DE102016101792B4

DE102016101792B4 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016101792B4
Application number: DE102016101792.2A
Authority: DE
Inventors: Susumu Kojima; Yusuke Suzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2036-02-03
Also published as: JP2016151248A; CN105909405A; US20160245196A1; CN105909405B; JP6287889B2; US9856801B2; DE102016101792A1

Abstract

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend:
eine Mehrzylinderverbrennungsmaschine (10) mit,
zumindest zwei Brennkammern (25),
zumindest zwei Einspritzdüsen (39), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, wobei jede der Einspritzdüsen (39) Kraftstoff direkt in die entsprechende Brennkammer (25) einspritzt,
zumindest zwei Zündvorrichtungen (35), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, wobei jede der Zündvorrichtungen (35) eine Zündkerze (37) enthält,
zumindest zwei Einlassventilen (32), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind,
zumindest zwei Auslassventilen (34), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, und
einer Auslasspassage (33, 51, 52), die mit den Brennkammern (25) verbunden ist;
einen Zündschalter (79); und
einen Katalysator (53), der in der Auslasspassage (33, 51, 52) angeordnet ist, wobei der Katalysator (53) eine Oxidationsfunktion hat,
wobei die Steuervorrichtung einen Steuerabschnitt (80) zum Steuern von Kraftstoffeinspritzungen, die durch die Einspritzdüsen (39) ausgeführt werden, und Kraftstoffzündungen, die durch die Zündvorrichtungen (35) ausgeführt werden, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass er eine erste Steuerung ausführt, wenn eine bestimmte Ausführbedingung erfüllt ist,
wobei die bestimmte Ausführbedingung eine Bedingung ist, bei der ein Zustand des Zündschalters (79) von einem An-Zustand auf einen Aus-Zustand verändert wurde, und eine Rotation der Maschine (10) angehalten wurde, und
wobei die erste Steuerung eine Steuerung ist, welche die Einspritzdüse (39) veranlasst, Kraftstoff in die Brennkammer (25) eines bestimmten Zylinders einzuspritzen, in welchem das Einlassventil (32) geschlossen ist und das Auslassventil (34) geöffnet ist, und die Zündvorrichtung (35) veranlasst, den Kraftstoff zu zünden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, das mit einer Mehrzylinderverbrennungsmaschine zum Steuern von Kraftstoffeinspritzungen und Kraftstoffzündungen ausgestattet ist.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein fremdgezündeter Viertakt Ottomotor mit Zylindereinspritzung (Direkteinspritzung) wird in der JP 2005-240568 A beschrieben. Dieser Benzinmotor (nachfolgend als die „herkömmliche Maschine“ bzw. „herkömmliche Motor“ beschrieben) ist derart konfiguriert, dass er Kraftstoff von einer Einspritzdüse in einen Zylinder einspritzt, in welchem Auslassventile geschlossen sind, nachdem ein Betrieb der Maschine stoppt (d.h., nachdem eine Rotation der Maschine stoppt).
Während des Anhaltens des Maschinenbetriebs wird, indem ein Druck des Kraftstoffs, der den Einspritzdüsen zugeführt wird (d.h., ein Kraftstoffdruck), unter einen vordefinierten Druck gesenkt wird, Kraftstoff dadurch daran gehindert von den Einspritzdüsen in Brennkammern auszulaufen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
In der herkömmlichen Maschine wird Kraftstoff, der von der Einspritzdüse eingespritzt wird, nachdem das Stoppen des Maschinenbetriebs erwartet wird, von der Brennkammer zu einer Auslasspassage durch natürliche Konvektion ausgelassen. Jedoch wird der Kraftstoff nur durch natürliche Konvektion nicht ausreichend von der Brennkammer ausgelassen und daher kann, falls Kraftstoff in der Brennkammern verbleibt, eine Abgasemissionseigenschaft bei dem nächsten Maschinenstart abnehmen bzw. sich verschlechtern.
Ein beispielhaftes Verfahren zum emissionsarmen Abstellen eines Ottomotors mit Einspritzventilen und deren anderes Steuergerät sowie mit einem Steuergerät einer Zündanlage und einem Motordrehzahlgeber ist Gegenstand der DE 103 24 032 A1 . Hierbei wird ein Austreten von Kohlenwasserstoffen aus dem Ansaugrohr eines abgestellten Ottomotors dadurch vermieden, dass beim Abstellen des Ottomotors zuerst die Einspritzventile und nach Erreichen des Motorstillstands das Steuergerät der Zündanlage abgestellt werden.
Aus der DE 10 2013 200 554 A1 ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines für ein Wiederanlassen einer Common-Rail-Brennkraftmaschine ausreichenden Raildrucks bekannt, wobei die Brennkraftmaschine in einem Start/Stopp-Betrieb betrieben wird, bei dem die Brennkraftmaschine auf eine Stopp-Anforderung hin abgestellt und auf eine der nachfolgende Start-Anforderung hin wieder angelassen wird. Dieses Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Berechnen der Leckage des Common-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine durch Erfassung wenigstens zweier Druckwerte nach einer Stopp-Anforderung der Brennkraftmaschine und Berechnung einer Approximationskurve für den Druckverlauf auf der Grundlage der wenigstens zwei erfassten Druckwerte, bei einer nachfolgenden Stopp-Anforderung Anhebung eines Raildrucks im Anschluss an die Stopp-Anforderung und/oder während eines sich an die Stopp-Anforderung anschließenden Motorstopps in Abhängigkeit von der berechneten Approximationskurve.
Die DE 10 2010 063 586 A1 befasst sich mit einem Kraftstoffdrucksteuergerät. Hierbei führt, wenn ein Leerlaufreduzierungsnachfrageschalter eingeschaltet ist und die Kraftmaschinendrehzahl abnimmt, die Kraftstoffzuführpumpe Kraftstoff zu einer Common-Rail zu. Wenn ein Differenzialdruck zwischen einem gegenwärtigen Common-Rail-Druck und einem Common-Rail-Solldruck größer als ein bestimmter Schwellenwert ist, dann wird ein Druckverringerungsventil geöffnet, um den Common-Rail-Druck zu verringern.
Eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung für eine Zylindereinspritz-Verbrennungsmaschine, die in der Lage ist, die Neustart-Performance zu verbessern, indem ein Kraftstoffdruck innerhalb einer Kraftstoffzuleitung unmittelbar vor dem Anhalten der Maschine angehoben wird während die Kohlenwasserstoffmenge des Abgases beim Neustart der Maschine unterdrückt werden kann, ist Gegenstand der DE 10 2004 006 523 A1 . Die Einrichtung schließt einen Kraftstoffdrucksensor ein zum Erfassen eines Drucks des dem Kraftstoffinjektor zugeführten Kraftstoffs, eine Kraftstoffdruck-Steuereinrichtung zum steuerbaren Einstellen des erfassten Kraftstoffdrucks als Rückmeldungsinformation und eine Entscheidungsvorrichtung des dem Maschinenanhalten vorangehenden Zustandes zum Treffen einer Entscheidung in Bezug auf einen dem Maschinenanhalten vorangehenden Zustand der Verbrennungsmaschine, wobei die Kraftstoffdruck-Steuervorrichtung eingerichtet ist zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks, nachdem der dem Maschinenanhalten vorangehende Zustand bestimmt worden ist.
Aus der DE 10 2008 007 668 A1 sind schließlich eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems bekannt, bei dem der Kraftstoffdruck abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoffdruck auf einen ersten Wert gesteuert. Beim Vorliegen einer Bedingung wird der Kraftstoffdruck auf einen zweiten Wert gesteuert, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist.
Die vorliegende Erfindung löst das eingangs genannte Problem. Mit anderen Worten ist eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung einer Verbrennungsmaschine vorzusehen, um Kraftstoff ausreichend zu einer Auslasspassage auszulassen, welcher von einer Einspritzdüse bzw. Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, um einen Kraftstoffdruck nach dem Stopp des Maschinenbetriebs zu verringern, um den Kraftstoff durch einen Katalysator zu reinigen.
Eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (nachfolgend als „die Erfindungsvorrichtung“ bezeichnet) wird bei einem Fahrzeug verwendet. Das Fahrzeug weist eine Multizylinderverbrennungsmaschine auf.
Die Maschine hat:

zumindest zwei Brennkammern,
zumindest zwei Einspritzdüsen, die korrespondierend zu den Brennkammern vorgesehen sind, wobei jede der Einspritzdüsen Kraftstoff direkt in die entsprechende Brennkammer einspritzt,
zumindest zwei Zündvorrichtungen, die korrespondierend zu den Brennkammern vorgesehen sind, wobei jede der Zündvorrichtungen eine Zündkerze enthält,
zumindest zwei Einlassventile, die korrespondierend zu den Brennkammern vorgesehen sind,
zumindest zwei Auslassventile, die korrespondierend zu den Brennkammern vorgesehen sind, und
eine Auslasspassage, die mit den Brennkammern verbunden ist.

Das Fahrzeug weist weiter einen Zündschalter und einen Katalysator auf, der in der Auslasspassage angeordnet ist. Der Katalysator hat eine Oxidationsfunktion.
Die Erfindungsvorrichtung weist einen Steuerabschnitt zum Steuern von Kraftstoffeinspritzungen, die durch die Einspritzdüsen durchgeführt werden, und von Kraftstoffzündungen, die durch die Zündvorrichtungen durchgeführt werden, auf. Der Steuerabschnitt ist derart konfiguriert, dass er eine erste Steuerung ausführt, wenn eine bestimmte Ausführungsbedingung erfüllt ist. Die bestimmte Ausführbedingung ist eine Bedingung, bei der ein Zustand des Zündschalters von einem An-Zustand auf einen Aus-Zustand verändert wurde und eine Rotation der Maschine angehalten bzw. gestoppt wurde. Die erste Steuerung ist eine Steuerung, um die Einspritzdüse zu veranlassen, Kraftstoff in die Brennkammer eines bestimmten Zylinders einzuspritzen, in dem das Einlassventil geschlossen ist, und das Auslassventil geöffnet ist und die Zündvorrichtung veranlasst, den Kraftstoff zu zünden.
Gemäß der ersten Steuerung, die durch die Erfindungsvorrichtung ausgeführt wird, wird Kraftstoff in die Brennkammer des bestimmten Zylinders eingespritzt, wenn die bestimmte Ausführbedingung erfüllt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Maschine nicht rotiert, kein Kraftstoff den Einspritzdüsen zugeführt. Daher wird in dem Fall, in dem eine Möglichkeit besteht, dass ein Betrieb der Maschine (nachfolgend als „der Maschinenbetrieb“ bezeichnet) für eine lange Zeit angehalten wurde, nachdem der Zustand des Zündschalters auf den Aus-Zustand geändert wurde, ein Druck des Kraftstoffs, der den Einspritzdüsen zugeführt wird (nachfolgend wird dieser Druck als „der Kraftstoffdruck“ bezeichnet) verringert. Daher wird der Kraftstoff daran gehindert aus den Einspritzdüsen in die Brennkammer während dem Stopp des Maschinenbetriebs auszulaufen.
Zudem wird der Kraftstoff, der durch die erste Steuerung von der Einspritzdüse eingespritzt wird, durch die Zündvorrichtung gezündet, um zu verbrennen. Zu diesem Zeitpunkt ist in dem bestimmten Zylinder das Einlassventil geschlossen und das Auslassventil geöffnet. Daher strömt ein Brenngas, das durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, aufgrund einer Expansion eines Volumens des Brenngases aus der Brennkammer zu der Auslasspassage. Auch wenn Kraftstoff von der Einspritzdüse eingespritzt wird, um den Kraftstoffdruck nach dem Stoppen des Maschinenbetriebs zu verringern, kann der Kraftstoff ausreichend zu der Auslasspassage ausgelassen werden.
Zusätzlich wird in der Maschine, bei welcher die Erfindungsvorrichtung verwendet wird, der Katalysator, der eine Oxidationsfunktion hat, in der Auslasspassage angeordnet. Unmittelbar nachdem der Zustand des Zündschalters von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand verändert wurde, ist eine Temperatur des Katalysators hoch und daher wird der Katalysator aktiviert. Daher kann das Brenngas, das in den Katalysator strömt, durch den Katalysator gereinigt werden. Auch wenn Kraftstoff von der Einspritzdüse durch die erste Steuerung eingespritzt wird, kann daher verhindert werden, dass sich eine Abgasemissionseigenschaft verschlechtert.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung kann zudem, in dem Fall, in welchem das Fahrzeug ein Bremspedal aufweist, der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er eine Maschinenstoppsteuerung ausführt, um die Einspritzdüsen zu veranlassen, Einspritzungen von Kraftstoff zu stoppen, um eine Rotation der Maschine zu stoppen, wenn eine Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, wobei die Maschinenstoppbedingung eine Bedingung ist, bei der der Zustand des Zündschalters dem An-Zustand entspricht, das Bremspedal gedrückt ist und eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner einer vordefinierten Geschwindigkeit ist. In diesem Fall kann der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er feststellt, dass die bestimmte Ausführbedingung erfüllt ist, wenn der Zustand des Zündschalters von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand geändert wurde, nachdem die Rotation der Maschine stoppt.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung kann zudem der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er den Betrieb der Maschine startet, indem er die Einspritzdüse veranlasst Kraftstoff in die Brennkammer eines Zylinder einzuspritzen, dessen Takt bzw. Hub einem Verbrennungshub entspricht, und die Zündvorrichtung veranlasst, den Kraftstoff zu zünden, wenn ein Start des Betriebs der Maschine nach dem Start der Maschinenstoppsteuerung und vor dem Stoppen der Rotation der Maschine, angefordert wird. In diesem Fall kann der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er eine Kraftstoffdruckerhöhungssteuerung ausführt, um einen Kraftstoffdruck zu erhöhen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, wobei der Kraftstoffdruck ein Druck eines Kraftstoffs ist, welcher den Einspritzdüsen zugeführt wird.
Gemäß dieses Aspektes wird der Kraftstoffdruck erhöht, wenn der Start des Maschinenbetriebs angefordert wird, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und bevor die Rotation der Maschine null geworden ist. Daher kann eine ausreichende Menge von Kraftstoff, der Hub, welcher dem Verbrennungshub entspricht, in die Brennkammer des Zylinders eingespritzt werden. Wenn der Maschinenbetrieb stoppt, d.h., die Rotation der Maschine null wird, ohne eine Anfrage des Starts des Maschinenbetriebs, wird zudem durch die erste Steuerung der hohe Kraftstoffdruck verringert. Dadurch kann der Maschinenbetrieb sicher gestartet werden ohne einen Startermotor zu verwenden und Kraftstoff wird daran gehindert aus den Einspritzdüsen in die Brennkammern auszulaufen.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung kann zudem der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er die erste Steuerung ausführt, um die Einspritzdüse zu veranlassen, eine Menge von Kraftstoff, die auf Basis einer Menge von Luft in der Brennkammer des bestimmten Zylinders bestimmt wird, einzuspritzen.
Falls die Menge des durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffes bezüglich der Menge von Luft in der Brennkammer des bestimmten Zylinders übermäßig gering oder groß ist, kann ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Mischgases, das in der Brennkammer des bestimmten Zylinders gebildet wird, außerhalb eines brennbaren Bereiches sein, und im Ergebnis kann eine gewünschte Verbrennung nicht erreicht werden. Gemäß eines zuvor genannten Aspektes kann diesbezüglich die Menge des durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffes derart festgelegt werden, dass der Kraftstoff sicher verbrannt werden kann.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung kann zudem der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass:

er die erste Steuerung ausführt, wenn die bestimmte Ausführbedingung erfüllt ist und ein Kraftstoffdruck, welcher ein Druck des Kraftstoffs ist, der den Einspritzdüsen zugeführt wird, höher als ein zulässiger Kraftstoffdruck ist; und
er die erste Steuerung nicht ausführt, wenn die bestimmte Ausführbedingung erfüllt ist und der Kraftstoffdruck niedriger oder gleich dem zulässigen Kraftstoffdruck ist.

Gemäß dieses Aspektes gibt es, wenn der Kraftstoffdruck niedriger oder gleich dem zulässigen Kraftstoffdruck ist, eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass der Kraftstoff aus den Einspritzdüsen in die Brennkammern während dem Stoppen des Maschinenbetriebs ausläuft, und eine unnötige Ausführung der ersten Steuerung, d.h. unnötige Kraftstoffeinspritzungen und Kraftstoffzündungen können verhindert werden.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden kann der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er eine zweite Steuerung ausführt, wenn der Steuerabschnitt vorausberechnet, dass der Kraftstoffdruck nach der Ausführung der ersten Steuerung höher als ein zulässiger Kraftstoffdruck ist, wobei die zweite Steuerung eine Steuerung ist, um die Einspritzdüse zu veranlassen, eine Menge von Kraftstoff einzuspritzen, welche den Kraftstoffdruck unter den zulässigen Kraftstoffdruck zu einem vordefinierten Zeitpunkt verringern kann, der den von der Einspritzdüse durch die zweite Steuerung eingespritzten Kraftstoff veranlassen kann, sich in eine Strömung eines Brenngases, das durch eine Verbrennung des durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffs erzeugt wurde, zu der Auslasspassage zu bewegen ohne die Verbrennung des durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffes auszublasen.
Gemäß dieses Aspektes kann, wenn der Kraftstoffdruck nur durch die erste Steuerung nicht ausreichend verringert werden kann, der Kraftstoffdruck unter den zulässigen Kraftstoffdruck durch die zweite Steuerung verringert werden. Zudem kann der Kraftstoff, der durch die zweite Steuerung eingespritzt wird, durch Einstellen des Zeitpunkts des Kraftstoffeinspritzens durch die zweite Steuerung auf einen passenden Zeitpunkt, sicher zu der Auslasspassage ausgelassen werden.
Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Steuerabschnitt derart konfiguriert sein, dass er als den vordefinierten Zeitpunkt einen Zeitpunkt innerhalb einer bestimmten Zeitspanne bestimmt, die einen Zeitpunkt eines Abschlusses der Verbrennung des von der Einspritzdüse durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffs enthält.
Gemäß diesem Aspekt wird der Kraftstoff durch die zweite Steuerung zu einem Zeitpunkt bei einem Zeitpunkt eingespritzt, bei welchem die Strömung des Brenngases, das durch die Verbrennung des Kraftstoffes entsteht, der durch die erste Steuerung eingespritzt wird, die stärkste Strömung ist. Daher kann der durch die zweite Steuerung eingespritzte Kraftstoff sicher zu der Auslasspassage ausgelassen werden.
In der obigen Beschreibung werden, um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vereinfachen, Elemente der vorliegenden Erfindung, welche Elementen einer später beschriebenen Ausführungsform entsprechen, durch Bezugszeichen gekennzeichnet, die in der Beschreibung der Ausführungsform in Klammern verwendet werden. Jedoch sind die Elemente der vorliegenden Erfindung nicht auf die Elemente der Ausführungsform, die durch die Bezugszeichen definiert sind, beschränkt. Die anderen Aufgaben, Merkmale und einhergehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung können leicht aus der Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit den Zeichnungen verstanden werden.
Figurenliste

1 zeigt eine allgemeine Ansicht einer Verbrennungsmaschine, die mit einer Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
2 zeigt eine Ebenenansicht der in 1 dargestellten Maschine;
3 zeigt ein Zeitdiagramm, das für eine Beschreibung einer Maschinenstoppsteuerung durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform verwendet wird;
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein durch eine in 1 gezeigte CPU ausgeführtes Maschinenstoppsteuerprogramm darstellt;
5 zeigt ein Zeitdiagramm, das für eine Beschreibung einer Kraftstoffdruckverringersteuerung verwendet wird, die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
6(A) zeigt die Maschine, wenn eine erste Kraftstoffeinspritzung (eine anfängliche Einspritzung) durch die Kraftstoffdruckverringersteuerung ausgeführt wird, die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird und;
6(B) zeigt die Maschine, wenn eine Kraftstoffzündung durch die Kraftstoffdruckverringersteuerung ausgeführt wird, die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform, ausgeführt wird.
7(A) zeigt die Maschine, wenn eine zweite Kraftstoffeinspritzung (eine zusätzliche Einspritzung) durch die Kraftstoffverringersteuerung ausgeführt wird, die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird und;
7(B) zeigt die Maschine, nachdem die zweite Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffdruckverringersteuerung ausgeführt wurde, die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Kraftstoffdruckverringersteuerprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird;
9 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Maschinenbetriebsteuerprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird;
10 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Normalsteuerprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird;
11 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Kraftstoffreduziersteuerprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird;
12 zeigt ein Zeitdiagramm, das verwendet wird, um eine Maschinenstartsteuerung (ein Start eines Betriebs der Maschine, der durch eine Normalsteuerung durchgeführt wird), die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird;
13 zeigt ein Zeitdiagramm, das verwendet wird, um eine Maschinenstartsteuerung (ein Start eines Betriebs der Maschine, der durch eine Zündmaschinenstartsteuerung durchgeführt wird), die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird;
14 zeigt ein Zeitdiagramm, das für eine Beschreibung einer Maschinenstartsteuerung (einen Start eines Betriebs der Maschine durch eine Startermaschinenstartsteuerung) verwendet wird, die durch die Steuervorrichtung gemäß der Ausführungsform durchgeführt wird;
15 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Maschinenstartprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird;
16 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Zündmaschinenstartsteuerprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU durchgeführt wird;
17 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Startermaschinenstartsteuerprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird;
18 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Maschinenstartabschlussbestimmungsprogramm darstellt, das durch die in 1 dargestellte CPU ausgeführt wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Steuerungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Steuervorrichtung wird bei einer in 1 und 2 gezeigten Verbrennungsmaschine 10 verwendet. Die Maschine 10 ist eine Multizylinder-(in dieser Ausführungsform ein Reihenvierzylinder)-Viertakt-Hubkolben-In-Zylinder-Einspritzung-(Direkteinspritzung)-Fremdzündung-Benzinmaschine.
Die Maschine 10 enthält einen Zylinderblockteil 20, einen Zylinderkopfteil 30, ein Einlasssystem 40 und ein Auslasssystem 50. Der Zylinderblockteil 20 enthält ein Zylinderblockuntergehäuse, eine Ölpfanne und ähnliches. Der Zylinderkopfteil 30 ist an dem Zylinderblockteil 20 befestigt. Das Einlasssystem 40 fungiert um Luft dem Zylinderblockteil 20 zuzuführen. Das Auslasssystem 50 fungiert, um Auslassgas von dem Zylinderblockteil 20 zu der Außenluft auszulassen. Weiter enthält, wie in 2 dargestellt, die Maschine 10 ein Kraftstoffzufuhrsystem 60, um dem Zylinderblockteil 20 Kraftstoff zuzuführen.
Wie in 1 dargestellt, enthält der Zylinderblockteil 20 Zylinder 21, Kolben 22, Pleuelstangen 23 und eine Kurbelwelle 24. Die jeweiligen Kolben 22 bewegen sich in den jeweiligen Zylindern 22 hin und her. Die Hin und Her Bewegungen der jeweiligen Kolben 22 werden auf die Kurbelwelle 24 über die jeweiligen Pleuelstangen 23 übertragen und dadurch wird die Kurbelwelle 24 veranlasst sich zu bewegen. Die jeweiligen Zylinder 21, die jeweiligen Kolben 22 und die Zylinderkopfteile 30 bilden jeweilige Brennkammern (d.h., jeweilige Zylinder) 25.
Zudem enthält der Zylinderblockteil 20, wie in 2 dargestellt ist, einen Startermotor 26 bzw. Anlasser 26. Der Startermotor 26 treibt als Antwort auf einen Befehl, der durch eine später beschriebene Maschinen-ECU (eine elektronische Maschinensteuereinheit) 80 zugeführt wird, um ein Ritzel 26a in einen Zahnkranz 27 greifen zu lassen, das an der Kurbelwelle 24 befestigt ist, wodurch der Zahnkranz 27 rotiert wird. Die Rotation des Zahnkranzes 27 führt der Kurbelwelle 24 ein Rotationsmoment zu und dadurch wird die Kurbelwelle 24 veranlasst zu rotieren.
Der Startermotor 26 dieser Ausführungsform ist eine solche Art eines Startermotors, welche sowohl die Rotation des Ritzels 26a als auch das Eingreifen des Ritzels 26a mit dem Zahnkranz 27 gleichzeitig startet, wenn der Antrieb des Startermotors 26 gestartet wird.
Wieder mit Bezug auf 1 enthält der Zylinderkopfteil 30 Einlassanschlüsse 31, Einlassventile 32, Auslassanschlüsse 33, Auslassventile 34, Zündvorrichtungen 35 und Einspritzdüsen 39. Die jeweiligen Einlassanschlüsse 31 sind mit den jeweiligen Brennkammern 25 verbunden. Die jeweiligen Einlassventile 32 öffnen und schließen die jeweiligen Einlassanschlüsse 31. Die jeweiligen Auslassanschlüsse 33 sind mit den jeweiligen Brennkammern 25 verbunden. Die jeweiligen Auslassventile 34 öffnen und schließen die Auslassanschlüsse 33. Die jeweiligen Zündvorrichtungen 35 zünden Kraftstoff in den jeweiligen Brennkammern 25. Die jeweiligen Einspritzdüsen 39 spritzen Kraftstoff direkt in die jeweiligen Brennkammern 25.
Jede der Zündvorrichtungen 35 enthält eine Zündkerze 37 und einen Zünder 38, der eine Zündspule zum Erzeugen einer hohen Spannung enthält, die der Zündkerze 37 zugeführt wird. Der Zünder 38 ist derart konfiguriert, dass er durch Verwendung der Zündspule eine hohe Spannung als Antwort auf einen Befehl erzeugt, der durch die später beschriebene ECU 80 zugeführt wird. Diese hohe Spannung wird der Zündkerze 37 zugeführt und die Zündkerze 37 erzeugt Funken.
Die Einspritzdüsen 39 sind in dem Zylinderkopfteil 30 derart angeordnet, dass Kraftstoffeinspritzöffnungen der jeweiligen Einspritzdüsen 39 in das Innere der jeweiligen Brennkammern 25 hineinragen. Die jeweiligen Einspritzdüsen 39 sind derart konfiguriert, dass sie als Antwort auf Befehle, die von der später beschriebenen ECU 80 zugeführt werden, öffnen, um Kraftstoff direkt in die jeweiligen Brennkammern 25 einzuspritzen.
Das Einlasssystem 40 enthält ein Einlasssammelrohr 41, einen Ausgleichstank 42 und eine Einlassleitung 43. Das Einlasssammelrohr 41 ist mit den Einlassöffnungen 31 verbunden. Der Ausgleichstank 42 ist mit dem Einlasssammelrohr 41 verbunden. Ein Ende der Einlassleitung 43 ist mit dem Ausgleichstank 42 verbunden. Die Einlassanschlüsse 31, das Einlasssammelrohr 41, der Ausgleichstank 42 und die Einlassleitung 43 bilden eine Einlasspassage.
Das Einlasssystem 40 enthält zudem einen Luftfilter 44, ein Drosselventil 45 und einen Drosselventilaktuator 45a in der Reihenfolge in einer Richtung von dem anderen Ende der Einlassleitung 43 in Richtung einer stromabwärts gelegenen Seite (in Richtung des Ausgleichstanks 42). Der Luftfilter 44, das Drosselventil 45 und der Drosselventilaktuator 45a sind in der Einlassleitung 43 angeordnet.
Das Drosselventil 45 bzw. die Drosselklappe 45 ist rotierbar in der Einlassleitung 43 aufgenommen und ist derart konfiguriert, dass es durch den Drosselventilaktuator 45a angetrieben wird, um einen Öffnungsgrad des Drosselventils 45 anzupassen. Der Drosselventilaktuator 45a besteht aus einem DC-Motor (Gleichstrommotor) und ist derart konfiguriert, dass er das Drosselventil 45 in Antwort auf einen Befehl antreibt, der von der ECU 80 zugeführt wird.
Das Auslasssystem 50 enthält ein Auslasssammelrohr 51 und eine Auslassleitung 52. Das Auslasssammelrohr 51 ist mit den Auslassanschlüssen 33 verbunden. Die Auslassleitung 52 ist mit dem Auslasssammelrohr 51 verbunden. Die Auslassanschlüsse 33, das Auslasssammelrohr 51 und die Auslassleitung 52 bilden eine Auslasspassage.
Das Auslasssystem 50 enthält zudem einen Drei-Wege-Katalysator 53, der in der Auslassleitung 52 angeordnet ist. Der Drei-Wege-Katalysator 53 ist eine so genannte Drei-Wege-Katalysator-Vorrichtung (d.h., ein Abgasreinigungskatalysator), welcher Aktivkomponenten, die aus Edelmetall, wie beispielsweise Platin bestehen, trägt. Der Drei-Wege-Katalysator 53 hat eine Oxidationsfunktion zum oxidieren von unverbrannten Komponenten, wie beispielsweise HC, CO und H₂ und eine Reduktionsfunktion zum Reduzieren von NOx (d.h., Stickoxiden), wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Gases, welches in den Drei-Wege-Katalysator 53 strömt, dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis entspricht.
Der Drei-Wege-Katalysator 53 hat zudem eine Sauerstoffabsorptionsfunktion zum Absorbieren oder Speichern von Sauerstoff. Mit dieser Sauerstoffabsorptionsfunktion kann, auch wenn sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verändert, der Drei-Wege-Katalysator 53 die unverbrannten Komponenten und das NOx reinigen. Diese Sauerstoffabsorptionsfunktion wird aus Ceroxid (d.h., CeO₂) abgeleitet, das in dem Drei-Wege-Katalysator 53 getragen wird.
Wie in 2 gezeigt, enthält das Kraftstoffzufuhrsystem 60 eine Niederdruckkraftstoffpumpe 61, eine Hochdruckkraftstoffpumpe 62, eine Kraftstoffauslassleitung 63, eine Druckleitung (d.h., eine Drucksammelkammer) 64 bzw. Zuführleitung 64 und einen Kraftstofftank 65. Die Kraftstoffauslassleitung 63 verbindet die Niederdruckkraftstoffpumpe 61 mit der Druckleitung 64 in einer kommunizierenden Weise. Die Druckleitung 64 ist mit den Einspritzdüsen 39 in einer kommunizierenden Weise verbunden.
Die Niederdruckkraftstoffpumpe 61 ist in dem Kraftstofftank 65 angeordnet. Die Niederdruckkraftstoffpumpe 61 wird durch einen elektrischen Motor betrieben, der in Antwort auf einen Befehl betrieben wird, der von der später beschriebenen ECU 80 zugeführt wird, um den in dem Kraftstofftank 65 gespeicherte Kraftstoff zu der Kraftstoffauslassleitung 63 auszulassen.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 ist in der Kraftstoffauslassleitung 63 zwischengeschaltet. Kraftstoff gelangt zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 von der Niederdruckkraftstoffpumpe 61 über die Kraftstoffauslassleitung 63. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 setzt den Kraftstoff unter Druck und führt den unter Druck gesetzten Kraftstoff, der einen hohen Druck aufweist, über die Kraftstoffauslassleitung 63 der Druckleitung 64 zu. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 wird durch eine Antriebswelle angetrieben, die mit der Kurbelwelle 24 der Maschine 10 koordiniert ist.
Die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 enthält ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Ventil in einem Kraftstoffabsaugteil der Hochdruckkraftstoffpumpe 62. Das elektromagnetische Ventil wird auf Basis eines Befehls, der von der ECU 80 zugeführt wird, am Anfang eines Kraftstoffabsaugvorgangs, der von der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 durchgeführt wird, geöffnet und wird zu einem vordefinierten Zeitpunkt während eines Kraftstoffunterdrucksetzungsbetriebes, der durch die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 durchgeführt wird, geschlossen. Da der Zeitpunkt des Schließens des elektromagnetischen Ventils fortschreitet, steigt ein effektiver Hub eines nicht dargestellten Kolbens der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 und daher steigt eine Kraftstoffmenge, die von der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 ausgelassen wird. Im Ergebnis steigt ein Druck des den Einspritzdüsen 39 zugeführten Kraftstoffes. Mit anderen Worten ist die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 derart konfiguriert, dass sie einen Druck des Kraftstoffes in der Druckleitung 64 (d.h., einen Kraftstoffeinspritzdruck oder einen Druckleitungsdruck oder einen Kraftstoffdruck) als Antwort auf einen Befehl anpasst, der von der ECU 80 zugeführt wird.
Weiter ist ein Entlastungsventil 66 in der Kraftstoffauslassleitung 63 in dem Kraftstofftank 65 zwischengeschaltet. Wenn ein Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffauslassleitung 63 einen vordefinierten Druck erreicht, wird das Entlastungsventil 66 durch den Druck des Kraftstoffs entlastet. Wenn sich das Entlastungsventil 66 öffnet, wird ein Teil des Kraftstoffs, der von der Niederdruckkraftstoffpumpe 61 zu der Kraftstoffauslassleitung 63 ausgelassen wird, zu dem Kraftstofftank 65 über das Entlastungsventil 66 und eine Entlastungsleitung 67, die mit den Entlastungsventil 66 verbunden ist, rückgeführt.
Die ECU 80 besteht aus einem elektronischen Schaltkreis, der einen herkömmlichen Mikrocomputer enthält, und enthält eine CPU, einen ROM (Festwertspeicher), einen RAM (Arbeitsspeicher), eine Back-up RAM (Sicherungs-RAM), eine Schnittstelle und ähnliches. Die ECU 80 ist mit verschiedenen später beschriebenen Sensoren verbunden und ist derart konfiguriert, dass sie Signale von diesen Sensoren empfängt. Zudem ist die ECU 80 derart konfiguriert, dass sie verschiedenen Aktuatoren (beispielsweise dem Drosselventilaktuator 45a, den Zündvorrichtungen 35 und den Einspritzdüsen 39) jeweilige Befehlssignale zuführt (oder jeweilige Antriebssignale).
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die ECU 80 mit einem Luftmassenmesser 71, einem Drosselpositionssensor 72, einem Wassertemperatursensor 73, einem Kurbelwellenwinkelsensor 74, einem Kraftstoffdrucksensor 75, einem Gaspedalbetätigungsbetragssensor 76, einem Bremspedalsensor 77, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 78 und einem Zündschalter 79 verbunden.
Der Luftmassenmesser 71 ist in der Einlassleitung 43 vorgesehen. Der Luftmassenmesser 71 ist derart konfiguriert, dass er eine Massenströmungsrate von Luft (d.h., eine Einlassluftmenge), die durch den Luftmassenmesser 71 strömt, misst und ein Signal, das die Einlassluftmenge Ga ausdrückt, ausgibt. Zudem enthält der Luftmassenmesser 71 einen Umgebungsdrucksensor. Der Umgebungsdrucksensor ist derart konfiguriert, dass er einen Umgebungsdruck misst und ein Signal, das den Umgebungsdruck Pa ausdrückt, ausgibt.
Der Drosselpositionssensor 72 ist in der Nähe des Drosselventils 45 in der Einlassleitung 43 angeordnet. Der Drosselpositionssensor 72 ist derart konfiguriert, dass er einen Öffnungsgrad des Drosselventils 45 (d.h. einen Drosselventilöffnungsgrad) erfasst und ein Signal, das den Drosselventilöffnungsgrad TA ausdrückt, ausgibt.
Der Wassertemperatursensor 73 ist in dem Zylinderblockteil 20 angeordnet. Der Wassertemperatursensor 73 ist derart konfiguriert, dass er eine Temperatur von Kühlwasser zum Kühlen der Maschine 10 misst (d.h., eine Kühlwassertemperatur) und ein Signal, das die Kühlwassertemperatur THW ausdrückt, ausgibt.
Der Kurbelwellenwinkelsensor 74 ist in dem Zylinderblockteil 20 angeordnet. Der Kurbelwellenwinkelsensor 74 ist derart konfiguriert, dass er ein Signal ausgibt, das von einer Rotationsposition der Kurbelwelle 24 (d.h., einen Kurbelwellenwinkel) abhängt. Die ECU 80 erfasst einen Kurbelwellenwinkel der Maschine 10 bezüglich des oberen Totpunktes der Kompression eines vordefinierten Zylinders (d.h., einem absoluten Kurbelwellenwinkel) auf Basis von Signalen, die von dem Kurbelwellenwinkelsensor 74 ausgegeben werden, und einem nicht dargestellten Nockenpositionssensor. Zudem erfasst die ECU 80 eine Drehzahl NE auf der Basis eines Signals, das von dem Kurbelwellenwinkelsensor 74 ausgegeben wird.
Der Kraftstoffdrucksensor 75 ist in der Druckleitung 64 angeordnet (siehe 2). Der Kraftstoffdrucksensor 75 ist derart konfiguriert, dass er einen Druck des Kraftstoffs misst, das von den Einspritzdüsen 39 zugeführt wird (d.h., einen Druckleitungsdruck bzw. Förderleitungsdruck oder einen Kraftstoffdruck) und gibt ein Signal, das den Kraftstoffdruck PF ausdrückt, aus.
Die vorliegende Steuervorrichtung steuert ein Befehlssignal, das der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 zugeführt wird, derart, dass eine Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck PF, der auf der Basis des Ausgabensignal, das von dem Kraftstoffdrucksensor 75 ausgegeben wird, erfasst wird, und einen Sollkraftstoffdruck PFtgt null wird. Wenn der erfasste Kraftstoffdruck PF niedriger als der Sollkraftstoffdruck PFtgt ist, steuert die vorliegende Steuervorrichtung ein Befehlssignal, das der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 zugeführt wird, derart, dass eine Menge von Kraftstoff, die von der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 ausgelassen wird, ansteigt. Dadurch steigt der Druck des Kraftstoffes (d.h., der Kraftstoffdruck PF), das den Einspritzdüsen 39 zugeführt wird.
Der Gaspedalbetätigungsbetragssensor 76 ist derart konfiguriert, dass er einen Betätigungsbetrag eines Gaspedals 91 erfasst und ein Signal, das den Betätigungsbetrag Accp (siehe 1) darstellt, ausgibt. Es soll angemerkt werden, dass die ECU 80 den Drosselventilaktuator 45a derart antreibt, dass der Drosselventilöffnungsgrad TA ansteigt, sobald der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp ansteigt, ausgenommen eines bestimmten, später beschriebenen Falls.
Der Bremspedalsensor 77 ist derart konfiguriert, dass er einen Betätigungsbetrag eines Bremspedals 92 erfasst und ein Signal ausgibt, das den Betätigungsbetrag Brkp des Bremspedals 92 ausdrückt. Es soll angemerkt werden, dass der Bremspedalsensor 77 durch einen Schalter ersetzt werden kann, welcher ein hohes Signal ausgibt, wenn das Bremspedal 92 betrieben wird (d.h., wenn ein Bremsbetätigungszustand ein An-Zustand ist) und ein Aus-Signal, wenn das Bremspedal 92 nicht betätigt wird (d.h., wenn die Bremsbetätigung ein Aus-Zustand ist).
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 78 ist derart konfiguriert, dass er eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs misst (d.h., eine Fahrzeuggeschwindigkeit), an welchem die Maschine 10 angebracht ist, und ein Signal ausgibt, das die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD ausdrückt. Der Zündschalter 79 ist ein Schalter, welcher die Maschine 10 betreibt und den Betrieb der Maschine 10 stoppt und derart konfiguriert ist, dass er ein Signal ausgibt, das einen An/Aus-Zustand des Zündschalters 79 ausdrückt.
<Kurzfassung der Maschinenstoppsteuerung durch die Steuervorrichtung>
Anschließend wird eine Kurzfassung einer Maschinenstoppsteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, beschrieben. Die vorliegende Steuervorrichtung verringert die Drehzahl NE auf null, um den Betrieb der Maschine 10 zu stoppen (d.h., einen Maschinenbetrieb), wenn eine Bedingung, welche die Drehzahl NE veranlasst null zu werden, d.h., eine Bedingung zum Stoppen des Maschinenbetriebs (d.h. eine Maschinenstoppbedingung oder eine Maschinenbetriebstoppbedingung) erfüllt ist. Mit anderen Worten führt die vorliegende Steuervorrichtung eine Maschinenstoppsteuerung aus, um die Einspritzdüsen 39 zu veranlassen, die Kraftstoffeinspritzungen zu stoppen (nachfolgend vereinfacht als „die Kraftstoffeinspritzung“ bezeichnet) und die Zündvorrichtungen 35 zu veranlassen, Zündungen von Kraftstoff (nachfolgend vereinfacht als „die Kraftstoffzündung“ bezeichnet) zu stoppen.
In dieser Ausführungsform ist die Maschinenstoppbedingung erfüllt, wenn das Bremspedal 92 gedrückt ist oder betrieben wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD kleiner oder gleich einer vordefinierten Geschwindigkeit SPDth wird.
Anschließend wird die Maschinenstoppsteuerung, die von der vorliegenden Steuervorrichtung ausgeführt wird, konkret mit Bezug zu 3 beschrieben.
In einem in 3 dargestellten Beispiel wird bis zu einer Zeit t30 ein Gaspedal 91 betätigt, d.h., der Betriebszustand des Gaspedals 91 entspricht einem An-Zustand und der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp ist größer als null und daher ist die Maschinenstoppbedingung nicht erfüllt. Daher sendet die vorliegende Steuervorrichtung bis zu der Zeit t30 Befehlssignale zu den Einspritzdüsen 39 und den Zündvorrichtungen 35, um die Kraftstoffeinspritzungen und die Kraftstoffzündungen auszuführen.
Zudem wird in diesem Beispiel zu der Zeit t30 das Gaspedal 91 gelöst, d.h., der Betriebszustand des Gaspedals 91 wird ein Aus-Zustand und daher wird der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp null. Zu dieser Zeit ist die Drehzahl NE gleich oder größer als eine später beschriebene Kraftstoffreduzierdrehzahl NEfc und daher ist eine Kraftstoffreduzierbedingung erfüllt.
Wenn die Kraftstoffreduzierbedingung erfüllt ist, startet die vorliegende Steuervorrichtung eine später beschriebene Kraftstoffreduziersteuerung. Mit anderen Worten stoppt die vorliegende Steuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzungen und die Kraftstoffzündungen. Auf diese Weise ist die Kraftstoffreduziersteuerung auch eine Steuerung, um die Einspritzdüsen 39 zu veranlassen, die Kraftstoffeinspritzungen zu stoppen, und die Zündvorrichtungen 35 zu veranlassen, die Kraftstoffzündungen zu stoppen, ähnlich zu der Maschinenstoppsteuerung. Während die Maschinenstoppsteuerung jedoch fortgesetzt wird, bis die Drehzahl NE null wird, solange das Gaspedal 91 nicht gedrückt wird, wird die Ausführung der Kraftstoffreduziersteuerung gestoppt, wenn die Drehzahl NE kleiner oder gleich einer später beschriebenen Maschinenbetriebneustartdrehzahl NErs wird, sogar in dem Fall, in dem das Gaspedal 91 nicht gedrückt ist. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Kraftstoffreduziersteuerung von der Maschinenstoppsteuerung.
Es soll angemerkt werden, dass in diesem Beispiel zu der Zeit t30 das Bremspedal 92 gelöst ist, d.h., der Betriebszustand des Bremspedals 92 dem Aus-Zustand entspricht, wobei der Bremsbetätigungsbetrag Brkp null ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD größer als die vordefinierte Fahrzeuggeschwindigkeit SPDth ist und daher die Maschinenstoppbedingung nicht erfüllt ist.
Dann ist in diesem Beispiel zu einer Zeit t31 das Bremspedal 92 gedrückt, d.h., der Betriebszustand des Bremspedals 92 wird der An-Zustand und der Bremsbetätigungsbetrag Brkp wird größer als null.
Dann verringert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD allmählich und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD erreicht zu einer Zeit t32 die vordefinierte Fahrzeuggeschwindigkeit SPDth. Zu dieser Zeit ist das Bremspedal 92 gedrückt und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD wird kleiner oder gleich der vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit SPDth. Daher ist die Maschinenstoppbedingung erfüllt. Daher startet die vorliegende Steuervorrichtung die Maschinenstoppsteuerung. Insbesondere stoppt die vorliegende Steuervorrichtung die Kraftstoffeinspritzungen und die Kraftstoffzündungen. In dieser Hinsicht wurden zu dieser Zeit die Kraftstoffeinspritzungen und die Kraftstoffzündungen schon durch die Kraftstoffreduziersteuerung gestoppt und daher setzt die vorliegende Steuervorrichtung das Stoppen der Kraftstoffeinspritzungen und der Kraftstoffzündungen fort. Es soll angemerkt werden, dass zu diesem Zeitpunkt eine (nicht dargestellte) Kupplung des Fahrzeugs, an welcher die Maschine 10 angebracht ist, gelöst wird und daher eine Übertragung einer Antriebskraft von der Maschine 10 zu den Antriebsrädern gestoppt wird.
Wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, erhöht die vorliegende Steuervorrichtung zudem den Drosselventilöffnungsgrad TA, um den Drosselventilöffnungsgrad TA zu veranlassen, den aktuellen Drosselventilöffnungsgrad zu übersteigen (d.h., ein vordefinierter erlernter Drosselventilöffnungsgrad, um die Drehzahl NE bei null beizubehalten oder bei einer Leerlaufdrehzahl, d.h., ein erlernter Öffnungsgrad eines Leerlaufmaschinenbetriebs) und erhöht den Kraftstoffdruck PF, um den Kraftstoffdruck PF zu veranlassen den aktuellen Kraftstoffdruck zu übersteigen (d.h., einen Grundkraftstoffdruck PFb bzw. Basiskraftstoffdruck PFb).
Dieses Vergrößern des Drosselventilöffnungsgrades TA und des Kraftstoffdrucks PF wird ausgeführt, um den Betrieb der Maschine 10 sicher durch eine später beschriebene Zündmaschinenstartsteuerung zu starten, wenn ein Neustart des Maschinenbetriebs angefordert wird (eine Anforderung zum Neustart des Maschinenbetriebs erzeugt wird) bevor die Drehzahl NE durch die Maschinenstoppsteuerung null wird (d.h., bevor der Maschinenbetrieb stoppt).
In diesem Beispiel veranlasst die Maschinenstoppsteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, die Drehzahl NE und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD sich allmählich zu verringern und dann zu einer Zeit t33 wird die Drehzahl NE null und daher stoppt der Maschinenbetrieb. Dann wird zu einer Zeit t34 die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD null.
Die Kurzfassung der Maschinenstoppsteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, wurde beschrieben.
<Konkrete Maschinenstoppsteuerung durch die Steuervorrichtung>
Nachfolgend wird eine konkrete Maschinenstoppsteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, beschrieben. Die CPU der ECU 80 ist derart konfiguriert (oder programmiert), dass sie ein Maschinenstoppsteuerprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 4 dargestellt ist, immer dann ausführt, wenn eine vordefinierte Zeitspanne verstrichen ist, wenn eine später beschriebene Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, d.h., ein Wert einer später beschriebenen Maschinenstoppanforderflag Xstp „1“ ist und ein Wert einer Maschinenstartanforderflag Xrst „0“ ist. Es soll angemerkt werden, dass die CPU Normalkraftstoffeinspritzungen und Normalkraftstoffzündungen durchführt, wenn der Zustand des Zündschalters 79 dem An-Zustand entspricht, die Maschinenstoppbedingung und die später beschriebene Kraftstoffreduzierbedingung nicht erfüllt sind und ein Wert einer später beschriebenen Maschinenstartabschlussflag Xss „1“ ist, d.h. der Maschinenstart abgeschlossen ist.
Wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und ein vordefinierter Zeitpunkt erreicht ist, startet die CPU daher einen Prozess bei Schritt 400 aus 4 und führt dann sequentiell unten beschriebene Prozesse aus Schritten 410 bis 430 aus. Dann fährt die CPU mit dem Prozess zu einem Schritt 495 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Schritt 410: Die CPU stoppt die Kraftstoffeinspritzungen. In diesem Fall sendet die CPU kein Befehlssignal zu den Einspritzdüsen 39.
Schritt 415: Die CPU stoppt die Kraftstoffzündungen. In diesem Fall sendet die CPU kein Befehlssignal zu den Zündvorrichtungen 35.
Schritt 420: Die CPU stellt einen Zieldrosselventilöffnungsgrad TAtgt auf einen Wert, der durch Addieren eines vordefinierten Wertes dTA zu einem ersten Öffnungsgrad TA1 erreicht wird (TAtgt = TA1 + dTA). In diesem Beispiel entspricht der erste Öffnungsgrad TA1 einem Drosselventilöffnungsgrad, der als der Zieldrosselventilöffnungsgrad TAtgt in der in 11 dargestellten später beschriebenen Kraftstoffreduziersteuerung eingestellt wird, d.h., der erste Öffnungsgrad TA1 entspricht null oder dem zuvor genannten erlernten Leerlaufmaschinenbetriebsöffnungsgrad (siehe beispielsweise JP 2013-142334 A ). Zudem ist der vordefinierte Wert dTA als ein positiver Wert größer als null eingestellt und in diesem Beispiel ein positiver Wert, um einen Wert zu verursachen, der durch Addieren von diesem vordefiniertem Wert dTA zu dem ersten Öffnungsgrad TA1 erreicht wird, um einem Drosselventilöffhungsgrad TAmax zu entsprechen, der einem Öffnungsgrad des vollständig geöffneten Drosselventils 45 entspricht.
Bevor der Prozess aus Schritt 420 erstmals ausgeführt wird, wurde zumindest die Kraftstoffreduziersteuerung ausgeführt, und während dem Ausführen der Kraftstoffreduziersteuerung wird der Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt auf null oder den später beschriebenen Leerlaufmaschinenbetrieberlenteröffnungsgrad eingestellt. Daher wird bei Schritt 420 der Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt auf einen Wert größer als der Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt eingestellt, welcher eingestellt ist bis die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
Schritt 425: Die CPU stellt einen Sollkraftstoffdruck PFtgt auf einen Wert, der durch Addieren eines vordefinierten Wertes dPF zu einem Grundkraftstoffdruck PFb (PFtgt = PFb + dPF) erreicht wird. In diesem Beispiel sind der Grundkraftstoffdruck PFb und der vordefinierte Wert dPF beide positive Werte größer als null. Insbesondere entspricht der Grundkraftstoffdruck PFb einem Kraftstoffdruck, der als der Sollkraftstoffdruck PFtgt eingestellt wird, wenn eine andere Steuerung als die Maschinenstoppsteuerung ausgeführt wird.
Bevor der Prozess aus Schritt 425 erstmals ausgeführt wird, wird daher der Sollkraftstoffdruck PFtgt auf den Grundkraftstoffdruck PFb eingestellt. Bei Schritt 425 wird daher der Sollkraftstoffdruck PFtgt auf einen Wert größer als der Sollkraftstoffdruck PFtgt eingestellt, bis die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
Schritt 430: Die CPU sendet jeweils Befehlssignale zu dem Drosselventilaktuator 45a und der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 in Abhängigkeit des Solldrosselventilöffnungsgrads TAtgt, der in Schritt 420 eingestellt wird, und des Sollkraftstoffdrucks PFtgt, der in Schritt 425 eingestellt wird.
Dadurch werden der Drosselventilöffnungsgrad TA und der Kraftstoffdruck PF jeweils durch bzw. auf den Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt und den Sollkraftstoffdruck PFtgt gesteuert bzw. geregelt. Insbesondere werden der Drosselventilöffnungsgrad TA und der Kraftstoffdruck PF jeweils von dem Drosselventilöffnungsgrad und dem Kraftstoffdruck erhöht, was durchgeführt wird, bis die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Zudem werden die Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffzündung nicht ausgeführt und daher verringert sich die Drehzahl NE allmählich auf null, d.h., der Maschinenbetrieb stoppt soweit die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
Die konkrete Maschinenstoppsteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, wurde beschrieben.
<Kurzfassung der Kraftstoffdruckverringersteuerung durch die Steuervorrichtung>
Anschließend wird eine Kurzfassung einer Kraftstoffdruckverringersteuerung beschrieben, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird.
Wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, startet, wie oben beschrieben, die vorliegende Steuervorrichtung die Maschinenstoppsteuerung. Die vorliegende Steuervorrichtung erhöht den Kraftstoffdruck PF, um den Betrieb der Maschine 10 durch die Zündmaschinenstartsteuerung sicher zu starten, wenn der Neustart des Maschinenbetriebs angefordert wird, bevor die Drehzahl NE veranlasst wurde, null zu werden, d.h., bevor der Maschinenbetrieb durch die Maschinenstoppsteuerung stoppt (siehe die Zeit t32 in 3 und den Schritt 425 in 4).
In dieser Hinsicht, wenn der Neustart des Maschinenbetriebs nicht angefordert wird nachdem die Maschinenstoppsteuerung startet, stoppt der Maschinenbetrieb und dann kann der Zustand des Zündschalters 79 auf den Aus-Zustand verändert werden. In diesem Fall kann der Maschinenbetrieb für eine längere Zeit gestoppt bleiben. Unter diesen Bedingungen, falls der Kraftstoffdruck PF bei einem erhöhten Kraftstoffdruck beibehalten wird, kann Kraftstoff, während dem Stopp des Maschinenbetriebs, aus den jeweiligen Einspritzdüsen 39 in die jeweiligen Brennkammern 25 auslaufen.
Wenn Kraftstoff in die Brennkammern 25 ausläuft, wird der ausgelaufene Kraftstoff auf einmal zu der Auslasspassage bei einem nächsten Starten des Betriebs der Maschine 10 ausgelassen. In diesem Fall, da der Maschinenbetrieb für eine längere Zeit gestoppt wurde, ist die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 53 niedrig und daher ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass der Drei-Wege-Katalysator 53 nicht aktiviert ist. Dadurch kann der zu der Auslasspassage ausgelassene Kraftstoff aus dem Drei-Wege-Katalysator 53 ausströmen ohne durch den Drei-Wege-Katalysator 53 gereinigt zu werden. Dadurch verschlechtert sich die Abgasemissionseigenschaft.
Demzufolge ist die vorliegende Steuervorrichtung derart konfiguriert, eine unten beschriebene Kraftstoffdruckverringersteuerung auszuführen, wenn der Zustand des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand geändert wird, nachdem der Maschinenbetrieb stoppt, d.h., die Drehzahl NE wird ohne die Anforderung des Neustarts des Maschinenbetriebs nach dem Start der Maschinenstoppsteuerung null. Mit anderen Worten ist die vorliegende Steuervorrichtung derart konfiguriert, dass sie feststellt, dass eine Bedingung zum Ausführen der Kraftstoffdruckverringersteuerung (d.h. eine bestimmte Ausführungsbedingung) erfüllt ist, wenn der Zustand des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand geändert wurde, nachdem die Rotation der Maschine 10 stoppt und dann die unten beschriebene Kraftstoffdruckverringersteuerung ausführt.
Diese Kraftstoffdruckverringersteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, wird mit Bezug auf 5 beschrieben. Ähnlich zu dem in 3 gezeigten Beispiel und auch in einem in 5 gezeigten Beispiel wird die Drehzahl NE zu einer Zeit t53 null, d.h., der Maschinenbetrieb wird gestoppt und zu einer Zeit t54 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD null.
Dann wird in diesem Beispiel zu einer Zeit t55 der Zustand des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand verändert. Dadurch wird die Maschinenstoppbedingung nicht erfüllt. Zu dieser Zeit bestimmt die vorliegend Steuervorrichtung welcher Zylinder ein bestimmter Zylinder ist, in welchem die Einlassventile 32 geschlossen sind und die Auslassventile 34 geöffnet sind. Wenn die Maschine 10 vier Zylinder aufweist, sind in vielen Fällen in einem der Zylinder nach dem Stopp des Betriebs der Maschine 10 die Einlassventile 32 geschlossen und die Auslassventile 34 geöffnet.
Nachdem die vorliegende Steuervorrichtung den bestimmten Zylinder bestimmt, führt die vorliegende Steuervorrichtung die Kraftstoffdruckverringersteuerung durch, um die Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders zu veranlassen, Kraftstoff einzuspritzen und die Zündvorrichtung 35 des bestimmten Zylinders zu veranlassen, den Kraftstoff zu zünden, um den Kraftstoff zu verbrennen, und um die Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders zu veranlassen, weiter Kraftstoff bei dem Abschluss der Verbrennung des Kraftstoffs einzuspritzen. Zu dieser Zeit entspricht der Zustand des Zündschalters 79 dem Aus-Zustand und daher werden die Betriebe der Niedrig- und Hochdruckkraftstoffpumpen 61 und 62 gestoppt. Daher kann die vorliegende Steuervorrichtung den Kraftstoffdruck PF durch die Kraftstoffeinspritzung verringern, die durch die Kraftstoffdruckverringersteuerung ausgeführt wird.
In dieser Kraftstoffdruckverringersteuerung wird eine Menge QFi von Kraftstoff, das durch eine erste Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders eingespritzt wird, auf eine Menge eingestellt, die durch Luft (insbesondere Sauerstoff) ausreichend in dem bestimmten Zylinder verbrannt werden kann. Nachfolgend wird die Menge QFi als „die erste Einspritzmenge QFi“ bezeichnet und die erste Kraftstoffeinspritzung wird vereinfacht als „die erste Einspritzung“ bezeichnet.
Auf der anderen Seite wird eine Menge QFa von Kraftstoff, der von der Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders durch eine zweite Kraftstoffeinspritzung eingespritzt wird, auf eine Menge eingestellt, die den Kraftstoffdruck PF auf einen Kraftstoffdruck PFp verringern kann, bei dem kein Kraftstoff aus den jeweiligen Einspritzdüsen 39 in die jeweiligen Brennkammern 25 während einer relativ langen Stoppzeit des Maschinenbetriebs austritt. Nachfolgend wird die Menge QFa als „die zusätzliche Einspritzmenge QFa“ bezeichnet, die zweite Kraftstoffeinspritzung wird vereinfacht als „die zusätzliche Einspritzung“ bezeichnet und der Kraftstoffdruck PFp wird als „der zulässige Kraftstoffdruck PFp“ bezeichnet.
Wie oben beschrieben, da der Kraftstoffdruck PF auf den zulässigen Kraftstoffdruck PFp durch Ausführen der ersten und zusätzlichen Einspritzungen verringert werden kann, kann der Kraftstoff an einem Auslaufen aus den jeweiligen Einspritzdüsen 39 in die jeweiligen Brennkammern 25 gehindert werden, auch wenn der Maschinenbetrieb für eine längere Zeit gestoppt bleibt.
Zudem, wie in 6(A) gezeigt, verteilt sich der Kraftstoff F1, der durch die erste Einspritzung eingespritzt wird, in der Brennkammer 25 des bestimmten Zylinders. Nachfolgend wird der Kraftstoff F1 als „der erste Kraftstoff“ bezeichnet. Wie in 6(B) gezeigt, wird dieser erste Kraftstoff F1 durch die Zündvorrichtung 35 des bestimmten Zylinders gezündet, um zu verbrennen. Auf diese Weise wird ein Brenngas durch die Verbrennung des ersten Kraftstoffs F1 erzeugt und expandiert anschließend. Da die Einlassventile 32 geschlossen sind und die Auslassventile 34 in dem bestimmten Zylinder offen sind, strömt das Brenngas G1 aus der Brennkammer 25 des bestimmten Zylinders zu der Auslasspassage aus, wie in 7(A) gezeigt.
Zudem wurde der Sauerstoff in der Brennkammer 25 des bestimmten Zylinders durch die Verbrennung des ersten Kraftstoffs F1 verbraucht. Daher ist es unwahrscheinlich, dass der Kraftstoff F2, der durch die zusätzliche Einspritzung eingespritzt wird, in der Brennkammer 25 brennt. Nachfolgend wird der Kraftstoff F2 als „der zusätzliche Kraftstoff F2“ bezeichnet. In dieser Hinsicht wird eine Strömung des Brenngases G1 von der Brennkammer 25 zu der Auslasspassage durch die Verbrennung des ersten Kraftstoffs F1 erzeugt. Daher wie in 7(A) gezeigt ist, bewegt sich der zusätzliche Kraftstoff F2 zu den Auslassanschlüssen 33 zusammen mit der Strömung des Brenngases G1. Dann wie in 7(B) gezeigt ist, wird der zusätzliche Kraftstoff F2 von der Brennkammer 25 zu der Auslasspassage zusammen mit der Strömung des Brenngases G1 ausgelassen.
Auf diese Weise entspricht ein Zeitpunkt des Ausführens der zusätzlichen Einspritzung gemäß dieser Ausführungsform einem Zeitpunkt, der die Verbrennung des ersten Kraftstoffs F1 beibehalten kann und den zusätzlichen Kraftstoff F2 zusammen mit der Strömung des Brenngases G1 zu der Auslasspassage bewegen kann, das durch die Verbrennung des ersten Kraftstoff F1 erzeugt wird.
Das derart ausgelassene Brenngas G1 und der derart ausgelassene zusätzliche Kraftstoff F2, der sich zusammen mit dem Brenngas G1 bewegt, strömen in den Drei-Wege-Katalysator 53. Unmittelbar nachdem der Zustand des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand geändert wurde, ist die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 53 relativ hoch und der Drei-Wege-Katalysator 53 wird aktiviert. Daher werden das Brenngas G1 und der zusätzliche Kraftstoff F2, die in den Drei-Wege-Katalysator 53 strömen, ausreichend durch den Drei-Wege-Katalysator 53 gereinigt.
Auch wenn der Kraftstoff (d.h., der erste und der zusätzliche Kraftstoff F1 und F2) in die Brennkammer 25 des bestimmten Zylinders durch die Kraftstoffdruckverringersteuerung eingespritzt wird, kann daher die Abgasemissionseigenschaft daran gehindert werden sich zu verschlechtern.
<Konkrete Kraftstoffdruckverringersteuerung durch die Steuervorrichtung>
Anschließend wird eine konkrete Kraftstoffdruckverringersteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, beschrieben. Die CPU der ECU 80 ist derart konfiguriert oder programmiert, dass sie ein Kraftstoffdruckverringersteuerprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 8 dargestellt wird, immer ausführt, wenn eine vordefinierte Zeitspanne verstrichen ist.
Daher startet die CPU einen Prozess aus Schritt 800 aus 8 zu einem vordefinierten Zeitpunkt und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 801 fort, um festzustellen, ob die Drehzahl NE null ist.
Wenn die Drehzahl NE, nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 801 durch die CPU, größer als null ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 801 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn die Drehzahl NE nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 801 durch die CPU null ist, bestimmt die CPU bei Schritt 801 „Ja“ und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 802 fort, um festzustellen, ob die aktuelle Zeit unmittelbar nach dem Verändern des Zustands des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand ist.
Wenn die aktuelle Zeit nicht unmittelbar nach dem Verändern des Zustands von dem Zündschalter 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand ist, d.h., wenn der Zustand des Zündschalters 79 der An-Zustand oder der Aus-Zustand nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 802 durch die CPU bleibt, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 802 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn die aktuelle Zeit unmittelbar nach dem Ändern des Zustands des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand, nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 802 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Ja“ und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 805 fort, um festzustellen, ob der Kraftstoffdruck PF gleich oder höher dem zulässigen Kraftstoffdruck PFp ist.
Wenn der Kraftstoffdruck PF niedriger als der zulässige Kraftstoffdruck PFp nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 805 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 805 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn der Kraftstoffdruck PF gleich oder höher dem zulässigen Kraftstoffdruck PFp nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 805 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 805 und führt dann der Reihe nach Prozesse aus Schritten 810 bis 850 aus, die unten beschrieben sind. Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Schritt 810: Die CPU erfasst einen absoluten Kurbelwellenwinkel CA. Wie oben beschrieben ist der absolute Kurbelwellenwinkel CA ein Kurbelwellenwinkel der Maschine 10 bezüglich des oberen Totpunktes der Kompression des vordefinierten Zylinders.
Schritt 815: Die CPU bestimmt den bestimmten Zylinder auf Basis des absoluten Kurbelwellenwinkels CA. Wie oben beschrieben ist der absolute Kurbelwellenwinkel CA ein Kurbelwellenwinkel der Maschine 10 bezüglich des oberen Totpunktes der Kompression des vordefinierten Zylinders auf Basis der Signale, die von dem Kurbelwellenwinkelsensor 74 und dem nicht dargestellten Nockenpositionssensor ausgegeben werden. Da der Kurbelwellenwinkel von jedem der Zylinder durch die Verwendung des absoluten Kurbelwellenwinkels CA erfasst werden kann, kann daher der bestimmte Zylinder bestimmt werden, d.h., der Zylinder kann bestimmt werden, in welchem die Einlassventile 32 geschlossen sind und die Auslassventile 34 offen sind.
Schritt 820: Die CPU wendet den Kraftstoffdruck PF bei einer Naschschlagtabelle (Lookup Table) MapQFt(PF) an, um eine Menge QFt des Kraftstoffs zu erfassen, um von der Einspritzdüse 39 eingespritzt zu werden, der notwendig ist, den Kraftstoffdruck PF auf den zulässigen Kraftstoffdruck PFp zu verringern. Nachfolgend wird die Menge QFt als „die absolute Einspritzmenge QFt“ bezeichnet. Diese Tabelle MapQFt(PF) wird auf Basis von Daten aufbereitet, die im Voraus durch ein Experiment erfasst werden und in dem ROM gespeichert werden.
Gemäß dieser Tabelle MapQFt(PF) steigt die erfasste absolute Einspritzmenge QFt, wenn sich der Kraftstoffdruck PF erhöht. Im Detail, wenn sich der Kraftstoffdruck PF erhöht, steigt eine Differenz zwischen dem Kraftstoffdruck PF und dem zulässigen Kraftstoffdruck PFp. Um den Kraftstoffdruck PF auf den zulässigen Kraftstoffdruck PFp zu verringern, ist es daher notwendig, viel Kraftstoff von der Einspritzdüse 39 einzuspritzen. Aus diesem Grund steigt die erfasste absolute Einspritzmenge QFt, wenn der Kraftstoffdruck PF steigt.
Schritt 825: Die CPU erfasst eine In-Zylinderluftdichte AIR, die einer Dichte der Luft in dem bestimmten Zylinder in Abhängigkeit der folgenden Gleichung (1) entspricht. In der Gleichung (1) ist der Wert „1.293“ das Gewicht-Volumen-Verhältnis der Luft, der Wert „0.00367“ ist die Expansionsrate der Luft, das Symbol „THW“ ist die Kühlwassertemperatur, das Symbol „Pa“ ist der Umgebungsdruck [mmHg] und der Wert „760“ ist der Standartumgebungsdruck [mmHg]. $AIR = 1.293 / (1 + 0.00367 * THV) * (Pa / 760)$
Es soll angemerkt werden, dass die CPU annehmen kann, dass die In-ZylinderLuftdichte AIR konstant ist.
Schritt 830: Die CPU erfasst eine erste Einspritzmenge QFi in Abhängigkeit der folgenden Gleichung (2). In der Gleichung (2) ist das Symbol „Vp“ ein In-Zylindervolumen des bestimmten Zylinders, der durch eine Position des Kolbens 22 des bestimmten Zylinders definiert ist. Zudem ist das Symbol „AIR“ die In-Zylinderluftdichte, die in Schritt 825 erfasst wird, und der Wert „14.6“ ist das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Zudem ist das Symbol „KR“ ein Erhöhungskoeffizient, welcher ein positiver Wert größer oder gleich als „1“ ist und wird in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur THW eingestellt. Insbesondere, wenn die Kühlwassertemperatur THW abnimmt, steigt der Erhöhungskoeffizient KR. Im Detail, wenn die Kühlwassertemperatur THW abnimmt, steigt eine Menge des Kraftstoffs, die an einer Wandfläche, welche die Brennkammer 25 definiert (d.h., eine In-Zylinder Wandfläche), haftet. Um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem bestimmten Zylinder auf ein vordefiniertes brennbares Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, ist es daher notwendig viel Kraftstoff einzuspritzen. Aus diesem Grund, wenn die Kühlwassertemperatur THW abnimmt, steigt der Erhöhungskoeffizient KR. $QFi = (Vp * AIR / 14.6) * KR$
Schritt 835: Die CPU zieht die erste Einspritzmenge QFi, die in Schritt 830 erfasst wird, von der absoluten Einspritzmenge QFt ab, die in Schritt 820 erfasst wird, um die zusätzliche Einspritzmenge QFa (QFa = QFt - QFi) zu erfassen.
Wenn die zusätzliche Einspritzmenge QFa, die in Schritt 835 erfasst wird, größer als null ist, kann die vorliegende Steuervorrichtung vorausrechnen, dass der Kraftstoffdruck PF nach der ersten Einspritzung höher als der zulässige Kraftstoffdruck PFp ist.
Schritt 840: Die CPU verwendet die erste Einspritzmenge QFi, die in Schritt 830 erfasst wird, und die Kühlwassertemperatur THW als einen repräsentativen Wert der Temperatur der Brennkammer 25 (d.h., der In-Zylindertemperatur) auf eine Nachschlagtabelle (MapdTI(QFi,THW) an, um ein Zündintervall dTI zu erfassen. Das Zündintervall dTI ist eine Zeitspanne von einem Zeitpunkt eines Bestimmens der ersten Einspritzung bis zu einem Zeitpunkt eines Startens der Zündung des ersten Kraftstoffs durch die Zündvorrichtung 35. Die Tabelle MapdTI(QFi,THW) wird auf der Basis von Daten aufbereitet, die im Voraus durch ein Experiment erfasst wurden und in dem ROM gespeichert wurden.
Gemäß der Tabelle MapdTI(QFi,THW), wenn die erste Einspritzmenge QFi ansteigt, steigt das erfasste Zündintervall dTI und wenn die Kühlwassertemperatur THW abnimmt, steigt das erfasste Zündintervall dTI. Im Detail, wenn die Menge des Kraftstoffs, die durch die erste Einspritzung eingespritzt wird, steigt, steigt eine Zeit, die notwendig ist, dass der Kraftstoff ausreichend verdunstet. Aus diesem Grund steigt das erfasste Zeitintervall dTI, wenn die erste Einspritzmenge QFi steigt. Ähnlich sinkt die Temperatur der Brennkammer 25, wenn die Kühlwassertemperatur THW abnimmt und daher steigt eine Zeit, die notwendig ist, dass der Kraftstoff ausreichend verdunstet. Aus diesem Grund steigt das erfasste Zündintervall dTI, wenn die Kühlwassertemperatur THW abnimmt.
Schritt 845: Die CPU verwendet die erste Einspritzmenge QFi, die in Schritt 830 erfasst wird, und das Zündintervall dTI, das in Schritt 840 erfasst wird, auf eine Nachschlagtabelle MapdTF(QFi,dTI) an, um ein Einspritzintervall dTF zu erfassen. Das Einspritzintervall dTF ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt eines Bestimmens des ersten Einspritzens bis zu dem Zeitpunkt eines Startens der zusätzlichen Einspritzung und wird zumindest als ein Wert größer als das Zündintervall dTI erfasst. Die Tabelle MapdTF(QFi,dTI) wird auf Basis von Daten aufbereitet, die im Voraus durch ein Experiment erfasst wurden und in dem ROM gespeichert wurden.
Gemäß dieser Tabelle MapdTF(QFi,dTI) steigt das erfasste Einspritzintervall dTF, wenn die erste Einspritzmenge QFi steigt, und wenn das Zündintervall dTI steigt, steigt das erfasste Einspritzintervall dTF. Wenn die erste Einspritzmenge QFi steigt, steigt im Detail die Zeitspanne der Verbrennung des ersten Kraftstoffs und daher verzögert sich der Zeitpunkt des Abschlusses der Verbrennung des ersten Kraftstoffs. Aus diesem Grund steigt das erfasste Einspritzintervall dTF, wenn die erste Einspritzmenge QFi steigt. Zudem verzögert sich der Zeitpunkt des Starts der Verbrennung des ersten Kraftstoffs, wenn das Zündintervall dTI steigt und daher verzögert sich der Zeitpunkt des Abschlusses der Verbrennung des ersten Kraftstoffs. Aus diesem Grund steigt das erfasste Einspritzintervall dTF, wenn das Zündintervall dTI steigt.
Schritt 850: Die CPU sendet jeweils Befehlssignale zu der Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders und der Zündvorrichtung 35 des bestimmten Zylinders in Abhängigkeit der ersten Einspritzmenge QFi, der zusätzlichen Einspritzmenge QFa, des Zündintervalls dTI und des Einspritzintervalls dTF, die jeweils bei den Schritten 830 bis 845 erfasst werden.
Dadurch wird der Kraftstoff, welcher die erste Einspritzmenge QFi aufweist, von der Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders eingespritzt. Wenn das Zündintervall dTI von dem Zeitpunkt des Beendens der ersten Einspritzung verstreicht, wird der erste Kraftstoff durch die Zündvorrichtung 35 gezündet. Wenn das Einspritzintervall dTF von dem Zeitpunkt des Beendens der ersten Einspritzung abläuft (in diesem Beispiel, wenn die Verbrennung des ersten Kraftstoffs abgeschlossen ist), wird der Kraftstoff, der die zusätzliche Einspritzmenge QFa aufweist, von der Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders eingespritzt. Im Ergebnis nimmt der Kraftstoffdruck PF auf den zulässigen Kraftstoffdruck PFp ab.
Die konkrete Kraftstoffdruckverringersteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, wurde beschrieben.
<Gesamtmaschinenbetriebsteuerung durch die Steuervorrichtung>
Nachfolgend wird eine Gesamtbetriebssteuerung der Maschine 10, die von der vorliegenden Steuervorrichtung ausgeführt wird, beschrieben. Die CPU der ECU 80 ist derart konfiguriert oder programmiert, dass sie ein Maschinenbetriebsteuerprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 9 dargestellt wird, immer, wenn eine vordefinierte Zeitspanne verstreicht, ausführt. Daher startet die CPU zu einem vordefinierten Zeitpunkt einen Prozess aus Schritt 900 in 9 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 905 fort, um zu bestimmen, ob der Zustand des Zündschalters 79 dem An-Zustand entspricht.
Wenn der Zustand der Zündschalters 79 dem Aus-Zustand nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 905 durch die CPU entspricht, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 905 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 995 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn der Zustand des Zündschalters 79 dem An-Zustand nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 905 durch die CPU entspricht, bestimmt die CPU „Ja“ in Schritt 905 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 910 fort, um festzustellen, ob ein Wert einer Kraftstoffreduzierflag XFC „1“ ist.
In diesem Beispiel wird der Wert der Kraftstoffreduzierflag XFC auf „1“ eingestellt, wenn eine Kraftstoffreduzierbedingung, die unten beschrieben ist, erfüllt ist. Die Kraftstoffreduzierbedingung ist erfüllt, wenn alle der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt sind.

(1) Der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp ist null.
(2) Die Drehzahl NE ist größer oder gleich einer vordefinierten Drehzahl (nachfolgend als „die Kraftstoffreduzierdrehzahl“ bezeichnet) NEfc.
(3) Ein Wert einer Maschinenstoppanforderflag Xstp ist „0“.
(4) Ein Wert einer Maschinenstartanforderflag Xrst ist „0“.
(5) Ein Wert einer Maschinenstartabschlussflag Xss ist „1“.

Es soll angemerkt werden, dass die Details der Maschinenstoppanforderflag Xstp, der Maschinenstartanforderflag Xrst und der Maschinenstartabschlussflag Xss später beschrieben werden.
Der Wert der Kraftstoffreduzierflag XFC wird auf „0“ eingestellt, wenn eine Kraftstoffzufuhrneustartbedingung, die unten beschrieben wird (d.h., eine Bedingung für ein Beenden der Kraftstoffreduziersteuerung und eines Neustartens der Kraftstoffeinspritzung) erfüllt ist. Die Kraftstoffzufuhrneustartbedingung ist erfüllt, wenn eine der nachfolgenden Bedingungen (1) bis (5) erfüllt ist.

(1) Der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp wird größer als null während der Ausführung der Kraftstoffreduziersteuerung (der Wert der Kraftstoffreduzierflag XFC = 1).
(2) Die Drehzahl NE wird kleiner oder gleich einer vordefinierten Drehzahl (nachfolgend als „die Maschinenbetriebneustartdrehzahl“ bezeichnet) NErs während der Ausführung der Kraftstoffreduziersteuerung.
(3) Der Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp wird auf „1“ eingestellt.
(4) Der Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst wird auf „1“ eingestellt.
(5) Der Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss wird auf „0“ eingestellt.

Die Maschinenneustartdrehzahl NErs wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner als die Kraftstoffreduzierdrehzahl NEfc und größer als die Leerlaufdrehzahl NEid ist. Zudem ist die Maschinenneustartdrehzahl NErs ein unterer Grenzwert der Drehzahl, der die Drehzahl NE der Leerlaufdrehzahl NEid annähern kann ohne die Drehzahl NE wesentlich unter die Leerlaufdrehzahl NEid durch ein Neustarten der Kraftstoffeinspritzungen und der Kraftstoffzündungen zu senken.
Wenn der Wert der Kraftstoffreduzierflag XFC „0“ nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 910 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 910 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 920 fort, um festzustellen, ob der Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp „1“ ist und der Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst „0“ ist.
Der Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp wird auf „1“ eingestellt, wenn die zuvor genannte Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Der Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst wird auf „1“ eingestellt, wenn das Bremspedal 92 gelöst wird und das Gaspedal 91 gedrückt wird, nachdem die Maschinenstoppsteuerung gestartet wird, d.h., wenn eine Bedingung zum Neustarten des Maschinenbetriebs (d.h. eine Maschinenstartbedingung) erfüllt ist, nachdem die Maschinenstoppsteuerung gestartet wird.
Nun wird angenommen, dass eine Feststellbedingung in Schritt 920 nicht erfüllt ist. In diesem Fall bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 920 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 930 fort, um zu bestimmen, ob der Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp „1“ ist und der Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst „1“ ist.
Nun wird angenommen, dass die Feststellbedingung in Schritt 930 nicht erfüllt ist. In diesem Fall bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 930 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 940 fort, um ein Normalsteuerprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 10 dargestellt wird, auszuführen.
Wenn die CPU mit dem Prozess aus Schritt 940 fortfährt, startet die CPU daher einen Prozess aus Schritt 1000 aus 10, um der Reihe nach Prozesse aus Schritten 1005 bis 1030, die unten beschrieben sind, auszuführen. Dann fährt die CPU mit dem Prozess zu Schritt 995 aus 9 über einen Schritt 1095 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Schritt 1005: Die CPU verwendet die aktuelle Drehzahl NE und den Gaspedalbetätigungsbetrag Accp als einen repräsentativen Wert der aktuellen Maschinenlast auf eine Nachschlagtabelle MapQFtgt(NE,Accp) an, um eine Solleinspritzmenge QFtgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapQFtgt(NE, Accp) sinkt die erfasste Solleinspritzmenge QFtgt, wenn die Drehzahl NE ansteigt und die erfasste Solleinspritzmenge QFtgt steigt an, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp ansteigt.
Schritt 1010: Die CPU wendet die Drehzahl NE und den Gaspedalbetätigungsbetrag Accp auf einer Nachschlagtabelle MapTFtgt(NE,Accp) an, um einen Solleinspritzzeitpunkt TFtgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapTFtgt(NE,Accp) schreitet der erfasste Solleinspritzzeitpunkt TFtgt fort, wenn die Drehzahl NE steigt und der erfasste Solleinspritzzeitpunkt TFtgt schreitet fort, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp steigt.
Schritt 1015: Die CPU wendet die Drehzahl NE und den Gaspedalbetätigungsbetrag Accp auf eine Nachschlagtabelle MapTItgt(NE,Accp) an, um einen Sollzündzeitpunkt TItgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapTItgt(NE,Accp) schreitet der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt fort, wenn die Drehzahl NE ansteigt und der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt verzögert sich, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp ansteigt.
Schritt 1020: Die CPU wendet die Drehzahl NE und den Gaspedalbetätigungsbetrag Accp auf eine Nachschlagtabelle MapTAtgt(NE,Accp) an, um einen Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapTAtgt(NE,Accp) steigt der erfasste Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt, wenn die Drehzahl NE ansteigt und der erfasste Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt steigt an, wenn der Gaspedalbetätigungsbetrag Accp ansteigt.
Schritt 1025: Die CPU stellt den Grundkraftstoffdruck PFb als einen Sollkraftstoffdruck PFtgt ein. Der Grundkraftstoffdruck PFb ist ein vordefinierter konstanter Kraftstoffdruck.
Schritt 1030: Die CPU sendet Befehlssignale zu den Einspritzdüsen 39, den Zündvorrichtungen 35, dem Drosselventilaktuator 45a und der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 in Abhängigkeit der Solleinspritzmenge QFtgt, des Solleinspritzzeitpunkts TFtgt, des Sollzündzeitpunkts TItgt, des Solldrosselventilöffnungsgrads TAtgt und des Sollkraftstoffdrucks PFtgt, die in den Schritten 1005 bis 1025 jeweils eingestellt wurden.
Während der Drosselventilöffnungsgrad TA und der Kraftstoffdruck PF auf den Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt und den Sollkraftstoffduck PFtgt jeweils geregelt werden, wird dadurch der Kraftstoff, der die Solleinspritzmenge QFtgt aufweist, von jeder der Einspritzdüsen 39 zu dem Solleinspritzzeitpunkt TFtgt eingespritzt und dann wird der Kraftstoff durch die jeweiligen Zündvorrichtungen 35 zu dem Sollzündzeitpunkt TItgt gezündet.
Wieder mit Bezug auf 9, wenn der Wert der Kraftstoffreduzierflag XCF „1“ nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 910 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 910 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 915 fort, um ein Kraftstoffreduziersteuerprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 11 dargestellt ist, auszuführen.
Wenn die CPU mit dem Prozess aus Schritt 915 fortfährt, startet daher die CPU einen Prozess aus Schritt 1100 aus 11, um der Reihe nach Prozesse aus Schritten 1105 bis 1125 auszuführen, die unten beschrieben werden. Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 995 aus 9 über einen Schritt 1195 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Schritt 1105: Die CPU stoppt die Kraftstoffeinspritzungen. In diesem Fall sendet die CPU kein Befehlssignal zu den Einspritzdüsen 39.
Schritt 1110: Die CPU stoppt die Kraftstoffzündungen. In diesem Fall sendet die CPU kein Befehlssignal zu den Zündvorrichtungen 35.
Schritt 1115: Die CPU stellt den ersten Öffnungsgrad TA1 als den Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt ein.
Schritt 1120: Die CPU stellt den Grundkraftstoffdruck PFb als den Sollkraftstoffdruck PFtgt ein.
Schritt 1125: Die CPU sendet Befehlssignal an den Drosselventilaktuator 45a und die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 in Abhängigkeit des Solldrosselventilöffnungsgrads TAtgt und des Sollkraftstoffdrucks PFtgt, die bei den Schritten 1115 und 1120 jeweils eingestellt werden.
Dadurch wird der Drosselventilöffnungsgrad TA auf den ersten Öffnungsgrad TA1 geregelt und der Kraftstoffdruck PF wird auf den Sollkraftstoffdruck PFtgt geregelt. Wie oben beschrieben werden in diesem Fall die Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffzündung nicht ausgeführt.
Auf der anderen Seite, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und der Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp auf „1“ geändert wird, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 910 aus 9 und bestimmt „Ja“ bei Schritt 920 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 925 fort, um das Maschinenstoppsteuerprogramm, das mit Bezug auf 4 beschrieben ist, auszuführen. Im Ergebnis werden der Drosselventilöffnungsgrad TA und der Kraftstoffdruck PF beide jeweils von dem Drosselventilöffnungsgrad und dem Kraftstoffdruck erhöht, die eingestellt sind bis die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Da die Kraftstoffeinspritzung und die Kraftstoffzündung nicht ausgeführt werden, sinkt zudem die Drehzahl NE und soweit die Maschinenstartbedingung nicht erfüllt ist, wird die Drehzahl NE mit der Zeit null und der Maschinenbetrieb stoppt.
Wenn das Bremspedal 92 gelöst wird und das Gaspedal 91 gedrückt wird und daher die Maschinenstartbedingung erfüllt ist nachdem die Maschinenstoppsteuerung gestartet ist, wird der Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst auf „1“ geändert. In diesem Fall bestimmt die CPU „Nein“ jeweils bei den Schritten 910 und 920 und bestimmt „Ja“ bei Schritt 930 und fährt mit dem Prozess aus Schritt 935 fort, um ein Startsteuerprogramm, das in 15 dargestellt ist und später beschrieben wird, auszuführen.
<Kurzfassung der Maschinenstartsteuerung durch die Steuervorrichtung>
Verschiedene Aktivierungen, die durch das Maschinenstartsteuerprogramm realisiert werden, werden mit Bezug auf 12 bis 14 beschrieben.
Die vorliegende Steuervorrichtung startet den Betrieb der Maschine 10 durch Ausführen einer der folgenden Steuerungen (1) bis (3) in Abhängigkeit der Drehzahl NE.

(1) Die in 10 dargestellte Normalsteuerung (d.h., eine Steuerung, um die Kraftstoffeinspritzung bei einer späteren Hälfte des Kompressionshubs und die Kraftstoffzündung etwa bei dem oberen Totpunkt der Kompression auszuführen).
(2) Eine Steuerung zum Ausführen der Kraftstoffeinspritzung bei einer ersten Hälfte des Kompressionshubs und der Kraftstoffzündung unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung (d.h., die Zündmaschinenstartsteuerung).
(3) Eine Steuerung zum Ausführen der Kraftstoffeinspritzung bei der zweiten Hälfte des Kompressionshubs und der Kraftstoffzündung unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung während der Startermotor 26 betrieben wird (d.h., ein Startermaschinenstartsteuerung).

Insbesondere, wenn die Drehzahl NE gleich oder größer einer ersten Drehzahl NE1 (NE ≥ NE1) nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung ist, startet die vorliegende Steuervorrichtung den Betrieb der Maschine 10 durch die Normalsteuerung, die in 10 dargestellt ist.
Auf der anderen Seite, wenn die Drehzahl NE kleiner als die erste Drehzahl NE1 und größer oder gleich einer zweiten Drehzahl NE2 ist, die kleiner als die erste Drehzahl NE1 ist, (NE2 ≤ NE < NE1), startet die vorliegende Steuervorrichtung den Betrieb der Maschine 10 durch die Zündmaschinenstartsteuerung.
In diesem Beispiel ist die Zündmaschinenstartsteuerung eine Steuerung um die Kraftstoffeinspritzung bei der ersten Hälfte des Verbrennungshubs und die Kraftstoffzündung unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder auszuführen, wobei der Hub dieser in der ersten Hälfte des Verbrennungshubs ist (beispielsweise 10 bis 30 Grad nach dem oberen Totpunkt der Kompression) oder der Hub dieser sich in den Verbrennungshub bewegt, nachdem die Maschinenstartbedingung erfüllt ist
Auf der anderen Seite, wenn die Drehzahl NE kleiner als die zweite Drehzahl NE2 nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung (NE < NE2) ist, nachdem die Drehzahl NE kleiner oder gleich einer dritten Drehzahl NE3 geworden ist, welche kleiner als die zweite Drehzahl NE2 ist, startet die vorliegende Steuervorrichtung den Betrieb der Maschine 10 durch die Startermaschinenstartsteuerung.
In dieser Hinsicht wird der Start des Betriebs der Maschine 10 durch die Normalsteuerung, die in 10 dargestellt ist, genau bzw. konkret mit Bezug zu 12 beschrieben. In einem in 12 dargestellten Beispiel sind die Inhalte, die die Steuerung bis zu einer Zeit t122 enthalten, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, die gleichen, wie die Inhalte, die die Steuerung bis zu der Zeit t32 enthalten, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, wie in 3 gezeigt. Daher ist in dem in 12 gezeigten Beispiel bis zu einer Zeit t120 das Gaspedal 91 gedrückt und das Bremspedal 92 gelöst. Zu der Zeit t120 wird das Gaspedal 91 gelöst. Dann wird zu einer Zeit t121 das Bremspedal 92 gedrückt und dann zu einer Zeit t122, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD kleiner als die vordefinierte Fahrzeuggeschwindigkeit SPDth wird, ist die Maschinenstoppbedingung erfüllt.
In dem in 12 gezeigten Beispiel wird zu einer Zeit t123 das Bremspedal 92 gelöst und das Gaspedal 91 gedrückt. Daher ist die Maschinenstartbedingung erfüllt. Zu dieser Zeit startet bei diesem Beispiel die vorliegende Steuervorrichtung das in 10 dargestellte Normalsteuerprogramm, da die Drehzahl NE größer oder gleich der ersten Drehzahl NE1 ist.
In diesem Beispiel wird die erste Drehzahl NE1 auf einen unteren Grenzwert der Drehzahl eingestellt, die ein Rotationsmoment auf die Kurbelwelle 24 übertragen kann, um die Drehzahl NE durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzung und der Kraftstoffzündung in Abhängigkeit des in 10 dargestellten Normalsteuerprogramms zu erhöhen.
Da die Drehzahl NE größer oder gleich der ersten Drehzahl NE1 nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung ist, kann in diesem Beispiel die Drehzahl NE durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzung und der Kraftstoffzündung in Abhängigkeit des Normalsteuerprogramms, das in 10 dargestellt ist, erhöht werden. Daher steigt die Drehzahl NE nach der Zeit t123.
Es soll angemerkt werden, dass in diesem Beispiel die erste Drehzahl NE1 auf eine Drehzahl eingestellt wird, um den Abschluss des Starts des Betriebs der Maschine 10 zu bestimmten (beispielsweise 600rpm). Wenn die in 10 dargestellte Normalsteuerung ausgeführt wird, um den Betrieb der Maschine 10 zu starten, wurde daher der Start des Betriebs der Maschine 10 nach dem Start der Normalsteuerung schon abgeschlossen.
Die Kurzfassung des Maschinenstarts durch die Normalsteuerung wurde beschrieben.
Anschließend wird der Start des Betriebs der Maschine 10 durch die Zündmaschinenstartsteuerung mit Bezug auf 13 beschrieben. In einem in 13 gezeigten Beispiel sind die Inhalte, die die Steuerung bis zu einer Zeit t133 nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung enthalten, die gleichen wie die Inhalte, die die Steuerung bis zu der Zeit t123 nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung in dem in 12 gezeigten Beispiel enthalten.
In dem in 13 gezeigten Beispiel ist die Drehzahl NE nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung bei einer Zeit t133 kleiner als die erste Drehzahl NE1 und größer oder gleich der zweiten Drehzahl NE2 (NE2 ≤ NE < NE1). Die vorliegende Steuervorrichtung startet daher die Zündmaschinenstartsteuerung, d.h., die Kraftstoffeinspritzung bei der ersten Hälfte des Verbrennungshubs und die Kraftstoffzündung unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung.
In diesem Beispiel ist die zweite Drehzahl NE2 auf einen unteren Grenzwert eines Bereichs der Drehzahl NE eingestellt, der der Kurbelwelle 24 ein ausreichendes Rotationsmoment übertragen kann, um die Drehzahl NE durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzung in der ersten Hälfte des Verbrennungshubs und die Kraftstoffzündung unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung durch die Zündmaschinenstartsteuerung auszuführen.
Da die Drehzahl NE größer oder gleich der zweiten Drehzahl NE2 nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung in diesem Beispiel ist, kann die Drehzahl NE durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzung und der Kraftstoffzündung durch die Zündmaschinenstartsteuerung erhöht werden. Daher wird die Drehzahl NE nach der Zeit t133 erhöht.
Nach der Erfüllung der Maschinenstoppbedingung wurde in diesem Beispiel zudem der Drosselventilöffnungsgrad TA vergrößert und daher ist eine Menge an Luft in der Brennkammer 25 während dem Verbrennungshub relativ groß. Nach der Erfüllung der Maschinenstoppbedingung, da der Kraftstoffdruck PF auch steigt, kann zusätzlich eine ausreichende Menge des Kraftstoffs zum Rotieren der Kurbelwelle 24 von der Einspritzdüse 39 eingespritzt werden. Daher kann der Kraftstoff sicher durch die Zündmaschinenstartsteuerung verbrannt werden. Im Ergebnis kann die Maschine 10 sicher gestartet werden, um betrieben zu werden.
Nach der Zeit t133 steigt daher die Drehzahl NE. Zu einer Zeit t134 erreicht die Drehzahl NE daher die erste Drehzahl NE1 (d.h. eine Maschinenstartabschlussdrehzahl) und der Start des Betriebs der Maschine 10 ist abgeschlossen.
Die Kurzfassung des Maschinenstarts durch die Zündmaschinenstartsteuerung wurde beschrieben.
Der Start des Betriebs der Maschine 10 durch die Startermaschinenstartsteuerung wird nachfolgend mit Bezug auf 14 beschrieben. In einem in 14 gezeigten Beispiel sind die Inhalte, die die Steuerung bis zu einer Zeit t143 enthalten, wenn die Maschinenstartbedingung erfüllt ist, die gleichen wie die Inhalte, die die Steuerung bis zu der Zeit tl23 enthalten, wenn die Maschinenstartbedingung in dem in 12 gezeigten Beispiel erfüllt ist.
In dem in 14 gezeigten Beispiel ist die Drehzahl NE nach der Erfüllung der Maschinenstartbedingung zu der Zeit t143 kleiner als die zweite Drehzahl NE2 und größer als die dritte Drehzahl NE3 (NE3 < NE < NE2). In diesem Fall startet die vorliegende Steuervorrichtung die Startermaschinenstartsteuerung zu der Zeit t143 nicht und startet die Startermaschinenstartsteuerung zu der Zeit t144, wenn sich die Drehzahl NE auf die dritte Drehzahl NE3 reduziert.
Mit anderen Worten verzahnt die vorliegende Steuervorrichtung den Startermotor 26 mit dem Zahnkranz 27, der an der Kurbelwelle 24 befestigt ist, um ein Rotationsmoment auf die Kurbelwelle 24 über den Zahnkranz 27 aufzubringen und führt die Kraftstoffeinspritzung in der späteren Hälfte des Kompressionshubs und die Kraftstoffzündung unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung aus.
Es soll angemerkt werden, dass der Startermotor 26 dieser Ausführungsform eine Art eines Startermotors ist, bei welchem das Ritzel 26a nicht mit dem Zahnkranz 27 ineinander greifen kann, das an der Kurbelwelle 24 befestig ist, wenn die Drehzahl NE größer als die dritte Drehzahl NE3 ist. Daher wird die dritte Drehzahl NE3 auf einen oberen Grenzwert der Drehzahl NE eingestellt, bei der das Ritzel 26a des Startermotors 26 mit dem Zahnkranz 27 ineinander greifen kann.
Wenn die Drehzahl NE kleiner oder gleich der dritten Drehzahl NE3 ist, kann daher die Drehzahl NE durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzung und der Kraftstoffzündung erhöht werden, während das Ritzel 26a des Startermotors 26 mit dem Zahnkranz 27 verzahnt wird, um die Kurbelwelle 24 zu rotieren.
Nach der Zeit t144 steigt daher die Drehzahl NE. Zu einer Zeit t146 erreicht dann die Drehzahl NE die erste Drehzahl NE1 (d.h., die Maschinenstartabschlussdrehzahl) und dadurch wird der Start des Betriebs der Maschine 10 abgeschlossen. Es soll angemerkt werden, dass der Betrieb des Startermotors 26 zu einer Zeit tl45 gestoppt wird, wenn die Drehzahl NE auf eine konstante Drehzahl ansteigt.
Die Kurzfassung des Maschinenstarts durch die Startermaschinenstartsteuerung wurde beschrieben.
<Konkrete Maschinenstartsteuerung durch die Steuervorrichtung>
Anschließend wird die Maschinenstartsteuerung, die durch die vorliegende Steuervorrichtung ausgeführt wird, konkret beschrieben. Wie oben beschrieben, wenn die CPU „Ja“ bei Schritt 930 bestimmt, fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 935 fort, um ein Maschinenstartsteuerprogramm, das durch ein in 15 dargestelltes Flussdiagramm gezeigt wird, auszuführen.
Daher startet die CPU zu einem vordefinierten Zeitpunkt einen Prozess aus Schritt 1500 aus 15 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1505 fort, um festzustellen, ob der Wert einer Startermaschinenstartflag Xsm „0“ ist. Wie später beschrieben wird der Wert der Startermaschinenstartflag Xsm auf „1“ eingestellt, wenn die Startermaschinenstartsteuerung gestartet wird.
Daher ist nun der Wert der Startermaschinenstartflag Xsm „0“ und daher bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 1505 und fährt mit dem Prozess aus Schritt 1510 fort, um den Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss auf „0“ einzustellen. Es soll angemerkt werden, dass, wenn der Wert der Startermaschinenstartflag Xsm „1“ ist, die CPU „Nein“ bei Schritt 1505 feststellt und dann mit dem Prozess direkt mit einem Schritt 1595 fortfährt, um mit dem Prozess aus Schritt 955 in 9 über Schritt 1595 fortzufahren.
Wenn die CPU mit dem Prozess aus Schritt 1515 fortfährt, bestimmt die CPU, ob die Drehzahl NE größer oder gleich der ersten Drehzahl NE1 ist. Wenn die Drehzahl NE größer oder gleich der ersten Drehzahl NE1 ist, bestimmt die CPU „Ja“ in Schritt 1515 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1520 fort, um die folgenden Prozesse (A) bis (D) auszuführen. Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 995 aus 9 über den Schritt 1595 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.

(A) Die CPU stellt den Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss auf „1“. Mit anderen Worten bestimmt die CPU, dass der Maschinenstart abgeschlossen ist.
(B) Die CPU stellt den Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp auf „0“.
(C) Die CPU stellt den Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst auf „0“.
(D) Die CPU stellt den Wert der Kraftstoffreduzierflag XFC auf „0“.

Nachdem die CPU als nächstes den Prozess des in 9 dargestellten Programms startet, bestimmt die CPU im Ergebnis jeweils „Nein“ bei Schritt 910, 920 und 930 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 940 fort. Im Ergebnis wird der Maschinenstart durch die Normalsteuerung realisiert.
Auf der anderen Seite, wenn die Drehzahl NE kleiner als die erste Drehzahl NE1 nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 1515 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 1515 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1525 fort, um festzustellen, ob die Drehzahl NE größer oder gleich der zweiten Drehzahl NE2 ist.
Wenn die Drehzahl NE größer oder gleich der zweiten Drehzahl NE2 nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 1525 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 1525 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1530 fort, um festzustellen, ob der Wert einer Zündmaschinenstartflag Xbs „0“ ist. Wie später beschrieben wird, wird der Wert der Zündmaschinenstartflag Xbs auf „1“ eingestellt, wenn die Zündmaschinenstartsteuerung gestartet wird.
Daher ist der Wert der Zündmaschinenstartflag Xbs nun „0“. Daher bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 1530 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1535 fort, um ein Zündmaschinenstartsteuerprogramm auszuführen, das durch ein Flussdiagramm in 16 dargestellt wird. Es soll angemerkt werden, dass, wenn der Wert der Zündmaschinenstartflag Xbs „1“ nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 1530 durch die CPU ist, die CPU bei Schritt 1530 „Nein“ bestimmt und dann mit dem Prozess aus Schritt 995 aus 9 über den Schritt 1595 fortfährt, um dieses Programm einmal zu beenden.
Wenn die CPU mit dem Prozess aus Schritt 1535 fortfährt, startet die CPU einen Prozess aus Schritt 1600 aus 16 und führt dann der Reihe nach Prozesse aus Schritten 1605 bis 1630 durch, die unten beschrieben werden. Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 1540 aus 15 über einen Schritt 1695 fort.
Schritt 1605: Die CPU stellt eine zweite Einspritzmenge QF2 als die Solleinspritzmenge QFtgt ein. Die zweite Einspritzmenge QF2 wird im Voraus durch ein Experiment erfasst und in dem ROM gespeichert. Es soll angemerkt werden, dass die zweite Einspritzmenge QF2 ein Wert sein kann, welcher ansteigt, wenn die Kühlwassertemperatur THW sinkt.
Schritt 1610: Die CPU stellt einen zweiten Einspritzzeitpunkt TF2 als den Solleinspritzzeitpunkt TFtgt ein. Der zweite Einspritzzeitpunkt TF2 ist ein Zeitpunkt in der ersten Hälfte des Verbrennungshubs in dem Zylinder, in dem die Zündmaschinenstartsteuerung ausgeführt wird. Der zweite Einspritzzeitpunkt TF2 wird im Voraus durch ein Experiment erfasst und in dem ROM gespeichert.
Schritt 1615: Die CPU stellt einen zweiten Zündzeitpunkt TI2 als den Sollzündzeitpunkt TItgt ein. Der zweite Zündzeitpunkt TI2 ist ein Zeitpunkt unmittelbar nach dem zweiten Einspritzzeitpunkt TF2, der als der Solleinspritzzeitpunkt TFtgt in Schritt 1610 eingestellt wird. Der zweite Zündzeitpunkt TI2 wird im Voraus durch ein Experiment erfasst und in dem ROM gespeichert.
Schritt 1620: Die CPU stellt einen Wert, der durch Addieren eines vordefinierten Werts dTA zu dem ersten Öffnungsgrads TA1 erreicht wird, als den Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt ein (TAtgt = TA1 + dTA).
Es soll angemerkt werden, dass die Maschinenstoppsteuerung ausgeführt wird, bis die Maschinenstartbedingung erfüllt ist und während der Ausführung der Maschinenstoppsteuerung ist ein Öffnungsgrad, der um den vordefinierten Wert dTA größer als der erste Öffnungsgrad TA1 ist, als der Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt eingestellt (siehe Schritt 420 aus 4). Gemäß dieses Schrittes 1620 wird daher der Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt bei dem Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt beibehalten, der durch die Maschinenstoppsteuerung eingestellt wird, die ausgeführt wird bis die Maschinenstartbedingung erfüllt ist.
Schritt 1625: Die CPU stellt einen Wert ein, der durch Addieren eines vordefinierten Werts dPF zu dem Grundkraftstoffdruck PFb erreicht wird, als den Sollkraftstoffdruck PFtgt ein (PFtgt = PFb + dPF).
Es soll angemerkt werden, dass, wie oben beschrieben, die Maschinenstoppsteuerung ausgeführt wird, bis die Maschinenstartbedingung erfüllt ist und während der Ausführung der Maschinenstoppsteuerung wird ein Kraftstoffdruck, der um den vordefinierten Wert dPF höher als der Grundkraftstoffdruck PFb ist, als der Sollkraftstoffdruck PFtgt eingestellt (siehe den Schritt 425 aus 4). Gemäß dieses Schritts 1625 wird daher der Sollkraftstoffdruck PFtgt bei dem Sollkraftstoffdruck PFtgt beibehalten, der durch die Maschinenstoppsteuerung eingestellt wird, die ausgeführt wird, bis die Maschinenstartbedingung erfüllt ist.
Schritt 1630: Die CPU sendet Befehlssignale zu der Einspritzdüse 39 des bestimmten Zylinders, der Zündvorrichtung 35 des bestimmten Zylinders, dem Drosselventilaktuators 45a und der Hochdruckkraftstoffpumpe 62 in Abhängigkeit der Solleinspritzmenge QFtgt, des Solleinspritzzeitpunkts TFtgt, des Sollzündzeitpunkts TItgt, des Solldrosselventilöffnungsgrads TAtgt und des Sollkraftstoffdrucks PFtgt, die jeweils bei Schritten 1605 bis 1625 eingestellt werden.
Während jeweils der Drosselventilöffnungsgrad TA und der Kraftstoffdruck PF auf den Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt und den Sollkraftstoffdruck PFtgt geregelt werden, wird die Solleinspritzmenge QFtgt des Kraftstoffs daher von der Einspritzdüse 39 zu dem Solleinspritzzeitpunkt TFtgt eingespritzt, der als ein Zeitpunkt in der ersten Hälfte des Verbrennungshubs eingestellt wird, und der Kraftstoff wird durch die Zündvorrichtung 35 zu dem Sollzündzeitpunkt TItgt gezündet, der als ein Zeitpunkt unmittelbar nach dem Solleinspritzzeitpunkt TFtgt eingestellt wird.
Dann fährt die CPU daher mit dem Prozess aus Schritt 1540 aus 15 über den Schritt 1695 fort, um die Zündmaschinenstartflag Xbs auf „1“ einzustellen. Wenn die CPU anschließend mit dem Prozess aus Schritt 1530 fortfährt, führt die CPU daher nicht den Prozess aus Schritt 1535 aus und daher wird die Zündmaschinenstartsteuerung nicht ausgeführt.
Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 995 aus 9 über den Schritt 1595 fort.
Auf der anderen Seite, wenn die Drehzahl NE kleiner als die zweite Drehzahl NE2 nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 1525 aus 15 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 1525 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1545 fort, um festzustellen, ob die Drehzahl NE kleiner oder gleich der dritten Drehzahl NE3 ist.
Wenn die Drehzahl NE größer als die dritte Drehzahl NE3 nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 1545 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 1545 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 995 aus 9 über den Schritt 1595 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn die Drehzahl NE kleiner oder gleich der dritten Drehzahl NE3 nach der Ausführung des Prozesses aus Schritt 1545 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 1545 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1550 fort, um ein Startermaschinenstartsteuerprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 17 dargestellt ist, auszuführen.
Wenn die CPU daher mit dem Prozess aus Schritt 1550 fortfährt, startet die CPU einen Prozess aus Schritt 1700 aus 17 und führt dann der Reihe nach Prozesse aus Schritten 1705 bis zu 1730 aus, die später beschrieben werden. Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 1555 aus 15 über einen Schritt 1795 fort.
Schritt 1705: Die CPU wendet die Kühlwassertemperatur THW auf eine Nachschlagtabelle MapQFtgt(THW) an, um eine Solleinspritzmenge QFtgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapQFtgt(THW) nimmt die erfasste Solleinspritzmenge QFtgt ab, wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt. Insbesondere, wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, steigt die Temperatur der Brennkammer 25. Daher ist es wahrscheinlich, dass der eingespritzte Kraftstoff verdunstet und im Ergebnis kann eine ausreichend explosive Kraft bzw. Leistung aus einer kleinen Menge des eingespritzten Kraftstoffs erreicht werden. Aus diesem Grund, wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, nimmt die erfasste Solleinspritzmenge QFtgt ab.
Schritt 1710: Die CPU wendet die Kühlwassertemperatur THW auf eine Nachschlagtabelle MapTFtgt(THW) an, um einen Solleinspritzzeitpunkt TFtgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapTFtgt(THW), wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, bewegt sich der erfasste Solleinspritzzeitpunkt TFtgt in Richtung des oberen Totpunktes der Kompression in der späteren Hälfte des Kompressionshubs. Insbesondere, wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, steigt die Temperatur der Brennkammer 25 und daher ist eine Zeit, die notwendig ist, um den eingespritzten Kraftstoff ausreichend zu verdunsten, kurz. Aus diesem Grund, da die Kühlwassertemperatur THW steigt, bewegt sich der erfasste Solleinspritzzeitpunkt TFtgt in Richtung des oberen Totpunktes der Kompression in der späteren Hälfte des Kompressionshubs.
Schritt 1715: Die CPU wendet die Solleinspritzmenge QFtgt und den Solleinspritzzeitung TFtgt, die jeweils bei den Schritten 1705 und 1710 erfasst wurden, und die Kühlwassertemperatur THW auf eine Nachschlagtabelle MapTItgt(QFtgt,TFtgt,THW) an, um einen Sollzündzeitpunkt TItgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapTItgt(QFtgt,TFtgt,THW) verzögert sich der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt, wenn die Solleinspritzmenge QFtgt steigt. Wenn zudem der Solleinspritzzeitpunkt TFtgt fortschreitet, schreitet der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt fort. Außerdem wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, schreitet der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt fort.
Insbesondere, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge steigt, wird eine Zeit, um den Kraftstoff zu veranlassen ausreichend zu verdunsten, lang. Aus diesem Grund, wenn die Solleinspritzmenge QFtgt steigt, verzögert sich der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt. Zudem, wenn der Solleinspritzzeitpunkt TFtgt fortschreitet, verdunstet der Kraftstoff ausreichend bei einem frühen Zeitpunkt. Aus diesem Grund, wenn der Solleinspritzzeitpunkt TFtgt fortschreitet, schreitet der erfasste Sollzündzeitpunkt TItgt fort. Zudem, wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, ist eine Zeit zum Veranlassen des Kraftstoffs ausreichend zu verdunsten kurz. Aus diesem Grund, wenn die Kühlwassertemperatur THW steigt, schreitet der erfasste Sollzündzeitpunkt TIgt fort.
Schritt 1720: Die CPU wendet die Solleinspritzmenge QFtgt auf eine Nachschlagtabelle MapTAtgt(QFtgt) an, um einen Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt zu erfassen. Gemäß dieser Tabelle MapTAtgt(QFtgt) wird der Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt als ein Wert erfasst, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Mischgases zu veranlassen, das sich in jedem der Zylinder bildet, ein vordefiniertes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu werden (in diesem Beispiel ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis geringer (d.h., fetter) als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis). Der erfasste Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt steigt, wenn die Solleinspritzmenge QFtgt steigt.
Schritt 1725: Die CPU stellt den Grundkraftstoffdruck PFb als den Sollkraftstoffdruck PFtgt ein.
Schritt 1730: Die CPU sendet Befehlssignale an die Einspritzdüsen 39, die Zündvorrichtungen 35, den Drosselventilaktuator 45a und die Hochdruckkraftstoffpumpe 62 in Abhängigkeit der Solleinspritzmenge QFtgt, des Solleinspritzzeitpunkts TFtgt, des Sollzündzeitpunkts TItgt, des Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt und des Sollkraftstoffdrucks PFtgt, die jeweils bei den Schritten 1705 bis 1725 eingestellt werden und sendet ein Befehlssignal zu dem Startermotor 26.
Während der Drosselventilöffnungsgrad TA und der Kraftstoffdruck PF jeweils auf den Solldrosselventilöffnungsgrad TAtgt und den Sollkraftstoffdruck PFtgt geregelt werden und ein Rotationsmoment auf die Kurbelwelle 24 durch den Startermotor 26 aufgebracht wird, wird die Solleinspritzmenge QFtgt des Kraftstoffs von jeder der Einspritzdüsen 39 zu dem Solleinspritzzeitpunkt TFtgt eingespritzt, der als ein Zeitpunkt in der späteren Hälfte des Kompressionshubs eingestellt wird, und der Kraftstoff wird durch die jeweiligen Zündvorrichtungen 35 zu dem Solleinspritzzeitpunkt (Sollzündzeitpunkt) TItgt gezündet, der als ein Zeitpunkt bei dem oberen Totpunkt der Kompression unmittelbar nach der Kraftstoffeinspritzung eingestellt wird.
Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 1555 aus 15 über Schritt 1795 fort, um den Wert der Startermaschinenstartflag Xsm auf „1“ einzustellen.
Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 995 aus 9 über Schritt 1595 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
<Maschinenstartabschlussbestimmung durch die Steuervorrichtung>
Zudem ist die CPU derart konfiguriert oder programmiert, dass sie ein Maschinenstartabschlussbestimmungsprogramm, das durch ein Flussdiagramm in 18 dargestellt ist, jedes Mal ausführt, wenn eine vordefinierte Zeitspanne verstreicht. Daher startet die CPU einen Prozess aus Schritt 1800 aus 18 zu einem vordefinierten Zeitpunkt und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1810 fort, um zu bestimmen, ob der Zustand des Zündschalters 79 dem An-Zustand entspricht.
Wenn der Zustand des Zündschalters 79 dem Aus-Zustand nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 1810 durch die CPU entspricht, bestimmt die CPU „Nein“ in Schritt 1810 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn der Zustand des Zündschalters 79 dem An-Zustand nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 1810 durch die CPU entspricht, bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 1810 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1820 fort, um zu bestimmen, ob der Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss „0“ ist. Die Maschinenstartabschlussflag Xss zeigt an, ob der Maschinenstart erfüllt ist, nachdem die Maschinenstartbedingung erfüllt ist und zeigt an, dass der Maschinenstart nicht abgeschlossen wurde, wenn der Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss „0“ ist.
Wenn der Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss „1“ nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 1820 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Nein“ bei Schritt 1820 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.
Auf der anderen Seite, wenn der Wert der Maschinenstartabschlussflag Xss „0“ nach dem Ausführen des Prozesses aus Schritt 1820 durch die CPU ist, bestimmt die CPU „Ja“ bei Schritt 1820 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1830 fort, um zu bestimmen, ob die Drehzahl NE größer oder gleich der ersten Drehzahl NE1 ist. Wenn die Drehzahl NE größer oder gleich der ersten Drehzahl NE1 ist, kann bestimmt werden, dass der Maschinenstart abgeschlossen ist. In diesem Fall bestimmt die CPU daher „Ja“ bei Schritt 1830 und fährt dann mit dem Prozess aus Schritt 1840 fort, um die folgenden Prozesse (A) bis (E) auszuführen. Dann fährt die CPU mit dem Prozess aus Schritt 1895 fort, um dieses Programm einmal zu beenden.

(A) Die CPU stellt den Wert der Startermaschinenstartabschlussflag Xss auf „1“ ein.
(B) Die CPU stellt den Wert der Startermaschinenstartflag Xsm auf „0“ ein.
(C) Die CPU stellt den Wert der Zündmaschinenstartflag Xbs auf „0“.
(D) Die CPU stellt den Wert der Maschinenstoppanforderflag Xstp auf „0“.
(E) Die CPU stellt den Wert der Maschinenstartanforderflag Xrst auf „0“.

Nachdem die CPU das Maschinenbetriebsteuerprogramm, das in 9 dargestellt ist, startet, fährt als Ergebnis die CPU mit dem Prozess aus Schritt 940 aus 9 fort. Daher wird die Normalsteuerung ausgeführt.
Es soll angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor genannten Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform kann beispielsweise soweit der zusätzliche Kraftstoff zu der Auslasspassage zusammen mit dem Brenngas ausgelassen werden kann, die zusätzliche Einspritzung unmittelbar nach oder vor dem Abschluss der Verbrennung des ersten Kraftstoffs anstelle der zusätzlichen Einspritzung nach dem Abschluss der Verbrennung des ersten Kraftstoffs ausgeführt werden.
Das Volumen der Druckleitung 64 bzw. Zuführleitung 64 ist zudem bekannt und daher kann die Kraftstoffeinspritzmenge, die den Druck des Kraftstoff (d.h., der Kraftstoffdruck) in der Druckleitung 64 unter den zulässigen Kraftstoffdruck PFp verringern kann, durch die Berechnung auf Basis des Kraftstoffdrucks PF erfasst werden. Daher kann in der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform die absolute Einspritzmenge QFt durch die Berechnung ohne Verwendung der Nachschlagtabelle MapQFt(PF) erfasst werden.
Wenn die Zündvorrichtung 35 zudem eine Art Zündvorrichtung ist, die einen Ionenstrom messen kann, der aus der Verbrennung des Kraftstoffs durch Aufbringen einer Spannung auf einen Elektrodenteil der Zündkerze 37 abgeleitet werden kann, kann ein Zustand eines Fortschritts der Verbrennung des ersten Kraftstoffs auf Basis des gemessenen Ionenstroms erfasst werden. In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform kann daher ein Zeitpunkt zum Ausführen der zusätzlichen Einspritzung auf Basis des Zeitpunktes des Abschlusses der Verbrennung des ersten Kraftstoffs, der auf Basis des Zustands des Fortschritts der Verbrennung des ersten Kraftstoffs erfasst wird, bestimmt werden, der auf Basis des Ionenstroms erfasst wird.
Wenn die Maschine 10 andererseits Drucksensoren zum Erfassen von Drücken in den jeweiligen Brennkammern 25 (d.h., In-Zylinderdrucksensoren) enthält, kann der Zustand des Fortschritts der Verbrennung des ersten Kraftstoffs auf Basis einer Spannung in der Brennkammer 25 (d.h., ein In-Zylinderdruck) erfasst werden, der durch den In-Zylindersensor erfasst wird. In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform kann daher ein Zeitpunkt zum Ausführen der zusätzlichen Einspritzung auf Basis des Zeitpunkts des Abschlusses der Verbrennung des ersten Kraftstoffs bestimmt werden, der auf Basis des Zustands des Fortschritts der Verbrennung des ersten Kraftstoffs erfasst wird, der auf Basis der In-Zylinderspannung erfasst wird.
In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform können zudem die Zündungen des Kraftstoffs kontinuierlich durch die Zündvorrichtung 35 anstelle nur einer Zündung des Kraftstoffs durch die Zündvorrichtung 35 ausgeführt werden.
In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform kann daher angenommen werden, dass der schnelle Auslass des Brenngases zu der Auslasspassage bevorzugt wird, um den zusätzlichen Kraftstoff zu veranlassen zu der Auslasspassage sicher zusammen mit dem Brenngas ausgelassen zu werden. Daher kann bevorzugt werden, dass die erste Einspritzmenge QFi des Kraftstoffs von der Einspritzdüse 39 durch eine erste Einspritzung eingespritzt wird. In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform kann jedoch die erste Einspritzmenge QFi des Kraftstoffs von der Einspritzdüse 39 durch die Kraftstoffeinspritzungen eingespritzt werden, wenn bevorzugt wird, dass die erste Einspritzmenge QFi des Kraftstoffs von der Einspritzdüse 39 durch die Kraftstoffeinspritzungen eingespritzt wird.
Ähnlich kann es bevorzugt werden, dass die zusätzliche Einspritzmenge QFa des Kraftstoffs von der Einspritzdüse 39 durch eine zusätzliche Einspritzung eingespritzt wird, um den zusätzlichen Kraftstoff zu der Auslasspassage sicher zusammen mit dem Brenngas auszulassen. In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform kann jedoch, wenn bevorzugt wird, dass die zusätzliche Einspritzmenge QFa des Kraftstoff von der Einspritzdüse 39 durch die Kraftstoffeinspritzungen eingespritzt wird, die zusätzliche Einspritzmenge QFa des Kraftstoffs von der Einspritzdüse 39 durch die Kraftstoffeinspritzungen eingespritzt werden.
In der Kraftstoffdruckverringersteuerung gemäß der zuvor genannten Ausführungsform ist zudem, wenn die erste Einspritzmenge QFi, die bei dem Schritt 830 aus 8 erfasst wird, größer oder gleich der absoluten Einspritzmenge QFt ist, die erste Einspritzmenge QFi auf die absolute Einspritzmenge QFt beschränkt. In diesem Fall ist die zusätzliche Einspritzmenge QFa „0“. Mit anderen Worten kann der Kraftstoffdruck PF auf den zulässigen Kraftstoffdruck PFp nur durch die erste Einspritzung verringert werden.
Zudem kann die Maschine 10, bei welcher die vorliegende Erfindung angewandt wird, einen Oxidationskatalysator in der Auslassleitung 52 anstelle des Drei-Wege-Katalysators 53 enthalten.
Zudem kann die Maschine 10, bei welcher die vorliegende Erfindung angewandt wird, derart konfiguriert sein, dass sie die Kraftstoffzündung fortsetzt, um den unverbrannten Kraftstoff, der in der Brennkammer 25 verbleibt, zu behandelt ohne die Kraftstoffzündung zur gleichen Zeit wie der Erfüllung der Maschinenstoppbedingung zu stoppen und, wenn eine konstante Zeit, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, verstreicht, die Kraftstoffzündung stoppt.
Zudem kann die Maschine 10, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, derart konfiguriert sein, dass sie den Maschinenbetrieb stoppt, auch wenn der Zustand des Zündschalters 79 dem An-Zustand nach der Erfüllung einer anderen vordefinierten Bedingung als der Bedingung (der Maschinenstoppbedingung) entspricht, bei der das Bremspedal 92 gedrückt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD kleiner oder gleich der vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit SPDth ist.
Zudem kann die Maschine 10, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, derart konfiguriert sein, dass sie den Betrieb der Maschine 10 durch eine andere Steuerung als die Zündmaschinenstartsteuerung, beispielsweise, durch die Startermaschinenstartsteuerung startet, auch wenn die Drehzahl NE kleiner als die erste Drehzahl NE1 und größer oder gleich der zweiten Drehzahl NE2 nach dem Anfordern eines Neustarts des Maschinenbetriebs, während dem Ausführen der Maschinenstoppsteuerung, ist.
Zudem kann die Maschine 10, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, derart konfiguriert sein, dass sie den Betrieb der Maschine 10 durch die Zündmaschinenstartsteuerung startet, nachdem die Drehzahl NE durch die Maschinenstoppsteuerung veranlasst wurde null zu werden.
Zudem kann die Maschine 10, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, derart konfiguriert sein, eine Kraftstoffdruckerhöhungssteuerung nicht auszuführen, um den Kraftstoffdruck PF zu erhöhen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
Zudem kann die Maschine 10, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, derart konfiguriert sein, dass sie die Kraftstoffdruckverringersteuerung unabhängig davon ausführt, ob der Kraftstoffdruck PF höher als der zulässige Kraftstoffdruck PFp ist, wenn der Zustand des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand verändert wurde.
Die Maschine 10, auf welche die vorliegende Erfindung angewandt wird, kann zudem derart konfiguriert sein, dass sie die Maschinenstoppsteuerung nicht ausführt. In diesem Fall wird die Kraftstoffdruckverringersteuerung ausgeführt, wenn der Zustand des Zündschalters 79 von dem An-Zustand auf den Aus-Zustand geändert wird, und der Maschinenbetrieb stoppt dann.

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Mehrzylinderverbrennungsmaschine (10) mit, zumindest zwei Brennkammern (25), zumindest zwei Einspritzdüsen (39), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, wobei jede der Einspritzdüsen (39) Kraftstoff direkt in die entsprechende Brennkammer (25) einspritzt, zumindest zwei Zündvorrichtungen (35), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, wobei jede der Zündvorrichtungen (35) eine Zündkerze (37) enthält, zumindest zwei Einlassventilen (32), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, zumindest zwei Auslassventilen (34), die korrespondierend zu den Brennkammern (25) vorgesehen sind, und einer Auslasspassage (33, 51, 52), die mit den Brennkammern (25) verbunden ist; einen Zündschalter (79); und einen Katalysator (53), der in der Auslasspassage (33, 51, 52) angeordnet ist, wobei der Katalysator (53) eine Oxidationsfunktion hat, wobei die Steuervorrichtung einen Steuerabschnitt (80) zum Steuern von Kraftstoffeinspritzungen, die durch die Einspritzdüsen (39) ausgeführt werden, und Kraftstoffzündungen, die durch die Zündvorrichtungen (35) ausgeführt werden, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass er eine erste Steuerung ausführt, wenn eine bestimmte Ausführbedingung erfüllt ist, wobei die bestimmte Ausführbedingung eine Bedingung ist, bei der ein Zustand des Zündschalters (79) von einem An-Zustand auf einen Aus-Zustand verändert wurde, und eine Rotation der Maschine (10) angehalten wurde, und wobei die erste Steuerung eine Steuerung ist, welche die Einspritzdüse (39) veranlasst, Kraftstoff in die Brennkammer (25) eines bestimmten Zylinders einzuspritzen, in welchem das Einlassventil (32) geschlossen ist und das Auslassventil (34) geöffnet ist, und die Zündvorrichtung (35) veranlasst, den Kraftstoff zu zünden.
Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug weiter ein Bremspedal (92) aufweist, und der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass: dieser eine Maschinenstoppsteuerung ausführt, um die Einspritzdüsen (39) zu veranlassen, Einspritzungen von Kraftstoff zu stoppen, um eine Rotation der Maschine (10) anzuhalten, wenn eine Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, wobei die Maschinenstoppbedingung eine Bedingung ist, bei der der Zustand des Zündschalters (79) dem An-Zustand entspricht, das Bremspedal (92) gedrückt ist und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner oder gleich einer vordefinierten Geschwindigkeit ist; und dieser feststellt, dass die bestimmte Ausführungsbedingung erfüllt ist, wenn der Zustand der Zündschaltung (79) von dem An-Zustand zu dem Aus-Zustand verändert wird, nachdem die Rotation der Maschine (10) stoppt.
Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass: dieser einen Betrieb der Maschine (10) startet, indem er die Einspritzdüse (39) veranlasst, Kraftstoff in die Brennkammer (25) eines Zylinders einzuspritzen, dessen Hub einem Verbrennungshub entspricht, und die Zündvorrichtung (35) veranlasst, den Kraftstoff zu zünden, wenn ein Start des Betriebs der Maschine (10) angefordert wird, nachdem die Maschinenstoppsteuerung gestartet wurde, und bevor die Rotation der Maschine (10) stoppt; und dieser eine Kraftstoffdruckerhöhungssteuerung ausführt, um einen Kraftstoffdruck zu erhöhen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, wobei der Kraftstoffdruck ein Druck des Kraftstoffs ist, welcher den Einspritzdüsen (39) zugeführt wird.
Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass er die erste Steuerung ausführt, um die Einspritzdüse (39) zu veranlassen, eine Menge an Kraftstoff einzuspritzen, welche auf Basis einer Menge an Luft in der Brennkammer (25) des bestimmten Zylinders bestimmt wird.
Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass dieser die erste Steuerung durchführt, wenn die bestimmte Ausführungsbedingung erfüllt ist und ein Kraftstoffdruck, welcher ein Druck des Kraftstoffs ist, welcher den Einspritzdüsen (39) zugeführt wird, höher als ein zulässiger Kraftstoffdruck ist; und dieser die erste Steuerung nicht durchführt, wenn die bestimmte Ausführungsbedingung erfüllt ist und der Kraftstoffdruck niedriger oder gleich dem zulässigen Kraftstoffdruck ist.
Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass er eine zweite Steuerung durchführt, wenn der Steuerabschnitt (80) vorausberechnet, dass der Kraftstoffdruck nach der Ausführung der ersten Steuerung höher als ein zulässiger Kraftstoffdruck ist, wobei die zweite Steuerung eine Steuerung ist, um die Einspritzdüse (39) zu veranlassen, eine Menge an Kraftstoff einzuspritzen, die den Kraftstoffdruck unter den zulässigen Kraftstoffdruck zu einem vordefinierten Zeitpunkt reduzieren kann, der den von der Einspritzdüse (39) durch die zweite Steuerung eingespritzten Kraftstoff veranlassen kann, sich in eine Strömung eines Brenngases, welches durch Verbrennen des durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffs erzeugt wurde, zu der Auslasspassage (33, 51, 52) zu bewegen, ohne die Verbrennung des durch die erste Steuerung eingespritzten Kraftstoffs auszublasen.
Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (80) derart konfiguriert ist, dass er durch die erste Steuerung als den vordefinierten Zeitpunkt, einen Zeitpunkt innerhalb einer bestimmten Zeitspanne festlegt, welche einen Zeitpunkt eines Abschlusses der Verbrennung des von der Einspritzdüse (39) eingespritzten Kraftstoffes enthält.