JP3553996B2 - オット型エンジンの始動方法及び始動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上利用分野】
本発明は、空気配量装置を備えた内燃機関、例えばオット型エンジンを始動するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
始動フェーズにおける内燃機関を通常動作フェーズとは異なる別の観点から作動させることはエンジン制御技術において通常一般的なものである。通常動作フェーズ期間中ではまず第１に汚染物質の排出を可及的に少なくすることへの配慮がなされる。一方始動フェーズでは可及的に確実なエンジンの始動に結び付くような値への調整がなされる。従って例えばコールドスタートの場合には点火始動性を可及的に高めるために空気／燃料−混合気が比較的濃くされる。またいわゆるホットスタートの場合でも、すなわちベーパーロックの生じる恐れのあるエンジンスタートの場合にも通常の動作フェーズよりも延長された燃料配量装置の制御が行われる。
【０００３】
公知形式の方法及び装置では、始動フェーズにおけるエンジンによって吸入される空気量も通常動作の場合と同じようにアクセルペダルの位置によって決定される。吸入された空気量に対しては所定の燃料量が配量される。すなわち冒頭に述べたような別の観点に従ったものである。
【０００４】
しかしながらこのような手法にもかかわらずエンジンスタートの場合には常に困難性が伴う。それ故にオット型エンジンのさらなる信頼性の高い始動方法及び始動装置の提供が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、従来形式の欠点を解消し、格段に信頼性の高いオット型エンジンの始動方法及び始動装置を提供することである。
【０００６】
上記課題は本発明により、始動フェーズにおいてドライバによる影響を受けない空気供給を付加的に設定し、空気配量装置を最小回転数に達するまで、エンジンが可及的に少ない掃気動作しか行う必要がないように作動させるようにして解決される。
【０００７】
また本発明によれば上記課題は、クランキング装置は、始動フェーズにおいて空気供給がドライバによって影響されることなく設定されるように構成されて解決される。
【０００８】
本発明によって得られる利点は、始動フェーズにおいて点火角度が通常動作時とは異なる他形式で設定され、最適な点火性の保証される混合気が生成されるように燃料が配量されるのみならず、空気供給も付加的に設定されることである。これはすなわちドライバがアクセルペダルの調節によって空気質量流へ影響を及ぼす可能性がないことを意味する。
【０００９】
有利には始動フェーズにおいてエンジンが可及的に少ないエアーポンピング動作しか行う必要がないように空気供給が調整される。この期間中は燃料の供給も点火動作も行われない。エンジンが最小回転数を超えた場合にのみ空気質量流、燃料流、及び点火角度に対する値が次のように調整される。すなわち可及的に点火性の良い混合気のもとで可及的に大きなトルクが生じるように調整される。
【００１０】
クランキングの際にエンジンがかからないで所定量の燃料が当該エンジンに供給された場合には、点火プラグのかぶりが生じて満足な点火ができなくなる恐れがある。このような場合では有利には燃料の供給がカットされ、空気配量装置が次のように作動される。すなわちできるだけ多くの空気がエンジンによってポンピングされるように作動される。（噴射時間の積分によって）噴射燃料量を測定する代わりに、クランキングの経過時間全体を測定するか又は、（最も簡単には）クランキング開始からのクランク軸の回転した数を測定することも可能である。それぞれ検出された値は閾値と比較することができる。この閾値を超えた場合には所定回転数でのクランク軸による掃気手段が講じられる。
【００１１】
本発明による装置は、本発明による方法を実施し得るように構成されている。
【００１２】
実際には相応にプログラミング可能なマイクロプロセッサである。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明による方法と装置の実施例の説明図である。ここでは“方法及び装置”に対する集合概念として“システム”の概念が用いられる。
【００１５】
（装置の実施例として）図１には、空気配量装置１１と、燃料噴射装置１２と、点火装置１３と、空気制御値検出装置１４と、燃料制御値検出装置１５と、点火角度検出装置１６と、制御装置１７と、該制御装置１７によって制御される切換装置１８とを有するオット型エンジン１０が概略的に示されている。前記切換装置１８は、空気制御値切換スイッチ１８．１と燃料制御値切換スイッチ１８．２．と点角度切換スイッチ１８．３と切換リレー１８．４とを有している。
【００１６】
この３つの切換スイッチ１８．１，１８．２，１８．３のそれぞれは、４つのコンタクトＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに接触接続可能である。前記３つのスイッチによりブロック１４Ａ〜１４Ｄないし１５Ａ〜１５Ｄないし１６Ａ〜１６Ｄの出力信号は、エンジン１０に設けられている各装置１１ないし１２ないし１３へ送出され得る。 イグニッションスイッチがオンにされた後でスタータが１回作動された後では、ステップｓ１（図２）においてエンジン１０のエンジン回転数ｎが閾値回転数を上回っているかどうかが検査される。この閾値回転数は典型的には約７００Ｕ／ｍｉｎである。しかしながらこの閾値回転数は多くの場合エンジン温度υ＿ＭＯＴに依存して次のように選定される。すなわち過度に低い温度の場合には上げられ、過度に高い温度の場合には下げられる。エンジン回転数が閾値回転数を上回った場合には、ステップｓ２において通常動作への切換が行われる。その他の場合ではエンジンが始動フェーズにあり、ステップｓ３において当該エンジンが既に最小回転数を超えているかどうかが検査される。まだエンジンが最小回転数を超えていない場合には、ステップｓ４（図２）において空気供給が完全に開放される。これは図１において切換スイッチ１８．１，１８．２，１８．３がコンタクトＡに切換られている状態に相応する。それによりブロック１４Ａからは空気配量装置１１の制御のための値が読み出される。この値はエンジンが可及的に少ないエアーポンピング動作を行うように選定されている。吸気側及び排気側での可変バルブ制御機能を備えたエンジンにおいては、このことは全てのバルブの開放が連続して維持されることを意味する。このことは可及的に少ないエアーポンピング動作が行なわれることを保証する。エンジンにチョーク系が装備されている場合には（このチョーク系はこれまでには通常装備されていた）、スロットルバルブが完全に開放される。スロットルバルブ周辺にバイパスが設けられている場合にはこのバイパスも完全に開放される。
【００１７】
最小回転数も有利には周辺条件及び／又はエンジン条件に依存して選定されている。エンジンが暖まっている状態では、当該エンジンは既に最初の回転において点火する、すなわち１００Ｕ／ｍｉｎ以下での回転数において点火するものである。これに対してエンジンが冷えていて、周辺温度も比較的低いような状態ではまず当該エンジンを、スタータによる始動が実施可能な回転数にまで一気に作動させる必要がある。このような回転数は典型的には約２５０Ｕ／ｍｉｎである。
【００１８】
空気配量装置１１は、エンジンが可及的に少ないエアーポンピング動作しか行う必要がないように調整されている場合には、ブロック１５．Ａは“燃料カット”という情報を燃料噴射装置１２へ出力し、ブロック１６．Ａは“点火中止”という情報を点火装置１３へ出力する。
【００１９】
エンジンが可及的に少ないエアーポンピング動作で跳躍的に作動した場合、すなわちステップｓ３において“最小回転数を超えていること”が検出された場合には、ステップｓ５において、始動過程開始からのクランク軸の回転した数が閾値を上回っているかどうかが検査される。回転数Ｎは別個の経過において連続的に検出される。これは図２には示されていない。エンジンの最初の始動が前記したようなフローチャートに従ったようなものならば、ステップｓ５において問われた条件はまだ充たされていない。このような場合にはステップｓ６に続く。このステップでは、空気供給と燃料量と点火角度とに対する値が次のように決定される。すなわちエンジンが検出された値で動作する場合に、可及的に点火性の良い混合気において可及的に大きなトルクが生じるように決定される。ステップｓ５からステップｓ６への移行は、図１における切換装置１８の、制御部１７によるコンタクトＢへの切換に相応する。それにより各ブロック１４．Ｂ，１５．Ｂ，１６．Ｂから、空気配量装置１１、燃料噴射装置１２、点火装置１３の調整に対する前記したような値が、その折々の動作パラメータの値、例えば回転数、チョクーバルブ開度、エンジン温度等の値に依存して読み出される。
【００２０】
別の始動経過に対してはエンジンがまだかからないないものとみなされる。ステップｓ１，ｓ３，ｓ５及びｓ６が何度か繰返された後ではステップｓ５において始動過程の開始からのクランク軸の回転した数が閾値回転数を超えたことが検出される。この場合にはステップｓ７に達する。このステップｓ７では、点火プラグを可及的に乾燥させるために、所定の回転数に対して燃料は供給されず但し可及的に多くの空気は供給されてエンジンが駆動される。このようなことにより再度燃料の噴射と点火がおこなわれた場合に良好な点火が促進され得る。ステップｓ５からステップｓ７への移行は、切換装置１８の、コンタクトＣへの切換に相応する。それによりブロック１４．Ｃから、エンジンへ可及的に多くの空気を供給させる値が空気配量装置１１へ出力される。このことは、例えばチョークバルブを備えたエンジンではチョークバルブが完全に開放された状態をさし、またバイパス路が設けられている場合にはこのバイパス路も完全に開放されている状態であることを意味する。エンジンが可変バルブ制御部を有している場合には、吸気側のみならず排気側においてもピストンの吸気方向でのそれぞれの移動中に所属の吸気バルブが開かれかつ所属の排気バルブが閉じられる。これに対して排気方向でのそれぞれの移動中では逆に行われる。
【００２１】
ブロック１５．Ｃからは燃料制御値切換スイッチ１８．２を介して、“燃料噴射停止”の情報が燃料噴射装置１２へ供給される。相応にブロック１６．Ｃからは点火角−切換スイッチ１８．３を介して“点火中止”の情報が点火装置１３へ供給される。
【００２２】
ステップｓ７において所定の回転数を超えてた後では（この間はエンジンが空気で掃気される）再びステップｓ１に至る。ステップｓ７からステップｓ１への移行は当該切換装置の、コンタクトＣからコンタクトＢへのリターンによる切換に相応する。ここにおいてはエンジンがかかり、ステップｓ１，ｓ３，ｓ６の何度かの経過の後でステップｓ１において、閾値回転数を超えたことが検出されるものとみなされる。その場合には通常動作へ切換られる。これは図１においてコンタクトＢからコンタクトＤへの切換に相応する。この場合ブロック１４．Ｄを介して空気供給を調整するための値が出力される。この値はアクセルペダルの踏み込み角度ＦＰＷに依存する。制御された空気量に付属して、通常動作中の燃料配量に対してブロック１５．Ｄにより、燃料噴射装置１２によってエンジンに供給されなければならない燃料量が決定される。それにより空気数１の燃料／空気−混合気が（例えばλ＝１に制御されるエンジンに対して）達成される。
【００２３】
ブロック１６．Ｄにより、例えば最小燃料消費のために当該エンジンに要されるような点火角度に調整がなされる。
【００２４】
前記したような機能（始動フェーズの間空気供給がドライバに依存することなく制御される）に、さらに別の機能を組み合わせても良い。例えばバッテリー電圧が閾値を下回って低下した場合に直ちにあらゆるクランキングを所定の期間に対し禁止させることも可能である。別の機能との組合せを行うことの代わりに、逆を行うことも可能である。すなわちいくつかの機能を省略すること、例えばエンジンのエアーポンピング動作が可及的に少ない始動フェーズに関する機能及び／又は空気透過が可及的に高い場合でのエンジンにおける（点火プラグ）乾燥機能を略することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、オット型エンジンのさらなる信頼性の高い始動方法及び始動装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１には本発明によるシステムの装置／機能−ダイアグラムが示されている。
【図２】図２には本発明による方法を実施するためのフローチャートが示されている。
【符号の説明】
１０ オット型エンジン
１１ 空気配量装置
１２ 燃料噴射装置
１３ 点火装置
１４ 空気制御値検出装置
１５ 燃料制御値検出装置
１６ 点火角度検出装置
１７ 制御部
１８ 切換装置

Claims (6)

1. 空気配量装置（１１）を備えた内燃機関、例えばオット型エンジンを始動するための方法であって、始動フェーズの存在を検出し、当該始動フェーズが存在する場合には、始動フェーズに対する点火角度と空燃比に調整する、オット型エンジンの始動方法において、
   当該始動フェーズにおいてドライバによる影響を受けない空気供給を付加的に設定し、
   空気配量装置を最小回転数に達するまで、エンジンが可及的に少ない掃気動作しか行う必要がないように作動させることを特徴とする、オット型エンジンの始動方法。
2. エンジン回転数（ｎ）が、エンジン温度（υ＿ＭＯＴ）に依存した閾値回転数を上回っているかどうかが検査されるように、供給される空気量及び燃料量及び点火角度の調整が行われ、この場合前記閾値回転数は、エンジン温度（υ＿ＭＯＴ）が過度に低い場合には高められ、過度に高い場合には低減される、請求項１記載のオット型エンジンの始動方法。
3. チョークバルブを備えたオット型エンジンにおける当該チョークバルブを、当該空気配量装置（１１）として最小回転数に達するまで完全に開放させ続け、またアイドリング−バイパス路が設けられている場合には該アイドリング−パイパス路も完全に開放させ、さらに当該期間中の燃料の供給をカットさせる、請求項１記載のオット型エンジンの始動方法。
4. 吸気バルブ及び排気バルブの可変バルブ制御部を有するオット型エンジンにおける当該吸気及び排気バルブを、最小回転数に達するまで連続して開放させ続ける、請求項１記載のオット型エンジンの始動方法。
5. 所定の回転数に対して達成できなかった数度のクランキングの後で当該エンジンを、空気流量を可及的に高めて燃料供給なしで駆動する、請求項１〜４いずれか１項記載のオット型エンジンの始動方法。
6. エンジンの始動フェーズを識別する制御装置（１７）と、
   クランキング動作装置（１４．Ａ〜１４．Ｃ；１５．Ａ〜１５．Ｃ；１６．Ａ〜１６．Ｃ）と、
   通常動作装置（１４．Ｄ，１５．Ｄ，１６．Ｄ）とを有し、
   前記クランキング動作装置（１４．Ａ〜１４．Ｃ；１５．Ａ〜１５．Ｃ；１６．Ａ〜１６．Ｃ）は、始動フェーズ期間中に点火角度と、吸入空気に対する所定比での燃料供給とを調整するものであり、
   前記通常動作装置（１４．Ｄ，１５．Ｄ，１６．Ｄ）は、始動フェーズ後の点火角度と、吸入空気に対する所定比の燃料供給とを調整するためのエンジン制御装置に当該調整値を出力するものである、空気配量装置（１１）を備えた内燃機関（１０）、例えばオット型エンジンを始動するための装置において、
   前記クランキング装置は、始動フェーズにおいて空気供給がドライバによって影響されることなく設定されるように構成され、
   前記空気配量装置は、最小回転数に達するまで、エンジンが可及的に少ない掃気動作しか行う必要がないように作動するように構成されていることを特徴とする、オット型エンジンの始動装置。

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