JP2003532006A - 多シリンダ内燃機関をスタートさせる方法 - Google Patents

多シリンダ内燃機関をスタートさせる方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に自動車の多シリンダ内燃機関（１）をスタートさせる方法であって、その際シリンダ（３）内のピストン（２）の位置を調べ、燃料を、そのピストン（２）が作業位相にあるシリンダ（３）の燃焼室（４）内に噴射する形式のものに関する。電気モータによるスタータなしに、可及的に確実な内燃機関（１）のスタートを可能にするために、そのピストン（２）が上死点（ＯＴ）の後にある少なくとも１つのシリンダ（３）の吸気弁及び又は排気弁を、スタート過程の前に作業位相に相応する位置にもたらす。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 背景技術 本発明は、特に自動車の多シリンダ内燃機関をスタートさせる方法で、この際
シリンダ内のピストンの位置を調べる方法に関する。燃料は、そのピストンが作
業位相にあるシリンダ内の燃焼室内に噴射される。
【０００２】 本発明は更に、特に自動車の多シリンダ内燃機関に関する。内燃機関は、内燃
機関のシリンダ内のピストンの位置を調べる検出手段と、そのピストンが作業位
相にあるシリンダの燃焼室内に燃料を噴射する燃料供給システムとを有している
。さらに本発明は特に自動車のこのような多シリンダ内燃機関のための制御装置
にも関する。
【０００３】 最初に述べた形式の多シリンダ内燃機関をスタートさせる方法は例えば、ドイ
ツ連邦共和国特許公開第３１１７１４４号明細書から公知である。ここに記載さ
れている方法は電気モータによるスタータなしに働く。内燃機関が停止している
場合には、この場合、そのピストンが作業位相にある単数又は複数のシリンダの
燃焼室内に、燃焼に必要な量の燃料が噴射されて、燃料に点火される。次いで、
そのピストンが次の作業タクトを行う単数又は複数のシリンダ内に、当該のピス
トンが作業位置に達すると直ちに、燃料が供給され、燃料に点火される。この形
式で内燃機関は、電気的なスタータ及びこれと必然的に結合された構造部分なし
に構成することができる。更に内燃機関のアキュムレータをより小さく設計する
ことができる。それはアキュムレータはもはやスタータのため及び残りの電気的
構造部分のために、電気エネルギを供給しなくてもよいからである。
【０００４】 内燃機関をスタートさせる公知の方法においては、内燃機関の個々のピストン
及び吸気弁・排気弁があるタクト（圧縮タクト、作業タクト、排気タクト、吸気
タクト）を正確に顧慮しなければならない。その結果、４シリンダあるいは６シ
リンダの内燃機関の場合に内燃機関の各タクトに対してその都度ただ１つのシリ
ンダすなわちそのピストンが作業位置にあるシリンダの燃焼室だけに燃料を充て
んして、かつ燃料に点火することができなければならない。公知の方法は、一面
では圧縮タクト、作業タクト、排気タクト及び吸気タクトが固定した順序でシリ
ンダ内で行われ、かつ他面では個々のシリンダへのタクトの配分が固く定められ
ている内燃機関に限定されている。
【０００５】 別の背景技術としてさらに、ドイツ連邦共和国特許公開第１９７４３４９２号
明細書が指摘され、これからやはり電気的なスタータなしに内燃機関をスタート
させる方法が公知である。
【０００６】 本発明の根底をなす課題は、電気的なスタータなしの多シリンダ内燃機関を可
及的に簡単な形式で、迅速にしかも確実にスタートさせることである。
【０００７】 この課題を解決するために、本発明は最初に述べた形式の方法から出発して、
そのピストンが上死点後にある少なくとも１つの吸気弁及び又は排気弁を、スタ
ートの過程の前に、作業位相に相応する位置にもたらすことを提案する。
【０００８】 本発明による方法は、吸気弁及び又は排気弁の例えばカム軸のない制御を行う
。これにより各吸気弁及び排気弁は別の弁とは別個にかつカム軸の位置とは無関
係に、制御することができる。カム軸のない制御のために、吸気弁及び又は排気
弁が個々にか、あるいは複数一緒に、調節機構を備えている。調節機構は液力式
に、圧電式に、電磁式にあるいは別の形式で働くことができる。背景技術から、
多数のカム軸のない吸気弁及び排気弁のための制御装置が公知であり、これらは
本発明による方法と組み合わせて使用することができる。
【０００９】 代替的に本発明による方法は、例えば可変のカム軸調節器を吸気側に使用して
、早い吸気弁の吸気閉鎖を生ぜしめる。吸気カム軸は次のように、すなわち吸気
弁が吸気位相において単に始めだけ短時間開かれ、したがって作業位相に相応す
る位置にもたらされることができるように、調節することができる。これによっ
て吸気側に早い吸気閉鎖を生ぜしめることができる。
【００１０】 本発明による方法では、弁は無関係にかつ（それを弁自由路が許容する限り）
自由に開閉することができる。この形式で、スタート過程の前若しくは中に吸気
位相から作業位相に及び逆に、切り替えることが可能である。相応する形式で、
圧縮位相から排気位相及び逆の切り替えも可能である。
【００１１】 本発明による方法により、４シリンダあるいは６シリンダの内燃機関において
スタート過程の開始の際に、２つのシリンダを作業位相に相応する位置にもたら
すことが初めて可能になる。これら両方のシリンダの燃焼室内に同時に燃料が噴
射され、燃料空気混合物に同時に点火される。二重の燃焼は、特別に強いクラン
ク軸の初期加速をもたらし、ひいては短いスタート過程をもたらす。二重の燃焼
は十分な予備を提供し、スタート過程の開始における万一の摩擦抵抗及び圧縮抵
抗を克服することができる。
【００１２】 次いで、圧縮位相にある別のシリンダの燃焼室に燃料が噴射され、圧縮された
燃料空気混合物に点火される。別のシリンダに燃焼室内での噴射の開始はー噴射
圧力が充分に高い限りー進捗する圧縮位相の上死点に達する直前までに延ばすこ
とができる。第２の燃焼によって、クランク軸の回転運動が更に加速される。ス
タート過程の引き続く経過中に燃料が吸気位相にあるシリンダの燃焼室内に噴射
され、燃焼室内にある圧縮された燃料空気混合物に点火される。この場合におい
ても、噴射は、噴射圧力が充分に高い場合には、代替的に圧縮位相中に行うこと
もできる。
【００１３】 本発明の有利な展開によれば、そのピストンが上死点の前にある別のシリンダ
の吸気弁及び又は排気弁を圧縮位相に相応する位置にもたらし、作業位相にある
少なくとも１つのシリンダの燃焼室内に燃料を噴射し、少なくとも１つのシリン
ダ内に噴射される燃料に作業位相内で点火し、圧縮位相にある別のシリンダの燃
焼室内に燃料を噴射し、別のシリンダの燃焼室内で圧縮された燃料に点火し、か
つ、スタート過程の引き続く経過において、作業位相かあるいは圧縮位相にある
シリンダの燃焼室内に燃料を噴射して、かつ燃焼室内で圧縮された燃料に点火す
ることを提案する。
【００１４】 作業位相内で少なくとも１つのシリンダ内に噴射された燃料に点火することに
よって、内燃機関のクランク軸を前進方向に回転運動させる燃焼が生ぜしめられ
る。この回転運動は別のシリンダの燃焼室内で圧縮された燃料に点火することに
よって続行され、若しくはそれどころか加速される。
【００１５】 最後にスタート過程の引き続く経過において、燃焼室内に燃料が噴射され、燃
焼室内で圧縮された燃料にー要するに圧縮位相の終わり又は作業位相の始めにー
点火される。点火過程の引き続く経過において、燃料が吸気位相においてあるい
はー噴射圧力が充分に高い間合いにはー圧縮位相において燃焼室内に噴射される
。点火過程は有利には、内燃機関がスタートせしめられて、正常な運転に自動的
に回転するまで、続行される。
【００１６】 本発明の特に有利な実施形によれば、そのピストンが上死点後にある２つのシ
リンダの吸気弁及び又は排気弁を作業位相に相応する位置にもたらし、作業位相
にある２つのシリンダの燃焼室内に燃料を噴射し、かつ、２つのシリンダ内に噴
射された燃料に作業位相において点火することを提案する。この実施形は二重の
燃焼を可能にし、特に強いクランク軸の初期加速ひいては特に短いスタート過程
をもたらす。
【００１７】 本発明の好ましい実施形によれば、燃焼室の吸気弁及び又は排気弁をカム軸な
しの制御によって、作業位相に相応する位置にもたらすことを提案する。
【００１８】 代替的には、可変の吸気カム調節器の吸気カム軸を、吸気弁が吸込み位相内で
単に始めの短時間だけ開くように調節することによって、燃焼室の吸気弁及び又
は排気弁を作業位相に相応する位置にもたらすことを提案する。これによって、
吸気側で早い吸気閉鎖を生ぜしめることができる。４シリンダ内燃機関において
はしたがってスタート過程の始めに、２つのシリンダが作業位相に相応する位置
にある。これら両方のシリンダの燃焼室内には同時に燃料が噴射され、燃料空気
混合物に同時に点火される。二重の燃焼は特に強いクランク軸の初期加速ひいて
は特に短いスタート過程をもたらす。
【００１９】 本発明による方法から、スタート過程における付加的な自由度が生じ、これは
本発明によりなかんずく、第１の点火が失敗した後に、第２のスタート過程を導
入するのに利用することができる。本発明の好ましい実施形によれば、少なくと
も１つのシリンダ内に噴射されて燃料の作業位相における第１の点火が失敗した
後に、個々のシリンダの位相を逆にして方法をもう１回実施することを提案する
。第１の点火は例えば、内燃機関が動かされず、あるいは第１の圧縮抵抗をシリ
ンダが克服できなかったときに、失敗する。このような場合に、本発明による方
法は、もう１回、（それも個々のシリンダの位相を逆にして）行われる。このこ
とは、第１のスタート試みにおいて作業位相に相応する位置にもたらされた吸気
弁及び排気弁が今や吸気位相に相応する位置にもたらされることを意味する。同
様に、第１のスタート試みの際に圧縮位相に相応する位置にもたらされた吸気弁
及び排気弁は今や排気位相に相応する位置にもたらされる。第２のスタート試み
においては、前述の形式で、燃料の噴射は燃焼室内に行われ、かつ燃焼室内で圧
縮された燃料の点火が行われる。
【００２０】 本発明の有利な展開によれば、シリンダのピストンを、スタート過程の開始の
前に、所定の初期位置にもたらすことを提案する。この形式で、４つよりもわず
かなシリンダを有する内燃機関においても、少なくとも１つのシリンダのピスト
ンが本発明によるスタート過程を実施するのに最適の位置にあることが、保証さ
れる。これによってスタート過程中に第１の燃焼により、クランク軸の最大の初
期加速を生ぜしめることができる。ピストンをシリンダ内で動かすためには、電
気モータによるスタータを使用することができ、これはクランク軸に作用して、
これを回転させる。
【００２１】 本発明の好ましい実施例によれば、シリンダの燃焼室内で圧縮された燃料に、
その都度のシリンダのピストンの上死点に達する直前に、圧縮位相の終わりに点
火することを提案する。代替的に、圧縮された燃焼は当該のシリンダのピストン
の上死点の直後あるいは上死点において点火することができる。
【００２２】 有利には、燃料はスタート過程中に燃料供給システムのプレフィードポンプに
よって燃焼室内に噴射される。プレフィードポンプは例えば内燃機関とは無関係
に駆動される電気燃料ポンプとして構成されている。プレフィードポンプは例え
ばコモンレール燃料供給システムにおいて燃料を燃料メモリータンクから燃料供
給システムの低圧範囲内に搬送するのに役立つ。
【００２３】 代替的に、燃料を、スタート過程中に、内燃機関とは無関係に駆動される燃料
供給システムの高圧ポンプによって燃焼室内に噴射することを提案する。コモン
レール燃料供給システムにおいては、例えば高圧ポンプは燃料を燃料供給システ
ムの範囲から高圧で高圧メモリー器内に搬送する。高圧メモリー器から噴射弁が
分岐しており、これらの噴射弁を介して燃料が高圧メモリー器からシリンダの燃
焼室内に噴射される。高圧ポンプは例えば電気的に駆動することができる。高圧
ポンプにより、スタート過程中特に高い噴射圧力を達成することができ、したが
って噴射時点をスタート過程中無造作に進捗する圧縮位相内で上死点に達する直
前に延ばすことができる。
【００２４】 本発明によるスタート過程中の圧縮抵抗を減少させるために、スタート過程中
に、内燃機関のシリンダの圧縮位相において、シリンダの相応する吸気弁を遅く
又は早く閉じることを提案する。これによって、各圧縮位相を、相応する吸気弁
を遅く閉じることによって（吸気弁は圧縮位相の前に行われる吸気過程中に開か
れている）有利な形式で短くすることができる。この形式で内燃機関のクランク
軸を本発明によるスタート過程の始めに著しく容易に回転運動させ、内燃機関を
スタートさせることができる。同じ目的のために、代替的に、スタート過程中に
内燃機関のシリンダの吸気過程においてシリンダの相応する吸気弁を遅く又は早
く閉じることができる。
【００２５】 特に重要なのは、本発明による方法を制御エレメントの形で実現することであ
り、この制御エレメントは特に自動車の内燃機関の制御装置のために設けられて
いる。この場合、制御エレメント上にプログラムがメモリーされており、これは
、計算器特にマイクロプロセッサで実行可能であり、本発明による方法を実施す
るのに適している。この場合要するに本発明は制御エレメント上にメモリーされ
たプログラムによって実現され、したがってこのプログラムを備えた制御エレメ
ントはその実施のためにプログラムが適している方法と同じように、本発明を表
している。制御エレメントとしては特に電気的なメモリー媒体、例えばリードオ
ンリーメモリーあるいはフラッシュメモリーが使用される。
【００２６】 本発明の課題の別の解決策として、最初に述べた形式の多シリンダ内燃機関か
ら出発して、内燃機関が、そのピストンが上死点後にある少なくとも１つのシリ
ンダの吸気弁及び又は排気弁をスタート過程前に作業位置に相応する位置に調節
する手段を有していることを提案する。
【００２７】 本発明の有利な展開によれば、内燃機関が、燃焼室の吸気弁及び又は排気弁を
カム軸なしに制御する、制御装置を有していることを提案する。
【００２８】 代替的に、内燃機関が吸気側に可変のカム軸調整器を、吸気弁の早い閉鎖を生
ぜしめるために、有していることを提案する。
【００２９】 本発明に好ましい実施形によれば、内燃機関が、スタート過程の始めにシリン
ダのピストンを所定の位置に動かす手段を有していることを提案する。
【００３０】 最後に、燃料供給システムが、燃料噴射圧力を形成するための、内燃機関とは
無関係に駆動される高圧ポンプを有していることを提案する。
【００３１】 本発明のなお別の解決策として、最初に述べた形式の制御装置から出発して、
制御装置が、本発明による方法を実施するための手段を有していることを提案す
る。制御装置は要するに、内燃機関をスタートさせるために、本発明によるスタ
ート過程に関与する内燃機関のコンポーネントの制御を行い、特に燃料供給シス
テム及び点火の制御を行う。制御装置は内燃機関をスタートさせる命令を例えば
点火キーあるいはスタータボタンの操作によって得る。
【００３２】 本発明の別の特徴、使用可能性及び利点は以下の図面に示した本発明の実施例
の記載から生ずる。この場合、すべての説明した特徴はそれ自体であるいは本発
明の対象を任意の組み合わせで、その特許請求の範囲における組成あるいはその
かかり並びに明細書若しくは図面におけるその表現若しくは叙述に無関係に、表
す。
【００３３】 図１において内燃機関は全体を符号１で示されている。内燃機関１はピストン
２を有しており、これはシリンダ３内で往復に可動である。シリンダ３は燃焼室
４を備えており、この燃焼室には弁５を介して吸気管６及び排気管７が接続され
ている。更に、燃焼室４には、信号ＴＩで制御可能な噴射弁８及び信号ＺＷで制
御可能な点火プラグ９が所属せしめられている。
【００３４】 内燃機関の第１の運転形式、成層燃焼運転、では燃料は噴射弁８によってピス
トン２によって生ぜしめられる圧縮位相の間に燃焼室４内に噴射せしめられ、そ
れも局所的に点火プラグ９の直ぐ回りに並びに時間的にピストン２の上死点ＯＴ
の直前若しくは点火時点の直前に噴射される。次いで点火プラグ９によって、燃
料に点火され、したがってピストン２は今や行われる作業位相で点火された燃料
の膨張によって駆動される。
【００３５】 内縁機関１の第２の運転形式、均質燃焼運転、では燃料は噴射弁８によりピス
トン２によって生ぜしめられる吸気移送中に燃焼室４内に噴射される。同時に吸
い込まれる空気によって噴射される燃料が渦運動せしめられ、これにより燃料室
４内で大体において一様に（均質に）分配される。次いで燃料空気混合物は圧縮
移送中に圧縮され、次いで点火プラグ９によって点火せしめられる。点火した燃
料の膨張によってピストン２が駆動される。
【００３６】 成層燃焼運転並びに均質燃料運転において、駆動されるピストン２によってク
ランク軸１０が回転運動せしめられ、この回転運動を介して、最後に自動車の車
輪が駆動される。クランク軸１０には回転数センサが配属されており、これはク
ランク軸１０の回転運動に関連して信号Ｎを生ぜしめる。
【００３７】 燃料は成層燃焼運転及び均質燃焼運転では高圧で噴射弁８を介して燃焼室４内
に噴射される。この目的のためにプレフィードポンプとしての電気的な燃料ポン
プ及び高圧ポンプが設けられており、その際高圧ポンプは内燃機関１又は電気モ
ータにより駆動されることができる。電気的な燃料ポンプは内燃機関１とは無関
係に駆動され、少なくとも３バールのいわゆるレール圧力ＥＫＰを生ぜしめ、高
圧ポンプはほぼ２００バールまでのレール圧力ＨＤを生ぜしめる。
【００３８】 成層燃焼運転及び均質燃焼運転において噴射弁８により燃焼室４内に噴射せし
められた燃料質量は制御装置１２により、特に燃料消費量がわずかになるように
、かつ又は有害物質の放出量がわずかになるように、制御及び又は調節される。
この目的のために、制御装置１２はマイクロコンプレッサを備えており、これは
制御エレメント特にリードオンリーメモリー、内にプログラムをメモリーしてお
り、このプログラムは前記の制御及び又は調節を実施するのに適している。
【００３９】 制御装置１２は入力信号を供給され、これはセンサにより測定された内燃機関
１の運転値を表す。例えば制御装置１２は吸気管６内に配置された空気質量セン
サ、排気管７内に配置されたλセンサ及び又は回転数センサ１１と接続されてい
る。更に、制御装置１２は走行ペダルセンサ１３と接続されており、これは信号
ＦＰを生ぜしめ、この信号は運転者により操作される走行ペダルの位置を表す。
【００４０】 制御装置１２により生ぜしめられる出力信号は、アクチュエータを介して内燃
機関１の態度に所望の制御及び又は調節に応じて影響を及ぼすことができる。例
えば、制御装置１２は噴射弁８及び点火プラグ９と接続されていて、制御に必要
な信号ＴＩ、ＺＷを生ぜしめる。
【００４１】 図２〜４には、４シリンダ内燃機関１をスタートさせる３つの本発明による方
法がダイヤフラムの形で概略的に示されている。ダイヤグラムの個々の行は内燃
機関１のそれぞれ示されているシリンダ３に関するものである。種々のシリンダ
３はこの場合番号で示されている。ダイヤグラムの個々の列は所属のシリンダ３
のピストン２がある位相若しくはタクトに関するものである。ピストン２のそれ
ぞれはこの場合、吸気位相、圧縮位相、作業位相あるいは排気位相にある。個々
の位相の間の移行部はピストン２の上死点ＯＴによって示されている。この限り
において、ピストン２の位相に沿った水平軸線はクランク軸１０の回転角度°Ｋ
Ｗを表す。内燃機関１のスタートの前の位置、要するに内燃機関１の停止の位置
は破線で示されている。
【００４２】 図に示され以下に述べる方法においては、回転数センサ１１は絶対角度発生器
として構成されている。このことは、回転数センサ１１はいつでも、特に内燃機
関１の停止後においても、回転角度°ＫＷを生ぜしめ、制御装置１２に送ること
を意味する。この形式で、スタート過程の始めの前に、シリンダ３内のピストン
２の位置を調べることができる。代替的にクランク軸１０を電気的なスタータに
よって必要な回転をせしめ、回転数センサ１１がピストン２の位置を信号するよ
うにすることもできる。
【００４３】 図２による方法では、内燃機関１が停止している場合に、第１シリンダはその
作業位置にある（燃焼室４は閉じられており、ピストン２は上死点後にある）。
スタート過程の始めに第１シリンダの燃焼室４内に燃料が噴射される。内燃機関
１の高圧ポンプが駆動される場合には、噴射は電気的燃料ポンプのレール圧力だ
けで行われる。そうでない場合には（高圧ポンプは内燃機関１とは無関係に駆動
される）燃料は混合気形成のために高圧で燃焼室４内に噴射される。次いで噴射
された燃料に点火される。このことは第１の燃焼を生ぜしめ、これによってクラ
ンク軸１０は前進方向に回転運動せしめられる。その直後に燃料が第３シリンダ
内に噴射される。第３シリンダは、弁５が閉じているため及びピストン２が上方
に動いているために、その圧縮位相にある。噴射時点は（噴射圧力が充分に高い
場合には）圧縮位相が進捗して上死点ＯＴに達する直前にまで延ばされる。充分
に高い噴射圧力は例えば内燃機関１とは無関係に駆動される高圧ポンプにより生
ぜしめることができる。上死点に達する直前あるいは後に、圧縮された燃料空気
混合物に点火され、第２の燃焼が行われ、これによってクランク軸１０が回転運
動が更に加速される。
【００４４】 引き続く噴射、点火及び弁５の位置はダイヤグラムにおいて第４シリンダ及び
第２シリンダを例にして示されている。これによれば、引き続く噴射は第２シリ
ンダの吸気位相中に行われる。代替的に、噴射圧力が充分に高ければ、引き続く
噴射は圧縮位相中に行うこともできる。引き続く点火は圧縮位相の終わりに上死
点に達する直前あるいは直後に行うことができる。
【００４５】 燃焼室４の吸気弁及び排気弁５はカム軸のない制御によって調節される。この
ために各吸気弁及び排気弁５は固有の調節機構を備えている。これによって弁５
は無関係にかつ自由に（それを弁自由路が許容する限り）開閉することができる
。この形式で、吸気位相から作業位相にかつ逆に、切り替えることが可能である
。相応する形式で、圧縮位相から排気位相にかつ逆に、切り替えることも可能で
ある。弁５をカム軸なしに制御することによって、吸気弁及び又は排気弁５をス
タート過程の始めに所定の位置にもたらして、内燃機関１を電気モータによるス
タータなしにスタートさせるための最適の条件を作り出すことができる。
【００４６】 更に第１のスタート試みが失敗した後に、第２のスタート試みのためにすべて
のシリンダ３の位相を簡単に逆にすること、換言すれば圧縮位相と排気位相との
間及び作業位相と吸気位相との間で切り替えを行うことができる。失敗した第１
のスタート試みは、例えば内燃機関１が動かされず、あるいは第１の圧縮抵抗が
克服できなかった時に、生ずる。図２の実施例では、第２のスタート試みの際に
第４シリンダのためにスタート過程の始めに作業位相が存在する。次いで、圧縮
位相にある第２シリンダ内に燃料が噴射される。スタート過程の引き続く経過に
おいて、次いで、燃料が第１シリンダ及び第２シリンダ内に噴射されて、点火さ
れる。
【００４７】 本発明によるスタート過程中の圧縮抵抗を減少させるために、各圧縮位相を相
応する吸気弁５の遅い閉鎖あるいは早い閉鎖によって（吸気弁は圧縮位相の前に
行われた吸気過程によって開かれている）適当に短縮することができる。ここに
述べた方法は４つよりも多いシリンダを有する内燃機関１においても、相応する
変形により適用可能である。
【００４８】 図３に示した方法では、第１シリンダ及び第４シリンダが弁５の閉鎖によって
作業位相にある。これら両方のシリンダ３内に同時に燃料が噴射され、点火され
る。二重の燃焼がクランク軸１０の強い初期加速ひいては特に短いスタート過程
をもたらす。二重の燃焼によって、スタート過程の始めに充分な予備が存在し、
これにより内燃機関１の万一の摩擦抵抗及び圧縮抵抗を確実に克服することがで
きる。
【００４９】 すべての別の噴射、点火及び弁位置は図１の方法のそれに相応しており、図３
のダイヤグラムから直接に取り出すことができる。もちろん本発明による方法の
この実施形においても、各圧縮位相を相応する吸気弁５の遅い閉鎖又は早い閉鎖
によって適当に短縮することによって、圧縮抵抗を減少させることができる。相
応する変形により、本発明による方法のこの実施形は、４つよりも多いシリンダ
を有する内燃機関１においても適用可能である。
【００５０】 図４に示した本発明による方法の実施形は、吸気側に吸気弁５の早い吸気閉鎖
を調整するための可変のカム軸調節器を有している内燃機関１において実施する
ことができる。第１シリンダはスタート過程の始めにその作業位相にある。第１
シリンダのピストン運動に対して平行な第４シリンダのために、やはり閉じた燃
焼室４がある。このためにスタート過程の始めにあるいは内燃機関１が走り始め
るときに、吸気カム軸が、吸気弁５が作業位相において単に始めに短時間開かれ
ているように（早い吸気閉鎖）、調節される。これによりスタート過程の始めに
おいて第１シリンダの他に第４シリンダもほとんどその作業位相にある。第１の
タクトにおいて、両方のシリンダ３内に同時に燃料が噴射され、点火される。二
重の燃焼はやはりクランク軸の強い初期加速ひいては短いスタート過程をもたら
す。
【００５１】 次いで燃料が第３シリンダ内に噴射される。この第３シリンダは、弁５が閉じ
ていて、ピストン２が上方に動いているために、その圧縮位相にある。第３シリ
ンダ内の噴射時点は代替的に（噴射圧力が充分に高い限り）圧縮位相の進捗につ
れて上死点に達する直前に延ばすことができる。上死点に達する直前又は直後に
圧縮された燃料空気混合物に点火され、第２の燃焼が行われ、クランク軸１０の
回転運動の加速が行われる。
【００５２】 引き続く噴射、点火及び弁位置は直接にダイヤグラムから取り出すことができ
る。それによれば、噴射はその都度のシリンダ３の吸気位相中に行われる。代替
的に、噴射圧力が充分に大きい限り、噴射を圧縮位相中に行うこともできる。
【００５３】 クランク軸１０が回転し始めた後に、吸気カム軸が内燃機関１の運転点に相応
する相対位置に戻される。図４のダイヤグラムはこのために比較的に小さい調節
速度の場合を示す。それによれば、第２及び第３の吸気位相においてまだ早い吸
気閉鎖がある。このことはしかしスタート過程に必要とされる充てん量にとって
重要ではない。
【００５４】 以上述べた本発明による方法の実施形は相応する変化形を含めて、４つよりも
多いシリンダを有する内燃機関１にも適用可能である。４つよりも少ないシリン
ダを有する内燃機関１においては、スタート過程の始めにピストン２のいずれも
がその作業位相に配置されていない場合が生ずることがある。この場合にはしか
しながら１つのピストン２がその吸気位相にある。その場合、吸気カム軸は、シ
リンダ３が吸気位相からほとんど作業位相に移行するように、調節することがで
きる。この場合においても、内燃機関１はしたがって電気モータによるスタータ
なしにスタートさせることができる。
【００５５】 本発明の別の実施形（図示せず）によれば、吸気カム軸はスタート過程の始め
において調節されず、換言すれば図４の第４シリンダはその吸気位相にとどまる
。したがって単に第１シリンダ内だけに、燃料が噴射されて、点火される。点火
が失敗した場合（内燃機関１は動かされず、又は圧縮抵抗が克服されることがで
きなかった）第２のスタート試みが行われる。このために吸気カム軸は図４の説
明で述べた形式で調節される。これにより今や第４シリンダのためにスタート過
程の始めにおいて作業位相がある。噴射及び点火は今や（スタート過程の始めに
第１シリンダを除外して）図４の実施例に記載したやり方に相応して行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による自動車の内燃機関の好ましい１実施例の概略的なブロック線図を
示す。
【図２】 図１の内燃機関をスタートさせる方法の第１実施例の概略的なダイヤグラムを
示す。
【図３】 図１の内燃機関をスタートさせる方法の第２実施例の概略的なダイヤグラムを
示す。
【図４】 図１の内燃機関をスタートさせる方法の第３実施例の概略的なダイヤグラムを
示す。
【符号の説明】
１ 内燃機関、 ２ ピストン、 ３ シリンダ、 ４ 燃焼室、 ５ 弁、 ６ 吸気管、 ７ 排気管、 ８ 噴射弁、 ９ 点火プラグ、 １０ クラ
ンク軸、 １１ 回転数センサ、 １２ 制御装置、 １３ 走行ペダルセンサ
、 ＦＰ 信号、 N 信号、 ＯＴ 上死点、 ＴＩ 信号、 ＺＷ 信号、 °ＫＷ 回転角度
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１２月２６日（２００１．１２．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 燃焼室（４）の吸気弁及び又は排気弁をカム軸なしの制御に
よって、作業位相に相応する位置にもたらすことを特徴とする、請求項１記載の
方法。
【請求項３】 、可変の吸気カム調節器の吸気カム軸を、吸気弁（５）が吸
い込み位相内で単に始めの短期間だけ開くように調節することによって、燃焼室
（４）の吸気弁及び又は排気弁（５）を作業位相に相応する位置にもたらすこと
を特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】 少なくとも１つのシリンダ（３）内に噴射されて燃料の作業
位相における第１の点火が失敗した後に、個々のシリンダ（３）の位相を逆にし
て前記方法をもう１回実施することを特徴とする、請求項１から３までのいずれ
か１項に記載の方法。
【請求項５】 シリンダ（３）のピストン（２）を、スタート過程の開始の
前に、所定の出発位置にもたらすことを特徴とする、請求項１から４までのいず
れか１項に記載の方法。
【請求項６】 シリンダ（３）の燃焼室（４）内で圧縮された燃料に、その
都度のシリンダ（３）のピストン（２）の上死点に達する直前で、圧縮位相の終
わりに点火することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の
方法。
【請求項７】 燃料を、スタート過程中に、燃料供給システムのプレフィー
ドポンプによって燃焼室（４）内に噴射することを特徴とする、請求項１から６ までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】 燃料を、スタート過程中に、内燃機関（１）とは無関係に駆
動される燃料供給システムの高圧ポンプによって燃焼室（４）内に噴射すること
を特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】 スタート過程中に、内燃機関（１）のシリンダ（３）の圧縮
位相において、シリンダ（３）の相応する吸気弁（５）を遅く又は早く閉じるこ
とを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】 スタート過程中に、内燃機関のシリンダ（３）の吸気位相
において、シリンダ（３）の相応する吸気弁（５）を遅く又は早く閉じることを
特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】 特に自動車の内燃機関（１）の制御装置（１２）のための
制御エレメント、特にリードオンリーメモリーあるいはフラッシュメモリーにお
いて、 計算装置、特にマイクロプロセッサで実行可能であり、かつ請求項１から１０ までのいずれか１項に記載の方法を実施するのに適していることを特徴とする、
制御エレメント。
【請求項１２】 特に自動車の多シリンダ直噴内燃機関（１）であって、内
燃機関（１）は、内燃機関（１）のシリンダ（３）のピストン（２）の位置を調
べる検出装置と、そのピストン（２）が作業位相にある少なくとも１つのシリン
ダの燃焼室（４）内に燃料を噴射するための燃料供給システムと、少なくとも１ つのシリンダ（３）の燃焼室（４）内にある燃料空気混合物に点火して、内燃機 関（１）のスタート過程を作動させる手段（９）と を有している形式のものにお
いて、 内燃機関（１）が、そのピストン（２）が上死点後にある少なくとも２つのシ
リンダ（３）の吸気弁及び又は排気弁（５）をスタート過程前に作業位相に相応
する位置に調節する手段を有していることを特徴とする、多シリンダ直噴内燃機
関。
【請求項１３】 前記手段が、燃焼室（４）の吸気弁及び又は排気弁をカム
軸なしに制御する制御装置として構成されていることを特徴とする、請求項１４
記載の内燃機関。
【請求項１４】 前記手段が、吸気弁（５）の早い閉鎖を生ぜしめるために
、吸気側の可変のカム軸調節器として構成されていることを特徴とする、請求項
１２記載の内燃機関。
【請求項１５】 内燃機関（１）が、スタート過程の始めにシリンダ（３）
のピストン（２）を所定の位置に動かす手段を有していることを特徴とする、請
求項１２から１４までのいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１６】 燃料供給システムが、燃料噴射圧力を形成するための、内
燃機関とは無関係に駆動される高圧ポンプを有していることを特徴とする、請求
項１２から１５までのいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１７】 特に自動車の多シリンダ直噴内燃機関（１）の制御装置（
１２）であって、その際内燃機関（１）は、内燃機関（１）のシリンダ（３）内
のピストン（２）の位置を調べる検出装置と、そのピストン（２）が作業位置に
ある少なくとも１つのシリンダ（３）の燃焼室（４）内に燃料を噴射するための
燃料供給システムと、少なくとも１つのシリンダ（３）の燃焼室内にある燃料空 気混合物に点火して、これにより内燃機関（１）のスタート過程を作動する手段 （９）と を有している形式のものにおいて、 制御装置（１２）が、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法を実
施するための手段を有していることを特徴とする、制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｖ ３０１Ｚ 45/00 ３７６ 45/00 ３７６Ｚ Ｆ０２Ｍ 37/00 Ｆ０２Ｍ 37/00 Ｅ 37/04 37/04 Ｚ 59/42 59/42 (72)発明者 ウド ジーバー ドイツ連邦共和国 ビーティッヒハイム マイゼンヴェーク ７／１ Ｆターム(参考） 3G066 AA01 AB02 AD02 BA61 BA67 CD02 DA04 DB01 3G084 BA11 BA16 BA23 BA28 CA01 DA09 DA13 EC02 FA07 FA10 FA29 FA33 FA38 3G092 AA01 AA11 AA12 AB02 BB01 BB06 DA01 DA02 DA03 DD04 DE01S EA11 EA12 EA28 EA29 EC09 FA31 FA50 GA01 HA01Z HD05Z HE01Z HE03Z HF08Z HF19Z 3G301 HA01 JA00 KA01 LB01 MA11 MA18 NB13 NC01 NE11 NE12 PA01Z PD02Z PE01Z PF03Z PF16Z

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に自動車の多シリンダ内燃機関（１）をスタートさせる方
    法で、この際、内燃機関（１）のシリンダ（３）内のピストン（２）の位置を調
    べ、燃料を、そのピストン（２）が作業位相にあるシリンダ（３）の燃焼室（４
    ）内に噴射する方法において、 そのピストン（２）が上死点後にある少なくとも１つのシリンダ（３）の吸気
    弁及び又は排気弁（５）を、スタート過程前に、作業位相に相応する位置にもた
    らすことを特徴とする、多シリンダ内燃機関をスタートさせる方法。
  2. 【請求項２】 そのピストン（２）が上死点の前にある別のシリンダ（３）
    の吸気弁及び又は排気弁（５）を圧縮位相に相応する位置にもたらし、 作業位相にある少なくとも１つのシリンダ（３）の燃焼室（４）内に燃料を噴
    射し、 少なくとも１つのシリンダ（３）内に噴射される燃料に作業位相内で点火し、 圧縮位相にある別のシリンダ（３）の燃焼室（４）内に燃料を噴射し、 別のシリンダ（３）の燃焼室（４）内で圧縮された燃料に点火し、かつ、スタ
    ート過程の引き続く経過において、作業位相かあるいは圧縮位相にあるシリンダ
    （３）の燃焼室（４）内に燃料を噴射して、かつ燃焼室（４）内で圧縮された燃
    料に点火することを特徴とする、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 そのピストン（２）が上死点後にある２つのシリンダ（３）
    の吸気弁及び又は排気弁を作業位相に相応する位置にもたらし、 作業位相にある２つのシリンダ（３）の燃焼室（４）内に燃料を噴射し、かつ
    、２つのシリンダ（３）内に噴射された燃料に作業位相において点火することを
    特徴とする、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 燃焼室（４）の吸気弁及び又は排気弁をカム軸なしの制御に
    よって、作業位相に相応する位置にもたらすことを特徴とする、請求項１から３
    までのいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 可変の吸気カム調節器の吸気カム軸を、吸気弁（５）が吸い
    込み位相内で単に始めの短時間だけ開くように調節することによって、燃焼室（
    ４）の吸気弁及び又は排気弁（５）を作業位相に相応する位置にもたらすことを
    特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つのシリンダ（３）内に噴射された燃料の作業
    位相における第１の点火が失敗した後に、個々のシリンダ（３）の位相を逆にし
    て前記方法をもう１回実施することを特徴とする、請求項１から５までのいずれ
    か１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 シリンダ（３）のピストン（２）を、スタート過程の開始の
    前に、所定の初期位置にもたらすことを特徴とする、請求項１から６までのいず
    れか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 シリンダ（３）の燃焼室（４）内で圧縮された燃料に、その
    都度のシリンダ（３）のピストン（２）の上死点に達する直前で、圧縮位相の終
    わりに点火することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 燃料を、スタート過程中に、燃料供給システムのプレフィー
    ドポンプによって燃焼室（４）内に噴射することを特徴とする、請求項１から８
    までのいずれか１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 燃料を、スタート過程中に、内燃機関（１）とは無関係に
    駆動される燃料供給システムの高圧ポンプによって燃焼室（４）内に噴射するこ
    とを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 スタート過程中に、内燃機関（１）のシリンダ（３）の圧
    縮位相において、シリンダ（３）の相応する吸気弁（５）を遅く又は早く閉じる
    ことを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 スタート過程中に、内燃機関のシリンダ（３）の吸気位相
    において、シリンダ（３）の相応する吸気弁（５）を遅く又は早く閉じることを
    特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 特に自動車の内燃機関（１）の制御装置（１２）のための
    制御エレメント、特にリードオンリーメモリーあるいはフラッシュメモリーにお
    いて、 計算装置、特にマイクロプロセッサで実行可能であり、かつ請求項１から１１
    までのいずれか１項に記載の方法を実施するのに適していることを特徴とする、
    制御エレメント。
  14. 【請求項１４】 請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法を実施
    するための、特に自動車の多シリンダ内燃機関（１）であって、内燃機関（１）
    は、内燃機関（１）のシリンダ（３）内のピストン（２）の位置を調べる検出装
    置と、そのピストン（２）が作業位相にあるシリンダの燃焼室（４）内に燃料を
    噴射するための燃料供給システムとを有している形式のものにおいて、 内燃機関（１）が、そのピストン（２）が上死点後にある少なくとも１つのシ
    リンダ（３）の吸気弁及び又は排気弁（５）をスタート過程前に作業位相に相応
    する位置に調節する手段を有していることを特徴とする、多シリンダ内燃機関。
  15. 【請求項１５】 内燃機関（１）が、燃焼室（４）の吸気弁及び又は排気弁
    をカム軸なしに制御する、制御装置を有していることを特徴とする、請求項１４
    記載の内燃機関。
  16. 【請求項１６】 内燃機関（１）が、吸気弁（５）の早い閉鎖を生ぜしめる
    ために、吸気側に可変のカム軸調節器を有していることを特徴とする、請求項１
    ４記載の内燃機関。
  17. 【請求項１７】 内燃機関（１）が、スタート過程の始めにシリンダ（３）
    のピストン（２）を所定の位置に動かす手段を有していることを特徴とする、請
    求項１４から１６までのいずれか１項に記載の内燃機関。
  18. 【請求項１８】 燃料供給システムが、燃料噴射圧力を形成するための、内
    燃機関とは無関係に駆動される高圧ポンプを有していることを特徴とする、請求
    項１４から１７までのいずれか１項に記載の内燃機関。
  19. 【請求項１９】 特に自動車の多シリンダ内燃機関（１）の制御装置（１２
    ）であって、内燃機関（１）は、内燃機関（１）のシリンダ（３）内のピストン
    （２）の位置を調べる検出装置と、そのピストン（２）が作業位置にあるシリン
    ダ（３）の燃焼室（４）内に燃料を噴射するための燃料供給システムを有してい
    る形式のものにおいて、 制御装置（１２）が、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法を実
    施するための手段を有していることを特徴とする、制御装置。
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