DE112013003078B4

DE112013003078B4 - Motorstartvorrichtung und Motorstartverfahren

Info

Publication number: DE112013003078B4
Application number: DE112013003078.0T
Authority: DE
Inventors: c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORPORA Kitano Hiroaki; c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORPORA Mizuno Daisuke; c/o Mitsubishi Electric Corporati Ishikawa Osamu; c/o Mitsubishi Electric Corporat Okabe Takeru; c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORPOR Kamei Koichiro
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: US9631596B2; DE112013003078T5; JP5901763B2; WO2013187101A1; CN104350260A; US20150096535A1; CN104350260B; JPWO2013187101A1

Abstract

Motorstartvorrichtung zum Stoppen, wenn eine Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung (10) umfasst:einen Zahnkranz (11), der mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist;einen durch eine Stromversorgung gedrehten Anlassermotor (145);ein Ritzel (144) zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors (145) an den Zahnkranz (11);einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels (144) zu dem Zahnkranz (11) durch eine Stromversorgung, wodurch das Ritzel (144) mit dem Zahnkranz (11) ineinandergreift; undeinen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung vor dem Start der Stromversorgung zum Antreiben des Anlassermotors (145), so dass eine Verbrennung in einem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels (144) startet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorstartvorrichtung und ein Motorstartverfahren zur Verwendung in einem Motor-automatischer-Stopp-/Neustart-System, das ausgestaltet ist zum Stoppen, wenn eine vorbestimmte Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt wird, einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt wird.
Hintergrundtechnik
Bisher ist ein Motor-automatischer-Stopp-/Neustart-System entwickelt worden zum automatischen Stoppen eines Motors, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, für den Zweck einer Verbesserung des Fahrzeugkraftstoffverbrauchs, einer Reduzierung der Umweltbelastung und dergleichen. Es nimmt jedoch etwas Zeit in Anspruch, bis die Motordrehung durch eine Reibungskraft vollständig gestoppt wird, und daher gibt es solch ein Problem, dass das Motorautomatischer-Stopp-/Neustart-System der verwandten Technik den Neustart des Motors während dieser Periode nicht ausführen kann.
Um das Problem zu lösen, ist dann eine Motorstart-Steuervorrichtung vorgeschlagen worden, um einen Drehantriebsmechanismus mit einem Motor ineinandergreifen zu lassen, wodurch der Motor drehangetrieben wird, wenn es bestimmt wird, dass eine Motordrehzahl auf eine Drehzahl abgenommen hat, die es dem Drehantriebsmechanismus ermöglicht, mit dem Motor ineinanderzugreifen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Darüber hinaus ist eine Motor-automatischer-Stopp-/Neustart-Steuervorrichtung vorgeschlagen worden zum Schätzen einer Trajektorie eines Abfalls in einer Motordrehzahl, wenn ein Motor automatisch gestoppt werden soll, und zum Bestimmen, auf Grundlage von Schätzdaten für die Motordrehzahl-Abfalltrajektorie, eines Zeitpunktes zum Herausdrücken eines Ritzels eines Anlassers, um das Ritzel mit einem Zahnkranz (Engl.: ring gear) in Eingriff zu bringen, der mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist (siehe beispielsweise Patentliteratur 2):
Darüber hinaus ist eine Motor-automatischer-Stopp-/Neustart-Vorrichtung vorgeschlagen worden, die wie folgt ausgestaltet ist. In einem Fall, wo eine Motorstoppbedingung erfüllt wird zum Stoppen einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor, und anschließend eine Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, bevor der Motor gestoppt wird, wenn es bestimmt wird, dass eine Eigenwiederbelebung zum Neustarten des Motors nur durch den Neustart der Kraftstoffeinspritzung möglich ist, wird die Kraftstoffeinspritzung an den Motor neugestartet für die Eigenwiederbelebung des Motors. Wenn es bestimmt wird, dass die Eigenwiederbelebung des Motors nicht möglich ist, wird die Kraftstoffeinspritzung an den Motor neugestartet, und auf Grundlage einer Motordrehzahl und einer Ritzeldrehzahl werden Operationen einer Ritzelantriebseinrichtung zum axialen Bewegen eines Ritzels zum Ineinandergreifen des Ritzels mit einem Zahnkranz und eines Anlassermotors zum Drehantreiben des Ritzels gesteuert (siehe beispielsweise Patentliteratur 3).
Zitierungsliste
Patentliteratur

[PTL 1] JP 2003-65191 A
[PTL 2] JP 2011-140938 A
[PTL 3] JP 2011-169225 A
DE 10 2005 004 326 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Startermotor mit einem Stellglied zum Einspuren eines vom Startermotor antreibbaren Ritzels in einen Zahnkranz sowie eine Steuereinheit, die eine dem Stellglied zugeordnete Schalt-Endstufe und eine dem Startermotor zugeordnete Schalt-Endstufe ansteuert. Die Startzeit des Verbrennungsmotors kann wesentlich verringert werden, wenn die Startervorrichtung eine Steuereinheit umfasst.
US 7 331 320 B2 beschreibt eine Motorstartvorrichtung mit einem Rückwärtsdrehungsdetektionssensor zum Detektieren der Rückwärtsdrehung eines Motors. Eine Steuervorrichtung zum Steuern der Motorstartvorrichtung führt eine solche Steuerung aus, dass ein Startermotor nicht gedreht wird, während die Rückwärtsdrehung der Maschine durch den Rückwärtsdrehungsdetektionssensor detektiert wird, selbst wenn sie einen vorbestimmten Maschinenstartbefehl empfängt.
US 2008-0162007 A1 beschreibt eine Vorrichtung, die in der Lage ist, einen Zustand beizubehalten, in dem ein Ritzel und ein Zahnkranz miteinander in Eingriff stehen, wenn ein Motor anhält, ohne einen Kolbenstopper unter Verwendung eines Solenoids oder dergleichen vorzusehen. Der Zustand, in dem das Ritzel und das Hohlrad im Motorstoppmodus miteinander kämmen, wird durch den Bewegungswiderstand fortgesetzt, der auftritt, wenn sich ein Drehmomentübertragungselement bewegt. Konkret wird ein Neigungswinkel eines Schraubenkeils in einem Schraubenkeileingriffsteil so eingestellt, dass der obige Zustand fortdauert. Der Schraubenkeileingriffsteil ist ein Teil, bei dem eine Schraubenkeilverzahnung an dem Außenumfang einer Ausgangswelle eines Anlassermotors und eine Schraubenkeilverzahnung an dem Innenumfang des Drehmomentübertragungsbauteils mit jedem kämmen. Folglich wird der obige Zustand ohne einen Kolbenstopper unter Verwendung eines Solenoids oder dergleichen fortgesetzt.
JP 2003-065191 A ist bereits in der Beschreibung als Stand der Technik genannt.
DE 10 2010 061 084 A1 gehört zur Patentfamilie der in der Beschreibung genannten japanischen Patentanmeldung JP 2011 - 140938 A .
DE 10 2010 027 702 A1 gehört zur Patentfamilie der in der Beschreibung genannten japanischen Patentanmeldung JP 2011 - 169225 A .

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Jedoch hat die verwandte Technologie das folgende Problem.
Patentliteratur 1 beschreibt, dass der Anlasser angetrieben wird, bevor der Motor stoppt, und die Kraftstoffeinspritzung an den Motor synchron damit neugestartet wird, aber beschreibt nicht einen Neustartzeitpunkt des Anlasserantriebs und der Kraftstoffeinspritzung.
Darüber hinaus beschreibt Patentliteratur 2, dass die Motordrehungs-Abfalltrajektorie geschätzt wird aufgrund einer Energieänderung, und der Motor durch den Eingriff des Ritzels des Anlassers mit dem Zahnkranz auf Grundlage der Motordrehungs-Abfalltrajektorie neu gestartet wird, aber beschreibt nicht einen Neustartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung.
Darüber hinaus beschreibt Patentliteratur 3, dass die Kraftstoffeinspritzung an den Motor gleichzeitig damit neu gestartet wird, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, und die Operationen der Ritzelantriebseinrichtung und des Anlassers gesteuert werden, falls der Motor nicht einfach durch den Neustart der Kraftstoffeinspritzung eigenwiederbelebt werden kann, aber beschreibt nicht einen Neustartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung zum Drehen des Anlassers, nachdem die Bewegung des Ritzels gestartet wird.
Es wird mit anderen Worten der Neustartzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, und nachdem die Bewegung des Ritzels gestartet wird, in Patentliteratur 1 bis 3 nicht beschrieben, und daher gibt es solch ein Problem, dass es eine lange Zeit in Anspruch nimmt, bis der Motor die Verbrennung wieder startet, und ein Geräusch aufgrund einer Unterbrechung des Ineinandergreifens der Zahnräder erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des oben erwähnten Problems gemacht worden, und sie hat deshalb eine Aufgabe, eine Motorstartvorrichtung und ein Motorstartverfahren zum Ermöglichen eines schnellen und leisen Neustarts eines Motors während einer Trägheitsdrehung davon bereitzustellen.
Lösung des Problems
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Motorstartvorrichtung bereitgestellt zum Stoppen, wenn eine Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung enthält: einen Zahnkranz, der mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist; einen durch eine Stromversorgung gedrehten Anlassermotor; ein Ritzel zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors an den Zahnkranz; einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels zu dem Zahnkranz durch eine Stromversorgung, wodurch das Ritzel mit dem Zahnkranz ineinandergreift; und einen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung, so dass eine Verbrennung in einem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels startet.
Ferner wird gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Motorstartverfahren bereitgestellt, das durch eine Motorstartvorrichtung ausgeführt wird, zum Stoppen, wenn eine Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung enthält: einen Zahnkranz, der mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist; einen durch eine Stromversorgung gedrehten Anlassermotor; ein Ritzel zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors an den Zahnkranz; und einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels zu dem Zahnkranz durch eine Stromversorgung, wodurch das Ritzel mit dem Zahnkranz ineinandergreift, wobei das Motorstartverfahren einen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerschritt zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung umfasst, so dass eine Verbrennung in einem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels startet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der Motorstartvorrichtung und dem Motorstartverfahren einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung startet der Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil (Kraftstoffeinspritzungs-Steuerschritt) die Kraftstoffeinspritzung erneut, so dass die Verbrennung in dem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels startet.
Deshalb können die Motorstartvorrichtung und das Motorstartverfahren bereitgestellt werden, die die Dauer, bis der Motor die Verbrennung neustartet, reduzieren können und den Neustart des Motors während dessen Trägheitsdrehung schnell und leise neustarten können.
Figurenliste

1 ist ein Blockausgestaltungsdiagramm, das eine schematische Ausgestaltung einer Motorstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Teilschnittfrontansicht eines Anlassers der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz veranschaulicht, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Zeitdiagramm, das eine Operation veranschaulicht, wenn eine Kraftstoffeinspritzung in einem Zustand neugestartet wird, wo eine Motordrehzahl mehr ist als eine Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl, in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6(a) und 6(b) sind erläuternde Diagramme, die eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit einer verwandten Technik veranschaulichen.
7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Operation der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz in einer Motorstartvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz zur Kraftstoffeinspritzungs-Erlaubnisbestimmung in der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz veranschaulicht, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, in der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Motorstartvorrichtungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen zur Beschreibung bezeichnet. Man beachte, dass eine Beschreibung der Ausführungsformen gegeben wird, während ein Saugrohreinspritzungs-Dreizylindermotor beispielhaft veranschaulicht ist.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockausgestaltungsdiagramm, das eine schematische Ausgestaltung einer Motorstartvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Darüber hinaus ist 2 ist eine Teilschnittfrontansicht eines Anlassers der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 und 2 enthält eine Motorstartvorrichtung 10 einen Zahnkranz 11 (Engl.: ring gear), einen Kurbelwinkelsensor 12, einen Controller 13, einen Anlasser 14, einen Injektor 15 und eine Zündspule 16. Darüber hinaus enthält der Anlasser 14 ein Solenoid 141, einen Stempel (Engl.: plunger) 142, einen Hebel 143, ein Ritzel 144, einen Anlassermotor 145 und eine Einwegkupplung bzw. Freilauf 146.
Der Zahnkranz 11 ist mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors gekoppelt und greift mit dem Ritzel 144 ineinander, wodurch eine Antriebskraft an den Motor übertragen wird. Der Kurbelwinkelsensor 12 erfasst einen Kurbelwinkel des Motors zum Bestimmen eines Kraftstoffeinspritzungszeitpunktes und eines Zündzeitpunktes und gibt ein Signal, das einem erfassten Wert davon entspricht, an den Controller 13 aus.
Der Controller 13 ist beispielsweise durch eine Motor-ECU (nicht gezeigt) konstruiert und steuert eine Stromversorgung an das Solenoid 141 des Anlassers 14, die Kraftstoffeinspritzung durch den Injektor 15 an jeden der Zylinder und eine Zündung durch die Stromversorgung an die Zündspule 16 auf Grundlage des Signals von dem Kurbelwinkelsensor 12 und dergleichen.
Der Stempel 142 wird durch die Stromversorgung an das Solenoid 141 angezogen, und das Ritzel 144 wird via den Hebel 143 bewegt, so dass das Ritzel 144 mit dem Zahnkranz 11 ineinandergreift. Darüber hinaus wird ein Kontakt geschlossen durch die Bewegung des Stempels 142, um einen Strom an den Anlassermotor 145 zu liefern, und das Ritzel 144 wird gedreht, so dass die Antriebskraft an den Motor übertragen wird, während der Zahnkranz 11 mit dem Ritzel 144 ineinandergreift. Darüber hinaus läuft eine mit einer Abtriebswelle des Anlassermotors 145 gekoppelte Einwegkupplung 146 leer bzw. frei, falls ein Drehmoment von dem Zahnkranz 11 eingegeben wird.
Darüber hinaus berechnet der Controller 13 den Kurbelwinkel auf Grundlage des Signals von dem Kurbelwinkelsensor 12 und dergleichen und führt die Kraftstoffeinspritzung durch Verwendung des Injektors 15 in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel aus. Ferner führt der Controller 13 eine Spannungsladung an die Zündspule 16 in Abhängigkeit von dem berechneten Kurbelwinkel aus und erzeugt einen Funken durch eine Zündkerze (nicht gezeigt), wodurch ein Kraftstoff gezündet wird.
Darüber hinaus berechnet der Controller 13 eine Motordrehzahl NE auf Grundlage eines Zyklus eines Drehimpulses der Kurbelwelle, der von dem Kurbelwinkelsensor 12 ausgegeben worden ist. Man beachte, dass anstelle eines Berechnens der Motordrehzahl NE durch den Controller 13 ein Drehcodierer oder ein Impulsgenerator, die fähig sind zum Erfassen von Impulsen auf Grundlage von Zähnen des Zahnkranzes 11, bereitgestellt sein können, und die Motordrehzahl NE kann mittels einer Frequenz-Spannung- (FV) Wandlung des Signals daraus berechnet werden.
Darüber hinaus kann die Drehzahl des Anlassermotors 145 durch ein Zähnezahlverhältnis zwischen dem Ritzel 144 und dem Zahnkranz 11 oder ein Planetengetriebe (nicht gezeigt) reduziert sein, aber es wird aus Gründen der Bequemlichkeit angenommen, dass sie immer ein hinsichtlich der Kurbelwelle des Motors umgewandelter Wert ist. Darüber hinaus wird die Drehzahl in der ersten Ausführungsform verwendet, aber eine Steuerung auf Grundlage einer Umfangsgeschwindigkeit kann mit Verwendung eines Zahnradradius ausgeführt werden.
Wenn eine Automatischer-Motorstopp-Bedingung (so wie eine Bedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder geringer als 15 km/h ist und ein Fahrer eine Bremse anwendet) erfüllt ist, während ein Fahrzeug fährt, stoppt bei dieser Gelegenheit übrigens der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung an den Motor, wodurch er den Motor träge dreht.
Mit Verweis auf 3 wird nun eine Beschreibung einer spezifischen Operation einer Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Zuerst bestimmt der Controller 13, ob die Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist oder nicht (Schritt S101).
Wenn andererseits im Schritt S101 der Controller 13 bestimmt, dass die Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist (die Bestimmung ist mit anderen Wort Ja), startet der Controller 13 die Motorstoppsteuerung (Schritt S102). Genauer genommen stoppt der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung an den Motor und reduziert die Motordrehzahl NE durch die Trägheitsdrehung.
Dann bestimmt der Controller 13, dass der Motor automatisch gestoppt wird, und setzt ein Automatischer-Motorstopp-Flag F1 auf „1“ (Schritt S103).
Dann bestimmt der Controller 13, ob der Motor träge dreht oder nicht (Schritt S104). Ob der Motor träge dreht oder nicht, kann übrigens beispielsweise auf Grundlage davon bestimmt werden, ob der Kurbelwinkelimpuls in einer vorbestimmten Zeitperiode (so wie 300 Millisekunden) erfasst wird oder nicht.
Im Schritt S104, wenn der Impuls des Kurbelwinkels nicht in der vorbestimmten Zeitperiode erfasst wird, und es somit bestimmt wird, dass der Motor nicht träge dreht (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), bestimmt der Controller 13, dass der Motor vollständig gestoppt wird, beendet die Verarbeitung in 3 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Wenn andererseits im Schritt S104 der Controller 13 bestimmt, dass der Motor träge dreht (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), bestimmt der Controller 13, ob eine Motorneustart-Bedingung erfüllt wird oder nicht (Schritt S105).
Wenn im Schritt S105 der Controller 13 bestimmt, dass die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), führt der Controller 13 die Motorneustartsteuerung aus (Schritt S106).
Wenn andererseits im Schritt S105 der Controller 13 bestimmt, dass die Motorneustart-Bedingung nicht erfüllt wird (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), beendet der Controller 13 die Verarbeitung in 3 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Wenn ferner andererseits im Schritt S101 der Controller 13 bestimmt, dass die Automatischer-Motorstopp-Bedingung nicht erfüllt ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), bestimmt der Controller 13, ob das Automatischer-Motorstopp-Flag F1 „1“ ist oder nicht (Schritt S107).
Wenn im Schritt S107 der Controller 13 bestimmt, dass das Automatischer-Motorstopp-Flag F1 „1“ ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), bestimmt der Controller 13, dass der Motor automatisch gestoppt wird, schreitet zu Schritt S106 und führt (setzt fort) die Motorneustartsteuerung aus.
Wenn andererseits im Schritt S107 der Controller 13 bestimmt, dass das Automatischer-Motorstopp-Flag F1 „0“ ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), bestimmt der Controller 13, dass der Motor nicht automatisch gestoppt wird, beendet die Verarbeitung von 3 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Mit Verweis auf 4 wird nun eine detaillierte Beschreibung der in Schritt S106 von 3 veranschaulichten Motorneustartsteuerung gegeben. 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz mit Bezug zu der Anlassersteuerung und der Kraftstoffeinspritzung veranschaulicht, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zuerst bestimmt der Controller 13, ob die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als eine Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 (so wie 400 UpM) ist oder nicht (Schritt S201). Man beachte, dass eine Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung solch einen Zustand bezeichnet, dass eine Verbrennung erzeugt wird, nachdem die Motordrehzahl NE abnimmt, und das Ritzel 144 und der Zahnkranz 11 durch den Controller 13 zum Ineinandereingreifen gebracht werden, der das Solenoid 141 mit einem Strom versorgt.
Bei dieser Gelegenheit wird mit Verweis auf 5 nun eine Beschreibung einer Operation gegeben, wenn die Kraftstoffeinspritzung neugestartet wird in einem Zustand, wo die Motordrehzahl NE mehr als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 ist. 5 ist ein Zeitdiagramm, das die Operation veranschaulicht, wenn die Kraftstoffeinspritzung in einem Zustand neugestartet wird, wo die Motordrehzahl mehr als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl ist, in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 5, nachdem die Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt wird, und die Kraftstoffeinspritzung gestoppt wird, ist die Motorneustart-Bedingung zu einem Zeitpunkt t0 erfüllt. Dann wird die Kraftstoffeinspritzung zu einem Zeitpunkt t1 neugestartet, bevor die Motordrehzahl NE auf die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 abnimmt. Dann nimmt die Motordrehzahl NE ab, die Stromversorgung an das Solenoid 141 startet, und das Ritzel 144 startet eine Bewegung.
Nach der Stromversorgung an das Solenoid 141 wird jedoch eine Zeitverzögerung erzeugt, bis das Ritzel 144 den Zahnkranz 11 erreicht. Nachdem die Stromversorgung an das Solenoid 141 gestartet wird, um das Ritzel 144 zu bewegen, kann deshalb die Verbrennung in dem Kompressionstakt des Zylinders neu gestartet werden, an den der Kraftstoff eingespritzt wird, bevor das Ritzel 144 mit dem Zahnkranz 11 ineinandergreift, und das Ineinandergreifen kann/mag nicht vollendet werden.
In diesem Fall prallt das Ritzel 144 auf der Zahnradendfläche des Zahnkranzes 11 ab, und ein Geräusch und eine Beschädigung des Zahnrads kann erzeugt werden, was nicht bevorzugt wird. Man beachte, dass eine Vollendung des Ineinandergreifens solch ein Zustand ist, dass eine Differenz zwischen der Motordrehzahl NE und der Anlassermotor-Drehzahl in einem vorbestimmten Bereich (so wie 100 UpM) zum Erlauben des Ineinandergreifens ist, und das Ritzel 144 hinter die Endfläche des Zahnkranzes 11 bewegt wird, so dass das Ritzel 144 und der Zahnkranz 11 ein Drehmoment an/von-einander übertragen können.
Dann führt die Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die in 4 veranschaulichte Verarbeitung aus, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist. Mit Rückkehr zu 4, wenn im Schritt S201 der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NE mehr als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), beendet der Controller 13 die Verarbeitung in 4 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Wenn andererseits im Schritt S201 der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), startet der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung erneut (Schritt S202) .
Dann bestimmt der Controller 13, ob die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als eine Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 (so wie 200 UpM) ist oder nicht (Schritt S203). Man beachte, dass eine Anlasserantrieberlaubnis ein Starten der Stromversorgung an das Solenoid 141 ist, wodurch die Bewegung des Ritzels 144 gestartet wird.
Wenn im Schritt S203 der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NE mehr als die Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), beendet der Controller 13 die Verarbeitung in 4 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Wenn im Schritt S203 andererseits der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als die Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), startet der Controller 13 die Stromversorgung an das Solenoid 141 (Schritt S204).
Bei dieser Gelegenheit wird die Bewegung des Ritzels 144 durch die Stromversorgung an das Solenoid 141 gestartet, und das Ritzel 144 und der Zahnkranz 11 greifen ineinander ein. Darüber hinaus schließt die Bewegung des Stempels 142 den Kontakt, und der Strom wird somit an den Anlassermotor 145 geliefert, was in einer Drehung des Anlassermotors 145 resultiert.
Dann bestimmt der Controller 13, ob der Motorneustart vollendet worden ist oder nicht (Schritt S205). Ob der Motorneustart vollendet worden ist oder nicht, kann übrigens bei dieser Gelegenheit beispielsweise auf Grundlage davon bestimmt werden, ob die Motordrehzahl NE gleich oder mehr als eine vorbestimmte Drehzahl (so wie 700 UpM) ist.
Wenn im Schritt S205 der Controller 13 bestimmt, dass der Motorneustart nicht vollendet worden ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), beendet der Controller 13 die Verarbeitung in 4 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Wenn andererseits im Schritt S205 der Controller 13 bestimmt, dass der Motorneustart vollendet worden ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), stoppt der Controller 13 die Stromversorgung an das Solenoid 141, um das Ineinandergreifen zwischen dem Ritzel 144 und dem Zahnkranz 11 freizugeben bzw. aufzuheben, und stoppt die Energieversorgung an den Anlassermotor 145 (Schritt S206).
Dann setzt der Controller 13 das Automatischer-Motorstopp-Flag F1 auf „0“ (Schritt S207), beendet die Verarbeitung in 3 und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Mit Verweis auf 6 wird nun eine detaillierte Beschreibung des mit der Kraftstoffeinspritzung durchgeführten Motorneustarts gegeben. 6(a) und 6(b) sind erläuternde Diagramme, die eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit der verwandten Technik veranschaulichen. 6(a) veranschaulicht den Neustart einer Kraftstoffeinspritzung in Ansprechen auf einen Anlasserantrieb gemäß Patentliteratur 1, und 6(b) veranschaulicht den Neustart der Kraftstoffeinspritzung in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Darüber hinaus veranschaulichen die 6 einen Fall des Dreizylindermotors. Pfeile in 6 repräsentieren Zündzeitpunkte. Die Zündung wird während des automatischen Motorstopps unterbrochen und wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt neu gestartet (in diesem Fall bei jeden 5 Grad BTDC des Kurbelwinkels in dem Kompressionstakt), nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird. Man beachte, dass in 6 „PWR“ den Arbeitstakt repräsentiert; „EX“ den Auslasstakt; „IN“ den Einlasstakt; und „CMP“ den Kompressionstakt.
Zuerst wird mit Verweis auf 6(a) eine Beschreibung des mit dem Anlasserantrieb synchronisierten Neustarts der Kraftstoffeinspritzung gegeben. Nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, wenn die Motordrehzahl auf die Drehzahl abnimmt, die es ermöglicht, dass das Ritzel 144 und der Zahnkranz 11 ineinandergreifen, wird der Strom an das Solenoid 141 geliefert, wodurch der Antrieb des Anlassers 14 gestartet wird. Synchron mit dem Antrieb des Anlassers 14 wird darüber hinaus der Kraftstoff in eine vorbestimmte Anzahl von Zylindern (beispielsweise Zylinder in dem Einlasstakt und dem Auslasstakt) (Zeitpunkt A1 in 6(a)) eingespritzt.
Dann wird der zu dem Zeitpunkt A1 eingespritzte Kraftstoff in den Zylinder angesaugt und wird zu einem Zeitpunkt B1 gezündet, was in einer Erzeugung eines ersten Zündens resultiert. Bei dieser Gelegenheit wird der Kraftstoff in die Zylinder in dem Einlasstakt und dem Auslasstakt zu dem Zeitpunkt A1 eingespritzt, aber der Kraftstoff, der in den Zylinder (Zylinder #3 in 6(a)) in dem Einlasstakt eingespritzt worden ist, der sofort zu dem Kompressionstakt übergeht, kann nicht ausreichend in den Zylinder eintreten und kann durch die erste Kompression (Zeitpunkt B2) nach der Kraftstoffeinspritzung nicht verbrannt werden. In der Kompression des Zylinders (Zylinder #2 in 6(a)), in den der Kraftstoff in dem Auslasstakt zu dem Zeitpunkt A1 eingespritzt wird, wird somit die erste Verbrennung erzeugt (Zeitpunkt B1). Nachdem der Kraftstoff zu dem Zeitpunkt A1 eingespritzt wird, kann darüber hinaus der Motor durch die normale sequenzielle Einspritzung neu gestartet werden, indem beispielsweise die Kraftstoffeinspritzung jede 5 Grad BTDC des Kurbelwinkels (zu Zeitpunkten, die mittels Schraffierung in 6(a) dargestellt sind) in dem Auslasstakt ausgeführt wird.
Mit Verweis auf 6(b) wird nun eine Beschreibung des Neustarts der Kraftstoffeinspritzung in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Falls es bestimmt wird, dass die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 aufgrund der Abnahme in der Motordrehzahl NE ist, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, wird die Kraftstoffeinspritzung an die vorbestimmte Vielzahl von Zylindern ausgeführt (so wie der Zylinder in dem Einlasstakt und der Zylinder in dem Auslasstakt) (Zeitpunkt A2 in 6(b)).
Dann wird der zu dem Zeitpunkt A2 eingespritzte Kraftstoff in den Zylinder gesaugt und wird zu dem Zeitpunkt B2 gezündet, was in einer Erzeugung des ersten Zündens resultiert. Nachdem die Kraftstoffeinspritzung zu dem Zeitpunkt A2 ausgeführt wird, kann darüber hinaus der Motor durch den Übergang zu der oben beschriebenen sequenziellen Einspritzung neu gestartet werden.
Auf diese Weise kann der Neustart der Kraftstoffeinspritzung in der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das erste Zünden früher (um die Periode T1, veranschaulicht in 6(b)) als den Neustart des Motors durch den mit dem Anlasserantrieb synchronisierten Neustart der Kraftstoffeinspritzung induzieren. Als ein Ergebnis wird eine zum Neustarten des Motors erforderliche Zeitdauer reduziert.
Mit Verweis auf 7 wird nun eine Beschreibung einer Operation der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. 7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Operation der Motorstartvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In 7 wird die Automatischer-Motorstopp-Bedingung während der Fahrt des Fahrzeugs erfüllt, und die Kraftstoffeinspritzung wird gestoppt. Zu einem Zeitpunkt t3, wenn die Motorneustart-Bedingung (solch eine Bedingung, dass der Fahrer den Fuß von dem Bremspedal entfernt) erfüllt wird, ist dann die Motordrehzahl NE mehr als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1, und die Kraftstoffeinspritzung wird nicht neu gestartet (Nein im Schritt S201 von 4).
Dann, zu einem Zeitpunkt t4, wenn die Motordrehzahl NE weiter auf eine Motordrehzahl gleich oder geringer als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 abnimmt, wird die Kraftstoffeinspritzung neu gestartet (Ja im Schritt S201 von 4). Dann, zu einem Zeitpunkt t5, wenn die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als die Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 wird, nachdem die Kraftstoffeinspritzung neu gestartet wird, wird die Stromversorgung an das Solenoid 141 gestartet, um den Anlassermotor 145 anzutreiben.
Dann wird der zu dem Zeitpunkt t4 eingespritzte Kraftstoff in dem Kompressionstakt verbrannt, und das erste Zünden wird zu einem Zeitpunkt t6 erzeugt. Darüber hinaus ist in 7 ein Motordrehverhalten, wenn die Kraftstoffeinspritzung synchron mit dem Anlasserantrieb ausgeführt wird, durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzung wird nicht zu dem Zeitpunkt t4 neu gestartet, sondern zu dem Zeitpunkt t5 oder später, und daher wird der Kraftstoff nicht eingespritzt vor dem Kompressionstakt zu dem Zeitpunkt t6, was in einer Erzeugung des ersten Zündens frühestens zu einem Zeitpunkt t7 resultiert.
Nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird während der Trägheitsdrehung, und dann die Motordrehzahl NE gleich oder geringer als die Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 wird, startet auf diese Weise der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung neu, bevor das Ritzel 144 eine Bewegung startet, wodurch die Verbrennung in dem ersten Kompressionszylinder nach dem Zahnradeingriff erzeugt wird.
Als ein Ergebnis kann der Motor schnell und leise neu gestartet werden, so dass der Fahrer nicht ein Unbehagengefühl wahrnimmt, und eine Stromversorgungsdauer des Anlassers kann reduziert werden, um eine Energieeinsparung und Verlängerungen der Lebensdauern von Komponenten zu erreichen.
Wie oben beschrieben, enthält gemäß der ersten Ausführungsform die Motorstartvorrichtung zum Stoppen, wenn die Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt wird, der Kraftstoffeinspritzung an den Motor, um den Motor automatisch zu stoppen, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, den Zahnkranz, der mit der Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist, den durch die Stromversorgung gedrehten Anlassermotor, das Ritzel zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors an den Zahnkranz, einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels zu dem Zahnkranz durch die Stromversorgung, wodurch das Ritzel mit dem Zahnkranz zum Eingriff gebracht wird, und einen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung, so dass eine Verbrennung in dem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels startet. Darüber hinaus ist der vorbestimmte Kompressionszylinder der erste Kompressionszylinder nach der Vollendung des Ineinandergreifens zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz. Deshalb wird die Kraftstoffeinspritzung so ausgeführt, dass die Verbrennung in dem ersten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem der Anlassermotor angetrieben wird, wodurch der Motor früher neugestartet wird.
Darüber hinaus startet der Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil die Kraftstoffeinspritzung neu, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, und bevor der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels startet. Wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird während der Trägheitsdrehung des Motors, die durch das Stoppen der Kraftstoffeinspritzung an den Motor verursacht ist, wird darüber hinaus die Stromversorgung an den Anlassermotor gestartet auf Grundlage von wenigstens einer Motordrehzahl, nachdem die Bewegung des Ritzels durch den Ritzelbewegteil gestartet wird.
Deshalb wird die Kraftstoffeinspritzung so ausgeführt, dass die Verbrennung zu dem ersten Zündzeitpunkt erzeugt wird, nachdem der Anlassermotor angetrieben wird, wodurch der Motor früher neugestartet wird.
Zweite Ausführungsform
In der Beschreibung der ersten Ausführungsform wird die Kraftstoffeinspritzung auf Grundlage des Vergleichs zwischen der Motordrehzahl NE und der Nach-Anlasserantrieb-Verbrennung-Drehzahl Nr1 neugestartet, und die Verbrennung wird in dem ersten Kompressionszylinder nach dem Ineinandergreifen der Zahnräder erzeugt.
Jedoch ist eine Verbrennungseffizienz im Allgemeinen niedrig, wenn die Motordrehzahl NE extrem niedrig ist, und falls die Zündung ausgeführt wird vor dem oberen Totpunkt (so wie 5 Grad BTDC), wird ein Verbrennungsdrehmoment in einer umgekehrten Drehrichtung erzeugt. Deshalb kann die Kraftstoffeinspritzung neugestartet werden, so dass die Verbrennung in dem ersten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Zahnräder ineinandergreifen, und die Drehzahl gleich oder mehr als eine Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl (so wie 200 UpM) wird.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird somit eine Beschreibung eines Falls gegeben, wo der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung neustartet, so dass die Verbrennung in dem ersten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motordrehzahl NE gleich oder mehr als eine Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 wird. Man beachte, dass die Ausgestaltung einer Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dieselbe wie die der ersten Ausführungsform ist, und deren Beschreibung wird deshalb weggelassen.
Mit Verweis auf 8 wird nun eine Beschreibung einer spezifischen Operation der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. 8 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz in der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Verarbeitung in 8 ist im Grunde genommen dieselbe wie Schritt S101 bis Schritt S107, die in 3 veranschaulicht sind. Wenn der Controller 13 im Schritt S304 bestimmt, dass der Motor träge dreht (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), und im Schritt S308 bestimmt, dass das Automatischer-Motorstopp-Flag F1 „1“ ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), führt der Controller 13 jedoch ferner eine Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Bestimmung aus (Schritt S305 oder Schritt S309).
Mit Verweis auf 9 wird nun eine detaillierte Beschreibung der Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Bestimmung gegeben, die im Schritt S305 oder Schritt S309 von 8 veranschaulicht ist. 9 ist ein Flussdiagramm, das eine Sequenz der Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Bestimmungsverarbeitung in der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Zuerst bestimmt der Controller 13, ob oder ob nicht ein Kurbelwinkel CA zu einem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit in einem Winkel CA1 ist, der eine Einlassgrenze ist (so wie 90 Grad BTDC) (Schritt S401).
Wenn im Schritt S401 der Controller 13 bestimmt, dass der Kurbelwinkel CA zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit nicht der Winkel CA1 ist, der die Einlassgrenze ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), bestimmt der Controller 13, ob oder ob nicht der Kurbelwinkel CA zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit ein vorbestimmter Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 (sowie 30 Grad BTDC) ist (Schritt S402).
Der Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 ist ein Winkel vor dem Zündzeitpunkt (5 Grad BTDC) in dem Kompressionszylinder durch/um einen Drehwinkel, der erforderlich ist für die Motordrehzahl NE, gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 durch den Anlassermotor 145 zu werden. Falls beispielsweise die Motordrehzahl NE gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 in einer Periode wird, während der die Kurbelwelle durch den Anlassermotor 145 um 25 Grad gedreht wird, ist der Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 30 Grad BTDC, was 25 Grad vor 5 Grad BTDC ist.
Wenn im Schritt S402 der Controller 13 bestimmt, dass der Kurbelwinkel CA2 zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit der Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), speichert der Controller 13 die Motordrehzahl NE zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit in NECA3 (Schritt S403), wodurch die Motordrehzahl zu dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 in dem Takt für diese Zeit gespeichert wird, und beendet die Verarbeitung für die Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Bestimmung zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit, in 9 veranschaulicht.
Wenn andererseits im Schritt S402 der Controller 13 bestimmt, dass der Kurbelwinkel CA zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit nicht der Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), beendet der Controller 13 direkt die Verarbeitung für die Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Bestimmung zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit, veranschaulicht in 9.
Wenn andererseits im Schritt S401 der Controller 13 bestimmt, dass der Kurbelwinkel CA zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit der Winkel CA1 ist, der die Einlassgrenze ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), speichert der Controller 13 NECA1 in NECA2 (Schritt S404), wodurch die Motordrehzahl bei dem Winkel CA1 gespeichert wird, der die Einlassgrenze in dem vorherigen Takt ist.
Dann speichert der Controller 13 die Motordrehzahl NE zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit in dem NECA1 (Schritt S405), wodurch die Motordrehzahl bei dem Winkel CA1 gespeichert wird, der die Einlassgrenze in diesem Takt ist.
Dann bestimmt der Controller 13, ob oder ob nicht eine Motordrehzahl NEb zu einem Verbrennungszeitpunkt in einem ersten Kompressionszylinder nach dem Zahnradeingriff gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 ist, bestimmt mit anderen Worten, ob die Kraftstoffeinspritzung erlaubt werden soll oder nicht (Schritt S406).
Wenn im Schritt S406 der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NEb gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), setzt der Controller 13 das Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Flag F2 auf „1“ (Schritt S407) und schreitet zum Schritt S402.
Wenn andererseits im Schritt S406 der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NEb geringer als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), schreitet der Controller 13 direkt zum Schritt S402.
Im Schritt S406 tätigt übrigens genauer genommen der Controller 13 die Bestimmung auf Grundlage von Gleichung (1) . $2 {(N E C A 1 \frac{2 π}{60})}^{2} + {(N E C A 3 \frac{2 π}{60})}^{2} - 2 {(N E C A 2 \frac{2 π}{60})}^{2} < 0$
Ein von der Drehzahl abhängiger Widerstand der inneren Reibung kann als ungefähr null bei einer Drehzahl gleich oder geringer als eine Leerlaufdrehzahl (so wie 700 UpM) während der Trägheitsdrehung des Motors betrachtet werden, und Energieverluste bei jeweiligen Winkeln können als gleich zueinander betrachtet werden.
Eine Drehenergieänderung ELoss1 für einen Takt bei dem Drehwinkel CA1, der die Einlassgrenze ist, kann mit anderen Worten als Gleichung (2) repräsentiert werden, wo J die Rotationsträgheit des Motors ist. $E L o s s 1 = \frac{1}{2} J {(N E C A 2 \frac{2 π}{60})}^{2} - \frac{1}{2} J {(N E C A 1 \frac{2 π}{60})}^{2}$
Ähnlich kann eine Drehenergieänderung ELoss2 zwischen dem Winkel CA1, der die Einlassgrenze ist, und dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 durch die Motordrehzahl des vorherigen Taktes als Gleichung (3) repräsentiert werden. $E L o s s 2 = \frac{1}{2} J {(N E C A 2 \frac{2 π}{60})}^{2} - \frac{1}{2} J {(N E C A 3 \frac{2 π}{60})}^{2}$
Darüber hinaus wird mit Verweis auf Gleichungen (2) und (3) eine Drehenergie bei dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 in dem nächsten Takt als Gleichung (4) bei dem Winkel CA1 repräsentiert, der die Einlassgrenze ist. $\frac{1}{2} J {(N E C A 1 \frac{2 π}{60})}^{2} - E L o s s 1 - E L o s s 2$
Man beachte, dass die linke Seite von Gleichung (1) akquiriert wird mittels Dividieren von Gleichung (4) durch J und Multiplizieren des Ergebnisses mit 2. Ein Zustand, wo die linke Seite von Gleichung (1) geringer als 0 ist, die Drehenergie bei dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 in dem nächsten Takt ist mit anderen Worten geringer als 0, bedeutet, dass der Motor sich nicht zu dem Winkel nur durch die Trägheitsdrehung davon dreht, und der Motor den Winkel während der Drehung durch den Anlassermotor 145 erreicht, nachdem das Ritzel 144 und der Zahnkranz 11 ineinander eingreifen.
Übrigens wird bezüglich des Entzündbarkeitsbestimmungswinkels CA2 der Verbrennungszeitpunkt des Kompressionszylinders erreicht, nachdem die Motordrehzahl NE gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 wird während der Drehung durch den Anlassermotor 145, und daher kann die Verbrennung effizient ausgeführt werden, um den Motor sanft neu zu starten.
Falls im Gegensatz dazu die linke Seite von Gleichung (1) gleich oder mehr als 0 ist, die Drehenergie bei dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 in dem nächsten Takt ist mit anderen Worten gleich oder mehr als 0, existiert darüber hinaus ein Takt oder mehr, bis die Zahnräder ineinander eingreifen, oder die Motordrehzahl NE wird 0 nach der Ankunft bei dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 und vor dem Verbrennungszeitpunkt.
Falls die Kraftstoffeinspritzung neu gestartet wird, wenn die Drehenergie bei dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 in dem nächsten Takt gleich oder mehr als 0 ist, wird somit die Verbrennung neu gestartet vor dem Zahnradineinandergreifen, oder die Drehung durch den Anlassermotor 145 wird nicht ausreichend ausgeführt (geringer als 25 Grad). Somit wird der Verbrennungszeitpunkt des Kompressionszylinders in einem Zustand erreicht, wo die Motordrehzahl NE gering ist, und der Motor kann nicht sanft neugestartet werden. Deshalb kann der Motor neugestartet werden mittels Setzen des Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Flags F2 auf Grundlage davon, ob Gleichung (1) wahr oder falsch ist.
Mit Verweis auf 10 wird nun eine detaillierte Beschreibung der in Schritt S307 von 8 veranschaulichten Motorneustartsteuerung gegeben. 10 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungssequenz mit Bezug zu der Anlassersteuerung und der Kraftstoffeinspritzung veranschaulicht, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, in der Motorstartvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Zuerst bestimmt der Controller 13, ob das Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Flag F2 „1“ ist oder nicht (Schritt S501).
Im Schritt S501, wenn der Controller 13 bestimmt, dass das Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Flag F2 „1“ ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), schreitet der Controller 13 zum Schritt S502 und startet die Kraftstoffeinspritzung neu. Eine vom Schritt S502 startende Verarbeitung ist dieselbe wie die Verarbeitung im Schritt S202 bis Schritt S207, der in 4 veranschaulicht sind, und deren Beschreibung wird deshalb weggelassen.
Im Schritt S501, wenn andererseits der Controller 13 bestimmt, dass das Krafteinspritzungserlaubnis-Flag F2 „0“ ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), bestimmt der Controller 13, ob die Motordrehzahl NE bei dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit gleich oder mehr als die Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 ist oder nicht (Schritt S508).
Im Schritt S508, wenn der Controller 13 bestimmt, dass der Controller 13 bestimmt, dass die Motordrehzahl NE zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit gleich oder mehr als die Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Ja), startet der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung neu (Schritt S509), schreitet zum Schritt S504 und startet die Stromversorgung an das Solenoid 141.
Im Schritt S508, wenn der Controller 13 andererseits bestimmt, dass die Motordrehzahl NE zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit geringer als die Anlasserantrieberlaubnis-Drehzahl Nr2 ist (die Bestimmung ist mit anderen Worten Nein), beendet der Controller 13 die Verarbeitung für die Motorneustartsteuerung zu dem Verarbeitungszeitpunkt für diese Zeit, in 10 veranschaulicht, und schreitet zu dem nächsten Steuerzyklus.
Auf diese Weise bestimmt der Controller 13, ob die Motordrehzahl NEb zu dem Verbrennungszeitpunkt in dem Kompressionszylinder gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 ist oder nicht, auf Grundlage davon, ob die Drehenergie des Motors bei dem Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 geringer als 0 ist oder nicht. Darüber hinaus startet der Controller 13 die Kraftstoffeinspritzung neu vor der Bewegung des Ritzels 144 auf Grundlage der Bestimmung, wodurch die Verbrennung in dem ersten Kompressionszylinder erzeugt wird, wenn die Drehzahl gleich oder mehr als die Verbrennungserlaubnis-Motordrehzahl Nr3 ist.
Als ein Ergebnis kann der Motor schnell und leise neugestartet werden, so dass der Fahrer kein Gefühl eines Unbehagens wahrnimmt, und eine Stromversorgungsdauer des Anlassers kann reduziert werden, um eine Energieeinsparung und Verlängerungen der Lebensdauern von Komponenten zu erreichen.
Darüber hinaus wird die Kraftstoffeinspritzungserlaubnis-Bestimmung zu dem Zeitpunkt des Winkels CA1 gemacht, der die Einlassgrenze ist, und daher, selbst falls die Motorneustart-Bedingung zu einem späteren Zeitpunkt erfüllt wird, kann die Kraftstoffeinspritzung früh neugestartet werden.
Wie oben beschrieben, enthält gemäß der zweiten Ausführungsform die Motorstartvorrichtung zum Stoppen, wenn die Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt wird, der Kraftstoffeinspritzung an den Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, den Zahnkranz, der mit der Kurbelwelle des Motors gekoppelt wird, den durch die Stromversorgung gedrehten Anlassermotor, das Ritzel zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors an den Zahnkranz, einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels zu dem Zahnkranz durch die Stromversorgung, wodurch das Ritzel mit dem Zahnkranz ineinandergreift, und einen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung, so dass eine Verbrennung in dem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt wird, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels startet.
Darüber hinaus enthält die Motorstartvorrichtung ferner einen Drehzahlschätzteil zum Schätzen der Motordrehzahl bei dem vorbestimmten Kompressionszylinder, und der vorbestimmte Kompressionszylinder ist ein erster Kompressionszylinder, wenn die durch den Drehzahlschätzteil geschätzte Motordrehzahl gleich oder mehr als die vorbestimmte Drehzahl wird.
Deshalb wird die Kraftstoffeinspritzung so ausgeführt, dass die Verbrennung in dem ersten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem der Anlassermotor angetrieben wird, wodurch der Motor früher neugestartet wird.
Darüber hinaus schätzt der Drehzahlschätzteil die Motordrehzahl vor der Einlassgrenze bei jedem der Zylinder Motors. Deshalb wird die Kraftstoffeinspritzung so ausgeführt, dass die Verbrennung zu dem ersten Zündzeitpunkt erzeugt wird, nachdem der Anlassermotor angetrieben wird, wodurch der Motor früher neugestartet wird.
Dritte Ausführungsform
In der Beschreibung der zweiten Ausführungsform ist der Verbrennungszeitpunkt 5 Grad BTDC, aber die Spannungsladung an die Zündspule 16 kann nach dem oberen Totpunkt gestartet werden (so wie 5 Grad ATDC), um die Zündung auszuführen.
Falls die Zündung auf diese Weise nach dem oberen Totpunkt ausgeführt wird, selbst wenn die Verbrennung bei der niedrigen Drehzahl erzeugt wird, wird das Verbrennungsdrehmoment in der umgekehrten Drehrichtung nicht erzeugt, und daher kann ein Gebiet, wo die Kraftstoffeinspritzung neu gestartet werden kann, erweitert werden. Genauer genommen kann der Entzündbarkeitsbestimmungswinkel CA2 auf einen Winkel näher an dem oberen Totpunkt gesetzt werden.
Falls die Spannungsladung an die Zündspule 16 vor dem oberen Totpunkt gestartet wird, und das Ineinandergreifen zwischen dem Ritzel 144 und dem Zahnkranz 11 aus irgendeinem Grund fehlschlägt, muss darüber hinaus die Spannungsladung freigegeben werden, um einen Zündfunken zu erzeugen, um zu verhindern, dass die Zündspule 16 verbrannt wird.
Falls die Kraftstoffeinspritzung neugestartet worden ist, wird bei dieser Gelegenheit die Verbrennung durch die Zündung vor dem oberen Totpunkt erzeugt, und eine Vibration des Motors oder dergleichen kann dazu führen, dass der Fahrer ein Gefühl eines Unbehagens wahrnimmt. Falls die Spannungsladung an die Zündspule 16 nach dem oberen Totpunkt gestartet wird, selbst wenn das Ineinandergreifen zwischen dem Ritzel 144 und dem Zahnkranz 11 fehlschlägt, und die Spannungsladung freigegeben wird, wird deshalb das Drehmoment in der umgekehrten Drehrichtung nicht erzeugt, und die Vibration des Motors oder dergleichen kann zurückgehalten werden.
Wie oben beschrieben, enthält die Motorstartvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ferner eine Zündspule und einen Zündzeitpunkt-Steuerteil zum Steuern des Zündzeitpunktes durch die Zündspule, und der Zündzeitpunkt-Steuerteil setzt die Zündung in dem vorbestimmten Kompressionszylinder nach dem oberen Totpunkt.
Die Motorstartvorrichtung enthält ferner die Zündspule und einen Zündungsvorbereitungsteil zum Laden der Zündspule mit einer Spannung, und der Zündungsvorbereitungsteil startet die Spannungsladung an die Zündspule nach dem oberen Totpunkt.
Deshalb wird die Kraftstoffeinspritzung so ausgeführt, dass die Verbrennung zu dem ersten Zündzeitpunkt erzeugt wird, nachdem der Anlassermotor angetrieben wird, wodurch der Motor früher neugestartet wird.
Bezugszeichenliste
10 Motorstartvorrichtung, 11 Zahnkranz, 12 Kurbelwinkelsensor, 13 Controller (Ritzelbewegteil, Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil, Drehzahlschätzteil, Zündzeitpunkt-Steuerteil, Zündungsvorbereitungsteil), 14 Anlasser, 15 Injektor, 16 Zündspule, 141 Solenoid, 142 Stempel, 143 Hebel, 144 Ritzel, 145 Anlassermotor, 146 Einwegkupplung

Claims

Motorstartvorrichtung zum Stoppen, wenn eine Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung (10) umfasst: einen Zahnkranz (11), der mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist; einen durch eine Stromversorgung gedrehten Anlassermotor (145); ein Ritzel (144) zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors (145) an den Zahnkranz (11); einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels (144) zu dem Zahnkranz (11) durch eine Stromversorgung, wodurch das Ritzel (144) mit dem Zahnkranz (11) ineinandergreift; und einen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung vor dem Start der Stromversorgung zum Antreiben des Anlassermotors (145), so dass eine Verbrennung in einem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels (144) startet.
Motorstartvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Kompressionszylinder ein erster Kompressionszylinder nach einer Vollendung des Ineinandergreifens zwischen dem Ritzel (144) und dem Zahnkranz (11) ist.
Motorstartvorrichtung gemäß Anspruch 1, mit ferner einem Drehzahlschätzteil zum Schätzen einer Motordrehzahl bei dem vorbestimmten Kompressionszylinder, wobei der vorbestimmte Kompressionszylinder ein erster Kompressionszylinder ist, nachdem die durch den Drehzahlschätzteil geschätzte Motordrehzahl gleich oder mehr als eine vorbestimmte Drehzahl wird.
Motorstartvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Drehzahlschätzteil die Motordrehzahl vor einer Einlassgrenze bei jedem Zylinder des Motors schätzt.
Motorstartvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kraftstoffeinspritzungs-Steuerteil die Kraftstoffeinspritzung neustartet, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, und bevor der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels (144) startet.
Motorstartvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 mit ferner: einer Zündspule (16); und einem Zündzeitpunkt-Steuerteil zum Steuern eines Zündzeitpunktes der Zündspule (16), wobei der Zündzeitpunkt-Steuerteil eine Zündung des vorbestimmten Kompressionszylinders nach einem oberen Totpunkt setzt.
Motorstartvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 mit ferner: einer Zündspule (16); und einem Zündvorbereitungsteil zum Laden der Zündspule (16) mit einer Spannung, wobei der Zündvorbereitungsteil das Spannungsladen an die Zündspule (16) nach einem oberen Totpunkt startet.
Motorstartvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, wenn die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist während einer Trägheitsdrehung des Motors, die durch das Stoppen der Kraftstoffeinspritzung an den Motor verursacht worden ist, die Stromversorgung an den Anlassermotor (145) gestartet wird auf Grundlage wenigstens einer Motordrehzahl, nachdem die Bewegung des Ritzels (144) durch den Ritzelbewegteil gestartet wird.
Motorstartverfahren, das durch eine Motorstartvorrichtung ausgeführt wird zum Stoppen, wenn eine Automatischer-Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, einer Kraftstoffeinspritzung an einen Motor zum automatischen Stoppen des Motors, und zum anschließenden Neustarten des Motors, wenn eine Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, wobei die Motorstartvorrichtung (10) umfasst: einen Zahnkranz (11), der mit einer Kurbelwelle des Motors gekoppelt ist; einen durch eine Stromversorgung gedrehten Anlassermotor (145); ein Ritzel (144) zum Übertragen der Drehung des Anlassermotors (145) an den Zahnkranz (11); und einen Ritzelbewegteil zum Bewegen des Ritzels (144) zu dem Zahnkranz (11) durch eine Stromversorgung, wodurch das Ritzel (144) mit dem Zahnkranz (11) ineinandergreift, wobei das Motorstartverfahren einen Kraftstoffeinspritzungs-Steuerschritt umfasst zum Neustarten der Kraftstoffeinspritzung vor dem Start der Stromversorgung zum Antreiben des Anlassermotors (145), so dass eine Verbrennung in einem vorbestimmten Kompressionszylinder erzeugt wird, nachdem die Motorneustart-Bedingung erfüllt ist, und nachdem der Ritzelbewegteil die Bewegung des Ritzels (144) startet.