JPH11343914A

JPH11343914A - 内燃機関の始動制御装置

Info

Publication number: JPH11343914A
Application number: JP10148621A
Authority: JP
Inventors: Taiji Isobe; 大治磯部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】始動性向上と始動時のＨＣ排出量低減とを実
現する。【解決手段】始動時に燃料噴射を吸気行程で実行する
ことで、吸気ポート等ヘの燃料の付着を少なくする。更
に、始動時に、回転上昇値ＤＮＥが燃焼判定値αよりも
大きければ、回転上昇上限値βを求め（ステップ３０
４，３０６）、回転上昇値ＤＮＥが回転上昇上限値βよ
り大きければ、始動に必要な燃料量を燃焼室内に流入さ
せるのに必要な吸気弁開弁時間を確保できないと判断し
て、回転上昇のガードオーバ値γ（＝ＤＮＥ−β）に応
じた点火遅角補正値ＦＡＯＰを求めて始動時点火時期Ａ
ＳＴを遅角補正する（ステップ３０７〜３１０）。これ
により、始動時の回転上昇を回転上昇上限値β以下とな
るように抑制できるため、始動時に必要な吸気弁開弁時
間を確保することができ、低温始動時でも、連爆に必要
な燃料量を確実に燃焼室内に流入させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、始動時の制御方式
を改良した内燃機関の始動制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、吸気管に燃料噴射弁を取り付
けた吸気管噴射方式の内燃機関では、一般に、始動時に
吸気非同期噴射、グループ噴射を行い、吸気行程以外の
行程で燃料を噴射して始動するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、始動時に噴射
した燃料の一部は吸気ポートや吸気弁に付着するため、
その分、燃焼室内に吸入される燃料量が要求燃料噴射量
よりも少なくなってしまう。このため、始動初期は、燃
焼室内に吸入された混合気の空燃比が燃焼可能範囲より
もリーンとなってしまい、混合気が燃焼せず、始動性が
悪いばかりか、始動時の炭化水素（ＨＣ）排出量が多く
なるという欠点があった。尚、始動完了後は、エンジン
温度が高くなるに従って、吸気ポート等に付着した燃料
が蒸発して燃焼室内に吸入されるため、吸気ポート等に
付着する燃料量とそこから蒸発して吸入される燃料量と
がバランスするようになるため、上述した始動初期のよ
うな問題は起こらない。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、始動性向上と始動時
のＨＣ排出量低減とを実現することができる内燃機関の
始動制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の１つの特徴は、始動時噴射時期制御手段に
よって、始動時に燃料噴射を吸気行程で実行するもので
ある。これにより、噴射した燃料が直接、燃焼室内に吸
入されるようになり、吸気ポート等への燃料の付着が少
なくなって、その分、始動時に従来より多くの燃料が燃
焼室内に供給される。

【０００６】始動時は、一般に内燃機関の温度が低いた
め、混合気を濃くする（空燃比をリッチにする）必要が
あり、始動完了後よりも多くの燃料が要求され、特に極
低温時には、燃料噴射量の増量が最大となり、要求燃料
噴射時間がかなり長くなる。そのため、クランキング開
始から始動完了に至る過渡期に、燃焼により機関回転数
が過度に上昇すると、吸気弁の開弁時間が要求燃料噴射
時間よりもかなり短くなってしまい、始動に必要な燃料
量を燃焼室内に十分に供給できなくなってしまう。

【０００７】この点を考慮し、請求項１では、始動時に
燃料噴射を吸気行程で実行する際に、回転上昇抑制手段
によって回転上昇を所定範囲内に抑えるように点火時期
を補正する。つまり、始動時に、機関回転数が過度に上
昇したときに、点火時期を遅角側に補正すれば、機関回
転数が低下して、吸気弁の開弁時間（吸気行程）を長く
することができて、低温始動時でも、燃焼に必要な燃料
量を確実に燃焼室内に流入させることができる。これに
より、低温始動時でも、混合気の空燃比を燃焼可能範囲
内にすることができて、混合気を確実に燃焼させること
ができ、始動性を向上できると共に、始動時のＨＣ排出
量を低減することができる。

【０００８】この場合、請求項２のように、始動時の機
関回転数の上昇を回転上昇判定手段により判定すると共
に、始動に必要な燃料量を燃焼室内に流入させるのに必
要な吸気弁開弁時間を確保するための回転上昇の上限値
（以下「回転上昇上限値」という）を回転上昇上限値算
出手段により算出し、回転上昇値と回転上昇上限値とを
比較し、その比較結果に基づいて回転上昇値を回転上昇
上限値以下に抑えるように点火時期を補正しても良い。
このようにすれば、実際の回転上昇値が回転上昇上限値
を越えた時に、例えば、両者の差が大きいほど、点火時
期の遅角補正量を大きく設定して機関回転数の低下幅を
大きくするというように、実際の回転上昇値と回転上昇
上限値との差（つまり必要とする回転低下幅）に応じた
必要最小限の遅角補正量を設定することができて、点火
時期の遅角補正による回転上昇抑制を必要最小限にする
ことができる。

【０００９】更に、請求項３のように、機関回転数を検
出して、その機関回転数から回転上昇値を求めるように
しても良い。このようにすれば、実際の機関回転数をリ
アルタイムに反映させた回転上昇値を求めることがで
き、実際の回転上昇値に応じた点火時期補正量を精度良
く求めることができる。

【００１０】或は、請求項４のように、少なくとも内燃
機関の冷却水温とクランキング開始からの噴射回数とに
基づいて回転上昇値を予測するようにしても良い。この
ようにすれば、実際に過度の回転上昇が発生する前に、
その回転上昇値を予測して点火時期を遅角補正すること
ができ、過度の回転上昇を未然に防止することができ
る。

【００１１】ところで、始動時の内燃機関の温度は、冷
却水温やクランキング開始からの燃焼回数によって変化
し、冷却水温が高くなるほど、また、クランキング開始
からの燃焼回数が増加するほど、内燃機関の温度が上昇
し、それに応じて、吸気ポートや燃焼室内への噴射燃料
の付着量（ウエット量）や付着燃料の蒸発率も変化する
ため、始動時の要求燃料噴射量（要求燃料噴射時間）も
内燃機関の温度に応じて変化する。

【００１２】この点を考慮して、請求項５のように、少
なくとも冷却水温とクランキング開始からの燃焼回数と
に基づいて回転上昇上限値を設定するようにしても良
い。このようにすれば、冷却水温や燃焼回数に応じて内
燃機関の温度ひいては要求燃料噴射量が変化するのに対
応して、適正な回転上昇上限値ひいては適正な吸気弁開
弁時間を設定することができ、始動完了へ向けて機関回
転数をスムーズに上昇させることができる。

【００１３】また、本発明では、始動時の吸気行程同期
噴射と回転上昇抑制制御によって始動時の燃焼性を向上
できるため、クランキング開始からの噴射回数が増加す
るほど、燃焼回数が増加すると推定できる。従って、請
求項６のように、クランキング開始からの燃焼回数の代
わりに、クランキング開始からの噴射回数を用い、この
噴射回数と冷却水温とに基づいて回転上昇上限値を設定
するようにしても良い。始動時の燃焼の有無は、例え
ば、回転変動、燃焼室内の燃焼圧、イオン電流等によっ
て検出する必要があるが、噴射回数は、噴射信号（噴射
パルス）をカウントするだけで判定することができ、噴
射回数のカウントが極めて容易である。従って、クラン
キング開始からの噴射回数と冷却水温とに基づいて回転
上昇上限値を設定すれば、回転上昇上限値の設定に関す
る処理又は構成を簡略化することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】《実施形態（１）》以下、本発明
を４気筒エンジンに適用した実施形態（１）を図１乃至
図１４に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエン
ジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関
であるエンジン１１の吸気ポート１２に接続された吸気
管１３の途中には、スロットルバルブ１４が設けられ、
このスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）Ｔ
Ａがスロットル開度センサ１５によって検出される。ス
ロットルバルブ１４の下流側には、吸気管圧力ＰＭを検
出する吸気管圧力センサ１８が設けられ、各気筒の吸気
ポート１２の近傍には、燃料噴射弁１９が取り付けられ
ている。

【００１５】一方、エンジン１１の排気ポート２０に接
続された排気管２１の途中には、排ガス浄化用の触媒２
２が設置されている。エンジン１１のシリンダブロック
には、冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ２３が
設けられている。エンジン１１のクランク軸２４に嵌着
されたシグナルロータ２５の外周に対向してクランク角
センサ２６が設置され、このクランク角センサ２６から
シグナルロータ２５の回転速度に応じた周波数のパルス
信号ＮＥが出力される。

【００１６】これら各種のセンサの出力は、エンジン制
御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２７に入力され
る。このＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータを主体と
して構成され、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図４〜
図６及び図９の各ルーチンを実行することで、各種セン
サで検出したエンジン運転状態に応じて、燃料噴射弁１
９の燃料噴射量や噴射時期を制御すると共に、点火装置
１６を介して点火プラグ１７の点火時期を制御する。

【００１７】ここで、本実施形態（１）の始動時制御の
概要を図２のタイムチャートを用いて説明する。クラン
ク角カウンタＣＣＲＮＫは、クランク角センサ２６から
例えば３０℃Ａ毎に出力されるパルス信号をカウントし
てクランク角を検出する。また、気筒判別センサ（図示
せず）から出力される気筒判別信号Ｇ１，Ｇ２によって
＃１気筒の吸気ＴＤＣ（上死点）と＃４気筒の吸気ＴＤ
Ｃを検出して、気筒判別を行う。

【００１８】始動時に、気筒判別完了後にクランク角カ
ウンタＣＣＲＮＫのカウント値に基づいて各気筒の吸気
行程で燃料噴射弁１９に噴射パルスを印加して燃料噴射
を吸気行程で実行する。始動時は、一般にエンジン温度
が低いため、混合気を濃くする（空燃比をリッチにす
る）必要があるため、第１サイクルの噴射（〜）の
燃料噴射量は、ウエット分も考慮した増量値となる。こ
のため、図３に示す比較例のように、噴射燃料の燃焼
（爆発）によりエンジン回転数ＮＥが過度に上昇する
と、噴射のように、吸気行程（吸気弁２８の開弁時
間）が燃料噴射時間（噴射パルスの幅）よりもかなり短
くなってしまう。このため、噴射では、燃焼に必要な
燃料量を燃焼室内に十分に供給できなくなり、混合気が
燃焼可能範囲よりリーンとなって失火が発生してしま
い、始動性悪化やＨＣ排出量増大を招く。

【００１９】この対策として、本実施形態（１）では、
始動時のエンジン１１の回転上昇を回転上昇上限値β以
下に抑えるように点火時期ＡＯＰを遅角補正すること
で、吸気弁２８の開弁時間（吸気行程）を長くする。こ
れにより、始動時の吸気弁２８の開弁時間を燃料噴射時
間以上とするか、或は、吸気弁２８の開弁時間が燃料噴
射時間より短くなる場合でも、両者の差をできるだけ少
なくする。

【００２０】以下、ＥＣＵ２７が実行する図４〜図６及
び図９の燃料噴射・点火制御用の各ルーチンの処理内容
を説明する。

【００２１】［燃料噴射・点火制御ベースルーチン］図
４に示す燃料噴射・点火制御ベースルーチンは、イグニ
ッションスイッチ（図示せず）のオン後に実行される。
本ベースルーチンでは、まずステップ１００で、初期化
ルーチンを実行し、ＲＡＭ等の記憶領域に初期値をセッ
トすると共に、各種入力信号をチェックする。次のステ
ップ２００で、後述する図５の燃料噴射量算出ルーチン
を実行して、各種センサで検出されたエンジン運転状態
を用いて最適な燃料噴射量ＴＡＵを算出し、続くステッ
プ３００で、後述する図９の点火時期算出ルーチンを実
行して点火時期ＡＯＰを算出する。

【００２２】その後、ステップ４００に進み、吸気行程
で、ステップ２００で求めた燃料噴射量ＴＡＵにて燃料
噴射を実行し、次のステップ５００で、ステップ３００
で求めた点火時期ＡＯＰで点火を実行する。エンジン運
転中は、ステップ２００以降の処理を繰り返し実行す
る。

【００２３】［燃料噴射量算出ルーチン］図５に示す燃
料噴射量算出ルーチン（図４のステップ２００）は、ク
ランク角センサ２６からクランク信号が入力される毎
（３０℃Ａ毎）に割り込み処理にて次のように実行され
る。まず、ステップ２０１で、各種センサで検出された
冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管圧力Ｐ
Ｍを読み込む。この後、ステップ２０２で、始動時か否
かを判定する。この始動判定は、例えば、エンジン回転
数ＮＥが始動完了回転数以下か否かにより判定する。も
し、ステップ２０２で、始動完了と判定されれば、ステ
ップ２０７に進み、始動後の燃料噴射量ＴＡＵを算出し
て、本ルーチンを終了する。

【００２４】一方、ステップ２０２で、始動時（始動完
了前）と判定されれば、ステップ２０３に進み、クラン
キング開始からの噴射サイクル数ＣＣＹＣＬを読み込
む。この噴射サイクル数ＣＣＹＣＬは、図６に示す噴射
サイクル数算出ルーチンによってカウントされる。この
噴射サイクル数算出ルーチンは、例えば１８ｍｓ毎に次
のように実行される。まず、ステップ２１０で、噴射処
理が完了したかか否かを判定し、もし、噴射処理が完了
していれば、ステップ２１１に進み、噴射回数カウンタ
ＣＩＮＪを「１」だけインクリメントした後、ステップ
２１２で、噴射サイクル数ＣＣＹＣＬを次式により算出
する。

【００２５】ＣＣＹＣＬ＝ＣＩＮＪ／４＋１上式において、「４」はエンジン１１の気筒数であり、
４噴射を１サイクルと換算すると共に、初回を１サイク
ル目とするために「１」を加算している。

【００２６】噴射サイクル数ＣＣＹＣＬを読み込んだ
後、図５のステップ２０３からステップ２０４に進み、
図７に示す噴射サイクル数ＣＣＹＣＬをパラメータとす
る始動時基本燃料噴射量ＴＡＵＳＴのマップを検索し、
現在の噴射サイクル数ＣＣＹＣＬに応じた始動時基本燃
料噴射量ＴＡＵＳＴを求める。一般に、噴射燃料は、始
動初期ほど（つまりエンジン温度が低いほど）、吸気ポ
ートや筒内壁面に付着するウエット分が多い。このウエ
ット分を補正するため、図７の始動時基本燃料噴射量Ｔ
ＡＵＳＴのマップ特性は、噴射サイクル数ＣＣＹＣＬが
少ないほど、始動時基本燃料噴射量ＴＡＵＳＴが多くな
るように設定されている。

【００２７】次のステップ２０５で、冷却水温の変化に
よる噴射燃料のウエット量及び蒸発時定数の変化分を補
正するために、図８に示す冷却水温ＴＨＷをパラメータ
とする冷却水温補正係数ＦＴＨＷのマップを検索し、現
在の冷却水温ＴＨＷに応じた冷却水温補正係数ＦＴＨＷ
を求める。この冷却水温補正係数ＦＴＨＷのマップ特性
は、冷却水温ＴＨＷが低い領域では、冷却水温ＴＨＷが
低くなるほど、冷却水温補正係数ＦＴＨＷを大きくし
て、始動時基本燃料噴射量ＴＡＵＳＴを増量補正するよ
うに設定され、冷却水温が高い領域では、冷却水温が高
くなるほど、冷却水温補正係数ＦＴＨＷを小さくして、
始動時基本燃料噴射量ＴＡＵＳＴを減量補正するように
設定されている。

【００２８】この後、ステップ２０６に進み、始動時基
本燃料噴射量ＴＡＵＳＴに冷却水温補正係数ＦＴＨＷを
乗算して始動時の燃料噴射量ＴＡＵを算出し（ＴＡＵ＝
ＴＡＵＳＴ×ＦＴＨＷ）、本ルーチンを終了する。

【００２９】［点火時期算出ルーチン］図９に示す点火
時期算出ルーチン（図４のステップ３００）では、ま
ず、ステップ３０１で、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転
数ＮＥ及び吸気管圧力ＰＭを読み込み、次のステップ３
０２で、例えばエンジン回転数ＮＥに基づいて始動時か
否かを判定する。

【００３０】もし、このステップ３０２で、始動完了後
と判定されれば、ステップ３１１に進み、始動完了後の
通常点火制御の点火時期ＡＯＰを算出して、本ルーチン
を終了する。一方、ステップ３０２で、始動時（始動完
了前）と判定されれば、ステップ３０３に進み、図１０
に示す冷却水温ＴＨＷをパラメータとする始動時点火時
期ＡＳＴのマップを検索し、現在の冷却水温ＴＨＷに応
じた始動時点火時期ＡＳＴを求める。

【００３１】この後、ステップ３０４〜３１０で、始動
時の吸気弁開弁時間を確保するために、始動時のエンジ
ン１１の回転上昇を回転上昇上限値β以下に抑えるよう
に始動時点火時期ＡＳＴを遅角補正する。具体的には、
まずステップ３０４で、燃焼（爆発）タイミング毎に、
前回の燃焼時から今回の燃焼時までのエンジン回転数Ｎ
Ｅの偏差、つまり回転上昇値ＤＮＥを算出し、この回転
上昇値ＤＮＥが燃焼判定値αよりも大きいか否かを判定
する（図１１参照）。このステップ３０４の処理は、特
許請求の範囲でいう回転上昇判定手段として機能する。

【００３２】ここで、燃焼判定値αは、連爆につながる
レベルの回転上昇値である。この燃焼判定値αは、予め
設定された固定値でも良いが、各気筒の爆発行程付近の
エンジン回転数ＮＥがエンジン温度によるバッテリ電圧
の変化やエンジンオイルの粘性の変化の影響を受けるこ
とを考慮して、図１２に示す冷却水温ＴＨＷ（エンジン
温度）をパラメータとするマップを用いて、始動時の冷
却水温ＴＨＷに応じて燃焼判定値αを設定しても良い。

【００３３】もし、ステップ３０４で、回転上昇値ＤＮ
Ｅが連爆につながるレベルでない（ＤＮＥ≦α）と判定
されれば、ステップ３１２に進み、燃焼回数カウンタＣ
ＦＩＲＥをクリアし（ＣＦＩＲＥ＝０）、ステップ３０
３で求めた始動時点火時期ＡＳＴをそのまま維持する。

【００３４】これに対して、ステップ３０４で、回転上
昇値ＤＮＥが連爆につながるレベル（ＤＮＥ＞α）と判
定された場合には、ステップ３０５に進み、燃焼回数カ
ウンタＣＦＩＲＥのカウント値を１だけインクリメント
する。これにより、クランキング開始から、連爆レベル
の燃焼が発生した回数を燃焼回数カウンタＣＦＩＲＥで
カウントする。

【００３５】この後、ステップ３０６で、クランキング
開始からの燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）と冷却水温ＴＨＷと
に基づいて、回転上昇値ＤＮＥの始動時のガード値であ
る回転上昇上限値βを算出する。このステップ３０６の
処理は、特許請求の範囲の請求項２，５に記載した回転
上昇上限値算出手段として機能する。ここで、回転上昇
上限値βは、連爆に必要な燃料量を燃焼室内に流入させ
るのに必要な吸気弁開弁時間（以下「必要吸気弁開弁時
間」という）を確保できる回転上昇の上限値であり、図
１３に示す燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）をパラメータとした
回転上昇上限値βの特性線を、冷却水温ＴＨＷに応じて
複数設定したマップを用い、始動時の冷却水温ＴＨＷに
対応する回転上昇上限値βの特性線を選択して、その特
性線から燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）に応じた回転上昇上限
値βを求める。

【００３６】一般に、冷却水温ＴＨＷが高いほど、ま
た、クランキング開始からの燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）が
増加するほど、エンジン温度が高くなって、要求燃料噴
射量が少なくなり、燃料噴射時間（噴射パルスの幅）が
短くなる。この点を考慮して、図１３の回転上昇上限値
βのマップ特性は、冷却水温ＴＨＷが高くなるほど、ま
た、燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）が増加するほど、回転上昇
上限値βが大きく（必要吸気弁開弁時間が短く）なるよ
うに設定されている。また、燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）が
増加するに従って、始動完了時期に近付いて行くため、
回転上昇上限値βを燃焼回数（ＣＦＩＲＥ）の増加に伴
って大きくしていけば、エンジン回転数ＮＥをスムーズ
に始動完了回転数に上昇させることができる。この図１
３の回転上昇上限値βのマップは、予め、実験データや
理論式によって設定され、ＥＣＵ２７のＲＯＭに記憶さ
れている。

【００３７】回転上昇上限値βの算出後、ステップ３０
７で、回転上昇値ＤＮＥが回転上昇上限値βよりも大き
いか否かを判定する。もし、回転上昇値ＤＮＥが回転上
昇上限値β以下であれば、必要吸気弁開弁時間を確保で
きるため、以降の点火時期遅角補正（回転上昇抑制）を
行わず、ステップ３０３で求めた始動時点火時期ＡＳＴ
をそのまま維持する。

【００３８】これに対して、ステップ３０７で、回転上
昇値ＤＮＥが回転上昇上限値βより大きければ、ステッ
プ３０８に進み、回転上昇値ＤＮＥから回転上昇上限値
βを減算して、回転上昇のガードオーバ値γを求める
（γ＝ＤＮＥ−β）。この後、ステップ３０９で、図１
４に示すガードオーバ値γをパラメータとする点火遅角
補正値ＦＡＯＰのマップを検索し、ガードオーバ値γに
応じて、回転上昇を回転上昇上限値β以下に抑えるため
の点火遅角補正値ＦＡＯＰを求める。この後、ステップ
３１０で、前記ステップ３０３で求めた始動時点火時期
ＡＳＴを点火遅角補正値ＦＡＯＰで遅角補正して始動時
最終点火時期ＡＯＰを求め（ＡＯＰ＝ＡＳＴ−ＦＡＯ
Ｐ）、本ルーチンを終了する。

【００３９】以上のようにして、クランキング開始から
始動完了まで、回転上昇を回転上昇上限値βでガードし
て、連爆に必要な燃料量を燃焼室内に流入させるのに必
要な吸気弁開弁時間を確保する。

【００４０】以上説明した実施形態（１）によれば、始
動時に燃料噴射を吸気行程で実行するようにしたので、
噴射した燃料が直接、燃焼室内に吸入されるようにな
り、吸気ポート１２等ヘの燃料の付着を少なくできて、
その分、始動時に従来より多くの燃料を燃焼室内に供給
することができる。

【００４１】しかも、始動時に、エンジン回転数が過度
に上昇したときに、点火時期を遅角補正して、回転上昇
を回転上昇上限値β以下とするように抑制するので、連
爆に必要な燃料量を燃焼室内に流入させるのに必要な吸
気弁開弁時間を確保することができて、低温始動時で
も、連爆に必要な燃料量を確実に燃焼室内に流入させる
ことができる。これにより、低温始動時でも、混合気の
空燃比を連爆可能な範囲にすることができて、始動性を
向上できると共に、始動時のＨＣ排出量を低減すること
ができる。

【００４２】更に、上記実施形態（１）では、回転上昇
値ＤＮＥが回転上昇上限値βよりも大きい時（つまり必
要吸気弁開弁時間を確保できない時）のみ、回転上昇値
ＤＮＥと回転上昇上限値βとの差に応じて点火遅角補正
値ＦＡＯＰを設定するようにしたので、必要最小限の点
火遅角補正値ＦＡＯＰを設定することができて、点火時
期遅角補正（回転上昇抑制）を必要最小限にすることが
でき、始動時に回転上昇を過度に抑制してしまうことを
防止できる。尚、回転上昇値ＤＮＥと回転上昇上限値β
との差（ＤＮＥ−β）に代えて、両者の比（ＤＮＥ／
β）に応じて点火遅角補正値ＦＡＯＰを設定するように
しても良い。

【００４３】《実施形態（２）》次に、本発明の実施形
態（２）を図１５乃至図２０に基づいて説明する。前記
実施形態（１）では、クランク角センサ２６で検出した
エンジン回転数ＮＥから実際の回転上昇値ＤＮＥを求め
て点火時期を遅角補正するようにしたが、本実施形態
（２）では、冷却水温とクランキング開始からの噴射回
数とから回転上昇値ＤＮＥを予測して点火時期を遅角補
正するようにしている。

【００４４】本実施形態（２）で実行する図１５の燃料
噴射・点火制御ベースルーチンは、ステップ２５０（回
転上昇予測）と、ステップ３００ａ（点火時期算出）を
除いて、前記実施形態（１）で説明した図４の燃料噴射
・点火制御ベースルーチンと同じである。

【００４５】本ベースルーチンでは、初期化処理後、燃
料噴射量を算出し（ステップ１００，２００）、後述す
る図１６の回転上昇予測ルーチンを実行して、冷却水温
ＴＨＷと噴射回数ＣＩＮＪとから回転上昇値ＤＮＥを予
測する（ステップ２５０）。この回転上昇予測ルーチン
の処理は、特許請求の範囲の請求項４に記載した回転上
昇判定手段として機能する。この後、後述する図１８の
点火時期算出ルーチンを実行して点火時期を算出し（ス
テップ３００ａ）、燃料噴射及び点火を実行する（ステ
ップ４００，５００）。

【００４６】図１６に示す回転上昇予測ルーチン（図１
５のステップ２５０）では、まず、ステップ２５１で、
クランキング開始からの噴射回数ＣＩＮＪを読み込んだ
後、ステップ２５２で、冷却水温ＴＨＷを読み込む。次
のステップ２５３で、図１７に示す噴射回数ＣＩＮＪを
パラメータとした回転上昇値ＤＮＥの特性曲線を、冷却
水温ＴＨＷに応じて複数設定したマップを用い、冷却水
温ＴＨＷに対応する回転上昇値ＤＮＥ特性曲線を選択し
て、その特性曲線から噴射回数ＣＩＮＪに応じた回転上
昇値ＤＮＥを求める。始動時、第１回目の噴射燃料は、
３６０℃Ａ（２噴射分）経過後に燃焼（爆発）行程に到
達するため、回転上昇値ＤＮＥ特性曲線の立ち上がり点
は、ＣＩＮＪ＝３となる。この回転上昇値ＤＮＥのマッ
プは、予め、実験データや理論式によって設定され、Ｅ
ＣＵ２７のＲＯＭに記憶されている。

【００４７】図１８に示す点火時期算出ルーチン（図１
５のステップ３００ａ）は、図９の点火時期算出ルーチ
ンからステップ３０５，３１２（燃焼回数カウンタの処
理）を省略し、回転上昇上限値βの算出（ステップ３０
６ａ）に用いるマップを変更したものであり、その他の
処理は、図９の点火時期算出ルーチンと同じである。ス
テップ３０４で、図１６の回転上昇予測ルーチンで予測
した回転上昇値ＤＮＥが燃焼判定値αよりも大きけれ
ば、ステップ３０６ａに進み、クランキング開始からの
噴射回数ＣＩＮＪと冷却水温ＴＨＷとに基づいて回転上
昇上限値βを求める。この際、図１９に示すように、噴
射回数ＣＩＮＪをパラメータとした回転上昇上限値βの
特性線を、冷却水温ＴＨＷに応じて複数設定したマップ
を用い、始動時の冷却水温ＴＨＷに対応する回転上昇上
限値β特性線を選択して、その特性線から噴射回数ＣＩ
ＮＪに応じた回転上昇上限値βを求める。この回転上昇
上限値βのマップは、予め、実験データや理論式によっ
て設定され、ＥＣＵ２７のＲＯＭに記憶されている。こ
のステップ３０６ａの処理は、特許請求の範囲の請求項
２，６に記載した回転上昇上限値算出手段として機能す
る。

【００４８】この後、予測した回転上昇値ＤＮＥが回転
上昇上限値βよりも大きい場合、つまり必要吸気弁開弁
時間を確保できないと予測される場合には、回転上昇の
ガードオーバ値γ（＝ＤＮＥ−β）に応じた点火遅角補
正値ＦＡＯＰを求めた後、始動時点火時期ＡＳＴを点火
遅角補正値ＦＡＯＰで遅角補正して始動時最終点火時期
ＡＯＰを求める（ステップ３０７〜３１０）。

【００４９】以上説明した実施形態（２）では、図２０
に示すように、実際に過度の回転上昇が発生する前に、
その回転上昇値ＤＮＥを予測し、ガードオーバ値γ（＝
ＤＮＥ−β）に応じた点火遅角補正値ＦＡＯＰを求め
て、点火時期ＡＯＰを遅角補正できるため、始動時に最
初の燃焼から過度の回転上昇を未然に防止することがで
きる。

【００５０】尚、本実施形態（２）では、回転上昇上限
値βを噴射回数ＣＩＮＪと冷却水温ＴＨＷとから求める
ようにしたが、前記実施形態（１）と同じく、燃焼回数
ＣＦＩＲＥと冷却水温ＴＨＷとから回転上昇上限値βを
求めるようにしても良い。また、回転上昇上限値βの算
出に用いるパラメータとして、冷却水温ＴＨＷ、燃焼回
数ＣＦＩＲＥ（又は噴射回数ＣＩＮＪ）の他に、例えば
吸気温（又は外気温）等も追加するようにしても良い。

【００５１】その他、本発明は、４気筒以外の気筒数の
エンジンに適用しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御
システム全体の概略構成図

【図２】実施形態（１）における始動時の制御の挙動を
説明するタイムチャート

【図３】比較例の始動時の制御の挙動を説明するタイム
チャート

【図４】実施形態（１）における燃料噴射・点火制御ベ
ースルーチンの処理の流れを示すフローチャート

【図５】燃料噴射算出ルーチンの処理の流れを示すフロ
ーチャート

【図６】噴射サイクル数算出ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート

【図７】噴射サイクル数ＣＣＹＣＬと始動時基本燃料噴
射量ＴＡＵとの関係を規定するマップを示す図

【図８】冷却水温ＴＨＷと冷却水温補正係数ＦＴＨＷと
の関係を規定するマップを示す図

【図９】実施形態（１）における点火時期算出ルーチン
の処理の流れを示すフローチャート

【図１０】冷却水温ＴＨＷと始動時点火時期ＡＳＴとの
関係を規定するマップを示す図

【図１１】回転上昇の判定方法を説明するための図

【図１２】冷却水温ＴＨＷと燃焼判定値αとの関係を規
定するマップを示す図

【図１３】燃焼回数ＣＦＩＲＥと回転上昇上限値βと冷
却水温ＴＨＷとの関係を規定するマップを示す図

【図１４】ガードオーバ値γと点火遅角補正値ＦＡＯＰ
との関係を規定するマップを示す図

【図１５】本発明の実施形態（２）における燃料噴射・
点火制御ベースルーチンの処理の流れを示すフローチャ
ート

【図１６】回転上昇予測ルーチンの処理の流れを示すフ
ローチャート

【図１７】噴射回数ＣＩＮＪと回転上昇値ＤＮＥと冷却
水温ＴＨＷとの関係を規定するマップを示す図

【図１８】実施形態（２）における点火時期算出ルーチ
ンの処理の流れを示すフローチャート

【図１９】噴射回数ＣＩＮＪと回転上昇上限値βと冷却
水温ＴＨＷとの関係を規定するマップを示す図

【図２０】実施形態（２）における始動時の制御の挙動
を説明するタイムチャート

【符号の説明】

１１…エンジン（内燃機関）、１３…吸気管、１７…点
火プラグ、１９…燃料噴射弁、２３…冷却水温センサ、
２６…クランク角センサ、２７…ＥＣＵ（始動時噴射時
期制御手段，回転上昇抑制手段，回転上昇判定手段，回
転上昇上限値算出手段）、２８…吸気弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の各気筒毎に燃料噴射弁から燃
料を噴射する内燃機関の始動制御装置において、始動時に各気筒の燃料噴射を各気筒の吸気行程で実行す
る始動時噴射時期制御手段と、始動時に前記内燃機関の回転上昇を所定範囲内に抑える
ように点火時期を補正する回転上昇抑制手段とを備えた
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】始動時の機関回転数の上昇を判定する回
転上昇判定手段と、始動に必要な燃料量を燃焼室内に流
入させるのに必要な吸気弁開弁時間を確保するための回
転上昇の上限値（以下「回転上昇上限値」という）を算
出する回転上昇上限値算出手段とを備え、前記回転上昇抑制手段は、前記回転上昇判定手段で判定
された回転上昇値と前記回転上昇上限値算出手段で算出
された回転上昇上限値とを比較し、その比較結果に基づ
いて回転上昇値を前記回転上昇上限値以下に抑えるよう
に点火時期を補正することを特徴とする請求項１に記載
の内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】前記回転上昇判定手段は、機関回転数を
検出して、その機関回転数から前記回転上昇値を求める
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の始動制御
装置。
【請求項４】前記回転上昇判定手段は、少なくとも前
記内燃機関の冷却水温とクランキング開始からの噴射回
数とに基づいて前記回転上昇値を予測することを特徴と
する請求項２に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】前記回転上昇上限値算出手段は、少なく
とも前記内燃機関の冷却水温とクランキング開始からの
燃焼回数とに基づいて前記回転上昇上限値を設定するこ
とを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃
機関の始動制御装置。
【請求項６】前記回転上昇上限値算出手段は、少なく
とも前記内燃機関の冷却水温とクランキング開始からの
噴射回数とに基づいて前記回転上昇上限値を設定するこ
とを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃
機関の始動制御装置。