JP2008298032A - 内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関（エンジン）の点火時期を機関運転状態に基づいて制御する点火時期制御において、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制とを両立する。
【解決手段】エンジン完爆からエンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達するまでの期間Ｔａ（または完爆からエンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達する前で当該エンジン回転数ｎｅのピークが検出されるまでの期間）の始動時点火時期ａｂｕｆを、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔから一定量（ａｂｕｆｓｈｆｔ）だけ減量シフトした値に設定する。このような設定により、完爆直後の点火時期遅角量を過度に大きくしても、目標回転数に近い領域の点火時期遅角量を小さく抑えることが可能になる結果、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制の双方を達成することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の点火時期を機関運転状態に基づいて制御する内燃機関の点火時期制御装置に関する。

車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）では、燃焼によって得られる出力を効率よく得ること、及び、排気ガス浄化性能や燃費性能を良好とすることを目的として点火時期制御が行われている。

エンジンの点火時期制御では、エンジン回転数及び負荷などのエンジンの運転状態に基づいて点火時期を求めている。また、通常、このように算出される点火時期は、ノッキングの発生が抑制される条件の下で、エンジンの出力トルク及び燃料消費率が最良となる点火時期（ＭＢＴ：Ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｐａｒｋ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）に近い時期が選ばれる。

ところで、車両等に搭載されるエンジンにおいては、エンジンの始動直後（完爆直後）にエンジン回転数が急激に上昇し、アイドル目標回転数を大きく超えて吹き上がる場合がある。具体的には、アイドル時を含め通常運転時には吸気管圧力は負圧になっているのに対し、始動時には吸気管圧力は大気圧になっているため、燃焼室内に吸入される空気量は始動直後の方がアイドル時よりも多くなり、その吸入空気量が多い分、エンジンの出力が増大してエンジン回転数がアイドル回転数を超えて上昇するようになる。なお、エンジンの始動時とは、エンジン始動操作（クランキング）開始から定常アイドル運転に達するまでの期間のこと言う。

エンジン回転数の過剰な吹き上がりを防止する技術として、特許文献１に記載の技術がある。この特許文献１に記載の技術では、エンジン始動操作開始後、エンジン回転数のピークが検出されるまでの始動時点火時期を、アイドル時点火時期よりも遅角側に設定された値（一定値）に保持することで、エンジン始動時の過剰な吹き上がりを防止している。また、特許文献１に記載の技術では、エンジンの始動時水温に基づいて始動時点火時期をマップ等を参照して設定している。
特開２００５−１９４９０２号公報 特開２００５−２１４１２４号公報 特開２００６−１３２５４３号公報

ところで、上記した特許文献１に記載の点火時期制御を含む従来の点火時期制御では、始動時点火時期が始動時水温に応じて一律に設定されており、このため、エンジン回転数変化の大きい始動時において吹き上がりの抑制と失火抑制とを両立できる始動時点火時期を設定することが難しいという問題がある。この点について説明する。

まず、エンジン完爆後、点火時期を遅角すればするほど、始動時の吹き上がりを抑制することができる。しかし、始動時吹き上がり抑制のために過度の遅角を行うと、ＭＢＴ点火時期に対して点火時期が過度に遅角してしまう領域が存在する。すなわち、始動時吹き上がり抑制のために過度の点火時期遅角を行った場合、エンジンの完爆直後でＭＢＴ点火時期が遅角側にある領域では失火が発生しないが、アイドル目標回転数に近い領域ではＭＢＴ点火時期がかなり進角しているので、始動時点火時期が一定値に設定されていると、アイドル目標回転数に近い領域の点火時期がＭＢＴ点火時期に対して過度に遅角されてしまい、失火が発生する可能性が高くなる。このような点を考慮して、従来では、失火抑制を優先させており、始動時吹き上がりについては、ある程度の抑制効果しかなかった。

一方、始動時吹き上がり抑制を優先して、過度の始動時点火遅角量を設定すると、上記したアイドル目標回転数に近い領域での失火発生に対する余裕度が厳しくなり、機差のばらつきによって始動時失火が発生する可能性が高くなって、機差ばらつきに対するロバスト性の低下が懸念される。

また、従来の点火時期制御では、エンジン回転数ピークを検出した後の点火時期の進角速度を、軽質燃料使用時と重質燃料使用時とに関係なく同じ速度としているので、重質燃料使用時におけるエンジンの始動時間が長くなるという問題もある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制の両方を達成することが可能な内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関の点火時期を機関運転状態に基づいて制御する点火時期制御装置であって、前記内燃機関の機関回転数が目標回転数に到達した否かを判定する回転数判定手段と、前記内燃機関の機関回転数のピークを検出するピーク検出手段と、前記回転数判定手段の判定結果及びピーク検出手段の検出結果に基づいて前記内燃機関の始動時の点火時期を制御する始動時点火時期制御手段とを備えている。そして、前記始動時点火時期制御手段は、前記内燃機関が完爆した時点から前記機関回転数が目標回転数に到達するまでの期間、または、前記内燃機関が完爆した時点から前記機関回転数が目標回転数に到達する前で前記機関回転数のピークが検出されるまでの期間は、始動時点火時期をＭＢＴ点火時期から一定量減量した値に設定することを特徴としている。

本発明によれば、完爆後の始動時点火時期を、ＭＢＴ点火時期から一定量減量した値に設定しているので、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制とを両立することができる。この点について具体的に説明する。

まず、内燃機関が完爆した直後ではＭＢＴ点火時期が遅角側にあり、しかも、完爆直後では吸入空気量が多くて燃焼速度が速いので機関出力トルクが大きい状況にある。従って完爆直後の領域については、始動時点火時期をかなり遅角側に設定しても失火が発生することがない。一方、アイドル目標回転数付近の領域ではＭＢＴ点火時期がかなり進角しているので、失火が発生しやすくなる。

ここで、従来制御では、上述したように、機関回転数のピーク検出時までは始動時点火時期を一定の値としているので、始動時吹き上がり抑制のために、始動時点火時期を過度に遅角すると、アイドル目標回転数付近の領域で失火が発生する可能性が高くなるため、完爆直後の点火時期遅角量を大きく設定することができない。

これに対し、本発明では、完爆から機関回転数が目標回転数に到達するまでの期間（または完爆から機関回転数が目標回転数に到達する前で当該機関回転数のピークが検出されるまでの期間）の始動時点火時期を、ＭＢＴ点火時期から一定量だけ減量シフトした値に設定しているので、完爆直後の点火時期遅角量を過度に大きくしても、アイドル目標回転数に近い領域の点火時期遅角量を小さく抑えることができる。これによって始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制の両方を達成することができる。さらに、完爆直後の始動点火時期をＭＢＴ点火時期から一定量だけ減量シフトした値に設定しているので、完爆直後で始動時遅角制御中の燃焼状態を均等化することができ、機差ばらつきに対するロバスト性が向上する。

以上の始動時点火時期制御において、ＭＢＴ点火時期から一定量減量する値（シフト量）を、内燃機関の冷却水温に応じて当該冷却水温が高いほど大きく設定するようにしてもよい。このような設定を行うと、完爆直後の始動時点火時期に、内燃機関の冷却水温つまり燃焼状態を反映させることができるので、始動時点火時期をより適正に設定することができる。

本発明において、機関回転数が目標回転数に到達した時点から機関回転数のピークが検出されるまでの期間、つまり、ＭＢＴ点火時期がかなり進角している期間で失火発生が起こりやすい期間については、始動時点火時期を、機関回転数が目標回転数に到達するまでの始動時点火時期よりも進角側に設定された値に保持する。このような設定を行うと、失火発生に対する余裕度を更に大きくすることができ、始動時失火抑制をより効果的に行うことができる。

また、この場合、始動時点火時期を内燃機関の冷却水温に応じて当該冷却水温が高いほど遅角側に設定するようにしてもよい。このような設定を行うと、機関回転数が目標回転数を超えてから回転数ピークが検出されるまでの期間の始動時点火時期に、内燃機関の冷却水温つまり燃焼状態を反映させることができるので、始動時点火時期をより適正に設定することができる。

本発明において、機関回転数が目標回転数に到達した後に機関回転数のピークが検出されたときには、内燃機関の使用燃料が軽質燃料であると判定し、前記回転数ピーク検出時点から始動時点火時期を通常進角速度で進角していく。

一方、機関回転数が目標回転数に到達する前に機関回転数のピークが検出されたときには、内燃機関の使用燃料が重質燃料であると判定し、前記回転数ピーク検出時点から始動時点火時期を軽質燃料の場合よりも速くした進角速度で進角していく。このように、重質燃料使用時には、回転数ピーク検出後の始動時点火時期の進角速度を速く設定することにより、重質燃料での内燃機関の始動時間を短縮することができる。

また、機関回転数のピークが検出された点から点火時期を進角していく途中で、進角速度を遅い側に切り替えるという設定を行ってもよい。このような進角速度の切り替え設定を行うと、回転数ピーク検出後の始動時点火時期をアイドル時ベース点火時期に急激な変化を伴うことなくスムーズに移行させることができる。

さらに、回転数ピーク検出後に設定する進角速度を、内燃機関の冷却水温に応じて当該冷却水温が高いほど小さく設定するようにしてもよい。このような設定を行うと、回転数ピーク検出後の始動時点火時期の進角速度に、内燃機関の冷却水温つまり燃焼状態を反映させることができるので、始動時点火時期をより適正に設定することができる。

本発明によれば、内燃機関が完爆した時点から機関回転数が目標回転数に到達するまでの期間（または完爆から機関回転数が目標回転数に到達する前で当該機関回転数のピークが検出されるまでの期間）の始動時点火時期を、ＭＢＴ点火時期から一定量だけ減量シフトした値に設定しているので、完爆直後の点火時期遅角量を過度に大きくしても、アイドル目標回転数に近い領域の点火時期遅角量を小さく抑えることができる。これによって、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制の両方を達成することができ、始動フィーリングを向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、本発明を適用するエンジン（内燃機関）について説明する。

−エンジン−
図１は本発明を適用するエンジン１の一例を示す概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジン１の１気筒の構成のみを示している。

この例のエンジン１は、例えば４気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｂの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。

クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１７ａを有するシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２４が配置されている。クランクポジションセンサ２４は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。また、エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン１の冷却水の温度（エンジン冷却水温ｔｈｗ）を検出する水温センサ２１が配置されている。

エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。イグナイタ４はＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって制御される。

エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。

吸気通路１１には、エアクリーナ７、吸入空気量を検出する熱線式のエアフロメータ２２、吸気温センサ２３（エアフロメータ２２に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ５が配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットル開度センサ２５によって検出される。

エンジン１の排気通路１２には三元触媒８が配置されている。三元触媒８の上流側の排気通路１２に空燃比センサ２７が配置されている。空燃比センサ２７は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサである。また、三元触媒８の下流側の排気通路１２には酸素センサ２８が配置されている。酸素センサ２８は、その出力値が理論空燃比付近でステップ状に変化する、いわゆるＺ特性を示すセンサである。

そして、吸気通路１１には燃料噴射用のインジェクタ２が配置されている。インジェクタ２には、燃料タンクから燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給され、吸気通路１１に燃料が噴射される。この噴射燃料は吸入空気と混合されて混合気となってエンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼・爆発によりピストン１ｂが往復運動してクランクシャフト１５が回転する。以上のエンジン１は運転状態はＥＣＵ１００によって制御される。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。

ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

以上のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、クランクポジションセンサ２４、スロットル開度センサ２５、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ２６、空燃比センサ２７、及び、酸素センサ２８などが接続されている。一方、出力インターフェース１０６には、インジェクタ２、イグナイタ４及びスロットルモータ６などが接続されている。

そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、燃料噴射量制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は下記のアイドル回転数制御及び点火時期制御（始動時点火時期の制御を含む）を実行する。

−アイドル回転数制御−
アイドル回転数制御は、エンジン１のアイドル運転時に実行される制御であり、アイドル運転時の実際のアイドル回転数が目標アイドル回転数に一致するようにスロットルバルブ５の開度を調整してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。

具体的には、エンジン１の運転状態に基づいてマップ等を参照して目標アイドル回転数を算出するとともに、クランクポジションセンサ２４の出力信号から実際のアイドル回転数（エンジン回転数ｎｅ）を読み込み、その実際のアイドル回転数がアイドル目標回転数（以下、単に「目標回転数」ともいう）に一致するようにスロットルバルブ５の開度を制御してエンジン１への吸入空気量をフィードバック制御する。

−点火時期制御−
ＥＣＵ１００が実行する点火時期制御の一例を図３を参照して説明する。

この図３の制御ルーチンはイグニッションＯＮを条件に開始され、まず、ステップＳＴ１において、エンジン１の完爆が不成立であるか否かを判定する。ステップＳＴ１の判定結果が肯定判定である場合（完爆不成立である場合）は、ステップＳＴ２においてハード点火を実行する（図５及び図６参照）。

なお、ハード点火とは、クランクポジションセンサ２４からの点火時期を示す旨のパルス信号（ハード点火信号）による点火のことである。これに対し、エンジン１の運転状態に応じてＥＣＵ１００が演算した点火演算信号（ソフト点火信号）による点火をソフト点火という。

一方、ステップＳＴ１の判定結果が否定判定である場合（完爆成立の場合）はステップＳＴ３に進む。なお、完爆判定は、例えば、クランクポジションセンサ２４の出力信号から算出するエンジン回転数ｎｅと所定の完爆判定回転数とを比較して、エンジン回転数ｎｅが完爆判定回転数を超えたときに完爆したと判定する等、公知の判定方法を用いることができる。

ステップＳＴ３では、始動時点火時期ａｂｕｆがアイドル時ベース点火時期以下（アイドル時ベース点火時期よりも遅角側）であるか否かを判定する。ステップＳＴ３の判定結果が肯定判定である場合、後述する始動時点火時期制御（ａｂｕｆ制御）を実行する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ３の判定結果が否定である場合、定常アイドル運転に到達したと判断して、通常の始動後点火時期制御を実行する（ステップＳＴ５）。

ここで、アイドル時ベース点火時期は、例えば、クランクポジションセンサ２４の出力信号から得られるエンジン回転数ｎｅ及び負荷率ｋｌなどのエンジン１の運転状態に基づいてマップを参照して算出する。なお、負荷率ｋｌとは、現在のエンジン回転数ｎｅにおける最大負荷（最大発生トルク）に対する、アクセル開度やエアコン負荷、電気負荷等から求められる要求負荷（要求発生トルク）の比をいう。負荷率ｋｌは、例えば、エアフローメータ２２の出力信号から得られる吸入空気量とエンジン回転数ｎｅとに基づいてマップを参照して算出する。

−始動時点火時期制御−
次に、図３のステップＳＴ４で実行する始動時点火時期制御（ａｂｕｆ制御）について図４〜図６を参照して説明する。図４は始動時点火時期制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図４の制御ルーチンはＥＣＵ１００において所定のクランク角毎に実行される。

なお、図４に示す制御ルーチンの実行中において、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２４の出力信号に基づいてエンジン回転数ｎｅを逐次サンプリングしており、また、水温センサ２１の出力信号に基づいてエンジン冷却水温ｔｈｗを逐次サンプリングしている。さらに、エアフローメータ２２の出力信号から得られる吸入空気量とエンジン回転数ｎｅとに基づいて負荷率ｋｌを逐次算出している。

まず、ステップＳＴ１０１において、エンジン回転数ｎｅのピークが未検出であるか否かを判定する。ここで、エンジン回転数ｎｅのピーク検出は、エンジン１の完爆後にエンジン回転数ｎｅが急激に上昇し、やがてその上昇速度が低下してゼロに至るので、この点を考慮し、エンジン回転数ｎｅの変化率Δｎｅが所定の閾値（例えば５ｒｐｍ）以上であるときには「ｎｅピーク未検出」と判定し、エンジン回転数ｎｅの変化率Δｎｅが閾値よりも小さくなったときに「ｎｅピーク検出」と判定する。

ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定である場合（ｎｅピーク未検出である場合）はステップＳＴ１０２に進み、否定判定である場合（ｎｅピーク検出である場合）は、ピーク判定フラグをＯＮにしてステップＳＴ１０５に進む。

ステップＳＴ１０２では、エンジン回転数ｎｅが目標回転数（図５及び図６参照）よりも小さいか否かを判定する。

ステップＳＴ１０２の判定結果が肯定判定である場合、つまり、ｎｅピーク未検出状態であり、かつ、エンジン回転数ｎｅが目標回転数未満である場合、ステップＳＴ１０３において、始動時点火時期ａｂｕｆを、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔから一定量（ａｂｕｆｓｈｆｔ（ｔｈｗ））だけ減量シフトした値［ａｂｕｆ＝ａｍｂｔ（ｎｅ，ｋｌ，ｔｈｗ）＋ａｂｕｆｓｈｆｔ］に設定する。ただし、始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔは図７に示すようにマイナスの値とする。

このように、完爆後の始動時点火時期ａｂｕｆを、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔから一定量（ａｂｕｆｓｈｆｔ）だけ減量シフトした値に設定することで、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制とを両立することができる。この点について具体的に説明する。

まず、図５に示すように、エンジン１が完爆した直後ではＭＢＴ点火時期ａｍｂｔが遅角側にあり、しかも、完爆直後では吸入空気量が多くて燃焼速度が速いのでエンジン１の出力トルクが大きい状況にある。一方、目標回転数付近の領域ではＭＢＴ点火時期ａｍｂｔがかなり進角しているので失火が発生しやすくなる。

ここで、従来制御では、図５の２点鎖線で示すように完爆後の始動時点火時期を一定の値としているので、始動時吹き上がり抑制のために始動時点火時期を過度に遅角すると、目標回転数付近の領域で失火が発生する可能性が高くなるため、完爆直後の点火時期遅角量を大きく設定することができない。

これに対し、この例の制御では、図５に示すように、完爆からエンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達するまでの期間Ｔａ（もしくは完爆からエンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達する前で当該エンジン回転数ｎｅのピークが検出されるまでの期間Ｔａ′（図６参照））の始動時点火時期ａｂｕｆを、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔから一定量（ａｂｕｆｓｈｆｔ）だけ減量シフトした値に設定しているので、完爆直後の点火時期遅角量を過度に大きくしても、目標回転数に近い領域の点火時期遅角量を小さく抑えることが可能となり、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制の両方を達成することができる。さらに、完爆直後で始動時遅角制御中の燃焼状態（期間Ｔａの燃焼状態）を均等化できる。

以上のステップＳＴ１０３の処理に用いるＭＢＴ点火時期ａｍｂｔは、エンジン回転数ｎｅ、負荷率ｋｌ及びエンジン冷却水温ｔｈｗに基づいてマップを参照して算出する。なお、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔを算出するマップは、エンジン回転数ｎｅ、負荷率ｋｌ及びエンジン冷却水温ｔｈｗをパラメータとして、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔを実験・計算等により経験的に求めたものを用いる。

また、始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔは、エンジン冷却水温ｔｈｗに基づいて図７に示すマップを参照して算出する。

図７に示すマップは、エンジン冷却水温ｔｈｗが低いと燃焼時間が長くなり、その状況で始動時点火時期を遅角すると失火が発生する可能性が高くなるという点を考慮し、エンジン冷却水温ｔｈｗが低い場合（例えば０℃付近）では、始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔを０に近い値とし、エンジン冷却水温ｔｈｗが高くなるほど、始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔがマイナス側となるように設定している。

ここで、始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔは、始動時吹き上がり抑制と始動時失火抑制との両立を考慮して、実験・計算等により経験的に求めた値を設定すればよい。始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔは、図５に示すように、完爆直後の始動時点火時期遅角がハード点火の点火時期よりも遅角側にあると、始動時吹き上がりをより効果的に抑制できる点で好ましいが、完爆直後の始動時点火時期遅角はハード点火の点火時期よりも進角側であってもよい。

次に、ステップＳＴ１０２の判定結果が否定判定である場合、つまり、エンジン回転数ｎｅのピークが検出される前に、エンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達した場合（図５）、エンジン１の使用燃料が軽質燃料であると判断し、ステップＳＴ１０４において、始動時点火時期ａｂｕｆを始動時点火時期ホールド値ａｂｕｆｈｌｄに設定する（ａｂｕｆ＝ａｂｕｆｈｌｄ（ｔｈｗ））。この始動時点火時期ホールド値ａｂｕｆｈｌｄは、図５に示すように、エンジン回転数ｎｅが目標回転数よりも低い期間Ｔａでの始動時点火時期よりも進角側に設定した値とする。

このように、エンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達した時点からエンジン回転数ｎｅのピークが検出されるまでの期間、つまり、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔがかなり進角している期間で失火発生が起こりやすい期間については、始動時点火時期ａｂｕｆを進角側に設定することで、この期間の失火発生に対する余裕度を大きくすることができ、始動時失火抑制をより効果的に行うことができる。

なお、始動時点火時期ホールド値ａｂｕｆｈｌｄは、エンジン冷却水温ｔｈｗに基づいて図８に示すマップを参照して算出する。この図８に示すマップは、上記した始動時点火時期シフト量ａｂｕｆｓｈｆｔを算出するマップ（図７）と同様な理由により、エンジン冷却水温ｔｈｗが高くなるほど、始動時点火時期ホールド値ａｂｕｆｈｌｄが小さくなるように設定されている。

次に、上記したステップＳＴ１０１が否定判定となった場合、つまり、エンジン回転数ｎｅのピークが検出された場合、ステップＳＴ１０５において、始動時点火時期ａｂｕｆが進角速度切り替え点火時期ＡＢＵＦＬよりも遅角側であるか否かを判定する。ステップＳＴ１０５の判定結果が肯定判定である場合（ａｂｕｆ＜ＡＢＵＦＬ）はステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０５の判定結果が否定判定である場合（ａｂｕｆがＡＢＵＦＬに到達している場合）はステップＳＴ１０９に進む。なお、進角速度切り替え点火時期ＡＢＵＦＬについては後述する。

ステップＳＴ１０６では、エンジン回転数ｎｅが目標回転数よりも小さいか否かを判定する。ここで、エンジン１の使用燃料が軽質燃料である場合、図５に示すように、エンジン回転数ｎｅのピークが検出される前に、エンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達しているので、このステップＳＴ１０６の判定結果が否定判定となり、ステップＳＴ１０７に進む。ステップＳＴ１０７では、図５に示すように、始動時点火時期ａｂｕｆを、ａｂｕｆａｄｄ１Ｌの傾き（進角速度）で進角していく（ａｂｕｆ＝前回ａｂｕｆ＋ａｂｕｆａｄｄ１Ｌ（ｔｈｗ））。

一方、エンジン１の使用燃料が重質燃料である場合、図６に示すように、エンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達する前にエンジン回転数ｎｅのピークが検出されるので、前記ステップＳＴ１０６の判定結果が肯定判定となり、ステップＳＴ１０８に進む。ステップＳＴ１０８では、図６に示すように、始動時点火時期ａｂｕｆを、ａｂｕｆａｄｄ１Ｈの傾き（進角速度）で進角していく（ａｂｕｆ＝前回ａｂｕｆ＋ａｂｕｆａｄｄ１Ｈ（ｔｈｗ））。ただし、ａｂｕｆａｄｄ１Ｈ＞ａｂｕｆａｄｄ１Ｌとしている。

このように重質燃料使用時の進角速度（回転数ピーク検出後の進角速度）を、軽質燃料使用時の進角速度よりも速い値を設定することにより、重質燃料使用時のエンジン始動時間を短縮することができる。

そして、エンジン回転数ｎｅのピーク検出後、始動時点火時期ａｂｕｆを、ａｂｕｆａｄｄ１Ｌまたはａｂｕｆａｄｄ１Ｈの傾きで進角していく過程において、始動時点火時期ａｂｕｆが進角速度切り替え点火時期ＡＢＵＦＬに到達した時点（ステップＳＴ１０５の判定結果が否定判定となった時点）で、始動時点火時期ａｂｕｆの傾き（進角速度）を遅くする側に切り替えて、ａｂｕｆａｄｄ２の傾き（進角速度）で始動時点火時期ａｂｕｆを進角していく（ａｂｕｆ＝前回ａｂｕｆ＋ａｂｕｆａｄｄ２（ｔｈｗ））。

このような進角速度を切り替える処理は、始動時点火時期をアイドル時ベース点火時期に、急激な変化を伴うことなくスムーズに移行させるために実行する。なお、進角速度切り替え点火時期ＡＢＵＦＬは、アイドル時ベース点火時期及び進角速度（傾き）ａｂｕｆａｄｄ２などを考慮して、実験・計算等によって経験的に求めた値を設定する。

ここで、ステップＳＴ１０７、ステップＳＴ１０８及びステップＳＴ１０９の各処理に用いるａｂｕｆａｄｄ１Ｌ、ａｂｕｆａｄｄ１Ｈ、ａｂｕｆａｄｄ２は、それぞれ、１点火毎の点火進角量であって、エンジン冷却水温ｔｈｗに基づいて図９に示すマップを参照して算出する。この図９に示すマップにおいて、ａｂｕｆａｄｄ１Ｌ、ａｂｕｆａｄｄ１Ｈ、ａｂｕｆａｄｄ２の各値は、エンジン冷却水温ｔｈｗが高いほど小さい値となるように設定されている。また、ａｂｕｆａｄｄ１Ｌ、ａｂｕｆａｄｄ１Ｈ、ａｂｕｆａｄｄ２の各値の大小の関係は［ａｂｕｆａｄｄ１Ｈ＞ａｂｕｆａｄｄ１Ｌ＞ａｂｕｆａｄｄ２］である。

そして、始動時点火時期ａｂｕｆがアイドル時ベース点火時期に到達した時点（図３のステップＳＴ３の判定結果が否定判定となった時点）で、この始動時点火時期制御を終了して通常の始動後点火制御を実行する。

以上のように、この例の始動時点火時期制御によれば、完爆後の始動時点火時期ａｂｕｆを、ＭＢＴ点火時期ａｍｂｔから一定量（ａｂｕｆｓｈｆｔ）だけ減量シフトした値に設定しているので、完爆直後の点火時期遅角量を過度に大きくしても、目標回転数に近い領域の点火時期遅角量を小さく抑えることが可能になる。これによって、始動時吹き上がりを十分に抑制した上で、始動時失火を抑制することが可能になり、始動フィーリングの向上をはかることができる。また、完爆直後で始動時遅角制御中の燃焼状態を均等化できるので、機差ばらつきに対するロバスト性が向上する。

さらに、エンジン回転数ｎｅが目標回転数に到達する前に、エンジン回転数ｎｅのピークを検出した場合には、エンジン１の使用燃料が重質燃料であると判定し、回転数ピーク検出後の進角速度を軽質燃料使用時よりも速い値に設定しているので、重質燃料使用時でのエンジン１の始動時間を短縮することができ、始動フィーリングが良好となる。

−他の実施形態−
以上の例では、ポート噴射型ガソリンエンジンの点火時期制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、筒内直噴型ガソリンエンジンの点火時期制御にも適用可能である。また、直列多気筒ガソリンエンジンのほか、Ｖ型多気筒ガソリンエンジンの点火時期制御にも本発明を適用することができる。

本発明を適用するエンジン（内燃機関）の一例を示す概略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 点火時期制御の一例を示すフローチャートである。 始動時点火時期制御の一例を示すフローチャートである。 軽質燃料使用時の始動時点火時期制御の一例を示すタイミングチャートである。 重質燃料使用時の始動時点火時期制御の一例を示すタイミングチャートである。 始動時点火時期シフト量の算出に用いるマップを示す図である。 始動時点火時期ホールド値の算出に用いるマップを示す図である。 １点火毎の点火進角量の算出に用いるマップを示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ インジェクタ
３ 点火プラグ
４ イグナイタ
５ スロットルバルブ
６ スロットルモータ
２１ 水温センサ
２２ エアフローメータ
２３ 吸気温センサ
２４ クランクポジションセンサ
１００ ＥＣＵ

Claims (7)

1. 内燃機関の点火時期を機関運転状態に基づいて制御する点火時期制御装置であって、
   前記内燃機関の機関回転数が目標回転数に到達した否かを判定する回転数判定手段と、前記内燃機関の機関回転数のピークを検出するピーク検出手段と、前記回転数判定手段の判定結果及びピーク検出手段の検出結果に基づいて前記内燃機関の始動時の点火時期を制御する始動時点火時期制御手段とを備え、
   前記始動時点火時期制御手段は、前記内燃機関が完爆した時点から前記機関回転数が目標回転数に到達するまでの期間、または、前記内燃機関が完爆した時点から前記機関回転数が目標回転数に到達する前で前記機関回転数のピークが検出されるまでの期間は、始動時点火時期をＭＢＴ点火時期から一定量減量した値に設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
   前記機関回転数が目標回転数に到達した時点から前記機関回転数のピークが検出されるまでの期間は、始動時点火時期を、前記機関回転数が目標回転数に到達するまでの始動時点火時期よりも進角側に設定された値に保持することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
3. 請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
   前記機関回転数が目標回転数に到達した後に機関回転数のピークが検出されたときには、当該回転数ピーク検出時点から始動時点火時期を通常進角速度で進角していき、前記機関回転数が目標回転数に到達する前に機関回転数のピークが検出されたときには、当該回転数ピーク検出時点から始動時点火時期を前記通常進角速度よりも速い速度で進角していくことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
4. 請求項３記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
   前記機関回転数のピークが検出された点から点火時期を進角していく途中で、進角速度を遅い側に切り替えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
5. 請求項１記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
   前記ＭＢＴ点火時期から一定量減量する値を、前記内燃機関の冷却水温に応じて当該冷却水温が高いほど大きく設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
6. 請求項２記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
   前記機関回転数が目標回転数に到達した時点から前記機関回転数のピークが検出されるまでの期間の始動時点火時期を、前記内燃機関の冷却水温に応じて当該冷却水温が高いほど遅角側に設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
7. 請求項３または４記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
   前記回転ピーク検出後の進角速度を、前記内燃機関の冷却水温に応じて当該冷却水温が高いほど小さく設定することを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。

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