(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸入空気量を調整する電子制御アクチュエータを備え、該電子制御アクチュエータを制御することにより該内燃機関の始動時の吸入空気量を調節する内燃機関の始動時制御装置において、
該内燃機関の始動時のクランキング回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出されたクランキング回転数が、吸入空気の圧縮不良を判定するための回転数しきい値よりも高い場合は、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御する制御手段とを備える内燃機関の始動時制御装置。
【請求項２】
該内燃機関が始動するまでのクランキング時間を計時する計時手段を備え、
前記制御手段は、前記計時手段によって計時されたクランキング時間が予め定められた第１時間しきい値よりも長くなったときにのみ、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御する請求項１に記載の内燃機関の始動時制御装置。
【請求項３】
前記回転数しきい値は、該内燃機関の温度もしくは該内燃機関の始動時のクランキングを行うための電力を供給するバッテリーの電圧に基き設定される請求項１又は２に記載の内燃機関の始動時制御装置。
【請求項４】
前記回転数しきい値は、該内燃機関の始動完了までの時間が予め定められた第２時間しきい値よりも短い場合に、該内燃機関の始動完了時の回転数に基き更新される請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の始動時制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御するに際し、前記回転数検出手段によって検出されたクランキング回転数に応じて該吸入空気量の増大量を調節する請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の始動時制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御するに際し、該内燃機関の温度に応じて該吸入空気量の増大量を調節する請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の始動時制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の始動性を向上させるための内燃機関の始動時制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、例えば特開平５−２４００８０号公報に記載のものがある。この公報に記載の装置においては、極低温のときには内燃機関の始動が困難となって、始動するまでのクランキング時間が長くなるので、このクランキング時間が所定時間継続すると、吸気絞り弁を開き、これによって吸入空気量を増大させて、プラグのかぶりを回避し、内燃機関の始動性を向上させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の始動性は、内燃機関の温度ばかりでなく、他の要因によっても悪化する。例えば、バッテリーの電圧低下によってクランキング回転数が低下したときや、吸排気バルブとバルブシート間にカーボンがかみ込んで圧縮工程における燃焼室の気密性が低下し、圧縮不良が発生したときにも、内燃機関の始動性が低下する。
【０００４】
このため、上記公報に記載の装置の様にクランキング時間が長くなったときに吸入空気量を増大させるだけでは、内燃機関の始動性を低下させる各種の要因に対して適切に対処することができなかった。例えば、バッテリーの電圧低下によってクランキング回転数が低下した場合は、クランキング時間が長くなる。このときに吸入空気量を増大すると、燃焼室の圧縮圧力が増大して燃料の霧化が悪化し、この結果として内燃機関の始動性が更に悪化した。逆に、吸排気バルブとバルブシート間にカーボンがかみ込んで、圧縮不良が発生した場合は、吸入空気量を十分に増大させないと、内燃機関の始動性が向上しなかった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、上記従来の課題に鑑みなされたものであって、バッテリーの電圧低下や吸排気バルブにカーボンがかみ込んでいるときにも内燃機関の始動性を向上させることが可能な内燃機関の始動時制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、内燃機関の吸入空気量を調整する電子制御アクチュエータを備え、該電子制御アクチュエータを制御することにより該内燃機関の始動時の吸入空気量を調節する内燃機関の始動時制御装置において、該内燃機関の始動時のクランキング回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段によって検出されたクランキング回転数が、吸入空気の圧縮不良を判定するための回転数しきい値よりも高い場合は、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御する制御手段とを備えている。
【０００７】
本発明によれば、クランキング回転数が吸入空気の圧縮不良を判定するための回転数しきい値よりも高くなったときに、電子制御アクチュエータを制御して吸入空気量を増大させている。例えば、吸排気バルブのカーボンのかみ込みによって圧縮工程における燃焼室の気密性が低下し、圧縮不良が発生すると、内燃機関の始動性が低下する。この場合、燃焼室の圧縮圧力の低下によりクランキング回転数が高くなるので、このときに電子制御アクチュエータを制御して吸入空気量を増大すると、圧縮不良が解消されて、内燃機関の始動性が向上する。また、バッテリーの電圧低下によりクランキング回転数が低下した場合は、吸入空気量を増大することがないので、従来の様に内燃機関の始動性を更に悪化させることはない。
【０００８】
一実施形態では、該内燃機関が始動するまでのクランキング時間を計時する計時手段を備え、前記制御手段は、前記計時手段によって計時されたクランキング時間が予め定められた第１時間しきい値よりも長くなったときにのみ、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御している。
【０００９】
つまり、内燃機関の始動が困難なときにはクランキング時間が長くなるので、このクランキング時間が第１時間しきい値よりも長くなったときにのみ、吸入空気量を増大している。これによって吸入空気量を不要に増大することがなくなる。
【００１０】
一実施形態では、前記回転数しきい値は、該内燃機関の温度もしくは該内燃機関の始動時のクランキングを行うための電力を供給するバッテリーの電圧に基き設定されている。
【００１１】
クランキング回転数は、内燃機関の温度やバッテリーの電圧によって変化する。このため、内燃機関の温度やバッテリーの電圧に応じて回転数しきい値も変化させ、これによってクランキング回転数が回転数しきい値よりも高いか否かの判定、つまり圧縮不良の判定を正確に行っている。
【００１２】
一実施形態では、前記回転数しきい値は、該内燃機関の始動完了までの時間が予め定められた第２時間しきい値よりも短い場合に、該内燃機関の始動完了時の回転数に基き更新されている。
【００１３】
内燃機関の動力特性のばらつきや経時変化によって、クランキング回転数が低くなったり高くなるので、内燃機関が正常に始動したときの内燃機関の回転数を動力特性とみなし、この内燃機関の回転数に応じて回転数しきい値を更新して、このしきい値を動力特性に整合させている。これによってクランキング回転数が回転数しきい値よりも高いか否かの判定、つまり圧縮不良の判定を正確に行っている。
【００１４】
一実施形態では、前記制御手段は、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御するに際し、前記回転数検出手段によって検出されたクランキング回転数に応じて該吸入空気量の増大量を調節している。
【００１５】
吸入空気量を増大させると、内燃機関の燃焼室の圧縮圧力が高くなり、内燃機関の負荷が増大する。このためクランキング回転数に応じて吸入空気量の増大量を調節し、これによって吸入空気量を適宜に増大させている。
【００１６】
一実施形態では、前記制御手段は、前記吸入空気量が増大される様に前記電子制御アクチュエータを制御するに際し、該内燃機関の温度に応じて該吸入空気量の増大量を調節している。
【００１７】
吸入空気量が増大して、内燃機関の燃焼室の圧縮圧力が高くなったり、内燃機関の温度が低くなると、燃焼室内の燃料の霧化が悪化する。このため内燃機関の温度に応じて吸入空気量の増大量を調節し、これによって燃焼室内の燃料の霧化の悪化を防止している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の始動時制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、内燃機関（以下エンジンと称す）１にはスロットルバルブ４が設けられている。このスロットルバルブ４は、電子制御アクチュエータとしてのスロットルアクチュエータ５によりその開度が調整され、これによってエンジン１に吸入される空気の量が調節される。
【００２０】
エンジン１の気筒を構成するシリンダ８内には図の上下方向に往復動するピストン９が配設されており、同ピストン９はコンロッド１０を介してクランク軸１１に連結されている。ピストン９の上方にはシリンダ８及びシリンダヘッド１２によって区画された燃焼室１３が形成されている。燃焼室１３は、吸気弁１４及び排気弁１５を介して吸気管２及び排気管３に連通している。
【００２１】
エンジン１の吸気ポート１７には電磁駆動式のインジェクタ１８が設けられており、このインジェクタ１８には図示しない燃料タンクから燃料（ガソリン）が供給される。この場合、吸気管２上流から供給される空気とインジェクタ１８により供給される噴射燃料とが吸気ポート１７にて混合され、その混合気が吸気弁１４の開弁動作に伴い燃焼室１３内（シリンダ８内）に流入する。そして、燃焼室１３内に流入された混合気は、その中で圧縮され、点火プラグ１９から点火火花が発せられることにより点火して爆発する。エンジン１は、この爆発によって回転トルクを得ることになる。燃焼後のガスは、排気ガスとして排気弁１５を介して排気管３に排出される。
【００２２】
また、シリンダ８（ウォータジャケット）には冷却水の水温を検出するための水温センサ２１が配設されている。さらに、クランク軸１１には、その回転状態に応じて７２０°ＣＡ（クランクアングル）毎にパルス信号を出力する基準位置センサ２２と、一定のクランク角度（例えば３０°ＣＡ）毎にパルス信号を出力する回転数センサ２３が設けられている。
【００２３】
更に、吸気管２の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ２４が配設されている。運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル２５には同アクセルペダル２５の踏み込み量を検出するためのアクセルセンサ２６が配設されている。変速機（図示せず）には該変速機のシフト位置を検出するシフトセンサ２８が配設されている。
【００２４】
一方、ＥＣＵ３０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ回路等からなるマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、ＥＣＵ３０は、水温センサ２１、基準位置センサ２２、回転数センサ２３、エアフローメータ２４、アクセルセンサ２６及びシフトセンサ２８の検出信号を入力し、これらの各種検出信号に基いてエンジン水温、クランク角度、エンジン回転数、吸入空気量、アクセル開度、シフト位置を検知する。
【００２５】
また、ＥＣＵ３０は、上記センサ群による各種検出出力に基いて、燃料噴射量（もしくは燃料噴射時間）、点火時期、目標スロットル開度等を算出して、インジェクタ１８による燃料噴射、点火プラグ１９による点火、スロットルアクチュエータ５によるスロットルバルブ４の開度を制御する。
【００２６】
さて、この様な構成において、イグニッションキー２７を操作してスタータモータをオンにすると、バッテリー３１からスタータモータ（図示せず）への電力供給経路が形成されて、該スタータモータへと電力が供給され、該スタータモータが作動してクランク軸１１が回転し、ピストン９が往復動して混合気が燃焼室１３内に流入し、点火プラグ１９から点火火花が発せられてエンジン１が作動する。
【００２７】
先に述べた様に、バッテリー３１の電圧低下によってクランキング回転数が低下したとき、また各バルブ１４，１５とバルブシート間にカーボンがかみ込んで圧縮工程における燃焼室１３の気密性が低下し、圧縮不良が発生したとき、更にはエンジン１の水温が極度に低下したときには、エンジン１の始動性が低下する。このため、本実施形態の制御装置においては、エンジン１の始動に際し、図２、図３及び図４に示すフローチャートの処理を行い、これによってエンジン１の始動性の悪化を防止している。
【００２８】
まず、図２のフローチャートに従って本実施形態の制御装置による処理の概要を述べる。図２のフローチャートの処理は、例えば８ｍｓｅｃ毎に繰り返される。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、スタータモータがオンにされスタータモータが作動しているかを判定し（ステップ１０１）、スタータモータがオンにされているときには（ステップ１０１，Ｙｅｓ）、エンジン１が始動モードであるかをエンジン回転数が所定回転数以下であるか否かに基き判定する（ステップ１０２）。
【００３０】
エンジン１が始動モードであるときには（ステップ１０２，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、回転数センサ２３によって検出されたエンジン回転数をクランキング回転数ｅｎｅｓｍとして、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍと第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘを比較する（ステップ１０３）。ここで、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘは、後述するステップ２０１，２０２の処理と同様に、冷却水の温度ＴＨＷ及びバッテリー３１の電圧ＢａＴに基き求められる。
【００３１】
そして、ＥＣＵ３０は、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘよりも高ければ（ステップ１０３，Ｙｅｓ）、各バルブ１４，１５とバルブシート間にカーボンがかみ込んで圧縮行程における燃焼室１３の気密性が低下し、圧縮不良が発生しているものとして、実際のクランキング時間ｅｃｓｔａｒｔと第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘを比較する（ステップ１０４）。なお、クランキング時間ｅｃｓｔａｒｔはスタータモータによってクランク軸１１が回転されている期間であり、ＥＣＵ３０は、スタータモータがオンされている期間をカウンタによりカウントすることで、クランキング時間ｅｃｓｔａｒｔを計時している。また、第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘは、後述するステップ２０３の処理と同様に、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘ及び冷却水の温度ＴＨＷに基き求められる。
【００３２】
この後、ＥＣＵ３０は、実際のクランキング時間ｅｃｓｔａｒｔが第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘよりも長ければ（ステップ１０４，Ｙｅｓ）、エンジン１が正常に作動開始しなかったとみなし、スロットルアクチュエータ５によりスロットルバルブ４の開弁制御を行い（ステップ１０５）、これによってエンジン１の始動性の向上を図る。
【００３３】
また、ＥＣＵ３０は、スタータモータがオフであったり（ステップ１０１，Ｎｏ）、エンジン１が始動モードでないときには（ステップ１０２，Ｎｏ）、或いは、スタータモータがオンであり、かつエンジン１が始動モードであっても、クランキング回転数ｅｎｅｓｍが低かったり（ステップ１０３，Ｎｏ）、クランキング時間ｅｃｓｔａｒｔが短ければ（ステップ１０４，Ｎｏ）、エンジン１が前回始動モードであるか否かを判定する（ステップ１０６）。
【００３４】
そして、エンジン１が始動モードでなく（ステップ１０２，Ｎｏ）、前回始動モードであるときには（ステップ１０６，Ｙｅｓ）、すなわち、エンジン１が始動モードから始動後モードに移行したときには、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの学習を行い（ステップ１０７）、この後、スロットルバルブ４の通常制御に移り（ステップ１０８）、図２の処理を終了する。
【００３５】
すなわち、図２の処理においては、クランキング回転数ｅｎｅｓｍを用いて圧縮不良が発生しているか否か及びクランキング時間ｅｃｓｔａｒｔを用いてエンジン１が正常に作動開始しているか否かを判定し、圧縮不良により正常に作動開始してないときにはスロットルバルブ４の開弁制御を行い、エンジン１の始動性の向上を図っている。
【００３６】
図３は、図２のステップ１０７の処理を更に詳しく示すフローチャートである。
【００３７】
先に述べたようにエンジン１が始動モードから始動後モードに移行したときには、図３のフローチャートにおいて、まず、ＥＣＵ３０は、バックアップＲＡＭ内の図５に示す様な第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘを学習記憶しているデータテーブル５１を参照する。このデータテーブル５１においては、冷却水の水温ＴＨＷ及びバッテリー３１の電圧ＢａＴに対応する複数の学習領域ｊが設定されており、各学習領域ｊ毎に、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘを学習記憶している。なお、バッテリー３１が外されたときなどには、各学習領域ｊ毎に学習記憶した第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘ、つまり各学習領域ｊ毎の学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊは初期値に設定されるが、ここで、各学習領域ｊの初期値は、エンジン１が平均的な動力特性を持つことを前提にして予め設定された平均的なものとされている。
【００３８】
そして、ＥＣＵ３０は、水温センサ２１によって検出された冷却水の水温ＴＨＷ及び電圧検出器３２によって検出されたバッテリー３１の電圧ＢａＴに対応する学習領域ｊをデータテーブル５１の各学習領域ｊから選択する（ステップ２０１）。
【００３９】
次に、ＥＣＵ３０は、選択した学習領域ｊ内の学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを読み出す。また、検出された冷却水の水温ＴＨＷが選択した学習領域ｊの中央値と選択した学習領域ｊに隣接する学習領域ｊの中央値の各水温ＴＨＷの中間値を示す場合には、この隣接する学習領域ｊ内の学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを読み出す。これと同様に、検出されたバッテリー３１の電圧ＢａＴが選択した学習領域ｊの中央値と選択した学習領域ｊに隣接する学習領域ｊの中央値の各電圧ＢａＴの中間値を示す場合には、この隣接する学習領域ｊ内の学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを読み出す。
【００４０】
そして、このように読み出した各学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを用いて、検出された冷却水の水温ＴＨＷ及び検出されたバッテリー３１の電圧ＢａＴに対応する第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘを求める（ステップ２０２）。ここでは、補間法によって各学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊから１つの第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘを求めている。ただし、ステップ２０２において、１つの学習領域ｊ内の学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊのみを読み出した場合は、補間法を用いる必要がなく、該学習領域ｊ内の学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘとして設定される。
【００４１】
更に、ＥＣＵ３０は、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘ及び検出された冷却水の水温ＴＨＷを用いて、予め設定された関数ｆ３（ｅｎｅｓｍｇｘ，ＴＨＷ）に基き第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘを求める（ステップ２０３）。
【００４２】
ＥＣＵ３０は、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍと第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの１．３倍の値を比較すると共に、実際のクランキング時間ｅｃｓｔａｒｔ、つまりエンジン１の始動時間ｅｃｓｔａｒｔと第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘの０．９倍の値（第２時間しきい値）を比較する（ステップ２０４）。
【００４３】
そして、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの１．３倍の値よりも大きく、かつエンジン１が正常に作動開始されて始動時間ｅｃｓｔａｒｔが第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘの０．９倍の値（第２時間しきい値）よりも小さい場合は（ステップ２０４，Ｙｅｓ）、エンジン１の動力特性が平均的なものから外れており、クランク軸１１が回転し易く、エンジン１のフリクションが小さいため、学習値ｅｎｅｓｍｇｘを更新してエンジン１の動力特性に整合させるためのステップ２０５に移る。
【００４４】
ステップ２０５において、ＥＣＵ３０は、選択した学習領域ｊにおける学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊに予め設定された値Ｋｓを加算し、選択した学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを更新する。
【００４５】
また、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの１．３倍の値以下か、又は実際の始動時間ｅｃｓｔａｒｔが第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘの０．９倍の値（第２時間しきい値）以下の場合は（ステップ２０４，Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍと第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの０．７倍の値を比較すると共に、実際の始動時間ｅｃｓｔａｒｔと第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘの０．９倍の値（第２時間しきい値）を比較する（ステップ２０６）。
【００４６】
始動モードのクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの０．７倍の値よりも小さく、かつエンジン１が正常に作動開始されて始動時間ｅｃｓｔａｒｔが第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘの０．９倍の値（第２時間しきい値）よりも小さい場合は（ステップ２０６，Ｙｅｓ）、エンジン１の動力特性が平均的なものから外れており、クランク軸１１が回転し難く、エンジン１のフリクションが大きため、学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを更新してエンジン１の動力特性に整合させるためのステップ２０７に移る。
【００４７】
ステップ２０７において、ＥＣＵ３０は、選択した学習領域ｊにおける学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊから予め設定された値Ｋｓを減算し、選択した学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを更新する。
【００４８】
この様に図３のフローチャートの処理（図２のステップ１０７の処理）においては、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍを第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘと比較し、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘよりも高過ぎたり低過ぎると、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘを導くための各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊを更新し、各学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊをエンジン１の動力特性に整合させている。例えば、エンジン１のフリクションが小さい場合は、エンジン１の始動の度に、各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが徐々に大きくされるので、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘが大きくなって実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍに近づく、つまり第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘがエンジン１の動力特性に整合したものとなる。各学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが十分に大きくなると、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの１．３倍の値以下と判定されるので（ステップ２０４，Ｎｏ）、各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが不用に大きくなることはない。また、エンジン１のフリクションが大きい場合は、エンジン１の始動の度に、各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが徐々に小さくされるので、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘが小さくなって実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍに近づく。各学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが十分に小さくなると、始動モードでのクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘの０．７倍の値以上と判定されるので（ステップ２０６，Ｎｏ）、各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊが不用に小さくなることはない。
【００４９】
また、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘ及び検出された冷却水の水温ＴＨＷを用いて第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘを求めているので、各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊの更新に伴い、第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘも更新されることになる。
【００５０】
こうして各学習領域ｊの学習値ｅｎｅｓｍｇｘｊをエンジン１の動力特性に整合させておけば、該動力特性に整合した第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘ及び第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘを得ることができる。この結果、図１のステップ１０３，１０４においては、第１回転数しきい値ｅｎｅｓｍｇｘ及び第１時間しきい値ｅｃｓｔａｒｔｘに基いて、エンジン１が正常に作動開始されたか否かを正確に判定することが可能になる。
【００５１】
図４は、図２のステップ１０５の処理を更に詳しく示すフローチャートである。
【００５２】
先に述べた様に実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが高くかつ実際のクランキング時間ｅｃｓｔａｒｔが長く（各ステップ１０３，Ｙｅｓ、１０４，Ｙｅｓ）、圧縮不良によりエンジン１が正常に作動開始しなかったとみなすと、エンジン１の始動性の向上を図るためにスロットルアクチュエータ５によるスロットルバルブ４の開弁制御を開始する（ステップ１０５）。
【００５３】
図４のフローチャート（図２のステップ１０５）において、まずＥＣＵ３０は、前回の制御が通常モード、つまりスロットルバルブ４の開弁制御を開始していない状態にあったか否かを判定する（ステップ３０１）。最初はスロットルバルブ４の開弁制御を開始していないので（ステップ３０１，Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、開弁制御経過時間ｃｃａｒｂｏｎを０に初期化すると共に実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍを開弁制御直前回転数ｅｎｅｓｍｂとして記憶する（ステップ３０２）。
【００５４】
そして、ＥＣＵ３０は、冷却水の水温ＴＨＷを用いて、予め設定された関数ｆ４（ＴＨＷ）に基きカーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを求める（ステップ３０３）。更に、ＥＣＵ３０は、ベース開度ｄｇ、水温補正開度ｄｓｔａ及びカーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを加算して、この和をスロットルバルブ４の目標開度ＴＡｔｇとして設定し（ステップ３０４）、スロットルアクチュエータ５を駆動制御することによって、スロットルバルブ４の開度を目標スロットル開度ＴＡｔｇに調節する。
【００５５】
図６のグラフは、冷却水の水温ＴＨＷに対する始動時の目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性を示している。目標スロットル開度ＴＡｔｇは、ベース開度ｄｇ、水温補正開度ｄｓｔａ及びカーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎの和である。
【００５６】
ベース開度ｄｇは、予め設定された一定値である。
【００５７】
水温補正開度ｄｓｔａは、先に述べた様に冷却水の水温ＴＨＷに対応して変動する値であって、予め設定された関数に基き求められる。水温ＴＨＷが低い程、水温補正開度ｄｓｔａが大きくされ、これに伴って目標スロットル開度ＴＡｔｇが大きくなり、吸入空気量が増大されて、始動性の向上が図られる。
【００５８】
カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎは、冷却水の水温ＴＨＷに対応して変動する値であって、予め設定された関数に基き求められる。水温ＴＨＷが高い程、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎが大きくされ、これに伴って目標スロットル開度ＴＡｔｇが大きくなり、吸入空気量が増大されて、始動性の向上が図られる。つまり、各バルブ１４，１５とバルブシート間にカーボンがかみ込んで圧縮工程における燃焼室１３の気密性が低下し、圧縮不良が発生したときには、始動性が悪化するので、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを加算して目標スロットル開度ＴＡｔｇを増大させ、吸入空気量を増大して燃焼室１３内の圧縮圧力の低下を補い、始動性の向上を図っている。
【００５９】
尚、図４のフローチャートの処理（図２のステップ１０５の処理）に移らない限り、スロットルバルブ４の通常制御に移り（図２のステップ１０８）、ベース開度ｄｇと水温補正開度ｄｓｔａの和が目標スロットル開度ＴＡｔｇとして求められ、この目標スロットル開度ＴＡｔｇにスロットルバルブ４の開度が調節される。
【００６０】
この後、図２のフローチャートの処理が繰り返され、ステップ１０５に戻ると、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の開弁制御を既に開始しているので、前回の制御が通常モードでないと判定し（ステップ３０１，Ｎｏ）、開弁制御経過時間ｃｃａｒｂｏｎを歩進してから（ステップ３０５）、開弁制御経過時間ｃｃａｒｂｏｎが１秒に達していないことを確認して（ステップ３０６，Ｎｏ）、図２のステップ１０１の処理に戻る。
【００６１】
ここで、図２のフローチャートの処理を繰り返すうちにエンジン１が作動して始動モードを抜けると、スロットルバルブ４の通常制御に移り（ステップ１０８）、図２の処理を終了する。
【００６２】
また、始動モードが継続されていれば、ステップ３０１，３０５，３０６が繰り返され、開弁制御経過時間ｃｃａｒｂｏｎが１秒に達する（ステップ３０６，Ｙｅｓ）。そして、ＥＣＵ３０は、開弁制御経過時間ｃｃａｒｂｏｎを０に初期化してから（ステップ３０７）、ステップ３０２において記憶しておいた開弁制御直前回転数ｅｎｅｓｍｂと冷却水の水温ＴＨＷを用いて、予め設定された関数ｆ５（ｅｎｅｓｍｂ，ＴＨＷ）に基き第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを求める。また、ＥＣＵ３０は、冷却水の水温ＴＨＷを用いて、予め設定された関数ｆ６（ＴＨＷ）に基き第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌを求める（ステップ３０８）。
【００６３】
図７のグラフは、開弁制御直前回転数ｅｎｅｓｍｂに対する第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの特性を示しており、各水温ＴＨＷ毎にそれぞれの特性曲線が描かれている。各特性曲線の傾きは、開弁制御直前回転数ｅｎｅｓｍｂに対する第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの比を示している。ステップ３０８における第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを求める演算は、検出された冷却水の水温ＴＨＷに対応する特性曲線を選択し、この選択された特性曲線に基き開弁制御直前回転数ｅｎｅｓｍｂに対する第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを求めることに相当する。検出された冷却水の水温ＴＨＷに対応する特性曲線が各特性曲線の中間に位置する場合は、補間法により中間位置の特性曲線を求め、この特性曲線に基き第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを求める。
【００６４】
ここで、カーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が大きい場合は、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎの加算により吸入空気量を既に増大したにもかかわらず、燃焼室１３内の圧縮圧力が大きく上昇しない。このため、エンジン１の負荷が増大せず、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが殆ど低下せず、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを大きく上回る。従って、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを大きく上回れば、カーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が大きいことが判るる。
【００６５】
図８のグラフは、冷却水の水温ＴＨＷに対する第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌの特性を示している。第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌは、エンジン１を始動させるのに必要な最低限度のクランキング回転数を示しており、水温ＴＨＷに応じて変化する。ステップ３０８における第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌを求める演算は、図８の特性曲線に基き水温ＴＨＷに対する第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌを求めることに相当する。
【００６６】
ここで、カーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が小さい場合は、吸入空気量を既に増大したことによって、燃焼室１３内の圧縮圧力が上昇して、エンジン１の負荷が増大し、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌよりも低くなる。このとき、燃焼室１３内の燃料の霧化が悪化し、エンジン１の始動が極めて困難な状態となる。従って、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌよりも低くなれば、燃焼室１３内の燃料の霧化が悪化していることになる。
【００６７】
さて、ステップ３０８において第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖ及び第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌを求めると、ＥＣＵ３０は、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍと第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの１．３倍の値を比較する（ステップ３０９）。実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの１．３倍の値よりも大きい場合は（ステップ３０９，Ｙｅｓ）、つまり先に述べた様に実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖを大きく上回れば、カーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が大きいことが判る。このため、ＥＣＵ３０は、冷却水の水温ＴＨＷを用いて、予め設定された関数ｆ７（ＴＨＷ）に基き補正開度を求め、この補正開度をカーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎに加算して、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを更新する（ステップ３１０）。そして、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の目標開度ＴＡｔｇを更新し（ステップ３０４）、スロットルバルブ４の開度を補正開度の分だけ開く。この結果、吸入空気量が更に増大され、燃焼室１３内の圧縮圧力の低下が更に補われ、始動性が向上する。
【００６８】
実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの１．３倍の値以下の場合は（ステップ３０９，Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍと第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌを比較する（ステップ３１１）。実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌよりも低い場合は（ステップ３１１，Ｙｅｓ）、先に述べた様にカーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が小さく、燃焼室１３内の燃料の霧化が悪化している。このため、ＥＣＵ３０は、上記関数ｆ７（ＴＨＷ）に基く補正開度を求め、この補正開度をカーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎから減算して、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを更新する（ステップ３１２）。そして、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の目標開度ＴＡｔｇを更新し（ステップ３０４）、スロットルバルブ４の開度を補正開度の分だけ閉じる。この結果、吸入空気量が減少されて、燃焼室１３内の燃料が良好に霧化され、エンジン１の始動性が向上する。
【００６９】
この様に図４のフローチャートの処理（図２のステップ１０５の処理）においては、スロットルバルブ４の目標開度ＴＡｔｇをカーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎだけ開いて、吸入空気量を一旦増大させ、この後に開弁制御経過時間ｃｃａｒｂｏｎが１秒に達するのを待ってから、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍと第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖ及び第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌを比較することによって、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍの変化の程度を判定し、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの１．３倍の値よりも大きくなると、カーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が大きいとして、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを増大して、スロットルバルブ４の目標開度ＴＡｔｇを増大し、スロットルバルブ４の開度を更に大きくし、吸入空気量をより増大し、燃焼室１３内の圧縮圧力の低下を更に補い、始動性を向上させている。また、実際のクランキング回転数ｅｎｅｓｍが第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌよりも低くなると、カーボンのかみ込みによる圧縮不良の程度が小さいとして、カーボン補正開度ｄｃａｒｂｏｎを減少して、スロットルバルブ４の目標開度ＴＡｔｇを減少し、スロットルバルブ４の開度を小さくし、吸入空気量を減少して、燃焼室１３内の燃料を良好に霧化させ、エンジン１の始動性を向上させている。
【００７０】
この様に本実施形態では、各バルブ１４，１５にカーボンがかみ込んで圧縮不良が発生し、これによってクランキング回転数が高くなったときには、吸入空気量を増大して圧縮不良を解消し、内燃機関の始動性を向上させている。また、バッテリー電圧が低下し、クランキング回転数が低下した場合は、吸入空気量を増大しないので、従来の様に内燃機関の始動性を更に悪化させることはない。
【００７１】
また、吸入空気量を増大してからのクランキング回転数の変化に応じて吸入空気量を再度調節しているので、圧縮不良の程度に応じて吸入空気量を更に増大したり、吸入空気量を減少させることができる。
【００７２】
更に、ＲＯＭ内の各学習値をエンジン１の動力特性に整合させたり、冷却水の水温ＴＨＷ及びバッテリー３１の電圧ＢａＴに対応する各学習値をＲＯＭから読み出しているので、これらの学習値に基いてエンジン１が正常に作動開始されたか否かを正確に判定することができる。
【００７３】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、多様に変形することができる。例えば、各関数の内容をエンジンの動力特性に応じて変化させることが好ましい。また、各しきい値を適宜に増減させても構わない。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、クランキング回転数が吸入空気の圧縮不良を判定するための回転数しきい値よりも高くなったときに、電子制御アクチュエータを制御して吸入空気量を増大させている。例えば、吸排気バルブのカーボンのかみ込みによって圧縮工程における燃焼室の気密性が低下し、圧縮不良が発生すると、内燃機関の始動性が低下する。この場合、燃焼室の圧縮圧力の低下によりクランキング回転数が高くなるので、このときに電子制御アクチュエータを制御して吸入空気量を増大すると、圧縮不良が解消されて、内燃機関の始動性が向上する。また、バッテリーの電圧低下によりクランキング回転数が低下した場合は、吸入空気量を増大することがないので、従来の様に内燃機関の始動性を更に悪化させることはない。
【００７５】
一実施形態によれば、制御手段は、計時手段によって計時されたクランキング時間が第１時間しきい値よりも長くなったときにのみ、吸入空気量を増大させている。つまり、内燃機関の始動が困難なときにはクランキング時間が長くなるので、このクランキング時間が第１時間しきい値よりも長くなったときにのみ、吸入空気量を増大している。これによって吸入空気量を不要に増大することがなくなる。
【００７６】
一実施形態によれば、回転数しきい値は、内燃機関の温度もしくはバッテリーの電圧に基き設定されている。クランキング回転数は、内燃機関の温度やバッテリーの電圧によって変化する。このため、内燃機関の温度やバッテリーの電圧に応じて回転数しきい値も変化させ、これによってクランキング回転数が回転数しきい値よりも高いか否かの判定、つまり圧縮不良の判定を正確に行っている。
【００７７】
一実施形態によれば、回転数しきい値は、内燃機関の始動完了までの時間が第２時間しきい値よりも短い場合に、内燃機関の始動完了時の回転数に基き更新されている。内燃機関の動力特性のばらつきや経時変化によって、クランキング回転数が低くなったり高くなるので、内燃機関が正常に始動したときの内燃機関の回転数を動力特性とみなし、この内燃機関の回転数に応じて回転数しきい値を更新して、このしきい値を動力特性に整合させている。これによってクランキング回転数が回転数しきい値よりも高いか否かの判定、つまり圧縮不良の判定を正確に行っている。
【００７８】
一実施形態によれば、検出されたクランキング回転数に応じて吸入空気量の増大量を調節している。吸入空気量を増大させると、内燃機関の燃焼室の圧縮圧力が高くなり、内燃機関の負荷が増大する。このためクランキング回転数に応じて吸入空気量の増大量を調節し、これによって吸入空気量を適宜に増大させている。
【００７９】
一実施形態によれば、内燃機関の温度に応じて吸入空気量の増大量を調節している。吸入空気量が増大して、内燃機関の燃焼室の圧縮圧力が高くなったり、内燃機関の温度が低くなると、燃焼室内の燃料の霧化が悪化する。このため内燃機関の温度に応じて吸入空気量の増大量を調節し、これによって燃焼室内の燃料の霧化の悪化を防止している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の始動時制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１の制御装置における処理の概要を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ１０７の処理を更に詳しく示すフローチャートである。
【図４】図２のステップ１０５の処理を更に詳しく示すフローチャートである。
【図５】図１の制御装置におけるデータテーブルを示す図である。
【図６】冷却水の水温ＴＨＷに対する始動時の目標スロットル開度ＴＡｔｇの特性を示すグラフである。
【図７】開弁制御直前回転数ｅｎｅｓｍｂに対する第２回転数しきい値ｅｎｅｓｍｖの特性を示すグラフである。
【図８】冷却水の水温ＴＨＷに対する第３回転数しきい値ｅｎｅｓｍｌの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１  内燃機関（エンジン）
２  吸気管
３  排気管
４  スロットルバルブ
５  スロットルアクチュエータ
８  シリンダ
９  ピストン
１０  コンロッド
１１  クランク軸
１２  シリンダヘッド
１３  燃焼室
１４  吸気弁
１５  排気弁
１７  吸気ポート
１８  インジェクタ
１９  点火プラグ
２１  水温センサ
２２  基準位置センサ
２３  回転数センサ
２４  エアフローメータ
２５  アクセルペダル
２６  アクセルセンサ
２７  イグニッションキー
２８  シフトセンサ
３０  ＥＣＵ
３１  バッテリー
３２  電圧検出器
【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】
0003575333.tif 000007
【図７】
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【図８】
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