(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の始動時に燃料ポンプの作動音が車内に伝わり乗員に知覚されることによる違和感又は不快感の低減を図る。【解決手段】イグニッションスイッチがオンとなったときに通電が開始され、イグニッションスイッチがオンとなった以後のスタータスイッチがオンとなったことを条件として内燃機関の始動のためのクランキングが開始される内燃機関の制御装置であって、スタータスイッチがオンになる前は燃料ポンプの作動を禁止し、スタータスイッチがオンとなったときに燃料ポンプの作動を開始させ、燃料ポンプの作動開始からディレイ時間が経過した後にスタータの駆動を開始するものとし、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータが内燃機関の始動に有利な値であるほど前記ディレイ時間を短く設定する制御を行う。【選択図】図３
2015124626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イグニッションスイッチがオンとなったときに通電が開始され、
イグニッションスイッチがオンとなった以後のスタータスイッチがオンとなったことを条件として内燃機関の始動のためのクランキングが開始される内燃機関の制御装置であって、
スタータスイッチがオンになる前は燃料ポンプの作動を禁止し、スタータスイッチがオンとなったときに燃料ポンプの作動を開始させ、
燃料ポンプの作動開始からディレイ時間が経過した後にスタータの駆動を開始するものとし、
内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータが内燃機関の始動に有利な値であるほど前記ディレイ時間を短く設定する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】
内燃機関の始動の際には、まずイグニッションスイッチがオンに操作され、その後にスタータスイッチがオンに操作されることが普通である。イグニッションスイッチがオンに操作されると、内燃機関の運転制御を司る電子制御装置や、燃料ポンプを駆動する電動モータ、カーラジオ、空調装置の送風機等といった電気機器（電装系）への通電が可能となる。
【０００３】
すなわち、図４に示すように、イグニッションスイッチがオンとなった時点ｔ1で燃料ポンプの作動が開始し、インジェクタに燃料を供給するための燃料配管における燃料の圧力（以下、燃圧と称する）が上昇する。そして、スタータスイッチがオンとなった時点
ｔ2でスタータモータによるクランキングが開始され、燃料噴射及び点火が実行される（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
クランキングの開始に先だって燃料ポンプの作動を開始し燃圧を上昇させるのは、クランキング開始直後から適切な量の燃料を噴射するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−２７０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多くの場合、イグニッションスイッチがオンとなってからスタータスイッチがオンとなるまでの期間が短いので、燃料ポンプの作動音は、クランキングの際のスタータモータの駆動音や、完爆状態に到った後のエンジン音にマスキングされ、運転者その他の乗員にはめったに知覚されない。しかし、車内が静穏で、イグニッションスイッチがオンとなってからスタータスイッチがオンとなるまでの間の期間が長いと、その間作動し続ける燃料ポンプの作動音が車内に伝わり乗員に知覚される。このとき、聞き慣れない音である燃料ポンプの作動音を乗員が不快に感じることがある。
【０００７】
本発明は以上の点に着目し、内燃機関の始動時に燃料ポンプの作動音が車内に伝わり乗員に知覚されることによる違和感又は不快感の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決すべく、本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る内燃機関の始動制御装置は、イグニッションスイッチがオンとなったときに通電が開始され、イグニッションスイッチがオンとなった以後のスタータスイッチがオンとなったことを条件として内燃機関の始動のためのクランキングが開始される内燃機関の制御装置であって、スタータスイッチがオンになる前は燃料ポンプの作動を禁止し、スタータスイッチがオンとなったときに燃料ポンプの作動を開始させ、燃料ポンプの作動開始からディレイ時間が経過した後にスタータの駆動を開始するものとし、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータが内燃機関の始動に有利な値であるほど前記ディレイ時間を短く設定する。
【０００９】
このようなものであれば、内燃機関の始動のために適切な量の燃料をインジェクタから噴射できる程度まで燃圧を上昇させた後直ちにクランキングを開始できる。よって、クランキングの開始前に燃料ポンプの作動音が車内に伝わり乗員に知覚される時間を短くできる。つまり、聞き慣れない音である燃料ポンプの作動音が乗員に知覚され、乗員が不快に感じることを回避できる。
【００１０】
本発明において、「内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータ」とは、例えば、内燃機関の冷却水温、潤滑油又は作動油の油温、吸気温、外気温、大気圧、燃料の温度、前回の内燃機関の停止時からの経過時間等である。また、「パラメータが内燃機関の始動に有利な値である」とは、例えば、内燃機関の冷却水温が高い、潤滑油又は作動油の油温が高い、吸気温が高い、外気温が高い、大気圧が高い、燃料の温度が低い、前回の内燃機関の停止時からの経過時間が短い等である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の始動時に燃料ポンプの作動音が車内に伝わり乗員に知覚されることによる違和感又は不快感の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成図。
【図２】同実施形態の制御装置による制御の手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の制御装置が行う燃料ポンプ及びスタータモータの制御を示すタイミング図。
【図４】従来の制御装置が行う燃料ポンプ及びスタータモータの制御を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。
【００１４】
本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。インジェクタ１１には、燃料ポンプ２１から燃料が供給される。燃料ポンプ２１は、電動モータにより駆動される。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１５】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１６】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１７】
本実施形態の内燃機関の始動は、運転者によるイグニッションキーの操作により行われる。まずイグニッションキーをキーシリンダに差し込み、イグニッションキーを抜き差し可能な位置であるオフ位置からアクセサリ位置まで回転させる操作によりイグニッションスイッチがオンとなる。その後イグニッションキーをアクセサリ位置からさらにスタート位置まで回転させる操作によりスタータスイッチがオンとなる。その一方で、イグニッションキーをオフ位置からアクセサリ位置まで回転させた後アクセサリ位置に留めておくことにより、イグニッションスイッチのみをオンとし、スタータスイッチはオフのままにしておくことも可能である。
【００１８】
イグニッションスイッチがオンとなると、内燃機関の運転制御を司るＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０や、燃料ポンプ２１を駆動する電動モータや、図示しないカーラジオや、図示しない空調装置のブロア等といった電気機器への通電が開始される。
【００１９】
ＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。
【００２０】
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｆ、イグニッションスイッチから出力されるイグニッションスイッチ状態信号ｇ、スタータスイッチから出力されるスタータスイッチ状態信号ｈ、エンジンオイルの温度を検出するセンサから出力されるエンジンオイル温度信号ｉ、駆動系で使用される作動油（トランスミッションフルード）の温度を検出するセンサから出力される作動油温度信号ｊ、外気温を検出するセンサから出力される外気温信号ｋ、大気圧を知得するためのセンサから出力される大気圧信号ｌ、燃料の温度を知得するためのセンサから出力される燃温信号ｍ等が入力される。
【００２１】
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｎ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｏ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｐ、燃料ポンプ２１を駆動する電動モータに対して運転制御信号ｑ等を出力する。
【００２２】
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。しかして、ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｎ、ｏ、ｐ、ｑを出力インタフェースを介して印加する。
【００２３】
また、イグニッションスイッチがオンとなった後、スタータスイッチがオンとなるまでは燃料ポンプ２１の作動を禁止する。その後、スタータスイッチがオンとなったときに、ＥＣＵ０は、燃料ポンプ２１を駆動する電動モータに制御信号ｑを出力して燃料ポンプ２１の作動を開始させる。それから、燃料ポンプの作動開始からディレイ時間Ｔdが経過した後にスタータモータ（セルモータ、図示せず）に制御信号ｒを入力し、スタータモータのピニオンギアをドライブプレート外周のリングギアに噛合させて機関を回転させるクランキングを行う。クランキングは、初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が冷却水温等に応じて定まる閾値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。
【００２４】
ディレイ時間Ｔdは、燃料ポンプ２１の運転を開始してから燃圧が内燃機関の始動時に適切な量の燃料をインジェクタ１１から噴射できる程度に達するまでに要する燃料ポンプ２１の運転時間であり、以下のようにして決定する。
【００２５】
イグニッションスイッチがオンとなりＥＣＵ０への通電が開始されると、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータ、具体的には吸気温・吸気圧信号ｅが示す吸気温、冷却水温信号ｆが示す冷却水温、エンジンオイル温度信号ｉが示すエンジンオイルの温度、作動油温度信号ｊが示す作動油の温度、外気温信号ｋが示す外気温、大気圧信号ｌが示す大気圧、燃温信号ｍが示す燃料の温度、前回の内燃機関の停止時からの経過時間を取得する。しかる後にディレイ時間マップを参照してディレイ時間Ｔdを決定する。
【００２６】
ディレイ時間マップは、予め実験等により求められた代表的な吸気温、冷却水温、油温、外気温、大気圧、燃料の温度、前回の内燃機関の停止時からの経過時間に対応するディレイ時間Ｔdをメモリの所定領域に記憶したものである。そして、補間計算によりディレイ時間Ｔdを求めるようにしている。
【００２７】
なお、ディレイ時間Ｔdは、以下に示す場合に短く設定している。すなわち、吸気温が高い場合、内燃機関の冷却水温が高い場合、潤滑油の油温が高い場合、作動油の油温が高い場合、外気温が高い場合、大気圧が高い場合、燃料の温度が低い場合及び前回の内燃機関の停止時からの経過時間が短い場合にディレイ時間Ｔdを短く設定している。このような場合、燃圧が低くとも燃焼の不安定化（失火）が起こりにくいので、エンジン回転数を加速させるためのエンジントルクが不足する不具合が発生しにくく、従って内燃機関の始動に支障をきたすことが少ないからである。
【００２８】
また、ディレイ時間Ｔdは、燃料の温度が低くなるにつれ短く設定している。燃料の温度が低くなると燃料の粘度が高くなるので、より短い時間で燃圧を上げて適切な量の燃料をインジェクタ１１から噴射できるようにすることが容易だからである。逆に、燃料の温度が高いときは、燃料の粘度が低いので燃圧が上がりにくく、適切な量の燃料をインジェクタ１１から噴射できるようになるのに時間を要することから、ディレイ時間Ｔdを長く設定している。
【００２９】
以下、イグニッションスイッチがオンになったときにＥＣＵ０が行う制御の流れを、図２を参照しつつ説明する。
【００３０】
まず、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータを取得し（ステップＳ１）、ディレイ時間を決定し（ステップＳ２）、燃料ポンプの作動を禁止する（ステップＳ３）。スタータスイッチがオンになると（ステップＳ４）、燃料ポンプ２１を作動させ（ステップＳ５）、ディレイ時間Ｔdだけ待機した後に（ステップＳ６）、クランキングを開始する（ステップＳ７）。
【００３１】
すなわち本実施形態では、図３に示すように、イグニッションスイッチがオンになっても（時刻ｔ1）、スタータスイッチがオンとなる（時刻ｔ2）までは燃料ポンプ２１の作動が禁止されており、スタータスイッチがオンとなってから燃料ポンプ２１が作動する。それから、ディレイ時間Ｔdだけ燃料ポンプ２１を作動させ、内燃機関の始動時に適切な量の燃料をインジェクタから噴射できる程度の燃圧を確保した後（時刻ｔ3）、クランキングを開始する。
【００３２】
このような制御によれば、燃料ポンプ２１の作動開始後前記ディレイ時間Ｔdだけ待機し、内燃機関の始動のために適切な量の燃料をインジェクタ１１から噴射できる程度まで燃圧を上昇させた後、直ちにクランキングを開始できる。よって、クランキングの開始前に燃料ポンプ２１の作動音が車内に伝わり乗員に知覚される時間を短くできる。つまり、燃料ポンプ２１の作動音が運転者等の乗員に知覚され、乗員が不快に感じる不具合の発生を低減できる。
【００３３】
また、図４に示す従来の制御では、イグニッションスイッチがオンとなった後に燃料ポンプ２１を作動させて燃圧を上昇させた後、燃圧が必要十分に高まったならば一旦燃料ポンプ２１の作動を停止し、スタータスイッチがオンとなりクランキングが開始されたときに改めて燃料ポンプを作動させている。それゆえ、燃料ポンプ２１の作動を停止している間に燃圧が低下することがある。このような場合、クランキングが開始された直後は適切な量の燃料をインジェクタ１１から噴射できない。すると、燃料噴射量が不足し、燃焼が不安定となる。それゆえ、エンジン回転数を加速させるためのエンジントルクが不足する。従って、エンジン回転数が所望の回転数に達するまでの時間（クランキング期間）が長くなり、内燃機関の始動が遅れる。
【００３４】
これに対して、本実施形態では、例えば前回の内燃機関の停止時からの経過時間が短く冷却水温が高い場合等、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータが内燃機関の始動に有利な値であるときは、燃圧が低くとも内燃機関の始動に支障をきたすことが少ないので前記ディレイ時間Ｔdを短く設定し、燃料ポンプ２１の作動開始からディレイ時間Ｔdが経過した時点で直ちにクランキングを開始している。従って、素早くかつ確実に内燃機関の始動を行うことができる。その一方で、例えば寒冷地の冬季における冷間始動時等、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータが内燃機関の始動に不利な値である場合には前記ディレイ時間Ｔdを長く設定しているので、このようなときも確実に内燃機関の始動を行うことができる。
【００３５】
加えて、従来の制御と比較して、イグニッションスイッチがオンになってからスタータスイッチがオンとなるまでの期間が長い場合に燃料ポンプ２１のオン・オフの回数及び稼働時間を減らすことができるので、燃料ポンプ２１の長寿命化を図ることもできる。
【００３６】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。
【００３７】
例えば、上述した実施形態ではイグニッションスイッチがオンとなった後にスタータスイッチがオンとなる構成を採用しているが、イグニッションスイッチとスタータスイッチとが同時又はほぼ同時にオンとなる態様（例えば、ＥＣＵと電子キーとの間の無線交信によりイグニッションスイッチとスタータスイッチとを同時にオンとする態様）を妨げない。
【００３８】
また、内燃機関の始動しやすさに影響を及ぼすパラメータとして、吸気温、冷却水温、潤滑油の油温、作動油の油温、外気温、大気圧、燃料の温度及び前回の内燃機関の停止時からの経過時間を全て用いるのでなく、その一部のみを用いてもよい。
【００３９】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００４０】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１１…インジェクタ
２１…燃料ポンプ
【図１】
2015124626.tif 000003
【図２】
2015124626.tif 000004
【図３】
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【図４】
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