JP3454182B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の制御装置
に関し、特に始動後（この明細書で始動後とは始動完爆
後、アイドル定常状態に到るまでの間の始動直後を意味
する）の回転数の制御をおこなう制御装置に関する。
に関し、特に始動後（この明細書で始動後とは始動完爆
後、アイドル定常状態に到るまでの間の始動直後を意味
する）の回転数の制御をおこなう制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】より良き大気環境のために、自動車も排
気ガスをよりクリーンにするべく開発が続けられてい
る。それにともない始動後の排気ガスの改善が益々重要
になってきており、始動後に、機関を精度良く、バラツ
キなく制御することが要求されている。特に、機関始動
後の回転数は排気ガスに大きな直接に影響を与えるので
これを精度よく目標通りに制御することが強く求められ
ている。そこで、例えば、機関の温度に応じた目標値に
スロットル開度を制御する技術が特開昭６２−３１３９
号公報に開示されている。
気ガスをよりクリーンにするべく開発が続けられてい
る。それにともない始動後の排気ガスの改善が益々重要
になってきており、始動後に、機関を精度良く、バラツ
キなく制御することが要求されている。特に、機関始動
後の回転数は排気ガスに大きな直接に影響を与えるので
これを精度よく目標通りに制御することが強く求められ
ている。そこで、例えば、機関の温度に応じた目標値に
スロットル開度を制御する技術が特開昭６２−３１３９
号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関の燃焼は、上記の機関温度以外の環境条件（大気の圧
力、温度、湿度等）、製造時のバラツキによる固体差、
経時変化、使用燃料の性状等の影響を受け、始動時、始
動後には特に大きく影響を受ける。例えば、燃料の性状
は原油採取地、精製会社（更には、同じ会社でも設備に
より異なる）、精製時期（夏向けには揮発成分の少ない
重質燃料を出荷し、冬向けには揮発成分の多い軽質燃料
を出荷）により異なる。
関の燃焼は、上記の機関温度以外の環境条件（大気の圧
力、温度、湿度等）、製造時のバラツキによる固体差、
経時変化、使用燃料の性状等の影響を受け、始動時、始
動後には特に大きく影響を受ける。例えば、燃料の性状
は原油採取地、精製会社（更には、同じ会社でも設備に
より異なる）、精製時期（夏向けには揮発成分の少ない
重質燃料を出荷し、冬向けには揮発成分の多い軽質燃料
を出荷）により異なる。
【０００４】図９は、燃料性状の差による始動後の回転
の変化の差を示す例であって、実線は揮発成分の多い軽
質燃料の場合、破線は揮発成分の少ない重質燃料の場合
であり、この様に、燃料性状だけでも始動時の回転数は
大きな影響を受けるのである。その他にも、上記のよう
な色々な影響を受けるのであり、その様な影響を全て考
えた上で最適な設定値（妥協点）を見つけ出すには膨大
な工数を要し、また、その様な膨大な工数をかけて設定
しても、設定時の条件を外れれば、燃焼が悪化し、排気
ガスが悪化してしまう可能性がある。本発明は、上記問
題に鑑み、固体差、環境条件、使用燃料の性状等の影響
を受けることなく内燃機関の始動後の回転数を目標に合
うように精度よく制御できる制御装置を提供することを
目的とする。
の変化の差を示す例であって、実線は揮発成分の多い軽
質燃料の場合、破線は揮発成分の少ない重質燃料の場合
であり、この様に、燃料性状だけでも始動時の回転数は
大きな影響を受けるのである。その他にも、上記のよう
な色々な影響を受けるのであり、その様な影響を全て考
えた上で最適な設定値（妥協点）を見つけ出すには膨大
な工数を要し、また、その様な膨大な工数をかけて設定
しても、設定時の条件を外れれば、燃焼が悪化し、排気
ガスが悪化してしまう可能性がある。本発明は、上記問
題に鑑み、固体差、環境条件、使用燃料の性状等の影響
を受けることなく内燃機関の始動後の回転数を目標に合
うように精度よく制御できる制御装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の始動後の回転数の変化特性の指標を
記憶、更新する始動後回転数変化指標学習手段と、内燃
機関の吸気通路内に配設されアクセルペダルの踏込量に
非連動に吸気量を制御可能な吸気量制御手段と、点火時
期制御手段と、を具備し、始動後回転数変化指標学習手
段が学習した指標に基づいて、吸気量制御手段と、点火
時期制御手段と、の少なくとも一つを用いて、次回の始
動後の回転数が目標の変化特性を示すように制御する内
燃機関の制御装置が提供される。このように構成された
内燃機関の制御装置では、始動後回転数変化指標を学習
して、吸気量制御手段と、点火時期制御手段との少なく
とも一つを用いて、次回、始動後に目標の変化特性が得
られるように回転数が制御される。
よれば、内燃機関の始動後の回転数の変化特性の指標を
記憶、更新する始動後回転数変化指標学習手段と、内燃
機関の吸気通路内に配設されアクセルペダルの踏込量に
非連動に吸気量を制御可能な吸気量制御手段と、点火時
期制御手段と、を具備し、始動後回転数変化指標学習手
段が学習した指標に基づいて、吸気量制御手段と、点火
時期制御手段と、の少なくとも一つを用いて、次回の始
動後の回転数が目標の変化特性を示すように制御する内
燃機関の制御装置が提供される。このように構成された
内燃機関の制御装置では、始動後回転数変化指標を学習
して、吸気量制御手段と、点火時期制御手段との少なく
とも一つを用いて、次回、始動後に目標の変化特性が得
られるように回転数が制御される。
【０００６】請求項２に記載の発明によれば、内燃機関
の始動後の回転数の変化特性の指標を記憶、更新する始
動後回転数変化指標学習手段と、内燃機関の吸気通路内
に配設されアクセルペダルの踏込量に非連動に吸気量を
制御可能な吸気量制御手段と、点火時期制御手段と、燃
料噴射量制御手段と、を具備し、始動後回転数変化指標
学習手段が学習した指標に基づいて、吸気量制御手段
と、点火時期制御手段と、燃料噴射量制御手段の少なく
とも一つを用いて、次回の始動後の回転数が目標の変化
特性を示すように制御する内燃機関の制御装置であっ
て、始動後回転数変化指標学習手段が始動後のピーク回
転数を記憶、更新する始動後ピーク回転数学習手段であ
る内燃機関の制御装置が提供される。このように構成さ
れた内燃機関の制御装置では、始動後ピーク回転数を学
習して、次回、始動後ピーク回転数が目標値を満足する
ように始動後の回転数が制御される。
の始動後の回転数の変化特性の指標を記憶、更新する始
動後回転数変化指標学習手段と、内燃機関の吸気通路内
に配設されアクセルペダルの踏込量に非連動に吸気量を
制御可能な吸気量制御手段と、点火時期制御手段と、燃
料噴射量制御手段と、を具備し、始動後回転数変化指標
学習手段が学習した指標に基づいて、吸気量制御手段
と、点火時期制御手段と、燃料噴射量制御手段の少なく
とも一つを用いて、次回の始動後の回転数が目標の変化
特性を示すように制御する内燃機関の制御装置であっ
て、始動後回転数変化指標学習手段が始動後のピーク回
転数を記憶、更新する始動後ピーク回転数学習手段であ
る内燃機関の制御装置が提供される。このように構成さ
れた内燃機関の制御装置では、始動後ピーク回転数を学
習して、次回、始動後ピーク回転数が目標値を満足する
ように始動後の回転数が制御される。
【０００７】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の発明において、始動後回転数変化指標学習手段が始動
後の回転数上昇率を記憶、更新する始動後回転数上昇率
学習手段である内燃機関の制御装置が提供される。この
ように構成された内燃機関の制御装置では、始動後回転
数上昇率を学習して、吸気量制御手段と、点火時期制御
手段の少なくとも一つを用いて、次回、始動後に目標の
変化特性が得られるように回転数が制御される。
の発明において、始動後回転数変化指標学習手段が始動
後の回転数上昇率を記憶、更新する始動後回転数上昇率
学習手段である内燃機関の制御装置が提供される。この
ように構成された内燃機関の制御装置では、始動後回転
数上昇率を学習して、吸気量制御手段と、点火時期制御
手段の少なくとも一つを用いて、次回、始動後に目標の
変化特性が得られるように回転数が制御される。
【０００８】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
の発明において、始動後回転数変化指標学習手段が始動
後における回転数が所定値に到達するまでの到達時間を
記憶、更新する始動後所定回転数到達時間学習手段であ
る内燃機関の制御装置が提供される。このように構成さ
れた内燃機関の制御装置では、始動後所定回転数到達時
間を学習して、吸気量制御手段と、点火時期制御手段の
少なくとも一つを用いて、次回、始動後所定回転数到達
時間が目標値を満足するように始動後の回転数が制御さ
れる。
の発明において、始動後回転数変化指標学習手段が始動
後における回転数が所定値に到達するまでの到達時間を
記憶、更新する始動後所定回転数到達時間学習手段であ
る内燃機関の制御装置が提供される。このように構成さ
れた内燃機関の制御装置では、始動後所定回転数到達時
間を学習して、吸気量制御手段と、点火時期制御手段の
少なくとも一つを用いて、次回、始動後所定回転数到達
時間が目標値を満足するように始動後の回転数が制御さ
れる。
【０００９】請求項５に記載の発明によれば、内燃機関
の始動後の回転数の変化特性の指標を記憶、更新する始
動後回転数変化指標学習手段と、内燃機関の吸気通路内
に配設されアクセルペダルの踏込量に非連動に吸気量を
制御可能な吸気量制御手段と、点火時期制御手段と、燃
料噴射量制御手段と、を具備し、始動後回転数変化指標
学習手段が学習した指標に基づいて、吸気量制御手段
と、点火時期制御手段と、燃料噴射量制御手段の少なく
とも一つを用いて、次回の始動後の回転数が目標の変化
特性を示すように制御する内燃機関の制御装置であっ
て、吸気量制御手段による制御が有効な領域において
は、吸気量制御手段による制御を優先しておこなうよう
にした内燃機関の制御装置が提供される。このように構
成された内燃機関の制御装置では、吸気量制御手段によ
る制御が有効な領域においては、吸気量制御手段によ
り、次回、始動後に目標の変化特性が得られるように回
転数が制御される。
の始動後の回転数の変化特性の指標を記憶、更新する始
動後回転数変化指標学習手段と、内燃機関の吸気通路内
に配設されアクセルペダルの踏込量に非連動に吸気量を
制御可能な吸気量制御手段と、点火時期制御手段と、燃
料噴射量制御手段と、を具備し、始動後回転数変化指標
学習手段が学習した指標に基づいて、吸気量制御手段
と、点火時期制御手段と、燃料噴射量制御手段の少なく
とも一つを用いて、次回の始動後の回転数が目標の変化
特性を示すように制御する内燃機関の制御装置であっ
て、吸気量制御手段による制御が有効な領域において
は、吸気量制御手段による制御を優先しておこなうよう
にした内燃機関の制御装置が提供される。このように構
成された内燃機関の制御装置では、吸気量制御手段によ
る制御が有効な領域においては、吸気量制御手段によ
り、次回、始動後に目標の変化特性が得られるように回
転数が制御される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を説明する。図８は後述の各実施の形態に共通
のハード構成を示す概略図である。図８において、内燃
機関１の吸気通路２には図示しないエアクリーナの下流
側に電子制御スロットル３が設けられている。この電子
制御スロットル３はスロットル弁３ａをスロットルモー
タ３ｂで開閉駆動するものであって、ＥＣＵ（エンジン
・コントロール・ユニット）１０から開度指令値が入力
された時に、スロットルモータ３ａがこの指令値に応答
してスロットル弁３ａを指令開度に追従させる。
施の形態を説明する。図８は後述の各実施の形態に共通
のハード構成を示す概略図である。図８において、内燃
機関１の吸気通路２には図示しないエアクリーナの下流
側に電子制御スロットル３が設けられている。この電子
制御スロットル３はスロットル弁３ａをスロットルモー
タ３ｂで開閉駆動するものであって、ＥＣＵ（エンジン
・コントロール・ユニット）１０から開度指令値が入力
された時に、スロットルモータ３ａがこの指令値に応答
してスロットル弁３ａを指令開度に追従させる。
【００１１】スロットル弁３ａは実線で示す全閉状態か
ら破線で示す全開状態までの開度に制御される。そして
その開度はスロットル開度センサ４で検出される。この
指令開度は、アクセルペダル１４に取り付けられてアク
セル踏込量を検出するアクセル開度センサ１５からのア
クセルペダルの踏込量信号（アクセル開度信号）に応じ
て決定される。
ら破線で示す全開状態までの開度に制御される。そして
その開度はスロットル開度センサ４で検出される。この
指令開度は、アクセルペダル１４に取り付けられてアク
セル踏込量を検出するアクセル開度センサ１５からのア
クセルペダルの踏込量信号（アクセル開度信号）に応じ
て決定される。
【００１２】なお、上記の電子スロットル弁３により、
本発明に関わる後述のアイドル時の吸気量の制御をおこ
なうことは充分可能であるが、この図のようにスロット
ル弁３ａをバイパスするアイドルスピードコントロール
バルブ（以下ＩＳＣＶという）５を設けて、このＩＳＣ
Ｖ５により本発明に関わるアイドル時の吸気量の制御を
おこなうこともできる。
本発明に関わる後述のアイドル時の吸気量の制御をおこ
なうことは充分可能であるが、この図のようにスロット
ル弁３ａをバイパスするアイドルスピードコントロール
バルブ（以下ＩＳＣＶという）５を設けて、このＩＳＣ
Ｖ５により本発明に関わるアイドル時の吸気量の制御を
おこなうこともできる。
【００１３】吸気通路２のスロットル弁３の上流側には
大気圧センサ１８があり、下流側にはサージタンク６が
ある。このサージタンク６内には吸気の圧力を検出する
圧力センサ７が設けられている。更に、サージタンク６
の下流側には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸
気ポートへ供給するための燃料噴射弁８が設けられてい
る。また点火はＥＣＵ１０からイグナイタ２７に送られ
る信号にもとづきイグニッションコイル２８により点火
栓２９で放電を発生させておこなわれる。
大気圧センサ１８があり、下流側にはサージタンク６が
ある。このサージタンク６内には吸気の圧力を検出する
圧力センサ７が設けられている。更に、サージタンク６
の下流側には、各気筒毎に燃料供給系から加圧燃料を吸
気ポートへ供給するための燃料噴射弁８が設けられてい
る。また点火はＥＣＵ１０からイグナイタ２７に送られ
る信号にもとづきイグニッションコイル２８により点火
栓２９で放電を発生させておこなわれる。
【００１４】また、内燃機関１のシリンダブロックの冷
却水通路９には、冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ１１が設けられている。水温センサ１１は冷却水の
温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。排気
通路１２には、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘを同時に浄化する三元触媒コンバータ（図示
せず）が設けられており、この触媒コンバータの上流側
の排気通路１２には、空燃比センサの一種であるＯ2 セ
ンサ１３が設けられている。Ｏ2 センサ１３は排気ガス
中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生する。各セン
サの信号はＥＣＵ１０に入力される。
却水通路９には、冷却水の温度を検出するための水温セ
ンサ１１が設けられている。水温センサ１１は冷却水の
温度に応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。排気
通路１２には、排気ガス中の３つの有害成分ＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘを同時に浄化する三元触媒コンバータ（図示
せず）が設けられており、この触媒コンバータの上流側
の排気通路１２には、空燃比センサの一種であるＯ2 セ
ンサ１３が設けられている。Ｏ2 センサ１３は排気ガス
中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生する。各セン
サの信号はＥＣＵ１０に入力される。
【００１５】更に、このＥＣＵ１０には、バッテリ１６
に接続されたイグニッションスイッチ１７からのキー位
置信号（アクセサリ位置、オン位置、スタータ位置）、
クランクシャフトの一端に取り付けられたクランクシャ
フトタイミングプーリと一体型のタイミングロータ２４
に近接して設けられたクランクポジションセンサ２１か
らの上死点信号ＴＤＣや所定角度毎のクランク角信号Ｃ
Ａや、油温センサ２２からの潤滑油の温度が入力され
る。また、クランクシャフトの他端に設けられたリング
ギヤ２３は機関１の始動時にスタータ１９によって回転
させられる。
に接続されたイグニッションスイッチ１７からのキー位
置信号（アクセサリ位置、オン位置、スタータ位置）、
クランクシャフトの一端に取り付けられたクランクシャ
フトタイミングプーリと一体型のタイミングロータ２４
に近接して設けられたクランクポジションセンサ２１か
らの上死点信号ＴＤＣや所定角度毎のクランク角信号Ｃ
Ａや、油温センサ２２からの潤滑油の温度が入力され
る。また、クランクシャフトの他端に設けられたリング
ギヤ２３は機関１の始動時にスタータ１９によって回転
させられる。
【００１６】そして、機関１が稼働を開始すると、ＥＣ
Ｕ１０が通電されてプログラムが起動し、各センサから
の出力を取り込み、スロットル弁３ａを開閉するスロッ
トルモータ３ｂ、ＩＳＣＶ５、燃料噴射弁８、イグナイ
タ２４或いはその他のアクチュエータを制御する。その
ために、ＥＣＵ１０には、各種センサからのアナログ信
号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、各種セン
サからの入力信号や各アクチュエータを駆動する出力信
号が出入りする入出力インタフェース１０１、演算処理
を行うＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３やＲＡＭ１０４等の
メモリや、クロック１０５等が設けられており、これら
はバス１０６で相互に接続されている。
Ｕ１０が通電されてプログラムが起動し、各センサから
の出力を取り込み、スロットル弁３ａを開閉するスロッ
トルモータ３ｂ、ＩＳＣＶ５、燃料噴射弁８、イグナイ
タ２４或いはその他のアクチュエータを制御する。その
ために、ＥＣＵ１０には、各種センサからのアナログ信
号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、各種セン
サからの入力信号や各アクチュエータを駆動する出力信
号が出入りする入出力インタフェース１０１、演算処理
を行うＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３やＲＡＭ１０４等の
メモリや、クロック１０５等が設けられており、これら
はバス１０６で相互に接続されている。
【００１７】次に、本発明において特に重要な回転数Ne
の検出について説明する。まず、回転数Neは、所定クラ
ンク角信号CAの間隔（時間）を計測することにより得ら
れる。タイミングロータ２４には１０°おきに信号歯２
５が設けられているが、上死点の検出用に２枚の欠歯部
２６があり３４歯となっている。クランクポジションセ
ンサ２１は電磁ピックアップから構成され、１０°毎の
クランク回転信号を出力する。
の検出について説明する。まず、回転数Neは、所定クラ
ンク角信号CAの間隔（時間）を計測することにより得ら
れる。タイミングロータ２４には１０°おきに信号歯２
５が設けられているが、上死点の検出用に２枚の欠歯部
２６があり３４歯となっている。クランクポジションセ
ンサ２１は電磁ピックアップから構成され、１０°毎の
クランク回転信号を出力する。
【００１８】以下、上記のようにハード構成される本発
明の各実施の形態の制御について説明する。まず、回転
数の変化の仕方を安定させるために、回転数の変化を示
す指標を選んでその指標の値がばらつかないようにさせ
るが、この制御される被制御指標として、下記の３つを
考える。 始動後のピーク回転数 始動後の回転数の上昇率平均値 始動後の所定回転数に到達するまでの所要時間
明の各実施の形態の制御について説明する。まず、回転
数の変化の仕方を安定させるために、回転数の変化を示
す指標を選んでその指標の値がばらつかないようにさせ
るが、この制御される被制御指標として、下記の３つを
考える。 始動後のピーク回転数 始動後の回転数の上昇率平均値 始動後の所定回転数に到達するまでの所要時間
【００１９】一方、上記の被制御指標がばらつかないよ
うにするための制御パラメータとして以下の３つを考え
る。 (a) 吸気量 (b) 点火時期 (c) 燃料噴射量
うにするための制御パラメータとして以下の３つを考え
る。 (a) 吸気量 (b) 点火時期 (c) 燃料噴射量
【００２０】そこで、
第１の実施の形態として ：被制御指標＋制御パラメータ(a)
第１の実施の形態の第１変形例として：被制御指標＋制御パラメータ(b)
第１の実施の形態の第２変形例として：被制御指標＋制御パラメータ(c)
第２の実施の形態として ：被制御指標＋制御パラメータ(a)
第３の実施の形態として ：被制御指標＋制御パラメータ(a)
第４の実施の形態として ：被制御指標＋
制御パラメータ(a) ＋(b) ＋(c)
を、以下順次説明する。
【００２１】＜第１の実施の形態＞始動後のピーク回転
数を学習（記憶、更新）して、この学習値と機関温度に
応じて予め定めた目標値（ＥＣＵ１０内に記憶）を比較
して、次回の始動後のピーク回転数が目標値になるよう
に吸気量( 指令値) の今回の値を補正して次回の値とす
るものである。図１の（Ａ）がこの第１の実施の形態の
制御をおこなうフローチャートである。ステップ１０１
ではアイドル状態か否かの判定をおこなうが、これはス
ロットル開度センサ４またはアクセル開度センサ１５か
らの信号でおこなう。ステップ１０２では始動後一定時
間以内か否かの判定をおこなうがこれは始動と同時に起
動するタイマによりおこなう。ステップ１０１、１０２
の両方で肯定判定された場合に、ステップ１０３に進ん
で今回の始動後ピーク回転数実際値gnepk を算出し、ス
テップ１０４で始動後ピーク回転数目標値tnepk をマッ
プから読み込み、ステップ１０５で、今回の始動時に用
いた吸気量QST に、始動後ピーク回転数実際値gnepk と
始動後ピーク回転数目標値tnepk との比、すなわち、tn
epk ／gnepk 、を乗算して次回の始動時に用いる吸気量
QST としてからリターンする。なお、ステップ１０１、
１０２で否定判定された場合は、なにもせずリターンす
る。図１の（Ｂ）はこの第１の実施の形態の制御の考え
方を説明する図で、そして、次回の始動の際はステップ
１０５でもとめた吸気量QST が得られるように電子スロ
ットル３またはＩＳＣＶ５が制御される。第１の実施の
形態では、上記のようにして、始動後のピーク回転数が
目標値になる様に吸気量が補正され、その結果、始動後
の回転数の変化特性がばらつかず排気ガスが安定する。
数を学習（記憶、更新）して、この学習値と機関温度に
応じて予め定めた目標値（ＥＣＵ１０内に記憶）を比較
して、次回の始動後のピーク回転数が目標値になるよう
に吸気量( 指令値) の今回の値を補正して次回の値とす
るものである。図１の（Ａ）がこの第１の実施の形態の
制御をおこなうフローチャートである。ステップ１０１
ではアイドル状態か否かの判定をおこなうが、これはス
ロットル開度センサ４またはアクセル開度センサ１５か
らの信号でおこなう。ステップ１０２では始動後一定時
間以内か否かの判定をおこなうがこれは始動と同時に起
動するタイマによりおこなう。ステップ１０１、１０２
の両方で肯定判定された場合に、ステップ１０３に進ん
で今回の始動後ピーク回転数実際値gnepk を算出し、ス
テップ１０４で始動後ピーク回転数目標値tnepk をマッ
プから読み込み、ステップ１０５で、今回の始動時に用
いた吸気量QST に、始動後ピーク回転数実際値gnepk と
始動後ピーク回転数目標値tnepk との比、すなわち、tn
epk ／gnepk 、を乗算して次回の始動時に用いる吸気量
QST としてからリターンする。なお、ステップ１０１、
１０２で否定判定された場合は、なにもせずリターンす
る。図１の（Ｂ）はこの第１の実施の形態の制御の考え
方を説明する図で、そして、次回の始動の際はステップ
１０５でもとめた吸気量QST が得られるように電子スロ
ットル３またはＩＳＣＶ５が制御される。第１の実施の
形態では、上記のようにして、始動後のピーク回転数が
目標値になる様に吸気量が補正され、その結果、始動後
の回転数の変化特性がばらつかず排気ガスが安定する。
【００２２】＜第１の実施の形態の第１変形例＞始動後
のピーク回転数を学習（記憶、更新）して、この学習値
と機関温度に応じて予め定めた目標値（ＥＣＵ１０内に
記憶）を比較して、次回の始動時に目標値になるように
点火時期( 指令値) の今回の値を補正して次回の値とす
るものである。図２に示すのがこの第１の実施の形態の
第１変形例の制御をおこなうフローチャートであって、
ステップ１１１、１１２、１１３、１１４は第１の実施
の形態のステップ１０１、１０２、１０３、１０４と同
じである。ステップ１１５では今回の始動時に用いた点
火時期IASTに、始動後ピーク回転数実際値gnepk と始動
後ピーク回転数目標値tnepk との比、すなわち、tnepk
／gnepk 、を乗算して次回の始動時に用いる点火時期IA
STとするものである。そして、次回の始動の際はステッ
プ１１５でもとめた点火時期IASTが得られるようにイグ
ナイタ２７に指令が送られる。第１の実施の形態の第１
変形例では、上記のようにして、始動後のピーク回転数
が目標値になる様に点火時期が補正され、その結果、始
動後の回転数の変化特性がばらつかず排気ガスが安定す
る。
のピーク回転数を学習（記憶、更新）して、この学習値
と機関温度に応じて予め定めた目標値（ＥＣＵ１０内に
記憶）を比較して、次回の始動時に目標値になるように
点火時期( 指令値) の今回の値を補正して次回の値とす
るものである。図２に示すのがこの第１の実施の形態の
第１変形例の制御をおこなうフローチャートであって、
ステップ１１１、１１２、１１３、１１４は第１の実施
の形態のステップ１０１、１０２、１０３、１０４と同
じである。ステップ１１５では今回の始動時に用いた点
火時期IASTに、始動後ピーク回転数実際値gnepk と始動
後ピーク回転数目標値tnepk との比、すなわち、tnepk
／gnepk 、を乗算して次回の始動時に用いる点火時期IA
STとするものである。そして、次回の始動の際はステッ
プ１１５でもとめた点火時期IASTが得られるようにイグ
ナイタ２７に指令が送られる。第１の実施の形態の第１
変形例では、上記のようにして、始動後のピーク回転数
が目標値になる様に点火時期が補正され、その結果、始
動後の回転数の変化特性がばらつかず排気ガスが安定す
る。
【００２３】＜第１の実施の形態の第２変形例＞始動後
のピーク回転数gnepk を学習（記憶、更新）して、この
学習値と機関温度に応じて予め定めた目標値（ＥＣＵ１
０内に記憶）を比較して、次回の始動時に目標値になる
ように燃料噴射量( 指令値) の今回の値を補正して次回
の値とするものである。図３に示すのがこの第１の実施
の形態の第２変形例の制御をおこなうフローチャートで
あって、ステップ１２１、１２２、１２３、１２４は第
１の実施の形態のステップ１０１、１０２、１０３、１
０４と同じである。ステップ１２５では今回の始動時に
用いた燃料噴射量TAUST に、始動時ピーク回転数実際値
gnepk と始動時ピーク回転数目標値tnepk との比、すな
わち、tnepk ／gnepk 、を乗算して次回の始動時に用い
る燃料噴射量とするものである。そして、次回の始動の
際はステップ１２５でもとめた燃料噴射量TAUST が噴射
されるように燃料噴射弁８に指令が送られる。第１の実
施の形態の第２変形例では、上記のようにして、始動後
のピーク回転数が目標値になる様に燃料噴射量が補正さ
れ、その結果、始動後の回転数の変化特性がばらつかず
排気ガスが安定する。
のピーク回転数gnepk を学習（記憶、更新）して、この
学習値と機関温度に応じて予め定めた目標値（ＥＣＵ１
０内に記憶）を比較して、次回の始動時に目標値になる
ように燃料噴射量( 指令値) の今回の値を補正して次回
の値とするものである。図３に示すのがこの第１の実施
の形態の第２変形例の制御をおこなうフローチャートで
あって、ステップ１２１、１２２、１２３、１２４は第
１の実施の形態のステップ１０１、１０２、１０３、１
０４と同じである。ステップ１２５では今回の始動時に
用いた燃料噴射量TAUST に、始動時ピーク回転数実際値
gnepk と始動時ピーク回転数目標値tnepk との比、すな
わち、tnepk ／gnepk 、を乗算して次回の始動時に用い
る燃料噴射量とするものである。そして、次回の始動の
際はステップ１２５でもとめた燃料噴射量TAUST が噴射
されるように燃料噴射弁８に指令が送られる。第１の実
施の形態の第２変形例では、上記のようにして、始動後
のピーク回転数が目標値になる様に燃料噴射量が補正さ
れ、その結果、始動後の回転数の変化特性がばらつかず
排気ガスが安定する。
【００２４】＜第２の実施の形態＞
始動後の回転数上昇率平均値を学習（記憶、更新）し
て、この学習値と機関温度に応じて予め定めた目標値
（ＥＣＵ１０内に記憶）を比較して、次回の始動後のピ
ーク回転数が目標値になるように吸気量( 指令値) の今
回の値を補正して次回の値とするものである。図４の
（Ａ）がこの第２の実施の形態の制御をおこなうフロー
チャートであって、ステップ２０１、２０２は第１の実
施の形態のフローチャートのステップ１０１、１０２と
同じである。ステップ２０３では今回の始動後回転数上
昇率平均値実際値gdlnesm を算出し、ステップ２０４で
は始動後回転数上昇率平均値目標値tdlnesm をマップか
ら読み込み、ステップ２０５で今回の始動時に用いた吸
気量指令値QST に、始動後回転数上昇率平均値実際値gd
lnesm と始動後回転数上昇率平均値目標値tdlnesm との
比、すなわち、tdlnesm ／gdlnesm を乗算して次回の始
動時に用いる吸気量QST とするものである。第２の実施
の形態では、上記のようにして、始動後の回転数上昇率
平均値が目標値になる様に吸気量が補正され、その結
果、始動後の回転数の変化特性がばらつかず排気ガスが
安定する。図４の（Ｂ）はこの第２の実施の形態の制御
の考え方を説明する図で、上昇率平均値gdlnesm は始動
後の予め定めた期間t１〜t２の間の微小時間毎の上昇率
を求めてそれを平均して求める。なお、この第２の実施
の形態に対しても、第１の実施の形態の第１の変形例と
同じ様な変形例をつくることができるが、説明は省略す
る。
て、この学習値と機関温度に応じて予め定めた目標値
（ＥＣＵ１０内に記憶）を比較して、次回の始動後のピ
ーク回転数が目標値になるように吸気量( 指令値) の今
回の値を補正して次回の値とするものである。図４の
（Ａ）がこの第２の実施の形態の制御をおこなうフロー
チャートであって、ステップ２０１、２０２は第１の実
施の形態のフローチャートのステップ１０１、１０２と
同じである。ステップ２０３では今回の始動後回転数上
昇率平均値実際値gdlnesm を算出し、ステップ２０４で
は始動後回転数上昇率平均値目標値tdlnesm をマップか
ら読み込み、ステップ２０５で今回の始動時に用いた吸
気量指令値QST に、始動後回転数上昇率平均値実際値gd
lnesm と始動後回転数上昇率平均値目標値tdlnesm との
比、すなわち、tdlnesm ／gdlnesm を乗算して次回の始
動時に用いる吸気量QST とするものである。第２の実施
の形態では、上記のようにして、始動後の回転数上昇率
平均値が目標値になる様に吸気量が補正され、その結
果、始動後の回転数の変化特性がばらつかず排気ガスが
安定する。図４の（Ｂ）はこの第２の実施の形態の制御
の考え方を説明する図で、上昇率平均値gdlnesm は始動
後の予め定めた期間t１〜t２の間の微小時間毎の上昇率
を求めてそれを平均して求める。なお、この第２の実施
の形態に対しても、第１の実施の形態の第１の変形例と
同じ様な変形例をつくることができるが、説明は省略す
る。
【００２５】＜第３の実施の形態＞
始動後の所定回転数到達時間gtrps を学習（記憶、更
新）して、この学習値と機関温度に応じて予め定めた目
標値（ＥＣＵ１０内に記憶）を比較して、次回の始動後
のピーク回転数が目標値になるように吸気量( 指令値)
の今回の値を補正して次回の値とするものである。図５
の（Ａ）がこの第３の実施の形態の制御をおこなうフロ
ーチャートであある。ステップ３０１、３０２は第１の
実施の形態のステップ１０１、１０２と同じであって、
ステップ３０３では今回の所定回転数到達時間実際値gt
rps を算出し、ステップ３０４では所定回転数到達時間
目標値ttrps をマップから読み込み、ステップ３０５で
今回の始動時に用いた吸気量QST に、所定回転数到達時
間実際値gtrps と所定回転数到達時間目標値ttrps との
比、ttrps ／gtrps を乗算して次回の始動時に用いる吸
気量QST とするものである。第３の実施の形態では、上
記のようにして、始動後の所定回転数到達時間が目標値
になる様に吸気量が補正され、その結果、始動後の回転
数の変化特性がばらつかず排気ガスが安定する。図５の
（Ｂ）はこの第３の実施の形態の制御の考え方を説明す
る図である。なお、この第３の実施の形態に対しても、
第１の実施の形態の第１の変形例と同じ様な変形例をつ
くることができるが、説明は省略する。
新）して、この学習値と機関温度に応じて予め定めた目
標値（ＥＣＵ１０内に記憶）を比較して、次回の始動後
のピーク回転数が目標値になるように吸気量( 指令値)
の今回の値を補正して次回の値とするものである。図５
の（Ａ）がこの第３の実施の形態の制御をおこなうフロ
ーチャートであある。ステップ３０１、３０２は第１の
実施の形態のステップ１０１、１０２と同じであって、
ステップ３０３では今回の所定回転数到達時間実際値gt
rps を算出し、ステップ３０４では所定回転数到達時間
目標値ttrps をマップから読み込み、ステップ３０５で
今回の始動時に用いた吸気量QST に、所定回転数到達時
間実際値gtrps と所定回転数到達時間目標値ttrps との
比、ttrps ／gtrps を乗算して次回の始動時に用いる吸
気量QST とするものである。第３の実施の形態では、上
記のようにして、始動後の所定回転数到達時間が目標値
になる様に吸気量が補正され、その結果、始動後の回転
数の変化特性がばらつかず排気ガスが安定する。図５の
（Ｂ）はこの第３の実施の形態の制御の考え方を説明す
る図である。なお、この第３の実施の形態に対しても、
第１の実施の形態の第１の変形例と同じ様な変形例をつ
くることができるが、説明は省略する。
【００２６】＜第４の実施の形態＞始動後のピーク回転
数が目標値になるように吸気量、点火時期、燃料噴射量
を補正するがその寄与率を状況に応じて変化させるもの
で、今回の始動時ピーク回転数gnepk 実際値と始動時ピ
ーク回転数目標値tnepk との比、すなわち、tnepk／gne
pk に応じた、吸気量、点火時期、燃料噴射量の感度係
数を予め定めてマップで記憶しておき、その値を取り込
んで、使用する。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す
のが、tnepk ／gnepk を横軸にとった場合の、吸気量、
点火時期、燃料噴射量のそれぞれの感度係数A, B, C を
示すマップであって、ＥＣＵ１０に予め記憶されてい
る。tnepk ／gnepk は分子が目標値、分母が実際値であ
るから、tnepk ／gnepk が大きい（横軸で右側にある）
のは回転数が目標値を下回っている場合であり、小さい
（横軸で左側にある）のは回転数が目標値を上回ってい
る場合である。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を比べる
と吸気量の感度係数A は、tnepk ／gnepk が小さい場
合、すなわち、実測回転数が目標値よりも大きい場合逆
に、点火時期、燃料噴射量の感度係数B, Cは、tnepk ／
gnepk が大きい場合、すなわち、実測回転数が目標値よ
りも小さい場合に大きくなるようにされている。これ
は、以下の理由による。始動後の、エンジン回転数の低
下は、空燃比のリーン化によって発生することが多い。
例えば、重質燃料が使用された場合に、燃料の霧化が悪
く、吸気ポートの壁面等に燃料が付着し、噴射された燃
料が燃焼室にすべて導入されないことによって空燃比が
リーン化してエンジン回転数が低下する。ここで、エン
ジントルクを増大させるために吸気量を増大すると、吸
気管負圧が減少して、益々燃料の霧化が悪くなってしま
う。したがって、このような場合には吸気量で制御する
ことはできないので、吸気量での制御を制限して、点火
時期、燃料噴射量による制御を拡大するのである。
数が目標値になるように吸気量、点火時期、燃料噴射量
を補正するがその寄与率を状況に応じて変化させるもの
で、今回の始動時ピーク回転数gnepk 実際値と始動時ピ
ーク回転数目標値tnepk との比、すなわち、tnepk／gne
pk に応じた、吸気量、点火時期、燃料噴射量の感度係
数を予め定めてマップで記憶しておき、その値を取り込
んで、使用する。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す
のが、tnepk ／gnepk を横軸にとった場合の、吸気量、
点火時期、燃料噴射量のそれぞれの感度係数A, B, C を
示すマップであって、ＥＣＵ１０に予め記憶されてい
る。tnepk ／gnepk は分子が目標値、分母が実際値であ
るから、tnepk ／gnepk が大きい（横軸で右側にある）
のは回転数が目標値を下回っている場合であり、小さい
（横軸で左側にある）のは回転数が目標値を上回ってい
る場合である。図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を比べる
と吸気量の感度係数A は、tnepk ／gnepk が小さい場
合、すなわち、実測回転数が目標値よりも大きい場合逆
に、点火時期、燃料噴射量の感度係数B, Cは、tnepk ／
gnepk が大きい場合、すなわち、実測回転数が目標値よ
りも小さい場合に大きくなるようにされている。これ
は、以下の理由による。始動後の、エンジン回転数の低
下は、空燃比のリーン化によって発生することが多い。
例えば、重質燃料が使用された場合に、燃料の霧化が悪
く、吸気ポートの壁面等に燃料が付着し、噴射された燃
料が燃焼室にすべて導入されないことによって空燃比が
リーン化してエンジン回転数が低下する。ここで、エン
ジントルクを増大させるために吸気量を増大すると、吸
気管負圧が減少して、益々燃料の霧化が悪くなってしま
う。したがって、このような場合には吸気量で制御する
ことはできないので、吸気量での制御を制限して、点火
時期、燃料噴射量による制御を拡大するのである。
【００２７】図７に示すのが、第４の実施の形態のフロ
ーチャートである。ステップ４０１〜４０４は第１の実
施の形態のステップ１０１〜１０４と同じである。ステ
ップ４０５では、tnepk ／gnepk の値に応じた、吸気
量、点火時期、燃料噴射量のそれぞれに対する感度係数
A, B, C の値を図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した
マップから読込む。ステップ４０６では今回の吸気量QS
T にtnepk ／gnepk と感度係数A を乗算して次回の吸気
量QST を求める。同様に、ステップ４０７では今回の点
火時期IASTにtnepk ／gnepk と感度係数B を乗算して次
回の点火時期IASTを求め、ステップ４０８では今回の燃
料噴射量TAUST にtnepk ／gnepk と感度係数C を乗算し
て次回の燃料噴射量TAUST を求める。第４の実施の形態
では、上記のようにして、始動後のピーク回転数が目標
値になる様に吸気量、点火時期、燃料噴射弁が状況に応
じて効果が出やすいように組み合わせて補正され、その
結果、始動後の回転数の変化特性がばらつかず排気ガス
が安定する。
ーチャートである。ステップ４０１〜４０４は第１の実
施の形態のステップ１０１〜１０４と同じである。ステ
ップ４０５では、tnepk ／gnepk の値に応じた、吸気
量、点火時期、燃料噴射量のそれぞれに対する感度係数
A, B, C の値を図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示した
マップから読込む。ステップ４０６では今回の吸気量QS
T にtnepk ／gnepk と感度係数A を乗算して次回の吸気
量QST を求める。同様に、ステップ４０７では今回の点
火時期IASTにtnepk ／gnepk と感度係数B を乗算して次
回の点火時期IASTを求め、ステップ４０８では今回の燃
料噴射量TAUST にtnepk ／gnepk と感度係数C を乗算し
て次回の燃料噴射量TAUST を求める。第４の実施の形態
では、上記のようにして、始動後のピーク回転数が目標
値になる様に吸気量、点火時期、燃料噴射弁が状況に応
じて効果が出やすいように組み合わせて補正され、その
結果、始動後の回転数の変化特性がばらつかず排気ガス
が安定する。
【００２８】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、内燃機
関の始動後の回転数の変化特性の指標を学習して、吸気
量制御手段と点火時期制御手段の少なくとも一つを用い
て次回の始動後の回転数が目標の変化特性を示すように
制御される。その結果、始動後の回転数がばらつかず、
排気ガスが安定し、環境の改善に寄与できる。特に請求
項２、５に記載の発明では吸気量制御手段と点火時期制
御手段に加えて燃料噴射量制御手段の少なくとも一つを
用いることができ選択の幅が広い。また、特に、請求項
５の発明では、吸気量による制御が有効な領域では、排
気ガスへの影響が比較的少ない吸気量で制御され、排気
ガスへの影響を少なくしながら始動後の回転数が目標の
変化特性を示すように制御することができる。
関の始動後の回転数の変化特性の指標を学習して、吸気
量制御手段と点火時期制御手段の少なくとも一つを用い
て次回の始動後の回転数が目標の変化特性を示すように
制御される。その結果、始動後の回転数がばらつかず、
排気ガスが安定し、環境の改善に寄与できる。特に請求
項２、５に記載の発明では吸気量制御手段と点火時期制
御手段に加えて燃料噴射量制御手段の少なくとも一つを
用いることができ選択の幅が広い。また、特に、請求項
５の発明では、吸気量による制御が有効な領域では、排
気ガスへの影響が比較的少ない吸気量で制御され、排気
ガスへの影響を少なくしながら始動後の回転数が目標の
変化特性を示すように制御することができる。
【図１】（Ａ）は第１の実施の形態の制御のフローチャ
ートであり、（Ｂ）は第１の実施の形態の制御を説明す
る図である。
ートであり、（Ｂ）は第１の実施の形態の制御を説明す
る図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の第１変形例の制御
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態の第２変形例の制御
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図４】（Ａ）は第１の実施の形態の制御のフローチャ
ートであり、（Ｂ）は第１の実施の形態の制御を説明す
る図である。
ートであり、（Ｂ）は第１の実施の形態の制御を説明す
る図である。
【図５】（Ａ）は第１の実施の形態の制御のフローチャ
ートであり、（Ｂ）は第１の実施の形態の制御を説明す
る図である。
ートであり、（Ｂ）は第１の実施の形態の制御を説明す
る図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の制御のフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】本発明の第４の実施の形態の制御における各制
御パラメータの感度係数を示す図であって、（Ａ）は空
気量の感度係数を示し、（Ｂ）は点火時期の感度係数を
示し、（Ｃ）は燃料噴射量の感度係数を示している。
御パラメータの感度係数を示す図であって、（Ａ）は空
気量の感度係数を示し、（Ｂ）は点火時期の感度係数を
示し、（Ｃ）は燃料噴射量の感度係数を示している。
【図８】各実施の形態に共通のハード構成を概略的に示
す図である。
す図である。
【図９】従来技術において燃料性状の差による始動後の
回転数の変化の差を示す図である。
回転数の変化の差を示す図である。
２…吸気通路
３…電子スロットル
５…ＩＳＣＶ
１０…ＥＣＵ
２１…クランクポジションセンサ
２４…クランクシャフトタイミングプーリ
２５…信号歯
２６…欠歯部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｂ
３０１Ｈ
３０１Ｋ
45/00 ３４０ 45/00 ３４０Ｃ
Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｃ
(56)参考文献 特開 平３−37349（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−38853（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−97028（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−156132（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−255236（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−330351（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−3139（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−69039（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/00 - 45/00
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の始動後の回転数の変化特性の
指標を記憶、更新する始動後回転数変化指標学習手段
と、 内燃機関の吸気通路内に配設されアクセルペダルの踏込
量に非連動に吸気量を制御可能な吸気量制御手段と、点
火時期制御手段と、を具備し、 始動後回転数変化指標学習手段が学習した指標に基づい
て、吸気量制御手段と、点火時期制御手段の少なくとも
一つを用いて、次回の始動後の回転数が目標の変化特性
を示すように制御することを特徴とする内燃機関の制御
装置。 - 【請求項２】 内燃機関の始動後の回転数の変化特性の
指標を記憶、更新する始動後回転数変化指標学習手段
と、 内燃機関の吸気通路内に配設されアクセルペダルの踏込
量に非連動に吸気量を制御可能な吸気量制御手段と、点
火時期制御手段と、燃料噴射量制御手段と、を具備し、 始動後回転数変化指標学習手段が学習した指標に基づい
て、吸気量制御手段と、点火時期制御手段と、燃料噴射
量制御手段の少なくとも一つを用いて、次回の始動後の
回転数が目標の変化特性を示すように制御する内燃機関
の制御装置であって、 始動後回転数変化指標学習手段が始動後のピーク回転数
を記憶、更新する始動後ピーク回転数学習手段であるこ
とを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項３】 始動後回転数変化指標学習手段が始動後
の回転数上昇率を記憶、更新する始動後回転数上昇率学
習手段であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機
関の制御装置。 - 【請求項４】 始動後回転数変化指標学習手段が始動後
における回転数が所定値に到達するまでの到達時間を記
憶、更新する始動後所定回転数到達時間学習手段である
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項５】 内燃機関の始動後の回転数の変化特性の
指標を記憶、更新する始動後回転数変化指標学習手段
と、 内燃機関の吸気通路内に配設されアクセルペダルの踏込
量に非連動に吸気量を制御可能な吸気量制御手段と、点
火時期制御手段と、燃料噴射量制御手段と、を 具備し、 始動後回転数変化指標学習手段が学習した指標に基づい
て、吸気量制御手段と、点火時期制御手段と、燃料噴射
量制御手段の少なくとも一つを用いて、次回の始動後の
回転数が目標の変化特性を示すように制御する内燃機関
の制御装置であって、 吸気量制御手段による制御が有効な領域においては、吸
気量制御手段による制御を優先しておこなうことを特徴
とする内燃機関の制御装置。
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