JP2004052634A - 火花点火式内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関温度の低い状態で火花点火式内燃機関が始動された場合にスモークが発生するのを抑制する。
【解決手段】電子制御装置（ＥＣＵ）３５は、火花点火式のエンジン１１の機関温度もしくはそれに相当する機関情報に基づき、機関温度が低いときにはクランキング時における点火時期を圧縮上死点以降に遅角補正する。特に、機関温度が低いほど点火時期の遅角補正量を多くする。このように遅角補正されることで燃焼が緩慢となり、燃焼温度上昇にともなう燃焼場の高温化が抑制され、スモークが発生しにくくなる。さらに、クランキング時におけるエンジン回転速度（クランキング回転速度）の低下にともない遅角補正量を多くしたり、点火時期が補正されるときに、気流制御弁４１を閉じ側に回動させてシリンダ１２内の混合気に気流を付与したりすることが有効である。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火花点火式内燃機関に適用される始動制御装置に関し、特に機関温度の低い状態での始動制御に適した火花点火式内燃機関の始動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火花点火式内燃機関における始動時には、ハード点火、すなわち、予め定めた一定の時期に点火が行われる。この始動時の点火時期は、一般に始動性確保の観点から、良好な燃焼がなされる点火時期である圧縮上死点に設定されている。
【０００３】
一方、火花点火式内燃機関では、機関温度が十分高くなっている状態での始動時（常温始動時）には燃料が良好に気化されることから、少ない量の燃料が噴射される。これに対し、機関温度が低下した状態での始動時（冷間始動時）には噴射燃料の気化割合が低下するため、機関温度の上昇した状態での始動時よりも多くの燃料が噴射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記火花点火式内燃機関において、機関温度が低下した状態での始動時にハード点火が行われると、多量のスモークが発生するという問題がある。このスモーク発生の原因として考えられるのは、過剰な量の燃料が噴射され、かつ燃焼場が高温になることである。
【０００５】
すなわち、筒内圧が高くなっている圧縮上死点で点火が行われると、混合気が急激な熱発生をともなって燃焼するため、燃焼場は機関温度にかかわりなく高温になりやすい。一方、機関温度が高くなった状態での始動時には、前述したように少ない量の燃料が噴射され、筒内における余剰燃料が少ない。このため、前記のように燃焼場が高温になってもスモークはさほど発生しない。これに対し、機関温度が低下した状態での始動時には、前述したように多量の燃料が噴射される。このうち、燃焼に寄与しない多量の燃料がピストン頂面やシリンダ壁面に付着し、いわゆる壁面ウェットとなって燃焼場に存在する。このため、圧縮上死点での点火により燃焼場が高温になると、多量にスモークが発生することとなる。そして、このスモークの発生量は、機関温度の低下にともない噴射量が増加し、筒内の余剰（過剰）燃料が増加するに従い多くなる。
【０００６】
特に、筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射方式の火花点火式内燃機関では、吸気通路（吸気ポート）に燃料を噴射するものに比べ、始動時に筒内壁面に付着する燃料が多いため、スモークの発生量がさらに増加する傾向にある。
【０００７】
なお、機関温度が低下した状態での始動時に壁面ウェットの量を少なくする技術が、例えば特開平１１−６２６８０号公報に提案されている。この技術は、機関始動完了が検出されると分割噴射を行うものである。すなわち、１回で噴射される燃料量を少なくすることにより燃料の慣性力を小さくして貫徹力を弱くし、シリンダ壁面に燃料が付着するのを抑制するものである。しかし、このように壁面ウェットの量を少なくしても、燃焼に寄与しない燃料が多量に筒内に存在することに変わりはない。そのため、この場合にも依然として多量のスモークが発生する問題がある。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、機関温度の低い状態で火花点火式内燃機関が始動された場合にスモークが発生するのを抑制できる始動制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、火花点火式内燃機関に適用され、機関温度もしくはそれに相当する機関情報に基づき機関温度が低いときにはクランキング時における点火時期を圧縮上死点以降に遅角補正する点火時期制御手段を備えている。
【００１０】
上記の構成によれば、機関温度が低い場合、点火時期制御手段により、クランキング時における点火時期が圧縮上死点以降に遅角補正される。この補正された点火時期に点火が行われると、燃焼が緩慢となって燃焼温度の上昇が抑制される。その結果、燃焼場が高温となる現象が抑制され、スモークが発生しにくくなる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記点火時期が遅角補正されるときに筒内の混合気に気流を付与する気流制御手段をさらに備えるものとする。
【００１２】
ここで、点火時期の遅角量が多いほど燃焼が緩慢となってスモークの低減効果が大となる。しかし、点火時期が過度に遅角されると、燃焼が緩慢になり過ぎて内燃機関の出力トルクが低下する。そして、この低下により、点火遅角を行わない場合と同程度の出力トルクを確保することが困難になるおそれがある。
【００１３】
この点、請求項２に記載の発明では、点火時期が遅角補正されるときには、気流制御手段により筒内の混合気に気流が付与される。この付与により燃焼速度が速められ、遅角補正を行わない場合と同程度の出力トルクが発生する。このように、請求項２に記載の発明によれば、燃焼場が高温となるのを抑制しつつ出力トルクを確保することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記点火時期制御手段は、機関温度が低いほど前記点火時期の遅角補正量を多くするものであり、前記気流制御手段は、前記遅角補正量が多くなるほど前記混合気の気流を強めるものであるとする。
【００１５】
上記の構成によれば、点火時期制御手段による点火時期の遅角補正量は、機関温度が低いほど多くなる。すなわち、機関温度が低くなるに従い噴射量が増量されるが、その増量に応じて点火時期が遅角側に多く補正される。従って、燃焼が緩慢となって燃焼場が高温になる現象が抑制され、スモークが発生しにくくなるものの、機関温度の低下にともない燃焼速度が遅くなって出力トルクの確保が難しくなるおそれがある。しかし、気流制御手段による気流付与の程度が、遅角補正量が多くなるほど強められる。この気流が強められることで燃焼速度の低下が補われ、機関温度にかかわらず、遅角補正を行わない場合と同程度の出力トルクを確保することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明において、前記点火時期制御手段は、さらに、前記火花点火式内燃機関のクランキング回転速度の低下にともなって前記点火時期の遅角補正量を多くするものであるとする。
【００１７】
ここで、クランキング回転速度は潤滑油の種類、量あるいは異物の混入等により低下する場合がある。そして、この低下によりピストンの移動速度が遅くなるため、上死点側で燃焼が行われて多くの熱が発生し、燃焼温度が高くなってしまう。すなわち、クランキング回転速度が低下すると、少ない回転低下でも燃焼温度が大きく影響を受けて高くなり、スモークの発生量が増加するおそれがある。
【００１８】
これに対し、請求項４に記載の発明では、クランキング回転速度が低下すると、点火時期制御手段により点火時期の遅角補正量が機関温度のみによる遅角補正量よりも多くされる。このため、クランキング回転速度の低下にともない燃焼温度が高くなる現象が抑制され、スモークが発生しにくくなる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記火花点火式内燃機関は、同一気筒の異なる複数箇所にて火花放電を行う複数点点火方式の内燃機関であり、前記点火時期制御手段は、機関温度が低いときにはクランキング時における全点の点火時期を圧縮上死点以降に設定するものであるとする。
【００２０】
上記構成によると、機関温度が低いときには、クランキング時における全点の点火時期が点火時期制御手段により圧縮上死点以降に設定される。従って、複数点点火方式の内燃機関であっても、点火時期が圧縮上死点以降に遅角されることで燃焼が緩慢となり、燃焼温度の上昇が抑制される。その結果、燃焼効率を上げて燃費向上を図ること、点火時期を進角せずに高い出力を得ること、といった複数点火方式本来の効果を損なわずに、請求項１に記載の発明と同様に、燃焼場の高温化にともなうスモークの発生を抑制することができる。
【００２１】
なお、同一気筒の異なる複数箇所で同時に火花放電（複数点同時点火）が行われると、１箇所で火花放電（１点点火）が行われる場合に比べ、一定期間における燃焼割合が増加する。この増加により短期間で高い熱発生をともなった燃焼が行われて燃焼場が高温になるおそれがある。従って、複数同時点火では、１点点火の場合よりも点火時期の遅角補正量を多く設定することが望ましい。
【００２２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記火花点火式内燃機関は、同一気筒の異なる複数箇所にて火花放電を行う複数点点火方式の内燃機関であり、前記点火時期制御手段は、機関温度が低いときにはクランキング時において１点点火とし、かつこのときの点火時期を圧縮上死点以降に設定するものであるとする。
【００２３】
ここで、同一気筒の異なる複数箇所で火花放電（複数点同時点火）が行われると、１箇所で火花放電（１点点火）が行われる場合に比べ、一定期間における燃焼割合が増加し、短期間で高い熱発生をともなった燃焼が行われて燃焼場が高温になりやすい。従って、少ない量の燃料が噴射される常温始動時であれば、燃焼効率を上げて燃費の向上を図ることができる。しかし、機関温度の低い状態での始動時に複数点で点火が同時に行われると、多量の燃料が噴射されることから多量のスモークが発生するおそれがある。
【００２４】
この点、請求項６に記載の発明では、機関温度が低いときには点火時期制御手段によりクランキング時における点火が１つとされ、かつこのときの点火時期が圧縮上死点以降に設定される。従って、前述した請求項１に記載の発明と同様に燃焼が緩慢となって燃焼温度の上昇が抑制され、燃焼場が高温となる現象が抑制されスモークが発生しにくくなる。また、機関温度が高く少ない量の燃料が噴射される常温始動時には、クランキング時における点火が複数箇所とされる。このため、燃焼効率を上げて燃費の向上を図ることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のいずれか１つに記載の発明において、前記火花点火式内燃機関は、筒内に直接燃料噴射を行う筒内噴射方式の内燃機関であるとする。
【００２６】
筒内に燃料を直接噴射するタイプの火花点火式内燃機関では、吸気通路（吸気ポート）に噴射を行うものに比べ、始動時に筒内壁面に付着する燃料が多いため、スモークの発生量がさらに増加する傾向にある。従って、機関温度が低い場合に、この筒内噴射方式の内燃機関のクランキング時における点火時期を圧縮上死点以降に遅角補正することにより、スモークの発生を抑制する点について、特に大きな効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図８に従って説明する。
【００２８】
車両には、原動機として、筒内に直接燃料噴射を行う方式の火花点火式内燃機関である筒内噴射ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。このタイプのエンジン１１には、筒内噴射による充填効率の増加にともなう出力向上、混合気の成層化による燃費向上等が得られるという特徴がある。このエンジン１１は複数の気筒（シリンダ）１２を有しており、各シリンダ１２内にピストン１３が往復動可能に収容されている。各ピストン１３は、コネクティングロッド１４を介し、エンジン１１の出力軸であるクランク軸１５に連結されている。各ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド１４によって回転運動に変換された後、クランク軸１５に伝達される。
【００２９】
シリンダ１２毎の燃焼室１６には、エンジン１１の外部の空気を燃焼室１６に取り込むための吸気通路１７が接続されている。また、燃焼室１６には、その燃焼室１６で生じた排気ガスをエンジン１１の外部へ排出するための排気通路１８が接続されている。エンジン１１には、吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ軸方向への往復動可能に設けられている。そして、これらの吸・排気弁１９，２０の往復動により、吸気通路１７及び燃焼室１６間、排気通路１８及び燃焼室１６間がそれぞれ開閉される。
【００３０】
吸気通路１７にはスロットル弁２１が回動可能に設けられている。スロットル弁２１にはステップモータ等のアクチュエータ２２が駆動連結されている。アクチュエータ２２はＥＣＵ３５（これについては後述する）によって制御され、スロットル弁２１を回動させる。吸気通路１７を流れる空気の量は、スロットル弁２１の回動角度に応じて変化する。
【００３１】
エンジン１１には、電磁式の燃料噴射弁２３が各シリンダ１２に対応して取付けられている。これらの燃料噴射弁２３には、共通の高圧燃料配管であるデリバリパイプ２４が接続されており、このデリバリパイプ２４内の高圧燃料が各燃料噴射弁２３に分配供給される。各燃料噴射弁２３は、開閉制御されることにより、対応するシリンダ１２内へ高圧燃料を直接噴射する。噴射された燃料は、吸気通路１７を通ってシリンダ１２内に取り込まれた吸入空気と混ざり合って混合気となる。
【００３２】
エンジン１１には、点火プラグ２５が各シリンダ１２に対応して取付けられている。点火プラグ２５は、イグナイタ２６からの点火信号に基づいて駆動される。点火プラグ２５には、点火コイル２７から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ２５の火花放電によって着火され、爆発・燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動され、クランク軸１５が回転されて、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。
【００３３】
車両には、エンジン１１の運転状態を検出するために、各種センサが設けられている。例えば、クランク軸１５の近傍には、そのクランク軸１５が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生するクランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１の信号は、クランク軸１５の回転角度であるクランク角（°ＣＡ、なお、ＣＡはｃｒａｎｋ　ａｎｇｌｅの略称である。）、単位時間当たりのクランク軸１５の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥの算出等に用いられる。また、エンジン１１には、冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する水温センサ３２が取付けられている。
【００３４】
エンジン１１には、その始動時にクランキングによってクランク軸１５に回転力を付与するためのスタータ（図示略）が設けられている。スタータは、運転者によるスタータスイッチ３３の操作に応じて作動する。すなわち、スタータスイッチ３３がスタート位置に操作されている間はスタータが作動される。このスタータが作動しているときにはスタータ信号が出力される。そのほかにも多くのセンサがエンジン１１等に取付けられているが、ここでは説明を省略する。
【００３５】
前記クランク角センサ３１、水温センサ３２及びスタータスイッチ３３を含む各種センサの検出値に基づき、エンジン１１の各部を制御するために、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ　：ＥＣＵ）３５が設けられている。ＥＣＵ３５はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラムや初期データに従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。ＥＣＵ３５は、各種センサ３１〜３３等の検出信号に基づき、エンジン１１の運転状態を判定し、その運転状態と、所定の演算式又は所定の制御マップ等とに基づき燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル弁２１の開度、点火時期等を算出する。そして、ＥＣＵ３５は、算出結果に基づいてアクチュエータ２２、燃料噴射弁２３、イグナイタ２６等に対し制御信号を出力する。
【００３６】
ここで、前記のように構成されたエンジン１１では、多量に燃料が噴射される冷間（低温）始動時において、燃焼に寄与しない多量の燃料が、筒内壁面に付着する、いわゆる壁面ウェットとなって燃焼場に存在する。そして、この壁面ウェットが大量のスモーク（黒煙）発生の一因となる。特に、本実施形態のように筒内噴射方式のエンジン１１では、吸気通路（吸気ポート）に噴射を行うものに比べ、始動時に筒内壁面に付着する燃料が多いため、スモークがさらに増加する傾向にある。
【００３７】
このエンジン１１におけるスモーク発生の原因としては、燃料が過剰に噴射され、かつ筒内の燃焼場が高温になることが考えられる。従って、スモークの発生を抑制する対策として、（ａ）燃料の噴射量を減らすこと、（ｂ）燃焼場が高温になるのを抑制することが考えられる。次に、これらの対策の適否について検討する。
【００３８】
（ａ）燃料噴射量の減量
機関温度が低下した状態でエンジン１１が始動されると、噴射燃料の気化する割合が低下することから、混合気を良好に形成するには多量の燃料噴射が不可欠である。この噴射量を減量することは始動性の悪化につながる。従って、噴射量を減らすことはスモークの発生を抑制するという観点からは有効であるが、始動性の悪化という不具合をともなってしまう。
【００３９】
（ｂ）高温燃焼場生成の抑制
エンジン１１において燃焼速度を低下させるには、急激な熱の発生を抑制することが重要であり、その手段としては、ＥＧＲ（排気還流）を導入すること、圧縮比を低下させること、点火時期を遅角し燃焼を緩慢にすること、が有効であると考えられる。
【００４０】
ここで、始動時においてスモークの発生量が最も多いのは、最初の燃焼時、すなわち初爆時である。しかし、初爆の１つ前の燃焼サイクルには燃焼が行われないため、排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲでは、最もスモークの発生を抑えたい初爆について、そのスモーク発生を抑制することが困難である。また、初爆以降、エンジン回転速度ＮＥが上昇しファーストアイドルが行われるまでの期間には、燃焼サイクル毎の燃焼とエンジン１１内に生ずる負圧とが大きく変化するため、ＥＧＲ量を精度よく制御することが困難となる。その結果、燃焼状態が不安定となって回転変動を招くおそれがある。
【００４１】
また、圧縮比については、始動時のみ圧縮比を機械的に低下させることは困難である。また、可変動弁系を用いて実圧縮比を変更させる制御も、燃焼状態が燃焼サイクル毎に急変する始動時には困難である。しかも、内部ＥＧＲの変化も同時にともなうため、上記ＥＧＲ制御と同様、燃焼変動を招くこととなる。
【００４２】
これに対し、点火時期の遅角制御では、燃焼変動の悪化等の問題が少ない。すなわち、クランク角について、圧縮上死点（ＴＤＣ）後のある期間には、安定した燃焼が行われるため燃焼変動が少ない。実験によると、この期間の終期は、圧縮上死点後約１２°ＣＡである。従って、点火時期を遅角した場合、この期間内であれば、出力トルクの確保とスモーク発生の抑制といった背反する要求を満たすことが可能である。第１実施形態では、この点に着目し、機関温度の低い状態での始動時に点火時期を遅角することによりスモークの発生を抑制するようにしている。
【００４３】
次に、この点火時期の遅角制御を含むエンジン始動時の制御について説明する。図２のフローチャートは、エンジン始動時に行われる制御のうち、最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を算出するためのルーチンを示している。このルーチンは、運転者によるスタータスイッチ３３のオン操作にともない開始され、初爆を経てエンジン回転速度ＮＥが所定の値に達するまでの所定期間にのみ実行される。
【００４４】
ＥＣＵ３５は、まずステップ１１０において機関情報を読み込む。この機関情報としては、機関温度もしくはその相当値、エンジン回転速度ＮＥ、始動時噴射量ｑ等が挙げられる。機関温度としては、例えば水温センサ３２によって検出される冷却水温ＴＨＷを用いることができる。また、機関温度の相当値としては油温、吸気温等が挙げられる。これらの油温、吸気温等としては、例えば、エンジン制御等のためにセンサによって検出される値を用いることができる。また、専用のセンサを設け、そのセンサの検出値を用いてもよい。
【００４５】
始動時噴射量ｑは、別の算出ルーチンにおいて、機関温度、エンジン回転速度ＮＥ等に基づき算出されたものである。ここで、機関温度が低いと燃料の気化が悪化することから、図３に示すように、算出される始動時噴射量ｑは機関温度（冷却水温ＴＨＷ）が低くなるに従い多くなる。また、エンジン回転速度ＮＥの上昇にともないシリンダ１２内の気流の乱れが強まって気化が促進されることから、算出される始動時噴射量ｑはエンジン回転速度ＮＥが高くなるに従い少なくなる。
【００４６】
次に、図２のステップ１３０において、エンジン回転速度ＮＥ及び始動時噴射量ｑに基づき基本点火時期ＳＡｂａｓｅを算出する。この算出には、例えば図４に示すマップを用いる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるに従い、また、始動時噴射量ｑが少なくなるに従い基本点火時期ＳＡｂａｓｅが進角されるように、エンジン回転速度ＮＥ及び始動時噴射量ｑと、基本点火時期ＳＡｂａｓｅとの関係が規定されている。
【００４７】
続いて、図２のステップ１４０において、前記ステップ１１０で読み込んだ冷却水温ＴＨＷ及びエンジン回転速度ＮＥに基づき、燃焼場が高温となるのを抑制するための点火時期の補正量ＳＡｔｅｍｐを算出する。この算出に際しては、例えば図５に示すマップを用いる。このマップでは、冷却水温ＴＨＷが高い領域ではエンジン回転速度ＮＥに関係なく補正量ＳＡｔｅｍｐが「０」に設定されている。これに対し、スモークの発生量が多くなる冷却水温ＴＨＷの低い領域では、その冷却水温ＴＨＷが低くなるほど、また、エンジン回転速度ＮＥが低くなるほど補正量ＳＡｔｅｍｐが遅角側の値に設定されている。
【００４８】
次に、図２のステップ１８０において、前記ステップ１３０，１４０で求めた基本点火時期ＳＡｂａｓｅ及び補正量ＳＡｔｅｍｐに基づき最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を算出する。ここでは、基本点火時期ＳＡｂａｓｅに補正量ＳＡｔｅｍｐを加算し、その加算結果を最終点火時期ＳＡｆｉｎ　とする。この最終点火時期ＳＡｆｉｎ　は前述したように、従来の点火時期（圧縮上死点）よりも遅角側の値となる。そして、ステップ１８０の処理を経た後、このルーチンの一連の処理を一旦終了する。
【００４９】
そして、このようにして算出された最終点火時期ＳＡｆｉｎ　に基づいてイグナイタ２６が制御される。この制御により、点火プラグ２５で火花放電が行われ、混合気が着火されて燃焼する。なお、前述したステップ１８０での最終点火時期ＳＡｆｉｎ　の算出処理、及び同最終点火時期ＳＡｆｉｎ　に基づくイグナイタ２６の制御処理等を行うＥＣＵ３５によって、点火時期制御手段が構成されている。
【００５０】
前記始動時制御ルーチンが前記所定期間中実行されることについては前述した通りである。この所定期間が経過すると、遅角補正のない通常の点火時期制御が行われる。
【００５１】
従って、第１実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）機関温度が低い場合、クランキング時における点火時期を圧縮上死点以降に遅角補正するようにしている。この遅角補正された点火時期に点火が行われると、遅角補正されない場合に比べて燃焼が緩慢となって燃焼温度の上昇が抑制される。その結果、燃焼場の高温化にともなうスモークの発生を抑制することができる。
【００５２】
図６〜図８は、点火時期を圧縮上死点よりも遅角させたことによる効果を示している。図６中、破線で示すように、最終点火時期ＳＡｆｉｎ　が冷却水温ＴＨＷに関係なく圧縮上死点（ＴＤＣ）に設定されていると（従来技術に相当）、筒内圧が最も高いときに点火が行われることになる。そのため、燃焼場は冷却水温ＴＨＷに関係なく高温となる。冷却水温ＴＨＷが高い場合（図７の一点鎖線参照）にも、低い場合（図７の破線参照）にも、単位クランク角当たりの熱発生量である熱発生率が圧縮上死点（ＴＤＣ）後短期間で高い値まで急激に上昇する。このように冷却水温ＴＨＷにかかわらず高い急激な熱発生をともなうため、燃焼場が高温になる。よって、冷却水温ＴＨＷが低い状態でのエンジン始動時には、冷却水温ＴＨＷが低くなるに従って噴射量が増加し、筒内に存在する過剰な燃料が増加することから、図８において破線で示すようにスモークの濃度が高くなる。
【００５３】
これに対し、冷却水温ＴＨＷの低下にともない点火時期を圧縮上死点以降に遅角する第１実施形態では、図７において実線で示すように燃焼が緩慢となって（燃焼がゆっくり行われて）燃焼温度の上昇が抑制され、図８において実線で示すようにスモークの濃度が低下する。
【００５４】
なお、点火時期を遅角補正する際の懸念事項として、燃焼が緩慢になることで出力トルクが低下し、始動性が悪化して回転の吹き上がりが悪くなることが考えられる。
【００５５】
しかし、実験によると、例えば初爆に関しては、圧縮上死点より約１２°ＣＡ遅角して点火を行っても出力トルクの低下がほとんど見られず、圧縮上死点で点火した場合と同等の始動性を確保できることがわかった。その理由としては以下のことが考えられる。点火時期を遅角することで、燃料が噴射されてから点火されるまでのインターバルが長くなり、燃料の気化時間が長くなる。このことにより、圧縮上死点で点火する場合に比べ、同圧縮上死点よりも遅角して点火した方が、混合気が良好に形成される。従って、点火時期の遅角にともない燃焼が緩慢となるもののトータルの熱発生量が増加し、結果として出力トルクを確保できることとなる。このように、クランク角について、ある範囲内で点火時期を遅角する限り、始動性を確保しつつスモーク低減を図ることができる。
【００５６】
（２）本実施形態のエンジン１１は筒内噴射方式のエンジンであるが、このタイプでは、吸気通路（吸気ポート）に噴射を行うタイプのエンジンに比べ、始動時に筒内壁面に付着する燃料が多いため、スモークの発生量がさらに増加する傾向にある。従って、この筒内噴射方式のエンジン１１で、機関温度が低い場合に、クランキング時における点火時期を圧縮上死点以降に遅角補正することにより、スモークの発生を抑制する点について、特に大きな効果を得ることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について、図１及び図９〜図１２に従って説明する。第２実施形態は、点火時期が遅角補正されるときにシリンダ１２内の混合気に気流を付与する気流制御手段をさらに備えている点において、前記第１実施形態と異なっている。
【００５８】
図９は、各シリンダ１２における吸・排気弁１９，２０、吸・排気通路１７，１８、点火プラグ２５の位置関係を示している。各シリンダ１２につながる吸気通路１７は、同シリンダ１２寄りの箇所で２つに分岐されている。分岐された一方の通路内には、気流制御弁４１が軸４２により回動可能に支持されている。図１において二点鎖線で示すように気流制御弁４１には、モータ等のアクチュエータ４３が駆動連結されている。この気流制御弁４１によりシリンダ１２内に気流が付与され、燃焼速度が速められて燃焼が促進される。シリンダ１２内の気流は、気流制御弁４１が閉じ方向へ回動されるに従って強められる。
【００５９】
図１０のフローチャートは、ＥＣＵ３５によって実行される始動時制御ルーチンのうち、第１実施形態と異なる処理のみを示している。ＥＣＵ３５は、ステップ１８０の処理を経た後、ステップ１９０において気流制御弁４１の目標の開度を算出する。この算出に際しては、例えば図１１に示すマップを用いる。このマップでは、冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１（例えば０℃）以上の温度領域では気流制御弁４１の開度が開き側のある値αに設定されている。冷却水温ＴＨＷが所定値ＴＨＷ１（０℃）未満の温度領域では、気流制御弁４１の開度は、冷却水温ＴＨＷが低くなるに従い気流を強化すべく閉じ側の値に設定されている。そして、ステップ１９０において、前記ステップ１１０で読込んだ冷却水温ＴＨＷに応じた開度を前記マップに基づき算出すると、始動時制御ルーチンの一連の処理を一旦終了する。
【００６０】
前記のようにして算出された開度は、別のルーチンにおいて、アクチュエータ４３を制御する際の指令値として用いられる。このアクチュエータ４３の制御により、気流制御弁４１が前記の開度に調整される。従って、冷却水温ＴＨＷが低くなるに従い最終点火時期ＳＡｆｉｎ　が遅角側の値に設定される（図６参照）が、これに応じて気流制御弁４１が閉じられて、シリンダ１２内に強い気流が生ずることとなる。なお、前述した気流制御弁４１及びアクチュエータ４３に加え、前記ステップ１９０での開度の算出処理及び同開度に基づくアクチュエータ４３の制御処理を行うＥＣＵ３５等によって、気流制御手段が構成されている。
【００６１】
上記第２実施形態によれば、前述した（１），（２）に加え、次の効果も得られる。
（３）ステップ１８０での最終点火時期ＳＡｆｉｎ　については、遅角補正量が多いほど燃焼が緩慢となって大きなスモーク低減効果が得られる。しかし、遅角量を多くしすぎ、始動時に点火時期を圧縮上死点よりも所定クランク角（約１２°ＣＡ）以上遅角させると、燃焼が緩慢になりすぎて出力トルクが低下する場合がある。この低下により、遅角補正を行わない場合と同程度の出力トルクを確保することが困難となったり、燃焼変動（回転変動）が増加したりする等の問題が生ずる懸念がある。図１２の一点鎖線は、クランキング時において、最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を過度に遅角させた場合（大遅角側点火）の熱発生率について示している。このように遅角補正量を多くして最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を大きく遅角すると、同図１２の破線で示すように最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を適度に遅角させた場合（遅角側点火、第１実施形態に相当）に比べ、燃焼がさらに緩慢となる。
【００６２】
これに対し、第２実施形態では、圧縮上死点よりも所定角度（約１２°ＣＡ）以上遅角補正する場合に燃焼速度を速める手段として、気流制御弁４１を閉じ側に制御している。この制御により、シリンダ１２内に混合気の乱れを作って気流を強化し混合気の燃焼速度を速め、図１２の実線で示すように緩慢になっていた燃焼を速めて、遅角補正を行わない場合と同程度の出力トルクを確保することができる。実験によると、こういった気流制御弁４１の開度制御により、圧縮上死点後約２０°ＣＡまでであれば、第１実施形態と同様の効果が得られること、すなわち、同程度の出力トルクが得られることがわかった。このように、第２実施形態によると、燃焼場が高温となるのを抑制しつつ出力トルクを確保することができる。
【００６３】
（４）冷却水温ＴＨＷが低くなるに従い遅角補正量が多くされるため、冷却水温ＴＨＷの低下にともない燃焼速度が遅くなる。これに対し、第２実施形態では、遅角補正量が多くなるほど気流制御弁４１を閉じ側に制御している。このため、気流制御弁４１による気流付与の程度が、遅角補正量が多くなるほど強められる。このように気流を強めることで燃料の気化を促進するとともに前述した燃焼速度の低下を補い、冷却水温ＴＨＷにかかわらず、遅角補正を行わない場合と同程度の出力トルクを確保することができる。
【００６４】
（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態について図１３及び図１４に従って説明する。第３実施形態は、機関温度に加え、クランキング時のエンジン回転速度（クランキング回転速度）が低下している場合に点火時期をさらに遅角補正している点において、第１実施形態と異なっている。
【００６５】
図１３のフローチャートは、ＥＣＵ３５によって実行される始動時制御ルーチンのうち、第１実施形態と異なる処理のみを示している。ＥＣＵ３５は、ステップ１４０の処理を経た後、ステップ１５０，１６０，１７０の処理により、クランキング回転速度低下に対する点火時期の補正量ＳＡｃｒｎｋを算出する。詳しくは、ステップ１５０において、スタータスイッチ３３の操作にともない出力されるスタータ信号に基づき、スタータがオンされているかどうかを判定する。すなわち、運転者がエンジン１１を始動させようとしてスタータスイッチ３３を操作してスタータをオンさせているかどうかを判定する。
【００６６】
前記ステップ１５０の判定条件が満たされている場合には、ステップ１６０において、補正量ＳＡｃｒｎｋを次のようにして算出する。まず、潤滑油の種類、量あるいは異物の混入等による低下がないとした場合のクランキング回転速度（以下、予測回転速度という）ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅを、機関情報に基づき予測する。ここでの機関情報としては、例えば冷却水温ＴＨＷが挙げられる。この冷却水温ＴＨＷに代えて、又は加えてバッテリの電圧を用いてもよい。
【００６７】
次に、クランク角センサ３１によって検出された実際のクランキング回転速度（以下、実回転速度という）ＮＥｃｒｎｋと、前記予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅとの比を求める。そして、この比（ＮＥｃｒｎｋ／ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅ）と予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅとに基づき補正量ＳＡｃｒｎｋを算出する。
【００６８】
この算出には、例えば図１４に示すマップを用いる。このマップでは、比（ＮＥｃｒｎｋ／ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅ）が１以上の場合、すなわち、実回転速度ＮＥｃｒｎｋが予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅ以上の場合には、補正量ＳＡｃｒｎｋによる点火時期の遅角補正が不要と考えられることから、その補正量ＳＡｃｒｎｋが「０」に設定されている。また、比（ＮＥｃｒｎｋ／ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅ）が１よりも小さい場合、すなわち実回転速度ＮＥｃｒｎｋが予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅよりも低い場合には、予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅが低くなるほど補正量ＳＡｃｒｎｋが遅角側に多くなるように設定されている。そして、ステップ１６０で前記マップに基づき補正量ＳＡｃｒｎｋを算出した後、前述したステップ１８０へ移行する。
【００６９】
なお、クランキングが開始され、初爆後にエンジン回転速度ＮＥが上昇すると、スタータがオフされるため、ステップ１５０の判定条件が満たされなくなる。この場合には、ステップ１７０へ移行し、補正量ＳＡｃｒｎｋを「０」に設定し、ステップ１８０へ移行する。従って、スタータオフ後の点火時期補正は、機関温度による補正（補正量ＳＡｔｅｍｐを用いた補正）のみとなる。
【００７０】
ステップ１８０においては、前記ステップ１３０，１４０，１６０，１７０でそれぞれ求めた基本点火時期ＳＡｂａｓｅ、補正量ＳＡｔｅｍｐ、補正量ＳＡｃｒｎｋに基づき最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を算出する。例えば、基本点火時期ＳＡｂａｓｅに補正量ＳＡｔｅｍｐ，ＳＡｃｒｎｋを加算し、その加算結果を最終点火時期ＳＡｆｉｎ　とする。算出された最終点火時期ＳＡｆｉｎ　は、第１実施形態よりもさらに遅角側の値となる。
【００７１】
従って、第３実施形態によれば、前述した（１），（２）に加え、次の効果も得られる。
（５）実回転速度ＮＥｃｒｎｋは種々の原因によって変化し得る。例えば、実回転速度ＮＥｃｒｎｋは、潤滑油の種類、量あるいは異物の混入等により低下する。このように実回転速度ＮＥｃｒｎｋが低下した状況では、ある燃焼速度に対してピストン１３の移動速度が遅いため、上死点側で燃焼が行われて多くの熱が発生し、燃焼温度が高くなってしまう。すなわち、実回転速度ＮＥｃｒｎｋが遅いと燃焼温度が高くなり、スモークの発生量が増加する傾向にある。特に、クランキング時にはエンジン回転速度ＮＥが低いため、少ない回転低下でも燃焼温度が大きく影響を受ける。
【００７２】
これに対し、第３実施形態では、実回転速度ＮＥｃｒｎｋが低下すると、補正量ＳＡｃｒｎｋにより点火時期を遅角補正している。このため、実回転速度ＮＥｃｒｎｋが低下した場合にも、燃焼を緩慢にすることにより、燃焼温度が上昇して燃焼場が高温となるのを抑制し、同実回転速度ＮＥｃｒｎｋが低下しない場合と同程度にスモークの発生を抑制することができる。
【００７３】
（６）また、第１実施形態での冷却水温ＴＨＷに基づく補正量ＳＡｔｅｍｐに加え、上記の実回転速度ＮＥｃｒｎｋの低下に基づく補正量ＳＡｃｒｎｋによって基本点火時期ＳＡｂａｓｅを補正している。このため、補正量ＳＡｔｅｍｐ単独で基本点火時期ＳＡｂａｓｅを補正する場合よりも遅角補正の精度を上げることができる。このことは、冷間始動時のスモーク発生をより効果的に抑制できることにつながる。
【００７４】
（７）スタータオン時に、機関情報に基づき予測される予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅと、実回転速度ＮＥｃｒｎｋとを比較している。この比較により、実回転速度ＮＥｃｒｎｋの低下を確実に検出し、点火時期を遅角補正する必要性の有無を的確に判断することができる。
【００７５】
（８）クランキング後には補正量ＳＡｃｒｎｋを「０」にすることにより、実回転速度ＮＥｃｒｎｋの低下に応じた点火時期の補正を行わないようにしている。このため、クランキング後に点火時期が不要に遅角補正されるのを防止することができる。
【００７６】
（第４実施形態）
次に、本発明を具体化した第４実施形態について、図１５、図１６等に従って説明する。第４実施形態のエンジン１１は、１気筒当たり１本の点火プラグ２５を有する第１〜第３実施形態（図１５（ａ）参照）とは異なり、図１５（ｂ）に示すように、１気筒当たり２本の点火プラグ２５ａ，２５ｂを有している。そして、この相違から、第４実施形態のエンジン１１では、各気筒の異なる２箇所で火花放電が行われる。
【００７７】
ＥＣＵ３５による始動時制御としては、前述した図２に示すフローチャートに従って始動時の点火時期を遅角することが行われる。ただし、最終点火時期ＳＡｆｉｎ　の算出に用いられる補正量ＳＡｔｅｍｐとして、第１実施形態よりも大きな値が用いられる。
【００７８】
ここで、図１５（ａ），（ｂ）には、点火源（点火プラグ２５）からの火炎伝播速度が一定であるとした場合において、点火から所定時間が経過するまでの一定期間に火炎が伝播する範囲Ｒが、点の集まりによって示されている。これらの図１５（ａ），（ｂ）から、２点点火式では１点点火式エンジンに比べ、一定期間における燃焼割合が増加することがわかる。一方、図１６は、１点点火を行った場合（二点鎖線参照）及び２点点火を行った場合（実線参照）の各熱発生率を示している。この図１６から、２点点火では１点点火に比べ、短期間で高い熱発生をともなった燃焼が行われ、燃焼場が高温になりやすいことがわかる。そこで、この燃焼場の高温化を抑制するために、前述したように補正量ＳＡｔｅｍｐとして大きな値を用いている。そして、２本の点火プラグ２５ａ，２５ｂは、この大きな補正量ＳＡｔｅｍｐを用いて算出した最終点火時期ＳＡｆｉｎ　に従って同時に点火される。
【００７９】
従って、第４実施形態によれば、前述した（１），（２）に加え、次の効果も得られる。
（９）冷却水温ＴＨＷが低いときには、クランキング時における２点の点火時期がともに圧縮上死点以降に設定される。従って、２点点火方式のエンジンであっても、点火時期が圧縮上死点以降に遅角されることで燃焼が緩慢となり、燃焼温度の上昇が抑制される。結果として、第１実施形態と同様に、燃焼場の高温化にともなうスモークの発生を抑制することができる。
【００８０】
（１０）２点点火では１点点火に比べ、一定期間における燃焼割合が増加し、短期間で高い熱発生をともなった燃焼が行われて燃焼場が高温になりやすい。これに対し、第４実施形態では、１点点火の場合よりも点火時期の遅角補正量を多く設定するようにしている。この設定により、２点点火による燃焼割合増加にともなう熱発生を抑え、第１実施形態と同様にスモークの発生を抑制することができる。
【００８１】
（第５実施形態）
次に、本発明を具体化した第５実施形態について図１７及び図１８に従って説明する。第５実施形態では、２つの点火プラグ２５の点火時期について互いに異なる時期に遅角している。換言すると、第５実施形態では、遅角補正後の２つの点火時期について時間差を設けている。
【００８２】
ＥＣＵ３５による始動時制御としては、前述した図２に示すフローチャートに従って始動時の点火時期が遅角される。ただし、１点目の点火と２点目の点火とで異なる最終点火時期ＳＡｆｉｎ　が算出される。ここで、１つ目の最終点火時期ＳＡｆｉｎ　については、圧縮上死点よりも大きく遅角させる（大遅角側点火）。このとき燃焼は極めて緩慢となり出力トルクが低下するが、２つ目の最終点火時期ＳＡｆｉｎ　をそれよりも若干遅いタイミングとすることで、燃焼中期の燃焼速度が促進され、出力トルクを確保することが可能となる。
【００８３】
従って、第５実施形態によれば、前述した（１），（２），（９），（１０）に加え、次の効果も得られる。
（１１）２つの点火プラグ２５ａ，２５ｂの点火時期を、圧縮上死点以降の互いに異なる時期に設定している。このため、例えば点火プラグ２５ａでの１点目の点火にともなう火炎が伝播し、その範囲Ｒが広がっている途中で、点火プラグ２５ｂでの２点目の点火にともなう火炎が伝播し始める。この伝播による燃焼にともない、図１８の実線に示す態様で熱が発生する。前述したように、機関温度が低いときに最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を大きく遅角させた場合（大遅角側点火）には、図１８中破線で示すように最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を適度に遅角させた場合（遅角側点火、第１実施形態に相当）に比べ、燃焼がさらに緩慢となり、同図１８中一点鎖線で示すような熱発生となる。これに対し、第５実施形態では、１点目の点火による燃焼初期に２点目の点火にともなう燃焼が始まることで燃焼中期の熱発生を向上させ、燃焼速度を向上させることが可能となる。その結果、前述した第２実施形態と同様に燃焼が安定して行われるようになり、出力トルクを確保しながら燃焼温度を下げてスモークの低減を図ることが可能となる。
【００８４】
（第６実施形態）
次に、本発明を具体化した第６実施形態について図１９に従って説明する。第６実施形態では、点火遅角の対象となる点火プラグの本数（点火本数）を機関温度（冷却水温ＴＨＷ）に応じて切替えている。
【００８５】
図１９のフローチャートは、ＥＣＵ３５によって実行される始動時制御ルーチンのうち、第１実施形態と異なる処理のみを示している。ＥＣＵ３５はステップ１１０の処理を経た後、ステップ１２０において、冷却水温ＴＨＷに応じた点火本数を設定する。この設定のために、点火本数を切替える際の機関温度についての判定値βが予め設定されている。この判定値βは、機関温度の低下にともないシリンダ１２内の余剰燃料が増加しスモークの発生量が急増するときの値、例えば冷却水温ＴＨＷを機関温度とした場合には０℃に設定されている。
【００８６】
前記ステップ１２０では、前記ステップ１１０で読み込んだ機関温度が、前記判定値β以下であるかどうかを判定する。機関温度が判定値β以下の場合には点火本数を１本とし、判定値βよりも高い場合には点火本数を２本とする。ここで設定した本数の点火が点火遅角の対象となる。そして、ステップ１２０の処理を経た後、前述したステップ１３０以降の処理を行う。
【００８７】
従って、第６実施形態によれば、前述した（１），（２）に加え、次の効果も得られる。
（１２）２点点火では１点点火に比べ、一定期間における燃焼割合が増加し、短期間で高い熱発生をともなった燃焼が行われて燃焼場が高温になりやすい。
【００８８】
この点、第６実施形態では、冷却水温ＴＨＷが判定値β以下の場合にはクランキング時における点火が１箇所とされ、かつこのときの点火時期が圧縮上死点以降に設定される。従って、前述した第１実施形態と同様に燃焼が緩慢となる。その結果、燃焼温度の上昇を抑制し、燃焼場の高温化にともなうスモークの発生を抑制することができる。また、冷却水温ＴＨＷが判定値βよりも高く、少ない量の燃料が噴射される常温始動時には、クランキング時における点火が２箇所とされる。このため、燃焼効率を上げて燃費の向上を図ることができる。
【００８９】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・気流制御弁４１として、図９で示したものとは異なるタイプを用いてもよい。その一例を図２０に示す。この気流制御弁４１は、各シリンダ１２につながる吸気通路１７において、２つに分岐された箇所の上流近傍に配置され、軸４２により回動可能に支持されている。この気流制御弁４１を閉じ側に回動させることにより吸入空気の流れが乱れ、これが分岐部分を通じてシリンダ１２内に及ぶ。このため、第２実施形態と同様にシリンダ１２内に気流を付与することが可能である。
【００９０】
・第２実施形態において、気流制御弁４１を閉じ側に作動させて気流を付与する制御を、点火時期を圧縮上死点よりも所定角度（約１２°ＣＡ）未満遅角させる場合に行ってもよい。こうすると、燃焼速度が速まるため、点火時期の遅角可能範囲を広げ、さらなるスモークの低減と始動性の確保とを図ることができる。また、上記の制御を、エンジン始動時であって、初爆後のエンジン回転速度ＮＥの上昇時に行ってもよい。
【００９１】
・第３実施形態において、クランキング後のエンジン回転速度ＮＥの上昇時にも上記のように補正量ＳＡｃｒｎｋを用いた点火時期の遅角補正を行ってもよい。
・第３実施形態において、実回転速度ＮＥｃｒｎｋと予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅとを比較し、前者が後者よりも低い場合にクランキング回転速度が低下していると判断するようにしてもよい。
【００９２】
・第３実施形態では、実回転速度ＮＥｃｒｎｋが予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅよりも低い場合、両者の偏差に関係なく、予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅのみに基づいて補正量ＳＡｃｒｎｋを算出した。これに関し、実回転速度ＮＥｃｒｎｋ及び予測回転速度ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅの差も考慮して補正量ＳＡｃｒｎｋを算出するようにしてもよい。
【００９３】
・第４〜第６実施形態は、一気筒当たり３箇所以上にて火花放電を行う複数点点火方式の内燃機関にも適用可能である。
・（ｉ）機関温度に応じて最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を遅角すること（第１実施形態に相当）を必須の要件とする。そして、この要件（ｉ）に以下の（ｉｉ）〜（ｉｖ）を１つ以上組合わせてもよい。
（ｉｉ）気流制御弁４１の制御等によりシリンダ１２内に気流を付与すること。
（ｉｉｉ　）実回転速度ＮＥｃｒｎｋの低下にともない最終点火時期ＳＡｆｉｎ　を遅角補正すること。
（ｉｖ）複数点火を行うこと。
【００９４】
なお、前記（ｉｖ）が組合わされた場合には、同時に全部の点火を行うこと、点火時期に時間差を設けること、機関温度に応じて点火本数を切替えることのいずれか１つが選ばれて実行される。
【００９５】
・本発明は、筒内噴射方式のガソリンエンジンに限らず、吸気通路（吸気ポート）に燃料を噴射する方式のガソリンエンジンにも適用可能である。
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
【００９６】
（Ａ）請求項３に記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置において、前記気流制御手段は、吸気通路に設けられた気流制御弁を備え、前記遅角補正量が多くなるほど前記気流制御弁を閉じ側に作動させるものである。
【００９７】
上記の構成によれば、気流制御弁の閉じ側への作動により筒内に気流が発生する。そして、気流制御弁の閉じ側への作動量が多くなるに従い気流が強められる。従って、点火時期の遅角補正量が多くなるに従い燃焼が緩慢となるが、そのことによる燃焼速度の低下を気流強化によって補うことができる。
【００９８】
（Ｂ）請求項１〜３、上記（Ａ）のいずれか１つに記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置において、前記火花点火式内燃機関のクランキング回転速度の低下を検出する速度低下検出手段をさらに備え、
前記点火時期制御手段は、前記速度低下検出手段による速度低下の検出に応じて前記点火時期の遅角補正量を多くするものである。
【００９９】
この速度低下検出手段は、前記第３実施形態のステップ１６０（図１３参照）において、比（ＮＥｃｒｎｋ／ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅ）が１よりも小さいかどうかを判定するＥＣＵ３５によって構成されている。
【０１００】
上記の構成によれば、潤滑油の種類、量、異物混入等によりクランキング回転速度が低下し、そのことが速度低下検出手段によって検出されると、点火時期制御手段によって点火時期がさらに遅角補正される。このため、クランキング回転速度の低下により燃焼温度が高くなってスモークが発生する不具合を、前記点火時期の遅角補正によって解消することができる。
【０１０１】
（Ｃ）上記（Ｂ）に記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置において、前記速度低下検出手段は、前記火花点火式内燃機関の機関情報に基づきクランキング回転速度を予測し、実際のクランキング回転速度が、予測されたクランキング回転速度よりも低いときにクランキング回転速度の低下を検出するものである。
【０１０２】
上記の構成によれば、速度低下検出手段では、潤滑油の種類、量、異物混入等による低下がないとした場合のクランキング回転速度が、機関情報に基づき予測される。そして、実際のクランキング回転速度と、前記の予測されたクランキング回転速度とを比較している。このように比較することにより、クランキング回転速度低下を確実に検出し、点火時期を遅角補正する必要性の有無を的確に判断することができる。
【０１０３】
（Ｄ）請求項５に記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置において、前記点火時期制御手段は、機関温度が低いときには、少なくとも１つの点火についての点火時期を、他の点火についての点火時期と異ならせるものである。
【０１０４】
上記の構成によれば、例えば所定番目の点火により緩やかに熱が発生している途中で、別の点火により急激に熱を発生させることで、出力トルクを低下させずに燃焼温度を下げてスモークの低減を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における始動制御装置の構成を示す略図。
【図２】エンジン始動時に点火時期を遅角制御する手順を示すフローチャート。
【図３】冷却水温ＴＨＷの低下に従い始動時噴射量ｑが増量される傾向を示す説明図。
【図４】基本点火時期ＳＡｂａｓｅの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図５】補正量ＳＡｔｅｍｐの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図６】冷却水温ＴＨＷの低下に従い最終点火時期ＳＡｆｉｎ　が遅角される傾向を示す説明図。
【図７】点火時期を圧縮上死点とした場合と、それよりも遅角した場合とについて、熱発生率及びクランク角の関係を比較して示す説明図。
【図８】点火時期の遅角補正の有無について、冷却水温ＴＨＷ及びスモーク濃度の関係を比較して示す説明図。
【図９】本発明の第２実施形態について、気流制御弁及びその周辺箇所を示す説明図。
【図１０】エンジン始動時の点火時期の遅角制御に加え気流制御弁を閉じ側に制御する手順の一部を示すフローチャート。
【図１１】気流制御弁の開度の決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図１２】点火時期を遅角補正した場合と、遅角補正に加えて気流制御弁による気流強化を行った場合とについて、熱発生率及びクランク角の関係を比較して示す説明図。
【図１３】本発明の第３実施形態について、クランキング回転速度の低下時に点火時期を遅角制御する手順の一部を示すフローチャート。
【図１４】補正量ＳＡｃｒｎｋの決定に用いられるマップのマップ構造を示す略図。
【図１５】本発明の第４実施形態を説明するための図であり、（ａ）は１点点火式エンジンの燃焼状態を示す説明図であり、（ｂ）は２点点火式エンジンの燃焼状態を示す説明図である。
【図１６】１点点火と２点点火とについて、熱発生率及びクランク角の関係を比較して示す説明図。
【図１７】本発明の第５実施形態において、圧縮上死点以降の異なる時期に２点点火を行った場合の燃焼状態を示す説明図。
【図１８】点火時期を遅角補正した場合、及び圧縮上死点以降の異なる時期に２点点火を行った場合について、熱発生率及びクランク角の関係を比較して示す説明図。
【図１９】本発明の第６実施形態において、エンジン始動時に点火本数を切替え制御する手順の一部を示すフローチャート。
【図２０】第２実施形態における気流制御弁の別の態様を示す説明図。
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…シリンダ（気筒）、４１…気流制御弁（気流制御手段）、４３…アクチュエータ（気流制御手段）、ＥＣＵ（点火時期制御手段、気流制御手段）、ＮＥｃｒｎｋ…実回転速度（クランキング回転速度）、ＮＥｃｒｎｋｂａｓｅ…予測回転速度（クランキング回転速度）、ＴＨＷ…冷却水温（機関温度）、ＳＡｔｅｍｐ，ＳＡｃｒｎｋ点補正量、ＳＡｂａｓｅ…基本点火時期、ＳＡｆｉｎ　…最終点火時期。

Claims (7)

1. 火花点火式内燃機関に適用され、機関温度もしくはそれに相当する機関情報に基づき機関温度が低いときにはクランキング時における点火時期を圧縮上死点以降に遅角補正する点火時期制御手段を備えることを特徴とする火花点火式内燃機関の始動制御装置。
2. 前記点火時期が遅角補正されるときに筒内の混合気に気流を付与する気流制御手段をさらに備える請求項１に記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置。
3. 前記点火時期制御手段は、機関温度が低いほど前記点火時期の遅角補正量を多くするものであり、前記気流制御手段は、前記遅角補正量が多くなるほど前記混合気の気流を強めるものである請求項２に記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置。
4. 前記点火時期制御手段は、さらに、前記火花点火式内燃機関のクランキング回転速度の低下にともなって前記点火時期の遅角補正量を多くするものである請求項１〜３のいずれか１つに記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置。
5. 前記火花点火式内燃機関は、同一気筒の異なる複数箇所にて火花放電を行う複数点点火方式の内燃機関であり、
   前記点火時期制御手段は、機関温度が低いときにはクランキング時における全点の点火時期を圧縮上死点以降に設定するものである請求項１〜４のいずれか１つに記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置。
6. 前記火花点火式内燃機関は、同一気筒の異なる複数箇所にて火花放電を行う複数点点火方式の内燃機関であり、
   前記点火時期制御手段は、機関温度が低いときにはクランキング時において１点点火とし、かつこのときの点火時期を圧縮上死点以降に設定するものである請求項１〜４のいずれか１つに記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置。
7. 前記火花点火式内燃機関は、筒内に直接燃料噴射を行う筒内噴射方式の内燃機関である請求項１〜６のいずれか１つに記載の火花点火式内燃機関の始動制御装置。

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