DE102012220095A1

DE102012220095A1 - Verfahren zur Kraftstoffversorgung einer Kraftmaschine beim Start

Info

Publication number: DE102012220095A1
Application number: DE102012220095A
Authority: DE
Inventors: Alex O'Connor Gibson; Jeffrey Allen Doering; John Eric Rollinger
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2013-05-16
Also published as: US8626425B2; US20120138014A1; US8423271B2; CN103104364A; US20130238227A1; CN103104364B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verbessern des Starts einer Kraftmaschine, die wiederholt gestoppt und gestartet werden kann, vorgestellt. In einem Beispiel wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt selektiv auf der Basis der Kraftmaschinenstoppposition und der Zeitdauer, in der die Kraftmaschine gestoppt ist, eingestellt. Das Verfahren kann den Kraftmaschinenstart verbessern und das Kraftmaschinengeräusch verringern.

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zum Verbessern des Neustarts einer Kraftmaschine. Das Verfahren kann für Kraftmaschinen (Motoren, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen), die automatisch gestoppt und dann automatisch neu gestartet werden, besonders nützlich sein.
Eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs kann während Zeitdauern, in denen eine Fahrzeugbewegung vom Fahrzeugfahrer nicht angefordert oder gewünscht wird, gestoppt und erneut gestartet werden. Durch Stoppen der Kraftmaschine kann es möglich sein, Kraftstoff zu sparen, der ansonsten verbraucht werden würde, wenn der Kraftmaschine ermöglicht werden würde, weiter zu arbeiten. Das Neustarten der Kraftmaschine kann jedoch Kraftmaschinenemissionen erhöhen, wenn eine unerwünschte Menge an Kraftstoff in die Kraftmaschinenzylinder eingeführt wird. Wenn die Kraftmaschine eine Kraftmaschine mit Kanalkraftstoffzufuhr ist, kann es ferner schwieriger sein, die Kraftstoffmengen, die in die Kraftmaschinenzylinder eintreten, zu steuern, da der Kraftstoff nur während Zeiten in die Zylinder eintreten kann, zu denen die Einlassventile der Zylinder offen sind. Folglich kann es länger dauern, eine Kraftmaschine mit Kanaleinspritzung zu starten. Eine Möglichkeit zum Verringern der Kraftmaschinenstartzeit einer Kraftmaschine mit Kanalkraftstoffzufuhr besteht darin, Kraftstoff in die Kraftmaschinenzylinder einzuspritzen, wenn die Ventile der Zylinder während eines Kraftmaschinenneustarts offen sind. Das Einspritzen von Kraftstoff während einer Zeit, zu der die Einlassventile offen sind, kann jedoch die Kraftstoffverdampfung verringern und kann verursachen, dass der Kraftstoff auf die Zylinderwände auftrifft, wodurch Kraftmaschinenemissionen erhöht werden.
Die Erfinder haben die vorstehend erwähnten Nachteile erkannt und haben ein Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine entwickelt, das Folgendes umfasst: während eines Kraftmaschinenstarts und nach einer Kraftmaschinenstartanforderung selektives Einspritzen von Kraftstoff in einen Kanal eines einzelnen Zylinders der Kraftmaschine mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird; und Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Zylinder der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist.
Durch Einspritzen von Kraftstoff in einen einzelnen Zylinder während der Einlassventilöffnung des Zylinders kann es möglich sein, Kraftmaschinenemissionen zu verringern und den Kraftmaschinenstart zu verbessern. Insbesondere nachdem der erste Zylinder zu einem Zeitpunkt, zu dem sein Einlassventil offen ist, mit Kraftstoff versorgt wird, kann der Kraftstoff in restliche Kraftmaschinenzylinder während einer Zeit eingespritzt werden, wenn die Ventile der restlichen Zylinder geschlossen sind. Die Einspritzung bei offenem Ventil in den einen Zylinder ermöglicht, dass der Zylinder Kraftstoff früher verbrennt, als wenn die Kraftstoffeinspritzung erst zum Zeitpunkt mit geschlossenem Ventil gestartet wird. Die Zylinder, die anschließend Kraftstoff empfangen, können jedoch Kraftstoff empfangen, wenn die Einlassventile der Zylinder geschlossen sind, so dass die Kraftstoffverdampfung verbessert wird und so dass die Zylinderwandbenetzung in den restlichen Zylindern beim Start verringert werden kann. In einem Beispiel wird folglich nur ein Zylinder mit Kraftstoff versorgt, um die frühe Verbrennung zu fördern, während alle restlichen Zylinder mit Kraftstoff versorgt werden, um Emissionen zu verringern und die Kraftstoffverdampfung zu fördern.
In einigen Beispielen kann die Einspritzung bei offenem Einlassventil selektiv angewendet werden. Während einiger Bedingungen kann beispielsweise eine Einspritzung bei offenem Einlassventil stattfinden, wohingegen während anderer Bedingungen eine Einspritzung bei offenem Einlassventil nicht zugelassen wird. Insbesondere wird die Einspritzung bei offenem Einlassventil zugelassen, wenn die Einlassventil-Öffnungsdauer von der Kraftmaschinenstoppposition bis zum Einlassventil-Schließzeitpunkt (z. B. eine restliche Menge der Einlassventil-Öffnungsdauer) größer ist als eine vorbestimmte Anzahl von Kurbelwellengrad. Das selektive Einspritzen von Kraftstoff auf der Basis der Ventilöffnungszeit kann Kraftmaschinenemissionen durch Verringern der Menge von überschüssigem Kraftstoff im Zylinderkanal für anschließende Zündereignisse verringern.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile schaffen. Insbesondere kann die Methode Kraftmaschinenemissionen durch Verbessern von Zylindergemischen beim Kraftmaschinenstartzeitpunkt verbessern. Außerdem kann die Methode das Kraftmaschinengeräusch während des Starts verringern, indem geholfen wird sicherzustellen, dass eine gewünschte Menge an Kraftstoff sich in einem Zylinder befindet, wenn die Verbrennung im Zylinder eingeleitet wird. Ferner kann die Methode die übermäßige Kraftstoffversorgung der Kraftmaschinenzylinder während eines Starts verringern, um den Kraftmaschinenkraftstoffverbrauch zu verringern.
Die obigen Vorteile und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung allein oder in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
Selbstverständlich ist die obige Zusammenfassung vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Gegenstandes identifizieren, dessen Schutzbereich nur durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen begrenzt, die irgendwelche vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile lösen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lesen eines Beispiels einer Ausführungsform, hier als ausführliche Beschreibung bezeichnet, vollständiger allein oder mit Bezug auf die Zeichnungen verständlich, in denen:
1 ein schematisches Diagramm einer Kraftmaschine ist;
2–5 simulierte Beispiel-Kraftmaschinenstartsequenzen zeigen; und
6 ein Ablaufplan eines Beispiel-Kraftmaschinenstartverfahrens ist.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die Kraftmaschinenkraftstoffversorgung während des automatischen Starts einer Kraftmaschine. In einem nicht begrenzenden Beispiel kann die Kraftmaschine konfiguriert sein, wie in 1 dargestellt. Das Kraftmaschinenstarten kann gemäß den durch 2–5 beschriebenen Sequenzen durchgeführt werden. Das Verfahren von 6 kann über Steuereinheitsbefehle in einem System, wie in 1 gezeigt, ausgeführt werden, um die in 2–5 gezeigten Kraftmaschinenstartsequenzen vorzusehen.
Mit Bezug auf 1 wird eine Brennkraftmaschine 10 mit mehreren Zylindern, von denen ein Zylinder in 1 gezeigt ist, durch eine elektronische Kraftmaschinensteuereinheit 12 gesteuert. Die Kraftmaschine 10 umfasst eine Brennkammer 30 und Zylinderwände 32, wobei ein Kolben 36 darin angeordnet ist und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Brennkammer 30 ist mit einem Einlasskrümmer 44 und einem Auslasskrümmer 48 über ein jeweiliges Einlassventil 52 und Auslassventil 54 in Verbindung gezeigt. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betätigt werden. Alternativ können eines oder mehrere der Einlass- und Auslassventile durch eine elektromechanisch gesteuerte Ventilspulen- und -ankeranordnung betätigt werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden.
Eine Kraftstoffeinspritzdüse 66 ist zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlasskanal 95 des Zylinders 30 positioniert gezeigt, was dem Fachmann auf dem Gebiet als Kanaleinspritzung bekannt ist. Alternativ kann Kraftstoff in die Brennkammer 30 eingespritzt werden, was dem Fachmann auf dem Gebiet als Direkteinspritzung bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 führt flüssigen Kraftstoff im Verhältnis zur Impulsbreite eines Signals FPW von der Steuereinheit 12 zu. Der Kraftstoff wird zur Kraftstoffeinspritzdüse 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) mit einem Kraftstofftank, einer Kraftstoffpumpe und einer Kraftstoffverteilerleitung (nicht dargestellt) zugeführt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 66 wird mit Betriebsstrom von einem Treiber 68 versorgt, der auf die Steuereinheit 12 reagiert. Außerdem ist der Einlasskrümmer 44 mit einer optionalen elektronischen Drosselklappe 62 kommunizierend gezeigt, die eine Position einer Drosselplatte 64 einstellt, um die Luftströmung vom Lufteinlass 42 zum Einlasskrümmer 44 zu steuern. In einem Beispiel kann ein Niederdruck-Direkteinspritzsystem verwendet werden, wobei der Kraftstoffdruck auf ungefähr 20–30 bar erhöht werden kann. Alternativ kann ein Hochdruck-Doppelstufen-Kraftstoffsystem verwendet werden, um höhere Kraftstoffdrücke zu erzeugen.
Ein verteilerloses Zündsystem 88 liefert einen Zündfunken zur Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 in Reaktion auf die Steuereinheit 12. Ein universeller Abgassauerstoffsensor (UEGO-Sensor) 126 ist mit dem Auslasskrümmer 48 stromaufwärts eines Katalysators 70 gekoppelt gezeigt. Alternativ kann der UEGO-Sensor 126 gegen einen Abgassauerstoffsensor mit zwei Zuständen ausgetauscht werden.
Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine umfassen. In einem anderen Beispiel können mehrere Abgasreinigungsvorrichtungen jeweils mit mehreren Bausteinen verwendet werden. Der Katalysator 70 kann in einem Beispiel ein Katalysator vom Dreiwegetyp sein.
Die Steuereinheit 12 ist in 1 als herkömmlicher Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes umfasst: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe/Ausgabe-Ports 104, einen Festwertspeicher 106, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Haltespeicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Die Steuereinheit 12 ist verschiedene Signale von Sensoren empfangend gezeigt, die mit der Kraftmaschine 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den vorher erörterten Signalen, die Folgende umfassen: die Kraftmaschinenkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 112, der mit einer Kühlhülse 114 gekoppelt ist; einen Positionssensor 134, der mit einem Fahrpedal 130 gekoppelt ist, zum Erfassen der durch einen Fuß 132 aufgebrachten Kraft; eine Messung des Kraftmaschinenkrümmerdrucks (MAP) von einem Drucksensor 122, der mit dem Einlasskrümmer 44 gekoppelt ist; einen Kraftmaschinenpositionssensor von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der eine Position der Kurbelwelle 40 erfasst; eine Messung der in die Kraftmaschine eintretenden Luftmasse vom Sensor 120; und eine Messung der Drosselklappenposition vom Sensor 58. Der Luftdruck kann zur Verarbeitung durch die Steuereinheit 12 auch erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Kraftmaschinenpositionssensor 118 eine vorbestimmte Anzahl von gleich beabstandeten Impulsen bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, aus der die Kraftmaschinendrehzahl (RPM) bestimmt werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann die Kraftmaschine mit einem Elektromotor/Batterie-System in einem Hybridfahrzeug gekoppelt sein. Das Hybridfahrzeug kann eine parallele Konfiguration, eine Reihenkonfiguration oder eine Variation oder Kombinationen davon aufweisen. In einigen Ausführungsformen können ferner andere Kraftmaschinenkonfigurationen verwendet werden, beispielsweise eine Dieselkraftmaschine.
Die Kraftmaschine 10 kann über einen Kraftmaschinenstarter 99 während des Kraftmaschinenstarts gedreht werden. Der Kraftmaschinenstarter 99 kann elektrisch oder hydraulisch angetrieben sein. Der Kraftmaschinenstarter umfasst ein Ritzel 98, das selektiv mit der Kraftmaschine 10 über ein Schwungrad (nicht dargestellt) in Eingriff kommen kann. Die Steuereinheit 12 kann automatisch selektiv die Kraftmaschine 10 drehen, um die Kraftmaschine 10 zu starten, nachdem die Steuereinheit 12 automatisch die Kraftmaschine 10 stoppt. Ferner kann der Kraftmaschinenstarter 99 direkt über eine Anforderung über einen Fahrzeugbetreiber oder -fahrer eingerückt werden.
Während des Betriebs wird jeder Zylinder innerhalb der Kraftmaschine 10 typischerweise einem Viertaktzyklus unterzogen: der Zyklus umfasst den Einlasshub, den Kompressionshub, den Expansionshub und den Auslasshub. Während des Einlasshubs schließt sich im Allgemeinen das Auslassventil 54 und das Einlassventil 52 öffnet sich. Luft wird in die Brennkammer 30 über den Einlasskrümmer 44 eingeführt und der Kolben 36 bewegt sich zur Unterseite des Zylinders, um das Volumen innerhalb der Brennkammer 30 zu vergrößern. Die Position, in der sich der Kolben 36 nahe der Unterseite des Zylinders und am Ende seines Hubs befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 auf ihrem größten Volumen liegt), wird typischerweise vom Fachmann auf dem Gebiet als unterer Totpunkt (BDC) bezeichnet. Während des Kompressionshubs werden das Einlassventil 52 und Auslassventil 54 geschlossen. Der Kolben 36 bewegt sich in Richtung des Zylinderkopfs, um die Luft innerhalb der Brennkammer 30 zu komprimieren. Der Punkt, an dem sich der Kolben 36 am Ende seines Hubs befindet und am nächsten zum Zylinderkopf liegt (z. B. wenn die Brennkammer 30 auf ihrem kleinsten Volumen liegt), wird typischerweise vom Fachmann auf dem Gebiet als oberer Totpunkt (TDC) bezeichnet. In einem nachstehend als Einspritzung bezeichneten Prozess wird Kraftstoff in die Brennkammer eingeführt. In einem nachstehend als Zündung bezeichneten Prozess wird der eingespritzte Kraftstoff durch ein bekanntes Zündmittel wie z. B. eine Zündkerze 92 gezündet, was zur Verbrennung führt. Während des Expansionshubs schieben die expandierenden Gase den Kolben 36 zum BDC zurück. Die Kurbelwelle 40 wandelt die Kolbenbewegung in ein Drehmoment der Drehwelle um. Während des Auslasshubs öffnet sich schließlich das Auslassventil 54, um das verbrannte Luft/Kraftstoff-Gemisch an den Auslasskrümmer 48 abzugeben, und der Kolben kehrt zum TDC zurück. Es ist zu beachten, dass das Obige lediglich als Beispiel gezeigt ist und dass die Einlass- und Auslassventil-Öffnungs- und/oder Schließzeitpunkte variieren können, wie z. B. um eine positive oder negative Ventilüberlappung, ein spätes Einlassventilschließen oder verschiedene andere Beispiele vorzusehen.
Mit Bezug auf 2 ist ein Beispieldiagramm einer simulierten Kraftmaschinenstartsequenz durch das Verfahren von 6 gezeigt. Die dargestellte Sequenz stellt einen Start einer nicht begrenzenden Vier-Zylinder-Viertakt-Kraftmaschine dar. Die Reihenfolge der Zylinderereignisse während des Kraftmaschinenstopps und des Kraftmaschinenstarts kann von der Darstellung von 1 abweichen, ohne vom Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Kraftstoff kann beispielsweise in den Zylinder Nummer drei anstelle des Zylinders Nummer eins eingespritzt werden und das erste Verbrennungsereignis kann im Zylinder Nummer drei im Gegensatz zum Zylinder Nummer eins eingeleitet werden, ohne vom Schutzbereich der Beschreibung abzuweichen.
In diesem Beispiel ist eine Viertakt-Vier-Zylinder-Kraftmaschine mit einer Zündreihenfolge von 1-3-4-2 gezeigt, die automatisch stoppt und startet. Die Zeit beginnt auf der linken Seite des Diagramms und nimmt zur rechten Seite des Diagramms zu. In diesem Beispiel stellen die vertikalen Markierungen zwischen den Zylinderpositionsablaufverfolgungen ZYL. 1–4 den oberen Totpunkt oder den unteren Totpunkt für jeweilige Zylinderhübe dar. Außerdem liegen 180 Kurbelwellengrad zwischen jeder vertikalen Markierung. Es sollte auch beachtet werden, dass die Zeitdauer zwischen den Hüben eines Zylinders variieren kann, so dass der Zeitmaßstab zwischen der linken Seite und der rechten Seite von 2 sich verlängern und schrumpfen kann, aber das Winkelintervall zwischen Zylinderereignissen bleibt konstant. Folglich ist die X-Achse für jedes der Teildiagramme von Zylinderereignissen relativ zur Kraftmaschinenposition, außer wenn die Kraftmaschine gestoppt ist, wie durch die SS-Linienunterbrechungen und -Bezeichnungen angegeben. Die Zylinderhübe sind abgekürzt, wie gezeigt, wobei CMP eine Abkürzung für Kompressionshub ist und EXP eine Abkürzung für Expansionshub ist. Ferner sind der Auslass- und der Einlasshub mit EXH bzw. INT abgekürzt.
Sterne, wie z. B. bei 200 angegeben, sehen einen Zeitpunkt von Zündfunkenereignissen während der gezeigten Sequenz vor. Der Zündfunke ist während des Kompressionshubs der Zylinder geliefert gezeigt, aber der Zündfunke kann auch früh während des Expansionshubs geliefert werden. Einspritzdüsen mit Spray, wie z. B. bei 220, 222, 224 und 226 angegeben, sehen den Zeitpunkt von Kraftstoffeinspritzereignissen für Kanal-Kraftstoffeinspritzdüsen, die zum Zylinder gehören, vor, wobei die Einspritzdüse gezeigt ist. Bei 220 wird beispielsweise Kraftstoff in den Einlasskanal des Zylinders Nummer eins eingespritzt. Einlassventil-Öffnungszeiten sind als breite Linien bei 204, 206, 208 und 210 gezeigt. In diesem Beispiel erstreckt sich die Einlassventil-Öffnungszeit von während eines späten Teils des Auslasshubs zu einem frühen Teil des Kompressionshubs. Alternative Ventilzeitsteuerungen mit längerer oder kürzerer Dauer liegen jedoch innerhalb des Schutzbereichs dieser Beschreibung. Außerdem können die dargestellten Ventilzeitsteuerungen in einigen Beispielen mehr als gezeigt ist vorverstellt oder verzögert werden.
Die Einspritzung bei offenem Einlassventil findet in 2 und 3–5 statt, wenn ein Zentrum einer Einspritzdüse über einer breiten Linie wie z. B. 204 gezeigt ist, die die Einlassventil-Öffnungszeit darstellt. Eine Einspritzung bei geschlossenem Einlassventil findet in 2 und 3–5 statt, wenn ein Zentrum einer Einspritzdüse über einem Bereich ohne breite Linie wie z. B. 204 gezeigt ist.
Das erste Diagramm von der Oberseite der Figur stellt die Position des Zylinders Nummer eins dar. Und insbesondere den Hub des Zylinders Nummer eins, wenn die Maschinenkurbelwelle von dem von einem Startermotor oder einer Verbrennung innerhalb der Kraftmaschine bereitgestellten Drehmoment gedreht wird. Hübe des Zylinders Nummer eins sind gemäß der Kraftmaschinenposition bezeichnet. Der Zylinder Nummer eins ist beispielsweise bei einem Kompressionshub vor dem Zeitpunkt T₀ gezeigt. Nach T₀ dreht sich die Kraftmaschine weiter und der Zylinder Nummer eins tritt in einen Expansionshub ein, in dem Gase im Zylinder eine Kraft aufbringen, um den Kolben vom Zylinderkopf weg zu bewegen. Anschließend tritt der Zylinder in den Auslass- und den Einlasshub ein. Der Zylinderzyklus für den Zylinder Nummer eins wiederholt sich, nachdem sich die Kraftmaschine über einen vollständigen Zyklus dreht. Für eine Viertakt-Kraftmaschine kann ein Zylinderzyklus 720° sein, dasselbe Kurbelwellenintervall für einen vollständigen Zyklus der Kraftmaschine.
Die zweite Zylinderpositionsablaufverfolgung von der Oberseite der Figur stellt die Position und den Hub für den Zylinder Nummer drei dar. Ebenso sind Positionsablaufverfolgungen für die Zylinder Nummer vier und zwei im dritten und vierten Diagramm von der Oberseite von 2 vorgesehen. Das fünfte Diagramm von der Oberseite von 2 stellt die Kraftmaschinendrehzahl während der automatischen Kraftmaschinenstart- und Kraftmaschinenstoppsequenz dar.
Auf der linken Seite von T₀ dreht sich die Kraftmaschine beispielsweise mit Leerlaufdrehzahl. Zum Zeitpunkt T₀ fordert eine Kraftmaschinensteuereinheit (z. B. 12 von 1) einen automatischen Kraftmaschinenstopp an. Insbesondere wird die Kraftmaschinenstoppanforderung ohne Fahrer durchgeführt, der direkt einen Kraftmaschinenstopp über einen Kraftmaschinenstoppbefehl oder eine Kraftmaschinenstoppanforderung (z. B. über eine Drucktaste oder einen Schalter) anfordert. In einem Beispiel kann der automatische Kraftmaschinenstopp erzeugt werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit null erreicht, während der Fahrer eine Bremse betätigt, ohne ein Fahrpedal zu betätigen. Die Kraftmaschine kann durch Beenden der Einspritzung von Kraftstoff und/oder der Zuführung des Zündfunkens zu den Kraftmaschinenzylindern gestoppt werden.
In dem Beispiel von 2 wird die Kraftmaschine in einer geordneten Weise nach der Kraftmaschinenstoppanforderung zum Zeitpunkt T₀ gestoppt. Insbesondere wird ermöglicht, dass Kraftmaschinenzylinder, die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch vor der Kraftmaschinenstoppanforderung enthalten haben, das Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennen. In Kraftmaschinenzylindern, in denen die Kraftstoffeinspritzung gestartet wurde (z. B. Zylinder Nummer vier), wird ferner die Kraftstoffeinspritzung vollendet und das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder wird verbrannt, wie durch die Zündfunkenereignisse nach dem Zeitpunkt T₀ und vor dem Zeitpunkt T₂ angegeben.
Zum Zeitpunkt T₁ nähert sich die Kraftmaschinendrehzahl null und die Steuereinheit beurteilt, dass der Zylinder eins eine Kraftstoffladung empfangen soll, so dass die Verbrennung zuerst im Zylinder Nummer eins während eines anschließenden Kraftmaschinenneustarts nach dem Kraftmaschinenstopp eingeleitet werden kann. Die Steuereinheit kann einen speziellen Zylinder zum Empfangen von Kraftstoff ohne Zündung während eines Kraftmaschinenstopps auf der Basis der Kraftmaschinenposition und Kraftmaschinendrehzahl auswählen. Wenn beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl geringer ist als 100 min^–1 und der Kraftmaschinenzylinder Nummer eins sich in einem Einlasshub befindet, wobei er gleich in einen Kompressionshub eintritt, kann der Zylinder Nummer eins als Zylinder für ein erstes Verbrennungsereignis während eines anschließenden Kraftmaschinenneustarts ausgewählt oder beurteilt werden. In dieser Weise liefert die Steuereinheit Kraftstoff zu einem Zylinder während des Kraftmaschinenstopps, so dass der Kraftstoff verwendet werden kann, um die Kraftmaschine bei der Anforderung zu einem späteren Zeitpunkt zu starten.
In dem Beispiel von 2 wird der Zylinder Nummer eins vor einem Kraftmaschinenstopp ausgewählt, um Kraftstoff zu empfangen, und Kraftstoff wird zum Zeitpunkt T₁ eingespritzt. Da die Kraftmaschine kanaleingespritzt ist, muss der ausgewählte Zylinder ein Zylinder sein, der ein Einlassventil öffnet, um den eingespritzten Kraftstoff einzuführen, und es ist erwünscht, dass der Kraftstoff nicht an den Auslass ausgestoßen wird, bevor die Kraftmaschine gestoppt ist. Mit anderen Worten, der Zylinder zum Empfangen von Kraftstoff zum Einleiten eines ersten Verbrennungsereignisses während eines anschließenden Kraftmaschinenstarts empfängt Kraftstoff von einer Kanalkraftstoffeinspritzdüse während einer Zeitdauer mit offenem oder geschlossenem Einlassventil, führt den Kraftstoff in den Zylinder über Öffnen des Einlassventils ein, und wenn die Kraftmaschine wie geplant stoppt, wird der Kraftstoff nicht an das Auslasssystem über das Öffnen eines Auslassventils des Zylinders ausgestoßen.
Zum Zeitpunkt T₂ hört die Kraftmaschine die Drehung auf und wird gestoppt. Die Kraftmaschine kommt in einer Position früh im Kompressionshub des Zylinders Nummer eins zum Stillstand. Obwohl es erwünscht sein kann, die letzte Menge an eingespritztem Kraftstoff in einem Zylinder durch geschlossene Einlass- und Auslassventile beizubehalten, kann die Kraftmaschine an einer Stelle stoppen, wie in 1 gezeigt, wobei das Einlassventil aufgrund von Kraftmaschinenreibung und Luftmengen, die in den Kraftmaschinenzylindern eingeschlossen sind, zumindest teilweise offen ist.
Die Kraftmaschine bleibt vom Zeitpunkt T₂ bis zum Zeitpunkt T₃ gestoppt. Folglich bleiben die Einlassventile für die Zylinder 1–4 in ihren jeweiligen Zuständen. Insbesondere bleiben die Einlassventile für die Zylinder Nummer eins und drei offen.
Zum Zeitpunkt T₃ wird ein automatischer Kraftmaschinenstart angefordert. In einem Beispiel kann der automatische Kraftmaschinenneustart eingeleitet werden, wenn ein Fahrzeugfahrer eine Fahrzeugbremse loslässt. Wenn die Kraftmaschinenstoppzeit kurz ist, kann im Wesentlichen der ganze in den Zylinder Nummer eins eingespritzte Kraftstoff im Zylinder Nummer eins bleiben. Folglich kann die Kraftmaschine ohne Einspritzen von zusätzlichem Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins neu gestartet werden und der Zylinder Nummer eins kann der erste Zylinder zum Verbrennen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches seit dem Kraftmaschinenstopp während eines anschließenden Kraftmaschinenneustarts sein. Wenn jedoch die Kraftmaschinenstoppzeit größer ist als eine Schwellenzeit und wenn das Einlassventil für eine längere als eine Schwellenmenge an Kurbelwellendrehung offen ist, wie bei 250 angegeben (z. B. gleich oder mehr als 30 Kurbelwellengrad), kann eine zusätzliche Menge an Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt werden, wie gezeigt, der als letzter Kraftstoff empfängt (z. B. Zylinder Nummer eins), so dass der Zylinder ein erster Zylinder zum Verbrennen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches während eines anschließenden Kraftmaschinenneustarts ist.
Folglich schafft das System von 1 ein System zum Starten einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine mit mehreren Zylindern, wobei jeder der mehreren Zylinder Einlass- und Auslassventile umfasst; eine Gruppe von Kraftstoffeinspritzdüsen, die Kraftstoff zu Kanälen der mehreren Zylinder zuführen; und eine Steuereinheit mit Befehlen zum Stoppen der Kraftmaschine über Stoppen des zu den mehreren Zylindern zugeführten Kraftstoffs und Zündfunkens, abgesehen von einem oder mehreren Zylindern, die Kraftstoff ohne Zündfunken empfangen, um den Kraftmaschinenneustart zu unterstützen, wobei die Steuereinheit weitere Befehle zum selektiven Verbrennen des Kraftstoffs in dem einen oder den mehreren Zylindern, die Kraftstoff ohne Zündfunken empfangen, während eines Neustarts der Kraftmaschine umfasst, wobei der Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern nicht verbrannt wird, wenn eine Stoppzeit der Kraftmaschine eine Schwellenzeitdauer überschreitet. In dieser Weise kann ein robusterer Kraftmaschinenstart durch das System durchgeführt werden.
Das System umfasst auch weitere Befehle zum Verbrennen von Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern, wenn die Stoppzeit der Kraftmaschine geringer ist als eine Schwellenzeitdauer, ohne zusätzlichen Kraftstoff einzuspritzen. Das System umfasst auch, dass der Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern, die Kraftstoff ohne Zündfunken empfangen, über Schließen der Einlass- und Auslassventile eingeschlossen wird. Das System umfasst ferner Befehle zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder der Kraftmaschine, der keinen Kraftstoff ohne Zündfunken vor dem Kraftmaschinenstopp empfängt, während ein Ventil des einen Zylinders, der keinen Kraftstoff ohne Zündfunken vor dem Kraftmaschinenstopp empfängt, offen ist, vor einem ersten Verbrennungsereignis in dem einen Zylinder, der keinen Kraftstoff ohne Zündfunken vor dem Kraftmaschinenstopp empfängt. Das System umfasst auch weitere Befehle zum Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Zylinder der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist. In einigen Beispielen umfasst das System, dass die Steuereinheit Befehle zum automatischen Stoppen und Starten der Kraftmaschine umfasst.
In dem Beispiel von 2 wird Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins eingespritzt, während das Einlassventil des Zylinders eins offen ist, in Reaktion auf eine Anforderung zum Neustarten der Kraftmaschine. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff eingespritzt werden, bevor der Starter eingerückt wird, um zu ermöglichen, dass der Kraftstoff in den Zylinder eintritt, während das Ventil offen ist. Wenn das Einlassventil des Zylinders, der als letzter Kraftstoff während einer Kraftmaschinenstoppsequenz empfängt, sich in einer Position befindet, in der das Einlassventil für weniger als eine vorbestimmte Schwellenmenge an Kurbelwellendrehung (z. B. weniger als 30 Kurbelwellengrad) offen ist, kann die Kraftmaschine in einer alternativen Weise neu gestartet werden, wie in 3 gezeigt. Die Kraftmaschine beginnt unter der Kraft eines Kraftmaschinenstarters zum Zeitpunkt rechts vom Zeitpunkt T₃ sich zu drehen. Ferner wird der zu den Zeitpunkten T₁ und T₃ eingespritzte Kraftstoff zu einem Zeitpunkt kurz nach dem Zeitpunkt T₄ verbrannt, wie durch den Stern über dem Diagramm des Zylinders Nummer eins angegeben.
Zum Zeitpunkt T₄ wird Kraftstoff in die Zylinder Nummer drei und vier eingespritzt. Insbesondere wird Kraftstoff in den Zylinder Nummer drei eingespritzt, während das Einlassventil des Zylinders Nummer drei offen ist. Kraftstoff wird in den Zylinder Nummer vier eingespritzt, während das Einlassventil des Zylinders Nummer vier geschlossen ist. Das Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder Nummer drei, während das Einlassventil offen ist, ermöglicht eine Kontinuität der Verbrennung in der Kraftmaschinenzündreihenfolge. Falls erwünscht, kann jedoch die Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder Nummer drei in einigen Beispielen unterlassen werden, so dass Kraftstoff nur in einen einzelnen Zylinder mit einem offenen Ventil eingespritzt wird, bevor die Einspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff bei geschlossenen Ventilen für alle Kraftmaschinenzylinder überführt wird. Das Einspritzen von Kraftstoff in einen einzelnen Zylinder für nur das erste Verbrennungsereignis des Zylinders während eines Kraftmaschinenneustarts kann Kohlenwasserstoffemissionen und die Zylinderwandbenetzung verringern.
Nach dem Zeitpunkt T₄ läuft die Kraftmaschine bis zur Leerlaufdrehzahl hoch und Kraftstoff wird in alle Kraftmaschinenzylinder eingespritzt, wenn die Einlassventile der jeweiligen Zylinder geschlossen sind. Das Einspritzen von Kraftstoff, wenn ein Einlassventil geschlossen ist, kann die Kraftstoff- und Luftmischung verbessern und die Zylinderwandbenetzung mit Kraftstoff verringern. Folglich können Kraftmaschinenemissionen über das Einspritzen bei geschlossenen Einlassventilen nach dem Einspritzen von Kraftstoff in einen einzelnen Zylinder während der Zeit eines offenen Einlassventils verringert werden.
Mit Bezug auf 3 ist eine Sequenz ähnlich zur Sequenz von 2 gezeigt. Die Diagramme von 3 sind ähnlich zu jenen von 2, daher wird auf eine Wiederholung von einigen Elementen, die den Figuren gemeinsam sind, verzichtet und Unterschiede zwischen den Figuren werden beschrieben.
Der Zündfunkenzeitpunkt der Zündung, der zu jedem Zylinder zugeführt wird, ist durch Sterne angegeben, wie bei 300 gezeigt. Die Einlassventil-Öffnungszeit für den Zylinder Nummer eins ist durch die breiten Linien bei 304 angegeben. Ebenso sind die Einlassventil-Öffnungszeiten für die Zylinder Nummer zwei bis vier bei 306, 308 und 310 angegeben. Der Kanalkraftstoffeinspritzzeitpunkt ist gezeigt, wie durch die Düsen bei 320, 322, 324 und 326 angegeben.
Zum Zeitpunkt T₀ dreht sich die Kraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl, wenn eine Kraftmaschinenstoppanforderung durchgeführt wird. Die Kraftmaschine wird in einer geordneten Weise durch Einstellen der Kraftstoffeinspritzung und des Zündfunkens für die Kraftmaschinenzylinder gestoppt. Insbesondere verbrennen die Zylinder Nummer eins, drei und vier Luft/Kraftstoff-Gemische, die vor der Kraftmaschinenstoppanforderung zum Zeitpunkt T₀ eingeführt wurden, wie durch Sterne angegeben. Die Kraftmaschinendrehzahl fällt, wenn die Verbrennung aufhört.
Zum Zeitpunkt T₁ wird Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins mit der Absicht, den Kraftstoff im Zylinder einzuschließen, um einen schnellen Kraftmaschinenneustart zu fördern, eingespritzt. Die Kraftmaschine dreht sich weiter und kommt zum Zeitpunkt T₂ zu einem Stopp, zu dem das Einlassventil des Zylinders Nummer eins offen ist, wobei jedoch das Einlassventil des Zylinders Nummer eins für weniger Kurbelwellengrad offen ist, wenn die Kraftmaschine nach der Kraftmaschinenstartanforderung zum Zeitpunkt T₃ gedreht wird, im Vergleich zur Anzahl von Kurbelwellengrad, die in 2 gezeigt ist. Die Anzahl von Kurbelwellengrad, die das Einlassventil des Zylinders Nummer eins während des Kraftmaschinenanlassens offen ist, ist bei 350 dargestellt. Ferner ist die Anzahl von Kurbelwellengrad, die der Zylinder Nummer eins während des Kraftmaschinenanlassens offen ist, geringer als eine Schwellenmenge, wobei zusätzlicher Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins eingespritzt werden kann. Daher wird die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins unterlassen, wenn die Zeitdauer, die die Kraftmaschine gestoppt ist, einen Schwellenwert überschreitet. Wenn die Kraftmaschine für eine Zeitdauer gestoppt wird, die geringer ist als ein Schwellenwert, kann die Verbrennung im Zylinder Nummer eins über einen Zündfunken während des Kompressionshubs des Zylinders Nummer eins nach der Anforderung zum Starten der Kraftmaschine eingeleitet werden.
Zum Zeitpunkt T₃ wird eine Anforderung zum automatischen Starten der Kraftmaschine durchgeführt. In diesem Beispiel überschreitet die Zeit, die die Kraftmaschine gestoppt ist (z. B. zwischen den Zeitpunkten T₂ und T₃) eine Schwellenmenge und das Einlassventil ist für weniger als eine Schwellenmenge an Kurbelwellengrad, nachdem die Kraftmaschinendrehung beginnt, offen. Folglich wird die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff in den Kanal des Zylinders Nummer eins während der Zeit, in der das Einlassventil des Zylinders Nummer eins offen ist, seit dem Kraftmaschinenstopp in der Sequenz von 3 unterlassen. Das Unterlassen der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder Nummer eins während der Zeitdauer der kurzen Einlassventil-Öffnungszeit kann die Möglichkeit einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr zum Zylinder Nummer eins während eines anschließenden Zylinderzyklus verringern, da das zweite Einlassereignis für den Zylinder Nummer eins nicht zwei Kraftstoffladungen einführen würde. Anstelle eines kleinen Bruchteils von Kraftstoff, der in den Zylinder eintritt, und eines größeren Anteils von Kraftstoff, der nach dem Einspritzen bei einem offenen Einlassventil in Reaktion auf eine Anforderung zum Starten im Zylinderkanal bleibt, kann der Kraftstoff zum ersten Mal seit dem Kraftmaschinenstopp bei einem zweiten Öffnen des Einlassventils des Zylinders Nummer eins eingespritzt werden. In dieser Weise empfängt der Zylinder Nummer eins nur eine einzelne Kraftstoffladung anstatt zwei Kraftstoffladungen während des zweiten Zyklus des Zylinders Nummer eins. Die Kraftmaschine beginnt zum Zeitpunkt T₃ sich zu drehen.
Zwischen dem Zeitpunkt T₃ und T₄ wird Kraftstoff während der Zeit mit offenem Einlassventil für den Zylinder Nummer drei eingespritzt. Ferner wird Kraftstoff während der Zeit mit geschlossenem Einlassventil für den Zylinder Nummer vier eingespritzt. Nach dem Kraftmaschinenstopp wird folglich Kraftstoff in einen einzelnen Zylinder eingespritzt, während das Einlassventil des Zylinders offen ist, und dann wird Kraftstoff in die jeweiligen anderen Zylinder der Reihe nach in der Reihenfolge der Verbrennung während Zeiten eingespritzt, in denen die Einlassventile des jeweiligen Zylinders geschlossen sind. Die Kraftstoffeinspritzdüse, die Kraftstoff zum Kanal des Zylinders Nummer zwei zuführt, spritzt beispielsweise Kraftstoff während einer Zeitdauer ein, in der das Einlassventil des Zylinders Nummer zwei geschlossen ist.
Nach dem Zeitpunkt T₄ wird Kraftstoff in die Kraftmaschinenzylinder während Bedingungen geschlossener Einlassventile eingespritzt. Außerdem wird die Verbrennung in jedem Zylinder während der jeweiligen Kompressionshübe jedes Zylinders eingeleitet, wie dargestellt. Ferner nimmt die Kraftmaschinendrehzahl weiterhin zu, bis die Kraftmaschine die Leerlaufdrehzahl erreicht.
Mit Bezug auf 4 ist eine Sequenz ähnlich zur Sequenz von 2 und 3 gezeigt. Die Diagramme von 4 sind ähnlich zu jenen von 2, daher wird auf eine Wiederholung von einigen Elementen, die den Figuren gemeinsam sind, verzichtet und Unterschiede zwischen den Figuren werden beschrieben.
Der Zündfunkenzeitpunkt der Zündung, der zu jedem Zylinder zugeführt wird, ist durch Sterne angegeben, wie bei 400 gezeigt. Die Einlassventil-Öffnungszeit für den Zylinder Nummer eins ist durch die breiten Linien bei 404 angegeben. Ebenso sind Einlassventil-Öffnungszeiten für die Zylinder Nummer zwei bis vier bei 406, 408 und 410 angegeben. Der Kanalkraftstoffeinspritzzeitpunkt ist gezeigt, wie durch die Düsen bei 420, 422, 424 und 426 angegeben.
Zum Zeitpunkt T₀ dreht sich die Kraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl, wenn eine Kraftmaschinenstoppanforderung durchgeführt wird. Die Kraftmaschine wird in einer geordneten Weise durch Beenden der Kraftstoffeinspritzung und des Zündfunkens für die Kraftmaschinenzylinder gestoppt. Insbesondere verbrennen die Zylinder Nummer eins, drei und vier Luft/Kraftstoff-Gemische, die vor der Kraftmaschinenstoppanforderung zum Zeitpunkt T₀ eingeführt wurden, wie durch Sterne angegeben. Die Kraftmaschinendrehzahl fällt, wenn die Verbrennung aufhört.
Zum Zeitpunkt T₁ wird Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins mit der Absicht eingespritzt, den Kraftstoff im Zylinder einzuschließen, um den schnellen Kraftmaschinenneustart zu fördern. Die Kraftmaschine dreht sich weiter und kommt zum Zeitpunkt T₂ zu einem Stopp, zu dem das Einlassventil des Zylinders Nummer eins geschlossen ist und zu dem der zum Zeitpunkt T₁ eingespritzte Kraftstoff im Zylinder eingeschlossen ist. Keiner der anderen Zylinder ist Kraftstoff haltend gezeigt, der während der Kraftmaschinenstoppprozedur eingespritzt wird. In einigen Beispielen kann jedoch Kraftstoff in zwei oder mehr Zylinder ohne Zünden der Gemische während eines Kraftmaschinenstopps eingespritzt werden, so dass ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern verbrannt werden kann, ohne zusätzlichen Kraftstoff in die Zylinder während der ersten zwei Verbrennungsereignisse während eines anschließenden Kraftmaschinenstarts einzuspritzen. Eine solche Einspritzsequenz kann für Kraftmaschinen mit mehr als vier Zylindern besonders nützlich sein.
Die Kraftmaschine stoppt zum Zeitpunkt T₂ und das Einlassventil des Zylinders Nummer eins ist geschlossen, wobei ein Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder eingeschlossen wird. In dem Beispiel von 4 stoppt der Zylinder Nummer eins zum beabsichtigten Zeitpunkt, wobei ein Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder eingeschlossen ist, um den Kraftmaschinenstart zu erleichtern. Das Einschließen eines Luft/Kraftstoff-Gemisches in einem Zylinder kann in Stopp/Start-Fahrzeugen besonders nützlich sein, bei denen erwartet wird, dass die Kraftmaschine mit höherer Frequenz stoppt und startet. Das eingeschlossene Luft/Kraftstoff-Gemisch kann angewendet werden, um die Kraftmaschine zu starten, ohne zusätzlichen Kraftstoff in den Zylinder mit dem eingeschlossenen Luft/Kraftstoff-Gemisch einzuspritzen. Insbesondere kann das Starten durch einfach Zuführen eines Zündfunkens zum Zylinder, der das Luft/Kraftstoff-Gemisch aufbewahrt, eingeleitet werden. Folglich kann die Kraftmaschinenanlasszeit verkürzt werden.
In diesem Beispiel liegt die Zeit, zu der die Kraftmaschine gestoppt ist, zwischen dem Zeitpunkt T₂ und T₃. Die Zeit zwischen T₂ und T₃ stellt eine Zeitdauer dar, die geringer ist als eine Schwellenzeitdauer, in der das im Zylinder Nummer eins aufbewahrte Luft/Kraftstoff-Gemisch während der Kraftmaschinenstoppperiode im Wesentlichen gestört wird.
Zum Zeitpunkt T₃ wird eine automatische Kraftmaschinenstartanforderung durchgeführt. Da das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder Nummer eins durch Luft, die aus dem Zylinder sickert, oder Kurbelgehäusegase, die in den Zylinder sickern, nicht gestört wird, wird ein Zündfunke zum Zylinder Nummer eins zugeführt, nachdem die Kraftmaschine gedreht wird, ohne zusätzlichen Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins während des ersten Zylinderzyklus seit dem Kraftmaschinenstopp einzuspritzen. Kraftstoff wird auch in die Zylinder Nummer drei und vier zum Zeitpunkt T₃ eingespritzt. Insbesondere wird Kraftstoff während der Zeit mit offenem Einlassventil für den Zylinder Nummer drei eingespritzt und Kraftstoff wird während der Zeit mit geschlossenem Einlassventil für den Zylinder Nummer vier eingespritzt. Kraftstoff ist während anschließender Zylinderzyklen für jeden Zylinder während Bedingungen geschlossener Einlassventile eingespritzt gezeigt. In dem Beispiel von 4 wird folglich ein erstes Verbrennungsereignis über einen einzelnen Zündfunken eingeleitet, gefolgt von einer einzelnen Einspritzung von Kraftstoff bei offenem Ventil in den Kanal eines einzelnen Zylinders, gefolgt von Einspritzungen bei geschlossenem Ventil in die restlichen Zylinder. Eine solche Sequenz kann Kraftmaschinenemissionen verringern und die Kraftmaschinenstartzeit durch Verbrennen von Luft/Kraftstoff-Gemischen in jedem Zylinder, der ab dem Start in einen Kompressionshub eintritt, verkürzen. In anderen Beispielen kann Kraftstoff eingespritzt werden, um das Luft/Kraftstoff-Gemisch während des Expansions- oder Einlasshubs einzuschließen, wobei es anschließend während eines Kraftmaschinenstarts verbrannt werden kann. Eine solche Option ist auch für die in 2, 3 und 5 dargestellten Sequenzen erhältlich.
Mit Bezug auf 5 ist eine Sequenz ähnlich zur Sequenz von 2, 3 und 4 gezeigt. Die Diagramme von 5 sind ähnlich zu jenen von 2, daher wird auf eine Wiederholung von einigen Elementen, die den Figuren gemeinsam sind, verzichtet, und Unterschiede zwischen den Figuren werden beschrieben.
Der Zündfunkenzeitpunkt der Zündung, der zu jedem Zylinder zugeführt wird, ist durch Sterne angegeben, wie bei 500 gezeigt. Die Einlassventil-Öffnungszeit für den Zylinder Nummer eins ist durch die breiten Linien bei 504 angegeben. Ebenso sind die Einlassventil-Öffnungszeiten für die Zylinder Nummer zwei bis vier bei 506, 508 und 510 angegeben. Der Kanalkraftstoffeinspritzzeitpunkt ist gezeigt, wie durch die Düsen bei 520, 522, 524 und 526 angegeben.
Zum Zeitpunkt T₀ dreht sich die Kraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl, wenn eine Kraftmaschinenstoppanforderung durchgeführt wird. Die Kraftmaschine wird in einer geordneten Weise durch Beenden der Kraftstoffeinspritzung und des Zündfunkens für die Kraftmaschinenzylinder gestoppt. Insbesondere verbrennen die Zylinder Nummer eins, drei und vier Luft/Kraftstoff-Gemische, die vor der Kraftmaschinenstoppanforderung zum Zeitpunkt T₀ eingeführt wurden, wie durch Sterne angegeben. Die Kraftmaschinendrehzahl fällt, wenn die Verbrennung aufhört.
Zum Zeitpunkt T₁ wird Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins mit der Absicht eingespritzt, den Kraftstoff im Zylinder einzuschließen, um einen schnellen Kraftmaschinenneustart zu fördern. Die Kraftmaschine dreht sich weiter und stoppt zum Zeitpunkt T₂, zu dem das Einlassventil des Zylinders Nummer eins geschlossen ist und zu dem der zum Zeitpunkt T₁ eingespritzte Kraftstoff im Zylinder eingeschlossen ist. Keiner der anderen Zylinder ist Kraftstoff haltend gezeigt, der während der Kraftmaschinenstoppprozedur eingespritzt wurde. In einigen Beispielen kann jedoch Kraftstoff in zwei oder mehr Zylinder ohne Zünden der Gemische während eines Kraftmaschinenstopps eingespritzt werden, so dass ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in den Zylindern verbrannt werden kann, ohne zusätzlichen Kraftstoff in die Zylinder während der ersten zwei Verbrennungsereignisse während eines anschließenden Kraftmaschinenstarts einzuspritzen. Eine solche Einspritzsequenz kann für Kraftmaschinen mit mehr als vier Zylindern besonders nützlich sein.
Die Kraftmaschine stoppt zum Zeitpunkt T₂ und das Einlassventil des Zylinders Nummer eins ist geschlossen, wobei ein Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder eingeschlossen ist. In dem Beispiel von 5 stoppt der Zylinder Nummer eins zum beabsichtigten Zeitpunkt, wobei ein Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder eingeschlossen ist, um den Kraftmaschinenstart zu erleichtern. Das eingeschlossene Luft/Kraftstoff-Gemisch kann angewendet werden, um die Kraftmaschine zu starten, ohne zusätzlichen Kraftstoff in den Zylinder mit dem eingeschlossenen Luft/Kraftstoff-Gemisch einzuspritzen. Insbesondere kann das Starten durch einfach Zuführen eines Zündfunkens zum Zylinder, der das Luft/Kraftstoff-Gemisch aufbewahrt, eingeleitet werden. Folglich kann die Kraftmaschinenanlasszeit verkürzt werden.
In diesem Beispiel liegt die Zeit, zu der die Kraftmaschine gestoppt ist, zwischen dem Zeitpunkt T₂ und T₃. Die Zeit zwischen T₂ und T₃ stellt eine Zeitdauer dar, die größer ist als eine Schwellenzeitdauer, in der das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das im Zylinder Nummer eins aufbewahrt ist, während der Kraftmaschinenstoppperiode im Wesentlichen gestört wird. In dem Beispiel von 5 kann vielmehr das Luft/Kraftstoff-Gemisch, das im Zylinder eingeschlossen ist, über Einsickern von Luft und Kurbelgehäusegasen in dem Umfang gestört werden, in dem die Verbrennung des Zylindergemisches nicht erwünscht sein kann. Das Zylindergemisch kann beispielsweise weniger Kapazität aufweisen, um ein Drehmoment zu erzeugen, was zu Kraftmaschinengeräusch und -vibration führt. Daher kann es erwünscht sein, die Verbrennung im Zylinder, der den Kraftstoff während einer Kraftmaschinenstoppsequenz empfangen hat, für einen Zylinderzyklus zu überspringen. Der durch den Zylinder ausgestoßene Kraftstoff kann durch den Katalysator im Fahrzeugauslasssystem oxidiert werden. Ferner kann der ausgestoßene Kraftstoff wirken, um die Chemie im Katalysator von mageren Bedingungen, die durch Luft verursacht werden, die durch den Katalysator während des Kraftmaschinenstopps gepumpt wird, wieder ins Gleichgewicht zu bringen.
Zum Zeitpunkt T₃ wird eine automatische Kraftmaschinenstartanforderung durchgeführt. Da das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder Nummer eins durch Luft, die aus dem Zylinder sickert, oder Kurbelgehäusegase, die in den Zylinder sickern, gestört wird, wird ein Zündfunke nicht zum Zylinder Nummer eins zugeführt, nachdem die Kraftmaschine gedreht wird, ohne zusätzlichen Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins während des ersten Zylinderzyklus seit dem Kraftmaschinenstopp einzuspritzen. Kraftstoff wird jedoch in die Zylinder Nummer drei und vier zum Zeitpunkt T₃ eingespritzt. Insbesondere wird Kraftstoff während der Zeit mit offenem Einlassventil für den Zylinder Nummer drei eingespritzt und Kraftstoff wird während der Zeit mit geschlossenem Einlassventil für den Zylinder Nummer vier eingespritzt. Der Kraftstoff ist während anschließender Zylinderzyklen für jeden Zylinder während Bedingungen geschlossener Einlassventile eingespritzt gezeigt. In dem Beispiel von 5 wird folglich ein erstes Verbrennungsereignis in dem Zylinder vermieden, in dem ein Luft/Kraftstoff-Gemisch während des Kraftmaschinenstopps gehalten wurde. Ferner folgen einer einzelnen Einspritzung von Kraftstoff mit offenem Ventil in den Kanal eines einzelnen Zylinders Einspritzungen mit geschlossenen Ventilen in die restlichen Zylinder und die Kraftmaschine wird gestartet. Eine solche Sequenz kann Kraftmaschinenemissionen verringern, wenn die Zeit zwischen dem Kraftmaschinenstopp und -start eine Schwellenzeitdauer überschreitet.
Wie in 2–5 dargestellt, kann folglich Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder ohne Verbrennen des Kraftstoffs während eines Kraftmaschinenstopps für den Zweck der Unterstützung des Kraftmaschinenneustarts eingespritzt werden. Die Kraftmaschine kann jedoch in Positionen stoppen, in denen die Einlassventile der Zylinder, die Kraftstoff während einer Kraftmaschinenstoppsequenz empfangen, offen oder geschlossen sind. Ferner kann der Zeitpunkt, zu dem ein Luft/Kraftstoff-Gemisch in einem Zylinder eines Start/Stopp-Fahrzeugs eingeschlossen wird, variieren, so dass, wenn der Luft/Kraftstoff länger als eine Schwellenzeitdauer gehalten wird, die Verbrennung des Inhalts des Zylinders mit dem eingeschlossenen Luft/Kraftstoff-Gemisch den Kraftmaschinenstart verschlechtern kann. Daher können die in 2–4 dargestellten Sequenzen für das Verbessern des Kraftmaschinenstarts nützlich sein.
Es sollte auch beachtet werden, dass die Kraftmaschinenposition zum Zeitpunkt des Kraftmaschinenstopps durch Verfolgen der Kraftmaschinenposition, wenn der Zündfunke und Kraftstoff deaktiviert werden, bestimmt werden kann. In einem Beispiel wird die Kraftmaschinenposition bestimmt und im Speicher gespeichert zum Abruf während des nächsten Kraftmaschinenstarts, wenn die Kraftmaschine im Wesentlichen gestoppt ist. In einem anderen Beispiel kann die Kraftmaschinenposition beim Kraftmaschinenstart, nachdem die Kraftmaschine beginnt sich zu drehen, durch Erfassen von Nockenwellen- und Kurbelwellenpositionen bestimmt werden.
Mit Bezug auf 6 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum Starten einer Kraftmaschine gezeigt. Das Verfahren von 6 kann über Befehle in einer Steuereinheit eines Systems, wie es z. B. in 1 gezeigt ist, ausgeführt werden.
Bei 602 beurteilt das Verfahren 600, ob ein automatischer Kraftmaschinenstopp angefordert wurde oder nicht. Wenn ja, gibt das Verfahren 600 Ja an und geht zu 604 weiter. Ansonsten gibt das Verfahren 600 Nein an und geht zum Ende weiter. In einigen Beispielen wird das Verfahren von 6 nur ausgeführt, wenn eine Temperatur der Kraftmaschine größer ist als ein Schwellenbetrag.
Bei 604 unterbricht das Verfahren 600 den Zündfunken für die Kraftmaschinenzylinder in einer geordneten Weise und die Kraftstoffzufuhr zu ausgewählten Zylindern. In einem Beispiel wird die Zufuhr von Kraftstoff zu Zylindern, die begonnen haben, Kraftstoff vor der Kraftmaschinenstoppanforderung zu empfangen, nach dem Zylinderzyklus beendet, in dem die Kraftmaschinenstoppanforderung aufgetreten ist, mit Ausnahme des Zylinders, der für ein erstes Verbrennungsereignis nach dem Kraftmaschinenstopp geplant wird. Die Kraftstoffzufuhr für Zylinder, die Kraftstoff während des Zylinderzyklus nicht empfangen haben, wenn die Kraftmaschinenstoppanforderung durchgeführt wird, wird bei der Kraftmaschinenstoppanforderung beendet. Der Zündfunke wird für Zylinder unterbrochen, die kein Luft/Kraftstoff-Gemisch halten, und der Zündfunke für einen Zylinder, der ein Luft/Kraftstoff-Gemisch hält, wird beendet, nachdem das Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt ist (z. B. siehe 2–5). Das Verfahren 600 geht zu 606 weiter, nachdem die Zündfunkenzufuhr zum Kraftmaschinenzylinder unterbrochen ist.
Bei 606 beurteilt das Verfahren 600, welcher Zylinder oder welche Zylinder zum Empfangen von Kraftstoff für den Zweck des Neustarts der Kraftmaschine nach dem Kraftmaschinenstopp geplant werden. Der Kraftstoff wird so zugeführt, dass er im Zylinder während der Kraftmaschinenstoppperiode eingeschlossen werden kann. Da jedoch die exakte Kraftmaschinenstoppposition nicht immer vorhergesehen werden kann, während die Kraftmaschine sich dreht, werden alternative Strategien bei 616–642 geschaffen, um die Kraftmaschine neu zu starten.
In einem Beispiel wartet das Verfahren 600, bis die Kraftmaschinendrehzahl geringer ist als ein Schwellenwert, und bewertet dann die Kraftmaschinenposition. Auf der Basis der Kraftmaschinenposition, wenn die Kraftmaschinendrehzahl geringer ist als ein Schwellenwert, wird ein Zylinder oder werden Zylinder zum Empfangen einer letzten Kraftstoffeinspritzung vor dem Kraftmaschinenstopp ausgewählt. Das Kraftstoffgemisch wird nicht gezündet und der Zündfunke bleibt deaktiviert. Wenn beispielsweise die Kraftmaschinendrehzahl geringer ist als 100 min^–1 und der Zylinder Nummer eins sich gegenwärtig in einem Expansionshub befindet, kann der Zylinder Nummer eins zum Empfangen einer letzten Kraftstoffeinspritzung ausgewählt werden. In einigen Beispielen kann die Kraftmaschine ohne Zuführen von Kraftstoff zum Einschluss in Zylindern bei 606 gestoppt werden. Das Verfahren 600 geht zu 610 weiter, nachdem der Kraftstoff in einen oder mehrere Zylinder eingespritzt ist, um den Kraftmaschinenneustart nach dem Kraftmaschinenstopp zu fördern.
Bei 610 bestimmt das Verfahren 600 die Kraftmaschinenposition beim Kraftmaschinenstopp. Die Kraftmaschinenposition kann über Lesen von Zähnen eines Rades bestimmt werden, das sich mit der Kraftmaschinenkurbelwelle dreht. In einigen Beispielen kann die Radposition bei einer Kraftmaschinendrehzahl von null erfasst werden. In anderen Beispielen kann das Verfahren 600 die Kraftmaschinenstoppposition auf der Basis der letzten verfügbaren Kraftmaschinenpositionsinformationen vor dem Kraftmaschinenstopp abschätzen. Das Verfahren 600 geht zu 612 weiter, nachdem die Kraftmaschinenposition bestimmt ist.
Bei 612 beurteilt das Verfahren 600, ob eine Kraftmaschinenneustartanforderung besteht oder nicht. Die Kraftmaschinenneustartanforderung kann über eine Steuereinheit, die Fahrzeugzustände wie z. B. den Bremspedalzustand überwacht, automatisch eingeleitet werden. Wenn das Verfahren 600 beurteilt, dass eine Kraftmaschinenstartanforderung vorliegt, geht das Verfahren 600 zu 614 weiter. Ansonsten kehrt das Verfahren 600 zu 612 zurück.
Bei 614 rückt das Verfahren 600 den Kraftmaschinenstarter ein und bestimmt die Kraftmaschinenstoppzeit über Summieren der Zeit vom Kraftmaschinenstopp bis zur Kraftmaschinendrehung. Das Verfahren 600 geht zu 616 weiter, nachdem die Kraftmaschinenstoppzeit bestimmt ist. In einigen Beispielen startet das Verfahren 600 auch einen Zeitgeber bei der Kraftmaschinendrehung, um die Zeit seit dem Kraftmaschinenstopp bereitzustellen.
Bei 616 beurteilt das Verfahren 600, ob das Einlassventil des Zylinders, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, offen oder geschlossen ist oder nicht. Wenn das Einlassventil offen ist, geht das Verfahren 600 zu 618 weiter. Ansonsten wird das Einlassventil als geschlossen bestimmt und das Verfahren 600 geht zu 630 weiter.
Bei 618 beurteilt das Verfahren 600, ob die restliche Öffnungsdauer des Einlassventils des Zylinders, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, größer ist als ein Schwellenbetrag oder nicht, und ob die Kraftmaschinenstoppzeit eine Schwellenzeitdauer überschritten hat oder nicht. Wenn beispielsweise die Einlassventil-Öffnungsdauer des Zylinders, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, größer ist als 30 Kurbelwellengrad und die Kraftmaschine für vier Minuten gestoppt hat, geht das Verfahren 600 zu 620 weiter. Ansonsten geht das Verfahren 600 zu 640 weiter. Wenn die Ventilöffnungsdauer größer ist als eine Schwellenmenge und die Kraftmaschine für mehr als eine Schwellenzeitdauer gestoppt wurde, kann bestimmt werden, dass der eingespritzte Kraftstoff in den Zylinder eintreten kann und dass zumindest ein Teil des während der Kraftmaschinenstoppprozedur eingespritzten Kraftstoffs den Zylinder über das offene Einlassventil verlassen haben kann.
Bei 620 spritzt das Verfahren 600 Kraftstoff in den Zylinder ein, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat. Mit anderen Worten, der Zylinder, der für ein erstes Verbrennungsereignis beim Kraftmaschinenneustart geplant ist, empfängt zwei Einspritzungen von Kraftstoff. Eine erste Kraftstoffeinspritzung während der Kraftmaschinenstoppprozedur und eine zweite Kraftstoffeinspritzung während des Kraftmaschinenneustarts. In einem Beispiel basiert die zweite Menge an Kraftstoff, der in den Zylinder eingespritzt wird, auf der Zeit, die die Kraftmaschine gestoppt ist, und der Kraftmaschinentemperatur. Das Verfahren 600 geht zu 622 weiter, nachdem der Kraftstoff in den Zylinder eingespritzt ist.
Bei 622 beginnt das Verfahren 600, die Kraftmaschine über den Starter zu drehen. Der Starter kann automatisch oder manuell eingerückt werden. In einigen Beispielen kann 620 nach 622 stattfinden. Das Verfahren 600 geht zu 624 weiter.
Bei 624 liefert das Verfahren 600 einen Zündfunken zum Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat. Der Zündfunke leitet das Luft/Kraftstoff-Gemisch ein und schafft ein erstes Verbrennungsereignis seit dem Kraftmaschinenstopp. Das Verfahren 600 geht zu 626 weiter, nachdem der Zündfunke geliefert ist. In anderen Beispielen kann Kraftstoff in andere Kraftmaschinenzylinder eingespritzt werden, bevor der Zündfunke zum Zylinder geliefert wird, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, um die Verbrennung in der Zündreihenfolge der Kraftmaschine aufrechtzuerhalten.
Bei 626 spritzt das Verfahren 600 Kraftstoff nacheinander in Zylinder in der Reihenfolge der Verbrennung der Kraftmaschine ein. Wie in 2–5 dargestellt, können jedoch einige Kraftmaschinenzylinder Kraftstoff im Wesentlichen gleichzeitig empfangen, so dass die Reihenfolge der Verbrennung aufrechterhalten werden kann. Ein Zylinder kann beispielsweise Kraftstoff zu einem Zeitpunkt empfangen, zu dem sein Einlassventil offen ist (z. B. während eines Einlass- oder Kompressionshubs), während ein anderer Zylinder Kraftstoff empfängt, wenn sein Einlassventil geschlossen ist (z. B. während eines Auslasshubs). In einem Beispiel empfangen zwei Zylinder Kraftstoff, der während einer Zeit mit offenem Einlassventil eingespritzt wird (z. B. Zylinder, die das erste und das zweite Verbrennungsereignis seit dem Kraftmaschinenstopp bereitstellen). Die restlichen Zylinder empfangen Kraftstoff, der während Zeiten mit geschlossenen Einlassventilen der jeweiligen Zylinder eingespritzt wird (z. B. siehe 2). Das Verfahren 600 geht zu 628 weiter, nachdem Kraftstoff eingespritzt ist.
Bei 628 liefert das Verfahren 600 einen Zündfunken während jedes Zylinderzyklus zu den Kraftmaschinenzylindern, die Kraftstoff empfangen. Der Zündfunke kann während des Kompressions- oder Expansionshubs der jeweiligen Zylinder (siehe z. B. 2 nach dem Zeitpunkt T₄) geliefert werden. Der Zündfunke wird nacheinander geliefert, nachdem Kraftstoff in Kraftmaschinenzylinder eingespritzt ist. Das Verfahren 600 endet, nachdem die Zündfunkenzufuhr zu den Kraftmaschinenzylindern beginnt.
Bei 640 spritzt das Verfahren 600 Kraftstoff in einen nächsten Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge vom Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, ein. Beispielsweise eine Vier-Zylinder-Kraftmaschine mit einer Zündreihenfolge von 1-3-4-2, wie in 3 gezeigt, wobei der Zylinder Nummer eins Kraftstoff während einer Kraftmaschinenstoppprozedur empfängt, der Zylinder Nummer drei der erste Zylinder zum Empfangen einer Kraftstoffeinspritzung in Reaktion auf eine Kraftmaschinenstartanforderung ist. Kraftstoff wird in den Zylinder Nummer drei eingespritzt, da die Öffnungsdauer des Einlassventils des Zylinders Nummer eins als zu kurz festgestellt wird, als dass der Zylinder Nummer eins den eingespritzten Kraftstoff empfängt. Daher wird die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff in den Zylinder Nummer eins unterlassen. In dieser Weise führt der Zylinder nicht überschüssigen Kraftstoff während eines anschließenden Einlassereignisses ein. Das Verfahren 600 geht zu 642 weiter, nachdem Kraftstoff in die Kraftmaschine eingespritzt ist.
Bei 642 liefert das Verfahren 600 einen Zündfunken zum nächsten Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge vom Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat. In einigen Beispielen kann jedoch das Verfahren 600 einen Zündfunken zu sowohl dem Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, als auch zum nächsten Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge zuführen. Das Verfahren 600 geht zu 626 weiter.
Bei 630 beginnt das Verfahren 600, die Kraftmaschine über einen Starter zu drehen. Der Starter kann automatisch oder manuell eingerückt werden. In einigen Beispielen kann 630 nach 636 oder 634 stattfinden. Das Verfahren 600 geht zu 632 nach dem Beginn der Kraftmaschinendrehung weiter.
Bei 632 beurteilt das Verfahren 600, ob die Kraftmaschinenstoppzeit größer ist als eine Schwellenkraftmaschinenstoppzeit oder nicht. Wenn ja, geht das Verfahren 600 zu 636 weiter. Ansonsten geht das Verfahren 600 zu 634 weiter. Wenn die Kraftmaschinenstoppzeit eine Schwellenzeitdauer überschreitet, kann Luft aus dem Kraftmaschinenzylinder aussickern oder Kurbelgehäusegase können in den Kraftmaschinenzylinder einsickern, wodurch der Zylinderdruck während der Verbrennung verringert wird und das Kraftmaschinengeräusch und die Kraftmaschinevibration erhöht werden.
Bei 636 spritzt das Verfahren 600 Kraftstoff in den Kanal eines nächsten Zylinders in der Verbrennungsreihenfolge vom Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, ein. Folglich wird eine zweite Einspritzung von Kraftstoff in den Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart empfangen hat, unterlassen. Das Verfahren 600 geht zu 638 weiter.
Bei 638 liefert das Verfahren 600 einen ersten Zündfunken seit dem Kraftmaschinenstopp zu dem nächsten Zylinder in der Verbrennungsreihenfolge von dem Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat (siehe z. B. 5). Folglich ist der Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, nicht der Zylinder, bei dem das erste Verbrennungsereignis seit dem Kraftmaschinenstopp stattfindet. Falls erwünscht, kann jedoch ein erster Zündfunke zum Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, geliefert werden. Wenn der Zündfunke nicht zu dem Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, geliefert wird, können Luft/Kraftstoff-Gemische von einem oder mehreren Kraftmaschinenzylindern während des Kraftmaschinenstarts magerer gemacht werden, um Kohlenwasserstoffe, die aus dem Zylinder ausgestoßen werden, der Kraftstoff während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat, auszugleichen. Das Verfahren 600 geht nach dem Liefern des Zündfunkens zum mit Kraftstoff versorgten Zylinder zu 626 weiter.
Bei 634 liefert das Verfahren 600 einen Zündfunken zum Zylinder, der Kraftstoff für ein erstes Verbrennungsereignis beim Neustart während der Kraftmaschinenstoppprozedur empfangen hat. Der Zündfunke liefert eine Zündquelle für den Kraftstoff, der im Zylinder während der Kraftmaschinenstoppperiode eingeschlossen war (siehe z. B. 4). Da das Luft/Kraftstoff-Gemisch im Zylinder für eine kurze Dauer eingeschlossen wird, kann das Zylindergemisch für die Verbrennung geeignet sein. Das Verfahren 600 geht zu 626 weiter, nachdem der Zündfunke zum Zylinder geliefert ist.
Folglich schafft das Verfahren von 6 ein Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: während eines Kraftmaschinenstarts und nach einer Kraftmaschinenstartanforderung selektives Einspritzen von Kraftstoff in einen Kanal nur eines einzelnen Kraftmaschinenzylinders mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird; und Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Kraftmaschinenzylinder zu Zeitpunkten, zu denen ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist. Das Verfahren umfasst, dass das selektive Einspritzen von Kraftstoff in den Kanal eines einzelnen Zylinders mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird, das Einspritzen von Kraftstoff umfasst, wenn ein restlicher Teil einer Öffnungsdauer des Einlassventils größer ist als eine Schwellenanzahl von Kurbelwellengrad. Das Verfahren umfasst auch, dass das selektive Einspritzen von Kraftstoff in den Kanal eines einzelnen Zylinders mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird, das Nicht-Einspritzen von Kraftstoff umfasst, wenn der restliche Teil einer Öffnungsdauer des Einlassventils geringer ist als eine Schwellenanzahl von Kurbelwellengrad. Das Verfahren umfasst ferner, dass der restliche Teil einer Öffnungsdauer des Einlassventils von einer Kraftmaschinenstoppposition bis dorthin, wo sich das Einlassventil schließt, gemessen wird.
Das Verfahren von 6 umfasst ferner das Stoppen der Kraftmaschine vor dem Starten der Kraftmaschine und das Zuführen von Kraftstoff zum einzelnen Zylinder ohne Verbrennen des zugeführten Kraftstoffs, bevor die Kraftmaschine gestoppt wird. In dieser Weise kann die Zeitdauer, die es dauert, die Kraftmaschine neu zu starten, verkürzt werden, da ein Zylinder bereits Kraftstoff zum Kraftmaschinenstartzeitpunkt enthält. Das Verfahren umfasst ferner, dass Kraftstoff zu einem zweiten Zylinder während des Stoppens der Kraftmaschine zugeführt wird, ohne Verbrennen des zum zweiten Zylinder zugeführten Kraftstoffs, bevor die Kraftmaschine gestoppt wird. Das Verfahren umfasst, dass der einzelne Zylinder ein zweiter Zylinder ist, der während der Kraftmaschinendrehung nach dem Kraftmaschinenstopp in einen Einlasshub eintritt.
Das Verfahren von 6 umfasst auch ein Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Stoppen der Kraftmaschine und Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Zylinder ohne Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs vor dem Kraftmaschinenstopp, wobei der eingespritzte Kraftstoff in dem mindestens einen Zylinder über geschlossene Einlass- und Auslassventile eingeschlossen wird; während eines Kraftmaschinenstarts und nach einer Kraftmaschinenstartanforderung selektives Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs über Zuführen eines Zündfunkens zu dem mindestens einen Zylinder der Kraftmaschine. Das Verfahren umfasst, dass das selektive Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs das Nicht-Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs in dem mindestens einen Zylinder umfasst, wenn der eingespritzte Kraftstoff in dem mindestens einen Zylinder für weniger als eine Schwellenzeitdauer eingeschlossen ist. Das Verfahren umfasst auch, dass das selektive Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs das Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs in dem mindestens einen Zylinder umfasst, wenn der eingespritzte Kraftstoff in dem mindestens einen Zylinder für mehr als eine Schwellenzeitdauer eingeschlossen ist.
Das Verfahren von 6 umfasst ferner das Einspritzen von Kraftstoff in einen Kanal eines zweiten Zylinders der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil des zweiten Zylinders offen ist, das Einspritzen von Kraftstoff in den Kanal des zweiten Zylinders für ein erstes Verbrennungsereignis im zweiten Zylinder seit dem Kraftmaschinenstopp. Zum Zeitpunkt des Kraftmaschinenneustarts kann folglich ein zweiter Zylinder für ein erstes Verbrennungsereignis seit dem Kraftmaschinenstopp in Abhängigkeit von der endgültigen Kraftmaschinenstoppposition ausgewählt werden.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner das Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Zylinder der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist. Ein Verfahren umfasst auch, dass die Kraftmaschine automatisch gestoppt und automatisch gestartet wird. Das Verfahren umfasst auch, dass eine Temperatur der Kraftmaschine über einem ersten Schwellenwert liegt, wenn selektiv der eingespritzte Kraftstoff über Zuführen eines Zündfunkens zu dem mindestens einen Zylinder der Kraftmaschine verbrannt wird, und dass die Kraftmaschine nicht automatisch gestoppt wird, wenn die Temperatur der Kraftmaschine geringer ist als eine zweite Schwellentemperatur.
Das Verfahren von 6 schafft auch eine Kraftmaschine mit Zylindern, die Folgendes umfasst: Stoppen der Kraftmaschine, während Kraftstoff in einen ersten Zylinder eingespritzt und dort eingeschlossen wird, ohne Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs; und während eines anschließenden Kraftmaschinenstarts: Verbrennen des eingeschlossenen Kraftstoffs über Zuführen eines Zündfunkens; Kanaleinspritzen von Kraftstoff in nur einen zweiten Zylinder während eines offenen Einlassventils; und Kanaleinspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Kraftmaschinenzylinder während eines geschlossenen Einlassventils.
Wie für einen Fachmann auf dem Gebiet zu erkennen ist, kann das in 6 beschriebene Verfahren eine oder mehrere von einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie z. B. durch ein Ereignis gesteuert, durch eine Unterbrechung gesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. An sich können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Sequenz, parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Die Reihenfolge der Verarbeitung ist ebenso nicht notwendigerweise erforderlich, um die hier beschriebenen Aufgaben, Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern für eine leichte Erläuterung und Beschreibung vorgesehen. Obwohl nicht explizit dargestellt, erkennt ein Fachmann auf dem Gebiet, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der verwendeten speziellen Strategie wiederholt durchgeführt werden können.
Dies schließt die Beschreibung ab. Das Lesen von dieser durch den Fachmann auf dem Gebiet würde viele Änderungen und Modifikationen bewusst machen, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Beschreibung abzuweichen. Beispielsweise könnten I3-, I4-, I5-, V6-, V8-, V10- und V12-Kraftmaschinen, die mit Erdgas, Benzin, Diesel oder alternativen Kraftstoffkonfigurationen arbeiten, die vorliegende Beschreibung vorteilhaft nutzen.
Bezugszeichenliste
Fig. 6

602: Kraftmaschinen-S/S-Abschaltanforderung?
604: Zündfunken in geordneter Weise unterbrechen
606: Kraftstoff in Zylinder, der für das erste Verbrennungsereignis während des Kraftmaschinenneustarts geplant ist, einspritzen
610: Kraftmaschinenposition beim Kraftmaschinenstopp bestimmen
612: Kraftmaschinenstartanforderung?
614: Kraftmaschinenstoppzeit bestimmen
630: Kraftmaschine drehen
632: Kraftmaschinenstoppzeit größer als Schwellenwert?
636: Kraftstoff in nächsten Zylinder in Verbrennungsreihenfolge einspritzen
634: Geplanten ersten Verbrennungszylinder zünden
638: Nächsten Zylinder in Verbrennungsreihenfolge zünden
616: Einlassventil für geplanten ersten Verbrennungszylinder offen?
618: Restliche Einlassventil-Öffnungsdauer größer als Schwellenwert?
620: Kraftstoff in geplanten Zylinder für erstes Verbrennungsereignis einspritzen
622: Kraftmaschine drehen
624: Zylinder für erstes Verbrennungsereignis zünden
626: Kraftstoff nacheinander in Zylinder in Verbrennungsreihenfolge einspritzen
628: Zylinder nacheinander in Verbrennungsreihenfolge zünden
640: Kraftstoff in nächsten Zylinder in Verbrennungsreihenfolge einspritzen
642: Nächsten Zylinder in Verbrennungsreihenfolge zünden

Claims

Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: während eines Kraftmaschinenstarts und nach einer Kraftmaschinenstartanforderung selektives Einspritzen von Kraftstoff in einen Kanal nur eines einzelnen Kraftmaschinenzylinders mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird; und Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Kraftmaschinenzylinder zu Zeitpunkten, zu denen ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Einspritzen von Kraftstoff in den Kanal eines einzelnen Zylinders mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird, das Einspritzen von Kraftstoff, wenn ein restlicher Teil einer Öffnungsdauer des Einlassventils größer ist als eine Schwellenanzahl von Kurbelwellengrad, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das selektive Einspritzen von Kraftstoff in den Kanal eines einzelnen Zylinders mit einem offenen Einlassventil zu einem Zeitpunkt, zu dem Kraftstoff in den Kanal eingespritzt wird, das Nicht-Einspritzen von Kraftstoff umfasst, wenn der restliche Teil einer Öffnungsdauer des Einlassventils geringer ist als eine Schwellenanzahl von Kurbelwellengrad.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der restliche Teil einer Öffnungsdauer des Einlassventils von einer Kraftmaschinenstoppposition bis dorthin, wo sich das Einlassventil schließt, gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Stoppen der Kraftmaschine vor dem Starten der Kraftmaschine und das Zuführen von Kraftstoff zum einzelnen Zylinder ohne Verbrennen des zugeführten Kraftstoffs, bevor die Kraftmaschine gestoppt wird, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner umfasst, dass Kraftstoff zu einem zweiten Zylinder während des Stopps der Kraftmaschine zugeführt wird, ohne Verbrennen des zum zweiten Zylinder zugeführten Kraftstoffs, bevor die Kraftmaschine gestoppt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der einzelne Zylinder ein zweiter Zylinder ist, der während der Kraftmaschinendrehung nach dem Kraftmaschinenstopp in einen Einlasshub eintritt.
Verfahren zum Starten einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: Stoppen der Kraftmaschine und Einspritzen von Kraftstoff in mindestens einen Zylinder ohne Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs vor dem Kraftmaschinenstopp, wobei der eingespritzte Kraftstoff in dem mindestens einen Zylinder über geschlossene Einlass- und Auslassventile eingeschlossen wird; während eines Kraftmaschinenstarts und nach einer Kraftmaschinenstartanforderung selektives Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs über Zuführen eines Zündfunkens zu dem mindestens einen Zylinder der Kraftmaschine.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das selektive Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs das Nicht-Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs in dem mindestens einen Zylinder umfasst, wenn der eingespritzte Kraftstoff in dem mindestens einen Zylinder für weniger als eine Schwellenzeitdauer eingeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das selektive Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs das Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs in dem mindestens einen Zylinder umfasst, wenn der eingespritzte Kraftstoff in dem mindestens einen Zylinder für mehr als eine Schwellenzeitdauer eingeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, das ferner das Einspritzen von Kraftstoff in einen Kanal eines zweiten Zylinders der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil des zweiten Zylinders offen ist, das Einspritzen von Kraftstoff in den Kanal des zweiten Zylinders für ein erstes Verbrennungsereignis im zweiten Zylinder seit dem Kraftmaschinenstopp umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Zylinder der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Kraftmaschine automatisch gestoppt und automatisch gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei eine Temperatur der Kraftmaschine über einem ersten Schwellenwert liegt, wenn der eingespritzte Kraftstoff über Zuführen eines Zündfunkens zu dem mindestens einen Zylinder der Kraftmaschine selektiv verbrannt wird, und wobei die Kraftmaschine nicht automatisch gestoppt wird, wenn die Temperatur der Kraftmaschine geringer ist als eine zweite Schwellentemperatur.
System zum Starten einer Kraftmaschine, das Folgendes umfasst: eine Kraftmaschine mit mehreren Zylindern, wobei jeder der mehreren Zylinder Einlass- und Auslassventile umfasst; eine Gruppe von Kraftstoffeinspritzdüsen, die Kraftstoff zu Kanälen der mehreren Zylinder zuführen; und eine Steuereinheit mit Befehlen zum Stoppen der Kraftmaschine über Stoppen von Kraftstoff und Zündfunke, die zu den mehreren Zylindern zugeführt werden, abgesehen von einem oder mehreren Zylindern, die Kraftstoff ohne Zündfunken empfangen, um den Kraftmaschinenneustart zu unterstützen, wobei die Steuereinheit weitere Befehle umfasst, um selektiv den Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern, die Kraftstoff ohne Zündfunken empfangen, während eines Neustarts der Kraftmaschine zu verbrennen, wobei der Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern nicht verbrannt wird, wenn eine Stoppzeit der Kraftmaschine eine Schwellenzeitdauer überschreitet.
System nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit weitere Befehle zum Verbrennen von Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern umfasst, wenn die Stoppzeit der Kraftmaschine geringer ist als eine Schwellenzeitdauer, ohne zusätzlichen Kraftstoff einzuspritzen.
System nach Anspruch 15, wobei der Kraftstoff in dem einen oder den mehreren Zylindern, die Kraftstoff ohne Zündfunken empfangen, über Schließen der Einlass- und Auslassventile eingeschlossen wird.
System nach Anspruch 15, das weitere Befehle zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder der Kraftmaschine umfasst, der keinen Kraftstoff ohne Zündfunken vor dem Kraftmaschinenstopp empfängt, während ein Ventil des einen Zylinders, der keinen Kraftstoff ohne Zündfunken vor dem Kraftmaschinenstopp empfängt, vor einem ersten Verbrennungsereignis in dem einen Zylinder offen ist, der keinen Kraftstoff ohne Zündfunken vor dem Kraftmaschinenstopp empfängt.
System nach Anspruch 18, das weitere Befehle zum Einspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Zylinder der Kraftmaschine zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Einlassventil eines Zylinders, der Kraftstoff empfängt, geschlossen ist, umfasst.
System nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit Befehle zum automatischen Stoppen und Starten der Kraftmaschine umfasst.
Startverfahren für eine Kraftmaschine mit Zylindern, das Folgendes umfasst: Stoppen der Kraftmaschine, während Kraftstoff in einen ersten Zylinder eingespritzt und dort eingeschlossen wird, ohne den eingespritzten Kraftstoff zu verbrennen; und während eines anschließenden Kraftmaschinenstarts: Verbrennen des eingeschlossenen Kraftstoffs durch Zuführen eines Zündfunkens; Kanaleinspritzen von Kraftstoff in nur einen zweiten Zylinder während eines offenen Einlassventils; und Kanaleinspritzen von Kraftstoff in jeden restlichen Kraftmaschinenzylinder während eines geschlossenen Einlassventils.