JP3407644B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内に燃料を直
接噴射する筒内噴射式の内燃機関において、始動時の制
御方式を改良した内燃機関の始動制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、低燃費、低排気エミッション、高
出力の特長を兼ね備えた筒内噴射エンジンの需要が急増
している。この筒内噴射エンジンは、各気筒に燃料噴射
弁を配置して、この燃料噴射弁から燃料を燃焼室内に直
接噴射し、吸気ポートから導入される吸入空気と混合し
て混合気を形成し、この混合気を点火プラグにより着火
して燃焼させるようにしている。

【０００３】しかし、筒内噴射エンジンは、吸気管内に
燃料を噴射する吸気管噴射エンジンに比べて、燃料が噴
射されてから点火位置に到達するまでの時間が短いた
め、低温始動時には、噴射燃料の霧化が不十分となりや
すく、始動性が悪くなる欠点がある。しかも、燃料の霧
化が不十分な状態で点火が行われると、たまたま１回〜
数回だけ着火したり、一部の気筒だけで着火することが
あり、その結果、エンジン回転数が一時的に始動完了判
定回転数を越えると、始動完了と判定されて、始動時の
燃料増量補正が解除されてしまい、それ以降、始動完了
に必要なリッチな空燃比が得られず、燃焼状態が悪くな
ってしまう。

【０００４】これらの対策として、高圧ポンプによって
燃料噴射弁から高圧で燃料を噴射することで、燃料を微
粒化させて霧化を促進させたり、或は、特許第２６０５
０７０号公報に示すように、筒内噴射用の燃料噴射弁の
他に、吸気管にも燃料噴射弁を取り付け、低温始動時に
は、吸気管側の燃料噴射弁から燃料を噴射して燃料の霧
化を確保するようにしたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の場合、
高圧ポンプはエンジンの動力を駆動源とするものが多い
が、始動時には、エンジンから十分な駆動力を得られな
いため、モータ等を設けて高圧ポンプを駆動する必要が
ある。また、後者の場合、各気筒毎の燃料噴射弁に加
え、吸気管にも新たに燃料噴射弁を設ける必要があり、
いずれの場合も、部品点数が増加し、コストアップする
という欠点がある。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、部品点数の増加を招
くことなく、始動時に噴射燃料が十分に霧化した混合気
に着火することができ、始動性向上と低コスト化とを両
立させることができる内燃機関の始動制御装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１では、筒内噴射式の内燃機関にお
いて、スロットル弁の開度を制御するスロットル制御手
段、気筒内のスワール流強度を制御するスワール制御手
段、吸気系への排気還流量を制御する排気還流制御手段
のうちの少なくとも１つの手段を備え、始動制御手段
は、始動初期の点火カット期間に点火をカットして燃料
噴射のみを実行し、該点火カット期間経過後に引き続き
燃料噴射を実行しながら点火を開始すると共に、前記点
火カット期間に前記少なくとも１つの手段を排気流量が
少なくなる位置に制御する。この場合、始動初期の点火
カット期間に噴射された燃料は、その後、排気行程を経
ても、ある程度の割合の燃料が排出されずに気筒内に残
留する。その結果、点火カット期間経過後に最初の点火
が開始されるまでの間に、始動初期に噴射された燃料が
霧化する時間を十分に確保できて、燃料を十分に霧化さ
せてから点火することができ、始動時に混合気を確実に
着火、燃焼させることができて、始動性を向上できる。
しかも、従来のように、高圧ポンプを駆動するためのモ
ータや、吸気管噴射用の燃料噴射弁を追加する必要がな
く、部品点数削減、低コスト化の要求も満たすことがで
きる。更に、請求項１では、点火カット期間に、スロッ
トル制御手段、スワール制御手段、排気還流制御手段の
うちの少なくとも１つの手段を排気流量が少なくなる位
置に制御するので、始動初期の点火カット期間内に噴射
した燃料の残留割合を多くすることができて、点火カッ
ト期間経過後の最初の点火時の混合気をよりリッチにす
ることができ、始動性を更に向上できると共に、始動時
の未燃ＨＣの排出量を少なくすることができる。

【０００８】この場合、請求項２のように、始動初期の
点火カット期間内では、燃料噴射を吸気行程の初期に開
始すると良い。このように、燃料噴射時期の通常の設定
範囲である吸気行程から圧縮行程のうち吸気行程初期と
いう最も早い時期に燃料噴射を開始すれば、燃料噴射か
ら点火までの時間、ひいては噴射燃料を霧化させる時間
をより長くすることができる。

【０００９】

【００１０】また、請求項３のように、排気弁の開弁時
間を制御する排気弁制御手段を備えたシステムにおいて
は、始動初期の点火カット期間に排気弁の開弁時間を短
く又は最小（０も含む）としても良い。このようにして
も、点火カット期間内の排気流量が少なくなるため、上
述した請求項１と同じく、始動初期の点火カット期間内
に噴射した燃料の残留割合を多くすることができる。

【００１１】ところで、噴射燃料は、冷却水温が低いほ
ど、また、燃料の圧力が低くなるほど、霧化しにくくな
る。この点を考慮して、請求項４のように、始動初期の
点火カット期間を冷却水温と燃料圧力の少なくとも一方
に基づいて設定するようにしても良い。このようにすれ
ば、冷却水温や燃料圧力によって燃料霧化に必要な時間
が変化するのに対応して、点火カット期間の長さを最適
化できる。

【００１２】また、請求項５のように、始動初期の点火
カット期間を始動開始からの噴射回数、経過時間、サイ
クル数のいずれかで決定するようにしても良い。いずれ
の場合も、点火カット期間の経過状況をカウンタでカウ
ントすることができ、処理が容易である。

【００１３】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
の実施形態（１）を図１乃至図８に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概
略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴
射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアク
リーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側
には、スロットル制御手段であるステップモータ１４に
よって開度調節されるスロットル弁１５が設けられてい
る。ステップモータ１４がエンジン電子制御回路（以下
「ＥＣＵ」と表記する）１６からの出力信号に基づいて
駆動されることで、スロットル弁１５の開度（スロット
ル開度）が制御され、そのスロットル開度に応じて各気
筒ヘの吸入空気量が調節される。スロットル弁１５の近
傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ１
７が設けられている。

【００１４】このスロットル弁１５の下流側には、サー
ジタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エ
ンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド
２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０
内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕
切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２
が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポー
ト２３にそれぞれ連結されている。各吸気ポート２３に
は、それぞれ吸気弁４３（図２参照）が設けられてい
る。

【００１５】また、各気筒の第２吸気路２２内には、ス
ワール制御弁２４（スワール制御手段）が配置されてい
る。各気筒のスワール制御弁２４は、共通のシャフト２
５を介してステップモータ２６に連結されている。この
ステップモータ２６がＥＣＵ１６からの出力信号に基づ
いて駆動されることで、スワール制御弁２４の開度が制
御され、その開度に応じて各気筒内のスワール流強度が
調節される。ステップモータ２６には、スワール制御弁
２４の開度を検出するスワール制御弁センサ２７が取り
付けられている。

【００１６】エンジン１１の各気筒の上部には、図２に
示すように、燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁２
８が取り付けられ、この燃料噴射弁２８からピストン４
２の上面に形成された凹部４２ａに向かって燃料が噴射
される。図１に示すように、燃料タンク（図示せず）か
ら燃料配管４５を通して燃料デリバリパイプ２９に送ら
れてくる燃料は、各気筒の燃料噴射弁２８から燃焼室内
に噴射され、吸気ポート２３から導入される吸入空気と
混合して混合気が形成される。燃料デリバリパイプ２９
には、燃料圧力（燃圧）ＰＲを検出する燃圧検出手段と
して燃圧センサ３０が取り付けられている。

【００１７】更に、エンジン１１のシリンダヘッドに
は、各気筒毎に点火プラグ３１（図２参照）が取り付け
られ、各点火プラグ３１の火花放電によって燃焼室内の
混合気に点火される。また、気筒判別センサ３２は、特
定気筒（例えば第１気筒）が吸気上死点に達したときに
出力パルスを発生し、クランク角センサ３３は、エンジ
ン１１のクランクシャフトが一定クランク角（例えば３
０℃Ａ）回転する毎に出力パルスを発生する。これらの
出力パルスによって、クランク角やエンジン回転数ＮＥ
が検出され、気筒判別が行われる。また、エンジン１１
には、冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温検出手段とし
て水温センサ３４が取り付けられている。

【００１８】一方、エンジン１１の排気ポート３５に
は、それぞれ排気弁４４（図２参照）が設けられ、各排
気ポート３５から排出される排気が排気マニホールド３
６を介して１本の排気管３７に合流する。この排気管３
７とサージタンク１９との間には、排気の一部を吸気系
へ還流させるＥＧＲ配管３８が接続され、このＥＧＲ配
管３８の途中にＥＧＲ弁３９（排気還流制御手段）が設
けられている。ＥＣＵ１６からの出力信号に基づいてＥ
ＧＲ弁３９の開度が制御され、その開度に応じてＥＧＲ
量（排気還流量）が調節される。また、アクセルペダル
１８には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４０
が設けられている。

【００１９】上述した各種センサの出力信号は、ＥＣＵ
１６に入力される。このＥＣＵ１６は、マイクロコンピ
ュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶
媒体）に記憶された制御プログラムに従い、各種センサ
出力に基づき、前述したステップモータ１４，２６、Ｅ
ＧＲ弁３９、燃料噴射弁２８、点火プラグ３１の動作を
制御する。

【００２０】ＥＣＵ１６は、エンジン１１の始動時に図
３に示す始動時燃料噴射量算出ルーチンを実行すること
で、始動時の燃料噴射量を算出し、更に、図５及び図６
に示す各ルーチンを実行することで、始動初期に所定噴
射回数となるまで点火をカットして燃料噴射のみを実行
し、該点火カット期間経過後に引き続き燃料噴射を実行
しながら点火を開始する始動制御手段として機能する。
以下、各ルーチンの処理内容について説明する。

【００２１】図３に示す始動時燃料噴射量算出ルーチン
は、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所
定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し実行される。
本ルーチンが起動されると、まずステップ１００で、ク
ランク角センサ３３で検出されたエンジン回転数ＮＥを
始動完了判定値と比較して始動完了前か否かを判定す
る。この際、始動完了判定にヒステリシスを持たせるた
めに、図４に示すように始動完了の前後で始動完了判定
値を切り換え、始動完了前であれば、エンジン回転数Ｎ
Ｅが例えば４００ｒｐｍを越えるまで始動完了前と判定
され、一旦、４００ｒｐｍを越えて始動完了と判定され
ると、エンジン回転数ＮＥが例えば２００ｒｐｍ未満に
低下するまで始動完了と判定される。

【００２２】もし、ステップ１００で、始動完了と判定
されれば、本ルーチンを終了して始動後燃料噴射量算出
ルーチン（図示せず）を実行し、始動完了後の燃料噴射
量を算出する。

【００２３】一方、上記ステップ１００で、始動完了前
と判定されれば、ステップ１０１に進んで、水温センサ
３４で検出された冷却水温ＴＨＷを読み込み、次のステ
ップ１０２で、冷却水温ＴＨＷをパラメータとする始動
時基本燃料噴射量ｑ1 のマップを検索し、現在の冷却水
温ＴＨＷに応じた始動時基本燃料噴射量ｑ1 を求める。
この始動時基本燃料噴射量のマップは、予め、実験デー
タや理論式によって設定され、ＥＣＵ１６のＲＯＭに記
憶されている。また、燃料噴射弁２８の燃料噴射量は、
例えばバッテリ電圧の変化によって変動するため、ステ
ップ１０３で、バッテリ電圧に基づいて補正量ｑ2 を算
出し、次のステップ１０４で、この補正量ｑ2 を始動時
基本燃料噴射量ｑ1 に加算して始動時全燃料噴射量ｑを
算出し（ｑ＝ｑ1 ＋ｑ2 ）、本ルーチンを終了する。

【００２４】図５に示す始動時噴射・点火制御ルーチン
は、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所
定時間毎又は所定クランク角毎に次のように実行され
る。まず、ステップ２００で、前記図３のステップ１０
０と同じく、始動完了前か否かを判定し、始動完了と判
定された場合には、本ルーチンを終了し、始動完了前で
あれば、ステップ２０１に進み、クランキング開始後、
燃料噴射が実行されたか否か（噴射実行フラグＸＦＩＮ
Ｊ＝ＯＮか否か）を判定し、燃料噴射を実行する毎に、
ステップ２０２に進み、クランキング開始からの噴射回
数をカウントする噴射回数カウンタを１ずつカウントア
ップし、次のステップ２０３で、噴射実行フラグＸＦＩ
ＮＪを「ＯＦＦ」にリセットして、ステップ２０４に進
む。一方、上記ステップステップ２０１で、ＸＦＩＮＪ
＝ＯＦＦと判定された場合には、噴射回数カウンタをカ
ウントアップせずに、ステップ２０４に進む。

【００２５】このステップ２０４では、始動初期の点火
カット期間を越えたか否かを判定するために、噴射回数
カウンタのカウント値（クランキング開始からの噴射回
数）が所定噴射回数Ｎ以上か否かを判定する。ここで、
所定噴射回数Ｎは、例えば、第１回目に噴射された燃料
が霧化して着火しやすい混合気が形成されるまでに要す
る時間が経過するのに必要な噴射回数であり、図７に示
す冷却水温ＴＨＷをパラメータとするマップを検索し
て、始動時の冷却水温ＴＨＷに応じた噴射回数Ｎが設定
される。一般に、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど、噴射
燃料が霧化するのに要する時間が長くなるため、図７の
所定噴射回数Ｎのマップの特性は、冷却水温ＴＨＷが低
くなるほど、所定噴射回数Ｎが多くなるように設定され
ている。この所定噴射回数Ｎのマップは、予め、実験デ
ータや理論式によって設定され、ＥＣＵ１６のＲＯＭに
記憶されている。尚、所定噴射回数Ｎは、予め設定した
固定値としても良い。

【００２６】上記ステップ２０４で、クランキング開始
からの噴射回数が所定噴射回数Ｎ未満と判定されれば、
まだ燃料の霧化が不十分と思われるので、ステップ２０
５に進み、点火をカットすると共に、燃料噴射量及び燃
料噴射時期をセットする。ここで、燃料噴射量は、図３
のステップ１０４で算出した始動時全燃料噴射量ｑにセ
ットされ、燃料噴射時期は、吸気行程の初期で燃料噴射
を開始するようにセットされる。これにより、図２に示
すように、ピストン４２が吸気行程の上死点付近に位置
するタイミングで燃料の噴射が開始されるようにセット
される。

【００２７】この後、ステップ２０５に進み、後述する
図６の燃料噴射・点火実行ルーチンを実行する。これに
より、始動初期の点火カット期間中は、点火をカットし
て燃料噴射のみを吸気行程の初期に実行する。このよう
にして、点火カット期間に噴射された燃料は、その後、
排気行程を経ても、ある程度の割合の燃料が排出されず
に気筒内に残留するため、点火カット期間経過後に最初
の点火が開始されるまでの間に、始動初期に噴射された
燃料が霧化する時間が十分に確保される。

【００２８】その後、本ルーチンを起動した時に、上記
ステップ２０４で、クランキング開始からの噴射回数が
所定噴射回数Ｎ以上と判定されれば、ステップ２０６に
進み、点火カットを解除して（点火カット期間を終了し
て）、点火時期をセットすると共に、燃料噴射量及び燃
料噴射時期をセットする。この後、ステップ２０７に進
み、後述する図６の燃料噴射・点火実行ルーチンを実行
する。これにより、始動初期の点火カット期間経過後
は、上記ステップ２０６でセットされた噴射・点火条件
で、燃料噴射弁２８から燃料を噴射すると共に、点火プ
ラグ３１による点火を開始して、混合気を着火、燃焼さ
せる。

【００２９】上記ステップ２０７で実行される図６の燃
料噴射・点火実行ルーチンでは、まずステップ３００
で、上記ステップ２０５又は２０６でセットされた燃料
噴射時期になったか否かを判定する。この判定は、上記
ステップ２０５又は２０６の処理と同時に計時動作を開
始するタイマカウンタのカウント値に基づいて行う。こ
のステップ３００で、燃料噴射時期と判定されれば、ス
テップ３０１に進み、燃料噴射を実行し、噴射実行フラ
グＸＦＩＮＪを「ＯＮ」にセットする。この後、ステッ
プ３０２で、上記ステップ２０５又は２０６でセットさ
れた点火時期になったか否かを、上記タイマカウンタの
カウント値から判定し、点火時期になれば、ステップ３
０３に進み、点火を実行する。

【００３０】以上説明した実施形態（１）によれば、始
動初期に燃料噴射回数が所定噴射回数Ｎ未満の期間（点
火カット期間）は、点火プラグ３１の点火をカットして
燃料噴射のみを実行するようにしたので、点火カット期
間経過後に最初の点火が開始されるまでの間に、始動初
期に気筒内に噴射された燃料が霧化する時間を十分に確
保できる。これにより、始動初期に噴射された燃料を十
分に霧化させて着火に適した混合気が形成されてから点
火することができ、始動時に混合気を確実に着火、燃焼
させることができて、始動性を向上できる。しかも、従
来のように、燃圧昇圧用の高圧ポンプ（図示せず）を駆
動するためのモータや、吸気管噴射用の燃料噴射弁を追
加する必要がなく、部品点数削減、コンパクト化、低コ
スト化の要求も満たすことができる。

【００３１】また、上記実施形態（１）では、始動初期
の点火カット期間期間中は、燃料噴射可能な範囲内で最
も早い時期である吸気行程初期に燃料噴射を開始するの
で、燃料噴射から点火までの時間、ひいては、噴射燃料
を霧化させる時間をより長く確保することができ、燃料
の霧化を更に確実にすることができる。しかしながら、
点火カット期間中の燃料噴射開始時期は、吸気行程初期
に限定されず、吸気行程中期以降であっても良い。

【００３２】また、上記実施形態（１）では、点火カッ
ト期間を決める所定噴射回数Ｎは、冷却水温ＴＨＷをパ
ラメータとするマップから求めるようにしたが、噴射燃
料が霧化するのに要する時間は、燃圧ＰＲによっても変
化するため、図８に示すように、燃圧ＰＲをパラメータ
とする所定噴射回数Ｎのマップを実験データや理論式に
よって作成しておき、このマップから所定噴射回数Ｎを
求めるようにしても良い。この場合、燃圧ＰＲが低くな
るほど、噴射燃料が霧化するのに要する時間が長くなる
ため、図８の所定噴射回数Ｎのマップの特性は、燃圧Ｐ
Ｒが低くなるほど、所定噴射回数Ｎが多くなるように設
定されている。尚、所定噴射回数Ｎを、冷却水温ＴＨＷ
と燃圧ＰＲとの双方を考慮して二次元マップ等から総合
的に決定するようにしても良い。

【００３３】［実施形態（２）］ところで、点火カット
期間中に噴射された燃料は、点火されずに排気行程を迎
えるため、排気行程で排出される混合気の排出割合が多
くなると、点火カット期間内に噴射した燃料の残留割合
が少なくなる。

【００３４】そこで、本発明の実施形態（２）では、図
９に示す始動時噴射・点火制御ルーチンを実行すること
で、点火カット期間中に空気系制御弁（スロットル弁１
５、スワール制御弁２４及びＥＧＲ弁３９）を排気流量
が少なくなる位置に制御して点火カット期間内に噴射し
た燃料の残留割合を多くする。

【００３５】図９に示す始動時噴射・点火制御ルーチン
において、前記実施形態（１）の図５と異なる点は、ス
テップ２０４とステップ２０５の間にステップ２０５ａ
の処理が加えられていることと、ステップ２０４とステ
ップ２０６の間にステップ２０６ａの処理が加えられて
いることである。

【００３６】本ルーチンにおいて、ステップ２０４で、
クランキング開始からの噴射回数が所定噴射回数Ｎ未満
（点火カット期間内）と判定された場合には、ステップ
２０５ａに進み、スロットル開度ＴＡとスワール制御弁
開度ＳＣＶを共に全開ＫＴＡ，ＫＳＣＶにセットし、Ｅ
ＧＲ弁開度ＥＧＲを全閉ＫＥＧＲにセットする。これに
より、スロットル弁１５を全開すると、排気行程初期の
吸気弁４３が開いている期間に混合気が吸気系へ逆流し
やすくなり、排気流量を減少させる効果が得られる。ま
た、スワール制御弁２７を全開すると、気筒内のスワー
ル流が停止されて、スワール流による排気ポート３５へ
の燃料の吹き出しが防止される。また、ＥＧＲ弁４１を
全閉すると、ＥＧＲガスの流れが停止され、排気流量を
減少させる効果が得られる。点火カット期間中には、各
空気系制御弁を排気流量が少なくなる位置に保持し（ス
テップ２０５ａ）、点火をカットして燃料噴射のみを吸
気行程の初期に実行する（ステップ２０５）。

【００３７】一方、ステップ２０４で、噴射回数が所定
噴射回数Ｎ以上（点火カット期間終了）と判定された場
合には、ステップ２０６ａに進み、スロットル開度Ｔ
Ａ、スワール制御弁開度ＳＣＶ及びＥＧＲ弁開度ＥＧＲ
を、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ等に応じてマ
ップ等により設定して、スロットル弁１５、スワール制
御弁２４及びＥＧＲ弁３９の制御を通常制御に戻し、点
火カットを解除して、点火時期、燃料噴射量及び燃料噴
射時期をセットする（ステップ２０６）。上記以外の処
理は、前記実施形態（１）と同じである。

【００３８】以上説明した実施形態（２）では、点火カ
ット期間中に空気系制御弁（スロットル弁１５、スワー
ル制御弁２４及びＥＧＲ弁３９）を排気流量が少なくな
る位置に制御するようにしたので、点火カット期間中に
噴射した燃料の残留割合を多くすることができて、点火
カット期間経過後の最初の点火時の混合気をよりリッチ
にすることができ、始動性を更に向上できると共に、始
動時の未燃ＨＣの排出量を少なくすることができる。

【００３９】尚、本実施形態（２）では、点火カット期
間中にスロットル弁１５及びスワール制御弁２４を全開
とし、ＥＧＲ弁３９を全閉としたが、本発明は、これに
限定されるものではなく、例えば、スロットル弁１５及
びスワール制御弁２４を開き方向に制御し、ＥＧＲ弁３
９を閉じ方向に制御するようにしても良く、要は、排気
流量（気筒内の空気流）を少なくする方向に制御すれば
良い。また、気筒内の空気流ヘの影響が少ない空気系制
御弁については、必ずしも、点火カット期間中に上述し
た制御を行う必要はなく、点火カット期間中も従来と同
様の制御を行うようにしても良い。ちなみに、スロット
ル弁１５、スワール制御弁２４、ＥＧＲ弁３９の中で
は、スワール制御弁２４の全開（スワール流の停止）に
よる燃料残留割合増大効果が最も大きい。

【００４０】［実施形態（３）］次に、図１０及び図１
１を用いて、本発明の実施形態（３）を説明する。前記
実施形態（２）では、点火カット期間中に空気系制御弁
を特定位置に制御することで、点火カット期間内に噴射
した燃料の残留割合を多くするようにしたが、図１０に
示すように、排気弁４４の開閉タイミングを可変する排
気バルブタイミング機構４５（排気弁制御手段）を搭載
したシステムに本発明を適用する場合には、図１１の始
動時噴射・点火制御ルーチンを実行することで、点火カ
ット期間中に排気弁４４の開弁時間を最小に設定して、
噴射燃料の残留割合を多くするようにしても良い。

【００４１】図１１の始動時噴射・点火制御ルーチンで
は、ステップ２０４で、クランキング開始からの噴射回
数が所定噴射回数Ｎ未満（点火カット期間内）と判定さ
れた場合には、ステップ２０５ｂに進み、排気弁４４の
開弁時間ＶＶＴを排気バルブタイミング機構４５で調整
可能な最小値ｍｉｎＶＶＴに設定し、点火をカットして
燃料噴射のみを吸気行程の初期に実行する（ステップ２
０５）。尚、排気弁４４の開弁時間の最小値ｍｉｎＶＶ
Ｔは、０（つまり排気行程中も排気弁４４が全閉される
状態）にしても良い。

【００４２】一方、ステップ２０４で、噴射回数が所定
噴射回数Ｎ以上（点火カット期間終了）と判定された場
合には、ステップ２０６ｂに進み、排気弁４４の開弁時
間ＶＶＴを、冷却水温ＴＨＷ、エンジン回転数ＮＥ等に
応じて設定し、排気弁４４の開閉タイミングの制御を通
常の制御に戻し、点火カットを解除して、点火時期、燃
料噴射量及び燃料噴射時期をセットする（ステップ２０
６）。上記以外の処理は、前記実施形態（１）と同じで
ある。

【００４３】このようにすれば、点火カット期間中に、
排気弁４４の開弁時間を最小にできるため、点火カット
期間内の排気流量を少なくできて、点火カット期間内に
噴射した燃料の残留割合を多くすることができる。

【００４４】尚、本実施形態（３）では、点火カット期
間中に排気弁４４の開弁時間ＶＶＴを最小にしたが、排
気弁４４の開弁時間ＶＶＴを通常の始動時よりも短くす
るようにしても良く、この場合でも、排気流量減少によ
る燃料残留割合増大効果を得ることができる。

【００４５】また、点火カット期間に、排気弁４４の開
弁時間を最小又は短くすると共に、空気系制御弁（スロ
ットル弁１５、スワール制御弁２４及びＥＧＲ弁３９の
少なくとも１つ）を前記実施形態（２）と同様に排気流
量（気筒内の空気流）を少なくする方向に制御するよう
にしても良い。

【００４６】また、上記各実施形態（１）〜（３）で
は、始動初期の点火カット期間を燃料噴射回数で判定し
たが、例えば、始動開始からの経過時間又はサイクル数
をカウンタでカウントして、そのカウント値から点火カ
ット期間か否かを判定するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御
系システム全体の概略構成を示す図

【図２】エンジンの主要部の構成を示す縦断面図

【図３】始動時燃料噴射量算出ルーチンの処理の流れを
示すフローチャート

【図４】始動完了の判定基準を説明するための図

【図５】実施形態（１）の始動時噴射・点火制御ルーチ
ンの処理の流れを示すフローチャート

【図６】燃料噴射・点火実行ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート

【図７】冷却水温ＴＨＷと所定噴射回数Ｎとの関係を示
す図

【図８】燃圧ＰＲと所定噴射回数Ｎとの関係を示す図

【図９】本発明の実施形態（２）における始動時噴射・
点火制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート

【図１０】本発明の実施形態（３）におけるエンジンの
主要部の構成を示す縦断面図

【図１１】実施形態（３）の始動時噴射・点火制御ルー
チンの処理の流れを示すフローチャート

【符号の説明】

１１…筒内噴射式エンジン（筒内噴射式内燃機関）、１
２…吸気管、１４…ステップモータ（スロットル制御手
段）、１５…スロットル弁、１６…ＥＣＵ（始動制御手
段）、２４…スワール制御弁（スワール制御手段）、２
６…ステップモータ、２８…燃料噴射弁、３０…燃圧セ
ンサ（燃圧検出手段）、３１…点火プラグ、３４…水温
センサ（冷却水温検出手段）、３７…排気管、３９…Ｅ
ＧＲ弁（排気還流制御手段）、４０…ＥＧＲ配管、４３
…吸気弁、４４…排気弁、４５…排気バルブタイミング
機構（排気弁制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ｇ 41/02 ３０１ 41/02 ３０１Ｅ ３３０ ３３０Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ａ ３０１Ｋ ３０１Ｎ ３０１Ｕ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｈ Ｆ０２Ｐ 11/04 ３０１ Ｆ０２Ｐ 11/04 ３０１Ａ (56)参考文献 特開 平10−18951（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−252453（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−271564（ＪＰ，Ａ) 特許2605070（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00 F02P 11/04 F02D 13/02 F02D 21/08 F02B 31/02 F02M 25/07

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射弁から気筒内に燃料を直接噴射
   し、その混合気に点火プラグで点火する筒内噴射式の内
   燃機関において、スロットル弁の開度を制御するスロットル制御手段、気
   筒内のスワール流強度を制御するスワール制御手段、吸
   気系への排気還流量を制御する排気還流制御手段のうち
   の少なくとも１つの手段と、 始動初期の所定期間（以下「点火カット期間」という）
   に前記点火プラグの点火をカットして燃料噴射のみを実
   行し、該点火カット期間経過後に引き続き燃料噴射を実
   行しながら点火を開始する始動制御手段とを備え、 前記始動制御手段は、前記点火カット期間に前記少なく
   とも１つの手段を排気流量が少なくなる位置に制御する
   ことを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
2. 【請求項２】 前記始動制御手段は、前記点火カット期
   間内では燃料噴射を吸気行程の初期に開始するように噴
   射時期を制御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. 【請求項３】 排気弁の開弁時間を制御する排気弁制御
   手段を備え、 前記始動制御手段は、前記点火カット期間に前記排気弁
   制御手段を前記排気弁の開弁時間を短く又は最小とする
   ように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載
   の内燃機関の始動制御装置。
4. 【請求項４】 前記内燃機関の冷却水温を検出する冷却
   水温検出手段と、前記燃料噴射弁に供給される燃料の圧
   力を検出する燃圧検出手段の少なくとも一方を備え、 前記始動制御手段は、前記点火カット期間を前記冷却水
   温と前記燃料圧力の少なくとも一方に基づいて設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内
   燃機関の始動制御装置。
5. 【請求項５】 前記始動制御手段は、前記点火カット期
   間を始動開始からの噴射回数、経過時間、サイクル数の
   いずれかで決定することを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかに記載の内燃機関の始動制御装置。