CN101421501A - 用于内燃机的启动控制装置和启动控制方法 - Google Patents
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Abstract
发动机ECU存储一种特性图，在所述特性图中高温高压区域(1)，低温低压区域(3)，以及设置在其间的区域(2)由燃料的温度和压力以及燃料的饱和燃料蒸汽压力之间的关系定义。所述发动机ECU执行的程序包括以下步骤：当要求所述发动机启动时(S100中为是)，检测发动机冷却水温度(TETW)和燃料压力(P)(S200)；如果检测结果落入所述区域(2)(S300中为是)，则设定预供给时间(T)(S400)；进行预供给直至所述燃料压力(P)达到理想的燃料压力阈值(P(TH))(S700)；以及当所述燃料压力(P)达到所述燃料压力阈值(P(TH))时(S700中为是)，开始启动(S800)。这样，无须不必要地起动燃料泵就能够避免由燃料蒸汽引起的启动故障。
Description
技术领域
[0001]本发明涉及用于内燃机的启动控制装置和方法，并且更特别地涉及在启动之前起动燃料泵的技术，所述内燃机具有用于将燃料以高压喷入气缸的燃料喷射机构(缸内喷射器)和用于将燃料喷入进气口的燃料喷射机构(进气通道喷射器)中的一个或者二个。
背景技术
[0002]已知的汽油发动机包括用于将燃料喷入燃烧室的第一燃料喷射阀(缸内喷射器)和用于将燃料喷入进气通道的第二燃料喷射阀(进气通道喷射器)，并且根据发动机转速或发动机负荷来调节缸内喷射器和进气通道喷射器之间燃料的分配。只包括用于将燃料喷入燃烧室的燃料喷射阀(缸内喷射器)的直接喷射汽油发动机也是已知的。此外，已知的最传统的汽油发动机只包括用于将燃料喷入进气通道的燃料喷射阀(进气通道喷射器)。
[0003]在包括缸内喷射器的高压燃料系统中，由高压燃料泵加压的燃料经由输送管路供给到缸内喷射器，并且缸内喷射器将加压燃料喷入发动机的每个气缸中的燃烧室。
[0004]具有共轨燃料喷射系统的柴油发动机也是已知的。在共轨燃料喷射系统中，由高压燃料泵加压的燃料保存在共轨中，并且通过电磁阀的打开和关闭操作使燃料从共轨喷入柴油发动机的每个气缸中的燃烧室。
[0005]为了给这种发动机中的燃料加压，使用高压燃料泵通过设置在连接到发动机的曲轴的驱动轴上的凸轮来驱动活塞或柱塞。只包括进气通道喷射器的发动机不设置这种高压燃料泵。
[0006]当包括缸内喷射器和进气通道喷射器中的一个或两个的任一种类的发动机停止时，停一会然后重新启动，将会出现下述问题。
[0007]在任一种类的发动机中，从燃料罐到喷射器的配管具有油密的结构。然而，燃料可能由于密封失误而泄露，或者如果杂质卡在喷射器的燃料喷嘴中，燃料可能从喷射器泄露。这成为由于发动机停止燃料压力降低的原因，这使得燃料在减小的压力下沸腾因而在配管中汽化(当燃料压力降到燃料的饱和燃料蒸汽压力之下时，尽管取决于燃料温度)。
[0008]高压燃料泵不可避免地具有与它的泵柱塞的间隙。当燃料从间隙泄露时，泄露的燃料通过回流管路回流到燃料罐(以大气压力)。这也成为由于发动机停止燃料压力降低的原因，这使得燃料在减小的压力下沸腾因而在配管中汽化。
[0009]在燃料配管中生成的这种燃料蒸汽防止燃料配管中的压力立即升高到供给压力，因而消极地影响了发动机的启动性。在上述任一种类的发动机中，这种燃料蒸汽的产生由发动机停止时燃料配管中压力的降低引起。
[0010]JP-A-Hei 06-173806公开了一种用于内燃机的喷射系统，其能够保证在发动机停止时即使燃料配管中的压力降低也能够从喷射器喷射燃料。这种用于内燃机的喷射系统具有：燃料喷射阀，其用于通过适当地控制燃料的供给端口和喷射端口之间的连通来将理想量的燃料喷入内燃机的进气通道；燃料泵，其用于泵送来自燃料罐的燃料以给燃料加压；燃料通道，其用于燃料喷射阀和燃料泵之间的连通；以及燃料压力调节器，其设置在燃料通道内以保持燃料通道中的燃料的压力小于预定值。将供给到燃料喷射阀的燃料供给端口的燃料被保持在恒定压力。所述喷射系统包括：启动预测部，其用于检测在内燃机的启动之前发生的预定事件，从而基于检测出的事件来预测内燃机的启动；以及燃料加压部，当由启动预测部预测到内燃机的启动时，其用于升高燃料通道中燃料的压力。
[0011]根据所述用于内燃机的喷射系统，当检测出在内燃机启动之前发生的预定事件时(当通过在内燃机停止时监控门的打开/关闭状态检测出驾驶员座椅侧的门打开时)，燃料通道中的压力预先升高以便预定压力的燃料能够在内燃机启动时被供给到燃料喷射阀。因此，与常规系统不同，燃料喷射量没有在内燃机启动时变得不稳定，因而确保了内燃机良好的启动性以及紧接启动之后车辆良好的操作稳定性。
[0012]然而，在上述JP-A-Hei 06-173806公开的用于内燃机的喷射系统中，当驾驶员座椅侧的门的打开操作被确定时，燃料压力预先升高从而使发动机启动，而不管是否实际产生了燃料蒸汽。如果以这种方式操作燃料泵，燃料泵的使用寿命缩短，并且由在发动机启动之前燃料泵的操作引起所谓的“NV”(噪音和震动)问题。如上述文件的实施例(图4)所公开的，即使只有当驾驶员座椅侧的门打开并且燃料压力小于预定压力时燃料泵被起动，燃料泵也能够在没有实际产生燃料蒸汽时被启动。
发明内容
[0013]考虑到上述问题作出了本发明，并且提供了能够充分地避免启动故障而不会不必要地使燃料泵起动的用于内燃机的启动控制装置和方法。
[0014]本发明的一个方案提供了用于内燃机的启动控制装置，包括：检测器，其用于当要求启动内燃机时，检测燃料温度和燃料压力；推定装置，其用于基于检测出的燃料温度和燃料压力来推定在燃料配管内是否产生了燃料蒸汽；以及控制器，当推定产生了燃料蒸汽并且燃料蒸汽影响内燃机的启动性时，控制器用于控制内燃机以便在通过将燃料从燃料喷射阀喷入内燃机的燃烧室而启动内燃机之前预先驱动燃料泵，所述燃料泵用于将燃料经由燃料配管供给到燃料喷射阀。当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入由燃料温度和燃料压力以及燃料的饱和燃料蒸汽压力特性之间的关系限定的多个区域中的一个预定区域时，推定装置推定产生了燃料蒸汽。
[0015]本发明的另一个方案提供了一种用于内燃机的启动控制方法，包括以下步骤：
当要求启动内燃机时，检测燃料温度和燃料压力；
当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入由燃料温度和燃料压力以及燃料的饱和燃料蒸汽压力特性之间的关系限定的多个区域中的一个预定区域时，推定在燃料配管内产生了燃料蒸汽；以及
当推定出产生了燃料蒸汽并且燃料蒸汽影响内燃机的启动性时，控制内燃机以便在通过将燃料从燃料喷射阀喷入内燃机的燃烧室而启动内燃机之前预先驱动燃料泵，所述燃料泵用于将燃料经由燃料配管供给到燃料喷射阀。
[0016]根据上述用于内燃机的启动控制装置和方法，考虑到燃料的饱和燃料蒸汽压力由燃料温度和燃料压力限定多个区域。例如，这些区域包括，高温高压区域、低温(低压)区域，以及设置在它们之间的中间区域。基于与所述三个区域的高温高压区域和中间区域中燃料的饱和燃料蒸汽压力的关系推定产生燃料蒸汽。在高温高压区域中，即使产生了燃料蒸汽，如术语“高压”所暗示的，仍存在剩余压力。因此，当有启动要求时即使同时起动燃料泵，燃料压力也能够立即升高并且在启动内燃机之前不预先驱动燃料泵(下文称为“预供给”)就能够实现良好的启动性。这样，即使产生了燃料蒸汽，也不需要在高温高压区域中进行预供给。另一方面，在低温(低压)区域中，不产生燃料蒸汽。因此，当有启动要求时即使同时起动燃料泵，燃料压力也能够立即升高并且无需预供给就能够实现良好的启动性。这样，由于没有产生燃料蒸汽，不需要在低温(低压区域)中进行预供给。然而，在中间区域中，产生了燃料蒸汽并且没有充足的剩余压力。因此，如果燃料泵没有进行预供给就在有启动要求时同时被起动，则燃料压力的升高需要很长时间并且不能实现良好的启动性。这样，仅在中间区域有必要进行预供给。总的来说，当确定检测出的燃料温度和燃料压力落入由燃料温度和燃料压力以及燃料的饱和燃料蒸汽压力特性之间的关系限定的多个区域的中间区域时，推定产生了燃料蒸汽，并且只有当燃料蒸汽影响内燃机的启动性时在启动前执行预供给。这只有当产生了影响内燃机的启动性的燃料蒸汽时考虑预供给。结果，能够提供用于内燃机的启动控制装置，所述启动控制装置能够充分地避免启动故障而不会不必要地起动燃料泵。
[0017]在用于内燃机的启动控制装置中，优选地，当检测出的燃料温度和燃料压力落入三个区域的第二区域时，推定装置推定产生了影响内燃机的启动性的燃料蒸汽，所述三个区域包括燃料温度和燃料压力二者均高的第一区域，燃料温度低的第三区域，以及设置在第一区域和第三区域之间的第二区域。
[0018]优选地，用于内燃机的启动控制方法进一步包括以下步骤：
定义三个区域，所述三个区域包括燃料温度和燃料压力二者均高的第一区域，燃料温度低的第三区域，以及设置在第一区域和第三区域之间的第二区域；以及
当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入第二区域时，推定产生了影响内燃机的启动性的燃料蒸汽。
[0019]在设置在高温高压区域和低温(低压)区域之间的中间区域中，产生了燃料蒸汽并且没有充足的剩余压力。因此，没有预供给，燃料压力的升高将需要很长时间并且不能实现良好的启动性。然而，根据上述用于内燃机的启动控制装置和方法，仅在中间区域执行预供给，因此避免了不必要地起动燃料泵。
[0020]在用于内燃机的启动控制装置中，优选的是当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入第二区域的所述燃料压力在燃料的饱和蒸汽压力线的下方的子区域时，推定装置推定产生了影响内燃机的启动性的燃料蒸汽。
[0021]在用于内燃机的启动控制方法中，优选的是当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入第二区域的燃料压力在燃料的饱和蒸汽压力线的下方的子区域时，推定产生了影响内燃机的启动性的燃料蒸汽。
[0022]在高温高压区域和低温(低压)区域之间的中间区域中，燃料蒸汽没有产生在燃料的饱和蒸汽压力线的上方的子区域中，而是产生在所述线的下方的子区域中。在后面的子区域中，没有充足的剩余压力。因此，没有预供给，燃料压力的升高将需要很长时间并且不能实现良好的启动性。根据上述用于内燃机的启动控制装置和方法，仅在中间区域的燃料压力在燃料的饱和蒸汽压力线的下方的子区域中执行预供给，因此更可靠地避免了不必要地起动燃料泵。
[0023]在用于内燃机的启动控制装置中，优选的是其间所述燃料泵被预先驱动的预供给时间被设定为使得其长度与燃料蒸汽的产生程度成比例。
[0024]在用于内燃机的启动控制方法中，优选的是其间所述燃料泵被预先驱动的预供给时间被设定为使得其长度与燃料蒸汽的产生程度成比例。
[0025]根据上述用于内燃机的启动控制装置和方法，能够在与燃料蒸汽的产生程度成比例的适当的预供给时间之后启动内燃机。
附图说明
[0026]当与附图结合考虑时，通过阅读下文对本发明的优选实施例的详细描述，本发明的特征、优点以及技术和工业重要性将得到更好的理解，其中：
图1为表示根据本发明的实施例的整个燃料供给系统的示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为图1中的脉动阻尼器的截面图。
图4为沿图3中的A-A线所截的截面图。
图5为沿图4中的B-B线所截的截面图。
图6为表示配管中的燃料温度和燃料压力之间的关系的图。
图7为表示根据本发明的实施例的将由发动机ECU执行的用于控制包括启动控制装置的燃料供给系统的程序的控制结构的流程图。
具体实施方式
[0027]在下文的说明和附图中，将参照示例性实施例对本发明进行更详细的描述。在下文的说明中，对同样的元件指定了同样的附图标记。它们还被指定了同样的名称和功能。因此，将不对这些元件重复进行详细说明。
[0028]图1示出根据本发明的实施例的包括启动控制装置的燃料供应系统10。该发动机是具有用于将燃料喷入各个气缸的缸内喷射器110和用于将燃料喷入气缸的各个进气通道的进气通道喷射器120的V8汽油发动机。本发明不仅可以应用于这种发动机，也可以应用于其他种类的汽油发动机和共轨柴油发动机。发动机可以具有多于或少于两个的高压燃料泵。
[0029]发动机可以仅具有进气通道喷射器或缸内喷射器。在具有喷射器的发动机中，燃料可能从喷射器泄露，这可能导致燃料配管中压力的降低因而产生燃料蒸汽。因此，充分地确定燃料蒸汽的发生并且仅在需要时预供给燃料是有效的。在具有缸内喷射器的发动机中，与高压燃料泵的泵柱塞的间隙不能够保证油密结构，这更可能引起燃料压力的降低因而产生燃料蒸汽。因此，本发明能够更有效地应用于这种具有缸内喷射器的发动机。
[0030]如图1所示，燃料供给系统10包括供给泵100、第一高压燃料泵200、第二高压燃料泵300、高压输送管路112、缸内喷射器110、低压输送管路122以及进气通道喷射器120。燃料罐设置有供给泵100从而以低排出压力(约400kPa，这是压力调整器的压力)供给燃料。第一高压燃料泵200由第一凸轮210驱动。第二高压燃料泵300由具有与第一凸轮210不同的排出相位的第二凸轮310驱动。相应的左右两列设置有高压输送管路112以向缸内喷射器110提供高压燃料。高压输送管路112设置有缸内喷射器110，并且左右两列中的每一列设置有四个缸内喷射器110。相应的左右两列设置有低压输送管路122以向进气通道喷射器120供应燃料。低压输送管路122设置有进气通道喷射器120，并且左右两列中的每一列设置有四个进气通道喷射器120。
[0031]包括燃料供给系统10的发动机由发动机ECU(电子控制单元)控制。尽管没有在图中示出，发动机ECU包括作为运算装置的CPU(中央处理单元)以及作为存储装置的存储器。CPU执行稍后将说明的程序，存储器存储稍后将说明的特性图。
[0032]燃料罐的供给泵100的排出端口连接到低压供给管路400，低压供给管路400分支为第一低压输送连通管路410和泵供给管路420。第一低压输送连通管路410在与用于V型列中的一个的低压输送管路122的分支点处连接到在其下游的第二低压输送连通管路430。第二低压输送连通管路430连接到用于V型列中另一个的低压输送管路122。
[0033]泵供给管路420连接到第一高压燃料泵200和第二高压燃料泵300的每一个入口。第一脉动阻尼器220和第二脉动阻尼器320分别设置在第一高压燃料泵200和第二高压燃料泵300的入口的前方，以减小燃料的脉动。
[0034]第一高压燃料泵200的排出端口连接到第一高压输送连通管路500，第一高压输送连通管路500连接到用于第一列的高压输送管路112。第二高压燃料泵300的排出端口连接到第二高压输送连通管路510，第二高压输送连通管路510连接到用于第二列的高压输送管路112。用于第一列和第二列二者的高压输送管路112通过高压连通管路520彼此连接。
[0035]高压输送管路112上设置的安全阀114经由高压输送回流管路610连接到高压燃料泵回流管路600。高压燃料泵200和300的回流端口连接到相应的高压燃料泵回流管路600。为了与燃料罐相连接，高压燃料泵回流管路600连接到回流管路620和630。
[0036]图2示出图1中的第一高压燃料泵200周围的放大图。第二高压燃料泵300以相同方式构造，但具有不同的凸轮相位因而与第一高压燃料泵200的排出定时(discharge timing)不同从而减少脉动的发生。第一高压燃料泵200的特征可以与第二高压燃料泵300的特征相同或不同。根据规定，下文的说明中的第一高压燃料泵200和第二高压燃料泵300具有相同的排出量，但由于个体差别具有不同的控制特性。
[0037]高压燃料泵200包括，作为其主要元件的，由凸轮210驱动以向上和向下滑动的泵柱塞206，电磁泄油阀202以及可渗露的单向阀204。
[0038]在泵柱塞206通过凸轮210向下移动并且电磁泄油阀202打开时燃料被引入(吸入)。泵柱塞206通过凸轮210向上移动时，通过改变关闭电磁泄油阀202的定时来控制将从高压燃料泵200排出的燃料量。如果电磁泄油阀202在泵柱塞206向上移动的加压冲程中关闭得较早，排出的燃料量较大，如果关闭得较晚则排出的燃料量较小。当排出的燃料为最大量时电磁泄油阀202的驱动效率(drive duty)被确定为100％，并且当排出最小量时电磁泄油阀202的驱动效率被确定为0％。当电磁泄油阀202的驱动效率为0％时，电磁泄油阀202不关闭而是保持打开，因此燃料没有被加压，尽管只要第一凸轮210正在旋转(即，只要发动机在运行中)，泵柱塞206就向上和向下滑动。
[0039]加压燃料将可渗露的单向阀204(其具有约60kPa的调定压力)推开，并且经由第一高压输送连通管路500被输送到高压输送管路112。此时，使用设置在高压输送管路112上的燃料压力传感器对燃料压力进行反馈控制。如上所述，用于第一列和第二列的高压输送管路112通过高压连通管路520彼此连接。
[0040]可渗露的单向阀204是具有通常打开的小孔的常规单向阀204。因此，当在第一高压燃料泵200(泵柱塞206)侧的燃料的压力变得小于第一高压输送连通管路500中燃料的压力时(例如，当发动机停止以致凸轮210停止，同时电磁泄油阀202保持打开时)，第一高压输送连通管路500中的高压燃料回流到高压燃料泵200侧，这使高压输送连通管路500和高压输送管路112中的燃料的压力降低。例如，这允许当发动机停止时高压输送管路112中的燃料被降压，因而避免燃料从缸内喷射器110泄露。
[0041]例如，从根据实际燃料压力和目标值之间的差值更新的整数项，以及增大或减小以使实际燃料压力和目标值之间的差值为“0”的比例项计算出在高压燃料泵200的反馈控制中使用的控制量。当控制量大时，高压燃料泵200排出的燃料的量增加，并且燃料压力升高。相反地，当控制量小时，高压燃料泵200排出的燃料的量也减小，并且燃料压力降低。
[0042]当实际燃料压力变得比目标值大很多时，则整数项和比例项二者均变小以使实际燃料压力降低到目标值。然而，由于降低燃料压力需要很长时间，所以在实际燃料压力降低到目标值之前整数项变得非常小。如果整数项变得非常小，则达到目标值的实际燃料压力不能够被保持而是降低，因此导致了所谓的“下冲”。
[0043]更具体地，为了控制将从缸内喷射器110喷射的燃料的量，发动机ECU基于最终燃料喷射量来控制缸内喷射器110的驱动。由于将从缸内喷射器110喷射的燃料的量(燃料喷射量)基于高压输送管路112中的燃料的压力(燃料压力)和燃料喷射时间被确定，因此为了将燃料喷射量保持在适当的值，有必要将燃料压力保持在适当的值。因此，发动机ECU通过对高压燃料泵200的燃料排放量进行反馈控制而将燃料压力P保持在适当值，以便基于来自燃料压力传感器的检测信号获取的燃料压力变得更接近根据发动机的运行状态设定的目标压力P(0)。如上所述，基于稍后将说明的占空系数DT，通过调节电磁泄油阀的关闭周期(关闭开始定时)对高压燃料泵200的燃料排放量进行反馈控制。
[0044]现在将说明作为用于控制高压燃料泵200的燃料排放量的控制量(电磁泄油阀202的关闭开始定时)的占空系数DT。所述占空系数DT是与对应于电磁泄油阀202的关闭周期的凸轮210的凸轮转角有关的值，并且从0变化到100％。也就是说，随着对应于电磁泄油阀202的最大关闭周期的凸轮转角(最大凸轮转角)被定义为“？(0)”，并且对应于所述阀的关闭周期的目标值的凸轮转角(目标凸轮转角)被定义为“？，”，占空系数DT能够由目标凸轮转角？与最大凸轮转角？(0)的比例表示。因此，随着电磁泄油阀202的目标关闭周期(关闭开始定时)变得更接近最大关闭周期，占空系数DT变得更接近100％，并且随着目标关闭周期变得更接近“0”，占空系数DT变得更接近0％。
[0045]随着占空系数DT变得更接近100％，基于占空系数DT被调节的电磁泄油阀202的关闭开始定时被提前，因此电磁泄油阀202的关闭周期延长。结果，高压燃料泵200的燃料排放量增加从而使燃料压力P升高。随着占空系数DT变得更接近0％，电磁泄油阀202的关闭开始定时被延迟，因此电磁泄油阀202的关闭周期缩短。结果，高压燃料泵200的燃料排放量减小，从而使燃料压力P下降。
[0046]现在将结合图3对图1的脉动阻尼器进行说明。下文的说明将对在第一高压燃料泵200侧的脉动阻尼器220作出。由于在第二高压燃料泵300侧的脉动阻尼器320具有与脉动阻尼器220相同的结构，因此将不再重复对脉动阻尼器320的说明。
[0047]脉动阻尼器220是膜片式并且包括定义入口222和出口224的构件，以及定义与环境空气连通的空气腔226B的膜片226C。膜片226C由安装在空气腔226B内的弹簧226D支撑。当弹簧226D的压紧力大于从入口222引入的燃料的压力时，定义入口222和出口224的构件和压力接点构件226A彼此紧紧地接触。
[0048]脉动阻尼器220设置在泵供给管路420的中间部分上并且在高压燃料泵200的上游。泵供给管路420的上游侧和下游侧分别连接到脉动阻尼器220的入口222和出口224。
[0049]通过所述结构，通过膜片226C抵制脉动阻尼器220中的弹簧226D而产生的振动，能够可靠地减小当高压燃料泵200内的泵柱塞206向上移动并且电磁泄油阀202打开时随着燃料从高压燃料泵200倒流而在泵供给管路420内产生的并且传送到脉动阻尼器220的脉动。
[0050]图3示出脉动阻尼器220的截面图，图4为沿图3中的A-A线所截的截面图，而图5为沿图4中的B-B线所截的截面图。
[0051]如图3至图5所示，脉动阻尼器220具有形成在端面(图5中的上表面)上的凹槽223A、223B、223C和223D，所述端面与脉动阻尼器220的压力接点构件226A接触。当供给压力低时，压力接点构件226A被与限定入口222和出口224的构件的上表面接触的弹簧226D压下。此时，如图5中的虚线所示，从入口222(供给泵100侧)输送的燃料能够通过凹槽223A、223B、223C和223D流向出口224(高压燃料泵侧)。
[0052]特别地，当启动仅具有缸内喷射器的直接喷射发动机时，高压燃料泵不能够用于输送直至发动机开始旋转，因此使用供给泵100将低压燃料输送到缸内喷射器。出于这个原因，脉动阻尼器形成有这种用于高压配管系统和低压配管系统之间的连通的凹槽。
[0053]脉动阻尼器220旨在防止由高压燃料泵200的运行引起的低压配管系统中的脉动，因此通常不设置在仅具有进气通道喷射器的发动机中。在将本发明应用于仅具有进气通道喷射器的发动机的情况中，所述系统可以被构建为不具有缸内喷射器或高压配管系统(包括脉动阻尼器)。
[0054]参照图6对配管中的燃料温度和燃料压力之间的关系进行说明。图6中的实线表示当已经被预热的发动机停止并无人看管时所观察到的温度和压力的变化。图6中的虚线表示燃料的饱和燃料蒸汽压力。在所述实施例中，定义了图6所示的三个区域。
[0055]区域(1)为高温高压，此处基于燃料温度和燃料压力确定将要产生燃料蒸汽。然而，燃料压力仍然足够高(与其他区域相比)。通过这种剩余压力，由于即使没有进行预供给(使得供给泵100在启动之前运行)启动时的第一次燃料喷射也将立即达到燃料的理想压力，所以发动机的启动性不存在问题(由于有必要仅使理想压力和剩余压力之间的差值增加)。此时，燃料处于气体-液体混合物的形式。
[0056]区域(3)处于充分低的燃料温度，由于燃料不太可能在减小的压力之下沸腾，所以此处产生很少的(或没有)燃料蒸汽。因此，发动机的启动性不存在问题。此时，由于没有燃料蒸汽的影响，即使在没有进行预供给的情况下供给泵100被启动，燃料的压力也会立即升高。
[0057]区域(2)处于高燃料温度但是低燃料压力，此处燃料有可能在减小的压力之下沸腾。例如，燃料温度为40至60℃，并且燃料压力是20至40kPa或更小。在这个区域中，由于所产生的燃料蒸汽，如果在没有进行预供给的情况下供给泵100被启动，则燃料的压力不会立即升高。也就是说，存在发动机的启动性的问题(启动需要花费时间)。
[0058]因此，为了避免发动机的启动性恶化，有必要仅在区域(2)进行预供给。在区域(2)的燃料压力等于或超过燃料的饱和蒸汽压力线(图6所示)的子区域中，由于没有产生影响内燃机的启动性的燃料蒸汽，所以不必要进行预供给。在区域(2)的燃料压力在燃料的饱和蒸汽压力线下方的子区域中，理想的是进行预供给。图6所示的特性图是示意性的，本发明不局限于此。
[0059]将要参照图7对根据所述实施例的由作为启动控制装置的发动机ECU执行的程序的控制结构进行说明。在这个流程图中示出的程序(子程序)重复地以预定周期(例如，80兆秒)执行。
[0060]在步骤(以下称为“S”)100中，发动机ECU判定是否检测到发动机启动要求。例如，当发动机启动按扭被按下或点火开关被打开时，检测到发动机启动要求。如果检测到发动机启动要求(S100中为是)，程序进行到S200。如果没有(S100中为否)，程序结束(并且所述子程序以上述周期重复从而保持对发动机启动要求的监控)。
[0061]在S200中，发动机ECU检测燃料配管中的发动机冷却水温度THW和燃料压力P。发动机冷却水温度THW是基于从设置在用于冷却发动机的冷却水通道上的水温传感器输入到发动机ECU的信号检测到的。燃料配管中的燃料压力P是基于从设置在高压输送管路112上的燃料压力传感器输入到发动机ECU的信号检测到的。在所述实施例中，燃料温度由发动机冷却水温度THW代替，本发明并不局限于此。
[0062]在S300中，发动机ECU基于图6所示的特性图和检测到的水温和燃料压力来判定当前状态是否落入图6的区域(2)。如果基于检测到的水温和燃料压力判定当前状态落入区域(2)(S300中为是)，则程序进行到S400。如果不是(S300中为否)，则程序进行到S800。
[0063]在S400中，发动机ECU基于所存储的预供给时间特性图来分别设定预供给时间T。在预供给时间特性图中，随着基于温度和燃料压力，即使在区域(2)中，推定产生了更多的燃料蒸汽，预供给时间T变长。
[0064]在S500中，发动机ECU开始预供给。具体地，发动机ECU将操作命令信号输出到供给泵100。
[0065]在S600中，发动机ECU检测燃料配管中的燃料压力P。在S700中，发动机ECU判定检测到的燃料压力P是否等于或大于燃料压力阈值P(TH)。燃料压力阈值P(TH)被设定为将不会为发动机的启动性带来任何问题的值。如果检测到的燃料压力P等于或大于燃料压力阈值P(TH)(S700中为是)，则程序进行到S800。如果不是(S700中为否)，则程序进行到S900。
[0066]在S800中，发动机ECU开始启动。具体地，发动机ECU将操作命令信号输出到启动电动机。
[0067]在S900中，发动机ECU判定从预供给开始所经过的时间是否等于或大于在S400中设定的预供给时间T。如果从预供给开始所经过的时间等于或大于预供给时间T(S900中为是)，则程序进行到S1000。如果不是(S900中为否)，则程序进行到S600。
[0068]在S1000中，发动机ECU延长在S400中设定的预供给时间T。此时，在S400中使用的用于设定预供给时间T的特性图可以变换，或者燃料压力没有升高的事实可以作为诊断存储。然后，程序返回到S600。
[0069]在即使预供给时间反复地被延长而燃料压力P也没有升高到燃料压力阈值P(TH)或更大的情况下，可以确定出现了燃料系统异常，可以实施针对该异常的措施。
[0070]基于上述结构和流程图，将对根据所述实施例的由作为启动控制装置的发动机ECU控制的发动机启动时的操作进行说明。
[0071]当要求已经被预热然后无人看管的发动机启动时(S100中为是)，检测出发动机冷却水温度THW和燃料压力P(S200)。基于检测到的值和图6所示的特性图，确定出当前状态是否落入图6中的区域(2)(S300)。
[0072][如果落入区域(2)]如果燃料温度(由发动机冷却水温度代替)和燃料压力之间的关系落入区域(2)(S300中为是)，则设定预供给时间T。此时，燃料配管中产生了燃料蒸汽。开始预供给并且供给泵100被启动(S500)。
[0073]从供给泵100排出的燃料被加压并因此清除了燃料配管中的燃料蒸汽，然后升高燃料压力。检测到燃料配管中的燃料压力P。当它变得等于或大于燃料压力阈值P(TH)时(S700中为是)，启动开始(S800)。此时，由于燃料压力已经升高到或超过这种允许发动机的良好启动的值，所以能够使发动机启动而不产生启动故障。
[0074]如果在燃料配管中的燃料压力P升高到或超过燃料压力阈值P(TH)之前(S700中为否)经过了预供给时间(S900中为是)，则预供给时间被延长(S1000)。
[0075][如果没有落入区域(2)]如果燃料温度和燃料压力之间的关系没有落入区域(2)而是落入区域(1)或(3)(S300中为否)，则供给泵100被启动并且在没有进行预供给的情况下开始启动(S800)。
[0076]此时，剩余压力允许燃料压力立即升高到或超过这种允许发动机的良好启动的压力，而不管在燃料配管中产生的燃料蒸汽(区域(1))。
[0077]选择性地，由于温度充分低并且在燃料配管中没有产生燃料蒸汽，所以燃料压力能够立即升高到或超过这种允许发动机的良好启动的压力而无需进行预供给(区域(3))。
[0078]因此，在两个区域(1)和(3)中，无需进行预供给就能够启动发动机而不产生启动故障。
[0079]如上所述，根据所述实施例的用于发动机的启动控制装置能够基于燃料温度和燃料压力充分地判定是否产生了燃料蒸汽，以便仅在产生了影响发动机的启动性的燃料蒸汽时进行预供给。因此，能够避免不必要的预供给，因而缩短供给泵的使用寿命并且减小由发动机停止的同时启动供给泵所产生的NV问题。
[0080]此处公开的实施例在各个方面应被理解为是示例性的而非限制性的。本发明的范围不是由上述说明限制而是由附随的权利要求限制，并且旨在包含落入权利要求和其等同替换的范围内的全部改进。
Claims (8)
1、一种用于内燃机的启动控制装置，包括：
检测器，其用于当要求启动所述内燃机时，检测燃料温度和燃料压力；
推定装置，其用于基于检测出的燃料温度和燃料压力来推定在燃料配管内是否产生了燃料蒸汽；以及
控制器，当推定产生了燃料蒸汽并且所述燃料蒸汽影响所述内燃机的启动性时，所述控制器用于控制所述内燃机以便在通过将燃料从燃料喷射阀喷入所述内燃机的燃烧室而启动所述内燃机之前预先驱动燃料泵，所述燃料泵用于将燃料经由所述燃料配管供给到所述燃料喷射阀，其中
当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入由所述燃料温度和所述燃料压力以及所述燃料的饱和燃料蒸汽压力特性之间的关系限定的多个区域中的一个预定区域时，所述推定装置推定产生了燃料蒸汽。
2、根据权利要求1所述的用于内燃机的启动控制装置，其中，
当所述检测出的燃料温度和燃料压力落入三个区域的第二区域时，所述推定装置推定产生了影响所述内燃机的启动性的燃料蒸汽，所述三个区域包括所述燃料温度和所述燃料压力二者均高的第一区域，所述燃料温度低的第三区域，以及设置在所述第一区域和所述第三区域之间的所述第二区域。
3、根据权利要求2所述的用于内燃机的启动控制装置，其中，
当判定所述检测出的燃料温度和燃料压力落入所述第二区域的所述燃料压力在所述燃料的饱和蒸汽压力线的下方的子区域时，所述推定装置推定产生了影响所述内燃机的启动性的燃料蒸汽。
4、根据权利要求1所述的用于内燃机的启动控制装置，其中，
所述控制器设定其间所述燃料泵被预先驱动的预供给时间，以便所述预供给时间的长度与燃料蒸汽的产生程度成比例。
5、一种用于内燃机的启动控制方法，包括以下步骤：
当要求启动所述内燃机时，检测燃料温度和燃料压力；
当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入由所述燃料温度和所述燃料压力以及所述燃料的饱和燃料蒸汽压力特性之间的关系限定的多个区域中的一个预定区域时，推定在燃料配管内产生了燃料蒸汽；以及
当推定出产生了燃料蒸汽并且所述燃料蒸汽影响所述内燃机的启动性时，控制所述内燃机以便在通过将燃料从燃料喷射阀喷入所述内燃机的燃烧室而启动所述内燃机之前预先驱动燃料泵，所述燃料泵用于将燃料经由所述燃料配管供给到所述燃料喷射阀。
6、根据权利要求5所述的用于内燃机的启动控制方法，进一步包括以下步骤：
定义三个区域，所述三个区域包括所述燃料温度和所述燃料压力二者均高的第一区域，所述燃料温度低的第三区域，以及设置在所述第一区域和所述第三区域之间的第二区域；以及
当判定检测出的燃料温度和燃料压力落入所述第二区域时，推定产生了影响所述内燃机的启动性的燃料蒸汽。
7、根据权利要求6所述的用于内燃机的启动控制方法，其中，
当判定所述检测出的燃料温度和燃料压力落入所述第二区域的所述燃料压力在所述燃料的饱和蒸汽压力线的下方的子区域时，推定产生了影响所述内燃机的启动性的燃料蒸汽。
8、根据权利要求5所述的用于内燃机的启动控制装置，其中，
其间所述燃料泵被预先驱动的预供给时间被设定为使得其长度与燃料蒸汽的产生程度成比例。
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