(57)【要約】【課題】気筒判別信号の入力異常の発生時に、その入力異常に起因した気筒判別の誤判定に応じて発生する不具合を好適に抑制することのできる内燃機関の始動制御装置を提供する。【解決手段】クランク角センサ１０は、機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための欠歯信号を出力する。またカム角センサ２０は、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する。マイクロコンピュータ２は、欠歯信号の入力、及びその入力に対応した気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行う共に、気筒判別が行われ、且つカム角センサ２０からの信号入力が確認されたことを条件に、その気筒判別の結果に基づいた点火制御を開始する。【選択図】      図１
2004239180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点位置判別信号の入力、及びその入力に対応した前記気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、
前記気筒判別が行われ、且つ前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されたことを条件に、前記気筒判別の結果に基づいた機関制御の実施を許可する
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項２】
機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点位置判別信号の入力、及びその入力に対応した前記気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、
前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されない限りは、前記気筒判別の結果に基づいた機関制御の実施を禁止する
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項３】
機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点位置判別信号の入力、及びその入力に対応した前記気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、
前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されない限りは、該気筒判別の結果の反映を保留させる
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項４】
前記第２の回転角センサは、前記気筒判別信号の出力時期の機関サイクル半周期後の時期から前記気筒判別信号の出力時期までの間の時期に、更なる信号を出力するよう構成されてなる
請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項５】
前記気筒判別の結果に基づいた機関制御には、少なくとも点火時期制御が含まれる請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置において、
前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されないときには、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止した後、前記気筒判別の結果に基づいた時期に点火を実施する点火試行手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の始動制御装置において、
前記点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして点火を再実施する点火再試行手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項８】
請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置において、
前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されないときには、前記気筒判別の結果に基づいた時期に点火を実施する点火試行手段と、
前記点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして点火を再実施する点火再試行手段と、
を更に備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【請求項９】
前記点火再試行手段は、前記点火の再実施に先立って、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の内燃機関の始動制御装置。
【請求項１０】
前記点火再試行手段は、前記初爆の発生の確認に係る前記所定期間を、機関温度状態に応じて可変設定する
請求項７乃至９のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の始動制御装置に関し、特に機関始動時に気筒判別を行ってその結果に基づく機関制御を実施することで機関始動を行う始動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように内燃機関では、排気浄化性能と燃費性能や機関出力性能との両立を図るべく、燃料噴射制御や点火時期制御等の機関制御の精密化が求められている。そうした精密な機関制御の実現には、各気筒のピストン位置を正確に把握して適切な時期に燃料噴射や点火を実施する必要があり、機関始動の開始後に速やか且つ正確にピストン位置を把握することが、すなわち気筒判別を行うことが要望されている。
【０００３】
従来、内燃機関の始動制御装置として、機関始動時の気筒判別を以下のような態様で行うものが知られている（例えば特許文献１、２参照）。この始動制御装置では、２つの回転角センサの検出結果に基づき気筒判別を行っている。以下では、回転角センサとして、電磁ピックアップ式のセンサを用いる場合を例に説明する。
【０００４】
まず、回転角センサの１つであるクランク角センサについて説明する。図１３には、そうしたクランク角センサ１３０の構造が示されている。同図１３に示すように、クランク角センサ１３０は、機関出力軸であるクランクシャフト１３１に一体回転可能に設けられたクランク位置ロータ１３２とその近傍に配設された電磁ピックアップ１３３とを備えて構成されている。
【０００５】
クランク位置ロータ１３２は、強磁性体によって構成されており、その外周には、所定のクランク角毎に複数の歯１３４が形成されている。ただし、クランク位置ロータ１３２の外周の一部には、歯１３４の欠落した欠歯部１３５が形成されている。同図１３の例では、各歯１３４は１０°ＣＡ毎に形成されており、２枚が欠落した３４枚の歯１３４を有してクランク位置ロータ１３２が構成されている。
【０００６】
電磁ピックアップ１３３は、強磁性体からなるコア１３６と、そのコア１３６の周りに巻かれたコイル１３７と、コア１３６を励磁するマグネット１３８とを有して構成されている。こうした電磁ピックアップ１３３では、クランクシャフト１３１の回転に基づいたクランク位置ロータ１３２の回転により、電磁ピックアップ１３３のコア１３６の近傍を歯１３４が通過すると、コア１３６とクランク位置ロータ１３２の外周との隙間の大きさが変化してコイル１３７を通る磁力線量に変化が生じる。そのため、コア１３６の近傍をクランク位置ロータ１３２の歯１３４が通過する毎に、コイル１３７に電磁誘導作用による起電力が発生し、クランク角センサ１３０は電圧パルスを発生する。こうしてクランク角センサ１３０から出力される電圧パルスによって、クランクシャフト１３１の回転角（クランク角）を１０°毎に検出することができる。
【０００７】
一方、電磁ピックアップ１３３のコア１３６の近傍をクランク位置ロータ１３２の欠歯部１３５が通過する際には、そうした電圧パルスの発生間隔が長くなる。そのため、そうしたクランク角センサ１３０の欠歯部１３５に対応した出力信号、すなわち欠歯信号の検出によって、クランクシャフト１３１の回転位相（クランク位置）を検出することができ、各気筒が上死点に位置する時期を把握することができる。このようにクランク角センサ１３０の欠歯部１３５に対応した検出信号は、気筒判別の上死点位置を判別するための信号、すなわち「上死点位置判別信号」となっている。
【０００８】
なお、４サイクル機関では、ピストンの昇降に応じて回転される機関出力軸であるクランクシャフトの２回転（７２０°ＣＡ；「°ＣＡ」：クランク角）が機関サイクルの１周期となっており、各気筒は、機関サイクルの１周期毎に２度ずつ上死点に位置される。そのため、上記のようなクランク角センサ１３０の検出信号だけでは、２度のうちのいずれの上死点にあるかを判別することは、すなわち気筒判別を行うことはできない。そこでクランク角センサ１３０に加え、更にもう１つの回転角センサ、例えばカム角センサを併せて設けることで、気筒判別を可能としている。
【０００９】
図１４に、そうしたカム角センサ１４０の構造を示す。同図１４に示されるように、カム角センサ１４０は、カムシャフト１４１に一体回転可能に設けられたカム位置ロータ１４２と、その近傍に配設された電磁ピックアップ１４３とを有して構成されている。カム角センサ１４０の電磁ピックアップ１４３も、クランク角センサ１３０のものと同様に、コア１４４、コイル１４５、及びマグネット１４６を備えて構成されている。
【００１０】
カム位置ロータ１４２は、クランク位置ロータ１３２と同様に強磁性体によって構成されている。ただしカム位置ロータ１４２の外周には、１枚の歯１４７のみが形成されている。カム位置ロータ１４２の設けられるカムシャフト１４１は、クランクシャフト１３１が２回転する毎（７２０°ＣＡ毎）に１回転される。したがって、カム角センサ１４０は、機関サイクルの１周期毎に１度ずつ電圧パルスを出力する。
【００１１】
図１５には、（ａ）クランク角センサ１３０の検出信号、及び（ｂ）カム角センサ１４０の検出信号の出力例が示されている。また同図には、（ｃ）入力異常発生時のカム角センサ１４０の検出信号の出力例も併せ示されている。
【００１２】
同図に示されるように、クランク角センサ１３０は、クランクシャフト１３１の１回転（３６０°ＣＡ）する間に１回、すなわち機関サイクルの１周期に２回、上記欠歯信号を出力する。この例ではクランク角センサ１３０は、第１気筒及び第２気筒がそれぞれ上死点に位置する時刻ｔ１５１及び時刻ｔ１５２に欠歯信号を出力する構成となっている。
【００１３】
またカム角センサ１４０は、クランクシャフト１３１の２回転（７２０°ＣＡ）する間に、すなわち機関サイクルの１周期に１回、電圧パルスを出力する。この例では、カム角センサ１４０は、第１気筒が圧縮上死点に位置し、第２気筒が排気上死点に位置する時刻ｔ１５１に、電圧パルスを出力する構成となっている。
【００１４】
よってクランク角センサ１３０が欠歯信号を出力したときに、カム角センサ１４０が電圧パルスを発生すれば、第１気筒が圧縮上死点に位置し、第２気筒が排気上死点に位置することになる（時刻ｔ１５１）。またクランク角センサ１３０が欠歯信号を出力したときに、カム角センサ１４０が電圧パルスを発生していなければ、第１気筒が排気上死点に位置し、第２気筒が圧縮上死点に位置することとなる（時刻ｔ１５２）。このように、カム角センサ１４０の発生する電圧パルスは、気筒判別を行うための信号、すなわち「気筒判別信号」となっている。
【００１５】
このようにクランク角センサ１３０の欠歯信号、すなわち上死点位置判別信号の最初の検出と、その検出に対応したカム角センサ１４０の気筒判別信号の検出の有無とに基づき気筒判別を行えば、遅くともクランクシャフト１３１が１回転される間に、気筒判別を行うことができる。そのため、こうした態様で気筒判別を行う内燃機関の始動制御装置では、機関始動の開始後、各気筒のピストン位置に基づいた精密な燃料噴射制御や点火時期制御等の機関制御を速やかに開始することができる。またこれにより、機関始動の早期完了が可能ともなる。
【００１６】
なお、上記クランク角センサ１３０やカム角センサ１４０として、歯数や上死点判別信号や気筒判別信号を出力する時期等の各ロータの構成、クランク角やカム角の検出方法等の異なるものも実用されはているが、その多くは、これと概ね共通した原理に基づき気筒判別を行う構成となっている。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−１９５０９２号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８０１８５号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記態様で気筒判別を行う従来の内燃機関の始動制御装置では、信号線の断線や信号へのノイズの混入、センサの故障等の結果、カム角センサ１４０からの気筒判別信号の入力に異常が発生すると、特定気筒の上死点位置を誤判別してしまう虞がある。
【００１９】
すなわち、気筒判別信号の入力異常が発生すると、図１５（ｃ）に示されるように、第１気筒が圧縮上死点に位置する時刻ｔ１５１においても、第２気筒が圧縮上死点に位置する時刻ｔ１５２と同様にカム角センサ１４０から気筒判別信号が入力されないこととなる。そのため、上記態様の気筒判別では、そうした状況下では、そのとき圧縮上死点に位置する気筒が第１気筒である場合、及び第２気筒である場合のいずれの場合にも、クランク角センサ１３０から欠歯信号が最初に入力された時点で、第２気筒が圧縮上死点に位置しているとの気筒判別がなされてしまうようになる。
【００２０】
こうした誤判別が生じれば、燃料噴射や点火の時期が不適切となり、機関始動が不能となる虞がある。また点火プラグの放電によって燃料を着火させるガソリン機関のような火花着火式の内燃機関では、更に次のような不具合を招くこともある。
【００２１】
機関始動の開始直後には、吸気マニホールドや吸気ポート等の吸気通路内に燃料蒸気が存在していることがある。この燃料蒸気は、前回の機関停止時に噴射されながらも燃焼されることなく残留した燃料や、機関停止中にインジェクタの噴射口から漏れ出した燃料が蒸発することで発生する。
【００２２】
一方、火花着火式の内燃機関では、上記のような誤判別がなされると、ピストンが排気上死点に位置する時期に、すなわち排気行程末期に点火が行われることとなる。そうした排気行程末期には、吸気バルブは既に開弁されている。そのため、火花着火式の内燃機関では、上記のような上死点位置の誤判別の結果、点火に応じて燃焼室内に形成された火種が、吸気マニホールド等に存在する燃料蒸気に燃え移り、いわゆるバックファイアが発生する可能性が生じるようにもなる。
【００２３】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒判別信号の入力異常の発生時に、その入力異常に起因した気筒判別の誤判定に応じて発生する不具合を好適に抑制することのできる内燃機関の始動制御装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
以下、上述した目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点位置判別信号の入力、及びその入力に対応した前記気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別が行われ、且つ前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されたことを条件に、前記気筒判別の結果に基づいた機関制御の実施を許可することをその要旨とする。
【００２５】
上記構成では、機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、第１の回転角センサから上死点位置判別信号が出力される。そのため、第１の回転角センサからの上死点位置判別信号の入力に応じて、機関出力軸の回転角を把握でき、気筒の上死点位置、すなわち気筒のピストンが上死点に位置する時期を確認することができるようになる。
【００２６】
また上記構成では、機関サイクルの１周期毎に、すなわち機関出力軸が２回転される毎に、第２の回転角センサから気筒判別信号が出力される。よって、上記上死点位置判別信号が２度出力される間に、気筒判別信号は１度だけ出力される。そのため、上死点位置判別信号の入力に対応して気筒判別信号が入力されるか否かによって、気筒判別を行うことができる。従って、上記構成では、遅くとも機関出力軸が１回転される間に、気筒判別を行うことができる。
【００２７】
こうした態様で気筒判別を行う場合、異常により気筒判別信号の入力を確認できなくなると、誤った気筒判別がなされる可能性がある。その点、上記構成では、気筒判別が行われ、且つ前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されたことを条件に、その気筒判別の結果に基づいた機関制御の実施が許可されるようになっている。すなわち、第２の回転角センサから信号入力が確認され、異常が生じていないことが確認されてから、気筒判別の結果に基づいた機関制御が実施されるようになる。
【００２８】
そのため、上記構成によれば、誤った気筒判別結果に基づく不適切な機関制御の実施が回避されるようになり、気筒判別信号の入力異常の発生に起因した気筒判別の誤判定に応じて発生する不具合を好適に抑制、或いは防止することができる。
【００２９】
なお、上記機関制御実施の許可条件の１つとして入力が確認される信号は、気筒判別信号を用いることができる。また第２の回転角センサが気筒判別信号以外の信号を出力するのであれば、そうした気筒判別信号以外の信号をその確認に用いることも可能である。
【００３０】
また、請求項２に記載の発明は、機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点位置判別信号の入力、及びその入力に対応した前記気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されない限りは、前記気筒判別の結果に基づいた機関制御の実施を禁止することをその要旨とする。
【００３１】
上記構成では、気筒判別が行われても、第２の回転角センサからの信号入力が確認されない限りは、気筒判別の結果に基づいた機関制御の実施が禁止される。よって上記構成においても、第２の回転角センサから信号入力が確認され、異常が生じていないことが確認されてから、気筒判別の結果に基づいた機関制御が実施されるようになる。そのため、上記構成によれば、誤った気筒判別結果に基づく不適切な機関制御の実施が回避されるようになり、気筒判別信号の入力異常の発生に起因した気筒判別の誤判定に応じて発生する不具合を好適に抑制、或いは防止することができる。
【００３２】
なお、上記機関制御実施の禁止に係る確認に用いられる信号としては、気筒判別信号を用いることができる。また第２の回転角センサが気筒判別信号以外の信号を出力するのであれば、そうした気筒判別信号以外の信号をその確認に用いることも可能である。
【００３３】
また、請求項３に記載の発明は、機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点位置判別信号の入力、及びその入力に対応した前記気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されない限りは、該気筒判別の結果の反映を保留させることをその要旨とする。
【００３４】
上記構成では、気筒判別が行われても、第２の回転角センサからの信号入力が確認されない限りは、その気筒判別の結果の反映が保留される。よって上記構成においても、第２の回転角センサから信号入力が確認され、異常が生じていないことが確認されてから、気筒判別の結果に基づいた機関制御が実施されるようになる。そのため、上記構成によれば、誤った気筒判別結果に基づく不適切な機関制御の実施が回避されるようになり、気筒判別信号の入力信号の発生に起因した気筒判別の誤判定に応じて発生する不具合を好適に抑制、或いは防止することができる。
【００３５】
なお、上記気筒判別の結果の反映保留に係る確認に用いられる信号としては、気筒判別信号を用いることができる。また第２の回転角センサが気筒判別信号以外の信号を出力するのであれば、そうした気筒判別信号以外の信号をその確認に用いることも可能である。
【００３６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置において、前記第２の回転角センサは、前記気筒判別信号の出力時期の機関サイクル半周期後の時期から前記気筒判別信号の出力時期までの間の時期に、更なる信号を出力するよう構成されてなることをその要旨とする。
【００３７】
上記構成では、気筒判別に際して気筒判別信号の入力無しの確認がなされる時期から気筒判別信号の出力時期までの間の時期に、第２の回転角センサから気筒判別信号以外の信号（更なる信号）が出力される。そのため、そうした更なる信号に基づき、第２の回転角センサからの信号入力があるか否かの確認を、すなわちその信号入力に異常が発生しているか否かの確認を行うことができる。すなわち上記構成では、気筒判別信号が未入力であっても、その更なる信号の入力があれば、気筒判別の結果に基づいた機関制御を実施させることができる。従って、気筒判別の誤判定に基づいた不具合の発生を抑制しながらも、比較的早期に気筒判別結果に基づいた機関制御を実施することができるようになる。
【００３８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別の結果に基づいた機関制御には、少なくとも点火時期制御が含まれることをその要旨とする。
【００３９】
上述したように、誤った気筒判別結果に基づき点火を行えば、バックファイアの発生の可能性が生じるといった不具合を招く虞がある。その点、上記構成によれば、誤った気筒判別結果に基づいた点火時期制御の実施が回避されるため、そうした不具合を好適に抑制、或いは防止することができる。
【００４０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されないときには、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止した後、前記気筒判別の結果に基づいた時期に点火を実施する点火試行手段を更に備えることをその要旨とする。
【００４１】
上記構成では、気筒判別後、第２の回転角センサからの信号入力が確認されず、その信号入力に異常が発生していると判断されたときには、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止した後、気筒判別の結果に基づいた時期に点火が実施される。これにより、第２の回転角センサからの信号入力が確認されないときも、場合によっては内燃機関が始動されるようになる。
【００４２】
ただし、第２の回転角センサからの信号入力が確認されなかったときには、このときの気筒判別の結果は、信号入力の異常により、誤った結果となっている可能性がある。その点、上記構成では、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止させることで、点火の実施に先立って吸気通路内に滞留した燃料蒸気を掃気させる期間が設けられる。そのため、たとえ気筒判別の結果が誤っていたとしても、点火の実施時には滞留した燃料蒸気が低減されているため、その誤った気筒判別結果に基づいた点火の実施によるバックファイアの発生については好適に抑制、若しくは回避することができる。
【００４３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の内燃機関の始動制御装置において、前記点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして点火を再実施する点火再試行手段を更に備えることをその要旨とする。
【００４４】
上記点火試行手段により点火を実施しても、気筒判別の結果が誤っていれば、点火時期が不適切となっているため、内燃機関を始動させることはできない。その点、上記構成では、点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、気筒判別の結果を誤っている蓋然性が高いと判断し、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして点火を再実施するようにしている。そのため、第２の回転角センサからの信号入力に異常が発生し、適切な気筒判別が行えない場合にも、高い確率で内燃機関を始動させることができる。
【００４５】
なお、初爆の発生が確認されるのを待つ上記所定期間としては、点火の開始から初爆が生じると予測される時期までの期間よりも長い期間を設定すれば良い。ちなみに、そうした所定期間は、機関温度状態等に応じて可変設定することも、予め定められた一定の期間に固定して設定することも可能である。
【００４６】
ちなみに上記構成を、点火時期を変更して点火を再実施した後もなお、初爆の発生が確認されないときには、再び点火期間を元の時期に戻すように、すなわち点火時期を再び期間サイクルの半周期分ずらすようにするといった態様とすることも可能である。このようにした場合には、内燃機関を始動させられる確率を更に高めることができる。
【００４７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されないときには、前記気筒判別に結果に基づいた時期に点火を実施する点火試行手段と、前記点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして点火を再実施する点火再試行手段とを更に備えることをその要旨とする。
【００４８】
上記構成では、気筒判別後、第２の回転角センサからの信号入力が確認されず、その信号入力に異常が発生していると判断されたときには、まずは気筒判別の結果に基づいた時期に点火が実施される。
【００４９】
ただしこのときの気筒判別の結果は、信号入力の異常により、誤った結果となっている可能性があり、その場合には点火時期が不適切となっているため、内燃機関を始動させることはできない。そこで、点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、気筒判別の結果を誤っている蓋然性が高いと判断し、点火時期を期間サイクルの半周期分ずらして点火を再実施するようにしている。そのため、第２の回転角センサからの信号入力に異常が発生して適切な気筒判別が行えない場合にも、高い確率で内燃機関を始動させることができる。
【００５０】
なお、初爆の発生が確認されるのを待つ上記所定期間としては、点火の開始から初爆が生じると予測される時期までの期間よりも長い期間を設定すれば良い。ちなみに、そうした所定期間は、機関温度状態等に応じて可変するように設定することも、予め定められた一定の期間に固定することも可能である。
【００５１】
ちなみに上記構成を、点火時期を変更して点火を再実施した後もなお、初爆の発生が確認されない場合には、再び点火時期を元の時期に戻すように、すなわち点火時期を再び期間サイクルの半周期分ずらすようにするといった態様とすることも可能である。このようにした場合には、内燃機関を始動させられる確率を更に高めることができる。
【００５２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の内燃機関の始動制御装置において、前記点火再試行手段は、前記点火の再実施に先立って、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止することをその要旨とする。
【００５３】
上記構成では、点火時期を変更しての点火の再実施に先立って、少なくとも１回以上の点火の実施が禁止されている。すなわち上記構成では、少なくとも１回以上の点火の実施が禁止させることで、吸気通路内に滞留した燃料蒸気を掃気させる期間を設けた後に、点火を再実施するようにしている。これにより、滞留した燃料蒸気が低減された状態で点火の再実施がなされることとなり、その再実施時のバックファイアの発生を好適に抑制、若しくは回避することができる。
【００５４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置において、前記点火再試行手段は、前記初爆の発生の確認に係る前記所定期間を、機関温度状態に応じて可変設定することをその要旨とする。
【００５５】
初爆の発生され易さは、機関始動時の機関温度状態によって変化し、冷間始動時には温間始動時に比して、初爆が発生され難くなり、点火開始から初爆が発生するまでの期間が長くなる傾向にある。そこで、上記構成のように、初爆の発生が確認されるのを待つ上記所定期間を、例えば機関冷却水の温度等から把握される機関温度状態に応じて可変設定するようにすれば、気筒判別結果の誤りをより的確に検知して点火時期を修正することができる。
【００５６】
なお、上記所定期間は、適用される内燃機関の温度状態に基づいた燃焼状態の変化特性に基づき適宜に設定すれば良い。通常の内燃機関であれば、機関低温時には機関高温時に比して長くなるようにその所定期間が設定されることとなる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の始動制御装置を具体化した第１の実施形態を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。なお本実施形態は、車載用の直列４気筒内燃機関への本発明の適用例を示している。
【００５８】
図１は、そうした内燃機関の制御系の構成を示している。
この内燃機関の制御系は、マイクロコンピュータ２、波形整形回路３等を備える電子制御装置１を中心に構成されている。また電子制御装置１には、内燃機関の各気筒のインジェクタ、及び各気筒の点火プラグのイグナイタをそれぞれ駆動するインジェクタ用の駆動回路４、及びイグナイタ用の駆動回路５が設けられている。
【００５９】
マイクロコンピュータ２は、各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、制御用のプログラムやデータを格納したり、上記ＣＰＵの演算結果やセンサ類の検出結果等を一時的に記憶したりするメモリ等を備えている。マイクロコンピュータ２には、機関運転状況を検出する各種センサ類の検出信号が入力されている。そしてそれらの検出信号に基づき把握される機関運転状況に応じて各種機関制御が実施されている。
【００６０】
同図１には、マイクロコンピュータ２に検出信号を出力するセンサ類として、機関出力軸であるクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサ１０、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサ２０、及びイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）３０が示されている。また、それら以外にも、例えばアクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサや、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ等、機関運転状況を検出するその他のセンサ類の検出信号も、マイクロコンピュータ２には入力されている。
【００６１】
なお、クランク角センサ１０及びカム角センサ２０の検出信号は、波形整形回路３に入力されている。波形整形回路３は、それらの検出信号を加工してマイクロコンピュータ２に出力する。
【００６２】
マイクロコンピュータ２は、入力されたセンサ類の検出信号等に基づき、機関運転状況に応じた各種指令信号を生成して出力する。例えば内燃機関の燃料の噴射制御に際しては、マイクロコンピュータ２は、機関運転状況に応じた燃料の噴射量や噴射時期等を演算し、その演算結果に基づく指令信号をインジェクタ用の駆動回路４に出力する。また内燃機関の点火制御に際しては、マイクロコンピュータ２は、同様に機関運転状況に応じた点火時期等を演算し、その演算結果に基づく指令信号をイグナイタ用の駆動回路５に出力する。そして各駆動回路４，５は、マイクロコンピュータ２から出力された指令信号に基づいて各気筒のインジェクタやイグナイタに駆動電力を供給してそれらを駆動させる。これにより、各気筒への燃料噴射や各気筒での燃料点火が実施されている。
【００６３】
なお、こうした噴射制御や点火制御等の実施に際しては、各気筒のピストン位置を正確に把握して、燃料の噴射や点火を適切な時期に行わせる必要がある。そこで、マイクロコンピュータ２は、機関始動の直後に、各気筒のピストン位置を把握するための気筒判別を行い、その結果に基づいて燃料の噴射時期や点火時期を設定している。この気筒判別は、上記２つの回転角センサ、すなわちクランク角センサ１０及びカム角センサ２０の検出信号に基づいて行われる。
【００６４】
続いて、本実施形態におけるクランク角センサ１０及びカム角センサ２０の詳細な構成を説明する。
本実施形態では、クランク角センサ１０として、図１３に示したものと同様の構成のものが採用されている。すなわち、クランク角センサ１０は、１０°ＣＡ毎に形成される一方、２枚分が欠落した３４枚の歯を有するクランク位置ロータと、近傍を同ロータの歯が通過する毎に電圧パルスを発生する電磁ピックアップを備えて構成されている。
【００６５】
一方、本実施形態のカム角センサ２０は、図２に示すカム位置ロータ２１と電磁ピックアップ２５とを備えて構成されている。カム位置ロータ２１は、クランクシャフトが２回転する毎に１回転される内燃機関のカムシャフト２２に一体回転可能に固定され、その外周には該カム位置ロータ２１の回転軸心回りの９０°毎に形成される一方、その１枚分が欠落された３枚の歯２３が形成されている。またカム位置ロータ２１の近傍に配設された電磁ピックアップ２５は、コア２６、コイル２７及びマグネット２８を備えて構成されており、カムシャフト２２の回転に応じてカム位置ロータ２１の歯２３がそのコア２６の近傍を通過する毎にコイル２７の誘電起電力による電圧パルスを発生する。
【００６６】
図３には、（ａ）クランク角センサ１０の検出信号、及び（ｂ）カム角センサ２０の検出信号の出力例が、クランク角に対応した内燃機関の各気筒の作動状態と共に示されている。なお、この内燃機関では、第１気筒、第３気筒、第２気筒、第４気筒の順に点火が行われるようになっている。また本実施形態では、クランクシャフトの回転角を用い、更に第１気筒の圧縮上死点を基準位置、すなわち「０°ＣＡ」として、ピストン位置を表すようにしている。
【００６７】
同図（ａ）に示すように、クランク角センサ１０は１０°ＣＡ毎に電圧パルスを出力する。またクランク角センサ１０の検出信号には、クランクシャフトの１回転（３６０°ＣＡ）毎に１度ずつ、クランク位置ロータの欠け歯部分に対応して欠歯信号を出力する。このようにクランク角センサ１０の検出信号は、そのクランク位置ロータの設けられたクランクシャフトの１回転をその１周期としている。
【００６８】
こうした欠歯信号からは、クランクシャフトの回転位相を確認することができる。そしてそれにより、各気筒の上死点位置を確認することができる。よって本実施形態では、この欠歯信号が、クランクシャフトが特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別すべく出力される上記「上死点位置判別信号」となっている。またそうした欠歯信号を出力するクランク角センサ１０が、上記「第１の回転角センサ」に対応している。
【００６９】
なお、波形整形回路３は、こうしたクランク角センサ１０の検出信号を矩形波に整形した、同図（ｃ）に示されるようなクランク角信号を生成し、マイクロコンピュータ２に出力する。また同図（ｄ）に示されるように、波形整形回路３は、上記欠歯確認に基づいて、第１気筒が圧縮、及び排気上死点にあるときに、すなわち０°ＣＡ、３６０°ＣＡにパルス状のＴＤＣ信号を生成し、マイクロコンピュータ２に出力する。
【００７０】
一方、同図（ｂ）に示すカム角センサ２０の検出信号は、そのカム位置ロータ２１の設けられたカムシャフト２２の１回転、クランクシャフトの２回転をその１周期として、すなわち機関サイクルと同期して出力されている。詳しくは、カム角センサ２０は、カム位置ロータ２１の各歯２３に対応して、機関サイクルの１周期に、正の電圧パルスと負の電圧パルスをそれぞれ３回ずつ出力する。負の電圧パルスは、電磁ピックアップ２５のコア２６の近傍にカム位置ロータ２１の歯２３が差し掛かったときに発生され、正の電圧パルスは同歯２３が通り過ぎるときに発生される。
【００７１】
波形整形回路３は同図（ｅ）に示されるように、上記のようなカム角センサ２０の検出信号に基づき、同カム角センサ２０により正の電圧パルスが出力されたときにパルス状のカム信号を生成し、マイクロコンピュータ２に出力する。ここでは、カム信号は、６０°ＣＡ、４２０°ＣＡ及び６００°ＣＡに出力されている。
【００７２】
本実施形態では、マイクロコンピュータ２は、最初に欠歯信号の入力が確認されてから１８０°ＣＡ後までにカム信号の入力があるか否かに基づいて気筒判別を行っている。こうした本実施形態では、６００°ＣＡに出力のカム信号が気筒判別信号となっている。そしてそうした気筒判別信号を出力するカム角センサ２０が上記「第２の回転角センサ」に相当する構成となっている。
【００７３】
ところで、上記態様で気筒判別を行う場合、信号線の断線やノイズの混入等の異常により、カム角センサ２０からの気筒判別信号の入力を確認することができない状況では、気筒判別の結果を誤ってしまう虞がある。そして、誤った気筒判別がなされれば、点火時期が不適切となり、すなわち各気筒の排気上死点近傍で点火が実施されることとなり、正常な機関運転が不能となる。また状況によってはバックファイアの発生の懸念もある。
【００７４】
そこで本実施形態では、気筒判別を行う一方で、上記気筒判別信号であれ、それ以外の検出信号であれ、カム角センサ２０からのカム信号の入力の有無を監視するようにしている。そしてカム信号の入力が確認されない限りは、たとえ気筒判別が完了しても、その結果に基づく通常の点火制御の実施を直ちには許可しないようにしている。すなわち本実施形態では、欠歯信号の入力された後に気筒判別信号の入力が確認されないときにも、カム角センサ２０からの信号入力が確認されない限りは、気筒判別の結果の点火制御への反映を保留させている。
【００７５】
こうした本実施形態では、カム角センサ２０からの信号入力が確認されることで、同カム角センサ２０からの信号の入力に異常が生じていないことが確認されてから、気筒判別の結果に基づいた点火制御が開始されるようになる。そのため、誤った判別結果に基づく不適切な点火制御の実施が回避されるようになる。ちなみに、欠歯信号の入力後、それに対応した気筒判別信号の入力が確認されたときには、その気筒判別信号の入力によりカム角センサ２０からの信号の入力に異常が生じていないことが確認できるため、直ちに気筒判別の結果に基づく点火制御が開始される。
【００７６】
ここで図１４に示したような単に１機関周期に１回、気筒判別信号を出力するのみのカム角センサ１４０では、場合によっては、気筒判別がなされてからクランクシャフトが１回転されるまでカム角センサ１４０からの信号の入力が無いことがあり、上記のような異常の有無の確認のための待ち時間が長くなる。そしてその結果、気筒判別の結果に基づく点火制御の開始が遅れ、ひいては機関始動の開始が遅れてしまうことがある。
【００７７】
その点、本実施形態のカム角センサ２０では、６００°ＣＡに出力の気筒判別信号以外に、４２０°ＣＡにもカム信号が出力されるようになっている。そのため、気筒判別後、カム角センサ２０からのカム信号の入力をより早期に確認することができ、気筒判別結果の確定、及び機関始動の開始を、より早期に行うことができる。ちなみに本実施形態では、上記４２０°ＣＡに出力のカム信号が、気筒判別信号の出力時期の機関サイクル半周期後の時期から気筒判別信号の出力時期までの間の時期に出力される上記「更なる信号」に対応している。
【００７８】
以下、こうした本実施形態の気筒判別処理、及び点火の可否判定処理の詳細を、図４〜８を併せ参照して詳細に説明する。
図４は、「ピストン位置演算ルーチン」の処理手順を示すフローチャートである。同ルーチンの処理は、イグニッションスイッチ３０のオン操作後、クランク角３０°ＣＡ毎の定角割り込み処理として、電子制御装置１のマイクロコンピュータ２により周期的に実行される。
【００７９】
このピストン位置演算ルーチンの処理においては、クランク角センサ１０及びカム角センサ２０の検出結果に基づくピストン位置の演算が行われ、機関始動の直後にはその演算に際して気筒判別が行われる。また本ルーチンの処理においては、上記のような点火制御開始の可否判定も併せ行われる。
【００８０】
なお、本ルーチンの処理では、ピストン位置を示す指標値として、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値が用いられる。クランクカウンタｃｃｒｎｋの値は、ピストン位置を「０」から「２３」までの整数値で表したものである。クランクカウンタｃｃｒｎｋの値の「１」の増加は、３０°ＣＡのクランク角の増加に対応している。例えば、第１気筒の圧縮上死点位置（０°ＣＡ）はクランクカウンタｃｃｒｎｋの値「０」で表され、第１気筒の排気上死点位置（３６０°ＣＡ）はその値「１２」で表される。マイクロコンピュータ２は、このクランクカウンタｃｃｒｎｋの値に基づきピストン位置を把握して、燃料の噴射や点火を行う気筒を決めている。なお、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値は、イグニッションスイッチがオン操作されたときに、初期値として無効な値（ここでは「−１２８」）にセットされており、気筒判別の完了後、実際のピストン位置に対応した適切な値にセットされるようになっている。
【００８１】
さて、本ルーチンの処理に移行すると、まずステップ４００において、カム角センサ２０からのカム信号の入力の有無が判断され、カム角センサ２０の信号の入力が確認されているのであれば（ＹＥＳ）、続くステップ４１０で点火許可フラグがオンにセットされる。点火許可フラグは、点火制御の実施が許可されているか否かを示すフラグであり、後述する点火判定処理において、その状態に基づいて点火の実施の可否が判断されるようになっている。
【００８２】
続くステップ４２０及びステップ４３０では、機関始動の開始から最初の欠歯信号の入力の有無が判断され（ステップ４２０）、ここで最初の欠歯信号の入力が確認されれば、その時点でクランクカウンタｃｃｒｎｋの値が「−７」にセットされる（ステップ４３０）。
【００８３】
続いてステップ４４０において、ＴＤＣ信号の入力の有無の判断が行われる。ここでＴＤＣ信号の入力がなければ（ステップ４４０において「ＮＯ」）、マイクロコンピュータ２は、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値を「１」加算して（ステップ４６０）、本ルーチンの処理を一旦終了する。なお、ここで加算によりクランクカウンタｃｃｒｎｋの値が「２４」になってしまうときには、その値は「０」に戻される。
【００８４】
一方、そのときＴＤＣ信号の入力があれば（ステップ４４０において「ＹＥＳ」）、上記最初の欠歯信号の入力が確認されてから、そのときまでにカム信号の入力があったか否かが判断される（ステップ４５０）。すなわち、ここでは最初の欠歯信号が入力された後に、それに対応した気筒判別信号の入力があったか否かが判断される。
【００８５】
ここでカム信号（気筒判別信号）の入力有りが確認されているのであれば（ステップ４５０において「ＹＥＳ」）、そのときの第１気筒は圧縮上死点位置に位置していると判断することができる。そこでマイクロコンピュータ２は、同クランクカウンタｃｃｒｎｋの値を、第１気筒が圧縮上死点位置にあることを示す値「０」にセットし（ステップ４８０）、本ルーチンを一旦終了する。
【００８６】
一方、欠歯信号の入力後、その時点までカム信号の入力が無ければ（ステップ４５０において「ＮＯ」）、カム角センサ２０からの信号入力に異常が発生していない限りは、そのときの第１気筒は排気上死点位置に位置していると判断することができる。そこで、マイクロコンピュータ２は、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値を、第１気筒が排気上死点にあることを示す値「１２」にセットして（ステップ４７０）、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００８７】
以上により、欠歯信号、及びその欠歯信号に対応した気筒判別信号の有無に基づいて、クランクカウンタｃｃｒｎｋがセットされ、気筒判別が行われる。またこれとともに、カム角センサ２０からの信号入力の有無に基づき点火許可フラグがセットされ、気筒判別結果に基づく通常の点火制御を実施するか否かの判定がなされている。
【００８８】
図５〜７に、ピストン位置演算ルーチンの制御態様例を示す。これらの図には、機関始動の開始後のクランク角信号、ＴＤＣ信号、カム信号、点火許可フラグ及びクランクカウンタｃｃｒｎｋの推移が示されている。また、クランク角毎のカム位置ロータ２１の歯形プロフィール、すなわちカム位置ロータ２１の電磁ピックアップ２５の検知範囲に位置する部分が、歯２３の形成された歯山の部分にあるか、２つの歯２３の間の歯底の部分にあるかが併せ示されている。
【００８９】
図５に示すように、時刻ｔ１０に最初の欠歯信号の入力が確認されると、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値が「−７」にセットされ、その後、その値は３０°ＣＡ毎に１ずつ加算される。またその最初の欠歯信号の入力から２１０°ＣＡ後の時刻ｔ１２には、ＴＤＣ信号が出力される。
【００９０】
同図５の例では、その最初の欠歯信号の出力から９０°ＣＡ後の時刻ｔ１１に、気筒判別信号に対応するカム信号が出力され、それに基づき点火許可フラグがオンにセットされる。またこの気筒判別信号となるカム信号の入力有りの確認により、ＴＤＣ信号が出力される時刻ｔ１２に、クランクカウンタｃｃｒｎｋは、第１気筒が圧縮上死点に位置していることを示す値「０」にセットされる。すなわち、この場合には、最初の欠歯信号に基づくＴＤＣ信号が出力された時刻ｔ１２において気筒判別、及びカム角センサ２０の異常無しの確認が共に完了する。そしてその時刻ｔ１１より、その気筒判別の結果に基づく通常の点火制御が開始される。
【００９１】
また、図６の例においても、時刻ｔ２０に最初の欠歯信号の入力が確認されると、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値が「−７」にセットされ、その２１０°ＣＡ後の時刻ｔ２２にＴＤＣ信号が出力されることとなる。ただしこの例においては、最初の欠歯信号の入力が確認されてから９０°ＣＡ後の時刻ｔ２１に、カム信号が出力されることはなく、ＴＤＣ信号の出力される時刻ｔ２２にクランクカウンタｃｃｒｎｋの値は、第１気筒が排気上死点に位置していることを示す値「１２」にセットされる。そして、それから６０°ＣＡ後の時刻ｔ２３にカム信号が入力されることとなり、その時点で点火許可フラグがオンにセットされ、その気筒判別の結果に基づく通常の点火制御が開始される。
【００９２】
一方、図７には、カム角センサ２０からの信号入力に異常が発生しているときの制御態様の一例が示されている。この例では、時刻ｔ３０に５１０°ＣＡの欠歯信号が最初の欠歯信号として出力されており、本来は、その９０°ＣＡ後の時刻ｔ３１に気筒判別信号となるカム信号が出力され、ＴＤＣ信号の出力される時刻ｔ３２には、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値が「０」にセットされる。ただし、ここでは上記異常によって時刻ｔ３１にカム信号の入力を確認することができず、ＴＤＣ信号の出力される時刻ｔ３２に、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値が「１２」にセットされてしまい、誤った気筒判別がなされてしまう。
【００９３】
ただしこのように、カム角センサ２０からの信号入力に異常が生じているときには、カム信号の入力が確認されることはなく、点火許可フラグはその後もオフのままとなる。本実施形態では、このような場合に誤った気筒判別に基づく不適切な点火制御がそのまま行われることがないように、気筒判別後の点火制御を下記態様で行っている。
【００９４】
図８は、そうした気筒判別後の点火制御の流れを示している。
気筒判別完了後に、点火許可フラグがオンとなっていれば（ステップ８００においてＹＥＳ）、気筒判別の結果に基づく通常の点火制御が開始される（ステップ８１０）。すなわち、上記のように設定されたクランクカウンタｃｃｒｎｋの値により表されるクランク角に基づいて、点火を実施する気筒や点火の時期が決定される。
【００９５】
一方、気筒判別完了後、点火許可フラグがオフのまま保持されているとき（ステップ８００においてＮＯ）、すなわちカム信号の入力が確認できないときには、図７の例のように、気筒判別の結果が誤っている可能性がある。すなわち各気筒の圧縮上死点と排気上死点とを取り違えている可能性がある。この状態でクランクカウンタｃｃｒｎｋの値に従えば、排気上死点近傍で点火が実施されることとなる。
【００９６】
なお、機関始動直後には、たとえ燃料噴射が開始されていなくても、インジェクタ内に残留した燃料が機関停止中に漏れ出して、燃料蒸気として吸気通路内に存在していることがある。そうした状態で、吸気弁の開弁した排気上死点近傍で点火がなされれば、吸気通路内の燃料蒸気が着火して、バックファイアが発生する虞がある。
【００９７】
そこでここでは、予め設定された掃気期間の間、点火を禁止するようにしている（ステップ８２０，８３０）。この点火が禁止されている間にも内燃機関はスタータにより回転されており、ピストンの上下動に伴うポンピング作用により、吸気通路から排気通路への空気流が発生するため、吸気通路内の燃料蒸気の掃気がなされるようになる。
【００９８】
このときの掃気期間としては、上記空気流によって吸気通路内の空気のほぼすべてが、外部から新たに取り込まれた空気に入れ替わるだけの期間に設定することが望ましい。本実施形態では、掃気期間を、内燃機関のクランクシャフトが４回転される間とすることで、そうした吸気通路内の空気の入れ替えを果たすようにしている。
【００９９】
こうして掃気が行われた後、点火の実施が許可される（ステップ８４０）。そしてその後、予め設定された初爆監視期間の間、初爆が発生するか否かを監視し（ステップ８５０）、初爆発生の有無に基づいてクランクカウンタｃｃｒｎｋの値の是非を判断するようにしている。すなわち、ここで初爆の発生が確認されれば、クランクカウンタｃｃｒｎｋに、正しい値が設定されていると判断することができる。よってその場合には（ステップ８６０においてＹＥＳ）、通常の点火制御に移行して（ステップ８１０）、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値に従って点火を実施する。
【０１００】
一方、初爆監視期間が経過しても、初爆の発生が確認されないときには（ステップ８６０においてＮＯ）、点火時期を誤っている、すなわちクランクカウンタｃｃｒｎｋに間違った値が設定されている可能性が高いと判断される。そこでこの場合には、クランクカウンタｃｃｒｎｋに「１２」を加算して、その値により示されるクランク角を３６０°ＣＡ変更する（ステップ８７０）。すなわち、点火時期が、機関サイクルの半周期分ずらされる。そして上記ステップ８２０，８３０の処理にて吸気通路内の掃気を再び行った後、変更したクランクカウンタｃｃｒｎｋの値に従って再び点火が試行される（ステップ８４０）。
【０１０１】
ちなみに、本実施形態では、初爆発生の有無の判定は、クランク角センサ１０の検出信号から算出される機関回転速度の変動に基づいて行われる。詳しくは、機関回転速度が所定期間にある程度上昇したことをもって、初爆の発生有りと判定するようにしている。
【０１０２】
なお、初爆の発生され易さは、機関温度状態により変化する。そして、より初爆が発生されにくい機関低温時には、機関高温時に比して、点火開始から初爆発生までの期間が長くなる。そこで本実施形態では、上記初爆監視期間を、例えば冷却水温や油温などのような機関温度状態の指標となるパラメータに応じて可変設定するようにしている。そして機関低温時には、機関高温時に比して、初爆監視期間を長く設定することで、クランクカウンタｃｃｒｎｋの値の是非の判断をより適切に行なえるようにしている。
【０１０３】
このように本実施形態では、本ルーチンのステップ８２０〜８４０等の処理が、上記点火試行手段に対応した処理となっている。また更にステップ８５０〜８７０等の処理が、上記点火再試行手段に対応した処理となっている。
【０１０４】
以上、本実施形態の内燃機関の始動制御によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、クランク角センサ１０からの欠歯信号の入力、及びその入力に対応したカム角センサ２０からの気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行っている。その一方、カム角センサ２０からのカム信号の入力が確認されない限りは、その気筒判別の結果に基づいた点火制御の実施を直ちには許可しないようにしている。そのため、たとえカム角センサ２０からの信号入力の異常によって誤った気筒判別がなされたとしても、その誤った気筒判別結果に基づく不適切な点火制御が直ちに実施されることはなく、そうした不適切な点火制御による不具合を好適に抑制することができる。
【０１０５】
（２）本実施形態では、６００°ＣＡに出力される気筒判別信号となるカム信号とは別に、４２０°ＣＡにも更なるカム信号を出力するようにカム角センサ２０が構成されている。そのため、そうした更なるカム信号に基づき、カム角センサ２０からのカム信号の入力の有無の確認を行うことができ、気筒判別結果に基づいた点火制御を、比較的早期に開始することができる。
【０１０６】
（３）本実施形態では、カム信号の入力が確認されず、点火許可フラグがオンとならないときには、所定の掃気期間、点火の実施を禁止した後、気筒判別の結果に基づいた時期に点火を試行するようにしている。これにより、点火の試行に先立って吸気通路内に滞留した燃料蒸気を掃気させることができ、たとえ気筒判別の結果が誤っていたとしても、バックファイアの発生については好適に抑制、若しくは回避することができる。
【０１０７】
（４）本実施形態では、上記点火の試行の後、所定の初爆監視期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして点火を再実施するようにしている。そのため、より高い確率で内燃機関を始動させることができる。
【０１０８】
（５）本実施形態では、上記のような点火の再実施に際しても、それに先立って、掃気期間の間、点火の実施を禁止させているため、点火の再実施時においても、バックファイアの発生を好適に抑制、若しくは回避することができる。
【０１０９】
（６）本実施形態では、初爆監視期間を、機関温度状態に応じて可変設定するようにしているため、機関温度状態に応じた初爆の発生され易さの変化に拘わらず、気筒判別結果の誤りをより的確に検知して点火時期を修正することができる。
【０１１０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の内燃機関の始動制御装置を具体化した第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に、図９〜図１１を参照して説明する。
【０１１１】
上記のように、カム角センサ２０からの信号の入力が確認されることを条件に点火制御を許可するようにすれば、信号入力の確認待ちにより、点火制御の開始に遅延が生じることがある。第１の実施形態では、６００°ＣＡに出力される気筒判別信号に加え、更に４２０°ＣＡにも信号を出力するようにカム角センサ２０を構成することで、そうした遅延を縮小するようにしている。
【０１１２】
ただし、このカム角センサ２０によっても、気筒判別の完了から最大で１８０°ＣＡの遅延が生じることがある。そこで本実施形態では、図９に示すようなカム位置ロータ９１を備える電磁ピックアップ式のカム角センサを採用することで、上記遅延の更なる縮小を図るようにしている。
【０１１３】
同図９に示すように、本実施形態に採用されるカム位置ロータ９１は、３つの歯９２，９３，９４を備えて構成されている。このカム位置ロータ９１では、各歯９２，９３，９４の回転軸周りの角度がそれぞれ異なる角度に設定されている。また各歯の間隔についてもその回転軸周りの角度は、それぞれ異なる角度に設定されている。
【０１１４】
具体的には、カム位置ロータ９１の回転方向において、第１気筒の圧縮上死点に電磁ピックアップにより検出される位置Ａより、回転軸周りの角度が６０°の歯９３が形成され、そこから６０°の間隔をおいて３０°の歯９２が形成されている。更にその歯９３から９０°の間隔をおいて９０°の歯９４が形成されている。そして歯９４と歯９３との間には、３０°の間隔がおかれている。
【０１１５】
図１０に、こうしたカム角センサの検出信号の出力例を、クランク角センサ１０の検出信号の出力例と共に示す。同図に示すように、本実施形態のカム角センサからは、６０°ＣＡ、４２０°ＣＡ、及び６００°ＣＡに負の電圧パルスが出力され、０°ＣＡ、２４０°ＣＡ、及び４８０°ＣＡに正の電圧パルスが出力される。
【０１１６】
本実施形態では、波形整形回路３は、カム角センサの検出信号に基づいて、正の電圧パルスが入力されたときにオフとなり、負の電圧パルスが入力されたときにオンとなる、同図（ｃ）に示すようなカム信号を生成し、マイクロコンピュータ２に出力する。
【０１１７】
本実施形態では、最初の欠歯信号の入力が確認されたときに、カム信号がオンとなっているか否かに基づき気筒判別を行うようにしている。すなわち、最初の欠歯信号の入力が確認されたときにカム信号がオンとなっていれば、ＴＤＣ信号の出力時に第１気筒は圧縮上死点にあり、そのときにカム信号がオンとなっていなければ、すなわちカム信号がオフであれば、ＴＤＣ信号の出力時に第１気筒は排気上死点にあるとして、気筒判別を行っている。
【０１１８】
ちなみにこうした態様で気筒判別を行う本実施形態では、５１０°ＣＡにおける欠歯信号の出力時に、カム信号をオンとする４８０°ＣＡに出力の正の電圧パルスが上記気筒判別信号に相当する信号であると云うことができる。いわば本実施形態では、欠歯信号の入力、及びその欠歯信号の入力直前のカム角センサからの正の電圧パルスの入力の有無に基づいて気筒判別が行われている。
【０１１９】
図１１、１２に、こうしたカム角センサの適用された本実施形態での気筒判別時の制御態様例を示す。
図１１の制御態様例の場合、時刻ｔ４０に最初の欠歯信号の入力が確認されたときのカム信号はオンとなっている。よってその最初の欠歯信号の出力から２１０°ＣＡ後のＴＤＣ信号が出力される時刻ｔ４２には、クランクカウンタｃｃｒｎｋは、第１気筒の圧縮上死点にあることを示す値「０」にセットされる。
【０１２０】
またこの場合、最初の欠歯信号の入力が確認されてから９０°ＣＡ後の時刻ｔ４１に、カム角センサから負の電圧パルスが入力され、カム角センサからの信号の入力が確認されることとなる。よってこの場合、ＴＤＣ信号の出力に先立つ、この時刻ｔ４１に点火許可フラグがオンにセットされることとなり、気筒判別の完了後、直ちにその結果に基づく点火制御が開始される。
【０１２１】
一方、図１２の制御態様例では、時刻ｔ５０に最初の欠歯信号の入力が確認されたときのカム信号はオフとなっている。よってその最初の欠歯信号の出力から２１０°ＣＡ後のＴＤＣ信号が出力される時刻ｔ５２には、クランクカウンタｃｃｒｎｋは、第１気筒の排気上死点にあることを示す値「１２」にセットされる。
【０１２２】
またこの場合、最初の欠歯信号の入力が確認されてから９０°ＣＡ後の時刻ｔ５１に、カム角センサから正の電圧パルスが入力され、カム角センサからの信号の入力が確認されることとなる。よってこの場合にも、ＴＤＣ信号の出力に先立って点火許可フラグがオンにセットされることとなり、気筒判別の完了後、直ちにその結果に基づく点火制御が開始される。
【０１２３】
このように上記カム角センサの適用された本実施形態では、カム角センサ２０からの信号入力に異常が発生していない限りは、気筒判別のなされるＴＤＣ信号の出力以前にカム角センサからの信号の入力が確認される。そのため、気筒判別後にその判別結果に基づく点火制御が直ちに開始されるようになる。
【０１２４】
なお、本実施形態においても、カム角センサからの信号の入力が確認されない場合には、カム信号は終始オフとなるため、誤った気筒判別がなされることがある。ただしその場合には、点火許可フラグがその後もオフとされたままとなり、図８に示される処理を通じて、バックファイアへの対策を講じつつ、機関始動が試みられることとなる。
【０１２５】
以上説明した本実施形態の内燃機関の始動制御によれば、上記（１）〜（６）に記載の効果に加え、更に以下の効果を得ることができる。
（７）本実施形態では、欠歯信号の出力から気筒判別までの期間に信号を出力するようにカム角センサが構成されている。そのため、カム角センサからの信号入力の異常に起因した誤った気筒判別の結果に基づく点火制御の実施による不具合を好適に回避しつつも、気筒判別後に遅延を生じることなくその判別結果に基づく点火制御を開始することができる。
【０１２６】
上記各実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、初爆監視期間を機関温度状態に応じて可変設定するようにしていたが、要は点火の開始から初爆が生じると予測される時期までの期間よりも長い期間が常に設定されていれば良く、一定の期間に固定するようにしても良い。
【０１２７】
・上記実施形態では、クランクシャフトが４回転される間に掃気期間を設定していたが、要は吸気通路内に滞留した燃料蒸気を十分に掃気可能な期間、点火の実施が禁止されるように設定されていれば良く、適宜その掃気期間の設定態様を変更しても良い。また、掃気期間をクランクシャフトの回転数ではなく、時間で設定することもできる。
【０１２８】
・例えばインジェクタからの燃料の漏洩についての対策が十分に行われている等、誤った点火時期の設定によるバックファイアの発生の可能性を無視できる内燃機関に適用する場合には、或いはそうしたバックファイアについての対策を行わない場合には、点火の試行に先立って掃気期間を設定しないようにしても良い。
【０１２９】
・誤った点火時期の設定によるバックファイア等の不具合を確実に回避したい場合などには、点火の試行、再試行を行わず、カム角センサの信号の入力が確認されないときには、機関始動を断念するようにしても良い。
【０１３０】
・上記実施形態では、カム角センサからの信号入力の確認有りを開始条件とする機関制御を点火制御に適用した場合を説明したが、例えば燃料噴射制御等の他の制御について同様の開始条件を設定するようにしても良い。要は、気筒判別結果に基づき実施される機関制御であれば、カム角センサからの信号入力の異常に起因する誤った気筒判別により不具合が生じることとなる。よって、カム角センサからの信号入力の確認有りを、そうした機関制御の開始条件として設定することで、そうした不具合を抑制したり、防止したりすることができるようになる。
【０１３１】
・上記実施形態でのカム角センサのカム位置ロータ２１，９１の歯の形成態様は適宜変更しても良い。その場合にも、適宜な時期に気筒判別信号以外の更なる信号を出力するようにカム角センサが構成されていれば、単に気筒判別信号のみを出力する構成に比して、気筒判別から点火制御の開始までの遅延を縮小することができる。その適宜な時期とは、気筒判別信号の出力時期の機関サイクル半周期後の時期から気筒判別信号の出力時期までの間の時期である。
【０１３２】
・更に図１４に示したカム角センサのように、機関サイクルの１周期に気筒判別信号のみを出力するような構成であっても、遅くとも気筒判別がなされてから３６０°ＣＡ後には、その信号の入力を確認することができる。よって、その程度の点火制御開始の遅延が問題にならないのであれば、そうしたカム角センサを採用しても良い。
【０１３３】
・上記実施形態では、電磁ピックアップ方式のカム角センサを採用した場合について説明したが、例えばホール素子式のカム角センサのような他の方式のカム角センサを採用した内燃機関にも本発明は適用可能である。またカムシャフト以外の部位に設けられた回転角センサであっても、同様に機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する回転角センサであれば、カム角センサの代わりとして採用することができる。
【０１３４】
・クランク角センサ１０についても、機関出力軸が特定の回転角に位置するときに、気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する回転角センサであれば、クランクシャフト以外の部位に設けられた回転角センサであっても、その代わりとして採用することができる。
【０１３５】
次に、上記各実施形態及びその変更例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）機関出力軸が特定の回転角に位置するときに気筒の上死点位置を判別するための上死点位置判別信号を出力する第１の回転角センサと、機関サイクルの１周期毎に気筒判別を行うための気筒判別信号を出力する第２の回転角センサとを備え、前記上死点判別位置信号の入力、及びその入力に対応した気筒判別信号の入力の有無に基づき気筒判別を行って、その気筒判別の結果に基づいた点火制御を実施して機関始動を行う内燃機関の始動制御装置において、前記気筒判別が行われても、前記第２の回転角センサからの信号入力が確認されないときには、少なくとも１回以上の点火の実施を禁止した後、前記上死点位置判別信号の入力に応じて把握される機関サイクル１周期における一気筒の２つの上死点位置から１つの上死点位置を選択し、それを該気筒の仮の圧縮上死点位置として該気筒の点火を実施する点火試行手段を備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【０１３６】
同構成では、第２の回転角センサからの信号入力に異常が生じ、正確に気筒判別が行なえない状況において、点火気筒が圧縮上死点にあるか、排気上死点にあるか不確かなまま、点火が試行される。ただし、その試行に先立って少なくとも１回以上の点火の実施が禁止され、吸気通路内等に滞留する燃料蒸気の掃気が行われるため、たとえ点火の時期を誤ったとしても、それによるバックファイアの発生を好適に抑制することができる。
【０１３７】
（ロ）上記（イ）に記載の内燃機関の始動制御装置において、前記点火試行手段による点火の実施後、所定期間内に初爆の発生が確認されなかったときには、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらして前記気筒の点火を再実施する点火再試行手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【０１３８】
同構成では、上記点火の試行に際して点火の時期を誤ったとしても、そのことが初爆の発生の有無に基づき検出され、点火時期を機関サイクルの半周期分ずらすことで誤った点火時期の設定を修正して点火が再試行される。そのため、たとえ気筒判別が正確に行なえなかったときの内燃機関が始動される可能性を高めることができる。
【０１３９】
（ハ）前記点火再試行手段は、前記気筒の点火の再実施に先立って、点火の実施を少なくとも１回以上禁止することを特徴とする上記（ロ）に記載の内燃機関の始動制御装置。
【０１４０】
同構成では、点火の再実施に先立って、吸気通路内等に滞留した燃料蒸気の掃気が行われるため、たとえ点火時期の設定に誤りがあり、排気上死点近傍で点火が行われたとしても、それによるバックファイアの発生を好適に抑制することができる。
【０１４１】
（ニ）前記点火再試行手段は、前記所定期間を機関温度状態に応じて可変設定する上記（ロ）乃至（ハ）のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
同構成では、気筒判別結果の誤りをより的確に検知して点火時期を修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態についてその機関制御系の構成を示す模式図。
【図２】同実施形態に適用されるカム角センサの電磁ピックアップの断面構造及びカム位置ロータの正面構造を併せ示す図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）同実施形態の各信号の出力例を示す図。
【図４】同実施形態のピストン位置演算ルーチンのフローチャート。
【図５】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図６】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図７】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図８】同実施形態における点火制御の流れを示すフローチャート。
【図９】本発明の第２の実施形態に適用されるカム角センサのカム位置ロータの正面図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）同実施形態における各信号の出力例を示す図。
【図１１】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図１２】同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図１３】従来の内燃機関の始動制御装置に適用されるクランク角センサの電磁ピックアップの断面構造及びカム位置ロータの正面構造を併せ示す図。
【図１４】同従来の始動制御装置に適用されるカム角センサの電磁ピックアップの断面構造及びカム位置ロータの平面構造を併せ示す図。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）同従来の始動制御装置におけるクランク角センサ及びカム角センサの検出信号の出力例を示す図。
【符号の説明】
１０、１３０…クランク角センサ（１３２…クランク位置ロータ、１３３…電磁ピックアップ）、２０…カム角センサ（２１，９１…カム位置ロータ、２５…電磁ピックアップ）、３０…イグニッションスイッチ、１…電子制御装置（ＥＣＵ）、２…マイクロコンピュータ、３…波形整形回路、４…インジェクタ用の駆動回路、５…イグナイタ用の駆動回路、２２…カムシャフト、１３１…クランクシャフト。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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