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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritz-Vorrichtung für eine Verbrennungsmaschine, die mit einem automatischen Kraftmaschinen-Stopp/Start-Steuersystem (Leerlaufstopp-Steuersystem) ausgestattet ist, das eine Stopp/Start-Steuerung der Kraftmaschine durchführt, und ein Fahrzeug, das mit der Steuervorrichtung ausgestattet ist.
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2. Stand der Technik
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Es gibt eine zunehmende Anzahl von Fahrzeugen, die mit einem automatischen Kraftmaschinen-Stopp/Start-Steuersystem, d. h., einem sogenannten „Leerlaufstopp-Steuersystem” ausgestattet sind, um Kraftstoffkosten und Emission und dergleichen zu reduzieren. Wenn in typischen Leerlaufstopp-Steuersystemen ein Fahrer eine Bedienung zum Stopp eines Fahrzeugs durchführt, wird dessen Kraftmaschine automatisch gestoppt, indem eine Kraftstoffeinspritzung ausgeschaltet wird (d. h., ein Kraftstoff-Abschalten), und wenn danach der Fahrer eine Bewegung durchführt, die bewirkt, dass das Fahrzeug sich in Bewegung setzt, zum Beispiel indem die Bremse gelöst wird und/oder das Gas- bzw. Beschleunigerpedal betätigt wird, wird die Kraftmaschine neu gestartet, indem ein Starter oder ein Motor, der auch als ein Starter dient, um somit die Kraftmaschine zu starten, automatisch angeregt wird.
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In derartigen Leerlaufstopp-Steuersystemen kann es einen Anlass geben, bei dem eine Kraftmaschinen-Neustart-Anweisung ausgegeben wird unmittelbar nachdem eine Anweisung zum automatischen Stopp der Kraftmaschine ausgegeben wurde und somit während der Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit der Kraftmaschine. Wenn in dieser Situation die Kraftmaschine neu gestartet wird, indem der Starter angeregt wird, um die Kraftmaschine zu starten, nachdem dessen Rotation vollständig gestoppt ist, wird eine lange Zeitbenötigt, von dem Zeitpunkt, wenn die Anweisung zum Automatik-Stopp ausgegeben wird, bis der Neustart abgeschlossen ist, wodurch der Fahrer das Gefühl einer Verzögerung beim Neustart erfährt (innerliches Gefühl).
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Wie in dem Patentdokument 1 (
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-146875 ), wird somit vorgeschlagen, die Kraftmaschine neu zu starten, ohne auf einen vollständigen Stopp der Kraftmaschinen-Rotation zu warten, wenn eine Anweisung zum Kraftmaschinen-Neustart während der Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit der Kraftmaschine gegeben wird.
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Im Patentdokument 2 (
japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H10(1998)-9016 ) wird eine Vorrichtung zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzmenge einer Verbrennungskraftmaschine beschrieben. Diese Steuervorrichtung steuert die Einspritzgröße auf Grundlage einer grundlegenden Einspritzgröße, die gemäß der tatsächlichen Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und einer Kraftmaschinen-Last (zum Beispiel ein Luftansaugvolumen) berechnet wird. Wenn jedoch ein Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine in dessen Startperiode ist, wird eine Kraftstoffmenge eingespritzt, die als eine „Startzeit-Einspritzgröße” bezeichnet wird, anstelle der Berechnung der grundlegenden Einspritzgröße. Wie die Startzeit-Einspritzgröße bestimmt wird, wird im Folgenden beschrieben.
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Wenn die Kraftmaschine gestartet wird, ist ein Druck in einem Ansaugabschluss der Atmosphärendruck (negativer Druck von 0). Ein Luftansaugvolumen, das in eine Verbrennungskammer in der Startperiode unter einem derartigen hochnegativen Druck eingebracht wird, ist daher größer als ein Luftansaugvolumen, das in die Verbrennungskammer in einem Luftansaugschritt in einem Kraftmaschinen-Arbeitszustand unter einem ausreichend verringertem negativen Druck eingebracht wird. Die Startzeit-Einspritzgröße, die oben beschrieben ist, wird folglich unter der Annahme bestimmt, dass das Luftansaugvolumen in der Startperiode größer ist.
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Die Verbrennungskraftmaschine bestimmt, dass dessen Betriebszustand in der Startperiode ist, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit geringer als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellenwert ist, und führt eine Steuerung durch, wenn bestimmt wird, dass die obige Startperiode vorliegt, um über ein Kraftstoffeinspritzventil eine Kraftstoffmenge einzuspritzen, die als die Startzeit-Einspritzgröße bestimmt ist. In einem Zustand nach dem Start, der nicht als die Startperiode bestimmt ist, führt die Kraftmaschine eine Steuerung durch, um über das Kraftstoffeinspritzventil eine Kraftstoffmenge einzuspritzen, die auf Grundlage der tatsächlichen Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und der Kraftmaschinen-Last berechnet ist.
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In einer herkömmlichen und typischen Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung wird während der Startperiode, in der die Startzeit-Einspritzgröße für die Einspritzsteuerung angewendet wird, ferner sukzessiv bestimmt, ob oder ob nicht eine Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE einen vorbestimmten Bestimmungsschwellenwert TH erreicht. Nachdem bestimmt wird, dass der Bestimmungsschwellenwert TH erreicht ist, wird die Einspritzsteuerung auf Grundlage der grundlegenden Einspritzgröße dahingehend geändert, unter der Annahme, dass die Kraftmaschine in einem Zustand nach dem Start ist. Ein Startperioden-Bestimmungsmittel wird bereitgestellt, das bestimmt, ob die Kraftmaschine in einem Zustand der Startperiode oder in einem Zustand nach dem Start ist, auf Grundlage darauf, ob NE < TH erfüllt ist oder nicht und die Details der Einspritzsteuerung werden in Abhängigkeit von dem Bestimmungsresultat geändert.
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In dem Prozess zur Verringerung der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit gemäß der Ausgabe einer Anweisung zum automatischen Stopp wird ein Ansaugleitungsdruck zu einem Druck, der aus einem Ausgleich zwischen einem Luftansaugvolumen resultiert, das über ein Drosselventil in einen Zylinder eingebracht wird, und einem Abgasvolumen, das aus dem Inneren des Zylinders in eine Abgasleitung abgegeben wird.
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In dem obigen Prozess wächst der Ansaugleitungsdruck allmählich an, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit verringert wird, und erreicht endlich den Atmosphärendruck, um dadurch in die Nähe eines Zustands zu gelangen, in dem die Kraftmaschine aus der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit von 0 gestartet wird. Wenn daher eine Anweisung für einen Kraftmaschinen-Neustart während der Verringerung der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit ausgegeben wird, ist es auch notwendig, die Startzeit-Kraftstoffeinspritzmenge einzuspritzen.
- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2005-146875
- Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H10(1998)-9016
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In einer derartigen Rotationsverringerungsperiode, in der die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit verringert wird durch ein Ausschalten der Kraftstoffeinspritzung gemäß der Ausgabe einer Anweisung zum automatischen Stopp, wird, wenn eine Anweisung zum automatischen Neustart ausgegeben ist und eine Einspritzsteuer-Änderung durchzuführen ist, wenn dies von dem Bestimmungsresultat durch das Startperioden-Bestimmungsmittel abhängt, die Bestimmung der Startperiode nicht durchgeführt, bis die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE abfällt, um NE = TH2 in der Verringerungsperiode zu erfüllen, wie in 3A gezeigt, die ein herkömmliches Beispiel des Steuerbetriebs darstellt (siehe, Startbestimmung in 3A).
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Das Startperioden-Bestimmungsmittel arbeitet unter der Annahme, dass die Kraftmaschine von einer Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit von 0 startet. In der Rotationsverringerungsperiode, in der die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit verringert wird, durch ein Ausschalten der Kraftstoffeinspritzung gemäß der Ausgabe einer Anweisung zum automatischen Stopp, ist diese, wenn eine Anweisung zum automatischen Neustart unter der Bedingung ausgegeben wird, dass die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE geringer als TH1 ist, und NE gleich TH2 oder mehr ist, wie in 1 gezeigt, nicht in der Lage, eine Kraftstoffversorgung adäquat durchzuführen, selbst in dem Fall einer vergleichbaren Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und einem Ansaugleitungsdruck, verglichen mit einer gewöhnlichen Kraftmaschinen-Startzeit, wodurch ein Problem verursacht wird, das darin besteht, dass die Kraftmaschinen-Neustartfähigkeit verringert wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung des obigen Problems, und eine Aufgabe davon ist die Bereitstellung einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung, die die Kraftmaschinen-Neustartfähigkeit nicht verringert, derart, dass die Startzeit-Kraftstoffeinspritzgröße sicher eingespritzt wird, wenn eine automatische Neustartanweisung in einem Zustand der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit erfolgt, der eine Kraftstoffeinspritzung der Startzeit-Einspritzgröße benötigen könnte.
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Eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung zur Installation für eine Verbrennungskraftmaschine, die eine Leerlaufstopp-Funktion aufweist, zum Bewirken eines automatischen Stopps und eines automatischen Neustarts der Kraftmaschine, wobei die Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung umfasst: eine Startperioden-Bestimmungseinheit zum Bestimmen eines Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine in einer Startperiode, wenn eine Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine geringer als ein vorbestimmter erster Bestimmungsschwellenwert ist, und zum Bestimmen eines Betriebszustands der Kraftmaschine in der Startperiode, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine, nach einem Anwachsen über den ersten Bestimmungsschwellenwert einen Zustand nach dem Start der Kraftmaschine erreicht, unter einen zweiten Bestimmungsschwellenwert verringert wird, der geringer als der erste Bestimmungsschwellenwert ist; eine Startzeit-Einspritzsteuereinheit zur Steuerung des Einspritzens über ein Einspritzventil einer Kraftstoffmenge, die als eine Startzeit-Einspritzmenge bestimmt ist, wenn die Startperiode bestimmt wird; eine Nach-Startzeit-Einspritzsteuereinheit zur Steuerung einer Einspritzung über das Einspritzventil einer Kraftstoffmenge, die auf Grundlage einer tatsächlichen Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und einer Kraftmaschinenlast berechnet wird, in dem Zustand nach dem Start, der nicht als die Startperiode bestimmt ist; und eine Einstell-Änderungseinheit zum Ändern des zweiten Bestimmungsschwellenwerts auf einen anderen Bestimmungsschwellenwert, der höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert ist, wenn eine Anweisung des automatischen Neustarts in einer Rotationsverringerungsperiode gegeben wird, in der die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit durch ein Ausschalten der Kraftstoffeinspritzung gemäß Ausgabe einer Anweisung des automatischen Stopps verringert wird.
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Gemäß der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung der Erfindung wird der Bestimmungsschwellenwert, der zur Bestimmung verwendet wird, ob oder ob nicht der Betriebszustand in einer Startperiode ist, in der die Startzeit-Einspritzsteuereinheit eine Steuerung durchführt (Startzeit-Einspritzsteuerung), höher als der in der normalen Zeit eingestellt, wenn eine Neustartanweisung in der Kraftmaschinen-Rotationsverringerungsperiode aufgrund einer Automatik-Stopp-Verarbeitung ausgegeben wird. Es wird folglich möglich, die Startzeit-Einspritzsteuerung durchzuführen, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit sich ändern muss, um gemäß der Neustartanweisung, die in der Rotationsverringerungsperiode ausgegeben wird, erhöht zu werden. Durch eine Einspritzung der Startzeit-Kraftstoffeinspritzgröße, wenn eine Anweisung zum automatischen Neustart in einem Zustand der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit ausgegeben wird, in dem eine Kraftstoffeinspritzung der Startzeit-Einspritzgröße verwendet werden sollte, kann dies erreicht werden, um die Kraftmaschinen-Neustartfähigkeit zu verbessern.
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Die oben stehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen und der begleitenden Zeichnungen noch weiter ersichtlich werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm zur Darstellung einer zeitlichen Variation einer Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE, wenn eine Kraftmaschine aus dem Zustand gestartet wird, in dem die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE gleich 0 ist.
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2 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Darstellung eines Gesamtsystems einschließlich einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
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3A und 3B sind Zeitdiagramme zur Darstellung des Betriebs von Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtungen, und stellen in einem Vergleich ein herkömmliches Beispiel eines Steuerbetriebs und ein Beispiel eines Steuerbetriebs gemäß der Erfindung dar.
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4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Betriebs der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Ausführungsform 1
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung wird unter Verwendung der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen werden für die gleichen oder entsprechenden Abschnitte die gleichen Bezugszeichen für die Erläuterung verwendet. 2 ist Konfigurationsdiagramm zur Darstellung eines Gesamtsystems, einschließlich einer Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung. Es wird vermerkt, dass, obwohl diese Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden als „Kraftmaschine” bezeichnet) eine Vielzahl von Zylindern enthält, nur ein Zylinder 2 davon in 2 gezeigt ist.
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In 2 sind mit dem Zylinder 2 der Kraftmaschine 1 eine Ansaugleitung 3 zum Einführen von Luft in den Zylinder 2 und eine Abgasleitung 4 zum Ausstoßen eines Abgases, das durch eine Verbrennung eines Gasgemisches in einer Verbrennungskammer (nicht gezeigt) des Zylinders 2 erzeugt wird, verbunden. An der Upstream-Seite der Ansaugleitung 3 wird ein Luftfilter 5 bereitgestellt. An dem Luftfilter 5 ist ein Ansaugluft-Temperatursensor 6 zum Erfassen einer Temperatur der angesaugten Luft angebracht, und an der Downstream-Seite des Luftfilters ist ein Luftflusssensor 7 zum Erfassen einer Flussrate der angesaugten Luft (Luftvolumen) angebracht.
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An der Downstream-Seite des Luftflusssensors 7 ist ein Drosselventil 9 zum Anpassen einer Flussrate der angesaugten Luft unter Verwendung der Leistung eines Motors 8 angeordnet. Darüber hinaus ist an der Ansaugleitung 3 ein Drosselventilsensor 10 zum Erfassen eines Öffnungswinkels des Drosselventils 9 in der Nähe des Drosselventils 9 angebracht. An der Downstream-Seite des Drosselventils 9 wird eine Druckausgleichskammer (engl. Surge Tank) 11 bereitgestellt.
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An der Druckausgleichskammer 11 wird ein Ansaugluft-Drucksensor 12 zum Erfassen eines Drucks in deren Saugleitung angebracht. An der Downstream-Seite der Druckausgleichskammer 11 wird ein Ansaugkrümmer 13 zum Verteilen der angesaugten Luft in die Verbrennungskammer der jeweiligen Zylinder 2 bereitgestellt. An dem Ansaugkrümmer 13 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 14 zum Einspritzen des Kraftstoffs in der Nähe eines Einlassanschlusses von jedem Zylinder angeordnet.
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Ein Gasgemisch aus Kraftstoff, das durch das Kraftstoffeinspritzventil 14 eingespritzt wird, und angesaugte Luft wird in die Verbrennungskammer von jedem Zylinder 2 über ein Einlassventil eingeführt. Das Gasgemisch, das in die Verbrennungskammer von jedem Zylinder 2 eingeführt wird, wird zur Verbrennung durch eine Zündkerze (nicht gezeigt) zum Zünden des eingeführten Gasgemisches gezündet, die oben auf dem Zylinder 2 angebracht ist. Ein Abgas, das durch die Verbrennung des Gasgemisches erzeugt wird, wird über einen Katalysator von der Abgasleitung 4 in die Atmosphäre ausgestoßen.
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Im Übrigen ist an der Kraftmaschine 1 ein Wassertemperatursensor (nicht gezeigt) angebracht, um eine Temperatur des Kühlwassers für die Kraftmaschine 1 zu erfassen, sowie ein Kurbelwinkelsensor 15 zum Erfassen von Signalen, die bei jedem vorbestimmten Winkel einer Kurbelwellenrotation ausgegeben werden. Eine Kraftmaschinen-Steuereinheit 30, die später beschrieben wird (im Folgenden als „ECU” (engl. Engine Control Unit) 32 bezeichnet), führt die Erfassung eines Kurbelwinkels und die Berechnung einer Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit durch, auf Grundlage der erfassten Signale von dem Kurbelwinkelsensor 15.
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Ferner ist an der Kraftmaschine 1 ein Starter 20 angebracht, der bewirkt, dass ein Zahnkranz 16, der in der Kraftmaschine 1 bereitgestellt ist, rotiert, wenn die Kraftmaschine durch einen Schlüssel (nicht gezeigt) (Schlüssel-AN-Starten) gestartet oder neu gestartet wird. Der Starter 20 enthält ein Ritzel bzw. Zahnradgetriebe 21, eine Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22, einen Startermotor 23 und eine Startermotor-Antriebseinheit 24.
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Das Ritzel 21 koppelt mit dem Zahnkranz 16 ein, wodurch bewirkt wird, dass der Zahnkranz 16 rotiert. Die Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22 verschiebt das Ritzel 21 in Richtung des Zahnkranzes 16, wodurch bewirkt wird, dass das Ritzel 21 mit dem Zahnkranz 16 einkoppelt. Die Startermotor-Antriebseinheit 24 bewirkt, dass der Startermotor 23 einen Antrieb durchführt, wodurch bewirkt wird, dass das Ritzel 21 rotiert.
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Die Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22 und die Startermotor-Antriebseinheit 24 werden individuell durch Ansteuersignale von einer ECU 30 angesteuert. Es wird vermerkt, dass der detaillierte Betrieb des Starters 20 im Folgenden beschrieben wird. Es wird auch vermerkt, dass von einer Batterie 17 an den Starter, die ECU 30 und eine Vielzahl von oben beschriebenen Sensoren Strom geliefert wird.
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Die ECU 30 enthält eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 31, eine CPU (Mikroprozessor) 32, einen ROM (engl. Read-only Memory) 33, einen RAM (engl. Random Access Memory) 34 und eine Ansteuerschaltung 35. In die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 31 werden die Ausgangssignale von der Vielzahl von oben beschriebenen Sensoren eingegeben, sowie Erfassungssignale einer Herunterdrückungs- bzw. Betätigungsgröße des Beschleuniger bzw. Gaspedals (nicht gezeigt), einer Herunterdrückungs- bzw. Betätigungsgröße des Bremspedals (nicht gezeigt) und dergleichen.
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Die CPU 32 führt arithmetische Operationen zum Bestimmen der Anwendbarkeit der automatischen Stopp- oder Neustart-Steuerung durch, und gibt das arithmetische Resultat an die Ansteuerschaltung 35 aus. Der ROM 33 speichert Steuerprogramme, die für verschiedene arithmetische Operationen durch die CPU 32 verwendet werden (beispielsweise Programme für eine Leerlaufstopp-Steuerung und eine Kraftstoffeinspritz-Steuerung) und eine Vielzahl von Steuerkonstanten. Der RAM 34 speichert das arithmetische Resultat durch die CPU 32 temporär. Die Ansteuerschaltung 35 gibt Ansteuersignale an das Kraftstoffeinspritzventil 14 und dergleichen aus, in Abhängigkeit von dem arithmetischen Resultat der CPU 32.
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Die ECU 30 führt eine Berechnung einer Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit durch, auf Grundlage eines Erfassungssignals durch den Kurbelwinkelsensor 15, unter Verwendung eines Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungsverfahrens in dem Steuerprogramm, das in dem ROM 33 gespeichert ist, und bestimmt auch einen Betriebszustand der Kraftmaschine 1 auf Grundlage von Ausgabesignalen von einer Vielzahl von Sensoren, wie zum Beispiel dem Ansaugluft-Temperatursensor 6 und dergleichen, unter Verwendung des Steuerprogramms und der Steuerkonstanten, die in dem ROM 33 gespeichert sind, um dadurch an das Kraftstoffeinspritzventil 14 und den Motor 8 ein Ansteuersignal und eine gesteuerte Variable auszugeben, die mit dem Vorhaben eines Fahrers übereinstimmt. Darüber hinaus bestimmt die ECU 30, ob oder ob nicht eine Automatikstopp oder Neustartbedingung der Kraftmaschine 1 vorliegt, um dadurch die Steuerung des Drosselventils 9 in einen automatisch gestoppten Zustand und die Steuerung des Starters 20 zum Zeitpunkt des Neustarts durchzuführen.
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Als nächstes wird der Betrieb des Starters 20 erläutert. Beim Schlüssel-AN-Starten oder wenn der Rotationszustand der Kraftmaschine 1 eine Neustartbedingung erfüllt, nachdem die Kraftmaschine automatisch gestoppt wurde und somit angenommen wird, dass die Neustartbedingung vorliegt, wird zuerst bestimmt, ob die Kraftmaschine 1 gestartet oder neugestartet werden soll, auf Grundlage der Ausgangssignale von einer Vielzahl von Sensoren, die über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 31 in die ECU 30 eingegeben werden, unter Verwendung des Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungsverfahrens in dem Steuerprogramm, das in dem ROM 33 gespeichert ist.
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Auf der Grundlage der somit bestimmten Resultate wird dann ein Ansteuersignal von der Ansteuerschaltung 35 der ECU 30 an die Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22 ausgegeben, und eine Stromversorgung an die Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22 wird initiiert. Aufgrund der Initiierung einer Stromversorgung an die Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22 wird das Ritzel 21 für ein Einkoppeln mit dem Zahnkranz 16 verschoben.
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Danach wird ein Ansteuersignal von der Ansteuerschaltung 35 der ECU 30 an die Startermotor-Ansteuereinheit 24 ausgegeben, um somit eine Stromversorgungsschaltung für den Startermotor 23 zu schließen, so dass Strom von der Batterie 17 geliefert wird, um den Startermotor 23 anzusteuern, wodurch eine Rotation der Kraftmaschine durch das Ritzel 21 und den Zahnkranz 25 initiiert wird, um die Kraftmaschine 1 zu starten oder neu zu starten.
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Nachdem eine Neustartbedingung in einem Zustand vorliegt, den die Kraftmaschine 1 aufgrund eines Kraftstoff-Ausschaltens inertial rotiert, wobei dies durch das Vorliegen der Automatikstopp-Bedingung verursacht wird, eine Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE berechnet, auf Grundlage des erfassten Signals von dem Kurbelwinkelsensor 15 oder dergleichen, das in die ECU 30 eingegeben wird, unter Verwendung des Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeits-Berechnungsverfahrens in dem Steuerprogramm, das in dem ROM 33 gespeichert ist. Ein Ansteuersignal gemäß der berechneten Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE wird dann von der Ansteuerschaltung 35 der ECU 30 an die Antriebsritzel-Vorschubeinheit 22 oder an die Startermotor-Ansteuereinheit 24 ausgegeben, um somit den Starter 20 anzusteuern, was bewirkt, dass die Kraftmaschine 1 einen Neustart durchführt.
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Im Folgenden wird erläutert, wie eine Kraftstoffeinspritzgröße gesteuert wird. Die ECU 30 berechnet eine Ziel-Kraftstoffeinspritzgröße, wie im Folgenden beschrieben, und steuert eine Öffnungszeit des Kraftstoffeinspritz-Ventils 14 derart, dass die Ziel-Einspritzgröße erreicht wird. D. h., dass eine elementare Einspritzgröße auf Grundlage von jeder tatsächlichen Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE und einer Kraftmaschinenlast (zum Beispiel ein Ansaugleitungsdruck oder ein Luftansaugvolumen) berechnet wird.
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Wenn jedoch ein Betriebszustand der Kraftmaschine 1 in der Startperiode ist, ist ein Luftansaugvolumen instabil und die erfassten Werte des Luftflusssensors 7 und des Ansaugluft-Drucksensors 12 weisen eine geringere Zuverlässigkeit auf. Wenn ferner eine Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE geringer als ein bestimmter Wert ist, ist die berechnete Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE in ihrer Genauigkeit verringert. Dies bedeutet, dass eine genaue Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE und Kraftmaschinenlast nicht bestimmt werden können, so dass die oben beschriebene grundlegende Einspritzgröße nicht berechnet werden kann. In einer derartigen Startperiode wird daher eine vorbestimmte Größe (Startzeit-Einspritzgröße) als eine Ziel-Einspritzgröße zum Einspritzen eines Kraftstoffes verwendet, anstelle der Berechnung der grundlegenden Einspritzgröße.
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Zusammenfassend bestimmt die ECU 30, ob oder ob nicht diese in der Startperiode ist oder nach dem Vorübergehen der Startperiode (ein Zustand nach dem Start), und führt dann eine Einspritzsteuerung auf Grundlage der Startzeit-Einspritzgröße durch, wenn die Startperiode bestimmt ist, oder führt eine Einspritzung mit einer Größe gemäß der grundlegenden Einspritzgröße durch (Einspritzgröße nach dem Startzustand), wenn bestimmt wird, dass der Zustand nach dem Start vorliegt.
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Es wird vermerkt, dass die Startzeit-Einspritzgröße gemäß einer Temperatur des Kühlwassers für die Kraftmaschine, die durch einen Wassertemperatursensor (nicht gezeigt) erfasst wird, änderbar eingestellt werden kann. Zum Beispiel reicht es aus, bei einer höheren Temperatur des Kühlwassers eine geringere Starzeit-Einspritzgröße einzustellen. Wenn im Übrigen die Kraftmaschine 1 eine Vielzahl von Zylindern umfasst, wird zur Einspritzung mit der Startzeit-Einspritzgröße eine asynchrone Einspritzung durchgeführt, die bewirkt, dass Kraftstoff von den jeweiligen Kraftstoffeinspritzventilen 14, die an den Zylindern angebracht sind, gleich laufend eingespritzt wird.
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1 ist ein Diagramm zur Darstellung einer zeitlichen Variation einer Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE, wenn eine Kraftmaschine 1 aus dem Zustand gestartet wird, in dem die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE gleich 0 ist. Der Starter 20 (siehe 2) wird zuerst zu einem Zeitpunkt t1 gestartet. Insbesondere wird das Ritzel 21 des Starters 20 mit dem Zahnkranz 16 eingekoppelt. Als ein Resultat wächst die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE von dem Zeitpunkt t1 an. Zu einem Zeitpunkt t2 danach wird eine Umlaufgeschwindigkeit de Zahnkranzes 16 höher als eine Umlaufgeschwindigkeit des Ritzels 21, um somit eine Anlassperiode abzuschließen. Zu einem Zeitpunkt t3 startet dann die Verbrennung und die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE wird weiter erhöht. Zu einem Zeitpunkt t4, wenn die Geschwindigkeit einen vorbestimmten Bestimmungsschwellenwert TH1 (erster Bestimmungsschwellenwert TH1) überschreitet, wird eine perfekte Verbrennung erhalten, so dass die Startperiode als beendet bestimmt wird.
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Von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t4 wird nämlich eine Kraftstoffeinspritzung mit der Startzeit-Einspritzgröße (Startzeiteinspritzung) durchgeführt, da dies als die Startperiode bestimmt wird, wohingegen nach dem Zeitpunkt t4 eine Kraftstoffeinspritzung gemäß der grundlegenden Kraftstoffgröße (Einspritzung nach dem Start) durchgeführt wird, da bestimmt wird, dass dies der Zustand nach dem Start ist.
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Nach dem Zeitpunkt t4, in dem eine perfekte Verbrennung erhalten wird, wird dann, wenn eine Temperatur des Kühlwassers für die Kraftmaschine gering ist, die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit temporär verringert, aufgrund eines instabilen Verbrennungszustands, wobei dies bei Gelegenheit durchgeführt wird. Wenn bei dieser Gelegenheit der Bestimmungsschwellenwert TH1 ungeändert eingestellt ist, könnte bestimmt werden, aufgrund einer derartigen temporären Verringerung, dass eine Neustartperiode vorliegt, wodurch die Startzeiteinspritzung verursacht wird. Es wird somit eine Hysterese-Einstellung für den Bestimmungsschwellenwert verwendet, so dass, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit erhöht wird, der Bestimmungsschwellenwert auf TH1 eingestellt ist, und wenn die Geschwindigkeit verringert wird, dieser auf TH2 eingestellt ist (zweiter Bestimmungsschwellenwert TH2), der geringer ist, als wenn ein Anstieg vorliegt.
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Die 3A und 3B zeigen Beispiele für den Fall, wenn eine automatische Neustartanweisung zu einem Zeitpunkt t10 in der Rotationsverringerungsperiode ausgegeben wird, in der die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit verringert wird, wobei eine Kraftstoffeinspritzgröße von 0 (Kraftstoff-Abschalten) gemäß einer automatischen Stoppanweisung für die Kraftmaschine 1 angewendet wird. In diesem Beispiel wird der Neustartbetrieb für die Kraftmaschine 1 gemäß der Ausgabe der oben beschriebenen Neustartanweisung ausgeführt, und daher führt die Kraftmaschine 1 einen Neustart in der Periode durch, in der die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit verringert wird, so dass die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE, ohne 0 zu erreichen, zu einem Anstieg in dem Weg des Abfallens zurückkehrt (siehe herkömmliche Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE in 3A).
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Wenn jedoch in dieser Situation die Bestimmungsschwellenwerte TH1 und TH2 ungeändert verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Startperiode vorliegt oder nicht, und wenn eine Steuerung mit einer Startzeit-Einspritzgröße und eine Steuerung mit einer Nachstartzustands-Einspritzgröße auf Grundlage des Bestimmungsresultats gewechselt werden, wird ein in 3A gezeigtes Resultat bereitgestellt, das ein herkömmliches Beispiel darstellt.
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D. h., dass vor einer Rückkehr zu einem Anstieg gemäß der Neustartanweisung die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE nicht unter den Bestimmungsschwellenwert TH2 verringert wird, und daher wird nicht bestimmt, dass die Kraftmaschine in der Startperiode ist, sondern es wird immer noch bestimmt, dass diese in dem Zustand nach dem Start ist. Als ein Resultat wird die Neustartfähigkeit der Kraftmaschine vermindert, wenn mit der grundlegenden Einspritzgröße in einem Zustand gestartet wird, bei dem der Ansaugleitungsdruck in die Nähe des Atmosphärendrucks kommt (in der Nähe des Zustands, in dem die Kraftmaschine aus dem Zustand gestartet wird, in dem die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE gleich 0 ist).
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Daher wird in Ausführungsform 1 der Bestimmungsschwellenwert TH2, der in der Rotationsverringerungsperiode verwendet wird (siehe herkömmliche Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE in 3A), wobei die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE durch ein Abschalten der Kraftstoffeinspritzung gemäß der Ausgabe einer Automatik-Stopp-Anweisung verringert wird, und der verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Startperiode vorliegt oder nicht, zum Beispiel gleich dem Bestimmungsschwellenwert TH1 eingestellt, der in einer normalen Zeit (siehe 1) außer in der Rotationsverringerungsperiode verwendet wird (siehe Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE der Erfindung in 3B).
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Daher wird es möglich, als Startperiode eine Periode zu bestimmen, selbst dann, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE geringer als der Bestimmungsschwellenwert TH1 zum Zeitpunkt des Neustarts ist, bis die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE den Bestimmungsschwellenwert TH1 übersteigt (ein Zeitpunkt t20 in 3B). Folglich wird es möglich, den Neustart der Kraftmaschine mit der Startzeit-Einspritzgröße zu initiieren, wobei das Problem der Verringerung der Neustartfähigkeit gelöst wird, um die Neustartfähigkeit zu erhöhen.
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Als nächstes wird der Betrieb der Kraftstoffeinspritz-Steuervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 mit Bezug auf das Flussdiagramm in 4 beschrieben. Es wird vermerkt, dass dieser Betrieb in der ECU 30 in jedem konstanten Zeitintervall durchgeführt wird (zum Beispiel 10 msek).
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In 4 misst die ECU 30 zuerst die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE der Kraftmaschine 1 (Schritt S1). Dann bestimmt die ECU 30, ob die Neustartbedingung vorliegt oder nicht (Schritt S2).
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Wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass die Neustartbedingung vorliegt (und zwar „JA”), wendet die ECU 30 eine „Ausführungseinstellung” zum Ändern eines Start-Bestimmungsschwellenwerts an, um zu bestimmen, ob die Startperiode vorliegt oder nicht (d. h., Starten einer „Ausführungseinstellung” zum Ändern des zweiten Bestimmungsschwellenwerts TH2 auf einen höheren Bestimmungsschwellenwert) (Schritt S3). Wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass keine Neustartbedingung vorliegt (d. h. „NEIN”), geht die Sequenz zum Schritt S4.
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Im Fall des Neustarts aus einem automatischen Stopp-Zustand wird anschließend bestimmt, ob oder ob nicht die Neustartperiode aufgrund des Anstiegs der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE abgeschlossen ist (zum Beispiel ob die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE, die im Schritt S1 erfasst wird, einen bestimmten Schwellenwert überschreitet (> TH1))(Schritt S4). Wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE bereits über dem bestimmten Schwellenwert ist, wird auch angenommen, dass die Neustartperiode abgeschlossen ist. Wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit ansteigt, ohne auf den bestimmten Schwellenwert verringert zu werden, bei dem die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit als in der Startperiode bestimmt wird, wird ferner angenommen, dass die Neustartperiode abgeschlossen ist. Wenn die Neustartperiode als abgeschlossen bestimmt ist (S4: „JA”), wendet die ECU eine „Nicht-Ausführungseinstellung” zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts an, um zu bestimmen, ob die Startperiode vorliegt oder nicht (Schritt S5). Als ein Ergebnis kehrt der zweite Bestimmungsschwellenwert TH2 zu dem ursprünglichen (geringeren) Bestimmungsschwellenwert zurück, wenn eine „Ausführungseinstellung” zum Ändern angewendet wurde, und der zweite Bestimmungsschwellenwert TH2 bleibt gleich zu dem ursprünglichen (geringeren) Bestimmungsschwellenwert, wenn die „Ausführungseinstellung” zum Ändern nicht angewendet wurde. Wenn im Schritt S4 die Neustartperiode nicht abgeschlossen ist, oder keine Neustartperiode vorliegt (S4: „NEIN”), geht die Sequenz zum Schritt S6.
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Wenn im Schritt S6 die „Ausführungseinstellung” zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts angewendet wird (d. h., „JA”), stellt die ECU 30 den Start-Bestimmungsschwellenwert TH2, der in der „Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE” der 3B gezeigt ist, auf den gleichen Wert wie TH1 im Schritt S7 ein. Der Bestimmungsschwellenwert TH2 kann derart eingestellt werden, dass dieser nicht den gleichen Wert wie der Bestimmungsschwellenwert TH1 ist, und ein anderer Wert kann dafür eingestellt werden (zum Beispiel kann dieser ein Bestimmungsschwellenwert TH3 sein, der höher als der Start-Bestimmungsschwellenwert TH2 ist).
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Wenn in dem obigen Schritt S6 eine „Nicht-Ausführungseinstellung” zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts angewendet wird (d. h. „NEIN”), wird der Start-Bestimmungsschwellenwert TH2 auf den Wert von „TH2” eingestellt, der in der „Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE” der 3A gezeigt ist (Schritt S8).
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Wenn im Schritt S9 als Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE ≥ Bestimmungsschwellenwert TH1 bestimmt wird (d. h. „JA”), wird im Schritt S10 bestimmt, dass ein Zustand nach dem Start vorliegt.
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Wenn, im Gegensatz dazu, im obigen Schritt S9 als Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE < Bestimmungsschwellenwert TH1 bestimmt wird (d. h. „NEIN”), bestimmt dann die ECU 30 in dem folgenden Schritt S11, ob oder ob nicht die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE < Bestimmungsschwellenwert TH2 ist. Wenn als Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE < Bestimmungsschwellenwert TH2 bestimmt wird (S11, „JA”), wird im Schritt S12 bestimmt, dass eine Startperiode vorliegt. Es wird dann eine „Nicht-Ausführungseinstellung” zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts angewendet (Schritt S13).
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Wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE < Bestimmungsschwellenwert TH1 ist, und die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE ≥ Bestimmungsschwellenwert TH2 ist (S9: „NEIN”, S11: „NEIN”), bleibt der vorhergehende Zustand erhalten.
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Gemäß Ausführungsform 1 werden, wie oben stehend detailliert beschrieben, die folgenden Effekte erhalten.
- 1) Wenn in Ausführungsform 1 ein Neustart aus dem automatischen Stopp-Zustand erfolgt, wird der Bestimmungsschwellenwert (zweiter Bestimmungsschwellenwert TH2), der verwendet wird, um zu bestimmen, ob oder ob nicht die Startperiode vorliegt, in der die Startzeit-Einspritzsteuerung durchgeführt wird, beispielsweise gleich dem Bestimmungsschwellenwert TH1 zum Bestimmen des Zustands nach dem Start in der normalen Zeit eingestellt. Unter der Annahme des Falls, in dem die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE zu einem Anstieg zum Zeitpunkt des obigen Neustarts zurückkehrt, ist es daher möglich, einen Neustart mit der Startzeit-Einspritzgröße durchzuführen, bis die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit NE angestiegen ist, um den Bestimmungsschwellenwert TH1 zu erreichen.
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Wenn folglich eine Automatik-Neustart-Anweisung in den Zustand der Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit ausgegeben wird, der eine Kraftstoffeinspritzung der Startzeit benötigen würde, ist es möglich, die Kraftmaschinen-Neustartfähigkeit zu erhöhen, indem die Startzeit-Einspritzgröße für das Einspritzen angewendet wird.
- 2) Wenn die Neustartanweisung ausgegeben wird, nachdem die Kraftmaschine automatisch gestoppt wurde, und dann bestimmt wird, dass die Startperiode eingenommen werden soll, indem eine Einstellung zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts TH2 angewendet wird, nach der Beendigung der Neustartperiode, wird die Einstellung zur Änderung des Start-Bestimmungsschwellenwerts TH2 nicht angewendet (dieser kehrt zu dem ursprünglichen Start-Bestimmungsschwellenwert TH2 zurück). Ob die Startperiode vorliegt oder nicht, wird daher unter Verwendung beider Start-Bestimmungsschwellenwerte TH1 und TH2 durch ein herkömmliches Startperioden-Bestimmungsmittel bestimmt, und es wird daher möglich, eine erneute Bestimmung der Startperiode zu vermeiden, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Erreichens einer perfekten Verbrennung, wie in 1 gezeigt, temporär verringert wird.
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Eine Einstellung zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts TH2 wird darüber hinaus angewendet, wenn die Neustartanweisung ausgegeben wird, nachdem die Kraftmaschine automatisch gestoppt wurde; wenn jedoch ein Abschluss der Neustartperiode bestimmt wird, da die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit zu einem Ansteigen zurückkehrt, ohne auf den Wert verringert zu werden, bei dem die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit als in der Startperiode bestimmt wird, wird die Einstellung zum Ändern des Start-Bestimmungsschwellenwerts TH2 nicht angewendet (dieser kehrt zu dem ursprünglichen Start-Bestimmungsschwellenwert TH2 zurück). Es wird daher möglich, eine erneute Bestimmung der Neustartperiode zu vermeiden, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit durch einen anderen Grund außer dem Automatik-Stopp verringert wird, so dass die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit < Bestimmungsschwellenwert TH1 erfüllt ist, solang die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit > Bestimmungsschwellenwert TH2 erfüllt ist.
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Nachdem eine perfekte Verbrennung gemäß der Neustartanweisung erhalten wird, kann folglich eine erneute Bestimmung der Neustartperiode vermieden werden, wenn die Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit temporär verringert wird, wodurch es möglich wird, eine Einspritzung mit einer Kraftstoffmenge durchzuführen, die auf Grundlage der tatsächlichen Kraftmaschinen-Rotationsgeschwindigkeit und der Kraftmaschinen-Last berechnet ist.
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Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden dem Durchschnittsfachmann ersichtlich, ohne vom Umfang dieser Erfindung abzuweichen, und es wird verstanden, dass diese nicht auf die hier dargestellten exemplarischen Ausführungsformen beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005-146875 [0004, 0010]
- JP 10-9016 [0005, 0010]
