JP6887919B2 - エンジン始動制御装置及びエンジン始動方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン始動制御装置及びエンジン始動方法に関するものである。

例えば、特許文献１に開示されているように、自動二輪車等にはスロットルバルブが備えられており、スロットルバルブの開度を調整することによってエンジンへの吸気量が調整される。このようなエンジンを停止状態から始動する場合には、エンジンの回転数を短時間で安定させるために、早期にエンジン回転数を上昇させることが好ましい。このため、エンジン始動時には、アイドリング時に求められる吸気量よりも多くの空気がエンジンに供給されるよう、スロットルバルブの開度が大きく（始動目標開度）設定される。

国際公開第２０１２／０９１０１４号

ところで、エンジンの回転数を早期に安定させるためには、できる限り早期にスロットルバルブの開度を始動目標開度とすることが好ましい。このため、イグニッションスイッチがオン状態となった時点でスロットルバルブの開度を始動目標開度とすることが考えられる。

しかしながら、イグニッションスイッチがオン状態となった時点でスロットルバルブを始動目標開度とすると、クランキングの開始時点においてスロットルバルブが始動目標開度となっている。このため、クランキング開始時に多くの空気がエンジンの気筒に流入することになり、気筒内に流入した空気の圧縮に要するクランクシャフトのトルクが増加することなる。例えば、バッテリが消耗している場合や、低温等が原因でエンジンフリクションが増大している場合には、気筒内に流入した空気の圧縮に要するトルクが得られない恐れがある。このような場合には、エンジンの始動性が悪化あるいはエンジンが始動できない可能性がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、エンジン始動時にスロットルバルブの開度をエンジン始動に適した始動目標開度に調整するエンジン始動制御装置及びエンジン始動方法において、早期にエンジン回転数を安定可能としつつ、より確実にエンジンを始動させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、エンジン始動時にスロットルバルブの開度をエンジン始動に適した始動目標開度に調整するエンジン始動制御装置であって、クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間におけるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最大値に基づいて、上記スロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを変更するという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間に入力されるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最小値と、上記最大値との差分あるいは比率に基づいて、上記スロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを変更するという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１の発明において、予め設定された閾値と、上記最大値との差分あるいは比率に基づいて、上記スロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを変更するという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記最大値が大きいほど、上記スロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを遅くするという構成を採用する。

第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、上記クランキング開始から一定期間のマスキング期間が設けられているという構成を採用する。

第６の発明は、エンジン始動時にスロットルバルブの開度をエンジン始動に適した始動目標開度に調整するエンジン始動方法であって、クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間におけるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最大値に基づいて、上記スロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを変更するという構成を採用する。

本発明によれば、クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間におけるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最大値に基づいて、スロットルバルブを始動目標開度とするタイミングを変更する。パルス時間間隔の最大値は、エンジンの気筒における圧縮負けやエンジンフリクションの影響によって変化する。したがって、本発明によれば、エンジンの気筒における圧縮負けやエンジンフリクションを考慮して、スロットルバルブを始動目標開度とするタイミングを調整することができる。よって、本発明によれば、エンジン始動時にスロットルバルブの開度をエンジン始動に適した始動目標開度に調整するエンジン始動制御装置及びエンジン始動方法において、早期にエンジン回転数を安定可能としつつ、より確実にエンジンを始動させることが可能となる。

本発明の一実施形態のエンジン始動制御装置としての機能を含むエンジン制御システムの概略構成を示すブロック図である。 クランク角センサ出力と、インジェクタにおける燃料の噴射タイミングと、イグニッションコイルによる点火タイミングと、スロットルバルブの開度と、イグニッションスイッチのオンオフ状態と、スタータスイッチのオンオフ状態とを示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態のエンジン始動制御装置としての機能を含むエンジン制御システムが備えるＥＣＵのエンジン始動時の処理フローを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係るエンジン始動制御装置及びエンジン始動方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態のエンジン始動制御装置としての機能を含むエンジン制御システム１の概略構成を示すブロック図である。エンジン制御システム１は、自動二輪等に搭載されたエンジン２０の回転数を制御するためのシステムである。本実施形態におけるエンジン２０は、３つの気筒（第１気筒２１、第２気筒２２及び第３気筒２３）を有するレシプロエンジンである。このようなエンジン２０は、気筒ごとに、燃料を噴射するインジェクタと、燃料を含む混合気に着火するためのイグニッションコイルとを備えている。なお、以下の説明において、必要に応じて、第１気筒２１に設置されたインジェクタ及びイグニッションコイルを第１インジェクタ２１ａ及び第１イグニッションコイル２１ｂと称し、第２気筒２２に設置されたインジェクタ及びイグニッションコイルを第２インジェクタ２２ａ及び第２イグニッションコイル２２ｂと称し、第３気筒２３に設置されたインジェクタ及びイグニッションコイルを第３インジェクタ２３ａ及び第３イグニッションコイル２３ｂと称する。また、第１インジェクタ２１ａ、第２インジェクタ２２ａ及び第３インジェクタ２３ａは、例えば各気筒の燃焼室に接続されるポートに配置されており、第１イグニッションコイル２１ｂ、第２イグニッションコイル２２ｂ及び第３イグニッションコイル２３ｂは各気筒の燃焼室に配置されている。

なお、第１気筒２１、第２気筒２２及び第３気筒２３は、それぞれが気筒内に空気を取り込む吸気行程と、空気を圧縮する圧縮行程と、空気と燃料とを燃焼させる爆発行程と、燃焼ガスを気筒から排気する排気行程とを順に行う。各気筒における同一行程は、異なるクランク角で開始される。例えば、第１気筒２１の吸気行程と、第２気筒２２の吸気行程と、第３気筒２３の吸気行程とは、時系列的に異なるタイミング（すなわち異なるクランク角）で開始される。

また、エンジン２０に対しては、温度センサ２４とクランク角センサ２５とが設置されている。温度センサ２４は、エンジン２０の冷却水の温度を計測し、この計測結果を示す信号を出力する。クランク角センサ２５は、エンジン２０のクランクシャフトに固定されると共にクランクシャフトと共に回転されるロータの歯の通過を示すパルス信号を出力する。このようなパルス信号のパルス間隔は、エンジン２０の回転数を示す。つまり、クランク角センサ２５は、エンジン２０の回転数を含む信号を出力する。

また、本実施形態において、ロータは、等間隔で周方向に配列された複数歯を有しているが、周方向の１箇所に欠歯領域（歯が設けられていない領域）を有している。この欠歯領域は、クランクシャフトが、第１気筒２１が吸気行程の初期段階となるクランク角である場合に、クランク角センサ２５の計測範囲に位置するように配置されている。つまり、クランク角センサ２５から出力されるパルス信号では、第１気筒２１が吸気行程の初期段階となるクランク角となったときに、略等間隔のパルスが欠損することになる。このクランク角センサ２５から出力されるパルス信号においてパルスが欠損するクランク角を、本実施形態においては基準角としている。

本実施形態のエンジン制御システム１は、図１に示すように、スロットルバルブ２と、バルブ駆動モータ３と、セルモータ４と、リレー５と、スタータスイッチ６と、イグニッションスイッチ７と、バッテリ８と、エンジン始動制御装置９とを備えている。

スロットルバルブ２は、エンジン２０の吸気量を調整するためのバルブである。このスロットルバルブ２は、姿勢変更可能な円板状の弁体を備えており、弁体の流れ方向に対する傾斜角度を変更することによって、空気の通過量（すなわちエンジン２０の吸気量）を調整する。バルブ駆動モータ３は、例えば３相ブラシレスモータであり、出力軸が不図示の減速機を介してスロットルバルブ２の弁体と結合されている。このバルブ駆動モータ３は、エンジン始動制御装置９の後述するスロットルバルブコントローラ９ｂから入力される３相駆動信号に応じて回転される。

セルモータ４は、バッテリ８から供給される直流電力によって回転動力を生成する直流モータであり、エンジン２０のクランクシャフトに接続されている。このセルモータ４は、リレー５及びイグニッションスイッチ７を介してバッテリ８と接続されており、イグニッションスイッチ７がオン状態で、さらにリレー５が通電可能とされた場合に、バッテリ８と電気的に接続される。このようなセルモータ４は、バッテリ８と接続された場合に、バッテリ８から供給される直流電力を回転動力に変換してエンジン２０のクランクシャフトに伝達することにより、いわゆるクランキングを行う。

リレー５は、セルモータ４とイグニッションスイッチ７との間に配置されており、スタータスイッチ６が押下されている間、イグニッションスイッチ７を介してバッテリ８とセルモータ４とを電気的に接続する。スタータスイッチ６は、例えば自動二輪車のハンドル部分に設置されており、乗員により押下されている間、リレー５を通電可能とするスイッチである。イグニッションスイッチ７は、例えば不図示のキーを挿入しかつ回動させることによって接続されるスイッチである。このイグニッションスイッチ７がオン状態となることによって、バッテリ８の電力がエンジン始動制御装置９の後述のＥＣＵ９ａ及びスロットルバルブコントローラ９ｂに供給される。また、イグニッションスイッチ７がオン状態となることによって、リレー５を介してセルモータ４にバッテリ８の電力を供給可能な状態となる。バッテリ８は、イグニッションスイッチ７を介してエンジン始動制御装置９に接続されている。また、バッテリ８は、イグニッションスイッチ７及びリレー５を介してセルモータ４に接続されている。

エンジン始動制御装置９は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）９ａと、ＥＣＵ９ａの制御の下にバッテリ電力から３相駆動信号を生成してバルブ駆動モータ３に供給するスロットルバルブコントローラ９ｂとを備えている。ＥＣＵ９ａは、エンジン２０の運転状態を統括的に制御するものであり、演算処理を行うＭＰＵ（Micro-processing unit）や各種データやプログラム等を記憶するメモリ等を備えている。

このようなＥＣＵ９ａは、例えば、温度センサ２４やクランク角センサ２５等からの入力に基づいて、スロットルバルブ２の開度を算出し、算出したスロットルバルブ２の開度を示す制御信号をスロットルバルブコントローラ９ｂに入力する。また、ＥＣＵ９ａは、温度センサ２４やクランク角センサ２５等からの入力に基づいて、第１インジェクタ２１ａ 第１イグニッションコイル２１ｂ 第２インジェクタ２２ａ 第２イグニッションコイル２２ｂ 第３インジェクタ２３ａ 第３イグニッションコイル２３ｂの制御も行う。なお、ＥＣＵ９ａは、エンジン始動制御のみならず、始動後におけるエンジン２０の動作の制御も行う。

また、ＥＣＵ９ａは、エンジン２０を停止状態から始動する制御（エンジン始動制御）において、スロットルバルブ２の開度を制御する。本実施形態においてＥＣＵ９ａは、エンジン始動制御にて、クランキング開始前のバッテリ電圧に応じてスロットルバルブ２を始動目標開度とするタイミングを設定する。この始動目標開度は、エンジン２０の回転数がアイドリングにおける目標回転数に早期に安定するように設定された開度であり、実験やシミュレーションによって予め求められた上でメモリに記憶されている。なお、始動目標開度は、始動前のエンジン２０の温度（冷却水の温度）によって変更することが好ましい。このため、本実施形態においては、冷却水の温度と始動目標開度との関係を示すテーブル（目標開度テーブル）がＥＣＵ９ａのメモリに記憶されている。

また、ＥＣＵ９ａは、エンジン２０がアイドリング可能となるスロットルバルブ２の最小開度（制御ゼロ開度）を記憶している。なお、この制御ゼロ開度は、アイドリングが可能な程度にエンジン２０が吸気可能な開度であり、スロットルバルブ２が機械的に全閉となる開度とは異なる。このような制御ゼロ開度は、エンジン２０の制御上においてゼロとされる開度であり、実験やシミュレーションによって予め求められた上でメモリに記憶されている。すなわち、制御ゼロ開度をゼロとして、スロットルバルブ２の開度の目標値や検出値が定められる。

なお、本実施形態においては、クランク角センサ２５によってクランキング開始から最初のロータの欠歯（初回欠歯）が検出された後に、エンジン２０の各気筒に対して燃料が供給される。つまり、本実施形態においては、クランキング開始から初回欠歯が検出される前は、セルモータ４からの動力のみでエンジン２０が回転される。このような状態では、いずれかの気筒が吸気行程である場合やいずれの気筒も圧縮行程にない場合にエンジン回転数が上昇し、いずれかの気筒が圧縮行程にある場合にエンジン回転数が低下する。つまり、クランキング開始から初回欠歯が検出される前は、エンジン２０の回転数が大きく変動する。このようなクランキング中のエンジン回転数の低下は、圧縮行程における気筒内に存在する空気の圧縮抵抗が１つの要因となるものである。また、エンジンフリクションも、クランキング中のエンジン回転数の低下の１つの要因となる。

ここで、セルモータ４のトルクが十分でなく小さい場合には、セルモータ４のトルクが十分に大きい場合と比較して、クランキング中のエンジン回転数の低下幅が大きくなる。つまり、セルモータ４のトルクの違いによって、クランキング中のエンジン回転数の最小値は、大きく変動する。一方で、クランキング中のエンジン回転数の最大値は、例えばいずれの気筒も圧縮行程にない状態であることから、セルモータ４のトルクの違いによって、大きく変動しない。このため、クランキング中のエンジン回転数の最大値とクランキング中のエンジン回転数の最小値との差分は、セルモータ４のトルクによって変化し、セルモータ４のトルクが相対的に大きい場合には小さくなり、セルモータ４のトルクが相対的に小さい場合には大きくなる。

そこで、本実施形態において、ＥＣＵ９ａは、初回欠歯が検出されるまでの間において、クランク角センサ２５から出力されるパルス信号（クランク角センサ出力信号）のパルス時間間隔の最大値（以下、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘ）を記憶する。また、ＥＣＵ９ａは、クランキング開始から最初にクランク角センサ２５によってロータの欠歯が検出されるまでの間において、クランク角センサ２５から出力されるパルス信号のパルス時間間隔の最小値（以下、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎ）を記憶する。さらに、ＥＣＵ９ａは、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘと最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎとの差分ΔＴを求め、この差分ΔＴに基づいてスロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを変更する。

より具体的には、ＥＣＵ９ａは、差分ΔＴと比較するための基準パルス時間間隔Ｔ１を記憶している。この基準パルス時間間隔Ｔ１は、初回欠歯が検出されるまでの間において、上記の差分ΔＴがこの値以上である場合に、セルモータ４において最小限のトルクしか発生できないことを示す閾値である。ここで、「セルモータ４において最小限のトルクしか発生できない」とは、スロットルバルブ２が制御ゼロ開度でないとクランクシャフトを回動させることができないことを意味する。つまり、上記の差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上である場合には、スロットルバルブ２が制御ゼロ開度でないとクランクシャフトを回動させることができない恐れがある。

このように本実施形態においてＥＣＵ９ａは、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘと最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎとの差分ΔＴに基づいてスロットルバルブを上記始動目標開度とするタイミングを変更する。例えば、ＥＣＵ９ａは、差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１よりも小さい場合には、スロットルバルブ２を始動目標開度とするタイミングを、差分ΔＴと基準パルス時間間隔Ｔ１との比較の直後とする。また、例えば、ＥＣＵ９ａは、差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上である場合には、スロットルバルブ２を始動目標開度とするタイミングを完爆（混合気への着火）後とする。つまり、ＥＣＵ９ａは、差分ΔＴが大きいほど、スロットルバルブ２を始動目標開度とするタイミングを遅らせる。

なお、クランキング開始直後は、慣性によりエンジン回転数が極めて低い。このため、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘの取得は、エンジン回転数がある程度上昇してからの方が好ましい。このため、本実施形態においてＥＣＵ９ａは、クランキング開始から一定の期間をマスキング期間として、差分ΔＴを算出するための最大パルス時間間隔Ｔｍａｘ及び最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎの取得を行わないようにしている。つまり、本実施形態においては、クランキング開始から一定期間のマスキング期間が設けられている。このマスキング期間は、例えば所定期間が経過すること、あるいは、クランキング開始からエンジン回転数が所定の回転数まで上昇することによって解除される。

続いて、図２のタイミグチャート、図３のフローチャートを参照して、本実施形態のエンジン制御システム１によるエンジン始動方法について説明する。なお、図２は、クランク角センサ２５の出力信号（クランク角センサ出力）と、各インジェクタ（第１インジェクタ２１ａ、第２インジェクタ２２ａ及び第３インジェクタ２３ａ）における燃料の噴射タイミングと、各イグニッションコイル（第１イグニッションコイル２１ｂ、第２イグニッションコイル２２ｂ及び第３イグニッションコイル２３ｂ）による点火タイミングと、スロットルバルブ２の開度と、イグニッションスイッチ７のオンオフ状態と、スタータスイッチ６のオンオフ状態とを示すタイミングチャートである。図３は、エンジン始動時のＥＣＵ９ａの処理フローを示すフローチャートである。

乗員によってイグニッションスイッチ７がオン状態とされると、バッテリ８とエンジン始動制御装置９とが通電され、ＥＣＵ９ａ及びスロットルバルブコントローラ９ｂにバッテリ８より給電される。ＥＣＵ９ａは、バッテリ８より給電されることで起動されると、図３に示すように、エンジン２０が停止中であるか否かの判断を行う（ステップＳ１）。ここでは、ＥＣＵ９ａは、クランク角センサ２５から入力される信号に基づいて、エンジン２０が停止中であるか否かの判断を行う。

そして、ＥＣＵ９ａは、エンジン２０が停止中ではあると判定した場合には、スロットルバルブ２の開度を制御ゼロ開度にすることを示す制御信号を出力する（ステップＳ２） 。このようにＥＣＵ９ａから出力された制御ゼロ開度とすることを示す制御信号は、スロットルバルブコントローラ９ｂに入力される。スロットルバルブコントローラ９ｂは、スロットルバルブ２の開度を制御ゼロ開度とするための駆動信号をバッテリ８の電力から生成し、バルブ駆動モータ３に供給する。この結果、図２に示すように、スロットルバルブ２の開度が制御ゼロ開度ＴＨ０となる。

続いて、ＥＣＵ９ａは、クランキングが開始されるまで待機する（ステップＳ３）。乗員によってスタータスイッチ６がオン状態とされると、バッテリ８からセルモータ４に電力が供給され、セルモータ４によってエンジン２０のクランクシャフトが回転されるクランキングが開始される。クランキングが開始され、セルモータ４によってエンジン２０のクランクシャフトが回転されると、クランク角センサ２５からパルス信号がＥＣＵ９ａに入力される。クランク角センサ２５から入力されるパルス信号により、クランキングが開始されたか否かの判断を行う。

なお、ステップＳ１においてエンジン２０が停止中でないと判断された場合、及び、ステップＳ７においてクランキング中でないと判断された場合には、ＥＣＵ９ａは、エンジン２０の始動制御を終了する。

ＥＣＵ９ａは、ステップＳ３においてクランキングが開始されたと判断した場合には、マスキング期間が経過するまで待機する（ステップＳ４）。マスキング期間が経過すると、ＥＣＵ９ａは、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎの取得（ステップＳ５）と、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘの取得（ステップＳ６）とを行う。図２に示すように、初回欠歯までのエンジン回転数（パルス時間間隔）は大きく変動する。このため、ＥＣＵ９ａは、マスキング期間経過後において、初回欠歯が検出されたと判断する（ステップＳ７）まで、繰り返し最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎと最大パルス時間間隔Ｔｍａｘとを取得する。なお、ＥＣＵ９ａは、２回目以降に取得した最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎが現在記憶している最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎよりも小さい場合には、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎを更新して記憶する。また、ＥＣＵ９ａは、２回目以降に取得した最大パルス時間間隔Ｔｍａｘが現在記憶している最大パルス時間間隔Ｔｍａｘよりも大きい場合には、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘを更新して記憶する。

ステップＳ７で初回欠歯が検出されたと判断すると、ＥＣＵ９ａは、ステップＳ９の後に全てのインジェクタ（第１インジェクタ２１ａ、第２インジェクタ２２ａ及び第３インジェクタ２３ａ）から同時に燃料を噴射する斉時噴射を行い、記憶した最大パルス時間間隔Ｔｍａｘと最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎとの差分ΔＴを算出し（ステップＳ８）、さらに差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上であるか否かの判断を行う（ステップＳ９）。ＥＣＵ９ａは、差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上でないと判断すると、スロットルバルブ２の始動目標開度を設定する（ステップＳ１０）。ここでは、ＥＣＵ９ａは、エンジン２０の冷却水温度と始動目標開度との関係を規定した目標開度テーブルと、温度センサ２４から入力される計測結果とに基づいて、始動目標開度を設定する。そして、始動目標開度が設定されると、ＥＣＵ９ａは、スロットルバルブ２の開度を始動目標開度にすることを示す制御信号を出力する（ステップＳ１１）。このようにＥＣＵ９ａから出力された始動目標開度とすることを示す制御信号は、スロットルバルブコントローラ９ｂに入力される。スロットルバルブコントローラ９ｂは、スロットルバルブ２の開度を始動目標開度とするための駆動信号をバッテリ８の電力から生成し、バルブ駆動モータ３に供給する。この結果、スロットルバルブ２の開度が始動目標開度ＴＨＭとなる。つまり、本実施形態においてＥＣＵ９ａは、差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上でない場合には、ステップＳ９の直後に、スロットルバルブ２の開度を始動目標開度ＴＨＭとする。この結果、図２のスロットルバルブ開度（ａ）に示すように、初回欠歯が検出された直後にスロットルバルブ２の開度が始動目標開度ＴＨＭとなる。

ＥＣＵ９ａは、ステップＳ１１の後、クランク角センサ２５によって２回目の欠歯が検出されるまで待機する（ステップＳ１２）。クランク角センサ２５から入力されるパルス信号にパルスの欠損がありかつこれがステップＳ３以降の２回目であった場合に、２回目の欠歯が検出されたと判断する。そして、ＥＣＵ９ａは、２回目の欠歯が検出されたと判断すると、各気筒の行程を確定する（ステップＳ１５）。ＥＣＵ９ａは、例えば不図示の吸気圧センサからの入力に基づいて、各気筒の行程を確定する。そして、２回目欠歯の検出以降は、ＥＣＵ９ａは、エンジン回転数やアクセル開度等に基づいて、所定のタイミングで繰り返し、インジェクタから燃料を噴射及びイグニッションコイルへの給電を行う。また、エンジン２０は、いずれかの気筒において完爆（混合気への着火）した後は、上述のインジェクタから燃料を噴射及びイグニッションコイルへの給電により、連続的に動作を継続する。

ＥＣＵ９ａは、ステップＳ９において差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上であると判断した場合には、クランク角センサ２５によって２回目欠歯が検出されるまで待機する（ステップＳ１４）。さらに、ＥＣＵ９ａは、いずれかの気筒にて混合気に着火された状態である完爆となるまで待機する（ステップＳ１５）。ここでは、ＥＣＵ９ａは、クランク角センサ２５から入力されるパルス信号のパルス間隔に基づいて完爆したか否かを判断する。

ＥＣＵ９ａは、ステップＳ１５で完爆したと判断した場合には、各気筒の行程を確定し（ステップＳ１６）、その後、スロットルバルブ２の始動目標開度ＴＨＭを設定し（ステップＳ１７）、スロットルバルブ２の開度を始動目標開度ＴＨＭにすることを示す制御信号を出力する（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１６は上述のステップＳ１３と同一の処理であり、ステップＳ１７は上述のステップＳ１０と同一の処理であり、ステップＳ１８は上述のステップＳ１１と同一の処理である。つまり、本実施形態においてＥＣＵ９ａは、図２のスロットルバルブ開度（ｂ）に示すように、差分ΔＴが基準パルス時間間隔Ｔ１以上である場合には、いずれかの気筒で完爆するまで、スロットルバルブコントローラ９ｂの開度を始動目標開度ＴＨＭとするのを待つ。

なお、エンジン２０の設計の際、気筒数が多いほど、全てのクランク角（３６０°）においていずれかの気筒を吸気行程としやすいため、スロットルバルブ２を始動目標開度とすることによって、素早く多くの空気をいずれかの気筒に供給することができる。この場合、クランキング開始直後の圧縮負けが生じる可能性のある期間を経過して直ぐに、多くの空気を気筒に供給することができ、より早期にエンジン回転数を安定させることが可能となる。

以上のような本実施形態のエンジン始動制御装置９を備えるエンジン制御システム１によれば、クランキング開始からエンジンに燃料を供給する斉時噴射までの間における最大パルス時間間隔Ｔｍａｘに基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更する。最大パルス時間間隔Ｔｍａｘは、エンジン２０の気筒における圧縮負けやエンジンフリクションの影響によって変化する。したがって、本実施形態のエンジン始動制御装置９を備えるエンジン制御システム１によれば、エンジン２０の気筒における圧縮負けやエンジンフリクションを考慮して、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを調整することができる。よって、本実施形態のエンジン始動制御装置９を備えるエンジン制御システム１によれば、早期にエンジン回転数を安定可能としつつ、より確実にエンジン２０を始動させることが可能となる。

また、本実施形態のエンジン始動制御装置９を備えるエンジン制御システム１においては、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎと最大パルス時間間隔Ｔｍａｘとの差分ΔＴに基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更する。このような場合には、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎの微小な変化も考慮して、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを調整することができる。

また、本実施形態のエンジン始動制御装置９を備えるエンジン制御システム１においては、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘが大きいほど（すなわち差分ΔＴが大きいほど）、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを遅くしている。エンジン始動時にセルモータ４が発生する必要があるトルクは、エンジン回転数の上昇に伴って減少するため、時間の経過に伴って減少する。このため、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘが大きいほど（セルモータ４で生成できるトルクが小さいほど）、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを遅くすることによって、より確実に気筒における圧縮負けを防止することができる。

また、本実施形態のエンジン始動制御装置９を備えるエンジン制御システム１においては、クランキング開始から一定期間のマスキング期間が設けられている。このため、クランキング開始直後の圧縮負け等の影響が分かり難い期間を回避して、最大パルス時間間隔Ｔｍａｘ及び最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎを取得することができる。したがって、より確実にエンジン２０を始動させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施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ないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎと最大パルス時間間隔Ｔｍａｘとの差分ΔＴに基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明においては、予め設定された閾値と最大パルス時間間隔Ｔｍａｘとの差分ΔＴに基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更するようにしても良い。このような構成を採用することによって、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎを差分ΔＴの算出のために取得する必要がなくなり、ＥＣＵ９ａの処理負担を低減させることが可能となる。

また、上記実施形態においては、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎと最大パルス時間間隔Ｔｍａｘとの差分ΔＴに基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、最小パルス時間間隔Ｔｍｉｎと最大パルス時間間隔Ｔｍａｘの比率に基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更する構成を採用することも可能である。また、予め設定された閾値と最大パルス時間間隔Ｔｍａｘの比率に基づいて、スロットルバルブ２を始動目標開度ＴＨＭとするタイミングを変更する構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、エンジン２０が３つの気筒（第１気筒２１、第２気筒２２及び第３気筒２３）を備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、単気筒や３気筒以外の複数気筒のエンジンを始動するために適用することも可能である。

１……エンジン制御システム、２……スロットルバルブ、３……バルブ駆動モータ、４……セルモータ、５……リレー、６……スタータスイッチ、７……イグニッションスイッチ、８……バッテリ、９……エンジン始動制御装置、９ａ……ＥＣＵ、９ｂ……スロットルバルブコントローラ、……２０……エンジン、２１……第１気筒、２２……第２気筒、２３……第３気筒、２４……温度センサ、２５……クランク角センサ

Claims (6)

1. エンジン始動時にスロットルバルブの開度をエンジン始動に適した始動目標開度に調整するエンジン始動制御装置であって、
   クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間におけるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最大値に基づいて、前記スロットルバルブを前記始動目標開度とするタイミングを変更することを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間に入力されるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最小値と、前記最大値との差分あるいは比率に基づいて、前記スロットルバルブを前記始動目標開度とするタイミングを変更することを特徴とする請求項１記載のエンジン始動制御装置。
3. 予め設定された閾値と、前記最大値との差分あるいは比率に基づいて、前記スロットルバルブを前記始動目標開度とするタイミングを変更することを特徴とする請求項１記載のエンジン始動制御装置。
4. 前記最大値が大きいほど、前記スロットルバルブを前記始動目標開度とするタイミングを遅くすることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載のエンジン始動制御装置。
5. 前記クランキング開始から一定期間のマスキング期間が設けられていることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載のエンジン始動制御装置。
6. エンジン始動時にスロットルバルブの開度をエンジン始動に適した始動目標開度に調整するエンジン始動方法であって、
   クランキング開始からエンジンに燃料を供給するまでの間におけるクランク角センサ出力信号のパルス時間間隔の最大値に基づいて、前記スロットルバルブを前記始動目標開度とするタイミングを変更することを特徴とするエンジン始動方法。

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