DE60209968T2 - Automatisches Steuerungssystem zum Abstellen und erneutem Starten eines Brennkraftmotors - Google Patents

Automatisches Steuerungssystem zum Abstellen und erneutem Starten eines Brennkraftmotors Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem für eine an einem Fahrzeug angebrachte Brennkraftmaschine, welches ein automatisches Stoppen und erneutes Starten der Maschine steuert/regelt, wenn das Fahrzeug gestoppt ist (eine Leerlaufstoppsteuerung/regelung zum Stoppen eines unnötigen Leerlaufs der Maschine).
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Hybridfahrzeug verwendet in Kombination eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor. Eine herkömmliche Technik für eine Leerlaufstoppsteuerung/regelung ist bekannt. Wenn die Maschine mit der herkömmlichen Technik erneut gestartet wird, wird der Motor zuerst betätigt, um ein Anlassen durchzuführen und die Maschine wird zu dem Zeitpunkt gestartet, zu dem die Maschinendrehzahl eine Startdrehzahl erreicht (japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-204997).
  • Bei der in der obigen Publikation beschriebenen Technik ist die Startdrehzahl auf einen Wert eingestellt, welcher mit einer Zunahme der benötigten Antriebskraft abnimmt. Wenn somit die benötigte Antriebskraft zunimmt, wird die Maschine früher gestartet. Folglich wird dann, wenn der Fahrer des Fahrzeugs ein Gaspedal unmittelbar nach dem Start der Maschine betätigt, die Maschine früher erneut gestartet.
  • Unter gewissen Umständen ist es bevorzugt, den erneuten Start der Maschine so rasch als möglich durchzuführen, ungeachtet der Größe der benötigten Antriebskraft, um die Last auf den Motor in dem Hybridfahrzeug zu reduzieren. In dem Fall, dass die Leerlaufstoppsteuerung/regelung in einem nur durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen normalen Fahrzeug durchgeführt wird, muss der erneute Start der Maschine so rasch als möglich durchgeführt werden. Wenn beispielsweise die Wegnahme einer auf ein Bremspedal ausgeübten Niederdrückkraft erfasst wird, kann bestimmt werden, dass der Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug zu starten.
  • Die 12A bis 12E sind Zeitdiagramme, welche eine Maschinenneustartsteuerung/regelung beim Stand der Technik veranschaulichen, welche für eine Vierzylinderbrennkraftmaschine bestimmt ist. 12A zeigt die Takte bzw. Hübe der vier Zylinder (#1, #2, #3 und #4 Zylinder). 12B zeigt eine Ausgabe von einem Bremsschalter zur Erfassung des Zustands einer Bremse (der L-Pegel (Low Level) in 12B bezeichnet das Lösen der Bremse). 12C zeigt TDC-Impulse, welche erzeugt werden, unmittelbar bevor der Kolben in jedem Zylinder einen oberen Totpunkt erreicht. Die 12D und 12E zeigen jeweils Antriebssteuer/regelsignale für Kraftstoffeinspritzventile und Zündsignale für vier Zylinder.
  • Wenn die Bremse gelöst wird und der Anlassermotor betätigt wird, um das Anlassen der Maschine zu starten, werden simultane Einspritzungen von Kraftstoff in die vier Zylinder nach der Erzeugung des ersten TDC-Impulses P11 durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird im Ansaugtakt der Kraftstoff zuerst in den #4 Zylinder eingeführt und wird als Nächstes durch einen Zündfunken gezündet, welcher von einer Zündkerze für den #4 Zylinder im Explosions(Arbeits)-Takt nach dem Kompressionstakt erzeugt wird, um so die erste Explosion zu erzeugen. Wenn der #4 Zylinder betrachtet wird, in welchem die erste Explosion erzeugt wird, ist dieser Zylinder im Ausstoßtakt während des Stopps der Maschine und verändert sich zum Ansaugtakt nach dem Start des Anlassens über den Kompressionstakt, um den Explosionstakt zu erreichen. D.h. etwa eineinhalb Umdrehungen der Kurbelwelle sind notwendig, bis die erste Explosion nach dem Start des Anlassens erzeugt wird und die erste Explosion wird nach der Erzeugung von drei TDC-Impulsen P11, P12 und P13 erzeugt.
  • 13 ist ein Zeitdiagramm, welches Veränderungen bei der Maschinendrehzahl und der Erzeugung von TDC-Impulsen zeigt, wenn die Maschine unter Verwendung des in den 12A bis 12E gezeigten Steuer/Regelverfahrens tatsächlich gestartet wird. Wie aus 13 verständlich ist, wird die erste Explosion nach der Erzeugung von drei TDC-Impulsen nach dem Start des Anlassens erzeugt.
  • Es ist jedoch vorzuziehen, die Maschine nach dem Leerlaufstopp so rasch als möglich erneut zu starten. Somit ist eine weitere Verbesserung erwünscht.
  • Den nächsten Stand der Technik stellt das Abstract der japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-123865 oder das deutsche Patent DE 195 27 503 dar, welche den Oberbegriff des Anspruchs 1 beschreiben.
  • ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
  • Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche die Maschine schneller als der Stand der Technik erneut starten kann.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem für eine an einem Fahrzeug angebrachte Mehrzylinderbrennkraftmaschine bereit. Das Steuer/Regelsystem steuert/regelt ein automatisches Stoppen und erneutes Starten der Maschine gemäß Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und der Maschine. Das Steuer/Regelsystem umfasst ein Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel und ein Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel. Das Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel stellt Kraftstoff zu wenigstens einem der Zylinder der Maschine bereit, wenn eine Maschinenstoppbedingung zum Stoppen der Maschine erfüllt ist. Und dann stoppt es die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern der Maschine. Das Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel führt Kraftstoff sofort wenigstens einem der Zylinder zu dem Zeitpunkt zu, zu dem eine Maschinenneustartbedingung zum erneuten Starten der Maschine erfüllt ist.
  • Mit dieser Konfiguration ist die Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder der Maschine vorgesehen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und nachfolgend wird die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern der Maschine gestoppt. Danach wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, Kraftstoff sofort wenigstens einem der Zylinder der Maschine zugeführt. Durch ein Bereitstellen der Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem Zylinder beim Stopp der Maschine wird die Verbrennung (erste Explosion) durch den ersten Zündimpuls beim erneuten Start der Maschine durchgeführt und durch eine Zufuhr von Kraftstoff zu Beginn des Neustarts der Maschine wird die Verbrennung anschließend durch den zweiten Zündimpuls durchgeführt. Folglich kann die erste Explosion früher erzeugt werden und die Maschine schneller als beim Stand der Technik erneut gestartet werden.
  • Wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, stoppt das Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel vorzugsweise zuerst die Kraftstoffzufuhr zu einer ersten vorbestimmten Anzahl an Zylindern und liefert dann Kraftstoff zu wenigstens einem Zylinder.
  • In der obigen Konfiguration ist "die erste vorbestimmte Zahl" so eingestellt, dass wenigstens ein Zylinder, welchem der Kraftstoff zugeführt wird, im Kompressionstakt stoppt, wenn die Maschine gestoppt wird. Insbesondere ist die erste vorbestimmte Zahl auf "2" für eine Vierzylindermaschine eingestellt. Diese Zahl ist auch für Sechs-Zylinder- oder Acht-Zylinder-Maschinen auf "2" einge stellt. D.h. die erste vorbestimmte Zahl ungeachtet der Zylinderzahl ist auf einen festen Wert eingestellt.
  • Mit dieser Konfiguration wird die Kraftstoffzufuhr zu der ersten vorbestimmten Zylinderzahl zuerst gestoppt, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Dann wird die Kraftstoffzufuhr zu dem wenigstens einen Zylinder bereitgestellt. Folglich kann die Maschine zuverlässig gestoppt werden und die Emission von unverbranntem Kraftstoff kann verhindert werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelsystem ferner ein Zündsteuer/regelmittel, um zuerst Zündungen einer zweiten vorbestimmten Zylinderzahl durchzuführen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, und dann die nachfolgende Zündung auszusetzen.
  • Bei der obigen Konfiguration ist "die zweite vorbestimmte Zahl" auf die Zahl von solchen Zylindern eingestellt, dass der Kraftstoff zugeführt wird, bevor die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und der Zündzeitpunkt kommt, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Insbesondere ist die zweite vorbestimmte Zahl auf "2" für eine Vier-Zylinder-Maschine, "3" für eine Sechs-Zylinder-Maschine und "4" für eine Acht-Zylinder-Maschine eingestellt.
  • Mit dieser Konfiguration wird die Zündung der zweiten vorbestimmten Zahl an Zylindern durchgeführt, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und die nachfolgende Zündung ausgesetzt ist. Folglich kann der Kraftstoff, welcher zugeführt wird, bevor die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, zuverlässig verbrannt werden und unnötige Zündungen, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, können verhindert werden.
  • Vorzugsweise hat das Fahrzeug einen Motor, welcher eine Ausgangswelle der Maschine drehmäßig antreiben kann, und einen regenerativen Betrieb durchführen kann, um Drehenergie der Ausgangswelle in elektrische Energie um zuwandeln. Das Steuer/Regelsystem umfasst ferner Regenerationssteuer/regelmittel zur Durchführung des regenerativen Betriebs des Motors, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
  • Mit dieser Konfiguration wird der regenerative Betrieb des Motors durchgeführt, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Folglich kann die Maschine früher durch einen Bremseffekt infolge des regenerativen Betriebs gestoppt werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel ein Kraftstoffmengensteuer/regelmittel, um eine der Maschine zuzuführende Kraftstoffmenge während einer ersten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenstartbedingung erfüllt ist, im Vergleich zu der Kraftstoffmenge bei einer normalen Steuerung/Regelung zu verringern.
  • Mit dieser Konfiguration wird die der Maschine zuzuführende Kraftstoff menge während der ersten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, im Vergleich zu der bei einer normalen Steuerung/Regelung verringert. Folglich wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines dem wenigstens einem Zylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches so gesteuert/geregelt, dass es magerer ist als bei einer normalen Steuerung/Regelung. Auf diese Weise kann eine Selbstzündung zuverlässig verhindert werden und das zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch kann zuverlässig beim erneuten Starten der Maschine gezündet werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Steuer/Regelsystem ferner ein Verzögerungssteuer/regelmittel, um eine Zündzeiteinstellung der Maschine während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem eine Drehzahl der Maschine gleich einer vorbestimmten Drehzahl ist oder diese überschreitet, gegenüber dem Zündzeitpunkt bei einer normalen Steuerung/Regelung zu verzögern, wenn die Maschine erneut gestartet wird.
  • Mit dieser Konfiguration wird die Zündzeiteinstellung der Maschine während der zweiten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Drehzahl der Maschine der vorbestimmten Drehzahl entspricht oder diese überschreitet, gegenüber der bei einer normalen Steuerung/Regelung verzögert, wenn die Maschine erneut gestartet wird. Folglich kann die Leistungsabgabe von der Maschine unterdrückt werden, um auf diese Weise eine rasche Zunahme der Maschinendrehzahl zu verhindern.
  • Vorzugsweise ist die Maschine mit einem Ansaugluftmengenerhöhungsmittel versehen, um eine Ansaugluftmenge zu der Maschine zu erhöhen. Das Steuer/Regelsystem umfasst ferner ein Luft-Kraftstoff Verhältnis-Einstellmittel, um die Ansaugluftmenge zu erhöhen, indem das Ansaugluftmengenerhöhungsmittel betätigt wird, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
  • Mit dieser Konfiguration wird die Ansaugluftmenge durch das Ansaugluftmengenerhöhungsmittel erhöht, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Folglich wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des dem wenigstens einen Zylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches so gesteuert/geregelt, dass es magerer als bei einer normalen Steuerung/Regelung ist. Somit kann eine Selbstzündung zuverlässig verhindert werden und das zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch kann beim erneuten Starten der Maschine zuverlässig gezündet werden.
  • Stärker bevorzugt umfasst das Steuer/Regelsystem ferner ein Verhinderungsmittel, um einen Betrieb des Ansaugluftmengenerhöhungsmittels während einer dritten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt zu verhindern, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist.
  • Mit dieser Konfiguration wird der Betrieb des Ansaugluftmengenerhöhungsmittels während der dritten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, verhindert, sodass die Ansaugluftmenge nicht erhöht wird. Folglich kann die Maschinenleistung unterdrückt werden, um auf diese Weise eine rasche Erhöhung der Maschinendrehzahl zu verhindern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm, welches einen schematischen Aufbau eines Antriebssystems für ein Fahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine graphische Darstellung, welche einen schematischen Aufbau eines Steuer/Regelsystems für eine Brennkraftmaschine zeigt, welches ein automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem für die Maschine umfasst;
  • 3 ist eine graphische Darstellung, welche einen schematischen Aufbau eines Steuer/Regelsystems für einen in 1 gezeigten Motor zeigt;
  • 4A bis 4F sind Zeitdiagramme, um eine Maschinenstoppsteuerung/regelung zu veranschaulichen;
  • 5A bis 5E sind Zeitdiagramme, um eine Maschinenneustartsteuerung/regelung zu veranschaulichen;
  • 6A bis 6G sind Zeitdiagramme, um einen Betriebsablauf zu veranschaulichen, wenn die Maschine erneut gestartet wird, und auch eine Steuerung/Regelung zu veranschaulichen, um einen raschen Anstieg der Maschinendrehzahl zu verhindern;
  • 7A bis 7D sind Flussdiagramme der Maschinenstoppsteuerung/regelung;
  • 8 ist ein Flussdiagramm einer Kraftstoffeinspritzsteuerung/regelung bei der Maschinenneustartsteuerung/regelung;
  • 9A, 9B und 9C sind Flussdiagramme einer Zündeinstellungssteuerung/regelung, einer Leerlaufsteuer/regelventilsteuerung/regelung bzw. einer Motorsteuerung/regelung bei der Maschinenneustartsteuerung/regelung;
  • 10A bis 10H sind Zeitdiagramme, um die Maschinenstoppsteuerung/regelung und die Maschinenneustartsteuerung/regelung zu veranschaulichen;
  • 11 ist ein Zeitdiagramm, welches Veränderungen bei der Maschinendrehzahl zeigt, wenn die Maschine erneut gestartet wird;
  • 12A bis 12E sind Zeitdiagramme, um die Maschinenneustartsteuerung/regelung beim Stand der Technik zu veranschaulichen; und
  • 13 ist ein Zeitdiagramm, welches Veränderungen bei der Maschinendrehzahl zeigt, wenn ein Maschinenneustart durchgeführt wird, indem die herkömmliche Steuerung/Regelung angewendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Antriebssystems für ein Fahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist ein sogenanntes Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (welche nachfolgend als "Maschine" bezeichnet wird) 1 und einem Motor 3. Eine Antriebswelle 2 wird von der Maschine 1 angetrieben, um ein Antriebsrad 5 durch ein Getriebe 4 anzutreiben. Der Motor 3 ist so angebracht, dass er die Antriebswelle 2 direkt drehen kann. Der Motor 3 hat eine Regenerationsfunktion, welche kinetische Energie von der Drehung der Antriebswelle 2 in elektrische Energie umwandelt und die elektrische Energie ausgibt. In dieser bevorzugten Ausführungsform hat der Motor 3 eine Kurbelriemenscheibe (nicht gezeigt) zum Antrieb von Zusatzeinrichtungen. Mit dieser Anordnung kann der Raum zur Anbringung des Motors 3 reduziert werden.
  • 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Steuer/Regelsystems für die Maschine 1. Dieses System umfasst ein automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem für die Maschine 1. Die Maschine 1 kann eine Vierzylindermaschine sein. Die Maschine hat ein Ansaugrohr 12, welches mit einem Drosselventil 13 versehen ist. Ein Drosselventilöffnung(THA)-Sensor 14 ist mit dem Drosselventil 13 verbunden, um ein elektrisches Signal auszugeben, welches einer Drosselventilöffnung des Drosselventils 13 entspricht, und das elektrische Signal einer elektronischen Steuer/Regeleinheit zur Maschinensteuerung/regelung (welche nachfolgend als "FI/AT-ECU" bezeichnet wird) 15 zuzuführen.
  • Ein Bypass-Durchgang 26, welcher das Drosselventil 13 umgeht, ist mit dem Ansaugrohr 12 verbunden. Der Bypass-Durchgang 26 ist mit einem Leerlaufsteuer/regelventil 27 versehen, um die Luftmenge zu steuern/regeln, welche der Maschine 1 durch den Bypass-Durchgang 26 zuzuführen ist. Das Leerlaufsteuer/regelventil 27 ist mit der FI/AT-ECU 15 verbunden und sein Ventilöffnungsbetrag wird von der FI/AT-ECU 15 gesteuert/geregelt.
  • Ein Kraftstoffeinspritzventil 16 ist für jeden Zylinder vorgesehen, um Kraftstoff in das Ansaugrohr 12 einzuspritzen. Jedes Kraftstoffeinspritzventil 16 ist mit einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) verbunden und elektrisch mit der FI/AT-ECU 15 verbunden. Eine Ventilöffnungsperiode von jedem Kraftstoffeinspritzventil 16 wird durch ein von der FI/AT-ECU 15 ausgegebenes Signal gesteuert/geregelt.
  • Ein absoluter Ansaugdruck(PBA)-Sensor 17 ist unmittelbar stromabwärts des Drosselventils 13 vorgesehen. Ein elektrisches Signal, welches einen absoluten Ansaugdruck anzeigt, wird von dem absoluten Ansaugdruck-Sensor 17 der FI/AT-ECU 15 zugeführt. Eine Ansauglufttemperatur(TA)-Sensor 18 ist stromabwärts des absoluten Ansaugdruck-Sensors 17 vorgesehen, um eine Ansauglufttemperatur TA zu erfassen. Ein der erfassten Ansauglufttemperatur TA entsprechendes elektrisches Signal wird von dem Sensor 18 ausgegeben und der FI/AT-ECU 15 zugeführt.
  • Ein Maschinenkühlmitteltemperatur(TW)-Sensor 19, wie z.B. ein Thermistor, ist an dem Körper der Maschine 1 angebracht, um eine Maschinenkühlmitteltemperatur (Kühlwassertemperatur) TW zu erfassen. Ein der erfassten Maschinenkühlmitteltemperatur TW entsprechendes Temperatursignal wird von dem Sensor 19 ausgegeben und der FI/AT-ECU 15 zugeführt.
  • Jeder Zylinder der Maschine 1 ist mit einer Zündkerze 21 versehen. Jede Zündkerze 21 ist mit der FI/AT-ECU 15 verbunden. Eine Zündzeiteinstellung von jeder Zündkerze 21 wird durch die FI/AT-ECU 15 gesteuert/geregelt.
  • Ein Kurbelwinkelpositionssensor 20 zur Erfassung eines Drehwinkels einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Maschine 1 ist mit der FI/AT-ECU 15 verbunden und ein dem erfassten Drehwinkel der Kurbelwelle entsprechendes Signal wird der FI/AT-ECU 15 zugeführt. Der Kurbelwinkelpositionssensor 20 besteht aus einem Zylinderunterscheidungssensor, einem TDC-Sensor und einem CRK-Sensor. Der Zylinderunterscheidungssensor gibt einen Impuls an einer bestimmten Kurbelwinkelposition für einen bestimmten Zylinder der Maschine 1 aus (dieser Impuls wird nachfolgend als "CYL-Impuls" bezeichnet). Der TDC-Sensor gibt einen TDC-Impuls an einer Kurbelwinkelposition aus vor einem oberen Totpunkt (TDC) bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel, welcher an einem Ansaugtakt in jedem Zylinder beginnt (alle 180° Kurbelwinkel im Falle einer Vierzylindermaschine). Der CRK-Sensor erzeugt einen Impuls mit einer konstanten Kurbelwinkelperiode (z.B. eine Periode von 30°), welche kürzer ist als die Erzeugungsperiode des TDC-Impulses (dieser Impuls wird nachfolgend als "CRK-Impuls" bezeichnet). Jeder CYL-Impuls, TDC-Impuls und CRK-Impuls wird der FI/AT-ECU 15 zugeführt. Diese Impulse werden zur Steuerung/Regelung verschiedener Zeiteinstellungen, wie z.B. eine Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung und eine Zündzeiteinstellung, und zur Erfassung einer Maschinendrehzahl NE verwendet.
  • Ein Auspuffrohr 22 der Maschine 1 ist mit einem Dreiwegekatalysator 25 versehen, um Komponenten, wie z.B. HC, CO und NOx in Abgasen zu entfernen. Ein Sauerstoffkonzentrationssensor 24 ist an dem Auspuffrohr 22 an einer Position stromaufwärts des Dreiwegekatalysators 25 angebracht. Der Sauerstoffkonzentrationssensor 24 gibt ein Erfassungssignal aus, welches der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen entspricht, und führt das Erfassungssignal der FI/AT-ECU 15 zu.
  • Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 erfasst eine Fahrgeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) VP des von der Maschine 1 angetriebenen Fahrzeugs. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 wird der FI/AT-ECU 15 zugeführt. Ferner erfasst ein Bremsschalter 32, dass ein Bremspedal (nicht gezeigt) in dem Fahrzeug niedergedrückt wird. Ein Ausgangssignal von dem Bremsschalter 32 wird der FI/AT-ECU 15 zugeführt.
  • Die FI/AT-ECU 15 umfasst eine Eingangsschaltung mit verschiedenen Funktionen. Diese Funktionen umfassen: 1) Eine Funktion zur Formung der Wellenformen von Eingangssignalen von den verschiedenen Sensoren; 2) eine Funktion zur Korrektur der Spannungsniveaus der Eingangssignale auf ein vorbestimmtes Niveau; und 3) eine Funktion zur Umwandlung von analogen Signalwerten in digitale Signalwerte. Die FI/AT-ECU umfasst ferner eine zentrale Verarbeitungseinheit (welche nachfolgend als "CPU" bezeichnet wird), eine Speicherschaltung und eine Ausgangsschaltung. Die Speicherschaltung speichert vorher verschiedene Betriebsprogramme, welche von der CPU auszuführen sind und die Ergebnisse der Berechnung oder dgl., welche von der CPU erhalten werden. Die Ausgangsschaltung führt den Kraftstoffeinspritzventilen 16, dem Leerlaufsteuer/regelventil 27 usw. Treiber- bzw. Antriebssignale zu.
  • Die CPU der FI/AT-ECU 15 berechnet eine Zündzeiteinstellung IGLOG, welche als ein Vorverstellungswinkel von dem oberen Totpunkt definiert ist, gemäß Maschinenbetriebsbedingungen. Die CPU berechnet auch eine Kraftstoff einspritzperiode TOUT als die Ventilöffnungsperiode von jedem Kraftstoffeinspritzventil 16 gemäß Maschinenbetriebsbedingungen.
  • Die CPU der FI/AT-ECU 15 berechnet ferner einen Ventilöffnungssteuer/regelbetrag ICMD zur Steuerung/Regelung des Ventilöffnungsbetrags des Leerlaufsteuer/regelventils 27 gemäß Maschinenbetriebsbedingungen. Die durch das Leerlaufsteuer/regelventil 27 der Maschine 1 zuzuführende Luftmenge ist im Wesentlichen proportional zum Ventilöffnungssteuer/regelbetrag ICMD.
  • Die FI/AT-ECU 15 führt: 1) jeder Zündkerze 21 ein Zündsignal basierend auf der Zündzeiteinstellung IGLOG zu; 2) jedem Kraftstoffeinspritzventil 16 ein Antriebssignal basierend auf der Kraftstoffeinspritzzeit TOUT zu; und 3) dem Leerlaufsteuer/Regelventil 27 ein Antriebssignal basierend auf dem Ventilöffnungssteuer/regelbetrag ICMD zu.
  • 3 zeigt einen schematischen Aufbau eines Steuer/Regelsystems für den Motor 3. Der Motor 3 kann ein Dreiphasenwechselstrommotor sein. Dieser Motor ist durch Leitungen 47, 48 und 49 mit einer Motorbetriebseinheit (welche nachfolgend als "PDU" bezeichnet wird) 42 verbunden. Diese Leitungen führen jeweils drei Phasenströme IU, IV und IW dem Motor 3 zu. Die Leitungen 47, 48 und 49 sind jeweils mit Stromsensoren 50, 51 und 52 versehen, um jeweils die Ströme IU, IV und IW zu erfassen. Erfassungssignale von diesen Sensoren 50, 51 und 52 werden einer elektronischen Steuer/Regeleinheit zur Motorsteue rung/regelung (welche nachfolgend als "MOT-ECU" bezeichnet wird) 41 zugeführt.
  • Der Motor 3 hat einen Drehmelder (nicht gezeigt). Der Drehmelder gibt ein Drehwinkelpositionssignal RS aus, welches eine Drehwinkelposition eines Rotors des Motors 3 anzeigt und führt das Signal RS der MOT-ECU 41 zu.
  • Die PDU 42 ist durch eine Leitung 53 und einen Hauptschaltschütz 43 mit einer Hochspannungsbatterie 44 verbunden. Die Leitung 53 ist mit einem Stromsensor 46 zur Erfassung eines Batterieausgangsstroms IB versehen. Ein Erfassungssignal von dem Stromsensor 46 wird der MOT-ECU 41 zugeführt.
  • Die Batterie 44 ist mit einem Temperatursensor 45 versehen. Der Temperatursensor 45 führt ein Signal, welches eine Batterietemperatur TB anzeigt, der MOT-ECU 41 zu. Ferner ist ein Batterieausgangsanschluss mit der MOT-ECU 41 verbunden, um eine Batterieausgangsspannung VB zu erfassen.
  • Die MOT-ECU 41 ist mit der FI/AT-ECU 15 verbunden, um notwendige Information zu der FI/AT-ECU 15 zu übertragen und von dieser zu empfangen.
  • Die MOT-ECU 41 erfasst eine Restladungsmenge QR der Batterie 44 gemäß der Batterieausgangsspannung VB, dem Batterieausgangsstrom IB und die Batterietemperatur TB. Die MOT-ECU 41 steuert/regelt die PDU 42 gemäß Fahrzeugbetriebszuständen einschließlich: 1) Maschinenbetriebszuständen; 2) der Restladungsmenge QR; 3) der Motorströme IU, IV und IW; und 4) des Motordrehwinkelpositionssignals RS, um eine Antriebssteuerung/regelung und eine Regenerationssteuerung/regelung des Motors 3 durchzuführen.
  • Der Hauptschaltschütz 43 wird während des Betriebs des Fahrzeugs in seinem Ein-Zustand gehalten.
  • Die Maschinenstoppsteuerung/regelung in dieser bevorzugten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 4A bis 4F beschrieben.
  • Die Maschinenstoppsteuerung/regelung zum automatischen Stoppen der Maschine 1 bei einem Stopp des Fahrzeugs wird gestartet, wenn eine vorgegebene Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Insbesondere ist die Maschinenstoppbedingung in dieser Ausführungsform erfüllt, wenn die Maschine 1 aufgewärmt worden ist (die Maschinenkühlmitteltemperatur TW ist größer oder gleich einer vorbestimmten Temperatur TB0), das Drosselventil 3 vollständig geschlossen ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit VP "0" ist, die Restladungsmenge QR größer oder gleich einer vorbestimmten Menge QR0 ist und das Bremspedal gedrückt ist (der Bremsschalter 32 wird EIN). In den 4A bis 4F ist ein Fall gezeigt, dass die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, wenn der Bremsschalter 32 EIN wird (siehe 4B).
  • Wenn die Maschinenstoppbedingung zur Zeit t0 erfüllt ist, wird die Kraftstoffeinspritzung für den #4 Zylinder unmittelbar nach t0 gestoppt und als Nächstes wird die Kraftstoffeinspritzung für den #2 Zylinder auch gestoppt, wie in 4D gezeigt. Danach wird die Kraftstoffeinspritzung für den #1 Zylinder durchgeführt. Wenn die Maschinendrehzahl NE kleiner oder gleich einer vorbestimmten Stoppdrehzahl NESTP ist, wird die nachfolgende Kraftstoffeinspritzung gestoppt. Die 4A bis 4F zeigen das typischte Beispiel des Betriebs, bei dem die Maschinendrehzahl NE normalerweise kleiner oder gleich der vorbestimmten Stoppdrehzahl NESTP ist bei der Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung für den Zylinder (#3 Zylinder, wie gezeigt), welcher dem Zylinder (#1 Zylinder, wie gezeigt) folgt, für welchen die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird. Folglich wird die Kraftstoffeinspritzung für den #3 Zylinder gestoppt. Unmittelbar danach ist die Maschine 1 gestoppt, sodass kein Kraftstoff der Maschine 1 nach dem Zeitpunkt zugeführt wird, zu dem die Maschinendrehzahl NE kleiner oder gleich der vorbestimmten Stoppdrehzahl NESTP ist. Die vorbestimmte Stoppdrehzahl NESTP ist auf eine Drehzahl (z.B. 150 U/min) eingestellt, bei der die Maschine nicht durch eine Trägheitskraft dreht.
  • Wenn die Kraftstoffeinspritzung für den #1 Zylinder durchgeführt wird, wird die Kraftstoffeinspritzmenge so gesteuert/geregelt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Wert (z.B. L/K ist etwa 17) wird, welcher dazu geeignet ist, eine Selbstzündung zu verhindern, wenn keine Zündung durchgeführt wird. Die Maschine 1 wird in dem Zustand gestoppt, wo der #1 Zylinder im Kompressionstakt ist, sodass der in den #1 Zylinder zugeführte Kraftstoff verwendet wird, um die erste Explosion beim erneuten Start der Maschine 1 zu erzeugen.
  • Ferner wird, wie in 4E gezeigt, die Zündung für den Zylinder (#1 Zylinder) zu der Zeiteinstellung unmittelbar nach dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, durchgeführt und die Zündung für den Zylinder (#3 Zylinder) wird zur nächsten Zündzeiteinstellung durchgeführt. Danach wird die nachfolgende Zündung gestoppt. Folglich kann der Kraftstoff, welcher zugeführt wird, bevor die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, zuverlässig verbrannt werden und eine ungewünschte Zündung kann verhindert werden, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
  • Ferner wird, wie in 4F gezeigt, der Ventilöffnungssteuer/regelbetrag ICMD des Leerlaufsteuer/regelventils 27 auf einen vorbestimmten Wert ICMD2 verändert, welcher größer als ein normaler Steuer/Regelwert ICMD1 ist, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, um auf diese Weise die Ansaugluftmenge zu der Maschine 1 zu erhöhen. Dieser vorbestimmte Wert ICMD2 ist so eingestellt, dass der absolute Ansaugdruck PBA beispielsweise etwa 41 kPa (110 mmHg) wird. Durch eine Erhöhung der Ansaugluftmenge, wie oben erwähnt, kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder (#1 Zylinder), in welchem der Kraftstoff für die erste Explosion beim erneuten Start zurückgelassen ist, auf einen solchen Wert eingestellt werden, dass keine Selbstzündung auftritt. Das Leerlaufsteuer/regelventil 27 wird geschlossen, wenn die Maschinendrehzahl NE der vorbestimmten Stoppdrehzahl NESTP entspricht oder diese unterschreitet.
  • Somit wird gemäß der oben erwähnten Maschinenstoppsteuerung/regelung das Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Erzeugung der ersten Explosion beim erneuten Start in dem Zylinder im Ansaugtakt während des Stopps der Maschine zurückbehalten.
  • Obwohl in den 4A bis 4F nicht gezeigt, wird der Motor 3 regenerativ betrieben, um eine Last auf die Maschine 1 zu erhöhen und die Maschine 1 früher zu stoppen (siehe 10H).
  • Die Maschinenneustarttsteuerung/regelung in dieser bevorzugten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die 5A bis 5E beschrieben.
  • Wenn der Bremsschalter 32 zum Zeitpunkt t1 AUS wird (5B), ist eine Maschinenneustartbedingung erfüllt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor 3 drehmäßig angetrieben, um die Maschine 1 erneut zu starten. Wein 5D gezeigt, wird die Kraftstoffeinspritzung (gleichzeitige Einspritzung) für alle Zylinder zum selben Zeitpunkt durchgeführt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist. Der zu diesem Zeitpunkt eingespritzte Kraftstoff wird im Ansaugtakt einer Verbrennungskammer in jedem Zylinder zugeführt.
  • Ferner wird die Zündung zum Zeitpunkt t1 erlaubt. Wie in 5E gezeigt, wird die Zündung für den #1 Zylinder im Kompressionstakt in Reaktion auf die Erzeugung eines ersten TDC-Impulses P1 durchgeführt. Da das Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Erzeugung der ersten Explosion in dem #1 Zylinder ist, wird die erste Explosion durch die erste Zündung erzeugt. Danach wird die Zündung für den #3 Zylinder durchgeführt. Der zum Zeitpunkt t1 eingespritzte Kraftstoff wurde dem #3 Zylinder zugeführt und dieser Kraftstoff wird bei der Zündung verbrannt. Danach wird der zum Zeitpunkt t1 eingespritzte Kraftstoff für die #4, #2 und #1 Zylinder sequentiell in den jeweiligen Explosions(Arbeits)-Takten verbrannt.
  • Anschließend wird eine normale sequentielle Einspritzung durchgeführt, um den Kraftstoff jedem Zylinder zuzuführen und das Luft-Kraftstoff-Gemisch sequentiell zu zünden.
  • Die 6A, 6B und 6C zeigen jeweils Änderungen bei: 1) der Maschinendrehzahl Ne; 2) dem TDC-Impuls; und 3) dem absoluten Ansaugdruck PBA, wenn die Maschinenneustartsteuerung/regelung durchgeführt wird, wie in den 5A bis 5E gezeigt. Die 6D, 6E, 6F und 6G zeigen jeweils: 1) eine Antriebsperiode des Motors 3; 2) die Kraftstoffeinspritzsteuerung/regelung; 3) die Zündsteuerung/regelung; und 4) die Leerlaufsteuer/regelventilsteuerung/regelung im Verhältnis zu den 6A bis 6C. Wie in 6D gezeigt, wird der Motor 3 über eine vorbestimmte Periode (Motorantriebsperiode) TMOT zum Anlassen angetrieben.
  • Wie in 6E gezeigt, werden Kraftstoffeinspritzungen mit festgelegter Menge während einer vorbestimmten Periode TINJ ab dem Start der Maschinenneustartsteuerung/regelung (ab dem Zeitpunkt t1) durchgeführt, um eine rasche Zunahme der Maschinendrehzahl NE beim Maschinenneustart zu verhindern. Die Kraftstoffzufuhrmenge während der Periode TINJ ist so eingestellt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis etwa "20" wird. Mit anderen Worten wird die Kraftstoffeinspritzmenge so gesteuert/geregelt, dass sie verglichen mit der Kraftstoffeinspritzmenge bei einer normalen Steuerung/Regelung, wo das stöchiometrische Verhältnis (14,7) als ein Soll-Luft-Kraftstoff-Verhältnis angenommen wird, eine kleinere Menge ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die vorbestimmte Periode TINJ auf dieselbe Periode (z.B. 750 ms) wie die vorbestimmte Periode TMOT eingestellt.
  • Wie in 6F gezeigt, ist die Zündzeiteinstellung IGLOG gegenüber der Zündzeiteinstellung bei einer normalen Steuerung/Regelung während einer vorbestimmten Zeit TRTD (z.B. 500 ms) verzögert ab dem Zeitpunkt t2, wenn die Maschinendrehzahl NE eine vorbestimmte Drehzahl NEL (z.B. 500 U/min) er reicht hat.
  • Wie in 6G gezeigt, wird das Leerlaufsteuer/regelventil 27 während der Motorantriebsperiode TMOT ab dem Start (Zeit t1) der Maschinenneustartsteuerung/regelung in seinem völlig geschlossenen Zustand gehalten.
  • Gemäß der oben beschriebenen Steuerung/Regelung kann die Ausgangsleistung von der Maschine 1 unterdrückt werden, um eine rasche Zunahme der Maschinendrehzahl NE beim Maschinenneustart zu verhindern.
  • Die 7A bis 7D sind Flussdiagramme der oben erwähnten Maschinenstoppsteuerung/regelung. 7A ist ein Flussdiagramm, welches einen Kraftstoffeinspritzsteuer/regelprozess zeigt. 7B ist ein Flussdiagramm, welches einen Zündsteuer/regelprozess zeigt. 7C ist ein Flussdiagramm, welches einen Leerlaufsteuer/regelventil (ICV)-Steuer/Regelprozess zeigt. Und 7D ist ein Flussdiagramm, welches einen Motorsteuer/regelprozess zeigt. Der Kraftstoffeinspritzsteuer/regelprozess, der Zündsteuer/regelprozess und der Leerlaufsteuer/regelventilsteuer/regelprozess werden von der CPU der FI/AT-ECU 15 in Synchronisation mit der Erzeugung eines TDC-Impulses durchgeführt. Der Motorsteuer/regelprozess wird von der CPU der MOT-ECU 41 durchgeführt.
  • In einem in 7A gezeigten Schritt S11 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Zeiteinstellung der Ausführung dieses Prozesses der ersten Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung entspricht oder nicht, nachdem die Motorstoppbedingung erfüllt ist. Wenn die Antwort im Schritt S11 positiv ist (JA), wird die Kraftstoffeinspritzung gestoppt (Schritt S15). Wenn die Antwort im Schritt S11 negativ (NEIN) ist, wird bestimmt, ob die gegenwärtige Zeiteinstellung der Durchführung dieses Prozesses der zweiten Kraftstoffeinspritzzeiteinstellung entspricht oder nicht, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist (Schritt S12). Wenn die Antwort auf den Schritt S12 positiv (JA) ist, geht das Programm zum Schritt S15 weiter, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen.
  • Wenn die Antwort auf den Schritt S12 negativ (NEIN) ist, wird bestimmt, ob die Maschinendrehzahl NE kleiner oder gleich der vorbestimmten Stoppdrehzahl NESTP (z.B. 150 U/min) ist oder nicht (Schritt S13). Wenn NE größer als NESTP ist, wird die Kraftstoffeinspritzung für einen Maschinenneustart durchgeführt (Schritt S14). Wenn NE kleiner oder gleich NESTP ist, geht das Programm zum Schritt S15 weiter, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen.
  • Gemäß dem obigen Prozess wird der Kraftstoff während des Maschinenstopps einem Zylinder im Kompressionstakt zugeführt, wie in den 4A bis 4F gezeigt.
  • In dem in 7B gezeigten Schritt S21 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Zeiteinstellung der Durchführung dieses Prozesses der ersten Zündzeiteinstellung entspricht oder nicht, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Wenn die Antwort auf den Schritt S21 positiv (JA) ist, wird eine normale Zündung durchgeführt (Schritt S24). Wenn die Antwort auf den Schritt S21 negativ (NEIN) ist, wird bestimmt, ob die gegenwärtige Zeiteinstellung der Durchführung dieses Prozesses der zweiten Zündzeiteinstellung entspricht oder nicht, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist (Schritt S22). Wenn die Antwort auf den Schritt S22 positiv (JA) ist, geht das Programm zum Schritt S24 weiter, um die normale Zündung durchzuführen.
  • Wenn die Antwort auf den Schritt S22 negativ (NEIN) ist, wird die Zündung gestoppt (Schritt S23).
  • Gemäß dem obigen Prozess wird die Zündung der Maschine, wie in 4E gezeigt, durchgeführt.
  • In dem in 7C gezeigten Schritt S31 wir die Ansaugluftmenge der Maschine 1 erhöht, indem der Ventilöffnungssteuer/regelbetrag ICMD für das Leerlaufsteuer/regelventil 27 auf den vorbestimmten Wert ICMD2 verändert wird, welcher größer als der normale Steuer/Regelwert ICMD1 ist, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Danach wird der Ventilöffnungssteuer/regelbetrag ICMD auf "0" eingestellt, um das Leerlaufsteuer/regelventil 27 zu schließen.
  • In dem in 7D gezeigten Schritt S41 wird der Motor 3 regenerativ betrieben, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist. Gemäß diesem Prozess kann die Last auf die Maschine 1 erhöht werden durch den regenerativen Betrieb des Motors 3, um auf diese Weise den Maschinenstopp früher durchzuführen.
  • Die 8 und 9A bis 9C sind Flussdiagramme der oben erwähnten Maschinenneustartsteuerung/regelung. 8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Kraftstoffeinspritzsteuer/regelprozess zeigt. 9A ist ein Flussdiagramm, welches einen Zündsteuer/regelprozess zeigt. 9B ist ein Flussdiagramm, welches einen Leerlaufsteuer/regelventilsteuer/regelprozess zeigt. Und 9C ist ein Flussdiagramm, welches einen Motorsteuer/regelprozess zeigt. Der Kraftstoffeinspritzsteuer/regelprozess, der Zündsteuer/regelprozess und der Leerlaufsteuer/regelventilsteuer/regelprozess in der vorliegenden Ausführungsform werden von der CPU der FI/AT-ECU 15 durchgeführt. Der Motorsteuer/regelprozess in der vorliegenden Ausführungsform wird von der CPU der MOT-ECU 41 durchgeführt.
  • Der in 8 gezeigte Kraftstoffeinspritzsteuer/regelprozess wird zu dem Zeitpunkt durchgeführt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist und nachfolgend in Synchronisation mit der Erzeugung eines TDC-Impulses durchgeführt.
  • Im Schritt S51 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Ausführung dieses Prozesses die erste Ausführung ist oder nicht. Wenn die Antwort auf den Schritt S51 positiv (JA) ist, wird die gleichzeitige Einspritzung zum Öffnen aller Kraftstoff einspritzventile durchgeführt (Schritt S52). Wenn die Antwort auf den Schritt S51 negativ (NEIN) ist, springt das Programm zum Schritt S53.
  • Im Schritt S53 wird bestimmt, ob eine vorbestimmte Anzahl (d.h. "4" für eine Vierzylindermaschine) an Einspritzzeiteinstellungen durchlaufen worden ist oder nicht. Wenn die Antwort auf den Schritt S53 negativ (NEIN) ist, wird die Kraftstoffeinspritzung gestoppt (Schritt S57). Wenn die Antwort auf den Schritt S53 nachfolgend positiv (JA) wird, wird bestimmt, ob die vorbestimmte Periode TINJ ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, verstrichen ist oder nicht (Schritt S54). Wenn die Antwort auf den Schritt S54 negativ (NEIN) ist, wird die Kraftstoffeinspritzung mit einer im Vergleich zu der Kraftstoffeinspritzmenge bei der normalen Kraftstoffeinspritzsteuerung/regelung verringerten Kraftstoffeinspritzmenge durchgeführt (Schritt S55).
  • Wenn die Antwort auf den Schritt S54 positiv (JA) ist, geht das Programm zum Schritt S56 weiter, um die normale Kraftstoffeinspritzsteuerung/regelung durchzuführen.
  • Gemäß dem obigen Prozess wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung/regelung beim Maschinenneustart, wie in 5D gezeigt, durchgeführt.
  • Der in 9A gezeigte Zündsteuer/regelprozess wird in Synchronisation mit der Erzeugung eines TDC-Impulses durchgeführt.
  • Im Schiritt S61 wird die Zündung zugelassen. Im Schritt S62 wird bestimmt, ob die Maschinendrehzahl NE größer oder gleich der vorbestimmten Drehzahl NEL ist oder nicht. Anfänglich ist die Antwort auf den Schritt S62 negativ (NEIN), sodass eine normale Zündung durchgeführt wird (Schritt S65). Wenn die Antwort auf den Schritt S62 nachfolgend positiv (JA) wird, wird bestimmt, ob die vorbestimmte Periode TRTD ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, verstrichen ist oder nicht (Schritt S63). Anfänglich ist die Antwort auf den Schritt S63 negativ (NEIN), sodass das Programm zum Schritt S64 weitergeht, in welchem eine Zündung bei einer Zündzeiteinstellung durchgeführt wird, welche von der Zündzeiteinstellung bei der normalen Steuerung/Regelung verzögert ist. Wenn die Antwort auf den Schritt S63 nachfolgend positiv (JA) wird, kehrt das Programm zum Schritt S65 zurück, um die normale Steuerung/Regelung durchzuführen.
  • Gemäß dem obigen Prozess wird die Zündsteuerung/regelung beim Maschinenneustart, wie in 5E gezeigt, durchgeführt.
  • Der in 9B gezeigte Leerlaufsteuer/regelventilsteuer/regelprozess wird in Synchronisation mit der Erzeugung eines TDC-Impulses durchgeführt.
  • Im Schritt S71 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Periode (Motorantriebsperiode) TMOT ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, verstrichen ist oder nicht. Anfänglich ist die Antwort auf den Schritt S71 negativ (NEIN), sodass das Programm zum Schritt S72 weiter geht, um das Leerlaufsteuer/regelventil 27 zu schließen. Wenn die Antwort auf den Schritt S71 nachfolgend positiv (JA) wird, wird die normale Steuerung/Regelung gestartet (Schritt S73).
  • Gemäß diesem Prozess wird Leerlaufsteuer/regelventilsteuerung/regelung, wie in 6G gezeigt, durchgeführt.
  • In dem in 9C gezeigten Schritt S81 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Periode TMOT ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, verstrichen ist oder nicht. Anfänglich ist die Antwort auf den Schritt S81 negativ (NEIN), sodass das Anlassen (Motorantrieb zum Maschinenstart) durchgeführt wird (Schritt S82). Wenn die Antwort auf den Schritt S81 nachfolgend positiv (JA) wird, endet dieser Prozess sofort. Gemäß diesem Prozess wird der Motor 3 über die vorbestimmte Periode TMOT ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, angetrieben.
  • Die 10A bis 10H sind Zeitdiagramme, um die Maschinenstoppsteuerung/regelung und die Maschinenneustartsteuerung/regelung zu veranschaulichen. Die 10A zeigt Veränderungen einer Leerlaufstoppflag FIDLSTP, welche auf "1" gesetzt ist während einer Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist. 10B zeigt TDC-Impulse. Die 10C, 10D, 10E, 10F, 10G und 10H zeigen jeweils Veränderungen: 1) bei der Maschinendrehzahl NE; 2) bei dem absoluten Ansaugdruck PBA; 3) bei der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT; 4) bei der Zündzeiteinstellung IGLOG; 5) bei der Ansaugluftmenge QAIR; und 6) bei dem von dem Motor 3 erzeugten Drehmoment TRQM.
  • Wenn die Maschinenstoppbedingung zum Zeitpunkt t0 erfüllt ist, wird die oben erwähnte Maschinenstoppsteuerung/regelung durchgeführt, um die Maschine in etwa 0,6 Sekunden zu stoppen. Da der Motor 3 regenerativ betrieben wird, nimmt das von dem Motor 3 erzeugte Drehmoment TRQM negative Werte an.
  • Wenn die Maschinenneustartbedingung zum Zeitpunkt t1 erfüllt ist, wird das Anlassen durch den Motor 3 gestartet, um die Maschinendrehzahl N allmählich zu erhöhen und den absoluten Ansaugdruck PBA allmählich zu verringern. Die Kraftstoffeinspritzperiode TOUT wird während der vorbestimmten Periode TINJ vom Zeitpunkt t1 zum Zeitpunkt t4 auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten, sodass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis etwa "20" wird. Die Zündzeiteinstellung IGLOG wird während einer Zeitperiode von dem Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t3 verzögert. Das Leerlaufsteuer/regelventil 27 wird in seinem völlig geschlossenen Zustand bis zum Zeitpunkt t4 gehalten. Das Motorausgangsdrehmoment TRQM ist nach dem Zeitpunkt t4 auf "0" eingestellt.
  • 11 ist ein Zeitdiagramm, welches Änderungen bei der Maschinen drehzahl NE zeigt, wenn die Maschine erneut gestartet wird. In 11 sind die Änderungen bei der Maschinendrehzahl NE der vorliegenden Ausführungsform samt jenen vom Stand der Technik gezeigt. D.h. die Linie L1 entspricht der vorliegenden Ausführungsform und die Linie L2 entspricht dem Stand der Technik. Wie aus 11 ersichtlich, wird die erste Explosion etwa 290 ms früher gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform im Vergleich zum Stand der Technik erzeugt. Ferner wird ein Vorteil erzielt, insoweit als ein rascher Anstieg der Maschinendrehzahl NE verhindert wird, wenn die Maschine erneut gestartet wird.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform bildet die FI/AT-ECU 15 das Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel, das Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel, das Zündsteuer/regelmittel, das Kraftstoffmengensteuer/regelmittel, das Verzögerungssteuer/regelmittel, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Einstellmittel und das Verhinderungsmittel. Ferner bildet die MOT-ECU 41 das Regenerationssteuer/regelmittel. Insbesondere entspricht der in 7A gezeigte Prozess dem Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel. Der in 8 gezeigte Prozess entspricht dem Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel. Der in 7B gezeigte Prozess entspricht dem Zündsteuer/regelmittel. Und der in 7D gezeigte Prozess entspricht dem Regenerationssteuer/regelmittel. Der Schritt S14 in 7A entspricht dem Kraftstoffmengensteuer/regelmittel. Die Schritte S62, S63 und S64 in 9A entsprechen dem Verzögerungssteuer/regelmittel. Der in 7C gezeigte Prozess entspricht dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Einstellmittel. Die Schritte S71 und S72 in 9B entsprechen dem Verhinderungsmittel. Ferner entspricht der Bypassdurchgang 26 und das Leerlaufsteuer/regelventil 27 dem Ansaugluftmengenerhöhungsmittel.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern verschiedene Modifikationen können vorgenommen werden. Beispielsweise kann bei der Maschinenstoppsteuerung/regelung während der Zeitperiode von dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, zu dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinen drehzahl NE kleiner oder gleich der vorbestimmten Drehzahl NESTP ist, die Kraftstoffzufuhr mit einer solchen Kraftstoffmenge fortgesetzt werden, welche ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis so mager macht, dass keine Selbstzündung vorkommt. In diesem Fall wird die Zündsteuerung/regelung auf dieselbe Weise wie in der oben beschriebenen Ausführungsform durchgeführt. D.h. die erste Zündung und die zweite Zündung, nachdem die Motorstoppbedingung erfüllt ist, werden durchgeführt und die nachfolgende Zündung wird nicht durchgeführt. Ebenso kann durch eine solche Steuerung/Regelung der Kraftstoff für die erste Explosion während des Maschinenstopps in dem Zylinder im Kompressionstakt gehalten werden. Da jedoch die Emission von unverbranntem Kraftstoff einen nachteiligen Effekt auf die Abgascharakteristika der Maschine hat, ist es bevorzugt, die Kraftstoffzufuhr so schnell als möglich zu stoppen und den Kraftstoff für die erste Explosion nur in einem erforderlichen Zylinder, wie in der obigen bevorzugten Ausführungsform, zu halten.
  • Ferner wird bei der obigen bevorzugten Ausführungsform die gleichzeitige Einspritzung für die vier Zylinder zu dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, durchgeführt und die Kraftstoffeinspritzung bei den nachfolgenden vier Kraftstoffeinspritzzeiteinstellungen wird nicht durchgeführt. Als eine Modifikation kann die Kraftstoffeinspritzung für den Zylinder (z.B. den in den 5A bis 5E gezeigten #3 Zylinder) im Ansaugtakt während eines Maschinenstopps zu dem Zeitpunkt durchgeführt werden, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, und die sequenzielle Einspritzung kann nachfolgend durchgeführt werden. Als weitere Modifikation kann während des Maschinenstopps eine gleichzeitige Einspritzung für zwei oder drei Zylinder einschließlich des Zylinders im Ansaugtakt durchgeführt werden und die Kraftstoffeinspritzung bei den nachfolgenden zwei oder drei Einspritzzeiteinstellungen kann nicht durchgeführt werden. Danach kann die sequenzielle Einspritzung durchgeführt werden.
  • Ferner werden bei der obigen bevorzugten Ausführungsform die Reduzie rung der Kraftstoffmenge, die Verzögerung der Zündzeiteinstellung und das Schließen des Leerlaufsteuer/regelventils zusammenwirkend durchgeführt, um eine rasche Erhöhung der Maschinendrehzahl zu verhindern. Alternativ können eine oder zwei dieser Operationen (die Kraftstoffmengenverringerung, die Zündzeiteinstellungsverzögerung und die Leerlaufsteuer/regelventilschließung) durchgeführt werden.
  • Das Ansaugluftmengenerhöhungsmittel kann realisiert werden, indem das Drosselventil 13 durch einen Stellantrieb angetrieben wird anstelle der Verwendung des Bypassdurchgangs 26 und des Leerlaufsteuer/regelventils 27.
  • Während die vorliegende Erfindung in der obigen bevorzugten Ausführungsform bei einem Hybridfahrzeug angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung ferner bei einem normalen Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Maschinenanlassermotor angewendet werden.
  • Während die vorliegende Erfindung in der obigen bevorzugten Ausführungsform bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine angewendet wird, kann die vorliegende Erfindung bei jeder Mehrzylinderbrennkraftmaschine angewendet werden, d.h. einer Sechszylindermaschine oder einer Achtzylindermaschine. In diesen Beispielen werden die Zahl (die erste vorbestimmte Zahl) an Zylindern, zu denen die Kraftstoffzufuhr gestoppt wird, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, und die Zahl (die zweite vorbestimmte Zahl) an Zylindern, bei denen die normale Zündung durchgeführt wird, nachdem die Motorstoppbedingung erfüllt ist, in der folgenden Weise modifiziert. Im Fall einer Sechszylindermaschine wird die erste vorbestimmte Zahl "2" und die zweite vorbestimmte Zahl "3". Im Fall einer Achtzylindermaschine wird die erste vorbestimmte Zahl "2" und die zweite vorbestimmte Zahl "4".
  • Ferner ist in der obigen bevorzugten Ausführungsform die erste vorbestimmte Periode TINJ gleich der dritten vorbestimmten Periode TMOT eingestellt. Diese Perioden können auf verschiedene Werte eingestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Formen verkörpert sein, ohne vom Geist oder wesentlichen Charakteristika derselben abzuweichen. Die gegenwärtig offenbarten Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht einschränkend anzusehen, der Schutzbereich der Erfindung wird eher durch die angehängten Ansprüche als die vorangehende Beschreibung angegeben und alle unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallenden Änderungen sind daher darin eingeschlossen.
  • Ein automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem für eine an einem Fahrzeug angebrachte Mehrzylinderbrennkraftmaschine wird offenbart. Das automatische Stopp- und Startsteuer/regelsystem führt eine Steuerung/Regelung durch, um die Maschine gemäß Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und der Maschine automatisch zu stoppen und erneut zu starten. Kraftstoff wird für wenigstens einen der Zylinder der Maschine bereitgestellt, wenn eine Maschinenstoppbedingung zum Stoppen der Maschine erfüllt ist. Nachfolgend wird die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern der Maschine gestoppt. Die Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder wird zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Maschinenneustartbedingung zum erneuten Starten der Maschine erfüllt ist, sofort durchgeführt.

Claims (14)

  1. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) für eine an einem Fahrzeug angebrachte Mehrzylinderbrennkraftmaschine (1), wobei das Steuer/Regelsystem (15) ein automatisches Stoppen und erneutes Starten der Maschine (1) gemäß Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und der Maschine (1) steuert/regelt, wobei das automatische Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) umfasst: ein Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel (15) zum Bereitstellen einer Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder der Maschine (1), wenn eine Maschinenstoppbedingung zum Stoppen der Maschine (1) erfüllt ist, und zum nachfolgenden Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern der Maschine (1); und ein Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel (15) zum sofortigen Bereitstellen der Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Maschinenneustartbedingung zum erneuten Starten der Maschine (1) erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) ein Ansaugluftmengenerhöhungsmittel (27) hat, welches dazu ausgebildet ist, eine Ansaugluftmenge zu der Maschine (1) zu erhöhen, wobei das Steuer/Regelsystem (15) ferner ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Einstellmittel (15) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, die Ansaugluftmenge zu erhöhen, indem das Ansaugluftmengenerhöhungsmittel (27) betätigt wird, nachdem die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist und vor dem Stopp der Maschine (1).
  2. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, das Kraftstoffzufuhrstoppsteuer/regelmittel (15) zuerst die Kraftstoffzufuhr zu einer ersten vorbestimmten Zahl an Zylindern stoppt und dann die Kraftstoffzufuhr zu dem wenigstens einen Zylinder bereitstellt.
  3. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Zündsteuer/regelmittel (15), um zuerst Zündungen einer zweiten vorbestimmten Zahl an Zylindern durchzuführen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, und dann die nachfolgende Zündung zu stoppen.
  4. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) gemäß Anspruch 1, wobei: das Fahrzeug einen Motor (3) hat, welcher drehmäßig eine Ausgangswelle (2) der Maschine (1) antreiben kann und einen regenerativen Betrieb durchführen kann, um Drehenergie der Ausgangswelle (2) in elektrische Energie umzuwandeln; wobei das Steuer/Regelsystem (15) ferner ein Regenerationssteuer/regelmittel umfasst, um den regenerativen Betrieb des Motors (3) durchzuführen, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist.
  5. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) gemäß Anspruch 1, wobei das Kraftstoffzufuhrstartsteuer/regelmittel (15) ein Kraftstoffmengensteuer/regelmittel (15, 16) umfasst, um eine der Maschine (1) zuzuführende Kraftstoffmenge während einer ersten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist im Vergleich zu der Kraftstoffmenge bei einer normalen Steuerung/Regelung zu verringern.
  6. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Verzögerungssteuer/regelmittel (15), um eine Zündzeiteinstellung der Maschine (1) während einer zweiten vorbestimm ten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem eine Drehzahl der Maschine (1) gleich einer vorbestimmten Drehzahl ist oder diese überschreitet, gegenüber der Zündzeiteinstellung bei einer normalen Steuerung/Regelung zu verzögern, wenn die Maschine (1) erneut gestartet wird.
  7. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelsystem (15) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Verhinderungsmittel (15), um den Betrieb des Ansaugluftmengenerhöhungsmittels (27) während einer dritten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt zu verhindern, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist.
  8. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren für eine an einem Fahrzeug angebrachte Mehrzylinderbrennkraftmaschine (1), wobei das Verfahren ein automatisches Stoppen und erneutes Starten der Maschine (1) steuert/regelt gemäß Betriebsbedingungen des Fahrzeuges und der Maschine (1), wobei das automatische Stopp- und Startsteuer/regelverfahren umfasst: a) Bereitstellen einer Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder der Maschine (1), wenn eine Maschinenstoppbedingung für ein Stoppen der Maschine (1) erfüllt ist (S14), b) Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern der Maschine (S15); c) Bereitstellen der Kraftstoffzufuhr zu wenigstens einem der Zylinder unmittelbar zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Maschinenneustartbedingung für ein erneutes Starten der Maschine (1) erfüllt ist (S52), dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine (1) ein Ansaugluftmengenerhöhungsmittel (27) hat, um eine Ansaugluftmenge zu der Maschine (1) zu erhöhen und dass ferner das Verfahren den folgenden Schritt umfasst, welcher während eines automatischen Stoppens der Maschine (1) durchgeführt wird: d) Erhöhen der Ansaugluftmenge, nachdem die Maschinenstopp bedingung erfüllt ist und vor dem Stopp der Maschine (1).
  9. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren gemäß Anspruch 8, wobei dann, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, zuerst die Kraftstoffzufuhr zu einer ersten vorbestimmten Zahl an Zylindern gestoppt wird und dann die Kraftstoffzufuhr zu dem wenigstens einen Zylinder bereitgestellt wird.
  10. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren gemäß Anspruch 8, ferner umfassend die Schritte: e) Durchführen von Zündungen einer zweiten vorbestimmten Zahl an Zylindern, wenn die Maschinenstoppbedingung erfüllt ist, und f) Stoppen der nachfolgenden Zündung.
  11. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren gemäß Anspruch 8, wobei: das Fahrzeug einen Motor (3) hat, welcher eine Ausgangswelle (2) der Maschine (1) drehmäßig antreiben kann und einen regenerativen Betrieb durchführen kann, um eine Drehenergie der Ausgangswelle (2) in elektrische Energie umzuwandeln, und wobei das Verfahren ferner das Durchführen des regenerativen Betriebs des Motors (3) umfasst, wenn die Motorstoppbedingung erfüllt ist.
  12. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren gemäß Anspruch 8, ferner umfassend Verringern einer der Maschine (1) zuzuführenden Kraftstoffmenge im Vergleich zu der Kraftstoffmenge bei einer normalen Steuerung/Regelung während einer ersten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist.
  13. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren gemäß Anspruch 8, ferner umfassend: Verzögern einer Zündzeiteinstellung der Maschine (1) gegenüber der Zündzeiteinstellung bei einer normalen Steuerung/Regelung während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem eine Drehzahl der Maschine (1) gleich einer vorbestimmten Drehzahl ist oder diese überschreitet, wenn die Maschine (1) erneut gestartet wird.
  14. Automatisches Stopp- und Startsteuer/regelverfahren gemäß Anspruch 8, ferner umfassend: Verhindern der Erhöhung der Ansaugluftmenge während einer dritten vorbestimmten Zeitperiode ab dem Zeitpunkt, zu dem die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist.
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