内燃发动机的燃料喷射控制设备以及控制方法

专利名称：内燃发动机的燃料喷射控制设备以及控制方法
技术领域：
本发明涉及控制内燃发动机的燃料喷射的设备以及方法，更具体地，本发明涉及 当再启动已经自动停止的内燃发动机时或启动处于预热完成状态下的内燃发动机时所进 行的燃料喷射控制。
背景技术：
日本特开(Kokai)专利申请公报No. 2008-215192公开了一种内燃发动机的燃料 喷射控制设备，在该设备中，在完成预热运转之后再启动时(例如当从怠速停止状态再启 动时)，在启动(转动曲柄)之前执行燃料喷射，并且在发动机转动之后的启动期间对燃料 喷射量进行减小校正。上述公开的设备是这样的配置，即在该配置中，用于启动所需要的喷射量在发动 机启动之前(在发动机转动前)停止的状态一次全部被喷射。然而，在一次喷射全部量的配置中，燃料喷雾的穿透力(穿透率)很高并且在朝向 气缸内部无进气流的状态下执行燃料喷射。因而，进气通道壁表面上的附着量变大并且在 进气通道内的蒸发率变低。因此，可能会降低通过燃料喷雾的蒸发潜热来冷却进气通道的内部的效果，并且 在重启发动机时可能会将具有相当高温度的进气引入气缸中，由此使得出现自动点火现象 (预点火)。

发明内容
因此，本发明的一个目的是当再启动已经自动停止的内燃发动机时，或者当启动 处于预热完成状态下的内燃发动机时抑制预点火，并由此提高启动性。为了实现上述目的，本发明是一种车辆用内燃发动机的燃料喷射的控制设备和控制方法，其中，燃料从燃料喷 射阀喷射至每个气缸的进气口，其中A.在内燃发动机停止时确定在进气冲程中已停止的气缸；B.检测到内燃发动机的启动请求；以及C.当根据启动请求启动发动机时，将向已经在进气冲程中停止的气缸的初始循环 中的燃料喷射分成至少包括在发动机转动之前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射。参照附图从以下描述中将理解本发明的其它目的和特征。


图1是应用了本发明的车辆用内燃发动机的配置图。图2A是第一实施方式的时间图，图2B是第二实施方式的时间图。图3A是第三实施方式的时间图，图;3B是第四实施方式的时间图。图4A是第五实施方式的时间图，图4B是第六实施方式的时间图。
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图5A是第一实施方式的流程图。图5B是第二和第四实施方式的流程图。图5C是第三和第五实施方式的流程图。图5D是第六实施方式的流程图。图5E是第七实施方式的流程图。图6A和6B是第二实施方式的示例的时间图。图7A和7B是第二实施方式的另一示例的时间图。图8是当内燃发动机被自动停止时进气门的气门关闭正时控制的流程图。图9是所述同一进气门的气门关闭正时控制的时间图。图IOA是喷雾碰撞式燃料喷射阀的喷射喷嘴孔的周边部分的放大图，图IOB是单 独示出了图IOA中的喷嘴板的剖视图，图IOC是单独示出了喷嘴板的俯视图，图IOD是示出 了在燃料喷射操作中操作的图IOC中的相应喷嘴孔对的相关部分的放大图，以及图IOE是 从由图IOD中的箭头VI-VI所示方向所见的构成喷嘴孔对的每个喷嘴孔的放大剖视图。图11是示出了在再启动时燃料压力升高控制的相关部分的流程图。
具体实施例方式在下文中，参照附图描述本发明的实施方式。图1是应用了本发明的车辆用内燃发动机的配置图。在内燃发动机101的进气管 102上布置有电控节气门104，该电控节气门利用节气门马达103a驱动节气门阀10 打开 和关闭。空气经由电控节气门104以及进气门105被吸入燃烧室106中。废气通过排气门107从燃烧室106排出，并且在前催化剂室108和后催化剂室109 内被净化，然后被排入大气中。排气门107通过支撑在排气侧凸轮轴110上的凸轮111被驱动而打开或关闭，同 时保持恒定的升程量和工作角(从打开至关闭的曲柄角)。另一方面，对于进气门105，升 程量和工作角(也即气门开度)可以通过可变气门升程机构112来改变。升程量和工作角 也可以同时变化，使得当确定其中一个的特性时另一个的特性也被确定。在进气侧凸轮轴的两个端部上，设有可变气门正时机构201和进气侧凸轮角传感 器202。可变气门正时机构201包括对曲柄轴和进气侧凸轮轴之间的旋转相位差连续进行 可变控制以由此提前或延迟进气门105的气门正时(气门打开/关闭正时)的机构。进气 侧凸轮角传感器202检测进气侧凸轮轴的旋转位置。发动机控制电控单元(EE⑶)114根据由加速器开度传感器APS 116所检测到的加 速器踏板的开度来控制电控节气门104和可变气门升程机构112。对于这种控制，通过使 用节气门阀10 和进气门105的打开特性，能够获得与加速器开度ACC相对应的目标进气 量。加速器开度传感器APS 116具有内置式怠速开关116a，该内置式怠速开关116a将等于 或小于预定开度的加速器开度检测为怠速状态(转换为运行)。EE⑶114除了接收来自加速器开度传感器APS 116和进气侧凸轮角传感器202的 信号输入之外还接收来自每个下述传感器的信号输入。旋转角传感器127检测由用作可变 气门升程机构112的致动器的电动马达驱动的控制轴的旋转角。控制轴的旋转角的检测与 进气门的升程量和工作角的检测相对应。气流计115检测发动机101的进气量Q。曲柄角传感器117从曲柄轴获得发动机旋转信号(每单位角的信号输出和每个冲程相位差的气缸 测定信号输出)。节气门传感器118检测节气门阀10 的开度TV0。水温传感器(发动机 温度检测器)119检测发动机101的冷却水温度Tw作为发动机温度。车辆行驶速度传感器 125检测车辆行驶速度，以及制动传感器1 检测制动器的工作状态(接通和断开)。而且，在每个气缸的进气门105的上游侧的进气口 130上，设置有电磁式燃料喷射 阀131。当燃料喷射阀131通过来自EE⑶114的喷射脉冲信号驱动打开时，该燃料喷射阀 131朝进气门喷射已经被调节至预定压力的燃料。另一方面，怠速-停止控制电控单元(ISE⑶)120在车辆于怠速状态下(在释放加 速器踏板的状态下)止动时执行怠速停止控制(自动发动机停止装置)，该怠速停止控制使 内燃发动机的燃料喷射停止以由此自动停止发动机的运转，并且该怠速-停止控制电控单 元(ISE⑶)120在运转已经自动停止并且已经检测到出现启动(再启动)请求时(再启动 请求检测装置)执行控制来启动(再启动)内燃发动机。此外，对于车辆电源，提供了铅电池121和锂离子电池122。在内燃发动机自动停 止之后而再启动时，利用高压锂离子电池122来触发启动器123。当通过手动操作启动器 开关来启动发动机时，使用低压铅电池121来触发启动器123。ISECU 120执行切换继电器 124的切换控制，以由此切换所使用的电池。ISE⑶120也执行用于保持锂离子电池122的 充电状态(SOC)、电压等的控制。从EE⑶114，ISE⑶120接收来自用于执行这些控制所需的诸如怠速开关116a、 车辆行驶速度传感器125、制动传感器1 等的传感器的信号，并且ISECU 120将用于自动 停止和再启动发动机的指令信号发送至EE⑶114，从而执行这些控制。也就是说，ISE⑶ 120对应于权利要求4中的自动停止控制单元，而EECU 114对应于权利要求4中的燃料控 制单元。EECU 114确定并储存当内燃发动机自动停止时处于进气冲程的气缸(其中的 活塞停止在进气冲程位置下的气缸，在下文中被称为进气冲程停止的气缸)，并且该EECU 114确定并储存该进气冲程停止的气缸的曲柄角位置(进气冲程停止的气缸确定装置)。当 基于启动请求而启动发动机时，与该进气冲程停止的气缸相关的初始循环中的燃料喷射被 分成至少包括在发动机转动之前所执行的喷射的多个喷射，以由此执行喷射(启动开始气 缸喷射控制装置)。在该实施方式中，设有两个E⑶单元，即EE⑶114和ISE⑶120，并且将控制功能 分配给这两个ECU单元，因此可以使得单个的ECU的尺寸紧凑，由此提高其ECU布局自由 度。然而，当然所述配置也可以设置为在单个E⑶单元上执行两种控制。接下来，描述当基于自动停止后的启动请求而再启动时根据本发明的燃料喷射控 制的各个实施方式。在各个实施方式中，除了在自动停止后的启动请求之外，可以判断在预 热操作完成之后的再启动请求(由驾驶员执行的对于诸如点火开关和启动开关之类的启 动开关的操作)，并且可以根据各个实施方式执行在再启动中的燃料喷射控制。当满足预定怠速停止条件(自动停止条件)时，则停止内燃发动机的燃料喷射因 而自动停止发动机的运转。预定怠速停止条件包括例如在车辆的停止状态下检测到的压下 制动踏板的时刻。当由车辆行驶速度传感器125检测到的检测值VSP为0时，或者该检测值小于或等于用于确定车辆停止的预定值时，可以确定车辆停止状态。此外，当制动传感器126的检测值大于或等于预定值时，检测到制动踏板的下压 可以确定为制动踏板被压下的状态。制动传感器是一种能够检测制动踏板的下压量的结构。然而，将制动踏板的下压 检测为接通/断开(0N/0FF)的制动开关也可以被应用于检测制动踏板的下压，以使得当制 动开关被接通时确定制动踏板下压。此外，除了上述怠速停止条件之外，也可以通过添加或结合一些条件来设定怠速 停止条件，例如添加或结合如下条件发动机处于发动机冷却水温度大于或等于预定值时 的预热完成状态；怠速开关116a接通并且确定发动机处于怠速运转状态，或者在怠速状态 下发动机转速Ne处于设定的转速范围内；以及电池的充电状态大于或等于能够实现再启 动的预定值。在已经执行了内燃发动机的上述自动停止之后，当检测到有由驾驶员执行的制动 器释放或者加速器踏板下压所引起的再启动请求时，也即，当制动传感器的检测值小于或 等于预定值时，或者当检测到制动开关断开或者加速器开度传感器APS 116检测到加速器 开度大于或等于怠速运转范围之外的预定值时，每个气缸的燃料喷射量如下设定。首先，在自动停止时，确定并储存进气冲程停止的气缸，并且在再启动时的燃料喷 射量(在下文中称为再启动时喷射量)被分拆成执行许多次喷射。这里，在从进气门的打 开正时到进气门的关闭正时的期间内，可以执行再启动时喷射量被分拆为许多次的分拆喷 射。此外，当进气门关闭正时通过可变气门正时机构201和可变气门升程机构112控 制至活塞的下止点后，并且在活塞下止点后发动机停止时，即使进气门在启动时打开，活塞 在发动机转动后仍然升高。因此，所喷射的燃料并不容易被吸入，并且变得难以将再启动时 喷射量引入气缸中。因而，优选地，在活塞的下止点之前完成分拆喷射，活塞的下止点在进气门关闭正 时之前。通过在活塞下止点处或者在下止点之前完成分拆喷射，该分拆喷射在活塞下降的 状态下完成，也即，在由活塞吸入气缸中的速度相当高的状态下完成。因此，将喷射的燃料 弓I入气缸变得更容易，并且可以进行优良的燃烧，由此提高启动性。更优选地，在接近下止点前大约30°之前完成分拆喷射，也就是说，在从燃料喷射 阀喷射燃料之后出现延迟，直到燃料被引入气缸。因此，考虑到所述延迟，优选地，从燃料喷 射阀喷射的燃料被引入气缸的正时被设定为分拆喷射完成正时的极限正时，并且在到达极 限正时之前完成分拆喷射。如果在下止点前30°附近，通过执行分拆喷射可以将再启动时的喷射量引入气 缸。而且，当进气门关闭正时通过可变气门正时机构201和可变气门升程机构112的 操作而被控制为处于活塞的下止点处或者活塞的下止点之前时，优选地在所述关闭正时之 前完成所述分拆喷射。此外，在此情况下同样地，为了使所喷射的燃料在所述关闭正时之前被引入气缸， 考虑到从燃料喷射阀一直到引入气缸的喷射延迟，优选地在极限正时之前完成分拆喷射，
8该极限正时设定为在关闭正时之前。因此，将所喷射的燃料引入气缸变得更容易，并且可以 进行更优良的燃烧，由此提高启动性。图2A示出了第一实施方式的时间图(水平轴线t表示时间)。在该实施方式中，示出了在发动机转动之前执行两次分拆喷射的情况。关于喷射 正时，初始喷射的喷射正时设定为紧接检测到再启动请求之后，而第二喷射的喷射正时设 定为在完成初始喷射之后经过了预定延迟时间Dspl之后。第二喷射正时设定为满足以下关系，以便在发动机开始转动之前完成第二喷射。Dspl < tw-tpl-tp2 = tw~tp (1)其中，tw表示从做出再启动请求时的时刻到触发启动器并且开始再启动(转动曲 柄)时的时刻的设定时间，tpl表示初始喷射量(喷射时间)，以及tp2表示第二喷射量(喷 射时间)。因此，启动时间喷射量tp = tpl+tp2。在tpl 等于 tp2 的条件下，则 tpl = tp2 = tp/2因而，在处于紧接着做出再启动请求之后的进气冲程的气缸中，如下所述可以开 始良好的燃烧。在再启动之后的初始循环中，通过将启动时的喷射量分拆成包括在发动机转动之 前的喷射的多次喷射，分拆喷射在单次的短喷射时间内执行，并且在停止状态下不流动的 空气的阻力变得更大。因此，从燃料喷射阀喷射的燃料喷雾的穿透力变弱，并且附着至进气 通道壁表面上的燃料的量减少，而漂流至进气通道内部的燃料喷雾的量增加。在这里，关于进气冲程停止的气缸，由于进气门是打开的，诸如气缸内的残留气体 之类的高温气体的热量被传递至进气通道侧，进气通道内的空气因此被过度加热至与进气 通道壁的温度相比更高的温度。因此，在进气通道内漂流的所增加量的燃料喷雾暴露于进 气通道内的高温空气下并且被蒸发，由此因蒸发的潜热而提高了空气冷却效果。结果，当发 动机开始转动时将冷却的进气引入气缸。因此，可以抑制在压缩冲程中气缸内的温度增加， 并且可以抑制预点火的发生。顺便提及，与在上文的专利文献1中公开的传统技术相比，在传统技术中，启动请 求燃料喷射量的所有量在发动机转动之前一次全部喷射。因此，喷雾的穿透力很大，并且由 于朝向气缸内部没有吸入空气流动，因此，在进气通道内漂流的燃料喷雾的量减少，并且另 一方面，附着至进气通道壁表面的燃料的量增加。因此，显然空气冷却效果低并且不能够容 易地抑制预点火的发生。在发动机转动之前的初始喷射正时优选地紧接在已做出启动请求之后。这样，可 以延长到达点火正时或发动机转动的时间，并且由此造成足够量的蒸发时间，因而能够提 高气缸内的冷却。另一方面，第二喷射正时在附图中示出为紧接在发动机开始转动之前完成喷射的 时间。然而它并不限于这一时间。例如，优选地，第二喷射正时通过试验、模拟等来设定为 在冷却效果变得最大时的时间。这同样适用于第一喷射量和第二喷射量之间的比值(分拆 比)。此外，所述配置可以使得在发动机转动之前执行被分拆成三次以上的喷射。在此 情况下，单次喷射量减小并且穿透力进一步减弱。因此，促进了蒸发并且还提高了抑制附着 到进气口壁的效果，从而可以提高空气在进气口内的冷却效果。
接下来，描述这样的实施方式，在该实施方式中，当再启动时，对于进气冲程停止 气缸的初始冲程，不仅在发动机转动之后而且也在发动机开始转动之前执行喷射。在图2B示出的第二实施方式中，通过将喷射分拆成两个喷射而设定的喷射量(再 启动时喷射量的1/ 分别在发动机转动之前和在发动机转动之后喷射。关于喷射正时，当 发动机停止时的喷射开始正时设定为紧接已经检测到再启动请求之后的初始喷射的喷射 开始正时。在当发动机停止时完成喷射之后，用于在发动机转动之后喷射的喷射开始正时 被设定为在已经经过了预定延迟时间Dspl之后，以开始第二喷射。利用在表达式(1)中的相应值，这被设定为满足以下条件Dspl > tw-tpl (2)接下来，描述第二实施方式的操作和效果。1)对于进气冲程停止的气缸，由于进气门是打开的，诸如气缸内的残留气体之类 的高温气体的热量被传递至进气通道内，并且进气通道内的空气因此被过度加热至与进气 通道壁的温度相比更高的温度。因此，在紧接已经进行了再启动请求之后对于处于进气冲程中的气缸进行再启动 时喷射量的分拆和设定。在发动机转动之前的状态下执行第一分拆喷射，在该发动机转动 之前的状态下没有空气流动并且空气的阻力很大。因此，从燃料喷射阀喷射的燃料喷雾的 穿透力变弱并且附着至进气通道壁表面上的燃料的量减少，而漂流在进入通道内的燃料喷 雾的量增加。通过在发动机转动之前的喷射形成并且具有弱穿透力的增加的燃料喷雾暴露 于进气通道内的高温空气中并且蒸发，因此增加了因蒸发潜热所引起的空气冷却效果。然 后，当发动机开始转动时将该冷却的进气引入气缸内。因此，可以抑制压缩冲程中的缸内温 度的升高并且抑制预点火的发生。2)在发动机转动之后喷射的燃料喷雾在进气流上行进并且被引入气缸，并且空 气-燃料混合物扩散的同时被散布并引入气缸内。气缸内的空气-燃料混合物(浓度)变 得均勻，并且进一步提高了抑制预点火出现的效果。图3A示出了其中所述分拆数被设定为三次以上的第三实施方式。首先，在自动停止时，基于进气冲程停止的气缸的活塞位置，预测从当该气缸开始 再启动(曲柄转动)时的时刻到当进气门关闭时的时刻的时间tc。时间tc对应于进气冲 程中的剩余时间段。可以通过实验、模拟等进行该预测，并且该预测可以设定成与每个活塞 位置相对应的预测时间tc(或者如下所述对应于tw的总时间ts)的映射等。而且，由于曲 柄转动的速度根据诸如电池电压、充电状态以及冷却水温度的参数变化，因此可以基于这 些参数的检测值校正预测时间tc。在根据当发动机处于怠速停止状态时发动机的运转状态，通过可变气门正时机构 201和可变气门升程机构112的操作来改变进气门关闭正时的内燃发动机中，基于可变气 门正时机构201和可变气门升程机构112的操作状态来设立再启动时的进气门关闭正时， 以由此计算预测时间tc。而且，如上文所述，当通过可变气门正时机构201和可变气门升程机构112的操作 将进气门关闭正时控制为在活塞下止点之后时，在入口下止点之前完成分拆喷射，或者更 优选地在接近下止点前大约30°之前完成分拆喷射。因此，考虑到在从燃料喷射阀喷射燃 料之后一直到燃料被引入气缸所发生的延迟，优选地从燃料喷射阀喷射的燃料被引入气缸时的正时被设定为分拆喷射完成正时的极限正时，并且在到达该极限正时时或之前完成分 拆喷射。因此，在此情况下，可以将预测时间tc预测为从在开始再启动(曲柄转动)之后 的时刻到当到达极限正时时的时刻的时间tc。而且，在从当检测到再启动请求时的时刻到当进气门关闭时的时刻的时间内，或 者在到达极限正时的时间内完成分拆喷射。也就是说，在如下的总时间ts的过程中完成分 拆喷射，在该总时间中，一直到在开始再启动(曲柄转动)之后关闭进气门或者一直到到达 极限正时的预测时间tc被增加到从当做出再启动的请求时的时刻到当触发启动器并且开 始再启动(曲柄转动)时的时刻的设定时间tw。也就是说，再启动时的喷射量tp除以分拆数n，以由此设定单个分拆喷射量，并且 用作分拆喷射的间隔时间的延迟时间Dspl可以被设定为使分拆喷射在总时间ts内完成。首先，分拆数η可以设定为预先确定值(例如3至5)，但是它也可以基于以上的 总时间ts来变化地设定。例如，如果分拆数η增大(减小)，则单个分拆喷射量变小(增 大)，并且对于该单个喷射量所需的蒸发时间量降低(增加)，然而，延迟时间Dspl也减少 (增加)。因此，优选地，延迟时间Dspl大于所需的蒸发时间，并且分拆数η设定为整个再 启动时的喷射量的蒸发效率变得最高的数目。而且，初始喷射的喷射开始正时设定为紧接着已经检测到再启动请求并且执行燃 料喷射之后。完成喷射之后，当已经经过了每个延迟时间Dspl时执行已经决定的分拆数的 分拆喷射。接下来，描述第三实施方式的操作和效果。第三实施方式显示出以下效果中的至少一种。1)当执行三次以上的分拆喷射时，如果在发动机转动之前喷射数增加，则单个喷 射量进一步减少并且其穿透力进一步减弱。因此，进一步促进蒸发。结果，也提高了抑制附 着至进气口的效果，并且进气通道内漂流的燃料喷雾的量增加。因此可以提高因蒸发潜热 而引起的空气在进气口内的冷却效果。2)如果在发动机转动之后喷射数增加，则可以在进气冲程中间歇地继续喷射。因 此可以进一步减少进气冲程中的喷射量的不均衡性，并且可以进一步提高空气-燃料混合 物在气缸内的均勻性。3)通过减小在进气冲程完成附近的喷射量，实现根据降低的气体流的喷射量。此 外，可以提高空气-燃料混合物在气缸内的均勻性。而且在第三实施方式中，提高对预点火发生的抑制的效果的操作和效果可以通过 以下来实现1)由于在发动机转动之前具有弱穿透力的喷射而产生空气在进气口内的冷 却效果；以及幻通过在发动机转动之后喷射实现的空气-燃料混合物在气缸内的均勻性， 它们是在以上的第二实施方式中公开的操作和效果。图IBB示出了第四实施方式。在该实施方式中，在执行发动机转动之前和之后的单 个喷射，也即总共执行两个喷射的配置中，在发动机转动之前的第一喷射量高于在发动机 转动之后的第二喷射量。关于喷射正时，当发动机停止时的喷射开始正时设定为紧接检测到再启动请求之 后的初始喷射的喷射开始正时，以由此在发动机停止时执行喷射。在已经完成喷射之后， 用于在发动机转动之后的喷射的喷射开始正时设定为在已经经过了预定延迟时间Dspl之后，以开始第二喷射。利用在表达式(1)中的相应值，这被设定为满足以下条件Dspl > tw-tpl (2)优选地，初始燃料喷射的量设定在可以在延迟时间Dspl内蒸发的范围内。结果， 可以在初始喷射的燃料已经蒸发的状态下执行在已经开始发动机旋转之后的燃料喷射。也 就是说，如果在非蒸发状态下的初始燃料喷射的燃料喷雾碰撞到在开始发动机转动之后喷 射的燃料喷雾上，则燃料喷雾的颗粒直径增大因此蒸发变得更不可能，从而降低由于蒸发 潜热而对蒸发的促进。另一方面，通过将延迟时间Dspl设定为使得初始喷射的燃料蒸发， 可以抑制该蒸发促进的降低。而且，可以提供一种检测入口空气通道内的温度(进气温度)的检测装置，并且初 始燃料喷射量可以根据在进气通道内检测到的温度而可变地设定。在该情况下，由于进气通道内的温度变得更高，因此可以使得在延迟时间Dspl内 能够蒸发的燃料量更多。因此初始燃料喷射量被设定为更高的量。结果，由于当进气温度较高时更多的燃料可以设定为初始燃料喷射量，因此，可以 增大因蒸发潜热所引起的冷却效果，并且可以降低进气通道内的进气温度。可以利用在进气通道内设置温度传感器的结构来进行进气通道内温度的检测，或 者可以直接或间接地(基于冷却水温度等的估计)检测气缸内部的温度，并且基于气缸内 部的温度来估计进气通道内的温度。接下来描述第四实施方式的操作和效果。在该实施方式中，使得在发动机转动之前的一直到引入气缸时为止的蒸发时间可 以很长的第一喷射量，大于在发动机转动之后的蒸发时间短的第二喷射量，由此可以提高 蒸发效率。而且在该实施方式中，提高对预点火发生的抑制效果的操作和效果可以通过以下 来实现1)由于在发动机转动之前具有弱穿透力的喷射而产生空气在进气口内的冷却效 果；以及幻通过在发动机转动之后的喷射实现的空气-燃料混合物在气缸内的均勻性，它 们是在以上的第二实施方式中公开的操作和效果。图4A示出了第五实施方式。在该实施方式中，在将喷射分拆成三个待要执行的喷 射的配置中，使得较早执行的喷射的喷射量较大，并且使得较晚执行的喷射的喷射量较小。当执行自动停止时，与第三实施方式一样，基于进气冲程停止的气缸的活塞位置 来控制分拆喷射完成正时。也就是说，预测从在开始气缸的再启动(曲柄转动)之后的时刻 到当进气门关闭时的时刻的时间tc，或者预测在第三实施方式中使用过的一直到达极限正 时的时间tc。在总时间ts的期间内完成分拆喷射，在该总时间ts内，预测时间tc增加至 一直到达极限正时的时间或者在检测到再启动请求之后一直到进气门关闭的时间，也即， 从形成再启动请求时的时刻到当触发启动器并且开始再启动(曲柄转动)时的时刻的设定 时间tw。另一方面，在此实施方式中，在将启动时的喷射量作为100%时预先设定单个分拆 喷射的分配比(％)，并且将启动时的喷射量乘以该分配比以由此设定单个喷射量。当喷射 的次序越早时则分配比设定得越大，并且将该分配比设定为使得喷射更高的喷射量。分拆数η可以预先设定为确定值(例如3到5)，然而，它也可以基于上述的总时间ts可变地设定。可以基于再启动时的喷射量tp、总时间ts以及分拆数η来设定用作分拆喷射间隔 时间的延迟时间Dspl，以使得在总时间ts内完成分拆喷射。此外，初始喷射的喷射开始正时设定为紧接已经检测到再启动请求之后，因此执 行燃料喷射。已经完成了喷射之后，当已经经过了每个延迟时间Dspl之后，执行确定的分 拆次数的分拆喷射。此外，延迟时间Dspl可以简单地设定为单一值，通过该单一值使各个分拆喷射的 间隔相等。然而，作为另一种设定方法，通过使得较早喷射次序的延迟时间Dspl更长，能够 确保更长的蒸发时间并且可以抑制由下一个分拆喷射所引起的对燃料喷雾的碰撞。结果，可以抑制单个分拆喷射之间的燃料喷雾的碰撞，从而可以抑制由于碰撞引 起的燃料喷雾的颗粒直径增大而造成的蒸发效率的降低。接下来，描述第五实施方式的操作和效果。在该实施方式中，使得较早喷射的喷射量较大，这允许一直到引入气缸的蒸发时 间延长，并且使得蒸发时间短的较晚喷射的喷射量较小。由此可以提高蒸发效率。同样地在第五实施方式中，提高对预点火发生的抑制效果的效果和操作可以通过 以下来实现1)由于在发动机转动之前具有弱穿透力的喷射而产生的空气在进气口内的 冷却效果；以及2、通过在发动机转动之后的喷射实现空气-燃料混合物在气缸内的均勻 性，它们是在以上的第二实施方式中公开的操作和效果。图4B示出了第六实施方式。在该实施方式中，在发动机已经开始转动之后检测发 动机的转速(曲柄转动速度)，并且在当发动机转速已经到达预定值时，开始发动机转动之 后的喷射。在该实施方式中，分别在发动机转动之前和发动机转动之后喷射通过将喷射分拆 成两个之后所设定的喷射量(再启动时喷射量的1/幻。关于喷射正时，当发动机停止时喷 射开始正时设定为紧接在已经检测到再启动请求之后的初始喷射的喷射开始正时，并且当 发动机停止时在完成喷射之后，当发动机转速Ne被确定为大于或等于预定值时则执行在 发动机转动之后的分拆喷射。所述预定值设定成用于检测通过例如开始曲柄转动实际开始的发动机转动，并且 所述预定值被设定成小于或等于怠速运转的转速。例如可以基于曲柄角传感器117出现脉 冲时的角度(例如10° )以及当出现脉冲时脉冲间隔时间来计算发动机转速。在发动机转动之前分拆喷射数可以是多次。在发动机转动之后的分拆喷射数也可 以是多次。喷射间隔的延迟时间Dspl可以设定为使得最终喷射的喷射完成正时变得小于 或等于在发动机转动之后可以执行有效喷射所在的极限曲柄角θ erst。此外，可以使得较早分拆喷射的喷射量大于较晚分拆喷射的喷射量。接下来，描述第六实施方式的操作和效果。在该实施方式中，检测发动机的实际转速，并且在发动机转速已经增加并且进入 气缸的进气的流速已经变高时开始喷射。因此，实现了促进燃料喷雾的蒸发以及提高气缸 内的燃料喷雾的均勻性的效果。顺便提及，在发动机转动之后的喷射(当执行三次以上分拆喷射时的最终喷射) 的喷射完成正时需要在进气冲程完成之前完成。而且在此情况下，与当执行自动停止时检测处于进气冲程中的气缸的情况一样，例如如下文所述，优选的是，即使进气门关闭正时通 过可变气门致动机构设定为在活塞下止点之后，在发动机转动之后的最终喷射的喷射完成 正时也设定为在进气下止点处或者在进气下止点之前。然而，如果存在空气-燃料混合物 可以在进气下止点之后被吸入气缸的状态，则借助于在曲柄转动期间由增压器执行的增压 等，该吸入的完成正时(在空气-燃料混合物的吸入效果变得不足时的正时)可以被设定 为在发动机转动之后的最终喷射中的喷射完成正时。在下文中，参照图5A至5D的流程图描述这样的实施方式，这些实施方式包括在完 成进气冲程时(在进气冲程中在完成空气-燃料混合物吸入气缸的操作时所对应的正时之 前)，对于完成在发动机转动之后的最终喷射中的上述喷射完成正时的控制。图5A与图2A所示的仅在发动机转动之前执行分拆喷射的第一实施方式对应。在步骤Si，确定是否满足上述的预定怠速停止条件。如果满足，则控制行进到步骤 S2，在步骤S2中燃料喷射停止以便自动停止内燃发动机。在步骤S3，执行稳定发动机停止位置的过程。具体地，例如，通过完全打开节气门 开度来增大发动机负载(转动阻力)，并且由此在发动机停止时将每个气缸的活塞位置停 止在预定曲柄角范围内，由此抑制停止位置的变化。结果，可以确保更稳定的启动性能。为 了执行上述过程，可以通过控制进气门的升程量和工作角、气门正时以及交流发电机的发 电来使得发动机负载增大；并且对于混合动力车辆，通过控制驱动电机来使得发动机负载 增大。在步骤S3的过程中在发动机转动停止之后，在步骤S4中基于来自曲柄角传感器 117的信号来确定在停止状态下处于进气冲程中的气缸，并且也检测该进气冲程停止的气 缸的活塞位置(曲柄角位置)，并且储存在后备储存器中。在步骤S5，确定进气冲程停止的气缸的所储存的曲柄角(自进气上止点的角度) 是否小于或等于极限曲柄角0erst’(提前侧)。该极限曲柄角eerst’设定为极限曲柄 角θ，在该极限曲柄角Θ处，在发动机被怠速停止控制装置自动停止后在发动机转动之前 分拆喷射的在进气通道内的燃料喷雾，在发动机转动之后在进气冲程完成时，可以被充分 吸入气缸内。也就是说，即使对于进气冲程停止的气缸，如果在发动机转动之后保持的进气 冲程太短，则在发动机转动之前喷入进气通道内的喷雾也不能被充分地吸入气缸，因而在 该气缸内难以开始良好的再启动。因此，在该情况下，为了禁止在发动机转动之前的分拆喷 射，执行上述确定。在步骤S5，如果确定进气冲程停止的气缸的曲柄角θ小于或等于极限曲柄角 θ erst’，则断定在发动机转动之前在进气通道内通过分拆喷射产生的的喷雾在发动机转 动之后被充分吸入。因此，控制行进至步骤S6，在步骤S6中基于水温设定再启动时喷射量tp，并且该 再启动时喷射量tp除以分拆数n，以由此计算每一喷射的喷射量tpn。同时，计算用作在各 个分拆喷射之间的间隔时间的延迟时间Dsp 1。接下来，在步骤S7，确定诸如压下加速器的操作的再启动请求的出现。如果在步骤S7中确定出现了再启动请求，则控制行进至步骤S8，并且开始在发动 机转动前的燃料喷射(第一喷射)。随后，在步骤S9中，在步骤S8中完成喷射之后，在已经经过了延迟时间Dspl之后执行第二分拆喷射。在执行三次以上分拆喷射的情况下，在完成了每一次分拆喷射后经过 了延迟时间Dspl之后执行随后的分拆喷射，以由此在发动机转动之前完成分拆喷射。在步骤SlO中，在已经出现再启动请求之后，在已经经过了预定延迟时间tw之后 触发启动器，并且开始发动机启动(曲柄转动)。另一方面，如果确定了进气冲程停止的气缸的曲柄角θ大于在步骤S5中的极限 曲柄角θ erst’(滞后侧)，则断定不能在该气缸内执行分拆喷射。在此情况下，控制行进至步骤S11，在该步骤11中设定再启动时的喷射量，并且在 步骤12中确定了再启动请求被满足之后，在步骤S13中，所述设定的再启动时的喷射量被 一次喷射到在排气冲程中停止的气缸内。图5B示出了在发动机转动之前和之后分别执行单个分拆喷射的实施方式的流程。步骤Sl至步骤S4与图5A中的步骤的类似之处在于，当满足了预定的怠速停止 条件时，停止燃料喷射以自动停止内燃发动机，并且在已经执行了稳定发动机停止位置的 过程之后，确定进气冲程停止的气缸，并且检测并储存该进气冲程停止的气缸的活塞位置 (曲柄角位置)。在步骤S21，确定所储存的进气冲程停止的气缸的曲柄角θ是否小于或等于当 再启动时可以执行分拆喷射(特别地在发动机转动后的有效喷射)所在的极限曲柄角 θ erst。如果在步骤S21中确定了进气冲程停止的气缸的曲柄角θ小于或等于极限曲柄 角θ erst，则控制行进至步骤S22。在步骤S22，基于水温设定在再启动时的燃料喷射量(在下文中称为再启动时的 喷射量)，并且还确定分拆喷射方法的使用，以及将再启动时的喷射量除以分拆数(两次) 以由此计算每次喷射的分拆喷射量tpn。如上所述，在图2B所示的第二实施方式中，两个分拆喷射的量tpn设定为相等 (tpl = tp2 = tp/2)，而在图:3B所示的第三实施方式中，第一喷射量tpl (在发动机转动之 前)设定为大于第二分拆喷射量的tp2的量(在发动机转动之后)。例如，在第二分拆喷射的喷射开始正时设定为紧接再启动(曲柄转动)开始之后 的情况下，则根据这样的设置，用作从完成第一喷射至开始第二喷射的喷射的间隔时间的 延迟时间Dspl如以下所示的表达式来初始设定。Dspl = tw-tpl (3)接下来，在步骤S23中，在上述分拆喷射中，在发动机转动之后的第二喷射的喷射 完成正时θ end(已经发现其基于各个喷射的分拆喷射量tpl和tp2以及初始喷射间隔值 (延迟时间Dspl))，与极限曲柄角(空气-燃料混合物吸入极限曲柄角)θ itend进行比较， 在该所述间隙曲柄角θ itend处空气-燃料混合物的吸入效果可以保持在极好水平。空气-燃料混合物吸入极限曲柄角通常处于如上所述的进气下止点。然而，当在 利用增压器进行增压的情况下进气门关闭正时在进气下止点之后时，该空气-燃料混合物 吸入极限曲柄角可以处于进气门关闭正时。而且，当发动机处于停止状态时，可以基于可变气门正时机构201和可变气门升 程机构112的运行状态来设定极限曲柄角(极限正时)θ itend，也就是说，可以基于进气门的关闭正时来设定极限曲柄角(极限正时)θ Itend0此外，考虑到从燃料喷射的时刻到进入气缸的时刻的延迟，基于上述所设定的空 气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend可以被设定为上述的进气下止点或进气门关闭正 时的提前侧上的曲柄角。如果在步骤S23中确定了 θ end > θ itend,则在步骤SM中对分拆喷射的延迟时 间Dspl进行减小校正，以使得满足θ end < θ itend。随后，控制行进至步骤S25，在该步 骤S25中确定在发动机已经自动停止的状态下是否出现了再启动请求。通过以此方式在自动停止状态下设定再启动时的燃料喷射量，与在已经检测到再 启动请求之后计算燃料喷射量的情况相比，可以抑制计算延迟，可以减小与再启动请求响 应的燃料喷射延迟，并且可以减少启动时间，由此提高稳定性。如果在步骤S25中确定了已经出现了再启动请求，则控制行进至步骤S26，并且开 始在发动机转动停止之前的燃料喷射(第一喷射)。在步骤S26中，在已经出现再启动请求之后，在已经经过了预定延迟时间tw之后 触发启动器，然后开始启动发动机(曲柄转动)。在步骤S27中，在完成了发动机转动前的第一喷射之后，在已经经过了延迟时间 Dspl之后执行发动机转动之后的第二燃料喷射，然后终止这一程序。在这里，如果步骤S23在开始时确定满足了 θ end彡θ itend并且延迟时间Dspl 是初始设定值，则在通过启动器的致动而开始发动机转动(曲柄转动)之后，开始在发动机 转动之后的燃料喷射。另一方面，在开始时如图6A所示满足了 9end> θ itend并且延迟时间Dspl已 经被减小校正的情况下，则如图6B所示使得第二喷射开始正时到达更早的正时。因此，如 果减小校正的量很大，则在发动机转动之前开始燃料喷射，并且在某些情况下该喷射可以 在发动机转动之后终止。通过以此方式使喷射间隔变小，以最大可能的程度在进气冲程停止的气缸内执行 分拆喷射并且开始迅速燃烧，以及由此可以减少启动完成时间以及可以提高启动性能。此外，如果如图7A所示确定了进气冲程停止的气缸的曲柄角θ大于在步骤S21 中的极限曲柄角θ erst (如果在所述进气冲程中的剩余时间段被确定为在预定时间段内， 则断定在该气缸内不能进行分拆喷射。然后，控制行进至步骤S11，在该步骤11中设定再启 动时的喷射量，并且在步骤S12中确定了已经满足了再启动请求之后，则在步骤S13中，如 图7B所示将所设定的再启动时的喷射量的燃料喷射到在排气冲程中停止的气缸内。如果在即使燃料已经喷入进气冲程停止的气缸，但在进气冲程中几乎不能进行喷 射燃料的吸入并因此不能进行燃烧的情况下，也执行燃料喷射，则在随后的进气冲程中，高 浓度的空气-燃料混合物连同在紧接前一排气冲程中重新喷射的燃料一起被吸入，因此在 某些情况下可能会发生不点火，或者由于不充分的输出功率而可能引起转速下降。在与本实施方式一样已喷射的燃料在进气冲程中几乎不能被吸入的情况下，通过 停止(阻止)燃料喷入气缸内，可以抑制上述的不点火或转速下降，并且可以稳定启动性 能。图5C示出了如下的实施方式的流程，在该实施方式中分别在发动机转动之前和 发动机转动之后执行分拆喷射，并且分拆数η是三次以上。
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步骤Sl至步骤S4以及步骤S21与图5B所示的步骤的类似之处在于，当满足了预 定怠速停止条件时，停止燃料喷射以便自动停止内燃发动机。然后，在已经执行稳定发动机 停止位置的过程之后，确定进气冲程停止的气缸，并且检测并储存该进气冲程停止的气缸 的活塞位置(曲柄角位置)。然后，确定该进气冲程停止的气缸的曲柄角θ是否小于或等 于极限曲柄角9erst，在该极限曲柄角θ erst下，在再启动时在发动机转动之后可以执行 有效的分拆喷射。如果在步骤S21确定了进气冲程停止的气缸的曲柄角θ小于等于极限曲柄角 θ erst，则确定分拆喷射方法的使用，并且控制行进至步骤S31。在步骤S31，基于水温设定 再启动时的喷射量，并且基于进气冲程停止的气缸的曲柄角θ计算分拆数η、每一喷射的 分拆喷射量tpn以及用作喷射间隔时间的延迟时间Dspl。具体地，基于如上所述的进气冲程停止的气缸的活塞位置(曲柄角位置)，预测从 检测到再启动请求时的时刻到当到达空气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend时的时刻 所需的时间量，并且设定以上的各个值，以使得分拆喷射可以在预定时间量内完成。在图3A所示的第三实施方式中，每一喷射的分拆喷射量tpn设定为相等(tpn = tp/n)，并且在各个分拆喷射之间的延迟时间Dspl也设定为相等。另一方面，在图4A所示 的第五实施方式中，优选地，对于较早的喷射设定更高的分拆喷射量tpn，并且对于延迟时 间Dspl，对于在较早的正时的喷射间隔设定更长的延迟时间Dspl。随后，控制行进至步骤S32，在步骤S32中确定在发动机自动停止的状态下是否出 现发动机再启动请求。如果在步骤S32中确定了已经出现再启动请求，则控制行进至步骤S33，并且开始 在发动机停止之前的燃料喷射(第一喷射)。在步骤S34中，在完成发动机转动之前的第一喷射之后，在已经经过了延迟时间 Dspl之后执行发动机转动之后的第二燃料喷射，并且随后重复如下控制，在该控制中在完 成了每一喷射后，在经过了延迟时间Dspl之后执行下一个分拆喷射。在步骤S35，在已经出现再启动请求之后，在已经经过了预定延迟时间tw之后触 发启动器，然后开始发动机启动(曲柄转动)。在步骤S36，同样在再启动之后，以以上的延迟时间Dspl间隔继续控制分拆喷射， 一直到喷射终止于空气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend内。而且，如果在步骤S21中确定了进气冲程停止的气缸的曲柄角θ大于极限曲柄角 θ erst，则与图5B中的情况一样，断定在该气缸内不能执行分拆喷射。然后，在步骤Sll中 设定再启动时的喷射量，并且在步骤12中已确定再启动请求被满足之后，在步骤S13中，将 所设定的再启动时的喷射量的燃料喷射到在排气冲程中停止的气缸内。此外，图5C可以适用于执行总共两个分拆喷射的配置，也就是说，分别在发动机 转动之前和之后执行单个分拆喷射。图5D示出了如下的实施方式(在图4A示出的第五实施方式)的流程，在该实施 方式中，在发动机转动之后的第二分拆喷射的开始正时设定为在当发动机转速到达预定值 的时刻。步骤Sl至步骤S4与图5A至图5C中所示出的类似之处在于，当满足了预定怠速 停止条件时，停止燃料喷射以便自动停止内燃发动机，并且在已经执行了稳定发动机停止位置的过程之后，确定进气冲程停止的气缸，并且检测并储存该进气冲程停止的气缸的活 塞位置(曲柄角位置)。在步骤S41中，在进气冲程停止的气缸的曲柄角θ使得当发动机转速Ne在再 启动之后达到预定值NeO时开始第二分拆喷射的情况下，确定该分拆喷射是否可以在空 气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend的范围内完成。如果确定了喷射可以在空气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend内完成，则控 制行进至步骤S42以执行分拆喷射。在步骤S42中，设定再启动时的喷射量和分拆喷射量。如果在步骤S43中确定已经出现再启动请求，则控制行进至步骤S44，并且开始发 动机停止之前的燃料喷射(第一喷射)。在步骤S45，在已经出现了再启动请求之后，在已经经过了预定延迟时间tw之后 触发启动器，并且开始发动机启动(曲柄转动)。在步骤S46中，确定发动机转速Ne在发动机已经再启动之后是否已经到达预定值 NeO或者更大的值。所述预定值NeO设定为这样的值，在该值下，在气缸中的进气流速由于 发动机转速Ne增大而增加，并且所喷射的喷雾在缸内的扩散效果很高。在步骤S46，如果确定了发动机转速Ne已经达到预定值NeO或更大值，则控制行进 至步骤S47并且开始第二分拆喷射。另一方面，在步骤S41中，在发动机转速Ne大于或等于预定值NeO时开始第二分 拆喷射的情况下，如果确定了该喷射不可能在空气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend 内完成，则在步骤Sll中设定再启动时的喷射量，并且在步骤S12中确定了再启动请求被满 足之后，在步骤S13中，将所设定的再启动时的喷射量的燃料喷射到在排气冲程中已停止 的气缸内。此外，如果在步骤S41中在发动机转速Ne大于或等于预定值NeO时第二分拆喷射 已经开始，则控制可以行进至步骤S21以及图5B的随后的步骤。在此情况下，如果进气冲 程停止的气缸的曲柄角θ小于或等于极限曲柄角eerst，则可以执行分拆喷射。图5E示出了第七实施方式的流程，在该实施方式中，判断预热完成之后的再启动 请求，并且如在图5A至图5D的相应实施方式中所述执行在再启动时的燃料喷射控制。在步骤S51，确定是否已经通过发动机启动开关(诸如点火开关或推式启动按钮) 执行了启动开始操作。如果没有执行启动开始操作，则控制行进至步骤S57，在该步骤中确定发动机是否 通过发动机启动开关的切断操作而停止。如果“是”，则控制行进至步骤S58，在步骤S58中 在发动机停止的状态下基于来自曲柄角传感器117的信号来确定进气冲程中的气缸，并且 检测该进气冲程停止的气缸的活塞位置(曲柄角位置)并且储存在后备储存器中。如果步 骤的S57中的确定结果是“否”，此流程终止。另一方面，如果在步骤S51中确定了已经通过发动机启动开关执行了启动开始操 作，则控制行进至步骤S52并且读取发动机温度(发动机冷却水温度、润滑油温度等)的检 测值。在步骤S53中，确定发动机温度是否低于预热完成温度(预热完成状态确定装置)。
如果确定为在发动机温度低于预热完成温度的低温启动，则控制行进至步骤S54， 在该步骤S54中触发启动器以开始曲柄转动，并且基于来自曲柄角传感器117的信号执行 气缸确定。该气缸确定以使得清除在步骤S58中储存的结果并且再次进行确定的方式来执 行。在步骤S55中，当发动机温度较低时，由于燃料的蒸发变低并且变得附着至进气 通道壁的燃料的量增加，因此该燃料喷射量被增大校正并且在排气冲程内执行燃料喷射 (通常低温喷射量控制)。另一方面，如果在步骤S54中确定了发动机温度高于或等于预热完成温度，则在 与怠速停止之后的再启动时类似的条件下执行预热启动，因此通过启动开始气缸喷射控制 装置执行与图5A至图5D所示的相应实施方式(图5A中的步骤S5和随后的步骤，图5B和 图5C中的步骤S21和随后的步骤，以及图5D中的步骤S41和随后的步骤)中的任一个相 类似的控制。根据第七实施方式，同样在利用由驾驶员执行的发动机启动开关操作进行预热启 动时，获得了与上述的第一至第六实施方式中对应的实施方式的操作和效果。而且，尽管在执行在自动停止后的启动请求时第七实施方式可以与第一至第六实 施方式相结合地实施，但第七实施方式当然可以在没有执行诸如怠速停止之类的自动停止 的车辆上独立地实施。在上述的实施方式中，通过设定在发动机转动前的分拆数η、每一分拆喷射量 tpnl以及在发动机转动之前与喷射量相关的延迟时间Dspl，可以在发动机转动之前容易 地执行多次分拆喷射。也可以执行多次在发动机转动之后的分拆喷射，并且相对于在发动 机转动之后的喷射量类似地设定发动机转动之后的分拆数π2、每一分拆喷射量tpn2以及 延迟时间Dspl2。此外，在步骤S41中当发动机转速Ne已经达到预定值NeO并且已经开始 喷射时，则可以确定最终喷射是否可以在空气-燃料混合物吸入极限曲柄角θ itend内完 成，并且如果可以完成该最终喷射则执行该最终喷射。此外，在上述实施方式中，当对于进气冲程停止的气缸在初始循环内执行分拆喷 射时，同时，紧接做出了再启动请求之后将再启动时的喷射量的燃料喷射到停止在排气冲 程中的气缸内。随后，以预定喷射开始正时对在排气冲程中的气缸开始喷射。然而，控制在 第二循环之后切换，或者一旦发动机的转速在完成爆燃之后已经稳定，则切换控制，以使得 喷射完成正时变得恒定。而且，如已经描述的，在发动机转动之前的喷射有助于冷却进气口内的空气，而在 发动机转动之后的喷射有助于使得气缸内的空气-燃料混合物均勻，并且这些喷射相应地 具有抑制预点火的效果。因此，对于长冲程发动机或具有添加到该发动机上的翻滚控制阀 并且在气缸内具有相对高的气流和高水平的空气-燃料混合物均勻性的发动机，与第一实 施方式一样，所有喷射量仅可在发动机转动之前被拆分喷射。而且，对于使得在发动机转动 之前的喷射量相对高以增强冷却能力并且在气缸内的空气-燃料混合物均勻性低的发动 机，可以使得在发动机转动之前的喷射量相对高从而增强均勻性。此外，为了提高稳定性，还可以结合如下的控制来使用，在该控制中，在怠速停止 时利用可变气门正时机构201，将进气门关闭正时控制为最延迟的位置，以降低压缩压力。图8示出了上述进气门的气门关闭正时控制的流程图。
在步骤SlOl中，确定是否满足怠速停止条件。如果满足，则控制行进至步骤S102， 在该步骤S102中，通过可变气门正时机构(VTC) 201使得进气门的气门正时最延迟，由此执 行控制以使得进气门关闭正时(IVC)延迟至最大可能的程度。而且，在通过停止向可变气门正时机构201的控制致动器配电而使得机械驱动最 延迟的情况下，可以停止向该控制致动器的配电以由此将进气门的气门正时移动至最延迟 侧。此外，优选地，可变气门升程机构112执行控制以使得进气门的升程量和工作角 位于更大的侧上(例如其中升程量最大)。在这里，通过利用由可变气门正时机构201所执行的气门正时的最延迟控制与可 变气门升程机构112的进气门工作角控制相结合，可以使得IVC进一步延迟，并且能够扩大 用于抑制预点火所需要的IVC控制的范围。在该情况下，驱动可变气门升程机构112的控制致动器，一直到至少停止所述发 动机，并且由此保持进气门的高升程量侧。而且，即使当发动机处于停止状态时也可以进行配电，以便继续驱动可变气门升 程机构112的控制致动器。此外，当发动机已经停止时可以停止配电，并且在做出了自动启 动请求时可以恢复配电。在步骤S103，确定进气门的气门正时是否已经通过可变气门正时机构201移动至 最延迟位置，并且在确定了已经移动之前继续执行所述控制。当可变气门正时机构201的实际的提前位移量为显示出最延迟位置的值时，可以 确定进气门的气门正时是否已经移动到最延迟位置。可以基于进气凸轮轴和曲柄轴之间的 旋转相位差来计算该实际的提前位移量。在步骤S104中发动机已经停止之后，由于在步骤S105中的确定而出现再启动请 求，并且执行如上所述的再启动控制。然后，在步骤S106中，如果确定启动完成(例如，当启动开关为断开并且发动机转 速达到与完全爆燃相对应的值时)，在步骤S107中，解除对使进气门的气门正时到达最延 迟位置的控制，并且该控制切换至使用进气门的目标气门正时，该目标气门正时基于发动 机运行状态设定。图9示出了上述IVC控制的时间图。当加速器开度减小并且使得发动机运转处于怠速开关116a为接通的减速怠速状 态下时，由可变气门正时机构(VTC) 201所执行的进气门的气门正时控制的目标值根据该 减速怠速状态设定为延迟值，并且该气门正时被延迟控制从而接近该目标值。而且，将由可变气门升程机构(VEL) 112所执行的进气门的升程量的目标值和工 作角控制的目标值也设定为在该值时工作角度根据减速怠速状态而减小的值，并且执行减 小控制以使得升程量和工作角接近这些目标值。通过这些对于进气门的升程量和工作角度的延迟控制和减小控制，延迟了进气门 打开正时，并且减小了与排气门的气门重叠量。因此，可以将减速怠速状态下的燃烧特性保 持在优良水平。当通过减速怠速状态使得车辆行驶速度降低至怠速停止确定时车辆行驶速度以 下的速度并且满足了怠速停止状态时，则如上所述开始预点火避免控制。结果，由可变气门正时机构(VTC) 201所执行的进气门的气门正时控制的目标值被设定为最延迟位置，并且 执行控制以使得气门正时接近该最延迟位置。另一方面，在如上所述通过可变气门升程机构112结合使用预点火回避控制的情 况下，目标值设定为使得进气门的升程量和工作角在更大侧上(例如其中升程量最大)，并 且执行增加控制以使得升程量和工作角度接近目标值。继续执行由可变正时机构201所执行的进气门的气门正时的最延迟控制，一直到 确定已经达到作为目标值的最延迟位置。而且，在结合使用由可变气门升程机构112执行 的预点火避免控制的情况下，继续执行控制一直到确定了进气门的升程量和工作角已经达 到目标值。然而，即使当发动机处于停止状态下也可以进行配电以便继续驱动控制致动器 (如在图中所示的状态)，或者当发动机已经停止时可以停止配电并且在当做出自动启动 请求时可以恢复配电。如上所述在发动机已经停止之后，当检测到由于加速器踏板的下压操作所引起的 加速器开度增加因此检测到出现再启动请求时，接通启动开关并且开始再启动(曲柄转 动)。结果，当发动机转速到达预定值或者更高并且使得启动器开关断开，并且发动机转速 已经达到与完全爆燃相对应的值并且确定启动完成时，则解除通过可变气门机构201所执 行的进气门的气门正时的最延迟控制。而且，在结合使用由可变气门升程机构112所执行 的进气门的气门正时的增加控制的情况下，也可以解除该控制并且使得该控制切换至使用 新的目标值，该新的目标值相应地基于发动机运行状态设定。如果执行了由可变气门正时机构201所执行的进气门的气门正时的最延迟控制， 或者执行了将由可变气门正时机构201所执行的进气门的气门正时的最延迟控制与由可 变气门升程机构112所执行的进气门的工作角度和升程量的增加控制相结合的控制，则进 气门关闭正时(IVC)在已经解除怠速停止状态之后在再启动时处于最延迟位置。由于减小 了压缩压力因而可以进一步提高发动机的启动性能。此外，存在这样的燃料喷射阀，在该燃料喷射阀中使得从多个喷嘴喷出的喷雾彼 此碰撞以由此促进燃料雾化(参照日本专利No. 4099075)。参照附图描述上述燃料喷雾碰撞式燃料喷射阀的相关部件结构和操作。如图IOA至图IOC所示，设有喷嘴板18以便覆盖阀座部件8上的喷射嘴8C，该喷 嘴板18包括平板部18A，该平板部通过例如向金属板施加按压加工而成形为盘形；以及筒 形部18B，该筒形部成形为朝向该平板部18A的外周侧弯曲成大致L形。平板部18A通过焊接部19与阀座部件8的末端表面接合，而筒形部18B通过焊接 部20与阀壳2的小径筒形部2B的内周向表面接合。例如如图IOC和图IOD所示，在喷嘴板18的平板部18A内设置的多个喷嘴孔21 设置在平板部18A的中央的总共12个位置，并且当阀体9打开时壳体1内的燃料从这些喷 嘴孔喷射。这里，相应喷嘴孔21形成六个喷嘴孔对22、23、M、25、沈和27，所述六个喷嘴孔对 分别具有一对两个相邻的喷嘴孔21A和21B，并且喷嘴孔对22、23和M与喷嘴孔对25、26 和27绕穿过喷嘴板18中心的X-X轴线线对称地布置。这些喷嘴孔对22、23、M、25J6和 27中的第一喷嘴孔对22和25如图IOD所示沿着X-X轴线布置在X-X轴线附近，并且第二 喷嘴孔对23、24J6和27布置于这样的位置，该位置在喷嘴板18的周向上与第一喷嘴孔对22和25的位置不同，并且比第一喷嘴孔对22和25更加远离X-X轴线，接近喷嘴板18的外 周侧。形成各个喷嘴孔对22至27的喷嘴孔21A和21B具有的这样的构造，该构造如图 IOE所示，使得喷嘴孔21A和21B的孔中心A-A和B-B相对于与喷嘴板18的平板部18A正
交的的Y-Y轴线仅分别倾斜角度θ，并且该孔中心A-A和B-B关于Y-Y轴线以V形彼此相 、-父。结果，喷嘴孔对22至27中的每一个喷嘴孔对均配置成碰撞型喷嘴孔对，在该碰撞 型喷嘴孔对中，在箭头F所示的方向上从各个喷嘴孔21Α和21Β喷出的燃料喷射流在喷射 方向上的前侧彼此碰撞。在由第一喷嘴孔对22和25引起的碰撞之后的燃料喷雾形成图 IOD中示出的喷雾型式。而且，在由第二喷嘴孔对23、24、沈和27引起的碰撞之后的燃料喷 雾形成其它的喷雾型式四、30、32和33，这些喷雾型式四、30、32和33的喷雾方向不同于由 第一喷嘴孔对22和25形成的喷雾型式28和31的喷雾方向。喷嘴孔对22至27通过使得从喷嘴孔2IA和2IB喷出的燃料喷射流彼此碰撞而使 燃料雾化，并且以图IOD示出的喷雾型式观、29、30、31、32和33将燃料喷到外面。此时，喷 雾型式观、29、30、31、32和33分别具有不同的喷雾方向，从而如图IOD所示围绕X-X轴线 线对称。在这里，在该实施方式中，如图IOE所示，在喷嘴板18 (平板部18Α)的板厚度t和 喷嘴孔21A和21B的孔径d之间的尺寸比t/d设定为满足关系式t/d彡1. 0。结果，可以使得设置于喷嘴板18内的喷嘴孔21A和21B的长度L很长，以便当在 箭头F方向上从每一个喷嘴孔21A和21B喷射燃料时可以确保喷射流笔直前进。因此，在所设置的构造中，通过使得从各个喷嘴孔对22至27的喷嘴孔21A和21B 喷射的喷射流适当地互相碰撞可以促进燃料雾化，并且可以大范围地扩大来自喷嘴孔对22 至27的喷雾型式。通过利用这种喷雾碰撞式燃料喷射阀，在喷雾之间的碰撞促进了燃料雾化并且喷 雾型式大范围地扩大，因此穿透力变小。因此，雾化后的燃料喷雾，特别是在进气冲程停 止的气缸内在发动机转动之前喷射的燃料喷雾，有效地冷却了进气口壁和进气口内的空 气-燃料混合物，同时抑制了喷雾向进气门的附着，并且可以提高当被吸入气缸时其在气 缸内的冷却效果并且可以提高抑制预点火的效果。而且，通过增大在再启动时供应至燃料喷射阀的燃料压力可以进一步提高燃料的雾化。图11示出了在再启动时燃料压力提高控制的相关部分的流程。在图5A中的流程 图的步骤S9中，当已经确定了出现再启动请求时，控制行进至步骤S21并且执行燃料压力 升高控制。例如，通过将向电子燃料泵(在图中未示出)供应电力的电池从通常的铅电池 121改变为锂离子电池122而从怠速运转时的泵转速来提高泵转速，可以升高被供应至燃 料喷射阀的燃料压力。接下来，在步骤S22，确定由燃料压力传感器(在图中未示出)检测到的实际燃料 压力是否达到目标燃料压力。在已经达到目标燃料压力之后，控制行进至步骤SlO并且在 进气冲程停止的气缸内执行在发动机转动之前的第一燃料喷射。其它步骤与图5A中的步 骤类似。
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此外，当自动停止内燃机时，如果在发动机停止之前执行燃料压力升高控制，以增 加燃料管路内的燃料压力，则当在再启动时执行燃料压力升高控制时燃料压力到达目标燃 料压力所需的时间量降低，并且可以更早地执行在发动机转动之前的第一喷射，从而允许 延长的蒸发时间。虽然未在图中示出，在再启动已经完成(完全爆燃)之后，通过将燃料泵电力供应 源改变为铅电池以使燃料压力降低至正常燃料压力，可以改善燃料消耗。如果在与喷雾碰撞式燃料喷射阀结合中使用在再启动时的该燃料压力升高控制， 则改进的雾化提高了气缸内的冷却效果，并且可以进一步提高抑制预点火的效果。然而，即 使其应用于使用普通燃料喷射阀(非喷雾碰撞式)的系统内，当然也可以提高抑制预点火 的效果。本申请要求其优先权的2009年12月14日提交的日本专利申请No. 2009-282946 的全部内容在此通过引用结合于此。虽然仅选择了选定的实施方式来示出和描述本发明，但本领域普通技术人员根据 本公开应清楚，在不偏离如所附权利要求书中限定的本实施新型的范围的前提下，可以进 行各种变化和改型。此外，根据本发明的实施方式的上述说明仅是为了说明而提供，并不旨在对如由 所附的权利要求书及其等同物所限定的本发明进行限制。
权利要求
1.一种用于控制车辆用内燃发动机的燃料喷射的设备，该设备包括燃料喷射阀，该燃料喷射阀布置为将燃料喷射至所述内燃发动机的每个气缸的进气Π ；启动请求检测装置，该启动请求检测装置检测所述内燃发动机的启动请求； 进气冲程停止的气缸确定装置，该进气冲程停止的气缸确定装置确定当所述内燃发动 机停止时在进气冲程中停止的气缸；以及启动开始气缸喷射控制装置，当在检测到所述启动请求后而启动所述发动机时，该启 动开始气缸喷射控制装置将向下述气缸的初始循环的燃料喷射分拆成至少包括在发动机 转动之前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射，其中所述气缸是指已经被确定为在启 动之前当所述内燃发动机停止时在所述进气冲程中停止的气缸。
2.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括自动发动机停止装置，该自动发动机停止装置在车辆停止时停止燃料喷射，以由此自 动停止所述内燃发动机的运转； 并且所述进气冲程停止的气缸确定装置确定在所述内燃发动机自动停止时已经在进气冲 程中停止的气缸；所述启动请求检测装置检测已经自动停止的所述内燃发动机的启动请求；并且 当在所述内燃发动机已经自动停止后检测到所述启动请求后而启动所述发动机时，所 述启动开始气缸喷射控制装置将向在所述进气冲程中已自动停止的所述气缸的所述初始 循环的燃料喷射分拆成至少包括在发动机转动之前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射。
3.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括发动机温度检测器，该发动机温度检测器检测发动机温度；以及 预热完成状态确定装置，该预热完成状态确定装置确定所检测到的发动机温度大于或 等于预定温度的预热完成状态； 并且当在所述确定的预热完成状态下检测到所述启动请求后而启动所述发动机时，所述启 动开始气缸喷射控制装置将向已经被确定为在启动之前当所述内燃发动机停止时在所述 进气冲程中停止的所述气缸的所述初始循环的燃料喷射分拆成至少包括在发动机转动之 前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射。
4.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括燃料控制单元，该燃料控制单元控制所述燃料喷射阀的驱动；以及 自动停止控制单元，该自动停止控制单元向所述燃料控制单元输出以下请求自动停 止请求，该自动停止请求在车辆停止时停止驱动所述燃料喷射阀，以由此自动停止所述内 燃发动机的运转；以及已经被自动停止的所述内燃发动机的启动请求， 并且所述燃料控制单元包括燃料喷射阀驱动停止装置，该燃料喷射阀驱动停止装置基于来自所述自动停止控制单 元的启动请求信号停止燃料喷射，以由此停止所述内燃发动机的运转；进气冲程气缸确定装置，该进气冲程气缸确定装置确定当所述内燃发动机自动停止时在进气冲程中停止的气缸；以及启动开始气缸喷射控制装置，在基于所述启动请求而启动所述发动机时，所述启动开 始气缸喷射控制装置将向在所述进气冲程中停止的气缸的初始循环中的燃料喷射分拆成 至少包括在发动机转动之前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的设备，其中所述启动开始气缸喷射控制装置将所述初始循环的所述燃料喷射的全部喷射量分拆 成在发动机转动之前的多个喷射，以由此执行喷射。
6.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的设备，其中所述启动开始气缸喷射控制装置将所述初始循环的所述燃料喷射分拆成多个喷射以 由此执行喷射，使得燃料至少分别在发动机转动之前和发动机转动之后喷射。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述启动开始气缸喷射控制装置在进气冲程中在完成空气-燃料混合物吸入气缸的 操作时所对应的正时之前完成所述发动机转动之后的燃料喷射。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述启动开始气缸喷射控制装置基于在进气冲程中已停止的气缸内的所述进气冲程 中的剩余时间段，设定所述多个燃料喷射的喷射间隔。
9.根据权利要求6至权利要求8中任一项所述的设备，其中如果在所述进气冲程中已停止的气缸的所述进气冲程的剩余时间段被确定为在预定 时间段内，则所述启动开始气缸喷射控制装置不是进行所述气缸的初始循环的燃料喷射， 而是在发动机转动之前将所述初始循环的燃料喷射量喷射至在该气缸之后将进行进气冲 程的气缸。
10.根据权利要求6至权利要求9中任一项所述的设备，其中所述内燃发动机还包括可变气门致动机构，该可变气门致动机构至少可以改变进气门的关闭正时；并且当在所述进气冲程中停止的气缸的进气门的关闭正时通过所述可变气门致动机构设 定为进气下止点的延迟侧时，所述启动开始气缸喷射控制装置将发动机转动之后的最终喷 射的喷射完成正时设定为在所述进气下止点之前的正时。
11.根据权利要求6至权利要求10中任一项所述的设备，其中所述启动开始气缸喷射控制装置基于发动机转速来控制在发动机转动之后的燃料喷 射的喷射开始正时。
12.根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的设备，其中所述启动开始气缸喷射控制装置执行控制，使得较早的燃料喷射的喷射时间段大于较 迟的燃料喷射的喷射时间段。
13.—种控制车辆用内燃发动机的燃料喷射的方法，所述方法包括以下步骤从布置于所述内燃发动机的每个气缸的进气口内的燃料喷射阀喷射燃料；确定当所述内燃发动机停止时在进气冲程中已停止的气缸；检测所述发动机的启动请求；以及控制所述燃料喷射阀以使得当在检测到所述启动请求而启动所述发动机时，将向下述气缸的初始循环的燃料喷射分拆成至少包括在发动机转动之前的喷射在内的多个喷射， 以由此执行喷射，其中所述气缸是指已经被确定为在启动之前当所述内燃发动机停止时在 所述进气冲程中停止的气缸。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤在车辆停止时停止燃料喷射，以由此自动停止所述内燃发动机的运转；以及在确定气缸的所述步骤中，确定在所述内燃发动机自动停止时已在进气冲程中自动停 止的气缸；在检测所述启动请求的所述步骤中，检测已经自动停止的所述内燃发动机的启动请 求；以及在控制所述燃料喷射阀的所述步骤中，当在所述内燃发动机已经停止后检测到所述启 动请求而启动所述发动机时，将向在进气冲程中已停止的所述气缸的初始循环的燃料喷射 分拆成至少包括在发动机转动之前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射。
15.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括以下步骤检测发动机温度；以及确定所检测到的发动机温度大于或等于预定温度的预热完成状态；以及在控制所述燃料喷射阀的所述步骤中，当在确定的预热完成状态下检测到所述启动请 求而启动所述发动机时，将向已经被确定为在启动之前当所述内燃发动机停止时在进气冲 程中停止的所述气缸的初始循环的燃料喷射分拆成至少包括在发动机转动之前的喷射在 内的多个喷射，以由此执行喷射。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在控制所述燃料喷射阀的所述步骤中，将所述初始循环的所述燃料喷射的全部喷射量 分拆成在发动机转动之前的多个喷射，以由此执行喷射。
17.根据权利要求13所述的方法，其中在控制所述燃料喷射阀的所述步骤中，将所述初始循环的所述燃料喷射拆分成多个喷 射以由此执行喷射，使得燃料至少分别在发动机转动之前和发动机转动之后喷射。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在控制所述燃料喷射阀的所述步骤中，在进气冲程中完成空气-燃料混合物吸入所述 气缸的操作时所对应的正时之前完成所述发动机转动之后的燃料喷射。
19.根据权利要求17和权利要求18中任一项所述的方法，其中在控制所述燃料喷射阀的所述步骤中，如果在所述进气冲程中已经停止的气缸的所述 进气冲程的剩余时间段被确定为在预定时间段内，则所述启动开始气缸喷射控制部分不是 进行所述气缸的初始循环的燃料喷射，而是在发动机转动之前将所述初始循环的燃料喷射 量喷射至在该气缸之后将进行进气冲程的气缸。
全文摘要
本发明提供了内燃发动机燃料喷射的控制设备以及控制方法。提供了一种配置，在该配置中，确定并储存当内燃发动机处于停止(自动停止)状态下处于进气冲程中的气缸，并且当在检测到启动请求而启动发动机时，将向已经被确定为在启动之前当内燃发动机停止时停止在进气冲程中的气缸的初始循环的燃料喷射分拆成至少包括在发动机转动之前的喷射在内的多个喷射，以由此执行喷射。结果，在抑制了在启动时的预点火的同时提高了启动性能。
文档编号F02D41/30GK102094718SQ20101058841
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月14日 优先权日2009年12月14日
发明者中村吉辰, 村上智之, 村井淳 申请人:日立汽车系统株式会社