專利名稱：內燃機起動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內燃機的起動系統(tǒng)，尤其涉及一種在不依靠具有電動機等的起動機的情況下通過特定氣缸中的燃燒來起動內燃機的系統(tǒng)。
背景技術：
例如在日本未審公開專利申請No.02-271073中公開了一種不依靠起動機的所謂無起動機起動系統(tǒng)。在起動發(fā)動機時，該起動系統(tǒng)識別在膨脹沖程期間被停止的氣缸，致使在如此識別的氣缸中進行燃燒，并且以該燃燒為契機使發(fā)動機進行回轉，由此起動發(fā)動機。
但是，在已公知的起動系統(tǒng)中會遇到下述問題。在點火(即，燃燒)停止時發(fā)動機的旋轉不是立即中斷的，而是由于慣性，發(fā)動機的旋轉只在旋轉特定時間段后才完全停止。在從點火停止到旋轉完全停止這個時間段內，發(fā)動機的回轉數(shù)或旋轉角依據(jù)發(fā)動機的慣性和摩擦程度在各個發(fā)動機之間是不同的，即使對于給定的發(fā)動機，也會隨著諸如溫度的環(huán)境條件發(fā)生變化。對于重新起動來說，在點火停止之后普通的內燃機應該優(yōu)選地旋轉超過兩轉，并且燃燒氣體應該優(yōu)選地在所有氣缸中進行充分地掃氣。不過，如果由于上述任何原因，在點火停止后的慣性旋轉中出現(xiàn)損失或變化，那么將導致燃燒氣體掃氣不充分，由于燃燒氣體仍然存在于氣缸中，用于起動的燃燒可能會不令人滿意，因此阻止起動迅速完成。

發(fā)明內容
本系統(tǒng)在發(fā)動機停止時保持在點火停止之后發(fā)動機的回轉數(shù)，以對所有氣缸中的燃燒氣體充分掃氣。
尤其，本發(fā)明的內燃機起動系統(tǒng)通過在膨脹沖程期間已經停止的特定氣缸中點火而產生旋轉，本系統(tǒng)確定用于停止發(fā)動機的規(guī)定條件是否滿足，在確定這些規(guī)定條件被滿足時，在增加發(fā)動機的回轉數(shù)之后停止點火。
根據(jù)本系統(tǒng)，在停止發(fā)動機時，通過增加在點火停止之前發(fā)動機的回轉數(shù)來保持在點火停止之后足以使發(fā)動機旋轉的回轉數(shù)。因此，也可以可靠地導致發(fā)動機轉過從發(fā)動機掃氣所需的回轉數(shù)，從而在所有氣缸中實現(xiàn)充分的掃氣，并且在下次起動操作時，進行滿意的燃燒，由此允許發(fā)動機起動。


本系統(tǒng)的這些和其他特征和優(yōu)勢將通過下述說明并結合附圖變得清楚明了，其中圖1是根據(jù)本系統(tǒng)的內燃機的示意圖；圖2是示出相對于曲軸轉角傳感器的輸出的位置計數(shù)器的變化的曲線圖；圖3是本系統(tǒng)第一實施例的怠速控制過程的流程圖；圖4是第一實施例的停止控制過程的流程圖；圖5是停止前基本目標回轉數(shù)相對于冷卻水溫度的曲線圖；圖6是停止前目標回轉數(shù)的校正值相對于由附件引起的負載的表；圖7是示出在怠速停止前增加發(fā)動機回轉數(shù)的效果的曲線圖；圖8是本系統(tǒng)第二實施例的停止控制過程的流程圖；圖9是停止前目標回轉數(shù)的學習值相對于停止旋轉角的曲線圖；圖10是本系統(tǒng)第三實施例的怠速停止控制過程的流程圖；圖11是第三實施例的停止控制過程的流程圖；圖12是在怠速停止時減小負載的效果的曲線說明圖；圖13是本系統(tǒng)第四實施例的停止控制過程的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本系統(tǒng)一個實施例的內燃機(下文稱之為“發(fā)動機”)的構成。在該實施例中，發(fā)動機1采用所謂的直噴式或者直接起動的汽油機。
活塞12被插入缸體11中，在活塞12上表面與缸蓋13下表面之間形成的空間用作燃燒室14?；钊?2經由連桿15和曲柄臂16連接于曲軸17，曲軸17隨著活塞12的往復移動而旋轉。在該實施例中，活塞凸臺(piston boss)的中心122設定于氣缸中心軸線m上?；钊古_的中心122可以設定在一偏置位置，在該位置處連桿15和曲柄臂16的連接部分c通過該中心122并且在上止點前通過與氣缸中心軸線m平行的直線。
進氣口18形成在缸蓋13相對于氣缸中心軸線m的一側上，進氣口18連接于進氣歧管(未示出)并且形成進氣道。進氣口18借助進氣氣門19開啟和關閉。排氣氣門20形成在相對于氣缸中心軸線m的另一側上。排氣口20連接于排氣歧管(未示出)，從而形成排氣道。排氣口20借助排氣氣門21開啟和關閉。兩個進氣口18和兩個排氣口20平行地設置于每個氣缸中。進氣氣門19和排氣氣門21分別由設置于這些氣門19和21上方的進氣凸輪和排氣凸輪(未示出)驅動。在該實施例中，提供了進氣控制閥71，以用于如下所述控制怠速回轉數(shù)。進氣控制閥71安裝于繞過節(jié)氣門(未示出，設置于進氣道中)的旁路通道中。當節(jié)氣門是螺線管類型時，該節(jié)氣門可以用作進氣控制閥71。
用于供給燃料的噴射器22設置于缸蓋13上并且面對燃燒室14。燃料經由該噴射器22被直接噴入燃燒室14。在該實施例中，噴射器22設置于兩個進氣口18、18之間，使得燃料從側向噴入燃燒室14。用于點燃如此噴入的燃料的火花塞23設置于氣缸中心軸線m上。噴嘴22和火花塞23的操作由下述發(fā)動機控制單元31進行控制。
發(fā)動機1由發(fā)動機控制單元(下文稱之為“ECU”)31進行整體控制。進入ECU 31的是來自檢測油門開度的油門傳感器14的信號，來自曲軸轉角傳感器42至44的信號(發(fā)動機回轉數(shù)可在此基礎上計算)，和來自檢測冷卻液溫度的溫度傳感器45的信號，也輸入ECU 31的是來自動力轉向裝置的操作開關46，空調的操作開關47，交流發(fā)電機的操作開關48，點火開關49和起動開關50的信號。根據(jù)這些信號，ECU 31計算并且設定燃料噴射閥22的噴射量和噴射正時以及點火裝置23的點火正時。
當滿足根據(jù)速度等預定的規(guī)定怠速停止條件時，ECU 31執(zhí)行怠速停止控制，該控制暫時停止發(fā)動機1一段時間，直到滿足怠速停止取消條件。在該實施例中，安裝有三個曲軸轉角傳感器42至44以在怠速停止時精確檢測曲軸17的停止位置。從上述傳感器中，兩個傳感器42和43為安裝于曲軸17的第一轉子61設置。表面不規(guī)則部分(irregularities)以30度的間隔形成于該第一轉子的外周上。傳感器42和43根據(jù)這些表面不均勻部分以曲軸轉角30度的間隔產生位置信號。傳感器42和43以15度的間隙在圓周方向上圍繞曲軸17布置，并且通過移動相位15度來產生這些位置信號。剩余的傳感器44相對于安裝到凸輪軸上的第二轉子(未示出)設置。第二轉子在其外周上形成有突起，并且每經720度的曲軸轉角產生基準信號。這些曲軸轉角傳感器42至44能夠以15度的精度檢測曲軸17的停止位置。在怠速停止之后重新起動時，ECU 31基于檢測到的停止位置來識別在怠速停止時在膨脹沖程期間已經停止的氣缸，在如此識別的氣缸中導致燃燒，并且以該燃燒為契機使發(fā)動機旋轉，由此起動發(fā)動機。發(fā)動機的回轉數(shù)可通過在預定時間段中對來自傳感器42和43的位置信號進行計數(shù)，或者通過測量來自傳感器44的基準信號的出現(xiàn)周期來檢測。
現(xiàn)在將參照圖2描述由曲軸轉角傳感器42至44對曲軸的停止位置進行檢測，該圖示出了在發(fā)動機1停止期間曲軸轉角傳感器42至44的輸出波形。
在ECU 31中設置有取值為1至48的位置計數(shù)器CNT。ECU 31在停止期間由該位置計數(shù)器CNT的值檢測曲軸17的停止位置。如上所述，具有15度相位間隙的來自傳感器42和43的位置信號POS1和POS2每30度被輸入。位置計數(shù)器CNT通過在輸入基準信號REF(角度ANG1)之后接著輸入位置信號(在這種情況下為POS1)而被復位為1，并且在每次輸入位置信號POS1或POS2時都加1。當來自傳感器42和43的位置信號POS1和POS2被交替輸入時，在任一個位置信號POS1和POS2輸入時都加1。當曲軸17在發(fā)動機1停止時剛好在旋轉完全停止之前反向旋轉時，來自其中一個傳感器的位置信號(在這種情況下POS2)將被繼續(xù)輸入(角度ANG2)。在這種情況下，可通過從位置計數(shù)器CNT減去1來檢測考慮到反向旋轉的停止位置。旋轉是否已經被完全中斷可通過在一段時間內沒有輸入任何的位置信號POS1和POS2來加以確定(角度ANG3)。
現(xiàn)在將參照圖3描述ECU 31的操作，圖3是怠速控制過程的流程圖。該過程通過打開點火開關49而被啟動并且此后以規(guī)定的周期執(zhí)行。發(fā)動機1的怠速回轉控制、怠速停止和怠速停止之后的重新起動根據(jù)該過程執(zhí)行。
在步驟S101，確定是否已經滿足規(guī)定的條件。當條件被滿足時，過程前進至步驟S102，如果沒有被滿足，該過程被復位。在該實施例中，在下述條件下，該過程變換為下一個怠速回轉控制a)油門開度小于規(guī)定值，并且油門踏板處于完全復位狀態(tài)，b-1)發(fā)動機以低于規(guī)定值的低速工作，或者b-2)變速器的變速桿處于空檔位置。轉速可根據(jù)發(fā)動機回轉數(shù)、變速器的傳動比等進行計算。
在步驟S102，執(zhí)行怠速回轉控制。該控制可通過任何公知的方法實現(xiàn)。在該實施例中，目標怠速回轉數(shù)tNidl根據(jù)冷卻水溫度、附件引起的負載、變速桿的位置等進行設定，并且怠速回轉數(shù)通過對進氣量控制而設定發(fā)動機回轉數(shù)NE的實際數(shù)值來被控制為目標怠速回轉數(shù)tNidl。更具體地說，計算目標怠速回轉數(shù)tNidl與發(fā)動機回轉數(shù)之間的差值，通過基于由此計算的差值開啟和關閉進氣控制閥71而使發(fā)動機回轉數(shù)NE與目標怠速回轉數(shù)tNidl一致。
在步驟S103，確定是否滿足規(guī)定的怠速停止條件。如果滿足，該過程前進至步驟S104，如果不滿足，該過程被復位。在該實施例中，在下述條件下執(zhí)行怠速停止a)具有低于規(guī)定值的速度的基本停止狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間段，和b)冷卻液或冷卻水的溫度低于規(guī)定值。
在步驟S104，按照圖4所示的流程執(zhí)行停止控制。
在步驟S105，確定是否已經滿足規(guī)定的怠速停止取消條件。如果滿足，該過程前進至步驟S106。如果不滿足，重新進行該步驟S105的過程。在該實施例中，由油門傳感器41檢測大于規(guī)定值的油門開度，在確定了油門踏板已經被壓下的條件下取消怠速停止。
在步驟S106，基于曲軸17的停止位置識別怠速停止時在膨脹沖程期間已經停止的氣缸。對于該氣缸進行燃料噴射和點火以產生燃燒并起動發(fā)動機1。
圖4是停止控制過程的流程圖。
在步驟S201，在怠速停止之前增加發(fā)動機回轉數(shù)。在該實施例中，在滿足怠速停止條件之前的大于目標怠速回轉數(shù)tNidl的停止前目標回轉數(shù)tNstp被設定為發(fā)動機目標回轉數(shù)。通過控制發(fā)動機回轉數(shù)使之與發(fā)動機目標回轉數(shù)一致來增加發(fā)動機回轉數(shù)。停止前目標回轉數(shù)tNstp通過將從圖6所示表中獲取的校正值DLT加入從圖5所示的曲線中獲取的停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0而被設定(tNstp＝tNstp0+DLT)，其中圖5中的曲線示出了這樣的趨勢。在圖5所示的曲線中，停止前基本目標回轉數(shù)tNsstp0一般被設定為大于目標怠速回轉數(shù)tNidl的值，該值被設定成使得隨著冷卻水溫度Tw的降低，與目標怠速回轉數(shù)tNidl的差值δNstp變大。在該實施例中，當冷卻水溫度Tw大于規(guī)定值Tw1時，兩個回轉數(shù)tNstp0和tNidl達到一致。停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0可以在冷卻水溫度的可能值的整個范圍內被設定為大于目標怠速回轉數(shù)tNidl的值。另一方面，圖6所示的表中的校正值DLT響應于附件引起的負載進行設定。在該實施例中，動力轉向裝置和交流發(fā)電機被作為附件。當兩個附件被確定正在工作時，校正值DLT被設定為相對較大的值A，這可以從來自開關46和48的信號進行判斷。當附件或者它們中任一個被確定正在工作時，該校正值被設定為小于值A的值B。如果兩個附件被確定處于停止狀態(tài)時，該校正值被設定為最小值C(C＜B＜A)。
校正值DLT響應于附件的操作狀態(tài)通過動力轉向裝置等的操作或停止而被改變，并且可根據(jù)附件的負載大小進行改變。在這種情況下，除了開關46和48之外，安裝有用于檢測由附件引起的負載的傳感器。由交流發(fā)電機引起的負載可基于交流發(fā)電機產生的功率而被檢測到。校正值DLT也可響應于由空調引起的負載進行改變，而不限于由交流發(fā)電機引起的負載。由空調引起的負載可根據(jù)空調鼓風機的流量進行計算。
在步驟S202，通過驅動規(guī)定的裝置增加發(fā)動機回轉數(shù)。在該實施例中，發(fā)動機回轉數(shù)可以通過由進氣控制閥71的操作增加進氣量或者通過將點火正時向前設定而被增加。當使用前一方法時，發(fā)動機回轉數(shù)可被大大增加，而當采用后一方法時，發(fā)動機回轉數(shù)可被增加并具有高靈敏度。
在步驟S203，確定實際發(fā)動機的發(fā)動機回轉數(shù)NE是否已經達到停止前目標回轉數(shù)tNstp。如果已經達到，那么步驟前進至S204，如果沒有達到，那么重復步驟S202和S203的過程。
在步驟S204，供給火花塞23的點火線圈的激發(fā)信號的輸出為了怠速停止而被切斷，所有氣缸中的點火被中斷。
在步驟S205，供給噴射器22的螺線管的驅動信號的輸出被切斷，所有氣缸中的燃料噴射被中斷。
關于該實施例，在圖3所示的流程圖中的步驟S101的過程對應于“停止確定裝置”，在圖4所示的流程圖中的步驟S201至S203的過程對應于“旋轉控制裝置”，在同一流程圖中的步驟S204的過程對應于“點火停止裝置”，冷卻水溫度傳感器45對應于“溫度檢測裝置”，噴射器22對應于“燃料噴射裝置”。
更具體地說，在該實施例中，可通過在怠速停止之前增加發(fā)動機回轉數(shù)并且從較高回轉數(shù)tNstp降低發(fā)動機回轉數(shù)，而在點火停止之后旋轉完全停止之前的期間中保持發(fā)動機1的回轉數(shù)。結果，在怠速停止時，可以可靠地使發(fā)動機1旋轉對燃燒氣體掃氣所需的回轉數(shù)，并且在所有氣缸中充分地完成該掃氣過程。在下次起動時，可進行滿意的燃燒以迅速起動發(fā)動機。
圖7示出了可獲得的優(yōu)點。在圖7中，發(fā)動機回轉數(shù)在怠速停止之前被增加的情況由實線表示，而常規(guī)目標怠速回轉數(shù)tNidl被保持的情況由雙點劃線表示。點火停止之后發(fā)動機回轉數(shù)下降的趨勢在兩種情況之間沒有明顯的差異。因此，通過增加發(fā)動機回轉數(shù)，可延長點火停止(時間t0)到旋轉完全停止之間的時間段，因此確保曲軸17的足夠旋轉角(被稱為“停止旋轉角”)。圖7示出了在點火停止后到旋轉完全停止的時間段中，可使得發(fā)動機1旋轉超過720度，并且通過將發(fā)動機回轉數(shù)增加到停止前目標回轉數(shù)tNstp，可使得曲軸17旋轉多于兩轉。
在該實施例中，通過基于冷卻液或冷卻水溫度Tw和由附件引起的負載設定停止前目標回轉數(shù)tNstp，而在不依靠環(huán)境或其他條件的情況下確保停止旋轉角。換句話說，可通過檢測冷卻水的溫度Tw并于是隨著冷卻水溫度的降低在從目標怠速回轉數(shù)tNidl大大增加的發(fā)動機回轉數(shù)Nstp下執(zhí)行怠速停止，而對付由環(huán)境變化導致的摩擦增加，并且保持停止旋轉角(圖5)。另一方面，通過檢測由附件引起的負載并于是隨著檢測負載的增加在從目標怠速回轉數(shù)tNidl大大增加的發(fā)動機回轉數(shù)Nstp下執(zhí)行怠速停止，而在不依靠由附件引起的負載的情況下保持停止旋轉角(圖6)。為了緩和環(huán)境等的影響，可以采用潤滑油溫度或者環(huán)境溫度代替冷卻水溫度Tw。在這種情況下，類似于圖5所示的趨勢可應用于停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0。
在該實施例中，在增加發(fā)動機回轉數(shù)時，基于冷卻水溫度Tw設定增加(即，停止前目標回轉數(shù)tNstp)之后的目標回轉數(shù)。除此之外，可以計算目標怠速回轉數(shù)tNidl的增加值δNstp，以將該結果加入目標怠速回轉數(shù)tNidl。
圖8是第二實施例的停止控制過程的流程圖。發(fā)動機的構成與圖1所示的相同。
ECU 31在確定怠速之后、在滿足規(guī)定的怠速停止條件時執(zhí)行停止控制。
在怠速停止之前，停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0和校正值DLT參照圖5和6所示的趨勢進行計算，且停止前目標回轉數(shù)tNstp被設定(tNstp＝tNstp0+DLTS201)。進氣控制閥71和其他的規(guī)定裝置基于由此設定的停止前目標回轉數(shù)tNstp被驅動(S202)。當發(fā)動機的回轉數(shù)已經到達停止前目標回轉數(shù)tNstp(S203)時，火花塞23被斷電(S204)，噴射器22被停止(S205)。
在步驟S301，可基于曲軸轉角傳感器42至44的輸出容易地檢測從點火(即，燃燒)停止到回轉完全停止的時間段內的發(fā)動機1的旋轉角A。
在步驟S302，基于檢測到的停止旋轉角Astp校正停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0。在該實施例中，學習值HOSn由圖9所示的趨勢曲線圖進行計算，由此算得的結果被加入曲線(圖5)中的停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0。在圖9所示的曲線圖中，學習值HOSn隨著停止旋轉角Astp的增加而被設定為較小值。對于超過720度的停止旋轉角Astp，該值被設定為0。這是因為確保了對所有氣缸掃氣所需的停止旋轉角。借助該學習值HOSn對停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0進行校正應該優(yōu)選地對應于冷卻水溫度Tw的每個區(qū)域執(zhí)行。在圖5中，校正之后的停止前基本目標回轉數(shù)tNsstp0由點劃線表示。在下次怠速停止時，停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0的校正反應在停止前目標回轉數(shù)tNstp的設定(S201)中。
關于該實施例，其中，圖8所示的流程圖中的步驟S301對應于“停止旋轉角檢測裝置”，在該流程圖中的步驟S201至203和302中進行的過程對應于“旋轉控制裝置”。
根據(jù)這個實施例，在怠速停止時，基于停止旋轉角Astp確定燃燒氣體的掃氣是否已經在所有氣缸中充分地進行。如果沒有充分進行，停止前基本目標回轉數(shù)tNstp0的增加可在下次怠速停止中以較高的發(fā)動機回轉數(shù)Nstp執(zhí)行怠速停止，并因此確保足夠的停止旋轉角。結果，可在怠速停止時可靠地進行掃氣并且保持發(fā)動機1的起動性。
圖10是根據(jù)第三實施例的怠速停止控制過程的流程圖。該過程通過打開點火開關49而被觸發(fā)，并且隨后以規(guī)定的周期工作。
在步驟S401，確定是否滿足規(guī)定的點火停止條件。當這些條件被滿足時，過程前進至步驟S402。如果沒有被滿足，過程返回至步驟S401。在該實施例中，怠速停止在下述條件下執(zhí)行a)油門開度小于規(guī)定值，且油門踏板處于完全復位的狀態(tài)；b)具有小于規(guī)定值的低速的基本停止狀態(tài)持續(xù)規(guī)定的時間段；和c)冷卻液或冷卻水的溫度低于規(guī)定值。速度可基于發(fā)動機的回轉數(shù)、變速器的傳動比等進行計算。
在步驟S402，按照圖11所示的流程圖執(zhí)行停止控制。
在步驟S403，確定規(guī)定的怠速停止取消條件是否被滿足。當滿足這些取消條件時，過程前進至步驟S404。當不滿足時，該步驟S403的過程被重復。在該實施例中，如果油門傳感器41檢測到油門開度大于規(guī)定值，并且確定油門踏板已經被下壓，那么怠速停止被取消。
在步驟S404，基于曲軸17的停止位置識別在怠速停止時膨脹沖程期間已經停止的氣缸，通過對如此識別的氣缸進行燃料噴射和點火，由此起動發(fā)動機1。
圖11是停止控制過程的流程圖。
在步驟S501，供給火花塞23的點火線圈的激發(fā)信號的輸出被切斷，所有氣缸中的點火被停止。
在步驟S502，供給噴射器22的螺線管的驅動信號的輸出被切斷，所有氣缸中的燃料噴射被停止。
在步驟S503，動力轉向裝置的操作開關46被關閉，并且確定是否該裝置處于停止狀態(tài)。當處于停止狀態(tài)時，過程前進至步驟S504，如果處于操作狀態(tài)，過程前進至步驟S509。如果方向盤處于相對于中間位置的規(guī)定范圍內的狀態(tài)中，那么操作開關46被關閉，如果方向盤處于從中間位置向左或向右偏轉超過規(guī)定角度的狀態(tài)中，那么操作開關46被打開。
在步驟S504，根據(jù)來自負載傳感器47的信號檢測空調的負載L1。該負載L1可從空調鼓風機的流量中算出。
在步驟S505，根據(jù)來自負載傳感器48的信號檢測交流發(fā)電機的負載L2。該負載L2可基于交流發(fā)電機產生的功率進行計算。
在步驟S506，確定空調的負載L1是否大于交流發(fā)電機的負載L2。如果負載L1大于負載L2，那么過程前進至步驟S207，否則，前進至步驟S208。
在步驟S507，空調被停止。
在步驟S508，交流發(fā)電機被停止。
在步驟S509，動力轉向裝置被確定將大負載施加于發(fā)動機1上，空調和交流發(fā)電機二者都被停止。
關于該實施例，動力轉向裝置對應于“第一附件”，空調對應于“第二附件”，交流發(fā)電機對應于“第三附件”。圖11所示的流程圖的步驟S501的過程對應于“點火停止裝置”，在流程圖的步驟S507和S509的過程對應于“負載減小裝置”。
在該實施例中，可在怠速停止時通過停止諸如空調的附件來減小發(fā)動機1的負載從而在點火停止后到旋轉完全停止期間確保發(fā)動機1的回轉數(shù)。結果，可通過可靠地旋轉發(fā)動機1對燃燒氣體掃氣所需的回轉數(shù)來實現(xiàn)對所有氣缸中充分的掃氣，在下次起動時，可進行滿意的燃燒并且可迅速起動發(fā)動機。
圖12示出了這些優(yōu)點。與點火停止一起減小由附件引起的負載的情況由實線表示，即使在點火停止之后附件的工作仍被保持的情況由雙點劃線表示。在點火停止后(時間t0)，由附件引起的負載的減小導致發(fā)動機回轉數(shù)減小得更慢，由此允許在旋轉完全停止之前保持足夠的曲軸17旋轉角。圖12示出了使發(fā)動機1旋轉超過720度曲軸轉角并確保曲軸17超過兩轉的可能性。
在該實施例中，用于減小負載的附件響應于導致較大負載的動力轉向裝置的工作狀態(tài)在怠速停止時被轉換。也就是，當動力轉向裝置停止時，空調和交流發(fā)電機中導致較大負載的一個被停止，另一方面，當動力轉向裝置處于工作狀態(tài)時，空調和交流發(fā)電機二者被停止，由此能夠實現(xiàn)發(fā)動機1的起動功能和空調的附件功能。
圖13是第四實施例的停止控制過程的流程圖。在該實施例中的發(fā)動機的構成與圖1所示的相同。
ECU 31在滿足規(guī)定的怠速停止條件時執(zhí)行上述控制。
在怠速停止時，所有氣缸中的點火都被停止(步驟S601)。然后，在步驟S602，確定下述掃氣確定標記FLG是否為0。當該標記為0時，過程前進至步驟S603，當標記為其他值時，前進至步驟S613。確定動力轉向裝置是否被停止(S603)。如果被停止，則檢測空調和交流發(fā)電機的負載L1和L2(S604)。比較被檢測的負載L1和L2(S605)，具有較大負載的附件被停止(S606和S607)。當動力轉向裝置處于工作狀態(tài)時，空調和交流發(fā)電機二者被停止(S608)。
在減小由附件引起的負載之后，在步驟S609檢測從點火(即，燃燒)停止到旋轉完全停止期間旋轉的發(fā)動機1的停止回轉數(shù)Nstp。這個停止回轉數(shù)Nstp可從來自曲軸轉角傳感器42至44的輸出容易地檢測到。在步驟S310，確定停止回轉數(shù)Nstp是否大于2。如果大于2，那么過程前進至S611，如果小于2，過程前進至步驟S612。在步驟S611，所有的氣缸在點火停止之后經歷至少一個排氣沖程，并假設燃燒氣體被充分地掃氣，那么掃氣確定標記FLG被設定為0。在步驟S612，假定進行不充分的掃氣，掃氣確定標記FLG被設定為1。如此設定的標記FLG的值記錄于ECU 31的存儲器中，在下次和隨后的怠速停止時，在步驟S602讀取該值。在步驟S613，假定在怠速停止時可能沒有進行充分的掃氣，空調和交流發(fā)電機二者都被停止，而不考慮動力轉向裝置的工作狀態(tài)。
關于該實施例，在圖13所示的流程圖的步驟S601的過程對應于“點火停止裝置”，而在同一流程圖中步驟S606至S608和613的過程對應于“負載減小裝置”。同一流程圖的過程S609對應于“停止回轉數(shù)檢測裝置”。
根據(jù)該實施例，在怠速停止時，基于停止回轉數(shù)Nstp確定是否充分地進行燃燒氣體的掃氣。如果掃氣沒有充分地進行，那么可通過將由附件引起的負載減小至最小而確保必要的停止回轉數(shù)。結果，可在怠速停止時可靠地進行掃氣，而不取決于發(fā)動機1的長期摩擦的增加，因此允許保持發(fā)動機1的起動性。
在上述實施例中，發(fā)動機1總是通過在特定氣缸中發(fā)生的燃燒而被起動。為了確保在發(fā)動機1處于低溫時起動的能力，可以安裝電操作起動馬達，并且在重新起動時當冷卻液、冷卻水溫度低于規(guī)定溫度時，發(fā)動機1可以通過該起動馬達轉動曲軸從而起動。
在上述實施例中，本說明書已經涵蓋了怠速停止之后的重新起動。不過，本系統(tǒng)可應用于在通過關閉點火開關所導致的發(fā)動機1停止之后的起動。
在上述實施例中，已經示出了直噴式發(fā)動機1。不過，本系統(tǒng)可應用于其中燃料供給噴射器安裝成面對進氣道并且使用在進氣前混合的燃料和空氣混合物的發(fā)動機。在這種情況下，發(fā)動機1通過僅停止燃料的點火且燃料噴射持續(xù)、在氣缸充滿混合物的狀態(tài)下停止。
因此，雖然本系統(tǒng)已經結合其特定實施例進行了描述，但是這只是通過示例的方式而不是對其進行限制，所附的權利要求應該以現(xiàn)有技術所允許的寬度理解。
權利要求
1.一種內燃機，包括燃料噴射器，該燃料噴射器用以將燃料噴入燃燒室內，以在所述燃燒室中產生空氣-燃料混合物，火花塞，該火花塞用以點燃所述空氣-燃料混合物，以在所述燃燒室中產生燃燒，以及控制器，該控制器用以確定所述內燃機的操作是否將被停止，如果所述控制器確定所述內燃機的操作將被停止，那么所述控制器選擇性地調整所述內燃機的操作狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的內燃機，其中，所述控制器還選擇性地調整所述操作狀態(tài)，使得所述內燃機的有限的自由旋轉在燃燒已經被停止后被延長。
3.如權利要求1所述的內燃機，其中，如果確定所述內燃機的操作將被停止，那么所述控制器選擇性地將所述內燃機的轉速增加至預定轉速。
4.如權利要求1所述的內燃機，其中，如果確定所述內燃機的操作將被停止，那么所述控制器選擇性地將所述內燃機的轉速增加預定量。
5.如權利要求1至4中任一項所述的內燃機，其中，所述控制器選擇性地增加進氣量，以增加所述內燃機的轉速。
6.如權利要求1至4中任一項所述的內燃機，其中，所述控制器選擇性地提前點火正時，以增加所述內燃機的轉速。
7.如權利要求1至4中任一項所述的內燃機，還包括用以確定與所述內燃機相關的或者與所述內燃機環(huán)境相關的溫度的溫度傳感器，其中所述控制器還基于如此確定的溫度選擇性地調整所述內燃機的轉速。
8.如權利要求1至4中任一項所述的內燃機，還包括由所述內燃機的輸出操作的附件，其中所述控制器基于由所述附件的操作施加的負載選擇性地調整所述內燃機的轉速。
9.如權利要求1至4中任一項所述的內燃機，還包括用以在燃燒被停止時至所述內燃機停止旋轉時之間的時間段內確定所述內燃機的旋轉量的檢測器，其中，所述控制器基于前次停止的旋轉量選擇性地調整內燃機隨后停止時的轉速。
10.如權利要求1至4中任一項所述的內燃機，還包括缸體，該缸體具有形成于其中的缸徑，缸蓋，該缸蓋具有形成于其中的進氣道和排氣道，所述缸蓋連接于所述缸體，可滑動地設置于所述缸徑中以限定燃燒室的活塞，選擇性地將所述燃燒室連接于所述進氣道的進氣氣門，和選擇性地將所述燃燒室連接于所述排氣道的排氣氣門，以及其中，所述控制器選擇性地控制所述火花塞，以在所述燃燒室中產生燃燒，從而施加扭矩，以將所述內燃機從停止狀態(tài)起動。
11.如權利要求1所述的內燃機，還包括由所述內燃機的輸出所操作的附件，其中，所述控制器選擇性地減小由所述附件的操作而施加的負載。
12.如權利要求11所述的內燃機，還包括多個附件，其中，所述控制器選擇性地停止所述多個附件中的預定一個附件的操作，以增加所述內燃機的轉速。
13.如權利要求12所述的內燃機，其中，所述多個附件包括第一附件，當所述第一附件被所述內燃機輸出操作時，該第一附件將第一負載施加于所述內燃機上；第二附件，當所述第二附件被所述內燃機輸出操作時，該第二附件將第二負載施加于所述內燃機上，所述第二負載小于所述第一負載；和第三附件，當所述第三附件被所述內燃機輸出操作時，該第三附件將第三負載施加于所述內燃機上，所述第三負載小于所述第一負載，以及其中，當所述第一附件不能被停止時，所述控制器選擇性地停止所述第二附件和所述第三附件的操作。
14.如權利要求12所述的內燃機，其中，所述多個附件包括第一附件，當所述第一附件被所述內燃機輸出操作時，該第一附件將第一負載施加于所述內燃機上；第二附件，當所述第二附件被所述內燃機輸出操作時，該第二附件將小于所述第一負載的第二負載施加于所述內燃機上；和第三附件，當所述第三附件被所述內燃機輸出操作時，該第三附件將小于所述第一負載的第三負載施加于所述內燃機上，以及其中，當所述第一附件不操作時，所述控制器選擇性地停止所述第二附件和所述第三附件中的任何一個。
15.如權利要求12所述的內燃機，其中，所述多個附件包括第一附件，當所述第一附件被所述內燃機輸出操作時，該第一附件將第一負載施加于所述內燃機上，第二附件，當所述第二附件被所述內燃機輸出操作時，該第二附件將小于所述第一負載的第二負載施加于所述內燃機上，第三附件，當所述第三附件被所述內燃機輸出操作時，該第三附件將小于所述第一負載的第三負載施加于所述內燃機上，和用以檢測所述第一附件是在操作或是停止的檢測器，以及其中，當所述第一附件被操作時，所述控制器選擇性地停止所述第二附件和所述第三附件的操作，而當所述第一附件被停止時，所述控制器選擇性地停止所述第二附件和所述第三附件中任何一個的操作。
16.如權利要求14或15所述的內燃機，還包括用以在當所述燃燒被停止時與當所述內燃機停止旋轉時之間的時間段內確定所述內燃機旋轉量的檢測器，其中，如果上次停止時檢測到的在所述時間段中的旋轉量小于預定旋轉量，那么所述控制器在內燃機的下次隨后停止或者隨后各次停止時選擇性地停止所述第二附件和所述第三附件的操作，而不管所述第一附件是否被操作或者被停止。
17.如權利要求11至15中任一項所述的內燃機，還包括缸體，該缸體具有形成于其中的缸徑；缸蓋，該缸蓋具有形成于其中的進氣道和排氣道，所述缸蓋連接于所述缸體；可滑動地設置于所述缸徑中以限定燃燒室的活塞；選擇性地將所述燃燒室連接于所述進氣道的進氣氣門；和選擇性地將所述燃燒室連接于所述排氣道的排氣氣門，以及其中，所述控制器選擇性地控制所述火花塞，以在所述燃燒室中產生燃燒，從而施加扭矩，以將所述內燃機從停止狀態(tài)起動。
18.一種直接起動的內燃機，包括用以確定所述內燃機是否操作或者停止的裝置；如果確定在操作狀態(tài)下的內燃機將被停止則增加所述內燃機轉速的裝置，用以將燃料直接噴射到所述燃燒室中的裝置，以及用以在所述燃燒室中燃燒燃料以產生扭矩從而將所述內燃機從停止狀態(tài)起動的裝置。
19.一種起動內燃機的方法，包括確定處于旋轉狀態(tài)的內燃機是否將被停止，如果確定所述內燃機將被停止，則增加所述內燃機的轉速，將燃料直接噴入所述所述燃燒室，以及在所述燃燒室中燃燒所述燃料以產生扭矩，從而將所述內燃機從停止狀態(tài)起動。
20.一種內燃機控制器，包括控制器，該控制器用以控制內燃機中的燃燒，以施加扭矩，從而將所述內燃機從停止狀態(tài)起動，以及其中，所述控制器選擇性地確定所述內燃機操作是否將被停止，并且如果所述控制器確定所述內燃機操作將被停止，那么所述控制器在所述內燃機操作將被停止之前選擇性地增加所述內燃機的轉速。
21.一種內燃機，包括燃料噴射器，該燃料噴射器用以向燃燒室噴射燃料從而在所述燃燒室中產生空氣-燃料混合物；火花塞，該火花塞用以點燃所述空氣-燃料混合物，從而在所述燃燒室中產生燃燒；和控制器，該控制器用以控制所述火花塞，以在所述燃燒室中產生燃燒，從而施加扭矩以將內燃機從停止狀態(tài)起動，以及其中，所述控制器選擇性地確定所述內燃機的操作是否將被停止，并且如果所述控制器確定所述內燃機操作將被停止，那么在所述內燃機操作將被停止之前選擇性地調整所述內燃機的轉速。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內燃機，該內燃機包括用以向燃燒室噴射燃料從而在燃燒室中產生空氣－燃料混合物的燃料噴射器；用以點燃所述空氣－燃料混合物從而在燃燒室中導致燃燒的火花塞；以及用以確定發(fā)動機的操作是否將被停止的控制器，如果該控制器確定發(fā)動機操作將被停止，那么該控制器選擇性地調整發(fā)動機的操作狀態(tài)。
文檔編號F02D41/06GK1807874SQ20061000503
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權日2005年1月18日
發(fā)明者松木好孝, 長田尚樹, 藤田英弘, 佑谷昌彥, 三堀敦士, 野內忠則, 片山孝嗣, 濱根將太 申請人:日產自動車株式會社