DE60034837T2

DE60034837T2 - Startvorrichtung für Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Steuerungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE60034837T2
Application number: DE60034837T
Authority: DE
Inventors: Katsunori 2-chome Minato-ku Ueda; Kuniaki 2-chome Minato-ku Kaihara; Hiromitsu 2-chome Minato-ku Ando; Jun 2-chome Minato-ku Takemura
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-14
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: DE60034837D1; EP1036928A3; EP1036928B1; KR100345797B1; US6340016B1; KR20000062889A; EP1036928A2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Startvorrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, (hierin nachstehend als Brennkraftmaschine bezeichnet), in welcher Kraftstoff direkt in die Brennkammern eingespritzt wird.
In den letzten Jahren wurden zum Erzielen von Emissionsreduzierungen und Verbesserungen im Kraftstoffverbrauch Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, in welchen der Kraftstoff direkt in die Brennkammern eingespritzt wird, zum Einsatz gebracht. Diese Art von Brennkraftmaschinen ist so aufgebaut, dass es möglich ist, zwischen einer gleichmäßigen Verbrennung, in welcher Kraftstoff während des Ansaughubs eingespritzt wird, um ein gleichmäßiges Gemisch in der Brennkammer zu erzeugen, und einer geschichteten Verbrennung umzuschalten, in welcher Kraftstoff in dem Kompressionshub eingespritzt wird, um ein geschichtetes Gemisch zu erzeugen. In der geschichteten Verbrennung wird, nachdem ein Gemisch nahe an einem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis um eine Zündkerze herum erzeugt ist, insgesamt ein extrem mageres Gemisch in der Brennkammer realisiert. Die geschichtete Verbrennung ist im Allgemeinen auf Niedrigdrehzahl-, Niedriglast-Betriebsbereiche beschränkt; jedoch wird in einer in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. H.10-30468 offenbarten Brennkraftmaschine, wenn sich eine Temperatur der Brennkraftmaschine über einer festgelegten Temperatur befin det und sich der Kraftstoffdruck über einem festgelegten Druck befindet, eine geschichtete Verbrennung mit Kompressionshubeinspritzung vom Zeitpunkt des Startvorgangs an ausgeführt.
In der in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung offenbarten Brennkraftmaschine besteht die Aufgabe der Ausführung einer geschichteten Verbrennung vom Startvorgang an in der Erzielung der Emissions- und Kraftstoffverbrauchs-Vorteile der geschichteten Verbrennung vom Zeitpunkt des Starts an. Demzufolge ist die Steuerungsprozedur für den Startvorgang dieselbe wie bei einer normalen Brennkraftmaschine. In dieser Steuerungsprozedur wird zuerst eine Zylinderidentifikation am Beginn des Anlassvorgangs ausgeführt, und wenn nach dem Abschluss dieser Zylinderidentifikation ein Zylinder seinen Kompressionshub erreicht, wird eine Kraftstoffeinspritzung in diesen Zylinder mit einer vorbestimmten Einspritzmenge und zu einem vorbestimmten Einspritzzeitpunkt ausgeführt.
D.h., in der Brennkraftmaschine der vorstehend erwähnten Veröffentlichung wird der Verkürzung der für den Startvorgang erforderlichen Zeit keine Beachtung geschenkt, und es ist nicht möglich, einen Wunsch nach Verkürzung der Startzeit zu erfüllen. Eine Verzögerung beim Start einer Brennkraftmaschine ist ein Problem selbst in einem normalen Fahrzeug, aber insbesondere in den Hybridfahrzeugen und Fahrzeugen mit Leerlaufabschaltung, welche in den letzten Jahren in Gebrauch gekommen sind, besteht das Problem, dass wenn eine Verzögerung im Startvorgang vorliegt, deren Vorteile nicht vollständig genutzt werden können. Beispielsweise bewirkt in einem Hybridfahrzeug, welches sowohl einen Elektromotor als auch eine Brennkraftmaschine als Antriebsquellen verwendet, wenn, um Ausgangsleistung zu erzielen (beispielsweise wenn von einer Niederlastfahrt unter Motorantrieb beschleunigt werden soll) die Brennkraftmaschine gestartet wird, jede Verzögerung im Startvorgang ein kurzzeitiges Abfallen der Ausgangsleistung und verringert die Beschleunigungsreaktionsfähigkeit. Und in einem Fahrzeug, in welchem die Brennkraftmaschine automatisch abgestellt wird, wenn das Fahrzeug anhält, um ein Haltesignal einer Verkehrsampel an einer Straßenkreuzung oder Fußgängerkreuzung zu befolgen (hierin nachstehend als Halten an einer Verkehrsampel oder dergleichen bezeichnet) entsteht das Problem, dass eine Startverzögerung der Brennkraftmaschine direkt zu einer Verzögerung in der Fortbewegung führt.
Ferner kann, abhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine, der Ablauf einer Vorläuferreaktion, die von dem in den Zylinder in den Kompressionshub eingespritzten Kraftstoff durchgemacht wird, bewirken, dass die der Funkenerzeugung folgende Verbrennungsrate rasch wird, oder dass der Ablauf der Vorläuferreaktion zu einer Selbstentzündung vor der Funkenerzeugung für den eingespritzten Kraftstoff führen kann. Hier bezeichnet Vorläuferreaktion ein Phänomen von Kohlenwasserstoffen in Kraftstoff, die sich unter Wärme zerlegen und eine Niedertemperaturoxidationsreaktion durchlaufen. In dieser Niedertemperaturoxidationsreaktion verbrennt anders als bei einer einer Funkenerzeugung nachfolgenden Verbrennung oder Hochtemperaturverbrennung, wie z.B. einer durch Flammenausbreitung verursachten Verbrennung, der Kraftstoff bei einer niedrigen Temperatur. Und wenn eine Vorläuferreaktionstemperatur ohne Funkenerzeugung und über die gesamte Brennkammer hinweg fortschreitet, entstehen im Wesentlichen viele Flammenkerne gleichzeitig und bewirken eine Selbstentzündung.
Außerdem besteht das Problem, dass unter diesen Umständen Störungen, wie z.B. eine Zunahme in der Brennkraftmaschinen-Schwingung, das Auftreten von Klopfen, oder dass Kohlenstoff in das Einspritzloch eines in der Brennkammer freiliegenden Einspritzventils gelangt, entstehen.
US 5,447,143 offenbart eine Vorrichtung zum Detektieren der Position wenigstens einer Welle, welche eine Bezugsmarke besitzt, so dass die Position der Welle unmittelbar bekannt ist, nachdem die Brennkraftmaschine gestartet ist und alle Zylinder geeignet mit Kraftstoff direkt nach dem Einschalten versorgt werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung bereitzustellen, mit welcher der Startvorgang schnell abgeschlossen werden kann. Und es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung bereitzustellen, mit welcher der Startvorgang schnell abgeschlossen werden kann und auch durch Selbstentzündung und Spontanverbrennung verursachte Störungen durch normale Funkenerzeugung, die sicher beim Startvorgang ausgeführt wird, verhindert werden können.
Die Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
Um diese und weitere Aufgaben zu lösen, besitzt in einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, in welcher Kraftstoff direkt in Zylinder eingespritzt werden kann, eine Zylinderidentifizierungseinrichtung zum Durchführen einer Zylinderidentifizierung der Brennkraftmaschine während die Brennkraftmaschine abgestellt ist; eine Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln, ob eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt; eine Startsteuereinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen durch die Zylinderidentifizierungseinrichtung identifizierten Kompressionshubzylinder, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt; eine Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung zum Detektieren einer Brennkraftmaschinen-Temperatur der Brennkraftmaschine; eine Kolbenpositions-Detektionseinrichtung zum Detektieren der Position eines Kolbens in dem identifizierten Kompressionshubzylinder; und eine Zündbereichs-Ermittlungseinrichtung, um auf der Basis der von der Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung detektierten Temperatur und der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition zu ermitteln, ob sich in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff in einem Zündbereich befindet.
Und demzufolge wird in einer Startvorrichtung für ein Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der Erfindung gemäß dieser ersten bevorzugten Ausführungsform, wenn mit dem Anlassen für den Startvorgang begonnen wird, da zu diesem Zeitpunkt eine Kraftstoffeinspritzung in den in seinen Kompressionshub positionierten Zylinder sofort ausgeführt wird, durch eine anschließende Funkenerzeugung eine erste Verbrennung schnell ausgeführt, wodurch der Startvorgang schnell abgeschlossen werden kann.
Dadurch ist es, da auf der Basis der Brennkraftmaschinentemperatur und der Kolbenposition des durch die Zylinderidentifikationseinrichtung identifizierten Kompressionshubszylinders vor der Ausführung der Einspritzung von Kraftstoff in den Kompressionshubzylinder ermittelt wird, ob sich der in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzte Kraftstoff in einem Zündbereich befindet oder nicht, möglich, den Startvorgang schnell abzuschließen, während gleichzeitig ein Fehlzündung verhindert wird.
Und in einer weiteren Version der ersten Ausführungsform der Erfindung weist die Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung eine Kolbenpositions-Korrektureinrichtung auf, um die Kolbenposition entweder des identifizierten Kompressionshubs-Zylinders oder des in seinen Kompressionshub anschließend an den identifizierten Kompressionshub-Zylinder einzutretenden Zylinders so zu bewegen, dass die Kolbenposition so wird, dass sich in den identifizierten Kompressionshub-Zylinder eingespritzter Kraftstoff in einem Zündbereich befindet, wenn ermittelt wird, dass die durch die Kolbenpositions-Ermittlungseinrichtung detektierte Kolbenposition so ist, dass sich in den identifizierten Kompressionshub-Zylinder eingespritzter Kraftstoff nicht in einem Zündbereich befindet. Da es durch diese Einrichtung möglich ist, dass die Position des Kolbens so verschoben wird, dass sich eingespritzter Kraftstoff in einem Zündbereich befindet, kann durch Kraftstoffeinspritzung in einen in seinen Kompressionshub positionierten Zylinder direkt zu diesem Zeitpunkt durch eine anschließende Funkenerzeugung eine erste Verbrennung schnell ausgeführt und der Startvorgang schnell abgeschlossen werden.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe und weitere Aufgaben zu lösen, weist in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung ferner auf:
Eine Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken; und eine Startsteuereinrichtung zum Steuern der Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Zylinder auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung festgestellt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt.
Demzufolge wird in einer Startvorrichtung für ein Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der Erfindung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform, als eine Folge der Bereitstellung des vorstehend beschriebenen Aufbaus, indem eine Kraftstoffeinspritzmenge und ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt so eingestellt werden, dass eine anormale Verbrennung unterdrückt wird, wenn mit dem Anlassen für den Startvorgang begonnen wird, da eine Kraftstoffeinspritzung sofort in den identifizierten Zylinder zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird, durch eine anschließende Funkenerzeugung eine erste Verbrennung schnell ausgeführt, wodurch der Startvorgang schnell abgeschlossen werden kann. D.h., mit dieser Erfindung ist es, da um den Startvorgang schnell zu beenden, der Kraftstoff dazu gebracht werden kann, sicher durch Funkenerzeugung beim Startvorgang unter gleichzeitiger Unterdrückung einer anormalen Verbrennung zu verbrennen, möglich, durch Selbstentzündung und Spontanverbrennung verursachte Störungen (wie z.B. eine Zunahme in der Brennkraftmaschinenschwingung, das Auftreten von Klopfen oder dass Kohlenstoff in das Einspritzloch einer Einspritzdüse gelangt) zu verhindern.
In einer weiteren Version der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge weiter zur der Zunahmeseite hin ein, je näher sich die Kolbenposition vor dem Start der Brennkraftmaschine an dem unteren Totpunkt befindet. Dieses ist so, weil in einem in seinem Kompressionshub angehaltenen Zylinder, je näher sich die Kolbenpositi on an dem unteren Totpunkt befindet, der Druckanstieg umso größer ist, wenn sich der Kolben zu dem oberen Totpunkt bewegt und somit umso wahrscheinlicher das Auftreten einer Selbstentzündung oder Spontanverbrennung ist. Und für einen in seinem Ansaughub angehaltenen Zylinder ist, je näher sich die Kolbenposition an dem unteren Totpunkt befindet, desto größer die Menge des Restgases in dem Zylinder und desto geringer die Menge des Kraftstoffs aus dem Ansaugkanal und umso wahrscheinlicher das Auftreten einer Selbstentzündung. Und deshalb kann, weil die Kraftstoffeinspritzmenge diesen Tendenzen entsprechend erhöht wird, und die Temperatur in dem Zylinder durch die Verdampfungswärme des Kraftstoffs abgesenkt wird, der Startvorgang schnell abgeschlossen werden und durch Selbstentzündung und Spontanverbrennung der vorstehenden beschriebenen Art bewirkte Störungen können durch eine sicher bei dem Startvorgang ausgeführte Funkenerzeugung verhindert werden.
In einer weiteren Version der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung einen Zündzeitpunkt so ein, dass eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes verhindert wird, und die Startsteuereinrichtung steuert, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt, die Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Zylinder auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes und steuert dann die Zündung für den in den identifizierten Zylinder eingespritzten Kraftstoff auf der Basis des von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung festgelegte Zündzeitpunktes. In dieser Version stellt die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung bevorzugt den Zündzeitpunkt mehr auf die Verzögerungs seite hin ein, je näher sich die Kolbenposition vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine an dem unteren Totpunkt befindet.
Dadurch kann, in dieser Version, indem der Zündzeitpunkt mehr auf die Verzögerungsseite hin eingestellt wird, je näher sich die Kolbenposition an dem unteren Totpunkt befindet, eine durch Selbstentzündung und Spontanverbrennung der vorstehend beschriebenen Art verursachte Störung sicherer verhindert werden. Beispielsweise ist für einen in seinem Kompressionshub angehaltenen Zylinder, je näher sich die Kolbenposition an dem unteren Totpunkt befindet, der Druckanstieg größer, als wenn sich der Kolben zu dem oberen Totpunkt hin bewegt und somit die Verbrennungsrate rascher (die Verbrennungsgeschwindigkeit in Bezug auf den Kurbelwellenwinkel), und für einen Zylinder in seinem Ansaughub, ist, je näher sich die Kolbenposition an dem unteren Totpunkt befindet, die Menge an Restgas in dem Zylinder umso größer und die Ansaugluftmenge aus dem Ansaugkanal geringer und somit ist die Temperatur in dem Zylinder während der Kompression höher und die Verbrennungsgeschwindigkeit umso rascher. Und weil der Zündzeitpunkt diese Tendenzen entsprechend verzögert wird, wird der Druck in dem Zylinder nach der Zündung verringert und die Verbrennungsrate verlangsamt.
In einer weiteren Version der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung zum Detektieren einer Brennkraftmaschinentemperatur bereitgestellt, und die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung stellt eine Basiskraftstoffeinspritzmenge und einen Basiskraftstoffeinspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition von der von der Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung de tektierten Brennkraftmaschinetemperatur ein, und die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung korrigiert wenigstens einen von den Verbrennungsparametern, der die eingestellte Basiskraftstoffeinspritzmenge und der eingestellte Basiskraftstoffeinspritzzeitpunkt für den identifizierten Zylinder sind, in Abhängigkeit von durch die Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken. Auch in dieser Version stellt die Kraftstoffparameter-Einstelleinrichtung einen Basiszündzeitpunkt für den eingespritzten Kraftstoff in den identifizierten Zylinder in Abhängigkeit von der durch die Kolbenpositions-Einstelleinrichtung detektierten Kolbenposition und der durch die Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung detektierten Temperatur ein, und die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung korrigiert den Verbrennungsparameter, der der eingestellte Basiszündzeitpunkt ist, in Abhängigkeit von der durch die Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition so, dass sie eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes unterdrückt.
In der Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung der Erfindung gemäß dieser weiteren Version der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird als Folge der Bereitstellung der vorstehend beschriebenen Konstruktion, indem wenigstens einer von Verbrennungsparametern, die die durch die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellte Basiskraftstoffeinspritzmenge und der Basiskraftstoffeinspritzzeitpunkt sind, die in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition korrigiert werden, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken, wenn mit dem Anlassen für den Startvorgang begonnen wird, da die Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder, in welchen Kraftstoff eingespritzt werden sollte, unmittelbar zu diesem Zeitpunkt eingespritzt wird, durch eine anschließende Funkenerzeugung eine erste Zündung schnell ausgeführt, weshalb der Startvorgang schnell abgeschlossen werden kann. D.h., mit dieser Erfindung ist es, da um den Startvorgang schnell zu beenden, der Kraftstoff dazu gebracht werden kann, sicher durch Funkenerzeugung beim Startvorgang unter gleichzeitiger Unterdrückung einer anormalen Verbrennung zu verbrennen, möglich, durch Selbstentzündung und Spontanverbrennung verursachte Störungen zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der hierin nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, welche lediglich zur Veranschaulichung dienen und somit keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung sind, verständlich. In den Zeichnungen ist:
1 eine Darstellung eines Gesamtaufbaus, der eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Flussdiagramm, das eine von einer Brennkraftmaschinen-Steuereinheit (hierin nachstehend als ECU bezeichnet) ausgeführte Brennkraftmaschinen-Abstellroutine der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
3 ein Flussdiagramm, das eine von der ECU der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgeführte Brennkraftmaschinen-Startroutine darstellt;
4 ein Flussdiagramm, das eine von der ECU der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgeführte Brennkraftmaschinen-Startroutine darstellt;
5 eine Ansicht, die ein Kennfeld zur Verwendung mit Superbenzin-Kraftstoff zur Ermittlung eines Zündbereichs in der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
6 eine Ansicht, die ein Kennfeld zur Verwendung mit Normalbenzin-Kraftstoff zur Ermittlung eines Zündbereichs in der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
7 eine Ansicht, welche Auswirkungen einer Einspritzmenge und eines Einspritzzeitpunktes auf einen Zündbereich eines Superbenzin-Kraftstoffs in der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
8 eine Ansicht, welche Auswirkungen einer Einspritzmenge und eines Einspritzzeitpunktes auf einen Zündbereich eines Normalbenzin-Kraftstoffs in der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
9 ein Zeitdiagramm, das eine Ausführung einer Schnellstart-Steuerung der ersten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
10 ein Flussdiagramm, das eine von einer ECU einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ausgeführte Brennkraftmaschinen-Startroutine darstellt;
11 eine Ansicht, die ein Kennfeld zum Ermitteln eines Zündbereichs in der zweiten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
12 ein Kennwertediagramm, das einen Verbrennungszustand eines Kompressionshubzylinders darstellt, wenn die Kolbenposition 180° CA (Kurbelwellenwinkel) vor dem oberen Totpunkt (hierin nachstehend mit BTDC bezeichnet) bei dem Start in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist;
13 ein Kennwertediagramm, das einen Verbrennungszustand eines Kompressionshubzylinders darstellt, wenn die Kol benposition 120° CA BTDC bei dem Start in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist;
14 ein Kennwertediagramm, das einen Verbrennungszustand eines Kompressionshubzylinders darstellt, wenn die Kolbenposition 90° CA BTDC bei dem Start in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist;
15 ein Kennwertediagramm, das einen Verbrennungszustand eines Kompressionshubzylinders darstellt, wenn die Kolbenposition 60° CA BTDC bei dem Start in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist;
16 eine Ansicht, welche eine Auswirkung eines Zündfunkenzeitpunktes auf die Kurbelwellengeschwindigkeit und Brennkraftmaschinenschwingung in der zweiten bevorzugten Ausführungsform darstellt;
17 ein Kennwertediagramm, das einen Verbrennungszustand eines Ansaughubzylinders darstellt, wenn die Kolbenposition eines Kompressionshubzylinders 180° CA BTDC bei dem Start in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist;
18 ein Kennwertediagramm, das einen Verbrennungszustand eines Ansaughubzylinders darstellt, wenn die Kolbenposition eines Kompressionshubzylinders 90° CA BTDC bei dem Start in der zweiten bevorzugten Ausführungsform ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun beschrieben. Eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung gemäß der Erfindung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit Leerlaufabschaltung ist in den 1–9 dargestellt.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen eine Direkteinspritzungs-Benzin-Brennkraftmaschine 1 mit einer Viertakt-Reihen-Vierzylinder-Brennkraftmaschine, die in einem gleichmäßigen Abstand eines von 180°-Kurbelwellenwinkels (hierin nachstehend als CA bezeichnet) zündet; in jedem ihrer Zylinder ist eine Zündkerze 2 eingebaut, und ein Kraftstoffeinspritzventil 3 ist so eingebaut, dass es Kraftstoff direkt in die Brennkammer einspritzen kann.
Die Brennkammern und Einlasskanäle usw. der Brennkraftmaschine 1 sind besonders für Direkteinspritzung ausgelegt. Wenn Kraftstoff in den Kompressionshub eingespritzt wird, wird der eingespritzte Kraftstoff zu der Zündkerze 2 hin durch eine Umkehrwalzenströmung bewegt, die durch in dem Ansaughub eintretende Luft erzeugt wird, und ein Gemisch nahe an einem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis wird dadurch in der Nähe der Zündkerze 2 erzeugt. Indem dieses Gemisch verbrannt wird, wird eine geschichtete Verbrennung möglich gemacht, mit welchem das Luft/Kraftstoff-Verhältnis der Brennkammer insgesamt extrem mager gehalten wird.
Ein Handschaltgetriebe 4 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden, und dieses Getriebe ist mit den Antriebsrädern des Fahrzeugs über ein Differentialgetriebe verbunden. Eine Kupplung 5 ist zwischen der Brennkraftmaschine 1 und dem Getriebe 4 vorgesehen und diese Kupplung 5 steuert die Kraftübertragung von der Seite der Brennkraftmaschine 1 zu der Seite des Getriebes 4 in Abhängigkeit von (nicht dargestellten) Kupplungspedalbetätigungen eines Fahrers. Ein permanent in Eingriff stehender Starter 6 ist an der Brennkraftmaschine 1 montiert und ein Ritzelzahnrad 6a des Starters 6 steht permanent mit einem Schwungrad 1a der Brennkraftmaschine 1 in Eingriff. Eine (nicht dargestellte) Freilaufkupplung ist auf dem Schwungrad 1a montiert; während des Starts bewirkt diese Freilaufkupplung ein Anlassen durch Übertragen des Antriebs aus dem Starter 6 auf die Seite der Brennkraftmaschine 1, und nach Abschluss des Startvorgangs läuft sie frei und verhin dert dadurch, dass der Starter 6 durch die Brennkraftmaschine 1 entgegengesetzt angetrieben wird.
Ein Motor 11 des Starters 6 ist mit einer Batterie 13 über normalerweise offene Relaiskontakte 12a verbunden. Eine die Relaiskontakte 12a ansteuernde Relaisspule 12b ist mit der Batterie 13 über Startkontakte (hierin nachstehend als ST-Kontakte bezeichnet) 14a des Zündschalters 14 verbunden. Wenn der Zündschalter 14 in die Position der ST-Kontakte 14a gedreht ist, sind die Relaiskontakte 12a durch die Erregung der Relaisspule 12b geschlossen, der Motor 11 und die Batterie 13 verbunden und die Brennkraftmaschine 1 wird durch den Starter 6 angelassen. Die Relaisspule 12b des Starters ist mit der Batterie 13 über Relaiskontakte 15a einer Startersteuerung 15 und EIN-Kontakte 14b des Zündschalters 14 verbunden. Eine die Relaiskontakte 15a antreibende Relaisspule 15b ist mit der Batterie 13 verbunden, und die Erregung der Relaisspule 15b wird durch eine ECU 21 gesteuert. Somit sind selbst dann, wenn sich der Zündschalter 14 in der Position der EIN-Kontakte 14b befindet, wenn die Relaiskontakte 15a durch die Erregung der Relaisspule 15b geschlossen werden, der Motor 11 und die Batterie 13 verbunden und die Brennkraftmaschine 1 wird angelassen.
Die ECU (Motorsteuereinheit) 21 ist in einem Fahrgastraum angeordnet und weist Eingangs/Ausgangs-Vorrichtungen, Speichervorrichtungen (ROM, RAM, BURAM) auf, die zum Speichern von Steuerprogrammen und Steuerkennfeldern und dergleichen verwendet werden, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), Zeitgeberzähler usw. auf. Mit der Eingangsseite der ECU 21 sind ein Brennkraftmaschinen-Temperatursensor 22 verbunden, der eine Brennkraftmaschinentemperatur T der Brennkraftmaschine 1 detektiert, ein Kurbelwellenwinkelsensor 23 zum Ausgeben eines Kurbelwellenwinkelsignals zusammen mit der Dre hung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1, ein Nockenwellenwinkelsensor 24 zum Ausgeben eines (hierin nachstehend als TOP-Signal bezeichneten) Signals in der Nähe der oberen Totpunktposition jedes Kolbens zusammen mit der Drehung einer Nockenwelle, ein die Fahrzeuggeschwindigkeit V detektierender Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25, ein den Betätigungszustand des Kupplungspedals detektierender Kupplungssensor 26, ein einen Gaspedalbetätigungswert ACC detektierender Beschleunigungssensor 27, ein eine Wellenposition des Getriebes 4 detektierender Wellenpositionssensor 28, und weitere Schalter und Sensoren verbunden.
Mit der Ausgangsseite der ECU 21 sind die vorstehend erwähnten Zündkerzen 2 und Kraftstoffeinspritzventile 3 und auch die Relaisspule 15b der Startersteuerung 15 verbunden. Auf der Basis der detektierten Information führt die ECU 21 verschiedene Programme für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 über eine Kraftstoffeinspritzungssteuerung und Zündzeitpunktsteuerung usw. durch.
Die ECU 21 führt auch eine automatische Abstell/Start-Verarbeitung zum Abstellen und Starten der Brennkraftmaschine 1 aus, wenn das Fahrzeug bei einem Verkehrssignal oder dergleichen angehalten wird. Ferner führt die ECU 21 bei einem Startvorgang der Brennkraftmaschine eine Steuerung ausschließlich für den Startvorgang durch, um einen schnellen Startvorgang zu begünstigen.
In dieser Brennkraftmaschine 1 mit Direkteinspritzung ist zusätzlich zur gleichmäßigen Verbrennung, in welcher Kraftstoff während des Ansaughubs eingespritzt wird, um ein gleichmäßiges Gemisch in der Brennkammer zu erzeugen, eine geschichtete Verbrennung, in welcher Kraftstoff während des Kompressionshubs eingespritzt und zur Verbrennung bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis eines extrem mageren Gemisches ge bracht wird, möglich. Eine geschichtete Verbrennung wird im Allgemeinen in Niedrigdrehzahl-, Niedriglast-Betriebsbereichen durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt führt bei einem (eine Motorbelastung darstellenden) effektiven Soll-Mitteldruck Pe, der beispielsweise aus dem von dem Beschleunigungssensor bzw. Gaspedalsensor 27 detektierten Gaspedalbetätigungswert Acc erhalten wird, und bei einer aus dem von dem Kurbelwellenwinkelsensor 23 in einem relativ niedrigen Bereich detektierten Kurbelwellenwinkelsignal erhaltenen Motordrehzahl Ne, die ECU 21 eine Kompressionshubeinspritzung durch, um Emissionen zu verringern und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. In anderen Regionen (z.B. Hochdrehzahl- und Hochlastbetriebsbereichen) führt sie eine Ansaughubeinspritzung durch, um das erforderliche Motordrehmoment sicherzustellen.
Anschließend wird die für ein Fahrzeug mit Leerlaufabschaltung spezifische automatische Abstell/Start-Verarbeitung der Brennkraftmaschine 1 kurz erläutert.
Wenn das fahrende Fahrzeug bei einem Verkehrszeichen oder dergleichen angehalten wurde, stellt die ECU 21 automatisch die Brennkraftmaschine 1 auf der Basis von voreingestellten festgelegten Brennkraftmaschinen-Abstellbedingungen ab und startet in ähnlicher Weise die Brennkraftmaschine 1 auf der Basis voreingestellter festgelegter Brennkraftmaschinen-Startbedingungen, und eliminiert damit Emissionen und den Kraftstoffverbrauch, während das Fahrzeug steht. Als Brennkraftmaschinen-Abstellbedingungen sind eingestellt, dass die von dem Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 25 detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V Null ist; dass kein Drücken des Kupplungspedals durch den Kupplungssensor 26 detektiert wird (d.h., die Kupplung in Eingriff steht); und dass die von dem Wellenpositionssensor 28 detektierte Wellenposition eine N-(neutrale)-Position ist; und wenn diese Bedingungen erfüllt sind, erkennt die ECU 21, dass die Brennkraftmaschinenabstellbedingungen erfüllt sind, und setzt die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündzeitpunktsteuerung aus, und stellt damit die Brennkraftmaschine 1 ab. Diese Erkennung der Brennkraftmaschinen-Abstellbedingungen und diese Abstellsteuerung der Brennkraftmaschine 1 funktionieren jeweils als Abstellbedingungs-Erkennungseinrichtung und automatische Brennkraftmaschinen-Abstelleinrichtung.
Die Brennkraftmaschinen-Startbedingungen zum automatischen Starten der Brennkraftmaschine sind beispielsweise, dass das Niederdrücken des Kupplungspedals durch den Kupplungssensor 26 detektiert worden ist (die Kupplung wird ausgerückt) und dass die von dem Wellenpositionssensor 28 detektierte Wellenposition die N-Position ist. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, erkennt die ECU 21, dass die Brennkraftmaschinen-Startbedingungen vorliegen, und erregt die Relaisspule 15b der Startersteuerung 15 und nimmt die Kraftstoffeinspritzsteuerung und Zündzeitpunktsteuerung wieder auf. Die Ermittlung, ob diese Brennkraftmaschinen-Startbedingungen gegeben sind oder nicht (Startbedingungs-Erkennungseinrichtung) ist äquivalent zu der Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung.
Hier funktioniert die Ermittlung durch die ECU 21, unabhängig davon, ob diese Brennkraftmaschinen-Startbedingungen erfüllt sind oder nicht als Startbedingungs-Erkennungseinrichtung. Da die Relaiskontakte 15a durch die Erregung der Relaisspule 15b geschlossen werden, wird der Motor 11 des Starters 6 mit der Batterie 13 verbunden, das Anlassen der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt und die Brennkraftmaschine 1 dadurch gestartet, so dass sich das Fahrzeug bewegen kann.
Eine normaler Brennkraftmaschinen-Startvorgang oder Abstellvorgang ist derselbe wie einer in einem normalen Fahr zeug, das von einem Fahrer mit normaler Fahrpraxis bedient wird. Zuerst wird, wenn der Zündschalter 14 von dem Fahrer in die Position der ST-Kontakte 14a gedreht wird, der Motor 11 des Starters 6 mit der Batterie 13 verbunden und das Anlassen der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt. Zusammen mit diesem Anlassen werden die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündzeitpunktsteuerung durch die ECU 21 gestartet und dadurch die Brennkraftmaschine 1 gestartet. Andererseits wird, wenn während des Betriebs der Brennkraftmaschine 1 der Zündschalter 14 durch den Fahrer von den EIN-Kontakten weg in die Position von (nicht dargestellten) AUS-Kontakten 14b gedreht wird, die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündzeitpunktsteuerung durch die ECU 21 beendet und die Brennkraftmaschine 1 abgestellt.
Sowohl bei dem automatischen Abstellen als auch dem vorstehend beschriebenen manuellen Abstellen beendet die ECU 21, wenn sie die Brennkraftmaschine 1 abstellt, die Kraftstoffeinspritzsteuerung und Zündzeitpunktssteuerung gemäß einer in 2 dargestellten Brennkraftmaschinen-Abstellroutine, wie es nachstehend beschrieben wird.
Die ECU 21 führt eine Brennkraftmaschinen-Abstellroutine synchron zur Rotation der Brennkraftmaschine 1 bei jedem 180° CA aus, und ermittelt zuerst in einem Schritt S2, ob die Brennkraftmaschine angehalten ist oder nicht. Wenn die Ermittlung NEIN (negativ) ist, oder mit anderen Worten, wenn die Brennkraftmaschinen-Abstellbedingungen nicht erfüllt sind und der Zündschalter 14 durch den Fahrer nicht in die AUS-Position gedreht wurde, wird ein Einspritzbefehls-Flag Ff im Schritt S4 gesetzt, ein Abstellungszähler C im Schritt S6 zurückgesetzt, ein Zündbefehls-Flag Fi im Schritt S8 gesetzt und dann die Routine beendet. Und da auf der Basis dieser Einstellung eines Einspritzbefehls-Flags Ff und eines Zündbe fehls-Flags Fi die ECU 21 eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und Zündzeitpunktsteuerung durchführt, wird der Betrieb des Motors 1 fortgesetzt.
Wenn im Schritt S2 die Ermittlung JA (bestätigend) ist, in anderen Worten, wenn entweder die Brennkraftmaschinen-Abstellbedingungen vorliegen oder der Zündschalter 14 in die AUS-Position durch den Fahrer gedreht worden ist, wird im Schritt S10 das Einspritzbefehls-Flag Ff gelöscht und im Schritt S12 der Abstellungszähler C inkrementiert. Dann wird im Schritt S14 ermittelt, ob der Abstellungszähler C Drei erreicht hat, und wenn diese Ermittlung NEIN ergibt, geht die Verarbeitung zu dem Schritt S8 über. Wenn die Ermittlung im Schritt S14 JA ergibt, geht die Verarbeitung zu dem Schritt S16 über und löscht das Zündbefehls-Flag Fi und beendet die Routine.
Somit vergehen, nachdem das Einspritzbefehls-Flag Ff im Schritt S12 gelöscht und die Kraftstoffeinspritzsteuerung beendet wurde, zwei Takte im Betriebszyklus der Brennkraftmaschine 1 und der Abstellungszähler C erreicht Drei, bevor das Zündbefehls-Flag Fi im Schritt S16 gelöscht wird und die Zündzeitpunktssteuerung beendet wird. Und durch die Verarbeitung des Schrittes S14 wird in dem Kompressionshub eingespritzter Kraftstoff innerhalb eines Hubs gezündet und in den vorherigen Ansaughub eingespritzter Kraftstoff wird ebenfalls innerhalb von zwei Takten gezündet wird und demzufolge wird selbst der Kraftstoff in dem Zylinder, in welchen Kraftstoff zuletzt eingespritzt wird, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt wird, sicher gezündet und verbrennt. Demzufolge werden durch in den Brennkammern verbleibenden flüssigen Kraftstoff verursachte Störungen, wie z.B. eine Verschmutzung der Zündkerze 2 zum Zeitpunkt des Neustarts oder bei der Ausgabe des unverbrannten Gases verhindert.
Anschließend wird eine von der Startvorrichtung der wie vorstehend aufgebauten Brennkraftmaschine 1 mit Direkteinspritzung ausgeführte Startsteuerung beschrieben.
Wenn die Startbedingungen während einer automatischen Abstellung der Brennkraftmaschine an einem Verkehrssignal oder dergleichen gegeben sind, oder wenn der Zündschalter 14 durch den Fahrer in die Position der ST-Kontakte 14a gedreht wird, und das Anlassen der Brennkraftmaschine 1 begonnen wird, führt die ECU 21 eine in den 3 und 4 dargestellte Brennkraftmaschinen-Startroutine aus. Zuerst liest die ECU 21 in einem Schritt S22 Information, welcher Zylinder der abgestellten Brennkraftmaschine 1 sich im Kompressionshub (hierin nachstehend als der Kompressionshubzylinder bezeichnet) befindet und Information bezüglich der Kolbenposition P dieses Zylinders ein. Und wenn der Zündschalter 14 durch den Fahrer in die Position der ST-Kontakte 14a gedreht wurde, wird durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt, dass eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung vorliegt.
Diese Information wird aus dem von dem Kurbelwellenwinkelsensor 23 ausgegebenen Kurbelwellenwinkelsignal und aus dem von dem Nockenwellenwinkelsensor 24 unmittelbar vor dem Stehenbleiben der Brennkraftmaschine ausgegebenen TOP-Signal, berechnet, und wird natürlich nicht nur während der automatischen Brennkraftmaschinen-Abstellung im Speicher behalten, sondern auch, wenn das Fahrzeug geparkt worden ist und der Zündschalter 14 in die AUS-Position gedreht worden ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform funktionieren der Kurbelwellenwinkelsensor 23, der Nockenwellenwinkelsensor 24 und die den Schritt S 22 ausführende ECU 21 als Zylinderidentifizierungseinrichtung.
Hier ist, da sich in einer Viertakt-Reihen-Vierzylinder-Brennkraftmaschine immer einer von den Zylindern in seinem Kompressionshub befindet, immer ein Kompressionshubzylinder zu diesem Zeitpunkt spezifiziert. Und der Kurbelwellenwinkel dieses Zylinders in der abgestellten Brennkraftmaschine konzentriert sich um 90° CA BTDC. Dieses ist so, weil in der Reihen-Vierzylinder-Brennkraftmaschine dieser bevorzugten Ausführungsform ein Zylinder den Kompressionstotpunkt bei allen 180° CA erreicht, und da er, selbst wenn er in der Nähe des oberen Kompressionstotpunktes stehen bleibt, er unter der Wirkung der Kompressionsreaktion zurückfällt.
Anschließend liest die ECU 21 im Schritt S24 die von dem Brennkraftmaschinen-Temperatursensor 22 detektierte Brennkraftmaschinentemperatur T ein und liest im Schritt S26 einen Klopf-Lernwert Kk ein. Der Klopf-Lernwert Kk ist ein gelernter Wert für die Einstellung eines Basiszündzeitpunktes auf einen optimalen Wert unmittelbar vor dem Einsetzen von Klopfen. D.h., dass, wie es in der Klopfsteuerung bekannt ist, der Zündzeitpunkt durch Rückkopplung unmittelbar bis zum Einsetzen des Klopfens auf der Basis eines von dem Ausgangssignal eines (nicht dargestellten) Klopfsensors festgelegten Klopfverzögerungswertes gesteuert wird. Und in diesem Zusammenhang wird ein Klopf-Lernwert Kk in geeigneter Weise auf der Basis des zu diesem Zeitpunkt verwendeten Klopfverzögerungswertes gelernt, und der Basiszündzeitpunkt wird auf der Basis dieses Klopf-Lernwertes Kk vorwärts gerichtet korrigiert, um eine Rückkopplungssteuerungsverzögerung zu eliminieren. Mit anderen Worten, der Klopf-Lernwert Kk nimmt einen Wert an, der den Bedingungen entspricht, unter welchen ein Klopfen in der Brennkraftmaschine 1 auftritt, und da für dieselbe Brennkraftmaschine die Bedingungen, unter welchen Klopfen auftritt, in Abhängigkeit von dem Oktanwert des verwendeten Benzins (Normalbenzin oder Superbenzin) variieren, kann der Klopf-Lernwert Kk als ein Index betrachtet werden, der den Oktanwert des verwendeten Benzins anzeigt.
Anschließend bestimmt die ECU 21 im Schritt S28, ob der Klopf-Lernwert Kk größer als ein voreingestellter Kennfeldumschaltungs-Ermittlungswert K0 ist, und wenn das Ermittlungsergebnis JA ist, wird daraus geschlossen, dass das verwendete Benzin Superbenzin ist und im Schritt S30 das in 5 dargestellte Kennfeld für Superbenzin-Verwendung ausgewählt. Wenn im Schritt S28 das Ermittlungsergebnis NEIN ist, wird daraus geschlossen, dass das verwendete Benzin Normalbenzin ist und im Schritt S32 das in 6 dargestellte Kennfeld für Normalbenzin-Verwendung ausgewählt.
Dann wird in Abhängigkeit von dem gewählten Kennfeld im Schritt S34 ermittelt, ob die Schnellststartsteuerung ausgeführt werden kann. Eine Schnellstart-Steuerung ist, wie es nachstehend weiter diskutiert wird, eine Verarbeitung, um eine erste Verbrennung unmittelbar durch Einspritzen von Kraftstoff in den Kompressionshubzylinder und durch Zünden dieses zu bewirken, und um dieses zu realisieren, ist eine Temperatur für die Verdampfung des Kraftstoffes und ein ausreichender Druck für dessen erfolgreiche Zündung erforderlich. Beispielsweise tritt, wenn die Temperatur in den Zylindern der Brennkraftmaschine 1 beim Starten niedrig ist, oder wenn sich die Kolbenposition P des Kompressionshubzylinders nahe an dem oberen Totpunkt befindet und nur eine geringe Kompression möglich ist und so auch keine Temperaturerhöhung aus der Kompression erwartet werden kann, eine Fehlzündung auf und somit wird auch keine erste Verbrennung erhalten.
In diesem Zusammenhang sind in den Kennfeldern von 5 und 6 Zündbereiche auf der Basis der Brennkraftmaschinentemperatur T, welche mit der Temperatur in den Zylindern korreliert und der Kolbenposition P festgelegt. Wie es aus diesen Zeichnungen ersichtlich ist, ist, je höher die Brennkraftmaschinentemperatur T und je näher die Kolbenposition P an dem (hierin nachstehend als BDC bezeichneten) unteren Totpunkt des Kolbenhubs liegt, die Wahrscheinlichkeit, sich in dem Zündbereich zu befinden, höher und somit dessen Zündung sicherer. Und wie bekannt hat Normalbenzin die Eigenschaft, leichter als Superbenzin zu zünden, Demzufolge ist in dem Kennfeld zur Verwendung mit Normalbenzin der Zündbereich größer als in dem Falle von Superbenzin.
Die Ermittlung der Schnellstart-Steuerung im Schritt S34 wird auf der Basis ausgeführt, ob die entsprechenden Werte in dem Zündbereich des Kennfeldes liegen oder nicht. Der Schritt S34 funktioniert als eine Zündbereichs-Ermittlungseinrichtung. Hier ist, wenn die Brennkraftmaschine 1 automatisch abgestellt wurde, während das Fahrzeug an einem Verkehrssignal oder dergleichen anhält, da die Temperatur der Brennkraftmaschine selbst als Folge davon, dass sie in Betrieb war, hoch ist, die Temperatur in dem Zylinder aufgrund einer Wärmeübertragung aus der Zylinderwand ziemlich hoch, und da, wie vorstehend erwähnt, eine hohe Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass der Kurbelwellenwinkel um 90° CA BTDC in der abgestellten Brennkraftmaschine liegt, befindet sich die Kolbenposition P wahrscheinlich in dem mittleren Teil des Kolbenhubs. Demzufolge liegen in den meisten Fällen die entsprechenden Werte in dem Zündbereich und das Ermittlungsergebnis des Schrittes S34 ist JA.
Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S34 NEIN ist, wird im Schritt S36 ein Startmodus auf eine Normalstart-Steuerung eingestellt, im Schritt S38 eine Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine 1 eingestellt, im Schritt S40 ein Einspritzzeitpunkt ebenfalls auf der Basis der Kühlwassertemperatur eingestellt, im Schritt S42 ein Zündzeitpunkt eingestellt und im Schritt S44 eine Startsteuerung auf der Basis dieser In formation ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Falle eines automatischen Starts der Brennkraftmaschine 1 bei Vorliegen der Brennkraftmaschinen-Startbedingungen während einer automatischen Abstellung, mit dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 begonnen (im Falle eines von dem Fahrer ausgelösten Startvorgangs ist dieses nicht erforderlich, da das Anlassen bereits begonnen hat) und eine Kraftstoffeinspritzung und Zündung für den Zylinder ausgeführt, welcher seinen Ansaughub als erster beim Anlassen erreicht.
Dann wird im Schritt S46 ermittelt, ob die Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne über einem voreingestellten Vollzündungs-Ermittlungswert N0 liegt oder nicht, und wenn das Ermittlungsergebnis NEIN ist, wird daraus geschlossen, dass der Startvorgang nicht abgeschlossen ist und die Verarbeitung kehrt zu dem Schritt S34 zurück und führt eine Wiederholung aus, bis das Ermittlungsergebnis des Schrittes S46 JA ist, worauf die Routine endet. Die Verarbeitung geht dann auf die normale Brennkraftmaschinen-Steuerung über und wählt auf der Basis des mittleren Soll-Effektivdruckes Pe und der Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne eine Kompressionshubeinspritzung oder Ansaughubeinspritzung. Und wenn beispielsweise der Leerlauf fortgesetzt wird, wird eine Kompressionshubeinspritzung eingestellt, und wenn ein Betrieb mit starker Beschleunigung als Reaktion auf einen Beschleunigungsbedarf des Fahrers angefordert wird, wird eine Ansaughubeinspritzung eingestellt, und die Steuerung wird durch eine dem jeweiligen ermittelten Betriebszustand entsprechende Kraftstoffeinspritzmenge und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt ausgeführt.
Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S34 JA ist, werden im Schritt S48 der Startmodus auf die Schnellstart-Steuerung eingestellt, und im Schritt S50 eine Kraftstoffein spritzmenge und im Schritt S52 ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und im Schritt S54 ein Zündzeitpunkt ermittelt. Dann wird auf der Basis dieser Information in dem vorstehend erwähnten Schritt S44 eine Startsteuerung mit dem Kompressionshubzylinder als Objekt ausgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt zu diesem Zeitpunkt unterscheiden sich von dem in dem Falle der vorstehend beschriebenen Normalstart-Steuerung und werden wie nachstehend ermittelt.
Da die Luftmenge in dem Kompressionshubzylinder in Abhängigkeit von der Kolbenposition P und der Zylindertemperatur variiert, wird für die Kraftstoffeinspritzmenge ein optimaler Wert aus einem (nicht dargestellten) Kennfeld erhalten, das entsprechend der Kolbenposition P und der Brennkraftmaschinentemperatur T festgelegt ist. Und auch für den Einspritzzeitpunkt wird ein optimaler Wert in ähnlicher Weise aus der Kolbenposition P und der Brennkraftmaschinentemperatur T erhalten. In jedem Falle sind ein Kennfeld zur Verwendung mit Superbenzin und ein Kennfeld zur Verwendung mit Normalbenzin vorgesehen, und das anzuwendende Kennfeld wird in derselben Weise ausgewählt, wie in der mittels der Ermittlungsergebnisse des Schrittes S28 ausgeführten Kennfeldauswahl. Alternativ können die Kennfelder nicht in Abhängigkeit von dem momentanen Oktanwert gewechselt werden und die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt stattdessen aus einem gemeinsamen Kennfeld erhalten werden.
Hier kann die Beziehung zwischen der Kraftstoffeinspritzmenge und dem Einspritzzeitpunkt gemäß Darstellung in 7 im Falle von Superbenzin und gemäß Darstellung in 8 im Falle von Normalbenzin ausgedrückt werden, und man kann sehen, dass die Zündung am leichtesten erfolgt, wenn die Kraftstoffeinspritzmenge an einem (wie vorstehend erwähnt in Ab hängigkeit von der Luftmenge des Zylinders eingestellten) optimalen Wert liegt und wenn der Einspritzzeitpunkt der ist, wenn sich die Kolbenposition P nahe an dem unteren Totpunkt befindet. Auch während der Einstellung des Zündzeitpunktes wird, da die Funkenerzeugung unmittelbar nach dem Beginn des Anlassens wie diese ausgeführt wird, unterschiedlich zu der in der Normalstart-Steuerung, er so auf einen optimalen Wert eingestellt, dass die erste Verbrennung effektiv in eine Drehung der Brennkraftmaschine 1 umgewandelt werden kann.
Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S46 JA ist, wird diese Routine beendet und die Verarbeitung geht auf die normale Brennkraftmaschinen-Steuerung über. Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S46 NEIN ist und der Startvorgang nicht abgeschlossen ist, wird die Verarbeitung des Schrittes S34, des Schrittes S48 bis Schritt S54 und des Schrittes S44 wiederholt und dieselbe Steuerung für den Zylinder ausgeführt, der dem Zylinder folgt, in welchem die erste Verbrennung wie vorstehend beschrieben erzielt wurde. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt der Anlassvorgang bereits begonnen hat und eine Kompression vom unteren Totpunkt des Kolbens aus stattfindet, wird die Kolbenposition P auf den unteren Totpunkt eingestellt. Und da Luft, welche sich in den Ansaugkanälen des Brennkraftmaschine 1 befand und dadurch erwärmt wurde, in diesen Zylinder, wie bei dem ersten Kompressionshubzylinder aufgenommen wird, wird eine ziemlich hohe Zylindertemperatur erzielt. Daher ist es für diesen nachfolgenden Zylinder ebenfalls hoch wahrscheinlich, dass das Ermittlungsergebnis im Schritt S34 JA sein wird, wobei in diesem Falle eine Schnellstart-Steuerung ausgeführt und die Drehung der Brennkraftmaschine 1 beschleunigt wird.
Selbst wenn der Startvorgang durch die Verbrennung dieses nachfolgenden Zylinders noch nicht abgeschlossen ist (und das Ermittlungsergebnis des Schrittes S46 NEIN ist) weil sich mehrere Zylinder mit Ansaugluft in den Ansaugkanälen den der Brennkraftmaschine 1 befinden, wird ebenfalls eine Schnellstart-Steuerung mit einer hohen Zylindertemperatur für den Zylinder nach diesem ausgeführt, und in den meisten Fällen wird der Startvorgang innerhalb weniger Takte abgeschlossen. Wenn der Startvorgang immer noch nicht zum Abschluss kommt, schaltet, da wegen des Fallens der Temperatur in den Zylindern das Ermittlungsergebnis des Schrittes S34 NEIN wird, die Verarbeitung automatisch auf die Normalstart-Steuerung des Schrittes S36 und ein Startvorgang wird weiter versucht. In dieser bevorzugten Ausführungsform funktioniert die die Verarbeitung des Schrittes S44 und Schrittes S48 bis Schritt S54 ausführende ECU 21 als Startsteuereinrichtung.
Anschließend wird eine Ausführung der vorstehend beschriebenen Schnellstart-Steuerung unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 9 beschrieben.
Wenn mit dem bei einem bestimmten Kurbelwellenwinkel positionierten Kompressionshubzylinder das Anlassen begonnen wird, wird eine Kraftstoffeinspritzung unmittelbar danach ausgeführt und Funkenerzeugung unmittelbar nach dem Passieren des oberen Kompressionstotpunktes ausgeführt. Wenn die Zündung erfolgreich ist und eine erste Verbrennung stattfindet, nimmt sobald der Druck in dem Zylinder ansteigt, die Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne zu, und wenn deren Wert den Vollzündungs-Ermittlungswert N0 erreicht, erfolgt die Ermittlung, dass der Startvorgang abgeschlossen ist. In diesem Falle kann der Startvorgang bei etwa 65° CA von Beginn des Anlassvorgangs an und in einer extrem kurzen Zeit von etwa 140 ms abgeschlossen sein. Wenn der Startvorgang nicht durch diese erste Verbrennung abgeschlossen ist, wird dieselbe Startverarbeitung in Bezug auf den nächsten Zylinder ausgeführt, aber selbst in diesem Falle kann der Startvorgang innerhalb des Doppelten oder Dreifachen dieser Zeit abgeschlossen werden.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, kann in der Startvorrichtung der Brennkraftmaschine 1 dieser ersten bevorzugten Ausführungsform, da eine Kraftstoffeinspritzung und Funkenerzeugung unmittelbar mit dem Kompressionshubzylinder der abgestellten Brennkraftmaschine als Objekt ausgeführt werden, eine erste Verbrennung bewirkt und rasch ein Start ausgeführt werden. D.h., im Vergleich zu einem Fall, in welchem wie nach dem Stand der Technik eine Zylinderidentifikation ausgeführt wird, wenn mit dem Anlassen begonnen wird und eine Kraftstoffeinspritzung und Funkenerzeugung nur gestartet werden, wenn einer der Zylinder seinen Ansaughub oder seinen Kompressionshub erreicht, nachdem diese Zylinderidentifikation abgeschlossen ist, kann die für den Startvorgang erforderliche Zeit erheblich verkürzt werden. Daher kann nicht nur in dem Fall eines durch den Fahrer ausgelösten Startvorgangs, sondern auch wenn, wenn, weil das Fahrzeug an einem Verkehrssignal oder dergleichen angehalten hat, die Brennkraftmaschinen-Startbedingungen vorliegen und die automatisch abgestellte Brennkraftmaschine 1 automatisch neu gestartet wird, der Startvorgang abgeschlossen werden und sich das Fahrzeug nahezu sofort bewegen, und somit der Produktwert eines Fahrzeugs mit Leerlaufabschaltung verbessert werden.
Ferner wird, da ein Kennfeld (5 und 6) dem Oktanwert des verwendeten Benzeins entsprechend ausgewählt wird und eine Ermittlung eines Zündbereichs und eine Ermittlung einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Einspritzzeitpunktes gemäß diesem Kennfeld ausgeführt werden, die Anzahl von Möglichkeiten für eine Schnellstart-Steuerung in Bezug auf den Oktanwert des verwendeten Benzins maximiert und die Kraft stoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt in der Schnellstart-Steuerung können optimiert werden, um sicher eine erste Verbrennung zu erzielen, und demzufolge ist es möglich, die Vorteile der Schnellstartsteuerung maximal zu nutzen
Nun sind, wie vorstehend erwähnt, die Abstellungseigenschaften der Brennkraftmaschine 1 so, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Kolbenposition P des Kompressionshubzylinders in einer für die Ausführung der Schnellstart-Steuerung günstigen tiefen Position gehalten wird; jedoch kann sehr selten der Kolben des Kompressionshubzylinders aus irgendeinem Grunde in einer ungünstigen Kolbenposition P in der Nähe des oberen Kompressionstotpunktes anhalten. Um dieses zu umgehen, kann eine Verarbeitung unter Verwendung des permanent in Eingriff stehenden Starters 6 zum Korrigieren der Kolbenposition P in eine günstige Position hinzugefügt werden. Da diese Korrekturverarbeitung zu einer Verzögerung im Startvorgang führt, wenn sie nach dem Beginn des Anlassens ausgeführt wird, sollte sie beim Abstellen der Brennkraftmaschine implementiert werden.
Beispielsweise wird, wenn die Kolbenposition P zu hoch ist, wenn die Brennkraftmaschine 1 durch die Brennkraftmaschinen-Abstellroutine von 2 abgestellt wird, der Starter 6 betätigt, um den Kurbelwellenwinkel in eine optimale Kolbenposition P zu bringen. Als Kolbenposition P zu diesem Zeitpunkt wird beispielsweise die Nähe des unteren Totpunktes, in welchem eine volle Verbrennung selbst dann möglich ist, wenn die Zylindertemperatur niedrig ist, eingestellt. Diese Steuerung für die Bewegung der Kolbenposition P ist zu einer Kolbenpositions-Korrektureinrichtung äquivalent.
Da die Antriebsrichtung des Starters 6 auf die Vorwärtsdrehung beschränkt ist, wird die Brennkraftmaschine 1 in der Vorwärtsrichtung des Kurbelwellenwinkels bewegt, um den nächsten Zylinder zu dem Kompressionshubzylinder zu machen. Wenn dieses geschehen ist, wird, da der Anlassvorgang immer aus einer optimalen Kolbenposition P begonnen werden kann, selbst bei niedrigeren Zylindertemperaturen ermittelt, dass die entsprechenden Werte in dem Zündbereich liegen, und somit kann die Anzahl der Möglichkeiten für eine Schnellstart-Steuerung erheblich erhöht werden.
In der vorstehenden Beschreibung der ersten bevorzugten Ausführungsform wurde die Schnellstart-Steuerung ausgeführt, nachdem auf der Basis der Brennkraftmaschinentemperatur T und der Kolbenposition P ermittelt wurde, ob die Bedingungen in dem Kompressionshubzylinder in dem Zündbereich liegen; es ist jedoch nicht immer erforderlich, diese Ermittlung auszuführen, und eine Schnellstart-Steuerung in dem Kompressionshubzylinder kann beispielsweise ohne Bedingungen ausgeführt werden, und dann auf die Normalstart-Steuerung umgeschaltet werden, wenn die Brennkraftmaschine nicht startet.
Anschließend wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die bei einer Startvorrichtung für eine in einem Fahrzeug mit Leerlaufabschaltung eingesetzte Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung verwendet wird.
Der Gesamtaufbau dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform ist derselbe wie der Gesamtaufbau der ersten bevorzugten Ausführungsform und wird deshalb hier nicht nochmals beschrieben. Ferner sind die für das Fahrzeug mit Leerlaufabschaltung spezifische automatische Abstellungsverarbeitung, die Brennkraftmaschinen-Abstellbedingungen und die Brennkraftmaschinen-Startbedingungen der Brennkraftmaschine 1 dieselben wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform und werden deshalb nicht nochmals beschrieben.
Nun wird die von einer Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine 1 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform ausgeführte Startsteuerung beschrieben.
Wenn die Startbedingungen während einer automatischen Brennkraftmaschinen-Abstellung an einem Verkehrssignal oder dergleichen vorliegen, oder wenn der Zündschalter 14 durch den Fahrer in die Position der ST-Kontakte 14a gedreht ist, und mit dem Anlassen der Brennkraftmaschine 1 begonnen wird, führt die ECU 21 die in 10 dargestellte Brennkraftmaschinen-Startroutine aus. Zuerst liest die ECU 21 im Schritt S102 Information, ob sich der (hierin nachstehend als Kompressionshubzylinder bezeichnete) Zylinder der abgestellten Brennkraftmaschine 1 im Kompressionshub befindet, und Information bezüglich der Kolbenposition P dieses Zylinders ein. Da sich in einer Viertakt-Reihen-Vierzylinder-Brennkraftmaschine immer einer der Zylinder in seinem Kompressionshub befindet, ist immer ein Kompressionshubzylinder zu diesem Zeitpunkt spezifiziert, und da der Kolben eine Kompressionsreaktion bei der Kompression an dem oberen Totpunkt erfährt, liegt eine hohe Wahrscheinlichkeit vor, dass sich die Kolbenposition P bei etwa 90° CA BTDC konzentriert.
Diese Information über den Kompressionshubzylinder und seine Kolbenposition P wird aus dem von dem Kurbelwellenwinkelsensor 23 ausgegebenen Kurbelwellenwinkelsignal und dem von dem Nockenwellenwinkelsensor 24 ausgegebenen TOP-Signal unmittelbar vor dem Anhalten der Brennkraftmaschine berechnet und im Speicher natürlich nicht nur während des automatischen Brennkraftmaschinen-Abstellung, sondern auch wenn das Fahrzeug geparkt und der Zündschalter 14 in die AUS-Position gedreht wird, gespeichert. In dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform funktionieren der Kurbelwellenwinkelsensor 23, der Nockenwellenwinkelsensor 24 und die die Verarbeitung des Schrittes S102 ausführende ECU 21 als eine Kolbenpositions-Detektionseinrichtung.
Dann liest die ECU 21 im Schritt S104 die von dem Brennkraftmaschinen-Temperatursensor 22 detektierte Temperatur ein und ermittelt im Schritt S106, ob es möglich ist, eine Schnellstart-Steuerung in Bezug auf den momentanen Kompressionshubzylinder auszuführen oder nicht. Wie es nachstehend diskutiert wird, ist eine Schnellstart-Steuerung eine Verarbeitung, um eine erste Verbrennung unmittelbar durch Einspritzen von Kraftstoff in den Kompressionshubzylinder und Zünden dieses zu bewirken, und um dieses zu realisieren, ist eine Temperatur zum Verdampfen des Kraftstoffs und ein ausreichender Druck für dessen erfolgreiche Zündung erforderlich, und wenn beispielsweise die Temperatur des in dem Kompressionshub verbleibenden Gases niedrig ist, oder sich die Kolbenposition P in der Nähe des oberen Totpunktes befindet und keine wesentliche Kompression möglich ist, erfolgt hier keine Zündung und es wird somit keine erste Verbrennung erzielt.
In diesem Zusammenhang wird im Schritt S106 beispielsweise abhängig von dem in 11 dargestellten Kennfeld ermittelt, ob die Brennkraftmaschinentemperatur T, welche mit der Temperatur in den Zylindern korreliert, und die Kolbenposition P innerhalb eines Zündbereiches liegen. Dieser Schritt S106 funktioniert als eine Zündbereichs-Ermittlungseinrichtung. Alternativ können, da selbst unter denselben Bedingungen die Zündfähigkeit in Abhängigkeit von dem Oktanwert des verwendeten Benzins variiert, Kennfelder mit dem unterschiedlichen Benzin entsprechenden Eigenschaften verwendet werden.
Hier ist, wenn die Brennkraftmaschine 1 automatisch abgestellt wurde, während das Fahrzeug an einem Verkehrssignal oder dergleichen anhält, da die Temperatur der Brennkraftmaschine selbst als Folge davon, dass sie in Betrieb war, aufgrund einer Wärmeübertragung aus der Zylinderwand ziemlich hoch, und da, wie vorstehend erwähnt, eine hohe Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass sich der Kurbelwellenwinkel um 90° CA BTDC in der abgestellten Brennkraftmaschine konzentriert, liegen in den meisten Fällen die entsprechenden Werte in dem Zündbereich und das Ermittlungsergebnis des Schrittes S106 ist JA. Der Schritt S106 hat eine Funktion einer Zündbereichs-Ermittlungseinrichtung.
Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S106 NEIN ist, wird im Schritt S108 ein Startmodus auf eine Normalstart-Steuerung eingestellt, in welcher eine Kraftstoffeinspritzung in den Ansaughub wie bei einer normalen Brennkraftmaschine ausgeführt wird, im Schritt S110 eine Kraftstoffeinspritzmenge auf der Basis der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine 1 ermittelt, im Schritt S112 ein Einspritzzeitpunkt ebenfalls auf der Basis der Kühlwassertemperatur ermittelt, im Schritt S114 ein Zündzeitpunkt eingestellt, und im Schritt S116 eine Startsteuerung auf der Basis dieser Information ausgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird im Falle eines automatischen Starts der Brennkraftmaschine 1 bei Vorliegen der Brennkraftmaschinen-Startbedingungen während einer automatischen Abstellung, ein Anlassvorgang 1 begonnen (im Falle eines durch den Fahrer ausgelösten Startvorgangs ist dies nicht erforderlich, da der Startvorgang bereits begonnen wurde) und eine Kraftstoffeinspritzung und Funkenerzeugung für den Zylinder ausgeführt, der seinen Ansaughub zuerst beim Anlassen erreicht.
Dann wird im Schritt S118 ermittelt, ob die Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne über einem voreingestellten Vollzündungs-Ermittlungswert N0 liegt, und wenn das Ermittlungsergebnis NEIN ist, wird daraus geschlossen, dass der Startvorgang nicht abgeschlossen ist und die Verarbeitung springt auf den Schritt S106 zurück und wiederholt sich, bis das Ermittlungsergebnis des Schrittes S118 JA ist, wonach die Routine endet. Die Verarbeitung geht dann auf die normale Brennkraftmaschinen-Steuerung über und wählt die Kompressionshubeinspritzung oder die Ansaughubeinspritzung auf der Basis des effektiven Solldruckes Pe und der Motordrehzahl Ne, und wenn beispielsweise der Leerlauf fortgesetzt wird, wird eine Kompressionshubeinspritzung eingestellt, und wenn ein Betrieb mit starker Beschleunigung als Reaktion auf einen Beschleunigungsbedarf des Fahrers angefordert wird, wird eine Ansaughubeinspritzung eingestellt, und die Steuerung wird durch eine dem jeweiligen ermittelten Betriebszustand entsprechende Kraftstoffeinspritzmenge und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und Zündzeitpunkt ausgeführt.
Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S106 JA ist, wird im Schritt S120 der Startmodus auf Schnellstart-Steuerung eingestellt, und im Schritt S122 eine Kraftstoffeinspritzmenge und im Schritt S124 ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und im Schritt S126 ein Zündzeitpunkt ermittelt, und dann auf der Basis dieser Information in dem vorstehend erwähnten Schritt S116 eine Startsteuerung mit dem Kompressionshubzylinder als Objekt ausgeführt. Die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt zu diesem Zeitpunkt unterscheiden sich von dem Falle der vorstehend beschriebnen Normalstart-Steuerung und werden wie folgt ermittelt.
Zuerst wird die Ermittlung der Kraftstoffeinspritzmenge und des Einspritzzeitpunktes diskutiert. Nun kann, selbst unter der Voraussetzung, dass die Brennkraftmaschinentemperatur T und die Kolbenposition P innerhalb des Zündbereichs liegen, wie es vorstehend beschrieben wurde, wenn aufgrund eines Kompressionsdruckes eine Vorläuferreaktion des eingespritzten Kraftstoffs abläuft und sich der Kraftstoff selbst entzündet, bevor er durch die Zündkerze 2 gezündet wird, nicht nur kein effektives Drehmoment erzeugt, sondern auch eine Brennkraftmaschinen-Schwingung und Klopfen bewirkt werden. 12 bis 15 sind Kennwertediagramme, welche Verbrennungszustände eines Kompressionshubzylinders darstellen, wenn die Brennkraftmaschine von unterschiedlichen Kolbenpositionen P (180° CA BTDC, 120° CA BTDC, 90° CA BTDC, 60° CA BTDC) aus gestartet wird. Wie es aus einem Vergleich dieser Figuren ersichtlich ist, wird die Tendenz zur Selbstentzündung deutlicher, je näher sich die Kolbenposition P an dem unteren Totpunkt (180° CA BTDC) befindet. Dieses beruht darauf, da deshalb, weil beispielsweise der Druckanstieg bei der Kompression größer wird und die Zeit für die Funkenerzeugung länger wird, zum Ablaufen einer Vorläuferreaktion beitragende Bedingungen vorherrschen.
Was die Kraftstoffeinspritzmenge betrifft, macht, wie es aus 12 ersichtlich ist, eine relative Erhöhung dieser, um eine Kraftstoffkühlung zu erzielen, es leichter, eine normale Funkenerzeugung auszuführen. Bezüglich des Einspritzzeitpunktes variiert, wie es aus den 12 bis 15 ersichtlich wird, der optimale Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der Kolbenposition P. Und da diese Eigenschaften von Brennkraftmaschine zu Brennkraftmaschine variieren, werden die Kennfelder in Abhängigkeit von dem Brennkraftmaschine voreingestellt.
Demzufolge werden beispielsweise beim Start aus den vorstehend erwähnten Kolbenpositionen P (180° CA BTDC, 120° CA BTDC, 90° CA BTDC, 60° CA BTDC) die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt beispielsweise auf den Punkt A in dem in den entsprechenden Zeichnung dargestellten Funkenerzeugungsbereich eingestellt. Jedoch ist es als eine Bedingung für den Punkt A in Bezug auf den Einspritzzeitpunkt erforderlich, dass der Einspritzzeitpunkt auf einem späteren Winkel als der Zeitpunkt (beispielsweise 140° CA BTDC) gehalten wird, bei welchem das Einlassventil geschlossen wird, wie es in 12 dargestellt ist. Dieses wäre dasselbe, selbst wenn der Funkenerzeugungsbereich auf einen früheren Winkel als den Ventilschließzeitpunkt ausgedehnt würde. Diese Bedingung für den Einspritzzeitpunkt ergibt sich aus dem Umstand, dass eine wesentliche Kompression beginnt, wenn das Einlassventil geschlossen ist, und dem Umstand, dass ein Problem auftritt, dass eingespritzter Kraftstoff in den Einlasskanal zurückströmt, wenn der Kraftstoff eingespritzt wird, bevor das Einlassventil geschlossen ist.
Da sich wie vorstehend erwähnt die Kolbenposition P bei etwa 90° CA BTDC konzentriert, beginnt der Startvorgang häufig aus der Kolbenposition P von 90° CA BTDC von 14 und umgekehrt tritt die Kolbenposition P von 180° CA BTDC von 12, welche so ist, dass sich der vorhergehende Zylinder an dem oberen Totpunkt und unter einer Kompressionsreaktion befindet, kaum jemals auf.
Andererseits variieren, da für dieselbe Kolbenposition P, je höher die Brennkraftmaschinentemperatur ist, umso leichter eine Selbstentzündung auftritt, die Kennwerte von 12 bis 15 mit der Brennkraftmaschinentemperatur T. Demzufolge ist es, wenn beispielsweise die Brennkraftmaschinentemperatur T hoch ist, eine Korrektur dafür erforderlich, indem der Punkt A in der Kraftstoffeinspritzmenge auf die Zunahmeseite verschoben wird, und in dem Einspritzzeitpunkt in eine den Eigenschaften der Brennkraftmaschine entsprechende Richtung verschoben wird.
Ebenso variieren, da für dieselbe Kolbenposition P, je geringer der Oktanwert des verwendeten Benzins ist, desto leichter eine Selbstentzündung auftritt, die Kennwerte von 12 bis 15 mit dem verwendeten Kraftstoff. Und demzufolge ist es, wenn Normalbenzin verwendet wird, welches sich leicht selbst entzündet, erforderlich, eine Anpassung dafür vorzunehmen, indem der Punkt A in der Kraftstoffeinspritzmenge auf die Zunahmeseite verschoben wird und im Einspritzzeitpunkt auf die spätere Seite.
Somit ist es erforderlich, dass die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der Kolbenposition P, der Brennkraftmaschinentemperatur T und dem verwendeten Benzin G ermittelt werden, und im Schritt S122 und Schritt S124 werden die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt aus Kennfeldern ermittelt werden, die auf der Basis dieser Kennwerte (z.B. der Kennwerte von 12 bis 15) eingestellt sind. Es muss nicht immer erforderlich sein, alle drei von diesen Faktoren zu berücksichtigen, und es kann beispielsweise eine dem verwendeten Benzin G entsprechende Einstellung weggelassen werden.
Was den Zündzeitpunkt betrifft, stellt 16 die Auswirkung des Funkenzeitpunktes auf die Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit und die Brennkraftmaschinen-Schwingung dar und man kann aus dieser Figur ersehen, dass auf der späteren Seite des oberen Kompressionstotpunktes die Brennkraftmaschinen-Schwingung stark unterdrückt ist, und eine relativ hohe Kurbelwellengeschwindigkeit erzielt und Verbrennungsdruck effizient in eine Drehung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Bei spielsweise ist der Funkenzeitpunkt auf einen (hierin nachstehend als ATDC bezeichneten) Bereich von etwa 0° bis 15° CA nach dem oberen Totpunkt beschränkt und Kennfelder in Verbindung mit den vorstehend erwähnten drei Faktoren (der Kolbenposition P, der Brennkraftmaschinentemperatur T und des verwendeten Benzins G) sind vorbereitet, und im Schritt S126 wird unter Bedingungen, die leicht zu einer raschen Verbrennung führen (da sich die Kolbenposition P in der Nähe des unteren Totpunktes des Kolbenhubs befindet und mit einem normalen Funkenzeitpunkt der Zylinderdruck hoch würde) der Funkenzeitpunkt zu 15° Ca hin verzögert, wodurch der Zylinderdruck fällt. Und umgekehrt wird, je weniger leicht die Bedingungen zu einer raschen Verbrennung führen (da sich die Kolbenposition P in der Nähe des oberen Totpunktes des Kolbenhubs befindet und selbst mit einem normalen Funkenzeitpunkt der Zylinderdruck nicht hoch würde) der Funkenzeitpunkt umso näher an 0° CA ATDC eingestellt. Für einen Zylinder, in welchem die Kolbenposition P in der Nähe des unteren Totpunktes des Kolbenhubs oder in dessen Ansaughub beim Start liegt, wird der Funkenzeitpunkt bevorzugt auf die ATDC-Seite eingestellt.
Auf der Basis dieser Information wird eine Startsteuerung für den Kompressionshubzylinder (den ersten Kompressionshubzylinder) im Schritt S116 ausgeführt, und wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S118 JA ist, wird diese Routine beendet und die Verarbeitung geht auf die normale Brennkraftmaschinen-Steuerung über. Unmittelbar nachdem die Verarbeitung von der Startsteuerung auf die normale Steuerung übergeht, wird unabhängig von dem Betriebszustand kurzzeitig die Kompressionshubeinspritzung eingestellt, um ein unwirtschaftliches Hochdrehen der Brennkraftmaschine zu verhindern.
Wenn das Ermittlungsergebnis des Schrittes S118 NEIN ist und der Startvorgang nicht abgeschlossen worden ist, wird durch die Verarbeitung der Schritte S122 bis S126 mittels des Schrittes S106 und des Schrittes S120 dieselbe Steuerung für den zweiten Zylinder, d.h., den Zylinder ausgeführt, welcher dem Kompressionshubzylinder folgt, in welchem eine erste Verbrennung wie vorstehend beschrieben ausgeführt wurde und der sich in seinem Ansaughub befand, während die Brennkraftmaschine abgestellt war (der hierin nachstehend als der Ansaughubzylinder bezeichnet wird; dieser Ansaughubzylinder ist der Zylinder, welcher in seinen Kompressionshub unmittelbar nach dem ersten Kompressionshubzylinder eintritt und alternativ als der zweite Kompressionshubzylinder bezeichnet werden kann). Jedoch werden für diesen Ansaughubzylinder, da im Vergleich zu dem Kompressionshubzylinder die nachstehenden Punkte unterschiedlich sind, die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt und der Zündzeitpunkt abhängig von Kennfeldern ermittelt, die unter Berücksichtigung dieser unterschiedlichen Punkte erstellt wurden.
Während in dem Kompressionshubzylinder die Kompression von einem Teilstück des Kompressionshubs an beginnt, beginnt in dem Ansaughubzylinder die Kompression immer vom unteren Totpunkt an. Demzufolge tritt das Phänomen des Selbstentzündungsbereichs, der sich aufgrund von Änderungen in den Kompressionszustand, die der Kolbenposition P wie in dem Kompressionshubzylinder entsprechen, ändert, nicht auf, und in diesem Sinne ist es nicht erforderlich, die Kolbenposition P in der Einstellung der Kraftstoffeinspritzmenge und des Einspritzzeitpunktes zu berücksichtigen. Jedoch wird, da sich der Ansaughubzylinder während des Abstellens der Brennkraftmaschine auf einem Teilstück des Ansaughubs befindet, die Verbrennung mit Niedertemperaturgas aus dem Einlasskanal vermischt mit bereits in dem Zylinder vorhandenem Restgas durchgeführt. Und die Zylindergastemperatur ändert sich nach dieser Vermischung mit der Menge des Restgases davon, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist, oder in anderen Worten, die Kolbenposition P des Ansaughubzylinders und zusammen damit die Neigung zu Selbstentzündung und rascher Verbrennung ändern sich.
17 und 18 sind Kennwertediagramme, die Verbrennungszustände des Ansaughubzylinders beim Start aus unterschiedlichen Kolbenpositionen P (Kompressionshubzylinder bei 180° CA BTDC, 90° CA BTDC) zeigen. Wenn, wie es in 17 dargestellt ist, die Kolbenposition P des Ansaughubzylinders der obere Totpunkt ist, ist der Anteil des Restgases 0% und der von frischer Ansaugluft 100%, und demzufolge ist die Zylindergastemperatur niedrig und Selbstentzündung und rasche Verbrennung treten nicht auf. Sobald sich die Kolbenposition P des Ansaughubzylinders dem unteren Totpunkt annähert, nimmt der Anteil des Restgases zu und der der frischen Ansaugluft nimmt ab und demzufolge steigt die Zylindergastemperatur an und eine Selbstentzündung und rasche Verbrennung treten wahrscheinlich auf. Beispielsweise belegt, wenn sich die Kolbenposition P des Ansaughubzylinders etwa in der Mitte des Ansaughubs befindet, wie es in 18 dargestellt ist, aufgrund der erhöhten Zylindergastemperatur, der Selbstentzündungsbereich den größten Teil des Diagramms.
D.h., dass es, da in diesem Ansaughubzylinder die Zylindergastemperatur einem Einfluss der Kolbenposition P unterliegt und nicht einfach mit der Brennkraftmaschinentemperatur T korreliert, erforderlich ist, die Kolbenposition P zu berücksichtigen, um die Zylindergastemperatur in der Kraftstoffeinspritzmenge und dem Einspritzzeitpunkt zu reflektieren. Daher werden im Schritt S122 und im Schritt S124 die Kraftstoffeinspritzmenge, der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Funkenzeitpunkt aus Kennfeldern ermittelt (welche natürlich unterschiedliche Kennwerte gegenüber dem Kompressi onshubzylinder haben), die auf der Basis der Kolbenposition P (beispielsweise der Kennwerte von 17 und 18), der Brennkraftmaschinentemperatur T und des verwendeten Benzins G erstellt sind.
Und wenn der Ansaughubzylinder seinen Kompressionshub erreicht, wird die Startsteuerung im Schritt S116 auf der Basis dieser Information ausgeführt. In den meisten Fällen wird der Startvorgang durch die Verbrennung des Kompressionshubzylinders und des vorstehend beschriebenen Ansaughubzylinders abgeschlossen und die ECU 21 macht eine JA-Ermittlung im Schritt S118 und beendet die Routine. Wenn der Startvorgang immer noch nicht abgeschlossen ist, kehrt die Verarbeitung zu dem Schritt S106 zurück, wobei aber, solange wie die Schnellstart-Bedingungen im Schritt S106 erfüllt sind, die Schnellstart-Steuerung für den dritten und vierten Zylinder durch die Verarbeitung ab dem Schritt S120 ausgeführt und der Startvorgang weiter versucht wird. In diesen Zylindern ist, da der Anteil der frischen Ansaugluft 100% wird und auch die Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne in einem gewissen Umfang angestiegen ist, die Wahrscheinlichkeit einer Selbstentzündung niedrig. In der zweiten bevorzugten Ausführungsform funktioniert die den Schritt S122 bis Schritt S126 ausführende ECU 21 als Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung.
Wie es aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, kann in der Startvorrichtung der Brennkraftmaschine 1 dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform, da die Kraftstoffeinspritzung und Funkenerzeugung unmittelbar mit dem Kompressionshubzylinder und dem Ansaughubzylinder der abgestellten Brennkraftmaschine 1 als Objekten ausgeführt werden, eine erste Verbrennung schnell bewirkt werden und die Brennkraftmaschine rasch gestartet werden. Daher kann nicht nur in dem Falle eines von dem Fahrer ausgelösten Startvorgangs, sondern auch, wenn bei einem Verkehrssignal oder dergleichen die Brennkraftmaschinen-Startbedingungen erfüllt sind und die Brennkraftmaschine 1 automatisch neu gestartet wird, der Startvorgang nahezu sofort abgeschlossen werden, und somit der Produktwert eines Fahrzeugs mit Leerlaufabschaltung verbessert werden.
Ferner wird, wie vorstehend beschrieben, auf der Basis der Kolbenposition P, der Brennkraftmaschinentemperatur T und des verwendeten Benzins G, welche mit der Wahrscheinlichkeit einer Selbstentzündung korrelieren, die Kraftstoffeinspritzmenge höher und der Funkenzeitpunkt später eingestellt, je mehr die Bedingungen zu einer Selbstentzündung beitragen, und der Einspritzzeitpunkt unter Verwendung eines für diesen Brennkraftmaschine spezifischen Kennfeldes eingestellt. Demzufolge kann eine normale Funkenerzeugung effektiv zum Starten der Brennkraftmaschine 1 ausgeführt werden, und es ist beispielsweise möglich, eine Zunahme der Brennkraftmaschinen-Schwingung, das Auftreten von Klopfen, oder dass Kohlenstoff in die Einspritzlöcher der Kraftstoffeinspritzventile 3 gelangt, zu verhindern.
In der vorstehenden Beschreibung der zweiten bevorzugten Ausführungsform wurde die Schnellstart-Steuerung ausgeführt, nachdem ermittelt wurde, ob Bedingungen in dem Kompressionshubzylinder in einem Zündbereich auf der Basis der Brennkraftmaschinentemperatur T und der Kolbenposition P liegen; es ist jedoch nicht immer erforderlich, dass diese Ermittlung ausgeführt wird, und es kann beispielsweise eine Schnellstart-Steuerung in Bezug auf den Kompressionshubzylinder und den Ansaughubzylinder ohne Bedingung durchgeführt werden und dann anschließend auf die Normalstart-Steuerung umgeschaltet werden, falls die Brennkraftmaschine nicht startet.
Und obwohl in dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform die Schnellstart-Steuerung sowohl in Bezug auf den Kompressionshubzylinder als auch den Ansaughubzylinder ausgeführt wurde, kann alternative eine Schnellstart-Steuerung in Bezug auf den Ansaughubzylinder ausgeführt werden, ohne dass überhaupt eine Startsteuerung in Bezug auf den Kompressionshubzylinder ausgeführt wird. Und wenn das Ergebnis der Ausführung des Schrittes S106 ist, dass das Ermittlungsergebnis des Schrittes S106 NEIN ist, kann im Schritt S108 anstelle der Normalstart-Steuerung, in welcher Kraftstoff in den Ansaughub wie in einer normalen Brennkraftmaschine eingespritzt wird, die nachstehende Steuerung ausgeführt werden. D.h., wenn in der Zündbereichsermittlung die Bedingung der Brennkraftmaschinentemperatur T erfüllt ist und nur die Bedingung der Kolbenposition P nicht erfüllt ist, ist es durch Ausführen der Schnellstart-Steuerung in Bezug auf den nachfolgenden Ansaughubzylinder (den zweiten Kompressionshubzylinder) möglich ist, dass der Startvorgang nahezu sofort abgeschlossen wird.
Die Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung endet hier; die Erfindung ist jedoch nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann, obwohl in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Erfindung auf eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine 1 mit Direkteinspritzung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit Leerlaufabschaltung beschrieben wurde, diese auch für eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zur Verwendung in einem normalen Fahrzeug oder für eine Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung zum Einsatz in einem Hybridfahrzeug angewendet werden. In diesem Falle ist es in einem normalen Fahrzeug möglich, die Startfähigkeit zu verbessern und in einem Hybridfahrzeug ist es möglich, zusätzlich dazu, die Brennkraftmaschine schnell beispielsweise zu Zeitpunkten einer Beschleunigung zu starten und dadurch ein gutes Beschleunigungsverhalten zu realisieren.
Außerdem ist, obwohl in den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen die Erfindung auf eine Reihen-Vierzylinder-Benzin-Brennkraftmaschine 1 mit Direkteinspritzung 1 angewendet wurde, die Zylinderauslegung nicht darauf beschränkt; und da, wenn mehr als vier Zylinder vorhanden sind, immer ein Zylinder in seinen Kompressionshub positioniert ist, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt, ist es, wenn eine Schnellstart-Steuerung für diesen Zylinder ausgeführt wird, möglich, dieselben Effekte wie in den bevorzugten Ausführungsformen zu erzielen. In einer Brennkraftmaschine wie z.B. einer V-8 Brennkraftmaschine, in welcher zwei Zylinder in ihren Kompressionshüben in der abgestellten Brennkraftmaschine positioniert sind, sollte eine Schnellstart-Steuerung in Bezug auf den Zylinder mit der niedrigeren Kolbenposition P ausgeführt werden. In einer Dreizylinder-Brennkraftmaschine ist es möglich, dass sie sich in einem abgestellten Zustand befindet, in welchem kein Zylinder in seinem Kompressionshub positioniert ist; in diesem Falle könnte eine Normalstartsteuerung ausgeführt werden, wenn dieses passiert, und ansonsten eine Schnellstart-Steuerung nur ausgeführt werden, wenn ein Zylinder in seinem Kompressionshub angehalten ist, oder die Kolbenposition mit dem Starter 6 wie vorstehend beschrieben verstellt wird.

Claims

Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung, in welcher Kraftstoff direkt in Zylinder eingespritzt werden kann, aufweisend: eine Zylinderidentifizierungseinrichtung zum Durchführen einer Zylinderidentifizierung der Brennkraftmaschine während die Brennkraftmaschine abgestellt ist; eine Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln, ob eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt; eine Startsteuereinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen durch die Zylinderidentifizierungseinrichtung identifizierten Kompressionshubzylinder, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt; eine Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung (22) zum Detektieren einer Brennkraftmaschinen-Temperatur der Brennkraftmaschine; eine Kolbenpositions-Detektionseinrichtung zum Detektieren der Position eines Kolbens in dem identifizierten Kompressionshubzylinder; und eine Zündbereichs-Ermittlungseinrichtung, um auf der Basis der von der Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung detektierten Temperatur und der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kol benposition zu ermitteln, ob sich in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff in einem Zündbereich befindet, wobei die Startsteuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Kompressionshubzylinder so steuert, dass ein Schnellstartvorgang durchgeführt wird, wenn ermittelt wird, dass sich der in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzte Kraftstoff in einem Zündbereich befindet, und die Startsteuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung für einen durch die Zylinderidentifizierungseinrichtung während seines Ansaughubs identifizierten Ansaughubzylinder so steuert, dass ein normaler Startvorgang durchgeführt wird, wenn ermittelt wird, dass in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff sich nicht in einem Zündbereich befindet.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Kolbenpositions-Korrektureinrichtung zum Verschieben der Kolbenposition entweder des identifizierten Kompressionshubzylinders oder des Zylinders, der anschließend an den identifizierten Kompressionshubzylinder in seinen Kompressionshub eintreten soll, so dass die Position des Kolbens so wird, dass in den Zylinder eingespritzter Kraftstoff sich in einem Zündbereich befindet, wenn ermittelt wird, dass die von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierte Kolbenposition so ist, dass in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff sich nicht in einem Zündbereich befindet.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Abstellbedingungs-Erkennungseinrichtung zum Ermitteln, ob Bedingungen zum automatischen Abstellen der Brennkraftmaschine erfüllt sind; eine automatische Brennkraftmaschinen-Abstelleinrichtung zum automatischen Abstellen der Brennkraftmaschine, wenn durch die Abstellbedingungs-Erkennungseinrichtung ermittelt wird, dass die Bedingungen zum automatischen Abstellen der Brennkraftmaschine erfüllt sind; und eine Startbedingungs-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln, ob Bedingungen zum automatischen Starten der Brennkraftmaschine erfüllt sind oder nicht, wenn die Brennkraftmaschine durch die automatische Brennkraftmaschinen-Abstelleinrichtung automatisch abgestellt worden ist, wobei die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt, dass eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung vorliegt, wenn durch die Startbedingungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass die Bedingungen zum automatischen Starten der Brennkraftmaschine erfüllt sind.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt, dass eine Brennkraftmaschinen-Startanforderung vorliegt, wenn ein in einem Fahrzeug, in welchem eine Brennkraftmaschine eingebaut ist, vorgesehener Zündschalter (14) durch einen Fahrer in eine Startposition gedreht ist.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 1, wobei die Startvorrichtung ferner aufweist: eine Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken; wobei die Startsteuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Zylinder auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes steuert, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 5, ferner aufweisend: eine Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung (22) zum Detektieren einer Temperatur der Brennkraftmaschinentemperatur; und eine Zündbereichs-Ermittlungseinrichtung, um auf der Basis der von der Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung detektierten Temperatur und der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition zu ermitteln, ob sich in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff in einem Zündbereich befindet.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprü che 5 oder 6, wobei die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung die Kraftstoffeinspritzmenge weiter auf die Zunahmeseite einstellt, je näher sich die Kolbenposition vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine an dem unteren Totpunkt befindet.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung einen Zündzeitpunkt so einstellt, dass sie eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs unterdrückt, und die Startsteuereinrichtung, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Brennkraftmaschine-Startanforderung vorliegt, die Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Zylinder auf der Basis der durch die Kraftstoffparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und Kraftstoffeinspritzzeitpunktes steuert und dann die Zündung für den in dem identifizierten Zylinder eingespritzten Kraftstoff auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Zündzeitpunktes steuert.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung den Zündzeitpunkt ferner auf die Verzögerungsseite einstellt, je näher sich die Kolbenposition vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine an dem unteren Totpunkt befindet.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, ferner aufweisend: eine Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung (22) zum Detektieren einer Temperatur der Brennkraftmaschine, wobei die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eine Basiskraftstoffeinspritzmenge und einen Basiskraftstoffeinspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der durch die Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition und der durch die Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung detektierten Temperatur der Brennkraftmaschinen einstellt, und die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung wenigstens einen von den Verbrennungsparametern, die die eingestellte Basiskraftstoffeinspritzmenge und der eingestellte Basiskraftstoffeinspritzzeitpunkt für den identifizierten Zylinder sind, in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition so korrigiert, dass sie eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs unterdrückt.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung einen Basiszündzeitpunkt für den eingespritzten Kraftstoff in den identifizierten Zylinder in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition und der von der Brennkraftmaschinen-Temperaturdetektionseinrichtung detektierten Brennkraftmaschinentemperatur einstellt, und die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung den Verbrennungsparameter, der der eingestellte Basiszündzeitpunkt ist, in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition so korrigiert, dass sie eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes unterdrückt.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Zylinderidentifizierungseinrichtung einen ersten Kompressionshubzylinder in seinen Kompressionshub und einen zweiten Kompressionshubzylinder, der in seinen Kompressionshub anschließend an den ersten Kompressionshubzylinder beim Starten eintreten soll, identifiziert, während die Brennkraftmaschine abgestellt ist, und die Verbrennungsparameter-Einsteileinrichtung eine entsprechende Kraftstoffeinspritzmenge und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für den zweiten Kompressionshubzylinder in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition einstellt, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken, und die Startsteuereinrichtung die Kraftstoffeinspritzung für den zweiten Kompressionshubzylinder auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspitzzeitpunktes steuert, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei die Zylinderidentifizierungseinrichtung einen ersten Kompressionshubzylinder in seinen Kompressionshub und einen zweiten Kompressionshubzylinder, der in seinen Kompressionshub anschließend an den ersten Kompressionshubzylinder beim Starten eintreten soll, identifiziert, während die Brennkraftmaschine abgestellt ist, und die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eine entsprechende Kraftstoffeinspritzmenge und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für jeden dieser Zylinder in Abhängigkeit von der von der Kolbenpositions-Detektionseinrichtung detektierten Kolbenposition einstellt, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken, und die Startsteuereinrichtung, wenn durch die Startanforderungs-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt, die Kraftstoffeinspritzung für den ersten Kompressionshubzylinder auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes steuert und dann die Kraftstoffeinspritzung für den zweiten Kompressionshubzylinder auf der Basis der von der Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes steuert.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei die Verbrennungsparameter-Einstelleinrichtung eine Kraftstoffeinspritzmenge und einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt auf der Basis von mehreren voreingestellten Kennfeldern steuert, die Verbrennungszustände des eingespritzten Kraftstoffes darstellen.
Startvorrichtung für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, wobei eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes eine mit einem solchen Zustand ist, dass die Verbrennungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes nach dessen Zündung rasch ist, und mit einem solchen Zustand, dass eine Selbstentzündung des Kraftstoffs vor einer Funken-induzierten Zündung erfolgt.
Startsteuerverfahren für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung mit den Schritten: Durchführen einer Zylinderidentifikation der Brennkraftmaschine, während die Brennkraftmaschine abgestellt ist; Ermitteln, ob eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt oder nicht; Einspritzen von Kraftstoff in einen identifizierten Kompressionshubzylinder, wenn ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt; Detektieren einer Temperatur der Brennkraftmaschine; Detektieren der Position eines Kolbens in dem identifizierten Kompressionshubzylinder; und Ermitteln, ob sich in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff in einem Zündbereich befindet auf der Basis der detektierten Brennkraftmaschinentemperatur und der detektierten Kolbenposition, wobei die Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Kompressionshubzylinder so gesteuert wird, dass ein Schnellstart durchgeführt wird, wenn ermittelt wird, dass in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff sich in einem Zündbereich befindet, und die Kraftstoffeinspritzung für einen durch die Zylinder-Identifizierungseinrichtung identifizierten Ansaughubzylinders während seines Ansaughubs so gesteuert wird, dass ein Normalstart durchgeführt wird, wenn ermittelt wird, dass in den identifizierten Kompressionshubzylinder eingespritzter Kraftstoff sich nicht in einem Zündbereich befindet.
Startsteuerungsverfahren für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 16, wobei das Startsteuerverfahren ferner die Schritte aufweist: Detektieren der Position eines Kolbens in einem identifizierten Zylinder; und Einstellen einer Kraftstoffeinspritzmenge und eines Kraftstoffeinspritzzeitpunktes in Abhängigkeit von der detektierten Position des Kolbens so, dass eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes unterdrückt wird; wobei die Kraftstoffeinspritzung für den identifizierten Zylinder auf der Basis der eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des eingestellten Kraftstoffeinspritzzeitpunktes gesteuert wird, wenn ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt.
Startsteuerungsverfahren für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 17, wobei ein Zündzeitpunkt, um eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken eingestellt wird, und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt für den identifizierten Zylinder auf der Basis der eingestellten Kraftstoffeinspritzmenge und des eingestellten Kraftstoffeinspritzzeitpunktes gesteuert wird, und dann die Zündung für den in den identifizierten Zylinder eingespritzten Kraftstoff auf der Basis des eingestellten Zündzeitpunktes gesteuert wird, wenn ermittelt wird, dass eine Startanforderung für die Brennkraftmaschine vorliegt.
Startsteuerungsverfahren für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach Anspruch 17 oder 18, ferner mit den Schritten: Detektieren einer Temperatur der Brennkraftmaschine; und Einstellen einer Basiskraftstoffeinspritzmenge und eines Basiskraftstoffeinspritzzeitpunktes für den identifizierten Zylinder in Abhängigkeit von der detektierten Kolbenposition und der detektierten Brennkraftmaschinentemperatur, Korrigieren wenigstens eines der Verbrennungsparameter, die die eingestellte Basiskraftstoffeinspritzmenge und der eingestellte Basiskraftstoffeinspritzzeitpunkt sind, in Abhängigkeit von der detektierten Kolbenposition, um so eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken.
Startsteuerungsverfahren für eine funkengezündete Brennkraftmaschine (1) mit Direkteinspritzung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei ein Basiszündzeitpunkt für den eingespritzten Kraftstoff in den identifizierten Zylinder entsprechend der detektierten Kolbenposition und der detektierten Brennkraftmaschinentemperatur eingestellt wird, und der Verbrennungsparameter, der der eingestellte Basiszündzeitpunkt ist, entsprechend der detektierten Kolbenposition korrigiert wird, um somit eine anormale Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes zu unterdrücken.