(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の各シリンダ内のピストン（２）の位置を求め、ピストンが作業フェーズにある少なくとも１つのシリンダ（３）の燃焼室（４）へ燃料を噴射し、
該燃焼室内で圧縮された燃料に点火して前記内燃機関をフォワード方向で始動する、
複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法において、
始動過程前に、ピストンが圧縮フェーズにある少なくとも１つのシリンダの燃焼室へ燃料を噴射し、当該の少なくとも１つの燃焼室で圧縮された燃料に点火することにより前記内燃機関を最初はバックワード方向で運動させ、該バックワード方向での回転運動を当該のシリンダのピストンが下死点（ＵＴ）に達する前に停止させ、
始動過程において、ピストンが作業フェーズにあるシリンダの燃焼室内で燃料に点火することにより前記内燃機関をフォワード方向で始動する
ことを特徴とする複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法。
【請求項２】
始動過程前に、ピストンが上死点（ＯＴ）の前方にある少なくとも１つのシリンダの吸入弁および排出弁（５）を圧縮フェーズに相応する位置へ動かす、請求項１記載の方法。
【請求項３】
始動過程前に、ピストンが上死点（ＯＴ）の前方にある２つのシリンダの吸入弁および排出弁（５）を圧縮フェーズに相応する位置へ動かす、請求項２記載の方法。
【請求項４】
始動過程前に、ピストンが吸入フェーズにあるシリンダ（３）の吸入弁および排出弁（５）を意図的に閉鎖し、前記内燃機関のバックワード方向での回転運動を当該のシリンダ（３）のピストンが下死点（ＵＴ）に達する前に停止させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記内燃機関の回転方向の反転後、所定の時間範囲にわたって、前記ピストンが吸入フェーズにあるシリンダ（３）の吸入弁および排出弁（５）を閉鎖したまま保持する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記内燃機関のバックワード方向での回転運動中、ピストンが作業フェーズにある他のシリンダ（３）の燃焼室（４）へ燃料を噴射し、該燃焼室（４）内で圧縮された燃料にバックワード方向で見て上死点（ＯＴ）に達する前に点火する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
始動過程において、ピストンが吸入フェーズにあるシリンダ（３）の燃焼室へ燃料を噴射し、当該のシリンダ（３）の燃焼室（４）内で圧縮された燃料に点火し、前記内燃機関をフォワード方向で始動する、請求項６記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのシリンダ（３）で噴射された燃料の第１の点火が失敗した後、個々のシリンダ（３）についての方法のフェーズを反転してもう一度実行する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
始動過程中に内燃機関（１）の所定のシリンダ（３）の圧縮フェーズで当該のシリンダの相応の吸入弁（５）を遅らせて閉鎖する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
所定のシリンダ（３）の燃焼室（４）で圧縮された燃料の点火を該シリンダ（３）のピストン（２）が上死点（ＯＴ）に達する直前から圧縮フェーズの終わりまでに行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
車両の内燃機関（１）の制御装置用制御素子（１２）、すなわち読み出し専用メモリＲＯＭまたはフラッシュメモリにおいて、
プログラムが記憶されており、該プログラムはマイクロプロセッサ上で動作し、請求項１から１０までのいずれか１項記載の複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法を実行するのに適している
ことを特徴とする車両の内燃機関の制御装置用制御素子。
【請求項１２】
内燃機関（１）の各シリンダ（３）内のピストン（２）の位置を求める検出装置と、ピストンが作業フェーズにある少なくとも１つのシリンダ（３）の燃焼室へ燃料を噴射する燃料調量システムと、該燃焼室（４）で圧縮された燃料に点火する点火プラグ（９）とを有している、
複数のシリンダを備えた内燃機関（１）において、
始動過程前に、前記燃料調量システムにより、ピストンが圧縮フェーズにある少なくとも１つのシリンダの燃焼室へ燃料が噴射され、該燃焼室内で圧縮された燃料が前記点火プラグにより点火され、これにより前記内燃機関がバックワード方向で回転運動され、該バックワード方向での回転運動は当該のシリンダのピストンが下死点（ＵＴ）に達する前に終了され、
始動過程において、前記点火プラグによりピストンが作業フェーズにあるシリンダの燃焼室内の燃料への点火が行われ、前記内燃機関がフォワード方向で始動される
ことを特徴とする複数のシリンダを備えた内燃機関。
【請求項１３】
燃焼室（４）の吸入弁および排出弁（５）に対してカムシャフトから分離された制御を行う制御部を有している、請求項１２記載の内燃機関。
【請求項１４】
燃料調量システムが燃料噴射圧を形成する高圧ポンプを有しており、該高圧ポンプは内燃機関（１）から独立して駆動される、請求項１２または１３記載の内燃機関。
【請求項１５】
内燃機関（１）の各シリンダ（３）内のピストン（２）の位置を求める検出装置と、ピストンが作業フェーズにある少なくとも１つのシリンダの燃焼室（４）へ燃料を噴射する燃料調量システムと、該燃焼室（４）で圧縮された燃料に点火する点火プラグ（９）とを有している、
複数のシリンダを備えた内燃機関の制御装置（１２）において、
当該の制御装置により、始動過程前に、ピストンが圧縮フェーズにある少なくとも１つのシリンダの燃焼室へ燃料が噴射されるように前記燃料調量システムが駆動され、該燃焼室内で圧縮された燃料が点火されるように前記点火プラグが駆動され、これにより前記内燃機関がバックワード方向で回転運動され、該バックワード方向での回転運動は当該のピストン（２）が下死点（ＵＴ）に達する前に終了され、
始動過程において、ピストンが作業フェーズにあるシリンダの燃焼室内の燃料が点火されて、前記内燃機関がフォワード方向で始動されるように、前記点火プラグが駆動される
ことを特徴とする複数のシリンダを備えた内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダのピストンの位置を求め、ピストンが作業フェーズにあるシリンダの燃焼室へ噴射する複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法、例えば車両のシリンダをフォワード方向で駆動する方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、内燃機関のシリンダ内のピストンの位置を求める検出装置と、ピストンが作業フェーズにあるシリンダの燃焼室へ燃料を噴射する燃料調量システムとを有している、複数のシリンダを備えた内燃機関、例えば車両の内燃機関に関する。さらに本発明は複数のシリンダを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【０００３】
冒頭に言及した形式の複数のシリンダを備えた内燃機関の制御装置を始動する方法は例えば独国特許出願公開第３１１７１４４号明細書から公知である。ここには電動式スタータなしで始動を行う方法が記載されている。内燃機関の静止状態で、ピストンが作業フェーズにある１つまたは複数のシリンダの燃焼室（始動シリンダ）へ燃焼に必要な量の燃料が噴射され、点火される。その後、ピストンが次の作業フェーズに入ると１つまたは複数のシリンダの燃焼室に燃料が噴射され、当該のピストンが作業位置に達するとただちに点火される。このようにすれば内燃機関は電動式スタータやこれに必須に関連する構成要素がなくても構成することができる。さらに内燃機関のアキュムレータを比較的小さく構成することができる。なぜならスタータに対する電気エネルギが不要となり、その分を他の電気コンポーネントへ回せるからである。
【０００４】
内燃機関を始動する公知の方法としては、始動シリンダのピストン位置が上死点近傍にあるときに１回だけ比較的小さい空気量をこの始動シリンダの燃焼室へ噴射する手法が挙げられる。ただしここでは比較的小さな空気量と混合された燃料が燃焼して得られる燃焼エネルギのために、内燃機関を始動することのできない小さな始動エネルギしか送出されない。さらに燃料を燃焼室へ噴射する噴射弁とピストンとのあいだの距離がきわめて小さく選定されており、噴射された燃料は浸透の結果ほとんど気化できないピストン壁の膜となってしまう。
【０００５】
他の従来技術として独国特許出願公開第１９７４３４９２号公報に記載された技術を挙げておく。ここからも同様に内燃機関を電動式スタータなしで始動する方法が公知である。
【０００６】
本発明の課題は、複数のシリンダを備えた内燃機関を電気式スタータなしで始動過程前のシリンダ内のピストン位置にかかわらず確実に始動できるようにすることである。
【０００７】
この課題を解決するために、本発明によれば、冒頭に言及した形式の方法において、ピストンがフォワード方向で見て圧縮フェーズにある少なくとも１つのシリンダの燃焼室へ燃料を噴射し、当該の少なくとも１つの燃焼室で圧縮された燃料に点火することにより内燃機関は最初はバックワード方向で動かされる。このバックワード方向での回転運動は少なくとも１つのシリンダのピストンが下死点に達する前に停止され、続いて内燃機関はフォワード方向で始動される。
【０００８】
本発明によれば、内燃機関はスタータなしの始動の前に、始動シリンダのピストンが最適な始動位置に来るまでまずバックワード方向で動かされる。内燃機関をフォワード方向で運動させるにはピストンが作業フェーズにあるシリンダの燃焼室へ燃料を噴射すべきであるので、ピストンの最適な始動位置はフォワード方向で見て上死点の直後である。ピストンのこの位置に基づいて始動シリンダの燃焼室へ噴射された燃料が燃焼すると、特に大きな燃焼エネルギひいては始動エネルギが形成される。
【０００９】
さらに本発明によれば、内燃機関のバックワード方向の運動中、比較的大きな空気量がフォワード方向で見て作業フェーズにあるピストンを有するシリンダの燃焼室へ吸入される。これにより始動シリンダの燃焼室へ噴射された燃料の燃焼から得られる燃焼エネルギは内燃機関を確実に駆動するのに充分な大きさの始動エネルギとなることが保証される。
【００１０】
さらに内燃機関がフォワード方向での始動前にバックワード方向で動かされることにより、始動シリンダのピストンは噴射弁から分離して運動し、これにより燃料噴射時には始動シリンダの燃焼室では浸透は全く発生しないか僅かしか発生せず、噴射された燃料は容易に点火可能な燃料霧のかたちの燃料空気混合気となる。
【００１１】
本発明の有利な実施形態によれば、ピストンがフォワード方向で見て上死点の前方にある少なくとも１つのシリンダの吸入弁および／または排出弁を始動過程前に圧縮フェーズに相応する位置へ動かす。バルブを内燃機関から独立に所定の位置へ動かすには、例えば吸入弁および／または排出弁をカムシャフトから分離して制御する制御部が必要となる。これにより各吸入弁および／または排出弁は他のバルブから分離され、カムシャフトの調整とは無関係に駆動される。カムシャフトから分離された制御のために、吸入弁および／または排出弁には個別または共通に調整機構が設けられている。この調整機構は液圧式、圧電式、電磁式または他の方式で動作する。従来の技術では吸入弁および／または排出弁に対してカムシャフトから分離された制御を行う複数の制御部が知られており、これが本発明の方法と関連して使用される。別の実施形態によれば、バルブは（バルブの自由行程が可能であるかぎり）独立かつ自由に開閉される。このようにして始動前から始動過程中にかけて吸入フェーズから作業フェーズへの移行または作業フェーズから吸入フェーズへの移行が行われる。相応に圧縮フェーズから排気フェーズへの移行または排気フェーズから圧縮フェーズへの移行も可能となる。
【００１２】
本発明の別の有利な実施形態によれば、ピストンがフォワード方向で見て上死点の前方にある２つのシリンダの吸入弁および／または排出弁を始動過程前に圧縮フェーズに相応する位置へ動かす。すなわち内燃機関はまず燃料をピストンがフォワード方向で見て圧縮フェーズにある２つのシリンダの燃焼室へ噴射することによりバックワード方向へ動かされる。次に２つのシリンダの燃焼室で圧縮された燃料が点火される。２倍の強さの燃焼が発生することにより充分な大きさの燃焼エネルギが得られ、内燃機関の付着性摩擦抵抗、摩擦抵抗または圧縮抵抗を克服して内燃機関を確実にバックワード方向で運動させるのに充分な大きさの始動エネルギが形成される。
【００１３】
本発明の別の有利な実施形態によれば、内燃機関の回転運動中、ピストンがフォワード方向で見て吸入フェーズにあるシリンダの吸入弁および／または排出弁を意図的にバックワード方向で操作し、内燃機関のバックワード方向での回転運動を少なくとも１つのシリンダのピストンが下死点に達する前に停止させる。ピストンが吸入フェーズにあるシリンダの吸入弁および／または排出弁を本発明の方法の開始時または内燃機関のバックワード方向の運動中に閉鎖することにより、バックワード方向で運動している燃焼室内にこの運動を停止する圧力が形成される。吸入弁および／または排出弁を意図的に開放することによりバックワード方向で運動している燃焼室で形成される圧力のレベルが制御され、これにより内燃機関のバックワード方向での回転運動は少なくとも１つのシリンダのピストンが下死点へ達する前に正確に停止される。
【００１４】
有利には、ピストンがフォワード方向で見て吸入フェーズにあるシリンダの吸入弁および／または排出弁を内燃機関のバックワード方向での回転運動中に閉鎖する。
【００１５】
有利にはピストンがフォワード方向で見て吸入フェーズにあるシリンダの吸入弁および／または排出弁を内燃機関の回転方向の反転後に所定の時間範囲にわたって閉鎖したまま保持する。これにより内燃機関に蓄積された圧縮エネルギを利用してクランクシャフトのフォワード方向での運動を加速することができる。
【００１６】
本発明の別の有利な実施形態によれば、内燃機関のバックワード方向での回転運動中、ピストンがフォワード方向で見て作業フェーズにある他のシリンダの燃焼室へ燃料を噴射し、少なくとも１つのシリンダの燃焼室内で圧縮された燃料にバックワード方向で上死点に達する前に点火を行う。内燃機関のバックワード方向の運動中、噴射された燃料は燃焼室内で圧縮され、上死点の直前に点火される。燃料の圧縮によりバックワード方向の運動は静止状態へ向かって停止されていく。燃料への点火が行われると内燃機関は反対のフォワード方向で運動しはじめる。これによりスタータなしでフォワード方向での始動過程が開始される。
【００１７】
本発明の別の有利な実施形態では、始動過程のさらなる動作としてピストンがフォワード方向で見て吸入フェーズまたは圧縮フェーズにあるシリンダの燃焼室へ燃料を噴射し、少なくとも１つのシリンダの燃焼室内で圧縮された燃料に点火を行う。次のシリンダの燃焼室への噴射の開始は例えばピストンの吸入フェーズで行われ、このとき噴射圧は内燃機関から独立に駆動される燃料調量システムのプレフィードポンプによって形成される。プレフィードポンプは例えば内燃機関から独立に駆動される電気式燃料ポンプとして構成されている。プレフィードポンプは例えばコモンレール燃料調量システムで燃料タンクから燃料調量システムの低圧領域へ燃料を圧送するのに用いられる。噴射の開始は上死点の直前に行われるが、噴射圧が充分に高ければ圧縮フェーズにかかってもよい。このように高い噴射圧は例えば内燃機関からは独立して駆動される燃料調量システムの高圧ポンプによって形成される。コモンレール燃料調量システムでは例えば高圧ポンプにより燃料が高圧で低圧領域から高圧アキュムレータへ圧送される。高圧アキュムレータからは噴射弁が分岐しており、この噴射弁を介して燃料が高圧アキュムレータからシリンダの燃焼室へ噴射される。高圧ポンプは例えば電気式で駆動される。シリンダの燃焼室へ噴射される燃料が燃焼することによりクランクシャフトのフォワード方向での運動が加速される。
【００１８】
この実施形態では、内燃機関のバックワード方向の運動中、ピストンがフォワード方向で見て排気フェーズにあるシリンダの燃焼室へ燃料が噴射される。これは吸入フェーズでの内燃機関のバックワード方向の運動に相応する。当該のシリンダで噴射された燃料は内燃機関のフォワード方向での運動中、有利には圧縮フェーズの終わりまでに点火される。もちろんこの実施形態でも噴射開始は内燃機関のフォワード方向の運動の圧縮フェーズにかかっていてよい。
【００１９】
本発明の方法から始動過程での付加的な自由度が得られ、第１の点火が失敗した後でも、第２の始動試行を導入することができる。第１の点火が失敗となるのは、例えば、内燃機関がバックワード方向の運動を開始しなかったり、または第１の圧縮抵抗が克服されなかったりする場合である。本発明の別の有利な実施形態によれば、少なくとも１つのシリンダで噴射された燃料の第１の点火が失敗した後、個々のシリンダについての方法のフェーズを反転してもう一度実行する。つまり本発明の方法は個々のシリンダでのフェーズを反転したかたちで行われる。これは吸入弁および／または排出弁を相応に操作することにより、フォワード方向で見て第１の始動試行中に圧縮フェーズにあったシリンダを第２の始動試行中に排気フェーズへ動かし、第１の始動試行中に排気フェーズにあったシリンダを第２の始動試行中に圧縮フェーズへ動かすことを意味する。さらに第１の始動試行中に作業フェーズにあったシリンダは第２の始動試行中に吸入フェーズへ動かされ、第１の始動試行中に吸入フェーズにあったシリンダは第２の始動試行中に作業フェーズへ動かされる。第２の始動試行では燃焼室への燃料噴射が行われ、圧縮された燃料が上述のように点火される。
【００２０】
本発明の始動過程における圧縮抵抗を低減するために、本発明の別の有利な実施形態では、始動過程中に内燃機関の所定のシリンダの圧縮フェーズで当該のシリンダの相応の吸入弁を遅らせて閉鎖する。ここでそれぞれの圧縮フェーズは、先行の吸入フェーズで開放されていた相応の吸入弁を遅らせて閉鎖することにより有利には短縮される。このようにして内燃機関のクランクシャフトは燃焼により始動過程の開始時に容易にフォワード方向での回転運動を開始することができ、内燃機関の始動が確実となる。
【００２１】
有利には、シリンダの燃焼室で圧縮された燃料は各シリンダのピストンが上死点に達する直前から圧縮フェーズの終わりまでに点火される。
【００２２】
本発明の方法を実現するうえで特に重要なのは、車両の内燃機関の制御装置のための制御素子の形態である。ここでは制御素子上にプログラムが記憶されており、このプログラムは計算機、例えばマイクロプロセッサ上で動作し、本発明の複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法を実行するのに適している。したがってこの場合、本発明は制御素子上に記憶されたプログラムとして実現され、プログラムを実行するのに適した制御素子は本発明の方法と同等のものと見なされる。制御素子として電子記憶媒体、特に読み出し専用メモリＲＯＭまたはフラッシュメモリを適用することができる。
【００２３】
本発明の課題のさらに別の解決手段として、冒頭に言及した形式の複数のシリンダを備えた内燃機関が挙げられる。この内燃機関は請求項１から１１までのいずれか１項記載の複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法を実行する手段を有する。
【００２４】
本発明の別の有利な実施形態によれば、内燃機関には燃焼室の吸入弁および／または排出弁に対してカムシャフトから分離された制御を行う制御部が設けられている。
【００２５】
本発明の別の有利な実施形態によれば、燃料調量システムには燃料噴射圧を形成する高圧ポンプが設けられており、この高圧ポンプは内燃機関から独立に駆動される。
【００２６】
本発明の課題のさらに別の解決手段として、冒頭に言及した形式の複数のシリンダを備えた内燃機関の制御装置が挙げられる。この制御装置は請求項１から１１までのいずれか１項記載の複数のシリンダを備えた内燃機関の始動方法を実行する手段を有する。つまり本発明の制御装置は、内燃機関を始動するために、本発明の始動過程に関与する内燃機関のコンポーネント、例えば燃料調量システムおよび点火システムの駆動制御を行う。制御装置は例えばイグニションキーの操作またはスタータボタンの操作による内燃機関の始動命令を受け取る。
【００２７】
本発明のその他の特徴、適用分野および利点を以下に図示の実施例に則して説明する。本明細書において示される全ての特徴はそれ自体でも任意に組み合わせても本発明の対象となりうる。その際に全ての特徴は特許請求の範囲、数式、図および以下の説明のいずれの形態で表されているかに関わらず重要である。
【００２８】
図１には本発明の有利な実施例に則した内燃機関の概略的なブロック回路図が示されている。図２には図１の内燃機関を始動する本発明の方法の第１の実施例の概略的なダイアグラムが示されている。図３には図１の内燃機関を始動する本発明の方法の第２の実施例の概略的なダイアグラムが示されている。
【００２９】
図１には内燃機関全体が参照番号１で示されている。内燃機関１はピストン２を有しており、このピストンはシリンダ３内で往復運動する。シリンダ３には燃焼室４が設けられており、この燃焼室にバルブ５を介して吸気管６および排気管７が接続されている。さらに燃焼室４には信号ＴＩで駆動される噴射弁８と信号ＺＷで駆動される点火プラグ９とが配属されている。
【００３０】
第１の駆動モード、すなわち内燃機関１の層状給気モードでは、燃料はピストン２によって生じる圧縮フェーズ中に噴射弁８から燃焼室４へ噴射される。ここでの噴射は空間的には点火プラグ９の直接周囲へ、また時間的にはピストン２が上死点ＯＴへ達する直前、つまり点火時点の直前に行われる。点火プラグ９を用いて燃料は点火され、ピストン２は続く作業フェーズで点火された燃料の膨張により駆動される。
【００３１】
第２の駆動モード、すなわち内燃機関１の均一給気モードでは、燃料はピストン２によって生じる吸入フェーズ中に噴射弁８から燃焼室４へ噴射される。同時に吸入される新気と噴射された燃料とがスワールを形成し、混合気は燃焼室４内にほぼ均等（均一）に拡散する。その後、燃料空気混合気は圧縮フェーズで圧縮され、点火プラグ９により点火される。点火された燃料の膨張によりピストン２が駆動される。
【００３２】
層状給気モードでも均一給気モードでも駆動されるピストン２によりクランクシャフト１０が回転運動し、最終的に車両の車輪が駆動される。クランクシャフト１０には回転数センサ１１が配属されており、このセンサはクランクシャフト１０の回転運動に依存して信号Ｎを形成する。
【００３３】
燃料は層状給気モードでも均一給気モードでも高圧をかけられた状態で噴射弁８を介して燃焼室４へ噴射される。このために電気式燃料ポンプがプレフィードポンプとして構成されており、また内燃機関１または電気モータによって駆動される高圧ポンプも設けられている。電気式燃料ポンプは内燃機関１とは独立に駆動され、少なくとも３ｂａｒのいわゆるレール圧ＥＫＰを形成する。高圧ポンプは約２００ｂａｒまでのレール圧ＨＤを形成する。
【００３４】
層状給気モードおよび均一吸気モードで噴射弁８から燃焼室４へ噴射される燃料は、制御装置１２により、例えば燃費を小さくする観点から、および／または有害物質の排出量を低減する観点から開制御および／または閉ループ制御される。このために制御装置１２にはマイクロプロセッサが設けられており、このマイクロプロセッサは制御素子、例えば読み出し専用メモリＲＯＭ内に前述の開制御および／または閉ループ制御を行うのに適したプログラムを記憶している。
【００３５】
制御装置１２にはセンサによって測定された内燃機関１の駆動パラメータを表す入力信号が印加される。例えば制御装置１２は吸気管６に配置された空気量センサ、排気管７に配置されたラムダセンサ、および／または回転数センサ１１に接続されている。さらに制御装置１２はアクセルペダル値センサ１３に接続されており、このセンサはドライバーによって操作されるアクセルペダルの位置を表す信号ＦＰを形成する。
【００３６】
制御装置１２は出力信号を形成し、この信号によりアクチュエータを介して内燃機関１の特性が所望の開制御および／または閉ループ制御に相応に制御される。例えば制御装置１２は噴射弁８と点火プラグ９とに接続されており、これらの駆動に必要な信号ＴＩ、ＺＷを形成する。
【００３７】
図２、図３には本発明の４シリンダ内燃機関１の始動方法の２つの実施例が概略的なダイアグラムのかたちで示されている。ダイアグラムの横列は内燃機関１のシリンダに対応しており、各シリンダには番号が付されている。ダイアグラムの縦列はそれぞれ対応するシリンダ３のピストン２がその時点で取っているフェーズまたはクロックである。各ピストン２は吸入フェーズ、圧縮フェーズ、作業フェーズ、または排気フェーズにある。個々のフェーズ間の移行はピストン２の上死点ＯＴにより表されている。ピストン２のフェーズに沿った垂直方向の軸線はクランクシャフト１０の回転角°ＫＷを表している。参照番号１４で示された破線で内燃機関１の始動前の位置、すなわち内燃機関１の停止状態での位置が示されている。点線１５はクランクシャフト１０の回転方向がバックワード方向からフォワード方向へ転換する転換点を示している。
【００３８】
以下に説明する図示の方法では回転数センサ１１は絶対角度センサとして構成されている。これはこの回転数センサ１１がつねに、例えば内燃機関１の停止状態の後にも、回転角度°ＫＷを形成し、制御装置１２へ供給することを意味する。このようにして始動過程の開始１４の際にシリンダ３のピストン２の位置が求められる。これに代えてクランクシャフト１０に電動式スタータにより必要な回転を与え、回転数センサ１１にピストン２の位置をシグナリングさせることもできる。
【００３９】
図２の方法では、静止状態の内燃機関１で、シリンダ＃１が圧縮フェーズにあり、シリンダ＃２が作業フェーズにあり、シリンダ＃３が排気フェーズにあり、シリンダ＃４が吸入フェーズにある。シリンダ＃１の吸入弁および／または排出弁５は最初は閉鎖されている。シリンダ＃１のピストン２はフォワード方向で見て上死点ＯＴの前方にある。始動過程の開始１４のとき、シリンダ＃１の燃焼室４へ燃料が噴射される。高圧ポンプが内燃機関１によって駆動される場合には、この噴射は電気式燃料ポンプのレール圧ＥＫＰのみで噴射される。そうでない場合、つまり高圧ポンプが内燃機関１から独立に駆動される場合には、燃料は高圧下での混合気形成のために燃焼室４内へ噴射される。ここでは噴射された燃料は前述の場合と同様に圧縮フェーズで点火される。これにより第１の燃焼が発生し、これがバックワード方向の回転運動へ変換される。
【００４０】
続いてシリンダ＃３、＃４へ燃料が噴射される。シリンダ＃３のバルブ５は閉鎖されている。バックワード方向の運動中はピストン２は上方へ運動し、シリンダ＃３内に存在する燃料空気混合気が圧縮される。圧縮の度合が高まるにつれてクランクシャフト１０のバックワード方向の運動は緩慢になり、クランクシャフトは最終的には転換点１５で完全に停止する。上死点ＯＴに達する直前に圧縮された燃料空気混合気は点火され、第２の燃焼が生じ、これによりクランクシャフト１０はフォワード方向へ加速される。図示の運動過程は第１の噴射では相応に低く選定された燃料量が前提となっており、内燃機関１は第１の燃焼に基づいてバックワード方向でシリンダ＃２、＃３の上死点ＯＴを超えては回転しない。
【００４１】
燃料をシリンダ＃４へ噴射しているあいだ、このシリンダのピストンはフォワード方向で見て排気フェーズにあり、これはこの実施例では内燃機関１のバックワード方向の運動の吸入フェーズに相応する。シリンダ＃４内へ噴射される燃料はフォワード方向の運動中、圧縮フェーズの終わりまでに点火され、第３の燃焼が生じてクランクシャフト１０はフォワード方向でさらに加速される。噴射圧が充分に大きい場合にはもちろん噴射開始を内燃機関１のフォワード方向の運動中の続く圧縮フェーズへ含めることもできる。
【００４２】
フォワード方向での本来の始動過程は本発明の方法ではつねに転換点１５から始まり、その際にシリンダ内のピストン２は任意の位置を有することができる。１つ挙げるとすれば、フォワード方向で見て作業フェーズにあるシリンダに比較的多量の空気が充填される。燃焼室へ噴射された燃料の燃焼から得られた燃焼エネルギは内燃機関を始動するのに充分な大きさの始動エネルギを形成する。さらに噴射弁８とピストン２の表面とのあいだの距離は、燃焼室４へ噴射された燃料がただちに容易に点火可能な燃料空気混合気となる大きさに選定されている。
【００４３】
さらなる噴射、点火およびバルブ５の位置はシリンダ＃２、＃１の実施例でダイアグラムに示されている。これに続いてシリンダの吸入フェーズ中のさらなる噴射が行われる。これに代えて噴射圧が充分に大きい場合には圧縮フェーズ中に次の噴射を行ってもよい。さらに点火は圧縮フェーズが終わるまでに上死点ＯＴの直前または直後に行われる。
【００４４】
燃焼室４の吸入弁および／または排出弁５はカムシャフトから分離された制御部により調整される。このために各吸入弁および／または排出弁５には固有の調整機構が設けられている。これによりバルブ５は（バルブの自由行程が許容されるかぎり）独立かつ自由に開閉される。このようにして吸入フェーズから作業フェーズへの移行または作業フェーズから吸入フェーズへの移行が行われる。相応に圧縮フェーズから排気フェーズへの移行または排気フェーズから圧縮フェーズへの移行も可能となる。
【００４５】
これにより第１の始動試行が失敗してしまっても、その後全てのシリンダ３のフェーズを第２の始動試行に対して簡単に反転することができる。すなわち圧縮フェーズと排気フェーズとのあいだ、および作業フェーズと吸入フェーズとのあいだの切り換えが簡単に行われる。第１の始動試行が失敗したというのは、例えば内燃機関１が動き出さなかったり、または第１の圧縮抵抗が克服されなかったりした場合である。図２の実施例では、第２の始動試行でシリンダ＃４は始動過程の開始時にフォワード方向で見て排気フェーズにある。燃料はシリンダ＃４の燃焼室４へ噴射され、点火される。第１の燃焼は内燃機関１をバックワード方向で運動させる。その後、燃料はシリンダ＃２、＃１へ噴射される。シリンダ＃２はフォワード方向で見て作業フェーズにある。バックワード方向で見て上死点に達する直前にシリンダ＃２へ噴射されている燃料が点火される。第２の燃焼が生じ、内燃機関１のフォワード方向での運動が発生する。内燃機関１がバックワード方向で運動するあいだ、シリンダ＃１のピストンは下方へ運動し、このことが吸入フェーズに相応する。シリンダ＃１に噴射されている燃料は内燃機関１のフォワード方向での運動中、圧縮フェーズの終わりまでに点火される。始動過程がさらに進行すると、シリンダ＃３には吸入フェーズで、他の全てのシリンダには圧縮フェーズで燃料が噴射され、それぞれ圧縮フェーズの終わりまでに点火される。
【００４６】
本発明の始動過程における圧縮抵抗を低減するために、各圧縮フェーズはそれぞれ先行の吸入フェーズのあいだ開放されている相応の吸入弁５の閉鎖を遅らせることにより適切に短縮される。前述の方法を相応に修正して４つ以上のシリンダを備えた内燃機関１に適用することもできる。
【００４７】
図３の方法ではシリンダ＃１およびシリンダ＃４はバルブ５を閉鎖することにより作業フェーズにある。２つのシリンダには同時に燃料が噴射されて点火される。２倍の強さの燃焼が生じることによりクランクシャフト１０の始動は強く加速される。２倍の強さの燃焼により始動過程の開始の際に充分なリザーブ量が形成され、内燃機関１の摩擦抵抗および圧縮抵抗を確実に克服することができる。
【００４８】
全ての噴射、点火、バルブ位置は図１の方法のそれぞれに相応しており、図３のダイアグラムから直接に見て取れる。もちろん本発明の方法のこの実施例においても、相応の吸入弁５の閉鎖を遅らせることにより圧縮フェーズを適切に短縮して圧縮抵抗を低減することができる。相応の修正により本発明の方法の前述の実施例は４つ以上のシリンダを備えた内燃機関１にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  内燃機関の概略的なブロック回路図である。
【図２】  本発明の方法の第１の実施例の概略的なダイアグラムである。
【図３】  本発明の方法の第２の実施例の概略的なダイアグラムである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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