(57)【要約】【課題】  エンジン停止時のピストン位置にかかわらず気筒内の燃料の燃焼によりエンジン始動に必要な始動力を確保して、確実に迅速なエンジンを始動できるようにしたエンジンの始動装置を提供する。【解決手段】  複数の気筒のうちの少なくとも１つの気筒が膨張行程にあるときに残りの気筒の少なくとも１つが吸気行程にあるエンジンの始動装置であって、エンジン停止の際に吸気行程にあった気筒に電動過給機（２６）によって過給された吸気を供給すると共に、エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒と吸気行程にあった気筒とに燃料噴射弁（２）から燃料を供給し、点火プラグ（４）で供給燃料を点火することによりエンジン（１）を始動する。【選択図】      図１
2007040151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒のうちの少なくとも１つの気筒が膨張行程にあるときに残りの気筒の少なくとも１つが吸気行程にあるエンジンの始動装置において、
前記複数の気筒のそれぞれに設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記複数の気筒のそれぞれに設けられ、前記気筒内に噴射された燃料を点火する点火プラグと、
前記エンジンの吸気通路に設けられ、電動機により駆動されて前記エンジンの吸入空気を過給する電動過給機と、
前記エンジンの停止時に膨張行程にある気筒と吸気行程にある気筒とをそれぞれ判別する気筒判別手段と、
エンジン停止の際に吸気行程にあった気筒に前記電動過給機によって過給された吸気を供給すると共に、前記エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒と吸気行程にあった気筒とに前記燃料噴射弁から燃料を供給し、前記点火プラグで前記供給燃料を点火することにより前記エンジンを始動する制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの始動装置。
【請求項２】
前記複数の気筒の各ピストンの位置を検出するピストン位置検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記エンジンの停止の際に膨張行程にあった気筒のピストンの位置が上死点後の所定クランク角未満のクランク角に相当する位置であるときには、前記エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒にのみ燃料を供給して点火することにより前記エンジンを始動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装置。
【請求項３】
前記エンジンをクランキング可能なスタータモータと、
前記エンジンの温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出されたエンジン温度が所定温度以下のときには、前記スタータモータを用いて前記エンジンを始動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装置。
【請求項４】
前記エンジンをクランキング可能なスタータモータと、
前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記気筒内への燃料供給と前記燃料の点火により前記エンジンの始動を行った後に前記回転速度検出手段によって検出された前記エンジンの回転速度が所定値以上に上昇しないときには、前記スタータモータを用いて前記エンジンを始動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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの始動装置に係り、詳しくは気筒内に燃料噴射及び点火を行うことにより生じる燃焼圧でエンジンの始動を行う始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを始動する際にはスタータモータを用いることが一般的であったが、近年ではエンジン始動時の騒音を低減すると共に迅速な始動を実現するため、スタータモータによるクランキングを行うことなくエンジンの気筒内に燃料噴射及び点火を行って始動させるようにした始動装置が提案されている。
この始動装置では、エンジンの停止時に膨張行程にある気筒を判別し、運転者のスタート操作等に応じてエンジンを始動する際には、この膨張行程気筒に対して燃料を噴射した後に点火を行って噴射燃料を燃焼させ、このときに発生する燃焼圧によりエンジンを始動する。
【０００３】
しかしながら、エンジン停止時に膨張行程にあった気筒への燃料供給と点火のみでは十分な燃焼圧が得られなかったり、エンジン始動時の回転変動が大きくなりすぎるといった問題がある。特に、膨張行程気筒のピストンが、上死点からのクランク角で９０°以上となるような位置にある場合には、気筒内容積が拡大しすぎることにより噴射された燃料が十分に気筒内の空気と混合できず、始動に必要な燃焼圧を確保することができない上、排気弁も開き始めているため、燃焼圧が逃げやすくなってエンジンの始動が困難になる可能性がある。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するため、エンジン停止時に吸気行程にあった気筒についても燃料を噴射し点火することによりエンジンの始動に必要なトルクを確保するようにした始動装置が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３４６７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、エンジン停止時に吸気行程にあった気筒については、吸気弁が開いた状態となっているため、燃焼圧が逃げやすく、また爆発風が吸気ポートを通って吸気系上流側に吹き返すといった問題が生じる。
上記特許文献１の始動装置では、このような問題を回避するため強制的に吸気弁を閉じるようにしているが、このように吸気弁を強制的に閉じるためには、エンジンの動弁系にバルブの開閉時期やバルブリフト量を変更するための可変機構を全気筒に個別に設ける必要がある上、エンジン始動後は直ちに通常のエンジンの運転に適合したバルブ開閉時期やバルブリフト量に戻さなければならず、動弁機構の構造やエンジンの制御が極めて複雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジン停止時のピストン位置にかかわらず気筒内の燃料の燃焼によりエンジン始動に必要な始動力を確保して、確実に迅速なエンジンを始動できるようにしたエンジンの始動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のエンジンの始動装置は、複数の気筒のうちの少なくとも１つの気筒が膨張行程にあるときに残りの気筒の少なくとも１つが吸気行程にあるエンジンの始動装置において、前記複数の気筒のそれぞれに設けられ、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記複数の気筒のそれぞれに設けられ、前記気筒内に噴射された燃料を点火する点火プラグと、前記エンジンの吸気通路に設けられ、電動機により駆動されて前記エンジンの吸入空気を過給する電動過給機と、前記エンジンの停止時に膨張行程にある気筒と吸気行程にある気筒とをそれぞれ判別する気筒判別手段と、エンジン停止の際に吸気行程にあった気筒に前記電動過給機によって過給された吸気を供給すると共に、前記エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒と吸気行程にあった気筒とに前記燃料噴射弁から燃料を供給し、前記点火プラグで前記供給燃料を点火することにより前記エンジンを始動する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
このように構成されたエンジンの始動装置によれば、エンジンを始動する際には、エンジンを停止したときに吸気行程にあった気筒に電動過給機によって過給された吸気が供給されると共に、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒と吸気行程にあった気筒とに燃料が供給されて点火される。そして、これによって生じる少なくとも２つの気筒の燃焼圧によりエンジンが始動される。
【０００９】
より好ましくは、前記複数の気筒の各ピストンの位置を検出するピストン位置検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記エンジンの停止の際に膨張行程にあった気筒のピストンの位置が上死点後の所定クランク角未満のクランク角に相当する位置であるときには、前記エンジン停止の際に膨張行程にあった気筒にのみ燃料を供給して点火することにより前記エンジンを始動することを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
このように構成されたエンジンの始動装置によれば、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒のピストンの位置が上死点後の所定クランク角未満のクランク角に相当する位置であるときには、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒にのみ燃料を供給して点火することにより生じる燃焼圧でエンジンが始動される。
また、好ましくは、前記エンジンをクランキング可能なスタータモータと、前記エンジンの温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出されたエンジン温度が所定温度以下のときには、前記スタータモータを用いて前記エンジンを始動することを特徴とする（請求項３）。
【００１１】
このように構成されたエンジンの始動装置によれば、エンジン温度が所定温度以下のときには、スタータモータを用いてエンジンの始動が行われる。
また、好ましくは、前記エンジンをクランキング可能なスタータモータと、前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記気筒内への燃料供給と前記燃料の点火により前記エンジンの始動を行った後に前記回転速度検出手段によって検出された前記エンジンの回転速度が所定値以上に上昇しないときには、前記スタータモータを用いて前記エンジンを始動することを特徴とする（請求項４）。
【００１２】
このように構成されたエンジンの始動装置によれば、気筒内への燃料供給と点火によりエンジンの始動を行った後にエンジンの回転速度が所定値以上に上昇しないときには、スタータモータを用いてエンジンの始動が行われる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のエンジンの始動装置によれば、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒と吸気行程にあった気筒のそれぞれの燃焼圧によりエンジンが始動されるので、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒のみの燃焼圧でエンジンを始動する場合よりも大きな始動力を得ることができ、比較的気筒内の容積が大きくなるような位置にピストンがある場合でも、確実にエンジンを始動することが可能となると共に、エンジンの始動をより迅速に行うことが可能となる。
【００１４】
また、エンジンを始動する際には、エンジンを停止したときに吸気行程にあった気筒に対し、電動過給機によって過給された吸気が供給されるので、吸気圧の上昇によって気筒内の吸気温度が上昇して燃料の気化が促進され、比較的気筒内の容積が大きくなるような位置にピストンがある場合でも、気筒内の混合気を良好に燃焼させることができる。
更に、過給された吸気の供給により、吸気弁が開いていても気筒内の圧力が逃げにくくなるので、発生した燃焼圧をエンジンの始動に有効に活用することができる。
【００１５】
また、請求項２のエンジンの始動装置によれば、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒のピストンの位置が、上死点後の所定クランク角未満のクランク角に相当する位置であるときには、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒にのみ燃料を供給して点火するようにしているが、このような位置にピストンがあるときには、気筒内の容積が比較的小さく、燃料と空気との混合が十分行われて良好な燃焼を得ることができるので、エンジンを停止したときに吸気行程にあった気筒の燃焼圧を使用しなくても、エンジンを停止したときに膨張行程にあった気筒への燃料供給と点火だけでエンジンの始動に必要な燃焼圧を確保することが可能となる。
【００１６】
従って、このような場合には、エンジンを停止したときに吸気行程にあった気筒への燃料の供給が不要となるため、燃費を改善することが可能となる。
更に、エンジン温度が低い場合には気筒内の燃料の気化が十分行われず、エンジンの始動に必要な燃焼圧が得られない場合があるが、請求項３のエンジンの始動装置によれば、エンジン温度が所定温度以下のときには、スタータモータを用いてエンジンの始動が行われるようにしたので、エンジン温度が低い場合でも確実にエンジンを始動することが可能となる。
【００１７】
なお、このときに気筒内への燃料供給と点火による始動も併用するようにすれば、スタータモータで消費する電力量を低減することができるし、気筒内への燃料供給と点火による始動は行わないようにすれば、燃料消費量と電動過給機での電力消費量を低減することができる。
また、請求項４のエンジンの始動装置によれば、気筒内への燃料供給と点火によりエンジンの始動を行った後にエンジンの回転速度が所定値以上に上昇しないときには、スタータモータを用いてエンジンの始動が行われるので、何らかの理由により気筒内への燃料供給と点火ではエンジンの始動ができなかった場合でも、確実にエンジンを始動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明をアイドルストップ車両に搭載されたエンジンの始動装置に具体化した一実施形態について図面に基づき説明する。
図１の全体構成図に示すように、本実施形態のエンジン１は筒内噴射型直列４気筒エンジンとして構成され、各気筒には燃料噴射弁２及び点火プラグ４が設けられている。各気筒の燃料噴射弁２は気筒内、即ち燃焼室６内に燃料を直接噴射可能に構成され、各燃料噴射弁２には図示しない燃料ポンプから所定圧力で燃料が供給される。
【００１９】
各気筒の燃焼室６内には、吸気弁８の開弁に伴って吸気ポート１０を経て吸気が導入され、導入された吸気中に燃料噴射弁２から所定のタイミングで燃料が噴射される。噴射燃料は圧縮上死点近傍で点火プラグ４により点火され、燃焼圧をピストン１２に作用させて図示しないクランク軸を回転駆動する。
一方、燃焼後の排ガスは排気弁１４の開弁に伴って排気ポート１６から図示しない触媒や消音器を経て外部に排出される。
【００２０】
吸気ポート１０はサージタンク１８から各気筒ごとに分岐されており、サージタンク１８の上流側には電動アクチュエータ２０により開閉駆動される電子スロットル弁２２を備えた吸気通路２４が接続されている。また、電子スロットル弁２２の上流側には電動過給機２６が介装されており、この電動過給機２６は電動機２８で駆動されることにより、エンジン１への吸気の過給を行う。なお、この電動過給機２６が電動機２８で駆動されていない状態では、過給されない吸気がエンジン１に供給されるようになっている。また、電動過給機２６は電動機２８による駆動のほかに、エンジン１からの排気を用いたタービンによる駆動を併用するようにしてもよい。
【００２１】
エンジン１は、一般的なエンジンと同様にエンジン１をクランキングするためのスタータモータ３０を備えており、スタータモータ３０のピニオンギヤ３２をクランク軸（図示せず）のリングギヤ３４に噛合させて回転駆動することにより、エンジン１のクランキングを行うようになっている。
また、エンジン１にはエンジン１の冷却水温をエンジン温度として検出する水温センサ（温度検出手段）３６、エンジンのクランク軸の回転に同期してクランク角信号を出力するクランク角センサ３８、カム軸の回転に同期してＴＯＰ信号を出力するカム角センサ４０が設けられている。
【００２２】
ＥＣＵ（制御手段）４２は、燃料噴射制御や点火時期制御などエンジンを運転するためのエンジン１の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、ＣＰＵ、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づき各種デバイスの制御を行っている。
ＥＣＵ４２の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した水温センサ３６、クランク角センサ３８、及びカム角センサ４０のほか、車両の走行速度を検出する車速センサ４４、運転者によるブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ４６、及び運転席に設けられたセレクトレバーの操作位置を検出するシフト位置センサ４８などの各種センサ類やイグニションスイッチ５０が接続されており、出力側には演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒の燃料噴射弁２、点火プラグ４、電子スロットル弁２２の電動アクチュエータ２０、電動過給機２６の電動機２８、及びスタータモータ３０などの各種デバイス類が接続されている。
【００２３】
このように構成されたエンジン１は図示しない自動変速機と連結されて車両に搭載されており、エンジン１の出力は自動変速機を介して車両の駆動輪に伝達されて車両を走行させる。
一方、ＥＣＵ４２は信号待ちや渋滞等による車両の停車中には、エンジン１を一時的に自動停止させるアイドルストップ制御を実行する。本実施形態ではエンジン停止条件として、車速センサ４４により検出された車速Ｖが０ｋｍ／ｈであること、ブレーキスイッチ４６によりブレーキ操作が検出されていること、及びシフト位置センサ４８により検出されたシフト位置がＤ（ドライブ）レンジ等の走行レンジ又はＮ（ニュートラル）レンジであることが設定されており、これらの条件が満たされると、ＥＣＵ４２は燃料噴射制御及び点火時期制御を中止してエンジンを停止させる。
【００２４】
また、アイドルストップ制御におけるエンジン始動条件としては、ブレーキスイッチ４６によりブレーキ操作の解除が検出されていること、及びシフト位置センサ４８により検出されたシフト位置がＤレンジ等の走行レンジであることが設定されており、これらの条件が満たされると、ＥＣＵ４２は燃料噴射制御及び点火時期制御を再開してエンジン１を始動する。
【００２５】
以上のアイドルストップ制御でのエンジン始動時、或いは運転者によるイグニションスイッチ５０のスタート操作に基づく通常のエンジン始動時において、ＥＣＵ４２は迅速且つ低騒音の始動を目的として、気筒内への燃料噴射と点火により生じる燃焼圧でエンジン１を始動する始動専用の制御を実行しており、以下、当該始動制御の詳細を説明する。
図２及び図３は始動制御のフローチャートを示すものであり、ＥＣＵ４２は車両の使用中にこのフローチャートに基づく始動制御ルーチンを所定の制御周期で実行している。この始動制御ルーチンはイグニションスイッチ５０のＯＦＦ位置以外で常に実行され、運転者のキー操作によりエンジン１が停止・始動された（即ち、一旦アクセサリ位置に切換えられた）場合でも継続するように配慮されている。
【００２６】
始動制御ルーチンがスタートすると、まずステップＳ２で、クランク角センサ３８の検出信号に基づき求めたエンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒ（例えば３０ｒｐｍ）未満であるか否かを判定する。エンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒ以上であると判定した場合には、エンジン１が運転中であると見なしてステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、エンジン停止指令が入力されたか否かを判定する。このエンジン停止指令はアイドルストップ制御でエンジン停止条件が成立したとき、或いは運転者によりイグニションスイッチ５０がＯＦＦ操作されたときに入力されるものであり、エンジン停止指令が入力されない場合には今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了し、次の制御周期で再びステップＳ２から処理を行う。
【００２７】
一方、エンジン停止指令の入力があった場合には、ステップＳ４からステップＳ６に進み、燃料噴射制御及び点火時期制御を中止してエンジン１を停止させ、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、クランク角センサ３８により検出されたクランク角信号とカム角センサ４０により検出されたＴＯＰ信号とに基づき、エンジン停止の直前に膨張行程にある気筒（以下、膨張行程気筒と称する）、及び吸気行程にある気筒（以下、吸気行程気筒と称する）を判別すると共に、次のステップＳ１０で、これら膨張行程気筒及び吸気行程気筒のそれぞれのピストン位置を、クランク角センサ３８により検出されたクランク角信号に基づき上死点後のクランク角として検出し、これらの判別結果及び検出結果を記憶装置に記憶した後、今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了する。
【００２８】
従って、本実施形態では、ＥＣＵ４２が気筒判別手段に相当すると共に、クランク角センサ３８がピストン位置検出手段に相当する。
このようにしてエンジン１が停止され、エンジン回転速度Ｎｅが停止判別値Ｎｅｒを下回ると、ステップＳ２からステップＳ１２へと処理が進む。
ステップＳ１２では、エンジン始動指令が入力されたか否かを判定する。このエンジン停止指令は、エンジン１が停止状態にあり、アイドルストップ制御でエンジン始動条件が成立したとき、或いは運転者によりイグニションスイッチ５０がスタート操作されたときに入力されるものであり、エンジン始動指令の入力がない場合には、今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了し、次の制御周期で再びステップＳ２からステップＳ１２に進んでエンジン始動指令の有無を判定する。
【００２９】
そして、エンジン始動指令の入力が有りステップＳ１２からステップＳ１４に進むと、温度センサ３６によって検出されたエンジン１の冷却水温Ｔｗが所定の判定温度Ｔｗｓ以下であるか否かを判定することにより、気筒内に噴射された燃料が十分気化することができるようなエンジン温度であるか否かを判断する。
ステップＳ１４で冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗｓ以下であると判定した場合には、気筒内の燃料の気化が不十分であるために十分な爆発力が得られず、エンジン１を始動するために必要な燃焼圧を得ることができないものとしてステップＳ３４に進み、スタータモータ３０を所定時間作動させることによりエンジン１をクランキングしてエンジン１の始動を行う。
【００３０】
一方、ステップＳ１４で冷却水温Ｔｗが判定温度Ｔｗｓより高いと判定した場合には、気筒内への燃料噴射と点火によりエンジン１を始動することが可能であると判断し、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、エンジン１の停止の際にステップＳ１０で検出して記憶した膨張行程気筒のピストン１２の位置を示す上死点後のクランク角を読み出し、このクランク角が所定クランク角以上であるか否かを判定する。この所定クランク角は、これ以上クランク角が大きくなるような位置にピストン１２がある場合には、気筒内の容積が大きすぎるために燃気筒内の燃料と空気が十分混合できず、膨張行程気筒の燃焼圧のみではエンジン１の始動が困難になる可能性のあるピストン位置に相当するものである。
【００３１】
ステップＳ１６で、膨張行程気筒のピストン位置に対応する上死点後のクランク角が、このような所定クランク角以上であると判定した場合にはステップＳ１８に進み、電動機２８により電動過給機２６を作動させる。電動過給機２６の作動により過給された吸気は吸気通路２４を通り、アイドル開度にある電子制御スロットル弁２２を通過して吸気ポート１０に至る。このとき吸気行程気筒は吸気弁が開弁しているため、過給された吸気が吸気行程気筒内に流入する。
【００３２】
次にステップＳ２０に進むと、膨張行程気筒及び吸気行程気筒に対して燃料噴射弁２から燃料を噴射する。このときの燃料噴射はステップＳ８及びステップＳ１０で記憶されている情報に基づいて実行され、膨張行程気筒及び吸気行程気筒のそれぞれのピストン位置から算出したそれぞれの気筒内空気量に基づいて燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に基づいて膨張行程気筒及び吸気行程気筒に対して燃料噴射を行う。
【００３３】
このとき吸気行程気筒内には過給により温度の上昇した吸気が流入しており、噴射された燃料の気化及び吸気との混合が促進されるので、気筒内容積が比較的大きい状態であっても、短時間で燃料と空気とを十分混合させることができる。
次のステップＳ２２では、ステップＳ２０での燃料噴射から予め設定された所定時間が経過した後、点火プラグ４により膨張行程気筒及び吸気行程気筒の燃料を点火する。そして、燃料の点火により生じた燃焼圧により、それぞれの気筒のピストン１２が押し下げられ、エンジン１が始動する。このとき、吸気行程気筒の吸気弁８は開弁状態にあるが、電動過給機２６からの圧力の上昇した吸気の供給により、吸気行程気筒内で生じた爆発風の吸気通路２４に向けての吹き返しを抑制することができる。また、電子スロットル弁２２もアイドル開度に保持されているため、電子スロットル弁２２によってもこの吹き返しが抑制される。
【００３４】
このとき膨張行程気筒では、ピストン位置が下死点に比較的近い場合に、排気弁１４が開弁され始めるため、燃焼圧が開弁した排気弁１４を通って逃げることにより燃焼圧が低下する可能性があるが、上述のように吸気行程気筒でも燃料の噴射及び点火を行うことによって燃焼圧を発生することにより、膨張行程気筒と吸気行程気筒の２つの気筒の燃焼圧でエンジン１を始動するため、ピルトンの停止位置にかかわらず、エンジン１の始動に必要な始動力を確保することができる。
【００３５】
このようにしてエンジンを始動して次のステップＳ２４に進むと、ステップＳ２２で点火を行ってから所定時間経過した後の、クランク角センサ３８の検出信号に基づき検出したエンジン回転速度Ｎｅが始動判別値Ｎｅｓ以上であるか否かを判定する。この始動判別値Ｎｅｓは、気筒内の噴射燃料が正常に燃焼されてエンジン１の運転が開始されたことを判別するための閾値であり、ステップＳ３２でエンジン回転数Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上であると判定した場合は、エンジン１が正常に始動されたものとして、ステップＳ２６に進んで電動過給機２６を停止させた後、今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了する。
【００３６】
以上のように、膨張行程気筒のピストン位置を示す上死点後のクランク角が所定クランク角以上の場合には、吸気行程気筒に電動過給機で過給した吸気を供給する共に膨張行程気筒及び吸気行程気筒に燃料噴射と点火を行ってエンジン１を始動するので、膨張行程気筒の燃焼圧のみではエンジン１の始動が困難であっても、吸気行程気筒の燃焼圧が加わることによりエンジン１を始動することが可能となる。
【００３７】
一方、ステップＳ３２でエンジン回転数Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上ではないと判定した場合は、何らかの理由により気筒内への燃料噴射及び点火ではエンジン１が始動できなかったものとしてステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、スタータモータ３０を作動させてエンジン１をクランキングすることによりエンジン１を始動し、次のステップＳ２６で電動過給機２６を停止させた後、今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了する。
【００３８】
従って本実施形態では、クランク角センサ３８が回転速度検出手段に相当する。
なお、図２及び図３のフローチャートには示されていないが、ＥＣＵ４２はステップＳ２４でエンジン回転速度Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上となるか、スタータモータ３０によりエンジン１をクランキングした後は、別のエンジン運転制御ルーチンにより、後続の各気筒に対して順次エンジン１の運転に必要な燃料噴射及び点火を実行する。
【００３９】
ところで、ステップＳ１６で、膨張行程気筒のピストン位置に対応する上死点後のクランク角が所定クランク角以上ではない判定した場合には、膨張行程気筒内の容積が比較的小さく、気筒内に噴射された燃料が空気と十分混合することができるものとしてステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、膨張行程気筒に対して燃料噴射弁２から燃料を噴射する。このときの燃料噴射もステップＳ８及びステップＳ１０で記憶されている情報に基づいて実行され、膨張行程気筒のピストン位置から算出した気筒内空気量に基づいて燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に基づいて膨張行程気筒に対して燃料噴射を行う。
【００４０】
次のステップＳ３２では、ステップＳ３０での燃料噴射から予め設定された所定時間が経過した後、点火プラグ４により膨張行程気筒の燃料を点火する。そして、燃料の点火により生じた燃焼圧により、膨張行程気筒のピストン１２が押し下げられ、エンジン１が始動する。
このとき、膨張行程気筒の吸気弁８及び排気弁１４は閉弁しており、気筒内は密封状態にある上、燃料と空気との混合も十分行われているため、膨張行程気筒のみの燃料噴射と点火でエンジン１の始動に必要な燃焼圧が確保される。従って、この場合には吸気行程気筒への燃料噴射と点火は行われない。
【００４１】
こうしてエンジン１の始動を行った後、次のステップＳ２４に進むと、ステップＳ３２で点火を行ってから所定時間経過した後の、クランク角センサ３８の検出信号に基づき検出したエンジン回転速度Ｎｅが始動判別値Ｎｅｓ以上であるか否かを判定する。ステップＳ３２でエンジン回転数Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上であると判定した場合は、エンジン１が正常に始動されたものとして、ステップＳ２６に進んで電動過給機２６の停止処理を行うが、この場合には電動過給機２６は既に停止状態にあるため、実質的にはステップＳ２６での処理は何も行われず、今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ３２でエンジン回転数Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上ではないと判定した場合は、前述のようにステップＳ２８に進み、スタータモータ３０を作動させてエンジン１をクランキングすることによりエンジン１を始動し、次のステップＳ２６で電動過給機２６の停止処理を行うが、この場合にも電動過給機２６は既に停止状態にあるため、実質的にはステップＳ２６での処理は何も行われず、今回の制御周期における始動制御ルーチンを終了する。
【００４３】
なお、この場合にも、ＥＣＵ４２はステップＳ２４でエンジン回転速度Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上となるか、スタータモータ３０によりエンジン１をクランキングした後は、別のエンジン運転制御ルーチンにより、後続の各気筒に対して順次エンジン１の運転に必要な燃料噴射及び点火を実行する。
以上のように、膨張行程気筒のピストン位置を示す上死点後のクランク角が所定クランク角より小さい場合には、膨張行程気筒への燃料噴射と点火のみでエンジン１の始動が可能であることから、吸気行程気筒への燃料噴射及び点火を行わず、また電動過給機２６も作動させないため、燃料消費量を抑制すると共にバッテリ使用量も低減することが可能となる。
【００４４】
また、エンジン１の温度を示す冷却水温度Ｔｗが判定温度Ｔｗｓ以下の場合や、気筒内への燃料噴射と点火ではエンジン回転速度Ｎｅが始動判定値Ｎｅｓ以上とならなかった場合には、スタータモータ３０によりエンジン１をクランキングして始動するようにしたので、確実にエンジン１を始動することができる。
以上で本発明の一実施形態に係るエンジンの始動装置についての説明を終えるが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
【００４５】
例えば、前記実施形態では、エンジン停止時の膨張行程気筒のピストン位置を示す上死点後のクランク角が所定クランク角以上の場合にのみ、吸気行程等への過給された吸気の供給と燃料噴射及び点火を行うようにしたが、エンジン停止時の膨張行程気筒のピストン位置に関わらず、吸気行程等への過給された吸気の供給と燃料噴射及び点火を行うようにしても良い。この場合には常に膨張行程気筒と吸気行程気筒の２つの気筒の燃焼圧によりエンジン１が始動されるので、膨張行程気筒への燃料噴射と点火のみでエンジン１を始動するものに比べ、より迅速にエンジン１を始動することが可能となる。
【００４６】
また、前記実施形態では、エンジン１の冷却水温度Ｔｗが判定温度Ｔｗｓ以下の場合に気筒内への燃料噴射と点火を行わず、スタータモータ３０のクランキングによりエンジン１を始動するようにしたが、このときにも電動過給機２６により過給した吸気の供給や気筒内への燃料噴射と点火を行って燃焼圧による始動を併用するようにしても良い。
このようにすることによりスタータモータ３０で消費する電力を低減することが可能となる。一方、前記実施形態のようにスタータモータ３０のみで始動するようにした場合には、電動過給機による電力消費や燃料消費量を低減することができる。
【００４７】
更に、前記実施形態は、アイドルストップ制御を行うようにしたエンジン１に本発明を適用したものであったが、アイドルストップ制御を行わずにイグニッションスイッチ操作のみで始動及び停止するようにしたエンジンにも本発明を適用することが可能である。
更にまた、前記実施形態は直列４気筒エンジンに本発明を適用したものであったが、エンジン１はこれに限定されるものではなく、６気筒エンジンや８気筒エンジンなど少なくとも１つの気筒が膨張行程にあるときに、残りの気筒の少なくとも１つが吸気行程にあるようなエンジンであれば本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの始動装置の全体構成図である。
【図２】図１の始動装置で行われる始動制御の一部を示すフローチャートである。
【図３】図１の始動装置で行われる始動制御の残部を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンジン
２  燃料噴射弁
４  点火プラグ
２６  電動過給機
３０  スタータモータ
３６  水温センサ（温度検出手段）
３８  クランク角センサ（ピストン位置検出手段、回転速度検出手段）
４２  ＥＣＵ（制御手段、気筒判別手段）
【図１】
2007040151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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