(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時、特に始動１サイクル目における燃料の気化或いは微粒化を促進し、それによりＨＣの排出を抑制できるようにする。【解決手段】少なくとも始動時の１サイクル目は排気弁の閉タイミング（ＥＶＣ）を吸気上死点よりも進角側であって、且つ、その閉タイミング（ＥＶＣ）から吸気上死点までのクランク角度が吸気弁の開タイミング（ＩＶＯ）と吸気上死点との間のクランク角度よりも大きくなるように制御する。また、少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が吸気弁の開タイミング（ＩＶＯ）に重なるように燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する。【選択図】図４
2010048194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を吸気ポートに噴射する燃料噴射弁と、閉タイミングを調整可能な排気弁とを有する内燃機関の始動制御装置において、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側であって、且つ、その閉タイミングから吸気上死点までのクランク角度が吸気弁の開タイミングと吸気上死点との間のクランク角度よりも大きくなるように制御する排気弁閉タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が前記吸気弁の開タイミングに重なるように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射期間の略中央付近が前記吸気弁の開タイミングに重なるように燃料噴射時期を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射期間を複数回に分割し、分割した燃料噴射期間の１つの期間が前記吸気弁の開タイミングに重なり、他の期間は前記吸気バルブの閉期間内となるように燃料噴射時期を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射時期制御手段は、始動時の２サイクル目以降は、前記吸気弁の開タイミングに重なる燃料噴射期間を機関回転数の上昇に応じて減少させていくことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】
燃料を吸気ポートに噴射する燃料噴射弁と、閉タイミングを調整可能な排気弁と、開タイミングを調整可能な吸気弁とを有する内燃機関の始動制御装置において、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側となるように制御する排気弁閉タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記吸気弁の開タイミングを前記吸気ポートの圧力と比して前記内燃機関の燃焼室の圧力が高いときとなるように制御する吸気弁開タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が前記吸気弁の開タイミングに重なるように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項６】
燃料を吸気ポートに噴射する燃料噴射弁と、閉タイミングを調整可能な排気弁と、開タイミングを調整可能な吸気弁とを有する内燃機関の始動制御装置において、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側となるように制御する排気弁閉タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記吸気弁の開タイミングを前記燃焼室から前記吸気ポートへ吹き返しが生じるときとなるように制御する吸気弁開タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が前記吸気弁の開タイミングに重なるように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項７】
前記吸気弁開タイミング制御手段は、前記吸気弁の開タイミングを前記排気弁の閉タイミングよりも遅角側とすることを特徴とする請求項５又は６記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項８】
前記吸気弁開タイミング制御手段は、前記吸気弁の開タイミングを前記排気弁の閉タイミングから吸気上死点までのクランク角度と同じかそれより小さいクランク角度だけ、吸気上死点よりも進角側とすることを特徴とする請求項５又は６記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項９】
前記排気弁閉タイミング制御手段は、前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側にクランク角度で３０度以内とすることを特徴とする請求項５又は６記載の内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の始動制御装置に関し、詳しくは、燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射式内燃機関の始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の始動時におけるＨＣの排出を抑制するための技術としては、例えば、特開２００７−４０１５０号公報に記載されたシステムが知られている。この公報に記載のシステムは、燃焼室内に燃焼ガスが存在していない始動１サイクル目は、いわゆる吸気非同期噴射を行うことで吸気ポート内での燃料の蒸発時間を長く取り、それにより燃料の気化を促進している。また、燃焼室内に燃焼ガスが存在する２サイクル目以降は、排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側に制御するとともに吸気弁の開タイミングに合わせて燃料噴射時期を設定することで、燃焼室内から吸気ポートへ吹き返される高温の燃焼ガスによって燃料の気化を促進している。
【特許文献１】特開２００７−４０１５０号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７６３０号公報
【特許文献３】特開２００３−１２０３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特開２００７−４０１５０号公報に記載の技術にも未だ改良の余地は残っている。それは始動１サイクル目に関してであって、気化時間の確保によって得られる燃料の気化の促進効果には限界があるからである。燃焼ガスが存在しない始動１サイクル目においては、吸気ポート内の温度は環境温度の影響を強く受ける。このため、環境温度が低い場合には気化時間の確保のみでは燃料が十分に気化しない可能性がある。
【０００４】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の始動時、特に始動１サイクル目における燃料の気化或いは微粒化を促進し、それによりＨＣの排出を抑制できるようにした内燃機関の始動制御装置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】
【０００５】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料を吸気ポートに噴射する燃料噴射弁と、閉タイミングを調整可能な排気弁とを有する内燃機関の始動制御装置において、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側であって、且つ、その閉タイミングから吸気上死点までのクランク角度が吸気弁の開タイミングと吸気上死点との間のクランク角度よりも大きくなるように制御する排気弁閉タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が前記吸気弁の開タイミングに重なるように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、
前記燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射期間の略中央付近が前記吸気弁の開タイミングに重なるように燃料噴射時期を制御することを特徴としている。
【０００７】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記燃料噴射時期制御手段は、燃料噴射期間を複数回に分割し、分割した燃料噴射期間の１つの期間が前記吸気弁の開タイミングに重なり、他の期間は前記吸気バルブの閉期間内となるように燃料噴射時期を制御することを特徴としている。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明において、
前記燃料噴射時期制御手段は、始動時の２サイクル目以降は、前記吸気弁の開タイミングに重なる燃料噴射期間を機関回転数の上昇に応じて減少させていくことを特徴としている。
【０００９】
また、第５の発明は、上記の目的を達成するため、燃料を吸気ポートに噴射する燃料噴射弁と、閉タイミングを調整可能な排気弁と、開タイミングを調整可能な吸気弁とを有する内燃機関の始動制御装置において、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側となるように制御する排気弁閉タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記吸気弁の開タイミングを前記吸気ポートの圧力と比して前記内燃機関の燃焼室の圧力が高いときとなるように制御する吸気弁開タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が前記吸気弁の開タイミングに重なるように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、第６の発明は、上記の目的を達成するため、燃料を吸気ポートに噴射する燃料噴射弁と、閉タイミングを調整可能な排気弁と、開タイミングを調整可能な吸気弁とを有する内燃機関の始動制御装置において、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側となるように制御する排気弁閉タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は前記吸気弁の開タイミングを前記燃焼室から前記吸気ポートへ吹き返しが生じるときとなるように制御する吸気弁開タイミング制御手段と、
少なくとも始動時の１サイクル目は燃料噴射期間が前記吸気弁の開タイミングに重なるように前記燃料噴射弁の燃料噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
第７の発明は、第５又は第６の発明において、
前記吸気弁開タイミング制御手段は、前記吸気弁の開タイミングを前記排気弁の閉タイミングよりも遅角側とすることを特徴としている。
【００１２】
第８の発明は、第５又は第６の発明において、
前記吸気弁開タイミング制御手段は、前記吸気弁の開タイミングを前記排気弁の閉タイミングから吸気上死点までのクランク角度と同じかそれより小さいクランク角度だけ、吸気上死点よりも進角側とすることを特徴としている。
【００１３】
第９の発明は、第５又は第６の発明において、
前記排気弁閉タイミング制御手段は、前記排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側にクランク角度で３０度以内とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、始動１サイクル目、排気弁の閉タイミングは吸気上死点よりも進角側であって、且つ、その閉タイミングから吸気上死点までのクランク角度が吸気弁の開タイミングと吸気上死点との間のクランク角度よりも大きくなるように制御されるので、吸気弁の開タイミングにおける筒内ガスの圧力は、排気弁の閉タイミングにおける筒内ガスの圧力よりも高くなる。このため、排気弁の閉タイミングから吸気弁の開タイミングまでの間に燃焼室内で圧縮された筒内ガスが吸気弁の開弁とともに吸気ポートへ吹き返される。始動１サイクル目の燃料噴射期間は吸気弁の開タイミングに重ねられているので、吸気ポートへ吹き返された筒内ガスは燃料噴射弁から噴射されている燃料噴霧に衝突することになる。この筒内ガスの衝突によって燃料噴霧は攪拌され、より気化が進んだ燃料蒸気或いはより微粒化が進んだ燃料噴霧となる。
【００１５】
第２の発明によれば、燃料噴射期間の略中央付近における燃料噴霧は粒径が小さく安定しているので、この燃料噴霧に筒内ガスを衝突させることで気化或いは微粒化の促進効果を全体として高めることができる。
【００１６】
第３の発明によれば、一部の燃料は燃料噴霧に筒内ガスを衝突させることで気化或いは微粒化を促進することができ、残りの燃料は吸気ポート内での気化時間の確保によって気化を促進することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、機関回転数の上昇に伴って短くなる吹き返し時間に合わせて吸気弁の開タイミングに重なる燃料噴射期間を短くしていくことで、吹き返しによる攪拌効果が得られない燃料噴霧の発生を抑えることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、始動１サイクル目、排気弁の閉タイミングが吸気上死点よりも進角側とされることで排気弁の閉後、ピストンの上昇に伴って筒内ガスは圧縮される。燃焼室の圧力はその後のピストンの上下動に応じて変化するが、吸気ポートの圧力と比して内燃機関の燃焼室の圧力が高いときに吸気弁が開かれる。このため、吸気弁の開弁時には燃焼室内で圧縮された筒内ガスが吸気ポートへ吹き返される。始動１サイクル目の燃料噴射期間は吸気弁の開タイミングに重ねられているので、吸気ポートへ吹き返された筒内ガスは燃料噴射弁から噴射されている燃料噴霧に衝突することになる。この筒内ガスの衝突によって燃料噴霧は攪拌され、より気化が進んだ燃料蒸気或いはより微粒化が進んだ燃料噴霧となる。
【００１９】
第６の発明によれば、始動１サイクル目、排気弁の閉タイミングが吸気上死点よりも進角側とされることで排気弁の閉後、ピストンの上昇に伴って筒内ガスは圧縮される。燃焼室の圧力はその後のピストンの上下動に応じて変化し、それに応じて吸気ポートの圧力と燃焼室の圧力との圧力差も変化するが、燃焼室から吸気ポートへ吹き返しが生じるときに吸気弁が開かれる。つまり、始動１サイクル目の吸気弁の開弁時には燃焼室から吸気ポートへ筒内ガスが吹き返される。始動１サイクル目の燃料噴射期間は吸気弁の開タイミングに重ねられているので、吸気ポートへ吹き返された筒内ガスは燃料噴射弁から噴射されている燃料噴霧に衝突することになる。この筒内ガスの衝突によって燃料噴霧は攪拌され、より気化が進んだ燃料蒸気或いはより微粒化が進んだ燃料噴霧となる。
【００２０】
第７の発明によれば、吸気弁の開タイミングは排気弁の閉タイミングよりも遅角側とすることで、排気弁の閉タイミングから吸気弁の開タイミングまでの間に筒内ガスを圧縮することができる。
【００２１】
第８の発明によれば、吸気弁の開タイミングを排気弁の閉タイミングから吸気上死点までのクランク角度と同じかそれより小さいクランク角度だけ、吸気上死点よりも進角側とすることで、吸気弁の開タイミングにおける筒内ガスの圧力を排気弁の閉タイミングにおける筒内ガスの圧力よりも確実に高くすることができる。
【００２２】
第９の発明によれば、排気弁の閉タイミングを吸気上死点よりも進角側にクランク角度で３０度以内とすることで、筒内ガスを適度に圧縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１について図１乃至図５の各図を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態１としての始動制御装置が適用された内燃機関の概略構成を示す図である。本実施形態にかかる内燃機関は火花点火式の４ストロークエンジンである。内燃機関は内部にピストン８が配置されたシリンダブロック６と、シリンダブロック６に組み付けられたシリンダヘッド４を備えている。ピストン８の上面からシリンダヘッド４までの空間は燃焼室１０を形成している。燃焼室１０の頂部には、点火プラグ１６が取り付けられている。また、シリンダヘッド４には、燃焼室１０に連通する吸気ポート３６と排気ポート４０が形成されている。
【００２５】
吸気ポート３６と燃焼室１０との接続部には、吸気ポート３６と燃焼室１０との連通状態を制御する吸気弁１２が設けられている。吸気弁１２の駆動系には、吸気弁１２の開閉タイミング（以下、吸気弁タイミングという）を可変制御する吸気弁タイミング制御装置２２が備えられている。本実施の形態では吸気弁タイミング制御装置２２として、クランク軸１８に対するカム軸の位相角を変化させることで作用角は一定のまま吸気弁１２の開タイミングと閉タイミングを同時に変更することができる油圧式の弁タイミング可変機構（ＶＶＴ）が用いられている。吸気弁タイミング制御装置２２は、油圧が十分に高まっていない状態での誤作動を防止するためのロック構造を有している。このロック構造は油圧が低い状態では吸気弁タイミング制御装置２２の動作をロックし、油圧がある程度まで上昇したらロックを自動解除するものである。吸気弁タイミング制御装置２２がロック構造によりロックされているときには、吸気弁１２の開タイミングは吸気ＴＤＣ近傍、より詳しくは、吸気ＴＤＣよりも僅かに進角側にて固定されるようなっている。
【００２６】
一方、排気ポート４０と燃焼室１０との接続部には、排気ポート４０と燃焼室１０との連通状態を制御する排気弁１４が設けられている。排気弁１４の駆動系には、排気弁１４の開閉タイミング（以下、排気弁タイミングという）を可変制御する排気弁タイミング制御装置２４が備えられている。排気弁タイミング制御装置２４としては、吸気弁タイミング制御装置２２と同様に油圧式の弁タイミング可変機構が用いられている。排気弁タイミング制御装置２４がロック構造によりロックされているときには、排気弁タイミングはその最進角位置にて固定されるようになっている。
【００２７】
吸気ポート３６には吸気管３０が接続されている。吸気管３０にはスロットル３２が配置されている。吸気管３０はスロットル３２の下流において気筒毎に分岐し、各気筒の吸気ポート３６に接続されている。吸気管３０の吸気ポート３６との接続部の近傍には、燃料を吸気ポート３６内に噴射する燃料噴射弁３４が取り付けられている。
【００２８】
また、本実施の形態にかかる内燃機関は、その制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０を備えている。ＥＣＵ５０の出力側には前述の吸気弁タイミング制御装置２２、排気弁タイミング制御装置２４、燃料噴射弁３４、スロットル３２、点火プラグ１６の他、スタータ２０等の種々の機器が接続されている。ＥＣＵ５０の入力側には、クランク角センサ５２、水温センサ５４、エアフローセンサ５６等の種々のセンサや、スタートスイッチ５８等の種々のスイッチが接続されている。クランク角センサ５２は、クランク軸１８の回転角度に応じた信号を出力するセンサである。水温センサ５４は内燃機関の冷却水温に応じた信号を出力するセンサである。エアフローセンサ５６は吸気管３０内に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するセンサである。そして、スタートスイッチ５８は運転者から内燃機関への始動要求を受け付けるスイッチである。ＥＣＵ５０は、これらセンサ及びスイッチの各出力に基づき、所定の制御プログラムにしたがって各機器を駆動するようになっている。
【００２９】
本実施の形態は、ＥＣＵ５０により実行される内燃機関の制御のうち、始動時の排気弁タイミングの制御と燃料噴射時期の制御とに特徴がある。図２は、本実施の形態においてＥＣＵ５０により実行される排気弁タイミング制御の内容をフローチャートで示したものである。図２に示すルーチンは、スタートスイッチ５８がオンにされてスタータ２０により内燃機関のクランキングが開始されると同時に実行される。また、このルーチンは気筒毎に実行される。
【００３０】
図２に示すルーチンによれば、始動時の排気弁タイミングの制御として排気弁早閉じ制御が行われる（ステップＳ２）。排気弁早閉じ制御は、水温センサ５４により計測される水温が目標水温に達するまで継続される（ステップＳ４）。ステップＳ４の判定で用いられる目標水温は、始動後暖機運転を経て内燃機関が十分に暖まったかどうかを判定するための基準値である。そして、水温が目標水温に達したら排気弁タイミングの制御は始動時の排気弁早閉じ制御から排気弁通常制御に切り替えられる（ステップＳ６）。
【００３１】
前記の排気弁早閉じ制御と排気弁通常制御の詳細について図３を用いて説明する。図３は、吸気弁１２及び排気弁１４の開閉タイミングを排気弁早閉じ制御時と排気弁通常制御時のそれぞれについて示す図である。図３中、ＥＶＯは排気弁１４の開タイミング、ＥＶＣは排気弁１４の閉タイミングをそれぞれ表し、ＥＶＯからＥＶＣまでのクランク角度（黒い円弧で示す）が排気弁１４の開期間を表している。また、ＩＶＯは吸気弁１２の開タイミング、ＩＶＣは吸気弁１２の閉タイミングをそれぞれ表し、ＩＶＯからＩＶＣまでのクランク角度（白い円弧で示す）が吸気弁１２の開期間を表している。
【００３２】
図３に示すように、排気弁早閉じ制御とは、排気弁１４の閉タイミングを吸気ＴＤＣよりも進角側で、且つ、吸気弁１２の閉タイミングよりも進角側に設定する制御である。前述のように、排気弁タイミング制御装置２４にはロック構造が設けられていて、油圧が高まるまでは排気弁タイミングは最進角位置にて固定されている。また、吸気弁タイミング制御装置２２のロック構造により、吸気弁タイミングはその開タイミングが吸気ＴＤＣよりもやや進角側になる位置にて固定されている。したがって、内燃機関の始動時には、少なくとも始動１サイクル目に関しては、排気弁タイミング制御装置２４及び吸気弁タイミング制御装置２２の構造上、自動的に排気弁早閉じ制御が行われることになる。
【００３３】
排気弁通常制御は、内燃機関の出力性能上の適切な位置に排気弁タイミングを設定する制御である。図３に示す例では、排気弁１４の開期間と吸気弁１２の開期間とがオーバーラップするように排気弁タイミングが制御されている。このような排気弁通常制御が可能となるのは、ロック構造による排気弁タイミング制御装置２４のロックが解除されてからである。ステップＳ４の判定が成立したとき、すなわち、内燃機関の暖機が完了したときには、油圧も十分に上昇してロック構造による排気弁タイミング制御装置２４のロックは解除された状態になっている。
【００３４】
上述のように、本実施の形態では、始動時の排気弁タイミング制御とは排気弁早閉じ制御を指す。そして、この排気弁早閉じ制御と並行して始動時の燃料噴射時期制御が行われる。図４は本実施の形態にて実行される始動時の燃料噴射時期制御の内容を説明するための図である。図４には、排気弁早閉じ制御による排気弁タイミングと吸気弁タイミング、及び、排気弁早閉じ制御によって実現される吸気弁部（吸気ポート３６と燃焼室１０との接続部分）の流速の変化を併せて示している。
【００３５】
図４に示すように、排気弁早閉じ制御時には排気弁１４は吸気ＴＤＣの手前で閉じられ、吸気弁１２は吸気ＴＤＣ付近で開かれる。これにより燃焼室１０内のガス（以下、筒内ガスという）は排気弁１４の閉タイミングから吸気弁１２の開タイミングまでの期間、ピストン８で圧縮されて高温高圧となり、吸気弁１２の開弁とともに吸気ポート３６に吹き返される。この吹き返しは吸気ポート３６の圧力と比して内燃機関の燃焼室１０の圧力が高いときに発生し、燃焼室１０内から吸気ポート３６に向かう高速のガス流れを発生させる。吸気ポート３６に吹き返されたガスは、ピストン８の下降に従って吸気ポート３６から燃焼室１０内に再び吸入されることになる。図４では吸気ポート３６から燃焼室１０へ向かうガスの流速を＋、燃焼室１０から吸気ポート３６へ向かうガスの流速を−で示している。なお、排気弁通常制御時には吸気ＴＤＣ付近で排気弁１４と吸気弁１２がともに開いている期間がある。この期間は吸気ポート３６の圧力と燃焼室１０の圧力とがほぼ同じであるため、吸気ポート３６への筒内ガスの吹き返しは小さいか、ほぼない。
【００３６】
図４に示す燃料噴射期間は、始動時の燃料噴射時期制御による燃料噴射期間である。本実施の形態では、燃料噴射期間の略中央付近が吸気弁１２の開タイミングに重なるように燃料噴射時期が制御される。言い換えると、吸気弁１２の開タイミングよりも前（進角側）に燃料噴射が開始され、吸気弁１２の開タイミングの時点では燃料は噴射され続けており、吸気弁１２の開タイミングよりも後（遅角側）に燃料噴射が終了する。これによれば、吸気弁１２の開弁に伴って燃焼室１０から吸気ポート３６へ吹き返される高速の筒内ガスを燃料噴射弁３４から噴射されている燃料噴霧に衝突させることができる。筒内ガスの衝突によって燃料噴霧は攪拌され、より気化が進んだ燃料蒸気或いはより微粒化が進んだ燃料噴霧となる。
【００３７】
また、始動時の燃料噴射時期制御は、始動１サイクル目から排気弁早閉じ制御が排気弁通常制御に切り替えられるまでの間、継続して行われる。この場合、始動１サイクル目と始動２サイクル目以降とでは吹き返される筒内ガスに違いがある。始動２サイクル目以降は、燃料の燃焼によって得られた高温高圧の燃焼ガスが吹き返される。これに対して、始動１サイクル目は、ピストン８により圧縮されて高温高圧になった空気が吹き返される。始動１サイクル目で吹き返される空気は、始動２サイクル目以降で吹き返される燃焼ガスほどは高温にはなっていない。しかし、吹き返された筒内ガスの衝突による燃料噴霧の攪拌効果は同等に得ることができる。吹き返しにより攪拌されることで、燃料噴霧はより気化が進んだ燃料蒸気或いはより微粒化が進んだ燃料噴霧となる。したがって、本実施の形態にかかる始動制御によれば、始動１サイクル目から燃料の気化或いは微粒化を促進することが可能であり、それにより始動時のＨＣの排出を抑制することができる。
【００３８】
なお、燃料噴射期間の開始直後や終了間際ではなく、略中央付近が吸気弁１２の開タイミングに重なるようにしているのは、筒内ガスの衝突による燃料噴霧の気化或いは微粒化の促進効果を最大限に引き出すためである。図５は燃料噴射期間内での燃料噴霧の粒径の変化を示す図である。噴射開始直後に噴かれた燃料は燃料噴射弁３４の先端の動きのない空気に衝突し、粒径の大きい気化しにくい噴霧となる。また、噴射後半になるほど燃料噴射圧が低下するため、噴霧の粒径は不揃いになる。これらに対して燃料噴射期間の中央付近で噴かれた燃料噴霧は粒径が小さく安定している。この粒径が小さく安定した燃料噴霧に筒内ガスを衝突させることで、気化或いは微粒化の促進効果を全体として高めることができる。
【００３９】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図１、図６乃至図８の各図を参照して説明する。
【００４０】
本発明の実施の形態２としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００４１】
本実施の形態と実施の形態１との違いは、ＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御にある。始動時の排気弁タイミング制御に関しては実施の形態１のものと共通している。図６は、本実施形態においてＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御の内容をフローチャートで示したものである。図６に示すルーチンは、スタートスイッチ５８がオンにされ、スタータ２０により内燃機関のクランキングが開始されると同時に開始される。また、このルーチンは気筒毎に実行される。
【００４２】
本ルーチンの最初のステップＳ１００では、今回が始動１サイクル目かどうか判定される。今回が始動１サイクル目であれば、ステップＳ１０２以降の処理によって燃料噴射制御が行われ、今回が始動２サイクル目以降であれば、ステップＳ１１４以降の処理によって燃料噴射制御が行われる。つまり、本実施の形態では、始動１サイクル目か始動２サイクル目以降かで燃料噴射制御の内容に違いが設けられている。
【００４３】
今回が始動１サイクル目の場合、まず、ステップＳ１０２において水温センサ５４によって計測された始動時水温（thws）が取り込まれる。次のステップＳ１０４では、始動時水温（thws）に基づいてマップから始動時噴射量（tausta）が求められる。ステップＳ１０６では、始動時噴射量（tausta）が最終噴射量（TAU）としてセットされる。最終噴射量（TAU）は燃料噴射期間に変換される。
【００４４】
ステップＳ１０８では、始動時水温（thws）が基準温度（α）よりも低いかどうか判定される。基準温度（α）は噴射燃料の吸気ポート３６内での十分な気化が期待できる水温である。始動時水温（thws）が基準温度（α）よりも高い状況としては、例えばアイドリングストップからの再始動時である。始動時水温（thws）が基準温度（α）よりも高ければステップＳ１１２に進み、通常の燃料噴射時期制御が行われる。通常の燃料噴射時期制御とは、特別な気化或いは微粒化促進効果を必要としない状況での燃料噴射時期制御であり、具体的には吸気非同期噴射制御や吸気同期噴射制御が用いられる。吸気非同期噴射制御では、吸気弁１２が閉じている期間内に燃料が噴射される。吸気同期噴射制御では、吸気弁１２が開いているときに燃料が噴射される。
【００４５】
始動時水温（thws）が基準温度（α）よりも低い場合には、ステップＳ１１０の処理が行われる。ステップＳ１１０では、燃料噴射期間が吸気弁１２の開タイミングに重なるように燃料噴射時期が制御される。吸気弁１２の開タイミングは吸気ＴＤＣ付近であるので、以下、この時期での燃料噴射を吸気ＴＤＣ噴射制御という。実施の形態１で説明した通り、吸気ＴＤＣ噴射制御によれば、吹き返された筒内ガスの衝突によって燃料噴霧を攪拌することができ、その攪拌効果によって燃料噴霧の気化或いは微粒化を促進することができる。
【００４６】
ステップＳ１００の判定で今回が始動２サイクル目の場合は、まず、ステップＳ１１４において始動時水温（thws）に応じた燃料噴射量の増補正率（fwl）が求められる。図７は始動時水温（thws）から増補正率（fwl）を求めるためのマップのイメージを示す図である。始動時水温（thws）が低いほど増補正率（fwl）は大きく設定され、始動時水温（thws）がある温度以上であれば増補正率（fwl）はゼロに設定される。
【００４７】
次のステップＳ１１６では、基本の燃料噴射量（tau）が計算される。基本噴射量（tau）の計算には、エアフローセンサ５６の信号から計算される吸入空気量（Ga）とクランク角センサ５２の信号から計算される機関回転数（NE）とが用いられる。
【００４８】
ステップＳ１１８では、ステップＳ１１６で算出された基本噴射量（tau）と、ステップＳ１１４で算出された増補正率（fwl）とを用いて以下の式により最終噴射量（TAU）が計算される。下式においてfwlkは増補正率（fwl）を減衰させるための減衰係数である。Fwlkはその初期値を１とし、１回転毎に値が減少していく設定になっている。
TAU ＝ tau×(１＋fwl×fwlk)
【００４９】
次のステップＳ１２０では、後述する判定で用いられる基準値の計算が行われる。その判定とは燃料噴射時期を切り替えるための判定であって、吸入空気量の始動からの積分値（以下、積算Gaと表記する）が切替基準となる積算Ga（gaft）よりも大きいかどうかが判定される。図８は始動時水温（thws）から切替基準積算Ga（gaft）を求めるためのマップのイメージを示す図である。始動時水温（thws）が低いほど切替基準積算Ga（gaft）は大きく設定され、始動時水温（thws）がある温度以上であれば切替基準積算Ga（gaft）はゼロに設定される。
【００５０】
ステップＳ１２２では、前回から今回までの間にエアフローセンサ５６から取り込まれた信号に基づいて始動からの積算Ga（gat）の値が更新される。そして、次のステップ１２４において、ステップＳ１２２で計算された現在までの積算Ga（gat）がステップＳ１２０で計算された切替基準積算Ga（gaft）を超えているかどうか判定される。
【００５１】
ステップＳ１２４の判定の結果、現在までの積算Ga（gat）が切替基準積算Ga（gaft）を超えていないときにはステップＳ１１０に進み、始動１サイクル目と同様に吸気ＴＤＣ噴射制御が行われる。つまり、始動２サイクル目以降も、積算Ga（gat）が切替基準積算Ga（gaft）を超えるまでは、燃料噴射期間が吸気弁１２の開タイミングに重なるように燃料噴射時期が制御される。これにより、燃焼室１０内から吹き返された高温の燃焼ガスを燃料噴霧に衝突させることができ、燃焼ガスの熱と衝突による攪拌効果とによって燃料噴霧の気化或いは微粒化を促進することができる。
【００５２】
そして、現在までの積算Ga（gat）が切替基準積算Ga（gaft）を超えたときにはステップＳ１２６に進む。ステップＳ１２６が選択されることで、燃料噴射時期の制御は吸気ＴＤＣ噴射制御から吸気非同期噴射制御に切り替えられる。なお、始動時水温（thws）が高くて切替基準積算Ga（gaft）がゼロに設定されているときには、始動２サイクル目から吸気非同期噴射制御が行われる。
【００５３】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図１及び図９を参照して説明する。
【００５４】
本発明の実施の形態３としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００５５】
本実施の形態はＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御に特徴がある。本実施の形態に係る始動時の燃料噴射制御は、実施の形態２に係る始動時の燃料噴射制御がベースとなっている。図９は、本実施形態においてＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御の内容をフローチャートで示したものである。図９のフローチャートに示す各処理のうち実施の形態２と共通する処理については、それぞれ実施の形態２のものと同一のステップ番号を付している。以下では、実施の形態２と共通する処理についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態２とは異なる処理について重点的に説明するものとする。
【００５６】
図９に示すルーチンの特徴は、ステップＳ１０８において始動時水温（thws）が基準温度（α）よりも低いと判定された場合の処理にある。このルーチンによれば、実施の形態２に係るステップＳ１１０の処理に代えてステップＳ２００の処理が行われる。
【００５７】
ステップＳ２００では、ステップＳ１０６で算出された最終噴射量（TAU）を複数回に分割して噴射する制御（以下、複数回噴射制御という）が行われる。ここでは、最終噴射量（TAU）は１：３に分割され、最終噴射量（TAU）の４分の１が吸気ＴＤＣ噴射制御によって噴射される。そして、最終噴射量（TAU）４分の３は、吸気ＴＤＣ噴射制御に先立ち、吸気非同期噴射制御によって噴射される。吸気非同期噴射制御の噴射終了時期は、吸気ＴＤＣ噴射制御の燃料噴射期間との間で燃料噴射期間が重ならないような時期（例えば９０°ＢＴＤＣ）に設定されている。
【００５８】
上述のように、本実施の形態にかかる始動制御では、少なくとも始動１サイクル目に関しては、燃料噴射時期制御として吸気ＴＤＣ噴射制御と吸気非同期噴射制御とが併用される。これによれば、吸気ＴＤＣ噴射制御のみを用いる場合に比較して次のような効果が得られる。
【００５９】
吸気ＴＤＣ噴射制御によれば、燃焼室１０から吹き返される筒内ガスを燃料噴霧に衝突させることができる。しかし、図４にも示すように燃料噴射期間に比較して筒内ガスの吹き返し時間は短い。このため、全ての燃料噴霧が吹き返しによる攪拌効果を得られるわけではない。そこで、本実施の形態では、吹き返しによる攪拌効果が得られる量の燃料については吸気ＴＤＣ噴射制御を実施し、残りの燃料については吸気非同期噴射制御により早期に噴射することにした。吹き返しによって攪拌できない燃料は早期に噴射しておくことで、吸気ポート内での霧化時間と、霧化されていない燃料が自重で吸気弁１２の近傍に溜まる時間とを確保することができる。吸気弁１２の近傍に溜まった燃料は、吸気弁１２の開弁時の吹き返しにより吸気ポート３６の上流に吹き返されて、その気化或いは微粒化が促進される。したがって、本実施の形態にかかる始動制御によれば、噴射燃料全体として気化或いは微粒化を促進することが可能であり、それにより始動時のＨＣの排出を抑制することができる。
【００６０】
なお、図９に示すルーチンでは、吸気ＴＤＣ噴射制御と吸気非同期噴射制御の吹き分け比率を１：３に設定しているが、これはあくまでも一例にすぎない。１：４に設定する等、吹き分け比率は適宜に設定することができる。
【００６１】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について図１，図１０及び図１１を参照して説明する。
【００６２】
本発明の実施の形態４としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００６３】
本実施の形態はＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御に特徴がある。本実施の形態に係る始動時の燃料噴射制御は、実施の形態３に係る始動時の燃料噴射制御がベースとなっている。図１０は、本実施形態においてＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御の内容をフローチャートで示したものである。図１０のフローチャートに示す各処理のうち実施の形態３と共通する処理については、それぞれ実施の形態３のものと同一のステップ番号を付している。以下では、実施の形態３と共通する処理についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態３とは異なる処理について重点的に説明するものとする。
【００６４】
図１０に示すルーチンの特徴は、始動２サイクル目以降の処理にある。このルーチンによれば、ステップＳ１２４において現在までの積算Ga（gat）が切替基準積算Ga（gaft）を超えていないと判定された場合、実施の形態３に係るステップＳ２００の処理に代えてステップＳ３００以降の処理が行われる。
【００６５】
まず、ステップＳ３００では、吸気ＴＤＣ噴射制御による上限燃料噴射量（以下、吸気ＴＤＣ噴射量という）（tautdc）が現時点の機関回転数（NE）に基づいて決定される。吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）は吹き返しによる攪拌効果が得られる燃料噴射量の上限値である。図１１は機関回転数（NE）から吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）を求めるためのマップのイメージを示す図である。このマップでは、機関回転数（NE）が高くなるほど吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）は少なくされている。始動２サイクル目以降は機関回転数（NE）の上昇に伴って吹き返し時間は短くなっていくので、それに合わせて吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）を少なくするためである。
【００６６】
次のステップＳ３０２では、ステップＳ１１８で算出された最終噴射量（TAU）がステップＳ３００で得られた吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）以上であるかどうか判定される。最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）以上である場合には、一部の燃料は吸気ＴＤＣ噴射制御では噴射することができない。この場合はステップＳ３０６に進み、吸気ＴＤＣ噴射制御と吸気非同期噴射制御とに分けて燃料を噴射する複数回噴射制御が行われる。詳しくは、吸気ＴＤＣ噴射制御に先立ち、最終噴射量（TAU）と吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）との差分の燃料が吸気非同期噴射制御によって噴射される。そして、吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）の分の燃料が吸気ＴＤＣ噴射制御によって噴射される。なお、吸気非同期噴射制御の噴射終了時期は、吸気ＴＤＣ噴射制御の燃料噴射期間との間で燃料噴射期間が重ならないような時期（例えば９０°ＢＴＤＣ）に設定されている。
【００６７】
一方、最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）よりも少ない場合には、全ての燃料を吸気ＴＤＣ噴射制御によって噴射することができる。その場合は、まず、ステップＳ３０４の処理が行われる。ステップＳ３０４では、吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）の値が最終噴射量（TAU）に置き換えられる。その後、ステップＳ３０６の処理が行われる。ステップＳ３０４の処理により最終噴射量（TAU）と吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）との差分が無くなり、吸気非同期噴射制御によって噴射される燃料はゼロとなる。そして、最終噴射量（TAU）の分の全ての燃料が吸気ＴＤＣ噴射制御によって噴射されることになる。
【００６８】
上述のように、本実施の形態にかかる始動制御では、機関回転数が上昇する始動２サイクル目以降は、機関回転数の上昇に伴って短くなる吹き返し時間に合わせて吸気ＴＤＣ噴射制御による燃料噴射量も減量される。これによれば、吹き返しによる攪拌効果が得られない燃料噴霧の発生を抑えることができる。また、吸気ＴＤＣ噴射制御において減らされた分の燃料は、吸気非同期噴射制御による早期の噴射によって霧化時間等を確保することができる。したがって、本実施の形態にかかる始動制御によれば、始動２サイクル目以降における噴射燃料全体としての気化或いは微粒化をさらに促進することができる。
【００６９】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について図１及び図１２を参照して説明する。
【００７０】
本発明の実施の形態５としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００７１】
本実施の形態はＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御に特徴がある。本実施の形態に係る始動時の燃料噴射制御は、実施の形態４に係る始動時の燃料噴射制御がベースとなっている。図１２は、本実施形態においてＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御の内容をフローチャートで示したものである。図１２のフローチャートに示す各処理のうち実施の形態４と共通する処理については、それぞれ実施の形態４のものと同一のステップ番号を付している。以下では、実施の形態４と共通する処理についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態４とは異なる処理について重点的に説明するものとする。
【００７２】
図１２に示すルーチンの特徴は、始動２サイクル目以降に実施する吸気ＴＤＣ噴射制御の上限燃料噴射量を、ＩＶＯを中心とする所定のクランク角範囲に対応する量としたことにある。前記の所定のクランク角範囲は、吹き返しによる攪拌効果を確実に得られる範囲とされている。このルーチンによれば、ステップＳ１２４において現在までの積算Ga（gat）が切替基準積算Ga（gaft）を超えていないと判定された場合、実施の形態４に係るステップＳ３００の処理に代えてステップＳ４００及びＳ４０２の処理が行われる。
【００７３】
ステップＳ４００では、ＩＶＯを中心とする６０°クランク角の範囲で噴射可能な燃料量（以下、６０°ＣＡ噴射量）（tauca）が現時点の機関回転数（NE）に基づいて決定される。６０°ＣＡ噴射量（tauca）は機関回転数（NE）が高くなるほど減少する。次のステップＳ４０２では、ステップＳ４００で求められた６０°ＣＡ噴射量（tauca）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）として設定される。
【００７４】
次のステップＳ３０２の判定後、このルーチンによれば、実施の形態４に係るステップＳ３０６の処理に代えてステップＳ４０４の処理が行われる。ステップＳ４０４では、吸気ＴＤＣ噴射制御と吸気非同期噴射制御とに分けて燃料を噴射する複数回噴射制御が行われる。ただし、最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）よりも少なくてステップＳ３０４の処理が行われた場合には、全ての燃料が吸気ＴＤＣ噴射制御で噴射される。
【００７５】
ステップＳ４０４で行われる吸気ＴＤＣ噴射制御は、燃料噴射の終了時期を基準にして燃料噴射期間が設定されることに特徴がある。ステップＳ２００や実施の形態３に係るステップＳ３０６で実行される吸気ＴＤＣ噴射制御にはそのような限定は無い。これらに関しては、燃料噴射の開始時期を基準にして吸気ＴＤＣ噴射制御による燃料噴射期間を設定してもよい。ステップＳ４０４では、吸気ＴＤＣ噴射制御による燃料噴射の終了時期をＩＶＯから３０°クランク角後としている。
【００７６】
上述のように、本実施の形態にかかる始動制御では、燃料噴射期間がＩＶＯを中心とする６０°クランク角の範囲に収まるように、ＩＶＯから３０°クランク角後を噴射終了時期として吸気ＴＤＣ噴射制御が行われる。これによれば、吹き返しによる攪拌効果が得られない燃料噴霧の発生をより効果的に防止することができる。
【００７７】
なお、図１２に示すルーチンでは、吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）をＩＶＯを中心とする６０°クランク角の範囲に対応する噴射量としているが、ＩＶＯを中心とする６０°クランク角はあくまでも一例にすぎない。前記のクランク角範囲は、燃料噴射弁３４と吸気弁１２との位置関係や吸気ポート３６の構造に応じて適宜に設定すればよい。また、ＩＶＯを中心とするのではなく、ＩＶＯ前のクランク角とＩＶＯ後のクランク角とを異なる設定としてもよい。
【００７８】
実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について図１及び図１３を参照して説明する。
【００７９】
本発明の実施の形態６としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００８０】
本実施の形態はＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御に特徴がある。本実施の形態に係る始動時の燃料噴射制御は、実施の形態５に係る始動時の燃料噴射制御がベースとなっている。図１３は、本実施形態においてＥＣＵ５０により実行される始動時の燃料噴射制御の内容をフローチャートで示したものである。図１３のフローチャートに示す各処理のうち実施の形態５と共通する処理については、それぞれ実施の形態５のものと同一のステップ番号を付している。以下では、実施の形態５と共通する処理についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態５とは異なる処理について重点的に説明するものとする。
【００８１】
図１３に示すルーチンの特徴は、始動２サイクル目以降に実施する吸気ＴＤＣ噴射制御の内容を最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）以上かどうかによって異ならせたことにある。このルーチンによれば、ステップＳ３０２において最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）以上と判定された場合は、実施の形態５と同様にステップＳ４０４の処理が行われる。一方、最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）よりも少ないと判定された場合は、ステップＳ３０４の処理の後、ステップＳ４０４ではなく、ステップＳ５００の処理が行われる。
【００８２】
ステップＳ５００で行われる吸気ＴＤＣ噴射制御は、燃料噴射の終了時期ではなく、燃料噴射の開始時期を基準にして燃料噴射期間が設定されることに特徴がある。ステップＳ５００では、吸気ＴＤＣ噴射制御による燃料噴射の開始時期をＩＶＯから３０°クランク角前としている。
【００８３】
上述のように、本実施の形態にかかる始動制御では、最終噴射量（TAU）が吸気ＴＤＣ噴射量（tautdc）に収まる場合には、ＩＶＯの３０°クランク角前から燃料噴射が開始される。これによれば、吹き返しと燃料噴霧の衝突割合を最大化することができ、衝突による燃料噴霧の攪拌効果をより高めることができる。
【００８４】
実施の形態７．
次に、本発明の実施の形態７について図１，図１４及び図１５を参照して説明する。
【００８５】
本発明の実施の形態７としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００８６】
本実施の形態は始動１サイクル目における吸気弁１２の開タイミングに特徴がある。始動１サイクル目における排気弁１４の閉タイミングは、実施の形態１と同様に吸気ＴＤＣよりも進角側である。より詳しくは、本実施の形態では、排気弁１４の閉タイミングは吸気ＴＤＣよりも進角側に３０°に設定されている。排気弁１４の早閉じによる筒内ガスの圧縮効果と圧縮仕事によるクランキングの負荷とのバランスを考慮すると、排気弁１４の閉タイミングとしては３０°程度が好ましい。
【００８７】
上記のように排気弁１４の閉タイミングを決めた場合、図１４に示すように、吸気弁１２の開タイミングを吸気ＴＤＣより進角側に３０°（３０°ＢＴＤＣ）程度から吸気ＴＤＣより遅角側に３０°（３０°ＡＴＤＣ）程度の範囲内とすることで、吸気弁１２の開タイミングにおける筒内ガスの圧力を排気弁１４の閉タイミングにおける筒内ガスの圧力よりも高くすることができる。つまり、吸気ポート３６への吹き返しを発生させることができる。したがって、図１４に示す範囲内に吸気弁１２の開タイミングを定め、その開タイミングで燃料噴射を行えば、吹き返された筒内ガスに燃料噴霧が衝突することになる。この筒内ガスの衝突によって燃料噴霧は攪拌され、より気化が進んだ燃料蒸気或いはより微粒化が進んだ燃料噴霧となる。
【００８８】
図１５は本実施にかかる排気弁早閉じ制御時の吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを示す図である。図１５に示すように、本実施の形態では、少なくとも始動１サイクル目の吸気弁１２の開タイミングは吸気ＴＤＣの近傍に設定される。吸気弁１２の開タイミングを吸気ＴＤＣに近づけるほど、吸気弁１２の開タイミングにおける筒内ガスの圧力と、排気弁１４の閉タイミングにおける筒内ガスの圧力との圧力差を大きくすることができる。したがって、本実施の形態によれば、吸気弁１２の開弁時に発生する筒内ガスの吹き返しの流速を高めることができ、ひいては、筒内ガスの吹き返しによる燃料噴霧の攪拌効果を高めることができる。
【００８９】
実施の形態８．
次に、本発明の実施の形態８について図１及び図１６を参照して説明する。
【００９０】
本発明の実施の形態８としての始動制御装置は、実施の形態１と同様に図１に示す構成の内燃機関に適用される。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００９１】
本実施の形態は、始動１サイクル目における吸気弁１２の開タイミングを例えば運転条件に応じて制御可能にしている。また、本実施の形態では吸気弁タイミング制御装置２２として、吸気弁１２をソレノイドによって駆動する電磁式の動弁機構、若しくは、電気モータによってカムを回転させるモータ駆動式の動弁機構が用いられている。これらの動弁機構に共通することは、開弁信号によって瞬時に吸気弁１２を開弁させることができることにある。
【００９２】
実施の形態７で述べたように、排気弁１４の閉タイミングから吸気ＴＤＣまでのクランク角度が吸気弁１２の開タイミングと吸気ＴＤＣとの間のクランク角度よりも大きくなっている場合には、吸気弁１２の開弁時には燃焼室１０から吸気ポート３６への吹き返しを確実に生じさせることができる。しかし、吹き返しが生じるのであれば、図１６に示すように、排気弁１４の閉タイミングから吸気ＴＤＣまでのクランク角度が吸気弁１２の開タイミングと吸気ＴＤＣとの間のクランク角度よりも小さくなっていてもよい。例えば、排気弁１４の閉タイミングから吸気弁１２の開タイミングまでの間に外部から加えられた熱によって筒内ガスの内部エネルギーが増大したときには、図１６に示すような吸気弁１２の開タイミングでも吹き返しは生じ得る。
【００９３】
燃焼室１０から吸気ポート３６へ吹き返しが生じる条件は、吸気ポート３６の圧力と比して燃焼室１０の圧力が高いことである。そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ５０は、前記の条件の成立を判定するため、吸気ポート３６の圧力を吸気管圧センサ（図示は省略）によって計測し、燃焼室１０内の圧力を燃焼室１０に設置された筒内圧センサ（図示は省略）によって計測する。そして、燃焼室１０の圧力が吸気ポート３６の圧力よりも低くなる前に吸気弁タイミング制御装置２２を操作して吸気弁１２を開弁させる。
【００９４】
なお、始動時の１サイクル目はスロットル３２が全開のため吸気ポート３６の圧力は大気圧にほぼ等しい。したがって、吸気管圧センサの出力値の代わりとして大気圧センサの出力値と筒内圧センサの出力値とを比較するのでもよい。
【００９５】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００９６】
実施の形態１では、燃料噴射期間の略中央付近が吸気弁１２の開タイミングに重なるようにしているが、このことは、吸気弁１２の開タイミングが燃料噴射期間の中央から外れることを否定するものではない。燃料噴射期間の開始直後から終了間際までの少なくとも一部が吸気弁１２の開タイミングに重なっているならば、筒内ガスの衝突による燃料噴霧の気化或いは微粒化の促進効果は生じる。
【００９７】
また、実施の形態３乃至６のそれぞれにおいて、始動１サイクル目に実施しているステップＳ２００の燃料噴射時期制御は、吸気ＴＤＣ噴射制御と吸気非同期噴射制御との吹き分け比率を可変にすることもできる。例えば、始動時水温（thws）に応じて吹き分け比率を変更するのでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態１としての始動制御装置が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１において実行される排気弁タイミング制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを排気弁早閉じ制御時と排気弁通常制御時のそれぞれについて示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行される始動時の燃料噴射時期制御を説明するための図である。
【図５】燃料噴射期間内での燃料噴霧の粒径の変化を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２において実行される始動時の燃料噴射時期制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図７】始動時水温（thws）に対する燃料噴射量の増補正率（fwl）の設定を示す図である。
【図８】始動時水温（thws）に対する噴射時期切替基準積算Ｇａ（gaft）の設定を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３において実行される始動時の燃料噴射時期制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態４において実行される始動時の燃料噴射時期制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】機関回転数（NE）に対する吸気ＴＤＣ噴射時間（tautdc）の設定を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態５において実行される始動時の燃料噴射時期制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態６において実行される始動時の燃料噴射時期制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態７にかかる排気弁早閉じ制御時の吸気弁の開タイミングの設定範囲を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態７にかかる排気弁早閉じ制御時の吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態８にかかる排気弁早閉じ制御時の吸気弁及び排気弁の開閉タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１０  燃焼室
１２  吸気弁
１４  排気弁
１６  点火プラグ
１８  クランク軸
２０  スタータ
２２  吸気弁タイミング制御装置
２４  排気弁タイミング制御装置
３０  吸気管
３２  スロットル
３４  燃料噴射弁
３６  吸気ポート
４０  排気ポート
５０  ＥＣＵ
５２  クランク角センサ
５４  水温センサ
５６  エアフローセンサ
５８  スタートスイッチ
ＥＶＯ  排気弁の開タイミング
ＥＶＣ  排気弁の閉タイミング
ＩＶＯ  吸気弁の開タイミング
ＩＶＣ  吸気弁の閉タイミング
【図１】
2010048194.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010048194.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010048194.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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