DE10328123A1

DE10328123A1 - Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10328123A1
Application number: DE2003128123
Authority: DE
Inventors: Naoki Kariya Kokubo; Eiji Kariya Kogiso
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2004-01-15

Abstract

Beim automatischen Starten einer Brennkraftmaschine 11 steuert eine ECU 16 die Kraftstoffeinspritzung und Zündung einer Kraftmaschine so, dass eine Kurbelwelle durch Verbrennung in dem Kompressionstakt rückwärts gedreht wird und dann durch Verbrennung in dem Expansionsakt vorwärts gedreht wird. Durch die Steuerung muss nach dem automatischen Stoppen an einer Ampel ein Anlasser 42 zum Starten der Kraftmaschine nicht angetrieben werden. Wenn die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, verzögert die ECU 16 die Zeitgebung zum Öffnen eines Einlassventils 44 zumindest auf den unteren Auslasstotpunkt. Ferner wird die Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 zumindest auf den unteren Auslasstotpunkt verzögert, wenn die Kraftmaschine 11 durch die Expansionstaktverbrennung gestartet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die die Brennkraftmaschine automatisch stoppen und starten kann.
In den vergangenen Jahren wurde bei einer in einem Kraftfahrzeug montierten Brennkraftmaschine eine automatische Kraftmaschinenstopp- und Startvorrichtung (Leerlaufstoppvorrichtung) mit dem Ziel eingeführt, Kraftstoffkosten zu senken und Abgasemissionen und Geräuschentwicklung zu verringern. Die Vorrichtung zum automatischen Stoppen und Starten der Kraftmaschine stoppt automatisch, wenn beispielsweise ein Kraftfahrzeugführer das Kraftfahrzeug an einer Ampel anhält und startet die Kraftmaschine automatisch wieder, indem Elektrizität zu einem Anlasser geleitet wird, wenn der Fahrer danach versucht, das Fahrzeug in Bewegung zu versetzen (beispielsweise durch Niederdrücken des Gaspedals). Daher nimmt beim Fahren im Stadtbereich die Häufigkeit des Stoppens des Kraftfahrzeugs an Ampeln zu, die Male, die der Anlasser betrieben wird nimmt zu und die auf den Anlasser oder eine Batterie aufgebrachte Last nimmt zu. Somit ist es wahrscheinlich, dass der Anlasser versagt richtig zu arbeiten, oder dass die Batterie leer wird.
Als eine Gegenmaßnahme für diesen Missstand wird vorgeschlagen, beim automatischen Starten der Kraftmaschine "ein Starten ohne Anlasser" zum Starten der Kraftmaschine ohne Verwendung eines Anlassermotors auszuführen, indem eine Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen in der Expansionstaktposition angehaltenen Zylinder zum Zünden erzeugt wird, um eine Kurbelwelle so durch den Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung oder eine Unterstützungskraft des Anlassers anzutreiben, dass sie sich dreht (Ankurbeln). Abhängig von einem Kurbelwinkel an einem Anfangspunkt zum Starten (Kraftmaschinenstartanfangsposition) ist es jedoch wahrscheinlich, dass es unmöglich wird, ein minimales Drehmoment sicherzustellen, das notwendig ist, die Kraftmaschine zu starten (Drehmoment, das zum Überschreiten des oberen Kompressionstodpunkts des Zylinders in dem Kompressionstakt notwendig ist), da der Verbrennungsdruck durch einfache Erzeugung von Verbrennung in dem sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder mangelhaft wird. Somit neigt das Starten ohne Anlasser dazu, schwierig zu werden.
Folglich ist in der JP-A-2002-39038 vorgeschlagen, ein Drehmoment zu erzeugen, dass gleich oder größer als das zum Starten der Kraftmaschine notwendige Drehmoment ist (oder eine Unterstützungsanlasserkraft), indem ein zum Starten notwendiges minimales Drehmomentniveau verringert wird, indem der Druck in dem Zylinder in dem Kompressionstakt durch Öffnen eins Auslassunterstützungsventils, das an dem sich im Kompressionstakt befindlichen Zylinder vorgesehen ist, verringert wird oder indem beim Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung durch Zuführen von Hochdruckluft zu einem sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder durch eine Hochdruckluftzuführvorrichtung erhöht wird.
Ferner ist in der deutschen Patentveröffentlichung Nr. 19955857 vorgeschlagen, zunächst eine Kurbelwelle so anzutreiben, dass sie sich rückwärts dreht, indem in einem in der Kompressionstaktstellung angehaltenen Zylinder eine Kompressionstaktverbrennung erzeugt wird, um danach die Kurbelwelle vorwärts zu drehen, indem beim Starten einer sich im Expansionstakt befindlichen Kraftmaschine eine Expansionstaktverbrennung erzeugt wird. In diesem Fall wird die Luft in dem Zylinder durch Heraufschieben eines Kolbens des Zylinders beim Expansionstakt in die Nähe des oberen Todpunkts (TDC) komprimiert, indem die Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennung rückwärts gedreht wird. Danach kann der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung durch Erzeugen der Expansionstaktverbrennung erhöht werden. Daher kann das Drehmoment, das gleich oder größer als das zum Starten notwendige minimale Drehmoment (oder die Unterstützungsstartkraft) ist, erzeugt werden.
Unterdessen ist es zum Erzeugen der Expansionstaktverbrennung oder der Kompressionstaktverbrennung beim Starten der Kraftmaschine notwendig, eine Kraftstoffeinspritzmenge einzustellen, um ein brennbares Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ zu einer zu diesem Zeitpunkt zu verbrennenden Luftmenge eines Volumens einer Verbrennungskammer eines Zylinders aufzustellen. Daher ist es notwendig, das Volumen der Verbrennungskammer zum Anfangspunkt des Startens auf Grundlage eines Kurbelwinkels zum Anfangspunkt des Startens (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine) zu berechnen und eine Kraftstoffeinspritzmenge zu berechnen, um das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ zu der Luftmenge des Volumens der Verbrennungskammer zu schaffen. Es kann jedoch unmöglich sein, eine normale Verbrennung zu erzeugen, wenn aus den nachstehenden Gründen eine geeignete Kraftstoffeinspritzmenge nicht zur Verfügung gestellt ist und ein tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis von einem brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis abweicht.
Im Allgemeinen gibt ein Kurbelwinkelsensor zum Erfassen eines Kurbelwinkels ein Impulssignal jedes Mal dann aus, wenn sich die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Kurbelwinkel (beispielsweise 30°CA) dreht und daher kann durch den Kurbelwinkelsensor ein genauer Kurbelwinkel nicht erfasst werden. Ferner kann, selbst wenn die Ausgabe des Kurbelwinkelsensors zum Anfangspunkt des Startens gelesen wird, der Kurbelwinkel an dem Anfangspunkt des Startens (Anfangsstellung zum Starten der Kraftmaschine) nicht erfasst werden. Dies liegt daran, dass lediglich ein relativer Drehwinkel von einem Bezugskurbelwinkel (Position zum Erzeugen eines Impulses des Zylindererfassungssensors) auf Grundlage eines Zählwerts eines Ausgabeimpulses des Kurbelwinkelsensors erfasst werden kann.
Daher wird, wenn der Kurbelwinkel an dem Anfangspunkt zum Starten (Anfangspunkt zum Starten der Kraftmaschine) erforderlich ist, ein Kurbelwinkel beim Stoppen der Kraftmaschine (Stoppposition der Kraftmaschine) zu einer vorbestimmten Zeit in einem Speicher gespeichert und der gespeicherte Wert wird als der Kurbelwinkel an der Anfangsstellung zum Starten an einem darauffolgenden Zeitpunkt verwendet. Wenn jedoch die Kraftmaschine gestoppt ist, kann ein Kolben eines Zylinders im Kompressionstakt den oberen Todpunkt (TDC) nicht überwinden und die Kurbelwelle wird rückwärts gedreht. Daher steigt eine Abweichung zwischen einem Kurbelwinkel beim Stoppen der Kraftmaschine, der in dem Speicher gespeichert wurde (vor der Rückwärtsdrehung) und dem Kurbelwinkel nach der Rückwärtsdrehung (Kurbelwinkel zum Anfangspunkt des Startens), an, wenn die Rückwärtsdrehung herbeigeführt wurde.
Daher kann das Volumen der Verbrennungskammer zum Anfangspunkt des Startens nicht genau berechnet werden, wenn der gespeicherte Wert des Kurbelwinkels beim Stoppen der Kraftmaschine an dem vorbestimmten Zeitpunkt als der Kurbelwinkel an dem Anfangspunkt zum Starten (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine) zu dem darauffolgenden Zeitpunkt unverändert verwendet wird. Es ist zudem wahrscheinlich, dass die auf Grundlage des Volumens der Verbrennungskammer berechnete Kraftstoffeinspritzmenge von dem brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis abweicht. Ferner wird in dem Fall, indem der Zylinder in dem Kompressionstakt anhält, Luft in dem Zylinder oft so komprimiert, dass sie unter einem Druck steht, der gleich oder größer als der Atmosphärendruck ist, und daher ist die Kraftstoffeinspritzmenge oft zu gering, wenn die Kraftstoffverbrennungsmenge unter der Annahme des Atmosphärendrucks berechnet wird. Es ist wahrscheinlich, dass das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf eine magere Seite abweicht und von einem Bereich des brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses abweicht.
Wenn ferner das Auslassunterstützungsventil zum Verringern des Drucks in einem Zylinder im Verdichtungstakt vorgesehen ist oder eine Hochdruckluftzuführvorrichtung zum Zuführen von Hochdruckluft zu einem Zylinder im Expansionstakt vorgesehen ist, wie dies in der JP-A-2002-39038 vorgeschlagen ist, wird die Konstruktion kompliziert und die Kosten steigen.
In dem Fall der Vorrichtung zum automatischen Stoppen und Starten einer Kraftmaschine ist es beim automatischen Starten der Kraftmaschine notwendig, die Kraftmaschine schnell zu starten, damit ein Fahrer kein seltsames oder ein unangenehmes Gefühl erfährt. Jedoch ist, wie in 10 gezeigt ist, eine Zeitgebung zum Öffnen eines Auslassventils der Kraftmaschine auf eine voreilende Seite eines Auslasstodpunkts (vor dem Beenden des Expansionstakts) gesetzt. Dadurch ergeben sich die nachstehenden zwei Nachteile.
Normalerweise zeigt die Kraftmaschine, wenn die Kraftmaschine gestoppt ist, ein Verhalten, bei dem ein Zylinder in einem Kompressionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine einen oberen Kompressionstodpunkt nicht überwinden kann und die Kraftmaschine um einen geringen Betrag in der Rückwärtsrichtung gedreht wird und gestoppt wird (oder nach einer wiederholten Anzahl von Rückwärtsdrehungen und Vorwärtsdrehungen gestoppt wird). Daher gibt es bei dem sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschinen einen Fall, in dem die Kraftmaschine auf die Nähe des unteren Auslasstodpunkts gedreht wird und in einem Zustand gestoppt wird, in dem das Auslassventil zeitweise geöffnet ist, um einen kleinen Betrag rückwärts gedreht wird und wieder geschlossen wird, wenn die Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils auf die voreilende Seite des unteren Auslasstodpunkts gesetzt ist (vor dem Beenden des Expansionstakts).
Nach dem Stoppen der Verbrennung zum Stoppen der Kraftmaschine in der Nähe des Expansionstaktendes (Nähe des unteren Auslasstodpunkts) wird das Innere des Zylinders unter Unterdruck gebracht (Druck, der geringer als der Atmosphärendruck ist). Daher strömt bei dem sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine, bei einem Vorgang des Drehens zu der Nähe des unteren Auslasstodpunkts und des Drehens um einen kleinen Betrag in der Rückwärtsrichtung, während einem Zeitintervall, in dem das Auslassventil zeitweise geöffnet ist, Auslassgas im Inneren eines Auslassrohrs zurück in den Zylinder und ist in dem Zylinder eingeschlossen wie es ist und die Kraftmaschine wird gestoppt. Wenn die Menge von nach dem automatischen Stoppen der Kraftmaschine in dem Zylinder verbleibenden Abgases erhöht wird, bewirkt dies einen nachteiligen Einfluss auf die Verbrennung zum Starten der Kraftmaschine zu einem darauffolgenden Zeitpunkt, wodurch die Startleistung verschlechtert wird.
Ferner wird, wie beispielsweise in der JP-A-62-255558 vorgeschlagen ist, beim automatischen Starten einer Kraftmaschine ein „Starten ohne Anlasser" zum Starten der Kraftmaschine ohne Verwendung eines Anlassers durchgeführt, indem durch Einspritzen von Kraftstoff in einem beim Expansionstakt gestoppten Zylinder eine Expansionstaktverbrennung erzeugt wird, um zu zünden und die Kurbelwelle durch Verbrennungsdruck der Expansionsdruckverbrennung so anzutreiben, dass sie sich dreht (anzukurbeln).
Wenn jedoch eine Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils auf die voreilende Seite eines unteren Auslasstodpunkts gesetzt ist (also vor dem Beenden des Expansionstakts), wird zu einem Zeitpunkt, zu dem das Auslassventil geöffnet ist, bevor der Expansionstakt vollendet ist, das Innere des Zylinders zu dem Inneren eines Auslassrohrs geöffnet und der Verbrennungsdruck der Auslasshubverbrennung wird schlagartig verringert. Daher kann der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung nicht wirkungsvoll verwendet werden. Somit wird er nicht in der Lage sein, ein zum Starten notwendiges minimales Drehmoment (Drehmoment, das notwendig ist, dass der Zylinder im Kompressionstakt den oberen Kompressionstodpunkt überwindet) sicherzustellen, und es ist wahrscheinlich, dass das Starten ohne Anlasser schwierig wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die in. der Lage ist, eine normale Verbrennung zu erzeugen, und die in der Lage ist, eine Startleistung zu. fördern, selbst wenn beim Starten einer Brennkraftmaschine eine Kraftstoffeinspritzmenge für ein brennbares Luft-Kraftstoff-Verhältnis nicht genau berechnet werden kann.
Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Startleistung zu einem darauffolgenden Zeitpunkt zu fördern, indem das in dem Inneren eines Zylinders nach dem automatischen Stoppen einer Brennkraftmaschine verbleibende Abgas verringert wird.
Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, die Startleistung durch wirkungsvolle Verwendung von Verbrennungsdruck einer Expansionstaktverbrennung beim Starten einer Brennkraftmaschine zu fördern.
Erfindungsgemäß wird beim automatischen Starten einer Kraftmaschine, die Kraftstoffeinspritzung und Zündung einer Kraftmaschine so gesteuert, dass eine Kurbelwelle durch Verbrennung in dem Kompressionstakt rückwärts gedreht wird und dann durch Verbrennung in dem Expansionstakt vorwärts gedreht wird. Durch diese Steuerung muss zum Starten der Kraftmaschine nach einem automatischen Stoppen an einer Ampel kein Anlasser betrieben werden.
Wenn die Kraftmaschine automatisch gestoppt wird, wird die Zeitgebung zum Öffnen eines Auslassventils zumindest auf den unteren Auslasstodpunkt verzögert. Ferner wird die Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils zumindest auf den oberen Auslasstodpunkt verzögert, wenn die Kraftmaschine durch die Expansionstaktverbrennung automatisch gestartet wird.
Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlicher. In den Zeichnungen ist:
1 ein schematisches Schaubild, das ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Schaubild, das eine Steuerung zum Starten ohne Anlasser gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 Zeitdiagramme, die geteilte Einspritzung und Mehrfachzündung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen;
4 ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt (Teil 1);
5 ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt (Teil 2);
6 ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt (Teil 1);
7 ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt (Teil 2);
8 eine Außenkonturansicht eines gesamten Kraftmaschinensteuersystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 eine Ansicht, die ein Schaubild zeigt, das ein Verhältnis zwischen jeweiligen Takten von entsprechenden Zylindern und Zeitgebungen von Auslass- und Ansaugventilen zeigt;
11 ein schematisches Schaubild, das ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ein schematisches Schaubild, das das Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel in einem Teilschnitt zeigt;
13 ein Schaubild, das die Steuerung zum Starten ohne Anlasser zeigt;
14 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Stoppen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
15 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt (Teil 1);
16 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf des Steuerprogramms zum automatischen Starten gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt (Teil 2);
17 ein schematisches Schaubild, das ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
18 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Stoppen gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
19 ein schematisches Schaubild, das ein Kraftmaschinensteuersystem gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
20 ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Steuerprogramms zum automatischen Stoppen gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 1, die ein Kraftmaschinensteuersystem für eine vierzylindrige Direkteinspritzkraftmaschine zeigt, ist an der stromaufwärts liegenden Seite eines Ansaugrohrs 12 einer Direkteinspritzkraftmaschine 11 ein Luftfilter 13 vorhergesehen.
Ein durch einen Schrittmotor 14 angetriebenes Drosselventil ist stromabwärts von dem Luftfilter 13 vorgesehen. Ein Öffnungsgrad des Drosselventils 15 (Drosselöffnungsgrad) wird durch einen Drosselöffnungsgradsensor 17 erfasst.
Stromabwärts des Drosselventils 15 ist ein Zwischenbehälter 19 vorgesehen, der mit einem Ansaugkrümmer 20 zum Einführen von Luft zu jedem Zylinder der Kraftmaschine 11 verbunden ist. An der Innenseite des Ansaugkrümmers 20 für jeden Zylinder sind der erste Ansaugpfad 21 und der zweite Ansaugpfad 22 ausgebildet, so dass der Krümmer geteilt wird, und der erste Ansaugpfad 21 bzw. der zweite Ansaugpfad 22 sind mit zwei an jedem Zylinder der Kraftmaschine 11 ausgebildeten Ansaugöffnungen 23 verbunden.
Ferner ist an der Innenseite des zweiten Ansaugpfads 22 jedes Zylinders ein Durchflusssteuerventil 24 zum Steuern der Wirbelströmungsintensität oder der Drallströmungsintensität im Inneren des Zylinders angeordnet. Das Durchflusssteuerventil 24 jedes Zylinders ist über eine gemeinsame Welle 25 mit einem Schrittmotor 26 verbunden und an dem Schrittmotor 26 ist ein Durchflusssteuerventilsensor 27 angebracht, um einen Öffnungsgrad des Durchflusssteuerventils 24 zu erfassen.
An dem oberen Abschnitt jedes Zylinders der Kraftmaschine 11 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 28 zum Direkteinspritzen von Kraftstoff in den Zylinder angebracht. Von einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zu einem Kraftstoffzuführrohr 30 über ein Kraftstoffrohr 29 zugeführter Kraftstoff wird von dem Kraftstoffeinspritzventil 28 jedes Zylinders direkt in den Zylinder eingespritzt und mit der von der Ansaugöffnung 23 eingeführten Ansaugluft gemischt, um ein Gasgemisch zu bilden. An dem Kraftstoffzuführrohr 30 ist ein Kraftstoffdrucksensor 31 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks angebracht.
Ferner ist an dem Zylinderkopf der Kraftmaschine 11 eine Zündkerze (nicht gezeigt) für jeden Zylinder angebracht und das Gemisch im Inneren des Zylinders wird durch eine Funkenentladung jeder Zündkerze gezündet. Ferner gibt ein Zylindererfassungssensor 32 einen Ausgabeimpuls aus, wenn ein bestimmter Zylinder (beispielsweise der erste Zylinder) den oberen Ansaugtodpunkt erreicht und ein Kurbelwinkelsensor 33 erzeugt jedes Mal dann, wenn sich die Kurbelwelle der Kraftmaschine 11 um einen konstanten Kurbelwinkel dreht (beispielsweise 30°CA), einen Ausgabeimpuls. Durch die Ausgabeimpulse werden der Kurbelwinkel und die Kraftmaschinendrehzahl erfasst und der Zylinder wird bestimmt. Ferner ist an der Kraftmaschine 11 ein Wassertemperatursensor 34 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur und ein Anlasser 42 zum Starten der Kraftmaschine 11 angebracht, indem die Kurbelwelle durch Drehen angetrieben wird (Ankurbeln).
Das von den entsprechenden Auslassöffnungen 35 der Kraftmaschine 11 ausgelassene Abgas läuft über einen Abgaskrümmer 36 zu einem einstöckigen Abgasrohr 37 zusammen. Ein Abgasrückführrohr 38 zum Rückführen eines Teils des Abgases zu einem Ansaugsystem verbindet das Abgasrohr 37 mit dem Zwischenbehälter 39 und ein Abgasrückführventil 39 zum Steuern einer Abgasrückführmenge ist an einer Mitte des Abgasrückführrohrs 38 vorgesehen. Ferner ist ein Beschleunigungs- oder Gaspedal 40 mit einem Gaspedalsensor 41 zum Erfassen eines Gaspedalöffnungsgrads vorgesehen.
Die Ausgaben dieser Sensoren werden in eine Kraftmaschinensteuereinheit (ECU) 16 eingegeben. Die ECU 16 besteht hauptsächlich aus einem Mikrocomputer und steuert die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 28 und die Zündzeitgebung der Zündkerze in Übereinstimmung mit den Kraftmaschinenbetriebszuständen, indem unterschiedliche in der ROM (Speichermedium) gespeicherte Kraftmaschinensteuerprogramme ausgeführt werden.
Ferner stoppt die ECU 16 die Kraftmaschine 11 automatisch, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und eine Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine durch Betätigung der Kraftmaschine 11 bewirkt wurde (wenn ein Fahrer das Kraftfahrzeug anhält), indem ein in der ROM gespeichertes Steuerprogramm zum automatischen Stoppen ausgeführt wird (nicht veranschaulicht).
Ferner startet die ECU 16 die Kraftmaschine 11 automatisch, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist, falls die Kraftmaschine 11 automatisch gestoppt wurde und eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine bewirkt wurde (wenn ein Fahrer eine Startbetätigung des Kraftfahrzeugs ausführt), indem ein in 4 und 5 gezeigtes, in der ROM gespeichertes Steuerprogramm zum automatischen Starten ausgeführt wird. Bei dieser Gelegenheit führt die ECU 16 ein Starten ohne Anlasser zum Starten der Kraftmaschine 11 ohne Verwendung des Anlassers 42 folgendermaßen aus.
Wie in 2 gezeigt ist, wird zunächst durch Kraftstoffeinspritzung in dem sich im Kompressionstakt befindenden Zylinder (Kompressionstaktzylinder) zu einem Anfangspunkt der Kraftmaschine, zu dem mit dem Zünden begonnen wird, eine Kompressionstaktverbrennung erzeugt und die Kurbelwelle wird so angetrieben, dass sie sich rückwärts dreht, woraufhin durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder (Expansionstaktzylinder), so dass er zündet, eine Expansionstaktverbrennung erzeugt wird und die Kurbelwelle wird so angetrieben, dass sie sich vorwärts dreht. Dadurch wird ein Kolben des Expansionstaktzylinders in die Nähe des oberen Todpunkts geschoben, indem sich die Kurbelwelle durch eine Kompressionstaktverbrennung rückwärts dreht und Luft in dem Expansionstaktzylinder wird komprimiert. Danach wird der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung durch Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung erhöht und ein Drehmoment wird erzeugt, das gleich oder größer als ein zum Starten notwendiges Drehmoment ist (Drehmoment, das zum Überschreiten zumindest des oberen Kompressionstodpunkts notwendig ist).
Ferner werden, wie in 3 gezeigt ist, wenn die Kompressionstaktverbrennung erzeugt wird, eine geteilte Kompressionstakteinspritzung und eine mehrfache Kompressionstaktzündung für den Kompressionstaktzylinder ausgeführt. Bei der geteilten Kompressionstakteinspritzung wird durch Einspritzen einer der Hälfte einer Kraftstoffeinspritzmenge Q1 entsprechenden Menge als Anfangseinspritzung und danach durch bei vorbestimmten Einspritzintervallen wiederholtes Einspritzen einer einem Zehntel einer Kraftstoffeinspritzmenge Q1 entsprechenden Menge, ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Kompressionstaktzylinder allmählich auf die fette Seite geändert. Währenddessen wird in der mehrfachen Kompressionstaktzündung eine Zündung wiederholtermaßen bei einem Zündintervall ausgeführt ist, das kürzer als das Einspritzintervall der geteilten Kompressionstakteinspritzung ist. Durch Ausführen der mehrfachen Kompressionstaktzündung parallel zu der geteilten Kompressionstakteinspritzung wird Kraftstoff sicher gezündet und eine Verbrennung wird erzeugt, ohne dabei ein Zeitintervall zu verpassen, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Kompressionstaktzylinders durch die geteilte Kompressionstakteinspritzung allmählich in die fette Richtung geändert wird und in einen Bereich des brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses fällt.
Die ECU 16 führt das in 4 und 5 gezeigte Steuerprogramm zum automatischen Starten aus.
Das in 4 und 5 gezeigte Steuerprogramm zum automatischen Starten wird bei einem vorbestimmten Intervall wiederholt ausgeführt, wenn die Kraftmaschine 11 automatisch gestoppt ist. Dieses Programm führt die Kompressionstaktverbrennungssteuerung und die Expansionstaktverbrennungssteuerung durch. Wenn das Programm gestartet wird, wird zunächst bei Schritt 101 bestimmt, ob eine Automatikstartbedingung erfüllt ist und eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine bewirkt wurde. Dabei liegt die Automatikstartbedingung darin, dass der Fahrer eine Startbetätigung des Kraftfahrzeugs ausführt, beispielsweise ist die Automatikstartbedingung erfüllt, wenn der Fahrer das Gaspedal 40 niederdrückt oder ein Automatikgetriebe von einem N-Gang (oder P-Gang) auf einen D-Gang umschaltet.
Wenn die Automatikstartbedingung erfüllt ist (es gibt eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine), wird bestimmt, ob bei Schritten 102 und 103 eine Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser erfüllt ist. Dabei erfüllt die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser beispielsweise die beiden nachstehenden Bedingungen <1> und <2>.
<1> Eine Kraftmaschinenstoppposition (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine) fällt in einen vorbestimmten geeigneten Kurbelwinkelbereich (2) (Schritt 102).
<2> Die Kühlwassertemperatur ist gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise gleich oder höher als 70°C), d. h., die Kraftmaschine 11 wird in einen aufgewärmten Zustand mit einem kleinen Kurbelwiderstand gebracht (Schritt 103).
Nun wird die Bedingung <1> beschrieben. Für gewöhnlich ist das Ansaugventil geöffnet, bis der Expansionstaktzylinder (das heißt, der Kolben des sich im Expansionstakt befindlichen Zylinders) nach dem Starten die Nähe von 60°CA nach dem oberen Todpunkt erreicht. Daher wird in dem Fall, in dem sich der Expansionstaktzylinder zum Anfangspunkt des Startens beim Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung an der voreilenden Seite von 60°CA nach dem oberen Todpunkt befindet (in dem Fall, in dem der Kompressionstakt an der voreilenden Seite von 60°CA nach dem oberen Todpunkt angeordnet ist), die Kompressionstaktverbrennung in einem Zustand erzeugt, in dem das Ansaugventil geöffnet ist. Dies bewirkt eine Fehlzündung, bei der sich Flammen der Kompressionstaktverbrennung auf Seiten des Ansaugrohrs ausbreiten.
Ferner verbleibt, selbst wenn der an der voreilenden Seite von 60°CA nach dem oberen Todpunkt angeordnete Kolben des Expansionstaktzylinders zum Anfangspunkt des Startens auf die Nähe des oberen Todpunkts rückwärts gedreht wird, eine Möglichkeit, dass das Starten durch die Expansionstaktverbrennung fehlschlägt, da eine Kompressionsmenge des im Inneren des Expansionstaktzylinders vorhandenen Gases unzureichend wird und der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung nicht ausreichend erhöht werden kann.
Daher ist die Verbrennungskraft der Kompressionstaktverbrennung schwach, wenn sich der Expansionstaktzylinder an der nacheilenden Seite einer Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils (beispielsweise 130°CA nach dem oberen Todpunkt) an dem Anfangspunkt des Startens befindet (wenn sich der Kompressionstaktzylinder an der nacheilenden Seite von 130°CA nach dem unteren Todpunkt befindet). Es ist wahrscheinlich, dass die Kurbelwelle nicht rückwärts gedreht werden kann. Ferner ist es in dem Fall, in dem der Expansionstaktzylinder an der nacheilenden Seite der Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils angeordnet ist (z. B. 130°CA nach dem oberen Todpunkt) wahrscheinlich, dass das Auslassventil geöffnet ist und Abgas in den Zylinder zurückströmt und das Abgas verursacht, dass die Expansionstaktverbrennung instabil wird.
Daher ist durch Bestimmung der Bedingung <1>, der vorbestimmte Kurbelwinkelbereich auf den geeigneten Kurbelwinkelbereich gesetzt, in dem sich der Expansionstaktzylinder in einem Bereich von 60°CA nach dem oberen Todpunkt zu der Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils befindet (Bezugnahme auf 2). Wenn der Expansionstaktzylinder beim Stoppen der Kraftmaschine (Anfangspunkt zum Starten) außerhalb des Kurbelwinkelbereichs von 60°CA nach dem oberen Todpunkt zu der Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils angeordnet ist, ist das Starten ohne Anlasser untersagt (Kompressionstaktverbrennungssteuerung und Expansionstaktverbrennungstakt).
Obwohl die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser erfüllt ist, wenn sowohl die Bedingung <1> als auch <2> erfüllt ist, ist die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser nicht erfüllt, wenn eine der vorgenannten Bedingung <1> und <2> nicht erfüllt ist. Ferner kann die Stoppposition des Kolbens in dem Expansionstaktzylinder so zwangsgesteuert werden, dass sie in den vorgenannten vorbestimmten Kurbelwinkelbereich fällt, wenn die Kraftmaschine 11 automatisch gestoppt wird. In diesem Fall kann auf die Bedingung <1> verzichtet werden.
Wenn bestimmt wurde, dass die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser nicht erfüllt ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 117 aus 5 vor und die Kraftmaschine 11 wird durch Ankurbeln durch die Antriebskraft des Anlassers 42 angelassen, indem Elektrizität zu dem Anlasser 42 geleitet wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Ausfuhrbedingungen zum Starten ohne Anlasser an den Schritten 102 und 103 erfüllt sind, wird das Starten ohne Anlasser folgendermaßen ausgeführt. Zunächst schreitet der Ablauf zu Schritt 104 vor und berechnet eine in den Kompressionstaktzylinder eingespritzte Kraftstoffeinspritzmenge Q1 und eine in den Expansionstaktzylinder eingespritzte Kraftstoffeinspritzmenge Q2.
In diesem Fall wird gemäß einem Verfahren zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmengen Q1 und Q2 die Kraftmaschinenstoppposition (Kurbelwinkel beim Stoppen der Kraftmaschine), die aus den von dem Kurbelwinkelsensor 33 beim Stoppen der Kraftmaschinen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt ausgegebenen Impulssignalen berechnet wurde, in einem permanenten SRAM-Speicher oder dergleichen der ECU 16, an dem Anfangspunkt des Startens der Kraftmaschine an einem nachfolgenden Zeitpunkt gespeichert. Die Daten der Kraftmaschinenstoppposition werden aus dem permanenten Speicher gelesen, wobei die Kraftmaschinenstoppposition als eine Position des Anfangspunkt zum Starten der Kraftmaschine betrachtet wird. Ein geschätztes Volumen V1 der Verbrennungskammer des Verbrennungstaktzylinders an dem Anfangspunkt zum Starten und ein geschätztes Volumen V2 der Verbrennungskammer des Expansionstaktzylinders werden berechnet. Die Kraftstoffeinspritzmenge Q1 wird berechnet, um das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis für die Luftmenge des geschätzten Volumens V1 der Verbrennungskammer des Verbrennungstaktzylinders zu bilden. Die Kraftstoffeinspritzmenge Q2 wird berechnet, um das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ zu der Luftmenge des geschätzten Volumens V2 der Verbrennungskammer des Auslasstaktzylinders aufzustellen.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 105 vor und berechnet einen oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung zum Begrenzen einer aufsummierten Einspritzmenge der geteilten Kompressionstakteinspritzung. Gemäß dem oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung wird in Übereinstimmung mit einer Kühlwassertemperatur ein oberer Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung berechnet, in dem ein Kennfeld des oberen Schutzgrenzwerts der geteilten Einspritzung abgesucht wird, das einen Parameter über die Kühlwassertemperatur bildet. Herkömmlicher Weise bildet die Kühlwassertemperatur einen Parameter, der die Temperatur der Kraftmaschine 11 wiedergibt. Daher ist, je höher die Kühlwassertemperatur ist, die einer Innenwand des Zylinders anhaftende Kraftstoffmenge (Feuchtigkeitsmenge) und die zur Kompressionstaktverbrennung notwendige Kraftstoffeinspritzmenge umso kleiner. Daher ist das Kennfeld des oberen Schutzgrenzwerts der geteilten Einspritzung so gesetzt, dass der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung umso kleiner ist, je höher die Kühlwassertemperatur ist. Ferner kann der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung in Übereinstimmung mit anderen Parametern eingestellt werden, die in Zusammenhang mit der Temperatur der Kraftmaschine 11 stehen (beispielsweise Öltemperatur oder dergleichen).
Nach der Berechnung des oberen Schutzgrenzwerts der geteilten Einspritzung schreitet der Vorgang zu Schritt 106 vor und berechnet einen Sollrückwärtsdrehwinkel, der zum Rückwärtsdrehen des Kolbens des Expansionstaktzylinders auf die Nähe des oberen Todpunkts notwendig ist, auf Grundlage der in. dem permanenten Speicher der ECU 16 gespeicherten Kraftmaschinenstoppposition (Position des Anfangspunkt zum Starten der Kraftmaschine).
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 107 aus 5 vor und bestimmt, ob sich die Zeitgebung vor dem Starten der Kompressionstaktverbrennungssteuerung (Kompressionstaktmehrfachzündung und geteilte Kompressionstakteinspritzung) befindet. Wenn sich die Zeitgebung vor dem Starten der Kompressionstaktverbrennungssteuerung befindet, schreitet der Vorgang zu Schritt 108 vor und führt die Zündung (Mehrfachzündung) mit einem Zündintervall, das kürzer als ein Einspritzintervall der geteilten Kompressionstakteinspritzung durch Starten der Kompressionstaktmehrfachzündung aus. Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 109 vor und spritzt eine der Hälfte der Kraftstoffeinspritzmenge, Q1 entsprechende Menge als Anfangseinspritzung der geteilten Kompressionstakteinspritzung ein, um die geteilte Kompressionstakteinspritzung zu starten und schreitet danach zu Schritt 112 vor.
Während bei Schritt 107 bestimmt wird, dass sich die Zeitgebung nach dem Starten der Kompressionstaktverbrennungssteuerung befindet, schreitet der Vorgang zu Schritt 110 vor und bestimmt, ob die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Kompressionstakteinspritzung gleich oder größer als der bei Schritt 105 berechnete obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ist. Als ein Ergebnis schreitet der Vorgang zu Schritt 111 vor, wenn die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Kompressionstakteinspritzung gleich oder kleiner als der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ist, spritzt eine einem Zehntel der Kraftstoffeinspritzmenge Q1 entsprechende Menge als Einspritzung zu einem zweiten Zeitpunkt nach der geteilten Kompressionstakteinspritzung ein und schreitet danach zu Schritt 112 vor. Dadurch wird beim Starten der Kompressionstaktverbrennungssteuerung die der Hälfte der Kraftstoffeinspritzmenge Q1 entsprechende Menge als Anfangseinspritzung eingespritzt. Danach wird die geteilte Kompressionstakteinspritzung durch wiederholtes Einspritzen der einem Zehntel der Kraftstoffeinspritzmenge Q1 entsprechende Menge mit dem vorbestimmten Einspritzintervall (Intervall zum Ausführen des Programms) ausgeführt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Kompressionstaktzylinder wird allmählich auf die fette Seite geändert.
Durch Ausführen der Kompressionstaktmehrfachzündung parallel zu der geteilten Kompressionstakteinspritzung durch den Ablauf aus Schritten 107 bis 111, wird die Zündung sicher ausgeführt, ohne dass das Zeitintervall verpasst wird, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Kompressionstaktzylinder allmählich auf die fette Seite geändert wird und in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich fällt, und die Kompressionstaktverbrennung wird erzeugt. Durch Verbrennungsdruck der Kompressionstaktverbrennung wird die Kurbelwelle so angetrieben, dass sie sich rückwärts dreht.
Wenn ferner bei Schritt 110 bestimmt wird, dass die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Kompressionstakteinspritzung den oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung überschreitet, wird bestimmt, dass die Kompressionstaktverbrennung nicht erzeugt wird, selbst wenn die Kraftstoffmenge in dem Zylinder weiterhin erhöht wird (d. h., das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter gemacht wird), dann schreitet der Vorgang zu Schritt 117 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch eine Antriebskraft des Anlassers 42, indem Elektrizität zu dem Anlasser 42 zugeführt wird.
Wenn der Vorgang von dem Schritt 109 oder 111 zu Schritt 112 vorschreitet, wird bestimmt, ob die Kompressionstaktverbrennung erzeugt wird und die Kurbelwelle rückwärts gedreht wird, in Abhängigkeit davon, ob das Impulssignal durch den Kurbelwinkelsensor 33 erfasst wurde. Ferner wird, wenn die Kompressionstaktverbrennung erzeugt wird, der Druck oder Innenstrom im Inneren des Kompressionstaktzylinders geändert. Daher kann auf Grundlage eines Verhaltens des durch einen Innenzylinderdrucksensor erfassten Drucks oder des durch die Zündkerze oder dergleichen erfassten Innenstroms im Inneren des Zylinders bestimmt werden, ob die Verbrennungstaktverbrennung erzeugt wurde und die Kurbelwelle rückwärts gedreht wird.
Wenn bei Schritt 112 bestimmt wird, dass die Kurbelwelle nicht rückwärts gedreht wird (Kompressionstaktverbrennung wird nicht erzeugt), wird das Programm unverändert beendet, ohne die nachfolgenden Prozesse auszuführen. Danach schreitet der Ablauf zu einem Zeitpunkt, zu dem die Kompressionstaktverbrennung erzeugt wird und die Kurbelwelle rückwärts gedreht wird, von Schritt 112 zu 113 vor und die geteilte Kompressionstakteinspritzung und die mehrfache Kompressionstaktzündung werden beendet.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 114 vor und bestimmt auf Grundlage der Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 23, ob sich die Kurbelwelle vom Starten des Rückwärtsdrehens der Kurbelwelle um einen Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel rückwärts gedreht hat. Ferner kann bestimmt werden, ob sich die Kurbelwelle um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel rückwärts gedreht hat, indem überprüft wird, ob ein vorbestimmtes Zeitintervall, das zum Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel vom Starten des Rückwärtsdrehens der Kurbelwelle erforderlich ist, verstrichen ist.
Zu einem Zeitpunkt, zu dem an Schritt 114 bestimmt wurde, dass sich die Kurbelwelle um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel rückwärts dreht, wird bestimmt, dass Luft in dem Expansionstaktzylinder ausreichend komprimiert ist, dann schreitet der Vorgang zu Schritt 115 fort, führt den Expansionstaktverbrennungstakt aus und startet Mehrfachzündung für den Expansionstaktzylinder und bewirkt eine Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen der Kraftstoffeinspritzmenge Q2 auf einmal. Durch den Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung wird die Kurbelwelle so angetrieben, dass sie sich vorwärts dreht. Ferner kann die Kraftstoffeinspritzung zu dem Expansionstaktzylinder zu einer Zeitgebung ausgeführt werden, die ein wenig früher als die Zeitgebung ist.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 116 vor und bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 gedreht wird, sodass die Drehzahl auf die Startbestimmungsdrehzahl (beispielsweise 200 Upm) oder schneller innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne ab dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung erhöht wird. Wenn die Kraftmaschine 11 nicht gedreht wird, sodass die Drehzahl auf die Startbestimmungsdrehzahl oder schneller innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls erhöht wird, wird bestimmt, dass das Starten ohne Anlasser fehlgeschlagen ist. Nachdem die Mehrfachzündung des Expansionstaktzylinders beendet ist, schreitet der Vorgang zu Schritt 117 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers 42, indem Elektrizität zu dem Anlasser 42 geleitet wird.
Wenn zum selben Zeitpunkt die Kraftmaschine 11 gedreht wird, so dass sie die Drehzahl auf die Startbestimmungsdrehzahl oder schneller innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls erhöht ist, wird bestimmt, dass das Starten ohne Anlasser normal beendet wurde, die Mehrfachzündung des Expansionstaktzylinders wird beendet und danach wird das Programm beendet.
Gemäß dem vorstehend erklärten ersten Ausführungsbeispiel wird beim Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung eine geteilte Kompressionstakteinspritzung ausgeführt. Daher kann das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Inneren des Kompressionstaktzylinders auf die kraftstofffette Seite geändert werden, indem die Kraftstoffmenge im Inneren des Kompressionstaktzylinders allmählich erhöht wird. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Inneren des Kompressionstaktzylinders in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich fällt, kann eine normale Verbrennung durch Zünden von Kraftstoff erzeugt werden. Daher kann eine normale Kompressionstaktverbrennung erzeugt werden und die Startleistung kann gefördert werden, selbst wenn die das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis bildende Kraftstoffeinspritzmenge nicht genau berechnet werden kann. Ferner kann der Vorgang ausgeführt werden, indem lediglich das Kraftstoffeinspritzverfahren oder das Kraftstoffzündungsverfahren geändert wird. Daher ist es nicht notwendig, einen Auslassunterstützungsventilmechanismus, die Hochdruckluftzuführvorrichtung oder dergleichen neu hinzuzufügen und die Anforderung für geringe Kostenbildung kann ebenso erfüllt werden.
Ferner ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Kompressionstakteinspritzung durch den oberen Schutzgrenzwert für die geteilte Einspritzung beschränkt. Daher kann eine Kraftstoffeinspritzgesamtmenge, die geteilt in den Verbrennungstaktzylinder eingespritzt wird, beschränkt werden. Es kann verhindert werden, dass Kraftstoff durch Überschreiten der für die Kompressionstaktverbrennung notwendigen Kraftstoffeinspritzmenge übermäßig eingespritzt wird. Ferner kann die Menge des in dem Zylinder verbleibenden Kraftstoffs begrenzt werden und es kann verhindert werden, dass sich die Startleistung beim Starten des Anlassers und Emissionen verschlechtern, wenn die Kompressionstaktverbrennung nicht erzeugt werden kann und der Betrieb auf das normale Starten durch den Anlasser umgeschaltet wird.
Ferner wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur der Kraftmaschine 11 gesetzt. Daher kann ein genauer oberer Schutzgrenzwert für die geteilte Einspritzung in Übereinstimmung mit einer Änderung in der für die Kompressionstaktverbrennung in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur erforderlichen Kraftstoffeinspritzmenge gesetzt werden, wobei die Kühlwassertemperatur einen die Temperatur der Kraftmaschine 11 wiedergebenden Parameter bildet.
Ferner werden gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beim Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung die geteilte Kompressionstakteinspritzung und die mehrfache Kompressionstaktzündung parallel ausgeführt. Daher kann selbst dann, wenn ein Zeitintervall, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Inneren des Kompressionstaktzylinders durch die geteilte Kompressionstakteinspritzung in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnisbereich fällt, nicht vorausgesagt werden kann, Kraftstoff gezündet werden und die Verbrennung kann während einem Zeitintervall, indem der brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich gebildet wird, erzeugt werden. Ferner kann, während das Zerstäuben von Kraftstoff durch geteilte Einspritzung gefördert wird, der Kraftstoff durch Vorwärmen eines Zündabschnitts der Zündkerze und des Gemisches an der Umgebung durch die Mehrfachzündung gezündet werden und die Zündbarkeit kann weiter gefördert werden.
Ferner wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die mehrfache Kompressionstaktzündung bei dem Zündzeitintervall ausgeführt, das kürzer als das Einspritzintervall der geteilten Kompressionstakteinspritzung ist. Daher kann die Zündung zu jedem Zeitpunkt der geteilten Einspritzung einmal oder öfter ausgeführt werden und die Zündung kann sicher ausgeführt werden, ohne das Zeitintervall zu verpassen, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Inneren des Zylinders durch die geteilte Kompressionstakteinspritzung in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich fällt.
Ferner wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Mehrfachzündung zum Erzeugen der Expansionstaktverbrennung ausgeführt, nachdem die Kurbelwelle von dem Anfangspunkt des Drehens der Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennung in Rückwärtsrichtung um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel rückwärts gedreht wird (oder nach dem Verstreichen eines vorbestimmten Zeitintervalls, das zum Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel erforderlich ist). Daher kann, nachdem Luft im Inneren des Expansionstaktzylinders durch ausreichende Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle ausreichend komprimiert ist, die Expansionstaktverbrennung erzeugt werden, der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung kann ausreichend erhöht werden und das Drehmoment, das gleich oder größer als das zum Starten notwendige minimale Drehmoment ist, kann sicher erzeugt werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Gemäß dem in 6 und 7 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel werden bei einem System zum Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung, die geteilte Expansionstakteinspritzung und die mehrfache Expansionstaktzündung beim Erzeugen der Expansionstaktverbrennung ausgeführt, ohne dabei beim Starten der Kraftmaschine 11 die Kompressionstaktverbrennung auszuführen.
Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel das Programm gestartet wird, wird zunächst bei Schritt 201 bestimmt, ob die Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist und ob es eine Einforderung zum Starten der Kraftmaschine gibt. Wenn bei Schritten 202 und 203 bestimmt wird, dass die Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist (es gibt eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine), wird bestimmt, ob die Bedingung zum Ausführen des Startens ohne Anlasser erfüllt ist. Die Bedingung zum Ausführen des Startens ohne Anlasser ist dieselbe wie die Bedingung zum Ausführen des Startens ohne Anlasser in dem ersten Ausführungsbeispiel, das heißt, es wird bestimmt, ob <1> die Kraftmaschinenanhaltposition (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine) in einen vorbestimmten Kurbelwinkelbereich fällt und <2> die Kühlwassertemperatur gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur ist .
Ferner kann beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 die Stoppposition des Kolbens des Expansionstaktzylinders so zwangsgesteuert werden, dass sie in den vorbestimmten Kurbelwinkelbereich fällt. In diesem Fall kann auf die Bedingung <1> verzichtet werden.
Wenn bestimmt wird, dass die Bedingung zum Ausführen des Startens ohne Anlasser nicht erfüllt ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 214 aus 7 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers 42, indem Elektrizität zu dem Anlasser 42 geleitet wird.
Wenn unterdessen bei Schritten 202 und 203 bestimmt wird, dass die Bedingung zum Ausführen des Startens ohne Anlasser erfüllt ist, wird das Starten ohne Anlasser folgendermaßen ausgeführt. Zunächst schreitet der Vorgang zu Schritt 204 vor, berechnet das geschätzte Volumen V2 der Verbrennungskammer des Expansionstaktzylinders auf Grundlage der Stoppposition der Kraftmaschine (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine), die in dem permanenten SRAM-Speicher oder dergleichen in der ECU 16 gespeichert ist und berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge Q2, um das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis mit Bezug auf die Luftmenge des geschätzten Volumens V2 der Verbrennungskammer aufzustellen.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 205 vor und berechnet den oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung, der die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung begrenzt. Als der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung wird der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur berechnet, indem das Kennfeld des oberen Schutzgrenzwerts der geteilten Einspritzung, das den Parameter durch die Kühlwassertemperatur bildet, abgesucht wird. Ferner kann der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung in Übereinstimmung mit anderen Parametern (beispielsweise der Öltemperatur oder dergleichen), die mit der Temperatur der Kraftstoffmaschine 11 zusammenhängen, gesetzt werden.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 206 aus 7 vor und bestimmt, ob sich die Zeitgebung vor dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung (mehrfache Expansionstaktzündung und geteilte Expansionstakteinspritzung) befindet. Wenn sich die Zeitgebung vor dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung befindet, schreitet der Vorgang zu Schritt 207 vor und führt bei einem Zündintervall, das kürzer als ein Einspritzintervall der geteilten Expansionstakteinspritzung ist, die Einspritzung durch Starten der mehrfachen Expansionstakteinspritzung wiederholtermaßen aus. Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 208 vor, startet die geteilte Expansionstakteinspritzung durch Einspritzen der halben Menge der Kraftstoffeinspritzmenge Q2 als Anfangseinspritzung der geteilten Expansionstakteinspritzung und schreitet danach zu Schritt 211 vor.
Wenn bei Schritt 206 bestimmt wird, dass sich die Zeitgebung nach dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung befindet, schreitet der Vorgang zu Schritt 209 vor und bestimmt, ob die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung gleich oder kleiner als der bei Schritt 205 berechnete obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ist. Als ein Ergebnis schreitet der Vorgang zu Schritt 210 vor, wenn bestimmt wird, dass die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung gleich. oder kleiner als der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ist, spritzt eine einem Zehntel der Kraftstoffeinspritzmenge Q2 entsprechende Menge als eine Einspritzung zu dem zweiten und darauffolgenden Zeitpunkten und der geteilten Expansionstakteinspritzung ein und schreitet danach zu Schritt 211 vor. Dadurch wird nach dem Einspritzen der der Hälfte der Kraftstoffeinspritzmenge Q2 entsprechenden Menge als Anfangseinspritzung der geteilten Expansionstakteinspritzung beim Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung, die geteilte Expansionstakteinspritzung zum wiederholten Einspritzen von einer einem Zehntel der Kraftstoffeinspritzmenge der Q2 entsprechenden Menge bei einem vorbestimmten Einspritzintervall (Intervall zum Ausführen des Programms) ausgeführt, sodass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Expansionstaktzylinder allmählich auf die fette Seite geändert wird.
Indem die mehrfache Expansionstaktzündung durch die Prozesse der Schritte 206 bis 210 parallel zu der geteilten Expansionstakteinspritzung ausgeführt wird, wird die Expansionstaktverbrennung durch Zünden von Kraftstoff sicher ausgeführt, ohne dabei ein Zeitintervall zu verpassen, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Expansionstaktzylinder allmählich auf die fette Seite geändert wird und in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich fällt.
Ferner wird, wenn bei Schritt 209 bestimmt wird, dass die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung den oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung überschreitet, bestimmt, dass die Expansionstaktverbrennung nicht erzeugt wird, selbst wenn eine Kraftstoffmenge in dem Zylinder weiterhin erhöht wird (das heißt, selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter gemacht wird) und der Ablauf schreitet zu Schritt 214 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers 42, indem Elektrizität zu dem Anlasser 42 geleitet wird.
Wenn der Ablauf von Schritt 208 oder Schritt 210 zu Schritt 211 vorschreitet, wird bestimmt, ob die Expansionstaktverbrennung erzeugt wurde und die Kurbelwelle gedreht wurde, indem ermittelt wird, ob das Impulssignal von dem Kurbelwinkelsensor 33 erfasst wurde. Ferner kann durch den durch den inneren Zylinderdrucksensor oder dergleichen erfassten Druck in dem Zylinder oder durch das Verhalten von durch die Zündkerze oder dergleichen erfassten Innenstrom bestimmt werden, ob die Expansionstaktverbrennung erzeugt wurde und die Kurbelwelle gedreht wurde.
Wenn bei Schritt 211 bestimmt wird dass die Kurbelwelle nicht gedreht wurde (Expansionstaktverbrennung wurde nicht erzeugt), wird das Programm beendet wie es ist, ohne die nachfolgenden Prozesse auszuführen. Dann schreitet zu einem Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass die Expansionstaktverbrennung erzeugt wurde und die Kurbelwelle gedreht wurde, der Ablauf von Schritt 211 zu Schritt 212 vor und beendet die geteilte Expansionstakteinspritzung und die mehrfache Expansionstaktzündung.
Daher schreitet der Vorgang zu Schritt 213 vor und bestimmt, ob die Kraftmaschine 1 so gedreht wird, dass die Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls ab dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung oder schneller auf die Bestimmungsstartdrehzahl (beispielsweise 200 upm) erhöht wurde. Wenn die Kraftmaschine 1 nicht so gedreht wird, dass die Drehzahl innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls oder schneller auf die Bestimmungsstartdrehzahl erhöht wurde, wird bestimmt, dass das Starten ohne Anlasser fehlgeschlagen ist und der Ablauf schreitet zu Schritt 214 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers 42, indem Elektrizität zu dem Anlasser 42 geleitet wird.
Wenn die Kraftmaschine 11 so gedreht wird, dass die Drehzahl in dem vorbestimmten Zeitintervall oder schneller auf die Bestimmungsstartdrehzahl zu dem Zeitpunkt erhöht wurde, wird bestimmt, dass das Starten ohne Anlasser normal beendet ist und das Programm wird beendet wie es ist.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden beim Erzeugen der Expansionstaktverbrennung die geteilte Expansionstakteinspritzung und die mehrfache Expansionstaktzündung ausgeführt. Daher wird eine ähnliche Wirkung wie eine Wirkung der geteilten Einspritzung und der mehrfachen Zündung des ersten Ausführungsbeispiels, das die geteilte Einspritzung und die mehrfache Zündung mit Bezug auf die Kompressionstaktverbrennung ausführt, erreicht.
Ferner können bei dem System zum Erzeugen der Expansionstaktverbrennung nach dem Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung beim Starten der Kraftmaschine 1 die geteilte Expansionstakteinspritzung und die mehrfache Expansionstaktzündung ausgeführt werden, wenn die Expansionstaktverbrennung erzeugt wird.
Ferner ist es nicht notwendiger Weise erforderlich die geteilte Einspritzung auszuführen, wenn die Kompressionstaktverbrennung oder die Expansionstaktverbrennung erzeugt werden, sondern es kann eine Kombination aus ungeteilter Einspritzung und mehrfacher Zündung von Kraftstoff ausgeführt werden. Selbst wenn Kraftstoff ungeteilt auf einmal eingespritzt wird, ist es notwendig, den Kraftstoff zu zünden, wenn der in den Zylinder eingespritzte Kraftstoff zerstäubt wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Bereich fällt. Daher kann, wenn mehrfache Zündung ausgeführt wird, normale Verbrennung durch Zünden von Kraftstoff in dem den brennbaren Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Bereich bildenden Zeitintervall erzeugt werden, ohne ein Zeitintervall zum Zerstäuben von Kraftstoff zu betrachten. Ferner kann die Zündbarkeit weiter gefördert werden, indem das Zerstäubens von Kraftstoff durch die geteilte Einspritzung gefördert wird und das Vorwärmen von Kraftstoff durch die Mehrfachzündung gefördert wird.
Ferner kann, obwohl gemäß dem jeweiligen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung zum Begrenzen der aufsummierten Einspritzmenge der geteilten Kompressionstakteinspritzung oder der geteilten Expansionstakteinspritzung in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur oder dergleichen gesetzt wird, der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ein vorbestimmter Sollwert sein, um den Betriebsablauf zu vereinfachen.
Ferner kann die Anzahl von Einspritzungen der geteilten Kompressionstakteinspritzung oder der geteilten Expansionstakteinspritzung auf einen oberen Schutzgrenzwert begrenzt sein.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird beim automatischen Starten der Kraftmaschine 11 nach dem Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung zum Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle die Expansionstaktverbrennung erzeugt, um die Kurbelwelle in der regulären oder in der Vorwärtsrichtung zu drehen. Gemäß dem in 8 und 9 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel wird beim automatischen Starten der Kraftmaschine 11 die Expansionstaktverbrennung erzeugt, um die Kurbelwelle vorwärts zu drehen, nachdem die Kurbelwelle durch Rückwärtsdrehen eines Motors 42a des Anlassers 42 rückwärtsgedreht wird.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird durch Umschalten eines durch die ECU 16 zu dem Anlasser 42 ausgegebenen Drehrichtungsteuersignals zwischen der Vorwärtsdrehrichtung und der Rückwärtsdrehrichtung, beispielsweise ein Umschalter zum Umschalten einer Leitungsrichtung von Elektrizität zu dem Anlassermotor 42a, zwischen der Vorwärtsdrehrichtung und der Rückwärtsdrehrichtung umgeschalten. Ferner wird in einem Zustand, in dem das Drehrichtungssteuersignal auf die Vorwärtsdrehseite umgeschalten wird, der Anlassermotor 42a vorwärts gedreht, wenn das Anlasserantriebssignal ausgegeben wird, um die Elektrizität zu dem Anlasser 42 zu leiten. Indessen wird in einem Zustand, in dem das Drehrichtungssteuersignal auf die Rückwärtsdrehseite umgeschalten ist, der Anlassermotor 42a rückwärts gedreht, wenn das Anlasserantriebssignal ausgegeben wird, um Elektrizität zu dem Anlasser 42 zu leiten.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel führt die ECU 16 ein in 9 gezeigtes Steuerprogramm zum automatischen Starten aus. Wenn das Programm gestartet wird, wird zunächst bei Schritt 301 bestimmt, ob die Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist und ob es eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine gibt. Wenn bei Schritten 302 und 303 bestimmt wird, dass die Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist (es gibt eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine), wird bestimmt, ob eine Ausführbedingung zum teilweisen Starten mit Anlasser erfüllt ist. Die Ausführbedingung zum teilweisen Starten mit Anlasser ist dieselbe wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel erklärte Ausführungsbedingung zum Starten ohne Anlasser. Das heißt, <1> die Stoppposition der Kraftmaschine (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine) fällt in den geeigneten vorbestimmten Kurbelwinkelbereich und <2> die Kühlwassertemperatur ist gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur. Ferner kann beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 auf die Bedingung <1> durch Zwangssteuerung der Stoppposition des Kolbens des Expansionstaktzylinders so, dass er in den vorbestimmten Kurbelwinkelbereich fällt, verzichtet werden.
Wenn bestimmt wird, dass die Ausführbedingung zum teilweisen Starten mit Anlasser nicht erfüllt ist, schreitet der Vorgang zu Schritt 310 vor, gibt das Anlasserantriebssignal zum Leiten. von Elektrizität zu dem Anlasser 42 in dem Zustand, in dem das Drehrichtungssteuersignal auf die Seite der Vorwärtsdrehrichtung geschaltet ist, aus, um dadurch den Anlassermotor 42a vorwärts zu drehen. Daher wird die Kraftmaschine 11 durch Antreiben der Kurbelwelle so, dass sie sich vorwärts dreht (Ankurbeln), durch die Antriebskraft des Anlassers 42 gestartet. Wenn allerdings in den vorgenannten Schritten 302 und 303 bestimmt wird, dass die Ausführbedingung zum teilweisen Starten mit Anlasser erfüllt ist, wird das teilweise Starten mit Anlasser folgendermaßen ausgeführt. Zunächst schreitet der Vorgang zu Schritt 304 vor, berechnet das geschätzte Volumen V2 der Verbrennungskammer des Expansionstaktzylinders auf Grundlage der Stoppposition der Kraftmaschine (Anfangsposition zum Starten der Kraftmaschine), die in dem permanenten SRAM-Speicher oder dergleichen in der ECU 16 gespeichert ist, und berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge Q2, um das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ zu der Luftmenge des geschätzten Volumens V2 der Verbrennungskammer aufzustellen.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 305 vor und berechnet einen Sollrückwärtsdrehkurbelwellenwinkel, der zum Rückwärtsdrehen des Kolbens des Expansionstaktzylinders in die Nähe des oberen Todpunkts auf Grundlage der vorliegenden Stoppposition des Kurbelwinkels notwendig ist.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 306 vor, gibt das Anlasserantriebssignal zum Leiten von Elektrizität zu dem Anlasser 42 in dem Zustand aus, in dem das Drehrichtungssteuersignal auf die Rückwärtsdrehrichtungsseite geschalten ist, um den Anlassermotor 42a rückwärts zu drehen. Dadurch wird die Kurbelwelle so angetrieben, dass sie durch die Antriebskraft des Anlassers 42 in Rückwärtsrichtung gedreht wird.
Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 307 vor und bestimmt, ob die Kurbelwelle um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel ab dem Starten der Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle rückwärts gedreht wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kurbelwelle um den Sollrückwärtsdrehkurbelwinkel bei Schritt 307 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, wird bestimmt, dass Luft in dem Expansionstaktzylinder ausreichend komprimiert ist. Dann schreitet der Ablauf zu Schritt 308 vor, führt die Expansionstaktverbrennungssteuerung aus und startet die Mehrfachzündung in dem Expansionstaktzylinder, so dass die Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen der Kraftstoffeinspritzmenge Q2 auf einmal erzeugt wird. Der Verbrennungsdruck des Expansionstaktzylinders treibt die Kurbelwelle so an, dass sie sich vorwärts dreht. Ferner kann die Kraftstoffeinspritzung zu dem Expansionstaktzylinder bei einer Zeitgebung ausgeführt wird, die ein wenig früher als der Zeitpunkt liegt.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 309 vor, und bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 so gedreht wird, dass die Drehzahl auf die Startbestimmungsdrehzahl (beispielsweise 200 upm) oder schneller innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls ab dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung erhöht wird. Wenn die Kraftmaschine 11 nicht so gedreht wird, dass die Drehzahl auf die Startbestimmungsdrehzahl oder schneller innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls erhöhen wird, wird bestimmt, dass das teilweise Starten ohne Anlasser fehlgeschlagen ist, die Mehrfachzündung für den Expansionstaktzylinder wird beendet, der Ablauf schreitet zu Schritt 310 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlasser 42, indem die Kurbelwelle vorwärts gedreht wird (Ankurbeln).
Wenn die Kraftmaschine 11 so gedreht wird, dass die Drehzahl innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls oder schneller auf die Startbedingungsdrehzahl ansteigt, wird zu dem Zeitpunkt bestimmt, dass das teilweise Starten ohne Anlasser normal beendet wurde, die Mehrfachzündung für den Expansionstaktzylinder wird beendet und danach wird das Programm beendet .
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung durch Erzeugen der Expansionstaktverbrennung nach dem Komprimieren von Luft in dem Expansionstaktzylinder durch umgekehrtes Antreiben der Kurbelwelle so dass sie sich rückwärts dreht, indem der Anlassermotors 42a rückwärts gedreht wird, erhöht werden und daher kann ein Drehmoment, das gleich oder größer als das zum Starten notwendige Drehmoment ist, durch die Expansionstaktverbrennung stabil erzeugt werden.
Ferner wird gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Kurbelwelle lediglich um einen geringen Kurbelwinkelbetrag (Kurbelwinkel kleiner als 180°CA) durch den Anlassermotor 42a rückwärts gedreht. Daher kann im Vergleich mit dem Fall, in dem die Kraftmaschine vollständig durch den Anlasser 42 gestartet wird, eine auf den Anlasser 42 oder auf die Batterie aufgebrachte Last beträchtlich vermindert werden.
Ferner kann, obwohl gemäß dem ersten bis dritten entsprechenden Ausführungsbeispiel die Erfindung auf ein System zum Starten der Kraftmaschine 11 durch Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung oder der Expansionstaktverbrennung beim automatischen Starten der Kraftmaschine 11 angewendet wird, die Erfindung auch auf ein System zum Starten der Kraftmaschine 11 durch Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung oder der Expansionstaktverbrennung verwendet werden, wenn die Kraftmaschine 11 durch Betätigung eines Zündschalters manuell gestartet wird.
Obwohl. gemäß den entsprechenden ersten bis dritten Ausführungsbeispielen die Kurbelwelle lediglich durch den Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung angetrieben wird, so dass sie sich beim Starten vorwärts dreht (Ankurbeln), kann beim Starten auch gleichzeitig eine Anlasservorrichtung des Anlassers oder dergleichen betätigt werden und die Kurbelkraft der Anlasservorrichtung kann durch den Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung unterstützt werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Das Kraftmaschinensteuersystem in dem vierten Ausführungsbeispiel ist auf dieselbe Art und Weise wie das erste Ausführungsbeispiel (1) aufgebaut, wie in 11 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zum Zeitpunkt des automatischen Kraftmaschinenstartvorgangs ohne Anlasser die Zeitgebung zum Öffnen und Schließen eines Ansaugventils und eines Auslassventils gesteuert.
Insbesondere ist, wie in 12 gezeigt ist, die Ansaugöffnung 23 jedes Zylinders der Kraftmaschine 11 mit einem Ansaugventil 43 einer elektromagnetisch angetriebenen Bauweise versehen und die Auslassöffnung 35 jedes Zylinders ist mit einem Auslassventil 44 einer elektromagnetisch angetriebenen Bauweise versehen. Das Ansaugventil 43 und das Auslassventil 44 werden durch elektromagnetische Stellglieder 45 bzw. 46 (variable Ventilmechanismen) angetrieben.
Die ECU 16 steuert Ventilzeitgebungen (Öffnungs- und Verschlusszeitgebungen) des Ansaugventils 43 und des Auslassventils 44 durch Steuern der elektromagnetischen Stellglieder 45 und 46 in Übereinstimmung mit einem Kraftmaschinenbetriebszustand, indem beim Betreiben der Kraftmaschine ein in einem ROM gespeichertes Programm zum variablen Steuern von Ventilen ausgeführt wird. Wie in 10 gezeigt ist, wird beim normalen Betrieb der Kraftmaschine eine Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 auf eine voreilende Seite des oberen Auslasstodpunkts gesetzt, das heißt, bevor der Kolben den oberen Todpunkt erreicht, um das Fahrverhalten, Abgasemissionen und Kraftstoffkosten zu verbessern.
Ferner stoppt die ECU 16 die Kraftmaschine 11 automatisch, wenn die vorbestimmte Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und die Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine bewirkt ist (wenn ein Fahrer ein Kraftfahrzeug anhält) in dem die Kraftmaschine 11 durch Ausführen eines in 14 gezeigten, in der ROM gespeicherten Steuerprogramms zum automatischen Stoppen betrieben wird. Bei dieser Gelegenheit führt die ECU 16 beim Stoppen eine Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung als eine Abgasrückstromverhinderungssteuerung aus, um eine Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 bis zu dem oberen Auslasstodpunkt (oder bis auf die nacheilende Seite eines oberen Auslasstodpunkts) zu verzögern, um dadurch einen Rückfluss des Abgases in den Zylinder zu verringern oder zu verhindern.
Ferner startet die ECU 16 die Kraftmaschine 11 automatisch, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist und eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine, wenn die Kraftmaschine 11 automatisch gestoppt wurde (wenn ein Fahrer ein Kraftfahrzeug startet), indem ein in 15 und 16 gezeigtes in der ROM gespeichertes Steuerprogramm zum automatischen Starten ausgeführt wird. Bei dieser Bedingung führt die ECU 16, wie in 13 gezeigt ist, ein Starten ohne Anlasser zum Starten der Kraftmaschine 11 ohne Verwendung eines Anlassers (nicht gezeigt) aus, indem eine Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder in dem Expansionstakt (Expansionstaktzylinder) erzeugt wird, um zu zünden, bevor die Kraftmaschine gestartet ist (beim Stoppen der Kraftmaschine) und indem die Kurbelwelle so angetrieben wird, dass sie sich durch den Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung dreht (Ankurbeln).
Ferner führt die ECU 16 die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Starten aus, um die Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 auf den oberen Auslasstodpunkt (oder auf eine nacheilende Seite des oberen Auslasstodpunkts) zu verzögern, bis der die Expansionstaktverbrennung erzeugende Zylinder den oberen Auslasstodpunkt überschreitet und führt eine Auslassventilzeitgebungsvorrücksteuerung beim Starten aus, um eine Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 auf eine normale Position (voreilende Seite des oberen Auslasstodpunkts) vorzurücken, nachdem der die Expansionstaktverbrennung erzeugende Zylinder den oberen Auslasstodpunkt überschreitet.
Das in. 14 gezeigte Steuerprogramm zum automatischen Stoppen wird wiederholtermaßen bei vorbestimmten Intervallen beim Betreiben der Kraftmaschine 11 ausgeführt. Wenn das Programm gestartet wird, wird bei Schritt 401 bestimmt, ob eine Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und ob eine Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine bewirkt ist. Wenn bestimmt wurde, dass die Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist (es gibt eine Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine), schreitet der Vorgang zu Schritt 402 vor und führt Prozesse zum automatischen Stoppen aus. Bei den Prozessen zum automatischen Stoppen wird die Kraftmaschine 11 durch Unterbrechen des Kraftstoffs und der Zündung automatisch angehalten.
Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 403 vor und bestimmt, ob die Kraftmaschinendrehzahl niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl wird, die niedriger als die Leerlaufdrehzahl ist (beispielsweise 500 upm). Wenn die Kraftmaschinendrehzahl niedriger als die vorbestimmte Drehzahl ist, wird bestimmt, dass sich die Kraftmaschine 11 unmittelbar vor dem Stoppen befindet. Der Vorgang schreitet zu Schritt 404 vor und führt die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Stoppen aus. Bei der Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Stoppen wird die Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 bis zu dem oberen Auslasstodpunkt oder bis zu einer nacheilenden Seite des oberen Auslasstodpunkts verzögert. Daher wird, selbst wenn ein sich an dem Expansionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine befindender Zylinder auf die Nähe des oberen Auslasstodpunkts gedreht wird, das Auslassventil 44 des Zylinders nicht geöffnet. Daher kann sicher verhindert werden, dass Abgas in den Zylinder zurückströmt. Der Prozess bei Schritt 104 dient als eine Abgasrückflussverhinderungssteuereinrichtung gemäß dem Umfang der Ansprüche.
Das in 15 und 16 gezeigte Steuerprogramm zum automatischen Starten ist gleich wie jenes des ersten Ausführungsbeispiels (4) und dergleichen und wird bei vorbestimmten Intervallen wiederholtermaßen beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 ausgeführt.
Wenn bei Schritt 501 bestimmt wird, dass die Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist (es gibt eine Anforderung zum Starten der Kraftmaschine), wird bei Schritten 502 und 503 bestimmt, ob die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser erfüllt ist. Dabei ist die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser erfüllt, wenn beide nachfolgenden Bedingungen <1> und <2> erfüllt sind.
<1> Die Stoppposition des Expansionstaktzylinders fällt in den geeigneten vorbestimmten Kurbelwinkelbereich (beispielsweise ein Kurbelwinkelbereich von 60°CA hinter dem oberen Kompressionstodpunkt bis 150°CA), in dem es möglich ist, einen Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung sicherzustellen (Schritt 502).
<2> Die Kühlwassertemperatur ist gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise gleich oder höher als 70°C), das heißt, die Kraftmaschine ist in den aufgewärmten Zustand gebracht, in dem die Kraftmaschine 11 einen geringen Kurbelwiderstand hat (Schritt 503).
Wenn beide Bedingungen <1> und <2> erfüllt sind, ist die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser erfüllt. Wenn jedoch eine der beiden Bedingungen <1> oder <2> nicht erfüllt ist, ist die Bedingung zum Ausführen des Startens ohne Anlasser nicht erfüllt. Ferner kann beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 die Stoppposition des Expansionstaktzylinders zwangsgesteuert werden, so dass sie in den geeigneten Kurbelwinkelbereich fällt. In diesem Fall kann auf die Bedingung <1> verzichtet werden.
Wenn bestimmt wird, dass die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser nicht erfüllt ist, schreitet der Ablauf zu Schritt 517 aus 16 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch Ankurbeln der Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers, indem Elektrizität zu dem Anlasser geleitet wird. Wenn bei Schritten 502 und 503 bestimmt wird, dass die Ausführbedingung zum Starten ohne Anlasser erfüllt ist, wird das Starten ohne Anlasser folgendermaßen ausgeführt. Zunächst schreitet der Vorgang zu Schritt 504 vor und berechnet die Kraftstoffeinspritzmenge Q zum Einspritzen in den Expansionstaktzylinder. In diesem Fall wird als Verfahren zum Berechnen der Kraftstoffeinspritzmenge Q die Kraftstoffeinspritzmenge Q durch Berechnen eines geschätzten Volumens V der Verbrennungskammer des Expansionstaktzylinders auf Grundlage der gegenwärtigen Stoppposition des Kurbelwinkels (beispielsweise der aus dem von dem Kurbelwinkelsensor 33 beim Stoppen der Kraftmaschine ausgegebenen Impulssignal berechneten Stoppposition des Kurbelwinkels) berechnet, um das brennbare Luft-Kraftstoff-Verhältnis relativ zu der Luftmenge des geschätzten Volumens der Verbrennungskammer bereitzustellen.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 505 vor und berechnet einen oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung zum Begrenzen der aufsummierten Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung. Als der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung wird ein oberer Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung in Übereinstimmung mit einer Kühlwassertemperatur berechnet, indem ein Datenkennfeld des oberen Schutzgrenzwerts der geteilten Einspritzung, das einen Parameter durch die Kühlwassertemperatur aufstellt, abgesucht wird. Ferner kann der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung in Übereinstimmung mit anderen den aufgewärmten Zustand der Kraftmaschine 11 wiedergebenden Parametern gesetzt werden (beispielsweise Kraftmaschinentemperatur, Öltemperatur oder dergleichen). Ferner kann zum Vereinfachen des Vorgangsablaufs der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ein im Vorfeld gesetzter Sollwert sein.
Nach dem Berechnen des oberen Schutzgrenzwerts der geteilten Einspritzung schreitet der Vorgang zu Schritt 506 vor und führt beim Starten die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung durch. Gemäß der Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Starten wird die Öffnungszeitgebung des Auslassventils 44 auf den oberen Auslasstodpunkt (oder auf eine nacheilende Seite des oberen Auslasstodpunkts) verzögert. Dadurch wird, selbst wenn der Zylinder in dem Expansionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine in die Nähe des oberen Auslasstodpunkts gedreht ist, das Auslassventil 44 nicht geöffnet. Daher kann sicher verhindert werden, dass Abgas zurück in den Zylinder strömt.
Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 507 aus 16 vor und bestimmt, ob sich die Zeitgebung vor dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung (mehrfache Expansionstaktzündung und geteilte Expansionstakteinspritzung) befindet. Wenn die Zeitgebung vor dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung liegt, schreitet der Ablauf zu Schritt 508 vor und führt durch Startern der mehrfachen Expansionstaktzündung wiederholtermaßen eine Zündung bei einem Zündintervall aus, das kürzer als ein Einspritzintervall der geteilten Expansionstakteinspritzung ist. Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 509 vor, startet die geteilte Expansionstakteinspritzung durch Einspritzen einer der Hälfte der Kraftstoffeinspritzmenge Q entsprechenden Menge als Anfangseinspritzung der geteilten Expansionstakteinspritzung und schreitet dann zu Schritt 512 vor.
Wenn bei Schritt 507 bestimmt wird, dass die Zeitgebung nach dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung liegt, schreitet der Vorgang zu Schritt 510 vor und bestimmt, ob die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung gleich oder kleiner als der bei Schritt 505 berechnete obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ist. Als ein Ergebnis schreitet der Vorgang zu Schritt 511 vor, wenn bestimmt wurde, dass die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung gleich oder kleiner als der obere Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung ist, spritzt eine einem Zehntel der Kraftstoffeinspritzmenge Q entsprechenden Menge als Einspritzung zum zweiten und darauffolgenden Zeitpunkten zur geteilten Expansionstakteinspritzung ein und schreitet dann zu Schritt 512 vor.
Dadurch wird beim Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung durch Ausführen der geteilten Expansionstakteinspritzung durch Einspritzen der der Hälfte der Kraftstoffeinspritzmenge Q entsprechenden Menge als die Anfangseinspritzung und danach durch wiederholtes Einspritzen von der einem Zehntel der Kraftstoffeinspritzmenge Q entsprechenden Menge bei einem vorbestimmten Einspritzintervall (Intervall zum Ausführen des Programms), das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Expansionstaktzylinder allmählich in die fette Richtung geändert.
Durch Ausführen der mehrfachen Expansionstaktzündung parallel zu der geteilten Expansionstakteinspritzung durch die Prozesse aus Schritten 507 bis 511, wird die Expansionstaktverbrennung erzeugt, wobei der Kraftstoff sicher gezündet wird, ohne ein Zeitintervall zu verpassen, bei dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in dem Zylinder allmählich in die fette Richtung geändert wird und in den brennbaren Luft-Kraftstoff-Verhältnisbereich fällt.
Ferner wird, wenn in Schritt 510 bestimmt wurde, dass die aufsummierte Einspritzmenge der geteilten Expansionstakteinspritzung den oberen Schutzgrenzwert der geteilten Einspritzung überschreitet, bestimmt, dass die Expansionstaktverbrennung nicht erzeugt wurde, selbst wenn eine Kraftstoffmenge in dem Zylinder weiter erhöht wurde (das heißt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter gemacht wird), und der Ablauf schreitet zu Schritt 517 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers, indem Elektrizität zu dem Anlasser geleitet wird.
Wenn der Vorgang von Schritt 509 oder 511 zu Schritt 512 fortschreitet, wird bestimmt, ob die Expansionstaktverbrennung erzeugt wurde und die Kurbelwelle gedreht wurde, indem entschieden wird, ob das Impulssignal durch den Kurbelwinkelsensor 33 erfasst wurde. Ferner kann auf Grundlage des durch einen Innenzylinderdrucksensor oder dergleichen erfassten Drucks in dem Zylinder oder einen über die Zündkerze 42 erfassten Innenstrom ermittelt werden, ob die Expansionstaktverbrennung erzeugt wurde und die Kurbelwelle gedreht wurde.
Wenn bei Schritt 512 bestimmt wird, dass die Kurbelwelle nicht gedreht wurde (Expansionstaktverbrennung wird nicht erzeugt), das Programm beendet, ohne die nachfolgenden Prozesse auszuführen. Danach schreitet der Vorgang zu einem Zeitpunkt, zu dem die Expansionstaktverbrennung erzeugt wird und die Kurbelwelle gedreht wird, von Schritt 512 zu Schritt 513 vor und die geteilte Expansionstakteinspritzung und die mehrfache Expansionstaktzündung werden beendet.
Danach schreitet der Vorgang zu Schritt 514 vor und bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 so gedreht wird, dass die Drehzahl innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls ab dem Starten der Expansionstaktverbrennungssteuerung oder schneller auf die Startbestimmungsdrehzahl (beispielsweise 100 upm) erhöht wird. Wenn die Kraftmaschine 11 nicht so gedreht wird, dass die Drehzahl innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls oder schneller auf die Startbestimmungsdrehzahl erhöht wird, wird bestimmt, dass das Starten ohne Anlasser fehlgeschlagen ist, der Ablauf schreitet zu Schritt 517 vor und startet die Kraftmaschine 11 durch die Antriebskraft des Anlassers, indem Elektrizität zu dem Anlasser geleitet wird.
Wenn die Kraftmaschine 11 so gedreht wird, dass die Drehzahl innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls auf die Startbestimmungsdrehzahl oder schneller erhöht wird, wird bestimmt, dass das Starten ohne Anlasser normal beendet wurde und der Vorgang schreitet zu Schritt 515 vor und bestimmt, ob der Expansionstaktverbrennungszylinder (Zylinder zum Erzeugen der Expansionstaktverbrennung) den unteren Auslasstodpunkt überschreitet. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben in dem Expansionstaktverbrennungszylinder bei Schritt 515 den unteren Auslasstodpunkt überschreitet, schreitet der Ablauf auf Schritt 516 vor und führt die Auslassventilzeitgebungsvorrücksteuerung durch. Gemäß der Auslassventilzeitgebungsvorrücksteuerung wird die Öffnungszeitgebung des Auslassventils 44 auf eine normale Position vorgerückt (voreilende Seite des oberen Auslasstodpunkts). Dadurch wird der Ventilöffnungsüberlappungsbetrag des Auslassventils 44 und des Ansaugventils 43 verringert, um dadurch zu verhindern, dass eine verbleibende Abgasmenge (innere Abgasrückführmenge) in Zylindern des Expansionstaktverbrennungszylinders und danach ansteigt.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 die Öffnungszeitgebung des Auslassventils 44 durch Ausführen der Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 auf den oberen Auslasstodpunkt verzögert (oder auf eine nacheilende Seite des oberen Auslasstodpunkts). Daher wird, selbst wenn ein Zylinder an dem Expansionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine nach dem Drehen auf eine Nähe des unteren Auslasstodpunkts gestoppt wird, das Auslassventil 44 nicht geöffnet und es kann sicher verhindert werden, dass Abgas in den Zylinder strömt. Dadurch kann in dem Zylinder nach dem automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 verbleibendes Abgas verringert werden. Daher kann ein Verbrennungszustand der Expansionstaktverbrennung beim Starten ohne Anlasser zu einem darauffolgenden Zeitpunkt gefördert werden und die Anlassleistung der Kraftmaschine 11 kann durch Erhöhen der Kurbelkraft durch Expansionstaktverbrennung gefördert werden.
Ferner ist es bei der Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Stoppen nicht notwendigerweise erforderlich, eine Verzögerungsposition der Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 an dem unteren Auslasstodpunkt oder danach anzuordnen und die Position kann an einer nacheilenden Seite der normalen Position sogar vor dem unteren Auslasstodpunkt angeordnet sein. Auch in diesem Fall, in dem der Zylinder beim Expansionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine auf die Umgebung des unteren Auslasstodpunkts gedreht wird und danach in rückwärts gedreht wird und angehalten wird, kann eine Zeitspanne zum zeitweisen Öffnen des Auslassventils kürzer als die aus dem Stand der Technik bekannte Zeitspanne oder auf Null eingestellt werden und daher kann das in den Zylinder zurückströmende Abgas verringert oder gehemmt werden.
Ferner wird die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Stoppen ausgeführt, wenn die Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und die Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine bewirkt ist und die Kraftmaschinendrehzahl durch die Steuerung zum automatischen Stoppen auf Grundlage der Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine niedriger als die vorbestimmte Drehzahl wird. Dadurch kann die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Stoppen sicher bei einer optimalen Zeitgebung unmittelbar vor dem vollständigen Stoppen der Brennkraftmaschine durch die Steuerung zum automatischen Stoppen ausgeführt werden.
Ferner wird, wenn die Kraftmaschine 11 durch Erzeugen von Expansionstaktverbrennung in dem Zylinder in dem Expansionstakt gestartet wird, die Öffnungszeitgebung des Auslassventils durch Ausführen der Auslassventilzeitgebungssteuerung beim Starten auf den unterem Auslasstodpunkt (oder auf eine nacheilende Seite des unteren Auslasstodpunkts) verzögert, bis der die Expansionstaktverbrennung erzeugende Zylinder den unteren Auslasstodpunkt überschreitet. Daher kann der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung beibehalten werden, bis der Expansionstakt beendet ist. Dadurch kann der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung wirkungsvoll angewendet werden, bis der Expansionstakt vollendet ist, und ein Drehmoment, das gleich oder größer als das zum Starten notwendige Drehmoment ist, kann sicher erzeugt werden und die Startleistung der Kraftmaschine 1 durch die Expansionstaktverbrennung kann weiter gefördert werden.
Ferner ist es bei der Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Starten nicht notwendiger Weise erforderlich, eine Verzögerungsposition der Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils 44 an dem unteren Auslasstodpunkt oder danach anzuordnen und die Position kann an der nacheilenden Seite der normalen Position oder sogar vor dem unteren Auslasstodpunkt angeordnet sein. Auch in diesem Fall kann eine Zeitgebung, bei der der Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung durch Öffnen des Auslassventils 44 in dem Expansionstakt schnell verringert wird, verzögert werden und ein Zeitintervall, das es möglich macht, den Verbrennungsdruck der Expansionstaktverbrennung als Kurbelkraft zu verwenden, kann um diesen Betrag verlängert werden und eine Startleistung kann stärker als in dem Stand der Technik gefördert werden.
Wenn der Ventilüberlappungsbetrag des Auslassventils 44 und des Ansaugventils 43 (ein Zeitintervall, in dem die beiden Ventile 43 und 44 gleichzeitig in einen geöffneten Zustand gebracht werden) durch die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Starten erhöht. wird, besteht beim Starten der Kraftmaschine 11 an dem Zylinder, der die Expansionstaktverbrennung erzeugt, oder danach eine Gefahr, dass die innere Abgasrückführungsmenge durch Rückfluss von Abgas erhöht wird, wodurch der Verbrennungszustand verschlechtert wird, wodurch wiederum die Startleistung oder Abgasemission verschlechtert wird oder die Abgasemission verschlechtert wird.
Diesbezüglich wird gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Auslassventilzeitgebungsvorrücksteuerung beim Starten ausgeführt und die Öffnungszeitgebung des Auslassventils 44 wird auf die normale Position vorgerückt, unmittelbar nachdem der die Expansionstaktverbrennung erzeugende Zylinder den unteren Auslasstodpunkt überschreitet. Daher kann, unmittelbar nachdem der die Expansionstaktverbrennung erzeugende Zylinder den unteren Auslasstodpunkt überschreitet, der Ventilüberlappungsbetrag des Auslassventils 44 und des Ansaugventils 43, an den Zylindern der die Expansionstaktverbrennung erzeugenden Zylindern, schnell verringert werden. Danach kann verhindert werden, dass sich der Verbrennungszustand verschlechtert, indem verhindert wird, dass die interne Abgasrückführungsmenge ansteigt und die Abgasemission kann verbessert werden.
Ferner kann bei dem automatischen Start- und Stoppsystem zum Starten der Kraftmaschine unter Verwendung von Mitteln, die sich von der Expansionstaktverbrennung unterscheiden (beispielsweise Anlassvorrichtung des Anlassers oder dergleichen), beim automatischen Starten der Kraftmaschine 11 die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Stoppen gleichzeitig zu der des Ausführungsbeispiels ausgeführt werden.
Ferner kann, selbst wenn die Kraftmaschine 11 durch Betätigen des Zündschalters manuell gestartet wird, beim manuellen Starten der Kraftmaschine 11, ein Ankurbeln durch Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung ausgeführt werden oder eine Kurbelkraft einer anderen Anlassvorrichtung kann unterstützt werden und die Auslassventilzeitgebungsverzögerungssteuerung beim Starten oder die Auslassventilzeitgebungsvorrücksteuerung beim Starten können ausgeführt werden.
Ferner kann, obwohl beim automatischen Starten der Kraftmaschine 11 das Ankurbeln nur durch Expansionstaktverbrennung ausgeführt wird, die Kurbelkraft anderer Anlassvorrichtungen durch die Expansionstaktverbrennung unterstützt werden.
Ferner können, obwohl die Ventilzeitgebungen des Ansaugventils 43 und des Auslassventils 44 durch die elektromagnetischen Stellglieder 45 und 46 variabel gemacht sind, die Ventilzeitgebungen des Ansaugventils 43 und des Auslassventils 44 durch einen hydraulischen variablen Ventilzeitgebungsmechanismus variabel gemacht werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
Gemäß dem in 17 und 18 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel wird beim automatischen Stoppen der Kraftmaschine 1 das Abgas davon abgehalten, in den Zylinder zurückzuströmen, indem in den Auslasskrümmer 36 des Abgasrohrs 37 Nebenluft eingeführt wird.
Wie in 17 gezeigt ist, ist jeder Auslasskrümmer 36 mit einem Nebenlufteinführrohr 47 zum Einführen von Außenluft als die Nebenluft verbunden und mit einer elektrisch betriebenen Luftpumpe 48 zum Druckbeaufschlagen der Nebenluft an dem Abschnitt des weitesten stromaufwärts liegenden Nebenlufteinführrohrs 47 vorgesehen. Eine Nebenlufteinführeinrichtung besteht aus dem Nebenlufteinführrohr 47, der Luftpumpe 48 und dergleichen. Ein Atmosphärenöffnungsrohr 50 ist über ein Nebenluftumschaltventil 49 mit einer Mitte des Nebenlufteinführrohrs 47 verbunden.
In diesem Fall wird die durch die Luftpumpe 48 druckbeaufschlagte Nebenluft über das Nebenlufteinführrohr 47 in den Auslasskrümmer 36 eingeführt, wenn das Nebenluftumschaltventil 49 auf die Nebenlufteinführstellung umgeschalten ist. Wenn das Nebenluftumschaltventil 49 auf eine Atmosphärenöffnungsstellung geschaltet ist, wird von der Luftpumpe 48 druckbeaufschlagte Nebenluft über das Atmosphärenöffnungsrohr 50 in die Atmosphäre ausgelassen.
Gemäß dem in 18 gezeigtem Steuerprogramm zum automatischen Stoppen wird der Prozess von Schritt 404 des Programms aus 14 in den Prozess von Schritt 404a geändert.
Gemäß dem in 18 gezeigten Steuerprogramm zum automatischen Stoppen wird der Prozess zum automatischen Stoppen (Kraftstoffunterbrechung und Zündungsunterbrechung) ausgeführt und die Kraftmaschine 11 wird automatisch gestoppt (Schritt 401, 402), wenn bestimmt wird, dass die Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und es eine Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine gibt.
Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 404a vor und führt die Nebenlufteinführsteuerung aus, wenn bei Schritt 403 bestimmt wurde, dass die Kraftmaschinendrehzahl niedriger als die vorbestimmte Drehzahl (beispielsweise 500 upm) wird. Gemäß der Nebenlufteinführsteuerung wird die Luftpumpe 48 bei einem vorbestimmten Zeitintervall betätigt und das Nebenluftumschaltventil 49 wird auf die Nebenlufteinführposition umgeschalten, um dadurch die durch die Luftpumpe 48 druckbeaufschlagte Nebenluft von dem Nebenlufteinführrohr in den Auslasskrümmer 36 einzuführen und die Abgasmenge an der Seite des Auslasskrümmers 36 wird verringert.
Gemäß dem vorstehend erklärten fünften Ausführungsbeispiel wird die Nebenluft in den Auslasskrümmer 36 eingeführt, wenn die Kraftmaschine 11 automatisch angehalten wird. Die Abgasmenge seitens des Auslasskrümmers 36 kann durch Einführen von Nebenluft verringert werden. Wenn der Zylinder in dem Expansionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine in die Umgebung des unteren Auslasstodpunkts gedreht wird und das Auslassventil 44 zeitweise geöffnet ist, kann die Menge des von dem Inneren des Auslasskrümmers 36 in den Zylinder zurückströmenden Abgases verringert werden. Dadurch kann eine Menge des in dem Zylinder nach dem automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 verbleibenden Abgases verringert werden und die Startleistung der Kraftmaschine zu einem darauffolgenden Zeitpunkt kann gefördert werden.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Gemäß dem in 19 und 20 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel wird durch Laden der Ansaugluft in den Zylinder das Abgas davon zurückgehalten, in den Zylinder zurückzuströmen, wenn die Kraftmaschine 11 automatisch gestoppt wird.
Wie in l9 gezeigt ist, ist ein elektrischer Lader 51 zum Laden von Ansaugluft stromabwärts des Drosselventils 15 in dem Ansaugrohr 12 vorgesehen. Beim Laden wird die das Drosselventil 15 passierende Ansaugluft durch den Lader 51 druckbeaufschlagt (komprimiert) und in den Zylinder der Kraftmaschine 11 geladen. Um die Ansaugluft sicherzustellen, wenn Glas Laden nicht ausgeführt wird, ist ferner ein Umgehungsansaugpfad 52 parallel zu dem Lader 51 vorgesehen und ein Umgehungsöffnungs-/Schließventil 53, das sich öffnet, wenn der Lader 51 gestoppt ist, ist an einer Mitte des Umgehungsansaugpfads 52 vorgesehen.
Gemäß dem in 20 gezeigten Steuerprogramm zum automatischen Stoppen wird der Prozess von Schritt 404 des Programms aus 14 in dem Prozess durch Schritt 404b ausgetauscht.
Gemäß dem in 20 gezeigten Steuerprogramm zum automatischen Stoppen wird der Prozess zum automatischen Stoppen (Kraftstoffunterbrechung und Zündungsunterbrechung) ausgeführt und die Kraftmaschine 11 wird automatisch gestoppt (Schritte 401, 402), wenn bestimmt wird, dass die Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und es die Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine gibt.
Danach schreitet der Ablauf zu Schritt 404b vor und führt die Ansaugladesteuerung durch, wenn bei Schritt 403 bestimmt wurde, dass die Kraftmaschinendrehzahl niedriger als die vorbestimmte Drehzahl (beispielsweise 500 upm) wird.
Gemäß der Ansaugladesteuerung, wird der Lader 51 bei einem vorbestimmten Zeitintervall betätigt und die das Drosselventil 15 passierende Ansaugluft wird durch den Lader 51 geladen (druckbeaufschlagt) und in den Zylinder der Kraftmaschine 11 geladen.
Gemäß dem vorstehend erklärten Ausführungsbeispiel kann die Ansaugluft durch den Lader 51 komprimiert und in den Zylinder geladen werden, wenn die Kraftmaschine 11 automatisch angehalten ist. Daher kann der Druck innerhalb jedes Zylinders erhöht werden. Selbst nachdem die Verbrennung angehalten ist, kann verhindert werden, dass das Innere des Zylinders nach dem Beenden des Expansionstakts (Nähe des unteren Auslasstodpunkts) in einen Unterdruck gerät (Druck, der niedriger als der Atmosphärendruck ist). Selbst wenn das Innere des Zylinders in einen Unterdruck gerät, kann ein Unterschied zwischen dem Unterdruck und dem Atmosphärendruck verringert werden. Daher kann Abgas daran gehindert werden, in den Zylinder zurückzuströmen, selbst wenn der Zylinder bei dem Expansionstakt unmittelbar vor dem Stoppen der Kraftmaschine auf die Umgebung des unteren Auslasstodpunkts gedreht wird und das Auslassventil 44 zeitweise geöffnet ist.
Dadurch kann die Menge von nach dem automatischen Stoppen der Kraftmaschine 11 in dem Zylinder verbleibenden Abgases verringert werden und die Startleistung der Kraftmaschine zu einem darauffolgenden Zeitpunkt kann gefördert werden.
Ferner kann in dem vierten bis sechsten Ausführungsbeispiel die Steuerung zum Zurückhalten des Rückflusses von Abgas gleichzeitig mit dem Starten der Steuerung zum automatischen Stoppen (Kraftstoffunterbrechung, Zündungsunterbrechung) gestartet werden, wenn die Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist und die Anforderung zum Stoppen der Kraftmaschine bewirkt ist.
Die Erfindung ist nicht auf die Kraftmaschine mit Direkteinspritzung begrenzt, sondern ist auf eine Kraftmaschine mit Saugrohreinspritzung anwendbar. Ferner kann die vorliegende Erfindung auch auf ein Hybridkraftfahrzeug das sowohl eine Kraftmaschine als auch eine andere Energiequelle, wie zum Beispiel einen Elektromotor verwendet, angewandt werden.
Beim automatischen Starten einer Brennkraftmaschine 11 steuert eine ECU 16 die Kraftstoffeinspritzung und Zündung einer Kraftmaschine so, dass eine Kurbelwelle durch Verbrennung in dem Kompressionstakt rückwärts gedreht wird und dann durch Verbrennung in dem Expansionstakt vorwärts gedreht wird. Durch die Steuerung muss nach dem automatischen Stoppen an einer Ampel ein Anlasser 42 zum Starten der Kraftmaschine nicht angetrieben werden. Wenn die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, verzögert die ECU 16 die Zeitgebung zum Öffnen eines Einlassventils 44 zumindest auf den unteren Auslasstodpunkt. Ferner wird die Zeitgebung zum Öffnen. des Auslassventils 44 zumindest auf den unteren Auslasstodpunkt verzögert, wenn die Kraftmaschine 11 durch die Expansionstaktverbrennung gestartet wird.

Claims

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Kompressionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Kompressionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden eine Kurbelwelle an einem Anfangspunkt des Startens einer Brennkraftmaschine (11) rückwärts zu drehen; und einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen des Kraftstoffs in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden die Kurbelwelle nach der Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung vorwärts zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) beim Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung eine geteilte Einspritzung zum mehrmaligen geteilten Einspritzen des Kraftstoffs ausführt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) die Anzahl der geteilten Einspritzungen und/oder eine aufsummierte Einspritzmenge durch einen vorbestimmten oberen Schutzgrenzwert einschränkt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) den oberen Schutzgrenzwert auf Grundlage einer Temperatur der Brennkraftmaschine oder einer Kühlwassertemperatur davon oder einer sich darauf beziehenden Temperaturinformation setzen.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) eine Mehrfachzündung zum mehrmaligen Ausführen eines Zündvorgangs beim Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung ausführt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 4, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) die Mehrfachzündung bei einem Zündintervallen ausführen, das kürzer als ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ist.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Kompressionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Kompressionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden eine Kurbelwelle an einem Anfangspunkt zum Starten einer Brennkraftmaschine (11) rückwärts zu drehen; und einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden die Kurbelwelle nach dem Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung vorwärts zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung eine Mehrfachzündung zum mehrmaligen Ausführen eines Zündvorgangs beim Erzeugen der Kompressionstaktverbrennung ausführt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Kompressionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Kompressionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden eine Kurbelwelle an einem Anfangspunkt zum Starten einer Brennkraftmaschine (11) rückwärts zu drehen; und einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen des Kraftstoffs in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden die Kurbelwelle nach dem Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung vorwärts zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin folgendes aufweisen: einer Rückwärtsdrehungserfassungseinrichtung (16) zum Erfassen, dass die Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennung rückwärts gedreht wird und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) einen Zündbetrieb ausführt, um die Expansionstaktverbrennung zu erzeugen, nachdem ab dem Starten zum Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle oder nachdem die Kurbelwelle um einen vorbestimmten Kurbelwinkel rückwärts gedreht wurde, ein vorbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 7, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwärtsdrehungserfassungseinrichtung (16) auf Grundlage von zumindest einem aus einer Ausgabe eines Kurbelwinkelsensors (33), einem Zylinderinnendruck und einem Innenstrom erfasst, dass die Kurbelwelle rückwärts gedreht wird.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einem Motor (42a) zum Antreiben der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine (11) so, dass sie sich rückwärts dreht; einer Rückwärtsdrehungssteuereinrichtung (16) zum Steuern des Motors so, dass er so angetrieben wird, dass die Kurbelwelle an einem Anfangspunkt zum Starten der Brennkraftmaschine rückwärts gedreht wird; und einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, um durch Zünden die Kurbelwelle nach dem Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle durch die Rückwärtsdrehungssteuereinrichtung vorwärts zu drehen.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Antreiben einer Kurbelwelle, so dass sie sich durch Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, der beim Starten eine Brennkraftmaschine (11) zündet, dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) eine geteilte Einspritzung ausführt, um Kraftstoff beim Erzeugen der Expansionstaktverbrennung mehrfach einzuspritzen.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 10, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) die Anzahl der geteilten Einspritzungen und/oder eine aufsummierte Einspritzmenge durch einen vorbestimmten oberen Schutzgrenzwert beschränkt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 11, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) den oberen Schutzgrenzwert in Übereinstimmung mit einer Temperatur der Brennkraftmaschine oder einer Kühlwassertemperatur davon oder einer sich darauf beziehenden Temperaturinformation setzt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuerungseinrichtung (16) eine Mehrfachzündung ausführt, um beim Erzeugen der Expansionstaktverbrennung einen Zündvorgang mehrmals auszuführen.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) die Mehrfachzündung bei einem Zündintervall ausführt, das kürzer als ein Einspritzintervall der geteilten Einspritzung ist.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Antreiben einer Kurbelwelle, so dass sie sich durch Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, der beim Starten eine Brennkraftmaschine (11) zündet, dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) eine Mehrfachzündung ausführt, um beim Erzeugen der Expansionstaktverbrennung einen Zündbetrieb mehrmals auszuführen.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Antreiben einer Kurbelwelle, so dass sie sich durch Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, der beim Starten eine Brennkraftmaschine (11) zündet, dreht, gekennzeichnet durch einer Verhinderungseinrichtung (16) zum Verhindern einer Expansionstaktverbrennungssteuerung durch die Expansionstaktverbrennungssteuerungseinrichtung, wenn eine Position eines Anfangspunkts zum Starten der Brennkraftmaschine außerhalb eines vorbestimmten Kurbelwinkelbereichs liegt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen einer Kompressionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Kompressionstakt befindlichen Zylinder, um zu zünden, so dass sich eine Kurbelwelle an einem Anfangspunkt zum Starten einer Brennkraftmaschine (11) rückwärts dreht; und einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Erzeugen von Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder, um zu zünden, so dass sich die Kurbelwelle nach dem Rückwärtsdrehen der Kurbelwelle durch die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung vorwärts dreht, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist: einer Verhinderungseinrichtung (16) zum Verhindern einer Kompressionstaktverbrennungssteuerung durch die Kompressionstaktverbrennungssteuereinrichtung und einer Expansionstaktverbrennungssteuerung durch die Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung, wenn eine Position eines Anfangspunkt zum Starten der Brennkraftmaschine außerhalb eines vorbestimmten Kurbelwellenwinkelbereichs liegt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 16 oder 17, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Kurbelwellenwinkelbereich auf einen Kurbelwellenwinkelbereich eingestellt ist, in dem ein sich im Expansionstakt befindlicher Zylinder zu einer Zeitgebung zum Öffnen eines Auslassventils an dem Anfangspunkt zum Starten der Brennkraftmaschine in einen Bereich von 60°CA nach dem oberen Todpunkt fällt.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Verhinderungsvorrichtung (16) ferner die Kompressionstaktverbrennungssteuerung und die Expansionstaktverbrennungssteuerung verhindert, wenn eine Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine geringer als eine vorbestimmte Temperatur ist.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (11) durch einen Anlasser (42) gestartet wird, ohne die Kurbelwelle rückwärts zu drehen, wenn die Verhinderungseinrichtung (16) die Kompressionstaktverbrennungssteuerung und die Expansionstaktverbrennungssteuerung verhindert.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Einrichtung zum automatischen Stoppen (16), um eine Brennkraftmaschine (11) automatisch zu stoppen, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Stoppen beim Betrieb der Brennkraftmaschine erfüllt ist; und einer Einrichtung zum automatischen Starten (16), um die Brennkraftmaschine automatisch zu starten, wenn eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Starten bei einer automatisch gestoppten Brennkraftmaschine erfüllt ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist: einer Steuereinrichtung zum Rückhalten eines Abgasstroms (16), um eine Steuerung zum Rückhalten eines Abgasrückstroms auszuführen, damit ein Rückstrom eines Abgases in einen Zylinder beim automatischen Stoppen der Brennkraftmaschine verringert oder gehemmt wird.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 21, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Rückhalten des Abgasrückstroms (16) die Steuerung zum Rückhalten des Abgasrückstroms ausführt, wenn eine Drehzahl der Brennkraftmaschine durch eine Steuerung zum automatischen Stoppen so verringert ist, dass sie gleich oder geringer als eine vorbestimmte Drehzahl ist.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 21 oder 22, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung zum Rückhalten des Abgasrückstroms (16) die Steuerung zum Rückhalten des Abgasrückstroms ausführt, indem eine Zeitgebung zum Öffnen eines Auslassventils (44) der Brennkraftmaschine verzögert wird.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 23, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Rückhalten des Abgasrückstroms (16) die Steuerung zum Rückhalten des Abgasrückstroms ausführt, in dem die Zeitgebung zum Öffnen des Auslassventils zumindest auf einen unteren Auslasstodpunkt verzögert wird.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 21 bis 24, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist: eine Nebenlufteinführeinrichtung (47, 48) zum Einführen von Nebenluft in einen Abgaspfad (36, 37) der Brennkraftmaschine und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Rückhalten des Abgasrückstroms (16) die Steuerung zum Rückhalten des Abgasrückstroms ausführt, indem durch die Nebenlufteinführeinrichtung Nebenluft in den Abgaspfad eingeführt wird.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 21 bis 25, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist: einer Ladeeinrichtungen (51) zum zwangsweisen Zuführen von Ansaugluft in einen Zylinder der Brennkraftmaschine und ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zum Rückhalten des Abgasrückstroms (16) die Steuerung zum Rückhalten des Abgasrückstroms ausführt, indem die Ansaugluft durch die Ladeeinrichtung in den Zylinder zugeführt wird.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 21 bis 26, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum automatischen Starten (16) eine Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) hat, um das Ankurbeln auszuführen, indem eine Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in den sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder ausgeführt wird, so dass er beim automatischen Starten der Brennkraftmaschine zündet, oder um eine Kurbelkraft einer anderen Anlassvorrichtung zu unterstützen.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 27, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16) zum Verzögern einer Öffnungszeitgebung des Auslassventils beim automatischen Starten der Brennkraftmaschine aufweist.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 28, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16) die Öffnungszeitgebung des Auslassventils verzögert, bis ein die Expansionstaktverbrennung erzeugender Zylinder beim automatischen Starten der Brennkraftmaschine zumindest den unteren Auslasstodpunkt erreicht.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Einrichtung zum automatischen Stoppen (16), um eine Brennkraftmaschine (11) automatisch zu stoppen, wenn beim Betrieb der Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Stoppen erfüllt ist; und einer Einrichtung zum automatischen Starten (16) um die Brennkraftmaschine automatisch zu starten, wenn bei der automatisch gestoppten Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Bedingung zum automatischen Starten erfüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum automatischen Starten (16) eine Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16) zum Ausführen von Ankurbeln durch Erzeugen einer Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder hat, um beim automatischen Starten der Brennkraftmaschine zu zünden oder um eine Kurbelkraft einer anderen Anlassvorrichtung zu unterstützen, und die Einrichtung zum automatischen Starten (16) ferner eine Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16) hat, um eine Öffnungszeitgebung eines Auslassventils (44) beim automatischen Starten der Brennkraftmaschine zu verzögern.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 30, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16) die Öffnungszeitgebung des Auslassventils verzögert, bis ein die Expansionstaktverbrennung erzeugender Zylinder beim automatischen Starten der Brennkraftmaschine zumindest einen unteren Auslasstodpunkt erreicht.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit: einer Expansionstaktverbrennungssteuereinrichtung (16), um das Ankurbeln auszuführen, indem eine Expansionstaktverbrennung durch Einspritzen von Kraftstoff in einen sich im Expansionstakt befindlichen Zylinder erzeugt wird, um beim manuellen Starten der Brennkraftmaschine oder zum Unterstützen einer Kurbelkraft einer anderen Anlassvorrichtung zu zünden; und einer Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16), die beim Starten eine Öffnungszeitgebung eines Auslassventils (44) beim manuellen Starten der Brennkraftmaschine verzögert.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 32, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16) die Öffnungszeitgebung des Auslassventils verzögert, bis ein die Expansionstaktverbrennung erzeugender Zylinder beim manuellen Starten der Brennkraftmaschine zumindest einen unteren Auslasstodpunkt erreicht.
Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 28 bis 33, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventilzeitgebungssteuereinrichtung (16) die Öffnungszeitgebung des Auslassventils vorverlegt, unmittelbar nachdem der die Expansionstaktverbrennung erzeugende Zylinder den unteren Auslasstodpunkt überschritten hat.