JP2013231388A - エンジンの始動制御装置、及び、エンジンの始動制御方法 - Google Patents

エンジンの始動制御装置、及び、エンジンの始動制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることができ、よりスポーティな始動感を得ることが可能なエンジンの始動制御装置を提供する。
【解決手段】 エンジン１０を始動する際に、ＥＣＵ５０は、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角するとともに、スロットルバルブ１３をアイドリング時の開度よりも開弁する。そして、エンジン１０が完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上になり、かつ、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、ＥＣＵ５０は、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角するとともに、スロットルバルブ１３をアイドリング時の開度よりも閉弁する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンの始動制御装置、及び、エンジンの始動制御方法に関する。
従来から、エンジン始動時におけるエンジン回転数の吹き上がりを良くしてエンジンの始動性を良好にするために、エンジン始動後の一定時間、点火時期を所定量進角する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のエンジンの点火時期制御装置は、エンジンの始動後、該エンジンの点火時期を所定量進角補正するとともに、エンジン回転数Ｎｅが予め設定された所定の上限値Ｎｅ（ＭＡＸ）を越えて上昇する場合（すなわちエンジン回転数が吹き上がり過ぎた場合）には、点火時期の進角補正を停止又は抑制する。このエンジンの点火時期制御装置によれば、エンジン始動時に、エンジン回転数の吹き上がりを良好に保ちつつ、例えば、吸気温や大気圧の変動によって生じ得るエンジン回転数の吹き上がり過ぎ（所謂オーバーシュート）を抑制することができる。
特開平２−１１２６７３号公報
ところで、例えば、スポーツカー等では、よりスポーティな始動感が求められることがある。しかしながら、特許文献１記載のエンジンの点火時期制御装置によれば、エンジン始動時に、エンジン回転数の吹き上がりを良好に保ちつつ、吹き上がり過ぎを抑制することができるものの、スポーティな始動感を得ることができなかった。そのため、よりスポーティな始動感を得ることができる技術が望まれていた。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、よりスポーティな始動感を得ることが可能なエンジンの始動制御装置、及び、エンジンの始動方法を提供することを目的とする。
本願の発明者達は、上記の問題点につき鋭意検討を重ねた結果、運転者に、よりスポーティな始動感を与えるためには、エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることが効果的であるとの知見を得た。
そこで、本発明に係るエンジンの始動制御装置は、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備え、点火時期制御手段が、エンジンを始動する際に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角し、エンジンが完爆し、回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角することを特徴とする。
また、本発明に係るエンジンの始動制御方法は、エンジンを始動する際に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角する進角ステップと、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角する遅角ステップとを備えることを特徴とする。
本発明に係るエンジンの始動制御装置又はエンジンの始動制御方法によれば、エンジンが始動される際に点火時期がアイドリング時の点火時期よりも進角されるため、エンジン回転数を勢いよく上昇させることができる。また、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期がアイドリング時の点火時期よりも遅角される。そのため、始動不良を生じさせることなく、エンジン回転数のオーバーシュートを防止するとともに、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させることができる。その結果、エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることができ、よりスポーティな始動感を得ることが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置では、上記点火時期制御手段が、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期に移行することが好ましい。
この場合、点火時期がアイドリング時の点火時期よりも遅角された後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、点火時期がアイドリング時の点火時期に移行される。そのため、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）を防止することができ、かつ、その後、速やかにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置では、上記点火時期制御手段が、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、所定時間、点火時期を、エンジンを始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側に制御した後、該点火時期をアイドリング時の点火時期に移行することが好ましい。
この場合、点火時期がアイドリング時の点火時期よりも遅角された後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、所定時間、点火時期が、エンジンを始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側に制御された後、該点火時期がアイドリング時の点火時期に移行される。そのため、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）をより確実に防止することができ、かつ、その後、スムーズにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置は、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの吸入空気量を調節する空気量制御手段とを備え、空気量制御手段が、エンジンを始動する際に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させ、エンジンが完爆し、回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させることを特徴とする。
また、本発明に係るエンジンの始動制御方法は、エンジンを始動する際に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させる増大ステップと、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させる減少ステップとを備えることを特徴とする。
本発明に係るエンジンの始動制御装置又はエンジンの始動制御方法によれば、エンジンが始動される際に吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも増大されるため、エンジン回転数を勢いよく上昇させることができる。また、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、吸入空気量がアイドリング時の点火時期よりも減少される。そのため、始動不良を生じさせることなく、エンジン回転数のオーバーシュートを防止するとともに、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させることができる。その結果、エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることができ、よりスポーティな始動感を得ることが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置では、上記空気量制御手段が、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することが好ましい。
この場合、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも減少された後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量に移行される。そのため、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）を防止することができ、かつ、その後、速やかにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置では、上記空気量制御手段が、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、所定時間、吸入空気量を、エンジンを始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御した後、該吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することが好ましい。
この場合、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも減少された後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、所定時間、吸入空気量が、エンジンを始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御された後、該吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量に移行される。そのため、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）をより確実に防止することができ、かつ、その後、スムーズにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置は、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、エンジンの吸入空気量を調節する空気量制御手段とを備え、点火時期制御手段が、エンジンを始動する際に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角し、エンジンが完爆し、回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角し、空気量制御手段が、エンジンを始動する際に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させ、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させることを特徴とする。
また、本発明に係るエンジンの始動制御方法は、エンジンを始動する際に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角するとともに、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させる進角・増大ステップと、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角するとともに、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させる遅角・減少ステップとを備えることを特徴とする。
本発明に係るエンジンの始動制御装置又はエンジンの始動制御方法によれば、エンジンが始動される際に、点火時期がアイドリング時の点火時期よりも進角されるとともに、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも増大されるため、より効果的に、エンジン回転数を勢いよく上昇させることができる。また、エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期がアイドリング時の点火時期よりも遅角されるとともに、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも減少される。そのため、始動不良を生じさせることなく、エンジン回転数のオーバーシュートを防止しつつ、より効果的に、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させることができる。その結果、エンジン始動時に、より効果的に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることができ、スポーティな始動感を得ることが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置では、上記点火時期制御手段が、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期に移行し、上記空気量制御手段が、吸入空気量をアイドリング時よりも減少させた後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することが好ましい。
このようにすれば、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）を効果的に防止することができ、かつ、その後、速やかにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
本発明に係るエンジンの始動制御装置では、上記点火時期制御手段が、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、所定時間、点火時期を、エンジンを始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側に制御した後、該点火時期をアイドリング時の点火時期に移行し、上記空気量制御手段が、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、所定時間、吸入空気量を、エンジンを始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御した後、該吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することが好ましい。
このようにすれば、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）をより効果的かつ確実に防止することができ、かつ、その後、スムーズにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
本発明によれば、エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることができ、よりスポーティな始動感を得ることが可能となる。
実施形態に係るエンジンの始動制御装置が適用されたエンジンの構成を示す図である。 実施形態に係るエンジンの始動制御装置によるエンジン始動処理の処理手順を示すフローチャートである。 エンジン始動時の点火時期、スロットルバルブ開度、及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャートである。 他の制御形態におけるエンジン始動時の点火時期、スロットルバルブ開度、及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャートである。 他の制御形態におけるエンジン始動時の点火時期、スロットルバルブ開度、及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャートである。 他の制御形態におけるエンジン始動時の点火時期、スロットルバルブ開度、及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャートである。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
まず、図１を用いて、実施形態に係るエンジンの始動制御装置が適用されたエンジン１０の構成について説明する。図１は、エンジンの始動制御装置が適用されたエンジン１０の構成を示す図である。
エンジン１０は、例えば水平対向型の４気筒ガソリンエンジンである。エンジン１０では、エアクリーナ１６から吸入された空気が、吸気管１５に設けられた電子制御式スロットルバルブ（以下、単に「スロットルバルブ」ともいう）１３により絞られ、インテークマニホールド１１を通り、エンジン１０に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナ１６から吸入された空気の量は、エアクリーナ１６とスロットルバルブ１３との間に配置されたエアフローメータ１４により検出される。また、インテークマニホールド１１を構成するコレクター部（サージタンク）の内部には、インテークマニホールド１１内の圧力（吸気管負圧）を検出するバキュームセンサ３０が配設されている。さらに、スロットルバルブ１３には、該スロットルバルブ１３の開度を検出するスロットル開度センサ３１が配設されている。
インテークマニホールド１１と連通する吸気ポート２２近傍には、各気筒毎に、燃料を噴射するインジェクタ１２が取り付けられている。インジェクタ１２は、燃料タンク２３からフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）２４により吸い上げられて送出された燃料を吸気ポート２２内に噴射する。また、各気筒のシリンダヘッドには混合気に点火する点火プラグ１７、及び該点火プラグ１７に高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイル２１が取り付けられている。エンジン１０の各気筒では、吸入された空気とインジェクタ１２によって噴射された燃料との混合気が点火プラグ１７により点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管１８を通して排出される。
排気管１８には、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ１９が取り付けられている。空燃比センサ１９としては、排気空燃比をオン−オフ的に検出するＯ２センサが用いられる。なお、空燃比センサ１９として、排気空燃比をリニアに検出することのできるリニア空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）を用いてもよい。
また、空燃比センサ１９の下流には排気浄化触媒２０が配設されている。排気浄化触媒２０は三元触媒であり、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の酸化と、窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元を同時に行い、排気ガス中の有害ガス成分を無害な二酸化炭素（ＣＯ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）及び窒素（Ｎ２）に清浄化するものである。
上述したエアフローメータ１４、空燃比センサ１９、バキュームセンサ３０、スロットル開度センサ３１に加え、エンジン１０のカムシャフト近傍には、エンジン１０の気筒判別を行うためのカム角センサ３２が取り付けられている。また、エンジン１０のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサ３３が取り付けられている。カム角センサ３２及びクランク角センサ３３としては、例えば電磁ピックアップ式のものなどが用いられる。これらのセンサは、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）５０に接続されている。さらに、ＥＣＵ５０には、エンジン１０の冷却水の温度を検出する水温センサ３４、潤滑油の温度を検出する油温センサ３５、及び、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダル開度センサ３６等の各種センサも接続されている。
ＥＣＵ５０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。また、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１２を駆動するインジェクタドライバ、点火信号を出力する出力回路、及び、電子制御式スロットルバルブ１３を開閉する電動モータ１３ａを駆動するモータドライバ等を備えている。
ＥＣＵ５０では、カム角センサ３２の出力から気筒が判別され、クランク角センサ３３の出力からエンジン回転数が求められる。すなわち、クランク角センサ３３は、特許請求の範囲に記載の回転数検出手段に相当する。また、ＥＣＵ５０では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、吸気管負圧、アクセルペダル開度、混合気の空燃比、及びエンジン１０の水温や油温等の各種情報が取得される。そして、ＥＣＵ５０は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、及び、スロットルバルブ１３（電動モータ１３ａ）等の各種デバイスを制御することによりエンジン１０を総合的に制御する。
また、ＥＣＵ５０は、エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させて、速やかにアイドリング回転数に収束（すなわちアイドリング状態に移行）させることにより、よりスポーティな始動感を演出する。そのため、ＥＣＵ５０は、点火時期制御部５１及びスロットルバルブ制御部５２を機能的に備えている。ＥＣＵ５０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、点火時期制御部５１及びスロットルバルブ制御部５２の各機能が実現される。
点火時期制御部５１は、エンジン１０の点火時期を制御する。より詳細には、点火時期制御部５１は、エンジン１０の運転状態に応じて最適な点火時期と通電時間を演算し、点火信号をイグナイタ内蔵型コイル２１に出力する。イグナイタ内蔵型コイル２１は点火信号に基づいて高電圧を発生させ、これを点火プラグ１７の電極に印加する。点火プラグ１７は、印加された高電圧で火花を飛ばし、燃焼室内の混合気を燃焼させる。
点火時期制御部５１は、エンジン１０を始動する際には、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角する（図３の時刻ｔ０〜ｔ１参照）。
また、点火時期制御部５１は、エンジン１０が完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上になり、かつ、エンジン回転数の上昇率が第１所定率（例えば、数十ｍｓｅｃ．で数十ｒｐｍ程度の上昇率）以上になった場合に、点火時期を例えば燃焼限界付近の点火時期まで急激に遅角（すなわちアイドリング時の点火時期よりも遅角）する（図３の時刻ｔ２参照）。
さらに、点火時期制御部５１は、点火時期を燃焼限界付近まで遅角した後、エンジン回転数が第２所定回転数（＞第１所定回転数）以下になり、かつ、エンジン回転数の低下率が第２所定率（例えば、数十ｍｓｅｃ．で数十ｒｐｍ程度の低下率）以上になった場合に、燃焼限界付近から、アイドリング時の点火時期よりも若干（数度程度）進角した位置まで、点火時期を徐々に進角する。すなわち、点火時期制御部５１は、点火時期を、エンジン１０を始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側に制御する（図３の時刻ｔ３〜ｔ４参照）。
その後、所定時間（例えば２，３秒間）経過したときに、点火時期制御部５１は、点火時期を徐々に遅角し、該点火時期をアイドリング時の点火時期に移行する（図３の時刻ｔ４参照）。このように、点火時期制御部５１は、特許請求の範囲に記載の点火時期制御手段として機能する。なお、上述した第１所定回転数、第２所定回転数、第１所定率、及び第２所定率それぞれは、対象となるエンジンの特性や求められる要件等に応じて、任意に設定される。
スロットルバルブ制御部５２は、電動モータ１３ａを駆動して、電子制御式スロットルバルブ１３の開度を調節することにより、エンジン１０の吸入空気量を調節する。スロットルバルブ制御部５２は、通常運転時には、例えば、アクセルペダル開度センサ３６により検出されたアクセルペダル開度から目標スロットル開度を求め、該目標スロットル開度と実開度とが一致するように、電動モータ１３ａを駆動する。
スロットルバルブ制御部５２は、エンジン１０を始動する際には、スロットルバルブ１３を例えば略全開付近まで開弁（すなわちアイドリング時の開度よりも開弁）し、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させる（図３の時刻ｔ０〜ｔ１参照）。
また、スロットルバルブ制御部５２は、エンジン１０が完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上になり、かつ、エンジン回転数の上昇率が第１所定率（例えば、数十ｍｓｅｃ．で数十ｒｐｍ程度の上昇率）以上になった場合に、スロットルバルブ１３を略全閉の位置まで急激に閉弁し、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させる（図３の時刻ｔ２参照）。
さらに、スロットルバルブ制御部５２は、スロットルバルブ１３を略全閉の位置まで閉弁した後、すなわち、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、エンジン回転数が第２所定回転数（＞第１所定回転数）以下になり、かつ、エンジン回転数の低下率が第２所定率（例えば、数十ｍｓｅｃ．で数十ｒｐｍ程度の低下率）以上になった場合に、略全閉の位置から、アイドリング時の開度よりも数度（２，３°）開弁側の位置まで、スロットルバルブ１３を徐々に開弁する。すなわち、スロットルバルブ制御部５２は、吸入空気量を、エンジン１０を始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御する（図３の時刻ｔ３〜ｔ４参照）。
その後、所定時間（例えば２，３秒間）経過したときに、スロットルバルブ制御部５２は、スロットルバルブ１３を徐々に閉弁し、スロットルバルブ１３の開度をアイドリング時の開度に移行、すなわち、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行する（図３の時刻ｔ４参照）。このように、スロットルバルブ制御部５２は、特許請求の範囲に記載の空気量制御手段として機能する。
次に、図２及び図３を併せて参照しつつ、エンジンの始動制御装置の動作について説明する。ここで、図２は、エンジンの始動制御装置によるエンジン始動処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＥＣＵ５０において、所定のタイミングで実行される。また、図３は、エンジン始動時の点火時期、スロットルバルブ開度、及びエンジン回転数の変化を示すタイミングチャートである。なお、図３の横軸は時刻であり、縦軸は、上段から、点火時期（°）、スロットルバルブ開度（°）、エンジン回転数（ｒｐｍ）である。
時刻ｔ０において、例えばスタータースイッチがＯＮされると、スターターモータが駆動されてクランキングが開始される（ステップＳ１００）。その際に、点火時期がアイドリング時の点火時期（例えばＢＴＤＣ１０°程度）よりも進角（例えばＢＴＤＣ２０〜３０°程度）される（ステップＳ１０２）。また、スロットルバルブ１３が例えば略全開位置まで開弁され、アイドリング時よりも吸入空気量が増大される（ステップＳ１０４）。なお、増大された吸入空気量及び水温等に基づいて燃料噴射量（インジェクタ１２の開弁時間）が演算され、算出された燃料噴射量に従って、インジェクタ１２が駆動されて燃料が噴射される。
そして、初爆が来て、完爆に移ると（図３の時刻ｔ１参照）、エンジン回転数が第１所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上になり、かつ、エンジン回転数の上昇率が第１所定率（例えば、数十ｍｓｅｃ．で数十ｒｐｍ程度の上昇率）以上になったか否かについての判断が行われる（ステップＳ１０６）。ここで、上述したいずれか一方の条件又は双方の条件が成立していない場合には、ステップＳ１０２に処理が移行し、双方の条件が成立するまで、上述したステップＳ１０２及びステップＳ１０４の処理が繰り返して実行される。すなわち、点火時期がアイドリング時よりも進角されるとともに、スロットルバルブ１３が開弁されてアイドリング時よりも吸入空気量が増大される。そのため、エンジン回転数が勢いよく上昇する（図３中の区間１（進角・増大ステップ）参照）。
一方、ステップＳ１０６において、双方の条件が満足されると（図３の時刻ｔ２参照）、点火時期が燃焼限界付近の点火時期（例えばＡＴＤＣ０°〜ＡＴＤＣ１５°程度）まで急激に遅角（すなわちアイドリング時の点火時期よりも遅角）される。（ステップＳ１０８）。また、スロットルバルブ１３が略全閉の位置まで急激に閉弁され、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも減少される（ステップＳ１１０）。
その後、エンジン回転数が第２所定回転数（＞第１所定回転数）以下になり、かつ、エンジン回転数の低下率が第２所定率（例えば、数十ｍｓｅｃ．で数十ｒｐｍ程度の低下率）以上になったか否かについての判断が行われる（ステップＳ１１２）。ここで、上述したいずれか一方の条件又は双方の条件が成立していない場合には、ステップＳ１０８に処理が移行し、双方の条件が成立するまで、上述したステップＳ１０８及びステップＳ１１０の処理が繰り返して実行される。すなわち、点火時期がアイドリング時よりも遅角されるとともに、スロットルバルブ１３が閉弁されてアイドリング時よりも吸入空気量が減少される。そのため、勢いよく上昇していたエンジン回転数が迅速かつ急激に低下する（図３中の区間２（遅角・減少ステップ）参照）。
一方、ステップＳ１１２において、双方の条件が満足されたときには（図３の時刻ｔ３）、点火時期が、燃焼限界付近から、アイドリング時の点火時期よりも若干（数度程度）進角した位置（すなわち、エンジン１０を始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側）まで徐々に進角される。（ステップＳ１１４）。また、スロットルバルブ１３が、略全閉の位置から、アイドリング時の開度よりも数度（２，３°）開弁側の位置まで徐々に開弁される。すなわち、吸入空気量が、エンジン１０を始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御される（ステップＳ１１６）。
その後、上述したステップＳ１１２において双方の条件が成立し、点火時期が進角されるとともにスロットルバルブ１３が開弁されてから、所定時間（例えば２，３秒）が経過したか否かについての判断が行われる（ステップＳ１１８）。
ここで、まだ所定時間が経過していない場合には、ステップＳ１１４に処理が移行し、所定時間が経過するまで、上述したステップＳ１１４及びステップＳ１１６の処理が繰り返して実行される。すなわち、点火時期がアイドリング時よりも若干進角されるとともに、スロットルバルブ１３がアイドリング時よりも若干開弁されてアイドリング時よりも吸入空気量が増大される。
一方、ステップＳ１１８において、所定時間が経過したと判断されたときには（図３の時刻ｔ４）、点火時期が徐々に遅角され、該点火時期がアイドリング時の点火時期に移行される（ステップＳ１２０）。また、スロットルバルブ１３が徐々に閉弁され、スロットルバルブ１３の開度がアイドリング時の開度に移行、すなわち、吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量に移行される（ステップＳ１２２）。そのため、エンジン回転数がスムーズにアイドリング回転数に収束する（すなわち、アイドリング状態に移行する）（図３中の区間３（移行ステップ）〜区間４（アイドリング状態）参照）。
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、エンジン１０が始動される際に、点火時期が進角されるとともに、スロットルバルブ１３が略全開位置まで開弁されて吸入空気量が増大されるため、より効果的に、エンジン回転数を勢いよく上昇させることができる。また、エンジン１０が完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上になり、かつ、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期が例えば燃焼限界付近まで遅角されるとともに、スロットルバルブ１３が略全閉位置まで閉弁されて吸入空気量がアイドリング時の吸入空気量よりも減少される。そのため、始動不良を生じさせることなく、エンジン回転数のオーバーシュートを防止しつつ、より効果的に、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させることができる。その結果、エンジン始動時に、エンジン回転数を、勢いよく上昇させた後、迅速かつ急激に低下させることができ、スポーティな始動感を得ることが可能となる。
また、本実施形態によれば、点火時期が燃焼限界付近まで遅角されるとともにスロットルバルブ１３が略全閉位置まで閉弁された後、エンジン回転数が第２所定回転数以下になり、かつ、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、点火時期が、所定時間（例えば２，３秒間）アイドリング時の点火時期よりも若干（数度程度）進角した位置に制御された後、アイドリング時の点火時期に移行される。また、スロットルバルブ１３が、所定時間（例えば２，３秒間）アイドリング時の開度よりも数度（２，３°）開弁側の位置に制御された後、アイドリング時の開度に移行される。そのため、エンジン回転数を迅速かつ急激に低下させる際に、エンジン回転数のアンダーシュート（所謂エンスト感）をより効果的かつ確実に防止することができ、かつ、その後、スムーズにエンジン回転数をアイドリング回転数に収束させる（すなわち、アイドリング状態に移行させる）ことが可能となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、点火時期、及び、スロットルバルブ１３の開度（すなわち吸入空気量）を制御することにより、スポーティな始動感を得たが、点火時期、及び、スロットルバルブ１３の開度（吸入空気量）のいずれか一方のみを制御することにより、スポーティな始動感を実現する構成としてよい。
上記実施形態では、図３中の区間３（移行ステップ）において、点火時期をアイドリング時よりも若干進角させるとともに、スロットルバルブ１３の開度をアイドリング時よりも若干開弁側の位置に制御したが、図４に示されるように、点火時期をアイドリング時の点火時期に制御するとともに、スロットルバルブ１３の位置をアイドリング時よりも若干開弁側の位置に制御するようにしてもよい。なお、この場合には、図２に示されたフローチャートのステップＳ１１６の処理に代えて、ステップＳ１２２の処理が実行される。
同様に、図５に示されるように、区間３（移行ステップ）において、点火時期をアイドリング時よりも若干進角させるとともに、スロットルバルブ１３の位置をアイドリング時の位置に制御するようにしてもよい。なお、この場合には、図２に示されたフローチャートのステップＳ１１４の処理に代えて、ステップＳ１２０の処理が実行される。
また、図３中の区間３（移行ステップ）を設けることなく、図６に示されるように、区間２（遅角・減少ステップ）から区間４のアイドリング状態に直接移行するようにしてもよい。なお、この場合には、図２に示されたフローチャートのステップＳ１１４〜Ｓ１１８が省略される。
上記実施形態では、エンジン回転数が第１所定回転数以上になり、かつ、エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、点火時期を燃焼限界付近の点火時期まで急激に遅角するとともに、スロットルバルブ１３を略全閉の位置まで急激に閉弁したが、いずれか一方の条件が満足されたときに、点火時期を遅角し、スロットルバルブ１３を閉弁する構成としてもよい。
同様に、エンジン回転数が第２所定回転数以下になり、かつ、エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも若干（数度程度）進角した位置まで徐々に進角するとともに、スロットルバルブ１３をアイドリング時の開度よりも数度（２，３°）開弁側の位置まで徐々に開弁したが、いずれか一方の条件が満足されたときに、点火時期を進角し、スロットルバルブ１３を開弁する構成としてもよい。
上記実施形態では、スロットルバルブ１３の開度を制御することにより、吸入空気量を調節したが、スロットルバルブ１３に代えて、又は加えて、例えば、スロットルバルブ１３をバイパスするアイドル・スピード・コントロール・バルブ（ＩＳＣバルブ）の開度を制御することによって吸入空気量を調節する構成としてもよい。
また、エンジン始動時の点火時期、及び、スロットルバルブ１３の開度をエンジン１０の水温に応じて補正するようにしてもよい。
上記実施形態では、本発明をポート噴射式のエンジンに適用した場合を例にして説明したが、本発明は、筒内噴射式のエンジン、及び、筒内噴射とポート噴射とを組み合わせたエンジンにも適用することができる。
１０ エンジン
１３ 電子制御式スロットルバルブ
１３ａ 電動モータ
１７ 点火プラグ
２１ イグナイタ内蔵型コイル
３１ スロットル開度センサ
３２ カム角センサ
３３ クランク角センサ
３４ 水温センサ
３５ 油温センサ
３６ アクセルペダル開度センサ
５０ ＥＣＵ
５１ 点火時期制御部
５２ スロットルバルブ制御部

Claims (12)

  1. エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
    前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、を備え、
    前記点火時期制御手段は、前記エンジンを始動する際に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角し、前記エンジンが完爆し、前記回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角することを特徴とするエンジンの始動制御装置。
  2. 前記点火時期制御手段は、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、前記エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期に移行することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの始動制御装置。
  3. 前記点火時期制御手段は、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が前記第２所定率以上になった場合に、所定時間、前記点火時期を、前記エンジンを始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側に制御した後、該点火時期をアイドリング時の点火時期に移行することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの始動制御装置。
  4. エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
    前記エンジンの吸入空気量を調節する空気量制御手段と、を備え、
    前記空気量制御手段は、前記エンジンを始動する際に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させ、前記エンジンが完爆し、前記回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
  5. 前記空気量制御手段は、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、前記エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの始動制御装置。
  6. 前記空気量制御手段は、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が前記第２所定率以上になった場合に、所定時間、前記吸入空気量を、前記エンジンを始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御した後、該吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの始動制御装置。
  7. エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
    前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、
    前記エンジンの吸入空気量を調節する空気量制御手段と、を備え、
    前記点火時期制御手段は、前記エンジンを始動する際に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角し、エンジンが完爆し、前記回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角し、
    前記空気量制御手段は、前記エンジンを始動する際に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させ、エンジンが完爆し、前記エンジン回転数が前記第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が前記第１所定率以上になった場合に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させることを特徴とするエンジンの始動制御装置。
  8. 前記点火時期制御手段は、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、前記エンジン回転数が第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が第２所定率以上になった場合に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期に移行し、
    前記空気量制御手段は、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が前記第２所定率以上になった場合に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することを特徴とする請求項７に記載のエンジンの始動制御装置。
  9. 前記点火時期制御手段は、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角した後、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が前記第２所定率以上になった場合に、所定時間、前記点火時期を、前記エンジンを始動する際の点火時期よりも遅角側、かつ、アイドリング時の点火時期よりも進角側に制御した後、該点火時期をアイドリング時の点火時期に移行し、
    前記空気量制御手段は、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させた後、前記エンジン回転数が前記第２所定回転数以下、及び／又は、該エンジン回転数の低下率が前記第２所定率以上になった場合に、所定時間、前記吸入空気量を、前記エンジンを始動する際の吸入空気量よりも減少側、かつ、アイドリング時の吸入空気量よりも増大側に制御した後、該吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量に移行することを特徴とする請求項８に記載のエンジンの始動制御装置。
  10. エンジンを始動する際に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角する進角ステップと、
    前記エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角する遅角ステップと、を備えることを特徴とするエンジンの始動制御方法。
  11. エンジンを始動する際に、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させる増大ステップと、
    前記エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させる減少ステップと、を備えることを特徴とするエンジンの始動制御方法。
  12. エンジンを始動する際に、点火時期をアイドリング時の点火時期よりも進角するとともに、吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも増大させる進角・増大ステップと、
    前記エンジンが完爆し、エンジン回転数が第１所定回転数以上、及び／又は、該エンジン回転数の上昇率が第１所定率以上になった場合に、前記点火時期をアイドリング時の点火時期よりも遅角するとともに、前記吸入空気量をアイドリング時の吸入空気量よりも減少させる遅角・減少ステップと、を備えることを特徴とするエンジンの始動制御方法。
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