專(zhuān)利名稱(chēng)：壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置于通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火燃燒噴射至汽缸內(nèi)的燃料的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā) 動(dòng)機(jī)上，當(dāng)規(guī)定的自動(dòng)停止條件成立時(shí)使上述發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止，而之后在規(guī)定的再起動(dòng)條 件成立時(shí)使用起動(dòng)馬達(dá)以對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)賦予旋轉(zhuǎn)力，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的 停止時(shí)壓縮行程汽缸實(shí)施燃料噴射，以此再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起 動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為代表的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率通常比如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)那 樣的火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)更好，排出的CO2的量也少，因此近年來(lái)作為車(chē)載用發(fā)動(dòng)機(jī)被廣泛普 及。
對(duì)于如上所述的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，為了謀求CO2的更進(jìn)一步削減，采用在怠 速運(yùn)行時(shí)等自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，在之后進(jìn)行車(chē)輛的出發(fā)操作等時(shí)自動(dòng)地再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的所謂 的怠速熄火控制的技術(shù)是有效的，關(guān)于這些的各種研究也在進(jìn)行著。
例如，在日本特開(kāi)2009-062960號(hào)公報(bào)(段落0048)中，公開(kāi)了當(dāng)規(guī)定的自動(dòng)停止 條件成立時(shí)自動(dòng)停止柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)規(guī)定的再起動(dòng)條件成立時(shí)驅(qū)動(dòng)起動(dòng)馬達(dá)以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)賦 予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)實(shí)施燃料噴射，從而再起動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制裝置。而且，記 載為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)(停止完成時(shí))處于壓縮行程的汽缸(停止時(shí)壓縮行程汽缸)的活塞 停止位置，在多個(gè)汽缸中可變地設(shè)定最先噴射燃料的汽缸。
更具體的是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止時(shí)，求出在該時(shí)刻處于壓縮行程的停止時(shí)壓縮行 程汽缸的活塞位置，判定該活塞位置是否在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)停止位置 范圍內(nèi)，當(dāng)在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時(shí)，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸最先噴 射燃料，另一方面，當(dāng)相對(duì)于基準(zhǔn)停止位置范圍位于上死點(diǎn)側(cè)時(shí)，多個(gè)活塞之一跨過(guò)第一次 上死點(diǎn)，而停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸(發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的汽缸)迎來(lái)壓縮行程時(shí)，向 該汽缸最先噴射燃料。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時(shí)，通 過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料，可以確實(shí)地使該燃料自動(dòng)點(diǎn)火，可以在比較短的時(shí)間 內(nèi)迅速再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(為了便于說(shuō)明，將其稱(chēng)為“一壓縮起動(dòng)”)。另一方面，在停止時(shí)壓縮行 程汽缸的活塞從上述基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點(diǎn)側(cè)偏離時(shí)，利用該活塞的壓縮行程量(壓 縮幅度)小而汽缸內(nèi)的空氣不能充分高溫化，因此即使向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料也 有可能引起失火。因此，在這樣的情況下，通過(guò)向停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸噴射燃料而不是向停 止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料，以此可以充分壓縮汽缸內(nèi)的空氣，從而可以確實(shí)地使燃料自 動(dòng)點(diǎn)火(為了便于說(shuō)明，將其稱(chēng)為“二壓縮起動(dòng)”)。發(fā)明內(nèi)容
如上所述，以往，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)判定停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞是否停止在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)，如果是停止在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時(shí)，向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料，以一壓縮起動(dòng)迅速地再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
可是，發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)條件大體上分為由駕駛員的要求所引起的再起動(dòng)條件和不依賴(lài)駕駛員的要求的再起動(dòng)條件。作為前者的示例，可以例舉離合器的切斷操作及制動(dòng)器的解除操作等、車(chē)輛的出發(fā)操作。作為后者的示例，可以例舉有必要轉(zhuǎn)動(dòng)空調(diào)、電池電壓下降、發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)等、由系統(tǒng)上的觀點(diǎn)來(lái)看有必要再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(為了便于說(shuō)明，將其成為“系統(tǒng)要求”)。根據(jù)駕駛員的出發(fā)要求而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于駕駛員預(yù)先知道發(fā)動(dòng)機(jī)要再起動(dòng)，因此即使伴隨著再起動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)，乘員也不會(huì)感覺(jué)到大的不適感。另一方面，根據(jù)系統(tǒng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)，由于駕駛員預(yù)先不知道發(fā)動(dòng)機(jī)要再起動(dòng)，因此伴隨著再起動(dòng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，乘員會(huì)感覺(jué)到大的不適感，NVH (噪聲 振動(dòng) 聲振粗糙度(乘坐感))顯著降低。
而且，根據(jù)本發(fā)明人等的探討，得知為了謀求縮短再起動(dòng)時(shí)間(從起動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至發(fā)動(dòng)機(jī)完全運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間)，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時(shí)，總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，而在再起動(dòng)時(shí)比較頻繁地發(fā)生比較大的振動(dòng)。 考慮到這是因?yàn)槭艿接砂l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、變速器、車(chē)體等的各元素的組合而決定的車(chē)輛的共振頻率的影響。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而形成的，其目的是在再起動(dòng)壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)， 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)條件，可以選擇是應(yīng)該迅速起動(dòng)優(yōu)先，還是應(yīng)該NVH優(yōu)先，從而總是以最適合的狀態(tài)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因此改善壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是具備設(shè)置在通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)上，且在規(guī)定的自動(dòng)停止條件成立時(shí)自動(dòng)停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止控制部；和自動(dòng)停止后在規(guī)定的再起動(dòng)條件成立時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止 時(shí)處于壓縮行程的停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動(dòng)馬達(dá)對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)賦予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸實(shí)施燃料噴射，以此再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)控制部的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，其中，上述再起動(dòng)控制部在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件不是由駕駛員的要求而引起的時(shí)，即使上述停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，另一方面，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件是由駕駛員的要求所引起的時(shí)，通過(guò)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，即使停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，即可以進(jìn)行一壓縮起動(dòng)的情況下，通過(guò)不依賴(lài)駕駛員的出發(fā)要求的系統(tǒng)要求再起動(dòng)條件成立時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)二壓縮起動(dòng)。另一方面，通過(guò)駕駛員的出發(fā)要求再起動(dòng)條件成立時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)一壓縮起動(dòng)。
如在發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中的進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，再起動(dòng)時(shí)發(fā)生的振動(dòng)受到由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、變速器、車(chē)體等的各元素的組合而決定的車(chē)輛的共振頻率的影響大。該共振頻率對(duì)于每個(gè)車(chē)輛都不同，但是并不存在大的差異，對(duì)于任意的車(chē)輛，也大概例如為 ll±3Hz 左右。
另一方面，在一壓縮起動(dòng)中，從多個(gè)活塞之一迎來(lái)第一次(第一壓縮)上死點(diǎn)時(shí)起引起燃燒，從而產(chǎn)生用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。該燃燒在多個(gè)活塞之一迎來(lái)第二次(第二壓縮)、第三次(第三壓縮)、…上死點(diǎn)時(shí)也在發(fā)生，從而每一次都產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生而使轉(zhuǎn)數(shù)逐漸地上升，轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生間隔逐漸地變短。即，振動(dòng)的頻率逐漸地變高。而且，頻率收斂于一定的怠速狀態(tài)。在二壓縮起動(dòng)中也有同樣的情況。但是，在二壓縮起動(dòng)中，多個(gè)活塞之一迎來(lái)第一次上死點(diǎn)時(shí)僅起動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力起作用，因此第一壓縮的轉(zhuǎn)矩相對(duì)小。其結(jié)果是，從第一壓縮至第二壓縮的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)地低，第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率低于一壓縮起動(dòng)中的振動(dòng)頻率。之后，從第二壓縮起通過(guò)燃燒產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸地上升，振動(dòng)頻率逐漸地變高。而且，與一壓縮起動(dòng)相同，頻率收斂于一定的怠速狀態(tài)。這樣，在一壓縮起動(dòng)和二壓縮起動(dòng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的第一壓縮、第二壓縮、第三壓縮、…等的旋轉(zhuǎn)初期的振動(dòng)頻率(發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率)是不相同的(但是，靠近怠速狀態(tài)時(shí)幾乎不變)。
而且，根據(jù)本發(fā)明人等的探討，得知與二壓縮起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率相比，一壓縮起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率更接近車(chē)輛的共振頻率(例如 ll±3Hz左右)。尤其是得知一壓縮起動(dòng)時(shí)的第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率接近車(chē)輛的共振頻率。其結(jié)果是，與以二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況相比，以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，因共振作用容易引起振動(dòng)大幅度增幅的現(xiàn)象，從而顯著降低NVH。
由以上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)不依賴(lài)駕駛員的要求的系統(tǒng)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)， 即使可以進(jìn)行一壓縮起動(dòng)，但是由于以二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因此避免了 NVH的顯著的降低，從而抑制預(yù)先不知道發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的乘員感覺(jué)到的大的不適感。另外，雖然在二壓縮起動(dòng)中降低迅速起動(dòng)性，但是由于駕駛員不發(fā)出出發(fā)要求，因此迅速起動(dòng)性的降低不成為大的問(wèn)題。另一方面，通過(guò)駕駛員的出發(fā)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于駕駛員的出發(fā)要求以較好的響應(yīng)性在短時(shí)間內(nèi)迅速起動(dòng)。另外，在一壓縮起動(dòng)中，雖然NVH降低，但是駕駛員發(fā)出出發(fā)要求，而預(yù)先知道發(fā)動(dòng)機(jī)要再起動(dòng)，因此NVH的降低并不是大問(wèn)題。這樣，根據(jù)本發(fā)明，再起動(dòng)壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)條件選擇應(yīng)該迅速起動(dòng)優(yōu)先還是應(yīng)該NVH優(yōu)先,從而總是以最適合的狀態(tài)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是，上述再起動(dòng)控制部在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)時(shí)，與位于靠近上死點(diǎn)一側(cè)時(shí)相比，與上述停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)的空氣量對(duì)應(yīng)地設(shè)定更多的燃料噴射量，且，不管成立的再起動(dòng)條件是否是由駕駛員的要求所引起的，通過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射上述設(shè)定的量的燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)該構(gòu)成，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)時(shí)，不管駕駛員是否發(fā)出出發(fā)要求，總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
如在發(fā)明的實(shí)施形態(tài)中的進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，為了測(cè)定一壓縮起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率而實(shí)際上自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)果在大部分的情況下，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且靠近上死點(diǎn)一側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前102° CA(曲軸角) 108° CA范圍內(nèi)等)。即，可以說(shuō)停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于壓縮上死點(diǎn)前102° CA 108° CA范圍內(nèi)等的傾向大。又，后述的圖5的一壓縮起動(dòng)的時(shí)序圖是，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置例如位于壓縮上死點(diǎn)前102° CA 108° CA范圍內(nèi)時(shí)很適合。因此，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且 位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前156° CA 180° CA范圍內(nèi)等)時(shí)，將與該汽缸內(nèi) 的空氣量對(duì)應(yīng)地設(shè)定的多量的燃料噴射至該汽缸時(shí)，轉(zhuǎn)矩增大，一壓縮起動(dòng)時(shí)的第一壓縮 和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率接近二壓縮起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率。尤其是接 近二壓縮起動(dòng)時(shí)的第二壓縮和第三壓縮之間的振動(dòng)頻率。
由以上所述，根據(jù)上述構(gòu)成，即使以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料噴射量也會(huì)增 力口，因此發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率接近二壓縮起動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，從而抑制NVH的降低。因此， 即使通過(guò)系統(tǒng)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，也可以抑制乘員感覺(jué)到的大的不適感。又，通過(guò)駕駛員 的出發(fā)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以此維持發(fā)動(dòng)機(jī)以較好的響應(yīng) 性在短時(shí)間內(nèi)迅速起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。該構(gòu)成尤其是可以?xún)?yōu)選地適用于進(jìn)氣閥在進(jìn)氣下死點(diǎn)或進(jìn) 氣下死點(diǎn)前閉閥的早閉型發(fā)動(dòng)機(jī)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，上述再起動(dòng)控制部在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止 位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且相對(duì)于與進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)時(shí)，不 管成立的再起動(dòng)條件是否是由駕駛員的要求所引起的，通過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射與 停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)設(shè)定的燃料噴 射量相同的量的燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
根據(jù)該構(gòu)成，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且 相對(duì)于與進(jìn)氣閥的閉閥(IVC)正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)時(shí)，不管駕駛員是否發(fā)出出發(fā) 要求，總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
如上所述，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且靠近上死點(diǎn) 一側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前102° CA 108° CA范圍內(nèi)等)的傾向大。另一方面，與IVC正時(shí) 對(duì)應(yīng)的位置是例如壓縮上死點(diǎn)前144° CA附近等，并相對(duì)于停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停 止的傾向大的上述范圍(壓縮上死點(diǎn)前102° CA 108° CA的范圍等)位于下死點(diǎn)側(cè)。因 此，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且相對(duì)于與IVC正時(shí)對(duì) 應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前162° CA等)時(shí)，向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射與 二壓縮起動(dòng)時(shí)噴射的量同等量的燃料，轉(zhuǎn)矩增大，一壓縮起動(dòng)時(shí)的第一壓縮和第二壓縮之 間的振動(dòng)頻率接近二壓縮起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率。尤其是接近二壓縮起動(dòng) 時(shí)的第二壓縮和第三壓縮之間的振動(dòng)頻率。
由以上所述，根據(jù)上述構(gòu)成，即使以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料噴射量也會(huì)增 力口，因此發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率接近二壓縮起動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，從而抑制NVH的降低。因此， 即使發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)系統(tǒng)要求而再起動(dòng)時(shí)，也可抑制乘員感覺(jué)到的大的不適感。又，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò) 駕駛員的出發(fā)要求而再起動(dòng)時(shí)，通過(guò)以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，保持發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)以較好 的響應(yīng)性短時(shí)間內(nèi)迅速起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。該構(gòu)成尤其優(yōu)選地適用于進(jìn)氣閥在進(jìn)氣下死點(diǎn)后閉閥 的遲閉型發(fā)動(dòng)機(jī)。
此外，本發(fā)明是，對(duì)于通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火 式發(fā)動(dòng)機(jī)，在規(guī)定的自動(dòng)停止條件成立時(shí)自動(dòng)停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)，而之后在規(guī)定的再起動(dòng)條 件成立時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定 在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動(dòng)馬達(dá)對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)賦 予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸實(shí)施燃料噴射，以此再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制方法，其中，在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件不是由駕駛員的要求而引起的時(shí)，即使上述停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，另一方面，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件是由駕駛員的要求所引起的時(shí)，通過(guò)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，再起動(dòng)壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)條件可以選擇應(yīng)該迅速起動(dòng)優(yōu)先還是應(yīng)該NVH優(yōu)先，總是以最適合的狀態(tài)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)， 因此可以改善壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置。


圖1是示出適用根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的起動(dòng)控制裝置的柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是示出上述發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止控制的具體動(dòng)作的一示例的流程圖；圖3是示出上述發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)控制的具體動(dòng)作的一示例的流程圖；圖4是用于在上述再起動(dòng)控制中判定一壓縮起動(dòng)或二壓縮起動(dòng)的圖；圖5是示出用一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)及用二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的曲軸轉(zhuǎn)矩及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的變化的時(shí)序圖；圖6是用于在上述再起動(dòng)控制中設(shè)定向汽缸噴射的燃料噴射量的圖。
具體實(shí)施方式
( I)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖1是示出適用根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的起動(dòng)控制裝置的柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該圖示出的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是作為行駛驅(qū)動(dòng)用的動(dòng)力源而搭載在車(chē)輛上的四沖程的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)主體I是所謂的直列四缸型，具有在與紙面正交的方向上以列狀排列的 四個(gè)汽缸2A 2D的汽缸體3、設(shè)置于汽缸體3的上表面的汽缸蓋4、 和分別可往復(fù)滑動(dòng)地插入在各汽缸2A 2D中的活塞5。
在上述活塞5的上方形成有燃燒室6，向該燃燒室6中供給從后述的燃料噴射閥 15噴射的燃料(輕油)。而且，噴射的燃料在因活塞5的壓縮作用而高溫 高壓化的燃燒室6 中自動(dòng)點(diǎn)火(壓縮自動(dòng)點(diǎn)火)，通過(guò)其燃燒的膨脹力被按壓的活塞5在上下方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
上述活塞5是通過(guò)圖以外的連桿與曲軸7連接，對(duì)應(yīng)于上述活塞5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(上下運(yùn)動(dòng))，上述曲軸7繞中心軸旋轉(zhuǎn)。
在這里，如圖示的四沖程四汽缸的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，設(shè)置于各汽缸2A 2D中的活塞 5以曲軸角180° (180° CA)的相位差上下運(yùn)動(dòng)。因此，在各汽缸2A 2D中的燃燒(燃料噴射)的正時(shí)設(shè)定為每錯(cuò)開(kāi)180° CA相位的正時(shí)。具體地，將汽缸2A、2B、2C、2D的汽缸編號(hào)分別作為I號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)時(shí)，以I號(hào)汽缸2A — 3號(hào)汽缸2C — 4號(hào)汽缸2D — 2號(hào)汽缸2B的順序進(jìn)行燃燒。因此，例如I號(hào)汽缸2A為膨脹行程時(shí)，3號(hào)汽缸2C、4號(hào)汽缸2D、2 號(hào)汽缸2B是分別為壓縮行程、進(jìn)氣行程、排氣行程。
在上述汽缸蓋4上設(shè)置有向各汽缸2A 2D的燃燒室6開(kāi)口的進(jìn)氣道9及排氣道10、可開(kāi)閉地關(guān)閉各道9、10的進(jìn)氣門(mén)11及排氣門(mén)12。另外，進(jìn)氣門(mén)11及排氣門(mén)12通過(guò)包含配設(shè)在汽缸蓋4上的一對(duì)凸輪軸等的閥動(dòng)機(jī)構(gòu)13、14與曲軸7的旋轉(zhuǎn)連動(dòng)地開(kāi)閉驅(qū)動(dòng)。 根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)是進(jìn)氣門(mén)11在進(jìn)氣下死點(diǎn)后閉閥的遲閉型發(fā)動(dòng)機(jī)。
又，在上述汽缸蓋4上設(shè)置有每個(gè)汽缸2A 2D各一個(gè)的燃料噴射閥15。各燃料噴射閥15通過(guò)分歧管21分別與作為蓄壓室的共軌20相連接。在共軌20中以高壓狀態(tài)蓄積有從燃料供給泵23通過(guò)燃料供給管22供給的燃料(輕油)，在該共軌20內(nèi)被高壓化的燃料通過(guò)分歧管21分別供給至各燃料噴射閥15中。
各燃料噴射閥15由設(shè)置在前端部的具有多個(gè)噴孔的噴嘴的電磁式針閥構(gòu)成，在其內(nèi)部具有通向上述噴嘴的燃料通路和通過(guò)電磁力動(dòng)作并開(kāi)閉上述燃料通路的針狀的閥體(任意一個(gè)都圖示省略)。而且，通過(guò)通電而產(chǎn)生的電磁力向打開(kāi)方向驅(qū)動(dòng)上述閥體，以此從共軌20供給的燃料從上述噴嘴的各噴孔向燃燒室6直接噴射。
在上述汽缸體3及汽缸蓋4的內(nèi)部設(shè)置有冷卻水流通的圖以外的水套，并在上述汽缸體3上設(shè)置有用于檢測(cè)該水套內(nèi)的冷卻水的溫度的水溫傳感器SW1。
又，在上述汽缸體3上設(shè)置有用于檢測(cè)曲軸7的旋轉(zhuǎn)角度及轉(zhuǎn)速的曲軸角傳感器 Sff20該曲軸角傳感器SW2對(duì)應(yīng)于與曲軸7 —體地旋轉(zhuǎn)的曲軸盤(pán)25的旋轉(zhuǎn)輸出脈沖信號(hào)。
具體地，在上述曲軸盤(pán)25的外周部突設(shè)有以一定間距排列的多個(gè)齒，在其外周部上的規(guī)定范圍形成有用于特別指定基準(zhǔn)位置的缺齒部25a (不存在齒的部分)。而且，這樣的在基準(zhǔn)位置上具有缺齒部25a的曲軸盤(pán)25旋轉(zhuǎn)，并且基于該旋轉(zhuǎn)的脈沖信號(hào)從上述曲軸角傳感器SW2輸出，以此檢測(cè)曲軸7的旋轉(zhuǎn)角度(曲軸角)及轉(zhuǎn)速(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)。
另一方面，在上述汽缸蓋4上設(shè)置有用于檢測(cè)閥動(dòng)用的凸輪軸(圖示省略)的角度的凸輪角傳感器SW3。凸輪角傳感器SW3對(duì)應(yīng)于與凸輪軸一體地旋轉(zhuǎn)的信號(hào)板的齒的通過(guò)輸出汽缸辨別用的脈沖信號(hào)。
即，在從上述曲軸角傳感器SW2輸出的脈沖信號(hào)中包含有對(duì)應(yīng)于上述缺齒部25a 每360° CA生成的無(wú)信號(hào)部分，但是僅·用該信息是不能辨別出例如活塞5正在上升時(shí)其相應(yīng)于哪一個(gè)汽缸的壓縮行程或排氣行程。因此，基于每720° CA旋轉(zhuǎn)一次的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)從凸輪角傳感器SW3輸出脈沖信號(hào)，并根據(jù)輸出該信號(hào)的正時(shí)和上述曲軸角傳感器SW2的無(wú)信號(hào)部分的正時(shí)(缺齒部25a的通過(guò)正時(shí))進(jìn)行汽缸辨別。
上述進(jìn)氣道9及排氣道10分別與進(jìn)氣通路28及排氣通路29連接。S卩，來(lái)自外部的吸入空氣(新氣)通過(guò)上述進(jìn)氣通路28向燃燒室6供給，而在燃燒室6中生成的排氣(燃燒氣體)通過(guò)上述排氣通路29向外部排出。
上述進(jìn)氣通路28中，從發(fā)動(dòng)機(jī)主體I至規(guī)定距離上游測(cè)的范圍為向每個(gè)汽缸 2A 2D分歧的分歧通路部28a，各分歧通路部28a的上游端分別與緩沖罐28b連接。在該緩沖罐28b的上游測(cè)設(shè)置有由單一的通路構(gòu)成的共通通路部28c。
在上述共通通路部28c上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流入各汽缸2A 2D的空氣量(進(jìn)氣流量)的進(jìn)氣節(jié)流閥30。進(jìn)氣節(jié)流閥30配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中是基本上維持全開(kāi)或者接近全開(kāi)的高開(kāi)度，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)等必要時(shí)才閉閥以阻斷進(jìn)氣通路28。
在上述緩沖罐28b上設(shè)置有用于檢測(cè)進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力傳感器SW4，在上述緩沖罐28b和進(jìn)氣節(jié)流閥30之間的共通通路部28c上設(shè)置有用于檢測(cè)進(jìn)氣流量的空氣流量傳感器SW5。
上述曲軸7通過(guò)同步帶等與交流發(fā)電機(jī)32連接。該交流發(fā)電機(jī)32形成為內(nèi)設(shè)有 控制圖以外的勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流以調(diào)節(jié)發(fā)電量的調(diào)節(jié)器回路，根據(jù)由車(chē)輛的電氣負(fù)荷及電池 的剩余容量等規(guī)定的發(fā)電量的目標(biāo)值(目標(biāo)發(fā)電電流)，從曲軸7中得到驅(qū)動(dòng)力以進(jìn)行發(fā)電 的結(jié)構(gòu)。
在上述汽缸體3上設(shè)置有用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)馬達(dá)34。該起動(dòng)馬達(dá)34具有馬 達(dá)主體34a和通過(guò)馬達(dá)主體34a旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的小齒輪34b。上述小齒輪34b與連接在曲軸7 的一端部上的環(huán)形齒輪35可分離和連接地嚙合。而且，在使用上述起動(dòng)馬達(dá)34起動(dòng)發(fā)動(dòng) 機(jī)時(shí)，小齒輪34b移動(dòng)至規(guī)定的嚙合位置并與上述環(huán)形齒輪35嚙合，小齒輪34b的旋轉(zhuǎn)力 傳遞至環(huán)形齒輪35，以此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)曲軸7。
(2)控制系統(tǒng)如上所述構(gòu)成的發(fā)動(dòng)機(jī)的各部分由E⑶(電子控制單元)50統(tǒng)一地控制。E⑶50是由 眾所周知的CPU、ROM、RAM等構(gòu)成的微處理器，相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的起動(dòng)控制裝置。
來(lái)自各種傳感器的各種信息被輸入至上述E⑶50中。即，E⑶50與設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī) 的各部分上的上述水溫傳感器SWl、曲軸角傳感器SW2、凸輪角傳感器SW3、進(jìn)氣壓力傳感器 SM、及空氣流量傳感器SW5電氣連接，根據(jù)來(lái)自這些各傳感器SWl SW5的輸入信號(hào)得到 發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度、曲軸角、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、汽缸辨別、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣流量等的各種信息。
又，來(lái)自設(shè)置于車(chē)輛的各種傳感器(SW6 SW9)的信息也被輸入至E⑶50中。即， 在車(chē)輛上設(shè)置有用于檢測(cè)由駕駛員踩踏操作的加速器踏板36的開(kāi)度的加速器開(kāi)度傳感器 SW6、用于檢測(cè)制動(dòng)踏板37的啟動(dòng)/停止(制動(dòng)的有無(wú))的制動(dòng)傳感器SW7、用于檢測(cè)車(chē)輛的 行駛速度(車(chē)速)的車(chē)速傳感器SW8、和用于檢測(cè)電池(圖示省略)的剩余容量的電池傳感器 SW9。E⑶50根據(jù)來(lái)自這些各傳感器SW6 SW9的輸入信號(hào)得到加速器開(kāi)度、制動(dòng)的有無(wú)、 車(chē)速、電池的剩余容量等信息。
上述E⑶50根據(jù)來(lái)自上述各傳感器SWl SW9的輸入信號(hào)實(shí)施各種運(yùn)算等，同時(shí) 控制發(fā)動(dòng)機(jī)的各部分。具體地，ECU 50與上述燃料噴射閥15、進(jìn)氣節(jié)流閥30、交流發(fā)電機(jī) 32、及起動(dòng)馬達(dá)34電氣連接，根據(jù)上述運(yùn)算的結(jié)果等向這些機(jī)器分別輸出驅(qū)動(dòng)用的控制信號(hào)。
說(shuō)明上述E⑶50所具有的更具體的功能。E⑶50具有例如在發(fā)動(dòng)機(jī)的通常運(yùn)行 時(shí)，從燃料噴射閥15噴射基于運(yùn)行條件而規(guī)定的所需量的燃料，并使交流發(fā)電機(jī)32以基于 車(chē)輛的電氣負(fù)荷及電池的剩余容量等而規(guī)定的所需發(fā)電量發(fā)電等的基本的功能，除此之外 還具有在預(yù)先規(guī)定的特定的條件下自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)或者再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能。因此，ECU 50作為與發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止或再起動(dòng)控制相關(guān)的功能性要素,具有自動(dòng)停止控制部51及 再起動(dòng)控制部52。
上述自動(dòng)停止控制部51在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中，判定預(yù)先設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止 條件的成立與否，當(dāng)成立時(shí)，實(shí)施自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。
例如，在車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)等的多個(gè)條件具備，確認(rèn)為即使停止發(fā)動(dòng)機(jī)也不妨礙 的狀態(tài)的情況下，判定為自動(dòng)停止條件成立。而且，通過(guò)停止(燃料中斷)來(lái)自燃料噴射閥 15的燃料噴射等而停止發(fā)動(dòng)機(jī)。
上述再起動(dòng)控制部52在發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止后，判定預(yù)先設(shè)定的再起動(dòng)條件的成立 與否，當(dāng)成立時(shí)，實(shí)施再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。
例如，為了使車(chē)輛出發(fā)而由駕駛員踩踏加速器踏板36等，從而產(chǎn)生起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的 必要性時(shí),判定為再起動(dòng)條件成立。而且,驅(qū)動(dòng)起動(dòng)馬達(dá)34對(duì)曲軸7賦予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)再次 開(kāi)始來(lái)自燃料噴射閥15的燃料噴射，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
(3)自動(dòng)停止控制接著，利用圖2的流程圖說(shuō)明負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止控制的ECU 50的自動(dòng)停止控制部51 的具體控制動(dòng)作的一示例。
當(dāng)圖2的流程圖中所示的處理開(kāi)始時(shí)，自動(dòng)停止控制部51讀取各種傳感器值(步 驟SI)。具體地，讀取來(lái)自水溫傳感器SWl、曲軸角傳感器SW2、凸輪角傳感器SW3、進(jìn)氣壓力 傳感器SW4、空氣流量傳感器SW5、加速器開(kāi)度傳感器SW6、制動(dòng)傳感器SW7、車(chē)速傳感器SW8 及電池傳感器SW9的各個(gè)檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)得到發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫、曲軸角、發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、汽缸辨別、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣流量、加速器開(kāi)度、制動(dòng)的有無(wú)、車(chē)速、電池的剩余容量等的 各種信息。
接著，自動(dòng)停止控制部51根據(jù)上述步驟SI中得到的信息判定發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止 條件的成立與否(步驟S2)。例如，當(dāng)車(chē)輛處于停止?fàn)顟B(tài)(車(chē)速=0km/h)、加速器踏板36的開(kāi) 度為零(加速器停止)、制動(dòng)踏板37為操作中(制動(dòng)器啟動(dòng))、發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫為規(guī)定值以 上(溫態(tài))、電池的剩余容量為規(guī)定值以上等的多個(gè)條件全部具備時(shí)，判定為自動(dòng)停止條件 成立。另外，關(guān)于車(chē)速，沒(méi)有必要必須以完全停止(車(chē)速=0km/h)作為條件，也可以設(shè)定規(guī)定 的低車(chē)速以下(例如3km/以下)的條件。
在上述步驟S2中判定為“是”，從而確認(rèn)自動(dòng)停止條件成立的情況下，自動(dòng)停止控 制部51將進(jìn)氣節(jié)流閥30的開(kāi)度設(shè)定為全閉(0%)(步驟S3)。即，在上述自動(dòng)停止條件成 立的時(shí)刻，將進(jìn)氣節(jié)流閥30的開(kāi)度由怠速運(yùn)行時(shí)設(shè)定的規(guī)定的開(kāi)度(例如30%)降低至全閉 (0%)。
接著，自動(dòng)停止控制部51將燃料噴射閥15總是維持在關(guān)閉狀態(tài)，以此停止來(lái)自燃 料噴射閥15的燃料的供給(燃料中斷)(步驟S4)。
接著，自動(dòng)停止控制部51通過(guò)判定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到Orpm與否，以此判定發(fā)動(dòng)機(jī)的 完全停止與否(步驟S5)。而且，如果發(fā)動(dòng)機(jī)已完全停止，則自動(dòng)停止控制部51例如將進(jìn)氣 節(jié)流閥30的開(kāi)度設(shè)定為通常運(yùn)行時(shí)設(shè)定的規(guī)定的開(kāi)度(例如80%等)等(步驟S6)，從而結(jié) 束該自動(dòng)停止控制。
(4)再起動(dòng)控制及本實(shí)施形態(tài)的作用效果接著，利用圖3的流程圖說(shuō)明負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制的ECU 50的再起動(dòng)控制部52的 具體控制動(dòng)作的一示例。
圖3的流程圖所示的處理開(kāi)始時(shí)，再起動(dòng)控制部52根據(jù)各種傳感器值判定發(fā)動(dòng)機(jī) 的再起動(dòng)條件的成立與否(步驟S21)。例如，在為了使車(chē)輛出發(fā)而踩踏加速器踏板36 (加 速器啟動(dòng))、電池的剩余容量下降、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫不到規(guī)定值(冷態(tài))、發(fā)動(dòng)機(jī)的停止持續(xù) 時(shí)間(自動(dòng)停止后經(jīng)過(guò)的時(shí)間)超過(guò)規(guī)定時(shí)間等的條件中的至少一個(gè)條件成立時(shí)，判定為再 起動(dòng)條件成立。在這里，發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)條件大致區(qū)分為基于駕駛員的出發(fā)要求的條件(例 如，離合器的切斷操作及制動(dòng)器的解除操作等的車(chē)輛的出發(fā)操作)和不基于駕駛員的出發(fā) 要求的基于系統(tǒng)要求的條件(例如，有必要運(yùn)轉(zhuǎn)空調(diào)、電池電壓下降、發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止時(shí) 間長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)等的系統(tǒng)上的理由)。
在上述步驟S21中判定為“是”，從而確認(rèn)再起動(dòng)條件成立的情況下，再起動(dòng)控制部52利用圖4所示的圖判定停止時(shí)壓縮行程汽缸(發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的汽缸)的活塞停止位置是否在基準(zhǔn)停止位置范圍R (例如壓縮上死點(diǎn)前83° CA 180° CA的范圍等)內(nèi)(步驟S22)。
在這里,上述圖是用于判定在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)還是以二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的圖。一壓縮起動(dòng)是在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的汽缸(停止時(shí)壓縮行程汽缸)上，在多個(gè)活塞之一迎來(lái)第一次上死點(diǎn)(TDC)時(shí)噴射燃料，從而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。二壓縮起動(dòng)是在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的汽缸(停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸)上，在多個(gè)活塞之一迎來(lái)第二次上死點(diǎn)時(shí)噴射燃料，從而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
如圖4所示，上述判定用圖是將停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫作為參數(shù)而設(shè)定基準(zhǔn)停止位置范圍R的圖。在這里，縱軸的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫是發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)控制開(kāi)始時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫。在本實(shí)施形態(tài)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)控制開(kāi)始時(shí)是指在步驟S21中確認(rèn)再起動(dòng)條件的成立的時(shí)刻。
如圖所示，基準(zhǔn)停止位置范圍R設(shè)定在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)(BDC)—側(cè)。又，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫越高,基準(zhǔn)停止位置范圍R越向上死點(diǎn)側(cè)擴(kuò)大。S卩，再起動(dòng)控制開(kāi)始時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫相對(duì)高時(shí)，與相對(duì)低時(shí)相比，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置進(jìn)入基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)的幾率變高。
在上述步驟S22中判定為“是”，從而確認(rèn)停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止·位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)的情況下，再起動(dòng)控制部52判定在步驟S21中確認(rèn)的成立的再起動(dòng)條件是否為駕駛員的要求所引起的(步驟S23)。
其結(jié)果是，在上述步驟S23中判定為“是”，從而確認(rèn)成立的再起動(dòng)條件為駕駛員的要求所引起的情況下，再起動(dòng)控制部52向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射最初的燃料以實(shí)施再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制(一壓縮起動(dòng))(步驟S24)。即，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)馬達(dá)34以對(duì)曲軸7賦予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料以自動(dòng)點(diǎn)火，以此從多個(gè)活塞之一迎來(lái)第一次上死點(diǎn)的時(shí)刻起再開(kāi)始進(jìn)行燃燒，以再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。然后，結(jié)束該再起動(dòng)控制。
另一方面，在上述步驟S23中判定為“否”，從而確認(rèn)成立的再起動(dòng)條件不是由駕駛員的要求所引起的情況下，即，確認(rèn)為由系統(tǒng)要求所引起的情況下，除了在后述的步驟 S26中判定為“是”的情況以外，再起動(dòng)控制部52向停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸(發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的汽缸)噴射最初的燃料以實(shí)施再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制(二壓縮起動(dòng))(步驟S25)。 即，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)馬達(dá)34以對(duì)曲軸7賦予旋轉(zhuǎn)力，在多個(gè)活塞之一跨過(guò)第一次的上死點(diǎn)，停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)，向停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸噴射燃料以自動(dòng)點(diǎn)火，以此從多個(gè)活塞之一迎來(lái)第二次上死點(diǎn)的時(shí)刻起再開(kāi)始進(jìn)行燃燒，以再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。然后，結(jié)束該再起動(dòng)控制。
S卩，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī))的起動(dòng)控制裝置在規(guī)定的自動(dòng)停止條件成立時(shí)自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，之后在規(guī)定的再起動(dòng)條件成立時(shí)，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)的情況下，利用起動(dòng)馬達(dá)34對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)賦予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
對(duì)一壓縮起動(dòng)和二壓縮起動(dòng)的對(duì)比說(shuō)明大致如下。即，如圖4所示，基準(zhǔn)停止位置范圍R預(yù)先設(shè)定為在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)一側(cè)的范圍(例如壓縮上死點(diǎn)前83° CA 180° CA的范圍等)。停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5停止在這樣的靠近下死點(diǎn)一側(cè)的位置上，則發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)，向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射最初的(作為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的最初的)燃料，以此以一壓縮起動(dòng)迅速且確實(shí)地再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。即，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置在上述基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)時(shí)，在停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)存在比較多的空氣，因此隨著發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)的活塞5的上升，活塞5的壓縮行程量(壓縮幅度)增大，停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)的空氣充分壓縮而實(shí)現(xiàn)高溫化。因此，將再起動(dòng)時(shí)的最初的燃料噴射至停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)時(shí)，該燃料在停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)確實(shí)地自動(dòng)點(diǎn)火以燃燒。
相對(duì)于此，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5從基準(zhǔn)停止位置范圍R向上死點(diǎn)側(cè)偏離時(shí)，活塞5的壓縮行程量變少，停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)的空氣不能充分高溫化，因此即使向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料，也會(huì)存在引起失火的可能性。因此，在這樣的情況下，向停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸噴射燃料而不是向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料，以此充分壓縮停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸的空氣，確實(shí)地使燃料自動(dòng)點(diǎn)火(二壓縮起動(dòng))。
這樣，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5位于基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)時(shí)，可以以一壓縮起動(dòng)迅速再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，而從基準(zhǔn)停止位置范圍R向上死點(diǎn)側(cè)偏離時(shí)，需要以二壓縮起動(dòng)向停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸噴射燃料，因此直到停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸的活塞5到達(dá)壓縮上死點(diǎn)附近為止(即直到多個(gè)活塞之一迎來(lái)第二次上死點(diǎn)為止)，不能夠進(jìn)行基于燃料噴射的自動(dòng)點(diǎn)火，再起動(dòng)時(shí)間(在本實(shí)施形態(tài)中是指從起動(dòng)馬達(dá)34的起動(dòng)時(shí)刻至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到 750rpm的時(shí)間)變長(zhǎng)。因此，優(yōu)選的是，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)盡量以一壓縮起動(dòng)迅速地再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
但是，在本實(shí)施形態(tài)中，如上所述，再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，即使在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)的情況下，即、即使是可以進(jìn)行一壓縮起動(dòng)的情況下(步驟S22中為“是”)，通過(guò)不依賴(lài)駕駛員的出發(fā)要求的系統(tǒng)要求再起動(dòng)條件成立 (步驟S23中為“否”)時(shí)，二壓縮起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S25)。實(shí)施這樣的控制動(dòng)作的理由大致如下。
圖5是示出將根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)時(shí)(用虛線(xiàn)示出) 及以二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)時(shí) (用實(shí)線(xiàn)示出)的曲軸轉(zhuǎn)矩(N· m)及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)的變化的時(shí)序圖。另外，為了得到圖5的數(shù)據(jù)而實(shí)際自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)果再起動(dòng)前的停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置都是壓縮上死點(diǎn)前105° CA。
在一壓縮起動(dòng)(虛線(xiàn))中，從多個(gè)活塞之一迎來(lái)第一壓縮的上死點(diǎn)時(shí)起發(fā)生燃燒， 產(chǎn)生用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。該燃燒在多個(gè)活塞之一迎來(lái)第二壓縮、第三壓縮、…的上死點(diǎn)時(shí)也會(huì)發(fā)生，并在此時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率為12. 0Hz，第二壓縮和第三壓縮之間的振動(dòng)頻率為19. 4Hz。
在二壓縮起動(dòng)(實(shí)線(xiàn))中，從多個(gè)活塞之一迎來(lái)第二壓縮的上死點(diǎn)時(shí)起發(fā)生燃燒。 在迎來(lái)第一壓縮的上死點(diǎn)時(shí)僅有起動(dòng)馬達(dá)34的驅(qū)動(dòng)力作用于曲軸7。因此，第一壓縮的轉(zhuǎn)矩與一壓縮起動(dòng)的情況相比較小。其結(jié)果是，從第一壓縮至第二壓縮的轉(zhuǎn)數(shù)低于一壓縮起動(dòng)的情況，第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率為5. 6Hz，低于一壓縮起動(dòng)中的頻率 (12. 0Hz)。但是，通過(guò)燃燒產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的第二壓縮和第三壓縮之間的振動(dòng)頻率為16. 1Hz，低于一壓縮起動(dòng)中的頻率(19. 4Hz )，但是高于一壓縮起動(dòng)中的第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率 12. OHz。
而且，在任意情況下，因轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生而使轉(zhuǎn)數(shù)逐漸地上升，振動(dòng)頻率逐漸地提高， 頻率收斂于一定的怠速狀態(tài)。這樣，在一壓縮起動(dòng)和二壓縮起動(dòng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的第一壓縮、第二壓縮、第三壓縮、…等的旋轉(zhuǎn)初期的振動(dòng)頻率(發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率)是有差異的。
另一方面，再起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)受到由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、變速器、車(chē)體等的各元素的組合所決定的車(chē)輛的共振頻率的影響大。例如，在將直列四汽缸的橫置發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器及差速器裝置等連接的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在車(chē)體的三個(gè)位置的情況下，可以考慮在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的橫擺(roll)振動(dòng)。該橫擺振動(dòng)的共振頻率是對(duì)于每個(gè)車(chē)輛都不同，但是并不存在大的差異，如果是平均性的車(chē)輛，則任意情況下大體上是例如 ll±3Hz左右，即8 14Hz左右。
S卩，在一壓縮起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率中，第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率(12. OHz)接近一般的車(chē)輛的共振頻率(8 14Hz左右)或者包含在其中。其結(jié)果是，以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，與以二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況相比，容易發(fā)生因共振作用引起振動(dòng)大幅度增幅的現(xiàn)象，并且NVH顯著降低。
因此，在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)不依賴(lài)駕駛員的要求的系統(tǒng)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)(步驟S23中為“否”)，即使可以進(jìn)行一壓縮起動(dòng)(步驟S22中為“是”)，也以二壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S25)。以此，避免了 NVH的顯著降低，可抑制預(yù)先不知道發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)的乘員感覺(jué)到的大的不適感的問(wèn)題。
另外，在二壓縮起動(dòng)中，雖然迅速起動(dòng)性降低，但是由于駕駛員不發(fā)出出發(fā)要求， 因此迅速起動(dòng)性的降低并不成為大的問(wèn)題。
另一方面，根據(jù)駕駛員的出發(fā)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)(步驟S23中為“是”)，由于以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S24)，因此對(duì)于駕駛員的出發(fā)要求發(fā)動(dòng)機(jī)以較好的響應(yīng)性短時(shí)間內(nèi)迅速起動(dòng)。
另外，在一壓縮起動(dòng)中，NVH雖然降低，但是由于駕駛員發(fā)出出發(fā)要求，并預(yù)先知道發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)，因此NVH的降低不成為大的問(wèn)題。
這樣,在本實(shí)施形態(tài)中，再起動(dòng)壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)條件選 擇應(yīng)該進(jìn)行一壓縮起動(dòng)而使迅速起動(dòng)優(yōu)先，還是應(yīng)該進(jìn)行二壓縮起動(dòng)而使NVH優(yōu)先, 從而總是以最適合的狀態(tài)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
但是，在本實(shí)施形態(tài)中，圖3的步驟S23中判定為“否”，從而確認(rèn)成立的再起動(dòng)條件為基于系統(tǒng)要求的情況下，移動(dòng)到步驟S26，判定停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置是否相對(duì)于與進(jìn)氣閥11的閉閥(IVC)正時(shí)相對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)。而且，僅在“否”的情況下，即停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置相對(duì)于與IVC正時(shí)相對(duì)應(yīng)的位置位于上死點(diǎn)側(cè)的情況下，移動(dòng)至步驟S25以二壓縮起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。即，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且相對(duì)于與IVC正時(shí)相對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)時(shí)(步驟S26 中為“是”)，無(wú)關(guān)于駕駛員是否發(fā)出出發(fā)要求(即使在步驟S23中為“否”)，而總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S24)。實(shí)施這樣的控制動(dòng)作的理由大致如下。
圖6是為了在上述再起動(dòng)控制中設(shè)定向汽缸噴射的燃料噴射量而使用的圖。在本實(shí)施形態(tài)中，如圖6所示,活塞停止位置越接近下死點(diǎn),又,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫越低,再起動(dòng)控制中向汽缸噴射的燃料噴射量越多。這是將燃料噴射量與以活塞停止位置所決定的汽缸內(nèi)的空氣量相對(duì)應(yīng)地、又與發(fā)動(dòng)機(jī)溫度相對(duì)應(yīng)地設(shè)定的結(jié)果。另外，在圖6中舉例示出的燃料噴射量設(shè)定用圖即可以使用在一壓縮起動(dòng)中，也可以使用在二壓縮起動(dòng)中。但是，一壓縮起動(dòng)的情況下，在基準(zhǔn)停止位置范圍R以外的靠近上死點(diǎn)一側(cè)的范圍內(nèi)燃料噴射量的值變?yōu)闊o(wú)效。又，在二壓縮起動(dòng)的情況下，對(duì)于進(jìn)氣閥11在進(jìn)氣下死點(diǎn)或進(jìn)氣下死點(diǎn)前早閉合的發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)定為在壓縮上死點(diǎn)前180° CA上的燃料噴射量的值，對(duì)于進(jìn)氣閥11在進(jìn)氣下死點(diǎn)后遲閉合的發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)定為在與進(jìn)氣閥11的閉閥(IVC)正時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸角(例如壓縮上死點(diǎn)前144° CA等)上的燃料噴射量的值。另外，對(duì)于進(jìn)氣閥11在進(jìn)氣下死點(diǎn)后遲閉合的發(fā)動(dòng)機(jī)，即使是一壓縮起動(dòng)，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置位于基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且相對(duì)于與IVC正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前162° CA等) 時(shí)，也設(shè)定為在與IVC正時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸角度上的燃料噴射量的值。
如圖6所示，與IVC正時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸角(壓縮上死點(diǎn)前144° CA等)相對(duì)地接近于下死點(diǎn)。另一方面，如上所述，圖5的數(shù)據(jù)是停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5停止的傾向高的壓縮上死點(diǎn)前105° CA停止時(shí)得到的。S卩，從圖6中可知，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置相對(duì)于與IVC正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)時(shí)設(shè)定的燃料噴射量是相對(duì)多的量，在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率如圖5所示的狀態(tài)示出時(shí)設(shè)定的燃料噴射量是相對(duì)少的量。
而且，如上所述，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)是進(jìn)氣閥11在進(jìn)氣下死點(diǎn)后閉閥的遲閉型發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，在本實(shí)施形態(tài)中，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且相對(duì)于與IVC正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前162° CA 等)時(shí)，即使在一壓縮起動(dòng)時(shí)，也根據(jù)圖6的燃料噴射量設(shè)定用圖設(shè)定與在二壓縮起動(dòng)的情況下設(shè)定的燃料噴射量相同的量的燃料噴射量。為此，即使在一壓縮起動(dòng)時(shí)，也向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射與二壓縮起動(dòng)的情況下噴射的量同等量的燃料。其結(jié)果是，轉(zhuǎn)矩增大，一壓縮起動(dòng)時(shí)的第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率(在圖5中為12. OHz)發(fā)生變化，從而接近于二壓縮起動(dòng)時(shí)的第二壓縮和第三壓縮之間的振動(dòng)頻率(在圖5中為16. 1Hz)。
由以上所述，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置相對(duì)于與IVC正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)時(shí)(步驟S26中為“是”)，即使以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S24)，燃料噴射量也增量至與二壓縮起動(dòng)時(shí)同等的水平，因此發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率接近于二壓縮起動(dòng)時(shí)的狀 態(tài)，NVH的降低被抑制。為此，即使因系統(tǒng)要求而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)(步驟S23中為“否”)，也抑制乘員感覺(jué)到的大的不適感，因此不管駕駛員是否發(fā)出出發(fā)要求(即使在步驟S23中為“否”)，也總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S24)。又，通過(guò)駕駛員的出發(fā)要求再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)(在步驟S23中為“是”)，以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S24)，以此保持發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)以較好的響應(yīng)性在短時(shí)間內(nèi)迅速起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
(5)其他的實(shí)施形態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)為進(jìn)氣閥11在進(jìn)氣下死點(diǎn)或進(jìn)氣下死點(diǎn)前閉閥的早閉型的發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下， 在圖3所示的再起動(dòng)控制中，也可以使再起動(dòng)控制部52在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)時(shí)，與位于靠近上死點(diǎn)一側(cè)時(shí)相比，根據(jù)如圖6中示出的燃料噴射量設(shè)定用圖，與停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)的空氣量對(duì)應(yīng)地設(shè)定更多的燃料噴射量，且，不管成立的再起動(dòng)條件是否是因駕駛員的要求所引起的，通過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射上述設(shè)定的量的燃料，以此使發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)時(shí)，不管駕駛員是否發(fā)出出發(fā)要求(即，在系統(tǒng)要求的情況下也是)， 總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。選擇這樣的控制動(dòng)作的理由大致如下。
如上所述，在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且位于靠近上死點(diǎn)一側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前102° CA 108° CA范圍內(nèi)等)時(shí)，一壓縮起動(dòng)時(shí)成為如圖5所示的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率。相對(duì)于此，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞5的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍R內(nèi)且位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)(例如壓縮上死點(diǎn)前156° CA 180° CA的范圍內(nèi)等)時(shí)，根據(jù)如圖6中示出的燃料噴射量設(shè)定用圖，與該汽缸內(nèi)的空氣量對(duì)應(yīng)地設(shè)定的較多的量的燃料噴射至該汽缸時(shí)，轉(zhuǎn)矩增大，一壓縮起動(dòng)時(shí)的第一壓縮和第二壓縮之間的振動(dòng)頻率(在圖5中為12. OHz)發(fā)生變化，從而接近于二壓縮起動(dòng)時(shí)的第二壓縮和第三壓縮之間的振動(dòng)頻率(在圖5中為16. 1Hz)。
由以上所述，停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞停止位置位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)時(shí)，即使以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也由于燃料噴射量增量，因此發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)初期振動(dòng)頻率接近于二壓縮起動(dòng)時(shí)的狀態(tài)，NVH的降低被抑制。為此，即使是因系統(tǒng)要求發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)，也可以抑制乘員感覺(jué)到的大的不適感的問(wèn)題，不管駕駛員是否發(fā)出出發(fā)要求，總是以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。又，因駕駛員的出發(fā)要求發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)，通過(guò)以一壓縮起動(dòng)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以此保持發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)以較好的響應(yīng)性在短時(shí)間內(nèi)迅速起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
又，在上述實(shí)施形態(tài)中，在自動(dòng)停止條件成立的時(shí)刻(步驟S2中為“是”)，將進(jìn)氣節(jié)流閥30的開(kāi)度設(shè)定為全閉(0%)(步驟S3)，之后，在能夠看到一定程度的進(jìn)氣壓力的降低的時(shí)刻，實(shí)施停止來(lái)自燃料噴射閥15的燃料噴射的燃料中斷(步驟S4)，但是也可以在與進(jìn)氣節(jié)流閥30的全閉相同的時(shí)刻實(shí)施燃料中斷。
又，在上述實(shí)施形態(tài)中，說(shuō)明了作為壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)示例而使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火燃燒輕油的發(fā)動(dòng)機(jī))，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中適用根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)停止 再起動(dòng)控制的示例，然而，只要是壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)即可，并不限于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，最近正在研究、開(kāi)發(fā)的將含有汽油的燃料以高壓縮比壓縮而自動(dòng)點(diǎn)火(HCCI Homogeneous-Charge Compression Ignition:預(yù)混合壓縮點(diǎn)火)的類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī),然而,對(duì)于這樣的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以較好地適用根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)停止·再起動(dòng)控制。
權(quán)利要求
1.一種壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，具備設(shè)置在通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)上，且在規(guī)定的自動(dòng)停止條件成立時(shí)自動(dòng)停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)的自動(dòng)停止控制部；和自動(dòng)停止后在規(guī)定的再起動(dòng)條件成立時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動(dòng)馬達(dá)對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)賦予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸實(shí)施燃料噴射，以此再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)的再起動(dòng)控制部，其特征在于，上述再起動(dòng)控制部，在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件不是由駕駛員的要求而引起的時(shí)，即使上述停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，另一方面，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件是由駕駛員的要求所引起的時(shí)，通過(guò)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，其特征在于，上述再起動(dòng)控制部在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且位于靠近下死點(diǎn)一側(cè)時(shí)，與位于靠近上死點(diǎn)一側(cè)時(shí)相比，與上述停止時(shí)壓縮行程汽缸內(nèi)的空氣量對(duì)應(yīng)地設(shè)定更多的燃料噴射量，且，不管成立的再起動(dòng)條件是否是由駕駛員的要求所引起的，通過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射上述設(shè)定的量的燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，其特征在于，上述再起動(dòng)控制部在停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)且相對(duì)于與進(jìn)氣閥的閉閥正時(shí)對(duì)應(yīng)的位置位于下死點(diǎn)側(cè)時(shí)，不管成立的再起動(dòng)條件是否是由駕駛員的要求所引起的，通過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射與停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下設(shè)定的燃料噴射量相同的量的燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
4.一種壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制方法，對(duì)于通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，且在規(guī)定的自動(dòng)停止條件成立時(shí)自動(dòng)停止上述發(fā)動(dòng)機(jī)，而之后在規(guī)定的再起動(dòng)條件成立時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下， 利用起動(dòng)馬達(dá)對(duì)上述發(fā)動(dòng)機(jī)賦予旋轉(zhuǎn)力，同時(shí)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸實(shí)施燃料噴射， 以此再起動(dòng)上述發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件不是由駕駛員的要求而引起的時(shí)，即使上述停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料， 以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，另一方面，當(dāng)判定為上述再起動(dòng)條件是由駕駛員的要求所引起的時(shí)，通過(guò)向上述停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓縮自動(dòng)點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置及方法，該起動(dòng)控制裝置(50)所具備的再起動(dòng)控制部(52)在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)(步驟S21中為“是”)，判定為再起動(dòng)條件不是由駕駛員的要求而引起的時(shí)(步驟S23中為“否”)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于壓縮行程的停止時(shí)壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對(duì)地靠近下死點(diǎn)一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下(步驟S22中為“是”)，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)處于進(jìn)氣行程的停止時(shí)進(jìn)氣行程汽缸迎來(lái)壓縮行程時(shí)向該汽缸噴射燃料，以此再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S25)，另一方面，判定為再起動(dòng)條件是由駕駛員的要求而引起的時(shí)(步驟S23中為“是”)，通過(guò)向停止時(shí)壓縮行程汽缸噴射燃料而再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟S24)。
文檔編號(hào)F02D41/04GK103016174SQ20121031075
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者中本仁壽, 山內(nèi)健生, 田賀淳一 申請(qǐng)人:馬自達(dá)汽車(chē)株式會(huì)社