CN104220742B - 内燃机以及内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

缸内直喷式的内燃机(1)的控制装置(7)控制燃料喷射装置(4)和点火装置(5)，当在输出轴(6)的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的燃烧室(3)喷射燃料并点火而使输出轴(6)旋转起动的点火起动时，分别多次执行燃料的喷射以及点火，并且执行使燃料的喷射正时和点火正时的间隔可变的控制。控制装置(7)通过调节多次的燃料喷射的间隔和多次点火的间隔的相关关系，使燃料的喷射正时和点火正时之间的间隔可变。因此，内燃机(1)、控制装置(7)起到可以提高起动性这样的效果。

Description

内燃机以及内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机以及内燃机的控制装置。
背景技术
作为搭载于车辆的以往的内燃机的控制装置，例如在专利文献1中记载有通过对被供给到了处于膨胀行程的气缸中的燃料进行点火而能够使内燃机起动的内燃机的起动装置。该内燃机的起动装置预测在起动机不工作的情况下向处于膨胀行程的气缸进行了点火时的曲轴的工作状态，并基于预测到的曲轴的工作状态来判定是否使起动机工作。在内燃机的起动装置判断为例如膨胀行程气缸的后续气缸的活塞仅通过初爆不会超过压缩上止点的情况下，在通过该初爆使曲轴工作后，使启动马达工作。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-316455号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，上述那样的记载于专利文献1的内燃机的起动装置通过上述结构在最佳正时使起动机工作、使得对被供给到了处于膨胀行程的气缸中的燃料进行点火时的起动性提高，但例如在内燃机的更可靠的起动方面存在进一步改善的余地。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种能够提高起动性的内燃机以及内燃机的控制装置。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，本发明的内燃机的特征在于，具有：燃烧室，空气和燃料的混合气能够在所述燃烧室内燃烧；缸内直喷式的燃料喷射装置，所述燃料喷射装置能够向所述燃烧室喷射所述燃料；点火装置，所述点火装置能够对所述燃烧室内的所述混合气进行点火；输出轴，所述输出轴能够伴随着在所述燃烧室内的所述混合气的燃烧而旋转；以及控制装置，所述控制装置控制所述燃料喷射装置和所述点火装置，当在所述输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次执行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，所述控制装置通过调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变。
作为参考例，在上述内燃机中，所述控制装置存在如下情况：在所述点火起动时在使多次的所述燃料的喷射的间隔以及多次的所述点火的间隔分别恒定之后相互产生相位差。
作为参考例，在上述内燃机中，所述控制装置存在如下情况：在所述点火起动时使多次的所述燃料的喷射的间隔为多次的所述点火的间隔的整数倍与该点火的间隔除以所述燃料的喷射的喷射次数后的值相加而得到的间隔。
作为参考例，在上述内燃机中，所述控制装置存在如下情况：在所述点火起动时使多次的所述点火的间隔为多次的所述燃料的喷射的间隔与该燃料的喷射的喷射次数相乘后的值除以该燃料的喷射的喷射次数与1相加后的值而得到的间隔。
另外，在上述内燃机中，所述控制装置可以在所述点火起动时控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制。
另外，在上述内燃机中，所述控制装置可以使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对增长。
另外，在上述内燃机中，所述控制装置可以使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对缩短。
作为参考例，在上述内燃机中，所述控制装置存在如下情况：在所述点火起动时控制所述燃料喷射装置并能够执行使多次的所述燃料的喷射的间隔可变的控制。
另外，在上述内燃机中，所述燃料喷射装置可以根据自所述控制装置传送的燃料喷射信号进行所述燃料的喷射，所述点火装置可以根据自所述控制装置传送的点火信号进行所述点火，所述控制装置可以使所述燃料喷射信号和所述点火信号的间隔错开来执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制。
为了实现上述目的，本发明的内燃机的控制装置的特征在于，所述控制装置控制空气和燃料的混合气能够在燃烧室内燃烧的缸内直喷式的内燃机的燃料喷射装置和点火装置，当在所述内燃机的输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次进行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，所述控制装置通过调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变，在所述点火起动时，所述控制装置控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制，所述控制装置使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对增长。
为了实现上述目的，本发明的内燃机的控制装置的特征在于，所述控制装置控制空气和燃料的混合气能够在燃烧室内燃烧的缸内直喷式的内燃机的燃料喷射装置和点火装置，当在所述内燃机的输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次进行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，所述控制装置通过调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变，在所述点火起动时，所述控制装置控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制，所述控制装置使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对缩短。
发明的效果
本发明的内燃机、内燃机的控制装置起到能够提高起动性这样的效果。
附图说明
图1是实施方式1的发动机的包括燃烧室在内的局部剖视图。
图2是应用实施方式1的发动机的车辆控制***的概略结构图。
图3是表示实施方式1的发动机的火花塞的一例的示意图。
图4是表示实施方式1的发动机的点火间隔、喷射间隔的一例的时序图。
图5是表示由实施方式1的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。
图6是表示变形例的发动机的火花塞的一例的示意图。
图7是表示变形例的发动机的火花塞的一例的示意图。
图8是表示变形例的发动机的火花塞的电流波形的一例的线图。
图9是表示实施方式2的发动机的点火间隔、喷射间隔的一例的时序图。
图10是表示由实施方式2的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。
图11是表示实施方式3的发动机的点火间隔的一例的时序图。
图12是对燃料喷雾的特性进行说明的示意图。
图13是表示由实施方式3的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。
图14是表示实施方式4的发动机的喷射间隔的一例的时序图。
图15是表示由实施方式4的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。另外，并非由该实施方式来限定本发明。而且，下述实施方式中的结构要素包括本领域技术人员能够替换且容易替换的结构要素或者实质上相同的结构要素。
[实施方式1]
图1是实施方式1的发动机的包括燃烧室在内的局部剖视图，图2是应用实施方式1的发动机的车辆控制***的概略结构图，图3是表示实施方式1的发动机的火花塞的一例的示意图，图4是表示实施方式1的发动机的点火间隔、喷射间隔的一例的时序图，图5是表示由实施方式1的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图，图6、图7是表示变形例的发动机的火花塞的一例的示意图，图8是表示变形例的发动机的火花塞的电流波形的一例的线图。
如图1、图2所示，作为本实施方式的内燃机的发动机1，被应用为车辆2的行驶用驱动源。发动机1具有：燃烧室3、作为缸内直喷式的燃料喷射装置的燃料喷射阀4、作为点火装置的火花塞5、作为输出轴的曲轴6、以及作为控制装置的ECU7。空气和燃料的混合气能够在燃烧室3内燃烧。燃料喷射阀4能够向燃烧室3喷射燃料。火花塞5能够对燃烧室3内的混合气进行点火。曲轴6能够伴随着燃烧室3内的混合气的燃烧而旋转。ECU7对发动机1的各部分进行控制。该发动机1是缸内直喷式的多缸内燃机。发动机1既可以是直列型多缸发动机，也可以是V型多缸发动机。
更详细地说，发动机1是通过使燃料在燃烧室3内燃烧而将燃料的能量转换为机械功并作为动力将其输出的热机。发动机1伴随着燃料的燃烧使曲轴6产生机械动力(发动机转矩)，并能够将该机械动力自曲轴6输出。发动机1是在活塞10两次往复期间进行由进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程构成的一连串的4个行程的所谓4冲程发动机，该活塞能够往复运动地设置于在缸体8中形成的缸膛9内。
发动机1由燃料喷射阀(喷射器)4将燃料喷雾4a直接喷射到燃烧室3内。燃料喷射阀4经由压送管等被供给由电动供给泵加压至供给压力进而由高压泵加压到高压后的燃料，将该高压的燃料喷射到燃烧室3内。该燃料喷射阀4位于各气缸的进气口11侧并在上下方向上倾斜规定角度而配置。火花塞5以位于燃烧室3的上方的方式安装于缸盖12。燃料喷射阀4、火花塞5与ECU7电连接，由该ECU7控制动作。燃料喷射阀4根据自ECU7传送的燃料喷射信号(以下有时称为“喷射信号”)进行燃料的喷射。火花塞5根据自ECU7传送的点火信号进行点火。
典型的是，在发动机1中，活塞10在缸膛9内自进气行程上止点下降，由此，伴随着进气门13的打开，空气经由进气管、稳压箱(surge tank)、进气歧管、进气口11等被吸入到燃烧室3内(进气行程)。接着，在发动机1中，活塞10经过进气行程下止点在缸膛9内上升，从而压缩空气(压缩行程)。此时，发动机1在进气行程或压缩行程中自燃料喷射阀4向燃烧室3内喷射燃料，该燃料和空气混合而形成混合气。接着，在发动机1中，在活塞10靠近压缩行程上止点附近时，由火花塞5对混合气进行点火，该混合气着火而燃烧，利用其燃烧压力使活塞10下降(膨胀行程)。活塞10经过膨胀行程下止点向进气行程上止点再次上升，由此，伴随着排气门14的打开，燃烧后的混合气经由排气口15作为废气被排出(排气行程)。
该活塞10在缸膛9内的往复运动经由连杆16等传递到曲轴6，在此被转换为旋转运动并作为输出而被导出。而且，曲轴6与配重一同借助惯性力而进一步旋转，由此，伴随着该曲轴6的旋转，活塞10在缸膛9内往复。该曲轴6旋转两圈，由此，活塞10在缸膛9内两次往复，在此期间进行由进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程构成的一连串的4个行程，在燃烧室3内进行一次爆发。
在此，作为一例，如图2所示，说明发动机1被应用于所谓1电机并联混合动力形式的车辆控制***17的情况。车辆控制***17具有一个发动机1和一个电动发电机18，还具有自如地将发动机1和电动发电机18连接或切断的离合器19。另外，发动机1并不限于被应用于以下说明的混合动力形式的车辆控制***17，也可以被应用于作为行驶用驱动源具有发动机1而不具有电动发电机18的***。
具体而言，本实施方式的车辆控制***17是搭载于车辆2并用于控制该车辆2的***。车辆2是作为用于使车辆2行驶的行驶用动力源(动力机)而搭载有作为内燃机的发动机1和作为旋转电机的电动发电机18的所谓“混合动力车辆”。更详细地说，车辆2是具有一个电动发电机18和作为自动变速器的变速器20的所谓1MG+AT型的“并联混合动力车辆”。
车辆控制***17具有：驱动车辆2的驱动轮21的驱动装置22、检测车辆2的状态的状态检测装置23、以及作为对包括驱动装置22在内的车辆2的各部分进行控制的控制装置的ECU7。另外，在此，作为由ECU7兼用作发动机1的控制装置和车辆控制***17的控制装置的结构进行说明，但也可以是分别单独地构成且相互进行检测信号、驱动信号、控制指令等信息的交接的结构。
驱动装置22在车辆2中构成并联混合动力形式的传动***，具有一个发动机1和一个电动发电机18，由上述一个发动机1和一个电动发电机18对驱动轮21进行驱动以使其旋转。驱动装置22如上所述具有：发动机1、电动发电机18、离合器19、以及变速器20。驱动装置22还具有：减振机构24、变矩器25、传动轴26、差动齿轮27、以及驱动轴28。另外，变矩器25包括锁止机构29和流体传递机构30而构成。变速器20包括离合器31和变速器本体32而构成。
该驱动装置22的各结构要素在向驱动轮21传递动力的传递路径上，按照发动机1、减振机构24、离合器19、电动发电机18、变矩器25的锁止机构29、流体传递机构30、变速器20的离合器31、变速器本体32、传动轴26、差动齿轮27、驱动轴28的顺序相互能够传递动力地配置。在该情况下，驱动装置22经由减振机构24、离合器19，连结发动机1的输出轴(内燃机输出轴)即曲轴6和电动发电机18的输出轴(电动机输出轴)即转子轴33。并且，驱动装置22经由变矩器25、变速器20、传动轴26、差动齿轮27、驱动轴28等，连结转子轴33和驱动轮21。
电动发电机18经由变换器等与作为蓄电装置的蓄电池34连接。离合器19能够经由减振机构24连结发动机1的曲轴6和电动发电机18的转子轴33。变矩器25是液力联轴器的一种，与电动发电机18的转子轴33连结。变矩器25具有将来自发动机1或电动发电机18的动力经由锁止离合器35传递到输出轴(流体传递装置输出轴)37的锁止机构29、以及经由工作油(工作流体)传递到输出轴37的流体传递机构30。变速器20将来自变矩器25的动力经由离合器31传递到变速器本体32，由变速器本体32变速后输出到驱动轮21侧。变速器本体32例如是有级自动变速器(AT)、无级自动变速器(CVT)、多模式手动变速器(MMT)、连续手动变速器(SMT)、双离合变速器(DCT)等所谓自动变速器。在此，变速器本体32例如应用有级自动变速器。
如上所述构成的驱动装置22可以将发动机1产生的动力自曲轴6经由减振机构24、离合器19、转子轴33、变矩器25、变速器20、传动轴26、差动齿轮27、驱动轴28传递到驱动轮21。另外，驱动装置22可以将电动发电机18产生的动力自转子轴33不经由离合器19而经由变矩器25、变速器20、传动轴26、差动齿轮27、驱动轴28传递到驱动轮21。其结果是，在驱动轮21和路面的接地面产生驱动力，由此，车辆2可以行驶。
状态检测装置23是检测车辆2的状态的检测装置，用于检测表示车辆2的状态的各种状态量、物理量、开关类的工作状态等。状态检测装置23与ECU7电连接，可以相互进行检测信号、驱动信号、控制指令等信息的交接。状态检测装置23例如包括：油门开度传感器39、制动传感器40、车速传感器41、曲轴转角传感器42(也参照图1)、缸内压传感器43(也参照图1)、充电状态检测器44等。油门开度传感器39对与由驾驶员进行操作的车辆2的加速踏板的操作量(加速操作量、加速要求操作量)相当的油门开度进行检测。制动传感器40对与由驾驶员进行操作的车辆2的制动器踏板的操作量(制动器操作量、制动要求操作量)相当的主缸压力或制动器踩踏力等进行检测。车速传感器41检测车辆2的行驶速度即车速。曲轴转角传感器42检测曲轴6的旋转角度即曲轴转角。ECU7可以基于该曲轴转角来判别发动机1的各气缸中的进气行程、压缩行程、膨胀行程、排气行程，并且，计算曲轴6的转速(旋转速度)即发动机转速。缸内压传感器43检测燃烧室3内的压力即缸内压。充电状态检测器44检测与蓄电池34的蓄电量(充电量)、蓄电池电压等相应的蓄电状态SOC。
ECU7是用于统括地进行车辆控制***17整体的控制并协调地控制发动机1、电动发电机18等的控制单元。ECU7是以包括CPU、ROM、RAM以及接口在内的众所周知的微型计算机为主体的电路。ECU7与状态检测装置23电连接，而且，与发动机1的燃料喷射阀4、火花塞5、节气门装置(未图示)、电动发电机18的变换器、蓄电池34等电连接。并且，ECU7经由液压控制装置45与离合器19、离合器31、变速器本体32以及锁止离合器35等连接，经由该液压控制装置45控制这些部件的动作。ECU7被输入与状态检测装置23检测到的检测结果对应的电信号，并根据被输入的检测结果向发动机1、电动发电机18的变换器、液压控制装置45等驱动装置22的各部分输出驱动信号来控制各部分的驱动。
ECU7例如基于油门开度、车速等控制发动机1的节气门装置来调节进气通路的节气门开度以调节吸入空气量，并对应于其变化来控制燃料喷射量，从而调节被填充到燃烧室3内的混合气的量来控制发动机1的输出。另外，ECU7例如基于油门开度、车速等控制液压控制装置45，从而控制变速器本体32的变速动作、离合器19、锁止离合器35、离合器31等的卡合、释放、滑动动作等。
而且，被应用于该车辆控制***17的发动机1不论是在车辆2的停车中还是在行驶中都能够切换工作状态和非工作状态。在此，发动机1的工作状态(使发动机1工作的状态)指的是产生作用于驱动轮21的动力的状态，是将在燃烧室3内燃烧燃料而产生的热能以转矩等机械能的形式输出的状态。即，发动机1在工作状态下，在燃烧室3内使燃料燃烧而产生作用于车辆2的驱动轮21的动力。另一方面，发动机1的非工作状态即使发动机1的工作停止的状态指的是动力的产生停止了的状态，是切断向燃烧室3供给燃料(燃料切断)、不在燃烧室3内使燃料燃烧而不输出转矩等机械能的状态。
在如上所述构成的车辆控制***17中，ECU7控制驱动装置22并一并使用或选择使用发动机1和电动发电机18，从而可以使车辆2以各种各样的行驶模式行驶。
ECU7例如使离合器19为卡合状态(离合器结合)且使发动机1工作，从而仅仅使自作为行驶用动力源的发动机1和电动发电机18中的发动机1输出的动力(发动机转矩)传递到驱动轮21。此时，离合器31成为卡合状态(离合器结合)。由此，车辆控制***17可以实现“发动机行驶”模式。因此，车辆2可以仅使用行驶用动力源中的发动机1进行行驶。
另外，ECU7例如在如上所述使离合器19为卡合状态(离合器结合)且使发动机1工作的状态下，根据要求驱动力、蓄电池34的蓄电状态SOC使电动发电机18进行动力运转，从而使自发动机1输出的动力和自电动发电机18输出的动力(电机转矩)合成而传递到驱动轮21。此时，离合器31成为卡合状态(离合器结合)。由此，车辆控制***17可以实现“HV行驶”模式。因此，车辆2可以一并使用发动机1和电动发电机18进行行驶。
并且，ECU7例如在使离合器19为释放状态(离合器断开)且使发动机1停止而使其为非工作状态之后，使电动发电机18进行动力运转，从而仅仅使自作为行驶用动力源的发动机1和电动发电机18中的电动发电机18输出的动力传递到驱动轮21。此时，离合器31成为卡合状态(离合器结合)。另外，由于发动机1处于非工作状态且离合器19处于释放状态，因此，曲轴6的旋转也停止。由此，车辆控制***17可以实现“EV行驶”模式。因此，车辆2可以仅使用行驶用动力源中的电动发电机18进行行驶。此时，车辆2基本上成为曲轴6和转子轴33通过离合器19以机械方式断开的状态，并成为发动机1的旋转阻力不作用的状态。
另外，ECU7例如在车辆2的减速行驶时，控制电动发电机18，借助自驱动轮21传递到转子轴33的动力使电动发电机18通过再生而发电，将伴随于此而产生于转子轴33的机械动力(负的电机转矩)传递到驱动轮21。此时，离合器31成为卡合状态(离合器结合)、离合器19成为释放状态(离合器断开)、发动机1停止而成为非工作状态。由此，车辆控制***17可以实现“再生行驶”模式。因此，车辆2可以由电动发电机18进行再生制动而减速行驶。
而且，例如在自发动机1处于非工作状态且曲轴6的旋转停止的状态起动发动机1的情况下，ECU7可以使用各种起动模式起动发动机1。在此，ECU7例如根据车辆2的状况、发动机1停止了时的状况等，能够分别使用作为第一起动控制的MG起动控制和作为第二起动控制的点火起动控制。
ECU7在执行MG起动控制的情况下，将电动发电机18用作发动机1的启动马达以使发动机1起动。在该情况下，ECU7如下所述执行MG起动控制。即，ECU7控制发动机1、电动发电机18以及离合器19，首先，使离合器19为滑动状态并利用来自电动发电机18侧的动力使发动机1的曲轴6旋转(曲轴旋转)。即，ECU7使离合器19为滑动状态并将电动发电机18输出的一部分动力用作曲轴6的曲轴旋转转矩(起动转矩)以使曲轴6旋转。接着，在使曲轴6旋转之后，若转速超过规定转速，则ECU7自燃料喷射阀4向燃烧室3内喷射燃料并由火花塞5点火来起动发动机1(MG起动)。此后，在发动机转速成为能够自行运转的转速、发动机1完全起动并使得发动机转速和电机转速大致同步了时，ECU7使离合器19为完全卡合了的卡合状态。
另外，由于发动机1是缸内直喷式的内燃机，因此，ECU7即便如下所述执行点火起动控制，也可以使发动机1起动。即，ECU7控制发动机1，在曲轴6的旋转停止的状态下自燃料喷射阀4向燃烧室3内喷射燃料并由火花塞5点火，从而使曲轴6旋转起动来起动发动机1。在该情况下，ECU7首先控制发动机1的燃料喷射阀4和火花塞5，在曲轴6的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的气缸的燃烧室3内喷射燃料并进行点火，从而利用燃料的燃烧能量开始曲轴6的旋转。在利用燃烧(初爆)的燃烧能量使曲轴6开始旋转的状态下，ECU7控制电动发电机18以及离合器19，根据需要使离合器19的传递转矩增大，利用经过了离合器19的来自电动发电机18侧的一部分动力辅助曲轴6的旋转来起动发动机1(点火起动)。接着，在发动机转速成为能够自行运转的转速、发动机1完全起动并使得发动机转速和电机转速大致同步了时，ECU7使离合器19为完全卡合了的卡合状态。这样，该发动机1借助点火起动而利用燃料的燃烧能量进行旋转起动，从而可以使发动机起动时的发动机起动转矩减小，可以抑制起动时所需的MG转矩、消耗电力并提高燃料消耗性能，而且，也可以提高起动响应性。
另外，缸内直喷式的发动机1在如上所述进行点火起动的情况下，初爆的点火性很重要。尤其是，膨胀行程气缸中的点火成为活塞10停止且燃烧室3内的空气大致不流动的状态下的点火。因此，对于发动机1在膨胀行程气缸中的点火起动而言，自燃料喷射阀4喷射的燃料在燃烧室3内分布不均，恐怕会成为在点火时火花塞5周围的混合气少的状态，由此，恐怕会导致点火性降低。
于是，本实施方式的发动机1在点火起动时，ECU7控制燃料喷射阀4、火花塞5并分别多次执行燃料的喷射以及点火来提高着火概率。并且，发动机1通过由ECU7执行使上述多次的燃料喷射正时(以下有时称为“喷射正时”)和点火正时的间隔(以下有时称为“喷射点火间隔”)可变的间隔可变控制，实现更可靠的点火并谋求提高起动性。
在此，对于喷射点火间隔而言，典型的是与燃料的喷射开始时期(喷射开始正时)和点火开始时期(点火开始正时)的间隔相当(参照图4)。
具体而言，在点火起动时，ECU7控制燃料喷射阀4并能够分多次向燃烧室3内分期喷射燃料。典型的是，ECU7根据在膨胀行程中停止的气缸的活塞10的位置等设定喷射次数。例如，在活塞10在膨胀行程中停在靠近下止点的位置的情况下，由于燃烧室3的容积相对大且燃烧室3内的空气量相对多，因此，ECU7可以根据该空气量相对增加燃料喷射量。ECU7根据活塞10的位置、换言之曲轴转角传感器42检测到的曲轴转角，计算如上所述确定的、点火起动所需的燃料喷射量。接着，ECU7基于在燃料喷射阀4中能够进行稳定的燃料喷射的最小喷射时间(量)、以及如上所述计算出的燃料喷射量，设定点火起动时的燃料的喷射次数。
另一方面，ECU7可以在点火起动时控制火花塞5而对燃烧室3内的混合气多次点火来执行所谓多重点火。
ECU7在点火起动时，控制燃料喷射阀4而以规定的燃料喷射的间隔(以下有时称为“喷射间隔”)执行多次燃料喷射，并且，控制火花塞5而以规定的点火的间隔(以下有时称为“点火间隔”)执行多次点火来执行多重点火。
在此，喷射间隔与在由燃料喷射阀4执行的多次燃料喷射中、自燃料喷射开始正时起直至下次的燃料喷射开始正时为止的期间相当(参照图4)。另外，点火间隔与在由火花塞5执行的多次点火中、自点火开始正时(换言之，放电开始正时)起直至下次的点火开始正时为止的期间相当(参照图4)。
而且，本实施方式的ECU7执行使多次的喷射正时和点火正时的间隔、即喷射点火间隔可变的间隔可变控制。典型的是，ECU7使向燃料喷射阀4传送的喷射信号和向火花塞5传送的点火信号的间隔(各自的ON正时的间隔)错开来执行使喷射点火间隔可变的间隔可变控制。进一步说，ECU7通过调节多次喷射间隔和多次点火间隔的相关关系而使喷射点火间隔可变。
本实施方式的ECU7在点火起动时在使多次的喷射间隔以及多次的点火间隔分别恒定之后相互产生相位差，从而调节喷射间隔和点火间隔的相关关系，使喷射点火间隔可变。
具体而言，在此，ECU7在点火起动时根据点火间隔设定喷射间隔，从而在使喷射间隔、点火间隔分别恒定之后相互产生相位差。在此，ECU7将点火间隔设定为预先设定的规定的间隔。
在此，例如如图3中示出的一例所示，火花塞5向点火一次线圈(以下有时称为“一次线圈”)5a通电，将电能充到(充电到)该一次线圈5a中，此后，停止向一次线圈5a通电，由此，在该一次线圈5a中产生反电动势电流(counter electromotive current)。接着，火花塞5被在一次线圈5a中产生的反电动势电流感应，使得电流流到二次线圈5b而生成高压电压。由此，火花塞5产生放电而对混合气点火。
因此，由火花塞5进行点火的点火间隔根据上述充电时间和上述放电时间来确定。充电时间与向一次线圈5a充电的电能的大小成比例，放电时间与火花塞5中的火花放电时间成比例。而且，由火花塞5进行点火的强度(以下有时称为“点火强度”)成为与充电时间、换言之向一次线圈5a充电的电能相应的强度。即，火花塞5存在如下趋势：充电时间越短，可以使点火间隔越短，而点火强度越减弱。反之，火花塞5存在如下趋势：充电时间越长，可以使点火强度越强，而点火间隔越增长。
在此，点火间隔例如考虑能够进行适当的点火的最小限度的充电时间、放电时间等并根据实车评价等预先被设定，并被存储在ECU7的存储部中。在该情况下，点火间隔优选被设定为比从燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a通过火花塞5的点火位置的期间短。从燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a通过火花塞5附近的期间例如可以根据燃料喷射阀4与火花塞5之间的位置关系、实车评价等求出。由此，发动机1可以在燃料(混合气)被喷射后通过火花塞5的点火位置附近的期间进行多次点火，可以提高在可燃状态中能够使燃料(混合气)着火的概率(着火概率)，可以抑制点火起动时的失火并提高起动性。
而且，ECU7在点火起动时使多次的喷射间隔为预先设定的点火间隔的整数倍与点火间隔除以燃料喷射的喷射次数后的值相加而得到的间隔。即，ECU7例如使用下述式(1)计算喷射间隔。在式(1)中，“N”表示整数。
喷射间隔＝点火间隔×N+点火间隔/喷射次数 (1)
图4是表示如上所述被设定的点火间隔、喷射间隔的一例的时序图。图4中的横轴为时间轴、纵轴为点火信号的ON/OFF(有/无)、喷射信号的ON/OFF。图4所示的喷射信号的上段示出二次喷射的情况、下段示出三次喷射的情况。燃料喷射阀4在喷射信号OFF时暂停燃料的喷射，在喷射信号ON时将燃料喷射到燃烧室3内。火花塞5在点火信号OFF时充电、在点火信号ON时放电(点火)。在以下的例子中，说明在式(1)中应用了“N＝1”的情况。
在该图4所示的例子中，使用式(1)计算喷射间隔，由此，在二次喷射时，上述喷射间隔被设定为点火间隔的1.5倍左右，在三次喷射时，上述喷射间隔被设定为点火间隔的1.33倍左右。
ECU7通过如上所述设定点火间隔、喷射间隔，在点火起动时使点火间隔相比喷射间隔缩短之后，可以使喷射点火间隔逐渐变化。即，ECU7能够以比燃料的喷射周期短的周期执行多重点火，并且，在该次的点火起动中，可以在使喷射间隔、点火间隔恒定而不分别随着时间的经过而变化之后相互产生相位差。由此，ECU7在点火起动时如上所述设定点火间隔、喷射间隔，从而可以调节喷射间隔和点火间隔的相关关系并使喷射点火间隔可变，即可以在燃料喷射和点火之间设定间隔偏差。
其结果是，发动机1在点火起动时例如即便在针对喷射到了燃烧室3中的燃料在第一次点火中未能着火的情况下、换言之在点火前燃料已通过了火花塞5的点火位置附近的情况下，通过使喷射点火间隔可变，也可以提高以后的点火中的着火概率。即，发动机1通过在该次的点火起动中使喷射点火间隔逐渐变化，可以提高在后续的燃料喷射、点火时在燃料通过火花塞5的点火位置附近的期间能够着火的概率(着火概率)。
在图4所示的例子中，发动机1例如在二次喷射时，即便在第一次燃料喷射、点火中未能着火，通过以后的动作使喷射正时与点火正时之间的间隔偏离[点火间隔/2]左右，从而也可以提高在燃料喷雾4a与火花塞5接近的可能性高的第二次点火时使燃料能够着火的概率。同样地，发动机1例如在三次喷射时，即便在第一次燃料喷射、点火中未能着火，通过以后的动作使喷射正时与点火正时之间的间隔偏离[点火间隔/3]左右，从而也可以提高在燃料喷雾4a与火花塞5接近的可能性高的第三次点火时使燃料能够着火的概率。
因此，发动机1可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而能够可靠地进行点火起动而提高起动性。由此，发动机1可以使通过点火起动能够起动的频度增加，可以抑制MG起动的频度，因此，可以抑制电力消耗并提高燃料消耗性能。
另外，发动机1通过在点火起动时调节喷射间隔和点火间隔的相关关系并使喷射点火间隔可变来提高着火概率，因此，与胡乱地执行多点火、多喷射的情况相比，可以抑制不必要的多点火、多喷射。在这方面，发动机1也可以抑制点火起动时的电力消耗、燃料消耗。
另外，本实施方式的ECU7在点火起动时的初期仅通过根据点火间隔设定喷射间隔就能够使喷射点火间隔可变，因此，可以相对地抑制运算量并可以使控制内容简化。
而且，例如在曲轴转角传感器42检测到曲轴转角的变化、即曲轴6的旋转的情况下或缸内压传感器43检测到缸内压的增加的情况下，ECU7判定为点火成功了，并结束由燃料喷射阀4进行的多次燃料喷射、由火花塞5进行的多次点火。由此，发动机1可以抑制不必要的燃料喷射、点火，从而可以抑制点火起动时的燃料消耗、电力消耗。另外，ECU7通过使用基于缸内压传感器43检测出的缸内压的着火判定，与由曲轴转角传感器42等检测曲轴6的旋转来进行着火判定的情况相比，可以更早地确认着火。另外，ECU7通过一并使用基于缸内压传感器43检测出的缸内压的着火判定以及基于曲轴转角传感器42检测出的曲轴转角的着火判定，从而可以更可靠地确认点火起动时的着火。
接着，参照图5的流程图说明由发动机1中的ECU7进行控制的一例。另外，这些控制程序以每隔数ms至数十ms的控制周期反复被执行(以下也一样)。
首先，ECU7基于由状态检测装置23得到的检测结果、各部分的工作状态，判定是否执行点火起动(ST1)。ECU7在判定为不执行点火起动的情况下(ST1：否)，结束本次的控制周期并转移到下次的控制周期。
ECU7在判定为执行点火起动的情况下(ST1：是)，设定点火起动时的点火间隔(ST2)。ECU7例如将根据能够进行适当的点火的最小限度的充电时间、放电时间、从燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a通过火花塞5的点火位置附近的期间等而预先设定的间隔设定为点火间隔。
接着，ECU7设定点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数(ST3)。ECU7例如基于由曲轴转角传感器42检测到的、发动机1停止了的状态下的曲轴转角，设定点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数。
接着，ECU7根据在ST2中已设定的点火间隔，设定点火起动时的燃料的喷射间隔(ST4)。ECU7例如基于在ST2中已设定的点火间隔、在ST3中已设定的燃料的喷射次数，使用上述式(1)来设定喷射间隔。
接着，ECU7基于在ST2中已设定的点火间隔、在ST3中已设定的燃料的喷射量、喷射次数、在ST4中已设定的喷射间隔，执行点火起动(ST5)。
接着，ECU7判定是否已着火(ST6)。ECU7例如基于曲轴转角传感器42检测出的曲轴转角、缸内压传感器43检测出的缸内压等，判定是否已着火。ECU7在判定为未着火的情况下(ST6：否)，回到ST5继续进行点火起动。
ECU7在判定为已着火的情况下(ST6：是)，结束由燃料喷射阀4进行的燃料喷射、由火花塞5进行的点火而结束点火起动(ST7)，结束本次的控制周期并转移到下次的控制周期。
根据以上说明的实施方式的发动机1，具有燃烧室3、缸内直喷式的燃料喷射阀4、火花塞5、曲轴6、以及ECU7。空气和燃料的混合气能够在燃烧室3内燃烧。燃料喷射阀4能够向燃烧室3内喷射燃料。火花塞5能够对燃烧室3内的混合气进行点火。曲轴6能够伴随着在燃烧室3内的混合气的燃烧而旋转。ECU7控制燃料喷射阀4和火花塞5，当在曲轴6的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的燃烧室3喷射燃料并点火而使曲轴6旋转起动的点火起动时，分别多次执行燃料的喷射以及点火并且执行使燃料的喷射正时和点火正时的间隔可变的控制。ECU7通过调节多次燃料喷射的间隔与多次点火的间隔之间的相关关系，使燃料的喷射正时和点火正时的间隔可变。
因此，发动机1、ECU7通过在点火起动时使喷射正时和点火正时的间隔可变，可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而可以提高起动性。
另外，以上说明的火花塞5例如通过采用图6、图7所示那样的结构，可以缩短充电时间，并进一步缩短点火间隔。
图6所示的火花塞5具有低电阻侧一次线圈5c和相比该低电阻侧一次线圈5c为高电阻的高电阻侧一次线圈5d这两种线圈作为一次线圈5a。而且，在除点火起动时以外的时候，ECU7对高电阻侧一次线圈5d通电而将电能充到该高电阻侧一次线圈5d中。另一方面，在点火起动时，ECU7对低电阻侧一次线圈5c通电而将电能充到该低电阻侧一次线圈5c中。由此，如图8中例示的那样，在对低电阻侧一次线圈5c通电的情况下、即点火起动的情况下，与对高电阻侧一次线圈5d通电的情况相比，ECU7可以使在充电时流到一次线圈5a(低电阻侧一次线圈5c)的电流增加。由此，在火花塞5中，在更短时间向一次线圈5a充电所需的电能，因此，可以使点火间隔相对于喷射间隔相对缩短。其结果是，发动机1可以使点火起动时的点火间隔相对于喷射间隔相对缩短，因此，可以进一步提高着火概率，从而进一步提高起动性。而且，在除点火起动时以外的时候，ECU7对高电阻侧一次线圈5d通电，从而可以在点火起动时以外的情况下抑制一次线圈5a中的发热，可以抑制耐久性的降低、劣化。
另外，图7所示的火花塞5具有通常(正常)蓄电池电源(以下有时称为“+B电源”)5e和能够施加比该+B电源5e高的高电压的高压电源5f这两种电源作为通电电源。而且，在除点火起动时以外的时候，ECU7通过+B电源5e对一次线圈5a施加电压(蓄电池电压)、进行通电而将电能充到该一次线圈5a中。另一方面，在点火起动时的时候，ECU7通过高压电源5f对一次线圈5a施加电压(比蓄电池电压高的高电压)、进行通电而将电能充电于该一次线圈5a。由此，如图8中例示的那样，在通过高压电源5f充电的情况下、即点火起动的情况下，与通过+B电源5e充电的情况相比，ECU7可以使在充电时流到一次线圈5a的电流增加。由此，在火花塞5中，在更短时间向一次线圈5a充电所需的电能，因此，可以使点火间隔相对于喷射间隔相对缩短。其结果是，发动机1可以使点火起动时的点火间隔相对于喷射间隔相对缩短，因此，可以进一步提高着火概率，从而可以进一步提高起动性。而且，ECU7在除点火起动时以外的时候通过+B电源5e充电，从而可以在除点火起动时以外的时候抑制一次线圈5a中的发热，可以抑制耐久性的降低、劣化。
[实施方式2]
图9是表示实施方式2的发动机的点火间隔、喷射间隔的一例的时序图、图10是表示由实施方式2的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。对于实施方式2的内燃机、内燃机的控制装置而言，控制内容与实施方式1不同。此外，关于与上述实施方式通用的结构、作用、效果，尽可能省略重复的说明。另外，关于实施方式2的内燃机、内燃机的控制装置的各结构的详细情况，适当参照图1、图2(在以下的实施方式中也一样)。
作为本实施方式的内燃机的发动机201(参照图1、图2)具有作为控制装置的ECU207(参照图1、图2)。本实施方式的ECU207在点火起动时使多次的喷射间隔以及多次的点火间隔分别恒定之后相互产生相位差，从而调节喷射间隔与点火间隔的相关关系，使喷射点火间隔可变。
具体而言，在此，ECU207在点火起动时根据喷射间隔设定点火间隔，从而在使喷射间隔、点火间隔分别恒定之后相互产生相位差。
在此，ECU207根据点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数来设定喷射间隔。如上所述，ECU207例如基于由曲轴转角传感器42检测到的、发动机1停止了的状态下的曲轴转角，设定点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数。接着，ECU207基于已设定的燃料的喷射量、喷射次数、能够进行适当的燃料喷射的最小限度的暂停时间、能够进行稳定的燃料喷射的最小喷射时间等，设定喷射间隔。能够进行适当的燃料喷射的最小限度的暂停时间，例如根据可以确保能够向燃烧室3适当地喷射燃料的燃料压力的时间等来确定。
而且，ECU207在点火起动时使多次的点火间隔为如上所述已设定的喷射间隔与该燃料的喷射的喷射次数相乘后的值除以该燃料的喷射的喷射次数与1相加后的值而得到的间隔。即，ECU207例如使用下述式(2)计算点火间隔。
点火间隔＝(喷射间隔×喷射次数)/(喷射次数+1) (2)
图9是表示如上所述被设定的点火间隔、喷射间隔的一例的时序图。图9所示的点火信号、喷射信号的上段示出二次喷射的情况、下段示出三次喷射的情况。
在该图9所示的例子中，使用式(2)计算点火间隔，由此，在二次喷射时，上述点火间隔被设定为喷射间隔的0.75倍左右，在三次喷射时，上述点火间隔被设定为喷射间隔的0.66倍左右。
ECU207通过如上所述设定点火间隔、喷射间隔，可以在点火起动时使点火间隔相比喷射间隔缩短之后使喷射点火间隔逐渐变化。其结果是，如图9所示，发动机201在点火起动时，例如即便在针对喷射到了燃烧室3中的燃料在第一次点火中未能着火的情况下、换言之在点火前燃料已通过了火花塞5的点火位置附近的情况下，通过使喷射点火间隔可变，也可以提高以后的点火中的着火概率。即，发动机201通过在该次的点火起动中使喷射点火间隔逐渐变化，可以提高在后续的燃料喷射、点火时在燃料通过火花塞5的点火位置附近期间能够着火的概率(着火概率)。因此，发动机201可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而能够可靠地进行点火起动而提高起动性。另外，本实施方式的ECU207在点火起动时的初期仅通过根据喷射间隔设定点火间隔就能够使喷射点火间隔可变，因此，可以相对地抑制运算量并可以使控制内容简化。
接着，参照图10的流程图说明由发动机201中的ECU207进行控制的一例。在此，关于与图5的说明重复的说明，也尽可能省略(以下也一样)。
ECU207在判定为执行点火起动的情况下(ST1：是)，设定点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数(ST202)。
接着，ECU207基于在ST202中已设定的燃料的喷射量、喷射次数、能够进行适当的燃料喷射的最小限度的暂停时间、能够进行稳定的燃料喷射的最小喷射时间等，设定喷射间隔(ST203)。
接着，ECU207根据在ST203中已设定的喷射间隔，设定点火起动时的点火间隔(ST204)。ECU207例如基于在ST202中已设定的喷射次数、在ST203中已设定的喷射间隔，使用上述式(2)设定点火间隔。
接下来，ECU207基于在ST202中已设定的燃料的喷射量、喷射次数、在ST203中已设定的喷射间隔、在ST204中已设定的点火间隔，执行点火起动(ST5)。
以上说明的实施方式的发动机201、ECU207通过在点火起动时使喷射正时和点火正时的间隔可变，可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而可以提高起动性。
[实施方式3]
图11是表示实施方式3的发动机的点火间隔的一例的时序图、图12是对燃料喷雾的特性进行说明的示意图、图13是表示由实施方式3的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。对于实施方式3的内燃机、内燃机的控制装置而言，控制内容与实施方式1、2不同。
作为本实施方式的内燃机的发动机301(参照图1、图2)具有作为控制装置的ECU307(参照图1、图2)。本实施方式的ECU307在点火起动时控制火花塞5以进行使多次的点火间隔可变的点火间隔可变控制，从而调节喷射间隔与点火间隔的相关关系，使喷射点火间隔可变。
具体而言，在此，ECU307在点火起动时使喷射间隔恒定之后，变更点火间隔自身。即，ECU307按照该点火使多次的点火间隔可变。ECU307在点火起动时使多次的点火间隔随着时间的经过而增减。ECU307例如使多次的点火间隔随着时间的经过每次增减预先设定的恒定比例(例如10～20％)。
图11是表示如上所述被设定的点火间隔的一例的时序图。在此，作为一例，图11的上段表示ECU307使多次的点火间隔随着时间的经过而相对于前一次的点火间隔相对增长的情况，图11的下段表示ECU307使多次的点火间隔随着时间的经过而相对于前一次的点火间隔相对缩短的情况。在图11的上段，第二次点火和第三次点火之间的点火间隔P2被设定为比第一次点火和第二次点火之间的点火间隔P1长预先设定的恒定比例。另一方面，在图11的下段，第二次点火和第三次点火之间的点火间隔P2被设定为比第一次点火和第二次点火之间的点火间隔P1短预先设定的恒定比例。
ECU307如上所述在点火起动时使点火间隔可变，从而可以使喷射点火间隔逐渐变化。其结果是，发动机301在点火起动时例如即便在针对喷射到了燃烧室3中的燃料在第一次点火中未能着火的情况下、换言之在点火前燃料已通过了火花塞5的点火位置附近的情况下，通过使喷射点火间隔可变，也可以提高以后的点火中的着火概率。即，发动机301通过在该次的点火起动中使喷射点火间隔逐渐变化，可以提高在后续的燃料喷射、点火时在燃料通过火花塞5的点火位置附近的期间能够着火的概率(着火概率)。因此，发动机301可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而能够可靠地进行点火起动而提高起动性。
另外，在该情况下，如图11的上段所示，ECU307在点火起动时使多次的点火间隔随着时间的经过而相对于前一次的点火间隔相对增长，从而可以设为与从燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a的特性相匹配的点火间隔。
如图12所示，从燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a在前端部4c存在速度快且燃料浓度(空燃比(A/F))高的趋势，而在后端部4d存在速度慢且燃料浓度低的趋势。即，燃料喷雾4a存在如下趋势：在前端部4c容易着火但速度大，而在后端部4d难以着火但速度小。
ECU307在点火起动时在点火起动初期，与燃料喷射大致同时进行点火并相对缩短充电时间以使点火间隔尽可能缩短，此后，随着时间的经过使该点火间隔逐渐增长。其结果是，在速度快的燃料喷雾4a的前端部4c到达火花塞5附近时，ECU307可以使点火间隔相对缩短，从而可以不错过适当的点火正时地使燃料着火。此时，通过使充电时间相对缩短，由火花塞5进行点火的点火强度相对减弱，但由于存在燃料喷雾4a的前端部4c的燃料浓度相对高而容易着火的趋势，因此，即便点火强度弱，火花塞5也可以适当地使燃料着火。
而且，ECU307通过在点火起动时使多次的点火间隔随着时间的经过而相对于前一次的点火间隔相对增长，在速度慢的燃料喷雾4a的后端部4d到达火花塞5附近时，可以使点火间隔相对增长并使充电时间相对增长。其结果是，在燃料浓度低的燃料喷雾4a的后端部4d到达火花塞5附近时，ECU307能够以适当的点火强度可靠地使燃料着火。
其结果是，发动机301可以根据自燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a的特性(燃料浓度、速度)使喷射点火间隔可变，可以进一步提高着火概率。
接着，参照图13的流程图说明由发动机301中的ECU307进行控制的一例。
ECU307在判定为执行点火起动的情况下(ST1：是)，设定点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数(ST302)。
接着，ECU307基于在ST302中已设定的燃料的喷射量、喷射次数、能够进行适当的燃料喷射的最小限度的暂停时间、能够进行稳定的燃料喷射的最小喷射时间等，设定喷射间隔(ST303)。
接下来，ECU307基于在ST302中已设定的燃料的喷射量、喷射次数、在ST303中已设定的喷射间隔，在变更(增减)点火间隔的同时执行点火起动(ST304)。
接下来，ECU307判定是否已着火，在判定为未着火的情况下(ST6：否)，回到ST304继续进行点火起动。
以上说明的实施方式的发动机301、ECU307通过在点火起动时使喷射正时和点火正时的间隔可变，可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而可以提高起动性。
[实施方式4]
图14是表示实施方式4的发动机的喷射间隔的一例的时序图、图15是表示由实施方式4的发动机的ECU进行的间隔可变控制的一例的流程图。对于实施方式4的内燃机、内燃机的控制装置而言，控制内容与实施方式1～3不同。
作为本实施方式的内燃机的发动机401(参照图1、图2)具有作为控制装置的ECU407(参照图1、图2)。本实施方式的ECU407在点火起动时控制燃料喷射阀4以进行使多次的喷射间隔可变的喷射间隔可变控制，从而调节喷射间隔与点火间隔的相关关系，使喷射点火间隔可变。
具体而言，在此，ECU407在点火起动时使点火间隔恒定之后变更喷射间隔自身。即，ECU407按照该燃料喷射使多次的喷射间隔可变。ECU407在点火起动时使多次的喷射间隔随着时间的经过而增减。ECU407例如使多次的喷射间隔随着时间的经过每次增减预先设定的恒定比例(例如10～20％)。
图14是表示如上所述被设定的喷射间隔的一例的时序图。在此，作为一例，图14的上段表示ECU407使多次的喷射间隔随着时间的经过而相对于前一次的喷射间隔相对增长的情况，图14的下段表示ECU407使多次的喷射间隔随着时间的经过而相对于前一次的喷射间隔相对缩短的情况。在图14的上段，第二次燃料喷射和第三次燃料喷射之间的喷射间隔P4被设定为比第一次燃料喷射和第二次燃料喷射之间的喷射间隔P3长预先设定的恒定比例。另一方面，在图14的下段，第二次燃料喷射和第三次燃料喷射之间的喷射间隔P4被设定为比第一次燃料喷射和第二次燃料喷射之间的喷射间隔P3短预先设定的恒定比例。
ECU407如上所述在点火起动时使喷射间隔可变，从而可以使喷射点火间隔逐渐变化。其结果是，发动机401在点火起动时例如即便在针对喷射到了燃烧室3中的燃料在第一次点火中未能着火的情况下、换言之在点火前燃料已通过了火花塞5的点火位置附近的情况下，通过使喷射点火间隔可变，也可以提高以后的点火中的着火概率。即，发动机401通过在该次的点火起动中使喷射点火间隔逐渐变化，可以提高在后续的燃料喷射、点火时在燃料通过火花塞5的点火位置附近的期间能够着火的概率(着火概率)。因此，发动机401可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而能够可靠地进行点火起动而提高起动性。
接着，参照图15的流程图说明由发动机401中的ECU407进行控制的一例。
ECU407在设定点火起动时的燃料的喷射量、喷射次数(ST302)后，接着设定点火起动时的点火间隔(ST403)。ECU407例如将根据能够进行适当的点火的最小限度的充电时间、放电时间、从燃料喷射阀4喷射出的燃料喷雾4a通过火花塞5的点火位置附近的期间等而预先设定的间隔设定为点火间隔。
接下来，ECU407基于在ST302中已设定的燃料的喷射量、喷射次数、在ST403中已设定的点火间隔，在变更(增减)喷射间隔的同时执行点火起动(ST404)。
接下来，ECU407判定是否已着火，在判定为未着火的情况下(ST6：否)，回到ST404继续进行点火起动。
以上说明的实施方式的发动机401、ECU407通过在点火起动时使喷射正时和点火正时的间隔可变，可以提高点火起动时的着火概率、点火性能并抑制失火，从而可以提高起动性。
另外，上述本发明的实施方式的内燃机以及内燃机的控制装置并不限于上述实施方式，在权利要求保护的范围内能够进行各种变更。本实施方式的内燃机以及内燃机的控制装置也可以适当组合以上说明的各实施方式的结构要素而构成。
在上述说明中，内燃机的控制装置为控制车辆的各部分的ECU，以此进行了说明，但并不限于此，例如也可以是如下的结构：与ECU单独地构成，与该ECU相互进行检测信号、驱动信号、控制指令等信息的交接。
附图标记说明
1、201、301、401 发动机(内燃机)
2 车辆
3 燃烧室
4 燃料喷射阀(燃料喷射装置)
4a 燃料喷雾
5 火花塞(点火装置)
5a 一次线圈
5b 二次线圈
5c 低电阻侧一次线圈
5d 高电阻侧一次线圈
5e 通常(正常)蓄电池电源、+B电源
5f 高压电源
6 曲轴(输出轴)
7、207、307、407 ECU(内燃机的控制装置)
42 曲轴转角传感器
43 缸内压传感器

Claims (5)

1.一种内燃机，其特征在于，具有：
燃烧室，空气和燃料的混合气能够在所述燃烧室内燃烧；
缸内直喷式的燃料喷射装置，所述燃料喷射装置能够向所述燃烧室喷射所述燃料；
点火装置，所述点火装置能够对所述燃烧室内的所述混合气进行点火；
输出轴，所述输出轴能够伴随着在所述燃烧室内的所述混合气的燃烧而旋转；以及
控制装置，所述控制装置控制所述燃料喷射装置和所述点火装置，当在所述输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次执行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，
所述控制装置基于所述输出轴的曲轴转角来设定所述燃料喷射装置的喷射量以及喷射次数，基于所述喷射量以及喷射次数来设定喷射间隔，基于所述喷射间隔和喷射次数来设定点火间隔，调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变，在所述点火起动时，所述控制装置控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制，所述控制装置使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对增长。
2.一种内燃机，其特征在于，具有：
燃烧室，空气和燃料的混合气能够在所述燃烧室内燃烧；
缸内直喷式的燃料喷射装置，所述燃料喷射装置能够向所述燃烧室喷射所述燃料；
点火装置，所述点火装置能够对所述燃烧室内的所述混合气进行点火；
输出轴，所述输出轴能够伴随着在所述燃烧室内的所述混合气的燃烧而旋转；以及
控制装置，所述控制装置控制所述燃料喷射装置和所述点火装置，当在所述输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次执行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，
所述控制装置基于所述输出轴的曲轴转角来设定所述燃料喷射装置的喷射量以及喷射次数，基于所述喷射量以及喷射次数来设定喷射间隔，基于所述喷射间隔和喷射次数来设定点火间隔，调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变，在所述点火起动时，所述控制装置控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制，所述控制装置使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对缩短。
3.如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，
所述燃料喷射装置根据自所述控制装置传送的燃料喷射信号进行所述燃料的喷射，
所述点火装置根据自所述控制装置传送的点火信号进行所述点火，
所述控制装置使所述燃料喷射信号和所述点火信号的间隔错开来执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制。
4.一种内燃机的控制装置，其特征在于，
所述控制装置控制空气和燃料的混合气能够在燃烧室内燃烧的缸内直喷式的内燃机的燃料喷射装置和点火装置，当在所述内燃机的输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次进行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，所述控制装置基于所述输出轴的曲轴转角来设定所述燃料喷射装置的喷射量以及喷射次数，基于所述喷射量以及喷射次数来设定喷射间隔，基于所述喷射间隔和喷射次数来设定点火间隔，调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变，在所述点火起动时，所述控制装置控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制，所述控制装置使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对增长。
5.一种内燃机的控制装置，其特征在于，
所述控制装置控制空气和燃料的混合气能够在燃烧室内燃烧的缸内直喷式的内燃机的燃料喷射装置和点火装置，当在所述内燃机的输出轴的旋转停止的状态下向处于膨胀行程的所述燃烧室喷射燃料并点火而使所述输出轴旋转起动的点火起动时，所述控制装置分别多次进行所述燃料的喷射以及所述点火，并且执行使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变的控制，所述控制装置基于所述输出轴的曲轴转角来设定所述燃料喷射装置的喷射量以及喷射次数，基于所述喷射量以及喷射次数来设定喷射间隔，基于所述喷射间隔和喷射次数来设定点火间隔，调节多次的所述燃料的喷射的间隔和多次的所述点火的间隔的相关关系，从而使所述燃料的喷射的正时和所述点火的正时的间隔可变，在所述点火起动时，所述控制装置控制所述点火装置并能够执行使多次的所述点火的间隔可变的控制，所述控制装置使多次的所述点火的间隔随着时间的经过而相对于前一次的所述点火的间隔相对缩短。
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