AT510733B1 - Verfahren zum steuern des betriebs einer brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine, die wenigstens mit den Betriebsarten Antriebsbetrieb und Ruhebetrieb betreibbar ist, und welche wenigstens einen Kolben mit Dichtelementen zum Abdichten einer Brennkammer aufweist. Der Kolben ist mit einer Antriebswelle kinematisch verbunden, diese ist in einem Gehäuse gelagert. Die Antriebswelle ist gegenüber dem Gehäuse gelagert, so dass ihre Winkelposition (I, II) veränderbar ist und ist weiter mit einem elektromechanischen Energiewandler verbunden ist. Während des Ruhebetriebs nach Ablauf einer definierten Zeitdauer wird die Antriebswelle mehrfach von einer Anfangswinkelposition (I) in eine, von der Anfangswinkelposition verschiedene Zielwinkelposition (II) überführt, wobei die Größe eines Änderungswinkels ( ) zwischen der Anfangswinkelposition (I) und der Zielwinkelposition (II) nach einem vorbestimmten Muster abhängt oder durch einen Zufallswertgenerator definierbar ist.

Description

österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine, die wenigstens mit den Betriebsarten Antriebsbetrieb und Ruhebetrieb betreibbar ist, und welche wenigstens einen Kolben mit Dichtelementen zum Abdichten einer Brennkammer aufweist, wobei der Kolben mit einer Antriebswelle kinematisch verbunden ist, die in einem Gehäuse gelagert ist, gegenüber dem die Antriebswelle bei einer Drehbewegung ihre Winkelposition verändert und welche mit einem elektromechanischen Energiewandler verbunden ist, wobei insbesondere die Brennkraftmaschine eine Rotationskolbenmaschine ist, die wenigstens einen sich drehenden Kolben aufweist, der auf der Antriebswelle angeordnet ist.

[0002] Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise in Kraftfahrzeugen einsetzbar. Die vorliegende Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise in Zusammenhang mit einem Stromerzeugungsaggregat einsetzbar, welches insbesondere für den Einsatz als so genannter Range-Extender bei elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen geeignet ist.

[0003] Bei Kraftfahrzeugen mit Elektroantrieb und Range-Extender wird die Brennkraftmaschine des Range-Extenders in der Regel während der Fahrt ohne unmittelbare Einwirkung des Fahrers, insbesondere in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterie des Elektroantriebs gestartet und abgestellt. Im Gegensatz zum Beispiel zu Kraftfahrzeugen, die ausschließlich eine Brennkraftmaschine aufweisen, wird die Brennkraftmaschine des Range-Extenders solcher Kraftfahrzeuge nur zeitweise betrieben und hat in der Regel längere Stillstandszeiten. Bei stillstehendem Antrieb verweilt der Kolben der Brennkraftmaschine und insbesondere die daran angeordneten Dichtelemente, welche die Brennkammer abdichten, regelmäßig in der am Ende des Antriebsbetriebs zuletzt eingenommenen Stellung gegenüber dem Arbeitsraum der Brennkraftmaschine. Bei längeren Stillstandszeiten können dann, insbesondere durch Vibrationen oder Stöße an der Brennkraftmaschine, die beispielsweise aus der Bewegung des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs resultieren, an den Kontaktstellen zwischen Kolben und Arbeitsraum, insbesondere dort, wo die Dichtelemente des Kolbens an der Wandung des Arbeitsraums anliegen, insbesondere durch Reibung und/oder Flächenpressung verursachte Verschleißspuren entstehen oder es sogar zu einem Festfressen von Dichtelementen kommen. In der Folge kommt es zu einem vorzeitigen Verschleiß der Dichtelemente. Auch in den Lagern der bewegten Teile des Antriebssystems wie Kolben und Antriebswelle, welche die bei Stillstand wirkenden Lagerkräfte zumeist in nur in einem sehr kleinen Bereich aufnehmen, kann es zu solchen Verschleißerscheinungen und/oder Formen einer Stillstandsermüdung kommen.

[0004] Aus der DE 10 2005 027 728 A1 ist ein Verfahren zum gesteuerten Abschalten und Starten einer Verbrennungsmaschine, insbesondere eines Kolbenmotors, bekannt, wobei die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine in einer vorbestimmten Winkelposition angehalten wird. Demnach ist es bekannt, eine bevorzugte Winkelposition der Kurbelwelle anzusteuern oder durch ein gezieltes Anhalten der Verbrennungsmaschine zu erreichen, wobei die Kurbelwelle in eine vorteilhafte, gegenüber dem Kurbelgehäuse definierte Winkelposition (Zielwinkelposition) gebracht wird und diese Winkelposition abhängig von Umgebungsparametern, wie beispielsweise der Temperatur, variieren kann.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine sowie eine verbesserte Brennkraftmaschine zu schaffen, welche die genannten Erscheinungen an Brennkraftmaschinen reduziert.

[0006] Das wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, wobei die Brennkraftmaschine insbesondere für einen Range-Extender eines Kraftfahrzeugs geeignet ist und wenigstens einen sich bewegenden Kolben mit Dichtelementen zum Abdichten einer Brennkammer aufweist, wobei der Kolben kinematisch mit einer Antriebswelle verbunden ist, die in einem Gehäuse gelagert ist, gegenüber dem sie bei einer Drehbewegung ihre Winkelposition verändert und welche mit einem elektromechanischen 1 /14 österreichisches Patentamt AT510 733B1 2012-09-15

Energiewandler verbunden ist. Die Brennkraftmaschine ist wenigstens in den Betriebsarten Antriebsbetrieb und Ruhebetrieb betreibbar. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass während des Ruhebetriebs nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Antriebswelle mehrfach von einer Anfangswinkelposition in eine, von der Anfangswinkelposition verschiedene Zielwinkelposition überführt wird, wobei die Größe des Änderungswinkels zwischen der Anfangswinkelposition und der Zielwinkelposition durch einen Zufallswertgenerator definiert wird.

[0008] Die Erfindung ist bei allen Arten von Brennkraftmaschinen anwendbar, bei denen sich ein Kolben in einem Arbeitsraum bewegt.

[0009] Im folgenden wird die Erfindung insbesondere auch in bezug auf einen Kreiskolbenmotor beschrieben, bei dem ein im wesentlichen dreieckförmiger Kolben auf einer in einem Motorgehäuse angeordneten Antriebswelle mit exzentrischen Abschnitt umläuft. Die Erfindung ist auch bei einem Kreiskolbenmotor, dessen Kolben zwei, vier oder mehr Kolbenecken aufweist, anwendbar und kann generell auch bei Rotationskolbenmaschinen, die einen im Gehäuse zentrisch umlaufenden Rotationskolben aufweisen, verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Rotationskolbenmotoren mit zwei, drei oder mehr nebeneinander angeordneten Kolben eingesetzt werden. Ferner kann die Erfindung auch bei jeder anderen Art von Brennkraftmaschine, wie vorzugsweise einer Hubkolbenmaschine verwendet werden.

[0010] Unter einer Brennkraftmaschine im Sinne der Erfindung sind Wärmekraftmaschinen zu verstehen, die über einen Verbrennungsvorgang die chemische Energie eines Kraftstoffes in mechanische Energie umwandeln. Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine wird gewöhnlich durch die Expansion eines Luft-Brennstoff-Gemisches bei der Verbrennung in einer Brennkammer ein üblicherweise als Kolben bezeichnetes Antriebselement aus dem Brennraum verdrängt, wodurch dieser eine Antriebswelle vorzugsweise in Rotation versetzt.

[0011] Unter einer Rotationskolbenmaschine im Sinne der Erfindung ist bevorzugt eine Einrichtung zu verstehen, bei welcher ein vorzugsweise im wesentlichen dreieckförmiger Kolben während des Betriebs der Brennkraftmaschine in deren Gehäuse eine Rotation um eine Hauptachse ausführt, wobei sich der Kolben um seine eigene Achse dreht, welche sich aber auch - bei Kreiskolbenmaschinen -zusätzlich auf einer bevorzugt eigenen Kreisbahn bewegt. Vorteilhaft an der Verwendung einer Rotationskolbenmaschine als Brennkraftmaschine ist eine höhere Laufruhe einer solchen Maschine im Vergleich mit einer Hubkolbenmaschine.

[0012] Das Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine weist gemäß der Erfindung im wesentlichen zumindest zwei Betriebsarten auf, einen Antriebsbetrieb und einen Ruhebetrieb. Während des Antriebsbetriebs wird die Brennkraftmaschine mit Brennstoff versorgt. Nach abgeschlossener Gemischbildung und Verdichtung des Luft-Brennstoff-Gemischs erfolgt die Zündung, gefolgt vom Ladungswechsel. Der durch die Verbrennung in Bewegung versetzte Kolben treibt die Antriebswelle an. Im Ruhebetrieb erfolgt keine Versorgung der Brennkraftmaschine mit Brennstoff und folglich auch keine Verbrennung. Der Kolben verbleibt in seiner eingenommenen Lage. Während dieser Betriebsart kann die Antriebswelle und mit ihr der Kolben über einen weiteren Antrieb an der Antriebswelle bewegt werden.

[0013] Der mindestens eine Kolben einer Brennkraftmaschine bewegt sich innerhalb eines Arbeitsraums und gleitet an einer Wandung dieses Arbeitsraums entlang. Bei einer Hubkolbenmaschine erfolgt die Bewegung beispielsweise oszillierend an einer zylindrischen Arbeitsraumwandung. Zur Abdichtung der Brennkammer, welche der Kolben vom Ärbeitsraum abtrennt und deren Volumen sich im Verlauf des Arbeitszyklus in Abhängigkeit von der Kolbenstellung zum Arbeitsraum verändert, sind am Kolben vorzugsweise mehrere Dichtelemente angeordnet. Bei der Hubkolbenmaschine werden diese Dichtelemente als Kolbenringe bezeichnet.

[0014] Bei einer Rotationskolbenmaschine dreht sich der mindestens eine Kolben innerhalb eines Arbeitsraums und gleitet bevorzugt mit seinen Kolbenecken am Umfang dieses Arbeitsraums entlang, dessen Querschnitt senkrecht zur Antriebsachse vorzugsweise die Form einer Trochoide aufweist. Radial zur Antriebswelle weist der Kolben zwei in axialer Richtung beab-standete, im wesentlichen ebene und zueinander parallele Begrenzungsflächen auf, welche 2/14 österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15 zwischen den gleich ausgerichteten und ebenfalls im wesentlichen ebenen und zueinander parallelen Begrenzungsflächen des Arbeitsraums entlang gleiten. Zur Abdichtung der Brennkammer, welche der Kolben vom Arbeitsraum abtrennt und deren Volumen sich im Verlauf des Arbeitszyklus in Abhängigkeit von der Kolbenstellung zur Trochoide verändert, sind am Kolben vorzugsweise mehrere Dichtelemente angeordnet.

[0015] Zur Abdichtung der Brennkammer einer Rotationskolbenmaschine in radialer Richtung sind am Kolben vorzugsweise entlang der Kolbenecken in axialer Richtung verlaufende Umfangsdichtelemente angeordnet, welche bei einer Drehbewegung des Kolbens an der Umfangsfläche des Arbeitsraumes entlang gleiten. Zur Verbesserung der Dichtwirkung der Umfangsdichtelemente, insbesondere während des Anfahrens des Motors und damit bei geringeren Drehzahlen, werden diese bevorzugt mittels eines elastischen Elements an die Umfangsfläche des Arbeitsraumes gedrückt, vorzugsweise mit Hilfe einer metallischen Feder. Zur Abdichtung der Brennkammer in axialer Richtung weist der Rotationskolben vorzugsweise an den axialen Begrenzungsflächen in unmittelbarer Nähe zur radialen Kolbenfläche und damit zur Brennkammer angeordnete Seitendichtelemente auf, welche vorzugsweise dem Verlauf der radialen Kolbenoberfläche folgen und folglich quer zu ihrer Längsrichtung gekrümmt ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, solche Seitendichtelemente entlang der Kanten am Übergang zwischen den radialen und axialen Kolbenflächen anzuordnen.

[0016] Im Sinne der Erfindung bezeichnet der Begriff „Dichtelemente" alle am Kolben angeordneten Elemente, welche dazu dienen, den Brennraum gegenüber dem anderen Bereich des Arbeitsraums abzudichten. Dies sind bei einer Hubkolbenmaschine beispielsweise die Kolbenringe und bei einer Rotationskolbenmaschine sowohl Umfangsdichtelemente als auch Seitendichtelemente. Bei Brennkraftmaschinen werden bevorzugt Dichtelemente eingesetzt, welche aus einem Kohlenstoffwerkstoff hergestellt sind. Andere Ausführungsformen von Dichtelementen sind Gussdichtelemente mit spezieller Beschichtung und/oder Oberflächenbehandlung, wobei insbesondere die Oberflächengüte an der Dichtfläche ein wichtiges Kriterium für deren Funktionseigenschaften ist.

[0017] Der mindestens eine Kolben der erfindungsgemäß betriebenen Brennmaschine ist kinematisch mit der Antriebswelle verbunden und treibt diese im Antriebsbetrieb an. Je nach Bauart der Brennkraftmaschine kann der Abschnitt der Antriebswelle, mit welchem ein Kolben kinematisch verbunden ist und auf welchem ein Kolben beispielsweise bei Rotationskolbenmaschinen gelagert ist, exzentrisch angeordnet sein. Die Antriebswelle der Brennkraftmaschine ist in deren Gehäuse drehbar gelagert und verändert bei einer Drehbewegung ihre Winkelposition gegenüber diesem Gehäuse. Dabei verändert auch der Kolben seine Position innerhalb des Arbeitsraumes. Erfindungsgemäß ist die Antriebswelle auch mit einem elektromechanischen Wandler verbunden, der dazu geeignet ist, die Antriebswelle anzutreiben und dadurch ihre Winkelposition zu verändern. In einer bevorzugten Ausführungsform dient der elektromechanische Wandler während des Antriebsbetriebs zur Umwandlung der mechanischen Leistung der Brennkraftmaschine in elektrische Leistung.

[0018] Während des Ruhebetriebs wird die Brennkraftmaschine nicht mit Brennstoff versorgt. Eine Bewegung der Antriebswelle kann in dieser Betriebsart nur durch ein Antreiben dieser von einem weiteren Antrieb neben der Brennkraftmaschine erfolgen. Wenn kein Antrieb der Antriebswelle erfolgt, ruht diese und die mit ihr verbundenen Bauteile, so dass die Antriebswelle und die damit, insbesondere kinematisch verbundenen Bauteile in einer festen (Winkel-)Position gegenüber dem Gehäuse verharren. Auch während des Ruhemodus wirken Kräfte an den Bauteilen der Brennkraftmaschine, welche insbesondere aus elastischen Kräften zwischen den Bauteilen resultieren oder Kräften, die von außen auf die Brennkraftmaschine wirken, die beispielsweise beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug durch dessen Bewegung und den damit verbundenen Vibrationen und Stößen entstehen.

[0019] Die Dichtelemente des Kolbens liegen im Ruhebetrieb gewöhnlich unter der Wirkung eines elastischen Elementes an den Arbeitsraumwandungen an. Bei einer Rotationskolbenmaschine liegen die Umfangsdichtelemente des Kolbens im Ruhebetrieb üblicherweise unter der 3/14 österreichisches Patentamt AT510 733B1 2012-09-15

Wirkung eines elastischen Elementes an den Umfangsflächen des Arbeitsraumes an. Die Seitendichtelemente, die bevorzugt an den seitlichen, quer zur Antriebsachse liegenden Flächen des Kolbens angeordnet sind, sind vorzugsweise so ausgeführt, dass sie den Spalt, der sich zwischen den seitlichen Kolbenflächen und den seitlichen Wandungen des Arbeitsraums ergibt, ausfüllen. Sie liegen dabei vorzugsweise druckbeaufschlagt an der axialen Arbeitsraumwand an.

[0020] Brennkraftmaschinen sind bevorzugt so ausgeführt, dass sich im Antriebsbetrieb insbesondere zur Verbesserung der Dichtwirkung an den Dichtelementen an den Arbeitsraumwandungen ein Ölfilm ausbildet, welcher sich nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine durch ein Abfließen des Öls auflöst. Treten nun Bewegungen zwischen dem Kolben bzw. dessen Dichtelementen und der Wandung des Arbeitsraums auf, wie dies infolge von auf die Brennkraftmaschine wirkenden Stößen und Vibrationen insbesondere aus der Bewegung eines Kraftfahrzeugs unvermeidbar resultiert, so tritt Reibung an den Anlageflächen auf. Diese Reibung ruft einen Verschleiß an den aneinander liegenden Bereichen hervor, woraus Oberflächenschäden häufig sogar an beiden Reibpartnern resultieren.

[0021] Infolge der Reibung erwärmen sich die Bauteile zudem, was sogar zu einem lokal begrenzten und insbesondere wiederholtem Verschweißen von Dichtelementen mit Bereichen der Arbeitsraumwandung, dem so genannten „Fressen", führen kann. Die Verschleißvorgänge können auch dadurch verstärkt werden, dass sich an der Wandung des Arbeitsraumes ein abrasiver Belag befindet.

[0022] Auch die Lager von bewegten Teilen der Brennkraftmaschine können im Ruhebetrieb insbesondere infolge von auf die Brennkraftmaschine wirkenden Kräften Schaden nehmen. Zur Lagerung der Antriebswelle sowie der darauf angeordneten Bauteile werden bevorzugt Wälzlager eingesetzt. Durch Vibrationen oder Stöße an der Brennkraftmaschine können sich belastungsbedingte bleibende Verformungen an den Berührungsstellen zwischen Wälzkörpern und Laufbahnen ausbilden. Dabei entstehen an den Wälzkörpern Abflachungen und in den Laufbahnen Eindrückungen. Auch bei der Verwendung von Gleitlagern können Vibrationen und/oder Stöße zu Abflachungen bzw. Eindrückungen an den Lagerpartnern führen. Als Folge solcher Verformungen kommt es im Antriebsbetrieb insbesondere zu Schwingungen im Lager, zu geräuschvollem Lauf und zu erhöhter Reibung, bei weiterem Fortschreiten vergrößert sich auch die Lagerluft oder die Passungsverhältnisse ändern sich.

[0023] Erfindungsgemäß wird die Antriebswelle während des Ruhebetriebs nach Ablauf einer definierten Zeitdauer von einer Anfangswinkelposition in eine von der Anfangswinkelposition verschiedene Zielwinkelposition überführt. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer wird folglich die Antriebswelle und mit ihr insbesondere der Kolben über ein Antreiben der Antriebswelle bewegt, wobei die Antriebswelle und damit auch der Kolben ihre Winkelposition gegenüber dem Gehäuse verändern. Die Zielwinkelposition bei einer ersten Überführung entspricht dabei jeweils der Anfangswinkelposition der darauf folgenden Überführung.

[0024] Die Antriebswelle ist erfindungsgemäß mit einem elektromechanischen Energiewandler verbunden, welcher zum Antreiben der Antriebswelle und damit zur Überführung dieser von einer Anfangswinkelposition in eine Zielwinkelposition geeignet ist. Es könnte auch jede andere geeignete Antriebsart Verwendung finden. Durch eine Drehung der Antriebswelle während des Ruhebetriebs verändert diese ihre Winkelposition gegenüber dem Gehäuse und verändert genauso wie die mit der Antriebswelle kinematisch verbundenen Bauteile ihre Lage gegenüber den Bauteilen, die beweglich daran anliegen. Dabei verlagern sich auch die zwischen ihnen liegenden Berührungsstellen.

[0025] Das Verfahren zur Änderung der Winkelposition der Antriebswelle gegenüber dem Gehäuse variiert dabei vorzugsweise die Zeitdauer, die zwischen einer Übertragung der Antriebswelle zwischen zwei Winkelpositionen liegt und/oder variiert bevorzugt die Größe der Änderung der Zielwinkelposition gegenüber der Anfangswinkelposition, welche grundsätzlich sowohl in mathematisch positiver als auch negativer Drehrichtung erfolgen kann. Die Größe der Änderung bezeichnet dabei die Größe des Winkels zwischen den beiden Winkelpositionen. Insbesondere 4/14 österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15 ist es unerwünscht, dass sich eine Anfangs- bzw. Zielwinkelposition der Antriebswelle in bezug auf das Gehäuse während des Ruhebetriebs insbesondere mehrfach wiederholt.

[0026] In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Brennkolbenmaschine wird die Zeitdauer, nach der eine Überführung der Anfangswinkelposition in eine Zielwinkelposition durch ein Antreiben der Antriebswelle erfolgt, in vorbestimmter Weise verändert. Dabei kann die Zeitdauer zwischen den Änderungen der Winkelposition stets gleich sein, andererseits kann sich die Zeitdauer zwischen den Änderungen der Winkelposition bevorzugt in proportionaler Weise stets vergrößern oder stets verkleinern, oder nach einem bestimmten Zeitmuster ändern. Beispielsweise kann die Überführung der Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine Zielwinkelposition während eines ersten Zeitraums in gleichbleibend definierter Zeitdauer und während eines zweiten Zeitraums in sich in vorbestimmter Weise stets verlängernden definierten Zeitdauern ändern, um dann in einen dritten Zeitraum wieder in gleichbleibend definierten Zeitdauern, welche möglicherweise länger oder kürzer als in dem ersten Zeitabschnitt sind, verändern. Eine weitere Möglichkeit ist beispielsweise, dass die Überführung der Winkelposition nach abwechselnd länger und kürzer definierten Zeitdauern erfolgt. Durch eine solche Variation der Zeitdauer kann insbesondere dem Rechnung getragen werden, dass zu Beginn des Ruhebetriebs die Dauer bis zum nächsten Antriebsbetrieb nicht bekannt ist.

[0027] In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Rotationskolbenmaschine wird die Zeitdauer, nach der jeweils eine Überführung der Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine von dieser verschiedenen Zielwinkelposition durch ein Antreiben der Antriebswelle erfolgt, durch einen Zufallswertgenerator definiert. Bei diesem Verfahren wird einem Zufallswertgenerator bevorzugt eine maximale Zeitdauer wie ein Tag, eine Stunde, oder eine Minute vorgegeben, innerhalb der er einen zufälligen Wert für die Zeitdauer definiert, nach der eine Winkelpositionsänderung vorgenommen wird. Ebenso kann dem Zufallswertgenerator ein Zeitraum wie beispielsweise zwischen zwanzig und sechzig Minuten, oder zwischen fünf und zehn Stunden oder zwischen einem und fünf Tagen vorgegeben werden, innerhalb dem er einen zufälligen Wert für die Zeitdauer definiert.

[0028] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Zeitdauer, nach der jeweils eine Änderung der Winkelposition durch ein Antreiben der Antriebswelle erfolgt, in Abhängigkeit der Häufigkeit und Stärke von auf die Brennkraftmaschine wirkenden Bewegungen bzw. Kräften gewählt werden. Hierbei kann die eine Überführung der Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine von dieser verschiedenen Zielwinkelposition abhängig von Verschleiß verursachenden Einflüssen auf die Maschine erfolgen.

[0029] In einer Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine variiert - bevorzugt neben der Zeitdauer zwischen zwei Überführungen - die Größe des Winkels zwischen Anfangswinkelposition und Zielwinkelposition. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Drehwinkel der Antriebswelle aus der Anfangswinkelposition in die Zielwinkelposition mehr als 360° beträgt. Dies hat den Vorteil, dass möglicherweise in einer Anfangswinkelposition entstandene, vorzugsweise geringe Verschleißspuren von den Dichtelementen - gegebenenfalls mehrfach - überstrichen und dabei geglättet werden können bzw. dass sich die Wälzkörper in den Lagern mehrfach um ihre Achse drehen und abhängig von der Bauteilgestaltung vorzugsweise auch eine Schmierung der Kontaktstellen der gegeneinander bewegten Bauteile erfolgt. Die Änderung der Winkelposition beträgt dabei mehr als 360°, um zu vermeiden, dass die Zielwinkelposition der Anfangswinkelposition entspricht und dabei der Kontakt zwischen den Bauteilen wieder an den gleichen, vorbelasteten Stellen erfolgt.

[0030] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beträgt die Änderung der Winkelposition der Antriebswelle gegenüber dem Gehäuse mehr als den Quotienten aus 360° und der Häufigkeit, wie oft während einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle die Dichtelemente des Kolbens die gleiche Stellung überstreichen. Dies ist bei einer Hubkolbenmaschine beispielsweise zweimal während einer vollständigen Umdrehung der Fall und entspricht bei einer Rotationskolbenmaschine der Zahl der Kolbenecken. Bei einer Änderung der Winkelposition um mehr als diesen Quotienten wird die Stelle, in welcher sich ein Dichtelement bei der 5/14 österreichisches Patentamt AT510 733B1 2012-09-15 vorherigen Winkelposition befand, einmal von einem Dichtelement überstrichen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich an der Arbeitsraumwandung ein Belag gebildet hat, welcher sich im Ruhebetrieb möglicherweise im Bereich eines Dichtelements in einer Anfangswinkelposition angesammelt hat.

[0031] Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, das sich besonders für Rotationskolbenmaschinen eignet, beträgt die Änderung der Winkelposition gegenüber dem Gehäuse weniger als den Quotienten aus 360° und der Zahl der Kolbenecken.

[0032] Es werden allgemein kleine Änderungswinkel der Winkelposition bevorzugt, da diese den Vorteil haben, dass eine geringere Antriebsbewegung ausreicht und damit weniger Bewegungsenergie aufgewendet werden muss. Die Änderung des Winkels zwischen Anfangswinkelposition und Zielwinkelposition beträgt so vorzugsweise weniger als 60°, insbesondere weniger als 30° und besonders bevorzugt weniger als 15°.

[0033] In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine werden Änderungen der Winkelposition gegenüber dem Gehäuse, die durch ein Drehen der Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine von dieser verschiedenen Zielwinkelposition vorgenommen werden, in vorher definierter Weise verändert. Dabei kann der Änderungswinkel zwischen den Winkelpositionen in einer Ausführungsform des Verfahrens stets gleich bleiben, in einer anderen Ausführungsform des Verfahrens kann sich der Änderungswinkel zwischen Anfangswinkelposition und Zielwinkelposition bevorzugt in proportionaler Weise stets vergrößern oder stets verkleinern, oder nach einem bestimmten Änderungsmuster verändert werden.

[0034] Beispielsweise kann der Änderungswinkel zwischen einer Anfangswinkelposition und der Zielwinkelposition während einer ersten Anzahl von Drehbewegungen zur Überführung der Antriebswelle stets gleich bleiben und sich während einer zweiten Anzahl von Winkelpositionsänderungen stets in vorbestimmter Weise vergrößern, um dann während einer dritten Anzahl von Winkelpositionsänderungen, welche möglichenweise größer oder kleiner als die erste Anzahl ist, verändert zu werden. Eine weitere Möglichkeit ist beispielsweise, dass eine Änderung der Winkelposition abwechselnd häufiger oder weniger häufig erfolgt. Gleichzeitig ist es auch möglich, den Änderungswinkel der Winkelposition in Abhängigkeit von der Fortdauer eines bestimmten, den Verschleiß beeinflussenden Zustands wie beispielsweise der absoluten Dauer seit dem Beginn des Ruhebetriebs oder in Abhängigkeit von äußeren Einflüssen auf die Brennkraftmaschine, insbesondere auch Hitze oder Kälte, vorzusehen.

[0035] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine wird die Änderung des Winkels zwischen einer Anfangswinkelposition und einer Zielwinkelposition, welche durch ein Antreiben der Antriebswelle erfolgt, in zufälliger Weise durch einen Zufallswertgenerator definiert. Hier kann beispielsweise ein maximaler Winkel oder ein Bereich für den Änderungswinkel mit einem maximalen Wert wie 380°, 100° oder 40° und einem minimalen Wert wie beispielsweise 5° vorgegeben sein, innerhalb dessen die Änderung der Winkelposition liegen soll.

[0036] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine sieht eine Überführung der Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine von dieser verschiedenen Zielwinkelposition mit einer nach einem vorbestimmten Muster gewählten oder von einem Zufallswertgenerator definierten Änderung der Zeitdauer, nach der eine Änderung der Winkelposition erfolgt, vor, die mit einem Änderungswinkel kombiniert wird, der nach einem vorbestimmten Muster gewählt oder von einem Zufallswertgenerator definiert ist.

[0037] Allen beschriebenen Ausführungsformen zur Überführung der Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine von dieser verschiedenen Zielwinkelposition ist gemeinsam, dass die Zielwinkelposition für die darauf folgende Änderung der Winkelposition die Anfangswinkelposition darstellt. Ebenfalls kann jede Überführung von einer in die nächste Winkelposition sowohl in oder auch gegen den Ührzeigersinn erfolgen, so dass sich ein Dichtelement bei- 6/14 österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15 spielsweise immer in einem gleichen Teilbereich des Arbeitsraums der Brennkraftmaschine befindet.

[0038] In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine erfolgt das Überführen der Antriebswelle in eine Zielwinkelposition abhängig von Parametern, welche den Einsatz der Brennkraftmaschine charakterisieren. So fließen in eine Strategie des Verfahrens zur Steuerung während des Ruhebetriebs bevorzugt Parameter wie die Anzahl der Starts, welche im Zeitablauf vorgenommen werden, das Verhältnis der Betriebsarten Antriebsbetrieb und Ruhebetrieb im Zeitablauf, die Betriebszustände während des Antriebsbetriebs wie die Höhe der Lasten und Drehzahlen, die Dauer eines Ruhebetriebs sowie vorzugsweise unmittelbar die im Ruhebetrieb auf die Brennkraftmaschine von außen wirkenden Kräfte oder andere Einflüsse aus der Umgebung der Brennkraftmaschine oder aus inneren Einflüssen wie beispielsweise den verwendeten Betriebsmitteln mit ein. Auch beeinflusst vorzugsweise die Stellung, welche ein Kolben zu Beginn des Ruhebetriebs einnimmt, die Definition und Auswahl der Steuerungsstrategie. So kann beispielsweise bei häufigeren Starts und der damit verbundenen vermehrten Schmierung der Dichtelemente eine geringere Häufigkeit von Winkelpositionsänderungen ausreichen. Bei häufig nur kurzen Antriebsbetrieben können auch mögliche Rückstände in der Brennkammer bzw. dem Arbeitsraum die Wahl der Strategie für Zeitdauer und Änderungswinkel der Winkelpositionsänderung beeinflussen. Bei überwiegend längeren Zeitintervallen des Ruhebetriebs können größere Drehbewegungen an der Antriebswelle und damit größere Positionswinkeländerungen vorteilhaft zur Vermeidung eines vorzeitigen Verschleißes an den Dichtelementen und einer Stillstandsermüdung der Lager sein. Andererseits treten daneben insbesondere auch der Energieverbrauch und damit Aspekte der Wirtschaftlichkeit bei der Auswahl der Positionsänderungsstrategie in den Vordergrund.

[0039] Eine Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung, welche sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet, weist wenigstens einen sich bewegenden Kolben mit Dichtelementen zum Abdichten einer Brennkammer auf. Der Kolben ist mit einer in einem Gehäuse gelagerten Antriebswelle kinematisch verbunden. Bei einer Drehbewegung verändert die mit einem elektromechanischen Energiewandler verbundene Antriebswelle gegenüber dem Gehäuse ihre Winkelposition. Die Brennkraftmaschine, die sich insbesondere für den Einsatz in einem Range-Extender eignet, zeichnet sich erfindungsgemäß durch eine Steuereinrichtung aus, die den elektromechanischen Wandler derart ansteuert, dass während des Ruhebetriebs nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Antriebswelle von einer Anfangswinkelposition in eine von der Anfangswinkelposition verschiedene Zielwinkelposition überführt wird.

[0040] Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemachten Ausführungen zu den Merkmalen, Vorteilen und Begriffsdefinition gelten für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in entsprechender Weise.

[0041] Die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist vorzugsweise zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine ausgebildet.

[0042] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Messvorrichtung zum Erfassen einer Winkelposition der Antriebswelle gegenüber dem Gehäuse vorgesehen. Bei dieser Messvorrichtung handelt es sich zum Beispiel um einen Sensor oder einen Drehgeber. Die Messvorrichtung kann die Winkelposition der Antriebswelle bevorzugt unmittelbar oder mittelbar anhand der Historie der Ansteuerung der Brennkraftmaschine erfassen.

[0043] Erfindungsgemäß ist die Antriebswelle mit einem elektromechanischen Energiewandler gekoppelt, wobei dieser elektromechanische Energiewandler zum Drehen der Antriebswelle ansteuerbar ist. Bei dieser Konstruktion wird der elektromechanische Energiewandler dazu eingesetzt, nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine die Antriebswelle zu drehen. Bei dem elektromechanischen Energiewandler handelt es sich zum Beispiel um einen Generator, der bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine die mechanische Energie der Antriebswelle in elektrische Energie umwandelt, um diese dann zum Beispiel in einer elektrochemischen Energiespei- 7/14 österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15 chervorrichtung (Batterie, Akkumulator, etc.) zu speichern. Dieser Generator kann dann auch als Motor betrieben werden, um aus der Energiespeichervorrichtung entnommene elektrische Energie in Rotationsenergie für die Antriebswelle umzuwandeln.

[0044] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Brennkraftmaschi-ne eine Messvorrichtung zum Erfassen der Parameter auf, welche in die Definition und Auswahl der Steuerungsstrategie einfließen. Diese Messvorrichtung weist beispielsweise Einrichtungen zum Erfassen der Temperaturen, der Dauer und Intensität von Vibrationen und der Stärke und Häufigkeit weiterer auf die Brennkraftmaschine wirkender Kräfte auf.

[0045] Die vorliegende Erfindung ist in besonders vorteilhafter Weise in einem Stromerzeugungsaggregat, insbesondere in einem Range-Extender für ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug einsetzbar, wobei die Antriebswelle der Brennkraftmaschine mit einem elektromechanischen Energiewandler gekoppelt ist.

[0046] Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen: [0047] Fig. 1: eine Antriebswelle einer Brennkraftmaschine, hier einer beispielhaften Rota tionskolbenmaschine, mit daran angeordneten Kolben und elektromechanischen Energiewandler, [0048] Fig.2: die Antriebswelle mit Kolben gemäß Fig. 1 und [0049] Fig.3: eine Ansicht quer zur Antriebswelle mit dem Kolben und dem Gehäuse der beispielhaften Rotationskolbenmaschine.

[0050] Figur 1 zeigt die Antriebswelle 10 einer beispielhaften Rotationskolbenmaschine mit daran angeordneten Kolben 20 und elektromechanischen Energiewandler 30. Die Antriebswelle 10 ist an mehreren Stellen 11 in einem Gehäuse in Wälzlagern 12 gelagert. Der Kolben 20 ist auf einem exzentrischen Abschnitt der Antriebswelle 10 gelagert, es handelt sich folglich um einen Kreiskolben.

[0051] Die beispielhaft dargestellte Rotationskolbenmaschine ist Teil eines Stromerzeugungsaggregats. Während des Antriebsbetriebs der Brennkraftmaschine wird die erzeugte Rotationsenergie über die Antriebswelle 10 auf den Rotor 31 des elektromagnetischen Wandlers 30 übertragen. Durch die Drehung des Rotors 31 innerhalb des Stators 32 wird in dessen Generatorwicklung 33 elektrische Leistung induziert, die dann in einem nicht dargestellten Akkumulator gespeichert wird. Der elektromagnetische Wandler 30 ist geeignet während des Ruhebetriebs der Rotationskolbenmaschine als Motor betrieben zu werden. Dabei wird aus einer Energiespeichervorrichtung elektrische Energie entnommen und in Rotationsenergie umgewandelt, um die Antriebswelle 10 anzutreiben.

[0052] An der Antriebswelle 10 ist ferner ein Geberrad 40 angeordnet. Ein nicht gezeigter Sensor erfasst die Drehstellung der Antriebswelle 10 und damit auch die Drehstellung des Kolbens 20.

[0053] Figur 2 zeigt die Antriebswelle 10 sowie den Kolben 20 der beispielhaften Rotationskolbenmaschine. In Figur 2 ist die exzentrische Lagerung des Kolbens 20 auf der Antriebswelle 10 auf deren exzentrischem Abschnitt 11 gezeigt. Ferner ist der Abschnitt 13 der Antriebswelle 10 gezeigt, über welchen sie auf einem in Fig. 1 erkennbaren Wälzlager 12 im Gehäuse gelagert ist.

[0054] Am Kolben 20 der Figur 2 sind die Dichtelemente, welche die Brennkammer gegenüber dem Arbeitsraum der Rotationskolbenmaschine abdichten, gezeigt. Zur Abdichtung der Brennkammer in radialer Richtung sind entlang der Kolbenecken 21 in axialer Richtung verlaufende Umfangsdichtelemente 22 angeordnet, welche bei einer Drehbewegung des Kolbens 20 an der Umfangsfläche des Arbeitsraumes entlang gleiten. Zur Abdichtung der Brennkammer in axialer Richtung weist der Kolben 20 an seinen axialen Flächen in unmittelbarer Nähe zur radialen Kolbenfläche angeordnete und von einem Umfangsdichtelement 22 zum nächsten Umfangsdichtelement 22 verlaufende Seitendichtelemente 23 auf, welche quer zu ihrer Längsrichtung 8/14

Claims (19)

1. österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15 gekrümmt ausgebildet sind. [0055] Figur 3 zeigt eine Ansicht quer zur Antriebswelle 10 der Rotationskolbenmaschine mit der Antriebswelle 10, dem Kolben 20 und dem Gehäuse 50 der beispielhaften Rotationskolbenmaschine. Die Rotationskolbenmaschine befindet sich im Ruhebetrieb. Dabei verweilt der Kolben 20 mit den daran angeordneten Umfangs- 22 und Seitendichtelemente 23 in einer festen Stellung im trochoidenförmigen Arbeitsraum 51 des Gehäuses 50 der Brennkraftmaschine. Die Dichtelemente 22, 23 des Kolbens 20 liegen federbeaufschlagt an den Wandungen 52 des Arbeitsraums 51 an. Dabei kommt es, insbesondere durch äußere Einflüsse auf das Stromerzeugungsaggregat zu Wechselwirkungen zwischen den Dichtelementen 22, 23 und dem Gehäuse 50, welche Verschleißspuren am Gehäuse 50 bzw. dessen Wandung 52 oder sogar ein Fressen der Dichtelemente 22, 23 an der Arbeitsraumwandung 52 verursachen. Auch in den Lagern 12 bzw. an den Lagerstellen 13 der bewegten Teile des Antriebssystems wie Kolben 20 und Antriebswelle 10 treten Verschleißerscheinungen wie beispielsweise eine Stillstandsermüdung auf. [0056] Im Ruhebetrieb wird die Antriebswelle 10 erfindungsgemäß nach Ablauf einer definierten Zeitdauer von der in Figur 3 gezeigten Anfangswinkelposition I in die Zielwinkelposition II überführt. Die Winkelpositionen I und II werden durch Strichpunktlinien dargestellt, welche durch die Kolbenecke 21 verlaufen. Der Winkel zwischen dieser Anfangs- I und Zielwinkelposition II, also der Änderungswinkel ist in Figur 3 mit ω bezeichnet. [0057] Eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Bezug auf Figur 3 beschrieben. Eine in den Figuren nicht dargestellte Erfassungseinrichtung an der Rotationskolbenmaschine erfasst die für das Verschleißverhalten an den Dichtelementen 22, 23 bzw. Lagerstellen 11 wesentlichen Parameter während der Betriebsarten Antriebsbetrieb und Ruhebetrieb und gibt diese an die ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung weiter. Diese ermittelt hieraus zunächst zu Beginn einer Phase des Ruhebetriebs eine geeignete Strategie für das Verfahren zum Steuern des Betriebs der Rotationskolbenmaschine im Ruhebetrieb. In dieser Strategie festgelegt ist die Häufigkeit von Winkelpositionsänderungen sowie die Größe der Änderungswinkel ω zwischen einer Anfangswinkelposition I und einer Zielwinkelposition II. Ebenso festgelegt sind Änderungen der Zeitdauer zwischen zwei Änderungen der Winkelposition sowie der Änderungswinkel ω während des Verlaufs des Ruhebetriebs, dessen Dauer zu Beginn unbekannt ist. [0058] Bei der beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die Erfassungseinrichtung die im Ruhebetrieb weiterhin die für das Verschleißverhalten wesentlichen Parameter wie Stöße oder Vibrationen am Stromerzeugungsaggregat. Abhängig von diesen äußeren Einflüssen variiert das Verfahren die Zeitdauer, nach deren Ablauf die Antriebswelle 10 von einer Anfangswinkelposition I in eine Zielwinkelposition II überführt wird und gegebenenfalls auch den Änderungswinkel ω zwischen diesen Winkelpositionen. So wird die Strategie für die Durchführung von Änderungen der Winkelposition zum Beispiel bei auftretenden Vibrationen beispielsweise dadurch angepasst, dass die Zeitdauer bis zur nächsten Überführung der Antriebswelle 10 von einer Anfangswinkelposition I in eine Zielwinkelposition II verkürzt wird, oder die Antriebswelle 10 bzw. der Kolben 20 sich im Brennraum einmal um seine Achse dreht. Patentansprüche 1. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Brennkraftmaschine, die wenigstens mit den Betriebsarten Antriebsbetrieb und Ruhebetrieb betreibbar ist, und welche wenigstens einen Kolben (20) mit Dichtelementen (22, 23) zum Abdichten einer Brennkammer aufweist, wobei der Kolben (20) mit einer Antriebswelle (10) kinematisch verbunden ist, die in einem Gehäuse (50) gelagert ist, gegenüber dem die Antriebswelle (10) bei einer Drehbewegung ihre Winkelposition (I, II) verändert und welche mit einem elektromechanischen Energiewandler (30) verbunden ist, wobei insbesondere die Brennkraftmaschine eine Rotations- 9/14 österreichisches Patentamt AT510 733B1 2012-09-15 kolbenmaschine ist, die wenigstens einen sich drehenden Kolben (20) aufweist, der auf der Antriebswelle (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass während des Ruhebetriebs nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Antriebswelle (10) mehrfach von einer Anfangswinkelposition (I) in eine, von der Anfangswinkelposition verschiedene Zielwinkelposition (II) überführt wird, wobei die Größe des Änderungswinkels (ω) zwischen der Anifangswinkelposition (I) und der Zielwinkelposition (II) durch einen Zufallswertgenerator definiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer zwischen zwei aufeinander folgenden Änderungen der Winkelposition (I, II) stets gleich ist oder stets vergrößert wird oder stets verkleinert wird, oder nach einem vorbestimmten Zeitmuster geändert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer, nach deren Ablauf die Winkelposition (I, II) verändert wird, durch einen Zufallswertgenerator definiert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zufallswertgenerator ein Zeitraum oder eine maximale Zeitdauer vorgegeben wird, innerhalb dem bzw. der er einen zufälligen Wert für die Zeitdauer definiert.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer, nach der jeweils eine Änderung der Winkelposition (I, II) durch eine Drehbewegung der Antriebswelle (10) erfolgt, in Abhängigkeit von auf die Brennkraftmaschine wirkenden Einflüssen gewählt wird, wobei die Zeitdauer insbesondere in Abhängigkeit der Häufigkeit und Stärke von auf die Brennkraftmaschine wirkenden Bewegungen bzw. Kräften und/oder insbesondere in Abhängigkeit von Verschleiß verursachenden Einflüssen auf die Brennkraftmaschine gewählt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (20) mehrere Ecken (21) aufweist, und die Größe eines Änderungswinkels (ω) zwischen der Anfangswinkelposition (I) und der Zielwinkelposition (II) mehr als 360° beträgt oder mehr als der Quotient aus 360° und der Zahl der Ecken (21) des Kolbens (20) beträgt oder weniger als der Quotient aus 360° und der Zahl der Ecken (21) des Kolbens (20) beträgt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe eines Änderungswinkels (ω) zwischen der Anfangswinkelposition (I) und der Zielwinkelposition (II) mehr als 360° beträgt oder mehr als der Quotient aus 360° und der Zahl der Häufigkeit beträgt, wie oft während einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle (10) die Dichtelemente (22, 23) des Kolbens (20) die gleiche Stellung einnehmen, oder weniger als der Quotient aus 360° und der Zahl der Häufigkeit beträgt, wie oft während einer vollständigen Umdrehung der Antriebswelle die Dichtelemente des Kolbens die gleiche Stellung einnehmen.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe eines Änderungswinkels (ω) zwischen der Anfangswinkelposition (I) und der Zielwinkelposition (II) weniger als 60°, vorzugsweise weniger als 30° und besonders bevorzugt weniger als 15° beträgt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zufallswertgenerator ein maximaler Winkel oder ein Bereich vorgegeben wird, innerhalb dem er einen zufälligen Wert für den Änderungswinkel (ω) definiert.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Änderungswinkels (ω) stets gleich ist oder stets vergrößert wird oder stets verkleinert wird, oder nach einem vorbestimmten Muster verändert wird.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Änderungswinkels (ω) abhängig von Einflüssen auf die Brennkraftmaschine oder der Fortdauer eines den Verschleiß beeinflussenden Zustands gewählt wird, wobei solche Ein- 10/14 österreichisches Patentamt AT510 733 B1 2012-09-15 flüsse oder Zustände insbesondere die absolute Dauer seit dem Beginn des Ruhemodus oder äußere Einflüsse, wie insbesondere Hitze oder Kälte sind.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine einen Arbeitsraum (51) aufweist und sich ein Dichtelement (22, 23) immer im gleichen Bereich des Arbeitsraums (51) befindet.
13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer und/oder der Änderungswinkel (ω) für ein Überführen der Antriebswelle (10) von einer Anfangswinkelposition (I) in eine Zielwinkelposition (II) abhängig von mindestens einem Parameter, welcher den Betrieb der Brennkraftmaschine charakterisiert, gewählt wird.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Parameter, welcher den Betrieb der Brennkraftmaschine charakterisiert, aus einer Gruppe ausgewählt ist, die insbesondere die Anzahl der Starts, welche im Zeitablauf vorgenommen werden, das Verhältnis der Betriebsarten Antriebsbetrieb zu Ruhebetrieb im Zeitablauf, die Betriebszustände während des Antriebsbetriebs, die Dauer eines Ruhebetriebs, die im Ruhebetrieb auf die Brennkraftmaschine wirkenden Kräfte und Einflüsse und die Stellung, welche der Kolben (20) zu Beginn des Ruhebetriebs im Arbeitsraum (51) einnimmt, umfasst.
15. 15. Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Range-Extender eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Kolben (20) mit Dichtelementen (22, 23) zum Abdichten einer Brennkammer, wobei der Kolben (20) kinematisch mit einer Antriebswelle (10) verbunden ist, die in einem Gehäuse (50) gelagert ist, gegenüber dem sie bei einer Drehbewegung ihre Winkelposition (I, II) verändert und welche mit einem elektromechanischen Energiewandler (30) verbunden ist, insbesondere ist die Brennkraftmaschine eine Rotationskolbenmaschine, die wenigstens einen sich drehenden Kolben (20) aufweist, der auf der Abtriebswelle (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine den elektromechanischen Wandler (30) derart ansteuert, dass während des Ruhebetriebs nach Ablauf einer definierten Zeitdauer die Antriebswelle (10) mehrfach von einer Anfangswinkelposition (I) in eine, von der Anfangswinkelposition (I) verschiedene Zielwinkelposition (II) überführbar ist, wobei die Größe des Änderungswinkels (ω) zwischen der Anfangswinkelposition (I) und der Zielwinkelposition (II) durch einen Zufallswertgenerator definierbar ist.
16. 16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Messvorrichtung zum Erfassen der Winkelposition (I, II) der Antriebswelle (10) gegenüber dem Gehäuse (50) aufweist.
17. 17. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Messvorrichtung zum Erfassen der Werte der Parameter, welche in die Definition und Auswahl der Steuerungsstrategie einfließen, aufweist.
18. 18. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanischen Energiewandler (30) bei einem Betrieb der Rotationskolbenmaschine die mechanische Energie der Antriebswelle (10) in elektrische Energie umwandelt.
19. 19. Stromerzeugungsaggregat, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 18, deren Antriebswelle (10) mit einem elektromechanischen Energiewandler (30) gekoppelt ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 11 /14