(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、機関始動時の機関回転数の過度の上昇を抑制する。【解決手段】内燃機関の始動時であって機関回転数が切替回転数に到達するまでの間で行う始動制御と、切替回転数を超えた後の通常時で行う通常制御と、を切り替えて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、切替回転数を機関状態に応じて変更する変更手段を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の始動時であって機関回転数が切替回転数に到達するまでの間で行う始動制御と、前記切替回転数を超えた後の通常時で行う通常制御と、を切り替えて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記切替回転数を機関状態に応じて変更する変更手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記始動制御では、オープンループ制御を行って内燃機関を制御し、前記通常制御では、機関回転数に応じて内燃機関を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記通常制御では、機関回転数に応じて基準となる燃料供給量を決定し、機関回転数の変化率に応じて前記基準となる燃料供給量を補正することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の始動時に実際の機関回転数が目標回転数に一致するように内燃機関の要求トルクを決定し、このときに内燃機関の冷却水温度が低くなるほど前記要求トルクを大きくし、実際のトルクが前記要求トルクに近づくように前記切替回転数を設定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記切替回転数で前記通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が規定範囲内となるように前記切替回転数を学習する学習手段を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記切替回転数で前記通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が前記規定範囲よりも小さい場合には、それまでよりも前記切替回転数を高くすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記切替回転数で前記通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が前記規定範囲よりも大きい場合には、それまでよりも前記切替回転数を低くするか燃料供給量を少なくすることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記切替回転数で前記通常制御に切り替わってから機関回転数が最初に目標回転数に到達するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が、閾値よりも大きい場合には前記切替回転数を低くし、閾値以下の場合には燃料供給量を少なくすることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動時において機関回転数がある程度上昇するまでは通常と異なる制御が行われる。そして、機関始動時の機関回転数が切替回転数以下のときにはオープンループ制御にて燃料供給を行い、切替回転数を超えると機関回転数に応じて燃料供給量をフィードバック制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、内燃機関の始動時において始動判定回転数を超えるまでは、吸入空気量を制御する流量制御弁及び燃料供給を行う燃料噴射弁の開弁時間を始動時の冷却水温度に基づいて決定する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
これらの場合、始動時の制御を行う上限の機関回転数である切替回転数が固定値であるため、機関回転数のオーバーシュートが発生する虞がある。例えば始動時には燃料噴射量を増量しているため、切替回転数に到達する前に機関回転数の上昇率が高くなりすぎることがある。そうすると、切替回転数を超えたときに機関回転数に応じて燃料噴射量を減量しても機関回転数の上昇率が低くなるまでに時間がかかり、機関回転数のオーバーシュートが発生することがある。これにより、ユーザに不快感を与える虞がある。また、切替回転数が低すぎると、機関回転数の上昇に時間がかかるため、内燃機関の始動完了までに時間を要してしまう。
【０００５】
従来では、内燃機関の始動時に１回だけ機関回転数のオーバーシュートが発生しても、あまり問題とされていなかった。しかし、近年では車両停止時に内燃機関が自動的に停止されたり、ハイブリッド車で内燃機関が自動的にされたりすることがあるため、内燃機関の始動回数が増加することもある。これにより、ユーザに不快感を与える回数が多くなると問題となる虞がある。
【０００６】
また、切替回転数を適切な値に設定することで、不必要な燃料増量を行うことを抑制できるため、燃費や排気性能の悪化を抑制できる。
【特許文献１】特開平３−３１５５０号公報
【特許文献２】特開平５−２６３６８０号公報
【特許文献３】特開２００６−１１８３８７号公報
【特許文献４】特開２００２−１９５０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の制御装置において、内燃機関の始動時に行う始動制御と、その後の通常時に行う通常制御とを切り替える時期をより適切な時期とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の制御装置は、
内燃機関の始動時であって機関回転数が切替回転数に到達するまでの間で行う始動制御と、前記切替回転数を超えた後の通常時で行う通常制御と、を切り替えて内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であって、
前記切替回転数を機関状態に応じて変更する変更手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、機関状態には、例えば、燃焼状態、冷却水温度、潤滑油温度、シリンダ壁温、または吸気温度等が含まれる。これは、始動時における機関回転数の上昇率に影響を与えるものの状態としても良い。また、始動制御及び通常制御では、燃料供給量、またはガソリン機関における点火時期、ディーゼル機関における燃料噴射時期、吸入空気量等を調節することにより内燃機関が制御される。そして、始動制御から通常制御へ切り替わるときに、例えば燃料供給量、またはガソリン機関における点火時期、ディーゼル機関における燃料噴射時期、吸入吸気量等の決定手法を変えている。
【００１０】
始動制御とは、機関回転数が０のときから切替回転数となるまでの間に行われる制御であり、例えば燃料供給量の増量が行われる。この切替回転数は、例えばアイドル回転数以下で設定される。一方、通常制御とは、始動時以外で行われる制御であり、例えば目標回転数に収束させる制御とすることができる。この目標回転数はアイドル回転数であっても良い。なお、機関状態に応じて始動制御又は通常制御の制御値を補正しても良い。
【００１１】
ここで、機関状態によって機関回転数の上昇率が変わるため、機関回転数のオーバーシュートのし易さが変化する。そして、機関状態に応じて切替回転数を変更すれば、オーバーシュートのし易さに応じて始動制御から通常制御へ切り替わるため、オーバーシュートの発生を抑制できる。また、例えば始動時の燃料増量を行う期間を適切に設定することができるため、燃料増量を行う期間を短くすることができれば、燃費を向上させたり排気の状態を良好に保ったりすることができる。なお、切替回転数をどのように変化させるのかは、内燃機関毎に異なる。そのため、内燃機関の特性等に応じて切替回転数を変化させる。例えば冷却水温度が高いほど切替回転数を低くすることもあれば、高くすることもある。
【００１２】
本発明においては、前記始動制御では、オープンループ制御を行って内燃機関を制御し、前記通常制御では、機関回転数に応じて内燃機関を制御することができる。
【００１３】
実際の機関回転数が切替回転数よりも低い場合には、始動制御としてオープンループ制御を行う。つまり、実際の機関回転数を用いずに内燃機関の制御を行う。ここで、始動時には、燃焼状態が安定しないため、機関回転数に応じた制御を行うのは困難である。そこで、オープンループ制御にて内燃機関を制御する。例えば、燃料供給、ガソリン機関における点火時期、ディーゼル機関における燃料噴射時期、または吸入空気量を固定値としたり、燃料供給量を通常制御時よりも増量したりする。
【００１４】
一方、実際の機関回転数のほうが切替回転数よりも高い場合には、機関回転数に応じた制御により機関回転数を目標回転数に近づける。つまり、機関回転数が切替回転数よりも高くなると、実際の機関回転数を目標回転数に合わせ易くなるため、フィードバック制御又はフィードフォワード制御等を行って目標回転数に近づける。ここで、機関回転数が目標回転数に近づくように、機関状態に応じて切替回転数を変更する。つまり、オープンループ制御中の機関回転数の上昇率が、機関回転数を目標回転数に近づけるために適した値となったときに通常制御に切り替える。これにより、オープンループ制御から機関回転数に応じた制御へ適切な時期に切り替えることができる。なお、オープンループ制御といっても、燃料供給量等は始動時の機関状態に応じて決定しても良い。
【００１５】
本発明においては、前記通常制御では、機関回転数に応じて基準となる燃料供給量を決定し、機関回転数の変化率に応じて前記基準となる燃料供給量を補正することができる。
【００１６】
つまり、目標回転数と現時点での機関回転数とに応じて、目標回転数まで上昇させるために必要となる燃料量を基準とする。そして、機関回転数の変化率によってオーバーシュ
ートのし易さが変わるため、この機関回転数の変化率に基づいて燃料供給量を補正すれば、オーバーシュートの量が適切な範囲となるように調節することができる。なお、機関回転数の上昇率が大きいほど燃料供給量を少なくしても良く、機関回転数の上昇率が小さいほど燃料供給量を多くしても良い。
【００１７】
本発明においては、内燃機関の始動時に実際の機関回転数が目標回転数に一致するように内燃機関の要求トルクを決定し、このときに内燃機関の冷却水温度が低くなるほど前記要求トルクを大きくし、実際のトルクが前記要求トルクに近づくように前記切替回転数を設定することができる。
【００１８】
ここで、内燃機関の冷却水温度が低いほど、潤滑油の粘度が高かったり、摺動部の隙間が適切でなかったり、燃焼状態が悪化し易かったりするため、内燃機関の要求トルクが大きくなり、より多くの燃料が供給される。すなわち、内燃機関の始動時に実際の機関回転数が目標回転数に一致するように決定される要求トルクは、冷却水温度に応じて変化する。また、切替回転数は、現時点の冷却水温度に基づいて決定される。そして、冷却水温度と要求トルクとの関係は内燃機関毎に異なる。つまり、冷却水温度に対する機関回転数の上昇率は内燃機関の特性等により変わるため、要求トルクもこれに合わせて変える。ところで、要求トルクに応じて燃料が供給されるため、オーバーシュートのし易さが要求トルクに応じて変わる。さらに、要求トルクが冷却水温度に応じて変化するため、オーバーシュートのし易さが冷却水温度によっても変わる。つまり、要求トルク及び冷却水温度がオーバーシュートのし易さと関係しており、これらの値に応じて切替回転数を変更すれば、オーバーシュートのし易さに応じて始動制御から通常制御へ切り替えることができる。これにより、オーバーシュートの量を低減しつつ、機関回転数を目標回転数に速やかに収束させることができる。なお、実際のトルクが前記要求トルクに一致するように前記切替回転数を設定しても良い。
【００１９】
本発明においては、前記切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が規定範囲内となるように前記切替回転数を学習する学習手段を備えることができる。
【００２０】
ここで、機関回転数が最初に目標回転数に到達するまで、つまり、オーバーシュートが起こる前の期間は、短いほうが良い。また、機関回転数が最初に目標回転数に到達した後であって機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間、つまり、オーバーシュート中やその後の機関回転数の変動が生じている期間は、短いほうが良く、また、オーバーシュートの量は小さいほうが良い。
【００２１】
切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間は、２つの期間に分けることができる。つまり、切替回転数から最初に目標回転数に到達するまでの期間と、最初に目標回転数に到達してから目標回転数に収束するまでの期間とである。切替回転数から最初に目標回転数に到達するまでの期間では、実際の回転数と目標回転数との差の積分値が負の値となる。一方、最初に目標回転数に到達してから目標回転数に収束するまでの期間では、実際の回転数と目標回転数との差の積分値が正の値となる。
【００２２】
そして、切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値は、機関回転数が最初に目標回転数に到達するまでの期間が短いほど、大きくなる（積分値が負の値の場合には、負の値が小さくなる）。一方、機関回転数が最初に目標回転数に到達した後であって機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値は、オーバーシュートが大きいほど、または収束するまでの期間が長いほど、大きくな
る。
【００２３】
このようなことから、切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値には適正範囲がある。つまり、この積分値が大きすぎると、例えば、オーバーシュートが大きかったり、機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間が長かったりすることが考えられるため好ましくない。また、この積分値が小さすぎると、例えば機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間が長いことが考えられるため好ましくない。これに対し積分値が規定範囲内となるように切替回転数を変更すれば、オーバーシュートの量を低減しつつ、実際の機関回転数を目標回転数に速やかに収束させることができる。なお、規定範囲は、オーバーシュートの量と、機関回転数が目標回転数に収束までの時間と、の兼ね合いから決定することができる。
【００２４】
そして、このときの切替回転数を記憶しておけば、次回以降の機関始動時において、より適切な時期に始動制御から通常制御へ切り替えを行うことができる。なお、この学習は冷却水温度に応じて行っても良い。例えば、冷却水温度を複数の領域に分けて、夫々の領域にて切替回転数の学習を行っても良い。
【００２５】
本発明においては、前記切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が前記規定範囲よりも小さい場合には、それまでよりも前記切替回転数を高くすることができる。
【００２６】
切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が規定範囲よりも小さいということは、機関回転数が目標回転数に最初に到達するまでの時間が長いか、オーバーシュートの量が小さい若しくはオーバーシュートが起こっていないと考えられる。つまり、切替回転数が低すぎると考えられるので、切替回転数が高くなるように修正する。このときには、規定の回転数だけ上昇させても良く、規定範囲の下限値と積分値との差に応じて切替回転数を上昇させても良い。
【００２７】
本発明においては、前記切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が前記規定範囲よりも大きい場合には、それまでよりも前記切替回転数を低くするか燃料供給量を少なくすることができる。
【００２８】
切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が目標回転数に収束するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が規定範囲よりも小さいということは、機関回転数が目標回転数に最初に到達するまでの時間が短いか、オーバーシュートの量が大きい若しくはオーバーシュート後に機関回転数が目標回転数に収束するまでの時間が長いことが考えられる。つまり、切替回転数が高すぎるか燃料供給量が多すぎると考えられるので、切替回転数が低くなるか燃料供給量が少なくなるように修正する。このときには、規定の回転数だけ低下させても良く、規定範囲の下限値と積分値との差に応じて切替回転数を低下させても良い。
【００２９】
この場合、前記切替回転数で通常制御に切り替わってから機関回転数が最初に目標回転数に到達するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値が、閾値よりも大きい場合には前記切替回転数を低くし、閾値以下の場合には燃料供給量を少なくすることができる。
【００３０】
つまり、切替回転数が適切でないのか、燃料供給量が適切でないのかを、通常制御に切
り替わってから機関回転数が最初に目標回転数に到達するまでの期間における実際の回転数と目標回転数との差の積分値に基づいて判定している。この積分値が大きい（負の値のときには、負の値が小さい）場合には、オーバーシュートの量が大きい又は機関回転数が切替回転数に収束するまでの期間が長いと考えられる。つまり、切替回転数が高すぎると考えられるため、切替回転数が低くなるように補正を行う。一方、積分値が小さい（負の値のときには、負の値が大きい）場合には、機関回転数の上昇率が高く過ぎると考えられる。つまり、切替回転数は適切であるものの燃料供給量が適切でないと考えられる。
【００３１】
なお、燃料供給量は機関始動完了後すぐに補正しなくても良い。つまり、機関始動後であっても燃料供給量の学習を行うことができるため、機関始動後の機関回転数が安定しているときに燃料供給量を学習し、この学習値を考慮して、燃料供給量の補正量を決定しても良い。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る内燃機関の制御装置では、機関始動時の機関回転数の過度の上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３４】
図１は、本実施例に係る内燃機関１の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼル機関である。
【００３５】
内燃機関１の各気筒２には、各気筒２内に燃料を噴射する燃料噴射弁３が備えられている。また、内燃機関１には、該内燃機関１の回転数に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ４が備えられている。
【００３６】
内燃機関１には、該内燃機関１の始動時にクランクシャフトを回転させるスタータモータ５が設けられている。
【００３７】
そして、内燃機関１には該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ６が併設されている。このＥＣＵ６は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００３８】
ＥＣＵ６には燃料噴射弁３が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ６により燃料噴射弁３の開弁時期および開弁時間が気筒毎に制御される。
【００３９】
また、ＥＣＵ６には、クランクポジションセンサ４が電気的に接続されており、該クランクポジションセンサ４の出力信号に基づいて、ＥＣＵ６は、内燃機関の回転数を算出する。
【００４０】
なお、ＥＣＵ６は、車両の停止時に内燃機関１を自動的に停止させ、その後、規定の始動条件が成立したときに内燃機関１を自動的に再始動させることもできる。また、本実施例では、内燃機関１とは別に電動モータによっても車両を駆動可能なハイブリッド車に該内燃機関１が搭載されていても良い。
【００４１】
そして本実施例では、内燃機関１の始動時に、まずオープンループ制御を行い、機関回転数が切替回転数を超えた後は機関回転数に応じた制御を行う。
【００４２】
オープンループ制御は、燃料噴射弁３から規定の燃料量を噴射することにより行う。規定の燃料量は、内燃機関１の始動直前の冷却水温度に応じて補正しても良い。
【００４３】
機関回転数に応じた制御は、フィードフォワード制御又はフィードバック制御により燃料噴射量を調節して行う。例えば、目標となる機関回転数（以下、目標回転数という。）と現時点での機関回転数（以下、現回転数という。）との差、及び現回転数の上昇率に応じた量の燃料を噴射することにより行う。このときに、現回転数の上昇率が大きいほど燃料噴射量を少なくし、現回転数の上昇率が小さいほど燃料噴射量を多くする。
【００４４】
切替回転数は、冷却水温度及びシリンダ壁面温度等に基づいて設定する。ここで、図２は、本実施例における切替回転数を求めるための図である。横軸は時間である。実線は目標回転数、破線は冷却水温度が８０℃のときの要求トルク、一点鎖線は冷却水温度が０℃のときの要求トルクである。この要求トルクは、燃料供給量としても良い。
【００４５】
冷却水温度が低いほど、潤滑油の粘度が高かったり、内燃機関１の摺動部の隙間が適切でなかったり、燃焼状態が不安定となったりするため、燃料供給量が多くされる。つまり要求トルクが大きくなる。また、例えば要求されるドライバビリティや排気の状態に応じて要求トルクが決定される。そして、冷却水温度が８０℃のときの切替回転数は図２におけるＡとなり、冷却水温度が０℃のときの切替回転数は図２におけるＢとなる。つまり図２では、０℃から８０℃の間で冷却水温度が低くなるほど切替回転数が低くなる。切替回転数は、実際のトルクが要求トルクと一致するか要求トルクに近づくように決定される。ここで、切替回転数が適切でないと、機関回転数の上昇率が適切でなくなるため、要求トルクに合わせることが困難となる。つまり、始動制御と通常制御との両方で、要求トルクを満たすように切替回転数が決定される。
【００４６】
一方、図３は、本実施例における切替回転数を求めるための他の図である。図２と比較して、冷却水温度の低下の度合いに対する要求トルクの上昇の度合いが大きくなっている。つまり、図２と比較すると、冷却水温度が低くなるほど、要求トルクが大きくなっている。そして、冷却水温度が８０℃のときの切替回転数は図３におけるＣとなり、冷却水温度が０℃のときの切替回転数は図３におけるＤとなる。つまり図３では、０℃から８０℃の間で冷却水温度が低くなるほど切替回転数が高くなる。
【００４７】
このように、切替回転数を適正値とするときに、冷却水温度に対して切替回転数を変化させる方向が内燃機関毎に変わる。
【００４８】
図４は、本実施例における機関始動時の制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは、機関始動時に実行される。なお、本実施例においては図４に示す制御を実行するＥＣＵ６が、本発明における変更手段に相当する。
【００４９】
ステップＳ１０１では、冷却水温度、シリンダ壁温等の値が取得または推定される。これらの値は、燃料噴射量及び切替回転数の算出に用いられる。つまり、本ステップでは、燃料噴射量及び切替回転数の算出に必要となる値が取得または推定される。
【００５０】
ステップＳ１０２では、内燃機関１の始動要求があるか否か判定される。例えば、アイドルストップ中に運転者がアクセルを踏み込んだ場合や、ハイブリッド車で低負荷運転領域から中負荷以上の運転領域へ移行した場合に始動要求があると判定される。また、ユーザがキースイッチにて内燃機関１を始動させようとするときにも、始動要求があると判定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０１へ戻る。
【００５１】
ステップＳ１０３では、始動時噴射量及び切替回転数が算出される。始動時噴射量とは、機関回転数が切替回転数となるまでの間の１サイクル１気筒毎に燃料噴射弁３から噴射される燃料量であり、ステップＳ１０１で取得又は推定される値に基づいて算出される。切替回転数も同様に、ステップＳ１０１で取得又は推定される値に基づいて算出される。
【００５２】
ここで、図５は、冷却水温度（℃）と切替回転数（rpm）との関係を示した図である。
冷却水温度を複数の領域に分け、夫々の領域で切替回転数が設定されている。例えば冷却水温度が１０℃前後の場合には切替回転数が７００rpmに設定される。なお、図５の場合
では、冷却水温度が高くなるほど切替回転数が低くなる。
【００５３】
ステップＳ１０４では、始動制御が行われる。まず、スタータモータ５により内燃機関１を強制的に回転させる。つまり、クランキングが行われる。そして、ステップＳ１０３で算出された始動時噴射量にしたがって燃料の供給が行われる。
【００５４】
ステップＳ１０５では、実際の機関回転数Ｎｅが切替回転数Ｎｅｓｗよりも高いか否か判定される。つまり、オープンループ制御を終了させる時期となった否か判定される。ステップＳ１０５で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０６へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０４へ戻る。
【００５５】
ステップＳ１０６では、通常制御が行われる。つまり、機関回転数に応じて燃料噴射量が決定される。例えば、現時点での機関回転数と、機関回転数の上昇率と、に応じて燃料噴射量を決定し、目標回転数（例えば、アイドル回転数）に合わせる。
【００５６】
以上説明したように本実施例によれば、始動制御と通常制御との切り替え時期となる切替回転数を、冷却水温度等に基づいて変更するため、機関回転数のオーバーシュートが発生することを抑制できる。また、燃料噴射量が増量されている期間を適正化することができるため、燃費の悪化や排気性能の悪化を抑制できる。
【実施例２】
【００５７】
本実施例では、切替回転数の学習を行う。他の装置等については実施例１と同様のため説明を省略する。なお、本実施例では切替回転数を学習するＥＣＵ６が、本発明における学習手段に相当する。
【００５８】
図６は、機関始動時の機関回転数の推移を示したタイムチャートである。実線は実際の機関回転数を示し、一点鎖線は最終的に機関回転数を収束させる目標回転数（つまり、アイドル回転数）を示している。ＴＡは実際の機関回転数が切替回転数となったときの時刻を示し、ＴＢは実際の機関回転数が最初に目標回転数となった時刻を示し、ＴＣは実際の機関回転数が目標回転数に収束した時刻を示している。実際の機関回転数が目標回転数に収束したか否かは、機関回転数の変動が規定範囲内となったか否かにより判定する。なお、ＴＣは実際の回転数が２回目に目標回転数となった時刻としても良い。
【００５９】
そして、学習は、ＴＡからＴＣまでの期間の実際の機関回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅｔｒｇとの差の積分値ＮＡＣに基づいて行われる。積分値ＮＡＣは、以下の式により算出する。
【数１】
2010031710.tif 000003
【００６０】
ここで、ＴＡからＴＢまでの期間では目標回転数の方が高く、ＴＢからＴＣまでの期間では実際の機関回転数の方が高い。つまり、ＴＡからＴＢまでの期間の積分値は負の値となり、ＴＢからＴＣまでの期間の積分値は正の値となる。なお、ＴＡからＴＢまでの期間の積分値は、図６におけるＥの面積を負の値とすることにより表すことができる。また、ＴＢからＴＣまでの期間の積分値は、図６におけるＦの面積として表すことができる。式１により得られる積分値ＮＡＣは、機関回転数が収束するまでにかかる時間が同じとしても、機関回転数の上昇率やオーバーシュートの量に応じて変わるため、始動時の機関回転数の状況を数値化したものとして扱うことができる。
【００６１】
そして本実施例では、式１により得られる積分値ＮＡＣが適正範囲内となるように切替回転数を変更する。ここで、積分値ＮＡＣが下限値Ｃ１以上で且つ上限値Ｃ２以下の場合が適正範囲とする。
【００６２】
積分値ＮＡＣが下限値Ｃ１よりも小さい場合には、切替回転数となってから目標回転数となるまでの時間が長すぎることが考えられる。ここで、オーバーシュートが起こらなかったり、オーバーシュートの量が小さかったりしても、内燃機関１の始動が完了するまでに時間がかかるのは好ましくない。そして、このような場合には、切替回転数が低すぎると考えられる。つまり、切替回転数を高くすれば、積分値ＮＡＣを適正範囲内とすることができる。
【００６３】
一方、積分値ＮＡＣが上限値Ｃ２よりも大きい場合には、オーバーシュートの量が大きかったり、機関回転数が収束するまでの時間が長かったり、切替回転数となってから目標回転数となるまでの時間が短かったりすることが考えられる。これは、切替回転数が高すぎるか、燃料噴射量が多すぎるために起こると考えられる。つまり、切替回転数を低くするか燃料噴射量を減少させれば、積分値ＮＡＣを適正範囲内とすることができる。
【００６４】
ここで、積分値ＮＡＣが上限値Ｃ２よりも大きい場合に、切替回転数が高すぎるのか、または燃料噴射量が多すぎるのかの判定を以下のようにして行う。この判定は、ＴＡからＴＢまでの期間の実際の機関回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅｔｒｇとの差の積分値ＮＡＢに基づいて行われる。
【数２】
2010031710.tif 000004
【００６５】
この式２で得られる積分値ＮＡＢが閾値Ｃ３よりも大きければ切替回転数が高すぎると判定し、積分値ＮＡＢが閾値Ｃ３以下であれば燃料噴射量が多いと判定する。つまり、ＴＡからＴＢまでの期間が長いほど積分値ＮＡＢは小さくなるが、切替回転数が高すぎる場合と、燃料噴射量が多すぎる場合とでは、機関回転数の上昇率が異なる。燃料噴射量が多すぎる場合には、機関回転数の上昇率が高いため、ＴＡからＴＢまでの期間が短くなり、積分値ＮＡＢも小さくなる。このような関係に基づいて判定を行う。なお、閾値Ｃ３は、予め実験等により求めておく。
【００６６】
そして、式２で得られる積分値ＮＡＢが閾値Ｃ３よりも大きければ切替回転数を低くし、積分値ＮＡＢが閾値Ｃ３以下であれば燃料噴射量を少なくする。
【００６７】
なお、機関始動時の機関回転数は安定していないため、実際の機関回転数が目標回転数に収束してからの燃料噴射量の学習値を加味して、燃料噴射量の補正量を決定しても良い。例えばアイドル回転数が一定となるように、ＥＣＵ６が燃料噴射量を学習している場合には、そのときに燃料噴射量が補正されるため、このときの燃料噴射量の学習値を加味し
ても良い。そして、次回以降の機関始動時において、燃料噴射量を補正すれば、始動制御においても適正な量の燃料を供給することができる。
【００６８】
なお、切替回転数は冷却水温度等の影響を受けるため、冷却水温度を複数の領域に分けて、各領域で切替回転数の学習を行っても良い。つまり、冷却水温度に応じて学習値を切り替えることもできる。また、冷却水温度が低すぎるとき（例えば−１０℃以下）には学習が困難となるため、学習を禁止しても良い。
【００６９】
以上説明したように本実施例によれば、切替回転数の学習を行うことができるため、切替回転数をより適切な値とすることができる。
【実施例３】
【００７０】
実施例１及び実施例２では、始動制御と通常制御とで燃料噴射量を調節して機関回転数を制御しているが、例えばガソリン機関における点火時期を調節して機関回転数を制御するときにも同様に適用することができる。この場合、点火プラグへの通電時期を調節することにより機関回転数を制御する。また、ディーゼル機関における燃料噴射時期を調節して機関回転数を制御するときにも同様に適用することができる。
【００７１】
さらに、内燃機関１の吸入空気量を調節して機関回転数を制御するときにも同様に適用することができる。この場合、例えば、スロットル開度、またはスロットルを全閉としたときに該スロットルを迂回する空気量を調節するバルブ（例えば、アイドルスピードコントロールバルブ）の開度を調節することにより機関回転数を制御する。
【００７２】
他にも、機関回転数の上昇率に影響を与えるものであれば同様に適用することができる。
【００７３】
また、制御対象は機関回転数に限らない。始動時に内燃機関１をアイドル回転数に収束させることができれば、他の制御対象についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例における切替回転数を求めるための図である。
【図３】実施例における切替回転数を求めるための他の図である。
【図４】実施例における機関始動時の制御フローを示したフローチャートである。
【図５】冷却水温度と切替回転数との関係を示した図である。
【図６】機関始動時の機関回転数の推移を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１     内燃機関
２     気筒
３     燃料噴射弁
４     クランクポジションセンサ
５     スタータモータ
６     ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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