようにしたものなどが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６１１１８号公報（第３−８頁、図１−図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般にエンジンの始動時間は、スタータモータの回転開始によるバッテリ電圧の立ち下がりから、あるエンジン回転数に至るまでの時間と定義されるが、バッテリ電圧の立ち下がる時点をエンジンの始動時間の開始点とするため、始動時間を計測する度に、エンジン停止時のピストン位置の違いによる始動時間のばらつきが生じ、始動性の良否を判断するパラメータとして必ずしも信頼のおけるものではないという問題がある。
一方、燃料噴射量制御において、燃料噴射量は、標準的なエンジンの動作時における燃料噴射量のデータを取得し、それを基準データとして記憶し、上述のようなパラメータを指標として、その時々の必要とされる燃料噴射量の設定を行うのが一般的であるが、個々のエンジンの動作特性にはばらつきが予想外となる場合や、また、車両全体の動作特性が予想範囲を超える場合もあり得、そのような場合には、適切な燃料噴射量が得られず、特に、エンジンの始動性の悪化を招くという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、個々のエンジンの動作特性や車両の運転状態に影響されることなく始動時における的確な燃料噴射量の制御を可能とし、エンジンの始動性をさらに向上できる内燃機関の始動噴射量制御方法及び燃料噴射制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関の始動噴射量制御方法は、
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量が、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求められ、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御が可能に構成されてなる燃料噴射制御装置における前記始動噴射量を補正制御する始動噴射量制御方法であって、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められるよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る燃料噴射制御装置は、
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量を、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求め、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御の実行可能に構成されてなる電子制御ユニットが設けられてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められるよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、実際のエンジンの始動時の回転状態に基づいて、始動噴射量の補正を行うようにしたので、個々のエンジンの動作特性のばらつきや車両の動作特性の相違に影響されることなく常に的確な始動噴射量が確保され、従来に比してエンジンの始動性をさらに向上することができ、ひいては燃費改善を図ることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示された燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより実行される本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示された燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより内燃機関の始動噴射量制御処理が実行される際の電子制御ユニットの機能を、機能ブロックにより示した機能ブロック図である。
【図４】回転上昇時間学習マップの学習時において取得される回転上昇時間を説明するための時間変化に対するエンジン回転数の変化特性の例を示した特性線図である。
【図５】基準回転上昇時間マップの適合時において取得される回転上昇時間を説明するための時間変化に対するエンジン回転数の変化特性の例を示した特性線図である。
【図６】図３における回転上昇時間学習マップ、基準回転上昇時間マップ、始動噴射量下限マップ、始動噴射量上限マップ、及び、始動噴射量マップの具体数値例を示した説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御処理により得られる補正始動噴射量の具体的数値例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における燃料噴射制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
この燃料噴射制御装置は、例えば、内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下「エンジン」と称する）１を用いてなる四輪車両などにおいて実現されるもので、電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）２と、燃料噴射装置３とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００１０】
電子制御ユニット２は、燃料噴射装置３によるエンジン１への燃料噴射動作の制御を行う他、車両の動作に必要な種々の制御処理を行うものとなっている。
かかる電子制御ユニット２は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を備えると共に、入力インターフェイス回路（図示せず）や出力インターフェイス回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００１１】
そして、電子制御ユニット２には、後述する始動噴射量制御処理の実行のために必要とされるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１１の出力信号、エンジン回転数を検出する回転センサ１２、車両の車速を検出する車速センサ１３の出力信号、エンジン冷却水の水温（以下「エンジン冷却水温」と称する）を検出する水温センサ１４の出力信号、外気温度を検出する外気温センサ１５の出力信号、大気圧を検出する大気圧センサ１６の出力信号などが入力されるようになっている。
【００１２】
燃料噴射装置３は、例えば、コモンレール式燃料噴射装置などに代表されるものである。かかる燃料噴射装置３は、電子制御ユニット２からの制御により定められた目標噴射量で、燃料噴射弁４を介してエンジン１の気筒内へ燃料を噴射供給するようになっている。
なお、燃料噴射弁４は、通常、気筒数に応じて複数設けられるものであるが、図１においては一つの燃料噴射弁４に代表させて図示したものとなっている。
【００１３】
図２には、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、また、図３には、本発明の実施の形態における電子制御ユニット２による内燃機関の始動噴射量制御の実行のために電子制御ユニット２が有する機能を示す機能ブロック図が、それぞれ示されており、以下、これらの図を参照しつつ、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御について説明する。なお、図６には、図２の機能ブロック図に示された各種マップの具体的数値の一例が示されており、これについても、以下の説明において、適宜参照することとする。
まず、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御について概括的に説明すれば、この始動噴射量制御は、エンジン１の回転数とエンジン冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた始動噴射量マップから求められる標準的なエンジンを基にした始動時の燃料噴射量（以下「始動噴射量」と称する）を、実際のエンジン１の動作特性に対応した補正係数（以下「回転上昇時間補正係数」と称する）によって補正し、その補正結果をエンジン始動時における始動噴射量として燃料噴射制御を行うようにしたものである。ここで、始動噴射量マップは、標準的なエンジンにおける種々のエンジン回転数とエンジン冷却水温の組合せに対する好適な始動噴射量を、エンジン回転数とエンジン冷却水温を入力パラメータとして求められるようにマップ化したものである（詳細は後述）。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態における内燃機関の始動噴射量制御について具体的に説明する。
電子制御ユニット２により処理が開始されると、最初に、燃料噴射制御が始動モードか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０２参照）。
燃料噴射制御自体は、電子制御ユニット２を用いて従来から行われている制御の一つで、その制御状態は、エンジン１の始動の確実、安定性の確保等を考慮して行われる始動モードと、正常に始動された後の通常運転モードの２つに大別されるようになっており、本発明の実施の形態における始動噴射量制御処理は、特に、始動モードで実行されるに適したものであるので、燃料噴射制御が始動モードにあるか否かが判定されることとなる。
なお、始動モードは、概ねクランキングが開始されてからエンジン１のエンジン回転数がアイドル回転数に至るまでの間に行われる燃料噴射制御である。
【００１５】
しかして、ステップＳ１０２において、噴射制御は、始動モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、次述するステップＳ１０４の処理へ進む一方、始動モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、既に始動モードが実行されたとして、電子制御ユニット２による燃料噴射制御は、通常運転モードへ移ることとなる（図２のステップＳ１２２参照）。
【００１６】
ステップＳ１０４においては、始動噴射量の算出が行われることとなる。
エンジン１が始動された直後における始動噴射量の算出は、後述する回転上昇時間補正係数を加味したものではなく、従来と同一の処理に基づくものである。すなわち、このステップＳ１０４において、始動噴射量の算出は、電子制御ユニット２に予め記憶された始動噴射量マップ２５（図３、及び、図６参照）を用いて、この時点における実際のエンジン回転数とエンジン冷却水温（エンジン水温）とから、これらの２つのパラメータの組合せに対応する始動噴射量が読み出されることで行われるものとなっている。
【００１７】
ここで、始動噴射量マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ５ 始動噴射量ＭＡＰ」と表記）２５は、エンジン回転数とエンジン冷却水温の種々の組合せに対する始動時における燃料噴射量、すなわち、始動噴射量を、エンジン回転数とエンジン冷却水温を入力として読み出し可能にマップ化されたものである。本発明の実施の形態における始動噴射量マップ２５は、後述するように学習処理によってエンジン１の実際の動作に基づいて更新されるものとなっている。
通常、中央品などと称される標準的な特性を有するエンジンを搭載した同型の車両において取得されたエンジン回転数とエンジン冷却水温の種々の組合せに対する始動噴射量が初期値としてマップ化されたものが、始動噴射量マップ２５として、電子制御ユニット２に記憶され、車両がユーザにより初めて駆動開始された後、後述するように学習処理によって、エンジン１の実際の始動状況に応じて得られた補正始動噴射量に更新されるようになっている。
【００１８】
図６に示された始動噴射量マップ２５の具体例においては、最も上の行における”０”、”２００”、”４００”、”８００”・・・の各数値は、それぞれエンジン回転数（ｒ／ｍｉｎ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”、”３０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン回転数とエンジン冷却水温に対する始動噴射量（ｍｇ／ｓｔ）が設定されたものとなっている。
【００１９】
上述のようにして始動噴射量の算出が行われた後は、上述の始動噴射量が噴射されて始動クランキングが開始されることとなる（図２のステップＳ１０６参照）。
次いで、電子制御ユニット２により、後述する回転上昇時間学習マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ１ 回転上昇時間学習ＭＡＰ」と表記）２１の学習値の更新が可能か否かを判定する条件である学習許可条件が満足されているか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０８参照）。
【００２０】
本発明の実施の形態においては、以下に述べる３つの条件が全て成立した場合に、学習許可条件が満足された（ＹＥＳの場合）として、後述するステップＳ１１０の処理へ進む一方、３つの条件のいずれかが成立しない場合には、学習許可条件が満足されていない（ＮＯの場合）とされ、ステップＳ１１０以降の処理による始動噴射量補正を行う状態ではないとして、電子制御ユニット２による燃料噴射制御は、始動モード終了処理（図２のステップＳ１２０参照）に移行することとなる。
【００２１】
本発明の実施の形態における学習許可条件は、バッテリ電圧、外気温、及び、大気圧の３つの要素が設定されている。
すなわち、本発明の実施の形態においては、バッテリ電圧が所定電圧を超えていること、外気温が所定温度を下回っていること、及び、大気圧が所定気圧を超えていることの３つの条件が成立した場合に、学習許可条件が満足されたとしている。
ここで、上述の所定電圧値、所定温度、及び、所定気圧は、個々の車両の具体的な諸条件に応じて、試験やシミューレション結果等に基づいて、適切な値が設定されるべきものである。本発明の実施の形態においては、所定電圧として１２０００ｍｖ、所定温度として３５ｄｅｇＣ、所定気圧として８６０ｈＰａが、それぞれ設定されたものとなっている（図３参照）。
なお、学習許可条件に、上述の３つの要素を用いたのは、エンジン１の始動特性に、特に大きな影響を与える要因と考えられるからである。
【００２２】
次いで、ステップＳ１１０においては、エンジン回転数上昇時間算出が行われることとなる。
すなわち、次述する回転上昇時間学習マップ２１に学習値として書き込まれる始動時におけるエンジン回転数の上昇時間の算出（エンジン回転上昇時間計算）が行われることとなる。
ここで、まず、回転上昇時間学習マップ２１は、エンジン１が直近に停止されてから今回の始動時までのエンジン１の停止時間（以下「エンジン停止時間」と称する）と、水温センサ１４によって検出されたエンジン冷却水温の種々の組合せに対するエンジン回転数の上昇時間が読み出し可能に構成されたものである（図３、図６参照）。
【００２３】
ここで、エンジン停止時間は、電子制御ユニット２において、時間計測を行ういわゆる計時ソフトウェアの実行によって、エンジン１が直近に停止されてから今回の始動時までのエンジン１の停止時間が計時されるようになっており、その計時結果が用いられる。なお、かかるエンジン停止時間の計時のため、電子制御ユニット２は、イグニッションスイッチ（図示せず）がオフされた後も、電源供給を受けて計時動作可能とされている。なお、計時結果は、電子制御ユニット２の適宜な記憶領域に記憶され、後述するように回転上昇時間学習マップ２１による回転上昇時間の読み出し、基準回転上昇時間マップ２２による基準回転上昇時間の読み出しに供されるようになっている。
【００２４】
さらに、回転上昇時間ｔ１は、始動時におけるエンジン回転数が、予め設定された計測開始回転数Ｎａを超え、予め設定された計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間として定義されるものである（図４参照）。なお、図４において、横軸はエンジン始動からの経過時間を、縦軸はエンジン回転数を、それぞれ示している。
本発明の実施の形態においては、電子制御ユニット２によるいわゆる計時ソフトウェアの実行により、回転センサ１２により検出されたエンジン回転数が計測開始回転数Ｎａを超え、計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間が計測され、その計測結果が回転上昇時間ｔ１とされる。
そして、上述のようにして算出された回転上昇時間ｔ１は、学習値として回転上昇時間学習マップ２１に書き込まれることとなる（図２のステップＳ１１２、及び、図３参照）。
なお、計測開始回転数Ｎａ、計測終了回転数Ｎｂは、任意に設定されるべきものであるが、本発明の実施の形態においては、大凡、エンジン１が始動されて、暫く比較的緩慢な変化率で上昇した後、アイドル回転数付近の回転数に向かって回転数が急激に上昇変化する範囲に設定されたものとなっている（図４参照）。
すなわち、計測開始回転数Ｎａは、エンジン１が始動されて、暫く比較的緩慢な変化率で上昇した後の急激な回転数の上昇が始まる付近の回転数であり、計測終了回転数Ｎｂは、急激な回転数の上昇からアイドル回転数領域へ移行する付近の回転数である。
【００２５】
図６に示された回転上昇時間学習マップ２１の具体例においては、最も上の行における”０”、”３０”、”６０”・・・の各数値は、それぞれエンジン停止時間（ｓｅｃ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”、”３０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン停止時間とエンジン冷却水温に対する回転上昇時間ｔ１（ｓｅｃ）が設定されたものとなっている。
【００２６】
次いで、回転上昇時間補正係数の算出が行われる（図２のステップＳ１１４参照）。
回転上昇時間補正係数は、先にステップＳ１０４で算出された始動噴射量の補正処理に用いられる係数であり（詳細は後述）、その算出には、回転上昇時間学習マップ２１と、基準回転上昇時間マップ２２とが用いられるものとなっている（図３、図６参照）。
まず、基準回転上昇時間マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ２ 基準回転上昇時間ＭＡＰ」と表記）２２は、エンジン停止時間とエンジン冷却水温を入力パラメータとして、基準（又は標準）となるエンジンにおける回転上昇時間（以下「基準回転上昇時間」と称する）を求めることができるよう構成されたマップであり、その基本構成は、先の回転上昇時間学習マップ２１と同様のものである。
【００２７】
かかる基準回転上昇時間マップ２２は、電子制御ユニット２の適宜な記憶領域に予め記憶されている（図３参照）。
基準回転上昇時間ｔ２は、標準とされた車両において、始動時におけるエンジン回転数が計測開始回転数Ｎａを超え、計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間として計測されたものである。
図５には、標準とされた車両におけるエンジンの始動時からの経過時間とエンジン回転数の変化例が示されており、回転上昇時間ｔ２が上述のように、計測開始回転数Ｎａを超え、計測終了回転数Ｎｂに至るまでの時間として計測されたものであることが示されている。なお、図５において、横軸はエンジン始動からの経過時間を、縦軸はエンジン回転数を、それぞれ示している。
なお、計測開始回転数Ｎａ、及び、計測終了回転数Ｎｂは、先の回転上昇時間ｔ１を得る場合に用いられた基準と同じものである。
【００２８】
図６に示された基準回転上昇時間マップ２２の具体例においては、最も上の行における”０”、”３０”、”６０”、”９０”・・・の各数値は、それぞれエンジン停止時間（ｓｅｃ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”、”３０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン停止時間とエンジン冷却水温に対する基準回転上昇時間ｔ２（ｓｅｃ）が設定されたものとなっている。
【００２９】
回転上昇時間補正係数は、その算出時点で先の回転上昇時間学習マップ２１から読み出された回転上昇時間ｔ１と、同様に基準回転上昇時間マップ２２から読み出された回転上昇時間ｔ２とから、回転上昇時間補正係数をαとすれば、α＝ｔ１／ｔ２として求められるものとなっている。なお、図３においては、回転上昇時間補正係数の算出は、除算記号（÷）で表されたものとなっている。
【００３０】
上述のように回転上昇時間補正係数が算出された後は、補正始動噴射量の算出が行われることとなる（図２のステップＳ１１６参照）。
すなわち、補正始動噴射量は、先にステップＳ１０４で得られた始動噴射量と回転上昇時間補正係数の乗算結果として得られるものとなっている（図３参照）。
次いで、始動噴射量マップ２５の更新が行われ、始動モードが終了されることとなる（図２のステップＳ１１８、Ｓ１２０参照）。
すなわち、先のステップ１１６の処理において得られた補正始動噴射量は、本発明の実施の形態においては、次述するようなリミッタ処理が施されて、所定の範囲に制限されるようになっている。そして、リミッタ処理が施された後、次回の始動噴射量マップ２５による始動噴射量の読み出しのために始動噴射量マップ２５に書き込まれて、始動噴射量マップ２５の更新が行われるようになっている。
【００３１】
本発明の実施の形態におけるリミッタ処理は、補正始動噴射量の上限を所定のリミッタ上限値に、補正始動噴射量を下限を所定のリミッタ下限値に制限するものとなっている（図３、図６参照）。
このリミッタ処理に用いられるリミッタ上限値及びリミッタ下限値は、エンジン回転数とエンジン冷却水温に応じて可変されるものとなっている。
本発明の実施の形態においては、始動噴射量上限マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ４ 始動噴射量上限ＭＡＰ」と表記）２３と始動噴射量下限マップ（図３、図６においては「ＭＡＰ３ 始動噴射量下限ＭＡＰ」と表記）２４が予め電子制御ユニット２に記憶されており、実際に取得されたエンジン回転数とエンジン冷却水温を入力として、その入力値の大きさに応じて、始動噴射量上限マップ２３からリミッタ上限値が、始動噴射量下限マップ２４からリミッタ下限値が、それぞれ読み出されるようになっている（図３、図６参照）。
なお、図３において、”ＭＮ”の表記はリミッタ下限値を、”ＭＸ”の表記はリミッタ上限値を、それぞれ意味している。
【００３２】
そして、ステップＳ１１６の処理において算出された補正始動噴射量は、その値がリミッタ上限値を超えるものである場合には、リミッタ上限値に、また、リミッタ下限値を下回るものである場合には、リミッタ下限値に、それぞれ制限されて始動噴射量マップ２５に書き込まれ、補正始動噴射量がリミッタ上限値とリミッタ下限値の範囲にある場合には、その算出された補正始動噴射量が始動噴射量マップ２５に書き込まれようになっている。
【００３３】
図６に示された始動噴射量上限マップ２３の具体例においては、最も上の行における”０”、”２００”、”４００”・・・の各数値は、それぞれエンジン回転数（ｒ／ｍｉｎ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン回転数とエンジン冷却水温に対するリミッタ上限値（ｍｇ／ｓｔ）が設定されたものとなっている。
【００３４】
また、図６に示された始動噴射量下限マップ２４の具体例においても、始動噴射量上限マップ２３の具体例同様、最も上の行における”０”、”２００”、”４００”・・・の各数値は、それぞれエンジン回転数（ｒ／ｍｉｎ）を表し、最も左側の列における”−２５”、”−１５”、”０”、”１０”、”２０”・・・の各数値は、それぞれエンジン冷却水温を表している。そして、マップの各格子点の位置には、対応するエンジン回転数とエンジン冷却水温に対するリミッタ下限値（ｍｇ／ｓｔ）が設定されたものとなっている。
【００３５】
上述のようにしてリミッタ処理を経て始動噴射量マップ２５が更新された後は、例えば、始動モード終了にあたって必要とされる種々のフラグの設定等必要な処理が実行され、始動モードが終了されて通常運転モードへの移行が行われることとなる（図２のステップＳ１２２参照）。
【００３６】
図７には、補正始動噴射量の具体数値例が示されており、以下、同図について説明する。
図７には、先に説明した回転上昇時間学習マップ２１や基準回転上昇時間マップ２２等の各種のマップにおける具体的数値例とリミッタ処理後の補正始動噴射量の具体的数値例に関し４つの例が示されているが、ここでは、「例１」を代表例として説明し、他の例については要点のみを述べ詳細な説明は省略することとする。
なお、図７の例は、いずれもエンジン回転数が４００（ｒ／ｍｉｎ）の場合の数値例である。
【００３７】
例１の場合、まず、回転上昇時間学習マップ２１から読み出された回転上昇時間ｔ１（図７においては「ＭＡＰ１ 学習値ｔ１」と表記）は０．９（ｓｅｃ）、基準回転上昇時間マップ２２から読み出された基準回転上昇時間ｔ２（図７においては「ＭＡＰ２ 基準値ｔ２」と表記）は１．１（ｓｅｃ）である。したがって、この場合、ステップＳ１１４の処理により得られる回転上昇時間補正係数（図７においては「補正係数＝ｔ１／ｔ２」と表記）は、０．９÷１．１＝０．８となっている（図７参照）。
そして、始動噴射量マップ２５から読み出された補正前の始動噴射量（図７においては「ＭＡＰ５ 補正前始動噴射量」と表記）は、２４（ｍｇ／ｓｔ）であり、ステップＳ１１６の処理によって得られる補正始動噴射量（図７においては「リミッタ前補正噴射量」と表記）は、２４×（０．９÷１．１）＝１９．６となっている（図７参照）。
この例の場合、始動噴射量上限マップ２３及び始動噴射量下限マップ２４からは、先に述べたようにエンジン回転数が４００（ｒ／ｍｉｎ）の場合のリミッタ上限値、リミッタ下限値が、それぞれ読み出され、リミッタ上限値（図７においては「ＭＡＰ３ 噴射量上限」と表記）は３１．２（ｍｇ／ｓｔ）、リミッタ下限値（図７においては「ＭＡＰ４ 噴射量下限」と表記）は１４．４（ｍｇ／ｓｔ）となっている（図７参照）。
【００３８】
リミッタ処理後の補正始動噴射量は、１９．６であり、上述のリミッタ上限値とリミッタ下限値の間にあるため、その補正始動噴射量（図７においては「リミッタ後 始動噴射量」と表記）が始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。
結果として、この例１の場合、実際の回転上昇時間ｔ１が基準回転上昇時間ｔ２よりも大であることに対応して補正前の始動噴射量に対して減量補正が施され、それによって燃費が改善されるものとなっている。
【００３９】
以下、他の例については、要点のみを述べることとする。
図７において、例２の場合、例１の場合同様、回転上昇時間ｔ１＜基準回転上昇時間ｔ２であるため、減量補正がなされる。しかし、リミッタ処理前の補正始動噴射量は１９．８（ｍｇ／ｓｔ）であり、リミッタ下限値２１．６（ｍｇ／ｓｔ）を下回る値であるため、リミッタ下限値２１．６（ｍｇ／ｓｔ）に制限されて、始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。
また、例３の場合、回転上昇時間ｔ１＞基準回転上昇時間ｔ２であるため、増量補正がなされるが、補正始動噴射量は、リミッタ上限値とリミッタ下限値の間にあるため、補正始動噴射量が始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。なお、この場合、増量補正によって、始動時間の改善が促進されることとなる。
最後に例４の場合、上述の例３同様、回転上昇時間ｔ１＞基準回転上昇時間ｔ２であるため、増量補正がなされる。しかし、補正始動噴射量はリミッタ上限値を上回るため、リミッタ上限値の１２４（ｍｇ／ｓｔ）に制限され、かかる値が補正始動噴射量として始動噴射量マップ２５に書き込まれることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
エンジン始動特性の更なる改善が所望される内燃機関の燃料噴射制御装置に適する。
【符号の説明】
【００４１】
１…エンジン
２…電子制御ユニット
２１…回転上昇時間学習マップ
２２…基準回転上昇時間マップ
２３…始動噴射量上限マップ
２４…始動噴射量下限マップ
２５…始動噴射量ップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量が、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求められ、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御が可能に構成されてなる燃料噴射制御装置における前記始動噴射量を補正制御する始動噴射量制御方法であって、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる回転上昇時間補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記回転上昇時間補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められたものであることを特徴とする内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項２】
補正後の始動噴射量が得られる度毎に、当該データを学習値として所定の始動噴射量マップの対応するデータを書き換えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項３】
基準回転上昇時間は、予め設定された基準回転上昇時間マップにより求められ、
前記基準回転上昇時間マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、基準回転上昇時間が得られるよう設定されてなり、前記基準回転上昇時間は、予め定められた標準の内燃機関の前記停止時間と前記冷却水温の種々の組合せにおける所定の回転数の上昇に要する時間であり、
回転上昇時間は、回転上昇時間学習マップにより求められ、
前記回転上昇時間学習マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、回転上昇時間が求められるよう設定されてなるもので、前記回転上昇時間は、所定の回転数の上昇に要する時間として実際に取得され、所定条件の下、学習値として更新されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項４】
回転上昇時間学習マップの学習値の更新のための所定条件は、少なくとも、バッテリ電圧が所定電圧を超え、かつ、外気温度が所定気温を超え、また、大気圧が所定気圧を超えることを条件とすることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項５】
補正後の始動噴射量に対して、所定のリミッタ上限値と所定のリミッタ下限値の範囲となるようにリミッタ処理を施し、当該リミッタ処理後に始動噴射量マップへの書き込みを可能とすることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項６】
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量を、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求め、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御の実行可能に構成されてなる電子制御ユニットが設けられてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる回転上昇時間補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記回転上昇時間補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められたものであることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項７】
電子制御ユニットは、補正後の始動噴射量が得られる度毎に、それを学習値として所定の始動噴射量マップの対応するデータと書き換える学習処理を実行可能に構成されてなることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
電子制御ユニットは、基準回転上昇時間を予め設定された基準回転上昇時間マップにより求めると共に、回転上昇時間はを回転上昇時間学習マップにより求めるよう構成されてなり、
前記基準回転上昇時間マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、基準回転上昇時間が得られるよう設定されてなり、前記基準回転上昇時間は、予め定められた標準の内燃機関の前記停止時間と前記冷却水温の種々の組合せにおける所定の回転数の上昇に要する時間であり、
前記回転上昇時間学習マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、回転上昇時間が求められるよう設定されてなるもので、前記回転上昇時間は、所定の回転数の上昇に要する時間として実際に取得され、所定条件の下、学習値として更新されてなるものであることを特徴とする請求項７記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
電子制御ユニットは、少なくとも、バッテリ電圧が所定電圧を超え、かつ、外気温度が所定気温を超え、また、大気圧が所定気圧を超えたと判定された場合に、回転上昇時間学習マップの学習値の更新を行うよう構成されてなることを特徴とする請求項８記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
電子制御ユニットは、補正後の始動噴射量に対して、所定のリミッタ上限値と所定のリミッタ下限値の範囲となるようにリミッタ処理を施し、当該リミッタ処理後に始動噴射量マップへの書き込みを行うよう構成されてなることを特徴とする請求項９記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１】
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量が、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求められ、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御が可能に構成されてなる燃料噴射制御装置における前記始動噴射量を補正制御する始動噴射量制御方法であって、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる回転上昇時間補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記回転上昇時間補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められたものであることを特徴とする内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項２】
補正後の始動噴射量が得られる度毎に、当該データを学習値として所定の始動噴射量マップの対応するデータを書き換えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項３】
基準回転上昇時間は、予め設定された基準回転上昇時間マップにより求められ、
前記基準回転上昇時間マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、基準回転上昇時間が得られるよう設定されてなり、前記基準回転上昇時間は、予め定められた標準の内燃機関の前記停止時間と前記冷却水温の種々の組合せにおける所定の回転数の上昇に要する時間であり、
回転上昇時間は、回転上昇時間学習マップにより求められ、
前記回転上昇時間学習マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、回転上昇時間が求められるよう設定されてなるもので、前記回転上昇時間は、所定の回転数の上昇に要する時間として実際に取得され、所定条件の下、学習値として更新されてなるものであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項４】
回転上昇時間学習マップの学習値の更新のための所定条件は、少なくとも、バッテリ電圧が所定電圧を超え、かつ、外気温度が所定気温を超え、また、大気圧が所定気圧を超えることを条件とすることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項５】
補正後の始動噴射量に対して、所定のリミッタ上限値と所定のリミッタ下限値の範囲となるようにリミッタ処理を施し、当該リミッタ処理後に始動噴射量マップへの書き込みを可能とすることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の始動噴射量制御方法。
【請求項６】
内燃機関の始動時における目標の燃料噴射量である始動噴射量を、少なくとも前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とに基づいて求め、前記内燃機関に対する燃料噴射が前記始動噴射量となるようフィードバック制御による始動噴射制御の実行可能に構成されてなる電子制御ユニットが設けられてなる燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
検出された前記内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、所定の始動噴射量マップから求められた始動噴射量を、前記内燃機関の回転数の上昇時間に応じて定められる回転上昇時間補正係数を用いて補正し、当該補正後の始動噴射量により始動噴射制御を行い、
前記所定の始動噴射量マップは、内燃機関の回転数と前記内燃機関の冷却水温とを入力パラメータとして、予め定められた標準の内燃機関における始動噴射量を取り出し可能に設定され、
前記回転上昇時間補正係数は、前記標準の内燃機関の所定の回転数範囲における回転数の上昇時間である基準回転上昇時間に対する、前記内燃機関の所定の回転数範囲における実際の回転数の上昇時間である回転上昇時間の割合として求められたものであることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項７】
電子制御ユニットは、補正後の始動噴射量が得られる度毎に、それを学習値として所定の始動噴射量マップの対応するデータと書き換える学習処理を実行可能に構成されてなることを特徴とする請求項６記載の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
電子制御ユニットは、基準回転上昇時間を予め設定された基準回転上昇時間マップにより求めると共に、回転上昇時間はを回転上昇時間学習マップにより求めるよう構成されてなり、
前記基準回転上昇時間マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、基準回転上昇時間が得られるよう設定されてなり、前記基準回転上昇時間は、予め定められた標準の内燃機関の前記停止時間と前記冷却水温の種々の組合せにおける所定の回転数の上昇に要する時間であり、
前記回転上昇時間学習マップは、内燃機関の始動までの停止時間と前記内燃機関の冷却水温を入力パラメータとして、回転上昇時間が求められるよう設定されてなるもので、前記回転上昇時間は、所定の回転数の上昇に要する時間として実際に取得され、所定条件の下、学習値として更新されてなるものであることを特徴とする請求項７記載の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
電子制御ユニットは、少なくとも、バッテリ電圧が所定電圧を超え、かつ、外気温度が所定気温を超え、また、大気圧が所定気圧を超えたと判定された場合に、回転上昇時間学習マップの学習値の更新を行うよう構成されてなることを特徴とする請求項８記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１０】
電子制御ユニットは、補正後の始動噴射量に対して、所定のリミッタ上限値と所定のリミッタ下限値の範囲となるようにリミッタ処理を施し、当該リミッタ処理後に始動噴射量マップへの書き込みを行うよう構成されてなることを特徴とする請求項９記載の燃料噴射制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７７７１８（Ｐ２０１２−７７７１８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２５６９３（Ｐ２０１０−２２５６９３）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（０００００３３３３）ボッシュ株式会社 (510)
【Ｆターム（参考）】
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