(57)【要約】【課題】空燃比センサが未活性状態となる冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことを可能にする技術を提供する。【解決手段】エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、前記エンジンの温間始動時に、冷間始動時用のエンジン制御を行って冷間始動時と同一の運転状態で前記エンジンを始動させ、その時の前記空燃比センサによる実空燃比の測定値と、冷間始動時の目標空燃比との対比に基づいて、実空燃比を目標空燃比に一致させるために前記冷間始動時用のエンジン制御に対して適用すべき補正値を算出する補正値算出手段と、前記エンジンの冷間始動時に、前記補正値算出手段により算出された補正値によって補正した前記冷間始動時用のエンジン制御を行って、前記エンジンを始動させる冷間始動制御手段と、を備える。【選択図】図４
2009293446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、
前記エンジンの温間始動時に、冷間始動時用のエンジン制御を行って冷間始動時と同一の運転状態で前記エンジンを始動させ、その時の前記空燃比センサによる実空燃比の測定値と、冷間始動時の目標空燃比との対比に基づいて、実空燃比を目標空燃比に一致させるために前記冷間始動時用のエンジン制御に対して適用すべき補正値を算出する補正値算出手段と、
前記エンジンの冷間始動時に、前記補正値算出手段により算出された補正値によって補正した前記冷間始動時用のエンジン制御を行って、前記エンジンを始動させる冷間始動制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項２】
請求項１において
前記補正値算出手段は、前記エンジンの温間始動時に、冷間始動時用の吸入空気量制御及び燃料噴射量制御を行うとともに、エンジン回転数が冷間始動時の目標回転数になるようにエンジン制御を行って前記エンジンを始動させることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記補正値算出手段は、前記冷間始動時用のエンジン制御における燃料噴射量制御を補正する補正値を算出し、
前記冷間始動制御手段は、前記補正値算出手段により算出された補正値によって補正した燃料噴射量を指令値として冷間始動時用の燃料噴射量制御を行って、前記エンジンを始動させることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記エンジンの特性の経時変化を反映する所定の指標に基づいて、前記補正値算出手段によって前記補正値を算出する必要があるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前回前記補正値算出手段によって補正値を算出して以降、前記判定手段によって前記補正値を算出する必要があると判定されるまでの期間は、前記補正値算出手段は、前記エンジンの温間始動時に、通常の温間始動時用のエンジン制御を行って前記エンジンを始動させ、前記補正値の算出を行わないことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記冷間始動時用のエンジン制御内容は、冷間始動時のエンジン水温に応じて異なり、
前記補正値算出手段は、エンジン水温に応じて異なる冷間始動時の制御内容毎に、前記補正値を算出することを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記判定手段は、エンジン水温に応じて異なる冷間始動時の制御内容毎に、前記補正値算出手段によって前記補正値を算出する必要があるか否かの判定を行うことを特徴とするエンジンの始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン部品の製品毎の個体差や経時的な特性変化により、燃料噴射量や吸入空気量にはばらつきが生じる。空燃比センサによって実際の空燃比を測定することによって、このばらつきを学習し、燃料噴射制御や吸入空気量制御等のエンジン制御を補正する技術が公知である。しかしながら、エンジンの冷間時には空燃比センサが活性化していないので、このような補正を行うことが難しい。そこで、空燃比センサが活性化しているエンジン温間時に行った学習結果を、空燃比センサが未活性のエンジン冷間時に流用して、冷間時のエンジン制御を補正することが考えられる。
【０００３】
なお、関連する技術として、エンジンの冷間始動時において、空燃比センサが活性化するまではオープンループ制御で燃料噴射量を制御し、空燃比センサの活性化を検知した時点でフィードバック制御に切り替える技術が特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１９７６９３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０８８６号公報
【特許文献３】特開２０００−５４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンが定常運転する場合のように、温間時と冷間時とでエンジン制御の内容が同一の場合には、このように温間時の学習結果を流用して冷間時のエンジン制御を補正することができるが、温間時と冷間時とでエンジン制御の内容が異なる場合には、このような流用を行うと正確なエンジン制御を行うことができない。例えば、エンジン始動時は、回転や負荷等のエンジンの運転状態が時間的に変動する過渡状態である。そして、冷間始動時と温間始動時とでは、その過渡状態における回転や負荷の変動の態様が異なる。従って、温間始動時に行った学習結果を冷間始動時のエンジン制御の補正のために流用することはできない。そのため、空燃比センサが未活性状態となる冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことが難しかった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、空燃比センサが未活性状態となる冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことを可能にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関の始動制御装置は、
エンジンの排気通路に設けられた空燃比センサと、
前記エンジンの温間始動時に、冷間始動時用のエンジン制御を行って冷間始動時と同一の運転状態で前記エンジンを始動させ、その時の前記空燃比センサによる実空燃比の測定値と、冷間始動時の目標空燃比との対比に基づいて、実空燃比を目標空燃比に一致させるために前記冷間始動時用のエンジン制御に対して適用すべき補正値を算出する補正値算出手段と、
前記エンジンの冷間始動時に、前記補正値算出手段により算出された補正値によって補正した前記冷間始動時用のエンジン制御を行って、前記エンジンを始動させる冷間始動制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、温間始動とは、空燃比センサが活性化している状態であると判定される状況において行われるエンジンの始動である。また、冷間始動とは、空燃比センサが未活性状態であると判定される状況においての時に行われるエンジンの始動である。例えば、エンジンの冷却水温、外気温、直前のエンジン停止からの経過時間等の情報に基づいて、温間始動であるか冷間始動であるかが判別される。
【０００８】
この発明では、エンジンの温間始動時にあえて冷間始動時と同一のエンジン挙動を作り出す。この時、エンジンは温間状態であるので、空燃比センサは活性化している状態であり、正確な空燃比の測定を行うことができる。こうして、温間始動時に、冷間始動時と同一のエンジン挙動を作り出して測定した実空燃比を、冷間始動時の実空燃比とみなして、実空燃比と目標空燃比とのずれが解消されるように、冷間始動時用のエンジン制御を補正する補正値を算出するのである。
【０００９】
このようにして算出した補正値によって冷間始動時用のエンジン制御を補正し、実際の冷間始動時において当該補正後のエンジン制御を行うことによって、冷間始動時のエンジン制御におけるばらつきの影響を好適に排除することが可能となり、冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことができるようになる。
【００１０】
本発明において、温間始動時に冷間始動時と同一のエンジン挙動を作り出すためは、温間始動時に、冷間始動時用の吸入空気量制御及び燃料噴射制御を行うとともに、エンジン回転数が冷間始動時の目標回転数になるようにエンジン制御を行って、エンジンを始動させるようにすればよい。
【００１１】
温間始動時と冷間始動時とでは、エンジンの動作条件（可動部のフリクション等）が異なるので、温間始動時に冷間始動時と同一の吸入空気量及び燃料噴射量制御を行っても、エンジン回転数は冷間始動時の目標回転数とはならない可能性がある。このような場合には、例えば点火時期を遅角させる等の調節を行うことによって、回転数が冷間始動時の目標回転数に一致するようにフィードバック制御を行えばよい。こうすることにより、温間始動時に、冷間始動時と同一のエンジン制御を行って且つ同一の運転状態でエンジンが始動する状態を作り出すことができる。
【００１２】
本発明において、前記補正値算出手段は、前記冷間始動時用のエンジン制御における燃料噴射量制御を補正する補正値を算出し、
前記冷間始動制御手段は、前記補正値算出手段により算出された補正値によって補正した燃料噴射量を指令値として冷間始動時用の燃料噴射量制御を行って、前記エンジンを始動させるようにしても良い。
【００１３】
実空燃比と目標空燃比とのずれは、燃料噴射インジェクタの製品毎の個体差、噴射特性の経時変化、スロットルバルブやアイドルスピードコントロールバルブの特性ばらつきや経時変化、吸気系におけるデポジットの影響など、さまざまな要因によって起こる。上記のような構成とすることにより、このような種々の要因による影響を燃料噴射量制御における燃料噴射量の補正値に吸収させて、冷間始動時のエンジン制御におけるばらつきの影響を好適に排除することが可能となる。
【００１４】
なお、同様に、補正値算出手段により冷間始動時用のエンジン制御における吸入空気量制御（例えばスロットル開度制御）を補正する補正値を算出し、該算出された補正値によって補正した吸入空気量を指令値として冷間始動時用の吸入空気量制御を行って、エンジンを始動させるようにしても良い。
【００１５】
本発明において、補正値を算出する際には、上述したように、温間始動時においてもあえて冷間始動時のエンジン挙動を作り出すようにエンジン制御が行われる。このような制御を行った場合、温間始動時において、通常の温間始動時用のエンジン制御を行ってエンジンを始動させる場合と比較して、燃費性能が悪化する可能性がある。
【００１６】
ここで、補正値算出手段によって算出される補正値は、燃料噴射インジェクタやスロットルバルブ等の制御特性が経時的に変化することによって生じる制御ずれやこれらのエンジン部品の個体差に起因するばらつきを主に補正するものであるから、一度補正値を算出した後は、再び経時的な特定変化が制御精度を維持する上で無視できなくなるほど大きくなるまでの期間は、当該前回算出された補正値によって補正した冷間始動時用のエンジン制御を行っても、十分精度の良い冷間始動時のエンジン制御を行うことができる。
【００１７】
そこで、本発明において、
前記エンジンの特性の経時変化を反映する所定の指標に基づいて、前記補正値算出手段によって前記補正値を算出する必要があるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前回前記補正値算出手段によって補正値を算出して以降、前記判定手段によって前記補正値を算出する必要があると判定されるまでの期間は、前記補正値算出手段は、前記エンジンの温間始動時に、通常の温間始動時用のエンジン制御を行って前記エンジンを始動させ、前記補正値の算出を行わないようにしても良い。
【００１８】
こうすることで、補正値算出手段によって補正値の算出を行う頻度を必要最小限に抑えることができるので、補正値の算出に起因する燃費悪化を抑制することができる。
【００１９】
ここで、経時変化を反映する指標とは、エンジン部品の動作特性等の経時変化の度合を推定するための指標であり、エンジン制御において目標空燃比と実空燃比との間に所定の許容限度を超える誤差が生じる可能性があると判断するための基準となり得るパラメータである。例えば、車両の走行距離、エンジンの運転時間、燃料噴射量の積算値等を経時変化の指標として用いることができる。この場合、判定手段は、例えば、走行距離、エンジン稼働時間、燃料噴射量の積算値がそれぞれについて予め定めた基準値を超えた場合に、前回補正値算出手段によって算出した補正値を更新する必要があると判定することができる。
【００２０】
また、エンジン制御においては、定期的に、燃料噴射インジェクタの噴射特性の学習やスロットルバルブやアイドルスピードコントロールバルブの制御特性の学習を行って、燃料噴射制御や吸入空気量制御の補正を行うことがある。このような各種の学習結果を経時変化指標とすることもできる。この場合、判定手段は、例えば、インジェクタの噴射特性の学習値の、本発明の学習手段による学習を前回実行した時の値と現時点での値との乖離が所定の基準値を超えた場合に、前回学習手段によって学習した補正値を更新する必要があると判定することができる。
【００２１】
冷間始動時のエンジン水温に応じて最適なエンジン制御を行ってエンジンを始動させることが可能なエンジンの始動装置に、本発明を適用する場合には、本発明の補正値算出手段は、エンジン水温に応じて異なる冷間始動時のエンジン制御内容毎に、当該エンジン制御を補正する補正値を算出するようにしても良い。
【００２２】
例えば、冷間始動時のエンジン水温を複数の温度領域に分割し、各温度領域毎に適合したエンジン制御を行ってエンジンを始動させるようにしたエンジンの始動装置の場合、本発明の補正値算出手段は、エンジンの温間始動時に、エンジン水温がある温度領域に属している場合の冷間始動に適合されたエンジン制御を行って当該温度領域における冷間始動時と同一の運転状態で前記エンジンを始動させ、その時の前記空燃比センサによる実空燃
比の測定値と、当該温度領域において冷間始動する場合の目標空燃比との対比に基づいて、実空燃比を該目標空燃比に一致させるために、当該温度領域において冷間始動する場合に適合されたエンジン制御に対して、適用すべき補正値を算出するようにすることが好適である。そして、このような補正値を複数の温度領域毎に算出して学習しておけば、あらゆる条件下における冷間始動時のエンジン制御を精度良く好適に行うことが可能となる。
【００２３】
このように、冷間始動時のエンジン水温に応じた補正値の算出を行う場合には、あるエンジン水温に適合する補正値を更新すべきタイミングと、別のエンジン水温に適合する補正値を更新すべきタイミングとは、同時に到来するとは限らない。更新すべきと判定されたエンジン水温に対応する補正値のみ、改めて補正値算出手段によって改めて算出して更新すれば十分である。
【００２４】
そこで、補正値算出手段による補正値の算出（更新）要否の判定も、冷間始動時のエンジン水温毎に行うようにしても良い。こうすることで不必要に高頻度で補正値算出手段による補正値の算出を行うことによる燃費性能の悪化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、空燃比センサが未活性状態となる冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面を参照して例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本実施例に係るエンジンの始動制御装置を適用するエンジンとその吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す図である。エンジン１の燃焼室に臨むように燃料噴射弁４が設けられているとともに、点火プラグ５を備えている。燃料噴射弁４は、ＥＣＵ１１からの噴射パルス信号によって開弁し、そのパルス幅に比例した量の燃料を噴射する。エンジン１の吸気通路２には、吸入空気量を調節するスロットル装置３が設けられている。スロットル装置３は、吸気通路２の通路面積を変更するスロットルバルブと、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路と、バイパス通路に設けられたアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）バルブと、スロットルバルブ及びＩＳＣバルブのそれぞれの開度を独立して変更可能なアクチュエータとを含む（スロットル装置３の内部構成については図示省略）。スロットル装置３より上流側の吸気通路２には、吸入空気量を測定するエアフローメータ１３が設けられている。
【００２８】
エンジン１の排気通路６には、三元触媒を用いた触媒コンバータ７が設けられている。触媒コンバータ７より上流側の排気通路６には、空燃比センサ１６が設けられている。本実施例では、空燃比センサ１６として、リーン領域からリッチ領域まで連続的に出力が変化するリニア出力型のセンサ又は酸素センサのいずれを用いてもよい。空燃比センサ１６は所定の基準温度以上で活性化して空燃比センサとして機能するが、基準温度未満では未活性状態であり、空燃比センサとして好適に機能しない。本実施例では、空燃比センサ１６が活性化していると判断可能な状態であることを「温間時」と称し、空燃比センサ１６が未活性状態であると判断可能な状態であることを「冷間時」と称することにする。本実施例のシステムでは、温間時か冷間時かの判断を、空燃比センサ１６の温度や、空燃比センサ１６を通過する排気の温度、エンジン１の運転状態、外気温等の情報に基づいて行うことができるように構成されているものとする。
【００２９】
エンジン１には、クランクシャフトの回転角度に対応した信号を出力するクランク角度センサ１２、冷却水温を測定する水温センサ１５、アクセル開度を測定するアクセル開度センサ１４が備えられている。クランク角度センサ１２、エアフローメータ１３、アクセル開度センサ１４、水温センサ１５、空燃比センサ１６は、それぞれ電気的にＥＣＵ１１に接続され、各センサから出力される信号がＥＣＵ１１に入力される。また、ＥＣＵ１１にはエンジン燃料噴射弁４、点火プラグ５、スロットル装置３が電気的に接続され、ＥＣＵ１１からの制御信号によってこれら各機器の動作が制御される。ＥＣＵ１１は、上記各センサから入力される信号に基づいてエンジン１の運転状態及び運転者の意図を把握し、それに応じて各機器に制御指令値を送信する。
【００３０】
燃料噴射弁４やスロットル装置３の製品毎の個体差や使用過程での経時変化に起因して、燃料噴射弁４の燃料噴射特性やスロットル装置３による吸入空気量の制御特性にはばらつきが生じる場合がある。そのため、予め定められた制御指令値に従って燃料噴射弁４やスロットル装置３を制御しても、実現される空燃比が目標の空燃比からずれてしまう場合がある。
【００３１】
そこで、ある制御指令値に従ってエンジン制御を行った場合に実現される空燃比（実空燃比）を空燃比センサ１６によって測定し、実空燃比と目標空燃比との対比に基づいて、実空燃比を目標空燃比に一致させるために制御指令値に対して適用すべき補正値を算出し、以降のエンジン制御において当該補正値によって補正後の制御指令値を用いるようにすることができる。このような補正を定期的に実施することにより、経時的にエンジン特性が変化する場合でも、長期に亘ってエンジン制御を精度良く行うことが可能となる。
【００３２】
しかしながら、エンジン１の冷間時には空燃比センサ１６は未活性状態であり、正確な空燃比の測定を行うことができない。そのため、冷間時のエンジン制御については、空燃比センサ１６による実空燃比の測定値と目標空燃比との対比に基づいて補正値を算出することが難しい。そこで、冷間時のエンジン制御については、温間時のエンジン制御について算出した補正値を流用して、エンジン制御の補正を行うようにしている。
【００３３】
このように、温間時のエンジン制御について算出した補正値を冷間時のエンジン制御について適用することが可能なのは、冷間時のエンジン制御が温間時と同一である場合に限られる。例えば、定常運転状態に対応するエンジン制御内容のように、温間時と冷間時とでその制御内容が大差ない場合には、温間時のエンジン制御について算出した補正値によって、冷間時のエンジン制御を十分精度良く補正することができる。
【００３４】
しかしながら、温間時と冷間時とでエンジン制御の内容が異なる場合には、温間時のエンジン制御について算出した補正値を冷間時のエンジン制御の補正に流用することはできない。例えば、エンジン始動時は、エンジン１の負荷及び回転数が時間的に変動する過渡状態である。そして、この過渡状態における負荷及び回転数の変動の仕方は、温間時と冷間時とでは異なる。従って、温間始動時と冷間始動時とでは、エンジン制御の内容が異なるので、温間始動時のエンジン制御について算出した補正値を、冷間始動時のエンジン制御の補正に流用することはできない。そのため、冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことが難しいという問題があった。
【００３５】
そこで、本実施例のエンジン始動制御装置では、温間始動時に、冷間始動時用のエンジン制御を行って冷間始動時と同一の運転状態でエンジンを始動させ、その時の空燃比センサ１６による測定値を、冷間始動時の実空燃比の測定値とみなす。そして、この空燃比センサ１６による測定値、すなわち冷間始動時の実空燃比の推定値と、冷間始動時の目標空燃比との対比に基づいて、実空燃比を目標空燃比に一致させるために冷間始動時用のエンジン制御の制御指令値に対して適用すべき補正値を算出する。そして、以降の冷間始動時
においては、当該補正値によって、冷間始動時用のエンジン制御の制御指令値を補正し、補正後の制御指令値に従ってエンジン制御を行うようにした。
【００３６】
この本実施例における冷間始動時のエンジン制御の補正について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、温間始動時に、冷間始動時用のエンジン制御を行って冷間始動時と同一の運転状態でエンジンを始動させる（以下、「温間時冷間始動制御」と称することもある）場合の、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量、エンジン回転数及び空燃比の時間変化の一例を示す図である。図２に示すように、時刻ｔ０において冷間始動時のエンジン制御が開始される。具体的には、図２（Ａ）に示すように、スロットル開度が冷間始動時用のスロットル開度ＴＡｃに制御され、図２（Ｃ）に示すように、燃料噴射量が冷間始動時用のベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅに制御される。
【００３７】
温間始動時には、エンジン１のフリクションが低下する等、冷間始動時とはエンジン１の動作条件が異なるので、図２（Ｄ）に示すように、エンジン回転数が冷間始動時の目標回転数ＮＥｃ＿ｔｒｇより高い回転数ＮＥｃになる傾向がある。そこで、図２（Ｂ）に示すように、点火時期を本来の冷間始動時の点火時期ＳＡｃよりも遅角させた点火時期ＳＡｃ’に調節することによって、エンジン回転数が冷間始動時の目標回転数ＮＥｃ＿ｔｒｇに一致するようにフィードバック制御を行う。
【００３８】
こうすることで、温間始動時に、スロットル開度、燃料噴射量及びエンジン回転数が冷間始動時と同一の態様で変化する運転状態を作り出すことができる。よって、この状態で空燃比センサ１６によって測定した空燃比は、冷間始動時に実現される空燃比の精度良い推定値になっていると考えられる。
【００３９】
ここで、ベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅとは、予め工場出荷段階でＥＣＵ１１に記憶されたデフォルトの冷間始動時の燃料噴射量指令値である。燃料噴射弁４の燃料噴射特性が工場出荷時と同一であれば、ベース燃料噴射量を指令値として燃料噴射することによって、冷間始動時の目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇが実現されるはずである。しかしながら、例えば、空燃比センサ１６によって測定された空燃比が、図２（Ｅ）に示すように、冷間始動時の目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇよりリーン側にずれた空燃比Ａ／Ｆｃであったとする。この場合、燃料噴射弁４の燃料噴射特性は、工場出荷時よりも、燃料噴射量が少なくなる側にずれていることが推測される。すなわち、実際に冷間始動時にベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅで燃料噴射を行うと、目標空燃比よりリーン側の空燃比が実現されると推測することができる。
【００４０】
そこで、この実空燃比Ａ／Ｆｃ（「温間時冷間始動制御」の実行時に空燃比センサ１６によって測定された空燃比）と冷間始動時の目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇとの比αを算出し、この比αに基づいて、冷間始動時のベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅを補正するための補正値Ｋ（α）を算出することができる。
【００４１】
図３は、実際の冷間始動時において、以上のようにして算出された補正値Ｋ（α）によって、冷間始動時用のエンジン制御の制御指令値（この場合、ベース燃料噴射量）を補正し、補正後の制御指令値に従ってエンジン制御を行った場合の、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量、エンジン回転数及び空燃比の時間変化の一例を示す図である。
【００４２】
ここでは、実際に冷間時にエンジン始動が行われるので、図３（Ｂ）に示すように本来の冷間始動時の点火時期ＳＡｃで点火することによって、図３（Ｄ）に示すように、エンジン回転数が冷間始動時の目標回転数ＮＥｃ＿ｔｒｇになる。
【００４３】
更に、図３（Ｃ）に示すように、ここでは、ベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅを補正値
Ｋ（α）によって補正した燃料噴射量Ｑｃ（＝Ｋ（α）×Ｑｃ＿ｂａｓｅ）を、冷間始動時における最終的な燃料噴射量指令値として、冷間始動時の燃料噴射制御を行う。このような補正を行うことにより、図３（Ｅ）に示すように、冷間始動時の空燃比を目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇに一致させることが可能となる。よって、冷間始動時のエンジン制御を精度良く行うことが可能となる。
【００４４】
図４は、本実施例のエンジン始動制御を行うためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンはエンジン１の始動要求の発生毎にＥＣＵ１１によって実行される。
【００４５】
ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１１は、補正値の更新をする必要があるか否かを判定する。具体的には、エンジン１の制御特性の経時変化を反映する指標が所定の条件を満たすか否かを判定する。経時変化を反映する指標としては、前回補正値の算出を行って以降の車両の走行距離、エンジン１の運転時間、燃料噴射量の積算値等を用いることができる。そして、走行距離、運転時間、燃料噴射量の積算値等がそれぞれについて予め定められた基準値を超えた場合に、補正値の更新をする必要がある、と判定することができる。また、本実施例では詳細には説明しないが、温間時の定常運転状態における燃料噴射特性の学習やスロットル制御特性の学習等は、公知の技術によって適宜行うことができるので、そうした学習値の変遷を経時変化の指標とすることもできる。例えば、スロットル制御特性の学習を行うシステムにおいて、本実施例における補正値の算出（冷間始動時の燃料噴射量制御指令値の補正値）を行った時点におけるスロットル制御特性の学習値をＥＣＵ１１内に記憶しておき、当該学習値と、本ルーチンの実行時において最新のスロットル特性の学習値と、を比較し、所定の基準値以上両者の値が乖離していた場合（例えば１０％以上）に、本実施例における補正値の算出を改めて実行して、補正値を更新すべきであると判定するようにすることもできる。
【００４６】
ステップＳ１０１において補正値の更新をすべきであると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１１はステップＳ１０２に進む。この場合、前回算出して記憶されている補正値Ｋ（α）によるベース燃料噴射量の補正によっては、もはや十分に燃料噴射弁４の燃料噴射特性その他のばらつきを吸収することができないほど、経時変化が進行していることを意味する。ステップＳ１０１において補正値の更新をする必要はないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ１１はステップＳ１０６に進む。この場合、前回算出して記憶されている補正値Ｋ（α）によるベース燃料噴射量の補正によって、十分精度良く冷間始動時の燃料噴射量を補正することができることを意味する。
【００４７】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１１は、空燃比センサ１６が活性化しているか否かを判定する。換言すると、エンジン１が温間状態であるか否かを判定する。上述したように、この判定はエンジン水温、外気温、直前のエンジン停止からの経過時間等に基づいて判定する。ステップＳ１０２において空燃比センサ１６が活性化していると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１１はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０２において空燃比センサ１６が未活性の状態であると判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ１１はステップＳ１０９に進む。
【００４８】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１１は、上述した温間時冷間始動制御を実行する。すなわち、温間状態であるが、あえて冷間始動時と同一のエンジン制御を行って、冷間始動時と同一のエンジン運転状態でエンジン１を始動させる。
【００４９】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１１は、空燃比センサ１６によって空燃比を測定する。上述したように、ここで空燃比センサ１６によって測定される空燃比は、冷間始動時の実空燃比とみなすことができる。
【００５０】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１１は、ベース燃料噴射量を補正する補正値Ｋ（α）を算出する。具体的には、上述したように、ステップＳ１０４で取得した冷間始動時の実空燃比の推定値Ａ／Ｆｃと、冷間始動時の目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇとの比αに基づいて、冷間始動時の実空燃比を目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇに一致させるためにベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅに対して適用すべき補正値として、補正値Ｋ（α）を算出する。
【００５１】
ステップＳ１０５において新たな補正値Ｋ（α）を算出したら、ステップＳ１０１において用いた経時変化の指標のカウントをリセットする等の処理を適宜行う。
【００５２】
ステップＳ１０１において、補正値Ｋ（α）の更新をする必要があると判定されたが、ステップＳ１０２において空燃比センサ１６が未活性状態であると判定された場合には（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ、ステップＳ１０２：Ｎｏ）、上述した温間時冷間始動制御を実行することができず、従って新たな補正値Ｋ（α）を算出することができない。この場合は、ステップＳ１０９に進み、ベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅをそのまま燃料噴射指令値として用いて（すなわち補正を行わずに）、冷間始動制御を行う。或いは、前回算出したＫ（α）を用いてベース燃料噴射量を補正した値を燃料噴射指令値として用いて、冷間始動制御を行う。
【００５３】
ステップＳ１０１において、補正値Ｋ（α）の更新をする必要はないと判定された場合には（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０２と同様に空燃比センサ１６が活性化しているか否か、すなわちエンジン１が温間状態か冷間状態かの判定を行う。そして、温間状態であると判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１１はステップＳ１０８に進み、通常の温間時始動制御を行う。一方、冷間状態であると判定された場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ１１はステップＳ１０７に進み、既に算出されてＥＣＵ１１に記憶されている補正値Ｋ（α）を用いてベース燃料噴射量を補正した値を燃料噴射指令値として、冷間始動制御を行う。これにより、図３に示したように、冷間始動時の実空燃比を目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇに一致させることができ、精度良く冷間始動時のエンジン制御を行うことが可能となる。
【００５４】
なお、本実施例では、温間時冷間始動制御において測定された空燃比と冷間始動時の目標空燃比との比αに基づいて、冷間始動時の燃料噴射制御を補正する場合について説明したが、該比αに基づいて、冷間始動時のスロットル開度制御を補正するようにしても良い。要は、最終的に実現される空燃比が目標空燃比に一致するように、冷間始動時のエンジン制御に係る種々の制御指令値を補正すれば良いのであって、本実施例において補正の対象とされた燃料噴射量指令値は、そのような補正対象となり得る制御指令値の一例に過ぎない。
【実施例２】
【００５５】
本発明の実施例２について説明する。本実施例は、実施例１のエンジン始動制御装置において、冷間始動時のエンジン水温毎に適合された複数の冷間始動制御パターンを持ち、冷間始動時におけるエンジン水温に応じて、その複数の冷間始動制御パターンをのうち最適な制御パターンを選択してエンジン１を始動させるように構成されたシステムに、本発明を適用した実施例である。実施例１と実質的に同一の構成要素については実施例１と同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明は割愛する。
【００５６】
本実施例の特徴点は、冷間始動時のエンジン制御パターンが複数種類存在するので、各エンジン制御パターン毎に、温間時冷間始動制御を実行し、各エンジン制御パターンに適合した補正値を算出するようにした点である。
【００５７】
例えば、冷間時であると判定され得るエンジン水温の範囲を、ｎ個の温度領域Ｔ（ｉ）
（ｉ＝１〜ｎ）に分割し、冷間始動時に取得されるエンジン水温Ｔが第ｉ番目の温度領域Ｔ（ｉ）に属している場合には、エンジン水温領域Ｔ（ｉ）に適合するエンジン制御パターンＰ（ｉ）でエンジン制御を行ってエンジン１を始動させるように構成されたシステムに、本発明を適用する場合について説明する。
【００５８】
この場合、温間始動時に、エンジン水温領域Ｔ（ｉ）に適合する冷間始動時のエンジン制御パターンＰ（ｉ）でエンジン制御を行ってエンジン１を始動させ、その時の空燃比センサ１６による測定値Ａ／Ｆｃ（ｉ）と、エンジン水温領域Ｔ（ｉ）に適合する目標空燃比Ａ／Ｆｃ＿ｔｒｇ（ｉ）と、の比α（ｉ）に基づいて、エンジン水温領域Ｔ（ｉ）に適合する冷間始動時のベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅ（ｉ）を補正する補正値Ｋ（α（ｉ））を算出する。このようなエンジン水温領域Ｔ（ｉ）に対応する温間時冷間始動制御を、全てのエンジン制御パターンＰ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）について実行し、全てのエンジン制御パターンＰ（ｉ）毎に、補正値Ｋ（α（ｉ））を算出する。
【００５９】
そして、実際にエンジン水温Ｔが水温領域Ｔ（ｉ）に属する場合の冷間始動時においては、補正値Ｋ（α（ｉ））によってベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅ（ｉ）を補正した値を最終的な燃料噴射指令値として、冷間始動時のエンジン制御を実行する。
【００６０】
こうすることで、冷間始動時のエンジン水温に応じてより細かく冷間始動制御のパターンを変更するように構成されたシステムにおいても、本発明を好適に適用することができ、冷間始動時のエンジン水温のあらゆる条件下において、冷間始動時のエンジン制御を精度良く好適に実行することが可能となる。
【００６１】
本実施例の場合、温度領域の分割個数（ｎ）に等しい回数の補正値Ｋ（α（ｉ））（ｉ＝１〜ｎ）の算出を行う必要があるので、各補正値Ｋ（α（ｉ））について、経時変化の指標に基づいて適宜更新していく必要がある。ここで、各補正値Ｋ（α（ｉ））の更新が必要になるタイミング、換言すると、経時変化の指標に基づいて再び温度領域Ｔ（ｉ）に対応する温間時冷間始動制御を実行して補正値Ｋ（α（ｉ））の算出を行う必要があると判断されるタイミングは、各補正値Ｋ（α（ｉ））について同時に到来するとは限らない。
【００６２】
そこで、本実施例の場合には、実施例１の図４に示したルーチンを、エンジン水温の属する温度領域Ｔ（ｉ）毎に実行する。すなわち、ステップＳ１０１に相当するステップの実行前に、エンジン水温を測定してそれがどの温度領域に属しているかを取得するステップを実行し、各補正値Ｋ（α（ｉ））毎に、更新の要否の判断を行うようにした。
【００６３】
例えば、ある補正値Ｋ（α（ｉ））について更新の必要があり、他の補正値Ｋ（α（ｊ））について補正の必要がない場合に、測定されたエンジン水温が温度領域Ｔ（ｊ）に属している場合には、ステップＳ１０１に相当するステップにおいて否定判定がなされ、ステップＳ１０６に相当するステップに進む。そして、この場合エンジン水温がＴ（ｊ）に属しているということは冷間状態であることを意味するので、ステップＳ１０６に相当するステップにおいては否定判定がなされ、ステップＳ１０７に相当するステップが実行される。すなわち、温度領域Ｔ（ｊ）に適合する冷間始動時のエンジン制御パターンＰ（ｊ）が実行され、その際の燃料噴射量指令値Ｑｃ（ｊ）は、既に求められてＥＣＵ１１に記憶されている補正値Ｋ（α（ｊ））によってベース燃料噴射量Ｑｃ＿ｂａｓｅ（ｊ）を補正した値に設定される。
【００６４】
一方、測定されたエンジン水温が温度領域Ｔ（ｉ）に属している場合には、ステップＳ１０１に相当するステップにおいて肯定判定がなされ、ステップＳ１０２に相当するステップに進む。そして、この場合エンジン水温がＴ（ｉ）に属しているということは冷間状
態であることを意味するので、ステップＳ１０２に相当するステップにおいては否定判定がなされ、ステップＳ１０９に相当するステップが実行される。この場合、以降の温間始動時に、温度領域Ｔ（ｉ）に適合する補正値Ｋ（α（ｉ））を算出するための温間時冷間始動制御が実行されるように、フラグを立てる等の処理を適宜実行するようにしても良い。
【００６５】
このように、各補正値Ｋ（α（ｉ））毎に更新の要否を判定することによって、不必要に高頻度な温間時冷間始動制御による補正値の算出を行う必要がなくなるので、温間時冷間始動制御の実行に起因する燃費性能の悪化を抑制できる。
【００６６】
本実施例において、図４のステップＳ１０３〜ステップＳ１０５を実行するＥＣＵ１１が、本発明における補正値算出手段に相当する。また、図４のステップＳ１０８を実行するＥＣＵ１１が、本発明における冷間始動制御手段に相当する。また、図４のステップＳ１０１を実行するＥＣＵ１１が、本発明における判定手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施例におけるエンジンの始動制御装置を適用するエンジン及びその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１において、温間始動時に、冷間始動時用のエンジン制御を行って冷間始動時と同一の運転状態でエンジンを始動させる場合の、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量、エンジン回転数及び空燃比の時間変化の一例を示す図である。
【図３】実施例１において、算出された補正値によって冷間始動時用のエンジン制御の制御指令値（ベース燃料噴射量）を補正し、冷間始動時に、当該補正後の制御指令値に従ってエンジン制御を行った場合の、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量、エンジン回転数及び空燃比の時間変化の一例を示す図である。
【図４】実施例１のエンジン始動制御を行うためのルーチンを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１     エンジン
２     吸気通路
３     スロットル装置
４     燃料噴射弁
５     点火プラグ
６     排気通路
７     触媒コンバータ
１１   ＥＣＵ
１２   クランク角度センサ
１３   エアフローメータ
１４   アクセル開度センサ
１５   水温センサ
１６   空燃比センサ
【図１】
2009293446.tif 000003
【図２】
2009293446.tif 000004
【図３】
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【図４】
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