CN102635452B - 直喷式内燃机的启动控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种启动控制设备应用于燃料喷射系统(10)，所述燃料喷射系统具有使柴油机(20)的曲轴旋转的启动电动机，由发动机驱动的燃料泵(32)，积累燃料泵(32)泵送的高压燃料的共轨(21)，以及向气缸中喷射高压燃料的喷射器(22)。启动控制设备包括ECU(50)，判断发动机的可启动性是否劣化。如果ECU(50)判定发动机的可启动性劣化，ECU(50)减少曲轴一次旋转期间从共轨向喷射器供应的燃料量。

Description

直喷式内燃机的启动控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于直喷式内燃机的启动控制设备，其中燃料喷射器向燃烧室中直接喷射共轨或其他储油器中存储的高压燃料。
背景技术
例如，在JP-2004-218643A(US-2004-0182367A1)中公开的相关技术监测启动过程期间施加到储油器中的喷射压力。在喷射压力达到或升高超过预定阈值时，燃料喷射器将燃料从储油器喷射到燃烧室中。这种相关技术能够在喷射压力被提高到燃料容易点火的水平的状态下开始燃料喷射。
不过，如果在内燃机转速低且从燃料泵释放的燃料量小的状况下使用上述相关技术，在开始燃料喷射时，储油器中的燃料压力可能下降。尤其是，例如，在通过燃料喷射器的滑动间隙泄露到低压侧的燃料量随着燃料温度升高而增加或由于燃料泵老化而未能获得预期的燃料释放量时，储油器中的燃料压力在开始燃料喷射时显著降低。结果，不能维持令人满意的燃料点火性能。这样可能导致无法充分改善内燃机的可启动性。
发明内容
考虑到以上情况做出了本发明，本发明提供了一种启动控制设备，即使在燃料泄露量增加或燃料泵劣化时其也能够改善直喷式内燃机的可启动性。
为了解决以上问题，本发明提供了以下方面。
根据本发明，提供了一种用于直喷式内燃机的启动控制设备。该启动控制设备用于包括旋转电机、燃料泵、储油器和燃料喷射器的储油器燃料喷射系统。旋转电机在发动机启动时使其发动机的驱动轴旋转。根据驱动轴的转矩驱动燃料泵。储油器以高压存储从燃料泵泵送的高压燃料。燃料喷射器从储油器接收高压燃料并向气缸中喷射燃料。启动控制设备包括可启动性判断部分和燃料供应控制部分。可启动性判断部分判断发动机的可启动性是否劣化。在启动发动机时，在可启动性判断部分判定发动机的可启动性劣化时，燃料供应控制部分减少在驱动轴进行一次旋转时从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。
以上配置令旋转电机在启动发动机时转动发动机的驱动轴，由此根据驱动轴的转矩驱动燃料泵。然后以高压在储油器中存储从燃料泵泵送的高压燃料。接下来，由燃料喷射器向气缸中喷射从储油器供应的高压燃料。
可启动性判断部分判断发动机的可启动性是否劣化。例如，如果发动机上次启动未完成或从燃料喷射器泄露的量增加，可启动性判断部分判定发动机的可启动性劣化。在启动发动机时，在判定发动机的可启动性劣化时，减少驱动轴进行一次旋转时从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。因此，在启动发动机时从燃料泵向储油器泵送高压燃料时，可以促进储油器中燃料压力的增加。这样能够保持燃料喷射器喷射的燃料点火性能令人满意，由此改善发动机的可启动性。
根据本发明的第二方面，燃料供应控制部分通过减少一个燃烧冲程期间所述燃料喷射器喷射到所述气缸中的燃料量来减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量。
上述配置减少了在一个燃烧冲程期间燃料喷射器向气缸中喷射的燃料量。因此，可以促进储油器中燃料压力的增加，同时由燃料喷射器连续喷射燃料。这样不仅能够在已喷射燃料引燃之后立即提高发动机的转速，而且还能够缩短发动机的启动时间。
根据本发明的第三方面，该发动机包括多个气缸，每个气缸都配备有燃料喷射器，燃料供应控制部分通过在驱动轴一次旋转期间仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料来减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。
上述配置在驱动轴一次旋转期间仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料。因此，在考虑整个发动机时，可以显著减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。结果，可以进一步促进储油器中燃料压力的增加以进一步改善发动机的可启动性。
根据本发明的第四方面，该发动机包括多个气缸，每个气缸都配备有燃料喷射器，在从启动发动机起燃料喷射器执行的燃料喷射总次数小于预定次数时，燃料供应控制部分通过减少一个燃烧冲程期间喷射到气缸中的燃料量并在燃料喷射总次数不小于预定次数时仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料来减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。
在从启动发动机起燃料喷射器执行的燃料喷射总次数小于预定次数时，上述配置减少了在一个燃烧冲程期间燃料喷射器向气缸中喷射的燃料量。因此，当在燃料喷射总次数达到预定次数之前喷射燃料点燃时，可以缩短发动机的启动时间。另一方面，在燃料喷射总次数不小于预定次数时，在驱动轴一次旋转期间仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料。因此，如果在燃料喷射总次数达到预定次数之前未完成发动机的启动，可以进一步改善发动机的可启动性。结果，如果发动机的可启动性显著变差，也可以通过更大的确定性启动发动机，同时缩短发动机的启动时间。
根据本发明的第五方面，所述燃料喷射系统包括检测所述高压燃料的温度的燃料温度检测部分，该发动机包括多个气缸，每个气缸都配备有燃料喷射器，燃料供应控制部分通过在燃料温度检测部分检测到的高压燃料温度低于预定温度时在一个燃烧冲程期间减少喷射到气缸中的燃料量并在高压燃料温度不低于预定温度时在驱动轴的一次旋转期间仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料来减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。
在供应给燃料喷射器的高压燃料温度升高时，燃料的粘滞度减小，从而增大了从燃料喷射器泄露的燃料量。因此，在高压燃料的温度升高时，储油器中的高压燃料压力可能降低。
在以上方面中，在检测到的高压燃料温度低于预定温度时，上述配置减少一个燃烧冲程期间燃料喷射器向气缸中喷射的燃料量。因此，如果从燃料喷射器泄露的燃料量不增加，可以通过以减小的燃料喷射量连续喷射燃料来缩短发动机的启动时间。另一方面，在高压燃料温度不低于预定温度时，在驱动轴一次旋转期间仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料。因此，在储油器中的高压燃料压力可能降低的状况下可以进一步改善发动机的可启动性。结果，如果发动机的可启动性显著变差，也可以通过更大的确定性启动发动机，同时缩短发动机的启动时间。
根据本发明的第六方面，如果发动机的上次启动未完成，所述可启动性判断部分判定所述发动机的可启动性劣化。
在上述配置中，如果未完成发动机的上次启动，则减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量，因为判定发动机的可启动性劣化了。在这种情况下，促进了储油器中燃料压力增加，以改善发动机的可启动性。不过，由于可从燃料喷射器喷射的燃料量减小，在启动发动机期间转速的增加可能会减慢。另一方面，如果完成了发动机的上次启动，则不减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量，因为判定发动机的可启动性未劣化。结果，在不必减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量时，通过遵循正常发动机启动序列，可以立即提高发动机转速。
根据本发明的第七方面，所述燃料喷射系统包括检测所述高压燃料的压力的燃料压力检测部分。启动控制设备还包括燃料喷射禁止部分，在启动所述发动机时，所述燃料喷射禁止部分禁止所述燃料喷射器喷射燃料，直到所述燃料压力检测部分检测的高压燃料的压力升高到预定压力以上。
如上所述，在启动发动机时旋转电机使发动机的曲轴旋转，从而根据曲轴的转矩驱动燃料泵。在上述配置中，所述燃料喷射系统中的燃料压力检测部分检测所述高压燃料的压力。此外，在启动发动机时，禁止燃料喷射器喷射燃料，直到检测到的高压燃料压力升高到预定压力以上。此外，在启动发动机时，在将高压燃料的压力提高到预定压力以上的同时，燃料喷射器能够开始喷射燃料。这样能够进一步改善发动机的可启动性。
根据本发明的第八方面，所述燃料喷射系统包括检测所述高压燃料的压力的燃料压力检测部分，并且燃料供应控制部分将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少一定量，该量随着燃料压力检测部分检测到的高压燃料压力与高压燃料的目标压力相比的不足程度增大而增大。
在上述配置中，将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少一定量，该量随着检测到的高压燃料压力与高压燃料目标压力相比的不足程度增大而增大。因此，将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少一定量，该量随着检测到的高压燃料压力相比高压燃料目标压力的不足程度增大而增大，亦即，随着发动机可启动性程度减小而增大。因此，可以根据发动机可启动性劣化程度改善发动机的可启动性。这样能够禁止从储油器向燃料喷射器供应的燃料量过度减小，亦即，燃料喷射器喷射的燃料量过度减小。因此，可以禁止发动机转速的提升减慢。
根据本发明的第九方面，所述燃料喷射系统包括发动机转速检测部分，其检测所述发动机的转速，并且燃料供应控制部分将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少一定量，该量随着发动机转速检测部分检测的发动机转速减小而增大。
在上述配置中，将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少一定量，该量随着检测到的发动机转速减小而增大。因此，从储油器向燃料喷射器供应的燃料量随着检测到的发动机转速减小，以及随着燃料泵的排放量减小而增大。因此，根据发动机可启动性劣化程度可以改善发动机的可启动性。这样能够禁止从储油器向燃料喷射器供应的燃料量过度减小，亦即，燃料喷射器喷射的燃料量过度减小。因此，可以禁止发动机转速的提升减慢。
根据本发明的第十方面，该发动机包括多个气缸，每个气缸都配备有燃料喷射器，并且燃料供应控制部分通过在驱动轴一次旋转期间仅允许一些气缸让燃料喷射器喷射燃料来减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量，且在将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少更大量时，减少允许燃料喷射器喷射燃料的气缸数量。
在上述配置中，在驱动轴一次旋转期间仅一些气缸让燃料喷射器喷射燃料。因此，在考虑整个发动机时，可以显著减少从储油器向燃料喷射器供应的燃料量。此外，在要将从储油器向燃料喷射器供应的燃料量减少更大量时，减少允许燃料喷射器喷射燃料的气缸数量。因此，可以根据发动机可启动性劣化程度逐步相当大地改善发动机的可启动性。
附图说明
从参考附图做出的以下描述，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加显而易见，附图中由相似的附图标记表示相似部分，其中：
图1是示出了储油器燃料喷射系统的示意图；
图2为流程图，示出了根据第一实施例的用于启动控制的处理步骤；
图3为流程图，示出了根据第二实施例的用于启动控制的处理步骤；
图4为流程图，示出了根据第三实施例的用于启动控制的处理步骤；
图5为流程图，示出了根据第四实施例的用于启动控制的处理步骤；
图6为流程图，示出了根据第一实施例的用于启动控制的改进处理步骤；
图7为流程图，示出了根据第二实施例的用于启动控制的改进处理步骤；
图8为流程图，示出了根据第三实施例的用于启动控制的改进处理步骤；以及
图9为流程图，示出了根据第四实施例的用于启动控制的改进处理步骤。
具体实施方式
[第一实施例]
现在将参考附图描述本发明的第一实施例。第一实施例被实现为储油器燃料喷射系统，其向汽车用柴油机供应燃料并喷射燃料。该系统直接向柴油机(直喷式内燃机)的气缸中喷射高压燃料(例如燃料喷射压力大约为1800个大气压的轻油)以使燃料燃烧。
首先，将参考图1简述储油器燃料喷射系统。在本实施例中，假设使用针对四轮车辆的四气缸(多气缸)发动机。配置储油器燃料喷射系统10，使得电子控制单元(ECU)50从各种传感器采集传感器输出(检测结果)并根据传感器输出控制燃料供应设备和其他部件的驱动。
从燃料上游侧到燃料下游侧，燃料供应系统的各部件是燃料箱、燃料泵32和共轨21(储油器)。燃料箱和燃料泵32与具有燃料过滤器的管路相连。
燃料泵32包括低压泵和高压泵。低压泵从燃料箱汲取燃料。高压泵为汲取的燃料加压并释放。根据发动机20的曲轴(驱动轴)转矩来驱动低压泵和高压泵。由设置于燃料泵32燃料吸入侧的吸入控制阀调节供应到高压泵的燃料量和从燃料泵32释放的燃料量。
燃料箱中的燃料被燃料泵32汲取并通过管路33(高压燃料路径)泵送(加压并供应)到共轨21。从燃料泵32泵送的燃料被以高压累积在共轨21中。
为发动机20的第一到第四气缸(气缸#1、#2、#3和#4)的每个提供燃料喷射器22。以高压存储在共轨21中的高压燃料被供应给每个气缸的喷射器22。泵送到每个气缸的喷射器22的燃料被每个喷射器22直接喷射到每个气缸(燃烧室)中。发动机20为四冲程发动机。更具体而言，在发动机20的每个气缸中，以720度的曲柄角间隔依次执行具有四个冲程(吸入、压缩、燃烧和排气)的燃烧周期。
在要启动发动机20时，启动电动机31(旋转电机)使曲轴旋转。更具体而言，车辆的驾驶员执行启动流程以从电池向启动电动机31供电，由此使启动电动机31的转矩转动曲轴。具有电动机功能和发电机功能的电动发电机可以被用作在发动机启动时使曲轴转动的旋转电机。
系统10包括各种传感器。更具体而言，为共轨21提供用于检测高压燃料温度Tf的燃料温度传感器41(燃料温度检测部分)以及用于检测共轨21中燃料压力Pc的轨压传感器42(燃料压力检测部分)。为曲轴提供发动机转速传感器43(发送机转速检测部分)，用于根据在预定曲柄角间隔产生的曲柄角信号检测发动机20的转速NE。
ECU 50包括公知的微型计算机，根据各种传感器检测的信号识别发动机20的工作状态和用户请求，并根据识别的发动机工作状态或用户请求操作各种致动器，例如喷射器22。ECU 50中包括的微型计算机基本包括，例如执行各种计算的CPU(基本处理单元)；充当主存储器的RAM，用于暂时存储例如在计算中间获得的数据和计算结果；充当程序存储器的ROM；数据存储器(备份存储器)；和从外部输入信号并向外部输出信号的输入/输出端口。在ROM中存储各种发动机控制程序、控制图等。在数据存储器中存储关于发动机20的设计数据、各种其他控制数据等。
ECU 50提供燃料泵32驱动的反馈控制，使得轨压传感器42检测到的燃料压力Pc与目标压力Pct一致。根据试验结果等预先设置例如适于发动机20的每种工作状态的最优目标压力Pct。此外，ECU 50执行ROM中存储的程序以在预定曲柄转角依次提供对发动机20每个气缸的喷射器22的燃料喷射控制。在燃料喷射控制中，例如根据当前发动机工作状态控制每个喷射器22喷射的燃料量和燃料喷射时刻。根据本实施例，在计算机判定发动机20的可启动性下降时，减少在曲轴一次旋转期间从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量。
图2为流程图，示出了根据本实施例的用于启动控制的处理。在启动发动机20时，ECU 50在预定曲柄转角针对所有气缸重复执行图2所示的一系列处理。
在步骤S10中，计算机判断发动机20的转速NE是否高于判断值Rne。更具体而言，计算机判断发动机转速传感器43检测到的发动机转速NE是否高于判断值Rne。判断值Rne是用于判断是否应该完成启动控制过程以切换到正常启动控制的值(例如，200rpm)。这个判断值Rne低于用于判断正常启动控制中启动完成的判断值Rnen(例如，500rpm)。换言之，将判断值Rne设置为可以检测到发动机20中第一次燃料燃烧的值。
当在步骤S10中判定发动机20的转速NE高于判断值Rne时(S10：是)，该系列处理前进到结束(END)。结果，从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量不减少，使得喷射器22向启动发动机20喷射规则量的燃料。
另一方面，如果在步骤S10中判定发动机20的转速NE不高于判断值Rne(S10：否)，该流程前进到步骤S20，其中计算机判断发动机20的上次启动是否完成。换言之，计算机判断转速NE是否低于发动机20上次启动的判断值Rnen。ECU 50存储发动机20上次启动是否完成的结果。
如果在步骤S20中判定发动机20的转速NE达到了表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：是)，该系列处理步骤结束。换言之，如果判定发动机20的可启动性在其启动时未变差，则在正常发动机启动控制下启动发动机20，不减少从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量。
另一方面，如果在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rne(S20：否)，该流程前进到步骤S30，其中计算燃料喷射量的减少量ΔQ。换言之，如果计算机判定发动机20的可启动性在其上次启动时变差，减少从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量。减少量ΔQ是相对于目标气缸一个燃烧冲程期间正常燃料喷射量将喷射器22喷射的燃料量减少的量。更具体而言，基于通过试验等预先确定的图或计算公式，将减少量ΔQ确定为更大，因为燃料压力Pc小于目标压力Pct。此外，基于通过试验预先确定的图或计算公式，将减少量ΔQ确定为更大，因为速度传感器43检测到的发动机20的转速NE变得更低了。
然后，该流程前进到步骤S40，其中计算机计算校正系数K，用于根据燃料温度Tf校正减少量ΔQ。更具体而言，基于通过试验预先确定的图或计算公式，将校正因数K确定为更大，因为燃料温度传感器41检测到的燃料温度Tf变得更高。换言之，进行计算，使得在燃料温度Tf升高而减小燃料的粘滞度时，校正系数K增大。
接下来，在步骤S50中，根据基本喷射量Qfinb、减少量ΔQ和校正系数K计算最终喷射量Qfin。更具体而言，使用如下方程计算最终喷射量Qfin。基本喷射量Qfinb表示在目标气缸的一个燃烧冲程期间喷射器22要喷射的燃料基本量，是利用图等根据例如发动机20的工作状态计算的。
Qfin＝Qfinb-K×ΔQ
通过从基本喷射量Qfinb减去燃料减少量ΔQ和校正系数K获得最终喷射量Qfin。然后，该流程结束。目标气缸的喷射器22喷射如上所述计算的最终喷射量Qfin的燃料。当在步骤S20中转速NE高于判断值Rnen时，计算机判定发动机20的启动完成，从而流程前进到正常控制。
步骤S20中的处理对应于可启动性判断部分。步骤S30到S50中的处理对应于燃料供应控制部分。
上文已经详细描述的本实施例提供了以下优点。
ECU 50判断发动机20的可启动性是否变差。更具体而言，如果发动机20的上次启动未完成，ECU 50判断发动机20的可启动性变差。在判定发动机20的可启动性变差时，在启动发动机20时减少曲轴一次旋转期间从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量。因此，在启动发动机20时从燃料泵32向共轨21泵送高压燃料时，可以促进共轨21中燃料压力Pc的增加。这样能够保持喷射器22喷射的燃料点火性能令人满意，由此改善发动机20的可启动性。
更具体而言，减少一个燃烧冲程期间从喷射器22向气缸中喷射的燃料量。因此，可以在喷射器22连续喷射燃料的同时促进共轨21中燃料压力Pc的升高。这样不仅能够在已喷射燃料引燃之后立即提高发动机20的转速NE，而且还能够缩短发动机20的启动时间。
如果发动机20的上次启动未完成，则减少从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量，因为判定发动机20的可启动性变差了。在这种情况下，促进了共轨21中燃料压力Pc的升高以改善发动机20的可启动性。不过，随着从每个喷射器22可喷射的燃料量增加，在启动发动机20期间转速NE的增加可能会慢下来。另一方面，如果完成了发动机20的上次启动，从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量不减少，因为判定发动机20的可启动性可以维持。结果，在不必减少从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量时，通过以标准方式启动发动机20可以立即提高发动机20的转速NE。
在检测的燃料压力Pc低于目标压力Pct时，减少量ΔQ增加更多。因此，在检测到的燃料压力Pc低于目标压力Pct时，亦即，在发动机20的可启动性更加劣化时，更多地减少从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量。因此，根据发动机20可启动性劣化程度可以改善发动机20的可启动性。这样能够限制从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量过度减小，亦即，每个喷射器22喷射的燃料量过度减小。因此，可以限制发动机20的转速NE的增加减慢。
减少量ΔQ随着发动机20的检测转速NE减小而增大。因此，在发动机20的检测转速NE更低，亦即，在燃料泵32的当前释放量更小时，更大地减少从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量。因此，根据发动机20可启动性劣化程度可以改善发动机20的可启动性。这样能够限制从共轨21向每个喷射器22供应的燃料量过度减小，亦即，每个喷射器22喷射的燃料量过度减小。因此，可以限制发动机20的转速NE的增加减慢。
在以上实施例中，基于通过试验事先获得的图或计算公式，执行计算，使得在燃料压力Pc变得低于目标压力Pct时，更多地增加减少量ΔQ。此外，基于通过试验事先获得的图或计算公式，将减少量ΔQ确定为更大，因为速度传感器43检测到的发动机20的转速NE变得更低了。不过，可以可替代地将通过试验等事先获得的固定值用作减少量ΔQ。
[第二实施例]
在下文中将描述第二实施例。将主要针对与第一实施例的差异来描述第二实施例。图1中所示的系统配置不仅适用于第一实施例，而且适用于第二实施例。
在第二实施例中，在启动发动机20时在曲轴的一次旋转期间仅在气缸的一部分中进行燃料喷射，而不是在一个燃烧冲程期间减少从喷射器22向气缸中喷射的燃料量。因此，如果判定发动机20的可启动性变差，则减少在曲轴一次旋转期间从共轨21向四个喷射器22供应的燃料总量。
图3为流程图，示出了启动控制的处理。在启动发动机20时，在预先确定的曲柄转角针对所有气缸重复执行图3中所示的一系列处理，而不是较早所述的图2中所示的处理。用与图2中相同的步骤编号表示与图2所示那些相同的处理，并且将不会加以赘述。
当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S25，其中计算机判断这一处理的目标气缸是否是进行燃料喷射的喷射气缸。例如，将第一气缸定义为不执行任何燃料喷射的无喷射气缸，将第二到第四气缸定义为执行燃料喷射的喷射气缸。在步骤S25中，计算机判断目标气缸是否是第二到第四气缸之一。
当在步骤S25中答案为是时，该流程前进到上述步骤S30到S50。亦即，在步骤S30中计算减少量ΔQ。在步骤S40中计算校正因数K。然后，在步骤S50中，根据基本喷射量Qfinb、减少量ΔQ和校正因数K计算最终喷射量Qfin。结果，喷射器22向目标气缸中喷射计算的最终喷射量Qfin的燃料。
当在步骤S25中答案为否时，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin设置为“0(零)”。亦即，在无喷射气缸中，不进行燃料喷射。
上文详细描述的第二实施例提供了与第一实施例相同的优点，除了如下内容之外。
在曲轴进行一次旋转的同时，四个(多个)气缸中仅有三个(一些)允许喷射器22喷射燃料。因此，在考虑整个发动机20时，可以显著减少从共轨21向总共四个喷射器22供应的燃料总量。结果，更加可以促进共轨21中燃料压力Pc的增加，以进一步改善发动机20的可启动性。
在第二实施例中，可以将通过试验事先获得的固定值用作减少量ΔQ。在传感器42检测的燃料压力Pc变得低于目标压力Pct时，可以减少执行燃料喷射的喷射气缸数量。而且，在发动机20的转速NE变得更低时，可以减少执行燃料喷射的喷射气缸的数量。
在上述配置中，仅针对气缸的一部分，在曲轴的一次旋转期间喷射器22喷射燃料。因此，在考虑整个发动机20时，可以显著减少从共轨21向喷射器22供应的燃料量。此外，由于减少了从共轨21向喷射器22供应的燃料量，所以减少了喷射燃料的喷射器22的气缸数量。因此，根据发动机20可启动性劣化程度可以逐步相当大地改善发动机20的可启动性。当至少一次点燃喷射的燃料时，可以改善发动机20的可启动性，因为发动机20的转速NE大大升高。
[第三实施例]
现在将描述本发明的第三实施例。将主要针对与第一和第二实施例的差异来描述第三实施例。图1中所示的系统配置不仅适用于第一实施例，而且适用于第三实施例。
如果在发动机20启动期间，从开始启动发动机起喷射器22进行的燃料喷射总次数小于判断值Ri，则减少一个燃烧冲程期间从喷射器22向每个气缸中喷射的燃料量。另一方面，如果喷射器22执行的燃料喷射总次数不小于判断值Ri，则在曲轴一次旋转期间喷射器22仅向一部分气缸中喷射燃料。
图4为流程图，示出了启动控制的处理。在启动发动机20时，ECU 50在预定曲柄转角针对所有气缸重复执行图4所示的处理。用与图3中相同的步骤编号表示与图3所示那些相同的处理，并且将不会加以赘述。
具体而言，当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S22，其中计算机判断从开始启动发动机20起四个(全部)喷射器22执行的燃料喷射总次数Qno是否小于判断值Ri。判断值Ri表示在减少一次燃烧冲程期间从喷射器22向气缸中喷射的燃料量时，预计发动机20中发生燃料燃烧的燃料喷射次数。例如，将判断值Ri设置在4和6之间的范围之内(这个范围对应于两到三次曲轴旋转)。
如果在步骤322中判定从开始启动发动机20起四个喷射器22执行的燃料喷射总次数Qno小于判断值Ri(S22：是)，该流程前进到步骤S30到S50。在步骤S30中计算减少量ΔQ。接下来，在步骤S40中计算校正系数K。在步骤S50中，根据基本喷射量Qfinb、减少量ΔQ和校正因数K计算最终喷射量Qfin。结果，喷射器22喷射计算的最终喷射量Qfin的燃料。
当在步骤S22中判定从开始启动发动机20起四个喷射器22执行的燃料喷射总次数Qno不小于判断值Ri时(S22：否)，该流程前进到步骤S25，其中计算机判断目标气缸是否是将执行燃料喷射的喷射气缸。在步骤S25中，计算机判断目标气缸是否是第二到第四气缸之一。
当在步骤S25中答案为是时，该流程前进到上述步骤S30到S50。亦即，在步骤S30中计算减少量ΔQ。在步骤S40中计算校正因数K。然后，在步骤S50中，根据基本喷射量Qfinb、减少量ΔQ和校正因数K计算最终喷射量Qfin。结果，喷射器22向目标气缸中喷射计算的最终喷射量Qfin的燃料。
当在步骤S25中答案为否时，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin设置为“0(零)”。亦即，在无喷射气缸中，不进行燃料喷射。
上文详细描述的第三实施例提供了与第一和第二实施例相同的优点，除了如下内容之外。
如果从开始启动发动机20起喷射器22进行的燃料喷射总次数小于判断值Ri，则减少一个燃烧冲程期间从喷射器22向气缸中喷射的燃料量。因此，当在燃料喷射总次数达到判断值Ri之前喷射燃料点燃时，可以缩短发动机20的启动时间。如果燃料喷射总次数不小于判断值Ri，则在曲轴一次旋转期间仅针对四个(多个)气缸中的三个(一些)执行燃料喷射。因此，如果在燃料喷射总次数达到判断值Ri之前未完成发动机20的启动，可以进一步改善发动机20的可启动性。结果，即使发动机20的可启动性显著变差，也必然可以启动发动机20，同时缩短发动机20的启动时间。
在以上实施例中，在判定目标气缸为喷射气缸时，可以将基本喷射量Qfinb定义为最终喷射量Qfin。在这种情况下，可以将第一和第四气缸定义为非喷射气缸，可以将第三和第二气缸定义为喷射气缸。
[第四实施例]
在下文中将描述本发明的第四实施例。将主要针对与第一和第二实施例的差异来描述第四实施例。图1中所示的系统配置不仅适用于第一实施例，而且适用于第四实施例。
如果在发动机20启动期间，燃料温度传感器41检测的燃料温度Tf低于判断值Rf，则减少一个燃烧冲程期间从喷射器22向每个气缸中喷射的燃料量。如果燃料温度Tf不低于判断值Rf，则在曲轴一次旋转期间在一部分气缸中执行燃料喷射。
图5为流程图，示出了启动控制的处理步骤。在启动发动机20时，在预先确定的曲柄转角针对所有气缸重复执行图5中所示的一系列处理。用相同的步骤编号表示与图3所示那些相同的处理，并且将不会加以赘述。
当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S23，其中计算机判断燃料温度Tf是否小于判断值Rf。判断值Rf表示在燃料温度Tf升高时可以检测到从喷射器22泄露的燃料量增加的温度。亦即，在判断值Rf处，可以检测到共轨21中的燃料压力Pc不升高。例如，将判断值Rf设置为60℃。
当在步骤S23中判定燃料温度传感器41检测的燃料温度Tf低于判断值Rf时(S23：是)，该流程前进到步骤S30到S50。亦即，在步骤S30中计算减少量ΔQ。在步骤S40中计算校正因数K。然后，在步骤S50中，根据基本喷射量Qfinb、减少量ΔQ和校正因数K计算最终喷射量Qfin。结果，喷射器22喷射计算的最终喷射量Qfin的燃料。
当在步骤S23中判定燃料温度传感器41检测的燃料温度Tf不低于判断值Rf时(S23：否)，该流程前进到步骤S25，其中判断目标气缸是否是将执行燃料喷射的喷射气缸。如上所述，计算机判断目标气缸是否是第二到第四气缸之一。
当在步骤S25中答案为是时，该流程前进到上述步骤S30到S50。亦即，在步骤S30中计算减少量ΔQ。在步骤S40中计算校正因数K。然后，在步骤S50中，根据基本喷射量Qfinb、减少量ΔQ和校正因数K计算最终喷射量Qfin。结果，喷射器22向目标气缸中喷射计算的最终喷射量Qfin的燃料。
当在步骤S25中答案为否时，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin设置为“0(零)”。亦即，在无喷射气缸中，不进行燃料喷射。
上文详细描述的第四实施例提供了与第一到第三实施例相同的优点，除了如下内容之外。
在检测的燃料温度Tf低于判断值Rf时，减少一个燃烧冲程期间从喷射器22向气缸中喷射的燃料量。因此，如果从喷射器22泄露的燃料量不增加，可以通过连续喷射增大量的燃料来缩短发动机20的启动时间。如果燃料温度Tf不低于判断值Rf，则在曲轴一次旋转期间仅在四个(多个)气缸中的三个(一些)中执行燃料喷射。因此，在共轨21中的燃料压力Pc可能减小的情况下，可以进一步改善发动机20的可启动性。结果，即使发动机20的可启动性显著变差，也必然可以启动发动机20，同时缩短发动机20的启动时间。
在第四实施例中，在判定目标气缸为喷射气缸时，可以将基本喷射量Qfinb定义为最终喷射量Qfin。在这种情况下，可以将第一和第四气缸定义为非喷射气缸，可以将第三和第二气缸定义为喷射气缸。
(其他实施例)
要理解，本发明不限于上述实施例。例如，以下修改适用于上述实施例。
在第一到第四实施例中，在启动发动机20时，可以禁止喷射器22喷射燃料，直到轨压传感器42检测的燃料压力Pc升高到判断值Rp以上为止，其对应于燃料喷射禁止部分执行的过程。在一定程度上事先将判断值Rp设置为共轨21中的燃料压力Pc。在上述配置中，喷射器22能够在启动发动机20时开始喷射燃料，同时将燃料压力Pc升高到判断值Rp。这样能够进一步改善发动机20的可启动性。更具体而言，可以如下所述修改第一到第四实施例。
图6为流程图，示出了根据第一实施例的用于启动控制的改进处理。在启动发动机20时，ECU 50在预定曲柄转角针对所有气缸重复执行图6所示的一系列处理步骤。
当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S21，其中计算机判断燃料压力Pc是否大于预定值Rp。当在步骤S21中判定传感器42检测的燃料压力Pc大于判断值Rp时(S21：是)，该流程前进到步骤S30到S50。当在步骤S21中答案为否时，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin设置为“0(零)”。亦即，不执行燃料喷射。
图7为流程图，示出了根据第二实施例的用于启动控制的改进处理步骤。在启动发动机20时，ECU 50在预定曲柄转角针对所有气缸重复执行图7所示的一系列处理步骤。
当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S21，其中计算机判断燃料压力Pc是否大于预定值Rp。当在步骤S21中判定传感器42检测的燃料压力Pc大于判断值Rp时(S21：是)，该流程前进到步骤S25。当在步骤S21中判定燃料压力Pc不高于判断值Rp时(S21：否)，该流程前进到步骤S24，其中重新选择喷射气缸。更具体而言，如果燃料压力Pc不高于判断值Rp，根据当前状况重新确定将执行燃料喷射的喷射气缸数量。然后，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin定义为“0(零)”，使得喷射器22不喷射燃料。
图8为流程图，示出了根据第三实施例的用于启动控制的改进处理步骤。在启动发动机20时，ECU 50在预定曲柄转角针对所有气缸重复执行图8所示的一系列处理步骤。
当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S21，其中计算机判断燃料压力Pc是否大于预定值Rp。当在步骤S21中判定传感器42检测的燃料压力Pc大于判断值Rp时(S21：是)，该流程前进到步骤S22。当在步骤S21中判定燃料压力Pc不高于判断值Rp时(S21：否)，该流程前进到步骤S24，其中重新选择喷射气缸。然后，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin定义为“0(零)”，使得喷射器22不喷射燃料。
图9为流程图，示出了根据第四实施例的用于启动控制的改进处理步骤。在启动发动机20时，ECU 50在预定曲柄转角针对所有气缸重复执行图9所示的一系列处理步骤。
当在步骤S20中判定发动机20的转速NE未达到表示发动机20上次启动时启动完成的判断值Rnen(S20：否)，该流程前进到步骤S21，其中计算机判断燃料压力Pc是否大于预定值Rp。当在步骤S21中判定传感器42检测的燃料压力Pc大于判断值Rp时(S21：是)，该流程前进到步骤S23。当在步骤S21中判定燃料压力Pc不高于判断值Rp时(S21：否)，该流程前进到步骤S24，其中重新选择喷射气缸。然后，该流程前进到步骤S60，其中将最终喷射量Qfin定义为“0(零)”，使得喷射器22不喷射燃料。
在发动机20的可启动性变差的情况下，可以检测到以下状况。亦即，可以检测到从喷射器22泄露的燃料量增大。更具体而言，可以检测到喷射器22变差或燃料温度Tf高于预定温度。而且，可以检测到燃料泵32劣化或启动电动机31的转矩减小。具体而言，可以检测到启动电动机31劣化或电池电压下降。此外，在为了确保安全应当禁止发动机20启动的状况下，可以禁止根据以上实施例的启动控制及其修改。
在自动启动和重新启动发动机20的汽车中，可以运用根据上述实施例的启动控制及其改进。在这样的汽车中，常常在燃料温度Tf(发动机20的温度)高，亦即，从喷射器22泄露的燃料量大时启动发动机20。因此，上述启动控制有效地改善了发动机20的可启动性。
可以将本发明应用于具有火花塞和燃料喷射器的汽油发动机。

Claims (8)

1.一种用于直喷式内燃机的启动控制设备，所述启动控制设备应用于燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括在启动时令所述内燃机的曲轴旋转的旋转电机(31)，根据所述曲轴的转矩被驱动的燃料泵(32)，累积从所述燃料泵泵送的高压燃料的储油器(21)以及向气缸中喷射所述高压燃料的燃料喷射器(22)，所述启动控制设备包括：
可启动性判断部分(S20)，其判断所述内燃机的可启动性是否劣化；以及
燃料供应控制部分(S30-S50)，在启动所述内燃机时，其在所述可启动性判断部分判定所述内燃机的可启动性劣化时，减少在所述曲轴的一次旋转期间从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，其中，
所述内燃机(20)包括多个气缸，每个气缸装备有所述燃料喷射器(22)，
在从启动所述内燃机起所述燃料喷射器执行的燃料喷射总次数小于预定次数时，所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过减少一个燃烧冲程期间所述燃料喷射器喷射到所述气缸中的燃料量来减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，并且
在燃料喷射总次数不小于所述预定次数时，所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过在所述曲轴的一次旋转期间在一部分气缸中执行燃料喷射来减少从所述储油器(21)向所述燃料喷射器(22)供应的燃料量。
2.一种用于直喷式内燃机的启动控制设备，所述启动控制设备应用于燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括在启动时令所述内燃机的曲轴旋转的旋转电机(31)，根据所述曲轴的转矩被驱动的燃料泵(32)，累积从所述燃料泵泵送的高压燃料的储油器(21)以及向气缸中喷射所述高压燃料的燃料喷射器(22)，所述启动控制设备包括：
可启动性判断部分(S20)，其判断所述内燃机的可启动性是否劣化；以及
燃料供应控制部分(S30-S50)，在启动所述内燃机时，其在所述可启动性判断部分判定所述内燃机的可启动性劣化时，减少在所述曲轴的一次旋转期间从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，其中，
所述燃料喷射系统包括检测所述高压燃料的温度的燃料温度检测部分(41)，
所述内燃机(20)包括多个气缸，每个气缸装备有所述燃料喷射器，
在所述燃料温度检测部分检测到的高压燃料的温度低于预定温度时，所述燃料供应控制部分通过减少一个燃烧冲程期间所述燃料喷射器喷射到所述气缸中的燃料量来减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，并且
在所述高压燃料的温度不低于所述预定温度时，所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过在所述曲轴的一次旋转期间在一部分气缸中执行燃料喷射来减少从所述储油器(21)向所述燃料喷射器(22)供应的燃料量。
3.一种用于直喷式内燃机的启动控制设备，所述启动控制设备应用于燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括在启动时令所述内燃机的曲轴旋转的旋转电机(31)，根据所述曲轴的转矩被驱动的燃料泵(32)，累积从所述燃料泵泵送的高压燃料的储油器(21)以及向气缸中喷射所述高压燃料的燃料喷射器(22)，所述启动控制设备包括：
可启动性判断部分(S20)，其判断所述内燃机的可启动性是否劣化；以及
燃料供应控制部分(S30-S50)，在启动所述内燃机时，其在所述可启动性判断部分判定所述内燃机的可启动性劣化时，减少在所述曲轴的一次旋转期间从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，其中，
所述燃料喷射系统包括检测所述高压燃料的压力的燃料压力检测部分(42)，并且
所述燃料供应控制部分(S30-S50)将从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量减少指定减少量，所述指定减少量随着所述燃料压力检测部分检测的燃料压力变得越小于所述高压燃料的目标压力而增大，
所述内燃机包括多个气缸，每个气缸装备有所述燃料喷射器，
所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过在所述曲轴的一次旋转期间在一部分气缸中执行燃料喷射来减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，并且
在减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量时，所述燃料供应控制部分减少在其中执行燃料喷射的气缸的数量。
4.一种用于直喷式内燃机的启动控制设备，所述启动控制设备应用于燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括在启动时令所述内燃机的曲轴旋转的旋转电机(31)，根据所述曲轴的转矩被驱动的燃料泵(32)，累积从所述燃料泵泵送的高压燃料的储油器(21)以及向气缸中喷射所述高压燃料的燃料喷射器(22)，所述启动控制设备包括：
可启动性判断部分(S20)，其判断所述内燃机的可启动性是否劣化；以及
燃料供应控制部分(S30-S50)，在启动所述内燃机时，其在所述可启动性判断部分判定所述内燃机的可启动性劣化时，减少在所述曲轴的一次旋转期间从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，
所述燃料喷射系统包括检测所述内燃机的转速的内燃机转速检测部分(43)，
所述燃料供应控制部分(S30-S50)将从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量减少指定增加量，所述指定增加量随着所述内燃机的转速减小而增大，
所述内燃机包括多个气缸，每个气缸装备有所述燃料喷射器，
所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过在所述曲轴的一次旋转期间在一部分气缸中执行燃料喷射来减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量，并且
在减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量时，所述燃料供应控制部分减少在其中执行燃料喷射的气缸的数量。
5.根据权利要求1-4的任意一个所述的启动控制设备，其中
所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过减少一个燃烧冲程期间所述燃料喷射器(22)喷射到所述气缸中的燃料量来减少从所述储油器(21)向所述燃料喷射器(22)供应的燃料量。
6.根据权利要求1-4的任意一个所述的启动控制设备，其中
所述燃料供应控制部分(S30-S50)通过在所述曲轴的一次旋转期间在一部分气缸中执行燃料喷射来减少从所述储油器向所述燃料喷射器供应的燃料量。
7.根据权利要求1-4的任意一个所述的启动控制设备，其中
在所述内燃机的上次启动未完成时，所述可启动性判断部分判定所述内燃机的可启动性劣化。
8.根据权利要求1-4的任意一个所述的启动控制设备，其中
所述燃料喷射系统包括检测所述高压燃料的压力的燃料压力检测部分(42)，所述启动控制设备还包括：
燃料喷射禁止部分(S60)，在启动所述内燃机时，所述燃料喷射禁止部分禁止所述燃料喷射器喷射燃料，直到所述燃料压力检测部分(42)检测的所述高压燃料的压力升高到预定压力以上。
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