【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の始動時燃料供給制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、燃料タンク内の蒸散ガスを回収するキャニスタを設けて、このキャニスタからの蒸散ガスをパージ導入路を介して直接吸気通路内へ導入するように構成したものがある。 この場合、蒸散ガスは、吸気通路の負圧（機関負圧）を利用して吸気通路内へ吸入されるようになっており、スロットルバルブの開度に応じて蒸散ガスが導入される。 また、アイドリング時や低速時には、空燃比がオーバリッチにならないように蒸散ガスの導入を規制するために、パージ導入路は、通常、吸気通路内のスロットルバルブの直上流部へ接続されている。

【０００３】この一方で、内燃機関の始動時には、燃料の霧化が行なわれにくく通常の燃料供給では燃焼が不安定になるので、一般に、燃機関始動時の燃料供給量を増量側へ制御して、始動時に十分な燃料を供給することで燃焼を改善して始動性を向上させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来のキャニスタをそなえた内燃機関の始動時燃料供給については、キャニスタがフル吸着の状態でエンジンが停止すると、キャニスタから高濃度の蒸散ガスが吸気通路内へ流入する。 このため、この後の始動時（クランキング開始直後）に、機関始動時の燃料供給の増量に更にこのキャニスタから流入した燃料が加わって、空燃比がオーバリッチとなって、高温吸気時には、燃焼が不安定になり始動時間が長くなるという不具合がある。

【０００５】本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、キャニスタをそなえた内燃機関の始動時の燃料供給を適切に制御できるようにして、始動時の燃焼を安定させて始動時間を短くできるようにした、内燃機関の始動時燃料供給制御装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の始動時燃料供給制御装置は、キャニスタからの蒸散ガスが機関負圧によりパージ導入路を介して直接吸気通路へ吸入される内燃機関において、内燃機関始動時の燃料供給量を制御する始動時燃料供給制御手段をそなえるとともに、機関吸気温度と相関するパラメータを検出する機関吸気温度パラメータ検出手段をそなえ、該始動時燃料供給制御手段に、該機関吸気温度パラメータ検出手段で検出された機関吸気温度相関パラメータが判定値よりも大きい場合は、始動時に少なくとも１回の吸気行程が終了するまでの間燃料供給を禁止する燃料供給禁止手段が設けられていることを特徴としている。

【０００７】

【作用】上述の本発明の内燃機関の始動時燃料供給制御装置では、始動時燃料供給制御手段が、内燃機関始動時の燃料供給量を制御するが、この始動時燃料供給制御手段では、該機関吸気温度パラメータ検出手段で検出された機関吸気温度相関パラメータが判定値よりも大きい場合は、燃料供給禁止手段により、始動時に少なくとも１
回の吸気行程が終了するまでの間燃料供給を禁止する。

【０００８】これにより、機関吸気温度が高い場合の始動時には、始動前に機関負圧によりパージ導入路を介して吸気通路へ吸入されていたキャニスタからの蒸散ガスが、本来機関始動時に供給される燃料の変わりに用いられ、始動時の、空燃比のオーバリッチ化が抑制されて、
安定した燃焼が実現する。

【０００９】

【実施例】以下、図面により、本発明の実施例について説明する。 図１〜図７は本発明の一実施例としての内燃機関の始動時燃料供給制御装置を示すもので、図１は本装置の制御ブロック図、図２は本装置を有するエンジンシステムの全体構成図、図３〜５は本装置の動作を説明するためのフローチャート、図６は本装置の動作を説明するためのタイムチャートである。

【００１０】さて、本装置を装備する自動車用のエンジンは、所要の運転条件下では理論空燃比（ストイキオ）
よりも希薄側空燃比（リーン）での希薄燃焼運転（リーンバーン運転）を行なうリーンバーンエンジンとして構成されているが、このエンジンシステムは、図２に示すようになる。 すなわち、この図２において、エンジン（内燃機関）１は、その燃焼室２に通じる吸気通路３および排気通路４を有しており、吸気通路３と燃焼室２とは吸気弁５によって連通制御されるとともに、排気通路４と燃焼室２とは排気弁６によって連通制御されるようになっている。

【００１１】また、吸気通路３には、その上流側から順に、エアクリーナ７，スロットル弁８および電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）９が設けられており、排気通路４には、その上流側から順に、三元触媒１０および図示しないマフラ（消音器）が設けられている。 なお、インジェクタ９は、エンジン１の各気筒毎に設けられている。 また、吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられている。

【００１２】また、三元触媒１０は、ストイキオ運転状態で、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化するもので、公知のものである。 さらに、スロットル弁８は、ワイヤケーブルを介してアクセルペダル（図示せず）に連結されており、このアクセルペダルの踏込み量に応じて開度を調整されるようになっている。

【００１３】また、吸気通路３には、スロットル弁８をバイパスする第１バイパス通路１１Ａが設けられ、この第１バイパス通路１１Ａには、ＩＳＣ弁として機能するステッパモータ弁（以下、ＳＴＭ弁という）１２が介装されている。 なお、この第１バイパス通路１１Ａには、
エンジン冷却水温に応じて開度が調整されるワックスタイプのファーストアイドルエアバルブ１３もＳＴＭ弁１
２に併設されている。

【００１４】ここで、ＳＴＭ弁１２は、第１バイパス通路１１Ａ中に形成された弁座部に当接しうる弁体１２ａ
と、この弁体位置を調整するためのステッパモータ（Ｉ
ＳＣ用アクチュエータ）１２ｂと、弁体を弁座部に押圧する方向（第１バイパス通路１１Ａを塞ぐ方向）へ付勢するバネ１２ｃとから構成されている。 そして、ステッパモータ１２ｂにより、弁座部に対する弁体１２ａの位置の段階的な調整（ステップ数による調整）を行なうことで、弁座部と弁体１２ａとの開度つまりＳＴＭ弁１２
の開度が調整されるようになっている。

【００１５】従って、このＳＴＭ弁１２の開度を後述する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５にて制御することにより、運転者によるアクセルペダルの操作とは関係なく、第１バイパス通路１１Ａを通して吸気をエンジン１
に供給することができ、その開度を変えることでスロットルバイパス吸気量を調整することができるようになっている。

【００１６】なお、ＩＳＣ用アクチュエータとしては、
ステッパモータ１２ｂの代わりに、ＤＣモータを用いてもよい。 また、吸気通路３におけるスロットル弁８の直上流側部分には、パージ導入路７４を介してキャニスタ７５が接続されており、図示しない燃料タンク内からキャニスタ７５に吸着された蒸散ガスが機関負圧により直接吸気通路３へ吸入されるようになっている。

【００１７】なお、図２において、１５は燃料圧調節器で、この燃料圧調節器１５は、吸気通路３中の負圧を受けて動作し、図示しないフュエルポンプからフュエルタンクへ戻る燃料量を調節することにより、インジェクタ９から噴射される燃料圧を調節するようになっている。
また、このエンジンシステムを制御するために、種々のセンサが設けられている。 まず、図２に示すように、エアクリーナ７を通過した吸気が吸気通路３内に流入する部分には、吸入空気量をカルマン渦情報から検出するエアフローセンサ（吸気量センサ）１７や吸気温センサ（機関吸気温度パラメータ検出手段）１８，大気圧センサ１９がそなえられている。

【００１８】また、吸気通路３におけるスロットル弁８
の配設部分には、スロットル弁８の開度を検出するポテンショメータ式のスロットルポジションセンサ２０のほかに、アイドルスイッチ２１がそなえられている。 さらに、排気通路４側における三元触媒１０の上流側部分に、排気ガス中の酸素濃度（Ｏ ₂濃度）を検出する酸素濃度センサ（以下、単に「Ｏ ₂センサ」という）２２がそなえられるほか、その他のセンサとして、エンジン１
用の冷却水の温度を検出する水温センサ２３や、図３に示すクランク角度を検出するクランク角センサ２４（このクランク角センサ２４はエンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサとしての機能も兼ねている）や車速センサ３０などがそなえられている。

【００１９】そして、これらのセンサやスイッチからの検出信号は、図１に示すようなＥＣＵ２５へ入力されるようになっている。 このＥＣＵ２５のハードウェア構成は、図示しないが、その主要部としてＣＰＵ（演算装置）をそなえたコンピュータとして構成されており、Ｃ
ＰＵには、吸気温センサ１８，大気圧センサ１９，スロットルポジションセンサ２０，リニアＯ ₂センサ２２，
水温センサ２３等からの検出信号が、入力インタフェースおよびアナログ／ディジタルコンバータを介して、入力されるようになっている。

【００２０】また、このＣＰＵには、エアフローセンサ１７，アイドルスイッチ２１，クランク角センサ２４，
車速センサ（図示略）等からの検出信号が、入力インタフェース３５を介して直接入力されるようになっている。 さらに、このＣＰＵは、バスラインを介して、プログラムデータや固定値データのほか各種データを記憶するＲＯＭ（記憶手段）や更新して順次書き替えられるＲ
ＡＭとの間でデータの授受を行なうようになっている。

【００２１】また、ＣＰＵによる演算の結果、ＥＣＵ２
５からは、エンジン１の運転状態を制御するための信号、例えば、燃料噴射制御信号，点火時期制御信号，Ｉ
ＳＣ制御信号等の各種制御信号が出力されるようになっている。 ここで、燃料噴射制御信号（空燃比制御）は、
ＣＰＵから噴射ドライバ（図示略）を介して、インジェクタ９を駆動させるための図示しないインジェクタソレノイド（正確にはインジェクタソレノイド用のトランジスタ）へ出力されるようになっており、点火時期制御信号は、ＣＰＵから点火ドライバ（図示略）を介して、パワートランジスタ（図示略）へ出力され、このパワートランジスタから点火コイル（図示略）を介しディストリビュータ（図示略）により各点火プラグ（図示略）に順次火花を発生させるようになっている。

【００２２】また、ＩＳＣ制御信号は、ＣＰＵからＩＳ
Ｃドライバ（図示略）を介して、ステッパモータ１２ｂ
へ出力されるようになっている。 今、燃料噴射制御（空燃比制御）に着目すると、この燃料噴射制御（インジェクタ駆動時間制御）のために、ＥＣＵ２５は、図１に示すように、基本駆動時間決定手段５０，その他補正係数設定手段５４の各機能に加えて、始動時駆動時間設定手段７１，燃料供給禁止手段としての選択制御手段７２，
選択スイッチ手段７３からなり、内燃機関始動時の燃料供給量を制御する始動時燃料供給制御手段７６の機能も有している。

【００２３】ここで、基本駆動時間決定手段５０は、インジェクタ９のための基本駆動時間Ｔ _Bを決定するもので、このため、この基本駆動時間決定手段５０はエアフローセンサ１７からの吸入空気量Ａ情報とクランク角センサ（エンジン回転数センサ）２４からのエンジン回転数Ｎｅ情報とからエンジン１回転あたりの吸入空気量Ａ
／Ｎ情報を求め、この情報に基づき基本駆動時間Ｔ _Bを決定するようになっている。

【００２４】その他補正係数設定手段５４は、エンジン冷却水温，吸気温，大気圧等に応じた補正係数Ｋを設定するものである。 始動時駆動時間設定手段７１は、始動時にインジェクタ９のための駆動時間Ｔ _Sを設定する。
つまり、始動時には特定気筒（通常、第１気筒）を識別できないので、始動後、気筒を識別できるまでは、全気筒同時に燃料噴射（非同期噴射）する。 そして、この後には、気筒の識別に基づいて、各気筒毎に所要の燃料を噴射するように上述のように駆動時間（Ｋ×Ｔ _B ）を設定する。

【００２５】なお、各気筒に同時に行なわれる始動時の非同期噴射の燃料噴射量は、エンジン冷却水温等に基づいて設定される、更に、非同期噴射の初回の燃料噴射は増量されている。 これは、始動時の燃料の霧化不足による燃料不足を補うようにするためである。 選択制御手段７２は、吸気温センサ１８からの吸気温度情報と、クランク角センサ（図示略）からのパルス信号やエンジン冷却水温等に基づいて、基本駆動時間決定手段５０，他補正係数設定手段５４で設定した通常駆動時間モードと、
始動時駆動時間設定手段７１で設定した始動時駆動時間モードと、吸気温センサ１８からの吸気温度を予め設定された判定値との比較に基づいて始動時非同期噴射モード又は通常駆動時間モードを停止する始動時駆動停止モードとのいずれかを選択制御する。 即ち、始動時において、吸気温度が判定値よりも大きい場合には、少なくとも各気筒の吸気行程が終了するまでは、始動時駆動停止モードを選択して、燃料噴射を完全に停止する。 もちろん、この間（少なくとも各気筒の吸気行程が終了するまでの間）、吸気温度が判定値よりも大きくない場合には、気筒を識別できるまでは始動時非同期噴射の駆動時間を設定し、気筒を識別できてからは通常駆動時間を設定する。

【００２６】また、選択スイッチ手段７３は、選択制御手段７２からの選択信号に応じて、通常駆動時間モード選択時には対応する信号連絡路Ａ１にスイッチングし、
始動時駆動時間モード選択時には対応する信号連絡路Ａ
２にスイッチングし、始動時駆動停止モード選択時には対応する信号連絡路Ａ３にスイッチングする。 そして、
選択された駆動信号がインジェクタ９へ出力されるようになっている。

【００２７】つまり、燃料噴射時間Ｔ _INJは、通常駆動時間モード選択時にはＴ _B ×Ｋ、始動時駆動時間モード選択時にはＴ _S 、始動時駆動停止モード選択時には０となって、この時間Ｔ _INJで燃料が噴射されるようになっているのである。 次に、燃料噴射制御（空燃比制御）について、図３〜５に示すフローチャートを用いて説明する。

【００２８】まず、図３は初期設定ルーチンであり、イグニッションスイッチがオンに入れられた時に作動して、各データを初期化し、クランク回転数Ｎを０にリセットをするとともに、始動噴射禁止フラグをリセットする（ステップＡ１）。 図４は始動噴射禁止フラグ設定ルーチンであり、スタータスイッチがオンに入れられた時に起動して、吸気温度（ＴＡ）を読み込み（ステップＢ
１）、この吸気温度（ＴＡ）が判定値αよりも大きいかを判断して（ステップＢ２）、吸気温度（ＴＡ）が判定値αよりも大きくないと始動噴射禁止フラグはリセットしたままで１回だけ増量された始動時初期噴射（非同期噴射）を実行する（ステップＢ３）が、吸気温度（Ｔ
Ａ）が判定値αよりも大きいと始動噴射禁止フラグをセットする（ステップＢ４）。

【００２９】図５はインジェクタ駆動時間を設定するクランクパルス割込みルーチンであり、クランクパルスのカウント値Ｎが、全気筒で吸気行程が終了したかどうかを判断するカウント値β（４気筒なら４）以下かを判定して（ステップＣ１）、カウント値Ｎが値β以下なら、
カウント値Ｎをインクリメントして（ステップＣ２）、
始動噴射禁止フラグがセットされているかを判定する（ステップＣ３）。

【００３０】始動噴射禁止フラグがセットされていれば、インジェクタ９の駆動信号は出力しないで、インジェクタ９の駆動を行なわない。 始動噴射禁止フラグがセットされていない場合、及び、カウント値Ｎが値β以下でない場合には、ステップＣ４へ進み、気筒識別が完了したかを判定して、気筒識別が完了していなければ、全気筒同時噴射（即ち、非同期噴射）を実行する。 気筒識別が完了したら、選択された気筒にそれぞれのタイミングでそれぞれの量（噴射時間）で燃料噴射を実行する。

【００３１】なお、図４に示すステップＢ３を省略して、図５に示すようなステップＣ７，Ｃ８を追加するように構成してもよい。 つまり、始動噴射禁止フラグ設定ルーチンでは、始動噴射禁止フラグのみを設定し、図５
のクランクパルス割込みルーチンで、始動噴射禁止フラグがセットされていない場合に、クランクパルスのカウント値Ｎが始動時の第１回目であるか（Ｎ＝１）を判断して（ステップＣ７）、Ｎ＝１のときには、始動時初期噴射（非同期噴射）を実行する（ステップＣ８）。 なお、この場合も、Ｎ＝２以降は、気筒判別が完了するまでの間は、全気筒同時噴射が実行され、気筒判別が完了すると、選択された気筒への燃料噴射を実行する。

【００３２】このような内燃機関の始動時燃料供給の制御の一例を図６のタイムチャートを参照して説明すると、始動後、各気筒は例えば図６（Ａ）に示すようにそれぞれ吸気，圧縮，爆発，排気を繰り返し、この間、本来は、各気筒の爆発行程の終わりから排出行程の始めにかけて燃料噴射を行ないたい。 なお、図中、♯１，♯
２，♯３，♯４はそれぞれ第１，第２，第３，第４の各気筒を示す。

【００３３】しかし、実際には、通常、気筒判別が完了するまでの間は全気筒同時噴射が実行され、気筒判別が完了すると、このような選択された気筒への燃料噴射が実行される。 これに対して、本装置では、吸気温が高ければ、図６の（Ｃ）に示すように、始動時には各気筒の吸気が少なくとも１回は完了するまでは各気筒とも何ら噴射を行なわない。 この時には、キャニスタから吸気通路内へ流入していた高濃度の蒸散ガスが、始動時に必要な燃料量を満たすようになり、始動時の非同期噴射にこのキャニスタから流入した燃料が加わることで空燃比がオーバリッチとなる不具合が解消されて、燃焼が安定して始動時間が短くなる。

【００３４】もちろん、吸気温が低ければ、始動時の気筒識別の完了する前には、図６の（Ｂ）に示すように、
全気筒同時噴射（始動時非同期噴射）を行なう。 特に、
１回目の噴射は増量して、始動時の燃料の霧化不足を補い、燃焼を安定させる。 なお、機関吸気温度と相関するパラメータとして、機関吸気温度自体を用いずに、吸気の周囲（雰囲気）の温度等を採用してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の始動時燃料供給制御装置は、キャニスタからの蒸散ガスが機関負圧によりパージ導入路を介して直接吸気通路へ吸入される内燃機関において、内燃機関始動時の燃料供給量を制御する始動時燃料供給制御手段をそなえるとともに、機関吸気温度と相関するパラメータを検出する機関吸気温度パラメータ検出手段をそなえ、該始動時燃料供給制御手段に、該機関吸気温度パラメータ検出手段で検出された機関吸気温度相関パラメータが判定値よりも大きい場合は、始動時に少なくとも１回の吸気行程が終了するまでの間燃料供給を禁止する燃料供給禁止手段が設けられるという構成により、始動時のキャニスタからの流入燃料による空燃比のオーバリッチ化が解消されて始動時の燃料供給を適切に制御できるようになり、始動時の燃焼を安定させて始動時間を短くできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の始動時燃料供給制御装置の制御ブロック図である。

【図２】本装置を有するエンジンシステムの全体構成図である。

【図３】本装置の動作を説明するためのフローチャート（初期設定ルーチン）である。

【図４】本装置の動作を説明するためのフローチャート（始動禁止フラグ設定ルーチン）である。

【図５】本装置の動作を説明するためのフローチャート（インジェクタ駆動時間を設定するクランクパルス割込みルーチン）である。

【図６】本装置の効果を説明するためのタイムチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン（内燃機関） １Ａ クランク軸 １Ｂ フライホイール ２ 燃焼室 ３ 吸気通路 ３ａ サージタンク ４ 排気通路 ５ 吸気弁 ６ 排気弁 ７ エアクリーナ ８ スロットル弁 ９ 電磁式燃料噴射弁（インジェクタ） ９ａ インジェクタソレノイド １０ 三元触媒 １１Ａ 第１バイパス通路 １２ ステッパモータ弁（ＳＴＭ弁） １２ａ 弁体 １２ｂ ステッパモータ（ＩＳＣ用アクチュエータ） １２ｃ バネ １３ ファーストアイドルエアバルブ １４ エアバイパス弁 １４ａ 弁体 １４ｂ ダイアフラム式アクチュエータ １５ 燃料圧調節器 １６ 点火プラグ １７ エアフローセンサ（吸気量センサ） １８ 吸気温センサ（機関吸気温度パラメータ検出手段） １９ 大気圧センサ ２０ スロットルポジションセンサ ２１ アイドルスイッチ ２２ リニアＯ ₂センサ ２３ 水温センサ ２４ クランク角センサ（エンジン回転数センサ） ２５ ＥＣＵ ７１ 始動時駆動時間設定手段 ７２ 燃料供給禁止手段としての選択制御手段 ７３ 選択スイッチ手段 ７４ パージ導入路 ７５ キャニスタ ７６ 始動時燃料供給制御手段