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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennkraftmaschinensystem mit einer Brennkraftmaschine, ein Motorfahrzeug, das mit einem Brennkraftmaschinensystem ausgerüstet ist, und ein Brennkraftmaschinenanhalteverfahren, um einen Betrieb der Brennkraftmaschine anzuhalten.
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Stand der Technik
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Ein vorgeschlagenes Brennkraftmaschinensystem ermöglicht eine Zündung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches zur Zündung in einem Zylinder mit einem ersten Zündzeitpunkt bei einem automatischen Neustart einer Brennkraftmaschine nach ihrem automatischen Anhalten (siehe zum Beispiel japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2001-342876 A ). Die Zündung und Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder mit dem ersten Zündzeitpunkt erzielt einen schnellen Neustart der Brennkraftmaschine.
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Neben dem vorangehend erwähnten Dokument
JP 2001-342876 A liegen noch weitere Dokumente vor, die sich mit Verfahren zum Anhalten und Neustarten einer Brennkraftmaschine befassen.
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DE 602 06 799 T2 zeigt ein System, das die Befeuerung von Zylindern abhängig von der Drehzahl phasenweise stoppt.
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DE 195 27 503 A1 und
EP 1 288 491 A2 offenbaren Brennkraftmaschinensteuersysteme, die auf Einspritz- und Zündvorgänge während des Abstellens Einfluss nehmen.
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DE 100 30 001 A1 zeigt ein Einstellen einer vorgebbaren definierten Winkelposition einer Kurbelwelle mittels eines Stellmotors zum Erreichen eines verbesserten Neustarts der Maschine.
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Offenbarung der Erfindung
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In einer Brennkraftmaschine, wo ein Kraftstoff individuell in jeweilige Einlasssysteme von mehreren Zylindern eingespritzt wird, zum Beispiel vier Zylinder oder sechs Zylinder, wird die Kraftstoffeinspritzung im Wesentlichen in einer finalen Phase eines Ausstoßhubs bzw. Ausstoßhubs ausgeführt. Die Zündung und Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder mit dem ersten Zündzeitpunkt erfordert entsprechend eine Kraftstoffeinspritzung in der finalen Phase des Ausstoßhubs bzw. Ausstoßhubs direkt vor einem Anhalten der Brennkraftmaschine in dem Zylinder, der in einem bestimmten Bereich von einem Ansaughub zu einem Verdichtungshub beim Anhalten der Brennkraftmaschine anhält. Ein angemessener Grad der Verdichtung in dem Zylinder ist ebenfalls für die Zündung und Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder erforderlich. Eine Kraftstoffeinspritzung soll daher in dem Zylinder ausgeführt werden, der in einem angemessenen Bereich von dem Ansaughub zu dem Verdichtungshub anhält. Gemäß den experimentellen Feststellungen hängen die Haltepositionen der jeweiligen Zylinder bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine von der Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine ab. Eine Zulassung der Kraftstoffeinspritzung in einem spezifischen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ermöglicht eine Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder, der in einem adäquaten Bereich über den Ansaughub hin zu dem Verdichtungshub anhält. Der sich ändernde Zustand und die Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine verursachen jedoch eine Änderung der Anhalteposition der Brennkraftmaschine und können Auswirkungen auf eine gewünschte Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder haben, der in dem angemessenen Bereich anhält.
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In einem Brennkraftmaschinensystem, das eine Brennkraftmaschine aufweist, die mehrere Zylinder hat und zum individuellen Empfangen einer Kraftstoffeinspritzung in einem Ansaugsystem in jedem der mehreren Zylinder fähig ist, ein Motorfahrzeug, das mit solch einem Brennkraftmaschinensystem ausgerüstet ist, und einem entsprechenden Brennkraftmaschinenanhalteverfahren ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder zu gewährleisten, der in einem vorbestimmten Bereich anhält. In dem Brennkraftmaschinensystem, dem Motorfahrzeug, das mit einem Brennkraftmaschinensystem ausgerüstet ist, und dem Brennkraftmaschinenanhalteverfahren ist die Aufgabe der Erfindung auch, einen schnellen Neustart der Brennkraftmaschine nach einem Betriebsstopp zu ermöglichen.
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Um wenigstens einen Teil des Vorangehenden und der anderen zugehörigen Aufgaben zu erreichen, haben das Brennkraftmaschinensystem der Erfindung, das Motorfahrzeug, das mit dem Brennkraftmaschinensystem ausgerüstet ist, und das entsprechende Brennkraftmaschinenanhalteverfahren die Anordnungen, die nachfolgend erörtert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist auf ein Brennkraftmaschinensystem mit einer Brennkraftmaschine gerichtet, die mehrere Zylinder hat und zum Empfangen einer Kraftstoffeinspritzung in einem Ansaugsystem in jeden der mehreren Zylindern fähig ist. Das Brennkraftmaschinensystem hat: eine Kraftstoffeinspritzeinheit, die zum individuellen Einspritzen eines Kraftstoffs in das Ansaugsystem in jedem der mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine fähig ist; eine Drehzahlmesseinheit, die eine Drehzahl der Brennkraftmaschine misst; ein Brennkraftmaschinenanhaltezeitkraftstoffeinspritzsteuermodul, das als Antwort auf einen voreingestellten Betriebsstoppsteuerbefehl der Brennkraftmaschine die Kraftstoffeinspritzeinheit steuert, eine Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder vorzunehmen, der in einem vorbestimmten Bereich, der einen Teil eines Verdichtungshubs umfasst, bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält, wobei die Steuerung der Kraftstoffeinspritzeinheit durch das Brennkraftmaschinenanhaltezeitkraftstoffeinspritzsteuermodul eine Kraftstoffeinspritzung unterbindet, bis die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine voreingestellte Startdrehzahl abgesenkt ist, eine Kraftstoffeinspritzung gestattet, während die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine zwischen der voreingestellten Startdrehzahl und einer voreingestellten Stoppdrehzahl ist, und eine Kraftstoffeinspritzung wieder unterbindet, nachdem sich die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die voreingestellte Stoppdrehzahl abgesenkt hat; eine Rotationsstopppositionserfassungseinheit, die eine Rotationsstoppposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bei dem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine erfasst; und ein Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul, das wenigstens eine der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl reguliert, basierend auf der erfassten Rotationsstoppposition und einem Zustand der Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich anhält.
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Als Antwort auf einen voreingestellten Betriebsstoppsteuerbefehl der Brennkraftmaschine steuert das Brennkraftmaschinensystem der Erfindung die Kraftstoffeinspritzeinheit, um eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder vorzunehmen, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub hin zu dem Verdichtungshub bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält. Die Kraftstoffeinspritzeinheit ist zum individuellen Einspritzen des Kraftstoffs in das Einlasssystems in jedem der mehreren Zylinder der Brennkraftmaschine fähig. Die Kraftstoffeinspritzeinheit wird gesteuert, um eine Kraftstoffeinspritzung zu unterbinden, bis die überwachte Drehzahl der Brennkraftmaschine sich auf die voreingestellte Startdrehzahl abgesenkt hat, um eine Kraftstoffeinspritzung zu gestatten, während die überwachte Drehzahl der Brennkraftmaschine zwischen der voreingestellten Startdrehzahl und der voreingestellten Stoppdrehzahl ist, und um eine Kraftstoffeinspritzung wieder zu unterbinden, nachdem sich die beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die voreingestellte Stoppdrehzahl abgesenkt hat. Die Startdrehzahl und die Stoppdrehzahl werden reguliert, basierend auf der erfassten Rotationsstoppposition der Kurbelwelle bei dem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine und dem Zustand der Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bzw. Ansaughub bis zu dem Kompressionshub bzw. Kompressionshub bei dem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält. Solch eine Steuerung gewährleistet eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub zu dem Verdichtungshub anhält, sogar unter der Bedingung der sich ändernden Anhalteposition der Brennkraftmaschine aufgrund des sich ändernden Zustands und der Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine. Bei einem Neustart bzw. Wiederanlauf der Brennkraftmaschine wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu einem Zündzeitpunkt über den Kompressionshub bzw. Verdichtungshub hin zu einem Expansionshub in dem Zylinder gezündet, der in dem vorbestimmten Bereich über den Einlasshub bzw. Ansaughub zu dem Kompressionshub gestoppt wurde. Dies gewährleistet einen schnellen Start der Brennkraftmaschine. Der vorbestimmte Bereich kann Teile des Ansaughubs und des Kompressionshubs enthalten.
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In einer bevorzugten Anordnung des Brennkraftmaschinensystems der Erfindung kann das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul wenigstens eine der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl regulieren, um einen Bereich zwischen der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl einzuengen, wenn ein Zylinder, der außerhalb des vorbestimmten Bereichs anhält, eine Kraftstoffeinspritzung empfängt. Diese Anordnung ermöglicht eine angemessene Regulierung der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl, um eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder zu machen, der in dem vorbestimmten Bereich anhält. Das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul kann die Startdrehzahl absenken, wenn der Zylinder bei einer Kraftstoffeinspritzung nahe einem oberen Totpunkt in dem Kompressionshub ist und außerhalb des vorbestimmten Bereichs anhält. Das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul kann die Stoppdrehzahl erhöhen, Kraftstoffeinspritzung in einem Ansaughub vor dem Kompressionshub bzw. wenn der Zylinder bei einer Verdichtungshub ist und außerhalb des vorbestimmten Bereichs anhält.
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In einer anderen bevorzugten Anordnung des Brennkraftmaschinensystems der Erfindung kann das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul wenigstens eine der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl regulieren, um einen Bereich zwischen der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl auszudehnen, wenn der Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich anhält, keine Kraftstoffeinspritzung empfängt. Diese Anordnung ermöglicht eine angemessene Regulierung der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl, um eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder vorzunehmen, der in dem vorbestimmten Bereich anhält. Das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul kann die Startdrehzahl erhöhen, wenn der Zylinder ohne eine Kraftstoffeinspritzung nahe einem oberen Totpunkt in dem Kompressionshub ist und in dem vorbestimmten Bereich anhält. Das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul kann die Stoppdrehzahl vermindern, wenn der Zylinder ohne eine Kraftstoffeinspritzung in einem Ansaughub vor dem Kompressionshub ist und in dem vorbestimmten Bereich anhält.
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Darüber hinaus kann in einer bevorzugten Anordnung des Brennkraftmaschinensystems der Erfindung der voreingestellte Betriebsstoppsteuerbefehl unter einer voreingestellten automatischen Stoppbedingung im Verlauf eines automatischen Anhaltens der Brennkraftmaschine und eines automatischen Neustartens der angehaltenen Brennkraftmaschine gegeben werden. In diesem Fall kann das Brennkraftmaschinensystem darüber hinaus folgendes haben: ein Brennkraftmaschinenstartsteuerungsmodul, das unter einer voreingestellten automatischen Startbedingung ein Gemisch der Luft und des Kraftstoffs zündet, wenn der Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich anhält, von dem Kompressionshub zu einem Expansionshub bzw. Arbeitshub wechselt, um die Brennkraftmaschine zu starten.
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Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Motorfahrzeug gerichtet, das mit einer Abgabeleistung einer Brennkraftmaschine angetrieben wird, die mehrere Zylinder hat und zum Empfangen einer Kraftstoffeinspritzung in ein Ansaugsystem in jedem der mehreren Zylinder fähig ist. Das Motorfahrzeug hat: eine Kraftstoffeinspritzeinheit, die zum individuellen Einspritzen eines Kraftstoffs in das Ansaugsystem in jedem der mehreren Zylinder der Brennkraftmaschine fähig ist; eine Drehgeschwindigkeitsmesseinheit, die eine Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine misst; ein Brennkraftmaschinenanhaltezeitkraftstoffeinspritzsteuermodul, das als Reaktion auf einen voreingestellten Betriebsstoppsteuerbefehl der Brennkraftmaschine die Kraftstoffeinspritzeinheit steuert, um eine Kraftstoffeinspritzung in einem Zylinder vorzunehmen, der in einem vorbestimmten Bereich, der einen Teil eines Kompressionshubs enthält, bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält, wobei die Steuerung der Kraftstoffeinspritzeinheit durch das Brennkraftmaschinenanhaltezeitkraftstoffeinspritzsteuermodul eine Kraftstoffeinspritzung unterbindet, bis sich die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine voreingestellte Startdrehzahl abgesenkt hat, eine Kraftstoffeinspritzung gestattet, während die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine zwischen der voreingestellten Startdrehzahl und einer voreingestellten Stoppdrehzahl ist, und eine Kraftstoffeinspritzung wieder unterbindet, nachdem sich die gemessene Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die voreingestellte Stoppdrehzahl abgesenkt hat; eine Rotationsstopppositionserfassungseinheit, die eine Rotationsstoppposition einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine beim Betriebsstopp der Brennkraftmaschine erfasst; und ein Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul, das wenigstens eine der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl reguliert, basierend auf der erfassten Rotationsstoppposition und einem Zustand der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich anhält.
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Als Antwort auf einen voreingestellten Betriebsstoppsteuerbefehl der Brennkraftmaschine steuert das Motorfahrzeug der Erfindung die Kraftstoffeinspritzeinheit, um eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder vorzunehmen, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub zu dem Kompressionshub bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält. Die Kraftstoffeinspritzeinheit ist zum individuellen Einspritzen des Kraftstoffs in das Einlasssystem in jedem der mehreren Zylinder der Brennkraftmaschine fähig. Die Kraftstoffeinspritzeinheit wird gesteuert, um eine Kraftstoffeinspritzung zu verhindern, bis sich die beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die voreingestellte Startdrehzahl abgesenkt hat, um eine Kraftstoffeinspritzung zu gestatten, während die beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine zwischen der voreingestellten Startdrehzahl und der voreingestellten Stoppdrehzahl ist, und um eine Kraftstoffeinspritzung wieder zu verhindern, nachdem sich die beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die voreingestellte Stoppdrehzahl abgesenkt hat. Die Startdrehzahl und die Stoppdrehzahl werden reguliert, basierend auf der erfassten Rotationsstoppposition der Kurbelwelle bei dem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine und dem Zustand der Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub zu dem Kompressionshub hin bei dem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält. Solch eine Steuerung gewährleistet eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub zu dem Kompressionshub anhält, sogar unter der Bedingung der veränderlichen Anhalteposition der Brennkraftmaschine aufgrund des sich ändernden Zustands und den Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine. Bei einem Neustart der Brennkraftmaschine wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei einem Zündzeitpunkt über den Kompressionshub bis zu einem Expansionshub bzw. Arbeitshub in dem Zylinder gezündet, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bis zum Kompressionshub angehalten wurde. Dies gewährleistet einen schnellen Start der Brennkraftmaschine. Der vorbestimmte Bereich kann Teile des Ansaughubs bzw. Ansaughubs und des Kompressionshubs bzw. Kompressionshubs enthalten.
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In einer bevorzugten Anordnung des Motorfahrzeugs der Erfindung kann das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul wenigstens eine von der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl regulieren, um einen Bereich zwischen der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl einzuengen, wenn ein Zylinder, der außerhalb des vorbestimmten Bereichs anhält, eine Kraftstoffeinspritzung empfängt. Diese Anordnung ermöglicht eine angemessene Regulierung der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl um eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder zu machen, der in dem vorbestimmten Bereich anhält. In einer anderen bevorzugten Anordnung des Motorfahrzeugs der Erfindung kann das Startdrehzahl-/Stoppdrehzahlregulierungsmodul wenigstens eine von der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl regulieren, um einen Bereich zwischen der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl auszudehnen, wenn der Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich anhält, keine Kraftstoffeinspritzung erhält. Diese Anordnung ermöglicht eine angemessene Regulierung der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl, um eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder vorzunehmen, der in dem vorbestimmten Bereich anhält.
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Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf ein Brennkraftmaschinenanhalteverfahren gerichtet, das einen Betrieb einer Brennkraftmaschine anhält, die mehrere Zylinder hat und zum Empfangen einer Kraftstoffeinspritzung in einem Ansaugsystem in jedem der mehreren Zylindern fähig ist. Das Brennkraftmaschinenanhalteverfahren hat den Schritt eines Steuerns einer Kraftstoffeinspritzung, um einen der mehreren Zylinder zu veranlassen, eine Kraftstoffeinspritzung zu empfangen und in einem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bis zum Kompressionshub bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anzuhalten. Der Kraftstoffeinspritzsteuerungsschritt hat die Schritte eines Verhinderns einer Kraftstoffeinspritzung bis sich eine beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine voreingestellte Startdrehzahl abgesenkt hat; eines Ermöglichen einer Kraftstoffeinspritzung, während die beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine zwischen der voreingestellten Startdrehzahl und einer voreingestellten Stoppdrehzahl ist; und eines erneuten Verhinderns einer Kraftstoffeinspritzung nachdem sich die beobachtete Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine voreingestellte Stoppdrehzahl abgesenkt hat. Das Brennkraftmaschinenanhalteverfahren hat darüber hinaus den Schritt eines Regulierens wenigstens einer von der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl, basierend auf einer erfassten Rotationsstoppposition einer Kurbelwelle bei dem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine und einem Zustand einer Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über dem Ansaughub bis zum Kompressionshub beim Betriebsstopp der Brennkraftmaschinen anhält.
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Das Brennkraftmaschinenanhalteverfahren der Erfindung macht eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bis zum Kompressionshub bei einem Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält. Die Startdrehzahl zum Wiederaufnehmen der verhinderten Kraftstoffeinspritzung und die Stoppdrehzahl zum Verhindern der wieder aufgenommenen Kraftstoffeinspritzung werden reguliert, basieren auf der erfassten Rotationsstoppposition der Kurbelwelle beim Betriebsstopp der Brennkraftmaschine und auf dem Zustand einer Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bis zum Kompressionshub beim Betriebsstopp der Brennkraftmaschine anhält. Solch eine Steuerung gewährleistet eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bis zum Kompressionshub anhält, sogar unter der Bedingung der veränderlichen Anhalteposition der Brennkraftmaschine aufgrund des sich ändernden Zustands und den Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine. Bei einem Neustart der Brennkraftmaschine wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch an einem Zündzeitpunkt über den Kompressionshub bis zu einem Expansionshub in dem Zylinder gezündet, der in dem vorbestimmten Bereich über den Ansaughub bis zu dem Kompressionshub angehalten wurde. Dies gewährleistet einen schnellen Start der Brennkraftmaschine.
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In dem Brennkraftmaschinenanhalteverfahren der Erfindung kann der regulierende Schritt wenigstens eine von der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl regulieren, um einen Bereich zwischen der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl einzuengen, wenn ein Zylinder, der außerhalb des vorbestimmten Bereichs anhält, eine Kraftstoffeinspritzung empfängt. Diese Anordnung ermöglicht eine angemessene Regulierung der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl, um eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder vorzunehmen, der in dem vorbestimmten Bereich anhält. Darüber hinaus kann in dem Brennkraftmaschinenanhalteverfahren der Erfindung der regulierende Schritt wenigstens eine von der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl regulieren, um einen Bereich zwischen der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl auszudehnen, wenn der Zylinder, der in dem vorbestimmten Bereich anhält, keine Kraftstoffeinspritzung empfängt. Diese Anordnung ermöglicht eine angemessene Regulierung der Startdrehzahl und der Stoppdrehzahl, um eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder zu machen, der in dem vorbestimmten Bereich anhält.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt schematisch die Anordnung eines Motorfahrzeugs dar, das mit einem Brennkraftmaschinensystem in einer Ausführungsform der Erfindung ausgerüstet ist;
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2 zeigt ein Beispiel von Variationen eines Kurbelwinkels CA in vier Huben in vier Zylindern einer Brennkraftmaschine, die in dem Brennkraftmaschinensystem der Ausführungsform enthalten ist;
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3 ist ein Flussdiagramm, das eine Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine zeigt, die durch eine Brennkraftmaschinen-ECU ausgeführt wird, die in dem Brennkraftmaschinensystem der Ausführungsform enthalten ist;
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4 zeigt ein Beispiel eines Kraftstoffeinspritzstoppbereichs;
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5 zeigt zeitliche Veränderungen in einer Drehzahl Ne einer Brennkraftmaschine und einen Zustand einer Kraftstoffeinspritzung unter einer Brennkraftmaschinenstoppsteuerung; und
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6 ist ein Flussdiagramm, das eine Brennkraftmaschinenstartsteuerungsroutine zeigt, die durch die Brennkraftmaschinen-ECU ausgeführt wird.
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Beste Formen für eine Ausführung der Erfindung
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Eine Form für ein Ausführen der Erfindung ist nachfolgend als eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. 1 stellt schematisch die Anordnung eines Motorfahrzeugs 10 dar, das mit einem Brennkraftmaschinensystem 20 in einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Wie dargestellt ist, hat das Motorfahrzeug 10 eine Brennkraftmaschine 22, die mit Benzin angetrieben wird, eine elektronische Brennkraftmaschinensteuerungseinheit (hiernach als Brennkraftmaschinen-ECU bezeichnet) 70, die die Brennkraftmaschinen 22 steuert, ein Automatikgetriebe (AT) 17, das eine Kraft einer Kurbelwelle 24 der Brennkraftmaschine 22 umwandelt, und die umgewandelte Kraft über ein Differentialgetriebe 18 an angetriebene Räder 19a und 19b ausgibt, und eine elektronische AT-Steuerungseinheit (nicht gezeigt), die das Automatikgetriebe 17 steuert. Die Brennkraftmaschine 22 und die Brennkraftmaschinen-ECU 70 bilden das Brennkraftmaschinensystem 20 der Ausführungsform.
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Die Brennkraftmaschine 22 ist eine Einzeleinspritzvierzylinderbrennkraftmaschine, die zum individuellen Einspritzen eines Kraftstoffs in jeweilige Zylinder 22a bis 22d eines Ansaugverteilers bzw. Ansaugkrümmers 30 fähig ist. Jeder der vier Zylinder 22a bis 22d in der Brennkraftmaschine wird in einem Zyklus angetrieben, der einen Ansaughub, einen Kompressionshub, einen Expansionshub (Verbrennungshub) und einen Ausstoßhub hat. Der erste Zylinder 22a, der zweite Zylinder 22b, der dritte Zylinder 22c und der vierte Zylinder 22d sind der Reihe nach in dieser Reihenfolge angeordnet, während der erste Zylinder 22a, der dritte Zylinder 22c, der vierte Zylinder 22d und der zweite Zylinder 22b mit der Kurbelwelle 24 verbunden sind, um in dieser Reihenfolge um 180° verschiedene Kurbelwinkel CA zu haben. 2 zeigt Veränderungen des Kurbelwinkels CA in vier Huben der jeweiligen Zylinder 22a bis 22d. 2 zeigt ebenfalls einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in einer Brennkraftmaschinenstoppsteuerung und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und einen Zündzeitpunkt in einer Brennkraftmaschinenstartsteuerung, die später erörtert wird.
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Die Brennkraftmaschine 22 hat einen Luftfilter 26, der die Ansaugluft reinigt, ein Drosselventil 28, das an ein Ansaugrohr 27 befestigt ist und durch einen Drosselmotor 28a angetrieben wird, um die Menge der Ansaugluft zu regulieren, Kraftstoffeinspritzventile 22, die an Abzweige des Ansaugkrümmers 30 befestigt sind, die entsprechend den vier Zylindern 22a bis 22d auseinander streben, um einen Kraftstoff, das heißt Benzin, in die jeweiligen Zylinder 22a bis 22d individuell einzuspritzen, und ein Ansaugventil 36, das durch eine Nocke 34a einer Nockenwelle 34 angetrieben wird, die sich bei einem Verhältnis von einer Umdrehung zu zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 24 dreht, um das Gemisch von Benzin und der Luft (das Luft-Kraftstoff-Gemisch) in jeweilige Brennkammern 40 einzuführen. Die Brennkraftmaschine 22 hat ebenfalls eine Zündkerze 42, die eine elektrische Spannung an eine Zündspule 41, die mit einer Zündvorrichtung kombiniert ist, zu einem Zeitpunkt von einem Kompressionshub zu einem Expansionshub anlegt, um einen elektrischen Funken in der Verbrennungskammer 40 zu erzeugen, ein Ausstoßventil 38, das durch eine Nocke 35a einer Nockenwelle 35 angetrieben wird, die sich bei einem Verhältnis von einer Umdrehung zu zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 24 dreht, um das Verbrennungsabgas von der Brennkammer 40 in einen Abgaskrümmer 46 zu entladen, und einen Katalysator (nicht gezeigt) eines Dreiwegekatalysators, der toxische Verbindungen in dem Abgas, das heißt, Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) umwandelt. Die hin und her gehenden Bewegungen eines Kolbens 44 der durch die Energie der explosiven Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer 40 niedergedrückt wird, werden in die Drehbewegungen der Kurbelwelle 24 umgewandelt.
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Ein Kurbelwinkelsensor 48 ist an der Kurbelwelle 24 der Brennkraftmaschine 22 befestigt, um einen Kurbelwinkel CA als einen Drehwinkel der Kurbelwelle 24 zu messen. Ein Nockenwinkelsensor 50 ist auf jeder der Nockenwellen 34 und 35 befestigt, um einen Nockenwinkel als einen Drehwinkel der Nockenwelle 34 oder 35 zu messen. Die Brennkraftmaschine 22 ist ebenfalls mit verschiedenen Sensoren ausgerüstet, um den Zustand der Brennkraftmaschine 22 zu überwachen. Derartige Sensoren enthalten einen Wassertemperatursensor 52, der die Temperatur des Kühlwassers in der Brennkraftmaschine 22 misst, einen Ansauglufttemperatursensor 54, der die Temperatur der Ansaugluft misst, einen Drosselventilpositionssensor 56, der die Position des Drosselventils 28 oder die Drosselposition erfasst, und einen Unterdrucksensor 58, der die Menge der Ansaugluft als die Last der Brennkraftmaschine 22 misst. Ausgangssignale dieser Sensoren werden in die Brennkraftmaschinen-ECU 70 eingegeben. Der Kurbelwinkelsensor 48 ist ein MRE-Drehsensor mit einem Magnetwiderstandselement, das an einer Position angeordnet ist, um einen magnetischen Rotor (nicht gezeigt) gegenüberzustehen, der an die Kurbelwelle 24 befestigt ist. Der Kurbelwinkelsensor 48 erzeugt einen Impuls bei jedem voreingestellten Winkel (zum Beispiel bei jedem Kurbelwinkel CA von 10°). In der Struktur dieser Ausführungsform bestimmt die Brennkraftmaschinen-ECU 70 den Kurbelwinkel CA oder den Drehwinkel der Kurbelwelle 24 als Reaktion auf die Impulse, die durch den Kurbelwinkelsensor 48 erzeugt werden, und berechnet eine Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22.
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Die Brennkraftmaschinen-ECU 70 ist als ein Mikrorechner mit einer CPU 72, einem ROM 74, der Verarbeitungsprogramme speichert, einem RAM 76, der zeitweilig Daten speichert, Eingangs- und Ausgangsausschlüsse (nicht gezeigt) und einem Verbindungsanschluss (nicht gezeigt) konstruiert. Die Brennkraftmaschinen-ECU 70 empfängt über ihren Eingangsanschluss Signale von den verschiedenen Sensoren, das heißt den Kurbelwinkel CA von dem Kurbelwinkelsensor 48, die Nockenwinkel von den Nockenwinkelsensoren 50, die Temperatur des Kühlwassers von dem Wassertemperatursensor 52, die Temperatur der Ansaugluft von dem Ansauglufttemperatursensor 54, die Drosselposition von dem Drosselventilpositionssensor 56 und die Menge der Ansaugluft von dem Unterdrucksensor 58. Die Brennkraftmaschinen-ECU 70 empfängt ebenfalls über ihren Eingangsanschluss eine Gangschaltungsposition SP oder eine derzeitige Einstellungsposition eines Gangschalthebels 81 von einem Gangschaltungspositionssensor 82, eine Beschleunigeröffnung Acc oder den Druckbetrag eines Gaspedals 83 des Fahrers von einem Gaspedalpositionssensor 84, eine Bremspedalposition BP oder den Druckbetrag eines Bremspedals 85 des Fahrers von einem Bremspedalpositionssensor 86 und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88. Die Brennkraftmaschinen-ECU 70 gibt über ihren Ausgangsanschluss Antriebssignale an die Kraftstoffeinspritzventile 32 und an den Drosselmotor 28a, der die Position des Drosselventils 28 einstellt, als auch Steuerungssignale an die Zündspule 41 aus.
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Die Beschreibung betrachtet nun die Abläufe des Brennkraftmaschinensystems 20, das an dem Motorfahrzeug 10 der Ausführungsform mit der Anordnung, die vorangehend erörtert ist, befestigt ist, besonders eine Aufeinanderfolge einer Brennkraftmaschinenstoppsteuerung bei einem Leerlaufstopp der Brennkraftmaschine 22. In dem Motorfahrzeug 10 der Ausführungsform stoppt die Brennkraftmaschine 22 automatisch unter einer voreingestellten automatischen Stoppbedingung, zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich 0 und ein Niederdrücken des Bremspedals 85 des Fahrers. Die Brennkraftmaschine 22 startet automatisch unter einer voreingestellten automatischen Neustartbedingung, zum Beispiel ein Loslassen des Fahrers von dem niedergedrückten Bremspedal 85 nach einem automatischen Stopp der Brennkraftmaschine 22. Die automatische Stoppsteuerung und die automatische Startsteuerung der Brennkraftmaschine 22 sind nicht charakteristisch für die Erfindung und werden daher nicht im Detail beschrieben.
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3 ist ein Flussdiagramm, das eine Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine zeigt, die unter den voreingestellten automatischen Stoppbedingungen durch die Brennkraftmaschinen-ECU 70 ausgeführt wird. In der Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine der 3 verhindert die CPU 72 der Brennkraftmaschinen-ECU 70 zuerst eine Kraftstoffeinspritzung in die jeweiligen Zylinder 22a bis 22d (Schritt S100). Die Verhinderung einer Kraftstoffeinspritzung schneidet den Kraftstoff ab und senkt dadurch die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22.
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Die CPU 72 wartet bis die Eingangsdrehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 auf oder unter eine voreingestellte Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 (Schritte S110 und S120) sinkt und erlaubt dann eine Kraftstoffeinspritzung (Schritt S130). In dieser Ausführungsform wird die Eingangsdrehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 aus Impulsen berechnet, die durch den Kurbelwinkelsensor 48 gemäß einer Brennkraftmaschinendrehzahlberechnungsroutine (nicht gezeigt) erzeugt werden. Die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 kann anderweitig gemessen und direkt eingegeben werden. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 ist als eine maximale Drehzahl eingestellt, die eine Kraftstoffeinspritzung in einen speziellen Zylinder direkt vor einem völligen Stopp der Brennkraftmaschine 22 erlaubt. Der spezielle Zylinder stoppt bei dem Kurbelwinkel CA in einem Bereich eines voreingestellten ersten Winkels CA1 bis zu einem voreingestellten zweiten Winkel CA2 (hiernach als Kraftstoffeinspritzstoppbereich bezeichnet) über den Ansaughub bis zum Kompressionshub bei einem Stopp der Brennkraftmaschine 22. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 wird in dieser Brennkraftmaschinensteuerungsroutine reguliert, wie später beschrieben ist. 4 zeigt ein Beispiel des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs. In dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich ist das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei einem ersten Zündzeitpunkt (nahe einem oberen Totpunkt TDC in dem Kompressionshub) brennbar für einen Neustart der Brennkraftmaschine 22 nach einem Stopp der Brennkraftmaschine 22. Die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei dem ersten Zündzeitpunkt erhöht schnell die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22. In dieser Ausführungsform ist der Kraftstoffeinspritzstoppbereich zwischen dem ersten Winkel CA1 in der letzteren Hälfte des Ansaughubs und dem zweiten Winkel CA2 in der letzteren Hälfte des Kompressionshubs. Als Reaktion auf eine Zulassung einer Kraftstoffeinspritzung betätigt die Brennkraftmaschinen-ECU 70 das Kraftstoffeinspritzventil 32, um den Kraftstoff in den speziellen Zylinder bei einem Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in dem letzten Stadium des Ausstoßhubs einzuspritzen.
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Die CPU 72 wartet bis die Eingangsdrehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 des Weiteren auf oder unter eine voreingestellte Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 (Schritte S140 und S150) sinkt, und unterbindet dann eine Kraftstoffeinspritzung (Schritt S160). Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 ist als eine minimale Drehzahl eingestellt, die eine Kraftstoffeinspritzung in den speziellen Zylinder erlaubt, was bei einem Stopp in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich direkt vor einem vollkommenen Stopp der Brennkraftmaschine 22 ist. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 wird in dieser Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine reguliert, wie später beschrieben ist. Als Reaktion auf eine Verhinderung einer Kraftstoffeinspritzung, schaltet die Brennkraftmaschinen-ECU 70 den Kraftstoff wieder ab. 5 zeigt zeitliche Veränderungen in Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 und Zustand einer Kraftstoffeinspritzung unter einer Brennstoffmaschinenstoppsteuerung. An einem Zeitpunkt T1 wird ein Stoppsteuerbefehl der Brennkraftmaschine 22 gegeben, um eine Kraftstoffeinspritzung zu verhindern. An einem Zeitpunkt T2 sinkt die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 auf die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1, um eine Kraftstoffeinspritzung zu ermöglichen. An einem Zeitpunkt T3 sinkt eine Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 auf die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2, um eine Kraftstoffeinspritzung abermals zu verhindern. An einem Zeitpunkt T4 sinkt die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 auf 0, um die Brennkraftmaschine 22 komplett zu stoppen.
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Nach einem Verhindern einer Kraftstoffeinspritzung bei Schritt S160 wartet die CPU 72 bis die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 auf 0 sinkt (Schritte S170 und S180). Die CPU 72 gibt dann den Kurbelwinkel CA von dem Kurbelwinkelsensor 48 (Schritt S190) ein und berechnet einen Stoppwinkel CAs1 eines Zylinders mit Kraftstoffeinspritzung und einen Stoppwinkel CAs2 eines Zylinders ohne Kraftstoffeinspritzung über den Ansaughub bis zu der ersten Hälfte des Expansionshubs unter der Annahme eines oberen Totpunktes (TDC) eines Ansaughubs gleich einem Winkel 0° (Schritt S200). In dieser Ausführungsform ist der Kraftstoffeinspritzstoppbereich weiter als 180°, wie in 4 gezeigt ist. Daher kann es zwei Zylinder mit einer Kraftstoffeinspritzung geben. In diesem Fall sollen die Stoppwinkel CAs1 der jeweiligen Zylinder in Schritt S200 berechnet werden. Gleichermaßen kann es zwei Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung geben, und die Stoppwinkel CAs2 der jeweiligen Zylinder werden im Schritt S200 berechnet. Die CPU 72 berechnet dann, ob der berechnete Stoppwinkel CAs1 von jedem Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung in den Kraftstoffeinspritzstoppbereich zwischen dem voreingestellten ersten Winkel CA1 und dem voreingestellten zweiten Winkel CA2 (Schritt S210) ist. Wenn irgendein Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung den Stoppwinkel CAs1 größer als den voreingestellten zweiten Winkel CA2 hat, und außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs (CA2 < CAs1) anhält, wird geurteilt, dass die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 abgesenkt werden soll. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 ist daher Gegenstand einer Korrektur und wird durch Subtrahieren eines voreingestellten Korrekturwerts ΔN von der gegenwärtigen Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 (Schritt S220) aktualisiert. Wenn irgendein Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung den Stoppwinkel CAs1 kleiner als den voreingestellten ersten Winkel CA1 hat, und außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs (CAs1 < CA1) anhält, wird andererseits geurteilt, dass die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 erhöht werden soll. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 ist daher Gegenstand einer Korrektur, und wird durch Addieren des voreingestellten Korrekturwerts ΔN zu der gegenwärtigen Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps (Schritt S230) aktualisiert. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 soll abgesenkt werden, wenn der Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung einen oberen Totpunkt des Kompressionshubs erreicht, und außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs (CA2 < CAs1) anhält. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 soll erhöht werden, wenn andererseits der Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung einen oberen Totpunkt des Ansaughubs erreicht, und außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs (CAs1 < CA1) anhält. Nämlich in dem Fall, wo irgendein Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs anhält, wird die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 korrigiert, um den Bereich zwischen der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 und der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 einzuengen. Die senkende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die erhöhende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 ermöglicht dem Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung, in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich (CA1 ≤ CAs1 ≤ CA2) zu stoppen, sogar unter der Bedingung der veränderlichen Stoppposition der Brennkraftmaschine 22 aufgrund des sich ändernden Zustands oder der Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine 22. Wenn jeder Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung in den Kraftstoffeinspritzstoppbereich (CA1 ≤ CAs1 ≤ CA2) anhält, wird erwartet, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei einem nächsten Zündzeitpunkt des Zylinders bei einem Neustart der Brennkraftmaschine 22 brennbar ist. Dieser Fall erfordert entsprechend weder die senkende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 noch die erhöhende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2. Die aktualisierte (abgesenkte) Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 und die aktualisierte (erhöhte) Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 werden in der Brennkraftmaschinen-ECU 70 gespeichert, und werden sogar nach einer Zündungsabschaltung behalten.
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Die CPU 72 bestimmt anschließend, ob der berechnete Stoppwinkel CAs2 von jedem Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs zwischen dem voreingestellten ersten Winkel CA1 und dem voreingestellten zweiten Winkel CA2 (Schritt S240) ist. Wenn irgendein Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung den Stoppwinkel CAs2 nicht kleiner als einen unteren Totpunkt (BDC) über den Ansaughub bis zum Kompressionshub und nicht größer als der voreingestellte zweite Winkel CA2 hat, und in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich (BDC ≤ CAs2 ≤ CA2) hat, wird beurteilt, dass die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 erhöht werden soll. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 ist daher Gegenstand einer Korrektur und wird durch Addieren des voreingestellten Korrekturwerts ΔN zu der gegenwärtigen Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts (Schritt S250) aktualisiert. Wenn irgendein Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung den Stoppwinkel CAs2 nicht kleiner als den voreingestellten ersten Winkel CA1 und nicht größer als der untere Totpunkt (BDC) über den Ansaughub bis zum Kompressionshub hat und in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich (CA1 ≤ CAs2 ≤ BDC) anhält, wird andererseits geurteilt, dass die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 gesenkt werden soll. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 ist daher Gegenstand einer Korrektur und wird durch Subtrahieren des voreingestellten Korrekturwerts ΔN von der gegenwärtigen Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 (Schritt S260) aktualisiert. Nach dem Verarbeiten von entweder Schritt S250 oder Schritt S260 beendet die CPU 72 die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 soll erhöht werden, wenn der Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich des Kompressionshubs (BDC ≤ CAs2 ≤ CA2) anhält. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 soll andererseits gesenkt werden, wenn der Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich des Ansaughubs (CA1 ≤ CAs2 ≤ BDC) anhält. Nämlich in dem Fall, wo irgendein Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich anhält, wird die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 korrigiert, um den Bereich zwischen der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref2 und der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 auszudehnen. Die erhöhende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die senkende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 ermöglicht dem Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung, außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs (CAs2 < CA1, CA2 < CAs2) anzuhalten, sogar unter der Bedingung der veränderlichen Stoppposition der Brennkraftmaschine 22 aufgrund des sich ändernden Zustands oder der Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine 22. Wenn jeder Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs (CAs2 < CA1, CA2 < CAs2) anhält, wird die Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine ohne die erhöhende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref2 oder die senkende Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 beendet. Die aktualisierte (erhöhte) Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 und die aktualisierte (gesenkte) Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 wird in der Brennkraftmaschinen-ECU 70 gespeichert, und sogar nach einer Zündungsabschaltung behalten.
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6 ist ein Flussdiagramm, das eine Brennkraftmaschinenstartsteuerungsroutine zeigt, die unter voreingestellten automatischen Startbedingungen durch die Brennkraftmaschinen-ECU 70 ausgeführt wird. In der Brennkraftmaschinenstartsteuerungsroutine berechnet die CPU 72 der Brennkraftmaschinen-ECU 70 zuerst einen Zündzeitpunkt in einem ersten Zielzylinder, der an einem Haltepunkt in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich ist, basierend auf einem Kurbelwinkel CA bei einem Stopp der Brennkraftmaschine 22 (Schritt S300). Die vorangehend beschriebene Brennkraftmaschinenstoppsteuerungsroutine korrigiert die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 und die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2, um die veränderliche Stoppposition der Brennkraftmaschine 22 auszugleichen, zum Beispiel aufgrund der Alterserscheinungen der Brennkraftmaschine 22. Solch eine Korrektur ermöglicht eine Kraftstoffeinspritzung in dem ersten Zielzylinder, der an einem Haltepunkt in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich ist, vor einem vollständigen Stopp der Brennkraftmaschine 22. Die Brennkraftmaschinenstartsteuerungsroutine berechnet entsprechend den Zündzeitpunkt, um das eingespritzte Luft-Kraftstoff-Gemisch in dem ersten Zielzylinder an einem Haltepunkt in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich zu zünden und zu verbrennen. Die CPU 72 löst dann ein Anlassen (Schritt S310) aus, betätigt das Kraftstoffeinspritzventil 32 und die Zündkerze 42, um eine Kraftstoffeinspritzung und Zündung (Schritt S320) zu starten, und berechnet einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und einen Zündzeitpunkt in einem zweiten Zielzylinder, der einen Zündzeitpunkt nach dem ersten Zielzylinder hat, der in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich (Schritt S330) anhält. Zum Beispiel wird ein Neustart der Brennkraftmaschine 22 in dem Zustand angenommen, wo der erste Zylinder 22a eine Kraftstoffeinspritzung erhalten hat und an einem Kurbelwinkel CA von ungefähr 90° in dem Kompressionshub in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich angehalten hat. Der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt in diesem Zustand sind in 2 gezeigt. Der dritte Zylinder 22c, wie auch der zweite Zielzylinder, der den Zündzeitpunkt nach dem ersten Zylinder 22a hat, hat bei dem Kurbelwinkel CA von ungefähr 90° in dem Ansaughub angehalten, und hat keine Kraftstoffeinspritzung empfangen. Für eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei einem ersten Zündzeitpunkt in dem dritten Zylinder 22c, ist es erforderlich, den Kraftstoff im Verlauf des Ansaughubs einzuspritzen, und den eingespritzten Kraftstoff in die Brennkammer 40 einzuführen. Der Zeitpunkt einer Kraftstoffeinspritzung soll daher vor dem Ende des Ansaughubs gesetzt werden. In einem anderen Beispiel wird ein Neustart der Brennkraftmaschine 22 in dem Zustand angenommen, wo der erste Zylinder 22a eine Kraftstoffeinspritzung empfangen hat, und bei dem Kurbelwinkel CA nahe dem voreingestellten zweiten Winkel CA2 in dem Kompressionshub in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich angehalten hat. Der dritte Zylinder 22, der wie der zweite Zielzylinder den Zündzeitpunkt nach dem ersten Zylinder 22a hat, hat in dem Ansaughub in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich angehalten und hat eine Kraftstoffeinspritzung empfangen. Die Berechnung des Kraftstoffeinspritzzeitpunkts ist entsprechend bei Schritt S330 nicht erforderlich. Die CPU 72 berechnet dann einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und einen Zündzeitpunkt in einem dritten Zielzylinder, der einen dritten Zündzeitpunkt (Schritt S340) hat, und stellt einen Standardkraftstoffeinspritzzeitpunkt und einen Standardzündzeitpunkt in einem vierten und darauf folgenden Zielzylindern ein, die einen vierten und darauf folgende Zündzeitpunkte (Schritt S350) haben. Die Brennkraftmaschinenstartsteuerungsroutine wird nach dem Verarbeiten des Schritts S350 beendet. Die Brennkraftmaschinenstartsteuerung berechnet den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündzeitpunkt, und führt eine Kraftstoffeinspritzung und Zündung jeweils an dem berechneten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und an dem berechneten Zündzeitpunkt aus. Solch eine Steuerung ermöglicht eine Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem speziellen Zylinder, der eine Kraftstoffeinspritzung empfangen hat und in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich gehalten hat, als auch eine Verbrennung in den darauf folgenden Zylindern mit darauf folgenden Zündzeitpunkten bei einem Neustart der Brennkraftmaschine 22. Die Verbrennungsenergie ist daher effektiv verwendbar, um die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 zu erhöhen. Dies gewährleistet einen schnellen Start der Brennkraftmaschine 22.
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In dem Brennkraftmaschinensystem 20 der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist der Kraftstoffeinspritzstoppbereich als ein brennbarer Bereich des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei einem ersten Zündzeitpunkt bei einem Start der Brennkraftmaschine 22 näher beschrieben. Wenn der Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs anhält, korrigiert die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1, die die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 für eine Zulassung einer Kraftstoffeinspritzung repräsentiert, auf einen kleineren Wert oder korrigiert die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2, die die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 für eine Unterbindung einer Kraftstoffeinspritzung repräsentiert, auf einen größeren Wert. Solch eine Steuerung unterbindet effektiv eine Kraftstoffeinspritzung in dem Zylinder, der außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs anhält, sogar unter der Bedingung der veränderlichen Stoppposition der Brennkraftmaschine 22 aufgrund des sich ändernden Zustandes oder der Alterserscheinung der Brennkraftmaschine 22. Wenn der Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich anhält, korrigiert andererseits die Brennkraftmaschinenstoppsteuerung die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 auf einen größeren Wert oder korrigiert die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 auf einen kleineren Wert. Solch eine Steuerung gewährleistet effektiv eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich anhält, sogar unter der Bedingung der veränderlichen Stoppposition der Brennkraftmaschine 22 aufgrund des sich ändernden Zustandes oder der Alterserscheinung der Brennkraftmaschine 22. Eine angemessene Korrektur der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 und der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 gewährleistet effektiv eine Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, der an einem Haltepunkt in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich ist, dadurch einen schnellen Start der Brennkraftmaschine 22 zu ermöglichen.
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Bei einem automatischen Neustart der Brennkraftmaschine 22 berechnet das Brennkraftmaschinensystem 20 der Erfindung den Zündzeitpunkt des ersten Zielzylinders bei einem Halt in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich und den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und den Zündzeitpunkt des zweiten und des dritten Zielzylinders, die den zweiten und den dritten Zündzeitpunkt haben, und führt eine Kraftstoffeinspritzung und Zündung an den jeweils berechneten Kraftstoffeinspritzzeitpunkten und Zündzeitpunkten aus. Solch eine Steuerung gewährleistet eine Zündung und Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem ersten Zielzylinder, der eine Kraftstoffeinspritzung empfangen hat und in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich angehalten hat, als auch eine Zündung und Verbrennung in den darauf folgenden Zielzylindern, die die darauf folgenden Zündzeitpunkte haben, bei dem Neustart der Brennkraftmaschine 22. Die Verbrennungsenergie ist daher effektiv verwendbar, um die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 zu erhöhen. Dies gewährleistet einen schnellen Start der Brennkraftmaschine 22.
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Das Brennkraftmaschinensystem 20 der Ausführungsform korrigiert die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 mit dem festgelegten Korrekturwert ΔN, wenn der Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs anhält, oder wenn der Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich anhält. Der Korrekturwert der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 kann entsprechend dem Stoppwinkel CAs1 des Zylinders mit Kraftstoffeinspritzung und dem Stoppwinkel CAs2 des Zylinders ohne Kraftstoffeinspritzung anderweitig verändert werden. Der Korrekturwert kann mit einer Erhöhung der Distanz der Stoppposition des Zylinders mit Kraftstoffeinspritzung nach außen hin entfernt von der Begrenzung des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs erhöht werden. Der Korrekturwert kann mit einer Erhöhung der Distanz der Stoppposition des Zylinders ohne Kraftstoffeinspritzung nach innen hin entfernt von der Begrenzung des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs vergrößert werden. Das Brennkraftmaschinensystem 20 der Ausführungsform korrigiert die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 jedes Mal wenn der Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs anhält oder der Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich anhält. Eine mögliche Modifikation der Brennkraftmaschinenstoppsteuerung kann die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 oder die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 korrigieren, wenn der Zylinder mit Kraftstoffeinspritzung wiederholt mehrere Male außerhalb des Kraftstoffeinspritzstoppbereichs anhält oder, wenn der Zylinder ohne Kraftstoffeinspritzung wiederholt mehrere Male in dem Kraftstoffeinspritzstoppbereich anhält.
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In dem Brennkraftmaschinensystem 20 der Ausführungsform ist der Kraftstoffeinspritzstoppbereich als ein Bereich über den Ansaughub bis zum Kompressionshub festgelegt. Der Kraftstoffeinspritzstoppbereich kann auf einen Bereich innerhalb des Kompressionshubs begrenzt werden.
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Das Brennkraftmaschinensystem 20 der Ausführungsform steuert eine Kraftstoffeinspritzung vor einem Leerlaufstopp der Brennkraftmaschine 22 in einer Antriebsgangschaltungsposition. In der Antriebsgangschaltungsposition stoppt die Brennkraftmaschine 22 automatisch unter den voreingestellten automatischen Stoppbedingungen, zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich 0 und das Niederdrücken des Bremspedals 85 durch den Fahrer, und startet unter den voreingestellten automatischen Startbedingungen automatisch neu, zum Beispiel das Loslassen des niedergedrückten Bremspedals 85 durch den Fahrer nach einem automatischen Stopp der Brennkraftmaschine 22. Das Verfahren der Erfindung ist ebenfalls anwendbar, um eine Kraftstoffeinspritzung vor einem Leerlaufstopp der Brennkraftmaschine 22 in einer Nichtantriebsgangschaltungsposition zu steuern, zum Beispiel eine Neutralstellung oder eine Parkstellung. Die Nichtantriebsgangschaltungsposition hat eine unterschiedliche Reibung bei einem Stopp der Brennkraftmaschine 22 zu der Reibung in der Antriebsgangschaltungsposition. Die Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstarts Nref1 und der Referenzdrehzahl eines Kraftstoffeinspritzstopps Nref2 bei der Nichtantriebsgangschaltungsposition können daher separat von denen in der Antriebsgangschaltungsposition gespeichert werden.
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Die vorangehend erörterte Ausführungsform soll in allen Aspekten als veranschaulichend und nicht beschränkend betrachtet werden. Es kann viele Modifikationen, Änderungen und Abwandlungen ohne ein Abweichen von dem Schutzumfang der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung geben. Alle Änderungen innerhalb der äquivalenten Bedeutung und Bereich der Ansprüche sind beabsichtigt, darin umfasst zu sein.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise in Fertigungsindustrien für Brennkraftmaschinensysteme und in Automobilfertigungsindustrien eingesetzt.
