CN103649500B - 车辆用发动机启动控制装置 - Google Patents

车辆用发动机启动控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103649500B
CN103649500B CN201280032562.3A CN201280032562A CN103649500B CN 103649500 B CN103649500 B CN 103649500B CN 201280032562 A CN201280032562 A CN 201280032562A CN 103649500 B CN103649500 B CN 103649500B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
direct fuel
injection engine
fuel
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280032562.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103649500A (zh
Inventor
小岛进
仲西直器
出盐幸彦
杉本知士郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN103649500A publication Critical patent/CN103649500A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103649500B publication Critical patent/CN103649500B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/009Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents using means for generating position or synchronisation signals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F02N99/002Starting combustion engines by ignition means
    • F02N99/006Providing a combustible mixture inside the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • F02B2075/125Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D2041/389Controlling fuel injection of the high pressure type for injecting directly into the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0822Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to action of the driver
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • F02N2019/008Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation the engine being stopped in a particular position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/021Engine crank angle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022Engine speed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

电子控制装置(70)在从多个的气缸中的第一气缸(K1)处于膨胀冲程并且点火顺序紧接在该第一气缸(K1)后的第二气缸(K2)位于压缩TDC的所述TDC发动机停止状态启动直喷发动机(12)时,使所述直喷发动机(12)开始旋转,在该旋转开始后的所述第二气缸(K2)中的最初的膨胀冲程中该第二气缸(K2)中的活塞(110)离开所述压缩TDC向下止点移动的期间将燃料直接喷射到该第二气缸(K2)内并且点火。从而,在直喷发动机(12)启动时的旋转开始早期,降低从所述压缩TDC进入膨胀冲程的所述第二气缸(K2)内的负压,并通过在该第二气缸(K2)内的爆发产生使所述直喷发动机(12)旋转的转矩。因此,可以迅速地提高发动机旋转速度(NE),确保所述直喷发动机(12)的良好的启动性能。

Description

车辆用发动机启动控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有直喷发动机的车辆的发动机启动控制装置。
背景技术
已知有作为行驶用驱动力源而具有将燃料直接喷射到气缸内的直喷发动机的车辆。例如,专利文献1所记载的车辆就是这种车辆。该专利文献1的车辆的发动机启动控制装置进行所谓的点火启动:通过在所述直喷发动机的停止状态将燃料直接喷射到处于膨胀冲程的气缸内并且点火来启动发动机旋转,从而启动该直喷发动机。但是,在处于所述膨胀冲程的活塞停止位置位于不能进行所述点火启动的范围内的情况下,通过起动马达来辅助用于使所述直喷发动机启动的旋转速度的提升。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利文献特开2004-301080号公报;
专利文献2:日本专利文献特开2004-316455号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
在所述直喷发动机被停止情况下,该发动机停止时的曲柄角度不限于是下次发动机启动的合适角度,例如,以5~10%左右的概率在压缩冲程结束时的上止点即压缩TDC(TopDeadCenter;上止点)附近停止。这样,在所述直喷发动机的任意的气缸的活塞位置在所述压缩TDC停止的情况下,在启动该直喷发动机时,即使通过例如所述起动马达来辅助,也在处于停止状态的所述直喷发动机开始旋转时,在活塞从所述压缩TDC开始下降的所述气缸内产生负压。于是,存在该负压成为旋转阻抗而使所述直喷发动机的启动性能恶化的问题。另外,这样的问题是非公知的。
本发明以上述情况为背景,其目的是提供一种在作为行驶用驱动力源而具有直喷发动机的车辆中、在启动使多个气缸中的任一气缸在上止点附近停止的直喷发动机时、可以确保良好的启动性能的车辆用发动机启动控制装置。
用于解决问题的手段
用于达成上述目的第一发明的要点是:(a)在作为行驶用驱动力源而具有将燃料直接喷射到气缸内的直喷发动机中,(b)特征在于,从多个气缸中的第一气缸处于膨胀冲程并且点火顺序紧接在该第一气缸之后的第二气缸位于上止点的所述直喷发动机的停止状态启动该直喷发动机时,使所述直喷发动机开始旋转,在该旋转开始后的所述第二气缸中的最初的膨胀冲程中该第二气缸中的活塞离开所述上止点向下止点移动的期间将燃料直接喷射到该第二气缸内并且点火。
发明的效果
如果这样的话,在所述直喷发动机启动时的旋转开始早期,降低从上止点进入膨胀冲程的所述第二气缸内的负压,并且通过在该第二气缸内的爆发来产生使所述直喷发动机旋转的转矩。因此,与在所述旋转开始早期在所述第二气缸不进行燃料喷射或点火的情况相比,可以迅速地提高发动机旋转速度,确保所述直喷发动机的良好的启动性能。另外,如果在所述第二气缸的上止点进行燃料喷射和点火,由于该第二气缸的燃烧室的容积过小等原因而导致在该第二气缸内难以发生爆发,然而,由于在活塞离开上止点向下止点移动的期间进行燃料喷射和点火,因此,与在所述上止点的燃料喷射和点火相比,存在容易发生所述第二气缸内的爆发的优点。
这里,第二发明的要点是:一种所述第一发明的车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,(a)所述直喷发动机所具有的各活塞在活塞顶部具有向燃烧室侧开口的凹部,(b)所述第二气缸中的燃料喷射是朝向所述凹部进行的。如果这样的话,利用所述凹部,可以在点火装置周围构成被喷射的燃料适度分散的、容易点火的浓混合气体,因此与采用不具有所述凹部的活塞的情况相比,避免了在所述第二气缸内的点火不良,容易发生爆发。
另外,第三发明的要点是:一种所述第一发明或所述第二发明的车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,通过在所述直喷发动机的停止状态将燃料直接喷射到所述第一气缸内并且点火来使该直喷发动机开始旋转。如果这样的话,不使用起动马达就可以启动所述直喷发动机。
另外,第四发明的要点是:一种所述第一发明至所述第三发明中的任一个车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,所述直喷发动机具有7气缸以上的多个气缸。如果7气缸以上的4循环直喷发动机为例如8气缸、12气缸等的直喷发动机,则在作为预定的气缸的第二气缸位于上止点的状态下启动所述直喷发动机时,存在按照点火顺序位于该第二气缸前并处于膨胀冲程且排气阀没有打开的第一气缸。因此,通过在所述直喷发动机的停止状态将燃料直接喷射到该第一气缸内并且点火来启动发动机旋转,从而启动该直喷发动机。
附图说明
图1是将说明优选适用本发明的车辆的机械构成的要件的要点图、以及表示电子控制装置的控制功能的要件的功能模块图合并示出的构成图;
图2是说明图1的车辆的直喷发动机的截面图;
图3是说明在图1的直喷发动机为V型8气缸的情况下在各气缸执行的4周期冲程的顺序的图表;
图4是表示在图1的V型8气缸发动机中在曲柄轴的1个旋转内参与爆发的4个气缸相位的相互关系的气缸相位图;
图5是用于说明图1的电子控制装置的控制动作的要件、即响应于发动机再启动请求而使直喷发动机再启动的控制动作的流程图;
图6是图1的直喷发动机的截面图,是示意性地示出当发动机启动时、该直喷发动机的第二气缸处于压缩TDC的情况下、在该第二气缸内进行了燃料喷射时的燃烧室内的混合气体的流动的图。
图7是图1的直喷发动机的截面图,是示意性地示出当发动机启动时、在该直喷发动机的第二气缸的最初的膨胀冲程中处于活塞离开压缩TDC向下止点移动的期间的情况下、具体来说处于该最初的膨胀冲程的初期的情况下、在该第二气缸内进行了燃料喷射时的燃烧室内的混合气体的流动的图。
具体实施方式
在此,优选的是,所述车辆用发动机启动控制装置按照所述点火顺序,在继所述第二气缸之后的第三气缸中,在压缩冲程将燃料直接喷射到该第三气缸内并在上止点附近点火。
实施例
以下,参照附图对本发明的实施例详细地进行说明。
图1是包含优选适用本发明的车辆10的驱动系统的要点图的简略构成图。该车辆10作为行驶用驱动力源而具有将燃料直接喷射到气缸内的直喷发动机12。并且,该直喷发动机12的输出从作为流体式传动装置的转矩变换器14经过涡轮轴16、C1离合器18被传递给自动变速器20,进一步经由输出轴22、差动齿轮装置24被传递给左右的驱动轮26。转矩变换器14包括:直喷发动机12经由减震器38连接的泵叶轮、涡轮轴16所连接的涡轮叶轮、定子叶轮、以及选择性地直接连接该泵叶轮和该涡轮叶轮的锁止离合器(L/U离合器)30。
上述直喷发动机12在本实施例中使用V型8气缸的4周期的汽油发动机,具体来说,如图2所示,在形成于气缸(cylinder)100的燃烧室101内通过燃料喷射装置46以高压微粒子状态直接喷射汽油。该直喷发动机12被构成为:空气从吸气通路102经由吸气阀104流入燃烧室101内的同时,排气气体经由排气阀108从排气通路106排出,以预定的定时由点火装置47点火,由此使燃烧室101内的混合气体爆发燃烧、从而向下方按压活塞110。吸气通路102经由缓冲罐103与作为吸入空气量调节阀的电子节流阀45连接,根据该电子节流阀45的开度(节流阀开度)控制从吸气通路102流入燃烧室101内的吸入空气量,即发动机输出。如图2所示,上述活塞110包括作为燃烧室101侧的端部并形成该燃烧室101的一部分的活塞顶部110a,该活塞顶部110a包括向燃烧室101侧开口的凹部110b、即腔。而且,活塞110以能够在轴方向上滑动的方式嵌合在气缸100内,同时,经由连杆112以能够相对旋转的方式与曲柄轴114的曲柄销116连结,伴随着活塞110的直线往复移动如箭头R所示的那样旋转驱动曲柄轴114。曲柄轴114在颈部118通过轴承来以能够旋转的方式被支撑,并且一体地包括连接颈部118和曲柄销116的曲柄臂120。另外,设置于活塞110的所述凹部110b的深度等的形状被规定为:在直喷发动机12的通常的驱动中,从燃料喷射装置46喷射的燃料在凹部110b内被反射,从而在点火装置47周围构成燃料适度地分散的、容易点火的浓混合气体以得到良好的爆发。另外,在直喷发动机12的通常的驱动中,在各气缸100的压缩冲程喷射燃料。
并且,这样的直喷发动机12在1个气缸中曲柄轴114旋转2周(720°)的过程中进行吸入冲程、压缩冲程、膨胀(爆发)冲程、排气冲程的4冲程,通过如此反复来连续旋转曲柄轴114。8个气缸100的活塞110分别以每个曲柄角度错开90°的方式构成,换言之,曲柄轴114的曲柄销116的位置朝向分别错开90°的方向突出,每当曲柄轴114旋转90°时8个气缸100按照如图3所示的预先设定的点火顺序爆发燃烧从而连续地发生旋转转矩。另外,当活塞110从压缩冲程后的上止点(压缩TDC)以预定角度旋转曲柄轴114、在吸气阀104和排气阀108同时关闭的膨胀冲程的预定的角度范围θ内停止时,由燃料喷射装置46将汽油喷射到气缸100内(燃烧室101内)并由点火装置47点火,由此能够进行使该气缸100内的混合气体爆发燃烧、从而提高发动机旋转速度的点火启动。在直喷发动机12的各部分的摩擦(friction)小的情况下,有可能只通过所述点火启动就可以启动直喷发动机12,然而,即便在摩擦大的情况下,如果进行所述点火启动,则也可以降低转动曲柄轴114启动时的启动辅助转矩,因此,可以降低产生该启动辅助转矩的起动马达35的最大转矩,从而实现小型化或降低电力消耗。如果以上止点后的曲柄角度CA来说,上述角度范围θ例如在30°~60°左右的范围内,可以通过点火启动得到比较大的旋转能,能够降低所述启动辅助转矩或者使其成为零,即使在90°左右,也可以通过点火启动得到比较大的旋转能,能够降低所述启动助力转矩或者使其成为零。
图3是说明在直喷发动机12为以4周期动作的V型8气缸发动机的情况下、对于各气缸No.1~No.8中的每一个的曲柄角度CA的动作冲程的图。各气缸No.1~No.8表示机械的排列位置,在以曲柄角度CA为0°作为基准的点火顺序上来说是:气缸No.2、气缸No.4、气缸No.5、气缸No.6、气缸No.3、气缸No.7、气缸No.8、气缸No.1。例如,如果按照点火顺序以气缸No.4作为第一气缸K1,则气缸No.5为第二气缸K2、气缸No.6为第三气缸K3、气缸No.3为第四气缸K4。另外,图4是表示在V型8气缸发动机中在曲柄轴114的1个旋转内参与爆发的4个气缸的相位的相互关系的气缸相位图,第一气缸K1至第四气缸K4相互维持90°的关系并向右旋转,依次执行从关闭吸气阀104到TDC的对吸入空气进行压缩的压缩冲程、以及从TDC到排气阀108打开的通过爆发气体的膨胀而向下按压活塞110的膨胀冲程。图4的第一气缸K1的相位位于膨胀冲程的后半,第二气缸K2的相位位于膨胀冲程的前半,第三气缸K3的相位位于压缩冲程的后半,第四气缸K4的相位位于压缩冲程的开始前。
自动变速器20是根据多个油压式摩擦卡合装置(离合器或刹车)的卡合解除状态来使变速比不同的多个齿轮档位成立的、行星齿轮式等有级的自动变速器,并且通过设置在油压控制装置28的电磁式的油压控制阀或切换阀等进行变速控制。C1离合器18是自动变速器20的输入离合器,例如作为在车辆发动时卡合的发动离合器而发挥功能,同样地通过油压控制装置28内的电磁式线性控制阀被进行卡合解除控制。
这样的车辆10通过电子控制装置70被控制。电子控制装置70是包含具有CPU、ROM、RAM、及输入输出接口等的所谓的微电脑的构成,利用RAM的暂时储存功能且按照预先存储在ROM中的程序进行信号处理。例如,电子控制装置70在直喷发动机12启动时作为进行启动直喷发动机12的控制的车辆用发动机启动控制装置而发挥功能。从油门操作量传感器48向电子控制装置70提供表示油门踏板的操作量(油门操作量)Acc的信号。另外,从发动机旋转速度传感器50、涡轮旋转速度传感器54、车速传感器56、曲柄角度传感器58分别提供直喷发动机12的旋转速度(发动机旋转速度)NE、涡轮轴16的旋转速度(涡轮旋转速度)NT、输出轴22的旋转速度(输出轴旋转速度、与车速V对应)NOUT、来自8个气缸100各自的表示TDC(上止点)的旋转角度即曲柄角度CA的脉冲信号Φ。此外,提供对各种控制所需要的各种信息。上述油门操作量Acc与输出要求量相当。
如图1所示,电子控制装置70在功能上包括变速控制部74、发动机停止控制部76、及发动机启动控制部80。变速控制部74控制设置在油压控制装置28的电磁式的油压控制阀、切换阀等以切换多个油压式摩擦卡合装置的卡合解除状态,由此根据以油门操作量Acc、车速V等的运转状态为参数来预先设定的关系或者变速映射,切换自动变速器20的多个齿轮档位。该关系或变速映射是以选择使直喷发动机12的耗油量或效率最优的变速档的方式通过预先实验求得的。
发动机停止控制部76基于在松开油门、车速零、D档、踩住刹车等怠速停止条件成立时出现的环保运行停止请求等,停止向直喷发动机12的燃料供给和点火,从而使直喷发动机12的旋转停止。
发动机启动控制部80响应于基于怠速停止时的松开刹车等的发动机再启动请求,进行直喷发动机12的所述点火启动,并且根据需要由起动马达35进行旋转辅助,从而再启动直喷发动机12,例如,基于直喷发动机12的旋转速度(发动机旋转速度)NE达到作为预先设定的结束判定値NE1的能够自主(自行)运转的旋转速度NE1的情况,使再启动控制结束。因此,发动机启动控制部80包括TDC停止判定部82、点火启动控制部84、以及再启动控制结束判定部86。
TDC停止判定部82基于来自曲柄角度传感器58的信号Φ,判定是否是直喷发动机12的气缸中的任一气缸、即预定的第二气缸的曲柄角度CA位于TDC(上止点)的停止状态,该曲柄角度传感器58检测从直喷发动机12的曲柄轴114的TDC(上止点)曲柄角度CA。该TDC停止判定部82所判定的TDC具体来说是压缩TDC。例如,如果第二气缸K2位于压缩TDC从而直喷发动机12停止,则如从图4判断的那样第一气缸K1在膨胀冲程。另外,第一气缸K1处于膨胀冲程表示如从图4判断的那样该第一气缸K1的排气阀108关闭。
点火启动控制部84在从作为多个气缸中的第一气缸K1处于膨胀冲程并且第二气缸K2位于压缩TDC的直喷发动机12的停止状态的TDC发动机停止状态启动直喷发动机12时,执行直喷发动机12的再启动控制。即,如果由TDC停止判定部82判定为直喷发动机12的任一气缸、即第二气缸K2为位于压缩TDC的停止状态,则点火启动控制部84响应于所述发动机再启动请求,执行直喷发动机12的所述再启动控制。具体来说,在该直喷发动机12的再启动控制中,点火启动控制部84首先通过在直喷发动机12的停止状态下将燃料直接喷射到第一气缸K1内并且点火,使直喷发动机12开始旋转。总之,进行所述点火启动。如果在该第一气缸K1内点火,则发生初爆(第一爆发)。如果直喷发动机12通过该初爆从所述TDC发动机停止状态开始旋转,换言之,如果直喷发动机12起动,则在第二气缸K2中,活塞110离开作为所述TDC发动机停止状态中的活塞位置的压缩TDC,进入最初的膨胀冲程。
一旦在所述第一气缸K1内进行点火,接着,在通过该点火的发动机旋转开始后的第二气缸K2中的所述最初的膨胀冲程中、在第二气缸K2中的活塞110离开压缩TDC向下止点(BottomDeadCenter;BDC)移动的期间,点火启动控制部84将燃料直接喷射到第二气缸K2内并且点火。通过该点火,在第二气缸K2内发生第二爆发,更进一步提高发动机旋转速度NE。在所述最初的膨胀冲程中将燃料喷射到第二气缸K2内的定时例如预先通过实验由曲柄角度CA决定,且成为如下曲柄角度CA:从燃料喷射装置46喷射的燃料在凹部110b内被反射而构成在点火装置47周围燃料适度地分散的、容易点火的浓混合气体、获得良好的爆发。
在直喷发动机12的所述再启动控制中,在直喷发动机12的起动后,点火启动控制部84进一步在第三气缸K3的压缩冲程中将燃料直接喷射到该第三气缸K3内并在压缩TDC附近点火,通过该点火在第三气缸K3内发生第三爆发。接着,在第四气缸K4以后,也依次执行与所述第三气缸K3同样的燃料喷射和点火,进一步提高发动机旋转速度NE。
一旦点火启动控制部84开始直喷发动机12的再启动控制,则再启动控制结束判定部86判断通过该直喷发动机12的再启动控制来提高的发动机旋转速度NE是否到达预先被设定为400rpm左右的能够自主运转的旋转速度NE1,并判断该发动机旋转速度NE的变化率(上升率、即上升速度)dNE/dT是否达到预先设定的能够自主运转的上升速度dNE1/dT。并且,再启动控制结束判定部86在发动机旋转速度NE到达所述能够自主运转的旋转速度NE1的情况下、或在发动机旋转速度NE的变化率dNE/dT到达所述能够自主运转的上升速度dNE1/dT的情况下,判定直喷发动机12的再启动控制结束。如果作出了该再启动控制结束的判定,则点火启动控制部84结束直喷发动机12的再启动控制。并且,在该直喷发动机12的再启动控制的结束后,例如,执行根据油门踏板操作来发动车辆10等的其它控制。
图5是用于说明电子控制装置70的控制动作的要件、即响应于发动机再启动请求而使直喷发动机12再启动的控制动作的流程图,例如以几msec到几十msec左右的极短的周期时间反复执行。该图5所示的控制动作单独或与其它控制动作并列执行。
在图5中,在与发动机停止控制部76对应的步骤S1(以下,省略步骤)到S2,基于在松开油门、车速零、D档、踩住刹车等怠速停止条件成立时出现的环保运行停止请求等,停止向直喷发动机12的燃料供给,从而使直喷发动机12的旋转停止。
接着,在与TDC停止判定部82对应的S3中,通过曲柄角度传感器58读取曲柄轴114停止的位置即曲柄角度CA,该曲柄角度传感器58检测从直喷发动机12的曲柄轴114的TDC(上止点)的曲柄角度CA。并且,在与TDC停止判定部82对应的S4中,判断直喷发动机12的气缸中任一气缸的曲柄角度CA是否位于TDC(上止点),具体来说,是否位于压缩TDC。在该S4的判断为否定的情况下执行其它控制。
然而,在上述S4的判断为肯定的情况下,在S5中,判断是否发生由于在怠速停止时的松开刹车等引起的所述发动机再启动请求。在该S5的判断为否定的情况下,通过反复执行S5来等待。但是,如果所述发动机再启动请求发生、从而S5的判断为肯定,则在S6中,在直喷发动机12的停止状态,具体来说是在所述TDC发动机停止状态,将来自燃料喷射装置46的燃料喷射到第一气缸K1内并且通过由点火装置47点火来发生初爆(第一爆发)。由此,直喷发动机12从停止状态开始旋转。接着,在S7,在所述S6的直喷发动机12的旋转开始后,在第二气缸K2中的所述最初的膨胀冲程中、第二气缸K2中的活塞110离开压缩TDC向下止点移动的期间的预定的曲柄角度CA,将燃料直接喷射到第二气缸K2内并且点火。通过该点火在第二气缸K2内发生第二爆发,进一步提高发动机旋转速度NE。
接着,在S8中,通过将燃料直接喷射到第三气缸K3内并且点火,在第三气缸K3内发生第三爆发。并且,在第四气缸K4以后,也依次执行与所述第三气缸K3同样的燃料喷射和点火。由此,进一步提高发动机旋转速度NE。
接着,在与再启动控制结束判定部86对应的S9,基于发动机旋转速度NE是否到达预先设定的能够自主运转的旋转速度NE1、或者该发动机旋转速度NE的变化率(上升速度)dNE/dT是否到达预先设定的能够自主运转的上升速度dNE1/dT,判断直喷发动机12是否到达能够自主(自行)运转的状态。当该S9的判断为否定时,反复执行S8和S9,在S8中,继续进行第三气缸K3以后的燃料喷射和点火。但是,如果S9的判断为肯定,则在S10中,结束在所述S8中执行的第三气缸K3以后的燃料喷射和点火。即,结束直喷发动机12的再启动控制。需要说明的是,从所述S6到S8、以及S10与点火启动控制部84对应。
如上所述,根据本实施例,电子控制装置70在从多个的气缸中的第一气缸K1处于膨胀冲程并且点火顺序紧接在该第一气缸K1之后的第二气缸K2位于压缩TDC的所述TDC发动机停止状态启动直喷发动机12时,使所述直喷发动机12开始旋转,在该旋转开始后的所述第二气缸K2中的最初的膨胀冲程中该第二气缸K2中的活塞110离开所述压缩TDC向下止点移动的期间将燃料直接喷射到该第二气缸K2内并且点火。从而,在直喷发动机12启动时的旋转开始早期(启动早期),降低从所述压缩TDC进入膨胀冲程的所述第二气缸K2内的负压,并且通过在该第二气缸K2内的爆发而产生使所述直喷发动机12旋转的转矩。因此,与在所述旋转开始早期在所述第二气缸K2不进行燃料喷射或点火的情况相比,可以迅速地提高发动机旋转速度NE,确保所述直喷发动机12的良好的启动性能。另外,如果在所述第二气缸K2的压缩TDC进行燃料喷射和点火,由于该第二气缸K2的燃烧室101的容积过小等原因而导致在该第二气缸K2内容易发生点火不良,然而,电子控制装置70在活塞110离开压缩TDC向下止点移动的期间进行燃料喷射和点火,因此与在压缩TDC的燃料喷射和点火相比,存在避免在二气缸K2内的点火不良并容易发生爆发的优点。
另外,如果假设在所述TDC发动机停止状态即第二气缸K2的压缩TDC,电子控制装置70向第二气缸K2内进行燃料喷射,则如图6所示的那样从燃料喷射装置46喷射的燃料FL碰撞到活塞顶部110a的边缘部分,燃料FL的分散差。因此,在第二气缸K2内容易发生点火不良。但是,本实施例的电子控制装置70在第二气缸K2的压缩TDC不向第二气缸K2内进行燃料喷射,而在所述最初的膨胀冲程中第二气缸K2中的活塞110离开所述压缩TDC向下止点移动的期间将燃料FL喷射到第二气缸K2内。例如在该最初的膨胀冲程的初期,将燃料FL喷射到第二气缸K2内。于是,如图7所示,从燃料喷射装置46喷射的燃料FL在凹部110b内被反射,燃料FL在点火装置47周围构成适度地分散的容易点火的浓混合气体。因此,在本实施例中的直喷发动机12的再启动控制中,从燃料FL的分散的观点上来说,也避免在第二气缸K2内的点火不良,容易发生爆发。
另外,根据本实施例,如图7所示,第二气缸K2中的燃料喷射是朝向活塞110的凹部110b进行的。从而,利用该凹部110b,可以在点火装置47周围构成被喷射的燃料FL适度地分散的容易点火的浓混合气体,因此与采用不具有所述凹部110b的活塞的情况相比,避免了在第二气缸K2内的点火不良,容易发生爆发。
另外,根据本实施例,电子控制装置70通过在所述TDC发动机停止状态将燃料直接喷射到第一气缸K1内并且点火来使直喷发动机12开始旋转。从而,能够不使用起动马达35就启动直喷发动机12。或者,即使同时使用起动马达35,也能够降低由于起动马达35的电力消耗。
以上,基于附图详细地说明了本发明的实施例,但是本发明在其它的方式中也适用。
例如,在前述的实施例中,直喷发动机12是V型发动机,但是直列发动机或水平对向发动机等其它形式的发动机也没有问题。
另外,在前述的实施例中,在直喷发动机12的再启动控制中,点火启动控制部84通过在所述TDC发动机停止状态将燃料直接喷射到第一气缸K1内并且点火来使直喷发动机12开始旋转,但是也可以不进行第一气缸K1内的燃料喷射和点火,而通过起动马达35来使直喷发动机12开始旋转。在这样做情况下,在第二气缸K2内的爆发相当于初爆。并且,通过在该第二气缸K2内的爆发降低直喷发动机12的旋转阻抗,可以抑制起动马达35的电力消耗。
另外,在前述的实施例中,直喷发动机12是8气缸的发动机,如果ATDC是在140°以后开始排气阀108的开阀、结束膨胀冲程的普通发动机,则直喷发动机12为包括7气缸以上的多个气缸的发动机即可。如果这样的7气缸以上的4周期直喷发动机是例如8气缸、12气缸等的直喷发动机,则在作为规定的气缸的第二气缸K2位于压缩TDC的状态下启动所述直喷发动机12时,存在按照点火顺序位于该第二气缸K2之前并处于膨胀冲程的第一气缸。因此,可以通过在所述TDC发动机的停止状态将燃料直接喷射到该第一气缸K1内并且点火来启动发动机旋转,从而启动该直喷发动机12。
另外,在前述的实施例中,根据发动机再启动请求执行直喷发动机12的再启动控制,然而,在该再启动控制中,既可以在第二气缸K2内进行燃料喷射之后、在第三气缸K3内进行燃料喷射,也可以在第三气缸K3内进行燃料喷射之后、在第二气缸K2内进行燃料喷射。或者,同时进行这两种燃料喷射也没问题。
另外,在前述的实施例中,在直喷发动机12使用的燃料是汽油,但是乙醇或乙醇和汽油的混合燃料也可以,氢气或LPG等也可以。
另外,在前述的实施例中,在直喷发动机12的活塞110形成有凹部110b,但是该凹部110b不是必须的。即使活塞110不具备凹部110b,在直喷发动机12的再启动控制中,如果在所述最初的膨胀冲程中第二气缸K2中的活塞110离开压缩TDC向下止点移动的期间将燃料直接喷射到该第二气缸K2内并且点火,则与在第二气缸K2的压缩TDC进行燃料喷射和点火情况相比,能够抑制第二气缸K2的燃烧室101的容积过小等而引起的点火不良。并且,通过提高在该第二气缸K2的点火性能,能够降低处于所述最初的膨胀冲程中的第二气缸K2内的负压所引起的直喷发动机12的旋转阻抗。
另外,在前述的实施例中,车辆10不具有作为行驶用驱动力源的电动机,但是具有行驶用的电动机的混合动力车也没有问题。
另外,在前述的实施例中,车辆10在直喷发动机12和自动变速器20之间具有转矩变换器14,但是该转矩变换器14不是必需要设置的。另外,作为自动变速器20的输入离合器而发挥功能的C1离合器18可以被容纳在自动变速器20中,构成用于达成变速档的多个的摩擦卡合装置中的1个。
另外,前述的实施例的车辆10的自动变速器20是行星齿轮式有级的变速器,但是带式无级变速器也可以,不是必需要设置的。
另外,上述的始终是本发明的位置实施例,本发明在不超出该技术思想的范围内,可以基于本领域技术人员的知识以增加了各种变更、改良的方式来实施。
标号说明
10:车辆
12:直喷发动机
70:电子控制装置(车辆用发动机启动控制装置)
100:气缸
101:燃烧室
110:活塞
110a:活塞顶部
110b:凹部
K1:第一气缸
K2:第二气缸

Claims (5)

1.一种车辆用发动机启动控制装置(70),所述车辆(10)包括作为行驶用驱动力源的直喷发动机(12),所述直喷发动机(12)将燃料(FL)直接喷射到气缸(100)内,所述车辆用发动机启动控制装置的特征在于,
当从多个气缸中的第一气缸(K1)处于膨胀冲程并且点火顺序紧接在该第一气缸之后的第二气缸(K2)位于上止点的、所述直喷发动机的停止状态,启动该直喷发动机时,使所述直喷发动机开始旋转,在该旋转开始后的所述第二气缸中的最初的膨胀冲程中该第二气缸中的活塞离开所述上止点向下止点移动的期间,将燃料直接喷射到该第二气缸内并且点火。
2.根据权利要求1所述的车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,
所述直喷发动机所具有的各活塞(110)在活塞顶部(110a)具有向燃烧室(101)侧开口的凹部(110b),
所述第二气缸中的燃料喷射是朝向所述凹部进行的。
3.根据权利要求1所述的车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,
通过在所述直喷发动机的停止状态下将燃料直接喷射到所述第一气缸内并且点火,使该直喷发动机开始旋转。
4.根据权利要求2所述的车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,
通过在所述直喷发动机的停止状态下将燃料直接喷射到所述第一气缸内并且点火,使该直喷发动机开始旋转。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车辆用发动机启动控制装置,其特征在于,
所述直喷发动机具有7气缸以上的多个气缸。
CN201280032562.3A 2012-04-06 2012-04-06 车辆用发动机启动控制装置 Expired - Fee Related CN103649500B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/059593 WO2013150655A1 (ja) 2012-04-06 2012-04-06 車両用エンジン始動制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103649500A CN103649500A (zh) 2014-03-19
CN103649500B true CN103649500B (zh) 2016-03-16

Family

ID=49300174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280032562.3A Expired - Fee Related CN103649500B (zh) 2012-04-06 2012-04-06 车辆用发动机启动控制装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140163840A1 (zh)
EP (1) EP2752570A1 (zh)
JP (1) JP5846298B2 (zh)
CN (1) CN103649500B (zh)
WO (1) WO2013150655A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6344346B2 (ja) * 2015-09-11 2018-06-20 マツダ株式会社 直噴エンジンの停止制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721605C2 (zh) * 1986-07-01 1993-01-14 Mazda Motor Corp., Hiroshima, Jp
CN1442608A (zh) * 2002-03-05 2003-09-17 日产自动车株式会社 发动机启动控制装置
EP1154154B1 (en) * 2000-05-09 2005-11-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct injection type internal combustion engine control apparatus and control method of the same
JP2007071037A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Fujitsu Ten Ltd エンジン制御装置、車両制御装置及びエンジン制御方法
JP2010019265A (ja) * 2009-10-27 2010-01-28 Hitachi Ltd 内燃機関制御装置
JP4550627B2 (ja) * 2005-03-02 2010-09-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の停止制御方法および停止制御装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4462348A (en) * 1981-08-31 1984-07-31 Ford Motor Company Engine starting system
DE10020104A1 (de) * 2000-04-22 2001-10-31 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
JP2004176667A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの始動制御装置
JP4158583B2 (ja) * 2003-04-11 2008-10-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の始動装置
JP3894179B2 (ja) * 2003-10-02 2007-03-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料供給装置
JP4407832B2 (ja) * 2006-01-12 2010-02-03 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
JP2010127189A (ja) * 2008-11-27 2010-06-10 Honda Motor Co Ltd 吸気管を掃気する機能をもつ内燃機関の制御装置。
JP5227287B2 (ja) * 2009-10-14 2013-07-03 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP5325756B2 (ja) * 2009-12-14 2013-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5759106B2 (ja) * 2010-02-25 2015-08-05 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721605C2 (zh) * 1986-07-01 1993-01-14 Mazda Motor Corp., Hiroshima, Jp
EP1154154B1 (en) * 2000-05-09 2005-11-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Direct injection type internal combustion engine control apparatus and control method of the same
CN1442608A (zh) * 2002-03-05 2003-09-17 日产自动车株式会社 发动机启动控制装置
JP4550627B2 (ja) * 2005-03-02 2010-09-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の停止制御方法および停止制御装置
JP2007071037A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Fujitsu Ten Ltd エンジン制御装置、車両制御装置及びエンジン制御方法
JP2010019265A (ja) * 2009-10-27 2010-01-28 Hitachi Ltd 内燃機関制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP5846298B2 (ja) 2016-01-20
JPWO2013150655A1 (ja) 2015-12-14
EP2752570A1 (en) 2014-07-09
US20140163840A1 (en) 2014-06-12
WO2013150655A1 (ja) 2013-10-10
CN103649500A (zh) 2014-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103747992B (zh) 混合动力车辆的发动机起动控制装置
CN102733962A (zh) 可变压缩比发动机的控制装置
CN104684778B (zh) 车辆用驱动装置的控制装置
CN104755749B (zh) 车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置
CN105121241A (zh) 车辆的控制装置
US20150059688A1 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
US10041426B2 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
CN103649500B (zh) 车辆用发动机启动控制装置
JP5842678B2 (ja) 圧縮自己着火式エンジンの始動制御方法および装置
US11131258B2 (en) Methods and system for reducing engine hydrocarbon emissions
WO2013030986A1 (ja) ハイブリッド車両のエンジン停止制御装置
JPWO2005042942A1 (ja) 原動機
WO2013030987A1 (ja) ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
JP2013181524A (ja) 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
WO2020260518A2 (en) A controller and a method for controlling an internal combustion engine
JP5879965B2 (ja) 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置
JP2008291847A (ja) 原動機
JP2022096202A (ja) ハイブリッド車両
JP2010144662A (ja) 直接始動機能付き内燃機関
JP2013113161A (ja) 圧縮自己着火式エンジンの始動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160316

Termination date: 20180406

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee