(57)【要約】【課題】機関始動時に点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に基づき点火時期を制御して現在の燃料性状に係らずに所望トルクを発生させる内燃機関の始動制御装置において、始動直後の機関停止からの再始動に際してのエンジンストールを防止する。【解決手段】始動直後の機関停止からの再始動時には、各気筒の初爆点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に係らずに、各気筒の二回目の燃焼の点火時期は重質燃料のために当初設定されている基準点火時期とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関始動時に点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に基づき点火時期を制御して現在の燃料性状に係らずに所望トルクを発生させる内燃機関の始動制御装置において、始動直後の機関停止からの再始動時には、各気筒の初爆点火時期を含む前記設定クランク角度範囲の経過時間に係らずに、各気筒の二回目の燃焼の点火時期は重質燃料のために当初設定されている基準点火時期とすることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において使用される燃料性状は、蒸発し易い軽質であったり、蒸発し難い重質であったりする。このような燃料性状に対して、確実な機関始動を確保すると共に、機関始動時の機関回転数の立ち上がり速度を一定とすることが好ましい。そのためには、現在の燃料性状に対して所望トルクが発生するように、点火時期を制御することが必要である。
【０００３】
点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間が、軽質燃料の場合に短くなり、重質燃料の場合に長くなることに基づき、現在の燃料性状を推定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
こうして、機関始動時において、点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に基づき点火時期を制御して所望トルクを発生させ、現在の燃料性状に係らずに機関始動を確保すると共に、機関始動時の機関回転数の立ち上がり速度を一定とすることが考えられる。
【０００５】
すなわち、機関始動を確保するためには、重質燃料が気筒内へ供給されることを想定して、当初、点火時期を進角側の基準点火時期とし、実際に気筒内へ供給された燃料が軽質燃料である場合には、前述の経過時間が短くなるために、所望トルクを発生させるように点火時期を遅角する。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２７０３９９
【特許文献２】特開２００４−２７０６０３
【特許文献３】特開２００５−１９４９０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、吸気ポートへ燃料が噴射される場合において、噴射燃料の一部は吸気ポートへ付着し、残りが気筒内へ供給され、また、吸気ポートに付着している燃料の一部が蒸発して気筒内へ供給される。このような関係に基づいて所望量の燃料が気筒内へ供給されるように燃料噴射量が設定されることとなる。
【０００８】
機関始動時の各気筒への最初の燃料噴射に関しては、機関停止に際して燃料噴射停止後の機関停止までの回転中に各吸気ポートに付着する燃料がほぼ全て蒸発してしまうために、各吸気ポートからの蒸発燃料はなく、その分、燃料噴射量が増量設定される。
【０００９】
しかしながら、始動直後の暖機前に機関停止した場合には、燃料噴射停止後の機関停止までの回転中に吸気ポートの付着燃料はあまり蒸発せず、各吸気ポートには比較的多量の燃料が付着している。この始動直後の機関停止からの再始動に際して、点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に基づく前述の制御を実施すると、特に各気筒の初爆に際して、既に比較的多量の燃料が各吸気ポートに付着していることに加えて、最初の各燃料噴射が増量設定されているために、もし、重質燃料が噴射されても気筒内へ十分に燃料が供給されて、当初に設定されている進角側の基準点火時期では、所望トルクより大きなルクが発生する。
【００１０】
それにより、点火時期は遅角され、発生トルクを減少させることとなるが、例えば、各気筒のそれぞれの二回目の燃焼において、通常通り燃料噴射量が増量されないと、重質燃料では気筒内へ十分な燃料が供給されず、この時に、点火時期が遅角されていると、エンジンストールが発生することがある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、機関始動時に点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に基づき点火時期を制御して現在の燃料性状に係らずに所望トルクを発生させる内燃機関の始動制御装置において、始動直後の機関停止からの再始動に際してのエンジンストールを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置は、機関始動時に点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に基づき点火時期を制御して現在の燃料性状に係らずに所望トルクを発生させる内燃機関の始動制御装置において、始動直後の機関停止からの再始動時には、各気筒の初爆点火時期を含む前記設定クランク角度範囲の経過時間に係らずに、各気筒の二回目の燃焼の点火時期は重質燃料のために当初設定されている基準点火時期とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置によれば、始動直後の機関停止からの再始動時には、吸気ポートに比較的多量の燃料が付着しているために、吸気ポートには燃料が付着していないとして噴射燃料が増量される各気筒の初爆においては、重質燃料でも十分な燃料が気筒内へ供給され、点火時期を基準点火時期から遅角させることが好ましい。しかしながら、このように遅角させた点火時期では、噴射燃料が増量されない二回目の燃焼においてエンジンストールを発生させることがあるために、各気筒の初爆点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間に係らずに、各気筒の二回目の燃焼の点火時期は重質燃料のために当初設定されている基準点火時期とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の始動制御装置を備えた４気筒内燃機関を示している。図１において、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はピストン、４はシリンダヘッド、５は燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓、１１は燃料噴射弁をそれぞれ示す。燃料噴射弁１１は、吸気ポート７に燃料を噴射するようにシリンダヘッド４に取り付けられている。
【００１５】
各気筒の吸気ポート７は、対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結される。サージタンク１４は、吸気ダクト１５およびエアフロメータ１６を介してエアクリーナ（図示せず）に連結される。吸気ダクト１５内には、ステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置される。一方、各気筒の排気ポート９は、対応する排気枝管１９に連結される。排気枝管１９は、三元触媒２０を内蔵した触媒コンバータ２１に連結される。排気枝管１９とサージタンク１４とは、再循環排気ガス（以下、「ＥＧＲガス」という）導管２６を介して互いに連結され、このＥＧＲガス導管２６内には、ＥＧＲ制御弁２７が配置される。
【００１６】
電子制御ユニット３１はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。エアフロメータ１６は、吸気量（燃焼室５内に吸入される空気の量）に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、アクセルペダル４０には、負荷センサ４１が接続されており、負荷センサ４１は、アクセルペダル４０の踏込量に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、クランク角センサ４２は、クランクシャフトが、例えば、３０°回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは、入力ポート３６に入力される。
【００１７】
三元触媒２０上流の排気枝管１９には、空燃比を検出するための空燃比センサ（以下「上流側空燃比センサ」ともいう）２８が取り付けられ、この空燃比センサ２８の出力信号が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、三元触媒２０下流の排気管２２にも、空燃比センサ（以下「下流側空燃比センサ」ともいう）２９が配置され、空燃比センサ２９の出力信号が対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
【００１８】
三元触媒２０は、その温度が或る温度（いわゆる、活性温度）以上であって、且つ、図２に示したように、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍の領域Ｘ内にあるときに、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯX）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）を同時に高い浄化率でもって浄化する。一方、三元触媒２０は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、排気ガス中の酸素を吸収し、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、吸収した酸素を放出する酸素吸放出能力（いわゆる酸素ストレージ能力）を有する。この酸素吸放出能力が正常に機能する限り、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであってもリッチであっても、三元触媒２０内の雰囲気の空燃比がほぼ理論空燃比近傍に維持されるので、排気ガス中のＮＯX、ＣＯ、ＨＣが同時に高い浄化率で浄化される。
【００１９】
ところで、図２に示されているように、内燃機関の始動時には、機関回転数ＮＥは、或る一定の回転数（いわゆるアイドリング回転数）ＮＥｓｔに落ち着く。ここで、機関回転数が一定の回転数に落ち着くまでに機関回転数が辿る軌跡を所定の軌跡にしようとすると、各気筒において所望トルクを発生させなければならない。本実施形態では、各気筒において所望トルクを発生させるように、燃料噴射弁から噴射させる燃料噴射量が設定されている。
【００２０】
本実施形態のように、吸気ポート７に燃料が噴射される場合には、噴射燃料の一部は吸気ポートに付着し、残りが気筒内へ供給される。また、吸気ポートに付着している燃料の一部が蒸発して気筒内へ供給される。このような関係に基づき、所望量の燃料が気筒内へ供給されるように燃料噴射量が設定されるが、機関始動時の各気筒の最初の燃料噴射においては、燃料噴射停止後の機関停止までの回転において吸気ポートの付着燃料は全て蒸発してしまうために、吸気ポートからの蒸発燃料はなく、その分、燃料噴射量は増量設定されることとなる。
【００２１】
ところで、燃料には、軽質なものから重質なものまである。一般的には、軽質な燃料ほど揮発性が高く、重質な燃料ほど揮発性が低い。従って、気筒内に所望空燃比（例えば、理論空燃比よりもリーンな空燃比）の混合気を形成することが意図されている場合には、最も重質な燃料が噴射されて所望空燃比の混合気が形成されるように燃料噴射量が設定される。
【００２２】
基準点火時期は進角側に設定され、この基準点火時期で所望空燃比の混合気を燃焼させれば、所望トルクが発生することとなる。しかしながら、軽質燃料が噴射されると、気筒内の空燃比は所望空燃比よりリッチ側となり、所望トルクより大きなトルクが発生してしまう。この時には、点火時期を遅角して所望トルクが発生するようにする。
【００２３】
本実施形態では、内燃機関が始動されてから機関回転数が一定の回転数に落ち着くまでの間（以下「回転数過渡期間」という）、燃料性状に係らずに所望トルクが発生するように点火時期を制御する。次に、この点火時期制御について説明する。
【００２４】
上述したように、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比となっているときに、燃料噴射量が同じであれば、発生トルクは、燃料が重質である場合よりも、燃料が軽質である場合のほうが大きいので、回転数過渡期間中の機関回転数の上昇は、燃料が重質である場合よりも、燃料が軽質である場合のほうが速い。したがって、回転数過渡期間中の或る特定のクランク角度を基準クランク角度とし、回転数過渡期間中であって上記基準クランク角度の後に順に到来する複数のクランク角度を判定用クランク角度としたとき、基準クランク角度から各判定用クランク角度まで進むのにかかる時間（以下「クランク角度進行時間」という）は、燃料が重質である場合よりも、燃料が軽質である場合のほうが短い。したがって、例えば、重質な燃料が使用されたときの上記クランク角度進行時間を基準クランク角度進行時間として予め実験などによって求めておき、回転数過渡期間中の実際のクランク角度進行時間が基準クランク角度進行時間に等しい或いは略等しければ、重質な燃料が使用されており、回転数過渡期間中に算出されるクランク角度進行時間が基準クランク角度進行時間より短ければ、軽質な燃料が使用されていることになる。
【００２５】
そこで、本実施形態では、まず、最も重質な燃料が使用されたときにノッキングが発生したりしない範囲で最も進角側にある点火時期を基準点火時期として予め実験などによって求めておく。そして、回転数過渡期間中の特定のクランク角度、例えば、全気筒のうちで最初に燃焼させた気筒の圧縮ＴＤＣを基準クランク角度として選択し、回転数過渡期間中であって前記基準クランク角度の後に到来する複数のクランク角度、例えば、各気筒の圧縮ＴＤＣを判定用クランク角度として選択し、最も重質な燃料が使用されたときにクランク角度が上記基準クランク角度から各判定用クランク角度まで進むのにかかる時間をそれぞれ判定用クランク角度進行時間として予め実験などによって求めておく。そして、回転数過渡期間中の実際のクランク角度進行時間がそれに対応する判定用クランク角度進行時間に等しい（或いは、略等しい）ときには、点火時期を基準点火時期とし（すなわち、点火時期の変更を行わず）、回転数過渡期間中の実際のクランク角度進行時間がそれに対応する判定用クランク角度進行時間よりも短いときには、実際のクランク角度進行時間と基準クランク角度進行時間との差に応じた分だけ点火時期を基準点火時期よりも遅角する。
【００２６】
すなわち、これによれば、基準クランク角度の後に到来する判定用クランク角度を順に第１判定用クランク角度、第２判定用クランク角度、第３判定用クランク角度・・・（以下同様）とし、クランク角度が基準クランク角度から第１判定用クランク角度まで進むのにかかる時間を第１クランク角度進行時間とし、クランク角度が第１判定用クランク角度から第２判定用クランク角度まで進むのにかかる時間を第２クランク角度進行時間とし、クランク角度が第２判定用クランク角度から第３判定用クランク角度まで進むのにかかる時間を第３クランク角度進行時間としたとき、最初に、第１クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間とが比較され、これら時間の差に応じた分だけ第１判定用クランク角度と第２判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。
【００２７】
そして、次に、第１クランク角度進行時間に第２クランク角度進行時間を積算した値とそれに対応する判定用クランク角度進行時間とが比較され、これら時間の差に応じた分だけ第２判定用クランク角度と第３判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。すなわち、第１クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差に第２クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差を積算した値（以下「進行時間差積算値」という）に応じた分だけ第２判定用クランク角度と第３判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角されることになる。これによれば、例えば、第１クランク角度進行時間の算出に外乱などが影響して、第１クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差が燃料の性状を正確に反映していなかったとしても、次の第２クランク角度進行時間の算出に外乱などの影響がなく、第２クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差が燃料の性状を正確に反映していれば、上記進行時間差積算値に与える影響は小さい。したがって、点火時期が燃料の性状に応じて最適な点火時期に設定されることになる。
【００２８】
そして、本実施形態によれば、同様に、次に、第１クランク角度進行時間に第２クランク角度進行時間と第３クランク角度進行時間とを積算した値とそれに対応する判定用クランク角度進行時間とが比較され、これら時間の差に応じた分だけ第３判定用クランク角度と第４判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。この場合には、第１クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差に第２クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差と第３クランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差とを積算した値（進行時間差積算値）に応じた分だけ点火時期が基準点火時期から遅角されることになる。そして、これによれば、例えば、第１クランク角度進行時間の算出に外乱などの影響があってとしても、その影響が上記進行時間差積算値に与える影響はさらに小さい。したがって、燃料の性状に応じてより正確に最適な点火時期が設定されることになる。
【００２９】
また、実際のクランク角度進行時間とそれに対応する判定用クランク角度進行時間との差は、最も重質な燃料に対する実際に使用されている燃料の性状の差に一対一で対応するものであるから、本実施形態によれば、最も重質な燃料に対する実際に使用されている燃料の性状の差がきめ細かく点火時期の制御に反映されることになる。
【００３０】
また、上述した実施形態では、最も重質な燃料が使用されたときにノッキングが発生したりしない範囲で最も進角側にある点火時期を基準点火時期としており、これによれば、最も重質な燃料が使用されたときに最も少ない量の燃料で要求トルクを達成することができる。また、上述した実施形態は、４気筒内燃機関に本発明を適用したものであるが、本発明は、それ以外の複数の気筒を有する内燃機関にも適用可能である。
【００３１】
次に、上述した実施形態の点火時期制御の具体的な例を説明する。本実施形態の内燃機関では、各気筒において、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４つの行程を行うサイクルを１つの機関サイクルとして、この機関サイクルが繰り返し実行される。そして、４つの気筒をそれぞれ第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒と称したとき、点火順序は、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順であり、１つの機関サイクルは、クランク角度７２０°で完了する。
【００３２】
ここで、例えば、回転数過渡期間中、全気筒のうちで最初に混合気が燃焼した気筒が第１気筒であった場合、第一気筒の初爆点火時期直後（圧縮上死点前点火）の圧縮上死点を基準クランク角度とし、第１気筒の圧縮行程の直後に行われる第３気筒の圧縮行程における圧縮上死点を第１判定用クランク角度とし、クランク角度が基準クランク角度から第１判定用クランク角度まで進むのにかかった時間を第１クランク角度進行時間として算出する。
【００３３】
さらに、第３気筒の圧縮行程の直後に行われる第４気筒の圧縮行程における圧縮上死点を第２判定用クランク角度とし、クランク角度が第１判定用クランク角度から第２判定用クランク角度まで進むのにかかった時間を第２クランク角度進行時間として算出する。さらに、第４気筒の圧縮行程の直後に行われる第２気筒の圧縮行程における圧縮上死点を第３判定用クランク角度とし、クランク角度が第２判定用クランク角度から第３判定用クランク角度まで進むのにかかった時間を第３クランク角度進行時間として算出する。さらに、第２気筒の圧縮行程の直後に行われる第１気筒の圧縮行程における圧縮上死点を第４判定用クランク角度とし、クランク角度が第３判定用クランク角度から第４判定用クランク角度まで進むのにかかった時間を第４クランク角度進行時間として算出する。そして、同様に、第５クランク角度進行時間を算出する。
【００３４】
そして、第１クランク角度進行時間から第５クランク角度進行時間までを積算した値をクランク角度進行時間積算値とする。
【００３５】
そして、最も重質な燃料が使用されたときの第１クランク角度進行時間から第５クランク角度進行時間までを積算した値を判定用クランク角度進行時間積算値として予め実験などによって求めておく。さらに、最も重質な燃料が使用されたときに目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁から噴射させた場合に所望トルクを発生させることができる点火時期を基準点火時期として予め実験などによって求めておく。そして、実際のクランク角度進行時間積算値とそれに対応する判定用クランク角度進行時間積算値とを比較し、実際のクランク角度進行時間積算値がそれに対応する判定用クランク角度進行時間積算値よりも小さいときには、これら積算値の差に応じた分だけ点火時期を基準点火時期から遅角する。もちろん、実際のクランク角度進行時間積算値がそれに対応する判定用クランク角度進行時間積算値に等しい（或いは、略等しい）ときには、点火時期を基準点火時期とする。
【００３６】
次に、この点火時期制御を図３に基づき説明する。図３において、０は、クランク角度が基準クランク角度にある時刻を示し、Ｔ１〜Ｔ５は、それぞれ、クランク角度が基準クランク角度後、１つ目の判定用クランク角度にある時刻、２つ目の判定用クランク角度にある時刻、３つ目の判定用クランク角度にある時刻、４つ目の判定用クランク角度にある時刻、５つ目の判定用クランク角度にある時刻を示している。
【００３７】
また、図３において、ＰＸ１〜ＰＸ５は、それぞれ、最も重質な燃料が使用されたときにクランク角度が基準クランク角度から１つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかる時間（以下「第１判定用クランク角度進行時間」という）、２つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかる時間（以下「第２判定用クランク角度進行時間」という）、３つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかる時間（以下「第３判定用クランク角度進行時間」という）、４つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかる時間（以下「第４判定用クランク角度進行時間」という）、５つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかる時間（以下「第５判定用クランク角度進行時間」という）を示している。
【００３８】
一方、図３において、ＰＹ１〜ＰＹ５は、それぞれ、実際にクランク角度が基準クランク角度から１つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかった時間（以下「第１クランク角度進行時間」という）、２つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかった時間（以下「第２クランク角度進行時間」という）、３つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかった時間（以下「第３クランク角度進行時間」という）、４つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかった時間（以下「第４クランク角度進行時間」という）、５つ目の判定用クランク角度まで進むのにかかった時間（以下「第５クランク角度進行時間」という）を示している。
【００３９】
本実施形態によれば、第１クランク角度進行時間ＰＹ１が算出されると、これと第１判定用クランク角度進行時間ＰＸ１とが比較される。ここで、図３に示されているように、時間ＰＹ１が時間ＰＸ１よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ１があるときには、この時間差Ｄ１に応じた分だけ第１判定用クランク角度と第２判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。さらに、第２クランク角度進行時間ＰＹ２が算出されると、これと第２判定用クランク角度進行時間ＰＹ１とが比較される。ここで、図３に示されているように、時間ＰＹ２が時間ＰＸ２よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ２があるときには、この時間差Ｄ２に応じた分だけ第２判定用クランク角度と第３判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。
【００４０】
さらに、第３クランク角度進行時間ＰＹ３が算出されたときには、これと第３判定用クランク角度進行時間ＰＸ３との間の時間差Ｄ３に応じた分だけ第３判定用クランク角度と第４判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角され、第４クランク角度進行時間ＰＹ４が算出されたときには、これと第４判定用クランク角度進行時間ＰＸ４との間の時間差Ｄ４に応じた分だけ第４判定用クランク角度と第５判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角され、第５クランク角度進行時間ＰＹ５が算出されたときには、これと第５判定用クランク角度進行時間ＰＸ５との間の時間差Ｄ５に応じた分だけ第５判定用クランク角度後の点火時期が基準点火時期から遅角される。
【００４１】
ここで、図３に示した例では、時間差は、時間差Ｄ１から順に時間差Ｄ５へと大きくなっているので、点火時期は、時間差Ｄ１に応じた分だけ基準点火時期から遅角された場合よりも、時間差Ｄ２に応じた分だけ基準点火時期から遅角された場合のほうが大きく遅角され、それよりも、時間差Ｄ３に応じた分だけ基準点火時期から遅角された場合のほうが大きく遅角され、それよりも、時間差Ｄ４に応じた分だけ基準点火時期から遅角された場合のほうが大きく遅角され、それよりも、時間差Ｄ５に応じた分だけ基準点火時期から遅角された場合のほうが大きく遅角されることになる。
【００４２】
すなわち、図３を参照して説明した点火時期制御の例は、図４を参照して説明すると、以下のようになる。（なお、図４において、ＰＺ１は、実際にクランク角度が基準クランク角度から第１判定用クランク角度Ｔ１まで進むのにかかった時間（以下「第１クランク角度進行時間分」という）、Ｚ２は、実際にクランク角度が第１判定用クランク角度Ｔ１から第２判定用クランク角度Ｔ２まで進むのにかかった時間（以下「第２クランク角度進行時間分」という）、Ｚ３は、実際にクランク角度が第２判定用クランク角度Ｔ２から第３判定用クランク角度Ｔ３まで進むのにかかった時間（以下「第３クランク角度進行時間分」という）、Ｚ４は、実際にクランク角度が第３判定用クランク角度Ｔ３から第４判定用クランク角度Ｔ４まで進むのにかかった時間（以下「第４クランク角度進行時間分」という）、そして、Ｚ５は、実際にクランク角度が第４判定用クランク角度Ｔ４から第５判定用クランク角度Ｔ５まで進むのにかかった時間（以下「第５クランク角度進行時間分」という）を示している。）
【００４３】
すなわち、本実施形態によれば、第１クランク角度進行時間分ＰＺ１（これは、図３に示した第１クランク角度進行時間ＰＹ１に一致する）が算出されると、これと第１判定用クランク角度進行時間ＰＸ１とが比較される。ここで、図４に示されているように、時間ＰＺ１が時間ＰＸ１よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ１があるときには、この時間差Ｄ１に応じた分だけ第１判定用クランク角度と第２判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。さらに、第２クランク角度進行時間分ＰＺ２が算出されると、これを第１クランク角度進行時間分ＰＺ１に積算して第１積算値（これは、図３に示した第２クランク角度進行時間ＰＹ２に一致する）を算出し、この第１積算値と第２判定用クランク角度進行時間ＰＸ２とが比較される。ここで、図４に示されているように、第１積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２）が時間ＰＸ２よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ２があるときには、この時間差Ｄ２に応じた分だけ第２判定用クランク角度と第３判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。
【００４４】
さらに、第３クランク角度進行時間分ＰＺ３が算出されると、これを上記第１積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２）に積算して第２積算値（これは、図３に示した第３クランク角度進行時間ＰＸ３に一致する）を算出し、この第２積算値と第３判定用クランク角度進行時間ＰＸ３とが比較される。ここで、図４に示されているように、第２積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２＋ＰＺ３）が時間ＰＸ３よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ３があるときには、この時間差Ｄ３に応じた分だけ第３判定用クランク角度と第４判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。さらに、第４クランク角度進行時間分ＰＺ４が算出されると、これを上記第２積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２＋ＰＺ３）に積算して第３積算値（これは、図３に示した第４クランク角度進行時間ＰＸ４に一致する）を算出し、この第３積算値と第４判定用クランク角度進行時間ＰＸ４とが比較される。ここで、図４に示されているように、第３積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２＋ＰＺ３＋ＰＺ４）が時間ＰＸ４よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ４があるときには、この時間差Ｄ４に応じた分だけ第４判定用クランク角度と第５判定用クランク角度との間の点火時期が基準点火時期から遅角される。
【００４５】
さらに、第５クランク角度進行時間分ＰＺ５が算出されると、これを上記第３積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２＋ＰＺ３＋ＰＺ４）に積算して第４積算値（これは、図３に示した第５クランク角度進行時間ＰＸ５に一致する）を算出し、この第４積算値と第５判定用クランク角度進行時間ＰＸ５とが比較される。ここで、図４に示されているように、第４積算値（ＰＺ１＋ＰＺ２＋ＰＺ３＋ＰＺ４＋ＰＺ５）が時間ＰＸ５よりも短く、これら時間の間に時間差Ｄ５があるときには、この時間差Ｄ５に応じた分だけ第５判定用クランク角度後の点火時期が基準点火時期から遅角される。
【００４６】
本実施形態の点火時期制御によれば、使用燃料が重質であるほど点火時期が進角側に設定されることから、燃焼が安定することになる。また、使用燃料が重質であるほど点火時期が進角側に設定されると、燃焼効率が高くなる。このため、燃料噴射量が同じであれば、燃焼効率が高くなる分、出力トルクが増大するので、内燃機関の始動後、早期に内燃機関の駆動を安定させることができる。一方、燃焼効率が高くなる分、燃料噴射量を少なくしても所望トルクを発生させることができるので、燃費を向上させることができる。
【００４７】
また、使用燃料が軽質であるほど、燃焼効率が高く、少ない燃料で所望トルクを発生させることができる。云い換えれば、使用燃料が軽質であるときに、使用燃料が最も重質であるときに所望トルクを発生させる量の燃料を燃料噴射弁から噴射すると、所望トルクを上回るトルクが発生してしまう。しかしながら、本実施形態の点火時期制御によれば、使用燃料が軽質であるほど点火時期が遅角されることから、内燃機関を駆動するトルクとなるエネルギが少なくなる。したがって、点火時期の遅角量を適切な量とすれば、所望トルクを発生させることができる。
【００４８】
さらに、使用燃料が軽質であるほど点火時期が遅角されると、内燃機関を駆動するトルクとならないエネルギが熱エネルギになることから、排気ガスの温度が上昇することになる。したがって、図１に示したように、排気管に三元触媒などの排気浄化触媒が配置されている場合、この排気浄化触媒の温度を活性温度まで素早く上昇させることができる。したがって、排気エミッションを低減することができる。
【００４９】
また、本実施形態の点火時期制御によれば、使用燃料が軽質であれば、各気筒に点火時期が順次遅角されてゆく。すなわち、各気筒において所望トルクの発生や排気エミッションの低減に関して適切な点火時期が設定される。したがって、各気筒に対する燃料噴射量が同一であっても、所望トルクを発生させることができると共に、排気エミッションを低減させることができる。
【００５０】
なお、点火時期が進角されると、燃焼室５内でノッキングが発生することがあるので、ノッキングが発生する点火時期またはノッキングが発生する可能性のある点火時期を、基準点火時期を進角する場合の限界としてもよい。また、点火時期があまりに遅角されると、内燃機関を駆動するトルクに消費されないエネルギの量が多くなるので、エネルギの全てが内燃機関を駆動するトルクに消費されない点火時期を、基準点火時期を遅角する場合の限界としてもよい。
【００５１】
こうして、全気筒のうちの最初の初爆点火時期を含む設定クランク角度範囲の経過時間、すなわち、基準クランク角度から判定用クランク角度までの範囲の実際の進行時間が、対応する判定用クランク角度進行時間より短い時には、その時間差に応じた分だけ次の点火時期を基準点火時期から遅角される。
【００５２】
通常の機関始動時であれば、このような点火時期の制御によって各気筒で所望トルクを発生させることができる。しかしながら、機関始動直後において機関暖機が完了しない間に機関停止され、その直後に再始動させる場合において、このような点火時期の制御を実施すると、各気筒の初爆においては問題ないが、各気筒の二回目の燃焼に際してエンジンストールが発生することがある。これを以下に説明する。
【００５３】
このような再始動の場合には、各気筒の吸気ポートには比較的多量の燃料が付着しており、それにも係らずに、始動時の最初の燃料噴射増量が実施されるために、各気筒の初爆においては、重質燃料であっても十分な燃料が気筒内へ供給され、所望トルクより大きなトルクを発生させる。それにより、図３において説明すると、例えば第１気筒の初爆によってもたらされた第１判定用クランク角度進行時間ＰＸ１と第１クランク角度進行時間ＰＹ１との時間差Ｄ１に基づき、第３気筒の初爆の点火時期を遅角させても良い。同様に、時間差Ｄ２に基づき第４気筒の初爆の点火時期を遅角させても良く、時間差Ｄ３に基づき第２気筒の初爆の点火時期を遅角させても良い。
【００５４】
しかしながら、全気筒の初爆の影響を含む時間差Ｄ４に基づき、第１気筒の二回目の燃焼の点火時期を遅角されると、この時には、二回目の噴射のために燃料増量はなく、初爆の時のように十分な燃料が気筒内へ供給されない。それにより、点火時期を遅角する失火してしまうことがある。第３気筒、第４気筒、及び第２気筒においても、二回目の燃焼に際して、全気筒の初爆の影響を含む時間差Ｄ５（Ｄ６及びＤ７）に基づき点火時期を遅角すると失火し、エンジンストールの可能性がある。それにより、各気筒の二回目の燃焼の点火時期は、最も重質な燃料に対して設定された基準点火時期とするようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の始動制御装置が適用された内燃機関を示す図である。
【図２】機関始動時の機関回転数の推移を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の点火時期制御を説明するための図であって、クランク角度が基準クランク角度から各所定クランク角度まで進むのにかかった時間を示す図である。
【図４】図３と同様の図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    機関本体
５    燃焼室
１０    点火栓
１１    燃料噴射弁
４２    クランク角センサ
【図１】
2009057831.tif 000002
【図２】
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【図３】
2009057831.tif 000004
【図４】
2009057831.tif 000005