CN103261645B - 内燃发动机的起动控制方法及起动控制装置 - Google Patents

Abstract

内燃发动机（1）具有对进气量进行调整的节气门（23），通过曲轴起动而起动。起动开关（36）检测曲轴起动开始，曲轴转角传感器（33、34）检测发动机的旋转次数。控制器（31）在曲轴起动开始的同时将节气门（23）驱动至关闭位置。控制器（31）对曲轴起动开始后的内燃发动机（1）的行程次数或旋转次数进行计数，如果计数次数达到规定次数，则将节气门（23）从关闭位置开动，从而同时实现用于促进燃料气化的吸入负压的确保、和维持怠速转速所需的进气量的确保。

Description

内燃发动机的起动控制方法及起动控制装置

技术领域

本发明涉及内燃发动机的起动时的控制。

背景技术

通过曲轴起动而起动火花点火式内燃发动机时，为了抑制燃料消耗，得到期望的排气成分，希望抑制完全爆燃后的发动机的转速窜高，将发动机转速尽快地控制为目标怠速转速。

日本特许厅2007年发行的JP2007-278073A中公开了用于此的发动机控制。具体的控制由内燃发动机的进气节气门的开度的控制、燃料喷射量的控制及对喷射后的燃料的点火定时的控制构成。

现有技术是通过该控制，抑制发动机转速在达到目标怠速转速后窜高，并且，通过将空燃比稳定为理论空燃比而防止排气中的碳氢化合物（HC）的增加。

发明内容

在起动内燃发动机时，为了促进燃料的气化并抑制碳氢化合物 HC的排出，期望尽快地发展进气负压。因此，在现有技术中，内燃发动机的曲轴起动开始的同时关闭节气门，在内燃发动机完全爆燃的时刻，开始打开节气门。

但是，起动时的内燃发动机的转速较大地脉动，形成上下波动较大的波形。如现有技术所示，如果在发动机转速达到规定的完全爆燃速度的时刻，开始打开节气门，则由于之后的转速降低而导致进气负压的发展延迟。进气负压发展的延迟导致排气成分的恶化或燃料消耗的增加。

另一方面，如果节气门开始打开的定时延迟，则不能供给维持怠速转速所需的空气量，有可能发生起动不良。

本发明的目的在于，实现下述节气门控制，即，可以兼顾内燃发动机起动时的进气负压的发展促进和维持怠速转速所需的量的空气供给。

为了实现上述目的，本发明提供内燃发动机的起动控制方法，该内燃发动机通过曲轴起动而起动，具有对进气量进行调整的节气门。起动控制方法包含如下处理，即，检测内燃发动的曲轴起动开始，在曲轴起动开始或点火开关成为ON的同时，关闭节气门，对内燃发动机的曲轴起动开始后的行程次数或旋转次数进行计数，判定计数次数是否达到规定次数，在计数次数达到规定次数的时刻，开动节气门。

本发明的详细内容以及其他特征或优点，在说明书的以下记载中进行说明，并且利用附图示出。

附图说明

图1是使用本发明的内燃发动机的控制装置的概略结构图。

图2是说明现有技术的发动机控制器所执行的完全爆燃标识和目标达到标识的设定程序的流程图。

图3是说明现有技术的发动机控制器所执行的点火定时和节气门开度的控制程序的流程图。

图4是说明现有技术的发动机控制器所执行的目标当量比的计算程序的流程图。

图5是说明现有技术的发动机控制器所执行的燃料喷射脉冲宽度的计算程序的流程图。

图6A至图6C是本发明概念与现有技术对比进行说明的时序图。

图7A至图7C是说明本发明的基于行程次数设定节气门开动开始定时的概念的时序图。

图8A至图8D是说明本发明的各种标识的设定与节气门开度变化的关系的时序图。

图9是说明本发明的发动机控制器所执行的点火定时的控制程序的流程图。

图10是说明本发明的发动机控制器所执行的标识设定程序的流程图。

图11是说明本发明的发动机控制器所执行的节气门开度的控制程序的流程图。

具体实施方式

参照图1，车辆用内燃发动机1，将由节气门23调节流量后的空气储存在进气集气管2中后，经由进气歧管3及进气阀15吸入至各气缸的燃烧室5中。内燃发动机1由多气缸火花点火式的往复式发动机构成。

在各气缸的进气口4上设置有燃料喷射器21。燃料喷射器21 以规定的定时将燃料向进气口4内间歇地进行喷射供给。向进气口4 喷射的燃料与吸入空气混合而形成混合气体。通过关闭进气阀15而将混合气体封入燃烧室5内。通过各气缸所具有的活塞6的上升，对封入各气缸的燃烧室5内的混合气体进行压缩，利用火花塞15进行点火而燃烧。

通过燃烧产生的气压下压活塞6，使活塞6进行往复运动。活塞6的往复运动变换为曲轴7的旋转运动。燃烧后的气体经由排气阀16，作为排气向排气通路8排出。

排气通路8具有与各气缸连接的排气歧管。在排气歧管中设置有作为起动催化剂的第1催化剂9。排气通路8延伸至车辆的地板。在地板部分的排气通路8中设置有第2催化剂10。

第1催化剂9和第2催化剂10例如都由三元催化剂构成。在空燃比处于以理论空燃比为中心的较窄的范围内的情况下，三元催化剂可以有效地将排气中所包含的HC、一氧化碳（CO）及氮氧化物（NOx）同时去除。

内燃发动机1的运转通过发动机控制器31控制。具体而言，发动机控制器31对节气门23的吸入空气量、燃料喷射器21的燃料喷射量及火花塞14的点火定时进行控制。

发动机控制器31由微型计算机构成，该微型计算机具有中央运算装置（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）及输入输出接口（I/O接口）。也可以由多个微型计算机构成发动机控制器31。

为了上述控制，分别从检测吸入空气量的空气流量计32、检测内燃发动机1的基准旋转位置和单位角度旋转的曲轴转角传感器、检测排气中氧浓度的设置在排气通路8的第1催化剂9上游的氧传感器 35、检测车辆的加速器踏板41的踏入量的加速器踏板踏入量传感器 42、车辆驾驶员指示内燃发动机1的曲轴起动的起动开关36、及检测发动机冷却水温的水温传感器37，向发动机控制器31输入与检测值对应的信号。曲轴转角传感器由检测内燃发动机1的单位角度旋转的位置传感器33、和检测内燃发动机1的基准旋转位置的相位传感器34构成。

发动机控制器31基于这些输入信号，确定燃料喷射器21的基本燃料喷射量，并且，基于来自设置在第1催化剂9的上游的氧传感器35的输入信号，对在燃烧室5中形成的空燃比进行反馈控制。

在冷起动内燃发动机1时，期望尽快将催化剂9、10活性化，并且，尽快将氧传感器35也活性化，从而较早实现空燃比的反馈控制。因此，氧传感器35在刚起动之后被加热器加热。发动机控制器 31根据来自氧传感器35的输入信号，判定氧传感器35的活性化。如果氧传感器35活性化，则发动机控制器31开始空燃比的反馈控制。

催化剂9和10并不限定于三元催化剂。例如，存在下述车辆，即，为了提高完成发动机暖机后的燃油效率，在低负载运转区域中，将比理论空燃比稀的混合气体向燃烧室5供给，而以较稀的空燃比进行运转。在这种车辆中，需要吸收在较稀的空燃比的条件下产生较多的NOx。因此，第2催化剂10由NOx捕集催化剂构成，使NOx捕集催化剂具有三元催化剂功能。本发明也适用于使用这种催化剂的车辆。

节气门23的吸入空气量的控制，通过驱动节气门23的节气门电动机24的控制进行。驾驶员的要求扭矩作为加速器踏板41的踏入量输入。发动机控制器31基于加速器踏板的踏入量确定目标扭矩。发动机控制器31通过对用于实现目标扭矩的目标吸入空气量进行计算，将与目标吸入空气量对应的信号向节气门电动机24输出，从而对节气门23的开度进行控制。

内燃发动机1具有：可变阀升程机构26，其由使进气阀15的阀升程量连续地变化的多连杆构成；以及可变阀定时机构27，其连续地可变控制曲轴7和进气阀用凸轮轴25的旋转相位差，使进气阀15 的开闭定时提前或延迟。

发动机控制器31在起动内燃发动机1时进行下述的控制。

（1）在曲轴起动后，在发动机转速达到怠速时的目标转速的定时，将点火定时从起动用点火定时阶跃地向规定的点火定时、例如催化剂暖机促进用点火定时延迟，或以至少可以防止发动机转速窜高的足够快的变化速度延迟；

（2）为了在发动机转速达到目标怠速转速的定时，向燃烧室5 供给使发动机转速保持怠速时的目标转速所需的吸入空气量，比发动机转速达到目标怠速转速的定时提前规定期间，开始打开节气门23。

通过上述控制，促进第1催化剂9的暖机。另外，抑制发动机转速在达到目标怠速转速后窜高，并且，通过将空燃比稳定为理论空燃比，防止排气中的HC的增加。

下面，说明为此而发动机控制器31执行的控制程序。此外，首先参照图2至图5，说明上述现有技术的起动内燃发动机1时的点火定时、节气门开度及燃料喷射量的控制，然后说明本发明特有的控制。

图2是表示完全爆燃标识和目标怠速旋转达到标识的设定程序。在车辆所具有的点火开关为ON的状态下，发动机控制器31以一定间隔、例如每100毫秒执行该程序。另外，通过将点火开关从OFF 切换为ON，发动机控制器31起动，在点火开关为ON的期间始终处于工作状态。

在步骤S1中，发动机控制器31读入发动机转速Ne。发动机转速Ne基于来自曲轴转角传感器的输入信号计算出，该曲轴转角传感器由位置传感器33和相位传感器34构成。

在步骤S2中，发动机控制器31判定完全爆燃标识。完全爆燃标识是表示内燃发动机1是否完全爆燃的标识，点火开关从OFF切换成ON的同时初始设定为零。因此，在第一次执行程序时，完全爆燃标识=0。在完全爆燃标识=0的情况下，发动机控制器31在步骤 S3中，对发动机转速Ne和完全爆燃转速N0进行比较。完全爆燃转速N0是用于判定内燃发动机1是否完全爆燃的值，例如设为1000 转/分钟（rpm）。如果发动机转速Ne没有达到完全爆燃转速N0，则发动机控制器31立即结束程序。

另一方面，在发动机转速Ne达到完全爆燃转速N0的情况下，即，Ne≥N0的情况下，发动机控制器31在步骤S4中将完全爆燃标识设置为1。

然后，在步骤S5，发动机控制器31起动定时器。定时器对从发动机转速Ne达到完全爆燃转速N0的定时后的经过时间进行测量，定时器起动的同时，将定时器值TIME重置为零。进行步骤S5的处理后，发动机控制器31结束程序。

如上所述，如果在步骤S4中完全爆燃标识被设置为1，则下一次进行的程序执行中，步骤S2的判定转为否定，其结果进行步骤S6 至S8的处理。

在步骤S6中，发动机控制器31对定时器值TIME和规定值DT 进行比较。规定值DT是指发动机转速Ne从达到完全爆燃转速N0 的定时开始至达到目标怠速转速NSET的定时为止的时间间隔。规定值DT通过实验或模拟预先设定。

定时器刚起动之后的定时器值TIME小于规定值DT，因此步骤S6的判定为否定。在该情况下，在步骤S7中发动机控制器31以规定的增量增加定时器值TIME。规定的增量是与程序的执行周期对应的值。

由此，定时器值TIME随着程序的执行增大。其结果，定时器值TIME大于或等于规定值DT，步骤S6的判定从否定转到肯定。在该情况下，在步骤S8中，发动机控制器31将目标怠速旋转达到标识设置为1，表示达到了目标怠速转速NSET。此外，目标怠速旋转达到标识是伴随点火开关的从OFF向ON的切换，初始设定为零的标识。进行步骤S7或S8的处理后，发动机控制器31结束程序。

如上所示，发动机控制器31在点火开关从OFF刚刚转到ON之后开始，通过以一定周期反复执行完全爆燃标识和目标怠速旋转达到标识的设定程序，判定出内燃发动机1达到完全爆燃和目标怠速转速后，设定对应的标识。此外，在步骤S6中，内燃发动机1完全爆燃后经过了与规定值DT相当的时间，由此判定为发动机转速达到目标怠速转速NSET。但是，关于该判定，当然也可以直接对曲轴转角传感器检测出的发动机转速Ne和目标怠速转速NSET进行比较。

图3表示点火定时及节气门开度的控制程序。在点火开关为ON 的状态下，发动机控制器31在图2的程序之后以一定间隔、例如每 100毫秒执行该程序。

在步骤S21中，发动机控制器31判定此次的程序执行定时是否是点火开关刚刚从OFF切换成ON之后。

在步骤S21的判定为肯定的情况下，在步骤S22中，发动机控制器31将水温传感器37检测出的内燃发动机1的冷却水温TW作为起动时水温TWINT而读取。发动机控制器31计算出与起动时水温 TWINT对应的第1点火定时ADV1。第1点火定时ADV1是对发动机起动来说最佳的点火定时，在这里，作为比通常运转时的点火定时大幅提前的值而计算出。

在步骤S23中，发动机控制器31将点火定时指令值ADV设定为与计算出的第1点火定时ADV1相等。

在步骤S24中，使节气门目标开度tTVO为初始值。初始值例如设为零。进行步骤S24的处理后，发动机控制器31结束程序。

另一方面，在步骤S21的判定为否定的情况下，在步骤S25中，发动机控制器31判定完全爆燃标识是否是1。在完全爆燃标识不是1 的情况下，在步骤S27中，发动机控制器31将点火定时指令值ADV 设定为与前次值相等。由此，直至判定为内燃发动机1进行了完全爆燃为止，点火定时指令值ADV维持第1点火定时ADV1。

进行步骤S27的处理后，在步骤S24中，发动机控制器31使节气门目标开度tTVO为初始值即零后，结束程序。

由此，内燃发动机1的曲轴起动开始后，直至达到完全爆燃为止的期间内，点火定时指令值ADV维持为第1点火定时ADV1，节气门目标开度tTVO维持为零。

另一方面，在步骤S25的判定中，完全爆燃标识为1的情况下，在步骤S26中，发动机控制器31判定目标怠速旋转达到标识是否是 1。在目标怠速旋转达到标识不是1的情况下，在步骤S28中，发动机控制器31将点火定时指令值ADV设定为与前次值相等。因此，即使判定出内燃发动机1完全爆燃之后，直至定时器值TIME达到规定值DT为止，换言之，直至发动机转速Ne达到目标怠速转速NSET 为止，点火定时指令值ADV维持为与第1点火定时ADV1相等的值。

进行步骤S28的处理后，在步骤S29中，发动机控制器31通过下式（1）计算出节气门目标开度tTVO。

tTVO=tTVO（前次）+△TVO （1）

其中，△TVO=恒定值；

tTVO（前次）=tTVO的前次值。

式（1）的tTVO（前次）是节气门目标开度的前次值，初始值为零。

式（1）的规定增量△TVO是确定节气门目标开度每每隔规定时间的增加量的值。规定增量△TVO设定为，在发动机转速Ne达到目标怠速转速NSET的定时，节气门目标开度tTVO达到目标怠速开度 TVO1。在这里，目标怠速开度TVO1是为了产生内燃发动机1能够维持目标怠速转速NSET的扭矩而所需的最低吸入空气量对应的节气门开度。目标怠速开度TVO1的值通过实验或模拟预先设定。

在步骤S29中设定节气门目标开度tTVO之后，在步骤S30中，发动机控制器31对节气门目标开度tTVO和目标怠速开度TVO1进行比较。

在步骤S26的判定第一次转到否定的状态，即，发动机转速Ne 刚刚达到目标怠速转速NSET之后，节气门目标开度tTVO不会超过目标怠速开度TVO1。在该情况下，发动机控制器31不进行其他处理而结束程序。

在下一次及以后程序的执行中，通过执行步骤S29的处理，随着每次的程序执行，节气门目标开度tTVO增加规定增量△TVO。其结果，节气门目标开度tTVO超过目标怠速开度TVO1，如果在步骤 S30的判定中为肯定，则在步骤S31中，发动机控制器31将节气门目标开度tTVO维持为TVO1。进行步骤S31的处理后，发动机控制器31结束程序。因此，在之后的程序执行中，即使重复程序的执行，节气门目标开度tTVO也不会增加，而是维持为目标怠速开度TVO1。

另一方面，在步骤S26的判定中，如果目标怠速旋转达到标识成为1，则在步骤S32中，发动机控制器31对应于水温传感器37检测出的内燃发动机1的冷却水温TW而计算第2点火定时ADV2。第 2点火定时ADV2例如可以设定为内燃发动机1冷起动时的第1催化剂9的暖机促进用点火定时。或者，为了抑制由于急剧加大吸入空气量而发动机转速产生过冲的倾向，可以临时设定为延迟侧的点火定时。由此，第2点火定时ADV2作为比第1点火定时ADV1延迟的值而计算出。

在下面的步骤S33中，发动机控制器31将点火定时指令值ADV 设定为与第2点火定时ADV2相等。

进行以上的处理的结果，发动机转速Ne达到目标怠速转速 NSET的同时，点火定时指令值ADV从第1点火定时ADV1阶跃地切换至第2点火定时ADV2。

在步骤S34中，发动机控制器31将节气门目标开度tTVO维持为与前次值相同、即维持为TVO1。进行步骤S34的处理后，发动机控制器31结束程序。

由此，发动机转速Ne达到目标怠速转速NSET后，点火定时指令值ADV阶跃地切换至第2点火定时ADV2。另一方面，节气门目标开度tTVO维持为目标怠速开度TVO1。在这里，点火定时指令值 ADV阶跃地直接切换至ADV2，但也可以以能够防止发动机转速窜高的范围内的规定变化速度进行切换。

图4表示发动机控制器31执行的目标当量比TFBYA的计算程序。当量比相当于空燃比的倒数。在点火开关ON的状态下发动机控制器31以一定间隔、例如每100毫秒执行该程序。此外，发动机控制器31通过点火开关从OFF切换成ON而起动，在点火开关ON的期间内始终处于工作状态。

在步骤S41中，发动机控制器31判定此次的程序执行定时是否相当于点火开关刚从OFF切换至ON之后。

在判定为肯定的情况下，在步骤S42中，发动机控制器31基于水温传感器37示出的起动时水温TWINT，计算起动时增量修正系数的初始值KAS0。起动时增量修正系数的初始值KAS0是起动时水温 TWINT越小则越大的值。

在下面的步骤S43中，发动机控制器31将起动时增量修正系数 KAS设定为与初始值KAS0相等。进行步骤S43的处理后，发动机控制器31进行步骤S50的处理。

另一方面，步骤S41的判定为否定的情况，是指在上一次或之前的程序执行中，点火开关已经切换至ON。在该情况下，在步骤S44 中，发动机控制器31判定目标怠速旋转达到标识是否是1。目标怠速旋转达到标识如上所述，是在点火开关切换为ON时重置为零，在图2的步骤S8中设定为1的标识。目标怠速旋转达到标识为1的情况，是指发动机转速Ne达到了目标怠速转速NSET。

并且，在步骤S44的判定为否定的情况下，在步骤S45中，发动机控制器31将起动时增量修正系数KAS设置为与前次值相同的值。在该程序中，直至步骤S44的判定为肯定为止，起动时增量修正系数KAS维持为初始值KAS0。进行步骤S45的处理后，发动机控制器31进行步骤S50的步骤。

另一方面，如果步骤S44的判定为肯定，则在步骤S46中，发动机控制器31判定起动时增量修正系数KAS是否是零。如上所述，在内燃发动机1刚起动后，在步骤S43中，起动时增量修正系数KAS 设定为初始值KAS0。在发动机转速Ne刚达到目标怠速转速NSET 后，由于起动时增量修正系数KAS设定为初始值KAS0，因此起动时增量修正系数KAS不会与零一致。

在该情况下，在步骤S47中，发动机控制器31通过下式（2）设定起动时增量修正系数KAS。

KAS=KAS（前次）－△t×KAS（前次） （2）

其中，△t=规定减少率，

KAS（前次）=上一次程序执行时的起动时增量修正系数KAS 的值。

在这里，规定减少率△t是确定起动时增量修正系数KAS每隔规定时间的减少量的值，该值适当地预先设置，以使得在吸入负压收敛到一个恒定值的定时，起动时增量修正系数KAS成为零。起动时增量修正系数的前次值即KAS（前次）的初始值是KAS0。

目标怠速旋转达到标识为1后，发动机控制器31反复进行步骤 S46和S47的处理，其结果，起动时增量修正系数KAS逐渐变小。因此，在步骤S48中，对起动时增量修正系数KAS和零进行比较，如果起动时增量修正系数KAS成为负值，则进入步骤S49，将起动时增量修正系数KAS重置为0。进行步骤S49的处理后，发动机控制器31进行步骤S50的处理。

另一方面，在步骤S48的判定中，在起动时增量修正系数KAS 为大于或等于零的值的情况下，发动机控制器31不重新设定起动时增量修正系数KAS，而进行步骤S50的处理。

在步骤S50中，发动机控制器31参照预先存储在ROM中的对应图，基于内燃发动机1的冷却水温Tw计算水温增量修正系数 KTW。水温增量修正系数KTW是冷却水温Tw越低而越大的值。

在下面的步骤S51中，发动机控制器31利用水温增量修正系数 KTW和起动时增量修正系数KAS，通过下式（3）计算目标当量比 TFBYA。

TFBYA=1＋KTW+KAS （3）

目标当量比TFBYA是以1.0为中心的值。如果完成了内燃发动机1的暖机，则成为TFBYA=1（KTW=0、KAS=0）。TFBYA=1相当于理论空燃比的混合气体。在冷起动内燃发动机1时，由于增加起动时增量修正系数KAS，因而目标当量比TFBYA成为超过1.0的值。起动时增量修正系数KAS是考虑了冷起动时的燃料壁流量的值。其结果，目标当量比TFBYA成为超过1.0的值。这些修正是用于将供给至燃烧室5的混合气体设为理论空燃比的修正。

图5表示发动机控制器31所执行的燃料喷射脉冲宽度Ti的计算程序。在点火开关为ON的状态下，发动机控制器31以一定间隔、例如每100毫秒执行该程序。图2的完全爆燃标识和目标怠速旋转达到标识的设定程序、和图3的点火定时和节气门开度的控制程序顺序执行。另一方面，图4的目标当量比TFBYA的计算程序和图5的燃料喷射脉冲宽度Ti的计算程序，与图2和图3的程序并行且独立地执行。燃料喷射脉冲宽度Ti是代表燃料喷射器21的燃料喷射量的值。

在步骤S61中，发动机控制器31通过下式（4）计算燃料喷射脉冲宽度Ti。

Ti1=TST×KNST×KTST （4）

其中，TST=起动时基本喷射脉冲宽度；

KNST=转速修正系数；

KTST=时间修正系数。

起动时基本喷射脉冲宽度TST、转速修正系数KNST、时间修正系数KTST的计算方法是公知的，因此，省略详细的说明。

在步骤S62中，发动机控制器31判定是否存在来自空气流量计 32的信号输入。如果没有来自空气流量计32的信号输入，则在步骤 S65中，发动机控制器31将起动时燃料喷射脉冲宽度Ti1设定为最终的燃料喷射脉冲宽度Ti。进行步骤S65的处理后，发动机控制器31结束程序。

在存在来自空气流量计32的信号输入的情况下，在步骤S63中，发动机控制器31使用在上一次执行的图4的目标当量比TFBYA的计算程序中得到的目标当量比TFBYA，通过下式（5）计算通常时的燃料喷射脉冲宽度Ti2。

Ti2=（Tp×TFBYA＋Kathos）×（α＋αm－1）＋Ts （5）

其中，Tp=基本喷射脉冲宽度；

TFBYA=目标当量比；

Kathos=过渡修正量；

α=空燃比反馈修正系数；

αm=空燃比学习值；

Ts=无效喷射脉冲宽度。

过渡修正量Kathos是考虑了沿着进气口4的壁面的燃料壁流量，基本上基于发动机负载、发动机转速及燃料附着部的温度进行计算的公知的修正量。在起动内燃发动机1时，燃料喷射量中的沿着进气口4的壁面的燃料延迟到达燃烧室5，因此，通过燃料喷射量的增量，补充与此相对应的量。

空燃比反馈修正系数α、空燃比学习值αm、无效喷射脉冲宽度 Ts的概念和计算方法是公知的。

通过下式（6）计算基本喷射脉冲宽度Tp。

Tp=K×Qa/Ne （6）

其中，Qa=由空气流量计32检测出的吸入空气量。

设定式（6）的常数K，使混合气体的空燃比成为理论空燃比。在起动时增量修正系数KAS为大于零的正值的期间，来自燃料喷射器21的燃料喷射量、即燃料喷射脉冲宽度Ti被增量修正。

在步骤S64至S66中，发动机控制器31对起动时燃料喷射脉冲宽度Ti1和通常时燃料喷射脉冲宽度Ti2进行比较，将值大的一方设为最终的燃料喷射脉冲宽度Ti后，结束程序。

燃料喷射脉冲宽度Ti转至输出寄存器，在各气缸中，如果燃料喷射器21成为规定的燃料喷射定时，则在规定的期间内以燃料喷射脉冲宽度Ti向进气口4喷射燃料。

关于以上说明的起动内燃发动机1时的点火定时、节气门开度及燃料喷射量的控制，在这里，引用并合并了日本特许厅2007年10 月25日公开的上述现有技术JP2007-278073A的内容。

下面，说明在起动内燃发动机1时使用的本发明特有的节气门控制。

参照图6A至6C，在内燃发动机1停止状态下节气门23为默认开度，吸入负压与大气压相等。起动开关36成为ON的同时、即曲轴起动开始的同时，通过节气门电动机24将节气门23向全闭位置驱动。在这里，全闭位置是惯用技术用语，实际上，在节气门23和节气门23周围的进气管壁面之间，设定有用于防止阀体陷入通路之间的较小的规定的间隙。因此，即使节气门23位于全闭位置，空气也会经由该间隙被吸入燃烧室5中。

通过由曲轴起动引起的内燃发动机1的抽吸作用，空气被吸入各气缸的燃烧室5中，因此，吸入负压发生脉动，并且从与大气压相等的压力逐渐降低。节气门23的打开定时，是实际的吸入负压成为能够促进燃料气化的足够大的吸入负压之后。该定时是能够将下述吸入空气量向燃烧室供给的定时，即，在发动机转速达到目标怠速转速的定时，在使点火定时从提前角侧的起动用点火定时阶跃地延迟、或至少以能够防止发动机转速窜高的规定变化速度延迟时，将发动机转速维持为目标怠速转速而所需的吸入空气量。而且，该定时需要满足下述条件，即，不会过于延迟而不能得到维持目标怠速转速所需的空气量，相反也不会过于提前而使吸入负压形成不充分，使气化促进作用降低。在现有技术中，将该定时设定为吸入负压成为规定值的定时，规定值在图6C中表示为打开要求吸入负压阈值。打开要求吸入负压阈值预先适当地设定。在上述现有技术中，在步骤S25如果完全爆燃标识转到1，就假定为达到打开要求吸入负压阈值，之后每次执行程序时在步骤S29中增大目标节气门开度tTVO。

因此，在上述现有技术中，如图6B所示，在吸入负压最初达到打开要求吸入负压阈值的时刻t21，如图6A的虚线所示，节气门23 开始打开。

但是，示出从时刻t21开始，实际吸入负压由于脉动而立刻向大气压减少。在这里，吸入负压的减少是指向大气压的压力上升。如果在时刻t21节气门23打开，则阻碍之后的吸入负压的增大，吸入负压如图6C的虚线所示，会在打开要求吸入负压阈值的附近波动。如果吸入负压不从打开要求吸入负压阈值进一步增大，则燃料的气化得不到充分的促进，从而不能抑制冷起动时更容易发生的HC的增加。

本发明涉及的发动机控制装置，在下述定时开始打开节气门23，即，在打开之后使实际吸入负压也顺利地发展，并且能够供给将发动机转速维持为目标怠速转速而所需的吸入空气量的时刻，即曲轴起动开始后实际吸入负压第二次达到打开要求吸入负压阈值的时刻t22。由此，例如，在图6B的例子中，如果从曲轴起动开始后第二次达到打开要求吸入负压阈值的时刻t22，开始打开节气门23，则如图6C 的实线所示，实际吸入负压顺利地增大，之后也不会发生不能得到维持目标怠速转数所需的吸入空气量的情况。

下面，说明成为全闭位置的节气门23的开动开始定时的时刻t22 的判定方法。

本发明涉及的发动机控制装置，对曲轴起动开始后的发动旋转次数或行程次数进行计数。然后，根据计数次数是否达到规定次数，判定是否成为全闭位置的节气门23的开动开始定时，上述规定次数相当于使实际吸入负压顺利发展、并得到维持目标怠速转速所需的吸入空气量的定时，即第二次达到打开要求吸入负压阈值的定时。

参照图7A至图7B，在这里使用曲轴起动开始后的行程次数，判定时刻t22，该时刻22相当于使实际吸入负压顺利地发展、并得到维持目标怠速转速所需的吸入空气量的定时，即第二次达到打开要求吸入负压阈值的定时。在4气缸、8气缸发动机中，行程次数是相当于曲轴转角180°的单位，在6气缸发动机中，行程次数是相当于曲轴转角120°的单位。即，在4气缸、8气缸发动机中，2分之1 的行程次数相当于发动机旋转次数，在6气缸发动机中，由于每个行程对应于曲轴转角120°，所以3分之1的行程次数相当于发动机旋转次数。行程次数与旋转次数之间始终处于恒定关系，因此，发动机旋转次数与行程次数处于可以彼此替代的等价的关系。

在该实施例中，图的横轴表示行程次数。这是由于行程与吸入负压的脉动同步，为了便于说明而优选。在标注有数字的行程位置处，吸入负压位于吸入负压的脉动的峰顶部。在4气缸、8气缸发动机中，行程间隔相当于2分之1的旋转，在6气缸发动机中，行程间隔相当于3分之1的旋转。

发动机控制器31对曲轴转动开始后的行程次数进行计数，在行程次数达到规定次数6的时刻，打开节气门23。作为规定次数，预先通过实现或模拟求出相当于使实际吸入负压顺利发展、并得到维持目标怠速转速所需的吸入空气量的定时，即第二次达到打开要求吸入负压阈值的定时的行程次数。规定次数6是将4气缸或8气缸作为前提的规定次数的例子。但是，规定次数并不限定于6。

参照图8A 至8D，在本实施方式中，发动机控制器31使用吸入负压发展起动许可标识、节气门节流标识、节气门控制标识。

其中，图8A所示的吸入负压发展起动许可标识，是在因某种原因最好不进行本发明涉及的节气门控制的情况下重置为零的标识。通常，点火开关成为ON的时刻t0或起动开关36成为ON的同时，吸入负压发展起动许可标识初始设定为1。吸入负压发展起动许可标识为1，这表示许可进行本发明涉及的节气门控制。

图8C所示的节气门节流标识是用于在曲轴起动开始后立即将节气门23设置为全闭位置的标识。在将吸入负压发展起动许可标识初始设定为1的同时，节气门节流标识初始设定为1。

图8D所示的节气门控制标识是用于开动节气门23的标识。发动机控制器31对曲轴起动开始后的行程次数进行测量，在测量的行程次数达到规定次数6的时刻t22，将节气门节流标识从1切换为零，另一方面，将节气门控制标识从初始值的零切换成1。行程次数相当于曲轴转角传感器的输出变动的峰值的数量。发动机控制器31根据曲轴转角传感器的输出信号，通过对输出变动的峰值的数量进行计数，得到行程次数。

另外，发动机控制器31在发动机转速达到目标怠速转速的时刻、即在图8B中节气门开度成为规定开度TVO1的时刻t2，将吸入负压发展起动许可标识和节气门控制标识分别从1切换成零。

下面，参照图9至11，说明使用以上的标识，发动机控制器31 所执行的节气门控制程序。在点火开关ON的状态下，发动机控制器 31并行地执行上述现有技术的图2、4、5的程序。另外，在图2的程序执行之后，取代图3的程序而执行图9的点火定时的控制程序、图10的标识设定程序以及图11的节气门控制程序。

图9所示的点火定时指令值的计算程序，相当于从上述现有技术的图3的程序中删除了与节气门控制相关的步骤S24、S30、S31 及S34后的程序。在该程序中，发动机控制器31仅对火花塞14的点火定时进行控制，在图11的程序中进行节气门23的控制。此外，图9的程序也是将点火定时阶跃地进行切换，但也可以取代阶跃地的切换，以能够防止发动机转速窜高的足够快的变化速度延迟。

图10的标识设定程序在图9的点火定时计算程序之后进行。

参照图10，在步骤S111中，发动机控制器31判定此次的程序执行定时是否是点火开关刚刚从OFF切换成ON之后。在判定为肯定的情况下，在步骤S112中，发动机控制器31分别将吸入负压发展起动许可标识设定为1、将节气门节流标识设定为1、将节气门控制标识设定为零后，结束程序。该处理相当于图8A至8D的时刻t0 的处理。

在步骤S111的判定为否定的情况下，在步骤S113中，发动机控制器31判定曲轴起动开始后的行程次数是否大于或等于规定次数 6。

在行程次数小于规定次数6的情况下，发动机控制器31不进行任何动作而结束程序，在行程次数大于或等于规定次数6的情况下，在步骤S114中，发动机控制器31分别将节气门节流标识设定为零、将节气门控制标识设定为1。该处理相当于图8A至8D的时刻t22 的处理。

在下面的步骤S115中，发动机控制器31判定目标节气门开度tTVO是否达到目标怠速开度TVO1。

在判定为否定的情况下，发动机控制器31直接结束程序。

在判定为肯定的情况下，在步骤S116中，发动机控制器31将吸入负压发展起动许可标识和节气门控制标识均切换为零。节气门节流标识维持零的状态。该处理相当于图8A至8D的时刻t2的处理。进行步骤S116的处理后，发动机控制器31结束程序。

图11的节气门控制程序在图10的标识设定程序之后执行。

参照图11，在步骤S131中，发动机控制器31判定吸入负压发展起动许可标识是否是1。在吸入负压发展起动许可标识为1的情况下，在步骤S132中，发动机控制器31判定是否是通常起动模式。

通常起动模式是指内燃发动机1在高温状态下起动。在内燃发动机1的运转刚停止后驾驶员进行起动操作或从怠速停止的重新起动等，相当于在利用上一次运转的余热进行了暖机的状态下进行内燃发动机1的起动的情况。在该情况下，不需要吸入负压发展。在该实施方式中，由于将需要吸入负压发展的内燃发动机1的冷起动作为对象，因此，在通常起动模式中，不进行本发明涉及的控制，而在步骤 S133中进行通常起动。

另外，在步骤S131中，在吸入负压发展起动许可标识不是1的情况下，发动机控制器31在步骤S133中进行通常控制。通常控制是指适用于内燃发动机1不需要暖机的情况下的起动控制。进行步骤 S133的处理后，发动机控制器31结束程序。

在进行内燃发动机1的冷起动的情况下，步骤S132的判定成为否定。

在该情况下，在步骤S134中，发动机控制器31判定节气门节流标识是否是1。在节气门节流标识为1的情况下，在步骤S135中，发动机控制器31将节气门目标开度tTVO控制为零、即将节气门23 控制至全闭位置。进行步骤S135的处理后，发动机控制器31结束程序。

另一方面，在节气门节流标识不是1的情况下，在步骤S135中，发动机控制器31判定节气门控制标识。在节气门控制标识不是1的情况下，发动机控制器31直接结束程序。在节气门控制标识为1的情况下，在步骤S137中，通过上述式（1）计算节气门目标开度tTVO。进行步骤S137的处理后，发动机控制器31结束程序.

通过执行图10的标识设定程序和图11的节气门控制程序，如图8A至8D的实线所示，能够高精度地判定出时刻t22，开始打开节气门，该时刻t22相当于使实际吸入负压顺利地发展、并得到维持目标怠速转速所需的吸入空气量的定时，即实际吸入负压第二次达到打开要求吸入负压阈值的定时。其结果，实际吸入负压从时刻t22开始，顺利地降低。

因此，可以兼顾用于促进气化的小于大气压的吸入负压的确保和适合于内燃发动机1的完全爆燃的进气量的确保，从而可以提高起动时的吸入负压控制的鲁棒性。

在起动内燃发动机1时，如图7B所示，发动机转速脉动较大。在该实施方式中，基于曲轴转角传感器的输出变动，对曲轴起动开始后的行程次数进行计数，通过计数次数确定开始打开节气门23的定时。在该控制中，曲轴转角传感器的输出不是用于计算发动机转速其本身，而是用于检测由内燃发动机的脉动引起的发动机转速的峰值。因此，与依赖发动机转速其本身的值确定开始打开节气门23的定时的情况相比，可以以更高的精度确定开始打开节气门23的定时。

在以上说明的实施方式中，基于曲轴转角传感器的输出变动，对行程次数进行计数。但是，也可以通过其他的传感器对行程次数或发动机旋转次数进行计数。下面说明使用压力传感器38对内燃发动机1的进气压进行检测的情况。

在日本特许厅2004年11月10日发行的特许第3586975号中，公开了使用压力传感器检测吸入负压，基于检测出的吸入负压达到规定压力的时刻，打开节气门的控制。但是，作为曲轴起动时的吸入负压，实际吸入负压和吸入负压的检测值均变动较大。因此，节气门的开动开始定时的判定依赖于压力传感器检测出的吸入负压的值，这容易发生精度上的问题。

另一方面，曲轴起动时的吸入负压较大地脉动。发动机控制器 31通过根据压力传感器38的输出变动对吸入负压的峰值进行计数，而不是根据设置在进气集气管2上的压力传感器38检测出的吸入负压的值其本身，由此，对内燃发动机1的曲轴起动开始后的行程次数或旋转次数进行计数。如果基于这样得到的计数次数，判定节气门 23的开动开始的定时，则可以以高精度确定节气门23的开动开始定时。

即，即使基于压力传感器38的输出变动，对行程次数或发动机旋转次数进行计数，也可以以高精度判定节气门23的开动开始定时。

关于以上的说明，在这里引用2010年12月27日作为申请日的日本特愿2010-290138号的内容并进行合并。

上面通过几个特定的实施例说明对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施例。对于本领域技术人员来说，可以在权利要求的技术范围内，对这些实施例进行各种修正或变更。

工业实用性

如上所述，本发明在内燃发动机的冷起动性能的提高方面，能够实现良好的效果。因此，应用在各种起动环境下使用的车辆用发动机时，尤其能够实现良好的效果。

本发明的实施例中所包含的排他性性质或特征，如权利要求书所述。

Claims (7)

1.一种内燃发动机(1)的起动控制方法，该内燃发动机(1)通过曲轴起动而起动，具有对进气量进行调整的节气门(23)，

在该内燃发动机(1)的起动控制方法中，

检测内燃发动机(1)的曲轴起动开始；

在曲轴起动开始时，关闭节气门(23)；

对内燃发动机(1)的曲轴起动开始后的行程次数或曲轴起动开始后的旋转次数进行计数；

判定计数次数是否达到规定次数；以及

在计数次数达到规定次数的时刻，开动节气门(23)。

2.根据权利要求1所述内燃发动机(1)的起动控制方法，

预先设定规定次数，使得在该规定次数之后实际进气负压发展，并且得到维持目标怠速转速所需的吸入空气量。

3.根据权利要求1或2所述内燃发动机(1)的起动控制方法，

如果节气门(23)达到与目标怠速转速相当的节气门开度，则停止节气门(23)的开动。

4.根据权利要求1或2所述内燃发动机(1)的起动控制方法，

判定起动后的内燃发动机(1)的转速是否达到规定的目标怠速转速，在判定为肯定的情况下，使点火定时延迟。

5.一种内燃发动机(1)的起动控制装置，该内燃发动机(1)通过曲轴起动而起动，具有对进气量进行调整的节气门(23)，

该内燃发动机(1)的起动控制装置具有检测内燃发动机(1)的曲轴起动开始的传感器(36)、以及可编程控制器(31)，

该可编程控制器(31)被编程为：

在曲轴起动开始时，关闭节气门；

对内燃发动机的曲轴起动开始后的行程次数或曲轴起动开始后的旋转次数进行计数；

判定计数次数是否达到规定次数；

在计数次数达到规定次数的时刻，开始打开节气门。

6.根据权利要求5所述的内燃发动机(1)的起动控制装置，

还具有曲轴转角传感器(33、34)，其检测内燃发动机(1)的转速，

控制器(31)进一步被编程为：基于曲轴转角传感器(33、34)的输出信号的脉动，对行程次数及旋转次数中的某一个进行计数。

7.根据权利要求6所述的内燃发动机(1)的起动控制装置，

还具有压力传感器(38)，其检测内燃发动机(1)的吸入负压，

控制器(31)进一步被编程为：基于压力传感器(38)的输出信号的脉动，对行程次数及旋转次数中的某一个进行计数。