CN101091047A - 发动机起动控制装置、发动机起动控制方法及具有发动机起动控制装置的机动车 - Google Patents

Abstract

在具有怠速止挡功能的机动车中，当预定发动机重新起动条件成立时(步骤S205)，自动发动机重新起动控制参考一种代表最初喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的燃料量Q1相对于该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的预定映射图，并基于所检测的气缸Cyin的活塞停止位置Pin规定燃料量Q1(步骤S220)。然后，自动发动机重新起动控制对喷射器进行控制以将所规定的燃料量Q1喷入气缸Cyin的进气口内(步骤S230)。在气缸Cyin的活塞停止位置Pin暗示低进气性能的情况下，将增大的燃料量Q1喷入气缸Cyin的进气口内。这种布置有利地减小了最初燃烧时的失火率，从而改善发动机的起动性能。当步骤S220规定的燃料量Q1等于零时，气缸Cyin不经历最初燃烧。这种控制有利地防止不良排放。

Description

发动机起动控制装置、发动机起动控制方法及具有发动机起动控制装置的机动车

技术领域

本发明涉及发动机起动控制装置、相应的方法、以及其上安装有该装置的车辆。

背景技术

已提出用于在发动机停止状态中将重新起动发动机的最初燃料供给喷入在进气行程中停止的气缸内、开始发动机起动，并随后使在进气行程中停止的气缸内的用于最初燃烧的空气燃料混合物点火的发动机起动控制装置。例如，日本专利特开No.2003-56383中公开的发动机起动控制装置在发动机停止期间将用于重新起动发动机的最初燃料供给喷入气缸内，从而缩短该发动机的起动时间。

发明内容

然而，在现有发动机起动控制装置中，在发动机停止状态中在进气行程中停止的气缸的一些活塞停止位置会导致第一进气行程中将不充足的空气燃料混合物引入气缸，从而导致开始发动机起动时失火。失火会不希望地延长发动机的起动时间，并导致未消耗的燃气的不良排放。对于在发动机停止状态中在进气行程中停止的气缸的一些活塞停止位置，在第一进气行程中将不充足的燃料引入气缸易于在气缸内生成不适于燃烧的空气燃料混合物。由不适于燃烧的空气燃料混合物生成的燃烧转矩显著小于由适于燃烧的空气燃料混合物生成的燃烧转矩。即，起动发动机时生成的燃烧转矩依据在发动机停止状态中在进气行程中停止的气缸的活塞停止位置而变化。这不希望地使转矩水平可变化且使发动机的起动不稳定。

因此，本发明目的是消除现有技术的缺点以及减小发动机起动时的失火率，从而改善发动机的起动性能。本发明目的还是防止发动机起动时的不良排放。本发明目的还是稳定在发动机起动时生成的转矩水平，从而改善发动机起动时的驾驶性能。

为实现至少部分以上及其它相关目的，本发明被如下构造。

本发明旨在第一发动机起动控制装置，该第一发动机起动控制装置当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将来自附装于在进气行程中停止的特定气缸的燃料喷射装置的燃料喷入所述特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧。第一发动机起动控制装置包括：检测装置，该检测装置检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；发动机重新起动条件判定装置(组件，模块)，该发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及燃料喷射控制装置，该燃料喷射控制装置在所述发动机重新起动条件判定装置判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述检测装置检测的所述活塞停止位置规定(确定)待喷入在所述进气行程停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，以及控制所述燃料喷射装置，以将所规定的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

第一发动机起动控制装置在预定发动机重新起动条件成立时基于所检测的在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置规定待喷入特定气缸的进气口的燃料量且将所规定的燃料量喷入该气缸的进气口。燃料喷射量依据在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置而变化。在特定气缸的进气性能低的情况下增大燃料喷射量，这有利地减小点火时的失火率，从而改善发动机的起动性能。

在本发明第一发动机起动控制装置的一个优选实施例中，所述燃料喷射控制装置在所检测的活塞停止位置处于所述进气行程的上死点与预定中间位置之间时将待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量设定为预定量，并随着所检测的活塞停止位置从所述预定中间位置朝向下死点接近的变化而增大待喷射的燃料量。发动机起动时特定气缸的进气性能取决于在发动机停止状态中该特定气缸的活塞停止位置。第一发动机起动控制装置在所检测的活塞停止位置暗示充足的进气性能时喷射预定的燃料量，而在所检测的活塞停止位置暗示低进气性能时喷射增大的燃料量。在失火可能性高的低进气性能的情况下，这种布置增大燃料喷射量以减小失火率并改善发动机的起动性能。

“预定量”可以是凭经验规定的发动机起动时的空燃比，该空燃比是燃料富足状态下的空燃比且小于机动车通常行驶时的理论空燃比。“预定中间位置”是凭经验规定的当预定燃料量喷入在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的进气口时具有高失火率的活塞停止位置。“预定中间位置”例如是与从进气行程的上死点起前进120度或120度左右范围内(例如，110至130度的范围内)的曲轴转角相对应的活塞停止位置。

在本发明第一发动机起动控制装置的另一优选实施例中，所述燃料喷射控制装置随着所检测的活塞停止位置从所述进气行程的上死点朝向下死点接近的变化，增大待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量。发动机起动时特定气缸的进气性能取决于在发动机停止状态中该特定气缸的活塞停止位置。在失火可能性高的低进气性能的情况下，这种布置增大燃料喷射量以减小失火率并改善发动机的起动性能。

在本发明的第一发动机起动控制装置中，燃料喷射控制装置可在所检测的活塞停止位置处于进气行程的预定下死点附近位置与下死点之间时将待喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口的燃料量设定为零。在位于预定下死点附近位置与下死点之间的活塞停止位置，在进气行程中停止的气缸具有低进气性能。在进气性能低的情况下，发动机起动时的失火可能性高。将燃料喷射率设定为零自然地导致不燃烧，从而防止不良排放。

“预定下死点附近位置”是凭经验规定的即便当预定燃料量或更大燃料量喷入在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的进气口时也具有高失火率的活塞停止位置。“预定下死点附近位置”例如是与从进气行程的上死点起前进160度或160度左右范围内(例如，150至170度的范围内)的曲轴转角相对应的活塞停止位置。

在本发明第一发动机起动控制装置的一个优选布置中，所述发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机经由怠速止挡控制而停止期间所述预定发动机重新起动条件是否成立，以及所述燃料喷射控制装置控制所述燃料喷射装置，以在所述发动机经由所述怠速止挡控制而停止期间将所规定的燃料量喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口。本发明特别有效地应用于怠速止挡控制，在机动车行驶期间，怠速止挡控制重复发动机停止和发动机重新起动多次。

在本发明的一种优选应用中，第一发动机起动控制装置还包括失火识别装置，该失火识别装置识别在所述发动机起动时的所述最初燃烧是否导致失火。在此实施例中，在所述失火识别装置识别到失火时，所述燃料喷射控制装置推定所述最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，并控制所述燃料喷射装置，以将所计算的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。当最初燃烧导致在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸中失火时，假定失火的原因为未将喷入进气口内的燃料充分地引入特定气缸。基于此假定，推定未引入特定气缸而残留在进气口内的剩余燃料量。基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入特定气缸的进气口的燃料量。此规定有效地抑制了空燃比在燃料富足条件下过剩且防止不良排放。

本发明还旨在第二发动机起动控制装置，该第二发动机起动控制装置当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将来自附装于在进气行程中停止的特定气缸的燃料喷射装置的燃料喷入所述特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧。第二发动机起动控制装置包括：失火识别装置，该失火识别装置识别在所述发动机起动时的所述最初燃烧是否导致失火；以及燃料喷射控制装置，在所述失火识别装置识别到失火时，所述燃料喷射控制装置推定所述最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，并控制所述燃料喷射装置，以将所计算的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

当发动机起动时的最初燃烧导致失火时，本发明第二发动机起动控制装置推定最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的进气口的燃料量，并控制燃料喷射装置，以将所计算的燃料量喷入特定气缸的进气口。当最初燃烧导致在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸中失火时，假定失火的原因为未将喷入进气口内的燃料充分地引入特定气缸。基于此假定，推定未引入特定气缸而残留在进气口内的剩余燃料量。基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入特定气缸的进气口的燃料量。此规定有效地抑制了空燃比在燃料富足条件下过剩且防止不良排放。

在本发明第二发动机起动控制装置的一个优选实施例中，燃料喷射控制装置从基于驾驶员的要求而确定的要求燃料量中减去所推定的剩余燃料量，并将相减的结果设定为下次待喷入在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的进气口的燃料量。

在本发明第二发动机起动控制装置的另一优选实施例中，燃料喷射控制装置基于在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置和最初喷入该特定气缸的进气口的燃料量中的至少一方推定最初燃烧未消耗的剩余燃料量。在发动机停止状态中较靠近下死点的特定气缸的活塞停止位置一般趋向于减小进气行程的进气性能且增大剩余燃料量。因此，活塞停止位置可用作一种与剩余燃料量相关的参数。在同一进气性能的条件下，较大的燃料喷射量趋向于增大剩余燃料量。因此，最初喷入特定气缸的进气口的燃料量可用作一种与剩余燃料量相关的参数。基于利用这些参数的预定映射图或者依据预定计算表达式，推定剩余燃料量。

本发明还旨在第一发动机起动控制方法，该第一发动机起动控制方法当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧。第一发动机起动控制方法包括步骤：(a)检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；(b)判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及(c)当所述步骤(b)判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述步骤(a)检测的所述活塞停止位置规定待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，以及将所规定的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

当预定发动机重新起动条件成立时，本发明第一发动机起动控制方法基于所检测的在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置规定待喷入特定气缸的进气口的燃料量且将所规定的燃料量喷入特定气缸的进气口。燃料喷射量依据在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置而变化。在特定气缸的进气性能低的情况下增大燃料喷射量有利地减小了点火时的失火率，从而改善发动机的起动性能。第一发动机起动控制方法还包括用于执行上述第一发动机起动控制装置中的各个装置的功能的步骤。

本发明还旨在第二发动机起动控制方法，该第二该发动机起动控制方法当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧。第二发动机起动控制方法包括步骤：(a)识别在所述发动机起动时的所述最初燃烧是否导致失火；以及(b)当由所述步骤(a)识别到失火时，推定所述最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，并将所计算的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

当发动机起动时的最初燃烧导致失火时，本发明第二发动机起动控制方法推定最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸的进气口的燃料量，并将所计算的燃料量喷入特定气缸的进气口。当最初燃烧导致在发动机停止状态中在进气行程中停止的特定气缸中失火时，假定失火的原因为未将喷入进气口内的燃料充分地引入特定气缸。基于此假定，推定未引入特定气缸而残留在进气口内的剩余燃料量。基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入特定气缸的进气口的燃料量。此规定有效地抑制了空燃比在燃料富足条件下过剩且防止不良排放。第二发动机起动控制方法还包括用于执行上述第二发动机起动控制装置中的各个装置的功能的步骤。

本发明还旨在第三发动机起动控制装置，该第三发动机起动控制装置当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将来自附装于在进气行程中停止的特定气缸的燃料喷射装置的燃料喷入所述特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧。第三发动机起动控制装置包括：点火装置，该点火装置使所述发动机的多个气缸的每一个中的空气燃料混合物点火；检测装置，该检测装置检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；发动机重新起动条件判定装置，该发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及点火控制装置，该点火控制装置在所述发动机重新起动条件判定装置判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述检测装置检测的所述活塞停止位置规定待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的所述空气燃料混合物点火的点火定时，以及控制所述点火装置，以使所述特定气缸中的所述空气燃料混合物在所规定的点火定时点火。

当在预定发动机重新起动条件成立的情况下将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口时，第三发动机起动控制装置基于所检测的特定气缸的活塞停止位置改变用于使特定气缸中的空气燃料混合物点火的点火定时。特定气缸的活塞停止位置的变化会改变该特定气缸的进气性能，从而改变该特定气缸中的空气燃料混合物的状态。基于特定气缸的活塞停止位置规定点火定时有利地稳定在发动机起动时产生的燃烧转矩的水平，从而改善发动机起动时的操纵性能。

在本发明第三发动机起动控制装置的一个优选实施例中，所述点火控制装置在所检测的活塞停止位置处于所述进气行程的上死点与预定中间位置之间时将待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的所述空气燃料混合物点火的所述点火定时设定为预定定时，并随着所检测的活塞停止位置从所述预定中间位置朝向下死点接近的变化而从所述预定定时提前所述点火定时。发动机起动时特定气缸的进气性能取决于在发动机停止状态中该特定气缸的活塞停止位置。第三发动机起动控制装置在活塞停止位置暗示充足的进气性能时使特定气缸中的空气燃料混合物在预定点火定时点火，该充足的进气性能生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性高，而在活塞停止位置暗示低进气性能时使特定气缸中的空气燃料混合物在比预定点火定时早的定时点火，该低进气性能生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性低。即使在生成适于燃烧的空气燃料混合物可能性低的低进气性能的情况下，提前的点火定时也能比预定点火定时生成更大的转矩。因此，这种布置随着在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置变化而稳定发动机起动时的燃烧转矩水平。

“预定定时”可以凭经验设定，且例如是与从压缩行程的上死点起前进50度或者50度左右范围内(例如，40至60度的范围内)的曲轴转角相对应的定时。“预定中间位置”可以是凭经验规定的在进气行程中停止的特定气缸具有低进气性能且不太可能生成适于燃烧的空气燃料混合物的活塞停止位置，且例如是与从进气行程的上死点起前进90度或90度左右范围内(例如，80至100度的范围内)的曲轴转角相对应的活塞停止位置。

在本发明第三发动机起动控制装置的另一优选实施例中，所述点火控制装置随着所检测的活塞停止位置从所述进气行程的上死点朝向下死点接近的变化，提前待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的所述空气燃料混合物点火的所述点火定时。随着在进气行程中停止的特定气缸的活塞停止位置朝向下死点接近，进气性能降低。这种布置有利地即使在不太可能生成适于燃烧的空气燃料混合物的低进气性能的情况下，也稳定发动机起动时的燃烧转矩水平。

在本发明的第三发动机起动控制装置中，发动机重新起动条件判定装置可判定在发动机经由怠速止挡控制而停止期间预定发动机重新起动条件成立或不成立。在生成适于燃烧的空气燃料混合物可能性低的低进气性能的情况下，也稳定发动机起动时的燃烧转矩水平。

在第三发动机起动控制装置的一个具体实施例中，所述检测装置包括测量所述发动机的曲轴转角的第一曲轴转角传感器和第二曲轴转角传感器，所述第一曲轴转角传感器和所述第二曲轴转角传感器设置成用以区分在所述发动机的曲轴反向转动时所述第一曲轴转角传感器的输出脉冲与所述第二曲轴转角传感器的输出脉冲之间的相位差和在所述曲轴正向转动时的相位差。在此实施例的构造中，由第一曲轴转角传感器的输出脉冲检测曲轴转角。根据第一曲轴转角传感器的输出脉冲与第二曲轴转角传感器的输出脉冲之间的相位差，识别曲轴的正向转动和反向转动。在曲轴正向转动时，响应于从第一曲轴转角传感器每输出一个脉冲，脉冲次数(计数)加一。根据此递增的脉冲次数，确定曲轴转角。相反，在曲轴反向转动时，响应于从第一曲轴转角传感器每输出一个脉冲，脉冲次数减一。根据此递减的脉冲次数确定曲轴转角。曲轴转角的准确判定确保活塞停止位置的正确把握。

本发明还旨在第三发动机起动控制方法，该第三发动机起动控制方法当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧。第三发动机起动控制方法包括步骤：(a)检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；(b)判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及(c)当所述步骤(b)判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述步骤(a)检测的所述活塞停止位置规定待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的空气燃料混合物点火的点火定时，以及使所述特定气缸中的所述空气燃料混合物在所规定的点火定时点火。

当在预定发动机重新起动条件成立的情况下将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口时，本发明第三发动机起动控制方法依据所检测的特定气缸的活塞停止位置改变用于使该特定气缸中的空气燃料混合物点火的点火定时。特定气缸的活塞停止位置的变化改变特定气缸的进气性能，从而改变该特定气缸中的空气燃料混合物的状态。基于特定气缸的活塞停止位置规定点火定时有利地稳定在发动机起动时产生的燃烧转矩的水平，从而改善发动机起动时的操纵性能。第三发动机起动控制方法还包括用于执行上述第一发动机起动控制装置中的各个装置的功能的步骤。

本发明还旨在一种具有上述本发明发动机起动控制装置的车辆。由此，本发明车辆改善发动机的操纵性能、防止不良排放，或者稳定发动机起动时生成的燃烧转矩的水平并改善发动机起动时的操纵性能。

附图说明

图1示意性示出在本发明第一实施例中具有怠速止挡功能的机动车的构造；

图2是示出在四个气缸的四个行程中活塞位置P相对于曲轴转角CA的变化的映射图；

图3是示出在机动车内执行的自动发动机停止控制程序的流程图；

图4是示出在第一实施例中于机动车内执行的自动发动机重新起动控制程序的流程图；

图5是示出喷入气缸Cyin的燃料量Q1相对于该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的映射图；

图6是示出最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest相对于气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的映射图；

图7是示出在本发明第二实施例中执行的自动发动机重新起动控制程序的流程图；

图8是示出用于延迟气缸Cyin内的点火位置的延迟角Δθ相对于该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的映射图；

图9是示出作为第一实施例的变形例的变形自动发动机重新起动控制程序的流程图；

图10是示出燃料量Q1相对于气缸Cyin的活塞停止位置Pin的另一变化的映射图；

图11是示出延迟角Δθ相对于气缸Cyin的活塞停止位置Pin的另一变化的映射图；

图12是示出延迟角Δθ相对于气缸Cyin的活塞停止位置Pin的又一变化的映射图；以及

图13是示出作为第二实施例的变形例的变形自动发动机重新起动控制程序的流程图。

具体实施方式

[第一实施例]

以下参照附图说明本发明的第一实施例。图1示意性示出在本发明第一实施例中具有怠速止挡功能的机动车20的构造。具有怠速止挡功能的第一实施例的机动车20包括用燃料例如汽油驱动的发动机30、起动该发动机的起动机26、以及控制该发动机30的各个装置的操作的发动机电子控制单元70(以下称为发动机ECU)。在发动机30中，喷射器32将燃料(汽油)喷入多个气缸31中每个的进气口36，且火花塞33使各气缸31内的吸入空气和喷射燃料的混合物(空气燃料混合物)点火。

发动机30在此实施例中是四缸发动机。四个气缸31中的每个都被设计成具有口结构，喷射器32在该口结构处喷射汽油到设于进气管路22中的进气门34前面的进气口36内。经由空气滤清器和节气门(未示出)吸入进气管路22内的空气与进气口36内利用喷射器32喷射的雾化汽油混合成空气燃料混合物。进气门34被打开以将空气燃料混合物引入燃烧室37。所引入的空气燃料混合物利用火花塞33的火花点火以爆炸性燃烧。空气燃料混合物的燃烧能往复移动活塞38以转动曲轴41。排气门35在燃烧后被打开以将排气从燃烧室37排至排气管路24。发动机30内的四个气缸31按顺序地重复包括进气行程、压缩行程、膨胀行程(燃烧行程)和排气行程的周期。曲轴41转动两周即720度对应于一个周期。在此实施例中，四个气缸31的点火定时按照第一气缸、第二气缸、第四气缸和第三气缸的顺序轮换。例如，当第一气缸处于膨胀行程时，第二气缸、第三气缸和第四气缸分别处于压缩行程、排气行程和进气行程。图2是示出在各个气缸31的四个行程中活塞位置P相对于曲轴转角CA的变化的映射图。图2的纵坐标表示各气缸31内的活塞38的位置P。符号“TDC”和“BDC”分别指示上死点和下死点。

飞轮28设在发动机30的曲轴41的一端上以曝露于该发动机30本体的外部。飞轮28的外周形成外齿轮，该外齿轮与形成在起动机26的转轴边缘上的外齿轮啮合以在发动机起动时开始起动。

提供给发动机30的各气缸31的进气门34包括下端具有锥形气门头34a的杆件34b、与该杆件34b的上端接合的圆筒状挺杆34c、以及位于挺杆34c与气缸盖的支承件34d之间以将该挺杆34c压离支承件34d的弹簧34e。挺杆34c与进气门凸轮39的凸轮面接触。进气门凸轮39固定在进气门凸轮轴40上，该进气门凸轮轴40经由定时带(未示出)与曲轴41连接以便该曲轴41每转动两周其就转动一周。进气门凸轮39随进气门凸轮轴40的轴向转动而转动，且依据转动着的进气门凸轮39的凸轮面的状态来操纵进气门34。当进气门凸轮39的凸轮面不下压挺杆34c时，弹簧34e的压力保持进气门34关闭。当进气门凸轮39的凸轮面克服弹簧34e的压力而下压挺杆34c时，气门头34a与进气口周围分离以打开进气门34。排气门35具有与进气门34类似的结构和类似的工作机构，因此这里不特别说明。

发动机30的曲轴41与自动变速器50连接。自动变速器50以选定的变速比转换从发动机30输出给曲轴41的动力，并经由差动齿轮52将经转换的动力传递给驱动轮54a和54b。定时转子56附装于曲轴41，以与该曲轴41一起转动。第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b被定位成面向定时转子56。用于开闭发动机30的各个进气门34的进气门凸轮39配列在进气门凸轮轴40上。定时转子(未示出)附装于进气门凸轮轴40，以与该进气门凸轮轴40一起转动。凸轮角度传感器60被定位成面向此定时转子。

在本实施例的构造中，发动机30的第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b是具有磁阻元件的MRE转动传感器。第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b被设置成使得在曲轴41正向转动时该第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲比该第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲提前2.5°相位，且在曲轴41反向转动时该第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲比该第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲延迟2.5°相位。定时转子56具有34个齿且齿间空两个齿的空间。在曲轴41转动期间，第一曲轴转角传感器58a响应于与该曲轴41一起转动的定时转子56上各齿的接近而输出一个脉冲。即，曲轴41每转动一周(360度)，第一曲轴转角传感器58a产生34个脉冲。于是，输出脉冲的数量以10°为单位识别曲轴转角CA并确定发动机30的转数Ne。区分在曲轴41正向转动时第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲与第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲的相位差和在该曲轴41反向转动时的相位差。由此，曲轴41的正向转动或反向转动可根据相位差来识别。

在此实施例的构造中，发动机30的凸轮角度传感器60是电磁式拾取传感器。凸轮角度传感器60被定位成面向具有一组齿的定时转子。凸轮角度传感器60响应于定时转子上的各齿接近该凸轮角度传感器60的芯部(core)而输出一个脉冲。即，进气门凸轮轴40转动一周(曲轴41转动两周)，凸轮角度传感器60输出一个脉冲。凸轮角度传感器60可设置成当第一气缸的活塞38到达膨胀行程的上死点时最靠近定时转子。于是，能够利用凸轮角度传感器60的输出脉冲以及第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲识别气缸31。

发动机ECU70控制发动机30的操作，且被构造成一种包括CPU、储存处理程序和数据的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出口以及通信端口的微处理器(未示出)。发动机ECU70与表示发动机30的操作状态的各种传感器连接，且经由其输入口从这些传感器接收检测信号。传感器包括第一曲轴转角传感器58a、第二曲轴转角传感器58b、凸轮角度传感器60、车速传感器62以及多种未示出的传感器，例如测量进气温度的进气温度传感器、测量节气门的开度(位置)的节气门位置传感器、测量发动机30用冷却水的温度的水温传感器。发动机ECU70经由其输出口给起动机26和喷射器32输出驱动信号以及给向火花塞33施加放电电压的点火线圈64输出控制信号。为使发动机30输出利用驾驶员操作规定的要求动力，发动机ECU70还从换档位置传感器73接收换档杆72的换档位置或当前设定位置、从加速踏板位置传感器75接收加速踏板74的加速踏板位置或驾驶员压下量、以及从制动踏板位置传感器77接收表示驾驶员压下或释放制动踏板76的制动通断信号。

现在说明具有怠速止挡功能的本实施例的机动车20的操作、尤其一系列怠速止挡控制。具有怠速止挡功能的机动车20执行怠速止挡控制。怠速止挡控制在预定发动机停止条件成立例如发动机30操作时的车速V等于0、驾驶员下压制动踏板76至制动接通状态、以及发动机转速Ne不高于预定低基准转速时自动地停止发动机30。怠速止挡控制在预定发动机重新起动条件成立例如驾驶员释放制动踏板76至制动断开状态时激活起动机26以自动地重新起动发动机30。以下说明作为怠速止挡控制的自动发动机停止控制程序和自动发动机重新起动控制程序。

图3是示出自动发动机停止控制程序的流程图。在发动机30的操作期间，利用发动机ECU70以预定时间间隔(例如，每隔若干毫秒)执行此控制程序。在图3的自动发动机停止控制程序中，发动机ECU70首先识别停止控制执行标识F1是否等于1(步骤S100)。停止控制执行标识F1等于0表示发动机ECU70当前未执行发动机停止控制，而停止控制执行标识F1等于1表示发动机ECU70当前正执行发动机停止控制。当在步骤S100识别到停止控制执行标识F1为0时，发动机ECU70判定预定发动机停止条件是否成立(步骤S110)。预定发动机停止条件例如是发动机30操作时的车速V等于0、驾驶员下压制动踏板76至制动接通状态、以及发动机转速Ne不高于预定低基准转速。车速V基于用于测量自动变速器50内的齿轮的转速的车速传感器62的输出脉冲计算。发动机转速Ne基于第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲的时间间隔计算。低基准转速在此实施例中被设定为略高于标准怠速转速。

当在步骤S110预定发动机停止条件不成立时，发动机ECU70立即离开图3的自动发动机停止控制程序而不作任何其它处理。另一方面，当在步骤S110预定发动机停止条件成立时，发动机ECU70将停止控制执行标识F1设定为等于1(步骤S120)，并切断对发动机30的各气缸31内的喷射器32的电力供给以及对火花塞33的点火线圈64的电力供给(步骤S130)。切断电力供给就停止发动机30各气缸31内的燃料喷射和点火。相应地，发动机30停止生成用于转动曲轴41的转矩。没有转矩，曲轴41仅依靠惯性力转动，该惯性力受到压缩行程中气缸内生成的气体压力而衰减。于是，曲轴41的转动逐渐减慢至完全停止。

当在步骤S100识别到停止控制执行标识F1为1时或者在步骤S130切断电力供给以停止发动机30各气缸31内的燃料喷射和点火后，发动机ECU70判定发动机转速Ne是否已减小至零(步骤S140)。当发动机转速Ne还没有减小至零时，发动机ECU70离开图3的自动发动机停止控制程序而不作任何其它处理。另一方面，当发动机转速Ne已经减小至零时，发动机ECU70识别在进气行程中停止的气缸Cyin，并规定该气缸Cyin的活塞停止位置Pin(步骤S150)。基于第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲以及凸轮角度传感器60的输出脉冲，识别在进气行程中停止的气缸Cyin并规定该气缸Cyin的活塞停止位置Pin。在此实施例的构造中，曲轴41每转动10度，第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b中的每个就输出一个脉冲。每当第一气缸进入膨胀行程，凸轮角度传感器60就输出一个脉冲。当将凸轮角度传感器60输出一个脉冲的定时设定为0度曲轴转角时，对应于所算出的在0至720度范围内变化的曲轴转角CA规定气缸Cyin的活塞停止位置Pin。一具体过程(程序)基于第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲与第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲之间的相位差识别曲轴41的正向转动或反向转动。在曲轴41正向转动时，此过程响应于每从第一曲轴转角传感器58a输出一个脉冲就将脉冲次数加一，并根据此递增的脉冲次数计算曲轴转角CA。相反，在曲轴41反向转动时，此过程响应于每从第一曲轴转角传感器58a输出一个脉冲就将脉冲次数减一，并根据此递减的脉冲次数计算曲轴转角CA。此过程参考用于示出各个气缸31行程内的活塞位置P相对于曲轴转角CA的图2的映射图，识别在进气行程中停止的气缸Cyin并规定与所算出曲轴转角CA相对应的该气缸Cyin的活塞停止位置Pin。

发动机ECU70将表示所识别出的在进气行程中停止的气缸Cyin以及所规定的该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的信息存储在备用RAM(未示出)中(步骤S160)。然后，发动机ECU70将停止控制执行标识F1重设为0(步骤S170)，并终止图3的自动发动机停止控制程序。根据以上过程，怠速停止控制在发动机30停止时识别在进气行程中停止的气缸Cyin并规定该气缸Cyin的活塞停止位置Pin。

图4是示出自动发动机重新起动控制程序的流程图。在利用图3的自动发动机停止控制程序自动停止发动机30之后利用发动机ECU70以预定时间间隔(例如，每隔若干毫秒)执行此控制程序。在图4的自动发动机重新起动控制程序中，发动机ECU70首先识别燃料喷射控制执行标识F2是否等于1(步骤S200)。燃料喷射控制执行标识F2等于0表示发动机ECU70当前未执行图4的自动发动机重新起动控制程序，而燃料喷射控制执行标识F2等于1表示发动机ECU70当前正执行图4的自动发动机重新起动控制程序。当在步骤S200识别到燃料喷射控制执行标识F2为0时，发动机ECU70判定预定发动机重新起动条件是否成立(步骤S205)。预定发动机重新起动条件包括例如在自动停止发动机30期间驾驶员释放制动踏板76以改变利用制动位置传感器77检测的制动踏板位置至制动断开状态。

当在步骤S205预定发动机重新起动条件不成立时，发动机ECU70立即离开图4的自动发动机重新起动控制程序而不作任何其它处理。另一方面，当在步骤S205预定发动机重新起动条件成立时，发动机ECU70将燃料喷射控制执行标识F2设定为1(步骤S210)，并从备用RAM(未示出)读取用于表示所识别的在进气行程中停止的气缸Cyin和所规定的该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的信息(步骤S215)。然后，发动机ECU70参考储存在ROM(未示出)中的预定映射图，并对应于在步骤S215读取的气缸Cyin的活塞停止位置Pin规定待喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的燃料量Q1(步骤S220)。图5是示出喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的燃料量Q1相对于该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的映射图。如图5的映射图所示，在从进气行程的上死点至预定中间位置P1的活塞停止位置Pin，燃料量Q1被固定为预定恒值Q1const。燃料量Q1随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P1朝向位于上死点(BDC)之前的预定BDC附近位置P2接近的变化而增大。在从预定BDC附近位置P2至下死点的活塞停止位置Pin，燃料量Q1被固定为0。在此实施例中，与越过进气行程的上死点120度曲轴转角CA相对应的活塞停止位置Pin被设定为中间位置P1，以及与越过进气行程的上死点160度曲轴转角CA相对应的活塞停止位置Pin被设定为BDC附近位置P2。发动机ECU70判定在步骤S220规定的待喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的燃料量Q1是否大于零(步骤S225)。当在步骤S225判定步骤S220规定的燃料量Q1大于零时，发动机ECU70指示喷射器32将所规定的燃料量Q1喷入在进气行程中停止的气缸Cyin内(步骤S230)。从喷射器32喷射的燃料与进气口36内的空气混合成为空气燃料混合物。因此，当在进气行程中停止的气缸Cyin的活塞停止位置Pin处于上死点与预定BDC附近位置P2之间时，可以在该气缸Cyin的进气口36内预备和保持未消耗的空气燃料混合物。

然后，发动机ECU70伸出起动机26的转轴以使形成在该转轴边缘上的外齿轮与形成在飞轮28外周上的外齿轮啮合，并开始给该起动机26供电(步骤S235)。飞轮28上的外齿轮与起动机26的转轴边缘上的外齿轮的啮合使该飞轮28伴随着起动机26的转动而转动。飞轮28的转动力转动曲轴41并开始起动发动机30。然后，利用由活塞38在气缸Cyin内的向下运动所生成的负压，将位于该气缸Cyin的进气口36内的空气燃料混合物经由进气门34引入燃烧室37。

当在步骤S225判定所规定的燃料量待喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的燃料量Q1等于零时，发动机ECU70激活起动机26以开始起动发动机30而不喷射燃料到气缸Cyin内(步骤S240)，并将燃料喷射控制执行标识F2重设为零(步骤S265)。接着，发动机ECU70执行标准发动机起动控制(步骤S270)，并离开图4的自动发动机重新起动控制程序。标准发动机起动控制规定燃料喷射和点火并利用起动机26起动发动机30，直到空气燃料混合物在发动机30内完成爆炸性燃烧。

当在步骤S200识别到燃料喷射控制执行标识F2等于1时或者在步骤S235开始起动发动机30后，发动机ECU70判定气缸Cyin内的活塞38是否已到达紧邻压缩行程的上死点(TDC)之前的一点(压缩行程的上死点(TDC)紧前的一点)(步骤S245)。当气缸Cyin内的活塞38还没有到达紧邻压缩行程的上死点之前的那点时，发动机ECU70离开图4的自动发动机重新起动控制程序而不作任何其它处理。另一方面，当气缸Cyin内的活塞38已到达紧邻压缩行程的上死点之前的那点时，发动机ECU70给该气缸Cyin的火花塞33施加放电电压以产生火花(步骤S250)。利用火花塞33的火花使位于气缸Cyin的燃烧室37中的空气燃料混合物点火并燃烧。气缸Cyin内的活塞38被压向膨胀行程的下死点，且曲轴41伴随该活塞38的运动而正向转动。

然后，发动机ECU70判定在步骤S250用火花点着空气燃料混合物是否导致失火(步骤S255)。在此实施例中，基于以第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲的时间间隔算出的发动机转速Ne来识别失火。更具体地，基于在气缸Cyin的第一膨胀行程结束时发动机转速Ne是否已到达预定阈值Neth来识别失火。发动机转速Ne已到达预定阈值Neth暗示着没有失火，而发动机转速Ne未到达预定阈值Neth暗示着失火。在依据气缸Cyin的活塞停止位置Pin的低进气性能的情况下，增大步骤S220处从映射图读取的待喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1。在步骤S230，实际上将这样规定的燃料量Q1喷入在进气行程中停止的气缸Cyin。燃料喷射的这种规定即便在依据气缸Cyin的活塞停止位置Pin的该气缸Cyin的低进气性能的情况下也促使将燃料从进气口36引入燃烧室37。于是，燃料喷射的这种规定有利地减小步骤S250处利用火花使空气燃料混合物点火的失火率。

在步骤S255识别到失火的情况下，发动机ECU70从表示驾驶员要求的规定燃料量Q2中减去最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest，并将相减的结果设定为下次待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q2(步骤S260)。基于失火是由于未将喷入进气口36内的燃料充分引入燃烧室37中的假定，推定最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest。具体过程参考被存储于ROM(未示出)中的预定映射图，且基于在发动机停止状态中气缸Cyin的活塞停止位置Pin规定剩余燃料量Q1rest。图6是示出剩余燃料量Q1rest相对于气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的映射图。剩余燃料量Q1rest取决于在发动机停止状态中气缸Cyin的活塞停止位置Pin和最初喷入该气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1。如图6的映射图所示，在从上死点至预定中间位置P1，气缸Cyin具有足够的进气性能。如图5的映射图所示，在此活塞停止位置Pin的范围内最初喷入气缸Cyin的进气口36中的燃料量Q1被固定为预定恒值Q1const。因此，剩余燃料量Q1rest等于零或者仅略大于零。气缸Cyin的进气性能随着活塞停止位置Pin如图6的映射图所示从预定中间位置P1至预定BDC附近位置P2的变化而逐渐降低。最初喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1如图5的映射图所示随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P1至预定BDC附近位置P2的变化而从预定恒值Q1const起逐渐增大。因此，剩余燃料量Q1rest随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P1至预定BDC附近位置P2的变化而增大。

当在步骤S260设定下次待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q2后或者当在步骤S255识别到无失火时，发动机ECU70将喷射控制执行标识F2重设为零(步骤S265)并执行标准发动机起动控制(步骤S270)，之后终止图4的自动发动机重新起动控制程序。当在步骤S270处执行标准发动机起动控制后此自动发动机重新起动控制完成时，发动机ECU70使起动机26的伸出转轴返回其原始位置、使该起动机26不作动以停止发动机30的起动并执行标准驱动控制。

此实施例的喷射器32相当于本发明的燃料喷射装置。本实施例的第一曲轴转角传感器58a、第二曲轴转角传感器58b以及凸轮角度传感器60相当于本发明的检测装置。本实施例的发动机ECU70等同于本发明的发动机重新起动条件判定装置、燃料喷射控制装置以及失火识别装置。本实施例描述了具有怠速止挡功能的机动车20的操作以阐明本发明的发动机起动控制装置和发动机起动控制方法。

在具有怠速止挡功能的本实施例的机动车20中，当怠速止挡控制的预定发动机重新起动条件成立时，图4的自动发动机重新起动控制基于在进气行程中停止的气缸Cyin的活塞停止位置Pin规定待喷入该气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1且实际上将所规定的燃料量Q1喷入该气缸Cyin的进气口36内。当在发动机停止状态中在进气行程中停止的气缸Cyin的活塞停止位置Pin处于进气行程的预定中间位置P1和预定BDC附近位置P2之间的低进气性能的情况下，自动发动机重新起动控制增大燃料量Q1。燃料喷射的这种规定有利地减小了燃烧用空气燃料混合物的最初点火时的失火率，从而改善发动机30的起动性能。

在气缸Cyin的活塞停止位置Pin处于从进气行程的预定BDC附近位置P2至下死点时，图4的自动发动机重新起动控制将待喷入该气缸Cyin的燃料量Q1设定为零。在由于在进气行程中停止的气缸Cyin的活塞停止位置Pin而使得进气性能低的情况下，增大燃料喷射也不能将燃料充分地引入燃烧室37。在此情况下，向在进气行程中停止的气缸Cyin内不连续地喷射燃料有利地防止了不良排放。

在燃烧用空气燃料混合物最初点火以重新起动发动机30时识别到失火的情况下，图4的自动发动机重新起动控制从预定映射图读取最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest，并从代表驾驶员要求的要求燃料量Q2req中减去该剩余燃料量Q1rest。相减的结果被设定为下次待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q2。燃料喷射的这种规定有效地抑制了空气燃料混合物的空燃比处于燃料过剩的富足状态，从而防止不良排放。

气缸Cyin的活塞停止位置Pin由第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲和第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲规定。与仅利用一个曲轴转角传感器规定活塞停止位置Pin相比，两曲轴转角传感器58a和58b的使用确保准确地规定活塞停止位置Pin。

怠速止挡控制在机动车20的行驶期间多次重复自动发动机停止和自动发动机重新起动，因此极其需要改善发动机30的起动性能。本实施例的自动发动机重新起动控制有利地满足了这种需要。

[第二实施例]

本发明的第二实施例有关具有怠速止挡功能的机动车20，该机动车20的构造与第一实施例相同。因此，与第一实施例相同的部件用相同数字和符号表示。与第一实施例的主要区别是自动发动机重新起动控制。具有怠速止挡功能的第二实施例的机动车20按照与第一实施例相同的方式执行图3的自动发动机停止控制。本实施例的火花塞33相当于本发明的点火装置，且发动机ECU70等同于本发明的点火控制装置。

图7是示出第二实施例的自动发动机重新起动控制程序的流程图。在利用图3的自动发动机停止控制程序自动停止发动机30之后利用发动机ECU70以预定时间间隔(例如，每隔若干毫秒)执行此控制程序。在图7的自动发动机重新起动控制程序中，发动机ECU70首先识别点火控制执行标识F3是否等于1(步骤S400)。点火控制执行标识F3等于0表示发动机ECU70当前未执行图7的自动发动机重新起动控制程序，而点火控制执行标识F3等于1表示发动机ECU70当前正执行图7的自动发动机重新起动控制程序。当在步骤S400识别到点火控制执行标识F3为0时，发动机ECU70判定预定发动机重新起动条件是否成立(步骤S405)。预定发动机重新起动条件包括例如在自动停止发动机30期间驾驶员释放制动踏板76以改变利用制动位置传感器77检测的制动踏板位置至制动断开状态。

当在步骤S405预定发动机重新起动条件不成立时，发动机ECU70立即离开图7的自动发动机重新起动控制程序而不作任何其它处理。另一方面，当在步骤S405预定发动机重新起动条件成立时，发动机ECU70将点火控制执行标识F3设定为1(步骤S410)，并从备用RAM(未示出)读取用于表示所识别的在进气行程中停止的气缸Cyin和所规定的该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的信息(步骤S415)。然后，发动机ECU70判定在步骤S415读取的活塞停止位置Pin是否处于进气行程的上死点(TDC)与紧邻下死点(BDC)之前的预定BDC附近位置P4之间(步骤S420)。在此实施例中，与越过进气行程的上死点160度曲轴转角CA相对应的活塞停止位置Pin被设定为BDC附近位置P4。当在步骤S420处判定活塞停止位置Pin处于进气行程的上死点与预定BDC附近位置P4之间时，发动机ECU70指示喷射器32将预定燃料量喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的进气口36(步骤S425)。从喷射器32喷射的燃料与进气口36内的空气混合成为空气燃料混合物。由此，在进气行程中停止的气缸Cyin的进气口36内预备和保持未消耗的空气燃料混合物。

然后，发动机ECU70伸出起动机26的转轴以使形成在该转轴边缘上的外齿轮与形成在飞轮28外周上的外齿轮啮合，并开始给该起动机26供电(步骤S430)。飞轮28上的外齿轮与起动机26的转轴边缘上的外齿轮的啮合使该飞轮28伴随着起动机26的转动而转动。飞轮28的转动力转动曲轴41并开始起动发动机30。然后，利用由活塞38在气缸Cyin内的向下运动所生成的负压，将位于该气缸Cyin的进气口36内的空气燃料混合物经由进气门34引入燃烧室37。

另一方面，当在步骤S420判定活塞停止位置Pin处于进气行程的预定BDC附近位置P4与下死点之间时，发动机ECU70激活起动机26以转动曲轴41并开始起动发动机30而不喷射燃料到在进气行程中停止的气缸Cyin的进气口36内(步骤S435)，并将点火控制执行标识F3重设为零(步骤S455)。接着，发动机ECU70执行标准发动机起动控制(步骤S460)，并离开图7的自动发动机重新起动控制程序。标准发动机起动控制规定燃料喷射和点火并利用起动机26起动发动机30，直到空气燃料混合物在发动机30内完成爆炸性燃烧。活塞停止位置Pin处于进气行程的预定BDC附近位置P4与下死点之间使得不能将空气燃料混合物充分地引入燃烧室37。在此情况下，自动发动机重新起动控制将燃料不连续地喷入气缸Cyin的进气口36内。

在步骤S430开始起动发动机30后，发动机ECU70基于存储于ROM(未示出)中的预定映射图读取用于从预定基准点火位置‘tb’延迟空气燃料混合物在气缸Cyin内的点火位置‘t’的延迟角Δθ，并规定该气缸Cyin的点火位置‘t’(步骤S440)。基准点火位置‘tb’利用紧邻气缸Cyin到达压缩行程的上死点之前的曲轴转角CA规定。在此实施例中，基准点火位置‘tb’是与进气行程的上死点和预定BDC附近位置P4之间的活塞停止位置Pin中气缸Cyin的进气性能最小的预定BDC附近位置P4对应的点火位置‘t’。图8是示出延迟角Δθ相对于气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的映射图。如图8的映射图所示，在从上死点(TDC)至预定中间位置P3的气缸Cyin的活塞停止位置Pin，延迟角Δθ被固定为预定恒值Δθconst，此恒值Δθconst从预定基准点火位置‘tb’起实现对点火位置‘t’的最大延迟。延迟角Δθ随着气缸Cyin的活塞停止位置Pin从预定中间位置P3朝向预定BDC附近位置P4接近的变化而逐渐减小以给点火位置‘t’提供较小的延迟。在此实施例中，与越过进气行程的上死点120度曲轴转角CA相对应的活塞停止位置Pin被设定为中间位置P3，以及越过压缩行程的上死点约50度的曲轴转角CA被设定为恒定延迟角Δθconst。在处于预定BDC附近位置P4与下死点之间的活塞停止位置Pin，由于对气缸Cyin的进气口36的燃料喷射不连续，所以不点火。

当在步骤S400识别到点火控制执行标识F3等于1或者在步骤S440规定点火位置‘t’后，发动机ECU70判定曲轴转角CA是否已到达所规定的点火位置‘t’(步骤S445)。当在步骤S445曲轴转角CA还没有到达所规定的点火位置‘t’时，发动机ECU70离开图7的自动发动机重新起动控制程序而不作任何其它处理。曲轴转角CA由第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲、第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲以及凸轮角度传感器60的输出脉冲检测。另一方面，当在步骤S445曲轴转角CA已到达所规定的点火位置‘t’时，发动机ECU70给气缸Cyin的火花塞33施加放电电压以产生火花(步骤S450)。利用火花塞33的火花使位于气缸Cyin的燃烧室37中的空气燃料混合物点火并燃烧。气缸Cyin内的活塞38被压向膨胀行程的下死点，且曲轴41伴随该活塞38的运动而正向转动。当发动机停止状态中的活塞停止位置Pin为预定BDC附近位置P4时，在预定基准点火位置‘tb’使气缸Cyin内的空气燃料混合物点火。当发动机停止状态中的活塞停止位置Pin如图8的映射图所示处于上死点与预定BDC附近位置P4之间时，在相对于预定基准点火位置‘tb’延迟的点火位置‘t’使气缸Cyin内的空气燃料混合物点火。当活塞停止位置Pin暗示生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性高的充分进气性能的情况下，在曲轴转角CA到达相对于预定基准点火位置‘tb’延迟恒定延迟角Δθconst的点火位置‘t’时执行点火。相反，当活塞停止位置Pin暗示生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性低的低进气性能的情况下，通过从预定恒定延迟角Δθconst起逐渐减小延迟角Δθ来在较早的定时执行点火。与高进气性能情况下的点火定时相比，此实施例的自动发动机重新起动控制在生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性低的低进气性能的情况下将点火定时设定得较早以产生较大的燃烧转矩。这种设定相对于变化的活塞停止位置Pin有利地规定燃烧转矩至基本恒定水平，从而稳定发动机30起动时的燃烧转矩水平。接着，发动机ECU70将点火控制执行标识F3重设为零(步骤S455)并执行标准发动机起动控制(步骤S460)，之后终止图7的自动发动机重新起动控制程序。当在步骤S460处执行标准发动机起动控制后此自动发动机重新起动控制完成时，发动机ECU70使起动机26的伸出转轴返回其原始位置、使该起动机26不作动以停止发动机30的起动并执行标准驱动控制。

在具有怠速止挡功能的第二实施例的机动车20中，当怠速止挡控制的预定发动机重新起动条件成立时，图7的自动发动机重新起动控制基于发动机停止状态中的活塞停止位置Pin规定用于点着气缸Cyin内的空气燃料混合物的点火位置‘t’，且实际上在所规定的点火位置‘t’使空气燃料混合物点火。在处于进气行程的预定中间位置P3与预定BDC附近位置P4之间的气缸Cyin的活塞停止位置Pin，该气缸Cyin具有生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性低的低进气性能。低进气性能情况下的点火位置‘t’相对于预定基准点火位置‘tb’的延迟比高进气性能情况下的点火位置‘t’小。这种控制有利地稳定发动机30起动时的燃烧转矩水平，从而改善发动机30起动时的操纵性能。

曲轴转角CA和气缸Cyin的活塞停止位置Pin由第一曲轴转角传感器58a的输出脉冲和第二曲轴转角传感器58b的输出脉冲规定。与仅利用一个曲轴转角传感器规定活塞停止位置Pin相比，两曲轴转角传感器58a和58b的使用确保准确地规定活塞停止位置Pin。

怠速止挡控制在机动车20的行驶期间多次重复自动发动机停止和自动发动机重新起动，因此极其需要改善发动机30的起动性能。本实施例的自动发动机重新起动控制有利地满足了这种需要。

[变形例]

上述实施例在所有方面都应被认为是示意性而非限制性的。在不脱离本发明主要特征的范围或精神的情况下，存在许多变形、变化和变更。

例如，第一实施例的机动车20可采用图9的变形自动发动机重新起动控制程序以代替图4的自动发动机重新起动控制程序。在图9的变形自动发动机重新起动控制程序中，发动机ECU70执行与图4的自动发动机重新起动控制程序中步骤S200至S250的处理相同的步骤S300至S350的处理。图9的变形自动发动机重新起动控制程序跳过对下次待喷入气缸Cyin的燃料量Q2的规定，而直接将燃料喷射控制执行标识F2重设为零(步骤S355)并执行标准发动机起动控制(步骤S360)。变形自动发动机重新起动控制也基于在进气行程中停止的气缸Cyin的活塞停止位置Pin规定燃料量Q1且实际上将所规定的燃料量Q1喷入该气缸Cyin内。因此，与传统发动机起动控制相比，这种布置改善了发动机30的起动性能。

图4的自动发动机重新起动控制程序基于在进气行程中停止的气缸Cyin的活塞停止位置Pin规定燃料量Q1(步骤S220)且实际上将所规定的燃料量Q1喷入该气缸Cyin内(步骤S230)。一种变形控制程序不基于气缸Cyin的活塞停止位置Pin改变待喷入该气缸Cyin的燃料量Q1，而将预定燃料量喷入该气缸Cyin。

图4的自动发动机重新起动控制程序从预定映射图读取待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1和最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest。在每个控制程序循环依据预定计算表达式计算燃料量Q1和剩余燃料量Q1rest。图4的自动发动机重新起动控制程序基于气缸Cyin的活塞停止位置Pin和最初喷入该气缸Cyin的燃料量Q1推定最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest。剩余燃料量Q1rest也可仅基于气缸Cyin的活塞停止位置Pin或者仅基于最初喷入该气缸Cyin的燃料量Q1来推定。

图4的自动发动机重新起动控制程序基于发动机转速Ne识别失火。失火的识别可基于发动机转速Ne的变化、气缸Cyin的内压的变化，或者该气缸Cyin的内部温度的变化。

图4的自动发动机重新起动控制程序规定待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q2(步骤S260)。一种可能的变形规定待喷入所有气缸内的总燃料量直至完成预定次数的燃烧或者直至发动机转速Ne增大至预定水平。

图4的自动发动机重新起动控制程序采用图5的映射图来设定待喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1。图5的映射图中，在位于进气行程的上死点至预定中间位置P1之间的活塞停止位置Pin，待喷入在进气行程中停止的气缸Cyin的燃料量Q1被固定为预定恒值Q1const。燃料量Q1随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P1朝向预定BDC附近位置P2接近的变化而逐渐增大。此自动发动机重新起动控制可以采用图10的映射图以代替图5的映射图。在图10的映射图中，燃料量Q1随着活塞停止位置Pin从上死点朝向预定BDC附近位置P2接近的变化而逐渐增大。此变形布置中，在自动发动机重新起动控制中的步骤S260处对最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest的推定是基于与图10的映射图对应的预定映射图或者依据计算表达式。

在图4的自动发动机重新起动控制程序所采用的图5和图10中任一映射图中，在位于预定BDC附近位置P2至下死点之间的活塞停止位置Pin，燃料量Q1被设定为等于零。燃料量Q1随着活塞停止位置Pin从预定BDC附近位置P2朝向下死点接近的变化而增大。此变形布置中，在自动发动机重新起动控制中的步骤S260处对最初燃烧未消耗的剩余燃料量Q1rest的推定是基于预定对应映射图或者依据计算表达式。

图7的自动发动机重新起动控制程序采用图8的映射图来规定点火位置‘t’。图8的映射图中，在位于进气行程的上死点与预定中间位置P3之间的活塞停止位置Pin，用于使气缸Cyin内的空气燃料混合物点火的点火定时‘t’相对于预定基准点火位置‘tb’延迟预定恒定延迟角Δθconst。延迟角Δθ随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P3朝向预定BDC附近位置P4接近的变化而逐渐减小以相对于基准点火位置‘tb’给点火位置‘t’提供较小的延迟。此自动发动机重新起动控制可采用图11的映射图以代替图8的映射图。在图11的映射图中，延迟角Δθ随着活塞停止位置Pin从上死点朝向预定BDC附近位置P4接近的变化而减小以相对于基准点火位置‘tb’给点火位置‘t’提供较小的延迟。随着气缸Cyin的活塞停止位置Pin从上死点至预定BDC附近位置P4的变化，该气缸Cyin具有生成适于燃烧的空气燃料混合物的可能性低的低进气性能。这种布置即便在低进气性能的情况下也有利地稳定发动机30起动时的燃烧转矩水平。

在图7的自动发动机重新起动控制程序所采用的图8映射图中，延迟角Δθ被设定为随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P3朝向预定BDC附近位置P4接近的变化而持续减小。延迟角Δθ也可被设定为随着活塞停止位置Pin从预定中间位置P3朝向预定BDC附近位置P4接近的变化而步进地减小，如图12的映射图所示。

当在步骤S420处判定活塞停止位置Pin处于进气行程的预定BDC附近位置P4与下死点之间时，图7的自动发动机重新起动控制程序在步骤S435开始起动发动机30而不向气缸Cyin的进气口36内喷射燃料。一种可能的变形跳过步骤S420的判定操作而无条件地在步骤S425将预定燃料量喷入气缸Cyin的进气口36内。此变形布置的自动发动机重新起动控制在步骤S440规定点火位置‘t’以随着活塞停止位置Pin从预定BDC附近位置P4朝向下死点接近的变化而相对于基准点火位置‘tb’具有更小的延迟。

图4的自动发动机重新起动控制程序采用图5的映射图来减小失火率以改善发动机30的起动性能。图5的映射图示出待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1相对于该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化。此自动发动机重新起动控制可采用一种代表燃料量Q1相对于活塞停止位置Pin的变化的映射图，以在发动机30起动时稳定燃烧转矩至基本恒定水平。增大燃料喷射量自然地辅助将燃料引入气缸31。与高进气性能情况下的燃料喷射量相比，在由活塞停止位置Pin所限定的低进气性能的情况下将更大量的燃料喷入气缸Cyin的进气口36内。这种布置规定燃烧转矩至基本恒定水平，从而稳定发动机30起动时的燃烧转矩水平。

图4的自动发动机重新起动控制程序和图7的自动发动机重新起动控制程序分别在第一实施例和第二实施例的机动车20内执行。这两种控制流可与图13的流程图中所示的一种自动发动机重新起动控制程序相结合。在图13的自动发动机重新起动控制程序中，当在步骤S500识别到自动发动机重新起动控制标识F4等于零时，发动机ECU70执行与图4的自动发动机重新起动控制程序中步骤S205至S240的处理相同的步骤S505至S540的处理。自动发动机重新起动控制标识F4等于0表示发动机ECU70当前未执行图13的自动发动机重新起动控制程序，而自动发动机重新起动控制标识F4等于1表示发动机ECU70当前正执行图13的自动发动机重新起动控制程序。发动机ECU70在步骤S545参考一种代表延迟角Δθ相对于活塞停止位置Pin的变化的映射图，并从该预定映射图读取与活塞停止位置Pin对应的延迟角Δθ以规定点火位置‘t’。此映射图是考虑到待喷入气缸Cyin的燃料量Q1预备的。然后，发动机ECU70执行与图7的自动发动机重新起动控制程序中步骤S445的处理相同的步骤S550的处理。此控制依据活塞停止位置Pin既改变待喷入气缸Cyin的进气口36的燃料量Q1，又改变用于使该气缸Cyin内的空气燃料混合物点火的点火位置‘t’，从而减小失火率并稳定发动机30起动时的燃烧转矩水平。此自动发动机重新起动控制可参考一种代表待喷入气缸Cyin的燃料量Q1相对于该气缸Cyin的活塞停止位置Pin的变化的预定映射图以在发动机30起动时稳定燃烧转矩水平至基本恒定水平，且可在步骤S520基于该预定映射图读取与活塞停止位置Pin对应的燃料量Q1。通过依据活塞停止位置Pin改变待喷射的燃料量Q1和点火位置‘t’，在发动机30起动时实现基本恒定的燃烧转矩水平。与依据活塞停止位置Pin仅改变燃料量Q1的控制或者依据活塞停止位置Pin仅改变点火位置‘t’的控制相比，这种布置更有效地稳定发动机30起动时的燃烧转矩水平。

第一曲轴转角传感器58a和第二曲轴转角传感器58b在以上实施例中为MRE转动传感器，但也可以是利用输出电压与激励电压之间的相位差来测量曲轴转角的分相器转动传感器。

在以上实施例和它们的变形例中，发动机是四缸发动机。本发明技术也可应用于其它多缸发动机。例如，在六缸发动机中，两个气缸在某些定时同时进入进气行程。执行在以上实施例和变形例之任一中所述的控制程序来控制这两个气缸。

上述实施例和它们的变形例有关本发明应用于具有怠速止挡功能的机动车20。本发明的发动机起动控制方法也可应用于具有电动发电机且被构造成将该电动发电机的电力传递给驱动轴的混合动力车。

本申请要求享有2004年12月17日提交的日本专利申请No.2004-365908和2005年6月17日提交的日本专利申请No.2005-177472的优先权，在此引入它们的全部内容以供参考。

工业实用性

本发明技术优选应用于汽车业和与配备有发动机的动力机械有关的其它多种行业。

Claims (18)

1.一种发动机起动控制装置，该发动机起动控制装置当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将来自附装于在进气行程中停止的特定气缸的燃料喷射装置的燃料喷入所述特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧，

所述发动机起动控制装置包括：

检测装置，该检测装置检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；

发动机重新起动条件判定装置，该发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及

燃料喷射控制装置，该燃料喷射控制装置在所述发动机重新起动条件判定装置判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述检测装置检测的所述活塞停止位置规定待喷入在所述进气行程停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，以及控制所述燃料喷射装置，以将所规定的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

2.根据权利要求1所述的发动机起动控制装置，其中，所述燃料喷射控制装置在所检测的活塞停止位置处于所述进气行程的上死点与预定中间位置之间时将待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量设定为预定量，并随着所检测的活塞停止位置从所述预定中间位置朝向下死点接近的变化而增大待喷射的燃料量。

3.根据权利要求1所述的发动机起动控制装置，其中，所述燃料喷射控制装置随着所检测的活塞停止位置从所述进气行程的上死点朝向下死点接近的变化，增大待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机起动控制装置，其中，所述燃料喷射控制装置在所检测的活塞停止位置处于所述进气行程的预定下死点附近位置与下死点之间时将待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量设定为零。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机起动控制装置，其中，所述发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机经由怠速止挡控制而停止期间所述预定发动机重新起动条件是否成立，以及

所述燃料喷射控制装置控制所述燃料喷射装置，以在所述发动机经由所述怠速止挡控制而停止期间将所规定的燃料量喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的发动机起动控制装置，其中，所述发动机起动控制装置还包括：

失火识别装置，该失火识别装置识别在所述发动机起动时的所述最初燃烧是否导致失火，

其中，在所述失火识别装置识别到失火时，所述燃料喷射控制装置推定所述最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，并控制所述燃料喷射装置，以将所计算的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

7.一种发动机起动控制装置，该发动机起动控制装置当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将来自附装于在进气行程中停止的特定气缸的燃料喷射装置的燃料喷入所述特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧，

所述发动机起动控制装置包括：

失火识别装置，该失火识别装置识别在所述发动机起动时的所述最初燃烧是否导致失火；以及

燃料喷射控制装置，在所述失火识别装置识别到失火时，所述燃料喷射控制装置推定所述最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，并控制所述燃料喷射装置，以将所计算的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

8.根据权利要求6或7所述的发动机起动控制装置，其中，所述燃料喷射控制装置从基于驾驶员的要求确定的要求燃料量中减去所推定的剩余燃料量，并将相减的结果设定为下次待喷入在发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的发动机起动控制装置，其中，所述燃料喷射控制装置基于在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置和最初喷入所述特定气缸的进气口的燃料量中的至少一方，推定所述最初燃烧未消耗的所述剩余燃料量。

10.一种发动机起动控制方法，该发动机起动控制方法当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧，

所述发动机起动控制方法包括下列步骤：

(a)检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；

(b)判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及

(c)当所述步骤(b)判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述步骤(a)检测的所述活塞停止位置规定待喷入在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，以及将所规定的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

11.一种发动机起动控制方法，该发动机起动控制方法当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧，

所述发动机起动控制方法包括下列步骤：

(a)识别在所述发动机起动时的所述最初燃烧是否导致失火；以及

(b)当由所述步骤(a)识别到失火时，推定所述最初燃烧未消耗的剩余燃料量、基于所推定的剩余燃料量计算下次待喷入在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的进气口的燃料量，并将所计算的燃料量喷入所述特定气缸的进气口。

12.一种发动机起动控制装置，该发动机起动控制装置当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将来自附装于在进气行程中停止的特定气缸的燃料喷射装置的燃料喷入所述特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧，

所述发动机起动控制装置包括：

点火装置，该点火装置使所述发动机的多个气缸的每一个中的空气燃料混合物点火；

检测装置，该检测装置检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；

发动机重新起动条件判定装置，该发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及

点火控制装置，该点火控制装置在所述发动机重新起动条件判定装置判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述检测装置检测的所述活塞停止位置规定待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的所述空气燃料混合物点火的点火定时，以及控制所述点火装置，以使所述特定气缸中的所述空气燃料混合物在所规定的点火定时点火。

13.根据权利要求12所述的发动机起动控制装置，其中，所述点火控制装置在所检测的活塞停止位置处于所述进气行程的上死点与预定中间位置之间时将待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的所述空气燃料混合物点火的所述点火定时设定为预定定时，并随着所检测的活塞停止位置从所述预定中间位置朝向下死点接近的变化而从所述预定定时提前所述点火定时。

14.根据权利要求12所述的发动机起动控制装置，其中，所述点火控制装置随着所检测的活塞停止位置从所述进气行程的上死点朝向下死点接近的变化，提前待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的所述空气燃料混合物点火的所述点火定时。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的发动机起动控制装置，其中，所述发动机重新起动条件判定装置判定在所述发动机经由怠速止挡控制而停止期间所述预定发动机重新起动条件成立或不成立。

16.根据权利要求1至6和权利要求12至15中任一项所述的发动机起动控制装置，其中，所述检测装置包括测量所述发动机的曲轴转角的第一曲轴转角传感器和第二曲轴转角传感器，所述第一曲轴转角传感器和所述第二曲轴转角传感器设置成用以区分在所述发动机的曲轴反向转动时所述第一曲轴转角传感器的输出脉冲与所述第二曲轴转角传感器的输出脉冲之间的相位差和在所述曲轴正向转动时的相位差。

17.一种发动机起动控制方法，该发动机起动控制方法当在发动机停止状态中预定发动机重新起动条件成立时实行控制，以将燃料喷入在进气行程中停止的特定气缸的进气口以及在发动机起动时在所述特定气缸中执行最初燃烧，

所述发动机起动控制方法包括下列步骤：

(a)检测在所述发动机停止状态中在所述进气行程中停止的所述特定气缸的活塞停止位置；

(b)判定在所述发动机停止状态中所述预定发动机重新起动条件是否成立；以及

(c)当所述步骤(b)判定所述预定发动机重新起动条件成立时，基于由所述步骤(a)检测的所述活塞停止位置规定待使在所述进气行程中停止的所述特定气缸中的空气燃料混合物点火的点火定时，以及使所述特定气缸中的所述空气燃料混合物在所规定的点火定时点火。

18.一种配备有根据权利要求1至6和12至16中任一项所述的发动机起动控制装置的车辆。

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