CN105971752A - 多缸内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

多缸内燃机的控制装置，在自动停止条件成立的情况下，执行停止从燃料喷射阀(39)喷射燃料而使内燃机(10)的旋转停止的自动停止控制。而且，控制装置在自动停止控制开始后产生了再启动要求时，进行从处于膨胀行程的汽缸的所述燃料喷射阀喷射燃料的第1喷射和用于对第1喷射所喷射的燃料点火的点火工作。此外，控制装置进行从处于压缩行程的汽缸的所述燃料喷射阀喷射燃料的第2喷射和用于对第2喷射所喷射的燃料点火的点火工作。并且，控制装置在判定为产生了在第2喷射之后上述处于压缩行程的汽缸的曲轴角无法超过压缩上止点的启动不良或会产生该启动不良的情况下，进行从该处于压缩行程的汽缸的所述燃料喷射阀再喷射燃料的第3喷射。

Description

多缸内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种具有使多缸内燃机(以下，有时简称为“内燃机”。)自动停止且自动再启动的功能的控制装置。
背景技术
以往，已知有如下控制装置，该控制装置以对搭载有内燃机的车辆的燃料经济性的改善以及对从该车辆排出的排气量的削减等为目的，当预定的自动停止条件成立时，进行使内燃机的运转(旋转)自动停止的自动停止控制。
这样的控制装置，在如加速器踏板***作了的情况或制动器操作被解除了的情况等那样产生内燃机的再启动要求时，使内燃机自动再启动。在该情况下，控制装置根据产生了再启动要求的时刻下的内燃机旋转速度，进行例如(1)通常控制、(2)着火启动控制以及(3)启动器启动控制中的任一控制，从而使内燃机再启动。
另外，着火启动控制在内燃机旋转速度虽未完全达到“0”但降低到难以通过通常控制(向压缩行程的燃料喷射以及点火)使内燃机再启动的程度时进行。根据着火启动控制，对处于膨胀行程的汽缸(以下，有时称为“膨胀行程汽缸”。)进行燃料喷射以及点火，以使得处于压缩行程的汽缸(以下，有时称为“压缩行程汽缸”。)越过该汽缸的上止点。而且，在着火启动控制中，对该膨胀行程汽缸实施至少一次以上的燃料喷射以及点火，除此之外，为了使内燃机的旋转迅速上升，对压缩行程汽缸也依次进行燃料喷射，为了在该汽缸达到压缩上止点后进行点火而开始向点火器通电。
另外，在着火启动控制中，尽管对膨胀行程汽缸进行了燃料喷射以及点火，但是压缩行程汽缸无法越过该汽缸的上止点，其结果，产生内燃机开始逆旋转(反转)的情况。即，有时产生启动不良。此时，若在已经执行了燃烧喷射的压缩行程汽缸中切断向点火器的通电，则有可能尽管该汽缸依然处于压缩行程但燃料仍燃烧，助长了内燃机的逆旋转。于是，以往的控制装置之一，在内燃机开始逆旋转的情况下，使已经进行了燃料喷射的压缩行程汽缸的点火的执行延期并且驱动启动器，在该压缩行程汽缸越过压缩上止点而到达膨胀行程的时刻进行点火(例如，参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5456088号公报
发明内容
然而，即使如上所述使压缩行程汽缸的点火延迟的情况下，含有对压缩行程汽缸喷射的燃料在内的混合气存留在压缩行程汽缸内，其结果，经过长时间从燃烧室壁面受热而变成高温。因此，存在如下问题：在内燃机的旋转方向因摇摆而变化成正旋转从而将该混合气压缩时，该混合气自燃，再次产生逆旋转而使启动开始延迟。而且，可以明确的是，这样的自燃不仅在内燃机因摇摆而进行正旋转的情况下产生，也在由启动器使内燃机正旋转的情况下产生。
本发明是为了应对上述问题而做成的。即，本发明的目的在于提供一种控制装置，该控制装置即使在着火启动控制中产生了启动不良的情况下，也能够抑制含有对膨胀行程汽缸喷射的燃料在内的混合气的自燃，尽早进行之后的内燃机的启动。
本发明的多缸内燃机的控制装置(以下，有时称为“本发明装置”。)适用于如下多缸内燃机，该多缸内燃机在各汽缸具备燃料喷射阀和点火装置，该燃料喷射阀直接向燃烧室喷射燃料，该点火装置在所述燃烧室产生点火用火花。
本发明装置具备控制部，该控制部，在预定的自动停止条件成立的情况下，执行停止从所述燃料喷射阀喷射燃料而使所述内燃机的旋转停止的自动停止控制。
而且，该控制部在所述自动停止控制开始后产生了再启动要求的情况下，通过执行以下所述的着火启动控制来再启动所述内燃机。
即，着火启动控制是以下这样的控制：在所述自动停止控制开始后产生了再启动要求的情况下，
(1)进行从处于膨胀行程的汽缸的所述燃料喷射阀喷射燃料至少一次以上的第1喷射，并接着使用所述点火装置在该处于膨胀行程的汽缸的燃烧室产生用于对由该第1喷射喷射出的燃料进行点火的点火用火花，并且，
(2)进行从处于压缩行程的汽缸的所述燃料喷射阀喷射燃料的第2喷射，并接着在所述汽缸超过上止点的时刻以后，使用所述点火装置产生用于对由该第2喷射喷射出的燃料进行点火的点火用火花。
这样一来，控制部通过膨胀行程汽缸中的燃料喷射(第1喷射)以及点火而使膨胀行程汽缸内的混合气燃烧，以使得压缩行程汽缸能够越过压缩上止点。而且，控制部为了使压缩行程汽缸能够在越过压缩上止点之后产生启动转矩(再启动所需要的转矩)，需要也对该压缩行程汽缸进行燃料喷射(第2喷射)，为了在该汽缸越过上止点的时刻以后使燃料点火、燃烧而形成混合气。
然而，如前述那样，在压缩行程汽缸进行了第2喷射以后，产生该压缩行程汽缸无法越过上止点的启动不良的情况下，第2喷射所形成的混合气长期存留在压缩行程汽缸的燃烧室内，因此该混合气的温度变高。因此，在内燃机在反转后进行正转时，或利用启动器使内燃机进行正转时，该混合气有可能被压缩而发生自燃。
于是，所述控制部，
在判定为在所述第2喷射之后产生了上述处于压缩行程的汽缸的曲轴角无法超过压缩上止点的启动不良或会产生该启动不良的情况下，进行从该处于压缩行程的汽缸的所述燃料喷射阀再喷射燃料的第3喷射，以抑制在该处于压缩行程的汽缸中混合气自燃，更优选的是使得在该处于压缩行程的汽缸中不产生混合气的自燃。
在由第3喷射喷射出的燃料的作用下，形成于压缩行程汽缸内的混合气变得过度浓(过浓、over rich)，因此，即使该混合气因内燃机反转后的正转或之后的使用启动器的起转而被压缩的情况下，也可抑制该混合气的自燃。其结果，可抑制由该混合气的自燃燃烧引起的内燃机进一步的反转，因此能够尽早进行内燃机的启动。
在本发明装置的一技术方案中，
所述点火装置包括初级线圈、次级线圈以及火花塞，构成为：向所述火花塞的电极部施加通过对所述初级线圈的通电及该通电的切断而在所述次级线圈产生的高电压，由此来产生所述点火用火花，
所述控制部构成为，
在判定为产生了所述启动不良或会产生该启动不良的时刻，为了产生用于对由所述第2喷射喷射出的燃料进行点火的所述点火用火花而已经开始了所述初级线圈的通电的情况下，从进行了所述第3喷射的时刻起在预定时间后切断该初级线圈的通电。
由此，能够在由第3喷射喷射出的燃料充分气化从而与基于由第2喷射喷射出的燃料形成的混合气充分混合了的时刻，切断对初级线圈的通电。在这样的时刻，即使产生了点火用火花，也会在压缩行程汽缸内形成有难以着火的“充分过浓的混合气”。其结果，难以产生由点火用火花引起的燃烧，因此难以产生内燃机的进一步的反转。其结果，能够尽早进行之后的对内燃机的启动。此外，能够尽可能早地切断对初级线圈的通电，因此能够谋求对点火装置的保护。
在本发明装置的一技术方案中，所述控制部，
在判定为产生了所述启动不良或会产生该启动不良的情况下，进行启动器启动控制，所述启动器启动控制是如下控制：利用所述内燃机所具备的启动器使所述内燃机起转，并且，从所述燃料喷射阀喷射燃料且利用所述点火装置所产生的点火用火花对该喷射出的燃料进行点火，从而再启动该内燃机。
由此，即使在着火启动控制的启动不成功的情况下，也能够使用启动器尽早地再启动内燃机。
在该情况下，所述控制部还构成为，
在所述启动器启动控制的执行后所述内燃机完成了启动之后，在存在进行了所述第3喷射的历史记录的情况下，与不存在该历史记录的情况相比，在预定期间内使从所述燃料喷射阀喷射的燃料的量较少。
因所述第3喷射而在压缩行程汽缸内形成有过浓的混合气，因此在执行了启动器启动控制的情况下向设于排气通路的催化剂流入过浓的混合气，由此，催化剂的状态有可能达到过度浓状态(即，已经无法净化未燃物的状态)。因此，如所述结构那样，在存在进行了所述第3喷射的历史记录的情况下，与不存在该历史记录的情况相比，在预定期间内使从所述燃料喷射阀喷射的燃料的量较少。其结果，催化剂的状态不会成为过度浓状态，因此从内燃机排出的未燃物能被催化剂净化。其结果，能够减少向大气中排出的未燃物的量。
本发明的其他目的、其他特征以及附带的优点，能够从对参照以下附图记述的本发明的各实施方式的说明而容易理解。
附图说明
图1是本发明的实施方式的“多缸内燃机的控制装置”以及应用该装置的多缸内燃机的概略图。
图2是图1所示的点火装置的电路图。
图3是用于说明图1所示的电子控制单元的着火启动控制的工作的图。
图4是表示图1所示的CPU所执行的例程的流程图。
图5是表示图1所示的CPU所执行的例程的流程图。
图6是表示图1所示的CPU所执行的例程的流程图。
图7是表示图1所示的CPU所执行的例程的流程图。
图8是表示图1所示的CPU所执行的例程的流程图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式的“多缸内燃机的控制装置(以下，有时称为“本装置”。)。
(结构)
本装置适用于图1所示的内燃机10。内燃机10是多缸(在本例中是直列4汽缸)·4循环·活塞往复运动型·缸内喷射(直喷)·火花点火式·汽油燃料·发动机。
内燃机10具备：汽缸体部20，其包括汽缸体、汽缸体下壳体以及油盘等；汽缸盖部30，其固定于汽缸体部20之上；进气***40，其用于向汽缸体部20供给空气；以及排气***50，其用于将来自汽缸体部20的排气排放到外部。
汽缸体部20具备汽缸21、活塞22、连杆23以及曲轴24。活塞22在汽缸21内进行往复运动。活塞22的往复运动经由连杆23传递给曲轴24，由此，曲轴24进行旋转。汽缸21、活塞22以及汽缸盖部30形成燃烧室(汽缸)25。
汽缸体部20具备启动器马达(也简称为“启动器”。)26。启动器26响应于后述的发动机ECU(电子控制单元)80的指示而进行工作，使安装于曲轴24的未图示的齿圈旋转。即，启动器26执行起转。
汽缸盖部30具备：进气口31，其连通于燃烧室25；进气门32，其对进气口31进行开闭；排气口33，其连通于燃烧室25；排气门34，其对排气口33进行开闭；点火装置35，其对燃烧室25内的燃料进行点火；以及燃料喷射阀39，其直接向燃烧室25喷射燃料。
点火装置35包括火花塞36、产生向火花塞36施加的高电压的点火线圈37以及点火器38。火花塞36的电极部(点火用的火花产生部)在燃烧室25的上部的中央部暴露于燃烧室25。
如图2所示，点火线圈37的初级侧线圈37a经由熔断器以及点火开关79连接于车辆的电池Bat。点火线圈37的次级侧线圈37b的一端连接于初级侧线圈37a，并且另一端连接于火花塞36。点火器38包括开关元件(功率晶体管)38a和驱动电路38b。驱动电路38b响应于来自ECU80的控制信号而将开关元件38a设定为导通状态，使初级侧线圈37a通电。驱动电路38b响应于来自发动机ECU80的控制信号而将开关元件38a从导通状态向非导通状态变更。即，切断对初级侧线圈37a的通电。此时，在次级侧线圈37b产生高电压，该高电压被施加于火花塞36。其结果，从火花塞36的电极部产生点火用火花。
再次参照图1，燃料喷射阀39以其燃料喷射孔暴露于燃烧室25内的方式配设于汽缸盖部30。燃料喷射阀39响应于ECU80的指示而开阀，直接向燃烧室25喷射燃料。
进气***40具备连通于进气口31的进气歧管41、连通于进气歧管41的缓冲罐42以及一端连接于缓冲罐42的进气管43。进气口31、进气歧管41、缓冲罐42以及进气管43构成进气通路。
此外，进气***40具备空气滤清器44以及节气门45。节气门45以能够旋转的方式支承于进气管43。节气门致动器45a由DC马达构成，响应于ECU80的指示而驱动节气门45，从而变更节气门45的开度。
排气***50具备连通于排气口33的排气歧管51以及连接于排气歧管51的排气管52。排气口33、排气歧管51以及排气管52构成排气通路。
此外，排气***50具备三元催化剂(三元催化剂装置、排气净化催化剂)53。三元催化剂53配设于排气管52，且具有以下功能：在流入的气体的空燃比为理论空燃比时，将HC、CO、H2等未燃成分氧化，并且将NOx(氮氧化物)还原。三元催化剂53具有吸藏(存储)氧的氧吸藏功能，且利用该氧吸藏功能，从而即使空燃比自理论空燃比发生偏移，也能够净化未燃成分以及NOx。
内燃机10具备燃油泵***62。燃油泵***62包括未图示的“低压泵、高压泵以及燃压调整用的电磁阀”。燃油泵***62利用燃油泵从未图示的燃料箱汲取燃料，响应于ECU80的指示而将燃料的压力调整为目标燃压，然后将该燃料供给到燃料喷射阀39。
ECU80是包括周知的微型计算机的电路，包括CPU、ROM、RAM、备用RAM以及接口等。ECU80与以下所述的传感器类相连接，接收(被输入)来自这些传感器的信号。
空气流量计71：其对通过进气管43而被吸入到内燃机10的空气的质量流量(吸入空气量Ga)进行测定，并输出表示该吸入空气量Ga的信号。
节气门位置传感器72：其检测节气门45的开度(节气门开度TA)，并输出表示该节气门开度TA的信号。
水温传感器73：其对冷却内燃机10的冷却水的温度(冷却水温THW)进行测定，并输出表示该冷却水温THW的信号。
曲轴角度传感器74：其在曲轴24每旋转一定角度(例如10[deg])时产生一个脉冲信号。ECU80基于来自该曲轴角度传感器74以及未图示的凸轮位置传感器的信号，取得以预定的汽缸的压缩上止点为基准的内燃机10的曲轴角度(绝对曲轴角度)。此外，ECU80基于来自曲轴角度传感器74的信号，取得内燃机旋转速度NE。
燃压传感器75：其对被供给到燃料喷射阀39的燃料的压力(燃压PF)进行测定，并输出表示该燃压PF的信号。
加速器操作量传感器76：其检测加速器踏板91的操作量Accp，并输出表示该操作量Accp的信号。
制动开关77：其检测制动器踏板92的操作，并输出表示制动器踏板92***作了的情况的信号。
车速传感器78：其对搭载有内燃机10的车辆的速度(车速SPD)进行测定，并输出表示该车速SPD的信号。
点火开关79：其是驾驶员为了使内燃机10工作或使内燃机10的工作停止而操作的开关，向ECU80送出表示该点火开关的开·关状态的信号。
此外，ECU80向各种致动器(节气门致动器45a、点火装置35以及燃料喷射阀39等)送出指示(驱动)信号。
(本装置的工作的概要)
＜自动停止以及自动再启动控制>
本装置在预定的自动停止条件成立时，执行停止从燃料喷射阀39喷射燃料而使内燃机10的旋转停止的自动停止控制。此时，本装置停止向点火线圈37的初级侧线圈37a的通电(以及切断)。因此，点火也被停止。
本例中的自动停止条件在以下条件都成立的情况下成立。
(1)制动器踏板92被踩踏(***作)。
(2)加速器踏板91没被踩踏(没***作)。
(3)车速SPD为预定速度SPDth以下。
在自动停止控制开始后，产生了再启动要求时，本装置根据该时刻的内燃机旋转速度NE而执行以下任一控制，从而使内燃机10启动(再启动)。此外，在本例中，再启动要求在自动停止控制的开始后加速器踏板91开始被踩踏时产生。
(1)在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE比第1阈值速度NE1高的情况下(NE>NE1)，本装置执行通常控制(通常运转启动控制)而使内燃机10再启动。通常控制是在压缩行程后半程中进行燃料喷射，在压缩上止点附近进行点火的“通常运转期间的控制”。因此，根据通常控制，启动器马达26没被驱动。
(2)在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE为第1阈值速度NE1以下且比第2阈值速度NE2高的情况下(NE2＜NE≤NE1)，本装置执行着火启动控制而使内燃机10再启动。着火启动控制是以下控制：在再启动要求的产生时刻，在“处于膨胀行程前半程(例如，压缩上止点后曲轴10[deg]至30[deg]之间)的汽缸”或“在再启动要求产生后最初迎来膨胀行程前半程的汽缸”中，在膨胀行程前半程中进行燃料喷射，在紧随其后的时刻进行点火。以下，有时将“在再启动要求的产生时刻处于膨胀行程前半程的汽缸”或“在再启动要求产生后最初迎来膨胀行程前半程的汽缸”称为“膨胀行程汽缸”。此外，有时将在该膨胀行程汽缸处于膨胀行程的期间内处于压缩行程的汽缸称为“压缩行程汽缸”。此外，根据着火启动控制，启动器马达26没被驱动。
(3)在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE为第2阈值速度NE2以下的情况下(NE≤NE2)，本装置等待内燃机旋转速度NE降低到第3阈值速度NE3(NE＜NE3＜NE2)而执行启动器启动控制，从而使内燃机10再启动。启动器启动控制是以下控制：一边通过使启动器26工作而使内燃机10起转，一边在压缩行程后半程中进行燃料喷射并在压缩上止点附近进行点火。
＜着火启动控制中的再喷射>
本装置的特征之一在于，在上述的着火启动控制中，在产生了启动不良的情况下，对压缩行程汽缸再喷射燃料这一点。以下，参照图3的(A)以及图3的(B)，对这一点进行说明。此外，虽然内燃机10是4汽缸发动机，但在图3的(A)以及图3的(B)中，着眼于点火顺序相邻的第1汽缸和第3汽缸。
图3的(A)例示了如下情况：基于在正在执行自动停止控制时产生的再启动要求，进行着火启动控制，其结果，没有产生启动不良而成功地实现了再启动。
在该例子中，在产生了再启动要求的时刻以后最初迎来膨胀行程前半程的汽缸(即膨胀行程汽缸)是第1汽缸。于是，本装置在第1汽缸的膨胀行程前半程中对第1汽缸喷射燃料，接下来，对该燃料进行点火。为了方便起见，将该燃料喷射称为第1喷射。
此外，本装置为了充分获得启动转矩(实现内燃机10的再启动所需的转矩)，针对在该时刻处于压缩行程的第3汽缸(压缩行程汽缸)，在压缩行程后半程中喷射燃料，在第3汽缸的曲轴角处于压缩上止点后的压缩上止点附近时对该燃料进行点火。为了方便起见，将该燃料喷射称为第2喷射。由此，内燃机旋转速度NE逐渐上升。此外，虽未图示，针对接着第3汽缸而迎来压缩行程的第4汽缸以及第2汽缸等，也执行压缩行程后半程中的燃料喷射以及压缩上止点附近处的点火。
图3的(B)例示了以下情况：与图3的(A)同样地基于在正在执行自动停止控制时产生的再启动要求而进行了着火启动控制，但是第3汽缸无法越过压缩上止点，其结果产生了启动不良。
在该例子中，到针对第3汽缸的第2喷射以及向第3汽缸的点火线圈37的初级侧线圈37a的通电(on：接通)开始为止，与图3(A)所示的例子相同。然而，在该例子中，在第2喷射之后产生了启动不良。因此，内燃机10一边反复进行反转以及正转，一边逐渐停止其旋转。此外，将该内燃机10的反转以及正转的反复也称为“摇摆”。
另外，在“判定为产生了启动不良的时刻”，已经执行了第2喷射。因此，在第3汽缸(压缩行程汽缸)内残留通过第2喷射而喷射出的燃料，由该燃料形成混合气。该混合气从第3汽缸的汽缸壁面受热而变成高温，而且内燃机10因反转后的正转而被逐渐压缩。其结果，在不采取任何对策的情况下，该混合气有可能自燃，由此助长了接下来的反转。
于是，本装置，在“判定为产生了启动不良的时刻”已经对压缩行程汽缸执行了第2喷射的情况下，对该压缩行程汽缸进行再次的燃料喷射(再喷射)。为了方便起见，将该再次的燃料喷射称为“第3喷射”。
形成于压缩行程汽缸(在该情况下，第3汽缸)的混合气因该第3喷射所喷射出的燃料而变得过浓(over rich)。由此，即使压缩行程汽缸的混合气在内燃机10的反转后的正转时被压缩，也可抑制混合气的自燃。因此，可抑制助长再次的反转，所以可抑制长时间持续摇摆。其结果，能够尽早开始进行启动器启动控制而尽早使内燃机10再启动。
此外，本装置在“判定为产生了启动不良的时刻”开始了向压缩行程汽缸(在该情况下为第3汽缸)的初级侧线圈37a通电(on：接通)的情况下，在从第3喷射的结束时刻(或第3喷射的开始时刻)起经过了预定时间Td时，切断(off：断开)向该初级侧线圈37a的通电。其结果，虽然产生火花，但形成于压缩行程汽缸(在该情况下为第3汽缸)的混合气变得过浓(over rich)，因此该混合气难以着火。因此，可抑制助长再次的反转，所以可抑制长时间持续摇摆。其结果，可尽早开始进行启动器启动控制而尽早使内燃机10再启动。而且，可避免向初级侧线圈37a的通电达到较长时间，所以能够保护图2所示的“熔断器”(Fuse)和/或“包含功率晶体管38a的点火器(点火电路)39”。
＜着火启动控制中的再喷射后的燃料的减少>
另外，在进行了上述的第3喷射的情况下，过浓(over rich)的混合气被向排气通路排出。通常，在着火启动控制开始前的自动停止控制期间，大量的空气(含有氧的气体)流入催化剂53，因此催化剂53处于氧过剩状态。因此，通过第3喷射而形成的过浓的混合气所含的未燃成分被催化剂53净化。
但是，为了防备有时催化剂53无法净化该未燃成分的情况，本装置，在进行了第3喷射后的启动器启动控制的启动完成后，使燃料喷射量与预定内燃机的通常时相比减少。由此，催化剂53内的气氛不会变得过浓(氧不足)，所以能够切实地净化通过第3喷射而形成的过浓的混合气所含的未燃成分。以上为本装置的概要。
(具体工作)
接着，说明本装置的具体工作。本装置的ECU80的CPU(以下，简称为“CPU”。”，每经过预定时间就执行图4中的流程图所示的例程。通过该例程，开始进行自动停止控制。
当成为预定的定时时，CPU从步骤400起开始进行处理而进入步骤410，判定在当前时刻内燃机10是否处于运转期间。即，CPU判定内燃机运转标识Xop的值是否为“1”。在内燃机运转标识Xop的值为“1”时，表示内燃机10处于运转期间(在启动后且是在自动停止控制开始前)。内燃机运转标识Xop的值为“0”时，表示内燃机10处于自动停止期间(在自动停止控制开始后且是在再启动完成前)。在内燃机运转标识Xop的值为“0”的情况下，CPU在步骤410中判定为“否”而进入步骤495，暂时结束本例程。
在内燃机运转标识Xop的值为“1”的情况下，CPU在步骤410中判定为“是”而进入步骤420，判定上述的自动停止条件是否成立。更具体而言，CPU判定停止条件成立标识Xstp的值是否为“1”。停止条件成立标识Xstp的值通过CPU执行未图示的例程，而在上述的自动停止条件成立时被设定为“1”，在产生了上述的再启动要求时被设定为“0”。在停止条件成立标识Xstp的值为“0”的情况下，CPU在步骤420中判定为“否”而进入步骤495，暂时结束本例程。因此，在该情况下，不执行后述的自动停止控制。
与此相对，在停止条件成立标识Xstp的值为“1”的情况下，CPU在步骤420中判定为“是”，依次进行以下所述的步骤430至步骤470的处理，进入步骤495而暂时结束本例程。由此，执行自动停止控制。
步骤430：CPU通过停止对燃料喷射阀39送出指示信号，从而停止燃料喷射。
步骤440：CPU通过停止向点火装置35(点火器38)送出指示信号，从而将各汽缸的初级侧线圈37a维持为非通电状态，因而停止点火。
步骤450：CPU将内燃机运转标识Xop的值设定为“0”。
步骤460：CPU将通常运转标识Xtujo的值设定为“0”。通常运转标识Xtujo的值如后述那样在执行了通常运转控制的情况下被设定为“1”。
步骤470：CPU将再启动要求标识Xstreq的值设定为“0”。再启动要求标识Xstreq的值，通过CPU执行未图示的例程而在判定为产生了上述的再启动要求时被设定为“1”。
此外，CPU每经过预定时间就执行图5中的流程图所示的例程。通过该例程，决定为了进行内燃机10的再启动而执行的控制。
当成为预定的定时时，CPU从步骤500起开始处理而进入步骤505，判定在当前时刻内燃机10的运转是否处于停止期间(自动停止控制执行期间)。即，CPU判定内燃机运转标识Xop的值是否为“0”。在内燃机运转标识Xop的值为“1”时，CPU在步骤505中判定为“否”，进入步骤595而暂时结束本例程。
与此相对，在内燃机运转标识Xop的值为“0”的情况下(自动停止控制正在被执行的情况)，CPU在步骤505中判定为“是”而进入步骤510，判定是否产生了再启动要求。更具体地说明，CPU判定再启动要求标识Xstreq的值是否为“1”。
现在，假设产生了再启动要求，再启动要求标识Xstreq的值被设定为“1”。在该情况下，CPU在步骤510中判定为“是”而进入步骤515，判定内燃机旋转速度NE是否比第1阈值速度NE1大。
在内燃机旋转速度NE比第1阈值速度NE1大的情况下，CPU在步骤515判定为“是”而进入步骤520，将通常运转标识Xtujo的值设定为“1”，以通过上述的通常控制进行启动(通常运转启动)。关于通常控制，后面将参照图8进行详细说明。之后，CPU使进入步骤525而将再启动要求标识Xstreq的值设定为“0”，进入步骤595而暂时结束本例程。其结果，在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE比第1阈值速度NE1大的情况下，通过通常控制而使内燃机10再启动。
另一方面，在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE为第1阈值速度NE1以下的情况下，CPU在步骤515中判定为“否”而进入步骤530，判定内燃机旋转速度NE是否比第2阈值速度NE2大。第2阈值速度NE2大于0，且小于第1阈值速度NE1。
在内燃机旋转速度NE比第2阈值速度NE2大的情况下，CPU在步骤530判定为“是”而进入步骤535，将着火启动控制标识Xch的值设定为“1”，以执行上述的着火启动控制。关于着火启动控制，后面将参照图6进行详细说明。之后，CPU经由步骤525而暂时结束本例程。其结果，在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE为第1阈值速度NE1以下且大于第2阈值速度NE2的情况下，通过着火启动控制而使内燃机10再启动。
另一方面，在产生了再启动要求的时刻的内燃机旋转速度NE为第2阈值速度NE2以下的情况下，CPU在步骤530中判定为“否”而进入步骤540，判定内燃机旋转速度NE是否比第3阈值速度NE3小。第3阈值速度NE3大于0，且小于第2阈值速度NE2。
在内燃机旋转速度NE为第3阈值速度NE3以上的情况下，CPU在步骤540中判定为“否”而直接进入步骤595，暂时结束本例程。其结果，当接着执行本例程时，CPU使处理进行到步骤505至步骤515、步骤530以及步骤540。其结果，CPU进行待机，直到内燃机旋转速度NE低于第3阈值速度NE3。
然后，当内燃机旋转速度NE变得低于第3阈值速度NE3时，CPU在步骤540中判定为“是”而进入步骤545，执行上述的启动器启动控制。之后，CPU进入步骤550而将备用再启动标识Xbkupstart的值设定为“0”，经由步骤525而暂时结束本例程。其结果，在内燃机旋转速度NE变得低于第3阈值速度NE3时，通过启动器启动控制而使内燃机10再启动。
另外，在CPU执行步骤510的处理的时刻，再启动要求标识Xstreq的值被设定为“0”(没有产生再启动要求)的情况下，CPU在该步骤510中判定为“否”而进入步骤555，判定备用再启动标识Xbkupstart的值是否为“1”。若该标识Xbkupstart的值为“0”，则CPU在步骤555中判定为“否”而暂时结束本例程。与此相对，若标识Xbkupstart的值为“1”，则CPU在步骤555中判定为“是”而进入步骤540。其结果，当内燃机旋转速度NE变得低于第3阈值速度NE3时，通过启动器启动控制而使内燃机10再启动。关于从该步骤555到步骤540以及步骤545的流程，后面将进行说明。
接着，对上述的着火启动控制的详细情况进行说明。CPU每经过预定时间就执行图6中的流程图所示的例程。因此，当成为预定的定时时，CPU从图6的步骤600起开始处理而进入步骤602，判定着火启动控制标识Xch的值是否为“1”。若着火启动控制标识Xch的值不为“1”，则CPU在步骤602中判定为“否”而进入步骤695，暂时结束本例程。
与此相对，当着火启动控制标识Xch的值为“1”时，CPU在步骤602中判定为“是”而进入步骤604，判定当前时刻是否为膨胀行程汽缸的膨胀行程前半程(在本例中，压缩上止点后的曲轴角处于10[deg]至30[deg]之间)，即判定是否为膨胀行程汽缸的燃料喷射定时。
在当前时刻为膨胀行程汽缸的燃料喷射定时的情况下，CPU在步骤604中判定为“是”，在步骤606中从膨胀行程汽缸的燃料喷射阀39喷射第1预定量的燃料至少一次以上。由此，执行图3所示的第1喷射。接下来，CPU在步骤608中对膨胀行程汽缸的点火线圈37的初级侧线圈37a通电。之后，CPU进入步骤610。与此相对，在当前时刻不是膨胀行程汽缸的燃料喷射定时的情况下，CPU在步骤604中判定为“否”，直接进入步骤610。
CPU在步骤610中判定当前时刻是否为膨胀行程汽缸的点火定时(在本例中，压缩上止点后的曲轴角处于40°至45°之间)。
在当前时刻为膨胀行程汽缸的点火定时的情况下，CPU在步骤610中判定为“是”，在步骤612中切断对膨胀行程汽缸的初级侧线圈37a的通电。其结果，从膨胀行程汽缸的火花塞36的电极部产生点火用火花，由通过第1喷射而喷射出的燃料形成的混合气会因该火花而着火、燃烧。之后，CPU进入步骤614。与此相对，在当前时刻不是膨胀行程汽缸的点火定时的情况下，CPU在步骤610中判定为“否”，直接进入步骤614。
CPU在步骤614中判定当前时刻的曲轴角是否为压缩行程汽缸的压缩上止点前A[deg](例如，压缩上止点前曲轴角(BTDC)10[deg])。
在当前时刻的曲轴角为压缩行程汽缸的压缩上止点前A[deg]的情况下，CPU在步骤614中判定为“是”，在步骤616中从压缩行程汽缸的燃料喷射阀39喷射第2预定量的燃料。由此，执行图3所示的第2喷射。之后，CPU进入步骤618。与此相对，在当前时刻的曲轴角不是压缩行程汽缸的压缩上止点前A[deg]的情况下，CPU在步骤614中判定为“否”，直接进入步骤618。
CPU在步骤618中判定当前时刻的曲轴角是否为压缩行程汽缸的压缩上止点前B[deg](例如，BTDC 5[deg])。
在当前时刻的曲轴角为压缩行程汽缸的压缩上止点前B[deg]的情况下，CPU在步骤618中判定为“是”，在步骤620中开始对压缩行程汽缸的初级侧线圈37a通电。之后，CPU进入步骤622。与此相对，在当前时刻的曲轴角不是压缩行程汽缸的压缩上止点前B[deg]的情况下，CPU在步骤618中判定为“否”，直接进入步骤622。
CPU在步骤622中判定当前时刻的曲轴角是否为压缩行程汽缸的压缩上止点后C[deg](例如，ATDC 5[deg])。
另外，当着火启动因第1喷射的燃料的燃烧而顺利地进行时，压缩行程汽缸会越过该压缩上止点，内燃机10进行正转。因此，在预定的定时，压缩行程汽缸的曲轴角到达压缩上止点后C[deg]。在该情况下，CPU在步骤622中判定为“是”而进入步骤624，切断对压缩行程汽缸的初级侧线圈37a的通电。其结果，从压缩行程汽缸的火花塞36的电极部产生点火用火花，利用该火花使由第2喷射所喷射出的燃料形成的混合气着火、燃烧。之后，CPU进入步骤626而将着火启动控制标识Xch的值设定为“0”，并且将备用再启动标识Xbkupstart的值设定为“1”，进入步骤695而暂时结束本例程。由此，通过着火启动控制进行内燃机10的再启动。
与此相对，有时尽管使第1喷射的燃料进行了燃烧但着火启动仍没有顺利地进行，压缩行程汽缸无法越过其压缩上止点，即有时产生启动不良。CPU以短的时间间隔进行该启动不良的判定。更具体地说明，CPU监视在第1喷射执行后是否产生了以下某一状态，在检测到产生了某一状态的情况下，判定为产生了启动不良。
(状态1)内燃机旋转速度NE从正值变为负值的状态。即，内燃机10的旋转从正转方向向反转方向反转的状态。
(状态2)内燃机旋转速度NE为“0”的状态持续了预定时间的状态。
(状态3)根据内燃机旋转速度NE的每单位时间的变化量预测到内燃机旋转速度NE会从正值变为负值的状态的状态。
由于这样的启动不良在压缩行程汽缸无法越过其上止点的情况下产生，因此对产生了启动不良的判定在“压缩行程汽缸的曲轴角达到压缩行程汽缸的压缩上止点后C[deg]前的时刻”进行。
即，当在压缩行程汽缸的曲轴角达到压缩上止点后C[deg]前的时刻，CPU进行步骤622的处理时，CPU在该步骤622中判定为“否”而进入步骤628，判定是否进行了对产生了启动不良或预测会产生启动不良的判定。在该时刻，若没有进行这样的判定，则CPU在步骤628中判定为“否”，直接进入步骤695而暂时结束本例程。
与此相对，若进行了对产生了启动不良或预测会发生启动不良的判定，则CPU在步骤628中判定为“是”而进入步骤630，判定对压缩行程汽缸的燃料喷射(即，通过步骤616的处理而进行的第2喷射)是否已经执行完毕。此时，若第2喷射没有执行完毕，则CPU在步骤630中判定为“否”，并直接进入步骤634。
与此相对，若在CPU执行步骤630的处理的时刻，第2喷射已经执行完毕，则CPU在该步骤630中判定为“是”而进入步骤632，从压缩行程汽缸的燃料喷射阀39对压缩行程汽缸喷射(再喷射)第3预定量的燃料。即，CPU执行图3的(B)所示的第3喷射。其结果，压缩行程汽缸的混合气被通过第3喷射而喷射出的燃料的气化潜热所冷却，并且因该燃料而成为过浓的混合气。因此，在该时刻以后，即使内燃机10的旋转方向转换为正转而将压缩行程汽缸的混合气压缩，也可抑制该混合气的自燃。因此，可以抑制助长内燃机10的反转以及摇摆。之后，CPU进入步骤634。
CPU在步骤634中判定对压缩行程汽缸的初级侧线圈37a的通电是否已经开始。即，判定在当前时刻之前是否执行了步骤620的处理。在对压缩行程汽缸的初级侧线圈37a的通电还未开始的情况下，CPU在步骤634中判定为“否”，直接进入步骤640。
与此相对，在对压缩行程汽缸的初级侧线圈37a的通电已经开始的情况下，CPU在步骤634中判定为“是”进入步骤636，判定从由步骤632的处理进行的燃料的再喷射(第3喷射)的结束时刻起是否经过了预定时间Td。该预定时间Td被设定为第3喷射所喷射出的燃料充分气化、且与由第2喷射所喷射出的燃料形成的混合气充分混合所需要的时间。在从第3喷射的结束时刻没有经过预定时间Td的情况下，CPU在步骤636中判定为“否”，并直接进入步骤640。此外，CPU也可以在步骤636中判定从第3喷射的开始时刻起是否经过了预定时间(Td+α)。即，CPU在步骤636中判定从进行了第3喷射的时刻(第3喷射开始时刻或第3喷射结束时刻)起是否经过了预定时间。
与此相对，当从第3喷射的结束时刻起经过了预定时间Td时，CPU在步骤636中判定为“是”而进入步骤638，切断对压缩行程汽缸的初级侧线圈37a的通电。其结果，虽然在压缩行程汽缸中会产生点火用火花，但由于混合气过浓，因此该混合气不容易着火、燃烧。因此，不易助长内燃机10的反转以及摇摆。之后，CPU进入步骤640。
CPU在步骤640中将备用再启动标识Xbkupstart的值设定为“1”，在步骤642中将着火启动控制标识Xch的值设定为“0”。之后，CPU进入步骤695，暂时结束本例程。以上为着火启动控制的详细内容。
另外，在步骤626或步骤640中将备用再启动标识Xbkupstart的值设定为“1”后，CPU进入图5的步骤555时，CPU在该步骤555中判定为“是”而进入步骤540。因此，即使在通过着火启动控制没能成功再启动内燃机10的情况下，当内燃机旋转速度NE小于第3阈值速度NE3时执行启动器启动控制，其结果，也能够再启动内燃机10。
此外，CPU每经过预定时间就执行图7中的流程图所示的“启动完成判定例程”。因此，当成为预定的定时时，CPU从图7中的步骤700起开始进行处理而进入步骤710，判定内燃机运转标识Xop的值是否为“0”。若内燃机运转标识Xop的值不为“0”(即，内燃机10处于运转期间)，则CPU在步骤710中判定为“否”，并暂时结束本例程。
与此相对，当内燃机运转标识Xop的值为“0”(即，内燃机10在自动停止控制开始后且是再启动完成前)时，CPU在步骤710中判定为“是”而进入步骤720，判定再启动要求标识Xstreq的值是否处于从“1”变成了“0”之后。根据图5中的步骤510以及步骤525可以理解的是，若在产生再启动要求而将再启动要求标识Xstreq的值设定为“1”后，执行了某启动控制(参照步骤520、步骤535以及步骤545。)，则再启动要求标识Xstreq的值被复位为“0”。因此，步骤720是判定是否执行了某启动控制的步骤。
若在产生再启动要求后没有执行任何启动控制，则CPU在步骤720中判定为“否”，并暂时结束本例程。另一方面，当在产生再启动要求后执行了某启动控制时，CPU在步骤720中判定为“是”而进入步骤730，判定内燃机旋转速度NE是否比启动判定旋转速度(在本例中为第1阈值速度NE1)大。当内燃机旋转速度NE为启动判定旋转速度NE1以下时，CPU在步骤730中判定为“否”，暂时结束本例程。
与此相对，当内燃机旋转速度NE比启动判定旋转速度NE1大时，CPU在步骤730中判定为“是”，依次进行以下所述的步骤740至步骤760的处理，并进入步骤770。
步骤740：CPU将内燃机运转标识Xop的值设定为“1”。即，CPU判定为完成对内燃机10的再启动、且过渡到了内燃机10通常运转的状态。
步骤750：CPU将通常运转标识Xtujo的值设定为“1”。其结果，执行后述的图8的例程的通常控制(参照图8中的步骤805中判定为“是”。)。
步骤760：CPU将备用再启动标识Xbkupstart的值设定为“0”。
接着，CPU进入步骤770，判定在最近的启动控制(更具体而言，着火启动控制)中是否存在对压缩行程汽缸执行了燃料的再喷射(即第3喷射)的历史记录。此时，若没有执行第3喷射，则CPU在步骤770中判定为“否”，暂时结束本例程。
与此相对，若执行了第3喷射(若存在执行了第3喷射的历史记录)，则CPU在步骤770中判定为“是”而进入步骤780，将燃料减少标识Xdec的值设定为“1”。其结果，通过后述的图8中的例程，使燃料喷射量减少(参照图8中的步骤815至步骤825。)。之后，CPU进入步骤795，暂时结束本例程。
此外，CPU每经过预定时间就执行图8中的流程图所示的“通常控制例程”。因此，当成为预定的定时时，CPU从图8的步骤800起开始处理而进入步骤805，判定通常运转标识Xtujo的值是否为“1”。若通常运转标识Xtujo的值不为“1”，则CPU在步骤805中判定为“否”，并暂时结束本例程。
与此相对，当通常运转标识Xtujo的值为“1”时，CPU在步骤805中判定为“是”而进入步骤810，通过将“内燃机旋转速度NE以及作为内燃机负荷的代用值的加速器踏板操作量Accp”应用于查询表MapQFtgt(NE，Accp)，从而取得目标喷射量QFtgt。
接着，CPU进入步骤815，判定燃料减少标识Xdec的值是否为“1”。若燃料减少标识Xdec的值不为“1”，则CPU在步骤815中判定为“否”，并直接进入步骤830以后的步骤。
与此相对，若燃料减少标识Xdec的值为“1”，则CPU在步骤815中判定为“是”而进入步骤820，在燃料减少标识Xdec的值从“0”变化为“1”后，判定是否通过后述的步骤845的处理执行了预定次数(N次)的燃料喷射。
在燃料喷射阀没有执行N次的情况下，CPU在步骤820中判定为“否”而进入步骤825，使在步骤810中取得的目标喷射量QFtgt与系数(减少系数)k相乘所得到的值设定为新的目标喷射量QFtgt。系数k是大于0且小于1的常数。由此，燃料减少标识Xdec的值为“1”时的目标喷射量QFtgt变得比燃料减少标识Xdec的值为“0”时的目标喷射量QFtgt小。即，燃料喷射量减少。之后，CPU进入步骤830以后的步骤。
另一方面，在燃料减少标识Xdec的值从“0”变化为“1”后执行了N次燃料喷射的情况下，CPU在步骤820中判定为“是”而进入步骤850，将燃料减少标识Xdec的值设定为“0”。之后，CPU进入步骤830以后的步骤。其结果，燃料喷射量的减少结束。
CPU在进入步骤830时，通过将内燃机旋转速度NE以及加速器踏板操作量Accp应用于查询表MapTFtgt(NE，Accp)，从而取得目标喷射正时TFtgt。而且，CPU依次进行以下所述的步骤835至步骤845的处理，进入步骤895而暂时结束本例程。
步骤835：CPU通过将内燃机旋转速度NE以及加速器踏板操作量Accp应用于查询表MapTItgt(NE，Accp)，从而取得目标点火正时TItgt。
步骤840：CPU通过将内燃机旋转速度NE以及加速器踏板操作量Accp应用于查询表MapTAtgt(NE，Accp)，从而取得目标节气门开度TAtgt。
步骤845：CPU根据目标喷射量QFtgt、目标喷射正时TFtgt、目标点火正时TItgt以及目标节气门开度TAtgt将指示信号分别送出到燃料喷射阀39、点火装置35以及节气门致动器45a。根据以上内容，执行通常控制。
以上，如说明的那样，根据本装置，即使在着火启动控制中产生了启动不良的情况下，也进行燃料的再喷射(第3喷射)，因此可抑制在压缩行程汽缸中助长反转那样的自燃或因点火而进行的燃烧。因此，即使在着火启动没有成功的情况下也不会长时间持续摇摆，因此能够尽早开始启动器启动。而且，在着火启动控制中产生了启动不良的情况下，对压缩行程汽缸的初级线圈37a的通电时间不会达到较长时间。因而，能够保护包含点火器35的点火电路。
本发明不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内采用各种变形例。例如，在上述实施方式中，在执行了第3喷射的情况下进行燃料喷射量的减少(参照步骤825。)，但也可以不进行这样的燃料的减少。
此外，在上述实施方式中，着火启动控制是在内燃机10进行正转的同时内燃机旋转速度NE朝向“0”变化时进行的，但也可以在内燃机10进行反转进而膨胀行程汽缸的曲轴角接近了压缩上止点时执行。
附图标记说明
10…内燃机、32…进气门、34…排气门、35…点火装置、36…火花塞、37…点火线圈、38…点火器、39…燃料喷射阀、53…三元催化剂、80…电子控制单元(ECU)。

Claims (3)

1.一种内燃机的控制装置，其适用于如下多缸内燃机，所述多缸内燃机在各汽缸具备燃料喷射阀和点火装置，所述燃料喷射阀直接向燃烧室喷射燃料，所述点火装置在所述燃烧室产生点火用火花，
所述控制装置具备控制部，该控制部，在预定的自动停止条件成立的情况下，执行停止从所述燃料喷射阀喷射燃料而使所述内燃机的旋转停止的自动停止控制，在所述自动停止控制开始后产生了再启动要求的情况下，通过执行着火启动控制来再启动所述内燃机，所述着火启动控制是如下控制：进行从处于膨胀行程的汽缸的所述燃料喷射阀喷射燃料的第1喷射、并接着使用所述点火装置在该处于膨胀行程的汽缸的燃烧室产生用于对由该第1喷射喷射出的燃料进行点火的点火用火花，并且，进行从处于压缩行程的汽缸的所述燃料喷射阀喷射燃料的第2喷射、并接着使用所述点火装置产生用于对由该第2喷射喷射出的燃料进行点火的点火用火花，其中，
所述控制部构成为，
在判定为在所述第2喷射之后产生了上述处于压缩行程的汽缸的曲轴角无法超过压缩上止点的启动不良或会产生该启动不良的情况下，进行从该处于压缩行程的汽缸的所述燃料喷射阀再喷射燃料的第3喷射，以使得在该处于压缩行程的汽缸中不产生混合气的自燃。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述点火装置包括初级线圈、次级线圈以及火花塞，构成为：向所述火花塞的电极部施加通过对所述初级线圈的通电及该通电的切断而在所述次级线圈产生的高电压，由此来产生所述点火用火花，
所述控制部构成为，
在判定为产生了所述启动不良或会产生该启动不良的时刻，为了产生用于对由所述第2喷射喷射出的燃料进行点火的所述点火用火花而已经开始了所述初级线圈的通电的情况下，从进行了所述第3喷射的时刻起在预定时间后切断该初级线圈的通电。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述控制部构成为，
在判定为产生了所述启动不良或会产生该启动不良的情况下，进行启动器启动控制，所述启动器启动控制是如下控制：利用所述内燃机所具备的启动器使所述内燃机起转，并且，从所述燃料喷射阀喷射燃料且利用所述点火装置所产生的点火用火花对该喷射出的燃料进行点火，从而再启动所述内燃机，
在所述启动器启动控制的执行后所述内燃机完成了启动之后，在存在进行了所述第3喷射的历史记录的情况下，与不存在该历史记录的情况相比，在预定期间内使从所述燃料喷射阀喷射的燃料的量较少。
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