(57)【要約】【課題】エンジン停止時に吸気側に逆流して残留した排気ガスの影響を排除し、エンジンの始動性を向上させると共に排気エミッションを改善する。【解決手段】前回エンジン停止時の気筒判別結果を読出し（Ｓ１）、ＴＤＣ近辺でピストンが停止している気筒があるか否かを調べる（Ｓ２）。その結果、ＴＤＣ近辺で停止してる気筒がある場合には、該当気筒に対して燃料を供給せずに空回しさせることで吸気側に残留している排気ガスを掃気し、次に、掃気が完了するまでの間、供給燃料量を減量制御する（Ｓ３）一方、前回エンジン停止時の気筒判別結果からＴＤＣで止まっている気筒がない場合には、気筒判定結果を調べて通常の燃料噴射制御を実施する（Ｓ４，Ｓ５）ことで、始動性の向上と排気ガスエミッションの改善を図る。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの所定クランク角毎に出力される信号と気筒に対応して出力される信号とに基づいて気筒を判別する手段と、
エンジン停止時の気筒判別結果に基づいて各気筒毎のクランク位置を記憶する手段と、
エンジン始動時、前回エンジン停止時に記憶した各気筒毎のクランク位置から圧縮上死点近辺で停止した気筒の有無を判定する手段と、
エンジン始動時、前回エンジン停止時に圧縮上死点近辺で停止した気筒が存在しないと判定された場合、前回エンジン停止時に記憶した各気筒毎のクランク位置に基づいて燃料噴射対象気筒を特定する一方、前回エンジン停止時に圧縮上死点近辺で停止した気筒が存在すると判定された場合には、所定期間、該当気筒への燃料噴射を停止して空回しによる掃気を行う手段とを備えたことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
上記空回しによる掃気に続き、燃料噴射量の減量補正を行うことを特徴とする請求項１記載のエンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン始動性を向上させると共に排気ガスエミッションを改善することのできるエンジンの始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンの制御においては、クランク軸の回転に応じて所定クランク角毎に出力される信号と、例えばカム軸の１回転（クランク軸の２回転）毎に出力される気筒判別用の信号とに基づいて、現在の燃焼行程気筒を判別し、点火対象気筒、燃料噴射対象気筒を特定しているが、エンジン始動時には、気筒判別までに数サイクルを要するため、最初は全気筒同時に燃料を噴射し、気筒判別がなされた後に、初めて気筒毎の燃料噴射制御・点火制御を行うようにしている。
【０００３】
このため、エンジン始動時には、気筒に対応した最適な制御となるまでに時間を要し、始動性や排気ガスエミッションの悪化を招く虞がある。これに対処するに、特開平１０−１８８９５号公報には、エンジンの停止直前に気筒判別された気筒を記憶し、エンジン始動直後の最初の気筒判別信号に優先して、記憶されている気筒に基づき最初の気筒判別信号が対応すべき気筒を認定する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８８９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン停止時に、ピストンが圧縮上死点（ＴＤＣ）近辺で停止した場合、吸気弁と排気弁とが共に開弁しているバルブオーバラップ区間に該当するため、吸気管の負圧或いは排気側と吸気側との温度差により排気ガスが吸気側に逆流し、吸気側に停滞・残留する。
【０００６】
従って、次回エンジン始動時に、前回のエンジン停止時に記憶した気筒判別結果に従って燃料を噴射するのみでは、ＴＤＣ近辺で停止した気筒で、吸気側に停滞・残留する排気ガスによって酸素濃度が不足し、初めの数サイクルがリッチとなって始動性や排気ガスエミッションが悪化してしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジン停止時に吸気側に逆流して残留した排気ガスの影響を排除し、エンジンの始動性を向上させると共に排気エミッションを改善することのできるエンジンの始動制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジンの所定クランク角毎に出力される信号と気筒に対応して出力される信号とに基づいて気筒を判別する手段と、エンジン停止時の気筒判別結果に基づいて各気筒毎のクランク位置を記憶する手段と、エンジン始動時、前回エンジン停止時に記憶した各気筒毎のクランク位置から圧縮上死点近辺で停止した気筒の有無を判定する手段と、エンジン始動時、前回エンジン停止時に圧縮上死点近辺で停止した気筒が存在しないと判定された場合、前回エンジン停止時に記憶した各気筒毎のクランク位置に基づいて燃料噴射対象気筒を特定する一方、前回エンジン停止時に圧縮上死点近辺で停止した気筒が存在すると判定された場合には、所定期間、該当気筒への燃料噴射を停止して空回しによる掃気を行う手段とを備えたことを特徴とする。その際、前回エンジン停止時に圧縮上死点近辺で停止した気筒に対しては、空回しによる掃気に続き、燃料噴射量の減量補正を行うことが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の一形態に係わり、図１はエンジン制御系の概略構成図、図２はクランクロータとクランク角センサの正面図、図３はカムロータとカム角センサの正面図、図４はクランク角センサ信号とカム角センサ信号との関係を示すタイムチャート、図５はエンジン停止時のクランク位置判別処理のフローチャート、図６はエンジン始動時の燃料噴射制御処理のフローチャートである。
【００１０】
先ず、図１に基づいてエンジンの全体構成について説明する。同図において、符号１はエンジンであり、本形態においては水平対向型４気筒エンジンである。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に、吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００１１】
各吸気ポート２ａにはインテークマニホルド３が連通され、インテークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介してスロットルチャンバ５が連通されている。そして、スロットルチャンバ５の上流側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取り付けられ、エアクリーナ７がエアインテークチャンバ８に連通されている。
【００１２】
また、スロットルチャンバ５には、スロットル弁５ａが設けられ、このスロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路９が吸気管６に接続されている。バイパス通路９には、アイドル時にその弁開度によってバイパス通路９を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１０が介装されている。
【００１３】
更に、インテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流側にインジェクタ１１が配設されている。インジェクタ１１には燃料供給路１２が接続され、この燃料供給路１２が燃料タンク１３内に内設されるインタンク式の燃料ポンプ１４に連通されている。そして、燃料ポンプ１４からの燃料が燃料供給路１２に介装された燃料フィルタ１５を経てインジェクタ１１及びプレッシャレギュレータ１６に圧送され、このプレッシャレギュレータ１６から燃料タンク１３にリターンされて、インジェクタ１１への燃料圧力が所定の圧力に調圧される。
【００１４】
一方、シリンダヘッド２の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１７が取り付けられ、この点火プラグ１７に、イグナイタ１９を内蔵するイグニッションコイル１８が接続されている。また、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾーストマニホルド２０の集合部に、排気管２１が連通され、この排気管２１に触媒コンバータ２２が介装されてマフラ２３に連通されている。
【００１５】
次に、エンジン１に備えられる各種センサ類について説明する。吸気管６のエアクリーナ７の直下流に、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ２４が介装され、スロットルチャンバ５に設けられたスロットル弁５ａに、スロットル弁５ａの開度を検出するためのスロットル開度センサ２５が連設されている。
【００１６】
また、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ２６が取り付けられ、シリンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路２７に、冷却水温センサ２８が臨まされている。更に、触媒コンバータ２２の上流側には、Ｏ２センサ２９が配設されている。
【００１７】
一方、エンジン１のクランクシャフト３０に軸着するクランクロータ３１の外周に、クランク角センサ３２が対設され、更に、クランクシャフト３０に対して１／２回転するカムシャフト３３に連設するカムロータ３４に、カム角センサ３５が対設されている。
【００１８】
クランクロータ３１は、図２に示すように、その外周に、クランク角検出用の突起３１ａ，３１ｂ，３１ｃが形成されており、これらの各突起３１ａ，３１ｂ，３１ｃが、各気筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ１，θ２，θ３の位置に形成されている。本実施の形態においては、θ１＝ＢＴＤＣ９７°ＣＡ，θ２＝ＢＴＤＣ６５°ＣＡ，θ３＝ＢＴＤＣ１０°ＣＡである。
【００１９】
また、図３に示すように、カムロータ３４の外周には、気筒判別用の突起３４ａ，３４ｂ，３４ｃが形成され、突起３４ａが＃３，＃４気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ４の位置に形成され、突起３４ｂが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ５の位置に形成されている。更に、突起３４ｃが２個の突起で構成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴＤＣθ６の位置に形成されている。本実施の形態においては、θ４＝ＡＴＤＣ２０°ＣＡ，θ５＝ＡＴＤＣ５°ＣＡ，θ６＝ＡＴＤＣ２０°ＣＡである。
【００２０】
そして、図４のタイムチャートに示すように、クランクシャフト３０及びカムシャフト３３の回転によりクランクロータ３１及びカムロータ３４が回転すると、クランクロータ３１の各突起がクランク角センサ３２によって検出され、クランク角センサ３２からθ１，θ２，θ３（ＢＴＤＣ９７°，６５°，１０°）の各クランク角信号（クランクパルス）がエンジン１／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。一方、θ３クランクパルスとθ１クランクパルスとの間でカムロータ３４の各突起がカム角センサ３５によって検出され、カム角センサ３５から気筒判別用の所定数のカム角信号（カムパルス）が出力される。
【００２１】
以上の各センサ類からの信号は、マイクロコンピュータ等からなる電子制御装置（ＥＣＵ）５０に入力される。ＥＣＵ５０では、上述の各センサ類や図示しないスイッチ類からの信号に基づいてエンジン運転状態を判別し、インジェクタ１１、イグナイタ１９、ＩＳＣ弁１０等に対する制御量を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御を行う。
【００２２】
このＥＣＵ５０によるエンジン制御においては、クランク角センサ３２から出力されるクランクパルスを基本タイミングとして、エンジン回転速度（エンジン回転数）を算出すると共に、予め定められた各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒）と、カム角センサ３５からのカムパルスとに基づいて、現在の燃焼行程気筒を判別し、その気筒判別結果に従って、燃料噴射対象気筒のインジェクタ１１から燃料を噴射させ、また、点火対象気筒の点火プラグ１７をイグナイタ１９によって火花放電させる。
【００２３】
この気筒判別結果は、エンジン停止時にＥＣＵ５０内に記憶・保存され、次回の再始動時に参照される。すなわち、各気筒のピストンが停止した位置を記憶しておくことで、エンジン再始動時にクランキング時の気筒判別結果を待つことなく最適な燃料噴射を吸気行程気筒に対して実施可能にすると共に、圧縮上死点（ＴＤＣ）近辺でピストンが停止した場合であっても、バルブオーバラップにより吸気側に停滞した残留ガスを掃気し、始動性の悪化を防止することができる。
【００２４】
以下、ＥＣＵ５０によるエンジン停止時及び始動時の処理について、図５及び図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００２５】
図５は、図示しないイグニッションスイッチがＯＦＦされたときに起動されるエンジン停止時のクランク位置判別処理であり、ステップＳ１００でクランク角センサ３２からの信号を入力し、ステップＳ１０１でカム角センサ３５からの信号を入力する。次いで、ステップＳ１０２へ進み、クランク角センサ３２から信号及びカム角センサ３５の信号の入り方から、エンジン停止時に逆回転が発生したか否かの逆回転判定を必要に応じて行う。この逆回転判定は、以下に説明するθ３クランクパルスの入力を識別した後に、カムパルス入力がない状態でクランクパルスが入力されたとき、逆回転が発生したと判定することができる。
【００２６】
次いで、ステップＳ１０３へ進み、エンジン停止時のクランク位置を判定し、その判定結果を、バッテリバックアップされてイグニッションスイッチＯＦＦ後もデータが保存されるバックアップメモリに保存し、処理を終了する。このクランク位置の判定では、クランク角センサ３２から入力されたクランクパルスがθ１，θ２，θ３の何れのクランク角に対応する信号かを、カム角センサ３５からのカムパルスの入力パターンに基づいて識別し、クランクパルスとカムパルスとの入力パターンから停止時の各気筒のクランク位置を判定する。
【００２７】
すなわち、図４のタイムチャートに示すように、例えば、前回クランクパルスが入力されてから次のクランクパルスが入力されるまでの間に、カムパルス入力が有れば、今回入力されたクランクパルスはθ１クランクパルスであると識別できる。また、前回と今回のクランクパルス入力間にカムパルス入力が無く、前々回と前回のクランクパルス入力間にカムパルス入力が有ったときには、今回のクランクパルスはθ２クランクパルスと識別でき、前回と今回のクランクパルス入力間、及び前々回と前回とのクランクパルス入力間に、何れもカムパルス入力が無いときには、今回入力されたクランクパルスはθ３クランクパルスと識別できる。
【００２８】
ここで、本実施の形態における４サイクル４気筒のエンジン１では、燃焼行程は＃１→＃３→＃２→＃４の気筒順であり、最後のカムパルス入力が３個（突起３４ｂに対応するθ５カムパルス）であったときには、最後の燃焼行程気筒が＃１気筒、＃３気筒が圧縮行程、＃２気筒が吸気行程、＃４気筒が排気行程と判別することができ、最後のクランクパルス入力がθ１，θ２，θ３クランクパルスの何れであるかにより、エンジン停止時の各気筒のクランク位置を判別することができる。
【００２９】
また、最後のカムパルス入力が２個（突起３４ｃに対応するθ６気筒判別パルス）であったときには、最後の燃焼行程気筒が＃２気筒、＃４気筒が圧縮行程、＃１気筒が吸気行程、＃３気筒が排気行程と判別することができ、最後のクランクパルス入力がθ１，θ２，θ３クランクパルスの何れであるかにより、エンジン停止時の各気筒のクランク位置を判別することができる。
【００３０】
更に、最後のカムパルス入力が１個（突起３４ａに対応するθ４気筒判別パルス）で、前の圧縮上死点（ＴＤＣ）が＃４気筒であったと判別されているときには、最後の燃焼行程気筒が＃４気筒、＃１気筒が圧縮行程、＃３気筒が吸気行程、＃２気筒が排気行程と判別することができ、最後のクランクパルス入力がθ１，θ２，θ３クランクパルスの何れであるかにより、エンジン停止時の各気筒のクランク位置を判別することができる。
【００３１】
同様に、最後のカムパルス入力が１個で、前の圧縮上死点が＃３気筒であったと判別されているときには、最後の燃焼行程気筒が＃３気筒、＃２気筒が圧縮行程、＃４気筒が吸気行程、＃１気筒が排気行程と判別することができ、最後のクランクパルス入力がθ１，θ２，θ３クランクパルスの何れであるかにより、エンジン停止時の各気筒のクランク位置を判別することができる。
【００３２】
以上の処理によって記録されたエンジン停止時のクランク位置は、次のエンジン再始動の際に読出され、始動時の燃料噴射が制御される。
【００３３】
すなわち、イグニッションスイッチがＯＮされると、図６に示すエンジン始動時の燃料噴射制御処理が起動し、ステップＳ１で、バックアップメモリから前回エンジン停止時の気筒判別結果を読出し、ステップＳ２で圧縮上死点（ＴＤＣ）近辺でピストンが停止している気筒があるか否かを調べる。その結果、ＴＤＣ近辺で停止してる気筒がある場合には、ステップＳ３へ進み、該当気筒に対し、燃料を供給せずに空回しさせることで吸気側に残留している排気ガスを掃気し、次に、掃気が完了するまでの間、供給燃料量を減量制御する。この空回しによる掃気及び燃料減量の期間は、エンジンの排気量や吸気系の容量等から推定される吸気側への残留ガス量、クランキング速度等を考慮して決定される。
【００３４】
一方、前回エンジン停止時の気筒判別結果からＴＤＣで止まっている気筒がない場合には、ステップＳ４において気筒判定結果を調べ、ステップＳ５で通常の燃料噴射制御を実施する。すなわち、前回のエンジン停止時にＴＤＣで止まっている気筒がない場合には、バックアップメモリから読出した前回エンジン停止時のクランク位置から吸気行程気筒を判定し、燃料噴射対象気筒を特定することで、クランキング時の気筒判別結果を待たずに最適な燃料量を吸気気筒に導き、その後、クランク角センサ３２及びカム角センサ３５からの信号入力による通常の気筒判別結果に従い、燃料噴射を継続する。
【００３５】
このように、本実施の形態では、エンジン停止時の各気筒のクランク位置を記憶しておき、圧縮上死点近辺にある気筒に対しては、空回しによる掃気と燃料減量を行って空燃比のリッチ化を回避し、圧縮上死点近辺にない気筒に対しては、クランクパルス及びカムパルスによる気筒判定を待つことなく最適な燃料量を吸気気筒に導くことができる。これにより、始動性の向上と排気ガスエミッションの改善とを図ることができる。
【００３６】
尚、以上の実施の形態においては、クランク角センサ３２からのクランク角信号とカム角センサ３５からのカム角信号とに基づいて気筒及びクランク位置を判別する例について説明したが、クランク角信号及びカム角信号に代えて、ディストリビュータに内蔵されるセンサから所定クランク角毎に出力される角度信号及び特定の気筒を示す基準信号に基づいて気筒及びクランク位置を判別しても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エンジン停止時に吸気側に逆流して残留した排気ガスの影響を排除し、エンジンの始動性を向上させると共に排気エミッションを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン制御系の概略構成図
【図２】クランクロータとクランク角センサの正面図
【図３】カムロータとカム角センサの正面図
【図４】クランク角センサ信号とカム角センサ信号との関係を示すタイムチャート
【図５】エンジン停止時のクランク位置判別処理のフローチャート
【図６】エンジン始動時の燃料噴射制御処理のフローチャート
【符号の説明】
１    エンジン
１１  インジェクタ
３２  クランク角センサ
３５  カム角センサ
５０  電子制御装置
【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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