[发明专利]内燃机的启动系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及机动车辆的内燃机的启动系统和方法。

背景技术

近年来，为了减少燃油消耗和抑制CO₂排放的量，已经开发了一种直接缸内喷射型的火花点燃内燃机，该内燃机执行经济生态的运行控制(下面称为经济生态运行控制)，以在安装发动机的车辆的停止期间，自动停止发动机的运行，并且当车辆再次启动时自动重启动发动机。在经济生态运行控制下，例如当车辆处在停止状态并且加速踏板的压下量等于0时，发动机停止条件被满足。如果发动机停止条件被满足，则从燃油喷射阀的燃油供给和采用火花点火的空气燃油混合物的点燃被停止或禁止。随后，例如如果当加速踏板被压下时发动机重启动条件被满足，则发动机再次被投入运行。

即使发动机停止条件被满足，并且例如燃油供给和点火的发动机的动作被停止或禁止，发动机的旋转(也就是曲轴的旋转)也不被立即停止，而是在从发动机停止条件满足时经过一定时间，在惯性力或类似力作用下，发动机或曲轴被保持旋转。如果在这段时间内，发动机重启动条件被满足，则发动机需要再次启动而发动机的旋转未完全停止。

在如日本专利特开No.2002-147264中所公开的传统系统中，如果发动机重启动条件被满足同时在发动机停止条件被满足后发动机的旋转没有完全停止，则燃油被供给到当发动机重启动条件被满足时，处在压缩冲程中的汽缸(下面称为“压缩冲程汽缸”)中，从而在发动机重启动条件被满足后最早的可能的时间内，发动机恢复它的正常旋转或运行速度。

如上述专利公开中所公开的，在发动机通过利用燃油供给到压缩冲程汽缸而重启动的情况下，要求曲轴旋转直到曲柄角超过压缩冲程汽缸的压缩上止点，以使得压缩冲程汽缸内形成的空气燃油混合物能够点燃。这是因为，如果在曲柄角超过压缩冲程汽缸的压缩上止点之前混合物被点燃，则在曲柄角超过压缩上止点之前，压缩/爆炸可能在汽缸中发生，导致发动机的反向旋转。

因此，在如上述专利公开中所公开的系统中，从发动机重启动条件被满足的时刻直到曲柄角超过压缩冲程汽缸的压缩上止点，压缩冲程汽缸内的空气燃油混合物未被点燃。因此，从发动机重启动条件被满足的时刻到爆炸实际上在压缩冲程汽缸中发生的时刻，需要花费长的时间。而且，如果发动机转速是低的，即当发动机重启动条件被满足时由发动机的旋转导致的惯性力是小的，则在曲柄角超过压缩冲程汽缸的压缩上止点前，发动机可能停止，并且因此，即使燃油已经供给到相同的汽缸，也不能使混合物在压缩冲程汽缸中点燃或爆炸。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供启动系统和内燃机的方法，该启动系统和内燃机的方法使得在发动机重启动条件被满足后的最早的可能的时间内，以改善的可靠性来重启动发动机成为可能。

为了实现上述和/或者其它目的，根据本发明的一个方面，提供一种内燃机的启动系统，该启动系统包括将燃油直接喷射到汽缸中的燃油喷射阀和点燃汽缸中的空气燃油混合物的火花塞，所述启动系统适于在发动机停止条件被满足时停止从燃油喷射阀的燃油的喷射和由火花塞执行的点火。在启动系统中，在发动机停止条件被满足后的发动机的旋转期间，当发动机重启动条件被满足时，燃油从燃油喷射阀喷射到在发动机重启动条件被满足的时刻处于膨胀冲程中的膨胀冲程汽缸中，并且在膨胀冲程汽缸中形成的空气燃油混合物由火花塞点燃。

根据本发明的上述方面，当发动机重启动条件被满足时，燃油喷射和点火在膨胀冲程汽缸中被执行，从而使得膨胀冲程汽缸中形成的空气燃油混合物在膨胀冲程的期间被点燃或爆炸。由于混合物的燃烧/爆炸，在发动机重启动条件被满足后，驱动力被立即施加到发动机上，从而使得发动机能够在发动机重启动条件被满足之后最早的可能时间内，以改善的可靠性来重启动。

在根据本发明的上述方面的启动系统中，即使在发动机停止条件被满足之后的发动机的旋转期间，当发动机重启动条件被满足时，如果在发动机重启动条件被满足的时刻发动机以反向旋转，则至少膨胀冲程汽缸中的空气燃油混合物的点燃可以不被执行。

在如上所述的情况中，如果在发动机重启动条件被满足的时刻发动机以反向旋转，则燃油从燃油喷射阀到膨胀冲程汽缸的喷射，和膨胀冲程汽缸中的混合物的点火可以被停止或禁止。

在本发明的上述方面的启动系统中，在发动机停止条件被满足后的发动机的旋转期间，当发动机重启动条件被满足时，除了到膨胀冲程汽缸的燃油的喷射，以及在该膨胀冲程汽缸中的空气燃油混合物点燃之外，燃油在压缩冲程期间还可被喷射到在发动机重启动条件被满足的时刻处于压缩冲程中的压缩冲程汽缸内。