(57)【要約】【課題】  始動前の状態がオーバーリッチであるか否かを判断し、オーバーリッチの場合でもそうでない場合でも、内燃機関を１回で確実に始動でき、かつ、始動後の内燃機関に供給する燃料を調整して、適正な暖機運転が可能な始動制御装置を提供する。【解決手段】  内燃機関を始動する際、制御装置８が、内燃機関温度センサ１０からの温度を調べ、所定の温度を超えていたら通常の始動をする。所定の温度以下ならば、クランクシャフトが所定回転数だけ回転する間前記燃料噴射装置からの燃料噴射を停止するとともに前記点火プラグ６を点火し、前記クランクシャフトの所定回転数以内で内燃機関が始動した場合は、前記燃料噴射装置５が、始動後の燃料供給量を通常の供給量より少なく供給し、前記クランクシャフトの所定回転数以内に内燃機関が始動しない場合、前記燃料噴射装置５が通常の始動時の燃料供給量を供給するように制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の所定個所に燃料を噴射する燃料噴射装置と、内燃機関のシリンダー内に送り込む空気量を調整するスロットルボディの弁の開度を検知するスロットルポジションセンサと、前記シリンダー内に設けられた点火プラグと、これらを制御する制御装置とを有し、内燃機関を始動する際、前記制御装置が、前記クランクシャフトが所定回転数だけ回転する間前記燃料噴射装置からの燃料噴射を停止するとともに前記点火プラグを点火し、前記クランクシャフトの所定回転数以内で内燃機関が始動した場合は、前記燃料噴射装置が、始動後の燃料供給量を通常の供給量より少なく供給し、前記クランクシャフトの所定回転数以内に内燃機関が始動しない場合、前記燃料噴射装置が通常の始動時の燃料供給量を供給するように制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
内燃機関の温度を検出する温度センサを設け、前記制御装置が、始動前の内燃機関の温度が予め設定された温度を超えたときは、燃料噴射を停止せず通常の始動時の燃料供給量を供給するように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】
前記始動制御装置が前記内燃機関の回転数を検出する回転計を有し、該回転計が予め設定された回転数を超えた状態を検知し、該回転数が予め設定された時間維持されたとき、内燃機関が始動したと判定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。
【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、特に、ガソリン式内燃機関において、始動前の状態の如何に拘わらず始動が確実にできる内燃機関の始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグを用いるガソリン式内燃機関では、通常の始動時には、混合気の空燃比を通常運転時よりリッチにして、始動の際に着火し易くしている。電子制御装置により燃料噴射装置を制御して空燃比を制御する場合、内燃機関が始動したら、過渡時の内燃機関の回転を安定させるために、内燃機関の温度が低いほど燃料噴射量を多くし、内燃機関の温度が上がるにつれて燃料噴射量を減らし通常運転時の空燃比（これはほぼ理論空燃比となっている）へと補正する。
【０００３】
しかし、始動時に、混合気がオーバーリッチになったり、気温が低すぎるなど種々の原因で、クランキングしても爆発が起こらず、始動しない場合がある。このとき、吸気管内やシリンダー内にはリッチな混合気が大量に入り、点火プラグを濡らしていることがある。こうなると、いくらクランキングをしてもスパークせず、始動できない状態となる。
【０００４】
従来は、このような場合には、点火プラグを新しいものと交換したり、点火プラグを外して空クランキングすることでシリンダー内を掃気する方法で対処していたが、非常に手間が掛かるものとなっていた。
【０００５】
この問題に対し、特許文献１（特開平５−２３１２１３号）では、スタータのキースイッチをオンしたときにスロットル開度がほぼ全開で、かつ内燃機関の回転数が所定値以下、すなわち始動しない状態であることを条件に掃気モードに切り換え、燃料噴射を停止してクランキングしてシリンダー内の燃料を掃気するようにした始動制御装置を提案している。
【０００６】
上記クランキング中に内燃機関が始動した場合には、内燃機関が回転している状態が所定時間継続するのを確認して、掃気モードを解除して通常モードに復帰させ通常の燃料噴射を開始する。同時にスロットル開度を全開に近い状態からアイドリング状態近くまで絞り、回転の過上昇を防止する。一方、内燃機関が始動しない場合は、掃気が完了したとして掃気モードを解除し、通常モードに戻り、通常の始動を行うことになる。
【０００７】
また、特許文献２（特開平５−３２１７１４号）では、スロットル開度、内燃機関の回転数、内燃機関の回転時間のそれぞれに設定値を設けて、上記と同様の制御を行っている。
【０００８】
特許文献１，２では、吸気管やシリンダー内に残留する余分の燃料を取り除くことができ、内燃機関の始動を容易にすることができる。ただし、掃気モード中は、スロットル開度が全開に近いので、掃気モード中に内燃機関が始動した場合には、スロットル開度を自動的に通常の開度に戻すようにしている。これによって、内燃機関の回転数が急上昇して自動クラッチ式のスクータなどが暴走するのを防止するのである。
【０００９】
また、特許文献３（特開平６−１４６９５７号）では、ギヤイン状態でエンジンストールした場合の始動制御ができる内燃機関の燃料制御装置を提案している。ギヤイン状態でエンジンストールすると、シリンダー内に燃料が溜まり、点火プラグが濡れ、始動できなくなることがある。そこで、燃料供給を始動開始から所定回数分停止してシリンダー内を掃気するようにしたものである。
【００１０】
一方、内燃機関の始動に失敗した場合でも、そのまましばらく放置して、再度キースイッチをオンすると、うまく始動することも多い。これは、シリンダーや吸気管内の燃料が徐々に蒸発して点火プラグを乾かし、スパークできるようになるからと考えられる。
また、運転中の内燃機関を停止した場合、まだ、内燃機関が暖かい状態であれば、始動し易い。
【特許文献１】特開平５−２３１２１３号
【特許文献２】特開平５−３２１７１４号
【特許文献３】特開平６−１４６９５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記した特許文献１から３では、いずれの場合も、始動に失敗したり、エンジンストールしたりした場合、その後で始動が成功すると、直ちに通常モードに戻っている。通常モードとは、前述したように、過渡時の空燃比を適正化するために、内燃機関の冷却水温が低いほど燃料噴射量を多くし、冷却水温が上がるにつれて燃料噴射量を減らし理論空燃比に近づくように補正する制御である。
【００１２】
しかし、再始動前の状態がオーバーリッチであった場合、内燃機関が始動した直後に通常の始動時のように燃料噴射量を多くすると、再びオーバーリッチとなりエンジンストールを起こしたり、排気ガス内の有毒ガスが増加するなどの問題を起こし易い。
【００１３】
本発明は、上記の事実から考えられたもので、始動時に始動前の状態がオーバーリッチであるか否かを判断し、オーバーリッチの場合でもそうでない場合でも、内燃機関を１回の操作で確実に始動でき、かつ、始動後の内燃機関に供給する燃料を調整して、適正な暖機運転が可能な始動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために本願の請求項１の内燃機関の始動制御装置は、内燃機関の所定個所に燃料を噴射する燃料噴射装置と、内燃機関のシリンダー内に送り込む空気量を調整するスロットルボディの弁の開度を検知するスロットルポジションセンサと、前記シリンダー内に設けられた点火プラグと、これらを制御する制御装置とを有し、内燃機関を始動する際、前記制御装置が、前記クランクシャフトが所定回転数だけ回転する間前記燃料噴射装置からの燃料噴射を停止するとともに前記点火プラグを点火し、前記クランクシャフトの所定回転数以内で内燃機関が始動した場合は、前記燃料噴射装置が、始動後の燃料供給量を通常の供給量より少なく供給し、前記クランクシャフトの所定回転数以内に内燃機関が始動しない場合、前記燃料噴射装置が通常の始動時の燃料供給量を供給するように制御することを特徴としている。
【００１５】
本願の請求項２記載の発明は、内燃機関の温度を検出する温度センサを設け、前記制御装置が、始動前の内燃機関の温度が予め設定された温度を超えたときは、燃料噴射を停止せず通常の始動時の燃料供給量を供給するように制御することを特徴としている。
【００１６】
本願の請求項３記載の発明は、前記始動制御装置が前記内燃機関の回転数を検出する回転計を有し、該回転計が予め設定された回転数を超えた状態を検知し、該回転数が予め設定された時間維持されたとき、内燃機関が始動したと判定することを特徴としている。
【００１７】
請求項１の発明では、次のようにして内燃機関の始動をする。ガソリン式内燃機関を始動する場合、クランクシャフトが予め決められた所定回転数だけ回転する間は、燃料噴射装置は燃料の噴射を停止する。一方、点火プラグは、通常通りのタイミングで点火をする。ガソリン式内燃機関が、オーバーリッチで始動に失敗した場合など、シリンダー内にガソリンが多く残っている場合、この所定回転のクランキングで余分なガソリンを掃気することができる。
【００１８】
掃気によってシリンダー内のガソリンは減少するので、掃気している途中に、空燃比が適当になって内燃機関が始動することがある。このような場合は、始動前の状態は、オーバーリッチだったと判断することができるので、始動後の燃料供給量は、通常の場合より増加する量を少なくする。これによって、オーバーリッチになるのを防止し、安定した内燃機関回転を得ることができる。
【００１９】
クランクシャフトが所定回転しても内燃機関が始動しなかった場合は、始動前のシリンダー内には、余分のガソリンは無かったと判断し、通常の始動時と同じリッチな空燃比となるように燃料を噴射して始動する。内燃機関は、クランクシャフトが所定回転したことで、掃気されており、過剰な燃料が残存することもないので、確実に始動する。始動後は、通常の始動後の場合と同じく、理論空燃比よりリッチな空燃比となるように燃料を噴射し、定常状態になるのを待って理論空燃比に戻す。
【００２０】
請求項２の発明では、内燃機関を始動する前に、まず、内燃機関の温度を測定する。そして、この温度が予め設定された温度を超えている場合は、内燃機関が停止後あまり時間が経過せず、オーバーリッチ状態ではなく始動し易い状態であると判断し、燃料の停止をせずに通常の燃料噴射を行ってクランキングする。一方、内燃機関の温度が予め設定された温度以下の場合は、オーバーリッチの可能性もあると判断して燃料噴射を停止し、請求項１にしたがって始動する。
【００２１】
請求項３の発明では、内燃機関が始動したか否かの判断は、クランクシャフトが所定の回転数以上の速度で回転する状態が、所定の時間持続するか否かで判断することとしている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１によれば、内燃機関始動前のシリンダー内に燃料が付着して濡れている状態でも、乾いている状態でもいずれの状態でも確実に始動することができる、という優れた効果を奏し得る。また、本発明の始動制御装置を使用すると、シリンダー内がオーバーリッチになったり、点火プラグが濡れるといった状態を防止することができる。
【００２３】
請求項２によれば、内燃機関が停止後、冷機状態に戻る前と後とに分けて始動の仕方を変更することができ、無駄の無い、より状況に応じた始動をすることができる。
【００２４】
請求項３によれば、内燃機関が始動したか否かを、内燃機関の回転数が高くなった状態が所定時間が経過したか否かで判断するので、確実な判断が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の内燃機関の始動制御装置とその周辺の構成を示す模式図である。内燃機関本体１には、１以上のシリンダーと、各シリンダーを連結するクランクシャフトがある。クランクシャフトが回転することによって、シリンダー内に吸気管２からの空気が吸い込まれる。吸気量は、スロットルボディ３のスロットル弁３ａの開度により制御され、スロットル弁３ａの開度は、スロットルポジションセンサ４により検知される。ノズル状の燃料噴射装置５は、吸気管２内の空気にガソリンを噴射し、シリンダー内には、混合気となって供給されることになる。クランクシャフトが回転してシリンダー内の混合気が圧縮されると、点火プラグ６がスパークし、シリンダー内の混合気が爆発して動力が発生し、クランクシャフトを回転する。シリンダー内で燃焼した混合気は、クランクシャフトの回転によりシリンダーから排気され、排気管７を通過して外気に排出される。
【００２７】
制御装置８は、マイコン等からなり、点火プラグ６の点火制御、燃料噴射装置５から噴射する燃料の制御、スロットル弁３ａの開度の検知、回転計９による内燃機関本体１の回転数の検知、内燃機関温度センサ１０により内燃機関の温度測定等を行う。内燃機関温度センサ１０は、シリンダブロックの温度を直接測定するものでもよく、冷却水の温度を測定するものでもよい。
【００２８】
以上の構成において、本発明の始動制御装置は、制御装置８と、スロットルポジションセンサ４と、燃料噴射装置５と、点火プラグ６と、回転計９と、内燃機関温度センサ１０とから構成されている。
【００２９】
図２は、本発明の始動制御方法を説明するフローチャートである。この図により、本発明の始動制御装置による内燃機関の始動方法を説明する。
【００３０】
自動車等のスタータボタンを押すと、図示しないセルモータにより内燃機関のクランクシャフトが回転される（Ｓ１０１）。制御装置８は、内燃機関温度センサ１０から内燃機関の温度情報を得る（Ｓ１０２）。内燃機関温度センサ１０は、シリンダブロックの温度を直接測定してもよく、冷却水の温度を使用してもよい。この温度が予め決められた温度以下であれば、クランクシャフトが予め設定された回転数を回転する間は燃料噴射装置５からの燃料の噴射を停止する。一方、点火プラグ６には所定のタイミングで点火をさせる（Ｓ１０３）。このとき、スロットル弁３ａは通常の始動の場合と同じ開度とする。ギヤイン状態でエンジンストールした場合などのように、シリンダ内に大量の燃料が残存している状態であれば、このクランキングによってシリンダ内を掃気し、余分な燃料を排除することができる。この掃気の際、燃料が徐々に排除されて空燃比がオーバーリッチ状態からだんだん薄くなっていく。その途中の適当な空燃比になったとき、内燃機関が始動する。
【００３１】
内燃機関が始動すると、クランクシャフトの回転数は、セルモータによる回転数以上に上昇する。そこで、制御装置８は、回転計９によりクランクシャフトの回転数を監視し、この回転数が予め設定されていた回転数を超えた状態が、予め設定されている時間以上継続したら、内燃機関が始動したと判断する（Ｓ１０４）。
【００３２】
内燃機関が始動したと判断されたら、制御装置８は直ちに燃料噴射装置５から燃料の噴射を開始するが、シリンダ内には、まだかなりの燃料が残っている。通常の始動の場合には、理論空燃比よりリッチにするため、始動後にも多めの燃料を供給するが、燃料が残っている状態で多めの燃料を供給すると、オーバーリッチになってエンストする可能性が生じる。そこで、本発明では、内燃機関が始動したら、通常の始動後の場合より少ない燃料を供給し（Ｓ１０５）、エンストを回避するようにしている。内燃機関の回転が安定して定常状態になったら、通常の噴射量に戻し（Ｓ１１０）、終了する。
【００３３】
Ｓ１０４で、内燃機関が始動しない場合は、クランクシャフトが予め設定された回転数だけ回転したのを確認し（Ｓ１０６）、通常の始動に戻す。すなわち、Ｓ１０４で内燃機関が始動しないのは、シリンダー内に燃料が全く無いためと判断するのである。この状態は、通常の内燃機関を始動する状態と同じであるから、通常の始動を行えばよいことになる。
【００３４】
具体的には、クランクシャフトが所定回転数回転し、内燃機関が始動しないのを確認したら、燃料噴射装置５から通常の始動パルスにより燃料噴射を行う（Ｓ１０７）。始動パルスによる燃料噴射とは、定常運転時の空燃比（ほぼ理論空燃比）よりリッチになるような量の燃料を噴射するということである。
【００３５】
Ｓ１０６でシリンダー内に燃料が無い状態が確認された状態なので、Ｓ１０７において、リッチな空燃比になるよに燃料噴射をすれば、内燃機関は確実に始動できることになる。Ｓ１０４におけるのと同様にして内燃機関の始動を確認し（Ｓ１０８）たら、定常状態の空燃比よりリッチになるように燃料噴射装置５から増量した燃料を噴射する（Ｓ１０９）。内燃機関の回転が安定した状態になったら、理論空燃比ないしはこれに近い空燃比の通常噴射にする（Ｓ１１０）。
Ｓ１０２で内燃機関の温度が所定温度を超えている場合は、内燃機関が停止して間がなく内燃機関は始動し易い状態にあると判断し、燃料噴射を停止することなく通常の燃料噴射を行う。
【００３６】
以上のような始動をするので、通常の始動の場合は勿論、始動前にシリンダー内に過分の燃料が残っている場合でも、１回の操作により内燃機関を確実に始動させることができる。
【００３７】
前記の実施例では、始動の前に内燃機関の温度を測定し、その温度により始動の仕方を変更したが、内燃機関の温度に関係なく、Ｓ１０２を省略して始動することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の内燃機関の始動制御装置とその周辺の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の始動制御方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１      内燃機関本体
２      吸気管
３      スロットルボディ
３ａ    スロットル弁
４      スロットルポジションセンサ
５      燃料噴射装置
６      点火プラグ
７      排気管
８      制御装置
９      回転計
１０    温度センサ
【図１】
2006002681.tif 000003
【図２】
2006002681.tif 000004