JP2005054600A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関始動を確実に完了させる。
【解決手段】スロットル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置する。機関始動時における吸気制御弁１８の開度を、吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になる始動時開度θＳに制御する。機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力である吸気圧ピーク値ＰＭＳを検出する（ステップ１０２）。吸気制御弁１８における流路面積が正規の値から減少していないときの圧力である初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴに対する、検出された吸気圧ピーク値ＰＭＳの偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴに基づいて開度補正係数ｋθを算出し（ステップ１０６）、開度補正係数ｋθにより始動時開度θＳを補正する（ステップ１０７）。次の機関始動時における吸気制御弁の開度を、この補正された始動時開度θＳに制御する。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の始動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スロットル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように機関始動時における吸気制御弁の開度を制御する内燃機関が公知である（特許文献１参照）。スロットル弁下流の吸気通路内にサージタンクが設けられている場合には、機関始動時にスロットル弁を閉弁したとしても燃焼室内に多量の空気が流入しうるので、この多量の空気に見合う量の燃料を供給すると、ノッキングが生じ又は多量の未燃ＨＣが排出されるおそれがある。そこでこの内燃機関では、機関始動時に吸気制御弁を介しわずかばかりの量の空気が流通するようにしている。
【０００３】
一方、スロットル弁下流の吸気通路内に吸気スワール制御用の絞り弁を配置し、スロットル弁上流の吸気通路内にエアフロメータを配置して実際の吸入空気量を検出し、絞り弁の開度が正規の開度であると仮定したときの吸入空気量である基本吸入空気量を算出し、実際の吸入空気量と基本吸入空気量とから絞り弁の実際の開度の正規の開度に対する偏差を推定し、この偏差に基づいて排気再循環（ＥＧＲ）ガス量及び燃料噴射時期を補正するようにした内燃機関が公知である（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１４３３４９号公報
【特許文献２】
特開平９−８８７０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の特許文献１に記載の内燃機関において、吸気制御弁に主に固体炭素からなるいわゆるデポジットが堆積すると、吸気制御弁の開度が正規の開度であるとしても、吸気制御弁における流路面積が正規の流路面積よりも小さくなり、燃焼室内に実際に供給される空気量が正規の量よりも少なくなる。その結果、機関始動時に燃焼室内に過濃な混合気が形成されることになり、機関始動を良好に完了することができないおそれがある。具体的には、失火したり、多量の未燃ＨＣが排出されたり、排気温度の上昇が抑制されたりするおそれがある。
【０００６】
この問題点を解決するために、上述の特許文献２を参酌すると、機関始動時の実際の吸入空気量と、吸気制御弁における流路面積が正規の流路面積であると仮定したときの吸入空気量とに基づき、例えば吸気制御弁における実際の流路面積が正規の流路面積に一致するように吸気制御弁の開度を補正するようにすることが可能であるかに見える。
【０００７】
しかしながら、機関始動時のように吸入空気量がかなり少なくなっており、特にエアフローメータがスロットル弁上流に配置され機関始動時にこのスロットル弁が閉弁されるようになっている場合には、吸気制御弁における流路面積がいくらか変動したとしても、エアフローメータで検出される吸入空気量にほとんど変化は生じない。従って、特許文献１に特許文献２を組み合わせたとしても、機関始動を確実に完了させることは必ずしもできないということになる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、機関始動を確実に完了させることができる内燃機関の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】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、スロットル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように機関始動時における吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置において、機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力を検出し、該検出される圧力が目標圧力に一致するように次の機関始動時における吸気制御弁の開度を制御している。
【００１０】
また、前記課題を解決するために２番目の発明によれば、スロットル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように機関始動時における吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置において、機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力を検出し、該検出された圧力に基づいて次の機関始動時における燃料噴射量を制御している。
【００１１】
また、前記課題を解決するために３番目の発明によれば、複数の気筒を備え、スロットル弁下流の吸気通路を分岐して形成される複数の吸気枝管をそれぞれ対応する気筒に接続し、各吸気枝管内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように各吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置において、機関始動時における各吸気制御弁下流の吸気枝管内の圧力を検出し、これら検出される圧力が互いにほぼ等しくなるように次の機関始動時における各吸気制御弁の開度を制御している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照すると、１は例えば四つの気筒１ａを備えた機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、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は点火栓をそれぞれ示す。吸気ポート７はそれぞれ対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３を介してエアクリーナ１４に連結される。吸気ダクト１３内にはステップモータ１５により駆動される電子制御式スロットル弁１６が配置される。
【００１３】
各吸気枝管１１内には共通のステップモータ１７により駆動される電子制御式吸気制御弁１８が配置される。図２に示されるように、バタフライ弁から構成されるこれら吸気制御弁１８は共通の駆動軸１８ａ上に取り付けられ、この駆動軸１８ａがステップモータ１７により回転駆動される。更に、吸気制御弁１８上流の各吸気枝管１１内には燃料噴射弁１９が配置される。一方、排気ポート９は排気マニホルド２０及び排気管２１を介して触媒コンバータ（図示しない）に連結される。
【００１４】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、Ｂ−ＲＡＭ（バックアップＲＡＭ）４５、入力ポート４６及び出力ポート４７を具備する。スロットル弁１６上流の吸気ダクト１３内には吸気ダクト１３内を流通する空気の量を検出するためのエアフローメータ５０が取り付けられ、例えば１番気筒の吸気制御弁１８下流の吸気枝管１１内には吸気制御弁１８下流の吸気枝管１１内の圧力である吸気圧ＰＭを検出するための圧力センサ５１が取り付けられる。また、機関本体１には機関冷却水温を検出するための水温センサ５２が取り付けられ、アクセルペダル（図示しない）にはアクセルペダルの踏み込み量を検出するための踏み込み量センサ５３が接続される。これらセンサ５０，５１，５２，５３の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器４８を介して入力ポート４６に入力される。更に入力ポート４６には、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するクランク角センサ５４と、オン又はオフにされたことを表す出力パルスを発生するイグニッション（ＩＧ）スイッチ５５とが接続される。ＣＰＵ４４ではクランク角センサ５４の出力パルスに基づいて機関回転数Ｎが算出される。
【００１５】
一方、出力ポート４７は対応する駆動回路４９を介して点火栓１０、燃料噴射弁１５、及びステップモータ１５，１７にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット４０からの出力信号に基づいて制御される。なお、図１に示される内燃機関では、＃１−＃３−＃４−＃２の順に燃焼が行われる。
【００１６】
イグニッションスイッチ５５がオンにされると図示しないスタータモータの駆動が開始され、クランキングが開始される。その結果、機関回転数Ｎが次第に上昇する。本発明による実施例では、イグニッションスイッチ５５がオンにされてから機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳ例えば４００ｒｐｍを越えるまでの間を機関始動時と称している。
【００１７】
図３（Ａ）は吸気制御弁１８の拡大図を、図３（Ｂ）は正面図をそれぞれ示している。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、駆動軸１８ａに対し燃料噴射弁１９側に位置する弁体１８ｂには小さな流通孔１８ｃが形成されている。
【００１８】
本発明による実施例では、機関始動時に吸気制御弁１８が図３（Ａ）にＳで示される閉弁位置に保持される。この閉弁位置Ｓでは、図３（Ｂ）にも示されるように、吸気制御弁１８の弁体１８ｂの周縁部がそのほぼ全周にわたって吸気枝管１１の内壁面に当接しており、このため吸気制御弁１８の上流側と下流側とは流通孔２０のみを介して連通されている。その結果、吸気制御弁１８を介し流通する空気量がわずかばかりの量になる。このようにすると、機関始動に必要な燃料量を低減することができ、燃焼室５から排出される未燃ＨＣの量を低減することができる。
【００１９】
また、このようにすると、吸気制御弁１８下流の吸気枝管１１内及び吸気ポート７内に形成される負圧を大きくすることができる。更に、流通孔１８ｃが燃料噴射弁１９側の弁体１８ｂに形成されているので、流通孔１８ｃを通過した空気が燃料噴射弁１９から噴射された燃料に衝突可能になる。いずれも、燃料の微粒化を促進し又は吸気枝管１１の内壁面上の付着燃料の離脱を促進し、従って機関始動時における良好な燃焼作用を確保することができる。
【００２０】
次いで、機関始動が完了すると、吸気制御弁１８の位置は機関運転状態に応じて制御される。即ち、例えば機関負荷Ｌ（＝吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）が予め定められた設定負荷よりも高い高負荷運転時には、吸気制御弁１８は図３にＦで示される全開位置に保持され、機関負荷Ｌが設定負荷よりも低い低負荷運転時には吸気制御弁１８は図３にＩＮＴで示される、閉弁位置Ｓと全開位置Ｆ間の中間位置に保持される。吸気制御弁１８が中間位置ＩＮＴにされると、閉弁位置におけるよりも吸気制御弁１８における流路面積が増大され、全開位置Ｆにされると更に増大されるので、機関始動完了後に吸入空気量が不足するのが阻止される。
【００２１】
また、吸気制御弁１８が中間位置ＩＮＴに保持されたときに、空気が吸気制御弁１８により案内されて燃料噴射弁１９に向け進行するように、吸気制御弁１８の回動方向が設定されている。その結果、吸気制御弁１８を通過した空気が燃料噴射弁１９から噴射された燃料に衝突可能になる。
【００２２】
ところで、上述したように機関始動時には吸気制御弁１８が閉弁位置Ｓに保持され、このとき燃焼室５内に実際に吸入される空気の量は流通孔１８ｃ内を通過する空気の量に依存する。
【００２３】
ところが、主に固体炭素からなるいわゆるデポジットが流通孔１８ｃに付着、堆積すると、吸気制御弁１８における流路面積が減少するので、燃焼室内に実際に吸入される空気の量が正規の量よりも少なくなる。一方、このように吸気制御弁１８における流路面積が減少すると、吸気制御弁１８下流の吸気枝管１１内の圧力即ち吸気圧ＰＭが低下する又は負圧が増大する。
【００２４】
即ち、図４に破線で示されるように吸気制御弁１８における流路面積が減少した場合には、図４に実線で示されるように吸気制御弁１８における流路面積が減少していない場合よりも圧力ＰＭが低くなる。なお、図４において矢印Ｘは機関始動が開始された時点を表している。
【００２５】
吸気行程が行われると、図４に示されるように吸気圧ＰＭが急激に低下して吸気圧ＰＭに下向きのピークが発生する。機関始動が開始されてから初めての吸気行程により生じた吸気圧ＰＭのピーク値をＰＭＳで表すものとすると、吸気制御弁１８における流路面積が減少するにつれて、吸気圧ピーク値ＰＭＳが小さくなる。また、吸気制御弁１８における流路面積が減少していない場合の吸気圧ピーク値ＰＭＳを初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴと称すると、初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴに対する実際の吸気圧ピーク値ＰＭＳの偏差は吸気制御弁１８における流路面積がどれだけ減少しているかを表している。
【００２６】
そこで本発明による第１実施例では、吸気圧ピーク値ＰＭＳを検出し、初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴに対するＰＭＳの偏差に基づいて機関始動時における吸気制御弁１８の開度を補正するようにしている。
【００２７】
具体的に説明すると、本発明による第１実施例では、機関始動時における吸気制御弁１８の開度ＩＣが、機関始動時に吸気制御弁１８を介し流通する空気の量がわずかばかりの量になる始動時開度θＳとされる。この始動時開度θＳの初期値は図３（Ａ）を参照して上述した閉弁位置に相当する開度に設定されている。その上で、始動時開度θＳが開度補正係数ｋθにより補正される（θＳ＝θＳ・ｋθ）。
【００２８】
この開度補正係数ｋθは吸気圧ピーク値ＰＭＳを初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴにほぼ一致させるためのものであり、図５に示されるように、偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴが１．０のときに１．０となり、ＰＭＳ／ＰＭＳＴが１．０から小さくなると１．０から大きくなり、ＰＭＳ／ＰＭＳＴが１．０から大きくなると１．０から小さくなる。例えば、吸気圧ピーク値ＰＭＳが小さくなって偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴが小さくなると、開度補正係数ｋθが大きくなり、始動時開度θＳが増大される。その結果、吸気制御弁１８における流路面積が増大するので、吸気圧ピーク値ＰＭＳが上昇する。なお、開度補正係数ｋθは図５に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００２９】
本発明による第１実施例では、機関始動が行われる毎に、吸気圧ピーク値ＰＭＳの検出、開度補正係数ｋθの算出、及び始動時開度θＳの補正が行われ、次の機関始動時における吸気制御弁１８の開度θＩＣがこの新たな始動時開度θＳとされる。
【００３０】
従って、一般的に言うと、機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力を検出し、検出される圧力が目標圧力に一致するように次の機関始動時における吸気制御弁の開度を制御しているということになる。この場合、本発明による第１実施例では、目標圧力が、吸気制御弁１８における流路面積が正規の値から減少していないときの圧力、即ち初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴに設定されている。
【００３１】
図６は本発明による第１実施例の始動時開度θＳの補正ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００３２】
図６を参照すると、まずステップ１００では、機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時のときには次いでステップ１０１に進み、検出フラグＸＤがセットされているか否かが判別される。この検出フラグＸＤは吸気圧ピーク値ＰＭＳの検出が完了したときにセットされ（ＸＤ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＤ＝０）ものである。検出フラグＸＤがリセットされている（ＸＤ＝０）ときには次いでステップ１０２に進み、吸気圧ピーク値ＰＭＳが圧力センサ５１により検出される。続くステップ１０３では、検出フラグＸＤがセットされる（ＸＤ＝１）。続くステップ１０４では、補正フラグＸＣがリセットされる（ＸＣ＝０）。この補正フラグＸＣは始動時開度θＳの補正が完了するとセットされ（ＸＣ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＣ＝０）ものである。
【００３３】
検出フラグＸＤがセットされた（ＸＤ＝１）ときには、ステップ１０１から処理サイクルを終了する。
【００３４】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ１００からステップ１０５に進み、補正フラグＸＣがセットされているか否かが判別される。機関始動が開始された後初めてステップ１０５に進んだときには、補正フラグＸＣはリセットされている（ＸＣ＝０）ので、次いでステップ１０６に進み、偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴと図５のマップとから開度補正係数ｋθが算出される。続くステップ１０７では、始動時開度θＳが開度補正係数ｋθにより補正される（θＳ＝θＳ・ｋθ）。この補正された始動時開度θＳはＢ−ＲＡＭ４５に記憶される。続くステップ１０８では検出フラグＸＤがリセットされ（ＸＤ＝０）、続くステップ１０９では補正フラグＸＣがセットされる（ＸＣ＝１）。
【００３５】
補正フラグＸＣがセットされた（ＸＣ＝１）ときには、ステップ１０５から処理サイクルを終了する。
【００３６】
図７は本発明による第１実施例の吸気制御弁制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００３７】
図７を参照すると、まずステップ１２０では機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時には次いでステップ１２１に進み、イグニッション（ＩＧ）スイッチ５５がオフからオンに切り替えられたか否かが判別される。イグニッションスイッチ５５がオフからオンに切り替えられたときには次いでステップ１２２に進み、吸気制御弁１８の開度θＩＣが始動時開度θＳに設定される。この場合の始動時開度θＳは先の機関始動時に補正されたものである。これに対し、イグニッションスイッチ５５がオン又はオフに保持されているときには処理サイクルを終了する。
【００３８】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ１２０からステップ１２３に進み、通常制御が行われる。即ち、例えば機関低負荷運転時には吸気制御弁１８の開度θＩＣが中間位置ＩＮＴに相当する開度に保持され、機関高負荷運転時には吸気制御弁１８の開度θＩＣが全開位置Ｆに相当する開度に保持される。
【００３９】
次に、図８に示される燃料噴射時間制御ルーチンを参照して本発明による第１実施例における燃料噴射量制御を簡単に説明しておく。図８の燃料噴射時間制御ルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００４０】
図８を参照すると、まずステップ１４０では機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時には次いでステップ１４１に進み、始動時基本噴射時間ＴＢＳが図９のマップから算出される。
この始動時基本噴射時間ＴＢＳは燃焼室５内に吸入される空気量が正規の量であるとき、即ち吸気圧ピーク値ＰＭＳが初期吸気圧ピーク値ＰＭＳＴであるときに、機関始動するのに必要な燃料噴射時間である。始動時基本噴射時間ＴＢＳは例えば機関回転数Ｎ及び機関冷却水温ＴＨＷの関数として図９に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。続くステップ１４２ではこの始動時基本噴射時間ＴＢＳが燃料噴射時間ＴＡＵとされる。
【００４１】
上述したように本発明による第１実施例では、吸気制御弁１８にデポジットが堆積して吸気制御弁１８における流路面積が減少すると吸気制御弁１８の開度が増大され、従って燃焼室５内に吸入される空気量が減少するのが阻止されている。従って、吸気制御弁１８にデポジットが堆積した場合であっても、始動時基本噴射時間ＴＢＳだけ燃料噴射を行えば、機関始動時に最適な燃焼が得られることになる。このように本発明による第１実施例では、燃料噴射量を補正する必要がない。
【００４２】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ１４０からステップ１４３に進み、通常制御が行われる。即ち、例えば機関負荷Ｌ及び機関回転数Ｎに基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。
【００４３】
次に、本発明による第２実施例を説明する。
【００４４】
上述したように、吸気制御弁１８における流路面積が減少すると、燃焼室５内に吸入される空気量が減少する。本発明による第２実施例では、この減少した空気量に対し最適な燃料噴射量を算出するようにしている。このようにすると、吸気制御弁１８の開度θＩＣ又は始動時開度θＳを補正する必要がなくなる。
【００４５】
具体的に説明すると、燃焼室５内に吸入される空気量が正規の量からどれだけ減少したかは上述の偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴにより表される。そこで本発明による第２実施例では、この偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴに応じて定まる噴射時間補正係数ｋＴＡＵを算出し、始動時基本噴射時間ＴＢＳを噴射時間補正係数ｋＴＡＵにより補正したものを燃料噴射時間ＴＡＵとしている（ＴＡＵ＝ＴＢＳ・ｋＴＡＵ）。
【００４６】
噴射時間補正係数ｋＴＡＵは機関始動時における燃料噴射量を、燃焼室５内に実際に吸入される空気量のもとで機関始動するのに必要な燃料量に一致させるためのものであり、図１０に示されるように、偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴが１．０のときに１．０となり、ＰＭＳ／ＰＭＳＴが１．０から小さくなると１．０から小さくなり、ＰＭＳ／ＰＭＳＴが１．０から大きくなると１．０から大きくなる。例えば、吸気圧ピーク値ＰＭＳが小さくなって偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴが小さくなると、噴射時間補正係数ｋＴＡＵが小さくなるので、燃料噴射時間ＴＡＵが減量される。なお、噴射時間補正係数ｋＴＡＵは図１０に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００４７】
本発明による第２実施例では、機関始動が行われる毎に、吸気圧ピーク値ＰＭＳの検出及び噴射時間補正係数ｋＴＡＵの算出が行われ、次の機関始動時にこの噴射時間補正係数ｋＴＡＵを用いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。
【００４８】
従って、一般的に言うと、機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力を検出し、検出された圧力に基づいて次の機関始動時における燃料噴射量を制御しているということになる。
【００４９】
図１１は本発明による第２実施例の噴射時間補正係数ｋＴＡＵの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００５０】
図１１を参照すると、まずステップ２００では、機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時のときには次いでステップ２０１に進み、検出フラグＸＤがセットされているか否かが判別される。検出フラグＸＤがリセットされている（ＸＤ＝０）ときには次いでステップ２０２に進み、吸気圧ピーク値ＰＭＳが圧力センサ５１により検出される。
続くステップ２０３では、検出フラグＸＤがセットされる（ＸＤ＝１）。続くステップ２０４では、補正フラグＸＣがリセットされる（ＸＣ＝０）。この補正フラグＸＣは燃料噴射時間ＴＡＵの補正が完了するとセットされ（ＸＣ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＣ＝０）ものである。
【００５１】
検出フラグＸＤがセットされた（ＸＤ＝１）ときには、ステップ２０１から処理サイクルを終了する。
【００５２】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ２００からステップ２０５に進み、補正フラグＸＣがセットされているか否かが判別される。機関始動が開始された後初めてステップ２０５に進んだときには、補正フラグＸＣはリセットされている（ＸＣ＝０）ので、次いでステップ２０６に進み、偏差ＰＭＳ／ＰＭＳＴと図１０のマップとから噴射時間補正係数ｋＴＡＵが算出される。この噴射時間補正係数ｋＴＡＵはＢ−ＲＡＭ４５に記憶される。続くステップ２０７では、検出フラグＸＤがリセットされ（ＸＤ＝０）、続くステップ２０９では補正フラグＸＣがセットされる（ＸＣ＝１）。
【００５３】
補正フラグＸＣがセットされた（ＸＣ＝１）ときには、ステップ２０５から処理サイクルを終了する。
【００５４】
図１２は本発明による第２実施例の吸気制御弁制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００５５】
図１２を参照すると、まずステップ２２０では機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時には次いでステップ２２１に進み、イグニッション（ＩＧ）スイッチ５５がオフからオンに切り替えられたか否かが判別される。イグニッションスイッチ５５がオフからオンに切り替えられたときには次いでステップ２２２に進み、吸気制御弁１８の開度θＩＣが始動時開度θＳに設定される。この始動時開度θＳは図３（Ａ）を参照して説明した閉弁位置に相当する開度である。これに対し、イグニッションスイッチ５５がオン又はオフに保持されているときには処理サイクルを終了する。
【００５６】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ２２０からステップ２２３に進み、通常制御が行われる。
【００５７】
図１３は本発明による第２実施例の燃料噴射時間制御ルーチンを示している。
このルーチンは予め定められた設定クランク角毎の割り込みによって実行される。
【００５８】
図１３を参照すると、まずステップ２４０では機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時には次いでステップ２４１に進み、始動時基本噴射時間ＴＢＳが図９のマップから算出される。続くステップ２４２では、始動時基本噴射時間ＴＢＳを噴射時間補正係数ｋＴＡＵにより補正したものが燃料噴射時間ＴＡＵとされる（ＴＡＵ＝ＴＢＳ・ｋＴＡＵ）。この場合の噴射時間補正係数ｋＴＡＵは先の機関始動時に算出されたものである。
【００５９】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ２４０からステップ２４３に進み、通常制御が行われる。
【００６０】
本発明による第２実施例のその他の構成及び作用は上述した本発明による第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００６１】
次に、本発明による第３実施例を説明する。
【００６２】
本発明による第３実施例では図１４に示されるように、各吸気枝管１１内に互いに独立した吸気制御弁１８が配置され、これら吸気制御弁１８はそれぞれ対応するステップモータ１７ａにより駆動される。また、吸気制御弁１８下流の各吸気枝管１１内には別個の圧力センサ５１ａが取り付けられる。なお、これらステップモータ１７ａ及び圧力センサ５１ａは図示しない電子制御ユニット４０に接続されている。
【００６３】
上述したように、吸気制御弁１８にデポジットが付着すると吸気制御弁１８における流路面積が減少し、燃焼室５内に吸入される空気量が減少する。
【００６４】
ところが、より厳密に言うと、吸気制御弁１８に付着したデポジットの量は各気筒毎に異なる場合があり、吸気制御弁１８における流路面積がどのくらい減少したかは気筒毎に異なる場合がある。従って、各吸気制御弁１８の開度を共通の開度に保持すると、各気筒の燃焼室５内に吸入される空気量にバラツキが生ずることになる。
【００６５】
そこで本発明による第３実施例では、各気筒の吸気制御弁１８を互いに独立に制御するようにしている。
【００６６】
その上で、本発明による第３実施例では、各気筒の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）が互いにほぼ等しくなるように、機関始動時における各吸気制御弁１８の開度θＩＣ（ｉ）を制御している（ｉ＝１，２，３，４）。従って、各気筒の燃焼室５内に吸入される空気量をほぼ等しくすることができ、機関始動時における回転変動を抑制することができる。
【００６７】
図１５に示される例では、機関始動が開始されると（矢印Ｘ）、まず１番気筒＃１の吸気行程が行われ、１番気筒＃１の吸気圧ＰＭ（１）にＰＭＳ（１）のピークが生ずる。次いで、３番気筒＃３の吸気圧ＰＭ（３）にＰＭＳ（３）のピークが生じ、次いで４番気筒＃４の吸気圧ＰＭ（４）にＰＭＳ（４）のピークが生じ、次いで２番気筒＃２の吸気圧ＰＭ（２）にＰＭＳ（２）のピークが生ずる。本発明による第３実施例では、これら吸気圧ピーク値ＰＭＳ（１）、ＰＭＳ（２）、ＰＭＳ（３）、ＰＭＳ（４）が互いにほぼ等しくされる。
【００６８】
この場合、基準となる吸気圧ピーク値を予め設定しておき、各吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）（ｉ＝１，２，３，４）がこの基準となる吸気圧ピーク値に一致するようにすることもできる。しかしながら、本発明による第３実施例では、例えば２，３，４番気筒の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（２）、ＰＭＳ（３）、ＰＭＳ（４）が、検出された１番気筒＃１の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（１）にほぼ等しくなるように、２，３，４番気筒の吸気制御弁１８の始動時開度θＳ（２）、θＳ（３）、θＳ（４）が補正される。このようにすると、１番気筒＃１の吸気制御弁１８の始動時開度θＳ（１）を補正する必要がなくなる。なお、１番気筒＃１の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（１）を基準となる吸気圧ピーク値と見ることもできる。
【００６９】
ここで、ｊ番気筒の吸気制御弁１８の始動時開度θＳ（ｊ）はそれぞれ対応する開度補正係数ｋθ（ｊ）により補正される（θＳ（ｊ）＝θＳ（ｊ）・ｋθ（ｊ））（ｊ＝２，３，４）。この開度補正係数ｋθ（ｊ）はｊ番気筒の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｊ）を１番気筒＃１の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（１）にほぼ一致させるためのものであり、１番気筒＃１の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（１）に対するｊ番気筒の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｊ）の偏差ＰＭＳ（ｊ）／ＰＭＳ（１）に応じて定められる。即ち、開度補正係数ｋθ（ｊ）は図１６に示されるように、偏差ＰＭＳ（ｊ）／ＰＭＳ（１）が１．０のときに１．０となり、ＰＭＳ（ｊ）／ＰＭＳ（１）が１．０から小さくなると１．０から大きくなり、ＰＭＳ（ｊ）／ＰＭＳ（１）が１．０から大きくなると１．０から小さくなる。なお、開度補正係数ｋθ（ｊ）は図１６に示されるマップの形で予めＲＯＭ４２内に記憶されている。
【００７０】
本発明による第３実施例では、機関始動が行われる毎に、吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）の検出、開度補正係数ｋθ（ｊ）の算出、及び始動時開度θＳ（ｊ）の補正が行われ、次の機関始動時における吸気制御弁１８の開度θＩＣ（ｊ）がこの新たな始動時開度θＳ（ｊ）とされる（ｉ＝１，２，３，４，ｊ＝２，３，４）。
【００７１】
従って、一般的に言うと、機関始動時における各吸気制御弁下流の吸気枝管内の圧力を検出し、これら検出される圧力が互いにほぼ等しくなるように次の機関始動時における各吸気制御弁の開度を制御しているということになる。
【００７２】
図１７は本発明による第３実施例の始動時開度θＳ（ｊ）（ｊ＝２，３，４）の算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００７３】
図１７を参照すると、まずステップ３００では、機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時のときには次いでステップ３０１に進み、検出フラグＸＤがセットされているか否かが判別される。この検出フラグＸＤは吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）（ｉ＝１，２，３，４）の検出が全ての気筒について完了したときにセットされ（ＸＤ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＤ＝０）ものである。検出フラグＸＤがリセットされている（ＸＤ＝０）ときには次いでステップ３０２に進み、ｉ番気筒（ｉ＝１，２，３，４）の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）が圧力センサ５１ａにより検出される。続くステップ３０３では、全ての気筒の吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）が検出されたか否かが判別される。吸気圧ピーク値ＰＭＳ（ｉ）の検出が全ての気筒について完了していないときには処理サイクルを終了し、全ての気筒について完了したときには次いでステップ３０４に進み、検出フラグＸＤがセットされる（ＸＤ＝１）。続くステップ３０５では、補正フラグＸＣがリセットされる（ＸＣ＝０）。この補正フラグＸＣは始動時開度θＳ（ｊ）（ｊ＝２，３，４）の補正が完了するとセットされ（ＸＣ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＣ＝０）ものである。
【００７４】
検出フラグＸＤがセットされた（ＸＤ＝１）ときには、ステップ３０１から処理サイクルを終了する。
【００７５】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ３００からステップ３０６に進み、補正フラグＸＣがセットされているか否かが判別される。機関始動が開始された後初めてステップ３０６に進んだときには、補正フラグＸＣはリセットされている（ＸＣ＝０）ので、次いでステップ３０７に進み、偏差ＰＭＳ（ｊ）／ＰＭＳ（１）と図１６のマップとからｊ番気筒の開度補正係数ｋθ（ｊ）が算出される（ｊ＝２，３，４）。続くステップ３０８では、ｊ番気筒の始動時開度θＳ（ｊ）が対応する開度補正係数ｋθ（ｊ）により補正される（θＳ（ｊ）＝θＳ（ｊ）・ｋθ（ｊ））。これら始動時開度θＳ（ｊ）はＢ−ＲＡＭ４５に記憶される。続くステップ３０９では、検出フラグＸＤがリセットされ（ＸＤ＝０）、続くステップ３１０では補正フラグＸＣがセットされる（ＸＣ＝１）。
【００７６】
補正フラグＸＣがセットされた（ＸＣ＝１）ときには、ステップ３０６から処理サイクルを終了する。
【００７７】
図１８は本発明による第３実施例の吸気制御弁制御ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。
【００７８】
図１８を参照すると、まずステップ３２０では機関回転数Ｎが設定回転数ＮＳよりも高いか否かが判別される。Ｎ≦ＮＳのとき、即ち機関始動時には次いでステップ３２１に進み、イグニッション（ＩＧ）スイッチ５５がオフからオンに切り替えられたか否かが判別される。イグニッションスイッチ５５がオフからオンに切り替えられたときには次いでステップ３２２に進み、ｊ番気筒の吸気制御弁１８の開度θＩＣ（ｊ）が対応する始動時開度θＳ（ｊ）に設定される（ｊ＝２，３，４）。この場合の始動時開度θＳ（ｊ）は先の機関始動時に補正されたものである。なお、１番気筒＃１の始動時開度θＳ（１）は図３（Ａ）を参照して上述した閉弁位置に相当する開度に保持されており、１番気筒＃１の吸気制御弁１８の開度θＩＣ（ｊ）は始動時開度θＳ（１）に保持されている。これに対し、イグニッションスイッチ５５がオン又はオフに保持されているときには処理サイクルを終了する。
【００７９】
次いで、Ｎ＞ＮＳになると、即ち機関始動が完了すると、ステップ３２０からステップ３２３に進み、通常制御が行われる。
【００８０】
本発明による第３実施例のその他の構成及び作用は上述した本発明による第１実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００８１】
図１９及び図２０は本発明による更に別の実施例を示している。
【００８２】
図１９に示される例では、弁体１８ｂに流通孔１８ｃが形成されている点でこれまで述べてきた実施例と同様である。しかしながら、駆動軸１８ａに関し燃料噴射弁１９と反対側の吸気枝管１１内壁面に凹部１１ａが形成されており、この凹部１１ａに対面する弁体１８ｂは閉弁位置Ｓから中間位置ＩＮＴまでこの凹部１１ａに当接し続ける。その結果、吸気制御弁１８が中間位置ＩＮＴにあるときに、吸気制御弁１８を通過する空気のほとんどが燃料噴射弁１９側の吸気枝管１１内壁面と吸気制御弁１８間に形成される間隙Ｇを介して流通するようになり、吸気枝管１１内の空気流れに偏りが生ずることになる。このため、燃焼室５内における空気の乱れが増大し、斯くして機関低負荷運転時に良好な燃焼を確保することができる。
【００８３】
一方、図２０に示される例では、図１９に示される例と同様に、吸気枝管１１内壁面に凹部１１ａが形成されている。しかしながら、弁体１８ｂに流通孔が形成されていない。この場合の閉弁位置Ｓでは、燃料噴射弁１９側の吸気枝管１１内壁面と吸気制御弁１８間に、わずかばかりの量の空気が流通するための間隙Ｇが形成されている。その結果、吸気制御弁１８が閉弁位置Ｓ及び中間位置ＩＮＴにあるときに、空気が間隙Ｇを介して流通し、燃焼室５内における空気の乱れが増大することになる。
【００８４】
【発明の効果】
機関始動を確実に完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】内燃機関の部分図である。
【図３】吸気制御弁を詳しく示す図である。
【図４】吸気圧ＰＭの変化を示す図である。
【図５】開度補正係数ｋθを示す図である。
【図６】本発明による第１実施例の始動時開度θＳの補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明による第１実施例の吸気制御弁制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本発明による第１実施例の燃料噴射時間制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】始動時基本噴射時間ＴＢＳを示す線図である。
【図１０】噴射時間補正係数ｋＴＡＵを示す線図である。
【図１１】本発明による第２実施例の噴射時間補正係数ｋＴＡＵの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】本発明による第２実施例の吸気制御弁制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明による第２実施例の燃料噴射時間制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１４】本発明による第３実施例の内燃機関の部分図である。
【図１５】本発明による第３実施例を説明するための図である。
【図１６】開度補正係数ｋθ（ｊ）を示す図である。
【図１７】本発明による第３実施例の始動時開度θＳ（ｊ）の補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】本発明による第３実施例の吸気制御弁制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１９】本発明による更に別の実施例を説明する、図３と同様な図である。
【図２０】本発明による更に別の実施例を説明する、図３と同様な図である。
【符号の説明】
１…機関本体
１１…吸気枝管
１６…スロットル弁
１８…吸気制御弁
１９…燃料噴射弁
５１…圧力センサ

Claims (3)

1. スロットル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように機関始動時における吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置において、機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力を検出し、該検出される圧力が目標圧力に一致するように次の機関始動時における吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置。
2. スロットル弁下流の吸気通路内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように機関始動時における吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置において、機関始動時における吸気制御弁下流の吸気通路内の圧力を検出し、該検出された圧力に基づいて次の機関始動時における燃料噴射量を制御する内燃機関の始動制御装置。
3. 複数の気筒を備え、スロットル弁下流の吸気通路を分岐して形成される複数の吸気枝管をそれぞれ対応する気筒に接続し、各吸気枝管内に吸気制御弁を配置し、機関始動時に吸気制御弁を介し流通する空気量がわずかばかりの量になるように各吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置において、機関始動時における各吸気制御弁下流の吸気枝管内の圧力を検出し、これら検出される圧力が互いにほぼ等しくなるように次の機関始動時における各吸気制御弁の開度を制御する内燃機関の始動制御装置。

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