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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Steuerungen zum Steuern beim Anlassen eines Motors,
und insbesondere eine Steuerung zum Steuern beim Anlassen eines
Motors, mit der die Menge an Kohlenwasserstoffen beim Kaltstart
reduziert ist, beispielsweise eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs,
um eine ausreichende Ansaugluftmenge sicherzustellen, so dass das
Betriebsverhalten des kalten Motors verbessert und ein Absterben
bzw. Stottern des Motors verringert bzw. eliminiert ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
ist ein Verbrennungsmotor an einem Fahrzeug bekannt, der eine Steuerung
zum Steuern beim Anlassen des Motors enthält, um beim Kaltstart die Menge
an schädlichen
Kohlenwasserstoffen im Abgas zu reduzieren. Die Steuerung zum Steuern beim
Anlassen des Motors erhält
Eingänge
wie z.B. die Motordrehzahl und Kühlmitteltemperatur,
und steuert basierend auf diesen Faktoren die Menge an Ansaugluft
und den Zündzeitpunkt.
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In
einer herkömmlichen,
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H10-30480 offenbarten
Steuerung zum Steuern beim Anlassen des Motors ist in einem Nebenstromluftkanal,
der ein Drosselventil umgeht, ein Leerlaufdrehzahl-Steuerungsventil
angeordnet. In einem den Luftanteil erhöhenden Nebenstromluftkanal
zur Umgehung des Drosselventils ist ein den Luftanteil erhöhendes Steuerventil
zum Anlassen des Motors angeordnet. Das den Luftanteil erhöhende Steuerventil öffnet sich,
um den Luftanteil beim Anlassen des Motors zu erhöhen, wenn
die Motordrehzahl nach dem Anlassvorgang auf eine bestimmte Drehzahl
ansteigt. In zeitlicher Übereinstimmung
mit diesem Öffnungsvorgang
des den Luftanteil erhöhenden
Steuerventils beim Anlassen des Motors setzt eine Regelung des Leerlaufdrehzahl-Steuerventils ein.
Die Motorsolldrehzahl wird effektiv auf eine hohe Drehzahl eingestellt,
um die Aktivierung eines Katalysators zu erleichtern.
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In
einer anderen herkömmlichen,
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H05-321730 offenbarten
Steuerung zum Steuern beim Anlassen eines Verbrennungsmotors wird
die Luft in einem Nebenstromkanal zum Umgehen eines Drosselventils durch
ein Luftmengen-Regelventil geregelt. Basierend auf einem Schaltverhältnis im
Hinblick auf einen Öffnungswinkel
des Luftmengen-Regelventils findet zur Verbesserung des Anspringverhaltens
des Motors eine Vorhersagesteuerung statt. Das Schaltverhältnis wird
stufenweise korrigiert und gesenkt, wenn die tatsächliche
Motordrehzahl über
der Motordrehzahl liegt, die durch Addition der Solldrehzahl und
einer vorbestimmten Drehzahl berechnet wurde. Die Prozesssteuerung
findet basierend auf einem Rückkopplungs-Schaltverhältnis statt,
wenn die tatsächliche
Motordrehzahl einmal angestiegen ist und dann bis auf unter die
Motordrehzahl abgesunken ist, die durch Addition der Solldrehzahl
und der vorherbestimmten Drehzahl berechnet wurde, um zu verhindern,
dass die tatsächliche
Motordrehzahl unter die Solldrehzahl absinkt.
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Auch
in einer anderen herkömmlichen,
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. H10-47039 offenbarten
Steuerung zum Steuern beim Anlassen eines Motors wird festgestellt,
wenn sich die Kühlmitteltemperatur
innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs befindet und die
Zeitdauer nach dem Anlassen des Motors kürzer als eine vorherbestimmte Zeit
ist, dass der Katalysator nicht aktiv ist und ein Zündzeitpunkt
steuerbar ist. Wenn die Motordrehzahl auf einer Solldrehzahl oder
darüber
liegt, wird der Zündzeitpunkt
verzögert,
um die Abgastemperatur anzuheben. Liegt die Motordrehzahl unter
der Solldrehzahl, wird der Zündzeitpunkt
nach vorne in Richtung auf einen normalen Zündzeitpunkt gelegt. Durch das
Ansteigen der Abgastemperatur wird der Katalysator unter Verwendung
von Normalkraftstoff zu einem frühen
Zeitpunkt aktiviert, und so die Kraftstoffverbrennung bei der Verwendung
von höher
siedendem Kraftstoff stabilisiert.
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Ferner
umfasst in einer in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-9010
offenbarten Zündzeitpunktsteuerung
mehr als ein Paar parallel angeordneter Zündspulen eine Primär- und Sekundärspule in
magnetischer Verbindung mit einem Leistungsschaltelement und einem
Steuerschaltkreis. Jede Zündspule
hat eine Sekundärseite,
die über
Hochspannungsdioden mit einer Durchbruchsspannung angeschlossen
ist, die höher
ist als ein erforderlicher Sekundärstrom zur Isolierung. Dadurch
wird der Zündzeitpunkt
einer Mehrfachzündung
genau gesteuert.
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Bei
der herkömmlichen
Steuerung zum Steuern beim Anlassen eines Motors ist es ganz typisch, dass
der Zündzeitpunkt
verzögert
wird, um den Katalysator früh
zu aktivieren, so dass die Menge an Kohlenwasserstoffen im kalten
Motor reduziert ist, und dass ein Nebenluftstrom eingebracht wird,
um die Motordrehzahl auf der Solldrehzahl zu halten.
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In
jüngster
Zeit ist es aber hinsichtlich der Abgasbestimmungen erforderlich,
ein mageres Kraftstoffgemisch bereitzustellen. Die Verwendung von höher siedendem
Kraftstoff mit geringerer Flüchtigkeit
als Normalkraftstoff führt
zu einer unerwünschten Kraftstoffverbrennung,
zu einem langsamen Hochlaufen auf die Motorsolldrehzahl und zum
Absterben oder Stottern des Motors.
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Demzufolge
ist also die herkömmliche
Steuerung zum Steuern beim Anlassen des Motors von der Eigenschaft
des Kraftstoffs abhängig
und kann eine stabile Steuerung des kalten Motors nicht erreichen.
Auf Kosten des Betriebsverhaltens kann ein Absterben oder Stottern
des Motors auftreten. Auch die Menge an Kohlenwasserstoffen ist
nicht reduziert.
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Außerdem läuft bei
der herkömmlichen
Steuerung zum Steuern beim Anlassen des Motors der Katalysator unter
der herkömmlichen
Steuerung nicht auf eine ausreichende Aktivierungstemperatur hoch.
Es besteht keine andere Wahl, als die Unterstützung des Katalysators selbst
zu erhöhen,
um das Abgasreinigungsvermögen
in den Griff zu bekommen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Um
den oben erwähnten
Nachteil aus der Welt zu schaffen oder abzuschwächen, stellt die vorliegende
Erfindung eine Steuereinheit zum Anlassen eines Motors mit einem
Drosselventil bereit, sowie mit einem Regelventil für die Nebenstromluftmenge, einer
Zündspule,
einer Steuerung für
die Nebenstromluftmenge, einer Zündzeitpunktregelung
und einer Mehrfachzündfunkensteuerung.
Das Drosselventil ist in einem Einlasskanal des Motors angeordnet, um
die Ansaugluftmenge zu steuern. Das Regelventil für die Nebenstromluftmenge
steuert die Luftmenge in einem Nebenstromkanal, der das Drosselventil umgeht.
Die Zündspule
lässt eine
Zündkerze
ein und desselben Zylinders des Motors während eines Arbeitstakts einen
Mehrfachzündfunken
erzeugen (wie einen von der Zündkerze
abgegebenen, schnellen Funkenstoß). Die Steuerung für die Nebenstromluftmenge
steuert das Regelventil für
die Nebenstromluftmenge so an, dass die Motordrehzahl auf der Motorsolldrehzahl
liegt. Die Zündzeitpunktregelung
führt die
Prozesssteuerung für
die Zündspule
so durch, dass der Zündzeitpunkt
der Zündkerze
einem Sollzündzeitpunkt
entspricht. Die Mehrfachzündfunkensteuerung
steuert die Zündspule
so an, dass die Zündkerze
einen Mehrfachzündfunken
abgibt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung steuert die Steuerung für die Nebenstromluftmenge das
Regelventil für
die Nebenstromluftmenge so an, dass die Motordrehzahl der Motorsolldrehzahl
entspricht, und die Zündzeitpunktregelung
führt die
Prozesssteuerung für
die Zündspule
so aus, dass der Zündzeitpunkt
der Zündkerze
dem Sollzündzeitpunkt
entspricht, und die Mehrfachzündfunkensteuerung
steuert die Zündspule
so an, dass die Zündkerze
einen Mehrfachzündfunken
abgibt. Dadurch kann bei einem kalten Motor beim Anlassen eine große Menge an
Ansaugluft eingebracht werden, um die Temperatur des Katalysators
schnell auf eine Aktivierungstemperatur ansteigen zu lassen. Während des
Ablaufs der Prozesssteuerung für
den Zündzeitpunkt und
den Mehrfachzündfunken
gleicht sich die Motordrehzahl der Solldrehzahl an, was für Stabilität bei der
Kraftstoffverbrennung sorgt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein schematisches
Schaubild, in dem eine Ausführungsform
einer Steuereinheit zum Steuern beim Anlassen eines Motors dargestellt
ist.
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2 ist ein Blockschaubild
eines Systems der Steuereinheit zum Steuern beim Anlassen eines Motors.
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3 ist ein Ablaufplan der
Steuerung beim Anlassen des Motors.
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4 ist ein Ablaufplan in
Fortsetzung von 3.
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5 ist eine Grafik für eine erste
Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors zur Bestimmung einer ersten Motorsolldrehzahl.
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6 ist eine Grafik für eine zweite
Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors zur Bestimmung einer zweiten Motorsolldrehzahl.
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7 zeigt einen Zeitverlauf
der Motordrehzahl.
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8 zeigt einen Zeitverlauf
der Motordrehzahl und der Nebenstromluftmenge.
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9 zeigt einen Zeitverlauf
der Motordrehzahl und des Zündzeitpunkts.
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10 ist ein schematisches
Schaubild, in dem eine andere Ausführungsform einer Steuereinheit
zum Steuern beim Anlassen eines Motors dargestellt ist.
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Ausführliche
Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung wird in näherer Einzelheit
wie folgt mit Bezug auf die Figuren beschrieben. In den 1 bis 9 ist eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt. 1 zeigt
einen in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebauten Motor 2,
einen Zylinderblock 4, einen Zylinderkopf 6, einen
Zylinder 8, einen Kolben 10 und einen Verbrennungsraum 12.
Der Motor 2 ist ein Viertaktmotor mit mehreren Zylindern,
der im Zylinderblock 4 mehr als einen Zylinder 8 enthält, wobei
die Taktfolge die Takte Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen umfasst.
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Der
Motor 2 umfasst eine Einlass- und Auslassöffnung 14, 16,
die mit dem Verbrennungsraum 12 in jedem Zylinder 8 in
Verbindung stehen. In der Einlass- und Auslassöffnung 14, 16 sind
ein Einlass- bzw. Auslassventil 18, 20 angeordnet.
Der Motor 2 umfasst auch einen Einlass- und einen Auslasskanal 22, 24,
die mit der Einlass- bzw. Auslassöffnung 14, 16 in
Verbindung stehen.
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Der
Motor 2 umfasst eine Zündkerze 26,
die dem Verbrennungsraum 12 in jedem Zylinder 8 zugewandt
ist. Die Zündkerze 26 ist
an eine Zündspule 28 angeschlossen.
Die Zündspule 28 versorgt
die Zündkerze 26 mit
Hochspannung und lässt
die Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders während
jedes Arbeitstakts einen Mehrfachzündfunken erzeugen.
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Der
Motor 2 umfasst ein Kraftstoff-Einspritzventil 30,
das im Einlasskanal 22 angeordnet ist und der Einlassöffnung 14 zugewandt
ist. An einer oberen Seite des Einlasskanals 22 mit Bezug
auf das Kraftstoff-Einspritzventil 30 ist ein Drosselventil 32 angeordnet,
um die Ansaugluftmenge zu steuern. Ein Nebenstromkanal 34 umgeht
das Drosselventil 32 und steht mit dem Einlasskanal 22 in
Verbindung. Ein Regelventil 36 für die Nebenstrom-Ansaugluftmenge
regelt die durch den Nebenstromkanal 34 strömende Menge
an Ansaugluft.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst
der Motor 2 einen Katalysator 38 im Auslasskanal 24.
Der Katalysator 38 entfernt Kohlenwasserstoffe (HC), Kohlenmonoxid
(CO) und dgl. aus dem Abgas im Auslasskanal 24.
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Ein
Steuerabschnitt (ECU) 42 einer Steuerung zum Steuern beim
Anlassen 40 des Motors ist mit der Zündspule 28, dem Kraftstoff-Einspritzventil 30 und
dem Regelventil 36 verbunden.
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Der
Steuerabschnitt 42 ist mit einem Sensor 44 für die Kühlmitteltemperatur
verbunden, um eine Kühlmitteltemperatur
im Motor 2 zu erfassen, mit einem Ansaugtemperatursensor 46 zur
Erfassung einer Ansauglufttemperatur im Einlasskanal 24,
einem Kurbelwellenwinkelsensor 48 zur Erfassung eines Winkels
einer Kurbelwelle (nicht gezeigt), und mit einem Motordrehzahlsensor 50 zum
Erfassen der Motordrehzahl.
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Der
Steuerabschnitt 42 ist auch mit einem Zündschalter 52 für den Motor 2 verbunden,
einem Anlasserschalter 54 zur Ingangsetzung eines Anlassermotors
(nicht gezeigt), mit einem Gangbereichsschalter 56 zur
Erfassung eines Gangbereichs eines automatischen Getriebes (nicht
gezeigt), das mit dem Motor 2 verbunden ist, und mit einem
Klimaanlagenschalter 58, um eine Klimaanlage (nicht gezeigt)
des Fahrzeugs in Gang zu setzen.
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Der
Steuerabschnitt 42 umfasst eine Steuervorrichtung 60 für die Nebenstromluftmenge,
eine Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62,
eine Steuervorrichtung 64 für den Mehrfachzündfunken,
und eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 66.
Genauer gesagt steuert die Steuervorrichtung 60 für die Nebenstromluftmenge
das Regelventil 36 für
die Nebenstromluftmenge so an, dass die Motordrehzahl der Solldrehzahl
entspricht. Die Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62 steuert
die Zündspule 28 so
an, dass der Zündzeitpunkt
der Zündkerze 26 dem
Sollzündzeitpunkt
entspricht. Die Steuervorrichtung 64 für den Mehrfachzündfunken
steuert die Zündspule 28 so
an, dass die Zündkerze 26 einen
Mehrfachzündfunken
abgibt. Die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 66 steuert
das Kraftstoff-Einspritzventil 30 so an, dass die Einspritzmenge
auf eine Solleinspritzmenge eingeregelt wird.
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Der
Steuerabschnitt 42 empfängt
Signale von verschiedenen Sensoren und Schaltern 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58.
Die Zündspule 28,
das Kraftstoff-Einspritzventil 30 und
das Regelventil 36 für
die Nebenstromluftmenge werden gesteuert von der Steuervorrichtung 60 für die Nebenstromluftmenge, der
Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62,
der Steuervorrichtung 64 für den Zündfunken, und der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung 66.
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Die
Steuervorrichtung 60 für
die Nebenstromluftmenge berechnet die Motorsolldrehzahl, indem eine
erste Motorsolldrehzahl und eine zweite Motorsolldrehzahl aufaddiert
werden. Die erste Motorsolldrehzahl verändert sich entsprechend einer Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors, und mit Verstreichen einer bestimmten
Zeit, nach der die Motordrehzahl eine Referenzdrehzahl zur Bestimmung
der vollständigen
Zündung
(d.h. Verbrennung) übersteigt.
Die zweite Motorsolldrehzahl verändert sich
entsprechend der Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors.
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Der
Steuerabschnitt 64 für
den Mehrfachzündfunken
steuert die Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders so an, dass ein Mehrfachzündfunken abgegeben
wird, wenn die Motordrehzahl unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl
liegt, oder wenn eine gewisse Zeit verstrichen ist, nach der die
Motordrehzahl ein Mal unter eine vorbestimmte Drehzahl abgesunken
ist.
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Die
Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62 führt die
Prozesssteuerung so aus, dass der Zündzeitpunkt mehr als bei einem
Basiszündzeitpunkt
nach vorne gelegt wird, wenn die tatsächliche Motordrehzahl unterhalb
der Motorsolldrehzahl liegt. Die Steuervorrichtung 64 für den Mehrfachzündfunken
steuert die Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders so an, dass ein Mehrfachzündfunken
abgegeben wird.
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Diese
Steuerung oder Steuereinheit 40 steuert beim Anlassen des
kalten Motors 2 so an, dass eine große Menge an Nebenstromansaugluft
eingebracht wird, um die Katalysatortemperatur zur frühen Aktivierung
zu erhöhen.
Die Steuereinheit 40 steuert auch den auf den Sollzeitpunkt
eingestellten Zündzeitpunkt
und steuert den Mehrfachzündfunken
so, dass der Zustand der Kraftstoffverbrennung stabilisiert wird
und entsprechend der Kühlmitteltemperatur beim
Anlassen des Motors die Motordrehzahl sich der Solldrehzahl angleicht.
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Nachfolgend
wird der Betrieb dieser Ausführungsform
erläutert.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist, beginnt ein
Programm für
die Steuerung 40 zum Steuern beim Anlassen des Motors in
Schritt 100, wenn der Zündschalter 52 durch
einen Zündschlüssel zum
Anlassen des Motors 2 (IG EIN) aktiviert wird. Dann werden
die Kühlmitteltemperatur
und die Einlasstemperatur beim Anlassen des Motors gemessen.
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Wenn
die Kühlmitteltemperatur
und die Einlasstemperatur beim Anlassen des Motors unterhalb von
bestimmten Temperaturen liegen, wird, wie bei einer herkömmlichen
Steuerung, eine große
Menge an Nebenstromansaugluft eingebracht, um das Reinigungsvermögen des
Katalysators 38 auszunutzen. Wenn die Kühlmitteltemperatur und die
Einlasstemperatur beim Anlassen des Motors auf oder über den bestimmten
Temperaturen liegen, ist die Abgaszusammensetzung auf Grund einer
kleinen Kraftstoffeinspritzmenge annehmbar.
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Nach
dem Programmstart bei Schritt 100 bestimmt die Steuerung 40 zum
Steuern beim Anlassen des Motors in Schritt 102, ob (1)
die Kühlmitteltemperatur
Tw beim Anlassen des Motors höher
liegt als eine vorbestimmte niedrige Kühlmitteltemperatur TwL, aber
niedriger als eine vorbestimmte hohe Kühlmitteltemperatur TwH ist
(z.B. –10
Grad C < Tw < 40 Grad C), und
ob (2) die Einlasstemperatur Ta beim Anlassen des Motors höher ist
als eine vorbestimmte niedrige Einlasstemperatur TaL, aber niedriger
als eine vorbestimmte hohe Einlasstemperatur TaH ist (z.B. –10 Grad
C < Ta < 40 Grad C), und
ob (3) der Motor 2 nicht erneut gestartet wird.
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Wenn
die Feststellung in Schritt 102 "NEIN" ergibt,
endet das Programm bei Schritt 120. Wenn die Feststellung
in Schritt 102 "JA" ergibt, d.h. dass der
Motor 2 einen Kaltstart ausführt, dann wird für die Motordrehzahl
N bei Schritt 104 eine Motorsolldrehzahl NT berechnet,
und zwar basierend auf der Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors.
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Diese
Motorsolldrehzahl NT besteht aus einer ersten Motorsolldrehzahl
NT1 und einer zweiten Motorsolldrehzahl NT2. Wie in 5 gezeigt ist, wird die erste Motordrehzahl
NT1 entsprechend einer Grafik für
die erste Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors eingestellt. Wie in 6 gezeigt ist, wird die zweite Motordrehzahl
NT2 entsprechend einer Grafik für
die zweite Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors eingestellt.
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Dann
erfolgt bei Schritt 106 eine Feststellung, ob die tatsächliche
Motordrehzahl Ne eine Referenzmotordrehzahl übersteigt, zur Bestimmung der vollständigen Zündung (d.h.
Verbrennung) NK. Wenn die Feststellung bei Schritt 106 "NEIN" ergibt, endet das
Programm bei Schritt 120. Wenn die Feststellung in Schritt 106 "JA" ergibt, wird die
Motorsolldrehzahl NT, basierend auf der Kühlmitteltemperatur beim Anlasssignal
des Motors und, basierend auf der verstrichenen Zeit, bei Schritt 108 berechnet.
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Im
Einzelnen wird, wie in 7 gezeigt,
die Motorsolldrehzahl NT berechnet, indem die erste und zweite Solldrehzahl
NT1 und NT2 addiert werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit X ab
dem Zeitpunkt verstrichen ist, an dem die tatsächliche Motordrehzahl Ne die
Referenzdrehzahl NK zur Feststellung der vollständigen Zündung (z.B. Referenzmotordrehzahl 500 min-1) überstiegen
hat. Die erste Solldrehzahl NT1 wird so eingestellt, dass sie nach
Verstreichen einer Abfallzeit Y nach der vorbestimmten Zeit X auf
0 min-1 abfällt.
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Dadurch
berechnet sich die Solldrehzahl NT durch Addition der ersten Motorsolldrehzahl,
die sich entsprechend der Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors verändert
und entsprechend der verstrichenen Zeit Y, nachdem die Motordrehzahl
die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung (also
Verbrennung) übersteigt,
und der zweiten Motorsolldrehzahl, die sich entsprechend der Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors verändert.
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Bei
Schritt 110 wird eine Feststellung getroffen, ob die folgenden
Bedingungen alle erfüllt
sind: (1) die tatsächliche
Motordrehzahl Ne übersteigt
die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung, (2)
der Anlasserschalter 54 und der Schalter 58 für die Klimaanlage
sind deaktiviert, (3) diese Steuerung zum Steuern beim Anlassen
des Motors ist noch nie durchgeführt
worden, nachdem der Zündschalter 52 aktiviert
wurde, und (4) der Gangbereichsschalter 56 ist nicht in
einer Fahrstufe.
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Bei
dieser Feststellung in Schritt 110 wird die Steuerung nicht
erneut aktiviert, sobald die Bedingungen erfüllt sind und die Steuerung
zum Steuern beim Anlassen des Motors aktiviert ist. D.h. dass die Steuerung
zum Steuern beim Anlassen des Motors nur zu diesem Anlassen des
Motors aktiviert wird. Es wird auch die große Menge an Nebenstromansaugluft
nicht eingebracht, wenn sich der Schaltbereich des Automatikgetriebes
in der Fahrstufe befindet.
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Wenn
die Feststellung bei Schritt 110 "NEIN" ergibt,
endet das Programm bei Schritt 120. Wenn die Feststellung
bei Schritt 110 "JA" ergibt, dann setzt die
Steuerung für
die Nebenstromluftmenge (ISC-Durchsatz)
beim Anlassen des Motors ein.
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Die
Nebenstromluftmenge "ISCFST" beim Anlassen des
Motors ist in 8 gezeigt.
QAFST1 (Tw) ist eine Nebenstromluftmenge (in Litern) zur Korrektur,
nachdem die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat (entsprechend der Grafik für
die Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors eingestellt). QAFST2 (Tw) ist eine Nebenstromluftmenge
zur Korrektur #2, nachdem die tatsächliche Motordrehzahl Ne die
Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen hat (entsprechend
der Grafik für die
Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors eingestellt). TQAFST1 ist eine Nebenstromluftmengen-Korrekturzeit, nachdem
die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat. TQAFST2 ist eine Nebenstromluftmengen-Korrekturzeit #2, nachdem
die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat. TQAFST3 ist eine Nebenstromluftmengen-Korrekturzeit #3, nachdem
die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat. ISCFST wird zu QAFST1 (Tw) Liter, nachdem die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat und TQAFST1 verstrichen ist. ISCFST wird zu QAFST2 (Tw) Liter,
nachdem die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat und TQAFST2 verstrichen ist. ISCFST wird zu 0 Liter, wenn die
tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat und TQAFST3 verstrichen ist. Die rückgekoppelte Korrektur der
Nebenstromluftmenge ISCFST mit Bezug auf die Motordrehzahl wird
zu 0 Liter. QISC (Gesamtvolumen der Nebenstromluft) lässt sich
darstellen durch die Gleichung: QISC = ISCTW (Gesamtvolumenstrom)
+ ISCFST. ISCFST wird für
jeden Zylinder auf eine große
Menge, wie z.B. auf über
120 Liter, eingestellt.
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Somit
ist beim Anlassen des Motors die Nebenstromluftmenge so eingestellt,
dass sie größer wird,
nachdem die tatsächliche
Motordrehzahl Ne die Referenzdrehzahl NK zur Bestimmung der vollständigen Zündung überstiegen
hat, und nach Verstreichen von TQAFST1. Dadurch ist ein extrem mageres Kraftstoff/Luft-Verhältnis bereitgestellt
und es kann ein starker Anstieg der Motordrehzahl gedrosselt werden.
Außerdem
liegt die Rückkopplungskorrektur bezüglich der
Motordrehzahl bei 0 Liter, so dass eine große Menge der Nebenstromluft
bis hin zum maximalen Durchsatz eingebracht werden kann.
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Nach
Schritt 112 der Steuerung für die Nebenstromluftmenge wird
bei Schritt 114 die Prozesssteuerung für den Zündzeitpunkt durchgeführt. Die Steuerung
der Nebenstromluftmenge ist in 9 gezeigt.
ADVS ist der endgültige
Zündzeitpunkt, ADVSTD
ist ein Basiszündzeitpunkt,
und ADVFB ist ein Zündzeitpunkt,
der durch die Rückkopplung
der Motordrehzahl korrigiert ist. _Ne ist dargestellt durch die
Gleichung: _Ne = tatsächliche
Motordrehzahl Ne – Motorsolldrehzahl
NT. Kp ist ein proportionaler Korrekturfaktor. Ki ist eine integrale
Korrekturfaktorverstärkung.
I ist ein integraler Korrekturfaktor (I = _Ki; Ki wird für jede Zündung integriert,
bis die Motordrehzahl über
NT liegt). Ki ist die integrale Korrekturfaktorverstärkung (Kip
stellt eine positive Verstärkung dar,
wenn _Ne kleiner Null ist, und Kim stellt eine negative Verstärkung dar,
wenn _Ne größer als
Null ist). ADVS berechnet sich durch die Gleichung: ADVS = ADVSTD
+ ADVFB. Die Prozesssteuerung wird so ausgeführt, dass der Zündzeitpunkt
dem endgültigen Zündzeitpunkt
ADVS entspricht.
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Als
Nächstes
erfolgt bei Schritt 116 eine Feststellung, ob (1) die tatsächliche
Motordrehzahl Ne von der Solldrehzahl NT auf eine erste vorbestimmte
Drehzahl A absinkt (dargestellt durch die Gleichung: _Ne < –A), oder
(2) ob die Zeitperiode, ab der die tatsächliche Motordrehzahl Ne von
der Solldrehzahl NT auf eine zweite vorbestimmte Drehzahl B absinkt,
für eine
vorbestimmte Zeit C anhält
(dargestellt durch die Gleichung: _Ne < –B;
Zeitdauer > C).
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Wenn
die Feststellung bei Schritt 116 "NEIN" ergibt,
endet das Programm bei Schritt 120. Wenn die Feststellung
bei Schritt 116 "JA" ergibt, wird bei Schritt 118 die
Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders mehr als ein Mal gezündet (D > 1), bis sich die tatsächliche Motordrehzahl Ne der
Solldrehzahl NT angleicht, und dann endet das Programm bei Schritt 120.
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Dieser
Mehrfachzündfunken
wird erzeugt, wenn die Motordrehzahl so weit abgesunken ist, dass sie
mit der Prozesssteuerung des Zündzeitpunkts nicht
aufgefangen werden kann, oder wenn die Motordrehzahl abgesunken
ist und die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, sich aber die Motordrehzahl
nicht an die Solldrehzahl NT angeglichen hat. Übrigens hängt es von der Temperatur des
Kühlmittels
im Motor 2 ab, für
wie viele Male (Male D; die Anzahl von Funken D) ein Mehrfachzündfunken
erzeugt wird. Je niedriger die Temperatur, desto geringer ist die
Anzahl für
D eingestellt.
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Wie
somit beschrieben wurde, steuert die Steuervorrichtung 60 für die Nebenstromluftmenge das
Regelventil 36 für
die Nebenstromluftmenge so an, dass die Motordrehzahl der Solldrehzahl
entspricht. Die Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62 steuert
die Zündspule 28 so
an, dass der Zündzeitpunkt der
Zündkerze 26 dem
Sollzündzeitpunkt
entspricht. Die Steuervorrichtung 64 für den Mehrfachzündfunken
steuert die Zündspule 28 so
an, dass die Zündkerze 26 einen
Mehrfachzündfunken
abgibt.
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Die
Steuervorrichtung 60 für
die Nebenstromluftmenge berechnet die Solldrehzahl durch Addition
der ersten Motorsolldrehzahl, die sich entsprechend der Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors und entsprechend der Zeit Y verändert, die
vergangen ist, nachdem die Motordrehzahl die Referenzdrehzahl NK
zur Bestimmung einer vollständigen
Zündung überstiegen
hat, und der zweiten Motorsolldrehzahl, die sich entsprechend der
Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors verändert.
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Der
Steuerabschnitt 64 für
den Mehrfachzündfunken
steuert die Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders so an, dass sie einen Mehrfachzündfunken
abgibt, wenn die Motordrehzahl unter der vorbestimmten Drehzahl
liegt, oder wenn eine bestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die
Motordrehzahl ein Mal unter die vorbestimmte Drehzahl abgesunken
ist.
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Außerdem führt die
Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62 die
Prozesssteuerung so aus, dass der Zündzeitpunkt mehr als bei einem
Basiszündzeitpunkt
vorverlegt wird, wenn die tatsächliche
Motordrehzahl unter der Motorsolldrehzahl liegt. Die Steuervorrichtung 64 für den Mehrfachzündfunken
steuert die Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders so an, dass sie einen Mehrfachzündfunken
abgibt.
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Dadurch
steuert die Steuereinheit 40 beim Kaltstart des Motors 2 so,
dass eine große
Menge an Nebenstromansaugluft eingebracht wird, um die Katalysatortemperatur
zur frühen
Aktivierung anzuheben. Die Steuerung 40 stellt den Zündzeitpunkt
auch auf den Sollzeitpunkt ein und steuert den Mehrfachzündfunken,
um den Zustand der Kraftstoffverbrennung zu stabilisieren, damit
sich die Motordrehzahl der entsprechend der Kühlmitteltemperatur beim Anlassen
des Motors eingestellten Solldrehzahl angleicht. Der Zündzeitpunkt
wird nach vorne gelegt und die Zündung
findet zwei Mal statt, wenn die tatsächliche Motordrehzahl unter
der Solldrehzahl liegt. Der Zündzeitpunkt
wird verzögert
und die Zündung findet
ein Mal statt, wenn die tatsächliche
Motordrehzahl über
der Solldrehzahl liegt. Dadurch ist das System durch die Eigenschaft
des Kraftstoffs nicht beeinflusst, und eine nachteilige Kraftstoffverbrennung kann
vermieden werden.
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Dementsprechend
erlaubt es die Steuereinheit 40 zur Steuerung beim Anlassen
des Motors dem Katalysator 38, bei einem kalten Motor zu
einem frühen
Zeitpunkt einzusetzen, um so die Menge an freigesetzten Kohlenwasserstoffen
(HC) zu reduzieren. Es lässt
sich auch die genaue entsprechende Motorsolldrehzahl einstellen,
um über
ausreichend Ansaugluft zu verfügen,
so dass das Betriebsverhalten des kalten Motors verbessert ist.
Eine zuverlässige
Steuerung des kalten Motors kann ohne Einflussnahme durch die Eigenschaft
des Kraftstoffs erzielt werden, wodurch ein Absterben oder Stottern
des Motors vermieden ist.
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In
dieser Ausführungsform
wird beim Kaltstart des Motors 2 eine große Menge
an Nebenstromluft im Nebenstromkanal 34 eingebracht. Zur Erhöhung der
Temperatur des Katalysators 38 kann zur schnellen Aktivierung
aber auch eine große
Luftmenge im Einlasskanal 22 eingebracht werden.
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In 10 ist eine andere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt. Für Merkmale, die denen in der
ersten Ausführungsform
beschriebenen identisch oder in der Funktion ähnlich sind, werden nachfolgend
die selben Bezugszeichen verwendet. In der in 10 gezeigten Steuerung zum Steuern beim
Anlassen eines Motors ist ein elektronisches Drosselventil 68 im
Einlasskanal 22 zur Steuerung der Luftmenge angeordnet.
Ein Stellglied 70 ist mit dem Steuerabschnitt 42 verbunden und
wirkt dahingehend, das elektronische Steuerventil 68 zu öffnen/schließen. Im
Steuerabschnitt 42 ist eine Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung 72 angeordnet,
um das Stellglied 70 des elektronischen Drosselventils
so anzusteuern, dass die Motordrehzahl der Solldrehzahl entspricht.
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In
dieser letzteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das elektronische Drosselventil 68 im
Einlasskanal 22 zur Steuerung der Luftmenge angeordnet.
Die Zündspule 28 lässt die
Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders des Motors 2 in einer Taktfolge
Mehrfachzündfunken
erzeugen. Die Ansaugluftmengen-Steuervorrichtung 72 ist
vorgesehen, um das Stellglied 70 des elektronischen Drosselventils
so anzusteuern, dass die Motordrehzahl der Solldrehzahl entspricht.
Die Zündzeitpunkt-Regelvorrichtung 62 führt die
Prozesssteuerung für
die Zündkerze 26 so
aus, dass der Zündzeitpunkt
der Zündkerze 26 dem
Sollzündzeitpunkt
entspricht. Die Steuervorrichtung 64 für den Mehrfachzündfunken steuert
die Zündspule 28 so
an, dass die Zündkerze 26 einen
Mehrfachzündfunken
abgibt.
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Durch
die Steuerung 40 dieser Ausführungsform wird beim Anlassen
des Motors eine große
Menge an Luft im Einlasskanal 22 eingebracht, um die Temperatur
des Katalysators 38 zur schnellen Aktivierung zu erhöhen. Die
Steuerung 40 stellt den Zündzeitpunkt auch auf den Sollzeitpunkt
ein und steuert den Mehrfachzündfunken,
um den Zustand der Kraftstoffverbrennung zu stabilisieren, so dass sich
die Motordrehzahl der Solldrehzahl angleicht, die entsprechend der
Kühlmitteltemperatur
beim Anlassen des Motors eingestellt wird. Von daher wird durch
die Eigenschaft des Kraftstoffs das System nicht beeinflusst, und
eine nachteilige Kraftstoffverbrennung kann vermieden werden.
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Demgemäß wird durch
die Steuerung 40 zur Steuerung beim Anlassen des Motors
eine ähnliche Wirkung
erreicht wie in der oben erwähnten
Ausführungsform.
Indem man lediglich das Programm verändert, kann diese Ausführungsform
auf den Motor 2 mit dem elektronischen Drosselventil 68 angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben Gesagte beschränkt, sondern
es können
an ihr verschiedene Veränderungen
oder Modifikationen vorgenommen werden.
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Beispielsweise
kann die Steuerung vereinfacht werden durch eine Voreinstellung
der Menge der Nebenstromluft, des Zündzeitpunkts, und der Frequenz
des Mehrfachzündfunkens
entsprechend der Temperatur des Kühlmittels für den Motor 2, und indem
dann zur Verwendung für
die Steuerung eine Kombination der Nebenstromluftmenge, des Sollzündzeitpunkts
und der Frequenz des Mehrfachzündfunkens
ausgelesen wird. Außerdem
kann die Kraftstoffverbrennung ohne Einflussnahme seitens der Eigenschaft
des Kraftstoffs stabilisiert werden, indem man die Motorsolldrehzahl
aus einer Kombination der beim Anlassen des Motors erfassten Temperatur
mit der Einlasstemperatur einstellt. Darüber hinaus können, wenn
die Zündkerze 26 ein
und desselben Zylinders einen Mehrfachzündfunken abgibt, also "n" Mal zündet, die Stärke und
Frequenz jedes Funkens vom ersten Funken bis zum "n"-ten Funken eingestellt werden, je nach
der Eigenschaft des Kraftstoffs, wodurch die Kraftstoffverbrennung
ohne Beeinflussung durch die Eigenschaft des Kraftstoffs stabilisiert
wird.
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Obwohl
zu Darstellungszwecken eine bestimmte, bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung im Einzelnen offenbart wurde, wird man erkennen, dass
Veränderungen
oder Modifikationen der offenbarten Vorrichtung, einschließlich der
anderen Anordnung von Teilen, innerhalb des Umfangs der vorliegenden
Erfindung liegen.