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課題

スタータにより、できる限り少ない支援で迅速な内燃機関スタートを可能にする内燃機関の運転方法を提供する。

解決手段

シリンダ内運動する複数のピストン(15)を備え、燃料が直接シリンダ(13)内へ噴射され、内燃機関(11)が静止状態にあるピストンのシリンダ内での静止位置が測定され且つ静止状態に続くスタートのために、最初に燃料が噴射されるスタートシリンダが選択される、内燃機関の運転方法において、スタートシリンダの瞬間充填率(q)が内燃機関の静止状態の時間長さに応じて測定され、ピストンの所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離(d)が計算され、選択されたシリンダのピストンの最小距離(dmin、dmin,1、dmin,2)が瞬間充填率に応じて測定され、所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離が最小距離よりも短い場合には別のシリンダがスタートシリンダとして選択される。

概要

背景

その様な方法は、自動車内燃機関のいわゆるスタータ支援ダイレクトスタートで用いることができる。スタータ支援ダイレクトスタートの場合、内燃機関はできる限り迅速に、できる限り少ないスタータの支援で、且つできる限り少ない騒音発生で、スタートされるべきである。そのためにスタートプロセスは、スタータができる限り短い時間内燃機関を駆動するよう行われなければならない。短いスタート時間長さを実現するために、スタートシリンダ、即ち、内燃機関のスタートの際に最初に燃料噴射され且つ最初に点火されるシリンダは、各々のスタートプロセスのために適した手法で選択される。スタートシリンダの選択の際には、互いに矛盾する次の様な二つの現象の間の妥協点発見されなければならない。一方では、スタートプロセスの際の遅れを避けるために、次の様なスタートシリンダ、即ち、ピストンシリンダ内への燃料の噴射のために又燃料の点火のために適した位置からできる限り僅かしか離れていないシリンダが、選択されるべきである。しかしながら他方では、受け入れ可能に少ない誤スタートの確率を手に入れるために、次の様なシリンダ、即ちピストンが噴射及び点火のために適した位置に近接しすぎている位置にあるシリンダが、選択されるべきではない。誤スタートはスタートプロセスの中断とその後の再開に伴って発生し、内燃機関のスタートの際に著しい遅延をもたらすことがあるからである。

DE 10 2004 037 129 A1 から、スタートの際の内燃機関の制御装置及び方法が知られている。その方法によれば、それぞれのシリンダ内での個々のピストンの位置に応じてスタートシリンダが求められる。スタートシリンダの測定の際には、内燃機関の個々のシリンダがその点火順序に対応した順序で、適したシリンダが発見されるまでチェックされる。

概要

スタータにより、できる限り少ない支援で迅速な内燃機関のスタートを可能にする内燃機関の運転方法を提供する。シリンダ内を運動する複数のピストン(15)を備え、燃料が直接シリンダ(13)内へ噴射され、内燃機関(11)が静止状態にあるピストンのシリンダ内での静止位置が測定され且つ静止状態に続くスタートのために、最初に燃料が噴射されるスタートシリンダが選択される、内燃機関の運転方法において、スタートシリンダの瞬間充填率(q)が内燃機関の静止状態の時間長さに応じて測定され、ピストンの所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離(d)が計算され、選択されたシリンダのピストンの最小距離(dmin、dmin,1、dmin,2)が瞬間充填率に応じて測定され、所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離が最小距離よりも短い場合には別のシリンダがスタートシリンダとして選択される。

目的

本発明の課題は、スタータにより、できる限り少ない支援で、平均して更に迅速な内燃機関のスタートを可能にする内燃機関の運転方法を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

シリンダ内運動することのできる複数のピストン(15)を備え、燃料が直接シリンダ(13)内へ噴射され、内燃機関(11)が静止状態にある少なくとも一つのピストン(15)のシリンダ(13)内での静止位置が測定され且つ静止状態に続くスタートのために、最初に燃料が噴射されるスタートシリンダ(13)が選択される、内燃機関(11)の運転方法(61)において、スタートシリンダ(13)の瞬間充填率(q)が内燃機関(11)の静止状態の時間長さに応じて把捉(67)され、ピストン(15)の所定の位置に対するスタートシリンダ(13)のピストン(15)の距離(d)が計算され(69)、選択されたシリンダ(13)のピストン(15)の最小距離(dmin、dmin,1、dmin,2)が瞬間充填率に応じて測定(71)され、所定の位置に対するスタートシリンダ(13)のピストン(15)の距離(d)が最小距離(dmin、dmin,1、dmin,2)よりも短い場合には別のシリンダ(13)がスタートシリンダ(13)として選択(75)されること、を特徴とする内燃機関の運転方法。

請求項2

所定の位置に対するスタートシリンダ(13)のピストン(15)の距離(d)が最小距離(dmin、dmin,1、dmin,2)よりも短い場合には、ピストン(15)が所定の位置に対してスタートシリンダ(13)のピストン(15)よりも長い距離を有している別のシリンダ(13)が、スタートシリンダ(13)として選択される(75)ことを特徴とする請求項1に記載の運転方法。

請求項3

ピストン(15)が所定の位置に対するスタートシリンダ(13)のピストン(15)の距離(d)から最も少なく異なっている距離を有している別のスタートシリンダ(13)が、選択(75)されることを特徴とする請求項2に記載の運転方法。

請求項4

別のシリンダ(13)が、多くとも一回だけしかスタートシリンダ(13)として選択(75)されないということを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の運転方法。

請求項5

所定の位置に対するスタートシリンダ(13)のピストン(15)の距離(d)が最小距離(dmin,1、dmin,2)よりも短い場合には、互いに連続する幾つかの時点のために別のシリンダ(13)がスタートシリンダ(13)として選択されるチェック手順が実行されることを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の運転方法。

請求項6

スタートシリンダ(13)のピストン(15)の最小距離(dmin,1、dmin,2)が、特性マップを用いて求められることを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載の運転方法。

請求項7

スタートシリンダ(13)の充填率(q)の測定のために、内燃機関(11)の静止状態の始まりの時点におけるスタートシリンダ(13)の充填率を特徴付けている充填率の初期値が求められ、且つこの初期値が静止状態の時間長さに応じて、好ましくは時間係数に応じて、割引かれることを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載の運転方法。

請求項8

予備選択(65)の際には、スタートシリンダ(13)が所定の位置に対する距離に応じて、ピストン(15)が所定の位置から最も短い距離を有し、それでもなお所定の仮の最小値よりも長い距離を有しているシリンダ(13)が、選択されることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の運転方法。

請求項9

シリンダ(13)内を運動することのできる複数のピストン(15)を備えた内燃機関(11)の制御装置(43)において、請求項1ないし8の何れかに記載の運転方法(61)を実行するためにプログラムされていること、を特徴とする内燃機関の制御装置。

技術分野

0001

本発明は、シリンダ内運動することのできる複数のピストンを備え、燃料が直接シリンダ内へ噴射され、内燃機関静止状態にある少なくとも一つのピストンのシリンダ内での静止位置が測定され且つ静止状態に続くスタートのために、最初に燃料が噴射されるスタートシリンダが選択される、内燃機関の運転方法に関する。本発明は更に、シリンダ内を運動することのできる複数のピストンを備えた内燃機関の制御装置に関する。

背景技術

0002

その様な方法は、自動車の内燃機関のいわゆるスタータ支援ダイレクトスタートで用いることができる。スタータ支援ダイレクトスタートの場合、内燃機関はできる限り迅速に、できる限り少ないスタータの支援で、且つできる限り少ない騒音発生で、スタートされるべきである。そのためにスタートプロセスは、スタータができる限り短い時間内燃機関を駆動するよう行われなければならない。短いスタート時間長さを実現するために、スタートシリンダ、即ち、内燃機関のスタートの際に最初に燃料を噴射され且つ最初に点火されるシリンダは、各々のスタートプロセスのために適した手法で選択される。スタートシリンダの選択の際には、互いに矛盾する次の様な二つの現象の間の妥協点発見されなければならない。一方では、スタートプロセスの際の遅れを避けるために、次の様なスタートシリンダ、即ち、ピストンがシリンダ内への燃料の噴射のために又燃料の点火のために適した位置からできる限り僅かしか離れていないシリンダが、選択されるべきである。しかしながら他方では、受け入れ可能に少ない誤スタートの確率を手に入れるために、次の様なシリンダ、即ちピストンが噴射及び点火のために適した位置に近接しすぎている位置にあるシリンダが、選択されるべきではない。誤スタートはスタートプロセスの中断とその後の再開に伴って発生し、内燃機関のスタートの際に著しい遅延をもたらすことがあるからである。

0003

DE 10 2004 037 129 A1 から、スタートの際の内燃機関の制御装置及び方法が知られている。その方法によれば、それぞれのシリンダ内での個々のピストンの位置に応じてスタートシリンダが求められる。スタートシリンダの測定の際には、内燃機関の個々のシリンダがその点火順序に対応した順序で、適したシリンダが発見されるまでチェックされる。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明の課題は、スタータにより、できる限り少ない支援で、平均して更に迅速な内燃機関のスタートを可能にする内燃機関の運転方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0005

この課題は、請求項1のメルクマールを持つ方法によって又請求項9のメルクマールを持つ制御装置によって解決される。
本発明によって、前記の課題の解決のために歯スタートシリンダの選択の際にシリンダの充填率時間的変化が考慮されなければならないと云うことが認知された。所定の位置に対する選択されたシリンダのピストンの距離が、スタートシリンダの平均瞬間充填率の下で内燃機関の迅速且つ信頼性のあるスタートを達成するために十分であるか否かがチェックされる。ピストンの所定の位置は、対応するシリンダの作動行程圧縮行程膨張行程との間のピストンの上死点に対応していることが好ましい。

0006

シリンダの充填率とは、実際にシリンダの中へ送り込まれたエアマスと内燃機関の一定の運転状態に対応するエアマスの固定基準値との間の比率であると理解されるものとする。充填率は内燃機関の瞬間的運転状態に依存している。例えば、内燃機関の吸気管内の圧力が比較的低い時には、充填率は比較的低い値となる。内燃機関の静止状態の間は、スタートシリンダ、即ちピストンが上死点の手前の比較的近くにあるシリンダの充填率は、通常低下する。何故なら、スタートシリンダ内で圧縮された空気は、特に内燃機関のシリンダとピストンとの間の漏れのために内燃機関の周囲へ漏れ出てしまうからである。

0007

スタートシリンダの充填率の低下と共に、このスタートシリンダを用いたダイレクトスタートのための条件はますます悪化する。本発明に基づく方法は、スタートシリンダの充填率のこの時間的変化をシミュレートし、充填率モデルに従って求められた瞬間的充填率がそのスタートシリンダを用いたダイレクトスタートのために高い確率で最早十分ではないと思われるようになるや否や、別のスタートシリンダを選択する。既知の方法と比較すると、特に静止状態の時間長さが短い時には、スタートシリンダ、即ちピストンが所定の位置に対して比較的短い距離を有しているスタートシリンダを選択することができる。本発明に基づく方法は、これによって少なくとも平均的により迅速な内燃機関のスタートを可能にする。

0008

その際、スタートシリンダを迅速に且つ少ない計算操作で発見するために、所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離が最小距離よりも短い場合には、別のスタートシリンダ、即ちピストンが所定の位置に対してそのスタートシリンダのピストンよりも長い距離を有しているスタートシリンダが選択される。

0009

その際には、別のスタートシリンダ、即ちピストンが所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離から最も少なく異なっている距離を有している(即ち、ピストンが距離に最も近い距離を有している)別のスタートシリンダが選択される、ということが好ましい。このことは、通常用いられている内燃機関の場合、シリンダが内燃機関の点火順序に対応した順序でチェックされるという結果をもたらす。四気筒の内燃機関の場合、選択されたシリンダのピストンの距離に対して、一般に内燃機関のクランクシャフトの角度180゜の回転に対応する量だけ高められた、別のスタートシリンダのピストンの距離が生まれる。

0010

この方法を更に少ない計算要求で実行することができるようにするために、別のシリンダが多くとも一回だけしかスタートシリンダとして選択されないようにするということがとりわけ好ましい。このスタートシリンダは、その後は静止状態の時間長さとは係わり無く保持される。代わりの手法として、スタートのために適したシリンダを一つずつ見つけて行くために、順次何度も別のスタートシリンダを選択して行くことができる。

0011

本発明に基づく方法の一つの好ましい実施態様によれば、所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離が最小距離よりも短い場合には、互いに連続する幾つかの時点のために別のシリンダがスタートシリンダとして選択されるチェック手順が実行されるということが提案される。これによって、シリンダの充填率の時間的変化が簡単な手法で考慮される。チェック手順は、好ましくは定期的間隔で実行される。内燃機関のスタートが要求されると、新たな遅延無しに、最後に実行されたチェック手順の結果に遡及することができる。即ち、内燃機関の運転の際には何時でも、充填率の実際値に基づいて求められたスタートシリンダが用意されている。

0012

スタートシリンダのピストンの最小距離が特性マップを用いて求められるということが好ましい。その様な特性マップは、内燃機関の特定の型式について実施された適当な一連の測定に基づいて作成することができる。それ等の測定値から対の値が求められ、その際、各々の対の値は、最小距離に対置された一つの充填率の値を有している。次いで、これ等の対の値が特性マップの拠点として利用される。

0013

スタートシリンダの瞬間充填率を静止状態の時間長さに応じて測定するために、好ましくは動的モデル(充填率モデル)が用いられる。その際には、スタートシリンダの充填率の測定のために、好ましくは、内燃機関の静止状態の開始の時点におけるスタートシリンダの充填率を特徴付けている充填率の初期値が求められ、且つ静止状態の時間長さに応じて初期値が、時間に応じて、好ましくは時間係数に応じて、割引かれる。その様な充填率モデルによって、簡単な手法で十分な精度をもってスタートシリンダの充填率の時間的変化を記述することができる。前記の時間係数は、内燃機関の特性に依存しており且つ、例えば一連の測定によって求めることができる。一定の時間係数或いは又時間的に変化する時間係数を考えることができる。初期値は、内燃機関の少なくとも一つの状態パラメータから計算することができる。

0014

スタートの際に、スタートシリンダ内での空気/燃料混合気の良好な燃焼を達成するために、スタートシリンダ内へ噴射される燃料量スタート時点におけるスタートシリンダの瞬間充填率に応じて計算することができる。それ故、充填率モデルは単にスタートシリンダの選択のためだけではなく、スタートシリンダ内へ噴射される燃料量の計算のためにも利用される。このようにすることによって、内燃機関の排気ガスによる環境負荷許容範囲に保ちながら、更に信頼性が高く且つ平均してより迅速な内燃機関のスタートが達成される。

0015

この方法のスタートのためには、例えば、ピストンが所定の位置から最小の距離を有しているシリンダをスタートシリンダとして選択することができる。しかしながら、スタートシリンダの事前選択の際には、所定の位置に対する距離に応じて、ピストンが所定の位置に対してできる限り短い距離を有しながら、しかも所定の仮の最小値よりも長いシリンダが選択されることが好ましい。仮の最小値は、例えば先に説明された、所定の充填率の値、好ましくは100%のための最小距離の測定のための特性マップによって求めることができる。それによって、ピストンが最適な条件の下でも内燃機関の迅速なスタートが行われそうに無い程、所定の位置に対して短い距離しか持っていないスタートシリンダが選択されることを避けることができる。かくして、この方法は、比較的有利なスタートシリンダから始めて最適なスタートシリンダを探し求めるので、スタートシリンダは少ないチェック手順で発見される。上に述べられた方法が多くとも1回だけしか別のスタートシリンダが選択されないように実行された場合、予備選択によって、この方法が多くのケースで、予備選択無しの場合よりも、より良い、スタートのために適したスタートシリンダを求めるということが達成される。

0016

課題の更なる解決策として、従属請求項のメルクマールを持つ内燃機関のための制御装置が提案される。それは好ましくは、本発明に基づく方法の実施のためのプログラムを記憶するための記憶手段を備えた、プログラム可能の制御装置に係わっている。この記憶手段は更に、上述の特性マップを備えていれば、その特性マップを記憶するために有利に利用されることができる。更に本発明に基づく方法の実施のために必要な演算操作は、プログラム可能な制御装置によってとりわけ簡単に実現される。かくして、この制御装置によって、本発明に基づく方法の上述の諸利点を簡単な手法で実現することができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

本発明のその他のメルクマール及び利点は、代表的な実施態様を図面に基づいて詳しく説明している以下の記述から明らかとなる。
図1は、シリンダ13内を往復運動することのできるピストン15を備えた自動車の内燃機関11を示している。内燃機関11は更に、三つのシリンダとこれ等のシリンダ内を往復運動することのできるピストンを有している。それ故、この内燃機関は、四気筒の内燃機関11である。他の三つのシリンダと他の三つのピストンは、図を見易くするために図1には示されていない。

0018

シリンダ13とピストン15は、図1描写ではシリンダ13内のピストン15の上方にある燃焼室17を仕切っている。更に燃焼室11の吸気管19と燃焼室17との間には吸気弁21が配置されており、その際、この吸気弁21が開かれている時は吸気管19が燃焼室17と接続されている。内燃機関11は更に排気管23を備えており、その際、燃焼室17と排気管23との間には排気弁25が配置されている。排気弁25が開かれている時は、燃焼室17は排気管23と接続されている。排気管は排気ガスシステム(参照番号無し)の一部であり、このシステムは、排気管23の他に、例えば少なくとも一つの触媒、少なくとも一つのラムダゾンデ、および/または少なくとも一つの温度センサ等の、コンポーネント(図示されていない)を備えていることがある。

0019

吸気管19の中には、吸気管19を通って流れる空気(矢印29)のマス流に影響を与えるためのスロットル装置27が配置されている。スロットル装置27と吸気弁21との間には、吸気管19の中に吸気管圧力pを測定するための圧力センサ31がある。空気の流れ方向(矢印29)に見て吸気管19内のスロットル装置27の手前に、吸気管19を通って流れる空気(矢印29)のマス流を測定するためのエアマス流センサ33がある。図示されていない実施態様では、内燃機関11は更に、例えば温度センサ或いはその他の圧力センサ等の、他のセンサ類を備えている。

0020

ピストン15は、内燃機関11のクランクシャフト35と、ピストン15の往復運動(矢印37)がクランクシャフト35の回転運動(矢印38)に対応するように機械的に結合されている。クランクシャフト35は、クランクシャフト35の回転角度を測定するための回転角度センサ39と結合されている。ピストン15とクランクシャフト35との結合に基づいて、クランクシャフト35の各々の回転角度は、シリンダ13内のピストン15の特定の位置に対応している。

0021

内燃機関11は更に、内燃機関11を駆動することのできる電動スタータ41を備えている。更に内燃機関11は制御装置43を備えている。この制御装置43は、燃焼室17内へ燃料を噴射するための噴射弁45と、制御装置が第一の制御信号x1によって噴射弁45を開閉するために制御することができるように結合されている。制御装置43は更に、燃焼室17内に突き出している点火プラグ47と結合されており、第二の制御信号x2によって点火プラグ47を制御することができる。制御装置43は更に、スタータ41及びスロットル装置27と結合されており、そのために、制御装置は、第三の制御信号x3によってスタータ41を、また第四の制御信号x4によってスロットル装置27の開度の調節のためのスロットル装置27を、制御することができる。個々のセンサ類31、33、39もまた制御装置43と結合されている。それによって、圧力センサ31の圧力信号p、エアマス流センサ33のエアマス流センサ信号m、並びに回転角度センサ39の回転角度センサ信号nは、制御装置43へ導かれる。

0022

内燃機関11の作動中、ピストン15は往復運動(矢印37)をし、またクランクシャフト35はそれに対応した回転運動38をしている。往復運動37は、燃焼室17の容積が最小となる上死点と燃焼室17の容積が最大となる下死点とによって限られている。この内燃機関11は、四サイクル原理に従って作動している。即ちガス交換段階の中でピストンが下死点から上死点に向かって動いて行く排気行程で、排気ガス(矢印49)は燃焼室17から開かれた排気弁25を通って排気管23の中へ押し出され、排気行程に続く吸気行程で、空気29が吸気管19から開かれた吸気弁21を通って燃焼室17の中へ吸引される。次いで、弁21、15が閉じられた圧縮行程の作動段階で、燃焼室17内の空気が圧縮される。その後に続く作動段階の膨張行程で、燃焼室17内のガス膨張する。

0023

回転角度センサ39がクランクシャフト35の回転運動を測定して回転角度センサ信号nを生成する。この回転角度センサ信号nは、クランクシャフト35が一定の角度だけ回転すると、常に一つのパルスを示す。この回転角度センサ信号nは更に、回転方向に関する情報と、クランクシャフトが一定の絶対基準角度オーバーしたか否かに関する情報とを含んでいる。制御装置43は、回転角度センサ信号nを評価して連続的にクランクシャフト35の瞬間絶対角度αを求める。制御装置43は更に、ピストン15の瞬間的位置を求める。クランクシャフト35の瞬間角度αを利用して、制御装置43は第一の制御信号x1によって噴射弁45を、また第二の制御信号x2によって点火プラグ47を、燃料が燃焼室17内へ噴射され且つピストン15がその作動行程の上死点の領域内にある時に燃焼室内で点火されるように、制御する。噴射の正確なタイミング並びに正確な点火時点は、内燃機関11の運転状態に応じて決定される。内燃機関11の運転状態はとりわけ、圧力センサ31を用いて生成された圧力センサ信号p及びエアマス流センサ33によって生成されたエアマス流センサ信号mを利用して求められる。燃焼室17の充填率に影響を与えるために、制御装置43は、スロットル装置27を、第四の制御信号x4によってスロットル装置27の一定の開度が得られるように、制御する。

0024

内燃機関11が、例えば自動車が短時間停止している故に、一時必要でなくなった場合には、内燃機関11は一時的に停止される(スタート/ストップ運転)。内燃機関11の停止のために、制御装置43は噴射弁45と点火プラグ47の適当な制御によって燃焼室17内への全ての燃料噴射を停止させ且つ点火プラグ47も最早点火火花を生じさせないように制御する。その結果、内燃機関11は、一定の時間の後、静止状態となる。内燃機関11の停止の間、制御装置43と回転角度センサ39は作動を続けているので、クランクシャフト35の角度αが、またそれによってピストン15の位置が分かる。即ち、制御装置43は、何時でもピストン15の位置を、また内燃機関11の図示されていない他の三つのピストンの位置も、認識している。図示されている実施態様では、回転角度センサ39は次の様に、即ち内燃機関11の外部駆動によって引き起こされたクランクシャフト35の運動が、内燃機関11がその通常の作動方向(矢印38)の反対方向に駆動された時にも測定されるように、作られている。

0025

内燃機関11が再び必要となるや否や、内燃機関は、できる限り迅速に、スタータ41によるできる限り少ない支援で再びスタートされるべきである(ダイレクトスタート)。迅速なダイレクトスタートを可能にするためには、ダイレクトスタートのために最も適したスタートシリンダ13が選択されなければならない。スタートシリンダ13とは、ダイレクトスタートの際に最初に噴射弁45によって燃料が噴射されるシリンダ13であり、またその燃焼室17内にある燃料/空気混合気が点火プラグ47によって最初に点火されるシリンダ13である。スタートシリンダ13は、内燃機関11の静止状態の時のクランクシャフト35の角度とシリンダ13の充填率に応じて選択される。

0026

スタートシリンダ13の選択のための方法が図2に流れ図の形で示され、図全体に参照番号61が付けられている。この方法61のスタート63に続くステップ65では、スタートシリンダ13の予備選択が行われ、その際に、仮のスタートシリンダ13が決定される。ここでは、ピストンが作動段階の上死点に対してできる限り短い距離を有しながら、しかもなおその距離が所定の仮の最小値よりも長いシリンダ13が選択される。仮の最小値は下に説明される充填率特性マップを用いて求められ、その際、仮の最小値は所定の(例えば、100%の)充填率に対する充填率特性マップから読取られる。

0027

次いで、ステップ67でスタートシリンダ13の瞬間充填率qが求められる。その際には、先ず内燃機関11の静止状態の初めの時点における瞬間充填率qに対応しているスタートシリンダの充填率の初期値が求められる。このために、圧力センサ31のセンサ信号pとエアマス流センサ33のセンサ信号m並びに、必要な場合には、第四の制御信号x4を用いて調節されたスロットル装置27の開度が考慮される。更に、シリンダ13の瞬間充填率qは、内燃機関11の静止状態の間に時間と共に低下して行く(何故なら、燃焼室17内の超過圧は、特にシリンダ13とピストン15との間の漏れのために低下して行くためである)ということが考慮される。図示されている実施態様では、シリンダ13の充填率のこの時間依存性が、初期値をベースとした時間係数を用いてモデル化されている。この時間係数は、内燃機関11のコミッショニング前に適当な測定によって求められる。一般に、この時間係数は数秒のオーダーの範囲内にある。この手法とは別に、唯一つの時間係数の代わりに、異なる時点について定められた複数の時間係数を使用することもできる。更に時間係数の代わりに、充填率の時間依存性を示している他の特性マップを用いることもできる。

0028

瞬間充填率qが求められた後で、所定の位置に対するスタートシリンダのピストンの距離dが計算される(ステップ69)。図示されている実施態様では、この所定の位置は作動行程の中のスタートシリンダの上死点に対応しているが、別の実施態様では、別の所定の位置が選ばれることもある。その後、ステップ71で、上死点からのスタートシリンダのピストンの最小距離dminが、ステップ67で求められた充填率に応じて求められる。そのために、それぞれ充填率についての一つの値と最小距離dminについての対応する一つの値とから成る対の値を含む充填率特性マップが用いられる。この対の値は、最小距離dminの測定の際の拠点として用いられる。特性マップの中に対の値が存在していない最小距離dminの値は、適当な計算法方法、とりわけ補間法によって計算される。

0029

ステップ71に続くステップ73では、上死点からのスタートシリンダ13のピストン15の実際の距離dが、最小距離dminよりも短いか否かがチェックされる。このチェックの答え肯定(Y)である場合には、ステップ75で、別のシリンダ13、即ち点火順序でスタートシリンダ13に続くシリンダ13がスタートシリンダ13として選択される。答えが否定(N)である場合には、ステップ75が飛び越される。続いてステップ77では、ダイレクトスタートの要求があるか否かがチェックされる。そのようなダイレクトスタートの要求は、例えば、自動車のドライバーアクセルペダルを操作することによって発動させることができる。ダイレクトスタートの要求がある場合(Y)には、ダイレクトスタートルーチン79が実行される。ダイレクトスタートルーチン79では、制御装置43が第三の制御信号x3によってスタータ41を起動させ、その結果スタータが内燃機関11を駆動する。

0030

次いで、制御装置43が、求められた瞬間充填率qに応じて、スタートシリンダ13の中へ噴射されるべき必要な燃料量を求める。次いで、必要な燃料量から、燃焼室17内へ必要な燃料量の噴射するための対応する噴射時間長さが計算される。次いで、制御装置43が、計算された噴射時間長さの長さに対応する適当な時間間隔で、第一の制御信号x1を用いてスタートシリンダ13内へ噴射を行わせ、また第二の制御信号x2を用いて適当な時点で、スタートシリンダ13の燃焼室17の中の燃料/空気混合気の点火を行わせる。

0031

点火の後は、スタートシリンダ13のピストンはクランクシャフト35に対して内燃機関11の駆動のためのトルクを生成するので、内燃機関は短い時間の間にスタートし、スタータ41による内燃機関11の駆動は最早必要ではなくなる。スタートの後、制御装置43は、適当な制御装置によって制御信号x3を通じてスタータ41を作動停止させる。

0032

ステップ77でのチェックの際に、ダイレクトスタートの要求が無い(N)場合には、ステップ67へ戻される。従って、内燃機関11の静止状態の間にスタートシリンダ13の選択が繰り返され、それと共に、選択されたスタートシリンダ13の瞬間充填率qが変化した場合には、場合により新たなスタートシリンダ13が選択される。このチェックは、ダイレクトスタートの要求があるまで繰り返される。このチェックは、方法61の中に存在しているループの中で行われるので、スタートシリンダ13の選択は、選択されたスタートシリンダ13の時間と共に変化する瞬間充填率qに適合されることができる。

0033

図3は、この方法61の時間と共に変化する選択決定グラフ図の形で略示している。横軸91には、定められた基準角度(α=0)に対するクランクシャフト35の角度が示されている。横軸91の上には更に、個々のシリンダの作動行程の上死点に対応する、個々のクランクシャフト35角度ZOT0、ZOT1、ZOT2、ZOT3が示されている。

0034

更に、異なる時点t1,t2において、個々のシリンダ13がスタートシリンダ13として選択されるクランクシャフト35の角度αの範囲が、棒グラフによって示されている。例えば、この棒グラフのZ1、1で示されている角度範囲は、内燃機関11の第一のシリンダ13がスタートシリンダ13として選択される角度範囲を示している。第一のシリンダ13は、そのピストンの上死点までの距離.が、時間に依存している最小距離dmin、1よりも大きい間しか選択されないということが分かる。従って、クランクシャフト35の角度αが第一のシリンダの最小距離dmin、1を割り込むと、点火順序で第一のシリンダの後に続いている第二のシリンダ13が、第二のスタートシリンダ13として選択される(棒グラフZ2、1)。その後の時点t2>t1では、スタートシリンダ13の瞬間充填率qが低下する。従って、方法61のループの中で、より大きな最小距離dmin、2が求められる。そのために、時点t2ではより小さなクランクシャフト35角度αの時に既に、点火順序で第一のシリンダの後に続いている第二のシリンダが選択されなければならない(棒グラフZ1、2及び棒グラフZ2、2参照)。図3におけるその他の棒グラフは、内燃機関11の第三と第四のシリンダ13が方法61によってスタートシリンダ13として選択されるクランクシャフト35の角度範囲を示している。その際、棒グラフZi、jは、時点tj、j=1、2に、シリンダi=1、…、4がスタートシリンダ13として選択されるクランクシャフト35の角度αの範囲を示している。

図面の簡単な説明

0035

制御装置を備えた内燃機関の概略図である。
本発明に基づく方法の一つの好ましい実施態様の流れ図である。
ピストン位置と時間に応じたスタートシリンダの選択を示したグラフ図である。

符号の説明

0036

11…内燃機関
13…シリンダ
15…ピストン
17…燃焼室
19…吸気管
21…吸気弁
23…排気管
25…排気弁
27…スロットル装置
29…空気の流れ方向
31…圧力センサ
33…エアマス流センサ
35…クランクシャフト
37…ピストンの往復運動
38…クランクシャフトの回転運動
39…回転角度センサ
41…電動スタータ
43…制御装置
45…噴射弁
47…点火プラグ
49…排気ガスの流れ
m…エアマス流センサ信号
n…回転角度センサ信号
p…圧力センサ信号
x1…噴射弁解閉制御信号
x2…点火プラグ制御信号
x3…スタータ制御信号

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