JP2007071083A - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時の静粛発進を維持しながら、吸気マニホールド内の負圧を速やかに発達させることによってレスポンスを向上させる始動制御装置を提供する。
【解決手段】吸入空気の流量を調整するスロットルバルブを有する吸気通路と、吸気通路の燃焼室への連通をエンジン回転に同期して開閉する吸気バルブと、エンジンクランキング時にスロットルバルブより下流の吸気通路内の負圧発達を通常よりも強め、その後最初の燃料噴射を行って点火するときに燃焼室に充填されている空気量を通常よりも減じるように吸気バルブを可変制御する吸気バルブ可変制御手段（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ１５，Ｓ１７）とを有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、エンジン始動制御装置に関する。

点火時に燃焼室内に充填されている空気量が多いほどエンジンの出力は大きい。ところがエンジン始動時に空気量が多いときには、エンジン完爆でのエンジン出力が過大となって始動時ショックが発生する場合がある。

そこで従来は、エンジン始動時は吸気バルブの閉時期を遅らせて燃焼室内の空気量を減じることでエンジンの始動時ショックを緩和している（特許文献１参照）。
特開２００２−２１３２６１号公報

しかし、上述の方法では、確かに始動時ショックは緩和できるものの、吸気マニホールド内の負圧の発達が弱い。アイドル時に吸気マニホールド内の負圧を発達させた状態からスロットルバルブを開いて発進すれば、エンジンの燃焼室に多くの空気を流入させることができるので、発進時の加速性能が向上する。ところが、上述した従来方法では、吸気マニホールド内の負圧の発達が弱いので、発進加速性能はよくない。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、エンジン始動時の静粛発進を維持しながら、吸気マニホールド内の負圧を速やかに発達させることによってレスポンスを向上させる始動制御装置を提供することを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、吸入空気の流量を調整するスロットルバルブ（２４）を有する吸気通路（２１）と、前記吸気通路（２１）の燃焼室（１２）への連通をエンジン回転に同期して開閉する吸気バルブ（１４）と、エンジンクランキング時にスロットルバルブ（２４）より下流の吸気通路内の負圧発達を通常よりも強め、その後最初の燃料噴射を行って点火するときに燃焼室に充填されている空気量を通常よりも減じるように前記吸気バルブ（１４）を可変制御する吸気バルブ可変制御手段（４０，５０，３０；ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ１５，Ｓ１７）と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、クランキングの実行中にスロットルバルブを閉じた状態でエンジンの燃焼室に吸入する空気量を増量することによって、スロットルバルブより下流の吸気通路内の負圧を速やかに発達させることができる。これにより、エンジン始動時のレスポンスを向上させることができる。さらに、最初の燃料噴射を行なって点火するときに燃焼室に充填された空気量を減じることによって、エンジン完爆時にエンジン出力が過大となって始動ショックが発生することを防止できる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１は、本発明による燃料噴射制御装置の第１実施形態を採用したハイブリッドエンジンシステム１を示す図である。図１において、太い実線は駆動力伝達経路、破線は電力線、細い実線は制御線を示す。

ハイブリッドエンジンシステム１は、動力源として、エンジン１０と、第１モータ６１と、第２モータ６２とを備える。第１モータ６１及び第２モータ６２は、三相同期電動機又は三相誘導電動機などの交流機である。

エンジン１０は、出力軸を通じて動力分割機構６０と連結する。また、動力分割機構６０は第１モータ６１の回転軸及び第２モータ６２の回転軸と連結する。動力分割機構６０は、周知の遊星歯車を利用してエンジン１０の出力軸と第１モータ６１及び第２モータ６２の回転軸とを相互に連結・切断することができる。動力分割機構６０は、エンジン１０の駆動力を第１モータ６１及び第２モータ６２の一方又は両方に伝達する。

第１モータ６１の回転軸は、減速装置６６を介して駆動輪６７の回転軸と連結する。発進時や低速走行時などのエンジン効率の低い状態では、車両は第１モータ６１の出力によって走行することができる。また、第２モータ６２はエンジン始動時にクランクシャフトを回転させてクランキングする。さらに、第２モータ６２はエンジン１０の出力軸と連結して発電する。

一方、通常走行時には車両は主にエンジン１０の出力によって走行する。さらに、減速時には第１モータ６１及び第２モータ６２が発電機として作用し、動力分割機構６０によってそれぞれの回転軸を駆動輪６７の回転軸と連結して発電する。

第１モータ６１及び第２モータ６２を作動させる電力は、バッテリ６５に蓄えられている。また、第１モータ６１及び第２モータ６２が発電する回生電力は、バッテリ６５に蓄えられる。バッテリ６５は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池が用いられる。バッテリ６５は直流電流を出力し、この直流電流はインバータ６３，６４によって交流電流に変換される。

エンジン１０、第１モータ６１及び第２モータ６２の制御は、統合コントローラとしての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）３０によって行われる。ＥＣＵ３０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、インターフェース回路及びインバータ回路を含んで構成される。ＥＣＵ３０は、各種センサの検出信号を外部入力回路を介して入力し、これら信号に基づいて運転状態を最適化するための各種制御を実施する。

ＥＣＵ３０は、エンジンコントローラ３１とハイブリッドコントローラ３２とを含んで構成される。エンジンコントローラ３１は、エンジン１０の点火時期、燃料噴射量及び吸入空気量などを制御する。ハイブリッドコントローラ３２は、第１モータ６１及び第２モータ６２への電力供給量を調節することによって回転速度や出力トルクなどを制御し、クランキングを行なう。また、ハイブリッドコントローラ３２は、第１モータ６１及び第２モータ６２を発電機として機能させてバッテリ６５を充電するための制御を行う。

図２は、本発明による始動制御装置を採用したエンジン１０の吸排気システム２を示す図である。

エンジン１０の燃焼室内での燃焼に必要な空気は、外部から取込まれてスロットルチャンバ２３に到達する。スロットルチャンバ２３は、内部にスロットルバルブ２４を備える。スロットルバルブ２４は、吸入空気量を調節して適切な吸気量をエンジン１０に供給する。スロットルバルブ２４は、アクセルペダル２７の踏込み量に応じて開閉する。

吸気コレクタ２２は、スロットルチャンバ２３に連設される。吸気コレクタ２２は、吸気を一旦貯蔵して吸気脈動を抑制する。また、吸気コレクタ２２にはバキュームセンサ２５が備えられる。バキュームセンサ２５は、吸気マニホールド２１の負圧を検知する。吸気マニホールド２１は、吸気コレクタ２２とエンジン１０の吸気ポート１３との間を連結する。吸気ポート１３は、燃料噴射弁２０を備える。燃料噴射弁２０は、燃料を霧状に噴射して吸気マニホールド２１から導かれる吸気と混ぜ合わせて混合気を生成し、燃焼室１２に燃料を供給する。

燃焼室１２には、吸気バルブ１４が備えられる。吸気バルブ１４は、吸気ポート１３と燃焼室１２との間をエンジン回転に同期して開閉して燃焼室１２への吸気量を調節する。

また、本実施形態では、吸気バルブ１４の作動角及びバルブリフト量を連続的に変更することを可能とする可変バルブリフト制御機構（Variable valve event and lift control system；ＶＥＬ）４０が備えられる。

さらに、クランク角に対する吸気バルブ１４の作動角の中心位相、すなわち、吸気中心角を進角・遅角させる可変バルブタイミング制御機構(Variable valve timing control system；ＶＴＣ）５０が備えられる。

エンジン１０は、内部に燃焼室１２を有する。エンジン１０は、シリンダ１８と、シリンダ１８の内部を摺動するピストン１１を備える。燃焼室１２は、シリンダ１８の内部をピストン１１の冠面によって区切られて形成される。燃焼室１２では、その内部で点火プラグ１７によって混合気が点火されて燃焼する。ピストン１１は混合気の燃焼によって発生したエネルギーで駆動され、連結されているクランクシャフトを通じてを外部に出力を伝達する。

エンジン１０は、燃焼室１２と排気ポート１５との間に排気バルブ１６を備える。排気ポート１５は、排気マニホールド２８と連結する。排気バルブ１６は、排気ポート１５と燃焼室１２との間を開閉して排ガスを排出する。排ガスは、排気マニホールド２８から触媒２９によって浄化された後に外部に排出される。

図３は、本実施形態で用いられる可変バルブリフト制御機構４０及び可変バルブタイミング制御機構５０の斜視図である。

可変バルブリフト制御機構４０は、例えば特開平１１−１０７７２５号に開示された機構を用いることができる。可変バルブリフト制御機構４０は、吸気カムシャフト３９と、制御軸４４と、数種類のカムとを備える。これらのカムには、揺動カム４１と、偏心カム４３と、制御カム４５とが含まれる。また、可変バルブリフト制御機構４０は、これらを連係するリンク部材を備える。リンク部材には、ロッカーアーム４６と、第１リンク４７と、第２リンク４８とが含まれる。

吸気カムシャフト３９は、気筒列方向に沿って配置される。吸気カムシャフト３９は、プーリ又はスプロケットを介してクランクシャフトから回転動力が伝達される。吸気カムシャフト３９は、クランクシャフトの回転に連動して自身の軸回りに回転する。図３に示すように、制御軸４４は吸気カムシャフト３９と平行に気筒列方向へ延びる。ＶＥＬ変換デバイス４２は、制御軸４４の回転角度を変更してバルブのリフト量を変換する電動式のアクチュエータである。

可変バルブタイミング制御機構５０は、例えば特開平０５−９８９１６号に開示されているように公知である。可変バルブタイミング制御機構５０には、外部回転体５１と内部回転体とを備える。外部回転体５１は、クランクシャフトと連動して回転するカムプーリを有する。内部回転体は、外部回転体５１の内部に収容される。また、内部回転体は吸気カムシャフト３９と一体となって回転する。内部回転体の外周と外部回転体５１の内周には、相互に噛合するように斜めに形成された溝を有する。これらの溝は、外部回転体５１が軸方向に移動すると、その噛合の関係から、吸気カムシャフト３９が相対回転するように構成される。油圧式のＶＴＣ変換デバイス５２は、外部回転体５１を軸方向に移動させることによって吸気カムシャフト３９を回転させる。こうすることによって、可変バルブタイミング制御機構５０は吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期を調節することができる。

図４は、本実施形態で用いられる可変バルブリフト制御機構４０の拡大図である。以下、可変バルブリフト制御機構４０の構成について詳細に説明する。

揺動カム４１は、吸気カムシャフト３９に揺動自在に外嵌・支持されている。揺動カム４１は、吸気バルブ１４のバルブリフタ１９の上方に配置される。

偏心カム４３は、吸気カムシャフト３９に偏心して固定又は一体形成されている。偏心カム４３は、円形である。

制御カム４５は、制御軸４４に偏心して固定又は一体形成されている。制御カム４５は、円形である。図４に示すように、制御カム４５の軸心Ｐ１と制御軸４４の軸心Ｐ２との間は距離αの間隔を有する。

ロッカーアーム４６は、制御カム４５に揺動可能に外嵌して取り付けられる。第１リンク４７は、ロッカーアーム４６の一端と偏心カム４３とを連係する。第１リンク４７の一端は、偏心カム４３に回転可能に外嵌して取り付けられる。第２リンク４８は、ロッカーアーム４６の他端と揺動カム４１の先端とを連係する。

ここで、吸気バルブ１４を開閉する仕組みについて説明すると、吸気カムシャフト３９はクランクシャフトに連動して回転すると、第１リンク４７の一端を吸気カムシャフト３９の軸心に対して回転変位させる。第１リンク４７はロッカーアーム４６及び第２リンク４８と連係し、揺動カム４１を所定の揺動角度範囲内で揺動させる。揺動カム４１は、バルブリフタ１９の冠面を摺動して押圧し、吸気バルブ１４を開閉する。

さらに、可変バルブリフト制御機構４０が吸気バルブ１４の作動角及びバルブリフト量を変更する仕組みについて説明する。図５は、吸気バルブ１４のリフト量を小さくする場合を示しており、図５（Ａ）は最小揺動時、図５（Ｂ）は最大揺動時を示す。

吸気バルブ１４のリフト量を変更するためには、ＶＥＬ変換デバイス４２を駆動して制御軸４４を回転させる。制御カム４５は、制御軸４４の回転に連動して制御軸４４の軸心Ｐ２を中心に回転する。リフト量を小さくするためには、図５に示すように、制御カム４５の軸心Ｐ１が制御軸４４の軸心Ｐ２の右上方に移動するように制御軸４４を回転させる。このようにすると、ロッカアーム４６は、全体が吸気カムシャフト３９の上方向へ移動する。これにともなって揺動カム４１は、第２リンク４８を介して端部が引き上げられて右方向に回動する。

したがって、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、最小揺動時のリフト量と最大揺動時のリフト量との差は比較的少なくなる。

図６は、吸気バルブ１４のリフト量を大きくする場合を示しており、図６（Ａ）は最小揺動時、図６（Ｂ）は最大揺動時を示す。

吸気バルブ１４のリフト量を大きくするためには、図６に示すように、制御カム４５の軸心Ｐ１が制御軸４４の軸心Ｐ２の下方に移動するように制御カム４５を図５に示す位置から時計方向に回転させる。このようにすると、ロッカアーム４６は、全体が吸気カムシャフト３９の方向（下方向）に移動する。これにともなってロッカーアーム４８は、揺動カム４１を第２リンク４８を介して下方へ押圧して揺動カム４１全体を所定量だけ時計方向に回動させる。

したがって、揺動カム４１とバルブリフタ１９の冠面との当接位置は図６に示すように右方向に移動する。このため、図６（Ａ）に示す最小揺動時と比較して、図６（Ｂ）に示す最大揺動時のリフト量を大きくすることができる。

続いて、本実施形態における始動制御装置の制御を図７のフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、エンジンコントローラ３１によって所定時間毎（例えば１０ミリ秒）に周期的に実行される。また、本ルーチンはスロットルバルブ２４を閉じた状態で実行される。

本実施形態の始動制御装置は、エンジン始動時のレスポンスを向上させるために、エンジンの燃焼室への吸入空気量を増量することによってスロットルバルブより下流の吸気通路内の負圧を速やかに発達させる。さらに、エンジン完爆時にエンジン出力が過大となって始動ショックが発生することを防止するために、最初の燃料噴射を行なって点火するときに燃焼室に充填された空気量を減じさせる。

ステップＳ１において、エンジンコントローラ３１は、エンジン１０が運転中であり、かつ、エンジン停止要求フラグがＯＮであるか否かを判定する。エンジン１０が運転中であり、かつ、エンジン停止要求フラグがＯＮであればステップＳ２へ進み、いずれか一方の条件でも満たさなければステップＳ４へ進む。

ステップＳ２において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４の閉弁時期を進角する。具体的には、ピストン１１が下死点近傍に位置するときに吸気バルブ１４が閉弁するように進角する。このようにすることで、燃焼室１２が吸入可能な空気量を増大させることができ、ピストン１１のポンプ能力が向上する。

ステップＳ３において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４のリフト量を最大リフト量に設定する。このようにすると、吸気マニホールド２１から燃焼室１２に空気を取り込みやすくなる。したがって、ピストン１１のポンプ能力を向上させることができる。なお、本実施形態では設定するリフト量を最大リフト量としているが、吸気バルブ１４が抵抗とならずに空気を燃焼室１２に取り込むことができるリフト量であればよい。

ステップＳ４において、エンジンコントローラ３１は、エンジン１０が停止中であるか否かを判定し、停止中であればステップＳ５に進み、運転中であればステップＳ７に進む。

ステップＳ５において、エンジンコントローラ３１は、ＶＴＣ変換デバイス５２の動作を停止させる。エンジン停止中に可変バルブタイミング制御機構を作動させる必要がないからである。本実施形態で用いられる可変バルブタイミング制御機構５０は、エンジン１０が停止している間であっても設定された作動角を維持することができる。

ステップＳ６において、エンジンコントローラ３１は、ＶＥＬ変換デバイス４２の通電を切断する。エンジン停止中の消費電力を抑えるためである。また、本実施形態で用いられる可変バルブリフト制御機構４０は、ＶＥＬ変換デバイス４２の通電を切断しても吸気バルブ１４のリフト量を維持することができる。

ステップＳ７において、エンジンコントローラ３１は、エンジン１０の始動要求フラグがＯＮであるか否かを判定し、始動要求フラグがＯＮであればステップＳ１０へ進み、ＯＦＦであればステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、エンジンコントローラ３１は、エンジン１０からの要求出力などに応じて可変バルブタイミング制御機構５０を通常制御する。エンジン１０が運転中であって停止要求もない状態は、通常走行中の状態と判断する。

ステップＳ９において、エンジンコントローラ３１は、エンジン１０からの要求出力などに応じて可変バルブリフト制御機構４０を通常制御する。ここでは、ステップＳ８と同様に通常走行のための制御を行う。

ステップＳ１０において、エンジンコントローラ３１は、燃焼室１２に燃料噴射を開始するタイミングを算出する。燃料噴射開始タイミングは、あらかじめ定められた算出方法により、燃料噴射までのクランク回転数などから算出することができる。

ステップＳ１１において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４の閉弁時期の変更を開始してから完了するまでの所要時間を算出する。吸気バルブ１４の閉弁時期は、油圧式のＶＴＣ変換デバイス５２によって変更される。このような油圧機器は、作動油の粘度によってその所要時間が変化する。また、作動油の粘度は油温の影響が大きい。エンジンコントローラ３１は、作動油の油温などの要因を考慮して応答遅れ時間を算出する。なお、ＶＥＬ変換デバイス４２が電動であることから温度などによる影響を受けにくいため、吸気バルブ１４のリフト量の変更の所要時間は固定値とすることができる。

ステップＳ１２において、エンジンコントローラ３１は、進角された吸気バルブ１４の閉弁時期を遅角する条件を算出する。これは、燃料噴射を開始する前に吸気バルブ１４の閉弁時期の変更を完了できるような変更開始タイミングを算出することである。また、吸気バルブ１４の閉弁時期を変更するタイミングは極力遅らせる。ポンプ能力が高い時間を極力長くすることによって、クランキング中に負圧をできるだけ発達させておくためである。したがって、変更開始タイミングは燃料噴射を開始するタイミングから吸気バルブ１４の閉弁時期の変更に必要な時間を差し引いたタイミングとなる。

ステップＳ１３において、エンジンコントローラ３１は、最大リフト量に設定されている吸気バルブ１４のリフト量を最小リフト量に変更する条件を算出する。ステップＳ１２と同様に、この変更条件の算出は吸気バルブ１４のリフト量の変更を開始するタイミングを算出することである。したがって、変更開始タイミングは燃料噴射を開始するタイミングから吸気バルブ１４のリフト量変更の所要時間を差し引いたタイミングとなる。

ステップＳ１４において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４の閉弁時期変更開始条件を満たしているか否かを判定し、開始条件を満たしている場合にはステップＳ１５に進み、満たしていない場合にはステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４の閉弁時期を遅角させる。本実施形態では、エンジンコントローラ３１は吸気バルブ１４の閉弁時期を最遅角に設定する。こうすることによって燃焼室１２に充填される空気量を減じることができる。したがって、燃料に点火した際にエンジントルクが過剰に発生することを防ぐことができる。

ステップＳ１６において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４のリフト量変更開始条件を満たしているか否かを判定し、条件を満たしている場合にはステップＳ１７に進み、満たしていない場合には処理を抜ける。

ステップＳ１７において、エンジンコントローラ３１は、吸気バルブ１４のリフト量を最小リフト量に設定する。ステップＳ１５の制御と同様に、燃焼室１２に充填される空気量を低減することができる。

ここで、本発明の効果を一層明確にするために従来の始動制御装置について説明する。図９は、エンジンが停止されてから始動するまでの間に従来の始動制御装置が行う制御を示すタイムチャートである。図９（ａ）はエンジンの回転速度、図９（ｂ）はエンジン停止要求フラグ、図９（ｃ）はエンジン始動要求フラグ、図９（ｄ）は燃料噴射のＯＮ／ＯＦＦ、図９（ｅ）は吸気バルブの閉弁時期、図９（ｆ）は吸気バルブのリフト量、図９（ｇ）は吸気マニホールド内の負圧を示す。

エンジンコントローラ３１は、通常運転からエンジン停止条件を満たすと、エンジン停止要求フラグをＯＮに設定する（図９（ｂ）の時刻ｔ１１）。さらに、エンジンコントローラ３１は吸気バルブ１４のバルブリフト量を最小リフト量に設定する（図９（ｆ））。その後エンジン始動要求がなされると（図９（ｃ）の時刻ｔ１２）、エンジンコントローラ３１はクランキングを開始してエンジンの回転速度を上昇させる（図９（ａ））。

吸気バルブ１４の閉弁時期とバルブリフト量は、初回の燃料噴射時まで維持される（図９（ｄ）の時刻ｔ１５）。初回の燃料噴射が完了した後には、可変バルブリフト制御機構４０及び可変バルブタイミング制御機構５０は通常制御を行なう。

このように従来技術では、アクセルペダル２７が踏み込まれてクランキングを開始してエンジン１０の回転速度を上昇させても（時刻ｔ１２）、吸気マニホールド内の負圧は大きくは上昇しない（図９（ｇ））。これは、吸気バルブ１４の閉弁時期が最遅角に設定され、バルブリフト量が最小リフト量に設定されているため、ピストン１１のポンプ能力が低いからである。したがって、クランキングを開始しても吸気マニホールド内の負圧が発達しにくい。そのため、アイドルストップ状態からエンジン１０を再始動する際に静粛化することができるものの発進時のレスポンスが悪化してしまう。

次に図８を参照して本発明の効果を説明する。図８は、エンジンが停止されてから始動するまでの間に本実施形態の始動制御装置が行う制御を示すタイムチャートである。図８（ａ）はエンジン１０の回転速度、図８（ｂ）はエンジン停止要求フラグ、図８（ｃ）はエンジン始動要求フラグ、図８（ｄ）は燃料噴射のＯＮ／ＯＦＦ、図８（ｅ）は吸気バルブ１４の閉弁時期、図８（ｆ）は吸気バルブ１４のリフト量、図８（ｇ）は吸気マニホールド内の負圧を示す。また、図７のフローチャートとの対応がわかりやすくなるように、図７のステップ番号をＳ付けで併記した。

エンジンコントローラ３１は、通常運転からエンジン停止条件を満たすと、エンジン停止要求フラグをＯＮに設定する（図８（ｂ）の時刻ｔ１）。エンジン１０が実際に停止する前であって、かつ、停止要求フラグがＯＮとなっている場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、吸気バルブ１４の閉弁時期を進角させて（Ｓ２；図８（ｄ）の時刻ｔ１）、バルブリフト量を最大リフト量に設定する（Ｓ３；図８（ｅ）の時刻ｔ１）。

その後、エンジンコントローラ３１は、エンジン１０が停止状態になると（Ｓ４：ＹＥＳ）、ＶＴＣ変換デバイス５２の動作を停止し（Ｓ５）、ＶＥＬ変換デバイス４２の通電を切断する（Ｓ６）。エンジン停止中には吸気バルブ１４の閉弁時期やリフト量を変更する必要がなく、前述のように消費電力を抑えるためである。

エンジンコントローラ３１は、アクセルペダル２７が踏み込まれエンジンの始動要求フラグがＯＮからＯＦＦとなったら（図８（ｃ）の時刻ｔ２）、クランキングを開始する。これによってエンジンの回転速度が上昇する（図８（ａ））。ただしこの時点では燃料噴射を開始していない（図８（ｄ））。

このとき、エンジンコントローラ３１は、燃料噴射を開始するタイミング（図８（ｂ）の時刻ｔ５）を算出する（Ｓ１０；時刻ｔ２）。この時点でバルブリフト量がカムスプリングの反力などによって減少している場合には、バルブリフト量を最大リフト量に再設定することもできる。さらに、エンジンコントローラ３１は吸気バルブ１４の閉弁時期を変更するために必要な時間を算出する（Ｓ１１）。さらに、吸気バルブ１４の閉弁時期の変更を開始する条件（図８（ｅ）の時刻ｔ３）及びバルブリフト量の変更を開始する条件（図８（ｆ）の時刻ｔ４）を算出する（Ｓ１２，Ｓ１３）。

その後、エンジンコントローラ３１は条件に従って（Ｓ１４，Ｓ１６）、吸気バルブ１４の閉弁時期を遅角させて（Ｓ１５；図８（ｄ）の時刻ｔ３）、バルブリフト量を最小リフト量に変更する（Ｓ１７；図８（ｅ）の時刻ｔ４）。エンジン再始動後の最初の燃料噴射が完了すると、可変バルブリフト制御機構４０及び可変バルブタイミング制御機構５０は通常の制御が行われる（Ｓ８，Ｓ９）。

本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、エンジンが停止した後に吸気バルブの閉弁時期を進角させて、吸気バルブのリフト量を最大リフト量に変更することによって、エンジンのポンプ能力を最大限に発揮させることができる。これにより、クランキング中にスロットルバルブより下流の吸気通路の負圧を高速に発達させることができる。したがって、エンジンの燃焼室に多くの空気を流入させることができるので、発進時の加速性能が向上し、エンジン始動後のレスポンスを向上させることができる。

さらに、本実施形態によれば、燃料噴射直前に吸気バルブの閉弁時期を遅角させて、バルブリフト量を最小リフト量に設定することによって燃焼室内に充填される空気量を減じることができる。これにより、エンジン始動直後のエンジン出力を抑えられるため、エンジン完爆時にエンジン出力が過大となって始動ショックが発生することを防止できる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

例えば、可変バルブタイミング制御機構５０はバルブの作動角を連続的に変更することができる機構だが、段階的に作動角を変更する機構でも適用可能である。また、可変バルブリフト制御機構４０は連続的にバルブリフト量を変更することができるが、段階的にバルブリフト量を設定できる機構であっても本発明を適用することができる。

また、吸気バルブの作動角の変更とリフト量の変更はいずれか一方のみでも本発明の目的を達成することができる。なお、本実施形態のように吸気バルブの作動角の変更とリフト量の変更とを併用することによって、効果をさらに増大させることができる。

本発明による始動制御装置を備えるハイブリッドエンジンシステム１を示す図である。 本発明による始動制御装置を備えるエンジンの吸排気システム２を示す図である。 本発明による始動制御装置によって制御される可変バルブリフト制御機構及び可変バルブタイミング制御機構の斜視図である。 本発明による始動制御装置によって制御される可変バルブリフト制御機構の駆動軸方向視図である。 本発明による始動制御装置によって制御される可変バルブリフト制御機構の吸気バルブのリフト量を小さくしたときの最小揺動状態及び最大揺動状態を示す図である。 本発明による始動制御装置によって制御される可変バルブリフト制御機構の吸気バルブのリフト量を大きくしたときの最小揺動状態及び最大揺動状態を示す図である。 本発明による始動制御装置の制御を示すフローチャートである。 本発明による始動制御装置の制御を示すタイムチャートである。 従来の始動制御装置の制御を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
１１ ピストン
１２ 燃焼室
１３ 吸気ポート（吸気通路）
１４ 吸気バルブ
２０ 燃料噴射弁
２１ 吸気マニホールド（吸気通路）
２２ 吸気コレクタ（吸気通路）
２４ スロットルバルブ
３０ ＥＣＵ
３１ エンジンコントローラ
４０ 可変バルブリフト制御機構（吸気バルブ可変制御手段）
５０ 可変バルブタイミング制御機構（吸気バルブ可変制御手段）
６１ 第１モータ
６２ 第２モータ
ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ１５，Ｓ１７ 吸気バルブ可変制御手段

Claims (8)

1. 吸入空気の流量を調整するスロットルバルブを有する吸気通路と、
   前記吸気通路の燃焼室への連通をエンジン回転に同期して開閉する吸気バルブと、
   エンジンクランキング時にスロットルバルブより下流の吸気通路内の負圧発達を通常よりも強め、その後最初の燃料噴射を行って点火するときに燃焼室に充填されている空気量を通常よりも減じるように前記吸気バルブを可変制御する吸気バルブ可変制御手段と、
   を有するエンジン始動制御装置。
2. 前記吸気バルブ可変制御手段は、吸気バルブの閉弁時期を、始動後の通常運転における閉弁時期よりも進角してスロットルバルブより下流の吸気通路内の負圧発達を強める、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
3. 前記吸気バルブ可変制御手段は、エンジン停止中に吸気バルブの閉弁時期を、始動後の通常運転における閉弁時期よりも進角しておく、
   ことを特徴とする請求項２に記載のエンジン始動制御装置。
4. 前記吸気バルブ可変制御手段は、吸気バルブのリフト量を、始動後の通常運転におけるリフト量よりも拡大してスロットルバルブより下流の吸気通路内の負圧発達を強める、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン始動制御装置。
5. 前記吸気バルブ可変制御手段は、エンジン停止中に吸気バルブのリフト量を、始動後の通常運転におけるリフト量よりも拡大しておく、
   ことを特徴とする請求項４に記載のエンジン始動制御装置。
6. 前記吸気バルブ可変制御手段は、クランキング開始前に吸気バルブのリフト量を、始動後の通常運転におけるリフト量よりも拡大する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のエンジン始動制御装置。
7. 前記吸気バルブ可変制御手段は、吸気バルブの閉弁時期を、クランキング開始後の閉弁時期よりも遅角することによって充填空気量を減じる、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン始動制御装置。
8. 前記吸気バルブ可変制御手段は、吸気バルブのリフト量を、クランキング開始後のリフト量よりも縮小することによって充填空気量を減じる、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のエンジン始動制御装置。

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