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DE10306586A1 - Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number
DE10306586A1
DE10306586A1 DE10306586A DE10306586A DE10306586A1 DE 10306586 A1 DE10306586 A1 DE 10306586A1 DE 10306586 A DE10306586 A DE 10306586A DE 10306586 A DE10306586 A DE 10306586A DE 10306586 A1 DE10306586 A1 DE 10306586A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric motor
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
preheating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10306586A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromasa Hashimoto
Chika Kanba
Koichi Akita
Osamu Igarashi
Kei Masuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE10306586A1 publication Critical patent/DE10306586A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Abstract

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Turbolader umfasst, dessen Kompressor mit einem Elektromotor angetrieben werden kann, zu schaffen, welche das Startverhalten, insbesondere das Kaltstartverhalten, verbessert. Es ist weiter eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen bestimmten, vorzuwärmenden Bereich wirkungsvoll erwärmen kann. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Elektromotor zum Drehantrieb des Kompressors umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromotor-Steuereinrichtung, die einen Elektromotor-Vorwärmmodus zum Vorwärmen eines bestimmten Bereichs der Brennkraftmaschine durch einen Drehantrieb des Elektromotors vor dem Start der Brennkraftmaschine ausführt, und eine Strömungskanalöffnungseinrichtung zum Öffnen eines Strömungskanals zwischen dem Turbolader und dem bestimmten Bereich während des Elektromotor-Vorwärmmodus vorgesehen sind.

Description

    Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Turbolader, der einen Elektromotor zum Drehantrieb eines Kompressors umfasst.
  • Stand der Technik
  • Der Versuch, eine hohe Ausgangsleistung (oder einen niedrigen Kraftstoffverbrauch) durch Aufladung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine (Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung) mit einem Turbolader zu erzielen, wird seit langem unternommen. Angesichts einiger Probleme, wie beispielsweise die unvorteilhafte Anstiegscharakteristik des Ladedrucks und die ungünstige Leistungscharakteristik der Brennkraftmaschine im unteren Drehzahlbereich, besteht jedoch Bedarf für eine Verbesserung des Turboladers. Diese Probleme sind auf das Prinzip des Turboladers, die Ansaugluft unter Ausnutzung der Abgasenergie aufzuladen, und auf ein Phänomen, welches im unteren Drehzahlbereich auftritt, in dem die Abgasenergie klein ist, zurückzuführen. Um diesen Zustand zu verbessern, wird im allgemeinen ein Doppel-Turbolader oder dergleichen verwendet. Ausserdem wird der Versuch unternommen, einen Elektromotor an einer Turbine/Kompressor-Einheit anzubringen, um den gewünschten Ladedruck durch einen zwangsweisen Antrieb der Turbine zu erhalten. In diesem Fall ist es möglich, dass der Elektromotor unter Ausnutzung der Abgasenergie eine regenerative Stromerzeugung durchführt. Ein Beispiel für einen solchen Turbolader mit Elektromotor ist in der japanischen Offenlegungsschrift 5-321682 offenbart.
  • Bei dem in der japanischen Offenlegungsschrift 5-321682 offenbarten Turbolader mit dem Elektromotor war es neben der Verbesserung der Leistungsabgabe auch das Ziel, das Warmlaufverhalten während eines Kaltstarts zu verbessern. Bei der in der oben genannten Offenlegungsschrift offenbarten Brennkraftmaschine wird die Turbine/Kompressor-Einheit unmittelbar nach dem Kaltstart von einem Elektromotor unter Verwendung der Ausgangsleistung eines Wechselstromgenerators bzw. einer Lichtmaschine angetrieben. Folglich wird durch die Zunahme der Reibung in der Brennkraftmaschine eine stärkere Kraftstoffströmung und dadurch ein besseres Warmlaufverhalten erreicht. Bei diesem Verfahren basiert das bessere Warmlaufverhalten jedoch auf einer Zunahme der Last der Brennkraftmaschine, wodurch sich der Nachteil ergibt, dass es relativ lange dauert, bis entsprechende Bereiche der Brennkraftmaschine aufgewärmt sind. Ausserdem wird dieses Verfahren nach dem Start der Brennkraftmaschine angewandt und kann nicht dazu beitragen, das Startverhalten der Brennkraftmaschine zu verbessern.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Im Hinblick auf diese Probleme und Nachteile ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die das Startverhalten, insbesondere das Kaltstartverhalten einer Brennkraftmaschine mit einem Turbolader, dessen Kompressor mittels eines Elektromotors angetrieben werden kann, verbessert. Weiter bezweckt die Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die einen bestimmten, vorzuwärmenden Bereich der Brennkraftmaschine wirksam vorwärmen kann.
  • Diese Aufgaben werden durch die Steuervorrichtung gemäß dem Anspruch 1 bzw. durch das Steuerverfahren gemäß dem Anspruch 11 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Turbolader, der einen Elektromotor zum Drehantrieb eines Kompressors des Turboladers aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektromotor-Steuereinrichtung zur Durchführung eines Elektromotor-Vorwärmmodus zum Vorwärmen eines bestimmten Bereichs der Brennkraftmaschine durch den Betrieb des Elektromotors vor dem Start der Brennkraftmaschine, und eine Strömungskanalöffnungseinrichtung zum Öffnen eines Strömungskanals zwischen dem Turbolader und dem bestimmten Bereich der Brennkraftmaschine während des Elektromotor-Vorwärmmodus bereitgestellt sind.
  • Folgende vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Brennkraftmaschine kann eine oder mehrere Brennkammern mit einem oder mehreren Einlassventilen, die zum Verbrennen von Ansauggas vom Turbolader in Betrieb sind und Ansauggas einführen, und einem oder mehreren Auslassventilen, die die zum Ausstoßen von Abgas in Betrieb sind, aufweisen.
  • Der bestimmte Bereich kann weiter eine oder mehrere Brennkammern umfassen, wobei die Strömungskanalöffnungseinrichtung wenigstens eines der Einlassventile jeder vorzuwärmenden Brennkammer während des Elektromotor-Vorwärmmodus öffnet.
  • Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine eine Bestimmungseinrichtung für den vorzuwärmenden Bereich aufweisen, die beim Start der Brennkraftmaschine eine bevorzugte Reihenfolge aus der Vielzahl von Brennkammern, die dem bestimmten Bereich entsprechen, bestimmt. Ausserdem bestimmt die Bestimmungseinrichtung für den vorzuwärmenden Bereich beim Start der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung der Zündfolge aus der Vielzahl der Brennkammern bevorzugt die Brennkammer mit einer früheren Zündung als den bestimmten Bereich.
  • Weiter kann eine Temperaturerfassungseinrichtung zur Erfassung einer Temperatur oder Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Die Bestimmungseinrichtung für den vorzuwärmenden Bereich verringert die Anzahl der als der bestimmte Bereich bestimmten Brennkammern, wenn die durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfasste Temperatur oder Umgebungstemperatur sinkt.
  • Weiter kann ein Abgasreinigungskatalysator Teil des bestimmten Bereichs sein. Darüber hinaus kann die Strömungskanalöffnungseinrichtung während des Elektromotor-Vorwärmmodus wenigstens eines der Einlassventile und wenigstens eines der Auslassventile für wenigstens eine der Brennkammern öffnen.
  • Ausserdem kann der bestimmte Bereich einen Abgasreinigungskatalysator umfassen. Die Strömungskanalöffnungseinrichtung kann ferner während des Elektromotor-Vorwärmmodus ein EGR-Ventil, das eine Rückführmenge im Rückführkanal reguliert, zur Rückführung von Abgas in den Ansaugkanal öffnen.
  • Der bestimmte Bereich kann ferner eine oder mehrere Brennkammern und einen Abgasreinigungskatalysator im Abgaskanal umfassen. Während des Elektromotor-Vorwärmmodus stellt die Strömungskanalöffnungseinrichtung einen ersten Vorwärmzustand, in dem der Abgasreinigungskatalysator nach dem Vorwärmen der Brennkammer vorgewärmt wird, einen zweiten Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer nach dem Vorwärmen des Abgasreinigungskatalysator vorgewärmt wird, oder einen dritten Vorwärmzustand ein, in dem die Brennkammer und der Abgasreinigungskatalysator gleichzeitig vorgewärmt werden, ein.
  • Ausserdem kann die Brennkraftmaschine eine Drosselklappe zur Regulierung der Ansaugluftmenge im Ansaugkanal aufweisen, wobei die Strömungskanalöffnungseinrichtung die Drosselklappe während des Elektromotor-Vorwärmmodus öffnet.
  • Das erfindungsgemäße Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine, die eine oder mehrere Brennkammern umfasst sowie einen Turbolader mit einem Elektromotor zum Drehantrieb des Kompressors, und ein oder mehrere Einlassventile, die zum Verbrennen von Ansauggas vom Turbolader in Betrieb sind und Ansauggas einführen, und ein oder mehrere Auslassventile, die zum Ausstoßen von Abgas in Betrieb sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor-Vorwärmmodus zum Vorwärmen des bestimmten Bereichs der Brennkraftmaschine durch den Betrieb des Elektromotors vor dem Start der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, und der Strömungskanal zwischen dem Turbolader und dem vorher bestimmten Bereich während des Elektromotor-Vorwärmmodus geöffnet ist.
  • Folgende vorteilhafte Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der bestimmte Bereich kann eine oder mehrere Brennkammern umfassen, wobei wenigstens eines der Einlassventil für jede vorzuwärmende Brennkammer während des Elektromotor- Vorwärmmodus geöffnet wird.
  • Ferner kann die bevorzugte Reihenfolge aus der Vielzahl der Brennkammern, die dem bestimmten Bereich entsprechen, beim Start der Brennkraftmaschine bestimmt werden.
  • Weiterhin kann beim Start der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung der Zündfolge aus der Vielzahl von Brennkammern bevorzugt die Brennkammer mit einer früheren Zündung als der bestimmte Bereich festgelegt werden.
  • Dann kann die Temperatur oder die Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine erfasst werden. Dementsprechend kann die Anzahl der Brennkammern, die als der bestimmte Bereich bestimmt sind, verringert werden, wenn die Temperatur oder die Umgebungstemperatur sinkt.
  • Ausserdem kann der bestimmte Bereich einen Abgasreinigungskatalysator umfassen, wobei wenigstens eines der Einlassventile und wenigstens eines der Auslassventile für wenigstens eine der Brennkammern während des Elektromotor- Vorwärmmodus geöffnet werden.
  • Darüber hinaus kann der Abgasreinigungskatalysator Teil des bestimmten Bereichs sein, wobei während des Elektromotor-Vorwärmmodus das EGR-Ventil, das eine Rückführmenge im Rückführkanal reguliert, zur Rückführung des Abgases in den Ansaugkanal geöffnet wird.
  • Der bestimmte Bereich kann ausserdem eine oder mehrere Brennkammern und den Abgasreinigungskatalysator im Abgaskanal umfassen. Während des Elektromotor-Vorwärmmodus stellt die Strömungskanalöffnungseinrichtung einen ersten Vorwärmzustand, in dem der Abgasreinigungskatalysator nach dem Vorwärmen der Brennkammer vorgewärmt wird, einen zweiten Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer nach dem Vorwärmen des Abgasreinigungskatalysators vorgewärmt wird, oder den dritten Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer und der Abgasreinigungskatalysator gleichzeitig vorgewärmt werden, ein.
  • Ferner kann die Drosselklappe im Ansaugkanal zur Regulierung der Ansaugluftmenge während des Elektromotor-Vorwärmmodus geöffnet werden.
  • In der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist es möglich, den Kompressor des Turboladers durch einen Betrieb des Elektromotors mit der Elektromotor-Steuereinrichtung vor dem Start der Brennkraftmaschine anzutreiben, und die Ansaugluft, deren Temperatur durch die Aufladung angestiegen ist, mit der Strömungskanalöffnungseinrichtung in den bestimmten Bereich zu fördern, um dadurch die Vorwärmung des bestimmten Bereichs zu gewährleisten.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf der Durchführung des Vorwärmvorgangs zeigt.
    • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Nachfolgend wird die Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Steuervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 dargestellt.
  • Obwohl die in diesem Ausführungsbeispiel erläuterte Brennkraftmaschine 1 eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ist, zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen der Zylinder. Bei der Brennkraftmaschine 1 wird Kraftstoff durch ein Einspritzventil 2 an der Oberseite eines Kolbens 4 in einen Zylinder 3 eingespritzt. Die Brennkraftmaschine 1 ermöglicht eine Schichtladungsverbrennung und ist eine sogenannte Magerverbrennungs-Brennkraftmaschine. Die magere Verbrennung wird durch Aufladung der Ansaugluft im später beschriebenen Turbolader erreicht, wobei sowohl eine hohe Ausgangsleistung als auch ein niedriger Kraftstoffverbrauch erreicht werden können.
  • In der Brennkraftmaschine 1 wird die über den Ansaugkanal 5 in den Zylinder 3 eingebrachte Luft von dem Kolben 4 verdichtet, wird Kraftstoff in einen inneren Bereich einer auf der Oberseite des Kolbens geformten Einbuchtung eingespritzt, um ein fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Nähe einer Zündkerze 7 anzusammeln, und wird das Gemisch unter Verwendung der Zündkerze 7 durch Entzündung verbrannt. Ein Einlassventil 8 öffnet und schließt zwischen der Innenseite des Zylinders 3 und dem Ansaugkanal 5. Nach der Verbrennung wird das Abgas in einen Abgaskanal abgeführt, wobei ein Auslassventil 9 zwischen der Innenseite des Zylinders 3 und dem Abgaskanal 6 öffnet und schließt.
  • Das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel sind elektromagnetisch betätigte Ventile, deren Öffnungs- und Schließzeiten durch ein Signal der später beschriebenen ECU 16 gesteuert werden. Deshalb ist es möglich einen beliebigen Ventilhub des Einlassventils 8 und des Auslassventils 9 zu einem beliebigen Zeitpunkt einzustellen. Ausserdem kann die Dauer der Öffnungs- und Schließzeiten beliebig gesteuert werden. Das heisst, das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel werden durch einen Öffnungs- und Schließmechanismus unter Verwendung einer elektromagnetischen Spule geöffnet und geschlossen, wobei der Steuerbereich variabel ist.
  • Weiterhin sind im Ansaugkanal 5 ein Luftfilter 10, eine Turboeinheit 11, ein Ladeluftkühler 12, eine Drosselklappe 13 und dergleichen stromabwärts angeordnet. Der Luftfilter 10 ist ein Filter zur Beseitigung von Schmutz oder Staub aus der Ansaugluft. Die Turboeinheit 11 ist zur Aufladung zwischen dem Ansaugkanal 5 und dem Abgaskanal 6 angeordnet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind in der Turboeinheit 11ein turbinenseitiges und ein kompressorseitiges Flügelrad durch eine Welle miteinander verbunden (nachfolgend als Turbine/Kompressor-Einheit 11a bezeichnet).
  • Der Turbolader gemäß dem Ausführungsbeispiel, ist ein Turbolader mit einem Elektromotor, wobei der Elektromotor 11b so angebracht ist, dass eine Welle der Turbine/Kompressor-Einheit 11a eine Ausgangswelle ist. Der Elektromotor 11b ist ferner ein Wechselstrommotor, der auch in der Lage ist, als ein elektrischer Generator zu fungieren. Die Turboeinheit 11 kann als ein normaler Turbolader fungieren, der nur durch Ausnutzung der Abgasenergie Aufladung erzeugt, oder durch erzwungenen Antrieb der Turbine/Kompressor-Einheit 11a unter Verwendung des Elektromotors 11b zusätzliche Aufladung erzeugen.
  • Ausserdem kann durch Ausnutzung der Abgasenergie regenerative Stromerzeugung durchgeführt werden, indem der Elektromotor 11b über die Turbine/Kompressor-Einheit 11a angetrieben wird, wobei der erzeugte Strom gespeichert werden kann. Die Hauptbestandteile des Elektromotors 11b sind ein Rotor, der auf der Welle der Turbine/Kompressor-Einheit 11a befestigt ist, und ein Stator, der um den Rotor angeordnet ist. Im Ansaugkanal 5 ist stromabwärts der Turboeinheit 11 der Ladeluftkühler 12 angeordnet, um die Ansauglufttemperatur, die aufgrund des Druckanstiegs durch die Aufladung der Turboeinheit 11 zunimmt, abzusenken. Die Ansauglufttemperatur wird abgesenkt und der Füllungswirkungsgrad wird durch den Ladeluftkühler 12 verbessert.
  • Stromabwärts des Ladeluftkühlers 12 ist die Drosselklappe 13 zur Regulierung der Ansaugluftmenge angeordnet. Die Drosselklappe 13 gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine sogenannte elektronisch gesteuerte Drosselklappe, in der ein Gaspedal-Positionssensor 15 einen Betätigungsbetrag eines Gaspedals 14 erfasst, und die ECU 16 bestimmt den Öffnungsbetrag der Drosselklappe 13 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses und anderer Informationsgrößen. Ausserdem wird die Drosselklappe 13 durch einen an der Drosselklappe angebrachten Drosselklappenmotor 17 geöffnet und geschlossen. Darüber hinaus ist ein Drosselklappenpositionssensor 18, der die Drosselklappenstellung bzw. den Öffnungsbetrag der Drosselklappe erfasst, an der Drosselklappe angebracht. Die Drosselklappe 13 ist eine elektronisch gesteuerte Ausführung, wodurch es möglich ist, einen beliebigen Öffnungsbetrag zu einem beliebigen Zeitpunkt durch Steuerung mittels der später beschriebenen ECU 16 einzustellen.
  • Stromabwärts der Drosselklappe 13 ist ein Drucksensor 19 zur Erfassung des Drucks (Ansaugdruck) in dem Ansaugkanal 5 angeordnet. Weiterhin ist ein Wassertemperatursensor 20 zur Erfassung einer Kühlmitteltemperatur im Block der Brennkraftmaschine installiert. Diese Sensoren 15, 18, 19 und 20 sind mit der ECU 16 verbunden und senden die Erfassungsergebnisse an die ECU 16. Die ECU 16 ist eine elektronische Steuereinheit, die eine CPU, ein ROM, ein RAM und dergleichen umfasst. Das Einspritzventil 2, die Zündkerze 7, der Elektromotor 11b und dergleichen sind an die ECU 16 angeschlossen und werden durch Signale der ECU 16 gesteuert.
  • Ferner sind eine Steuervorrichtung 21, die an den Elektromotor 11b angeschlossen ist, und eine Batterie 22 und dergleichen mit der ECU 16 verbunden. Die Steuervorrichtung 21 steuert den Antrieb des Elektromotors 11b und fungiert ferner als ein Spannungsumwandler zur Umwandlung der durch die regenerative Energieerzeugung gewonnene elektrische Energie. Die durch die regenerative Energieerzeugung gewonnene elektrische Energie wird nach der Spannungsumwandlung durch die Steuervorrichtung in der Batterie 22 gespeichert.
  • Ein Abgasreinigungskatalysator 23 zur Reinigung des Abgases ist stromabwärts der Turboeinheit 11 im Abgaskanal 6installiert. Ausserdem ist ein EGR(Exhaust Gas Recirculation)-Kanal 24 zur Rückführung von Abgas vom stromaufwärtigen Teil der Turboeinheit 10 im Abgaskanal 6 zu einem Ausgleichsbehälter, der stromabwärts des Drucksensors 19 im Ansaugkanal 5 ausgebildet ist, vorgesehen. Im EGR-Kanal 24 ist ein EGR-Ventil 25 zur Regulierung der Abgasrückführmenge angebracht. Der Ventilhub des EGR-Ventils 25 wird ebenfalls durch die ECU 16 gesteuert. Weiterhin ist ein Kurbelwellenpositionssensor 26 zur Erfassung der Kurbelwellenposition und der Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Nähe der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 angeordnet.
  • Darüber hinaus ist ein Strömungskanal (nicht gezeigt) zur Umgehung der Turboeinheit 11 im Abgaskanal angeordnet und im Strömungskanal ist ein Waste-Gate bereitgestellt. Das Wate-Gate steuert den Ladedruck, indem es öffnet, wenn der Ladedruck gleich oder größer einem bestimmten Druck ist, und dadurch den Anteil der Abgasströmung in die Turbine/Kompressor-Einheit 11a verringert.
  • Gemäß der Steuervorrichtung für die Brennkraftmaschine des Ausführungsbeispiels, kann vor dem Start der Brennkraftmaschine ein schnelles Vorwärmen und ein verbessertes Startverhalten durch Aufladung unter Verwendung des Elektromotors 11b vor dem Start der Brennkraftmaschine erreicht werden, zusätzlich zu einer Verbesserung der Ausgangsleistung oder des Kraftstoffwirkungsgrads durch Unterstützung der Aufladung nach dem Betrieb des Elektromotors 11b während des Normalbetriebs. Die Aufladung erhöht den Druck der Ansaugluft und verursacht dadurch eine Erhöhung der Ansauglufttemperatur. Es ist möglich die Ansaugluft, deren Temperatur erhöht wurde, zu einem bestimmten, vorzuwärmenden Bereich zu leiten und diesen vorzuwärmen. Ausserdem trägt eine erhöhte Ansauglufttemperatur zu einer Verbesserung der Zündfähigkeit und dadurch des Startverhaltens bei.
  • Zuerst wird nun der Fall erläutert, in dem ein Zylinder (Brennkammer) 3 vor dem Start der Brennkraftmaschine 1 vorgewärmt wird. Dabei werden sämtliche der Vielzahl von Zylindern 3 vorgewärmt, was aber nicht bedeutet, dass sämtliche Zylinder einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine vorgewärmt werden müssen. Beispielsweise können nur jeder zweite einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Zylindern oder drei Zylinder einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine vorgewärmt werden. Alternativ dazu kann bestimmt werden welcher der Zylinder 3 bevorzugt vor den anderen Zylindern vorgewärmt werden soll, wobei einer oder einige der Zylinder 3 auf der Grundlage dieser Bestimmung vorgewärmt werden können.
  • Zu einem bestimmten Zeitpunkt (beispielsweise unmittelbar nach dem Einstecken eines Schlüssels) wird zunächst ein Modus in den Elektromotor-Vorwärmmodus geschaltet, um einen bestimmten Bereich durch die Aufladung des Elektromotors 11b vorzuwärmen. In dem Elektromotor-Vorwärmmodus zur Vorwärmung des Zylinders 3 (hier ist der Zylinder 3 der bestimmte, vorzuwärmende Bereich), wird der Strömungskanal (hier der Ansaugkanal 5) zwischen dem Zylinder 3 und dem Elektromotor 11b geöffnet. Im Besonderen wird die Drosselklappe 13 und das Einlassventil 8 aufgrund einer Anweisung von der ECU 16 geöffnet.
  • Wenn eine Vielzahl von Einlassventilen 8 in dem Zylinder vorgesehen ist, muß wenigstens eines der Einlassventile 8 geöffnet werden, um den Zylinder vorzuwärmen. In diesem Zustand wird der Elektromotor 11b betrieben, wobei die Vorwärmung durch Aufladung beginnt. Nachdem die Vorwärmung bis zu einem gewissen Grad (oder vollständig) abgeschlossen wurde, wird die Brennkraftmaschine gestartet (Antrieb durch Verbrennung). Dabei ist das Auslassventil 9 geschlossen, aber es ist auch möglich den Zylinder 3 auch dann vorzuwärmen, wenn das Auslassventil geöffnet ist. In diesem Fall wird die Ansaugluft, deren Temperatur durch die Aufladung erhöht wurde, in den Abgaskanal 6 ausgestoßen, nachdem sie den Zylinder 3 vorgewärmt hat. Der Zylinder 3 wird jedoch erhitzt, so dass eine Vorwärmung möglich ist.
  • In einer herkömmlichen Brennkraftmaschine wird ferner unmittelbar nach dem Kaltstart die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, um die Zündfähigkeit zu verbessern. Die Vorwärmung gemäß dem Ausführungsbeispiel jedoch beseitigt die Notwendigkeit, die Kraftstoffeinspritzmenge zu erhöhen, und verbessert den Kraftstoffwirkungsgrad. Der Elektromotor-Vorwärmmodus kann abhängig von den Umständen für eine beliebige Zeit von etwa einer Sekunde, mehreren Sekunden bis über zehn Sekunden hinaus eingestellt werden.
  • Nun wird das Ausführungsbeispiel anhand von Fig. 2 erläutert. Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf des Vorwärmvorgangs der Erfindung darstellt. Zu Beginn ist die Brennkraftmaschine 1 in einem Zustand vor dem Start, wobei die Routine gestartet wird, wenn ein Schlüssel eingesteckt wird. Zunächst wird beurteilt, ob sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Elektromotor-Vorwärmmodus befindet oder nicht (Schritt S100), und wenn nicht, wird die Routine beendet. Wenn in Schritt S100 beurteilt wird, dass sich die Brennkraftmaschine 1 in dem Elektromotor-Vorwärmmodus befindet, wird andererseits beurteilt, ob der bestimmte, vorzuwärmende Bereich der Zylinder 3 ist oder nicht (Schritt 110). Wenn es nicht der Zylinder 3 ist, dann wird die Routine beendet. Wenn sich die Brennkraftmaschine 1 im Elektromotor-Vorwärmmodus befindet, und der bestimmte Bereich der Zylinder 3 ist (d. h. JA in Schritt S100 und JA in Schritt S110), werden die Drosselklappe 13 und das Einlassventil 8 geöffnet und das Auslassventil 9 geschlossen (Schritt S120). Dann wird die Vorwärmung durch Aufladung durch den Betrieb des Elektromotors 11b ausgeführt (Schritt S130). Als nächstes wird beurteilt, ob eine bestimmte Zeit (beispielsweise fünf Sekunden) abgelaufen ist oder nicht (Schritt S140), wobei, wenn die bestimmte Zeit nicht abgelaufen ist, die Routine zu Schritt S130 zurückgeht und die Vorwärmung fortgesetzt wird. Wenn in Schritt S140 beurteilt wird, dass die bestimmte Zeit abgelaufen ist, wird das Auslassventil dagegen geöffnet (Schritt S150), um die zur Vorwärmung verwendete, aufgeladene Luft auszustossen und die Routine wird beendet.
  • Wie oben erwähnt, ist es möglich, durch Vorwärmung das Startverhalten oder dergleichen zu verbessern, nachdem die Ansauglufttemperatur durch Aufladung erhöht wurde. Wenn jedoch die Temperaturerhöhungsbereiche als konstant angenommen werden, ist die vorzuwärmende Ansaugluftmenge begrenzt. Mit anderen Worten, verringert eine größere vorzuwärmende Ansaugluftmenge die Temperaturerhöhungsbereiche. Um einen wirkungsvolleren Effekt zu erzielen, können deshalb ein oder mehrere Zylinder aus der Vielzahl von Zylindern 3, die vorgewärmt werden, ausgewählt werden, um so den Effekt an dem oder den ausgewählten Zylindern 3 zu gewährleisten.
  • Zuerst wird der Fall erläutert, in dem vor den anderen Zylindern der Zylinder vorgewärmt wird, der eine frühere Zündfolge hat, wobei auf die Zündfolge beim Start abgestellt wird. Je niedriger die Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, desto schlechter ist die Zündfähigkeit, aufgrund des niedrigen Verdichtungsdrucks (aufgrund des ineffektiven Verhaltens der Trägheit der Ansaugluft), beispielsweise während langsamer Drehung wie beim Ankurbeln oder dergleichen. Insbesondere ist die Zündfähigkeit des Zylinders 3 schlecht, der als erster nach dem Ankurbeln beim Start der Brennkraftmaschine 1 gezündet wird. Deshalb ist es vorteilhaft, diesen Zylinder vor den anderen Zylindern vorzuwärmen.
  • In diesem Fall kann die Anzahl der vorzuwärmenden Zylindern zweckmäßig bestimmt werden. Das heißt, dass nur das Vorwärmen des Zylinders 3 mit der frühesten Zündfolge gestattet, oder das Vorwärmen des Zylinders 3 mit der frühesten Zündfolge und des Zylinders 3 mit der zweitfrühesten Zündfolge gestattet ist. Wenn der Motor gestoppt wird, wird hier die Position des Kolbens 4 in jedem Zylinder 3 von dem Kurbelwellenpositionssensor 26 gespeichert, auf Grundlage dessen auch die Zündfolge beim nächsten Start in der ECU 16 gespeichert wird. Da in diesem Ausführungsbeispiel keine Nockenwelle verwendet wird, kann die Betriebssteuerung des Einlassventils 8 und des Auslassventils 9 frei durchgeführt werden. Deshalb kann die Zündfolge auf der Grundlage des Position des Kolbens 4 bestimmt werden.
  • Zum Beispiel sei angenommen, dass bestimmt wird, dass das Vorwärmen durch Aufladung vor dem Start an nur zwei Zylindern der Reihenvierzylinder-Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Beim Start der Brennkraftmaschine 1 werden nur die Einlassventile 8 nur der Zylinder 3 mit der ersten und zweiten Zündfolge auf der Grundlage der in der ECU 16 gespeicherten Information geöffnet, und die Einlassventile 8 der Zylinder 3 mit der dritten und vierten Zündfolge werden nicht geöffnet. Dadurch kann die Kapazität des vorzuwärmenden Bereichs auf eine bestimmte Kapazität begrenzt werden, wodurch ein zuverlässiges Vorwärmen ermöglicht wird. Hier fungieren der Kurbelwellenpositionssensor 26 und die ECU 16 als Bestimmungseinrichtung des Vorwärmbereichs.
  • Alternativ dazu werden zuerst die Einlassventile 8 nur der Zylinder 3 mit der ersten und der zweiten Zündfolge geöffnet und die Einlassventile 8 der Zylinder 3 mit der dritten und vierten Zündfolge nicht geöffnet. Dann werden die Einlassventile 8 der Zylinder 3 mit der ersten und der zweiten Zündfolge geschlossen, und die Einlassventile 8 der Zylinder 3 mit der dritten und vierten Zündfolge können geöffnet werden. Auf diese Weise könnte das Umschalten der vorzuwärmenden Zylinder bei gleichzeitiger Begrenzung der Vorwärmkapazität gestattet sein.
  • In dem vorhergehenden Beipiel wird die Anzahl der vorzuwärmenden Zylinder begrenzt, die Anzahl kann aber abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine oder deren Umgebungstemperatur variabel sein. Da der Energiebetrag, der durch Vorwärmung unter Verwendung der Aufladung bereitgestellt werden kann, bei niedriger Temperatur oder niedriger Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine eine obere Grenze hat, ist die Temperaturerhöhung in dem bestimmten Bereich klein, auch wenn die Vorwärmung durch Aufladung durchgeführt wird. Deshalb kann die Vorwärmung durch eine Steuerung der Anzahl der bestimmten, vorzuwärmenden Bereiche effizient durchgeführt werden, so dass, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 niedrig ist, die Anzahl der vorzuwärmenden Zylinder 3 verringert wird, und, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine hoch ist, die Anzahl der vorzuwärmenden Zylinder erhöht wird.
  • Nun wird der Fall erläutert, in dem die vorher genannte Zündfolge und die begrenzte Anzahl an Zylinder aufgrund der Temperaturänderung gleichzeitig verwendet werden. Zuerst wird die Kühlmitteltemperatur (die Temperatur der Brennkraftmaschine 1) durch den Wassertemperatursensor 20 zum selben Zeitpunkt wie an dem vorher erwähnten, bestimmten Zeitpunkt erfasst. Darauf basierend wird die Anzahl der vorzuwärmenden Zylinder 3 festgelegt. Wie oben erwähnt, ist die Anzahl der vorzuwärmenden Zylinder klein, wenn die Temperatur niedrig ist, und die Anzahl der vorzuwärmenden Zylinder groß, wenn die Temperatur hoch ist. Auf Grundlage der bestimmten Anzahl an Zylindern, wird der vorzuwärmende Zylinder auf der Grundlage der Zündfolge auf die vorher beschriebene Weise bestimmt. Dann wird das Einlassventil 8 nur für den bestimmten Zylinder 3 geöffnet. Wie im vorhergehenden Beipiel könnte ein sequenzielles Umschalten der Zylinder 3, deren Einlassventile 8 geöffnet sind, ohne die Anzahl der zu öffnenden Zylinder zu ändern, zweckmäßig sein.
  • Dabei wird die bevorzugte Reihenfolge entsprechend der Zündungfolge und der Begrenzung der Anzahl der Zylinder abhängig von der Temperatur gleichzeitig angewendet. Unabhängig davon ist es jedoch auch möglich, nur die Begrenzung der Anzahl der Zylinder abhängig von der Temperatur anzuwenden, wobei der Vorwärmeffekt durch die Aufladung wirkungsvoll erzielt werden kann. Ausserdem fungiert der Wassertemperatursensor 20 als Temperatur-Erfassungsmittel.
  • Als nächstes wird ein Fall erläutert, in dem der Abgasreinigungskatalysator 23 vor dem Start der Brennkraftmaschine 1 vorgewärmt wird. Ein Abgasreinigungskatalysator behandelt hauptsächlich zu beseitigende Bestandteile des Abgases durch Oxidations- und Reduktionsreaktionen, er zeigt aber nur dann ein ausreichendes Reinigungsverhalten, wenn die Temperatur auf eine bestimmte Aktivierungstemperatur angestiegen ist. Aus diesem Grund wird der Abgasreinigungskatalysator normalerweise unter Verwendung der Abgastemperatur so erwärmt, dass die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators unmittelbar nach dem Start erhöht wird. In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird jedoch das Erwärmen des Abgasreinigungskatalysators 23 vor dem Start der Brennkraftmaschine 1 durch Aufladung mit dem Elektromotor 11b durchgeführt, wodurch ein besseres Abgasreinigungsverhalten erzielt wird.
  • Zuerst wird ein Modus ist den Elektromotor-Vorwärmmodus geschaltet, um den bestimmten Bereich zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Aufladung mit dem Elektromotor 11b vorzuwärmen. In dem Elektromotor-Vorwärmmodus wird zur Vorwärmung des Angasreinigungskatalysators 23 (d. h. der bestimmte, vorzuwärmende Bereich ist der Abgasreinigungskatalysator 23) der Strömungskanal zwischen dem Abgasreinigungskatalysator 23 und dem Elektromotor 11b (hier am Ansaugkanal 5, Zylinder 3 und Abgaskanal 6) geöffnet. Insbesondere werden die Drosselklappe 13, das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 gemäß einer Anweisung von der ECU 16 geöffnet.
  • Dabei wird, wenn eine Vielzahl von Zylindern 3 bereitgestellt ist, wenigstens das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 von wenigstens einem Zylinder 3 geöffnet. Um den Abgasreinigungskatalysator 23 früh vorzuwärmen, ist es besser, wenn die erhöhte Temperatur der Ansaugluft den Abgasreinigungskatalysator 23 schnell erreicht, ohne dass Wärme von anderen Bereichen abgezogen wird. Deshalb wird der Elektromotor 11b durch Rotation in einem Zustand betrieben, in dem die kleinst mögliche Anzahl an Zylindern 3 durchströmt wird, wodurch die Vorwärmung durch Aufladung gestartet wird. Nachdem die Vorwärmung bis zu einem gewissen Grad (oder vollständig) abgeschlossen ist, wird anschließend die Brennkraftmaschine 1 gestartet (Antrieb durch Verbrennung). Der Elektromotor-Vorwärmmodus kann abhängig von den Umständen für eine beliebige Zeitdauer von ungefähr einer Sekunde, mehreren Sekunden bis über zehn Sekunden hinaus oder dergleichen eingestellt werden.
  • In dem vorhergehenden Beispiel ist es so eingerichtet, dass die durch Aufladung erhöhte Temperatur den Abgasreinigungskatalysator 23 über den Zylinder 3 erreicht. Nun wird ein Beispiel für einen Fall erläutert, in dem der Abgasreinigungskatalysator 23 vor dem Start der Brennkraftmaschine 1 vorgewärmt wird, zum Beispiel der Fall, in dem die durch die Aufladung erhöhte Temperatur der Ansaugluft den Abgasreinigungskatalysator 23 über den EGR-Kanal 24 anstatt über den Zylinder 3 erreicht.
  • Zuerst wird ein Modus in den Elektromotor-Vorwärmmodus geschaltet, um den bestimmten Bereich zu einem bestimmten Zeitpunkt durch Aufladung des Elektromotors 11b vorzuwärmen. Dabei wird der EGR-Kanal 24 zwischen den Abgasreinigungskatalysator 23 und dem Elektromotor 11b geöffnet. Im Besonderen werden die Drosselklappe 13 und das EGR-Ventil 25 entsprechend einer Anweisung der ECU 16 geöffnet. Das Einlassventil 8 ist geschlossen. Der Elektromotor 11b wird in diesem Zustand durch Rotation angetrieben, wodurch die Vorwärmung durch Aufladung gestartet wird. Wenn die Vorwärmung bis zu einem bestimmten Grad (oder vollständig) abgeschlossen ist, wird die Brennkraftmaschine 1 gestartet (Antrieb durch Verbrennung). Der Elektromotor-Vorwärmmodus kann abhängig von den Umständen für eine beliebige Zeitdauer von ungefähr einer Sekunde, mehreren Sekunden bis über zehn Sekunden oder dergleichen eingestellt werden.
  • Darüber hinaus sehen spezielle Beispiele für eine Steuerung gemäß der Steuervorrichtung der Erfindung wie folgt aus. Um den Innenraum des Zylinders 3 rasch vorzuwärmen, wird unmittelbar nach dem bestimmten Zeitpunkt, zu dem die Vorwärmung gestartet wird, zuerst ein Zustand für mehrere Sekunden beibehalten, in dem das Einlassventil 8 geöffnet und das Auslassventil 9 geschlossen ist, wodurch der Innenraum des Zylinders 3 vorgewärmt wird. Dann wird das Auslassventil 9 offen gelassen, um den Abgasreinigungskatalysator 23 vorzuwärmen. Alternativ dazu wird, wenn der Schwerpunkt mehr auf ein schnelles Vorwärmen des Abgasreinigungskatalysators 23 gerichtet wird, unmittelbar nach dem bestimmten Zeitpunkt ein Zustand für mehrere Sekunden beibehalten, in dem das Einlassventil 8 und das Auslassventil 9 geöffnet sind, um den Abgasreinigungskatalysator 23 vorzuwärmen. Dann wird das Auslassventil 9 geschlossen, um den Innenraum des Zylinders 3 mehr vorzuwärmen. Alternativ dazu gibt es ein Steuerverfahren, nach dem der Innenraum des Zylinders 3 und der Abgasreinigungskatalysator 23 gleichzeitig vorgewärmt werden, wobei nach dem bestimmten Zeitpunkt, das Einlassventil 8 geöffnet, das Auslassventil 9 geschlossen und das EGR-Ventil 25 geöffnet wird.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird die Steuervorrichtung der Erfindung auf einen Ottomotor mit Direkteinspritzung angewandt, jedoch ist auch eine Anwendung auf Ottomotoren ohne Direkteinspritzung oder auf Dieselmotoren möglich. Wenn der Abgasreinigungskatalysator 23 unter Verwendung des EGR-Kanals 24 vorgewärmt wird, wird die Ansaugluft, deren Temperatur durch die Aufladung erhöht wurde, weiter über den EGR-Kanal 24 zum Abgasreinigungskatalysator befördert, ohne den Zylinder 3 zu durchströmen. Jedoch können sowohl der Strömungskanal über den EGR-Kanal 24 als auch der Strömungskanal über den Zylinder 3 verwendet werden.
  • In den vorgehenden Ausführungsbeispielen wird ausserdem die Temperatur der Brennkraftmaschine 1 erfasst, wenn die bevorzugte Reihenfolge der vorzuwärmenden Zylinder 3 bestimmt wird, wobei die bevorzugte Reihenfolge auf der Grundlage der von dem Wassertemperatursensor 20 erfassten Kühlmitteltemperatur bestimmt wird. Wenn die bevorzugte Reihenfolge bestimmt wird, kann jedoch auch die Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine 1 anstatt der über die Kühlmitteltemperatur erfasste Temperatur der Brennkraftmachine 1 verwendet werden. Zu diesem Zweck kann ein eigener Sensor angebracht werden, gleichfalls können die Erfassungsergebnisse des Ansauglufttemperatursensors, der die Temperatur der Ansaugluft erfasst, verwendet werden.
  • Darüber hinaus wird in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen das Einlassventil 8 elektromagnetisch betätigt und die Drosselklappe 13 gleichzeitig benutzt. Der Betrag des Ventilhubs des elektromagnetisch betätigten Einlassventils 8 kann frei gesteuert werden, wodurch es passieren kann, dass die Drosselklappe 13 entbehrlich wird, wenn die Ansaugluftmenge durch den Betrag des Ventilhubs gesteuert wird. Dadurch können die durch die Drosselklappe verursachten Pumpverluste beseitigt werden. In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird die bevorzugte Reihenfolge unter den vorzuwärmenden Zylindern auf der Grundlage der Zündfolge und der Temperatur bestimmt, wobei aber der gegenüber den anderen Zylindern bevorzugt vorzuwärmende Zylinder auch auf der Grundlage anderer Elemente bestimmt werden kann.
  • Zusammenfassend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Turbolader umfasst, dessen Kompressor mit einem Elektromotor angetrieben werden kann, zu schaffen, welche das Startverhalten, insbesondere das Kaltstartverhalten, verbessert. Es ist weiter eine Aufgabe der Erfindung eine Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die einen bestimmten, vorzuwärmenden Bereich wirkungsvoll vorwärmen kann. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen Elektromotor zum Drehantrieb des Kompressors umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Elektromotor-Steuereinrichtung, die einen Elektromotor-Vorwärmmodus zum Vorwärmen eines bestimmten Bereichs der Brennkraftmaschine durch einen Drehantrieb des Elektromotors vor dem Start der Brennkraftmaschine ausführt, und eine Strömungskanalöffnungseinrichtung zum Öffnen eines Strömungskanals zwischen dem Turbolader und dem bestimmten Bereich während des Elektromotor-Vorwärmmodus vorgesehen sind.

Claims (19)

1. Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine (1), die einen Turbolader (11) mit einem Elektromotor (11b) zum Drehantrieb eines Kompressors (11a) aufweist, gekennzeichnet durch:
eine Elektromotor-Steuereinrichtung, die einen Elektromotor-Vorwärmmodus zur Vorwärmung eines bestimmten Bereichs der Brennkraftmaschine (1) durch den Betrieb des Elektromotors (11b) vor dem Start der Brennkraftmaschine (1) durchführt; und
eine Strömungskanalöffnungseinrichtung, die einen Strömungskanal zwischen dem Turbolader (11) und dem bestimmten Bereich während des Elektromotor-Vorwärmmodus öffnet.
2. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine oder mehrere Brennkammern (3) mit einem oder mehreren Einlassventilen (8), die zum Verbrennen eines Ansauggases vom Turbolader (11) in Betrieb sind und Ansauggas einführen, und einem oder mehreren Auslassventilen (9), die zum Ausstoßen von Abgas in Betrieb sind.
3. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Bereich eine oder mehrere Brennkammern (3) umfasst, und die Strömungskanalöffnungseinrichtung während des Elektromotor-Vorwärmmodus wenigstens ein Einlassventil (8) jeder vorzuwärmenden Brennkammer (3) öffnet.
4. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 3 gekennzeichnet durch:
eine Bestimmungseinrichtung für den vorzuwärmenden Bereich, die aus der Vielzahl von Brennkammern (3), die dem bestimmten Bereich entsprechen, bei einem Start der Brennkraftmaschine (1) eine bevorzugte Reihenfolge bestimmt.
5. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung für den vorzuwärmenden Bereich beim Start der Brennkraftmaschine (1) aus der Vielzahl von Brennkammern (3) bevorzugt die Brennkammer (3) mit einer früheren Zündung als den bestimmten Bereich bestimmt.
6. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch:
eine Temperaturerfassungseinrichtung (20), die eine Temperatur der Brennkraftmaschine (1) oder eine Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine (1) erfasst, wobei
die Bestimmungseinrichtung für den vorzuwärmenden Bereich die Anzahl der Brennkammern (3), die als der bestimmte Bereich bestimmt sind, verringert, wenn die von der Temperaturerfassungseinrichtung (20) erfasste Temperatur oder Umgebungstemperatur absinkt.
7. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Abgasreinigungskatalysator (23) in einem Abgaskanal (6) Teil des bestimmten Bereichs ist, und
die Strömungskanalöffnungseinrichtung wenigstens ein Einlassventil (8) und wenigstens ein Auslassventil (9) wenigstens einer Brennkammer (3) während des Elektromotor-Vorwärmmodus öffnet.
8. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Abgasreinigungskatalysator (23) in einem Abgaskanal (6) Teil des bestimmten Bereichs ist, und
die Strömungskanalöffnungseinrichtung während des Elektromotor-Vorwärmmodus ein EGR-Ventil (25), das eine Rückführmenge in einem Rückführkanal (24) reguliert, zur Rückführung des Abgases in einen Ansaugkanal (5) öffnet.
9. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
eine oder mehrere Brennkammern (3) und der Abgasreinigungskatalysator (23) im Abgaskanal (6) Teil des bestimmten Bereichs sind, und
die Strömungskanalöffnungseinrichtung während des Elektromotor-Vorwärmmodus einen ersten Vorwärmzustand, in dem der Abgasreinigungskatalysator (23) nach dem Vorwärmen der Brennkammer (3) vorgewärmt wird, einen zweiten Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer (3) nach dem Vorwärmen des Abgasreinigungskatalysators (23) vorgewärmt wird, oder einen dritten Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer (3) und der Abgasreinigungskatalysator (23) gleichzeitig vorgewärmt werden, einstellt.
10. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Brennkraftmaschine (1) eine Drosselklappe (13) aufweist, die die Ansaugluftmenge im Ansaugkanal (5) reguliert, und
die Strömungskanalöffnungseinrichtung während des Elektromotor-Vorwärmmodus die Drosselklappe (13) öffnet.
11. Steuerverfahren für eine Brennkraftmaschine (1), die einen Turbolader (11) mit einem Elektromotor (11b) zum Drehantrieb eines Kompressors (11a), eine oder mehrere Brennkammern (3) mit einem oder mehreren Einlassventilen (8), die zum Verbrennen von Ansauggas vom Turbolader (11) in Betrieb sind und Ansauggas einführen, und einem oder mehreren Auslassventilen (9), die zum Ausstoßen von Abgas in Betrieb sind, aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Durchführen eines Elektromotor-Vorwärmmodus zur Vorwärmung eines bestimmten Bereichs der Brennkraftmaschine (1) durch den Betrieb des Elektromotors (11b) vor dem Start der Brennkraftmaschine (1); und
Öffnen eines Strömungskanals zwischen dem Turbolader (11) und dem bestimmten Bereich während des Elektromotor- Vorwärmmodus.
12. Steuerverfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
eine oder mehrere Brennkammern (3) Teil des bestimmten Bereichs sind, und
während des Elektromotor-Vorwärmmodus wenigstens ein Einlassventil (8) jeder vorzuwärmenden Brennkammer (3) geöffnet wird.
13. Steuerverfahren gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet durch den Schritt:
Bestimmen einer bevorzugten Reihenfolge aus der Vielzahl von Brennkammern (3) als den bestimmten Bereich bei einem Start der Brennkraftmaschine (1).
14. Steuerverfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Vielzahl von Brennkammern (3) bevorzugt eine Brennkammer (3) mit einer früheren Zündung als der bestimmte Bereich beim Start der Brennkraftmaschine (1) bestimmt wird.
15. Steuerverfahren gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch die Schritte:
Erfassen einer Temperatur der Brennkraftmaschine (1) oder einer Umgebungstemperatur der Brennkraftmaschine (1); und
Verringern der Anzahl von Brennkammern (3), die als der bestimmte Bereich bestimmt werden, wenn die Temperatur oder die Umgebungstemperatur absinkt.
16. Steuerverfahren gemäß dem Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
der Abgasreinigungskatalysator (23) im Abgaskanal (6) Teil des bestimmten Bereichs ist, und
wenigstens eines der Einlassventile (8) und wenigstens eines der Auslassventile (9) für wenigstens eine der Brennkammern (3) während des Elektromotor-Vorwärmmodus geöffnet werden.
17. Steuerverfahren gemäß dem Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
der Abgasreinigungskatalysator (23) im Abgaskanal (6) Teil des bestimmten Bereichs ist, und
während des Elektromotor-Vorwärmmodus ein EGR-Ventil (25), das eine Rückführmenge in einem Rückführkanal reguliert, zur Rückführung des Abgases in den Ansaugkanal (5) geöffnet wird.
18. Steuerverfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
eine oder mehrere Brennkammern (3) und ein Abgasreinigungskatalysator (23) im Abgaskanal (6) Teil des bestimmten Bereichs sind, und
ein erster Vorwärmzustand, in dem der Abgasreinigungskatalysator (23) nach dem Vorwärmen der Brennkammer (3) vorgewärmt wird, ein zweiter Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer (3) nach dem Vorwärmen des Abgasreinigungskatalysators (23) vorgewärmt wird, oder ein dritter Vorwärmzustand, in dem die Brennkammer (3) und der Abgasreinigungskatalysator (23) gleichzeitig vorgewärmt werden, eingestellt wird.
19. Steuerverfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe (13), die die Ansaugluftmenge in dem Ansaugkanal (5) reguliert, während des Elektromotor- Vorwärmmodus geöffnet wird.
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