(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の始動時にクランク角信号またはカム角信号を受信できなかったとしても、内燃機関を始動できるようにする。【解決手段】内燃機関の始動時にクランク角信号とカム角信号とのうち少なくとも一方を受信できない場合、クランキングを行うスタータモータに電力を供給するバッテリの電圧値が極小値または極小値に近い値をとるタイミングで全気筒について点火を行い、これによる放電が終了するまでの時間が最も短い気筒を圧縮行程にあると判別する。【選択図】図４
2013151926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転角を所定角度単位で検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号と、カムシャフトが一回転する間に少なくとも一回カム角センサから出力されるカム角信号とを参照し、内燃機関を制御する制御装置において、
内燃機関の始動時にクランク角信号とカム角信号とのうち少なくとも一方を受信できない場合、クランキングを行うスタータモータに電力を供給するバッテリの電圧値がある特定の値をとるタイミングで全気筒について点火を行い、これによる放電が終了するまでの時間が最も短い気筒を圧縮行程にあると判別するか、または、これによる放電が終了するまでの時間が最も長い気筒を吸気行程にあると判別する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の始動時にクランク角信号またはカム角信号のうち少なくとも一方を受信できない場合、そうでない場合と比較して吸気量を増量補正する請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
各気筒における点火による放電が終了するまでの時間を、各気筒での燃焼の際に点火プラグの電極を流れるイオン電流を検出する回路を利用して計測する請求項１または２記載の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、内燃機関を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒を備える４ストローク内燃機関では、各気筒が現在どの行程にあるのかを知得して、燃料噴射制御及び点火制御を実施する必要がある。
【０００３】
内燃機関のクランクシャフトには、その回転角度及びエンジン回転数を検出するためのクランク角センサが付設されている。クランク角センサは、クランクシャフトに固定されたロータの回転をセンシングするものである。ロータの外周には、１０°ＣＡ（クランク角度）毎に歯が形成されている。クランク角センサは、ロータの外周に臨み、個々の歯が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度パルス信号（クランク角信号）を出力する。なお、通常、クランクシャフトのロータの歯は一部欠けており、その欠歯部分に起因したクランク角信号パルスの欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度を知る事が可能となっている。
【０００４】
各気筒の吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するカムシャフトにも、カム角センサが付設されている。カム角センサもまた、カムシャフトに固定されたロータの回転をセンシングするものである。このロータには、一回転を気筒数で割った角度、三気筒エンジンであれば１２０°（クランク角度に換算すれば、２４０°ＣＡ）毎に歯または突起が形成されており、その歯または突起がカム角センサの近傍を通過する都度、カム角センサがパルス信号（カム角信号）を出力する。
【０００５】
カム角信号は、複数の気筒のうちの何れかが所定の行程に至ったことを表す信号である。クランク角信号を参照すれば、各気筒のピストンが上死点や下死点に到達するタイミングを知得することはできる。しかしながら、その上死点が圧縮上死点であるのか排気上死点であるのか、またはその下死点が吸気下死点であるのか膨張下死点であるのかを知ることはできない。カム角信号は、それら上死点または下死点の種類を判別するために役立つ。
【０００６】
また、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトに可変バルブタイミング機構が付随している場合、カム角信号は可変バルブタイミング機構が具現しているバルブタイミングを示す信号にもなる。この場合のカム角信号のクランク角信号に対する位相は、可変バルブタイミング機構の操作によって進角または遅角する。
【０００７】
内燃機関の制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、クランク角信号及びカム角信号を受信し、両信号を参照して各気筒の行程を把握、気筒における燃料噴射タイミングや点火タイミングを決定して内燃機関の運転を制御する（以上、下記特許文献を参照）。各気筒の現在の行程を知得して燃料噴射及び点火を行わなければならないのは、内燃機関の始動時も同じである。
【０００８】
ところで、極めて稀ではあるが、クランク角センサ及び／またはカム角センサとＥＣＵとの間の伝送路が断線し、あるいはセンサ自体が故障して、ＥＣＵがクランク角信号及び／またはカム角信号を受信できなくなることがある。何れかの信号を受信不能であると、スタータモータ（セルモータ）により機関を回転駆動するクランキング中に、各気筒が現在どの行程にあるのかを知得することが困難となる。それ故、各気筒において適正なタイミングで燃料を噴射することができず、始動不良に陥るおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２０７３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、内燃機関の始動時にクランク角信号またはカム角信号を受信できなかったとしても、内燃機関を始動できるようにすることを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、クランクシャフトの回転角を所定角度単位で検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号と、カムシャフトが一回転する間に少なくとも一回カム角センサから出力されるカム角信号とを参照し、内燃機関を制御する制御装置において、内燃機関の始動時にクランク角信号とカム角信号とのうち少なくとも一方を受信できない場合、クランキングを行うスタータモータに電力を供給するバッテリの電圧値がある特定の値をとるタイミングで全気筒について点火を行い、これによる放電が終了するまでの時間が最も短い気筒を圧縮行程にあると判別するか、または、これによる放電が終了するまでの時間が最も長い気筒を吸気行程にあると判別することとした。
【００１２】
気筒の燃焼室内に火花放電を発生させるために要求される電圧は、燃焼室内の圧力（圧縮圧）、換言すれば気筒に充填された気体の密度が大きいほど高くなる。点火プラグの電極に高電圧を印可するべく点火コイルが蓄えている電気的エネルギは有限であり、気筒に充填された気体の密度が大きいほど、絶縁破壊のために点火コイルのエネルギが早く消費されることから、放電の期間が短くなる。
【００１３】
本発明は、上記の点に初めて着目してなされたものであり、全気筒にて同時に火花放電を発生させ、その放電が終了するまでの時間が最も短い気筒を圧縮行程にあると判別し、または放電が終了するまでの時間が最も長い気筒を吸気行程にあると判別することで、各気筒の現在の行程を知得する。その上で、次に吸気行程ないし圧縮行程を迎えると判断される気筒に燃料を噴射するようにしたのである。
【００１４】
各気筒間での、点火から放電の終了までの時間の差は、気筒に充填される吸気の量が多いほど大きくなると考えられる。そこで、内燃機関の始動時にクランク角信号またはカム角信号のうち少なくとも一方を受信できない場合には、そうでない場合と比較して吸気量を増量補正することが好ましいと言える。
【００１５】
各気筒における点火による放電が終了するまでの時間は、各気筒での燃焼の際に点火プラグの電極を流れるイオン電流を検出する回路を利用して計測することが簡便である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、内燃機関の始動時にクランク角信号またはカム角信号を受信できなかったとしても、内燃機関を始動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。
【図２】同実施形態におけるイオン電流（点火プラグの電極間電圧）を検出する回路を示す図。
【図３】同実施形態におけるクランク角信号、カム角信号及びクランキング中のバッテリ電圧の推移を示すタイミング図。
【図４】同実施形態における点火プラグの火花放電により発生する電極間電圧の推移を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンである。図示例の内燃機関は、筒内直接噴射式のもので、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）と、各気筒１内に燃料を噴射するインジェクタ１０と、各気筒１に吸気を供給するための吸気通路３と、各気筒１から排気を排出するための排気通路４と、吸気通路３を流通する吸気を過給する排気ターボ過給機５と、排気通路４から吸気通路３に向けてＥＧＲガスを還流させる外部ＥＧＲ装置２とを具備している。
【００１９】
気筒１の燃焼室の天井部には、点火プラグ１３を取り付けてある。図２に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ１３は、点火コイル１２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１２は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ１１とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００２０】
内燃機関の制御装置たるＥＣＵ０からの点火信号ｉをイグナイタ１１が受けると、まずイグナイタ１１が点弧して点火コイル１２の一次側に電流が流れ、その直後の点火タイミングでイグナイタ１１が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ１３の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。
【００２１】
ＥＣＵ０は、平常の運転時において、燃料の爆発燃焼の際に気筒１の燃焼室内に発生するイオン電流を検出し、このイオン電流を参照して、圧縮行程の後期から膨張行程の後期に至る期間の燃焼室内の燃焼圧力（筒内圧）を推測する。
【００２２】
図２に示しているように、火花点火用の電気回路には、イオン電流を効果的に検出するためのバイアス電源部１４と、イオン電流の多寡に応じた検出電圧を増幅して出力する増幅部１５とを付設してある。バイアス電源部１４は、バイアス電圧を蓄えるキャパシタ１４１と、キャパシタ１４１の電圧を所定電圧まで高めるためのツェナーダイオード１４２と、電流阻止用のダイオード１４３、１４４と、イオン電流に応じた電圧を出力する負荷抵抗１４５とを含む。増幅部１５は、オペアンプに代表される電圧増幅器１５１を含む。
【００２３】
点火プラグ１３の中心電極と接地電極との間のアーク放電時にはキャパシタ１４１が充電され、その後キャパシタ１４１に充電された電荷による高いバイアス電圧が点火プラグ１３の中心電極に印可される。このバイアス電圧により、負荷抵抗１４５にイオン電流が流れる。イオン電流が流れることに起因して生じる抵抗１４５の両端間の電圧は、増幅部１５により増幅されてイオン電流信号ｈとしてＥＣＵ０に受信される。
【００２４】
オーバーリーン等の不良燃焼時には、正常燃焼時に比べて燃焼が過度に緩慢となる。さすれば、イオン電流のピークが低くなり、またイオン電流の流れている時間が長くなる。イオン電流の推移を計測し、その最大値が判定閾値を上回るか否か、またはイオン電流が判定閾値（この閾値は、前記閾値とは異なる）を超えている時間が短いか長いかを判断することで、当該気筒１での燃焼が正常であるか否かの判定を下すことが可能である。イオン電流を検出できない場合には、当該気筒１にて失火が起こっている。
【００２５】
吸気バルブ１６には、その開閉タイミングを変化させることのできる可変バルブタイミング機構１６１が付随している。可変バルブタイミング機構１６１は、例えば、吸気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させることを通じて、吸気バルブ１６の開閉タイミングを進角させたり遅角させたりするものである。
【００２６】
吸気通路３は、外部から空気を取り入れて気筒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、過給機５のコンプレッサ５１、インタクーラ３２、電子スロットルバルブ３３、サージタンク３４、吸気マニホルド３５を、上流からこの順序に配置している。
【００２７】
排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させることで発生した排気を気筒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、過給機５の駆動タービン５２及び三元触媒４１を配置している。加えて、タービン５２を迂回する排気バイパス通路４３、及びこのバイパス通路４３の入口を開閉するバイパスバルブであるウェイストゲートバルブ４４を設けてある。ウェイストゲートバルブ４４は、アクチュエータに制御信号ｌを入力することで開閉操作することが可能な電動ウェイストゲートバルブであり、そのアクチュエータとしてＤＣサーボモータを用いている。
【００２８】
排気ターボ過給機５は、駆動タービン５２とコンプレッサ５１とを同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、駆動タービン５２を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサ５１にポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮（過給）して気筒１に送り込む。
【００２９】
外部ＥＧＲ装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。外部ＥＧＲ通路の入口は、排気通路４におけるタービン５２の上流の所定箇所に接続している。外部ＥＧＲ通路の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３４に接続している。外部ＥＧＲ通路上にも、ＥＧＲクーラ２１及びＥＧＲバルブ２２を設けてある。
【００３０】
本実施形態の内燃機関の制御装置たる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。
【００３１】
ＥＣＵ０の入力インタフェースには、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及びエンジン回転数を検出するクランク角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３３の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するアクセル開度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３４）内の吸気温及び吸気圧（または、過給圧）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、車載バッテリの電圧を検出するセンサから出力されるバッテリ電圧信号ｅ、内燃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ｆ、吸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）ｇ、燃焼室内での混合気の燃焼に伴って生じるイオン電流を検出する回路から出力されるイオン電流信号ｈ等が入力される。
【００３２】
ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、イグナイタに対して点火信号ｉ、可変バルブタイミング機構１６１に対して開閉タイミング制御（位相角）信号ｊ、スロットルバルブ３３に対して開度操作信号ｋ、ウェイストゲートバルブ４４に対して開度操作信号ｌ、ＥＧＲバルブ２２に対して開度操作信号ｍ、インジェクタ１０に対して燃料噴射信号ｎ、スタータモータに対してこれを駆動制御する制御信号ｏ等を出力する。スタータモータは、車載バッテリから電力の供給を受けて回転する。
【００３３】
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を入力インタフェースを介して取得し、吸気圧及び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し、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、吸気バルブ１６の開閉タイミング、ＥＧＲ量（または、ＥＧＲ率）及びＥＧＲバルブ２２の開度といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎを出力インタフェースを介して印加する。
【００３４】
また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、スタータモータに制御信号ｏを入力し、スタータモータのピニオンギアをフライホイール（ＭＴ車）またはドライブプレート（ＡＴ車）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。
【００３５】
クランク角信号ｂ及びカム角信号ｇに関して補足する。クランク角センサは、クランクシャフトに固定されクランクシャフトと一体となって回転するロータの回転角度をセンシングするものである。このロータには所定角度、例えば１０°ＣＡ毎に歯が形成されている。クランク角センサは、ロータ７の個々の歯が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度クランク角信号ｂとしてパルス信号を発信する。
【００３６】
但し、クランクシャフトのロータの歯は一部欠けており、その欠歯部分に起因して、図３に示すようにクランク角信号パルスもまた一部が欠損する。図３に示している例では、十七番目、十八番目、二十番目、二十一番目、三十五番目及び三十六番目に該当するパルスが欠損している。この欠損を基にして、クランクシャフトの絶対的な角度を知ることが可能である。欠損した三十六番目のパルスの次の一番目のパルスのタイミングを０°ＣＡとおくと、欠損した十八番目のパルスに続く十九番目のパルスのタイミングが１８０°ＣＡということになる。
【００３７】
他方、カム角センサは、カムシャフトに固定されカムシャフトと一体となって回転するロータの回転角度をセンシングするものである。このロータには、カムシャフトの一回転を気筒数で割った角度毎に、歯または突起が形成されている。三気筒エンジンであれば、歯または突起が１２０°（クランク角度に換算すれば、２４０°ＣＡ）毎に配置される。カム角センサは、個々の歯または突起が当該センサの近傍を通過することを検知して、その都度カム角信号ｇとしてパルス信号を発信する。
【００３８】
カム角信号ｇは、何れかの気筒１が所定の行程に至ったことを表す信号である。本実施形態では、吸気カムシャフトにカム角センサが付随しており、図３に示しているように、カム角信号は各気筒１における吸気行程の開始を示唆している。のみならず、カム角信号ｇは、可変バルブタイミング機構１６１により調節される吸気バルブ１６の開弁タイミングをも表している。
【００３９】
カム角信号ｇの位相は、可変バルブタイミング機構１６１による吸気バルブ１６の開閉タイミングの進角／遅角操作により変化する。本実施形態では、吸気バルブ１６の開弁タイミングが最も遅角化している状態、即ちエンジン回転数が低い運転領域（アイドリングを含む）や機関の始動時を基準位相としている。図３で示しているカム角信号ｇは、基準位相におけるものである。エンジン回転数が上昇し、吸気バルブ１６の開弁タイミングが進角すると、カム角信号ｇの出力タイミングは早まる。このとき、カム角信号ｇの位相が、図３上で左方に変位する。
【００４０】
内燃機関の始動時において、通常であれば、ＥＣＵ０がクランク角信号ｂ及びカム角信号ｇの双方を参照し、クランキング中における各気筒１の現在の行程を知得することができる。よって、各気筒１での適切な燃料噴射タイミング及び点火タイミングを設定することは容易である。
【００４１】
しかしながら、ＥＣＵ０がクランク角信号ｂとカム角信号ｇとのうち少なくとも一方を受信できなくなった場合には、両信号ｂ、ｇに依拠しない手法で各気筒１の現在の行程を知得し、燃料噴射タイミング及び点火タイミングを決定しなければならなくなる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、クランキングを行うスタータモータに電力を供給するバッテリ電圧ｅの値がある特定の値をとるタイミングで、全ての気筒１のイグナイタ１１に点火信号ｉを入力し、全気筒１の点火プラグ１３における火花放電を惹起する。その上で、各気筒１での火花放電が終了するまでの時間を計測し、その時間が最も短い気筒１を、現在圧縮行程にある気筒１であると判別するようにしている。
【００４３】
図３に示しているように、スタータモータによるクランキング中、このスタータモータに電力を供給するバッテリの電圧ｅは周期的に増減変動する。バッテリ電圧ｅは、何れかの気筒１が圧縮上死点近傍にある時期に最も低下する。特に、内燃機関が三気筒エンジンであれば、ある気筒１が圧縮上死点にあるとき、他の二つの気筒１がそれぞれ吸気行程の後半、排気行程の前半にあることから、クランキング中のスタータモータに対する機械的負荷が最も大きくなり、故にバッテリ電圧ｅが降下して極小値をとる。
【００４４】
要するに、バッテリ電圧ｅが極小値をとるタイミングと、何れかの気筒１が圧縮上死点を迎えるタイミングとが合致している。このことは、気筒数の異なる内燃機関、例えば四気筒エンジン等においても同様である。
【００４５】
内燃機関の始動時における点火タイミングは、圧縮上死点の近傍とすることが通例である。従って、バッテリ電圧ｅが極小値となった、極小値に近い所定の値まで減少した、または極小値が訪れた後に極小値に近い所定の値まで増加したタイミングで、ＥＣＵ０から全気筒１のイグナイタ１１に同時に点火信号ｉを入力し、全気筒１の点火プラグ１３による点火を行う。さすれば、何れかの気筒１において適正なタイミングで混合気に点火することができる。
【００４６】
図４に、点火プラグ１３の中心電極と接地電極との間に発生する火花放電の電圧の推移を例示している。気筒１の燃焼室内の圧力、換言すれば気筒１に充填された気体の密度が高いと、点火プラグ１３の電極間に絶縁破壊を引き起こすために必要な電圧が大きくなる。よって、図４上で実線で示しているように、火花放電の最初期の容量放電における電圧が大きくなる。並びに、絶縁破壊を引き起こすために点火コイル１２に蓄えていたエネルギが早く消費される。よって、図４上で実線で示しているように、容量放電に続く誘導放電に伴う電圧変動の期間が短くなる。
【００４７】
逆に、気筒１に充填された気体の密度が低いと、点火プラグ１３の電極間に絶縁破壊を引き起こすために必要な電圧が小さくなり、点火コイル１２に蓄えていたエネルギもゆっくり消費されるようになる。よって、図４上で破線で示しているように、容量放電における電圧が小さくなり、かつ誘導放電に伴う電圧変動の期間が長くなる。
【００４８】
つまり、全気筒１の点火コイル１２に同等のエネルギを与え、全気筒１の点火プラグ１３で火花放電を発生させ、容量放電の開始から誘導放電の終了までの時間が最も短い気筒１を選出することで、現在圧縮行程にある気筒１を判別することができるのである。
【００４９】
ＥＣＵ０は、図２に示しているイオン電流を計測するための回路を介して、各気筒１の点火プラグの電極から発される、容量放電及び誘導放電に対応した電圧信号ｈを受信する。そして、各気筒１毎に放電時間Ｔn［ｎ＝１，２，……，ｘ（ｘは気筒１の総数）］を計測し、計測したＴnを基に、Ｔ1／Ｔ2、……、Ｔx-1／Ｔx、Ｔx／Ｔ1をそれぞれ演算する。
【００５０】
三気筒エンジンであれば、Ｔ1／Ｔ2、Ｔ2／Ｔ3、Ｔ3／Ｔ1の三つの値を算出する。算出した値のうち、最も大きな値における分母に対応した気筒１が、圧縮行程にある気筒１である。例えば、Ｔ2／Ｔ3が最も大きいならば、第三気筒１が圧縮行程にあると判定される。しかして、図３に示しているように、第三気筒１が現在圧縮行程、特に圧縮上死点近傍にあるのであれば、第一気筒１は現在吸気行程の後半にあり、第二気筒１は現在排気行程の前半にある、ということが明らかとなる。
【００５１】
ＥＣＵ０は、各気筒１の現在の行程を知得した後、次に吸気行程ないし圧縮行程を迎えると判断される気筒１に燃料を噴射するべく、当該気筒１に付帯するインジェクタ１０に燃料噴射信号ｎを入力する。例えば、三気筒エンジンにおいて、クランキング中に第三気筒１が圧縮上死点近傍にあると判定された暁には、第一気筒１が吸気行程を迎えているので、当該第一気筒１の圧縮上死点以前の適宜のタイミングにて、当該第一気筒１に燃料を噴射する。
【００５２】
しかる後、バッテリ電圧ｅを参照して知得される次回の点火タイミング（既に述べた通り、バッテリ電圧ｅが極小値となった、極小値に近い所定の値まで減少した、または極小値が訪れた後に極小値に近い所定の値まで増加したタイミング）にて、第一気筒１のイグナイタ１１に点火信号ｉを入力し、点火を行う。この結果、第一気筒１に充填された混合気中の燃料に適切に着火させることができる。
【００５３】
さらに、現在吸気行程を迎えている第二気筒１に燃料を噴射して、バッテリ電圧ｅを参照して知得される点火タイミングにて第二気筒１に点火する、というように、各気筒１について順次燃料噴射及び点火を実行するのである。
【００５４】
因みに、ＥＣＵ０がクランク角信号ｂ及び／またはカム角信号ｇを受信できない場合における内燃機関の始動時には、そうでない場合と比較して、気筒１に充填される吸気の量を増量する補正制御を実施することが好ましい。吸気量の増量補正は、クランキング中の電子スロットルバルブ３３の開度をより大きく拡げる（そのような開度操作信号ｋを、スロットルバルブ３３に入力する）ことにより実現することができる。
【００５５】
吸気量を増量補正するのは、圧縮行程にある気筒１の燃焼室内の気体の密度をより高め、圧縮行程にある気筒１における火花放電の時間と、それ以外の気筒１における火花放電の時間との差を拡大させるためである。
【００５６】
本実施形態では、クランクシャフトの回転角を所定角度単位で検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂと、カムシャフトの回転角を当該カムシャフトの一回転を気筒数で割った角度単位で検出するカム角センサから出力されるカム角信号ｇとを参照し、内燃機関を制御する制御装置０において、内燃機関の始動時にクランク角信号ｂとカム角信号ｇとのうち少なくとも一方を受信できない場合、クランキングを行うスタータモータに電力を供給するバッテリの電圧値ｅがある特定の値をとるタイミングで全気筒１について点火を行い、これによる放電が終了するまでの時間が最も短い気筒１を圧縮行程にあると判別することとした。
【００５７】
本実施形態によれば、クランク角信号ｂまたはカム角信号ｇが失われたとしても、各気筒１の現在の行程を把握でき、内燃機関を始動することができるという、フェイルセーフが実現される。
【００５８】
加えて、内燃機関の始動時にクランク角信号ｂまたはカム角信号ｇのうち少なくとも一方を受信できない場合には、そうでない場合と比較して吸気量を増量補正するようにしているので、現在圧縮行程にある気筒１とそうではない気筒１との間で火花放電が終了するまでの時間差がより大きくなり、圧縮行程にある気筒１を確実に判別することが可能となる。
【００５９】
また、各気筒１における点火による放電が終了するまでの時間を、各気筒１での燃焼の際に点火プラグ１３の電極を流れるイオン電流を検出する回路を利用して計測するため、別途回路やセンサ類を追加する必要がなく、コスト増を招かない。
【００６０】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、ＥＣＵ０がバッテリ電圧ｅを参照し、これが特定の値（即ち、極小値または極小値に近い所定値）となったときに全気筒１で点火を行うものとしていた。これに対し、ＥＣＵ０がクランク角信号ｂまたはカム角信号ｇのどちらかを依然として受信可能であり、受信可能な信号ｂ、ｇを参照して何れかの気筒１の圧縮上死点またはその近傍のタイミングを検知できる（例えば、上記実施形態と異なり、カム角信号ｇのパルスが何れかの気筒１の圧縮上死点近傍で発せられ、これが何れかの気筒１の膨張行程の開始を表している場合等）のであれば、受信可能な信号ｂ、ｇに基づいて検知される当該タイミングにて点火を行っても構わない。この場合にも、バッテリ電圧ｅが特定の値をとるタイミングで全気筒１に点火している点に変わりはない。
【００６１】
上記実施形態では、クランキング中の吸気量の増減補正のために電子スロットルバルブ３３の開度を操作していたが、アイドルスピードコントロールバルブを実装している内燃機関においては、このアイドルスピードコントロールバルブの開度を操作して吸気量の増量補正を行うこととしてもよい。周知の通り、アイドルスピードコントロールバルブは、吸気通路におけるスロットルバルブの上流側と下流側とを連通するバイパス通路を開閉する流量制御弁である。
【００６２】
上記実施形態では、吸気カムシャフト側にカム角センサが付設されていたが、排気カムシャフト側にカム角センサが付設されている態様を妨げない。特に、排気バルブ１７に可変バルブタイミング機構が付随しているものでは、排気カムシャフトの回転位相ひいては排気バルブ１７のバルブタイミングを検出するためのカム角センサが必須となる。この場合のカム角信号は、例えば各気筒１における排気行程の開始を示唆するとともに、排気バルブ１７の開弁タイミングを表すものとなる。
【００６３】
上記実施形態におけるカム角センサは、カムシャフトが３６０°（これは、クランク角度ではない）を気筒数で割った角度分回転する都度カム角信号ｇを出力するものであった。だが、元来、カム角信号ｇは、クランク角信号ｂとの組み合わせで各気筒１の現在の行程を把握するために参照されるものである。故に、カム角信号ｇは、カムシャフトが一回転する毎に少なくとも一回発せられればよい。
【００６４】
上記実施形態では、火花放電が終了するまでの時間が最も短い気筒１を圧縮行程にあると判別していたが、これに替えて、またはこれとともに、火花放電が終了するまでの時間が最も長い気筒１を吸気行程にあると判別するようにしても構わない。放電が最も長く続く気筒１を吸気行程と判別する手法は、三気筒エンジンのみならず、四気筒エンジン等においても適用することができる。
【００６５】
言うまでもなく、内燃機関の気筒数は、三気筒には限定されない。
【００６６】
その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、車両等に搭載される火花点火式内燃機関の始動時の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
１３…点火プラグ
ｂ…クランク角信号
ｅ…バッテリ電圧
ｇ…カム角信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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