CN102996271A - 用于控制内燃机的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于停止和起动内燃机的方法，其中在检测到用于停止所述内燃机的要求之后，在所述起动汽缸（10）中在紧接着起动内燃机时点燃燃料-/空气-混合物，此后所述起动汽缸经过上止点，然而在所述起动汽缸中直至检测到再起动要求都不会点燃所述燃料-/空气-混合物，其中用于调节所述起动汽缸（10）中的新鲜空气填充的器件（100、200）如此调整到新鲜空气位置中，使得由所述起动汽缸（10）在其吸气冲程中吸入的新鲜空气填充物尽可能大，其中，所述起动汽缸（10）在所述起动汽缸（10）中喷射被断开时并且用于调节新鲜空气填充的器件（100、200）位于所述新鲜空气位置中时经过了至少一个吸气冲程和至少一个推出冲程。

Description

用于控制内燃机的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于控制内燃机的方法和装置。
背景技术
从DE 19743492 A1中已知一种用于起动内燃机的方法，其中在起动时在那样的汽缸中进行第一次喷射，该汽缸的活塞处于做功阶段中。由此，曲轴处于向前运动，并且内燃机被起动。但在不利的条件下，例如在不利的曲轴角度时，内燃机的至少一个第一次起动尝试可能不成功。还可能的是，内燃机在不利的曲轴角度时首先往回转，因此气体弹簧在处于做功冲程中的汽缸中被压缩，由此引起内燃机的旋转方向反转，随后它在向前旋转方向中起动。
在现有技术中通常已知一种装置，其改变尤其是内燃机的进气阀的行程走向，并因此调节汽缸的空气填充。特别是例如从DE 10 2007 025619 A1已知，通过电液的致动器可在宽的界限中任意起动进气阀的行程走向。具有这种电液阀门调节器的内燃机不需要节流阀。
同样，例如从未公开的DE10 2010 062243 A1中已知，通过调节凸轮轴可改变尤其是进气阀的行程走向。这种装置以及节流阀下面还称为用于调节新鲜空气填充的器件，借助它们可改变空气填充。
发明内容
该公开文献还涉及一种用于改善内燃机的再起动性能的方法。在其它方面，本发明还涉及一种用于实施按本发明的方法的计算机程序；一种电子存储介质，在该存储介质上存储计算机程序在；和一种控制和/或调节设备，其包含电子存储介质并且实施按本发明的方法。
根据例如通过以下方式检测的停止要求：驾驶员松开加速踏板，则停止内燃机，即减少或者切断喷射，并且内燃机的转速降低为零。为了在内燃机惰性运转时克服振动，节流阀在惰性运转期间关闭。为了使内燃机的随后的重新起动成功，重要的是，至少在汽缸中存在足够大的新鲜空气填充物，它们被点燃，直到内燃机的旋转运动如此之快，使得汽缸经过上止点。这种汽缸称为起动汽缸，其中在该起动汽缸经过上止点之前点燃了燃料-/空气-混合物。在内燃机重新起动时，直到内燃机的向前旋转如此快，使得汽缸首次从压缩冲程通过上止点进入做功冲程，该阶段称为初始起动阶段。
如果所有用于调节新鲜空气填充的器件或其中一个器件如此进行调节，使得在起动汽缸中的新鲜空气填充物尽可能大，该起动汽缸在内燃机惰性运转期间在其吸气冲程中抽吸该新鲜空气填充物，则该重新起动是特别可靠的。这意味着，如果起动汽缸进入吸气冲程，则用于调节新鲜空气填充的器件中的几个或所有器件应打开得尽可能宽。用于调节新鲜空气填充的器件的位置也被称为新鲜空气位置。为了实际上实现新鲜空气填充，重要的是，在起动汽缸中不再点燃燃料-/空气-混合物，更好的是不再喷入燃料。
为了即使打开了用于调节新鲜空气填充的器件还能有效地克服振动，有利的是，在其它汽缸中不产生提高的空气填充。这一点通过以下方式来实现：用于调节新鲜空气填充的器件打开得尽量迟，例如在起动汽缸进入吸气冲程之前不久才打开。
有利的是，用于调节新鲜空气填充的器件通过节流阀来实现，该节流阀打开得尽量宽以用于使新鲜空气填充最大化，或通过起动汽缸的进气阀和/或排气阀来实现，其阀门叠开最小化以用于使新鲜空气填充最大化。
为了还使尽量少量的已燃烧的剩余气体通过排气系统重新被吸入，下述情况是特别有利的：起动汽缸在实现打开用于调节新鲜空气填充的器件之后在吸入新鲜空气之后还经过推出冲程（Ausschiebetakt）。因此确保了，新鲜空气推到排气系统中。即如果在用新鲜空气实现填充起动汽缸之后，再次关闭用于调节新鲜空气填充的器件以便例如克服振动，则会产生压力降，该压力降可能使位于排气冲程中的气体回吸到汽缸中。由于将新鲜空气推到排气系统中，确保没有使用过的剩余气体被回吸。
为了确保：在内燃机的旋转运动已经变慢到如此程度之前，即起动汽缸不再经过上止点，起动汽缸经过所需的冲程，下述情况是有利的：在初始起动阶段中未点火的其它汽缸的至少一个中点燃燃料-/空气-混合物，而同时打开用于调节新鲜空气填充的器件。
通过提高由用于调节新鲜空气填充的器件来调节的新鲜空气填充，可能会在汽缸中出现提高的转矩并因此出现马达转速的提高，在该汽缸中点燃燃料-/空气-混合物，而同时打开用于调节新鲜空气填充的器件。为了避免所述提高，下述情况是特别有利的：燃烧过程中产生的转矩借助适合的措施、所谓的转矩中性化措施来降低。
这种措施例如有利地通过以下方式给出：燃烧方法由均质运行（Homogenbetrieb）转换成分层燃烧运行工况（Schichtbetrieb），或者点火角推迟至此后的时刻，即推到更大的曲轴角度。
附图说明
附图示出了按本发明的方法的特别有利的实施例。其中示出了：
图1示出了内燃机的示意图；
图2示出了按本发明的方法的流程。
具体实施方式
图1示出了内燃机的汽缸10，其具有燃烧室20、活塞30，该活塞借助连杆40与曲轴50相连接。活塞30以已知的方式进行向上运动和向下运动。运动的反转点称为止点。从向上运动到向下运动的过渡称为上止点，从向下运动到向上运动的过渡称为下止点。曲轴50的角度位置、所谓的曲轴角度以通常的方式相对于上止点来定义。曲轴传感器220检测曲轴50的角度位置。该曲轴传感器220如此形成，使得在齿轮上周期性地、即例如以6°的角距离设置齿部，其齿面生成信号，从信号的时间间隔中求得曲轴的速度。
在活塞30向下运动时，通过进气管80以已知的方式使待燃烧的空气吸入到燃烧室20中。这一点称为吸气冲程或者说进气冲程。在活塞30向上运动时，已燃烧的空气通过排气管90从燃烧室20中压出。这一点通常称为排气冲程。通过进气管80吸入的空气量通过空气剂量装置来调节，在实施例中是节流阀100，其位置由控制设备70来确定。该控制设备70也可设计成调节装置，并因此通常称为控制和/或调节装置。
通过设置在燃烧室20中的直喷阀110，将燃料喷入到由进气管80吸入的空气中，并在燃烧室20中产生燃料-空气-混合物。通过直喷阀110喷入的燃料的量由控制设备70来确定，通常通过触发信号的持续时间和/或强度。火花塞120产生点火火花，并且因此点燃燃料-空气混合物。所述点火通常在压缩冲程（也称为压聚冲程）中实现，燃料-空气-混合物在该压缩冲程中通过活塞30的向上运动进行压缩。如果在上止点前不久进行点火，则燃烧重心开始于紧接者压缩冲程的做功冲程。在喷射到汽缸中时曲轴的角度位置称为喷射角，在点火时曲轴的角度位置称为点火角。
替代直喷阀，喷射阀也可设计成进气管80中的喷射阀。
在进气管80朝向燃烧室20的引入部上的进气阀160通过凸轮轴190的凸轮180来驱动。同样，在排气管90朝向燃烧室20的引入部上的排气阀170通过凸轮轴190的凸轮182来驱动。该凸轮轴190与曲轴50耦合。通常曲轴50每两转，凸轮轴190旋转一转。
凸轮轴190通常如此构成，使得排气阀170在排气冲程中打开，并在上止点的附近闭合。进气阀160在上止点的附近打开，并在进气冲程中闭合。如果排气阀170在进气阀160已经打开后才闭合，则是指正的（positiv）阀门叠开（Ventilüberschneidung）。如果排气阀170在进气阀160打开前已闭合，则是指负的（negativ）阀门叠开。可选地设置阀门行程调节装置200，其由控制设备70触发并且例如通过以下方式改变凸轮180、182的行程特性：改变阀门叠开的大小。还可能的是，例如当阀门行程调节装置设计成电液的阀门调节装置时，则在完全没有凸轮轴和凸轮的情况下，阀门行程调节装置200能够可变地触发进气阀160和排气阀170。
汽缸经过这四个冲程，顺序是吸气冲程、压缩冲程（也称为压聚冲程）、做功冲程、排气冲程。在内燃机惰性运转时，在处于做功冲程中的汽缸内不再点火，必要时也不再进行喷射，新鲜空气填充物位于该汽缸中。因此在该汽缸转换到排气冲程中时，该汽缸还具有新鲜空气填充物，必要时如果在其中还已喷射了燃料，则还有可燃烧的燃料-/空气-混合物。该新鲜空气填充物（或燃料-/空气-混合物）在其扩散出去之前在汽缸中停留几分钟，并且在汽缸中的压力与周围空气压力相适应。
按本发明的方法例如存储在控制设备70上，并由其来实施。图2描述了按本发明的方法的流程。在步骤1000中开始，在该步骤中确定驾驶员的停止要求，该停止要求例如通过以下方式提供：松开加速踏板。现在，采取用于停止内燃机的措施，例如减少喷入汽缸中的燃料的量。内燃机的转速降低。关闭用于调节新鲜空气填充物的器件，例如关闭节流阀100。
在下面的步骤1010中例如可以确定：哪个汽缸是起动汽缸，哪个汽缸在内燃机的下次起动的初始起动阶段中将被点火。替代地还可以确定：哪个汽缸在内燃机的下次起动的初始起动阶段中没有被点火。这一点例如可通过预报转速走向来实施，借助其可预报内燃机的停止位置。但同时还可提出适用于按本发明的方法的措施，以便在确定的曲轴位置上停止内燃机，例如通过有针对性地应用电机的转矩。同样还可能的是，内燃机在电机实现停机之后旋转至确定的曲轴位置、即旋转至确定的曲轴角度。重要的是，在内燃机停机时起动汽缸处在一个位置上，从而如果在该起动汽缸内点火，则该起动汽缸在初始起动阶段可贡献足够的转矩以用于起动内燃机。
现在在步骤1020中提出措施，以便通过下述方式来提高新鲜空气至起动汽缸的输入：打开用于调节新鲜空气填充的器件。例如再次打开节流阀100。必要时还提出适合的转矩中性化措施（Drehmomentneutralisierungsma?nahme），例如点火角推迟至此后的时刻，以避免提高内燃机的旋转速度。
在步骤1030中，在起动汽缸中停止点火，必要时还停止喷射。其它汽缸、特别是那些在再起动的初始起动阶段中没有被点火的汽缸还可继续被点火。现在，在起动汽缸中开始冲刷阶段，即剩余气体被推出或已被推出，并且给起动汽缸填充新鲜气体。接下来是步骤1040，在该步骤中测试冲刷阶段是否结束。这一点例如可通过以下方式给出：起动汽缸至少已被新鲜空气填充至这样的程度，即新鲜空气填充物在内燃机的随后重新起动时足够大，以便能克服初始起动阶段。但是冲刷阶段的结束也可通过以下方式给出：新鲜气体已从起动汽缸推到排气管90中。如果冲刷阶段还没有结束，则回退到步骤1030，否则就进展至步骤1050。
现在在步骤1050中停止所有汽缸的喷射。内燃机的转速朝向零下降。在随后的步骤1060中，可选地控制内燃机惰性运转，以便例如将起动汽缸带到适当的位置以用于再起动。如同上面描述的一样，这一点例如可以通过在发电机的运行中应用电机来实现。
最后在步骤1070中马达停止。按本发明的方法在此结束，但也能可选地包含再起动：在步骤1080中，识别出驾驶员的再起动要求，例如因为驾驶员操纵了加速踏板。在步骤1090中，提出内燃机的再起动，其中尤其在起动汽缸中在初始起动阶段中点火。因此，结束了按本发明的方法。

Claims (11)

1.一种用于停止和起动内燃机的方法，其中在检测到用于停止所述内燃机的要求之后，在所述起动汽缸（10）中在随后起动内燃机时点燃燃料-/空气-混合物，此后所述起动汽缸经过上止点，然而在所述起动汽缸中直至检测到再起动要求都不会点燃所述燃料-/空气-混合物，其中用于调节所述起动汽缸（10）中的新鲜空气填充的器件（100、200）如此调整到新鲜空气位置中，使得由所述起动汽缸（10）在其吸气冲程中吸入的新鲜空气填充物尽可能大，其特征在于，所述起动汽缸（10）在所述起动汽缸（10）中喷射被断开时并且用于调节新鲜空气填充的器件（100、200）位于所述新鲜空气位置中时经过了至少一个吸气冲程和至少一个推出冲程。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述起动汽缸（10）进入到吸气冲程前不久，将所述用于调节新鲜空气填充的器件（100、200）调节到所述新鲜空气位置中。
3.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，完全打开节流阀（100），以便使吸入到所述起动汽缸（10）中的新鲜空气量最大化。
4.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，阀门行程调节装置（200）使所述起动汽缸的进气阀和排气阀之间的阀门叠开最小化，以便使吸入到所述起动汽缸（10）中的新鲜空气量最大化。
5.按上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述起动汽缸（10）中喷射被断开时并且在用于调节新鲜空气填充的器件（100、200）位于所述新鲜空气位置中时，在至少另一个汽缸中点燃所述燃料-/空气-混合物。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，实施转矩中性化措施，其引起了：如果用于调节新鲜空气填充的器件（100、200）被调节到所述新鲜空气位置中，则曲轴（50）的转速不提高。
7.按权利要求7所述的方法，其特征在于，所述转矩中性化措施包含以下措施中的一个或多个：
-  转换燃烧方法
-  将点火角推迟至此后的时刻。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，通过从均质运行转换成分层燃烧运行工况，来实现燃烧方法的转换。
9.一种计算机程序，其特征在于，其被编程用于应用在按权利要求1至8中任一项所述的方法中。
10.一种用于内燃机的控制和/或调节装置（70）的电存储介质，其特征在于，用于应用在按权利要求1至8中任一项所述的方法中的计算机程序存储在所述电存储介质上。
11.一种内燃机的控制和/或调节装置（70），其特征在于，其被编程用于应用在按权利要求1至8中任一项所述的方法中。
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