(57)【要約】【課題】点火カット時燃料噴射時に付着する燃料を考慮し、燃焼についての燃料噴射量を算出して最適な空燃比で燃焼させる。【解決手段】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，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、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る筒内直噴内燃機関の制御装置であって、筒内直噴内燃機関の温度を計測する手段と、点火カット回数を制限した気筒を特定する手段と、筒内直噴内燃機関の停止時間から開始時間までのソーク時間を計測する手段を設け，温度が所定値以下であり，且つソーク時間が所定時間内での内燃機関の始動時である時は，ソーク時間に応じて，気筒毎の燃料噴射量を補正する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射装置より気筒内へ燃料噴射弁を通し直接燃料を噴射して，吸気弁を介して吸気通路から気筒内に吸気した空気と前記噴射した燃料とを気筒内で混合し，点火装置により点火して燃焼させる直噴内燃機関の制御装置であって，
前記内燃機関を始動する際に，少なくとも１サイクルの間は点火を禁止すると同時に，筒内へ燃料を噴射する制御装置であって，気筒内に燃焼寄与可能な燃料が残っている場合は点火を禁止する回数を制限する手段を有し，前記内燃機関が停止してから始動するまでのソーク時間を測定する手段を有する制御装置であって，前記ソーク時間に応じて燃料噴射量補正をかけることを特徴とする直噴内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１において，前記内燃機関の水温を測定する手段を有する制御装置であって，前記水温の温度に応じて燃料噴射量補正をかけることを特徴とする直噴内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１において，前記点火を禁止した履歴と内燃機関の水温とソーク時間に応じた燃料噴射量を算出し燃料を噴射する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、直噴内燃機関の制御装置に係り、特に、極低温下における内燃機関の始動時に点火カットを行う直噴内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の直噴内燃機関の制御装置として，例えば-25度以下の極低温下における内燃機関のクランキングによる始動時において，点火カットを行うことで筒内に燃料を充填させることで燃料を十分に気化してから良好な着火を行い，内燃機関の始動性を良くする制御が知られている。（例えば，特許文献１参照）
一方で，極低温下において，短期間中に内燃機関の始動と停止を繰り返す際に点火カットを行うと，気筒内に燃料が過度に充填されオーバーリッチとなり，プラグかぶりやプラグくすぶりを引き起こされ，内燃機関の始動不能となることがある。この状態を回避するために，気筒内が極低温下における内燃機関の再始動時や，点火カット中に内燃機関停止後の極低温再始動時に点火カットを禁止する制御が知られている。（例えば，特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０９７０７１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで，特許文献２では筒内暖機状態にあるときの極低温再始動や点火カット中停止後の極低温再始動の際の筒内燃料のオーバーリッチを回避することで空燃比がずれる課題があった。
【０００５】
そこで、本発明では、点火カット時燃料噴射時に付着する燃料を考慮し、燃焼についての燃料噴射量を算出して最適な空燃比で燃焼することができる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】
【０００６】
上記課題を解決するため，本発明の内燃機関の制御装置は，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る筒内直噴内燃機関の制御装置であって、前記筒内直噴内燃機関の温度を計測する手段と、前記点火カット回数を制限した気筒を特定する手段と、前記筒内直噴内燃機関の停止時間から開始時間までのソーク時間を計測する手段を設け，前記温度が所定値以下であり，且つ前記ソーク時間が所定時間内での内燃機関の始動時である時は，ソーク時間に応じて，気筒毎の燃料噴射量を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば，極低温下での極低温時の燃料のオーバーリッチを回避することが可能になるとともに，燃料補正をかけることでエミッション向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】直噴内燃機関の構成図
【図２】直噴内燃機関の構成図
【図３】ソークタイマのフローチャート図
【図４】燃料補正のフローチャート図
【図５】前回点火カット時燃料補正量算出マップ図
【図６】前回点火カット禁止時燃料補正量算出マップ図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。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。
【００１０】
図１〜６はこの発明の実施例を示すものである。以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１１】
最初に図１と図２を用いて本発明の直噴内燃機関（以下エンジン）の始動制御が行われる制御システムの構成を説明する。
【００１２】
図１のエンジンにおいて，２４は内燃機関，３は吸気通路，１６は排気通路である。
【００１３】
３の吸気通路には，空気吸入量を調整するスロットル４とエアフローメータ２が備えられ，吸気弁８を介し燃焼室９に通じている。この吸気弁８を開閉駆動することにより、吸気通路３と燃焼室９とが連通または遮断される。
【００１４】
前記燃焼室９には燃料噴射装置であるインジェクタ１３と，イグナイタ２３からの指令で点火を行う点火プラグ１４が複数の気筒毎に設けられ、排気弁２６を介して前記排気通路１６の上流側に通じている。この排気弁２６を開閉駆動することにより、吸気通路３と燃焼室９とが連通または遮断される。これら吸気弁８及び排気弁２６の開閉駆動は、クランクシャフト１９の回転が伝達される吸気カムシャフト３０及び排気カムシャフト３１の各回転によって行われる。
【００１５】
前記インジェクタ１３には、燃料供給管(以下フューエルレール)３６によって燃料タンク１０の燃料が送られる。前記フューエルレール３６の途中には，燃料の圧力を調整する図示していない燃料圧力ポンプが設けられている。この高圧ポンプより燃焼室９へ直接噴射されることにより，前記吸気弁８から吸気した空気と燃料とが混合された混合気が形成され，その混合器が前記点火プラグ１４にて点火され燃焼室９で燃焼される。この燃焼によりピストン３５が往復運動をしてクランクシャフト１９が回転する。
【００１６】
また，燃焼室９の外側のウォータジャケット２９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。
【００１７】
以上のエンジンの運転状態は，電源ＩＣ１００によって起動するＥＣＵ１０１によって制御される。ＥＣＵ１０１は，ＣＰＵ１０２，ＲＯＭ１０３，ＲＡＭ１０４，バックアップＲＡＭ１０５，及び，後述するソーク時間などをカウントするカウンタ１０６を備えている。
【００１８】
ＲＯＭ１０３は，読み出し専用の各種制御プログラムを実行する際に参照されるデータが記憶されている。ＲＡＭ１０４はＣＰＵ１０２での演算結果や各デバイスから入力されたデータを一時的に記憶するメモリあり，バックアップＲＡＭ１０４は図１のエンジン停止時に必要なデータを記憶する不揮発性のメモリである。これら全ては図示していないバスを介し互いに接続され，外部入力，外部出力と接続されている。
【００１９】
外部入力は，イグニッションスイッチ２１，エアフローセンサ２，吸気温センサ４２，油温センサ４３，クランク角センサ４４，アクセル開度センサ４５，スロットルセンサ４６，空燃比センサ２０，ニュートラルスイッチ３１等が接続されている。外部出力はインジェクタ１３，イグナイタ２３，バルブタイミング可変機構４７，フューエルポンプ４８等が接続されている。
【００２０】
また，カウンタ１０６では，図１のエンジン停止時からの経過時間を図３のフローチャートに示す方法で測定する。まずステップＳ１０１でエンジン停止時かを判定し，停止時であればステップＳ１０２においてタイマをカウントアップする。そしてステップＳ１０３でイグニッションスイッチがＯＮとなったかを判定した結果，ＯＮであればステップＳ１０４でタイマをバックアップＲＡＭへ保存し，ステップＳ１０５でタイマをクリアしてこのルーチンを終了する。
【００２１】
そして，ＥＣＵ１０１は，エアフローセンサ２，吸気温センサ４２，油温センサ４３，クランク角センサ４４，アクセル開度センサ４５，スロットルセンサ４６，空燃比センサ２０，等各種センサとソークタイマの値に基づき，下記極低温時のエンジン始動制御を行う。
【００２２】
ＥＣＵ１０１で実行する極低温始動制御を図４のフローチャートと図５と図６を参照して説明する。
【００２３】
まず，ステップＳ２０１で水温センサ３１の値から極低温時のエンジン始動であるか否かを判定し，極低温であると判断した場合はステップＳ１０２に進む。否定判定である場合はこのルーチンを終了する。
【００２４】
ステップＳ２０２では公知である要求点火カット回数を算出する。（特許文献２）そして，ステップＳ２０３で，水温センサ３１の値を入力として図５のエンジン水温による燃料噴射量の補正係数３０１Ａを，ソークタイマの値を入力として図６のソーク時間による燃料噴射量の補正係数３０１Ｂを算出する。図５，図６にはそれぞれ前回点火カット禁止，前回点火カット時の２つの補正係数のマップを用意し，両方の燃料噴射量の補正係数を算出する。これは，前回点火カットを禁止した履歴がある場合と，前回点火カットを実施した履歴が有る場合とでは気筒内の燃焼寄与可能な燃料量が変わるためである。また，この時ソーク時間が短ければ短いほど，気筒内に燃焼寄与可能な燃料が残っていると推定出来るため，ソーク時間が短ければ燃料補正を小さな値(＞０)とし，ソーク時間が所定値以上で燃料補正を１とし，ソーク時間による燃料補正を無効化する。さらに，エンジン水温が例えば０度以下の低温領域から，例えばー２５度以下の極低温領域において，温度が低ければ低いほど，筒内の燃焼寄与可能な燃料量は少ないため，エンジン水温による燃料補正量を１に近づけエンジン水温による燃料補正を無効化し，エンジン水温が高ければ高いほど，筒内の燃焼寄与可能な燃料は多いと推定できるため，エンジン水温による燃料補正を小さな値(＞０)とする。
【００２５】
燃料噴射量の補正係数の算出が終わった後，ステップＳ２０４においてエンジンクランキングを行い，所定のエンジン回転数に到達しているかをステップＳ２０５のエンジン完爆判定を行う。完爆判定された時はステップＳ２０７の通常のエンジン始動制御を行い，完爆判定されない時はステップＳ２０６前回点火カット禁止履歴有無を判定する。前回点火カット禁止履歴が有る時は前回点火カットのエンジン水温による燃料噴射量の補正係数３０１Ａ，ソーク時間による燃料噴射量の補正係数Ｂを用いて，ステップＳ２０８の燃料補正した燃料噴射量Ｘを，燃料補正前の燃料噴射量をＣとした時，下記式によって算出し，燃料を噴射する。
Ｘ  ＝  ３０１Ａ  ×  ３０１Ｂ  ×  Ｃ
【００２６】
前回点火カット禁止履歴がない場合は前回点火カット禁止のエンジン水温による燃料噴射量の補正係数Ａ，ソーク時間による燃料噴射量Ｂを用いて，同様にステップＳ２０９燃料補正した燃料噴射量を算出し，燃料を噴射する。
【００２７】
ステップＳ２０８，ステップＳ２０９の燃料補正した燃料噴射が終了した後，ステップＳ２１０の公知である点火カットを実施する。（特許文献２)
以上で極低温始動制御のルーチンを終了する。
【００２８】
本実施形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジンの停止時からの経過時間を測定すべく，エンジン停止からイグニッションＯＮまでの時間を計測するカウンタ１０６を設けるとともに、内燃機関の完爆状態をエンジン回転数により判定する完爆判定手段を設け、気筒内に燃焼寄与可能な燃料が残っているかを推定すべく，エンジン水温センサ３１を設け，前回点火カット履歴がある再始動の際の完爆前に，前回点火カット禁止履歴がある際はソーク時間とエンジン水温に応じた燃料噴射量の補正制御を行い，且つ前回点火カット禁止履歴が無い際も間爆判定していなければ，燃料噴射量の補正制御を行う。
【００２９】
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、エミッションにも負荷を与えないようにすることができる。
【符号の説明】
【００３０】
２…エアフローメータ
３…吸気通路
４…スロットル
８…吸気弁
９…燃焼室
１０…燃料タンク
１３…インジェクタ
１４…点火プラグ
１６…排気通路
１９…クランクシャフト
２３…イグナイタ
２４…内燃機関
２６…排気弁
２９…ウォータジャケット
３０…吸気カムシャフト
３１…排気カムシャフト
３５…ピストン
３６…燃料配給管
１００…電源ＩＣ
１０１…ＥＣＵ
１０２…ＣＰＵ
１０３…ＲＯＭ
１０４…ＲＡＭ
１０５…バックアップＲＡＭ
１０６…カウンタ
【図１】
2016121609.tif 000003
【図２】
2016121609.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016121609.tif 000007
【図６】
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