JP5099355B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、始動要求に伴いクランキングして始動を行う内燃機関の始動制御装置に関する。

自動車（車両）に搭載されるレシプロ式のエンジン（内燃機関）の始動は、イグニションスイッチやプッシュスイッチなど始動スイッチの操作で行われる始動要求により、始動装置が作動して、エンジンをクランキングすることで行われる。
通常、エンジンでは、始動時の負荷を低減するために、エンジン始動時、吸気バルブの閉弁タイミングは、圧縮行程の下死点から上死点寄りに離れたタイミングに設定して、有効圧縮比を低下させて、負荷を小さくしている。

近時では、吸気バルブの開閉タイミングを可変する可変動弁機構を用いて、こうした吸気バルブの閉弁タイミングの設定を行っている。
ところで、エンジンは、外気温が極低温での始動性が求められる。近時では、それに加え、ガソリンなど通常燃料ではなく、燃料性状の異なる燃料、例えば点火しにくいアルコール混合燃料（混合燃料）を使用した場合における始動性が求められるようになった。

ところが、アルコール混合燃料は、通常燃料に比べ、気化しにくい燃料なので、今までのような吸気バルブの閉弁タイミングの設定では、エンジンは始動しにくい。特にアルコール混合燃料の燃料混合比は、給油する都度、変化するので、始動性の悪さもまちまちである。
このためエンジンの始動性は、アルコール混合燃料（０〜１００％）にも対応できることが望まれる。

そこで、特許文献１に開示されているように、自動車（車両）の燃料タンク内に濃度センサを設け、また吸気バルブの閉じるタイミングを可変する可変動弁機構を採用して、濃度センサから検出されるタンク内燃料のアルコール濃度で得られる燃料混合比にしたがい、エンジンの始動時、吸気バルブの閉弁タイミングを可変動弁機構で、吸気バルブの閉弁タイミングを下死点側の目標閉タイミングに変更させることが行われている。これは、吸気バルブの閉タイミングの変更により、筒内温度が高くなる環境（気筒の実圧縮比の増加による）、つまり燃料が筒内で燃焼しやすい環境にしてから、クランキングして、エンジンの始動を行うとする技術である。
特開２００７−１９８３０８号公報

ところで、燃料タンク内のアルコール濃度は、アルコール燃料の給油毎に異なる。しかも、実際にエンジンの始動に供される燃料タンクからエンジンに向かう経路内の燃料は、その給油したときの燃料混合比とは異なることが多く、エンジン始動時、気筒へ噴射されるときのアルコール混合燃料の燃料混合比は定かではない。
特許文献１の技術は、この燃料混合比が定かではないまま、燃料タンク内でのアルコール濃度にしたがい設定された目標閉弁タイミングの地点に、吸気バルブの閉じるタイミングを進角させるので、どうしてもエンジンの始動性は不確実となりやすい。

そこで、本発明の目的は、点火しにくい燃料性状の燃料を使用したときでも、確実に始動が行える内燃機関の始動制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、燃料性状の異なる燃料を使用して運転可能な内燃機関と、内燃機関の始動要求時、吸気バルブの開閉を伴いながらクランキングして内燃機関の始動を行う始動手段と、内燃機関に使用される燃料の性状を検出する検出手段と、内燃機関の運転中に検出された燃料性状にしたがい次回始動時の吸気バルブの暫定の始動用閉弁タイミングを設定する閉弁タイミング設定手段と、内燃機関の吸気バルブの閉じるタイミングを可変する可変動弁機構と、内燃機関の始動時、可変動弁機構を制御する閉弁タイミング制御手段とを有し、閉弁タイミング制御手段は、内燃機関が停止するとき、吸気バルブの閉じるタイミングを、可変動弁機構により、暫定の始動用閉弁タイミングにするタイミング合わせ手段と、内燃機関の次回始動時のクランク期間において吸気バルブの閉じるタイミングの進角を行うか否かを判定する判定手段とを有し、次回の内燃機関の始動時に吸気バルブが暫定の始動用閉弁タイミングからクランキングを始め、判定手段が吸気バルブの閉じるタイミングの進角を行うと判定した際、クランキング中に当該暫定の始動用閉弁タイミングから吸気バルブの閉弁タイミングを次第に進角するように可変動弁機構を制御することとした。
同構成により、使用される燃料性状が変化しても吸気バルブの閉弁タイミングが変化するので、確実に内燃機関を始動させることができる。しかも、吸気バルブは、燃料性状に適した吸気バルブの閉弁タイミングを基準に進角されるようにしてあるから、無用なクランキング期間の延長は抑えられ、迅速に内燃機関の始動が行なえる。

しかも、内燃機関が、冷態時など、潤滑油が十分に内燃機関各部に行き渡っていないフリクションの大きな状態でも、スムーズに内燃機関の始動が行える。

請求項２に記載の発明は、判定手段として、クランキング時間が所定時間を越えた際に吸気バルブの閉じるタイミングの進角を行うと判定するものとした。
請求項３に記載の発明は、一層、迅速に内燃機関の始動が行われるよう、燃料の点火をしにくくしている内燃機関の状況を検出する状況検出手段を加え、閉弁タイミング制御手段には、燃料性状および点火しにくくしている内燃機関の状況に応じて、吸気バルブの閉じるタイミングの進角する度合いを可変する度合い可変手段を有した構成を採用した。

本発明によれば、点火しにくい燃料性状の燃料でも、さらには点火しにくい内燃機関の状況でも、加えて燃料の性状が変化しても、クランキング中に行なわれる吸気バルブの閉弁タイミングの進角により、確実に内燃機関を始動させることができる。
しかも、吸気バルブは、燃料の燃料性状から得た始動用閉弁タイミングを基準として進角するから、無用なクランキング期間の延長は抑えられ、短時間で迅速にエンジンを始動させることができる。

そのうえ、たとえ内燃機関が、冷態時など、潤滑油が十分に内燃機関各部に行き渡っていないフリクションの大きな状態でも、可変動弁機構を用いて、スムーズに内燃機関を始動させることができる。
また本発明によると、どのような燃料の燃料性状が使用されても、それがどのような内燃機関が点火しにくい状態で使用されても、最も迅速に内燃機関を始動させることができる。

以下、本発明を図１〜図５に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、燃料性状の異なる燃料、例えばアルコール混合燃料（混合燃料）などを使用して運転が可能な内燃機関であるレシプロ式のＳＯＨＣエンジン１の一部と、同エンジン１の制御系とを概略的に示している。
まず、エンジン１について説明すると、図１中２はシリンダブロック、３は同じくシリンダブロック２の上部に搭載されたシリンダヘッドである。このうちシリンダブロック１には気筒４（一部だけ図示）が形成されている。同気筒４内にはピストン６が往復動可能に収めてある。このピストン６が、コンロッド７、クランクピン８を介して、シリンダブロック２の下部に設けたクランクシャフト９に連結されている。

シリンダヘッド２の下面には燃焼室１１が形成されている。燃焼室１１の両側には、吸気ポート１２、排気ポート１３が形成してある。そのうち吸気ポート１２とつながる吸気マニホールド１４には、燃料を噴射する燃料噴射弁１５が設けてある。また吸気ポート１２には吸気バルブ１７が設けられ、排気ポート１３には排気バルブ１８が設けてある。なお、燃焼室１１の中央には点火プラグ１９が設けてある。またシリンダヘッド２の上部には、吸気用カム２０と排気用カム２１との双方を有するカムシャフト２２が保持部材２３を介して回転自在に設けられている。カムシャフト２２は、クランクシャフト９から伝わる軸出力で駆動されるものである。

バルブのうち吸気バルブ１７には、吸気バルブ１７の閉じるタイミングを可変する可変動弁機構２５が組み付けられている。また排気バルブ１８には、通常の一義的なバルブ特性、すなわち排気用カム２１のカム変位に追従して、所期に排気バルブ１８を開閉駆動させるロッカアーム２６が組み付けられている。
ここで、可変動弁機構２５について説明すると、同機構２５には、例えば、吸気用カム１７の直上に配置されたセンタロッカアーム３０、同センタロッカアーム３０の直上に配置されたスイングカム４０、同スイングカム４０と隣接した吸気バルブ１７側に配置された吸気ロッカアーム５０を組み合わせて、バルブリフトと開閉タイミングの双方を連続的に可変する構造が用いられている（連続リフト可変動弁機構）。

すなわち、センタロッカアーム３０は、吸気用カム２０の変位を受けて上下動する部品である。具体的には、センタロッカアーム３０は、例えばＬ形のアーム部３１と、同アーム部３１の中間に設けた滑りローラ３２とを有して構成してあり、このうち滑りローラ３２が吸気用カム１７のカム面と転接している。アーム部３１の横方向に延びるアーム端部３１ａは、シリンダヘッド２の吸気バルブ１７側で回転自在に支持されている制御シャフト３４の外周部に支持されている。これにより、吸気用カム２０のカム変位が、滑りローラ３２、さらにはアーム端部３１ａ端を支点としたアーム部３１の揺動変位で、上方のスイングカム４０へ伝えられるようにしている。またセンタ制御シャフト３４が回動変位すると、センタロッカアーム３０は、吸気用カム２０との転接位置を変更しながら、カムシャフト２２の軸心と交差する方向（進角や遅角方向）へ変位する。

スイングアーム４０は、一端部がロッカアーム５０側へ向かって突出し、反対側の他端部が、シリンダヘッド２に設けてある支持シャフト４１に回動自在に支持されている。一端部の端面には、ロッカアーム５０を押動するカム面４２が形成されている。下部には、センタロッカアーム３０の上方向に延びるアーム端部３１ｂ端に形成してある斜面３５と転接する滑りローラ４３が設けられている。これにより、スイングアーム４０は、センタロッカアーム３０が駆動されると、支持シャフト４１を支点に揺動する。また制御シャフト３４の回動変位により、センタロッカアーム３０の吸気用カム２０に対する転接位置が変更すると、スイングカム４０の姿勢が変化（傾く）する。

ロッカアーム５０は、制御シャフト３４をロッカシャフトとして回動変位するアーム部材５１を有する。このアーム部材５１の一端部には、吸気バルブ１７端を押動するアジャストスクリュ部５２を有し、他端部にはスイングアーム４０のカム面４２と転接するニードルローラ５３を有している。これにより、スイングアーム４０が揺動すると、カム面４２でニードルローラ５３が押されあるいは戻る。これで、ロッカアーム５０は、制御シャフト３４を支点に揺動し、吸気バルブ２７を開閉させる。

ここで、カム面４２は、上部側が吸気用カム２０のベース円に相当するベース円区間とし、下部側がベース円区間と連続したリフト区間として形成してあり、制御シャフト３４の回動変位により、センタロッカアーム３０の滑りローラ３２が、吸気用カム２０の進角方向あるいは遅角方向へ変位すると、スイングカム４０の姿勢が変化して、ニードルローラ５３が転動するカム面４２の領域が変化し、ニードルローラ５３が揺動するベース区間とリフト区間の比率が変わる。この進角方向の位相変化、遅角方向の位相変化を伴うベース区間、リフト区間の比率の変化により、吸気バルブ１７のバルブリフト量が、吸気用カム２０のトップのカムプロフィルがもたらす低リフトから、吸気用カム２０の頂部から基端部までの全体のカムプロフィルがもたらす高リフトまで連続的に可変される。と同時に、吸気バルブ１７の開閉タイミングを、開弁タイミングよりも閉弁タイミングが大きく可変させる。

つまり、図２に示されるように吸気バルブ１７は、バルブリフト量が低リフトＶ１〜高リフトＶ７まで連続的に可変する。と共に開閉タイミングが、開弁タイミングをほぼ一定に保ちながら、閉弁タイミングが連続的に可変するという挙動で、連続的に可変される。
そして、制御シャフト３４を駆動する駆動部、例えば電動モータ６０は、制御部、例えばＥＣＵ６１（例えばマイクロコンピュータで構成されるもの）に接続されている。同ＥＣＵ６１は、燃料噴射弁１５や点火プラグ１９などにも接続されている。ＥＣＵ６１には予めエンジンの運転状態に応じた点火時期や燃料噴射量や燃料噴射時期や吸気バルブ制御量などといったエンジン１の運転に必要な情報が設定（マップなど）されていて、ＥＣＵ６１から入力されるエンジンの運転状態（例えば車速、エンジン回転数、アクセル開度など）に応じて、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、吸気バルブ１７のバルブリフト量・開閉タイミングなどが制御されるようにしてある。

またエンジン１には、ＥＣＵ６１、可変動弁機構２５、クランクシャフト９を回転駆動させるスタータ、例えば電動モータ６７（本願の始動手段に相当）などを用いて構成される始動制御装置６５が設けられている。同始動制御装置６５は、ＥＣＵ６１に接続された始動スイッチ、例えばプッシュスタートスイッチ６６（本願の始動手段に相当）のオン操作により、始動要求信号が出力されると、電動モータ６７を作動させてエンジン１をクランキングし、始動に適した点火時期、燃料噴射量、噴射時期、通常の始動用開閉タイミング（吸気バルブ）で、エンジンの始動させるものである。

この始動制御装置６５には、こうした制御の他に、エンジン１の始動性を促進する工夫が加えられている。同工夫には、点火しにくいアルコール混合燃料など混合燃料やアルコール混合燃料やさらには極低温の環境などでも、高い始動性を発揮する制御が採用されている。同制御には、エンジン始動時、クランキング中に、変動弁機構２５により、燃料性状に適した閉弁タイミングを基準に、吸気バルブ１７の閉じるタイミングを進角させる技術が用いられている。

これには、例えば、エンジン停止の際、吸気バルブ１７の閉じるタイミングを燃料性状に適した暫定の始動用閉弁タイミングに合わせてから、エンジン１を停止しておく。そして、次回のエンジンの始動時の際、その暫定の始動用閉弁タイミングからクランキングを始め、進角が求められると、クランキング中、暫定の始動用閉弁タイミングから吸気バルブ１７の閉弁タイミングを進角させる技術が用いられている。

具体的には、吸気バルブ１７を始動用閉弁タイミングにするまでに必要な構成としては、つぎのようなものが用いてある。
すなわち、ＥＣＵ６１には、まず、燃料性状を検出する検出手段として燃料性状検出機能６２が設けてある。同機能は、例えばエンジンの運転中の点火時期値から、筒内に供給される燃料の燃料性状を検出する。例えばアルコール混合燃料であれば、アルコール燃料の混合比が多いほど、点火しにくいため点火時期は通常の点火時期よりも遅角する挙動を示す。燃料性状検出機能６２は、この運転中の点火時期から、間接的に燃料の性状、例えばアルコール混合燃料であれば、どのようなアルコール濃度の燃料であるかを検出するものである。またＥＣＵ６１には、この検出した点火時期から、始動時に用いる吸気バルブ１７の始動用閉弁タイミングを暫定的に設定する始動用閉弁タイミング設定機能６３（本願の閉弁タイミング設定手段に相当）が設けてある。さらにＥＣＵ２１には、エンジンが停止するとき、吸気バルブ１７の閉じるタイミングを、暫定の始動用閉弁タイミングにするよう、可変動弁機構２４を制御するタイミング合わせ機能６４（本願のタイミング合わせ手段に相当）が設けられていて、エンジン１は、吸気バルブ１７が暫定の燃料性状に適した開閉タイミングに設定された後、燃料カットや点火カットが行われ、エンジンが停止するようにしてある。

また吸気バルブ１７の閉弁タイミングを始動用閉弁タイミングから進角させるのに必要な構成としては、つぎのようなものが用いてある。
すなわち、ＥＣＵ６１には、エンジン始動時のクランク期間において吸気バルブ１７の閉弁タイミングの進角を行うか否かを判定する閾値を設定しておく（本願の判定手段に相当）。これは、例えばクランキング時間を用いた所定時間ｔで定め、例えばクランキング時間が、ある所定時間値ｔを越えたか否かで判定する。

ここで、所定時間値ｔは、例えば燃料が点火されエンジン１が始動に至るときの平均的な時間値が用いられ、現在の燃料噴射弁１５から噴射される燃料が点火しにくいか否かを判定するものである。このため、閾値は、クランキング時間の値でなくとも、同様な結果をもたらす、エンジンの燃焼サイクルの行程数や、クランキング回転の変動（クランク角センサで得られる角速度）の値を閾値として用いても構わない。

またＥＣＵ６１には、クランキング中、クランキング期間が閾値を越えた際、ここではクランキング時間が所定時間値ｔを越えた際、可変動弁機構２５の電動モータ６０を作動させて、吸気バルブ１７の閉じるタイミングを進角させる制御が設定されている（本願の閉弁タイミング制御手段に相当）。例えば、吸気バルブ１７の閉じるタイミングは、所定量ずつ、段階的に進角される。同制御により、吸気バルブ１７の閉弁タイミングは、クランキング中、エンジン１の始動が行われるまで、暫定の始動用閉弁タイミングから次第に進角され、気筒の実圧縮比が次第に高められるようにしている。

図３および図４には、この制御ときのフローチャートが示されている。図３には、エンジン１が停止するまでで行なわれる制御が示され、図４には、エンジン１が始動するまでで行われる制御が示されている。
図３のフローチャートを説明すると、今、エンジン１の運転を停止するべく、プッシュスタートスイッチ６６がオフ操作され、停止要求信号が出力されたとする。

すると、ＥＣＵ６１は、まず、燃料性状検出機能６２を用いて、現在の燃料で運転しているときの点火時期の値などから、現在の燃料の始動条件たる燃料性状、例えば通常燃料やアルコール混合燃料を検出する。アルコール混合燃料の場合、アルコール燃料の混合比やアルコール濃度などを検出する。ついで、検出した燃料性状から、始動用閉弁タイミング設定機能６３により、暫定的に始動用閉弁タイミングを定める、そして、ステップＳ１のように吸気バルブ１９の閉弁タイミングの目標値とする。続いて、ステップＳ２へ進み、現在の吸気バルブ１７の開弁タイミングと目標値との対比が行なわれる。そして、現在の吸気バルブ１７の閉じるタイミングが、目標値のタイミングでなければ、ステップＳ３へ進み、ＥＣＵ６１は、可変動弁機構２５を制御して、閉弁タイミングを目標値（始動用閉弁タイミング）に合わせる。その後、ＥＣＵ６１は、燃料供給の停止や点火の停止などを行い、エンジン１を停止させる。

つまり、吸気バルブ１７は、エンジン１の停止に伴い、次回のエンジン始動に備えて、使用されている燃料の性状に合った、点火しやすい閉弁タイミングに設定される。
一方、エンジン停止後、図４に示すフローチャートのように、自動車を走行させるべく、プッシュスタートスイッチ６６がオン操作され、始動要求信号が出力されたとする（クランキングスタート）。

すると、ＥＣＵ６１は、燃料噴射弁１５や点火プラグ１９や電動モータ６７を作動させ、エンジン１をクランキングする。これにより、吸気バルブ１７は、設定された始動用閉弁タイミングで開閉し、排気バルブ１８は予め定められたタイミングで開閉する。図５中のαは、このときの吸気バルブ１７のリフトカーブを示し、破線は排気バルブ１８のリフトカーブを示している。

ここで、ステップＳ１０に示されるようにＥＣＵ６１では、このクランキング期間が、閾値を越えるか否かを判定している。閾値には、例えばエンジンの始動に費やす時間の平均値が用いられている。
このとき、暫定で設定された始動用閉弁タイミングが、使用されている燃料とマッチし、さらにエンジン１の始動環境が通常の環境（点火しにくい環境でない）であるとする。すると、ステップＳ１１、ステップＳ１２へと進み、所定時間値ｔ内におけるクランキング期間だけで、エンジン１は始動する。

ここで、エンジン１に使用される燃料の燃料性状が変わったり、エンジン１の置かれている環境が始動しにくい環境に変わったりしたとする。これには、例えば給油によりアルコール混合燃料のアルコール燃料の混合比が変化した場合やエンジンが始動にくい極低温の環境に有った場合などが挙げられる。
このようなときは、燃料は点火しにくいので、所定時間値ｔ内では、エンジン１は始動には至らない。

点火がしにくいと、エンジン１のクランキング期間は、長くなり、所定時間値ｔを越える。ＥＣＵ６１は、現在の状況では始動は行えないと判定し、ステップＳ１０からステップＳ１３へ向かう。
すると、ＥＣＵ６１は、電動モータ６０の作動で可変動弁機構２５を制御して、現在の吸気バルブ１７の閉弁タイミングを進角（所定量）させる。具体的には、吸気バルブ１７は、始動用閉弁タイミングを基準として、図５中のバルブリフトβに示されるように開弁するタイミングがほぼ一定のまま、閉弁するタイミングが、圧縮行程の下死点へ近づく。

筒内の実圧縮比は、閉弁タイミングが圧縮行程の下死点へ近づくに伴い増加し、筒内温度を上昇させるから、燃料は、気化の促進により、点火しやすくなる。
そして、初爆から完爆状態が続くと、ＥＣＵ６１は、エンジンが始動をしたと判定し（ステップＳ１２）、始動制御を終える。
一方、進角した吸気バルブ１７の閉弁タイミングでも、始動が確認されないと、再びステップＳ１０から始まるルーチンへ戻り、ＥＣＵ６１は、再び可変動弁機構２５を制御して、さらに吸気バルブ１７の閉じるタイミングを進角（所定量）させる。

この進角は、エンジン１の始動が確認されるまで続く。すなわち、進角は、吸気バルブ１７の閉じるタイミングが、圧縮行程の下死点になるまで（最も実圧縮比が大きい）、段階的に進角し続ける。
それ故、クランキング中の吸気バルブ１７の閉弁タイミングの進角により、エンジン１は、点火しにくい燃料性状や、点火しにくい極低温の環境や、さらには燃料の性状が変化しても、確実に始動できる。しかも、吸気バルブ１７の閉弁タイミングは、前回エンジン運転時の燃料性状に合った始動用閉弁タイミングを基準に進角されるから、無用なクランキング期間の延長は抑えられ、短い時間で、迅速に始動ができる。そのうえ、エンジン始動時の吸気バルブ１７の閉じるタイミングは、エンジン１の通常運転時とは、完全に切り離せるから、エンジンの１の通常運転時における吸気バルブ１７の遅閉じによるミラーサイクルを進めることができる。

加えて、吸気バルブ１７の進角は、エンジン停止時に、吸気バルブ１７の閉じるタイミングを、暫定的に現在の燃料性状に適した始動用閉弁タイミングにしておき、次回のエンジン始動時に、当該始動用閉弁タイミングからクランキングを始め、点火しにくいときだけ、吸気バルブ１７の閉弁タイミングを進角させる制御を採用したから、たとえエンジン１が、冷態時など、潤滑油が十分にエンジン各部に行き渡っていないフリクションの大きな状態でも、スムーズなる可変動弁機構２５の動きで、エンジン１の始動が行える。つまり、クランキングにより潤滑油が内燃機関の各部に供給されフリクションが軽減してから、可変動弁機構２５を動かすので、吸気バルブ１７の進角制御がスムーズに行え、迅速な始動が約束できる。

特に可変動弁機構２５には、吸気バルブ１７の開弁するタイミングを、ほぼ一定に保ちながら、閉弁するタイミングを可変する機構を採用してあるので、効果的に気筒内の実圧縮比を高めることができ、一層、迅速にエンジンが始動できる。
図６は、本発明の第２の実施形態を示す。
本実施形態は、一層、迅速に内燃機関の始動が行われるように、第１の実施形態に対して、吸気バルブ１７の進角する度合いを可変する技術を加えたものである。

具体的には、図１中の一点鎖線に示されるようにＥＣＵ６１に、燃料の点火をしにくくしているエンジン１の状況を検出する状況検出手段として、例えばエンジン１の吸気温度を検出する吸気温センサ７０、エンジン１の冷却水温を検出する冷却水温センサ７１．燃料温度を検出する燃料温センサ７２を設けて、点火に関係する情報を入力する。またＥＣＵ６１には、前回のエンジン運転時の燃料性状に関する情報（重質燃料分やアルコール燃料など混合比など）を記憶させておく機能を設ける。さらにＥＣＵ６１には、進角する度合いを可変する度合い可変手段として度合い可変機能７３を設ける。度合い可変機能７３は、エンジン運転時の点火に関係する条件であるところの、例えば吸気温度、冷却水温、燃料温度などが、点火しにくい温度であるか否かを判定したり、前回のエンジン運転時における燃料性状に関する条件（重質燃料分やアルコール燃料など混合比など）が、点火しにくい性状であるかを判定したりする判定機能をもつ。さらに度合い可変機能７３は、点火しにくいと判定すると、吸気バルブ１７の可変する応答性の変更を要求する機能をもつ。さらに度合い可変機能７３は、応答性変更の要求にしたがい、予め定められたマップ、例えば図６中に示される吸気温度や冷却水温や燃料温度やその他、燃料性状の変化を示すマップを用いて、吸気バルブ１７の閉弁タイミングを可変する度合いを可変する可変機能をもつ。同可変機能は、点火にしにくい度合いに応じ、例えば大きく進角、または早く進角させるなど変更する機能で形成されていて、点火しにくい条件の度合いに応じて、吸気バルブ１７の進角に要する可変速度または可変量が変更されるようにしてある。つまり、応答性が可変されるようにしている。

図６のフローチャートは、第１の実施形態の図４のフローチャートのうち、ステップＳ１０とステップＳ１１との間に、ステップＳ２０を設けて、同ステップＳ２０で、度合い可変機能７３のうち、応答性の変更を要求する制御を行ない、同じくステップＳ１３とステップＳ１１との間に、ステップＳ２１を設けて、同ステップＳ２１で、点火しにくいエンジン１の状況や燃料性状にあるときは、ステップＳ２１へ進んで、マップにしたがい、吸気バルブ１７の可変速度または可変量を大きく設定する制御が行なわれるようにしている。

このように吸気バルブ１７の進角する度合いを可変する制御を設けると、より迅速にエンジンの始動が行える。すなわち、図６のフローチャートに示されるようにクランキング期間内において、ステップＳ２０により、エンジンが点火しにくい状況であると判定すると、ステップＳ２１へ進み、できるだけ短い時間で、吸気バルブ１７を始動に至る閉弁タイミングまで進角させるよう、予め設定されているマップ（吸気温度、冷却水温、燃料温度、燃料性状による可変度合いマップ）に基づき、可変動弁機構２５の可変速度や可変量を大きな値に変更する（例えば進角ステップ量：大、進角速度：大）。閾値を越えて作動する可変動弁機構２５は、この変更した値にしたがい、進角が行なわれる。つまり、点火しにくさを考慮した可変動弁機構２５の作動により、吸気バルブ１７の閉弁タイミングの進角の応答性が変わり、短い時間で、最も迅速にエンジン１を始動させることができる。

なお、図６において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
図７は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、第１の実施形態のようにエンジン停止時に暫定の始動用閉弁タイミングを設定するのではなく、エンジン始動時のクランキング中に、暫定の始動用閉弁タイミングを設定するようにしたものである。

具体的には、第１の実施形態の図４のフローチャートのうち、ステップＳ１０とステップＳ１３との間に、ステップＳ３０を設けて、クランキング期間が閾値を越えると、前回エンジン運転時に検出した燃料性状で得た暫定の始動用閉弁タイミングを目標値として定める。そして、可変動弁機構２５で同始動用閉弁タイミング設定し、エンジン１が始動するまで、吸気バルブ１７の閉弁タイミングを設定した始動用閉弁タイミングを基準に進角させるようにした。

なお、図７において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付してその説明を省略した。
このようにしても第１の実施形態と同様の効果を奏する。むろん、同制御にも、第２の実施形態で述べたような吸気バルブ１７の進角する度合いを可変する技術を組み合わせてもよい。

図８は、本発明の第４の実施形態を示す。
本実施形態は、可変動弁機構として、吸気バルブの位相を連続的に可変する連続位相可変式動弁機構を用いた場合を示す。
この連続位相可変式動弁機構を用いて、図８に示されるようにエンジンのクランキング中に、吸気バルブ１７の位相を、例えばリフトカーブαからリフトカーブβのように変えることによって、吸気バルブ１７が閉じるタイミングを進角させてもよい。

図９は、本発明の第５の実施形態を示す。
本実施形態は、可変動弁機構として、吸気バルブ１７の開弁期間を連続的に可変する連続開弁期間可変式動弁機構を用いた場合を示す。
連続開弁期間可変式動弁機構を用いて、図９に示されるようにエンジンのクランキング中に、吸気バルブ１７の閉弁期間を、例えばリフトカーブαからリフトカーブβのように変えることによって、吸気バルブ１７が閉じるタイミングを進角させてもよい。

なお、本発明は上述したいずれの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、既存の部品から燃料性状を検出するために、エンジン運転時の点火時期の変化から燃料性状を検出したが、これに限らず、濃度センサのような、別途、専用の燃料性状センサを燃料タンクなどに設けて、燃料性状を検出するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る始動制御装置の制御系を、シリンダヘッドの一部と共に示す図。 エンジンに搭載された可変動弁機構の特性を説明するための線図。 始動制御装置のうち吸気バルブの目標値設定に関わる制御を説明するためのフローチャート。 始動制御装置のうち吸気バルブの進角に関わる制御を説明するためのフローチャート。 クランキング中に吸気バルブが進角するときの挙動を説明する図。 本発明の第２の実施形態の要部となる始動制御装置の制御を説明するフローチャート。 本発明の第３の実施形態の要部となる始動制御装置の制御を説明するフローチャート。 本発明の第４の実施形態の要部となる、異なる形態の可変動弁機構による進角を説明する線図。 本発明の第５の実施形態の要部となる、異なる形態の可変動弁機構による進角を説明する線図。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
１７ 吸気バルブ
２５ 可変動弁機構
６１ ＥＣＵ（検出手段、閉弁タイミング設定手段、閉弁タイミング制御手段、度合い可変手段）
６６，６７ 電動モータ，プッシュスタートスイッチ（始動手段）
７０，７１，７２ 吸気温センサ，冷却水温センサ，燃料温センサ（状況検出手段）

Claims (3)

1. 燃料性状の異なる燃料を使用して運転可能な内燃機関と、
   前記内燃機関の始動要求時、吸気バルブの開閉を伴いながらクランキングして内燃機関の始動を行う始動手段と、
   前記内燃機関に使用される燃料の性状を検出する検出手段と、
   前記内燃機関の運転中に検出された燃料性状にしたがい次回始動時の前記吸気バルブの暫定の始動用閉弁タイミングを設定する閉弁タイミング設定手段と、
   前記内燃機関の吸気バルブの閉じるタイミングを可変する可変動弁機構と、
   前記内燃機関の始動時、前記可変動弁機構を制御する閉弁タイミング制御手段とを有し、
   前記閉弁タイミング制御手段は、前記内燃機関が停止するとき、前記吸気バルブの閉じるタイミングを、前記可変動弁機構により、前記暫定の始動用閉弁タイミングにするタイミング合わせ手段と、前記内燃機関の次回始動時のクランク期間において前記吸気バルブの閉じるタイミングの進角を行うか否かを判定する判定手段とを有し、次回の内燃機関の始動時に前記吸気バルブが暫定の始動用閉弁タイミングからクランキングを始め、前記判定手段が前記吸気バルブの閉じるタイミングの進角を行うと判定した際、クランキング中に当該暫定の始動用閉弁タイミングから前記吸気バルブの閉弁タイミングを次第に進角するように前記可変動弁機構を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 前記判定手段は、クランキング時間が所定時間を越えた際に前記吸気バルブの閉じるタイミングの進角を行うと判定する
   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. さらに、燃料の点火をしにくくしている内燃機関の状況を検出する状況検出手段を有し、
   前記閉弁タイミング制御手段は、前記燃料性状および前記点火しにくくしている内燃機関の状況に応じて、前記吸気バルブの閉じるタイミングの進角する度合いを可変する度合い可変手段を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の始動制御装置。

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