CN107076043B - 柴油引擎的停止装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在共轨式柴油引擎中，在引擎停止时能够控制引擎相位，以便下一次再起动时能够迅速进行的柴油引擎的停止装置。包括：引擎相位判定部件(42)，基于曲轴转角和凸轮轴角度，判定引擎相位；引擎停止位置判定部件(43)，存储从引擎停止请求时起到引擎停止位置的停止时间(ST)，基于引擎停止请求时的引擎相位和停止时间(ST)，求引擎停止时的引擎相位；以及停止时喷射器控制部件(44)，在引擎停止请求后，基于由引擎停止位置判定部件(43)求出的引擎停止时的引擎相位控制从燃料喷射器(16)喷射的燃料，以使特定的气缸活塞停止在压缩行程的下死点。

Description

柴油引擎的停止装置
技术领域
本发明涉及在柴油引擎停止时控制气缸的活塞位置从而在下一次再起动时能够迅速地起动引擎的柴油引擎的停止装置。
背景技术
在共轨式柴油引擎中，通过对设置在各气缸中的燃料喷射器进行电子控制，从而能够高精度地控制高压燃料的喷射时期和喷射时间，并且能够在主喷射之前进行预喷射或后喷射等精细的喷射。
但是，在引擎停止时，在活塞停止位置不明的情况下，有时在再起动时会发生不必要的曲轴转动(クランキング)，引擎再起动时间延长。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-301078号公报
专利文献2:日本特开2004-124753号公报
专利文献3:日本特开2004-124754号公报
专利文献4:日本特表2003-532005号公报
专利文献5:日本特表2003-532006号公报
专利文献6:日本特开2003-314341号公报
专利文献7:日本特开2004-263569号公报
发明内容
发明要解决的课题
图5(a)表示相对于曲轴的旋转，任意气缸的活塞停止位置例如停止在274°～292°的范围内时的状态，若从该停止位置再起动引擎，则如图5的(b)所示，在达到怠速旋转(600rpm)为止花费1秒左右。这样，在引擎停止时，若没有活塞停止控制，则存在如果不经过3～4次压缩行程就无法进行引擎的再起动的问题。
在专利文献1～5中，不论各气缸的活塞停止在任意位置，在引擎起动时都控制向气缸喷射燃料的定时而提高起动性，但存在起动时间因引擎起动时的控制而延长的问题。
此外，在专利文献6、7中，虽然为了使活塞处于目标停止位置而由混合动力汽车中搭载的电动发电机进行制动，但无法应用于共轨式柴油引擎。
因此，本发明的目的在于解决上述课题，并提供一种在共轨式柴油引擎中，能够在引擎停止时控制活塞停止位置，以便下一次再起动时能够迅速进行起动的柴油引擎的停止装置。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明是特征在于在共轨式柴油引擎的引擎停止时，与引擎相位同步地微量调整从燃料喷射器喷射的燃料，从而使特定的气缸的活塞在压缩行程的下死点停止的柴油引擎的停止装置。
此外，本发明是一种柴油引擎的停止装置，用于控制各气缸的活塞位置，以便在共轨式柴油引擎的引擎停止时缩短下一次再起动性，其特征在于，包括：曲轴转角检测部件，用于检测曲轴的曲轴转角；凸轮轴角度检测部件，用于检测开闭吸排气阀的凸轮轴的角度；引擎相位判定部件，基于来自所述曲轴转角检测部件的曲轴转角和来自所述凸轮轴角度检测部件的凸轮轴角度，判定引擎相位；引擎停止位置判定部件，存储从引擎停止请求时起到引擎停止为止的停止时间，基于引擎停止请求时从所述引擎相位判定部件输入的引擎相位和所述停止时间，求出引擎停止时的引擎相位；以及停止时喷射器控制部件，在引擎停止请求后，基于由所述引擎停止位置判定部件求出的引擎停止时的引擎相位控制从燃料喷射器喷射的燃料，以使特定的气缸的活塞停止在压缩行程的下死点。
引擎相位判定部件优选根据在进行了引擎停止请求时的引擎相位来确定处于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的气缸。
在引擎停止请求时求出的引擎相位是没有气缸处于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的引擎相位时，所述引擎停止位置判定部件优选求出从所述引擎停止请求起特定的气缸的相位的偏移量，以使所述特定的气缸在所述停止时间内位于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点。
引擎停止位置判定部件优选变更所述偏移量，以使在所述停止时间内位于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的特定的气缸按照每个引擎停止请求而依次为不同的气缸。
停止时喷射器控制部件优选基于来自所述引擎停止位置判定部件的所述特定的气缸的引擎相位的偏移量，对各燃料喷射器的燃料喷射量进行微调整，从而控制基于所述引擎停止请求的燃料喷射停止时期。
附图说明
图1是表示本发明的柴油引擎的停止装置的一个实施方式的图。
图2是图1所示的柴油引擎的概略剖视图。
图3是表示在本发明的柴油引擎的停止装置中，引擎停止时的车速、引擎旋转、各气缸(cylinder)的活塞状态的图。
图4是表示在本发明的柴油引擎的停止装置中，凸轮轴传感器的凸轮脉冲和曲轴转角传感器的曲轴脉冲的图。
图5的(a)是用于说明在现有技术中、引擎停止位置的图，(b)是用于说明在现有技术中、在(a)的引擎停止位置的引擎起动的图。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的优选的一个实施方式。
首先，通过图1、图2说明作为共轨式柴油引擎的一例的4气缸的柴油引擎10。
在柴油引擎10的气缸体11上，针对气缸#1～#4分别设有经由曲轴12和连杆13而上下活动的活塞14。在气缸体11上的气缸盖15上设有对各气缸#1～#4的每一个喷射燃料的燃料喷射器16，并且设有吸气阀17和排气阀18。
对燃料喷射器16供应来自共轨19的高压燃料，通过ECU20对燃料喷射器16进行开闭控制，并且控制各气缸#1～#4的燃料喷射时期和喷射时间(喷射量)。
吸气阀17和排气阀18被通过由摇臂和凸轮构成的气门装置22进行开闭控制。
向柴油引擎10的吸气被从吸气管24通过吸气节气阀25调整吸气量，并从吸气岐管26经由吸气阀17被吸气到各气缸#1～#4中。从各气缸#1～#4的排气经由排气阀18而被排气到排气岐管27之后，被排气到排气管28。此外，排气岐管27的排气的一部分经由EGR管29、EGR冷却器30、EGR阀31而被再循环到吸气岐管26。
另外，在曲轴12上设有用于检测曲轴12的旋转角的曲轴转角传感器32，气门装置22上设有用于检测该凸轮轴的旋转角的凸轮轴传感器33，这些检测值被输入到ECU20。
ECU20上连接用于使柴油引擎10起动、停止的按键开关35。ECU20在按键开关35被接通时将柴油引擎10起动，在按键开关35被关断时停止从燃料喷射器16的燃料喷射而使引擎停止。
该ECU20包括：曲轴转角检测部件40，被输入曲轴转角传感器32的检测值；凸轮轴角度检测部件41，被输入凸轮轴传感器33的检测值；引擎相位判定部件42，基于来自曲轴转角检测部件40的曲轴转角和来自凸轮轴角度检测部件41的凸轮轴角度，判定引擎相位；引擎停止位置判定部件43，存储从引擎停止请求时起到引擎停止为止的停止时间，基于引擎停止请求时从引擎相位判定部件42输入的引擎相位和停止时间，求出引擎停止时的引擎相位；停止时喷射器控制部件44，在引擎停止请求后，控制从燃料喷射器16喷射的燃料，以使由引擎停止位置判定部件43求出的引擎停止时的引擎相位为特定的气缸的活塞停止在压缩行程的下死点。
图4是表示从曲轴转角传感器32输入到曲轴转角检测部件40的曲轴脉冲、从凸轮轴传感器33输入到凸轮轴角度检测部件41的凸轮脉冲、气缸#1～#4的上死点(TDC)的图。
曲轴转角传感器32和凸轮轴传感器33由齿轮齿传感器构成。曲轴脉冲根据设置在曲轴上的齿轮的齿而输出脉冲，曲轴在0°(360°)的位置时，不输出齿的脉冲。此外，凸轮脉冲是检测以曲轴旋转的1/2旋转的凸轮轴上设置的齿轮的齿而输出脉冲，曲轴旋转2周(720°)则旋转1周，在曲轴每旋转180°时输出脉冲，此外在曲轴0°和720°时，连续输出2个脉冲。
在图4的例中，表示在曲轴转角90°时，气缸#1成为上死点(TDC)，在曲轴转角270°时，气缸#3成为上死点(TDC)，在曲轴转角450°时，气缸#4成为上死点(TDC)，在曲轴转角630°时，气缸#2成为上死点(TDC)。
引擎相位判定部件42基于来自曲轴转角检测部件40的曲轴转角和来自凸轮轴角度检测部件41的凸轮轴旋转，可以判定引擎相位，即各气缸#1～#4的活塞位置。
接着，图3的(a)表示车辆停止行驶，进行引擎停止请求并且引擎停止后再起动时的车速变化和引擎转速的变化，图3的(b)表示进行引擎停止请求后至引擎停止为止的各气缸#1～#4的活塞的下死点变化。
首先，如图3的(a)所示，若从车速为零且引擎转速成为怠速转速的状态起按键开关被关断而进行引擎停止请求，则引擎转速虽然从怠速转速下降到转速零的，但即使引擎转速成为零，曲轴也不会停止，而是通过压缩行程中的活塞的反回力而逆旋转，然后，需要飞轮和活塞的揺动达到平衡为止的停止时间ST(例如约1.5秒)来停止。该停止时间ST根据车辆而固定。
图3的(b)表示进行了引擎停止请求时的引擎相位的变化，即气缸#1～#4的活塞成为下死点的气缸的变化。
在该图3的(b)中，斜线所包围的区域表示下死点±45°的下死点近旁区域，表示在进行了引擎停止请求时，在气缸#2的活塞位于下死点时，下死点按照气缸#1→#3→#4→#2来变化，在经过了停止时间ST后的引擎停止时，气缸#4位于下死点的状态。
在该停止后再起动引擎时，在曲轴转动后能够通过1次压缩行程再起动，可以缩短引擎的再起动时间。
图3的(b)表示在进行了引擎停止请求时，气缸#2的活塞位于下死点，在停止时间ST内，气缸#4位于下死点的例子，但在气缸#1进行停止请求时在停止时间ST内气缸#2成为下死点，以下，在气缸#3时气缸#1成为下死点，在气缸#4时气缸#3成为下死点。
但是，在进行了引擎停止请求时，引擎相位各种各样，不会在图3的(b)所示的状态下进行引擎停止请求，因此优选引擎相位判定部件42根据进行了引擎停止请求时的引擎相位，来确定位于从吸气行程向压缩行程转移的压缩下死点的气缸#1～#4，并且，在引擎停止请求时若没有位于压缩下死点的气缸，则确定最接近的特定的气缸，例如下一个移动到从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的气缸，并求出从引擎停止请求起相位的偏移量(时间)，以使该气缸在停止时间ST内位于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点。
停止时喷射器控制部件44基于来自引擎停止位置判定部件43的引擎相位的偏移量，对各燃料喷射器16的燃料喷射量进行微调整，从而控制基于引擎停止请求的燃料喷射停止时期。即，通过对各燃料喷射器16的燃料喷射量进行微调整来控制燃料喷射停止时期，从而如图3的(a)中所说明的那样，使其成为与在气缸#2的活塞位于下死点的状态下发出引擎停止请求时相同的状态，从而在经过停止时间ST后能够使气缸#4位于下死点。
在共轨式引擎中，由于能够高精度地控制从燃料喷射器16喷射的燃料，因此通过微量调整从燃料喷射器16向各气缸#1～#4的燃料喷射量来控制燃料喷射停止时期，从而能够控制气缸#1～#4的下死点位置。
此时，若控制停止位置以使气缸#4始终成为起动时的下死点，则引擎构成部件的特定位置的老化容易加剧，因此为了保护引擎结构部件，引擎停止位置判定部件43通过变更偏移量以使在停止时间ST内位于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的特定的气缸在每次引擎停止请求时依次成为不同的气缸，并设定偏移量以使再起动的气缸依次循环，从而能够提高引擎构成部件的耐久性。

Claims (5)

1.一种柴油引擎的停止装置，用于控制各气缸的活塞位置，以便在共轨式柴油引擎的引擎停止时缩短下一次再起动时间，其特征在于，包括：
曲轴转角检测部件，用于检测曲轴的曲轴转角；
凸轮轴角度检测部件，用于检测开闭吸排气阀的凸轮轴的角度；
引擎相位判定部件，基于来自所述曲轴转角检测部件的曲轴转角和来自所述凸轮轴角度检测部件的凸轮轴角度，判定引擎相位；
引擎停止位置判定部件，存储从引擎停止请求时起到引擎停止为止的停止时间，基于引擎停止请求时从所述引擎相位判定部件输入的引擎相位和所述停止时间，求出引擎停止时的引擎相位；以及
停止时喷射器控制部件，在引擎停止请求后，基于由所述引擎停止位置判定部件求出的引擎停止时的引擎相位控制从燃料喷射器喷射的燃料，以使特定的气缸的活塞停止在压缩行程的下死点。
2.如权利要求1所述的柴油引擎的停止装置，其中，
所述引擎相位判定部件根据在进行了引擎停止请求时的引擎相位来确定处于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的气缸。
3.如权利要求2所述的柴油引擎的停止装置，其中，
在引擎停止请求时求出的引擎相位是没有气缸处于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的引擎相位时，所述引擎停止位置判定部件求出从所述引擎停止请求起特定的气缸的相位的偏移量，以使所述特定的气缸在所述停止时间内位于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点。
4.如权利要求3所述的柴油引擎的停止装置，其中，
所述引擎停止位置判定部件变更所述偏移量，以使在所述停止时间内位于从吸气行程转移到压缩行程的压缩下死点的特定的气缸按照每个引擎停止请求而依次为不同的气缸。
5.如权利要求3或4所述的柴油引擎的停止装置，其中，
所述停止时喷射器控制部件基于来自所述引擎停止位置判定部件的所述特定的气缸的相位的偏移量，对各燃料喷射器的燃料喷射量进行微调整，从而控制基于所述引擎停止请求的燃料喷射停止时期。
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