(57)【要約】【課題】冷間始動時に触媒の暖機促進を図りながら完爆後のエンジン回転速度を目標アイドル回転速度に向かって速やかに収束させるとともに、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達した後にも実際の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーン化することのないエンジンの始動制御装置及び始動制御方法を提供する。【解決手段】始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角するとともに、点火時期を遅角するタイミングに対して、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して、吸気スロットルを開弁するエンジンの始動制御装置であって、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の排気行程で噴射する燃料を増量する燃料噴射制御手段(ステップＳ１)を有する。【選択図】図２
2008057380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角する点火時期制御手段と、
点火時期を遅角するタイミングに対して、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して、吸気スロットルを開弁する吸気スロットル制御手段と、
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の排気行程で噴射する燃料を増量する燃料噴射制御手段と、
を有するエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御手段は、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して求めた予測エンジン回転速度が、基準回転速度を超えるときに排気行程の気筒へ噴射する燃料を増量する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
前記基準回転速度は前記目標アイドル回転速度であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記目標アイドル回転速度を超えるときに排気行程の気筒へ噴射する燃料を増量する、
ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
前記基準回転速度は、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、点火順序がひとつ前の気筒を判別するための判定値であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記判定値を超えるときに排気行程にある気筒に噴射する燃料を増量し、さらに点火順序がその気筒の次の気筒の排気行程で噴射する燃料を増量する、
ことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項５】
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記判定値を超えるときに排気行程にある気筒に噴射する燃料を増量し、さらに点火順序がその気筒の次の気筒及びそのまた次の気筒の排気行程で噴射する燃料を増量する、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項６】
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角する点火時期制御手段と、
点火時期を遅角するタイミングに対して、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して、吸気スロットルを開弁する吸気スロットル制御手段と、
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の吸気行程で燃料を割り込み噴射する燃料噴射制御手段と、
を有するエンジンの始動制御装置。
【請求項７】
前記燃料噴射制御手段は、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して求めた予測エンジン回転速度が、基準回転速度を超えるときに吸気行程の気筒へ燃料を割り込み噴射する、
ことを特徴とする請求項６に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項８】
前記基準回転速度は前記目標アイドル回転速度であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記目標アイドル回転速度を超えるときに吸気行程の気筒へ燃料を割り込み噴射する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項９】
前記基準回転速度は、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、点火順序がひとつ前の気筒を判別するための判定値であって、
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記判定値を超えるときに吸気行程にある気筒へ燃料を割り込み噴射し、さらに点火順序がその気筒の次の気筒の吸気行程で燃料を割り込み噴射する、
ことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記判定値を超えるときに吸気行程にある気筒へ燃料を割り込み噴射し、さらに点火順序がその気筒の次の気筒の排気行程で噴射する燃料を増量するとともに吸気行程で燃料を割り込み噴射する、
ことを特徴とする請求項９に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記判定値を超えるときに吸気行程にある気筒へ燃料を割り込み噴射し、さらに点火順序がその気筒の次の気筒及びそのまた次の気筒の吸気行程で燃料を割り込み噴射する、
ことを特徴とする請求項９に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１２】
前記燃料噴射制御手段は、前記予測エンジン回転速度が前記判定値を超えるときに吸気行程にある気筒へ燃料を割り込み噴射し、さらに点火順序がその気筒の次の気筒及びそのまた次の気筒の排気行程で噴射する燃料を増量するとともに吸気行程で燃料を割り込み噴射する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの始動制御装置。
【請求項１３】
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角する点火時期制御工程と、
点火時期を遅角するタイミングに対して、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して、吸気スロットルを開弁する吸気スロットル制御工程と、
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の排気行程で噴射する燃料を増量する燃料噴射制御工程と、
を有するエンジンの始動制御方法。
【請求項１４】
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角する点火時期制御工程と、
点火時期を遅角するタイミングに対して、吸気スロットルを開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して、吸気スロットルを開弁する吸気スロットル制御工程と、
始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の吸気行程で燃料を割り込み噴射する燃料噴射制御工程と、
を有するエンジンの始動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの始動を制御する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間始動時には触媒は温度が低く未活性状態であり排ガスを浄化できない。そこでいかにして触媒を早期に活性するかが重要である。
【０００３】
特許文献１では、冷間時においてクランキングによる完爆後エンジンが吹き上がるまでは点火時期を始動用点火時期とし、エンジンが吹き上がった後は点火時期を圧縮上死点後の所定の点火時期まで一気に遅角することで排ガスを高温にして触媒の早期活性化を図っている。さらに特許文献１では、点火時期を遅角する前からアイドル制御弁の開度を大きくして吸入空気量を増加させ、遅角後は吸入空気量をさらに増加することで、エンジンが円滑かつ迅速に吹き上がるようにしている。
【特許文献１】特開平８−２３２６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した特許文献１では、エンジンが円滑かつ迅速に吹き上がるものの、目標アイドル回転速度を超えてしまって安定した空燃比で運転することが困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、冷間始動時に触媒の暖機促進を図りながら完爆後のエンジン回転速度を目標アイドル回転速度に向かって速やかに収束させるとともに、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達した後にも実際の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーン化することのないエンジンの始動制御装置及び始動制御方法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】
【０００６】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角する点火時期制御手段（７，１７）と、点火時期を遅角するタイミングに対して、吸気スロットル（５１ａ）を開弁してから空気がエンジンの燃焼室に到達するまでの応答遅れ期間を先行して、吸気スロットル（５１ａ）を開弁する吸気スロットル制御手段（５１ｂ）と、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の排気行程で噴射する燃料を増量する燃料噴射制御手段（ステップＳ１）とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えたら点火時期を遅角し、その遅角タイミングに先行して、吸気スロットルを開弁するようにしたので、冷間始動時に触媒の暖機促進を図りながら完爆後のエンジン回転速度を目標アイドル回転速度に向かって速やかに収束させることができる。そして始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度を超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、目標アイドル回転速度を超える直前の排気行程で噴射する燃料を増量するので、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に到達した後にも実際の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーン化することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態についてさらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明によるエンジン始動制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【００１０】
吸気コレクタ２１を含むエンジン１の吸気通路２には、上流からエアフローメータ６１と、吸気スロットル装置５１と、燃料インジェクタ５２とが設けられている。吸気スロットル装置５１は、吸気スロットル５１ａとスロットルモータ５１ｂとからなる。運転者がアクセルペダル３５を踏み込むと、コントローラ７は、アクセルポジションセンサ６７の信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ５１ｂを介して吸気スロットル５１ａの開度を制御する。また例えばＡＳＣＤ(Auto Speed Control Device)による定速走行のためのトルク要求信号や、自動変速機の変速ショックを緩和するための回転同期制御のためのトルク要求信号があると、コントローラ７は、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ５１ｂを介して吸気スロットル５１ａの開度を制御する。吸気スロットル装置５１は、アクセルペダル３５と機械的に接続されておらず、スロットルモータ５１ｂが吸気スロットル５１ａを駆動する。
【００１１】
排気通路３には、マニホールド触媒３１と、床下触媒３２とが設けられている。マニホールド触媒３１及び床下触媒３２は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲にあるとき、排気に含まれる炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOx)を同時に除去できる三元触媒である。このため、コントローラ７では運転条件に応じて燃料インジェクタ５２からの基本噴射量を定めるとともに、マニホールド触媒３１の上流に設けたＯ2センサ６４の信号に基づいて空燃比をフィードバック制御する。
【００１２】
またエンジン１は、吸気バルブ１５のリフト量及び作動角を連続的に可変制御する多節リンク状の機構で構成される可変バルブ機構(variable valve event and lift control system；以下「ＶＥＬ機構」と略す)４１と、クランクシャフト１４と吸気バルブ用カムシャフト４１ａとの回転位相差を連続的に可変制御して、吸気バルブ１５のバルブタイミングを進遅角する可変バルブタイミング機構(valve timing control；以下「ＶＴＣ機構」と略す)４２とを備える。これらの具体的な構成は特開２００３−３１４３４７号公報により公知であるので詳しい説明は省略する。
【００１３】
吸気スロットル５１ａにより調量される空気は、吸気コレクタ２１に蓄えられた後、吸気マニホールド２２を介して各気筒のシリンダ１１に導入される。燃料は各気筒の吸気ポート２３に配置された燃料インジェクタ５２より、所定のタイミングで吸気ポート２３に間欠的に噴射供給される。ここで、燃料インジェクタ５２に与える燃料噴射量は、コントローラ７がエアフローメータ６１(空気流量検出手段)により検出される吸入空気流量と、クランク角センサ（３３、３４）からの信号に基づいて演算されるエンジン回転速度とに応じて算出している。
【００１４】
噴射された燃料は吸気と混合して混合気を作り、この混合気は吸気バルブ１５を閉じることでシリンダ１１に閉じこめられ、ピストン１３の上昇によって圧縮され、点火プラグ１７により着火されて燃焼する。この燃焼によるガス圧がピストン１３を押し下げる仕事を行い、このピストン１３の往復運動はクランクシャフト１４の回転運動へと変換される。燃焼後のガス（排気）は排気バルブ１６が開いたとき排気通路３へと排出される。
【００１５】
コントローラ７は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。エンジンコントローラ５０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００１６】
上述のように従来は、冷間時においてクランキングによる完爆後エンジンが吹き上がるまでは点火時期を始動用点火時期とし、エンジンが吹き上がった後は点火時期を圧縮上死点後の所定の点火時期まで一気に遅角することで排ガスを高温にして触媒の早期活性化を図っている。さらに、点火時期を遅角する前からアイドル制御弁の開度を大きくして吸入空気量を増加させ、遅角後は吸入空気量をさらに増加することで、エンジンが円滑かつ迅速に吹き上がるようにしている。
【００１７】
しかし、上述した従来技術では、エンジンが円滑かつ迅速に吹き上がるものの、目標アイドル回転速度を超えるので燃料を無駄に消費し燃費が悪化する。燃費を向上するには、冷間始動時であっても完爆後エンジンが目標アイドル回転速度を超えることなく、目標アイドル回転速度に収束していくことが望ましい。
【００１８】
そこで本件発明者らは、エンジンが目標アイドル回転速度に到達したタイミングで、点火時期を始動用点火時期から圧縮上死点後の所定点火時期まで一気に遅角するとともに、それに先だって、吸気スロットルを開弁してから空気が燃焼室に到達するまでの応答遅れを考慮して、エンジンが目標アイドル回転速度に到達する前から吸気スロットルを開き始めるようにした。
【００１９】
このようにすることで、エンジンの回転速度が目標アイドル回転速度に到達後その目標アイドル回転速度を超えることなくその目標アイドル回転速度を維持できた。
【００２０】
しかし、空燃比は燃焼安定限界を超えてリーン化する。暖機完了後の三元触媒は空燃比が理論空燃比を中心とするいわゆるウインドウと呼ばれる狭い範囲にあれば有害三成分(炭化水素HC、一酸化炭素CO、窒素酸化物NOx)を同時に浄化できる。しかしその範囲をズレてしまうと浄化性能が落ちてしまう。そのため炭化水素HCの排出量が増加していた。
【００２１】
そこで本発明では、適切なタイミングで燃料の噴射量を増量するようにしたのである。以下では図２を参照してその増量制御について具体的に説明する。
【００２２】
以下ではコントローラ７の具体的な制御ロジックについてフローチャートに沿って説明する。
【００２３】
ステップＳ１においてコントローラ７は、始動後増量補正係数KASを設定する。具体的な設定方法については後述する。
【００２４】
ステップＳ２においてコントローラ７は、水温センサ６６で検出した冷却水温Tw及びクランク角センサ６２で検出したエンジン回転速度に基づいて水温増量補正係数KTWを算出する。冷却水温Twが低くなるほど水温増量補正係数KTWは大きくなる。なお具体的な算出方法は従来より周知であるので説明を省略する。
【００２５】
ステップＳ３においてコントローラ７は、始動後増量補正係数KAS及び水温増量補正係数KTWを用いて次式(1)によって目標当量比TFBYAを算出する。
【００２６】
【数１】
2008057380.tif 000003
【００２７】
目標当量比TFBYAは１．０を中心とする値であり、エンジンの暖機完了後は、TFBYA＝１(KTW＝０、KAS＝０)となって理論空燃比の混合気が得られる。冷間始動時には、始動後増量補正係数KASが加わるので目標当量比TFBYAは１．０を超える値となる。これは壁流燃料を考慮しているからである。このように冷間始動時に目標当量比TFBYAが１．０を超える値に設定しておくことによって、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度NSETに到達する時点から理論空燃比の混合気が得られる。
【００２８】
ステップＳ４においてコントローラ７は、目標当量比TFBYAを用いて次式により燃料噴射パルス幅Tiを算出する。
【００２９】
【数２】
2008057380.tif 000004
【００３０】
(2)式の基本噴射パルス幅Tp、過渡補正量Kathos、空燃比フィードバック補正係数α、空燃比学習値αm、無効噴射パルス幅Tsの求め方は周知である。例えば、基本噴射パルス幅Tpは次式により算出される。
【００３１】
【数３】
2008057380.tif 000005
【００３２】
(3)式の定数Ｋにより、混合気の空燃比が理論空燃比となるように設定されている。したがって、始動後増量補正係数KASがゼロを超える正の値であるときは、燃料インジェクタ５２からの燃料噴射量(燃料噴射パルス幅Ti)が増量補正される。
【００３３】
図３は、始動後増量補正係数KASの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【００３４】
ステップＳ１１においてコントローラ７は、イグニッションスイッチがOFFからONへ切り替わったタイミングであるか否かを判定する。切り替わったタイミングであればステップＳ１２へ処理を移行し、そうでなければステップＳ１４へ処理を移行する。
【００３５】
ステップＳ１２においてコントローラ７は、水温センサ６６で検出される始動時水温TWINTに基づいて始動後増量補正係数の初期値KAS0を算出する。なお始動後増量補正係数の初期値KAS0は始動時水温TWINTが低いほど大きくなる。
【００３６】
ステップＳ１３においてコントローラ７は、始動後増量補正係数の初期値KAS0を始動後増量補正係数KASとして設定する。
【００３７】
ステップＳ１４においてコントローラ７は、予想エンジン回転速度Nfが目標アイドル回転速度NSETよりも小さいか否かを判定する。小さければステップＳ１５へ処理を移行し、大きくなったらステップＳ１６へ処理を移行する。なお予想エンジン回転速度Nfは、現在排気行程(燃料噴射時期)の気筒が膨張行程(点火されが混合気の燃焼時期)になったときに予想される回転速度である。このような予想エンジン回転速度Nfを算出することで、現在燃料噴射時期にある気筒が燃料を燃焼したときのエンジン回転速度をあらかじめ予想することができる。予想エンジン回転速度Nfは、クランク角センサ６２で検出した実エンジン回転速度Neの変化速度の増分に基づいて計算したり、あらかじめ適合されている特性マップに基づいて求めることができる。
【００３８】
ステップＳ１５においてコントローラ７は、始動後増量補正係数の前回値KASzを始動後増量補正係数の今回値KASとして設定する。
【００３９】
ステップＳ１６においてコントローラ７は、予想エンジン回転速度の前回値Nzが目標アイドル回転速度NSETよりも小さいか否かを判定する。小さいときはステップＳ１７へ処理を移行し、大きいときはステップＳ１８へ処理を移行する。なおステップＳ１４で予想エンジン回転速度Nfが目標アイドル回転速度NSETよりも大きくなったと判定した場合にステップＳ１６の処理が行われるので、ステップＳ１７へ処理を移行するのは、予想エンジン回転速度Nfが目標アイドル回転速度NSETを初めて超えたタイミングである。
【００４０】
ステップＳ１７においてコントローラ７は、あらかじめＲＯＭに格納された特性マップに基づいて始動後増量補正係数KASを設定する。なお特性マップはあらかじめ実験を通じて設定される。この特性マップは、仮にステップＳ１７に移行されることなくステップＳ２０に移行した場合に設定される始動後増量補正係数KASよりも大きくなるように(すなわち燃料噴射量を増量するように)、始動後増量補正係数KASを設定する。
【００４１】
ステップＳ１８においてコントローラ７は、予想エンジン回転速度の前々回値Nzzが目標アイドル回転速度NSETよりも小さいか否かを判定する。小さいときはステップＳ１９へ処理を移行し、大きいときはステップＳ２０へ処理を移行する。なおステップＳ１９へ処理を移行するのはステップＳ１７で一旦燃料を増量した直後のサイクルである。
【００４２】
ステップＳ１９においてコントローラ７は、始動後増量補正係数の前々回値KASzzを始動後増量補正係数の前回値KASzとして設定する。
【００４３】
ステップＳ２０においてコントローラ７は、始動後増量補正係数KASを次式により算出する。
【００４４】
【数４】
2008057380.tif 000006
【００４５】
ここで、(4)式の一定値Δｔは始動後増量補正係数KASの所定時間当たりの減少分を定める値であり、この値は吸気圧が一定値に落ち着いたタイミングでゼロとなるように、適合により予め定めておく。
【００４６】
ステップＳ２１においてコントローラ７は、始動後増量補正係数KASがゼロ以上であるか否かを判定する。ゼロ以上であれば一旦処理を抜け、負値であればステップＳ２２へ処理を移行する。
【００４７】
ステップＳ２２においてコントローラ７は、始動後増量補正係数KASにゼロを設定する。
【００４８】
次に図４に示すタイムチャートを参照して本発明によるエンジン始動制御装置の動作を説明する。なおフローチャートとの対応が分かりやすくなるように、ステップ番号をＳ付けで併記する。
【００４９】
イグニッションスイッチがOFFからONになったら、コントローラは制御を開始する。初回は、ステップＳ１１→Ｓ１２と進んでステップＳ１３で始動後増量補正係数KASを設定してステップＳ４で燃料噴射パルス幅Tiを算出し燃料を噴射する。
【００５０】
図４の時刻ｔ１までは、予想エンジン回転速度Nfが目標アイドル回転速度NSETよりも小さいので(図４(Ｂ))、ステップＳ１５で始動後増量補正係数KASが前回値のまま設定され、＃３→＃４→＃２の各気筒に通常量の燃料が噴射される(図４(Ｃ))。
【００５１】
時刻ｔ１で予想エンジン回転速度Nfが目標アイドル回転速度NSETを上回ったら(図４(Ｂ))、特性マップに基づいて始動後増量補正係数KASが設定される。これにより＃１気筒への燃料噴射量が増量される(図４(Ｃ))。
【００５２】
次サイクルでは、ステップＳ１９で、始動後増量補正係数の前々回値KASzzが始動後増量補正係数の前回値KASzとして設定され、増量されていた燃料が元の状態に戻って＃３気筒へ通常量の燃料が噴射される(図４(Ｃ))。そして＃１気筒の点火時期から一気にリタードされる(図４(Ｄ))。
【００５３】
このように本発明は、上述の制御をすることで、エンジンが目標アイドル回転速度に到達するタイミング(図４の時刻ｔ２)で、点火時期を始動用点火時期から圧縮上死点後の所定点火時期まで一気に遅角する。また、それに先だって、吸気スロットルを開弁してから空気が燃焼室に到達するまでの応答遅れを考慮して、エンジンが目標アイドル回転速度に到達する前から吸気スロットルを開き始めるようにするとともに、このタイミングで図４のタイムチャートに示したように＃１気筒の燃料噴射量を増量する(図４の時刻ｔ１)。
【００５４】
このようにすることで、エンジンの回転速度が目標アイドル回転速度に到達したら(図４の時刻ｔ３)、その後その目標アイドル回転速度を超えることなくその目標アイドル回転速度を維持できた。
【００５５】
また空燃比がほぼ理論空燃比付近に収まり三元触媒の作用によって排ガスを浄化でき、炭化水素HCの排出量が増加しない。
【００５６】
この内容について、図５のタイムチャートを参照してさらに詳しく説明する。はじめに、本発明の効果を一層明瞭にするために従来制御について説明する。
【００５７】
時刻ｔ０でスタータスイッチをＯＮにしてエンジンを始動する。そして、吸気スロットルを開弁してから空気が燃焼室に到達するまでの応答遅れを考慮して時刻ｔ１で吸気スロットルを開き始める(図５(Ｂ)の一点鎖線)。そして図５(Ｃ)の一点鎖線で示したように、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度NSETに到達した時刻ｔ２で点火時期を第１点火時期ＡＤＶ１から第２点火時期ＡＤＶ２へ一気に遅角する。
【００５８】
このようにすることで時刻ｔ２以降、エンジン回転速度を目標アイドル回転速度NSETに維持でき(図５(Ａ)の一点鎖線)、無駄な燃料消費を抑えることができ燃費を向上できる。
【００５９】
ところが、空燃比は、図５(Ｆ)の一点鎖線で示したように、時刻ｔ２では理論空燃比付近になっているものの、その後は燃焼安定限界を超えてリーンとなる。そして炭化水素HCの排出量は、図５(Ｇ)の一点鎖線で示したように増加する。
【００６０】
本件発明者らは、鋭意研究を重ねることによって、この原因が、主に吸気ポートの内壁を流れる燃料(壁流燃料)にあることを見いだした。ここで壁流燃料について説明する。燃料は、燃料インジェクタ５２から所定のタイミングで吸気ポートに向けて間欠的に噴射供給される。このようにして噴射された燃料は、冷間始動当初はすべてが燃焼室に吸入されるのではなく、一部は吸気ポート２３の内壁や吸気バルブ１５の傘裏に一旦付着し、その後燃焼室に吸入される。このような燃料が壁流燃料である。
【００６１】
従来から、このような燃料壁流をも考慮して、図５(Ｅ)の一点鎖線に示すように、冷間始動当初は燃料を余分に噴射し、その後燃料噴射量を徐々に減少させている。
【００６２】
ところで壁流燃料量は、吸気ポート内の吸気圧や吸気流速に依存する。すなわち、吸気圧が小さく(インマニ負圧が大きく)なるほど燃料の気化が促進され、壁流燃料は少なくなる。また吸気ポート２３の吸気流速が大きくなるほど燃料の気化が促進され、壁流燃料は少なくなる。このように吸気圧や吸気ポートの吸気流速によって壁流燃料量が変わる。また時刻ｔ２以降、エンジン回転速度を一定にしても図５(Ｄ)に示すように吸気圧や吸気流速は変化し続ける。
【００６３】
ところが、従来は、このような吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化を考慮していなかったので、燃料噴射量の精度が悪くなって空燃比がリーン化していたのである。
【００６４】
そこで本実施形態では、上述の通り、目標アイドル回転速度NSETを超える気筒を判別し、あらかじめその気筒への燃料噴射量を増量しておくことで、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度NSETを維持するようになってからも空燃比をほぼ理論空燃比付近にすることができたのである(図５(Ｆ)の実線)。これによって三元触媒からの炭化水素HCの排出量を低減できるのである(図５(Ｇ)の実線)。
【００６５】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【００６６】
なお以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００６７】
本実施形態では、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度NSETを超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒を判別し、その気筒及びその前後の気筒が目標アイドル回転速度を超える直前の排気行程にあるときに燃料を増量噴射する。具体的な制御方法としては、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度NSETを超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、点火順序がひとつ前の気筒を判別するための判定値NSET0を設定し、この判定値NSET0を予想エンジン回転速度Nfが超えたら、そのときから排気行程を迎える３つの気筒への噴射燃料を増量して噴射する。
【００６８】
本実施形態によれば、目標アイドル回転速度NSETを超える気筒を含めて３気筒続けて燃料を増量するので、１気筒あたりの増量量を小さくすることがでる。したがってリッチ失火を生じにくくなり、安定した燃焼性能を得ることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【００７０】
本実施形態では、予想エンジン回転速度Nfが、目標アイドル回転速度NSETを超えると推定される気筒について以下のようにして予測する。
【００７１】
すなわち、予想エンジン回転速度Nfの変化量(傾き)の差分に基づいて、現在の気筒の何気筒後の気筒が、燃焼行程で目標アイドル回転速度NSETを超えるのかを予測する(図７(Ｃ))。そして目標アイドル回転速度を超えると推定されたら、その気筒についてのカウンタをインクリメントする。なお図７(Ｄ)には＃１気筒についてのカウンタを図示したが、実際には各気筒ごとにカウンタが設定されている。そしてある気筒(本実施形態では＃１気筒)のカウンタが所定値を超えたら、その気筒が目標アイドル回転速度を超えると予想し、その気筒の噴射燃料を増量する。
【００７２】
なお第２実施形態のように、目標アイドル回転速度NSETを超える気筒のひとつ前の気筒を判別するための判定値NSET0を設定し、この判定値NSET0を予想エンジン回転速度Nfが超えたら、そのときから３回の噴射燃料を増量して噴射してもよい。
【００７３】
本実施形態によれば、目標アイドル回転速度を超える気筒を、一層正確に判定することができる。
【００７４】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【００７５】
本実施形態では、目標アイドル回転速度NSETを超える気筒を判別するが、判別できた時点で、その気筒の排気行程が終了していた場合には、吸気行程で判別気筒に対して割り込み噴射する。
【００７６】
図８では、時刻ｔ４１で、＃１気筒が目標アイドル回転速度NSETを超えると予想できたものの、このとき＃１気筒の排気行程は終了している。そこで吸気行程で＃１気筒に対して割り込み噴射する。
【００７７】
本実施形態によっても、空燃比をほぼ理論空燃比付近に収めることができ、三元触媒の作用によって排ガスを浄化でき、炭化水素HCの排出量を増加させない。
【００７８】
（第５実施形態）
図９は、本発明の第５実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【００７９】
本実施形態では、始動時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度NSETを超えるときに燃焼行程にあると予想される気筒に対して、点火順序がひとつ前の気筒を判別するための判定値NSET0を設定し、この判定値NSET0を予想エンジン回転速度Nfが超えたら目標アイドル回転速度NSETを超える気筒の点火順序がひとつ前の気筒を判別する。ところが、判別できた時点で、その気筒の排気行程が終了しているので、判別気筒を含めて連続する３気筒に対して吸気行程で割り込み噴射する。また排気行程で噴射燃料を増量して噴射する。
【００８０】
本実施形態によっても、空燃比をほぼ理論空燃比付近に収めることができ、三元触媒の作用によって排ガスを浄化でき、炭化水素HCの排出量を増加させない。
【００８１】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００８２】
例えば上記第２実施形態や第５実施形態において連続する３気筒の燃料噴射量を増量したり割り込み噴射するようにしているが、連続する２気筒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明によるエンジン始動制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】増量制御の制御ロジックのフローチャートである。
【図３】始動後増量補正係数KASの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明によるエンジン始動制御装置の動作を説明するタイムチャートである。
【図５】本発明によるエンジン始動制御装置の効果を説明するタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態のエンジン始動制御装置を動作させたときのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
７  コントローラ(点火時期制御手段／吸気スロットル制御手段／燃料噴射制御手段)
１７  点火プラグ(点火時期制御手段)
５１ａ  吸気スロットル
５１ｂ  スロットルモータ(吸気スロットル制御手段)
５２  燃料インジェクタ
ステップＳ１  燃料噴射制御手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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