DE102016201443A1

DE102016201443A1 - Motorstartsystem

Info

Publication number: DE102016201443A1
Application number: DE102016201443.9A
Authority: DE
Inventors: Koji Murakami; Koki Matsushita
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2016-08-11
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: CN105863858B; US10006390B2; DE102016201443B4; JP2016148255A; CN105863858A; US20160230734A1; JP6237667B2

Abstract

Ein Motorstartsystem umfasst eine elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80), die ausgelegt ist zum automatischen Stoppen des Motors (10) in Antwort auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors (10) und Neustarten des Motors (10) in Antwort auf eine Anforderung zum Neustarten des Motors (10); Berechnen, während eines automatischen Stoppens des Motors (10), eines Drosselöffnungsgrads auf der Grundlage von wenigstens einer von entweder einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs oder einer Eingangsdrehzahl des Getriebes (90), so dass (a) der Drosselöffnungsgrad, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, oder (b) der Drosselöffnungsgrad, wenn die Eingangsdrehzahl hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Eingangsdrehzahl niedrig ist; Spülen aller Zylinder des Motors (10) während des automatischen Stoppens des Motors (10) durch Öffnen des Drosselventils (39) auf den berechneten Drosselöffnungsgrad; und Neustarten des Motors (10) durch einen zündungsbasierenden Motorstart in Antwort auf die Anforderung zum Neustarten des Motors (10).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Motorstartsystem, das ausgelegt ist, um einen in einem Fahrzeug eingebauten Motor zu starten.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es gibt Motorstartsysteme, die ausgelegt sind, um einen Motor, der sich im Stillstand befindet, nachdem er bei Erfüllung einer vorbestimmten Stoppbedingung automatisch gestoppt wurde, neu zu starten. Es ist bekannt, dass in solchen Motorstartsystemen, wenn während des Stoppens des Motors dieser unzureichend gespült wird, eine beim Neustart des Motors stattfindende Verbrennung durch die verbrannten Gase, die in den Zylindern verbleiben, behindert ist, so dass die Neustartbarkeit verschlechtert ist. Vor diesem Hintergrund beschreibt zum Beispiel die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-293474 ( JP 2004-293474 A ) eine Technik zur Erhöhung des Öffnungsgrades eines Drosselventils, wenn eine Motorstoppbedingung erfüllt ist. Diese Technik unterstützt das Spülen aller Zylinder, um das Verhältnis der neu eingebrachten Luft zu den verbrannten Gasen beim Neustart des Motors zu vergrößern. Dadurch findet in jedem Zylinder eine geeignetere Verbrennung statt. Dies trägt zu einer Verbesserung der Neustartbarkeit bei.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Mit der in der JP 2004-293474 A beschriebenen Technik vergrößern sich jedoch beim Öffnen des Drosselventils während des Stoppens des Motors die Zylinderinnendruckschwankungen, wodurch ein Fahrer stärkere Schwingungen wahrnimmt. Wenn hingegen der Drosselöffnungsgrad während des Stoppens des Motors verringert wird, um solche Schwingungen zu verringern, wird der Effekt einer Verbesserung der Neustartbarkeit durch Spülen unterminiert. Wie es oben beschrieben ist, sind keine ausführlichen Studien darüber durchgeführt worden, wie ein gutes Gleichgewicht zwischen einer Verringerung von Schwingungen und einer Verbesserung einer Neustartbarkeit erreicht werden kann.
Die Erfindung stellt ein Motorstartsystem bereit, das dazu geeignet ist, die Neustartbarkeit bei gleichzeitiger Verringerung von Schwingungen zu verbessern.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Motorstartsystem für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst einen Motor und ein Getriebe. Der Motor umfasst mehrere Zylinder und ein Drosselventil. Das Motorstartsystem umfasst eine elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit zum: i) automatischen Stoppen des Motors in Antwort auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors und Neustarten des Motors, der sich im Stillstand befindet, nachdem er gestoppt worden ist, in Antwort auf eine Anforderung zum Neustarten des Motors; ii) Berechnen, während eines automatischen Stoppens des Motors, eines Drosselöffnungsgrads auf der Grundlage von wenigstens einer von einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs oder einer Eingangsdrehzahl des Getriebes, so dass (a) der Drosselöffnungsgrad, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, oder (b) der Drosselöffnungsgrad, wenn die Eingangsdrehzahl hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Eingangsdrehzahl niedrig ist; iii) Spülen aller Zylinder des Motors während des automatischen Stoppens des Motors durch Öffnen des Drosselventils auf den berechneten Drosselöffnungsgrad; und iv) Neustarten des Motors durch einen zündungsbasierenden Motorstart in Antwort auf die Anforderung zum Neustarten des Motors.
Wie es oben beschrieben ist, stellt das Motorstartsystem den Drosselöffnungsgrad auf einen größeren Wert ein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, da eine bessere Neustartbarkeit erforderlich ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Auf diese Weise ist es möglich, während des zündungsbasierenden Motorstarts eine geeignetere Verbrennung zu bewirken, wodurch wiederum die Neustartbarkeit verbessert wird. Es ist weniger wahrscheinlich, dass der Fahrer Schwingungen wahrnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Daher werden die durch Öffnen des Drosselventils erzeugten Schwingungen entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit, oder, mit anderen Worten, der Empfindlichkeit des Fahrers gegenüber den Schwingungen, eingestellt. Ferner stellt das Motorstartsystem den Drosselöffnungsgrad auf einen größeren Wert ein, wenn die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes hoch ist oder, mit anderen Worten, wenn die nach dem Neustart des Motors zu erreichende Solldrehzahl hoch ist, als wenn die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes niedrig ist. Auf diese Weise ist die Ansprechempfindlichkeit des Motors verbessert.
In dem Motorstartsystem gemäß dem oben beschriebenen Aspekt der Erfindung kann die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit so ausgelegt sein, dass sie die Eingangsdrehzahl auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, zu dem die Anforderung zum Stoppen des Motors ausgegeben wird, und eines Drehzahländerungsverhältnisses des Getriebes zu der Zeit, zu der ein Gaspedal-Niederdrückbetrag Null ist, berechnet.
Somit berechnet das Motorstartsystem selbst dann, wenn die Getriebe-Eingangsdrehzahl zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Anforderung zum Stoppen des Motors ausgegeben wird, durch das Auftreten von Übergas (Kickdown) höher als notwendig ist, den Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors erreicht werden soll, auf der Grundlage der Getriebe-Eingangsdrehzahl, die auf der Grundlage des Getriebedrehzahl-Änderungsverhältnis zu der Zeit, zu der das Gaspedal gelöst wird, berechnet wird. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass der Drosselöffnungsgrad unnötig groß wird, wodurch es ermöglicht ist, die Schwingungen zu verringern.
In dem Motorstartsystem gemäß dem oben beschriebenen Aspekt der Erfindung, kann das Fahrzeug eine Startvorrichtung umfassen, und die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit kann ausgelegt sein, um auf der Grundlage des berechneten Drosselöffnungsgrads zu bestimmen, ob der Motor durch einen zündungsbasierenden Motorstart gestartet werden kann. Ferner kann die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit ausgelegt sein, um den Motor durch einen zündungsbasierenden Motorstart zu starten, wenn die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit bestimmt, dass der Motor durch einen zündungsbasierenden Motorstart gestartet werden kann; und die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit kann ausgelegt sein, um den Motor durch Verwenden der Startvorrichtung ohne Öffnen des Drosselventils neu zu starten, wenn die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit bestimmt, dass der Motor nicht durch einen zündungsbasierenden Motorstart gestartet werden kann.
Mit dem wie oben beschrieben konfigurierten Motorstartsystem wird im Voraus bestimmt, ob es möglich ist, den Motor durch einen zündungsbasierenden Motorstart zu starten. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass aufgrund eines unnötigen Öffnens des Drosselventils unnötigerweise gespült wird, wodurch unerwartet starke Schwingungen verringert werden. Ferner kann das Motorstartsystem selbst dann, wenn der Spülzustand oder die Luftdichte nicht zufriedenstellend ist und es dadurch nicht möglich ist, den zündungsbasierenden Motorstart mit dem berechneten, zulässigen Drosselöffnungsgrad durchzuführen, den Motor zuverlässig neu starten.
Das oben beschriebene Motorstartsystem stellt den Drosselöffnungsgrad während des automatischen Stoppens des Motor auf der Grundlage von wenigstens entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Getriebe-Eingangsdrehzahl ein. Somit ist es möglich, die Neustartbarkeit zu verbessern und gleichzeitig die Schwingungen zu verringern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das ein Motorstartsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und die Konfigurationen in der Umgebung des Motorstartsystems darstellt;
2 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines durch das Motorstartsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Prozesses darstellt;
3 eine Kennlinie ist, die ein Beispiel eines zulässigen Werts des während des automatischen Stoppens eines Motors zu erreichenden Drosselöffnungsgrads in dem Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt, der entsprechend dem Drehzahlsensorwert (der Fahrzeuggeschwindigkeit) eingestellt wird;
4 eine Zeitreihenkarte ist, die eine Beziehung zwischen die Motordrehzahl und dem Drosselöffnungsgrad in dem Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
5 eine Zeitreihenkarte ist, die die Beziehung zwischen der Motordrehzahl, dem Drosselöffnungsgrad und einer Startvorrichtung in einem Motorstartsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines durch das Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Prozesses darstellt;
7 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines Prozesses zum Bestimmen einer Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts ist, der in dem durch das Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Prozess enthalten ist;
8 eine Kennlinie ist, die eine Beziehung zwischen der Motorstoppzeit und dem Zylinderinnendruck in dem Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
9 eine Kennlinie ist, die ein Beispiel eines zulässigen Werts des während des automatischen Stoppens eines Motors zu erreichenden Drosselöffnungsgrads darstellt, der entsprechend der Getriebe-Eingangsdrehzahl in dem Motorstartsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung eingestellt wird;
10 eine Zeitreihenkarte ist, die eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Drosselöffnungsgrad in dem Motorstartsystem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
11 eine Zeitreihenkarte ist, die eine Beziehung zwischen dem Gaspedal-Niederdrückbetrag, der Motordrehzahl, der Getriebe-Eingangsdrehzahl und dem Drosselöffnungsgrad in einem Motorstartsystem gemäß einem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt; und
12 ein Flussdiagramm ist, das ein Beispiel eines durch das Motorstartsystem gemäß dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform der Erfindung durchgeführten Prozesses darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend sind Motorstartsysteme gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt ist. Ferner umfassen Beispiele der Elemente, die die folgenden Ausführungsformen bilden, nicht nur jene, die oben beschrieben sind, sondern auch Alternativen zu jenen, die oben beschrieben sind und die für einen Fachmann auf dem Gebiet naheliegend sind, sowie Elemente, die zu jenen, die oben beschrieben sind, äquivalent sind.
Ein Motorstartsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. Wie es in 1 dargestellt ist, umfasst ein Fahrzeug, das mit dem Motorstartsystem ausgestattet ist, einen Motor 10, einen Fahrzeugraddrehzahlsensor 60, einen Getriebedrehzahlsensor 70, eine elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (ECU) 80, ein Getriebe 90 und Antriebsräder 100. Der Motor 10 ist ein elektronisch geregelter Verbrennungsmotor. Es ist zu beachten, dass 1 nur jener Teil der Fahrzeugkonfiguration darstellt, der die Erfindung betrifft, und der Rest der Fahrzeugkonfiguration, der die Erfindung nur indirekt betrifft, ist in 1 nicht dargestellt.
Zuerst ist die Konfiguration des Motors 10 beschrieben. Der Motor 10 ist zum Beispiel Direkteinspritzmotor mit vier Zylindern. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst der Motor 10 einen Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 12, Zylinderbohrungen 13, Kolben 14, ein Kurbelgehäuse 15, eine Kurbelwelle 16 und eine Pleuelstange 17.
Der Zylinderkopf 12 umfasst Einspritzventile 41, die Kraftstoff direkt in Brennräume 18 einspritzen. Die Einspritzventile 41, die in die jeweiligen Zylinder eingepasst sind, sind über eine Versorgungsleitung 42 miteinander verbunden. Eine Hochdruckpumpe 44 ist über eine Kraftstoffzuführleitung 43 mit der Versorgungsleitung 42 verbunden. Der Zylinderkopf 12 umfasst ferner Zündkerzen 45.
Jeder Brennraum 18 des Motors 10 ist durch den Zylinderblock 11, den Zylinderkopf 12 und einen entsprechenden der Kolben 14 gebildet oder definiert. Der mittlere Teil eines oberen Abschnitts jedes Brennraums 18 hat die Form eines Halbdachs. Ein Einlasskanal 19 und ein Auslasskanal 20 sind an dem oberen Abschnitt jedes Brennraums 18 einander gegenüberliegend angeordnet. Jeder Einlasskanal 19 umfasst eine Öffnung, an der ein Einlassventil 21 angeordnet ist, und jeder Auslasskanal 20 umfasst eine Öffnung, an der ein Auslassventil 22 angeordnet ist.
Die Einlassventile 21 und die Auslassventile 22 sind durch den Zylinderkopf 12 unbeweglich in ihrer axialen Richtung gehalten. Eine Einlassnockenwelle 23 und eine Auslassnockenwelle 24 sind drehbar durch den Zylinderkopf 12 gehalten. Einlassnocken 25 befinden sich über Rollenkipphebel (nicht dargestellt) in Kontakt mit oberen Endabschnitten der entsprechenden Einlassventile 21. Entsprechend befinden sich Auslassnocken 26 über Rollenkipphebel (nicht dargestellt) in Kontakt mit oberen Endabschnitten der entsprechenden Auslassventile 22. Die Einlassnockenwelle 23 und die Auslassnockenwelle 24 umfassen jeweils einen Nockenpositionssensor 33 bzw. einen Nockenpositionssensor 34. Der Nockenpositionssensor 33 und der Nockenpositionssensor 34 erfassen die Drehphase der Einlassnockenwelle 23 bzw. die Drehphase der Auslassnockenwelle 24.
Der Motor 10 umfasst ferner einen Einlass-Nockenwellenverstellungs(VVT)-Mechanismus 27 und ein Auslass-Nockenwellenverstellungs(VVT)-Mechanismus 28. Der Einlass-VVT-Mechanismus 27 und der Auslass-VVT-Mechanismus 28 steuern die Einlassventile 21 bzw. die Auslassventile 22, so dass die optimalen Öffnungszeitpunkte bzw. Schließzeitpunkte der Einlass- bzw. Auslassventile 21, 22 erreicht wird, auf der Grundlage des Betriebszustands. Der Einlass-VVT-Mechanismus 27 stellt durch Beaufschlagen einer Frühkammer (nicht dargestellt) und einer Spätkammer (nicht dargestellt) eines VVT-Reglers 29 mit einem Hydraulikdruck von einem Ölregelventil 31 den Öffnungszeitpunkt und den Schließzeitpunkt der Einlassventile 21 nach früh und spät ein. Entsprechend stellt der Auslass-VVT-Mechanismus 28 die Öffnungszeit und die Schließzeit der Auslassventile 22 durch Beaufschlagen einer Frühkammer (nicht dargestellt) und einer Spätkammer (nicht dargestellt) eines VVT-Reglers 30 mit einem Hydraulikdruck von einem Ölregelventil 32 nach früh und spät.
Ein Ausgleichsbehälter 36 ist über einen Einlasskrümmer 35 verbunden mit den Einlasskanälen 19 verbunden. Ein Ansaugrohr 37 ist mit dem Ausgleichsbehälter 36 verbunden. Ein Luftreiniger 38 ist an einen Lufteinlasskanal des Ansaugrohrs 37 angepasst. Eine elektronische Drosselvorrichtung 40, die ein Drosselventil 39 umfasst, ist strömungsabwärts des Luftreinigers 38 angeordnet. Eine Abgasleitung 47 ist über einen Abgaskrümmer 46 mit dem Auslasskanal 20 verbunden. Die Abgasleitung 47 umfasst Katalysatoren 48, 49.
Der Motor 10 umfasst ferner einen Startermotor 50, der zum Ankurbeln d. h. Drehen der Kurbelwelle 16 zum Starten des Motors 10) verwendet wird. Während des Starts des Motors 10 befindet sich ein Ritzel des Startermotors 50 in kämmendem Eingriff mit einem Hohlrad, wodurch ein Drehmoment von dem Ritzel auf das Hohlrad übertragen wird. Dadurch wird die Kurbelwelle 16 in Drehung versetzt.
Die ECU 80 ist ausgelegt, um zum Beispiel die Einspritzventile 41 und die Zündkerzen 45 zu steuern. Ein Luftströmungssensor 52 und ein Ansauglufttemperatursensor 53, die an dem in Strömungsrichtung vor dem Ansaugrohr 37 gelegenen Abschnitt angeordnet sind, geben die gemessene Ansaugluftmenge bzw. die gemessene Ansauglufttemperatur an die ECU 80 aus. Der Ausgleichsbehälter 36 umfasst einen Ansaugluftdrucksensor 54. Der Ansaugluftdrucksensor 54 gibt den gemessenen Ansaugrohrdruck (Ansaugrohrunterdruck) an die ECU 80 aus. Ein Drosselpositionssensor 55 und ein Beschleunigerpositionssensor 56 geben den gemessenen momentanen Drosselöffnungsgrad bzw. den gemessenen momentanen Gaspedal-Niederdrückbetrag an die ECU 80 aus. Ein Kurbelwinkelsensor 57, ein Kühlmitteltemperatursensor 58 und ein Kraftstoffdrucksensor 59 geben den gemessenen Kurbelwinkel, die gemessene Motorkühlmitteltemperatur und den gemessenen Kraftstoffdruck jedes Zylinders an die ECU 80 aus.
Die ECU 80 bestimmt auf der Grundlage des Kurbelwinkels, in welchem von dem Ansaughub, Verdichtungshub, Arbeits-(ausdehnungs)hub und Ausstoßhub sich die einzelnen Zylindern befinden. Ferner berechnet die ECU 80 eine Motordrehzahl. Die ECU 80 steuert die Hochdruckpumpe 44 auf der Grundlage des Kraftstoffdrucks so an, dass der Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Druck erreicht. Die ECU 80 bestimmt zum Beispiel eine Kraftstoffeinspritzmenge, einen Einspritzzeitpunkt und Zündungszeitpunkt auf der Grundlage von Motorbetriebszuständen wie etwa der Ansaugluftmenge, der Ansauglufttemperatur, dem Ansaugrohrdruck, dem Drosselöffnungsgrad, dem Gaspedal-Niederdrückbetrag, der Motordrehzahl und der Motorkühlmitteltemperatur. Ferner steuert die ECU 80 die Einspritzventile 41 und die Zündkerzen 45, um die Kraftstoffeinspritzung und -zündung durchzuführen.
In dem wie oben beschrieben ausgelegten Fahrzeug besitzt die ECU 80 eine Motorautomatikstoppfunktion und eine Motorneustartfunktion. Die Motorautomatikstoppfunktion ist eine Funktion zum automatischen Stoppen des Motors 10, wenn eine vorbestimmte Automatikstoppbedingung erfüllt ist. Die Motorneustartfunktion ist eine Funktion zum automatischen Neustarten des Motors 10, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist, während sich der Motor 10 in Stillstand befindet, nachdem er automatisch gestoppt worden ist. Mit anderen Worten, das Motorstartsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Funktion zum Durchführen eines Leerlaufs (freien Laufs) und zum Beenden des Leerlaufs. Um den Leerlauf durchzuführen, stoppt das Motorstartsystem automatisch den Motor 10 während das Fahrzeug fährt, um zu bewirken, dass das Fahrzeug im Leerlauf fährt (durch seine Trägheit bewegt wird). Um den Leerlauf zu beenden, startet das Motorstartsystem den Motor 10 neu, um das Fahrzeug aus dem Leerlaufzustand zurückzuholen.
Nachfolgend sind die Konfigurationen weiterer Komponenten außer dem Motor 10 beschrieben. Der Fahrzeugraddrehzahlsensor 60 misst die Drehzahl jedes Rades des Fahrzeugs und gibt das Messergebnis an die ECU 80 aus. Der Getriebedrehzahlsensor 70 misst die Anzahl der Drehungen (Umdrehungen) einer Eingangswelle des Getriebes 90 pro Zeiteinheit (nachfolgend als ”Getriebe-Eingangsdrehzahl” bezeichnet) und gibt das Messergebnis an die ECU 80 aus.
Die ECU 80 umfasst physikalisch eine elektronische Schaltung, die im Wesentlichen einen bekannten Mikrocomputer umfasst. Der Mikrocomputer umfasst eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM) und Schnittstellen wie etwa eine Eingabe-Ausgabe(IO)-Schnittstelle. Die Funktion der ECU 80 ist auf folgende Weise implementiert. Ein in dem ROM gespeichertes Anwendungsprogramm wird in den RAM geladen, woraufhin das Anwendungsprogramm durch die CPU durchgeführt wird, wodurch ein gesteuertes bzw. geregeltes Objekt unter der Steuerung bzw. Regelung der CPU arbeitet. Ferner werden die Daten in dem RAM gelesen oder geschrieben oder die Daten in dem ROM werden gelesen. Das Motorstartsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Implementierung dieser Funktion der ECU 80 verwirklicht.
Die ECU 80 ist ausgelegt, um den in dem Fahrzeug eingebauten Motor 10 in Antwort auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 automatisch zu stoppen und den Motor 10 in Antwort auf eine Anforderung zum Neustarten des Motors 10, der sich im Stillstand befindet, nachdem er gestoppt worden ist, automatisch neu zu starten. Insbesondere berechnet die ECU 80 während des automatischen Stoppens des Motors 10 einen vorbestimmten Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und führt ein Spülen aller Zylinder des Motors 10 durch (d. h. stößt die Abgase aus jedem Zylinder des Motors 10 aus), indem der das Drosselventil 39 des Motors 10 auf den berechneten Drosselöffnungsgrad öffnet. Anschließend startet die ECU 80 in Antwort auf eine Anforderung zum Neustarten des Motors 10 den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu. Es ist zu beachten, dass der ”zündungsbasierende Motorstart” eine Erhöhung der Motordrehzahl des Motors 10 durch Wiederholen eines Prozess bedeutet, in dem eine Kraftstoffeinspritzung und Zündung in jedem Zylinder von dem mehreren Zylindern des Motors 10 in seinem Arbeitshub durchgeführt wird und das Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder in seinem Arbeitshub verbrannt wird, um ein Drehmoment zu erzeugen. Es ist zu beachten, dass ”während des automatischen Stoppens des Motors 10” ein Prozess von dem Start des automatischen Stoppens des Motors 10 bis zum Beenden des automatischen Stoppens des Motors 10 bedeutet.
Insbesondere besitzt die ECU 80 die Funktionen einer Stoppanforderungsbestimmungseinheit, einer Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit, einer Neustartanforderungsbestimmungseinheit und einer Neustartdurchführungseinheit. Nachfolgend ist ein konkreter, durch das Motorstartsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführter Prozess mit Bezug auf ein in 2 dargestelltes Flussdiagramm beschrieben. Das Motorstartsystem führt in vorbestimmten Zeitintervallen, während das Fahrzeug fährt, wiederholt den Prozess in 2 durch, der nachfolgend ausführlich beschrieben ist.
Die Stoppanforderungsbestimmungseinheit bestimmt, ob eine Anforderung seitens des Fahrers zum Stoppen des Motors 10 vorliegt. Insbesondere bestimmt die Stoppanforderungsbestimmungseinheit, ob eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 seitens des Fahrers vorliegt, auf der Grundlage, ob eine Bedingung zum automatischen Stoppen des Motors 10 erfüllt ist, während das Fahrzeug fährt (Schritt S1 in 2). Beispiele der Bedingung zum automatischen Stoppen des Motors 10 umfassen eine Bedingung, dass ein Gaspedal gelöst ist. Wenn eine solche Bedingung erfüllt ist, bestimmt die Stoppanforderungsbestimmungseinheit, dass die Bedingung zum automatischen Stoppen des Motors 10 erfüllt ist und daher eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 vorliegt (”Ja” in Schritt S1 in 2).
Wenn die Stoppanforderungsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Anforderung zum Stoppen des Motors 10 vorliegt, stoppt die ECU 80 die Kraftstoffeinspritzung von den Einspritzventilen 41 und stoppt die Zündung durch die Zündkerzen 45 (Schritt S2 in 2). Die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Motordrehzahl und die Motorkühlmitteltemperatur, die zur Bestimmung verwendet werden, ob eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 vorliegt, werden aus den Ergebnissen von Messungen gewonnen, die durch den Fahrzeugraddrehzahlsensor 60, den Kurbelwinkelsensor 57 bzw. den Kühlmitteltemperatursensor 58 durchgeführt werden. Wenn hingegen die Stoppanforderungsbestimmungseinheit bestimmt, dass keine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 vorliegt (”Nein” in Schritt S1 in 2), stoppt die ECU 80 den Motor 10 nicht.
Die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechnet einen Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, und stellt diesen ein. Insbesondere berechnet die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit, wenn die Stoppanforderungsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Anforderung zum Stoppen des Motors 10 vorliegt (wenn die Bedingung zum automatischen Stoppen des Motors 10 erfüllt ist), einen Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden darf (nachfolgend als ”zulässiger Drosselöffnungsgrad” bezeichnet), auf der Grundlage eines durch einen Drehsensor, der in dem Fahrzeug eingebaut ist, berechneten Werts (nachfolgend als ”Drehzahlsensorwert” bezeichnet) (Schritt S3 in 2).
Bestimmte Beispiele des Drehzahlsensorwerts umfassen einen durch den Fahrzeugraddrehzahlsensor 60 erfassten Wert (d. h. eine Fahrzeuggeschwindigkeit). Der zulässige Drosselöffnungsgrad bezieht sich speziell auf einen Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll und bei dem es weniger wahrscheinlich ist, dass der Fahrer Schwingungen aufgrund von Zylinderinnendruckschwankungen während des automatischen Stoppens des Motors 10 wahrnimmt.
Zum Beispiel ist, wie es in 3 dargestellt ist, eine Karte im Voraus in dem ROM (nicht dargestellt) der ECU 80 gespeichert. Die in 3 dargestellte Karte wird auf der Grundlage einer Schwingungsbedingung, die während des automatischen Stoppens des Motors 10 erfüllt werden sollte, experimentell gewonnen. Die in 3 dargestellte Karte zeigt eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem zulässigen Wert des Drosselöffnungsgrads während des automatischen Stoppens des Motors 10. Die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechnet einen zulässigen Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, auf der Grundlage von zum Beispiel dieser Karte.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist der Wert des zulässigen Drosselöffnungsgrads, der o während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, größer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig ist. Der zulässige Drosselöffnungsgrad kann entsprechend einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit linear zunehmen, wie es in 3 dargestellt ist, oder kann entsprechend einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht linear zunehmen (zum Beispiel stufenweise).
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrzeugraddrehzahl) hoch ist, werden die Schwingungen des Fahrzeugs zum Beispiel durch den Luftwiderstand stark. Somit überlagern sich selbst dann, wenn das Drosselventil 39 weit geöffnet ist, während das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, die Schwingungen aufgrund von Zylinderinnendruckschwankungen mit den Schwingungen aufgrund der Fahrbewegung des Fahrzeugs. Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, dass der Fahrer die Schwingungen aufgrund von Zylinderinnendruckschwankungen wahrnimmt. Ferner muss nach dem Neustart des Motors 10 bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit die Motordrehzahl schnell auf eine Drehzahl ansteigen, die mit der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 90 synchronisiert ist. Somit ist es nicht nur notwendig, den Motor 10 schnell zu starten, sondern auch die Motordrehzahl schnell zu erhöhen. Auch angesichts einer solch hohen Ansprechempfindlichkeit wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, das Drosselventil 39 weit geöffnet, wie es in 4 dargestellt ist.
Wenn hingegen die Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrzeugraddrehzahl) niedrig ist, sind die Schwingungen des Fahrzeugs nicht so stark. Insbesondere wenn das Fahrzeug zum Stillstand gebracht wird, werden die Schwingungen besonders schwach. Somit ist es wahrscheinlich, wenn das Drosselventil 39 weit geöffnet ist, während das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, dass der Fahrer die Schwingungen aufgrund von Zylinderinnendruckschwankungen wahrnimmt. Ferner ist die Motordrehzahl, die mit der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 90 synchronisiert ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, nach dem Neustart des Motors 10 niedrig. Somit ist es nicht notwendig, die Motordrehzahl schnell zu erhöhen, anders als wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Aus diesem Grund wird das Drosselventil 39 weniger weit geöffnet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, wie es in 4 dargestellt ist.
Wenn der Motor 10 durch den zündungsbasierenden Motorstart neu gestartet wird, ist es vorteilhaft, dass die Zylinders ausreichend gespült werden und die Dichte der Luft hoch ist. Somit erleichtert ein weites Öffnen des Drosselventils 39 während des automatischen Stoppens des Motors 10 den Neustart des Motors 10. Wenn jedoch der Drosselöffnungsgrad vergrößert wird, nehmen die Zylinderinnendruckschwankungen zu, so dass eine Zunahme der Schwingungen des Fahrzeugs unvermeidbar wird.
Wenn hingegen der Drosselöffnungsgrad verringert wird, um die Schwingungen des Fahrzeugs zu verringern, wird ein Spülen weniger wirksam. In diesem Fall ist es nicht möglich, Situationen zu handhaben, in denen eine gute Neustartbarkeit des Motors 10 erforderlich ist, wie zum Beispiel eine Situation, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. In diesem Zusammenhang berechnet die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit einen zulässigen Drosselöffnungsgrad, so dass der zulässige Drosselöffnungsgrad größer ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechnet den zulässigen Drosselöffnungsgrad auf diese Weise, um sowohl eine Verringerung der Schwingungen als auch eine Verbesserung der Neustartbarkeit zu ermöglichen, wenn der Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu gestartet wird.
Nach der Berechnung des zulässigen Drosselöffnungsgrads wie es oben beschrieben ist, bewirkt die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit, dass die elektronische Drosselvorrichtung 40 das Drosselventil 39 öffnet, und stellt dann den Öffnungsgrad des Drosselventils 39 auf den berechneten zulässigen Drosselöffnungsgrad ein (Schritt S4 in 2). Wenn das Drosselventil 39, wie es oben beschriebe ist, während des automatischen Stoppens des Motors 10 geöffnet wird, strömt die Luft in dem Ansaugrohr 37 über das Drosselventil 39 in den Ausgleichsbehälter 36 und der Ansaugrohrdruck nimmt auf einen Überdruck zu. Dadurch stoppt der Kolben 14, der in dem Arbeitshub stoppt, an einer vorbestimmten Stopp-Position in dem Arbeitshub, und das Einströmen von Luft bewirkt ein Spülen aller Zylinder, so dass eine geeignete Menge an Sauerstoff in dem Zylinder gewonnen wird, der in seinem Arbeitshub deaktiviert ist. Wenn die Motordrehzahl Null wird und somit der Motor 10 vollständig gestoppt ist, bewirkt die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit, dass die elektronische Drosselvorrichtung 40 das Drosselventil 39 schließt (siehe 4).
Die Neustartanforderungsbestimmungseinheit bestimmt, ob eine Anforderung seitens des Fahrers zum Neustarten des Motors vorliegt 10 (nachfolgend als ”Neustartanforderung” bezeichnet, wo es geeignet ist). Insbesondere bestimmt die Neustartanforderungsbestimmungseinheit, ob eine Neustartanforderung vorliegt, auf der Grundlage, ob eine Neustartbedingung zum Neustarten des Motors 10 erfüllt ist, während sich der Motor 10 im Stillstand befindet, nachdem er gestoppt worden ist (Schritt S5 in 2). Beispiele der Neustartbedingung umfassen eine Bedingung, dass das Gaspedal niedergedrückt ist. Wenn eine solche Bedingung erfüllt ist, bestimmt die Neustartanforderungsbestimmungseinheit, dass die Neustartbedingung erfüllt ist und somit eine Neustartanforderung vorliegt (”Ja” in Schritt S5 in 2). Wenn die Neustartbedingung nicht erfüllt ist, bestimmt die Neustartanforderungsbestimmungseinheit, dass keine Neustartanforderung vorliegt (”Nein” in Schritt S5 in 2) und wartet, bis eine Neustartanforderung ausgegeben wird.
Die Neustartdurchführungseinheit startet den Motor 10, der sich im Stillstand befindet, nachdem er gestoppt worden ist, durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu. Wenn die Neustartanforderungsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Anforderung zum Neustarten des Motors 10 vorliegt, führt die Neustartdurchführungseinheit den zündungsbasierenden Motorstart durch, um den Motor 10 neu zu starten (Schritt S6 in 2). Insbesondere identifiziert die Neustartdurchführungseinheit vor dem Neustart des Motors 10 den Zylinder, der in seinem Arbeitshub deaktiviert ist, auf der Grundlage des Ergebnisses der durch den Kurbelwinkelsensor 57 durchgeführten Messung und bewirkt, dass das Einspritzventil 41 eine vorbestimmte Menge an Kraftstoff in den Brennraum 18 desjenigen Zylinders einspritzt, der in seinem Arbeitshub deaktiviert ist. Anschließend bewirkt die Neustartdurchführungseinheit, dass die Zündkerze 45 das Luft-Kraftstoff-Gemisch entzündet, um eine explosive Leistung zu gewinnen und dadurch die Kurbelwelle 16 unter Verwendung des Kolbens 14 anzutreiben und so den Motor 10 neu zu starten.
Mit dem Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform wird der Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, entsprechend die Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Dies ermöglicht es, Schwingungen zu verringern und die Neustartbarkeit zu verbessern.
Das Motorstartsystem stellt den Drosselöffnungsgrad auf einen größeren Wert ein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, da eine bessere Neustartbarkeit erforderlich ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine geeignetere Verbrennung während des zündungsbasierenden Motorstarts zu bewirken und dadurch die Neustartbarkeit zu verbessern. Es ist weniger wahrscheinlich, dass der Fahrer Schwingungen durch das Stoppen des Motors 10 wahrnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Daher werden die durch Öffnen des Drosselventils 39 erzeugten Schwingungen entsprechend die Fahrzeuggeschwindigkeit, mit anderen Worten der Sensitivität des Fahrers gegenüber Schwingungen, eingestellt.
Nachfolgend ist eine ausführlichere Beschreibung gegeben. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, wird der Drosselöffnungsgrad groß eingestellt. Jedoch überlagern sich die Schwingungen aufgrund der Zylinderinnendruckschwankungen mit den Schwingungen aufgrund der Fahrbewegung des Fahrzeugs, so dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der Fahrer die Schwingungen aufgrund der Zylinderinnendruckschwankungen wahrnimmt. Wenn hingegen die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, wird der Drosselöffnungsgrad klein eingestellt. Dadurch ist es möglich, die Zylinderinnendruckschwankungen zu verringern und dadurch die Schwingungen zu verringern. Das heißt, mit dem Motorstartsystem ist es möglich, sowohl die Schwingungen während des automatischen Stoppens des Motors 10 zu verringern als auch die Neustartbarkeit zu verbessern.
Nachfolgend ist ein Motorstartsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die 5 bis 8 beschrieben, Das Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform hat die gleiche Konfiguration wie das der ersten Ausführungsform (1) mit Ausnahme der Konfigurationen der ECU 80. Daher ist hier auf die Darstellung der Konfiguration des Motorstartsystems gemäß der zweiten Ausführungsform verzichtet.
Ebenso wie das Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform ist das Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform durch Implementierung der Funktion der ECU 80 verwirklicht. Jedoch hat die ECU 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, zusätzlich zu den Funktionen der Stoppanforderungsbestimmungseinheit, der Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit, der Neustartanforderungsbestimmungseinheit und der Neustartdurchführungseinheit, die Funktion einer Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts.
Das heißt, das Motorstartsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt zusätzlich zu den durch das Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführten Operationen die nachfolgend beschriebenen Operationen aus. Insbesondere bestimmt das Motorstartsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ob es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten. Wenn es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten, startet das Motorstartsystem den Motor 10 unter Verwendung einer Zündvorrichtung (Zündkerze 45) neu. Wenn es hingegen nicht möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten, startet das Motorstartsystem den Motor 10 unter Verwendung einer Startvorrichtung (Startermotor 50) neu, der herkömmlich zum Neustarten des Motors 10 verwendet wird. Nachfolgend ist ein konkreter, durch das Motorstartsystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführter Prozess mit Bezug auf die in 6 und 7 dargestellten Flussdiagramme beschrieben. Schritte S11 bis S13, Schritt S17 und Schritt S18 in 6 sind die gleichen wie die Schritte S1 bis S3, Schritt S5 bzw. Schritt S6 in 2. Daher ist hier auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet. Das Motorstartsystem führt in vorbestimmten Zeitintervallen, während das Fahrzeug fährt, wiederholt die Prozesse in 6 und 7 durch, was nachfolgend ausführlich beschrieben ist.
Die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts bestimmt auf der Grundlage des durch die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechneten Drosselöffnungsgrads (zulässigen Drosselöffnungsgrads), ob es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten (Schritt S14 in 6). Insbesondere bestimmt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts, ob es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten, indem sie das Drehmoment, das zum Neustarten des Motors 10 erforderlich ist, mit einem geschätzten Erzeugungsdrehmoment, das durch Berechnung gewonnen wird, vergleicht. Es ist zu beachten, dass ”geschätztes Erzeugungsdrehmoment” einen Drehmomentwert bedeutet, der basierend auf der Annahme berechnet wird, dass der Drosselöffnungsgrad auf den durch die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit während des automatischen Stoppens des Motors 10 berechneten Drosselöffnungsgrads eingestellt wird, woraufhin der zündungsbasierende Motorstart durchgeführt wird.
Nachfolgend sind die Einzelheiten eines Prozesses zum Bestimmen einer Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts in Schritt S14 in 6 mit Bezug auf 7 beschrieben. In diesem Prozess schätzt zuerst die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts einen Ansaugrohrdruck (Schritt S141). Es ist zu beachten, dass ”Ansaugrohrdruck” einen Druck in dem Ansaugrohr 37 zu der Zeit bedeutet, zu der die Luft während des automatischen Stoppens des Motors 10 in einen Zylinder in dessen Arbeitshub eingebracht wird. Die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts schätzt den Ansaugrohrdruck während des automatischen Stoppens des Motors 10 auf der Grundlage zum Beispiel der Motordrehzahl und der Kühlmitteltemperatur, die erfasst werden, wenn eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben wird, und des zulässigen, durch die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechneten Drosselöffnungsgrads.
Anschließend schätzt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts eine Stoppzeit-Zylinderinnenluftdichte (Schritt S142). Die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts schätzt die Luftdichte zum Beispiel auf der Grundlage des Stoppzeit-Ansaugrohrdrucks und des Stoppzeit-Ventilverstellung bei einem Kurbelwinkel innerhalb eines Kurbelwinkelbereichs, bei dem geschätzt wird, dass die Kurbelwelle 16 stoppt. Die Stopp-Position des Kolbens 14, mit anderen Worten die Stopp-Position der Kurbelwelle 16, kann so eingestellt werden, dass sie innerhalb eines Bereichs von ± etwa 20° bezüglich des Mittelwerts liegt. Somit bedeutet der Bereich des Kurbelwinkels, bei dem geschätzt wird, dass die Kurbelwelle 16 stoppt, einen Bereich von ± etwa 20° bezüglich der Position (dem Winkel), bei der (dem) gewünscht wird, dass die Kurbelwelle 16 stoppt.
Anschließend schätzt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts eine temporäre Änderung der Zylinderinnenluftdichte (Schritt S143). Insbesondere schätzt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts die temporäre Änderung der Zylinderinnenluftdichte durch Schätzen einer Menge an Luft, die bei jeder Motorstoppzeit aus dem Zylinder austritt (d. h. eine Zeit, die seit dem Stopp des Motors 10 verstrichen ist).
Anschließend schätzt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts ein Erzeugungsdrehmoment (Schritt S144). Insbesondere schätzt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts einen Drehmomentwert, der erzeugt wird, wenn die Motorstoppzeit und der Stoppzeit-Kurbelwinkel Werte sind, bei denen es zumindest wahrscheinlich ist, dass beim Neustart des Motors 10 ein Drehmoment erzeugt wird. Wenn der zulässige Drosselöffnungsgrad klein ist, ist der Ansaugrohrdruck niedrig und ist der Stoppzeit-Zylinderinnendruck niedrig. Jedoch strömt die Luft durch einen Spalt in dem Kolbenring zeitverzögert in den Zylinder, so dass sich der Zylinderinnendruck dem Atmosphärendruck zeitverzögert annähert, wie es in 8 dargestellt ist. Daher ist, wenn der zulässige Drosselöffnungsgrad klein ist, der Motorstoppzeit, bei der es zumindest wahrscheinlich ist, dass beim Neustart des Motors 10 ein Drehmoment erzeugt wird, eine Zeit unmittelbar nachdem der Motor 10 gestoppt ist.
Anschließend bestimmt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts auf der Grundlage des Ergebnisses der oben beschriebenen Schätzung, ob es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten (Schritt S145). Insbesondere vergleicht die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts das Drehmoment, das zum Neustarten des Motors 10 erforderlich ist, mit dem geschätzten Erzeugungsdrehmoment, das in Schritt S144 gewonnen wird. Wenn das geschätzte Erzeugungsdrehmoment höher als das zum Neustarten des Motors 10 erforderliche Drehmoment ist, bestimmt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts, dass es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten. Wenn hingegen das geschätzte Erzeugungsdrehmoment niedriger ist als das zum Neustarten des Motors 10 erforderliche Drehmoment, bestimmt die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts, dass es nicht möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten.
Wenn die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts in dem Prozess in 7 bestimmt, dass es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten (”Ja” in Schritt S15 in 6), öffnet die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit das Drosselventil 39 und stellt den Drosselöffnungsgrad auf den berechneten, zulässigen Drosselöffnungsgrad ein (Schritt S16 in 6). Nachdem die Neustartanforderungsbestimmungseinheit bestimmt hat, dass eine Anforderung zum Neustarten des Motors 10 vorliegt (”Ja” in Schritt S17 in 6), startet die Neustartdurchführungseinheit den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu (Schritt S18 in 6).
Wenn hingegen die Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts bestimmt, dass es nicht möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten (”Nein” in Schritt S15 in 6), öffnet die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit das Drosselventil 39 während des automatischen Stoppens des Motors 10 nicht und stellt den Drosselöffnungsgrad auf den normalen Grad ein, bei dem das Drosselventil 39 geschlossen ist (Schritt S19 in 6). Nachdem die Neustartanforderungsbestimmungseinheit bestimmt hat, dass eine Anforderung zum Neustarten des Motors 10 vorliegt (”Ja” in Schritt S20 in 6), startet die Neustartdurchführungseinheit den Motor 10 mit Hilfe der Startvorrichtung neu (Schritt S21 in 6).
Mit dem Motorstartsystem gemäß der zweiten Ausführungsform wird im Voraus bestimmt, ob es möglich ist, den Motor 10 durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten. Dies ermöglicht es, ein Spülen zu vermeiden, das aufgrund eines unnötigen Öffnens des Drosselventils 39 erfolgt, wodurch unerwartet Schwingungen verringert werden. Ferner ist das Motorstartsystem selbst dann, wenn der Spülzustand oder die Luftdichte nicht zufriedenstellend ist und es dadurch nicht möglich ist, den zündungsbasierendes Motorstart bei dem berechneten, zulässigen Drosselöffnungsgrad durchzuführen, dazu geeignet, den Motor 10 zuverlässig neu zu starten.
Nachfolgend ist ein Motorstartsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben. Das Motorstartsystem gemäß der dritten Ausführungsform hat die gleichen Konfigurationen wie das der ersten Ausführungsform (1), mit Ausnahme der Konfiguration der ECU 80. Daher ist hier auf eine Darstellung der Konfiguration des Motorstartsystems gemäß der dritten Ausführungsform verzichtet.
Ebenso wie das Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform wird das Motorstartsystem gemäß der dritten Ausführungsform durch Implementierung der Funktion der ECU 80 verwirklicht. Jedoch unterscheidet sich die ECU 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von der gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit einen zulässigen Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage der Getriebe-Eingangsdrehzahl (Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 90), die durch den Getriebedrehzahlsensor 70 gemessen wird, berechnet.
Wenn der Motor 10 neu gestartet wird, unmittelbar nachdem der Motor 10 gestoppt worden ist, wird die Getriebe-Eingangsdrehzahl als eine Solldrehzahl verwendet, die nach dem Neustart des Motors 10 erreicht werden soll. In diesem Fall muss der Öffnungsgrad des Drosselventils 39 umso größer sein, je höher die Getriebe-Eingangsdrehzahl ist. Somit berechnet die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit des Motorstartsystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie es in 9 und 10 dargestellt ist, den Drosselöffnungsgrad so, dass der Drosselöffnungsgrad, wenn die Getriebe-Eingangsdrehzahl relativ hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Getriebe-Eingangsdrehzahl relativ niedrig ist.
Zum Beispiel wird, wie es in 9 dargestellt ist, eine Karte im Voraus in dem ROM (nicht dargestellt) der ECU 80 gespeichert. Die in 9 dargestellte Karte wird auf der Grundlage einer Schwingungsbedingung, die während des automatischen Stoppens der Motors 10 erfüllt sein sollte, experimentell gewonnen. Die in 9 dargestellte Karte zeigt eine Beziehung zwischen der Getriebe-Eingangsdrehzahl und dem zulässigen Wert des Drosselöffnungsgrads während des automatischen Stoppens des Motors 10. Die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechnet einen zulässigen Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, auf der Grundlage zum Beispiel dieser Karte.
Mit dem Motorstartsystem gemäß der dritten Ausführungsform wird der Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, entsprechend der Getriebe-Eingangsdrehzahl eingestellt. Dies ermöglicht es, Schwingungen zu verringern und die Neustartbarkeit zu verbessern. Der Motorstartsystem stellt den Drosselöffnungsgrad auf einen größeren Wert ein, wenn die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 90 hoch ist, mit anderen Worten, wenn die Solldrehzahl, die nach dem Neustart des Motors 10 erreicht werden soll, hoch ist, als wenn die Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes 90 niedrig ist. Auf diese Weise ist die Ansprechempfindlichkeit des Motors 10 verbessert.
Ein Motorstartsystem gemäß einem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf 11 und 12 beschrieben. Das Motorstartsystem gemäß dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform hat die gleichen Konfigurationen wie das der ersten Ausführungsform (1), mit Ausnahme der Konfigurationen der ECU 80. Daher ist hier auf eine Darstellung der Konfigurationen des Motorstartsystems gemäß dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform verzichtet.
Ebenso wie das Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform wird das Motorstartsystem gemäß dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform durch Implementierung der Funktion der ECU 80 verwirklicht. Jedoch hat die ECU 80 gemäß diesem modifizierten Beispiel, zusätzlich zu den Funktionen der Stoppanforderungsbestimmungseinheit, der Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit, der Neustartanforderungsbestimmungseinheit und der Neustartdurchführungseinheit, die Funktion einer Getriebe-Eingangsdrehzahl-Berechnungseinheit.
In dem mit dem Motorstartsystem gemäß der dritten Ausführungsform ausgestatteten Fahrzeug kann zum Beispiel der Fall eintreten, dass unmittelbar bevor eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben wird, das Getriebe 90 durch starkes Drücken des Gaspedals (Übergas) heruntergeschaltet wird, das Drehzahländerungsverhältnis des Getriebes 90 (nachfolgend als ”Getriebedrehzahl-Änderungsverhältnis” bezeichnet) höher wird und die Getriebe-Eingangsdrehzahl höher als notwendig wird. Wenn das Gaspedal in diesem Zustand gelöst wird, wird die Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben, während die die Motordrehzahl und die Getriebe-Eingangsdrehzahl beide hoch sind, wie es in 11 dargestellte ist. Wie es in 11 dargestellt ist, kann, wenn der zulässige Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage des Ist-Werts der Getriebeeingangsdrehzahl berechnet und eingestellt wird, der Drosselöffnungsgrad unnötig groß werden, so dass während des automatischen Stoppens des Motors 10 stärkere Schwingungen erzeugt werden können.
Vor diesem Hintergrund verwendet das Motorstartsystem gemäß diesem modifizierten Beispiel, wenn Übergas auftritt, die durch die Getriebe-Eingangsdrehzahl-Berechnungseinheit berechnete Drehzahl, statt den momentanen Wert der Getriebes-Eingangsdrehzahl zu verwenden, wie es in 11 dargestellt ist. Nachfolgend ist ein konkreter, durch das Motorstartsystem gemäß diesem modifizierten Beispiel durchgeführter Prozess mit Bezug auf ein in 12 dargestelltes Flussdiagramm beschrieben. Schritt S21, Schritt S22 und Schritte S25 bis S27 in 12 sind gleich wie der Schritt S1, der Schritt S2 bzw. die Schritte S4 bis S6 in 2. Daher ist hier auf eine Beschreibung dieser Schritte verzichtet. Das Motorstartsystem führt während das Fahrzeug fährt in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt den Prozess in 12 durch.
Die Getriebe-Eingangsdrehzahl-Berechnungseinheit berechnet eine Getriebe-Eingangsdrehzahl auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben wird (wenn die Automatikstoppbedingung erfüllt ist) und des Getriebedrehzahl-Änderungsverhältnisses zu der Zeit, zu der der Gaspedal-Niederdrückbetrag Null ist (Schritt S23 in 12). Somit wird selbst dann, wenn Übergas auftritt, die Getriebe-Eingangsdrehzahl, die niedriger als die Ist-Drehzahl ist, berechnet, wie es in 11 dargestellt ist.
Zum Beispiel berechnet die Getriebe-Eingangsdrehzahl-Berechnungseinheit, wenn das Getriebedrehzahl-Änderungsverhältnis von dem 5. Gang in den 3. Gang ein Übergas erfährt und eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben wird, zuerst eine Getriebe-Eingangsdrehzahl auf der Grundlage die Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben wird, und des Getriebedrehzahl-Änderungsverhältnisses zu der Zeit, zu der der Gaspedal-Niederdrückbetrag Null ist (5. Gang), statt den zulässigen Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage der Getriebe-Eingangsdrehzahl im dritten Gang zu berechnen, welches die Ist-Drehzahl ist. Anschließend berechnet die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit des Motorstartsystems einen zulässigen Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage der berechneten Getriebe-Eingangsdrehzahl (Schritt S24 in 12).
Selbst dann, wenn die Getriebe-Eingangsdrehzahl zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Anforderung zum Stoppen des Motors 10 ausgegeben wird, aufgrund von Übergas höher als notwendig ist, berechnet das Motorstartsystem gemäß dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform, das wie oben beschrieben ausgelegt ist, den Drosselöffnungsgrad, der während des automatischen Stoppens des Motors 10 erreicht werden soll, auf der Grundlage der Getriebe-Eingangsdrehzahl, die auf der Grundlage des Getriebedrehzahl-Änderungsverhältnisses zu der Zeit, zu der das Gaspedal gelöst ist, berechnet wird. Auf diese Weise ist es möglich zu verhindern, dass der Drosselöffnungsgrad unnötig groß wird, wodurch es ermöglicht wird, Schwingungen zu verringern.
Obwohl die Motorstartsysteme gemäß der Ausführungsformen der Erfindung und dem modifizierten Beispiel davon oben ausführlich beschrieben sind, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsformen und das oben beschriebene modifizierte Beispiel beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert, und verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs sind daher in der Erfindung enthalten.
Zum Beispiel können die Motorstartsysteme gemäß der ersten Ausführungsform, der dritten Ausführungsform und dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform so ausgelegt sein, dass eine Einheit zur Bestimmung der Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts einen Prozess zum Bestimmen einer Durchführbarkeit eines zündungsbasierenden Motorstarts durchführt, nachdem der zulässige Drosselöffnungsgrad durch die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechnet worden ist, wie in der zweiten Ausführungsform. Somit ist es selbst dann, wenn bestimmt wird, dass der Motor 10 nicht durch einen zündungsbasierenden Motorstart bei dem durch die Drosselöffnungsgradberechnungs-Einstellungseinheit berechneten zulässigen Drosselöffnungsgrad gestartet werden kann, möglich, den Motor 10 zuverlässig zu starten.
Das Motorstartsystem gemäß der ersten Ausführungsform berechnet den zulässigen Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, und die Motorstartsysteme gemäß der dritten Ausführungsform und dem modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform berechnen jeweils den zulässigen Drosselöffnungsgrad auf der Grundlage der Getriebe-Eingangsdrehzahl. Jedoch können zum Beispiel zulässige Drosselöffnungsgrade auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Getriebe-Eingangsdrehzahl berechnet werden, und der endgültige zulässige Drosselöffnungsgrad kann bestimmt werden, indem eine Koordination zwischen diesen zulässigen Öffnungsgraden durchgeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-293474 [0002]
JP 2004-293474 A [0002, 0003]

Claims

Motorstartsystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Motor (10) und ein Getriebe (90) umfasst, wobei der Motor (10) mehrere Zylinder und ein Drosselventil (39) umfasst und wobei das Motorstartsystem eine elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) umfasst zum: i) automatischen Stoppen des Motors (10) in Antwort auf eine Anforderung zum Stoppen des Motors (10) und Neustarten des Motors (10), der sich im Stillstand befindet, nachdem er gestoppt worden ist, in Antwort auf eine Anforderung zum Neustarten des Motors (10); ii) Berechnen, während eines automatischen Stoppens des Motors (10), eines Drosselöffnungsgrads auf der Grundlage von wenigstens einer von einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs oder einer Eingangsdrehzahl des Getriebes (90), so dass (a) der Drosselöffnungsgrad, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, oder (b) der Drosselöffnungsgrad, wenn die Eingangsdrehzahl hoch ist, größer ist als der Drosselöffnungsgrad, wenn die Eingangsdrehzahl niedrig ist; iii) Spülen aller Zylinder des Motors (10) während des automatischen Stoppens des Motors (10) durch Öffnen des Drosselventils (39) auf den berechneten Drosselöffnungsgrad; und iv) Neustarten des Motors (10) durch einen zündungsbasierenden Motorstart in Antwort auf die Anforderung zum Neustarten des Motors (10).
Der Motorstartsystem gemäß Anspruch 1, wobei die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) ausgelegt ist, um die Eingangsdrehzahl auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, zu dem die Anforderung zum Stoppen des Motors (10) ausgegeben wird, und eines Drehzahländerungsverhältnisses des Getriebes (90) zu einer Zeit, zu der ein Gaspedal-Niederdrückbetrag Null ist, zu berechnen.
Der Motorstartsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: das Fahrzeug eine Startvorrichtung umfasst; die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) ausgelegt ist, um auf der Grundlage des berechneten Drosselöffnungsgrads zu bestimmen, ob der Motor (10) durch einen zündungsbasierenden Motorstart gestartet werden kann; die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) ausgelegt ist, um den Motor (10) durch einen zündungsbasierenden Motorstart neu zu starten, wenn die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) bestimmt, dass der Motor (10) durch einen zündungsbasierenden Motorstart gestartet werden kann; und die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) ausgelegt ist, um den Motor (10) durch Verwenden der Startvorrichtung ohne Öffnen des Drosselventils neu zu starten, wenn die elektronische Steuerungs- bzw. Regelungseinheit (80) bestimmt, dass der Motor (10) nicht durch einen zündungsbasierenden Motorstart gestartet werden kann.