DE102019203092A1

DE102019203092A1 - Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE102019203092A1
Application number: DE102019203092.0A
Authority: DE
Inventors: Masaru Hoshi; Yasuhiro Taura; Yosuke Toida; Eri Yamada; Tomohiro Shimura; Keisho Sanada; Ryota Takagi
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2018-04-04
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2019-10-10
Also published as: JP2019183681A; JP7113647B2

Abstract

[Aufgabe]
Anbieten einer Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren, die eine Verbesserung der Nachweisgenauigkeit des Zündzeitpunktes beim Anlassen von Verbrennungsmotoren ermöglicht.
[Mittel zur Lösung der Aufgabenstellung]
Steuervorrichtung (100) bei der ein Kurbelsteuerteil (101) für einen Motor (51) zum Antrieb der Kurbelwelle (43) des Verbrennungsmotors (10), und ein Einspritzsteuerteil (117) zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Kolben (11) des vorgenannten Verbrennungsmotors (10) vorgesehen sind, sowie ein Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung (113) der durch Subtraktion der die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle (43) während der zweiten und längeren als der ersten Zeitspanne darstellenden zweiten Drehgeschwindigkeit (CS2) von der die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle (43) während der ersten Zeitspanne darstellenden ersten Drehgeschwindigkeit (CS1) erhaltenen Differenz (ΔcS) der Zündzeitpunkt beim Anlassen des vorgenannten Verbrennungsmotors (10) nachweist.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine das Anlassen von Verbrennungsmotoren regelnde Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren.
[Stand der Technik]
Bei Anlassen von Benzinmotoren veranlasst die Steuervorrichtung den Beginn einer vom Anlasser und dergleichen angetriebenen Kurbelung und weiterhin der Versorgung der einzelnen Zylinder mit Kraftstoff-Luft-Gemisch sowie dessen Zündung. Normalerweise ist beim Anspringen von Verbrennungsmotoren die Temperatur im Verbrennungsmotor niedrig und erschwert die Zündung des Kraftstoffes. Aus diesem Grund ist die Einspritzmenge an Kraftstoff beim Anspringen des Verbrennungsmotors (im Folgenden kurze „Startkraftstoff“ genannt) im Vergleich zur Kraftstoffmenge bei Normalbetrieb des Verbrennungsmotors höher eingestellt.
Andererseits steigt die Temperatur in der Brennkammer nach Anlassen des Verbrennungsmotors rasch an, so dass der Anteil des verdampfenden Kraftstoffes am eingespeisten Startkraftstoff zunimmt. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die Einspritzmenge zu reduzieren, um die Konzentration des Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem geeigneten Bereich zu halten. Daher sorgt die Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren dafür, dass die Kraftstoffeinspritzmenge unmittelbar nach Anlassen des Verbrennungsmotors reduziert wird.
Wenn in diesem Zusammenhang bei Kaltstart von Verbrennungsmotoren als Kraftstoff für diese Verbrennungsmotoren Schweröl verwendet wird, wird es im Vergleich zu Leichtöl erforderlich, bis zum Beginn der Verbrennung über mehrere Einspritzzyklen die Versorgung mit Startkraftstoff zu verlängern. Bekannterweise kommt es anfangs bei so einem Beispiel auch unter sonst identischen Bedingungen betreffs Einspritzmenge und Temperatur des Verbrennungsmotors bei jedem Startversuch zu Unregelmäßigkeiten des Zündzeitpunktes.
Diesbezüglich wird in der Patentschrift 1 eine auf einer Schätzung der bis zum Einsetzen der Verbrennung im Verbrennungsmotor erforderlichen Kraftstoff Einspritzzyklen basierende Technik offengelegt, die die Einspritzmenge reduziert. Weiterhin wird in der Patentschrift 2 eine auf einer Schätzung der bis zum Einsetzen der Verbrennung im Verbrennungsmotor von der Drehgeschwindigkeit abhängige Technik offengelegt, die die Einspritzmenge reduziert.
[Dokumente zum Stand der Technik]
[Patentschriften]

[Patentdokument 1] Offenlegungsschrift 2017-008865
[Patentdokument 1] Offenlegungsschrift 2009-281364

[Überblick über die Erfindung]
[Von der Erfindung zu lösende Probleme]
Allerdings erlaubt das in der Patentschrift 1 beschriebene, auf der Zahl der Kraftstoffeinspritzungen basierende Verfahren nicht, anhand einer im Voraus eingestellten Methode die Einspritzmenge zu reduzieren, so dass sich der Zündzeitpunkt bei jedem Startversuch unterschiedlich ist.
Ferner, bei einem wie in der Patentschrift 2 beschriebenen, auf der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors basierenden und im Voraus eingestellten Verfahren zur Reduktion der Einspritzmenge ist es schwierig, bei der durch den Anlassermotor angetriebenen Ankurbelung aufgrund von Variationen in der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors für den Zündzeitpunkt einen Schwellenwert für die Drehgeschwindigkeit einzustellen.
Zum Beispiel kommt es bei Kaltstart aufgrund der Viskosität der im Verbrennungsmotor verwendeten Kraftstoffart, Öltemperatur, Kühlwassertemperatur im Verbrennungsmotor sowie dem Zustand der den Anlassermotor mit Strom versorgenden Batterie zu Variationen der Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors. Aus diesem Grunde ist es schwierig einen bestimmten Schwellenwert für die Drehgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors bei Verbrennungsbeginn einzustellen.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme eine Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren anzubieten, mit der die Nachweisgenauigkeit vom Zündzeitpunkt beim Anlassen von Verbrennungsmotoren verbessert werden kann.
[Mittel zur Lösung der Aufgabenstellung]
Aus der Sicht der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren angeboten, bei der ein Kurbelsteuerteil die vom Motor angetriebene Drehung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors steuert, und ein Einspritzsteuerteil zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Kolben des Verbrennungsmotors sowie ein Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung beim Anlassen des Verbrennungsmotors in der Steuervorrichtung vorgesehen sind, wobei wenn der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung durch Subtraktion der die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle während der zweiten und längeren als der ersten Zeitspanne darstellenden zweiten Drehgeschwindigkeit von der die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle während der ersten Zeitspanne darstellenden ersten Drehgeschwindigkeit erhaltenen Differenz den Zündzeitpunkt beim Anspringen des vorgenannten Verbrennungsmotors nachweist.
[Wirkungen der Erfindung]
Wie oben beschrieben kann mit der vorliegenden Erfindung die Nachweisgenauigkeit des Zündzeitpunkts beim Anlassen von Verbrennungsmotoren verbessert werden.
Figurenliste

[1] Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren entsprechend der vorliegenden Erfindung.
[2] Die Figur zeigt die Veränderungen im Kolbenhub und der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle im Gleichgewichtszustand des Verbrennungsmotors.
[3] Blockdiagramm eines Konstruktionsbeispiels einer Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren entsprechend der gleichen Ausführungsform.
[4] Ein Flussdiagramm der Anlasssteuerung durch die Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren der gleichen Ausführungsform.
[5] Schaubild der Veränderungen der ersten Drehgeschwindigkeit und der zweiten Drehgeschwindigkeit.

[Ausführungsformen der Erfindung]
Im Folgenden wird eine angemessene Ausführungsform dieser Erfindung anhand der beigefügten Figuren im Einzelnen erläutert. In dieser Patentschrift sowie den Figuren werden für im wesentlichen identische funktionelle Strukturen und Elemente identische Symbole verwendet, um sich überlappende Erläuterungen wegzulassen.
< 1. Konstruktionsbeispiel eines Verbrennungsmotors >
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Konstruktionsbeispiel einer auf Verbrennungsmotoren 10 anwendbare Steuervorrichtung 100 für Verbrennungsmotoren entsprechend dieser Ausführungsform erläutert.
Der in 1 dargestellte Verbrennungsmotor 10 ist ein Beispiel für einen 3-Zylinder Reihenmotor. Die Zahl der Zylinder des Verbrennungsmotors 10 ist nicht auf drei beschränkt.
Der Verbrennungsmotor 10 hat die 3 Zylinder 11a bis 11c. Die einzelnen Zylinder 11a bis 11c haben die über die entsprechenden Pleuelstangen 15a bis 15c mit der Kurbelwelle 43 verbundenen Kolben 13a bis 13c.
Die über die Pleuelstangen 15a bis 15c mit der Kurbelwelle 43 verbundenen Kolben 13a bis 13c bewegen sich aufgrund der Rotation der Kurbelwelle 43 in den Zylindern 11a ~ 11c hin- und her. Die einzelnen Pleuelstangen 15a bis 15c sind in einem Phasenabstand von 120 Grad mit der Kurbelwelle 43 verbundenen.
Die einzelnen Zylinder 11a bis 11c sind mit den Ansaugkrümmern 17a bis 17c sowie den Abgaskrümmern 19a bis 19c verbunden. Die Ansaugkrümmer 17a bis 17c werden mit in der Figur nicht dargestellten Einlassventilen geöffnet und geschlossen. Die Abgaskrümmer 19a bis 19c werden mit in der Figur nicht dargestellten Auslassventilen geöffnet und geschlossen.
Die Ansaugkrümmer 17a bis 17c sind mit den Einspritzventilen 21a bis 21c ausgestattet. Der Betrieb der Einspritzventile 21a bis 21c wird über die Steuervorrichtung 100 gesteuert. Bei dem in der Figur dargestellten Verbrennungsmotor 10 sind die Einspritzventile 21a bis 21c so vorgesehen, dass sie den Kraftstoff in die Ansaugkrümmer 17a bis 17c einspritzen, aber die die Einspritzventile 21a bis 21c können den Kraftstoff auch direkt in die Zylinder 11a bis 11c einspritzen.
Die einzelnen Zylinder 11a bis 11c sind mit in der Figur nicht dargestellten Zündkerzen ausgestattet.
Der Betrieb der Zündkerzen wird über die Steuervorrichtung 100 gesteuert. Die Steuervorrichtung 100 zündet das in Abstimmung mit der Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder 11a bis 11c eingespritzte Kraftstoff-Luft-Gemisch mittels der in den Zylindern 11a bis 11c angeordneten Zündkerzen.
Weiterhin ist der Verbrennungsmotor 10 mit einem Anlassermotor 51 ausgestattet. Das erste Zahnrad 53 vom Anlassermotor 51 greift in das an der Kurbelwelle 43 befestigte zweite Zahnrad 41 ein. Bei Anlassen des Verbrennungsmotors 10 treibt der Anlassermotor 51 die Kurbelwelle 43 an und veranlasst so eine zwangsweise Ankurbelung. Der Antrieb durch den Anlassermotor 51 wird von Steuervorrichtung 100 gesteuert.
Am Ende der Kurbelwelle 43 ist das Nachweiszahnrad 37 zum Nachweis der Drehzahl (Drehgeschwindigkeit) befestigt. Das Nachweiszahnrad 37 rotiert synchron mit der Kurbelwelle 43. Dem Außenumfang des Nachweiszahnrades 37 gegenüber liegend ist der Kurbelwinkelsensor 35 vorgesehen. Das Sensorsignal vom Kurbelwinkelsensor 35 wird zur Steuervorrichtung 100 ausgegeben. Als Kurbelwinkelsensor 35 kann zum Beispiel ein elektromagnetischer Abnehmersensor verwendet werden, ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf ein Beispiel, in dem ein elektromagnetischer Abnehmersensor als Kurbelwinkelsensor 35 verwendet wird. Der elektromagnetische Kurbelwinkelabnehmersensor 35 nähert sich den Zahnflanken vom Nachweiszahnrad 37 abwechselnd an und entfernt sich wieder davon und weist so die durch die auftretenden Änderungen im magnetischen Fluss erzeugte induzierte elektromotorische Kraft nach. Die nachgewiesene induzierte elektromotorische Kraft fluktuiert in Abhängigkeit von der abwechselnden Annäherung und Entfernung vom Kurbelwinkelsensor 35 an die Zahnflanken des Nachweiszahnrades 37. Die Wiederholfrequenz der Impulsfolge der Ausgangssignale vom Kurbelwinkelsensor 35 ist proportional zur Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43.
Außerdem ist der Verbrennungsmotor 10 mit einem Kühlwassertemperatursensor 31 und einem Öltemperatursensor 33 ausgestattet. Der Kühlwassertemperatursensor 31 ist in einem in der Figur nicht dargestellten Kühlwasserkreislauf vorgesehen und weist die Temperatur des in diesem Kühlwasserkreislauf zirkulierenden Kühlwassers nach. Der Öltemperatursensor 33 ist in einem in der Figur nicht dargestellten Ölkreislauf vorgesehen und weist die Temperatur des in diesem Ölkreislauf zirkulierenden Öls nach. Die Sensorsignale vom Kühlwassertemperatursensor 31 sowie Öltemperatursensor 33 werden zur Steuervorrichtung 100 ausgegeben.
2 ist ein Schaubild, dass die den Kolbenhub St1 bis St3 der Kolben 13a bis 13c in den drei Zylindern 11a ~ 11c sowie die Drehgeschwindigkeit CS (CS1) der Kurbelwelle 43 im normalen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 zeigt. Die Abszissenachse zeigt den Kurbelwinkel (ca).
Die Spitzen der Wellenform für den Kolbenhub St1 ~ St3 der einzelnen Kolben 13a ~ 13c zeigen einen oberen Totpunkt und im Bodenabschnitt einen unteren Totpunkt für die Kolben 13a ~ 13c. In den einzelnen Zylindern 11a ~ 11c werden im Verlauf von zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 43 Ansaugtakt (a), Verdichtungstakt (B), Arbeitstakt (c) sowie ein Auspufftakt (D) wiederholt.
Während des Arbeitstaktes (c) wird in den Zylindern 11a ~ 11c das Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt, so dass während des Arbeitstaktes (c) der einzelnen Zylinder 11a ~ 11c die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 ansteigt.
Bei dem in 1 dargestellten Verbrennungsmotor 10 sind die Pleuelstangen 15a ~ 15c der Kolben 13a ~ 13c in den drei Zylindern 11a ~ 11c in einem Phasenabstand von 120 Grad mit der Kurbelwelle 43 verbunden. Dies bewirkt, das der Arbeitstakt (C) in den einzelnen Zylindern 11a ~ 11c vom Verbrennungsmotor 10 in einem Phasenabstand von 240 Grad wiederholt wird. Daher nimmt die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 in 240-Grad Zyklen zu und ab.
< 2. Konstruktionsbeispiel einer Steuervorrichtung >
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Konstruktionsbeispiel für eine Steuervorrichtung 100 entsprechend dieser Ausführungsform erläutert.
3 ist ein Blockdiagramm der Funktion eines Konstruktionsbeispiels der Steuervorrichtung 100. Die Steuervorrichtung 100 umfasst den Nachweisteil für die Kühlwassertemperatur 103, Nachweisteil für die Öltemperatur 105, Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107, ersten Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109, zweiten Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111, Kurbelsteuerteil 101, Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113, Zündsteuerteil 115 sowie den Einspritzsteuerteil 117.
Die Steuervorrichtung 100 kann teilweise oder vollständig zum Beispiel aus Mikrocomputern, Mikroprozessoreinheiten oder dergleichen aufgebaut sein. In diesem Fall können die Funktionen einiger oder aller Bauteile der Steuervorrichtung 100 auch durch Ausführung von Programmen mittels Mikrocomputern umgesetzt werden.
Die Steuervorrichtung 100 kann weiterhin teilweise oder vollständig aktualisierbare Firmware oder dergleichen, oder auch zur Ausführung der Befehle von der CPU ein Programmmodul oder dergleichen haben.
Die Steuervorrichtung 100 ist außerdem mit einem in der Figur nicht dargestellten, ein oder mehrere Speicherelemente wie RAM (Random Access Memory) oder ROM (Read Only Memory) oder dergleichen umfassenden Speicherteil ausgestattet. Weiterhin kann die Steuervorrichtung 100 auch mit einem den Anlassermotor 51 oder die Einspritzventile 21a ~ 21c antreibenden, in der Figur nicht dargestellten Antriebskreis ausgestattet sein.
(Kurbelsteuerteil)
Der Kurbelsteuerteil versetzt bei Anlassen des Verbrennungsmotors 10 über den Anlassermotor 51 die Kurbelwelle 43 des Verbrennungsmotors 10 in Drehung. Zum Beispiel kann der Kurbelsteuerteil 101 nach Einschalten des Startschalters oder Zündungsschalters des Verbrennungsmotors 10 den Anlassermotor 51 solange antreiben, bis nachgewiesen wird, dass das Anlassen des Verbrennungsmotors abgeschlossen ist.
(Nachweisteil für die Kühlwassertemperatur)
Der Nachweisteil für die Kühlwassertemperatur 103 weist basierend auf den Sensorsignalen vom Kühlwassertemperatursensor 31 die Temperatur des im Kühlwasserkreislauf zirkulierenden Kühlwassers nach.
(Nachweisteil für die Öltemperatur)
Der Nachweisteil für die Öltemperatur 105 weist basierend auf den Sensorsignalen vom Öltemperatursensor 33 die Temperatur des im Hydraulikkreislauf zirkulierenden Hydrauliköls nach.
(Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit)
Der Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 weist basierend auf den Sensorsignalen vom Kurbelwinkelsensor 35 die Drehgeschwindigkeit (Drehzahl CS) der Kurbelwelle 43 nach. Zum Beispiel erfasst der Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 aufgrund einer im Voraus eingestellten Probenahmezeit die Sensorsignale vom Kurbelwinkelsensor 35 und weist so die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 nach.
Wenn der Kurbelwinkelsensor 35 ein elektromagnetischer Abnehmer ist, weist der Nachweisteil fürdie Drehgeschwindigkeit 107 aufgrund Division des Drehwinkels (Grad) durch 360 (Grad) pro Probenahmezeit und darüber hinaus durch den Probenahmezeit (Minuten) die Drehgeschwindigkeit CS (U/Min) der Kurbelwelle 43 nach.
(Erster Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit)
Der erste Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109 berechnet basierend auf den Sensorsignalen vom Kurbelwinkelsensor 35 anhand eines im Voraus eingestellten ersten Zyklus die erste Drehgeschwindigkeit CS1 als durchschnittliche Drehgeschwindigkeit (U/Min) der Kurbelwelle 43.
Die erste Zeitspanne kann auf eine beliebig kürzere Zeitspanne als die zweite Zeitspanne zur Berechnung der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 eingestellt werden. Die erste Zeitspanne kann eine durch den Kurbelwinkel festgelegte Zeitspanne oder aber auch zeitlich festgelegt sein. Der erste Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109 kann aufgrund der während der ersten Zeitspanne vom Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 einer oder auch der Summe mehrerer Drehgeschwindigkeiten CS dividiert durch die Stichprobenzahl die erste Drehgeschwindigkeiten CS1 berechnet werden.
Allerdings ist es wünschenswert, dass die erste Zeitspanne extrem kurz ist, um die momentane Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 nachweisen zu können. Die betreffende erste Drehgeschwindigkeit CS1 umfasst auch die vom Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 nachgewiesene momentane Drehgeschwindigkeit. Auch der Wert der vom Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 nachgewiesenen Drehgeschwindigkeit CS gibt die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der begrenzten Probenahmezeit an. In diesem Fall entspricht die Probenahmezeit der ersten Zeitspanne.
Ferner, wenn der Kurbelwinkelsensor 35 ein elektromagnetischer Abnehmer ist, kann die Periode auch den bei jedem einzelnen Zahn des Nachweiszahnrades 37 zu- und abnehmenden Ausgabesignalen entsprechen. In diesem Fall dividiert der erste Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109 die Intervalle (Grad) vom Nachweiszahnrades 37 durch 360 (Grad) und gleichzeitig die Periode (Minuten) der Wellenform dieser Ausgabesignale, um so die erste Drehgeschwindigkeit CS1 (U/Min) zu errechnen.
Der erste Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109 aktualisiert nach Ablauf der ersten Zeitspanne die Drehgeschwindigkeit CS1. Oder aber der erste Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109 aktualisiert die Drehgeschwindigkeit CS1 in Zeitintervallen, die kürzer als die erste Zeitspanne eingestellt sind.
Außerdem muss die Berechnungsmethode für die erste Drehgeschwindigkeit CS1 nicht auf die oben genannte Berechnungsmethode beschränkt sein.
(Zweiter Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit)
Der zweite Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111 berechnet basierend auf den Sensorsignalen vom Kurbelwinkelsensor 35 anhand eines im Voraus eingestellten zweiten Zyklus die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit (U/Min) der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 Kurbelwelle 43.
Die zweite Zeitspanne kann den Arbeitstakt der einzelnen Zylinder 11a ~ 11c umfassen, und weiterhin auf einen beliebig längeren Zeitspanne als die erste Zeitspanne zur Berechnung der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 eingestellt werden. Die zweite Zeitspanne kann eine durch den Kurbelwinkel festgelegte Zeitspanne oder aber auch zeitlich festgelegt sein. Der zweite Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111 kann aufgrund der während der zweiten Zeitspanne vom Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 anhand einer oder auch der Summe mehrerer Drehgeschwindigkeiten CS dividiert durch die Stichprobenzahl die zweite Drehgeschwindigkeiten CS2 berechnen.
Die zweite Zeitspanne kann länger als die erste Zeitspanne zur Berechnung der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 eingestellt werden, aber hier ist das Verbrennungsintervall des Verbrennungsmotors 10 beziehungsweise ganzzahlige Vielfache davon wünschenswert.
Die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 von Kolbenmotoren ist nicht immer regelmäßig, verlangsamt sich im Verdichtungstakt und wird während des Arbeitstaktes schneller und wiederholt somit mikroskopische Beschleunigungs- bzw. Verzögerungszyklen. Diese Beschleunigungs- bzw. Verzögerungszyklen sind von der Zahl der Zylinder, das heißt der Phasendifferenz abhängig. Bei dem in der vorliegenden Ausführungsform dargestellten Verbrennungsmotor 10 mit 3 Zylindern durchläuft die Kurbelwelle 43 Beschleunigungs- bzw. Verzögerungszyklen mit einem Kurbelwinkel von 240 Grad.
Daher kann die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 sicher berechnet werden, wenn das Verbrennungsintervall vom Verbrennungsmotor 10 während der zweiten Zeitspanne beziehungsweise ganzzahligen Vielfachen dieser Zeitspanne (Drehwinkel) dafür verwendet werden.
Bei dem gezeigten Beispiel für diese Ausführungsform des Verbrennungsmotors 10 handelt es sich um einen Verbrennungsmotor mit 3 Zylindern 11a ~ 11c mit einem Verbrennungsintervall von 240 Grad. In diesem Fall kann für die zweite Zeitspanne 240 Grad, 480 Grad, 720 Grad ... und so weiter festgelegt werden. Der zweite Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111 kann anhand der in der zweiten Zeitspanne nachgewiesenen mehreren (Probenzahl=N) Durchschnittswerte der Drehgeschwindigkeit CS (U/Min) die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 ermitteln.
Der zweite Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111 kann auch nach Ablauf der zweiten Zeitspanne die Drehgeschwindigkeit CS2 aktualisieren. Oder aber der zweite Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111 kann die Drehgeschwindigkeit CS2 auch in kürzeren Zeitintervallen als die zweite Zeitspanne aktualisieren.
Außerdem muss die Berechnungsmethode für die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 nicht auf die oben genannte Berechnungsmethode beschränkt sein.
(Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung)
Der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 weist aufgrund der durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS den Zündzeitpunkt beim Anspringen des Verbrennungsmotors 10 nach. Wenn zum Beispiel der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 die Differenz ΔCS mit dem Schwellenwert für den Zündzeitpunkt thre_com vergleicht und die Differenz ΔCS über dem Schwellenwert für den Zündzeitpunkt thre_com liegt, wird dies als Zündzeitpunkt gewertet. Wenn der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 den Zündzeitpunkt nachgewiesen hat, wird die Anlasssteuerung beendet.
Während einerseits wie oben beschrieben sich die momentane Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 leichter in der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 widerspiegelt, spiegelt sich in der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der einzelnen Verbrennungsintervalle wieder.
Die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 des Verbrennungsmotors 10 während der Ankurbelung beim Anlassen wird vom Reibungswiderstand der verschiedenen gleitenden Teile im Verbrennungsmotor 10 beeinflusst. Da dieser Reibungswiderstand von der Viskosität und Temperatur des Hydrauliköls abhängt, kann die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 bei jedem Startversuch des Verbrennungsmotors 10 unterschiedlich sein.
Weiterhin wird die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 während der Ankurbelung auch von der Leistungsfähigkeit der den Anlassermotor 51 mit Strom versorgenden Batterie sowie den Charakteristiken des Anlassermotors 51 beeinflusst. In Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit der Batterie sowie der Charakteristiken des Anlassermotors 51 kann die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 bei jedem Startversuch des Verbrennungsmotors 10 unterschiedlich sein.
Die erste Drehgeschwindigkeit CS1 und die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 werden jeweils von dem oben genannten Reibungswiderstand, der Leistungsfähigkeit Batterie sowie den Charakteristiken des Anlassermotors 51 beeinflusst.
Weiterhin verursachen die Kompression und Ausdehnung der Gase in den Zylindern 11a ~ 11c auch schon vor der Zündung zyklische Veränderungen im Zylinderdruck in den einzelnen Zylindern 11a ~ 11c. Während die Kolben 13a ~ 13c im Verdichtungstakt aufsteigen, steigt auch der Zylinderdruck und die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 nimmt ab. Während die Kolben 13a ~ 13c im Arbeitstakt heruntergleiten, nimmt auch der Zylinderdruck ab und die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 nimmt zu.
Der Einfluss der Variationen im Zylinderdruck auf die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 werden durch Bestimmung der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 43 über eine Zeitspanne bestimmter Länge teilweise oder vollständig kompensiert. Mit anderen Worten, unter der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 und der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 ist die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 der Wert für einen reduzierten Einfluss durch Veränderungen im Zylinderdruck.
Hier führt nicht nur die Kompression und Ausdehnung der Gase bei Auftreten der Verbrennung in den Zylindern 11a ~ 11c zu Veränderungen im Zylinderdruck, sondern die Verbrennung erhöht auch den Zylinderdruck. Dieses Phänomen manifestiert sich während des Arbeitstaktes in einem Anstieg der momentanen Drehgeschwindigkeit. Mit anderen Worten, der Anstieg der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 spiegelt sich im Vergleich zur zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 leichter in der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 wieder.
Aus diesem Grund kann durch Überwachung der durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS der unmittelbar nach der Zündung und durch diese Zündung verursachte Anstieg des Zylinderdrucks ohne Verzögerung nachgewiesen werden.
Wie oben beschrieben spiegelt die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 die vom Reibungswiderstand im Verbrennungsmotor 10 sowie der Leistungsfähigkeit der Batterie und den Charakteristiken des Anlassermotors 51 beeinflussten Veränderungen in der Drehgeschwindigkeit CS wider.
Daher werden durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 die von anderen Faktoren als der Verbrennung beeinflussten Veränderungen in der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 reduziert. Dadurch kann die Nachweisgenauigkeit des Zündzeitpunktes verbessert werden.
Weiterhin kann der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 den Zündzeitpunkt beim Anspringen des Verbrennungsmotors 10 aufgrund einer durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS ausschließlich dann nach, wenn die Temperatur in einem vorgegebenen Bereich liegt. Wenn zum Beispiel die Temperatur bei Kaltstart einem im Voraus im Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 eingestellten Schwellenwert für den Beginn der Steuerung des Verbrennungsmotors 10 beim Anlassen unterschreitet, kann der Zündzeitpunkt auch aufgrund der Differenz ΔCS nachgewiesen werden.
Wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 beim Anspringen über dem Schwellenwert der Temperatur für den Beginn der Steuerung liegt, wird diese nicht durch den Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 nachgewiesen und der Einspritzsteuerteil 117 kann zum Beispiel aufgrund der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 und der Temperatur des Verbrennungsmotors 10 die Einspritzmenge verringern.
(Einspritzsteuerteil)
Der Einspritzsteuerteil 117 treibt die Einspritzventile 21a ~ 21c an und steuert die Kraftstoffeinspritzung in die einzelnen Zylinder 11a ~ 11c des Verbrennungsmotors 10. Der Einspritzsteuerteil 117 spritzt bei Beginn der Ankurbelung bei Anlassen des Verbrennungsmotors 10 eine im Voraus eingestellte Menge Kraftstoff (im Folgenden „Starteinspritzmenge“ genannt) ein.
Der Einspritzsteuerteil 117 reduziert die Einspritzmenge, wenn durch den Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 der Verbrennungsbeginn im Verbrennungsmotor 10 nachgewiesen wird und beginnt weiterhin nach Abschluss der Anlasssteuerung im Verbrennungsmotor 10 mit der Einspritzsteuerung im Normalbetrieb.
Wenn der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 den Verbrennungsbeginn nur bei Kaltstart des Verbrennungsmotors 10 aufgrund der durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS nachweist, kann der Einspritzsteuerteil 117 zum Beispiel die Einspritzmenge auch aufgrund der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 und der Temperatur des Verbrennungsmotors 10 beim Anlassen verringern.
(Zündsteuerteil)
Der Zündsteuerteil 115 steuert die in den einzelnen Zylindern 11a ~ 11c vorgesehenen Zündkerzen an und zündet so das in den einzelnen Zylindern 11a ~ 11c gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch. Der Zündsteuerteil 115 steuert den Zündzeitpunkt in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen.
< 3. Funktionsbeispiel einer Steuervorrichtung >
(Flussdiagramm)
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Funktionsbeispiel für eine Steuervorrichtung 100 entsprechend dieser Ausführungsform näher erläutert. 4 ist ist Flussdiagramm der von der Steuervorrichtung 100 ausgeführten Anlasssteuerung.
Bei Anlassen des Verbrennungsmotors 10 treibt der Kurbelsteuerteil 101 der Steuervorrichtung 100 den Anlassermotor 51 an und startet so die Ankurbelung (Schritt S11).
Als nächstes stellt der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 der Steuervorrichtung 100 fest, ob die Starttemperatur des Verbrennungsmotors 10 Te einen im Voraus eingestellten Bereich überschreitet oder nicht (Schritt S13). Bei dieser Ausführungsform kann der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 aber auch feststellen, ob die Starttemperatur Te einen im Voraus eingestellten Schwellenwert für den Steuerungsbeginn Te_0 überschreitet oder nicht. Der Schwellenwert für den Steuerungsbeginn Te_0 wird auf einen geeigneten als Schwellenwert dienenden Wert eingestellt, um festzustellen, ob ein Startversuch des Verbrennungsmotors 10 ein Kaltstart ist oder nicht.
Die Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 kann zum Beispiel aufgrund der mithilfe des Nachweisteils für die Kühlwassertemperatur 103 nachgewiesene Kühlwassertemperatur Tc geschätzt werden. Allerdings ist die Nachweismethode für die Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 nicht speziell beschränkt.
Wenn die Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 über dem Schwellenwert für den Steuerungsbeginn Te_0 liegt (S13/yes), markiert der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 den Verbrennungsbeginn mit 0 (=false) (Schritt S15).
Anschließend stellt der Einspritzsteuerteil 117 der Steuervorrichtung 100 die Starteinspritzmenge Q_init auf einen Einspritzgrundwert (=100%) ein und steuert die Einspritzung über die Einspritzventile 21a ~ 21c. In Verbindung mit der Steuervorrichtung 100 treibt der Zündsteuerteil 115 die Zündkerzen an und versucht, das in den einzelnen Zylindern 11a ~ 11c gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch zu zünden (Schritt S17).
Andererseits, wenn die Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 unter dem Schwellenwert für den Steuerungsbeginn Te_0 liegt (S13/no), weisen der erste Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 109 der Steuervorrichtung 100 sowie der zweite Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit 111 die erste Drehgeschwindigkeit CS1 und die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 nach (Schritt S19).
Als Nächstes prüft der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113, ob die durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS einen im Voraus eingestellten Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn überschreitet oder nicht (Schritt S21). Der Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn kann zum Beispiel auch eine über die Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 eingestellte Variable sein.
Der oben beschriebene Anstieg der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 spiegelt sich im Vergleich zur zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 leichter in der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 wieder. Aus diesem Grund kann durch Überwachung der durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS der unmittelbar nach der Zündung und durch diese Zündung verursachte Anstieg des Zylinderdrucks ohne Verzögerung nachgewiesen werden.
Ferner spiegelt die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 die vom Reibungswiderstand im Verbrennungsmotor 10 sowie der Leistungsfähigkeit der Batterie und den Charakteristiken des Anlassermotors 51 und weiterhin die nicht von der Verbrennung durch Kompression und Ausdehnung von Gasen herrührenden Veränderungen in der Drehgeschwindigkeit CS wider. Daher kann durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 die von anderen Faktoren als der Verbrennung beeinflussten Veränderungen in der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 reduziert und die Nachweisgenauigkeit des Verbrennungsbeginns verbessert werden.
Wenn die Differenz ΔCS unter dem Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn (S21/no) liegt, kann der Verbrennungsbeginn nicht nachgewiesen werden, so dass der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 die Markierung für den Verbrennungsbeginn im derzeitigen Zustand beibehält (Schritt S33). In diesem Fall behält Einspritzsteuerteil 117 auch die derzeit eingestellte Starteinspritzmenge Q_init bei und setzt die Steuerung der Einspritzsteuerung fort. Danach wird wieder zu Schritt S19 zurückgegangen.
Wenn andererseits die Differenz ΔCS über dem Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn (S21/yes) liegt, wird festgestellt, dass der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 bei Erstzündung eine ausreichende Verbrennungsstärke bei Verbrennungsbeginn nachgewiesen und den Nachweis des Verbrennungsbeginns mit 1 markiert (=true) hat (Schritt S23).
Anschließend reduziert der Einspritzsteuerteil 117 die Starteinspritzmenge Q_init (Schritt S25). Mit anderen Worten, die Starteinspritzmenge Q_init wird auf einen kleineren Wert (<100%) als der Einspritzgrundwert (=100%) eingestellt. Nach Verbrennungsbeginn kann in diesem Fall über die von der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 sowie der Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 abhängige Starteinspritzmenge Q_init eine fortgesetzte Verbrennung ermöglichende Einspritzmenge eingestellt werden.
Zum Beispiel kann es bei niedriger Starttemperatur Te des Verbrennungsmotors 10 im Vergleich zu hoher Starttemperatur Te schwerer zur Verbrennung kommen. Aus diesem Grund stellt der Einspritzsteuerteil 117 die Starteinspritzmenge Q_init umso niedriger ein, je höher die Starttemperatur Te ist.
Ferner kann gesagt werden, dass nach Verbrennungsbeginn bei einer hohen Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 im Vergleich zu einer niedrigen Drehgeschwindigkeit CS der normale Verbrennungszustand angenähert wird. Aus diesem Grund kann Einspritzsteuerteil 117 die Starteinspritzmenge Q_init so einstellen, dass die Einspritzmenge umso niedriger ist, je höher die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 ist.
Auf der in Schritt S17 und Schritt S25 eingestellten Starteinspritzmenge Q_init basierend stellt der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 in einem Zustand fortgesetzter Einspritzsteuerung fest, ob die Anlasssteuerung für den Verbrennungsmotor 10 abgeschlossen werden soll oder nicht (Schritt S27).
Die Methode zur Bewertung ob die Anlasssteuerung für den Verbrennungsmotor 10 abgeschlossen ist, ist nicht speziell festgelegt. Zum Beispiel kann der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 feststellen, ob die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 als durchschnittliche Drehgeschwindigkeit über lange Zeiträume hinweg einen im Voraus eingestellten Schwellenwert für den Abschluss der Steuerung thre_end erreicht hat und somit ein stabiler Verbrennungszustand erreicht wurde, so dass die Anlasssteuerung beendet werden kann.
Die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 ist der Wert, der den Einfluss durch die Veränderungen im Zylinderdruck hervorgerufenen Veränderungen der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 reduziert. Aus diesem Grund kann durch Verwendung der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 die Nachweisgenauigkeit eines stabilen Verbrennungszustandes des Verbrennungsmotors 10 verbessert werden.
Wenn die Anlasssteuerung des Verbrennungsmotors 10 beendet wird (S27/no), wird wieder zu Schritt S13 zurückgegangen und die bis hier erläuterten Verarbeitungsschritte wiederholt.
Andererseits, wenn die Anlasssteuerung des Verbrennungsmotors 10 beendet wird (S27/yes), schaltet der Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung 113 den Steuerbetrieb für den Verbrennungsmotor 10 vom Anlassbetrieb auf Normalbetrieb um und markiert den Nachweis der Erstzündung mit 0 (=false)
(Schritt S29).
Anschließend unterbricht der Kurbelsteuerteil 101 den Antrieb durch den Anlassermotor 51 und somit die Ankurbelung (Schritt S31). Damit ist die Anlasssteuerung für den Verbrennungsmotor 10 abgeschlossen.
(Zeitdiagramm)
Unter Bezugnahme auf 5 wird ein Zeitdiagramm der Anlasssteuerung durch eine Steuervorrichtung 100 entsprechend dieser Ausführungsform erläutert. Bei dem in 5 dargestellten Beispiel wird die erste Drehgeschwindigkeit CS1 durch den Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit 107 nachgewiesen und die momentane Drehgeschwindigkeit für jeden Probenahmezyklus gezeigt.
Zu dem Zeitpunkt t0 wird der Antrieb durch den Anlassermotor 51 angefordert (S/R), aber bei Einschalten befindet sich der Verbrennungsmotor 10 im Status (E/S) der Ankurbelung. Weiterhin ist zu dem Zeitpunkt t0 die Starteinspritzmenge Q_init auf den Einspritzgrundwert (=100%) eingestellt.
In der Zeitspanne von Zeitpunkt t0 bis Zeitpunkt t1 ist die durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS stets kleiner als der Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn. Daher wird über die Zeitspanne von Zeitpunkt t0 bis Zeitpunkt t1 die Markierung (l/c) 0 (=false) für den Nachweis des Verbrennungsbeginns beibehalten. Außerdem wird über diese Zeitspanne auch die Einstellung der Starteinspritzmenge Q_init auf dem Einspritzgrundwert (=100%) beibehalten.
Wenn die Verbrennung zu dem Zeitpunkt t1 im Verbrennungsmotor 10 begonnen hat, erreicht eine durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhalten Differenz ΔCS zum Zeitpunkt t1 den Schwellenwert thre_com. Daher wird zum Zeitpunkt t1 die Markierung (l/c) 1 (=true) für den Nachweis des Verbrennungsbeginns eingestellt. Außerdem wird zum Zeitpunkt t1 die Einstellung der Starteinspritzmenge Q_init auf 50% des Einspritzgrundwertes eingestellt.
Über die Zeitspanne von Zeitpunkt t1 bis Zeitpunkt t2 wird die auf 50% des Einspritzgrundwertes eingestellte Starteinspritzmenge Q_init als Einspritzmenge beibehalten. Über diese Zeitspanne wird auch die Markierung des Verbrennungsmotor 10 Status (E/S) weiterhin im Zustand der Ankurbelung gehalten sowie gleichzeitig die Markierung (l/c) 1 (=true) für den Nachweis des Verbrennungsbeginns beibehalten..
Wenn die zweite Drehgeschwindigkeit CS2 zum Zeitpunkt t2 den Schwellenwert thre_com erreicht, wird der Status Anlasssteuerung abgeschlossen (END_S/O) auf 1(=true) eingestellt. Damit ist die Umschaltung der Startsteuerung vom Startbetrieb des Verbrennungsmotors 10 auf den Normalbetrieb abgeschlossen.
Ferner, bei Abschluss der Startsteuerung des Verbrennungsmotors 10 wird die Markierung (l/c) 0 (=false) für den Nachweis des Verbrennungsbeginns auf die Markierung für den Betrieb des Verbrennungsmotor 10 (running) Status (E/S) umgeschaltet. Um die Einspritzmenge noch weiter zu reduzieren, wird diese auf 25% des Einspritzgrundwertes (=100%) eingestellt.
Und zum Zeitpunkt t3 wird die Antriebsanforderung (S/R) an den Anlassermotor 51 ausgeschaltet und der Anlassermotor 51 hält an.
Wenn festgestellt wird, dass die durch Subtraktion der zweiten Drehgeschwindigkeit CS2 von der ersten Drehgeschwindigkeit CS1 erhaltenen Differenz ΔCS den Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn überschritten hat, kann der Verbrennungsbeginn festgestellt und der durch den Anstieg des Zylinderdruck bedingte Anstieg der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 genau nachgewiesen werden.
Die besagte Differenz ΔCS reduziert den vom Reibungswiderstand im Verbrennungsmotor 10 sowie der Leistungsfähigkeit der Batterie und den Charakteristiken des Anlassermotors 51 hervorgerufenen Einfluss auf die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43.
Aus diesem Grund kann die Nachweisgenauigkeit des Zündzeitpunktes vom Verbrennungsmotor 10 verbessert werden, obwohl der Zündzeitpunkt sich je nach den vorliegenden Startbedingungen bei jedem Startversuch des Verbrennungsmotors 10 variiert.
Dadurch wird erreicht, dass über eine geeignete Einstellung der Einspritzmenge der Kraftstoffverbrauch reduziert werden kann.
Wie oben beschrieben weist die Steuervorrichtung 100 für den Verbrennungsmotor 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform den Verbrennungsbeginn im Verbrennungsmotor 10 aufgrund der durch Subtraktion der zweiten durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit CS2 der Kurbelwelle 43 in der zweiten und längeren als der ersten Zeitspanne von der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit CS1 der Kurbelwelle 43 in der ersten Zeitspanne erhaltenen Differenz ΔCS nach.
Aus diesem Grund wird durch den von der Verbrennung verursachten Anstieg des Zylinderdrucks ein Anstieg der Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43 genau nachgewiesen und auf diese Weise kann die Nachweisgenauigkeit vom Verbrennungsbeginn im Verbrennungsmotor 10 verbessert werden. Dementsprechend kann die Einspritzmenge nach Verbrennungsbeginn auf eine geeignete Menge reduziert und so der Kraftstoffverbrauch herabgesetzt werden.
Ferner, die besagte Differenz ΔCS reduziert den vom Reibungswiderstand im Verbrennungsmotor 10 sowie der Leistungsfähigkeit der den Anlassermotor 51 mit Strom versorgenden Batterie und den Charakteristiken des Anlassermotors 51 hervorgerufenen Einfluss auf die Drehgeschwindigkeit CS der Kurbelwelle 43. Wenn daher mithilfe einer Steuervorrichtung 100 für einen Verbrennungsmotor 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform der Schwellenwert thre_com für den Verbrennungsbeginn geeignet eingestellt wird, kann der Verbrennungsbeginn auch bei minimalem Anstieg der Drehgeschwindigkeit CS nachgewiesen werden.
Weiterhin kann durch Verwendung der oben genannten Differenz ΔCS der Verbrennungsbeginn nachgewiesen werden, auch wenn die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit bei jedem Startversuch unterschiedlich ist.
Oben wurden angemessene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Figuren im Einzelnen erläutert, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Personen mit relevanten Allgemeinwissen auf dem diese Erfindung betreffenden technischen Gebiet können sich im Rahmen der in den Patentansprüchen beschriebenen Kategorien technischer Konzepte sicher die verschiedensten Modifikationen und Korrekturen vorstellen, aber diese gelten selbstverständlich als zum technischen Umfang dieser Erfindung gehörend.
Zum Beispiel ist hier die oben beschriebene Steuervorrichtung 100 für einen Verbrennungsmotor entsprechend der vorliegenden Ausführungsform auf einen Benzinmotor angewandt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die oben beschriebene Steuervorrichtung 100 für einen Verbrennungsmotor entsprechend der vorliegenden Ausführungsform kann auch auf einen Dieselmotor und dergleichen angewandt werden. Wenn es sich bei dem Verbrennungsmotor um einen Dieselmotor handelt, kann der Zündsteuerteil 115 auch weggelassen werden.
Bezugszeichenliste
10 ... Verbrennungsmotor; 11a, 11b, 11c ... Zylinder; 13a, 13b, 13c ... Kolben; 21a, 21b, 21c ... Kraftstoffeinspritzventile; 35 ... Kurbelwinkelsensor; 37 ... Nachweiszahnrad; 43 ... Kurbelwelle; 51 ... Anlassermotor; 100 ... Steuervorrichtung; 101 ... Kurbelsteuerteil; 107 ... Nachweisteil für die Drehgeschwindigkeit; 109 ... erster Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit; 111 ... zweiter Rechenteil für die Drehgeschwindigkeit; 113 ... Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung; 117 ... Einspritzsteuerteil

Claims

Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren (100) die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Kurbelsteuerteil (101) die vom Motor (51) angetriebene Drehung der Kurbelwelle (43) des vorgenannten Verbrennungsmotors (10) steuert, und ein Einspritzsteuerteil (117) zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Kolben (11) des vorgenannten Verbrennungsmotors (10), ein Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung (113) beim Anlassen des Verbrennungsmotors (10) in der Steuervorrichtung vorgesehen sind, wobei wenn der vorgenannte Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung (113) durch Subtraktion der die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle (43) während der zweiten und längeren als der ersten Zeitspanne darstellenden zweiten Drehgeschwindigkeit (CS2) von der die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle (43) während der ersten Zeitspanne darstellenden ersten Drehgeschwindigkeit (CS1) erhaltenen Differenz (ΔCS) den Zündzeitpunkt beim Anspringen des vorgenannten Verbrennungsmotors 10 nachweist.
Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte zweite Zeitspanne dem Verbrennungsintervall des vorgenannten Verbrennungsmotors (10) beziehungsweise ganzen Vielfachen davon entspricht.
Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte erste Zeitspanne die Probenahmezeit des die Drehgeschwindigkeit der vorgenannten Kurbelwelle (43) nachweisenden Kurbelwinkelsensors (35) ist.
Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung (113) bei Kaltstart des vorgenannten Verbrennungsmotors (10) aufgrund der vorgenannten Differenz (ΔCS) den vorgenannten Zündzeitpunkt nachweist.
Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung (113) feststellt, dass die vorgenannte Differenz (ΔCS) größer ist als der Schwellenwert (thre_com) für den Verbrennungsbeginn.
Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Einspritzsteuerteil (117) nach Beginn der Ankurbelung die Kraftstoffeinspritzung aufnimmt, wobei der vorgenannte Abschnitt zur Feststellung der Erstzündung (113) bei Nachweis des vorgenannten Verbrennungsbeginns die Einspritzmenge reduziert.
Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der vorgenannte Einspritzsteuerteil (117) nach erfolgtem Nachweis des vorgenannten Verbrennungsbeginns im vorgenannten Verbrennungsmotor (10) aufgrund der Temperatur (Te) und der Drehgeschwindigkeit (CS) des vorgenannten Verbrennungsmotors (10) die Einspritzmenge einstellt.