DE102004019628A1

DE102004019628A1 - Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102004019628A1
Application number: DE200410019628
Authority: DE
Inventors: Naoki Kariya Kokubo; Eiji Kariya Kogiso
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2004-11-11
Also published as: JP2004324498A; JP4131397B2

Abstract

Eine Brennkraftmaschinensteuerungseinheit bestimmt eine Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor (11) ohne Einsetzen eines Drehwinkelsensors, der für die Erfassung der umgekehrten Drehung ausgelegt ist. Während einer normalen Drehung von dem Verbrennungsmotor (11) erhöht sich der Zylinderdruck, wenn ein Kolben (33) sich nach oben zu dem oberen Totpunkt bewegt. In ähnlicher Weise verringert sich der Druck während der umgekehrten Drehung, wenn der Kolben (33) sich nach unten bewegt. Somit bestimmt eine ECU (29), ob der Druck in dem Zylinder während eines Verdichtungstakts sich erhöht oder verringert, bevor der Kolben (33) von dem Zylinder den oberen Totpunkt erreicht. Die Drehung von dem Verbrennungsmotor (11) wird als normal bestimmt, wenn der Druck sich erhöht, und wird als eine umgekehrte Drehung bestimmt, wenn sich der Druck verringert. Während eines Normaldrehungsexpansionstakts bewegt sich der Kolben (33) nach unten und verringert sich der Druck in dem Zylinder, bis ein Auslassventil (32) öffnet, während sich der Kolben nach oben bewegt und sich der Druck während der umgekehrten Drehung erhöht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine, die die Funktion zum Bestimmen hat, ob sich die Brennkraftmaschine in eine normale Richtung oder in eine umgekehrte Richtung dreht.

Im Allgemeinen wird, während sich eine Brennkraftmaschine dreht, eine Bestimmung eines Zylinders und eine Erfassung eines Kurbelwinkels auf der Grundlage von Signalen von einem Kurbelwinkelsensor und von einem Nockenwinkelsensor durchgeführt, so dass eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündsteuerung durchgeführt werden. Jedoch ist es vor dem Starten der Brennkraftmaschine unmöglich, den Zylinder zu bestimmen und den Kurbelwinkel zu erfassen, bis der Starter das Anlassen verursacht und eine Bestimmung von einem bestimmten Zylinder (Kurbelwinkelbezugsposition) beendet ist.

Somit wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der eine Verbrennungsmotorstoppposition erfasst und in einem Speicher gespeichert wird, wenn die Brennkraftmaschine anhält. Die Bestimmung von dem Zylinder und die Erfassung von dem Kurbelwinkel werden bei dem nächsten Start der Brennkraftmaschine auf der Grundlage der in dem Speicher gespeicherten Stoppposition durchgeführt. Das startet die Kraftstoffeinspitzsteuerung und die Zündsteuerung, die beispielsweise in der der Japanischen Patentoffenlegungsschrift NR. 2002-39038 Seite 3, offenbart ist. Diese Technik zielt darauf ab, sowohl ein Startverhalten als auch Startabgasemissionen zu verbessern.

Jedoch ist es zum genauen Erfassen der Stoppposition von der Brennkraftmaschine notwendig, eine Funktion zum Bestimmen vorzusehen, ob sich die Brennkraftmaschine in eine normale Richtung (vorwärts) oder eine umgekehrte Richtung dreht. Das liegt daran, dass sich ein Kolben nicht über einen oberen Totpunkt von einer Verdichtung bewegen kann und sich die Brennkraftmaschine in die umgekehrte Richtung drehen kann, wenn ein Drehmoment kleiner als eine Verdichtungskraft um einen oberen Totpunkt der Verdichtung wird, während die Brennkraftmaschine anhält, und weder der Kurbelwinkelsensor noch der Nockenwinkelsensor kann diese normale/umgekehrte Drehung erfassen.

Als eine herkömmliche Technik zum Erzielen der Funktion zum Bestimmen, ob sich die Brennkraftmaschine in die normale Richtung oder in die umgekehrte Richtung dreht, ist beispielsweise eine in dem Japanischen Patent NR. 3186524, Seiten 4 – 10, beschriebener Technik bekannt. Gemäß dieser herkömmlichen Technik sind zwei Sensoren, insbesondere ein Kurbelwinkelsensor und ein Drehwinkelsensor, die für die Erfassung einer umgekehrten Drehung ausgelegt sind, entlang einer Drehrichtung von einem Signalrotor angeordnet, der an einer Kurbelwinkelwelle an einem Intervall von einem vorbestimmten Kurbelwinkel befestigt ist. Die zwei Sensoren geben jeweils zwei Impulssignale mit einer Phasendifferenz (Zeitdifferenz) dazwischen, die dem Intervall zwischen den Sensoren entspricht, synchron mit der Drehung von dem Signalrotor ab. Durch Vergleichen der Phasen von diesen zwei Impulssignalen zum Bestimmen, welches Impulssignal die Phase hat, die den anderen Impulssignal voraus eilt, wird bestimmt, ob sich die Brennkraftmaschine in die normale Richtung oder in die umgekehrte Richtung dreht.

Jedoch hat die vorstehend beschriebene herkömmliche Technik einen Nachteil dahin gehend, dass sie einen Drehwinkelsensor erfordert, der für die Erfassung der umgekehrten Drehung gedacht ist, um zu bestimmen, ob sich die Brennkraftmaschine in die normale Richtung oder in die umgekehrte Richtung dreht.

Die vorliegenden Erfindung wurde im Hinblick auf den vorstehend genannten Nachteil gemacht, und daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Funktion zum Bestimmen, ob sich die Brennkraftmaschine in eine normale Richtung oder in eine umgekehrte Richtung dreht, ohne einen Drehwinkelsensor hat, der für die Erfassung der umgekehrten Drehung bestimmt ist.

Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe hat eine Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Kurbelwinkelerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Kurbelwinkels der Brennkraftmaschine; und eine Innendruckerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Drucks in jedem Zylinder von der Brennkraftmaschine. Die Drehrichtungserfassungseinrichtung ist vorgesehen zum Bestimmen, ob sich die Brennkraftmaschine in eine normale Richtung oder in eine umgekehrte Richtung dreht, auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einem erfassten Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung und einem erfassten Wert von der Innendruckerfassungseinrichtung.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Information über den Druck in dem Zylinder, der durch die Innendruckerfassungseinrichtung erfasst wird, zum Bestimmen verwendet wird, ob sich die Brennkraftmaschine in die normale Richtung oder in die umgekehrte Richtung dreht. Da die Information über den Druck in dem Zylinder für Anwendungen verwendet werden kann, die andere als die Erfassung der umgekehrten Drehung sind (beispielsweise eine Brennschlusserfassung, eine Klopferfassung, usw.), ist es nicht notwendig, die Innendruckerfassungseinrichtung nur für den Zweck der Erfassung der umgekehrten Drehung vorzusehen. Die Innendruckerfassungseinrichtung kann wirksam in einem weiten Bereich von Anwendungen verwendet werden. Darüber hinaus ist es für einen Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine Brennkraftmaschine angewendet wird, bei der die Innendruckerfassungseinrichtung für eine Anwendung vorgesehen ist (beispielsweise eine Brennschlusserfassung, eine Klopferfassung, usw.), die eine andere als die Erfassung der umgekehrten Drehung ist, nicht notwendig, einen zusätzlichen Sensor zum Erfassen einer umgekehrten Drehung vorzusehen. Somit kann die vorliegende Erfindung mit geringen Kosten ausgeführt werden.

Bei einem Zylinder während eines Verdichtungstakts bewegt sich ein Kolben in einem Zylinder zu einem oberen Totpunkt und erhöht sich der Druck in dem Zylinder während einer normalen Drehung, während sich bei der umgekehrten Drehung der Kolben nach unten Bewegt und sich der Druck verringert. Durch Berücksichtung dieser Tatsache kann die Drehung der Brennkraftmaschine als umgekehrte Drehung bestimmt werden, wenn bestimmt wird, dass der Druck in einem Zylinder während eines Verdichtungstakts sich verringert, bevor der Kolben in dem Zylinder den oberen Totpunkt erreicht, auf der Grundlage von erfassten Werten von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung und von der Innendruckerfassungseinrichtung gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung. Für diesen Fall kann die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine genau durch Bestimmen des Zylinders während eines Verdichtungstakts aus dem erfassten Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung und dann durch Bestimmen, ob der Druck in dem Zylinder während des Verdichtungstakts sich erhöht oder verringert, bestimmt werden.

Bei einem Zylinder während eines Expansionstakts bewegt sich der Kolben in dem Zylinder nach unten und verringert sich der Druck in dem Zylinder, bis ein Auslassventil während der normalen Drehung geöffnet wird, wohingegen sich während der umgekehrten Drehung der Kolben nach oben bewegt und sich der Druck in dem Zylinder erhöht. Durch Berücksichtigung dieser Tatsache kann die Drehung der Brennkraftmaschine als umgekehrte Drehung bestimmt werden, wenn bestimmt wird, dass der Druck in einem Zylinder während eines Expansionstakts sich erhöht, bevor ein Auslassventil von dem Zylinder geöffnet wird, auf der Grundlage der erfassten Werte von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung und der Innendruckerfassungseinrichtung gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung. Für diesen Fall kann die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine genau durch bestimmen des Zylinders während eines Expansionstakts aus dem erfassten Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung und dann durch bestimmen, ob der Druck in dem Zylinder während des Expansionstakts sich verringert oder sich vergrößert, bevor das Auslassventil von dem Zylinder geöffnet wird, bestimmt werden.

Das Auslassventil wird während eines Verdichtungstakts geschlossen gehalten, obwohl hingegen ein Einlassventil bis zur Mitte von dem Verdichtungstakt geöffnet sein kann, um die Einlasseffizienz zu verbessern (siehe 7). Während das Einlassventil bei dem Zylinder während des Verdichtungstakts geöffnet ist, wird für diesen Fall der Druck in dem Zylinder nahezu der Außenluftdruck und verbleibt unverändert auch während des Verdichtungstakts.

Somit kann eine umgekehrte Drehung nicht erfasst werden. Obwohl jedoch das Einlassventil bei dem Zylinder während des Verdichtungstakts geöffnet ist, wird das Auslassventil von dem Zylinder während des Expansionstakts geschlossen (siehe 7). Daher ist es möglich, die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine durch bestimmen, ob der Druck in dem Zylinder während des Expansionstakts sich verringert oder sich erhöht, zu bestimmen.

Während eines Expansionstakts wird das Einlassventil geschlossen gehalten. Jedoch kann das Auslassventil von der Hälfte von dem Expansionstakt zum Verbessern der Auslasseffizienz geöffnet sein (siehe 7). Wenn für diesen Fall das Auslassventil von dem Zylinder während des Expansionstakts geöffnet ist, wird der Druck in dem Zylinder nahezu der Außenluftdruck und verbleibt unverändert auch während des Expansionstakts (siehe 6). Somit kann eine umgekehrte Drehung nicht erfasst werden. Obwohl jedoch das Auslassventil von dem Zylinder während des Expansionstakts geöffnet ist, ist das Einlassventil von dem Zylinder während des Verdichtungstakts geschlossen (siehe 7). Daher ist es möglich, die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine durch Bestimmen, ob der Druck in dem Zylinder während des Verdichtungstakts sich erhöht oder verringert, zu bestimmen.

Durch Berücksichtigung des vorstehend genannten kann die Bestimmung von der Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Zylinder während eines Verdichtungstakts und derjenigen auf der Grundlage des Drucks in dem Zylinder während eines Expansionstakts kombiniert werden, um gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung angewendet zu werden. Auch wenn für diesen Fall das Einlassventil bei dem Zylinder während des Verdichtungstakts geöffnet ist oder das Auslassventil bei dem Zylinder während des Expansionstakts geöffnet ist, ist es möglich, die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine zu bestimmen.

Darüber hinaus kann gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung eine Stoppposition von der Brennkraftmaschine durch eine Stopppositionserfassungseinrichtung auf der Grundlage von dem erfassten Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung unmittelbar vor der Erfassung der umgekehrten Drehung und des Änderungsbetrags von dem erfasste Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung aus der Erfassung der umgekehrten Drehung erfasst werden, bis die Brennkraftmaschine anhält. Auch wenn für diesen Fall die umgekehrte Drehung auftritt, wenn die Brennkraftmaschine anhält, kann der Betrag der umgekehrten Drehung erfasst werden, um die Stoppposition genau zu erfassen. Darüber hinaus ist es möglich, in einem Speicher eine Information hinsichtlich dieser Stoppposition als eine Information hinsichtlich einer Ausgangsposition bei dem nächsten Start zu speichern. Somit ist es bei dem nächsten Start möglich, genau den Zylinder zu bestimmen und den Kurbelwinkel zu erfassen auf der Grundlage der Information hinsichtlich der Stoppposition (Information hinsichtlich der Ausgangsposition bei dem nächsten Start), die in dem Speicher gespeichert ist, wobei sich dadurch das Startverhalten und die Abgasemission beim Starten verbessern.

Für diesen Fall kann gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung einen Kurbelwinkelsensor zum Abgeben eines Kurbelwinkelimpulssignals synchron zu der Drehung von der Brennkraftmaschine und einen Kurbelwinkelzähler zum Zählen des Kurbelwinkelimpulssignals aufweisen. Der Kurbelwinkelzähler zählt das Kurbelwinkelimpulssignal, das von dem Kurbelwinkelsensor abgegeben wird, während eines Zeitraums hoch, bei dem eine normale Drehung von der Brennkraftmaschine gerade erfasst wird, und zählt das Kurbelwinkelimpulssignal während einer Zeitdauer herunter, in der die umgekehrte Drehung von der Brennkraftmaschine gerade erfasst wird. Der Kurbelwinkel von der Brennkraftmaschine wird auf der Grundlage eines Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler erfasst und die Stoppposition von der Brennkraftmaschine wird auf der Grundlage des Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler zu einem Zeitpunkt erfasst, wenn die Brennkraftmaschine anhält. Wenn somit die umgekehrte Drehung auftritt, kann die Übereinstimmung von dem Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler zu dem Kurbelwinkel genau beibehalten werden, und ist es möglich, den Kurbelwinkel und die Stoppposition aus dem Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler einfach und genau zu erhalten.

Es ist anzumerken, dass der Kurbelwinkel an dem führenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal und derjenige an dem nacheilenden Rand für die normale Drehung und die umgekehrte Drehung umgekehrt sind. Beispielsweise ist der Kurbelwinkel an dem führenden Rand während einer normalen Drehung der Kurbelwinkel an dem nacheilenden Rand während der umgekehrten Drehung.

Durch Berücksichtigen dieser Tatsache kann gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung der Kurbelwinkelzähler einen von dem führenden Rand und von dem nacheilenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal während einer normalen Drehung zählen, während er in anderen von den führenden Rand und von dem nacheilenden Rand während der umgekehrten Drehung zählt. Für diesen Fall werden die Zeitabstimmung, bei der das Kurbelwinkelimpulssignal (Kurbelwinkel) während der normalen Drehung gezählt wird, und das jenige während der umgekehrten Drehung miteinander in Übereinstimmung gebracht. Daher kann die Genauigkeit der Erfassung des Kurbelwinkels oder der Stoppposition verbessert werden.

Zusätzlich ist der Kurbelwinkel von dem ersten Kurbelwinkelimpulssignal unmittelbar nachdem die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine umgekehrt ist, der gleiche wie der Kurbelwinkel von dem letzten Kurbelwinkelimpulssignal unmittelbar vor der Änderung der Drehrichtung. Daher tritt bei dem ersten Kurbelwinkelimpulssignal unmittelbar nachdem die Drehrichtung umgekehrt ist, ein Erfassungsfehler entsprechend der einen Zählung auf.

Um diesen Erfassungsfehler zu verhindern, kann der Kurbelwinkelzähler das erste Kurbelwinkelimpulssignal unmittelbar nachdem die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine umgekehrt ist, gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung nicht zählen. Für diesen Fall ist es möglich, zu verhindern, dass eine Abweichung zwischen dem Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler und dem Kurbelwinkel um einen Zähler auftritt.

Des weiteren kann die Bestimmung von der Drehrichtung von der Brennkraftmaschine nicht durchgeführt werden, wenn eine bestimmte Bedingung, wie z. B. Schwierigkeiten oder ein Problem bei der Innendruckerfassungseinrichtung gemäß einem weiteren Gesichtspunkt auftritt. Es ist möglich, eine falsche Bestimmung der Drehrichtung zu verhindern, die durch die bestimmte Bedingung von der Innendruckerfassungseinrichtung verursacht wird.

1 ist ein Verbrennungsmotorsteuerungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Ablaufdiagramm einer Drehrichtungsbestimmungsroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Ablaufdiagramm einer Kurbelwinkelzählroutine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einem Kurbelwinkelimpulssignal, einem Hub, einem Druck in einem Zylinder und einem Verhalten von einem Kurbelwinkelzähler zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm von der Drehrichtungsbestimmungsroutine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist ein Zeitdiagramm von dem Verhalten von dem Druck in dem Zylinder, während der Verbrennungsmotor anhält;
7 ist eine Beziehung zwischen einem Hubstatus, einem Zeitraum, in dem ein Einlassventil geöffnet ist, und einem Zeitraum, in dem ein Auslassventil geöffnet ist, für jeden Zylinder; und
8 ist ein Ablaufdiagramm von der Drehrichtungsbestimmungsroutine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
(Ausführungsbeispiel 1)
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 – 4 beschrieben. Der Aufbau eines gesamten Verbrennungsmotorsteuerungssystems wird allgemein unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Bei einem Verbrennungsmotor 11 beispielsweise einer Mehrfachanschlusseinspritzbauart, der eine beispielhafte Brennkraftmaschine ist, ist ein Luftreiniger 13 an dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Abschnitt von einem Einlassrohr 12 vorgesehen. Stromabwärts von dem Luftreiniger 13 ist ein Luftdurchflussmessgerät 14 zum Erfassen des Einlassluftvolumens vorgesehen. Stromabwärts von dem Luftdurchflussmessgerät 14 sind ein Drosselventil 15, von dem ein Öffnungsgrad durch einen DC-Motor und dergleichen eingestellt wird, und ein Drosselöffnungsgradsensor 16 vorgesehen, der den Drosselöffnungsgrad erfasst.
Stromabwärts von dem Drosselventil 15 ist ein Ausgleichstank 17 mit einem Einlassdrucksensor 18 zum Erfassen eines Einlassdrucks vorgesehen. Der Ausgleichstank 17 ist ebenso mit einem Einlasskrümmer 19 zum Einführen von Luft in jeden Zylinder von dem Verbrennungsmotor 11 vorgesehen. Ein Kraftstoffeinspritzventil 20 zum Einspritzen von Kraftstoff ist in der Nähe von einem Einlassanschluss von dem Einlasskrümmer 19 von jedem Zylinder angeordnet. Zusätzlich ist eine Zündkerze 21 an einem Zylinderkopf von dem Verbrennungsmotor 11 für jeden Zylinder vorgesehen, so dass eine durch jede Zündkerze 21 erzeugte Funkenentladung das Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem entsprechenden Zylinder zündet.
An der anderen Seite ist ein Abgasrohr 22 von dem Verbrennungsmotor 11 mit einem Katalysator 23, wie z. B. einem Dreiwegekatalysator, der CO, HC, NOx und dergleichen in dem Abgas entfernen oder verringern kann, versehen. Stromaufwärts von dem Katalysator 23 ist ein Abgasemissionssensor 24 (beispielsweise ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor, ein Sauerstoffsensor usw.) zum Erfassen eines Luft-/Kraftstoffverhältnisses oder zum Erfassen, ob der gegenwärtige Zustand von dem Gemisch mager oder fett ist, vorgesehen.
An einem Zylinderblock von dem Verbrennungsmotor 11 ist ein Wassertemperatursensor 25 zum Erfassen einer Kühlwassertemperatur und ein Kurbelwinkelsensor 26 (Kurbelwinkelerfassungseinrichtung) zum Erfassen eines Kurbelwinkels von dem Verbrennungsmotor 11 montiert. Der Kurbelwinkelsensor 26 ist gegenüber einem äußeren Umfang von einem Signalrotor 27 angeordnet, der in einer (nicht gezeigte) Kurbelwelle von dem Verbrennungsmotor 11 gepasst ist. Der Signalrotor 27 hat Zähne 27a an seinem äußeren Umfang an Abständen von einem vorbestimmten Kurbelwinkel (beispielsweise 10 ° KW) und hat einen zahnfreien Bereich, der einem bis drei Zähnen 27a entspricht, an einer Position von einem bestimmten Kurbelwinkel an dem äußeren Umfang. Wenn sich der Verbrennungsmotor 11 dreht, gibt somit der Kurbelwinkelsensor 26 ein Regulärintervallkurbelwinkelimpulssignal zu jedem Zeitpunkt ab, wenn sich der Signalrotor 27 um den vorbestimmten Kurbelwinkel (beispielsweise 10 ° KW) in einem Kurbelwinkelbereich dreht, der ein anderer als der zahnfreie Bereich ist, während der ein Irregulärintervallkurbelwinkelimpulssignal mit einer größeren Impulsbreite in dem zahnfreien Bereich abgibt (an einer Position entsprechend einem bestimmten Kurbelwinkel), wie in 4 gezeigt ist. Das Irregulärintervallkurbelwinkelimpulssignal gestattet eine Erfassung einer Kurbelwinkelbezugsposition.
Unter Rückbezug auf 1 ist ein Zylinderdrucksensor 28 (Innendruckerfassungseinrichtung) für jeden Zylinder an dem Zylinderkopf von dem Verbrennungsmotor 11 zum Erfassen des Drucks in dem Zylinder vorgesehen. Der Zylinderdrucksensor 28 kann ein Sensor sein, der mit der Zündkerze 21 integriert ist, oder ein Sensor, der so montiert ist, dass ein Sensorteil, das von der Zündkerze 21 getrennt ist, dem Inneren von dem Verbrennungsraum ausgesetzt ist, verwendet werden.
Die Abgaben von den vorstehend erwähnten Sensoren werden einem Verbrennungsmotorsteuerungsschaltkreis (ECU) 29 eingegeben. Die ECU 29 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer ausgebildet und steuert die Kraftstoffeinspritzmenge von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 und eine Zündzeitabstimmung von der Zündkerze 21 in Abhängigkeit von dem Betriebsstatus von dem Verbrennungsmotor durch ausführen von verschiedenartigen Verbrennungsmotorsteuerungsprogrammen, die in einem in der ECU 29 eingebauten ROM (Speichermedium) gespeichert sind.
Die ECU 29 hält ein Hauptrelais von einer (nicht gezeigten) Leistungszufuhrleitung eingeschaltet, nach dem ein Zündschalter (nicht gezeigt) ausgeschaltet ist, um eine Stoppposition von dem Verbrennungsmotor 11 zu erfassen. Somit wird die Leistungszufuhr zu der ECU 29 dem Kurbelwinkelsensor 26 und dem Zylinderdrucksensor 28 und dergleichen fortgesetzt. Wenn eine Zeit, die ausreichend ist, dass der Verbrennungsmotor 11 seinen Betrieb vollständig anhält (eine vorbestimmte ausreichende Verbrennungsmotorstoppzeit), abgelaufen ist, wird das Hauptrelais ausgeschaltet, wobei dadurch die Leistungszufuhr zu der ECU 29 und dergleichen getrennt wird.
Darüber hinaus führt die ECU 29 eine Drehrichtungsbestimmungsroutine aus, die in 2 gezeigt ist, um zu bestimmen, ob der Verbrennungsmotor 11 eine normale Drehung oder eine umgekehrte Drehung durchführt, auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem aus dem Abgabesignal von dem Kurbelwinkelsensor 26 erfassten Kurbelwinkel und dem Wert von dem Zylinderdrucksensor 28. Die ECU 29 führt ebenso eine in 3 gezeigte Kurbelwinkelzählroutine zum Hoch-/Herunterzählen eines Zählwerts von einem Kurbelwinkelzähler C gemäß der Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 zu jedem Zeitpunkt durch, bei dem der Kurbelwinkelsensor 26 das Kurbelwinkelimpulssignal abgibt. Als nächstes werden Details dieser Routine beschrieben.
Die Drehrichtungsbestimmungsroutine von 2 wird durch eine Unterbrechungsroutine zu jedem Zeitpunkt gestartet, wenn eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, und dient als eine Drehrichtungsbestimmungseinrichtung, die in den Ansprüchen wiedergegeben ist. Diese Routine berücksichtigt die Druckänderungscharakteristiken bei einem Zylinder während eines Verdichtungstakts (insbesondere die Druckerhöhung, da sich ein Kolben 33 in dem Zylinder während des Verdichtungstakts nach oben bewegt, so dass er einen oberen Totpunkt für einen Fall einer normalen Drehung erreicht, wohingegen der Druck sich verringert, da der Kolben 33 sich für den Fall einer umgekehrten Drehung nach unten bewegt). Genauer gesagt bestimmt dies Routine, ob sich der Druck oberhalb von dem Kolben 33 in dem Zylinder während des Verdichtungstakts, d. h. auf dem Weg zu dem oberen Totpunkt erhöht oder verringert, und bestimmt dann, dass die normale Drehung auftritt, wenn sich der Druck erhöht, während sie bestimmt, dass die umgekehrte Drehung auftritt, wenn sich der Druck verringert.
Wenn die Routine von 2 gestartet wird, wird zunächst bestimmt, ob der Zylinderdrucksensor 28 normal arbeitet oder nicht, auf der Grundlage einer Diagnose, die durch eine Selbstdiagnosefunktion in Schritt S100 enthalten wird.
Wenn beispielsweise eine Situation, wie z. B. ein Bruch einer Signalleitung oder eine abnormale Leistungszufuhrspannung, bei dem Zylinderdrucksensor 28 auftritt, wird die Abgabespannung von dem Zylinderdrucksensor 28 abnormal. Somit kann bestimmt werden, ob der Zylinderdruck 28 normal arbeitet oder nicht, durch bestimmen, ob die Ausgangsspannung von dem Zylinderdrucksensor 28 innerhalb eines normalen Spannungsbereichs liegt oder nicht. Wenn bestimmt ist, dass der Betrieb von dem Zylinderdrucksensor 28 abnormal ist, wird diese Routine ohne durchführen des verbleibenden Prozesses beendet.
Wenn bestimmt wird, dass der Zylinderdrucksensor 28 in Schritt S100 normal arbeitet, wird in Schritt S101 bestimmt, ob eine Drehgeschwindigkeit von den Verbrennungsmotor gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist (beispielsweise 500 Upm), bei der oder unterhalb der eine umgekehrte Drehung von dem Verbrennungsmotor auftreten kann. Für einen Fall, bei dem die Verbrennungsmotordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist und daher eine umgekehrte Drehung nicht auftreten kann, wird diese Routine ohne durchführen des verbleibenden Prozesses beendet.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Verbrennungsmotordrehzahl gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Drehzahl ist, bei der oder unterhalb der die umgekehrte Drehung von dem Verbrennungsmotor in Schritt S101 auftreten kann, ist dann in dem Schritt S102 bestimmt, ob es einen Zylinder während eines Verdichtungstakts (im Folgenden als Verdichtungszylinder bezeichnet) auf der Grundlage des Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler C gibt oder nicht, der nachstehend beschrieben ist. Für einen Fall, bei dem es keinen Verdichtungszylinder gibt (beispielsweise wenn die Kolben von allen Zylindern an den oberen oder unteren Totpunkten positioniert sind), kann die Bestimmung für die Drehrichtung nicht durchgeführt werden und wird daher diese Routine beendet.
Wenn in Schritt S 102 bestimmt wird, dass es einen Verdichtungszylinder gibt, wird dann in dem Schritt S 103 bestimmt, ob ein Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geschlossen ist oder nicht. Während eines Verdichtungstakts wird das Auslassventil 32 geschlossen gehalten und hingegen das Einlassventil 30 ist zu der Hälfte von dem Verdichtungstakt zum Erhöhen der Einlasseffizienz geöffnet sein kann (siehe 7). Für einen Fall, bei dem das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geöffnet ist, wird der Druck in dem Zylinder nahezu gleich dem Außenluftdruck und wird unverändert auch während des Verdichtungstakts. Daher kann die umgekehrte Drehung von dem Verbrennungsmotor für diesen Fall nicht erfasst werden. Aus diesem Grund wird diese Routine beendet, wenn in Schritt S103 bestimmt wird, dass das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geöffnet ist.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder in Schritt S103 geschlossen ist, wird dann in Schritt S104 bestimmt, ob der Druck in dem Verdichtungszylinder (der erfasste Wert von dem Zylinderdrucksensor 28) sich erhöht oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Verdichtungszylinder sich in Schritt S104 erhöht, wird dann bestimmt, dass die in Schritt S105 bestimmt, dass die Drehung von dem Verbrennungsmotor einen normale Drehung ist. Anderenfalls wird in Schritt S106 bestimmt, dass die Drehung von dem Verbrennungsmotor eine umgekehrte Drehung ist.
Die Kurbelwinkelzählroutine von 3 wird durch eine Unterbrechungsroutine synchron mit einem führenden Rand und einem nacheilenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal gestartet, das von dem Kurbelwinkelsensor 26 abgegeben wird. Die Routine zählt den Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C in Abhängigkeit von der Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 synchron mit den führenden und nacheilenden Rändern von dem Kurbelwinkelimpulssignal hoch/herunter. Diese Routine dient als eine Kurbelwinkelerfassungseinrichtung zusammen mit dem Kurbelwinkelsensor 26.
Der Kurbelwinkel an dem führenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal und derjenige an dem nacheilenden Rand sind zwischen einer normalen Drehung und einer umgekehrten Drehung umgekehrt. Beispielsweise ist der Kurbelwinkel an dem führenden Rand während der normalen Drehung der Kurbelwinkel an dem nacheilenden Rand während der umgekehrten Drehung. Unter Berücksichtigung diese Tatsache, wie in 4 gezeigt ist, zählt der Kurbelwinkelzähler C das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem führenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal während der normalen Drehung, während er das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem führenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal während der umgekehrten Drehung herunter zählt. Somit kann die Zeitabstimmung, bei der das Kurbelwinkelimpulssignal (Kurbelwinkel) während der normalen Drehung gezählt wird, und diejenige während der umgekehrten Umdrehung miteinander in Übereinstimmung gebracht werden.
Zusätzlich ist der Kurbelwinkel von dem ersten Kurbelwinkelimpulssignal, unmittelbar nachdem die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 umgekehrt wird, der gleiche wie derjenige von dem letzten Kurbelwinkelimpulssignal unmittelbar vor der Änderung von der Drehrichtung. Wenn das ersten Kurbelwinkelimpulssignal unmittelbar nach der Änderung der Drehrichtung gezählt wird, tritt daher ein Erfassungsfehler entsprechend einem Zähler auf.
Zum Verhindern des vorstehend genannten Erfassungsfehlers ist der Kurbelwinkelzähler C angeordnet, dass er das erste Kurbelwinkelimpulssignal nicht zählt, unmittelbar nach dem die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 umgekehrt wird. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass eine Abweichung von einem Zähler zwischen dem Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C und dem Kurbelwinkel auftritt.
Wenn die Kurbelwinkelzählroutine von 3 zum Steuern des Zählbetriebs von dem Kurbelwinkelzähler C auf die vorstehend beschriebene Weise gestartet wird, wird in Schritt S201 bestimmt, ob die Bestimmung von der Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 durch die Drehrichtungsbestimmungsroutine von 2 durchgeführt wird oder nicht (insbesondere ob der Zylinderdrucksensor 28 normal arbeitet und die Verbrennungsmotordrehzahl gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist, weil der oder unterhalb der die umgekehrte Drehung austreten kann). Für einen Fall, bei dem die Bestimmung von der Drehrichtung nicht durchgeführt wird, wird diese Routine ohne durchführen des verbleibenden Prozesses beendet.
Wenn anderseits in Schritt S201 bestimmt wird, dass die Bestimmung von der Drehrichtung schon durchgeführt wird, wird dann in Schritt S202 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 11 sich in die normale Richtung auf der Grundlage des Ergebnisses der Drehrichtungsbestimmungsroutine von 2 dreht oder nicht. Für den Fall, bei dem der Verbrennungsmotor 11 sich in die normale Richtung dreht, wird dann in Schritt S203 bestimmt, ob der gegenwärtige Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal ein führender Rand ist. Wenn der gegenwärtige Rand nicht der führende Rand ist, wird diese Routine beendet, ohne das irgendetwas getan wird.
Wenn der gegenwärtige Rand als der führende Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal in Schritt S203 bestimmt wird, wird dann in Schritt S204 bestimmt, ob der Verbrennungsmotor 11 in die normale Richtung zu dem Zeitpunkt der Erzeugung des vorherigen Kurbelwinkelimpulssignals gedreht wird oder nicht (insbesondere ob sowohl die Drehrichtung, wenn das vorherige Kurbelwinkelimpulssignal erzeugt wurde, als auch diese, wenn das gegenwärtige Kurbelwinkelimpulssignal erzeugt wurde, in der normalen Richtung sind oder nicht). Wenn „JA" gilt, wird der Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C um +1 hochgezählt. Somit wird, wie in 4 gezeigt ist, der Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C um +1 synchron mit dem führenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal während der normalen Drehung hochgezählt. Der Kurbelwinkel wird aus diesem Zählwert erfasst.
Für den Fall, dass „NEIN" bei der Bestimmung in Schritt S204 gilt, insbesondere für einen Fall, bei dem das gegenwärtige Kurbelwinkelimpulssignal als das erste erfasst wird, unmittelbar nachdem die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 sich von der umgekehrten Richtung zu der normalen Richtung geändert hat, wird das gegenwärtige Kurbelwinkelimpulssignal nicht gezählt und wird der Zählwert von dem Kurbelwinkelsensor C der durch das vorhergehende Zählen erhalten wird, bei Schritt S206 beibehalten. Somit kann die Abweichung von einem Zähler zwischen dem Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C und dem Kurbelwinkel verhindert werden, die auftreten kann, wenn die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 sich von der umgekehrten Richtung zu der normalen Richtung ändert.
Wenn andererseits in Schritt S202 bestimmt wird, dass sich der Verbrennungsmotor 11 in die umgekehrte Richtung dreht, auf der Grundlage des Ausführungsergebnisses von der Drehrichtungsbestimmungsroutine von 2, wird dann in Schritt S207 bestimmt, ob der gegenwärtige Rand ein nacheilender Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal ist oder nicht. Für einen Fall, bei dem der gegenwärtige Rand nicht der nacheilende Rand ist, wird dies Routine beendet.
Wenn der gegenwärtige Rand als der nacheilende Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal in Schritt S 207 bestimmt wird, wird dann in Schritt S208 bestimmt, ob die Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 eine normale Drehung war, als das vorhergehende Kurbelwinkelimpulssignal erzeugt wurde (insbesondere ob das gegenwärtige Kurbelwinkelimpulssignal das erste ist, unmittelbar nachdem die Drehrichtung von der normalen Drehung zu der umgekehrten Drehung geändert wurde). Wenn in „JA" gilt, wird das gegenwärtige Kurbelwinkelimpulssignal nicht gezählt und wird der Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C, der bei dem vorhergehenden Zählen erhalten wurde, in Schritt S209 beibehalten. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass die Abweichung von einem Zähler zwischen dem Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C und dem Kurbelwinkel auftritt, wenn die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 sich von der normalen Drehung zu der umgekehrten Drehung ändert.
Wenn in Schritt S208 „NEIN" gilt, d. h. wenn sowohl die Drehrichtung, als das vorhergehende Kurbelwinkelimpulssignal erzeugt wurde, und diejenige, als das gegenwärtige Kurbelwinkelimpulssignal erzeugt wurde, als umgekehrte Drehung bestimmt werden, wird der Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C um -1 herunter gezählt. Somit wird, wie in 4 gezeigt ist, der Kurbelwinkelzähler C während der umgekehrten Drehung synchron mit dem nacheilenden Ende von dem Kurbelwinkelimpulssignal um -1 herunter gezählt. Der Kurbelwinkel wird aus diesem Zählwert erfasst.
Jede von den Routinen von den 2 und 3, die vorstehend beschrieben sind, läuft ab, bis eine vorbestimmte ausreichende Verbrennungsmotorstoppzeit abgelaufen ist, auch nachdem der Zündschalter ausgeschaltet ist. Wenn die ausreichende Verbrennungsmotorstoppzeit abgelaufen ist, wird der Zählwert von dem Kurbelwinkelzähler C zu dem Zeitpunkt in einem Backup-RAM (nicht gezeigt) von der ECU 29 als Information hinsichtlich einer Stoppposition von den Verbrennungsmotor 11 gespeichert (Information hinsichtlich einer Ausgangsposition bei dem nächsten Start). Somit ist es bei dem nächsten Start möglich, den ersten Zylinder, der zu zünden ist oder zu dem Kraftstoff einzuspritzen ist, durch verwenden der Information hinsichtlich der Stoppposition genau zu bestimmen, die in dem Backup-RAM gespeichert ist (die Information hinsichtlich der Ausgangsposition bei dem nächsten Start), um den Verbrennungsmotor 11 zu starten. Somit können das Startverhalten und die Abgasemission beim Starten verbessert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das vorstehend beschrieben ist, kann die Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 als eine normale Drehung/umgekehrte Drehung mit einer hohen Genauigkeit durch bestimmen des Verdichtungszylinders auf der Grundlage des Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler C und durch bestimmen, ob der Druck in dem Verdichtungszylinder sich erhöht oder verringert, bestimmt werden. Da für diesen Fall die Information über den Druck in dem Zylinder, der durch den Zylinderdrucksensor 28 erfasst wird, für Anwendungen verwendet werden kann, die andere als die Erfassung der umgekehrten Drehung sind (beispielsweise eine Brennschlusserfassung, eine Klopferfassung usw.), ist es nicht notwendig, den Zylinderdrucksensor 28 nur für die Erfassung von der umgekehrten Drehung vorzusehen. Der Zylinderdrucksensor 28 kann wirksam für einen breiten Bereich von Anwendungen verwendet werden. Darüber hinaus ist es für einen Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf ein System angewendet ist, bei dem der Zylinderdrucksensor 28 für andere Anwendungen als für die Erfassung der umgekehrten Drehung vorgesehen ist (beispielsweise die Erfassung eines Brennschlusses oder eines Klopfens), nicht notwendig, einen neuen Sensor zum Erfassen der umgekehrten Drehung vorzusehen. Daher kann die vorliegende Erfindung mit geringen Kosten ausgeführt werden.
Bei der Kurbelwinkelzählroutine von 3 zählt der Kurbelwinkelzähler C das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem führenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal während der normalen Drehung hoch, während er das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem nacheilenden Rand während der umgekehrten Drehung herunter zählt. Jedoch kann er das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem nacheilende Ende von dem Kurbelwinkelimpulssignal während der normalen Drehung hoch zählen, während er das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem führenden Rand während der umgekehrten Drehung herunter zählt.
Darüber hinaus kann für einen Fall, bei dem die vorliegende Erfindung auf ein System angewendet ist, das einen Kurbelwinkelerfassungsfehler entsprechend der Impulsbreite von dem Kurbelwinkelimpulssignal gestattet, der Kurbelwinkelzähler C das Kurbelwinkelimpulssignal synchron mit dem führenden Rand (oder dem nacheilenden Rand) von dem Kurbelwinkelimpulssignal sowohl während der normalen Drehung als auch während der umgekehrten Drehung hoch-/herunterzählen.
(Ausführungsbeispiel 2)
In dem ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 dadurch bestimmt, dass bestimmt wird, ob der Druck in dem Verdichtungszylinder sich erhöht oder sich verringert. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung läuft eine Drehrichtungsbestimmungsroutine von 5 durch eine Unterbrechungsroutine zu jedem Zeitpunkt ab, wenn ein vorbestimmter Zeitbetrag verläuft, wobei dadurch bestimmt wird, ob der Druck in einem Zylinder während eines Expansionstakts (im folgenden einfach als Expansionszylinder bezeichnet) sich erhöht oder verringert, um die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 zu bestimmen.
Wie in 6 gezeigt ist, hat der Expansionszylinder die Eigenschaft, dass der Druck in dem Zylinder sich verringert, wenn sich ein Kolben 33 nach unten bewegt, bis ein Auslassventil 32 während einer normalen Drehung geöffnet wird, während er sich erhöht, wenn der Kolben 33 sich nach oben während der umgekehrten Drehung bewegt. Die Drehrichtungsbestimmungsroutine von 5 berücksichtigt diese Eigenschaft und bestimmt, ob der Druck in dem Expansionszylinder sich erhöht oder verringert, bevor das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geöffnet wird. Die Routine von 5 bestimmt die Drehung von dem Verbrennungsmotor als normale Drehung, wenn der Druck sich verringert, und bestimmt die Drehung als eine umgekehrte Drehung, wenn sich der Druck erhöht.
Wenn diese Routine gestartet wird, wird in Schritt S300 bestimmt, ob der Zylinderdrucksensor 28 normal arbeitet oder nicht, auf der Grundlage einer Diagnose, die durch eine Selbstdiagnosefunktion erzielt wird. Wenn bestimmt wird, dass der Zylinderdrucksensor 28 abnormal arbeitet, wird diese Routine ohne durchführen des verbleibenden Prozesses beendet.
Wenn bestimmt wird, dass der Zylinderdrucksensor 28 in Schritt S300 normal arbeitet, wird dann in Schritt S300 bestimmt, ob die Drehzahl von dem Verbrennungsmotor 11 gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist oder nicht (beispielsweise 500 Upm), bei oder unterhalb der eine umgekehrte Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 auftreten kann. Für einen Fall, bei dem die Verbrennungsmotordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist und daher eine umgekehrte Drehung nicht auftreten kann, wird diese Routine ohne durchführen des verbleibenden Prozesses beendet.
Wenn in Schritt S301 bestimmt wird, dass die Drehzahl von dem Verbrennungsmotor 11 gleich wie oder niedriger als die vorbestimmte Drehzahl ist, bei der oder unterhalb von der die umgekehrte Drehung auftreten kann, wird dann in Schritt S302 bestimmt, ob es einen Expansionszylinder gibt oder nicht, auf der Grundlage des Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler C. Wenn es keinen Expansionszylinder gibt, kann die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 nicht bestimmt werden. Daher wird diese Routine beendet.
Wenn in dem Schritt S302 bestimmt wird, dass es einen Expansionszylinder gibt, wird dann in Schritt S303 bestimmt, ob das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geschlossen ist oder nicht. Während eines Expansionstakts wird das Einlassventil 31 geschlossen gehalten, wohingegen das Auslassventil 32 von der Hälfte des Expansionstakts zum Erhöhen der Auslasseffizienz geöffnet sein kann (siehe 7). Wenn das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geöffnet ist, wird der Druck nahezu der Außenluftdruck und wird unverändert auch bei dem Expansionszylinder (siehe 6). Daher kann die umgekehrte Drehung nicht erfasst werden. Aus diesem Grund wird diese Routine beendet, wenn in Schritt S303 bestimmt wird, dass das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geöffnet ist.
Andererseits wird in Schritt S303 bestimmt, dass das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geschlossen ist. Es wird dann in Schritt S304 bestimmt, ob der Druck in dem Expansionszylinder (erfasster Wert von dem Zylinderdrucksensor 28) sich verringert oder nicht. Wenn eine Verringerung des Drucks in dem Expansionszylinder erfasst wird, wird in Schritt S305 bestimmt, dass die Drehung von dem Verbrennungsmotor eine normale (vorwärts) Drehung ist. Wenn eine Erhöhung des Drucks in dem Expansionszylinder erfasst wird, wird in Schritt S306 bestimmt, dass die Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 die umgekehrte Drehung ist.
Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kurbelwinkelzähler C ebenso gemäß der Kurbelwinkelzählroutine von 3 hoch-/heruntergezählt, die in dem ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann die gleichen Wirkungen wie diejenigen erzielen, die durch das erste Ausführungsbeispiel erzielt werden.
(Ausführungsbeispiel 3)
In dem ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 auf der Grundlage des Drucks in dem Verdichtungszylinder bestimmt. Jedoch wird für einen Fall, bei dem das Einlassventil 31 bis zu der Hälfte von dem Verdichtungstakt geöffnet ist (siehe 7), der Druck nahezu der Außenluftdruck und wird auch bei dem Verdichtungszylinder während eines Zeitraums unverändert, in dem das Einlassventil 31 geöffnet ist. Somit kann die umgekehrte Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 nicht erfasst werden. Jedoch wird das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geschlossen, auch wenn das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geöffnet ist (siehe 7). Daher ist es durch bestimmen, ob der Druck in dem Expansionszylinder sich verringert oder sich erhöht, möglich, die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 zu bestimmen.
Darüber hinaus wird in dem zweiten vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 auf der Grundlage des Drucks in dem Expansionszylinder bestimmt. Jedoch wird für einen Fall, bei dem das Auslassventil 32 von der Hälfte von dem Expansionstakt geöffnet ist (siehe 7), der Druck nahezu der Außenluftdruck und wird auch bei dem Expansionszylinder während eines Zeitraums unverändert, bei dem das Auslassventil 32 geöffnet ist (siehe 6). Daher kann die umgekehrte Drehung nicht erfasst werden. Jedoch wird das Einlassventil 31 von dem Kompressionszylinder geschlossen, auch wenn das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geöffnet ist (siehe 7). Daher ist es durch bestimmen, ob der Druck in dem Expansionszylinder sich erhöht oder sich verringert, möglich, die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 zu bestimmen.
Unter Berücksichtigung des vorstehend genannten läuft gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Drehrichtungsbestimmungsroutine von 8 durch eine Unterbrechungsroutine zu jedem Zeitpunkt, wenn eine vorbestimmte Zeit abläuft, wobei dadurch die Bestimmung von der Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 auf der Grundlage des Drucks in dem Verdichtungszylinder (Schritt S401) und derjenigen auf der Grundlage des Drucks in dem Expansionszylinder (Schritt S402) ausgeführt wird. Für diesen Fall wird bei der Bestimmung von der Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Verdichtungszylinder (Schritt S401) die gleiche Routine ausgeführt wie die Drehrichtungsbestimmungsroutine von 2, die in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Somit wird während des Zeitraums, in dem das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geschlossen ist, bestimmt, ob der Druck in dem Verdichtungszylinder sich erhöht oder verringert, wobei dadurch der Drehungsstatus von dem Verbrennungsmotor 11 als normale Drehung oder umgekehrte Drehung bestimmt wird. Dann wird bei der Bestimmung von der Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Expansionszylinder (Schritt S402) die gleiche Routine ausgeführt wie die Drehrichtungsbestimmungsroutine von 5, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Somit wird während des Zeitraums, in dem das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geschlossen ist, bestimmt, ob der Druck in dem Expansionszylinder sich verringert oder nicht, wobei dadurch der Drehstatus von dem Verbrennungsmotor 11 als normale Drehung oder umgekehrte Drehung bestimmt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel kann auch für einen Fall, bei dem die Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Verdichtungszylinder nicht bestimmt werden kann, da das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geöffnet ist, die Bestimmung von der Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Expansionszylinder durchgeführt werden, da das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geschlossen ist (siehe 7). In ähnlicher Weise kann auch für einen Fall, bei dem die Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Expansionszylinder nicht bestimmt werden kann, da das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geöffnet ist, die Bestimmung der Drehrichtung auf der Grundlage des Drucks in dem Verdichtungszylinder durchgeführt werden, da das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geschlossen ist (siehe 7). Daher kann auch während des Zeitraums, in dem das Einlassventil 31 von dem Verdichtungszylinder geöffnet ist, und des Zeitraums, in dem das Auslassventil 32 von dem Expansionszylinder geöffnet ist, die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 bestimmt werden. Somit kann die Bestimmung von der Drehrichtung durchgehend durchgeführt werden, bis die Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 anhält.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Verbrennungsmotoren mit einer bestimmten Anzahl von Zylindern beschränkt ist. D. h., dass die vorliegende Erfindung auf Verbrennungsmotoren angewendet werden kann, die einen oder mehrere Zylinder einsetzt. Darüber hinaus sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht auf einen Mehrfachanschlusseinspritzverbrennungsmaschine beschränkt, wie in 1 gezeigt ist. Zusätzlich können die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf andere Verbrennungsmotoren, beispielsweise einen Direkteinspritzverbrennungsmotor oder einen Magerverbrennungsmotor angewendet werden.
Die Brennkraftmaschinensteuerungseinheit bestimmt somit die Drehrichtung von dem Verbrennungsmotor 11 ohne Einsetzen des Drehwinkelsensors, der für die Erfassung der umgekehrten Drehung ausgelegt ist. Während der normalen Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 erhöht sich der Zylinderdruck, wenn der Kolben 33 sich nach oben zu dem oberen Totpunkt bewegt. In ähnlicher Weise verringert sich der Druck während der umgekehrten Drehung, wenn der Kolben 33 sich nach unten bewegt. Somit bestimmt die ECU 29, ob der Druck in dem Zylinder während eines Verdichtungstakts sich erhöht oder verringert, bevor der Kolben 33 von dem Zylinder den oberen Totpunkt erreicht. Die Drehung von dem Verbrennungsmotor 11 wird als normal bestimmt, wenn der Druck sich erhöht, und wird als eine umgekehrte Drehung bestimmt, wenn sich der Druck verringert. Während eines Normaldrehungsexpansionstakts bewegt sich der Kolben 33 nach unten und verringert sich der Druck in dem Zylinder, bis ein Auslassventil 32 öffnet, während sich der Kolben nach oben bewegt und sich der Druck während der umgekehrten Drehung erhöht.

Claims

Brennkraftmaschinensteuerungseinheit mit: einer Einrichtung zum Erfassen eines Kurbelwinkels (26, 29) von der Brennkraftmaschine (11); einer Einrichtung zum Erfassen eines Innendrucks (28) in jedem Zylinder von der Brennkraftmaschine (11); und einer Einrichtung zum Bestimmen, ob sich die Brennkraftmaschine (11) in eine normale Richtung oder in eine umgekehrte Richtung dreht (29), auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einem erfassten Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) und einem erfassten Wert von der Innendruckerfassungseinrichtung (28).
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsbestimmungseinrichtung (29) die Drehung der Brennkraftmaschine (11) als eine umgekehrte Drehung bestimmt, wenn bestimmt wird, dass der Druck in einem Zylinder während eines Verdichtungstakts sich verringert, bevor ein Kolben (33) in dem Zylinder einen oberen Totpunkt erreicht, auf der Grundlage von erfassten Werten von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) und der Innendruckerfassungseinrichtung (28).
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsbestimmungseinrichtung (29) die Drehung von der Brennkraftmaschine (11) als eine umgekehrte Drehung bestimmt, wenn bestimmt wird, dass der Druck in einem Zylinder während eines Expansionstakts sich erhöht, bevor ein Auslassventil (32) von dem Zylinder geöffnet ist, auf der Grundlage von erfassten Werten von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) und der Innendruckerfassungseinrichtung (28).
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsbestimmungseinrichtung (29) Folgendes verwendet: eine Einrichtung zum Bestimmen einer Drehung von der Brennkraftmaschine (11) als eine umgekehrte Drehung, wenn bestimmt wird, dass der Druck in einem Zylinder während eines Verdichtungstakts sich verringert, bevor ein Kolben (33) in dem Zylinder einen oberen Totpunkt erreicht, auf der Grundlage der erfassten Werte von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) und der Innendruckerfassungseinrichtung (28); und eine Einrichtung zum Bestimmen einer Drehung von der Brennkraftmaschine (11) als eine umgekehrte Drehung, wenn bestimmt wird, dass der Druck in dem Zylinder während eines Expansionstakts sich erhöht, bevor ein Auslassventil (32) von dem Zylinder geöffnet wird, auf der Grundlage der erfassten Werte von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) und der Innendruckerfassungseinrichtung (28).
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, des weiteren mit: einer Einrichtung zum Erfassen einer Stopposition der Brennkraftmaschine (11) auf der Grundlage der erfassten Werte von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) unmittelbar vor der Erfassung der umgekehrten Drehung, die durch die Drehrichtungsbestimmungseinrichtung (29) erfasst wird, und des Änderungsbetrags von dem erfassten Wert von der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) aus der Erfassung der umgekehrten Drehung, bis die Brennkraftmaschine (11) anhält.
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) Folgendes aufweist: einen Kurbelwinkelsensor (26) zum Abgeben eines Kurbelwinkelimpulssignals synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine; und einen Kurbelwinkelzähler (C) zum Zählen des Kurbelwinkelimpulssignals und wobei der Kurbelwinkelzähler (C) das Kurbelwinkelimpulssignal, das von dem Kurbelwinkelsensor (26) abgegeben wird, während eines Zeitraums, in dem eine normale Drehung von der Brennkraftmaschine (11) durch die Drehrichtungsbestimmungseinrichtung (29) erfasst wird, hoch zählt und das Kurbelwinkelimpulssignal während eines Zeitraums, in dem die umgekehrte Drehung von der Brennkraftmaschine (11) gerade erfasst wird, herunterzählt, wobei die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung (26, 29) den Kurbelwinkel von der Brennkraftmaschine (11) auf der Grundlage eines Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler (C) erfasst, und wobei eine Stoppositionserfassungseinrichtung die Stopposition der Brennkraftmaschine (11) auf der Grundlage des Zählwerts von dem Kurbelwinkelzähler (C) zu einem Zeitpunkt erfasst, wenn die Brennkraftmaschine (11) anhält.
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwinkelzähler (C) einen von einem führenden Rand und von einem nacheilenden Rand von dem Kurbelwinkelimpulssignal während einer normalen Umdrehung zählt und den anderen von dem führenden Rand und von dem nacheilenden Rand während einer umgekehrten Drehung zählt.
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwinkelzähler (C) das erste Kurbelwinkelimpulssignal nicht zählt, unmittelbar nachdem die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine (11) umgekehrt wird.
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Drehrichtungsbestimmungseinrichtung (29) die Drehrichtung von der Brennkraftmaschine (11) nicht bestimmt, wenn bei der Innendruckerfassungseinrichtung (28) Probleme auftreten.
Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine (11) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der Brennkraftmaschine (11) als umgekehrte Drehung bestimmt wird, wenn bestimmt wird, dass der Druck in einem Zylinder während eines Verdichtungstakts sich verringert, bevor ein Einlassventil (31) von dem Zylinder geschlossen wird.