DE102011010908B4 - Steuervorrichtung für turbogeladenen Dieselmotor - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung für einen an einem Fahrzeug angebrachten Dieselmotor (1), wobei der Dieselmotor (1) mit einem Kraftstoffeinspritzventil (18) zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Brennraum (14a) desselben und einem Turbolader mit einer Turbine, die in einem Auslassdurchlass (40) desselben vorgesehen ist, ausgestattet ist, wobei die Steuervorrichtung ein Motorstartsteuergerät (10) umfasst, das ausgelegt ist, um bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorstoppbedingung den Dieselmotor (10) automatisch zu stoppen und bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorneustartbedingung eine vorgegebene Motorneustartsteuerung zum Verbrennen von Kraftstoff, der dem Brennraum (14a) durch das Kraftstoffeinspritzventil (18) geliefert wird, auszuführen, wobei das Motorstartsteuergerät (10) betreibbar ist, um bei Erfüllen einer Motorneustartbedingung, die einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, eine Steuerung geteilter Einspritzung auszuführen, um währen der Motorneustartsteuerung eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts und eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Arbeitstakt nach der Haupteinspritzung vorzunehmen und bei Erfüllen einer Motorneustartbedingung, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, die Motorneustartsteuerung auszuführen, um nur die Haupteinspritzung ohne Ausführen der Steuerung geteilter Einspritzung vorzunehmen.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Eine hierin offenbarte Technik betrifft eine Steuervorrichtung für einen turbogeladenen (mit Turbo geladenen) Dieselmotor, insbesondere eine Steuerung bei Start eines automatisch abgestellten Dieselmotors.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Eine Steuervorrichtung für einen turbogeladenen Dieselmotor wird zum Beispiel in JP 2003-120353A beschrieben. Um das Problem zu lösen, dass im Fall einer Forderung nach Fahrzeugbeschleunigung ein Anstieg der Luftansaugmenge aufgrund einer Verzögerung der Drehzahlsteigerung eines Turboladers nicht einem Anstieg der Kraftstoffeinspritzmenge zu folgen vermag, was zu einer Verschlechterung von Abgasemissionswerten führt, ist die Steuervorrichtung ausgelegt, als Reaktion auf die Forderung nach Fahrzeugbeschleunigung eine Nacheinspritzung nach einer Haupteinspritzung auszuführen, um die Abgasenergie zu steigern, so dass ein Drehzahlanstieg des Turboladers gefördert wird.
  • Ferner ist aus der DE 100 61 796 A1 ein Verfahren zur Verbesserung des Ansprechverhaltens von Turboladern bekannt, bei dem das bekannte Turboloch dadurch vermieden werden soll, dass eine sehr späte Nacheinspritzung erfolgt, die durch eine damit einhergehende katalytische Nachoxidation eine Abgastemperaturerhöhung erreichen soll, um den Turbolader zu beschleunigen.
  • Weiterhin beschreibt die EP 1 167 733 B2 ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader, bei dem zwischen Normal- und Sonderbetrieb unterschieden und im Sonderbetrieb eine zusätzliche abgesetzte Kraftstoffnacheinspritzung vorgesehen wird. Als Sonderbetrieb kann beispielsweise eine Phase schneller Beschleunigung mit starkem Durchdrücken des Gaspedals angesehen werden. Ferner zeigt die Schrift DE 600 22 593 T2 eine Steuerungsvorrichtung zum automatischen Abschalten einer Brennkraftmaschine, bei der ein automatisches Starten bei Drücken des Kupplungspedals und erfasstem Motorstillstand erfolgt. Allerdings wird mittels einer Stopp-Erfassungsvorrichtung bestimmt, ob der Motor nicht abgewürgt wurde, da in diesem Fall kein automatisches Starten erfolgt. Weiterhin zeigt die EP 0 990 793 B1 eine Start-Stopp-Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugmotor, bei dem der einlassseitige Unterdruck mit dem Innendruck des Bremskraftverstärkers verglichen wird, wobei ein automatisches Stoppen des Motors nur zugelassen wird, wenn die Differenz zwischen dem einlassseitigen Unterdruck und dem Bremsverstärkerinnendruck einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Mittlerweile gibt es als Maßnahmen zur Verbesserung von Kraftstoffwirtschaftlichkeit, Verringerung von CO2-Emissionen etc. ein so genanntes Leerlauf-Stopp-System, das zum Beispiel ausgestaltet ist, um einen Motor automatisch abzustellen, wenn eine vorgegebene Motorstoppbedingung während eines zeitweiligen Stopps eines Fahrzeugs erfüllt ist, und dann den Motor neu zu starten, wenn eine vorgegebene Motorneustartbedingung erfüllt ist. Daher wird erwogen, in dem vorstehenden turbogeladenen Motor ein solches Leerlauf-Stopp-System einzusetzen.
  • Bei dem Leerlauf-Stopp-System ist die Motorneustartbedingung grob in eine erste Motorneustartbedingung, die einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist und zum Beispiel zu erfüllen ist, wenn ein Fahrer ein Gaspedal betätigt, und eine zweite Motorneustartbedingung, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist und zu erfüllen ist, wenn eine Forderung des Fahrzeugsystems, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, zum Beispiel wenn ein SOC (Ladezustand) einer Batterie niedriger als ein vorbestimmter Wert wird oder wenn eine Aktivierung eines Kompressors für eine Klimaanlage notwendig wird, unterteilt.
  • In den vorstehenden beiden Fällen, da die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, ist es wünschenswert, ein Motoranlassen innerhalb eines kurzen Zeitraums abzuschließen und nach Abschluss des Motoranlassen zwecks Forderung nach Fahrzeugstart, entsprechend einem Betätigen eines Gaspedals durch einen Fahrer etc., einsatzbereit zu sein. Wenn dagegen die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, ist es erforderlich, nicht nur ein Motoranlassen innerhalb eines kurzen Zeitraums abzuschließen, sondern auch das Starten und Beschleunigen eines Fahrzeugs direkt nach Abschluss des Motoranlassens zuzulassen. Während dieser Steuerung ist es im Hinblick auf das Erreichen einer verbesserten Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs wünschenswert, dass ein Turboladen prompt ausgelöst wird. Wie vorstehend variiert eine Notwendigkeit während Motorstart als Reaktion auf das Erfüllen einer Motorneustartbedingung abhängig vom Vorhandensein oder Fehlen der Forderung nach Fahrzeugstart.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine hierin offenbarte Technik wurde im Hinblick auf den vorstehenden Punkt entwickelt, und eine Aufgabe derselben besteht darin, eine Motorneustartsteuerung abhängig vom Vorhandensein oder Fehlen einer Forderung nach Fahrzeugstart zu optimieren, wenn eine Motorneustartbedingung zum Neustarten eines turbogeladenen Dieselmotors erfüllt ist.
  • Im Einzelnen beruht die hierin offenbarte Technik auf einem Dieselmotor, der mit einem Turbolader mit einer in einem Auslassdurchlass desselben vorgesehenen Turbine ausgestattet und ausgelegt ist, einen Kraftstoffeinspritzmodus für den Motor zwischen dem Zeitpunkt, da eine einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, und dem Zeitpunkt, da eine der Forderung nach Fahrzeugstart nicht zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, zu wechseln.
  • Wenn im Einzelnen die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, wird im Hinblick auf das Ermöglichen eines prompten Auslösens von Turboladen, um nach Abschluss eines Motoranlassens eine verbesserte Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs zu erreichen, eine Steuerung von geteilter Kraftstoffeinspritzung ausgeführt, um eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff zu einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts und eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Arbeitstakt nach der Haupteinspritzung vorzunehmen. Beruhend auf der Steuerung von geteilter Einspritzung wird die Abgasenergie gesteigert, um eine Turbinendrehzahl schnell von einem Nullwert anzuheben.
  • Wenn dagegen eine nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, wird die Steuerung der geteilten Einspritzung nicht ausgeführt, um unnötigen Kraftstoffverbrauch zu vermeiden, da keine Notwendigkeit besteht, das Turboladen prompt auszulösen.
  • Im Einzelnen wird hierin eine Steuervorrichtung für einen an einem Fahrzeug angebrachten Dieselmotor offenbart, wobei der Dieselmotor mit einem Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum desselben und einem Turbolader, der eine in einem Auslassdurchlass desselben vorgesehene Turbine aufweist, ausgestattet ist. Die Steuervorrichtung umfasst ein Motorstartsteuergerät, das ausgelegt ist, um bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorstoppbedingung den Dieselmotor automatisch zu stoppen und bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorneustartbedingung eine vorgegebene Motorneustartsteuerung zum Verbrennen von Kraftstoff, der durch das Kraftstoffeinspritzventil zu dem Brennraum geliefert wird, auszuführen.
  • Das Motorstartsteuergerät ist betreibbar, um bei Erfüllen einer einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordneten Motorneustartbedingung eine Steuerung der geteilten Einspritzung auszuführen, um eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts und eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Arbeitstakt nach der Haupteinspritzung während der Motorneustartsteuerung vorzunehmen, und bei Erfüllen einer der Forderung nach Fahrzeugstart nicht zugeordneten Motorneustartbedingung die Motorneustartsteuerung auszuführen, um nur die Haupteinspritzung ohne Ausführen der Steuerung der geteilten Einspritzung vorzunehmen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau eines turbogeladenen Dieselmotors zeigt, der eine Steuervorrichtung nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform nutzt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuervorrichtung zeigt.
  • 3 ist ein Graph, der ein Beispiel eines Betriebskennfelds für klein bemessene und groß bemessene Turbolader zeigt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm einer Motorneustartsteuerung, die von einem PCM auszuführen ist.
  • 5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel von jeweiligen Zeitreihenänderungen eines einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordneten Neustartausführungsflags, einer Motordrehzahl, eines Flags für vollständige Explosion, eines Flags für Ausführung der geteilten Einspritzung, eines Öffnungsgrads eines Regelventils, eines Öffnungsgrads eines Ladedruckregelventils, einer Drehzahl einer klein bemessenen Turbine und einer Drehzahl einer groß bemessenen Turbine zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Unter Bezug auf die Zeichnungen wird nun eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für einen turbogeladenen Dieselmotor beruhend auf einer Ausführungsform derselben beschrieben. Es versteht sich, dass die folgende bevorzugte Ausführungsform im Grunde lediglich zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben wird. 1 und 2 zeigen schematisch einen Aufbau eines Motors 1, der die Steuervorrichtung nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform nutzt. Der Motor 1 ist ein an einem Fahrzeug angebrachter Dieselmotor, wobei er einen Zylinderblock 11, der mit mehreren Zylindern 11a (in 1 ist nur einer davon gezeigt), einen Zylinderkopf 12, der an dem Zylinderblock 11 vorgesehen ist, und eine Ölwanne 13, die darin Schmieröl speichert, umfasst. Ein Kolben 14 ist passgenau in jeden der Zylinder 11a des Motors 1 in einer hin- und her bewegbaren Weise eingesetzt, und in einer oberen Fläche des Kolbens 14 ist ein Hohlraum, der einen muldenförmigen (ringförmigen) Brennraum 14a festlegt, ausgebildet. Der Kolben 14 ist durch eine Pleuelstange 14b mit einer Kurbelwelle 15 verbunden. Der Zylinderblock 11 ist mit einem Motorkühlmitteltemperatursensor SW1 zum Detektieren einer Temperatur von Motorkühlmittel versehen.
  • Der Zylinderkopf 12 ist mit einem Einlasskanal 16 und einem Auslasskanal 17 für jeden der Zylinder 11a ausgebildet und mit einem Einlassventil 21 und einem Auslassventil 22 zum Öffnen und Schließen jeweiliger Öffnungen des Einlasskanals 16 und des Auslasskanals 17 an der Seite des Brennraums 14a versehen. Bei einem Ventilbetätigungssystem zum Antreiben der Einlass- und Auslassventile 21, 22 ist ein hydraulisch betätigter verstellbarer Ventilmechanismus 71 (siehe 2, hierin nachstehend als VVM (verstellbare Ventilbewegung, kurz vom engl. Variable Valve Motion) an der Seite des Auslassventils vorgesehen, um einen Betriebsmodus des Auslassventils 22 zwischen einem normalen Modus und einem speziellen Modus umzuschalten. Auch wenn auf eine nähere Darstellung einer Struktur des VVM-Mechanismus 71 verzichtet wird, umfasst der VVM-Mechanismus 71: zwei Arten von Nocken mit unterschiedlichem Nockenprofil, die aus einem ersten Nocken mit einer Nockennase und einem zweien Nocken mit zwei Nockenasen bestehen; und einen Leerlaufmechanismus, der ausgelegt ist, um selektiv einen von Betriebszuständen des ersten und zweiten Nocken zu dem Auslassventil zu übertragen, wobei bei Übertragen des Betriebszustands des ersten Nocken das Auslassventil 22 in dem normalen Modus betrieben wird, bei dem es einmal während eines Auspufftakts geöffnet wird, wogegen bei Übertragen des Betriebszustands des zweiten Nocken das Auslassventil 22 in dem speziellen Modus betrieben wird, bei dem es während eines Auspufftakts einmal geöffnet wird und während eines Ansaugtakts nochmals einmal geöffnet wird, d. h. wobei das Auslassventil zweimal geöffnet wird. Das Umschalten zwischen dem normalen Modus und dem speziellen Modus durch den VVM-Mechanismus 71 wird durch einen Öldruck vorgenommen, der von einer motorbetriebenen Öldruckpumpe (auf eine Darstellung wird verzichtet) geliefert wird, und der spezielle Modus kann bei der Steuerung für innere AGR verwendet werden. Als Mittel zum Erreichen des Umschaltens zwischen dem normalen Modus und dem speziellen Modus kann ein elektromagnetisch betriebenes Ventilbetriebssystem, das ausgelegt ist, um das Auslassventil 22 durch einen elektromagnetischen Aktor anzutreiben, genutzt werden.
  • Der Zylinderkopf 12 ist weiterhin mit einem Injektor 18 (Kraftstoffeinspritzventil) zum Einspritzen von Kraftstoff und einer Glühkerze 19 zum Erwärmen von Ansaugluft während eines Kaltstarts des Motors 1, um die Zündfähigkeit von Kraftstoff zu verbessern, versehen. Der Injektor 18 ist so vorgesehen, dass ein Kraftstoffeinspritzkanal desselben von einer Dachfläche des Brennraums 14a dem Brennraum 14a zugewandt ist, wobei er betreibbar ist, um zu einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts Kraftstoff direkt zu dem Brennraum 14a einzuspritzen und zu liefern.
  • Ein Einlassdurchlass 30 ist mit einer Seitenfläche des Motors 1 so verbunden, dass er mit dem Einlasskanal 16 jedes der Zylinder 11a kommuniziert. Weiterhin ist ein Auslassdurchlass 40 mit der anderen Seitenfläche des Motors 1 verbunden, um verbranntes Gas (Abgas) von dem Brennraum 14a jedes der Zylinder 11a abzulassen. Um Ansaugluft zu laden, sind ein groß bemessener Turbolader 61 und ein klein bemessener Turbolader 62 in dem Einlassdurchlass 30 und dem Auslassdurchlass 40 vorgesehen.
  • Ein Luftfilter 31 ist an einem stromaufwärts befindlichen Ende des Einlassdurchlasses 30 vorgesehen. Ferner ist ein Ausgleichsbehälter 33 in einer Nähe eines stromabwärts befindlichen Endes des Einlassdurchlasses 30 vorgesehen. Ein Teil des Einlassdurchlasses 30 stromabwärts des Ausgleichsbehälters 33 ist als mehrere unabhängige Durchlässe ausgebildet, die bezüglich jeweiliger der Zylinder 11a verzweigt sind, und ein stromabwärts befindliches Ende jedes der unabhängigen Durchlässe ist mit dem Einlasskanal 16 eines jeweiligen der Zylinder 11a verbunden. Der Ausgleichsbehälter 33 ist mit einem Ladedrucksensor SW2 zum Detektieren eines Drucks von Luft, die zu dem Brennraum 14a zu liefern ist, versehen.
  • Der Einlassdurchlass 30 ist mit einem Ansauglufttemperatursensor SW3 zum Detektieren einer Temperatur von Ansaugluft, jeweiligen nachstehend erwähnten Kompressoren 61a, 62a des groß bemessenen und des klein bemessenen Turboladers 61, 62, einem Ladeluft-Temperatursensor SW4 zum Detektieren einer Temperatur von Luft, die von den Kompressoren 61a, 62a verdichtet wird, einem Ladeluftkühler 35 zum Kühlen von von den Kompressoren 61a, 62a verdichteter Luft und einer Drosselklappe 36 zum Anpassen einer dem Brennraum 14a jedes der Zylinder 11a zu liefernden Ansaugluftmenge an jeweiligen Positionen zwischen dem Luftfilter 31 und dem Ausgleichsbehälter 33 in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärts befindlichen Seite desselben versehen. Die Drosselklappe 36 ist grundsätzlich auf eine vollständig offene Stellung gestellt. Während eines Vorgangs des Stoppens des Motors 1 wird sie ausnahmsweise auf eine vollständig geschlossene Stellung gestellt, um das Auftreten von Erschütterung zu verhindern.
  • Ein stromaufwärts befindlicher Abschnitt des Auslassdurchlasses 40 ist als Abgaskrümmer ausgebildet, der mehrere unabhängige Durchlässe, die bezüglich jeweiliger der Zylinder 11a verzweigt sind und jeweils mit einem Außenende des Auslasskanals 17 eines jeweiligen der Zylinder 11a verbunden sind, und einen zusammengeführten Abschnitt, bei dem die unabhängigen Durchlässe zusammengeführt sind, umfasst.
  • Eine nachstehend erwähnte Turbine 62b des klein bemessenen Turboladers 62, eine nachstehend erwähnte Turbine 61b des groß bemessenen Turboladers 61, eine Abgasreinigungseinrichtung 41 zum Reinigen von schädlichen Bestandteilen in Abgas und ein Schalldämpfer 42 sind in dem Auslassdurchlass 40 an jeweiligen Positionen stromabwärts des Abgaskrümmers in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärts befindlichen Seite desselben vorgesehen.
  • Die Abgasreinigungseinrichtung 41 umfasst einen Oxidationskatalysator 41a und einen Dieselpartikelfilter (hierin nachstehend einfach als „Filter” bezeichnet) 41b in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärts befindlichen Seite derselben. Der Oxidationskatalysator 41a und der Filter 41b sind in einem einzigen Gehäuse aufgenommen. Der Oxidationskatalysator 41a ist als Oxidationskatalysator ausgebildet, der Platin oder Platin unter Zugabe von Palladium trägt, und ist ausgelegt, um eine Reaktion zum Oxidieren von CO und HC in Abgas zu fördern, um CO2 und H2O zu erzeugen. Der Filter 41b ist ausgelegt, um Partikel, wie etwa im Abgas des Motors 1 enthaltenen Ruß, zu erfassen oder zu sammeln. Der Filter 41b kann mit einem Oxidationskatalysator beschichtet sein. Die Abgasreinigungseinrichtung 41 ist an einer Stelle zwischen dem Oxidationskatalysator 41a und dem Filter 41b mit einem Abgastemperatursensor SW5 zum Detektieren einer Temperatur von Abgas, das durch den Oxidationskatalysator 41a tritt, versehen.
  • Ein Abschnitt des Einlassdurchlasses 30 zwischen dem Ausgleichsbehälter 33 und der Drosselklappe 36 (d. h. ein Abschnitt des Einlassdurchlasses 30 stromabwärts des klein bemessenen Kompressors 62a des klein bemessenen Turboladers 62) und ein Abschnitt des Auslassdurchlasses 40 zwischen dem Abgaskrümmer und der klein bemessenen Turbine 62b des klein bemessenen Turboladers 62 (d. h. ein Abschnitt des Auslassdurchlasses 40 stromaufwärts der klein bemessenen Turbine 62b des klein bemessenen Turboladers 62) sind durch einen Abgasrückführungs(AGR-)durchlass 50 zum Rückführen eines Teils von Abgas zu dem Einlassdurchlass 30 miteinander verbunden. Der AGR-Durchlass 50 umfasst: einen Hauptdurchlass 51, der mit einem AGR-Ventil 51a zum Anpassen einer dem Einlassdurchlass 30 zuzuführenden Menge an AGR-Gas versehen ist, und einen AGR-Kühler 52 zum Kühlen von AGR-Gas durch Motorkühlmittel; und einen Kühlerbypassdurchlass 53 zum Umgehen des AGR-Kühlers 52. Der Kühlerbypassdurchlass 53 ist mit einem Kühlerbypassventil 53a zum Anpassen einer Menge an AGR-Gas, das durch den Kühlerbypassdurchlass 53 strömt, versehen.
  • Wie in 2 gezeigt ist der Motor 1 mit zwei Kurbelwinkelsensoren SW6, SW7 zum Detektieren eines Drehwinkels der Kurbelwelle 15 versehen. Im Einzelnen wird beruhend auf einem Detektionssignal, das von dem Kurbelwinkelsensor SW6 ausgegeben wird, eine Motordrehzahl detektiert, und eine Kurbelwinkelposition wird beruhend auf jeweiligen Detektionssignalen, die von den Kurbelwinkelsensoren SW6, SW7 mit einer Phasenverzögerung ausgegeben werden, detektiert. Der Motor 1 ist weiterhin mit einem Gaspedalwinkelsensor SW8 zum Detektieren eines Gaspedalwinkels, der einem Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals (auf Darstellung ist verzichtet) des Fahrzeugs entspricht, einem Bremspedalsensor SW9 zum Detektieren einer Betätigung eines Bremspedals (auf Darstellung ist verzichtet) des Fahrzeugs, einem Kupplungspedalsensor SW10 zum Detektieren einer Betätigung eines Kupplungspedals (auf Darstellung ist verzichtet) des Fahrzeugs (bei einem Schaltgetriebe), einem Schalthebelsensor SW11 zum Detektieren einer Betätigung eines Schalthebels (auf Darstellung ist verzichtet) des Fahrzeugs und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SW12 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit versehen.
  • Ein Aufbau von jedem von groß bemessenem Turbolader 61 und klein bemessenem Turbolader 62 wird nachstehend eigens beschrieben.
  • Der groß bemessene Turbolader 61 umfasst einen groß bemessenen Kompressor 61a, der in dem Einlassdurchlass 30 angeordnet ist, und eine groß bemessene Turbine 61b, die in dem Auslassdurchlass 40 angeordnet ist. Der groß bemessene Kompressor 61a ist in dem Einlassdurchlass 30 an einer Stelle zwischen dem Luftfilter 31 und dem Ladeluftkühler 35 (genauer zwischen dem Ansauglufttemperatursensor SW3 und dem Ladelufttemperatursensor SW4) angeordnet. Die groß gemessene Turbine 61b ist in dem Auslassdurchlass 40 an einer Stelle zwischen dem Abgaskrümmer und dem Oxidationskatalysator 41a angeordnet.
  • Der klein bemessene Turbolader 62 umfasst einen klein bemessenen Kompressor 62a, der in dem Einlassdurchlass 30 angeordnet ist, und eine klein bemessene Turbine 62b, die in dem Auslassdurchlass 40 angeordnet ist. Der klein bemessene Kompressor 62a ist in dem Einlassdurchlass 30 an einer Stelle stromabwärts des groß bemessenen Kompressors 61a angeordnet. Die klein gemessene Turbine 62b ist in dem Auslassdurchlass 40 an einer Stelle stromaufwärts der groß bemessenen Turbine 61b angeordnet.
  • Der groß bemessene Kompressor 61a und der klein bemessene Kompressor 62a sind mit anderen Worten in Reihe in dem Einlassdurchlass 30 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts befindlichen Seite desselben angeordnet, und die klein bemessene Turbine 62b und die groß bemessene Turbine 61b sind in Reihe in dem Auslassdurchlass 40 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts befindlichen Seite desselben angeordnet. Jede von groß bemessener und klein bemessener Turbine 61b, 62b wird durch einen Abgasstrom gedreht, und der groß bemessene und der klein bemessene Kompressor 61a, 62a, die mit jeweiligen der groß bemessenen und klein bemessenen Turbinen 61b, 62b verbunden sind, werden gemäß der Drehung der groß bemessenen und klein bemessenen Turbine 61b, 62b betrieben. In dieser Verbindung ist der Einlassdurchlass 30 an einer Stelle zwischen dem groß bemessenen Kompressor 61a und dem klein bemessenen Kompressor 62a mit einem dazwischen befindlichen Drucksensor SW13 zum Detektieren eines Drucks von Ansaugluft, die von dem groß bemessenen Kompressor 61a geladen wird, versehen.
  • Der groß bemessene Turbolader 61 hat eine Größe, die größer als die des klein bemessenen Turboladers 62 ist. Dies bedeutet, dass die groß bemessene Turbine 61b des groß bemessenen Turboladers 61 ein Trägheitsmoment hat, das größer als das der klein bemessenen Turbine 62b des klein bemessenen Turboladers 62 ist.
  • Weiterhin ein dem klein bemessenen Kompressor zugeordneter Einlassbypassdurchlass 63 mit dem Einlassdurchlass 30 verbunden, um den klein bemessenen Kompressor 62a zu umgehen. Der Einlassbypassdurchlass 63 ist mit einem dem klein bemessenen Kompressor zugeordneten Einlassbypassventil 63a zum Anpassen einer Luftmenge, die in den Einlassbypassdurchlass 63 strömt, versehen. Das Einlassbypassventil 63a ist ausgelegt, um während eines nicht eingeschalteten Modus (normal geschlossen) zu einer vollständig geschlossenen Stellung gestellt zu werden.
  • Ein der klein bemessenen Turbine zugeordneter Auslassbypassdurchlass 64 und ein der groß bemessenen Turbine zugeordneter Auslassbypassdurchlass 65 sind mit dem Auslassdurchlass 40 verbunden, um jeweilige der klein bemessenen Turbine 62b und der groß bemessenen Turbine 61b zu umgehen. Der der klein gemessenen Turbine zugeordnete Auslassbypassdurchlass 64 ist mit einem Regelventil 64a zum Anpassen einer Abgasmenge, die in den Auslassbypassdurchlass 64 strömt, versehen, und der der groß bemessenen Turbine zugeordnete Auslassbypassdurchlass 65 ist mit einem Ladedruckregelventil 65a zum Anpassen einer Abgasmenge, die in den Auslassbypassdurchlass 65 strömt, versehen. Jedes von Regelventil 64a und Ladedruckregelventil 65a ist ausgelegt, um während eines nicht eingeschalteten Modus (normal geöffnet) zu einer vollständig offenen Stellung gestellt zu werden.
  • Der der klein bemessenen Turbine zugeordnete Auslassbypassdurchlass 64 dient als erster Bypassdurchlass und der der groß bemessenen Turbine zugeordnete Auslassbypassdurchlass 65 dient als zweiter Bypassdurchlass.
  • Der groß bemessene Turbolader 61 und der klein bemessene Turbolader 62 sind zusammen mit Abschnitten des Einlassdurchlasses 30 und des Auslassdurchlasses 40, die damit vorgesehen sind, integral modularisiert, um eine Turboladereinheit 60 zu bilden. Die Turboladereinheit 60 ist an dem Motor 1 angebracht. Ein Auslass des Abschnitts des Einlassdurchlasses 30 in der Turboladereinheit 60 ist durch einen Gummischlauch 30a mit einem stromaufwärts befindlichen Ende des Ladeluftkühlers 35 verbunden. Im Einzelnen ist der Ladeluftkühler 35 an einer Fahrzeugkarosserie angebracht, so dass darin eine Vibration auftritt, die sich von der in der Turboladereinheit 60, die an dem Motor 1 angebracht ist, unterscheidet. Deshalb ist der Gummischlauch 30a vorgesehen, um jeweilige Vibrationen der Turboladereinheit 60 und des Ladeluftkühlers 30a zu absorbieren, um zu verhindern, dass die unterschiedlichen Vibrationen miteinander in Wechselwirkung treten. Aus dem gleichen Grund sind ein stromabwärts befindliches Ende des Ladeluftkühlers 35 und ein Abschnitt des Einlassdurchlasses 30 stromaufwärts der Drosselklappe 36 durch einen Gummischlauch 30b miteinander verbunden.
  • Der vorstehende turbogeladene Motor 1 wird durch ein Antriebsstrang-Steuermodul (hierin nachstehend als „PCM” bezeichnet) 10 gesteuert. Das PCM 10 besteht aus einem Mikroprozessor, der eine CPU, einen Speicher, eine Gruppe von Zählern/Zeitgebern, eine Schnittstelle und einen Bus, der zwischen jeweiligen dieser Vorrichtungen verbindet, umfasst. Das PCM 10 dient als Steuervorrichtung. Das PCM 10 ist ausgelegt, um Eingänge von Detektionssignalen von den Sensoren SW1 bis SW13 wie in 2 gezeigt zu empfangen, und um nach Ausführen verschiedener Berechnungen beruhend auf den empfangenen Detektionssignalen jeweilige Zustände des Motors 1 und des Fahrzeugs zu ermitteln, um ein Steuersignal zu jedem von Injektor 18, VVM-Mechanismus 71 des Ventilbetätigungssystems und Aktoren der verschiedenen Ventile entsprechend den Berechnungsergebnissen auszugeben. Das PCM 10 ist auch ausgelegt, um während des Startens des Motors 1 ein Steuersignal zu jedem von Injektor 18 und einem Anlasser 72 auszugeben und nach Bedarf ein Steuersignal zu der Glühkerze 19 auszugeben. Weiterhin ist das PCM 10 ausgelegt, um ein Steuersignal zu einem Reglerschaltkreis 73 auszugeben, der in einem Generator integriert ist, der durch einen Steuerriemen oder dergleichen mit der Kurbelwelle 15 gekoppelt ist, um einen zu erzeugenden Betrag elektrischer Leistung entsprechend einer elektrischen Last des Fahrzeugs, eine elektrische Spannung einer Fahrzeugbatterie etc. zu steuern.
  • Weiterhin ist das PCM 10 ausgelegt, um Betriebe des groß bemessenen und des klein bemessenen Turboladers 61, 62 abhängig von einem Motorbetriebszustand zu steuern. Im Einzelnen ist das PCM 10 betreibbar, um einen Öffnungsgrad jedes von dem klein bemessenen Kompressor zugeordneten Einlassdurchlassventil 63a, dem Regelventil 64a und dem Ladedruckregelventil 65a auf einen Wert zu steuern, der abhängig von einem Betriebszustand des Motors 1 voreingestellt ist.
  • Im Einzelnen ist das PCM 10 in einem Niedriglast-/Niedrigdrehzahlbereich A (ein Bereich unterhalb einer Grenzlinie, die so gelegt ist, dass eine Motorlast kleiner wird, wenn eine Motordrehzahl höher wird) in einem Kennfeld mit Parametern, die aus einer Motordrehzahl und einer Motorlast bestehen, betreibbar, wie in 3 gezeigt ist, um jedes von Einlassbypassventil 63a und Regelventil 64a auf einen anderen Öffnungsgrad als die vollständig offene Stellung zu stellen und das Ladedruckregelventil 65a zu der vollständig geschlossenen Stellung zu stellen, um sowohl den groß bemessenen als auch den klein bemessenen Turbolader 61, 62 zu aktivieren. In einem Hochlast-/Hochdrehzahlbereich B (einem Bereich oberhalb der Grenzlinie) bewirkt der klein bemessene Turbolader 62 dagegen einen Anstieg des Abgaswiderstands. Somit ist das PCM 10 betreibbar, um jedes von Einlassbypassventil 63a und Regelventil 64a auf die vollständig offene Stellung zu stellen und das Ladedruckregelventil 65a auf einen Öffnungsgrad nahe der vollständig geschlossenen Stellung zu stellen, um nur den groß bemessenen Turbolader 61 zu aktivieren, während das Abgas den klein bemessenen Turbolader 62 umgehen darf. In dem Bereich B wird das Ladedruckregelventil 65a leicht geöffnet gestellt, um eine Überdrehzahl zu verhindern.
  • In dieser Ausführungsform ist im Hinblick auf die Verbesserung von Kraftstoffwirtschaftlichkeit und Verringerung von CO2-Emissionen das PCM 10 ausgelegt, bei Erfüllen einer vorgegebenen automatischen Stoppbedingung des Motors den Motor 1 automatisch zu stoppen und dann bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorneustartbedingung den Motor 1 neu zu starten, d. h. eine so genannte Leerlauf-Stopp-Steuerung auszuführen.
  • Im Einzelnen ist das PCM 10 betreibbar, um bei Erfüllen der automatischen Stoppbedingung des Motors die Kraftstoffeinspritzung des Injektors 18 zu stoppen. Zum Beispiel kann die automatische Stoppbedingung des Motors die folgenden Bedingungen sein: die von dem Motorkühlmittel-Temperatursensor SW1 detektierte Motorkühlmitteltemperatur ist gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert und das Fahrzeug hat im Wesentlichen gestoppt, nachdem ein Vorgang des Bremspedaltretens, der von einem Detektionssignal des Bremspedalsensors SW9 ermittelt wird, sich einen vorgegebenen Zeitraum lang fortsetzt, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die beruhend auf einem Detektionssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SW12 ermittelt wird, wird gleich oder kleiner als ein vorbestimmter, extrem niedriger Wert (z. B. 2 bis 5 km/h). Bei dem Vorgang des automatischen Stoppens des Motors 1 wird der Kolben des Motors 1 an einer Position gestoppt, die für den Neustart des Motors 1 geeignet ist, indem der Öffnungsgrad der Drosselklappe 36 gesteuert wird und der Generator durch den Reglerschaltkreis 72 gesteuert wird.
  • Dann ist das PCM 10 betreibbar, um bei Erfüllen der Motorneustartbedingung das Zuführen von Kraftstoff zu jedem der Zylinder 11a zu starten, um den Kraftstoff zu verbrennen und den Anlasser 72 anzutreiben, um dem Motor 1 ein unterstützendes Drehmoment zu geben, um so den Motor 1 neu zu starten (das PCM 10 dient in diesem Fall als Motorstartsteuergerät). Wie vorstehend wird der Motor 1 im Grunde beruhend auf Verbrennung neu gestartet, wenngleich ihm ein unterstützendes Drehmoment geliefert wird, was ein Merkmal vorsieht, dass eine zum Neustarten erforderliche Zeit extrem kurz wird.
  • Zum Beispiel kann die Motorneustartbedingung die folgende Bedingung sein: eine verbleibende Kapazität der Fahrzeugbatterie ist auf einen Wert verringert, der ein Laden erfordert; eine Aktivierung eines Kompressors für eine Klimaanlage wird notwendig; oder ein Gaspedalbetätigen oder Kupplungsbetätigen durch einen Insassen wird beruhend auf einem Detektionssignal von dem Gaspedalwinkelsensor SW8 oder dem Kupplungspedalsensor SW10 detektiert. Von diesen kann die Bedingung, dass eine Restkapazität der Fahrzeugbatterie auf einen Wert verringert ist, der ein Laden erfordert, oder die Bedingung, dass eine Aktivierung eines Kompressors für eine Klimaanlage notwendig wird, als Motorneustartbedingung, die nicht einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, definiert werden. Dagegen kann die Bedingung, dass ein Gaspedalbetätigen oder ein Kupplungsbetätigen durch einen Insassen detektiert wird, als Motorneustartbedingung, die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, definiert werden.
  • Bei dem Neustart des Motors 1 ist das PCM 10 ausgelegt, die Ventilsteuerung für das Regelventil 64a und das Ladedruckregelventil 65a zwischen dem Erfüllen der Motorneustartbedingung, die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, und dem Erfüllen der Motorneustartbedingung, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, zu wechseln. Unter Bezug auf das Flussdiagramm in 4 und das Zeitdiagramm in 5 wird nachstehend die Steuerung zum Neustarten des Motors 1 durch das PCM 10 beschrieben. In dem in 4 gezeigten Flussdiagramm wird der einfacheren Erläuterung halber eine Folge von Schritten festgelegt. Es versteht sich somit, dass die Folge entsprechend geändert werden kann oder manche der Schritte zeitweilig parallel ausgeführt werden können.
  • In dem in 4 gezeigten Flussdiagramm wird zunächst bei Schritt ST1 ermittelt, ob die Motorneustartbedingung erfüllt ist. Die Motorneustartbedingung umfasst die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung und die der Forderung nach Fahrzeugstart nicht zugeordnete Motorneustartbedingung, wie vorstehend erwähnt wurde. Wenn die Motorneustartbedingung bei Schritt ST1 nicht erfüllt ist (bei NEIN), wird Schritt ST1 wiederholt. Wenn die Motorneustartbedingung erfüllt ist (bei JA), wird die Routine zu Schritt ST2 verschoben.
  • Bei Schritt ST2 wird das Ausführen der Motorneustartsteuerung ausgelöst. Genauer wird die Kraftstoffzufuhr zu jedem der Zylinder 11a gestartet. Beruhend auf der verbrennungsbasierten Motorneustartsteuerung wird die Motordrehzahl allmählich mit Schwankung angehoben, wie in dem in 5 veranschaulichten (B) gezeigt. Dann wird bei Schritt ST3 ermittelt, ob die Forderung nach Fahrzeugstart vorliegt. Liegt die Forderung nach Fahrzeugstart vor (bei JA), wird die Routine zu Schritt ST4 verschoben. Wenn andernfalls keine Forderung nach Fahrzeugstart vorliegt (bei NEIN), wird die Routine zu Schritt ST9 verschoben. Liegt die Forderung nach Fahrzeugstart vor, wird ein einer Fahrzeugstartforderung zugeordnetes Neustartausführungsflag eingeschaltet (siehe die durchgehende Linier), wie in dem in 5 veranschaulichten (A) gezeigt ist.
  • Bei Schritt ST4, der auszuführen ist, wenn die Forderung nach Fahrzeugstart vorliegt, wird eine Steuerung von geteilter Einspritzung ausgeführt, um eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff zu einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts und eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Arbeitstakt nach der Haupteinspritzung vorzunehmen (siehe die durchgehende Linie in dem in 5 dargestellten (D)). Somit wird die Steuerung der geteilten Einspritzung ausgelöst, direkt nachdem die Motorneustartsteuerung als Reaktion auf das Erfüllen der Motorneustartbedingung ausgelöst wird. Beruhend auf der Steuerung der geteilten Einspritzung, die die Nacheinspritzung einschließt, wird Abgasenergie ohne Erhöhen der Motordrehzahl gesteigert. Dann wird bei Schritt ST5 das Regelventil 64a eingeschaltet und dadurch geschlossen (siehe die durchgehende Linie in dem in 5 dargestellten (E)). Somit wird das Regelventil 64a direkt nach Erfüllen der Motorneustartbedingung geschlossen. Unter Berücksichtigung, dass diese Zeit in einen Zeitraum fällt, in dem der Anlasser 72 angetrieben wird, kann das Regelventil 64a alternativ bei einer nachstehend erwähnten Zeit geschlossen werden, d. h. nach Beendigen des Anlassens des Motors 1. Bei Schritt ST5 kann das Regelventil 64a zu der vollständig geschlossenen Stellung oder einem vorgegebenen Öffnungsgrad nahe der vollständig geschlossenen Stellung gestellt werden. Das Ladedruckregelventil 65a wird dagegen in der vollständig geöffneten Stellung (normal geöffneter Zustand) ohne Einschalten gehalten (siehe die durchgehende Linie in dem in 5 dargestellten (F)). Beruhend auf Ausführen einer ersten Ventilsteuerung zum Schließen des Regelventils 64a und Öffnen des Ladedruckregelventils 65a in der vorstehenden Weise kann die groß bemessene Turbine 61b umgangen werden, so dass ein Gegendruck der klein bemessenen Turbine 62b gesenkt wird, und dadurch wird eine Druckdifferenz vor und nach der klein bemessenen Turbine 62b größer. Dies ermöglicht es, eine Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b von einem Nullwert schnell anzuheben, wie in dem in 5 dargestellten (G) durch die durchgehende Linie angedeutet ist. Die gestrichelte Linie in (G), die in 5 dargestellt ist, ist ein Beispiel für eine Änderung der Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b in Fällen, da die erste Ventilsteuerung nicht ausgeführt wird, wie später beschrieben wird. Die groß bemessene Turbine 61b wird dagegen umgangen und dadurch wird ein Anstieg der Drehzahl der groß bemessenen Turbine 61b langsamer, wie durch die durchgehende Linie in (H), die in 5 dargestellt ist, angedeutet wird.
  • Dann wird bei Schritt ST6 ermittelt, ob eine vorgegebene Zeit nach Beendigen des Neustartens (d. h. nach vollständiger Explosion) des Motors 1 verstrichen ist. Zum Beispiel kann die Ermittlung von vollständiger Explosion auf der Motordrehzahl beruhen. Nach vollständiger Explosion des Motors 1 wird ein Flag für vollständige Explosion eingeschaltet (siehe (C), wie in 5 dargestellt) und das der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Neustartausführungsflag wird abgeschaltet (siehe (A), wie in 5 dargestellt).
  • Wenn die vorgegebene Zeit nach der vollständigen Explosion nicht verstrichen ist (bei NEIN), wird Schritt ST6 wiederholt. Wenn andernfalls die vorgegebene Zeit verstrichen ist (bei JA), wird die Routine zu Schritt ST7 verschoben. Der Schritt ST6 ist ein Schritt des Ermittelns nach vollständiger Explosion des Motors 1, ob die Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b auf einen vorgegeben Wert oder höher gestiegen ist und die Drehung der Turbine 62b stabil wird. Somit kann die „vorgegebene Zeit” durch einen experimentellen Test oder dergleichen vorläufig als ein Zeitraum festgelegt werden, der ausreicht, um die Drehung der klein bemessenen Turbine 62b stabil werden zu lassen. In dieser Ausführungsform wird die Stabilität der Drehung der klein bemessenen Turbine 62b beruhend auf der verstrichenen Zeit nach der vollständigen Explosion ermittelt. Alternativ kann jeder andere geeignete Parameter verwendet werden, der ein Ermitteln von Stabilität der Drehung der klein bemessenen Turbine 62b ermöglichen kann.
  • Bei Schritt ST7, bei dem die vorgegebene Zeit nach der vollständigen Explosion verstrichen ist und die Drehung der klein bemessenen Turbine 62b stabil geworden ist, wird die Steuerung der geteilten Einspritzung beendet (siehe die durchgehende Linie in (D), wie in 5 dargestellt). Dann wird bei Schritt ST8 das Ladedruckregelventil 65a eingeschaltet und dadurch geschlossen (d. h. zu der vollständig geschlossenen Stellung oder einem vorgegebenen Öffnungsgrad nahe der vollständig geschlossenen Stellung gestellt; siehe die durchgehende Linie in (F), wie in 5 dargestellt). Auf diese Weise wird die Motorneustartsteuerung, die auszuführen ist, wenn die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt, vollständig abgeschlossen und die Routine wird zu einer Routine normaler Steuerung verschoben. Bei der vorstehenden Motorneustartsteuerung wird, wie durch die durchgehende Linie in (G), wie in 5 dargestellt, die Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b prompt angehoben, so dass Laden mit Hilfe des klein bemessenen Turboladers 62 während Fahrzeugstart/-beschleunigung nach Beenden des Anlassens des Motors 1 prompt ausgelöst wird. Ferner kann beruhend auf dem Fortsetzen der Steuerung der geteilten Einspritzung etc. bis zu einem Stabilwerden der Drehung der klein bemessenen Turbine 62b ein ausreichender Ladedruck sichergestellt werden, um eine verbesserte Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs nach Beendigen des Neustartens des Motors 1 zu erreichen.
  • Indessen wird bei Schritt ST9, zu dem die Routine durch die Ermittlung in Schritt ST3 verschoben wird, dass keine Forderung nach Fahrzeugstart vorliegt, die Steuerung der geteilten Einspritzung in Schritt ST4 nicht ausgeführt (siehe die gestrichelte Linie in (D), wie in 5 dargestellt). Zudem wird die Steuerung zum Schließen des Regelventils 64a in Schritt ST5 nicht ausgeführt (siehe die gestrichelte Linie in (E), wie in 5 dargestellt). Bei Schritt ST9 wird nach Neustarten des Motors 1 in dem vorstehenden Zustand eine zweite Ventilsteuerung zum Schließen von jedem von Regelventil 64a und Ladedruckregelventil 65a ausgeführt. Diese Schließzeit soll das Ausführen von Steuerung außer der Motorneustartsteuerung während des Auftretens eines Einschaltstroms, der durch Antreiben des Anlassers 72 zwischen dem Auslösen der Motorneustartsteuerung und der vollständigen Explosion des Motors 1 bewirkt wird, minimieren. Das Neustarten wird aber in dem Motor 1 grundlegend beruhend auf Verbrennung vorgenommen, und der Anlasser 72 wird einfach als Hilfsmittel verwendet. Somit können jedes von Regelventil 64a und Ladedruckregelventil 65a direkt nach dem Erfüllen der Motorneustartbedingung geschlossen werden. Bei der zweiten Ventilsteuerung wird jedes von Regelventil 64a und Ladedruckregelventil 65a zu der vollständig geschlossenen Stellung oder einem vorgegebenen Öffnungsgrad nahe der vollständig geschlossenen Stellung gestellt (siehe die durchgehenden Linien in (E) und (F), wie in 5 dargestellt).
  • Bei der Motorneustartsteuerung ohne die Forderung nach Fahrzeugstart wird somit wie durch die gestrichelten Linien in (G) und (H), die in 5 dargestellt sind, angedeutet, die Drehzahl jeder von klein bemessener Turbine 62b und groß bemessener Turbine 61b allmählich angehoben und erreicht nach vollständiger Explosion des Motors 1 einen vorgegebenen Wert, so dass es möglich wird, für eine anschließende mögliche Forderung nach Fahrzeugstart vorzubereiten.
  • Wie vorstehend wird bei der Steuervorrichtung bei Erfüllen der Motorneustartbedingung, die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, während eines Übergangszeitraums ab Auslösen der Motorneustartsteuerung bis hin zu einem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit nach vollständiger Explosion (Beendigung des Startens) des Motors 1 das Regelventil 64a geschlossen und das Ladedruckregelventil 65a geöffnet, so dass eine Druckdifferenz vor und nach der klein bemessenen Turbine 62b während des Übergangszeitraums angehoben werden kann. Dies ermöglicht es, die Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b schnell von einem Nullwert anzuheben, wie durch die durchgehende Linie in (G), die in 5 dargestellt ist, angedeutet wird. Dadurch wird es möglich, das Laden mit Hilfe des klein bemessenen Turboladers 62 nach Beendigen des Startens des Motors 1 prompt zu starten, um eine verbesserte Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs in einer Situation zu erreichen, in der ein Start/eine Beschleunigung des Fahrzeugs direkt nach dem Beendigen des Startens des Motors 1 erforderlich ist, wie bei der Erfüllung der Motorneustartbedingung, die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist. In diesem Fall ist die klein bemessene Turbine 62b beim Anheben der Drehzahl von einem Nullwert vorteilhaft, da ein Trägheitsmoment derselben relativ klein ist.
  • Ferner kann die Steuerung der geteilten Einspritzung, die die Nacheinspritzung einschließt, mit der Motorneustartsteuerung kombiniert werden, um Abgasenergie zu erhöhen, was es möglich macht, die Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b weiter schnell anzuheben.
  • Beruhend auf dem Halten des Ladedruckregelventils 65a in einem geöffneten Zustand, bis eine vorgegebene Zeit nach vollständiger Explosion des Motors 1 verstrichen ist, und unter Fortsetzen der Steuerung geteilter Einspritzung, bis die vorgegebene Zeit nach der vollständigen Explosion des Motors 1 verstrichen ist, wird es weiterhin möglich, die Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b prompt einen vorgegebenen Wert erreichen und stabil werden zu lassen, so dass ein ausreichender Ladedruck während Start/Beschleunigung des Fahrzeugs nach Beendigung des Startens des Motors 1 sichergestellt werden kann, um eine weiter verbesserte Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs zu erreichen.
  • Wenn dagegen die der Forderung nach Fahrzeugstart nicht zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, ist es nicht erforderlich, die Drehzahl der klein bemessenen Turbine 62b in der vorstehenden Weise schnell anzuheben, da keine Notwendigkeit besteht, Turboladen prompt auszulösen. In diesem Fall ist es andererseits bevorzugt, die Drehzahl jeder von klein bemessener Turbine 62b und groß bemessener Turbine 61b auf einen vorgegebenen Wert anzuheben, um für das Erteilen der Forderung nach Fahrzeugstart durch einen Fahrer nach Beendigung des Startens des Motors 1 bereit zu sein. Wenn somit die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnete Motorneustartbedingung erfüllt ist, wird jedes von Regelventil 64a und Ladedruckregelventil 65a geschlossen, um nach Beendigung des Startens des Motors 1 das Anheben der Drehzahl jedes von klein bemessener Turbine 62b und groß bemessener Turbine 61b auf einen vorgegebenen Wert zuzulassen. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit der Nacheinspritzung (Steuerung geteilter Einspritzung), und die unnötige Nacheinspritzung muss nicht ausgeführt werden, was im Hinblick auf die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsleistung vorteilhaft ist.
  • Die Steuerung des Regelventils 64a und des Ladedruckregelventils 65a ist nicht auf die Verwendung in einem Dieselmotor beschränkt, wie in der vorstehenden Ausführungsform, sondern die Ventilsteuerung kann kombiniert mit einer Leerlauf-Stopp-Steuerung für einen Benzinmotor verwendet werden.
  • Abschließend werden Merkmale der vorstehenden Ausführungsform und vorteilhafte Wirkungen derselben zusammengefasst.
  • Bei einer Steuervorrichtung für einen an einem Fahrzeug angebrachten Dieselmotor gemäß der vorstehenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Dieselmotor mit einem Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum desselben und einem Turbolader mit einer Turbine, die in einem Auslassdurchlass desselben vorgesehen ist, ausgestattet. Die Steuervorrichtung umfasst ein Motorstartsteuergerät, das ausgelegt ist, um bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorstoppbedingung den Dieselmotor automatisch zu stoppen, und dann bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorneustartbedingung eine vorgegebene Motorneustartsteuerung zum Verbrennen von Kraftstoff, der dem Brennraum durch das Kraftstoffeinspritzventil geliefert wird, auszuführen.
  • Das Motorstartsteuergerät ist betreibbar, um bei Erfüllen einer Motorneustartbedingung, die einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, eine Steuerung geteilter Einspritzung auszuführen, um während der Motorneustartsteuerung eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff zu einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts und eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Arbeitstakt nach der Haupteinspritzung vorzunehmen und um bei Erfüllen einer Motorneustartbedingung, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, die Motorneustartsteuerung auszuführen, um nur die Haupteinspritzung ohne Ausführen der Steuerung geteilter Einspritzung vorzunehmen.
  • Bei der Steuervorrichtung wird bei Erfüllen der Motorneustartbedingung, die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, die Motorneustartsteuerung ausgeführt, um Kraftstoff in den Brennraum des Dieselmotors zu liefern und den Kraftstoff zu zünden/verbrennen, um den Dieselmotor neu zu starten. Während der Motorneustartsteuerung wird ferner die Steuerung geteilter Einspritzung zum Vornehmen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung ausgeführt. Die Nacheinspritzung kann Abgasenergie nahezu ohne Beitrag zu einem Anstieg von Motordrehmoment anheben, so dass eine Drehzahl der Turbine in dem Auslassdurchlass schnell von einem Nullwert angehoben werden kann. Dies ist beim prompten Starten von Laden mit Hilfe des Turboladers vorteilhaft. Somit wird es möglich, eine verbesserte Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs nach Beenden des Startes des Motors zu erreichen.
  • Wenn dagegen die Motorneustartbedingung, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, erfüllt ist, wird nur die Haupteinspritzung ohne Ausführen der Steuerung geteilter Einspritzung vorgenommen. In diesem Fall wird zwar das prompte Laden mit Hilfe des Turboladers nicht vorgenommen, doch kann ein unnötiger Kraftstoffverbrauch vermieden werden.
  • Vorzugsweise ist in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung das Motorstartsteuergerät betreibbar, um die Steuerung geteilter Einspritzung ab einer Zeit des Auslösens der Motorneustartsteuerung auszulösen und die Steuerung geteilter Einspritzung fortzusetzen, bis das Starten des Dieselmotors abgeschlossen ist und eine Drehzahl der Turbine auf einen vorgegebenen Wert angehoben ist.
  • Das Auslösen der Steuerung geteilter Einspritzung ab der Zeit des Auslösens der Motorneustartsteuerung ist beim prompten Anheben der Turbinendrehzahl vorteilhaft. Beruhend auf dem Anheben der Turbinendrehzahl auf einen vorgegebenen Wert, d. h. Fortsetzen der Steuerung geteilter Einspritzung, bis die Drehzahl einen vorgegebenen Wert erreicht und stabil wird, kann ferner ein ausreichender Ladedruck durch den Turbolader, der eine schnell angehobene Drehzahl aufweist, sichergestellt werden.
  • Wenn der Turbolader einen klein bemessenen Turbolader mit einer klein bemessenen Turbine und einen groß bemessenen Turbolader mit einer groß bemessenen Turbine mit einer Größe, die größer als die der klein bemessenen Turbine ist, umfasst, ist das Motorstartsteuergerät vorzugsweise betreibbar, um die Steuerung geteilter Einspritzung fortzusetzen, bis das Starten des Dieselmotors abgeschlossen ist und eine Drehzahl der klein bemessenen Turbine auf einen vorgegebenen Wert angehoben ist.
  • Die klein bemessene Turbine ist beim Anheben der Drehzahl von einem Nullwert vorteilhaft, da ein Trägheitsmoment derselben kleiner als das der groß bemessenen Turbine ist.
  • Bevorzugter ist bei der vorstehenden Steuervorrichtung die groß bemessene Turbine stromabwärts der klein bemessenen Turbine in dem Auslassdurchlass des Dieselmotors angeordnet. Der Auslassdurchlass ist mit einem ersten Bypassdurchlass zum Umgehen der klein bemessenen Turbine, einem Regelventil zum selektiven Öffnen und Schließen des ersten Bypassdurchlasses, einem zweiten Bypassdurchlass zum Umgehen der groß bemessenen Turbine und einem Ladedruckregelventil zum selektiven Öffnen und Schließen des zweiten Bypassdurchlasses versehen. Und das Motorstartsteuergerät ist betreibbar, um während des Ausführens der Steuerung geteilter Einspritzung das Regelventil zu schließen und das Ladedruckregelventil zu öffnen. Wie hierin verwendet schließt der Begriff „das Regel- oder Ladedruckregelventil schließen” das Stellen des Ventils zu einer vollständig geschlossenen Stellung und das Stellen des Ventils zu einem vorgegebenen Öffnungsgrad nahe der vollständig geschlossenen Stellung ein. Ferner schließt der Begriff „das Regel- oder Ladedruckregelventil öffnen” das Stellen des Ventils zu einer vollständig geöffneten Stellung und das Stellen des Ventils zu einem vorgegebenen Öffnungsgrad nahe der vollständig geöffneten Stellung ein.
  • Bei der vorstehenden Steuervorrichtung wird bei Erfüllen der Motorneustartbedingung, die der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, während der Steuerung geteilter Einspritzung das Regelventil geschlossen und das Ladedruckregelventil geöffnet, so dass ein Gegendruck der klein bemessenen Turbine, die an einer relativ stromaufwärts befindlichen Seite des Auslassdurchlasses des Motors angeordnet ist, verringert ist. Dies ermöglicht es, eine Druckdifferenz vor und nach der klein bemessenen Turbine anzuheben, was beim schnellen Anheben der Drehzahl der klein bemessenen Turbine von einem Nullwert vorteilhaft ist. Bei dieser Steuervorrichtung, die auf einer Kombination der Steuerung geteilter Einspritzung und der Ventilsteuerung für das Regelventil und das Ladedruckregelventil beruht, kann im Einzelnen das Laden mit Hilfe des klein bemessenen Turboladers prompt ausgelöst werden, was beim Erreichen verbesserter Start-/Beschleunigungsleistung des Fahrzeugs nach Beendigen des Startens des Motors weiter vorteilhaft ist.

Claims (4)

  1. Steuervorrichtung für einen an einem Fahrzeug angebrachten Dieselmotor (1), wobei der Dieselmotor (1) mit einem Kraftstoffeinspritzventil (18) zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Brennraum (14a) desselben und einem Turbolader mit einer Turbine, die in einem Auslassdurchlass (40) desselben vorgesehen ist, ausgestattet ist, wobei die Steuervorrichtung ein Motorstartsteuergerät (10) umfasst, das ausgelegt ist, um bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorstoppbedingung den Dieselmotor (10) automatisch zu stoppen und bei Erfüllen einer vorgegebenen Motorneustartbedingung eine vorgegebene Motorneustartsteuerung zum Verbrennen von Kraftstoff, der dem Brennraum (14a) durch das Kraftstoffeinspritzventil (18) geliefert wird, auszuführen, wobei das Motorstartsteuergerät (10) betreibbar ist, um bei Erfüllen einer Motorneustartbedingung, die einer Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, eine Steuerung geteilter Einspritzung auszuführen, um währen der Motorneustartsteuerung eine Haupteinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff bei einer Zeit um einen oberen Totpunkt eines Verdichtungstakts und eine Nacheinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Arbeitstakt nach der Haupteinspritzung vorzunehmen und bei Erfüllen einer Motorneustartbedingung, die nicht der Forderung nach Fahrzeugstart zugeordnet ist, die Motorneustartsteuerung auszuführen, um nur die Haupteinspritzung ohne Ausführen der Steuerung geteilter Einspritzung vorzunehmen.
  2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Motorstartsteuergerät (10) betreibbar ist, um die Steuerung geteilter Einspritzung ab einer Zeit des Auslösens der Motorneustartsteuerung auszulösen und die Steuerung geteilter Einspritzung fortzusetzen, bis ein Starten des Dieselmotors (1) abgeschlossen ist und eine Drehzahl der Turbine auf einen vorgegebenen Wert angehoben ist.
  3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: der Turbolader einen klein bemessenen Turbolader (62) mit einer klein bemessenen Turbine (62b) und einen groß bemessenen Turbolader (61) mit einer groß bemessenen Turbine (61b) mit einer Größe, die größer als die der klein bemessenen Turbine (62b) ist, umfasst; und das Motorstartsteuergerät (10) betreibbar ist, um die Steuerung geteilter Einspritzung fortzusetzen, bis das Starten des Dieselmotors (1) abgeschlossen ist und eine Drehzahl der klein bemessenen Turbine (62b) auf einen vorgegebenen Wert angehoben ist.
  4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die groß bemessene Turbine (61b) stromabwärts der klein bemessenen Turbine (62b) in dem Auslassdurchlass (40) des Dieselmotors (1) angeordnet ist; der Auslassdurchlass (40) mit einem ersten Bypassdurchlass (64) zum Umgehen der klein bemessenen Turbine (62b), einem Regelventil (64a) zum selektiven Öffnen und Schließen des ersten Bypassdurchlasses (64), einem zweiten Bypassdurchlass (65) zum Umgehen der groß bemessenen Turbine (61b) und einem Ladedruckregelventil (65a) zum selektiven Öffnen und Schließen des zweiten Bypassdurchlasses (65) versehen ist; und das Motorstartsteuergerät (10) betreibbar ist, um während des Ausführens der Steuerung geteilter Einspritzung das Regelventil (64a) zu schließen und das Ladedruckregelventil (65a) zu öffnen.
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