專利名稱：內燃發(fā)動機系統(tǒng)以及內燃發(fā)動機啟動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內燃發(fā)動機(內燃機)系統(tǒng)以及一種內燃發(fā)動機啟動方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，以及一種在該內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的啟動方法。
背景技術：
一種已經提出的內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括配備有用于在氣缸內直接噴射燃料的缸內燃料噴射閥和用于在進氣口內噴射燃料的進氣口燃料噴射閥的內燃發(fā)動機(例如，見日本專利公開公報No.H11-270385)。在內燃發(fā)動機啟動時，這種現(xiàn)有技術的系統(tǒng)禁止從缸內燃料噴射閥噴射燃料，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力(燃料壓力)升高到預置的基準水平。該內燃發(fā)動機利用從進氣口燃料噴射閥噴射的燃料啟動。這樣可促進燃料在氣缸內的微?；瑥亩岣邇热及l(fā)動機的啟動性能并防止排放惡化。這種現(xiàn)有技術的系統(tǒng)響應于燃料壓力升高到預置的基準水平而停止從進氣口燃料噴射閥噴射燃料，并開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。

發(fā)明內容
但是，在現(xiàn)有技術的內燃發(fā)動機系統(tǒng)中，作為用于開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料的燃料壓力的基準水平的設定不適當可能導致排放較差以及從缸內燃料噴射閥開始噴射燃料的延遲。在基準水平設定得較低或者燃燒室內的缸內壓力由于從進氣口燃料噴射閥噴射的燃料的燃燒而升高到很高的水平的情況下，當燃料壓力超過該預置的基準水平從而開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料時，燃料壓力的水平可能不足以保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置。這樣會不充分地打開缸內燃料噴射閥，從而導致燃料泄漏以及排放較差。缸內燃料噴射閥的不充分打開還可能造成排放較差之外的其它潛在故障，例如由于高壓氣體的回流導致的密封性能惡化，以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。另一方面，如果基準壓力設定的較高，則盡管燃料壓力相對于內燃發(fā)動機壓縮沖程中的缸內壓力足夠高，仍不能開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。這會不合需要地延遲內燃發(fā)動機的完全啟動。
本發(fā)明的內燃發(fā)動機系統(tǒng)以及內燃發(fā)動機啟動方法的目的在于充分啟動配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機。本發(fā)明的內燃發(fā)動機系統(tǒng)以及內燃發(fā)動機啟動方法的目的還在于防止在配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機啟動時缸內燃料噴射閥不充分地打開。本發(fā)明的內燃發(fā)動機系統(tǒng)以及內燃發(fā)動機啟動方法的目的還在于迅速啟動配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機。
為了實現(xiàn)上述以及其它有關目的中的至少一部分目的，本發(fā)明的內燃發(fā)動機系統(tǒng)以及內燃發(fā)動機啟動方法的構造如下文所述。
本發(fā)明針對包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)。該第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定(估測)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉(起動，開動)內燃發(fā)動機的起轉模塊；以及響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機、同時在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到預置的第一壓力之后控制缸內燃料噴射閥以開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料的啟動控制模塊，該預置的第一壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的。
響應于內燃發(fā)動機的啟動指令，本發(fā)明的第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機，同時在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)檢測或推定出的作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的預置的第一壓力之后控制缸內燃料噴射閥以開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。即，在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到可確保缸內燃料噴射閥不會不合需要地打開的預置的第一壓力之后，開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力升高到預置的第一壓力之后，立即開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。這可確保內燃發(fā)動機快速和充分啟動。本發(fā)明的第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)可作為驅動源之一安裝在汽車上。
在本發(fā)明的第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)中，優(yōu)選地，在內燃發(fā)動機系統(tǒng)接通之后啟動控制模塊響應于內燃發(fā)動機的首次啟動指令而接通。在內燃發(fā)動機具有短時間內自動啟動和停機功能的系統(tǒng)中，即使內燃發(fā)動機自動停機，提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力仍可保持在一定的范圍內。在自動停機之后內燃發(fā)動機下一次自動啟動時，燃料壓力仍高于預置的第一壓力，從而不需要通過啟動控制模塊進行控制。但是，在系統(tǒng)接通之后內燃發(fā)動機首次啟動時，燃料壓力通常被降低到低于預置的第一壓力。因此，需要通過啟動控制模塊進行控制以便內燃發(fā)動機可充分啟動。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)還可包括將燃料噴射到內燃發(fā)動機的進氣系統(tǒng)內的進氣系統(tǒng)燃料噴射閥。在缸內燃料噴射閥開始噴射燃料之前，啟動控制模塊可調整進氣系統(tǒng)燃料噴射量以使進氣系統(tǒng)燃料噴射閥開始噴射燃料。從進氣系統(tǒng)燃料噴射閥噴射的燃料的燃燒可確保內燃發(fā)動機較快地啟動。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)還可包括改變內燃發(fā)動機的進氣門(進氣閥)的開-閉正時的開-閉正時改變機構。啟動控制模塊可控制該開-閉正時改變機構和起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于起轉的第一正時，并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機。在測量的燃料壓力達到不高于預置的第一壓力的預置的第二壓力之后，啟動控制模塊可控制開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時，該預置的第二壓力是根據(jù)檢測或推定出的缸內壓縮壓力和缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力確定的。進氣門的開-閉正時從有助于發(fā)動機起轉的第一正時改變到較早的正時可使缸內壓縮壓力升高。在燃料壓力升高到或超過預置的第二壓力之后改變正時可控制缸內壓縮壓力的增加率，從而促使燃料壓力升高到預置的第一壓力。這可確保內燃發(fā)動機較快地啟動。
在本發(fā)明的第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)的一個優(yōu)選應用中，啟動控制模塊可控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到測量的燃料壓力達到不高于預置的第一壓力的預置的第三壓力，該第三壓力是根據(jù)檢測或推定出的缸內壓縮壓力和缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力確定的。在測量的燃料壓力達到預置的第三壓力之后，啟動控制模塊可控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平。進氣量的變化直接影響缸內壓縮壓力的變化。因此，進氣量減小可減慢缸內壓縮壓力的升高，并促使燃料壓力升高到預置的第一壓力。這可確保內燃發(fā)動機較快地啟動。
在本發(fā)明的第一內燃發(fā)動機系統(tǒng)的另一個優(yōu)選應用中，啟動控制模塊可控制起轉模塊以便用小于標準驅動力水平的預置的驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到測量的燃料壓力達到不高于預置的第一壓力的預置的第四壓力，該第四壓力是根據(jù)檢測或推定出的缸內壓縮壓力和缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力確定的。在測量的燃料壓力達到預置的第四壓力之后，啟動控制模塊可控制起轉模塊以便用標準驅動力水平起轉內燃發(fā)動機。用于起轉的驅動力的變化影響內燃發(fā)動機的轉速的增加率，從而影響缸內燃料噴射閥的增加率。用于起轉的驅動力較小可減慢缸內壓縮壓力的增加，并促使燃料壓力升高到預置的第一壓力。這可確保內燃發(fā)動機較快地啟動。
本發(fā)明還針對包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的第二內燃發(fā)動機系統(tǒng)。該第二內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；改變內燃發(fā)動機的進氣門的開-閉正時的開-閉正時改變機構；以及響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該開-閉正時改變機構和起轉模塊以將進氣門的開-閉正時設定為有助于起轉的第一正時并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機的啟動控制模塊，在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到一適應壓力之后，啟動控制模塊控制開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時，該適應壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的，啟動控制模塊控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
響應于內燃發(fā)動機的啟動指令，本發(fā)明的第二內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制開-閉正時改變機構和起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于發(fā)動機起轉的第一正時，并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機。在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)檢測或推定出的作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力之后，第二內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時。第二內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。進氣門的開-閉正時從有助于發(fā)動機起轉的第一正時改變到較早的正時使缸內壓縮壓力升高。在燃料壓力升高到取決于缸內壓縮壓力和閉合閥位置保持壓力的適應壓力之后改變正時，則與燃料壓力的增加相比，可減慢缸內壓縮壓力的增加。這樣可促使燃料壓力升高到該適應壓力，從而確保內燃發(fā)動機快速啟動。在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。優(yōu)選地，在燃料壓力升高到大于該適應壓力的壓力之后到達該預置的正時。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。本發(fā)明的第二內燃發(fā)動機系統(tǒng)可作為驅動源之一安裝在汽車上。
本發(fā)明還針對包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)。該第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；以及響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機的啟動控制模塊，該啟動控制模塊控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的，在測量的燃料壓力達到該適應壓力之后，啟動控制模塊控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平，并且該啟動控制模塊控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
響應于內燃發(fā)動機的啟動指令，本發(fā)明的第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機。第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)檢測或推定出的作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力。在燃料壓力達到該適應壓力之后，第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平。第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。進氣量的變化直接影響缸內壓縮壓力的變化。因此，進氣量減小可減慢缸內壓縮壓力的升高。在燃料壓力升高到取決于缸內壓縮壓力和閉合閥位置保持壓力的適應壓力之前減小進氣量，則與燃料壓力的增加相比，可減慢缸內壓縮壓力的增加。這樣可促使燃料壓力升高到該適應壓力，從而確保內燃發(fā)動機快速啟動。在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。優(yōu)選地，在燃料壓力升高到大于該適應壓力的壓力之后到達該預置的正時。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。本發(fā)明的第三內燃發(fā)動機系統(tǒng)可作為驅動源之一安裝在汽車上。
本發(fā)明還針對包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的第四內燃發(fā)動機系統(tǒng)。該第四內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；以及響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制起轉模塊以便用預置的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機直到燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到一適應壓力的啟動控制模塊，該適應壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的，在測量的燃料壓力達到該適應壓力之后，該啟動控制模塊控制起轉模塊以便用大于該預置的第一驅動力的驅動力起轉內燃發(fā)動機，并且該啟動控制模塊控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
響應于內燃發(fā)動機的啟動指令，本發(fā)明的第四內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制起轉模塊以預置的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)檢測或推定出的作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力。在燃料壓力達到該適應壓力之后，第四內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制起轉模塊以便用大于該預置的第一驅動力的驅動力起轉內燃發(fā)動機。第四內燃發(fā)動機系統(tǒng)控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。用于起轉的驅動力的變化影響內燃發(fā)動機的轉速的增加率，從而影響缸內燃料噴射閥的增加率。在燃料壓力升高到取決于缸內壓縮壓力和閉合閥位置保持壓力的適應壓力之前以較小的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，則與燃料壓力的增加相比，可減慢缸內壓縮壓力的增加。這可促使燃料壓力升高到該適應壓力，從而確保內燃發(fā)動機快速啟動。在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。優(yōu)選地，在燃料壓力升高到大于該適應壓力的壓力之后到達該預置的正時。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。本發(fā)明的第四內燃發(fā)動機系統(tǒng)可作為驅動源之一安裝在汽車上。
本發(fā)明還針對內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的第一啟動方法。該內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，以及起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊。該第一啟動方法包括以下步驟控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機；以及在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力后控制缸內燃料噴射閥以開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的。
本發(fā)明的內燃發(fā)動機的第一啟動方法控制起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機，同時在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力之后控制缸內燃料噴射閥以開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。即，在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到可確保缸內燃料噴射閥不會不合需要地打開的適應壓力之后，開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力升高到該適應壓力之后，立即開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。這可確保內燃發(fā)動機快速和充分啟動。
本發(fā)明還針對內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的第二啟動方法。該內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊，以及改變內燃發(fā)動機的進氣門的開-閉正時的開-閉正時改變機構。該第二啟動方法包括以下步驟控制該開-閉正時改變機構和起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于起轉的第一正時，并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機；在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力之后控制開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的；以及控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
本發(fā)明的內燃發(fā)動機的第二啟動方法控制開-閉正時改變機構和起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于發(fā)動機起轉的第一正時，并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機。在提供給缸內燃料噴射閥的燃料壓力達到根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力之后，第二啟動方法控制開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時。第二啟動方法控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。進氣門的開-閉正時從有助于發(fā)動機起轉的第一正時改變到較早的正時可使缸內壓縮壓力升高。在燃料壓力升高到取決于缸內壓縮壓力和閉合閥位置保持壓力的適應壓力之后改變該正時，則與燃料壓力的增加相比，可減慢缸內壓縮壓力的增加。這樣可促使燃料壓力升高到該適應壓力，從而確保內燃發(fā)動機快速啟動。在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。優(yōu)選地，在燃料壓力升高到大于該適應壓力的壓力之后到達該預置的正時。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。
本發(fā)明還針對內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的第三啟動方法。該內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，以及起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊。該第三啟動方法包括以下步驟控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機；控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力與用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的；在燃料壓力達到該適應壓力之后，控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平；以及控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
本發(fā)明的內燃發(fā)動機的第三啟動方法控制起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機。該第三啟動方法控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力。在燃料壓力達到該適應壓力之后，該第三啟動方法控制節(jié)氣門以使進入內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平。該第三啟動方法控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。進氣量的變化直接影響缸內壓縮壓力的變化。因此，進氣量減小可減慢缸內壓縮壓力的升高。在燃料壓力升高到取決于缸內壓縮壓力和閉合閥位置保持壓力的適應壓力之前減小進氣量，則與燃料壓力的增加相比，可減慢缸內壓縮壓力的增加。這樣可促使然料壓力升高到該適應壓力，從而確保內燃發(fā)動機快速啟動。在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。優(yōu)選地，在燃料壓力升高到大于該適應壓力的壓力之后達到該預置的正時。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。
本發(fā)明還針對內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的第四啟動方法。該內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，以及起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊。該第四啟動方法包括以下步驟控制起轉模塊以用預置的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力與用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的；在燃料壓力達到該適應壓力之后，控制起轉模塊以用大于該預置的第一驅動力的驅動力起轉內燃發(fā)動機；以及控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
本發(fā)明的內燃發(fā)動機的第四啟動方法控制起轉模塊以用預置的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力與用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的適應壓力。在燃料壓力達到該適應壓力之后，該第四啟動方法控制起轉模塊以用大于該預置的第一驅動力的驅動力起轉內燃發(fā)動機。該第四啟動方法控制缸內燃料噴射閥以在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。用于起轉的驅動力的變化影響內燃發(fā)動機的轉速的增加率，從而影響缸內燃料噴射閥的增加率。在燃料壓力升高到取決于缸內壓縮壓力和閉合閥位置保持壓力的適應壓力之前以較小的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，則與燃料壓力的增加相比，可減慢缸內壓縮壓力的增加。這可促使燃料壓力升高到該適應壓力，從而確保內燃發(fā)動機快速啟動。在預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。優(yōu)選地，在燃料壓力升高到大于該適應壓力的壓力之后到達該預置的正時。這種設置可有效地抑制缸內燃料噴射閥不充分地打開，從而防止由于缸內燃料噴射閥的不充分打開造成的潛在故障，例如排放較差、密封性能惡化以及沉積物導致的缸內燃料噴射閥的阻塞。


圖1示意性地示出本發(fā)明的一個實施例中的其上安裝有內燃發(fā)動機系統(tǒng)的混合動力車輛的結構；圖2示意性地示出安裝在該實施例的混合動力車輛上的發(fā)動機的結構；圖3是示出由該實施例的混合動力車輛中的發(fā)動機ECU執(zhí)行的啟動控制程序的流程圖；圖4示出在內燃發(fā)動機系統(tǒng)接通之后發(fā)動機首次啟動時的缸內壓縮壓力Pin、燃料壓力Pf、節(jié)氣門開度TH和進氣門的開-閉正時VVT的時間變化；圖5是示出作為一個可能的變型的變型的啟動控制程序的流程圖；圖6是示出作為另一個可能的變型的另一個變型的啟動控制程序的流程圖；圖7是示出作為又一個可能的變型的又一個變型的啟動控制程序的流程圖；圖8是示出作為再一個可能的變型的再一個變型的啟動控制程序的流程圖；圖9示意性地示出一個變型的示例中的另一種混合動力車輛的結構；圖10示意性地示出又一個變型的示例中的又一種混合動力車輛的結構。
具體實施例方式
下面將說明一種作為優(yōu)選實施例的實施本發(fā)明的模式。圖1示意性地示出本發(fā)明的一個實施例中的其上安裝有內燃發(fā)動機系統(tǒng)的混合動力車輛20的結構。如圖所示，該實施例的混合動力車輛20包括發(fā)動機22和動力分配綜合機構30。在該動力分配綜合機構30中，用于接合多個小齒輪33的托架34經由減振器28連接到曲軸26或發(fā)動機22的輸出軸上，而與齒圈32相接合的齒圈軸32a經由齒輪機構37和差速器38連接到驅動輪39a和39b上?；旌蟿恿囕v20還包括連接到動力分配綜合機構30的太陽輪31上并能夠產生電力的電機(馬達)MG1，經由齒圈軸32a和減速齒輪35連接到動力分配綜合機構30的齒圈32上的電機MG2，以及控制整個混合動力車輛20的混合動力電子控制單元70。
如圖2所示，發(fā)動機22是具有將碳氫燃料例如汽油或輕油直接噴射到氣缸內的缸內燃料噴射閥125(圖1中的125a-125d)和將碳氫燃料噴射到進氣口內的進氣口燃料噴射閥126(圖1中的126a-126d)的內燃發(fā)動機。以選自進氣口噴射驅動模式、缸內噴射驅動模式和共同噴射驅動模式中的一種驅動模式來驅動和控制具有兩種不同類型的燃料噴射閥125和126的發(fā)動機22。在進氣口噴射驅動模式中，發(fā)動機22接收由空氣濾清器122濾清的并經由節(jié)氣門124進入的空氣的供給以及從進氣口燃料噴射閥126噴射的燃料(汽油)的供給，并將空氣和燃料混合成空氣燃料混合物。該空氣燃料混合物經由進氣門128被吸入燃燒室內，以利用火花塞130生成的電火花爆炸性地燃燒。被爆炸性燃燒的能量下壓的活塞132的往復運動轉化成曲軸26的旋轉運動。在缸內噴射驅動模式中，進入的空氣在進氣沖程或壓縮沖程中與從缸內燃料噴射閥125噴射的燃料混合。該空氣燃料混合物在燃燒室內利用火花塞130產生的電火花爆炸性地燃燒以實現(xiàn)曲軸26的旋轉運動。在共同噴射驅動模式中，進入的空氣在進氣沖程或壓縮沖程中與從進氣口燃料噴射閥126噴射的燃料以及從缸內燃料噴射閥125噴射的燃料混合。該空氣燃料混合物在燃燒室內利用火花塞130產生的電火花爆炸性地燃燒以實現(xiàn)曲軸26的旋轉運動。驅動模式根據(jù)發(fā)動機22的實際驅動狀態(tài)以及發(fā)動機22需要的目標驅動狀態(tài)而在這三種驅動模式中選擇性地切換。發(fā)動機22的排氣經由可轉化排氣的有毒成分即一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)以及氮氧化物(NOx)的催化轉化器(三元催化劑)134釋放到大氣中。
如圖1所示，進氣口燃料噴射閥126a-126d接收由燃料泵62從燃料箱60提供的燃料，而缸內燃料噴射閥125a-125d接收由燃料泵62從燃料箱60提供的、由高壓燃料泵64加壓并由輸送管66輸送的燃料。蓄電池50經由DC-DC變流器90向用作燃料泵62和高壓燃料泵64的致動器的電機62a和64a提供電力。高壓燃料泵64的輸出側具有一止回閥(未示出)以防止燃料回流并保持輸送管66中的燃料壓力處于一定的水平。輸送管66具有使燃料經由卸壓閥67流回燃料箱60的卸壓管68，其用于防止燃料壓力升高到過高的水平。在發(fā)動機22停機狀態(tài)下，提供給缸內燃料噴射閥125a-125d的燃料的壓力降低到預置的壓力水平，以防止燃料從缸內燃料噴射閥125a-125d泄漏。
發(fā)動機22處于發(fā)動機電子控制單元(下文稱為發(fā)動機ECU)24的控制下。發(fā)動機ECU24經由輸入端口(未示出)輸入來自測量和檢測發(fā)動機22的當前狀態(tài)的多個傳感器的信號。經由輸入端口輸入發(fā)動機ECU24的信號包括來自曲柄位置傳感器140的曲軸26的曲柄位置或轉動位置；來自水溫傳感器142的發(fā)動機22的冷卻水溫度；打開和關閉進氣門128和排氣門(排氣閥)以向燃燒室進氣或從燃燒室排氣的凸輪軸的凸輪位置或轉動位置；來自節(jié)氣門位置傳感器146的節(jié)氣門124的節(jié)氣門位置；來自真空傳感器148的作為發(fā)動機22的負荷的進氣量；以及來自連接到向缸內燃料噴射閥125a-125d提供燃料的輸送管66上的燃料壓力傳感器69的燃料壓力Pf。發(fā)動機ECU 24經由輸出端口(未示出)輸出多種驅動信號和控制信號以驅動和控制發(fā)動機22。經由輸出端口從發(fā)動機ECU 24輸出的信號包括缸內燃料噴射閥125a-125d以及進氣口燃料噴射閥126a-126d的驅動信號；調節(jié)節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門電機136的驅動信號；與點火器設置成一體的點火線圈138的控制信號；改變進氣門128的打開-關閉正時VVT的可變氣門正時機構150的控制信號；以及燃料泵62和高壓燃料泵64的電機62a和64a的驅動信號。發(fā)動機ECU 24與混合動力電子控制單元70通信，以響應于從混合動力電子控制單元70接收的控制信號來驅動和控制發(fā)動機22，同時根據(jù)需要向混合動力電子控制單元70輸出與發(fā)動機22的驅動狀態(tài)有關的數(shù)據(jù)。
電機MG1和MG2都是已知的作為發(fā)電機和作為電動機被驅動的同步電動發(fā)電機。電機MG1和MG2經由逆變器41和42向與電線54相連的蓄電池50傳輸電力或從蓄電池50接收電力。電機MG1和MG2的操作均由電機電子控制單元(下文稱為電機ECU)40控制。電機ECU 40接收控制電機MG1和MG2的操作所需的多種信號，例如來自檢測電機MG1和MG2中轉子的轉動位置的轉動位置檢測傳感器43和44的信號，以及供給電機MG1和MG2并由電流傳感器(未示出)測量的相電流。電機ECU40向逆變器41和42輸出開關控制信號。電機ECU 40與混合動力電子控制單元70通信，以響應于從混合動力電子控制單元70傳遞的控制信號來控制電機MG1和MG2的操作，同時根據(jù)需要向混合動力電子控制單元70輸出與電機MG1和MG2的工作狀態(tài)有關的數(shù)據(jù)。
蓄電池50由蓄電池電子控制單元(下文稱為蓄電池ECU)52控制。蓄電池ECU 52接收控制蓄電池50所需的多種信號，例如由設置在蓄電池50的端子之間的電壓傳感器(未示出)測量的端子間電壓；由連接在與蓄電池50的輸出端子相連的電線54上的電流傳感器(未示出)測量的充電-放電電流；以及由連接在蓄電池50上的溫度傳感器(未示出)測量的蓄電池溫度。蓄電池ECU 52根據(jù)需要通過通信向混合動力電子控制單元70輸出與蓄電池50的狀態(tài)有關的數(shù)據(jù)。蓄電池ECU 52基于由電流傳感器測量的累積充電-放電電流計算蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC)，以便控制蓄電池50。
混合動力電子控制單元70構造成包含CPU 72、存儲處理程序的ROM74、臨時存儲數(shù)據(jù)的RAM 76、未示出的輸入-輸出端口以及未示出的通信端口的微處理器?；旌蟿恿﹄娮涌刂茊卧?0經由輸入端口接收各種輸入來自點火開關80的點火信號；來自檢測換檔桿81的當前位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP；來自測量加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置傳感器84的加速器開度Acc；來自測量制動踏板85的踩踏量的制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP；以及來自車速傳感器88的車速V。如前文所述，混合動力電子控制單元70經由通信端口與發(fā)動機ECU24、電機ECU 40以及蓄電池ECU 52通信，以便向發(fā)動機ECU 24、電機ECU 40以及蓄電池ECU 52傳遞和從其接收各種控制信號和數(shù)據(jù)。
這樣構造的本實施例中的混合動力車輛20根據(jù)車速V以及對應于駕駛員對加速器踏板83的踩踏量的加速器開度Acc的觀測值計算將輸出給用作驅動軸的齒圈軸32a的轉矩需求。發(fā)動機22以及電機MG1和MG2受到操作控制，以輸出對應于計算出的齒圈軸32a的轉矩需求的需要的功率水平。對發(fā)動機22以及電機MG1和MG2的操作控制選擇性地實現(xiàn)轉矩變換驅動模式、充電-放電驅動模式和電機驅動模式之一。轉矩變換驅動模式控制發(fā)動機22的運行，以輸出與所需的功率水平相等的功率量，同時驅動和控制電機MG1和MG2以利用動力分配綜合機構30以及電機MG1和MG2對發(fā)動機22的所有功率輸出進行轉矩變換并輸出給齒圈軸32a。充電-放電驅動模式控制發(fā)動機22的運行，以輸出與所需的功率水平和通過對蓄電池50充電消耗的或通過對蓄電池50放電而提供的電力量的總和相等的功率量，同時驅動和控制電機MG1和MG2以利用動力分配綜合機構30以及電機MG1和MG2對與所需功率水平相等的發(fā)動機22的全部或部分功率輸出進行轉矩變換并輸出給齒圈軸32a，同時對蓄電池50進行充電或放電。電機驅動模式停止發(fā)動機22的運行并驅動和控制電機MG2以將等于所需功率水平的功率量輸出給齒圈軸32a。
下面將說明具有上述構造的本實施例的混合動力車輛20的操作，尤其是在系統(tǒng)接通之后在發(fā)動機22首次啟動時的一系列啟動控制操作。圖3是示出在系統(tǒng)接通之后響應于發(fā)動機22的首次啟動指令由本實施例的發(fā)動機ECU 24執(zhí)行的啟動控制程序的流程圖。在本實施例的構造中，當在響應于電源開關的打開(ON)操作的系統(tǒng)的接通正時蓄電池50的充電狀態(tài)SOC小于預置水平時，當發(fā)動機22的冷卻水溫度低于預定的溫度水平時，或當在驅動混合動力車輛20期間將輸出給齒圈軸32a或驅動軸的功率需求達到或超過預置的功率水平時，給出發(fā)動機22的啟動指令。
在該啟動控制程序中，發(fā)動機ECU 24首先驅動燃料泵62和高壓燃料泵64，以便從燃料箱60向進氣口燃料噴射閥126和缸內燃料噴射閥125提供燃料，并升高輸送管66的燃料的壓力Pf(下文稱為燃料壓力Pf)(步驟S100)。發(fā)動機ECU 24還驅動可變氣門正時機構150以將進氣門128的開-閉正時VVT延遲為預置的啟動開始正時VVTst(步驟S105)，并驅動節(jié)氣門電機136以將節(jié)氣門124的開度TH(下文稱為節(jié)氣門開度TH)限制為比怠速驅動狀態(tài)的標準節(jié)氣門開度窄的開度THst(步驟S110)。然后發(fā)動機ECU 24向混合動力電子控制單元70發(fā)送電機驅動請求，以使電機MG1以比標準起轉轉矩Tset低的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22(步驟S120)。進氣門128的開-閉正時VVT延遲為啟動開始正時VVTst以及對節(jié)氣門開度TH的限制降低了由發(fā)動機22的起轉導致的壓縮沖程中的缸內壓力Pin(下文稱為缸內壓縮壓力Pin)的升高，從而減小了起轉所消耗的能量。以比標準起轉轉矩Tset低的轉矩Tlow起轉發(fā)動機22可防止缸內壓縮壓力Pin隨著發(fā)動機22的轉速Ne的增加而突然升高。下文將詳細說明這種控制的效果。響應于接收到使電機MG1以較低的轉矩Tlow起轉發(fā)動機22的這一電機驅動請求，混合動力電子控制單元70將該較低的轉矩Tlow設定為電機MG1的轉矩指令Tm1*，并向電機ECU 40輸出驅動指令。電機ECU 40接收到等于較低的轉矩Tlow的轉矩指令Tm1*，并控制逆變器41的開關元件，以確保電機MG1的轉矩輸出等于轉矩指令Tm1*。
隨后，發(fā)動機ECU 24輸入根據(jù)由曲柄位置傳感器140檢測的曲柄位置計算出的發(fā)動機22的轉速Ne，被可變氣門正時機構150改變的開-閉正時VVT，來自節(jié)氣門位置傳感器146的節(jié)氣門開度TH，來自燃料壓力傳感器69的燃料壓力Pf，以及代表開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料的進氣口噴射開始標記F(步驟S130)。根據(jù)輸入的發(fā)動機22的轉速Ne、輸入的開-閉正時VVT以及進氣口噴射開始標記F推定缸內壓縮壓力Pin(步驟S140)。推定缸內壓縮壓力Pin的具體過程是從發(fā)動機22的轉速Ne和開-閉正時VVT計算進氣量。在進氣口噴射開始標記F等于0(表示沒有從進氣口燃料噴射閥126進行燃料噴射)的情況下，用計算出的進氣量與預置的壓縮比的乘積來推定缸內壓縮壓力Pin。另一方面，在進氣口噴射開始標記F等于1(表示從進氣口燃料噴射閥126進行燃料噴射)的情況下，用該乘積與實驗測量的燃料壓力的和來推定缸內壓縮壓力Pin。對缸內壓縮壓力Pin的推定并不局限于此過程，也可采用其它技術推定缸內壓縮壓力Pin。另一種可能的變型是在發(fā)動機22上連接一缸內壓力傳感器以直接測量缸內壓縮壓力Pin。進氣口噴射開始標記F由此啟動控制程序中的后面的步驟S210至S230設定，且在此程序開始時初始化為0。
將燃料壓力Pf與作為推定出的缸內壓縮壓力Pin和稍高于用于保持缸內燃料噴射閥125處于閉合位置的壓力Pcv(下文稱為閉合閥位置保持壓力Pcv)的預置壓力P1之和而獲得的第一基準值(Pin+P1)進行比較(步驟S150)。當燃料壓力Pf升高到或超過第一基準值(Pin+P1)時，發(fā)動機ECU 24向混合動力電子控制單元70發(fā)送電機驅動請求，以使電機MG1用高于該較低轉矩Tlow的標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22(步驟S160)。響應于接收到這一電機驅動請求，混合動力電子控制單元70將標準起轉轉矩Tset設定為電機MG1的轉矩指令Tm1*，并向電機ECU 40輸出驅動指令。電機ECU 40接收等于標準起轉轉矩Tset的轉矩指令Tm1*，并驅動和控制電機MG1以輸出標準起轉轉矩Tset并以該標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22。與以較低的轉矩Tlow起轉的發(fā)動機22相比，以標準起轉轉矩Tset起轉的發(fā)動機22以更大的增加率增加轉速Ne。在燃料壓力Pf達到或超過第一基準值(Pin+P1)之前，以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow起轉發(fā)動機22。這種控制可限制發(fā)動機22的轉速Ne的增加，以防止缸內壓縮壓力Pin突然升高，同時延遲開始從進氣口燃料噴射閥126的燃料噴射。延遲開始從進氣口燃料噴射閥126的燃料噴射可減慢缸內壓縮壓力Pin的升高，并可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。
隨后，將燃料壓力Pf與作為推定出的缸內壓縮壓力Pin和稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P2之和而獲得的第二基準值(Pin+P2)進行比較(步驟S170)。當燃料壓力Pf升高到或超過該第二基準值(Pin+P2)時，發(fā)動機ECU 24向可變氣門正時機構150輸出驅動請求以開始提前被延遲的開-閉正時VVT(步驟S180)。開-閉正時VVT根據(jù)發(fā)動機22的驅動狀態(tài)逐漸提前。開-閉正時VVT的提前可增加進氣量，從而升高缸內壓縮壓力Pin。在燃料壓力Pf達到或超過第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT。這種控制可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。
然后，將燃料壓力Pf與作為推定出的缸內壓縮壓力Pin和稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P3之和而獲得的第三基準值(Pin+P3)進行比較(步驟S190)。當燃料壓力Pf升高到或超過該第三基準值(Pin+P3)時，發(fā)動機ECU 24取消對節(jié)氣門開度TH的限制，并驅動節(jié)氣門電機136以設定節(jié)氣門開度TH等于怠速驅動狀態(tài)下的怠速節(jié)氣門開度THidl(步驟S200)。取消對節(jié)氣門開度TH的限制可增加進氣量，從而升高缸內壓縮壓力Pin。在燃料壓力Pf達到或超過第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制。這種控制可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。
將發(fā)動機22的轉速Ne與預置基準轉速Nref1進行比較(步驟S210)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置基準轉速Nref1時，發(fā)動機ECU 24開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料(步驟S220)，并設定進氣口燃料噴射開始標記等于1(步驟S230)。基準轉速Nref1代表從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料的開始正時，并可設定為任意值。
當判定進氣口燃料噴射開始標記F等于1(步驟S240)且燃料壓力Pf達到或超過作為推定出的缸內壓縮壓力Pin和稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和而獲得的第四基準值(Pin+P4)(步驟S250)時，發(fā)動機ECU 24開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料(步驟S260)。在燃料壓力Pf達到或超過第四基準值(Pin+P4)時開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。這種控制可有效地抑制缸內燃料噴射閥125由于燃料壓力Pf低于缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和而不充分地打開。這樣可令人滿意地防止由于缸內燃料噴射閥125不充分的打開而造成的潛在故障，例如排放較差，在燃燒室內缸內燃料噴射閥125附近的密封性惡化，以及沉積物造成缸內燃料噴射閥125阻塞。
如上所述，以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow起轉發(fā)動機22可防止缸內壓縮壓力Pin隨著發(fā)動機22的轉速Ne的增加而突然升高。延遲開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料可減慢缸內壓縮壓力Pin的升高。在燃料壓力Pf升高到或超過第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT也可減慢缸內壓縮壓力Pin的升高。在燃料壓力Pf升高到或超過第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制也可減慢缸內壓縮壓力Pin的升高。這種控制可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過第四基準值(Pin+P4)，并有效地抑制缸內燃料噴射閥125由于燃料壓力Pf低于缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和而不充分地打開。第一至第四基準值(Pin+P1)、(Pin+P2)、(Pin+P3)和(Pin+P4)中的預置壓力P1、P2、P3和P4都稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv。這些預置壓力P1、P2、P3和P4可以是相同的值或者不同的值。在后一種情況下，壓力P1至P3優(yōu)選地設定為小于壓力P4，以便用標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22，開始提前開-閉正時VVT，并取消對節(jié)氣門開度TH的限制。
在上述的一系列處理之后，該啟動控制程序在確認從缸內燃料噴射閥125噴射燃料的發(fā)動機22內的高階爆燃(high-order detonation)(S270)后結束。在燃料壓力Pf達到或超過第四基準值(Pin+P4)之前，不會確認從缸內燃料噴射閥125噴射燃料的發(fā)動機22內的高階爆燃。因而啟動控制程序返回步驟S130，并重復進行步驟S130至S270的處理。
圖4示出在系統(tǒng)接通之后發(fā)動機22首次啟動時，缸內壓縮壓力Pin，燃料壓力Pf，發(fā)動機22的轉速Ne，起轉轉矩，以及對節(jié)氣門開度TH的限制、從進氣口燃料噴射閥126的燃料噴射、開-閉正時VVT的提前和從缸內燃料噴射閥125的燃料噴射的開-關(ON-OFF)設定的時間變化。在圖4的圖表中，實線曲線代表在執(zhí)行圖3的流程圖所示的實施例的啟動控制程序以起轉發(fā)動機22時的變化。單點劃線曲線代表在執(zhí)行一個比較示例的現(xiàn)有技術控制以通過以標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22并通過獨立于燃料壓力Pf的變化開始提前開-閉正時VVT和取消對節(jié)氣門開度TH的限制來啟動發(fā)動機22時的變化。本實施例的控制程序在時間T1響應于啟動指令而開始以比標準起轉轉矩Tset低的轉矩Tlow起轉發(fā)動機22。與比較示例的現(xiàn)有技術的程序相比，這樣可降低發(fā)動機22的轉速Ne的增加率。在燃料壓力Pf達到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和的時間T2，控制程序以標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22，開始提前開-閉正時VVT，并取消對節(jié)氣門開度TH的限制。這種發(fā)動機起轉、正時提前以及取消限制會在燃料壓力Pf升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和的同時使缸內壓縮壓力Pin突然升高。從而這種控制可有效地防止缸內燃料噴射閥125不充分地打開。在發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置基準轉速Nref1的時間T3，控制程序開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料。在時間T4，控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料以完成發(fā)動機22的啟動。另一方面，在比較示例中，缸內壓縮壓力Pin的增加率大于燃料壓力Pf。在時間T4之前，燃料壓力Pf不會達到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。
在上述實施例的混合動力車輛20中，在系統(tǒng)接通后發(fā)動機22首次啟動時，當用于向缸內燃料噴射閥125提供燃料的輸送管66中的燃料壓力Pf達到或超過作為推定出的缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。這種控制可有效地防止由于缸內燃料噴射閥125因燃料壓力Pf低于缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和而不充分地打開所導致的潛在故障。這可確保發(fā)動機22充分啟動。此實施例的控制程序以比標準起轉轉矩Tset低的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT，并在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制。這種控制可減慢缸內壓縮壓力Pin的升高，并使燃料壓力Pf迅速升高到或超過第四基準值(Pin+P4)。這樣可令人滿意地抑制缸內燃料噴射閥125不充分地打開，并防止由于缸內燃料噴射閥125不充分打開而導致的潛在故障，從而可確保發(fā)動機22充分和快速啟動。
在此實施例的混合動力車輛20中，控制程序以比標準起轉轉矩Tset低的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT，并在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制。其先決條件是當燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。只要滿足這個先決條件，該控制程序可變型為以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22，獨立于燃料壓力Pf開始提前開-閉正時VVT，以及獨立于燃料壓力Pf取消對節(jié)氣門開度TH的限制。圖5的流程圖示出這種變型的一個示例。圖5中的變型的啟動控制程序以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22(步驟S120b)，在從啟動控制程序的開始經過預置時間t2之后開始提前開-閉正時VVT(步驟S170b和S180)，并在從啟動控制程序的開始經過預置時間t3之后取消對節(jié)氣門開度TH的限制(步驟S190b和S200)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置基準轉速Nref1時，該變型的啟動控制程序開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料(步驟S210和S220)。當在從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料的狀態(tài)下燃料壓力Pf達到或超過第四基準值(Pin+P4)時，該變型的啟動控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料(步驟S240至S260)。當燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，該變型的控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。這種控制可有效地抑制缸內燃料噴射閥125不充分地打開。圖5的變型的啟動控制程序在從啟動控制程序的開始經過預置時間t2之后開始提前開-閉正時VVT，并在從啟動控制程序的開始經過預置時間t3之后取消對節(jié)氣門開度TH的限制。如上所述，在這種變型的控制中的先決條件是當燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。只要滿足此先決條件，則開始提前開-閉正時VVT和取消對節(jié)氣門開度TH的限制并不局限于此變型的程序的正時。該開始提前正時和取消限制正時可基于從啟動控制程序的開始經過的時間之外的標準來確定，并設定為例如發(fā)動機22的轉速Ne達到預置第一水平和預置第二水平的正時。
在此實施例的混合動力車輛20中，該控制程序在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT，在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制，并在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第四基準值(Pin+P4)時開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。其先決條件是以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，并且在燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P1之和的第一基準值(Pin+P1)時以標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22。只要滿足此先決條件，則可變型控制程序以便獨立于燃料壓力Pf開始提前開-閉正時VVT，獨立于燃料壓力Pf取消對節(jié)氣門開度TH的限制，以及獨立于燃料壓力Pf開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。圖6的流程圖示出這種變型的一個示例。類似于此實施例的啟動控制程序，圖6的變型的啟動控制程序以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22(步驟S120)，并在燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P1之和的第一基準值(Pin+P1)時以標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22(步驟S150和S160)。該變型的啟動控制程序在從啟動控制程序的開始經過預置時間t2之后開始提前開-閉正時VVT(步驟S170c和S180)，并在從啟動控制程序的開始經過預置時間t3之后取消對節(jié)氣門開度TH的限制(步驟S190c和S200)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置第一基準轉速Nref1時，該變型的啟動控制程序開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料(步驟S210和S220)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過高于預置第一基準轉速Nref1的預置第二基準轉速Nref2時，該變型的啟動控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料(步驟S240c和S260)。該變型的控制程序以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22。以較低轉矩Tlow起轉發(fā)動機可減慢發(fā)動機22的轉速Ne的增加率，從而防止缸內壓縮壓力Pin隨轉速Ne的增加而突然升高。以較低轉矩Tlow起轉發(fā)動機還可延遲開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料，以減慢缸內壓縮壓力Pin的升高，并可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。這種控制可有效地抑制缸內燃料噴射閥125不充分地打開。圖6的變型的啟動控制程序在從啟動控制程序的開始經過預置時間t2之后，開始提前開-閉正時VVT，并在從啟動控制程序的開始經過預置時間t3之后取消對節(jié)氣門開度TH的限制。如上所述，此變型的控制的先決條件是以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，并在燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P1之和的第一基準值(Pin+P1)時以標準起轉轉矩Tset起轉發(fā)動機22。只要滿足此先決條件，則開始提前開-閉正時VVT以及取消對節(jié)氣門開度TH的限制并不局限于此變型的程序的正時。該開始提前正時和取消限制正時可基于從啟動控制程序的開始經過的時間之外的標準來確定，并被設定為例如當發(fā)動機22的轉速Ne達到預置第一水平和預置第二水平時的正時。圖6的變型的啟動控制程序在發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置第二基準轉速Nref2時開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。另一個可能的變型是在從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料的狀態(tài)下，在燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。
在本實施例的混合動力車輛20中，控制程序以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制，并在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第四基準值(Pin+P4)時開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。其先決條件是在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT。只要滿足此先決條件，則控制程序可變型為以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22，獨立于燃料壓力Pf取消對節(jié)氣門開度TH的限制，以及獨立于燃料壓力Pf開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。圖7的流程圖示出這種變型的一個示例。圖7的變型的啟動控制程序以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22(步驟S120d)，并在燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P2之和的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT(步驟S170和S180)。該變型的啟動控制程序在從啟動控制程序的開始經過預置時間t3之后取消對節(jié)氣門開度TH的限制(步驟S190d和S200)，并在發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置第一基準轉速Nref1時開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料(步驟S210和S220)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過高于預置第一基準轉速Nref1的預置第二基準轉速Nref2時，該變型的啟動控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料(步驟S240d和S260)。此變型的控制程序可減慢由開-閉正時VVT的提前導致的進氣量的增加以控制缸內壓縮壓力Pin的增加，并可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。這種控制可有效地抑制缸內燃料噴射閥125不充分地打開。圖7的變型的啟動控制程序以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22。但是，也可以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，隨后以標準起轉轉矩Tset進行。圖7的變型的啟動控制程序在從啟動控制程序的開始經過預置時間t3之后取消對節(jié)氣門開度TH的限制。如上所述，該變型的控制的先決條件是在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT。只要滿足此先決條件，則取消對節(jié)氣門開度TH的限制并不局限于此變型的程序的正時。該取消限制正時可基于從啟動控制程序的開始經過的時間之外的標準來確定，并設定為例如當發(fā)動機22的轉速Ne達到預置水平的正時。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置第二基準轉速Nref2時，圖7的變型的啟動控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。另一種可能的變型是在從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料的狀態(tài)下，當燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。
在此實施例的混合動力車輛20中，控制程序以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第二基準值(Pin+P2)時開始提前開-閉正時VVT，并在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第四基準值(Pin+P4)時開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。其先決條件是在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制。只要滿足此先決條件，則控制程序可變型為以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22，獨立于燃料壓力Pf開始提前開-閉正時VVT，以及獨立于燃料壓力Pf開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。圖8的流程圖示出這種變型的一個示例。圖8的變型的啟動控制程序以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22(步驟S120e)，并在從啟動控制程序的開始經過預置時間t2之后開始提前開-閉正時VVT(步驟S170e和S180)。當燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P3之和的第三基準值(Pin+P3)時，該變型的啟動控制程序取消對節(jié)氣門開度TH的限制(步驟S190和S200)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置第一基準轉速Nref1時，該變型的啟動控制程序開始從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料(步驟S210和S220)。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過高于預置第一基準轉速Nref1的預置第二基準轉速Nref2時，該變型的啟動控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料(步驟S240e和S260)。對節(jié)氣門開度TH的限制可減慢進氣量的增加以控制缸內壓縮壓力Pin的升高，并可使燃料壓力Pf迅速升高到或超過缸內壓縮壓力Pin與閉合閥位置保持壓力Pcv之和。這種控制可有效地抑制缸內燃料噴射閥125不充分地打開。圖8的變型的啟動控制程序以標準起轉轉矩Tset開始起轉發(fā)動機22。但是，也可以低于標準起轉轉矩Tset的轉矩Tlow開始起轉發(fā)動機22，隨后以標準起轉轉矩Tset進行。圖8的變型的啟動控制程序在從啟動控制程序的開始經過預置時間t2之后開始提前開-閉正時VVT。如上所述，此變型的控制的先決條件是在燃料壓力Pf升高到或超過高于缸內壓縮壓力Pin的第三基準值(Pin+P3)時取消對節(jié)氣門開度TH的限制。只要滿足此先決條件，則開始提前開-閉正時VVT并不局限于此變型程序的正時。該開始提前正時可基于從啟動控制程序的開始經過的時間之外的標準來確定，并設定為例如當發(fā)動機22的轉速Ne達到預置水平的正時。當發(fā)動機22的轉速Ne達到或超過預置第二基準轉速Nref2時，圖8的變型的啟動控制程序開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。另一種可能的變型是在從進氣口燃料噴射閥126噴射燃料的狀態(tài)下，當燃料壓力Pf達到或超過作為缸內壓縮壓力Pin與稍高于閉合閥位置保持壓力Pcv的預置壓力P4之和的第四基準值(Pin+P4)時，開始從缸內燃料噴射閥125噴射燃料。
此實施例或者各種變型示例中的任何一個的混合動力車輛20具有配備有缸內燃料噴射閥125和進氣口燃料噴射閥126的發(fā)動機22。可選擇地，該混合動力車輛可具有沒有配備進氣口燃料噴射閥126的發(fā)動機，即僅配備有缸內燃料噴射閥125的發(fā)動機。在此變型結構中，可從圖3的啟動控制程序中省去步驟S210至S240的處理。
此實施例或者各種變型示例中的任何一個的混合動力車輛20在該系統(tǒng)接通后發(fā)動機22首次啟動時執(zhí)行啟動控制程序。該啟動控制程序也可應用于在輸送管66中的燃料壓力Pf較低的狀態(tài)下啟動發(fā)動機22。
此實施例或者各種變型示例中的任何一個的混合動力車輛20使用電控的高壓燃料泵64對流經輸送管66供應的燃料加壓?？蛇x擇地，可通過由發(fā)動機22的曲軸26的旋轉所致動的機械控制的高壓燃料泵對流經輸送管66供應的燃料加壓。
在此實施例或者各種變型示例中的任何一個的混合動力車輛20中，發(fā)動機22的功率經由動力分配綜合機構30輸出給連接到驅動輪39a和39b的齒圈軸32a或驅動軸。但是，本發(fā)明的技術并不局限于這種構型，而是可適用于圖9所示的具有變型構造的混合動力車輛120，其中電機MG2的功率從與齒圈軸32a連接的軸(連接到驅動輪39a和39b的軸)傳遞給不同的軸(連接到車輪39c和39d的軸)。本發(fā)明的技術還可應用于圖10所示的另一種變型示例的混合動力車輛220。具有這種變型構造的混合動力車輛220包括具有一對轉子的電機230，該轉子包括連接到發(fā)動機22的曲軸26的內部轉子232和連接到驅動軸以將動力輸出給驅動輪39a和39b的外部轉子234。具有一對轉子的電機230將發(fā)動機22的輸出功率的一部分傳遞給驅動軸，同時將輸出功率的剩余部分轉化成電力?；旌蟿恿囕v可具有任何不同構造，只要安裝在混合動力車輛上的發(fā)動機22配備有缸內燃料噴射閥125即可。
上述實施例和變型示例涉及具有配備有缸內燃料噴射閥125的發(fā)動機22的混合動力車輛20。具有缸內燃料噴射閥125的發(fā)動機22并不局限于應用于混合動力車輛，而是也可安裝在常規(guī)發(fā)動機車輛上。具有缸內燃料噴射閥125的發(fā)動機22也可安裝在多種運動物體上，包括除機動車輛、火車、小船和輪船以及飛行器之外的各種車輛，并且還可結合在運動物體之外的各種靜止設備和裝置中。
應當認為上述實施例及其變型在所有方面都是示例性的而非限制性的。在不脫離本發(fā)明的主要特征的范圍或精神的情況下可具有許多其它的變型、更改和改變。
本文旨在包含權利要求的等同物的含義和范圍內的所有變型。本發(fā)明的范圍和精神由所附權利要求而不是由前文的說明給出。
權利要求
1.一種包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給該缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給該缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；以及啟動控制模塊，該啟動控制模塊響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機，同時在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到預置的第一壓力之后控制缸內燃料噴射閥以開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料，該預置的第一壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的。
2.根據(jù)權利要求1所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)接通之后，所述啟動控制模塊響應于該內燃發(fā)動機的首次啟動指令而接通。
3.根據(jù)權利要求1所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)還包括將燃料噴射到內燃發(fā)動機的進氣系統(tǒng)內的進氣系統(tǒng)燃料噴射閥，在缸內燃料噴射閥開始噴射燃料之前，所述啟動控制模塊調整進氣系統(tǒng)燃料噴射量以使進氣系統(tǒng)燃料噴射閥開始噴射燃料。
4.根據(jù)權利要求1所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)還包括改變內燃發(fā)動機的進氣門的開-閉正時的開-閉正時改變機構，所述啟動控制模塊控制該開-閉正時改變機構和該起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于起轉的第一正時，并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機，在測量的燃料壓力達到不高于預置的第一壓力的預置的第二壓力之后，所述啟動控制模塊控制該開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時，該預置的第二壓力是根據(jù)檢測或推定出的缸內壓縮壓力和缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力確定的。
5.根據(jù)權利要求1所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動控制模塊控制節(jié)氣門以使內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到測量的燃料壓力達到不高于預置的第一壓力的預置的第三壓力，該預置的第三壓力是根據(jù)檢測或推定出的缸內壓縮壓力和缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力確定的，在測量的燃料壓力達到預置的第三壓力之后，所述啟動控制模塊控制節(jié)氣門以使內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平。
6.根據(jù)權利要求1所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動控制模塊控制起轉模塊以用小于標準驅動力水平的預置的驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到測量的燃料壓力達到不高于預置的第一壓力的預置的第四壓力，該預置的第四壓力是根據(jù)檢測或推定出的缸內壓縮壓力和缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力確定的，在測量的燃料壓力達到預置的第四壓力之后，所述啟動控制模塊控制起轉模塊以用標準驅動力水平起轉內燃發(fā)動機。
7.一種包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給該缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給該缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；改變內燃發(fā)動機的進氣門的開-閉正時的開-閉正時改變機構；以及啟動控制模塊，該啟動控制模塊響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該開-閉正時改變機構和該起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于起轉的第一正時并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機，在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到一適應壓力之后，所述啟動控制模塊控制該開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時，該適應壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的，所述啟動控制模塊控制缸內燃料噴射閥以在一預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
8.根據(jù)權利要求7所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到大于所述適應壓力的壓力之后，到達所述預置的正時。
9.一種包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給該缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給該缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；以及響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機的啟動控制模塊，所述啟動控制模塊控制節(jié)氣門以使內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的，在測量的燃料壓力達到該適應壓力之后，所述啟動控制模塊控制節(jié)氣門以使內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平，所述啟動控制模塊控制缸內燃料噴射閥以在一預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
10.根據(jù)權利要求9所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到大于所述適應壓力的壓力之后，到達所述預置的正時。
11.一種包括配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的內燃發(fā)動機的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包括在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給該缸內燃料噴射閥的加壓供給單元；測量提供給該缸內燃料噴射閥的燃料的壓力的燃料壓力測量傳感器；檢測或推定作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力的缸內壓縮壓力檢測推定模塊；起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊；以及啟動控制模塊，該啟動控制模塊響應于內燃發(fā)動機的啟動指令控制該起轉模塊以用預置的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)缸內壓縮壓力檢測推定模塊檢測或推定出的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的，在測量的燃料壓力達到該適應壓力之后，所述啟動控制模塊控制起轉模塊以用大于該預置的第一驅動力的驅動力起轉內燃發(fā)動機，所述啟動控制模塊控制缸內燃料噴射閥以在一預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
12.根據(jù)權利要求11所述的內燃發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于，在燃料壓力測量傳感器測量的燃料壓力達到大于所述適應壓力的壓力之后，到達所述預置的正時。
13.一種內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的啟動方法，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包含配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的所述內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，以及起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊，所述啟動方法包括以下步驟控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機；以及在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力后控制缸內燃料噴射閥以開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的。
14.一種內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的啟動方法，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包含配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的所述內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊，以及改變內燃發(fā)動機的進氣門的開-閉正時的開-閉正時改變機構，所述啟動方法包括以下步驟控制該開-閉正時改變機構和該起轉模塊，以將進氣門的開-閉正時設定為有助于起轉的第一正時，并在設定為開-閉正時的第一正時起轉內燃發(fā)動機；在提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力后控制開-閉正時改變機構以開始進行正時改變，其將進氣門的開-閉正時逐漸改變?yōu)樵缬谠摰谝徽龝r的正時，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的；以及控制缸內燃料噴射閥以在一預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
15.一種內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的啟動方法，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包含配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的所述內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，以及起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊，所述啟動方法包括以下步驟控制該起轉模塊以起轉內燃發(fā)動機；控制節(jié)氣門以使內燃發(fā)動機的進氣量減小到低于標準進氣水平，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的；在燃料壓力達到該適應壓力之后，控制節(jié)氣門以使內燃發(fā)動機的進氣量恢復到標準進氣水平；以及控制缸內燃料噴射閥以在一預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
16.一種內燃發(fā)動機系統(tǒng)中的內燃發(fā)動機的啟動方法，所述內燃發(fā)動機系統(tǒng)包含配備有用于在氣缸內噴射燃料的缸內燃料噴射閥的所述內燃發(fā)動機，在內燃發(fā)動機啟動時給燃料加壓并將加壓的燃料提供給缸內燃料噴射閥的加壓供給單元，以及起轉內燃發(fā)動機的起轉模塊，所述啟動方法包括以下步驟控制起轉模塊以便用預置的第一驅動力起轉內燃發(fā)動機，直到提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力達到一適應壓力，該適應壓力是根據(jù)作為內燃發(fā)動機壓縮沖程中缸內壓力的缸內壓縮壓力和用于保持缸內燃料噴射閥處于閉合位置的閉合閥位置保持壓力確定的；在燃料壓力達到該適應壓力之后，控制起轉模塊以便用大于該預置的第一驅動力的驅動力起轉內燃發(fā)動機；以及控制缸內燃料噴射閥以在一預置的正時開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。
全文摘要
本發(fā)明的啟動控制程序延遲進氣門的開－閉正時(VVT)，限制節(jié)氣門的節(jié)氣門開度(TH)，并以較低的轉矩(Tlow)開始起轉發(fā)動機。當提供給缸內燃料噴射閥的燃料的壓力(Pf)達到或超過大于缸內壓縮壓力(Pin)與缸內燃料噴射閥的閉合閥位置保持壓力(Pcv)之和的預置的基準值時，該啟動控制程序用標準起轉轉矩(Tset)起轉發(fā)動機。然后，該啟動控制程序開始提前進氣門的開－閉正時(VVT)，取消對節(jié)氣門開度(TH)的限制，并開始從缸內燃料噴射閥噴射燃料。這種設置可使燃料壓力(Pf)迅速升高到或超過缸內壓縮壓力(Pin)與閉合閥位置保持壓力(Pcv)之和，從而有效地防止缸內燃料噴射閥不充分地打開。
文檔編號F02D41/32GK1749541SQ20051010307
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權日2004年9月17日
發(fā)明者福井啟太, 長谷川景子, 戶祭衛(wèi), 鈴木直人, 井上敏夫, 山口勝彥 申請人:豐田自動車株式會社