JPH1082337A - 内燃機関のアイドリング回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は内燃機関のアイドリング回転数制御
装置に関し、アシストエアによる燃料霧化効果を得つつ
クランキング回転数の低下を防止することにより、内燃
機関の低温時における始動性を向上させることを目的と
する。 【解決手段】 クランキング始動開始後の内燃機関の回
転数がＮ₀ 回転に達するまでは、ＩＳＣＶへの駆動信号
のデューティ比ＤＯＰがＤ₀ とされる（ステップ１０
９）。これによりＩＳＣ開度が全閉とされると共にアシ
ストエア通路への空気量が確保され、インジェクタの噴
射燃料が霧化される。Ｎ₀回転以降は、ＤＯＰが増加さ
れる（ステップ１１２）。このためＩＳＣ開度が徐々に
増加され、吸気マニホールド内の負圧の上昇が抑制され
ることでクランキング回転数の低下が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のアイド
リング回転数制御装置に係わり、特に、エアアシスト型
インジェクタを備える内燃機関の低温時における円滑な
始動に好適な内燃機関のアイドリング回転数制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】エアアシスト・インジェクタは、燃料の
噴射口に空気を供給することで燃料と空気とを衝突・混
合させ、これにより噴射燃料の霧化を促進するものであ
る。エアアシスト・インジェクタの噴射口に供給される
空気を、以下、アシストエアと称する。燃料の霧化が促
進されると、内燃機関に吸入される混合気が均一化され
ることにより、内燃機関の燃焼性が向上される。エアア
シスト・インジェクタを備える内燃機関においては、吸
気管のスロットルバルブより上流側から、吸気マニホー
ルドに設けられたエアアシスト・インジェクタの噴射口
近傍に至るアシストエア通路が設けられる。そして、吸
気マニホールド内に発生される負圧により、空気がアシ
ストエア通路に吸入され、かかる空気がアシストエアと
してエアアシスト・インジェクタに供給される。

【０００３】しかしながら、内燃機関の始動時において
は、機関回転数が低いために吸気マニホールド内に発生
される負圧は小さい。このため、エアアシスト・インジ
ェクタには十分なアシストエアが供給されず、エアアシ
スト・インジェクタによる燃料霧化効果は発揮され難
い。内燃機関の始動時における吸気マニホールド内の負
圧を上昇させる上では、例えば、実開昭５８−１５１３
３２号に開示される内燃機関のアイドル回転数制御装置
の如く、内燃機関のクランキング始動中にアイドルスピ
ード・コントロールバルブ（以下、ＩＳＣＶと称する）
を全閉にすることが有効である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関の
低温始動時には、クランキング回転数の上昇が抑制され
て内燃機関が始動され難い状態となる。かかる状態で、
上記従来の装置の如く、ＩＳＣＶが全閉とされると、吸
気マニホールド内の負圧の上昇に伴うポンピングロスの
増大により、クランキング回転数の上昇は更に抑制さ
れ、内燃機関は更に始動され難くなる。従って、低温状
態における内燃機関の良好な始動を実現するためには、
エアアシスト・インジェクタに十分なアシストエアが供
給されるように、吸気マニホールド内に適切な負圧を発
生させつつ、クランキング回転数を一定以上に維持する
ことが必要とされる。しかしながら、上記従来の装置
は、エアアシスト・インジェクタの使用を前提としたも
のではなく、単に、バッテリへの負担を低減させること
を目的としてクランキング始動中にＩＳＣＶを全閉とす
るものである。このため、上記従来の装置が、エアアシ
スト・インジェクタを備える内燃機関に適用された場
合、上述の如き理由により、低温状態においては内燃機
関を良好に始動させることができないことがある。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、エアアシスト・インジェクタを備える内燃機関
の低温時における良好な始動性を実現することが可能
な、内燃機関のアイドリング回転数制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、吸気通路に設けられた吸入空気量調整
手段と、前記吸気通路の前記吸入空気量調整手段より下
流側に設けられた燃料噴射弁と、前記吸気通路の前記吸
入空気量調整手段より上流側の空気を前記インジェクタ
の噴射口に導くアシストエア通路と、を備える内燃機関
のアイドリング回転数を、前記吸入空気量調整手段の開
度を変化させることにより制御する内燃機関のアイドリ
ング回転数制御装置において、前記内燃機関の低温始動
時におけるクランキング状態において、該クランキング
状態の開始後所定期間、前記吸入空気量調整手段の開度
を所定値以下に設定すると共に、前記所定期間の経過
後、前記内燃機関が始動されていない場合には、前記吸
入空気量調整手段の開度を増加させる開度制御手段を備
える内燃機関のアイドリング回転数制御装置により達成
される。

【０００７】本発明において、内燃機関の低温始動時に
おけるクランキング状態において、クランキング状態の
開始後所定期間、吸入空気量調整手段の開度は開度制御
手段により所定値以下に設定される。これにより、内燃
機関の吸入空気量は所定量以下に抑制され、吸気通路の
吸入空気量調整手段より下流側において負圧が発生す
る。アシストエア通路は、吸気通路の吸入空気量調整手
段より上流側の空気を、吸入空気量調整手段より下流側
に設けられた燃料噴射弁の噴射口に導く。吸気通路の吸
入空気量調整手段より上流側は大気圧に保たれている。
従って、吸気通路の吸入空気量調整手段より下流側に負
圧が発生されると、この負圧に応じた流量の空気がアシ
ストエア通路を経由して、燃料噴射弁の噴射口に供給さ
れる。燃料噴射弁の噴射口に空気が供給されると、燃料
が空気と衝突・混合されることで霧化され、これによ
り、燃料の燃焼性が向上される。このように、クランキ
ング状態の開始後所定期間においては、燃料の霧化によ
り燃焼性が向上される。

【０００８】一般に、内燃機関の低温始動時において
は、クランキング回転数は低く抑制される。かかる低温
始動時において、クランキング状態の開始後、吸入空気
量が減少された状態で所定期間が経過すると、吸気通路
の流入空気量調整手段より下流側における負圧が上昇す
る。このため、内燃機関のポンピングロスが増大し、ク
ランキング回転数は低下する。本発明においては、クラ
ンキング状態の開始から所定期間経過後、内燃機関が始
動されていない場合には、開度制御手段により、吸入空
気量調整手段の開度が増加される。このため、吸気通路
の吸入空気量調整手段より下流側の負圧が減少される。
これにより、内燃機関のポンピングロスが抑制されるこ
とでクランキング回転数の低下が防止される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例であるシ
ステムの構成図である。図１において内燃機関１０はシ
リンダブロック１２を備えている。シリンダブロック１
２の内部にはピストン１４が液密かつ摺動可能に収納さ
れている。シリンダブロック１２内部の、ピストン１４
の上方側には、燃焼室１６が形成されている。燃焼室１
６には、点火ブラグ１８の先端が露出していると共に、
それぞれ吸気バルブ２０及び排気バルブ２２を介して、
吸気マニホールド２４及び排気マニホールド２６が連通
している。

【００１０】吸気マニホールド２４は、内燃機関１０の
各気筒とサージタンク２８とを連通する複数の枝管を備
えている。各枝管にはエアアシスト型のインジェクタ３
０が配設されている。内燃機関１０においては、インジ
ェクタ３０に供給する駆動信号の時間長を変更すること
で、燃料噴射量を変更することができる。なお、インジ
ェクタ３０の詳細については後述する。サージタンク２
８の上流側には吸気管３２が連通されている。吸気管３
２の内部には、スロットルバルブ３４が配設されてい
る。スロットルバルブ３４はアクセルペダルと連動して
作動するように構成されている。スロットルバルブ３４
には、その開度を検出するスロットル開度センサ３５が
連結されている。

【００１１】吸気管３２の、スロットルバルブ３４より
下流側と上流側とは、バイパス通路３６によりバイパス
されている。従って、スロットルバルブ３４が全閉状態
であっても、バイパス通路３６が導通状態であれば、内
燃機関１０には空気が供給されることになる。バイパス
通路３６には、ＩＳＣＶ３８が配設されている。ＩＳＣ
Ｖ３８には、インジェクタ３０の噴口部に連通するアシ
ストエア通路４０が接続されている。ＩＳＣＶ３８はロ
ータリー型のソレノイド式３方弁であり、吸気管３２の
スロットルバルブ３４より上流側から流入した空気を、
吸気管３２のスロットルバルブ３４より下流側に向けた
流れと、アシストエア通路４０に向けた流れとに分流さ
せる。そして、ＩＳＣＶ３８に供給される制御信号のデ
ューティ比ＤＯＰによりその開度が制御されることで、
バイパス通路３６から吸気管３２のスロットルバルブ３
４より下流側に流入する空気量、及び、バイパス通路３
６からアシストエア通路４０へ流入する空気量が制御さ
れる。

【００１２】図２にＩＳＣＶ３８に供給される信号のデ
ューティ比ＤＯＰと、ＩＳＣＶ３８を通過する全空気量
ｑ₁ 、バイパス通路３６から吸気管３２のスロットルバ
ルブ３４より下流側へ流れる空気量ｑ₂ 、及び、バイパ
ス通路３６からアシストエア通路４０へ流れる空気量ｑ
₃ との関係を、それぞれ、実線、一点鎖線、及び、破線
で示す。

【００１３】図２からわかるように、ＤＯＰ＝０％で
は、ＩＳＣＶ３８は全閉とされ、流量ｑ₁ 、ｑ₂ 、ｑ₃
は何れも最小とされる。ＤＯＰが増加すると、バイパス
通路３６からアシストエア通路４０へ流れる空気量ｑ₃
は、ＤＯＰ＜Ｄ₀ ではＤＯＰの増加に応じて上昇し、Ｄ
ＯＰ≧Ｄ₀ では一定に保たれている。なお、バイパス通
路３６からアシストエア通路４０へ向かう流れに関する
ＩＳＣＶ３８の開度を、以下、アシストエア開度と称す
る。即ち、ＤＯＰ≧Ｄ₀ では、アシストエア開度は全開
とされていることになる。

【００１４】一方、バイパス通路３６から吸気管３２の
スロットルバルブ３４より下流側へ流れる空気量ｑ
₂ は、ＤＯＰ≦Ｄ₀ の領域では略ゼロに保たれている。
なお、バイパス通路３６から吸気管３２のスロットルバ
ルブ３４より下流側へ向かう流れに関するＩＳＣＶ３８
の開度を、以下、ＩＳＣ開度と称する。即ち、ＤＯＰ≦
Ｄ ₀ の領域ではＩＳＣ開度は全閉とされていることにな
る。また、ＤＯＰ＞Ｄ₀ の領域では、ｑ₂ はＤＯＰの増
加に応じて上昇し、ＤＯＰ＝１００％では最大となる。

【００１５】このように、ＩＳＣＶ３８に付与する制御
信号のデューティ比をＤ₀ に設定することで、ＩＳＣ開
度を全閉に保ちつつ、アシストエア通路４０に流れる空
気量を最大限に確保することができる。また、ＤＯＰを
Ｄ₀ 以上の領域で変化させることでＩＳＣ開度を調整す
ることにより、内燃機関１０のアイドリング回転数を制
御することができる。

【００１６】再び図１を参照するに、吸気管３２のスロ
ットルバルブ３４より上流側には、エアフローメータ４
２が配設されている。更に、吸気管３２のエアフローメ
ータ４２より上流側にはエアフィルタ４４が配設されて
いる。従って、吸気管３２には、エアフィルタ４４によ
り濾過された清浄な空気が流入される。

【００１７】内燃機関１０は、気筒判別センサ４５、回
転角センサ４６、水温センサ４８、及び、スタータ５０
を備えている。気筒判別センサ４５は１回転に１回、所
定のクランク角毎にクランク角の基準となるクランク基
準信号（以下、Ｇ信号と称する）を出力するセンサであ
り、このＧ信号に基づいて内燃機関１０の回転数ＮＥが
回転センサ４６からの出力信号より算出される。水温セ
ンサ４８は内燃機関１０の冷却水温度ＴＨＷを検出する
センサである。また、スタータ５０は電動式のモータで
あり、その出力軸が内燃機関１０の出力軸に連結されて
いる。このため、スタータ５０が起動されると、内燃機
関１０の出力軸が強制的に回転されてクランキング状態
となり、これにより、内燃機関１０のクランキング始動
が行われる。

【００１８】上記した点火プラグ１８、インジェクタ３
０、スロットル開度センサ３５、ＩＳＣＶ３８、エアフ
ローメータ４２、回転角センサ４６、及び、水温センサ
４８は電子制御装置（以下、ＥＣＵと称す）５２に接続
されている。更に、ＥＣＵ５２にはスタータ５０がスタ
ータスイッチ５４を介して接続されており、ＥＣＵ５２
はスタータスイッチ５４のオン・オフ状態を検出するこ
とで、内燃機関１０がクランキング状態にあるか否かを
判別することができる。ＥＣＵ５２は、スロットル開度
センサ３５、エアフローメータ４２、回転角センサ４
６、水温センサ４８等の出力信号に基づいて、燃料噴射
量、点火時期、アイドル運転時の吸入空気量等を演算
し、内燃機関１０の運転状態が良好に維持されるように
点火プラグ１８、インジェクタ３０、ＩＳＣＶ３８等の
制御を行う。

【００１９】次に、図３及び図４を参照してインジェク
タ３０について説明する。図３はインジェクタ３０の構
成図である。また、図４は、図３におけるＡ部の拡大図
を示す。図３において、インジェクタ３０はハウジング
６０を備えている。ハウジング６０は、複数の部材が連
結されて構成されている。ハウジング６０は、その内部
を軸方向に貫通する貫通孔６２を備えている。貫通孔６
２は、図３中上方より順に、燃料通路６４、燃料通路６
４に比して大径に形成されたプランジャ配設部６６、及
び、プランジャ配設部６６に比して更に大径に形成され
た弁配設部６８を備えている。燃料通路６４の図３中上
端部にはフィルタ７０が配設されている。燃料通路６４
には、図示しない燃料タンクからフィルタ７０を介して
燃料が供給される。

【００２０】プランジャ配設部６６には、円筒状のコア
プランジャ７２が軸方向に摺動可能に配設されている。
燃料通路６４の周囲のコアプランジャ７２より図３中上
方の部位には電磁コイル７４が設けられている。電磁コ
イル７４は配線コネクタ７５を介してＥＣＵ５２に接続
されている。ＥＣＵ５２により電磁コイル７４に通電さ
れると、電磁コイル７４が発生する電磁力により、コア
プランジャ７２は図３中上方に向けて付勢される。

【００２１】弁配設部６８にはバルブシート７６が嵌入
されている。バルブシート７６は、その内部を軸方向に
延びると共に燃料通路６４と連通する通路７８を備えて
いる。図４に示す如く、通路７８はその図１中下端部に
おいて円錐状に径が絞られている。この円錐状部の頂部
には、極く小径に形成された噴射通路８０の一端が開口
している。噴射通路８０の他端はバルブシート７６の図
４中下端面に開口している。

【００２２】通路７８の内部には、ニードル弁体８２が
配設されている。ニードル弁体８２は、その先端に備え
るニードル部が噴射通路８０の開口部と対向するように
配設されている。ニードル弁体８２はその最外径が通路
７８の内径よりも僅かに小さくなるように形成されてい
る。このため、ニードル弁体８２の外周と通路７８の内
壁との間には所定の隙間が形成されている。ニードル弁
体８２はコアプランジャ７２の図３中下端部に連結され
ている。ニードル弁体８２は、燃料通路６４に設けられ
たスプリング８３により、コアプランジャ７２と共に図
３中下方に向けて付勢されている。従って、電磁コイル
６８に通電されない状態では、ニードル弁体８２の先端
のニードル部が噴射通路８０の開口部に押圧されること
により、噴射通路８０は閉塞されている。また、かかる
状態においては、燃料通路６４とプランジャ配設部６６
との境界部の段差面と、コアプランジャ７２との間には
所定の隙間が形成されている。

【００２３】バルブシート７６の図３中下端部には、噴
射部材８４が連結されている。図４に示す如く、噴射部
材８４には、二股に分岐された噴霧通路８５、８６が形
成されている。噴霧通路８５、８６は共に噴射通路８０
に連通されている。また、噴射部材８４には、噴霧通路
８５、８６と噴射部材８４の外部とをそれぞれ連通する
エア導入通路８７、８８が設けられている。

【００２４】上記したインジェクタ３０は、吸気マニホ
ールド２４の側壁２４ａを貫通する取付開口９０に装着
されている。取付開口９０は、吸気マニホールド２４の
外側から順に大径部９０ａ、中径部９０ｂ、及び小径部
９０ｃを備えている。インジェクタ３０は、エア導入通
路８７、８８が取付開口９０の中径部９０ｂ内に向けて
開口するように、ハウジング６０の外周に設けられた固
定部材９１により大径部９０ａにかしめ固定されてい
る。この固定部材９１は、取付けのばらつき、及びエア
のシールの役目を有するゴム製の部材である。取付開口
９０の中径部９０ｂには、アシストエア通路４０と連通
するエアギャラリー９２が開口している。また、噴射部
材８４の外周と取付開口９０の小径部９０ｃの内周との
間にはＯリング９４が配設されている。

【００２５】上記したインジェクタ３０の構成によれ
ば、燃料通路６４に供給された燃料は、コアプランジャ
７２の内側、及びニードル弁体８２の外周部を介して、
通路７８の図３中下端部まで導入される。上述の如く、
電磁コイル７４に通電されない状態では、噴射通路８０
はニードル弁体８２により閉鎖されているため、燃料が
噴射通路８０に導入されることはない。かかる状態から
電磁コイル７４に通電されると、ニードル弁体８２は、
電磁コイル７４の発する電磁力によりコアプランジャ７
２を介して、スプリング８３による付勢力に抗して図３
中上方へ付勢される。上述の如く、電磁コイル７４に通
電されない状態においては、燃料通路６４とプランジャ
配設部６６との境界部の段差面と、コアプランジャ７２
との間には所定の隙間が形成されている。このため、ニ
ードル弁体８２及びコアプランジャはかかる隙間を狭め
るように図３中上方へ変位され、これにより、ニードル
弁体８２は噴射通路８０の開口部から離脱する。この結
果、噴射通路８０は導通状態となり、燃料は噴射通路８
０に導入されて噴射通路８０の図３中下端部から噴射さ
れる。従って、ＥＣＵ５２が電磁コイル７４に供給する
励磁電流のデューティ比ＤＯＰを変化させることで、燃
料噴射量を制御することができる。

【００２６】噴射通路８０から噴射された燃料は、噴霧
通路８５、８６により２方向に分岐される。この際、燃
料は噴霧通路８５、８６の分岐部に形成されたコーナ部
（図４に示すＢ）に衝突することによりある程度微粒化
された後、噴霧通路８５、８６を経由して吸気マニホー
ルド２４の内部に向けて噴射される。更に、吸気マニホ
ールド２４に負圧が発生された状態で、ＩＳＣＶ３８が
エアアシスト開度に関して開弁されると、吸気マニホー
ルド２４の負圧によりアシストエア通路４０にアシスト
エアが吸入される。かかるアシストエアはエアギャラリ
ー９２からエア導入通路８７、８８を介して噴霧通路８
５、８６に供給される。この場合、噴霧通路８５、８６
を流通する燃料がアシストエアと衝突・混合されること
により、燃料の霧化が促進される。このように、インジ
ェクタ３０にアシストエアが供給されることにより燃料
の霧化が促進されることで、内燃機関１０の燃焼室１６
に導入される燃料と空気との混合気が均一化され、燃料
の燃焼性が向上される。かかる燃焼性の向上により、特
に内燃機関１０の低温始動時における始動性が向上され
ることになる。

【００２７】ところで、内燃機関１０の低温始動時にお
いては、クランキング回転数が低いため、吸気マニホー
ルド２４の負圧は上昇し難い状況となる。かかる状況に
おいて、通常の始動時の如くＩＳＣ開度が全開とされる
と、吸気マニホールド２４の負圧は更に上昇し難くな
る。上述の如く、アシストエアは、吸気マニホールド２
４に発生した負圧によりエアギャラリー９２へ供給され
る。従って、吸気マニホールド２４に負圧が発生しなけ
れば、エアギャラリー９２にアシストエアは供給されな
いことになる。このように、内燃機関１０の低温始動時
においては、アシストエアがエアギャラリー９２に供給
されないため、アシストエアによる燃料の霧化効果を得
ることができなくなる。

【００２８】内燃機関１０の始動時における吸気マニホ
ールド２４の負圧を上昇させる上では、機関始動時にＩ
ＳＣ開度を全閉とすることが有効である。しかしなが
ら、内燃機関１０の低温始動時においては、クランキン
グ回転数は上昇し難い状態にある。かかる状態で、ＩＳ
Ｃ開度が全閉とされると、内燃機関１０のポンピングロ
スが増大することに起因してクランキング回転数は更に
低下するため、内燃機関１０は始動され難くなってしま
う。

【００２９】このように、低温状態における内燃機関１
０の始動時においては、ＩＳＣ開度を単に全開あるいは
全閉とするだけでは、クランキング回転数を保持して良
好な始動を実現しつつ、アシストエアによる燃料微粒化
効果を得ることができない。本実施例のシステムは、内
燃機関１０の低温状態におけるクランキング始動時に、
ＥＣＵ５２がＩＳＣＶ３８を適切に制御することによ
り、アシストエアによる燃料微粒化効果を得つつ、クラ
ンキング回転数を保持して良好な始動を実現することを
可能とした点に特徴を有している。かかるＩＳＣＶ３８
の制御はＥＣＵ５２が所定のルーチンを実行することに
より実現される。以下、図５及び図６を参照して、本実
施例においてＥＣＵ５２が実行するルーチンの内容につ
いて説明する。

【００３０】図５は、本実施例においてＥＣＵ５２が実
行するＩＳＣＶ制御ルーチンのフローチャートである。
本ルーチンはイグニッションスイッチがオンされた後、
所定の時間間隔で繰り返し実行される。図５に示すルー
チンが起動されると、先ず、ステップ１０１において、
スタータ５０がオンされているか否かが判別される。ス
テップ１０１において、スタータ５０がオンされていな
いと判別されると、内燃機関１０はクランキング始動状
態ではないと判断されて、以後、何ら処理が実行される
ことなく今回のルーチンは終了される。一方、ステップ
１０１において、スタータ５０がオンされていると判別
されると、内燃機関１０はクランキング始動状態にある
と判断されて、以後、ステップ１０２以降において、ク
ランキング始動時のＩＳＣＶ３８を制御するための処理
が実行される。

【００３１】ステップ１０２では、水温ＴＨＷに対して
ＴＨＷ≦ＴＨＷａが成立するか否かが判別される。ここ
で、ＴＨＷａは、内燃機関１０が低温状態であるか否か
の基準となる水温ＴＨＷに関する所定のしきい値であ
り、例えば、−３０°Ｃに設定される。従って、ステッ
プ１０２においてＴＨＷ≦ＴＨＷａが成立すると判別さ
れると、内燃機関１０は低温状態にあると判断される。
この場合、以後、ステップ１０３以降において、内燃機
関１０の低温始動に対する処理が実行される。一方、ス
テップ１０２においてＴＨＷ≦ＴＨＷａが不成立である
と判別されると、内燃機関１０は低温状態にはないた
め、低温始動のための処置は不要であると判断される。
この場合、次に、ステップ１０４において、常温におけ
る始動時の如く、ＩＳＣＶ３８への制御信号のデューテ
ィ比ＤＯＰが１００％に設定されて、ＩＳＣ開度が全開
とされる。ステップ１０４の処理が終了されるとステッ
プ１１６の処理が実行される。

【００３２】ステップ１０３では、本ルーチンの前回の
実行時において、スタータ５０がオンされていたか否か
が判別される。ステップ１０３において肯定判別される
と、今回、新たにスタータ５０が始動された、即ち、ク
ランキング始動が開始されたと判断されて、次に、ステ
ップ１０５において、スタータ５０が始動された回数を
示すカウンタＮＳＴＡがインクリメントされる。ステッ
プ１０５の処理が終了されると、次に、ステップ１０６
の処理が実行される。一方、ステップ１０３において否
定判別されると、ステップ１０５はスキップされて、次
にステップ１０６の処理が実行される。

【００３３】ステップ１０６では、ＮＳＴＡ＝１が成立
するか否かが判別される。ステップ１０６においてＮＳ
ＴＡ＝１が成立すると判別されると、スタータ５０の始
動は、イグニッションスイッチがオンされた後、１回目
であると判断されて、次に、ステップ１０７の処理が実
行される。

【００３４】ステップ１０７では、スタータ５０がオン
された後のＧ信号の入力回数Ｎ_G が２以上であるか否か
が判別される。上述の如く、Ｇ信号は内燃機関１０が１
回転する毎に１回入力される信号である。従って、ステ
ップ１０７において、Ｎ_G ＜２であると判別されると、
内燃機関１０のスタータ５０がオンされた後の回転数は
２回転未満であると判断されて、次にステップ１０８の
処理が実行される。

【００３５】ステップ１０８では、インジェクタ３０に
よる燃料噴射量の増量率を示す係数ＫＴＡＵＳＴに所定
値Ｋ₀ が代入される。所定値Ｋ₀ は１より大きい数であ
り、例えば、１．５に設定される。このステップ１０８
の処理が実行されることにより、インジェクタ３０によ
る燃料噴射量は通常時のＫ₀ 倍に増加される。ステップ
１０８の処理が終了されると、次に、ステップ１０４に
おいて、ＤＯＰが１００％に設定される。

【００３６】一般に、内燃機関のクランキング始動時に
おいて燃料噴射が行なわれた場合に、クランキング回転
数が上昇することが実験的に確かめられている。従っ
て、上記ステップ１０８において、クランキング始動の
初期段階（最初の１〜２回転の間）における燃料噴射量
を増大させることで、クランキング回転数を上昇させる
ことができる。また、ステップ１０４において、ＩＳＣ
Ｖ３８が全開とされることで、内燃機関１０のポンピン
グロスが抑制され、これにより、クランキング回転数は
更に上昇されることになる。このように、クランキング
始動時における最初の１〜２回転の間は、クランキング
回転数の確保を優先した処理が実行されることで、内燃
機関１０の始動性の向上が図られている。

【００３７】なお、ステップ１０６において、ＮＳＴＡ
＝１が不成立であると判別された場合には、スタータ５
０の始動は１回目ではないと判断される。この場合、ス
タータ５０の最初の始動時において、燃料噴射量を増加
させる処理が既に実行されていることになる。かかる場
合に、更に燃料噴射量を増加させると燃焼室１６内の燃
料が過剰となって、却って始動性を悪化させる可能性が
ある。そこで、ステップ１０６においてＮＳＴＡ＝１が
不成立であると判別されると、ステップ１０７はスキッ
プされて、次に、ステップ１０９の処理が実行される。

【００３８】上記ステップ１０７において、Ｇ信号が２
回以上入力されたと判別されると、内燃機関が２回転以
上したと判断されて、次にステップ１０９の処理が実行
される。ステップ１０９では、ＤＯＰがＤ₀ に設定され
る。図２を参照して述べた如く、ＤＯＰがＤ₀ に設定さ
れた場合、ＩＳＣ開度は全閉とされると共に、アシスト
エア開度は全開とされる。即ち、吸気マニホールド２４
内の負圧が上昇した状態でアシストエア開度が全開とさ
れることになる。従って、本ステップ１０９の処理によ
り、アシストエア通路４０に流入する空気量を最大限に
確保することができる。ステップ１０９の処理が終了さ
れると、次に、ステップ１１０の処理が実行される。

【００３９】ステップ１１０ではＫＴＡＵＳＴが１．０
に設定される。上述の如く、ステップ１１０の処理が実
行されるのは、内燃機関１０が２回以上回転した後であ
る。かかる場合には、噴射燃料を増加させる処理を続行
すると、燃焼室１６内の燃料が過剰となって、内燃機関
１０の始動に悪影響を与える可能性がある。そこで、本
ステップ１１０においては、ＫＴＡＵＳＴを１．０に設
定することにより、燃料増加処理を終了することとして
いる。

【００４０】上述の如く、本実施例においては、内燃機
関が２回転するまでは燃料噴射量の増加とＩＳＣ開度の
全閉とによりクランキング回転数の上昇を優先させ、そ
の後はアシストエアの増加を優先させる処理が実行され
る。従って、本実施例のシステムにおいては、クランキ
ング回転数が一定以上に確保された状態で、アシストエ
アにより霧化が促進された燃料が噴射されることで、内
燃機関１０の低温時における始動性が向上されることに
なる。

【００４１】ステップ１１０の処理が終了されると、次
にステップ１１１の処理が実行される。ステップ１１１
では、内燃機関１０の回転数ＮＥに対して、ＮＥ≧ＮＥ
ｓが成立するか否かが判別される。ここで、ＮＥｓは、
内燃機関１０が始動したか否かの判断の基準となる回転
数ＮＥに関する所定のしきい値であり、例えば、３００
ｒｐｓに設定される。従って、ステップ１１１において
ＮＥ≧ＮＥｓが成立すると判別されると、内燃機関１０
は始動されたと判断されて、以後、何ら処理が実行され
ることなく今回のルーチンは終了される。一方、ステッ
プ１１１において、ＮＥ≧ＮＥｓが不成立であると判別
されると、内燃機関１０は未だ始動されていないと判断
されて、次にステップ１１２の処理が実行される。

【００４２】ステップ１１２では、Ｇ信号の入力回数Ｎ
_G がＮ₀ 以上であるか否かが判別される。ここで、Ｎ₀
はＩＳＣ開度の全閉処理に伴う吸気マニホールド２４内
の負圧増大によるポンピングロスの増大と、バッテリの
放電とに起因するクランキング回転数の低下を考慮して
定められた所定の数であり、例えば６に設定される。即
ち、ステップ１１２において、Ｎ_G ≧Ｎ₀ が成立すると
判別された場合、内燃機関１０は、ＩＳＣ開度が全閉と
された状態でスタータ５０によって（Ｎ₀ −２）回以上
回転されていることになるため、吸気マニホールド２４
内の負圧の上昇に伴うポンピングロスの増加と、スター
タ５０の作動に伴う電力消費によるバッテリの放電とに
より、クランキング回転数が低下する可能性があると判
断される。この場合、次に、ステップ１１４においてＤ
ＯＰに所定値αが加えられることでＩＳＣ開度が増加さ
れ、これにより、吸気マニホールド２４の負圧の上昇が
抑制される。以降、内燃機関１０が始動されるまで、本
ルーチンが実行される毎にステップ１１４においてＩＳ
Ｃ開度が増加されることになる。この結果、内燃機関１
０のポンピングロスが低減され、これにより、クランキ
ング回転数の低下が抑制される。ステップ１１４の処理
が終了されると、次に、ステップ１１６の処理が実行さ
れる。

【００４３】上述の如く、本実施例においては、内燃機
関１０が、アシストエアが増加された状態で（Ｎ₀ −
２）回転しても始動しない場合には、アシストエア量の
確保による燃料の霧化を優先した状態から、クランキン
グ回転数の保持を優先した状態へ移行することで、内燃
機関１０の始動性を維持することとしている。

【００４４】上記ステップ１１２において、Ｎ_G ≧６が
不成立であると判別された場合には、ＩＳＣ開度が全閉
に保たれてもクランキング回転数が低下することはない
と判断される。従って、この場合、上記ステップ１１４
の処理はスキップされ、次にステップ１１６の処理が実
行される。

【００４５】ステップ１１６では、ＤＯＰに対する上限
ガード処理が実行される。この上限ガード処理は、ステ
ップ１１４における処理が繰り返し実行されることによ
りＤＯＰの値が過大となった場合に、ＤＯＰを適正な範
囲に抑制するために実行される。ステップ１１６の処理
が終了されると、今回のルーチンは終了される。

【００４６】なお、上記ＩＳＣＶ制御ルーチンでは、ス
テップ１１２において内燃機関１０がＮ₀ 回転したと判
別された時点で、ＩＳＣ開度の増加を開始することとし
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ク
ランキング始動後、所定時間が経過した時点で、ＩＳＣ
開度の増加を開始することとしてもよい。この場合、所
定時間は、上記所定値Ｎ₀ の場合と同様に、ポンピング
ロスとバッテリの放電とを考慮して、クランキング回転
数が低下し始めると想定される時点でＩＳＣ開度の増加
が開始されるように定めればよい。

【００４７】また、上記ＩＳＣＶ制御ルーチンにおいて
は、ステップ１０９において、ＤＯＰをＤ₀ に設定する
ことによりＩＳＣ開度を全閉にすることとしているが、
本発明はこれに限定されるものではなく、燃料の霧化に
十分なアシストエアがインジェクタ３０に供給される程
度の負圧が吸気マニホールド２４内に発生されように、
ＩＳＣ開度を閉じ側に設けることとすればよい。

【００４８】次に、図６を参照して、本実施例におい
て、ＥＣＵ５２が実行するＮＳＴＡ設定ルーチンの内容
を説明する。本ルーチンは、内燃機関１０の状態に基づ
いて、クランキング始動初期における燃料噴射量を増大
させる処理を行なうべきか否かを判断し、その判断結果
に応じて変数ＮＳＴＡの初期値を設定するものである。
従って、本ルーチンは、イグニッションスイッチがオン
された後、上記ＩＳＣＶ制御ルーチンよりも先に実行さ
れ、以後、所定の間隔で繰り返し実行される。

【００４９】図６は、ＮＳＴＡ設定ルーチンのフローチ
ャートである。図６に示すルーチンが起動されると、先
ず、ステップ２０１において、フラグＦＮＳＴＡがセッ
トされているか否かが判別される。ここで、フラグＦＮ
ＳＴＡは、イグニッションスイッチ・オン時にクリアさ
れ、後述する如く、ＮＳＴＡの値の変更が禁止された場
合にセットされるフラグである。従って、ステップ２０
１において、ＦＮＳＴＡがセットされていると判別され
ると、ＮＳＴＡの変更は禁止されていると判断されて、
次に、ステップ２０２の処理が実行される。ステップ２
０２では、イグニッションスイッチがオンされた後の水
温ＴＨＷの最大値ＴＨＷｍａｘが記憶・更新される。ス
テップ２０２の処理が終了されると今回のルーチンは終
了される。

【００５０】一方、ステップ２０１においてフラグＦＮ
ＳＴＡがセットされていないと判別された場合には、次
に、ステップ２０３の処理が実行される。ステップ２０
３では、ＴＨＷ≦ＴＨＷａが成立するか否かが判別され
る。ステップ２０３において、ＴＨＷ≦ＴＨＷａが成立
すると判別されると、内燃機関１０は低温状態にあると
判断されて、次に、ステップ２０４において、ΔＴＨＷ
＝ＴＨＷｍａｘ−ＴＨＷなる代入処理が実行される。ス
テップ２０４の処理が終了されると、次に、ステップ２
０６の処理が実行される。

【００５１】なお、上記ステップ２０４の処理が実行さ
れると、後述するステップ２０８において、フラグＦＮ
ＳＴＡがセットされ、次回以降、ステップ２０４の処理
が実行されることはない。このため、本ステップ２０４
の処理が実行されるのは、イグニッション・オン後、本
ルーチンが最初に起動され、かつ、ステップ２０３で肯
定判別された場合に限られる。従って、ステップ２０４
が実行される際には、ステップ２０２におけるＴＨＷｍ
ａｘの記憶・更新処理は未だ実行されておらず、ＴＨＷ
ｍａｘには、前回のイグニッション・オン状態における
水温の最大値が記憶されている。このため、ステップ２
０４の処理が実行されると、ΔＴＨＷには前回にイグニ
ッション・オン状態における水温の最大値からの水温の
減少幅が記憶されることになる。

【００５２】一方、ステップ２０３においてＴＨＷ≦Ｔ
ＨＷａが不成立であると判別されると、内燃機関１０は
低温状態にないと判断されて、次に、ステップ２０５に
おいてＮＳＴＡが１に設定される。ステップ２０５の処
理が終了されると、次に、ステップ２０８の処理が実行
される。

【００５３】上述の如く、上記図５に示すＩＳＣＶ制御
ルーチンにおいては、ステップ１０５においてＮＳＴＡ
がインクリメントされた後、ステップ１０６においてＮ
ＳＴＡが１に等しいと判別された場合に、ステップ１０
７及び１０８においてクランキング始動初期における燃
料噴射量を増加させる処理が実行される。従って、本ル
ーチンのステップ２０５において、ＮＳＴＡが１に設定
されると、ＩＳＣＶ制御ルーチンのステップ１０６にお
いて必ず否定判別されることになる。即ち、本ルーチン
において、内燃機関１０が低温状態にないと判別された
場合には、燃料噴射量の増加によりクランキング回転数
を上昇させることは不要であると判断されてステップ２
０５においてＮＳＴＡが１に設定されることで、ＩＳＣ
Ｖ制御ルーチンにおける燃料噴射量を増加させる処理の
実行が禁止される。

【００５４】ステップ２０６では、ΔＴＨＷ＞ＴＨ₀ が
成立するか否かが判別される。ここで、ＴＨ₀ は、内燃
機関１０が停止後十分な時間が経過したか否かの基準と
なる、水温の減少量ΔＴＨＷに関する所定のしきい値で
あり、例えば、３０°Ｃに設定される。一般に、内燃機
関の停止後の経過時間が短い場合には、低温状態にあっ
てもその再始動は比較的円滑に行なわれるのに対して、
停止後の経過時間が長くなると内燃機関は徐々に始動さ
れ難くなる。このため、上記所定値ＴＨ₀ は、かかる観
点より、内燃機関１０の停止後、内燃機関１０が始動さ
れ難くなる程度に長時間経過したか否かの基準となるよ
うに設定される。

【００５５】従って、ステップ２０６において、ΔＴＨ
Ｗ＞ＴＨ₀ が成立すると判別されると、内燃機関１０が
停止されてから長時間経過したため、内燃機関１０は始
動され難い状態になっていると判断され、次に、ステッ
プ２０７においてＮＳＴＡがゼロに設定される。このス
テップ２０７における処理により、上述の如く、上記Ｉ
ＳＣＶ制御ルーチンの実行時にステップ１０６において
肯定判別され、クランキング始動初期における燃料噴射
量が増加されることにより、内燃機関１０の始動性が向
上されることになる。

【００５６】一方、ステップ２０６において、ΔＴＨＷ
＞ＴＨ₀ が不成立であると判別されると、内燃機関１０
が停止されてから十分な時間が経過していないため、内
燃機関１０は始動され難い状態ではないと判断される。
従って、この場合には、燃焼噴射量を増大させることは
不要であると判断され、次に、ステップ２０５において
ＮＳＴＡが１に設定される。

【００５７】ステップ２０８では、フラグＦＮＳＴＡが
セットされる。本ルーチンは、ＮＳＴＡの初期値に対す
る処理を行なうものである。従って、上述の如きステッ
プ２０３以降におけるＮＳＴＡに対する処理は、本ルー
チンの最初の起動時にのみ実行されなければならない。
そこで、ステップ２０８においてフラグＦＮＳＴＡをセ
ットすることで、本ルーチンの次回以降の起動時におけ
るＮＳＴＡに対する処理を禁止することとしている。ス
テップ２０８の処理が終了されると、次にステップ２０
９の処理が実行される。ステップ２０９では、ＴＨＷｍ
ａｘに現在の水温ＴＨＷが代入される。ステップ２０９
の処理が終了されると今回のルーチンは終了される。

【００５８】上述の如く、本実施例のシステムにおいて
は、ＥＣＵ５２が上記ＩＳＣＶ制御ルーチン及びＮＳＴ
Ａ設定ルーチンを実行することにより、内燃機関１０の
低温始動時において、クランキング始動の開始後、順
次、以下のような制御が実行される。 内燃機関１０の最初の２回転目までは、燃料噴射量が
Ｋ₀ 倍に増加されると共に、ＩＳＣ開度が全開とされる
ことでポンピングロスが低減されることにより、クラン
キング回転数の上昇が図られる。 内燃機関１０の２回転目からＮ₀ 回転目までは、ＤＯ
ＰがＤ₀ に設定される。ＤＯＰがＤ₀ に設定されると、
ＩＳＣ開度が全閉とされることで吸気マニホールド２４
内の負圧が上昇すると共にアシストエア開度が全開とさ
れる。これにより、インジェクタ３０に供給されるアシ
ストエア量が一定以上に確保される。従って、上記の
処理によりクランキング回転数が上昇された状態で、内
燃機関１０の２回転目からＮ₀ 回転目までにおいて本
の処理により燃料が霧化されることで、内燃機関１０の
始動性が向上される。 内燃機関１０のＮ₀ 回転目以降は、ＩＳＣ開度が全閉
とされることによる吸気管３２内の負圧の上昇と、バッ
テリの放電とに起因するクランキング回転数の低下を抑
制するため、ＩＳＣ開度が徐々に増加される。これによ
り、クランキング回転数の低下が防止され、Ｎ₀ 回転目
までに上記の処理で内燃機関１０が始動されなかった
場合にも、Ｎ₀ 回転目以降において始動を確実に行なう
ことが可能とされる。

【００５９】このように、本実施例によれば、内燃機関
１０の低温始動時において、アシストエアによる燃料の
霧化効果を得つつ、クランキング回転数の低下を防止す
ることができる。従って、本実施例のシステムにおいて
は、エアアシスト型のインジェクタ３０を備える内燃機
関１０の、低温時における良好な始動性を実現すること
が可能とされている。

【００６０】なお、内燃機関の型式によっては、インジ
ェクタから噴射された燃料が点火プラグを直撃する構成
のものがある。本発明が、かかる型式の内燃機関に適用
された場合、上述の如く、クランキング始動直後におい
て燃料噴射量が増加されると、点火プラグに燃料が付着
することで、内燃機関の始動性は却って悪化してしま
う。従って、本発明をかかる型式の内燃機関に適用する
場合には、始動性を良好に保つため、燃料噴射量を増加
させる処理を行なわないことにすればよい。あるいは、
逆に、クランキング始動開始直後には燃料噴射量を減少
させる処理を実行することとしてもよい。

【００６１】また、上記実施例においては、ＩＳＣＶ３
８としてロータリー型のものを用いたが、ステップモー
タにより駆動されるステップ型のＩＳＣＶを用いること
としてもよい。この場合、ＩＳＣＶの開度はステップモ
ータに供給する駆動信号のパルス数により制御されるこ
とになる。

【００６２】また、上述の如く、クランキング始動直後
に燃料噴射量を増加させるのは、クランキング回転数の
上昇を目的とするものであり、内燃機関の始動を意図し
たものではない。従って、かかる処理の実行中には、点
火プラグ１８の点火を停止させることにより、バッテリ
ーの放電を抑制することとしてもよい。

【００６３】なお、上記実施例においては、吸気管３
２、サージタンク２８、及び吸気マニホールド２４が上
記した吸気通路に、ＩＳＣＶ３８が上記した吸入空気量
調整手段に、ＩＳＣＶ３８のＩＳＣ開度が上記した吸入
空気調整手段の開度に、それぞれ相当している。また、
ＥＣＵ５２がＩＳＣＶ制御ルーチンを実行することによ
り上記した開度制御手段が実現されている。

【００６４】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、クランキ
ング始動時にアシストエアによる燃料の霧化効果を得つ
つ、クランキング回転数の低下を防止することができ
る。これにより、内燃機関の良好な始動性を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるシステムの構成図であ
る。

【図２】本実施例で用いられるＩＳＣＶの流量特性を示
す図である。

【図３】本実施例で用いられるインジェクタの構成図で
ある。

【図４】本実施例で用いられるインジェクタの拡大図で
ある。

【図５】本実施例においてＥＣＵが実行するＩＳＣＶ制
御ルーチンのフローチャートである。

【図６】本実施例においてＥＣＵが実行するＮＳＴＡ設
定ルーチンのフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 ２４ 吸気マニホールド ３０ インジェクタ ３２ 吸気管 ３８ ＩＳＣＶ ４０ アシストエア通路 ５２ ＥＣＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路に設けられた吸入空気量調整手
   段と、前記吸気通路の前記吸入空気量調整手段より下流
   側に設けられた燃料噴射弁と、前記吸気通路の前記吸入
   空気量調整手段より上流側の空気を前記燃料噴射弁の噴
   射口に導くアシストエア通路と、を備える内燃機関のア
   イドリング回転数を、前記吸入空気量調整手段の開度を
   変化させることにより制御する内燃機関のアイドリング
   回転数制御装置において、 前記内燃機関の低温始動時におけるクランキング状態に
   おいて、該クランキング状態の開始後所定期間、前記吸
   入空気量調整手段の開度を所定値以下に設定すると共
   に、前記所定期間の経過後、前記内燃機関が始動されて
   いない場合には、前記吸入空気量調整手段の開度を増加
   させる開度制御手段を備えることを特徴とする内燃機関
   のアイドリング回転数制御装置。