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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der
koreanischen Patentanmeldung Nr.
10-2007-0073569 , eingereicht beim koreanischen Amt für
geistiges Eigentum am 23. Juli 2007, deren gesamter durch Bezugnahme
hierin aufgenommen wird.
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Die
Erfindung betrifft ein System zum Reduzieren der Vibration beim
Abschalten eines Fahrzeugs und ein dazugehöriges Verfahren.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zum Reduzieren der
Vibration beim Abschalten eines Fahrzeugs und ein dazugehöriges
Verfahren, wobei die Vibration beim Abschalten eines Fahrzeugs reduziert
wird infolge einer Steuerung der Zündung derart, dass eine
Zündung zuletzt in einem vorbestimmten Zylinder auftritt.
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Im
Allgemeinen treten beim Abschalten in einem fahrzeuginternen Verbrennungsmotor
Vibrationen auf, und insbesondere tritt beim Abschalten eines Dieselmotors
tritt eine erhebliche Vibration auf, da in einem Dieselmotor die
Kompressionsrate hoch und die Verbrennungskraft sehr groß ist.
Hierin bedeutet „Abschalten", dass ein Zündschlüssel
bzw. Zündschloss von einer eingeschalteten Stellung in eine
ausgeschaltete Stellung gebracht wird. Solche Vibrationen können
einem Fahrer ein unangenehmes Gefühl geben und daher bewirken,
dass sich das Fahrzeug schlechter am Markt absetzen lässt.
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Ein
effizientes Verfahren zum Reduzieren der Vibration eines Motors
beim Abschalten ist es, den Motor so früh wie möglich
abzuschalten. Im Allgemeinen wird das Stoppen der Einspritzung bzw. der
Zuführung von Kraftstoff und simultanes Schließen
der Drosselventils, um so einen Vakuumzustand im Zylinder herbeizuführen
und eine Kolbenbewegung zu verhindern, dazu benutzt, den Motor so
früh wie möglich zu stoppen.
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Die
meisten Dieselmotoren verwenden einen Drosselklappenantrieb, um
die Vibrationen des Motors beim Abschalten zu reduzieren. Solch
ein Drosselklappenantrieb kann ein mechanischer Drosselklappenantrieb
oder ein elektrischer Drosselklappenantrieb sein.
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Ein
mechanischer Drosselklappenantrieb ist mit einer Vakuumquelle, einem
Vakuummodulator und einem Plattenventil (Engl: diaphragm) versehen, und
ein elektrischer Drosselklappenantrieb ist mit einem Gleichstrommotor
versehen.
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Jedoch
ist ein Drosselklappenantrieb teuer und hat keine andere Aufgabe,
außer die Vibration des Motors beim Abschalten zu reduzieren.
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Die
obige Information, welche in diesem Abschnitt der Beschreibung des
technischen Hintergrunds offenbart ist, dient nur zur, das Verständnis des
Hintergrundes der Erfindung zu verbessern, und kann daher Informationen
enthalten, die kein Teil des Standes der Technik sind, der in diesem
Land einem Fachmann schon bekannt ist.
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Die
Erfindung wurde während Bemühungen gemacht, ein
System zum Reduzieren der Vibration beim Abschalten eines Fahrzeugs
und ein dazugehöriges Verfahren zu schaffen, welche einen
Vorteil des Reduzierens der Vibration eines Motors beim Abschalten
ohne Verwendung eines Drosselklappenantriebs haben.
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Ein
System zum Reduzieren der Vibration beim Abschalten gemäß einem
Ausführungsbeispiels der Erfindung weist auf: ein Motormodul,
welches einen Zylinder, in dem gerade eine Zündung stattfindet,
und den aktuellen Zustand des Motors detektiert, wobei eine Zündsequenz
der Zylinder gespeichert wird; ein Zündmodul, welches die
Zündung gemäß der in dem Motormodul gespeicherten
Zündsequenz der Zylinder durchführt; und ein Motorsteuerungsmodul,
welches den Betrieb des Motors basierend auf den aktuellen Zustand
des Motors steuert, wobei das Motorsteuerungsmodul den Betrieb des Motor
aufrechterhält, bis eine vorbestimmte Bedingung nach dem
Abschalten erfüllt ist.
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Die
vorbestimmte Bedingung kann erfüllt sein, wenn eine Zündung
in einem vorbestimmten Zylinder auftritt.
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Der
vorbestimmte Zylinder kann der Zylinder sein, der am nächsten
zu einer Schwungscheibe angeordnet ist.
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Das
Motormodul kann einen Kurbelwellenpositionsdetektor zum Detektieren
einen Phasenwinkels einer Kurbelwelle und einen Nockenwellenpositionsdetektor
zum Detektieren eines Phasenwinkels einer Nockenwelle aufweisen.
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Der
Zylinder, in welchem gerade eine Zündung auftritt, kann
basierend auf den Phasenwinkel der Kurbelwelle und den Phasenwinkel
der Nockenwelle bestimmt werden.
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Das
Motorsteuerungsmodul kann mit der Steuerung, den Motor zu stoppen,
dann beginnen, wenn die vorbestimmte Bedingung nach dem Abschalten
erfüllt ist.
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Ein
Verfahren zum Reduzieren einer Vibration beim Abschalten gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung kann aufweisen: Bestimmen,
ob ein Zündschlüssel bzw. Zündschloss
ausgeschaltet wird; Detektieren eines Zylinders, in welchen gerade eine
Zündung stattfindet, wenn das Zündschloss ausgeschaltet
wird; Bestimmen, ob der Zylinder, in welchem die Zündung
gerade stattfindet, ein vorbestimmter Zylinder ist; und Beginnen
der Steuerung, einen Motor zu stoppen, falls der Zylinder, in welchem
die Zündung gerade stattfindet, der vorbestimmte Zylinder
ist.
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Der
vorbestimmte Zylinder kann ein Zylinder sein, der am nächsten
zu einer Schwungscheibe angeordnet ist.
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Der
Zylinder, in welchem die Zündung gerade stattfindet, kann
basierend auf den Phasenwinkel der Kurbelwelle und dem Phasenwinkel
der Nockenwelle detektiert werden.
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Der
Motor kann gesteuert werden, weiter betrieben zu werden, falls der
Zylinder, in welchem die Zündung gerade stattfindet, nicht
der vorbestimmte Zylinder ist.
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines Motors, der ein System zum Reduzieren
der Vibration beim Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das die Anordnung von Zylindern in dem
in 1 gezeigten Motor zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm eines Systems zum Reduzieren der Vibration beim
Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Reduzieren der Vibration
beim Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die 5A und 5B sind
Graphen, die die Vibration eines Fahrzeugkörpers bzw. eines Kraftübertragungssystems
(power train) beim Abschalten zeigt.
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Die 6A und 6B zeigen
die Verteilung von Vibrationen eines Fahrzeugkörpers bzw.
eines Kraftübertragungssystems je nach dem, in welchem
Zylinder die letzte Zündung stattfindet.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich
beschrieben.
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1 ist
ein schematisches Diagramm eines Motors, der ein System zum Reduzieren
der Vibration beim Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet.
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Wie
in 1 gezeigt, weist der Motor 10, der ein
erfindungsgemäßes System zu Reduzieren der Vibration
verwendet, Zylinder 95, ein Ansaugrohr 15, ein
Auspuffrohr 20, eine Motorsteuereinheit (ECU) 60,
und eine Steuerungseinheit für die Ventilsteuerzeit 120 auf.
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Die
Zylinder 95 sind in einem Zylinderblock gebildet und von
einem Zylinderkopf bedeckt, und in jedem Zylinder 95 ist
ein Kolben 100 montiert, der mit einer Kurbelwelle 105 verbunden
ist. Die Kolben 100 bewegen sich wechselseitig durch die
Verbrennungskraft eines Kraftstoffs und rotieren die Kurbelwelle 105.
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Der
Zylinderkopf des Zylinders 95 ist mit dem Ansaugrohr 15 und
dem Auspuffrohr 20 verbunden. Das Ansaugrohr 15 und
das Auspuffrohr 20 werden durch ein Einlassventil 25 oder
durch ein Auslassventil 30 geöffnet bzw. geschossen.
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Außerdem
werden das Einlassventil 25 und das Auslassventil 30 durch
einen Einlassventilnocken 35 bzw. durch einen Auslassventilnocken 40 betätigt.
Der Einlassventilnocken 35 und der Auslassventilnocken 40 sind
mit der Ventilsteuerzeit-Steuerungseinheit 120 verbunden
und werden durch diese gesteuert.
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Ein
Druckausgleichsbehälter 125 ist an dem Ansaugrohr 15 montiert,
und ein Drosselklappenventil 110 ist an der Vorderseite
des Druckausgleichsbehälters montiert. Ein Katalysator
zum Filtern von umweltschädlichen Stoffen ist am Auspuffrohr 20 montiert.
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Eine
Zündkerze 50 ist zum Durchführen einer
Zündung an dem Zylinder 95 montiert.
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Ein
Kühlmittelleitung, in dem Kühlmittel fließt,
ist an dem Zylinderblock montiert.
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Außerdem
ist ein Kurbelwellenpositionsdetektor 55 an der Kurbelwelle 105 montiert.
Der Kurbelwellenpositionsdetektor 55 detektiert einen Phasenwinkel
der Kurbelwelle und überträgt ein entsprechendes
Signal an die Motorsteuerungseinheit 60.
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Außerdem
ist ein Kurbelwellenpositionsdetektor 130 an der Nockenwelle
montiert, welcher den Betrieb des Einlassventils 35 und
des Auslassventils 40 steuert. Der Nockenwellenpositionsdetektor 130 detektiert
ein Phasenwinkel der Nockenwelle und überträgt
ein entsprechendes Signal an die Motorsteuerungseinheit 60.
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Nachdem
Luft in das Einlassventil 15 geflossen und mit Kraftstoff
vermischt wurde, wird das Luftgemisch dem Zylinder 95 zugeführt.
Daher sind ein Einlassdruckdetektor 70, ein Einlasstemperaturdetektor 80,
ein Luftflussmessgerät 75, ein Drosselklappenöffnungsdetektor 115,
und ein Kraftstoffeinspritzventil 90 an dem Ansaugrohr 15 montiert.
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Der
Einlassdruckdetektor 70 detektiert den Druck der Ansaugluft
bzw. der einströmenden Luft und überträgt
ein entsprechendes Signal an die Motorsteuerungseinheit 60.
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Der
Einlasstemperaturdetektor 80 detektiert die Temperatur
der Ansaugluft und überträgt ein entsprechendes
Signal an die Motorsteuerungseinheit 60.
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Das
Luftflussmessgerät 75 detektiert die Menge der
Ansaugluft und überträgt ein entsprechendes Signal
an die Motorsteuerungseinheit 60.
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Der
Drosselklappenöffnungsdetektor 115 detektiert
eine Öffnung der Drosselklappe, welche in Übereinstimmung
mit einer Betätigung des Gaspedals betrieben wird, und überträgt
ein entsprechendes Signal an die Motorsteuerungseinheit 60.
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Die
Motorsteuerungseinheit 60 steuert das Kraftstoffeinlassventil 90 zur
Steuerung der Kraftstoffeinspritzung.
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Ein
Auspuffdruckdetektor 85 ist an dem Auspuffrohr 20 montiert.
Abgase werden durch das Auspuffrohr an die Atmosphäre abgegeben
bzw. ausgepufft.
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Der
Auspuffdruckdetektor 85 detektiert den Druck des Auspuffgases
und überträgt ein entsprechendes Signal an die
Motorsteuerungseinheit 60.
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Die
Motorsteuerungseinheit 60 kann durch einen oder mehrere
Prozessoren realisiert werden, die durch ein vorbestimmtes Programm
aktiviert werden, und das vorbestimmte Programm kann programmiert
sein, jeden Schritt eines Verfahrens zum Reduzieren der Vibration
beim Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung durchzuführen.
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Die
Motorsteuerungseinheit 60 ist mit dem Kurbelwellenpositionsdetektor 55,
dem Ansaugdruckdetektor 70, dem Ansaugtemperaturdetektor 80,
dem Luftflussmessgerät 75, dem Drosselklappenöffnungsdetektor 115 und
dem Auspuffdruckdetektor 70 elektrisch verbunden und empfängt
dem Phasenwinkel der Kurbelwelle, dem Druck der Ansaugluft, der
Temperatur der Ansaugluft, der Menge der Ansaugluft, der Öffnung
des Drosselklappenventils und dem Druck des Auspuffgases entsprechende Signale.
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Außerdem
ist die Motorsteuerungseinheit 60 mit dem Drosselklappenventil 110 verbunden,
um die Öffnung des Drosselklappenventils zu steuern, und ist
mit dem Kraftstoffeinlassventil 90 verbunden, um die Kraftstoffeinspritzung
zu steuern.
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Ferner
ist die Motorsteuerungseinheit 60 mit der Ventilsteuerzeit-Steuerungseinheit 120 verbunden
und steuert die Ventilsteuerzeit des Einlassventils 25 und
des Auslassventils 30. Das heißt, die Motorsteuerungseinheit 60 berechnet
die Ventilsteuerzeit entsprechend der Motorgeschwindigkeit, des Drucks
der Ansaugluft, und einem Lastzustand, und die Ventilsteuerzeit
korrespondiert mit einem Restgasanteil. Die Motorsteuerungseinheit 60 steuert
das Öffnen oder Schließen des Einlassventils und
des Auslassventils gemäß der berechneten Ventilsteuerzeit.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, dass die Anordnung von Zylindern in
dem in 1 gezeigten Motor zeigt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist sind der erste, der zweite,
der dritte, und der vierte Zylinder, 95a, 95b, 95c,
und 95d, in Reihenfolge des ersten Zylinders 95a,
des zweiten Zylinders 95b, des dritten Zylinders 95c und
des vierten Zylinders 95d von einer Vorderseite des Motors
aus zu einer Rückseite des Motors, wo eine Schwungscheibe 135 montiert
ist, hin angeordnet. Hier wird ein Vierzylindermotor beschrieben,
jedoch ist der Geist der Erfindung nicht darauf beschränkt.
Die Erfindung kann auf verschiedene Motoren angewendet werden, beispielsweise auch
auf einen Sechszylindermotor oder einen Achtzylindermotor.
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3 ist
ein Blockdiagramm eines Systems zum Reduzieren der Vibration beim
Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
in 3 gezeigt, enthält ein System zum Reduzieren
der Vibration beim Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ein Motormodul 200, ein Zündungsmodul 300,
und ein Motorsteuerungsmodul 400.
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Das
Motormodul 200 detektiert einen Zylinder 95a,
in welchem gerade eine Zündung stattfindet, und den aktuellen
Zustand des Motors. Außerdem ist eine Zündsequenz
der Zylinder 95 in dem Motormodul 200 gespeichert,
und das Motormodul 200 steuert das Zündungsmodul 300 gemäß der
Zündsequenz der Zylinder 95. Ein Beispiel für
eine Zündsequenz ist der erste Zylinder 95a, dann
der dritte Zylinder 05c, dann der vierte Zylinder 95d,
und dann der zweite Zylinder 95b. Das heißt, eine
Zündung kann sequentiell stattfinden gemäß der
Reihenfolge erster Zylinder 95a, dritter Zylinder 95c,
vierter Zylinder 95d, und zweiter Zylinder 95b.
Solche eine Zündsequenz kann durch den Fachmann bestimmt
werden.
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Das
Motormodul 200 enthält den Kurbelwellenpositionsdetektor 55 und
den Nockenwellenpositionsdetektor 130. Das Motormodul 200 berechnet,
in welchem gerade eine Zündung stattfindet, basierend auf
dem Phasenwinkel der Kurbelwelle 105 und dem Phasenwinkel
der Nockenwelle und überträgt ein entsprechendes
Signal an das Motorsteuerungsmodul 400. Die Berechnung
des Zylinders 95a, in welchem gerade eine Zündung
stattfindet, ist einem gewöhnlichen Fachmann bekannt, aus
welchem Grund eine ausführliche Beschreibung davon ausgelassen wird.
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Das
Zündungsmodul 300 führt die Zündung durch
gemäß der in dem Motormodul 200 gespeicherten
Zündsequenz der Zylinder 95.
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Das
Motorsteuerungsmodul 400 steuert den Betrieb des Motors 10 basierend
auf den aktuellen Zustand des Motors 10. Das heißt,
das Motorsteuerungsmodul 400 steuert eine Einspritzung
und ein Kraftstoffverteilerleistenventil zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung,
das Drosselklappenventil 110 zum Regeln der Ansaugluft,
und den Katalysator und einen katalytischen Partikelfilter (CPF)
zum Filtern der Abgase.
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Außerdem,
wenn das Motorsteuerungsmodul 400 detektiert, dass ein
Zündschloss eingeschaltet ist, beginnt das Motorsteuerungsmodul 400 mit der
Kraftstoffeinspritzung und öffnet das Drosselklappenventil 110 und
das Kraftstoffverteilerleistenventil. Im Gegensatz dazu, wenn das
Motorsteuerungsmodul 400 detektiert, dass das Zündschloss
ausgeschaltet ist, stoppt das Motorsteuerungsmodul 400 die
Kraftstoffeinspritzung und schließt das Drosselklappenventil 110 und
das Kraftstoffverteilerleistenventil.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Reduzieren der Vibration beim Abschalten
gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ausführlich beschrieben.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Reduzieren der Vibration
beim Abschalten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
in 4 gezeigt, bestimmt das Motorsteuerungsmodul 400 in
Schritt S210, ob das Zündschloss ausgeschaltet wurde. Falls
das Zündschloss nicht ausgeschaltet wurde, steuert das
Motorsteuerungsmodul 400 den Motor 10 derart,
der er weiter in Betrieb ist.
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Falls
das Zündschloss ausgeschaltet wurde, detektiert das Motormodul 200 im
Schritt S220, in welchem der Zylinder 95 gerade eine Zündung
stattfindet. Wie oben beschrieben, wird ein Zylinder 95,
in welchem gerade eine Zündung stattfindet, basierend auf
den Phasenwinkel der Kurbelwelle und den Phasenwinkel der Nockenwelle,
bevorzugt basierend auf den aktuellen Phasenwinkel der Kurbelwelle
und den aktuellen Phasenwinkel der Nockenwelle, berechnet.
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Nach
diesem bestimmt das Motormodul 200 in Schritt S230, ob
der Zylinder 95, in dem gerade eine Zündung stattfindet,
ein vorbestimmter Zylinder 95d ist.
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Der
vorbestimmte Zylinder 95d kann durch Experimente bestimmt
werden. Das Verfahren zum Bestimmen des vorbestimmten Zylinders 95d wird kurz
beschrieben.
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5 ist ein Graph, der die Vibrationen eines
Fahrzeugkörpers beim Abschalten zeigt, und 6 ist
ein Graph, der die Verteilung der Vibrationen eines Kraftübertragungssystems,
je nach dem Zylinder, in welchem zuletzt eine Zündung stattfand, zeigt.
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Wie
in den 5A und 5B gezeigt
wird, hat in einem Fall, in dem ein Drosselklappenantrieb nicht
verwendet wird, die Vibration eines Fahrzeugkörpers und
eines Kraftübertragungssystems verschiedene Werte. Wenige
von diesen verschiedenen Werten erreichen einen Zielvibrationswert
(von beispielsweise 1,4 m/s2) des Fahrzeugkörpers.
Es konnte aus vielen Experimenten in Erfahrung gebracht werden,
dass eine Beziehung zwischen der Vibration des Fahrzeugkörpers
und des Kraftübertragungssystems und in welchem Zylinder
gerade eine Zündung stattfindet besteht.
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Wie
in den 6A und 6B gezeigt
wird, ist in einem Fall, in dem beim Abschalten gerade eine Zündung
in dem vierten Zylinder stattfindet, welcher am nächsten
zu der Schwungscheibe angeordnet ist, die Vibration des Fahrzeugkörpers
und des Kraftübertragungssystems kleiner als der Zielvibrationswert.
Daher können die Vibrationen durch eine Steuerung derart,
dass die letzte Zündung in dem vierten Zylinder 95d stattfinden
muss, reduziert werden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, falls in Schritt S230 der Zylinder,
in welchem gerade eine Zündung stattfindet, nicht der vorbestimmte
Zylinder 95d ist, steuert die Motorsteuerungseinheit 400 den
Motor 10 derart, dass er weiter in Betrieb ist. Falls in
Schritt S230 der Zylinder, in welchem gerade eine Zündung
stattfindet, der vorbestimmte Zylinder ist, überträgt
das Motormodul 200 ein entsprechendes Signal an das Motorsteuerungsmodul 400,
so dass in Schritt S250 das Motorsteuerungsmodul 400 den
Motor 10 stoppt.
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Zum
Beispiel, falls der Zylinder, in dem gerade eine Zündung
stattfindet, der zweite Zylinder 95b ist, steuert die Motorsteuerungseinheit 400 den
Motor 10, weiter in Betrieb zu sein. Das heißt,
die Motorsteuerungseinheit 400 steuert den Motor derart,
dass eine Zündung sequentiell stattfindet gemäß der
Reihenfolge erster Zylinder 95a, dritter Zylinder 95c,
und vierter Zylinder 95d. Wenn eine Zündung in
dem vierten Zylinder 95d stattfindet, stoppt das Motorsteuerungsmodul 400 den
Motor 10.
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Gemäß der
Erfindung kann, da der Motor gestoppt wird, nachdem beim Abschalten
die letzte Zündung in dem vorbestimmten Zylinder stattgefunden
hat, die Vibration des Fahrzeugkörpers und des Kraftübertragungssystems
reduziert werden.
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Außerdem
kann, da kein teurer Drosselklappenantrieb verwendet werden muss,
der Preis des Fahrzeugs verringert werden.
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Obgleich
die Erfindung in Verbindung mit dem, was gegenwärtig als
praktische Ausführungsbeispiele betrachtet wird, beschrieben
wurde, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten
Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
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Sondern,
im Gegenteil, es ist beabsichtigt, dass verschiedene Modifikationen
und äquivalente Anordnungen innerhalb des Geistes und des
Rahmens der beigefügten Ansprüche enthalten sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2007-0073569 [0001]