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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor beim Direktstart.
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Es sind die verschiedensten Steuerstrategien zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs in einem Verbrennungsmotor entwickelt worden. Eine Steuerstrategieart kann bei dem Versuch, Kraftstoffverbrauch sowie Emissionen aus dem Fahrzeug zu verringern, vorübergehendes Abschalten des Betriebs eines Verbrennungsmotors während Leerstopps und schnellen Neustart des Motors, falls erforderlich, enthalten. In einem Beispiel kann eine Direktstart-(DS)-Steuerstrategie beim Neustart des Motors aus Leerlaufstoppbedingungen verwendet werden, wobei ein erstes Verbrennungsereignis des Starts, während sich der Motor noch in Ruhestellung befindet, mit oder ohne Startermotorunterstützung auftritt. Während ein Fahrzeug aus einem Leerlaufzustand angehalten wird, können DS verwendende Fahrzeuge den Betrieb über die Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung, der Ventilbetätigung und/oder der Funkenentladung in den Brennkammern abschalten. Nach dem Abschalten des Motors kann bei dem Versuch, Kraftstoffverbrauch sowie Emissionen beim Start zu verringern, Kraftstoff in eine ausgewählte Brennkammer eingespritzt und über eine Funkenentladung gezündet werden, um Verbrennung in dem Motor schnell und nahtlos wieder zu beginnen.
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Die Anmelder haben jedoch erkannt, dass DS verwendende Fahrzeuge Fehlzündungen, variables abgegebenes Drehmoment und in einigen Fällen verstärkte Emissionen bei DS-Betrieb aufgrund der variablen und nicht vorhersagbaren Position des Kolbens sowie der bzw. des nicht angemessen vermischten Luft und Kraftstoffs und der Bewegung des zündfähigen Gemisches in der Brennkammer erfahren können, insbesondere kann sich die Position des ersten Kolbens, die für DS aus der Ruhestellung ausgewählt wird, nahe dem oberen Totpunkt (OT) der Brennkammer befinden, was wiederum zu einem uneinheitlichen Mischen der Luft und des Kraftstoffs und zu unvollständiger Verbrennung führen kann. Die unvollständige und ineffiziente Verbrennung kann die oben erwähnten Probleme (zum Beispiel Fehlzündungen und variables abgegebenes Drehmoment) verursachen. Des Weiteren können aufgrund des schwankend abgegebenen Drehmoments Geräusche, Schwingungen und Rauhigkeit (NVH - noise, vibration and harshness) im Fahrzeug verstärkt werden, wodurch die Kundenzufriedenheit leidet.
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Druckschrift
DE 10 2006 043 678 A1 beschreibt, dass im Rahmen einer Direktstartstrategie ein Mehrfunkenzündungsbetrieb zum Einsatz kommen kann. Druckschrift
DE 10 2007 023 225 A1 sieht vor, zur Unterstützung eines Direktstarts eine Momentenerzeugungseinrichtung einzusetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile der bisherigen Verfahren beim Direktstart eines Verbrennungsmotors zu vermeiden und so das Direktstartverhalten zu verbessern.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Verfahren nach den Ansprüchen 1, 7 und 14.
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Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor bereitgestellt. Der Verbrennungsmotor kann eine oder mehrere Brennkammern, ein Kraftstoff-Versorgungssystem, das ein mit jeder Brennkammer gekoppeltes Direktkraftstoffeinspritzventil enthält, ein Zündsystem, das eine oder mehrere mit jeder Brennkammer gekoppelte Zündkerzen enthält, einen in jeder Brennkammer angeordneten Kolben und ein Einlass- und ein Auslassventil, die mit jeder Brennkammer gekoppelt sind, enthalten, wobei der Verbrennungsmotor dem Fahrzeug Antriebskraft zuführt. Das Verfahren kann Unterbrechen des Verbrennungsbetriebs in dem Verbrennungsmotor als Reaktion auf Leerlaufstoppbetrieb beinhalten. Weiterhin kann das Verfahren, während eines Direktstarts, Durchführen eines Mehrfunkenzündungsbetriebs pro Verbrennungstakt über eine oder mehrere ausgewählte Zündkerzen für mindestens einen ersten Verbrennungstakt in einer Brennkammer nach der Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs beinhalten, wobei die eine oder die mehreren Zündkerzen mit der Brennkammer gekoppelt ist bzw. sind.
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Auf diese Weise können aufgrund von erhöhter Verbrennungsstabilität eines Mehrfunkenzündungsbetriebs Emissionen und variables abgegebenes Drehmoment bei DS verringert und in einigen Beispielen verhindert werden.
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Es wird in anderen Beispielen ein weiteres Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor bereitgestellt. Das Verfahren kann während eines ersten Starts, wenn eine Zeitdauer nach Leerlaufstoppbetrieb unter einem Schwellwert liegt, beinhalten, den Motor aus der Ruhestellung mit einem ersten Verbrennungsereignis, das Mehrfunkenzündungsbetrieb pro Verbrennungsereignis enthält, direkt zu starten, wobei ein erster Grad an Startermotorunterstützung für den Motor bereitgestellt wird. Weiterhin kann das Verfahren während eines zweiten Starts, wenn die Temperatur des Motors unter einem Schwellwert liegt und/oder ein vom Fahrer ausgelöstes Zündsignal über das Fahrzeug erhalten worden ist, beinhalten, den Motor aus der Ruhestellung mit einem zweiten Verbrennungsereignis, das nur einen Einzelfunkenzündungsbetrieb pro Verbrennungsereignis enthält, zu starten, wobei ein zweiter Grad an Startermotorunterstützung für den Motor bereitgestellt wird, wobei die zweite Startermotorunterstützung stärker ist als der erste Grad an Startermotorunterstützung.
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Auf diese Weise steht während eines Direktstarts, wenn der Starter in einem geringeren Ausmaß oder gar nicht verwendet wird, zusätzlicher Strom von dem elektrischen Speicher (zum Beispiel der Batterie) des Fahrzeugs für den Mehrfunkenzündungsbetrieb zur Verfügung. Wenn jedoch zusätzliche Energie zum Antrieb der verstärkten Starterunterstützung benötigt wird, wird weniger Strom von dem elektrischen Speicher (zum Beispiel der Batterie) des Fahrzeugs für die Einzelfunkenzündung benötigt. Auf diese Weise ist es möglich, Stromentnahme bei Starts auszugleichen, während gleichzeitig die zunehmende Verfügbarkeit von Direktstarts zur Ermöglichung von Mehrfunkenzündungsbetrieb ausgenutzt wird. Wenn zusätzliche Startermotorunterstützung verwendet wird, dann wird weniger Strom für Einzelfunkenzündung verwendet.
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Es versteht sich, dass der obige Hintergrund bzw. die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Sie sollen keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen.
- 1 ist ein Schemadiagramm eines Verbrennungsmotors.
- 2 zeigt ein Schemadiagramm eines Fahrzeugs mit einem Motor, einer Kraftübertragungsvorrichtung und einem Kraftstoff-Versorgungssystem.
- 3A - 3I zeigen verschiedene graphische Darstellungen von Funkenzündungssignalen, die einer oder mehreren im Verbrennungsmotor enthaltenen Zündkerzen zugeführt werden können, die in den 1 und 2 gezeigt werden.
- 4A und 4B zeigen eine Steuerstrategie, die dazu verwendet werden kann, Verbrennungsbetrieb in einem Verbrennungsmotor vorübergehend abzuschalten und direkt neu zu starten.
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1 ist ein Schemadiagramm, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 zeigt, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein eine Steuerung 12 enthaltendes Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 130 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Die Brennkammer (das heißt der Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 enthalten. Der Kolben 36 kann so mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischenautomatikgetriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Fahrzeugs verbunden sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 40 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
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Die Brennkammer 30 kann Einlassluft von dem Einlasskrümmer 44 über den Einlasskanal 42 empfangen und Verbrennungsabgase über den Auslasskanal 48 ablassen. Der Einlasskrümmer 44 und der Auslasskanal 48 können über ein Einlassventil 52 bzw. ein Auslassventil 54 gezielt mit der Brennkammer 30 in Verbindung treten. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile enthalten.
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In diesem Beispiel können das Einlassventil 52 und das Auslassventil 54 durch Nockenbetätigung über ein jeweiliges Nockenbetätigungssystem 51 und 53 gesteuert werden. Die Nockenbetätigungssysteme 51 und 53 können jeweils einen oder mehrere Nocken enthalten und können ein Nockenprofilumschaltungs-(CPS-) und/oder ein variables Nockensteuerungs-(VCT-) und/oder ein variables Ventilsteuerungs-(VVT-) und/oder ein variables Ventilhub-(WL-)System verwenden, die durch die Steuerung 12 betätigt werden können, um den Ventilbetrieb zu variieren. In diesem Beispiel wird VCT verwendet. In anderen Beispielen können jedoch andere Ventilbetätigungssysteme, wie zum Beispiel elektronische Ventilbetätigung (EVA) verwendet werden. Die Position des Einlassventils 52 und des Auslassventils können durch Positionssensoren 55 bzw. 57 ermittelt werden.
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In der Darstellung ist ein Kraftstoffeinspritzventil 66 direkt mit der Brennkammer 30 verbunden, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite des Signals FPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 68 erhalten wird, direkt darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt das Kraftstoffeinspritzventil 66 eine so genannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Das Kraftstoffeinspritzventil kann zum Beispiel auf der Seite der Brennkammer oder im oberen Teil der Brennkammer angebracht werden. Kraftstoff kann dem Kraftstoffeinspritzventil 66 durch ein (nicht gezeigtes) Kraftstoff-Versorgungssystem, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und eine Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, zugeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 als Alternative oder zusätzlich dazu bei einer Konfiguration, die eine so genannte Einlasskanaleinspritzung von Kraftstoff in den Einlasskanal stromaufwärts der Brennkammer 30 bereitstellt, ein im Einlasskanal 42 angeordnetes Kraftstoffeinspritzventil enthalten.
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Der Einlasskanal 42 kann eine Drossel 62 mit einer Drosselplatte 64 enthalten. In diesem bestimmten Beispiel kann die Position der Drosselplatte 64 durch die Steuerung 12 über ein Signal variiert werden, das einem Elektromotor oder einem Aktuator, der mit der Drossel 62 enthalten ist, zugeführt wird, wobei diese Konfiguration gemeinhin als elektronische Drosselklappensteuerung (ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise kann die Drossel 62 betätigt werden, um die der Brennkammer 30 unter anderen Motorzylindern zugeführte Einlassluft zu variieren. Die Position der Drosselplatte 64 kann der Steuerung 12 durch ein Drosselpositionssignal TP zugeführt werden. Der Einlasskanal 42 kann einen Luftmassensensor 120 und einen Einlasskrümmerdrucksensor 122 enthalten, um der Steuerung 12 jeweilige Signale MAF und MAP zuzuführen.
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Das Zündsystem 88 kann der Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 als Reaktion auf ein Zündungsfrühverstellungssignal SA von der Steuerung 12 unter ausgewählten Betriebsmodi einen Zündfunken zuführen. Obgleich Funkenzündungskomponenten gezeigt werden, können bei einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einem Eigenzündungsmodus mit oder ohne einen Zündfunken betrieben werden. Verschiedene Funkenzündungssignale werden in den 3A - 3I dargestellt, die hier ausführlicher besprochen werden.
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In der Darstellung ist ein Abgassensor 126 stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 70 mit dem Auslasskanal 48 verbunden. Der Sensor 126 kann irgendein geeigneter Sensor zur Bereitstellung einer Anzeige eines Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO (universal or wide-range exhaust gas oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-, ein HEGO- (heated EGO), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor, sein. In der Darstellung ist die Abgasreinigungsvorrichtung 70 entlang dem Auslasskanal 48 stromabwärts des Abgassensors 126 angeordnet. Die Vorrichtung 70 kann ein Dreiwege-Katalysator (TWC - three way catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abgasreinigungsvorrichtung 70 während des Betriebs des Motors 10 durch Betätigen mindestens eines Zylinders des Motors in einem bestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnis regelmäßig neu eingestellt werden.
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In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein Mikrocomputer, der einen Mikroprozessor 102, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 104, ein in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicherchip (ROM) 106 gezeigtes elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 108, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 110 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von dem Luftmassensensor 120; die Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 114 gekoppelten Temperatursensor 112; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von dem mit der Kurbelwelle 40 gekoppelten Hall-Sensor 118 (oder Sensor anderer Art); die Drosselklappenstellung (TP) von einem Drosselklappenstellungssensor; und ein Absolutkrümmerdrucksignal, MAP, von dem Sensor 122. Aus dem PIP-Signal kann die Steuerung 12 ein Motordrehzahlsignal U/min erzeugen. Das Absolutkrümmerdrucksignal MAP von dem Krümmerdrucksensor kann zur Bereitstellung einer Anzeige des Vakuums oder Drucks in dem Einlasskrümmer verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Kombinationen der obigen Sensoren verwendet werden können, wie zum Beispiel ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Im stöchiometrischen Betrieb kann der MAP-Sensor eine Anzeige des Motordrehmoments geben. Weiterhin kann dieser Sensor zusammen mit der erfassten Motordrehzahl eine Schätzung der in den Zylinder eingeleiteten Ladung (einschließlich Luft) bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als ein Motordrehzahlsensor verwendet wird, bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle eine vorbestimmte Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen erzeugen. Die Steuerung 12 kann im Steuersystem 150 enthalten sein, das hier ausführlicher beschrieben wird.
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Wie oben beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors, und jeder Zylinder kann ebenso seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzventil, Zündkerze usw. enthalten.
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2 zeigt ein Fahrzeug 200 mit einem Motor 10 und einer damit wirkverbundenen zugehörigen Kraftübertragungsvorrichtung 210. Die Kraftübertragungsvorrichtung kann eine geeignete Kraftübertragungsvorrichtung, wie zum Beispiel ein Automatikgetriebe, ein Handschaltgetriebe, ein stufenloses Getriebe, ein diskretes Automatikgetriebe usw., sein. In diesem Beispiel enthält die Kraftübertragungsvorrichtung ein Getriebe 212. Das Getriebe kann in einer Vielzahl von Konfigurationen angeordnet sein, wie zum Beispiel in einer ausgerückten (zum Beispiel neutralen) Konfiguration 214, in der die Zahnräder nicht mit der Kurbelwelle in Eingriff stehen, und einer eingerückten (zum Beispiel Antriebs-) Konfiguration 216, in der die Zahnräder mit der Kurbelwelle in Eingriff stehen. Die ausgerückte Konfiguration 214 kann während Zeiträumen des Leerlaufstoppbetriebs verwendet werden. Leerlaufstoppbetrieb kann einen Fahrzeugbetriebsmodus enthalten, in dem das Fahrzeug im Leerlauf läuft und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Schwellwerts (zum Beispiel im Wesentlichen null) liegt. Ebenso kann die eingerückte Konfiguration 216 verwendet werden, um das Fahrzeug über ein oder mehrere Räder 218 entlang einer Fahrbahnoberfläche 220 anzutreiben. Es versteht sich, dass zahlreiche alternative oder zusätzliche Zahnradkonfigurationen möglich sind. Zum Beispiel kann ein Handschaltgetriebe eine diskrete Anzahl von vom Benutzer einstellbaren Konfigurationen (zum Beispiel 5-Gang, 6-Gang usw.) aufweisen.
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Des Weiteren kann/können ein oder mehrere Bremsmechanismen 221 mit dem Rad/den Rädern gekoppelt sein. Ebenso kann der Bremsmechanismus mit der Steuerung 12 gekoppelt sein. Des Weiteren kann ein Bremspedal 222 oder eine andere geeignete Eingabevorrichtung elektronisch mit der Steuerung gekoppelt sein. Das Bremspedal kann zur Betätigung des Bremsmechanismus/der Bremsmechanismen 221 konfiguriert sein.
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Darüber hinaus kann ein Startermotor 223, wie gezeigt, mit dem Motor 10 gekoppelt sein. Der Startermotor kann zur Einleitung der Drehung der Kurbelwelle beim Anlassen zur Einleitung von Verbrennung konfiguriert sein. Somit kann der Startermotor einen Unterstützungsgrad für den Motor bereitstellen. In einigen Beispielen kann der Unterstützungsgrad einer Menge an dem Startermotor zugeführter Energie und/oder der Zeitdauer, während der die Energie bereitgestellt wird, entsprechen. Es versteht sich, dass der Betrieb des Startermotors unter bestimmten Betriebsbedingungen gesperrt sein kann. Die Steuerung 12 kann sowohl mit dem Startermotor 223 als auch mit der Kraftübertragungsvorrichtung 210 gekoppelt sein. In einigen Beispielen kann die Steuerung dazu konfiguriert sein, Betrieb des Startermotors zu sperren. Darüber hinaus kann die Steuerung dazu konfiguriert sein, die Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung zu bestimmen und/oder einzustellen.
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Ein Kraftstoff-Versorgungssystem 224 kann mit dem Motor 10 gekoppelt sein. Das Kraftstoff-Versorgungssystem kann eine Kraftstoffpumpe 226 (zum Beispiel Hubpumpe) enthalten, die in einem Kraftstofftank 228 angeordnet ist. Die Kraftstoffpumpe 226 kann in einigen Beispielen elektronisch mit der Steuerung 12 gekoppelt sein. Des Weiteren kann die Kraftstoffpumpe mit einer Kraftstoff-Verteilerleitung 230 strömungsgekoppelt sein. Die Kraftstoff-Verteilerleitung kann mit mehreren Kraftstoffeinspritzventilen 232 gekoppelt sein. Die mehreren Kraftstoffeinspritzventile können das Kraftstoffeinspritzventil 66 enthalten. In einigen Beispielen kann mindestens ein Teil der Kraftstoffeinspritzventile Direktkraftstoffeinspritzventile sein. Es versteht sich, dass zusätzliche Komponenten in dem Kraftstoff-Versorgungssystem enthalten sein können, wie zum Beispiel eine Hochdruckpumpe, ein Kraftstofffilter, ein rücklauffreier Kraftstoffkreislauf usw.
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Das Steuersystem 150 kann die Steuerung 12 sowie verschiedene zugehörige Aktuatoren enthalten, die sowohl in 1 als auch in 2 dargestellt sind. Die Aktuatoren können mit den Zündkerzen, dem Einlass- und dem Auslassventil, dem Kraftstoff-Versorgungssystem usw., die bzw. das im Motor 10 enthalten sind/ist, gekoppelt sein. Darüber hinaus kann das Steuersystem 150 dazu konfiguriert sein, den Motor 10 direkt zu starten. Ein Direktstart kann implementiert werden, um den Motor aus der Ruhestellung nach einer Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs schnell neu zu starten. Die Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs kann als Reaktion auf einen Leerlaufstoppbetrieb implementiert werden. Die Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs kann im Wesentlichen die Sperrung eines oder mehrerer von Kraftstoffeinspritzung, Funkenentladung in der Brennkammer und Einlass- und/oder Auslassventilbetätigung enthalten. Des Weiteren kann Direktstart in einigen Beispielen als Reaktion auf eine Drehmomentanforderung von einer Eingabevorrichtung, wie zum Beispiel ein Gaspedal, implementiert werden. Als Alternative dazu kann der Verbrennungsbetrieb eingeleitet werden, wenn ein Bremspedal (zum Beispiel das Bremspedal 222) oder eine andere geeignete Eingabevorrichtung freigegeben wird. Auf diese Weise kann sich der Motor abschalten, wenn keine Antriebskraft erforderlich ist, und automatisch neu gestartet werden, wenn ein Fahrer Antriebskraft anfordert, wodurch der Spritverbrauch verringert wird. Es versteht sich, dass Direktstart in einigen Beispielen gesperrt werden kann, wenn sich der Motor 10 unterhalb einer Schwelltemperatur befindet. Darüber hinaus oder als Alternative dazu kann Direktstart gesperrt werden, wenn ein Schwellzeitintervall, das vorbestimmt sein kann und als Reaktion auf eine Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs ausgelöst wird, erreicht oder übertroffen worden ist.
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Es kann wünschenswert sein, die Dauer eines Direktstarts zu verkürzen und in einigen Beispielen zu minimieren, wodurch die Reaktionsfähigkeit des Fahrzeugs über eine Verkürzung einer Verzögerung zwischen einer Drehmomentanforderung und einem abgegebenen Drehmoment verbessert wird. In einem Beispiel kann Mehrfunkenzündungsbetrieb, insbesondere im ersten Verbrennungsereignis eines Zylinders, der den Zylinder mit dem ersten Verbrennungsereignis aus der Ruhestellung eines Direktstarts umfasst, verwendet werden, um Verbrennung während eines Direktstarts zu verbessern. Insbesondere kann aufgrund von nicht angemesser Vermischung von Luft und Kraftstoff und der Bewegung des zündfähigen Gemisches in der Brennkammer während eines Direktstarts das Mehrfunkenzündungssignal im Vergleich zu einem Einzelfunkenzündungsbetrieb die Menge an Luft-Kraftstoff, die in der Brennkammer verbrannt wird, vergrößern. Folglich kann die Änderung des abgegebenen Drehmoments und der Fahrzeugemissionen während mindestens des ersten Verbrennungstakts aus der Ruhestellung reduziert werden, wenn ein Mehrfunkenzündungsbetrieb während eines Direktstarts vorgesehen ist. Des Weiteren kann dieses Problem aufgrund der kurzen Dauer des Direktstarts, wodurch es schwierig wird, ein Zündsignal zu einem geeigneten Zeitpunkt genau abzugeben, um eine effiziente Verbrennung zu erleichtern, verschärft werden. Obgleich der Mehrfunkenzündungsbetrieb Verbrennung verbessern kann, kann er auch Stromentnahme an der Fahrzeugbatterie verstärken. Beim Direktstart, bei dem in einigen Beispielen keine oder eine wesentlich reduzierte Startermotorunterstützung bereitgestellt wird, steht jedoch zusätzlicher Strom von der Batterie zur Verfügung.
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Deshalb kann zur Verringerung der Dauer eines Direktstarts ein Kraftstoff- und Funkenzündungssignal für eine ausgewählte Brennkammer mit einem darin angeordneten Kolben bereitgestellt werden, wobei die Wahl der Brennkammer auf der Position des Kolbens im Stillstand vor der Drehung basiert. In einigen Beispielen kann ein Mehrfunkenzündungssignal für eine ausgewählte Brennkammer bereitgestellt werden, um die Startzeit zu verringern und Verbrennungsstabilität zu erhöhen. Insbesondere kann in einigen Beispielen eine Brennkammer mit einem Kolben, dessen Stillstandsstelle näher am oberen Totpunkt (OT) der Brennkammer liegt als die Stillstandsstelle der anderen Kolben im Motor, ausgewählt werden. Eine Stillstandsstelle kann eine Position des Kolbens umfassen, während die Geschwindigkeit des Kolbens unter einem Schwellwert liegt (zum Beispiel im Wesentlichen null ist). Die Stillstandsstelle des Kolbens kann vor einem Direktstart ermittelt werden, wenn die Geschwindigkeit des Kolbens vor Einrücken eines Startermotors, einem Kraftstoffeinspritzereignis und/oder einem Zündereignis unter einem Schwellwert liegt (sich zum Beispiel im Stillstand befindet). Somit kann die Dauer des Direktstarts verkürzt werden. Es können in anderen Beispielen jedoch auch alternative Techniken verwendet werden, um die Brennkammer auszuwählen.
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Es hat sich herausgestellt, dass die Stillstandsstelle des Kolbens am nächsten zum OT durch Gleichung 1 beschrieben werden kann.
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Es versteht sich, dass in anderen Beispielen zur Bestimmung des Bereichs der Kolbenstillstandsstelle eine andere Gleichung verwendet werden kann und zur Beschreibung der Stillstandsstelle der Kolben andere Messeinheiten verwendet werden können.
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Des Weiteren kann in einigen Beispielen ein Mehrfunkenzündungssignal für mindestens eine Brennkammer und zugehörigen Kolben mit einer Stillstandsstelle unter einem Schwellwert bei Messung vom OT vorgesehen werden, um die Startzeit zu verkürzen. Der Schwellwert kann unter Verwendung eines oder mehrerer der folgenden Parameter ermittelt werden: Motortemperatur, MAP und Drosselstellung. Ebenso kann ein Mehrfunkenzündungssignal während eines Direktstarts gesperrt werden, wenn alle Kolben in dem Motor eine Stillstandsstelle aufweisen, die größer ist als ein Schwellwert. Das Mehrfunkenzündungssignal wird mit Bezug auf die 3A - 3I hier näher beschrieben.
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Weiterhin kann ein Direktstart die Synchronisation von verschiedenen Systemen in dem Motor zur Erleichterung der Implementierung eines schnellen und nahtlosen Neustarts nach Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs in dem Motor enthalten. Es versteht sich, dass ein(er) oder mehrere des Kraftstoff-Versorgungssystems, des Zündsystems und des Startermotors synchronisiert werden können, um einen schnellen Direktstart zu erleichtern. Deshalb kann der Startermotor 223 während eines Direktstarts für eine Dauer eingerückt werden. In einigen Beispielen kann die Dauer des Einrückens des Startermotors und/oder des durch den Startermotor zugeführten Drehmoments während eines Direktstarts im Vergleich zu einem Kaltstartbetrieb, wenn sich der Motor unter einer Schwelltemperatur befindet und ein Fahrer Starten einleitet, verkürzt werden. Somit kann der dem Motor über den Startermotor zur Verfügung gestellte Grad an Unterstützung während eines Direktstarts verringert und während eines Kaltstarts erhöht werden. In einem bestimmten Beispiel kann der Startermotor während eines Direktstarts nicht eingerückt werden.
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3A - 3I zeigen verschiedene Funkenzündungssignale, die einer oder mehreren Zündkerzen über ein Steuersystem, wie zum Beispiel das Steuersystem 150, zugeführt werden können, um eine Funkenentladung in einer Brennkammer einzuleiten, wodurch ein Verbrennungsereignis eingeleitet wird. Es versteht sich, dass ein Verbrennungsereignis eine oder mehrere Funkenentladungen (Funkenzündungen) in einer Brennkammer während eines Verbrennungstakts enthalten kann. Ein Funkenzündungssignal kann ein oder mehrere Signalereignisse enthalten, die einem oder mehreren Funkenentladungsereignissen in der Brennkammer entsprechen.
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Die folgenden Parameter können zur Beschreibung der Signalereignisse und der Funkenentladungsereignisse verwendet werden: Amplitude, Zeitpunkt und Dauer. Die Amplitude der Funkenzündungssignale wird auf der Y-Achse gezeigt, während der Zeitpunkt des Funkenzündungssignals auf der X-Achse gezeigt wird. In einigen Beispielen kann der Zeitpunkt der Funkenzündungssignale bestimmten Kurbelwinkeln entsprechen. In anderen Beispielen können andere Messeinheiten verwendet werden, um den Zeitpunkt der Funkenzündungssignale zu beschreiben. Darüber hinaus kann in anderen Beispielen die Y-Achse die Energie darstellen, die der Brennkammer über ein geeignetes Zündsystem zugeführt wird. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Funkenzündungssignalen einer oder mehreren Zündkerzen zugeführt werden kann und die folgenden Funkenzündungssignale beispielhaft sind.
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Insbesondere zeigt 3A ein Einzelfunkenzündungssignal 310, das einer oder mehreren Zündkerzen im Betrieb des Motors zugeführt werden kann, wie zum Beispiel wenn der Motor Antriebskraft für ein Fahrzeug erzeugt. Darüber hinaus oder als Alternative dazu kann das Funkenzündungssignal 310 einer oder mehreren Zündkerzen während eines Motorstarts zugeführt werden, der von dem Fahrer eingeleitet sein kann. Ein Motorstart kann einen Startbetrieb unter Verwendung eines Startermotors umfassen, dem ein Abschalten des Motors vorausgeht. In einem Beispiel kann es sich bei dem Motorstart um einen Kaltstart handeln. Der Kaltstart kann implementiert werden, wenn die Motortemperatur unter einem Schwellwert liegt oder sich diesem annähert. Der Schwellwert kann unter Verwendung eines oder mehrerer der folgenden Parameter ermittelt werden: Umgebungstemperatur, Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung und Kraftstoffeinspritzsteuerung, Kraftstoffverbrauch und Krümmerluftdruck. In anderen Beispielen kann der Kaltstart jedoch implementiert werden, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer nach einem Motorabschaltereignis abgelaufen ist.
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Das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer kann während eines Direktstarts nicht angemessen vermischt werden. Insbesondere liegt aufgrund der großen Nähe des Kolbens zum OT, wie oben besprochen, ein Bereich mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, der eine effiziente Verbrennung erleichtert (zum Beispiel ein im Wesentlichen stöchiometrischer Bereich), möglicherweise nicht neben einem Zündpunkt (das heißt einem Ende der Zündkerze). Insbesondere kann sich der im Wesentlichen stöchiometrische Bereich an dem Zündpunkt vorbei bewegen. Deshalb kann eine einheitliche Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemisches schwierig sein, wenn ein einzelner Funken in der Brennkammer entladen wird. Folglich kann ein Mehrfunkenzündungssignal der Brennkammer zugeführt werden, um eine einheitliche Zündung des stöchiometrischen Bereichs zu erleichtern, wodurch der Wirkungsgrad der Verbrennung erhöht wird und die Schwankungen des abgegebenen Drehmoments und die NVH in dem Fahrzeug reduziert werden.
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Die 3B - 3I zeigen verschiedene Mehrfunkenzündungssignale, die einer oder mehreren Zündkerzen, die mit einer einzigen Brennkammer gekoppelt ist bzw. sind, während eines Direktstarts zugeführt werden können. Das Mehrfunkenzündungssignal kann zwei oder mehr Signalereignisse für einen gegebenen Verbrennungstakt eines Zylinders enthalten, wobei die Signalereignisse eine Dauer aufweisen können, bei der Ladung von der Zündkerze abgegeben wird. Ebenso können die Signalereignisse zwei oder mehr Funkenentladungsereignissen entsprechen, die in der Brennkammer über eine oder mehrere Zündkerzen implementiert werden. Es versteht sich, dass ein Mehrfunkenzündungsbetrieb Entladen von zwei oder mehr Zündkerzenereignissen in der Brennkammer pro Verbrennungstakt enthalten können. Des Weiteren kann ein Kraftstoffeinspritzereignis und/oder ein Einrücken des Startermotors mit dem Mehrfunkenzündungssignal koordiniert werden, um eine vollständige und effiziente Verbrennung in der Brennkammer zu erleichtern. Darüber hinaus können in einigen Beispielen das Mehrfunkenzündungssignal, das Kraftstoffeinspritzereignis und/oder das Einrücken des Startermotors koordiniert werden, um die Startzeit zu verringern und möglicherweise auf ein Minimum zu reduzieren. Es versteht sich, dass die Dauer des Einrückens des Startermotors während eines Direktstarts kürzer sein kann als die Dauer des Einrückens des Starters während eines Motorstarts, bei dem ein Einzelfunkenzündungssignal verwendet wird. In anderen Beispielen ist der Startermotor jedoch möglicherweise während eines Direktstarts nicht eingerückt.
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In einigen Beispielen kann ein Mehrfunkenzündungssignal einer ausgewählten Zündkerze und deshalb Brennkammer für einen einzigen Verbrennungstakt zugeführt werden. Es versteht sich jedoch, dass die Mehrfunkenzündungssignale einer ausgewählten Brennkammer für zwei oder mehr Verbrennungstakte wiederholt zugeführt werden können. Die ausgewählte Zündkerze und Brennkammer können einer ersten zündenden Brennkammer beim Direktstart aus der Ruhestellung entsprechen. Die Auswahl der Brennkammer kann auf der Stillstandsstelle des Kolbens in der Brennkammer basieren, wie oben besprochen. Es versteht sich jedoch, dass in anderen Beispielen auch alternative Techniken zur Auswahl der Brennkammer verwendet werden können. Des Weiteren können in anderen Beispielen die Mehrfunkenzündungssignale anderen Brennkammern während eines Direktstarts zugeführt werden und/oder können für mindestens zwei vollständige Verbrennungstakte während eines Direktstarts zugeführt werden.
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Des Weiteren können die Menge, der Zeitpunkt (zum Beispiel der Zeitpunkt des ersten Funkenentladungsereignisses) und/oder die Dauer der Signalereignisse, die in dem Mehrfunkenzündungssignal enthalten sind, auf Grundlage der Stillstandsstelle des Kolbens in der Brennkammer, der Konfiguration des Kraftstoff-Versorgungssystems, wie zum Beispiel des Drucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung, der Motortemperatur und/oder der Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung eingestellt werden. In einigen Beispielen kann der Zeitpunkt des ersten Zündereignisses eingestellt werden. Es versteht sich, dass die oben genannten Variablen (zum Beispiel Menge, Zeitpunkt und Dauer der Signalereignisse) entsprechend eingestellt werden können, um ein gewünschtes Mehrfunkenzündungssignal (zum Beispiel Mehrfunkenzündungsprofil) zu erhalten, das eine zuverlässige und effiziente Verbrennung erleichtert. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit einer ineffizienten Verbrennung verringert werden, was wiederum Emissionen sowie die Anzahl von Fehlzündungen verringern kann, wodurch NVH in dem Fahrzeug verringert werden und die Kundenzufriedenheit verbessert wird. Insbesondere kann die Menge an Funkenentladungsereignissen einer Stillstandsstelle eines Kolbens (zum Beispiel dem Abstand des Kolbens von dem oberen Totpunkt (OT)) in der ausgewählten Brennkammer umgekehrt entsprechen. Darüber hinaus kann der Zeitpunkt des ersten Funkenentladungsereignisses auf Grundlage der Stillstandsstelle des Kolbens eingestellt (zum Beispiel nach spät oder nach früh verstellt) werden. Die Stillstandsstelle des Kolbens kann vor einem Direktstart ermittelt werden, wenn die Geschwindigkeit des Kolbens vor Einrücken eines Startermotors, einem Kraftstoffeinspritzereignis und/oder einem Zündereignis, wie oben besprochen, unterhalb eines Schwellwerts liegt (sich zum Beispiel im Stillstand befindet). Deshalb kann in einigen Beispielen, wie in den 3B und 3C gezeigt, die Menge an Funkenentladungsereignissen vergrößert werden, wenn die Stillstandsstelle des Kolbens bezüglich des OT verkürzt wird, wobei die Verkürzung zwischen mindestens zwei Direktstarts ermittelt wird. Des Weiteren kann das erste Funkenentladungsereignis nach spät verstellt werden, wenn die Position des Kolbens verkürzt wird, wobei die Verkürzung zwischen mindestens zwei Direktstarts ermittelt wird.
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Insbesondere zeigt 3B ein Mehrfunkenzündungssignal 312, das einer ausgewählten Brennkammer für ein einziges Verbrennungsereignis, die einen Kolben enthält, während eines ersten Direktstarts zugeführt werden kann. Das Mehrfunkenzündungssignal enthält Entladungsdauern, die mit t1, t2 und t3 bezeichnet werden. Der Kolben kann in einigen Beispielen eine im Wesentlichen statische Position bezüglich des OT der Brennkammer vor Drehung der Kurbelwelle aufweisen. In anderen Beispielen kann die Position des Kolbens jedoch in einem bestimmten Zeitintervall gemessen werden, während der Kolben in Bewegung ist. Es versteht sich, dass der Kurbelwinkel zur Beschreibung der Position des Kolbens verwendet werden kann. In anderen Beispielen können jedoch auch andere Messeinheiten zur Beschreibung der Position des Kolbens verwendet werden.
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3C zeigt ein Mehrfunkenzündungssignal 314, das während eines zweiten Direktstarts einer ausgewählten Brennkammer, die einen Kolben enthält, zugeführt werden kann. Das Mehrfunkenzündungssignal enthält Entladungsdauern, die mit t1, t2, t3 und t4 bezeichnet werden. Darüber hinaus kann der Kolben in einigen Beispielen eine im Wesentlichen statische Position bezüglich des OT der Brennkammer vor Drehung der Kurbelwelle aufweisen. Die Position des Kolbens, die vor Drehung der Kurbelwelle ermittelt werden kann, was 3B entspricht, kann näher am OT sein als die Position des Kolbens, die vor Drehung der Kurbelwelle ermittelt werden kann, was 3C entspricht. Somit kann die Menge an Funkenentladungsereignissen vergrößert werden, wenn die Position des Kolbens bezüglich des OT verkürzt wird, wobei die Verkürzung zwischen mindestens zwei Direktstarts ermittelt wird.
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Des Weiteren kann die Temperatur des Motors der Dauer der Funkenentladungsereignisse umgekehrt entsprechen. Deshalb kann in einem Beispiel, wie in den 3D - 3E dargestellt, die Dauer der Funkenentladungsereignisse verkürzt werden, wenn die Temperatur des Motors erhöht wird, wobei die Temperaturerhöhung zwischen mindestens zwei Direktstarts ermittelt wird. Insbesondere zeigt 3D ein Mehrfunkenzündungssignal 316, das einer ausgewählten Brennkammer während eines ersten Direktstarts zugeführt werden kann, während sich der Motor auf einer ersten Temperatur befindet. Ebenso zeigt 3E ein Mehrfunkenzündungssignal 318, das einer ausgewählten Brennkammer während eines zweiten Direktstarts zugeführt werden kann, während sich der Motor auf einer zweiten Temperatur befindet, die höher ist als die erste Temperatur. Es versteht sich, dass die Motortemperatur vor der Mehrfunkenentladung ermittelt werden kann. Somit kann die Dauer der Funkenentladungsereignisse mit Zunahme der Temperatur des Motors verkürzt werden, oder umgekehrt. Das Mehrfunkenzündungssignal enthält Entladungsdauern, die in den beiden 3D und 3E mit t1, t2 und t3 bezeichnet werden.
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Darüber hinaus kann der Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung der Menge an Funkenentladungsereignissen umgekehrt entsprechen. Deshalb kann in einem Beispiel, wie in den 3F und 3G dargestellt, die Menge an Funkenentladungsereignissen als Reaktion auf eine Erhöhung des Drucks in der Kraftstoff-Verteilerleitung verringert werden. 3F zeigt ein Mehrfunkenzündungssignal 320, das einer ausgewählten Brennkammer eines Motors mit einem ersten Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung während eines ersten Direktstarts zugeführt werden kann. Das Mehrfunkenzündungssignal 320 enthält mit t1, t2, t3 und t4 bezeichnete Entladungsdauern.
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3G zeigt ein Mehrfunkenzündungssignal 322, das einer ausgewählten Brennkammer in einem Motor mit einem zweiten Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung während eines zweiten Direktstarts zugeführt werden kann, wobei der zweite Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung größer ist als der erste Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung. Das Mehrfunkenzündungssignal 322 enthält mit t1, t2 und t3 bezeichnete Entladungsdauern. Es versteht sich, dass der Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung vor, während und/oder nach einem Kraftstoffeinspritzereignis gemessen werden kann. Des Weiteren wird in anderen Beispielen ein Kraftstoffdruckprofil zur Bestimmung der Eigenschaften des Mehrfunkenzündungssignals verwendet.
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Darüber hinaus können die Dauer und die Menge der Funkenentladungsereignisse der Konfiguration oder Temperatur der Kraftübertragungsvorrichtung direkt entsprechen. Die Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung kann die Anordnung der Zahnräder in der Kraftübertragungsvorrichtung (zum Beispiel der Gangstufe) enthalten. Somit können in einigen Beispielen die Dauer und die Menge an Funkenentladungsereignissen als Reaktion auf eine Abnahme der Getriebeöltemperatur oder ein Verstellen der Kraftübertragung zu einer eingerückten Konfiguration aus einer ausgerückten Konfiguration oder umgekehrt verlängert bzw. erhöht werden, wie in den 3H und 3I dargestellt.
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Insbesondere zeigt 3H ein Mehrfunkenzündungssignal 324, das einer ausgewählten Brennkammer in einem Fahrzeug mit einer Kraftübertragungsvorrichtung in einer ausgerückten Konfiguration zugeführt werden kann, und 3I zeigt ein Mehrfunkenzündungssignal 326, das einer ausgewählten Brennkammer in einem Fahrzeug mit einer Kraftübertragungsvorrichtung in einer eingerückten Konfiguration zugeführt werden kann. Das Mehrfunkenzündungssignal 324 enthält Entladungsdauern, die mit t1 und t2 bezeichnet werden. Ebenso enthält das Mehrfunkenzündungssignal 326 Entladungsdauern, die mit t1, t2 und t3 bezeichnet werden. Wie dargestellt werden die Menge und die Dauer des Funkenentladungsereignisses als Reaktion auf eine Einstellung der Kraftübertragungsvorrichtung erhöht bzw. verlängert. Es versteht sich, dass die Kraftübertragungsvorrichtung im Anschluss an eine Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs in dem Motor in die eingerückte Konfiguration eingestellt (zum Beispiel geschaltet) werden kann. In anderen Beispielen kann die Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung jedoch vor einer Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs in dem Motor eingestellt werden.
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Des Weiteren kann das Mehrfunkenzündungssignal (zum Beispiel die Menge, der Zeitpunkt und/oder die Dauer der Signalereignisse) auf Grundlage einer Kombination der oben genannten Parameter eingestellt werden: Motortemperatur, Kolbenposition, Kraftübertragungsvorrichtungskonfiguration und/oder Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung. Zum Beispiel können die Menge, der Zeitpunkt und/oder die Dauer der Signalereignisse, die im Mehrfunkenzündungssignal enthalten sind, auf Grundlage einer Zylinderluftladung eingestellt werden, um den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhöhen und die Schwankungen der Verbrennung zu reduzieren. Die Zylinderluftladung ist eine Funktion sowohl einer Anfangsposition des Kolbens in der Brennkammer als auch einer Brennkammertemperatur, die der Motortemperatur entspricht. Auf diese Weise kann die Schwankung des abgegebenen Drehmoments verringert werden, wodurch mögliche Fehlzündungen vermieden werden und somit die NVH im Fahrzeug sowie Emissionen verringert werden.
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Die 4A und 4B zeigen eine Steuerstrategie 400, die zur Einleitung der Verbrennung in einer Brennkammer über eine Mehrfunkenentladung während eines Direktstarts verwendet werden kann. Ein Direktstart kann ein Startereignis enthalten, das nach einer automatischen Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs als Reaktion auf Leerlaufstoppbetrieb eingeleitet wird. In einigen Beispielen kann die Steuerstrategie 400 unter Verwendung der oben beschriebenen Systeme und Komponenten implementiert werden. Als Alternative dazu kann die Steuerstrategie 400 in anderen Beispielen unter Verwendung anderer geeigneter Systeme und Komponenten implementiert werden.
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Bei 410 kann die Steuerstrategie 400 die Zuführung eines Einzelfunkenzündungssignals zu einer Zündkerze pro Verbrennungstakt für einen oder mehrere Verbrennungstakt(e) umfassen. Als Nächstes wird bei 412 ermittelt, ob sich der Motor in Leerlaufstoppbetrieb befindet. Wenn ermittelt wird, dass sich der Motor nicht im Leerlaufstoppbetrieb befindet, kann die Steuerstrategie zurückgehen oder, als Alternative bei anderen Ausführungsformen kann die Steuerstrategie enden.
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Wenn sich der Motor jedoch im Leerlaufstoppbetrieb befindet, wird Verbrennungsbetrieb im Motor bei 414 unterbrochen. Eine Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs kann Sperren der Kraftstoffeinspritzung bei 414A, Sperren des Betriebs des Einlass- und/oder des Auslassventils bei 414B und Sperren des Betriebs des Zündsystems bei 414C umfassen. Sperren des Betriebs des Einlass- und/oder des Auslassventils kann Aufsetzen und Abdichten des Einlass- und/oder des Auslassventils umfassen.
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Als Nächstes kann bei 416 ermittelt werden, ob im Fahrzeug eine Drehmomentanforderung vorliegt. In einigen Beispielen kann eine Drehmomentanforderung über eine Eingabevorrichtung, wie zum Beispiel ein Fahrpedal, eingeleitet werden. Zusätzlich dazu oder als Alternative kann ermittelt werden, ob eine Eingabevorrichtung (zum Beispiel ein Bremspedal) freigegeben worden ist.
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Wenn keine Drehmomentanforderung gemacht wurde, kehrt die Steuerstrategie zu 416 zurück. Wenn jedoch eine Drehmomentanforderung gemacht wurde, kann die Steuerstrategie zu 418 übergehen, wo ermittelt wird, ob der Motor über einer Schwelltemperatur liegt. Einer oder mehrere der folgenden Parameter können zur Ermittlung der Schwelltemperatur verwendet werden: Umgebungstemperatur, Kraftstoffzusammensetzung und Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung. Zusätzlich dazu oder als Alternative kann ermittelt werden, ob eine Leerlaufstoppbetrieb folgende Dauer unter einem Schwellwert liegt. Es versteht sich jedoch, dass in einigen Beispielen Schritt 418 möglicherweise nicht in der Steuerstrategie 400 enthalten ist.
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Wenn der Motor nicht über einer Schwelltemperatur liegt, rückt die Steuerstrategie zu 420 vor, wo ein zusätzlicher Startbetrieb implementiert wird, der Verwendung eines Startermotors für einer längere Zeitdauer zur Einleitung von Verbrennungsbetrieb im Motor im Vergleich zu einem Direktstartbetrieb enthalten kann. Nach 420 kann die Steuerstrategie zum Start zurückkehren oder als Alternative bei anderen Ausführungsformen enden.
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Wenn jedoch ermittelt wird, dass die Motortemperatur über einem Schwellwert liegt, geht die Steuerstrategie zu 422 über, wo die Position eines oder mehrerer Kolben im Motor ermittelt wird. Dann geht die Steuerstrategie zu 424 über, wo die Konfiguration des Kraftstoff-Versorgungssystems ermittelt wird. In einigen Beispielen kann der Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung bei 424 ermittelt werden. Bei 426 kann die Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung ermittelt werden. In einigen Beispielen kann die Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung die Konfiguration eines Getriebes mit einer eingerückten und einer ausgerückten Konfiguration enthalten. Als Nächstes rückt die Steuerstrategie zu 428 vor, wo eine erste zündende Brennkammer aus der Ruhestellung im Anschluss an eine Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs ausgewählt wird.
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Als Nächstes kann bei 430 ein Mehrfunkenzündungssignal für ein einziges Verbrennungsereignis auf Grundlage eines oder mehrerer der folgenden Parameter eingestellt werden: Kolbenposition, Motortemperatur, Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung und/oder Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung. In einigen Beispielen kann die Konfiguration der Kraftübertragungsvorrichtung eine Konfiguration enthalten, bei der die Kraftübertragungsvorrichtung eingerückt oder ausgerückt ist. In einigen Beispielen kann die Steuerstrategie bei 430A Einstellen der Anzahl von Signalereignissen und bei 430B Einstellen des Zeitpunkts der Zündsignalereignisse umfassen. Darüber hinaus kann die Steuerstrategie bei 430C Einstellen der Dauer der Zündsignalereignisse umfassen. Es versteht sich, dass in einigen Beispielen Schritt 430 möglicherweise nicht in der Steuerstrategie 400 enthalten ist.
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Als Nächstes wird bei 431 ein erster Grad an Startermotorunterstützung für den Motor bereitgestellt. Die Bereitstellung von Startermotorunterstützung kann Zuführung einer Energiemenge zu einem Startermotor zum Ermöglichen von Eingriff des Startermotors mit einer Kurbelwelle enthalten, die Energie kann von einer Energiespeicherquelle, wie zum Beispiel einer Batterie, bereitgestellt werden. In einigen Beispielen kann der während eines Direktstarts bereitgestellte Grad an Startermotorunterstützung geringer sein als der während eines Kaltstarts, der vom Bediener eingeleitet sein kann, bereitgestellte Grad an Startermotorunterstützung. Aufgrund der endlichen Menge an im Fahrzeug zur Verfügung stehender Energie, kann eine vergrößerte Energiemenge für das Zündsystem bereitgestellt werden, wenn der Grad an Startermotorunterstützung verringert wird, wodurch Mehrfunkenzündungsbetrieb erleichtert wird. Folglich kann ein Mehrfunkenzündungssignal während eines Direktstarts bereitgestellt werden, ohne die Leistung anderer Fahrzeugkomponenten zu verringern. Es versteht sich jedoch, dass in einigen Beispielen Schritt 431 in der Steuerstrategie möglicherweise nicht enthalten ist.
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Als Nächstes wird bei 432 Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt. In einigen Beispielen kann der Kraftstoff über ein Direkteinspritzventil direkt in die Brennkammer eingespritzt werden. Als Nächstes geht die Steuerstrategie 400 zu 434 über, wo das eingestellte Mehrfunkenzündungssignal für mindestens einen Verbrennungstakt während eines Direktstarts einer oder mehreren ausgewählten Zündkerzen zugeführt wird, die der ausgewählten Brennkammer entspricht bzw. entsprechen. Auf diese Weise kann ein Mehrfunkenzündungsbetrieb pro Verbrennungstakt über eine oder mehrere ausgewählte Zündkerzen, die mit der ausgewählten Brennkammer gekoppelt ist bzw. sind, für mindestens einen ersten Verbrennungstakt nach einer Unterbrechung des Verbrennungsbetriebs während eines Direktstarts durchgeführt werden.
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Als Nächstes kann bei 436 ermittelt werden, ob der Mehrfunkenzündungsbetrieb unterbrochen werden sollte. Insbesondere kann in einigen Beispielen der Mehrfunkenzündungsbetrieb nach Beendigung einer vorbestimmten Anzahl von Verbrennungstakten (zum Beispiel einem einzigen Verbrennungstakt) unterbrochen werden. Als Alternative dazu kann der Mehrfunkenzündungsbetrieb im Anschluss an die Beendigung des Direktstarts unterbrochen werden. Wenn ermittelt wird, dass der Mehrfunkenzündungsbetrieb nicht unterbrochen werden sollte, kehrt die Steuerstrategie zu Schritt 434 zurück.
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Wenn jedoch ermittelt wird, dass der Mehrfunkenzündungsbetrieb unterbrochen werden sollte, kann bei 438 ein Einzelfunkenzündungssignal einer oder mehrerer Zündkerzen pro Verbrennungstakt für einen oder mehrere Verbrennungstakt(e) zugeführt werden. Auf diese Weise kann der Motor über einen Einzelfunkenzündungsbetrieb pro Verbrennungstakt aus der Ruhestellung gestartet werden.
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Als Nächstes wird bei 440 ermittelt, ob das Abschalten des Motors eingeleitet worden ist. In einem Beispiel kann ermittelt werden, ob ein Fahrer ein Abschalten des Motors eingeleitet hat oder ein Abschalten des Motors über eine Einstellung einer Eingabevorrichtung (zum Beispiel einen Eingabeschalter) eingeleitet worden ist. Wenn ermittelt wird, dass kein Abschalten des Motors eingeleitet worden ist, kehrt die Steuerstrategie zu 438 zurück. Wenn jedoch ermittelt wird, dass das Abschalten des Motors eingeleitet worden ist, kann ein Abschalten des Motors bei 442 durchgeführt werden.
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Als Nächstes wird bei 444 ermittelt, ob ein Startbetrieb eingeleitet worden ist. In einem Beispiel kann ermittelt werden, ob ein Startsignal von einer Eingabevorrichtung (zum Beispiel einem Zündschalter) empfangen worden ist. Darüber hinaus kann in anderen Beispielen ermittelt werden, ob die Temperatur des Motors unter einem Schwellwert liegt. Der Schwellwert kann unter Verwendung eines oder mehrerer der folgenden Parameter ermittelt werden: Kraftstoffverbrauch, Umgebungstemperatur und Druck in der Kraftstoff-Verteilerleitung. Wenn ermittelt wird, dass kein Startbetrieb eingeleitet worden ist, dann kehrt die Steuerstrategie zu 444 zurück.
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Wenn jedoch ermittelt wird, dass Startbetrieb eingeleitet worden ist, dann wird bei 446 ein zweiter Grad an Startermotorunterstützung für den Motor bereitgestellt. Der zweite Grad an Startermotorunterstützung kann in einigen Beispielen größer sein als der erste Grad an Startermotorunterstützung. Das Bereitstellen von Startermotorunterstützung für den Motor kann in einigen Beispielen Zuführen von Energie von einer geeigneten Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel einer Batterie, zu einem Startermotor zum Einleiten von Drehung einer Kurbelwelle über Startermotoreinrücken umfassen. Als Nächstes wird bei 448 Kraftstoff in mindestens eine Brennkammer eingespritzt, und bei 450 kann ein Einzelfunkenzündungssignal mindestens einer Brennkammer pro Verbrennungstakt für einen oder mehrere Verbrennungstakt(e) zugeführt werden. Auf diese Weise kann ein Verbrennungsereignis, das einen Einzelfunkenzündungsbetrieb pro Verbrennungsereignis enthält, verwendet werden, um Verbrennungsbetrieb in dem Fahrzeug zu starten. Nach 450 kehrt die Steuerstrategie 400 zum Start zurück.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen oder Funktionen kann in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Handlungen einen in das computerlesbare Speichermedium im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
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Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen rein beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf I-3-, V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung schließt somit alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind, ein.
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Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sollten als den Einschluss von einem oder mehreren solchen Elementen aufweisend verstanden werden, wobei sie zwei oder mehr solche Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche werden, ob sie im Schutzbereich breiter, schmäler, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche sind, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
