JP2008223643A - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
排気規制は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの排出量［ｇ］で規制されているが、始動時エンジン回転数のオーバーシュートにより、始動時の吸入空気量が必要以上に多くなり、それに応じてＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの排出量も必要以上に多くなる。始動時における吸入空気量の最適化が課題である。本発明は、始動性が良く、低排気（少ガス量）なエンジン始動制御方式を提案する。
【解決手段】
エンジン（停止状態から）始動を行う制御装置において、一燃焼毎のエンジンの目標運転状態を設定する手段と、一燃焼毎のエンジンの実運転状態を検出する手段と、一燃焼毎の目標運転状態と前記一燃焼毎の実運転状態とに基づいて、次燃焼以降の制御パラメータを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置である。
【選択図】図１
排気規制は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの排出量［ｇ］で規制されているが、始動時エンジン回転数のオーバーシュートにより、始動時の吸入空気量が必要以上に多くなり、それに応じてＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの排出量も必要以上に多くなる。始動時における吸入空気量の最適化が課題である。本発明は、始動性が良く、低排気（少ガス量）なエンジン始動制御方式を提案する。
【解決手段】
エンジン（停止状態から）始動を行う制御装置において、一燃焼毎のエンジンの目標運転状態を設定する手段と、一燃焼毎のエンジンの実運転状態を検出する手段と、一燃焼毎の目標運転状態と前記一燃焼毎の実運転状態とに基づいて、次燃焼以降の制御パラメータを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置である。
【選択図】図１
Description
本発明はエンジンの制御装置に関し、特に始動性能と排気性能を両立する制御装置に関するものである。
近年、北米，欧州，国内などの自動車用エンジン排気規制強化にともない、エンジン排気の更なる低減が要求されつつある。触媒の高性能化および触媒制御の高精度化が進み、エンジンからの排気は、始動時に排出される量が支配的である。エンジン停止の状態からエンジン回転数をアイドル回転数に制御するプロセスにおいて、確実にエンジン始動を達成するために、エンジン回転数を一旦、アイドル回転数以上にオーバーシュートさせた後、アイドル回転数まで減少させ、当該回転数に維持させる手法がとられている。排気規制は、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの排出量［ｇ］で規制されているが、始動時エンジン回転数のオーバーシュートにより、始動時の吸入空気量が必要以上に多くなり、それに応じて
ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの排出量も必要以上に多くなる。始動時における吸入空気量の最適化が課題である。
ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘの排出量も必要以上に多くなる。始動時における吸入空気量の最適化が課題である。
特許文献１では、エンジン始動時の各気筒の吸気量を着火発生可能な最小値に設定することで、始動時の吸入空気量を最小化する発明が開示されている。
しかし、この発明では、最小吸気量での燃焼なので、発生トルクも最小となり、始動性を損なうことになる。当該発明にも記載されているように、モータアシストがあれば、燃焼による始動性悪化を補うことは可能であるが、エンジンのみを原動機する場合、当該発明による始動性の悪化は避けられない。また、当該発明は、シーケンス制御（フィードフォワード制御）なので、システム特性変化（吸排気バルブシーリングの変化，吸排気バルブクリアランスの変化，燃料性状の変化，残留燃料の発生など）に対応できない。すなわち、制御自由度が低いため、経時変化，機差などに対するロバスト性が低い。上記事情に鑑み、本発明では、ロバスト性が高く、始動性も良好な、低排気（少空気量）制御方式を提案する。
エンジンの始動を行う制御装置において、
一燃焼毎のエンジンの目標運転状態を設定する手段と、
目標運転状態を達成すべくエンジンを制御した結果である一燃焼毎のエンジンの実運転状態を検出する手段と、
目標運転状態と実運転状態とに基づいて、
次燃焼以降の少なくとも一燃焼の制御パラメータを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。エンジン停止状態から始動を行うプロセスにおいて、一燃焼毎の運転状態を、目標運転（燃焼）状態となるように、一燃焼毎にフィードバック制御を行うものである。下記、請求項２以下の請求項の説明で、詳細に述べられるが、一燃焼毎に運転（燃焼）状態を制御することで、始動時の回転数，空気量などを精密に制御することが可能となるので、始動性と低排気（少空気量）を両立する始動プロフィールを実現するものである。
一燃焼毎のエンジンの目標運転状態を設定する手段と、
目標運転状態を達成すべくエンジンを制御した結果である一燃焼毎のエンジンの実運転状態を検出する手段と、
目標運転状態と実運転状態とに基づいて、
次燃焼以降の少なくとも一燃焼の制御パラメータを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。エンジン停止状態から始動を行うプロセスにおいて、一燃焼毎の運転状態を、目標運転（燃焼）状態となるように、一燃焼毎にフィードバック制御を行うものである。下記、請求項２以下の請求項の説明で、詳細に述べられるが、一燃焼毎に運転（燃焼）状態を制御することで、始動時の回転数，空気量などを精密に制御することが可能となるので、始動性と低排気（少空気量）を両立する始動プロフィールを実現するものである。
請求項２では、図２に示されるように、
請求項１において、
目標運転状態と前記運転状態とは、目標上昇回転数と実上昇回転数，目標トルクと実トルク，目標筒内圧と実筒内圧，目標空気量と実空気量のうち少なくとも何れか一つとすることを特徴とするエンジンの制御装置
を提案するものである。
請求項１において、
目標運転状態と前記運転状態とは、目標上昇回転数と実上昇回転数，目標トルクと実トルク，目標筒内圧と実筒内圧，目標空気量と実空気量のうち少なくとも何れか一つとすることを特徴とするエンジンの制御装置
を提案するものである。
請求項３では、図３に示されるように、
請求項１において、
前記エンジンの制御パラメータは、
吸入空気量もしくは燃料噴射量もしくは点火時期もしくは吸排気弁の開閉時期もしくは吸排気弁のリフト量を演算することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、吸入空気量もしくは燃料噴射量もしくは点火時期もしくは吸排気弁の開閉時期もしくは吸排気弁のリフト量を制御することで、一燃焼毎の運転状態を目標運転状態となるよう制御するものである。
請求項１において、
前記エンジンの制御パラメータは、
吸入空気量もしくは燃料噴射量もしくは点火時期もしくは吸排気弁の開閉時期もしくは吸排気弁のリフト量を演算することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、吸入空気量もしくは燃料噴射量もしくは点火時期もしくは吸排気弁の開閉時期もしくは吸排気弁のリフト量を制御することで、一燃焼毎の運転状態を目標運転状態となるよう制御するものである。
請求項４では、図４に示されるように、
請求項１において、
前記制御パラメータを演算する手段は、前記目標運転状態から得られるエンジン制御パラメータ１と、前記目標運転状態と前記実運転状態とから得られるエンジン制御パラメータ２とから前記エンジンの制御パラメータを演算する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、一燃焼毎の目標運転状態からエンジン制御パラメータを演算するフィードフォワード系と一燃焼毎の目標運転状態と一燃焼毎の実運転状態からエンジン制御パラメータを演算するフィードバック系の２つの制御系で演算される２つの制御パラメータに基づいて、最終的なエンジン制御パラメータを演算するものである。
請求項１において、
前記制御パラメータを演算する手段は、前記目標運転状態から得られるエンジン制御パラメータ１と、前記目標運転状態と前記実運転状態とから得られるエンジン制御パラメータ２とから前記エンジンの制御パラメータを演算する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、一燃焼毎の目標運転状態からエンジン制御パラメータを演算するフィードフォワード系と一燃焼毎の目標運転状態と一燃焼毎の実運転状態からエンジン制御パラメータを演算するフィードバック系の２つの制御系で演算される２つの制御パラメータに基づいて、最終的なエンジン制御パラメータを演算するものである。
請求項５では、図５に示されるように、
請求項１において、
一燃焼毎の目標運転状態と一燃焼毎の実運転状態との差に基づいて、
エンジンの制御パラメータを演算することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、一燃焼毎の目標運転状態と一燃焼毎の実運転状態との差に基づいて、エンジンの制御パラメータを演算するフィードバック制御系によりエンジン制御パラメータを演算するものである。
請求項１において、
一燃焼毎の目標運転状態と一燃焼毎の実運転状態との差に基づいて、
エンジンの制御パラメータを演算することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、一燃焼毎の目標運転状態と一燃焼毎の実運転状態との差に基づいて、エンジンの制御パラメータを演算するフィードバック制御系によりエンジン制御パラメータを演算するものである。
請求項６では、図６に示されるように、
請求項１において、
エンジン停止の状態から所定時間内に所定運転状態に到達するための一燃焼毎の目標運転状態を予め設定する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、エンジン停止状態からエンジン始動時のプロセスにおいて、最初の燃焼から、一燃焼毎の目標運転状態を予め設定しておくものである。一燃焼毎の目標運転状態と等しく、一燃焼毎の実運転状態が実現されれば、所望の始動プロフィールを実現できるというものである。
請求項１において、
エンジン停止の状態から所定時間内に所定運転状態に到達するための一燃焼毎の目標運転状態を予め設定する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、エンジン停止状態からエンジン始動時のプロセスにおいて、最初の燃焼から、一燃焼毎の目標運転状態を予め設定しておくものである。一燃焼毎の目標運転状態と等しく、一燃焼毎の実運転状態が実現されれば、所望の始動プロフィールを実現できるというものである。
請求項７では、図７に示されるように、
請求項６において、
エンジン停止の状態から所定時間内に所定回転数に到達するための一燃焼毎の目標上昇回転数を予め設定する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項６における運転状態を一燃焼毎の上昇回転数と定義するものである。
請求項６において、
エンジン停止の状態から所定時間内に所定回転数に到達するための一燃焼毎の目標上昇回転数を予め設定する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項６における運転状態を一燃焼毎の上昇回転数と定義するものである。
請求項８では、図８に示されるように、
請求項７において、
一燃焼毎の実上昇回転数に基づいて、
前記予め設定された一燃焼毎の目標上昇回転数において、
次燃焼以降の目標上昇回転数を変更する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項６の説明で述べたように、所望の始動プロフィールを実現する一燃焼毎の目標運転状態を予め設定しておくが、実際には、全燃焼における実運転状態が、必ずしも、目標運転状態となるとは限らない。そこで、一燃焼毎の実上昇回転数に基づいて、次燃焼以降の目標上昇回転数を、所望の始動プロフィールが実現されるように、適宜、変更するものである。
請求項７において、
一燃焼毎の実上昇回転数に基づいて、
前記予め設定された一燃焼毎の目標上昇回転数において、
次燃焼以降の目標上昇回転数を変更する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項６の説明で述べたように、所望の始動プロフィールを実現する一燃焼毎の目標運転状態を予め設定しておくが、実際には、全燃焼における実運転状態が、必ずしも、目標運転状態となるとは限らない。そこで、一燃焼毎の実上昇回転数に基づいて、次燃焼以降の目標上昇回転数を、所望の始動プロフィールが実現されるように、適宜、変更するものである。
請求項９では、図９に示されるように、
請求項８において、
次燃焼以降の目標上昇回転数を変更する手段は、
所定時間内に所定回転数に到達するように次燃焼以降の目標上昇回転数を変更することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項８において、実運転状態に基づいて変更される次燃焼以降の目標上昇回転数は、所定時間内に所定回転数に到達するように変更することを明記するものである。
請求項８において、
次燃焼以降の目標上昇回転数を変更する手段は、
所定時間内に所定回転数に到達するように次燃焼以降の目標上昇回転数を変更することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項８において、実運転状態に基づいて変更される次燃焼以降の目標上昇回転数は、所定時間内に所定回転数に到達するように変更することを明記するものである。
請求項１０では、図１０に示されるように、
請求項７において、
実上昇回転数が目標上昇回転数より小さいとき、
次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より大きく変更する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。
請求項７において、
実上昇回転数が目標上昇回転数より小さいとき、
次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より大きく変更する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。
請求項１１では、
請求項７において、
実上昇回転数が目標上昇回転数より大きいとき、
次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より小さく変更する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。
請求項７において、
実上昇回転数が目標上昇回転数より大きいとき、
次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より小さく変更する手段を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。
すなわち、請求項７において、実運転状態に基づいて変更される次燃焼以降の目標上昇回転数は、実上昇回転数が目標上昇回転数より小さいとき、次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より大きく変更し、あるいは、実上昇回転数が目標上昇回転数より大きいとき、次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より小さく変更することを明記するものである。このような制御を行うことで、今回の上昇回転数が、所望の上昇回転数（予め定められた上昇回転数）と誤差を生じたときも、次燃焼以降の目標上昇回転数を適切に補正することで、最終的には、所望の始動プロフィール（例えば、所定時間内に所定回転数に到達）を実現するものである。
請求項１２では、図１１に示されるように、
請求項１において、
一燃焼毎の目標上昇回転数と一燃焼毎の実上昇回転数から、
次燃焼以降の目標上昇回転数を設定する手段と、
前記次燃焼以降の目標上昇回転数から次燃焼以降の目標トルクもしくは次燃焼以降の目標空気量を演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、予め設定される目標上昇回転数と実上昇回転数の差から、自然用以降の目標上昇回転数を修正し、その目標上昇回転数を実現すべく、次燃焼以降の一燃焼毎の目標トルクもしくは次燃焼以降における一燃焼毎の一気筒あたりの目標空気量を演算するものである。
請求項１において、
一燃焼毎の目標上昇回転数と一燃焼毎の実上昇回転数から、
次燃焼以降の目標上昇回転数を設定する手段と、
前記次燃焼以降の目標上昇回転数から次燃焼以降の目標トルクもしくは次燃焼以降の目標空気量を演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、予め設定される目標上昇回転数と実上昇回転数の差から、自然用以降の目標上昇回転数を修正し、その目標上昇回転数を実現すべく、次燃焼以降の一燃焼毎の目標トルクもしくは次燃焼以降における一燃焼毎の一気筒あたりの目標空気量を演算するものである。
請求項１３では、図１２に示されるように、
請求項１２において、
次燃焼以降の目標トルクに基づいて、
目標空気量もしくは目標燃料噴射量もしくは目標点火時期もしくは吸排気弁の目標開閉時期もしくは吸排気弁の目標リフト量を演算することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１２において演算される次燃焼以降の一燃焼毎の目標トルクを実現すべく、次燃焼以降の一燃焼毎の「目標空気量もしくは目標燃料噴射量もしくは目標点火時期もしくは吸排気弁の目標開閉時期もしくは吸排気弁の目標リフト量」を演算するものである。目標空気量もしくは目標燃料噴射量もしくは目標点火時期もしくは吸排気弁の目標開閉時期もしくは吸排気弁の目標リフト量は、エンジン制御用デバイスへの操作量である。
請求項１２において、
次燃焼以降の目標トルクに基づいて、
目標空気量もしくは目標燃料噴射量もしくは目標点火時期もしくは吸排気弁の目標開閉時期もしくは吸排気弁の目標リフト量を演算することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１２において演算される次燃焼以降の一燃焼毎の目標トルクを実現すべく、次燃焼以降の一燃焼毎の「目標空気量もしくは目標燃料噴射量もしくは目標点火時期もしくは吸排気弁の目標開閉時期もしくは吸排気弁の目標リフト量」を演算するものである。目標空気量もしくは目標燃料噴射量もしくは目標点火時期もしくは吸排気弁の目標開閉時期もしくは吸排気弁の目標リフト量は、エンジン制御用デバイスへの操作量である。
請求項１４では、図１３に示されるように、
請求項１２において、
次燃焼以降の目標上昇回転数と少なくともエンジンの回転慣性力かつ／もしくは摩擦力とに基づいて、
次燃焼以降の目標トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、エンジンの回転運動には、回転慣性力および摩擦力が働いているため、請求項１２に記載のごとく、逐次補正される目標上昇回転数を実現するトルクを演算する場合、回転慣性力と摩擦力を考慮して決めるものである。
請求項１２において、
次燃焼以降の目標上昇回転数と少なくともエンジンの回転慣性力かつ／もしくは摩擦力とに基づいて、
次燃焼以降の目標トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、エンジンの回転運動には、回転慣性力および摩擦力が働いているため、請求項１２に記載のごとく、逐次補正される目標上昇回転数を実現するトルクを演算する場合、回転慣性力と摩擦力を考慮して決めるものである。
請求項１５では、
請求項１において、
一燃焼毎の一気筒あたりの吸入空気量と、
当該燃焼における一気筒あたりの目標燃料量もしくは目標空燃比とから、
当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を演算する手段と、
前記筒内圧もしくは図示平均有効圧と、当該燃焼における実上昇回転数とから、摩擦トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、吸入空気量，目標燃料量，目標空燃比から、当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を推定演算することができる。一方で、実上昇回転数は、図示平均有効圧と摩擦トルクから決まる。したがって、推定図示平均有効圧と実上昇回転数から当該運転条件における（回転数，水温，気温など）における摩擦トルクを推定演算することが可能とするものである。
請求項１において、
一燃焼毎の一気筒あたりの吸入空気量と、
当該燃焼における一気筒あたりの目標燃料量もしくは目標空燃比とから、
当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を演算する手段と、
前記筒内圧もしくは図示平均有効圧と、当該燃焼における実上昇回転数とから、摩擦トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、吸入空気量，目標燃料量，目標空燃比から、当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を推定演算することができる。一方で、実上昇回転数は、図示平均有効圧と摩擦トルクから決まる。したがって、推定図示平均有効圧と実上昇回転数から当該運転条件における（回転数，水温，気温など）における摩擦トルクを推定演算することが可能とするものである。
請求項１６では、
請求項１において、
一燃焼毎の一気筒あたりの吸入空気量と、
当該燃焼における一気筒あたりの目標燃料量もしくは目標空燃比と、
当該燃焼における実筒内圧もしくは実図示平均有効圧から、
当該燃焼における燃料気化率もしくは燃料性状を推定する手段と、
前記実筒内圧もしくは実図示平均有効圧と、当該燃焼における実上昇回転数とから、摩擦トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１５と同じく、すなわち、吸入空気量，目標燃料量，目標空燃比から、当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を推定演算することができる。推定図示平均有効圧と実図示平均有効圧の差は、燃料気化率に起因するものとし、燃料気化率もしくは燃料性状を推定するものである。さらに実図示平均有効圧と実上昇回転数から摩擦トルク（内部損失トルク）を推定演算するものである。
請求項１において、
一燃焼毎の一気筒あたりの吸入空気量と、
当該燃焼における一気筒あたりの目標燃料量もしくは目標空燃比と、
当該燃焼における実筒内圧もしくは実図示平均有効圧から、
当該燃焼における燃料気化率もしくは燃料性状を推定する手段と、
前記実筒内圧もしくは実図示平均有効圧と、当該燃焼における実上昇回転数とから、摩擦トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１５と同じく、すなわち、吸入空気量，目標燃料量，目標空燃比から、当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を推定演算することができる。推定図示平均有効圧と実図示平均有効圧の差は、燃料気化率に起因するものとし、燃料気化率もしくは燃料性状を推定するものである。さらに実図示平均有効圧と実上昇回転数から摩擦トルク（内部損失トルク）を推定演算するものである。
請求項１７では、
請求項１に記載の制御は、エンジン始動時の最初の燃焼から所定回数後の燃焼まで実施することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１に記載の制御装置は、始動時の初期のみに実施するものである。例えば、エンジンの回転数が目標アイドル回転数に到達するまでなどが考えられる。それ以降は、従来の制御とするのもよい。
請求項１に記載の制御は、エンジン始動時の最初の燃焼から所定回数後の燃焼まで実施することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１に記載の制御装置は、始動時の初期のみに実施するものである。例えば、エンジンの回転数が目標アイドル回転数に到達するまでなどが考えられる。それ以降は、従来の制御とするのもよい。
請求項１８では、
請求項１において、
燃料の性状，燃焼効率，摩擦，気圧，温度などの環境条件を変化させても、エンジン停止から所定時間内に実回転数が、所定の回転数に達することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１８の発明によれば、燃料の性状，燃焼効率，摩擦，気圧，温度などの環境条件を変化したときの外乱時も、所望の始動プロフィールとなるようにエンジンの運転状態が制御される。この機能を明記するものである。
請求項１において、
燃料の性状，燃焼効率，摩擦，気圧，温度などの環境条件を変化させても、エンジン停止から所定時間内に実回転数が、所定の回転数に達することを特徴とするエンジンの制御装置
を提案する。すなわち、請求項１８の発明によれば、燃料の性状，燃焼効率，摩擦，気圧，温度などの環境条件を変化したときの外乱時も、所望の始動プロフィールとなるようにエンジンの運転状態が制御される。この機能を明記するものである。
以上のように、本発明では、エンジン停止状態から、所定時間内に、所定の運転状態
（例えば所定エンジン回転数）となるように、一燃焼毎の運転状態を、目標運転（燃焼）状態となるようにフィードバック制御を行う方式を提案しているので、ロバスト性が高く、始動性も良好な、低排気始動が実現される。
（例えば所定エンジン回転数）となるように、一燃焼毎の運転状態を、目標運転（燃焼）状態となるようにフィードバック制御を行う方式を提案しているので、ロバスト性が高く、始動性も良好な、低排気始動が実現される。
（実施例１）
図１４は本実施例を示すシステム図である。多気筒で構成されるエンジン９において、外部からの空気はエアクリーナ１を通過し、吸気マニホールド４，コレクタ５を経てシリンダー内に流入する。流入空気量は電子スロットル３により調節される。エアフロセンサ２では流入空気量が検出される。クランク角センサ１５では、クランク軸の回転角１゜と１２０゜毎に信号が出力される。水温センサ１４はエンジンの冷却水温度を検出する。またアクセル開度センサ１３は、アクセル６の踏み込み量を検出し、それによって運転者の要求トルクを検出する。アクセル開度センサ１３，エアフロセンサ２，電子スロットル３に取り付けられたスロットル開度センサ１７，クランク角センサ１５，水温センサ１４のそれぞれの信号はコントロールユニット１６に送られ、これらセンサ出力からエンジンの運転状態を得て、空気量，燃料噴射量，点火時期のエンジンの主要な操作量が最適に演算される。コントロールユニット１６内で演算された燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁７に送られる。またコントロールユニット１６で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火プラグ８に送られる。噴射された燃料は吸気マニホールドからの空気と混合されエンジン９のシリンダー内に流入し混合気を形成する。吸気弁３１は、可変動弁であり、開弁時期，閉弁時期がそれぞれ制御可能である。混合気は所定の点火時期で点火プラグ８から発生される火花により爆発しその燃焼圧によりピストンを押し下げエンジンの動力となる。爆発後の排気は排気マニホールド１０を経て三元触媒１１に送り込まれる。排気還流管１８を通って排気の一部は吸気側に還流される。還流量はバルブ１９によって制御される。Ａ／Ｆセンサ１２はエンジン９と三元触媒１１の間に取り付けられており、排気中に含まれる酸素濃度に対して線形の出力特性を持つ。排気中の酸素濃度と空燃比の関係はほぼ線形になっており、したがって酸素濃度を検出するＡ／Ｆセンサ１２により空燃比を求めることが可能となる。コントロールユニット１６ではＡ／Ｆセンサ１２の信号から三元触媒１１上流の空燃比を算出し、Ｏ2 センサ２０の信号から、三元触媒下流のＯ2 濃度もしくはストイキに対してリッチもしくはリーンであるかを算出する。また、両センサの出力を用いて三元触媒１１の浄化効率が最適となるよう燃料噴射量もしくは空気量を逐次補正するＦ／Ｂ制御を行う。また、吸気温センサ２９で、吸気温が、筒内圧センサ３０で、筒内の圧力が、それぞれ検出される。
図１４は本実施例を示すシステム図である。多気筒で構成されるエンジン９において、外部からの空気はエアクリーナ１を通過し、吸気マニホールド４，コレクタ５を経てシリンダー内に流入する。流入空気量は電子スロットル３により調節される。エアフロセンサ２では流入空気量が検出される。クランク角センサ１５では、クランク軸の回転角１゜と１２０゜毎に信号が出力される。水温センサ１４はエンジンの冷却水温度を検出する。またアクセル開度センサ１３は、アクセル６の踏み込み量を検出し、それによって運転者の要求トルクを検出する。アクセル開度センサ１３，エアフロセンサ２，電子スロットル３に取り付けられたスロットル開度センサ１７，クランク角センサ１５，水温センサ１４のそれぞれの信号はコントロールユニット１６に送られ、これらセンサ出力からエンジンの運転状態を得て、空気量，燃料噴射量，点火時期のエンジンの主要な操作量が最適に演算される。コントロールユニット１６内で演算された燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁７に送られる。またコントロールユニット１６で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火プラグ８に送られる。噴射された燃料は吸気マニホールドからの空気と混合されエンジン９のシリンダー内に流入し混合気を形成する。吸気弁３１は、可変動弁であり、開弁時期，閉弁時期がそれぞれ制御可能である。混合気は所定の点火時期で点火プラグ８から発生される火花により爆発しその燃焼圧によりピストンを押し下げエンジンの動力となる。爆発後の排気は排気マニホールド１０を経て三元触媒１１に送り込まれる。排気還流管１８を通って排気の一部は吸気側に還流される。還流量はバルブ１９によって制御される。Ａ／Ｆセンサ１２はエンジン９と三元触媒１１の間に取り付けられており、排気中に含まれる酸素濃度に対して線形の出力特性を持つ。排気中の酸素濃度と空燃比の関係はほぼ線形になっており、したがって酸素濃度を検出するＡ／Ｆセンサ１２により空燃比を求めることが可能となる。コントロールユニット１６ではＡ／Ｆセンサ１２の信号から三元触媒１１上流の空燃比を算出し、Ｏ2 センサ２０の信号から、三元触媒下流のＯ2 濃度もしくはストイキに対してリッチもしくはリーンであるかを算出する。また、両センサの出力を用いて三元触媒１１の浄化効率が最適となるよう燃料噴射量もしくは空気量を逐次補正するＦ／Ｂ制御を行う。また、吸気温センサ２９で、吸気温が、筒内圧センサ３０で、筒内の圧力が、それぞれ検出される。
図１５はコントロールユニット１６の内部を示したものである。ＥＣＵ１６内にはＡ／Ｆセンサ１２，スロットル弁開度センサ１７，エアフロセンサ２，エンジン回転数センサ１５，水温センサ１４，アクセル開度センサ１３，Ｏ2 センサ２０，吸気温センサ２９，筒内圧センサ３０の各センサ出力値が入力され、入力回路２４にてノイズ除去等の信号処理を行った後、入出力ポート２５に送られる。入力ポートの値はＲＡＭ２３に保管され、ＣＰＵ２１内で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ２２に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演算された各アクチュエータ作動量を表す値はＲＡＭ２３に保管された後、出力ポート２５に送られる。点火プラグの作動信号は点火出力回路内の一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時である。出力ポートにセットされた点火プラグ用の信号は点火出力回路２６で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅され点火プラグに供給される。また燃料噴射弁の駆動信号は開弁時ＯＮ，閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２７で燃料噴射弁を開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁７に送られる。電子スロットル３の目標開度を実現する駆動信号は、電子スロットル駆動回路２８を経て、電子スロットル３に送られる。可変吸気弁３１の開弁時期および閉弁時期を実現する駆動信号は、駆動回路３２を経て、可変吸気弁３１に送られる。以下、ＲＯＭ２２に書き込まれる制御プログラムについて述べる。
図１６は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
・ 始動制御許可部（図１７）
・ 目標上昇回転数演算部（図１８）
・ 摩擦トルク演算部（図１９）
・ 実上昇回転数演算部（図２０）
・ 目標トルク演算部１（図２１）
・ 目標トルク演算部２（図２２）
・ 目標トルク演算部３（図２３）
・ 目標空気量演算部（図２４）
・ 実空気量演算部（図２５）
・ 目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）
・ 燃料噴射量演算部（図２７）
「始動制御許可部」で、始動制御が許可されると（F_sidou ＝１）、「目標上昇回転数演算部」で、始動時の一燃焼毎の目標上昇回数（TgdNe(n)）を演算する。目標上昇回転数と「摩擦トルク演算部」で演算される摩擦トルク（FreqTrq(n)）に基づいて、「目標トルク演算部１」で目標トルク１（TgTrq1(n) ）を演算する。目標上昇回数（TgdNe(n-1)）と「実上昇回転数演算部」で演算される実上昇回転数（dNe(n-1)）の差（e_dNe(n-1)）および摩擦トルク（FreqTrq(n)）に基づいて、「目標トルク演算部２」で目標トルク２を演算する。目標トルク１（TgTrq1(n)）と目標トルク２（TgTrq2(n)）の和を始動時の一燃焼毎の目標トルク（TgTrq(n)）とする。始動制御不許可時（F_sidou ＝０）、すなわち始動後の通常運転時の目標トルク３（TgTrq3(n) ）を「目標トルク演算部３」で演算する。「目標空気量演算部」では、始動時目標トルク（TgTrq(n)）もしくは通常運転時目標トルク
（TgTrq3(n)）から、一燃焼毎の目標空気量（TgTp(n)）を演算する。「目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部」では、目標空気量（TgTp(n) ）に基づいて、一燃焼毎の目標スロットル開度（TgTVO(n)）、一燃焼毎の吸気弁開閉時期（TgIVO(n)，TgIVC(n)）を演算する。「実空気量演算部」では、エア風呂センサ２の出力信号などに基づいて、一気筒あたりの実流入空気量（Tp）を演算する。「燃料噴射量演算部」では、始動制御許可時
（F_sidou＝１）は、一燃焼毎の目標空気量（TgTp(n)）に基づいて一燃焼後との燃料噴射量（TI(n)）を演算する。始動時不許可時（F_sidou＝０）、すなわち始動後の通常運転時は、実流入空気量（Tp）に基づいて燃料噴射量（TI）を演算する。
・ 始動制御許可部（図１７）
・ 目標上昇回転数演算部（図１８）
・ 摩擦トルク演算部（図１９）
・ 実上昇回転数演算部（図２０）
・ 目標トルク演算部１（図２１）
・ 目標トルク演算部２（図２２）
・ 目標トルク演算部３（図２３）
・ 目標空気量演算部（図２４）
・ 実空気量演算部（図２５）
・ 目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）
・ 燃料噴射量演算部（図２７）
「始動制御許可部」で、始動制御が許可されると（F_sidou ＝１）、「目標上昇回転数演算部」で、始動時の一燃焼毎の目標上昇回数（TgdNe(n)）を演算する。目標上昇回転数と「摩擦トルク演算部」で演算される摩擦トルク（FreqTrq(n)）に基づいて、「目標トルク演算部１」で目標トルク１（TgTrq1(n) ）を演算する。目標上昇回数（TgdNe(n-1)）と「実上昇回転数演算部」で演算される実上昇回転数（dNe(n-1)）の差（e_dNe(n-1)）および摩擦トルク（FreqTrq(n)）に基づいて、「目標トルク演算部２」で目標トルク２を演算する。目標トルク１（TgTrq1(n)）と目標トルク２（TgTrq2(n)）の和を始動時の一燃焼毎の目標トルク（TgTrq(n)）とする。始動制御不許可時（F_sidou ＝０）、すなわち始動後の通常運転時の目標トルク３（TgTrq3(n) ）を「目標トルク演算部３」で演算する。「目標空気量演算部」では、始動時目標トルク（TgTrq(n)）もしくは通常運転時目標トルク
（TgTrq3(n)）から、一燃焼毎の目標空気量（TgTp(n)）を演算する。「目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部」では、目標空気量（TgTp(n) ）に基づいて、一燃焼毎の目標スロットル開度（TgTVO(n)）、一燃焼毎の吸気弁開閉時期（TgIVO(n)，TgIVC(n)）を演算する。「実空気量演算部」では、エア風呂センサ２の出力信号などに基づいて、一気筒あたりの実流入空気量（Tp）を演算する。「燃料噴射量演算部」では、始動制御許可時
（F_sidou＝１）は、一燃焼毎の目標空気量（TgTp(n)）に基づいて一燃焼後との燃料噴射量（TI(n)）を演算する。始動時不許可時（F_sidou＝０）、すなわち始動後の通常運転時は、実流入空気量（Tp）に基づいて燃料噴射量（TI）を演算する。
以下、各演算部の詳細説明をする。
＜始動制御許可部（図１７）＞
本演算部（許可部）では、始動制御の許可の判定（F_sidou）を行う。具体的には図
１７に示されるように、
・Ne（エンジン回転数）＝０からK1≦Neとなったとき、F_sidou＝１とする。
・「F_sidou＝１」かつ「TgNe（始動後アイドル時目標回転数）−k1≦Ne≦TgNe＋K2 の状態がK3［燃焼回数］以上持続したとき」、F_sidou＝０とする。
本演算部（許可部）では、始動制御の許可の判定（F_sidou）を行う。具体的には図
１７に示されるように、
・Ne（エンジン回転数）＝０からK1≦Neとなったとき、F_sidou＝１とする。
・「F_sidou＝１」かつ「TgNe（始動後アイドル時目標回転数）−k1≦Ne≦TgNe＋K2 の状態がK3［燃焼回数］以上持続したとき」、F_sidou＝０とする。
なお、回転数の収束状態を決めるパラメータであるK1，K2，K3は、経験的に決めるのがよい。
＜目標上昇回転数演算部（図１８）＞
本演算部では、エンジン始動時における一燃焼毎の目標上昇回転数（TgdNe(n)）の演算を行う。具体的には図１８に示されるように、ｎ（エンジン停止状態からの総燃焼回数）に基づいて、テーブルを参照して、TgdNe(n)（一燃焼毎の目標上昇回転数）を演算する。TgdNe(n)を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく。
本演算部では、エンジン始動時における一燃焼毎の目標上昇回転数（TgdNe(n)）の演算を行う。具体的には図１８に示されるように、ｎ（エンジン停止状態からの総燃焼回数）に基づいて、テーブルを参照して、TgdNe(n)（一燃焼毎の目標上昇回転数）を演算する。TgdNe(n)を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく。
＜摩擦トルク演算部（図１９）＞
本演算部では、摩擦トルク（FreqTrq(n)）の演算を行う。具体的には図１９に示されるように、Ne(エンジン回転数)とTwn(水温)に基づいて、テーブルを参照して、FreqTrq(n)（摩擦トルク）を演算する。FreqTrq(n)を決めるテーブルの値は、実験から決めるのがよい。
本演算部では、摩擦トルク（FreqTrq(n)）の演算を行う。具体的には図１９に示されるように、Ne(エンジン回転数)とTwn(水温)に基づいて、テーブルを参照して、FreqTrq(n)（摩擦トルク）を演算する。FreqTrq(n)を決めるテーブルの値は、実験から決めるのがよい。
＜実上昇回転数演算部（図２０）＞
本演算部では、実上昇回転数（dNe(n)）の演算を行う。具体的には図２０に示されるように、Ne(n)（一燃焼毎に演算更新されるエンジン回転数）に基づいて、dNe(n)＝Ne(n)−Ne(n-1)を演算する。ただしＮｅ（０）＝０，dNe(0)＝０とする。
本演算部では、実上昇回転数（dNe(n)）の演算を行う。具体的には図２０に示されるように、Ne(n)（一燃焼毎に演算更新されるエンジン回転数）に基づいて、dNe(n)＝Ne(n)−Ne(n-1)を演算する。ただしＮｅ（０）＝０，dNe(0)＝０とする。
＜目標トルク演算部１（図２１）＞
本演算部では、TgTrq1(n) （一燃焼毎の目標トルク１）の演算を行う。具体的には図
２１に示されるように、TgdNe(n)（一燃焼毎の目標上昇回転数）とFreqTrq(n)（摩擦トルク）に基づいて、式「TgTrq1(n)＝Ie×TgdNe(n)＋FreqTrq(n)」からTgTrq1(n)（一燃焼毎の目標トルク１）を演算する。ここにIeは慣性項（慣性モーメント）であり、計算あるいは実験から決める。
本演算部では、TgTrq1(n) （一燃焼毎の目標トルク１）の演算を行う。具体的には図
２１に示されるように、TgdNe(n)（一燃焼毎の目標上昇回転数）とFreqTrq(n)（摩擦トルク）に基づいて、式「TgTrq1(n)＝Ie×TgdNe(n)＋FreqTrq(n)」からTgTrq1(n)（一燃焼毎の目標トルク１）を演算する。ここにIeは慣性項（慣性モーメント）であり、計算あるいは実験から決める。
＜目標トルク演算部２（図２２）＞
本演算部では、TgTrq2(n)(一燃焼毎の目標トルク２) の演算を行う。具体的には図２２に示されるように、e_dNe(n-1)（一燃焼毎の目標上昇回転数補正値）とFreqTrq(n)（摩擦トルク）に基づいて、式「TgTrq2(n)＝Ie×e_dNe(n-1)＋FreqTrq(n-1)」から、TgTrq2(n)（一燃焼毎の目標トルク２）を演算する。ここにIeは慣性項（慣性モーメント）であり、計算あるいは実験から決める。本目標トルクは、前回燃焼時の目標上昇回転数と実上昇回転数の誤差に基づいて決められる。すなわち、前回燃焼時の制御誤差を今回燃焼時に補正することを図るものである。ただし、前回燃焼の誤差を補正する燃焼は、次燃焼では、エンジンの燃焼行程上、間に合わないことがある。その場合は、次々燃焼，次々々燃焼など、もっとも早期に反映（補正）可能な燃焼を制御対象とする。
本演算部では、TgTrq2(n)(一燃焼毎の目標トルク２) の演算を行う。具体的には図２２に示されるように、e_dNe(n-1)（一燃焼毎の目標上昇回転数補正値）とFreqTrq(n)（摩擦トルク）に基づいて、式「TgTrq2(n)＝Ie×e_dNe(n-1)＋FreqTrq(n-1)」から、TgTrq2(n)（一燃焼毎の目標トルク２）を演算する。ここにIeは慣性項（慣性モーメント）であり、計算あるいは実験から決める。本目標トルクは、前回燃焼時の目標上昇回転数と実上昇回転数の誤差に基づいて決められる。すなわち、前回燃焼時の制御誤差を今回燃焼時に補正することを図るものである。ただし、前回燃焼の誤差を補正する燃焼は、次燃焼では、エンジンの燃焼行程上、間に合わないことがある。その場合は、次々燃焼，次々々燃焼など、もっとも早期に反映（補正）可能な燃焼を制御対象とする。
＜目標トルク演算部３（図２３）＞
本演算部では、始動後の目標トルクであるTgTrq3（目標トルク３）の演算を行う。具体的には図２３に示されるように、Apo（アクセル開度）とNe （エンジン回転数）に基づいて、テーブルを参照して、TgTrq3を求める。TgTrq3を決めるテーブルの値は、所望のトルク特性となるように決めるのがよい。
本演算部では、始動後の目標トルクであるTgTrq3（目標トルク３）の演算を行う。具体的には図２３に示されるように、Apo（アクセル開度）とNe （エンジン回転数）に基づいて、テーブルを参照して、TgTrq3を求める。TgTrq3を決めるテーブルの値は、所望のトルク特性となるように決めるのがよい。
＜目標空気量演算部（図２４）＞
本演算部では、TgTp(n) （一燃焼毎の目標空気量）の演算を行う。具体的には図２４に示されるように、F_sidou ＝１すなわち始動制御時は、TgTrq(n)（始動時目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。F_sidou ＝０すなわち始動後制御時のときは、TgTrq3（始動後目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。さらに、TgTp0(n)に（１／TgFA）（目標空気過剰率）を乗じて、TgTp(n)（一燃焼毎の目標空気量）を求める。なお、TgTp0(n)を求める際に用いるテーブルは、実験から求めるのが良い。また、TgFA（目標等量比）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術なので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、TgTp(n) （一燃焼毎の目標空気量）の演算を行う。具体的には図２４に示されるように、F_sidou ＝１すなわち始動制御時は、TgTrq(n)（始動時目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。F_sidou ＝０すなわち始動後制御時のときは、TgTrq3（始動後目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。さらに、TgTp0(n)に（１／TgFA）（目標空気過剰率）を乗じて、TgTp(n)（一燃焼毎の目標空気量）を求める。なお、TgTp0(n)を求める際に用いるテーブルは、実験から求めるのが良い。また、TgFA（目標等量比）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術なので、ここでは図示および詳述しない。
＜実空気量演算部（図２５）＞
本演算部ではTp（実空気量）を演算する。具体的には図２５に示される式で演算する。ここに、Cylは気筒数を表す。K0は、インジェクタの仕様（燃料噴射パルス幅と燃料噴射量の関係）に基づき決める。
本演算部ではTp（実空気量）を演算する。具体的には図２５に示される式で演算する。ここに、Cylは気筒数を表す。K0は、インジェクタの仕様（燃料噴射パルス幅と燃料噴射量の関係）に基づき決める。
＜目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）＞
本演算部では、TgTVO（目標スロットル開度），TgIVO（目標吸気弁開時期），TgIVC
（目標吸気弁閉時期）の演算を行う。具体的には図２６に示されるように、TgTp(n)（目標空気量）とNe（エンジン回転数）に基づいて、各テーブルを参照して、TgTVO，TgIVO，TgIVCを求める。各テーブルの値は、所望の空気量が実現できる操作量となるように、理論的もしくは経験的（実験）に決めるのがよい。
本演算部では、TgTVO（目標スロットル開度），TgIVO（目標吸気弁開時期），TgIVC
（目標吸気弁閉時期）の演算を行う。具体的には図２６に示されるように、TgTp(n)（目標空気量）とNe（エンジン回転数）に基づいて、各テーブルを参照して、TgTVO，TgIVO，TgIVCを求める。各テーブルの値は、所望の空気量が実現できる操作量となるように、理論的もしくは経験的（実験）に決めるのがよい。
＜燃料噴射量演算部（図２７）＞
本演算部では、TI(n) （一燃焼毎の燃料噴射量）の演算を行う。具体的には図２７に示されるように、F_sidou＝１すなわち始動制御時は、TgTp(n)(始動時目標空気量）にTgFA（目標当量比）を乗じて、TI0(n)（一燃焼毎の燃料噴射量基本値）を求める。F_sidou＝０すなわち始動後制御時は、Tp(n)（実空気量）にTgFA（目標当量比）を乗じて、TI0(n)（一燃焼毎の燃料噴射量基本値）を求める。TI0(n)に「燃料気化率補正および燃料壁流補正」を施して、TI(n) （一燃焼毎の燃料噴射量）を求める。また、「燃料気化率補正および燃料壁流補正」の処理内容は、種々の方式が提案され、周知の技術であり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、TI(n) （一燃焼毎の燃料噴射量）の演算を行う。具体的には図２７に示されるように、F_sidou＝１すなわち始動制御時は、TgTp(n)(始動時目標空気量）にTgFA（目標当量比）を乗じて、TI0(n)（一燃焼毎の燃料噴射量基本値）を求める。F_sidou＝０すなわち始動後制御時は、Tp(n)（実空気量）にTgFA（目標当量比）を乗じて、TI0(n)（一燃焼毎の燃料噴射量基本値）を求める。TI0(n)に「燃料気化率補正および燃料壁流補正」を施して、TI(n) （一燃焼毎の燃料噴射量）を求める。また、「燃料気化率補正および燃料壁流補正」の処理内容は、種々の方式が提案され、周知の技術であり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
（実施例２）
実施例１では、一燃焼毎の空気量（燃料量）で、始動時の燃焼（回転数）プロフィールを制御したが、実施例２では、点火時期も用いて、始動時の燃焼（回転数）プロフィールを制御する。
実施例１では、一燃焼毎の空気量（燃料量）で、始動時の燃焼（回転数）プロフィールを制御したが、実施例２では、点火時期も用いて、始動時の燃焼（回転数）プロフィールを制御する。
図１４は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図１５はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので詳述しない。
図２８は制御全体を表したブロック図であり、実施例１の制御全体ブロック図(図１６)に対して、点火時期演算部が追加されている。目標空気量演算部では、一燃焼毎の目標空気量(TgTp(n)) が最大空気量を超えてしまい、空気量だけでは目標トルクが実現できないとき、不足分トルク（e_TrqADV(n)）を演算する。不足分トルク（e_TrqADV(n)）は点火時期演算部で点火時期を補正することで、点火時期によるトルク操作で実現される。
以下、各制御ブロックの詳細説明を行う。
＜始動制御許可部（図１７）＞
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標上昇回転数演算部（図１８）＞
図１８に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１８に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜摩擦トルク演算部（図１９）＞
図１９に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１９に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜実上昇回転数演算部（図２０）＞
図２０に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２０に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部１（図２１）＞
図２１に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２１に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部２（図２２）＞
図２２に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２２に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部３（図２３）＞
図２３に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２３に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標空気量演算部（図２９）＞
本演算部では、TgTp(n) （一燃焼毎の目標空気量）の演算を行う。具体的には図２９に示されるように、F_sidou ＝１すなわち始動制御時は、TgTrq(n)（始動時目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。F_sidou ＝０すなわち始動後制御時のときは、TgTrq3（始動後目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。さらに、TgTp0(n)に（１／TgFA）（目標空気過剰率）を乗じて、TgTp1(n)(一燃焼毎の目標空気量１)を求める。なお、TgTp0(n)を求める際に用いるテーブルは、実験から求めるのが良い。また、TgFA（目標等量比）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術なので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、TgTp(n) （一燃焼毎の目標空気量）の演算を行う。具体的には図２９に示されるように、F_sidou ＝１すなわち始動制御時は、TgTrq(n)（始動時目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。F_sidou ＝０すなわち始動後制御時のときは、TgTrq3（始動後目標トルク）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。さらに、TgTp0(n)に（１／TgFA）（目標空気過剰率）を乗じて、TgTp1(n)(一燃焼毎の目標空気量１)を求める。なお、TgTp0(n)を求める際に用いるテーブルは、実験から求めるのが良い。また、TgFA（目標等量比）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術なので、ここでは図示および詳述しない。
TgTp1(n)に対して、下記処理を行う。
・ TgTp1(n)≧MaxTpのとき、
TgTp(n)＝MaxTp
e_TgTp(n)＝TgTp(n)−MaxTp
・ TgTp1(n)＜MaxTpのとき、
TgTp(n)＝TgTp1(n)
e_TgTp(n)＝０
ここに、MaxTp （最大空気量）は、当該回転数における一気筒あたりの最大吸入空気量であり、Ne（エンジン回転数）からテーブルを参照して求める。e_TgTp(n) (不足空気量)は、目標トルクに対して、最大吸入空気量でも実現ないときの不足分の空気量を示している。e_TgTp(n)からテーブルを参照して、点火時期を調整することで補うトルク分である
e_TrqADV(n)（不足トルク）を求める。各テーブルは、実験などで求めるのがよい。
・ TgTp1(n)≧MaxTpのとき、
TgTp(n)＝MaxTp
e_TgTp(n)＝TgTp(n)−MaxTp
・ TgTp1(n)＜MaxTpのとき、
TgTp(n)＝TgTp1(n)
e_TgTp(n)＝０
ここに、MaxTp （最大空気量）は、当該回転数における一気筒あたりの最大吸入空気量であり、Ne（エンジン回転数）からテーブルを参照して求める。e_TgTp(n) (不足空気量)は、目標トルクに対して、最大吸入空気量でも実現ないときの不足分の空気量を示している。e_TgTp(n)からテーブルを参照して、点火時期を調整することで補うトルク分である
e_TrqADV(n)（不足トルク）を求める。各テーブルは、実験などで求めるのがよい。
＜実空気量演算部（図２５）＞
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）＞
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜燃料噴射量演算部（図２７）＞
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜点火時期演算部（図３０）＞
本演算部では、ADV(N)（一燃焼毎の点火時期）の演算を行う。具体的には図３０に示されるように、e_TrqADV(n)（不足トルク）に基づいて、テーブルを参照して、ADVHOS(n)
（一燃焼毎の点火時期補正値）を求める。ADV0(n)（基本点火時期）にADVHOS(n)を加えて、ADV(n)（一燃焼毎の点火時期）を求める。ADVHOS(n) を決めるテーブルの値は、実験などから決めるのがよい。また、ADV0(n) （基本点火時期）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術であり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、ADV(N)（一燃焼毎の点火時期）の演算を行う。具体的には図３０に示されるように、e_TrqADV(n)（不足トルク）に基づいて、テーブルを参照して、ADVHOS(n)
（一燃焼毎の点火時期補正値）を求める。ADV0(n)（基本点火時期）にADVHOS(n)を加えて、ADV(n)（一燃焼毎の点火時期）を求める。ADVHOS(n) を決めるテーブルの値は、実験などから決めるのがよい。また、ADV0(n) （基本点火時期）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術であり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
（実施例３）
実施例１および実施例２では、一燃焼毎の上昇回転数を制御対象としたが、実施例３では、一燃焼毎の筒内圧（図示平均有効圧）を制御する。
実施例１および実施例２では、一燃焼毎の上昇回転数を制御対象としたが、実施例３では、一燃焼毎の筒内圧（図示平均有効圧）を制御する。
図１４は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図１５はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので詳述しない。
図３１は制御全体を表したブロック図であり、以下の演算部から構成される。
・ 始動制御許可部（図１７）
・ 目標図示平均有効圧演算部１（図３２）
・ 実図示平均有効圧演算部（図３３）
・ 目標図示平均有効圧演算部３（図３４）
・ 目標空気量演算部（図３５）
・ 実空気量演算部（図２５）
・ 目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）
・ 燃料噴射量演算部（図２７）
・ 点火時期演算部（図３０）
「始動制御許可部」で、始動制御が許可されると（F_sidou ＝１）、「目標図示平均有効圧演算部１」で、始動時の一燃焼毎の目標図示平均有効圧１（TgPi1(n)）を演算する。目標図示平均有効圧１（TgPi1(n-1)）と「実図示平均有効圧演算部」で演算される実図示平均有効圧（Pi(n-1)）の差をe_Pi(n-1)とする。目標図示平均有効圧１（TgPi1(n)）と
e_Pi(n-1)の和を始動時の一燃焼毎の目標図示平均有効圧（TgPi(n)）とする。始動制御不許可時(F_sidou＝０)、すなわち始動後の通常運転時の目標図示平均有効圧３(TgPi3(n))を「目標図示平均有効圧演算部３」で演算する。「目標空気量演算部」では、始動時目標図示平均有効圧（TgPi(n)）もしくは通常運転時目標図示平均有効圧３(TgPi3(n)) から、一燃焼毎の目標空気量（TgTp(n)）を演算する。目標空気量（TgTp(n)）が最大空気量を超えてしまい、空気量だけでは目標図示平均有効圧が実現できないとき、不足分トルク
(e_TrqADV(n)) を演算する。「目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部」では、目標空気量（TgTp(n)）に基づいて、一燃焼毎の目標スロットル開度(TgTVO(n)) 、一燃焼毎の吸気弁開閉時期(TgIVO(n)，TgIVC(n))を演算する。「実空気量演算部」では、エアフロセンサ２の出力信号などに基づいて、一気筒あたりの実流入空気量（Tp）を演算する。「燃料噴射量演算部」では、始動制御許可時（F_sidou＝１）は、一燃焼毎の目標空気量
（TgTp(n)）に基づいて一燃焼後との燃料噴射量（TI(n)）を演算する。始動時不許可時
（F_sidou ＝０）、すなわち始動後の通常運転時は、実流入空気量（Tp）に基づいて燃料噴射量（TI）を演算する。目標空気量演算部で演算される不足分トルク(e_TrqADV(n)) は点火時期演算部で点火時期を補正することで、点火時期によるトルク操作で実現される。
・ 始動制御許可部（図１７）
・ 目標図示平均有効圧演算部１（図３２）
・ 実図示平均有効圧演算部（図３３）
・ 目標図示平均有効圧演算部３（図３４）
・ 目標空気量演算部（図３５）
・ 実空気量演算部（図２５）
・ 目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）
・ 燃料噴射量演算部（図２７）
・ 点火時期演算部（図３０）
「始動制御許可部」で、始動制御が許可されると（F_sidou ＝１）、「目標図示平均有効圧演算部１」で、始動時の一燃焼毎の目標図示平均有効圧１（TgPi1(n)）を演算する。目標図示平均有効圧１（TgPi1(n-1)）と「実図示平均有効圧演算部」で演算される実図示平均有効圧（Pi(n-1)）の差をe_Pi(n-1)とする。目標図示平均有効圧１（TgPi1(n)）と
e_Pi(n-1)の和を始動時の一燃焼毎の目標図示平均有効圧（TgPi(n)）とする。始動制御不許可時(F_sidou＝０)、すなわち始動後の通常運転時の目標図示平均有効圧３(TgPi3(n))を「目標図示平均有効圧演算部３」で演算する。「目標空気量演算部」では、始動時目標図示平均有効圧（TgPi(n)）もしくは通常運転時目標図示平均有効圧３(TgPi3(n)) から、一燃焼毎の目標空気量（TgTp(n)）を演算する。目標空気量（TgTp(n)）が最大空気量を超えてしまい、空気量だけでは目標図示平均有効圧が実現できないとき、不足分トルク
(e_TrqADV(n)) を演算する。「目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部」では、目標空気量（TgTp(n)）に基づいて、一燃焼毎の目標スロットル開度(TgTVO(n)) 、一燃焼毎の吸気弁開閉時期(TgIVO(n)，TgIVC(n))を演算する。「実空気量演算部」では、エアフロセンサ２の出力信号などに基づいて、一気筒あたりの実流入空気量（Tp）を演算する。「燃料噴射量演算部」では、始動制御許可時（F_sidou＝１）は、一燃焼毎の目標空気量
（TgTp(n)）に基づいて一燃焼後との燃料噴射量（TI(n)）を演算する。始動時不許可時
（F_sidou ＝０）、すなわち始動後の通常運転時は、実流入空気量（Tp）に基づいて燃料噴射量（TI）を演算する。目標空気量演算部で演算される不足分トルク(e_TrqADV(n)) は点火時期演算部で点火時期を補正することで、点火時期によるトルク操作で実現される。
以下、各演算部の詳細説明をする。
＜始動制御許可部（図１７）＞
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標図示平均有効圧演算部１（図３２）＞
本演算部では、エンジン始動時における目標図示平均有効圧１（TgPi1(n)）の演算を行う。具体的には図３２に示されるように、ｎ（エンジン停止状態からの総燃焼回数）と
Twn（水温）に基づいて、テーブルを参照して、TgPi1(n)を演算する。TgPi1(n)を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく。Twnを参照するのは、摩擦トルク損失分を考慮するためである。
本演算部では、エンジン始動時における目標図示平均有効圧１（TgPi1(n)）の演算を行う。具体的には図３２に示されるように、ｎ（エンジン停止状態からの総燃焼回数）と
Twn（水温）に基づいて、テーブルを参照して、TgPi1(n)を演算する。TgPi1(n)を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく。Twnを参照するのは、摩擦トルク損失分を考慮するためである。
＜実図示平均有効圧演算部（図３３）＞
本演算部では、一燃焼毎の実図示平均有効圧(Pi(n)) の演算を行う。具体的には図３３に示されるように、Ｐ（筒内圧）から、Pi(n)(一燃焼毎の実図示平均有効圧) を演算する。なお、図示平均有効圧の演算方法は、周知の技術であり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、一燃焼毎の実図示平均有効圧(Pi(n)) の演算を行う。具体的には図３３に示されるように、Ｐ（筒内圧）から、Pi(n)(一燃焼毎の実図示平均有効圧) を演算する。なお、図示平均有効圧の演算方法は、周知の技術であり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
＜目標図示平均有効圧演算部３（図３４）＞
本演算部では、始動後の目標図示平均有効圧であるTgPi3 の演算を行う。具体的には図３４に示されるように、Apo （アクセル開度）とNe（エンジン回転数）に基づいて、テーブルを参照して、TgPi3を求める。TgPi3を決めるテーブルの値は、所望の図示平均有効圧特性となるように決めるのがよい。
本演算部では、始動後の目標図示平均有効圧であるTgPi3 の演算を行う。具体的には図３４に示されるように、Apo （アクセル開度）とNe（エンジン回転数）に基づいて、テーブルを参照して、TgPi3を求める。TgPi3を決めるテーブルの値は、所望の図示平均有効圧特性となるように決めるのがよい。
＜目標空気量演算部（図３５（ａ）（ｂ））＞
本演算部では、TgTp(n) （一燃焼毎の目標空気量）の演算を行う。具体的には図３５に示されるように、F_sidou＝１すなわち始動制御時は、TgPi(n)（始動時目標図示平均有効圧）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)(目標空気量基本値)を求める。F_sidou＝０すなわ始動後制御時のときは、TgPi3 （始動後図示平均有効圧）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。さらに、TgTp0(n)に(１／TgFA)（目標空気過剰率）を乗じて、TgTp1(n)（一燃焼毎の目標空気量１）を求める。なお、
TgTp0(n)を求める際に用いるテーブルは、実験から求めるのが良い。また、TgFA（目標等量比）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術なので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、TgTp(n) （一燃焼毎の目標空気量）の演算を行う。具体的には図３５に示されるように、F_sidou＝１すなわち始動制御時は、TgPi(n)（始動時目標図示平均有効圧）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)(目標空気量基本値)を求める。F_sidou＝０すなわ始動後制御時のときは、TgPi3 （始動後図示平均有効圧）に基づいて、テーブルを参照して、TgTp0(n)（目標空気量基本値）を求める。さらに、TgTp0(n)に(１／TgFA)（目標空気過剰率）を乗じて、TgTp1(n)（一燃焼毎の目標空気量１）を求める。なお、
TgTp0(n)を求める際に用いるテーブルは、実験から求めるのが良い。また、TgFA（目標等量比）の演算方法は、エンジンの運転状態から求めるなど、周知の技術なので、ここでは図示および詳述しない。
TgTp1(n)に対して、下記処理を行う。
・ TgTp1(n)≧MaxTpのとき、
TgTp(n)＝MaxTp
e_TgTp(n)＝TgTp(n)−MaxTp
・ TgTp1(n)＜MaxTpのとき、
TgTp(n)＝TgTp1(n)
e_TgTp(n)＝０
ここに、MaxTp （最大空気量）は、当該回転数における一気筒あたりの最大吸入空気量であり、Ne（エンジン回転数）からテーブルを参照して求める。e_TgTp(n)(不足空気量)は、目標トルクに対して、最大吸入空気量でも実現ないときの不足分の空気量を示している。e_TgTp(n)からテーブルを参照して、点火時期を調整することで補うトルク分である
e_TrqADV(n)（不足トルク）を求める。各テーブルは、実験などで求めるのがよい。
・ TgTp1(n)≧MaxTpのとき、
TgTp(n)＝MaxTp
e_TgTp(n)＝TgTp(n)−MaxTp
・ TgTp1(n)＜MaxTpのとき、
TgTp(n)＝TgTp1(n)
e_TgTp(n)＝０
ここに、MaxTp （最大空気量）は、当該回転数における一気筒あたりの最大吸入空気量であり、Ne（エンジン回転数）からテーブルを参照して求める。e_TgTp(n)(不足空気量)は、目標トルクに対して、最大吸入空気量でも実現ないときの不足分の空気量を示している。e_TgTp(n)からテーブルを参照して、点火時期を調整することで補うトルク分である
e_TrqADV(n)（不足トルク）を求める。各テーブルは、実験などで求めるのがよい。
＜実空気量演算部（図２５）＞
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）＞
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜燃料噴射量演算部（図２７）＞
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜点火時期演算部（図３０）＞
図２７に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
図２７に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
（実施例４）
実施例１，２では、目標上昇回転数と実上昇回転数に誤差が生じた場合は、前回燃焼時の目標上昇回転数と実上昇回転数の誤差を、トルク（目標トルク２）に変換した後、目標上昇回転数のみから求められる目標トルク１に加えて、最終的な目標トルクとした。本実施例では、前回燃焼時の目標上昇回転数と実上昇回転数の誤差を、次燃焼の目標上昇回転数に反映する方式とする。
実施例１，２では、目標上昇回転数と実上昇回転数に誤差が生じた場合は、前回燃焼時の目標上昇回転数と実上昇回転数の誤差を、トルク（目標トルク２）に変換した後、目標上昇回転数のみから求められる目標トルク１に加えて、最終的な目標トルクとした。本実施例では、前回燃焼時の目標上昇回転数と実上昇回転数の誤差を、次燃焼の目標上昇回転数に反映する方式とする。
図１４は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図１５はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので詳述しない。
図３６は制御全体を表したブロック図であり、実施例１の制御全体ブロック図(図１６)に対して、前回燃焼時の目標上昇回転数（TgdNe(n-1)）と実上昇回転数（dNe(n-1)）の誤差（e_dNe(n-1)）を、次燃焼の目標上昇回転数（TgdNe(n)）に反映する。
以下、各制御ブロックの詳細説明を行う。
＜始動制御許可部（図１７）＞
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標上昇回転数演算部（図３７）＞
本演算部では、エンジン始動時における一燃焼毎の目標上昇回転数（TgdNe(n)）の演算を行う。具体的には図３７に示されるように、ｎ（エンジン停止状態からの総燃焼回数）に基づいて、テーブルを参照して、TgdNe0(n)(一燃焼毎の目標上昇回転数基本値) を演算する。TgdNe0(n)に、e_dNe(n-1)（目標上昇回転数補正値）を加えて、TgdNe(n)(一燃焼毎の目標上昇回転数) を求める。なお、TgdNe0(n) を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく。
本演算部では、エンジン始動時における一燃焼毎の目標上昇回転数（TgdNe(n)）の演算を行う。具体的には図３７に示されるように、ｎ（エンジン停止状態からの総燃焼回数）に基づいて、テーブルを参照して、TgdNe0(n)(一燃焼毎の目標上昇回転数基本値) を演算する。TgdNe0(n)に、e_dNe(n-1)（目標上昇回転数補正値）を加えて、TgdNe(n)(一燃焼毎の目標上昇回転数) を求める。なお、TgdNe0(n) を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく。
＜摩擦トルク演算部（図１９）＞
図１９に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１９に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜実上昇回転数演算部（図２０）＞
図２０に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２０に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部１（図２１）＞
図２１に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２１に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部３（図２３）＞
図２３に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２３に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標空気量演算部（図２９）＞
図２９に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
図２９に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
＜実空気量演算部（図２５）＞
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）＞
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜燃料噴射量演算部（図２７）＞
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜点火時期演算部（図３０）＞
図３０に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
図３０に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
（実施例５）
本実施例では、始動時の各制御パラメータおよび検出値から、燃料気化率および摩擦トルクを推定演算する。具体的には、請求項１７および請求項１８に記載のように、目標燃料量と当該燃焼における実図示平均有効圧の関係から燃料気化率（燃料性状）を推定演算する。さらに実図示平均有効圧と実上昇回転数の関係から摩擦トルク（内部損失トルク）を推定演算するものである。
本実施例では、始動時の各制御パラメータおよび検出値から、燃料気化率および摩擦トルクを推定演算する。具体的には、請求項１７および請求項１８に記載のように、目標燃料量と当該燃焼における実図示平均有効圧の関係から燃料気化率（燃料性状）を推定演算する。さらに実図示平均有効圧と実上昇回転数の関係から摩擦トルク（内部損失トルク）を推定演算するものである。
図１４は本実施例を示すシステム図であり、実施例１と同様であるので詳述はしない。図１５はコントロールユニット１６の内部を示したものであり、実施例１と同様であるので詳述しない。
図３８は制御全体を表したブロック図であり、実施例２の制御全体ブロック図(図２８)に対して、
＜始動制御許可部（図１７）＞
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜始動制御許可部（図１７）＞
図１７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標上昇回転数演算部（図１８）＞
図１８に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１８に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜摩擦トルク演算部（図１９）＞
図１９に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図１９に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜実上昇回転数演算部（図２０）＞
図２０に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２０に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部１（図２１）＞
図２１に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２１に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部２（図２２）＞
図２２に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２２に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標トルク演算部３（図２３）＞
図２３に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２３に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標空気量演算部（図２９）＞
図２９に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
図２９に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
＜実空気量演算部（図２５）＞
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２５に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜目標スロットル開度，吸気弁開閉時期演算部（図２６）＞
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２６に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜燃料噴射量演算部（図２７）＞
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
図２７に示されるものであり実施例１と同じであるので、詳述しない。
＜点火時期演算部（図３０）＞
図３０に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
図３０に示されるものであり実施例２と同じであるので、詳述しない。
＜実図示平均有効圧演算部（図３３）＞
図３３に示されるものであり実施例３と同じであるので、詳述しない。
図３３に示されるものであり実施例３と同じであるので、詳述しない。
＜燃料気化率検出部（図３９）＞
本演算部では、燃料気化率の検出を行う。具体的には図３９に示されるように、TI(n)（一燃焼毎の燃料噴射量）とPi(n) （当該燃焼の実図示平均有効圧）との比に所定のゲインを乗じてInd_Fuel(n) （燃料気化率指数）を演算する。燃料気化率指数を用いて燃料性状の推定，エンジン制御パラメータ最適化（燃料噴射量，気化率）などを行う。燃料気化率（燃料性状）に応じたエンジン制御パラメータの最適化に関する技術は、種々の方式が提案されており、周知の技術も多くあり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、燃料気化率の検出を行う。具体的には図３９に示されるように、TI(n)（一燃焼毎の燃料噴射量）とPi(n) （当該燃焼の実図示平均有効圧）との比に所定のゲインを乗じてInd_Fuel(n) （燃料気化率指数）を演算する。燃料気化率指数を用いて燃料性状の推定，エンジン制御パラメータ最適化（燃料噴射量，気化率）などを行う。燃料気化率（燃料性状）に応じたエンジン制御パラメータの最適化に関する技術は、種々の方式が提案されており、周知の技術も多くあり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
＜摩擦トルク検出部（図４０）＞
本演算部では、摩擦トルクの検出を行う。具体的には図４０に示されるように、Pi(n)（一燃焼毎の実図示平均有効圧）トdNe(n)（実上昇回転数）との比に所定のゲインを乗じてInd_Freq(n) （摩擦トルク指数）を演算する。摩擦トルク指数を用いて摩擦トルクを求めて、実施例１，２，４に記載の摩擦トルク演算部における摩擦トルクのオンライン補正を行うのも良い。また、トルク制御に用いるのも良い。トルク制御への適用方法については、種々の方式が提案されており、周知の技術も多くあり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
本演算部では、摩擦トルクの検出を行う。具体的には図４０に示されるように、Pi(n)（一燃焼毎の実図示平均有効圧）トdNe(n)（実上昇回転数）との比に所定のゲインを乗じてInd_Freq(n) （摩擦トルク指数）を演算する。摩擦トルク指数を用いて摩擦トルクを求めて、実施例１，２，４に記載の摩擦トルク演算部における摩擦トルクのオンライン補正を行うのも良い。また、トルク制御に用いるのも良い。トルク制御への適用方法については、種々の方式が提案されており、周知の技術も多くあり、本発明とは直接関係しないので、ここでは図示および詳述しない。
なお、本実施例では、TgdNe(n)を決めるテーブルの設定値は、所望の始動プロフィールとなるように予め決めておく旨、述べているが、その決定方法として、現代制御の最適レギュレータなど、最適化問題を解くことで求める手法もある。また、本実施例を示した。各制御パラメータ（空気量，燃料噴射量，点火時期など）および検出値（上昇回転数，筒内圧など）の始動時のプロフィールを適応制御に適用することで、オンボードで逐次最適化する手法もある。最適化問題（最適レギュレータ）、適応制御については、多くの書籍，文献があるので、ここでは詳述しない。
また、本実施例では、始動時は、目標空気量に基づいて燃料噴射量を決めているが、エアフロセンサによっては、始動直後から実空気量を使えることもあることを、付言しておく。
さらに、本実施例では、エンジンのみで示したが、モータとのハイブリッドエンジンでも適用可能であることを付言しておく。この場合は、目標上昇回転数を実現するトルクをモータとエンジンに分担させ、実上昇回転数の誤差を制御精度の高いモータで補正する方法などが考えられる。
１ エアクリーナ
２ エアフロセンサ
３ 電子スロットル
４ 吸気管
５ コレクタ
６ アクセル
７ 燃料噴射弁
８ 点火プラグ
９ エンジン
１０ 排気管
１１ 三元触媒
１２ Ａ／Ｆセンサ
１３ アクセル開度センサ
１４ 水温センサ
１５ エンジン回転数センサ（クランク角センサ）
１６ コントロールユニット
１７ スロットル開度センサ
１８ 排気還流管
１９ 排気還流量調節バルブ
２０ 触媒下流Ｏ2 センサ
２１ コントロールユニット内に実装されるＣＰＵ
２２ コントロールユニット内に実装されるＲＯＭ
２３ コントロールユニット内に実装されるＲＡＭ
２４ コントロールユニット内に実装される各種センサの入力回路
２５ 各種センサ信号の入力、アクチュエータ動作信号を出力するポート
２６ 点火プラグに適切なタイミングで駆動信号を出力する点火出力回路
２７ 燃料噴射弁に適切なパルスを出力する燃料噴射弁駆動回路
２８ 電子スロットル駆動回路
２９ 吸気温センサ
３０ 筒内圧センサ
３１ 可変吸気弁
３２ 可変吸気弁用駆動回路
２ エアフロセンサ
３ 電子スロットル
４ 吸気管
５ コレクタ
６ アクセル
７ 燃料噴射弁
８ 点火プラグ
９ エンジン
１０ 排気管
１１ 三元触媒
１２ Ａ／Ｆセンサ
１３ アクセル開度センサ
１４ 水温センサ
１５ エンジン回転数センサ（クランク角センサ）
１６ コントロールユニット
１７ スロットル開度センサ
１８ 排気還流管
１９ 排気還流量調節バルブ
２０ 触媒下流Ｏ2 センサ
２１ コントロールユニット内に実装されるＣＰＵ
２２ コントロールユニット内に実装されるＲＯＭ
２３ コントロールユニット内に実装されるＲＡＭ
２４ コントロールユニット内に実装される各種センサの入力回路
２５ 各種センサ信号の入力、アクチュエータ動作信号を出力するポート
２６ 点火プラグに適切なタイミングで駆動信号を出力する点火出力回路
２７ 燃料噴射弁に適切なパルスを出力する燃料噴射弁駆動回路
２８ 電子スロットル駆動回路
２９ 吸気温センサ
３０ 筒内圧センサ
３１ 可変吸気弁
３２ 可変吸気弁用駆動回路
Claims (18)
- エンジンの始動を行う制御装置において、
一燃焼毎のエンジンの目標運転状態を設定する手段と、
前記目標運転状態を達成すべく前記エンジンを制御した結果である一燃焼毎のエンジンの実運転状態を検出する手段と、
前記目標運転状態と前記実運転状態とに基づいて、
次燃焼以降の少なくとも一燃焼の制御パラメータを演算する手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。 - 前記目標運転状態と前記実運転状態とは、目標上昇回転数と実上昇回転数，目標トルクと実トルク，目標筒内圧と実筒内圧，目標空気量と実空気量のうち少なくとも何れか一つとすることを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
- 前記制御パラメータは、
吸入空気量，燃料噴射量，点火時期，吸排気弁の開閉時期，吸排気弁のリフト量のうち少なくと何れか一つを演算することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。 - 前記制御パラメータを演算する手段は、前記目標運転状態から得られるエンジン制御パラメータ１と、前記目標運転状態と前記実運転状態とから得られるエンジン制御パラメータ２とから、前記制御パラメータを演算する手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
- 前記一燃焼毎の目標運転状態と前記一燃焼毎の実運転状態との差に基づいて、
前記制御パラメータを演算することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。 - エンジン停止の状態から所定時間内に所定運転状態に到達するための一燃焼毎の目標運転状態を、予め設定する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
- エンジン停止の状態から所定時間内に所定回転数に到達するための一燃焼毎の目標上昇回転数を、予め設定する手段を備えたことを特徴とする請求項６記載のエンジンの制御装置。
- 一燃焼毎の実上昇回転数に基づいて、
予め設定された次燃焼以降の目標上昇回転数を変更する手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のエンジンの制御装置。 - 前記次燃焼以降の目標上昇回転数を変更する手段は、
所定時間内に所定回転数に到達するように次燃焼以降の目標上昇回転数を変更することを特徴とする請求項８記載のエンジンの制御装置。 - 実上昇回転数が目標上昇回転数より小さいとき、
次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より大きく変更する手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のエンジンの制御装置。 - 実上昇回転数が目標上昇回転数より大きいとき、
次燃焼の目標上昇回転数を、前記予め定められた目標上昇回転数より小さく変更する手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のエンジンの制御装置。 - 一燃焼毎の目標上昇回転数と一燃焼毎の実上昇回転数とから次燃焼以降の目標上昇回転数を設定する手段と、
前記次燃焼以降の目標上昇回転数から次燃焼以降の目標トルク、もしくは次燃焼以降の目標空気量を演算する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。 - 次燃焼以降の目標トルクに基づいて、
目標空気量もしくは目標燃料噴射量、もしくは目標点火時期、もしくは吸排気弁の目標開閉時期、もしくは吸排気弁の目標リフト量を演算することを特徴とする請求項１２記載のエンジンの制御装置。 - 次燃焼以降の目標上昇回転数と少なくともエンジンの回転慣性トルクかつ／もしくは摩擦トルクに基づいて、
次燃焼以降の目標トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とする請求項１２記載のエンジンの制御装置。 - 一燃焼毎の一気筒あたりの吸入空気量と、
当該燃焼における一気筒あたりの目標燃料量もしくは目標空燃比とから、
当該燃焼における筒内圧もしくは図示平均有効圧を演算する手段と、
前記筒内圧もしくは図示平均有効圧と、当該燃焼における実上昇回転数とから、摩擦トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。 - 一燃焼毎の一気筒あたりの吸入空気量と、
当該燃焼における一気筒あたりの目標燃料量もしくは目標空燃比と、
当該燃焼における実筒内圧もしくは実図示平均有効圧とから、
当該燃焼における燃料気化率もしくは燃料性状を推定する手段と、
前記実筒内圧もしくは実図示平均有効圧と、当該燃焼における実上昇回転数とから、摩擦トルクを演算する手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。 - エンジン始動時の最初の燃焼から所定回数後の燃焼まで実施することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
- 燃料の性状，燃焼効率，摩擦，気圧，温度などの環境条件を変化させても、エンジン停止から所定時間内に実回転数が、所定の回転数に達することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
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