JP2000265880A

JP2000265880A - 内燃機関の吸気制御装置

Info

Publication number: JP2000265880A
Application number: JP11064880A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Kanamaru; 昌宣金丸; Hiroki Ichinose; 宏樹一瀬; Satoshi Watanabe; 智渡辺
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP3552575B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子制御開閉弁を備え、始動時に開閉弁の全
閉制御を行う多気筒内燃機関において、始動時の開閉弁
の全閉制御と掃気制御とを両立させる。【解決手段】吸気通路に電子制御開閉弁を備え、内燃
機関のイグニッションスイッチがオンされた時に開閉弁
を全閉位置に制御し、開閉弁が全閉状態になった機関の
始動時に、開閉弁の下流側の容積分の空気が消費された
と判定するまで開閉弁を閉弁し、その後に開閉弁を所定
開度まで開弁させる始動時の閉弁制御を行う内燃機関の
吸気制御装置において、機関のクランキング時間が所定
時間を越えて行われる時には、クランキング中の燃料噴
射を停止して燃焼室内の未燃焼燃料の掃気制御を実行す
ると共に、掃気制御実行時には開閉弁の始動時の閉弁制
御を一時的に停止して掃気制御を優先させるように構成
した。この結果、機関始動時の開閉弁の閉弁制御と掃気
制御とを両立させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸気制御
装置に関し、特に、機関の始動時に電子制御スロットル
弁の閉弁制御が行われると共に、始動困難時には燃焼室
内の未燃焼燃料の掃気制御が行われる内燃機関の吸気制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの発達に伴い、内燃
機関の回転数を電子的に最適に制御しようとする電子制
御式の内燃機関が実用化されている。このような内燃機
関の電子制御化としては、例えば、燃料噴射量制御、点
火時期制御、吸排気弁の開弁時期の制御等が先行してお
り、これらに続いてスロットル弁の電子制御も実用段階
に入っている。スロットル弁の開度を電子制御する内燃
機関では、アクセルペダルの踏込量に関係なくスロット
ル弁の開度を設定することができる。

【０００３】このため、電子制御スロットル弁を使用し
て機関の始動時に吸気通路を閉じることにより、始動時
の吸気量を減少させると共に、吸気管負圧を高めて燃料
の気化促進を図ることが提案されている。これは、電子
制御式の内燃機関では各燃焼室近傍の吸気通路内に燃料
噴射弁が装着されているために、始動時に燃料が十分に
微粒化しないことがあり、このときに始動性が悪化する
のを防止するためである。

【０００４】一方、電子制御燃料噴射式の内燃機関にお
いて、機関の冷間始動時等に機関がなかなか始動せず、
過大な燃料噴射によって始動不良を起こした場合に、ク
ランキングは継続させたままで燃料噴射を停止し、燃焼
室内の未燃焼燃料を掃気して始動性を向上させる技術が
ある。この掃気制御の技術は、例えば、特開平５−２３
１２１３号公報や特開平５−３２１７１４号公報に開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、機関の
始動時の燃料の気化促進のためにスロットル弁を始動時
に閉弁制御する内燃機関に前述の掃気制御技術を適用し
ようとすると、スロットル弁が閉じられたままで掃気制
御を行うことになり、掃気が十分に行えずに始動不良が
解消しないという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、電子制御開閉弁が吸気
通路に設けられた多気筒内燃機関であって機関の始動時
に電子制御開閉弁の閉弁制御を行い、かつ、機関の始動
不良時には掃気制御を行うものにおいて、始動時の電子
制御開閉弁の閉弁制御と始動不良時の掃気制御の両立を
図ることができ、機関の始動性の向上、及びエミッショ
ン悪化の防止を実現することができる内燃機関の吸気制
御装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の形態は、吸気通路に電子制御開閉弁を備え、
内燃機関の始動時に開閉弁を全閉位置に制御する始動時
の閉弁制御を行う内燃機関の吸気制御装置において、ク
ランキング中の燃料噴射を停止して燃焼室内の未燃焼燃
料の掃気を実行する掃気手段と、掃気が実行されている
時には開閉弁の始動時の閉弁制御を停止する始動時の閉
弁制御停止手段とを設けたことを特徴としている。

【０００８】前記目的を達成する本発明の第２の形態
は、吸気通路に電子制御開閉弁を備え、内燃機関の始動
時に開閉弁を全閉位置に制御する始動時の閉弁制御を行
う内燃機関の吸気制御装置において、クランキング中の
燃料噴射を停止して燃焼室内の未燃焼燃料の掃気を実行
する掃気手段と、掃気が実行されている時には開閉弁の
始動時の閉弁制御を停止する始動時の閉弁制御停止手段
と、掃気が実行されている時の機関回転数を監視し、掃
気実行中に機関回転数が基準値を越えて増大した時に
は、掃気手段と始動時の閉弁制御停止手段の動作を停止
して開閉弁の始動時の閉弁制御を再開する始動時の閉弁
制御再開手段とを設けたことを特徴としている。

【０００９】第１または第２の形態において、更に、機
関のクランキング時間を検出するクランキング時間検出
手段を設け、このクランキング時間検出手段の計数値が
所定値を越えた時に掃気手段が動作するようにすること
ができる。第１から第３の何れかの形態において、始動
時の閉弁制御停止手段は、始動時の閉弁制御を中止する
際に、開閉弁を全開状態にすることができる。

【００１０】本発明の第１の形態によれば、機関の始動
時に電子制御開閉弁の閉弁制御を行う内燃機関におい
て、始動不良時に掃気制御を実行する状態では、スロッ
トル弁が開かれるので、十分な掃気が実行されて掃気不
十分による始動不良を防止することができる。また、本
発明の第２の形態によれば、機関の始動時に電子制御開
閉弁の閉弁制御を行う内燃機関であって、始動不良時に
掃気制御を実行し、掃気制御実行中においても点火が継
続している状態において、スロットル弁を開いた状態で
機関が始動してしまった場合でも、機関回転数が基準値
まで増大した時にスロットル弁の閉弁制御が再開される
ので、機関回転数が暴走することなく機関を始動させる
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図
１には本発明の一実施例の吸気制御装置を備えた電子制
御燃料噴射式の多気筒内燃機関１が概略的に示されてい
る。図１において、内燃機関１の吸気通路２には図示し
ないエアクリーナの下流側にスロットル弁３が設けられ
ている。このスロットル弁３の軸の一端にはこのスロッ
トル弁３を駆動するアクチュエータであるスロットルモ
ータ４が設けられており、他端にはスロットル弁３の開
度を検出するスロットル開度センサ５が設けられてい
る。即ち、この実施例のスロットル弁３は、アクセルペ
ダル１４の開度をアクセル開度センサ１５で検出し、そ
の開度や機関に取り付けられた電子制御機器の各制御信
号と合わせて後述するＥＣＵ（エンジン・コントロール
・ユニット）１０で最適なスロットル開度を決定し、ス
ロットルモータ４によって開閉駆動される電子制御スロ
ットル（以後、単に電子スロットルと記す）に組み込ま
れたものである。電子スロットルでは、スロットル弁３
の開度指令値がＥＣＵ１０から入力された時に、スロッ
トルモータ４がこの指令値に応答してスロットル弁３を
指令開度に追従させる。

【００１２】吸気通路２のスロットル弁３の上流側には
大気圧センサ１８があり、下流側にはサージタンク６が
ある。このサージタンク６内には吸気の圧力を検出する
圧力センサ７が設けられている。更に、サージタンク６
の下流側には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸
気ポートへ供給するための燃料噴射弁８が設けられてい
る。スロットル開度センサ５の出力と圧力センサ７の出
力は、マイクロコンピュータを内蔵したＥＣＵ１０に入
力される。

【００１３】また、内燃機関１のシリンダブロックの冷
却水通路９には、冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ１１が設けられている。水温センサ１１は冷却水の
温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。排気
通路１２には、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘを同時に浄化する三元触媒コンバータ（図示
せず）が設けられており、この触媒コンバータの上流側
の排気通路１２には、空燃比センサの一種であるＯ₂セ
ンサ１３が設けられている。Ｏ₂センサ１３は排気ガス
中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生する。これら
水温センサ１１及びＯ₂センサ１３の出力はＥＣＵ１０
に入力される。

【００１４】更に、このＥＣＵ１０には、アクセル開度
センサ１５からのアクセルペダルの踏込量信号（アクセ
ル開度信号）、バッテリ１６に接続されたイグニッショ
ンスイッチ１７からのキー位置信号（アクセサリ位置、
オン位置、スタータ位置）、クランクシャフトの一端に
取り付けられたクランクシャフトタイミングプーリと一
体型のタイミングロータ２４に近接した設けられたクラ
ンク位置センサ２１からの上死点信号ＴＤＣや所定角度
毎のクランク角信号ＣＡや、油温センサ２２からの潤滑
油の温度が入力される。また、クランクシャフトの他端
に設けられたリングギヤ２３は機関１の始動時にスター
タ１９によって回転させられる。

【００１５】機関回転数Ｎｅは、所定クランク角信号Ｃ
Ａの間隔（時間）を計測することにより得られる。タイ
ミングロータ２４には信号歯２５が設けられており、上
死点の検出用に２枚の欠歯部２６を備えた３４歯となっ
ている。クランク位置センサ２１は電磁ピックアップか
ら構成することができ、１０°毎のクランク回転信号を
出力する。クランク位置センサ２１は欠歯部２６の箇所
の信号を検出することにより、正確な上死点を検出する
ことができる。また、内燃機関の燃料噴射が実行される
気筒は、このクランク位置センサ２１からの信号と、図
示しないカム位置センサからの信号により判別すること
ができる。

【００１６】従来の内燃機関では、一般に直流直巻モー
タから構成されるスタータ１９はイグニッションスイッ
チ１７がスタータ位置にされた時にオンするスタータス
イッチを介してバッテリ１６に接続されている。従っ
て、イグニッションスイッチ１７がオンされ、その後に
イグニッションスイッチ１７がスタータ位置にされた時
にスタータ１９が起動されて機関１が始動する。そし
て、機関１が稼働を開始すると、ＥＣＵ１０が通電され
てプログラムが起動し、各センサからの出力を取り込
み、スロットル弁３を開閉するスロットルモータ４や燃
料噴射弁８、或いはその他のアクチュエータを制御す
る。ＥＣＵ１０には、各種センサからのアナログ信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器が含まれ、各種
センサからの入力ディジタル信号や各アクチュエータを
駆動する信号が出入りする入出力インタフェース１０
１、演算処理を行うＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３やＲＡ
Ｍ１０４等のメモリや、クロック１０５等が設けられて
おり、これらはバス１０６で相互に接続されている。Ｅ
ＣＵ１０の構成については公知であるので、これ以上の
説明を省略する。

【００１７】一方、この実施例では、スタータ１９が直
接バッテリ１６に接続されておらず、スタータ駆動回路
２０を介してバッテリ１６に接続されている。そして、
このスタータ駆動回路２０は、ＥＣＵ１０からのスター
タ信号ＳＴが入力されないとスタータ１９をバッテリ１
６に接続しないようになっている。この実施例では、機
関１の始動時にスロットル弁３を一時的に閉弁して吸気
通路２をほぼ閉塞し、スロットル弁３の下流側に負圧を
発生させて機関の始動性を向上させている。一方、機関
１が停止している時には、スロットル弁３は全閉位置に
はなく、僅かにあいている。従って、機関１が停止して
いる状態では、スロットル弁３の吸気通路２内は大気圧
になっている。

【００１８】従って、機関１を始動させる時には、スロ
ットルモータ４を駆動してスロットル弁３を全閉位置に
制御する必要がある。なお、ここでいうスロットル弁３
の全閉位置３は、スロットル弁３と吸気通路２とが衝突
した状態ではなく、僅かに隙間が開いている位置のこと
であり、この実施例では、この隙間は最小限の空気流量
が流れる程度の隙間である。このため、ＥＣＵ１０に
は、前述のようにイグニッションスイッチ１７からのキ
ー位置信号とスロットル開度センサ５からのスロットル
開度信号が入力されている。

【００１９】ここで、以上のように構成された機関１の
始動時に、ＥＣＵ１０が実行するスロットル弁３の駆動
制御の手順、および燃料の噴射制御について、その実施
例を図２から図５、及び図７のフローチャートを用いて
説明する。図２は電子制御スロットル弁３の閉制御を実
行するフラグＦＴＨＶＣの設定手順を示すフローチャー
トである。図２に示すルーチンは機関１の始動時にのみ
イニシャルルーチンにおいて所定時間毎、例えば、数ｍ
ｓ毎に実行される。

【００２０】この制御では、まずステップ２０１におい
て図１で説明した水温センサ１１によって検出された機
関水温ＴＨＷを読み込む。続くステップ２０２では、こ
の水温が所定温度Ａ℃〜Ｂ℃の範囲にあるか否かを判定
する。水温ＴＨＷがこの範囲にない時にはステップ２０
４に進み、スロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣを
“０”にしてこのルーチンを終了する。一方、水温ＴＨ
Ｗがこの範囲に入っている時にはステップ２０３に進
み、スロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣを“１”
にしてこのルーチンを終了する。このスロットル弁閉制
御実行フラグＦＴＨＶＣは“１”の時に、スロットル弁
の閉弁制御が行われることを示す。

【００２１】なお、この実施例では、水温ＴＨＷがごく
低温のＡ℃未満と、ごく高温のＢ℃を越えた温度におい
てはスロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣを“０”
にして、スロットル弁閉制御を実行しないようにしてい
るが、これは現時点における機関の始動性の信頼性を高
めるためであり、コストをかけて制御精度を高めるよう
にすれば、始動時のスロットル弁閉制御は、機関の水温
条件に無関係に実行することも可能である。

【００２２】このようにして機関１の始動時に水温ＴＨ
ＷがＡ≦ＴＨＷ≦Ｂの範囲にある時に“１”に設定され
るスロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣは、機関１
が始動してから所定時間後にリセットされる。スロット
ル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣのリセット時間は、例
えば、スロットル弁を閉弁した時のスロットル弁下流側
の空気量が機関の始動後になくなる時間を考慮して設定
することができる。この制御を図３に示すフローチャー
トを用いて説明する。図３に示すルーチンも機関１の始
動時にのみイニシャルルーチンにおいて所定時間毎、例
えば、数ｍｓ毎に実行される。

【００２３】この制御では、まず、ステップ３０１にお
いて機関回転数Ｎｅを読み込む。機関回転数Ｎｅは図１
に示したクランク位置センサ２１からのクランク位置信
号から算出することができるものである。続くステップ
３０２ではステップ３０１で読み込んだ機関回転数Ｎｅ
が設定回転数Ｎes以上か否か、例えば４００ｒｐｍ以上
か否かを判定する。機関回転数Ｎｅが設定回転数Ｎes未
満の時は、機関１が未だ始動していないと判定してステ
ップ３０３に進み、始動後経過時間カウンタＣＮＴの値
をクリアしてこのルーチンを終了する。

【００２４】一方、ステップ３０２において、機関回転
数Ｎｅが設定回転数Ｎes以上の場合は機関１が始動した
と判定してステップ３０４に進み、始動後経過時間カウ
ンタＣＮＴの値を１だけインクリメントしてステップ３
０５に進む。ステップ３０５では始動後経過時間カウン
タＣＮＴの値が所定時間を示す基準計数値Ｃに達したか
否かを判定する。そして、始動後経過時間カウンタＣＮ
Ｔの値が基準計数値Ｃに達していない時はこのままこの
ルーチンを終了し、始動後経過時間カウンタＣＮＴの値
が基準計数値Ｃに達した時はステップ３０６に進んでス
ロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣを“０”にして
このルーチンを終了する。このようにして、機関１の始
動時に“１”になっていたスロットル弁閉制御実行フラ
グＦＴＨＶＣは、機関１が始動してから所定時間が経過
すると“０”に設定される。

【００２５】図４は図１のように構成された内燃機関１
における掃気制御実行フラグＦＳＣＶの設定手順を示す
フローチャートである。図４に示すルーチンも機関１の
始動時にのみイニシャルルーチンにおいて所定時間毎、
例えば、数ｍｓ毎に実行される。掃気制御は、イグニッ
ションスイッチ１７のオンによりスロットル弁３が全閉
にされた後に、スタータ１９によってクランキングされ
たが、なかなか始動しない場合に実行される。即ち、掃
気制御は、機関１の冷間始動時等にクランキングを長時
間に渡って続けても機関１がなかなか始動しない場合
に、燃料噴射弁８から噴射され続けた燃料量が過度に燃
焼室に溜まってしまい、かえって始動が困難になった
り、溜まった燃料に着火して過度の燃焼が起こるのを防
止するものであり、燃料噴射弁８からの燃料噴射を停止
して燃焼室内の未燃焼燃料を掃気して始動性を向上させ
るものである。この実施例における掃気制御実行フラグ
ＦＳＣＶは、“１”に設定された時に燃料噴射弁８から
の燃料の噴射を停止するものとする。

【００２６】掃気制御実行フラグＦＳＣＶの設定におい
ては、まず、ステップ４０１でクランキング中か否かを
判定する。クランキング中でない場合はステップ４０２
に進み、掃気制御実行フラグＦＳＣＶが既に“１”であ
るか否かを判定する。この判定はクランキングを続けて
も機関１が始動始動しない場合に、イグニッションスイ
ッチ１７が一度スタータ位置から戻された場合を考慮し
たものである。即ち、最初のクランキング中に掃気制御
実行フラグＦＳＣＶが“１”にされた場合には、この後
に再度イグニッションスイッチ１７がスタータ位置にさ
れる場合を考慮して、後述するクランキングの継続時間
Ｔc の値をクリアしないようにしたものである。従っ
て、ステップ４０２でＦＳＣＶ＝“１”と判定した場合
はこのままこのルーチンを終了する。

【００２７】一方、ステップ４０２でＦＳＣＶ＝“０”
と判定した場合はクランキングが未だ行われていないと
判定してステップ４０３に進み、クランキング時間カウ
ンタの値をクリアしてクランキングの継続時間Ｔｃを０
にする。そして、続くステップ４０４において、掃気制
御実行フラグＦＳＣＶの値を“０”にしてこのルーチン
を終了する。

【００２８】また、ステップ４０１で機関１がクランキ
ング中であると判定した場合はステップ４０５に進み、
クランキング時間カウンタを用いてクランキングの継続
時間Ｔｃを算出してステップ４０６に進む。ステップ４
０６ではクランキングの継続時間Ｔｃの値が基準時間Ｍ
Ｎ以上になったか否かを判定する。この基準時間ＭＮ
は、例えば、クランキングが開始されてから機関が始動
するまでに一般に要する時間の最も遅い時間より大きく
なるように定められる。ステップ４０６でＴｃ＜ＭＮの
時はステップ４０４に進んで掃気制御実行フラグＦＳＣ
Ｖの値を“０”にしてこのルーチンを終了するが、ステ
ップ４０６でＴｃ≧ＭＮの時はステップ４０７に進む。

【００２９】ステップ４０７ではクランキングの継続時
間Ｔｃの値が、前述の基準時間ＭＮに最大掃気継続時間
Ｌを加えた掃気終了時間ＭＸより大きくなったか否かを
判定する。このステップ４０７における判定は、掃気制
御が所定時間Ｌだけ継続したら掃気制御を打ち切るため
のものである。即ち、掃気制御実行フラグＦＳＣＶの値
を“０”に戻すタイミングを決定するものである。よっ
て、ステップ４０７において、Ｔｃ≦ＭＸの場合はステ
ップ４０８に進んで掃気制御実行フラグＦＳＣＶの値を
“１”にしてこのルーチンを終了するが、Ｔｃ＞ＭＸと
なった場合にはステップ４０４に進み、掃気制御実行フ
ラグＦＳＣＶの値を“０”にしてこのルーチンを終了す
る。

【００３０】このように、この実施例では、機関１のク
ランキングが行われた際に、機関１が始動せず、クラン
キングの継続時間ＴｃがＭＮ≦Ｔｃ≦ＭＸの間だけ掃気
制御が実行される。なお、図４で説明した掃気制御実行
フラグＦＳＣＶの設定手順は、図２で説明したように、
水温ＴＨＷがごく低温のＡ℃未満と、ごく高温のＢ℃を
越えた温度においてはスロットル弁閉制御実行フラグＦ
ＴＨＶＣを“０”にして、スロットル弁閉制御を実行し
ないようにした実施例に対応するものである。一方、前
述のように、始動時のスロットル弁の閉弁制御を機関の
水温条件に無関係に実行する場合には、掃気制御実行フ
ラグＦＳＣＶの設定手順に、機関の水温ＴＨＷがごく低
温の時、例えば、Ａ℃未満の時にのみ掃気制御実行フラ
グＦＳＣＶを“１”に設定する条件を加えても良い。

【００３１】図５は機関１の始動時の電子制御スロット
ル弁３の開度設定の手順の第１の実施例を示すフローチ
ャートである。図５に示すルーチンは所定時間毎、例え
ば、数ｍｓ毎に実行される。なお、第１の実施例では、
スロットル弁３の全閉位置における隙間を、ＩＳＣ（ア
イドル速度制御）流量が流れる程度の隙間として説明す
る。

【００３２】第１の実施例では、まず、ステップ５０１
においてスロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣの値
と、掃気制御実行フラグＦＳＣＶの値とを読み込む。続
くステップ５０２ではスロットル弁閉制御実行フラグＦ
ＴＨＶＣの値が“１”か否かを判定する。ステップ５０
２でスロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣの値が
“０”であると判定した場合は、機関１の始動が完了し
ていると判定してステップ５０３に進む。ステップ５０
３では通常の算出式によって通常のＩＳＣ流量ＩＳＣＮ
を計算する。通常の算出式とは、ＩＳＣ流量の学習値
を、水温による補正値、始動時のＩＳＣ流量の補正値、
エアコンディショナのオン／オフによる補正値、電気負
荷の有無による補正値、パワーステアリングの動作によ
る補正値等で補正するための式である。続くステップ５
０４ではステップ５０３で算出した通常のＩＳＣ流量Ｉ
ＳＣＮに応じたスロットル弁開度θthv をスロットル弁
開度θthとして設定してこのルーチンを終了する。機関
１の始動が完了している際の制御は本発明の主旨ではな
いので、これ以上の説明を省略する。

【００３３】一方、ステップ５０２においてスロットル
弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣの値が“１”であると判
定した場合は、機関１の始動時であると判定してステッ
プ５０５に進む。ステップ５０５では機関１の燃焼室に
吸気が吸い込まれている状態で燃料の噴射を開始したか
否かを判定する。そして、燃焼室に吸気が吸い込まれて
はいるが、燃料の噴射が未だ行われていない時にはステ
ップ５０６に進む。ステップ５０６では最小のＩＳＣ流
量ＩＳＣmin を流すスロットル弁開度θth1 をスロット
ル弁開度θthとして設定し、このルーチンを終了する。

【００３４】一方、ステップ５０５で燃料噴射を開始し
たと判定した場合はステップ５０７に進む。ステップ５
０７ではＥＣＵ１０のＲＡＭ１０４に格納されているア
イドル時のＩＳＣ流量の学習値ＩＳＣＧ、大気圧センサ
１８によって検出された大気圧ＡＰ、ＥＣＵ１０のＲＯ
Ｍ１０３に格納されている大気圧補正計数ＡＨ、エアコ
ン（空気調和装置）や電気負荷等の機関１に搭載された
補機の運転状態パラメータを読み込み、この運転状態パ
ラメータに基づいてアイドル時のＩＳＣ流量の学習値Ｉ
ＳＣＧを補正してＩＳＣ流量ＩＳＣＨを算出する。

【００３５】次のステップ５０８ではステップ５０７で
算出したＩＳＣ流量ＩＳＣＨを流すスロットル弁開度θ
th2 をスロットル弁開度θthとして設定してステップ５
０９に進む。ステップ５０９ではステップ５０１で読み
込んだ掃気制御実行フラグＦＳＣＶの値が“１”か否か
を判定する。掃気制御実行フラグＦＳＣＶの値が“０”
である場合は掃気制御は実行されていないと判定してこ
のルーチンを終了する。一方、ステップ５１０で掃気制
御実行フラグＦＳＣＶの値が“１”である場合は掃気制
御は実行されていると判定してステップ５１０に進む。

【００３６】ステップ５１０では掃気制御時にスロット
ル弁３の開度が大きくなって大量の吸気が燃焼室側に流
れるように、スロットル弁開度θthに大きな開度θtho
を設定する。この開度θtho はスロットル弁３を全開に
する開度とすることができる。このように、本発明では
始動時にスロットル弁の閉弁制御が行われる機関１にお
いて、機関１が始動せずに掃気制御が実行される時に
は、スロットル弁の閉弁制御を停止してスロットル弁が
大きく開弁されるので、掃気制御がスムーズに実行され
る。

【００３７】図６は第１の実施例におけるスタータ信
号、スロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣ、燃料噴
射、掃気実行フラグＦＳＣＶ、機関始動後カウンタＣＮ
Ｔ、機関回転数Ｎｅ、ＩＳＣ流量、及び、スロットル弁
開度θthの推移を示すタイムチャートである。スロット
ル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣが“１”の状態の時
に、時刻Ｔ０でスタータ信号の値が１になって機関１が
始動状態となると、この時点では燃料の噴射が実行され
ていないので、スロットル弁開度θthは第１の開度θth
1 に設定される。その後、時刻Ｔ１までのクランキング
中は、スロットル弁３が略全閉の開度θth1 のまま必要
最小限のＩＳＣ流量ＩＳＣmin が流れる。

【００３８】機関１のクランキング中の時刻Ｔ１におい
て燃料噴射が行われると、アイドル時のＩＳＣ流量の学
習値ＩＳＣＧがＲＡＭ１０４から読み出されて機関１の
運転状態パラメータで補正されてＩＳＣ流量ＩＳＣＨが
計算される。そして、このＩＳＣ流量ＩＳＣＨを流すた
めのスロットル弁３の開度θthが開度θth2 に設定され
る。

【００３９】この状態で機関１が正常に始動する時は、
時刻Ｔ１の後に所定時間クランキングが続行された後に
機関の回転数Ｎe が実線で示すように増大し始める。こ
の後の時刻Ｔ２において機関回転数Ｎe が所定回転数Ｎ
esに達すると、機関始動後カウンタＣＮＴがカウントを
開始する。この状態ではスロットル弁３が略全閉の開度
θth2 のままＩＳＣ流量ＩＳＣＨが流れる。この後、時
刻Ｔ３において機関始動後カウンタＣＮＴが所定値Ｃに
達すると、スロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣが
“０”にされ、ＩＳＣ流量は通常の算出式で計算され、
スロットル弁開度θthは、算出された通常のＩＳＣ流量
に応じたスロットル弁開度θthv に設定され、それに応
じたＩＳＣ流量ＩＳＣＮが流れる。

【００４０】一方、スロットル弁３の開度θthが開度θ
th2 に設定された燃料の噴射状態において機関１が正常
に始動しない時は、時刻Ｔ１の後も点線Ｆで示すよう
に、クランキングが続行され、機関の回転数Ｎe は増大
しない。この状態では、クランキングが開始された時刻
Ｔ０から基準時間ＭＮが経過した時刻Ｔ０＋ＭＮにおい
て掃気実行フラグＦＳＣＶが“１”になる。第１の実施
例では、掃気実行フラグＦＳＣＶが“１”になると、燃
料噴射が破線で示すように停止されると共に、燃焼室内
の点火プラグの点火カットが実行される。

【００４１】このように、時刻Ｔ０＋ＭＮにおいて掃気
実行フラグＦＳＣＶが“１”になって掃気制御が実行さ
れる掃気モードになると、スロットル弁開度θthの値が
破線で示すように開度θtho に設定される。この開度θ
tho はスロットル弁３を全開にする開度、あるいはそれ
に近い開度である。この結果、時刻Ｔ０＋ＭＮ以後にお
いてＩＳＣ流量として破線で示す多量の吸気量ＩＳＣＯ
が流れる。この掃気モードは、掃気制御が所定時間Ｌだ
け継続した時刻Ｔ０＋ＭＸに打ち切られる（ここで、Ｍ
Ｘ＝ＭＮ＋Ｌである）。

【００４２】掃気モードの終了後は、スロットル弁開度
θthは元の開度θth2 に戻され、通常の制御が実行され
る。このように、この実施例では、機関の始動時のスロ
ットル弁閉制御の実行中に掃気制御が行われる時は、ス
ロットル弁３が一時的に全開状態になるので、掃気制御
が損なわれることがない。図７は機関１の始動時の電子
制御スロットル弁３の開度設定の手順の第２の実施例を
示すフローチャートである。図７に示すルーチンも所定
時間毎、例えば、数ｍｓ毎に実行される。第１の実施例
では、掃気実行フラグＦＳＣＶが“１”に設定される
と、燃料噴射が停止されると共に燃焼室内の点火プラグ
による点火も停止されていた。一方、図７に示す第２の
実施例では、掃気実行フラグＦＳＣＶが“１”に設定さ
れると、燃料噴射は停止されるが、燃焼室内の点火プラ
グの点火カットは行われない。

【００４３】従って、第２の実施例では、掃気モード中
に燃焼室内の空燃比が適正になった時点で点火によって
燃焼室内の燃料に着火し、機関１が始動することがあ
る。このような場合、掃気モードではスロットル弁３が
全開、或いは全開に近い状態まで開いているので、機関
回転数Ｎｅが急激に上昇してしまう可能性がある。第２
の実施例は、この掃気モード中の機関１の始動による機
関回転数Ｎｅの過度の上昇を防止するものである。

【００４４】このため、第２の実施例においては、図５
においてステップ４０１から４０８で説明した掃気実行
フラグＦＳＣＶの設定手順の後に、機関回転数Ｎｅの過
度の上昇を防止する手順を追加している。従って、図７
に示すフローチャートのステップ４０１から４０８の手
順は図５で説明したフローチャートと全く同じであるの
で、ここではその説明を省略する。

【００４５】第２の実施例では、ステップ４０８で掃気
実行フラグＦＳＣＶが“１”に設定された後に、ステッ
プ７０１において機関回転数Ｎｅを読み込む。そして、
続くステップ７０２において、機関回転数Ｎｅが基準回
転数Ｎeref以上になったか否かを判定する。機関回転数
Ｎｅが基準回転数Ｎeref未満の場合は機関が始動してい
ないと判定してこのままこのルーチンを終了する。一
方、ステップ７０２において機関回転数Ｎｅが基準回転
数Ｎeref以上となった場合は機関が始動したと判定して
ステップ７０３に進み、掃気実行フラグＦＳＣＶを
“０”に設定して掃気モードを打ち切る。この制御によ
り、掃気モード中に機関が始動したとしても、機関回転
数Ｎｅが過度に上昇するおそれがない。

【００４６】図８は第２の実施例におけるスタータ信
号、スロットル弁閉制御実行フラグＦＴＨＶＣ、燃料噴
射、掃気実行フラグＦＳＣＶ、機関始動後カウンタＣＮ
Ｔ、機関回転数Ｎｅ、ＩＳＣ流量、及び、スロットル弁
開度θthの推移を示すタイムチャートである。時刻Ｔ０
から時刻Ｔ０＋ＭＮまでのスタータ信号、スロットル弁
閉制御実行フラグＦＴＨＶＣ、燃料噴射状態、掃気実行
フラグＦＳＣＶ、機関回転数Ｎｅ、ＩＳＣ流量、及び、
スロットル開度θthは、第１の実施例と全く同じであ
る。そして、第１の実施例では、時刻Ｔ０＋ＭＮの後、
機関回転数Ｎｅが増大しないために、時刻Ｔ０＋ＭＸま
で掃気モードが継続されていた。

【００４７】ところが、第２の実施例では、時刻Ｔ０＋
ＭＮから所定時間Ｒの経過後の掃気モード中に機関１が
始動してしまい、破線Ｓで示すように機関回転数Ｎｅが
増大し、時刻ＴＳにおいて機関回転数Ｎｅが基準回転数
Ｎerefに達している。このまま掃気モードが継続される
と、機関回転数Ｎｅは二点鎖線Ｕで示すように過度に増
大するおそれがあるので、第２の実施例では、時刻ＴＳ
の時点で掃気実行フラグＦＳＣＶが“０”に設定され
る。

【００４８】このように、第２の実施例では、掃気実行
フラグＦＳＣＶが“１”になって掃気制御が実行される
掃気モード中に機関１が始動した場合には、スロットル
弁開度θthの値が開度θtho から開度θth2 に戻される
ので、ＩＳＣ流量も元の流量ＩＳＣＨに戻ることにな
り、機関の回転数Ｎe は破線Ｖで示すように増大しなく
なる。

【００４９】以上のように、本発明では実施例において
説明したように、機関の始動時にスロットル弁の閉弁制
御を行う多気筒内燃機関において掃気制御が実行される
場合には、スロットル弁の閉弁制御が一時的に解除され
るので、掃気制御がスムーズに行われることになり、ス
ロットル弁の閉弁制御による機関の始動性の向上及びエ
ミッション悪化の防止と、掃気制御を両立させることが
できる。

【００５０】なお、以上説明した実施例では、内燃機関
の吸気通路の閉鎖を電子制御スロットル弁３により行う
ものについて説明を行ったが、電子制御スロットル弁３
の代わりに、電子制御される吸気制御弁が吸気通路に別
に設けられているものについても本発明を有効に適用す
ることができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の吸気制御装置によれば、電子制御開閉弁が吸気通路に
設けられた多気筒内燃機関であって機関の始動時に電子
制御開閉弁の閉弁制御を行うものにおいて、掃気制御の
実行時にはスロットル弁の閉弁制御を一時的に解除する
ようにしたので、スロットル弁の閉弁制御による機関の
始動性の向上及びエミッション悪化の防止と、掃気制御
を両立させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の吸気制御装置が搭載された
電子制御式多気筒内燃機関の構成を示す構成図である。

【図２】スロットル弁の閉制御を実行するフラグの設定
手順を示すフローチャートである。

【図３】スロットル弁の閉制御を実行するフラグのリセ
ットを示すフローチャートである。

【図４】掃気制御実行フラグの設定手順を示すフローチ
ャートである。

【図５】本発明の始動時の電子制御スロットル弁の開度
設定の手順の第１の実施例の手順を示すフローチャート
である。

【図６】第１の実施例におけるスタータ信号、スロット
ル弁閉制御実行フラグ、燃料噴射状態、掃気実行フラ
グ、機関始動後カウンタ、機関回転数、ＩＳＣ流量、及
びスロットル弁開度の推移を示すタイムチャートであ
る。

【図７】本発明の始動時の電子制御スロットル弁の開度
設定の手順の第２の実施例の手順を示すフローチャート
である。

【図８】第２の実施例におけるスタータ信号、スロット
ル弁閉制御実行フラグ、燃料噴射状態、掃気実行フラ
グ、機関始動後カウンタ、機関回転数、ＩＳＣ流量、及
びスロットル弁開度の推移を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

２…吸気通路３…スロットル弁４…スロットルモータ５…スロットル開度センサ８…燃料噴射弁１０…ＥＣＵ１７…イグニッションスイッチ１８…大気圧センサ１９…スタータ２０…スタータ駆動回路２１…クランク位置センサ２３…リングギヤ２４…タイミングロータ２５…信号歯２６…欠歯部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺智愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G065 CA00 CA02 CA12 DA05 EA01 EA03 FA13 GA01 GA07 GA10 GA26 GA33 GA35 GA37 GA41 GA43 GA44 KA36 3G301 JA00 JA21 JA34 KA01 KA07 LA00 LA03 LC03 MA24 NA08 NB11 NB15 NC08 ND21 NE23 PA07Z PA09Z PA11A PA11Z PA13Z PA14Z PD03A PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PF03Z PF11Z PF13Z PF14Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に電子制御開閉弁を備え、内燃
機関の始動時に前記開閉弁を全閉位置に制御する始動時
の閉弁制御を行う内燃機関の吸気制御装置において、クランキング中の燃料噴射を停止して燃焼室内の未燃焼
燃料の掃気を実行する掃気手段と、掃気が実行されている時には前記開閉弁の始動時の閉弁
制御を停止する始動時の閉弁制御停止手段と、を設けた
ことを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】吸気通路に電子制御開閉弁を備え、内燃
機関の始動時に前記開閉弁を全閉位置に制御する始動時
の閉弁制御を行う内燃機関の吸気制御装置において、クランキング中の燃料噴射を停止して燃焼室内の未燃焼
燃料の掃気を実行する掃気手段と、掃気が実行されている時には前記開閉弁の始動時の閉弁
制御を停止する始動時の閉弁制御停止手段と、掃気が実行されている時の機関回転数を監視し、掃気実
行中に機関回転数が基準値を越えて増大した時には、前
記掃気手段と前記始動時の閉弁制御停止手段の動作を停
止して前記開閉弁の始動時の閉弁制御を再開する始動時
の閉弁制御再開手段と、を設けたことを特徴とする内燃
機関の吸入空気量の制御装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の内燃機関の吸
気制御装置であって、更に、機関のクランキング時間を
検出するクランキング時間検出手段を備え、このクラン
キング時間検出手段の計数値が所定値を越えた時に、前
記掃気手段が動作することを特徴とする内燃機関の吸気
制御装置。
【請求項４】請求項１から３の何れか１項に記載の内
燃機関の吸気制御装置であって、前記始動時の閉弁制御
停止手段は、始動時の閉弁制御を中止する際に、前記開
閉弁を全開状態にすることを特徴とする内燃機関の吸気
制御装置。