JP5041374B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動停止及び自動始動制御が実行される内燃機関の始動制御装置に関する。
従来、例えば特許文献1に示されるように、火花点火式の内燃機関においては、車両が停止されている等の機関停止条件が成立すると、内燃機関を自動的に停止させるとともに、この自動停止中にアクセル操作量が所定値以上である等の再始動条件が成立すると、内燃機関を自動的に始動させるようにしたものがある。このような内燃機関においては、こうした自動停止及び自動始動制御によって不要な機関運転を行わないようにすることにより燃費の向上を図るようにしている。
特開2006−77605号公報
ところで、機関始動時における回転速度は、図11の(a)及び(b)に示すように、イグニッションキーの操作による手動始動時と自動始動時とにおいて異なる態様で変化する。
具体的には、内燃機関の手動始動時においては、図11(a)に示すように、始動直後に機関回転速度が大きく上昇して吹き上がる。そして、この吹き上がりの後に機関回転速度が徐々に低下して目標とするアイドル回転速度Niまで低下し、機関回転速度はアイドル回転速度Niまで低下した後においてもさらに低下してアイドル回転速度Niを大きく下回り、その後に機関回転速度が再度上昇して目標アイドル回転速度Niに収束する。
一方、内燃機関の自動始動時においては、図11(b)に示すように、機関始動直後の回転速度の吹き上がりの度合いはさほど大きくはなく、この最初の吹き上がりが発生する期間も手動始動時に比して大きくはない。また、機関回転速度の最初の吹き上がりが生じた後の回転速度の落ち込み度合いもさほど大きくはないものの、この回転速度の落ち込みの後に回転速度の吹き上がりが再度発生する。これは、以下の理由による。
すなわち、手動始動及び自動始動の何れの始動時においても、内燃機関が確実に始動できるように、機関始動直後の最初の数回(例えば、クランクシャフトの1〜2回転分)の燃料噴射は、目標とするアイドル回転速度Niに対応した燃料の噴射量よりも増量して燃料噴射が実行される。そのため、何れの始動時においても、このような燃料の増量により、回転速度の吹き上がりが生じる。
また、手動始動の場合は、極低温であっても内燃機関が確実に始動できるように、回転速度が目標とするアイドル回転速度を超えた場合であっても、燃料カットが実行されることなく燃料噴射が常時実行される。これに対して、自動始動時においては、暖機後の再始動であるため、回転速度が過剰に上昇して例えば目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度Nbを超えた場合には燃料カットが実行される。そのため、手動始動時においては、始動開始直後の回転速度の吹き上がりが自動始動時よりも大きくなる。また、手動始動時においては、燃料カットがなされないために始動開始直後に噴射される燃料の総量が多くなり、この燃料の燃焼のために多量の空気が消費されるため、その後の燃料の燃焼の際に燃焼室内の空気が不足して回転速度が落ち込みやすくなる。なお、手動始動時には、内燃機関にオルタネータの発電負荷も加わるため、この発電負荷も回転速度を大きく落ち込ませる要因となる。
一方、自動始動時には、始動直後に回転速度が過剰に上昇して基準回転速度Nb以上となった場合には、上述したように燃料カットが行われるため、最初の吹き上がりが手動始動時に比して小さくなるとともに、この吹き上がりが生じる期間も手動始動時よりも短い。そして、この最初の回転速度の吹き上がりが生じた後においては、こうした燃料カットに起因して回転速度は一旦落ち込むものの、この落ち込みの度合いは、手動始動時に燃焼室内の空気が不足することに起因して生じる回転速度の落ち込みの度合いよりも小さい。なお、内燃機関の自動始動時には、燃料カットに起因した回転速度の落ち込みを抑制すべく、オルタネータの発電負荷をカットしている場合があり、この場合は、始動直後の回転速度の吹き上がり後に生じる落ち込みがさらに抑えられる。そして、自動始動時には、始動開始直後に燃料カットが実行されるため燃焼室内の空気の使用量が少なくなり、回転速度が最初に吹き上がった後においても燃焼室内には空気が十分に存在している状態となる。そのため、最初の回転速度の吹き上がり後に落ち込みが生じた後に燃料噴射が実行されると、燃焼室内に十分に空気が存在していることにより回転速度が再び過剰に上昇して2回目の吹き上がりが生じることとなる。
このように、手動始動時と自動始動時においては、機関回転速度の変化態様が異なっている。そして、いずれの始動時においても、機関始動直後に生じる回転速度の最初の吹き上がりは、回転速度を確実に上昇させて内燃機関を確実に始動させるために必然的に生じてしまうものの、その後の回転速度の落ち込みや吹き上がりについては適切に抑制して回転速度を目標アイドル回転速度に収束させることが要求される。しかしながら、従来においては、各始動時の回転速度の挙動に応じた回転速度制御が行われておらず、手動始動と自動始動との双方の始動時において回転速度を安定して目標アイドル回転速度に収束させるという点に関しては、未だ問題の余地を残すものとなっている。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、手動始動時と自動始動時との双方において、回転速度を安定して目標アイドル回転速度に収束させることのできる内燃機関の始動制御装置を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項に記載の発明は、所定の条件により自動停止及び自動始動が実行される火花点火式の内燃機関に適用され、前記自動始動の開始時に前記機関の回転速度が目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される内燃機関の始動制御装置であって、前記機関の始動時に、同機関の回転速度が上昇していることを条件に前記機関の点火時期を遅角するとともに前記機関の回転速度が低下していることを条件に前記点火時期を進角する点火時期の可変制御を実行する可変制御手段と、前記機関の始動開始から所定期間において前記点火時期の可変制御の実行を禁止する禁止手段とを備え、手動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記手動始動の開始から同開始の直後における前記機関の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの期間に設定されるとともに、前記自動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記自動始動の開始から前記機関の回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定されることを要旨とする。
手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させる必要があるため、燃料が増量されて回転速度の吹き上がりが生じる。そのため、上記構成では、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、始動開始直後には点火時期の可変制御が禁止され、始動開始直後に回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることを抑制することができる。
そして上記構成では、手動始動時には、始動開始直後に回転速度が吹き上がり、その後に機関回転速度が目標アイドル回転速度まで低下した際に点火時期の可変制御が開始される。これにより、機関回転速度が最初の吹き上がりの後に目標アイドル回転速度に達した後にさらに低下する場合には点火時期が進角されるため、始動開始直後の吹き上がり後に回転速度の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
また、上記構成では、自動始動時には、回転速度が2回目に吹き上がった後に低下して目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となったときに点火時期の可変制御が開始される。これにより、始動開始直後の最初の回転速度の吹き上がり後に回転速度が低下するときや2回目の回転速度の吹き上がり後に回転速度が未だ高いときに点火時期が進角されることを抑制することができる。そのため、こうした点火時期の進角制御に起因して2回目の回転速度の吹き上がりがより大きくなることを抑制することができる。そして、2回目の回転速度の吹き上がり後に、実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差がある程度小さくなった状態で点火時期の可変制御を開始させることができる。
請求項に記載の発明は、所定の条件により自動停止及び自動始動が実行される火花点火式の内燃機関に適用され、前記自動始動の開始時に前記機関の回転速度が目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される内燃機関の始動制御装置であって、前記機関の始動時に、同機関の回転速度が前記目標アイドル回転速度よりも低いことを条件に前記機関の点火時期を進角するとともに前記機関の回転速度が前記目標アイドル回転速度よりも高いことを条件に前記点火時期を遅角する点火時期の可変制御を実行する可変制御手段と、前記機関の始動開始から所定期間において前記点火時期の可変制御の実行を禁止する禁止手段とを備え、手動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記手動始動の開始から同開始の直後における前記機関の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの期間に設定されるとともに、前記自動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記自動始動の開始から前記機関の回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定されることを要旨とする。
手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させる必要があるため、燃料が増量されて回転速度の吹き上がりが生じる。そのため、上記構成では、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、始動開始直後には点火時期の可変制御が禁止され、始動開始直後に回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることを抑制することができる。
そして上記構成では、手動始動時には、始動開始直後に回転速度が吹き上がり、その後に機関回転速度が目標アイドル回転速度まで低下した際に点火時期の可変制御が開始される。これにより、機関回転速度が最初の吹き上がりの後に目標アイドル回転速度に達した後にさらに低下する場合には点火時期が進角されるため、始動開始直後の吹き上がり後に回転速度の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
また、上記構成では、自動始動時には、回転速度が2回目に吹き上がった後に低下して目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となったときに点火時期の可変制御が開始される。これにより、始動開始後の初回の吹き上がりの後に回転速度が目標アイドル回転速度よりも低くなるときに点火時期が進角されることを抑制することができるため、この進角制御に起因して機関回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。そして、機関回転速度の2回目の吹き上がりが生じた後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差がある程度小さくなった状態で点火時期の可変制御を開始させることができる。
請求項に記載の発明は、所定の条件により自動停止及び自動始動が実行される火花点火式の内燃機関に適用され、前記自動始動の開始時に前記機関の回転速度が目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される内燃機関の始動制御装置であって、前記機関の始動時に、同機関の回転速度が上昇していることを条件に前記機関の点火時期を遅角するとともに前記機関の回転速度が低下していることを条件に前記点火時期を進角する点火時期の可変制御を実行する可変制御手段と、前記機関の始動開始から所定期間において前記点火時期の可変制御の実行を禁止するとともに、前記機関の実際の回転速度が前記目標アイドル回転速度よりも高い所定回転速度以上であるときに前記点火時期の可変制御の実行を禁止する禁止手段とを備え、前記所定回転速度は、前記機関の手動始動時よりも自動始動時のほうが低い回転速度に設定されることを要旨とする。
手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させる必要があるため、回転速度の吹き上がりが生じる。そして、上記構成では、機関回転速度の吹き上がりが生じて、実際の機関回転速度が、目標アイドル回転速度よりも高い所定回転速度以上となるときには、点火時期の可変制御が実行されず、実際の機関回転速度が目標アイドル回転速度にある程度近づいたときに点火時期の可変制御が実行される。
ここで、上記構成では、点火時期の可変制御の実行が禁止される下限の所定回転速度は、機関の手動始動時よりも自動始動時のほうが低い回転速度に設定されている。そのため、手動始動時には回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が低下している際、回転速度がさほど低下していないときから点火時期を進角する制御が開始されるため、始動直後の回転速度の吹き上がり後に回転速度が大きく落ち込むことを抑制することができる。
また、自動始動時において、始動直後の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が低下する際、又は2回目の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が低下する際において、回転速度がさほど低下していない状態で点火時期が進角されると、2回目の吹き上がりをより大きくする可能性がある。この点、上記構成によれば、自動始動時には始動直後の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が十分に低下してから、点火時期の可変制御が実行されるため、回転速度の吹き上がり後に回転速度がさほど低下していない状態で点火時期が進角されることに起因して2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
また、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させる必要があるため、回転速度の吹き上がりが生じるものの、この始動開始直後に回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることを抑制することができる。
また、この所定期間を、前記手動始動の開始から同開始の直後における機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの期間に設定するようにし、自動始動時においても、始動開始からこのように設定された同じ長さの所定期間において点火時期の可変制御が実行されるようにしてもよい。
ここで、自動始動時においては、機関始動直後の初回の回転速度の吹き上がりが手動始動時における初回の吹き上がりよりも短い期間で発生するため、自動始動の始動開始からこのように設定された所定期間が経過したときには、既に初回の回転速度の吹き上がり後に回転速度が落ち込んだときを経過している。したがって、自動始動時においてもこのように設定された所定期間において点火時期の可変制御を禁止することにより、機関始動の開始直後の初回の吹き上がり後に回転速度が低下しているときに点火時期の可変制御が実行されて点火時期が進角されることを抑制することができる。したがって、こうした点火時期の進角制御に起因して回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
本発明の内燃機関の始動制御装置に係る第1の実施形態において、内燃機関及びその周辺機構を示す模式図。 同実施形態において、始動時の燃料噴射制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、始動時の発電制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、始動時の点火時期制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、点火時期可変制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、(a)は手動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャートであり、(b)は自動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャート。 本発明の内燃機関の始動制御装置に係る第2の実施形態において、点火時期可変制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、(a)は手動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャートであり、(b)は自動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャート。 本発明の内燃機関の始動制御装置に係る第3の実施形態において、始動時の点火時期制御の実行手順を示すフローチャート。 同実施形態において、(a)は手動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャートであり、(b)は自動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャート。 従来技術を示す図であり、(a)及び(b)は手動始動時及び自動始動時における機関回転速度を示すタイミングチャート。
(第1の実施形態)
以下、本発明を車載内燃機関の始動制御装置に具体化した第1の実施形態について図1〜図6及び図11を参照して説明する。
図1に、本実施形態に係る内燃機関11及びその周辺機構を示す。本実施形態の内燃機関11は、ガソリンエンジンであり、各気筒12に形成される燃焼室18と、燃焼室18に吸入空気を送り込む吸気通路23と、燃焼室18での燃焼ガスを排気として外部に排出させる排気通路28とを備えている。
吸気通路23には、スロットルバルブ19が回動可能に設けられている。スロットルバルブ19は、スロットルモータ24の駆動により回動されることにより、吸気通路23を流れる空気の流量を変更し、これにより、燃焼室18に供給される空気の量(吸入空気量)が変更される。また、吸気通路23には、燃料を噴射するインジェクタ35が各気筒12に対応して取り付けられている。このインジェクタ35から噴射された燃料は、吸気通路23を通る吸入空気と混ざり合って混合気となる。なお、インジェクタ35から気筒12毎の燃焼室18内へ直接燃料が噴射される構成であってもよい。
各気筒12の燃焼室18においては、燃焼室18を臨むように点火プラグ36が取付けられている。この点火プラグ36は、イグナイタ37からの点火信号に基づいて作動し、点火コイル(図示略)から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気はこの点火プラグ36の火花放電によって着火されて燃焼し、このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン15が往復動される。そして、ピストン15の往復動が、コネクティングロッド16を介してクランクシャフト17に伝達されることにより、同クランクシャフト17が回転し、これにより内燃機関11の駆動力(出力トルク)が得られる。なお、このクランクシャフト17は、内燃機関11の始動開始時にはスタータモータ51によるクランキングにより回転が開始される。また、この燃焼室18は、吸気通路23との連通遮断状態が吸気バルブ29により変更され、排気通路28との連通遮断状態が排気バルブ31により変更される。
こうした内燃機関11の各種制御は、車両に搭載される電子制御装置81により実行される。電子制御装置81は、機関制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
電子制御装置81の入力ポートには、内燃機関11の運転状態を含む車両の各部の状態を検出するための各種センサ等が接続されている。これらの各種センサとしては、クランクシャフト17が一定角度回転する毎にパルス状の信号を出力するクランク角センサ71、内燃機関11の冷却水温を検出する水温センサ72、吸気通路23を流れる空気の流量を検出するエアフロメータ73、スロットルバルブ19の開度を検出するスロットルセンサ74が挙げられる。また、各種センサとしては、運転者によるアクセルペダル25の踏込み量を検出するアクセルセンサ75、車両の走行速度(車速)を検出する車速センサ76、運転者によるブレーキペダル(図示略)の操作の有無を検出するブレーキスイッチ77、運転者により内燃機関11の始動の際にオン操作され、停止の際にオフ操作されるイグニッション(IG)スイッチ78が挙げられる。
一方、電子制御装置81の出力ポートには、インジェクタ35、点火プラグ36及びスロットルモータ24などの駆動回路が接続されている。
以上のような構成により、電子制御装置81は、内燃機関11の運転中において、スロットルバルブ19の開度制御、インジェクタ35による燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。具体的には、電子制御装置81は、内燃機関11の始動が完了した後の通常運転中においては、アクセルセンサ75によって検出されるアクセル踏込み量に基づいて、スロットルバルブ19の開度を制御する。また、電子制御装置81は、エアフロメータ73によって検出される吸入空気の流量に基づいて、燃焼室18に供給される空気と燃料との比が理論空燃比(14.7)となるように、インジェクタ35によって噴射される燃料の量を制御する。さらに、電子制御装置81は、通常運転時において上記機関負荷及び機関回転速度等の内燃機関11の運転状態に基づき目標とする点火時期を導出し、この目標とする点火時期にオンとなる点火信号を各気筒12のイグナイタ37に出力することにより、目標とする点火時期において点火プラグ36による混合気の点火を実行する。
また、本実施形態では、電子制御装置81が、内燃機関11を自動停止及び自動始動させる自動停止始動制御を行う。この自動停止とは、運転者のイグニッションスイッチ78のオフ操作による通常の運転停止とは異なる停止態様であり、例えば車両走行中における信号待ちといった一時的な車両停止中に、燃費向上等を目的として内燃機関11の運転を自動的に停止させることである。また、自動始動とは、運転者のイグニッションスイッチ78のオン操作による通常の始動とは異なる機関始動の態様であり、前述した自動停止中に運転者の始動要求に応じて内燃機関11の運転を自動的に再開させることである。
ここで、この自動停止は、内燃機関11の運手中において予め定められた自動停止条件が成立した場合に実行される。この自動停止条件としては、例えば、(1)内燃機関11が暖機後でありかつ過熱していないこと、(2)アクセルペダル25が踏まれていないこと、(3)車載バッテリ(図示略)の蓄電量が必要なレベルにあること、(4)ブレーキペダルが踏み込まれていること、及び(5)車両が停止している(車速がゼロである)ことが挙げられる。そして、上記各種センサの検出信号に基づいてこれらの条件(1)〜(5)が全て満たされている場合に自動停止条件が成立していると判定する。なお、上記各条件(1)〜(5)は一例に過ぎず、変更が可能である。また、他の条件を自動停止条件として加えてもよい。
一方、電子制御装置81は、内燃機関11の自動停止中に自動始動条件が成立しているかどうかを判定し、自動始動条件が成立している場合には、内燃機関11が自動始動するように制御する。ここで、自動始動条件としては、上述した自動停止条件として用いた各条件(1)〜(5)の条件において、これらの条件(1)〜(5)の1つでも満たされなかった場合に自動始動条件が成立していると判定する。すなわち、例えば、アクセルペダル25が踏み込まれたり(条件(2)不成立)、ブレーキペダルが戻されたり(条件(4)不成立)した場合には自動始動条件が成立する。なお、自動始動条件としては、この他の条件を設定してもよい。
ところで、このような自動始動時とイグニッションスイッチ78のオン操作による手動始動時とにおいては、インジェクタ35による燃料噴射制御と内燃機関11のクランクシャフト17の回転を通じて発電するオルタネータ(図示略)の発電制御が異なる態様で実行される。以下、内燃機関11の始動時に電子制御装置81により実行される燃料噴射制御とオルタネータの発電制御を図2及び図3に基づいて説明する。
まず、始動時における燃料噴射制御について、図2に示すフローチャートに基づいて説明する。この制御は、内燃機関11の運転中に所定の制御周期を以って実行される。
始動時の燃料噴射制御では、まずステップS11において、現在が内燃機関11の始動時であるか否かが判定される。そして、内燃機関11の始動時でない場合は、エンドに移って本制御を一旦終了し、機関始動完了後の通常の燃料噴射制御が実行される。
一方、ステップS11において、現在が内燃機関11の始動時であると判定されると、ステップS12に移り、現在の機関始動が、手動始動であるか、すなわちイグニッションスイッチ78のオン操作によって実行される始動であるか否かが判定される。そして、現在の機関始動が手動始動であれば、ステップS14に移り、各気筒12に対応した吸気通路23においてインジェクタ35による燃料噴射が常時実行される。すなわち、手動始動時においては、例えば極低温時においても機関回転速度を確実に上昇して内燃機関11が始動できるように、燃料噴射が常時実行される。なお、内燃機関11の始動時において、最初の数回(例えば、クランクシャフトの1〜2回転分)の燃料噴射では、機関回転速度を確実に上昇させて内燃機関11を確実に始動させるべく、機関回転速度をアイドル回転速度Niに維持可能な程度の燃料量よりも増量した量の燃料が噴射され、その後の燃料噴射では、機関回転速度をアイドル回転速度Niに維持するための量の燃料が噴射される。このように、手動始動時においては、燃料噴射が常時実行されるため、極低温時における始動であっても機関回転速度を確実に上昇して、内燃機関11が確実に始動する。
一方、ステップS12において、現在が内燃機関11の始動時であるものの、イグニッションスイッチ78のオン操作による手動始動時ではない、すなわち、自動始動時であると判定されると、ステップS13に移り、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも十分に高い基準回転速度を超えているか否かが判定される。そして、ステップS13において、機関回転速度が基準回転速度未満であると判定されると、先のステップS14に移り、燃料噴射を実行する。そして、ステップS13において、機関回転速度が基準回転速度以上であると判定されると、ステップS15に移り、燃料カットを実行する。
ここで、自動始動時における燃料の噴射量も、手動始動時と同様に、始動開始直後の最初の数回においては、内燃機関11を確実に始動させるべく、機関回転速度をアイドル回転速度Niに維持可能な程度の燃料量よりも増量した量に設定されており、その後の噴射量は機関回転速度をアイドル回転速度Niに維持可能な量に設定されている。そして、自動始動時においては、内燃機関11の暖機後の再始動であるため、このように増量された量の燃料が噴射されることにより始動直後における回転速度の吹き上がりが過度に大きくなりやすい。したがって、機関回転速度が基準回転速度以上となったときにはステップS15において燃料カットが実行される。なお、自動始動時においては、内燃機関11の暖機後の再始動であるため、このような燃料カットを行っても、内燃機関11を始動させることができる。
次に、始動時のオルタネータの発電制御について、図3に示すフローチャートに基づいて説明する。この図3に示す制御も、内燃機関11の運転中に所定の制御周期で行われる。
内燃機関11の始動時におけるオルタネータの発電制御では、まずステップS21において、現在が内燃機関11の始動時であるか否かが判定される。そして、現在が内燃機関11の始動時でない場合は、エンドに移り本制御を一旦終了し、機関始動完了後の通常のオルタネータの発電制御が実行される。
そして、ステップS21において、現在が内燃機関11の始動時であると判定されると、ステップS22において、現在が手動始動時であるか否かが判定される。そして、ステップS22において、現在が手動始動時であると判定されると、ステップS23に移り、オルタネータの発電が実行される。すなわち、内燃機関11の手動始動がなされる前は、内燃機関11が長期間停止していると考えられ、この機関停止中にバッテリの容量も低下している可能性があるため、手動始動の開始時においては、オルタネータの発電が実行される。そして、エンドに移り、本処理が一旦終了される。
一方、ステップS22において、現在が手動始動時ではない、すなわち自動始動時であると判定されると、ステップS24に移り、オルタネータの発電が停止される。すなわち、内燃機関11の自動停止時には、上述した自動停止条件の(3)車載バッテリ(図示略)の蓄電量が必要なレベルにあるといった条件を満たしているため、自動始動時においても、バッテリの蓄電量が必要なレベルに達していると考えられる。したがって、始動後即座にオルタネータの発電を開始する必要がないことから、このステップS24においてオルタネータの発電が停止される。これにより、先の図3において示した始動時の燃料噴射量制御では、自動始動時において機関回転速度が基準回転速度以上となると燃料カットが実行されるため、この燃料カットに起因して機関回転速度が急激に落ち込むことがあるものの、こうした回転速度の急激な落ち込みをこのオルタネータの発電停止によってある程度は抑制することができる。
ここで、図11に示すように、自動始動時及びイグニッションスイッチ78のオン操作による手動始動時においては、上述した燃料噴射制御とオルタネータの発電制御により機関回転速度が異なる態様で変化する。すなわち、手動始動時においては、図11(a)に示すように、始動直後に機関回転速度が大きく上昇して吹き上がり、この吹き上がりの後に機関回転速度が徐々に低下して目標回転速度であるアイドル回転速度Niを大きく下回り、その後に機関回転速度が再度上昇して目標アイドル回転速度Niに収束する。一方、内燃機関11の自動始動時においては、図11(b)に示すように、機関始動直後の回転速度の吹き上がりの度合いは燃料カットによりさほど大きくはなく、この最初の吹き上がりが発生した後の回転速度の落ち込み度合いもさほど大きくはないものの、この回転速度の落ち込みの後に回転速度の吹き上がりが再度発生する。なお、仮に自動始動時にオルタネータの発電を停止させない場合であっても、機関回転速度の最初の吹き上がり後の落ち込み度合いは、手動始動時よりも自動始動時のほうが小さくなる。
そして、手動始動及び自動始動のいずれの始動時においても、内燃機関11の始動直後には同機関11を確実に始動させるために燃料の増量制御が行われるため、始動直後の機関回転速度の吹き上がりは必然的に生じうるものの、その後の回転速度の落ち込みや吹き上がりについては適切に抑制して回転速度をアイドル回転速度Niに収束させることが要求される。すなわち、手動始動時においては、最初の吹き上がりの後に機関回転速度が大きく落ち込みやすくなるため、この落ち込みを抑制することが要求され、自動始動時においては、2回目の吹き上がりが大きくなりやすいため、この吹き上がりが大きくなることを抑制することが要求される。
そこで、本実施形態では、電子制御装置81が、点火時期の可変制御手段と可変制御の禁止手段との機能を有する内燃機関11の始動制御装置として、手動始動時における回転速度の落ち込みを抑制するとともに、自動始動時における2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制すべく、点火プラグ36による混合気の点火時期を制御するようにしている。なお、この点火時期制御は、上述した始動完了後の通常の点火時期制御とは異なり、始動時に機関回転速度をアイドル回転速度Niに収束させることを目的とした点火時期制御である。以下、始動時の点火時期制御を図4のフローチャートに基づいて説明する。この制御は、内燃機関11の運転中において所定の制御周期を以って実行される。
点火時期制御では、まずステップS31において、現在が機関始動時であるか否かが判定される。そして、内燃機関11の始動時でない場合には、エンドに移り、本処理を一旦終了して、通常運転中における点火時期制御を実行する。一方、ステップS31において、現在が内燃機関11の始動時であると判定されると、ステップS32に移り、現在が手動始動時であるか否かの判定が行われる。
ステップS32において、現在が手動始動時であると判定されると、次にステップS33に移り、内燃機関11の始動開始から第1期間T1(例えば、2000ms)が経過しているか否かが判定される。ここで、第1期間T1とは、手動始動の開始から同開始直後の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標とするアイドル回転速度Niに低下するまでの期間であり、予め実験などによりこの期間が導出されて設定されている。なお、ステップS33においては、機関始動の開始からの経過時間を計測することにより始動開始から第1期間T1が経過したか否かを判定する代わりに、クランク角センサ71の検出信号に基づいて機関回転速度が一旦吹き上がった後に目標とするアイドル回転速度Niまで低下したか否かを判定するようにしてもよい。
そして、ステップS33において未だ第1期間T1が経過していないと判定される場合には、ステップS35に移り、後述するステップS36の点火時期可変制御の実行が禁止されて、初期設定角度にて混合気への点火が実行される。ここで、この初期設定角度は、予め設定されており、各気筒12においてピストン15が下死点から上死点へ上昇する圧縮行程において、ピストン15が上死点に達するクランク角度よりも少し進角したクランク角度に設定されている。また、この初期設定角度は、同初期設定角度よりも少し進角した時期において混合気への点火を実行した場合であっても、ノッキングが生じない角度である。このように、手動始動時においては、第1期間T1が未だ経過していない状態においては、点火時期の可変制御が禁止されて、初期設定角度における点火が実行される。したがって、始動開始から、第1期間T1が未だ経過しておらず、始動開始時に機関回転速度を確実に上昇させるべく回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための不必要な点火時期の可変制御が実行されることがない。
一方、ステップS33において、機関始動の開始から第1期間T1が経過していると判定されると、ステップS36に移り、点火時期の可変制御が実行される。この点火時期の可変制御は、図5に示す手順に従って行われる。すなわち、まずステップS41において、機関回転速度が上昇中であるか否かが判定される。そして、ステップS41において、機関回転速度が上昇中であると判定されると、ステップS43に移り、初期設定角度よりも遅角した時期に点火プラグ36による点火が実行されて、本制御が一旦終了される。
一方、ステップS41において、機関回転速度が上昇中ではないと判定されると、ステップS42に移り、機関回転速度が低下中であるか否かが判定される。そして、ステップS42において、機関回転速度が低下中であると判定されると、ステップS44に移り、初期設定角度よりも進角した時期に点火プラグ36による点火が実行され、本処理が一旦終了される。そして、ステップS42において、機関回転速度が低下中ではないと判定されると、機関回転速度が変動していないと判定されて、初期設定角度において点火が実行される。
すなわち、この点火時期の可変制御では、機関回転速度が上昇していることを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を遅角するとともに、機関回転速度が低下していることを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を進角する制御が実行される。なお、この点火時期の可変制御では、予め設定された一定角度のみ点火時期を進角又は遅角するようにしてもよいし、進角又は遅角する角度を、例えば機関回転速度の低下態様や上昇態様などに応じて可変とするようにしてもよい。
以上のように、手動始動時において始動開始から第1期間T1が経過した場合には、点火時期の可変制御が実行されるため、機関回転速度が一旦吹き上がった後にアイドル回転速度Niまで低下した後には、この点火時期の可変制御により、回転速度をアイドル回転速度Niに収束させる制御が行われる。したがって、機関回転速度が上昇するときには、点火時期が遅角されて機関回転速度の上昇が抑制され、機関回転速度が低下するときには、点火時期が進角されて機関回転速度の低下が抑制される。
一方、図4のステップS32において、現在が手動始動時ではない、すなわち自動始動時であると判定されると、ステップS34に移り、内燃機関11の始動開始から第2期間T2(例えば、5000ms)が経過しているか否かが判定される。ここで、この第2期間T2は、上記第1期間T1よりも長い期間に設定されており、具体的には、自動始動の開始から回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度が目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度Δm以下となるまでの期間に設定されており、予め実験などによりこの期間が導出されている。すなわち、自動始動の開始から第2期間T2が経過したときには、実際の回転速度が目標アイドル回転速度Niにある程度近くなったと判断されるときである。なお、ステップS34には、始動開始から第2期間T2が経過したか否かの判定に代わり、クランク角センサ71の検出信号に基づいて機関回転速度が2回目の吹き上がり後に際の目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度Δm以下となったか否かを判定するようにしてもよい。そして、ステップS34において、未だ始動開始から第2期間T2が経過していないと判定されると、ステップS35に移り、初期設定角度において点火が実行される。一方、ステップS34において、始動開始から第2期間T2が経過していると判定されると、ステップS36に移り点火時期の可変制御が実行される。
すなわち、内燃機関11の自動始動時においては、第2期間T2が経過した後に、機関回転速度が上昇していることを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を遅角するとともに、機関回転速度が低下していることを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を進角する制御が実行される。
したがって、自動始動時においては、始動開始直後の最初の回転速度の吹き上がり後に回転速度が低下するときや2回目の回転速度の吹き上がり後に回転速度が低下しつつ未だ高いときに、点火時期が進角されることが抑制されるため、この点火時期の進角により2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。そして、機関回転速度が2回目に吹き上がった後に低下してアイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度Δm以下となったとき、すなわち、実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度Niにある程度近くなったときに点火時期の可変制御を開始させることができる。
以上の手順で実行される点火時期制御の作用効果を図6に基づいて説明する。図6の(a)及び(b)は、手動始動時及び自動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャートである。
手動始動時においては、図6(a)の実線Aに示すように内燃機関11の回転速度が変化する。まず、内燃機関11の手動始動が開始すると、クランキングが実行される。そして、その後に燃料が増量して噴射され、この燃料を含む混合気が燃焼することにより回転速度が急激に上昇して吹き上がり、その後に機関回転速度は目標アイドル回転速度Niまで低下する。そして、手動始動時には、始動開始から第1期間T1が経過するまで、すなわち始動開始直後に回転速度が一旦吹き上がった後に低下して目標アイドル回転速度Niとなるまでは、点火時期の可変制御が禁止され、点火時期は初期設定角度に設定される。
そして、内燃機関11の始動開始から第1期間T1が経過すると、機関回転速度は目標アイドル回転速度Niまで低下し、その後においても、この目標アイドル回転速度Niをさらに下回り低下する。ここで、内燃機関11の始動開始から第1期間T1が経過した後においても、混合気への点火が初期設定角度において行われる場合には、第1期間T1以降において、機関回転速度は破線Bに示すように変化する。すなわち、初回の吹き上がり後、目標アイドル回転速度Niまで低下した後においても、機関回転速度は、この目標アイドル回転速度Niを大きく下回る。
これに対し、本実施形態では、手動始動の開始から第1期間T1が経過した直後においては、混合気への点火時期が、実線aに示すように、機関回転速度が低下していることを条件に点火時期を進角する制御が実行されるため、第1期間T1の経過後において、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりもさらに低下することを抑制することができる。また、その後に機関回転速度が上昇するときには、点火時期が遅角されるため、回転速度がアイドル回転速度Niを超えて大きく上昇することを抑制することができる。そして、アイドル回転速度Niに対応した量の燃料が噴射された状態でこのような点火時期可変制御を実行することにより、機関回転速度は目標アイドル回転速度Niに収束する。
一方、自動始動時においては、図6(b)の実線Cに示すように内燃機関11の回転速度が変化する。すなわち、内燃機関11の始動が開始すると、クランキングが実行された後に混合気の燃焼により回転速度が急激に上昇して吹き上がり、その後、直ぐに回転速度が落ちこみ、2回目の吹き上がりが生じる。そして、自動始動時には、点火時期は実線cに示すように制御され、始動開始から第2期間T2が経過するまで、すなわち、機関回転速度の2回目の吹き上がりが生じた後に実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度Δmとなるまでは、点火時期の可変制御が禁止され、点火時期は初期設定角度に設定される。
ここで、自動始動時における点火時期制御において、破線dに示すように、手動始動時と同様に内燃機関11の始動開始から第1期間T1が経過したときに点火時期の可変制御が開始される場合、機関回転速度の2回目の吹き上がり後、回転速度が低下する際において同回転速度が未だ高い状態において点火時期の進角制御が実行されることとなる。したがって、このような場合、図6(b)の破線Dに示すように機関回転速度が変化し、2回目の吹き上がりが大きくなる可能性がある。
これに対し、本実施形態では、点火時期の可変制御が内燃機関11の始動開始から第2期間T2が経過したときに開始されるため、機関回転速度の2回目の吹き上がり後、機関回転速度がある程度小さくなってから、機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させる制御を実行することができる。
以上詳述したように、第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、内燃機関11において、自動停止及び自動始動が実行されるとともに、同自動始動の開始時に機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される。そして、内燃機関11の始動時には、機関回転速度が上昇していることを条件に点火時期を遅角するとともに機関回転速度が低下していることを条件に点火時期を進角する点火時期の可変制御を実行するようにしている。また、手動始動時においては、この点火時期の可変制御を始動開始から第1期間T1が経過するまで禁止し、自動始動時においては、この点火時期の可変制御を始動開始から第1期間T1よりも長い第2期間T2が経過するまで禁止するようにしている。
ここで、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、内燃機関11の始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させる必要があるため、燃料が増量されて回転速度の吹き上がりが生じる。そのため、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、始動開始直後には点火時期の可変制御が禁止され、始動開始直後に回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることを抑制することができる。
また、手動始動時には自動始動時よりも点火時期の可変制御が早期に開始されるため、機関回転速度が最初の吹き上がりの後に低下している際にこの低下を抑制すべく点火時期の進角制御を実行することができ、最初の吹き上がり後に回転速度の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
また、自動始動時には、点火時期の可変制御が早期に開始されることを抑制することができるため、始動開始直後の最初の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が低下するときや、2回目の回転速度の吹き上がり後に機関回転速度が未だ高いときに、回転速度の低下を抑制すべく点火時期の進角制御が行われることを抑制することができる。これにより、自動始動時における機関回転速度の2回目の吹き上がりがより大きくなることを抑制することができる。
以上のようにして、手動始動時には機関回転速度の最初の吹き上がり後の大きな落ち込みを抑制し、自動始動時には機関回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制して、それぞれの始動時において機関回転速度を安定して目標アイドル回転速度Niに収束させることができる。
(2)本実施形態では、手動始動時において点火時期の可変制御の実行が禁止される第1期間T1は、手動始動の開始から同開始直後の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niに低下するまでの期間に設定されている。したがって、手動始動時においては、機関回転速度が最初の吹き上がりの後に目標とするアイドル回転速度Niに達した後にさらに低下する場合には点火時期が進角されるため、始動開始直後の吹き上がり後に回転速度の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
(3)本実施形態では、自動始動時において点火時期の可変制御の実行が禁止される第2期間T2は、自動始動の開始から機関回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定されている。これにより、始動開始直後の最初の回転速度の吹き上がり後に回転速度が低下するときや2回目の回転速度の吹き上がり後に回転速度が未だ高いときに点火時期が進角されることを抑制することができる。そのため、こうした点火時期の進角制御に起因して2回目の回転速度の吹き上がりがより大きくなることを抑制することができる。そして、2回目の回転速度の吹き上がり後に、実際の回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差がある程度小さくなった状態で点火時期の可変制御を開始させることができる。
(第2の実施形態)
次に、本発明を車載内燃機関の始動制御装置に具体化した第2の実施形態について、先の図1〜図4及び図7〜図8を参照して説明する。
第2の実施形態では、上記第1実施形態と点火時期の可変制御の態様が異なっているが、その他の構成及び制御態様については、上記第1の実施形態において図1〜図4に示した構成と同様の構成である。したがって、この第2の実施形態では、第1の実施形態と同様の構成についてはその説明を省略し、第1の実施形態と異なる始動時の点火時期可変制御についてのみ説明をする。なお、第1の実施形態と同様の構成については、同じ符号を用いて説明する。
本実施形態においても、電子制御装置81が、内燃機関11の始動制御装置として、手動始動時における回転速度の落ち込みを抑制するとともに、自動始動時における2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制すべく、先の図4に示す手順に従って始動時の点火時期制御が実行される。
点火時期制御において、まずステップS31において、現在が機関始動時であると判定され、ステップS32に移り、現在が手動始動時であると判定される場合には、ステップS33に移り、始動開始から第1期間T1が経過しているか否かが判定される。なお、この第1期間T1とは、上記第1の実施形態と同様に、手動始動の開始から開始直後の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標とするアイドル回転速度Niに低下するまでの期間である。そして、クランキングが開始されてから未だ第1期間T1が経過していない場合には、ステップS35に移り、初期設定角度にて混合気への点火が実行される。
そして、ステップS33において、機関始動開始から第1期間T1が経過していると判定されると、ステップS36に移り、点火時期の可変制御が実行される。
第2の実施形態においける点火時期の可変制御は、図7に示す手順に従って行われる。
すなわち、まずステップS51において、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも高いか否かが判定される。そして、ステップS51において、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高いと判定されると、ステップS53に移り、初期設定角度よりも遅角した時期に点火プラグ36による点火が実行されて、本制御が一旦終了される。
一方、ステップS51において、機関回転速度が上昇中ではないと判定されると、ステップS52に移り、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも低いか否かが判定される。そして、ステップS52において、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも低いと判定されると、ステップS54に移り、初期設定角度よりも進角した時期に点火プラグ36による点火が実行され、本処理が一旦終了される。そして、ステップS52において、機関回転速度がアイドル回転速度Niよりも低くはない、すなわち、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niであると判定されると、ステップS55に移り、初期設定角度において点火が実行される。
以上のようにして、本実施形態における点火時期の可変制御では、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも低いことを条件に点火プラグ36による混合気への点火時期を進角するとともに、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高いことを条件に点火時期を遅角する。
このように、本実施形態では、先の図4に示す始動時の点火制御において、手動始動時において始動開始から第1期間T1が経過した場合には、こうした点火時期の可変制御が実行される。これにより、手動始動の開始から第1期間T1が経過した後においては、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも高いときには、点火時期が遅角されて機関回転速度の上昇が抑制され、機関回転速度がアイドル回転速度Niよりも低いときには、点火時期が進角されて機関回転速度の低下が抑制される。
一方、図4のステップS32において、現在が手動始動時ではない、すなわち自動始動時であると判定されると、ステップS34に移り、内燃機関11の始動開始から第2期間T2が経過しているか否かが判定される。この第2期間T2は、上記第1の実施形態と同様に、上記第1期間T1よりも長い期間に設定されており、具体的には、自動始動の開始から機関回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定されている。そして、ステップS34において、未だ始動開始から第2期間T2が経過していないと判定されると、ステップS35に移り、初期設定角度において点火が実行される。一方、ステップS34において、始動開始から第2期間T2が経過していると判定されると、ステップS36に移り点火時期の可変制御が実行される。
すなわち、内燃機関11の自動始動時においては、第2期間T2が経過した後に、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも高いことを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を遅角するとともに、機関回転速度が目標とするアイドル回転速度Niよりも低いことを条件に同点火時期を進角する制御が実行される。
したがって、自動始動時においては、始動開始直後の最初の回転速度の吹き上がり後に機関回転速度がアイドル回転速度Niよりも低いときに点火時期が進角されることが抑制されるため、この点火時期の進角により2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。そして、機関回転速度が2回目に吹き上がった後に低下してアイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度以下となり、実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差がある程度小さくなった状態で点火時期の可変制御を開始させることができる。
以上の手順で実行される点火時期制御の作用効果を図8に基づいて説明する。図8の(a)及び(b)は、手動始動時及び自動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャートである。
手動始動時においては、図8(a)の実線Aに示すように内燃機関11の回転速度が変化する。すなわち、内燃機関11の始動が開始すると、クランキングが実行された後に混合気の燃焼により回転速度が急激に上昇して吹き上がり、その後に機関回転速度が目標アイドル回転速度Niまで低下する。そして、手動始動時における点火時期制御では、実線aに示すように、始動開始から第1期間T1が経過するまで、すなわち始動開始直後に回転速度が一旦吹き上がった後に低下して目標アイドル回転速度Niとなるまでは点火時期の可変制御が禁止され、点火時期は初期設定角度に設定される。
そして、機関回転速度は、実線Aに示すように、内燃機関11の始動開始から第1期間T1が経過すると目標アイドル回転速度Niまで低下し、その後においても、この目標アイドル回転速度Niをさらに下回る。ここで、内燃機関11の始動開始から第1期間T1が経過した後においても、混合気への点火が初期設定角度において行われる場合には、第1期間T1以降において、機関回転速度は破線Bに示すように変化する。すなわち、初回の吹き上がり後、目標アイドル回転速度Niまで低下した後においても、機関回転速度は、この目標アイドル回転速度Niを大きく下回る。これに対し、本実施形態では、機関回転第1期間T1が経過した直後には、点火時期が実線aに示すように制御され、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも低いことを条件に点火時期を進角する制御が実行されるため、第1期間T1の経過後において、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niを大きく下回ることを抑制することができる。また、その後に機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高くなるときには、点火時期が遅角されるため、回転速度がアイドル回転速度Niを超えて大きく上昇することを抑制することができる。したがって、この点火時期可変制御を実行することにより、機関回転速度を目標アイドル回転速度Niに収束させることができる。
一方、自動始動時においては、図8(b)の実線Cに示すように内燃機関11の回転速度が変化する。すなわち、内燃機関11の始動が開始すると、クランキングが実行された後に混合気の燃焼により回転速度が急激に上昇して吹き上がり、その後、直ぐに回転速度が落ちこみ、2回目の吹き上がりが生じる。そして、自動始動時には、始動開始から第2期間T2が経過するまで、すなわち内燃機関11の始動開始後の2回目の吹き上がりが生じた後に機関回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度Δmとなるまでは、実線cに示すように点火時期の可変制御が禁止され、点火時期は初期設定角度に設定される。
ここで、破線dに示すように自動始動時においても手動始動時と同様に内燃機関11の始動開始から第1期間T1経過したときに点火時期の可変制御が開始される場合、機関回転速度の1回目の吹き上がりが生じた後に回転速度が一旦落ち込んで目標アイドル回転速度Niよりも低くなっているときに、進角制御が実行される可能性がある。そして、このような場合、図8(b)の破線Dに示すように、2回目の吹き上がりが大きくなる可能性がある。
これに対し、本実施形態では、点火時期の可変制御が内燃機関11の始動開始から第2期間T2が経過したときに開始されるため、機関回転速度の2回目の吹き上がり後、機関回転速度がある程度小さくなってから、機関回転速度を目標アイドル回転速度Niに収束させる制御を実行することができる。したがって、2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
以上詳述したように、第2の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(4)本実施形態では、内燃機関11において、自動停止及び自動始動が実行されるとともに、同自動始動の開始時に機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される。そして、機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも低いことを条件に内燃機関11の点火時期を進角するとともに機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高いことを条件に点火時期を遅角する点火時期の可変制御を実行するようにしている。そして、手動始動時においては、この点火時期の可変制御を始動開始から第1期間T1が経過するまで禁止し、自動始動時においては、この点火時期の可変制御を始動開始から第1期間T1よりも長い第2期間T2が経過するまで禁止するようにしている。
したがって、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、始動開始直後には点火時期の可変制御が禁止されるため、始動開始直後に機関回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることを抑制することができる。
また、手動始動時には自動始動時よりも点火時期の可変制御が早期に開始されるため、機関回転速度が最初の吹き上がりの後に目標アイドル回転速度Niよりも下回る際には点火時期が進角され、回転速度の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
また、自動始動時には、点火時期の可変制御が早期に開始されることを抑制することができるため、始動開始直後の最初の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも低くなるときに、回転速度の低下を抑制すべく点火時期の進角制御が行われることを抑制することができる。これにより、自動始動時における機関回転速度の2回目の吹き上がりがより大きくなることを抑制することができる。
以上のようにして、本実施形態では、手動始動時には回転速度の最初の吹き上がり後の大きな落ち込みを抑制し、自動始動時には回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制して、それぞれの始動時において回転速度を安定して目標アイドル回転速度Niに収束させることができる。
(5)本実施形態では、手動始動時において点火時期の可変制御の実行が禁止される第1期間T1は、手動始動の開始から同開始直後の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niに低下するまでの期間に設定されている。したがって、手動始動時において、機関回転速度が最初の吹き上がり後に低下し、未だ目標とするアイドル回転速度よりも高いときに、点火時期が遅角されることを抑制することができるため、機関回転速度の最初の吹き上がり後の落ち込みを大きくすることを抑制することができる。また、手動始動時において、機関回転速度が最初の吹き上がりの後に目標とするアイドル回転速度Niまで低下した後において、同アイドル回転速度Niをさらに下回るときには点火時期が進角されるため、始動開始直後の吹き上がり後に回転速度の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
(6)本実施形態では、自動始動時において点火時期の可変制御の実行が禁止される第2期間T2は、自動始動の開始から機関回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定されている。したがって、始動開始直後の最初の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも低くなるときに点火時期が進角されることを抑制することができる。そのため、こうした点火時期の進角制御に起因して2回目の回転速度の吹き上がりがより大きくなることを抑制することができる。そして、2回目の回転速度の吹き上がり後に、実際の回転速度と目標アイドル回転速度Niとの偏差がある程度小さくなった状態で点火時期の可変制御を開始させることができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明を車載内燃機関の始動制御装置に具体化した第3の実施形態について、図1〜図3、図5、図9及び図10を参照して説明する。
第3の実施形態は、上記第1の実施形態と始動時の点火時期制御の態様が異なっているが、その他の構成及び制御については、上記第1の実施形態において図1〜図3及び図5に示した構成と同様の構成である。したがって、この第3の実施形態では、第1の実施形態と同様の構成についてはその説明を省略し、ここでは、第1の実施形態と異なる始動時の点火時期制御について説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いて説明する。
本実施形態においても、電子制御装置81が、内燃機関11の始動制御装置として、手動始動時における回転速度の落ち込みを抑制するとともに、自動始動時における2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制すべく、点火プラグ36による点火時期を制御する。この第3の実施形態の点火時期制御は、第1の実施形態において図4に示した制御に代わり、図9のフローチャートに示す手順に従って実行される。
第3の実施形態における始動時の点火時期制御においては、まずステップS61において、現在が機関始動時であるか否かが判定される。ステップS61において、現在が機関始動時ではないと判定されると、始動完了後の通常の点火時期制御が実行される。一方、ステップS61において、現在が機関始動時であると判定されると、ステップS62に移り、現在が内燃機関11の始動開始から所定期間が経過しているか否かが判定される。そして、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過していない場合には、点火時期が可変に制御されることなく、ステップS66に移り、初期設定角度において点火プラグ36による混合気の点火が実行される。すなわち、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過していないときには、手動始動及び自動始動の何れの開始時においても、点火時期の可変制御を実行することなく、点火プラグ36による点火は初期点火時期において実行される。
ここで、この所定期間は、上記第1及び第2の実施形態の第1期間T1と同じ期間に設定されており、具体的には、手動始動の開始から同開始の直後の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niに低下するまでの期間に設定されている。そして、始動開始から所定期間が経過するまでは、混合気への点火が初期点火時期において実行される。したがって、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には機関回転速度を確実に上昇させるための燃料増量制御により機関回転速度の吹き上がりが生じるものの、このような機関回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることが抑制される。
また、自動始動時においても、手動始動時と同じ長さの上記所定期間が経過するまでは、点火時期の可変制御が禁止されることになる。ここで、自動始動時においては、機関始動直後の初回の回転速度の吹き上がり後に回転速度の落ち込みが、手動始動時よりも早期に生じるため、始動開始から所定期間が経過したときには、既に機関回転速度の最初の吹き上がり後の落ち込みが生じている。したがって、自動始動時において機関回転速度の吹き上がり後の最初の落ち込みが生じるよりも以前に点火時期の可変制御が実行されて点火時期が進角されることがないため、こうした点火時期の進角制御に起因して回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
そして、ステップS62において、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過していると判定されると、次にステップS63に移り、現在が手動始動時であるか否かが判定される。ステップS63において、現在が手動始動時であると判定されると、ステップS64に移り、機関回転速度が第1回転速度N1以上であるか否かが判定される。ここで、この第1回転速度N1は、目標アイドル回転速度よりも高い回転速度(例えば、目標とするアイドル回転速度Ni+500rpm)に設定されている。そして、ステップS64において、機関回転速度が第1回転速度N1よりも以上であると判定されると、ステップS66に移り、初期設定角度において点火プラグ36による混合気の点火が実行される。一方、ステップS64において、機関回転速度が第1回転速度未満であると判定されると、ステップS67に移り、点火時期の可変制御が実行される。すなわち、手動始動時においては、機関回転速度が第1回転速度N1以上では、点火時期の可変制御が禁止される。
ステップS67における点火時期の可変制御では、先の図5に示した制御が実行される。すなわち、機関回転速度が上昇していることを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を遅角するとともに、機関回転速度が低下していることを条件に点火プラグ36による混合気の点火時期を進角する制御が実行される。
このように、手動始動時においては、始動開始から所定期間が経過した後において、機関回転速度が第1回転速度N1以上では点火時期の可変制御が禁止されて初期設定角度における点火が実行され、回転速度が第1回転速度N1未満では点火時期の可変制御が実行される。
一方、図9のステップS63において、現在が手動始動時ではない、すなわち自動始動時であると判定されると、ステップS65に移り、機関回転速度が第2回転速度N2以上であるか否かが判定される。この第2回転速度N2は、上記第1回転速度N1よりも低く、アイドル回転速度Niよりも高い回転速度(例えば、目標とするアイドル回転速度Ni+200rpm)に設定されている。そして、ステップS65において、機関回転速度が第2回転速度N2未満であると判定されると、ステップS66に移り、点火時期の可変制御が禁止されて初期設定角度に点火が実行され、ステップS65において、機関回転速度が第2回転速度N2以上であると判定されると、ステップS67に移り、点火時期の可変制御が実行される。
このようにして、内燃機関11の自動始動時においては、点火時期の可変制御が禁止される回転速度の下限値、すなわち第2回転速度N2が、手動始動時において点火時期の可変制御を禁止する回転速度の下限値である第1回転速度N1よりも低い回転速度に設定されている。ここで、自動始動時においては、2回目の回転速度の吹き上がりが大きくなりやすいため、2回目の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が低下する際において回転速度がさほど低下していない状態で点火時期が進角されると、2回目の吹き上がりをより大きくする可能性がある。この点、本実施形態では、点火時期の可変制御が禁止される回転速度の下限値が手動始動時よりも自動始動時のほうが低いため、自動始動時には始動直後の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が十分に低下してから、点火時期の可変制御が実行されることとなる。したがって、自動始動時においては、機関回転速度の吹き上がり後に回転速度がさほど低下していない状態で点火時期が進角されることに起因して2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
以上の手順で実行される点火時期制御の作用効果を図10に基づいて説明する。図10の(a)及び(b)は、手動始動時及び自動始動時における機関回転速度及び点火時期を示すタイミングチャートである。
手動始動時においては、図10(a)の実線Aに示すように内燃機関11の回転速度が変化する。すなわち、内燃機関11の始動が開始すると、クランキングが実行された後に混合気の燃焼により回転速度が急激に上昇して吹き上がり、その後に機関回転速度が目標アイドル回転速度Niまで低下する。そして、手動始動時には、実線aに示すように、始動開始から所定期間が経過するまで、すなわち始動開始直後に回転速度が一旦吹き上がった後に低下して目標アイドル回転速度Niとなるまでは、点火時期は初期設定角度に設定される。
そして、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過すると、機関回転速度は目標アイドル回転速度Niまで低下し、その後においても、この目標アイドル回転速度Niをさらに下回る。ここで、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過しても、混合気への点火が初期設定角度において行われる場合には、機関回転速度は破線Bに示すように変化する。しかしながら、本実施形態では、所定期間以降においては実線aに示すように点火時期の可変制御が実行されるため、機関回転速度は実線Aに示すように目標アイドル回転速度Niを大きく下回ることを抑制することができる。
なお、図10(a)に示す例においては、手動始動の開始から所定期間経過後には、機関回転速度が第1回転速度N1を超えることはないが、機関回転速度が仮に第1回転速度N1以上となった場合には、点火時期の可変制御が禁止される。
一方、自動始動時においては、図10(b)の実線Cに示すように内燃機関11の回転速度が変化する。ここで、自動始動時においても、手動始動時と同様に始動開始から所定期間が経過するまでは、点火時期の可変制御が禁止されて、点火時期は初期設定角度に設定される。そして、自動始動時においても、手動始動時と同様に、内燃機関11の始動開始から所定期間の経過後において機関回転速度が第1回転速度N1よりも低い場合に点火時期の可変制御が実行される場合には、機関回転速度の2回目の吹き上がりが生じて機関回転速度が低下する際この機関回転速度が比較的高い状態において、破線dに示すように点火時期が初期設定角度よりも進角されることとなる。したがって、この場合、破線Dに示すように機関回転速度の2回目の吹き上がりを大きくする可能性がある。これに対し、本実施形態では、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過しても、機関回転速度が第2回転速度N2以上であるときには、点火時期の可変制御が実行されず、初期設定角度での点火が実行される。したがって、機関回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができ、機関回転速度の2回目の吹き上がりの後に機関回転速度がある程度小さくなってから、機関回転速度を目標アイドル回転速度Niに収束させる可変制御を実行することができる。
以上詳述したように、第3の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(7)本実施形態では、内燃機関11において、自動停止及び自動始動が実行されるとともに、同自動始動の開始時に機関回転速度が目標アイドル回転速度Niよりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される。そして、内燃機関11の始動時には、機関回転速度が上昇していることを条件に点火時期を遅角するとともに機関回転速度が低下していることを条件に点火時期を進角する点火時期の可変制御を実行するようにしている。そして、手動始動時においては、機関回転速度がアイドル回転速度よりも高い第1回転速度N1以上であるときには、この点火時期の可変制御を禁止し、自動始動時においては、機関回転速度がアイドル回転速度よりも高く第1回転速度N1よりも低い第2回転速度以上であるときには、この点火時期の可変制御を禁止するようにしている。
これにより、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させるべく、燃料が増量されて回転速度の吹き上がりが生じ、この吹き上がりにより、機関回転速度が過剰に上昇して、アイドル回転速度よりも高い第1回転速度N1以上又は第2回転速度N2以上となるときには、点火時期の可変制御が禁止される。したがって、実際の機関回転速度が目標アイドル回転速度にある程度近づいたときにのみ点火時期の可変制御が実行される。
そして、上記構成では、点火時期の可変制御の実行が禁止される下限の所定回転速度は、機関の手動始動時よりも自動始動時のほうが低い回転速度に設定されている。そのため、自動始動時には始動直後の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が十分に低下してから、点火時期の可変制御が実行されるため、回転速度の吹き上がり後に回転速度がさほど低下していない状態で点火時期が進角されることに起因して2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
(8)本実施形態では、内燃機関11の始動開始から所定期間において点火時期の可変制御の実行を禁止するようにしている。これにより、手動始動と自動始動とのいずれの始動時においても、機関始動の開始直後には回転速度を確実に上昇させる必要があるため、回転速度の吹き上がりが生じるものの、この始動開始直後に回転速度の吹き上がりが生じているときには、この吹き上がりを抑制するための点火時期の可変制御が不必要に実行されることを抑制することができる。
(9)本実施形態では、上記(8)に記載した始動開始から点火時期の可変制御を禁止する所定期間を、手動始動の開始から手動始動の開始直後の機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niに低下するまでの期間に設定するようにしている。これにより、手動始動時においては、最初の吹き上がり後に機関回転速度が低下して回転速度が目標アイドル回転速度Niまで低下した後に、機関回転速度がさらに低下する場合には、点火時期の進角制御が実行されるため、点火時期が目標アイドル回転速度Niよりもさらに落ち込むことを抑制することができる。
また、自動始動時においては、機関回転速度の最初の吹き上がり後の落ち込みが手動始動時よりも早期に発生するため、始動開始から所定期間が経過したときには、既に機関回転速度の最初の吹き上がり後の落ち込みが生じている。したがって、自動始動時においては、機関回転速度の最初の吹き上がりが生じて同回転速度が低下しているときに点火時期の可変制御が実行されて点火時期が進角されることを抑制することができるため、こうした点火時期の進角制御に起因して機関回転速度の2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
(その他の実施形態)
なお上記実施形態は以下のように適宜変更してもよい。
・上記第3の実施形態では、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過するまでは点火時期の可変制御を禁止するようにしている。そして、この所定期間を、手動始動の開始から同開始の直後における機関回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度Niに低下するまでの期間に設定するようにしている。しかしながら、この所定期間を、例えば、手動始動時において機関回転速度の最初の吹き上がりが発生して最大回転速度に達するときまでに設定してもよい。この場合、手動始動時においては、機関回転速度が吹き上がり最大回転速度となった後において低下する際、機関回転速度が第1回転速度N1未満である場合には点火時期の進角制御を実行することができるため、機関回転速度の最初の吹き上がり後の落ち込みが大きくなることを抑制することができる。
なお、第3の実施形態においては、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過するまでは点火時期の可変制御を禁止するようにしているようにしたが、この所定期間を手動始動時と自動始動時とにおいて異なる長さとしてもよい。
さらに、第3の実施形態においては、内燃機関11の始動開始から所定期間が経過するまでは点火時期の可変制御を禁止することなく、内燃機関11の始動開始から、機関回転速度が第1回転速度N1以上又は第2回転速度N2以上である場合にのみ点火時期の可変制御を禁止するようにしてもよい。このような場合であっても、点火時期の可変制御の実行が禁止される下限の所定回転速度を、機関の手動始動時よりも自動始動時のほうが低い回転速度に設定することにより、手動始動時には回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が低下している際、回転速度がさほど低下していないときから点火時期を進角する制御が開始される。したがって、始動直後の回転速度の吹き上がり後に回転速度が大きく落ち込むことを抑制することができる。また、自動始動時においては、始動直後の回転速度の吹き上がりが生じた後に回転速度が十分に低下してから、点火時期の可変制御が実行されるため、最初又は2回目の機関回転速度の吹き上がり後に機関回転速度がさほど低下していない状態で点火時期が進角されることに起因して2回目の吹き上がりが大きくなることを抑制することができる。
・上記第1及び第2の実施形態では、手動始動時には内燃機関の始動開始から第1期間T1が経過するまでは点火時期の可変制御を禁止し、自動始動時には内燃機関の始動開始から第1期間T1よりも長い第2期間T2経過するまでは点火時期の可変制御を禁止するといった態様で、内燃機関の始動時に点火時期の可変制御を禁止する所定期間を手動始動時よりも自動始動時のほうが長い期間に設定するようにしている。そして、この第1期間T1を、手動始動時においては、点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記手動始動の開始から前記手動始動の開始直後の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの機関に設定するようにしている。また、第2期間T2を自動始動の開始から回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定するようにしている。
しかしながら、第1期間T1及び第2期間T2は、特に限定されず、単に点火時期可変制御が禁止される所定期間を手動始動時よりも自動始動時において長い期間に設定するようにしてもよい。
また、この点火時期を禁止する所定期間を手動始動時よりも自動始動時のほうが長い期間に設定するのではなく、単に手動始動時においては、点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記手動始動の開始から前記手動始動の開始直後の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの期間に設定するとともに、前記自動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記自動始動の開始から回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定するといった態様で個別に設定するようにしてもよい。この場合、予め実験などによってそれぞれの始動時において点火時期の可変制御を禁止する所定期間を求めるようにしてもよい。また、始動開始からの機関回転速度を検出することによって、実際の機関回転速度が目標アイドル回転速度となったら又は目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となったら点火時期の可変制御を実行するようにしてもよい。
・上記各実施形態において記載した点火時期の可変制御は、内燃機関の始動時において同機関が始動開始してから始動時のアイドル回転速度に収束させるためのものであるため、始動完了後の通常の点火時期制御や燃料噴射制御などを限定するものではない。
・上記各実施形態では、内燃機関としてガソリンエンジンに、本発明の始動制御装置を適用したが、内燃機関は火花点火式の機関であればよく、例えば、アルコールを燃料とする内燃機関やアルコールとガソリンとが任意の比率で混合される燃料が用いられる内燃機関に本発明の始動制御装置を適用するようにしてもよい。
11…内燃機関、12…気筒、15…ピストン、16…コネクティングロッド、17…クランクシャフト、18…燃焼室、19…スロットルバルブ、23…吸気通路、24…スロットルモータ、25…アクセルペダル、28…排気通路、29…吸気バルブ、31…排気バルブ、35…インジェクタ、36…点火プラグ、37…イグナイタ、51…スタータモータ、71…クランク角センサ、72…水温センサ、73…エアフロメータ、74…スロットルセンサ、75…アクセルセンサ、76…車速センサ、77…ブレーキスイッチ、78…イグニッションスイッチ、81…電子制御装置。

Claims (3)

  1. 所定の条件により自動停止及び自動始動が実行される火花点火式の内燃機関に適用され、前記自動始動の開始時に前記機関の回転速度が目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される内燃機関の始動制御装置であって、
    前記機関の始動時に、同機関の回転速度が上昇していることを条件に前記機関の点火時期を遅角するとともに前記機関の回転速度が低下していることを条件に前記点火時期を進角する点火時期の可変制御を実行する可変制御手段と、
    前記機関の始動開始から所定期間において前記点火時期の可変制御の実行を禁止する禁止手段とを備え、
    手動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記手動始動の開始から同開始の直後における前記機関の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの期間に設定されるとともに、
    前記自動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記自動始動の開始から前記機関の回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定される
    ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
  2. 所定の条件により自動停止及び自動始動が実行される火花点火式の内燃機関に適用され、前記自動始動の開始時に前記機関の回転速度が目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される内燃機関の始動制御装置であって、
    前記機関の始動時に、同機関の回転速度が前記目標アイドル回転速度よりも低いことを条件に前記機関の点火時期を進角するとともに前記機関の回転速度が前記目標アイドル回転速度よりも高いことを条件に前記点火時期を遅角する点火時期の可変制御を実行する可変制御手段と、
    前記機関の始動開始から所定期間において前記点火時期の可変制御の実行を禁止する禁止手段とを備え、
    手動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記手動始動の開始から同開始の直後における前記機関の回転速度の吹き上がり後に回転速度が目標アイドル回転速度に低下するまでの期間に設定されるとともに、
    前記自動始動時において前記点火時期の可変制御の実行が禁止される前記所定期間は、前記自動始動の開始から前記機関の回転速度の2回目の吹き上がり後に実際の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差が所定回転速度以下となるまでの期間に設定される
    ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
  3. 所定の条件により自動停止及び自動始動が実行される火花点火式の内燃機関に適用され、前記自動始動の開始時に前記機関の回転速度が目標アイドル回転速度よりも高い基準回転速度を超えることを条件に燃料カットが実行される内燃機関の始動制御装置であって、
    前記機関の始動時に、同機関の回転速度が上昇していることを条件に前記機関の点火時期を遅角するとともに前記機関の回転速度が低下していることを条件に前記点火時期を進角する点火時期の可変制御を実行する可変制御手段と、
    前記機関の始動開始から所定期間において前記点火時期の可変制御の実行を禁止するとともに、前記機関の実際の回転速度が前記目標アイドル回転速度よりも高い所定回転速度以上であるときに前記点火時期の可変制御の実行を禁止する禁止手段とを備え、
    前記所定回転速度は、前記機関の手動始動時よりも自動始動時のほうが低い回転速度に設定される
    ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010185315A (ja) * 2009-02-10 2010-08-26 Toyota Motor Corp 車載内燃機関の制御装置
US8727067B2 (en) 2011-06-30 2014-05-20 Ford Global Technologies, Llc Method for supplying power to an electrically assisted steering system
US8612113B2 (en) 2011-06-30 2013-12-17 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling vehicle launch
JP5818226B2 (ja) 2011-08-19 2015-11-18 日立工機株式会社 エンジン及びエンジン作業機
EP3583311B1 (fr) * 2017-02-17 2022-11-16 PSA Automobiles SA Procédé de contrôle de l'avance à l'allumage minimale d'un moteur thermique au cours de sa mise en route

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58176470A (ja) * 1982-04-08 1983-10-15 Toyota Motor Corp アイドリング時のエンジン回転数制御方法
JPS63198748A (ja) * 1987-09-10 1988-08-17 Nippon Denso Co Ltd エンジン回転速度制御方法
JP2896382B2 (ja) * 1990-02-23 1999-05-31 富士重工業株式会社 内燃機関の点火時期制御装置
JP3633282B2 (ja) * 1998-06-04 2005-03-30 トヨタ自動車株式会社 車両のエンジン停止制御装置
JP2001304084A (ja) * 2000-04-28 2001-10-31 Toyota Motor Corp 車両の制御方法及び車両の制御装置
JP4479110B2 (ja) * 2001-02-14 2010-06-09 株式会社デンソー エンジン自動始動用の制御装置と制御方法
JP4060161B2 (ja) * 2002-10-16 2008-03-12 川崎重工業株式会社 エンジンの始動時制御方法及び装置、並びに小型滑走艇
JP4165237B2 (ja) * 2003-01-28 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動制御装置
JP2006077605A (ja) * 2004-09-07 2006-03-23 Yamaha Motor Co Ltd 車両、ならびに車両のエンジンのための制御装置およびエンジン制御方法
JP4144626B2 (ja) * 2006-01-23 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP4893499B2 (ja) * 2006-06-26 2012-03-07 日産自動車株式会社 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置及び制御方法
JP4830925B2 (ja) * 2007-03-14 2011-12-07 マツダ株式会社 手動変速機付き車両用エンジンの自動停止装置
JP2010138795A (ja) * 2008-12-11 2010-06-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置

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