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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Gerät
zum Steuern eines Betriebs eines Einlassventils oder eines Auslassventils
einer Brennkraftmaschine, um so die Brennkraftmaschine in einem
vorbestimmten Zustand zu stoppen.
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Um das Startvermögen einer Brennkraftmaschine
zu verbessern, wurde ein Gerät
zum Betreiben eines Motor-Generators vorgeschlagen, wenn eine Brennkraftmaschine
gestoppt wird, und zum Bremsen oder Antreiben einer Kurbelwelle
der Brennkraftmaschine, um deren Kurbelwelle so an einem vorbestimmten
Winkel zu stoppen (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift
JP-H09-264235 ).
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Da jedoch bei dem vorstehend genannten Stand
der Technik der Motor-Generator erforderlich ist, um eine Stoppposition
zu steuern, ist diese Vorrichtung ungeeignet, wenn der Motor-Generator mit der
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nicht verbunden ist. Auch wenn
der Motor-Generator vorgesehen ist, dann ist es erforderlich, die
Steuerbarkeit der Stoppposition des Motor-Generators zu verbessern,
um die Kurbelwelle in einer gewünschten
Position zu stoppen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Stoppsteuergerät
für eine
Brennkraftmaschine vorzusehen, das die Brennkraftmaschine in einem
vorbestimmten Zustand unter Verwendung einer Vorrichtung stoppen
kann, die sich von einem Motor-Generator unterscheidet.
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Um das vorstehend genannte Problem
zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung ein Stoppsteuergerät für eine Brennkraftmaschine
vor, das Folgendes aufweist: einen Ventilmechanismus zum Betätigen zumindest
eines Einlassventils und eines Auslassventils unabhängig von
einer Abgabewelle einer Brennkraftmaschine; und eine Ventilsteuervorrichtung
zum Steuern des Betriebs des Ventilmechanismus, sodass die Brennkraftmaschine
in einem vorbestimmten Zustand gestoppt wird.
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Gemäß diesem Stoppsteuergerät werden das
Einlassventil oder das Auslassventil durch den Ventilmechanismus
ungeachtet eines Drehzustandes der Abgabewelle beliebig betätigt, wodurch
ein Zustand eines Zylinders der Brennkraftmaschine variabel geändert wird.
Zum Beispiel wird eine Einlassluftmenge durch Ändern einer Ventilcharakteristik des
Einlassventils eingestellt (Öffnungs- und Schließzeitgebung,
ein Hubbetrag, ein Arbeitswinkel und dergleichen), sodass ein Druck
(Verdichtungsdruck) auf einen gewünschten Wert festgelegt werden
kann, der bei einem Verdichtungshub erzeugt wird. Des weiteren kann
der Zustand des Zylinders auch durch Ändern der Ventilcharakteristik
des Auslassventils geändert
werden. Dementsprechend ist es möglich, das
Innere des Zylinders in einen spezifischen Zustand oder Status einzustellen
und die Brennkraftmaschine zu stoppen, indem der Betrieb des Ventilmechanismus
gesteuert wird. Bei der vorliegenden Erfindung kann der Ventilmechanismus
die Fähigkeit haben,
das Einlassventil oder das Auslassventil hinsichtlich der Abgabewelle
der Brennkraftmaschine beliebig zu betätigen. Die beliebige Betätigung bedeutet,
dass das Einlassventil oder das Auslassventil ungeachtet des Zustandes
der Abgabewelle betätigt wird.
Zum Beispiel beinhaltet „beliebiges
Betätigen hinsichtlich
der Abgabewelle" eine
derartige Art und Weise, dass das Einlassventil oder das Auslassventil gestoppt
wird, auch wenn die Abgabewelle gedreht wird, oder dass eine Betätigungsgeschwindigkeit
des Einlassventils oder des Auslassventils ungeachtet der Drehzahl
der Abgabewelle festgelegt werden kann, und dass die Öffnungs-
und Schließzeitgebung des
Einlassventils oder des Auslassventils ungeachtet einer Drehposition
der Abgabewelle geändert werden
kann. Ein Konzept derart, das „in
den vorbestimmten Zustand gestoppt wird" beinhaltet einen Zustand, bei dem die
Brennkraftmaschine in einem konstanten Zustand gestoppt und gesteuert
wird und das eine Verarbeitung zum Stoppen der Brennkraftmaschine
in einem konstanten Zustand gesteuert wird. Diese Zustände können durch
Steuern des Betriebs des Ventilmechanismus erlangt werden, nämlich durch
die Betätigung
des Einlassventils oder des Auslassventils. Bei der vorliegenden
Erfindung ist die Brennkraftmaschine vorzugsweise eine Kolbenmaschine,
bei der eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens zu einer Drehbewegung
einer Kurbelwelle als die Abgabewelle umgewandelt wird, aber es
kann eine andere Bauart von Brennkraftmaschinen in dem Umfang der
Erfindung enthalten sein, solange sie den Zustand während des
Stoppens gemäß dem Ventilmechanismus
steuern kann.
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Die Brennkraftmaschine wird als eine
Antriebsquelle eines Fahrzeugs verwendet, das Fahrzeug kann regenerative
Energie durch Antreiben eines elektrischen Generators unter Verwendung
von kinetischer Energie während
einer Verzögerung
erzeugen, der Ventilmechanismus kann sowohl das Einlassventil als
auch das Auslassventil antreiben, und die Ventilsteuervorrichtung
steuert die Betätigung
des Ventilmechanismus derart, dass das Einlassventil und das Auslassventil
während
einer Ausführung
der Erzeugung der regenerativen Energie geschlossen sind, und dass
die Brennkraftmaschine gestoppt wird, nachdem das Einlassventil
oder das Auslassventil geöffnet
wurden, um einen Verdichtungsdruck der Brennkraftmaschine zu entspannen, und
zwar als der vorbestimmte Zustand, wenn die Brennkraftmaschine aus
jenem Zustand sukzessive gestoppt wird, bei dem die Erzeugung der
regenerativen Energie ausgeführt
wird.
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Wenn das Einlassventil und das Auslassventil
während
einer Ausführung
der Erzeugung der regenerativen Energie geschlossen sind und der
Einlass- und Auslassvorgang gestoppt ist, dann wird ein Widerstand
der Brennkraftmaschine derart reduziert, dass ein Betrag der erzeugten
regenerativen Energie erhöht
werden kann. Wenn jedoch die Brennkraftmaschine gestoppt wird, wenn
das Einlassventil und das Auslassventil geschlossen sind, dann verbleibt
ein relativ hoher Verdichtungsdruck in den Zylindern, und eine Umkehrfunktion
(eine Funktion zum Zurückdrücken der
Abgabewelle) aufgrund des Verdichtungsdruckes ist direkt vor dem
Stopp der Brennkraftmaschine bemerkenswert, und somit werden Schwingungen
erhöht.
Der in den Zylindern verbleibende Verdichtungsdruck bewirkt eine
Verschlechterung des Startvermögens
bei dem nächsten
Start der Brennkraftmaschine. Ein derartiger Nachteil kann dadurch
gelöst
werden, dass die Brennkraftmaschine nach dem Entspannen des Verdichtungsdrucks
gestoppt wird, wie dies vorstehend beschrieben ist. Hierbei ist
zu beachten, dass die Antriebsquelle nicht auf jene beschränkt ist,
die eine Energie zum Fahren abgibt, und sie beinhaltet zum Beispiel
außerdem eine
Antriebsquelle zum Zuführen
von Energie zu einem Elektromotor als die Antriebsquelle zum Fahren. Kurz
gesagt kann die Brennkraftmaschine eine Energie für beliebige
Anwendungen bei dem Fahrzeug abgeben.
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Wenn des weiteren die Brennkraftmaschine sukzessive
aus jenem Zustand gestoppt wird, wenn die Erzeugung der regenerativen
Energie ausgeführt wird,
dann hält
die Ventilsteuervorrichtung das Einlassventil und das Auslassventil
in einem geschlossenen Zustand, bis die Verbrennung eines in einem Zylinder
der Brennkraftmaschine abgedichtet enthaltenden Luft/Kraftstoff-Gemisches beendet
ist, und sie steuert den Betrieb des Ventilmechanismus derart, dass
das Einlassventil oder das Auslassventil geöffnet wird, nachdem die Verbrennung
beendet ist. In diesem Fall besteht keine Gefahr, dass nicht-verbranntes
Luft/Kraftstoff-Gemisch als ein Abgas aus der Brennkraftmaschine
ausgelassen wird, und dieser Fall ist unter dem Standpunkt eines
Einflusses vorzuziehen, der auf die Umgebung ausgeübt wird, und
eine Haltbarkeit einer Abgasemissionsreinigungsvorrichtung wie zum
Beispiel ein Katalysator.
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Bei dem Stoppsteuergerät der vorliegenden Erfindung
ist die Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl Zylinder der Gestalt
versehen, dass Zeitgebungen von Verdichtungshüben der Zylinder voneinander
abweichen, und die Ventilsteuervorrichtung steuert den Betrieb des
Ventilmechanismus derart, dass die Brennkraftmaschine wie in dem
vorbestimmten Zustand gestoppt wird, wenn eine Drehposition der Abgabewelle
innerhalb eines spezifischen Bereichs in einem Teil eines Drehbereichs
der Abgabewelle ist.
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Bei der Brennkraftmaschine mit den
vielen Zylindern kann eine Bestimmung nicht einheitlich gemacht
werden, wenn der Zylinder in dem Verdichtungshub ist, die Brennkraftmaschine
gestoppt wird, und somit eine Stoppposition der Abgabewelle nicht konstant
ist. Gemäß dem Stoppsteuergerät der vorliegenden
Erfindung ist es jedoch durch Steuern des Betriebs des Ventilmechanismus
möglich,
den in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine erzeugten
Verdichtungshub korrekt einzustellen, wodurch deren Abgabewelle
an einer Position oder in einem Bereich stoppt, bei denen der spezifische
Zylinder in dem Verdichtungshub ist. Auf diese Art und Weise kann
eine Streuung eines Startzustandes der Brennkraftmaschine so unterdrückt werden,
dass ein stabiler Start verwirklicht werden kann, wenn die Stoppposition
innerhalb eines spezifischen Bereichs gesteuert wird. Ein Startgefühl ist gleichbleibend.
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Als ein bevorzugtes Beispiel zum
Stoppen der Abgabewelle in dem spezifischen Bereich kann die Ventilsteuervorrichtung
eine Verdichtungslast steuern, die bei einem Verdichtungshub während eines
Prozesses zum Stoppen der Brennkraftmaschine erzeugt wird, und zwar
entsprechend der Drehposition der Abgabewelle während des Prozesses zum Stoppen
der Brennkraftmaschine, um dadurch die Brennkraftmaschine zu stoppen,
wenn die Abgabewelle innerhalb des spezifischen Bereichs ist. Zum Beispiel
kann die Abgabewelle in einem spezifischen Bereich dadurch gestoppt
werden, dass die Verdichtungslast so gesteuert wird, dass sie groß ist, wenn die
Abgabewelle in dem spezifischen Bereich ist, während sie klein wird, wenn
sie in dem anderen Bereich ist. Die Ventilsteuervorrichtung steuert
den Betrieb des Ventilmechanismus derart, dass eine Verdichtungslast
bei zumindest einem spezifischen Zylinder der Zylinder größer ist
als eine Verdichtungslast bei den anderen Zylindern, um dadurch
die Brennkraftmaschine zu stoppen, wenn die Abgabewelle innerhalb
des spezifischen Bereichs ist. Durch Festlegen einer Verdichtungslast
bei dem spezifischen Zylinder, welche größer ist als bei den anderen Zylindern,
kann die Brennkraftmaschine gestoppt werden, während der spezifische Zylinder
bei dem Verdichtungshub ist. Die Einstellung der Verdichtungslast
kann dadurch verwirklicht werden, dass die Ventilcharakteristik
des Einlassventils so geändert wird,
dass eine Einlassluftmenge vermehrt oder verringert wird. Eine Verdichtungslast
kann dadurch erhöht
oder verringert werden, dass die Charakteristik des Auslassventils
so geändert
wird, dass eine in den Zylindern verbleibende Abgasmenge eingestellt
wird.
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In jenem Fall, wenn eine Verdichtungslast gemäß der vorstehenden
Beschreibung gesteuert wird, steuert die Ventilsteuervorrichtung
den Betrieb des Ventilmechanismus derart, dass die bei dem Prozess
zum Stoppen der Brennkraftmaschine erzeugte Verdichtungslast allmählich reduziert
wird. In diesem Fall werden Schwingungen unterdrückt, und die Brennkraftmaschine
kann sanft gestoppt werden, da der Verdichtungsdruck gemäß der Verringerung
der Verdichtungslast allmählich
reduziert wird.
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Falls die Steuerung so geschaffen
wird, dass die Abgabewelle in dem spezifischen Bereich gestoppt
wird, dann kann das Gerät
mit einer Stopppositionsfestlegungsvorrichtung zum Erfassen eines Zustands
der Brennkraftmaschine während
des Starts und zum Festlegen des spezifischen Bereichs auf der Grundlage
eines erfassten Zustands versehen sein. In diesem Fall können die
nächste
und spätere
Stopppositionen der Abgabewelle der Brennkraftmaschine festgelegt
werden, wobei ein Zustand während
des Starts berücksichtigt
wird. Die Abgabewelle kann daher an einer Position gestoppt werden, bei
der ein schlechter Start vermieden wird, und die Abgabewelle kann
an einer Position gestoppt werden, bei der der Start gefördert wird.
Der Zustand des Starts kann aus verschiedenen Parametern bezüglich des
Startvermögens
der Brennkraftmaschine bestimmt werden. Zum Beispiel werden eine Änderung der
Drehzahl der Abgabewelle während
des Starts, eine Drehmomentenschwankung der Abgabewelle, Schwingungen
und dergleichen erfasst, so dass der Zustand während des Starts spezifiziert
werden kann. Falls der Start durch den Elektromotor ausgeführt wird,
dann kann der Zustand während
des Starts durch einen Leistungsverbrauch des Elektromotors spezifiziert
werden.
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Die Stopppositionsfestlegungsvorrichtung kann
Informationen erfassen, die einen Bezug auf die Verdichtungslast
während
des Starts als den Zustand des Starts haben, und sie kann den spezifischen
Bereich auf der Grundlage einer erfassten Information festlegen,
so dass die Brennkraftmaschine in jenem Zustand gestoppt wird, wenn
ein Zylinder von den Zylindern, bei dem die Verdichtungslast während des Starts
relativ kleiner als bei den anderen Zylindern ist, in dem Verdichtungshub
ist.
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Wenn eine derartige Steuerung ausgeführt wird,
dann wird die Brennkraftmaschine aus jenem Zustand gestartet, bei
dem der Zylinder, bei dem eine Verdichtungslast klein ist, in dem
Verdichtungshub ist. Die Startenergie der Brennkraftmaschine kann daher
reduziert werden. Infolgedessen wird der Elektromotor zum Starten
der Brennkraftmaschine miniaturisiert, und der Leistungsverbrauch
während
des Starts ist derart unterdrückt,
dass eine Verschlechterung der Batterie verhindert werden kann und
dass eine Kraftstoffsverbrauchsrate der Brennkraftmaschine verbessert
werden kann. Der spezifische Bereich eines Zylinders der vielen
Zylinder, bei dem eine Verdichtungslast während des Starts am geringsten
ist, kann vorzugsweise bestimmt werden, oder der spezifische Bereich
kann bei einem Zylinder bestimmt werden, bei dem vermieden wird,
dass eine Verdichtungslast während
des Starts am größten ist.
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Die Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung
kann sowohl auf ein Fahrzeug angewendet werden, das ausschließlich mit
der Brennkraftmaschine als die Antriebsquelle vorgesehen ist, als
auch auf ein Fahrzeug, das außerdem
mit einer anderen Antriebsquelle wie zum Beispiel ein Motor-Generator versehen
ist. Hinsichtlich des Stopps der Brennkraftmaschine kann die Steuervorrichtung
die Brennkraftmaschine automatisch stoppen, wenn eine vorbestimmte
Stoppzulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist, die sich auf einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine bezieht,
oder die Steuervorrichtung kann die Brennkraftmaschine entsprechend
einer Betätigung eines
Ausschaltens eines Zündschalters
durch eine Betätigungsperson
stoppen. Bei dem erstgenannten Stoppmodus wird die Brennkraftmaschine
zum Beispiel während
einer Verzögerung
oder einem Leerlaufzustand des Fahrzeugs gestoppt. Eine derartige Stoppform
wird von jenem Stoppzustand unterschieden, wenn die Brennkraftmaschine
nicht der Steuerung der Steuervorrichtung ausgesetzt ist, und sie kann
diesbezüglich
als „Halt" bezeichnet werden.
Bei dem Fahrzeug, bei dem ein derartiger automatischer Stopp (Halt)
ausgeführt
wird, kann ein besonders großer
Vorteil dahingehend erreicht werden, dass die Brennkraftmaschine
in einem vorbestimmten Zustand mittels des Stoppsteuergeräts der vorliegenden
Erfindung heruntergefahren wird, da der Stopp und der Start der
Brennkraftmaschine häufig
wiederholt werden.
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1 zeigt
eine Ansicht von Hauptabschnitten einer Brennkraftmaschine und einer
Steuervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine Ansicht eines Zustands, bei dem ein Einlassventil und ein Auslassventil
der Brennkraftmaschine gemäß der 1 geschlossen sind;
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3 zeigt
eine Flusskarte einer Zylindersteuerroutine, die dazu ausgeführt wird,
einen Betrieb eines Ventilmechanismus gemäß einer Erzeugung von regenerativer
Energie zu steuern und die Brennkraftmaschine aus dem Zustand der
Erzeugung der regenerativen Energie zu stoppen;
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4 zeigt
eine Flusskarte einer Ventilsteuerroutine während eines Stopps, der dazu
ausgeführt wird,
die Brennkraftmaschine bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel zu stoppen;
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5 zeigt
eine Ansicht einer Beziehung zwischen einem Kurbelwinkel, einem
Verdichtungsdruck und einer Drehzahl der Kraftmaschine, falls die Routine
gemäß der 4 ausgeführt wird;
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6 zeigt
eine Ansicht eines Vergleichbeispiels, das eine Beziehung zwischen
dem Kurbelwinkel, dem Verdichtungsdruck und der Drehzahl der Kraftmaschine
darstellt, falls die Routine gemäß der 4 nicht ausgeführt wird;
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7 zeigt
eine Flusskarte einer Ventilcharakteristikfestlegungsroutine während eines
Stopps, die dazu ausgeführt
wird, den Verdichtungshub bei einer Stoppverarbeitung der Brennkraftmaschine
allmählich
zu verringern;
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8 zeigt
eine Ansicht von einem Beispiel einer entsprechenden Beziehung zwischen
dem Kurbelwinkel und einem Soll-Verdichtungsdruck, die sich auf
die Routine gemäß der 7 bezieht; und
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9 zeigt
eine Flusskarte einer Kraftmaschinenstopppositionsfestlegungsroutine, die
dazu ausgeführt
wird, die Stoppposition der Brennkraftmaschine festzulegen.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Die 1 zeigt
ein Stoppsteuergerät
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und eine Brennkraftmaschine, bei dem
das Stoppsteuergerät
angewendet wird. Eine Brennkraftmaschine 1 ist als eine
Vierzylinder-Benzinkraftmaschine
aufgebaut, die an einem Fahrzeug als eine Leistungsquelle zum Fahren
angebracht ist. Das mit der Brennkraftmaschine 1 versehene
Fahrzeug ist mit einem Motor-Generator
(nicht gezeigt) als eine andere Leistungsquelle zum Fahren versehen.
Ein derartiges Fahrzeug ist als ein sogenanntes Hybridfahrzeug bekannt.
Bei dem Hybridfahrzeug werden die Brennkraftmaschine 1 und
der Motor-Generator gemäß geeigneten
Steuerregeln angemessen verwendet, jedoch werden bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
die Betriebe der Brennkraftmaschine und des Motor-Generators zumindest
in der folgenden Art und Weise gesteuert.
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Hinsichtlich des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 wird
eine Stoppzulässigkeitsbedingung
in Verbindung mit einem Betriebszustand festgelegt, und wenn die
Stoppzulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist, dann wird der Betrieb der Brennkraftmaschine 1 vorübergehend
gestoppt. Wenn eine Startzulässigkeitsbedingung
während
des Stopps erfüllt
ist, dann wird die Brennkraftmaschine 1 gestartet. Die
Stoppzulässigkeitsbedingung
wird als erfüllt
festgelegt, wenn zum Beispiel eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder
kleiner als eine spezifische Geschwindigkeit während einer Verzögerung ist,
oder wenn die Brennkraftmaschine 1 in einem Leerlaufzustand
ist. Des weiteren wird der Motor-Generator so gesteuert, dass er
durch Räder
während
einer Verzögerung oder
während
einer Bremsung des Fahrzeugs angetrieben wird, um so regenerative
Energie zu erzeugen. Eine durch die Erzeugung der regenerativen
Energie erhaltene elektrische Leistung wird zum Aufladen einer Batterie
(nicht gezeigt) als eine Leistungsquelle des Motor-Generators verwendet.
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Die Brennkraftmaschine 1 ist
mit vier Zylindern versehen, die in einer vorbestimmten Richtung in
Reihe angeordnet sind. Die 1 zeigt
jedoch nur einen Zylinder 1a. Jeder Zylinder 1a ist
mit einem Kolben 2 in einer axialen Richtung des Zylinders 1a hin- und herbewegbar
vorgesehen. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2 wird
als eine Drehbewegung zu einer Kurbelwelle (Abgabewelle) 4 über eine Verbindungsstange 3 übertragen.
Die Brennkraftmaschine 1 hat einen Ventilmechanismus 5.
Der Ventilmechanismus 5 hat ein Einlassventil 8 und
ein Auslassventil 9 zum Öffnen und zum Schließen eines Einlasskanals 6 oder
eines Auslasskanals 7, Elektromotoren 10 und 11 als
Antriebsquellen, Nockenvorrichtungen 12 und 13 zum
Umwandeln der Drehbewegungen der Elektromotoren 10 und 11 zu Öffnungs-
und Schließbewegungen
des Einlassventils 8 und des Auslassventils 9.
Gemäß dem Ventilmechanismus 5 können das
Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 durch
die Elektromotoren 10 und 11 unabhängig von
der Kurbelwelle 4 beliebig betätigt werden. Des weiteren ist
es durch Steuern der Drehung der Elektromotoren 10 und 11 möglich, die
Ventilcharakteristika der Ventile 8 und 9 frei
zu ändern
(Öffnungs-
und Schließzeitgebung,
Arbeitswinkel, Hubbetrag und dergleichen).
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Der Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird durch
eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 14 gesteuert. Die
ECU 14 hat einen Mikroprozessor und Peripherievorrichtungen
wie zum Beispiel einen ROM und einen RAM, die als Hauptspeichervorrichtungen
des Mikroprozessors dienen, und sie ist als ein Computer aufgebaut,
der einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 steuert,
wie zum Beispiel eine in den jeweiligen Zylinder 1a einzuspritzende Kraftstoffeinspritzmenge
und eine Zündzeitgebung einer
Zündkerze 15 gemäß Programmen,
die in dem ROM gespeichert sind. Die ECU 14 ist einem Drucksensor 16 zum
Abgeben eines Signals entsprechend einem Innendruck des Zylinders 1a,
einem Kurbelwinkelsensor 17 zum Abgeben eines Signals entsprechend
einem Winkel der Kurbelwelle 4 und dergleichen als Eingabevorrichtungen
von Informationen versehen, die sich auf die Steuerung des Betriebszustands
der Brennkraftmaschine 1 beziehen.
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Die ECU 14 führt ein
vorbestimmtes Programm aus, so dass sie außerdem als eine Ventilsteuervorrichtung
zum Steuern eines Betriebs des Ventilmechanismus 5 über eine
Treibervorrichtung (Treiberschaltung) 18 dient. Die ECU 14 bezieht
sich zum Beispiel auf das Abgabesignal von dem Kurbelwinkelsensor 17 oder
dergleichen, und sie betätigt das
Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 synchron mit
der Drehung der Kurbelwelle 4, um so zu ermöglichen,
dass die Brennkraftmaschine 1 einen Einlasshub, einen Verdichtungshub,
einen Expansionshub und einen Auslasshub wiederholt. Wenn der Motor-Generator
die regenerative Energie während
der Verzögerung
oder der Bremsung der Brennkraftmaschine 1 erzeugt, dann
hält die
ECU 14 gemäß der 2 die Einlassventile 8 und
die Auslassventile 9 von allen Zylindern 1a in
einen geschlossenen Zustand bei allen Hüben des Einlasshubes, des Verdichtungshubs,
des Expansionshubs und des Auslasshubs, sie stoppt nämlich die
Elektromotoren 10 und 11 an Positionen, an denen
die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 geschlossen
sind, und zwar ungeachtet der Drehung der Kurbelwelle 4.
Wenn die Einlassventile und die Auslassventile 9 auf diese
Art und Weise geschlossen werden, dann ist das Luft/Kraftstoff-Gemisch
ungefähr
0, das in den jeweiligen Zylinder 1a eintritt beziehungsweise
daraus austritt, und ein Widerstand zum Drehen der Kurbelwelle 4 der
Brennkraftmaschine 1 ist derart reduziert, dass sich der
Betrag der erzeugten regenerativen Energie erhöht. Des weiteren zündet die
ECU 14 die Zündkerze 15 in
jenem Zustand, bei dem die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 während der
Erzeugung der regenerativen Energie geschlossen sind, um so das
in dem jeweiligen Zylinder 1a verbleibende Luft/Kraftstoff-Gemisch
zu verbrennen. Wenn des weiteren die Stoppzulässigkeitsbedingung bezüglich der
Brennkraftmaschine 1 während
der Erzeugung der regenerativen Energie erfüllt ist, dann ermöglicht die
ECU 14 die Durchführung
eines vorbestimmten Betriebs zum Stoppen der Brennkraftmaschine
1 durch
den Ventilmechanismus 5. Die Steuerung des Ventilmechanismus 5 mittels
der ECU 14 nach der Verzögerung oder der Bremsung bis
zu dem Stopp der Brennkraftmaschine 1 wird nachfolgend beschrieben.
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Die 3 zeigt
eine Flusskarte einer Zylindersteuerroutine, die durch die ECU 14 ausgeführt wird,
um den Ventilmechanismus 5 und dergleichen in Verbindung
mit der Erzeugung der regenerativen Energie von dem Motor-Generator
zu steuern. Die Zylindersteuerroutine wird parallel mit einer anderen Routine
während
des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt.
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Bei der Zylindersteuerroutine gemäß der 3 bestimmt die ECU 14,
ob das Fahrzeug durch eine Bremse bei einem Schritt S11 gebremst
wird. Wenn das Fahrzeug durch die Bremse gebremst wird, dann schreitet
die ECU 14 zu einem Schritt S12 weiter. Bei dem Schritt
S12 bestimmt die ECU 14, ob eine gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich oder kleiner als jene Geschwindigkeit ist, bei der die Erzeugung
der regenerativen Energie gestartet wird. Wenn diese Bedingung erfüllt ist,
dann schreitet die ECU 14 zu einem Schritt S13 weiter,
um so die Zylinderstoppverarbeitung auszuführen. Wenn die Bedingung bei
dem Schritt S12 nicht erfüllt
ist, dann kehrt die ECU 14 zu dem Schritt S11 zurück.
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Bei der Zylinderstoppverarbeitung
bei dem Schritt S13 steuert die ECU 14 die Betriebe der
Elektromotoren 10 und 11, sodass die Einlassventile 8 und
die Auslassventile 9 von allen Zylindern 1a geschlossen
werden, und sie treibt den Motor-Generator mittels Rädern an,
sodass die Erzeugung der regenerativen Energie durch den Motor-Generator möglich ist,
und sie lädt
eine Batterie durch die erhaltene elektrische Leistung. Des weiteren
zündet
die ECU bei der Zylinderstoppverarbeitung bei dem Schritt S13 die
Zündkerze 15 in
jenem Zustand, bei dem die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 geschlossen
sind, und sie ermöglicht eine
Verbrennung des in den Zylindern 1a verbleibenden Luft/Kraftstoff-Gemischs
durch die Zündkerze 15.
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Nach der Zylinderstoppverarbeitung
bei dem Schritt S13 schreitet die ECU 14 zu einem Schritt
S14 weiter. Falls das Fahrzeug nicht durch die Bremse bei dem Schritt
S11 gebremst wird, dann schreitet die ECU 14 auch zu dem
Schritt S14 weiter. Bei dem Schritt S14 bestimmt die ECU 14,
ob die Stoppzulässigkeitsbedingung
der Brennkraftmaschine 1 erfüllt ist. Wenn die Stoppzulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist, dann schreitet die ECU 14 zu einem Schritt S15 weiter,
und wenn nicht, dann kehrt die ECU 14 zu dem Schritt S11
zurück.
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Bei dem Schritt S15 bestätigt die
ECU 14, ob die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 von
allen Zylindern 1a geschlossen sind. Falls sie geschlossen
sind, dann hält
die ECU 14 diesen Zustand aufrecht, und falls nicht, dann
schließt
die ECU 14 die Einlassventile und die Auslassventile von
allen Zylindern 1a bei einem Schritt S16. Bei einem nächsten Schritt
S17 bestimmt die ECU 14, ob die Verbrennung des in den
Zylindern 1a abgedichtet enthaltenen Luft/Kraftstoff-Gemischs
beendet ist. Wenn die Verbrennung in dem Zylinder 1a fortgesetzt
wird, dann wird eine Drehschwankung der Kurbelwelle 4 größer als
in jenem Fall, wenn die Verbrennung beendet ist. Aus diesem Grund
bezieht sich die ECU 14 zum Beispiel auf eine Abgabe des Kurbelwinkelsensors 17,
und sie bestimmt, ob die Drehschwankung der Kurbelwelle 4 innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs ist, um so bestimmen zu können, ob
das gesamte Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrannt ist.
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Wenn die ECU 14 bestimmt,
dass die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs bei dem Schritt
S17 nicht beendet ist, dann zündet
die ECU 14 die Zündkerze 15,
um so eine Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs bei dem Schritt
S18 zu ermöglichen,
und sie wiederholt die Verarbeitungen bei den Schritten S17 und
S18, bis die Verbrennung beendet ist.
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Wenn die ECU 14 bestimmt,
dass die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs beendet ist, dann
schreitet die ECU 14 zu einem Schritt S19 weiter, um so
die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 von
allen Zylindern 1a zu öffnen.
Die ECU 14 bestätigt
den Stopp der Brennkraftmaschine 1 bei einem Schritt S20,
und sie beendet die Routine gemäß der 3. Die ECU 14 kann
zum Beispiel auf der Grundlage der Abgabe von dem Kurbelwinkelsensor 17 bestimmen,
ob die Brennkraftmaschine 1 tatsächlich gestoppt ist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
werden die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 geschlossen,
wenn der Motor-Generator die regenerative Energie erzeugt, aber
wenn die Stoppzulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist und die Brennkraftmaschine 1 gestoppt wird, dann werden
die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 geöffnet, sodass
der Verdichtungshub von jedem Zylinder 1a entspannt wird. Daher
wird der Kolben 2 nicht durch den Verdichtungsdruck in
dem Zylinder 1a bei dem Prozess zum Herunterfahren der
Brennkraftmaschine 1 zurückgedrückt, und somit werden Schwingungen
während des
Stopps der Brennkraftmaschine 1 reduziert. Da der Druck
des Zylinders 1a bei dem Verdichtungshub während des
Stopps reduziert wird, kann der nächste Start in einfacher Weise
durchgeführt
werden. Da des weiteren das in den Zylindern 1a abgedichtet
enthaltene Luft/Kraftstoff-Gemisch während der Erzeugung der regenerativen
Energie vollständig
verbrannt wird und die Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 dann
geöffnet
werden, besteht keine Gefahr, dass das Luft/Kraftstoff-Gemisch als
ein Abgas ausgelassen wird. Unter dem Standpunkt des Umweltschutzes
ist dieses Ausführungsbeispiel
daher hinsichtlich der Haltbarkeit eines Katalysators oder dergleichen vorzuziehen,
die als eine Abgasemissionsreinigungsvorrichtung vorgesehen sind.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Stoppprozess
der Brennkraftmaschine 1 bei dem in der 1 gezeigten Hybridfahrzeug die ECU 14 den Öffnungs-
und Schließverfahren
des Einlassventils 8 und des Auslassventils 9 von
einem spezifischen Zylinder (nachfolgend spezifischer Zylinder) 1a so
steuert, dass die Kurbelwelle 4 bei einem vorbestimmten
Kurbelwinkel stoppt. Die 4 zeigt
eine Prozedur einer Ventilsteuerroutine während eines Stopps, die durch
die ECU 14 ausgeführt
wird, um die Steuerung des Stopps zu verwirklichen. Die Ventilsteuerroutine
während
des Stopps wird ausschließlich
bei dem Stoppprozess für
die Brennkraftmaschine 1 ausgeführt. Die Routine gemäß der 4 wird zum Beispiel bei
einem geeigneten Zeitpunkt gestartet, nachdem die Stoppzulässigkeitsbedingung
erfüllt ist,
und sie wird fortgesetzt, bis die Brennkraftmaschine 1 vollständig gestoppt
ist.
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Bei der Routine gemäß der 4 öffnet die ECU 14 die
Einlassventile 8 und die Auslassventile 9 von
allen Zylindern 1a außer
bei dem spezifischen Zylinder 1a bei einem Schritt S21.
Bei dem nächsten Schritt
S22 betätigt
die ECU 14 normalerweise das Einlassventil 8 und
das Auslassventil 9 des spezifischen Zylinders 1a.
Der normale Betrieb ist hierbei zum Antreiben der Elektromotoren 10 und 11 gemäß den Ventilcharakteristika
des Einlassventils und des Auslassventils 9, die durch
die ECU 14 festgelegt sind (zum Beispiel die Öffnungs-
und Schließzeitgebung,
ein Hubbetrag und ein Arbeitswinkel) und zum Öffnen und zum Schließen des
Einlassventils und des Auslassventils 9 synchron mit der
Drehung der Kurbelwelle 4. Bei einem nächsten Schritt S23 bezieht
sich die ECU 14 auf die Informationen von dem Kurbelwinkelsensor 17 oder
dergleichen, und sie bestimmt, ob die Brennkraftmaschine 1 gestoppt
wird. Wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht gestoppt wird, dann
kehrt die ECU 14 zu dem Schritt S22 zurück. Wenn bei dem Schritt S23
die ECU 14 bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 1 gestoppt
ist, dann öffnet
die ECU 14 die Einlassventile und die Auslassventile
9 von
allen Zylindern 1a bei einem Schritt S24, und sie beendet
dann die Routine gemäß der 4.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen
Routine kann die Kurbelwelle 4 in einem Bereich des spezifischen
Kurbelwinkels gestoppt werden, da der Verdichtungshub ausschließlich bei
einem spezifischen Kurbelwinkel erzeugt wird. Dies wird unter Bezugnahme
auf die 5 beschrieben.
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Die 5 zeigt
ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Verdichtungsdruck bei der
gesamten Brennkraftmaschine 1, einer Drehzahl und dem Kurbelwinkel
der Brennkraftmaschine 1, wenn die ECU 14 die
in der Fig. gezeigte Routine ausführt. Bei dem Beispiel gemäß der 5 wird ein Zylinder von
den vier Zylindern 1a der Brennkraftmaschine 1,
bei dem der Kolben 2 einen oberen Totpunkt bei dem Verdichtungshub
erreicht, wenn der Kurbelwinkel 540°CA beträgt, als der spezifische Zylinder 1a ausgewählt.
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Gemäß der 5 werden das Einlassventil 8 und
das Auslassventil 9 um jenen Kurbelwinkel geschlossen,
der durch einen Pfeil A angegeben ist, sodass der Verdichtungshub
in dem spezifischen Zylinder 1a gestartet wird. Wenn der
Verdichtungshub bei dem spezifischen Zylinder 1a durchgeführt wird, dann
wird darin der Verdichtungsdruck erzeugt. Der Verdichtungsdruck
wirkt in einer Richtung zum Zurückdrücken des
Kolbens 2 des spezifischen Zylinders 1a, und der
Kolben 2 wird gegen den Verdichtungsdruck angehoben, sodass
eine Verdichtungsarbeit in dem spezifischen Zylinder 1a erzeugt
wird. Die Verdichtungsarbeit verbraucht kinetische Energie der Kurbelwelle 4,
wodurch sich deren Drehzahl (Umdrehungsgeschwindigkeit) reduziert.
Wenn die kinetische Energie der Kurbelwelle 4 kleiner wird
als die Verdichtungsarbeit bei dem spezifischen Zylinder 1a, dann
erreicht der Kolben 2 nicht den oberen Totpunkt, und die
Kurbelwelle 4 wird gestoppt. Die Verdichtungsarbeit des spezifischen
Zylinders 1a wird in einem konstanten Kurbelwinkelbereich
erzeugt, wohingegen die Verdichtungsarbeit in den Zylindern 1a außer dem
spezifischen Zylinder 1a nicht erzeugt wird, da deren Einlassventile 8 und
Auslassventile 9 geöffnet
sind. Die Kurbelwelle 4 wird daher in einer ungefähr festen
Position gestoppt, und zwar nahe dem Spitzenwert der Verdichtungsarbeit
des spezifischen Zylinders 1a.
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Die 6 zeigt
eine Beziehung zwischen dem Verdichtungsdruck, der Drehzahl und
dem Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine 1, wenn der Verdichtungshub
bei allen Zylindern 1a erzeugt wird. Bei der Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine 1 wird der
Verdichtungshub jeweils bei 180°CA
erzeugt, da die Kolben 2 der Zylinder 1a mit der
Kurbelwelle 4 mit einem Phasenversatz von 180°CR gekoppelt
sind, wenn der Verdichtungshub bei allen Zylindern 1a bewirkt
wird. Daher kann die Bestimmung nicht einheitlich gemacht werden,
bei welchem Kurbelwinkel die Kurbelwelle 4 gestoppt wird.
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Die Stoppposition der Kurbelwelle 4 wird
gelegentlich in einem bestimmten Bereich gestreut, falls diese ausschließlich von
der Verdichtungsarbeit des Kolbens 2 abhängt. Daher
ist es bei dem Prozess zum Stoppen der Kurbelwelle unter Verwendung
der Verdichtungsarbeit des spezifischen Zylinders 1a nützlich,
den Motor-Generator parallel zu verwenden, um so die Stoppposition
der Kurbelwelle 4 einzustellen. Da in diesem Fall die Kurbelwelle 4 bei
einer annähernd
konstanten Position durch die Verdichtungsarbeit des spezifischen
Zylinders 1a gestoppt wird, ist nur eine kleine elektrische
Last des Motor-Generators zum Einstellen der Stoppposition der Kurbelwelle 4 ausreichend.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrag, der in dem
spezifischen Zylinder bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugten Verdichtungsarbeit
allmählich
reduziert wird, und dass die Kurbelwelle 4 bei einem vorbestimmten
Kurbelwinkel gestoppt wird. Die 7 zeigt
eine Prozedur einer Ventilcharakteristikfestlegungsroutine während des Stopps,
die durch die ECU 14 ausgeführt wird, um die Stoppsteuerung
zu verwirklichen. Die Routine in der 7 wird
parallel mit der Ventilsteuerroutine während des Stopps ausschließlich während des
Prozesses zum Stoppen der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt.
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In der Routine der 7 spezifiziert die ECU 14 den
Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 bei einem Schritt
531. Der Betriebszustand kann durch verschieden Parameter spezifiziert
werden, die einen Bezug auf den Betriebszustand bei dem Prozess
zum Stoppen der Brennkraftmaschine 1 haben. Die Parameter
beinhalten eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, die auf der Grundlage
des durch den Kurbelwinkelsensor 17 erfassten Kurbelwinkel
spezifiziert ist, und den Verdichtungsdruck in den Zylinder 1a,
der durch den Drucksensor 16 erfasst wird.
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Bei einem nächsten Schritt S32 wird ein Soll-Verdichtungsdruck
des Zylinders 1a gemäß dem spezifizierten
Betriebszustand festgelegt. Der Soll-Verdichtungsdruck wird so bestimmt,
dass er sich zum Beispiel gemäß der 8 jedes Mal dann allmählich verringert,
wenn der spezifische Zylinder 1a dem Expansionshub ausgesetzt
ist. Anders gesagt wird bei dem Prozess zum Stoppen der Brennkraftmaschine 1 der
Soll-Verdichtungshub so festgelegt, dass eine Verdichtungsarbeitslast
von dem Kolben 2 in dem spezifischen Zylinder 1a allmählich reduziert
wird. Eine Beziehung zwischen dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 und
dem Soll-Verdichtungsdruck wird anhand von Experimenten oder durch
Simulationen voreingestellt, und sie wird als eine Abbildung oder
eine Funktion in dem ROM der ECU 14 gespeichert, sodass
auf diese dadurch angemessen Bezug genommen wird.
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Bei einem nächsten Schritt S33 werden die Ventilcharakteristika
der Einlassventile 8 und der Auslassventile 9 des Ventilmechanismus 5 so
festgelegt, dass der bei dem Schritt S32 festgelegte Soll-Verdichtungsdruck
erhalten werden kann. Der Verdichtungsdruck bezieht sich nämlich auf
eine in die Zylinder 1a eingezogene Luftmenge und auf eine aus
den Zylindern 1a ausgestoßene Luftmenge, eine Einlassluftmenge
hat einen Bezug zu den Ventilcharakteristika der Einlassventile 8,
und eine Auslassluftmenge hat einen Bezug auf die Ventilcharakteristika der
Auslassventile 9. Aus diesem Grund ändert die ECU 14 zumindest
einen Parameter zum Bestimmen der Ventilcharakteristika der Einlassventile 8 und
der Auslassventile 9, sodass der Soll-Verdichtungsdruck erhalten
wird. Die Beziehung zwischen dem Soll-Verdichtungsdruck und den
Ventilcharakteristika wird anhand von Experimenten oder durch Simulationen vorbestimmt,
und sie wird als eine Abbildung oder eine Funktion in den ROM der
ECU 14 aufgezeichnet, sodass dadurch angemessen darauf
Bezug genommen werden kann. Des weiteren werden die bei dem Schritt
S33 festgelegten Ventilcharakteristika bei dem normalen Betrieb
bei dem Schritt S22 gemäß der 4 wiedergegeben.
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Bei einem nächsten Schritt S33 bestimmt
die ECU 14, ob die Brennkraftmaschine 1 gestoppt
ist, und zwar ähnlich
wie in der 4 und sie
wiederholt die Verarbeitung bei den Schritten S31 bis S33, bis die
Brennkraftmaschine 1 gestoppt ist. Wenn die ECU 14 bestimmt,
dass die Brennkraftmaschine 1 gestoppt ist, dann beendet
die ECU 14 die Routine gemäß der 7.
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Gemäß der vorstehend beschriebenen
Routine kann die Kurbelwelle 4 in ähnlicher Weise wie bei dem
zweiten Ausführungsbeispiel
an einer annähernd
konstanten Position gestoppt werden, da der Verdichtungsdruck ausschließlich in
dem spezifischen Zylinder 1a erzeugt wird. Da des weiteren
der Verdichtungsdruck des spezifischen Zylinders 1a allmählich reduziert
wird, werden Schwingungen direkt vor dem Stopp so unterdrückt, dass
die Brennkraftmaschine 1 sanft gestoppt werden kann.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Bei einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird eine nächste Stoppposition der Kurbelwelle 4 auf
der Grundlage einer Startbedingung aus der Vergangenheit der Brennkraftmaschine 1 geändert. Die 1 zeigt eine Prozedur einer
Kraftmaschinenstopppositionsfestlegungsroutine, die durch die ECU 14 ausgeführt wird,
um eine derartige Steuerung zu verwirklichen. Durch Ausführen der
Kraftmaschinenstopppositionsfestlegungsroutine dient die ECU 14 als
die Stopppositionsfestlegungsvorrichtung. Die Einzelheiten. werden
nachfolgend beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Routine gemäß der 9 in einem konstanten Zyklus wiederholt
wird, während
die Stoppzulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist und die Brennkraftmaschine 1 in dem Stoppzustand ist,
die Brennkraftmaschine 1 wird nämlich durch die ECU 14 in
einen vorübergehenden Stoppzustand
gesteuert. Ein derartiger Stoppzustand kann von jenem Zustand unterschieden
werden, bei dem die Brennkraftmaschine 1 aufgrund des Ausschaltens
des Zündschalters
gestoppt wird, und zwar unter dem Standpunkt, ob die ECU 14 den
Stoppzustand der Brennkraftmaschine 1 überwacht und ob die ECU 14 die
Brennkraftmaschine 1 automatisch starten kann.
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In der Routine gemäß der 9 bestimmt die ECU 14 bei
einem Schritt S41, ob die Startzulässigkeitsbedingung der Brennkraftmaschine 1 erfüllt ist.
Wenn die Startzulässigkeitsbedingung
nicht erfüllt ist,
dann beendet die ECU 14 die gegenwärtige Routine. Wenn die Startzulässigkeitsbedingung
erfüllt
ist, dann schreitet die ECU 14 zu einem Schritt S42 weiter,
sie bezieht sich auf die Informationen von dem Kurbelwinkelsensor 17 und
dergleichen, sie erfasst eine Drehzahl (eine sich verringernde Drehzahl), wenn
die Drehzahl der Kurbelwelle 4 während des Starts der Brennkraftmaschine 1 am
niedrigsten verlangsamt wurde, und sie zeichnet die Drehzahl in
die Speichervorrichtung der ECU 14 auf.
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Als die hierbei verwendete Speichervorrichtung
sind ein Flash-ROM
der eine Speicherung auch dann durchführen kann, wenn die Stromzufuhr
zu der ECU 14 unterbrochen ist, oder ein Sicherungs-RAM geeignet, bei
dem der Speicher durch eine Batterie gehalten wird. Falls der Speicher
nicht gehalten werden muss, nachdem die Stromzufuhr der ECU 14 unterbrochen
wurde, kann ein flüchtiger
Arbeits-RAM verwendet werden. Der Start der Brennkraftmaschine 1 wird
der Gestalt verwirklicht, dass die ECU 14 das Verbrennungskraftmaschinenstartprogramm ausführt, welches
nicht gezeigt ist, falls die Startzulässigkeitsbedingung erfüllt ist.
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Bei einem nächsten Schritt S43 vergleicht die
ECU 14 eine in der Speichervorrichtung aufgezeichnete verlangsamte
Drehzahl aus der Vergangenheit mit der bei dem Schritt S42 aufgezeichneten Drehzahl.
Die ECU 14 schreitet dann zu einem Schritt S44 weiter,
und sie bestimmt, ob die bei dem Schritt S42 aufgezeichnete Drehzahl
jenem Fall entspricht, bei dem die Drehzahl am niedrigsten war, wenn
dies mit der in der Speichervorrichtung gespeicherten Drehzahl aus
der Vergangenheit verglichen wird („Worst-Case"). Wenn dies nicht
der „Worst-Case" ist, dann beendet
die ECU 14 die Routine gemäß der 9. Wenn dies der „Worst-Case" ist, dann schreitet
die ECU 14 zu einem Schritt S45 weiter, und sie speichert
den Zylinder bei dem Verdichtungshub während des gegenwärtigen Starts
der Brennkraftmaschine 1 als einen Zylinder mit Startschwierigkeiten
in die Speichervorrichtung der ECU 14. Bei einem Schritt
S46 legt die ECU 14 eine nächste Stoppposition der Brennkraftmaschine 1 so
fest, dass der Start mit dem Zylinder mit Startschwierigkeiten vermieden wird.
Um diese Festlegung zu verwirklichen, kann der spezifische Zylinder 1a bei
der Ventilsteuerroutine während
des Stopps gemäß der 4 als ein Zylinder außer dem
Zylinder mit Startschwierigkeiten festgelegt werden. Nach der Verarbeitung
bei dem Schritt S46 beendet die ECU 14 die gegenwärtige Routine.
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Wenn die Stoppzulässigkeitsbedingung der Brennkraftmaschine 1 erfüllt ist,
nachdem die Stoppposition auf diese Art und Weise festgelegt wurde, wird
die Ventilsteuerroutine während
des Stopps gemäß der 4 so ausgeführt, dass
die Kurbelwelle 4 in der Stoppposition gestoppt wird. Infolgedessen wird
die Brennkraftmaschine 1 nicht in jenem Zustand gestoppt,
bei dem der Zylinder mit Startschwierigkeiten in dem Verdichtungshub
ist.
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Um die Brennkraftmaschine 1 zu
starten, ist es erforderlich, den Kolben 2 zu dem oberen
Totpunkt gegen den Verdichtungsdruck des Zylinders bei dem Verdichtungshub
während
des Starts zu bewegen, und die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 wird
aufgrund der Verdichtungsarbeit während dieser Zeit vorübergehend
verringert. Wenn die Verdichtungsarbeit größer ist, dann wird eine verlangsamte
Drehzahl größer. Und
zwar gibt die verlangsamte Drehzahl während des Starts der Brennkraftmaschine 1 eine Verdichtungsarbeitslast
des Zylinders in dem Verdichtungshub während des Starts wieder. Auch
wenn die in den Zylindern bei dem Verdichtungshub erzeugten Verdichtungsarbeitslasten
Idealerweise einander gleich sind, so ist die tatsächliche
Verdichtungsarbeitslast in dem jeweiligen Zylinder aufgrund von
Einflüssen
von Maßfehlern
oder Montagefehlern der Bauteile nicht konstant. Wenn die Routine
gemäß der 9 in jenem Zustand ausgeführt wird,
dass sich eine Verdichtungsarbeitslast von den Zylindern unterscheidet,
dann wird die Brennkraftmaschine 1 nicht in jenem Zustand
gestoppt, dass derjenige Zylinder, bei dem die Verdichtungsarbeitslast
am größten ist,
in dem Verdichtungshub ist. Aus diesem Grund wird die Verdichtungsarbeit
während
des Starts reduziert, und die Brennkraftmaschine 1 kann durch
weniger Energie gestartet werden.
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Anstelle der Verarbeitung zum Stoppen
der Brennkraftmaschine 1, wobei der Zylinder mit Startschwierigkeiten
vermieden wird, der als der „Worst-Case" aufgezeichnet ist,
wird jener Fall als der „Best-Case" aufgezeichnet, bei
dem eine sich verlangsamende Drehzahl am geringsten ist, und während des
nächsten
Stopps der Brennkraftmaschine 1 kann der Betrieb des Ventilmechanismus 5 so gesteuert
werden, dass die Brennkraftmaschine 1 in jenem Zustand
gestoppt wird, bei dem der Zylinder gemäß dem „Best-case" in dem Verdichtungshub ist. Wenn die
Stoppposition auf diese Art und Weise gesteuert wird, dann kann
die Brennkraftmaschine 1 durch die geringste Energie gestartet
werden.
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Auf eine andere Art und Weise kann
die Stoppposition der Brennkraftmaschine auf der Grundlage von Startaufzeichnungen
aus der Vergangenheit unter verschiedenen Gesichtspunkten gesteuert
werden. Wenn zum Beispiel der Start der Brennkraftmaschine fehlgeschlagen
ist, dann wird der Zylinder in dem Verdichtungshub gespeichert, und
die Stoppposition der Brennkraftmaschine 1 kann so festgelegt
werden, dass jener Zylinder, bei dem der fehlerhafte Start am häufigsten
beendet wurde, dem Verdichtungshub während des Starts nicht ausgesetzt
wird. Die Anzahl, mit der die Zylinder in dem Verdichtungshub während des
vergangenen Starts waren, wird für
den jeweiligen Zylinder aufgezeichnet, und die Stoppposition der
Kurbelwelle 4 kann geeignet geändert werden, sodass die Anzahl in
moderater Weise über
die Zylinder gestreut wird. Wenn die Stoppposition auf derartige
Art und Weise gestreut ist, dann kann eine mechanische Abweichung
unterdrückt
werden, die durch das ständige Stoppen
der Kurbelwelle 4 an der konstanten Position hervorgerufen
wird. Wenn die sich verlangsamende Drehzahl beträchtlich erhöht ist, wenn dies mit dem vergangenen
Start verglichen wird, dann wird eine bestimmte Anormalität angenommen,
und eine Warnung kann abgegeben werden.
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Bei den Ausführungsbeispielen dient die ECU 14 als
die Ventilsteuervorrichtung, und das Stoppsteuergerät der vorliegenden
Erfindung wird durch die Kombination der ECU 14 und dem
Ventilmechanismus 5 verwirklicht. Jedoch ist die vorliegende
Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
und sie kann in vielfältiger
Form ausgeführt
werden. Bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel wird zum Beispiel ein
einziger Zylinder als der spezifische Zylinder festgelegt, und der
Verdichtungsdruck wird ausschließlich in dem spezifischen Zylinder
erzeugt. Der Verdichtungshub kann jedoch auch in Zylindern außer dem
spezifischen Zylinder innerhalb eines Bereichs erzeugt werden, in
dem die Verbrennungskraftmaschine nicht gestoppt wird, und somit
kann eine vorläufige
Bremsfunktion zum sicheren Stoppen der Brennkraftmaschine bei der
Brennkraftmaschine bewirkt werden, die den Verdichtungsdruck in
dem spezifischen Zylinder verwendet. Der Motor-Generator kann zum
Steuern der Stoppposition kombiniert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf das Hybridfahrzeug beschränkt,
und sie kann auf jenen Fall angewendet werden, wenn der Motor-Generator nicht
vorhanden ist. Des weiteren kann die Ventilcharakteristikfestlegungsroutine
während
des Stopps gemäß der 7 auch auf jenen Fall angewendet werden,
wenn der spezifische Zylinder nicht vorhanden ist. Und zwar werden
die Ventilcharakteristika der Zylinder so geändert, dass der Verdichtungshub gemäß einer
Reduzierung der Drehzahl der Kurbelwelle 4 allmählich reduziert
wird, ohne dass die Stoppposition in bestimmter Weise fixiert wird,
wodurch die Routine gemäß der 7 auch dann anwendbar ist,
wenn die Brennkraftmaschine 1 sanft gestoppt wird. Der
Ventilmechanismus ist nicht zum Antreiben eines Nockens mittels
des Elektromotors beschränkt,
und es kann ein Ventilmechanismus verwendet werden, der die Einlassventile
und die Auslassventile unter Verwendung von verschiedenen Mechanismen
wie zum Beispiel eine Verbindungsvorrichtung antreibt. Zum Beispiel
kann ein Ventilmechanismus verwendet werden, der beliebige Öffnungs-
und Schließcharakteristika
der Einlassventile oder der Auslassventile unter Verwendung eines dreidimensionalen
Nockens vorgibt, oder es kann ein Nockenauswahl-Ventilmechanismus
verwendet werden, der mit einer Vielzahl Nocken versehen ist, die mit
der Kurbelwelle gekoppelt sind, wodurch in geeigneter Weise ein
Nocken zum tatsächlichen
Betätigen der
Einlassventile oder der Auslassventile gemäß äußerer Umstände geeignet ausgewählt wird.
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Wie dies vorstehend gemäß dem Stoppsteuergerät der Brennkraftmaschine
der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, werden die Einlassventile oder
die Auslassventile ungeachtet des Drehzustands der Abgabewelle beliebig
betätigt,
und der Zustand der Zylinder der Brennkraftmaschine wird in geeigneter
Weise so geändert,
dass die Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Zustand gestoppt werden
kann. Die Brennkraftmaschine kann daher in dem vorbestimmten Zustand
auch dann gestoppt werden, wenn der Motor-Generator nicht in einem Fahrzeug
als die Antriebsquelle zum Fahren vorgesehen ist. Des weiteren wird
auch in jenem Fall, wenn der Motor-Generator vorgesehen ist, die
zum Steuern des Stoppzustands erforderliche elektrische Last so
reduziert, dass der energetische Wirkungsgrad während der Fahrt des Fahrzeugs
erhöht
werden kann.
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Ein Stoppsteuergerät für eine Brennkraftmaschine
hat einen Ventilmechanismus, der zumindest ein Einlassventil oder
ein Auslassventil unabhängig von
einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine betätigen kann, und eine Ventilsteuervorrichtung
zum Steuern eines Betriebs des Ventilmechanismus derart, dass die
Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Zustand gestoppt wird.