JP2011144730A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過渡状態の内燃機関を再始動する際に、このときの排気性状の悪化を抑制できる内燃機関の制御装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関１０は、所定の条件下において、電子制御装置３５により自動停止及び再始動が行われる。そして、内燃機関１０が過渡状態にあるときには、スタータ２５が駆動されることによって内燃機関１０が始動される。このとき、電子制御装置３５は、機関出力軸１７が完全に停止した状態の内燃機関１０を始動するときの始動時噴射燃料量と比較して、始動時燃料噴射量を減量補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動停止条件の成立に基づいて機関運転を停止する一方、再始動条件の成立に基づいて内燃機関を始動させる内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の制御装置としては、例えば、所定の条件が成立した場合に内燃機関の運転を自動的に停止させるとともに、この条件が不成立になった場合、すなわち再始動条件が成立した場合に再び内燃機関を始動させる、自動停止・再始動機能を有するものが知られている。こうした内燃機関の制御装置として、特許文献１には、車両の走行速度が所定以下であること、及び運転者によりブレーキペダルが踏まれていること等の条件が成立したとき、内燃機関の自動停止条件が成立したと判断するものが記載されている。この内燃機関の制御装置では、自動停止条件が成立したという判断のもとに燃料噴射を停止して、内燃機関を自動停止させる。そして、その後、ブレーキペダルが踏まれていないことを検出すると、内燃機関の再始動条件が成立したと判断し、スタータを駆動するとともに燃料噴射を再開して内燃機関を始動する。なお、こうした再始動時においては噴射燃料の一部が吸気通路や燃焼室の壁面に付着すること（壁面付着）を見込んでこれを補うために燃料噴射量が増量されている。

ところで、一般的なスタータとしては、非駆動時にはスタータのピニオンギヤと機関出力軸に組み付けられたリングギヤとが噛み合っておらず、駆動時にだけピニオンギヤがリングギヤに噛み合って機関出力軸に回転力を伝達するものが挙げられる。一方、上述した自動始動・再始動機能を有する内燃機関では、特許文献２に記載されるような常時噛み合い式のスタータが採用される場合が多い。こうした常時噛み合い式のスタータでは、そのピニオンギヤとリングギヤとが常に噛み合った状態にあり、始動時にはリングギヤから係合状態となったワンウェイクラッチを介して機関出力軸に回転力が伝達される。そして、内燃機関が自律運転の可能な状態に移行し、機関出力軸の回転速度がリングギヤの回転速度を上回るようになるとワンウェイクラッチが解放状態となり、スタータによるリングギヤの駆動が停止される。その後は、ワンウェイクラッチが解放状態に維持されるため、リングギヤが停止した状態のままで機関出力軸が回転するようになる。こうした内燃機関のスタータとして常時噛み合い式のスタータを採用した場合には一般的なスタータを採用した場合に比べて機関始動に要する時間を短縮することができる。

特開平１１−２５７１２２号公報 特開２００７−２３９５９０号公報

ところで、特許文献２に記載の装置のように、内燃機関の自動停止及び再始動を行う場合には、内燃機関が過渡状態にあるとき、すなわち機関出力軸の回転がスタータによる補助がなければ自律運転に復帰できない速度に達したものの完全に停止していないときに再始動が実行されることも考えられる。そして、このときの再始動でも、機関出力軸が完全に停止している状態の内燃機関をスタータによって始動する場合と同様に、上述したような燃料噴射量の増量が行われる。ところがこの場合、内燃機関の吸気系及び燃焼室には吸入空気の流れが生じており、その流れによって燃焼室に流入する噴射燃料の量が多くなるため、機関出力軸の回転が完全に停止したときと比較して壁面付着量が減少するようになる。その結果、過渡状態の内燃機関を再始動する際には、混合気がオーバーリッチ状態となって排気性状の悪化を招くおそれがあった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、過渡状態の内燃機関を再始動する際に、このときの排気性状の悪化を抑制できる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、自動停止条件の成立に基づいて機関運転を停止する一方、再始動条件の成立に基づいて機関運転を再開し、前記自動停止条件の成立後に機関出力軸の回転が自律運転に復帰できない速度にまで低下したものの完全に停止していない過渡状態に内燃機関があるときに前記再始動条件が成立したときには、常時噛み合い式のスタータにより機関出力軸を回転駆動するとともに燃料噴射弁による燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、前記再始動条件が成立したときに内燃機関が前記過渡状態にあるときには機関出力軸の回転が完全に停止したときと比較して機関運転再開時の始動時燃料噴射量を減量補正する減量補正手段を備えることを要旨とする。

この発明では、機関出力軸の回転が完全に停止していないため、内燃機関の吸気系や燃焼室において吸入空気の流れが生じており、こうした流れにより機関運転再開時に噴射した燃料のうち壁面付着することなく燃焼に供される割合が増大している場合には、始動時燃料噴射量を減量補正して、混合気がオーバーリッチ状態になることを抑制する。したがって、過渡状態の内燃機関を再始動する際における排気性状の悪化を抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記減量補正手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が高いときほど始動時燃料噴射量の減量補正量を大きく設定することを要旨とする。

機関回転速度が高くなるほど吸入空気が速く流れるようになるため、噴射された燃料の壁面付着量が更に少なくなり、燃焼に供される燃料の量が増大する傾向にある。そこで、上記発明では、機関回転速度が高くなるほど始動時燃料噴射量を減量補正する際の減量補正量を大きくするようにしている。したがって、過渡状態の内燃機関を再始動する際に、排気性状が悪化することを一層好適に抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記減量補正手段は前記再始動条件が成立したときの吸気圧が低いときほど始動時燃料噴射量の減量補正量を大きく設定することを要旨とする。

吸気圧が低くなるほど吸入空気が速く流れる傾向にあるため、噴射された燃料の壁面付着量が更に少なくなり、燃焼に供される燃料の量が増大する傾向にある。そこで、上記発明では、吸気圧が低いほど始動時燃料噴射量を減量補正する際の減量補正量を大きくするようにしている。したがって、過渡状態の内燃機関を再始動する際に、排気性状が悪化することを一層好適に抑制できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記再始動条件が成立したときに内燃機関が前記過渡状態にあるときには内燃機関の運転が完全に停止したときと比較して機関運転再開時の始動時点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段を備えることを要旨とする。

機関出力軸の回転が完全に停止している状態から内燃機関を始動する場合には、通常、その始動に伴う機関振動を低減するために、点火時期が遅角側に設定される。しかし、点火時期を遅角側に設定すると、機関振動を低減できる反面、機関出力が低下するようになる。一方、内燃機関が過渡状態にあるときに再始動条件が成立する場合の多くは、その後に内燃機関が加速状態に移行する可能性が高い。このため、通常の機関始動時のように、点火時期を遅角側に設定した状態で機関運転を再開すると、その後の加速性能の低下を招くおそれがある。

その点、上記発明では、内燃機関が過渡状態にあるときに再始動条件が成立して内燃機関を始動する場合には、始動時点火時期を進角側に補正するため、機関出力の低下を抑制して本来の加速性能を維持することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記点火時期補正手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が高いときほど始動時点火時期の進角補正量を大きく設定することを要旨とする。

この発明では、始動時点火時期の進角補正量を機関回転速度に応じて、すなわち機関回転速度が高いときほど進角補正量が大きくなるようにこれを設定するため、機関回転速度に応じた適正な機関出力を得ることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記点火時期補正手段は前記再始動条件が成立したときの吸気圧が低いときほど始動時点火時期の進角補正量を大きく設定することを要旨とする。

この発明では、始動時点火時期の進角補正量を吸気圧に応じて、すなわち吸気圧が低いときほど進角補正量が大きくなるようにこれを設定するため、吸気圧に応じた適正な機関出力を得ることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発明において、前記燃料噴射弁は内燃機関の吸気通路に燃料を噴射するものであることを要旨とする。
吸気通路に燃料が噴射されると、その燃料の一部は燃焼室内に導入されるまでに吸気通路の壁面に付着するため、燃焼室内に直接燃料を噴射する場合より、壁面付着量が多くなる傾向にある。このため、吸入空気の流速に応じて変化する壁面付着量の変動幅も燃焼室内に直接燃料を噴射する場合と比較して多くなり、混合気がオーバーリッチ状態となる可能性も高いものとなる。

このように吸気通路に燃料を噴射する構成に上記発明を適用することにより、混合気がオーバーリッチ状態となることを好適に抑制することができるようになる。

本発明の一実施形態が適用される直列４気筒内燃機関を示す概略構成図。 本実施形態に係る内燃機関の制御装置の再始動処理についてその処理手順を示すフローチャート。 機関回転速度と第１補正係数との関係を示すグラフ。 吸気圧と第２補正係数との関係を示すグラフ。 機関回転速度と第１補正値との関係を示すグラフ。 吸気圧と第２補正値との関係を示すグラフ。 過渡状態にある内燃機関を再始動する場合における燃料噴射量及び混合気の空燃比の推移等の一例を示すタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に示すように、車両に搭載される内燃機関１０において、その直列に配列された４つのシリンダ＃１，＃２，＃３，＃４には、これらシリンダ＃１〜＃４に吸入空気を供給する吸気管１１、及び同シリンダ＃１〜＃４から排気が排出される排気管１２がそれぞれ接続されている。これら吸気管１１及び排気管１２は、シリンダ＃１〜＃４にそれぞれ対応して分岐している。吸気管１１にはこの分岐点よりも上流に、その流入空気量を調量するスロットルバルブ１３と、同流入空気量を計測するエアフローメータ１４とが設けられている。また、吸気管１１の分岐した部分には、デリバリパイプ１５の燃料を噴射するための燃料噴射弁１６がそれぞれ接続されている。これら燃料噴射弁１６はシリンダ＃１〜＃４に対応する吸気ポート１９に燃料を噴射する。また、各シリンダ＃１〜＃４には混合気に着火するための点火プラグ２４がそれぞれ設けられている。

また、内燃機関１０には、スタータ２５が設けられている。このスタータ２５は、内燃機関１０の運転が停止している場合、イグニッションスイッチがオンされたことを契機に、バッテリ２６から供給される電力を用いて機関出力軸１７を回転させる。このスタータ２５は、上述したような常時噛み合い式のスタータであり、そのピニオンギヤはワンウェイクラッチ（いずれも図示略）を介して機関出力軸１７に連結されたリングギヤ（図示略）と常に噛み合っている。内燃機関１０の始動時には、スタータ２５の回転力がワンウェイクラッチを介して機関出力軸１７に伝達される。一方、機関運転中はワンウェイクラッチが解放状態となりリングギヤはスタータ２５のピニオンギヤと噛み合った状態のまま停止している。

図１に示されるように、内燃機関１０やこれが搭載される車両には、機関運転状態や車両走行状態を検出する各種センサが設けられている。これらセンサには、上述したエアフローメータ１４の他、車速センサ２７、冷却水温センサ２８、バッテリ電流センサ２９、アクセル操作量センサ３０、ブレーキペダルセンサ３１、吸気圧センサ３２、回転速度センサ３３、カム角センサ３４が含まれる。吸気圧センサ３２は吸気管１１においてスロットルバルブ１３よりも下流側に設けられている。回転速度センサ３３は機関出力軸１７の所定回転角毎にパルス信号を出力する。カム角センサ３４は機関出力軸１７が一回転する間に１／２回転するカムシャフト（図示略）の回転位相に対応した信号を出力する。そして、これらエアフローメータ１４及びセンサ２７〜３４の検出信号は電子制御装置３５に取り込まれる。

電子制御装置３５は、演算処理装置（ＣＰＵ）やプログラムメモリ（ＲＯＭ）、データメモリ（ＲＡＭ）等を有し、燃料噴射弁１６やスタータ２５の制御等、各種制御を実行する。電子制御装置３５は回転速度センサ３３からの出力信号に基づき機関回転速度ＮＥを算出する。また、電子制御装置３５は回転速度センサ３３及びカム角センサ３４からの出力信号に基づきクランク角ＣＡを把握して気筒判別を実行するとともに、その結果に基づいて各シリンダ＃１〜＃４に対する燃料噴射時期及び点火時期を設定する。機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭは、吸入空気の流速と時間的に一致して相関するパラメータである。吸入空気の流速は、機関回転速度ＮＥが高くなるか、若しくは吸気圧ＰＭが低くなるほど増大する。

また、電子制御装置３５は、内燃機関１０を搭載した車両の運転状態や、その操作に応じて内燃機関１０の運転を自動的に停止及び再始動させる、いわゆるエコノミーランニングに係る制御も実行する。

次に、このエコノミーランニングに係る制御について以下に説明する。電子制御装置３５は、内燃機関１０が運転状態にあるときに、例えば、信号待ち等で車両が一時的に停止したことによって内燃機関１０の自動停止条件が成立すると、自動停止処理を実行する。

上記自動停止条件としては、
・アクセル操作量が「０」であること（アクセルペダルが踏み込まれていないこと）
・車両の走行速度が所定速度以下であること
・ブレーキペダルが踏み込まれていること
・機関冷却水の温度が所定温度以上であること
・バッテリ２６の充電量が所定値以上であること
等が挙げられ、とくに、本実施形態においては、電子制御装置３５が各センサ２７〜３４からの検出信号に基づいてこうした条件が全て成立したときに、内燃機関１０の自動停止条件が成立したと判断する。なお、自動停止条件の成立判断に用いられる各種閾値は、予め実験等によって求められ、電子制御装置３５が備えるプログラムメモリ（ＲＯＭ）に記憶されている。

自動停止処理が実行されると、燃料噴射弁１６によるシリンダ＃１〜＃４内に対する燃料噴射及び点火プラグ２４による点火が停止され、機関運転が停止される。
他方、機関運転が停止しているときに、内燃機関１０を再始動させる条件が成立すると内燃機関１０を始動する。この再始動条件としては、
・ブレーキペダルが踏み込まれていないこと
・アクセルペダルの操作量が「０」でないこと
・バッテリ２６の充電量が所定値未満に低下したこと
等が挙げられ、本実施形態においては、各センサ２７〜３４の検出信号に基づいて電子制御装置３５がこうした条件のいずれかが成立したと判断したときに、内燃機関１０の再始動条件が成立したと判断する。

再始動条件が成立すると、常時噛み合い式のスタータ２５が駆動され、これに伴い機関出力軸１７が回転されて内燃機関１０が再始動される。その後、スタータ２５による再始動を経て内燃機関１０が自律運転を開始すると、スタータ２５の回転が停止されてその駆動を終了する。このように電子制御装置３５は、内燃機関１０あるいは車両の運転状態や車両操作に応じて、機関運転を自動停止及び再始動させることで、内燃機関１０の燃料消費量の低減を可能としている。

ところで、自動停止条件が成立して自動停止処理が実行されても、例えば内燃機関が完全停止、すなわち機関出力軸の回転が停止するのに足るだけの時間をおかずに再始動条件が成立する等して、機関停止状態になる前に機関を再始動する場合がある。このとき、内燃機関１０の機関回転速度が自律運転に復帰可能な範囲であれば、すなわちスタータ２５によって機関出力軸１７に回転力を付与しなくとも機関運転状態に応じた燃料噴射及び点火を再開することにより自律運転を再開することができるのであれば、スタータ２５を駆動せずに内燃機関１０を自律運転に復帰させる。他方、機関出力軸１７の回転が自律運転に復帰できない速度にまで低下しているときには、内燃機関１０が過渡状態にあると判断して再始動処理を実行し、スタータ２５を駆動するとともに始動時の燃料噴射量を制御する。

以下に、電子制御装置３５にて実行されるこうした再始動処理の処理手順について図２を参照して説明する。なお、この再始動処理は、再始動条件が成立したときに、機関回転速度ＮＥが所定値Ａ以下であることを条件として実行される。

まず、電子制御装置３５は、ステップＳ１０において、内燃機関１０が完全に停止しているか否か、すなわち機関出力軸１７が回転していないか否かを判断する処理を行う。このとき、電子制御装置３５は、ステップＳ１０において、回転速度センサ３３から所定期間信号が入力されなければ、内燃機関１０が完全に停止したと判断する（Ｓ１０：ＹＥＳ）一方、回転速度センサ３３から所定間隔で信号が入力されていれば内燃機関１０が過渡状態であると判断する（Ｓ１０：ＮＯ）。電子制御装置３５は、機関出力軸１７が完全に停止していると判断すると、ステップＳ１１に移行して、回転速度センサ３３及びカム角センサ３４による検出信号に基づいて、内燃機関１０が停止している位置、すなわち機関出力軸１７が停止したときのクランク角ＣＡを記憶する。そして、電子制御装置３５はクランク角ＣＡに応じた燃料噴射量Ｑｓを算出する（ステップＳ１２）。具体的には、クランク角ＣＡと始動時基本噴射量Ｑとが対応付けられた第１マップが参照され、ステップＳ１１で記憶したクランク角ＣＡに基づいて燃料を噴射可能な直近のクランク角を決定するとともにそのクランク角に基づいて始動時基本噴射量Ｑが算出される。電子制御装置３５は、算出した始動時基本噴射量Ｑを燃料噴射量Ｑｓとした後、ステップＳ１３に移行する。電子制御装置３５は、点火時期制御モードとして、機関回転速度ＮＥ等の機関運転状態とは無関係に固定点火時期を設定する固定点火時期設定制御を選択する（ステップＳ１３）。

次に、ステップＳ１４では、気筒判別を行って初めに燃料噴射を行うシリンダ＃１〜＃４を特定し、所定の時期に燃料噴射を行う。ステップＳ１４では、ステップＳ１２で算出した量の燃料が噴射される。ステップＳ１５においては、ステップＳ１３において選択された固定点火時期設定制御を実行し、所定の固定点火時期に至ると点火を実行する。固定点火時期は、始動時の振動を低減するため、定常運転時の点火時期よりも遅角側に設定されている。ステップＳ１５の処理が終了すると、再始動処理が一旦終了する。なお、再始動処理の実行開始に伴って、所定の時期にスタータ２５も駆動される。

一方、ステップＳ１０において、機関出力軸１７が回転しており内燃機関１０が過渡状態にあると判断すると、ステップＳ１６に移行して、クランク角ＣＡを検出する。そして、ステップＳ１７に移行して、そのクランク角ＣＡに基づいて燃料を噴射可能な直近のクランク角を求め、同クランク角、機関回転速度ＮＥ、吸気圧ＰＭに応じた燃料噴射量Ｑｓを算出する。この処理では、前述の第１マップが参照され、クランク角ＣＡに応じた始動時基本噴射量Ｑが算出される。始動時基本噴射量Ｑは、吸気管１１の壁面に対する付着分を見込んで設定される。また、図３に示す第２マップが参照され、機関回転速度ＮＥに応じた第１補正係数Ｋ１が算出される。さらに、図４に示す第３マップが参照され、吸気圧ＰＭに応じた第２補正係数Ｋ２が算出される。そして、下式（１）から燃料噴射量Ｑｓが算出される。

Ｑｓ＝Ｑ・Ｋ１・Ｋ２・・・（１）

図３に示すように、第２マップにおける第１補正係数Ｋ１は、０＜Ｋ１＜１という条件を満たし、かつ機関回転速度ＮＥが高くなるほど小さくなるように設定されている。これは、機関回転速度ＮＥが高いときほど吸入空気の流速が大きくなり、上述した壁面付着量が減少して燃焼に寄与する燃料が確保されるため、機関回転速度ＮＥが高くなるほど第１補正係数Ｋ１は小さくなるように設定されている。

また、図４に示すように、第３マップにおける第２補正係数Ｋ２は、０＜Ｋ２＜１という条件を満たし、かつ吸気圧ＰＭが低くなるほど小さくなるように設定されている。これは、吸気圧ＰＭが低いときほど吸入空気の流速が大きくなり、上述した壁面付着量が減少して燃焼に寄与する燃料が確保されるため、吸気圧ＰＭが低くなるほど第２補正係数Ｋ２は小さくなるように設定されている。

そのため、ステップＳ１７において算出される燃料噴射量Ｑｓは、機関回転速度ＮＥが高くなるほど減量されるとともに、吸気圧ＰＭが低くなるほど減量される。なお、内燃機関１０が過渡状態にある場合、ステップＳ１７で行われる処理は、減量補正手段としての電子制御装置３５が行う処理である。

次に、ステップＳ１８に移行すると、点火時期制御モードとして、機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに応じて点火時期を変更する点火時期可変設定制御を選択する。その後、ステップＳ１４に移行して、ステップＳ１６で検出したクランク角ＣＡに基づいて気筒判別を行い、燃料噴射を初めに行うシリンダ＃１〜＃４を特定し、その特定したシリンダ＃１〜＃４に燃料噴射を実行する。このとき、ステップＳ１７で算出した量の燃料を噴射する。

次に、ステップＳ１５では、点火時期可変設定制御を実行することで、機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに応じた始動時点火時期を設定する。この点火時期可変設定制御では、点火時期が少なくとも固定点火時期よりも進角側となるように制御する。具体的には、図５に示す第４マップを参照して、機関回転速度ＮＥに応じた第１補正値ＫＬ１を算出する。また、図６に示す第５マップを参照して、吸気圧ＰＭに応じた第２補正値ＫＬ２を算出する。第４マップにおける第１補正値ＫＬ１は、機関回転速度ＮＥが高くなるほど大きくなるように設定されている。また、第５マップにおける第２補正値ＫＬ２は、吸気圧ＰＭが低くなるほど大きくなるように設定されている。これは、機関回転速度ＮＥが高いときほど、若しくは吸気圧ＰＭが低いときほど点火時期を進角側にしなければ、混合気が燃焼して火炎伝播の広がる時期が圧縮行程の上死点よりも後になってしまうためである。

そして、点火時期可変設定制御が実行されたとき、算出された始動時点火時期に対して第１補正値ＫＬ１及び第２補正値ＫＬ２を減算して、始動時点火時期を進角側に補正する。本実施形態の点火時期可変設定制御では、機関回転速度ＮＥが高くなるほど始動時点火時期に対する進角補正量が大きくなるように設定される。また、点火時期可変設定制御では、吸気圧ＰＭが低くなるほど、始動点火時期に対する進角補正量が大きくなるように設定される。そのため、点火時期可変設定制御を実行することで、ノッキングの発生を回避しつつ大きな機関出力が得られる始動時点火時期にすることができる。なお、内燃機関１０が過渡状態である場合にステップＳ１５で行われる処理は、点火時期補正手段としての電子制御装置３５が行う処理である。

次に、再始動処理を実行した場合の動作例について図７を参照して説明する。図７については、内燃機関１０が過渡状態のときに再始動条件が成立し再始動を行う場合における各種機関状態を例示している。

図７に示すように、内燃機関１０が自律運転している状態から、時刻ｔ１において自動停止条件が成立すると燃料噴射が停止される。すると、時刻ｔ１以降、機関回転速度ＮＥが低下するとともに、吸気圧ＰＭが上昇する。その後、時刻ｔ２になると、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたため、自動停止条件が不成立になるとともに再始動条件が成立する。このときの機関回転速度ＮＥは「０」に至ってはいないものの所定値Ａよりも小さいため、燃料噴射を再開するだけでは内燃機関１０が自律運転に復帰できない機関状態になっている。そのため、時刻ｔ２で再始動条件が成立すると、スタータ２５が駆動されて、機関出力軸１７の回転が補助される。時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、機関回転速度ＮＥが増大するとともに吸気圧ＰＭが低下することで、吸入空気の流速（＝吸気管１１を流通する単位断面積当たりの吸入空気の流量）も大きくなるが、その分、燃料噴射量Ｑｓは減量される。そのため、時刻ｔ２から時刻ｔ３において、図７の実線で示す燃料噴射量Ｑｓは、図７の二点鎖線で示す通常始動時の燃料噴射量よりも減少する。仮に、時刻ｔ２から時刻ｔ３において、機関停止状態から始動する場合と同量の燃料を噴射すると、シリンダ＃１〜＃４内における混合気は図７の二点鎖線で示すようにオーバーリッチ状態になる。しかし、本実施形態では、吸入空気の流速と時間的に一致して相関する機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに基づいて始動時基本噴射量Ｑを減量補正するため、算出された燃料噴射量Ｑｓは吸気管１１の下流側を流れる吸入空気の流速に適合している。したがって、過渡状態にある内燃機関１０を始動する際においても、図７の実線で示すように混合気の空燃比はストイキ側付近にある。

なお、時刻ｔ３になると、スタータ２５の駆動は停止されるが、このときには機関回転速度ＮＥが所定値Ａよりも高くなっているため、時刻ｔ３以降、内燃機関１０は自律運転を再開する。

この実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）電子制御装置３５は、過渡状態にある内燃機関１０をスタータ２５によって始動する場合、機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに基づいて始動時の燃料噴射量Ｑｓを算出する。この際、電子制御装置３５は、機関回転速度ＮＥが高くなるほど、若しくは吸気圧ＰＭが低くなるほど、始動時基本噴射量Ｑを減量補正して、その値を燃料噴射量Ｑｓとする。したがって、始動時に内燃機関１０が過渡状態になっており吸気管１１やシリンダ＃１〜＃４内に流れが生じていても、吸入空気と混合される燃料量が吸入空気量に対して過剰になって、混合気がオーバーリッチ状態になることを抑制できる。すなわち、過渡状態の内燃機関１０を始動する際に、排気性状が悪化することを抑制できる。

また、エアフローメータ１４は吸気管１１の上流側に設けられているため、エアフローメータ１４による計測結果に基づいてシリンダ＃１〜＃４内に吸入される吸入空気の流速を検出する場合、エアフローメータ１４から吸気ポートまでの間を吸入空気が流通する時間分、検出精度は低くなる。とくに、機関回転速度ＮＥが低いほど吸入空気がエアフローメータ１４から吸気ポートに達するまでに要する時間も長くなるため、内燃機関１０の過渡状態では、吸入空気の流速の検出精度は顕著に低くなる。これに対して、本実施形態における電子制御装置３５は、吸入空気の流速に対して時間的に一致して相関する機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに基づいて、始動時基本噴射量Ｑを減量補正する。したがって、本実施形態では、過渡状態にある内燃機関１０を始動するときであっても、エアフローメータ１４の計測結果から吸入空気の流速を検出して減量補正する場合よりも燃料噴射量Ｑｓが吸入空気の流速に精度よく適合するように減量補正できる。

（２）再始動要求時のクランク角ＣＡに基づいて燃料噴射可能な直近のクランク角を求め、同クランク角に基づいて始動時基本噴射量Ｑを算出するようにしている。したがって、内燃機関１０を始動するために過不足ない燃料噴射量Ｑｓにすることができ、燃費を向上させることができる。

（３）内燃機関１０が過渡状態になっているときに再始動条件が成立し、スタータ２５による始動が行われる場合、点火時期は進角側に補正される。この際、機関回転速度ＮＥが高いほど、若しくは吸気圧ＰＭが低いほど始動時点火時期の進角補正量を大きくする。したがって、通常の機関始動時のように点火時期を遅角側に設定して機関運転を再開する場合に比べて、機関出力の低下を抑制して本来の加速性能を維持することができ、機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭに応じた適正な機関出力を得ることができる。

（４）電子制御装置３５は、内燃機関１０の始動時に燃料噴射弁１６によって吸気ポート１９内に燃料を噴射する。そして、吸気ポート１９内に燃料が噴射されると、その燃料の一部はシリンダ＃１〜＃４内に導入されるまでに吸気管１１内の壁面に付着するため、シリンダ＃１〜＃４内に直接燃料を噴射する場合よりも、壁面付着量が多くなる傾向にある。このため、吸入空気の流速に応じて変化する壁面付着量の変動幅もシリンダ＃１〜＃４内に直接燃料を噴射する場合と比較して多くなり、混合気がオーバーリッチ状態となる可能性も高いものとなるが、本実施形態では、混合気がオーバーリッチ状態となることを好適に抑制することができるようになる。

上述した実施の形態は、以下のようにこれを適宜変更した形態にて実施することもできる。
・始動時基本噴射量Ｑを吸気圧ＰＭ及び機関回転速度ＮＥの双方に基づいて減量補正するようにしたが、例えば、吸気圧ＰＭ及び機関回転速度ＮＥのいずれか一方に基づいて燃料噴射量を減量補正してもよい。すなわち、吸気圧ＰＭについては考慮せずに機関回転速度ＮＥに基づいた補正値を用いて始動時基本噴射量Ｑを減量補正してもよいし、機関回転速度ＮＥについては考慮せずに吸気圧ＰＭに基づいた補正値を用いて始動時基本噴射量Ｑを減量補正してもよい。そして、このような減量補正を行って燃料噴射量を算出した場合であっても、過渡状態の内燃機関１０を始動する際に排気性状が悪化することを抑制できる。

・始動時基本噴射量Ｑを減量補正する際の減量補正値を固定値にしてもよい。すなわち、吸気圧ＰＭや機関回転速度ＮＥに応じた減量補正を行う代わりに、始動時基本噴射量Ｑに対して所定の減量補正値を減算して、燃料噴射量Ｑｓとしてもよい。そして、このように減量補正値を固定値にしても、機関出力軸１７が完全に停止している状態から再始動する際の燃料噴射量と比較して、燃料噴射量Ｑｓを減量することができるため、過渡状態の内燃機関１０を始動する際に排気性状が悪化することを抑制できる。

・始動時基本噴射量Ｑを算出する際、クランク角ＣＡに応じて始動時基本噴射量Ｑを変更することなく、例えば、始動時基本噴射量Ｑを固定値にしてもよい。
・スタータ２５を駆動して機関出力軸１７が完全に停止している内燃機関１０を再始動する場合において、そのときに算出される燃料噴射量Ｑｓを固定値にしてもよい。すなわち、クランク角ＣＡに応じた始動時基本噴射量Ｑを算出する代わりに、所定の固定値を始動時基本噴射量Ｑとして設定してもよい。

・点火時期可変設定制御では機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭの双方に基づいて始動時点火時期を進角側に補正する制御を実行したが、例えば、機関回転速度ＮＥ及び吸気圧ＰＭのいずれか一方に基づいて始動時点火時期を進角側に補正する点火時期可変設定制御を行うようにしてもよい。すなわち、吸気圧ＰＭについては考慮せずに機関回転速度ＮＥに基づいた補正値を用いて始動時点火時期を進角補正してもよいし、機関回転速度ＮＥについては考慮せずに吸気圧ＰＭに基づいた補正値を用いて始動時点火時期を進角補正してもよい。このようにして始動時点火時期を進角補正した場合であっても、過渡状態の内燃機関１０を始動する際に機関出力が低下することを抑制できる。

・また、機関回転速度ＮＥや吸気圧ＰＭ等のパラメータを考慮せずに、進角補正量を固定値として、始動時点火時期を補正するようにしてもよい。
・本発明は、始動時にポート噴射を行う内燃機関１０に限らず、始動時に筒内噴射を行う内燃機関１０に適用してもよい。

・内燃機関１０の自動停止・再始動条件は実施形態にて例示した条件に限らず、例えば、キー始動操作が行われた場合に再始動条件が成立したとして、再始動を実行するようにしてもよい。

１０…内燃機関、１６…燃料噴射弁、１７…機関出力軸、２５…スタータ、３２…吸気圧センサ、３３…回転速度センサ、３５…減量補正手段及び点火時期補正手段としての電子制御装置。

Claims (7)

1. 自動停止条件の成立に基づいて機関運転を停止する一方、再始動条件の成立に基づいて機関運転を再開し、前記自動停止条件の成立後に機関出力軸の回転が自律運転に復帰できない速度にまで低下したものの完全に停止していない過渡状態に内燃機関があるときに前記再始動条件が成立したときには、常時噛み合い式のスタータにより機関出力軸を回転駆動するとともに燃料噴射弁による燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
   前記再始動条件が成立したときに内燃機関が前記過渡状態にあるときには機関出力軸の回転が完全に停止したときと比較して機関運転再開時の始動時燃料噴射量を減量補正する減量補正手段を備える
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記減量補正手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が高いときほど始動時燃料噴射量の減量補正量を大きく設定する
   請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記減量補正手段は前記再始動条件が成立したときの吸気圧が低いときほど始動時燃料噴射量の減量補正量を大きく設定する
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記再始動条件が成立したときに内燃機関が前記過渡状態にあるときには内燃機関の運転が完全に停止したときと比較して機関運転再開時の始動時点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段を備える
   内燃機関の制御装置。
5. 前記点火時期補正手段は前記再始動条件が成立したときの機関回転速度が高いときほど始動時点火時期の進角補正量を大きく設定する
   請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記点火時期補正手段は前記再始動条件が成立したときの吸気圧が低いときほど始動時点火時期の進角補正量を大きく設定する
   請求項４又は請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記燃料噴射弁は内燃機関の吸気通路に燃料を噴射するものである
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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