(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を直接噴射し、この燃料噴射で形成された混合気を点火プラグにより点火して燃焼させる筒内直噴内燃機関に適用され、前記内燃機関を極低温で始動する際に始動初期に前記点火プラグによる点火を停止する点火カットを行うとともに該点火カットが終了した後に点火プラグによる点火を実行する筒内直噴内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の極低温始動の際に、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有るか否かを判定し、燃焼に寄与できる燃料が有るときには、前記点火カットを禁止または点火カット回数を制限する始動制御手段を備えていることを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動の際に筒内暖機履歴の有無を判定し、筒内暖機履歴が有るときには、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有ると判断して点火カットを禁止することを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動後の経過時間または始動後の積算吸気空気量が所定値以上となったときに、筒内暖機履歴が有ると判定し、その筒内暖機履歴があるときに、所定の解除条件が成立しない限りは、上記点火カットを禁止することを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記解除条件は、内燃機関の極低温始動の際の冷却水温が前回の機関停止時の冷却水温よりも低いこと、または、内燃機関の極低温始動の際の冷却水温が前回の機関停止時の冷却水温よりも所定値以上高いことを条件としており、この条件が成立したときには前記点火カットの禁止を解除することを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項３記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記解除条件は、内燃機関の極低温始動の際のソーク時間が所定値以上であることを条件としており、この条件が成立したときには前記点火カットの禁止を解除することを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動の際に点火カット時の燃料噴射履歴が有るか否かを判定し、点火カット時の燃料噴射履歴が有るときには、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有ると判断して上記点火カット回数を制限または点火カットを禁止することを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項６記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動に際し、前記点火カット時の燃料噴射履歴が有るときには、内燃機関の冷却水温に基づく要求点火カット回数と前回始動の際に実施した点火カット時燃料噴射の履歴回数を用いて、今回の点火カット実施回数を算出し、その算出値が１回以上であるときに当該点火カット実施回数の算出値に基づいて点火カットを実行し、前記点火カット実施回数の算出値が「０」であるときには点火カットを行わないことを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記制御始動手段は、前記点火カット実施回数の算出値に基づいて点火カットを実行する際に、気筒単位での要求点火カット回数を上回る気筒があるか否かを判定し、前記気筒単位での要求点火カット回数を上回る気筒については点火カットを行わないことを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動後の経過時間または極低温始動後の積算吸気空気量が所定値以上となったときには、前記点火カット時燃料噴射の履歴回数を「０」にすることを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動時に気筒内に内部ＥＧＲガスが入ったときには、前記点火カット時燃料噴射の履歴回数を「０」にすることを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の筒内直噴内燃機関の制御装置において、
前記始動制御手段は、内燃機関の極低温始動に際し、ソーク時間が気筒内の燃料が蒸発する期間以上であるときには、前記要求点火カット回数の点火カットを実行することを特徴とする筒内直噴内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される筒内直噴内燃機関の制御装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関を極低温で始動する際に燃焼室内の混合気への点火を停止する点火カットを制御する筒内直噴内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
筒内直噴内燃機関（以下、筒内直噴エンジンともいう）は、各気筒に燃料噴射弁（インジェクタ）を配置し、その燃料噴射弁からガソリン等の燃料を燃焼室内に直接噴射して、吸気ポートから燃焼室内に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点火する方式のエンジンである。筒内直噴エンジンは、低燃費・低排気エミッション・高出力などの点で優れていることから、需要が急増している。
【０００３】
しかし、筒内直噴エンジンは、吸気ポート内に燃料を噴射するポート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、極低温（例えば−２５℃以下）の始動時には、筒内に噴射した燃料の霧化が不十分となり、良好な着火が得られず、始動性が悪くなるという問題がある。
【０００４】
このような極低温始動時の問題を解消する方法として、始動時のクランキングの際に、点火を禁止して燃料噴射のみを実行する点火カットを行い、点火カットが終了した後に燃料噴射と点火を併せて実行する始動制御がある（例えば、特許文献１参照）。このような点火カットを実施することにより、点火カット期間に噴射された燃料の一部が、排気行程を経ても気筒内に残留するので、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、筒内に残留した燃料が霧化することができ、確実な点火を得ることができる。
【０００５】
また、始動時の点火カットに関する技術として、始動初期の点火カット期間を冷却水温に基づいて燃料霧化に必要な時間を設定することにより、エンジン始動時の機関温度に対応して点火カット期間の長さ最適化する技術がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−０９７０７１号公報
【特許文献２】特開１１−２７０３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、点火カットを行う筒内直噴エンジンでは、極低温始動した直後にエンジン停止し、その停止後に再始動する際に点火カット行うと、始動不能になることがある。例えば、極低温始動して筒内が暖機された状態になると、筒内暖機された状態では再始動にて噴射された燃料が筒内の温度により暖められて燃焼に寄与できる燃料が増えるため、エンジン停止後の再始動時（筒内暖機状態のときの再始動時）に点火カットを行うと、筒内に燃焼に有効に使える燃料がある上に、点火カットによる燃料が筒内に付加されてしまうので、燃料がオーバーリッチとなって、「プラグかぶり」や「プラグくすぶり」が生じて始動不能となることがある。なお、筒内暖機とは、冷却水温が例えば８０℃以上に至るようなエンジン暖気（完全暖機）ことではなく、燃料が霧化しやすい状態になるまで筒内が暖められた状態のことである。
【０００７】
また、極低温始動に際し、点火カット中にエンジンが停止（クランキング停止）した場合、または、燃料が燃え切らない場合にエンジンが停止した場合、その停止後に再始動した場合にも始動不能となることがある。すなわち、点火カット途中にエンジンを停止した場合、そのエンジン停止時点までに実施した点火カットの回数分だけ筒内に燃料が噴射されており、再始動を行う際に所定回数の点火カットを実施すると、前回の点火カットで実施した噴射に加えて、今回の点火カットによる噴射燃料が加わることになるので、この場合も燃料がオーバーリッチとなって始動不能になることがある。
【０００８】
例えば、６気筒エンジンにおいて、要求点火カット回数が１２回である場合、極低温始動時の点火カット中に、９回の点火カットが終了した時点でエンジンを停止し、再始動時（極低温始動時）に１２回の点火カットを実施すると、点火カットにて燃料を噴射した回数は２１回となり、燃料オーバーリッチによる「プラグかぶり」や「プラグくすぶり」が発生する。
【０００９】
以上のような筒内暖機状態にあるときの極低温再始動時や点火カット中停止後の極低温再始動時に発生する燃料オーバーリッチの問題は、上記した特許文献２には何ら考慮されておらず、この特許文献２に記載されている手法、つまり、噴射燃料が霧化するに要する時間のみに着目して、始動初期の点火カット期間を冷却水温に基づいて燃料霧化に必要な時間を設定するという手法では解消することはできない。
【００１０】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、極低温始動の際に筒内直内燃機関の点火カットを制御する始動制御において、筒内暖機状態にあるときの極低温再始動時や点火カット中停止後の極低温再始動時に発生する燃料オーバーリッチの問題を解消することができ、これによって極低温時の始動性を向上させることが可能な筒内直噴内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、燃料噴射弁から燃焼室内に燃料を直接噴射し、この燃料噴射で形成された混合気を点火プラグにより点火して燃焼させる筒内直噴内燃機関に適用され、前記内燃機関を極低温で始動する際に始動初期に前記点火プラグによる点火を停止する点火カットを行うとともに該点火カットが終了した後に点火プラグによる点火を実行する筒内直噴内燃機関の制御装置であって、内燃機関の極低温始動の際に、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有るか否かを判定し、燃焼に寄与できる燃料が有るときには前記点火カットを禁止または点火カット回数を制限する始動制御手段を備えていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成により極低温時の始動性を良くすることができる。すなわち、筒内暖機状態にあるときの極低温再始動時または点火カット中停止後の極低温再始動時には、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有るので、極低温始動時の点火カットによる燃料噴射を禁止または制限することにより、燃料のオーバーリッチを回避することができ、「プラグかぶり」や「プラグくすぶり」を抑制することができる。
【００１３】
本発明の具体的な構成を以下に説明する。
【００１４】
本発明において、内燃機関の極低温始動の際に、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有るか否かを判定する方法としては、内燃機関の極低温始動の際に筒内暖機履歴の有無を判定する方法を挙げることができる。この判定において、筒内暖機履歴が有るときには、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有ると判断して点火カットを禁止する。このように、筒内暖機履歴の有無を判定して点火カットを禁止することにより、筒内暖機状態にあるときの極低温再始動時の燃料オーバーリッチを回避することができる。
【００１５】
また、筒内暖機履歴を用いた始動制御の具体的な例として、内燃機関の極低温始動後の経過時間または始動後の積算吸気空気量が所定値以上となったときに、筒内暖機履歴が有ると判定し、その筒内暖機履歴があるときに、所定の解除条件が成立しない限りは、上記点火カットを禁止するという制御を挙げることができる。
【００１６】
ここで、筒内暖機が行われても、機関停止後、ある程度の時間が経過して筒内が冷えたときには、極低温始動時において点火カットにて燃料噴射を行う必要があり、これを実現するために点火カットを解除する条件を設定する必要がある。その解除条件としては、内燃機関の極低温始動の際の冷却水温が前回の機関停止時の冷却水温よりも低いこと、または、内燃機関の極低温始動の際の冷却水温が前回の機関停止時の冷却水温よりも所定値以上高いことを条件し、この条件が成立したときは、点火カットの禁止を解除するようにする。
【００１７】
なお、「内燃機関の極低温始動の際の冷却水温が前回の機関停止時の冷却水温よりも所定値以上高いこと」という条件を設定しているのは、例えば、前回エンジン停止時の水温が−３０℃であるときに、翌朝の始動時の外気温が前日よりも高くて、冷却水温が−２５℃のときにエンジン１を始動する、というような状態つまりソーク期間中における外気温の影響により始動時冷却水温が前回エンジン停止時よりも高くなる状態を判定するためである。
【００１８】
また、上記解除条件としては、ソーク時間を計測するソークタイマを備えている場合、内燃機関の極低温始動に際し、ソーク時間が所定値（筒内が冷えるのに要する時間）以上であることを条件とし、この条件が成立したときには、点火カットの禁止を解除するようにしてもよい。
【００１９】
本発明において、内燃機関の極低温始動の際に、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有るか否かを判定する他の方法として、内燃機関の極低温始動の際に点火カット時の燃料噴射履歴が有るか否かを判定する方法を挙げることができる。この判定において、点火カット時の燃料噴射履歴が有るときには、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有ると判断して点火カット回数を制限または点火カットを禁止する。このように、点火カット時の燃料噴射履歴の有無を判定して点火カット回数の制限または点火カット禁止を行うことにより、点火カット中停止後の極低温再始動時の燃料オーバーリッチを回避することができる。
【００２０】
具体的には、内燃機関の極低温始動（再始動）に際し、燃料噴射履歴が有るきには、内燃機関の冷却水温に基づく要求点火カット回数と前回始動の際に実施した点火カット時燃料噴射の履歴回数を用いて、今回の点火カット実施回数を算出し、その算出値が１回以上であるときには点火カット実施回数の算出値に基づいて点火カットを実行し、点火カット実施回数の算出値が「０」であるときには点火カットを行わないようにすることで、点火カット中停止後の極低温再始動時の燃料オーバーリッチを回避することができる。
【００２１】
この場合、点火カット実施回数の算出値に基づいて点火カットを実行する際に、気筒単位での要求点火カット回数を上回る気筒があるか否かを判定し、気筒単位での要求点火カット回数を上回る気筒については点火カットを行わないようにすれば、気筒単位での燃料オーバーリッチを回避することが可能になる。
【００２２】
ここで、極低温始動後、回転数が上昇してエンジン暖機状態となったときには、低温時にピストン頂面等に付着していた燃料が燃焼して無くなる状態となり、このような状況になると、フル回数（要求点火カット回数）の点火カットによる燃料噴射を実施する必要がある。これを実現するために、内燃機関の極低温始動後の経過時間または極低温始動後の積算吸気空気量が所定値以上となったときには、上記した点火カット時燃料噴射の履歴回数を「０」にして、フル回数（要求点火カット回数の回数値）の点火カットを実施する。
【００２３】
また、ＶＶＴ（バルブタイミング可変機構）機構を備えた筒内直噴ガソリンエンジンにおいては、極低温始動時において排気中に黒鉛が含まれることを抑制するために、ＶＶＴ機構により吸気バルブのバルブタイミングを最進角して、内部ＥＧＲガスを燃焼室内に多く入れるという制御が実行されることがあり、このような制御が実行されたときにも、低温時にピストン頂面等に付着していた燃料が燃焼して無くなる状態となるので、点火カット時燃料噴射の履歴回数を「０」にして、フル回数（要求点火カット回数の算出値）の点火カットを実施する。
【００２４】
さらに、内燃機関の極低温始動に際し、ソーク時間が気筒内の燃料が蒸発する期間以上であるときには、筒内に燃焼に寄与できる燃料が無くなるので、この場合も、フル回数（要求点火カット回数の算出値）の点火カットを実施する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、極低温始動の際に筒内直内燃機関の点火カットを制御する始動制御において、極低温始動の際に、気筒内に燃焼に寄与できる燃料が有るか否かを判定し、燃焼に寄与できる燃料が有るときには、点火カットを禁止または点火カット回数を制限しているので、筒内暖機状態にあるときの極低温再始動時や点火カット中停止後の極低温再始動時の燃料オーバーリッチを回避することができ、これによって極低温時の始動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
まず、本発明を適用するエンジン（内燃機関）について説明する。
【００２８】
−エンジン−
図１は本発明を適用するエンジンの概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００２９】
エンジン１は、６つの気筒（気筒＃１〜気筒＃６）を有する筒内直噴６気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１０及び出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１０はコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１０の往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。
【００３０】
クランクシャフト１５にはリングギヤ１７が設けられている。リングギヤ１７には、エンジン１の始動時に起動するスタータモータ７のピニオンギヤ１８が噛み合わされており、スタータモータ７の起動に伴うリングギヤ１７の回転によりエンジン１のクランキングが行われる。
【００３１】
クランクシャフト１５には、外周面に複数の突起（歯）１９ａ・・１９ａを有するシグナルロータ１９が取り付けられている。シグナルロータ１９の側方近傍にはクランクポジションセンサ３５が配置されている。クランクポジションセンサ３５は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１９の突起１９ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００３２】
エンジン１の燃焼室１ａには点火プラグ３が各気筒＃１〜＃６ごとに配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。エンジン１には、ウォータジャケット１ｂを循環する冷却水の温度（冷却水温）を検出する水温センサ３１が配置されている。
【００３３】
エンジン１の燃焼室１ａには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ａとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ａとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ａとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ａとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の各回転によって行われる。
【００３４】
吸気カムシャフト２１には、クランクシャフト１５の回転に対する吸気カムシャフト２１の相対回転位相を変更することで、吸気バルブ１３のバルブタイミング（開閉タイミング）を変更するＶＶＴ機構２３が設けられている。
【００３５】
また、吸気カムシャフト２１の近傍に、気筒判別用のカムポジションセンサ３６が配置されている。カムポジションセンサ３６は、例えば電磁ピックアップであって、図示はしないが、吸気カムシャフト２１に一体的に設けられたロータ外周面の１個の突起（歯）に対向するように配置されており、吸気カムシャフト２１が回転する際にパルス状の信号を出力する。なお、吸気カムシャフト２１は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が７２０°回転するごとにカムポジションセンサ３６が１つのパルス状の信号（出力パルス）を発生する。
【００３６】
吸気通路１１の上流部分にはエンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ５が配置されている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によって駆動される。スロットルバルブ５の開度はスロットルポジションセンサ３４によって検出される。また、吸気通路１１には、スロットルバルブ５の下流側に吸気通路１１内の圧力（吸気圧）を検出するバキュームセンサ３２が配置されている。エンジン１の排気通路１２には三元触媒８が配置されている。
【００３７】
そして、エンジン１には、燃焼室１ａ内に燃料を直接噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２が各気筒＃１〜＃６ごとに設けられている。各気筒毎のインジェクタ２には、燃料供給装置（図示せず）によって高圧燃料が供給され、その各インジェクタ２から燃料を燃焼室１ａ内に直接噴射することにより、燃焼室１ａ内で空気と燃料とが混合された混合気が形成され、その混合気が点火プラグ３にて点火され燃焼室１ａ内で燃焼される。この混合気の燃焼室１ａ内での燃焼によりピストン１０が往復運動してクランクシャフト１５が回転する。
【００３８】
以上のエンジン１の運転状態は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）１００によって制御される。
【００３９】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、及び、後述する点火カット時燃料噴射の回数などをカウントするカウンタ１０５を備えている。
【００４０】
ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４は、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、バックアップＲＡＭ１０４、及び、カウンタ１０５はバス１０８を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路１０６及び外部出力回路１０７と接続されている。
【００４１】
外部入力回路１０６には、水温センサ３１、バキュームセンサ３２、アクセルポジションセンサ３３、スロットルポジションセンサ３４、クランクポジションセンサ３５、カムポジションセンサ３６、及び、イグニッションスイッチ３７などが接続されている。外部出力回路１０７には、インジェクタ２、点火プラグ３のイグナイタ４、スロットルバルブ５のスロットルモータ６、スタータモータ７、及び、ＶＶＴ機構２３などが接続されている。
【００４２】
そして、ＥＣＵ１００は、水温センサ３１、バキュームセンサ３２、アクセルポジションセンサ３３、スロットルポジションセンサ３４、クランクポジションセンサ３５、及び、カムポジションセンサ３６などの各種センサの出力に基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ１００は下記の極低温始動制御を実行する。
【００４３】
なお、ＥＣＵ１００は、極低温始動時において排気中に黒鉛が含まれることを抑制するために、ＶＶＴ機構２３により吸気バルブ１３のバルブタイミングを最進角制御（３０°ＣＡ）して、内部ＥＧＲガスを燃焼室１ａ内に多く入れるという制御を実行する場合もある。
【００４４】
−極低温始動制御−
ＥＣＵ１００で実行する極低温始動制御の一例を図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
まず、ステップＳＴ１において、水温センサ３１の出力から冷却水温を読み込み、その冷却水温に基づいて極低温始動であるか否かを判定する。具体的には、エンジン１を始動したときの冷却水温が所定値（例えば−２５℃）以下であるときに極低温始動であると判定してステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ１の判定結果が否定判定であるときには、このルーチンを終了する。
【００４６】
ステップＳＴ２では、エンジン１の始動後経過時間が所定値（例えば１０秒）以上であるか、または、始動後積算吸気空気量が所定値（例えば２０ｇ）以上であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合、筒内が暖機したと判断してステップＳＴ３に進み、筒内暖機履歴フラグを「１」にセットする。一方、ステップ２の判定結果が否定判定である場合は、筒内が暖機していないと判断してステップＳＴ１２に進み、筒内暖機履歴フラグを「０」にリセットする。ここで、ステップＳＴ２での判定条件における「始動後」とは、エンジン１が自立運転可能な回転数に至った時点以後のことである。
【００４７】
なお、ステップＳＴ２において、始動後経過時間または始動後積算吸気空気量に対して設定する初期値は、エンジン始動後に筒内が暖まって、通常の始動時噴射量の燃料を有効に使用することができ、その燃料だけで始動できるような筒内暖機状態になるまでの時間または積算吸気空気量を考慮して決定する。
【００４８】
次に、ステップＳＴ４において、エンジン停止後の始動要求（イグニッションスイッチＯＮ）があるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定であるときにはステップＳＴ５に進み、否定判定である場合は、このルーチンを終了する。
【００４９】
ステップＳＴ５では、極低温始動の際の冷却水温が前回エンジン停止時の冷却水温よりも低くなっているか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合はステップＳＴ６に進み、肯定判定である場合にはステップＳＴ１２に進んで筒内暖機履歴フラグを「０」にリセットする。
【００５０】
このステップＳＴ５の判定処理は、始動要求が筒内暖機の直後ではなく、ある程度のソーク時間（例えば６０分）が経過した後の始動要求であるか否かを判定する処理であり、始動時の冷却水温が前回エンジン停止時の冷却水温よりも僅かに低くなっているとき、例えばＥＣＵ１００が認識できる最小単位（例えば１ｌｓｂ＝０．６５７℃）で冷却水温が低くなっていることを検出したときに、ある程度のソーク時間があったと判断してステップＳＴ６に進む。
【００５１】
ステップＳＴ６では、再始動時の冷却水温が前回エンジン停止時の冷却水温よりも所定値以上高くなっているか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合はステップＳＴ７に進み、肯定判定である場合にはステップＳＴ１２に進んで筒内暖機履歴フラグを「０」にリセットする。
【００５２】
このステップＳＴ６の判定処理も、ステップＳＴ５の処理と同様に、ある程度のソーク時間（例えば６０分）が経過した後の再始動要求であるか否かを判定する処理である。このステップＳＴ６の処理を付加した目的は次の理由による。
【００５３】
上記したステップＳＴ５の条件つまり「再始動時の冷却水温が前回エンジン停止時の冷却水温よりも低い」という条件だけでは、例えば、前回エンジン停止時の水温が−３０℃であるときに、翌朝の始動時の外気温が前日よりも高くて、冷却水温が−２５℃のときにエンジン１を始動する、というような状態つまりソーク期間中における外気温の影響により始動時冷却水温が前回エンジン停止時よりも高くなる状態を判定することができない。そこで、このような外気温変動による影響も判定できるようにするため、ステップＳＴ６において「再始動時の冷却水温が前回エンジン停止時の冷却水温よりも所定値以上高い」という条件を設定している。
【００５４】
なお、ステップＳＴ６において、「所定値以上高い」という条件を設定しているのは、エンジン停止後にホットソーク等により冷却水温が上昇することがあり、その水温上昇による誤判定を回避するためであり、具体的には、例えば「５℃以上高い」という条件とすることにより、誤判定を回避できる。
【００５５】
そして、ステップＳＴ７において、再始動時における筒内暖機履歴フラグＦが「１」にセットされているか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合つまり筒内暖機履歴が無い場合は、クランキングを行うとともに点火カットを実施し（ステップＳＴ８、ＳＴ９）、その点火カットが完了した後に点火を行う（ステップＳＴ１０、ＳＴ１１）。
【００５６】
一方、ステップＳＴ８の判定結果が肯定判定「ＹＥＳ」つまり筒内暖機履歴が有る場合は、点火カットは実行せずに（点火カット禁止）、クランキングを行って点火を行う（ステップＳＴ１３，ＳＴ１１）。
【００５７】
以上の極低温始動制御において、ステップＳＴ９で実施する点火カットの回数は、予め、冷却水温、クランキング回転数、燃料噴射の開始時期・終了時期などのパラメータに基づいて算出した点火カット実施回数を固定値として記憶しておいてもよいし、後述する図４のフローチャートのステップＳＴ２２〜ステップＳＴ２５の処理にて点火カット実施回数を極低温始動毎に算出するようにしてもよい。
【００５８】
この例の極低温始動制御によれば、極低温始動時に筒内暖機が行われたときに、筒内暖機フラグがセットされ、筒内暖機フラグセットの状態で極低温始動が行われたとき、つまり、筒内暖機状態にあるときの極低温始動時（再始動時）には、点火カットが禁止されるので、筒内に燃焼に寄与できる燃料が増えることがなく、「プラグかぶり」や「プラグくすぶり」を抑制することができる。これによって始動性を向上させることができる。
【００５９】
また、筒内暖機フラグがセットされている場合であっても、ソーク時間が長くて筒内が冷えた状態となったときには、筒内暖機フラグをリセットして、極低温始動時に点火カットを実施するようにしているので、極低温始動時に筒内に燃焼に寄与できる燃料を確保することができ、良好な始動性を得ることができる。
【００６０】
なお、この例において、ソーク時間を計測するソークタイマが装備されている場合、筒内暖機後に筒内が冷えたことを判定するための判定処理として、図３に示すステップＳＴ５及びステップＳＴ６の判定処理に替えて、ソークタイマによるソーク時間が所定値（例えば６０分以上）であるか否かを判定する判定処理を付加してもよい。
【００６１】
−極低温始動制御−
ＥＣＵ１００で実行する極低温始動制御の他の例を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
まず、ステップＳＴ２１において、水温センサ３１の出力から冷却水温を読み込み、その冷却水温に基づいて極低温始動要求であるか否かを判定する。具体的には、エンジン１の始動要求（イグニッションスイッチＯＮ）があったときの冷却水温が所定値（例えば−２５℃）以下である場合、極低温始動要求であると判定してステップＳＴ２２に進む。ステップＳＴ２１の判定結果が否定判定であるときには、このルーチンを終了する。
【００６３】
ステップＳＴ２２では、点火カット中に必要な点火カット回数（以下、要求点火カット回数という）を算出する。要求点火カット回数は、冷却水温、クランキング回転数、燃料噴射の開始時期・終了時期などのパラメータに基づいてマップから算出する。なお、要求点火カット回数は、６気筒の場合、例えば６回（１気筒に対し１回噴射）、１２回（１気筒に対し２回噴射）、１８回（１気筒に対し３回噴射）等であり、この例の説明では、要求点火カット回数を１２回とする。
【００６４】
次に、ステップＳＴ２３において、ソーク時間がエンジン１の気筒内の燃料が蒸発する期間（例えば４時間）以上であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定であるときはステップＳＴ２４に進み、肯定判定であるときにはステップＳＴ３７に進む。
【００６５】
ステップＳＴ２４において、点火カット時の燃料噴射履歴（以下、点火カット時噴射履歴という）のカウント値の有無を判定し、点火カット時噴射履歴のカウント値が有るときにはステップＳＴ２５に進み、点火カット時噴射履歴のカウント値が無いときにはステップＳＴ３７に進む。
【００６６】
ステップＳＴ２５では、上記演算によって得られた要求点火カット回数の算出値Ａと点火カット時噴射履歴のカウント値Ｂを用いて、点火カット実施回数Ｎｘ［Ｎｘ＝Ａ−Ｂ］を算出する。なお、点火カット時噴射履歴のカウント値Ｂが例えば「９」である場合、点火カット実施回数の算出値Ｎｘは「３」となる。
【００６７】
次に、ステップＳＴ２６において、点火カット実施回数の算出値Ｎｘが［Ｎｘ＞０］であるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合［Ｎｘ＞０］、ステップＳＴ２７に進み、点火カット実施回数の算出値Ｎｘをセットする。ステップＳＴ２６の判定結果が否定判定である場合［Ｎｘ＝０］、既に、１２回の点火カット（１２回の燃料噴射）が実施されていると判断して、点火カットを実施せずに（点火カット禁止）、ステップＳＴ３８においてクランキングを開始してステップＳＴ３３に進む。
【００６８】
一方、上記ステップＳＴ２３の判定結果が肯定判定である場合つまりソーク時間が燃料蒸発する期間以上である場合、または、ステップＳＴ２４の判定結果が否定判定である場合つまり点火カット時噴射履歴のカウント値が無い場合には、ステップＳＴ２２にて算出した要求点火カット回数の算出値Ａ（Ａ＝１２）をセットする（ステップＳＴ３７）。
【００６９】
以上の算出値のセットが完了した後、クランキングを開始し（ステップＳＴ２８）、点火カットを実施する（ステップＳＴ２９）。このとき、点火カットは、クランクポジションセンサ３５及びカムポジションセンサ３６の出力に基づいて、吸気行程に有る気筒（例えば気筒＃１）から順に行い、点火カットにて燃料噴射した回数をカウントする（ステップＳＴ３０）。この噴射回数のカウント値（点火カット時噴射履歴のカウント値）は、１つの気筒に対し１回噴射が行われる毎にインクリメントされる。
【００７０】
次に、ステップＳＴ３１において、点火カット実施中にエンジン１の停止（クランキング停止）があるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定である場合、ステップＳＴ３９に進み、エンジン１を停止した時点での燃料噴射回数のカウント値を記憶した後、このルーチンを終了する。
【００７１】
ステップＳＴ３１の判定結果が否定判定である場合つまり点火カット実施中にエンジン停止がないときには、ステップＳＴ３２に進み、点火カットが完了した否かを判定する。具体的には、点火カット時噴射履歴のカウント値が、点火カット実施回数の算出値Ｎｘ、または、要求点火カット回数の算出値Ａ（Ａ＝１２）に達しているか否かを判定し、点火カット時噴射履歴のカウント値が算出値Ｎｘまたは算出値Ａに達した時点で点火カットを終了して、各気筒の点火を行ってエンジン１を始動する（ステップＳＴ３３）。気筒への点火は、最も先に２回噴射が完了している気筒（例えば気筒＃１）から点火を開始する。なお、上記したステップＳＴ２６の判定結果が否定判定［Ｎｘ＝０］である場合、点火カットを実施せずに、各気筒の点火を行ってエンジン１を始動する。
【００７２】
エンジン１を始動した後、ステップＳＴ３４において、［Ｊ１：始動後の経過時間が所定値（例えば１５秒）以上］、または、［Ｊ２：始動後の積算吸入空気量が所定値（例えば２５ｇ）以上］であるか否かを判定し、さらにステップＳＴ３５において、極低温始動時のＶＶＴ機構２３による吸気バルブ１３の最進角制御があるか否かを判定する。
【００７３】
そして、ステップＳＴ３４の判定結果が肯定判定である場合つまり上記した２つの条件Ｊ１またはＪ２のいずれか一方の条件を満足している場合にはステップＳＴ３６に進み、点火カット時噴射履歴のカウント値をクリアして、このルーチンを終了する。
【００７４】
また、ステップＳＴ３４の判定結果が否定判定である場合、つまり、上記した２つの条件Ｊ１及びＪ２の双方を満足していない場合であっても、ステップＳＴ３５の判定結果が肯定判定である場合（始動時のＶＶＴ機構２３による吸気バルブ１３の最進角制御が有る場合）、燃焼室１ａ内に内部ＥＧＲガスが多く入ったと判断して、点火カット時噴射履歴のカウント値をクリアし（ステップＳＴ３６）、このルーチンを終了する。
【００７５】
ここで、以上のステップＳＴ３４の判定処理は、「気筒内に燃焼に寄与できる燃料がない」ことを判定するための処理である。このステップＳＴ３４の処理を付加した目的は次の理由による。
【００７６】
まず、極低温始動の場合、筒内に噴射した燃料が低温状態のピストン１０の頂面等に付着しており、点火を開始した初期の状態では、その付着燃料が燃焼せずに筒内に残っているが、エンジン始動後、エンジン回転数が上昇すると、上記残存燃料が燃焼して完全に無くなる状態（つまり気筒内に燃焼に寄与できる燃料がない状態）となる。このような状況になると、フル回数（要求点火カット回数の算出値Ａ）の点火カットによる燃料噴射を実施する必要がある。これを実現するために、ステップＳＴ３４の判定処理を付加して、極低温始動後の経過時間または極低温始動後の積算吸気空気量が所定値以上となったときには、点火カット時噴射履歴のカウント値を「０」にクリアして、フル回数（要求点火カット回数の算出値Ａ）の点火カットを実施する。
【００７７】
なお、この例において、エンジン１の始動直後にエンジン停止（ステップＳＴ３４の判定条件を満足しない状態でのエンジン停止があった場合）、図３に示す極低温始動制御と同様な処理によって点火カットの禁止を制御すればよい。
【００７８】
また、ステップＳＴ３５の処理も「気筒内に燃焼に寄与できる燃料がない」ことを判定するための処理である。このステップＳＴ３５の処理を付加した目的は次の理由による。
【００７９】
ＶＶＴ機構２３を備えた筒内直噴ガソリンエンジンにおいては、アイドリング運転状態に限られることなく、上記したように、極低温始動時において排気中に黒鉛が含まれることを抑制するために、ＶＶＴ機構２３により吸気バルブ１３のバルブタイミングを最進角（３０°ＣＡ）して、内部ＥＧＲガスを燃焼室１ａ内に多く入れるという制御が実行されることがあり、このような内部ＥＧＲガスの燃焼室１ａ内への導入により、燃焼室１ａ内の温度が上昇して液状燃料の霧化が促進される。従って、上記したステップＳＴ３４の条件に達する前であっても、ＶＶＴ機構２３による吸気バルブ１３の最進角制御があり、内部ＥＧＲガスが燃焼室１ａ内に多く入ると、ピストン１０の頂面等に付着している燃料が直ぐに霧化され、燃焼により完全になくなる状態となる。この点を考慮してステップＳＴ３５の処理を付加して点火カット時噴射履歴のカウント値をクリアしている。
【００８０】
次に、以上の極低温始動制御において、点火カット中にエンジン停止があった後に極低温再始動したときの具体的な例について説明する。
【００８１】
まず、極低温始動が１回目である場合、点火カット時噴射履歴のカウント値が「０」であるので（ステップＳＴ２４の判定結果が否定判定）、ステップＳＴ３７において要求点火カット回数の算出値Ａ（Ａ＝１２）をセットする。次に、クランキングとともに点火カットを実施する（ステップＳＴ２８、ＳＴ２９）。この点火カット実施中にエンジン１の停止（クランキング停止）があったときには、点火カットを停止する。この点火カット停止時の点火カット回数が９回である場合、点火カットにて９回の燃料噴射が行われたことになるので、点火カット時噴射履歴のカウント値は９回であり、そのカウント値（９回）が記憶される（ステップＳＴ３７）。なお、点火カット時噴射履歴のカウント値が「９」であるときには、例えば図５に示すように、気筒＃１〜＃３の各気筒にそれぞれ２回（２順目）の燃料噴射が完了しており、気筒＃４〜＃６の各気筒にそれぞれ１回（１順目）の燃料噴射が完了している状態となる。
【００８２】
このように、点火カット中にエンジン１が停止された後であって、極低温での再始動要求があり、かつ、気筒内の燃料が蒸発する期間が経過する前である場合（ステップＳＴ２３の判定結果が否定判定）、現在の点火カット時噴射履歴のカウント値が「９」であるので、ステップＳＴ２４での判定結果が肯定判定となり、点火カット実施回数Ｎｘ［Ｎｘ＝Ａ（１２）−Ｂ（９）＝３回］が算出され、その算出値Ｎｘが［Ｎｘ＞０］であるので（ステップＳＴ２６の判定結果が肯定判定）、ステップＳＴ２７において点火カット実施回数の算出値Ｎｘ（Ｎｘ＝３）をセットする。
【００８３】
そして、エンジン１のクランキングを行い、このクランキング中に３回の点火カットを実施した後、点火を実施する（ステップＳＴ２８、ＳＴ２９）。このとき、各気筒への点火は、最も先に２回噴射が完了している気筒（例えば気筒＃１）から点火を開始する。以下、上記したステップＳＴ２４〜ステップＳＴ３６の各処理を行った後、この制御ルーチンを終了する。
【００８４】
ここで、１２回の点火カット中に、例えば、上記したように、９回の点火カットが終了した時点つまり気筒＃３の２順目の燃料噴射が終了した時点でエンジン１を停止（クランキング停止）したときに（図５参照）、惰性によりクランクシャフト１５が回転してクランク位置がずれることがあり、次に２順目の燃料噴射を開始すべき気筒＃４に燃料噴射を行えない場合がある。このような状態で、３回の点火カットを行うと、気筒＃４を飛ばして気筒＃５から燃料噴射が３回実行されるので、気筒＃１に３回の燃料噴射が行われてしまい、気筒＃１内の燃料がオーバーリッチとなって、「プラグかぶり」や「プラグくすぶり」が発生する可能性が高くなる。
【００８５】
このように、燃料オーバーリッチとなる気筒ができるような場合、点火カット実施回数を制限する。具体的には、エンジン１が停止したときのクランク位置を記憶しておき、その停止時のクランク位置と、エンジン１が動き出したとき（クランクシャフト１５が回転を開始したとき）のクランク位置に基づいて、噴射前にあった気筒（気筒＃４）から換算して３回噴射となる気筒（気筒＃１）を判定し、その気筒（気筒＃１）については点火カットを行わないようにする。このような処理を行うと、気筒＃４には１順目の点火カット時燃料噴射しか行われないが、「プラグかぶり」や「プラグくすぶり」を抑制して始動性を良くするという目的を達成する上では、気筒＃１内の燃料がオーバーリッチとなるよりも有利である。
【００８６】
この例の極低温始動制御によれば、エンジン１の極低温始動（再始動）に際し、燃料噴射履歴がないときには、要求点火カット回数と前回始動の際に実施した点火カット時燃料噴射の履歴回数を用いて、今回の点火カット実施回数Ｎｘを算出し、その算出値Ｎｘが１回以上であるときに、点火カット実施回数の算出値Ｎｘに基づいて点火カットを実行しているので、点火カット中にエンジン停止があり、そのエンジン停止後の極低温再始動を行う場合であっても、燃料オーバーリッチを回避することができる。これによって始動性を向上させることができる。
【００８７】
なお、この例の始動制御では、極低温始動時において、ＶＶＴ機構２３による吸気バルブ１３の最進角制御が実行されたときに、内部ＥＧＲガスが燃焼室１ａ内に多く入って、筒内に燃焼に寄与できる燃料が無くなる点を考慮して、ステップＳＴ３５の判定ステップを付加しているが、ＶＶＴ機構２３による吸気バルブ１３の最進角制御が行われない場合もしくはＶＶＴ機構２３自体が設けられていない場合は、ステップＳＴ３５の判定処理は省略してもよい。
【００８８】
なお、以上の各例では、筒内直噴６気筒ガソリンエンジンに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴４気筒ガソリンエンジンなど、他の任意の気筒数の筒内直噴ガソリンエンジンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明を適用する筒内直噴エンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵが実行する極低温始動制御の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵが実行する極低温始動制御の処理内容の他の例を示すフローチャートである。
【図５】極低温始動の際に実行する点火カットの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  エンジン
１ａ  燃焼室
１５  クランクシャフト
１７  リングギヤ
１８  ピニオンギヤ
１９  シグナルロータ
２３  ＶＶＴ機構（バルブタイミング可変機構）
２  インジェクタ（燃料噴射弁）
３  点火プラグ
４  イグナイタ
７  スタータモータ
３１  水温センサ
３５  クランクポジションセンサ
３７  イグニッションスイッチ
１００  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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