專利名稱：壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置于通過自動點火燃燒噴射至汽缸內(nèi)的燃料的壓縮自動點火式發(fā) 動機上，當(dāng)規(guī)定的自動停止條件成立時使上述發(fā)動機自動停止，而之后在規(guī)定的再起動條 件成立時使用起動馬達以對上述發(fā)動機賦予旋轉(zhuǎn)力，通過對發(fā)動機停止時處于壓縮行程的 停止時壓縮行程汽缸實施燃料噴射，以此再起動上述發(fā)動機的壓縮自動點火式發(fā)動機的起 動控制裝置。
背景技術(shù)：
以柴油發(fā)動機為代表的壓縮自動點火式發(fā)動機的熱效率通常比如汽油發(fā)動機那 樣的火花點火式發(fā)動機更好，排出的CO2的量也少，因此近年來作為車載用發(fā)動機被廣泛普 及。
對于如上所述的壓縮自動點火式發(fā)動機，為了謀求CO2的更進一步削減，采用在怠 速運行時等自動停止發(fā)動機，在之后進行車輛的出發(fā)操作等時自動地再起動發(fā)動機的所謂 的怠速熄火控制的技術(shù)是有效的，關(guān)于這些的各種研究也在進行著。
例如，在日本特開2009-062960號公報(段落0048)中，公開了當(dāng)規(guī)定的自動停止 條件成立時自動停止柴油發(fā)動機，當(dāng)規(guī)定的再起動條件成立時驅(qū)動起動馬達以對發(fā)動機賦 予旋轉(zhuǎn)力，同時實施燃料噴射，從而再起動柴油發(fā)動機的柴油發(fā)動機的控制裝置。而且，記 載為根據(jù)發(fā)動機停止時(停止完成時)處于壓縮行程的汽缸(停止時壓縮行程汽缸)的活塞 停止位置，在多個汽缸中可變地設(shè)定最先噴射燃料的汽缸。
更具體的是柴油發(fā)動機自動停止時，求出在該時刻處于壓縮行程的停止時壓縮行 程汽缸的活塞位置，判定該活塞位置是否在相對地靠近下死點一側(cè)的預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)停止 位置范圍內(nèi)，當(dāng)在基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時，再起動發(fā)動機時，向上述停止時壓縮行程汽缸最 先噴射燃料，另一方面，當(dāng)相對于基準(zhǔn)停止位置范圍位于上死點側(cè)時，多個活塞之一跨過第 一次上死點，而停止時進氣行程汽缸(發(fā)動機停止時處于進氣行程的汽缸)迎來壓縮行程 時，向該汽缸最先噴射燃料。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在停止時壓縮行程汽缸的活塞位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時，通 過向停止時壓縮行程汽缸噴射燃料，可以確實地使該燃料自動點火，可以在比較短的時間 內(nèi)迅速再起動發(fā)動機(為了便于說明，將其稱為“一壓縮起動”)。另一方面，在停止時壓縮行 程汽缸的活塞從上述基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點側(cè)偏離時，利用該活塞的壓縮行程量(壓 縮幅度)小而汽缸內(nèi)的空氣不能充分高溫化，因此即使向停止時壓縮行程汽缸噴射燃料也 有可能引起失火。因此，在這樣的情況下，通過向停止時進氣行程汽缸噴射燃料而不是向停 止時壓縮行程汽缸噴射燃料，以此可以充分壓縮汽缸內(nèi)的空氣，從而可以確實地使燃料自 動點火(為了便于說明，將其稱為“二壓縮起動”)。
又，關(guān)于發(fā)動機的自動停止控制，例如在日本特開2009-222002號公報(段落 0047)中公開了通過在發(fā)動機的自動停止控制的前半期間抑制進氣門的開閥，抑制向汽缸 內(nèi)導(dǎo)入新氣，抑制汽缸內(nèi)溫度的降低，從而能夠抑制發(fā)動機再起動時的輝光(glow)通電的柴油發(fā)動機。另外，在發(fā)動機的自動停止控制的后半期間使進氣門開閥，從而將新氣導(dǎo)入至 汽缸內(nèi)。
但是，在上述專利文獻I的技術(shù)中，在停止時壓縮行程汽缸的活塞位于基準(zhǔn)停止 位置范圍內(nèi)時能夠迅速地再起動發(fā)動機，而從上述基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點側(cè)偏離時需 要向停止時進氣行程汽缸噴射燃料，因此存在直至停止時進氣行程汽缸的活塞到達壓縮上 死點附近為止(即直至多個活塞之一迎來第二次上死點為止)無法進行基于燃料噴射的自 動點火，再起動時間(從起動馬達的驅(qū)動開始起至發(fā)動機完全運轉(zhuǎn)的時間)變長的問題。
于是，為了穩(wěn)定地實現(xiàn)對再起動時間的短縮化有作用的一壓縮起動，需要將停止 時壓縮行程汽缸的活塞停止位置穩(wěn)定地停止在靠近下死點一側(cè)。作為用于其的技術(shù)，提出 了例如在現(xiàn)有的火花點火式發(fā)動機的自動停止控制中進行的通過調(diào)節(jié)交流發(fā)電機的吸收 力矩(發(fā)電量)，以此控制發(fā)動機的自動停止控制中的各汽缸的上死點通過轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)果實現(xiàn) 期望的活塞停止位置的方案。但是，通常，壓縮自動點火式發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量 大，因此難以細致地控制交流發(fā)電機，且難以使活塞停止位置以較高精度收斂于目標(biāo)停止 位置上。尤其是在搭載手動變速器(MT)的車輛中，組裝有雙質(zhì)量飛輪(DMF)的情況較多，因 此旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量進一步變大，更加難以通過交流發(fā)電機的控制使活塞停止位置收斂 于目標(biāo)停止位置上。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而形成的，其目的是在自動停止壓縮自動點火式發(fā)動機 時，通過將停止時壓縮行程汽缸的活塞以高精度停止在靠近下死點一側(cè)，以此再起動發(fā)動 機時，確實地使噴射至停止時壓縮行程汽缸的燃料自動點火，從而可以一壓縮起動迅速地 再起動發(fā)動機。
為了解決上述問題，本發(fā)明是具備設(shè)置在通過自動點火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料 燃燒的壓縮自動點火式發(fā)動機上，且在規(guī)定的自動停止條件成立時自動停止上述發(fā)動機的 自動停止控制部；和自動停止后在規(guī)定的再起動條件成立時，發(fā)動機停止時處于壓縮行程 的停止時壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對地靠近下死點一側(cè)的基準(zhǔn)停止 位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動馬達對上述發(fā)動機賦予旋轉(zhuǎn)力，同時向上述停止時壓縮行 程汽缸實施燃料噴射，以此再起動上述發(fā)動機的再起動控制部的壓縮自動點火式發(fā)動機的 起動控制裝置，其中，上述發(fā)動機具備調(diào)節(jié)至汽缸內(nèi)的進氣流量的進氣流量調(diào)節(jié)部；上述自 動停止控制部在自動停止發(fā)動機時，控制上述進氣流量調(diào)節(jié)部，從而使對于從作為全汽缸 的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點的最終上死點(為了便于說明稱為“最終TDC”)的前 一個上死點(同樣稱為“2TDC”)至上述最終TDC為進氣行程的汽缸的進氣流量，與對于從上 述最終TDC的前兩個上死點(同樣稱為“3TDC”)至上述最終TDC的前一個上死點(2TDC)為 進氣行程的其他汽缸的進氣流量相比增大。即，上述自動停止控制部在即將自動停止發(fā)動 機之前，控制進氣流量調(diào)節(jié)部，從而使最后迎來壓縮行程的汽缸吸入的空氣量大于倒數(shù)第 二迎來壓縮行程的汽缸吸入的空氣量。
在上述結(jié)構(gòu)中，從2TDC至最終TDC為進氣行程的汽缸是在最終TDC以后迎來壓 縮行程的停止時壓縮行程汽缸，從3TDC至2TDC為進氣行程的其他汽缸是比起上述停止時 壓縮行程汽缸領(lǐng)先一行程的停止時膨脹行程汽缸(發(fā)動機停止時處于膨脹行程的汽缸)。因此，根據(jù)本發(fā)明，在壓縮自動點火式發(fā)動機即將自動停止之前，至停止時壓縮行程汽缸內(nèi)的 缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量。由此，發(fā)動機停止時，停止時壓縮 行程汽缸的壓縮反作用力(由被壓縮的空氣的正壓引起的反作用力)相對地大，停止時膨脹 行程汽缸的膨脹反作用力(由膨脹的空氣的負壓引起的反作用力)相對地小。因此，停止時 壓縮行程汽缸的活塞的停止位置自然地位于靠近下死點一側(cè)，停止時膨脹行程汽缸的活塞 的停止位置自然地位于靠近上死點一側(cè)。結(jié)果，可以使停止時壓縮行程汽缸的活塞以高精 度停止在靠近下死點一側(cè)，可以以一壓縮起動穩(wěn)定地、迅速地再起動壓縮自動點火式發(fā)動 機。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述進氣流量調(diào)節(jié)部是設(shè)置在進氣通路上的進氣節(jié)流閥，上 述自動停止控制部在到上述最終TDC的前一個上死點(2TDC)的附近為止，使上述進氣節(jié) 流閥的開度達到進氣流量成為第一進氣流量的開度，超過上述最終TDC的前一個上死點 (2TDC)的附近時，使上述進氣節(jié)流閥的開度達到進氣流量成為比上述第一進氣流量多的第二進氣流量的開度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過控制進氣節(jié)流閥的開度，可以穩(wěn)定地、確實地使至停止時壓縮行 程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，從而可以使停止時壓 縮行程汽缸的活塞以高精度停止在靠近下死點一側(cè)。此外，進氣節(jié)流閥是發(fā)動機原本具備 的構(gòu)件，因此不會使整個發(fā)動機的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。又，到2TDC附近為止的發(fā)動機自動停 止控制的大部分期間，進氣流量相對地少，因此壓縮反作用力相對地小，發(fā)動機自動停止控 制中的NVH (噪聲·振動·聲振粗糙度(乘坐感))良好。此外，到2TDC的附近為止的發(fā)動 機自動停止控制的大部分期間，新氣導(dǎo)入相對地少，因此缸內(nèi)冷卻被抑制，確保再起動時的 燃料自動點火性。
另外，2TDC的附近是指從比2TDC提前規(guī)定時間的時刻至比2TDC滯后規(guī)定時間的 時刻的范圍。這樣規(guī)定的理由是，不僅僅在2TDC切換進氣節(jié)流閥的開度的情況下，而且在 比2TDC提前規(guī)定時間的時刻切換進氣節(jié)流閥的開度的情況下及在比2TDC滯后規(guī)定時間的 時刻切換進氣節(jié)流閥的開度的情況下，也可以使至停止時壓縮行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大 于至停止時膨脹行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述進氣流量調(diào)節(jié)部是變更進氣門的升程量及開閉正時 中的至少一個的可變氣門機構(gòu)，上述自動停止控制部在到上述最終TDC的前一個上死點 (2TDC)的附近為止，使上述進氣門的升程量及開閉正時中的至少一個達到進氣流量成為第 一進氣流量的值，超過上述最終TDC的前一個上死點(2TDC)的附近時，使上述進氣門的升 程量及開閉正時中的至少一個達到進氣流量成為比上述第一進氣流量多的第二進氣流量 的值。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過可變氣門機構(gòu)控制進氣門的升程量及開閉正時中的至少一個， 以此可以穩(wěn)定地、確實地使至停止時壓縮行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行 程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，可以使停止時壓縮行程汽缸的活塞以高精度停止在靠近下死點一 側(cè)。此外，由于可變氣門機構(gòu)是發(fā)動機原本具備的構(gòu)件，因此不會使整個發(fā)動機的結(jié)構(gòu)變得 復(fù)雜化。又，到2TDC的附近為止的發(fā)動機自動停止控制的大部分期間，進氣流量相對地小， 因此壓縮反作用力相對地小，發(fā)動機自動停止控制中的NVH (噪聲·振動·聲振粗糙度(乘 坐感))良好。此外，到2TDC的附近為止的發(fā)動機自動停止控制的大部分期間，新氣導(dǎo)入相對地少，因此缸內(nèi)冷卻被抑制，確保再起動時的燃料自動點火性。
另外，2TDC附近是指從比2TDC提前規(guī)定時間的時刻至比2TDC滯后規(guī)定時間的時 刻的范圍。這樣規(guī)定的理由是，不僅僅在2TDC切換進氣門的升程量及開閉正時中的至少一 個的情況下，而且在比2TDC提前規(guī)定時間的時刻切換進氣門的升程量及開閉正時中的至 少一個的情況下及在比2TDC滯后規(guī)定時間的時刻切換進氣門的升程量及開閉正時中的至 少一個的情況下，也可以使至停止時壓縮行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程 汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，上述自動停止控制部在到上述最終TDC的前一個上死點 (2TDC)的附近為止，通過在下死點前關(guān)閉上述進氣門，使進氣流量達到上述第一進氣流量， 超過上述最終TDC的前一個上死點(2TDC)的附近時，通過在下死點后關(guān)閉上述進氣門，使進氣流量達到上述第二進氣流量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過變更進氣門的閉閥(IVC)正時，可以簡單地、確實地使至停止時 壓縮行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，從而可以使停 止時壓縮行程汽缸的活塞以高精度停止在靠近下死點一側(cè)。
此外，本發(fā)明是對于通過自動點火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動點火式 發(fā)動機，在規(guī)定的自動停止條件成立時自動停止上述發(fā)動機，而在自動停止后在規(guī)定的再 起動條件成立時，發(fā)動機停止時處于壓縮行程的停止時壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位 于設(shè)定在相對地靠近下死點一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動馬達對上述發(fā) 動機賦予旋轉(zhuǎn)力，同時向上述停止時壓縮行程汽缸實施燃料噴射，以此再起動上述發(fā)動機 的壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制方法，其中，上述發(fā)動機具備調(diào)節(jié)至汽缸內(nèi)的進氣流 量的進氣流量調(diào)節(jié)部；在自動停止發(fā)動機時，控制上述進氣流量調(diào)節(jié)部，從而使對于從作為 全汽缸的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點的最終上死點的前一個上死點至上述最終 上死點為進氣行程的汽缸的進氣流量，與對于從上述最終上死點的前兩個上死點至上述最 終上死點的前一個上死點為進氣行程的其他汽缸的進氣流量相比增大。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明，在自動停止壓縮自動點火式發(fā)動機時，可以以高精度將 停止時壓縮行程汽缸的活塞停止在靠近下死點一側(cè)，其結(jié)果是，在再起動發(fā)動機時，可以確 實地使噴射至停止時壓縮行程汽缸的燃料自動點火，從而可以以一壓縮起動迅速地再起動 發(fā)動機。因此，可減少發(fā)動機再起動時花費長時間的不適感。


圖1是示出適用根據(jù)本發(fā)明的一實施形態(tài)的起動控制裝置的柴油發(fā)動機的整體 結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是示出上述發(fā)動機的自動停止控制時的各狀態(tài)量的變化的時序圖；圖3是用于示出上述自動停止控制的作用的圖，其中，圖3 (a)是示出發(fā)動機即將自動 停止之前的各汽缸內(nèi)的狀態(tài)的圖，圖3 (b)是示出發(fā)動機自動停止后各汽缸的活塞位置的 圖；圖4是示出通過最終上死點(TDC)時的發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)和停止時壓縮行程汽缸的活塞停 止位置之間的關(guān)系的圖表；圖5是示出上述發(fā)動機的自動停止控制的具體動作的一個示例的流程圖；圖6是示出上述發(fā)動機的再起動控制的具體動作的一個示例的流程圖。
具體實施方式
( I)發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)圖1是示出適用根據(jù)本發(fā)明的一實施形態(tài)的起動控制裝置的柴油發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該圖示出的柴油發(fā)動機是作為行駛驅(qū)動用的動力源而搭載在車輛上的四沖程的柴油發(fā)動機。該發(fā)動機的發(fā)動機主體I是所謂的直列四汽缸型，具有在與紙面正交的方向上以列狀排列的四個汽缸2A 2D的汽缸體3、設(shè)置于汽缸體3的上表面的汽缸蓋4、 和分別可往復(fù)滑動地插入在各汽缸2A 2D中的活塞5。
在上述活塞5的上方形成有燃燒室6，向該燃燒室6中供給從后述的燃料噴射閥 15噴射的燃料(輕油)。而且，噴射的燃料在因活塞5的壓縮作用而高溫 高壓化的燃燒室6 中自動點火(壓縮自動點火)，通過其燃燒的膨脹力被按壓的活塞5在上下方向上往復(fù)運動。
上述活塞5通過圖以外的連桿與曲軸7連接，對應(yīng)于上述活塞5的往復(fù)運動(上下運動)，上述曲軸7繞中心軸旋轉(zhuǎn)。
在這里，如圖示的四沖程四汽缸的柴油發(fā)動機中，設(shè)置于各汽缸2A 2D中的活塞 5以曲軸角180° (180° CA)的相位差上下運動。因此，在各汽缸2A 2D中的燃燒(燃料噴射)的正時設(shè)定為每錯開180° CA相位的正時。具體地，將汽缸2A、2B、2C、2D的汽缸編號分別作為I號、2號、3號、4號時，以I號汽缸2A — 3號汽缸2C — 4號汽缸2D — 2號汽缸2B的順序進行燃燒。因此，例如I號汽缸2A為膨脹行程時，3號汽缸2C、4號汽缸2D、2 號汽缸2B分別為壓縮行程、進氣行程、排氣行程(參照圖2)。
在上述汽缸蓋4上設(shè)置有向各汽缸2A 2D的燃燒室6開口的進氣道9及排氣道 10、可開閉地關(guān)閉各道9、10的進氣門11及排氣門12。另外，進氣門11及排氣門12通過包含配設(shè)在汽缸蓋4上的一對凸輪軸等的閥動機構(gòu)13、14與曲軸7的旋轉(zhuǎn)連動地開閉驅(qū)動。 在進氣門11 的閥動機構(gòu)13上配備有變更進氣門11的升程量及開閉正時中的至少一個的可變氣門機構(gòu)13a。該可變氣門機構(gòu)13a從調(diào)節(jié)向汽缸內(nèi)的進氣流量的方面考慮時，相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的進氣流量調(diào)節(jié)部。
又，在上述汽缸蓋4上設(shè)置有每個汽缸2A 2D各一個的燃料噴射閥15。各燃料噴射閥15通過分歧管21分別與作為蓄壓室的共軌20相連接。在共軌20中以高壓狀態(tài)蓄積有從燃料供給泵23通過燃料供給管22供給的燃料(輕油)，在該共軌20內(nèi)被高壓化的燃料通過分歧管21分別供給至各燃料噴射閥15中。
各燃料噴射閥15由設(shè)置在前端部的具有多個噴孔的噴嘴的電磁式針閥構(gòu)成，在其內(nèi)部具有通向上述噴嘴的燃料通路和通過電磁力動作并開閉上述燃料通路的針狀的閥體(任意一個都圖示省略)。而且，通過通電而產(chǎn)生的電磁力向打開方向驅(qū)動上述閥體，以此由共軌20供給的燃料從上述噴嘴的各噴孔向燃燒室6直接噴射。
在上述汽缸體3及汽缸蓋4的內(nèi)部設(shè)置有冷卻水流通的圖以外的水套，并在上述汽缸體3上設(shè)置有用于檢測該水套內(nèi)的冷卻水的溫度的水溫傳感器SW1。
又，在上述汽缸體3上設(shè)置有用于檢測曲軸7的旋轉(zhuǎn)角度及轉(zhuǎn)速的曲軸角傳感器 Sff20該曲軸角傳感器SW2對應(yīng)于與曲軸7 —體地旋轉(zhuǎn)的曲軸盤25的旋轉(zhuǎn)輸出脈沖信號。
具體地，在上述曲軸盤25的外周部突設(shè)有以一定間距排列的多個齒，在其外周部上的規(guī)定范圍形成有用于特別指定基準(zhǔn)位置的缺齒部25a (不存在齒的部分)。而且，這樣的在基準(zhǔn)位置上具有缺齒部25a的曲軸盤25旋轉(zhuǎn)，并且基于該旋轉(zhuǎn)的脈沖信號從上述曲軸角傳感器SW2輸出，以此檢測曲軸7的旋轉(zhuǎn)角度(曲軸角)及轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)。
另一方面，在上述汽缸蓋4上設(shè)置有用于檢測閥動用的凸輪軸(圖示省略)的角度的凸輪角傳感器SW3。凸輪角傳感器SW3對應(yīng)于與凸輪軸一體地旋轉(zhuǎn)的信號板的齒的通過輸出汽缸辨別用的脈沖信號。
即，在從上述曲軸角傳感器SW2輸出的脈沖信號中包含有對應(yīng)于上述缺齒部25a 每360° CA生成的無信號部分，但是僅用該信息是不能辨別出例如活塞5正在上升時其相應(yīng)于哪一個汽缸的壓縮行程或排氣行程。因此，基于每720° CA旋轉(zhuǎn)一次的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)從凸輪角傳感器SW3輸出脈沖信號，并根據(jù)輸出該信號的正時和上述曲軸角傳感器SW2的無信號部分的正時(缺齒部25a的通過正時)進行汽缸辨別。
上述進氣道9及排氣道10分別與進氣通路28及排氣通路29連接。S卩，來自外部的吸入空氣(新氣)通過上述進氣通路28向燃燒室6供給，而在燃燒室6中生成的排氣(燃燒氣體)通過上述排氣通路29向外部排出。
上述進氣通路28中，從發(fā)動機主體I至規(guī)定距離上游測的范圍為向每個汽缸 2A 2D分歧的分歧通路部28a，各分歧通路部28a的上游端分別與緩沖罐28b連接。在該緩沖罐28b的上游側(cè)設(shè)置有由單一的通路構(gòu)成的共通通路部28c。
在上述共通通路部28c上設(shè)置有用于調(diào)節(jié)流入各汽缸2A 2D的空氣量(進氣流量)的進氣節(jié)流閥30。進氣節(jié)流閥30配置為在發(fā)動機運行中是基本上維持全開或者接近全開的高開度，僅在發(fā)動機停止時等必要時才閉閥以阻斷進氣通路28。該進氣節(jié)流閥30從調(diào)節(jié)向汽缸內(nèi)的進氣流量的方面考慮時，相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的進氣流量調(diào)節(jié)部。
在上述緩沖罐28b上設(shè)置有用于檢測進氣壓力的進氣壓力傳感器SW4，在上述緩沖罐28b和進氣節(jié)流閥30之間的共通 通路部28c上設(shè)置有用于檢測進氣流量的空氣流量傳感器SW5。
上述曲軸7通過同步帶等與交流發(fā)電機32連接。該交流發(fā)電機32形成為內(nèi)設(shè)有控制圖以外的勵磁線圈的電流以調(diào)節(jié)發(fā)電量的調(diào)節(jié)器回路，根據(jù)由車輛的電氣負荷及電池的剩余容量等規(guī)定的發(fā)電量的目標(biāo)值(目標(biāo)發(fā)電電流)，從曲軸7中得到驅(qū)動力以進行發(fā)電的結(jié)構(gòu)。
在上述汽缸體3上設(shè)置有用于起動發(fā)動機的起動馬達34。該起動馬達34具有馬達主體34a和通過馬達主體34a旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的小齒輪34b。上述小齒輪34b與連接在曲軸7 的一端部上的環(huán)形齒輪35可分離和連接地嚙合。而且，在使用上述起動馬達34起動發(fā)動機時，小齒輪34b移動至規(guī)定的嚙合位置并與上述環(huán)形齒輪35嚙合，小齒輪34b的旋轉(zhuǎn)力傳遞至環(huán)形齒輪35，以此旋轉(zhuǎn)驅(qū)動曲軸7。
(2)控制系統(tǒng)如上所述構(gòu)成的發(fā)動機的各部分由E⑶(電子控制單元)50統(tǒng)一地控制。E⑶50是由眾所周知的CPU、ROM、RAM等構(gòu)成的微處理器，相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的起動控制裝置。
來自各種傳感器的各種信息被輸入至上述E⑶50中。即，E⑶50與設(shè)置在發(fā)動機的各部分上的上述水溫傳感器SWl、曲軸角傳感器SW2、凸輪角傳感器SW3、進氣壓力傳感器 SM、及空氣流量傳感器SW5電氣連接，根據(jù)來自這些各傳感器SWl SW5的輸入信號得到發(fā)動機的冷卻水溫度、曲軸角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、汽缸辨別、進氣壓力、進氣流量等的各種信息。
又，來自設(shè)置于車輛的各種傳感器(SW6 SW9)的信息也被輸入至E⑶50中。即， 在車輛上設(shè)置有用于檢測由駕駛員踩踏操作的加速器踏板36的開度的加速器開度傳感器 SW6、用于檢測制動踏板37的啟動/停止(制動的有無)的制動傳感器SW7、用于檢測車輛的 行駛速度(車速)的車速傳感器SW8、和用于檢測電池(圖示省略)的剩余容量的電池傳感器 SW9。E⑶50根據(jù)來自這些各傳感器SW6 SW9的輸入信號得到加速器開度、制動的有無、 車速、電池的剩余容量等信息。
上述E⑶50根據(jù)來自上述各傳感器SWl SW9的輸入信號實施各種運算等，同時 控制發(fā)動機的各部分。具體地，ECU 50與上述燃料噴射閥15、進氣節(jié)流閥30、交流發(fā)電機 32、起動馬達34、及在進氣門11的閥動機構(gòu)13上具備的可變氣門機構(gòu)13a電氣連接，根據(jù) 上述運算的結(jié)果等向這些機器分別輸出驅(qū)動用的控制信號。
說明上述E⑶50所具有的更具體的功能。E⑶50具有例如在發(fā)動機的通常運行 時，從燃料噴射閥15噴射基于運行條件而規(guī)定的所需量的燃料，并使交流發(fā)電機32以基于 車輛的電氣負荷及電池的剩余容量等而規(guī)定的所需發(fā)電量發(fā)電等的基本的功能，除此之外 還具有在預(yù)先規(guī)定的特定的條件下自動停止發(fā)動機或者再起動發(fā)動機的功能。因此，ECU 50作為與發(fā)動機的自動停止或再起動控制相關(guān)的功能性要素,具有自動停止控制部51及 再起動控制部52。
上述自動停止控制部51在發(fā)動機的運行中，判定預(yù)先設(shè)定的發(fā)動機的自動停止 條件的成立與否，當(dāng)成立時，實施自動停止發(fā)動機的控制。
例如，在車輛處于停止?fàn)顟B(tài)等的多個條件具備，確認為即使停止發(fā)動機也不妨礙 的狀態(tài)的情況下，判定為自動停止條件成立。而且，通過停止(燃料中斷)來自燃料噴射閥 15的燃料噴射等而停止發(fā)動機。
上述再起動控制部52在發(fā)動機自動停止后，判定預(yù)先設(shè)定的再起動條件的成立 與否，當(dāng)成立時，實施再起動發(fā)動機的控制。
例如，為了使車輛出發(fā)而由駕駛員踩踏加速器踏板36等，從而產(chǎn)生起動發(fā)動機的 必要性時,判定為再起動條件成立。而且,驅(qū)動起動馬達34對曲軸7賦予旋轉(zhuǎn)力，同時再次 開始來自燃料噴射閥15的燃料噴射，以此再起動發(fā)動機。
(3)自動停止控制接著，更具體地說明通過上述ECU 50的自動停止控制部51實施的發(fā)動機的自動停止 控制的內(nèi)容。圖2是示出發(fā)動機的自動停止控制時的各狀態(tài)量的變化的時序圖。本圖中發(fā) 動機的自動停止條件成立的時刻作為tl。
如圖2所示，在發(fā)動機的自動停止控制時，首先，在自動停止條件的成立時刻tl， 進氣節(jié)流閥30的開度設(shè)定為全閉(0%)。而且開度保持全閉的情況下，在時刻t2實施停止 來自燃料噴射閥15的燃料噴射的控制(燃料中斷)。
接著，在實施燃料中斷后，在發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)逐步地降低的中途，在四個汽缸2A 2D 中的任意一個的活塞5通過上死點(TDC)時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速(上死點轉(zhuǎn)速)降低至規(guī)定范圍內(nèi) 的時刻t4，進氣節(jié)流閥30的開度設(shè)定為30%。另外，由于在該時刻t4下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速是極 低速，因此進氣節(jié)流閥30的開度30%相當(dāng)于進氣節(jié)流閥30的大致全開(即，將進氣節(jié)流閥 30的開度打開至30%時，流入與全開時同等程度的新氣)。又，上述規(guī)定范圍是作為通過最終TDC的前一個上死點(2TDC)時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的范圍預(yù)先實驗性地求出的，其中最終TDC 是對于全汽缸2A 2D的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點。即，上述時刻t4是迎來最終TDC的前一個上死點(2TDC) (ii)的時刻。另外，比時刻t4更靠前的時刻t3是表示迎來最終TDC的前兩個上死點(3TDC) (iii)的時刻。
之后，在時刻t5迎來最終TDC (i)之后，發(fā)動機暫時地因活塞的后沖而逆旋轉(zhuǎn)，但是一次也不超過上死點，在時刻t6達到完全停止?fàn)顟B(tài)。
實施這樣的控制的理由是，將發(fā)動機完全停止時處于壓縮行程的汽缸，即停止時壓縮行程汽缸(在圖2中為三號汽缸2C)的活塞停止位置以高精度置于基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)。該基準(zhǔn)停止位置范圍例如預(yù)先設(shè)定在相對地靠近下死點(BDC) —側(cè)的壓縮上死點前 83° CA 180° CA的范圍等。停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5停止在這樣的靠近下死點一側(cè)的位置上時，發(fā)動機的再起動時，通過向上述停止時壓縮行程汽缸2C噴射最初的(作為整個發(fā)動機最初的)燃料，以此可以以一壓縮起動迅速且確實地再起動發(fā)動機。即，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置在上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時，由于汽缸2C內(nèi)存在比較多的空氣，因此隨著發(fā)動機再起動時的活塞5的上升，活塞5的壓縮行程量(壓縮幅度)變大，汽缸2C內(nèi)的空氣充分壓縮而高溫化。為此，再起動時的最初的燃料噴射至停止時壓縮行程汽缸2C內(nèi)時，該燃料在汽缸2C內(nèi)確實地自動點火而燃燒。
相對于此，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5從基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點側(cè)偏離時，活塞5的壓縮行程量變小，汽缸2C內(nèi)的空氣不能充分高溫化，因此即使向停止時壓縮行程汽缸2C噴射燃料也有可能引起失火。因此，在這樣的情況下，通過向停止時進氣行程汽缸(發(fā)動機完全停止時處于進氣行程的汽缸圖2中四號汽缸2D)噴射燃料而不是向停止時壓縮行程汽缸2C噴射燃料，以此充分壓縮汽缸2D內(nèi)的空氣，從而確實地自動點火燃料(二壓縮起動)。
這樣，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5位于基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)時以一壓縮起動迅速地 再起動發(fā)動機，但是從基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點側(cè)偏離時需要以二壓縮起動向停止時進氣行程汽缸2D噴射燃料，因此直到停止時進氣行程汽缸2D的活塞5到達至壓縮上死點附近為止(即直到多個活塞之一迎來第二個上死點為止)無法進行基于燃料噴射的自動點火，再起動時間(在本實施形態(tài)中是指從起動馬達34的起動時刻起直至發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到750rpm為止的時間)變長。
這一點，根據(jù)上述控制，到最終TDC的前一個上死點(2TDC) (ii)為止(到時刻t4 為止)進氣節(jié)流閥30的開度為0%，超過最終TDC的前一個上死點(2TDC) (ii)時(超過時刻 t4時)，進氣節(jié)流閥30的開度為30%。這樣，對于從最終TDC的前一個上死點(2TDC) (ii) 至最終TDC (i)(時刻t4 t5)為進氣行程的停止時壓縮行程汽缸2C的進氣流量(第二進氣流量)，與對于從最終TDC的前兩個上死點(3TDC) (iii)至最終TDC的前一個上死點 (2TDC) (ii)(時刻t3 t4)為進氣行程的停止時膨脹行程汽缸(發(fā)動機完全停止時處于膨脹行程的汽缸在圖2中是I號汽缸2A)的進氣流量(第一進氣流量)相比增大。
S卩，如圖3 (a)所示，發(fā)動機即將自動停止之前，至停止時壓縮行程汽缸2C內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸2A內(nèi)的缸內(nèi)進氣量。因此，如圖3 (b)所示，在發(fā)動機停止時，停止時壓縮行程汽缸2C的壓縮反作用力(通過被壓縮的空氣的正壓力而引起的反作用力)相對地大，停止時膨脹行程汽缸2A的膨脹反作用力(通過膨脹的空氣的負壓而引起的反作用力)相對地小。因此，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5的停止位置自然地靠近下死點一側(cè)，停止時膨脹行程汽缸2A的活塞5的停止位置自然地靠近上死點一側(cè)。結(jié)果， 可以將停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5以高精度停止在靠近下死點一側(cè)，可以以一壓縮起動穩(wěn)定地、迅速地再起動壓縮自動點火式發(fā)動機。
圖4是示出在發(fā)動機的自動停止控制中，在上述時刻t4將進氣節(jié)流閥30的開度打開至30%的情況( 記號)下，和即使超過上述時刻t4也將進氣節(jié)流閥30的開度關(guān)閉至 0%的情況(〇記號)下，迎來最終TDC (i)時(時刻t5)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速(最終TDC通過轉(zhuǎn)速) 和停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置之間的關(guān)系的變化情況的圖表。
從該圖表能夠明確，在迎來2TDC (ii)的時刻t4將進氣節(jié)流閥30的開度打開至 30%時( 記號)，與最終TDC通過轉(zhuǎn)速無關(guān)地，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5穩(wěn)定地停止在靠近下死點一側(cè)。因此，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置穩(wěn)定地位于基準(zhǔn)停止位置范圍(例如壓縮上死點前83° CA 180° CA的范圍等)內(nèi)，從而可以以高的概率進行迅速起動性優(yōu)異的一壓縮起動。
相對于此，即使超過迎來2TDC (ii)的時刻t4，也將進氣節(jié)流閥30的開度關(guān)閉至 0%時(〇記號)，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置很大程度上依賴于最終TDC通過轉(zhuǎn)速，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5以高的頻率也停止在靠近上死點一側(cè)。因此，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置相對于基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點側(cè)偏離的可能性大， 必須以高的概率進行迅速起動性不好的二壓縮起動。
接著，利用圖5的流程圖說明負責(zé)以上的發(fā)動機自動停止控制的ECU 50的自動停止控制部51的具體控制動作的一個示例。當(dāng)圖5的流程圖所示的處理開始時，自動停止控制部51讀取各種傳感器值(步驟SI)。具體地，讀取來自水溫傳感器SW1、曲軸角傳感器 SW2 、凸輪角傳感器SW3、進氣壓力傳感器SW4、空氣流量傳感器SW5、加速器開度傳感器SW6、 制動傳感器SW7、車速傳感器SW8、及電池傳感器SW9的各個檢測信號，基于這些信號得到發(fā)動機的冷卻水溫、曲軸角、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、汽缸辨別、進氣壓力、進氣流量、加速器開度、制動的有無、車速、電池的剩余容量等的各種信息。
接著，自動停止控制部51根據(jù)上述步驟SI中得到的信息判定發(fā)動機的自動停止條件的成立與否(步驟S2)。例如，當(dāng)車輛處于停止?fàn)顟B(tài)(車速=0km/h)、加速器踏板36的開度為零(加速器停止)、制動踏板37為操作中(制動器啟動)，發(fā)動機的冷卻水溫為規(guī)定值以上(溫態(tài))、電池的剩余容量為規(guī)定值以上等的多個條件全部具備時，判定為自動停止條件成立(時刻tl )。另外，關(guān)于車速，沒有必要必須以完全停止(車速=0km/h)作為條件，也可以設(shè)定規(guī)定的低車速以下(例如3km/以下)的條件。
在上述步驟S2中判定為“是”，從而確認自動停止條件成立的情況下，自動停止控制部51將進氣節(jié)流閥30的開度設(shè)定為全閉(0%)(步驟S3)。即，如圖2的時序圖所示，在上述自動停止條件成立的時刻tl，將進氣節(jié)流閥30的開度由怠速運行時設(shè)定的規(guī)定的開度(圖例中30%)降低至全閉(0%)。
接著，自動停止控制部51將燃料噴射閥15總是維持在關(guān)閉狀態(tài)，以此停止來自燃料噴射閥15的燃料的供給(步驟S4)。圖2所示的時序圖中，在時刻t2，實施上述燃料供給的停止(燃料中斷)。
接著，自動停止控制部51判定四個汽缸2A 2D中的任意一個的活塞5迎來上死點時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速(上死點轉(zhuǎn)速)值是否在預(yù)先規(guī)定的規(guī)定范圍內(nèi)(步驟S5)。另外，如圖2 所示，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在重復(fù)著四個汽缸2A 2D中任意一個每當(dāng)迎來壓縮上死點時暫時性地 跌落，而超過壓縮上死點后再次上升的上升下降的同時逐步地降低。因此，上死點轉(zhuǎn)速可以 作為發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的上升下降的波谷的正時下的轉(zhuǎn)速來測定。
上述步驟S5中的關(guān)于上死點轉(zhuǎn)速的判定是為了特別指定發(fā)動機即將停止之前的 最后的上死點(最終TDC)的前一個上死點(2TDC)的通過正時(圖2的時刻t4)而進行的。 即，發(fā)動機自動停止過程中，由于發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)的降低的方法中有一定的規(guī)則性，因此如果在 上死點的通過時調(diào)查當(dāng)時的轉(zhuǎn)速(上死點轉(zhuǎn)速)，則可以推定其到底面臨最終TDC的第幾次 前的上死點。因此，時常測定上死點轉(zhuǎn)速，通過判定其是否進入作為預(yù)先設(shè)定的規(guī)定范圍， 即、作為通過最終TDC的前一個上死點(2TDC)時的轉(zhuǎn)速的范圍通過實驗等預(yù)先求出的范圍 內(nèi)，以此特別指定最終TDC的前一個上死點(2TDC)的通過正時。
在上述步驟S5中判定為“是”，從而確認當(dāng)前時刻為2TDC的通過正時的情況下，自 動停止控制部51將進氣節(jié)流閥30的開度打開至30% (步驟S6)。由此，對于從2TDC至最 終TDC (時刻t4 t5)為進氣行程的停止時壓縮行程汽缸2C的進氣流量(第二進氣流量)， 與對于從3TDC至2TDC (時刻t3 t4)為進氣行程的停止時膨脹行程汽缸2A的進氣流量 (第一進氣流量)相比增大。
之后，自動停止控制部51通過判定發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否為Orpm，以此判定發(fā)動機是否 完全停止(步驟S7)。而且，如果發(fā)動機完全停止，則自動停止控制部51例如將進氣節(jié)流閥 30的開度設(shè)定為通常運行時設(shè)定的規(guī)定的開度(例如80%等)等，從而該自動停止控制結(jié) 束。發(fā)動機停止后，停止時壓縮行程汽缸2C的壓縮反作用力大于停止時膨脹行程汽缸2A 的膨脹反作用力，從而停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5自然地位于靠近下死點一側(cè)，以高 精度位于基準(zhǔn)停止位置范圍(例如壓縮上死點前83° CA 180° CA的范圍等)內(nèi)。
(4)再起動控制接著，利用圖6的流程圖說明負責(zé)發(fā)動機再起動控制的ECU 50的再起動控制部52的 具體的控制動作的一個示例。
圖6的流程圖所示的處理開始時，再起動控制部52根據(jù)各種傳感器值判定發(fā)動機 的再起動條件的成立與否(步驟S21)。例如，在為了使車輛出發(fā)而踩踏加速器踏板36 (加 速器啟動)、電池的剩余容量下降、發(fā)動機的冷卻水溫不到規(guī)定值(冷態(tài))、發(fā)動機的停止持 續(xù)時間(自動停止后經(jīng)過的時間)超過規(guī)定時間等的條件中的至少一個成立時，判定為再起 動條件成立。
在上述步驟S21中判定為“是”，從而確認再起動條件成立的情況下，再起動控制 部52判定停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置是否在上述基準(zhǔn)停止位置范圍(例如壓 縮上死點前83° CA 180° CA的范圍等)內(nèi)(步驟S22)。
在這里，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置，通過上述自動停止控制的作 用，在大部分的情況下理應(yīng)位于上述基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)。但是，因某些原因，也可能有停 止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置從上述基準(zhǔn)停止位置范圍向上死點側(cè)偏離的情況。 因此，為了慎重起見進行上述步驟S22的判定。
在上述步驟S22中判定為“是”，從而確認停止時壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置 位于基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，再起動控制部52實施向停止時壓縮行程汽缸2C噴射最初的燃料以再起動發(fā)動機的控制(一壓縮起動)(步驟S23)。即，驅(qū)動起動馬達34并對曲 軸7賦予旋轉(zhuǎn)力，同時向停止時壓縮行程汽缸2C噴射燃料而自動點火，以此從多個活塞之 一迎來第一次上死點的時刻起再開始燃燒，從而再起動發(fā)動機。
另一方面，雖然可能性小，但是在上述步驟S22中判定為“否”，從而確認停止時 壓縮行程汽缸2C的活塞停止位置從基準(zhǔn)停止位置范圍偏離的情況下，再起動控制部52實 施向停止時進氣行程汽缸2D噴射最初的燃料以再起動發(fā)動機的控制(二壓縮起動)(步驟 S24)。即，驅(qū)動起動馬達34并對曲軸7賦予旋轉(zhuǎn)力，同時多個活塞之一超過第一次上死點， 停止時進氣行程汽缸2D迎來壓縮行程時，通過向停止時進氣行程汽缸2D噴射燃料而自動 點火，以此從多個活塞之一迎來第二次上死點的時刻起再開始燃燒，從而再起動發(fā)動機。
(5)作用效果如以上說明，根據(jù)本實施形態(tài)的柴油發(fā)動機(壓縮自動點火式發(fā)動機)的起動控制裝置 50具備在規(guī)定的自動停止條件成立時自動停止發(fā)動機的自動停止控制部51 ;和自動停止 后在規(guī)定的再起動條件成立時，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5的停止位置位于設(shè)定在相 對地靠近下死點一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動馬達34對發(fā)動機賦予旋 轉(zhuǎn)力，同時向停止時壓縮行程汽缸2C噴射燃料，以此再起動發(fā)動機的再起動控制部52。自 動停止控制部51在自動停止發(fā)動機時，控制進氣節(jié)流閥30的開度，使對于從作為全汽缸 2A 2D的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點的最終TDC的前一個上死點(2TDC)至最終 TDC為進氣行程的停止時壓縮行程汽缸2C的進氣流量(第二進氣流量)，與對于從最終TDC 的前兩個上死點(3TDC)至2TDC為進氣行程的停止時膨脹行程汽缸2A的進氣流量(第一進 氣流量)相比增大。
發(fā)動機即將自動停止之前，通過使至停止時壓縮行程汽缸2C內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大 于至停止時膨脹行程汽缸2A內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，以此在發(fā)動機停止時，停止時壓縮行程汽缸 2C的壓縮反作用力相對地大，停止時膨脹行程汽缸2A的膨脹反作用力相對地小，因此停止 時壓縮行程汽缸2C的活塞5的停止位置自然地靠近下死點一側(cè)，停止時膨脹行程汽缸2A 的活塞5的停止位置自然地靠近上死點一側(cè)。其結(jié)果是，停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5 可以以高精度停止在靠近下死點一側(cè)，可以以一壓縮起動穩(wěn)定地、迅速地再起動發(fā)動機。
在本實施形態(tài)中，自動停止控制部51在自動停止控制中，到2TDC (時刻t4)為止， 使進氣節(jié)流閥30的開度達到成為第一進氣流量的開度(0%)，超過2TDC (時刻t4)時，使進 氣節(jié)流閥30的開度達到成為比第一進氣流量多的第二進氣流量的開度(30%)。
通過控制進氣節(jié)流閥30的開度，可以穩(wěn)定地、確實地使至停止時壓縮行程汽缸2C 內(nèi)的缸內(nèi)進氣量多于至停止時膨脹行程汽缸2A內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，可以使停止時壓縮行程 汽缸2C的活塞5以高精度停止在靠近下死點一側(cè)。此外，進氣節(jié)流閥30是發(fā)動機原本具 備的構(gòu)件，因此不會使整個發(fā)動機的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。又，到2TDC (時刻t4)為止的自動停 止控制的大部分期間，進氣節(jié)流閥30的開度為0%，進氣流量相對地少，因此壓縮反作用力 相對地小，自動停止控制中的NVH良好。此外，到2TDC (時刻t4)為止的自動停止控制的大 部分期間，進氣節(jié)流閥30的開度為0%，新氣導(dǎo)入相對地少，因此缸內(nèi)冷卻被抑制，確保再起 動時的燃料自動點火性。
(6)其他實施形態(tài)在上述實施形態(tài)中，作為進氣流量調(diào)節(jié)部，使用了進氣節(jié)流閥30，但是也可以代替它使用進氣門11的可變氣門機構(gòu)13a。此時，自動停止控制部51在自動停止控制中，到2TDC (時刻t4)為止使進氣門11的升程量作為第一進氣流量的升程量(相對地小的升程量)，超過 2TDC (時刻t4)時，作為比第一進氣流量多的第二進氣流量的升程量(相對地大的升程量)。 此外，與此同時或代替地，自動停止控制部51在自動停止控制中，到2TDC (時刻t4)為止使進氣門11的開閉正時作為第一進氣流量的開閉正時(進氣門11的開閥期間相對地短的開閉正時)，超過2TDC (時刻t4)時，也可以作為比第一進氣流量大的第二進氣流量的開閉正時(進氣門11的開閥期間相對地長的開閉正時)。
通過可變氣門機構(gòu)13a控制進氣門11的升程量及開閉正時的至少一個，可以穩(wěn)定地、確實地使至停止時壓縮行程汽缸2C內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸2A內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，可以使停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5以高精度停止在靠近下死點一側(cè)。 此外，可變氣門機構(gòu)13a是發(fā)動機原本具備的構(gòu)件，因此不會使整個發(fā)動機的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化。又，到2TDC (時刻t4)為止的自動停止控制的大部分期間，進氣門11的升程量相對地小和/或進氣門11的開閥期間相對地短，因此進氣流量相對地少。因此，壓縮反作用力相對地小，自動停止控制中的NVH良好。此外，由于新氣導(dǎo)入相對地少，因此缸內(nèi)冷卻被抑制，確保再起動時的燃料自動點火性。
作為進氣流量調(diào)節(jié)部利用進氣門11的可變氣門機構(gòu)13a的情況下，自動停止控制部51例如在自動停止控制中，到2TDC (時刻t4)為止將進氣門11在進氣下死點前早閉合， 而超過2TDC (時刻t4)時，將進氣門11在進氣下死點后遲閉合。這樣，通過變更進氣門11 的閉閥(IVC)正時，可以簡單、確實地使至停止時壓縮行程汽缸2C內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸2A內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，從而可以使停止時壓縮行程汽缸2C的活塞5以高精度停止在靠近下死點一側(cè)。
另外，在以上的實施形態(tài)中，雖然使進氣節(jié)流閥30的開度的切換時期及進氣門11 的升程量及開閉正時中的至少一個的切換時期為2TDC (時刻t4)，但是并不限于此，只要能夠使至停止時壓縮行程汽缸2C內(nèi)的缸內(nèi)進氣量大于至停止時膨脹行程汽缸2A內(nèi)的缸內(nèi)進氣量，就可以在比2TDC提前規(guī)定時間的時刻切換進氣節(jié)流閥30的開度，或者可以在比 2TDC提前規(guī)定時間的時刻切換進氣門11的升程量及開閉正時中的至少一個，又，也可以在比2TDC滯后規(guī)定時間的時刻·切換進氣節(jié)流閥30的開度，或者在比2TDC滯后規(guī)定時間的時刻切換進氣門11的升程量及開閉正時中的至少一個。即，也可以使進氣節(jié)流閥30的開度的切換時期及進氣門11的升程量及開閉正時中的至少一個的切換時期為2TDC附近。
又，在上述實施形態(tài)中，在自動停止條件的成立時刻tl，將進氣節(jié)流閥30的開度設(shè)定為全閉(0%)，之后，雖然在能看到某種程度的進氣壓力的降低的時刻t2實施停止來自燃料噴射閥15的燃料噴射的燃料中斷，但是也可以在與進氣節(jié)流閥30的全閉相同的時刻 tl實施燃料中斷。
又，在上述實施形態(tài)中，說明了作為壓縮自動點火式發(fā)動機的一個示例而使用的柴油發(fā)動機(通過自動點火燃燒輕油的發(fā)動機)，在柴油發(fā)動機中適用根據(jù)本發(fā)明的自動停止 再起動控制的示例，然而，只要是壓縮自動點火式發(fā)動機即可，并不限于柴油發(fā)動機。例如，最近正在研究、開發(fā)的將含有汽油的燃料以高壓縮比壓縮而自動點火(HCCI Homogeneous-Charge Compression Ignition :預(yù)混合壓縮點火)的類型的發(fā)動機,然而,對于這樣的壓縮自動點火式汽油發(fā)動機，也可以很好地適用根據(jù)本發(fā)明的自動停止·再起動控制。
權(quán)利要求
1.一種壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置，具備設(shè)置在通過自動點火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動點火式發(fā)動機上，在規(guī)定的自動停止條件成立時自動停止上述發(fā)動機的自動停止控制部；和自動停止后在規(guī)定的再起動條件成立時，發(fā)動機停止時處于壓縮行程的停止時壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對地靠近下死點一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動馬達對上述發(fā)動機賦予旋轉(zhuǎn)力，同時向上述停止時壓縮行程汽缸實施燃料噴射，以此再起動上述發(fā)動機的再起動控制部，其特征在于，上述發(fā)動機具備調(diào)節(jié)至汽缸內(nèi)的進氣流量的進氣流量調(diào)節(jié)部；上述自動停止控制部在自動停止發(fā)動機時，控制上述進氣流量調(diào)節(jié)部，從而使對于從作為全汽缸的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點的最終上死點的前一個上死點至上述最終上死點為進氣行程的汽缸的進氣流量，與對于從上述最終上死點的前兩個上死點至上述最終上死點的前一個上死點為進氣行程的其他汽缸的進氣流量相比增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置，其特征在于，上述進氣流量調(diào)節(jié)部是設(shè)置在進氣通路上的進氣節(jié)流閥；上述自動停止控制部在到上述最終上死點的前一個上死點的附近為止，使上述進氣節(jié)流閥的開度達到進氣流量成為第一進氣流量的開度，超過上述最終上死點的前一個上死點的附近時，使上述進氣節(jié)流閥的開度達到進氣流量成為比上述第一進氣流量多的第二進氣流量的開度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置，其特征在于，上述進氣流量調(diào)節(jié)部是變更進氣門的升程量及開閉正時中的至少一個的可變氣門機構(gòu)；上述自動停止控制部在到上述最終上死點的前一個上死點的附近為止，使上述進氣門的升程量及開閉正時中的至少一個達到進氣流量成為第一進氣流量的值，超過上述最終上死點的前一個上死點的附近時，使上述進氣門的升程量及開閉正時中的至少一個達到進氣流量成為比上述第一進氣流量多的第二進氣流量的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置，其特征在于，上述自動停止控制部在到上述最終上死點的前一個上死點的附近為止，通過在下死點前關(guān)閉上述進氣門，使進氣流量達到上述第一進氣流量，超過上述最終上死點的前一個上死點的附近時，通過在下死點后關(guān)閉上述進氣門，使進氣流量達到上述第二進氣流量。
5.一種壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制方法，對于通過自動點火使噴射至汽缸內(nèi)的燃料燃燒的壓縮自動點火式發(fā)動機，且在規(guī)定的自動停止條件成立時自動停止上述發(fā)動機，而在自動停止后在規(guī)定的再起動條件成立時，發(fā)動機停止時處于壓縮行程的停止時壓縮行程汽缸的活塞的停止位置位于設(shè)定在相對地靠近下死點一側(cè)的基準(zhǔn)停止位置范圍內(nèi)的情況下，利用起動馬達對上述發(fā)動機賦予旋轉(zhuǎn)力，同時向上述停止時壓縮行程汽缸實施燃料噴射，以此再起動上述發(fā)動機，其特征在于，上述發(fā)動機具備調(diào)節(jié)至汽缸內(nèi)的進氣流量的進氣流量調(diào)節(jié)部；在自動停止發(fā)動機時，控制上述進氣流量調(diào)節(jié)部，從而使對于從作為全汽缸的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點的最終上死點的前一個上死點至上述最終上死點為進氣行程的汽缸的進氣流量，與對于從上述最終上死點的前兩個上死點至上述最終上死點的前一個上死點為進氣行程的其他汽缸的進氣流量相比增大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置及方法。根據(jù)本發(fā)明的壓縮自動點火式發(fā)動機的起動控制裝置(50)所具備的自動停止控制部(51)在自動停止發(fā)動機時，控制進氣節(jié)流閥(30)的開度，從而使對于從作為全汽缸的發(fā)動機即將停止之前的最后的上死點的最終TDC的前一個上死點(2TDC)至上述最終TDC為進氣行程的停止時壓縮行程汽缸(2C)的進氣流量，與對于從最終TDC的前兩個上死點(3TDC)至最終TDC的前一個上死點(2TDC)為進氣行程的停止時膨脹行程汽缸(2A)的進氣流量相比增大。
文檔編號F02D41/04GK103016175SQ20121031076
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者山內(nèi)健生, 中本仁壽, 田賀淳一 申請人:馬自達汽車株式會社