CN104755749B - 车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置，其在使用了多重点火的直接喷射式发动机启动时，减少不必要的点火。在对初始燃烧膨胀气缸即第一气缸(K1)实施直接喷射式发动机(12)的点火启动时，根据在该点火启动之前所实施的点火启动时的基于离子电流的点火正时，而设定与该点火启动之前所实施的点火启动时相比较少的点火次数。由此，由于在点火启动时，通过与在该点火启动之前所实施的点火启动相比较少次数的多重点火来实施直接喷射式发动机(12)的启动，因此能够减少点火所需要的电力消耗量，从而适当地改善车辆的耗油率。

Description

车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置
技术领域
本发明涉及一种在车辆中对能够将燃料直接喷射到气缸内的直接喷射式发动机进行启动的控制装置。
背景技术
在具备向气缸内直接喷射燃料的直接喷射式发动机的车辆行驶时，存在反复对发动机实施再启动的情况。例如，以改善耗油率、减少排气排放、低噪音化作为目的，每次车辆停止行驶时在使直接喷射式发动机自动停止之后实施再启动的所谓的怠速停止车辆、对应于要求输出的增加而使直接喷射式发动机再启动并从到目前为止的电动机行驶向发动机行驶转移的混合动力车辆即为这样的车辆。在这样的车辆中的直接喷射式发动机中，使用所谓的点火启动来对多个气缸中的处于膨胀冲程的气缸内喷射燃料而进行点火，并利用通过该点火所引起的燃烧膨胀而产生的转矩来使直接喷射式发动机的旋转上升。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-028046号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然后，在引用文献1中，在直接喷射式发动机再启动时，执行对处于膨胀冲程的气缸实施多次点火的多重点火。即，直接喷射式发动机的处于压缩冲程的气缸内的点火需要在从燃料喷射阀喷射出的燃料处于雾化或气化状态且与空气混合而成为可燃空燃比范围的区域通过火花塞时被实施，但燃料的雾化或气化所需要的时间以及成为可燃空燃比范围的区域向火花塞流动的时间根据温度等而不一定为固定，一次点火未必为最佳的正时的点火。因此，在引用文献1中，为了降低失火概率并使发动机稳定地启动，采用了如下的多重点火，即，从基于例如15°以上的预定的曲轴转角的初始燃烧膨胀位置附近实施多次点火。
然而，由于上述引用文献1中所记载的多重点火在发动机启动时每次都一律实施预先设定的固定次数的点火，因此存在有电力消耗量变多的缺点。
本发明是将以上的情况作为背景而完成的，其目的在于，提供一种在使用了多重点火的直接喷射式发动机的启动时使点火次数减少的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置。
用于解决课题的方法
为了实现相关目的，本发明的主旨在于，(a)为在具备直接喷射式发动机的车辆中实施如下的点火启动的形式的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置，所述点火启动为，在该直接喷射式发动机的启动时，对该直接喷射式发动机的多个气缸中的处于膨胀冲程的预定的气缸实施燃料喷射以及多重点火，从而使该直接喷射式发动机的旋转上升的点火启动，所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置的特征在于，(b)在实施所述直接喷射式发动机的点火启动时，基于在该点火启动之前所实施的点火启动的点火正时，与在该点火启动之前所实施的点火启动相比，减少对所述预定的气缸的点火次数。
发明效果
根据本发明的车辆用直接喷射式发动机的发动机启动控制装置，在点火启动时，基于该点火启动之前所实施的点火启动的点火正时，以与在该点火启动之前所实施的点火启动相比较少的对预定气缸的点火次数来实施直接喷射式发动机的启动，因而能够将点火所需要的电力消耗量较少。
在此，优选为，所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置的特征在于，(c)具备点火判断部，所述点火判断部基于在所述预定的气缸内发生燃烧时所产生的离子电流来对该预定的气缸内的点火进行检测，(d)所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置基于点火启动时的离子电流的产生正时来学习所述点火次数，并减少该学习后的点火启动时的点火次数。这样，例如在点火启动时，通过在包括在该点火启动之前所实施的点火启动中检测到离子电流的点火正时在内的、至少在该点火正时之前的区间内进行多次点火，从而确保可靠的点火，并使点火次数较少。
此外，优选为，所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置的特征在于，(e)具备电动机，所述电动机与所述直接喷射式发动机连结，并在该直接喷射式发动机的启动时使该直接喷射式发动机的旋转上升，(f)所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置在所述点火判断部未检测到基于所述离子电流的点火的情况下，使用该电动机来实施所述直接喷射式发动机的启动。这样，在由于所述点火启动的失败而未检测到所述离子电流时，使用所述电动机来实施所述直接喷射式发动机的启动，因此可确保发动机的启动性或响应性。
此外，优选为，(g)所述直接喷射式发动机为，在其工作停止时以使所述预定的气缸成为膨胀冲程的方式而停止旋转的发动机，(h)所述点火判断部以利用所述预定的气缸所具备的火花塞来对离子电流进行检测的方式而被配置。这样，即使点火判断部以仅在所述预定的气缸中进行检测的方式而被配置，也能够在点火启动时以最快的速度实施离子电流的检测，从而能够实施考虑了适当的点火正时的发动机启动。
此外，优选为，(i)具备发动机停止控制部，所述发动机停止控制部通过在所述直接喷射式发动机的被预先设定的旋转条件下停止对该直接喷射式发动机的燃料喷射和/或点火，从而以使所述预定的气缸成为膨胀冲程的方式而使所述直接喷射式发动机停止旋转。这样，可在不使用与直接喷射式发动机连结的电动机或棘轮装置的条件下，以所述预定的气缸成为膨胀冲程的方式使所述直接喷射式发动机停止旋转。
此外，优选为，(j)所述直接喷射式发动机为，在具有能够作为行驶用的驱动力源而使用的电动机的混合动力车辆中，经由离合器而选择性地与所述电动机连结的发动机，(k)所述电动机通过在所述直接喷射式发动机的启动时的该直接喷射式发动机的转速的上升区间经由所述离合器而将辅助转矩传递给该直接喷射式发动机，从而实施对该直接喷射式发动机转速的上升的辅助。这样，这样，通过在直接喷射式发动机的启动时,在直接喷射式发动机的转速的上升区间，将从所述电动机输出的辅助转矩经由所述离合器而向所述直接喷射式发动机传递，从而能够实施对直接喷射式发动机转速的上升的辅助。因此，在直接喷射式发动机通过离合器而对动力传递路径进行断开或连接的混合动力车辆中，能够使用必要且充分的辅助转矩来对停止中的直接喷射式发动机实施启动。此外，由此，由于直接喷射式发动机的启动时的蓄电装置的电能的消耗量变小，从而始终由蓄电装置保证的发动机启动用的电能变少，因此电动机行驶区域被扩大，由此车辆的耗油率被适当地改善。
附图说明
图1为将对优选应用本发明的混合动力车辆的机械性结构的主要部分进行说明的概要图和表示电子控制装置的控制功能的主要部分的功能框图合并表示的结构图。
图2为对图1的混合动力车辆的直接喷射式发动机进行说明的剖视图。
图3为对在图1的直接喷射式发动机为V型八气缸的情况下于各气缸中被执行的四循环冲程的顺序进行说明的图表。
图4为表示在图1的V型八气缸发动机中在曲轴的一次旋转内参与燃烧膨胀的四个气缸的相位的相互关系的气缸相位图。
图5为对在混合动力行驶控制中，为了基于车速V以及要求输出量(加速器开度)来决定电机行驶区域以及发动机行驶区域中的任意一个行驶区域而被预先存储的关系进行示例的图。
图6为对图1的V型八气缸四循环的直接喷射式发动机中的点火启动过程进行说明的气缸相位图，(a)表示预定的第一气缸位于膨胀冲程即45°ATDC的停止状态，(b)表示在该停止状态下对第一气缸内实施了燃料喷射以及点火的状态，(c)表示通过第一气缸内的点火而产生初始燃烧膨胀并通过由该初始燃烧膨胀所产生的转矩而开始旋转(启动)，并且第二气缸内的压缩与第三气缸内的压缩开始的状态，(d)表示压缩冲程的第二气缸达到TDC并且对该第二气缸内实施了燃料喷射以及点火的状态，(e)表示通过由第二燃烧膨胀所产生的转矩而进一步旋转，并且第三气缸内的高压化与第三气缸内的压缩进一步进行的状态，(f)表示通过由第二气缸内的第二燃烧膨胀所产生的转矩而进一步旋转，并且第三气缸到达TDC而实施燃料喷射以及点火并且第四气缸K4内的压缩进一步被实施的状态。
图7为对通过图1的电子控制装置所执行的控制动作的主要部分、即学习前的发动机再启动时的由多重点火实施的点火启动控制与离子电流检测以后的多重点火停止控制进行表示的时序图。
图8为对图1的电子控制装置的控制动作的主要部分、即学习后的发动机再启动时的由多重点火所实施的点火启动控制进行表示的时序图。
图9为对通过图1的电子控制装置所执行的控制动作的主要部分、即学习前的发动机再启动时的由多重点火所实施的点火启动控制与离子电流检测以后的多重点火停止控制进行说明的流程图。
图10为对图1的电子控制装置的控制动作的主要部分、即学习后的发动机再启动时的由多重点火所实施的点火启动控制进行说明的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例详细地进行说明。
实施例
图1为包括应用了本发明的混合动力车辆10的驱动***的概要图的概要结构图。该混合动力车辆10具备直接喷射式发动机12和电动发电机MG以作为行驶用的驱动力源，喷射式发动机12向气缸内直接喷射燃料并且进行点火，所述电动发电机MG作为被设为驱动源的电动机以及发电机而发挥功能。并且，此类的直接喷射式发动机12以及电动发电机MG的输出从作为流体式传动装置的转矩变换器14向具备涡轮轴16、C1离合器18的自动变速器20传递，并且经由输出轴22、差动齿轮装置24而向左右驱动轮26传递。转矩变换器14具备将泵叶轮与涡轮叶轮直接连结的锁止离合器(L/U离合器)30，并且，在泵叶轮上一体地连接有油泵32，并通过直接喷射式发动机12或电动发电机MG而被机械地旋转驱动。电动发电机MG相当于旋转器。
作为上述直接喷射式发动机12，在本实施例中使用了V型八气缸四循环的汽油发动机，如图2具体所示，通过燃料喷射阀46使汽油以高压颗粒状态直接喷射到气缸(cylinder)100内。在该直接喷射式发动机12中，空气从进气通道102经由进气阀104而流入气缸100内，并且，废气经由排气阀108而从排气通道106排出，通过由火花塞47在预定的正时进行点火而使气缸100内的混合气体膨胀燃烧，从而活塞110被向下方推下。进气通道102经由浪涌调整槽103而与作为吸入空气量调整阀的电子节气门45相连接，并根据该电子节气门45的开度(节气门开度)来对从进气通道102流入到气缸100内的吸入空气量、即发动机输出进行控制。上述活塞110以能够在轴向上滑动的方式而被嵌合于气缸100内，并且，经由连杆112而以能够相对旋转的方式被连结于曲轴114的曲柄销116上，曲轴114随着活塞110的直线往复移动而如箭头R所示那样被旋转驱动。曲轴114通过轴承而以能够旋转的方式被支承在轴颈部118上，并一体地具备对轴颈部118与曲柄销116进行连接的曲柄臂120。
而且，在这样的直接喷射式发动机12中，通过在一个气缸中进行两次曲轴114的旋转(720°)，从而实施进气冲程、压缩冲程、膨胀(燃烧膨胀)冲程、排气冲程这四个冲程，通过使该四个冲程反复执行从而使曲轴114连续旋转。八个气缸100的活塞110以各自的曲轴转角逐个错开90°的方式而被构成，换言之，曲轴114的曲柄销116的位置向逐个错开90°的方向突出，并且曲轴114每旋转90°则八个气缸100例如会以图3所示的预先设定的点火顺序膨胀燃烧从而连续地产生转矩。此外，在活塞110从压缩冲程之后的上止点(压缩TDC)起在曲轴114旋转预定角度且进气阀104以及排气阀108均关闭的膨胀冲程的预定的角度范围θ内停止时，由燃料喷射阀46向气缸100内喷射汽油且由火花塞47实施用于点火的放电，从而能够实施使气缸100内的混合气体膨胀燃烧进而提高发动机转度的点火启动。虽然在直接喷射式发动机12的各部分之间的摩擦(friction)较小的情况下，存在仅通过点火启动便能够使直接喷射式发动机12启动的可能，但由于即使在摩擦较大的情况下，也能够降低使曲轴114旋转启动时的启动辅助转矩，因而能够降低产生该辅助转矩的电动发电机MG的最大转矩,从而实现小型化与低油耗。对于上述角度范围θ，虽然在上止点后的以曲轴转角CA表示时的例如30°～60°左右的范围内，通过点火启动而能够取得较大的旋转动能，从而能够降低辅助转矩，但即使在90°左右，通过点火启动也能够取得一定的旋转动能，从而能够降低辅助转矩。
图3为对在直接喷射式发动机12为通过四循环而工作的V型八气缸发动机的情况下的、与各气缸No.1～No.8中的每个气缸的曲轴转角CA对应的工作冲程进行说明的图。虽然各气缸No.1～No.8表示机械性的排列位置，但在曲轴转角CA以0°为基准的点火顺序中，成为气缸No.2、气缸No.4、气缸No.5、气缸No.6、气缸No.3、气缸No.7、气缸No.8、气缸No.1这一顺序。例如，当按照点火顺序而将气缸No.7设为第一气缸K1时，气缸No.8为第二气缸K2、气缸No.1为第三气缸K3、气缸No.2为第四气缸K4。此外，图4为表示在V型八气缸发动机中，在曲轴114的一次旋转内参与燃烧膨胀的四个气缸的相位的相互关系的气缸相位图，第一气缸K1至第四气缸K4相互维持着90°的关系并向右旋转，并且依次执行压缩冲程与膨胀冲程，所述压缩冲程为对从进气阀关闭至TDC为止的吸入空气进行压缩的冲程，所述膨胀冲程为通过从TDC至排气阀打开的燃烧膨胀气体的膨胀而将活塞110下推的冲程。图4的第四气缸K4的相位位于膨胀(燃烧膨胀)冲程的后半程，第一气缸K1的相位位于膨胀冲程的前半程，第二气缸K2的相位位于压缩冲程的后半程，第三气缸K3的相位位于压缩冲程开始之前。
返回至图1，在上述直接喷射式发动机12与电动发电机MG之间，设置有经由减震器38而将所述直接喷射式发动机12与电动发电机MG直接连结的K0离合器34。该K0离合器34为通过油压缸而摩擦卡合的单板式或多板式的摩擦离合器等油压式摩擦卡合装置，其通过油压控制装置28内的电磁式线性控制阀而被实施卡合释放控制，并且，在本实施例中，以油浴状态而被配置在转矩变换器14的油室40内。K0离合器34作为使直接喷射式发动机12相对于动力传递路径连接或切断的断开连接装置而发挥功能。电动发电机MG经由逆变器42而与蓄电池44连接。此外，自动变速器20为，通过多个油压式摩擦卡合装置(离合器或制动器)的卡合释放状态而使变速比不同的多个齿轮级成立的行星齿轮式等的有级的自动变速器，并通过设置于油压控制装置28中的电磁式的油压控制阀或切换阀等而实施变速控制。由于C1离合器18作为自动变速器20的输入离合器而发挥功能，因此同样通过油压控制装置28内的电磁式线性控制阀而被实施卡合释放控制。
这样的混合动力车辆10通过电子控制装置70而被控制。电子控制装置70被构成为，包括具有CPU、ROM、RAM以及输入输出接口等的所谓的微型计算机，并利用RAM的临时存储功能且依据预先存储于ROM中的程序来实施信号处理。从加速器操作量传感器48向电子控制装置70供给表示加速踏板的操作量(加速器操作量)Acc的信号。此外，从发动机转速传感器50、MG转速传感器52、涡轮转速传感器54、车速传感器56、曲轴转角传感器58分别供给直接喷射式发动机12的转速(发动机转速)NE、电动发电机MG的转速(MG转速)NMG、涡轮轴16的转速(涡轮转速)NT、输出轴22的转速(输出轴转速并与车速V对应)NOUT、表示八个气缸100的每个气缸从TDC(上止点)起的转角即曲轴转角CA的脉冲信号Φ。此外，还供给各种控制所需的多种信息。上述加速器操作量Acc相当于输出要求量。
上述电子控制装置70功能性地具备混合动力控制部72、变速控制部74、发动机停止控制部76以及发动机启动控制部80。混合动力控制部72例如根据图5所示的关系来决定如下的行驶区域中的任意一个行驶区域，所述行驶区域为，例如根据图5所示的预先存储的关系,并基于车速V以及要求输出量(加速器开度)，而仅将电动发电机MG作为驱动力源而行驶的电机行驶区域，以及仅将直接喷射式发动机12或将直接喷射式发动机12以及电动发电机MG作为驱动力源而行驶的发动机行驶区域，并且，通过以取得所决定的行驶区域的方式来控制直接喷射式发动机12以及电动发电机MG的工作，从而以电机行驶(EV行驶)模式、发动机行驶模式及选择使用双方而进行行驶的发动机+电机行驶(HV行驶)模式等的、预先规定的多个行驶模式来进行行驶。变速控制部74通过控制设置于油压控制装置28中的电磁式的油压控制阀或切换阀等以对多个油压式摩擦卡合装置的卡合释放状态进行切换，从而依据将加速器操作量Acc、车速V等运行状态作为参数而预先规定的关系或者变速映射来切换自动变速器20的多个齿轮级。该关系或变速映射是如下方式被预先求取的，即，使直接喷射式发动机12或电动发电机MG的动作点以最佳耗油率或最佳效率满足要求驱动力的方式。
发动机停止控制部76根据在加速器关闭、车速零、D档、制动器卡合等怠速停止条件成立时发出的经济性驾驶停止要求，或行驶过程中的从发动机行驶区域向电机行驶区域进行切换时的发动机停止要求等，而停止向直接喷射式发动机12的燃料供给以及点火，从而使直接喷射式发动机12的旋转停止，并根据需要而使K0离合器34释放。
此外，发动机停止控制部76在使直接喷射式发动机12停止时，在以预先设定的低速转速例如1000rpm而稳定后，于预先实验性地求取的正时停止燃料供给以及点火，并于特定的气缸例如第一气缸K1以及第四气缸K4成为膨胀冲程的相位，优选为于图6(a)的第一气缸K1成为45°ATDC附近的转角位置(相位)，使直接喷射式发动机12的曲轴停止。该直接喷射式发动机12的停止相位控制既可以使用电动发电机MG来实施，也可以使用未图示的棘轮轮机构。
发动机启动控制部80具备气缸停止相位判断部82、点火启动控制部84、电动机辅助控制部94，所述发动机启动控制部80对与怠速停止时的制动器关闭、从电机行驶区域向发动机行驶区域的切换等对应的发动机再启动要求作出响应，而实施直接喷射式发动机12的点火启动，并且根据需要而由电动发电机MG实施辅助以使直接喷射式发动机12再启动，例如基于直接喷射式发动机12的转速(发动机转速)NE达到了预先设定的结束判断值NE1的情况，使再启动控制结束，并使K0离合器34卡合。
气缸停止相位判断部82例如基于对从直接喷射式发动机12的曲轴114的TDC(上止点)起的曲轴转角CA进行检测的曲轴转角传感器58所发出的信号Φ，来对是否为直接喷射式发动机12的多个气缸中的预定的第一气缸K1的曲轴转角CA处于0～90°ATDC的角度范围内，例如处于45°ATDC附近的停止状态进行判断。
点火启动控制部84在通过气缸停止相位判断部82而判断出直接喷射式发动机12中的任意一个气缸即第一气缸K1为位于压缩TDC的相位状态之后，对再启动要求作出响应，通过从燃料喷射阀46向第一气缸K1内喷射燃料且由火花塞47实施多重点火，从而产生初始燃烧膨胀(第一燃烧膨胀)而实施发动机转速NE的上升，并且接下来同样通过多重点火而在第二气缸K2内产生第二燃烧膨胀，而且在第三气缸K3内产生第三燃烧膨胀，从而进一步使发动机转速NE上升。图6为对V型八气缸四循环的直接喷射式发动机12中的点火启动控制部84的点火启动过程进行说明的气缸相位图，(a)表示第一气缸K1位于45°ATDC(上止点后)的停止状态，(b)表示在该停止状态下对第一气缸K1内实施由燃料喷射阀46进行的燃料喷射以及由火花塞47进行的点火的状态，(c)表示通过第一气缸K1内的点火而产生初始燃烧膨胀，曲轴通过由该初始燃烧膨胀所产生的转矩而开始旋转，并且第二气缸K2内的压缩化与第三气缸K3内的压缩化开始的状态，(d)表示实施对压缩结束后的第二气缸K2内的燃料喷射以及点火的状态，(e)表示通过由第二气缸K2内的第二燃烧膨胀所产生的转矩而进一步旋转，并且第三气缸K3内的膨胀与第四气缸K4内的压缩进一步进行的状态，(f)表示通过由第二气缸K2内的第二燃烧膨胀所产生的转矩而进一步旋转，并且第三气缸K3到达TDC而在第三气缸K3内实施由燃料喷射阀46进行的燃料喷射以及由火花塞47进行的点火的状态。在(b)状态的第四气缸K4内，由于紧随其后的排气阀的开阀而引起失火的可能性较高，从而不对第四气缸K4实施燃料喷射以及点火。
点火启动控制部84具备燃料喷射控制部86、点火判断部88、点火次数学习控制部90、多重点火控制部92。燃料喷射控制部86例如根据预先存储的关系，并基于应当喷射的气缸内的容积、气温、发动机冷却水温等来计算直接喷射式发动机12的启动时的燃料喷射量，并通过响应再启动要求而取得上述燃料喷射量的时间宽度的喷射信号来驱动燃料喷射阀46，且将燃料从该燃料喷射阀46向作为初始燃烧膨胀气缸的第一气缸K1以及紧接其后的第二气缸K2、第三气缸、第四气缸内依次喷射。图7为对针对预定气缸的燃料喷射以及点火动作进行说明的时序图，t1时刻表示上述的燃料喷射开始正时。
接下来，多重点火控制部92从喷射信号脉冲的下降沿的正时、即图7的t2时刻起，例如将4ms左右的周期的点火信号的序列在喷射信号之后向未图示的点火器输出，通过从该点火器输出的高电压(感应电压)而在被喷射燃料的气缸所具备的火花塞47上连续地产生多个电弧。在点火信号的下降沿的正时、即图7的t3时刻，从点火器输出高电压。虽然在启动之初，气缸内的流动较少，到成为了雾化或气化状态的燃料与空气的混合所形成的处于可燃空燃比范围内的混合气体通过火花塞47为止的时间有所波动，但会在上述连续产生的多个电弧中的任意一个电弧的时刻开始燃烧。
点火判断部88在通过燃料喷射控制部86而被实施了燃料喷射的初始燃烧膨胀气缸中，根据通过燃烧而产生的离子电流是否超过了预先设定的燃烧开始判断值(阈值)来对点火(初始燃烧膨胀)进行判断，所述离子电流在对刚被供给了点火信号脉冲之后的火花塞47的电极施加了预定强度，例如数百伏特左右的直流电场时被检测出。图7的t5时刻表示该状态。在初始燃烧膨胀气缸中优选安装有火花塞，该火花塞包括具有适用于电晕放电的间隙的离子电流检测用电极，此外，在该离子电流检测用电极上连接有引发直流电场的电源装置。如图7的虚线所示，多重点火控制部92在由该点火判断部88判断出点火之后中止点火信号的输出。
点火次数学习控制部90基于由上述点火判断部88判断出的点火时刻t5，通过学习而对学习后的下次以后的启动时的用于发动机启动时的多重点火的点火信号的数量即点火次数以如下方式进行变更，即，使点火时刻t5之前的点火信号数目减少至预定数目并且使点火时刻t5之后的点火信号数目减少为零或预定数量，所述点火次数学习控制部90在下次发动机启动时将该点火信号输出至多重点火控制部92。例如，在第四个点火信号的下降沿判断出点火的情况下，如图8所示，使从其前一个的第三个点火信号到判断出点火的第四个点火信号为止的点火信号脉冲在作为学习后的下次以后的点火启动时被输出。例如，作为用于实施下次的多重点火的点火信号，由从点火判断正时t5时刻之前的预定数量的脉冲周期起至点火判断正时t5时刻为止的点火信号脉冲构成。点火判断正时t5时刻前的预定数目的点火信号脉冲数量为，无论由处于雾化或气化状态的燃料与空气混合而成的成为可燃空燃比范围的混合气体到达火花塞47的时间的波动如何，均使点火稳定化的宽裕值，其被实验性地预先规定。
虽然在仅通过由多重点火控制部92所实施的多重点火来使直接喷射式发动机12的旋转上升的情况下，电动机辅助控制部94不实施转矩辅助，但在由于直接喷射式发动机12的失火等而未实施初始燃烧膨胀的情况，或者判断为在点火启动控制部84实施了最初的点火操作之后直接喷射式发动机12的转速降低从而其上升不充分的情况下，电动机辅助控制部94会立刻在该旋转上升区间内使K0离合器34卡合并且由电动发电机MG实施转矩辅助以使直接喷射式发动机12的发动机转速NE再次上升至预先设定的可独立运行的转速以上，从而使直接喷射式发动机12再启动。
根据如下的发动机转速NE是否达到了预先被设定为400rpm左右的可独立运行的转速NE1，或者该发动机转速NE的变化率(上升率即上升速度)dNE/dt是否达到了被预先设定的可独立运行的上升速度dNE1/dt，来判断直接喷射式发动机12的再启动时的转矩辅助的结束、即直接喷射式发动机12的再启动控制结束，所述发动机转速NE为通过点火启动控制部84的点火启动控制而上升，或者在此基础上通过由电动机辅助控制部94所实施的K0离合器34的卡合以及由电动发电机MG所实施的转矩辅助而进一步上升的发动机转速。
图9以及图10为对电子控制装置70的控制动作的主要部分进行说明的流程图，例如以几毫秒乃至十几毫秒的周期而被反复执行。图9表示学习前的由多重点火所实施的最初的点火启动控制，图10表示学习以后的由多重点火所实施的点火启动控制。
在图9中，在步骤S1(以下，省略“步骤”)中，对是否发出了所述再启动要求进行判断。在S2中，对直接喷射式发动机12的停止曲轴转角位置(停止相位)以及膨胀冲程停止气缸进行检测，并且根据该相位来对用于再启动的燃料的要求喷射量进行计算。该S2与气缸停止相位判断部82以及燃料喷射控制部86对应。接下来，在与燃料喷射控制部86对应的S3中，对膨胀冲程气缸例如第一气缸K1实施燃料喷射。图7的t1～t2区间表示该状态。然后，在与多重点火控制部92对应的S4中，如图7的t2时刻以后所示，为了使被实施了燃料喷射的气缸的火花塞47产生电弧而连续地输出多个点火信号。
在与点火判断部88对应的S5中，在刚输出点火信号之后，对离子电流是否达到了预先设定的点火判断值(阈值)以上，即是否发生了初始燃烧膨胀进行判断。在该S5的判断被否定的情况下，通过反复执行该S5而待机。但是，在该S5的判断被肯定的情况下，执行S6以下的步骤。图7的t5时刻表示该状态。
在与点火次数学习控制部90以及多重点火控制部92对应的S6中，对离子电流达到点火判断值以上而判断出点火时的点火序号进行记录，并停止其以后的多重点火。接下来，在与多重点火控制部92对应的S7中，上述的多重点火动作针对按照点火顺序的每个气缸而被反复执行，直至直接喷射式发动机12达到可独立工作的转速，并且，当直接喷射式发动机12到达独立工作状态时结束本点火启动控制。
在作为学习后的下次以后的直接喷射式发动机12的点火启动时，执行图10的控制动作。在图10中，S11至S13以与图9的S1以及S3相同的方式被执行。接下来，在与点火次数学习控制部90对应的S14中，在发动机启动时，基于作为离子电流超过了点火判断值的点火(燃烧膨胀)正时的t5时刻，通过学习而对下次以后的启动时的用于发动机启动时的多重点火的点火信号的数量以及正时进行变更。例如，如图8所示，为了使从与通过离子电流检测而判断出点火的时刻相比为前一个的第三个点火信号起至被判断出点火的第四个点火信号为止的点火信号脉冲在下次以后的点火启动时被输出而被设定。
如上所述，根据本实施例的混合动力车辆10的发动机启动控制部80，至少针对初始燃烧膨胀气缸即第二气缸K2，在实施直接喷射式发动机12的点火启动时，基于与在该点火启动之前所实施的点火启动的点火(燃烧膨胀)正时，与在该点火启动之前所实施的点火启动相比，以较少的点火次数的多重点火来实施直接喷射式发动机12的启动，因此能够减少点火所需要的电力消耗量。
此外，根据本实施例的混合动力车辆10的发动机启动控制部80，具备点火判断部，所述点火判断部根据预定的初始燃烧膨胀气缸即第二气缸K2内的燃烧时所产生的离子电流来对该气缸内的点火(初始燃烧膨胀)进行检测，并且在点火启动时，基于在该点火启动之前所实施的点火启动的点火(初始燃烧膨胀)的产生正时来学习多重点火的次数，并使学习后的下次以后的点火启动时的多重点火次数减少。因此，例如，在点火启动中，通过在包括在之前所实施的点火启动中判断出离子电流超过了阈值的点火(燃烧膨胀)正时在内的、至少在该正时之前的区间内实施多次点火，从而确保可靠的点火，并且使点火次数减少。
此外，根据本实施例的混合动力车辆10的发动机启动控制部80，具备电动发电机(电动机)MG，所述电动发电机(电动机)MG与直接喷射式发动机12连结，并且在该直接喷射式发动机12启动时使直接喷射式发动机12的旋转上升，在未由点火判断部88检测到基于离子电流的点火的情况下，使用该电动发电机MG来实施直接喷射式发动机12的启动。因此，由于在因点火启动失败而未检测到基于离子电流的点火时使用电动发电机MG来实施直接喷射式发动机12的启动，因此可确保直接喷射式发动机12的启动性或响应性。
此外，根据本实施例的混合动力车辆10的发动机启动控制部80，直接喷射式发动机12在其工作停止时，以使预先设定的初始燃烧膨胀气缸即第一气缸K1成为膨胀冲程的方式，例如处于45°ATDC附近的方式而停止旋转，点火判断部88以使用安装于该初始燃烧膨胀气缸中的火花塞来对离子电流进行检测的方式而被配置。因此，即使点火判断部88被构成为仅在预定的初始燃烧膨胀气缸中进行检测，也能够在点火启动时以最快的速度来实施离子电流的检测，从而能够实施考虑了适当的点火正时的直接喷射式发动机12的启动。
此外，根据本实施例的混合动力车辆10的发动机启动控制部80，具备发动机停止控制部76，所述发动机停止控制部76通过在直接喷射式发动机12的被预先设定的旋转条件下停止对该直接喷射式发动机12的燃料喷射和/或点火，从而以使预定的初始燃烧膨胀气缸成为膨胀冲程的方式而使所述直接喷射式发动机停止旋转。因此，可在不使用与直接喷射式发动机12连结的电动机或棘轮装置的条件下，以使预定的初始燃烧膨胀气缸处于膨胀冲程的方式而使直接喷射式发动机12停止旋转。
此外，根据本实施例的混合动力车辆10的发动机启动控制部80，直接喷射式发动机12在具有能够作为行驶用的驱动力源而使用的电动发电机(电动机)MG的混合动力车辆中,经由K0离合器34而选择性地与电动发电机MG连结，该电动发电机MG通过在直接喷射式发动机12的启动时并在该直接喷射式发动机12的转速的上升区间经由K0离合器34而将辅助转矩传递至直接喷射式发动机12，从而实施对直接喷射式发动机12的转速的上升的辅助。因此，由于在直接喷射式发动机12启动时并在直接喷射式发动机12的转速的上升区间，通过将从电动发电机MG输出的辅助转矩经由K0离合器34而传递至直接喷射式发动机12，从而能够实施对直接喷射式发动机12的转速的上升的辅助，因此在通过K0离合器34而使直接喷射式发动机12相对于动力传递路径而断开或连接的混合动力车辆中，能够使用必要且充分的辅助转矩来对停止中的直接喷射式发动机12实施启动。此外，由于直接喷射式发动机12启动时的蓄电池(蓄电装置)44的电能的消耗量变小，从而始终由蓄电装置保证的发动机启动用的电能变少，因此电动机行驶区域被扩大，由此车辆的耗油率被适当地改善。
以上，虽然基于附图而对本发明的实施例详细地进行了说明，但本发明也可适用于其他的方式。
例如，虽然前述的车辆为，使直接喷射式发动机12与从电动发电机MG至驱动轮26的动力传递路径通过K0离合器34而被断开或连接的并联型等的混合动力车辆10，但本发明也可应用于将直接喷射式发动机12作为驱动源而使用的车辆、例如搭载了有级式自动变速器或无级变速器的车辆等。本发明在混合动力车辆10中，在从电动机行驶向发动机行驶的切换时使直接喷射式发动机12启动之际被应用，在搭载了有级自动变速器或无级变速器的车辆中，在从怠速停止状态使发动机启动时被应用。作为上述K0离合器34，优选使用单板式、多板式等的油压式摩擦卡合离合器、磁粉离合器、电磁离合器。
此外，虽然前述的实施例的混合动力车辆10具备一个电动发电机MG以作为驱动用电动机，但例如也可以设置有第二电动发电机，该第二电动发电机被设置于图1的自动变速器20的输出轴上并经由车辆差动齿轮装置24而对左右的驱动轮26进行驱动。此外，为了构成四轮驱动车辆，也可以设置有专门对图1未图示的其他车轮(若驱动轮26为后轮则此处的车轮为前轮)进行驱动的第二电动发电机。
此外，虽然前述的实施例的混合动力车辆10在K0离合器34与自动变速器20之间具备附带锁止离合器30的转矩变换器14，但也可以不设置该转矩变换器14。此外，作为自动变速器20的输入离合器而发挥功能的C1离合器18也可以被收纳于自动变速器20之中，并构成用于达成变速级的多个摩擦卡合装置中的一个。
此外，虽然前述的混合动力车辆10的直接喷射式发动机12优选使用汽油发动机，但也能够应用于三气缸以上的多气缸发动机，特别是六气缸、八气缸、十二气缸等的直接喷射式发动机中。总之，只要为如下的往复运动内燃机即可应用，所述往复运动内燃机为，多个气缸中的预定的初始燃烧膨胀气缸位于上止点后的预定范围内的旋转相位，且该初始燃烧膨胀气缸为膨胀冲程并且排气阀未开阀，能够对该膨胀冲程的气缸内喷射燃料从而实施点火启动的内燃机。
此外，虽然前述的实施例的直接喷射式发动机12为V型八气缸的发动机，但只要直接喷射式发动机为如下的发动机即可应用本发明，在所述发动机中，第一气缸的曲轴转角CA位于第一气缸K1的TDC(上止点)与按照点火顺序的第二气缸K2的TDC(上止点)之间的第一气缸K1处于压缩冲程，并且该第一气缸K1的排气阀关闭。若为在压缩冲程中在ATDC为140°以后开始排气阀的开阀的一般的发动机，则直接喷射式发动机12只需具备五气缸以上的多个气缸即可。由此，若直接喷射式发动机12为三气缸以上的四循环直接喷射式发动机，即三气缸、四气缸、五气缸、六气缸、八气缸、十二气缸等的直接喷射式发动机，则在作为预定的气缸的第一气缸的曲轴转角CA位于第一气缸K1的TDC(上止点)与按照点火顺序的第二气缸K2的TDC(上止点)之间的状态下使所述直接喷射式发动机启动时，能够对处于膨胀冲程且排气阀未开阀的第一气缸K1内直接喷射燃料并且点火，从而在该第一气缸内产生第一燃烧膨胀而使发动机转速NE上升，并使用必要且充分的辅助转矩来实施启动，此外，由此，由于三气缸以上的四循环直接喷射式发动机的启动时的蓄电装置的电能的消耗量变小，从而始终由蓄电装置保证的发动机启动用的电能变少，因此电动机行驶区域被扩大，由此车辆的耗油率被适当地改善。
此外，虽然前述的电动机辅助控制部94使用电动发电机MG来实施了用于发动机转速NE的提升的转矩辅助，但也可以使用设置于直接喷射式发动机12中的启动机来实施发动机转速NE的提升与转矩辅助。
此外，虽然在前述的实施例S6中，基于离子电流达到预先设定的点火判断值以上的情况而判断出气缸内的燃烧膨胀，但也可以基于设置于发动机12上的振动传感器的输出在预定值以上，或发动机转速NE的变化率在预定值以上，而判断出气缸内的燃烧膨胀。
另外，上述内容只是本发明的一个实施例，本发明能够在不脱离于其主旨的范围内，基于本领域技术人员的知识以加以各种变更、改良的方式来实施。
符号说明
10：混合动力车辆；
12：直接喷射式发动机；
34：K0离合器(离合器)；
44：蓄电池(蓄电装置)；
70：电子控制装置(发动机启动控制装置)；
76：发动机停止控制部；
80：发动机启动控制部；
84：点火启动控制部；
88：点火判断部；
90：点火次数学习控制部；
92：多重点火控制部；
94：电动机辅助控制部；
MG：电动发电机(电动机)。

Claims (6)

1.一种车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置(70)，其为在具备直接喷射式发动机(12)的车辆中实施如下的点火启动的形式的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置，所述点火启动为，在该直接喷射式发动机的启动时，对该直接喷射式发动机的多个气缸中的处于膨胀冲程的预定的气缸实施燃料喷射以及多重点火，从而使该直接喷射式发动机的转速上升的点火启动，所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置的特征在于，
在实施所述直接喷射式发动机的点火启动时，基于在该点火启动之前所实施的点火启动的点火正时，与在该点火启动之前所实施的点火启动相比，减少对所述预定的气缸的点火次数。
2.如权利要求1所述的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置(70)，其特征在于，
具备点火判断部(88)，所述点火判断部基于在所述预定的气缸内发生燃烧时所产生的离子电流来对该预定的气缸内的点火进行检测，
所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置基于点火启动时的离子电流的产生正时来学习所述点火次数，并减少该学习后的点火启动时的点火次数。
3.如权利要求1或2所述的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置(70)，其特征在于，
具备电动机(MG)，所述电动机(MG)与所述直接喷射式发动机(12)连结，并在该直接喷射式发动机的启动时使该直接喷射式发动机的转速上升，
所述车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置在所述点火判断部(88)未检测到基于所述离子电流的点火的情况下，使用该电动机来实施所述直接喷射式发动机的启动。
4.如权利要求1或2所述的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置(70)，其特征在于，
所述直接喷射式发动机(12)为，在其工作停止时以使所述预定的气缸成为膨胀冲程的方式而停止旋转的发动机，
所述点火判断部(88)以对所述预定的气缸中的离子电流进行检测的方式而被配置。
5.如权利要求1或2所述的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置(70)，其特征在于，
具备发动机停止控制部(76)，所述发动机停止控制部通过在所述直接喷射式发动机(12)的被预先设定的旋转条件下停止对该直接喷射式发动机的燃料喷射和/或点火，从而以使所述预定的气缸成为膨胀冲程的方式而使所述直接喷射式发动机停止旋转。
6.如权利要求1或2所述的车辆用直接喷射式发动机的启动控制装置(70)，其特征在于，
所述直接喷射式发动机(12)为，在具有能够作为行驶用的驱动力源而使用的电动机(MG)的混合动力车辆(10)中，经由离合器(34)而选择性地与所述电动机连结的发动机，
所述电动机通过在所述直接喷射式发动机的启动时的转速的上升区间经由所述离合器而将辅助转矩传递给该直接喷射式发动机，从而实施对该直接喷射式发动机转速的上升的辅助。
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