DE102010045547B4

DE102010045547B4 - Automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem

Info

Publication number: DE102010045547B4
Application number: DE102010045547.4A
Authority: DE
Inventors: Tomohisa Shoda; Osamu Ishikawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2030-09-16
Also published as: JP2011208583A; US20110239974A1; DE102010045547A1; US8290693B2; JP5025752B2

Abstract

Automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem zum Durchführen eines automatischen Stoppbetriebes zum automatischen Stoppen eines Verbrennungsmotors (1), wenn eine automatische Stoppbedingung erfüllt ist während der Verbrennungsmotor (1) betrieben wird, und zum Durchführen eines Neustartbetriebes zum Neustarten des Verbrennungsmotors (1), wenn eine Neustartbedingung erfüllt ist während der Verbrennungsmotor (1) in einem automatischen Stoppbetrieb ist, wobei das automatische Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem ferner umfasst:
eine Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1);
ein Drosselventil (6) zum Anpassen einer Ansaugluft des Verbrennungsmotors (1);
ein Ringgetriebe (16), gekoppelt mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1);
ein Ritzelgetriebe (17), das zum Neustarten des Verbrennungsmotors (1) durch einen Startermotor (19) zum Rotieren angesteuert wird;
eine Ritzelschubeinrichtung (18), die das Ritzelgetriebe (18) zu dem Ringgetriebe (16) herausschiebt;
eine Neustartsteuereinrichtung zum Durchführen einer Neustartsteuerung des Verbrennungsmotors (1) indem die Ritzelschubeinrichtung (18) das Ritzelgetriebe herausschiebt, um das Ritzelgetriebe (17) mit dem Ringgetriebe (16) einzukuppeln, wenn die Neustartbedingung in einer Zeitperiode erfüllt ist von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt; und
eine Drosselventil-Steuereinrichtung, die das Drosselventil (6) öffnet, selbst wenn die Neustartbedingung nicht erfüllt wurde, wenn die durch die Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung berechnete Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) geringer als ein vorgegebener Wert wird, in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt, und die die Steuerung des Drosselventils (6) stoppt in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist;
wobei die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen ersten vorgegebenen Wert in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt eingestellt wird, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) eine erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht; die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen zweiten vorgegebenen Wert eingestellt wird, der kleiner als der erste vorgegebene Wert ist, bis die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, eine zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht; die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen dritten vorgegebenen Wert eingestellt wird, der größer ist als der zweite vorgegebene Wert, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit wird; und wenn die Neustartbedingung erfüllt ist bevor die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die gleich oder geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, Null erreicht, die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen Wert eingestellt wird, der auf Grundlage des Ansaugdrucks des Verbrennungsmotors (1) berechnet wird, und zur gleichen Zeit, eine Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (1) wiederaufgenommen wird und die Neustartsteuereinrichtung betrieben wird, so dass die Ritzelschubeinrichtung (18) das Ritzelgetriebe (17) herausschiebt, um das Ritzelgetriebe (17) mit dem Ringgetriebe (17) einzukuppeln, und dann der Startermotor (19) angesteuert wird, um den Verbrennungsmotor (1) zu beschleunigen und neu zu starten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem, das automatisch einen Verbrennungsmotor stoppt, wenn eine vorgegebene automatische Stoppbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor arbeitet, und das den Verbrennungsmotor neu startet, wenn eine vorgegebene Neustartbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor in dem automatischen Stoppmodus ist.
Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren wurde unter Verbrennungsmotoren, die in einem Fahrzeug angebracht sind, ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, in dem ein automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem (Leerlaufstoppsystem) hauptsächlich zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eingesetzt. Das vorhergehende automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem ist derart konfiguriert, dass ein Verbrennungsmotor automatisch gestoppt wird, wenn eine vorgegebene automatische Stoppbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor arbeitet, und den Verbrennungsmotor automatisch neu zu starten, wenn der Fahrer eine Operation durchführt, um das Fahrzeug zu bewegen und eine vorgegebene Neustartbedingung erfüllt ist.
Unter Verwendung eines solchen automatisches Stopp- und Neustartsystems eines Verbrennungsmotors (obwohl auch als Motor bezeichnet, wird dieser hier als ein Verbrennungsmotor bezeichnet), stoppt ein Verbrennungsmotor in dem automatischen Stoppmodus während einer inertialen Rotation und so wird die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors „0“, wenn jedoch der Verbrennungsmotor inertial rotiert, führt der Verbrennungsmotor den Einlasstakt, den Kompressionstakt, den Arbeitstakt und den Auslasstakt durch, selbst unter der Bedingung, dass kein Kraftstoff zugeführt wird, und die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors fluktuiert periodisch; die periodische Fluktuation der Rotationsgeschwindigkeit verursacht dann eine Vibration.
Bis heute wurde eine Technologie offenbart (Verweis z.B. auf JP 2007-327 365 A ), als eine Einrichtung zum Unterdrücken einer Vibration, die durch die periodische Fluktuation der Rotation verursacht wird, während ein Verbrennungsmotor inertial rotiert, in der zur Lösung des obigen Problems das Drosselventil geschlossen wird, das in dem Ansaugrohr bereitgestellt wird, bis der Ansaugdruck des Verbrennungsmotors einen vorbestimmten Druck erreicht und die Kraftstoffzufuhr ist verboten, bis der Ansaugdruck gleich oder größer als der vorbestimmte Druck wird.
Darüber hinaus wurde eine Technologie offenbart (Verweis z.B. auf JP 2006-242 082 A ), in der der Status des Verbrennungsmotors, der in den Stoppmodus gelangt ist, geschätzt wird, und das Drosselventil und Dergleichen gemäß dem Resultat der Schätzung gesteuert wird, sodass die Luftansaugmenge verändert wird und somit eine Vibration unterdrückt wird, und in der dann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors gleich oder geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, das Drosselventil geöffnet wird und die Steuergröße für das Drosselventil auf Grundlage der Größe des Abfalls in der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors variiert.
Ferner besteht in dem automatischen Stopp- und Neustartsystem eines herkömmlichen Verbrennungsmotors ein Problem darin, dass selbst dann, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist, weil der Fahrer eine Operation zur Bewegung des Fahrzeugs durchführt während der Verbrennungsmotor, der in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, inertial rotiert, es schwierig ist, dass das Ritzelgetriebe, das in dem Startermotor bereitgestellt wird, und das Ringgetriebe, das in dem Verbrennungsmotor bereitgestellt ist, miteinander verkuppeln, da ein Rotationsgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Ringgetriebe und dem Ritzelgetriebe erzeugt wird, wodurch der Verbrennungsmotor nicht neu gestartet werden kann, bis die Rotation des Verbrennungsmotors stoppt. Es wurde eine Technologie offenbart (Verweis z.B. auf JP 2005-113 781 A ), in der zur Lösung dieses Problems der Startermotor gemäß den Rotationsfluktuationen rotiert, die periodisch verursacht werden während der Verbrennungsmotor inertial rotiert sodass das Ritzelgetriebe mit dem Ringgetriebe verkuppelt wird, wenn der Rotationsgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Ringgetriebe und dem Ritzelgetriebe klein wird.
In der herkömmlichen Technologie, die in JP 2007-327 365 offenbart ist, bleibt die Kraftstoffzufuhr verboten, bis der Ansaugdruck gleich oder höher als ein vorbestimmter Druck wird; es ist somit nicht möglich, den Verbrennungsmotor neu zu starten, bis der Ansaugdruck gleich oder höher als der vorbestimmte Druck wird, selbst dann, wenn der Fahrer eine Operation zur Bewegung des Fahrzeugs durchführt, während der Verbrennungsmotor inertial rotiert. Entsprechend behindert die Verzögerung des Neustarts den Fahrer daran, das Fahrzeug nach seinen Wünschen zu bewegen, wodurch der Fahrer Unannehmlichkeiten verspüren kann.
In der herkömmlichen Technologie, die in JP 2006-242 082 A offenbart ist, wird das Drosselventil selbst nach dem Stopp des Verbrennungsmotors gesteuert; dies kann daher zu einem verschwenderischen Verbrauch elektrischer Energie führen. Ferner wird die Steuergröße für das Drosselventil gemäß der Größe des Abfalls der Rotationsgeschwindigkeit in dem Verbrennungsmotor geändert; es kann somit eine Verbrennungsfehlfunktion verursacht werden, da die Luftmenge zu wenig oder zu gering wird, wenn eine Neustartanforderung vorliegt, nachdem die Steuergröße für das Drosselventil geändert wurde.
In der herkömmlichen Technologie, die in JP 2005-113 781 A offenbart ist, kann in dem Fall, bei dem die Fluktuation der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors groß ist oder die Größe des Abfalls der Rotationsgeschwindigkeit groß ist, die Steuerung des Startermotors nicht mit der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors mithalten; daher kann es unmöglich sein, den Verbrennungsmotor neu zu starten, während der Verbrennungsmotor inertial rotiert, da der Zustand weiter vorliegt, in dem es schwierig ist, das Ritzelgetriebe und das Ringgetriebe miteinander zu verkuppeln. In der herkömmlichen Technologie, die in JP 2005-113 781 A offenbart ist, rotiert der Startermotor ferner gemäß den periodischen Rotationsfluktuationen, die verursacht werden, während der Verbrennungsmotor inertial rotiert; es besteht daher ein Problem, dass die Berechnungslast der Verbrennungseinheit groß wird, da es erforderlich ist, unter Berücksichtigung der Charakteristiken, wie z.B. dem Antwortverhalten des Startermotors, die Steuerung des Startermotors gemäß dem Einlasstakt, dem Kompressionstakt, dem Arbeitstakt und dem Auslasstakt durchzuführen.
EP 1 707 803 A2 offenbart ein automatisches Stopp- und Neustartsystem für Verbrennungsmotoren zum Durchführen eines automatischen Stoppbetriebes zum automatischen Stoppen des Verbrennungsmotors, wenn während des Betriebs des Verbrennungsmotors eine automatische Stoppbedingung erfüllt ist, und zum Durchführen eines Neustarts des Verbrennungsmotors, wenn eine Neustartbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor automatisch gestoppt wurde. Das automatische Stopp- und Neustartsystem umfasst eine Berechnungseinheit zum Berechnen der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors und eine Drosselventil-Steuereinrichtung, die ein Drosselventil öffnet, selbst wenn die Neustartbedingung nicht erfüllt wurde, wenn die berechnete Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors geringer als ein vorgegebener Wert wird, in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors stoppt.
WO 2010/012 530 A1 offenbart Stopp/Neustart-Steuermittel für Verbrennungmotoren, welche es erlauben, eine Automatikschaltung von einem Fahrmodus in einen Neutralmodus während einer automatischen Motorstoppsteuerung zu schalten, um ein verbessertes Neustartverhalten zu ermöglichen, und durch das Schalten verursachte Vibration zu verringern. Ferner wird das Öffnen eines Drosselventils zu einem Zeitpunkt der Kraftstoffzufuhrunterbrechung und eine Reduzierung der Drosselventilöffnung zu einem späteren Zeitpunkt offenbart, ebenso wie ein erneutes Vergrößern der Drosselventilöffnung zu einem darauf folgenden Zeitpunkt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde implementiert, um die vorhergehenden Probleme der herkömmlichen Systeme zu lösen; die Aufgabe dieser besteht in der Bereitstellung eines automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems, das einen Verbrennungsmotor schnell neu starten kann, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist während der Verbrennungsmotor, der in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, inertial rotiert und verhindert, das die Berechnungslast einer Verbrennungsmotor-Steuereinheit exzessiv wird.
Ein automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß der vorliegenden Erfindung löst diese Aufgabe und umfasst die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Drosselventil geöffnet, wenn die Neustartbedingung nicht erfüllt ist, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors geringer wird als ein vorgegebener Wert, während der Verbrennungsmotor, der in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, inertial rotiert; selbst wenn die Neustartbedingung des Verbrennungsmotors erfüllt ist, wird daher eine Luftmenge, die dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, nicht zu gering, wenn der Verbrennungsmotor neu gestartet wird, wobei der Verbrennungsmotor unmittelbar nachdem die Neustartbedingung erfüllt ist neu gestartet werden kann. Da darüber hinaus die Steuerung des Drosselventils in einer Zeitperiode gestoppt wird, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist, wird das Drosselventil nicht
verschwenderisch verwendet, wobei ein Verbrauch elektrischer Energie unterdrückt werden kann.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlicher.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Darstellung eines automatisches Stopp- und Neustartsystems eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs eines automatischen Stopp- und Neustartsystems eines Verbrennungsmotors gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs einer Drosselventil-Steuereinrichtung in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs einer Neustartsteuereinrichtung in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Neustart-Drosselventil-Einstelloperation in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein charakteristischer Graph zur Darstellung der Rotationsgeschwindigkeits-Charakteristiken eines Startermotors in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein erläuternder Graph zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drosselventil und dem Ansaugdruck in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status eines Verbrennungsmotors nachdem der Verbrennungsmotor in den automatischen Stoppmodus in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung gelangt ist;
9 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status eines Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartsteuerung durchgeführt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors hoch ist und der Starter nicht ansteuert, in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status eines Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartsteuerung durchgeführt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors hoch ist und der Starter ansteuert, in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung; und
11 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status eines Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartsteuerung durchgeführt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors gering ist, in einem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsform 1
Im Folgenden wird ein automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Darstellung eines automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. In 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 mit einem Ansaugrohr 10 bereitgestellt, das Luft ansaugt in den Verbrennungsmotor 1 zu gelangen, und einem Auslassrohr 14, das Luft von dem Verbrennungsmotor 1 ausgibt. Ein Luftfilter 2 wird an der Stromaufwärtsseite des Ansaugrohrs 10 bereitgestellt; auf der Stromabwärtsseite des Luftfilters 2 werden ein Luftflusssensor 4 und ein Luftansaug-Temperatursensor 3 bereitgestellt, der die Temperatur der angesaugten Luft erfasst. Auf der Stromabwärtsseite des Luftflusssensors 4 werden ein Drosselventil 6, das die Flussrate der angesaugten Luft mittels eines Motors 5 anpasst, und ein Drosselöffnungs-Gradsensor 7 bereitgestellt, der den Öffnungsgrad des Drosselventils 6 erfasst.
Auf der Stromabwärtsseite des Drosselventils 6 wird ein Ausgleichbecken 9 bereitgestellt; auf dem Ausgleichbecken 9 wird ein Ansaugdrucksensor 8 bereitgestellt, der einen Ansaugdruck erfasst. Ferner wird auf der Stromabwärtsseite des Ausgleichbeckens 9 ein Ansaugstutzen 11 bereitgestellt, der angesaugte Luft an die jeweiligen Verbrennungskammern der Zylinder des Verbrennungsmotors 1 liefert. In der Nähe des Einlassanschlusses von jedem Zylinder wird ein Kraftstoff-Einspritzventil 12 bereitgestellt; ein Gasgemisch, das aus Luft und Kraftstoff besteht, das von dem Kraftstoff-Einspritzventil 12 bereitgestellt wird, wird durch die Verbrennungskammer von jedem Zylinder durch ein Einlassventil aufgenommen. Eine nicht dargestellte Zündkerze zündet ein Gasgemisch, das durch die Verbrennungskammer jedes Zylinders aufgenommen ist, sodass das Gasgemisch verbrennt; das Verbrennungsgas, das durch die Verbrennung erzeugt wird, wird von dem Auslassrohr 14 zur Luft durch einen nicht dargestellten Katalysator ausgelassen.
In dem Verbrennungsmotor 1 wird ein nicht dargestellter Wassertemperatursensor bereitgestellt, der die Temperatur eines Kühlmittels für den Verbrennungsmotor 1 erfasst, und ein Kurbelwinkelsensor 13, der ein Signal erfasst, das bei jedem Mal ausgegeben wird, wenn sich die Kurbelwelle 13 des Verbrennungsmotors 1 um einen vorgegebenen Winkel dreht; auf Grundlage des Signals, das durch den Kurbelwinkelsensor 13 erfasst wird, erfasst eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit (die im Folgenden als ein ECU bezeichnet wird) 22, die später beschrieben wird, den Kurbelwinkel und berechnet die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1.
Ferner wird in dem Verbrennungsmotor 1 ein Starter 15 bereitgestellt, der ein Ringgetriebe 16 ansteuert und rotiert, das in dem Verbrennungsmotor 1 bereitgestellt wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 durch einen nicht dargestellten Schlüssel (Schlüssel eingeschaltet starten) gestartet wird oder neu gestartet wird. Der Starter 15 umfasst ein Ritzelgetriebe 17, das ein Ringgetriebe 16 ansteuert und rotiert, eine Ritzelschubeinrichtung 18, die das Ritzelgetriebe 17 zu dem Ringgetriebe 16 verschiebt, um das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 zu verkoppeln, und eine Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 die einen Startermotor 19 ansteuert, um das Ritzelgetriebe 17 anzusteuern und zu rotieren. Ein Ansteuersignal von dem ECU 22 steuert separat die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 und die Ritzelschubeinrichtung 18. Der Betrieb des Starters 15 wird später beschrieben. Ferner liefert eine Batterie 21 elektrische Energie zu dem Starter 15, der ECU 22 und den verschiedenen Arten von Sensoren, die oben beschrieben sind.
Die ECU 22 wird mit einer Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle bereitgestellt, die Ausgabesignale der verschiedenen Arten von Sensoren, die oben beschrieben sind, eingibt, Erfassungssignale, wie z.B. die Senkungsgröße eines nicht dargestellten Gaspedals und die Senkungsgröße eines nicht dargestellten Bremspedals; eine CPU (Mikroprozessor) 222, die berechnet, ob das Starten, Stoppen und Neustarten des Verbrennungsmotors 1 gesteuert werden kann oder nicht, und ein Ansteuersignal an eine Ansteuerschaltung 225 überträgt, die später beschrieben wird; einem ROM (Lese-Speicher) 223, die verschiedene Arten von Konstanten und Steuerprogrammen speichert, die in verschiedenen Arten von Berechnungen durch die CPU 222 verwendet wird; ein RAM (Schreib-Lese-Speicher) der die Resultate der Berechnungen durch die CPU 222 temporär speichert; und die Ansteuerschaltung 225, die Ansteuersignale an das Kraftstoff-Einspritzventil 12 und Dergleichen überträgt, entsprechend den Berechnungsresultaten von der CPU 222.
Die ECU 22 berechnet nicht nur die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1, auf Grundlage des Erfassungssignals von dem Kurbelwinkelsensor 13, sondern bestimmt auch den Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 1 unter Verwendung der Steuerprogramme und der Steuerkonstanten, die in dem ROM 223 gespeichert sind, auf Grundlage der Signale von den verschiedenen Arten von Sensoren, z.B. dem Luftansaug-Temperatursensor 3 und Dergleichen; die ECU 22 gibt auch Ansteuersignale und die Steuergröße, die mit dem Willen eines Fahrers zusammenhängt, an das Kraftstoff-Einspritzventil 12, den Motor 5 und Dergleichen aus. Die ECU 22 ist derart konfiguriert, dass bestimmt werden kann, ob oder ob nicht die automatische Stoppbedingung oder die Neustartbedingung für den Verbrennungsmotor 1 erfüllt ist, und das Drosselventil 6 zu steuern, zu einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor in dem automatischen Stoppmodus ist, oder den Starter 15 zu einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor neu gestartet wird.
Hier wird der Betrieb des Starters 15 beschrieben. Wenn zunächst der Verbrennungsmotor durch ein Einschalten des Schlüssels gestartet wird, oder wenn, nachdem der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, der Betriebsstatus des Verbrennungsmotors 1 die Neustartbedingung erfüllt, führt die CPU 222 eine Startberechnung oder eine Neustartberechnung für den Verbrennungsmotor 1 durch, auf Grundlage der Ausgabesignale von den verschiedenen Arten von Sensoren, die in die ECU 22 über die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 221 eingegeben werden. Auf Grundlage des Resultats der Berechnung überträgt die Ansteuerschaltung 225 dann ein Ansteuersignal an die Ritzelschubeinrichtung 18, um den Antrieb der Ritzelschubeinrichtung 18 zu starten. Wenn der Antrieb der Ritzelschubeinrichtung 18 gestartet wird, wird das Ritzelgetriebe 17 nach außen verschoben und verkuppelt dann mit dem Ringgetriebe 16.
Danach überträgt die Ansteuerschaltung 225 in der ECU 22 ein Ansteuersignal an die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20, und dann wird die Energieversorgungsschaltung für den Startermotor 19 geschlossen; die Batterie 21 versorgt den Startermotor 19 mit elektrischer Energie, um diesen anzusteuern; danach wird die Rotationsansteuerung des Verbrennungsmotors 1 mittels des Ritzelgetriebes 17 und des Ringgetriebes 16 gestartet. Als ein Resultat beginnt der Verbrennungsmotor 1 mit der Startoperation oder der Neustartoperation.
In dem Fall, dass die Neustartbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor 1 inertial rotiert, nachdem der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, wie später beschrieben wird, berechnet eine Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung, die aus einer Programmierungssoftware ausgebildet ist, in der CPU 222 eine Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1, auf Grundlage des Erfassungssignals von dem Kurbelwinkelsensor 13 und Dergleichen, das in die ECU 22 eingegeben wird. Das Ansteuersignal, das auf der berechneten Rotationsgeschwindigkeit Ne basiert, wird von der Ansteuerschaltung 225 in der ECU 22 an die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 oder die Ritzelschubeinrichtung 18 übertragen, sodass der Starter 15 angesteuert wird und der Verbrennungsmotor 1 die Neustartoperation durchführt.
Als nächstes wird die Operation des automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
2 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs des automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. In 2 wird in dem Schritt S101 zuerst bestimmt, ob ein Automatikstopp-Implementierungsflag existiert oder nicht, welches anzeigt, dass der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist. Das Automatikstopp-Implementierungsflag wird eingerichtet, wenn das automatische Stoppen in dem Schritt 103, der später beschrieben wird, implementiert wird; das Automatikstopp-Implementierungsflag wird „1“, wenn das automatische Stoppen implementiert wurde oder wenn es implementiert wird, und wird „0“, wenn das automatische Stoppen nicht implementiert wurde oder wenn der Verbrennungsmotor 1 neu startet.
Für den Fall, dass in dem Schritt S101 bestimmt wird, dass das Automatikstopp-Implementierungsflag nicht „0“ ist (Nein), wird angezeigt, dass der Verbrennungsmotor 1 in dem automatischen Stoppmodus ist; daher folgt dem Schritt S101 der Schritt S105. Im Gegensatz dazu wird für den Fall, dass in dem Schritt S101 bestimmt wird, dass das Automatikstopp-Implementierungsflag „0“ ist (Ja), wird angezeigt, dass der Verbrennungsmotor 1 nicht in dem automatischen Stoppmodus ist, das heißt, dass er in Betrieb ist; daher folgt dem Schritt S101 der Schritt S102.
Im Schritt S102 wird bestimmt, ob die automatische Stoppbedingung erfüllt ist oder nicht. Die Bestimmung, ob die automatische Stoppbedingung erfüllt wurde oder nicht, wird implementiert durch ein kollektives Betrachten diskreter automatischer Stoppbedingungen, wie z.B., ob die Temperatur, die durch den Wassertemperatursensor erfasst wird, gleich oder höher als eine vorgegebene Temperatur (z.B. 60°C) ist oder nicht, ob erfasst wurde, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit (z.B. 10 [km/h]) ist oder nicht, ob die vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder geringer als eine vorgegebene Geschwindigkeit (z.B. 0 [km/h]) ist oder nicht, ob das Bremspedal gedrückt wurde oder nicht, und ob die Senkungsgröße des Gaspedals gleich oder größer als ein vorgegebener Wert (z.B. keine Senkungsgröße) ist oder nicht.
In dem Fall, dass in dem Schritt S102 bestimmt wird, dass die automatische Stoppbedingung erfüllt wurde (Ja), ist die automatische Stoppbedingung erfüllt und somit ist das automatische Stoppen des Verbrennungsmotors 1 möglich; somit folgt dem Schritt S102 der Schritt S103. Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, bei dem im Schritt S102 bestimmt wird, dass die automatische Stoppbedingung nicht erfüllt wurde (Nein), ist zumindest eine von den diskreten automatischen Stoppbedingungen nicht erfüllt, z.B. ist die Temperatur, die durch den Wassertemperatursensor erfasst wird, gleich oder geringer als die vorgegebene Temperatur; daher kehrt der Prozess zu Start zurück.
In dem Fall, dass in dem Schritt S102 bestimmt wird, dass die automatische Stoppbedingung erfüllt wurde, und somit dem Schritt S102 der Schritt S103 folgt, wird eine Steuerung des automatischen Stoppens implementiert, bei der z.B. das Ansteuersignal an das Kraftstoff-Einspritzventil 12 von der Ansteuerschaltung 225 in der ECU 22 gestoppt wird, sodass die Kraftstoffversorgung an den Verbrennungsmotor 1 gestoppt wird. Wenn die Kraftstoffversorgung von dem Kraftstoff-Einspritzventil gestoppt wird, kann der Verbrennungsmotor 1 die Rotationsgeschwindigkeit Ne davon nicht aufrechterhalten, die durch die Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung in der CPU 222 der ECU 22 berechnet wird, auf Grundlage des Erfassungssignals von dem Kurbelwinkelsensor 13; daher wird die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 verringert, während der Verbrennungsmotor 1 inertial rotiert. Da die Steuerung des automatischen Stoppens implementiert wurde, wird das Automatikstopp-Implementierungsflag darüber hinaus auf „1“ eingestellt.
Da die Steuerung des automatischen Stoppens implementiert wurde stellt als nächstes im Schritt S104 die Drosselventil-Steuereinrichtung den Öffnungsgrad des Drosselventils 6. Die Drosselventil-Steuereinrichtung wird später beschrieben.
Nachdem die Drosselventil-Steuereinrichtung den Öffnungsgrad des Drosselventils in dem Schritt S104 einstellt, folgt dem Schritt S104 der Schritt S105, in dem bestimmt wird, ob die Neustartbedingung erfüllt wurde oder nicht. Die Bestimmung, ob die Neustartbedingung erfüllt wurde oder nicht, wird durch ein kollektives Betrachten diskreter Neustartbedingungen implementiert, wie z.B., ob die Senkungsgröße des Bremspedals gleich oder geringer als ein vorgegebener Wert ist oder nicht (z.B. keine Senkungsgröße), und ob die Senkungsgröße des Gaspedals gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist oder nicht (z.B. ob die Senkungsgröße keine Senkungsgröße um mehr als 10 % überschreitet.
In dem Fall, dass in dem Schritt S105 bestimmt wird, dass die Neustartbedingung erfüllt wurde (Ja), folgt dem Schritt S105 der Schritt S106, bei dem eine Neustartsteuerung, die später beschrieben wird, durch die Neustart-Steuereinrichtung implementiert wird, um den Verbrennungsmotor 1 neu zu starten. Wenn im Gegensatz dazu im Schritt S105 bestimmt wird, dass die Neustartbedingung nicht erfüllt ist (Nein), ist zumindest eine diskrete Neustartbedingung nicht erfüllt, z.B. ist das Bremspedal gesenkt und somit ist die Neustartbedingung nicht erfüllt; daher kehrt der Prozess zu dem Start zurück.
Das automatische Stoppen und Neustarten des Verbrennungsmotors 1 wird durch den vorhergehenden Fluss implementiert. Als nächstes wird die Drosselventil-Steuereinrichtung beschrieben, die in dem Schritt S104 implementiert ist. 3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs der Drosselventil-Steuereinrichtung in dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
Nachdem die Steuerung des automatischen Stoppens des Verbrennungsmotors 1 in dem Schritt S103, der in 2 dargestellt ist, implementiert ist, folgt, wie oben beschrieben, dem Schritt S103 der Schritt S104, bei dem eine Weiterverarbeitung durch die Drosselventil-Steuereinrichtung implementiert ist. Die Drosselventil-Steuereinrichtung wird durch eine Programmierungssoftware in der CPU 222 der ECU 22 ausgebildet.
In 3 wird zuerst im Schritt S107 auf Grundlage des Erfassungssignals von dem Kurbelwinkelsensor 13 die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gelesen, die durch die Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung berechnet wird, welche durch eine Programmierungssoftware in der CPU 222 der ECU 22 ausgebildet ist; dann wird bestimmt, ob die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder höher als eine erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne 1 ist, bei der es sich um einen ersten vorgegebenen Wert handelt. Die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne 1 wird hier z.B. auf 600 [r/min] eingestellt, als eine Rotationsgeschwindigkeit, bei der, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird, der Neustart möglich gemacht wird, wenn auch nur durch eine Kraftstoffversorgung von dem Kraftstoff-Einspritzventil 12.
Der Grund dafür, warum die Bestimmung in dem Schritt S107 implementiert wird besteht darin, dass, wenn der Verbrennungsmotor 1, der in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, neu gestartet wird, es nicht erforderlich ist, dass der Starter den Verbrennungsmotor 1 für die gesamte Zeitperiode ansteuert, bis die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 „0“ wird, und eine Zeitperiode existiert, in der der Neustart des Verbrennungsmotors 1 beendet werden kann, wenn auch nur durch die Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung, z.B. in dem Fall, bei dem die Neustartbedingung unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, erfüllt wird. Mit anderen Worten wird die Bestimmung in dem Schritt S107 implementiert, da die Rotationsgeschwindigkeit bei einer niedrigen Grenze, bei der der Neustart des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt werden kann, wenn auch nur durch eine Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung, Ne1 ist, und es verstanden wird, dass die Neustartoperation, nachdem die Neustartbedingung erfüllt wurde, in einer Zeitperiode, in der die Rotationsgeschwindigkeit Ne1 des Verbrennungsmotors 1 gleich oder höher als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist, gleich der Wiederherstellung der herkömmlichen Kraftstoffzufuhrsperrung ist.
In dem Fall, dass in dem Schritt S107 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors gleich oder höher als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist (Ja), folgt dem Schritt S107 der Schritt S108, wobei die Steuergröße des Drosselventils 6 auf einen ersten vorgegebenen Wert TV1 eingestellt wird, bei dem es sich z.B. um die gleiche Steuergröße des Drosselventils 6 handelt, wie wenn die Kraftstoffzufuhrsperrung durchgeführt wird; dann folgt dem Schritt S108 der Schritt S114 und die Einstellung des Drosselventils 6 wird beendet. In dem Fall, bei dem das Resultat der Bestimmung, die in dem Schritt S107 durchgeführt wird, „Ja“ ist, ist die Rotationsgeschwindigkeit Ne, wie oben beschrieben, eine Rotationsgeschwindigkeit, bei der der Neustart des Verbrennungsmotors 1 implementiert werden kann, wenn auch nur durch die Wiederaufnahme der Kraftstoffzufuhr, und somit ist nicht erforderlich, dass das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppelt; daher wird kein Problem aufgeworfen, dass die Steuergröße des Drosselventils 6 auf eine Größe eingestellt wird, die sich von der Größe zum Zeitpunkt unterscheidet, wenn die Kraftstoffzufuhrsperrung durchgeführt wird.
In dem Fall, dass in dem Schritt S107 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist (Nein), folgt im Gegensatz dazu dem Schritt S107 der Schritt S109. In dem Schritt S109 wird die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 mit einer zweiten vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit Ne2 verglichen bei der es sich um einen zweiten vorgegebenen Wert handelt, und es wird dann bestimmt, ob die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder höher als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist oder nicht. Wenn dem Schritt S107 der Schritt S109 folgt, ist die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1. Dies bedeutet, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne gleich einer Rotationsgeschwindigkeit geworden ist, bei der es nicht möglich ist, dass der Neustart des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt werden kann, selbst durch eine Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung; daher ist es erforderlich, dass der Verbrennungsmotor 1 durch den Starter 15 beschleunigt wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird. Daher ist es erforderlich, dass das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppelt; daher wird nicht bevorzugt, dass Fluktuationen in der Rotationsgeschwindigkeit de Verbrennungsmotors 1 auftreten. Entsprechend ist es erforderlich, eine Steuergröße des Drosselventils 6 einzustellen, die sich von der Steuergröße, die in dem Schritt S108 eingestellt ist, unterscheidet; aus diesem Zweck wird die Bestimmung in dem Schritt S109 implementiert. Die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 wird z.B. auf 100 [r/min] eingestellt.
In dem Fall, dass in dem Schritt S109 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder höher als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist (Ja), folgt dem Schritt S109 der Schritt S110, bei dem die Steuergröße des Drosselventils 6 auf einen zweiten vorgegebenen Wert TV2 eingestellt wird, bei dem es sich z.B. um einen Wert handelt, der „vollständig offen“ entspricht; dann folgt dem Schritt S110 der Schritt S114 und die Einstellung des Drosselventils 6 wird beendet. In dem Fall, dass in dem Schritt S109 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist (Nein), folgt dem Schritt S109 im Gegensatz dazu der Schritt S111.
In dem Schritt S111 wird bestimmt, ob der Verbrennungsmotor rotiert oder nicht, d.h. ob die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 „0“ überschritten hat. In dem Fall, dass der Verbrennungsmotor 1 gestoppt wurde, existieren keine Fluktuationen der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1; es ist somit nicht erforderlich, dass die Drosselventil 6 steuert. In dem Fall, dass in dem Schritt S111 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 „0“ nicht überschritten hat, d.h., dass bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor in dem Stoppmodus ist (Nein), folgt dem Schritt S111 entsprechend der Schritt S113, bei dem ein Verbrennungsmotor-Stoppflag auf „1“ eingestellt wird und die Drosselventil-Steuereinrichtung gestoppt wird, sodass die Steuergröße des Drosselventils 6 auf den Referenzwert eingestellt wird; dem Schritt S113 folgt dann der Schritt S114 und der Prozess wird beendet.
Bei dem Verbrennungsmotor-Stoppflag handelt es sich um ein Flag, der nur dann eingestellt wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 in dem automatischen Stoppmodus ist und die Rotation davon gestoppt ist; selbst nachdem der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, wird das Verbrennungsmotor-Stoppflag nicht auf „1“ eingestellt sondern auf „0“. In dem Fall, dass, obwohl die Rotationsgeschwindigkeit gering ist, der Verbrennungsmotor immer noch rotiert, wird das Resultat der Bestimmung im Schritt S111 im Gegensatz dazu „Ja“; somit folgt dem Schritt S111 der Schritt S112.
In dem Schritt S112 wird die Steuergröße des Drosselventils 6 auf einen dritten vorgegebenen Wert TV3 eingestellt. In dieser Stufe wird die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gegeben durch [0 < Ne < Ne2]: dies zeigt an, dass die Drosselventil-Steuereinrichtung das Drosselventil 6 gesteuert hat, nachdem der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist. Wenn die Neustartbedingung unter dieser Bedingung erfüllt ist, kann eine Verbrennungsfehlfunktion verursacht werden, da eine Luftmenge, die an den Verbrennungsmotor 1 geliefert wird, zu gering wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird.
Im Gegensatz zu den Einstellungen in den Schritten S108 und S110 wird somit die Steuergröße des Drosselventils 6 auf eine große Steuergröße in dem Schritt S112 eingestellt. Diese Steuerung ermöglicht eine Durchführung eines schnellen Neustarts ohne irgendwelche Verbrennungsfehlfunktionen zu verursachen, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird. Die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 ist in dieser Stufe gering und somit kann das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppeln, selbst dann, wenn die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 den Startermotor 19 nicht ansteuert, und da die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gering ist, werden keine Fluktuationen in der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 verursacht, sodass der Fahrer ein Unbehagen verspürt, selbst wenn das Drosselventil geöffnet ist.
Gemäß der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 stellt die Drosselventil-Steuereinrichtung, wie oben beschrieben, die Steuergröße des Drosselventils 6 ein, nachdem der Verbrennungsmotor in den automatischen Stoppmodus gelangt ist.
Als nächstes wird die Neustartsteuereinrichtung beschrieben, die in dem Schritt S106 durchgeführt wird, wie in 2 dargestellt. 4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung des Betriebs der Neustartsteuereinrichtung in dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
In dem Fall, dass in dem Schritt S105 in 2 bestimmt wird, dass die Neustartsteuerung erfüllt wurde und dann die Neustartsteuereinrichtung in den Schritt S106 implementiert wird, wird zuerst das Automatikstopp-Implementierungsflag auf „0“ in dem Schritt S115 in 4 eingestellt. Dann folgt dem Schritt S115 der Schritt S116, bei dem bestimmt wird, ob die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist, gleich oder geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist oder nicht.
In dem Schritt S116 wird bestimmt, wie oben beschrieben, ob der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet ist, selbst nur durch die Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung; in dem Fall, dass bestimmt worden ist, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 höher als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist (Nein), folgt dem Schritt S116 der Schritt S117, bei dem eine Neustart-Drosselventil-Einstellung durchgeführt wird, bei der die Steuergröße des Drosselventils 6, die durch die Drosselventil-Steuereinrichtung eingestellt wurde, auf eine Größe eingestellt wird, die mit dem Neustart-Öffnungsgrad zusammenhängt.
Im Folgenden wird die Neustart-Drosselventil-Einstellung beschrieben. Durch die Steuerung des Drosselventils 6 über die Drosselventil-Steuereinrichtung, nachdem der Verbrennungsmotor 1 in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, können Fluktuationen der Rotationsgeschwindigkeit unterdrückt werden, während der Verbrennungsmotor 1 inertial rotiert. In dem Fall, dass, nachdem die Neustartbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor 1 inertial rotiert, die Neustartoperation durchgeführt wird, kann jedoch eine Luftmenge, die an den Verbrennungsmotor 1 geliefert wird, zu gering werden, wenn die Neustartoperation durchgeführt wird, da das Drosselventil 6 gesteuert wird, wodurch eine Verbrennungsfehlfunktion verursacht werden kann. Entsprechend wird in den Schritten S117, S121 und S125 die Neustart-Drosselventil-Einstellung implementiert, sodass verhindert wird, dass eine zu liefernde Luftmenge zu gering wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird.
5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung der Neustart-Drosselventil-Einstelloperation in dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Wenn entsprechend 5 der Prozess der Neustart-Drosselventil-Einstellung gestartet wird, wird zuerst ein Ansaugdruck-Erfassungsdruck von dem Ansaugdrucksensor 8 in dem Schritt S132 gelesen. In dem Schritt S133 wird als nächstes unter Verwendung der Beziehung, die vorab in dem ROM 223 in der ECU 22 gespeichert wird, zwischen dem Ansaugdruck und der Steuergröße des Drosselventils 6 zum Zeitpunkt des Neustarts die Steuergröße des Drosselventils 6 berechnet, die mit dem Ansaugdruck zu einem Zeitpunkt des Neustarts zusammenhängt; der Betrieb der Drosselventil-Steuereinrichtung wird gestoppt und die Steuergröße des Drosselventils 6 wird auf die berechnete Neustart-Drosselventil-Steuergröße eingestellt; dann folgt dem Schritt S133 der Schritt S134 womit der Prozess beendet wird.
7 ist ein erläuternder Graph zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drosselventil und dem Ansaugdruck in dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung; die Beziehung zwischen dem Drosselventil und dem Ansaugdruck, die vorab in dem ROM 223 gespeichert wird, wird verwendet zur Berechnung, in dem Schritt S133, der Steuergröße des Drosselventils 6, die mit dem Ansaugdruck zu einem Zeitpunkt des Neustarts zusammenhängt.
In dem Fall, dass in dem Schritt S116 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 höher als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist (Nein), folgt dem Schritt S116 der Schritt S117; nachdem die vorhergehende Neustart-Drosselventil-Einstellung in dem Schritt S117 beendet ist, folgt dem Schritt S117 der Schritt S118, bei dem die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 wieder aufgenommen wird. Dann wird in dem Schritt S119 bestimmt, ob der Neustart beendet wurde oder nicht. Ob der Neustart beendet wurde oder nicht, wird kollektiv z.B. auf Grundlage der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 bestimmt. In dem Fall, dass in dem Schritt S119 bestimmt wird, dass der Neustart nicht beendet wurde (Nein), wird der Schritt S119 wiederholt. In dem Fall, dass in dem Schritt S119 bestimmt wurde, dass der Neustart beendet wurde (Ja), folgt dem Schritt S119 im Gegensatz dazu der Schritt S131, wodurch der Betrieb der Neustart-Steuereinrichtung beendet wird.
In dem Fall, dass in dem Schritt S116 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist (Ja), folgt dem Schritt S116 der Schritt S120; zu diesem Zeitpunkt wird bestimmt, ob die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist oder nicht. Wenn dem Schritt S116 der Schritt S120 folgt zeigt dies an, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist. Dies bedeutet, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne gleich einer Rotationsgeschwindigkeit geworden ist, bei der es nicht möglich ist, dass der Neustart des Verbrennungsmotors 1 durchgeführt werden kann, selbst durch eine Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung; daher ist es erforderlich, dass der Verbrennungsmotor 1 durch den Starter 15 beschleunigt wird, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird. Darüber hinaus ist eine Bestimmung erforderlich, aus der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1, welche von der Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 und der Ritzelschubeinrichtung 18 in dem Starter 15 anzusteuern ist.
In dem Fall, dass in dem Schritt S120 bestimmt ist, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 höher als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist (Nein), folgt dem Schritt S120 zuerst der Schritt S121, bei dem die Neustart-Drosselventil-Einstellung durchgeführt wird, d.h., dass die Steuergröße des Drosselventils 6 auf die Neustart-Drosselventil-Steuergröße eingestellt wird; als nächstes folgt dem Schritt S121 der Schritt S122.
Die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 ist höher als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2; Wenn somit der Startermotor 19 zuerst durch die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 in dem Schritt S122 angesteuert wird, beginnt das Ritzelgetriebe 17 zu rotieren. Da das Ritzelgetriebe 17 nicht mit dem Ringgetriebe 16 eingekuppelt ist, wird dieses in dieser Situation angetrieben, ohne dass eine Last auferlegt wird; daher steigt mit zunehmender Zeit die Rotationsgeschwindigkeit mit der Motorrotations-Geschwindigkeitscharakteristik, die in 6 dargestellt ist. 6 ist ein Graph zur Darstellung der Rotations-Geschwindigkeitscharakteristik des Startermotors in dem automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
Als Nächstes folgt im Schritt S122 der Schritt S123, bei dem bestimmt wird, ob die Betriebsbedingung für die Ritzelschubeinrichtung 18 erfüllt wurde oder nicht. Während der Startermotor 19 durch die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 angesteuert wird und das Ritzelgetriebe 17 rotiert, fällt im Schritt S122 die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1, da der Verbrennungsmotor 1, der in den automatischen Stoppmodus gelangt ist, inertial rotiert; daher stimmt die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes 17 mit der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 überein, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Die Bestimmung darüber, ob oder ob nicht die Operationsbedingung für die Ritzelschubeinrichtung 18 erfüllt wurde, wird durchgeführt durch eine Bestimmung, ob die vorgegebene Zeit abgelaufen ist oder nicht.
In dem Fall, dass in dem Schritt S123 bestimmt wird, dass die Operationsbedingung für die Ritzelschubeinrichtung 18 nicht erfüllt wurde (Nein), ist die vorgegebene Zeit nicht abgelaufen, bei der die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes 17 mit der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 übereinstimmt; somit wird der Schritt S123 wiederholt. In dem Fall, dass in dem Schritt S123 bestimmt wird, dass die Operationsbedingung für die Ritzelschubeinrichtung 18 erfüllt wurde (Ja), ist im Gegensatz dazu die vorgegebene Zeit abgelaufen, bei der die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes 17 mit der Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 übereinstimmt; somit folgt dem Schritt S123 der Schritt S124, bei dem das Ritzelgetriebe 17 durch die Ritzelschubeinrichtung 18 nach außen geschoben wird, um mit dem Ringgetriebe 16 einzukuppeln.
Dem Schritt S124 folgt der Schritt S128, bei dem die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 wieder aufgenommen wird; dann wird in dem Schritt S129 bestimmt, ob der Neustart beendet wurde oder nicht. In dem Fall, dass in dem Schritt S129 bestimmt wird, dass der Neustart beendet wurde (Ja), folgt dem Schritt S129 der Schritt S130; in dem Fall, dass bestimmt wird, dass der Neustart nicht beendet wurde (Nein), wird der Schritt S129 wiederholt, bis der Neustart beendet ist. Wenn der Neustart beendet ist, folgt dem Schritt S129 der Schritt S130, bei dem der Ansteuerbetrieb der Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 und der Ritzelschubeinrichtung 18 gestoppt werden; dann folgt dem Schritt S130 der Schritt S131, womit der Prozess durch die Neustart-Steuereinrichtung beendet wird.
In dem Fall, dass in dem Schritt S120 bestimmt wird, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich oder geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist (Ja), zeigt dies an, dass die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gering ist und somit das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppeln kann, selbst dann, wenn die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 den Startermotor 19 nicht zuerst ansteuert. Dem Schritt S120 folgt der Schritt S125, bei dem die Steuergröße des Drosselventils 6, das durch die Drosselventil-Steuereinrichtung eingestellt wurde, auf die vorhergehende Neustart-Drosselventil-Steuergröße als die Neustart-Drosselventil-Einstellung eingestellt wird; dann folgt dem Schritt S125 der Schritt S126.
In dem Schritt S126 wird das Ritzelgetriebe 17 durch die Ritzelschubeinrichtung 18 nach außen geschoben, um mit dem Ringgetriebe 16 einzukuppeln. Dann wird in dem Schritt S127 der Startermotor 19 durch die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 angesteuert, sodass das Ritzelgetriebe 17 mit der Rotation beginnt, und sodass die Beschleunigung des Verbrennungsmotors 1 über das Ringgetriebe 16 gestartet wird. In dem Fall, dass das Verbrennungsmotor-Stoppflag auf „1“ eingestellt wurde, d.h. in dem Fall, bei dem das Verbrennungsmotor-Stoppflag zu einem Zeitpunkt des Neustarts eingestellt wurde, nachdem die Rotation des Verbrennungsmotors 1 gestoppt wurde, wird in dem Schritt S127 das Verbrennungsmotor-Stoppflag auf „0“ eingestellt, und dann folgt dem Schritt S127 der Schritt S128.
Dann wird, wie oben beschrieben, in dem Schritt S128 eine Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 wieder aufgenommen und in dem Schritt S129 wird bestimmt, ob ein Neustart beendet wurde oder nicht; in dem Fall, dass in dem Schritt S129 bestimmt wird, dass der Neustart beendet wurde (Ja), folgt dem Schritt S129 der Schritt S130, bei dem der Antrieb der Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 und des Startermotors 19 beendet wird, sodass die Verarbeitung durch die Neustart-Steuereinrichtung beendet wird.
Als Nächstes wird mit Bezug auf das oben beschriebene automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung die Operation des Drosselventils 6 beschrieben, zu einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsmotor in dem automatischen Stoppmodus ist. 8 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status eines Verbrennungsmotors, nachdem der Verbrennungsmotor in den automatischen Stoppmodus in dem automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung gelangt ist; das Automatikstopp-Implementierungsflag (A), das Motorstoppflag (B), die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C), die Drosselventil-Steuergröße (D) und der Ansaugdruck (E) sind dargestellt. In dem Diagramm (C) der Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne stellt die durchgezogene Linie die Rotationsgeschwindigkeit mit der Drosselventilsteuerung dar; die gestrichelte Linie stellt die Rotationsgeschwindigkeit ohne die Drosselventilsteuerung dar.
Wenn in 8 zuerst zu einem Zeitpunkt T1 die automatische Stoppbedingung für den Verbrennungsmotor erfüllt ist, wird eine Steuerung des automatischen Stoppens implementiert, bei der z.B. die Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 gestoppt wird, und dann das Automatikstopp-Implementierungsflag auf „1“ eingestellt wird. Da die automatische Stoppbedingung erfüllt ist und die Steuerung zum automatischen Stoppen implementiert ist, fällt die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C), während der Verbrennungsmotor 1 inertial rotiert. In der Zeitperiode von dem Zeitpunkt T1 zu einem Zeitpunkt T2 nachdem die automatische Stoppbedingung erfüllt wurde, d.h. bis die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) gleich der ersten vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit Ne1 wird, ist es möglich, den Verbrennungsmotor 1 neu zu starten, wenn auch nur durch die Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung; daher stellt die Drosselventil-Steuereinrichtung die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den ersten vorgegebenen Wert TV1.
Da die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den ersten vorgegebenen Wert TV1 eingestellt ist, fällt die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) derart, dass Fluktuationen in der Rotationsgeschwindigkeit unterdrückt werden, wie durch die durchgezogene Linie von dem Zeitpunkt T1 bis zu dem Zeitpunkt T2 dargestellt. In dem Fall, bei dem die Drosselventil-Steuereinrichtung nicht bereitgestellt wird, fällt die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) jedoch ab, während die Rotationsgeschwindigkeit periodisch fluktuiert, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt.
Nach dem Zeitpunkt T2, d.h. wenn die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) geringer wird als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1, erreicht diese eine Rotationsgeschwindigkeit, bei der es schwierig ist, den Verbrennungsmotor 1 neu zu starten, ohne den Starter 15 zu beschleunigen. Da die Inertialkraft des Verbrennungsmotors 1 gering ist, werden darüber hinaus die Fluktuationen der Rotationsgeschwindigkeit groß. In der Zeitperiode von dem Zeitpunkt T2 zu einem Zeitpunkt T3, d.h. in der Zeitperiode, in der die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) zwischen die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 und die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 fällt, wird die Drosselventil-Steuergröße (D) entsprechend auf den zweiten vorgegebenen Wert TV2 eingestellt, der kleiner als der vorgegebene Wert TV1 ist. Da die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den zweiten vorgegebenen Wert TV2 eingestellt wird, der kleiner als der erste vorgegebene Wert TV1 ist, können die Fluktuationen der Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) unterdrückt werden; daher fällt, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt, die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C), ohne dass die stark fluktuiert.
Nach dem Zeitpunkt T3, d.h., wenn die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 wird, wird die Drosselventil-Steuergröße (D) in einer Zeitperiode von dem Zeitpunkt T3 bis zu einem Zeitpunkt T4 von dem zweiten vorgegebenen Wert TV2 zu dem dritten vorgegebenen Wert TV3 erhöht. Durch die Erhöhung der Drosselventil-Steuergröße (D) wird keine Verbrennungsfehlfunktion verursacht, wenn der Verbrennungsmotor 1 neu gestartet wird, selbst wenn die Neustartbedingung in der Zeitperiode von dem Zeitpunkt T3 zu dem Zeitpunkt T4 erfüllt ist.
Nach dem Zeitpunkt T4 ist die Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) des Verbrennungsmotors 1 gleich „0“ d.h., dass der Verbrennungsmotor 1 in dem Stoppmodus ist; somit werden keine Fluktuationen in der Rotationsgeschwindigkeit verursacht. Somit ist es nicht erforderlich, dass die Drosselventil-Steuereinrichtung die Steuergröße des Drosselventils 6 steuert; somit wird die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den Referenzwert (Referenzposition) eingestellt, und der Betrieb der Drosselventil-Steuereinrichtung wird beendet; da die Rotation des Verbrennungsmotors 1 gestoppt ist, ändert sich das Verbrennungsmotor-Stoppflag (B) von „0“ auf „1“.
Als Nächstes wird mit Referenz auf ein Zeitdiagramm der Prozess erläutert, der durch die Neustart-Steuereinrichtung durchgeführt wird, die in der CPU 222 der ECU 22 konfiguriert ist. Zuerst wird 9 beschrieben. 9 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status des Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartsteuerung durchgeführt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors hoch ist und der Starter nicht ansteuert, in dem automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung; es wird ein Fall dargestellt, bei dem zu einem Zeitpunkt T2 die Neustartbedingung erfüllt ist. 9 stellt einen Fall dar, bei dem, nachdem die automatische Stoppbedingung erfüllt wurde, der Neustart des Verbrennungsmotors 1 beendet wird, wenn auch nur durch die Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12.
Gemäß 9 wird, wenn die automatische Stoppbedingung zu einem Zeitpunkt T1 erfüllt ist, die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 gestoppt und das Automatikstopp-Implementierungsflag (A) ändert sich von „0“ auf „1“; gleichzeitig wird die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den ersten vorgegebenen Wert TV1 eingestellt. Da die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 gestoppt wird, fällt die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) ab; wenn jedoch aufgrund einer Operation des Fahrers die Neustartbedingung erfüllt ist, zu einem Zeitpunkt T5 vor dem Zeitpunkt T2, wird das Automatikstopp-Implementierungsflag (A) von „1“ auf „0“ geändert; gleichzeitig wird der Betrieb der Drosselventil-Steuereinrichtung gestoppt und die Drosselwert-Steuergröße (D) wird auf einen vierten vorgegebenen Wert TV4 eingestellt, der von den Daten berechnet wird, die in 7 dargestellt sind, auf Grundlage des Ansaugdrucks (E) des Verbrennungsmotors 1.
Während diese Steuerschritte durchgeführt werden, wird die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 auch wieder aufgenommen, sodass die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 1 wieder aufgenommen wird, wodurch der Neustart des Verbrennungsmotors 1 beendet wird. In dem Fall, dass die Neustartbedingung in der Zeitperiode von dem Zeitpunkt T1 zu dem Zeitpunkt T2 erfüllt wird, wie in 9 dargestellt, der Neustart des Verbrennungsmotors 1 beendet, wenn auch nur durch Wiederaufnahme der Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12, selbst wenn keine Beschleunigung durch den Starter 15 durchgeführt wird; daher steuert der Starter 15 nicht an. Da der Verbrennungsmotor 1 ohne ein Stoppen seiner Rotation neu gestartet wird, wird darüber hinaus das Verbrennungsmotor-Stoppflag auf „0“ gehalten.
Als Nächstes wird 10 erläutert. 10 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status des Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartsteuerung durchgeführt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors hoch ist und der Starter ansteuert, in dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung; es wird ein Fall dargestellt, bei dem die Neustartbedingung in der Zeitperiode von einem Zeitpunkt T2 zu einem Zeitpunkt T3 erfüllt ist. 10 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Neustarts des Verbrennungsmotors 1 in dem Fall, dass eine Beschleunigung durch den Starter 15 durchgeführt wird; es wird ein Fall dargestellt, bei dem die Neustartbedingung erfüllt ist, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 hoch ist.
Wenn die Neustartbedingung zu einem Zeitpunkt T1 erfüllt ist, ändert sich gemäß 10 das Automatikstopp-Implementierungsflag (A) von „0“ auf „1“; gleichzeitig wird die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 gestoppt. Zusätzlich stellt die Drosselventil-Steuereinrichtung die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den ersten vorgegebenen Wert TV1. Die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) fällt ab; zu einem Zeitpunkt T2, d.h., wenn die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 wird, ändert dann die Drosselventil-Steuereinrichtung die Einstellung der Drosselventil-Steuergröße (D) von dem ersten vorgegebenen Wert TV1 auf den zweiten vorgegebenen Wert TV2. Wenn danach aufgrund der Operation des Fahrers die Neustartbedingung zu einem Zeitpunkt T6 zwischen dem Zeitpunkt T2 und einem Zeitpunkt T3 erfüllt ist, wird das Automatikstopp-Implementierungsflag (A) von „1“ auf „0“ geändert; die Drosselventil-Steuereinrichtung wird gestoppt; und die Drosselventil-Steuergröße (D) wird auf einen fünften vorgegebenen Wert TV5 eingestellt, der von den in 7 dargestellten Daten berechnet wird, auf Grundlage des Ansaugdruckes (E) des Verbrennungsmotors 1.
In dem Fall, dass die Neustartbedingung zu einem Zeitpunkt zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3 erfüllt ist, muss der Starter eine Beschleunigung durchführen, um den Verbrennungsmotor 1 neu zu starten; da jedoch die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) hoch ist, wird der Startermotor 19 zuerst durch die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 angesteuert und dann beginnt das Ritzelgetriebe 17 mit einer Rotation, wie durch die gestrichelte Linie in 10 dargestellt. Die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes 17 steigt wie die Charakteristiken an, die in 6 dargestellt sind; auf der anderen Seite fällt die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) während der inertialen Rotation; wenn somit eine vorgegebene Zeit abläuft, nachdem das Ritzelgetriebe 17 mit einer Rotation begonnen hat, stimmen die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes 17 und die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) miteinander überein.
Nach dem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes 17 und die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) miteinander übereinstimmen, wird das Ritzelgetriebe 17 durch die Ritzelschubeinrichtung 18 nach außen geschoben, um mit dem Ringgetriebe 16 einzukuppeln, sodass der Startermotor 19 des Starters 15 antreibt und den Verbrennungsmotor 1 beschleunigt. Zum gleichen Zeitpunkt wird die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 wieder aufgenommen und die Verbrennung des Verbrennungsmotors 1 wird wieder aufgenommen, sodass der Neustart des Verbrennungsmotors 1, der durch den Starter 15 angesteuert und beschleunigt wurde, beendet ist. Darüber hinaus wird in 10, da die Neustartbedingung zu dem Zeitpunkt erfüllt ist, bei dem der Verbrennungsmotor 1 stoppt, das Verbrennungsmotor-Stoppflag (B) auf „0“ gehalten.
Als Nächstes wird 11 erläutert. 11 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung des Status des Verbrennungsmotors zu einem Zeitpunkt wenn die Neustartsteuerung durchgeführt wird, während die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors gering ist, in dem automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung; es wird ein Fall dargestellt, bei dem die Neustartbedingung in der Zeitperiode von einem Zeitpunkt T3 zu einem Zeitpunkt T4 erfüllt ist. In den 9 bis 11 stellt die durchgezogene Linie jeweils das Verhalten in dem Fall dar, wo die Neustartbedingung erfüllt ist; die gestrichelte Linie stellt jeweils das Verhalten im Fall dar, wo die Neustartbedingung nicht erfüllt ist, während die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) wie in 8 dargestellt abfällt. 11 stellt auch einen Fall dar, bei dem der Verbrennungsmotor 1 durch den Starter 15 beschleunigt wird; es wird auch ein Zeitdiagramm des Neustarts in dem Fall dargestellt, bei dem die Neustartbedingung erfüllt ist, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gering ist.
Wenn gemäß 11 die Neustartbedingung zu einem Zeitpunkt T1 erfüllt ist, wird die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 gestoppt und das Automatikstopp-Implementierungsflag (A) von „0“ auf „1“ geändert; gleichzeitig stellt die Drosselventil-Steuereinrichtung die Drosselventil-Steuergröße (D) auf den ersten vorgegebenen Wert TV1. Danach fällt die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C); zu einem Zeitpunkt T2, d.h., wenn die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne1 ist, wird dann die Einstellung der Drosselventil-Steuergröße (D) von dem ersten vorgegebenen Wert TV1 auf einen zweiten vorgegebenen Wert TV2 geändert. Zu einem Zeitpunkt T3, d.h., wenn die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne (C) geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist, wird die Drosselventil-Steuergröße (D) von dem zweiten vorgegebenen Wert TV2 auf den dritten vorgegebenen Wert TV3 geändert.
Wenn die Neustartbedingung zu einem Zeitpunkt T7 nach dem Zeitpunkt T3 erfüllt ist, wird das Automatikstopp-Implementierungsflag (A) von „1“ auf „0“ geändert; gleichzeitig wird der Betrieb der Drosselventil-Steuereinrichtung gestoppt und die Drosselventil-Steuergröße (D) auf einen sechsten vorgegebenen Wert TV6 eingestellt, der aus den in 7 dargestellten Daten berechnet wird, auf Grundlage des Ansaugdrucks (E) des Verbrennungsmotors 1. Darüber hinaus verschiebt die Ritzelschubeinrichtung 18 das Ritzelgetriebe 17 nach außen.
In dem Fall, dass die Verbrennungsmotor-Rotationsgeschwindigkeit Ne geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 ist, kann das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppeln, selbst wenn die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 nicht den Startermotor 19 ansteuert; zuerst wird somit die Ritzelschubeinrichtung 18 zur Ansteuerung ausgebildet. Nachdem das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppelt, treibt die Startermotor-Ansteuereinrichtung 20 den Startermotor 19, sodass mittels Ritzelgetriebes 17 und Ringgetriebes 16 der Verbrennungsmotor 1 durch den Starter 15 angetrieben und beschleunigt wird. Während der Verbrennungsmotor 1 beschleunigt wird, wird die Kraftstoffversorgung durch das Kraftstoff-Einspritzventil 12 wieder aufgenommen und somit wird die Verbrennung in dem Verbrennungsmotor 1 wieder aufgenommen, sodass der Neustart des Verbrennungsmotors 1 beendet wird. Da die Neustartbedingung zu dem Zeitpunkt, dass der Verbrennungsmotor 1 gestoppt ist, erfüllt ist, wird darüber hinaus wie auch in 11 gezeigt das Verbrennungsmotor-Stoppflag (B) auf „0“ gehalten.
Auch in dem Fall, dass die Neustartbedingung erfüllt ist, nachdem der Verbrennungsmotor 1 gestoppt wurde (nach dem Zeitpunkt T4 in 8), wird eine Operation, die ähnlich zu der in 11 dargestellten ist, als die Neustartsteuerung durchgeführt. In diesem Fall besteht die Differenz zu der in 11 dargestellten Operation darin, ob der Verbrennungsmotor 1 rotiert oder gestoppt ist, d.h., ob das Verbrennungsmotor-Stoppflag (B) „0“ oder „1“ ist. Darüber hinaus unterscheidet sich auch der Ansaugdruck (E); da jedoch das Drosselventil zu einem Zeitpunkt des Neustarts durch die Neustart-Drosselventil-Einstellung eingestellt wird, entsprechend des Ansaugdrucks zum Zeitpunkt des Neustarts, besteht ein Problem in der Neustartbarkeit.
In dem automatischen Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird, wie oben beschrieben, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit Ne2 wird, während der Verbrennungsmotor 1 inertial rotiert, das Drosselventil 6 geöffnet; da der Neustart schnell durchgeführt werden kann, nachdem die Neustartbedingung erfüllt wurde, wird daher keine Verbrennungsfehlfunktion verursacht. In einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors 1 zu einem Zeitpunkt stoppt, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist, wird darüber hinaus die Steuerung des Drosselventils 6 gestoppt; somit wird keine elektrische Energie verschwenderisch verbraucht.
Darüber hinaus wird das Drosselventil 6 gesteuert, wenn der Verbrennungsmotor 1 in dem automatischen Stoppmodus ist, sodass Fluktuationen der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 1 unterdrückt werden; selbst dann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 1 gleich einer Rotationsgeschwindigkeit ist, bei der der Starter 15 eine Beschleunigung durchführen muss, kann daher ein Neustart implementiert werden, indem das Ritzelgetriebe 17 mit dem Ringgetriebe 16 einkuppelt, ohne irgendwelche komplizierten Berechnungen durchzuführen. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass die Berechnungslast der ECU 22 exzessiv wird.
Verschiedene Modifikationen und Veränderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann ersichtlich, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen, und es wird verstanden, dass diese nicht auf die Ausführungsform 1 beschränkt ist, die hier beschrieben ist.

Claims

Automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem zum Durchführen eines automatischen Stoppbetriebes zum automatischen Stoppen eines Verbrennungsmotors (1), wenn eine automatische Stoppbedingung erfüllt ist während der Verbrennungsmotor (1) betrieben wird, und zum Durchführen eines Neustartbetriebes zum Neustarten des Verbrennungsmotors (1), wenn eine Neustartbedingung erfüllt ist während der Verbrennungsmotor (1) in einem automatischen Stoppbetrieb ist, wobei das automatische Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem ferner umfasst: eine Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1); ein Drosselventil (6) zum Anpassen einer Ansaugluft des Verbrennungsmotors (1); ein Ringgetriebe (16), gekoppelt mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1); ein Ritzelgetriebe (17), das zum Neustarten des Verbrennungsmotors (1) durch einen Startermotor (19) zum Rotieren angesteuert wird; eine Ritzelschubeinrichtung (18), die das Ritzelgetriebe (18) zu dem Ringgetriebe (16) herausschiebt; eine Neustartsteuereinrichtung zum Durchführen einer Neustartsteuerung des Verbrennungsmotors (1) indem die Ritzelschubeinrichtung (18) das Ritzelgetriebe herausschiebt, um das Ritzelgetriebe (17) mit dem Ringgetriebe (16) einzukuppeln, wenn die Neustartbedingung in einer Zeitperiode erfüllt ist von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt; und eine Drosselventil-Steuereinrichtung, die das Drosselventil (6) öffnet, selbst wenn die Neustartbedingung nicht erfüllt wurde, wenn die durch die Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungseinrichtung berechnete Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) geringer als ein vorgegebener Wert wird, in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt, und die die Steuerung des Drosselventils (6) stoppt in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist; wobei die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen ersten vorgegebenen Wert in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt eingestellt wird, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) eine erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht; die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen zweiten vorgegebenen Wert eingestellt wird, der kleiner als der erste vorgegebene Wert ist, bis die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, eine zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht; die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen dritten vorgegebenen Wert eingestellt wird, der größer ist als der zweite vorgegebene Wert, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit wird; und wenn die Neustartbedingung erfüllt ist bevor die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die gleich oder geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, Null erreicht, die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen Wert eingestellt wird, der auf Grundlage des Ansaugdrucks des Verbrennungsmotors (1) berechnet wird, und zur gleichen Zeit, eine Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor (1) wiederaufgenommen wird und die Neustartsteuereinrichtung betrieben wird, so dass die Ritzelschubeinrichtung (18) das Ritzelgetriebe (17) herausschiebt, um das Ritzelgetriebe (17) mit dem Ringgetriebe (17) einzukuppeln, und dann der Startermotor (19) angesteuert wird, um den Verbrennungsmotor (1) zu beschleunigen und neu zu starten.
Automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem nach Anspruch 1, wobei die Drosselventil-Steuereinrichtung die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen ersten vorgegebenen Wert einstellt, in einer Zeitperiode von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) eine erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht; die Drosselventil-Steuereinrichtung die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen zweiten vorgegebenen Wert einstellt, der geringer als der erste vorgegebene Wert ist, bis die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, eine zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht; die Drosselventil-Steuereinrichtung die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen dritten vorgegebenen Wert einstellt, der größer als der zweite vorgegebene Wert ist, bis die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die geringer als die zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, Null erreicht; und die Drosselventil-Steuereinrichtung die Steuerung des Drosselventils (6) stoppt, wenn die Rotation des Verbrennungsmotors (1) stoppt.
Automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem nach Anspruch 1, wobei, wenn die Neustartbedingung in einer Zeitperiode erfüllt ist von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) eine erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht, die durch die Drosselventil-Steuereinrichtung durchgeführte Steuerung des Drosselventils (6) gestoppt wird und die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen Wert eingestellt wird, der auf Grundlage des Ansaugdrucks des Verbrennungsmotors (1) berechnet wird; gleichzeitig wird eine Kraftstoffversorgung zu dem Verbrennungsmotor (1) wiederaufgenommen, so dass der Verbrennungsmotor (1) neu gestartet wird, ohne dass die Neustartsteuereinrichtung arbeitet.
Automatisches Verbrennungsmotor-Stopp- und Neustartsystem nach Anspruch 1, wobei, wenn die Neustartbedingung in einer Zeitperiode erfüllt ist von einem Zeitpunkt, wenn die automatische Stoppbedingung erfüllt ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1), die gleich oder geringer als eine erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, eine zweite vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit erreicht, die geringer als die erste vorgegebene Rotationsgeschwindigkeit ist, die durch die Drosselventil-Steuereinrichtung durchgeführte Steuerung des Drosselventils (6) gestoppt wird und die Steuergröße für das Drosselventil (6) auf einen Wert eingestellt wird, der auf Grundlage des Ansaugdrucks des Verbrennungsmotors (1) berechnet wird, und zur gleichen Zeit, der Startermotor (19) angesteuert wird; dann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors (1) und die Rotationsgeschwindigkeit des Ritzelgetriebes miteinander übereinstimmen, die Ritzelschubeinrichtung (18) das Ritzelgetriebe (17) herausschiebt, um das Ritzelgetriebe (17) mit dem Ringgetriebe (16) einzukuppeln, so dass der Startermotor (19) den Verbrennungsmotor (1) beschleunigt und neu startet.