DE102012016877A1

DE102012016877A1 - Start-Regel- bzw. Steuervorrichtung für einen Selbstzündungsmotor und korresponierendes Verfahren

Info

Publication number: DE102012016877A1
Application number: DE102012016877A
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Nakamoto; Takeo Yamauchi; Junichi Taga
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2032-08-25
Also published as: JP2013072281A; US8924136B2; CN103016176A; DE102012016877B4; CN103016176B; US20130080039A1; JP5741352B2

Abstract

Eine Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung beinhaltet einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor, Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, einen Kolbenanhaltepositions-Detektor, einen Startermotor und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung für ein automatisches Anhalten des Motors, wenn eine vorbestimmte automatische Anhaltebedingung erfüllt ist, und danach, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist und sich eine Anhalteposition eines Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb eines Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, welcher relativ auf einer Seite eines unteren Totpunkts eingestellt ist, ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, während die Rotationskraft auf den Motor unter Verwendung des Startermotors ausgeübt wird. Beim Neustarten des Motors regelt bzw. steuert, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, die Regel- bzw. Steuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzeinrichtung, um eine Voreinspritzung vor einer Haupteinspritzung durchzuführen und eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf einer Seite eines oberen Totpunkts liegt.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung für einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor für ein Verbrennen eines Kraftstoffs, welcher in einen Zylinder eingespritzt wird, durch eine Selbstzündung. Die Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung stoppt automatisch den Motor, wenn eine vorbestimmte automatische Stopp- bzw. Anhaltebedingung bzw. Bedingung für ein automatisches Stoppen bzw. Anhalten erfüllt ist, und startet, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist, den Motor durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in einen Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten neu, welcher sich an einem Verdichtungshub befindet, während der Motor gestoppt bzw. angehalten wird, während ein Drehmoment auf den Motor durch ein Verwenden eines Startermotors angewandt bzw. aufgebracht wird.
In jüngsten Jahren wurden Verdichtungs-Selbstzündungsmotoren, welche durch einen Dieselmotor repräsentiert werden, weit verbreitet als Motoren in Fahrzeugen aus Gründen ihrer allgemein hervorragenden thermischen Effizienz und einer geringeren Austrags- bzw. Ausstoßmenge an CO₂ verglichen mit Funkenzündungsmotoren, wie beispielsweise Benzinmotoren verwendet.
Für eine größere Reduktion von CO₂ in derartigen Verdichtungs-Selbstzündungsmotoren ist es effektiv bzw. wirksam, die Kunst einer sogenannten Leerlaufstopp- bzw. -anhalteregelung bzw. -steuerung eines automatischen Anhaltens des Motors beispielsweise bei einem Leerlauffahren und dann eines automatischen Neustartens des Motors anzuwenden, wenn beispielsweise ein Startvorgang des Fahrzeugs durchgeführt wird, und verschiedene Studien, welche sich darauf beziehen, wurden durchgeführt.
Beispielsweise offenbart die JP2009-062960A (Absatz [0048] eine Regel- bzw. Steuervorrichtung eines Dieselmotors für ein automatisches Anhalten des Dieselmotors, wenn eine vorbestimmte automatische Anhaltebedingung bzw. Bedingung eines automatischen Anhaltens erfüllt ist, und, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist, ein Neustarten des Dieselmotors durch ein Einspritzen eines Kraftstoffs, während ein Drehmoment auf den Motor durch ein Antreiben eines Startermotors aufgebracht bzw. angewandt wird. Darüber hinaus ist geoffenbart, dass ein Zylinder, in welchen der Kraftstoff zuerst eingespritzt wird, änderbar basierend auf einer Anhalteposition eines Kolbens eines Zylinders eingestellt bzw. festgelegt wird, welcher sich an einem Verdichtungs- bzw. Kompressionshub befindet, während ein Motor gestoppt bzw. angehalten wird, mit anderen Worten, wenn der Motorstopp abgeschlossen ist (Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten).
Darüber hinaus wird spezifisch, wenn der Dieselmotor automatisch angehalten wird, eine Position des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, welcher sich an dem Verdichtungshub zu dieser Zeit befindet, bestimmt, und es wird bestimmt, ob sich die Kolbenposition innerhalb eines vorbestimmten Referenz- bzw. Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, welcher relativ an einer Seite eines unteren Totpunkts (BDC) festgelegt bzw. eingestellt wird. Wenn sich die Kolbenposition innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, wird beim Neustarten des Motors der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten zuerst eingespritzt, und andererseits wird, wenn sich die Kolbenposition an einer Seite des oberen Totpunkts (TDC) des Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, wenn der Motor insgesamt den TDC das erste Mal beim Neustart passiert und ein Zylinder im Einlasshub beim Anhalten (Zylinder an einem Ansaug- bzw. Einlasshub, während der Motor angehalten wird) den Verdichtungshub erreicht, der Kraftstoff in den Zylinder im Einlasshub beim Anhalten eingespritzt.
Gemäß einer derartigen Konfiguration kann sich, wenn sich der Kolben des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten der Kraftstoff sicher selbst entzünden und der Motor kann rasch bzw. prompt in einer vergleichsweise kurzen Zeitperiode neu gestartet werden (als ”der erste Verdichtungsstart” bzw. ”Start bei einer ersten Verdichtung” der Einfachheit halber bezeichnet). Andererseits kann, wenn der Kolben des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten an der TDC Seite des Bezugsanhaltepositionsbereichs angeordnet ist, da ein Verdichtungshubausmaß (Verdichtungsspielraum) geringer ist und eine Temperatur von Luft im Inneren des Zylinders nicht ausreichend ansteigt, eine Fehlzündung auftreten, selbst wenn der Kraftstoff nicht in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird. Daher wird in einem derartigen Fall der Kraftstoff in den Zylinder im Einlasshub beim Anhalten und nicht den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt, und dadurch wird die Luft im Inneren des Zylinders ausreichend komprimiert bzw. verdichtet und der Kraftstoff kann sich sicher selbst entzünden (als der ”zweite Verdichtungsstart” bzw. ”Start bei einer zweiten Verdichtung” der Einfachheit halber bezeichnet).
Wie oben beschrieben, wird üblicherweise beim Neustarten des Motors bestimmt, ob der Kolben des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs angehalten wurde, und wenn der Kolben darin angehalten wird, wird der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt und der Motor wird unmittelbar bzw. rasch durch den ersten Verdichtungsstart neu gestartet. Hier ist es, um besser einen prompten bzw. unmittelbaren Motorneustart durch ein Erhöhen des Potenzials des ersten Verdichtungsstarts sicherzustellen, wünschenswert, den Bezugsanhaltepositionsbereich in Richtung zu dem TDC so weit wie möglich zu vergrößern. Jedoch wird, wenn der Kolben relativ auf der TDC Seite angehalten wird, da ein Verdichtungshubausmaß geringer wird, als wenn der Kolben relativ auf der BDC Seite angehalten wird, eine Temperatur im Inneren des Zylinders, wenn sie auf den TDC komprimiert bzw. verdichtet wird (nachfolgend als ”die TDC Temperatur” der Einfachheit halber bezeichnet), dementsprechend unzureichend und der Kraftstoff kann bzw. wird nicht zünden. Daher tritt in dem konventionellen ersten Verdichtungsstart ein Problem dahingehend auf, dass es keine Wahl gibt, außer den Bezugsanhaltepositionsbereich auf einen Bereich nahe zu dem BDC zu begrenzen, wobei dies problematisch ist, da der Bezugsanhaltepositionsbereich relativ eng ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situationen gemacht und zielt darauf ab, stabil und sicher einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor durch den ersten Verdichtungsstart bzw. Start bei der ersten Verdichtung neu zu starten, selbst wenn eine Anhalteposition eines Kolbens eines Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten relativ auf einer TDC Seite liegt, wenn der Verdichtungs-Selbstzündungsmotor neu gestartet wird, mit anderen Worten selbst wenn eine ungünstige Bedingung für ein Erhöhen der Temperatur im Inneren des Zylinders während der Verdichtung (d. h. eine ungünstige Bedingung für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird) existiert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung für einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung beinhaltet: einen Kolbenanhaltepositions-Detektor für ein Detektieren von Stopp- bzw. Anhaltepositionen von Kolben in den Zylindern; und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einen Controller für ein automatisches Anhalten des Motors, wenn eine vorbestimmte automatische Anhaltebedingung erfüllt ist, und danach, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist und die Anhalteposition des Kolbens eines Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, welcher sich an einem Verdichtungshub befindet, während der Motor angehalten wird, sich innerhalb eines Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, welcher relativ auf einer Seite eines unteren Totpunkts eingestellt ist, ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten durch Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Motors, während eine Drehkraft auf den Motor durch ein Verwenden des Startermotors ausgeübt wird. Beim Neustarten des Motors, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, regelt bzw. steuert die Regel- bzw. Steuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzeinrichtung, um eine Voreinspritzung für eine Vorverbrennung vor einer Haupteinspritzung für eine Hauptverbrennung durchzuführen und eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf einer Seite eines oberen Totpunkts ist bzw. liegt.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird beim Neustarten des Motors, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird (d. h. wenn der erste Verdichtungsstart durchgeführt wird), die Vorverbrennung vor der Hauptverbrennung durchgeführt, welche eine Diffusionsverbrennung ist. Daher wird die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten durch die Vorverbrennung erhöht, die Temperatur des oberen Totpunkts wird erhöht und eine Entzündbarkeit des Kraftstoffs, welcher in der Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt wird, wird verbessert. Daher kann, selbst wenn sich die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten auf der Seite des oberen Totpunkts befindet, mit anderen Worten, selbst wenn eine ungünstige Bedingung für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, existiert bzw. vorliegt, durch ein Überwinden des dadurch bedingten bzw. bewirkten Nachteils durch ein Durchführen einer Voreinspritzung der Verdichtungs-Selbstzündungsmotor stabil, prompt bzw. rasch und sicher durch den ersten Verdichtungsstart bzw. den Start bei der ersten Verdichtung neu gestartet werden. Somit kann der Bezugsanhaltepositionsbereich in Richtung zu dem oberen Totpunkt vergrößert werden, das Potential für ein Durchführen des ersten Verdichtungsstarts kann erhöht werden und eine prompte bzw. unmittelbare Startleistung kann sichergestellt werden.
Darüber hinaus steigt, da sich die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung erhöht, wenn sich die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der Seite des oberen Totpunkts befindet, eine Wärmeerzeugung während der Vorverbrennung an, und die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten steigt weiter an. Als ein Resultat erhöht, selbst wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird (d. h. die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten relativ auf der Seite des oberen Totpunkts liegt) relativ ungünstig sind, ein Durchführen einer Vorverbrennung die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, wodurch die Temperatur des oberen Totpunkts erhöht wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs verbessert wird, welcher in der Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt wird, und sichergestellt wird, dass der erste Verdichtungsstart zuverlässig durchgeführt wird.
Die Regel- bzw. Steuereinrichtung- kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regeln bzw. steuern, um den Kraftstoff für die Voreinspritzung in einer einzelnen oder unterteilten mehrstufigen Weise einzuspritzen, und/oder die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung durch ein Erhöhen der Anzahl von Voreinspritzungen zu erhöhen.
Gemäß dieser Konfiguration kann durch ein Erhöhen der Anzahl von unterteilten Voreinspritzungen, während beispielsweise die Kraftstoffeinspritzmenge für eine einzelne Voreinspritzung fixiert bzw. festgelegt wird, die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung leicht und sicher erhöht werden.
Die Regel- bzw. Steuereinrichtung kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regeln bzw. steuern, um die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels des Motors abnimmt.
Gemäß dieser Konfiguration steigt, da die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung ansteigt, wenn eine Motorkühlmitteltemperatur (d. h. Motortemperatur) niedriger wird, die Wärmeerzeugung bzw. -produktion während der Vorverbrennung an, und die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten steigt weiter an. Als ein Resultat erhöht, selbst wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird (d. h. die Motorkühlmitteltemperatur relativ niedrig ist), ungünstiger sind, ein Durchführen der Vorverbrennung die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, wodurch die Temperatur des oberen Totpunkts erhöht wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs verbessert wird, welcher in der Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt wird, und sichergestellt wird, dass der erste Verdichtungsstart zuverlässig durchgeführt wird.
Es ist festzuhalten, dass die ungünstigen Bedingungen für ein Entzünden des Kraftstoffs auch beinhalten, dass die Außenlufttemperatur (d. h. die Temperatur der Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, oder Einlasslufttemperatur) relativ niedrig ist, und der Atmosphärendruck (d. h. der Druck der Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, oder Einlassluftdruck) relativ niedrig ist. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass die Regel- bzw. Steuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regelt bzw. steuert, um die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn die Einlasslufttemperatur während der automatischen Regelung bzw. Steuerung des Motors niedriger wird oder der Einlassdruck während der automatischen Regelung bzw. Steuerung des Motors niedriger wird.
Die Regel- bzw. Steuereinrichtung kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung regeln bzw. steuern, um eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung zu erhöhen, wenn die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der Seite des unteren Totpunkts ist.
Gemäß dieser Konfiguration wird, da die Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung erhöht wird, wenn die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter an der Seite des unteren Totpunkts ist bzw. liegt, der Kraftstoff in der Menge entsprechend einer Füllmenge (d. h. Luftmenge) in der ersten Verdichtung des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten in der Haupteinspritzung eingespritzt. Daher wird ein Drehmoment für ein Starten des Motors ausreichend erzeugt bzw. generiert und der Motor wird sanft gestartet.
Darüber hinaus kann beispielsweise die gesamte Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung gemäß einer Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten (d. h. entsprechend der Füllmenge in der ersten Verdichtung des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten) bestimmt werden. In einem derartigen Fall wird in der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung die Kraftstoffeinspritzmenge für die Voreinspritzung erhöht und die Kraftstoffeinspritzmenge für die Haupteinspritzung wird verringert, wenn sich die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der Seite des oberen Totpunkts befindet. Als ein Resultat wird ein Einspritzmuster erzeugt, welches die Entzündbarkeit priorisiert bzw. bevorzugt behandelt. Andererseits wird in der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung die Kraftstoffeinspritzmenge für die Haupteinspritzung erhöht und die Kraftstoffeinspritzmenge für die Voreinspritzung wird reduziert, wenn sich die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten auf der Seite des unteren Totpunkts befindet. Als ein Resultat wird ein Einspritzmuster erzeugt, welches das Drehmoment priorisiert bzw. bevorzugt behandelt.
Darüber hinaus schließt bevorzugt die Regel- bzw. Steuereinrichtung im Wesentlichen eine Öffnung eines Einlassdrosselventils, wenn eine automatische Anhaltebedingung erfüllt ist, und öffnet das Einlassdrosselventil, wenn der Motor vollständig angehalten ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verdichtungs-Selbstzündungsmotor zur Verfügung gestellt, welcher die oben erwähnte Start-Regel- bzw. Steuervorrichtung umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines automatischen Starts einer Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung für einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor zur Verfügung gestellt, umfassend die Schritte:
Detektieren von Anhaltepositionen von Kolben in den Zylindern des Motors; und
automatisches Anhalten des Motors, wenn eine vorbestimmte automatische Anhaltebedingung erfüllt wird, und danach, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt wird und sich die Anhalteposition des Kolbens eines Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, welcher sich an einem Verdichtungshub befindet, während der Motor angehalten wird, innerhalb eines Bezugsanhaltepositionsbereichs befindet, welcher relativ auf einer Seite eines unteren Totpunkts eingestellt wird, ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, während die Drehkraft auf den Motor durch ein Verwenden des Startermotors angewandt bzw. ausgeübt wird,
wobei beim Neustarten des Motors, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, eine Voreinspritzung für eine Vorverbrennung vor einer Haupteinspritzung für eine Hauptverbrennung durchgeführt wird und eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung erhöht wird, wenn die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf einer Seite eines oberen Totpunkts ist bzw. liegt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren darüber hinaus die Schritte eines Voreinspritzens des Kraftstoffs für die Voreinspritzung in einer einzigen oder unterteilten mehrstufigen Weise und/oder eines Erhöhens der gesamten Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung durch ein Erhöhen der Anzahl der Voreinspritzungen.
Weiters bevorzugt umfasst das Verfahren darüber hinaus den Schritt eines Erhöhens der gesamten Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels des Motors abnimmt.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren darüber hinaus den Schritt eines Erhöhens einer gesamten Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung, wenn die Anhalteposition des Kolbens des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der Seite eines unteren Totpunkts liegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, umfassend computerimplementierte Anweisungen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des oben erwähnten Verfahrens ausführen können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm einer systematischen Konfiguration, welche eine Gesamtkonfiguration eines Dieselmotors zeigt, welcher mit einer Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist.
2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines spezifischen Betriebs einer automatischen Stopp- bzw. Anhalteregelung bzw. -steuerung des Motors zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel eines bestimmten Betriebs einer Neustartregelung bzw. -steuerung des Motors zeigt.
4 ist eine Karte, welche verwendet wird, um die Neustartregelung bzw. -steuerung zwischen einem ersten Verdichtungsstart und einem zweiten Verdichtungsstart zu bestimmen.
5 ist eine Karte, welche verwendet wird, um die Anzahl von Voreinspritzungen einzustellen bzw. festzulegen, wenn ein erster Verdichtungsstart bei der Neustartregelung bzw. -steuerung durchgeführt wird.
6 ist eine Karte, welche verwendet wird, um eine Kraftstoffeinspritzmenge einzustellen bzw. festzulegen, welche in einen Zylinder bei der Neustartregelung bzw. -steuerung eingespritzt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
(1) Gesamtkonfiguration eines Motors
1 ist ein Diagramm einer systematischen Konfiguration, welches eine Gesamtkonfiguration eines Dieselmotors zeigt, welcher mit einer Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist. Der Dieselmotor, welcher in 1 gezeigt ist, ist ein Viertakt-Dieselmotor, welcher in einem Fahrzeug als eine Antriebsquelle für ein Fahren des Fahrzeugs montiert bzw. angeordnet ist. Ein Motorkörper 1 des Motors ist ein Reihen-Vierzylinder-Typ und beinhaltet einen Zylinderblock 3, welcher vier Zylinder 2A bis 2D aufweist, welche in einer Richtung ausgerichtet sind, wo die Zylinder einander in 1a überlappen, einen Zylinderkopf 4, welcher auf der Oberseite des Zylinderblocks 3 angeordnet ist, und Kolben 5, welche hin und her bewegbar jeweils in die Zylinder 2A bis 2D eingepasst sind.
Eine Verbrennungskammer 6 ist oberhalb jedes Kolbens 5 ausgebildet, und jede Verbrennungskammer 6 wird mit Kraftstoff (z. B. Dieselkraftstoff) versorgt, welcher von einem Kraftstoffeinspritzventil 15, welches später beschrieben ist, eingespritzt wird. Darüber hinaus entzündet sich der eingespritzte Kraftstoff selbst in der Verbrennungskammer 6, wo eine Temperatur und ein Druck hoch aufgrund eines Kompressions- bzw. Verdichtungsvorgangs durch den Kolben 5 sind (d. h. eine selbst-zündende Verdichtung), und der Kolben 5 wird durch eine aufweitende Kraft aufgrund der Verbrennung, welche durch die Zündung bewirkt wird, nach unten gestoßen und bewegt sich hin- und hergehend in einer vertikalen Richtung.
Jeder Kolben 5 ist mit einer Kurbelwelle 7 über eine Verbindungsstange (außerhalb des Bereichs von 1 angeordnet) gekoppelt, und die Kurbelwelle 7 rotiert um ihre zentrale Achse entsprechend der hin- und hergehenden Bewegung (d. h. vertikalen Bewegung) der Kolben 5.
Hier bewegen sich in dem Viertakt-Vierzylinder-Dieselmotor die Kolben 5, welche in den Zylindern 2A bis 2D vorgesehen sind, vertikal mit einer Phasendifferenz von 180° im Kurbelwinkel (180°CA). Daher sind Verbrennungszeitpunkte (d. h. Kraftstoffeinspritzung) in den Zylindern 2A bis 2D eingestellt bzw. festgelegt, um in der Phase um 180°CA voneinander zu variieren. Spezifisch wird, wenn die Zylinder 2A bis 2D mit 1 bis 4 in ihrer Zündreihenfolge jeweils nummeriert sind, die Verbrennung in der Reihenfolge des ersten Zylinders 2A, des dritten Zylinders 2C, des vierten Zylinders 2D und dann des zweiten Zylinders 2B durchgeführt. Daher befinden sich beispielsweise, wenn sich der erste Zylinder 2A auf einem Expansionshub befindet, der dritte Zylinder 2C, der vierte Zylinder 2D und der zweite Zylinder 2B auf jeweils einem Verdichtungshub, Einlasshub und Auslasshub.
Der Zylinderkopf 4 ist mit Einlass- und Auslassöffnungen 9 und 10, welche in die Verbrennungskammern 6 der Zylinder 2A bis 2D öffnen bzw. münden, und Einlass- und Auslassventilen 11 und 12 für ein Öffnen und Schließen jeweils der Öffnungen bzw. Ports 9 und 10 versehen. Es ist festzuhalten, dass die Einlass- und Auslassventile 11 und 12 durch Ventilbetätigungsmechanismen 13 und 14, welche jeweils ein Paar von Nockenwellen beinhalten, welche in dem Zylinderkopf 4 angeordnet sind, gemeinsam mit der Rotation der Kurbelwelle 7 geöffnet und geschlossen werden.
Darüber hinaus ist der Zylinderkopf 4 mit einem Kraftstoffeinspritzventil 15 für jeden Zylinder versehen, und jedes Kraftstoffeinspritzventil 15 ist damit über eine Common Rail bzw. gemeinsame Druckleitung 20, welche als eine Speicherkammer dient, und ein verzweigtes Rohr 21 verbunden. Die gemeinsame Druckleitung 20 wird mit Kraftstoff (z. B. Dieselkraftstoff) von einer Kraftstoffzufuhrpumpe 23 über ein Kraftstoffzufuhrrohr 22 bei hohem Druck versorgt, und der Kraftstoff unter hohem Druck im Inneren der gemeinsamen Druckleitung 20 wird zu jedem Kraftstoffeinspritzventil 15 über das verzweigte Rohr 21 zugeführt.
Jedes Kraftstoffeinspritzventil 15 umfasst vorzugsweise ein elektromagnetisches Nadelventil, welches in seiner Spitze mit einer Einspritznadel, welche mit einer Mehrzahl von Löchern ausgebildet ist, einer Kraftstoffzufuhr, welche zu der Einspritznadel führt, und einem Nadelventilkörper versehen ist, welcher elektromagnetisch für ein Öffnen und Schließen des Kraftstoffdurchtritts betätigt wird, welcher im Inneren des Kraftstoffeinspritzventils 15 (beide nicht gezeigt) vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt ist. Darüber hinaus wird durch ein Antreiben des Ventilkörpers in einer Öffnungsrichtung durch ein Verwenden der elektromagnetischen Kraft, welche durch eine Leistungsverteilung bzw. -versorgung erhalten wird, der Kraftstoff, welcher von der gemeinsamen Druckleitung bzw. Common Rail 20 zugeführt wird, direkt von jedem Loch der Einspritznadel in die Verbrennungskammer 6 eingespritzt. Das Kraftstoffeinspritzventil 15 entspricht der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in den Ansprüchen, welche den Kraftstoff in einen beliebigen der Zylinder 2A bis 2D einspritzt.
Der Zylinderblock 3 und der Zylinderkopf 4 sind darin mit einem Wassermantel (angeordnet außerhalb des Bereichs von 1) ausgebildet, wo ein Kühlmittel fließt bzw. strömt, und ein Wassertemperatursensor SW1 für ein Detektieren einer Temperatur des Kühlmittels im Inneren des Wassermantels bzw. der Wasserummantelung ist in dem Zylinderblock 3 ausgebildet.
Darüber hinaus ist ein Kurbelwellenwinkelsensor SW2 für ein Detektieren eines Rotations- bzw. Drehwinkels und einer Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Kurbelwelle 7 in dem Zylinderblock 3 vorgesehen. Der Kurbelwellenwinkelsensor SW2 gibt ein Pulssignal entsprechend der Rotation einer Kurbelwellenplatte 25 aus, welche integral mit der Kurbelwelle 7 rotiert.
Spezifisch sind mehrere Zähne, welche über einen fixierten Abstand ausgerichtet sind, konvex in einem äußeren Umfangsteil der Kurbelwellenplatte 25 angeordnet, und ein zahnloses Teil 25a (d. h. das Teil ohne Zahn) für ein Identifizieren einer Referenz- bzw. Bezugsposition ist in einem vorbestimmten Bereich des äußeren Umfangsteils ausgebildet. Darüber hinaus dreht sich die Kurbelwellenplatte 25, welche das zahnlose Teil 25a an der Bezugsposition aufweist, und das Pulssignal basierend darauf wird von dem Kurbelwellenwinkelsensor SW2 ausgegeben, und derart werden der Drehwinkel (d. h. Kurbelwellenwinkel) und die Drehzahl (d. h. Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl) der Kurbelwelle 7 detektiert.
Andererseits ist der Zylinderkopf 4 mit einem Nockenwinkelsensor SW3 für ein Detektieren eines Winkels der Nockenwelle für eine Ventilbetätigung (nicht illustriert) versehen. Der Nockenwinkelsensor SW3 gibt ein Pulssignal für eine Zylinderbestimmung entsprechend dem Durchgang von Zähnen einer Signalplatte für ein gemeinsames bzw. integrales Rotieren mit der Nockenwelle aus.
Mit anderen Worten beinhaltet das Pulssignal, welches von dem Kurbelwellenwinkelsensor SW2 ausgegeben wird, einen Kein-Signal-Abschnitt, welcher bei jeweils 360°CA entsprechend dem zahnlosen Teil 25a erzeugt bzw. generiert wird. Durch ein Verwenden lediglich der Information, welche von dem Kein-Signal-Abschnitt erhalten wird, können beispielsweise, während der Zylinder 5 ansteigt bzw. sich erhebt, der entsprechende Zylinder und der Hub zwischen dem Verdichtungshub und dem Auslasshub nicht bestimmt werden. Daher wird das Pulssignal von dem Nockenwinkelsensor SW3 basierend auf der Rotation der Nockenwelle ausgegeben, welche einmal bei jeweils 720°CA rotiert, und basierend auf einem Zeitpunkt der Signalausgabe und einem Zeitpunkt des Kein-Signal-Abschnitts, welcher von dem Kurbelwellenwinkelsensor SW2 ausgegeben wird (d. h. Durchgangszeitpunkt des zahnlosen Teils 25a), wird die Zylinderbestimmung durchgeführt.
Die Einlass- und Auslassöffnungen 9 und 10 sind jeweils mit Einlass- und Auslassdurchtritten 28 und 29 verbunden. Somit wird Einlassluft (d. h. Frischluft) von außen zu der Verbrennungskammer 6 über den Einlassdurchtritt 28 zugeführt und Abgas (d. h. verbranntes Gas), welches in der Verbrennungskammer 6 erzeugt bzw. generiert wird, wird nach außen über den Austrags- bzw. Auslassdurchtritt 29 ausgegeben bzw. ausgetragen.
In dem Einlassdurchtritt 28 ist bzw. wird ein Bereich einer vorbestimmten Länge stromaufwärts von dem Motorkörper 1 als ein verzweigter Durchtritt 28a definiert, welcher jeweils für jeden der Zylinder 2A bis 2D verzweigt ist, und stromaufwärtige Enden des verzweigten Durchtritts 28a sind mit einem Druckausgleichsbehälter 28b verbunden. Ein einziger gemeinsamer Durchtritt 28c ist stromaufwärts von dem Druckausgleichsbehälter 28b ausgebildet.
Der gemeinsame Durchtritt 28c ist mit einem Einlassdrosselventil 30 für ein Einstellen einer Luftmenge (d. h. einer Einlassluftmenge) versehen, um in die Zylinder 2A bis 2D zu strömen bzw. zu fließen. Das Einlassdrosselventil 30 ist bzw. wird im Wesentlichen vollständig geöffnet oder großteils geöffnet gehalten, während der Motor im Betrieb ist, und ist bzw. wird geschlossen, um den Einlassdurchtritt 28 zu isolieren, wie dies beispielsweise für ein Stoppen bzw. Anhalten des Motors erforderlich ist.
Ein Einlassdrucksensor SW4 für ein Detektieren eines Einlassdrucks ist an dem Druckausgleichsbehälter 28b vorgesehen und ein Luftstromsensor SW5 für ein Detektieren einer Einlassluftstromrate ist an dem gemeinsamen Durchtritt 28c zwischen dem Druckausgleichsbehälter 28b und dem Einlassdrosselventil 30 vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt.
Die Kurbelwelle 7 ist mit einem Wechselstromgenerator 32 bzw. einer Lichtmaschine beispielsweise über einen Synchron- bzw. Zahnriemen verbunden. Der Wechselstromgenerator 32 ist darin mit einem Regelkreis für ein Regeln bzw. Steuern eines Stroms einer Zufuhrspule (angeordnet außerhalb des Bereichs von 1) eingebaut, um eine Leistungserzeugungsmenge einzustellen und eine Antriebskraft von der Kurbelwelle 7 zu erhalten, um eine Leistung basierend auf einem Zielwert der Leistungserzeugungsmenge (d. h. ein eine Zielleistung erzeugenden Strom) zu erzeugen bzw. zu generieren, welche beispielsweise auf einer elektrischen Last des Fahrzeugs und einem verbleibenden Niveau einer Batterie bestimmt wird.
Der Zylinderblock 3 ist mit einem Startermotor 34 für ein Starten des Motors versehen. Der Startermotor 34 beinhaltet einen Motorkörper 34a und ein Ritzel 34b, welches drehbar durch den Motorkörper 34a angetrieben ist bzw. wird. Das Ritzel 34b ist lösbar mit einem Ringrad 35 abgestimmt, welches an ein Ende der Kurbelwelle 7 gekoppelt ist. Bei einem Starten des Motors durch den Startermotor 34 bewegt sich das Ritzel 34b zu einer vorbestimmten abgestimmten Position, um mit dem Ringrad 35 abgestimmt zu sein bzw. übereinzustimmen, und eine Drehkraft des Ritzels 34b wird auf das Ringrad 35 übertragen, und dadurch wird die Kurbelwelle 7 zu einer Drehbewegung angetrieben.
(2) Regel- bzw. Steuersystem
Jede Komponente des Motors, welcher wie oben konfiguriert ist, wird insgesamt durch eine elektronische Regel- bzw. Steuereinheit (ECU) 50 geregelt bzw. gesteuert. Die ECU 50 ist ein Mikroprozessor, welcher beispielsweise eine CPU, ein ROM und ein RAM beinhaltet, welche gut bekannt sind, und entspricht einer Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. einem Controller in den Ansprüchen.
Der ECU 50 wird verschiedene Information von den verschiedenen Sensoren eingegeben. Mit anderen Worten ist die ECU 50 mit dem Wassertemperatursensor SW1, dem Kurbelwellenwinkelsensor SW2, dem Nockenwinkelsensor SW3, dem Einlassdrucksensor SW4 und dem Luftstromsensor SW5 verbunden, welche jeweils als Teile des Motors vorgesehen bzw. zur Verfügung gestellt sind. Die ECU 50 erhält die verschiedene Information, beinhaltend die Temperatur des Kühlmittels des Motors, den Kurbelwellenwinkel, die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl, das Resultat der Zylinderbestimmung, den Einlassdruck und die Einlassluftstromrate basierend auf den Eingangssignalen von den Sensoren SW1 bis SW5.
Darüber hinaus wird die ECU 50 auch mit Information von verschiedenen Sensoren (SW6 bis SW9) versorgt, welche an dem Fahrzeug vorgesehen sind. Mit anderen Worten ist das Fahrzeug mit einem Beschleunigungspedalpositionssensor SW6 für ein Detektieren einer Position eines Beschleunigungs- bzw. Gaspedals 36, welches durch einen Fahrer gedrückt bzw. getreten wird, einem Bremssensor SW7 für ein Detektieren, ob ein Bremspedal 37 EIN/AUS ist (d. h. die Anwendung der Bremse), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SW8 für ein Detektieren einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (d. h. Fahrzeuggeschwindigkeit) und einem Batteriesensor SW9 für ein Detektieren des verbleibenden Niveaus der Batterie (nicht illustriert) versehen. Die ECU 50 erhält die Information, beinhaltend die Beschleunigungspedalposition, die Anwendung der Bremse, die Fahrzeuggeschwindigkeit und das verbleibende Niveau der Batterie basierend auf den Eingangssignalen von den Sensoren SW6 bis SW9.
Die ECU 50 regelt bzw. steuert jeweils die Komponenten des Motors, während verschiedene Berechnungen basierend auf den eingegebenen Signalen von den Sensoren SW1 bis SW9 durchgeführt werden. Spezifisch ist die ECU 50 elektrisch mit dem Kraftstoffeinspritzventil 15, dem Einlassdrosselventil 30, dem Wechselstromgenerator 32 und dem Startermotor 34 verbunden und gibt Antriebsregel- bzw. -steuersignale an die Komponenten jeweils basierend auf den Resultaten der Berechnungen aus.
Als nächstes wird die Funktion der ECU 50 in weiterem Detail beschrieben. In einem normalen Betrieb des Motors weist die ECU 50 grundlegende bzw. Basisfunktionen auf, wie beispielsweise: ein Einspritzen einer erforderlichen Menge an Kraftstoff basierend auf Betriebsbedingungen bzw. -zuständen von dem Kraftstoffeinspritzventil 15; und ein Erzeugen bzw. Generieren einer erforderlichen Menge an Leistung basierend beispielsweise auf der elektrischen Last an dem Fahrzeug und dem verbleibenden Niveau der Batterie durch den Wechselstromgenerator 32. Die ECU 50 hat auch Funktionen, um automatisch den Motor zu stoppen bzw. anzuhalten und den Motor unter vorbestimmten Bedingungen bzw. Zuständen jeweils neu zu starten. Daher weist die ECU 50 eine automatische Stopp- bzw. Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 und eine Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 auf, welche als funktionale Elemente betreffend die automatischen Anhalte- und Neustartregelungen bzw. -steuerungen des Motors dienen.
Während des Betriebs des Motors bestimmt die automatische Anhalte-Steuer- bzw. -Regeleinrichtung 51, ob die vorbestimmten automatischen Anhaltebedingungen bzw. vorbestimmten Bedingungen eines automatischen Anhaltens des Motors erfüllt sind bzw. werden, und wenn sie erfüllt sind, stoppt die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 automatisch den Motor.
Beispielsweise wird, wenn eine Mehrzahl von Bedingungen, wie beispielsweise dass das Fahrzeug angehalten ist, alle erfüllt sind und bestätigt ist bzw. wird, dass es nicht nachteilig wäre, den Motor anzuhalten, bestimmt, dass die automatischen Anhaltebedingungen erfüllt sind bzw. werden. Somit wird der Motor beispielsweise durch ein Stoppen bzw. Anhalten der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 angehalten (d. h. eine Kraftstoffunterbrechung).
Nachdem der Motor automatisch gestoppt bzw. angehalten ist bzw. wird, bestimmt die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung bzw. der Neustart-Controller 52, ob die Neustartbedingung erfüllt ist, und wenn sie erfüllt ist, startet die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Motor neu.
Beispielsweise wird, wenn der Motor gestartet werden soll, wenn beispielsweise der Fahrer das Beschleunigungspedal 36 drückt bzw. niedertritt, von der Neustartbedingung bestimmt, dass sie erfüllt ist. Somit startet durch ein Neustarten der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 15, während die Drehkraft auf die Kurbelwelle 7 beispielsweise durch ein Antreiben des Startermotors 34 aufgebracht bzw. angewandt wird, die Neustart-Regel- bzw. Steuereinrichtung 52 den Motor neu.
(3) Automatische Stopp- bzw. Anhalteregelung bzw. -steuerung
Als nächstes wird ein Beispiel eines spezifischen Regel- bzw. Steuerbetriebs der automatischen Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 der ECU 50, welche das automatische Stoppen bzw. Anhalten des Motors regelt bzw. steuert, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 2 beschrieben.
Wenn die Bearbeitung, welche in dem Flussdiagramm in 2 gezeigt ist, startet, liest die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 verschiedene Sensorwerte (Schritt S1). Spezifisch liest die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 die Detektionssignale von dem Wassertemperatursensor SW1, dem Kurbelwellenwinkelsensor SW2, dem Nockenwinkelsensor SW3, dem Einlassdrucksensor SW4, dem Luftstromsensor SW5, dem Beschleunigungspedalpositionssensor SW6, dem Bremsensensor SW7, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SW8 und dem Batteriesensor SW9, und basierend auf diesen Signalen erhält sie verschiedene Informationen, wie beispielsweise die Kühlmitteltemperatur des Motors, den Kurbelwellenwinkel, die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl, das Zylinderbestimmungsresultat, den Einlassluftdruck, die Einlassluftstromrate, die Beschleunigungspedalposition, die Bremsposition, die Fahrzeuggeschwindigkeit und das verbleibende Niveau der Batterie.
Als nächstes bestimmt basierend auf der Information, welche durch Schritt S1 erhalten wird, die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51, ob die automatischen Anhaltebedingungen bzw. Bedingungen für ein automatisches Anhalten des Motors erfüllt sind bzw. werden (Schritt S2). Beispielsweise wird für die automatischen Anhaltebedingungen des Motors bestimmt, dass sie erfüllt sind, wenn eine Mehrzahl von Bedingungen bzw. Zuständen, beispielsweise dass das Fahrzeug angehalten ist bzw. wird (Fahrzeuggeschwindigkeit = 0 km/h), die Öffnung des Beschleunigungspedals 36 Null ist (d. h. Beschleunigungspedal AUS), das Bremspedal 37 in Betrieb bzw. bestätigt ist (d. h. Bremse EIN), die Kühlmitteltemperatur über dem vorbestimmten Wert ist (d. h. aufgewärmter Zustand) und das verbleibende Niveau der Batterie über einem vorbestimmten Wert ist, alle erfüllt sind. Es ist festzuhalten, dass betreffend die Fahrzeuggeschwindigkeit das Fahrzeug nicht notwendigerweise vollständig angehalten ist (d. h. Fahrzeuggeschwindigkeit = 0 km/h), und dass sie unter einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. unter 3 km/h) sein bzw. liegen kann.
Wenn bestätigt ist bzw. wird, dass die automatischen Anhaltebedingungen erfüllt sind (Schritt S2: JA), stellt die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 die Öffnung des Einlassdrosselventils 30 ein, um vollständig geschlossen zu sein (d. h. eingestellt bzw. festgelegt auf etwa 0%) (Schritt S3). Mit anderen Worten wird, wenn die automatischen Anhaltebedingungen erfüllt sind, die Öffnung des Einlassdrosselventils 30 von einer vorbestimmten Öffnung, welche während des Fahrens im Leerlauf eingestellt bzw. festgelegt ist, auf im Wesentlichen vollständig geschlossen reduziert (d. h. eingestellt auf etwa 0%).
Nachfolgend hält die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 das Kraftstoffeinspritzventil 15 geschlossen, um die Kraftstoffzufuhr von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 zu unterbrechen bzw. anzuhalten (d. h. Kraftstoffunterbrechung) (Schritt S4).
Als nächstes bestimmt die automatische Anhalte-Regel- bzw. Steuereinrichtung 51, ob die Motordrehzahl 0 U/min ist, um zu bestimmen, ob der Motor vollständig angehalten ist (Schritt S5). Darüber hinaus stellt, wenn der Motor vollständig angehalten ist, die automatische Anhalte-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 51 die Öffnung des Einlassdrosselventils 30 auf eine vorbestimmte Öffnung ein (z. B. etwa 80%), welche in dem normalen Betrieb eingestellt bzw. festgelegt ist (Schritt S6). Dann endet die automatische Anhalteregelung bzw. -steuerung.
(4) Neustartregelung bzw. -steuerung und Betrieb und Effekt dieser Ausführungsform
Als nächstes wird ein Beispiel eines bestimmten Regel- bzw. Steuerbetriebs bzw. -vorgangs der Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 der ECU 50, welche den Motorneustart regelt bzw. steuert, unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 3 beschrieben.
Wenn die Bearbeitung, welche im Flussdiagramm in 3 gezeigt ist, startet, bestimmt die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52, ob die Neustartbedingung bzw. der Neustartzustand des Motors erfüllt ist, basierend auf den verschiedenen Sensorwerten (Schritt S21). Beispielsweise wird für die Neustartbedingung des Motors bestimmt, dass sie erfüllt ist, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: das Beschleunigungspedal 36 wird gedrückt bzw. getreten, um das Fahrzeug zu starten (d. h. Beschleunigungspedal EIN); das verbleibende Niveau der Batterie ist bzw. wird verringert; die Kühlmitteltemperatur des Motors ist unter einem vorbestimmten Wert (z. B. Kaltstart); und die durchgehende angehaltene bzw. unterbrochene Zeitperiode des Motors (d. h. die verstrichene Zeitperiode nach dem automatischen Anhalten) übersteigt eine vorbestimmte Zeitlänge bzw. -dauer.
Wenn bestätigt wird, dass die Neustartbedingung erfüllt ist (Schritt S21: JA), bestimmt die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52, ob die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten (d. h. des Zylinders, welcher sich an dem Verdichtungs- bzw. Kompressionshub befindet, während der Motor angehalten wird) innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R ist (z. B. zwischen etwa 83°CA und etwa 180°CA vor einem oberen Totpunkt der Verdichtung, TDC), basierend auf der Karte, welche in 4 gezeigt ist (Schritt S22).
Hier wird die Karte beim Neustarten des Motors verwendet, um zu bestimmen, ob der Motor durch den ersten Verdichtungsstart bzw. Start bei einer ersten Verdichtung oder den zweiten Verdichtungsstart bzw. Start bei einer zweiten Verdichtung zu reaktivieren ist. Der erste Verdichtungsstart bedeutet ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder in dem Verdichtungshub beim Anhalten, wenn der Motor insgesamt den TDC das erste Mal beim Neustart erreicht (d. h. erster TDC). Der zweite Verdichtungsstart bedeutet ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, wenn der Motor insgesamt den TDC zum zweiten Mal beim Neustart erreicht (d. h. zweiter TDC).
Wie dies in 4 gezeigt ist, wird in der Bestimmungskarte der Bezugsanhaltepositionsbereich R eingestellt bzw. festgelegt, indem er die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten und die Motorkühlmitteltemperatur als Parameter aufweist. Hier zeigt die Motorkühlmitteltemperatur in der vertikalen Achse die Temperatur an, wenn die Motorneustartregelung bzw. -steuerung startet bzw. beginnt. In dieser Ausführungsform bedeutet die Phrase ”wenn die Motorneustartregelung bzw. -steuerung startet”, wenn bei Schritt S21 bestätigt ist, dass die Neustartbedingung erfüllt ist bzw. wird.
Wie dies in 4 gezeigt ist, ist der Bezugsanhaltepositionsbereich R relativ auf einer Seite des unteren Totpunkts (BDC) eingestellt bzw. festgelegt, und weitet sich in Richtung zu der TDC Seite auf, wenn die Motorkühlmitteltemperatur ansteigt. Mit anderen Worten gelangt, wenn die Motorkühlmitteltemperatur beim Starten der Neustartregelung bzw. -steuerung relativ hoch ist, die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten sehr wahrscheinlich in den Bezugsanhaltepositionsbereich R im Vergleich damit, wenn die Motorkühlmitteltemperatur relativ niedrig ist.
Wenn für die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten bestätigt wird, innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R zu sein bzw. zu liegen (Schritt S22: JA), startet die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Motor durch ein Einspritzen des Kraftstoffs zuerst in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten neu (d. h. der erste Verdichtungsstart bzw. Start der ersten Verdichtung) (Schritt S23). Mit anderen Worten startet durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten für eine Selbstzündung, während der Startermotor 34 angetrieben wird, um die Drehkraft auf die Kurbelwelle 7 auszuüben, die Verbrennung neu, wenn der Motor insgesamt den ersten TDC erreicht, und der Motor wird neu gestartet. Dann endet die Neustartregelung bzw. -steuerung.
Andererseits startet, wenn für die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten bestätigt wird, außerhalb der Bezugsanhalteposition R zu sein bzw. zu liegen (Schritt S22: NEIN), die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 den Motor neu durch ein Einspritzen des Kraftstoffs zuerst in den Zylinder im Einlasshub beim Anhalten (d. h. den Zylinder, welcher sich an dem Einlasshub befindet, während der Motor angehalten wird) (d. h. der zweite Verdichtungsstart bzw. Start bei der zweiten Verdichtung) (Schritt S24). Mit anderen Worten startet durch ein Einspritzen, während der Startermotor 34 angetrieben wird, um die Drehkraft auf die Kurbelwelle 7 auszuüben, des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten für eine Selbstzündung, wenn der Motor insgesamt den ersten TDC passiert und der Zylinder im Einlasshub beim Anhalten den Verdichtungshub erreicht, die Verbrennung neu, wenn der Motor insgesamt den zweiten TDC erreicht, und der Motor wird neu gestartet. Dann endet die Neustartregelung bzw. -steuerung.
Mit anderen Worten beinhaltet die Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung des Dieselmotors (d. h. des Verdichtungs-Selbstzündungsmotors) gemäß dieser Ausführungsform die ECU 50 für ein automatisches Anhalten des Motors, wenn die vorbestimmten automatischen Anhaltebedingungen erfüllt sind, und dann startet, wenn sich die Stopp- bzw. Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R befindet, wenn die vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist, durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, während die Drehkraft auf den Motor durch ein Verwenden des Startermotors 34 aufgebracht bzw. angewandt wird, die ECU 50 den Motor neu.
Das Folgende ist ein Vergleich des ersten Verdichtungsstarts bzw. Starts bei der ersten Verdichtung und des zweiten Verdichtungsstarts bzw. Starts bei der zweiten Verdichtung. Wie dies in 4 gezeigt ist, ist der Bezugsanhaltepositionsbereich R relativ vorgestellt oder vorgerückt in Richtung zu der BDC Seite (z. B. zwischen etwa 83°CA und etwa 180°CA vor dem Verdichtungs TDC). Wenn der Kolben 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten an der Position an der BDC Seite gestoppt bzw. angehalten wird, kann bei einem Neustarten des Motors durch ein Einspritzen des Kraftstoffs zuerst in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten (d. h. zuerst in dem gesamten Motor) der Motor prompt und sicher durch den ersten Verdichtungsstart neu gestartet werden. Mit anderen Worten steigt, wenn sich die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R befindet, da eine vergleichsweise große Menge an Luft in dem Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten aufgrund des Ansteigens des Kolbens 5 beim Neustarten des Motors existiert, ein Verdichtungshubausmaß (d. h. ein Verdichtungsspielraum) durch den Kolben 5 an und die Luft im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten wird ausreichend komprimiert und erhöht ihre Temperatur. Daher entzündet sich, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten das erste Mal bei dem Neustart eingespritzt wird, der Kraftstoff sicher selbst im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten und verbrennt.
Andererseits wird, wenn sich der Kolben 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten auf der TDC Seite des Bezugsanhaltepositionsbereichs R befindet, das Verdichtungshubausmaß durch den Kolben 5 geringer und die Temperatur der Luft im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten steigt nicht ausreichend an, und somit kann eine Fehlzündung auftreten, selbst wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird. Somit wird in einem derartigen Fall durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Einlasshub beim Anhalten, und nicht den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, die Luft im Inneren des Zylinders im Einlasshub beim Anhalten ausreichend verdichtet bzw. komprimiert und der Kraftstoff entzündet sich sicher selbst (d. h. zweiter Verdichtungsstart).
Wie oben kann, wenn sich der Kolben 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R befindet, der Motor rasch bzw. prompt durch den ersten Verdichtungsstart neu gestartet werden. Andererseits ist es, wenn sich der Kolben 5 an der TDC Seite des Bezugsanhaltepositionsbereichs R befindet, für den Kraftstoff erforderlich, in den Zylinder im Einlasshub beim Anhalten in dem zweiten Verdichtungsstart eingespritzt zu werden, weshalb, bis der Kolben 5 des Zylinders im Einlasshub beim Anhalten nahe zu dem Verdichtungs TDC gelangt (d. h. bis der Motor insgesamt den zweiten TDC erreicht), die Selbstzündung basierend auf der Kraftstoffeinspritzung nicht durchgeführt werden kann und eine Neustart-Zeitperiode (in dieser Ausführungsform Zeitperiode von dem Start des Startermotors 34, bis der Motor 750 U/min erreicht) lang wird. Deshalb wird beim Neustarten des Motors der Motor vorzugsweise rasch durch den ersten Verdichtungsstart neu gestartet.
In dieser Ausführungsform wird, wenn der Kolben 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten innerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R angehalten wird, der erste Verdichtungsstart, in welchem der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, durchgeführt. Um besser einen raschen bzw. unmittelbaren Motorneustart durch ein Erhöhen des Potentials für einen ersten Verdichtungsstart sicherzustellen, ist es wünschenswert, den Bezugsanhaltepositionsbereich R in Richtung zu dem TDC so weit wie möglich zu vergrößern. Jedoch wird, wenn der Kolben 5 relativ auf der TDC Seite angehalten wird, da ein Verdichtungshubausmaß geringer ist, als wenn der Kolben relativ auf der BDC Seite angehalten wird, eine Temperatur im Inneren des Zylinders, wenn sie auf den TDC komprimiert bzw. verdichtet wird (d. h. die ”TDC Temperatur”) dementsprechend unzureichend und der Kraftstoff kann bzw. muss nicht zünden. Daher gibt es ein Problem, dass der Bezugsanhaltepositionsbereich R auf einen engen Bereich nahe bei dem BDC begrenzt ist.
Somit instruiert in dieser Ausführungsform, wenn der erste Verdichtungsstart bei Schritt S23 durchgeführt wird, die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 der ECU 50 das Kraftstoffeinspritzventil 15, die Kraftstoffeinspritzung beinhaltend eine Voreinspritzung durchzuführen; mit anderen Worten regelt bzw. steuert sie das Kraftstoffeinspritzventil 15 derart, dass die Voreinspritzung für eine Vorverbrennung vor einer Haupteinspritzung für eine Hauptverbrennung durchgeführt wird.
Auf diese Weise wird beim Neustarten des Motors, wenn der erste Verdichtungsstart durchgeführt wird, da die Vorverbrennung vor der Hauptverbrennung (d. h. der Diffusionsverbrennung) durchgeführt wird, wobei der Zeitpunkt der Voreinspritzung vorzugsweise vor dem Verdichtungs TDC liegt und der Zeitpunkt der Haupteinspritzung vorzugsweise bei oder nach dem Verdichtungs TDC liegt, die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten durch die Vorverbrennung erhöht, es wird die TDC Temperatur erhöht und es verbessert sich die Entzündbarkeit des Kraftstoffs, welcher in der Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt wird. Daher kann, selbst wenn die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten relativ auf der TDC Seite ist, mit anderen Worten, selbst wenn eine ungünstige Bedingung für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, existiert, durch ein Überwinden des Nachteils, welcher dadurch bewirkt wird, durch ein Durchführen einer Voreinspritzung der Verdichtungs-Selbstzündungsmotor stabil, prompt bzw. rasch und sicher durch den ersten Verdichtungsstart neu gestartet werden. Mit anderen Worten kann der Bezugsanhaltepositionsbereich R in Richtung zu der TDC Seite vergrößert werden, das Potential für den ersten Verdichtungsstart kann erhöht werden und eine prompte bzw. rasche Startleistung kann sichergestellt werden.
Zusätzlich regelt bzw. steuert in dieser Ausführungsform, wenn die Voreinspritzung bei Schritt S23 durchgeführt wird, die Neustart-Regel- bzw. Steuereinrichtung 52 der ECU 50 das Kraftstoffeinspritzventil 15, um eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der TDC Seite ist bzw. liegt.
Auf diese Weise erhöht sich, da die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung ansteigt, wenn die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der TDC Seite liegt, eine Wärmeerzeugung während der Vorverbrennung, und die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten steigt weiter an. Als ein Resultat erhöht, selbst wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird (d. h. die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten relativ auf der TDC Seite ist), relativ ungünstig sind, ein Durchführen einer Vorverbrennung die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, wodurch die TDC Temperatur erhöht wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs verbessert wird, welcher in der Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt wird, und sichergestellt wird, dass der erste Verdichtungsstart zuverlässig durchgeführt wird.
Zusätzlich regelt bzw. steuert in dieser Ausführungsform, wenn die Voreinspritzung bei Schritt S23 durchgeführt wird, die Neustart-Regel- bzw. Steuereinrichtung 52 der ECU 50 das Kraftstoffeinspritzventil 15, um die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs, welcher in der Voreinspritzung eingespritzt wird, zu erhöhen, wenn eine Motorkühlmitteltemperatur abnimmt.
Auf diese Weise steigt, da die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs, welcher in der Voreinspritzung eingespritzt wird, ansteigt, wenn eine Motorkühlmitteltemperatur abnimmt, die Wärme an, welche während der Vorverbrennung erzeugt wird, und die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten steigt weiter an. Als ein Resultat erhöht, selbst wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird (die Motorkühlmitteltemperatur relativ niedrig ist), relativ ungünstig sind, ein Durchführen einer Vorverbrennung die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, wodurch die TDC Temperatur erhöht wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs verbessert wird, welcher in der Haupteinspritzung nach der Voreinspritzung eingespritzt wird, und sichergestellt wird, dass der erste Verdichtungsstart zuverlässig durchgeführt wird.
Ein spezifisches Beispiel einer Karte, welche beim Einstellen bzw. Festlegen der Anzahl der Voreinspritzungen, wenn der erste Verdichtungsstart durchgeführt wird, bei der Neustartregelung bzw. -steuerung verwendet wird, ist in 5 gezeigt. Ähnlich zu der Bestimmungskarte in 4 ist bzw. wird der Bezugsanhaltepositionsbereich R in einen ersten Einspritzungsbereich, einen zweiten Einspritzungsbereich und einen dritten Einspritzungsbereich in der die Anzahl von Voreinspritzungen einstellenden Karte unterteilt, indem die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten und/oder die Motorkühlmitteltemperatur als Parameter vorliegen. Darüber hinaus bestimmt, wenn der erste Verdichtungsstart bei Schritt S23 in 3 durchgeführt wird, die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 die Anzahl der Voreinspritzungen basierend auf der Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten und der Motorkühlmitteltemperatur, wenn die Neustartbedingung erfüllt ist, unter Bezugnahme auf die die Anzahl einstellende Karte, 5. Nachfolgend werden die Voreinspritzungen für die bestimmte Anzahl durchgeführt und danach wird die Haupteinspritzung für ein Erzeugen des Drehmoments für ein Starten des Motors durchgeführt.
Wie oben regelt bzw. steuert in dieser Ausführungsform die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 der ECU 50 das Kraftstoffeinspritzventil 15 derart, dass der Kraftstoff für die Voreinspritzung unterteilt und in einer einzelnen oder unterteilten mehrstufigen Weise voreingespritzt wird. Darüber hinaus regelt bzw. steuert die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 das Kraftstoffeinspritzventil 15, um die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung durch ein Erhöhen der Anzahl der Voreinspritzungen zu erhöhen.
Auf diese Weise kann durch ein Erhöhen der Anzahl von unterteilten Voreinspritzungen, während beispielsweise die Kraftstoffeinspritzmenge für eine einzelne Voreinspritzung fixiert wird, die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung leicht und sicher erhöht werden.
In 5 wird die Anzahl der Voreinspritzungen erhöht, wenn die Kolbenanhalteposition des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der TDC Seite ist, und auch wenn die Motorkühlmitteltemperatur niedriger ist. Daher wird der Kraftstoff für die Voreinspritzung öfter bzw. in größerer Anzahl voreingespritzt, wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, relativ ungünstiger werden, und als ein Resultat steigt die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung weiter an (z. B. durch ein Festlegen oder Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge für eine einzelne Voreinspritzung und ein Erhöhen der Anzahl von Voreinspritzungen). Derart sichert, selbst wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, relativ ungünstiger werden, ein Durchführen der Voreinspritzung, dass die Entzündbarkeit des Kraftstoffs, welcher in der Haupteinspritzung eingespritzt wird, verbessert wird und der erste Verdichtungsstart zuverlässig durchgeführt wird.
Die Bestimmungskarte, welche in 4 gezeigt ist, und die die Anzahl festlegende Karte, welche in 5 gezeigt ist, sind bzw. werden allgemein wie folgt erzeugt. Zuerst wird die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, wenn der Kolben 5 des Zylinders die Luft darin auf den TDC von der Kolbenanhalteposition verdichtet (d. h. die Motor TDC Temperatur) basierend auf Gleichung 1 berechnet: TCYLTDC = TCYLISS × (VTEI/VTDC)^(k-1) (1)
Hier bezeichnet ”TCYLTDC” die TDC Temperatur, ”TCYLISS” bezeichnet die Zylinderinnentemperatur beim Starten der Neustartregelung bzw. -steuerung (d. h. wenn die Neustartbedingung bei Schritt S21 in 3 erfüllt ist), bezeichnet ”VTEI” ein Zylinderinnenvolumen an der Kolbenanhalteposition, bezeichnet ”VTDC” ein Zylinderinnenvolumen bei dem TDC, und bezeichnet ”k” ein Verhältnis einer spezifischen Wärmekapazität. Es ist festzuhalten, dass die Zylinderinnentemperatur beim Starten der Neustartregelung bzw. -steuerung (TCYLISS) basierend auf einer Zylinderinnentemperatur beim Starten der Kraftstoffunterbrechung (d. h. wenn der Prozess bei Schritt S4 in 2 durchgeführt wird), der Motorkühlmitteltemperatur beim Starten der Neustartregelung bzw. -steuerung, einem eine Zylinderinnentemperatur verringernden Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlzuwachs und einer eine Kraftstoffunterbrechung fortsetzenden Zeitperiode erhalten wird. Darüber hinaus wird die Zylinderinnentemperatur beim Starten der Kraftstoffunterbrechung basierend auf einem Betriebszustand des Motors unmittelbar vor der Kraftstoffunterbrechung (d. h. einem Leerlaufzustand) abgeschätzt.
Eine abschließende TDC Temperatur (TTDC) wird durch ein Korrigieren der TDC Temperatur (TCYLTDC), welche basierend auf Gleichung 1 berechnet wurde, um den Atmosphärendruck erhalten. Darüber hinaus werden der Bezugsanhaltepositionsbereich R und die Anzahl der Voreinspritzungen gemäß der abschließenden TDC Temperatur (TTDC) bestimmt. Beispielsweise wird für eine abschließende TDC Temperatur (TTDC) unter etwa 800°C angenommen, außerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R zu sein bzw. zu liegen, wird für zwischen etwa 800°C und etwa 900°C angenommen, innerhalb des dritten Einspritzungsbereichs zu liegen, wird für etwa 900°C und etwa 970°C angenommen, innerhalb des zweiten Einspritzungsbereichs zu liegen, und wird für über etwa 970°C angenommen, innerhalb des ersten Einspritzungsbereichs zu liegen.
In dieser Ausführungsform wird, wie dies in 6 gezeigt ist, die Kraftstoffeinspritzmenge, welche in den Zylinder bei der Neustartregelung bzw. -steuerung eingespritzt wird, erhöht, wenn die Kolbenanhalteposition weiter auf der BDC Seite liegt und/oder die Motorkühlmitteltemperatur niedriger ist. Dies ist das Resultat eines Einstellens der Kraftstoffeinspritzmenge entsprechend der Luftmenge im Inneren des Zylinders, welche durch die Kolbenanhalteposition bestimmt wurde, und/oder entsprechend der Motortemperatur. Es ist festzuhalten, dass die die Kraftstoffeinspritzmenge festlegende Karte, welche in 6 illustriert ist, sowohl bei dem ersten als auch dem zweiten Verdichtungsstart verwendet werden kann. Der eingestellte Wert der Kraftstoffeinspritzmenge ist nicht wirksam innerhalb des Bereichs relativ auf der TDC Seite, welcher sich außerhalb des Bezugsanhaltepositionsbereichs R befindet, in dem Fall des ersten Verdichtungsstarts. Darüber hinaus wird in dem Fall des zweiten Verdichtungsstarts die Kraftstoffeinspritzmenge nur für etwa 180°CA vor dem Verdichtungs TDC oder für den Kurbelwinkel entsprechend dem IVC Zeitpunkt des Einlassventils 11 (z. B. etwa 144°CA vor dem Verdichtungs TDC) eingestellt bzw. festgelegt.
In dieser Ausführungsform regelt bzw. steuert, wenn die Voreinspritzung bei Schritt S23 durchgeführt wird, die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 der ECU 50 das Kraftstoffeinspritzventil 15, um die Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung zu erhöhen, wenn sich die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der BDC Seite befindet.
Auf diese Weise wird, da die Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung ansteigt, wenn die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der BDC Seite ist, der Kraftstoff in der Menge entsprechend einer Füllmenge (d. h. Luftmenge) in der ersten Verdichtung des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten in der Haupteinspritzung eingespritzt. Daher wird das Drehmoment für ein Starten des Motors ausreichend erzeugt und der Motor wird sanft gestartet.
Hier entspricht die Kraftstoffeinspritzmenge, welche in der die Kraftstoffeinspritzmenge einstellenden Karte in 6 eingestellt wird, im Wesentlichen der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, welche entsprechend der Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten (d. h. entsprechend der Füllmenge in der ersten Verdichtung des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten) bestimmt wird. In einer derartigen Weise wird bei der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung die Kraftstoffeinspritzmenge für die Voreinspritzung erhöht und die Kraftstoffeinspritzmenge für die Haupteinspritzung wird reduziert, wenn die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der TDC Seite liegt. Als ein Resultat wird ein Einspritzmuster erzeugt, welches die Entzündbarkeit priorisiert bzw. bevorzugt. Andererseits wird in der gesamten Kraftstoffeinspritzmenge der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung die Kraftstoffeinspritzmenge für die Haupteinspritzung erhöht und die Kraftstoffeinspritzmenge für die Voreinspritzung wird reduziert, wenn sich die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der BDC Seite befindet. Als ein Resultat wird ein Einspritzmuster erzeugt, welches das Drehmoment priorisiert bzw. bevorzugt.
Es ist festzuhalten, dass, wenn der zweite Verdichtungsstart bei Schritt S24 in 3 durchgeführt wird, die Voreinspritzung durchgeführt werden kann oder nicht. Jedoch instruiert in dieser Ausführungsform, selbst wenn der zweite Verdichtungsstart durchgeführt wird, ähnlich zu einem Durchführen des ersten Verdichtungsstarts die Neustart-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 52 der ECU 50 das Kraftstoffeinspritzventil 15, die Kraftstoffeinspritzung, beinhaltend die Voreinspritzung, durchzuführen; mit anderen Worten regelt bzw. steuert sie das Kraftstoffeinspritzventil 15 derart, dass die Voreinspritzung für die Vorverbrennung vor der Haupteinspritzung für die Hauptverbrennung durchgeführt wird. Darüber hinaus sind verschiedene Steuer- bzw. Regelmoden bzw. -arten beim Durchführen der Voreinspritzung bei Schritt S24 (d. h. während des zweiten Verdichtungsstarts) ähnlich innerhalb des anwendbaren Bereichs zu den verschiedenen Regel- bzw. Steuerarten beim Durchführen der Voreinspritzung bei Schritt S23 (d. h. während des ersten Verdichtungsstarts).
(5) Andere Ausführungsformen
Die ungünstigen Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, beinhalten zusätzlich dazu, dass sich die Anhalteposition des Kolbens 5 des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten auf der TDC Seite befindet und dass die Motorkühlmitteltemperatur relativ niedrig ist, dass die Zylinderinnentemperatur beim Starten der Neustartregelung bzw. -steuerung (d. h. wenn die Neustartbedingung erfüllt ist) (TCYLISS) relativ niedrig ist, dass die Außenlufttemperatur (d. h. die Temperatur der Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, oder die Einlasslufttemperatur) relativ niedrig ist, und dass der Atmosphärendruck (d. h. der Druck der Frischluft, welche in den Zylinder eingebracht wird, oder der Einlassluftdruck) relativ niedrig ist.
Daher kann die ECU 50 auch das Kraftstoffeinspritzventil 15 regeln bzw. steuern, um die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn beispielsweise die Zylinderinnentemperatur beim Starten der Neustartregelung bzw. -steuerung (d. h. wenn die Neustartbedingung erfüllt ist) niedriger wird, die Einlasstemperatur während der automatischen Regelung bzw. Steuerung des Motors niedriger wird, oder der Einlassdruck während der automatischen Regelung bzw. Steuerung des Motors niedriger wird.
Auch auf diese Weise erhöht, selbst wenn die Bedingungen für ein Zünden des Kraftstoffs, welcher in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, relativ ungünstiger werden, ein Durchführen der Vorverbrennung die Temperatur im Inneren des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, wodurch die TDC Temperatur erhöht wird, die Entzündbarkeit des Kraftstoffs verbessert wird, welcher in der Haupteinspritzung eingespritzt wird, und sichergestellt wird, dass der erste Verdichtungsstart zuverlässig durchgeführt wird.
Darüber hinaus ist in der obigen Ausführungsform, wenn die automatischen Anhaltebedingungen erfüllt sind (Schritt S2: JA), die Öffnung des Einlassdrosselventils 30 im Wesentlichen vollständig geschlossen (d. h. auf etwa 0% eingestellt) (Schritt S3), und danach wird, wenn der Einlassdruck in einem gewissen Ausmaß verringert ist bzw. wird, die Kraftstoffunterbrechung durchgeführt, um die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 15 zu unterbrechen (Schritt S4); jedoch kann die Kraftstoffunterbrechung gleichzeitig damit durchgeführt werden, wenn das Einlassdrosselventil 30 im Wesentlichen vollständig geschlossen ist bzw. wird.
Darüber hinaus wird in der obigen Ausführungsform die Voreinspritzung jedes Mal durchgeführt, wenn der erste Verdichtungsstart bei Schritt S23 durchgeführt wird; jedoch kann in Abhängigkeit von den Bedingungen (z. B. die Kolbenanhalteposition ist extrem nahe zu dem BDC oder die Motorkühlmitteltemperatur ist extrem hoch) der erste Verdichtungsstart ohne jegliche Voreinspritzung durchgeführt werden.
Darüber hinaus beschreibt die obige Ausführungsform das Beispiel, wo der Dieselmotor (d. h. der Motor, welcher Dieselkraftstoff durch Selbstzündung verbrennt) verwendet wird, und die automatischen Anhalte- und Neustartregelungen bzw. -steuerungen gemäß der obigen Ausführungsform an dem Dieselmotor angewandt werden; jedoch ist der Motor nicht auf den Dieselmotor beschränkt, solange er ein Verdichtungs-Selbstzündungsmotor ist. Beispielsweise wurde in jüngster Zeit ein Motor mit Verdichtungszündung bei homogener Ladung (HOCl), wo sich der Kraftstoff, enthaltend Benzin, selbst entzündet, indem er bei einem hohen Verdichtungsverhältnis komprimiert bzw. verdichtet wird, untersucht und entwickelt. Die automatischen Anhalte- und Neustartregelungen bzw. -steuerungen gemäß der obigen Ausführungsform können in geeigneter Weise auch an einem derartigen Verdichtungs-Selbstzündungs-Benzinmotor angewandt werden.
Es sollte verstanden werden, dass die Ausführungsformen hierin illustrativ und nicht beschränkend sind, da der Rahmen der Erfindung durch die beigeschlossenen Ansprüche eher als durch die diesen vorangehende Beschreibung definiert wird, und alle Änderungen, welche innerhalb der Grenzen und Begrenzungen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente von derartigen Grenzen und Begrenzungen daher durch die Ansprüche mitumfasst sein sollen.
Bezugszeichenliste

2A bis 2D: Zylinder
5: Kolben
15: Kraftstoffeinspritzventil (Kraftstoffeinspritzeinrichtung)
34: Startermotor
50: ECU (Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. Controller)
R: Bezugsanhaltepositionsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-062960 A [0004]

Claims

Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung für einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor, welcher Kraftstoffeinspritzventile (15) für ein Einspritzen von Kraftstoff in jeweilige Zylinder (2A–2D) des Motors und einen Startermotor (34) für ein Anwerfen des Motors aufweist, wobei die Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung einen Kolbenanhaltepositions-Detektor für ein Detektieren von Stopp- bzw. Anhaltepositionen von Kolben (5) in den Zylindern und eine Regel- bzw. Steuereinrichtung (50) für ein automatisches Anhalten des Motors umfasst, wenn eine vorbestimmte automatische Anhaltebedingung erfüllt ist, und danach, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist und sich die Anhalteposition des Kolbens (5) eines Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, welcher sich an einem Verdichtungshub befindet, während der Motor angehalten ist, innerhalb eines Bezugsanhaltepositionsbereichs (R) befindet, welcher relativ auf einer Seite eines unteren Totpunkts eingestellt ist, ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, während die Drehkraft auf den Motor durch ein Verwenden des Startermotors (34) ausgeübt wird, wobei beim Neustarten des Motors, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, die Regel- bzw. Steuereinrichtung (50) die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (15) regelt bzw. steuert, um eine Voreinspritzung für eine Vorverbrennung vor einer Haupteinspritzung für eine Hauptverbrennung durchzuführen und eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn die Anhalteposition des Kolbens (5) des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf einer Seite eines oberen Totpunkts ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (50) die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (15) regelt bzw. steuert, um den Kraftstoff für die Voreinspritzung in einer einzelnen oder unterteilten mehrstufigen Weise einzuspritzen, und/oder die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung durch ein Erhöhen der Anzahl der Voreinspritzungen zu erhöhen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (50) die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (15) regelt bzw. steuert, um die gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung zu erhöhen, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels des Motors abnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (50) die Kraftstoffeinspritzeinrichtung (15) regelt bzw. steuert, um eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung zu erhöhen, wenn die Anhalteposition des Kolbens (5) des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der Seite des unteren Totpunkts ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Regel- bzw. Steuereinrichtung (50) im Wesentlichen eine Öffnung eines Einlassdrosselventils (30) schließt, wenn eine automatische Anhaltebedingung erfüllt ist, und das Einlassdrosselventil (30) öffnet, wenn der Motor vollständig angehalten ist.
Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines automatischen Starts einer Start-Regel- bzw. -Steuervorrichtung für einen Verdichtungs-Selbstzündungsmotor, umfassend die Schritte: Detektieren von Anhaltepositionen von Kolben (5) in den Zylindern (2A–2D) des Motors; und automatisches Anhalten des Motors, wenn eine vorbestimmte automatische Anhaltebedingung erfüllt wird, und danach, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt wird und die Anhalteposition des Kolbens (5) eines Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten, welcher sich an einem Verdichtungshub befindet, während der Motor angehalten wird, sich innerhalb eines Bezugsanhaltepositionsbereichs (R) befindet, welcher relativ auf einer Seite eines unteren Totpunkts eingestellt wird, ein Neustarten des Motors durch ein Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten, während die Drehkraft auf den Motor durch ein Verwenden eines Startermotors (34) angewandt bzw. ausgeübt wird, wobei beim Neustarten des Motors, wenn der Kraftstoff in den Zylinder im Verdichtungshub beim Anhalten eingespritzt wird, eine Voreinspritzung für eine Vorverbrennung vor einer Haupteinspritzung für eine Hauptverbrennung durchgeführt wird und eine gesamte Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung erhöht wird, wenn die Anhalteposition des Kolbens (5) des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf einer Seite eines oberen Totpunkts ist.
Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin umfassend die Schritte eines Voreinspritzens des Kraftstoffs für die Voreinspritzung in einer einzigen oder unterteilten mehrstufigen Weise und/oder eines Erhöhens der gesamten Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung durch ein Erhöhen der Anzahl der Voreinspritzungen.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, weiterhin umfassend den Schritt eines Erhöhens der gesamten Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Voreinspritzung, wenn eine Temperatur eines Kühlmittels des Motors abnimmt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8, weiterhin umfassend den Schritt eines Erhöhens einer gesamten Einspritzmenge des Kraftstoffs für die Haupteinspritzung, wenn die Anhalteposition des Kolbens (5) des Zylinders im Verdichtungshub beim Anhalten weiter auf der Seite eines unteren Totpunkts liegt.
Computerprogrammprodukt, umfassend computer-implementierte Anweisungen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 9 ausführen können.