JPH11229944A

JPH11229944A - エンジンの始動制御装置

Info

Publication number: JPH11229944A
Application number: JP10042903A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakazawa; 弘次中沢; Isahide Aoki; 勇秀青木
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンの始動時に燃料の噴射制御及び点火
制御等を早期に行い、エンジンを短時間で始動できるよ
うにする。【解決手段】クランク角センサから出力される位置信
号を５°毎の角度信号とし、気筒判別センサから出力さ
れる気筒検出信号は、先頭パルスＰS の立下り位置が♯
４の上死点前３０°の位置となるように、各パルス間の
間隔を１５°に設定する。そして、エンジンの始動時に
気筒検出信号の先頭パルスＰS を判定するために必要と
なる角度γを３０°まで小さくし、この角度γの範囲に
おいて気筒検出信号のパルス出力がない状態から、最初
に出力されたパルスを気筒検出信号の先頭パルスＰS と
して識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジン等を始動させるのに好適に用いられるエンジンの
始動制御装置に関し、特に、多気筒エンジンの燃料噴射
制御等を早期に行い得るようにしたエンジンの始動制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンは、複数の気
筒を有する多気筒エンジンからなり、各気筒毎に燃料の
噴射制御とこれに続く点火時期制御等とを繰返し行うよ
うにしている。そして、エンジンの始動時には、電動モ
ータ等からなるスタータによりクランク軸を回転駆動
し、この間に各気筒毎に燃料の噴射制御と点火制御とを
行うことによってエンジンを始動させる構成としてい
る。

【０００３】そこで、図８及び図９を参照して試作段階
の先行技術によるエンジンの始動制御装置について、４
気筒エンジンを例に挙げて説明する。

【０００４】まず、図８中ではエンジンを停止状態から
始動させるまでの特性を、クランク軸の角度（クランク
角）に対する始動信号、点火信号、噴射信号、位置信号
及び気筒検出信号の関係として示している。また、エン
ジンは通常において上死点前９０°前，後の位置で停止
し、図８中の特性線では前回の運転時にエンジンが上死
点前８０°の位置で停止され、この位置からエンジンを
始動させる場合を例示している。

【０００５】そして、エンジンのスタータに始動信号を
出力してエンジンを起動させると、例えば第４気筒目が
♯４の位置で上死点に達し、次なる♯２の位置で第２気
筒目が上死点に達し、その後は♯１，♯３の位置で第１
気筒目，第３気筒目が順次上死点に達するものとする。
そして、その後は再び♯４，♯２，♯１，♯３の順で各
気筒が燃料の噴射制御等を行うための上死点位置に達す
る。

【０００６】また、気筒検出信号はエンジンのカム軸側
に設けた回転センサ等の気筒信号出力手段から出力され
る信号で、例えば♯４の位置では第４気筒目が上死点に
達していることを判別するために、４パルスの信号とし
て出力される。そして、次なる♯２の位置では第２気筒
目が上死点に達していることを判別するために、２パル
スの信号として気筒検出信号が出力され、次なる♯１，
♯３の位置ではそれぞれ１パルス，３パルスの信号とし
て気筒検出信号が出力され、これにより第１，第３気筒
目が上死点に達していることを判別できる。

【０００７】ここで、気筒検出信号は先頭パルスの立下
り位置が常に上死点前６０°の位置となるように設定さ
れ、各パルス間の間隔は例えば３０°に設定されてい
る。

【０００８】また、エンジンのクランク軸側にはエンジ
ンの回転位置をクランク角として検出し、位置信号を出
力する回転センサ等の位置信号出力手段が設けられてい
る。そして、この位置信号は例えば１０°毎の角度信号
として出力され、各気筒の上死点前６０°前，後の位置
では、角度α（例えば２０°程度）の切欠きが位置信号
の途中に介在している。この切欠きは、カム軸側の気筒
検出信号とクランク軸側の位置信号とのバラツキを吸収
し、前記気筒検出信号の先頭パルスが出力された後にお
ける最初の位置信号を基準信号として検出するためのも
のである。

【０００９】そして、先行技術にあっては、エンジンの
各気筒に対して所謂シーケンシャル噴射を行う場合に、
前記切欠き後の最初の位置信号を基準として噴射信号が
出力され、例えば♯１の位置で上死点に達する第１気筒
に対して噴射信号による燃料噴射が行われる。その後、
この気筒側では吸入行程と圧縮行程とが行われ、圧縮行
程が終了する前の段階、即ち♯４の上死点位置よりも予
め演算により決められた進角β分だけ前の位置で点火信
号が出力される。そして、この点火信号によりエンジン
は始動されることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した先
行技術では、クランク軸側の位置信号が１０°毎の角度
信号として出力され、気筒検出信号は先頭パルスの立下
り位置が上死点前６０°の位置となるように設定され、
各パルス間の間隔が３０°程度に設定されているから、
気筒検出信号のパルス数によって気筒判別を行うために
は、上死点（例えば図９中に示す♯４の上死点位置）よ
りも６０°前に位置する先頭パルスを識別する必要があ
り、この先頭パルスを識別するためには少なくとも５パ
ルスの位置信号が出力される間（図９中に示す５０°分
の角度）に亘って、気筒検出信号が出力されていないこ
とを確認できなければならない。

【００１１】即ち、気筒検出信号のパルス間隔は３０°
であり、この間に最高４パルス分の位置信号が出力され
る可能性があるため、クランク角の５０°分（位置信号
の５パルス）に亘って気筒検出信号のパルス出力がない
状態から、最初に出力されたパルスを気筒検出信号の先
頭パルスとして検出し、先頭パルスからのパルス数によ
って気筒判別を行う必要がある。

【００１２】しかし、エンジンは通常の停止時に各気筒
の上死点と下死点との中間部、例えば上死点前９０°
前，後の位置で停止する場合が多い。そして、この停止
位置（例えば♯４の上死点前８０°の位置）からエンジ
ンを始動させる場合には、♯４の気筒で先頭パルスを識
別して検出するのに必要な角度（６０°＋５０°）を満
たしていないために、♯４の位置では気筒判別を行うこ
とができず、次なる図８に示す♯２の位置で最初の気筒
判別が行われることになる。

【００１３】このため、先行技術では、所謂シーケンシ
ャル噴射を行う場合に♯２の位置で最初の気筒判別を行
った後に、次なる♯１の位置において燃料の噴射時期を
演算した状態で噴射制御が始めて行われることになり、
エンジンの始動時における燃料の噴射制御が、エンジン
の起動後に３番目となる気筒（♯１に位置）まで遅れて
しまうという未解決な問題がある。

【００１４】また、その後に点火制御を実行する場合に
は、燃料の噴射制御が行われた気筒において吸入行程と
圧縮行程とを行い、例えば♯４の上死点位置に対し進角
βの点火時期を演算して点火制御が行われることにな
る。このため、始動信号によりスタータでエンジンを起
動させた後に最初の点火制御が行われるまでに、エンジ
ンのクランク軸を２回転（クランク角の７２０°）分以
上に亘ってスタータにより駆動し続けなければならず、
エンジンの実際の始動時期が遅くなってしまうという問
題がある。

【００１５】一方、前述のシーケンシャル噴射とは別に
同時噴射を行う型式のエンジンにあっても、停止位置
（図８に例示した♯４の上死点前８０°の位置）からエ
ンジンを始動させる場合に、最初の上死点となる♯４の
位置では先頭パルスを検出できないために、次なる♯２
の上死点位置よりも６０°前の位置で気筒検出信号の先
頭パルスを検出した後に最初の噴射制御が可能となり、
その後の点火制御も♯３の上死点前の位置まで遅れると
いう問題がある。

【００１６】本発明は上述した先行技術の問題に鑑み、
鋭意検討することによりなされたもので、本発明はエン
ジンの始動時に燃料の噴射制御及び点火制御等を早期に
行うことができ、エンジンを短時間で始動できるように
したエンジンの始動制御装置を提供することを目的とし
ている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、エンジンを起動させるためのスタータと、
該スタータにより回転駆動されるエンジンの回転位置を
検出し位置信号を出力する位置信号出力手段と、前記エ
ンジンの気筒判別を行うため各気筒毎の上死点近傍位置
で互いに異なるパルスからなる気筒検出信号を出力する
気筒信号出力手段と、該気筒信号出力手段からの気筒検
出信号と前記位置信号出力手段からの位置信号とに従っ
て、前記エンジンの各気筒毎に始動制御を行う制御手段
とからなるエンジンの始動制御装置に適用される。

【００１８】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記各気筒の上死点に対する前記気筒検出信号
の先頭パルス角度と、前記エンジンの始動時に該先頭パ
ルスを判定するために必要となる角度との合計角度を、
前記上死点前４５°以上で、７０°以下の角度に設定す
る構成としたことにある。

【００１９】上記構成により、前記合計角度を上死点前
４５°以上で７０°以下の角度に設定しているから、例
えば通常の停止位置（各気筒毎の上死点と下死点との間
の中間部となる上死点前９０°前，後の位置）からスタ
ータでエンジンを起動する場合に、気筒信号出力手段か
ら出力される気筒検出信号の先頭パルスを識別して検出
でき、エンジンの気筒判別を早期に行うことができると
共に、各気筒に対して始動制御を速やかに実行すること
ができる。

【００２０】また、請求項２の発明では、制御手段を、
気筒信号出力手段からの気筒検出信号と位置信号出力手
段からの位置信号とに従って各気筒毎に燃料の噴射時期
を演算し、燃料の噴射制御を行う噴射制御手段と、気筒
信号出力手段からの気筒検出信号と前記位置信号出力手
段からの位置信号とに従って前記各気筒毎に点火時期を
演算し、点火制御を行う点火制御手段とから構成してい
る。

【００２１】これにより、噴射制御手段は気筒信号出力
手段からの気筒検出信号と位置信号出力手段からの位置
信号とに従って各気筒毎に燃料の噴射時期を演算し、各
気筒に対して燃料の噴射制御を速やかに行うことができ
る。そして、点火制御手段にあっても前記気筒検出信号
と位置信号とに従って各気筒毎の点火時期を演算し、各
気筒に対して点火制御を早期に行うことができる。

【００２２】さらに、請求項３の発明では、合計角度を
上死点前５０°以上で、６０°以下の角度とする構成と
している。これにより、前回の運転時にエンジンが上死
点前９０°前，後の位置、例えば上死点前８０°程度の
位置で停止した場合でも、この停止位置からエンジンを
起動させるときに、気筒信号出力手段から出力される気
筒検出信号の先頭パルスを少なくとも２０°程度は余裕
をもって検出でき、気筒判別の精度を向上できると共
に、各気筒に対する始動制御を速やかに実行することが
できる。

【００２３】また、請求項４の発明では、位置信号出力
手段はエンジンのクランク軸側に設けられ、該クランク
軸の回転角度を一定の角度毎に検出する構成とし、気筒
信号出力手段はエンジンのカム軸側に設けられ、各気筒
毎に互いに異なるパルス数の気筒検出信号を出力する構
成としている。

【００２４】これにより、エンジンのクランク軸側から
位置信号を出力することができ、カム軸側から気筒検出
信号を出力することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
エンジンの始動制御装置を、４気筒エンジンに適用した
場合を例に挙げ添付図面に従って詳細に説明する。

【００２６】ここで、図１ないし図４は本発明の第１の
実施の形態を示し、本実施の形態ではエンジンの各気筒
に対して所謂シーケンシャル噴射を行う場合を例に挙げ
て述べる。

【００２７】図において、１はエンジンの始動スイッチ
で、該始動スイッチ１は車両の運転室（図示せず）内に
設けられるイグニッションスイッチにより構成され、エ
ンジンの始動時に車両の運転者によって閉成される。そ
して、始動スイッチ１の閉成時には図３に示す如く始動
信号が出力され、この始動信号によって後述のスタータ
２が作動される。

【００２８】２は電動モータ等からなるスタータで、該
スタータ２は始動時にエンジンの出力軸となるクランク
軸（図示せず）を回転駆動して、エンジンを起動（クラ
ンキング）させるものである。

【００２９】３はクランク軸の近傍に配設される位置信
号出力手段としてのクランク角センサで、該クランク角
センサ３は、例えばセンサケース内にマグネット及びホ
ール素子（いずれも図示せず）等が設けられた回転セン
サにより構成されている。

【００３０】ここで、クランク軸にはフライホィール等
の回転板（図示せず）が設けられ、この回転板の外周側
には全周に亘り、例えば５°程度の間隔をもって複数の
歯部が形成されるものである。そして、クランク角セン
サ３は、クランク軸の回転に伴って各歯部が前記ホール
素子に接近，離間する度毎に、これをエンジンの回転位
置として検出し、図３及び図４に示す５°毎の位置信号
を後述のコントロールユニット７へと出力するものであ
る。

【００３１】また、前記回転板の外周側には、後述する
気筒検出信号の先頭パルスＰS に対応した各気筒の上死
点（図３に示す♯４，♯２，♯１，♯３の位置）前の３
０°前，後の位置に、角度α1 （例えば２０°程度）の
切欠きが各歯部の途中に形成されている。これにより、
クランク角センサ３からの位置信号は、例えば図４に示
すように上死点（♯４の位置）前の２０°〜４０°の範
囲に亘って角度α1 の切欠きとして出力される。

【００３２】そして、後述するカム軸側の気筒検出信号
とクランク軸側の位置信号とのバラツキが角度α1 の切
欠きによって吸収され、気筒検出信号の先頭パルスＰS
が出力された後における最初の位置信号を、後述する始
動制御用の基準信号として検出することが可能となる。

【００３３】４は気筒信号出力手段としての気筒判別セ
ンサで、該気筒判別センサ４はエンジンのカム軸（図示
せず）側に設けられ、カム軸の回転に伴って図３及び図
４に示す如き気筒検出信号を出力するものである。そし
て、この気筒検出信号は先行技術で述べた気筒検出信号
と同様に、例えば♯４の位置では第４気筒目が上死点に
達していることを判別するために、４パルスの信号とし
て出力される。また、次なる♯２，♯１，♯３の位置で
は第２，第１，第３気筒目が上死点に達していることを
判別するために、それぞれ２パルス，１パルス，３パル
スの信号として気筒検出信号は出力されるものである。

【００３４】しかし、本実施の形態で用いる気筒検出信
号は、先頭パルスＰS の立下り位置が常に上死点前３０
°の位置となるように設定され、各パルス間の間隔は例
えば１５°に設定されている。

【００３５】５はエンジンの燃焼室内に向けて燃料を噴
射させる燃料噴射弁、６は噴射燃料に点火を行うための
点火装置で、該点火装置６は図１に示す如く燃料噴射弁
５と共にコントロールユニット７の出力側に接続され、
エンジンの各気筒毎に吸入空気と噴射燃料との混合気に
対して点火制御を行い、この混合気を燃焼（爆発）させ
るものである。

【００３６】７はマイクロコンピュータ等によって構成
される制御手段としてのコントロールユニットで、該コ
ントロールユニット７はその入力側が図１に示すように
始動スイッチ１、クランク角センサ３及び気筒判別セン
サ４等に接続され、その出力側はスタータ２、燃料噴射
弁５及び点火装置６等に接続されている。

【００３７】また、コントロールユニット７は例えばＲ
ＯＭ，ＲＡＭ等からなる記憶部７Ａを有し、該記憶部７
Ａ内には図２に示すプログラム等を格納している。そし
て、コントロールユニット７は図２に示すプログラムに
従ってエンジンの始動制御処理等を行うものである。

【００３８】本実施の形態によるエンジンの始動制御装
置は、上述の如き構成を有するもので、次に、図２ない
し図４を参照してコントロールユニット７によるエンジ
ンの始動制御処理について説明する。

【００３９】まず、処理動作がスタートすると、ステッ
プ１で始動スイッチ１が投入され始動信号が出力されて
いるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときにはス
テップ２に移ってスタータ２に駆動信号を出力し、該ス
タータ２を作動させることによってエンジンを起動（ク
ランキング）させる。

【００４０】そして、次なるステップ３ではクランク角
センサ３から出力される位置信号を読込むと共に、気筒
判別センサ４からは気筒検出信号を読込むようにする。
そして、ステップ４では前記位置信号と気筒検出信号と
に基づいて該気筒検出信号の先頭パルスＰS が出力（検
出）されたか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間はス
テップ３に戻って前記各信号の読込みを続ける。

【００４１】次に、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定した
ときには、図３及び図４に示す♯４の上死点位置よりも
３０°だけ前の位置で、気筒判別センサ４から出力され
る気筒検出信号の先頭パルスＰS を検出した場合である
から、ステップ５に移ってこの先頭パルスＰS に続く気
筒検出信号のパルスを順次読込み、気筒検出信号のパル
ス数に従って気筒判別制御を行う。

【００４２】この場合、♯４の位置で最初に上死点に達
するのは第４気筒目であり、気筒検出信号は４パルスの
信号として出力されるから、コントロールユニット７側
で第４気筒目が上死点に達していることを判別すること
ができ、この次に♯２の位置で上死点に達するのは第２
気筒目であることも判別できる。

【００４３】次に、ステップ６ではエンジンの回転位置
が、図３に例示する♯２の位置よりも前側の位置で角度
α1 の切欠き（♯２の上死点位置よりも３０°だけ前の
位置で出力される先頭パルスＰS の位置に対応）に達
し、この切欠き後の最初の位置信号が出力されたか否か
で第２気筒目での燃料噴射時期を判定し、「ＹＥＳ」と
判定するまでステップ６の判定処理を続ける。そして、
ステップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには次なるステ
ップ７に移り、図３に示す♯２の位置から一定角度だけ
前の位置で燃料噴射弁５へと燃料の噴射信号を出力し、
所謂シーケンシャル噴射による燃料の噴射制御を実行す
る。

【００４４】次に、ステップ８では燃料の噴射制御が行
われた気筒（例えば第２気筒目）が点火時期に達してい
るか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときにステッ
プ９に移って点火装置６に制御信号を出力し、点火気筒
での混合気に対する点火制御を実行してステップ１０で
リターンする。

【００４５】即ち、燃料の噴射制御が行われた気筒側で
は、♯２の位置から♯１の位置に亘って吸入行程を行
い、次なる♯１の位置から♯３（図３参照）の位置まで
の圧縮行程において、予め演算により決められた進角β
の位置で点火制御が行われ、このときに気筒内の混合気
を燃焼（爆発）させることによりエンジンを始動させる
ものである。

【００４６】かくして、本実施の形態によれば、クラン
ク軸側でクランク角センサ３から出力される位置信号を
５°毎の角度信号とし、気筒判別センサ４から出力され
る気筒検出信号は、先頭パルスＰS の立下り位置が上死
点前３０°の位置となるように、各パルス間の間隔を１
５°に設定する構成としたから、エンジンの始動時に気
筒検出信号の先頭パルスＰS を判定するために必要とな
る角度γ（以下、必要角度γという）を、図４に示すよ
うにγ＝３０°まで小さくでき、下記のような作用効果
を得ることができる。

【００４７】即ち、気筒検出信号のパルス間隔は１５°
であり、この間には最高４パルス分の位置信号（５°毎
の信号）が出力される可能性がある。このため、少なく
とも位置信号の５パルス（クランク角の２５°）分に亘
って気筒検出信号のパルス出力がない状態から、最初に
出力された気筒検出信号のパルスを先頭パルスＰS とし
て検出することができる。

【００４８】しかし、気筒検出信号の先頭パルスＰS が
出力される上死点前３０°前，後の位置には、位置信号
に角度α1 の切欠きが形成されているから、エンジンの
始動時に気筒検出信号の先頭パルスＰS を判定するため
の必要角度γは、クランク角の３０°分に相当する角度
となり、この角度γの範囲において気筒検出信号のパル
ス出力がない状態から、最初に出力されたパルスを気筒
検出信号の先頭パルスＰS として識別することができ
る。

【００４９】そこで、本実施の形態では、気筒検出信号
の先頭パルスＰS を上死点前３０°の位置に設定すると
共に、エンジンの始動時に気筒検出信号の先頭パルスＰ
S を判定するための必要角度γを３０°とし、先頭パル
スＰS の角度と必要角度γとの合計角度θを、

【００５０】

【数１】θ＝（γ＋３０°）＝６０° に設定しているものである。

【００５１】そして、前回の車両運転時にエンジンが上
死点前９０°前，後の位置、例えば図３に示す♯４の上
死点位置よりも８０°程度の前側位置で停止した場合、
この停止位置からエンジンを起動させるときには、♯４
の上死点位置よりも８０°程度の前側位置からクランク
角センサ３による位置信号を連続的に出力することがで
き、このときの角度を図４に示す合計角度θ（θ＝６０
°）よりも十分に大きな角度として確保することができ
る。

【００５２】この結果、エンジンを停止位置から起動さ
せた後に、前述した少なくとも必要角度γ（３０°）の
範囲において気筒検出信号が出力されていないことを確
認した状態で、最初に出力される気筒検出信号のパルス
を先頭パルスＰS として確実に識別でき、この先頭パル
スＰS に続く気筒検出信号のパルス数に従ってエンジン
の気筒判別を早期に行うことができる。

【００５３】従って、本実施の形態によれば、エンジン
の起動時に最初に上死点に達する気筒、例えば図３中の
♯４による気筒において気筒判別を行うことが可能とな
り、その後は各気筒に対して燃料のシーケンシャル噴射
を速やかに安定させて実行でき、これに続いて混合気へ
の点火制御を行うことにより、エンジンの始動制御に要
する時間を確実に短縮できる。

【００５４】これによって、エンジンの始動時に燃料の
噴射制御及び点火制御等を早期に実行でき、エンジンを
短時間で始動させることができる。そして、例えばアイ
ドルストップ制御（エンジン回転数をアイドリング状態
まで低下させる度毎にエンジンを自動停止させる制御）
等を採用している車両にあっても、アクセルペダルの踏
込み操作に応じてエンジンを早期に始動でき、エンジン
の燃費性能等を確実に向上させることができる。

【００５５】次に、図５は本発明の第２の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、クランク軸側
のクランク角センサ３から出力される位置信号を５°毎
の角度信号とし、気筒判別センサ４から出力される気筒
検出信号は、先頭パルスＰS の立下り位置が上死点前２
０°の位置となるように、各パルス間の間隔を１０°に
設定する構成としたことにある。

【００５６】ここで、気筒検出信号のパルス間隔は１０
°であり、この間には最高３パルス分の位置信号（５°
毎の信号）が出力される可能性がある。このため、少な
くとも位置信号の４パルス（クランク角の２０°）分に
亘って気筒検出信号のパルス出力がない状態から、最初
に出力された気筒検出信号のパルスを先頭パルスＰSと
して検出することができる。

【００５７】しかし、気筒検出信号の先頭パルスＰS が
出力される上死点前２０°前，後の位置には、位置信号
に角度α1 の切欠きが形成されている。このため、エン
ジンの始動時に気筒検出信号の先頭パルスＰS を判定す
るための必要角度γは、クランク角の２５°分に相当す
る角度となり、この角度範囲に亘って気筒検出信号のパ
ルス出力がない状態から、最初に出力されたパルスを気
筒検出信号の先頭パルスＰS として識別することができ
る。

【００５８】そこで、本実施の形態では、気筒検出信号
の先頭パルスＰS を上死点前２０°の位置に設定すると
共に、エンジンの始動時に気筒検出信号の先頭パルスＰ
S を判定するための必要角度γを２５°、または位置信
号の１パルス分だけ余裕をみて３０°とし、先頭パルス
ＰS の角度と必要角度γとの合計角度θを、４５°また
は５０°に設定しているものである。

【００５９】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、先頭パ
ルスＰS の角度と必要角度γとの合計角度θを、４５°
または５０°に設定しているから、前回の運転時にエン
ジンが上死点前６０°前，後の位置で仮に停止し、この
位置からエンジンを起動させる場合でも、最初に上死点
に達する気筒、例えば図５中の♯４による気筒において
気筒判別を速やかに行うことができ、エンジンの始動制
御に要する時間を確実に短縮できる。

【００６０】次に、図６は本発明の第３の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、クランク軸側
のクランク角センサ３から出力される位置信号を５°毎
の角度信号とし、気筒判別センサ４から出力される気筒
検出信号は、先頭パルスＰS の立下り位置が上死点前３
５°の位置となるように、各パルス間の間隔を１７．５
°に設定する構成としたことにある。

【００６１】ここで、気筒検出信号のパルス間隔は１
７．５°であり、この間には最高４パルス分の位置信号
（５°毎の信号）が出力される可能性がある。このた
め、少なくとも位置信号の５パルス（クランク角の２５
°）分に亘って気筒検出信号のパルス出力がない状態か
ら、最初に出力された気筒検出信号のパルスを先頭パル
スＰS として検出することができる。

【００６２】しかし、気筒検出信号の先頭パルスＰS が
出力される上死点前３５°前，後の位置には、位置信号
に角度α1 の切欠きが形成されている。このため、エン
ジンの始動時に気筒検出信号の先頭パルスＰS を判定す
るための必要角度γは、クランク角の３０°分に相当す
る角度となり、この角度範囲に亘って気筒検出信号のパ
ルス出力がない状態から、最初に出力されたパルスを気
筒検出信号の先頭パルスＰS として識別することができ
る。

【００６３】そこで、本実施の形態では、気筒検出信号
の先頭パルスＰS を上死点前３５°の位置に設定すると
共に、エンジンの始動時に気筒検出信号の先頭パルスＰ
S を判定するための必要角度γを３０°、または余裕を
みて３５°とし、先頭パルスＰS の角度と必要角度γと
の合計角度θを、６５°または７０°に設定しているも
のである。

【００６４】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、先頭パ
ルスＰS の角度と必要角度γとの合計角度θを、６５°
または７０°に設定しているから、前回の運転時にエン
ジンが上死点前８０°前，後の位置で停止し、この位置
からエンジンを起動させる場合でも、最初に上死点に達
する気筒、例えば図６中の♯４による気筒において気筒
判別を速やかに行うことができ、エンジンの始動制御に
要する時間を確実に短縮できる。

【００６５】なお、前記第３の実施の形態では、気筒判
別センサ４から出力される気筒検出信号の先頭パルスＰ
S を立下り位置が上死点前３５°の位置となるように、
各パルス間の間隔を１７．５°に設定するものとして述
べたが、これに替えて、例えば気筒検出信号の先頭パル
スＰS を立下り位置が上死点前３６°の位置となるよう
に、各パルス間の間隔を１８°に設定してもよく、この
場合でも、合計角度θを上死点前の７０°以下の角度に
設定できるものである。

【００６６】次に、図７は本発明の第４の実施の形態を
示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の
構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するもの
とする。しかし、本実施の形態の特徴は、基準信号の出
力時期に基づき４気筒エンジンの各気筒に対して燃料の
噴射制御を所謂「同時噴射」として行う構成としたこと
にある。

【００６７】即ち、前回の車両運転時にエンジンが上死
点前９０°前，後の位置、例えば図７に示す♯４の上死
点位置よりも８０°程度の前側位置で停止した場合で
も、この停止位置からエンジンを起動させるときに、♯
４の位置よりも３０°程度の角度だけ前側の位置で、前
記第１の実施の形態と同様に気筒検出信号の先頭パルス
ＰS を検出することができ、この先頭パルスＰS に続く
気筒検出信号のパルス数に従ってエンジンの気筒判別を
早期に行うことができる。

【００６８】また、エンジンの回転位置が、図７に例示
する♯４の位置よりも前側の位置で角度α1 の切欠き
（♯４の上死点位置よりも３０°だけ前の位置で出力さ
れる先頭パルスＰS の位置に対応）に達したときには、
この切欠き後の最初の位置信号を基準信号として燃料噴
射時期を判定でき、♯４の位置から一定角度だけ前の位
置で燃料噴射弁５へと燃料の噴射信号を出力し、所謂
「同時噴射」による燃料の噴射制御を実行することがで
きる。

【００６９】そして、角度α1 の切欠き後に最初に出力
される位置信号（基準信号）は上死点位置（例えば♯４
の位置）よりも一定角度だけ前の位置で出力されるか
ら、エンジンの各気筒に対して同時噴射による燃料の噴
射制御を行う場合に、エンジンの起動後に最初に出力さ
れる基準信号としての位置信号に従って燃料の噴射時期
を速やかに判定でき、燃料噴射弁５へと燃料の噴射信号
を出力することにより、エンジンの各気筒に対し同時噴
射による燃料の噴射制御を即座に実行できる。

【００７０】さらに、その後はエンジンの各気筒側毎に
♯４の位置から♯２の位置に亘って吸入行程を行い、次
なる♯２の位置から♯１の位置までの圧縮行程におい
て、予め演算により決められた進角βの位置で点火制御
を速やかに実行でき、このときに気筒内の混合気を燃焼
（爆発）させることによりエンジンを早期に始動させる
ことができる。

【００７１】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができるが、特に本実施の形態では、スター
タ２によるエンジンの起動後に最初の切欠き後の位置信
号（基準信号）に従って、各気筒に同時噴射による燃料
に噴射制御を行う構成としているから、エンジン起動後
の３気筒目（図７に例示する♯１の上死点位置に対し進
角βだけ前の位置）で点火制御が可能となり、エンジン
の始動時期を確実に速くすることができる。

【００７２】なお、前記各実施の形態では、図２に示す
プログラムのうち、ステップ６及びステップ７が噴射制
御手段の具体例を示し、ステップ８及びステップ９が点
火制御手段の具体例を示している。

【００７３】また、前記各実施の形態では、位置信号を
５°毎の角度信号とした場合を例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限るものではなく、例えば位置信号のパ
ルス間隔を３°または６°毎の角度信号としてもよく、
場合によっては８°毎の角度信号となるように、フライ
ホィール等の回転板に形成する各歯部間の角度を適宜に
変更してもよいものである。

【００７４】このように位置信号のパルス間隔を変更す
る場合には、これに対応させて気筒検出信号のパルス間
隔を適宜に変更すればよく、要は各気筒の上死点に対す
る気筒検出信号の先頭パルス角度と必要角度γとの合計
角度θが、上死点前４５°以上で、７０°以下の角度範
囲、好ましくは上死点前５０°以上で、６０°以下の角
度範囲内に入るように、位置信号と気筒検出信号とのパ
ルス間隔をそれぞれ設定すればよいものである。

【００７５】さらに、前記各実施の形態では、４気筒エ
ンジンを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限ら
ず、例えば６気筒エンジンまたは８気筒エンジン等に適
用してもよいものである。

【００７６】また、前記実施の形態では、クランク角セ
ンサ３及び気筒判別センサ４をホール素子等からなる回
転センサにより構成するものとして述べたが、本発明は
これに限るものではなく、例えば電磁ピックアップ式の
回転センサ等によりクランク角センサ、気筒検出センサ
を構成してもよいものである。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の発
明によれば、各気筒の上死点に対する気筒検出信号の先
頭パルス角度と、エンジンの始動時に該先頭パルスを判
定するために必要となる角度との合計角度を、上死点前
４５°以上で、７０°以下の角度に設定する構成とした
から、例えば通常の停止位置からスタータでエンジンを
起動する場合に、前記合計角度に含まれる必要角度の段
階で気筒信号出力手段から最初に出力される気筒検出信
号の先頭パルスを明確に識別して検出でき、エンジンの
気筒判別を早期に行うことができる。従って、エンジン
の始動時に燃料の噴射制御及び点火制御等を早期に実行
でき、エンジンを短時間で始動させることができる。そ
して、例えばアイドルストップ制御等を採用している車
両にあっても、アクセルペダルの踏込み操作に応じてエ
ンジンを早期に始動でき、エンジンの燃費性能等を確実
に向上させることができる。

【００７８】また、請求項２に記載の発明では、制御手
段を燃料の噴射制御手段と点火制御を行う点火制御手段
とから構成したので、気筒信号出力手段からの気筒検出
信号と位置信号出力手段からの位置信号とに従って、噴
射制御手段により各気筒毎に燃料の噴射時期を演算し、
各気筒に対して燃料の噴射制御を速やかに行うことがで
きる。そして、点火制御手段にあっても前記気筒検出信
号と位置信号とに従って各気筒毎の点火時期を演算し、
各気筒に対して点火制御を早期に行うことができる。

【００７９】さらに、請求項３に記載の発明では、先頭
パルス角度と必要角度との合計角度を上死点前５０°以
上で、６０°以下の角度にする構成としているから、前
回の運転時にエンジンが上死点前９０°前，後の位置、
例えば上死点前８０°程度の位置で停止した場合でも、
この停止位置からエンジンを起動させるときに、気筒信
号出力手段から出力される気筒検出信号の先頭パルスを
少なくとも２０°程度は余裕をもって検出でき、気筒判
別の精度を向上できると共に、各気筒に対する始動制御
を速やかに実行することができる。

【００８０】また、請求項４の発明では、位置信号出力
手段をエンジンのクランク軸側に設け、該クランク軸の
回転角度を一定の角度毎に検出すると共に、気筒信号出
力手段をエンジンのカム軸側に設け、各気筒毎に互いに
異なるパルス数の気筒検出信号を出力する構成としてい
るから、位置信号と気筒検出信号とに従って気筒判別用
の先頭パルスを安定して検出でき、気筒判別を早期に行
い得ると共に、エンジンの始動制御を安定させ、信頼性
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるエンジンの始
動制御装置を示す制御ブロック図である。

【図２】コントロールユニットによるエンジンの始動制
御処理を示す流れ図である。

【図３】第１の実施の形態によるクランク軸の角度と始
動信号、点火信号、噴射信号、位置信号及び気筒検出信
号との関係を示す特性線図である。

【図４】図３中の位置信号と気筒検出信号とを部分的に
拡大して示す特性線図である。

【図５】第２の実施の形態によるエンジンの始動制御装
置を示す位置信号及び気筒検出信号の特性線図である。

【図６】第３の実施の形態によるエンジンの始動制御装
置を示す位置信号及び気筒検出信号の特性線図である。

【図７】第４の実施の形態によるエンジンの始動制御装
置を示す始動信号、点火信号、噴射信号、位置信号及び
気筒検出信号の特性線図である。

【図８】先行技術によるクランク軸の角度と始動信号、
点火信号、噴射信号、位置信号及び気筒検出信号との関
係を示す特性線図である。

【図９】図８中の位置信号と気筒検出信号とを部分的に
拡大して示す特性線図である。

【符号の説明】

１始動スイッチ２スタータ３クランク角センサ（位置信号出力手段）４気筒判別センサ（気筒信号出力手段）５燃料噴射弁６点火装置７コントロールユニット（制御手段） ♯１〜♯４上死点位置ＰS 先頭パルス γ 必要角度 θ 合計角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｙ 17/08 17/08 ＺＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンを起動させるためのスタータ
と、該スタータにより回転駆動されるエンジンの回転位
置を検出し位置信号を出力する位置信号出力手段と、前
記エンジンの気筒判別を行うため各気筒毎の上死点近傍
位置で互いに異なるパルスからなる気筒検出信号を出力
する気筒信号出力手段と、該気筒信号出力手段からの気
筒検出信号と前記位置信号出力手段からの位置信号とに
従って、前記エンジンの各気筒毎に始動制御を行う制御
手段とからなるエンジンの始動制御装置において、前記各気筒の上死点に対する前記気筒検出信号の先頭パ
ルス角度と、前記エンジンの始動時に該先頭パルスを判
定するために必要となる角度との合計角度を、前記上死
点前４５°以上で、７０°以下の角度に設定する構成と
したことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記気筒信号出力手段
からの気筒検出信号と前記位置信号出力手段からの位置
信号とに従って前記各気筒毎に燃料の噴射時期を演算
し、燃料の噴射制御を行う噴射制御手段と、前記気筒信
号出力手段からの気筒検出信号と前記位置信号出力手段
からの位置信号とに従って前記各気筒毎に点火時期を演
算し、点火制御を行う点火制御手段とから構成してなる
請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】前記合計角度は上死点前５０°以上で、
６０°以下の角度とする構成としてなる請求項１または
２に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項４】前記位置信号出力手段は前記エンジンの
クランク軸側に設けられ、該クランク軸の回転角度を一
定の角度毎に検出する構成とし、前記気筒信号出力手段
は前記エンジンのカム軸側に設けられ、前記各気筒毎に
互いに異なるパルス数の気筒検出信号を出力する構成と
してなる請求項１，２または３に記載のエンジンの始動
制御装置。