專利名稱：用于內(nèi)燃機的停止起動控制設備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在上述方面中，隨著壓縮沖程氣缸中的活塞的位置變得越靠近上止點，點火校正裝置可以越將用于壓縮沖程氣缸的點火正時提前。隨著壓縮沖程氣缸中的活塞的位置變得越靠近上止點，容納在壓縮沖程氣缸中的空氣的量越減少，并且因此在內(nèi)燃機起動時在壓縮沖程氣缸中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越減小。因此，隨著活塞的位置變得越靠近上止點，點火正時越提前以增加壓縮沖程氣缸中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。因而，在壓縮沖程氣缸中適當?shù)禺a(chǎn)生起動內(nèi)燃機所需要的轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的第三方面涉及一種用于內(nèi)燃機的停止起動控制方法，所述內(nèi)燃機包括多個氣缸和設置在用于各氣缸的進氣口中的燃料噴射閥。該停止起動控制方法包括判定是否滿足預定的停止條件；當滿足預定的停止條件時，停止每個燃料噴射閥的噴射；在從滿足預定的停止條件時開始直到內(nèi)燃機停止時為止的停止過程期間中，確定每個氣缸中的活塞的推定出的位置，所述推定出的位置是推定出的當內(nèi)燃機停止時每個氣缸中的活塞所處的位置；基于每個氣缸中的活塞的推定出的位置，識別壓縮沖程氣缸，在所述壓縮沖程氣缸中的活塞將停止在壓縮沖程中；基于壓縮沖程氣缸中的活塞的推定出的位置設定燃料量，所述燃料量是在停止過程期間中將從設置在用于壓縮沖程氣缸的進氣口中的燃料噴射閥噴射的燃料的量；以及執(zhí)行預噴射控制，所述預噴射控制使設置在用于壓縮沖程氣缸的進氣口中的燃料噴射閥在停止過程期間中的最后的進氣沖程中或在最后的進氣沖程之前，以設定的燃料量噴射燃料，以便使燃料當內(nèi)燃機停止時容納在壓縮沖程氣缸中。接下來，在步驟S65中，ECU20基于所確定的機油溫度、 冷卻劑溫度、大氣壓力、節(jié)氣門開度和離合器的狀態(tài)，校正確定轉(zhuǎn)速 與曲軸停止角之間的對應關(guān)系。將參照

圖14說明校正方法。圖14示 出表示確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系的圖，所述圖通過沿著 圖4中的順時針方向?qū)D4中的圖旋轉(zhuǎn)90度而得到。如上所述，發(fā)動 機1的摩擦、泵氣損失和類似因素影響曲軸9的停止角。眾所周知， 當才幾油溫度和冷卻劑溫度較高時，機油的粘度降低，并且因此發(fā)動枳i 1的摩擦降低。因此，與當機油溫度和冷卻劑溫度較低時的情況相比， 曲軸9容易旋轉(zhuǎn)，并且確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系改變。 當大氣壓力較低時或者當節(jié)氣門開度較小時，進入空氣較不容易進入 氣缸2中，并且因此，與當大氣壓力較高時或者當節(jié)氣門開度較大時 的情況相比，泵送損失增加。在該情況中，曲軸9較不容易旋轉(zhuǎn)，并 且確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系改變。燃料切斷期間中的曲 軸9的慣量根據(jù)離合器是處在接合狀態(tài)中還是處在脫離狀態(tài)中而改變。例如，當離合器處在脫離狀態(tài)中時，沒有載荷施加到變速器，并且因此慣性能減小。結(jié)果，確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系改變。因而，機油溫度、冷卻劑溫度、大氣壓力、節(jié)氣門開度和離合器的狀態(tài)與影響確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系的參數(shù)相關(guān)。因此，基于機油溫度、冷卻劑溫度、大氣壓力、節(jié)氣門開度和離合器的狀態(tài)校正該對應關(guān)系。例如，當才幾油溫度和冷卻劑溫度較4氐并且因此
曲軸9較不容易旋轉(zhuǎn)時，即使在特定的曲柄角度范圍內(nèi)確定的發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速沒有改變，曲軸9停止的曲柄角也提前。即，即使發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速沒有改變，曲軸9的停止位置也如圖14中的箭頭B所示朝下止點(BDC)運動。因此，如圖14中所示，表示對應關(guān)系的線在圖14中向右移動，并且因而，表示對應關(guān)系的線被校正到由圖14中的虛線所示的位置。通過執(zhí)行該程序，ECU 20可以認為是根據(jù)本發(fā)明的校正裝置。
[0050隨后，在步驟S54中，ECU 20基于校正的對應關(guān)系和確定的發(fā)動機l的轉(zhuǎn)速而推定出曲軸停止角。然后，當前的程序完成。
[0051通過基于機油溫度、冷卻劑溫度、大氣壓力、節(jié)氣門開度和離合器的狀態(tài)校正確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系，能夠增加推定出曲軸停止角的準確度。該對應關(guān)系不必使用機油溫度、冷卻劑溫度、大氣壓力、節(jié)氣門開度和離合器的狀態(tài)中的全部而校正。通過基于機油溫度、冷卻劑溫度、大氣壓力、節(jié)氣門開度和離合器的狀態(tài)中的至少一個而校正該對應關(guān)系，能夠增加推定出曲軸停止角的準確度。
[0052例如，發(fā)動機1的摩擦根據(jù)發(fā)動機1的運轉(zhuǎn)時間而改變。因此，確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系根據(jù)發(fā)動機1的運轉(zhuǎn)時間而改變。因此，ECU 20可以確定推定出的曲軸停止角與曲軸9實際停止的曲柄角之間的差異，并且可以基于該差異校正確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系。圖15示出曲軸停止角學習程序，不管發(fā)動機1是否運轉(zhuǎn)，ECU 20都以預定的時間間隔執(zhí)行所述曲軸停止角學習程序以校正確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系。導過執(zhí)行該程序，ECU20可以認為是根據(jù)本發(fā)明的學習裝置。
[0053在圖15中的程序中，首先，在步驟S71中，ECU20判定發(fā)動機l是否停止。當ECU 20判定發(fā)動機1正運轉(zhuǎn)時，當前的程序完成。當ECU 20判定發(fā)動機1停止時，程序進入步驟S72。在步驟S72中，ECU20得到推定出的曲軸9的停止角。ECU20得到在曲軸停止角推定程序中計算出的值作為推定出的停止角。隨后，在步驟S73中，ECU 20根據(jù)從曲柄角傳感器21輸出的信號確定曲軸9實際停止的停止角(實際停止角)。
[0054接下來，在步驟S74中，ECU 20判定通過從推定出的停止角減去實際停止角所得到值的絕對值是否大于允許值。例如，允許值設定成使得如果推定出的停止角和實際停止角之間的差等于允許值，則發(fā)動機l的運轉(zhuǎn)狀態(tài)幾乎不根據(jù)推定出的停止角是否用于計算在預噴射控制期間中將噴射的燃料的量和在發(fā)動機重新起動時校正點火正時所得到的點火正時，或者實際停止角是否用于計算燃料的量和點火正時，而改變。當判定通過從推定出的停止角減去實際停止角所得到值的絕對值等于或小于允許值，則當前的程序完成。當判定通過從推定出的停止角減去實際停止角所得到值的絕對值大于允許值，則程序進入步驟S75。在步驟S75中，ECU20校正確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系。將參照圖16說明校正該對應關(guān)系的方法。在校正方法中，首先，推定出的停止角與實際停止角相比較。當實際停止角大于推定出的停止角時，確定曲軸9容易旋轉(zhuǎn)。當實際停止角小于推定出的停止角時，確定曲軸9較不容易旋轉(zhuǎn)。如上所述，考慮到當曲軸9較不容易旋轉(zhuǎn)時，曲軸9的停止位置提前。因此，例如，表示對應關(guān)系的線向右移動到圖16中所示的虛線R。當發(fā)動機l的部分平穩(wěn)地起作用并且曲軸9容易旋轉(zhuǎn)時，曲軸9的停止位置延遲。因此，例如，表示對應關(guān)系的線向左移動到圖16中的虛線L。表示對應關(guān)系的線移動的寬度根據(jù)推定出的停止角與實際停止角之間的差而設定。表示校正后的對應關(guān)系的圖表存儲在ECU 20的RAM中。然后，當前的程序完成。[00551因為以上述方式校正確定轉(zhuǎn)速與曲軸停止角之間的對應關(guān)系，所以該對應關(guān)系被校正成適用于發(fā)動機1的對應關(guān)系。因此，能夠進一步增加推定曲軸停止角的準確度。
[00561本發(fā)明不受上述實施例的限制，并且本發(fā)明可以在多種實施例中實現(xiàn)。例如，應用本發(fā)明的發(fā)動機不限于四缸發(fā)動機。例如，本發(fā)明可以應用到具有三缸、六釭、八釭、十釭和十二釭的發(fā)動機。氣缸的布置不限于特定的布置。例如，本發(fā)明可以應用到直列式內(nèi)燃機或者V型發(fā)動機。本發(fā)明不必應用到通過怠速停止控制而停止和起動發(fā)動機的情況。本發(fā)明可以應用到通過關(guān)閉點火開關(guān)而停止發(fā)動機的情況。因此，本發(fā)明不必應用到執(zhí)行怠速停止控制的發(fā)動機。本發(fā)明可以應用到?jīng)]有執(zhí)行怠速停止控制的發(fā)動機。
[0057在上述實施例中，基于在與每個氣缸中的活塞從下止點運動到上止點的沖程的晚期相對應的曲柄角范圍內(nèi)所確定的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速而推定出曲軸停止角。然而，可以基于在不同于上述范圍的預定的曲柄角范圍內(nèi)所確定的發(fā)動機的轉(zhuǎn)速而推定出曲軸停止角。
[0058雖然示例性實施例的多種元件在多種組合和構(gòu)造中示出，但是包括更多的、更少的或僅單個元件的其它組合和構(gòu)造也在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機的停止起動控制設備，所述內(nèi)燃機包括多個氣缸和設置在用于各氣缸的進氣口中的燃料噴射閥，其中，當滿足預定的停止條件時，所述停止起動控制設備通過停止從每個所述燃料噴射閥噴射燃料而停止所述內(nèi)燃機，其特征在于，所述停止起動控制設備包括氣缸識別裝置，所述氣缸識別裝置用于在從滿足所述預定的停止條件時開始直到所述內(nèi)燃機停止時為止的停止過程期間中，確定每個所述氣缸中的活塞的推定出的位置，所述推定出的位置是推定出的當所述內(nèi)燃機停止時每個所述氣缸中的活塞所處的位置，并且所述氣缸識別裝置用于基于每個所述氣缸中的活塞的所述推定出的位置識別壓縮沖程氣缸，在所述壓縮沖程氣缸中的活塞將停止在壓縮沖程中；燃料量設定裝置，所述燃料量設定裝置用于基于由所述氣缸識別裝置確定的所述壓縮沖程氣缸中的活塞的所述推定出的位置而設定燃料量，所述燃料量是將在所述停止過程期間中從設置在用于所述壓縮沖程氣缸的進氣口中的燃料噴射閥噴射的燃料的量；以及預噴射控制裝置，所述預噴射控制裝置用于執(zhí)行預噴射控制，所述預噴射控制使設置在用于所述壓縮沖程氣缸的進氣口中的燃料噴射閥在所述停止過程期間中的最后的進氣沖程中或在所述最后的進氣沖程之前，以由所述燃料量設定裝置設定的所述燃料量噴射燃料，以便使所述燃料當所述內(nèi)燃機停止時容納在所述壓縮沖程氣缸中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的停止起動控制設備，其中，所述燃料量 設定裝置將所述燃料量設定成使得所述燃料量隨著由所述氣缸識別裝 置確定的所述壓縮沖程氣缸中活塞的推定出的位置變得越靠近上止點 而越減小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的停止起動控制設備，還包括 轉(zhuǎn)速確定裝置，其用于確定所述內(nèi)燃機的曲軸的轉(zhuǎn)速；以及 存儲裝置，其用于存儲表示在所述停止過程期間中所述內(nèi)燃機在預定的曲柄角度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速與當所述內(nèi)燃機停止時每個所迷氣缸中 的活塞的位置之間的對應關(guān)系的圖表，其中，所述氣缸識別裝置基于所述圖表和由所述轉(zhuǎn)速確定裝置確定的在 所述停止過程期間中在所述預定的曲柄角度范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速，確定當所 述內(nèi)燃機停止時每個所述氣缸中的活塞的所述推定出的位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的停止起動控制設備，其中，所迷預定的 曲柄角度范圍是與每個所述氣缸中的活塞從下止點運動到上止點的沖 程的晚期相對應的曲柄角度范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的停止起動控制設備，其中，所述氣 缸識別裝置包括校正裝置，所述校正裝置用于基于用于所述內(nèi)燃機的 冷卻劑的溫度、用于所述內(nèi)燃機的機油的溫度、所述內(nèi)燃機的節(jié)氣門 的開度、用于使所述內(nèi)燃機與變速器連接/脫離的離合器裝置的狀態(tài)和 大氣壓力中的至少一個而校正所述圖表中的所述對應關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的停止起動控制設備，還包括活塞位置確定裝置，其用于確定當所述內(nèi)燃機停止時每個所述氣 缸中的活塞的位置；以及學習裝置，所迷學習裝置用于基于在所述內(nèi)燃機由于滿足所述預 定的停止條件而停止之后由所述活塞位置確定裝置確定的每個所迷氣 缸中的活塞的位置與由所述氣缸識別裝置確定的每個所述氣缸中的活 塞的所述推定出的位置之間的差異，校正存儲在所述存儲裝置中的所 述圖表中的所述對應關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的停止起動控制設備，還包括預噴射控制禁止裝置，如果所述氣缸識別裝置推定出當所述內(nèi)燃 機停止時所述壓縮沖程氣缸中的活塞將停止在與所述壓縮沖程的晚期 相對應的預定的晚期曲柄角度范圍內(nèi)，則所述預噴射控制禁止裝置禁 止執(zhí)行所述預噴射控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的停止起動控制設備，還包括冷卻劑溫度確定裝置，其用于確定用于所述內(nèi)燃機的冷卻劑的溫 度；以及自燃防止裝置，如果由所述冷卻劑溫度確定裝置確定的所述冷卻 劑的溫度高于判定溫度，并且所述氣缸識別裝置推定出當所述內(nèi)燃機 停止時所述壓縮沖程氣缸中的活塞將停止在與所述壓縮沖程的早期相 對應的預定的早期曲柄角度范圍內(nèi)，則所述自燃防止裝置禁止執(zhí)行所 述預噴射控制。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的停止起動控制設備，其中 所述內(nèi)燃機是火花點火式內(nèi)燃機，在所述火花點火式內(nèi)燃機中為各所述氣缸設有火花塞；并且所述停止起動控制設備還包括起動控制裝置，其用于當滿足預 定的起動條件時起動所述內(nèi)燃機；和點火正時校正裝置，其用于基于 所述壓縮沖程氣缸中的活塞的位置，校正在所述內(nèi)燃機起動時用于所 述壓縮沖程氣缸的點火正時。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的停止起動控制設備，其中，隨著所述 壓縮沖程氣缸中的活塞的位置變得越靠近上止點，所述點火正時校正 裝置越將用于所述壓縮沖程氣缸的點火正時提前。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的停止起動控制設備，其 中，所述預定的停止條件是用于在怠速停止控制中停止所述內(nèi)燃機的 條件。
12. —種用于火花點火式內(nèi)燃機的停止起動控制設備，所述內(nèi)燃 機包括多個氣缸和設置用于各所述氣缸的火花塞，所述停止起動控制 設備的特征在于當滿足預定的停止條件時，所述停止起動控制設備以使得在壓縮 沖程氣缸中容納有燃料的方式停止所述內(nèi)燃機，在所述壓縮沖程氣缸 中的活塞當所述內(nèi)燃機停止時停止在壓縮沖程中；當滿足預定的起動條件時，所述停止起動控制設備通過點燃容納 在所述壓縮沖程氣缸中的燃料而起動所述內(nèi)燃機；以及所述停止起動控制設備包括活塞位置確定裝置，其用于確定當所述內(nèi)燃機停止時所述壓縮沖 程氣缸中的活塞的位置；以及點火正時校正裝置，所述點火正時校正裝置用于當滿足所述預定 的起動條件時，基于由所述活塞位置確定裝置確定的所述活塞的位置， 校正在所述內(nèi)燃機起動時用于所述壓縮沖程氣缸的點火正時。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的停止起動控制設備，其中，隨著由所 述活塞位置確定裝置確定的所述活塞的位置變得越靠近上止點，所述 點火正時校正裝置越將用于所述壓縮沖程氣缸的點火正時提前。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的停止起動控制設備，其中，所 述預定的停止條件是用于在怠速停止控制中停止所述內(nèi)燃機的條件。
15. —種用于內(nèi)燃機的停止起動控制方法，所述內(nèi)燃機包括多個 氣缸和設置在用于各所述氣缸的進氣口中的燃料噴射閥，其特征在于， 所述停止起動控制方法包括判定是否滿足預定的停止條件；當滿足所述預定的停止條件時，停止每個所述燃料噴射閥的噴射； 在從滿足所述預定的停止條件時開始直到所述內(nèi)燃機停止時為止 的停止過程期間中，確定每個所述氣缸中的活塞的推定出的位置，所 述推定出的位置是推定出的當所述內(nèi)燃機停止時每個所述氣缸中的活 塞所處的位置；基于每個所述氣缸中的活塞的所述推定出的位置，識別壓縮沖程 氣缸，在所述壓縮沖程氣缸中的活塞將停止在壓縮沖程中；基于所述壓縮沖程氣缸中的活塞的所述推定出的位置設定燃料 量，所述燃料量是在所述停止過程期間中將從設置在用于所述壓縮沖 程氣缸的進氣口中的燃料噴射閥噴射的燃料的量；以及執(zhí)行預噴射控制，所述預噴射控制使設置在用于所述壓縮沖程氣 缸的進氣口中的燃料噴射閥在所述停止過程期間中的最后的進氣沖程 中或在所述最后的進氣沖程之前，以所述設定的燃料量噴射燃料，以 便使所述燃料當所述內(nèi)燃機停止時容納在所述壓縮沖程氣缸中。
16. —種用于火花點火式內(nèi)燃機的停止起動控制方法，所述內(nèi)燃 機包括多個氣缸和設置用于各所述氣缸的火花塞，其特征在于，所述 停止起動控制方法包括當滿足預定的停止條件時，以使得在壓縮沖程氣缸中容納有燃料 的方式停止所述內(nèi)燃機，在所述壓縮沖程氣缸中的活塞當所述內(nèi)燃機 停止時停止在壓縮沖程中；確定當所述內(nèi)燃機停止時所述壓縮沖程氣缸中的活塞的位置；當滿足所述預定的起動條件時，基于所確定的所述活塞的位置， 校正在所述內(nèi)燃機起動時用于所述壓縮沖程氣缸的點火正時；并且基于所校正的點火正時，通過點燃容納在所述壓縮沖程氣缸中的 燃料而起動所述內(nèi)燃機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于進氣口噴射式發(fā)動機(1)的停止起動控制設備，當滿足預定的停止條件時(S11、S12)，所述停止起動控制設備通過停止從每個噴射器(13)噴射燃料而停止發(fā)動機。在從滿足預定的停止條件時開始直到發(fā)動機停止時為止的停止過程期間中，確定在發(fā)動機停止之后在每個氣缸(2)中的活塞(5)的推定出的位置(S14)，并且識別壓縮沖程氣缸(S15)，在所述壓縮沖程氣缸中的活塞將停止在壓縮沖程中?；趬嚎s沖程氣缸中的活塞的推定出的位置而設定將在停止過程期間中從用于壓縮沖程氣缸的噴射器噴射的燃料的量(S16)。噴射器噴射燃料量，以便使燃料在發(fā)動機停止時容納在壓縮沖程氣缸中(S18)。
文檔編號F02D45/00GK101688488SQ200880021727
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者一瀨宏樹, 大塚孝之, 黑木煉太郎 申請人:豐田自動車株式會社