JP2006138299A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可変吸気バルブ制御によって始動時のエンジン回転挙動を精度良く制御して、始動時性能を向上させる。
【解決手段】 エンジン始動時に、初爆気筒の吸気タイミングでは、実吸気バルブタイミングを初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御し、初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する各燃焼気筒の吸気タイミングでは、実吸気バルブタイミングを初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御する。これにより、初爆気筒及び初爆後の各燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆気筒及び初爆後の各燃焼気筒の燃焼によるエンジン回転速度上昇を精度良く制御し、始動性を損なわない範囲内で始動時のエンジン回転速度上昇を適度に抑えて車両振動やエンジン回転速度のオーバーシュートを低減する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブ開閉特性を変化させる可変吸気バルブ装置を備えた内燃機関の始動制御装置に関するものである。

近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、吸気バルブのバルブタイミングやリフト量等の吸気バルブ開閉特性を可変する可変吸気バルブ装置を採用したものが増加しつつある。

この可変吸気バルブ装置を利用した始動制御として、特許文献１（特開２００２−２１３２６１号公報）に記載されているように、始動時に吸入空気量が着火発生可能な最小量となるように可変吸気バルブ装置で吸気バルブの閉弁時期やリフト量を制御することで、クランキング振動を低減するようにしたものがある。

また、特許文献２（特開２００２−１８８４７２号公報）に記載されているように、始動時に内燃機関の回転速度が所定のピーク回転速度に到達するまでは吸入空気量が少なくなるように可変吸気バルブ装置で吸気バルブのリフト量を小さくし、内燃機関の回転速度がピーク回転速度に到達した後に吸入空気量が多くなるように可変吸気バルブ装置で吸気バルブのリフト量を大きくすることで、始動時の回転速度上昇時のオーバーシュートを低減するようにしたものがある。
特開２００２−２１３２６１号公報（第２頁、第１図等） 特開２００２−１８８４７２号公報（第２頁、第８図等）

近年、車両に搭載される内燃機関においては、始動時の車両振動低減等の始動時性能向上の要求を満たすために、燃焼毎に回転速度が変化する始動時の回転挙動を精度良く制御する技術が必要になってきている。

また、内燃機関の各気筒では吸気行程で吸入した吸入空気と燃料との混合気が圧縮行程で圧縮された後に燃焼するため、ある燃焼気筒の燃焼による回転速度変化を吸入空気量で制御するには、その燃焼気筒の吸気タイミングまで溯った時点で吸入空気量を制御しておく必要がある。しかし、上記従来の始動制御では、燃焼気筒の吸気タイミングとは関係なく可変吸気バルブ制御を行っているため、可変吸気バルブ制御による吸入空気量制御によって始動時の回転挙動を精度良く制御することがで困難であり、始動時性能を十分に向上させることができない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、可変吸気バルブ制御によって始動時の回転挙動を精度良く制御することができ、始動時性能を向上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。

内燃機関の始動時に初爆気筒（最初の燃焼気筒）の燃焼による回転速度上昇が大きいほど始動時の車両振動が大きくなる傾向がある。この点に着目して、本発明の請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置は、内燃機関の吸気バルブ開閉特性を変化させる可変吸気バルブ装置を備えたシステムにおいて、始動制御手段によって内燃機関の始動時に最初の燃焼気筒（以下「初爆気筒」という）の吸気タイミングを考慮して可変吸気バルブ装置を制御することで初爆気筒の吸入空気量を調整するようにしたものである。

このようにすれば、初爆気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆気筒の燃焼による回転速度上昇を精度良く制御することができるので、始動性を損なわない範囲内で初爆気筒の燃焼による回転速度上昇を適度に抑えることが可能となり、始動性を確保しながら始動時の車両振動を低減することができる。

また、請求項２のように、内燃機関の始動時に最初の燃焼（以下「初爆」という）後の回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の吸気タイミングを考慮して可変吸気バルブ装置を制御することで初爆後の回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の吸入空気量を調整するようにしても良い。このようにすれば、初爆後の回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆後の回転速度上昇を精度良く制御することができるため、始動性を損なわない範囲内で初爆後の回転速度上昇を適度に抑えることが可能となり、始動性を確保しながら初爆後の回転速度上昇時のオーバーシュートを低減して排気エミッションを低減することができると共に、オーバーシュートに伴う車両振動も低減することができる。

ところで、可変吸気バルブ装置の駆動源や内燃機関の停止時の可変吸気バルブ装置の制御位置等によっては、内燃機関の始動時に、初爆気筒の吸気タイミングまでに実吸気バルブ開閉特性を初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブ開閉特性に制御できない可能性がある。

そこで、請求項３のように、内燃機関が停止する過程で、次回の始動時の目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように可変吸気バルブ装置を制御するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関が停止する過程で、実吸気バルブ開閉特性を次回の始動時の初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブ開閉特性又はその近傍に制御しておくことができるため、次回の始動時に、初爆気筒の吸気タイミングまでに実吸気バルブ開閉特性を初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブ開閉特性に確実に制御することができる。

或は、内燃機関の停止中に、可変吸気バルブ装置を駆動可能なシステムの場合には、請求項４のように、内燃機関の停止中に、次回の始動時の目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように可変吸気バルブ装置を制御するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関が停止する過程で、吸気バルブ開閉特性を精度良く制御できない場合でも、内燃機関の停止中に、実吸気バルブ開閉特性を次回の始動時の初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブ開閉特性又はその近傍に制御しておくことができるため、次回の始動時に、初爆気筒の吸気タイミングまでに実吸気バルブ開閉特性を初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブ開閉特性に確実に制御することができる。

この場合、請求項５のように、内燃機関の停止中に、次回の始動に影響を及ぼす環境条件の情報に応じて目標吸気バルブ開閉特性を変更するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の停止中に、次回の始動に影響を及ぼす環境条件が変化して次回の始動時の初爆気筒の目標吸入空気量が変化するのに対応して適正な目標吸気バルブ開閉特性を設定することができる。

また、内燃機関の始動時に燃焼気筒（初爆気筒や初爆後の回転速度上昇に寄与する燃焼気筒）の吸気タイミングを考慮して可変吸気バルブ装置を制御する技術の具体例としては、次のようなものが考えられる。

例えば、始動時の回転挙動に応じて各気筒の要求吸気タイミングが変化することに着目して、請求項６のように、予め設定された始動時の予測回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように可変吸気バルブ装置を制御するようにすると良い。このようにすれば、各燃焼気筒の吸気タイミングで、実吸気バルブ開閉特性をその燃焼気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブ開閉特性に制御することができ、その燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御することができる。

或は、内燃機関の個体差（製造ばらつき、経時変化等）や始動条件（始動時の冷却水温、燃料性状等）によって始動時の回転挙動が変化する場合があることを考慮して、請求項７のように、内燃機関のクランキング中の回転挙動に基づいて始動時の予測回転挙動パターンを推定し、該始動時の予測回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように可変吸気バルブ装置を制御するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の個体差や始動条件によってクランキング中の回転挙動が変化するのに対応して始動時の予測回転挙動パターンを変化させることができるので、始動時の予測回転挙動パターンを内燃機関の個体差や始動条件に応じて変化させることができ、内燃機関の個体差や始動条件に左右されずに燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御することができる。

また、請求項８のように、内燃機関の始動時に始動不良が発生した場合に、始動性を優先した目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように可変吸気バルブ装置を制御するようにしても良い。このようにすれば、内燃機関の始動時に始動不良が発生した場合には、車両振動低減やオーバーシュート低減よりも始動性（燃焼性）を優先した吸気バルブ開閉特性（吸入空気量）に切り換えて、内燃機関を速やかに始動させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を２つの実施例１，２を用いて説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

また、エンジン１１の吸気バルブ２９には、該吸気バルブ２９の開閉タイミング（吸気バルブタイミング）を変化させるモータ駆動式の可変吸気バルブタイミング装置３０が設けられている。この可変吸気バルブタイミング装置３０は、モータ（図示せず）でクランク軸に対する吸気側カム軸の回転位相を変化させることで、吸気側カム軸によって開閉駆動される吸気バルブ２９の開閉タイミングを変化させるようになっている。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒２４が設けられ、この触媒２４の上流側に、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２５（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２７が取り付けられている。このクランク角センサ２７の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、エンジン油温が油温センサ３１によって検出され、吸気温が吸気温センサ３２によって検出される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２８に入力される。このＥＣＵ２８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。

更に、ＥＣＵ２８は、図示しないエンジン自動停止・始動制御プログラムを実行することで、エンジン１１の運転中に所定の自動停止条件が成立したとき（運転者が車両を停止させたとき）に、エンジン１１を自動的に停止し、この自動停止中に所定の自動始動条件が成立したとき（運転者が車両を発進させようとする操作を行ったとき）に、エンジン１１を自動的に始動する。

また、ＥＣＵ２８は、後述する図２の始動時の可変吸気バルブ制御プログラムを実行することで、エンジン１１の始動時（通常の始動時及び自動始動時）に、予め設定された始動時の予測エンジン回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。

この制御により、初爆気筒（最初の燃焼気筒）の吸気タイミングでは、実吸気バルブタイミングを初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御する。これにより、初爆気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆気筒の燃焼によるエンジン回転速度上昇を精度良く制御する。

更に、初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する各燃焼気筒の吸気タイミングでは、それぞれ実吸気バルブタイミングを初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御する。これにより、初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する各燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆後のエンジン回転速度上昇を精度良く制御する。

また、ＥＣＵ２８は、後述する図３の始動不良時の可変吸気バルブ制御プログラムを実行することで、エンジン１１の始動時（通常の始動時及び自動始動時）に始動不良が発生した場合には、始動性を優先した目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。これら図２の始動時の可変吸気バルブ制御プログラム及び図３の始動不良時の可変吸気バルブ制御プログラムが特許請求の範囲でいう始動制御手段としての役割を果たす。

以下、ＥＣＵ２８が実行する図２の始動時の可変吸気バルブ制御プログラム及び図３の始動不良時の可変吸気バルブ制御プログラムの処理内容を説明する。

［始動時の可変吸気バルブ制御］
図２に示す始動時の可変吸気バルブ制御プログラムは、ＥＣＵ２８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、始動完了か否かを、例えばエンジン回転速度が所定の完爆判定値を越えたか否かによって判定し、始動完了前であれば、ステップ１０２に進み、スタータ（図示せず）がオンされているか否かを判定する。

その結果、まだ、スタータがオンされていないと判定された場合には、クランキング開始前と判断して、ステップ１０３に進み、現在のエンジン１１の状態（エンジン油温、冷却水温、吸気温のうちの１つ以上）を読み込む。この後、ステップ１０４に進み、現在のエンジン１１の温度状態（エンジン油温、冷却水温、吸気温のうちの１つ以上）に応じた目標吸気バルブタイミングをマップ等により算出する。この目標吸気バルブタイミングは、例えば最遅角位置又はそれよりも少し進角側に設定されている。

この後、ステップ１０５に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込んだ後、ステップ１０６に進み、実吸気バルブタイミングと目標吸気バルブタイミングとの間に所定以上の位相差があるか否かによって、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致しているか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致していなければ、ステップ１０７に進み、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。これにより、クランキング開始前に実吸気バルブタイミングを目標吸気バルブタイミング（例えば最遅角位置又はそれよりも少し進角側の位置）に制御する。

その後、上記ステップ１０２で、スタータがオンされていると判定された場合には、始動中（クランキング中）と判断して、ステップ１０８に進み、スタータオンからの経過時間を計測するタイマーを作動させる。この後、ステップ１０９に進み、スタータオンからの経過時間に応じた始動時の目標吸気バルブタイミングをマップ等により算出する。

一般に、始動時のエンジン回転速度挙動に応じて初爆気筒や初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の吸気タイミングが変化する。そこで、始動時の目標吸気バルブタイミングのマップは、予め、実験データ、設計データ等に基づいて求めた標準的な始動時の予測エンジン回転速度挙動パターン（スタータオンからの経過時間とエンジン回転速度との関係）に適合した各燃焼気筒の吸気タイミングに基づいて作成されている。このように、スータオンからの経過時間に応じて目標吸気バルブタイミングを算出することで、各燃焼気筒の吸気タイミングで該燃焼気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングを算出するように設定されている。

本実施例１では、図４のタイムチャートに示すように、初爆気筒の吸気タイミング（例えば初爆の約３６０℃Ａ前のタイミング）では、目標吸気バルブタイミングが、クランキング開始前の目標吸気バルブタイミングよりも少し進角されることで、始動性を損なわない範囲内で初爆気筒の燃焼によるエンジン回転速度上昇を適度に抑えることができる目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングとなり、初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する各燃焼気筒の吸気タイミングでは、目標吸気バルブタイミングが、更に進角された後に遅角されることで、始動性を損なわない範囲内で初爆後のエンジン回転速度上昇を適度に抑えることができる目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングとなるように設定されている。

尚、始動時のエンジン１１の温度状態（エンジン油温、冷却水温、吸気温等）に応じて始動時のエンジン回転速度挙動が変化するため、エンジン１１の温度状態（エンジン油温、冷却水温、吸気温のうちの１つ以上）に応じて始動時の目標吸気バルブタイミングを補正するようにしても良い。

この後、ステップ１１０に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込んだ後、ステップ１１１に進み、実吸気バルブタイミングが始動時の目標吸気バルブタイミングに一致しているか否かを判定し、実吸気バルブタイミングが始動時の目標吸気バルブタイミングに一致していなければ、ステップ１１２に進み、実吸気バルブタイミングが始動時の目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。

［始動不良時の可変吸気バルブ制御］
図３に示す始動不良時の可変吸気バルブ制御プログラムは、ＥＣＵ２８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、スタータがオンされているか否かを判定する。

このステップ２０１で、スタータがオンされていると判定された場合には、始動中（クランキング中）と判断して、ステップ２０２に進み、スタータオンからの経過時間を計測するタイマーを作動させた後、ステップ２０３に進み、現在のエンジン回転速度ＮＥを読み込む。

この後、ステップ２０４に進み、スタータオンからの経過時間が所定時間に達した時点で所定のエンジン回転速度上昇（例えば、速やかに始動完了可能なエンジン回転速度上昇）が発生したか否かを判定する。

その結果、スタータオンからの経過時間が所定時間に達した時点で所定のエンジン回転上昇が発生したと判定された場合には、速やかに始動完了可能であると判断して、そのまま本プログラムを終了する。

一方、上記ステップ２０４で、スタータオンからの経過時間が所定時間に達した時点で所定のエンジン回転上昇が発生していないと判定された場合には、始動不良であると判断して、ステップ２０５に進み、始動不良時の目標吸気バルブタイミングを読み込む。この始動不良時の目標吸気バルブタイミングは、通常の始動時の目標吸気バルブタイミングよりも進角側（つまり吸入空気量増量側）に設定され、始動性（燃焼性）を優先したバルブタイミングとなっている。

この後、ステップ２０６進み、実吸気バルブタイミングが始動不良時の目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。

以上説明した本実施例１では、エンジン始動時に、予め設定された始動時の予測エンジン回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御することで、図４のタイムチャートに示すように、初爆気筒の吸気タイミングでは、実吸気バルブタイミングを初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御する。これにより、初爆気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆気筒の燃焼によるエンジン回転速度上昇を精度良く制御することができるため、始動性を損なわない範囲内で初爆気筒の燃焼によるエンジン回転速度上昇を適度に抑えることが可能となり、図４に点線で示す比較例（エンジン始動時に、目標吸気バルブタイミングをアイドル運転時の目標吸入空気量に相当するバルブタイミングに固定する制御）とほぼ同等の始動性を確保しながら、比較例よりも初爆によるエンジン回転速度上昇を抑えて始動時の車両振動を低減することができる。

更に、本実施例１では、初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する各燃焼気筒の吸気タイミングで、それぞれ実吸気バルブタイミングを初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御する。これにより、初爆後のエンジン回転速度上昇に寄与する各燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御して、初爆後のエンジン回転速度上昇を精度良く制御することができるため、始動性を損なわない範囲内で初爆後のエンジン回転速度上昇を適度に抑えることが可能となり、図４に点線で示す比較例とほぼ同等の始動性を確保しながら、比較例よりも初爆後の回転速度上昇時のオーバーシュートを低減して排気エミッションを低減することができると共に、オーバーシュートに伴う車両振動も低減することができる。

また、本実施例１では、エンジン始動時に始動不良が発生した場合に、始動性（燃焼性）を優先した始動不良時の目標吸気バルブタイミングに切り換えて、実吸気バルブタイミングが始動不良時の目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御するようにしたので、エンジン始動時に始動不良が発生した場合には、車両振動低減やオーバーシュート低減よりも始動性（燃焼性）を優先させて、エンジン１１を速やかに始動させることができる。

尚、上記実施例１では、予め、実験データ、設計データに基づいて求めた標準的な始動時の予測エンジン回転速度挙動パターンに基づいて目標吸気バルブタイミングを設定するようにしたが、エンジン１１のクランキング中の回転挙動やエンジン１１の温度状態（エンジン油温、冷却水温、吸気温等）に基づいて始動時の予測エンジン回転挙動パターンを推定し、この予測エンジン回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブタイミングを設定するようにしても良い。

このようにすれば、エンジン１１の個体差（製造ばらつき、経時変化等）や始動条件（始動時の冷却水温、燃料性状等）によってクランキング中の回転挙動が変化するのに対応して始動時の予測回転挙動パターンを変化させることができるので、始動時の予測回転挙動パターンをエンジン１１の個体差や始動条件に応じて変化させることができ、エンジン１１の個体差や始動条件に左右されずに燃焼気筒の吸入空気量を精度良く制御することができる。

次に、図５及び図６を用いて本発明の実施例２を説明する。
ところで、可変吸気バルブタイミング装置３０の駆動モータの仕様やエンジン停止時の可変吸気バルブタイミング装置３０の制御位置等によっては、エンジン始動時に、初爆気筒の吸気タイミングまでに実吸気バルブタイミングを初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに制御できない可能性がある。

そこで、本実施例２では、ＥＣＵ２８が、後述する図５の停止時の可変吸気バルブ制御プログラムを実行することで、エンジン１１が停止する際（通常の停止時及び自動停止時）に、次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。更に、後述する図６の停止中の可変吸気バルブ制御プログラムを実行することで、エンジン１１の停止中（通常の停止中及び自動停止中）に、次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。尚、通常停止時や通常停止中に図５及び図６のプログラムを実行する場合には、イグニッションスイッチ（図示せず）のオフ後もＥＣＵ２８への電源供給が維持される。

以下、ＥＣＵ２８が実行する図５の停止時の可変吸気バルブ制御プログラム及び図６の停止中の可変吸気バルブ制御プログラムの処理内容を説明する。
［停止時の可変吸気バルブ制御］
図５に示す停止時の可変吸気バルブ制御プログラムは、ＥＣＵ２８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、エンジン停止指令が出されたか否かを判定し、エンジン停止指令が出されたときに、ステップ３０２に進み、各種の停止制御（燃料噴射停止、点火停止等）を実行する。

この後、ステップ３０３に進み、次回のエンジン始動に影響を及ぼす環境条件の情報（エンジン油温、冷却水温、吸気温、吸気マニホールド内の温度、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）を読み込む。

この後、ステップ３０４に進み、次回のエンジン始動に影響を及ぼす環境条件の情報（エンジン油温、冷却水温、吸気温、吸気マニホールド内の温度、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）に応じた次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングをマップ等により算出する。この目標吸気バルブタイミングは、次回のエンジン始動時の初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミング又はその近傍に設定されている。

この後、ステップ３０５に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込んだ後、ステップ３０６に進み、実吸気バルブタイミングが次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに一致しているか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに一致していなければ、ステップ３０７に進み、実吸気バルブタイミングが次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。これにより、エンジン停止時に実吸気バルブタイミングを次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに制御する。

［停止中の可変吸気バルブ制御］
図６に示す停止中の可変吸気バルブ制御プログラムは、ＥＣＵ２８の電源オン中に所定周期で実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ４０１で、エンジン停中であるか否かを、例えばエンジン回転速度が０であるか否かによって判定し、エンジン停止中であれば、ステップ４０２に進み、次回のエンジン始動に影響を及ぼす環境条件の情報（エンジン停止時間、エンジン油温、冷却水温、吸気温、吸気マニホールド内の温度、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）を読み込む。

この後、ステップ４０３に進み、次回のエンジン始動に影響を及ぼす環境条件の情報（エンジン停止時間、エンジン油温、冷却水温、吸気温、吸気マニホールド内の温度、バッテリ電圧等のうちの１つ以上）に応じた次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングをマップ等により算出する。この目標吸気バルブタイミングは、次回のエンジン始動時の初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミング又はその近傍にに設定されている。

この後、ステップ４０４に進み、現在の実吸気バルブタイミングを読み込んだ後、ステップ４０５に進み、実吸気バルブタイミングが次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに一致しているか否かを判定する。実吸気バルブタイミングが次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに一致していなければ、ステップ４０６に進み、実吸気バルブタイミングが次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御する。これにより、エンジン停止中に実吸気バルブタイミングを次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングに制御する。

以上説明した本実施例２では、エンジン停止の際に、次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御するようにしたので、エンジン停止時に、実吸気バルブタイミングを次回のエンジン始動時の初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミング又はその近傍に制御しておくことができ、次回のエンジン始動時に、初爆気筒の吸気タイミングまでに実吸気バルブタイミングを初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに確実に制御することができる。

更に、本実施例２では、エンジン停止中に、次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングを設定して、実吸気バルブタイミングが目標吸気バルブタイミングに一致するように可変吸気バルブタイミング装置３０を制御するようにしたので、エンジン１１を停止させる過程で、吸気バルブタイミングを精度良く制御できない場合でも、エンジン停止中に、実吸気バルブタイミングを次回のエンジン始動時の初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミング又はその近傍に制御しておくことができ、次回のエンジン始動時に、初爆気筒の吸気タイミングまでに実吸気バルブタイミングを初爆気筒の目標吸入空気量に相当する目標吸気バルブタイミングに確実に制御することができる。

また、本実施例２では、エンジン停止中に、次回のエンジン始動に影響を及ぼす環境条件の情報（エンジン停止時間、エンジン油温、冷却水温、吸気温、吸気マニホールド内の温度、バッテリ電圧等）に応じて次回のエンジン始動時の目標吸気バルブタイミングを変更するようにしたので、エンジン停止中に、次回のエンジン始動に影響を及ぼす環境条件が変化して次回のエンジン始動時の初爆気筒の目標吸入空気量が変化するのに対応して適正な目標吸気バルブタイミングを設定することができる。

尚、上記実施例２では、エンジン停止時の可変吸気バルブ制御とエンジン停止中の可変吸気バルブ制御とを両方とも実行するようにしたが、エンジン停止時の可変吸気バルブ制御とエンジン停止中の可変吸気バルブ制御のうちのどちらか一方のみを実行するようにしても良く、例えば、エンジン停止中に駆動することができない仕様の可変吸気バルブタイミング装置の場合には、エンジン停止時の可変吸気バルブ制御のみを実行すれば良い。

また、上記各実施例１，２では、吸気バルブ２９のバルブタイミングを可変して吸入空気量を制御するシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、吸気バルブ２９のバルブ開閉特性（バルブタイミング、リフト量、開弁期間等）のうちの１つ又は２つ以上を可変して吸入空気量を制御するシステムに本発明を適用しても良い。更に、モータ駆動式の可変吸気バルブ装置に限定されず、エンジン始動時やエンジン停止時等に駆動可能であれば、油圧駆動式や電磁駆動式等の他の駆動方式の可変吸気バルブ装置を備えたシステムに本発明を適用しても良い。

また、上記各実施例１，２では、エンジン自動停止・始動制御を実行するシステムに本発明を適用したが、エンジン自動停止・始動制御を実行しないシステムに本発明を適用しても良い。

また、本発明は、エンジンのみを駆動源とする車両に限定されず、エンジンとモータを駆動源とするハイブリット車に適用しても良い。

本発明の実施例１におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 実施例１の始動時の可変吸気バルブ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の始動不良時の可変吸気バルブ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の始動時の可変吸気バルブ制御の実行例を示すタイムチャートである。 実施例２の停止時の可変吸気バルブ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の停止中の可変吸気バルブ制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気感、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２６…冷却水温センサ、２７…クランク角センサ、２８…ＥＣＵ（始動制御手段）、２９…吸気バルブ、３０…可変吸気バルブタイミング装置

Claims (8)

1. 内燃機関の吸気バルブ開閉特性を変化させる可変吸気バルブ装置を備えた内燃機関の始動制御装置において、
   内燃機関の始動時に最初の燃焼気筒（以下「初爆気筒」という）の吸気タイミングを考慮して前記可変吸気バルブ装置を制御することで前記初爆気筒の吸入空気量を調整する始動制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 内燃機関の吸気バルブ開閉特性を変化させる可変吸気バルブ装置を備えた内燃機関の始動制御装置において、
   内燃機関の始動時に最初の燃焼（以下「初爆」という）後の回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の吸気タイミングを考慮して前記可変吸気バルブ装置を制御することで前記初爆後の回転速度上昇に寄与する燃焼気筒の吸入空気量を調整する始動制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
3. 前記始動制御手段は、内燃機関が停止する過程で、次回の始動時の目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように前記可変吸気バルブ装置を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の始動制御装置。
4. 前記始動制御手段は、内燃機関の停止中に、次回の始動時の目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように前記可変吸気バルブ装置を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の始動制御装置。
5. 前記始動制御手段は、内燃機関の停止中に、次回の始動に影響を及ぼす環境条件の情報に応じて前記目標吸気バルブ開閉特性を変更することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の始動制御装置。
6. 前記始動制御手段は、内燃機関の始動時に前記燃焼気筒の吸気タイミングを考慮して前記可変吸気バルブ装置を制御する際に、予め設定された始動時の予測回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように前記可変吸気バルブ装置を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
7. 前記始動制御手段は、内燃機関の始動時に前記燃焼気筒の吸気タイミングを考慮して前記可変吸気バルブ装置を制御する際に、内燃機関のクランキング中の回転挙動に基づいて始動時の予測回転挙動パターンを推定し、該始動時の予測回転挙動パターンに基づいて目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように前記可変吸気バルブ装置を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。
8. 前記始動制御手段は、内燃機関の始動時に始動不良が発生した場合に、始動性を優先した目標吸気バルブ開閉特性を設定して実吸気バルブ開閉特性が該目標吸気バルブ開閉特性となるように前記可変吸気バルブ装置を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。

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