JP2007051599A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 気筒ごとの気筒状態を判別して、内燃機関の始動時に発生する始動ばらつきを適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関の制御装置は、気筒状態判別手段によって、内燃機関の始動時における一回目着火による気筒の燃焼状態に基づいて、気筒ごとの気筒状態を判別する。一回目着火による燃焼状態を用いているため、即座に気筒状態を判別することができる。一方、制御手段は、気筒状態判別手段によって判別された気筒状態に基づいて、次回の始動時に気筒から出力されるトルクを変動させるための制御を行う。詳しくは、制御手段は、判別された気筒状態のばらつきが抑制されるように、気筒ごとにトルクを変動させるための制御を行う。これにより、内燃機関の停止後に再始動する際などにおいて、始動時間や始動フィーリングなどの始動ばらつきを適切に抑制することが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

従来から、車両が停止すると内燃機関（エンジン）を自動停止し、停止状態から発進指示があると内燃機関を自動的に再始動して車両を発進させる制御（以下、この制御を「エコラン」又は「アイドリングストップ」と呼ぶ。）が行われている。

ここで、上記のような制御を行うに際して、内燃機関から安定な出力を得るための制御が行われている。例えば、以下のような技術が提案されている。特許文献１には、各気筒ごとの回転数変動に基づいて気筒の燃焼状態を把握し、それぞれの気筒ごとに点火時期や燃料噴射量を制御する技術が記載されている。特許文献２には、エンジン回転数の上昇率が大きい場合、点火時期を遅角する技術が記載されている。特許文献３には、燃料性状に応じて点火時期を制御可能とする技術が記載されている。特許文献４には、始動性に悪化が生じた場合、エコランを禁止する技術が記載されている。

特開平２−２２７５３４号公報 特開平７−２４３３７３号公報 特開２００４−２７０６０３号公報 特開平１１−３５１００４号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、平均回転数などを用いて気筒ごとの燃焼状態を把握しているため、平均回転数を算出するまでの間に、複数の気筒間のばらつきを低減することができない場合があった。特に、内燃機関の始動時に生じる、始動時間のばらつきや、振動や騒音や吹き上がりなどの始動フィーリングのばらつきなど（以下、これらをまとめて「始動ばらつき」とも呼ぶ。）を抑制することができなかった。また、特許文献２乃至４に記載された技術を用いた場合も同様に、始動ばらつきを適切に抑制することができなかった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、気筒ごとの気筒状態を判別して、内燃機関の始動時に発生する始動ばらつきを適切に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

本発明の１つの観点では、内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動時に、一回目着火による気筒の燃焼状態に基づいて、前記気筒ごとの気筒状態を判別する気筒状態判別手段と、前記気筒状態判別手段によって判別された前記気筒状態に基づいて、次回の始動時に前記気筒から出力されるトルクを変動させるための制御を行う制御手段と、を備える。

上記の内燃機関の制御装置は、複数の気筒を有する内燃機関に対して制御を行う。気筒状態判別手段は、内燃機関の始動時において、一回目着火による所定の気筒の燃焼状態に基づいて、気筒ごとの気筒状態を判別する。気筒状態判別手段は、一回目着火による燃焼状態を用いているため、即座に気筒状態を判別することができる。一方、制御手段は、気筒状態判別手段によって判別された気筒状態に基づいて、次回の始動時に気筒から出力されるトルクを変動させるための制御を行う。詳しくは、制御手段は、判別された気筒状態のばらつきが抑制されるように、気筒ごとにトルクを変動させるための制御を行う。言い換えると、制御手段は、次回の始動時に気筒に対する制御量を補正して制御を行う。これにより、例えば内燃機関の停止後に再始動する際などにおいて、始動時間や始動フィーリングなどの始動ばらつきを適切に抑制することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置の一態様では、前記燃焼状態は、前記一回目着火による回転数の上昇値に基づいて決定される。

この態様では、気筒状態判別手段は、一回目着火による回転数の上昇値に基づいて気筒状態を判別する。例えば、気筒状態判別手段は、回転数の上昇値と目標値（第１目標値）との比較を行うことによって、気筒状態を判別することができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記燃焼状態は、前記一回目着火による筒内圧に基づいて決定される。

この態様では、気筒状態判別手段は、一回目着火による筒内圧に基づいて気筒状態を判別する。具体的には、気筒状態判別手段は、筒内圧を用いて図示平均有効圧を算出し、この図示平均有効圧と目標値（第２目標値）との比較を行うことによって、気筒状態を判別する。図示平均有効圧は燃焼状態を直接的に示す量であるため、精度良く気筒状態を判別することが可能となる。

上記の内燃機関の制御装置において好適には、前記制御手段は、次回の始動時における点火時期を進角又は遅角させる制御を行うことができる。

この場合、制御手段は、燃焼状態が所定状態に達していないと判別された場合には、点火時期を進角させる制御を行い、燃焼状態が所定状態を超えていると判別された場合には、点火時期を遅角させる制御を行う。

更に好適には、前記制御手段は、前記点火時期を進角させる量又は遅角させる量を学習することができる。これにより、燃焼状態の所定状態への収束性を向上させることができる。

上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、前記制御手段は、一回目着火による前記燃焼状態が異常であると前記気筒状態判別手段によって判別された場合、エコランを禁止するための制御を行う。

この態様では、燃焼状態が異常であると気筒状態判別手段によって判別された場合、制御手段は、エコランを禁止するための制御を行う。これにより、エコラン後の再始動の不可を回避することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態について説明する。

（車両の構成）
図１は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した車両２０の概略構成を示すブロック図である。

車両２０は、主に、内燃機関１と、点火プラグ２と、ＤＣスタータ３と、モータジェネレータ４と、回転数センサ５と、クランク角センサ６と、アクセル開度センサ７と、ブレーキスイッチ８と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０と、を備える。なお、車両２０は、アイドリングストップ技術を適用したいわゆるエコラン車両として構成されている。

内燃機関１は、複数の気筒を備えており、点火プラグ２による着火（点火）によって気筒内の混合気を爆発させて動力を発生する。例えば、内燃機関１は、ガソリンエンジンによって構成される。

ＤＣスタータ３は、内燃機関１を始動させる直流方式のセルモータである。具体的には、ＤＣスタータ３は、内燃機関１の始動により電源装置（不図示）から電力供給を受けることによって、ＤＣスタータ３内のシャフトが回転する。これにより、内燃機関１内のクランクシャフトが回され（即ち、クランキングする）、内燃機関１が始動する。

モータジェネレータ４は、電源装置からの電力供給を受けて回転駆動するモータ（電動機）としての機能を有するとともに、車輪からの回転駆動力を受けて回転している場合には起電力を生じさせるジェネレータ（発電機）としての機能を有する。モータジェネレータ４が電動機として機能する場合には、モータジェネレータ４は電源装置からの電力供給を受けて回転し、クランクシャフトを回転させる。一方、モータジェネレータ４が発電機として機能する場合には、車輪からの回転駆動力によって回転することによって起電力を発生することにより、電源装置を充電させる。

詳しくは、モータジェネレータ４は、車両２０の発進時、例えばエコラン時に運転者がブレーキペダルから足を離してアクセルペダルを踏んだ際に、駆動力を発生することにより車両２０を自動再始動させる。更に、モータジェネレータ４は、走行中に、内燃機関１の駆動力をアシストするための駆動力を発生したり、電源装置を充電するために回生したりする。

車両２０に設けられたセンサは、以下のように機能する。回転数センサ５は、クランクシャフトの回転数を検出し、クランク角センサ６は、クランクシャフトの回転角（クランク角度）を検出する。また、アクセル開度センサ７は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出し、ブレーキスイッチ８はブレーキペダルの踏み込みの有無を検出する。これらのセンサは、検出した値に対応する信号をＥＣＵ１０に出力する。

ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイスなどを含んで構成される。ＥＣＵ３は、上記した各種センサから出力される信号を取得し、点火プラグ２やモータジェネレータ４などの制御を行う。具体的には、ＥＣＵ１０は、点火時期を遅角又は進角させる制御や、エコランの実行又は停止の制御を行う。より詳しくは、ＥＣＵ１０は、始動後における一回目の着火（以下、単に「一回目着火」と呼ぶ。）の実行による気筒ごとの燃焼状態に基づいて気筒状態を判別し、判別された気筒状態に基づいて、次回の始動時に内燃機関１から出力されるトルクを変動させるための制御を行う。このように、ＥＣＵ１０は、気筒状態判別手段、及び制御手段として機能する。

（始動ばらつき抑制制御処理）
次に、第１実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理について図２及び図３を用いて説明する。

第１実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理では、始動時の一回目着火による気筒ごとの燃焼状態に基づいて気筒ごとの気筒状態を判別する処理と、判別された気筒状態に基づいて次回の始動時に内燃機関１から出力されるトルクを変動させるための処理が実行される。このような処理を行うのは、エコラン時に吸気行程で停止する気筒を制御できない場合に生じ得る、始動時間のばらつきや、振動や騒音や吹き上がりなどの始動フィーリングのばらつきなどの始動ばらつきを抑制するためである。

具体的には、気筒状態としては、気筒ごとの点火プラグ２の状態や、圧縮比や、バルブ開度や、バルブタイミングや、リングの吹き抜け量などが挙げられる。このような気筒状態を直接検出するのは困難であるため、第１実施形態では、気筒ごとの燃焼状態に基づいて気筒状態を推定する。詳しくは、第１実施形態では、気筒ごとの燃焼状態を、一回目着火に起因する回転数の上昇値（以下、「ＮＥ上昇値」とも呼ぶ。）に基づいて決定する。そして、ＮＥ上昇値に基づいて決定された燃焼状態に応じて、次回の始動時に設定すべき点火時期を気筒ごとに決定する。

図２は、ＮＥ上昇値の具体例を示す図である。図２は、横軸に時間を示し、縦軸に内燃機関１の回転数を示している。この場合、時刻ｔ０から時刻ｔ１までＤＣスタータ３などによってクランキングを実行しており、時刻ｔ１において一回目着火を行っている。そして、時刻ｔ２において、一回目着火による回転数のピーク値が発生している。ＮＥ上昇値は、時刻ｔ１の回転数と時刻ｔ２の回転数ＮＥ２との差分に対応する。言い換えると、ＮＥ上昇値は、クランキングによる回転数ＮＥ１と一回目着火による回転数ＮＥ２との差分に対応する。なお、ＮＥ上昇値は、気筒ごとに算出される。このような一回目着火を用いることにより、迅速に燃焼状態を判別することができる、即ち迅速に気筒状態を判別することができる。

図３は、第１実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０によって繰り返し実行される。また、ＥＣＵ１０は、始動ばらつき抑制制御処理を複数の気筒ごとに実行する。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１０は、エコランを停止する。即ち、ＥＣＵ１０は、内燃機関１を自動的に再始動させるための制御を行う。そして、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０は、エコランの実行時に、吸気行程で停止した気筒（吸気行程停止気筒）を確定すると共に、この気筒のクランク角度を確定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、カム角センサが検出したカムシャフトの回転角度や、クランク角センサ６が検出したクランク角度などに基づいて、吸気行程停止気筒を確定する。このように吸気行程停止気筒を確定するのは、一回目着火を行う気筒を特定するためである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１０は、エコランを再始動する。具体的には、ＥＣＵ１０は、クランキングを実行した後に一回目着火を実行する。そして、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１０は、回転数センサ５が検出した回転数に基づいて、クランキングからのＮＥ上昇値が第１所定範囲にあるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、第１目標値とＮＥ上昇値との差分の絶対値が第１異常所定値より大きいか否かを判定する。ステップＳ１０４の処理は、処理の対象となっている気筒に異常が発生しているか否かを判別するために行われる。

差分の絶対値が第１異常所定値より大きい場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１０５に進む。この場合、ＮＥ上昇値がかなり小さいことを示している。そのため、ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０は、処理の対象となっている気筒に対して異常判定すると共に、以後のエコランを禁止する。エコランを禁止するのは、このような状態でエコランを実行すると、再始動することができなくなる可能性が高いからである。即ち、ＥＣＵ１０は、再始動の不可を回避するためにエコランを禁止する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

一方、差分の絶対値が第１異常所定値以下である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）には、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、気筒に異常は発生していないと判定される。

ステップＳ１０６〜ステップＳ１０９の処理は、次回の始動時におけるＮＥ上昇値を概ね第１目標値に設定するために行われる。第１目標値は、予め決められている値であり、複数の正常な気筒における平均的なＮＥ上昇値に相当する。このような処理を全ての気筒に対して行うことにより、エコラン時に吸気行程で停止する気筒が変化しても、燃焼状態を概ね同一することができる。即ち、気筒状態のばらつきに起因する燃焼状態のばらつきを抑制することができる。

ステップＳ１０６では、クランキングからのＮＥ上昇値が第２所定範囲にあるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、第１目標値とＮＥ上昇値との差分の絶対値が第１学習所定値より大きいか否かを判定する。ステップＳ１０６では、差分の絶対値に基づいて、点火時期を変更する必要があるか否かを判定する処理を行う。差分の絶対値が第１学習所定値より大きい場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）には、点火時期を変更する必要があるため、処理はステップＳ１０７に進む。一方、差分の絶対値が第１学習所定値以下である場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）には、点火時期を変更する必要がないため、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１０は、第１目標値とＮＥ上昇値との差分が正値であるか否か、即ち第１目標値がＮＥ上昇値よりも大きいか否かを判定する。第１目標値がＮＥ上昇値よりも大きい場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ１０は、次回の始動時の点火時期（以下、「始動時点火時期」と呼ぶ。）を進角させる。こうするのは、処理の対象となっている気筒のＮＥ上昇値が小さいため、点火時期を進角させることによって、次回の始動時のＮＥ上昇値を大きくするためである。そして、ＥＣＵ１０は、上記のようにして決定された始動時点火時期を学習値として記憶する。なお、学習値は、気筒数に対応する個数だけ存在する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

一方、第１目標値がＮＥ上昇値以下である場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、ＥＣＵ１０は、次回の始動時点火時期を遅角させる。こうするのは、処理の対象となっている気筒のＮＥ上昇値が大きいため、点火時期を遅角させることによって、次回の始動時のＮＥ上昇値を小さくするためである。そして、ＥＣＵ１０は、上記のようにして決定された始動時点火時期を学習値として記憶する。なお、学習値は、気筒数に対応する個数だけ存在する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

なお、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９において点火時期を進角又は遅角させる量は、エコラン時のクランク角度や水温などを用いて算出される。更に、点火時期を進角又は遅角させる量は、過去の処理によって得られた数回分のデータを考慮に入れて学習される。このように点火時期を進角又は遅角させる量を学習させることにより、第１目標値へのＮＥ上昇値の収束性を向上させることができる。

以上の第１実施形態に係る始動ばらつき制御処理を行うことにより、迅速に燃焼状態を判別しつつ、複数の気筒における燃焼状態のばらつきを適切に抑制することができる。即ち、適切に気筒状態のばらつきを抑制することができる。これにより、エコラン時に吸気行程で停止する気筒が変化しても、始動時間や始動フィーリングなどの始動ばらつきを効果的に抑制することが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態は、回転数の代わりに図示平均有効圧（ＰＭＩ）を用いて燃焼状態を判別する点で、第１実施形態とは異なる。

（車両の構成）
図４は、第２実施形態に係る内燃機関の制御装置を適用した車両２１の概略構成を示すブロック図である。

第２実施形態に係る車両２１は、回転数センサ５の代わりに筒内圧センサ９を有すると共に、ＥＣＵ１０の代わりにＥＣＵ１１を有する点で、前述した第１実施形態に係る車両２０とは構成が異なる。よって、前述した車両２０と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

筒内圧センサ９は、複数の気筒ごとに設けられており、気筒の内圧（筒内圧）を検出する。そして、筒内圧センサ９は、検出した筒内圧をＥＣＵ１１に供給する。ＥＣＵ１１は、筒内圧センサ９から供給された筒内圧と気筒の容積に基づいて図示平均有効圧を算出する。この図示平均有効圧は、内燃機関１からの正味の出力と内部摩擦との和に対応する。

図５は、図示平均有効圧（横軸）と始動トルク（縦軸）との関係を示すグラフである。これより、図示平均有効圧と始動トルクは概ね比例関係になっていることがわかる。即ち、図示平均有効圧と始動トルクとの相関が強いことがわかる。なお、このような図示平均有効圧と始動トルクとの関係は、気筒ごとに存在する。

第２実施形態に係るＥＣＵ１１も、第１実施形態に係るＥＣＵ１０と同様に、一回目着火に起因する気筒ごとの燃焼状態に基づいて、気筒状態を判別する。しかしながら、第２実施形態に係るＥＣＵ１１は、図示平均有効圧と始動トルクとの相関が強いことを利用して、図示平均有効圧に基づいて気筒ごとの燃焼状態を決定する。即ち、ＥＣＵ１１は、ＮＥ上昇値の代わりに図示平均有効圧を用いて燃焼状態を判別する点で、第１実施形態に係るＥＣＵ１０とは異なる。そして、ＥＣＵ１１は、図示平均有効圧に基づいて決定された燃焼状態に応じて、次回の始動時に設定すべき点火時期を気筒ごとに求める。

（始動ばらつき抑制制御処理）
次に、第２実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理について説明する。

第２実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理では、まず、検出された筒内圧から図示平均有効圧を算出する処理と、算出された図示平均有効圧に基づいて気筒ごとの気筒状態を判別する処理が行われる。そして、判別された気筒状態に基づいて次回の始動時の内燃機関１から出力されるトルクを変動させる処理が実行される。なお、この処理はＥＣＵ１１によって、繰り返し実行される。

まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ１１は、エコランを停止する。即ち、ＥＣＵ１１は、内燃機関１を自動的に再始動させるための制御を行う。そして、処理はステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ１１は、エコランの実行時に、吸気行程で停止した気筒（吸気行程停止気筒）を確定すると共に、この気筒のクランク角度を確定する。具体的には、ＥＣＵ１１は、カム角センサが検出したカムシャフトの回転角度や、クランク角センサ６が検出したクランク角度などに基づいて、吸気行程停止気筒を確定する。このように吸気行程停止気筒を確定するのは、一回目着火を行う気筒を特定するためである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ１１は、エコランを再始動する。具体的には、ＥＣＵ１１は、クランキングを実行した後に一回目着火を実行する。そして、処理はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ１１は、筒内圧センサ９が検出した筒内圧を取得し、筒内圧に基づいて図示平均有効圧を算出する。詳しくは、ＥＣＵ１１は、メモリなどに記憶されている気筒の容積と検出された筒内圧とに基づいて図示平均有効圧を算出する。算出された図示平均有効圧は、一回目着火に起因するものである。以上の処理が終了すると、処理はステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ１１は、算出された図示平均有効圧が第３所定範囲にあるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１１は、第２目標値と図示平均有効圧との差分の絶対値が第２異常所定値より大きいか否かを判定する。ステップＳ２０５の処理は、処理の対象となっている気筒に異常が発生しているか否かを判定するために行われる。

差分の絶対値が第２異常所定値より大きい場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ２０６に進む。この場合、図示平均有効圧がかなり小さいことを示している。そのため、ステップＳ２０６では、ＥＣＵ１１は、処理の対象となっている気筒に対して異常判定すると共に、以後のエコランを禁止する。エコランを禁止するのは、このような状態でエコランを実行すると、再始動することができなくなる可能性が高いからである。即ち、ＥＣＵ１１は、再始動の不可を回避するためにエコランを禁止する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

一方、差分の絶対値が第２異常所定値以下である場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）には、処理はステップＳ２０７に進む。この場合には、気筒に異常は発生していないと判定される。

ステップＳ２０７〜ステップＳ２１０の処理は、次回の始動時における図示平均有効圧を概ね第２目標値に設定するために行われる。第２目標値は、予め決められている値であり、複数の正常な気筒における平均的な図示平均有効圧に相当する。このような処理を全ての気筒に対して行うことにより、エコラン時に吸気行程で停止する気筒が変化しても、燃焼状態を概ね同一することができる。即ち、気筒状態のばらつきに起因する燃焼状態のばらつきを抑制することができる。

ステップＳ２０７では、算出された図示平均有効圧が第４所定範囲にあるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１１は、第２目標値と図示平均有効圧との差分の絶対値が第２学習所定値より大きいか否かを判定する。ステップＳ２０７では、差分の絶対値に基づいて、点火時期を変更する必要があるか否かを判定する処理を行う。差分の絶対値が第２学習所定値より大きい場合（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）には、点火時期を変更する必要があるため、処理はステップＳ２０８に進む。一方、差分の絶対値が第２学習所定値以下である場合（ステップＳ２０７；Ｎｏ）には、点火時期を変更する必要がないため、処理は当該フローを抜ける。

ステップＳ２０８では、ＥＣＵ１１は、第２目標値と図示平均有効圧との差分が正値であるか否か、即ち第２目標値が図示平均有効圧よりも大きいか否かを判定する。第２目標値が図示平均有効圧よりも大きい場合（ステップＳ２０８；Ｙｅｓ）には、処理はステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９では、ＥＣＵ１１は、次回の始動時点火時期を進角させる。こうするのは、処理の対象となっている気筒の図示平均有効圧が小さいため、点火時期を進角させることによって、次回の始動時の図示平均有効圧を大きくするためである。そして、ＥＣＵ１１は、上記のようにして決定された始動時点火時期を学習値として記憶する。なお、学習値は、気筒数に対応する個数だけ存在する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

一方、第２目標値が図示平均有効圧以下である場合（ステップＳ２０８；Ｎｏ）には、処理はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、ＥＣＵ１１は、次回の始動時点火時期を遅角させる。こうするのは、処理の対象となっている気筒の図示平均有効圧が大きいため、点火時期を遅角させることによって、次回の始動時の図示平均有効圧を小さくするためである。そして、ＥＣＵ１１は、上記のようにして決定された始動時点火時期を学習値として記憶する。なお、学習値は、気筒数に対応する個数だけ存在する。以上の処理が終了すると、処理は当該フローを抜ける。

なお、ステップＳ２０９及びステップＳ２１０において点火時期を進角又は遅角させる量は、エコラン時のクランク角度や水温などを用いて算出される。更に、点火時期を進角又は遅角させる量は、過去の処理によって得られた数回分のデータを考慮に入れて学習される。このように点火時期を進角又は遅角させる量を学習させることにより、第２目標値への図示平均有効圧の収束性を向上させることができる。

以上の第２実施形態に係る始動ばらつき制御処理を行うことにより、複数の気筒における燃焼状態のばらつきを抑制することによって、気筒状態のばらつきを抑制することができる。また、図示平均有効圧は気筒状態を直接的に示す量であるため、気筒状態のばらつきを適切に抑制して、始動ばらつきを効果的に抑制することが可能となる。

［変形例］
本発明は、トルクを変動させるために点火時期を制御することに限定はされず、点火時期を制御する代わりに燃料噴射量、又は気筒への供給空気量を制御してもよい。燃料噴射量を用いる場合には、燃料噴射弁によって燃料噴射量の制御を行うことができる。詳しくは、ＮＥ上昇値が第１目標値未満である場合又は図示平均有効圧が第２目標値未満である場合（以下、「燃焼状態が所定状態に達していない場合」と呼ぶ。）には、燃料噴射量を増加させる制御を行う。逆に、ＮＥ上昇値が第１目標値以上である場合又は図示平均有効圧が第２目標値以上である場合（以下、「燃焼状態が所定状態を超えている場合」と呼ぶ。）には、燃料噴射量を減少させる制御を行う。

一方、供給空気量を用いる場合には、バルブタイミングによって供給空気量の制御を行うことができる。詳しくは、燃焼状態が所定状態に達していない場合には、供給空気量を増加させる制御を行い、燃焼状態が所定状態を超えている場合には、供給空気量を減少させる制御を行う。

また、本発明は、内燃機関１としてガソリンエンジンを用いることに限定はされず、ガソリンエンジンの代わりにディーゼルエンジンを用いてもよい。この場合には、点火時期の代わりに、燃料噴射量又は供給空気量を制御することによってトルクを変動させることができる。

更に、本発明は、内燃機関１を始動するためにＤＣスタータ３を用いることに限定はされず、ＤＣスタータ３の代わりにＡＣスタータを用いてもよいし、このようなスタータ自体を用いなくても良い。スタータを用いない場合には、モータジェネレータ４がスタータの役割を果たすことができる。

本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両の概略構成を示すブロック図である。 一回目着火によるＮＥ上昇値を説明するための図である。 第１実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置が搭載された車両の概略構成を示すブロック図である。 図示平均有効圧と始動トルクとの関係を示す図である。 第２実施形態に係る始動ばらつき抑制制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 点火プラグ
３ ＤＣスタータ
４ モータジェネレータ
５ 回転数センサ
６ クランク角センサ
７ アクセル開度センサ
８ ブレーキスイッチ
９ 筒内圧センサ
１０、１１ ＥＣＵ
２０、２１ 車両

Claims (6)

1. 内燃機関の始動時に、一回目着火による気筒の燃焼状態に基づいて、前記気筒ごとの気筒状態を判別する気筒状態判別手段と、
   前記気筒状態判別手段によって判別された前記気筒状態に基づいて、次回の始動時に前記気筒から出力されるトルクを変動させるための制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記燃焼状態は、前記一回目着火による回転数の上昇値に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記燃焼状態は、前記一回目着火による筒内圧に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御手段は、次回の始動時における点火時期を進角又は遅角させる制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記点火時期を進角させる量又は遅角させる量を学習することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記制御手段は、一回目着火による前記燃焼状態が異常であると前記気筒状態判別手段によって判別された場合、エコランを禁止するための制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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