DE102014000546A1 - Funkenzündungsmotor, eine Startvorrichtung hierfür, ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Hochtemperaturstarts des Motors - Google Patents

Funkenzündungsmotor, eine Startvorrichtung hierfür, ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Hochtemperaturstarts des Motors Download PDF

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Abstract

Es wird ein Motor zur Verfügung gestellt, welcher einen Mehrzylindermotorkörper beinhaltet, welcher Zylinder, Kraftstoffeinspritzventile, Zündkerzen, einen Einlassventil-Antriebsmechanismus für ein Öffnen und Schließen von Einlassventilen, einen hydraulischen Mechanismus einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts jedes Einlassventils, eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Zuführen eines Hydraulikdrucks und eine Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung für ein Regeln bzw. Steuern der Kraftstoffeinspritzventile, der Zündkerzen und des Mechanismus variabler Ventilphase aufweist. Wenn der zugeführte Hydraulikdruck unter einem vorbestimmten Druck liegt, verriegelt der Mechanismus variabler Ventilphase den Schließzeitpunkt. Wenn eine Motortemperatur in einem Motorstart hoch ist, verzögert die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Zylinders an einem Einlasshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors und verzögert einen Zündzeitpunkt davon. Die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung verzögert nicht den Schließzeitpunkt des Einlassventils, bis der Motorstart abgeschlossen ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Funkenzündungsmotor, eine Startvorrichtung hiefür, ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Hochtemperaturstarts des Motors und ein Computerprogrammprodukt.
  • Beispielsweise offenbart JP2004-301078A eine Motorstartvorrichtung für ein automatisches Starten (d. h. Neustarten), wenn ein Motor automatisch gestoppt bzw. angehalten wurde, da eine vorbestimmte Anhaltebedingung erfüllt ist, des Motors, wenn eine vorbestimmte Startbedingung erfüllt ist. Um den Motor prompt zu starten, führt die Startvorrichtung zuerst Einspritzungen von Kraftstoff und Zündungen im Inneren von Zylindern durch, welche sich jeweils an bzw. bei einem Expansionshub und einem Verdichtungshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befinden, um den Motor in einer normalen Drehrichtung zu drehen. Nachfolgend führt die Startvorrichtung auch Einspritzungen von Kraftstoff und Zündungen im Inneren von Zylindern durch, welche sich jeweils an einem Einlasshub und Auslasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befinden und sich an dem Verdichtungshub nach den jeweiligen Hüben befinden werden. Jedoch wird bei einem Neustarten des Motors, da eine Temperatur des Motors vergleichsweise hoch ist, eine Temperatur von Luft im Inneren des Zylinders an dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors vergleichsweise hoch. Daher steigt die Temperatur im Inneren des Zylinders an, um extrem hoch zu werden, wenn die Kompression bzw. Verdichtung der Luft im Inneren des Zylinders bei dem Verdichtungshub fortschreitet, und der Kraftstoff, welcher in den Zylinder eingespritzt wird, kann sich vorab nahe einem oberen Verdichtungs-Totpunkt (CTDC) entzünden. Somit verhindert die Startvorrichtung in JP2004-301078A eine derartige Vorzündung durch ein Regeln bzw. Steuern einer Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, welcher sich an dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet, in einer derartigen Weise, dass die Kraftstoffeinspritzung dazu verhindert oder während des Verdichtungshubs weiter als ein normaler Zeitpunkt verzögert wird.
  • Darüber hinaus offenbart JP2009-041460A eine automatische Startvorrichtung eines Motors, welche Kraftstoff, welcher einzuspritzen ist, unterteilt und während eines Einlasshubs den ge- bzw. unterteilten Kraftstoff in einen Zylinder einspritzt, welcher sich an einem Einlasshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet, um eine Homogenität des Kraftstoffs zu verbessern. Somit verhindert die automatische Startvorrichtung eine Vorzündung ähnlich zu JP2004-301078A .
  • Es ist festzuhalten, dass eine Vorzündung, welche in bzw. bei einem Motorstart erzeugt wird, einen Nachteil eines Erzeugens einer Vibration bewirkt.
  • Zwischenzeitlich gibt es Motoren, welche jeweils einen variablen Mechanismus einer Ventilphase für ein Ändern der Öffnungs- und Schließzeitpunkte eines Einlassventils aufweisen. Mit einem derartigen Motor kann, insbesondere wenn der variable Mechanismus der Ventilphase durch einen hydraulischen bzw. Hydraulikdruck angetrieben wird, welcher von einer motorbetriebenen Hydraulikdruck-Versorgungsquelle zugeführt wird, ein vorbestimmter Hydraulikdruck zumindest in einer frühen Stufe des Motorstarts nicht erhalten werden. Daher ist bzw. wird das Einlassventil verriegelt, um zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zu schließen. Es ist festzuhalten, dass der Ausdruck ”Motorstart” hierin einen zwangsweisen Start aufgrund eines Einschaltvorgangs durch einen Fahrer zusätzlich zu einem Neustart beinhaltet, nachdem der Motor automatisch angehalten wird, da eine vorbestimmte Stopp- bzw. Anhaltebedingung erfüllt ist. Spezifisch kann, um einen Kaltstart des Motors zu erzielen, der verriegelte Zeitpunkt des Einlassventils eingestellt bzw. festgelegt werden, um einem Schließzeitpunkt zu entsprechen, welcher ein vergleichsweise hohes effektives Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis erzielt, mit anderen Worten kann er so eingestellt werden, dass das Einlassventil zu einem Zeitpunkt entsprechend relativ nahe zu einem unteren Totpunkt des Einlasses (IBDC) eines Verdichtungshubs geschlossen wird. Es ist festzuhalten, dass das effektive Verdichtungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einem Zylinderinnenvolumen, wenn das Einlassventil geschlossen ist bzw. wird, und einem Zylinderinnenvolumen ist, wenn sich ein Kolben des Zylinders bei dem TDC befindet (d. h. ein Volumen einer Verbrennungskammer).
  • Jedoch steigen in dem Fall, wo der verriegelte Zeitpunkt des hydraulischen variablen Mechanismus der Ventilphase eingestellt ist, um das vergleichsweise hohe effektive Verdichtungsverhältnis aufzuweisen, wenn der Motorstart mit bzw. bei einer vergleichsweise hohen Motortemperatur versucht wird, eine Verdichtungsendtemperatur und ein Verdichtungsenddruck aufgrund einer erhöhten Zylinderinnentemperatur und des vergleichsweise hohen, oben beschriebenen effektiven Verdichtungsverhältnisses an, wobei dies in einem Nachteil resultiert, dass leicht eine Vorzündung bewirkt wird.
  • In diesem Hinblick ist, wie dies in JP2004-301078A und JP2009-041460A geoffenbart ist, ein Entwickeln des Modus der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder zwar effektiv bzw. wirksam beim Vermeiden einer Vorzündung in einem gewissen Ausmaß, wobei es jedoch eine Verschlechterung in der Motorstartleistung bewirkt, da das Drehmoment beim Starten des Motors abnehmen kann. Insbesondere tritt bei einem Neustarten des Motors nach dem automatischen Anhalten eine Vorzündung leicht einerseits aufgrund der vergleichsweise hohen Motortemperatur und des vergleichsweise hohen effektiven Verdichtungsverhältnisses auf, während ein prompter bzw. rascher Motorstart andererseits erforderlich ist bzw. gefordert wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Situationen gemacht und erzielt sowohl ein Vermeiden einer Vorzündung als auch einen prompten bzw. raschen Start bei einem Starten eines Funkenzündungs-Mehrzylindermotors.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Funkenzündungsmotor zur Verfügung gestellt, umfassend:
    einen hydraulischen Mechanismus einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts eines Einlassventils zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses; und
    eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Zuführen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus variabler Ventilphase;
    wobei, wenn der zugeführte Hydraulikdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, der Mechanismus variabler Ventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils auf einen vorbestimmten Zeitpunkt verriegelt, welcher zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt liegt;
    wobei ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf eine frühe Stufe des Expansionshubs eingestellt ist und ein Zündzeitpunkt auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingestellt ist und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, wenn der Motor in einem Hochtemperaturzustand gestartet wird, in welchem eine Temperatur davon höher als eine vorbestimmte Temperatur ist und sich ein Kolben (15) an bzw. bei einem Einlasshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet;
    selbst nachdem der Motorstart beginnt und der Hydraulikdruck, welcher zu dem Mechanismus variabler Ventilphase zugeführt wird, den vorbestimmten Wert überschreitet, die Nicht-Verzögerungs-Einstellung des Einlassventils auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher eingestellt wird, bis eine Motordrehzahl eine vorbestimmte Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit erreicht.
  • Die vorliegende Erfindung ist darüber hinaus auf eine Startvorrichtung eines Funkenzündungs-Mehrzylindermotors gerichtet. Der Motor beinhaltet einen Mehrzylindermotorkörper, beinhaltend eine Mehrzahl von Zylindern, welche jeweils einen Kolben aufweisen, welcher hin- und herbewegbar darin eingepasst ist. Der Motor beinhaltet auch Kraftstoffeinspritzventile für ein Einspritzen von Kraftstoff in die jeweiligen Zylinder. Der Motor beinhaltet auch Zündkerzen für ein Zünden eines Mischgases im Inneren der jeweiligen Zylinder. Der Motor beinhaltet auch einen Einlassventil-Antriebsmechanismus für ein Öffnen und Schließen von Einlassventilen für ein Einbringen von Einlassluft in die jeweiligen Zylinder, welches mit den Hin- und Herbewegungen der jeweiligen Kolben synchronisiert ist. Der Motor beinhaltet auch einen hydraulischen Mechanismus einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts von jedem der Einlassventile zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten bzw. vorgestellten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses. Der Motor beinhaltet auch eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Liefern bzw. Zuführen eines vorbestimmten hydraulischen bzw. Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus variabler Ventilphase. Die Startvorrichtung beinhaltet eine Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung für ein Regeln bzw. Steuern der Kraftstoffeinspritzventile, der Zündkerzen und des Mechanismus variabler Ventilphase bei einem Motorstart.
  • Wenn der zugeführte Hydraulikdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, verriegelt der Mechanismus variabler Ventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils auf einen vorbestimmten Zeitpunkt, welcher zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt liegt, und ermöglicht einen Kaltstart des Motors. Wenn sich der Motor bei einem Motorstart in einem Hochtemperaturzustand befindet, in welchem eine Temperatur davon höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, führt die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Verzögerungs-Einstellung an dem Zylinder durch, welcher sich an dem Einlasshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors unter der Mehrzahl von Zylindern befindet, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt davon auf einen frühe Stufe eines Expansionshubs einzustellen bzw. festzulegen, und die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung verzögert einen Zündzeitpunkt des Zylinders auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist.
  • Selbst nachdem der Motorstart beginnt und der Hydraulikdruck, welcher zu dem Mechanismus variabler Ventilphase zugeführt wird, den vorbestimmten Wert überschreitet, führt die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Nicht-Verzögerungs-Einstellung an dem Einlassventil durch, um den Schließzeitpunkt davon auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher einzustellen bzw. festzulegen, bis der Motorstart abgeschlossen ist.
  • Hier kann der Ausdruck ”die frühe Stufe des Expansionshubs” die frühe Stufe des Expansionshubs sein, wenn beispielsweise der Expansionshub in vier Stufen einer frühen, früh-mittleren, mittleren und abschließenden Stufe unterteilt ist bzw. wird. Darüber hinaus beinhaltet der Ausdruck ”der Schließzeitpunkt des Einlassventils wird auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher eingestellt” ein Halten bzw. Beibehalten des Schließzeitpunkts des Einlassventils auf dem vorbestimmten Zeitpunkt und ein Vorrücken bzw. Vorstellen des Schließzeitpunkts des Einlassventils relativ zu dem vorbestimmten Zeitpunkt. D. h., da ein effektives bzw. wirksames Verdichtungsverhältnis reduziert wird, wenn der Schließzeitpunkt des Einlassventils, welcher eingestellt bzw. festgelegt ist, um nach dem unteren Totpunkt des Einlasses zu liegen, relativ zu dem vorbestimmten Zeitpunkt verzögert wird, wird bei der obigen Konfiguration das effektive Verdichtungsverhältnis beibehalten oder erhöht, indem der Schließzeitpunkt des Einlassventils relativ zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nicht verzögert wird, welcher eingestellt ist, um nach dem unteren Totpunkt des Einlasses zu liegen.
  • Gemäß dieser Konfiguration verriegelt der Mechanismus variabler Ventilphase des Einlassventils den Schließzeitpunkt des Einlassventils auf den Zeitpunkt (zwischenliegenden Zeitpunkt) zwischen dem am meisten vorgestellten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt nach dem unteren Totpunkt des Einlasses. Da der verriegelte bzw. eingestellte Zeitpunkt dem vorbestimmten Zeitpunkt entspricht, welcher den Kaltstart des Motors ermöglicht, wird das effektive Verdichtungsverhältnis vergleichsweise hoch bei dem Motorstart, in dem der vorbestimmte Hydraulikdruck nicht zu dem Mechanismus variabler Ventilphase zugeführt wird und der Schließzeitpunkt des Einlassventils auf den vorbestimmten Zeitpunkt verriegelt wird.
  • Wenn sich der Motor bei dem Motorstart in dem Hochtemperaturzustand befindet, in welchem die Temperatur davon höher als die vorbestimmte Temperatur aufgrund des vergleichsweise hohen effektiven Verdichtungsverhältnisses ist, wie dies oben beschrieben ist, tritt eine Vorzündung leicht auf. Daher führt die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Verzögerungs-Einstellung an dem Zylinder durch, welcher sich an dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors unter der Mehrzahl von Zylindern befindet, um insbesondere den Zeitpunkt einer ersten Kraftstoffeinspritzung davon auf den Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs und nach dem oberen Totpunkt der Verdichtung einzustellen bzw. festzulegen. In dem Zylinder, welcher sich an dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet, kann, obwohl Hochtemperatur-Einlassluft bei dem Motorstart komprimiert bzw. verdichtet wird und eine Verdichtungsendtemperatur ansteigt, indem der Kraftstoff nicht in den Zylinder während des Verdichtungshubs eingespritzt wird, eine Vorzündung während des Verdichtungshubs sicher vermieden werden. Durch ein nachfolgendes Durchführen der Zündung zu dem Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, wird die Verbrennung gestartet. Wie dies oben beschrieben ist, kann, da die Temperatur des Motors vergleichsweise hoch ist und der effektive Verdichtungshub vergleichsweise hoch ist, der Kraftstoff, welcher in den Zylinder zu dem Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingespritzt wird, sanft verdampfen und zerstäuben. Als ein Resultat können die Zündung und die Verbrennung zu jeweiligen vergleichsweise frühen Zeitpunkten an dem Expansionshub durchgeführt werden. Dies erhöht ein Startdrehmoment und ist vorteilhaft bei einem prompten bzw. raschen Start.
  • Hier kann die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzungen und die Zündungen der Mehrzahl von Zylindern sequentiell bzw. aufeinanderfolgend bei dem Motorstart durchführen (der Start hierin beinhaltet nicht nur einen automatischen Motorstart nach einem automatischen Motorstopp, mit anderen Worten einen Neustart, sondern auch einen erzwungenen Start, welcher durch einen Fahrer des Fahrzeugs eingeleitet wird). Spezifisch kann die Startvorrichtung zuerst die Einspritzungen des Kraftstoffs und die Zündungen im Inneren der Zylinder durchführen, welche sich jeweils an einem Expansionshub und Verdichtungshub bei bzw. zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befinden, und nachfolgend kann die Startvorrichtung auch die Einspritzungen eines Kraftstoffs und die Zündungen im Inneren der Zylinder durchführen, welche sich jeweils an dem Einlasshub und dem Auslasshub bei dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befinden und sich bei dem Verdichtungshub nach den jeweiligen Hüben befinden werden. In diesem Fall komprimiert der Zylinder an dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors Hochtemperaturluft im Inneren des Zylinders und daher tritt eine Vorzündung leicht auf. Daher ist, wie dies oben beschrieben ist, die Verzögerungs-Einstellung des Zeitpunkts der ersten Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder auf die frühe Stufe des Expansionshubs im Hinblick auf ein Vermeiden einer Vorzündung bevorzugt. Darüber hinaus kann, da sich der Zylinder bei dem Auslasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors zu dem Verdichtungshub nachfolgend auf den Zylinder verschiebt, welcher sich an bzw. bei dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet, der Zylinder an dem Einlasshub auch darin mit Hochtemperaturluft versorgt werden und diese verdichten. Daher kann auch für den Zylinder an dem Auslasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors die Verzögerungs-Einstellung des Zeitpunkts der ersten Kraftstoffeinspritzung darin auf die frühe Stufe des Expansionshubs durchgeführt werden.
  • Der Motor kann auch einen Startermotor für ein Anwerfen des Motors beinhalten. Wenn sich der Motor bei dem Motorstart in dem Hochtemperaturzustand befindet und sich eine angehaltene Position des Kolbens des Zylinders, welcher sich an einem Verdichtungshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet, an einer Seite eines unteren Totpunkts relativ zu einem mittleren Punkt des Verdichtungshubs befindet, kann die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Verzögerungs-Einstellung an dem Zylinder durchführen, welcher sich bei dem Verdichtungshub unter der Mehrzahl von Zylindern befindet, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe und nach einem oberen Totpunkt der Verdichtung einzustellen, und die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung kann einen Zündzeitpunkt des Zylinders auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs einstellen und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist. Die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung kann auch den Startermotor antreiben.
  • Wenn sich die angehaltene Position des Kolbens in dem Zylinder an dem Verdichtungshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors auf der Seite des unteren Totpunkts relativ zu dem mittleren Punkt des Verdichtungshubs bei dem Motorstart befindet, steigt die Temperatur im Inneren des Zylinders an, wenn die Verdichtung der Luft im Inneren des Zylinders in der Mitte des Verdichtungshubprozesses fortschreitet. Somit gibt es eine Möglichkeit eines Bewirkens einer Vorzündung, wenn der Kraftstoff in diesen Zylinder während des Verdichtungshubs eingespritzt wird. Daher wird entsprechend der angehaltenen Position des Kolbens des Zylinders an dem Verdichtungshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors, wenn sich die angehaltene Position des Kolbens auf der Seite des unteren Totpunkts relativ zu dem mittleren Punkt des Verdichtungshubs befindet, die Verzögerungs-Einstellung an dem Zylinder an dem Verdichtungshub durchgeführt, um den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt davon auf den Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs nach dem oberen Totpunkt der Verdichtung einzustellen, und der Zündzeitpunkt davon wird auf den Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs verzögert und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist. Dadurch kann eine Vorzündung sicher vermieden werden, wie dies oben beschrieben ist.
  • Demgegenüber kann, da die erste Verbrennung des Zylinders, welche sich an dem Verdichtungshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens befindet, nach der frühen Stufe des Expansionshubs durchgeführt wird, das Drehmoment abnehmen, wenn insbesondere der Motorstart beginnt. Daher treibt die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung den Startermotor an, um den Motorstart zu unterstützen. Dadurch wird der Motor prompt bzw. rasch und sicher gestartet.
  • Der Einlassventil-Antriebsmechanismus kann eine hydraulische Spiel- bzw. Totgang-Einstelleinrichtung für ein Einstellen eines Ventilabstands bzw. -freiraums des Einlassventils aufweisen, indem es mit dem Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Versorgungsquelle versorgt wird. Die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung kann die Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts aufheben, nachdem der Motorstart beginnt und Öl zu der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung zugeführt wird.
  • Wenn das Öl nicht zu der hydraulischen Spiel- bzw. Totgang-Einstelleinrichtung zugeführt wird, tritt ein sogenanntes Absinken der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung auf und es steigt ein Ventilabstand an und als ein Resultat wird ein Anheben des Einlassventils vollständig reduziert. Das reduzierte Anheben bzw. der reduzierte Hub verkürzt die offene bzw. Öffnungsperiode des Einlassventils und stellt wesentlich den Schließzeitpunkt vor, welcher auf nach dem unteren Totpunkt des Einlasses eingestellt ist. Somit steigt das effektive Verdichtungsverhältnis des Zylinders an und eine Vorzündung wird leicht bewirkt. Daher verzögert, bevor das Öl zu der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung bei dem Motorstart zugeführt wird, die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des Zylinders, welcher sich an dem Einlasshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors unter der Mehrzahl von Zylindern befindet, wie dies oben beschrieben ist. Somit wird die Vorzündung wirksam vermieden. Andererseits wird, nachdem die hydraulische Spiel-Einstelleinrichtung mit dem Öl versorgt wird, das Absinken der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung eliminiert und somit wird der wesentliche Schließzeitpunkt des Einlassventils entsprechend verzögert (spezifisch ist der Zeitpunkt, zu welchem das Absinken der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung eliminiert wird, jener, nachdem sich das Einlassventil einmal anhebt, da aufgrund der Struktur der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung das Absinken der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung durch die Ölzufuhr eliminiert wird, nachdem sich das Einlassventil einmal anhebt). Das Verzögern des wesentlichen Schließzeitpunkts des Einlassventils bewirkt eine Verringerung des effektiven Verdichtungsverhältnisses des Zylinders und ist vorteilhaft beim Vermeiden einer Vorzündung. Daher wird die Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, welche oben beschrieben ist, aufgehoben. Spezifisch wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt vorgestellt und der Zündzeitpunkt wird auch entsprechend vorgestellt, um das Startdrehmoment zu erhöhen, wobei dies vorteilhaft bei dem raschen Motorstart ist.
  • Es ist festzuhalten, dass in einem Zustand, wo die Temperatur der Einlassluft, welche in die Zylinder einzubringen ist, reduziert ist und das Auftreten einer Vorzündung durch ein Durchführen der Kraftstoffeinspritzungen und der Zündungen an zwei oder mehr der Mehrzahl von Zylindern und ein Einbringen der Einlassluft in zwei oder mehr der Mehrzahl von Zylindern, nachdem der Motorstart beginnt, unterdrückt wird, die Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts (d. h. ein Einspritzen des Kraftstoffs in der frühen Stufe des Expansionshubs) aufgehoben werden kann, selbst bevor das Öl zu der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung zugeführt wird. In diesem Fall kann der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt beispielsweise auf eine abschließende Stufe des Verdichtungshubs eingestellt bzw. festgelegt werden (d. h. die abschließende Stufe, wenn der Verdichtungshub in die vier Stufen einer frühen, früh-mittleren, mittleren und abschließenden Stufe unterteilt ist). Dadurch kann der Motor rascher gestartet werden, während sicher das Auftreten einer Vorzündung vermieden wird.
  • Der Schließzeitpunkt des Einlassventils kann weiter vorgestellt werden, nachdem ein Sinken bzw. Abfallen der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung eliminiert ist.
  • Die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung kann den Schließzeitpunkt des Einlassventils auf dem vorbestimmten Zeitpunkt beibehalten, bis der Motorstart abgeschlossen ist und/oder eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl eine vorbestimmte Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl erreicht.
  • Selbst nachdem der Motorstart beginnt und der Hydraulikdruck zu dem Mechanismus variabler Ventilphase zugeführt wird, wird, bis der Motorstart abgeschlossen ist, der Schließzeitpunkt des Einlassventils auf dem vorbestimmten Zeitpunkt beibehalten. Spezifisch gibt es bei der obigen Konfiguration, da eine Vorzündung durch ein Einstellen bzw. Festlegen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts auf die frühe Stufe des Expansionshubs vermieden wird, keine Notwendigkeit, das effektive Verdichtungsverhältnis durch ein Betätigen bzw. Betreiben des Mechanismus variabler Ventilphase zu reduzieren, um eine Vorzündung zu vermeiden. Im Gegensatz dazu wird durch ein Beibehalten des Schließzeitpunkts des Einlassventils auf dem vorbestimmten Zeitpunkt ohne ein Betätigen des Mechanismus variabler Ventilphase das vergleichsweise hohe effektive Verdichtungsverhältnis beibehalten und es wird somit das Startdrehmoment erhöht, wobei dies vorteilhaft bei dem raschen Motorstart ist.
  • Nachdem der Motor automatisch unter einer vorbestimmten Bedingung angehalten wurde, kann die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung die Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und die Nicht-Verzögerungs-Einstellung des Schließzeitpunkts des Einlassventils bei einem automatischen Starten des Motors aufgrund einer Erfüllung einer vorbestimmten Bedingung durchführen.
  • In bzw. bei dem automatischen Motorstart nach dem automatischen Motorstopp wird, da die Temperatur des Motors vergleichsweise hoch ist, die Verdichtungsendtemperatur erhöht und es gibt eine Möglichkeit eines Bewirkens einer Vorzündung. Die Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts, wie dies oben beschrieben ist, kann wirksam das Auftreten einer Vorzündung bei dem automatischen Motorstart vermeiden. Zusätzlich wird durch die Nicht-Verzögerungs-Einstellung, bei welcher der Schließzeitpunkt des Einlassventils auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher eingestellt bzw. festgelegt ist, das vergleichsweise hohe effektive Verdichtungsverhältnis während des automatischen Motorstarts beibehalten und es kann somit der prompte Start des Motors erzielt werden.
  • Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Hochtemperaturstarts eines Funkenzündungsmotors zur Verfügung gestellt, wobei der Motor umfasst:
    einen hydraulischen Mechanismus einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts eines Einlassventils zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses; und
    eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Zuführen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus variabler Ventilphase;
    wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
    Verriegeln des Schließzeitpunkts des Einlassventils auf einen vorbestimmten Zeitpunkt, welcher zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt liegt, wenn der zugeführte Hydraulikdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert ist;
    Einstellen eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts auf eine frühe Stufe des Expansionshubs und Einstellen eines Einspritzzeitpunkts auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen wird, wenn der Motor in einem Hochtemperaturzustand gestartet wird, in welchem eine Temperatur davon höher als eine vorbestimmte Temperatur ist und sich ein Kolben an einem Einlasshub bei einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet;
    Einstellen des Schließzeitpunkts des Einlassventils auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher, bis eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl eine vorbestimmte Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl erreicht.
  • Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, umfassend auf einem Computer implementierte Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des oben erwähnten Verfahrens durchführen können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Konfiguration eines Funkenzündungs-Mehrzylindermotors und einer Regel- bzw. Steuervorrichtung hiefür illustriert.
  • 2 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Antriebsmechanismus eines Einlassventils illustriert.
  • 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, welches eine Zufuhr- bzw. Versorgungsschaltkreiskonfiguration für einen Hydraulikdruck illustriert, welcher zu einer hydraulischen Spiel- bzw. Totgang-Einstelleinrichtung zuzuführen ist.
  • 4 zeigt Diagramme, welche ein Beispiel einer Änderung einer Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und einer Änderung eines Einlassventil-Schließzeitpunkts in einer Periode von einem automatischen Anhalten zu einem automatischen Starten des Motors illustrieren.
  • 5 ist eine schematische Ansicht, welche Zyklen, Hubkurven von Einlassventilen, Kraftstoffeinspritzzeitpunkte und Zündzeitpunkte von jeweiligen Zylindern illustriert, wenn automatisch der Motor in einem Hochtemperaturzustand gestartet wird.
  • 6 ist eine schematische Ansicht, welche die Zyklen, die Hubkurven der Einlassventile, die Kraftstoffeinspritzzeitpunkte und die Zündzeitpunkte der jeweiligen Zylinder illustriert, wenn automatisch der Motor in einem Niedertemperaturzustand gestartet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
  • Nachfolgend wird eine Startvorrichtung eines Funkenzündungs-Mehrzylindermotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen beschrieben. Es ist festzuhalten, dass die folgende Beschreibung lediglich ein Beispiel ist. Wie dies in 1 illustriert ist, beinhaltet ein Motorsystem einen Motor 1, verschiedene Betätigungsglieder bzw. Stellglieder, welche mit dem Motor 1 assoziiert bzw. diesem zugeordnet sind, verschiedene Sensoren und eine Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 für ein Regeln bzw. Steuern der Betätigungseinrichtungen basierend auf Signalen, welche jeweils von den Sensoren übertragen werden. Der Motor 1 des Motorsystems ist ein Motor mit hohem Verdichtungsverhältnis, von welchem ein geometrisches Kompressions- bzw. Verdichtungsverhältnis zwischen etwa 13:1 und etwa 20:1 liegt (z. B. etwa 14:1).
  • Der Motor 1 ist ein Funkenzündungs-Viertaktmotor. Obwohl nur ein Zylinder in 1 illustriert ist, weist der Motor vier Zylinder auf, beinhaltend einen ersten bis vierten Zylinder 11, welche in Reihe angeordnet sind. Es ist festzuhalten, dass Motoren, auf welche die hierin geoffenbarte Technik anwendbar ist, nicht auf Reihen-Vierzylindermotoren beschränkt sind. Der Motor 1 ist in einem Fahrzeug (z. B. Kraftfahrzeug) installiert, und seine Abtriebswelle ist mit antreibenden bzw. Antriebsrädern über ein Getriebe (nicht illustriert) gekoppelt. Der Abtrieb des Motors 1 wird auf die Antriebsräder übertragen und somit wird das Fahrzeug angetrieben.
  • Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinderblock 12 und einen Zylinderkopf 13, welcher auf dem Zylinderblock 12 angeordnet ist. Die Zylinder 11 sind im Inneren des Zylinderblocks 12 ausgebildet. Wie dies gut bekannt ist, ist eine Kurbelwelle 14 drehbar in dem Zylinderblock 12 über Lagerzapfen und Lager abgestützt. Die Kurbelwelle 14 ist an Kolben 15 jeweils über Pleuel- bzw. Verbindungsstangen 16 gekoppelt.
  • Eine Decke jedes Zylinders 11 ist mit zwei sich neigenden Oberflächen ausgebildet, welche sich von dem im Wesentlichen Zentrum der Decke bis nahe zu einer unteren Endfläche des Zylinderkopfs 13 erstrecken, um eine Dachform, eine sogenannte Pultdachform zu bilden, in welcher die sich neigenden Oberflächen zueinander geneigt sind.
  • Jeder Kolben 15 ist hin- und herbewegbar in den Zylinder 11 eingepasst, um eine Verbrennungskammer 17 gemeinsam bzw. in Zusammenwirken mit dem Zylinder 11 und dem Zylinderkopf 13 zu bilden. Ein Abschnitt einer oberen Fläche, d. h. eine obere Oberfläche des Kolbens 15 ist in ein Trapezoid ausgebildet, welches sich von seinem Umfangsrand- bzw. -kantenabschnitt in Richtung zu seinem Zentrum wölbt, um der Pultdachform der Decke des Zylinders 11 zu entsprechen. Somit wird ein Verbrennungskammervolumen, wenn der Kolben 15 einen oberen Totpunkt der Verdichtung CTDC erreicht, reduziert, um ein hohes geometrisches Verdichtungsverhältnis von etwa 13:1 oder höher zu erzielen. Das wesentliche Zentrum der oberen Fläche des Kolbens 15 ist mit einem Hohlraum 151 ausgebildet, um in eine im Wesentlichen kugelförmige Form bzw. Gestalt konkav ausgebildet bzw. vertieft zu sein. Der Hohlraum 151 ist ausgebildet, um einer Zündkerze 51 gegenüberzuliegen, welche im Wesentlichen an einem zentralen Teil des Zylinders 11 oberhalb des Hohlraums angeordnet ist, um eine Verbrennungsperiode zu verkürzen. Spezifisch weist, wie dies oben beschrieben ist, der Motor 1 mit hohem Verdichtungsverhältnis den Kolben 15 mit der gewölbten oberen Fläche bzw. Seite derart auf, dass, wenn der Kolben 15 den CTDC erreicht, ein Spalt zwischen der oberen Fläche des Kolbens 15 und der Decke des Zylinders 11 extrem klein wird. Daher wird in einem Fall, wo der Hohlraum 151 nicht ausgebildet ist, eine ursprüngliche bzw. Ausgangsflamme durch die obere Fläche des Kolbens 15 beeinflusst, und als ein Resultat steigt ein Kühlverlust an und somit wird eine Flammenpropagation bzw. -ausbreitung unterbrochen und eine Verbrennungsgeschwindigkeit nimmt ab. Demgegenüber verhindert mit dem Hohlraum 151 dieser die Beeinflussung der Ausgangsflamme und verhindert nicht ihr Wachsen, und somit steigt die Geschwindigkeit der Flammenpropagation bzw. -verbreitung und die Verbrennungsperiode kann verkürzt werden. Dies ist vorteilhaft beim Unterdrücken eines Klopfens und trägt zu einer Erhöhung eines Drehmoments durch einen vorgerückten bzw. vorgestellten Zündzeitpunkt bei.
  • Eine Einlassöffnung 18 und eine Auslassöffnung 19 sind für jeden Zylinder 11 in dem Zylinderkopf 13 ausgebildet und jede Öffnung bzw. jedes Port kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit der Verbrennungskammer 17. Ein Einlassventil 21 und ein Auslassventil 22 sind angeordnet, um die Einlassöffnung 18 und die Auslassöffnung 19 jeweils von der Verbrennungskammer 17 zu trennen (zu schließen). Das Einlass- und Auslassventil 21 und 22 werden jeweils durch einen Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 und einen Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 angetrieben. Somit bewegen sich das Einlass- und Auslassventil 21 und 22 zu jeweiligen vorbestimmten Zeitpunkten hin und her, um die Einlass- und Auslassöffnung 18 und 19 zu öffnen und zu schließen.
  • Der Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 und der Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 weisen jeweils eine Einlassnockenwelle 31 und eine Auslassnockenwelle 41 auf. Die Nockenwellen 31 und 41 sind mit der Kurbelwelle 14 über einen gut bekannten eine Kraft übertragenden Mechanismus (z. B. Ketten/Ritzel-Mechanismus) gekoppelt. Wie dies gut bekannt ist, führt der eine Leistung bzw. Kraft übertragende Mechanismus eine vollständige Rotation der Nockenwellen 31 und 41 durch, während zwei vollständige Rotationen der Kurbelwelle 14 durchgeführt werden.
  • 2 illustriert die Konfiguration des Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 in größerem Detail. Es ist festzuhalten, dass, da der Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 eine ähnliche Konfiguration zu dem Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 aufweist, die Beschreibung davon unten weggelassen wird. Der Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 ist als ein Kipphebeltyp konfiguriert, welcher einen Schwungarm bzw. -hebel beinhaltet. Es ist festzuhalten, dass, obwohl das Einlassventil 21 in 2 derart illustriert ist, dass sich ein Schaft davon in Aufwärts- und Abwärts-Richtungen der Zeichnung (in einer zentralen Achse des Zylinders 11) erstreckt, das Einlassventil 21 im Inneren des Zylinderkopfs 13 schräg relativ zu einer zentralen Achse des Zylinders 11 angeordnet ist.
  • Das Einlassventil 21 wird normalerweise durch eine Schraubenfeder 301 gepresst bzw. gedrückt, um nach oben (in einer Ventilschließrichtung) beaufschlagt zu sein.
  • Wenn das Einlassventil 21 durch die Einlassnockenwelle 31 über einen Schwinghebeltyp-Kniehebelarm 302 angetrieben wird, wird es nach unten entgegen einer drückenden Kraft der Feder 301 gedrückt bzw. geschoben.
  • Der Kniehebel 302 ist ein Rollen- bzw. Walzen-Kniehebel, welcher eine Rolle bzw. Walze an einer kontaktierenden Oberfläche mit dem Nocken angeordnet aufweist, und ist angeordnet, um sich in einer Breitenrichtung des Motors 1 zu erstrecken. Zwischen beiden Endteilen des Kniehebels 302 in einer Längsrichtung drückt das Endteil vergleichsweise näher zu dem Zentrum des Zylinders (Endteil auf der linken Seite der Zeichnung in 2) das Ende des Schafts des Einlassventils 21 nach unten, während das andere Ende des Kniehebels 302 schwenkbar durch ein Endschwenk- bzw. -zapfenglied abgestützt ist bzw. wird.
  • Der Endzapfen ist mit einer hydraulischen Spiel- bzw. Totgang-Einstelleinrichtung (HLA) 303 konfiguriert. Obwohl eine detaillierte Illustration der HLA 303 weggelassen ist, da die Konfiguration davon gut bekannt ist, ist bzw. wird die HLA 303 mit Öl versorgt und stellt einen Ventilspielraum bzw. -freiraum ein, um Null zu sein. Spezifisch verlängert sich die HLA 303, indem sie mit dem Öl versorgt wird, um den Kniehebel 302 in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn in 2 zu drehen, und somit wird der Freiraum bzw. Abstand zwischen dem Endteil des Kniehebels 302 und dem Ende des Schafts des Einlassventils 21 auf Null eingestellt.
  • 3 illustriert konzeptionell einen Zufuhr- bzw. Versorgungskreislauf 8 eines hydraulischen bzw. Hydraulikdrucks, welcher zu der HLA 303 zuzuführen ist. Die HLA 303 des Einlassventils 21 des Zylinders 11 wird mit Öl von einer Ölpumpe 81, welche gekoppelt ist, um durch die Kurbelwelle 14 des Motors 1 angetrieben zu werden, durch einen Hauptöldurchlass 82, welcher im Inneren des Zylinderblocks 12 vorgesehen ist, und einen Suböldurchlass 83 versorgt, welcher im Inneren des Zylinderkopfs 13 vorgesehen ist. Aufgrund der Struktur der HLA 303 verlängert sich die HLA 303 durch das Motoröl, welches in eine Ölkammer im Inneren der HLA 303 gefüllt ist bzw. wird, nachdem das Einlassventil 21 einmal öffnet. Daher wird, wenn ein Motorstart beginnt, die HLA 303 nicht erstreckt bzw. verlängert, da das Öl in der Ölkammer der HLA 303 abgezogen wird, und, nachdem das Einlassventil 21 einmal danach geöffnet ist bzw. wird, verlängert sich die HLA 303. Daher steigt, wenn die HLA 303 nicht bei dem Motorstart verlängert wird (nachfolgend kann dieser Zustand der HLA 303 als ein Sinken bzw. Absinken der HLA 303 bezeichnet werden), der Ventilfreiraum an und als ein Resultat wird ein Hub des Einlassventils 21 allgemein kleiner und eine Öffnungsperiode des Einlassventils 21 wird wesentlich kürzer.
  • Der Einlassventil-Antriebsmechanismus 30 beinhaltet einen variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase bzw. phasenvariablen Mechanismus des Einlassventils für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Einlassventils 21. Der Auslassventil-Antriebsmechanismus 40 beinhaltet einen variablen Mechanismus 42 der Auslassventilphase bzw. phasenvariablen Mechanismus des Auslassventils für ein Ändern von Öffnungs- und Schließzeitpunkten des Auslassventils 22. In dieser Ausführungsform besteht der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase aus einem variablen Mechanismus der Hydraulikphase bzw. phasenvariablen Hydraulikmechanismus (variable Ventilsteuerung: VVT), welcher fähig ist, kontinuierlich eine Phase der Einlassnockenwelle 31 innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs zu ändern. Der variable Mechanismus 42 der Auslassventilphase besteht aus einer VVT, welche fähig ist, kontinuierlich eine Phase der Auslassnockenwelle 41 innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs zu ändern. Der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase kann ein effektives Verdichtungs- bzw. Kompressionsverhältnis durch ein Ändern des Schließzeitpunkts des Einlassventils 21 einstellen.
  • Spezifisch ändert der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten bzw. vorgestellten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem ursprünglichen unteren Totpunkt IBDC, wie dies durch ”VVT Betriebsbereich” in 4 angedeutet ist. Der am meisten vorgestellte Zeitpunkt ist bzw. wird beispielsweise auf zwischen etwa 30° bis etwa 50°CA nach dem unteren Totpunkt ABDC eingestellt, und der am meisten verzögerte Zeitpunkt ist bzw. wird beispielsweise auf zwischen etwa 100° bis etwa 120°CA ABDC eingestellt. Es ist festzuhalten, dass der Ventilschließzeitpunkt als der Hub von 1 mm definiert ist bzw. wird (gleiches gilt unten).
  • Darüber hinaus arbeitet der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase (nicht im Detail illustriert), indem er mit dem Hydraulikdruck von der motorgetriebenen Ölpumpe 81 versorgt wird. Wenn der zugeführte bzw. gelieferte Hydraulikdruck unter einem vorbestimmten Wert liegt, verriegelt der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf einen vorbestimmten zwischenliegenden verriegelten Zeitpunkt zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt. Um einen Kaltstart des Motors 1 zu ermöglichen, entspricht dieser zwischenliegende verriegelte Zeitpunkt dem Schließzeitpunkt, welcher das effektive Verdichtungsverhältnis vergleichsweise hoch macht, und wird auf der BDC Seite (z. B. zwischen etwa 70 bis etwa 90°CA ABDC) relativ zu dem mittleren Punkt des Verdichtungshubs (etwa 90°CA) eingestellt bzw. festgelegt, wie dies in 4 illustriert ist.
  • Hier wird, wie dies oben beschrieben ist, wenn sich die HLA 303 in dem abgesenkten Zustand befindet, da die Öffnungs- bzw. Offenperiode des Einlassventils 21 im Wesentlichen kurz ist, der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21, welcher auf nach dem IBDC eingestellt ist, im Wesentlichen vorgestellt. Das Vorstellausmaß beträgt etwa 30°CA etc. Bei dem Motorstart, in welchem sich die HLA 303 in dem abgesenkten Zustand befindet, steigt als ein Resultat davon, dass der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf vor dem zwischenliegenden verriegelten Zeitpunkt des variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase vorgestellt wird, das effektive Verdichtungsverhältnis stärker an.
  • Zurückkehrend zu 1 weist ein Kraftstoffeinspritzventil 53 eine gut bekannte Struktur unter Verwendung beispielsweise eines Trägers auf und ist bzw. wird an einer Seite (Einlassseite in 1) des Zylinderkopfs 13 in dieser Ausführungsform festgelegt. Der Motor 1 ist ein Direkteinspritzungsmotor, welcher direkt Kraftstoff in den Zylinder 11 einspritzt, und eine Spitze des Kraftstoffeinspritzventils 53 ist unterhalb der Einlassöffnung 18 in einer Aufwärts- und Abwärts-Achse und in einem Umfangsquerschnitt des Zylinders 11 in einer Links- und Rechts-Achse positioniert, um in Richtung zum Inneren der Verbrennungskammer 17 gerichtet zu sein. Es ist festzuhalten, dass die Anordnung des Kraftstoffeinspritzventils 53 nicht darauf beschränkt ist. In dieser Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 53 ein Kraftstoffeinspritzventil mit mehreren Löchern (MHI) (z. B. sechs Löchern). Obwohl die Orientierung jedes Lochs nicht illustriert ist, erweitert sich das Loch in Richtung zu einem Ende einer externen Öffnung des Lochs in seiner Achse, so dass der Kraftstoff eingespritzt werden kann, um sich vollständig in dem Zylinder 11 zu verteilen. Das MHI ist vorteilhaft dahingehend, dass der Kraftstoff bei einem vergleichsweise hohen Druck eingespritzt werden kann, da ein Durchmesser eines einzelnen Lochs aufgrund der Tatsache klein ist, dass die Einspritzeinrichtung mehrere Löcher aufweist, und dass die Mischleistung des Kraftstoffs verbessert ist bzw. wird und eine Verdampfung bzw. Verdunstung und Zerstäubung des Kraftstoffs unterstützt werden, da sich das Loch aufweitet, um den Kraftstoff einzuspritzen, um sich vollständig in dem Zylinder 11 zu verteilen. Daher ist, wenn der Kraftstoff an dem Einlasshub eingespritzt wird, das MHI vorteilhaft im Hinblick auf ein Verbessern der Mischleistung des Kraftstoffs unter Verwendung eines Einlassstroms im Inneren des Zylinders 11 und der Unterstützung der Verdampfung und Zerstäubung des Kraftstoffs. Demgegenüber ist, wenn der Kraftstoff an dem Verdichtungshub eingespritzt wird, das MHI vorteilhaft im Hinblick auf ein Kühlen im Inneren des Zylinders 11 mit Gas aufgrund der unterstützten Verdampfung und Zerstäubung des Kraftstoffs. Es ist festzuhalten, dass das Kraftstoffeinspritzventil 53 nicht auf das MHI beschränkt ist.
  • Ein Kraftstoffzufuhrsystem 54 beinhaltet eine Hochdruckpumpe (Kraftstoffpumpe) für ein Erhöhen eines Drucks des Kraftstoffs und ein Zuführen desselben zu dem Kraftstoffeinspritzventil 53, eine Leitung und/oder einen Schlauch für ein Zuführen des Kraftstoffs von dem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe und eine elektrische Schaltung für ein Antreiben des Kraftstoffeinspritzventils 53. Die Kraftstoffpumpe wird durch den Motor 1 in dieser Ausführungsform angetrieben. Es ist festzuhalten, dass die Kraftstoffpumpe eine elektrische Pumpe sein kann. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 53 der Mehrlochtyp ist, ist bzw. wird der Kraftstoffeinspritzdruck vergleichsweise hoch eingestellt, um den Kraftstoff von den kleinen Löchern einzuspritzen. Die elektrische Schaltung erhält bzw. empfängt ein Regel- bzw. Steuersignal von der Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung bzw. dem Motor-Controller 100 und betreibt das Kraftstoffeinspritzventil 53, um eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff in die Verbrennungskammer 17 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt einzuspritzen. Hier stellt das Kraftstoffzufuhrsystem 54 den Kraftstoffdruck hoch gemäß einem Anstieg der Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl ein. Zusätzlich dazu, dass die Menge des Kraftstoffs, welche in den Zylinder 11 einzuspritzen ist, gemäß dem Anstieg der Motordrehzahl ansteigt, ist der erhöhte Kraftstoffdruck vorteilhaft bei einem Verdampfen und Zerstäuben des Kraftstoffs und einem Verkürzen einer Pulsbreite gemäß der Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzventils 53 soweit wie möglich.
  • Die Einlassöffnung 18 steht in Verbindung mit einem Druckausgleichsbehälter 55a über einen Einlasspfad 55b im Inneren eines Einlassverteilers 55. Ein Einlassstrom bzw. -fluss von einer Luftreinigungseinrichtung (nicht illustriert) tritt durch einen Drosselkörper 56 hindurch und führt zu dem Druckausgleichsbehälter 55a. Ein Drosselventil 57 ist in dem Drosselkörper 56 angeordnet und das Drosselventil 57 drosselt, wie dies gut bekannt ist, den Einlassstrom in Richtung zu dem Druckausgleichsbehälter 55a, um die Fluss- bzw. Strömungsrate davon einzustellen. Ein Drosselstellglied 58 erhält ein Regel- bzw. Steuersignal von der Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 und stellt eine Öffnung des Drosselventils 57 ein.
  • Die Auslassöffnung 19 steht, wie dies gut bekannt ist, in Verbindung mit einem Durchtritt im Inneren eines Auslassrohrs durch einen Auslasspfad im Inneren eines Auslassverteilers 60. Der Auslassverteiler 60 ist, obwohl dies nicht illustriert ist, derart strukturiert, dass verzweigte Auslassdurchtritte, welche jeweils mit der Auslassöffnung 19 jedes Zylinders 11 verbunden sind, ausgebildet sind, die verzweigten Auslassdurchtritte, welche mit Zylindern verbunden sind, deren Auslassreihenfolge nicht benachbart zueinander ist, sich jeweils in den ersten Verteilerquerschnitten bzw. -abschnitten vereinigen, zwischenliegende Auslassdurchtritte stromabwärts von den jeweiligen ersten Verteilerquerschnitten ausgebildet sind und sich die zwischenliegenden Auslassdurchtritte in einem zweiten Verteilerabschnitt vereinigen. Mit anderen Worten wird ein sogenanntes 4-2-1 Layout für den Auslassverteiler 60 des Motors 1 angewandt.
  • Darüber hinaus ist der Motor 1 mit einem Startermotor 20 für ein Durchführen eines Anwerfens bei dem Motorstart versehen.
  • Die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 ist eine Regel- bzw. Steuereinrichtung bzw. ein Controller, welche(r) hauptsächlich mit einem gut bekannten Mikrocomputer ausgebildet bzw. konfiguriert ist, welcher eine zentrale Prozesseinheit (CPU) für ein Ausführen von Programmen, einen Speicher, welcher beispielsweise mit einem RAM und einem ROM ausgebildet ist und für ein Speichern von Programmen und Daten dient, und einen Eingabe/Ausgabe (I/O) Bus für ein Eingeben und Ausgeben von elektrischen Signalen beinhaltet.
  • Die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 empfängt verschiedene Eingaben, beinhaltend eine Einlassfluss- bzw. -strömungsrate und eine Einlasstemperatur von einem Luftstromsensor 71, einen Einlassverteilerdruck von einem Einlassluft-Drucksensor 72, Kurbelwellenwinkel-Pulssignale von zwei Kurbelwellenwinkelsensoren 73 und 74, von welchen Phasen relativ zueinander um eine festgelegte Größe versetzt sind, ein Nockenwinkelsignal von einem Nockenwinkelsensor 79, welcher an der Nockenwelle vorgesehen ist, und eine Motorwassertemperatur von einem Wassertemperatursensor 78. Die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 berechnet die Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl basierend auf den Kurbelwellenwinkel-Pulssignalen, etc. Darüber hinaus führt die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 eine Detektion einer gestoppten bzw. angehaltenen Position des Kolbens 15 und eine Zylinderidentifikation basierend auf den Kurbelwellenwinkel-Pulssignalen von den zwei Kurbelwellenwinkelsensoren 73 und 74 und auf dem Nockenwinkelsignal durch. Die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 empfängt ein Beschleunigungspedalöffnungssignal von einem Beschleunigungspedalöffnungssensor 75 für ein Detektieren eines niedergedrückten Ausmaßes eines Beschleunigungspedals. Darüber hinaus wird der Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeugsensor 76 für ein Detektieren einer Drehzahl bzw. Rotationsgeschwindigkeit einer Abtriebswelle eines Getriebes eingegeben. Zusätzlich ist der Zylinderblock 12 mit einem Klopfsensor 77 versehen, bestehend aus einem Beschleunigungssensor für ein Umwandeln einer Vibration bzw. Schwingung des Zylinderblocks 12 in ein Spannungssignal und ein Ausgeben desselben, und das Spannungssignal wird auch der Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 eingegeben.
  • Basierend auf den Eingaben, wie dies oben beschrieben ist, berechnet die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 die folgenden Regel- bzw. Steuerparameter des Motors 1, wie beispielsweise ein Ziel-Drosselöffnungssignal, einen Ziel-Kraftstoffeinspritzpuls, ein Ziel-Zündsignal und ein Ziel-Ventilphasenwinkelsignal. Darüber hinaus gibt die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 diese Signale beispielsweise an das Drosselstellglied 58, das Kraftstoffzufuhr- bzw. -versorgungssystem 54, ein Zündsystem 52 und die variablen Mechanismen 32 und 42 der Einlass- und Auslassventilphase aus. Die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 gibt auch ein Antriebssignal an den Startermotor 20 bei dem Motorstart aus.
    (Automatische Anhalteregelung bzw. -steuerung und automatische Startregelung bzw. -steuerung des Motors)
  • Wenn eine vorbestimmte Motorstopp- bzw. -anhaltebedingung erfüllt ist, stoppt das Motorsystem die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 53 und stoppt den Zündvorgang der Zündkerze 51, um automatisch den Motor 1 zu stoppen bzw. anzuhalten. Darüber hinaus führt, wenn eine vorbestimmte Motorneustartbedingung nach dem automatischen Anhalten des Motors erfüllt ist, das Motorsystem eine Regelung bzw. Steuerung eines automatischen Neustartens des Motors 1 durch. In bzw. bei dem automatischen Anhalten des Motors wird, um eine Widerstandskraft gegenüber der Bewegung der Kolben 15 der Zylinder 11 jeweils an dem Verdichtungshub und dem Expansionshub in Richtung zu dem TDC zu erhöhen, eine Regelung bzw. Steuerung durchgeführt, welche das Drosselventil 57 auf einen vorbestimmten Schließzustand für eine vorbestimmte Zeitperiode während einer Anhaltebetätigungs- bzw. -betriebsperiode des Motors 1 einstellt, so dass Einlassluftmengen für wenigstens die Zylinder 11 derart erhöht werden, dass insbesondere der Zylinder 11 an dem Expansionshub mit einer möglichst großen Menge der Einlassluft versorgt wird.
  • Bei einem Neustarten des automatisch angehaltenen Motors 1 führt die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 (entsprechend der Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung) eine Neustartregelung bzw. -steuerung eines Betreibens des Startermotors 20 von einem Neustart-Startzeitpunkt des Motors 1 und eines Durchführens der folgenden Verbrennungsregelung bzw. -steuerung durch.
  • Nachfolgend wird die Neustartregelung bzw. -steuerung, welche durch die Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung 100 durchgeführt wird, im Detail unter Bezugnahme auf 4 bis 6 beschrieben. 4 illustriert ein Beispiel einer Änderung der Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl (oberes Diagramm) und des Schließzeitpunkts des Einlassventils 21, welcher durch den variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase (unteres Diagramm) von dem automatischen Anhalten über den automatischen Start zu dem Abschluss des automatischen Starts des Motors 1 eingestellt bzw. festgelegt wird. Darüber hinaus ist 5 eine Ansicht, welche Zyklen, Hubkurven der Einlassventile 21, Kraftstoffeinspritzzeitpunkte und Zündzeitpunkte der jeweiligen Zylinder 11 illustriert, wenn der Motor 1 automatisch in einem Hochtemperaturzustand gestartet wird, wo die Temperatur des Motors 1 höher als eine vorbestimmte Temperatur ist. 6 ist eine Ansicht, welche die Zyklen, die Hubkurven der Einlassventile 21, die Kraftstoffeinspritzzeitpunkte und die Zündzeitpunkte der jeweiligen Zylinder 11 illustriert, wenn der Motor 1 automatisch in einem Niedrigtemperaturzustand gestartet wird, wo die Motortemperatur niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist. Die vorbestimmte Temperatur ist bzw. wird geeignet auf etwa 35 bis etwa 40°C eingestellt, und in dieser Ausführungsform wird der Temperaturzustand des Motors 1 bei dem Motorstart basierend auf der Motorwassertemperatur detektiert, welche durch den Wassertemperatursensor 78 detektiert wird. Es ist festzuhalten, dass anstelle der Motorwassertemperatur der Temperaturzustand des Motors 1 bei dem Motorstart basierend auf einer Temperatur des Motoröls (d. h. Öltemperatur) detektiert bzw. festgestellt werden kann.
  • Zuerst stoppt, wie dies oben beschrieben ist, nachdem der Motor 1 automatisch angehalten wird, da die automatische Anhaltebedingung des Motors 1 erfüllt ist, der Antrieb der Ölpumpe 81. Somit wird der Öldruck, welcher zu dem variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase zugeführt wird, niedriger als der vorbestimmte Druck. Der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase fixiert den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf den zwischenliegenden verriegelten Zeitpunkt. Somit wird, wie dies in 4 illustriert ist, der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf die Seite des BDC relativ zu dem mittleren Punkt des Verdichtungshubs eingestellt bzw. festgelegt. Daher wird das effektive Verdichtungsverhältnis relativ hoch bei dem Motorstart. Darüber hinaus wird, da das Öl in der HLA 303 nach dem automatischen Anhalten des Motors abgezogen wird, die HLA 303 der abgesenkte Zustand, und wenn der automatische Start des Motors beginnt, wird, wie dies durch die unterbrochene Linie in 4 angedeutet ist, der wesentliche Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 weiter vorgestellt bzw. vorgerückt, und das effektive Verdichtungsverhältnis wird weiter erhöht.
  • Bei dem automatischen Start, da die automatische Startbedingung des Motors 1 erfüllt ist, werden, wenn sich der Motor 1 in dem Hochtemperaturzustand befindet, in welchem die Temperatur höher als die vorbestimmte Temperatur ist, wie dies in 5 illustriert ist, Kraftstoffeinspritzungen F1 und F2 an dem #2 Zylinder und dem #1 Zylinder durchgeführt, welche sich jeweils an dem Expansionshub und dem Verdichtungshub zu dem Anhaltezeitpunkt des Motors 1 befinden. Dann werden Zündungen S1 und S2 aufeinanderfolgend daran durchgeführt, um den Motor 1 in der normalen Rotationsrichtung anzutreiben. Durch ein Durchführen der Kraftstoffeinspritzungen und der Verbrennungen an den Zylindern 11 an dem Expansionshub und dem Verdichtungshub, wie dies oben beschrieben ist, wird der prompte bzw. rasche Start des Motors 1 erzielt.
  • Bei dem Hochtemperaturstart des Motors wird für den #3 Zylinder, von welchem der erste Hub nach dem ersten TDC in dem Motor der Verdichtungshub ist (d. h. der Zylinder 11, welcher sich an dem Einlasshub zu dem angehaltenen bzw. Anhaltezeitpunkt des Motors 1 befindet), und den #4 Zylinder (d. h. den Zylinder 11, welcher sich an dem Auslasshub bei dem angehaltenen Zeitpunkt des Motors 1 befindet) die Einlassluft mit einer vergleichsweise hohen Temperatur darin angesaugt und komprimiert bzw. verdichtet, und es ist bzw. wird auch, wie dies oben beschrieben ist, das effektive Verdichtungsverhältnis relativ hoch, da der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf den zwischenliegenden verriegelten Zeitpunkt fixiert und die HLA 303 absinkt. Daher werden eine Verdichtungsendtemperatur und ein Verdichtungsenddruck beide erhöht. Ein Durchführen der Kraftstoffeinspritzungen an derartigen #3 und #4 Zylindern an dem Verdichtungshub kann eine Vorzündung bewirken. Es ist festzuhalten, dass jedes ”Li” in 5 konzeptionell die Anhebe- bzw. Hubkurve des Einlassventils 21 anzeigt bzw. andeutet, in welcher jede Hubkurve Li in der dicken durchgezogenen Linie ein Beispiel anzeigt, wo das Anheben bzw. der Hub aufgrund des Absinkens der HLA 303 reduziert ist und die Ventilöffnungsperiode verkürzt ist bzw. wird.
  • Somit wird bei dem Motor 1 in dem Hochtemperaturstart wenigstens für den Zylinder an dem Einlasshub bei dem angehaltenen Zeitpunkt des Motors 1 (den #3 Zylinder in 5) ein Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung F3 auf eine frühe Stufe des Expansionshubs verzögert, und ein Zündzeitpunkt S3 wird auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingestellt und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist. Es ist festzuhalten, dass in dem Beispiel von 5 auch für den Zylinder an dem Auslasshub bei dem angehaltenen Zeitpunkt des Motors 1 (den #4 Zylinder in 5) ein Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung F4 auf die frühe Stufe des Expansionshubs verzögert ist bzw. wird und ein Zündzeitpunkt S4 auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingestellt wird und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist. Hier kann die frühe Stufe des Expansionshubs die frühe Stufe sein, wenn der Expansionshub beispielsweise in vier Stufen einer frühen, frühen-mittleren, mittleren und abschließenden Stufe unterteilt ist bzw. wird. Spezifisch kann der Start der Kraftstoffeinspritzung in geeigneter Weise innerhalb des Bereichs zwischen etwa 0° und etwa 20°CA nach dem oberen Totpunkt ATDC, beispielsweise auf etwa 10°CA ATDC eingestellt bzw. festgelegt werden. Dadurch wird die Vorzündung während des Verdichtungshubs sicher vermieden. Zusätzlich kann, da sich die Temperatur des Motors 1 in dem vergleichsweise hohen Zustand befindet und auch das effektive Verdichtungsverhältnis vergleichsweise hoch ist, selbst wenn der Kraftstoff in den Zylinder 11 zu dem Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingespritzt wird, der Kraftstoff sanft verdampft und zerstäubt werden.
  • Darüber hinaus kann der Zündzeitpunkt basierend auf dem Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt eingestellt werden. Beispielsweise kann er auf den Zeitpunkt eingestellt werden, welcher von dem Kraftstoffeinspritz-Startzeitpunkt um etwa 10 bis etwa 40°CA, wie beispielsweise etwa 30°CA ATDC verzögert ist. Wie dies oben beschrieben ist, kann, da der Kraftstoff, welcher in den Zylinder 11 eingespritzt wird, sanft verdampft und zerstäubt wird, der Zündzeitpunkt vorgestellt bzw. vorgerückt werden, wobei dies zu einem Vorstellen des Verbrennungszeitpunkts innerhalb der Expansionshubperiode und einem Erhöhen des Startdrehmoments führt. Dies ist vorteilhaft bei bzw. in einem raschen Motorstart.
  • Durch ein Durchführen der ersten Verbrennungen der #3 und #4 Zylinder, wie dies oben beschrieben ist, wird die Einlassluft mit der vergleichsweise hohen Temperatur, welche beispielsweise in dem Druckausgleichsbehälter 55a bei dem Motorstart existiert, in den #3 und #4 Zylinder angesaugt, und als ein Resultat kann die Temperatur der Einlassluft, welche in den #2 Zylinder danach anzusaugen ist, relativ verringert bzw. abgesenkt werden. Die Temperaturabnahme führt zu einer Verringerung der Kompressionsendtemperatur und ist vorteilhaft beim Unterdrücken der Erzeugung einer Vorzündung. Somit kann nach einer zweiten Kraftstoffeinspritzung F5 des #2 Zylinders der Einspritzzeitpunkt davon eingestellt werden, um während des Verdichtungshubs anstelle der frühen Stufe des Expansionshubs zu liegen, und die Zündung kann nahe dem CTDC durchgeführt werden. In dem Beispiel von 5 werden die Einspritzzeitpunkte der Kraftstoffeinspritzung F5 des #2 Zylinders und der Kraftstoffeinspritzung F6 des #1 Zylinders beide auf den Verdichtungshub eingestellt bzw. festgelegt.
  • Es ist festzuhalten, dass, wenn die Verdichtungsendtemperatur vergleichsweise hoch ist und es eine Möglichkeit eines Bewirkens einer Vorzündung gibt, wenn die Kraftstoffeinspritzung an dem Verdichtungshub durchgeführt wird, wie dies durch die unterbrochene Linie in 5 angedeutet ist, die Kraftstoffeinspritzung F5 und die Zündung S5 in einem verzögerten Zustand beibehalten werden können, um in der frühen Stufe des Expansionshubs durchgeführt zu werden.
  • Darüber hinaus wird, wenn die zweite Kraftstoffeinspritzung an dem #2 Zylinder durchgeführt wird, die Verdichtungsendtemperatur niedriger im Vergleich zu den ersten Kraftstoffeinspritzungen an dem #3 und #4 Zylinder, wie dies oben beschrieben ist, und dementsprechend nimmt die Möglichkeit des Auftretens einer Vorzündung ab. Somit können selbst in dem Fall eines Beibehaltens der Kraftstoffeinspritzung F5 und der Zündung S5 in verzögerter Form, um in der frühen Stufe des Expansionshubs durchgeführt zu werden, die Kraftstoffeinspritzung F5 und die Zündung S5 näher zu dem CTDC vorgestellt werden. Dadurch kann das Startdrehmoment erhöht werden, während eine Vorzündung vermieden wird, wobei dies bei dem raschen Motorstart vorteilhaft ist.
  • Für das Verzögern der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung, wie dies oben beschrieben ist, kann, basierend beispielsweise auf dem Temperaturzustand des Motors 1 (d. h. der Motorwassertemperatur) bei dem Startzeitpunkt des Motors 1, bestimmt werden, dass es beibehalten wird.
  • Darüber hinaus wird, sobald die Ölpumpe 81 einen Betrieb aufgrund des Beginns des Motorstarts startet und dann das Einlassventil 21 jedes Zylinders 11 einmal öffnet, wie dies durch die unterbrochene Linie in 4 angedeutet ist, das Absinken der HLA 303 jedes Zylinders 11 eliminiert, wenn bzw. da das Öl zu der HLA 303 zugeführt wird, und somit wird das Ventilspiel bzw. der Ventilfreiraum Null. Als ein Resultat wird, wie dies durch jede dünne durchgehende Linie in 5 angedeutet ist, der Hub bzw. das Anheben des Einlassventils 21 erhöht und die Ventilöffnungsperiode wird erstreckt bzw. verlängert. Somit wird der im Wesentlichen vorgestellte Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 verzögert, und das effektive Verdichtungsverhältnis wird entsprechend reduziert. Daher wird, nachdem das Absinken der HLA 303 eliminiert ist, das Verzögern der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung, welches oben beschrieben ist, aufgehoben. In dem Beispiel von 5 entspricht eine zweite Kraftstoffeinspritzung F7 des #3 Zylinders der Kraftstoffeinspritzung, deren Verzögerung aufgehoben ist, und die Kraftstoffeinspritzung F7 wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während des Verdichtungshubs durchgeführt und eine Zündung S7 wird nahe dem CTDC durchgeführt.
  • Andererseits wird aufgrund des Antriebs bzw. Betriebs der Ölpumpe 81 der Hydraulikdruck höher als der vorbestimmte Wert zu dem variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase zugeführt, wobei dies den Betrieb des variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase ermöglicht. Jedoch verbleibt bei bzw. mit dem Motorsystem dieser Ausführungsform, wie dies in 4 illustriert ist, selbst nachdem der Betrieb des variablen Mechanismus 32 der Einlassventilphase ermöglicht wird, der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase in einem nicht-betätigten Zustand, bis die Motordrehzahl N1 erreicht und der Motorstart abgeschlossen ist. Somit wird das effektive Verdichtungsverhältnis vergleichsweise hoch bei dem automatischen Motorstart gehalten, und als ein Resultat kann der rasche Motorstart erzielt werden. Es ist festzuhalten, dass der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 weiter vorgestellt werden kann, insbesondere nachdem das Absinken der HLA 303 eliminiert ist, anstelle dass der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase in dem nicht-betätigten Zustand verbleibt. Dadurch wird der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 nicht verzögert, selbst nachdem das Absinken der HLA 303 eliminiert ist, und das effektive Verdichtungsverhältnis kann weiter höher beibehalten werden.
  • Es ist festzuhalten, dass bei dem oben beschriebenen automatischen Start des Motors der Startermotors 20 angetrieben wird; jedoch kann der Antrieb des Startermotors 20 weggelassen werden.
  • Darüber hinaus steigt zu dem angehaltenen Zeitpunkt des Motors 1, wenn die angehaltene Position des Kolbens 15 des Zylinders an dem Verdichtungshub (des #1 Zylinders in 5) sich auf der BDC Seite relativ zu dem mittleren Punkt des Verdichtungshubs befindet, bei dem automatischen Start des Motors die Temperatur im Inneren des Zylinders 11 signifikant an, wenn bzw. da die Verdichtung der Luft im Inneren des Zylinders 11, welcher sich in der Mitte eines Verdichtungshubprozesses befindet, fortschreitet, und es gibt, wie dies oben beschrieben ist, eine Möglichkeit eines Bewirkens einer Vorzündung, wenn die Kraftstoffeinspritzung F2 während des Verdichtungshubs durchgeführt wird. Daher wird der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt des #1 Zylinders, welcher sich an bzw. bei dem Verdichtungshub zu dem angehaltenen bzw. Anhaltezeitpunkt befindet, auf die frühe Stufe des Expansionshubs eingestellt bzw. festgelegt, wie dies durch die unterbrochene Linie in 5 angedeutet ist, und der Zeitpunkt der Zündung S2 kann auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingestellt werden und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist. In diesem Fall wird das Drehmoment, welches erzeugt wird, wenn der Motorstart beginnt, reduziert, weshalb es bevorzugt ist, dass der Startermotor 20 angetrieben wird, um den Motorstart zu unterstützen. Dadurch kann der rasche und sichere Motorstart erzielt werden.
  • Im Gegensatz zu der Regelung bzw. Steuerung eines automatischen Startens des Motors 1 in dem Hochtemperaturzustand, wie dies oben beschrieben ist, wird bei einem automatischen Starten des Motors 1 in dem Niedrigtemperaturzustand, wo die Temperatur des Motors 1 niedriger als die vorbestimmte Temperatur ist, die Regelung bzw. Steuerung, welche in 6 illustriert ist, durchgeführt. Spezifisch wird bei dem Motorstart in dem Niedrigtemperaturzustand ähnlich zu dem Motorstart in dem Hochtemperaturzustand, da der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf den zwischenliegenden verriegelten Zeitpunkt fixiert und die HLA 303 absinkt, der Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 vorgestellt und das effektive Verdichtungsverhältnis wird relativ hoch. Es ist festzuhalten, dass in dem Niedrigtemperaturzustand des Motors 1, da die Temperatur der Einlassluft, welche in den Zylinder 11 zu saugen ist, vergleichsweise niedrig ist, die Verdichtungsendtemperatur entsprechend reduziert ist bzw. wird. Somit tritt eine Vorzündung nicht leicht auf, selbst wenn der Kraftstoff in den Zylinder 11 während des Verdichtungshubs eingespritzt wird. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Kraftstoff in der frühen Stufe des Expansionshubs ähnlich zu dem Hochtemperaturstart des Motors eingespritzt wird, da die Temperatur des Zylinders 11 niedrig ist, dies nachteilig bei der Verdampfung und der Zerstäubung des Kraftstoffs. Es ist festzuhalten, dass der Niedrigtemperaturzustand hierin den Niedrigtemperaturzustand unter einer Bedingung eines Durchführens des automatischen Anhaltens des Motors bedeutet.
  • Somit wird in dem Niedrigtemperaturzustand das Verzögern der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung, welches oben beschrieben ist, nicht durchgeführt. Spezifisch werden, wie dies in 6 illustriert ist, zuerst die Kraftstoffeinspritzungen F1 und F2 jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten an dem #2 und #1 Zylinder durchgeführt, welche sich jeweils an dem Expansionshub und dem Verdichtungshub zu dem angehaltenen Zeitpunkt des Motors 1 befinden. Dann werden die Zündungen S1 und S2 nachfolgend darauf durchgeführt, um den Motor 1 in der normalen Drehrichtung anzutreiben.
  • Dann werden für den #3 und #4 Zylinder jeweils an dem Einlasshub und dem Auslasshub zu dem angehaltenen Zeitpunkt des Motors 1, verschieden von dem Hochtemperaturstart, die Kraftstoffeinspritzungen F3 und F4 jeweils zu vorbestimmten Zeitpunkten an dem Verdichtungshub durchgeführt und die Zündungen werden nahe dem CTDC durchgeführt. Dies ist ähnlich für die zweite Kraftstoffeinspritzung F5 und danach und die zweite Zündung S5 und danach in dem #2 Zylinder, und für die zweite Kraftstoffeinspritzung F6 und danach und die zweite Zündung S6 und danach in dem #1 Zylinder. Derartige Kraftstoffeinspritzzeitpunkte können jeweils geeignet zwischen beispielsweise etwa 90° und etwa 60°CA BTDC, wie beispielsweise etwa 70°CA BTDC eingestellt werden. Somit ist der Niedrigtemperaturstart des Motors durch ein Vorstellen des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und des Zündzeitpunkts verglichen mit dem Hochtemperaturstart des Motors vorteilhaft beim Erhöhen des Startdrehmoments, während eine Vorzündung vermieden wird, wobei dies auch vorteilhaft bei dem raschen Motorstart ist. Darüber hinaus werden die Kraftstoffeinspritzung F7 und die Zündung S7, nachdem das Absinken der HLA 303 eliminiert ist, auf die vorbestimmten Zeitpunkte an dem Verdichtungshub ähnlich zu dem Hochtemperaturstart des Motors eingestellt.
  • Darüber hinaus kann ähnlich zu dem Hochtemperaturstart des Motors der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 auf dem zwischenliegenden verriegelten Zeitpunkt beibehalten, bis der Motorstart abgeschlossen ist, und es kann, nachdem das Absinken der HLA 303 beispielsweise eliminiert ist, der variable Mechanismus 32 der Einlassventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils 21 vorstellen, um das hohe effektive Verdichtungsverhältnis beizubehalten und die Startleistung bei dem Niedrigtemperaturstart des Motors zu verbessern.
  • Es ist festzuhalten, dass in der obigen Beschreibung das Verzögern der Kraftstoffeinspritzung und der Zündung auf den automatischen Start des Motors 1 angewandt werden; jedoch kann die Verzögerungstechnik auch auf einen erzwungenen Start angewandt werden, in welchem der Motor 1 aufgrund eines Einschaltvorgangs durch einen Fahrer gestartet wird.
  • 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 dass alle Änderungen, welche innerhalb von Beschränkungen und Grenzen der Ansprüche fallen, oder Äquivalente von derartigen Beschränkungen und Grenzen davon durch die Ansprüche umfasst sein sollen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motor
    100
    Motor-Regel- bzw. -Steuereinrichtung bzw. -Controller (Starter)
    11
    Zylinder
    15
    Kolben
    20
    Startermotor
    30
    Einlassventil-Antriebsmechanismus
    303
    HLA (hydraulische Spiel- bzw. Totgang-Einstelleinrichtung)
    32
    variabler Mechanismus der Einlassventilphase
    51
    Zündkerze
    53
    Kraftstoffeinspritzventil
    81
    Ölpumpe (Hydraulikdruck-Zufuhrquelle)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2004-301078 A [0002, 0002, 0003, 0007]
    • JP 2009-041460 A [0003, 0007]

Claims (10)

  1. Funkenzündungsmotor, umfassend: einen hydraulischen Mechanismus (32) einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts eines Einlassventils (21) zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses; und eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Zuführen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus (32) variabler Ventilphase; wobei, wenn der zugeführte Hydraulikdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, der Mechanismus (32) variabler Ventilphase den Schließzeitpunkt des Einlassventils (21) auf einen vorbestimmten Zeitpunkt verriegelt, welcher zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt liegt; wobei ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf eine frühe Stufe des Expansionshubs eingestellt ist und ein Zündzeitpunkt auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs eingestellt ist und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, wenn der Motor in einem Hochtemperaturzustand gestartet wird, in welchem eine Temperatur davon höher als eine vorbestimmte Temperatur ist und sich ein Kolben (15) an einem Einlasshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet; selbst nachdem der Motorstart beginnt und der Hydraulikdruck, welcher zu dem Mechanismus (32) variabler Ventilphase zugeführt wird, den vorbestimmten Wert überschreitet, die Nicht-Verzögerungs-Einstellung des Einlassventils (21) auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher eingestellt ist, bis eine Motordrehzahl eine vorbestimmte Motordrehzahl bzw. -geschwindigkeit (N1) erreicht.
  2. Motor nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend einen Startermotor (20) für ein Anwerfen des Motors, wobei eine Motorregel- bzw. -steuervorrichtung (100) konfiguriert ist, um den Startermotor (20) anzutreiben.
  3. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn sich der Motor bei dem Motorstart in dem Hochtemperaturzustand befindet und eine angehaltene Position des Kolbens des Zylinders (11), welcher sich in einem Verdichtungshub zu dem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet, sich auf einer Seite eines unteren Totpunkts relativ zu einem mittleren Punkt des Verdichtungshubs befindet, eine Verzögerungs-Einstellung an dem Zylinder (11), welcher sich an dem Verdichtungshub unter der Mehrzahl von Zylindern (11) befindet, durchgeführt wird, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt davon auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs und nach einem oberen Totpunkt der Verdichtung einzustellen, und ein Zündzeitpunkt des Zylinders (11) auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs verzögert wird und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist.
  4. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einlassventil-Antriebsmechanismus (30) eine hydraulische Spiel- bzw. Totgang-Einstelleinrichtung (303) für ein Einstellen eines Ventilspielraums des Einlassventils (21) aufweist, indem es mit dem Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Versorgungsquelle versorgt wird, und die Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts aufgehoben wird, nachdem der Motorstart beginnt und Öl zu der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung (303) zugeführt wird.
  5. Motor nach Anspruch 4, wobei der Schließzeitpunkt des Einlassventils (21) weiter vorgestellt wird, nachdem ein Absinken der hydraulischen Spiel-Einstelleinrichtung (303) eliminiert ist.
  6. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schließzeitpunkt des Einlassventils (21) auf dem vorbestimmten Zeitpunkt beibehalten wird, bis der Motorstart abgeschlossen ist und/oder eine Motordrehzahl eine vorbestimmte Motordrehzahl (N1) erreicht.
  7. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, nachdem der Motor automatisch unter einer vorbestimmten Bedingung angehalten ist, eine Verzögerungs-Einstellung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts und eine Nicht-Verzögerungs-Einstellung des Schließzeitpunkts des Einlassventils (21) durchgeführt werden, wenn der Motor aufgrund einer Erfüllung einer vorbestimmten Bedingung automatisch gestartet wird.
  8. Startvorrichtung für einen Funkenzündungs-Mehrzylindermotor, wobei der Motor einen hydraulischen Mechanismus (32) einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts von jedem der Einlassventile (21) zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses; und eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Zuführen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus (32) variabler Ventilphase umfasst; wobei, wenn der zugeführte Hydraulikdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, der Mechanismus (32) variabler Ventilphase den Schließzeitpunkt der Einlassventile (21) auf einen vorbestimmten Zeitpunkt verriegelt, welcher zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt liegt und einen Kaltstart des Motors ermöglicht; wobei die Startvorrichtung eine Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung für ein Regeln bzw. Steuern der Kraftstoffeinspritzventile (53), der Zündkerzen (51) und des Mechanismus (32) einer variablen Ventilphase bei einem Motorstart umfasst, wobei die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung derart konfiguriert ist, dass: wenn sich der Motor bei dem Motorstart in einem Hochtemperaturzustand befindet, in welchem eine Temperatur davon höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Verzögerungs-Einstellung an dem Zylinder (11) durchführt, welcher sich an einem Einlasshub zu einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors unter der Mehrzahl von Zylindern (11) befindet, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt davon auf eine frühe Stufe eines Expansionshubs einzustellen, und die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung einen Zündzeitpunkt des Zylinders (11) auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs verzögert und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen ist, und selbst nachdem der Motorstart beginnt und der Hydraulikdruck, welcher zu dem Mechanismus (32) einer variablen Ventilphase zugeführt wird, den vorbestimmten Wert überschreitet, die Start-Regel- bzw. -Steuereinrichtung eine Nicht-Verzögerungs-Einstellung an dem Einlassventil (21) durchführt, um den Schließzeitpunkt davon auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher einzustellen, bis der Motorstart abgeschlossen ist.
  9. Verfahren zum Regeln bzw. Steuern eines Hochtemperaturstarts eines Funkenzündungsmotors, wobei der Motor umfasst: einen hydraulischen Mechanismus (32) einer variablen Ventilphase für ein Ändern eines Schließzeitpunkts eines Einlassventils (21) zwischen einem vorbestimmten am meisten vorgerückten Zeitpunkt und einem vorbestimmten am meisten verzögerten Zeitpunkt nach einem unteren Totpunkt des Einlasses; und eine motorbetriebene Hydraulikdruck-Versorgungsquelle für ein Zuführen eines vorbestimmten Hydraulikdrucks zu dem Mechanismus (32) variabler Ventilphase; wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Verriegeln des Schließzeitpunkts des Einlassventils (21) auf einen vorbestimmten Zeitpunkt, welcher zwischen dem am meisten vorgerückten Zeitpunkt und dem am meisten verzögerten Zeitpunkt liegt, wenn der zugeführte Hydraulikdruck niedriger als ein vorbestimmter Wert ist; Einstellen eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts auf eine frühe Stufe des Expansionshubs und Einstellen eines Einspritzzeitpunkts auf einen Zeitpunkt in der frühen Stufe des Expansionshubs und nachdem die Kraftstoffeinspritzung abgeschlossen wird, wenn der Motor in einem Hochtemperaturzustand gestartet wird, in welchem eine Temperatur davon höher als eine vorbestimmte Temperatur ist und sich ein Kolben (15) an einem Einlasshub bei einem Zeitpunkt eines Anhaltens des Motors befindet; Einstellen des Schließzeitpunkts des Einlassventils (21) auf den vorbestimmten Zeitpunkt oder früher, bis eine Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl eine vorbestimmte Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl (N1) erreicht.
  10. Computerprogrammprodukt, umfassend auf einem Computer implementierte Instruktionen, welche, wenn auf ein geeignetes System geladen und auf diesem ausgeführt, die Schritte des Verfahrens von Anspruch 9 ausführen können.
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