DE102010061084A1

DE102010061084A1 - System zum Ankurbeln einer internen Verbrennungsmaschine durch in Eingriff bringen von einem Ritzel mit einem Zahnkranz

Info

Publication number: DE102010061084A1
Application number: DE102010061084A
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Aichi-pref. Kawazu; Hideya Aichi-pref. Notani; Akira Aichi-pref. Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-07
Publication date: 2011-07-21
Also published as: CN102086830A; US9494123B2; CN102086830B; US20110137544A1

Abstract

Bei einem System (1) zum Treiben eines Starters (11) mit einem Ritzel (13), sodass der Starter (11) einen Zahnkranz (23), der mit einer Kurbelwelle (22) einer internen Verbrennungsmaschine (21) gekoppelt ist, um die interne Verbrennungsmaschine (21) während eines Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle (22) durch eine Steuerung eines automatischen Stopps der internen Verbrennungsmaschine (21) anzukurbeln, rotieren lässt, sagt ein Vorhersager (20) eine zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle (22) basierend auf Informationen, die dem Abfal der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle (22) zugeordnet sind, vorher. Ein Bestimmer (20) bestimmt basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der internen Verbrennungsmaschine (21) einen Zeitpunkt eines Treibens des Starters (11).

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf den japanischen Patentanmeldungen 2009-281443 , 2009-278455 , 2010-189970 und 2010-225380 , eingereicht am 11. Dezember 2009, 8. Dezember 2009, 26. August 2010 bzw. 5. Oktober 2010. Diese Anmeldung beansprucht das Vorrecht einer Priorität aus den japanischen Patentanmeldungen, sodass die Beschreibungen derselben hierin alle durch Bezugnahme aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systeme zum Verstellen eines Ritzels eines Starters bzw. Anlassers zu einem Zahnkranz, der mit der Kurbelwelle der internen Verbrennungsmaschine bzw. Maschine mit interner Verbrennung gekoppelt ist, um das Ritzel mit dem Zahnkranz in Eingriff zu bringen, während eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle einer internen Verbrennungsmaschine basierend auf einer Steuerung eines automatischen Stopps der Verbrennungsmaschine abfällt.
HINTERGRUND
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2005-330813 offenbart ein Maschinen-Stopp-und-Start-System, wie zum Beispiel ein Leerlaufreduktionssteuersystem, als einen Typ dieser Systeme.
Das Maschinen-Stopp-und-Start-System ist genauer gesagt entworfen, um eine Erregung eines Motors eines Starters zu starten, um ein Ritzel des Starters zu dem Zeitpunkt zu drehen, wenn eine Maschinenneustartanfrage auftritt, während eine Drehgeschwindigkeit einer Kurbelwelle einer internen Verbrennungsmaschine, auf die einfach als eine Maschine Bezug genommen ist, basierend auf einer Steuerung eines automatischen Stopps der Maschine abfällt.
Das Maschinen-Stopp-und-Start-System ist entworfen, um den Zeitpunkt vorherzusagen, zu dem die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle (des Zahnkranzes) mit der Drehgeschwindigkeit des Ritzels in Anbetracht einer Zeit, die dafür erforderlich ist, dass das Ritzel eine Position erreicht, die mit dem Zahnkranz in Eingriff bringbar ist, synchronisiert ist. Das Maschinen-Stopp-und-Start-System ist ferner entworfen, um den Zeitpunkt, um das Verstellen des Ritzels zu dem Zahnkranz zu starten, basierend auf dem vorhergesagten Zeitpunkt, zu dem die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes mit der Drehgeschwindigkeit des Ritzels synchronisiert sein wird, zu bestimmen.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfinder haben entdeckt, dass es Punkte gibt, die bei dem im Vorhergehenden dargelegten Maschinen-Stopp-und-Start-System verbessert werden sollten.
Die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Maschine fällt genauer gesagt nicht linear ab, fällt jedoch mit einer Schwankung ab, sodass die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes ebenfalls mit einer Schwankung abfällt. Diese Schwankung kann, selbst wenn das Maschinen-Stopp-und-Start-System den Zeitpunkt, zu dem die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle (des Zahnkranzes) mit der Drehgeschwindigkeit des Ritzels synchronisiert sein wird, vorhersagt, die Genauigkeit der Vorhersage verschlechtern. Dies kann in einer Erhöhung des Unterschieds zwischen der Drehgeschwindigkeit des Ritzels und derselben des Zahnkranzes bei dem Eingriff des Ritzels mit dem Zahnkranz resultieren. Die Erhöhung des Drehgeschwindigkeitsunterschieds zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz, mit anderen Worten die relative Drehgeschwindigkeit dazwischen, kann in einer Erhöhung des Pegels eines Geräuschs bei dem Eingriff des Ritzels mit dem Zahnkranz resultieren (siehe die später beschriebene 7).
Angesichts der im Vorhergehenden dargelegten Umstände strebt einer von verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindungen danach, Systeme zum Ankurbeln einer internen Verbrennungsmaschine zu schaffen; dieser eine von verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist entworfen, um mindestens einen der im Vorhergehenden dargelegten Punkte zu verbessern.
Eine Alternative der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung zielt genauer gesagt darauf ab, Systeme zum Ankurbeln einer Verbrennungsmaschine zu schaffen; diese Alternative der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung ist entworfen, um mit einer hohen Genauigkeit den Zeitpunkt zu bestimmen, einen Starter für einen Neustart der internen Verbrennungsmaschine zu treiben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Treiben eines Starters mit einem Ritzel, sodass der Starter einen Zahnkranz, der mit einer Kurbelwelle einer internen Verbrennungsmaschine gekoppelt ist, dreht, um die interne Verbrennungsmaschine während eines Abfalls einer Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle durch eine Steuerung eines automatischen Stopps der internen Verbrennungsmaschine anzukurbeln, geschaffen. Das System weist einen Vorhersager, der eine zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle basierend auf Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle zugeordnet sind, vorhersagt, und einen Bestimmer, der einen Zeitpunkt des Treibens des Starters basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der internen Verbrennungsmaschine bestimmt, auf.
Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung sagt die zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle mit einer Schwankung nach einer Steuerung eines automatischen Stopps der internen Verbrennungsmaschine vorher. Selbst wenn somit die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle schwankt, während diese abfällt, kann der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung mit einer hohen Genauigkeit den Zeitpunkt, um den Starter zu treiben, um das Ritzel zu dem Zahnkranz für einen Eingriff des Ritzels mit dem Zahnkranz zu verstellen, basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle vorhersagen.
Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auf einen üblichen Starter, der entworfen ist, um eine Ritzelbetätigungsvorrichtung und einen Motor gleichzeitig zu treiben oder entweder die Ritzelbetätigungsvorrichtung oder den Motor zu treiben, und nach dem Ablauf einer voreingestellten Verzögerungszeit den anderen derselben zu treiben, angewendet sein. Wenn der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einen solchen üblichen Starter angewendet ist, kann der Bestimmer den Zeitpunkt des Treibens des Starters basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der internen Verbrennungsmaschine, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle innerhalb eines Bereichs mit einer sehr niedrigen Geschwindigkeit ist, bestimmen. Obwohl die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle in dem Bereich einer sehr niedrigen Geschwindigkeit bleibt, kann das Geräuschniveau bei dem Eingriff zwischen dem Ritzel und dem Zahnkranz innerhalb eines zulässigen Bereichs beibehalten werden.
Der eine Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auf einen Starter mit einer Ritzelbetätigungsvorrichtung zum Verstellen des Ritzels zu dem Zahnkranz und einen Motor zum Drehen des Ritzels unabhängig von der Ritzelbetätigungsvorrichtung angewendet sein. Bei dieser Anwendung kann der Bestimmer konfiguriert sein, um als den Zeitpunkt des Treibens des Starters einen ersten Zeitpunkt, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung zu treiben, um das Ritzel zu dem Zahnkranz zu verstellen, und einen zweiten Zeitpunkt, um den Motor zu treiben, um das Ritzel zu drehen, basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der internen Verbrennungsmaschine zu bestimmen. Wenn beispielsweise eine Maschinenneustartbedingung innerhalb eines Bereichs relativ hoher UpM der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle erfüllt wird, kann der Bestimmer den zweiten Zeitpunkt früher als den ersten Zeitpunkt bestimmen. Wenn beispielsweise eine Maschinenneustartbedingung innerhalb eines Bereichs relativ niedriger UpM der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle erfüllt wird, kann der Bestimmer den ersten Zeitpunkt früher als den zweiten Zeitpunkt bestimmen.
Gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Treiben eines Starters mit einem Ritzel, um dadurch das Ritzel zu einem Zahnkranz, der mit einer Kurbelwelle einer internen Verbrennungsmaschine gekoppelt ist, für einen Neustart derselben während eines Abfalls einer Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle durch eine Steuerung eines automatischen Stopps der internen Verbrennungsmaschine zu verstellen, geschaffen. Die interne Verbrennungsmaschine arbeitet, um einen Kolben in einem Zylinder durch einen oberen Totpunkt (TDC; TDC = top dead center) des Zylinders hin und her zu bewegen, um dadurch die Kurbelwelle rotieren zu lassen. Das System weist einen Bestimmer eines letzten TDC, der basierend auf Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle zugeordnet sind, einen Zeitpunkt, zu dem der Kolben einen letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle erreicht, bestimmt. Das System weist einen Treibzeitpunktbestimmer, der einen Zeitpunkt des Treibens des Starters basierend auf dem Zeitpunkt des letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle bestimmt, auf.
Der alternative Aspekt der vorliegenden Erfindung kann den letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle bestimmen, was es möglich macht, den Zeitpunkt eines Treibens des Ritzels für einen Neustart der Maschine relativ zu dem Zeitpunkt des letzten TDC zu bestimmen.
Die vorhergehenden und/oder andere Merkmale und/oder Vorteile von verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung sind angesichts der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser zu erkennen. Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung können unterschiedliche Merkmale und/oder Vorteile, wo anwendbar, aufweisen und/oder ausschließen. Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung können zusätzlich eines oder mehrere Merkmale von anderen Ausführungsbeispielen, wo anwendbar, kombinieren. Die Beschreibung von Merkmalen und/oder Vorteilen von besonderen Ausführungsbeispielen sollte nicht als andere Ausführungsbeispiele oder die Ansprüche begrenzend aufgefasst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:
1 eine Ansicht, die ein Beispiel der Gesamthardwarestruktur eines Maschinensteuersystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Zeitdiagramm, das eine vorhergesagte zukünftige Bahn des Abfalls einer Maschinengeschwindigkeit, die als ein Beispiel durch das Maschinensteuersystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht wird, schematisch darstellt;
3 eine Tabelle, die Beispiele von Verfahren, um Werte eines Verlustdrehmoments einer internen Verbrennungsmaschine, die in 1 dargestellt ist, zu berechnen, um Werte einer Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine vorherzusagen und um Werte einer Ankunftszeit der Kurbelwelle gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorherzusagen, schematisch darstellt;
4 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen der vorhergesagten zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und derselben der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit eines Ritzels eines Starters, der in 1 dargestellt ist, schematisch darstellt;
5A ein Flussdiagramm, das eine Bahnvorhersageroutine, die durch eine ECU, die in 1 dargestellt ist, auszuführen ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
5B ein Flussdiagramm, das einen Teil einer anderen Bahnvorhersageroutine, die durch eine ECU, die in 1 dargestellt ist, auszuführen ist, gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels schematisch darstellt;
6 ein Flussdiagramm, das eine Startersteuerroutine, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
7 eine grafische Darstellung, auf der die Beziehung zwischen gemessenen Werten einer relativen Geschwindigkeit von der Maschinengeschwindigkeit zu der Drehgeschwindigkeit des Ritzels und entsprechenden Werten eines Geräuschpegels aufgrund eines Eingriffs des Ritzels mit einem Zahnkranz bei ihren gemessenen Werten der relativen Geschwindigkeit grafisch aufgezeichnet ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Ritzels auf null eingestellt ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
8 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen der Bahn des Abfalls einer tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit und derselben des Abfalls einer vorhergesagten Maschinengeschwindigkeit vor der Korrektur mit einer Verzögerung dazwischen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
9 ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen der Bahn des Abfalls der tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit und derselben des Abfalls der vorhergesagten Maschinengeschwindigkeit nach einer Korrektur gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
10 ein Zeitdiagramm, das einen Motorvortreibsperrzeitpunkt, einen Motorvortreibentsperrzeitpunkt, einen Ritzelvoreinstellungssteuerstartzeitpunkt und einen Voreinstellungsverzögerungszeiterhöhungszeitpunkt auf der korrigierten Bahn des Abfalls der vorhergesagten Maschinengeschwindigkeit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
11 ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen sowohl dem Motorvortreibsperrzeitpunkt, dem Motorvortreibentsperrzeitpunkt, dem Ritzelvoreinstellungssteuerstartzeitpunkt und dem Voreinstellungsverzögerungszeiterhöhungszeitpunkt und jedem der ersten bis vierten Betriebsmodi der ECU gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
12 ein Flussdiagramm, das eine Betriebsmodus bestimmende Routine, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
13 ein Flussdiagramm, das eine bestimmende Routine eines Eingriffssperrens, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
14 ein Flussdiagramm, das eine Motorvortreibmodussteuerroutine, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
15 ein Flussdiagramm, das eine Verlustdrehmoment berechnende Routine, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
16 ein Flussdiagramm, das eine bestimmende Routine eines letzten TDC, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
17 ein Zeitdiagramm, das eine erste Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle bei einem nächsten TDC-Zeitpunkt relativ zu einer aktuellen Zeit, die einem aktuellen TDC entspricht, ankommen wird, und eine zweite Ankunftszeit, zu der die Maschinengeschwindigkeit bei 0 [UpM] relativ zu dem aktuellen Zeitpunkt ankommen wird, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt; und
18 ein Flussdiagramm, das eine bestimmende Routine eines letzten TDC, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel schematisch darstellt;
19 eine grafische Darstellung, die eine vorhergesagte zukünftige Bahn des Abfalls einer Maschinengeschwindigkeit, die als ein Beispiel durch das Maschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erreicht wird, schematisch darstellt; und
20 ein Flussdiagramm, das eine bestimmende Routine eines letzten TDC, die durch die ECU auszuführen ist, gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel schematisch darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Bei den Ausführungsbeispielen sind zwischen den Ausführungsbeispielen gleiche Teile, denen gleiche Bezugszeichen zugewiesen sind, in einer redundanten Beschreibung weggelassen oder vereinfacht.
Erstes Ausführungsbeispiel
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Erfindung auf ein Maschinenstartsystem angewendet, das als ein Teil eines Maschinensteuersystems 1, das in einem Motorfahrzeug eingebaut ist, entworfen ist. Das Maschinensteuersystem 1 weist eine elektronische Steuereinheit (ECU; ECU = electronic control unit) 20 als eine zentrale Vorrichtung desselben auf und ist betriebsfähig, um die Menge eines Kraftstoffs, der zu spritzen ist, und den Zeitpunkt einer Zündung zu steuern und eine Aufgabe eines automatischen Stoppens einer internen Verbrennungsmaschine (auf die einfach als eine Maschine Bezug genommen ist) 21 und eine Aufgabe eines Neustartens der Maschine 21 auszuführen. Ein Beispiel der Gesamtstruktur des Maschinensteuersystems 1 ist in 1 dargestellt. Als Maschine 21 ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Viertakt-Vierzylindermaschine als ein Beispiel genutzt.
Bezug nehmend auf 1 hat die Maschine 21 als eine Ausgangswelle derselben eine Kurbelwelle 22, wobei an ein Ende derselben ein Zahnkranz 23 direkt oder indirekt gekoppelt ist. Die Kurbelwelle 22 ist über eine Verbindungsstange mit jedem Zylinder derart gekoppelt, dass der Lauf des Kolbens in jedem Zylinder nach oben und nach unten zulässt, dass die Kurbelwelle 22 gedreht wird.
Die Maschine 21 arbeitet genauer gesagt, um eine Luft-Kraftstoff-Mischung oder Luft durch den Kolben innerhalb jedes Zylinders zu verdichten und die verdichtete Luft-Kraftstoff-Mischung oder die Mischung der verdichteten Luft und des Kraftstoffs innerhalb jedes Zylinders zu verbrennen. Dies ändert die Kraftstoffenergie in eine mechanische Energie, wie zum Beispiel eine Rotationsenergie, um den Kolben zwischen einem oberen Totpunkt (TDC) zu einem unteren Totpunkt (BDC; BDC = bottom dead center) jedes Zylinders innerhalb jedes Zylinders hin und her zu bewegen, sodass die Kurbelwelle 22 rotiert wird. Die Rotation der Kurbelwelle 22 wird durch einen Antriebsstrang, der in dem Motorfahrzeug eingebaut ist, zu Antriebsrädern übertragen, um dadurch das Motorfahrzeug anzutreiben. Öl (Maschinenöl) ist innerhalb jedes Zylinders, um zwei Teile, die in der Maschine 21, um miteinander in Berührung zu sein, platziert sind, wie zum Beispiel der sich bewegende Kolben und jeder Zylinder, zu schmieren.
Die Maschine 21 ist beispielsweise mit einem Kraftstoffeinspritzsystem 51 und einem Zündsystem 53 eingebaut.
Das Kraftstoffeinspritzsystem 51 weist Betätigungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Kraftstoffeinspritzer, AC (= actuator) auf und verursacht, dass die Betätigungsvorrichtungen AC Kraftstoff entweder direkt in jeden Zylinder der Maschine 21 oder in eine Ansaugsammelleitung (oder eine Ansaugöffnung) unmittelbar vor jedem Zylinder derselben spritzen, um dadurch die Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder der Maschine 21 zu verbrennen.
Das Zündsystem 53 weist Betätigungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Zünder, AC auf und verursacht, dass die Betätigungsvorrichtungen AC einen elektrischen Strom oder einen Funken liefern, um eine Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder der Maschine 21 zu zünden, sodass die Luft-Kraftstoff-Mischung verbrannt wird.
Wenn die Maschine 21 als eine Dieselmaschine entworfen ist, kann das Zündsystem 53 eliminiert sein.
Bei dem Motorfahrzeug ist zusätzlich zum Verlangsamen oder Stoppen des Motorfahrzeugs ein Bremsensystem 55 eingebaut.
Das Bremsensystem 55 weist beispielsweise Scheiben- oder Trommelbremsen als Betätigungsvorrichtungen AC an jedem Rad des Motorfahrzeugs auf. Das Bremsensystem 55 ist betriebsfähig, um zu jeder der Bremsen ein Entschleunigungssignal zu senden, das eine Bremskraft angibt, die von jeder Bremse an ein entsprechendes der Räder ansprechend auf ein Bremspedal des Motorfahrzeugs, das durch den Fahrer niedergedrückt wird, anzulegen ist. Dies verursacht, dass jede Bremse die Rotation eines entsprechenden der Räder des Motorfahrzeugs basierend auf dem gesendeten Entschleunigungssignal verlangsamt oder stoppt.
Eine Bezugsziffer 57 stellt einen von Hand betreibbaren Stellhebel 57 (Auswahlhebel) dar. Wenn das Motorfahrzeug ein Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe bzw. Schaltgetriebe ist, kann der Fahrer eine Position des Stellhebels 57 ändern, um ein Getriebeübersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs zu verstellen (ändern), um dadurch die Zahl der Umdrehungen der Antriebsräder und das Drehmoment, das durch die Maschine 21 zu den Antriebsrädern erzeugt wird, zu steuern. Wenn das Motorfahrzeug ein Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe ist, kann der Fahrer eine Position des Stellhebels 57 ändern, um einen der Fahrbereiche auszuwählen, die einem Getriebeübersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs, wie zum Beispiel einem Rückwärtsbereich, einem neutralen Bereich und einem Fahrbereich bzw. Drive-Bereich und dergleichen, entsprechen.
Bezug nehmend auf 1 weist das Maschinensteuersystem 1 einen Starter bzw. Anlasser 11, eine ladbare Batterie 18, ein Relais 19 und ein Schaltelement 24 auf.
Der Starter 11 weist einen Startermotor (Motor) 12, ein Ritzel 13 und eine Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 auf.
Der Motor 12 ist aus einer Ausgangswelle 12a und einem Anker, der mit der Ausgangswelle 12a gekoppelt ist, gebildet und betriebsfähig, um die Ausgangswelle 12a rotieren zu lassen, wenn der Anker erregt wird.
Das Ritzel 13 ist an der äußeren Oberfläche eines Endes der Ausgangswelle 12a angebracht, um in einer axialen Richtung der Ausgangswelle 12a verstellbar zu sein.
Der Motor 12 ist gegenüber der Maschine 21 derart angeordnet, dass die Verstellung des Ritzels 13 in der axialen Richtung der Ausgangswelle 12a hin zu der Maschine 21 zulässt, dass das Ritzel 13 an den Zahnkranz 23 der Maschine 21 anstößt.
Die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, auf die einfach als eine „Betätigungsvorrichtung” Bezug genommen ist, ist aus einem Tauchkolben 15, einem Solenoid 16 und einem Stellhebel 17 gebildet. Der Tauchkolben 15 ist so parallel zu der axialen Richtung der Ausgangswelle 12a des Motors 12 angeordnet, um in seiner Längenrichtung parallel zu der axialen Richtung der Ausgangswelle 12a verstellbar zu sein.
Das Solenoid 16 ist beispielsweise angeordnet, um den Tauchkolben 15 zu umgeben. Ein Ende des Solenoids 16 ist über das Relais mit einem positiven Anschluss der Batterie 18 elektrisch verbunden, und das andere Ende desselben ist an Masse gelegt. Der Stellhebel 17 hat ein Ende und in seiner Längenrichtung ein anderes Ende. Das eine Ende des Stellhebels 17 ist mit einem Ende des Tauchkolbens 15 schwenkbar gekoppelt, und das andere Ende desselben ist mit der Ausgangswelle 12a gekoppelt. Der Stellhebel 17 wird um einen Drehpunkt, der sich in der Längenrichtung im Wesentlichen in der Mitte befindet, geschwenkt.
Das Solenoid 16 arbeitet, um den Tauchkolben 15 in dasselbe in der Längenrichtung des Tauchkolbens 15 zu verstellen, um den Tauchkolben 15 gegen die Kraft einer Rückstellfeder (nicht gezeigt) in dasselbe zu ziehen, wenn dasselbe erregt ist. Die Hineinziehverstellung des Tauchkolbens 15 schwenkt den Stellhebel 17 im Uhrzeigersinn in 1, wodurch das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 der Maschine 21 über den Stellhebel 17 verstellt wird. Dies lässt zu, dass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 zum Ankurbeln der Maschine 21 verzahnt. Wenn das Solenoid 16 entregt wird, stellt die Rückstellfeder den Kolben 15 und den Stellhebel 17 in ihre ursprünglichen Positionen, die in 1 dargestellt sind, zurück, sodass das Ritzel 13 aus einer Verzahnung mit dem Zahnkranz 23 gezogen wird.
Das Relais 19 ist als ein mechanisches Relais oder ein Halbleiterrelais entworfen. Das Relais 19 hat einen ersten und einen zweiten Anschluss (Kontakte), die mit dem positiven Anschluss der Batterie 18 und dem einen Ende des Solenoids 16 jeweils verbunden sind, und einen Steueranschluss, der mit der ECU 20 elektrisch verbunden ist.
Wenn beispielsweise ein elektrisches Signal, das ein Einschalten des Relais 19 angibt, von der ECU 20 gesendet wird, richtet das Relais 19 eine elektrische Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss des Relais 19 ein, um das Relais 19 einzuschalten. Dies lässt zu, dass die Batterie 18 das Solenoid 16 über das Relais 19 mit einer Gleichstrom- (DC; DC = Direct Current) Batteriespannung versorgt, um dadurch das Solenoid 16 zu erregen.
Wenn das Solenoid 16 erregt ist, zieht dasselbe den Tauchkolben 15 gegen die Kraft der Rückstellfeder in dasselbe. Das Ziehen des Tauchkolbens 15 in das Solenoid 16 verursacht, dass das Ritzel 13 über den Stellhebel 17 zu dem Zahnkranz 23 verstellt wird. Dies lässt zu, dass das Ritzel 16 mit dem Zahnkranz 23 zum Ankurbeln der Maschine 21 verzahnt wird.
Wenn sonst keine elektrischen Signale von der ECU 20 zu dem Relais 19 gesendet werden, ist das Relais 19 aus, was darin resultiert, dass das Solenoid 16 entregt ist.
Wenn das Solenoid 16 entregt ist, stellt die Rückstellfeder der Betätigungsvorrichtung 14 den Kolben 15 in seine ursprüngliche Position, die in 1 dargestellt ist, zurück, sodass das Ritzel 13 aus einer Verzahnung mit dem Zahnkranz 23 in seinem Anfangszustand ist.
Das Schaltelement 24 hat einen ersten und einen zweiten Anschluss, die mit dem positiven Anschluss der Batterie 18 und dem Anker des Motors 12 jeweils verbunden sind, und einen Steueranschluss, der mit der ECU 20 elektrisch verbunden ist.
Wenn beispielsweise ein elektrisches Signal, wie zum Beispiel ein Pulsstrom mit einer Pulsbreite (Pulsperiode), die der Erregungsperiode (Ein-Periode) des Schaltelements 24 entspricht, von der ECU 20 zu dem Schaltelement 24 gesendet wird, richtet das Schaltelement 24 während einer Periode des Pulsstroms zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss eine elektrische Leitung ein, um dadurch das Schaltelement 24 einzuschalten. Dies lässt zu, dass die Batterie 18 den Anker des Motors 12 mit der Batteriespannung versorgt, um denselben zu erregen.
Das Schaltelement 24 unterbricht ferner während der Aus-Periode des Pulsstroms zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss die elektrische Leitung, um dadurch eine elektrische Trennung zwischen der Batterie 18 und dem Anker des Motors 12 einzurichten. Wenn kein Pulsstrom von der ECU 20 zu dem Schaltelement 24 gesendet wird, ist das Schaltelement 24 aus, sodass der Motor 12 deaktiviert ist. Ein Tastverhältnis bzw. eine Einschaltdauer des Motors 12 ist als ein Verhältnis der Ein-Periode (Pulsbreite) des Pulsstroms zu dem Wiederholungsintervall (Summe der Ein- und Aus-Perioden) desselben dargestellt. Das heißt, die ECU 20 ist adaptiert, um die Ein-Periode (Pulsbreite) des Pulsstroms anzupassen, um das Tastverhältnis des Motors 12 anzupassen, um dadurch die Drehgeschwindigkeit des Motors 12, das heißt die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13, zu steuern.
Das Maschinensteuersystem 1 weist zusätzlich Sensoren 59 zum Messen der Betriebsbedingungen der Maschine 21 und der Antriebsbedingungen des Motorfahrzeugs auf.
Jeder der Sensoren 59 ist betriebsfähig, um einen Momentanwert eines entsprechenden Parameters, der den Betriebsbedingungen der Maschine 21 und/oder des Motorfahrzeugs zugeordnet ist, zu messen und um zu der ECU 20 ein Signal, das den gemessenen Wert eines entsprechenden Parameters angibt, auszugeben.
Die Sensoren 59 weisen genauer gesagt beispielsweise einen Kurbelwinkelsensor (Kurbelwellensensor) 25, einen Beschleunigersensor bzw. Gaspedalsensor (Drosselpositionssensor) und einen Bremsensensor auf; diese Sensoren sind mit der ECU 20 elektrisch verbunden.
Der Kurbelwinkelsensor 25 ist betriebsfähig, um jedes Mal einen Kurbelpuls zu der ECU 20 auszugeben, wenn die Kurbelwelle 22 um einen vorgestellten Winkel rotiert wird. Ein Beispiel der spezifischen Struktur des Kurbelwinkelsensors 25 ist im Folgenden beschrieben.
Der Nockenwinkelsensor ist betriebsfähig, um die Drehposition einer Nockenwelle (nicht gezeigt) als eine Ausgangswelle der Maschine 21 zu messen und ein Signal, das die gemessene Drehposition der Nockenwelle angibt, zu der ECU 20 auszugeben. Die Nockenwelle ist durch Zahnräder, einen Riemen oder eine Kette von der Kurbelwelle 22 getrieben und entworfen, um sich mit der halben Geschwindigkeit der Kurbelwelle 22 zu drehen. Die Nockenwelle ist betriebsfähig, um zu verursachen, dass sich verschiedene Ventile in der Maschine 21 öffnen und schließen.
Der Beschleunigersensor ist betriebsfähig, um
eine tatsächliche Position oder einen Hub eines durch den Fahrer betreibbaren Beschleunigerpedals des Motorfahrzeugs, das mit einem Drosselventil zum Steuern der Menge einer Luft, die in die Ansaugsammelleitung eintritt, verkettet ist, zu messen, und
ein Ausgangssignal, das den gemessenen tatsächlichen Hub oder die Position des Beschleunigerpedals angibt, zu der ECU 20 auszugeben.
Der Bremsensensor ist betriebsfähig, um eine tatsächliche Position oder einen Hub des Bremspedals des Fahrzeugs, das durch den Fahrer betreibbar ist, zu messen, und ein Signal, das den gemessenen tatsächlichen Hub oder die Position des Bremspedals angibt, auszugeben.
Als der Kurbelwinkelsensor 25 ist ein normaler Winkelsensor eines Magnetaufnehmertyps bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet. Der Kurbelwinkelsensor 25 weist genauer gesagt eine Impulsgeberscheibe (einen Pulser) 25a, die mit der Kurbelwelle 22, um damit einstückig rotiert zu werden, gekoppelt ist, auf. Der Kurbelwinkelsensor 25 weist ferner einen elektromagnetischen Aufnehmer (auf den einfach als ein „Aufnehmer” Bezug genommen ist) 25b, der in der Nähe der Impulsgeberscheide 25a angeordnet ist, auf.
Die Impulsgeberscheibe 25a hat Zähne 25c, die in voreingestellten Kurbelwinkelintervallen, beispielsweise 30°-Intervallen (π/6-rad-Intervallen) um die äußere Umfangsoberfläche derselben beabstandet sind. Die Impulsgeberscheibe 25a hat ferner beispielsweise einen zahnlosen Abschnitt MP, bei dem eine voreingestellte Zahl von Zähnen, wie zum Beispiel ein Zahn oder mehrere Zähne, fehlen. Die voreingestellten Kurbelwinkelintervalle definieren eine Kurbelwinkelmessungsauflösung des Kurbelwinkelsensors 25. Wenn beispielsweise die Zähne 25c in 30-Grad-Intervallen beabstandet sind, ist die Kurbelwinkelmessungsauflösung auf 30 Grad eingestellt.
Der Aufnehmer 25b ist entworfen, um eine Änderung in einem vorhergehend gebildeten magnetischen Feld gemäß der Rotation der Zähne 25c der Impulsgeberscheibe 25a aufzunehmen, um dadurch einen Kurbelpuls zu erzeugen, der ein Übergang eines Basissignalpegels auf einen voreingestellten Signalpegel ist.
Der Aufnehmer 25b ist genauer gesagt betriebsfähig, um jedes Mal einen Kurbelpuls auszugeben, wenn ein Zahn 25c der rotierenden Impulsgeberscheibe 25a vor dem Aufnehmer 25b vorbeigeht.
Der Zug von Kurbelpulsen, der von dem Aufnehmer 25b ausgegeben wird und auf den als ein „Kurbelsignal” Bezug genommen ist, wird zu der ECU 20 gesendet; dieses Kurbelsignal wird durch die ECU 20 verwendet, um die Drehgeschwindigkeit der Maschine 21 und/oder eine Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22 (der Maschine 21) zu berechnen.
Die ECU 20 ist als beispielsweise eine normale Mikrocomputerschaltung entworfen, die aus beispielsweise einer CPU, einem Speicherungsmedium 20a, das einen ROM (= Read Only Memory = Nur-Lese-Speicher), wie zum Beispiel einen neu beschreibbaren ROM, einen RAM (= Random Access Memory = Zufallszugriffsspeicher) und dergleichen aufweist, einer IO-(= input and output = Eingang und Ausgang) Schnittstelle und so weiter besteht. Die normale Mikrocomputerschaltung ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel definiert, um mindestens eine CPU und einen Hauptspeicher dafür aufzuweisen.
Das Speicherungsmedium 20a speichert darin vorher verschiedene Maschinensteuerprogramme.
Die ECU 20 ist betriebsfähig, um
die Signale, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden, zu empfangen, und
basierend auf den Betriebsbedingungen der Maschine 21, die durch mindestens einige der empfangenen Signale von den Sensoren 59 bestimmt werden, verschiedene Betätigungsvorrichtungen AC (AC = actuators), die in der Maschine 21 eingebaut sind, zu steuern, um dadurch verschiedene gesteuerte Variablen der Maschine 21 anzupassen.
Die ECU 20 ist betriebsfähig, um basierend auf dem Kurbelsignal, das von dem Kurbelwinkelsensor 25 ausgegeben wird, eine Drehposition (einen Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 22 relativ zu einer Bezugsposition und die Drehgeschwindigkeit NE der Maschine 21 zu bestimmen, und verschiedene Betriebszeitpunkte der Betätigungsvorrichtungen AC basierend auf dem Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 relativ zu der Bezugsposition zu bestimmen. Die Bezugsposition kann basierend auf dem Ort des zahnlosen Abschnitts MP und/oder auf dem Signal, das von dem Nockenwellensensor ausgegeben wird, bestimmt werden.
Die ECU 20 ist genauer gesagt programmiert, um
eine Menge einer Ansaugluft in jeden Zylinder anzupassen,
einen geeigneten Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und eine geeignete Einspritzmenge für den Kraftstoffeinspritzer AC für jeden Zylinder und einen geeigneten Zündzeitpunkt für den Zünder AC für jeden Zylinder auszurechnen,
dem Kraftstoffeinspritzer AC für jeden Zylinder anzuweisen, um zu einem entsprechenden, ausgerechneten geeigneten Einspritzzeitpunkt eine entsprechende, ausgerechnete geeignete Menge eines Kraftstoffs in jeden Zylinder zu spritzen, und
dem Zünder AC für jeden Zylinder anzuweisen, die verdichtete Luft-Kraftstoff-Mischung oder die Mischung der verdichteten Luft und eines Kraftstoffs in jedem Zylinder zu einem entsprechenden, ausgerechneten geeigneten Zündzeitpunkt zu zünden.
Die Maschinensteuerprogramme, die in dem Speicherungsmedium 20a gespeichert sind, weisen zusätzlich eine Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine (Programm) auf. Die ECU 20 lässt beispielsweise wiederholt die Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine laufen, während die ECU 20 eine Hauptmaschinensteuerroutine laufen lässt; die Hauptmaschinensteuerroutine wird durch die ECU 20, während die ECU 20 EIN ist, kontinuierlich laufen gelassen.
Gemäß der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine bestimmt genauer gesagt die ECU 20 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden wiederholt, ob mindestens eine der vorbestimmten Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps erfüllt ist, mit anderen Worten, ob eine Anfrage eines automatischen Maschinenstopps (Leerlaufreduktionsanfrage) auftritt.
Nach einem Bestimmen, dass keine vorbestimmten Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps erfüllt werden, verlässt die ECU 20 die Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der vorbestimmten Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps erfüllt ist, das heißt eine Anfrage eines automatischen Stopps auftritt, führt die ECU 20 sonst eine Maschinen-Stopp-und-Start-Aufgabe aus. Die ECU 20 steuert genauer gesagt das Kraftstoffeinspritzsystem 51, um die Versorgung jedes Zylinders mit Kraftstoff zu stoppen (Kraftstoff abzuschneiden), und/oder steuert das Zündsystem 53, um die Zündung der Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder zu stoppen, sodass das Verbrennen der Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder gestoppt wird. Der Stopp des Verbrennens der Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder der Maschine 21 bedeutet den automatischen Stopp der Maschine 21. Die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel schneidet beispielsweise den Kraftstoff in jedem Zylinder ab, um dadurch die Maschine 21 automatisch zu stoppen.
Die vorbestimmten Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps weisen beispielsweise die folgenden Bedingungen auf, dass
die Maschinengeschwindigkeit gleich oder niedriger als eine voreingestellte Geschwindigkeit (Leerlaufreduktionsausführungsgeschwindigkeit) ist, wenn entweder der Hub des Beschleunigerpedals des Fahrers null ist (der Fahrer das Beschleunigerpedal vollständig loslässt), sodass das Drosselventil in seiner Leerlaufgeschwindigkeitsposition positioniert ist, oder der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, und
das Motorfahrzeug gestoppt wird, während das Bremspedal niedergedrückt wird.
Nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 führt, während die Drehgeschwindigkeit der Maschine 21 abfällt, mit anderen Worten die Kurbelwelle 22 freiläuft, die ECU 20 eine Ritzelvorrotationsunterroutine aus, um dadurch das Ritzel 13 ansprechend auf das rotieren zu lassen, dass basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden, bestimmt wird, dass mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, das heißt eine Maschinenneustartanfrage auftritt. Die vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen weisen beispielsweise die folgenden Bedingungen auf, dass:
mindestens eine Tätigkeit für den Start des Motorfahrzeugs durch den Fahrer vorgenommen wird, und
das Beschleunigerpedal niedergedrückt wird (das Drosselventil geöffnet wird), um das Motorfahrzeug zu starten.
Als die mindestens eine Tätigkeit für den Start des Motorfahrzeugs lässt der Fahrer das Bremspedal vollständig los oder ändert die Position des Stellhebels 57 zu dem Fahrbereich (wenn das Motorfahrzeug ein automatisches Fahrzeug ist).
Wenn zusätzlich eine Maschinenneustartanfrage in die ECU 20 von mindestens einem Zubehör 61, das in dem Motorfahrzeug eingebaut ist, eingegeben wird, bestimmt die ECU 20, dass eine entsprechende der Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist. Das Zubehör 61 weist beispielsweise ein Batterieladungssteuersystem zum Steuern des SOC (= Stat of Charge = Ladungszustand) der Batterie 18 oder einer anderen Batterie und einen Luftkonditionierer bzw. eine Klimaanlage zum Steuern der Temperatur und/oder Feuchtigkeit innerhalb der Kabine des Motorfahrzeugs auf.
Nach der Vorrotation des Ritzels 13 verstellt, wenn bestimmt wird, dass der Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 und derselben des Zahnkranzes 23 klein ist, die ECU 20 das vorrotierende Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23, sodass das vorrotierende Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 stoßfrei in Eingriff gebracht wird, sodass die Maschine 21 angekurbelt wird. Dies resultiert darin, dass die Kurbelwelle 22 mit einer Anfangsgeschwindigkeit (Leerlaufgeschwindigkeit) gedreht wird.
Die ECU 20 weist den Einspritzer AC für jeden Zylinder somit an, ein Spritzen eines Kraftstoffs in einen entsprechenden Zylinder neu zu starten, und weist den Zünder AC für jeden Zylinder an, das Zünden der Luft-Kraftstoff-Mischung in einem entsprechenden Zylinder neu zu starten.
Es sei bemerkt, dass nach dem automatischen Stopp der Maschine 21, während die Drehgeschwindigkeit der Maschine 21 abfällt, mit anderen Worten, während die Kurbelwelle 22 frei läuft, die ECU 20 eine Ritzelvoreinstellungsroutine ausführen kann, um dadurch das Ritzel 23 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, bevor eine Maschinenneustartanfrage auftritt, sodass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 für das Auftreten einer Maschinenneustartanfrage in Eingriff gebracht ist, und das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 verzahnt beibehalten wird. Es sei bemerkt, dass die ECU 20 die Ritzelvoreinstellungsroutine ausführen kann, wenn mindestens eine der Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps erfüllt ist. Das heißt, die ECU 20 kann die Ritzelvoreinstellungsunterroutine parallel zu einem Ausführen der Steuerung eines automatischen Maschinenstopps ausführen.
Die ECU 20 bestimmt danach basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden, ob mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, das heißt eine Maschinenneustartanfrage auftritt.
Wenn basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden, bestimmt wird, dass mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, führt die ECU 20 eine Maschinenneustartaufgabe aus. Die Maschinenneustartaufgabe besteht darin,
den Motor 12 des Starters 11 zu erregen, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, um dadurch die Maschine 21 anzukurbeln, sodass die Kurbelwelle 22 bis zu einer voreingestellten Anfangsgeschwindigkeit (Leerlaufgeschwindigkeit) unter der Steuerung des Tastverhältnisses des Motors 12 (in dem Fall der Ritzelvoreinstellungsunterroutine) gedreht wird,
dem Einspritzer AC für jeden Zylinder anzuweisen, das Spritzen von Kraftstoff in einen entsprechenden Zylinder neu zu starten, und
dem Zünder A für jeden Zylinder anzuweisen, ein Zünden der Luft-Kraftstoff-Mischung in einem entsprechenden Zylinder neu zu starten.
Während einer Ausführung der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine überwacht die ECU 20 die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22 der Maschine 21; auf diese Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 ist ferner als einfach eine Maschinengeschwindigkeit Bezug genommen.
Nach der Maschinenneustartaufgabe bestimmt, wenn die Maschinengeschwindigkeit eine voreingestellte Schwelle für eine Bestimmung dessen überschreitet, ob der Start des Motorfahrzeugs abgeschlossen ist, wenn die Maschinengeschwindigkeit die voreingestellte Schwelle überschreitet, die ECU 20, dass der Start des Motorfahrzeugs abgeschlossen ist, sodass der Motor 12 des Starters 11 über das Schaltelement 24 entregt wird, und die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 über das Relais 19 entregt wird. Dies lässt zu, dass die Rückstellfeder den Tauchkolben 15 und den Stellhebel 17 in ihre ursprünglichen Positionen, die in 1 dargestellt sind, zurückstellt, sodass das Ritzel 13 aus einer Verzahnung mit dem Zahnkranz 23 gezogen wird, um zu seiner ursprünglichen Position, die in 1 dargestellt ist, zurückgestellt zu werden.
Die ECU 20 ist insbesondere entworfen, um eine Bahnvorhersageroutine R1 gemäß dem Flussdiagramm, das in 5A dargestellt ist, als Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine auszuführen, um dadurch als eine Einrichtung zum Vorhersagen der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit zu funktionieren. Die ECU 20 ist ferner entworfen, um eine Startersteuerroutine R2 gemäß dem Flussdiagramm, das in 6 dargestellt ist, als Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine auszuführen, um dadurch als eine Einrichtung zum Bestimmen des Zeitpunkts, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu treiben, basierend auf Vorhersagedaten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, die durch die Bahnvorhersageroutine erreicht werden, zu funktionieren.
Als Nächstes ist im Folgenden beschrieben, wie die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter Verwendung eines Kurbelwinkelsensors, der entworfen ist, um einen Kurbelpuls jedes Mal zu der ECU 20, wenn die Kurbelwelle 22 um 30 Grad (30 Kurbelwinkelgrad) rotiert wird, auszugeben, als der Kurbelwinkelsensor 25 vorherzusagen ist.
Die ECU 20 rechnet (berechnet) eine Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22 (Maschine 21) gemäß der folgenden Gleichung (1) jedes Mal aus, wenn ein Kurbelpuls des Kurbelsignals aktuell in die ECU 20 eingegeben wird, während die Maschinengeschwindigkeit abfällt:
wobei tp das Pulsintervall [s] in dem Kurbelsignal darstellt.
Da die Maschine 21 eine Viertakt-Vierzylindermaschine ist, hat die Maschine 21 alle 180 Grad der Rotation der Kurbelwelle 22 einen Zylinder in einem Arbeitstakt bzw. Arbeitshub. Der Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 beträgt beispielsweise jedes Mal, wenn sich der Kolben in einem Zylinder bei dem TDC befindet, 0 Grad (0 Kurbelwinkelgrad) relativ zu der Bezugsposition.
Es sei bemerkt, dass „i” ein Parameter ist, der eine gegenwärtige Periode von 180 Kurbelwinkelgrad (CAD; CAD = crank-angle degrees) der Rotation der Kurbelwelle 22 angibt.
Die ECU 20 rechnet genauer gesagt einen Wert der Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbel 22 bei jeder Rotation der Kurbelwelle 22 um 30 CAD, während die Maschinengeschwindigkeit abfällt, aus, und rechnet ein Verlustdrehmoment T während jeder 30-CAD-Rotation der Kurbelwelle 22 aus. Die ECU 20 speichert die ausgerechneten Werte des Verlustdrehmoments T in ihrem Register RE (ein Register der CPU) und/oder dem Speicherungsmedium 20a, während dieselben beispielsweise jede 180-CAD-Periode aktualisiert werden.
Wenn beispielsweise ein Kurbelpuls aktuell in die ECU 20 bei 30 CAD nach dem aktuellen TDC, das heißt 30 ATDC innerhalb der gegenwärtigen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 zu einer aktuellen Zeit CT (= current time) (siehe 2), eingegeben wird, hat die ECU 20 Folgendes ausgerechnet:
einen Wert ω[0, i – 1] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 0 CAD nach dem TDC eines vorausgehenden Zylinders (dem vorausgehenden TDC) in der Zündungsreihenfolge innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert ω[30, i – 1] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 30 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert ω[60, i – 1] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 60 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert ω[90, i – 1] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 90 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert ω[120, i – 1] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 120 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert ω[150, i – 1] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 150 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22; und
einen Wert ω[0, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 0 CAD nach dem TDC des aktuellen Zylinders (dem aktuellen TDC) innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22.
Die Bahn der Änderung der Winkelgeschwindigkeit, die aus den berechneten (gemessenen) Winkelgeschwindigkeiten besteht, und dieselbe der Änderung einer tatsächlichen Winkelgeschwindigkeit sind in 2 dargestellt.
Die ECU 20 hat einen Wert des Verlustdrehmoments T gemäß den folgenden Gleichungen (2) bis (7) ausgerechnet:
einen Wert T[0–30, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 0 CAD bis 30 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert T[30–60, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 30 CAD bis 60 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert T[60–90, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 60 CAD bis 90 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert T[90–120, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 90 CAD bis 120 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22;
einen Wert T[120–150, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 120 CAD bis 150 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22; und
einen Wert T[150–0, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 150 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 bis 0 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22. T[0–30, i – 1] = –J·(ω[30, i – 1]² – ω[0, i – 1]²)/2 (2) T[30–60, i – 1] = –J·(ω[60, i – 1]² – ω[30, i – 1]²)/2 (3) T[60–90, i – 1] = –J·(ω[90, i – 1]² – ω[60, i – 1]²)/2 (4) T[90–120, i – 1] = –J·(ω[120, i – 1]² – ω[90, i – 1]²)/2 (5) T[120–150, i – 1] = –J·(ω[150, i – 1]² – ω[120, i – 1]²)/2 (6) T[150–0, i – 1] = –J·(ω[0, i]² – ω[150, i – 1]²)/2 (7) wobei J eine Trägheit (das Trägheitsmoment) der Maschine 21 darstellt.
Es sei bemerkt, dass das Verlustdrehmoment T (eine Verlustenergie E) die Änderung (Reduktion) der kinetischen Drehenergie der Kurbelwelle 22 von einem Wert der Winkelgeschwindigkeit ω, die durch die ECU 20 berechnet wird, zu dem nächsten Wert der Winkelgeschwindigkeit ω, der durch die ECU 20 berechnet wird, bedeutet. Das heißt, das Verlustdrehmoment T (die Verlustenergie E) bedeutet den Verlust eines Drehmoments (einer Energie) durch die Maschine 21 im Leerlauf. Das Verlustdrehmoment T (die Verlustenergie E) besteht aus dem Pumpverlustdrehmoment (Energie) und dem Reibungsverlustdrehmoment (Energie) der Maschine 21 und dem hydraulischen Verlustdrehmoment (Energie) der Übertragung bzw. des Getriebes und eines Wechselstromgenerators und/oder Verdichters, die über einen Riemen oder dergleichen mit der Kurbelwelle 22 gekoppelt sind. Es sei bemerkt, dass die Verlustenergie E durch Teilen des Verlustdrehmoments T durch J/2 dargestellt sein kann. Ein Wert E[0–30, i – 1] der Verlustenergie E von 0 CAD bis 30 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 kann als die folgenden Gleichung (8) angegeben sein: E[0–30, i – 1] = –(ω[30, i – 1]² – ω[0, i – 1]²) (8)
Die ECU 20 hat die Werte T[0–30, i – 1], T[30–60, i – 1], T[60–90, i – 1], T[90–120, i – 1], T[120–150, i – 1] und T[150–0, i – 1] des Verlustdrehmoments T, das der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, in ihrem Register RE (ein Register der CPU) und/oder dem Speicherungsmedium 20a (siehe 2) gespeichert, sodass die vorausgehend gespeicherten Werte T[0–30, i – 2], T[30–60, i – 2], T[60–90, i – 2], T[90–120, i – 2], T[120–150, i – 2] und T[150–0, i – 2] des Verlustdrehmoments T, das der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, aktualisiert werden.
Ansprechend auf den aktuell eingegebenen Kurbelpuls bei 30 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 berechnet die ECU 20 einen Wert ω[30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 30 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 und rechnet einen Wert T[0–30, i] = -J·(ω[30, i]² – ω[0, i]²)/2 des Verlustdrehmoments T aus. Dann speichert die ECU 20 den Wert T[0–30, i] des Verlustdrehmoments T in ihrem Register RE, während der Wert T[0–30, i – 1] des Verlustdrehmoments T aktualisiert wird.
Danach berechnet die ECU 20 basierend auf dem Wert T[30–60, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 30 CAD bis 60 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation einen vorhergesagten Wert ω'[60, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 60 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation gemäß der folgenden Gleichung [9] (siehe 3):
Basierend auf dem vorhergesagten Wert ω'[60, i] der Winkelgeschwindigkeit ω berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert t[30–60, i] einer Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle 22 bei 60 CAD relativ zu 30 CAD ankommen wird, gemäß der folgenden Gleichung [10]
Die ECU 20 berechnet als Nächstes basierend auf dem Wert T[60–90, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 60 CAD bis 90 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation einen vorhergesagten Wert ω'[90, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 90 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation gemäß der folgenden Gleichung [11] (siehe 3):
Der vorhergesagte Wert ω'[90, i] der Winkelgeschwindigkeit ω ist genauer gesagt durch die Subtraktion der Summe der Verlustdrehmomentwerte zwischen einem vorhergesagten Zeitpunkt (90 CAD) und dem aktuellen Zeitpunkt (30 CAD) von der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ω[30, i] dargestellt.
Basierend auf dem vorhergesagten Wert ω'[90, i] der Winkelgeschwindigkeit ω berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert t[60–90, i] der Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle 22 bei 90 CAD relativ zu 60 CAD ankommen wird, gemäß der folgenden Gleichung [12]:
Ähnlich berechnet die ECU 20 basierend auf dem Wert T[90–120, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 90 CAD bis 120 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation einen vorhergesagten Wert ω'[120, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 120 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation gemäß der folgenden Gleichung [13] (siehe 3):
Basierend auf dem vorhergesagten Wert ω'[120, i] der Winkelgeschwindigkeit ω berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert t[90–120, i] der Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle 22 bei 120 CAD relativ zu 90 CAD ankommen wird, gemäß der folgenden Gleichung [14]:
Das heißt, zu der aktuellen Zeit CT sagt die ECU 20 voraus, was die Winkelgeschwindigkeit ω bei Intervallen von 30 CAD der Rotation der Kurbelwelle 22 sein wird, und was die Ankunftszeit bei Intervallen von 30 CAD der Rotation der Kurbelwelle sein wird, sodass die zukünftige Bahn des Abfalls der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22, mit anderen Worten der Abfall der Maschinengeschwindigkeit (siehe 2), vorhergesagt wird. Auf Daten, die die vorhergesagte Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit angeben, ist als vorhergesagte Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit Bezug genommen.
Jedes Mal wenn genauer gesagt ein Kurbelpuls in die ECU 20 von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird, wird die ECU 20 programmiert, um die Vorhersagen der Winkelgeschwindigkeit ω und der Ankunftszeit auszuführen, um dadurch die vorausgehend vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit auf aktuell erhaltene vorhergesagte Daten derselben innerhalb des Zeitintervalls zwischen dem Kurbelpuls und dem nächsten Kurbelpuls, der von dem Kurbelwinkelsensor 25 in die ECU 20 eingegeben wird, zu aktualisieren.
Wo es machbar ist, sagt die ECU 20 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorher, bis der letzte vorhergesagte Wert der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als null ist. Wenn der nächste Kurbelpuls in die ECU 20 von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird, bevor der letzte vorhergesagte Wert der Winkelgeschwindigkeit ω null erreicht, bricht die ECU 20 die Vorhersagen der Winkelgeschwindigkeit ω und der Ankunftszeit, bevor der zuletzt vorhergesagte Wert der Winkelgeschwindigkeit ω null erreicht, ab, und führt die Vorhersagen der Winkelgeschwindigkeit ω und der Ankunftszeit ansprechend auf den Empfang des nächsten Kurbelpulses aus. Es sei bemerkt, dass die ECU 20 ohne Weiteres die Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22 (Maschine 21) in die Maschinengeschwindigkeit wandeln kann und die Vorhersagen der Maschinengeschwindigkeit und der Ankunftszeit anstelle der Winkelgeschwindigkeit ω ausführen kann.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entworfen, um den Motor 12 des Starters 11 über das Schaltelement 24 zu erregen, während die Ein-Periode (Pulsbreite) des Pulsstroms, mit dem das Schaltelement 24 zu versorgen ist, ansprechend darauf angepasst wird, wenn mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt wird, sodass verursacht wird, dass sich das Ritzel 13 (der Motor 12) zu einer vorbestimmten maximalen Drehgeschwindigkeit (voreingestellten Leerlaufgeschwindigkeit) vorbereitend hochrotiert.
Zu dieser Zeit ist die ECU 20 entworfen, um einen Wert der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 seit dem Start der Rotation des Ritzels 13 ansprechend auf beispielsweise die Eingabe eines Kurbelpulses in dieselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 vorherzusagen, um dadurch die zukünftige Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 seit dem Start der Rotation des Ritzels 13 vorherzusagen; auf Daten, die die vorhergesagte Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels angeben, ist als vorhergesagte Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 Bezug genommen. Die ECU 20 ist dann entworfen, um einen Zeitpunkt vorherzusagen, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, wenn der Unterschied zwischen einem Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 innerhalb eines voreingestellten Werts K1 sein wird. Dieser voreingestellte Wert K1 ist beispielsweise derart eingestellt, dass, wenn das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht wird, wobei der Unterschied innerhalb des voreingestellten Werts K1 ist, ein Geräusch aufgrund des Eingriffs auf einem niedrigen Pegel gehalten wird.
Die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise entworfen, um die zukünftige Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 seit dem Start der Rotation des Ritzels 13 unter Verwendung des folgenden Verfahrens vorherzusagen. Die ECU 20 sagt genauer gesagt die zukünftige Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 seit dem Start der Rotation des Ritzels 13 unter Verwendung der folgenden Modellgleichung [15] vorher; diese Gleichung wird vorher durch Modellieren der Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 mit einem Nacheilungsmodell einer ersten Ordnung mit einer vorbestimmten Zeitkonstante τ erhalten: N_p = N_pmax{1 – exp(–ta/τ)} [15]
Wobei N_p die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13, N_pmax die vorausgehend bestimmte maximale Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13, die beispielsweise der Leerlaufgeschwindigkeit entspricht, und tα eine seit dem Start der Rotation des Ritzels 13 abgelaufene Zeit darstellt.
Es sei bemerkt, dass es Zeit braucht, bis das Ritzel 13 an den Zahnkranz seit dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 angestoßen ist, und die Zeit, auf die einfach als „Ritzelverstellungszeit” Bezug genommen ist, ist unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit konstant. Die ECU 20 kann somit einen Zeitpunkt vorhersagen, um das Ritzel 13 um die Ritzelverstellungszeit früher zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, als ein Zeitpunkt, zu dem der Unterschied zwischen einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 innerhalb eines voreingestellten Werts K2 ist. Dieser voreingestellte Wert K2 ist beispielsweise derart eingestellt, dass, wenn das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht ist, wobei der Unterschied innerhalb des voreingestellten Werts K2 ist, ein Geräusch aufgrund des Eingriffs auf einem niedrigen Pegel gehalten ist.
Die Bahnvorhersageroutine A1, die durch die ECU 20 auszuführen ist, ist als Nächstes im Folgenden unter Bezugnahme auf 5A beschrieben. Die ECU 20 lässt wiederholt die Bahnvorhersageroutine R1 in einem voreingestellten Zyklus während einer Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine laufen, um als eine Einrichtung zum Vorhersagen der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit zu funktionieren.
Wenn die Bahnvorhersageroutine R1 in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden, bei einem Schritt 101, ob mindestens eine vorbestimmte Bedingung eines automatischen Maschinenstopps erfüllt ist, mit anderen Worten eine Anfrage eines automatischen Maschinenstopps (Kraftstoffeinspritzstoppanfrage) auftritt.
Nach einem Bestimmen basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 ausgegeben werden, dass keine vorbestimmten Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps erfüllt sind (NEIN bei Schritt 101), verlässt die ECU 20 die Bahnvorhersageroutine R1 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der Bedingungen eines automatischen Maschinenstopps erfüllt ist (JA bei Schritt 101), führt die ECU 20 sonst eine Steuerung eines automatischen Stopps der Maschine 21 bei einem Schritt 101A aus.
Die ECU 20 steuert genauer gesagt das Kraftstoffeinspritzsystem 51 und/oder das Zündsystem 53, um das Verbrennen der Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder bei dem Schritt 101A zu stoppen. Der Stopp des Verbrennens der Luft-Kraftstoff-Mischung in jedem Zylinder der Maschine 21 bedeutet den automatischen Stopp der Maschine 21. Aufgrund des automatischen Stopps der Maschine 21 läuft die Kurbelwelle 22 der Maschine 21 basierend auf beispielsweise ihrer Trägheit frei.
Zusätzlich zu der Ausführung des Schritts 101A bestimmt die ECU 20 bei dem Schritt 102, ob ein Kurbelpuls in dieselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird. Die ECU 20 wiederholt die Bestimmung des Schritts 102 nach einem Bestimmen, dass keine Kurbelimpulse in dieselbe eingegeben werden (NEIN bei Schritt 102). Das heißt, die ECU 20 schreitet jedes Mal zu einem Schritt 103 fort, wenn ein Kurbelpuls in dieselbe eingegeben wird.
Bei dem Schritt 103 berechnet die ECU 20 einen Wert der Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22, der einem aktuell in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls entspricht, gemäß der folgenden Gleichung (1), die im Vorhergehenden dargelegt ist:
Es sei bemerkt, dass auf einen Wert der Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22, der h CAD innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, als ω[h, i] Bezug genommen ist. Ein Wert der Winkelgeschwindigkeit ω bei 0 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22 ist als ω[0, 1] dargestellt.
Die ECU 20 liest danach bei dem Schritt 104 einen Wert T[h – (h + 30), i – 1] des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist; dieser Wert T[h – (h + 30), i – 1] des Verlustdrehmoments T wurde berechnet, um bei einem später beschriebenen Schritt 107 in dem Register RE gespeichert zu werden, und entspricht einem Kurbelpuls ω[h + 30, i – 1], der in die ECU 20 150 CAD vor dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls ω[h, i] eingegeben wurde.
Wenn beispielsweise der aktuell eingegebene Kurbelpuls 60 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode (i) der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, liest die ECU 20 einen Wert T[60–90, i – 1] des Verlustdrehmoments T; dieser Wert T[60–90, i – 1] wurde berechnet, um in dem Register RE gespeichert zu werden, und entspricht einem Kurbelpuls ω[90, i – 1], der in die ECU 20 150 CA vor dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls ω[60, 1], der 60 CAD entspricht, eingegeben wurde (siehe 3).
Es sei bemerkt, dass wenn der aktuell eingegebene Kurbelpuls 60 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der ersten 180-CAD-Periode (i = 1) der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, sodass keine Werte des Verlustdrehmoments T in dem Register RE gespeichert wurden, ein Vorgabewert, der vorausgehend als ein Wert des Verlustdrehmoments T von 60 CAD bis 90 CAD der Kurbelwelle 22 vorbereitet und in dem Register RE des Speicherungsmediums 20a gespeichert wurde, als der Wert T[60–90, i – 1] des Verlustdrehmoments T verwendet werden kann.
Die ECU 20 berechnet als Nächstes bei dem Schritt 105 gemäß der Gleichung [9] oder [11], die im Vorhergehenden dargelegt sind, basierend auf dem Wert T[h – (h + 30), i – 1] des Verlustdrehmoments T, der von dem Register RE zu dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses, der (h + 30) CAD entspricht, gelesen wird, einen vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω. Die Operation bei dem letzten Schritt 105 und eine äquivalente Einheit der Operation bei mindestens dem Schritt 105 entsprechen beispielsweise einem Vorhersager gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Schritt 105 berechnet beispielsweise die ECU 20 den vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei dem entsprechenden Kurbelwinkel (h + 30) der Kurbelwelle 22 innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22.
Bei dem Schritt 105 speichert die ECU 20 den vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω in dem Register RE oder in dem Speicherungsmedium 20a. Es sei bemerkt, dass wenn h + 30 = 180, h + 30 auf 0 eingestellt wird und i um „1” inkrementiert wird.
Wenn beispielsweise der aktuell eingegebene Kurbelpuls 60 CAD entspricht, das heißt der Parameter h ist gleich 60, berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert ω'[90, i] der Winkelgeschwindigkeit ω zu dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses, der 90 CAD entspricht, gemäß der Gleichung [11]:
Bei dem Schritt 105 berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert der Ankunftszeit t[h – (h + 30), i], zu der die Kurbelwelle 22 bei dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses ankommen wird, gemäß der Gleichung [10], die im Vorhergehenden dargelegt ist, und speichert den vorhergesagten Wert der Ankunftszeit t in dem Register RE oder dem Speicherungsmedium 20a in Korrelation mit dem vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω.
Wenn beispielsweise der aktuell eingegebene Kurbelpuls 60 CAD entspricht, berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert t[60–90, i] der Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle 22 zu dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses ankommen wird, gemäß der Gleichung [12]:
Die ECU 20 bestimmt danach, ob der vorhergesagte Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses, der (h + 30) CAD entspricht, gleich oder kleiner als null ist, um dadurch bei dem Schritt 106 zu bestimmen, ob die Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bis zu dem vollständigen Stopp der Rotation der Kurbelwelle 22 abzuschließen ist. Die Operation bei mindestens dem Schritt 106 und eine äquivalente Einheit der Operation bei mindestens dem Schritt 106 entsprechen beispielsweise einem Bestimmer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nach einem Bestimmen, dass der vorhergesagte Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω zu dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses mehr als null ist (NEIN bei Schritt 106), berechnet die ECU 20 einen Wert T[(h – 30) – h, i] des Verlustdrehmoments T, der dem aktuell in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls (h = 30 CAD) entspricht, und speichert bei einem Schritt 107 den Wert T[(h – 30) – h, i] des Verlustdrehmoments T in dem Register RE.
Wenn beispielsweise der aktuell eingegebene Kurbelpuls 60 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode (i) der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, berechnet die ECU 20 einen Wert T[30–60, i] des Verlustdrehmoments T, der dem aktuell in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls entspricht, gemäß der folgenden Gleichung [16]:
Folgend dem Abschluss der Operation bei Schritt 107 inkrementiert die ECU 20 den Parameter h um 30, und wenn der inkrementierte Wert 180 wird, stellt dieselbe bei einem Schritt 107A den inkrementierten Wert auf null neu ein und inkrementiert den Parameter i um 1. Die ECU 20 kehrt danach zu dem Schritt 104 zurück und wiederholt die Operationen in den Schritten 104 bis 107A bis die Bestimmung bei dem Schritt 106 bejahend ist. Die Wiederholung der Operationen bei den Schritten 104 bis 107A lässt zu, dass eine große Menge der vorhergesagten Werte ω' und eine große Menge der vorhergesagten Werte der Ankunftszeit t berechnet und in dem Register RE oder dem Speicherungsmedium 20a gespeichert werden.
Während der Wiederholung der Operationen bei den Schritten 104 bis 107A ist, wenn der aktuelle vorhergesagte Wert ω' der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als null ist, die Bestimmung bei dem Schritt 106 bejahend. Bei dem Schritt 106 bestimmt die ECU 20 dann, dass der Datensatz einer großen Menge der vorhergesagten Werte ω' der Winkelgeschwindigkeit ω, die in dem Register RE oder dem Speicherungsmedium 20a gespeichert sind, die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bis zu dem vollständigen Stopp der Rotation der Kurbelwelle 22 zeigt. Die ECU 20 wandelt beispielsweise eine große Menge der vorhergesagten Werte ω' der Winkelgeschwindigkeit ω in eine große Menge von vorhergesagten Werten der Maschinengeschwindigkeit und erzeugt basierend auf den vorhergesagten Werten die Maschinengeschwindigkeit die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bis zu dem vollständigen Stopp der Rotation der Kurbelwelle 22.
Folgend der Operation bei dem Schritt 106 kehrt die ECU 20 zu dem Schritt 102 zurück und wartet auf die nächste Eingabe eines Kurbelpulses von dem Kurbelwinkelsensor 25.
Das heißt, die ECU 20 erreicht die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bis zu dem vollständigen Stopp der Rotation der Kurbelwelle 22, während dieselbe diese jedes Mal aktualisiert, wenn ein Kurbelpuls von dem Kurbelwinkelsensor 25 in dieselbe eingegeben wird.
Es sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wenn die Länge des Intervalls zwischen einem in die ECU 20 aktuell eingegebenen Kurbelpuls und dem nächsten eingegebenen Kurbelpuls kürzer ist als die Zeit ist, die dafür erforderlich ist, dass die ECU 20 die Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bis zu dem vollständigen Stopp der Rotation der Kurbelwelle 22 abschließt, die ECU 20 programmiert ist, um die Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls abzubrechen und die neue Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei dem nächsten eingegebenen Kurbelpuls auszuführen.
Als Nächstes ist die Startersteuerroutine R2, die durch die ECU 20 auszuführen ist, im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die ECU 20 lässt wiederholt die Startersteuerroutine R2 in einem voreingestellten Zyklus während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine, um als eine Einrichtung zum Bestimmen des Zeitpunkts, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu treiben, laufen.
Wenn die Startersteuerroutine R2 in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 und dem Zubehör 61 ausgegeben werden, bei einem Schritt 201, ob mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, mit anderen Worten mindestens eine Maschinenneustartanfrage auftritt.
Nach einem Bestimmen, dass keine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt wird, basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 und dem Zubehör 61 ausgegeben werden (NEIN bei dem Schritt 201), verlässt die ECU 20 die Startersteuerroutine R2 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt wird (JA bei Schritt 201), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 202 sonst, ob die Maschinengeschwindigkeit abfällt.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nicht abfällt, mit anderen Worten die Rotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 vollständig gestoppt ist (NEIN bei Schritt 202), schreitet die ECU 20 zu einem Schritt 208 fort. Bei dem Schritt 208 erregt die ECU 20 die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, sodass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht wird. Zu dieser Zeit wird, da der Zahnkranz 23 nicht rotiert wird, der Eingriff zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 mit einem geringeren Geräusch ausgeführt. Nach dem Eingriff des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 23, das heißt nach dem Ablauf einer voreingestellten Verzögerungszeit seit der Erregung der Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, erregt die ECU 20 den Motor 12, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, um dadurch die Maschine 21 basierend auf einer Steuerung des Tastverhältnisses des Motors 12 bis beispielsweise zu der voreingestellten Leerlaufgeschwindigkeit anzukurbeln.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit abfällt (JA bei dem Schritt 202), schreitet sonst die ECU 20 zu einem Schritt 203 fort. Bei dem Schritt 203 bestimmt die ECU 20 durch beispielsweise Bestimmen, ob die Maschinengeschwindigkeit gleich oder niedriger als eine voreingestellte Schwellengeschwindigkeit ist, ob eine Erregung des Motors 12 zugelassen ist. Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit höher als die voreingestellte Schwellengeschwindigkeit ist, sodass eine Erregung des Motors 12 nicht zugelassen ist (NEIN bei einem Schritt 203), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung bei dem Schritt 203, bis die Maschinengeschwindigkeit gleich oder niedriger als die voreingestellte Schwellengeschwindigkeit wird.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit gleich oder niedriger als die voreingestellte Schwellengeschwindigkeit ist, so dass eine Erregung des Motors 12 zulässig ist (JA bei dem Schritt 203), schreitet die ECU 20 zu einem Schritt 204 fort und startet damit, den Motor 12 zu erregen, um bei dem Schritt 204 das Ritzel bis hoch zu der voreingestellten Leerlaufgeschwindigkeit rotieren zu lassen.
Die ECU 20 sagt danach die zukünftige Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 seit dem Start der Rotation des Ritzels 13 unter Verwendung der Modellgleichung [15], die durch Modellieren der Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 mit dem Nacheilungsmodell einer ersten Ordnung, das im Vorhergehenden dargelegt ist, erhalten wird, bei einem Schritt 205 voraus.
Bei dem Schritt 205 synchronisiert die ECU 20 die vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit mit den vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13, derart, dass ein Objekt der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei einem Kurbelwinkel innerhalb eines 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22 in einer Ausrichtung mit einem Objekt der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 bei dem gleichen Kurbelwinkel innerhalb des gleichen 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22 ist.
Die ECU 20 sagt dann einen Zeitpunkt vorher, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, wenn bei dem Schritt 206 der Unterschied zwischen einem Wert der vorgesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 innerhalb des voreingestellten Werts K1 ist. Die ECU 20 sagt beispielsweise als den vorhergesagten Zeitpunkt, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, einen vorhergesagten Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 innerhalb eines 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22 vorher.
Bei dem Schritt 206 bestimmt danach die ECU 20, ob ein aktueller Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 innerhalb eines aktuellen 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22, der einem aktuell in dieselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegebenen Kurbelpuls entspricht, den vorhergesagten Zeitpunkt (den vorhergesagten Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 innerhalb des vorhergesagten 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22) erreicht. Nach einem Bestimmen, dass der aktuelle Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 innerhalb des aktuellen 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22, der einem aktuell von dem Kurbelwinkelsensor 25 in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls entspricht, den vorhergesagten Zeitpunkt nicht erreicht (NEIN bei dem Schritt 206), wiederholt die ECU 20 bei dem Schritt 206 die Bestimmung.
Nach einem Bestimmen, dass der aktuelle Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 innerhalb des aktuellen 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22, der einem aktuell von dem Kurbelwinkelsensor 25 in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls entspricht, den vorhergesagten Zeitpunkt erreicht (JA bei dem Schritt 206), erregt sonst die ECU 20 bei dem Schritt 207 die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, sodass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht wird. Dies kurbelt die Maschine 21 an, um dieselbe neu zu starten. Nach der Operation bei dem Schritt 207 verlässt die ECU 20 die Startersteuerroutine R2 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Es sei bemerkt, dass bei dem Schritt 206 die ECU 20 einen Zeitpunkt vorhersagen kann, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 um die Ritzelverstellungszeit früher als ein Zeitpunkt zu verstellen, zu dem der Unterschied zwischen einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 innerhalb des voreingestellten Werts K2 ist. Die ECU 20 kann beispielsweise die Ritzelverstellungszeit in eine Winkelbreite der Rotation der Kurbelwelle 22 gemäß der aktuellen Maschinengeschwindigkeit wandeln und kann einen Zeitpunkt vorhersagen, zu dem das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 früher als die Winkelbreite der Rotation der Kurbelwelle 22 zu verstellen ist. Der voreingestellte Wert K1 kann eingestellt sein, um in Anbetracht von beispielsweise der Ritzelverstellungszeit größer als der voreingestellte Wert K2 zu sein.
Nach einem Bestimmen, dass keine vorbestimmte Maschinenneustartbedingung während des Maschinengeschwindigkeitsabfallens erfüllt ist, kann die ECU 20 andererseits bestimmen, ob die Maschinengeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs einer sehr niedrigen Geschwindigkeit, beispielsweise 300 UpM oder weniger, genauer gesagt 50 bis 100 UpM, abfällt, und nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit innerhalb des Bereichs einer sehr niedrigen Geschwindigkeit abfällt, kann die ECU 20 die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 erregen, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen. Während die Maschinengeschwindigkeit innerhalb des Bereichs einer sehr niedrigen Geschwindigkeit bleibt, können sowohl der Geräuschpegel bei dem Eingriff zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 als auch der Abriebverschleiß dazwischen innerhalb eines zulässigen Bereichs beibehalten werden.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist das Maschinensteuersystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit mit einer Schwankung nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 vorherzusagen. Diese Konfiguration lässt eine Bestimmung mit einer hohen Genauigkeit des Zeitpunkts zu, zu dem das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 verstellt wird, selbst wenn die Maschinengeschwindigkeit mit der Schwankung abfällt.
Das Maschinensteuersystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich mit dem Starter 11 ausgestattet, der sowohl die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 zum Verstellen des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 als auch den Motor 12 zum Drehen des Ritzels 13 einzeln erregt. Das Maschinensteuersystem 1 ist ferner konfiguriert, um die Erregung des Motors 12 bei dem Auftreten einer Maschinenstoppanfrage während des Maschinengeschwindigkeitsabfalls zu starten, um das Ritzel 13 vorbereitend rotieren zu lassen, die zukünftige Bahn der Erhöhung der Rotation des Ritzels 13 vorherzusagen, und einen Zeitpunkt vorherzusagen, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, wenn der Unterschied zwischen einem Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 innerhalb eines voreingestellten Werts, vorzugsweise nahe null, ist. 7 zeigt eine grafische Darstellung, auf der die Beziehung zwischen gemessenen Werten der relativen Geschwindigkeit von der Maschinengeschwindigkeit zu der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 und entsprechenden Werten des Geräuschpegels aufgrund des Eingriffs des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 23 bei ihren gemessenen Werten der relativen Geschwindigkeit grafisch aufgezeichnet ist, wenn die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 auf null eingestellt ist.
Diese Konfiguration sagt den Zeitpunkt vorher, zu dem die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 im Wesentlichen mit der Maschinengeschwindigkeit (der Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes 23) synchronisiert ist, sodass die relative Geschwindigkeit gleich oder nahe null ist, selbst wenn die Maschinengeschwindigkeit mit einer Schwankung abfällt. Die ECU 20 bestimmt somit den vorhergesagten Zeitpunkt als den Zeitpunkt, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, was es möglich macht, die Genauigkeit der Bestimmung des Zeitpunkts, um das Ritzel zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, zu erhöhen, um dadurch ein Geräusch aufgrund des Eingriffs zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 zu reduzieren (siehe 7).
Es sei bemerkt, dass die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel konfiguriert ist, um eine Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) alle 30 CAD der Rotation der Kurbelwelle 22 auszuführen, die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht auf diese Konfiguration begrenzt.
Die ECU 20 kann genauer gesagt konfiguriert sein, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) jedes Mal vorhersagen, wenn der Kolben in einem Zylinder den TDC erreicht, mit anderen Worten jedes Mal, wenn die Kurbelwelle 22 rotiert wird, um einen voreingestellten CAD, der dem TDC eines Zylinders innerhalb eines aktuellen 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22 entspricht, zu erreichen, sodass bei dem Schritt 105 die Maschinengeschwindigkeit zu dem zukünftigen Zeitpunkt vorhergesagt wird, wenn der Kolben in dem nächsten Zylinder in der Zündungsreihenfolge den nächsten TDC erreichen wird. Diese Konfiguration lässt zu, dass die ECU 20 bestimmt, dass der aktuelle Zeitpunkt, der dem aktuellen TDC entspricht, der letzte TDC während der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 ist, wenn ein Wert der Maschinengeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt des nächsten TDC ein negativer Wert ist (imaginäre Zahl). Dies liegt daran, dass, wenn die Maschinengeschwindigkeit nahe null ist, nachdem der Kolben in einem Zylinder durch den letzten TDC in der Vorwärtsrichtung geht, der Kolben in dem nächsten Zylinder in der Zündungsreihenfolge nicht durch den nächsten TDC geht, die Maschine 21 in der Rückwärtsrichtung gedreht wird. Das heißt, die ECU 20 kann bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit ein negativer Wert sein wird, mit anderen Worten die Rotation der Maschine 21 in der Richtung innerhalb des nächsten 180-CAD-Takts der Kurbelwelle 22 umgekehrt wird.
Es sei bemerkt, dass der Zyklus einer Schwankung, die in der Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit erscheint, mit dem Zyklus eines Kolbens, der durch den entsprechenden TDC geht, zusammenfällt; auf diesen Zyklus eines Kolbens, der durch den entsprechenden TDC geht, ist als ein „TDC-Zyklus” Bezug genommen. Dies liegt daran, dass die Maschinengeschwindigkeit vorübergehend jedes Mal erhöht wird, wenn ein Kolben den TDC erreicht (siehe beispielsweise 4). Es ist somit für die ECU 20 effektiv, die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit jeden TDC-Zyklus vorherzusagen.
Die ECU 20 kann somit die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei jedem TDC-Zyklus basierend auf der Bahn des Verlustdrehmoments T, die im Vorhergehenden dargelegt ist, vorhersagen. Die ECU 20 kann genauer gesagt bei dem Schritt 105 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit von dem Zeitpunkt eines aktuellen TDC zu dem nächsten Zeitpunkt eines TDC vorhersagen. Bei dem Schritt 105 kann die ECU 20 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit von dem Zeitpunkt eines aktuellen TDC zu dem nächsten Zeitpunkt eines TDC basierend auf historischen Daten, die die Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit von dem vorausgehenden Zeitpunkt eines TDC zu dem Zeitpunkt eines aktuellen TDC angeben, vorhersagen. Anstelle jedes TDC-Zyklus kann die ECU 20 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit jedes Mal vorhersagen, wenn sich die Kurbelwelle 22 bei dem gleichen CAD befindet.
Die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sagt die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit basierend auf den zukünftigen Werten der Winkelgeschwindigkeit ω vorher; diese zukünftigen Werte sind bei 30-CAD-Intervallen, die den Intervallen der Kurbelpulseingangssignale entsprechen, die ECU 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die zukünftigen Werte der Winkelgeschwindigkeit ω bei 30-CAD-Intervallen können sich genauer gesagt streng von der tatsächlichen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit unterscheiden. Die ECU 20 kann somit zusätzliche zukünftige Werte der Winkelgeschwindigkeit ω während jedes 30-CAD-Intervalls, das jedem Intervall der Kurbelpulseingangssignale entspricht, interpolieren. Dies lässt zu, dass die vorhergesagte zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, die die interpolierten zukünftigen Werte enthält, zu der tatsächlichen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit näher ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 bis 12 beschrieben.
Die Struktur und/oder die Funktionen des Maschinensteuersystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinensteuersystem 1 in den folgenden Punkten. Die unterschiedlichen Punkte sind so hauptsächlich im Folgenden beschrieben.
Das Maschinensteuersystem 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise entworfen, um einen Wert der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22 (Maschinengeschwindigkeit) bei dem entsprechenden Kurbelwinkel (h + 30) der Kurbelwelle 22 innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22 vorherzusagen.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist andererseits konfiguriert, um bei einem Schritt 105A von 5B einen vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei einer entsprechenden seit einem vorbestimmten Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit zu berechnen.
Bei dem Schritt 105A berechnet genauer gesagt die ECU 20 einen vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω zu der seit dem vorbestimmten Bezugszeitpunkt entsprechenden abgelaufenen Zeit basierend auf der vorhergesagten Ankunftszeit t[h – (h + 30), i], die dem vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] entspricht, und der vorausgehenden abgelaufenen Zeit, die der vorausgehenden vorhergesagten Ankunftszeit t[h(h – 30) – h, i] entspricht, und bestimmt (vorhersagt) den Zeitpunkt, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, als eine seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit, um das Verfahren eines Vorhersagens der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei dem Schritt 206 in 6 weiter zu vereinfachen.
Als den Bezugszeitpunkt hat das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beispielsweise einen der folgenden Punkte bestimmt:
einen ersten Zeitpunkt, der den Start eines Abschneidens von Kraftstoff in die Maschine 21 (jeden Zylinder) darstellt;
einen zweiten Zeitpunkt, zu dem die Maschinengeschwindigkeit bis zu einer voreingestellten Geschwindigkeit abfällt;
einen dritten Zeitpunkt, der den Start eines Vorhersagens der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit darstellt; und
einen vierten Zeitpunkt, der das Auftreten einer Maschinenneustartanfrage darstellt.
8 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen dem Verhalten der Änderung der tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit und demselben der Änderung einer vorhergesagten Maschinengeschwindigkeit schematisch darstellt. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird, da ein Wert der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22 der Maschine 21) bei jedem voreingestellten CAD, wie zum Beispiel 30 CAD, der Rotation der Kurbelwelle 22 abgetastet wird, mit anderen Worten ein Wert der Maschinengeschwindigkeit bei jeder Eingabe eines Kurbelpulses von dem Kurbelwinkelsensor 25 abgetastet wird, die Berechnung eines vorhergesagten Werts der Maschinengeschwindigkeit bei jedem voreingestellten CAD der Rotation der Kurbelwelle 22 ausgeführt. Aus diesem Grund wird das Verhalten der Änderung der vorhergesagten Maschinengeschwindigkeit relativ zu demselben der Änderung der tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit verzögert (siehe 8).
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist somit konfiguriert, um die abgelaufene Zeit des vorhergesagten Werts der Maschinengeschwindigkeit seit dem Bezugszeitpunkt zu beschleunigen, um die Verzögerung aufgrund des Abtastverfahrens zu kompensieren. Die ECU 20 beschleunigt genauer gesagt die abgelaufene Zeit des vorhergesagten Werts ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω (vorhergesagter Wert der Maschinengeschwindigkeit) seit dem Bezugszeitpunkt um die Hälfte der vorhergesagten Ankunftszeit t[(h – 30) – h, i]; diese vorhergesagte Ankunftszeit t[(h – 30) – h, i] entspricht dem Intervall (der Periode) Δt der Berechnung des vorhergesagten Werts der Maschinengeschwindigkeit bei dem Schritt 105B von 5B (siehe 8). Δt/2 stellt eine Verzögerungszeit des Abtastverfahrens dar.
Das heißt, das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um eine abgelaufene Zeit von vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit seit dem Bezugszeitpunkt um eine entsprechende Verzögerungszeit des Abtastverfahrens früher zu ändern.
Folgend dem Abschluss der Operation bei dem Schritt 105B wird die ECU 20 des Maschinensteuersystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um zwischen Objekten der vorhergesagten Daten (vorhergesagten Werte) der Maschinengeschwindigkeit, deren abgelaufene Zeiten bei dem Schritt 105B korrigiert wurden, linear oder gekrümmt zu interpolieren, um dadurch eine kontinuierliche zukünftige Bahn als die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit (siehe 9) bei einem Schritt 105C von 5B zu erzeugen.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich konfiguriert, um basierend auf den vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit einen der folgenden Betriebsmodi zu bestimmen:
einen ersten Betriebsmodus, der einen Motorvortreibmodus, bei dem eine Ritzelvoreinstellungssteuerung entsperrt wird, darstellt (siehe (1) von 11);
einen zweiten Betriebsmodus, der einen Motorvortreibmodus, bei dem die Ritzelvoreinstellungssteuerung gesperrt wird, darstellt (siehe (2) von 11);
einen dritten Betriebsmodus, der einen Motornachtreibmodus, bei dem die Ritzelvoreinstellungssteuerung entsperrt wird, darstellt (siehe (3) von 11);
einen vierten Betriebsmodus, der einen Motornachtreibmodus, bei dem die Ritzelvoreinstellungssteuerung gesperrt wird, darstellt (siehe (4) von 11).
Der Motorvortreibmodus ist ein Betriebsmodus, bei dem die ECU 20 vorbereitend den Motor 12 treibt, um das Ritzel 13 vor einem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 ansprechend auf ein Auftreten der Maschinenneustartanfrage während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit durch den automatischen Stopp der Maschine 21 rotieren zu lassen.
Das heißt, wenn das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 verstellt würde, während das Ritzel 13 basierend auf dem Antrieb des Motors 12 innerhalb eines Bereichs einer relativ niedrigen Geschwindigkeit der Maschinengeschwindigkeit rotiert wird, würde die Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 übermäßig höher als dieselbe des Zahnkranzes 23 (die Maschinengeschwindigkeit) sein. Dies würde in einem erhöhten Geräuschpegel bei dem Eingriff des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 23 und/oder in einem erhöhten Abriebverschleiß zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 resultieren, um dadurch die Haltbarkeit von sowohl dem Ritzel 13 als auch dem Zahnkranz 23 zu reduzieren.
Um solche Umstände zuverlässig zu vermeiden, wird bei dem Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Motorvortreibsperrzeit A zum Sperren eines Neustarts der Maschine 21 in dem Motorvortreibmodus vorausgehend eingestellt.
Wie in 10 dargestellt ist, wird genauer gesagt ein erster Maschinengeschwindigkeitsbereich SR1 von einer unteren Grenze Ne4 [UpM] zu einer oberen Grenze von beispielsweise null [UpM], innerhalb dessen ein Neustart der Maschine 21 in dem Motorvortreibmodus zugelassen ist, auf der kontinuierlichen zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, die durch die ECU 20 gemäß der Bahnvorhersageroutine R1, die im Vorhergehenden dargelegt ist, erzeugt wird, vorausgehend definiert.
Wenn eine abgelaufene Zeit t(Ne4) seit dem Bezugszeitpunkt dem unteren Grenzwert Ne4 des ersten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR1 entspricht, wird die Motorvortreibsperrzeit A durch eine voreingestellte Zeit t4 vor der abgelaufenen Zeit t(Ne4) des unteren Grenzwerts Ne4 seit dem Bezugszeitpunkt eingestellt. Die voreingestellte Zeit t4 entspricht der Ritzelverstellungszeit, die von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird. Es sei bemerkt, dass die Zeit, die tatsächlich von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzel 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird, unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit konstant ist, jedoch abhängig von ihrem Herstellungsverfahren, ihrer Variation mit der Zeit und einer Betriebsumgebung des Maschinensteuersystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie zum Beispiel der Batteriespannungsschwankung, variiert. Aus diesem Grund kann die voreingestellte Zeit t4 bevorzugt auf eine obere Grenze (einen maximalen Wert) des Bereichs der Variationen der Zeit, die tatsächlich von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird, eingestellt sein.
Die ECU 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann genauer gesagt den Neustart der Maschine 21 bei dem Motorvortreibmodus zuverlässig vermeiden, wenn die Maschinengeschwindigkeit niedriger als die untere Grenze Ne4 des ersten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR1 ist (siehe „VORTREIBEN” in (1) und (2) von 11).
Der Motornachtreibmodus ist ein Betriebsmodus, während dessen der Neustart der Maschine 21 in dem Motorvortreibmodus gesperrt ist. Bei dem Motornachtreibmodus treibt die ECU 20 genauer gesagt den Motor 12, um das Ritzel 13 nach dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 rotieren zu lassen.
Das heißt, wenn der Motor 12 nach der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 innerhalb eines Bereichs einer relativ hohen Geschwindigkeit der Maschinengeschwindigkeit getrieben worden wäre, würde die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes 23 (Maschinengeschwindigkeit) übermäßig höher als dieselbe des Ritzels 13 sein. Dies würde in einem erhöhten Geräuschpegel bei dem Eingriff des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 23 und/oder in einem erhöhten Abriebverschleiß zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 resultieren, um dadurch die Haltbarkeit sowohl des Ritzels 12 als auch des Zahnkranzes 23 zu reduzieren.
Um zuverlässig solche Umstände zu vermeiden, wird bei dem Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Motornachtreibentsperrzeit B für ein Entsperren eines Neustarts der Maschine 21 bei dem Motornachtreibmodus vorausgehend eingestellt.
Wie in 10 dargestellt ist, ist genauer gesagt ein zweiter Maschinengeschwindigkeitsbereich SR2 von einer oberen Grenze Ne3 [UpM] zu einer voreingestellten unteren Grenze, innerhalb dessen der Neustart der Maschine 21 in dem Motornachtreibmodus zugelassen ist, vorausgehend auf der kontinuierlichen zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, die durch die ECU 20 gemäß der Bahnvorhersageroutine R1, die im Vorhergehenden dargelegt ist, erzeugt wird, definiert.
Wenn eine seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit t(Ne3) dem oberen Grenzwert Ne3 des zweiten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR2 entspricht, wird die Motornachtreibentsperrzeit B durch eine voreingestellte Zeit t3 vor der abgelaufenen Zeit t(Ne3) des oberen Grenzwerts Ne3 seit dem Bezugszeitpunkt eingestellt. Die voreingestellte Zeit t3 entspricht der Ritzelverstellungszeit, die von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird. Die voreingestellte Zeit t3 kann ebenso eingestellt werden wie die voreingestellte Zeit t4.
Die ECU 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann genauer gesagt den Neustart der Maschine 21 in dem Motornachtreibmodus zuverlässig vermeiden, wenn die Maschinengeschwindigkeit höher als die obere Grenze Ne3 des zweiten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR2 ist (siehe „WARTEN” in (3) und (4) von 11).
Es sei bemerkt, dass die obere Grenze Ne3 des zweiten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR2, der in 10 dargestellt ist, niedriger als die untere Grenze Ne4 des ersten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR1, der in 10 dargestellt ist, eingestellt ist, dies jedoch ein Beispiel ist, und daher kann die obere Grenze Ne3 des zweiten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR2 eingestellt sein, um gleich der unteren Grenze Ne4 des ersten Maschinengeschwindigkeitsbereichs SR1 zu sein.
Die Ritzelneueinstellungssteuerung besteht darin, das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, sodass das Ritzel 13 an den Zahnkranz 23 für einen Neustart der Maschine 21, bevor eine Maschinenneustartanfrage während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit basierend auf dem automatischen Stopp der Maschine 21 auftritt, anstößt.
Bei dem Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird genauer gesagt eine Voreinstellungssteuerstartzeit C zum Ausführen der Ritzelvoreinstellungssteuerung vorausgehend eingestellt, wenn die Ritzelneueinstellungssteuerung entsperrt ist. Wie in 10 dargestellt ist, wird genauer gesagt ein Wert Ne2 [UpM] der Maschinengeschwindigkeit, bei dem die Ritzelvoreinstellungssteuerung entsperrt ist, vorausgehend definiert.
Wenn eine seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit t(Ne2) dem Wert Ne2 der Maschinengeschwindigkeit auf der kontinuierlichen zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, die durch die ECU 20 gemäß der Bahnvorhersageroutine R1, die im Vorhergehenden dargelegt ist, erzeugt wird, entspricht, wird die Neueinstellungssteuerstartzeit C durch eine voreingestellte Zeit vor der abgelaufenen Zeit t(Ne2) des Werts Ne2 seit dem Bezugszeitpunkt eingestellt; diese voreingestellte Zeit t2 entspricht der Ritzelverstellungszeit, die von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird. Der Wert Ne2 der Maschinengeschwindigkeit, bei dem die Ritzelvoreinstellungssteuerung entsperrt wird, kann beispielsweise vorzugsweise eingestellt sein, um sowohl den Geräuschpegel bei dem Eingriff zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 als auch den Abriebverschleiß dazwischen innerhalb eines entsprechenden zulässigen Bereichs beizubehalten.
Die ECU 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann genauer gesagt das Ritzel 13 zuverlässig dazu bringen, bei einem Wert der Maschinengeschwindigkeit, der gleich oder nahe dem Wert Ne2 als eine Zielmaschinengeschwindigkeit der Ritzelvoreinstellungssteuerung (siehe „LAUFEN LASSEN DER VOREINSTELLUNGSSTEUERUNG” in (1) und (3) von 11) ist, an den Zahnkranz 23 anzustoßen.
Wenn die Ritzelvoreinstellungssteuerung gesperrt ist, ist sonst die ECU 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um den Neustart der Maschine 21 bei dem Motornachtreibmodus solange auszuführen, wie eine Maschinenneustartanfrage während des Maschinengeschwindigkeitsabfallens auftritt.
Es sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, die Kurbelwelle 22 der Maschine 21 in der Vorwärtsrichtung rotiert wird, wobei die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 allmählich abfällt. Wenn die Rotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 zuerst vorübergehend gestoppt wird, da der Kolben in einem Zylinder nicht an dem nächsten TDC vorbeigeht, wird die Kurbelwelle 22 der Maschine 21 in der Rückwärtsrichtung rotiert. Nach der Rückwärtsrotation wird die Kurbelwelle 22 der Maschine 21 vollständig gestoppt. Das heißt, eine solche instabile Schwankung erscheint in der Bahn der Rotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 bevor und nachdem die Rotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 vorübergehend zuerst gestoppt wird. Aus diesem Grund kann, wenn die Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23, vor und nachdem die Kurbelwelle 22 der Maschine 21 zuerst vorübergehend gestoppt wird, gestartet wird, das Ritzel 13 an den Zahnkranz 23, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, anstoßen. In diesem Fall kann, da das Ritzel 13 möglicherweise schwer mit dem Zahnkranz 23, der in der Rückwärtsrichtung rotiert, in Eingriff gebracht werden kann, eine Zeit (eine Verzögerungszeit), die dafür erforderlich ist, dass das Ritzel 13 seit dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 mit dem Zahnkranz 23 vollständig in Eingriff gebracht ist, länger werden.
Angesichts der im Vorhergehenden dargelegten Punkte wird bei dem Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine voreingestellte Verzögerungszeiterhöhungszeit D zum Erhöhen der Verzögerungszeit, die dafür erforderlich ist, dass das Ritzel 13 seit dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 vollständig in Eingriff gebracht wird, wenn die Ritzelvoreinstellungssteuerung gesperrt ist, vorausgehend eingestellt.
Wie in 10 dargestellt ist, wird genauer gesagt, wenn eine seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit t(Ne1) einem voreingestellten Wert Ne1 der Maschinengeschwindigkeit auf der kontinuierlichen zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, die durch die ECU 20 gemäß der Bahnvorhersageroutine R1, die im Vorhergehenden dargelegt ist, erzeugt wird, entspricht, die voreingestellte Verzögerungszeiterhöhungszeit D durch eine voreingestellte Zeit t1 vor der abgelaufenen Zeit t(Ne1) des voreingestellten Werts Ne seit dem Bezugszeitpunkt eingestellt. Die voreingestellte Zeit t1 entspricht der Ritzelverstellungszeit, die von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird. Der Wert Ne1 der Maschinengeschwindigkeit auf der kontinuierlichen zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit kann beispielsweise vorzugsweise auf null [UpM] oder einen Wert [UpM], der leicht höher als null [UpM] ist, eingestellt sein. Wie die voreingestellte Zeit t4 kann die voreingestellte Zeit t1 auf eine obere Grenze (einen maximalen Wert) des Bereichs der Variationen der Zeit, die tatsächlich von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird, eingestellt sein.
Die ECU 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann genauer gesagt die Verzögerungszeit innerhalb eines Bereichs, in dem ein vorhergesagter Wert der Maschinengeschwindigkeit niedriger als der voreingestellte Wert Ne1 ist, zuverlässig erhöhen, selbst wenn die Zeit, die tatsächlich von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird, variiert. Dies bringt das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 selbst während der Rückwärtsrotation der Maschine 21 vor dem vollständigen Stopp der Rotation der Maschine 21 zuverlässig in Eingriff (siehe (2) und (4) von 11).
Es sei bemerkt, dass die voreingestellten Zeiten t4, t3, t2 und t1, die jeweils der Ritzelverstellungszeit, die von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels an den Zahnkranz 23 gebraucht wird, entsprechen, und jeweils zum Berechnen der abgelaufenen Zeiten A, B, C und D verwendet werden, eingestellt werden können, um einander gleich zu sein. In diesem Fall können die Werte Ne1, Ne2, Ne3 und Ne4, die zum Bestimmen von einem der ersten bis vierten Betriebsmodi verwendet werden, abhängig von dem Bereich der Variationen der Zeit, die tatsächlich von dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 bis zu dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 gebraucht wird, und den Spezifikationen der jeweiligen ersten bis vierten Betriebsmodi angepasst werden.
Die ECU 20 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist entworfen, um eine den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 gemäß dem in 12 als ein Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine dargestellten Flussdiagramm auszuführen. Die ECU 20 lässt die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 in einem voreingestellten Zyklus während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine wiederholt laufen, um als eine Einrichtung zum Bestimmen des Zeitpunkts, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu treiben, zu funktionieren.
Wenn die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20, ob dieselbe die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit gemäß der Bahnvorhersageroutine R1 bei einem Schritt 301 vorhersagt. Nach dem Bestimmen, dass die ECU 20 nicht die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt (NEIN bei dem Schritt 301), verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass die ECU 20 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt (JA bei Schritt 301), bestimmt die ECU 20 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 und dem Zubehör 61 ausgegeben werden, bei einem Schritt 302 sonst, ob mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, mit anderen Worten mindestens eine Maschinenneustartanfrage auftritt.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist (JA bei Schritt 302), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 303, ob eine aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit vor der Motorvortreibsperrzeit A ist, um dadurch zu bestimmen, ob die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit innerhalb eines Ausführungsbereichs ist, in dem die ECU 20 in dem Motorvortreibmodus in Betrieb ist.
Nach einem Bestimmen, dass die seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene aktuelle Zeit vor der Motorvortreibsperrzeit A ist (JA bei Schritt 303), bestimmt die ECU 20, dass die seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene aktuelle Zeit innerhalb des Ausführungsbereichs ist, in dem die ECU 20 in dem Motorvortreibmodus in Betrieb ist. Die ECU 20 ist dann in dem Motorvortreibmodus in Betrieb, um bei einem Schritt 304 die Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus auszuführen.
Bei dem Schritt 304 treibt genauer gesagt die ECU 20 den Motor 12, um das Ritzel 13 vor einem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 vorbereitend rotieren zu lassen. Wenn die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit einen vorhergesagten Zeitpunkt erreicht, wenn der Unterschied zwischen einem Wert der vorhergesagten Daten der kontinuierlichen zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit und einem entsprechenden Wert der vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit des Ritzels 13 innerhalb des voreingestellten Werts K1 sein wird (siehe Schritt 206), verstellt danach die ECU 20 das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23, um dadurch das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff zu bringen, was die Maschine 21 bei dem Schritt 304 ankurbelt. Nach der Operation bei dem Schritt 304 verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit gleich oder nach der Motorvortreibsperrzeit A ist (NEIN bei Schritt 303), bestimmt sonst die ECU 20, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit nicht innerhalb des Ausführungsbereichs ist, in dem die ECU 20 in dem Motorvortreibmodus in Betrieb ist. Die ECU 20 bestimmt dann bei einem Schritt 305, ob die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die Motornachtreibentsperrzeit B erreicht, um dadurch zu bestimmen, ob die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit innerhalb eines Ausführungsbereichs ist, in dem die ECU 20 in dem Motornachtreibmodus in Betrieb ist.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit nicht die Motornachtreibentsperrzeit B erreicht (NEIN bei Schritt 305), wartet die ECU 20, bis die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die Motornachtreibentsperrzeit B erreicht. Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die Motornachtreibentsperrzeit B erreicht (JA bei dem Schritt 305), bestimmt danach die ECU 20, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit innerhalb eines Ausführungsbereichs ist, in dem die ECU 20 in dem Motornachtreibmodus in Betrieb ist. Die ECU 20 ist dann in dem Motornachtreibmodus in Betrieb, um in dem Motornachtreibmodus, der im Vorhergehenden dargelegt ist, bei einem Schritt 306 die Maschinenneustartaufgabe auszuführen.
Wenn die Ritzelneueinstellungssteuerung entsperrt ist, verstellt genauer gesagt die ECU 20 das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23, um bei dem Schritt 306 dadurch das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 während der Vorwärtsrotation des Zahnkranzes 23 in Eingriff zu bringen. Die ECU 20 treibt danach den Motor 12, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, um dadurch die Maschine 21 bei dem Schritt 306 anzukurbeln. Nach der Operation bei dem Schritt 306 verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass keine Maschinenneustartbedingungen erfüllt werden (NEIN bei dem Schritt 302), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 307 sonst, ob die Ritzelneueinstellungssteuerung entsperrt ist. Nach einem Bestimmen, dass die Ritzelneueinstellungssteuerung entsperrt ist (JA bei dem Schritt 307), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 308, ob die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die Voreinstellungssteuerstartzeit C erreicht.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die voreingestellte Steuerstartzeit C nicht erreicht (NEIN bei dem Schritt 308) verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück und führt die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 jeden voreingestellten Zyklus wiederholt aus.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die voreingestellte Steuerstartzeit C erreicht (JA bei dem Schritt 308), führt bei der k-ten (k ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 1 ist) Ausführung der den Betriebsmodus bestimmenden Routine R3 die ECU 20 bei einem Schritt 309 die im Vorhergehenden dargelegte Ritzelneueinstellungssteuerung aus.
Die ECU 20 verstellt genauer gesagt bei dem Schritt 309 das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23, um dadurch das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff zu bringen. Wenn danach eine Maschinenneustartanfrage vor der voreingestellten Verzögerungszeiterhöhungszeit D auftritt, treibt die ECU 20 bei dem Schritt 309 den Motor 12, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, um dadurch die Maschine 21 anzukurbeln. Nach der Operation bei dem Schritt 309 verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass die Ritzelneueinstellungssteuerung entsperrt ist (NEIN bei dem Schritt 307), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 310 sonst, ob die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die voreingestellte Verzögerungszeiterhöhungszeit D erreicht.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die voreingestellte Verzögerungszeiterhöhungszeit D nicht erreicht (NEIN bei dem Schritt 310), verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück und führt die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 jeden voreingestellten Zyklus wiederholt aus.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit die voreingestellte Verzögerungszeiterhöhungszeit D erreicht (JA bei dem Schritt 310), erhöht sonst bei der m-ten (m ist eine ganze Zahl, die gleich oder größer als 1 ist) Ausführung der den Betriebsmodus bestimmenden Routine R3 die ECU 20 bei einem Schritt 311 die Verzögerungszeit, wenn die Maschineneustartaufgabe bei dem Motornachtreibmodus, der im Vorhergehenden dargelegt ist, ausgeführt wird. Nach der Operation bei dem Schritt 311 verlässt die ECU 20 die den Betriebsmodus bestimmende Routine R3 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit als eine Funktion der seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit vorherzusagen und sowohl den Zeitpunkt, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, als auch den Zeitpunkt, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen (den Zeitpunkt, um den Motor 12 zu treiben), als eine seit dem Bezugszeitpunkt entsprechende abgelaufene Zeit zu bestimmen (vorherzusagen). Es ist somit möglich, den Zeitpunkt zu vereinfachen, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, und das Ritzel 13 mit einer hohen Genauigkeit rotieren zu lassen.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich konfiguriert, um eine seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit von vorhergesagten Daten der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit um eine entsprechende Verzögerungszeit des Abtastverfahrens zu beschleunigen. Dies kompensiert die Verzögerung der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit aufgrund der Verzögerung der Abtastverfahren, so dass die Genauigkeit der Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit verbessert wird.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein Maschinensteuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf 13 und 14 beschrieben.
Die Struktur und/oder die Funktionen des Maschinensteuersystems gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinensteuersystem 1 in den folgenden Punkten. Die unterschiedlichen Punkte sind somit hauptsächlich im Folgenden beschrieben.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Eingriffssperrungsanfrage versehen, wenn die Maschinengeschwindigkeit während der Vorhersage des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit rasch geändert wird, sodass dieselbe keinen erforderlichen Pegel der Vorhersagegenauigkeit zu dem Zeitpunkt haben kann, zu dem das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu bewegen ist; die Eingriffssperrungsanfrage ist eine Anfrage, um den Eingriff zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 zu sperren. Die erzeugte Eingriffssperrungsanfrage verursacht, dass die ECU 20 den Neustart der Maschine 21 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit stoppt oder verhindert.
Das heißt, wenn die Maschinengeschwindigkeit während der Vorhersage des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit rasch geändert wird, sodass dieselbe keinen erforderlichen Pegel der Vorhersagegenauigkeit des Zeitpunkts haben kann, zu dem das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu bewegen ist, würde, wenn der Zeitpunkt, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu bewegen, so vorhergesagt würde, dass die Maschine 21 durch die Bewegung des Ritzels 13 zu dem vorhergesagten Zeitpunkt angekurbelt wird, der Geräuschpegel bei dem Eingriff des Ritzels 13 mit dem Zahnkranz 23 erhöht und/oder ein Abriebverschleiß zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 würde erhöht, um dadurch die Haltbarkeit sowohl des Ritzels 13 als auch des Zahnkranzes 23 zu reduzieren.
Um solche Umstände zuverlässig zu vermeiden, ist das Maschinensteuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um den Neustart der Maschine 21 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, wenn die Eingriffssperrungsanfrage erzeugt wird, aufzuheben oder zu verhindern. Diese Konfiguration verhindert die Erhöhung des Geräuschpegels bei dem Eingriff zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 und die Reduktion der Haltbarkeit sowohl des Ritzels 13 als auch des Zahnkranzes 23.
Es sei ein Fall betrachtet, bei dem, während die ECU 20 in dem Motorvortreibmodus in Betrieb ist, um die Maschinenneustartaufgabe auszuführen, die Eingriffssperrungsanfrage erzeugt wird. In diesem Fall ist, wenn die ECU 20 das Treiben des Motors 12 gestoppt hat, das Ritzel 13 möglicherweise halb mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht, sodass das Ritzel und der Zahnkranz 23 möglicherweise mit einer Reibung leerlaufen. Dies resultiert möglicherweise in einem erhöhten Abriebverschleiß zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23.
Um solche Umstände zuverlässig zu vermeiden, ist die ECU 20 bei dem Motorvortreibmodus konfiguriert, um
die Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 aufzuheben und den Motor 12 zu stoppen, wenn die Eingriffssperrungsanfrage vor dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 erzeugt wird, und
die Eingriffssperrungsanfrage zu ignorieren, um die Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus fortzusetzen, wenn die Eingriffssperrungsanfrage nach dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 erzeugt wird.
Das Aufheben der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23, wenn die Eingriffssperrungsanfrage vor dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 erzeugt wird, verhindert, dass das Ritzel 13 und der Zahnkranz 23 in einer Reibung leerlaufen. Dies verhindert die Erhöhung des Abriebverschleißes sowohl des Ritzels 13 als auch des Zahnkranzes 23, sodass die Haltbarkeit sowohl des Ritzels 13 als auch des Zahnkranzes 23 auf einem ausreichenden Pegel beibehalten wird.
Der Grund für die Fortsetzung der Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus unabhängig von dem Auftreten der Eingriffssperrungsanfrage nach dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 besteht zusätzlich darin, dass es nach der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 schwierig ist, die Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 vor dem Anstoßen des Ritzels 13 an den Zahnkranz 23 zuverlässig zu stoppen. Da zusätzlich der Unterschied der Drehgeschwindigkeit zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 unmittelbar nach dem Auftreten der Eingriffssperrungsanfrage relativ klein ist, ist es relativ leicht, das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 unmittelbar nach dem Auftreten der Eingriffssperrungsanfrage in Eingriff zu bringen.
Die ECU 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist entworfen, um eine bestimmende Routine eines Eingriffssperrens R4 gemäß dem in 13 als ein Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine dargestellten Flussdiagramms auszuführen. Die ECU 20 lässt wiederholt die bestimmende Routine R4 in einem voreingestellten Zyklus während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine laufen.
Wenn die bestimmende Routine R4 in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 401, ob dieselbe die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt, gemäß der Bahnvorhersageroutine R1. Nach einem Bestimmen, dass die ECU 20 nicht die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt (NEIN bei dem Schritt 401), stellt die ECU 20 einen ersten Wert, der EIN angibt und in einer Eingriffssperrungsflag gehalten ist, auf einen zweiten Wert, der AUS angibt, neu ein, oder behält den zweiten Wert, der in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist, bei, und verlässt danach die bestimmende Routine R4 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück. Die Eingriffssperrungsflag ist in der Form von beispielsweise einem Bit und wird durch die Software in der ECU 20 jedes Mal eingestellt, wenn die bestimmende Routine R4 in Gang gesetzt wird. Der erste Wert, der in der Eingriffssperrungsflag zu speichern ist, stellt eine Sperrung eines Eingriffs zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 dar, und der zweite Wert, der in der Eingriffssperrungsflag zu speichern ist, stellt eine Entsperrung des Eingriffs zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 dar. Der zweite Wert, der AUS angibt, ist als eine Vorgabeinformation des Eingriffssperrungsflags eingestellt.
Nach dem Bestimmen, dass die ECU 20 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt (JA bei dem Schritt 401), bestimmt die ECU 20 sonst, ob die Menge einer Änderung der Maschinengeschwindigkeit eine voreingestellte Schwelle überschreitet, um dadurch bei einem Schritt 402 zu bestimmen, ob ein erforderlicher Pegel der Vorhersagegenauigkeit des Zeitpunkts, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu bewegen, sicherzustellen ist. Als die Menge einer Änderung der Maschinengeschwindigkeit kann die Menge einer Schwankung der tatsächlichen Maschinengeschwindigkeit (gemessenen Maschinengeschwindigkeit) pro Zeiteinheit oder die Menge einer Schwankung der vorhergesagten Maschinengeschwindigkeit pro Zeiteinheit verwendet sein.
Nach einem Bestimmen, dass die Menge einer Änderung der Maschinengeschwindigkeit die voreingestellte Schwelle überschreitet (JA bei dem Schritt 402), bestimmt die ECU 20, dass der erforderliche Pegel der Vorhersagegenauigkeit des Zeitpunkts, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu bewegen, nicht sichergestellt werden kann. Die ECU 20 ändert dann bei einem Schritt 403 den zweiten Wert, der AUS angibt und in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist, zu dem ersten Wert, der EIN angibt. Die ECU 20 verlässt danach die bestimmende Routine R4 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerungsroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass die Menge einer Änderung der Maschinengeschwindigkeit die voreingestellte Schwelle nicht überschreitet (NEIN bei dem Schritt 402), bestimmt die ECU 20 sonst, dass der erforderliche Pegel der Vorhersagegenauigkeit des Zeitpunkts, um das Ritzel 13 für einen Neustart der Maschine 21 zu bewegen, sichergestellt werden kann. Die ECU 20 stellt dann den ersten Wert, der in einer Eingriffssperrungsflag gehalten ist, auf den zweiten Wert neu ein oder behält den zweiten Wert, der in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist, bei und kehrt danach zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Die ECU 20 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist entworfen, um gemäß dem in 14 als ein Teil der Startersteueraufgabe R2 dargestellten Flussdiagramm eine Motorvortreibmodussteuerroutine R5 auszuführen. Die ECU 20 lässt die Motorvortreibmodussteuerroutine R5 in einem voreingestellten Zyklus während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine wiederholt laufen.
Wenn die Motorvortreibmodussteuerroutine R5 in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 gemäß der Bahnvorhersageroutine R1 bei einem Schritt 501, ob dieselbe die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt. Nach einem Bestimmen, dass die ECU 20 die zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit nicht vorhersagt (NEIN bei dem Schritt 501), verlässt die ECU 20 die Motorvortreibmodussteuerroutine R5 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass die ECU 20 die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorhersagt (JA bei dem Schritt 501), bestimmt sonst die ECU 20 bei einem Schritt 502 basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 und dem Zubehör 61 ausgegeben werden, ob mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist, mit anderen Worten mindestens eine Maschinenneustartanfrage auftritt.
Nach einem Bestimmen, dass keine vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt werden, basierend auf den Signalen, die von den Sensoren 59 und dem Zubehör 61 ausgegeben werden (NEIN bei dem Schritt 502), verlässt die ECU 20 die Motorvortreibmodussteuerroutine R5 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Nach einem Bestimmen, dass mindestens eine der vorbestimmten Maschinenneustartbedingungen erfüllt ist (JA bei dem Schritt 502), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 503 sonst, ob ihr aktueller Betriebsmodus der Motorvortreibmodus ist. Nach einem Bestimmen, dass der aktuelle Betriebsmodus derselben nicht der Motorvortreibmodus ist (NEIN bei dem Schritt 503), verlässt die ECU 20 die Motorvortreibmodussteuerroutine R5 und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück. Nach einem Bestimmen, dass ihr aktueller Betriebsmodus der Motorvortreibmodus ist (JA bei dem Schritt 503), schreitet sonst die ECU 20 zu einem Schritt 504 fort.
Bei dem Schritt 504 bestimmt die ECU 20, ob der Motor 12 aktiviert ist (EIN). Nach einem Bestimmen, dass der Motor 12 deaktiviert ist (AUS) (NEIN bei dem Schritt 504), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 505, ob der erste Wert (Sperren des Eingriffs) in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist. Nach dem Bestimmen, dass der zweite Wert (Entsperren des Eingriffs) in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist (NEIN bei dem Schritt 505), kehrt die ECU 20 zu dem Schritt 504 zurück und wiederholt bei dem Schritt 504 die Bestimmung.
Nach einem Bestimmen, dass der erste Wert (Sperren des Eingriffs) in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist (JA bei dem Schritt 505), hebt die ECU 20 sonst bei einem Schritt 506 die Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus auf und verlässt danach zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die Motorvortreibmodussteuerroutine R5.
Nach einem Bestimmen, dass der Motor 12 aktiviert ist (EIN) (JA bei dem Schritt 504), schreitet andererseits die ECU 20 zu dem Schritt 507 fort und bestimmt bei dem Schritt 507, ob die aktuelle Zeit vor dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 ist. Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle Zeit vor dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 ist (JA bei dem Schritt 507), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 508, ob der erste Wert (Sperren des Eingriffs) in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist. Nach einem Bestimmen, dass der erste Wert (Sperren des Eingriffs) in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist (JA bei dem Schritt 508), bestimmt die ECU 20, dass die Eingriffssperrungsanfrage vor dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 erzeugt wird. Die ECU 20 schaltet dann bei einem Schritt 509 den Motor 12 aus und hebt die Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 auf, um die Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus zu stoppen. Die ECU 20 verlässt danach zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die Motorvortreibmodussteuerroutine R5.
Nach einem Bestimmen, dass der zweite Wert (Sperren des Eingriffs) in der Eingriffssperrungsflag gehalten ist (NEIN bei dem Schritt 508), schreitet sonst die ECU 20 zu einem Schritt 511 fort und startet bei dem Schritt 511 damit, das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu einem gegebenen Zeitpunkt zu verstellen, um dadurch die Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus auszuführen. Nach dem Abschluss der Maschinenneustartaufgabe verlässt die ECU 20 zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die Motorvortreibmodussteuerroutine R5.
Nach einem Bestimmen, dass die aktuelle Zeit nach dem Start der Verstellung des Ritzels 13 zu dem Zahnkranz 23 ist (NEIN bei dem Schritt 507), bestimmt andererseits die ECU 20 bei einem Schritt 510a, ob die Eingriffssperrungsflag von dem zweiten Wert (Entsperren des Eingriffs) zu dem ersten Wert (Sperren des Eingriffs) geändert ist. Nach einem Bestimmen, dass die Eingriffssperrungsflag von dem zweiten Wert (Entsperren des Eingriffs) zu dem ersten Wert (Sperren des Eingriffs) geändert ist (JA bei dem Schritt 510a), ignoriert die ECU 20 bei dem Schritt 510a die Eingriffssperrungsflag mit dem ersten Wert und startet bei einem Schritt 511 damit, das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu einem gegebenen Zeitpunkt zu verstellen, um dadurch die Maschinenneustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus auszuführen, was gleich dem Fall eines NEIN bei dem Schritt 510a ist. Nach dem Abschluss der Maschinenneustartaufgabe verlässt die ECU 20 zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die Motorvortreibmodussteuerroutine R5.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist das Maschinensteuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um den Neustart der Maschine 21 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit aufzuheben oder zu verhindern, wenn die Eingriffssperrungsanfrage erzeugt wird. Diese Konfiguration verhindert die Erhöhung des Geräuschpegels bei dem Eingriff zwischen dem Ritzel 13 und dem Zahnkranz 23 und die Reduktion der Haltbarkeit sowohl des Ritzels 13 als auch des Zahnkranzes 23.
Die Konfiguration eines Aufhebens oder Verhinderns des Neustarts der Maschine 21 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit, wenn die Eingriffssperrungsanfrage erzeugt wird, kann auf den Motornachtreibmodus angewendet sein.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein Maschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 15 und 16 beschrieben. Die Struktur und/oder die Funktionen des Maschinensteuersystems gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinensteuersystem 1 in den folgenden Punkten. Die unterschiedlichen Punkte sind somit hauptsächlich im Folgenden beschrieben.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird, nachdem die Kurbelwelle 22 in der Vorwärtsrichtung rotiert wird, sodass der Kolben in einem Zylinder an dem letzten TDC während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 vorbeigeht, da der Kolben in dem nächsten Zylinder in der Zündungsreihenfolge an dem nächsten TDC nicht vorbeigeht, die Maschinengeschwindigkeit null [UpM] oder weniger sein, bevor die Kurbelwelle 22 bis zu einem CAD rotiert wird, der dem nächsten Zeitpunkt eines TDC entspricht.
Die ECU 20 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist somit konfiguriert, um basierend auf der vorhergesagten zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit bis zu null [UpM] den Zeitpunkt zu bestimmen, auf den als ein „letzter Zeitpunkt eines TDC” Bezug genommen ist, wenn der Kolben in einem Zylinder den letzten TDC erreicht, bevor die Maschinengeschwindigkeit bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 null [UpM] erreicht. Die ECU 20 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um den Zeitpunkt, um den Motor 12 zu erregen (zu treiben) und/oder den Zeitpunkt, um das Ritzel 13 zu treiben, um dasselbe zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen, relativ zu dem Zeitpunkt eines letzten TDC zu bestimmen.
Die ECU 20 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann ferner konfiguriert sein, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) bei jedem TDC-Zyklus oder jedem 180-CAD-Zyklus vorherzusagen und zu bestimmen, ob die Maschinengeschwindigkeit, die bei dem nächsten Zeitpunkt eines TDC vorhergesagt wird, null [UpM] oder weniger ist, sodass basierend auf dem Resultat der Bestimmung, ob die Maschinengeschwindigkeit, die bei dem nächsten Zeitpunkt eines TDC vorhergesagt wird, null [UpM] oder weniger ist, bestimmt wird, ob der aktuelle TDC dem letzten TDC entspricht.
Ansprechend auf den aktuellen eingegebenen Kurbelpuls bei beispielsweise 30 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 berechnet die ECU 20 beispielsweise einen Wert ω[30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 30 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Rotation der Kurbelwelle 22 und rechnet einen Wert T[0–30, i] = –J·(ω[30, i]² – ω[0, i]²)/2 des Verlustdrehmoments T aus. Die ECU 20 speichert dann den Wert T[0–30, i] des Verlustdrehmoments T in ihrem Register RE, während der Wert T[0–30, i – 1] des Verlustdrehmoments T aktualisiert wird.
Die ECU 20 berechnet gemäß der im Vorhergehenden erwähnten Gleichung [9] (siehe 3) danach basierend auf dem Wert T[30–60, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 30 CAD bis 60 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation einen vorhergesagten Wert ω'[60, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 60 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation:
Basierend auf dem vorhergesagten Wert ω'[60, i] der Winkelgeschwindigkeit ω berechnet die ECU 20 gemäß der im Vorhergehenden erwähnten Gleichung [10] einen vorhergesagten Wert t[30–60, i] einer Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle 22 bei 60 CAD relativ zu 30 CAD ankommen wird:
Die ECU 20 berechnet als Nächstes basierend auf dem Wert T[60–90, i – 1] des Verlustdrehmoments T von 60 CAD bis 90 CAD nach dem vorausgehenden TDC innerhalb der vorausgehenden 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation und dem vorhergesagten Wert ω'[60, i] der Winkelgeschwindigkeit ω einen vorhergesagten Wert ω'[90, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei 90 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation gemäß der im Vorhergehenden erwähnten Gleichung [11] (siehe 3):
Basierend auf dem vorhergesagten Wert ω'[90, i] der Winkelgeschwindigkeit ω berechnet die ECU 20 gemäß der im Vorhergehenden erwähnten Gleichung [12] einen vorhergesagten Wert t[60–90, i] der Ankunftszeit, zu der die Kurbelwelle 22 bei 90 CAD relativ zu 60 CAD ankommen wird:
Das heißt zu der aktuellen Zeit, die dem 30 ATDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode der Kurbelwellenrotation entspricht, sagt die ECU 20 einen Wert der Winkelgeschwindigkeit ω und einen Wert der Ankunftszeit bei dem nächsten Vorhersagezeitpunkt (30 CAD nach dem aktuellen Zeitpunkt) basierend auf dem entsprechenden Wert des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist, der aktuellen Maschinengeschwindigkeit (der aktuellen Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) und der Trägheit J der Maschine 21 vorher. Die ECU 20 wiederholt danach die Vorhersage eines Werts der Winkelgeschwindigkeit ω und dieselbe eines Werts der Ankunftszeit bei jedem 180-CAD-Zyklus basierend auf dem vorausgehend vorhergesagten Wert der Winkelgeschwindigkeit, dem entsprechenden Wert des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist, und der Trägheit J der Maschine 21 (siehe 3).
Die ECU 20 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist entworfen, um gemäß dem in 15 als ein Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine dargestellten Flussdiagramm eine Verlustdrehmoment berechnende Routine R6 auszuführen. Die ECU 20 lässt wiederholt die Verlustdrehmoment berechnende Routine R6 in einem voreingestellten Zyklus während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine laufen. Die ECU 20 berechnet jedes Mal einen Wert des Verlustdrehmoments T, wenn ein Kurbelpuls in dieselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird, und speichert den Wert des Verlustdrehmoments T in ihrem Register RE und/oder dem Speicherungsmedium 20a, während beispielsweise derselbe jede 180-CAD-Periode aktualisiert wird.
Wenn genauer gesagt die Verlustdrehmoment berechnende Routine R6 in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 701, ob die Maschinengeschwindigkeit nach einem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt. Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach einem automatischen Stopp der Maschine 21 nicht abfällt oder die Maschinengeschwindigkeit abfallt, wobei die Maschine 21 aktiviert ist (NEIN bei dem Schritt 701), verlässt die ECU 20 aufgrund einer fehlenden Notwendigkeit, das Verlustdrehmoment T, das verwendet wird, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorherzusagen, zu berechnen, zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die Verlustdrehmoment berechnende Routine R6.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt (JA bei dem Schritt 701), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 702, ob ein Kurbelpuls in dieselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird. Die ECU 20 wiederholt die Bestimmung des Schritts 702 nach einem Bestimmen, dass keine Kurbelpulse in dieselbe eingegeben werden (NEIN bei dem Schritt 702). Das heißt, die ECU 20 schreitet jedes Mal zu einem Schritt 703 fort, wenn ein Kurbelpuls in dieselbe eingegeben wird.
Bei dem Schritt 703 berechnet die ECU 20 einen Wert der Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22, der einem aktuell in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls entspricht, gemäß der folgenden Gleichung (1), die im Vorhergehenden dargelegt ist:
Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sei bemerkt, dass auf einen Wert der Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22, der einem h CAD innerhalb der gegenwärtigen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, als ω[h, i] Bezug genommen ist. Ein Wert der Winkelgeschwindigkeit ω bei 0 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22 ist beispielsweise als ω[0, i] dargestellt.
Bei einem Schritt 704 berechnet die ECU 20 einen Wert T[(h – 30) – h, i] des Verlustdrehmoments T, der dem in dieselbe aktuell eingegebene Kurbelpuls entspricht, und speichert den Wert T[(h – 30) – h, i] des Verlustdrehmoments T in dem Register RE oder in dem Speicherungsmedium 20a, während derselbe in jeder 180-CAD-Periode auf die gleiche Art und Weise wie bei der Operation bei dem Schritt 107 aktualisiert wird.
Die ECU 20 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist ferner entworfen, um eine bestimmende Routine R7 eines letzten TDC gemäß dem in 16 als ein Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine dargestellten Flussdiagramm auszuführen. Die ECU 20 lässt die bestimmende Routine R7 eines letzten TDC in einem voreingestellten Zyklus während einer Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine wiederholt laufen.
Wenn genauer gesagt die bestimmende Routine R7 eines letzten TDC in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 801, ob die Maschinengeschwindigkeit nach einem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt. Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach einem automatischen Stopp der Maschine 21 nicht abfällt oder die Maschinengeschwindigkeit abfällt, wobei die Maschine 21 aktiviert ist (NEIN bei dem Schritt 801), verlässt die ECU 20 aufgrund einer fehlenden Notwendigkeit, den letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 zu bestimmen, zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die bestimmende Routine R7 eines letzten TDC.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt (JA bei dem Schritt 801), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 802 sonst, ob ein Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 relativ zu der Bezugsposition dem CAD-Zeitpunkt entspricht, zu dem ein Kolben in einem Zylinder den TAD erreicht. Nach einem Bestimmen, dass der Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 nicht dem TAD-Zeitpunkt entspricht (NEIN bei dem Schritt 802), wiederholt die ECU 20 die Bestimmung bei dem Schritt 802.
Wenn der aktuelle Kurbelwinkel der Kurbelwelle 22 dem TAD-Zeitpunkt innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht (JA bei dem Schritt 802), liest die ECU 20 bei einem Schritt 803 einen Wert T[h – (h + 30), i – 1] des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist, auf die gleiche Art und Weise wie bei dem Schritt 104; dieser Wert T[h – (h + 30), i – 1] des Verlustdrehmoments T wurde berechnet, um bei einem Schritt 807, der später beschrieben ist, in dem Register RE gespeichert zu werden, und entspricht einem Kurbelpuls ω[h + 30, i – 1], der in die ECU 20 150 CAD vor dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls ω[h + 30, i – 1] eingegeben wurde. Die Operation bei dem Schritt 807 entspricht derselben bei dem Schritt 704.
Wenn beispielsweise der aktuell eingegebene Kurbelpuls 0 CAD nach dem aktuellen TDC innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode (i) der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht (h = 0, was dem Zeitpunkt eines TDC entspricht), liest die ECU 20 einen Wert T[0–30, i – 1] des Verlustdrehmoments; dieser Wert T[0–30, i – 1] wurde berechnet, um in dem Register RE gespeichert zu werden, und entspricht einem Kurbelpuls ω[30, i – 1], der in die ECU 20 150 CA vor dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls ω[0, i], der 0 CAD entspricht (siehe 3), eingegeben wurde.
Es sei bemerkt, dass, wenn der aktuell eingegebene Kurbelpuls 0 CAD nach dem TDC eines Zylinders innerhalb der ersten 180-CAD-Periode (i = 1) der Rotation der Kurbelwelle 22 entspricht, sodass keine Werte des Verlustdrehmoments T in dem Register RE gespeichert wurden, ein Vorgabewert, der vorausgehend als ein Wert des Verlustdrehmoments T von 0 CAD bis 30 CAD der Kurbelwelle 22 vorbereitet wurde und in dem Register RE oder in dem Speicherungsmedium 20a gespeichert wurde, als der Wert T[0–30, i – 1] des Verlustdrehmoments T verwendet werden kann.
Die ECU 20 rechnet als Nächstes gemäß der Gleichung [9] oder [11], die im Vorhergehenden dargelegt sind, basierend auf dem Wert T[h – (h + 30), i – 1] des Verlustdrehmoments T, der von dem Register RE bei dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses, der (h + 39) CAD entspricht, gelesen wurde, bei einem Schritt 804 wie bei der Operation bei dem Schritt 105 einen vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω aus.
Bei dem Schritt 804 berechnet beispielsweise die ECU 20 den vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei dem entsprechenden Kurbelwinkel (h + 30) der Kurbelwelle 22 innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22.
Bei dem Schritt 804 berechnet die ECU 20 beispielsweise den vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω bei dem entsprechenden Kurbelwinkel (h + 30) der Kurbelwelle 22 innerhalb der aktuellen 180-CAD-Periode i der Rotation der Kurbelwelle 22.
Bei dem Schritt 804 speichert die ECU 20 den vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω in dem Register RE oder dem Speicherungsmedium 20a. Es sei bemerkt, dass, wenn h + 30 = 180, h + 30 auf 0 eingestellt wird und i um „1” inkrementiert wird.
Bei dem Schritt 804 berechnet die ECU 20 einen vorhergesagten Wert der Ankunftszeit t[h – (h + 30), i], zu dem die Kurbelwelle 22 bei dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses ankommen wird, gemäß der Gleichung [10], die im Vorhergehenden dargelegt ist, und speichert den vorhergesagten Wert der Ankunftszeit t in dem Register RE oder in dem Speicherungsmedium 20a in einer Korrelation mit dem vorhergesagten Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω.
Die ECU 20 bestimmt danach, ob der vorhergesagte Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω zu dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses, der (h + 30) CAD entspricht, gleich oder kleiner als null ist, um dadurch bei einem Schritt 805 wie bei der Operation bei dem Schritt 106 zu bestimmen, ob der Zeitpunkt eines aktuellen TDC dem letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 entspricht.
Nach dem Bestimmen, dass der vorhergesagte Wert ω'[h + 30, i] der Winkelgeschwindigkeit ω zu dem nächsten Eingabezeitpunkt eines Kurbelpulses mehr als null ist (NEIN bei dem Schritt 850), bestimmt die ECU 20 vorausgehend dem Schritt 806, dass der Zeitpunkt eines aktuellen TDC nicht dem letzten TDC bei der Vorwärtsrrotation der Kurbelwelle 22 entspricht.
Die ECU 20 bestimmt dann bei dem Schritt 806, ob die Vorhersage eines Werts der Winkelgeschwindigkeit ω bis zu dem nächsten TDC abgeschlossen ist. Nach dem Bestimmen, dass der aktuelle Kurbelwinkel nicht dem nächsten Zeitpunkt eines TDC innerhalb der nächsten 180-CAD-Periode i + 1 entspricht, bestimmt die ECU 20, dass die Vorhersage eines Werts der Winkelgeschwindigkeit ω bis zu dem nächsten TDC nicht abgeschlossen ist (NEIN bei dem Schritt 806). Die ECU 20 schreitet dann zu einem Schritt 807 fort und berechnet einen Wert T[(h – 30) – h, i] des Verlustdrehmoments T, der dem aktuell in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls (h = 0 CAD) entspricht, und speichert den Wert T[(h – 30) – h, i] des Verlustdrehmoments T bei dem Schritt 807 wie bei der Operation bei dem Schritt 107 in dem Register RE.
Folgend dem Abschluss der Operation bei dem Schritt 807 inkrementiert die ECU 20 bei 807A den Parameter h um 30 und kehrt zu dem Schritt 803 zurück und wiederholt die Operation bei den Schritten 803 bis 807A bis die Bestimmung bei dem Schritt 806 bejahend ist oder die Bestimmung bei dem Schritt 805 bejahend ist. Wenn der inkrementierte Wert h 150 wird, bestimmt die ECU 20, dass die Vorhersage eines Werts der Winkelgeschwindigkeit ω bis zu dem nächsten TDC, das heißt des vorhergesagten Werts ω[180 = 0, i + 1], abgeschlossen ist (JA bei dem Schritt 806). Die ECU 20 beendet dann die bestimmende Routine R7 eines letzten TDC und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Das heißt die Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) wird bei jedem TDC-Zyklus ausgeführt.
Während der Wiederholung der Operation bei den Schritten 803 bis 807A für jeden TDC-Zyklus ist, wenn der aktuelle vorhergesagte Wert ω' der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als null ist, die Bestimmung bei dem Schritt 805 bejahend.
Bei einem Schritt 808 bestimmt dann die ECU 20, dass der Zeitpunkt eines aktuellen TDC dem letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 entspricht.
Bei einem Schritt 809 bestimmt dann die ECU 20 basierend auf dem Zeitpunkt des letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit einen Zeitpunkt des Treibens des Starters 11. Bei dem Schritt 809 erregt beispielsweise die ECU 20 die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu einem Zeitpunkt zu verstellen, der relativ zu dem Zeitpunkt eines aktuellen TDC (dem Zeitpunkt eines letzten TDC) bestimmt ist, sodass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht wird und der Motor 12 getrieben wird, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, sodass die Maschine 21 angekurbelt wird, um dadurch dieselbe bei dem Schritt 809 neu zu starten. Nach der Operation bei dem Schritt 809 verlässt die ECU 20 die bestimmende Routine R7 eines letzten TDC und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück. Die Operationen bei den Schritten 804, 805, 806 und 808 und eine äquivalente Einheit der Operationen bei den Schritten 804, 805, 806 und 808 entsprechen einem Bestimmer eines letzten TDC gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Operation bei mindestens dem Schritt 809 und eine äquivalente Einheit der Operation bei mindestens dem Schritt 809 entsprechen beispielsweise einem Treibzeitpunktbestimmer gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist das Maschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel konfiguriert, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit mit einer Schwankung nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 vorherzusagen und basierend auf der vorhergesagten zukünftigen Bahn des Abfalls der Maschine 21 den Zeitpunkt zu bestimmen, der dem letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 entspricht. Das Maschinensteuersystem kann somit den Zeitpunkt bestimmen, der dem letzten TDC entspricht, bevor die Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) null oder weniger wird, was es möglich macht, relativ zu dem Zeitpunkt eines letzten TDC mit einer hohen Genauigkeit den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen ist.
Es sei bemerkt, dass die bestimmende Routine eines letzten TDC, die in 16 dargestellt ist, entworfen ist, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit alle 180 CAD, mit anderen Worten in jedem TDC-Zyklus, vorherzusagen, das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die bestimmende Routine eines letzten TDC kann entworfen sein, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit bei jedem gegebenen Zyklus, wie zum Beispiel 360 CAD, vorherzusagen.
Die bestimmende Routine eines letzten TDC, die in 16 dargestellt ist, ist zusätzlich entworfen, um die Vorhersage eines Werts der Winkelgeschwindigkeit ω und eines Werts der Ankunftszeit t jedes Mal zu wiederholen, wenn ein Kurbelpuls von dem Kurbelwinkelsensor 25 in die ECU 20 eingegeben wird, das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Die bestimmende Routine eines letzten TDC, die in 16 dargestellt ist, kann genauer gesagt entworfen sein, um die Vorhersage eines Werts der Winkelgeschwindigkeit ω und eines Werts der Ankunftszeit t bei jedem gegebenen Zyklus, wie zum Beispiel bei allen 180 CAD und in jedem TDC-Zyklus, zu wiederholen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Ein Maschinensteuersystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 17 und 18 beschrieben.
Die Struktur und/oder die Funktionen des Maschinensteuersystems gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel unterscheiden sich in den folgenden Punkten von dem Maschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Die unterschiedlichen Punkte sind somit hauptsächlich im Folgenden beschrieben.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um
einen Wert der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) jedes Mal, wenn ein Kurbelpuls in dasselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird, als historische Daten HD (= historical data) der Maschinengeschwindigkeit (siehe die Phantomlinie, die in 1 dargestellt ist) zu speichern,
die zukünftige Bahn der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) bei jedem gegebenen Zyklus basierend auf den historischen Daten HD der Maschinengeschwindigkeit bis zu der aktuellen Zeit vorherzusagen,
basierend auf der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit eine erste Ankunftszeit t(TDC), zu der die Kurbelwelle 22 bei dem nächsten Zeitpunkt eines TDC relativ zu der aktuellen Zeit ankommen wird, vorherzusagen,
basierend auf der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit eine zweite Ankunftszeit t(0 UpM), zu der die Maschinengeschwindigkeit bei 0 [UpM] relativ zu dem aktuellen Zeitpunkt ankommen wird, vorherzusagen, und
die erste Ankunftszeit t(TDC) mit der zweiten Ankunftszeit t(0 UpM) zu vergleichen, um dadurch basierend auf einem Resultat des Vergleichs zu bestimmen, ob die aktuelle Zeit dem Zeitpunkt eines letzten TDC entspricht.
Die ECU 20 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist ferner entworfen, um die bestimmende Routine R8 eines letzten TDC gemäß dem in 18 als ein Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine dargestellten Flussdiagramm auszuführen. Die ECU 20 lässt wiederholt die bestimmende Routine R8 eines letzten TDC in einem voreingestellten Zyklus, wie zum Beispiel einem 180-CAD-Zyklus, während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine laufen.
Wenn genauer gesagt die bestimmende Routine R8 eines letzten TDC in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 901, ob die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt. Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 nicht abfällt, oder die Maschinengeschwindigkeit abfällt, wobei die Maschine 21 aktiviert ist (NEIN bei dem Schritt 901), verlässt die ECU 20 aufgrund einer fehlenden Notwendigkeit, den letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 zu bestimmen, zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die bestimmende Routine R8 eines letzten TDC.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt (JA bei dem Schritt 901), sagt sonst die ECU 20 basierend auf den historischen Daten HD der Geschichte der Änderung der Maschinengeschwindigkeit bei einem Schritt 902 die zukünftige Bahn der Maschinengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) bis zu 0 UpM vorher.
Die ECU 20 berechnet als Nächstes bei einem Schritt 903 basierend auf der vorhergesagten zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit die erste Ankunftszeit t(TDC), zu der die Kurbelwelle 22 bei dem nächsten Zeitpunkt eines TDC relativ zu dem aktuellen Zeitpunkt ankommen wird. Folgend der Operation bei dem Schritt 903 sagt die ECU 20 bei einem Schritt 904 basierend auf der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit die Ankunftszeit t(0 UpM), bei der die Maschinengeschwindigkeit bei 0 [UpM] ankommen wird, relativ zu der aktuellen Zeit vorher.
Die ECU 20 vergleicht danach bei einem Schritt 905 die erste Ankunftszeit t(TDC) mit der zweiten Ankunftszeit t(0 UpM), um dadurch zu bestimmen, ob die aktuelle Zeit dem Zeitpunkt eines letzten TDC entspricht. Wenn genauer gesagt die erste Ankunftszeit t(TDC) kleiner als die zweite Ankunftszeit t(0 UpM) ist (NEIN bei dem Schritt 905), bestimmt die ECU 20, dass der aktuelle TDC nicht dem letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 entspricht, wobei dann die bestimmende Routine R8 eines letzten TDC beendet wird.
Wenn sonst die erste Ankunftszeit t(TDC) länger als die zweite Ankunftszeit t(0 UpM) ist (JA bei dem Schritt 905), bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 906, dass der aktuelle TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 dem letzten TDC entspricht.
Bei einem Schritt 907 bestimmt dann die ECU 20 basierend auf dem Zeitpunkt des letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit einen Zeitpunkt des Treibens des Starters 11. Bei dem Schritt 907 erregt beispielsweise die ECU 20 die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu einem Zeitpunkt zu verstellen, der relativ zu dem Zeitpunkt eines aktuellen TDC (dem Zeitpunkt eines letzten TDC) bestimmt ist, sodass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht wird, und treibt den Motor 12, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, sodass die Maschine 21 angekurbelt wird, um dieselbe bei dem Schritt 907 neu zu starten. Nach der Operation bei dem Schritt 907 verlässt die ECU 20 die bestimmende Routine R8 eines letzten TDC und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist erreicht das Maschinensteuersystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel Effekte, die identisch zu denselben, die durch das vierte Ausführungsbeispiel erreicht werden, sind.
Da zusätzlich die bestimmende Routine eines letzten TDC bei jedem gegebenen Zyklus wiederholt ausgeführt wird, wie zum Beispiel bei jedem 180-CAD-Zyklus, ist es möglich, den Zeitpunkt eines letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 während des Maschinengeschwindigkeitsabfallens zu bestimmen.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Ein Maschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 19 und 20 beschrieben.
Die Struktur und/oder die Funktionen des Maschinensteuersystems gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem Maschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel in den folgenden Punkten. Die sich unterscheidenden Punkte sind somit hauptsächlich im Folgenden beschrieben.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um zu einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt einen Wert der Maschinengeschwindigkeit oder der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22 basierend auf dem Wert des Verlustdrehmoments T, das in dem Register RE gespeichert ist, der aktuellen Maschinengeschwindigkeit (der aktuellen Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) und der Trägheit J der Maschine 21 (siehe die Operation bei dem Schritt 804 oder dem Schritt 105) vorherzusagen. Das Maschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich konfiguriert, um die Vorhersage eines Werts der Maschinengeschwindigkeit und dieselbe eines Werts der Ankunftszeit bei jedem gegebenen Zyklus basierend auf dem vorhergesagten Wert der Winkelgeschwindigkeit, dem entsprechenden Wert des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist, und der Trägheit J der Maschine 21 zu wiederholen.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz dazu konfiguriert, um zu einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt eine Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω zu jeweiligen n zukünftigen Vorhersagezeitpunkten nach dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt basierend auf dem Wert des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist, der aktuellen Maschinengeschwindigkeit (der aktuellen Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22) und der Trägheit J der Maschine 21 vorherzusagen; die n zukünftigen Vorhersagezeitpunkte haben wie das erste Ausführungsbeispiel ein voreingestelltes Intervall dazwischen (siehe die vorhergesagten zukünftigen Winkelgeschwindigkeiten und zukünftigen Ankunftszeiten in 3).
Das Steuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist ferner konfiguriert, um basierend auf der Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit vorherzusagen und basierend auf der vorhergesagten zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit zu bestimmen, ob der aktuelle TDC dem letzten TDC entspricht.
Die ECU 20 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist entworfen, um die bestimmende Routine R9 eines letzten TDC gemäß dem in 20 als Teil der Maschinen-Stopp-und-Start-Steuerroutine dargestellten Flussdiagramm auszuführen. Die ECU 20 lässt wiederholt die bestimmende Routine R9 eines letzten TDC in einem voreingestellten Zyklus während der Ausführung der Hauptmaschinensteuerroutine laufen.
Wenn genauer gesagt die bestimmende Routine R9 eines letzten TDC in Gang gesetzt wird, bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 1001, ob die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 abfallt. Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 nicht abfällt oder die Maschinengeschwindigkeit abfällt, wobei die Maschine 21 aktiviert ist (NEIN bei dem Schritt 1001). verlässt die ECU 20, da keine Notwendigkeit besteht, den letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 zu bestimmen, zurückkehrend zu der Hauptmaschinensteuerroutine die bestimmende Routine R9 eines letzten TDC.
Nach einem Bestimmen, dass die Maschinengeschwindigkeit nach dem automatischen Stopp der Maschine 21 abfällt (JA bei dem Schritt 1001), bestimmt sonst die ECU 20 bei einem Schritt 1002, ob ein Kurbelpuls von dem Kurbelwinkelsensor 25 in dieselbe eingegeben wird. Die ECU 20 wiederholt die Bestimmung des Schritts 1002 nach einem Bestimmen, dass keine Kurbelpulse in dieselbe eingegeben wurden (NEIN bei dem Schritt 1002). Das heißt die ECU 20 schreitet jedes Mal zu einem Schritt 1003 fort, wenn ein Kurbelpuls in dieselbe eingegeben wird.
Die ECU 20 berechnet bei dem Schritt 1003 einen Wert (aktuellen Wert) ω0 der Winkelgeschwindigkeit ω der Kurbelwelle 22, der dem aktuell in dieselbe eingegebenen Kurbelpuls entspricht, gemäß der im Vorhergehenden erwähnten Gleichung (1), die im Vorhergehenden dargelegt ist. Die ECU 20 sagt dann bei einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt, der dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls entspricht, eine Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω zu jeweiligen n zukünftigen Vorhersagezeitpunkten nach dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt vorher.
Bei dem Schritt 1003 kann die ECU 20 zu dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt, der dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls entspricht, eine Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω basierend auf mindestens entweder dem entsprechenden Wert des Verlustdrehmoments T, der in dem Register RE gespeichert ist, oder der Trägheit J der Maschine 21 auf die gleiche Art und Weise wie bei den Vorhersageoperationen, die bei dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, vorhersagen. Bei dem Schritt 103 kann die ECU 20 zu dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt, der dem aktuell eingegebenen Kurbelpuls entspricht, eine Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω basierend auf den historischen Daten HD der Maschinengeschwindigkeit bis zu dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt auf die gleiche Art und Weise vorhersagen, wie die Vorhersageoperationen, die bei dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Die n zukünftigen Vorhersagezeitpunkte haben voreingestellte Intervalle von beispielsweise 30 CAD der Rotation der Kurbelwelle 22 zwischen denselben.
Folgend der Operation bei dem Schritt 1003 bestimmt die ECU 20 bei einem Schritt 1004, ob einer der Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als 0 [UpM] ist. Nach einem Bestimmen, dass keiner der Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ωn der Winkelgeschwindigkeit ω größer als 0 [UpM] ist (NEIN bei dem Schritt 1004), kehrt die ECU 20 zu dem Schritt 1002 zurück und wiederholt die jedes Mal Operationsschritte 1002 bis 1004, wenn ein Kurbelpuls in dieselbe eingegeben wird. Das heißt, jedes Mal wenn ein Kurbelpuls in die ECU 20 eingegeben wird, sagt die ECU 20 eine Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω nach dem Kurbelpulseingabezeitpunkt vorher und bestimmt, ob einer der Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als 0 [UpM] ist.
Während der Wiederholung der Operationen bei den Schritten 1002 bis 1004 bestimmt, wenn einer der Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als 0 [UpM] ist (JA bei dem Schritt 1004), die ECU 20 bei einem Schritt 1005, dass der TDC unmittelbar vor einem der Mehrzahl von zukünftigen Werten ω'1, ω'2, ..., ω'n der Winkelgeschwindigkeit ω, der gleich oder kleiner als null ist, dem Zeitpunkt eines letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 entspricht. Die ECU 20 bestimmt dann bei einem Schritt 1006 einen Zeitpunkt des Treibens des Starters 11 basierend auf dem Zeitpunkt des letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle 22 während des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit. Bei dem Schritt 1006 erregt beispielsweise die ECU 20 die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu einem Zeitpunkt zu verstellen, der relativ zu dem Zeitpunkt eines aktuellen TDC (dem Zeitpunkt eines letzten TDC) bestimmt wird, sodass das Ritzel 13 mit dem Zahnkranz 23 in Eingriff gebracht wird, und treibt den Motor 12, um das Ritzel 13 rotieren zu lassen, sodass die Maschine 21 angekurbelt wird, um dadurch dieselbe bei dem Schritt 1006 neu zu starten. Nach der Operation bei dem Schritt 1006 verlässt die ECU 20 die bestimmende Routine R9 eines letzten TDC und kehrt zu der Hauptmaschinensteuerroutine zurück.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist erreicht das Maschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel die Effekte, die identisch zu denselben, die durch das vierte Ausführungsbeispiel erreicht werden, sind.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit jedes Mal vorherzusagen, wenn in dieselbe ein Kurbelpuls von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird, das sechste Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf begrenzt.
Das Maschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel kann genauer gesagt konfiguriert sein, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Maschinengeschwindigkeit jedes Mal, wenn eine voreingestellte Zahl von Kurbelpulsen in dasselbe von dem Kurbelwinkelsensor 25 eingegeben wird, oder in jedem TDC-Zyklus vorherzusagen.
Das Maschinensteuersystem gemäß sowohl dem vierten als auch dem sechsten Ausführungsbeispiel ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob der aktuelle Vorhersagezeitpunkt dem letzten TDC entspricht, indem bestimmt wird, ob der vorhergesagte Wert der Winkelgeschwindigkeit ω gleich oder kleiner als 0 [UpM] ist, jedes der vierten und sechsten Ausführungsbeispiele ist jedoch nicht auf die Konfiguration begrenzt.
Das Maschinensteuersystem gemäß sowohl dem vierten als auch dem sechsten Ausführungsbeispiel kann genauer gesagt konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob der aktuelle Vorhersagezeitpunkt dem letzten TDC entspricht, indem bestimmt wird, ob der vorhergesagte Wert der Winkelgeschwindigkeit in Anbetracht eines Spielraums eines Fehlers, der in dem vorhergesagten Wert der Winkelgeschwindigkeit ω enthalten ist, gleich oder kleiner als ein voreingestellter positiver Wert [UpM] ist.
Bei jedem der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele ist das Maschinensteuersystem derart entworfen, dass der Kurbelwinkelsensor 25 die Winkelgeschwindigkeit der Rotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 misst, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt.
Auf einen Sensor, der entworfen ist, um die Drehgeschwindigkeit einer Riemenscheibe, die mit der Kurbelwelle 22 gekoppelt ist, direkt zu messen, ist als ein Riemenscheibenrotationssensor Bezug genommen, oder ein Sensor, der entworfen ist, um die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes 23 direkt zu messen, kann als eine Einrichtung zum Messen der Winkelgeschwindigkeit der Rotation der Kurbelwelle 22 der Maschine 21 anstelle oder zusätzlich zu dem Kurbelwinkelsensor 25 verwendet sein. Bei diesen Sensoren kann der Sensor, auf den als ein Zahnkranzrotationssensor Bezug genommen ist und der entworfen ist, um die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes 23 direkt zu messen, vorzugsweise als eine Einrichtung zum Messen der Drehgeschwindigkeit der Maschine 21 verwendet sein. Dies liegt daran, dass der Zahnkranzrotationssensor entworfen ist, um eine Änderung eines vorausgehend gebildeten magnetischen Feldes gemäß der Rotation von Zähnen, die an dem äußeren Umfang des Zahnkranzes 23 gebildet sind, aufzunehmen; die Zahl der Zähne, die an dem äußeren Umfang des Zahnkranzes 23 gebildet ist, ist größer als die Zahl der Zähne der Impulsgeberscheibe des Kurbelwinkelsensors und dieselbe von Zähnen, die an dem äußeren Umfang der Riemenscheibe gebildet sind.
Der Aspekt von jedem der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist auf das entsprechende Maschinensteuersystem, das mit dem Starter 11, der entworfen ist, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 und den Motor 12 zum Drehen des Ritzels 13 einzeln zu treiben, ausgestattet ist, angewendet, jedes der vierten bis sechsten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung begrenzt.
Ein alternativer Aspekt von jedem der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist genauer gesagt auf ein Maschinensteuersystem, das mit einem Starter, der entworfen ist, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 und den Motor 12 gleichzeitig zu treiben, oder einem Starter, der entworfen ist, um entweder die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 oder den Motor 12 und nach dem Ablauf einer voreingestellten Verzögerungszeit den anderen derselben zu treiben, ausgestattet ist, angewendet. Wenn beispielsweise ein solcher Starter für das Maschinensteuersystem gemäß einem der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele verwendet ist, kann das Maschinensteuersystem entworfen sein, um basierend auf der zukünftigen Bahn der Maschinengeschwindigkeit zu bestimmen, ob die Maschinengeschwindigkeit innerhalb des Bereichs einer sehr niedrigen Geschwindigkeit von beispielsweise 300 UpM oder weniger, genauer 50 bis 100 UpM, ist, und, wenn bestimmt wird, dass die Maschinengeschwindigkeit innerhalb des Bereichs einer sehr niedrigen Geschwindigkeit ist, die Ritzelbetätigungsvorrichtung 14 zu steuern, um das Ritzel 13 zu dem Zahnkranz 23 zu verstellen.
Bei jedem der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele kann die Kurbelwinkelmessungsauflösung auf einen gewünschten Winkel außer 30 CAD eingestellt sein.
Die Routinen R1 bis R9 sind offensichtlich in dem Speicherungsmedium 20a der ECU 20 gespeichert, bei der ECU 20 des Maschinensteuersystems 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist es jedoch erforderlich, dass mindestens die Routinen R1 und R2 in der ECU 20 gespeichert sind. Das heißt in dem Speicherungsmedium 20a der ECU 20 des Maschinensteuersystems gemäß jedem der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele muss eine entsprechende mindestens eine der Routinen R1 bis R9 gespeichert sein.
Obwohl darstellende Ausführungsbeispiele der Erfindung hierin beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern weist eines und alle Ausführungsbeispiele, die Modifikationen, Weglassungen, Kombinationen (zum Beispiel von Aspekten über die Ausführungsbeispiele hinweg), Anpassungen und/oder Abwandlungen, wie sie Fachleuten offensichtlich sein würden, basierend auf der vorliegenden Offenbarung haben, auf. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sollen basierend auf der in den Ansprüchen genutzten Sprache als breit zu interpretieren sein und nicht auf Beispiele begrenzt sein, die in der vorliegenden Beschreibung oder während der Prüfung der Anmeldung beschrieben werden, wobei diese Beispiele als nicht ausschließend aufzubauen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-281443 [0001]
JP 2009-278455 [0001]
JP 2010-189970 [0001]
JP 2010-225380 [0001]
JP 2005-330813 [0003]

Claims

System (1) zum Treiben eines Starters (11) mit einem Ritzel (13), sodass der Starter (11) einen Zahnkranz (23), der mit einer Kurbelwelle (22) einer internen Verbrennungsmaschine (21) gekoppelt ist, rotieren lässt, um die interne Verbrennungsmaschine (21) während eines Abfalls einer Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle (22) durch eine Steuerung eines automatischen Stopps der internen Verbrennungsmaschine (21) anzukurbeln, mit: einem Vorhersager (20), der eine zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) basierend auf Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zugeordnet sind, vorhersagt (105); und einem Bestimmer (20), der einen Zeitpunkt des Treibens des Starters (11) basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der internen Verbrennungsmaschine (21) bestimmt (206).
System (1) nach Anspruch 1, bei dem der Starter (11) das Ritzel (13), eine Ritzelbestätigungsvorrichtung (14) zum Verstellen des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) und einen Motor (12) zum Rotieren Lassen des Ritzels (13) unabhängig von der Ritzelbetätigungsvorrichtung (14) aufweist, und der Bestimmer (20) konfiguriert ist, um als den Zeitpunkt des Treibens des Starters (11) einen ersten Zeitpunkt, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung (14) zu treiben, um das Ritzel (13) zu dem Zahnkranz (23) zu verstellen, und einen zweiten Zeitpunkt, um den Motor (12) zu treiben, um das Ritzel (13) rotieren zu lassen, basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der internen Verbrennungsmaschine (21) zu bestimmen.
System (1) nach Anspruch 2, bei dem die Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zugeordnet sind, ein Verlustdrehmoment (T) der internen Verbrennungsmaschine (21) und eine vorausgehend bestimmte Trägheit (J) der internen Verbrennungsmaschine (21) aufweisen, und der Vorhersager (20) konfiguriert ist, um bei einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt basierend auf dem Verlustdrehmoment (T) der internen Verbrennungsmaschine (21) und der vorausgehend bestimmten Trägheit (J) der internen Verbrennungsmaschine (21) vorherzusagen (105), welcher Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei jedem voreingestellten Zyklus sein wird, um dadurch die zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorherzusagen.
System (1) nach Anspruch 3, bei dem der Vorhersager (20) konfiguriert ist, um zwischen den vorhergesagten Werten (ω') der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) linear oder gekrümmt zu interpolieren (105C), um dadurch die zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorherzusagen.
System (1) nach Anspruch 4, bei dem der Vorhersager (20) konfiguriert ist, um die zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) als eine Funktion einer seit einem vorbestimmten Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit vorherzusagen (105A), und der Bestimmer konfiguriert (20) ist, um sowohl den ersten Zeitpunkt, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung (14) zu treiben, um das Ritzel (13) zu dem Zahnkranz (23) zu verstellen, als auch den zweiten Zeitpunkt, um den Motor (12) zu treiben, um das Ritzel (13) rotieren zu lassen, als eine seit dem Bezugszeitpunkt entsprechende abgelaufene Zeit basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zu bestimmen.
System (1) nach Anspruch 5, bei dem der Vorhersager (20) konfiguriert ist, um einen aktuellen Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) jedes Mal abzutasten, wenn die Kurbelwelle (22) bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel als der voreingestellte Zyklus rotiert, um dadurch vorherzusagen, wie der Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei einem nächsten Abtastzeitpunkt sein wird; und eine Zeit des vorhergesagten Werts (ω') der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) um eine Verzögerung aufgrund des Abtastens zu beschleunigen (105B).
System (1) nach Anspruch 5, bei dem der Bestimmer (20) ferner folgende Merkmale aufweist: eine erste Neustarteinheit, die in einem Motorvortreibmodus eine erste Neustartaufgabe ausführt, um den Motor (12) zu treiben, um das Ritzel (13) vor dem Verstellen des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) rotieren zu lassen, wenn eine Maschinenneustartbedingung während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) erfüllt wird (201, 202), wobei ein erster Maschinengeschwindigkeitsbereich von einem unteren Grenzwert zu einem oberen Grenzwert, innerhalb dessen der Neustart der Verbrennungsmaschine (21) in dem Motorvortreibmodus (304) zugelassen ist, auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorausgehend definiert wird; und eine erste Einstelleinheit, die eine Motorvortreibsperrzeit zum Sperren des Neustarts der Verbrennungsmaschine (21) in dem Motorvortreibmodus (304) derart einstellt, dass die Motorvortreibsperrzeit um eine erste voreingestellte Zeit vor einer ersten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit des unteren Grenzwerts des ersten Maschinengeschwindigkeitsbereichs ist, wobei die erste voreingestellte Zeit bei der ersten abgelaufenen Zeit des unteren Grenzwerts des ersten Maschinengeschwindigkeitsbereichs von einem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) zu einem Anstoßen des Ritzels (13) an den Zahnkranz (23) gebraucht wird.
System (1) nach Anspruch 5, bei dem der Bestimmer (20) ferner folgende Merkmale aufweist: eine zweite Neustarteinheit, die in einem Motornachtreibmodus (306) eine zweite Neustartaufgabe ausführt, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung (14) zu treiben, um das Ritzel (13) zu dem Zahnkranz (23) zu verstellen, sodass das Ritzel (13) an den Zahnkranz (23) anstößt, und um danach den Motor (12) zu treiben, um das Ritzel (13) rotieren zu lassen, wenn eine Maschinenneustartbedingung während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) erfüllt wird, wobei ein zweiter Maschinengeschwindigkeitsbereich von einem unteren Grenzwert zu einem oberen Grenzwert, innerhalb dessen der Neustart der Verbrennungsmaschine (21) in dem Motornachtreibmodus (306) zugelassen ist, auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorausgehend definiert ist; und eine zweite Einstelleinheit, die eine Motornachtreibentsperrzeit zum Entsperren des Neustarts der Verbrennungsmaschine (21) in dem Motornachtreibmodus (304) derart einstellt, dass die Motornachtreibentsperrzeit um eine zweite voreingestellte Zeit vor einer zweiten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit des oberen Grenzwerts des zweiten Maschinengeschwindigkeitsbereichs ist, wobei die zweite voreingestellte Zeit bei der zweiten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit des oberen Grenzwerts des zweiten Maschinengeschwindigkeitsbereichs von einem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) bis zu einem Anstoßen des Ritzels (13) an den Zahnkranz (23) gebraucht wird.
System (1) nach Anspruch 7, bei dem der Bestimmer (20) ferner folgende Merkmale aufweist: eine Entsperreinheit, die eine Ausführung der Ritzelvoreinstellungssteuerung (309) bei einem voreingestellten Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) ermöglicht, bevor eine Maschinenneustartbedingung während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) nicht erfüllt wird, wobei die Ritzelvoreinstellungssteuerung (309) dafür vorgesehen ist, um die Ritzelbetätigungsvorrichtung (14) zu treiben, um das Ritzel (13) zu dem Zahnkranz (23) zu verstellen, sodass das Ritzel (13) an den Zahnkranz (23) anstößt, um dadurch für einen Neustart der internen Verbrennungsmaschine (21) bereit zu sein; und eine dritte Einstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine Startzeit der Ausführung der Ritzelvoreinstellungssteuerung (309) derart einzustellen, dass die Startzeit der Ausführung der Ritzelvoreinstellungssteuerung (309) eine dritte voreingestellte Zeit vor einer dritten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit des voreingestellten Werts der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) ist, wobei die dritte voreingestellte Zeit bei der dritten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit des voreingestellten Werts der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) von einem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) bis zu einem Anstoßen des Ritzels (13) an den Zahnkranz (23) gebraucht wird.
System (1) nach Anspruch 7, bei dem der Bestimmer (20) ferner folgende Merkmale aufweist: eine Sperreinheit, die eine Ausführung einer Ritzelvoreinstellungssteuerung (309) sperrt, bevor eine Maschinenneustartbedingung während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) erfüllt wird (301, 302), wobei die Ritzelvoreinstellungssteuerung (309) darin besteht, die Ritzelbetätigungsvorrichtung (14) zu treiben, um das Ritzel (13) zu dem Zahnkranz (23) zu verstellen, sodass das Ritzel (13) an den Zahnkranz (23) anstößt, um dadurch für einen Neustart der internen Verbrennungsmaschine (1) bereit zu sein; eine zweite Neustarteinheit, die in einem Motornachtreibmodus (306) eine Ausführung vornimmt, um den Motor (12) zu treiben, um das Ritzel (13) nach einem Anstoßen des Ritzels (13) an den Zahnkranz (23) rotieren zu lassen, wenn die Maschinenneustartbedingung während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) erfüllt wird (301, 302); und eine vierte Einstelleinheit, die konfiguriert ist, um eine Startzeit einzustellen, um eine Verzögerungszeit derart zu erhöhen, dass die Startzeit, um die Verzögerungszeit zu erhöhen, eine vierte voreingestellte Zeit vor einer vierten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit ist, wobei die Verzögerungszeit dafür erforderlich ist, dass das Ritzel (13) seit dem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) vollständig in Eingriff gebracht ist, wobei die vierte voreingestellte Zeit bei der vierten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit von einem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) bis zu einem Anstoßen des Ritzels (13) an den Zahnkranz (23) gebraucht wird, wobei die Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) ein voreingestellter Wert oder weniger bei der vierten seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit ist.
System (1) nach Anspruch 7, bei dem der Bestimmer (20) konfiguriert ist, um eine zukünftige Bahn einer Erhöhung einer Drehgeschwindigkeit (ω) des Ritzels (13) nach dem Treiben des Motors (12), um das Ritzel (13) in dem Motorvortreibmodus (304) rotieren zu lassen, vorherzusagen; basierend auf der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) und der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit (22) des Ritzels (13) eine fünfte seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit vorherzusagen, wobei ein Unterschied zwischen einem Wert der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei der fünften abgelaufenen Zeit und einem Wert der zukünftigen Bahn der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit (ω) des Ritzels (13) bei der fünften abgelaufenen Zeit innerhalb einer voreingestellten Schwelle ist; und die fünfte seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufene Zeit um eine fünfte voreingestellte Zeit zu beschleunigen, wobei die fünfte voreingestellte Zeit bei der fünften seit dem Bezugszeitpunkt abgelaufenen Zeit von einem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) bis zu einem Anstoßen des Ritzels (13) an den Zahnkranz (23) gebraucht wird.
System (1) nach Anspruch 1, mit ferner: einer Eingriffssperrungsanfrage erzeugenden Einheit, die konfiguriert ist, um eine Eingriffssperrungsanfrage zum Sperren eines Eingriffs des Ritzels (13) mit dem Zahnkranz (23) während einer Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) durch den Vorhersager (20), wenn bestimmt wird, dass ein erforderlicher Pegel einer Genauigkeit der Vorhersage nicht sichergestellt ist, zu erzeugen, wobei der Bestimmer (20) konfiguriert ist, um einen Neustart der internen Verbrennungsmaschine (21) während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zu sperren, wenn die Eingriffssperrungsanfrage durch die Eingriffssperrungsanfrage erzeugende Einheit erzeugt wird.
System (1) nach Anspruch 7, mit ferner: einer Eingriffssperrungsanfrage erzeugenden Einheit, die konfiguriert ist, um eine Eingriffssperrungsanfrage zum Sperren eines Eingriffs des Ritzels (13) mit dem Zahnkranz (23) während einer Vorhersage der zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) durch den Vorhersager (20), wenn bestimmt wird, dass ein erforderlicher Pegel einer Genauigkeit der Vorhersage nicht sichergestellt ist, zu erzeugen, wobei während der Ausführung der ersten Neustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus (304) durch die erste Neustarteinheit der Bestimmer (20) konfiguriert ist, um die Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) aufzuheben (506), wenn die Eingriffssperrungsanfrage vor dem Start der Verstellung des Ritzels zu dem Zahnkranz erzeugt wird (505), und die Eingriffssperrungsanfrage zu ignorieren (510), um die erste Neustartaufgabe in dem Motorvortreibmodus (304) fortzusetzen, wenn die Eingriffssperrungsanfrage nach (507) dem Start der Verstellung des Ritzels (13) zu dem Zahnkranz (23) erzeugt wird.
System (1) zum Treiben eines Starters (11) mit einem Ritzel (13), um dadurch das Ritzel (13) zu einem Zahnkranz (23), der mit einer Kurbelwelle (22) einer internen Verbrennungsmaschine (21) für einen Neustart derselben gekoppelt ist, während eines Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) durch eine Steuerung eines automatischen Stopps der internen Verbrennungsmaschine (21) zu verstellen, wobei die interne Verbrennungsmaschine (21) arbeitet, um einen Kolben in einem Zylinder durch einen oberen Totpunkt (TDC) des Zylinders hin und her zu bewegen, um dadurch die Kurbelwelle (22) rotieren zu lassen, mit: einem Bestimmer (20) eines letzten TDC, der basierend auf Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zugeordnet sind, einen Zeitpunkt, zu dem der Kolben einen letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle (22) während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) erreicht, bestimmt (804); und einem Treibzeitpunktbestimmer (20), der einen Zeitpunkt des Treibens des Starters (11) basierend auf dem Zeitpunkt des letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle (22) während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bestimmt (809; 907).
System (1) nach Anspruch 14, bei dem der Bestimmer (20) eines letzten TDC konfiguriert ist, um bei einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt basierend auf mindestens einem aktuellen Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorherzusagen, welcher Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei einem nächsten Vorhersagezeitpunkt und bei jedem voreingestellten Zyklus sein wird, um dadurch eine zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorherzusagen, und basierend auf der vorhergesagten zukünftigen Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) den Zeitpunkt, zu dem der Kolben den letzten TDC bei der Vorwärtsrotation der Kurbelwelle (22) während des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) erreicht, zu bestimmen.
System (1) nach Anspruch 15, bei dem die Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zugeordnet sind, mindestens entweder ein Verlustdrehmoment (T) der Verbrennungsmaschine (21), eine Verlustenergie der Verbrennungsmaschine (21) oder eine vorher bestimmte Trägheit (J) der Verbrennungsmaschine (21) aufweisen, und der Bestimmer (20) eines letzten TDC konfiguriert ist, um bei dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt basierend auf den Informationen, die dem Abfall der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) zugeordnet sind, vorherzusagen (804; 902), welcher Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei einem nächsten Vorhersagezeitpunkt und bei jedem voreingestellten Zyklus sein wird.
System (1) nach Anspruch 14, bei dem der Bestimmer (20) eines letzten TDC konfiguriert ist, um bei einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt vorherzusagen, welcher Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei einem nächsten Vorhersagezeitpunkt sein wird, und basierend auf einem Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22), der bei einem vorausgehenden Zyklus vorhergesagt wird, vorherzusagen, wie ein Wert der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei jedem voreingestellten Zyklus nach dem nächsten Vorhersagezeitpunkt sein wird, um dadurch eine zukünftige Bahn des Abfalls der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) basierend auf den vorhergesagten Werten (ω') der Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) vorherzusagen.
System (1) nach Anspruch 14, bei dem der Bestimmer (20) eines letzten TDC folgende Merkmale aufweist: einen ersten Vorhersager, der relativ zu einem aktuellen Vorhersagezeitpunkt eine erste Ankunftszeit, zu der der Kolben einen nächsten TDC erreichen wird, vorhersagt (903); einen zweiten Vorhersager, der relativ zu dem aktuellen Vorhersagezeitpunkt eine zweite Ankunftszeit, zu der die Drehgeschwindigkeit (ω) der Kurbelwelle (22) bei null ankommen wird, vorhersagt (904); und einen Bestimmer, der die erste Ankunftszeit mit der zweiten Ankunftszeit vergleicht (905), um dadurch als ein Resultat des Vergleichs den Zeitpunkt eines letzten TDC zu bestimmen (906).