(57)【要約】内燃エンジン（１）は吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する。スタータスイッチ（３６）がクランキング開始を検出し、クランク角センサ（３３，３４）がエンジンの回転数を検出する。コントローラ（３１）はクランキング開始とともにスロットル（２３）を閉鎖位置に駆動する。コントローラ（３１）はクランキング開始からの内燃エンジン（１）のストローク数または回転数をカウントし、カウント数が所定数に達すると、スロットル（２３）を閉鎖位置から開動することで、燃料の気化促進のための吸入負圧の確保と、アイドル回転速度の維持に必要な吸気量の確保とを両立させる。
2012091014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する内燃エンジン（１）の始動制御方法において：
内燃エンジン（１）のクランキング開始を検出し；
クランキング開始時にはスロットル（２３）を閉鎖し；
内燃エンジン（１）のクランキング開始からのストローク数または回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットル（２３）を開動する；
内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項２】
所定数は、その後も実吸気負圧が発達し、かつ目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるように予め設定される、請求項１の内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項３】
スロットル（２３）が目標アイドル回転速度相当のスロットル開度に達するとスロットル（２３）の開動を停止する、請求項１または２の内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項４】
始動した内燃エンジン（１）の回転速度が所定の目標アイドル回転速度に達したかどうかを判定し、判定が肯定的な場合に、点火タイミング遅角させる、請求項１から３のいずれかの内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項５】
吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する内燃エンジン（１）の始動制御装置において：
内燃エンジン（１）のクランキング開始を検出するセンサ（３６）と；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ（３１）：
クランキング開始時にはスロットルを閉鎖し；
内燃エンジンのクランキング開始からのストローク数または回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットルを開き始める；
とを備える内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【請求項６】
内燃エンジン（１）の回転速度を検出するクランク角センサ（３３，３４）をさらに備え、コントローラ（３１）はクランク角センサ（３３，３４）の出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項５の内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【請求項７】
内燃エンジン（１）の吸入負圧を検出する圧力センサ（３８）を更に備え、コントローラ（３１）は圧力センサ（３８）の出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項６の内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃エンジンの始動時の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
火花点火式内燃エンジンをクランキングにより始動する際には、燃料消費を抑制し、好ましい排気組成を得るために、完爆後のエンジンの吹き上がりを抑制して、エンジン回転速度を早期に目標アイドル回転速度へと制御することが望ましい。【０００３】
日本国特許庁が２００７年に発行したＪＰ２００７−２７８０７３Ａはこのためのエンジン制御を開示している。制御は具体的には、内燃エンジンの吸気スロットルの開度の制御、燃料噴射量の制御、及び噴射された燃料への点火タイミングの制御からなる。【０００４】
従来技術はこの制御を通じて、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達した後の吹け上がりを抑制するとともに、空燃比を理論空燃比で安定させることで排気中の炭化水素（ＨＣ）の増加を防止している。
【発明の概要】
【０００５】
内燃エンジンの始動時においては、燃料の気化を促進して炭化水素ＨＣの排出を抑制するために、吸入負圧を早期に発達させることが望ましい。そのため、従来技術においては、内燃エンジンのクランキング開始とともにスロットルを閉じ、内燃エンジンが完爆した時点でスロットルを開き始めている。
【０００６】
しかしながら、始動時の内燃エンジンの回転速度は大きく脈動し、上下動の大きな波形を描く。従来技術のように、エンジン回転速度が所定の完爆速度に達した時点でスロットルを開き始めると、その後の回転速度の低下により吸入負圧の発達に遅れが生じてしまう。吸入負圧の発達の遅れは排気組成の悪化や燃料消費の増加を招く。
【０００７】
一方、スロットルの開き始めのタイミングが遅いと、アイドル回転速度の維持に必要な空気量を供給できなくなり、始動不良を生じかねない。
【０００８】
この発明の目的は、したがって、内燃エンジンの始動時の吸入負圧の発達促進と、アイドル回転速度維持に必要な量の空気供給とをともに満足させることのできる、スロットル制御を実現することである。
【０００９】
以上の目的を達成するために、この発明は吸気量を調整するスロットルを備え、クランキングにより始動する内燃エンジン、の始動制御方法を提供する。始動制御方法は、内燃エンジンのクランキング開始を検出し、クランキング開始あるいはイグニッションスイッチがＯＮになるのと同時にスロットルを閉鎖し、内燃エンジンのクランキング開始からのストローク数または回転数をカウントし、カウント数が所定数に達したかどうかを判定し、回転数が所定数に達した時点でスロットルを開動する、ことを含む。
【００１０】
この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ＦＩＧ．１はこの発明を適用する内燃エンジンの制御装置の概略構成図である。
【図２】ＦＩＧ．２は従来技術によるエンジンコントローラが実行する完爆フラグと目標到達フラグの設定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図３】ＦＩＧ．３は従来技術によるエンジンコントローラが実行する点火タイミングとスロットル開度の制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図４】ＦＩＧ．４は従来技術によるエンジンコントローラが実行する目標当量比の算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図５】ＦＩＧ．５は従来技術によるエンジンコントローラが実行する燃料噴射パルス幅の算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図６】ＦＩＧＳ．６Ａ−６Ｃはこの発明コンセプトを従来技術と対比しつつ説明するタイミングチャートである。
【図７】ＦＩＧＳ．７Ａ−７Ｃはこの発明による、ストローク数に基づくスロットル開動開始タイミング設定のコンセプトを説明するタイミングチャートである。
【図８】ＦＩＧＳ．８Ａ−８Ｄはこの発明による各種フラグの設定とスロットル開度変化との関係を説明するタイミングチャートである。
【図９】ＦＩＧ．９はこの発明によるエンジンコントローラが実行する点火タイミングの制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１０】ＦＩＧ．１０はこの発明によるエンジンコントローラが実行するフラグ設定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１１】ＦＩＧ．１１はこの発明によるエンジンコントローラが実行するスロットル開度の制御ルーチンを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面のＦＩＧ．１を参照すると、車両用の内燃エンジン１はスロットル２３で調量した空気を吸気コレクタ２に蓄えた後、吸気マニホールド３及び吸気バルブ１５を介して各気筒の燃焼室５に吸入する。内燃エンジン１は多気筒火花点火式の往復動型エンジンで構成される。
【００１３】
各気筒の吸気ポート４には燃料インジェクタ２１が設けられる。燃料インジェクタ２１は所定のタイミングで燃料を吸気ポート４内に向けて間欠的に噴射供給する。吸気ポート４に噴射された燃料は、吸入空気と混合して混合気を形成する。混合気は吸気バルブ１５を閉じることで燃焼室５内に閉じこめられる。各気筒の燃焼室５内に閉じこめられた混合気は、各気筒に備えるピストン６の上昇によって圧縮され、点火プラグ１４により着火して燃焼する。
【００１４】
燃焼によるガス圧はピストン６を押し下げ、ピストン６に往復運動をもたらす。ピストン６の往復運動はクランクシャフト７の回転運動へと変換される。燃焼後のガスは排気バルブ１６を介して排気として排気通路８へ排出される。
【００１５】
排気通路８は各気筒に接続された排気マニホールドを備える。排気マニホールドにはスタートアップ触媒としての第１触媒９が設けられる。排気通路８は車両の床下に至る。床下部分の排気通路８には第２触媒１０が設けられる。
【００１６】
第１触媒９と第２触媒１０は、例えばいずれも三元触媒で構成される。三元触媒は空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲にある場合に、排気に含まれるＨＣ、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に効率よく除去できる。
【００１７】
内燃エンジン１の運転はエンジンコントローラ３１によって制御される。具体的にはエンジンコントローラ３１はスロットル２３の吸入空気量、燃料インジェクタ２１の燃料噴射量、及び点火プラグ１４の点火タイミングを制御する。
【００１８】
エンジンコントローラ３１は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ  インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。エンジンコントローラ３１を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
【００１９】
上記の制御のために、エンジンコントローラ３１には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３２、内燃エンジン１の基準回転位置と単位角度の回転とを検出するクランク角センサ、排気中の酸素濃度を検出する排気通路８の第１触媒９の上流に設けた酸素センサ３５、車両のアクセルペダル４１の踏み込み量を検出するアクセルペダル踏み込み量センサ４２，車両のドライバが内燃エンジン１のクランキングを指示するスタータスイッチ３６、及びエンジン冷却水温を検出する水温センサ３７から、それぞれ検出値に相当する信号が入力される。クランク角センサは、内燃エンジン１の単位角度の回転を検出するポジションセンサ３３と、内燃エンジン１の基準回転位置を検出するフェーズセンサ３４からなる。
【００２０】
エンジンコントローラ３１はこれらの入力信号に基づいて燃料インジェクタ２１の基本燃料噴射量を定めるとともに、第１触媒９の上流に設けた酸素センサ３５からの入力信号に基づいて燃焼室５に形成される空燃比をフィードバック制御する。
【００２１】
内燃エンジン１の冷間始動時には触媒９，１０を早期に活性化すると共に、酸素センサ３５をも早期に活性化して空燃比のフィードバック制御を早期に実現することが望ましい。そのため、酸素センサ３５は始動直後からヒータによって加熱される。エンジンコントローラ３１は酸素センサ３５からの入力信号から、酸素センサ３５の活性化を判定する。エンジンコントローラ３１は酸素センサ３５が活性化すると空燃比のフィードバック制御を開始する。
【００２２】
触媒９と１０は三元触媒に限定されない。例えば、エンジンの暖機完了後の燃費向上のため、低負荷運転領域において理論空燃比よりもリーンな混合気を燃焼室５に供給してリーン空燃比で運転を行う車両がある。こうした車両では、リーン空燃比のもとで多く発生するＮＯｘを吸収する必要がある。そこで、第２触媒１０をＮＯｘトラップ触媒で構成し、ＮＯｘトラップ触媒に三元触媒機能を持たせている。こうした触媒を使用する車両にもこの発明は適用可能である。
【００２３】
スロットル２３の吸入空気量の制御は、スロットル２３を駆動するスロットルモータ２４の制御によって行われる。ドライバの要求トルクはアクセルペダル４１の踏み込み量として入力される。エンジンコントローラ３１はアクセルペダルの踏み込み量に基づき目標トルクを定める。エンジンコントローラ３１は目標トルクを実現するための目標吸入空気量を計算し、目標吸入空気量に対応する信号をスロットルモータ２４に出力することで、スロットル２３の開度を制御する。
【００２４】
内燃エンジン１は、吸気バルブ１５のバルブリフト量を連続的に変化させる多節リンクで構成される可変バルブリフト機構２６と、クランクシャフト７と吸気バルブ用カムシャフト２５との回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブ１５の開閉タイミングを進角または遅角させる可変バルブタイミング機構２７とを備える。
【００２５】
エンジンコントローラ３１は内燃エンジン１の始動時に下記の制御を行なう。
【００２６】
（１）  クランキング後にエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火タイミングを始動用の点火タイミングから所定の点火タイミング、例えば触媒暖機促進用の点火タイミング、へとステップ的に、もしくは少なくともエンジン回転速度の吹け上がりを防止できる十分な速さの変化速度で、遅角し；
（２）  エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室５に供給されるように、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル２３を開き始める。
【００２７】
以上の制御により、第１触媒９の暖気が促進される。また、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達した後の吹け上がりを抑制するとともに、空燃比を理論空燃比で安定させることで排気中のＨＣの増加防止が図られる。
【００２８】
このためにエンジンコントローラ３１が実行する制御ルーチンを次に説明する。なお、最初にＦＩＧＳ．２−５を参照して、前記従来技術による、内燃エンジン１の始動時における点火タイミング、スロットル開度、及び燃料噴射量の制御を説明し、その後にこの発明に固有の制御を説明する。
【００２９】
ＦＩＧ．２は完爆フラグと目標アイドル回転到達フラグの設定ルーチンを示す。エンジンコントローラ３１は、車両が備えるイグニッションスイッチがＯＮの状態でこのルーチンを一定間隔、例えば１００ミリ秒ごと、に実行する。なお、エンジンコントローラ３１はイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わることで起動し、イグニッションスイッチがＯＮの間は常に稼働状態にあるものとする。
【００３０】
ステップＳ１で、エンジンコントローラ３１はエンジン回転速度Ｎｅを読み込む。エンジン回転速度Ｎｅはポジションセンサ３３とフェーズセンサ３４とで構成されたクランク角センサからの入力信号に基づいて算出される。
【００３１】
ステップＳ２で、エンジンコントローラ３１は完爆フラグを判定する。完爆フラグは内燃エンジン１が完爆しているかどうかを示すフラグであり、イグニッションスイッチがＯＦＦよりＯＮに切り換わると同時にゼロに初期設定される。このため、最初のルーチン実行時には完爆フラグ＝０である。完爆フラグ＝０の場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ３で、エンジン回転速度Ｎｅと完爆回転速度Ｎ０を比較する。完爆回転速度Ｎ０は内燃エンジン１が完爆したかどうかを判定するための値であり、例えば１０００回転／分（ｒｐｍ）とする。エンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達していなければ、エンジンコントローラ３１は直ちにルーチンを終了する。
【００３２】
一方、エンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達している場合には、すなわち、Ｎｅ≧Ｎ０の場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ４で完爆フラグを１にセットする。
【００３３】
次のステップＳ５、エンジンコントローラ３１はタイマを起動する。タイマはエンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したタイミングからの経過時間を計測するもので、タイマの起動とともにタイマ値ＴＩＭＥがゼロにリセットされる。ステップＳ５の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【００３４】
このようにして、ステップＳ４で完爆フラグが１にセットされると、次回移行のルーチン実行では、ステップＳ２の判定が肯定的に転じ、その結果ステップＳ６−Ｓ８の処理が行なわれる。
【００３５】
ステップＳ６で、エンジンコントローラ３１はタイマ値ＴＩＭＥを所定値ＤＴと比較する。所定値ＤＴは、エンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したタイミングから目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングまでの時間間隔を意味する。所定値ＤＴは実験もしくはシミュレーションにより予め設定される。
【００３６】
タイマを起動した直後のタイマ値ＴＩＭＥは所定値ＤＴ未満であるので、ステップＳ６の判定は否定的となる。その場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ７でタイマ値ＴＩＭＥを所定のインクリメントのもとで増量する。所定のインクリメントはルーチンの実行周期に対応した値とする。
【００３７】
このようにして、タイマ値ＴＩＭＥはルーチン実行のつど増大する。その結果、タイマ値ＴＩＭＥが所定値ＤＴ以上となり、ステップＳ６の判定が否定的から肯定的に転じる。その場合に、エンジンコントローラ３１はステップＳ８で目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達したことを示す目標アイドル回転到達フラグを１にセットする。なお、目標アイドル回転到達フラグはイグニッションスイッチのＯＦＦからＯＮへの切り換わりに伴ってゼロに初期設定されるフラグである。ステップＳ７またはＳ８の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【００３８】
以上のように、エンジンコントローラ３１はイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに転じた直後から、完爆フラグと目標アイドル回転到達フラグの設定ルーチンを一定周期で繰り返し実行することで、内燃エンジン１の完爆と目標アイドル回転速度への到達とを判定し、対応するフラグを設定する。なお、ステップＳ６では、内燃エンジン１が完爆してから所定値ＤＴ相当の時間が経過することで、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達したと判定している。しかしながら、この判定に関しては、クランク角センサが検出するエンジン回転速度Ｎｅを目標アイドル回転速度ＮＳＥＴと直接比較することももちろん可能である。
【００３９】
ＦＩＧ．３は点火タイミング及びスロットル開度の制御ルーチンを示す。エンジンコントローラ３１は、イグニッションスイッチがＯＮの状態でこのルーチンをＦＩＧ．２のルーチンに引き続いて一定間隔、例えば１００ミリ秒ごと、に実行する。
【００４０】
ステップＳ２１で、エンジンコントローラ３１は今回のルーチン実行タイミングが、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮへ切り換わった直後であるかどうかを判定する。
【００４１】
ステップＳ２１の判定が肯定的な場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ２２で、水温センサ３７が検出する内燃エンジン１の冷却水温ＴＷを始動時水温ＴＷＩＮＴとして取り込む。エンジンコントローラ３１は始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて第１点火タイミングＡＤＶ１を算出する。第１点火タイミングＡＤＶ１はエンジン始動に最適な点火タイミングであり、ここでは通常運転時の点火タイミングより大幅に進角した値として算出される。
【００４２】
ステップＳ２３で、エンジンコントローラ３１は点火タイミング指令値ＡＤＶを算出した第１点火タイミングＡＤＶ１に等しく設定する。
【００４３】
ステップＳ２４ではスロットル目標開度ｔＴＶＯに初期値を入れる。初期値は例えばゼロとする。ステップＳ２４の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ２１の判定が否定的な場合は、エンジンコントローラ３１は、ステップＳ２５で完爆フラグが１であるかどうかを判定する。完爆フラグが１でない場合は、エンジンコントローラ３１は、ステップＳ２７で点火タイミング指令値ＡＤＶを前回値に等しく設定する。このようにして、内燃エンジン１が完爆したと判定されるまで、点火タイミング指令値ＡＤＶは第１点火タイミングＡＤＶ１に維持される。
【００４５】
ステップＳ２７の処理の後、エンジンコントローラ３１は、ステップＳ２４でスロットル目標開度ｔＴＶＯに初期値のゼロを入れてルーチンを終了する。
【００４６】
このようにして、内燃エンジン１のクランキング開始後、完爆に至るまでの期間においては、点火タイミング指令値ＡＤＶは第１点火タイミングＡＤＶ１に維持され、スロットル目標開度ｔＴＶＯはゼロに維持される。
【００４７】
一方、ステップＳ２５の判定において、完爆フラグが１の場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ２６で目標アイドル回転到達フラグが１であるかどうかを判定する。目標アイドル回転到達フラグが１でない場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ２８で点火タイミング指令値ＡＤＶを前回値に等しく設定する。したがって、内燃エンジン１が完爆したと判定された後も、タイマ値ＴＩＭＥが所定値ＤＴに達するまで、言い換えればエンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＥＳＴに達するまでは、点火タイミング指令値ＡＤＶは第１点火タイミングＡＤＶ１に等しい値に維持される。
【００４８】
ステップＳ２８の処理の後、エンジンコントローラ３１はステップＳ２９でスロットル目標開度ｔＴＶＯを次式（１）により算出する。
【００４９】
ｔＴＶＯ＝ｔＴＶＯ（前回）＋ΔＴＶＯ  （１）
ただし、ΔＴＶＯ＝一定値；
ｔＴＶＯ（前回）＝ｔＴＶＯの前回値。
【００５０】
式（１）のｔＴＶＯ（前回）はスロットル目標開度の前回値であり、初期値はゼロである。
【００５１】
式（１）の所定増分ΔＴＶＯはスロットル目標開度の所定時間当たりの増量分を定めた値である。所定増分ΔＴＶＯは、エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングで、スロットル目標開度ｔＴＶＯが目標アイドル開度ＴＶＯ１に到達するように定められる。ここで、目標アイドル開度ＴＶＯ１は内燃エンジン１が目標アイドル回転速度ＮＳＥＴを維持可能なトルクを発生させるのに必要な最低の吸入空気量に対応するスロットル開度である。目標アイドル開度ＴＶＯ１の値は実験もしくはシミュレーションにより予め設定される。
【００５２】
ステップＳ２９でスロットル目標開度ｔＴＶＯを設定した後、エンジンコントローラ３１はステップＳ３０でスロットル目標開度ｔＴＶＯと目標アイドル開度ＴＶＯ１を比較する。
【００５３】
ステップＳ２６の判定が初めて否定的に転じた状態、すなわちエンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＥＳＴに到達した直後は、スロットル目標開度ｔＴＶＯは目標アイドル開度ＴＶＯ１を超えない。その場合には、エンジンコントローラ３１はそれ以上の処理を行なうことなくルーチンを終了する。
【００５４】
次回以降のルーチン実行においては、ステップＳ２９の処理の実行により、ルーチン実行ごとにスロットル目標開度ｔＴＶＯが所定増分ΔＴＶＯずつ増加する。その結果、スロットル目標開度ｔＴＶＯが目標アイドル開度ＴＶＯ１を超過し、ステップＳ３０の判定が肯定的に転じると、エンジンコントローラ３１はステップＳ３１でスロットル目標開度ｔＴＶＯをＴＶＯ１に維持する。ステップＳ３１の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。以後のルーチン実行においては、したがって、ルーチンの実行を重ねてもスロットル目標開度ｔＴＶＯは増量されずに目標アイドル開度ＴＶＯ１に維持される。
【００５５】
一方、ステップＳ２６の判定において、目標アイドル回転到達フラグが１になると、エンジンコントローラ３１はステップＳ３２で、水温センサ３７が検出する内燃エンジン１の冷却水温ＴＷに応じて第２点火タイミングＡＤＶ２を算出する。第２点火タイミングＡＤＶ２は例えば内燃エンジン１の冷間始動時における第１触媒９の暖機促進用の点火タイミングに設定することができる。あるいは、吸入空気量を急に増大させることでエンジン回転速度がオーバーシュート気味になるのを抑制するために、一時的に遅角側の点火タイミングを設定することもできる。このようにして、第２点火タイミングＡＤＶ２は第１点火タイミングＡＤＶ１より遅角した値として算出される。
【００５６】
次のステップＳ３３でエンジンコントローラ３１は点火タイミング指令値ＡＤＶを第２点火タイミングＡＤＶ２に等しく設定する。
【００５７】
以上の処理の結果、エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達すると同時に、点火タイミング指令値ＡＤＶは第１点火タイミングＡＤＶ１から第２点火タイミングＡＤＶ２へとステップ的に切り換えられる。
【００５８】
ステップＳ３４で、エンジンコントローラ３１はスロットル目標開度ｔＴＶＯを前回と同じ値、すなわちＴＶＯ１に維持する。ステップＳ３４の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【００５９】
このようにして、エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達した後は、点火タイミング指令値ＡＤＶが第２点火タイミングＡＤＶ２へとステップ的に切り換えられる。一方、スロットル目標開度ｔＴＶＯは目標アイドル開度ＴＶＯ１に維持される。ここでは、点火タイミング指令値ＡＤＶをステップ的に一気にＡＤＶ２へと切り換えているが、エンジン傾転速度が吹け上がるのを防止できる範囲の所定の変化速度で切り換えるようにすることもできる。
【００６０】
ＦＩＧ．４はエンジンコントローラ３１が実行する目標当量比ＴＦＢＹＡの算出ルーチンを示す。当量比は空燃比の逆数に相当する。エンジンコントローラ３１は、イグニッションスイッチがＯＮの状態でこのルーチンを一定間隔、例えば１００ミリ秒ごと、に実行する。なお、エンジンコントローラ３１はイグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わることで起動し、イグニッションスイッチがＯＮの間は常に稼働状態にあるものとする。
【００６１】
ステップＳ４１で、エンジンコントローラ３１は今回のルーチン実行タイミングが、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮへ切り換わった直後に相当するかどうかを判定する。
【００６２】
判定が肯定的な場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ４２で始動時増量補正係数の初期値ＫＡＳ０を、水温センサ３７が現出する始動時水温ＴＷＩＮＴに基づき算出する。始動時増量補正係数の初期値ＫＡＳ０は始動時水温ＴＷＩＮＴが低くなるほど大きくなる値である。
【００６３】
次のステップＳ４３で、エンジンコントローラ３１は始動時増量補正係数ＫＡＳを初期値ＫＡＳ０に等しく設定する。ステップＳ４３の処理の後、エンジンコントローラ３１はステップＳ５０の処理を行なう。
【００６４】
一方、ステップＳ４１の判定が否定的な場合には、前回以前のルーチン実行において、イグニッションスイッチが既にＯＮに切り換わっていることを意味する。この場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ４４で、目標アイドル回転到達フラグが１であるかどうかを判定する。目標アイドル回転到達フラグは前述のように、イグニッションスイッチがＯＮに切り換わる際にゼロにリセットされ、ＦＩＧ．２のステップＳ８で１に設定されるフラグである。目標アイドル回転到達フラグが１である場合には、エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに達していることを意味する。
【００６５】
さて、ステップＳ４４の判定が否定的な場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ４５で、始動時増量補正係数ＫＡＳを前回と同じ値に設定する。このルーチンにおいては、ステップＳ４４の判定が肯定に転じるまで始動時増量補正係数ＫＡＳは初期値ＫＡＳ０に維持される。ステップＳ４５の処理の後、エンジンコントローラ３１はステップＳ５０の処理を行なう。
【００６６】
一方、ステップＳ４４の判定が肯定に転じると、エンジンコントローラ３１はステップＳ４６で始動時増量補正係数ＫＡＳがゼロかどうかを判定する。前述のように内燃エンジン１の始動直後にステップＳ４３で始動時増量補正係数ＫＡＳが初期値ＫＡＳ０に設定される。エンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに達した直後には、始動時増量補正係数ＫＡＳが初期値ＫＡＳ０に設定されているので、始動時増量補正係数ＫＡＳがゼロと一致することはない。
【００６７】
この場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ４７で、始動時増量補正係数ＫＡＳを次式（２）により設定する。
【００６８】
ＫＡＳ＝ＫＡＳ（前回）−Δｔ×ＫＡＳ（前回）  （２）
ただし、Δｔ＝所定減率、
ＫＡＳ（前回）＝前回ルーチン実行時の始動時増量補正係数ＫＡＳの値。
【００６９】
ここで、所定減率Δｔは始動時増量補正係数ＫＡＳの所定時間当たりの減少分を定める値であり、この値は吸入負圧が一定値に収束するタイミングで始動時増量補正係数ＫＡＳがゼロとなるように、適合により予め定めておく。始動時増量補正係数の前回値であるＫＡＳ（前回）の初期値はＫＡＳ０である。
【００７０】
目標回転到達フラグが１に達した後に、エンジンコントローラ３１はステップＳ４６とＳ４７の処理を繰り返し行ない、その結果、始動時増量補正係数ＫＡＳは徐々に小さくなってゆく。そこで、ステップＳ４８で始動時増量補正係数ＫＡＳとゼロを比較し、始動時増量補正係数ＫＡＳが負の値になったときにはステップＳ４９に進んで始動時増量補正係数ＫＡＳを０にリセットする。ステップＳ４９の処理の後、エンジンコントローラ３１はステップＳ５０の処理を行なう。
【００７１】
一方、ステップＳ４８の判定において、始動時増量補正係数ＫＡＳがゼロ以上の値である場合には、エンジンコントローラ３１は始動時増量補正係数ＫＡＳを再設定することなく、ステップＳ５０の処理を行なう。
【００７２】
ステップＳ５０でエンジンコントローラ３１は水温増量補正係数ＫＴＷをあらかじめＲＯＭに格納されたマップを参照して内燃エンジン１の冷却水温Ｔｗに基づき計算する。水温増量補正係数ＫＴＷは冷却水温Ｔｗが低くなるほど大きくなる値である。
【００７３】
次のステップＳ５１でエンジンコントローラ３１は水温増量補正係数ＫＴＷと始動時増量補正係数ＫＡＳとを用いて次式（３）により目標当量比ＴＦＢＹＡを算出する。
【００７４】
ＴＦＢＹＡ＝１＋ＫＴＷ＋ＫＡＳ  （３）
【００７５】
目標当量比ＴＦＢＹＡは１．０を中心とする値である。内燃エンジン１の暖機完了後であれば、ＴＦＢＹＡ＝１（ＫＴＷ＝０、ＫＡＳ＝０）となる。ＴＦＢＹＡ＝１は理論空燃比の混合気に相当する。内燃エンジン１の冷間始動時には、始動時増量補正係数ＫＡＳが加算されることで目標当量比ＴＦＢＹＡは１．０を超える値となる。始動時増量補正係数ＫＡＳは冷間始動時の燃料壁流量を考慮したものである。結果として、目標当量比ＴＦＢＹＡは１．０を超える値になる。これらの補正は燃焼室５に供給される混合気を理論空燃比とするための補正である。
【００７６】
ＦＩＧ．５はエンジンコントローラ３１が実行する燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出ルーチンを示す。エンジンコントローラ３１は、イグニッションスイッチがＯＮの状態でこのルーチンを一定間隔、例えば１００ミリ秒ごと、に実行する。ＦＩＧ．２の完爆フラグと目標アイドル回転到達フラグの設定ルーチンとＦＩＧ．３の点火タイミングとスロットル開度の制御ルーチンとはシークエンシャルに実行される。一方、ＦＩＧ．４の目標当量比ＴＦＢＹＡの算出ルーチンとＦＩＧ．５の燃料噴射パルス幅Ｔｉの算出ルーチンは、ＦＩＧＳ．２と３のルーチンと並行かつ独立して実行される。燃料噴射パルス幅Ｔｉは燃料インジェクタ２１の燃料噴射量を代表する値である。
【００７７】
ステップＳ６１で、エンジンコントローラ３１は始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１を次式（４）により算出する。
【００７８】
Ｔｉ１＝ＴＳＴ×ＫＮＳＴ×ＫＴＳＴ （４）
ただし、ＴＳＴ＝始動時基本噴射パルス幅；
ＫＮＳＴ＝回転速度補正係数；
ＫＴＳＴ＝時間補正係数。
【００７９】
始動時基本噴射パルス幅ＴＳＴ、回転速度補正係数ＫＮＳＴ、時間補正係数ＫＴＳＴの求め方は公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００８０】
ステップＳ６２で、エンジンコントローラ３１はエアフローメータ３２からの信号が入力しているかどうかを判定する。エアフローメータ３２からの信号が入力していなければ、エンジンコントローラ３１はステップＳ６５で最終の燃料噴射パルス幅Ｔｉに始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１を設定する。ステップＳ６５の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【００８１】
エアフローメータ３２からの信号が入力している場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ６３で、直前に実行されたＦＩＧ．４の目標当量比ＴＦＢＹＡの算出ルーチンで得た目標当量比ＴＦＢＹＡを用いて次式（５）により通常時の燃料噴射パルス幅Ｔｉ２を算出する。
【００８２】
Ｔｉ２＝（Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ＋Ｋａｔｈｏｓ）×（α＋αｍ−１）＋Ｔｓ  （５）
ただし、Ｔｐ＝基本噴射パルス幅；
ＴＦＢＹＡ＝目標当量比；
Ｋａｔｈｏｓ＝過渡補正量；
α＝空燃比フィードバック補正係数；
αｍ＝空燃比学習値；
Ｔｓ＝無効噴射パルス幅。
【００８３】
過渡補正量Ｋａｔｈｏｓは吸気ポート４の壁面を伝う燃料壁流量を考慮し、基本的にエンジン負荷、エンジン回転速度及び燃料付着部の温度に基づいて算出される公知の補正量である。内燃エンジン１の始動時には燃料噴射量のうち吸気ポート４の壁面を伝う燃料が遅れて燃焼室５に到達するため、その分を燃料噴射量の増量によって補う。
【００８４】
空燃比フィードバック補正係数α、空燃比学習値αｍ、無効噴射パルス幅Ｔｓの概念と計算方法は公知である。
【００８５】
基本噴射パルス幅Ｔｐは次式（６）で算出する。
【００８６】
Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ  （６）
ただし、Ｑａ＝エアフローメータ３２が検出する吸入空気量。
【００８７】
式（６）の定数Ｋは、混合気の空燃比が理論空燃比となるように設定されている。始動時増量補正係数ＫＡＳがゼロを超える正の値である間は、燃料インジェクタ２１からの燃料噴射量、すなわち燃料噴射パルス幅Ｔｉは増量補正されることとなる。
【００８８】
ステップＳ６４−Ｓ６６で、エンジンコントローラ３１は始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１と通常時燃料噴射パルス幅Ｔｉ２を比較し、値の大きい方を最終の燃料噴射パルス幅Ｔｉに設定した後、ルーチンを終了する。
【００８９】
燃料噴射パルス幅Ｔｉは出力レジスタに移され、各気筒において燃料インジェクタ２１が所定の燃料噴射タイミングになると、燃料噴射パルス幅Ｔｉに規定された期間に渡って吸気ポート４に燃料を噴射する。
【００９０】
以上説明した、内燃エンジン１の始動時における点火タイミング、スロットル開度、及び燃料噴射量の制御に関して、日本国特許庁が２００７年１０月２５日に公開した前記従来技術ＪＰ２００７−２７８０７３Ａの内容をここに引用により合体する。
【００９１】
次に内燃エンジン１の始動時に適用されるこの発明に固有のスロットル制御について説明する。
【００９２】
ＦＩＧＳ．６Ａ−６Ｃを参照すると、内燃エンジン１の停止状態ではスロットル２３はデフォルト開度にあり、吸入負圧は大気圧に等しい。スタータスイッチ３６がＯＮになると同時に、すなわちクランキング開始と同時に、スロットル２３はスロットルモータ２４により全閉位置へと駆動される。ここで、全閉位置は慣用的用語であって、実際には、スロットル２３とスロットル２３周囲の吸気管壁面との間に、弁体が通路との間で噛み込むのを防止するための僅かな所定の隙間が設定されている。そのため、スロットル２３が全閉位置にあってもこの隙間を介して空気は燃焼室５へ吸い込まれる。
【００９３】
クランキングによる内燃エンジン１のポンピング作用により各気筒の燃焼室５に空気が吸い込まれるので、吸入負圧は脈動しつつ、大気圧から低下して行く。スロットル２３を開くタイミングは、実際の吸入負圧が燃料の気化を促進するのに十分な大きさの吸入負圧となった後である。このタイミングは、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達したタイミングで、点火タイミングを進角側の始動用点火タイミングからステップ的に、もしくは少なくともエンジン回転速度が吹け上がるのを防止できる所定の変化速度で、遅角させたときに、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度に維持するのに必要な吸入空気量を燃焼室に供給することができるタイミングである。そして、このタイミングは、遅過ぎて目標アイドル回転速度を維持するのに必要な空気量が得られなくなったり、逆に早過ぎて吸入負圧が不十分となって気化促進作用が低下したりすることがないようなタイミングでなければならない。従来技術ではこのタイミングを吸入負圧が所定の値になったタイミングとして設定しており、所定の値はＦＩＧ．６Ｃには開要求吸入負圧しきい値として示される。開要求吸入負圧しきい値はあらかじめ適合によって定められる。前記従来技術ではステップＳ２５で完爆フラグが１に転じることで開要求吸入負圧しきい値に達すると仮定し、以後のルーチン実行の都度ステップＳ２９で目標スロットル開度ｔＴＶＯを増大させている。
【００９４】
前記従来技術においては、したがって、ＦＩＧ．６Ｂに示すように吸入負圧が最初に開要求吸入負圧しきい値に到達した時刻ｔ２１で、ＦＩＧ．６Ａの破線に示すようにスロットル２３が開き始める。
【００９５】
しかしながら、時刻ｔ２１の直後より実吸入負圧は、脈動により大気圧に向けて減少を示す。ここで、吸入負圧の減少は大気圧に向けての圧力上昇を意味する。時刻ｔ２１でスロットル２３を開くと、その後の吸入負圧の増大が阻害され、吸入負圧はＦＩＧ．６Ｃの破線に示すように開要求吸入負圧しきい値の付近で波打つこととなってしまう。吸入負圧が開要求吸入負圧しきい値よりさらに増大しないと、燃料の気化が十分に促進されず、冷間始動時に多く発生するＨＣの増加を抑制できない。
【００９６】
この発明によるエンジン制御装置は、その後も実吸入負圧が順調に発展し、しかも、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度に維持するのに必要な吸入空気量を供給することが可能な時刻、すなわちクランキング開始後、実吸入負圧が２度目に開要求吸入負圧しきい値に到達する時刻ｔ２２のタイミングでスロットル２３を開き始める。このように、例えばＦＩＧ．６Ｂの例においてクランキング開始後２度目に開要求吸入負圧しきい値に到達する時刻ｔ２２から、スロットル２３を開き始めると、ＦＩＧ．６Ｃの実線に示すように、実吸入負圧は順調に増大し、その後も目標アイドル回転速度を維持するのに必要な吸入空気量が得られなくなるようなことがない。
【００９７】
次に全閉位置のスロットル２３の開動開始タイミングとなる時刻ｔ２２の判定方法を説明する。
【００９８】
この発明によるエンジン制御装置は、クランキング開始からのエンジン回転数またはストローク数をカウントする。そして、カウント数が、実吸入負圧が順調に発達し、目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるタイミング、すなわち２度目に開要求吸入負圧しきい値に到達するタイミング相当の所定数に達したかどうかで、全閉位置のスロットル２３の開動開始タイミングとなったかどうかを判定する。
【００９９】
ＦＩＧＳ．７Ａ−７Ｃを参照すると、ここではクランキング開始からのストローク数を用いて、実吸入負圧が順調に発達し、目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるタイミング、すなわち実吸入負圧が２度目に開要求吸入負圧しきい値に到達するタイミング、に相当する時刻ｔ２２を判定している。ストローク数は４気筒、８気筒エンジンではクランク角１８０°に相当し、６気筒エンジンではクランク角１２０°に相当する単位である。つまり、４気筒、８気筒エンジンではストローク数の２分の１がエンジン回転数に相当し、６気筒エンジンではクランク角１２０°ではストローク数の３分の１がエンジン回転数に相当する。ストローク数と回転数は常に一定関係にあるので、エンジン回転数とストローク数は相互に代用可能な等価の関係にある。
【０１００】
この実施例では、図の横軸をストローク数としている。これは、ストロークが吸入負圧の脈動と同期しており、説明の都合上好ましいからである。数字の付されたストローク位置で、吸入負圧は吸入負圧の脈動の山の頂きに位置する。ストローク間隔は、４気筒、８気筒エンジンでは２分の１回転に、６気筒エンジンでは３分の１回転に相当する。
【０１０１】
エンジンコントローラ３１は、クランキング開始からのストローク数をカウントし、ストローク数が所定数６に達した時点で、スロットル２３を開く。所定数として、実吸入負圧が順調に発達し、目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるタイミング、すなわち吸入負圧が２度目に開要求吸入負圧しきい値に到達するタイミング、に相当するストローク数を、実験もしくはシミュレーションによりあらかじめ求めておく。所定数６は４気筒または８気筒を前提とした所定数の例である。ただし、所定数は６に限定されない。
【０１０２】
ＦＩＧＳ．８Ａ−８Ｄを参照すると、この実施形態において、エンジンコントローラ３１は吸入負圧発達始動許可フラグ、スロットル絞りフラグ、スロットル制御フラグを使用する。
【０１０３】
このうち、ＦＩＧ．８Ａに示す吸入負圧発達始動許可フラグは、何らの理由でこの発明によるスロットル制御を行わないほうが良い場合に、ゼロにリセットされるフラグである。通常は、イグニッションキースイッチがＯＮになる時刻ｔ０、あるいはスタータスイッチ３６がオンになると同時、に吸入負圧発達始動許可フラグは１に初期設定される。吸入負圧発達始動許可フラグが１であることは、この発明によるスロットル制御を許可することを意味する。
【０１０４】
ＦＩＧ．８Ｃに示すスロットル絞りフラグは、クランクキング開始直後にスロットル２３を全閉位置にするためのフラグである。スロットル絞りフラグは、吸入負圧発達始動許可フラグを１に初期設定するのと同時に１に初期設定される。
【０１０５】
ＦＩＧ．８Ｄに示すスロットル制御フラグは、スロットル２３を開動するためのフラグである。エンジンコントローラ３１はクランキング開始からのストローク数を計測し、計測したストローク数が所定数６に達した時刻ｔ２２でスロットル絞りフラグを１からゼロに切り換える一方、スロットル制御フラグを初期値のゼロから１に切り換える。ストローク数は、クランク角センサの出力変動のピークの数に相当する。エンジンコントローラ３１はクランク角センサの出力信号から、出力変動のピークの数をカウントすることで、ストローク数を得る。
【０１０６】
また、エンジンコントローラ３１はエンジン回転速度が目標アイドル回転速度に達する時刻、すなわちＦＩＧ．８Ｂにおいてはスロットル開度が所定開度ＴＶ０１となる時刻ｔ２に、吸入負圧発達始動許可フラグとスロットル制御フラグをそれぞれ１からゼロに切り換える。
【０１０７】
次に、ＦＩＧＳ．９−１１を参照して、以上のフラグを用いてエンジンコントローラ３１が実行するスロットル制御ルーチンを説明する。エンジンコントローラ３１は、イグニッションスイッチがＯＮの状態で前記従来技術のＦＩＧＳ．２，４，５のルーチンを並行して実行する。また、ＦＩＧ．２のルーチン実行に引き続き、ＦＩＧ．３のルーチンに代えてＦＩＧ．９の点火タイミングの制御ルーチンと、ＦＩＧ．１０のフラグ設定ルーチンと、ＦＩＧ．１１のスロットル制御ルーチンとを実行する。
【０１０８】
ＦＩＧ．９に示す点火タイミング指令値の計算ルーチンは、前記従来技術のＦＩＧ．３のルーチンから、スロットル制御に関するステップＳ２４，Ｓ３０，Ｓ３１，及びＳ３４を削除したものに相当する。エンジンコントローラ３１はこのルーチンにおいては、点火プラグ１４の点火タイミングのみを制御し、ＦＩＧＳ．１１と１２のルーチンでスロットル２３の制御を行なう。なお、ＦＩＧ．９のルーチンも、点火タイミングをステップ的に切り替えているが、ステップ的に切り替える代わりに、エンジン回転速度の吹け上がりを防止できる十分な速さの変化速度で遅角させても良い。
【０１０９】
ＦＩＧ．１０のフラグ設定ルーチンは、ＦＩＧ．９の点火タイミング算出ルーチンに引き続いて実行される。
【０１１０】
ＦＩＧ．１０を参照すると、ステップＳ１１１で、エンジンコントローラ３１は今回のルーチン実行タイミングが、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮへ切り換わった直後であるかどうかを判定する。判定が肯定的な場合に、エンジンコントローラ３１はステップＳ１１２で、吸入負圧発達始動許可フラグを１に、スロットル絞りフラグを１に、スロットル制御フラグをゼロに、それぞれ設定した後、ルーチンを終了する。この処理がＦＩＧＳ．８Ａ−８Ｄの時刻ｔ０における処理に相当する。
【０１１１】
ステップＳ１１１の判定が否定的な場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ１１３で、クランキング開始からのストローク数が所定数６以上であるかどうかを判定する。
【０１１２】
ストローク数が所定数６未満の場合には、エンジンコントローラ３１は何もおこなわずにルーチンを終了する。ストローク数が所定数６以上の場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ１１４で、スロットル絞りフラグをゼロに、スロットル制御フラグを１に、それぞれ設定する。この処理がＦＩＧＳ．８Ａ−８Ｄの時刻ｔ２２における処理に相当する。
【０１１３】
次のステップＳ１１５で、エンジンコントローラ３１は目標スロットル開度ｔＴＶＯが目標アイドル開度ＴＶＯ１に達したかどうかを判定する。
【０１１４】
判定が否定的な場合は、エンジンコントローラ３１は直ちにルーチンを終了する。
【０１１５】
判定が肯定的な場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ１１６で吸入負圧発達始動許可フラグとスロットル制御フラグをともにゼロに切り換える。スロットル絞りフラグはゼロの状態を維持する。この処理が、ＦＩＧＳ．８Ａ−８Ｄの時刻ｔ２における処理に相当する。ステップＳ１１６の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【０１１６】
ＦＩＧ．１１のスロットル制御ルーチンはＦＩＧ．１０のフラグ設定ルーチンに引き続いて実行される。
【０１１７】
ＦＩＧ．１１を参照すると、ステップＳ１３１で、エンジンコントローラ３１は吸入負圧発達始動許可フラグが１かどうかを判定する。吸入負圧発達始動許可フラグが１である場合は、エンジンコントローラ３１は、ステップＳ１３２で通常始動モードであるかどうかを判定する。
【０１１８】
通常始動モードは内燃エンジン１が高温状態で始動することを意味する。内燃エンジン１の運転停止直後にドライバが始動操作を行った場合や、アイドルストップからの再始動など、前回の運転の余熱により暖機された状態で内燃エンジン１の始動が行なわれる場合がこれに当たる。この場合には吸入負圧発達を必要としない。この実施形態では吸入負圧発達を必要とする内燃エンジン１の冷間始動を対象としているため、通常始動モードではこの発明による制御を行なわずに、ステップＳ１３３で通常始動を行なう。
【０１１９】
また、ステップＳ１３１で吸入負圧発達始動許可フラグが１でない場合も、エンジンコントローラ３１は、ステップＳ１３３で通常制御を行なう。通常制御は内燃エンジン１が暖機を必要としないケースで適用される始動制御を意味する。ステップＳ１３３の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【０１２０】
内燃エンジン１の冷間始動を行なう場合は、ステップＳ１３２の判定は否定的となる。
【０１２１】
その場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ１３４で、スロットル絞りフラグが１かどうかを判定する。スロットル絞りフラグが１である場合には、エンジンコントローラ３１はステップＳ１３５でスロットル目標開度ｔＴＶＯをゼロ、すなわちスロットル２３を全閉位置に制御する。ステップＳ１３５の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【０１２２】
一方、スロットル絞りフラグが１でない場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ１３６でスロットル制御フラグを判定する。スロットル制御フラグが１でない場合には、エンジンコントローラ３１は直ちにルーチンを終了する。スロットル制御フラグが１である場合にはステップＳ１３７でスロットル目標開度ｔＴＶＯを前述の式（１）で計算する。ステップＳ１３７の処理の後、エンジンコントローラ３１はルーチンを終了する。
【０１２３】
ＦＩＧ．１０のフラグ設定ルーチンとＦＩＧ．１１のスロットル制御ルーチンの実行により、ＦＩＧ．８Ａ−８Ｄの実線に示すように、実吸入負圧が順調に発達し、目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるタイミング、すなわち実吸入負圧が２度目に開要求吸入負圧しきい値に到達するタイミンク、に相当する時刻ｔ２２を精度良く判定して、スロットル２３を開き始めることができる。その結果、実吸入負圧は時刻ｔ２２以降、順調に低下する。
【０１２４】
したがって、気化促進のための大気圧より低い吸入負圧の確保と、内燃エンジン１の完爆に適した吸気量の確保とを両立することができ、始動時の吸入負圧制御のロバスト性を向上させることができる。
【０１２５】
内燃エンジン１の始動時にはＦＩＧ．７Ｂに示すようにエンジン回転速度が大きく脈動する。この実施形態においては、クランク角センサの出力変動に基づきクランキング開始からのストローク数をカウントし、カウント数によりスロットル２３を開き始めるタイミングを決定している。この制御において、クランク角センサの出力は、エンジン回転速度それ自体を求めるために用いられるのではなく、内燃エンジンの脈動によるエンジン回転速度のピークを検出するために用いられる。したがって、スロットル２３を開き始めるタイミングを、エンジン回転速度それ自体の値に依存して決定する場合と比べて、より高い精度で決定することができる。
【０１２６】
以上説明した実施形態では、クランク角センサの出力変動に基づきストローク数をカウントしている。しかしながら、他のセンサによってもストローク数やエンジン回転数をカウント可能である。圧力センサ３８を用いて内燃エンジン１の吸気圧を検出するケースを、次に説明する。
【０１２７】
日本国特許庁が２００４年１１月１０日に発行した特許第３５８６９７５号は、圧力センサを用いて吸入負圧を検出し、測定した吸入負圧が所定圧に達した時点で基づきスロットルを開く制御を開示している。しかしながら、クランキング時の吸入負圧は、実吸入負圧も吸入負圧の検出値もともに変動が大きい。スロットルの開動開始タイミングの判定根拠を、圧力センサが検出する吸入負圧の値に依存することは、したがって、精度上の問題を生みやすい。
【０１２８】
一方、クランキング時の吸入負圧は大きく脈動する。エンジンコントローラ３１は吸気コレクタ２に設けた圧力センサ３８が検出する吸入負圧の値それ自体ではなく、圧力センサ３８の出力変動から吸入負圧のピークをカウントすることで、内燃エンジン１のクランキング開始からのストローク数や回転数をカウントする。このようにして得られたカウント数に基づきスロットル２３の開動開始のタイミングを判定すれば、スロットル２３の開動開始タイミングを精度良く決定することができる。
【０１２９】
つまり、圧力センサ３８の出力変動に基づきストローク数やエンジン回転数をカウントすることでも、スロットル２３の開動開始タイミングを精度良く判定することができる。
【０１３０】
以上の説明に関して２０１０年１２月２７日を出願日とする日本国における特願２０１０−２９０１３８号、の内容をここに引用により合体する。
【０１３１】
以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
以上のように、この発明は内燃エンジンの冷間始動性能の向上に好ましい効果をもたらす。そのため、多様な始動環境で使用される車両用エンジンへの適用において特に好ましい効果が得られる。【０１３３】
この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。
【図１】
2012091014.tif 000003
【図２】
2012091014.tif 000004
【図３】
2012091014.tif 000005
【図４】
2012091014.tif 000006
【図５】
2012091014.tif 000007
【図６】
2012091014.tif 000008
【図７】
2012091014.tif 000009
【図８】
2012091014.tif 000010
【図９】
2012091014.tif 000011
【図１０】
2012091014.tif 000012
【図１１】
2012091014.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する内燃エンジン（１）の始動制御方法において：
内燃エンジン（１）のクランキング開始を検出し；
クランキング開始時にはスロットル（２３）を閉鎖し；
内燃エンジン（１）のクランキング開始からのストローク数またはクランキング開始からの回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットル（２３）を開動する；
内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項２】
所定数は、その後も実吸気負圧が発達し、かつ目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるように予め設定される、請求項１の内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項３】
スロットル（２３）が目標アイドル回転速度相当のスロットル開度に達するとスロットル（２３）の開動を停止する、請求項１または２の内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項４】
始動した内燃エンジン（１）の回転速度が所定の目標アイドル回転速度に達したかどうかを判定し、判定が肯定的な場合に、点火タイミング遅角させる、請求項１から３のいずれかの内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項５】
吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する内燃エンジン（１）の始動制御装置において：
内燃エンジン（１）のクランキング開始を検出するセンサ（３６）と；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ（３１）：
クランキング開始時にはスロットルを閉鎖し；
内燃エンジン（１）のクランキング開始からのストローク数またはクランキング開始からの回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットルを開き始める；
とを備える内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【請求項６】
内燃エンジン（１）の回転速度を検出するクランク角センサ（３３，３４）をさらに備え、コントローラ（３１）はクランク角センサ（３３，３４）の出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項５の内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【請求項７】
内燃エンジン（１）の吸入負圧を検出する圧力センサ（３８）を更に備え、コントローラ（３１）は圧力センサ（３８）の出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項６の内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月14日(2013.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
このようにして、ステップＳ４で完爆フラグが１にセットされると、次回以降のルーチン実行では、ステップＳ２の判定が否定的に転じ、その結果ステップＳ６-Ｓ８の処理が行なわれる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
一方、ステップＳ２５の判定において、完爆フラグが１の場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ２６で目標アイドル回転到達フラグが１であるかどうかを判定する。目標アイドル回転到達フラグが１でない場合は、エンジンコントローラ３１はステップＳ２８で点火タイミング指令値ＡＤＶを前回値に等しく設定する。したがって、内燃エンジン１が完爆したと判定された後も、タイマ値ＴＩＭＥが所定値ＤＴに達するまで、言い換えればエンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに達するまでは、点火タイミング指令値ＡＤＶは第１点火タイミングＡＤＶ１に等しい値に維持される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ステップＳ２６の判定が初めて否定的に転じた状態、すなわちエンジン回転速度Ｎｅが目標アイドル回転速度ＮＳＥＴに到達した直後は、スロットル目標開度ｔＴＶＯは目標アイドル開度ＴＶＯ１を超えない。その場合には、エンジンコントローラ３１はそれ以上の処理を行なうことなくルーチンを終了する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量を調整するスロットルを備え、クランキングにより始動する内燃エンジンの始動制御方法において：
内燃エンジンのクランキング開始を検出し；
クランキング開始時にはスロットルを閉鎖し；
内燃エンジンのクランキング開始からのストローク数またはクランキング開始からの回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットルを開動する；
内燃エンジンの始動制御方法。
【請求項２】
所定数は、その後も実吸気負圧が発達し、かつ目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるように予め設定される、請求項１の内燃エンジンの始動制御方法。
【請求項３】
スロットルが目標アイドル回転速度相当のスロットル開度に達するとスロットルの開動を停止する、請求項１または２の内燃エンジンの始動制御方法。
【請求項４】
始動した内燃エンジンの回転速度が所定の目標アイドル回転速度に達したかどうかを判定し、判定が肯定的な場合に、点火タイミング遅角させる、請求項１から３のいずれかの内燃エンジンの始動制御方法。
【請求項５】
吸気量を調整するスロットルを備え、クランキングにより始動する内燃エンジンの始動制御装置において：
内燃エンジンのクランキング開始を検出するセンサと；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ：
クランキング開始時にはスロットルを閉鎖し；
内燃エンジンのクランキング開始からのストローク数またはクランキング開始からの回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットルを開き始める；
とを備える内燃エンジンの始動制御装置。
【請求項６】
内燃エンジンの回転速度を検出するクランク角センサをさらに備え、コントローラはクランク角センサの出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項５の内燃エンジンの始動制御装置。
【請求項７】
内燃エンジンの吸入負圧を検出する圧力センサを更に備え、コントローラは圧力センサの出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項６の内燃エンジンの始動制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月26日(2014.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する内燃エンジン（１）の始動制御方法において：
内燃エンジン（１）のクランキング開始を検出し；
クランキング開始時にはスロットル（２３）を閉鎖し；
内燃エンジン（１）のクランキング開始からのストローク数または回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットル（２３）を開動するとともに、
前記所定数は、内燃エンジン（１）の完爆より遅いタイミングに相当する値に設定される、
内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項２】
所定数は、その後も実吸気負圧が発達し、かつ目標アイドル回転速度の維持に必要な吸入空気量が得られるように予め設定される、請求項１の内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項３】
スロットル（２３）が目標アイドル回転速度相当のスロットル開度に達するとスロットル（２３）の開動を停止する、請求項１または２の内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項４】
始動した内燃エンジン（１）の回転速度が所定の目標アイドル回転速度に達したかどうかを判定し、判定が肯定的な場合に、点火タイミング遅角させる、請求項１から３のいずれかの内燃エンジン（１）の始動制御方法。
【請求項５】
吸気量を調整するスロットル（２３）を備え、クランキングにより始動する内燃エンジン（１）の始動制御装置において：
内燃エンジン（１）のクランキング開始を検出するセンサ（３６）と；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ（３１）：
クランキング開始時にはスロットルを閉鎖し；
内燃エンジンのクランキング開始からのストローク数または回転数をカウントし；
カウント数が所定数に達したかどうかを判定し；
カウント数が所定数に達した時点でスロットルを開き始める；
とを備えるとともに、
前記所定数は、内燃エンジン（１）の完爆より遅いタイミングに相当する値に設定される、
内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【請求項６】
内燃エンジン（１）の回転速度を検出するクランク角センサ（３３，３４）をさらに備え、コントローラ（３１）はクランク角センサ（３３，３４）の出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項５の内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【請求項７】
内燃エンジン（１）の吸入負圧を検出する圧力センサ（３８）を更に備え、コントローラ（３１）は圧力センサ（３８）の出力信号の脈動に基づきストローク数及び回転数の一方をカウントするようにさらにプログラムされる、請求項６の内燃エンジン（１）の始動制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
以上の目的を達成するために、この発明は吸気量を調整するスロットルを備え、クランキングにより始動する内燃エンジン、の始動制御方法を提供する。始動制御方法は、内燃エンジンのクランキング開始を検出し、クランキング開始あるいはイグニッションスイッチがＯＮになるのと同時にスロットルを閉鎖し、内燃エンジンのクランキング開始からのストローク数または回転数をカウントし、カウント数が所定数に達したかどうかを判定し、回転数が所定数に達した時点でスロットルを開動する、ことを含む。所定数は、内燃エンジンの完爆より遅いタイミングに相当する値に設定される。
【国際調査報告】
2012091014.tif 000014
2012091014.tif 000015
2012091014.tif 000016