JP2011208646A - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン始動時のプレイグニッションを回避する。
【解決手段】筒内流入吸気量を可変動弁機構によって制御する内燃機関の始動制御装置であって、内燃機関の始動時にプレイグニッションが発生するか否かを判定する始動プレイグ発生判定手段と、吸気弁のリフト・作動角を、所定の低回転領域において内燃機関の回転速度が上昇するほど体積効率が低下する所定の小リフト・小作動角に制御する始動時回転速度制御手段と、を備え、始動時回転速度制御手段は、始動プレイグ発生判定手段がプレイグニッション発生と判定したときに、筒内流入空気量を、所定の小リフト・小作動角時の筒内流入空気量よりも少なくしてプレイグニッションを回避するように吸気弁のリフト・作動角を補正することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は内燃機関の始動制御装置に関する。

従来の内燃機関の始動制御装置は、エンジン始動時の回転吹け上がり量の積分値に基づいて、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度に収束するように点火時期をフィードバック制御していた（特許文献１参照）。

特開２００４−１０８１７２号公報

しかしながら、上述した従来の内燃機関の始動制御装置は、エンジン始動時の回転吹け上がり量の積分値に応じた点火時期リタードによるトルクコントロールで回転吹け上がりを低下させるものであった。そのため、回転吹け上がりが発生してからの抑制となり、エンジン始動時において、振動や騒音などの始動性能に問題点があった。

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、エンジン始動時の回転吹け上がりを抑制して始動性能の向上を図ることを目的とする。

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、吸気弁（３５）のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大、縮小させることができるリフト作動角可変機構（１１０）と、前記吸気弁（３５）のリフト中心角の位相を遅進させることができる位相可変機構（１４０）と、を備えた前記吸気弁（３５）のバルブタイミングを可変制御可能な可変動弁機構（１００）を有し、筒内流入吸気量をこの可変動弁機構（１００）によって制御する内燃機関（１）の始動制御装置であって、機関始動時に、前記吸気弁（３５）のバルブタイミングを、リフト・作動角が小リフト・小作動角で、閉時期が下死点付近となる始動バルブタイミングに制御する始動時回転速度制御手段（Ｓ３１６）を備える。

機関始動時に吸気弁を始動バルブタイミングに制御することで、着火後機関回転速度の上昇に伴い、小リフト・小作動角の効果により筒内流入空気量が絞られ、回転吹け上がりを抑制させることができ、始動性能の向上を図ることができる。

吸気弁可変動弁機構を備えたエンジンの構成を示す図である。 吸気弁可変動弁機構の斜視図である。 リフト・作動角可変機構の駆動軸方向視図である。 吸気弁可変動弁機構の作用を説明する図である。 吸気弁のリフト量及び作動角と、エンジン体積効率との関係を示した図である。 吸気弁可変動弁機構のエンジン始動時制御を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による始動トルク制御について説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態による始動トルク制御のタイムチャートである。 吸気弁のリフト量及び作動角と、クランキング時の筒内圧縮温度との関係を示した図である。 本発明の第２実施形態による始動トルク制御について説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態による始動トルク制御のタイムチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、吸気弁可変動弁機構を備えたエンジンの構成を示す図である。

エンジン１は、クランクケース１０と、クランクケース１０に連結されるシリンダブロック２０と、シリンダブロック２０の頂部を覆うシリンダヘッド３０とを備える。

クランクケース１０の内部には、クランクシャフト１１が回転可能に支持される。クランクシャフト１１には、エンジン１の始動時にスタータモータ１２によって、クランクシャフト１１の一端に連結されたフライホイール１３のリングギヤ１４を介して始動トルクが与えられる。

シリンダブロック２０には、複数のシリンダ２１が形成される。図１では図面の煩雑を防止するため、１つのシリンダのみを記載してある。シリンダ２１には、ピストン２２が摺動自在に嵌合する。ピストン２２は、コンロッド２３によってクランクシャフト１１に連結される。

シリンダヘッド３０には、燃焼室３１の頂壁に開口する吸気通路３２と排気通路３３とが形成され、燃焼室３１の頂壁中心に点火栓３４が設けられる。また、シリンダヘッド３０には、吸気通路３１の開口を開閉する一対の吸気弁３５と、排気通路３２の開口を開閉する一対の排気弁３６とが設けられる。図１では図面の煩雑を防止するため、一方の吸気弁及び排気弁のみを記載してある。さらに、シリンダヘッド３０には、吸気弁３５を開閉駆動すると共にその開閉時期を任意の時期に設定できる吸気弁可変動弁機構１００と、排気弁３６を開閉駆動する排気カムシャフト３７とが設けられる。

吸気通路３２には、上流から順にエアクリーナ３２１と、吸気温センサ３２２と、エアフローセンサ３２３と、燃料噴射弁３２４とが設けられる。

エアクリーナ３２１は、空気中に含まれる異物を除去する。吸気温センサ３２２は、エンジン１に吸入される空気の温度（吸気温）を検出する。エアフローメータ３２３は、エンジン１に吸入される空気の流量（吸気量）を検出する。燃料噴射弁３２４は、エンジン運転状態に応じて燃料を噴射する。

排気通路３３には、排気中の炭化水素や窒素酸化物等の有害物質を取り除く触媒コンバータ３３１が設けられる。

コントローラ２００は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発メモリ２０及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ２００には、上述したセンサ信号のほかにも、エンジン１の水温を検出するエンジン水温センサ２０１、エンジン１の油温を検出するエンジン油温センサ２０２、クランク角に基づいてエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２０３、エンジン始動信号を検出するイグニッションセンサ２０４等の各種センサからの信号が入力される。

次に、図２を参照して、吸気弁可変動弁機構１００について説明する。図２は、吸気弁可変動弁機構１００の斜視図である。

吸気弁可変動弁機構１００は、吸気弁３５のリフト・作動角を変化させるリフト・作動角可変機構１１０と、吸気弁３５のリフト中心角（吸気弁３５が最大リフトを迎えるクランク角度位置）の位相を進角又は遅角させる位相可変機構１４０とを備え、吸気弁３５のバルブタイミングを可変制御する。なお、図２では１つの気筒に対応する一対の吸気弁３５及びその関連部品のみを簡略的に図示している。

まず、リフト・作動角可変機構１１０の構成について説明する。

吸気弁３５の上方には、気筒列方向に延びる中空状の駆動軸１１３が設けられる。駆動軸１１３は、一端部に設けられた従動スプロケット１４２等を介して、図示しないベルトやチェーンでクランクシャフト１１と連係され、クランクシャフト１１に連動して軸周りに回転する。

駆動軸１１３には、気筒ごとに、一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３に対して回転自在に取り付けられる。この一対の揺動カム１２０が駆動軸１１３を中心として所定の回転範囲で揺動（上下動）することによって、その下方に位置する吸気弁のバルブリフタ１１９が押圧され、吸気弁３５が下方にリフトする。なお、一対の揺動カム１２０は、互いに円筒等で同位相に固定されている。

駆動軸１１３の外周には、円筒状の駆動カム１１５が圧入等によって固定される。駆動カム１１５の中心Ｐ₄（図３参照）は、駆動軸１１３の軸心Ｐ₃（図３参照）から所定量だけ偏心した位置にある。駆動カム１１５は、揺動カム１２０から軸方向に所定の距離だけ離れた位置に固定される。そして、駆動カム１１５の外周面には、リンクアーム１２５の基端１２５ａが、回転自在に嵌合する。

駆動軸１１３の斜め上方には、制御軸１１６が、駆動軸１１３と平行に気筒列方向へ延びて、回転自在に支持される。

制御軸１１６の一端部には、制御軸１１６を所定回転角度範囲内で回転させるリフト量制御アクチュエータ１３０が設けられる。リフト量制御アクチュエータ１３０は、エンジン１の運転状態を検出するコントローラ２００からの制御信号に基づいて、第１油圧装置２０１によって制御される。

制御軸１１６の外周面には、制御カム１１７が圧入等によって固定される。制御カム１１７の中心Ｐ₁（図３参照）は、制御軸１１６の軸心Ｐ₂（図３参照）から所定量だけ偏心した位置にある。制御カム１１７には、ロッカアーム１１８が、制御カム１１７の外周面に回転自在に嵌合する。ロッカアーム１１８は、制御カム１１７の軸心Ｐ₁を支点として揺動する。

ロッカアーム１１８は、制御カム１１７に支持される中央の基端部１１８ａを中心に、軸方向と垂直に左右方向に伸び、その両端には一端部１１８ｂと他端部１１８ｃとを有する。そして一端部１１８ｂと揺動カム１２０とがリンク部材１２６によって連結され、他端部１１８ｃ（図３参照）とリンクアーム１２５の端部１２５ｂとが連結される。

次に、位相可変機構１４０の構成について説明する。

位相可変機構１４０は、位相角制御アクチュエータ１４１と第２油圧装置２０２とを備える。

位相角制御アクチュエータ１４１は、スプロケット１４２と駆動軸１１３とを所定の角度範囲内において相対的に回転させる。

第２油圧装置２０２は、エンジン１の運転状態を検出するコントローラ２００からの制御信号に基づいて、位相角制御アクチュエータ１４１を制御する。

第２油圧装置２０２による位相角制御アクチュエータ１４１への油圧制御によって、スプロケット１４２と駆動軸１１３とが相対的に回転し、リフト中心角が進角又は遅角する。

続いてリフト・作動角可変機構１１０の作用を詳述する。

図３（Ａ）（Ｂ）は、リフト・作動角可変機構１１０の駆動軸方向視図である。図３（Ａ）は、吸気弁３５のゼロリフト時における揺動カム１２０の最小揺動時及び最大揺動時の位置を示す図である。図３（Ｂ）は、吸気弁３５のフルリフト時における揺動カム１２０の最小揺動時及び最大揺動時の位置を示す図である。

ここで、吸気弁のゼロリフト時とは、吸気弁３５がリフトしないことをいう（つまり吸気弁のリフト量はゼロ）。また、吸気弁のフルリフト時とは、吸気弁３５が最大のリフト量となることをいう。

図３（Ａ）に示すように、制御カム１１７の中心Ｐ₁が制御軸１１６の軸心Ｐ₂の上方に位置し、制御カムの厚肉部１１７ａが制御軸１１６に対して上方に位置しているときは、ロッカアーム１１８は全体として上方へ位置し、揺動カム１２０の端部１２０ａが相対的に上方へ引き上げられた状態となる。つまり、揺動カム１２０の初期位置は、カム面１２０ｂがバルブリフタ１１９から離れる方向に傾く（図３（Ａ）の左側参照）。したがって、駆動軸１１３の回転に伴って揺動カム１２０が揺動した際に、基円面１２０ｃが長くバルブリフタに接触し続け、カム面１２０ｂがバルブリフタに接触する期間が短くなる。このため、吸気弁３５の最大リフト量が小さくなる（図３（Ａ）の右側参照）。また、吸気弁３５の開時期から閉時期までのクランク角度区間、つまり吸気弁３５の作動角も縮小する。

一方、図３（Ｂ）に示すように、制御カム１１７の中心Ｐ₁が制御軸１１６の軸心Ｐ₂の下方に位置し、制御カムの厚肉部１１７ａが制御軸１１６に対して下方に位置している場合には、ロッカアーム１１８は全体として下方へ位置し、揺動カム１２０の端部１２０ａが相対的に下方へ押し下げられた状態となる。つまり、揺動カム１２０の初期位置は、カム面１２０ｂがバルブリフタ１１９に近付く方向に傾く（図３（Ｂ）の左側参照）。したがって、駆動軸１１３の回転に伴って揺動カム１２０が揺動した際に、バルブリフタ１１９と接触する部位が基円面１２０ｃからカム面１２０ｂへと直ちに移行する。このため、吸気弁３５の最大リフト量が大きくなる（図３（Ｂ）の右側参照）。また、吸気弁３５の作動角も拡大する。

図４は、吸気弁可変動弁機構１００の作用を説明する図である。

先に図３を参照して説明した制御カム１１７の初期位置は連続的に変化させ得るので、これに伴って、吸気弁３５のバルブリフト特性は連続的に変化する。つまり、図４の実線に示したように、吸気弁可変動弁機構１００は、リフト・作動角可変機構１１０によって、吸気弁３５のリフト量及び作動角を、両者同時に連続的に拡大、縮小させることができる。各部のレイアウトによるが、例えば、吸気弁３５のリフト量及び作動角の大小変化に伴い、吸気弁３５の開時期と閉時期とがほぼ対称に変化する。

さらに、図４の破線に示したように、吸気弁可変動弁機構１００は、位相可変機構１４０によって、リフト中心角を進角又は遅角させることができる。

このように、リフト・作動角可変機構１１０と位相可変機構１４０とを組み合わせることによって、吸気弁可変動弁機構１００は、任意のクランク角度位置で吸気弁３５を開閉でき、吸気弁３５の閉時期を任意の時期に設定することができる。つまり、吸気弁３５のバルブタイミングを任意に設定することができる。

図５は、吸気弁３５のリフト量及び作動角と、エンジン体積効率η_vとの関係を示した図である。

図５に示すように、小リフト・小作動角のときは、エンジン回転速度が高回転（８００ｒｐｍ付近）のときよりも、低回転（２００ｒｐｍ付近）のときのほうが体積効率が高くなるという事実がある。したがって、エンジン始動時は、吸気弁３５のリフト量を大リフトとするよりも、むしろ小リフトとしたほうが体積効率が高くなる。さらに、エンジン始動時にリフト量を小リフトにしていれば、着火後、エンジン回転速度の上昇に伴って体積効率が低下するので、エンジンの吹け上がりを抑制することができる。

次に、リフト量及び作動角を大きくしていくと、各エンジン回転速度における体積効率はほぼ同じになるものの、吸気弁３５の閉時期が下死点から遅角するため、体積効率は低下する。

吸気弁３５のリフト量及び作動角とエンジン体積効率との間には、このような関係があるため、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することで、体積効率が高められて圧縮温度が高まるので着火性能が向上する。また同時に吸気弁３５の閉時期を下死点前後に設定でき、実圧縮比が高くなって圧縮温度が高まるので、より着火性能を向上させることができる。

また、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することで、筒内に流入する空気流量が絞られるため、エンジン回転速度の上昇とともに体積効率が低下する。これにより、エンジン始動時の吹け上がりを抑制することができる。一方で、予め定められたエンジン始動時のリフト量及び作動角では、回転吹け上がり抑制効果によって、着火後にエンジン回転速度をアイドル回転速度まで到達させることができないときは、吸気弁３５のリフト量及び作動角を、大リフト・大作動角にすることで始動トルクを確保することができる。

このように、エンジン始動時の吸気弁３５のリフト量及び作動角を、図５の実線で囲まれた領域に設定すれば、エンジン回転速度の上昇速度を検出し、必要に応じて吸気弁可変動弁機構１００を制御することで始動トルクを制御することができる。

以下では、このエンジン始動時における吸気弁可変動弁機構１００による始動トルク制御について説明する。

図６は、吸気弁可変動弁機構１００のエンジン始動時制御を示すフローチャートである。コントローラ２００は、本ルーチンを所定時間（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。

ステップＳ１において、コントローラ２００は、エンジン始動信号を読み込む。エンジン始動信号はイグニッションセンサ２０４によって検出され、運転者のキー操作によってエンジンが始動されるときにＯＮとなる。

ステップＳ２において、コントローラ２００は、エンジン始動信号がＯＮであるか否かを判定する。コントローラ２００は、エンジン始動信号がＯＮであればステップＳ３に処理を移行し、ＯＦＦであればステップＳ４に処理を移行する。

ステップＳ３において、コントローラ２００は、始動トルク制御を実行する。具体的な処理内容については図７を参照して説明する。

ステップＳ４において、コントローラ２００は、アイドル回転速度制御を実行する。具体的には、エンジン回転速度がアイドル回転速度を保つように吸気弁３５のバルブタイミングや燃料噴射量、点火時期を制御する。

図７は、本発明の第１実施形態による始動トルク制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ３１１において、コントローラ２００は、エンジン油水温及び吸気温を読み込む。

ステップＳ３１２において、コントローラ２００は、スタータモータ１２を駆動してクランクシャフト１１をクランキングさせる。

ステップＳ３１３において、コントローラ２００は、エンジン回転速度を読み込む。

ステップＳ３１４において、コントローラ２００は、可変動弁駆動許可信号を読み込む。可変動弁駆動許可信号は、エンジンが回転しているときにＯＮとなる。

ステップＳ３１５において、コントローラ２００は、可変動弁駆動許可信号がＯＮであるか否かを判定する。コントローラ２００は、可変動弁駆動許可信号がＯＮであればステップＳ３１６に処理を移行し、ＯＦＦであれば今回の処理を終了する。

ステップＳ３１６において、コントローラ２００は、吸気弁可変動弁機構１００を制御して、吸気弁３５のリフト量及び作動角を予め定められたエンジン始動時のリフト量及び作動角、すなわち図５で説明した始動トルク制御が可能な小リフト・小作動角の領域（以下「始動バルブタイミング」という）に制御する。

ステップＳ３１７において、コントローラ２００は、着火後のエンジン回転速度の上昇値（以下「エンジン回転上昇速度」という）が所定範囲に収まっているか否かを判定する。具体的には今回処理で読み込んだエンジン回転速度と前回処理で読み込んだエンジン回転速度との差が所定範囲に収まっているか否かを判定する。コントローラ２００は、エンジン回転上昇速度が所定範囲に収まっていれば今回の処理を終了し、収まっていなければステップＳ３１８に処理を移行する。

ステップＳ３１８において、コントローラ２００は、所定の目標エンジン回転上昇速度と実際のエンジン回転上昇速度との偏差に応じて、吸気弁可変動弁機構１００を制御する。具体的には、エンジン回転上昇速度が所定値α未満の場合は、始動トルクが不足しているときなので、吸気弁３５のリフト量及び作動角を大きくして始動トルクを確保する。一方、エンジン回転上昇速度が所定値βより大きい場合は、エンジンが吹け上がっているときなので、吸気量を絞って吹け上がりを抑制すべく、吸気弁３５のリフト量及び作動角を小さくする。

図８は、本発明の第１実施形態による始動トルク制御のタイムチャートである。

時刻ｔ１で、エンジン始動信号がＯＮになると（図７（Ａ）；Ｓ２でＹｅｓ）、クランキングが開始され、エンジン回転速度が上昇する（図７（Ｃ）；Ｓ３１２）。

時刻ｔ２で、エンジン回転が開始されているため吸気弁可変動弁機構１００の駆動が許可され（図７（Ｂ）（Ｃ）；Ｓ３１５でＹｅｓ）、吸気弁３５のバルブタイミングが始動バルブタイミングにセットされる（図７（Ｄ）；Ｓ３１６）。

時刻ｔ３で、着火されてエンジン回転速度が上昇すると（図７（Ｃ））、検出されたエンジン回転速度の上昇値（エンジン回転上昇速度）に基づいて、時刻ｔ３〜ｔ４の区間において吸気弁３５のバルブタイミングが制御される（図７（Ｃ）（Ｄ）；Ｓ３１７でＮｏ又はＳ３１７でＹｅｓ、Ｓ３１８）。なお、本タイムチャートはエンジン回転上昇速度が所定範囲に収まっている場合を示しているため、時刻ｔ３〜ｔ４の区間において吸気弁３５のバルブタイミングは変更されていない。

時刻ｔ４で、エンジン始動信号がＯＦＦになると、アイドル回転速度制御が開始される（図７（Ａ）；Ｓ２でＮｏ、Ｓ４）。

以上説明した本実施形態によれば、筒内流入吸気量を可変動弁機構によって制御する内燃機関において、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することとした。これにより、エンジン始動時の体積効率が高められて圧縮温度が高まるので着火性能が向上する。また同時に吸気弁３５の閉時期を下死点前後に設定できるため、実圧縮比が高くなって圧縮温度が高まり、着火性能をより一層向上させることができる。

また、エンジン始動時に、予めリフト量及び作動角を小リフト・小作動角に設定することで、筒内に流入する空気流量が絞られるため、エンジン回転速度の上昇とともに体積効率が低下する。これにより、エンジン始動時の吹け上がりを抑制することができ、始動時の不快な振動を抑制することができる。一方で、予め定められたエンジン始動時のリフト量及び作動角では、回転吹け上がり抑制効果によって、着火後にエンジン回転速度をアイドル回転速度まで到達させることができないときは、吸気弁３５のリフト量及び作動角を、大リフト・大作動角にすることで始動トルクを確保することができる。

このように、エンジン回転速度の上昇値に応じて吸気弁可変動弁機構１００を制御することで始動トルクを制御することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による始動トルク制御について説明する。本発明の第２実施形態による始動トルク制御は、エンジン始動時にプレイグニッション（エンジン始動時の圧縮動作によって点火タイミングより前に燃料が着火すること）発生の可能性を判定する点で第１実施形態による始動トルク制御と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下の各実施形態では上述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。

図９は、吸気弁３５のリフト量及び作動角と、クランキング時の筒内圧縮温度との関係を示した図である。

エンジン始動時の吸気弁３５のバルブタイミングを、小リフト・小作動角かつ閉時期が下死点前後（図９の始動初期位置）となるように設定した場合、特に吸気温が高いときには、ピストン２２の圧縮動作によって、筒内温度がプレイグニッション発生温度を超えてしまう場合がある。以下では、このエンジン始動時に発生するプレイグニッションを必要に応じて「始動プレイグ」と略称する。

このような始動プレイグの発生は燃費の悪化やエンジンの破損の原因となるため、回避することが望ましい。そこで、本実施形態では、エンジン始動時に、エンジン油水温、吸気温から始動プレイグ発生の可能性を判定し、可能性がある場合には、始動プレイグ回避バルブタイミングとなるように吸気弁可変動弁機構１００を制御する。以下では、始動プレイグの発生を防止する始動トルク制御について説明する。

図１０は、本発明の第２実施形態による始動トルク制御について説明するフローチャートである。なお、Ｓ３１１〜Ｓ３１８で実行される処理は第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３２１において、コントローラ２００は、エンジン水温、吸気温に基づいて始動プレイグが発生する可能性があるか否かを判定する。コントローラ２００は、始動プレイグが発生する可能性があると判定した場合には始動プレイグ発生フラグを１とし、可能性がないと判定した場合には始動プレイグ発生フラグを０とする。

ステップＳ３２２において、コントローラ２００は、始動プレイグ発生フラグが１か否かを判定する。コントローラ２００は、始動プレイグ発生フラグが１であればステップＳ３２３に処理を移行し、０であればＳ３１６に処理を移行する。

ステップＳ３２３において、コントローラ２００は、始動プレイグ回避バルブタイミングとなるように吸気弁可変動弁機構１００を制御する。具体的には、吸気弁３５のリフト量及び作動角を、始動バルブタイミング（始動初期位置）から大リフト・大作動角側に変更させることで、吸気弁３５の閉時期を遅角させる。これにより、エンジン始動時の体積効率が低下するので圧縮温度が低下し、始動プレイグを回避することができる。なお、始動初期位置から小リフト・小作動角側に変更させても始動プレイグを回避することができる。筒内吸入空気を絞ることでも圧縮温度を低下させることができるためである。

ステップＳ３２４において、コントローラ２００は、吸気弁３５のバルブタイミングの変更だけでは始動プレイグを回避できないと判断したときは、燃料噴射制御によって始動プレイグを回避する。具体的には、燃料噴射時期を排気行程から吸気行程に遅角する。これにより、圧縮温度を気化潜熱によって下げることができ、始動プレイグを回避することができる。

図１１は、本発明の第２実施形態による始動トルク制御のタイムチャートである。

時刻ｔ１で、エンジン始動信号がＯＮになると（図１１（Ａ）；Ｓ２でＹｅｓ）、エンジン油水温及び吸気温が読み込まれ（Ｓ３１１）、これら検出信号に基づいて始動プレイグが発生するか否かが判定される（図１１（Ｂ）；Ｓ３２１）。また、クランキングが開始され、エンジン回転速度が上昇する（図１１（Ｄ）；Ｓ３１２）。

時刻ｔ２で、エンジン回転が開始されているため吸気弁可変動弁機構１００の駆動が許可され（図１１（Ｃ）（Ｄ）；Ｓ３１５でＹｅｓ）、吸気弁３５のバルブタイミングが始動プレイグ判定フラグの値に応じてセットされる（Ｓ３２２）。本タイムチャートでは、始動プレイグ判定フラグが１にセットされているため（図１１（Ｂ））、吸気弁３５のバルブタイミングは、始動プレイグ回避バルブタイミング（始動バルブタイミングよりも大リフト・大作動角側のバルブタイミング）にセットされる（図１１（Ｅ）；Ｓ３２２でＹｅｓ、Ｓ３２３）。また、吸気弁３５のバルブタイミングを始動プレイグ回避バルブタイミングに変更しただけでは、始動プレイグが回避できないときは、同時に燃料噴射タイミングも吸気行程噴射にセットされる（図１１（Ｆ）；Ｓ３２４）
時刻ｔ３で、エンジン回転速度が所定のエンジン回転速度に到達し、エンジン始動信号がＯＦＦになると、アイドル回転速度制御が開始される（図１１（Ａ）；Ｓ２でＮｏ、Ｓ４）。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、エンジン始動時にプレイグニッションが発生する可能性がある場合に、吸気弁３５のバルブタイミングを制御することで圧縮温度を低下させて、プレイグニッションを回避することができる。

なお、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、それらも本発明の技術的範囲に含まれることは明白である。

例えば、第２実施形態では、エンジン始動時にプレイグニッションが発生する可能性がある場合には、吸気弁のバルブタイミングと燃料噴射タイミングの両方を制御することで圧縮温度を低下させて、プレイグニッションを回避したが、いずれか一方のみを制御することとしても良い。

１ 内燃機関
３５ 吸気弁
１００ 可変動弁機構
１１０ リフト・作動角可変機構
１４０ 位相可変機構
２０１ エンジン水温センサ（機関温度検出手段）
２０２ エンジン油温センサ（機関温度検出手段）
２０３ エンジン回転速度センサ（回転速度検出手段）
３２２ 吸気温センサ（吸気温検出手段）
Ｓ３１６、Ｓ３１７、Ｓ３１８ 始動時回転速度制御手段
Ｓ３２１ 始動プレイグ発生判定手段
Ｓ３２３ 始動時回転速度制御手段
Ｓ３２４ 始動時回転速度制御手段

Claims (8)

1. 吸気弁のリフト・作動角を同時にかつ連続的に拡大、縮小させることができるリフト作動角可変機構と、前記吸気弁のリフト中心角の位相を遅進させることができる位相可変機構と、を備えた前記吸気弁のバルブタイミングを可変制御可能な可変動弁機構を有し、筒内流入吸気量をこの可変動弁機構によって制御する内燃機関の始動制御装置であって、
   機関始動時に、前記吸気弁のバルブタイミングを、リフト・作動角が小リフト・小作動角で、閉時期が下死点付近となる始動バルブタイミングに制御する始動時回転速度制御手段を備える
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記回転速度の上昇速度を算出する機関回転上昇速度演算手段と、を備え、
   前記始動時回転速度制御手段は、初爆後、所定のアイドル回転速度に到達するまでの間において、前記上昇速度が所定範囲外の値のときには、前記上昇速度と予め定められた目標機関回転上昇速度との偏差に基づいて、前記上昇速度が前記目標機関回転上昇速度となるように前記吸気弁のバルブタイミングを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
3. 前記始動時回転速度制御手段は、前記上昇速度が前記所定範囲の最小値より小さいときは、前記吸気弁のリフト・作動角を、前記始動バルブタイミングにおけるリフト・作動角よりも大きくする
   ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の始動制御装置。
4. 前記始動時回転速度制御手段は、前記上昇速度が前記所定範囲の最大値より大きいときは、前記吸気弁のリフト・作動角を、前記始動バルブタイミングにおけるリフト・作動角よりも小さくする
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の始動制御装置。
5. 機関温度を検出する機関温度検出手段と、
   機関に吸入される空気の温度を検出する吸気温検出手段と、
   前記機関温度検出手段及び吸気温検出手段の検出値から、機関始動時にプレイグニッションが発生するか否かを判定する始動プレイグ発生判定手段と、を備え
   前記始動時回転速度制御手段は、前記始動プレイグ発生判定手段がプレイグニッション発生と判定したときは、筒内流入空気量を、前記始動バルブタイミングにおける筒内流入空気量よりも少なくしてプレイグニッションを回避するように前記吸気弁のバルブタイミングを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。
6. 前記始動時回転速度制御手段は、前記吸気弁の閉時期が、前記始動バルブタイミングにおける閉時期よりも遅角するように前記吸気弁のバルブタイミングを補正してプレイグニッションを回避する
   ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置。
7. 前記始動時回転速度制御手段は、前記吸気弁のリフト・作動角が、前記始動バルブタイミングにおけるリフト・作動角よりも小さくなるように前記吸気弁のバルブタイミングを補正してプレイグニッションを回避する
   ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の始動制御装置。
8. 機関温度を検出する機関温度検出手段と、
   機関に吸入される空気の温度を検出する吸気温検出手段と、
   前記機関温度検出手段と吸気温検出手段との検出値から、機関始動時にプレイグニッションが発生するか否かを判定する始動プレイグ発生判定手段と、を備え
   前記始動時回転速度制御手段は、前記始動プレイグ発生判定手段がプレイグニッション発生と判定したときは、燃料噴射時期を吸気行程とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の始動制御装置。

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