CN105041484B - 用于停止内燃机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于停止内燃机的方法，其中在关断点火和/或喷入时，输入内燃机的空气量首先减小并且在内燃机的转速（n）低于可预先给定的转速阈值（ns）之后再增大，其中在第一取样时刻（t1）时获取第一转速值（n1）并且在第二取样时刻（t2）时获取第二转速值（n2），其中如此选择所述两个取样时刻（t1、t2），使得第一转速值（n1）大于可预先给定的转速阈值（ns）并且第二转速值（n2）小于可预先给定的转速阈值（ns），并且根据有待削减的能量含量（E）来操控用于产生使内燃机的旋转运动制动的扭矩的机构，其中根据第一转速值（n1）和第二转速值（n2）确定所述有待削减的能量含量（E）。

Description

用于停止内燃机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于停止内燃机的方法。

背景技术

由DE 10 2011 082 196 A1公开了一种用于停止内燃机的方法，其中在获取停止要求之后通过内燃机的节气阀减少输入内燃机的空气量，并且在内燃机的所检测的转速低于可预先给定的转速阈值时再提高经由空气配量装置输入内燃机的空气量，其中当吸气汽缸在提高配量的空气量之后直至内燃机静止都不再经过下死点时，提高可预先给定的转速阈值。

实际上，在吸气汽缸的最后的下死点处的发动机转速对于各个发动机惯性运行来说各不相同。也就是必须利用最后的压缩根据惯性运行的情况削减不同程度的能量。

发明内容

根据本发明，提出一种用于停止内燃机的方法，其中在关断点火和/或喷入时，输入内燃机的空气量首先减小并且在内燃机的转速低于可预先给定的转速阈值之后再增大，其特征在于，在第一取样时刻时获取第一转速值并且在第二取样时刻时获取第二转速值，其中如此选择第一取样时刻和第二取样时刻，使得所述第一转速值大于所述可预先给定的转速阈值并且所述第二转速值小于所述可预先给定的转速阈值，并且根据所述第一转速值和所述第二转速值操控用于产生使内燃机的旋转运动制动的扭矩的制动机构。与此相对地，本发明提出的方法则具有以下优点，即适当地考虑到上述不同情况，这使得在惯性运行结束时更精确地定位内燃机并且同时降低了发动机的振动倾向并且由此改善了舒适性，因为避免了过度的汽缸填充。

根据本发明，还提出一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储了设计用于实施所述方法的所有步骤的计算机程序。还提出一种控制器，其设计用于实施所述方法的所有步骤。

在其他方面中，本发明涉及一种设计用于实施按本发明的方法的所有步骤的计算机程序、一种其上存储了该计算机程序的机器可读的存储介质以及一种设计用于实施按本发明的方法的所有步骤的控制器。

附图说明

下面参照附图更详细地解释本发明的实施方式。附图中示出了对实施例的描述。

附图中：

图1是内燃机惯性运行期间的特征参数的曲线；

图2是按本发明实施方式的第一方面的流程图；

图3是按本发明实施方式的第二方面的流程图；

图4是按本发明实施方式的其他方面的在内燃机的其他惯性运行期间的特征参数的曲线；

图5是按本发明的其他方面根据所获取的转速确定内燃机的惯性运行特性的图表；

图6是用于实施所述方法的电子控制器的示意图。

具体实施方式

图1a针对四缸内燃机示例性地示出了第一汽缸ZYL1的、第二汽缸ZYL2的以及另一汽缸ZYL3的冲程顺序，其中第二汽缸ZYL2在吸气顺序中就在第一汽缸ZYL1前面，所述另一汽缸ZYL3在吸气顺序中在第一汽缸ZYL1后面。所述汽缸以已知的方式执行进气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

图1b描述了内燃机的转速N（例如曲轴转速）关于时间t的曲线。在时刻t1、t2、t3、t4内燃机经过死点T1、T2、T3和T4。内燃机的转速显示出内燃机的惯性运行，也就是点火和/或喷入是被切断的。在特定的时刻，在实施例中在死点T1、T2、T3、T4处获取内燃机的转速n，例如用转速传感器进行测量。在第一取样时刻t1时获得第一转速值n1，在第二取样时刻t2时获得第二转速值n2。该第一转速值n1大于可预先给定的转速阈值ns，而该第二转速值n2小于可预先给定的转速阈值ns。

在图1c中示出了空气配量装置的开度DK、例如内燃机的节气阀的开度DK。显然也能够以其他方式构成所述空气配量装置，例如通过可变的阀调整机构构成。然而该空气配量装置例如也能够通过布置在内燃机的吸气管中的电气附加压缩机提供。

在实施例中，通过节气阀提供空气配量装置。首先该节气阀被关闭或者说略微打开，在实施例中通过第一开度DK0示出。在于第二取样时刻t2确定了内燃机的转速n下降到可预先给定的转速阈值ns之下以后，该节气阀在时刻t（相应于曲轴角度KWauf）打开。在该时刻，第一汽缸ZYL1位于其进气冲程中并且因此也称作吸气汽缸或进气汽缸。

第一汽缸ZYL1现在吸入增大了的空气量、经过死点T4并且在其压缩冲程中由于当前增大了的空气量的压缩而承受强烈的复位扭矩。因为相反，位于其做功冲程中的第二汽缸ZYL2的膨胀力是很小的，这是因为第二汽缸ZYL2的空气填充量还很小，因此总体上获得了强烈的复位扭矩。所述内燃机的转速快速下降，在回摆时刻tosc时经历零转速。内燃机现在往回摆动并且在停止时刻tstop时静止下来。

这意味着，存储在内燃机的旋转运动中的能量在内燃机的唯一的冲程内削减或者说消除（abbauen）。因此，所存储的能量也称作有待削减的能量含量E。按本发明现在提出，所述有待削减的能量含量根据第一转速值n1和第二转速值n2确定，根据第一转速值n1、第二转速值n2以及可预先给定的转速阈值ns相互间的相对位置确定。

还可能存在不同的极端情况。在一种极端情况下，所述第一转速值n1最小也能够大于可预先给定的转速阈值ns，使得第二转速值n2相对较小，从而使得有待削减的能量含量E相对较小。在这种情况下例如能够提出，将节气阀的开度DK2选择得刚好很小，并且由此产生更软的气体弹簧。作为替代方案或者补充方案例如能够提出，为了产生更软的气体弹簧不在时刻tauf打开节气阀，而是在更晚的时刻tauf’打开。这在图1c中同样得到说明。

然而在相反的极端情况下也可能是，第二转速值n2仅仅略微低于可预先给定的转速阈值ns。在这种情况下，有待削减的能量含量E较大。因此能够提出，与在较小的有待削减的能量含量E的前面所说明的情况中相比，将所述节气阀的第二开度DK1选择得更大。

特别有利的是利用死点处的取样时刻实施按本发明的方法，因为那样能够特别简单地获取没有点火的内燃机的能量含量。该能量含量由旋转能量、位能以及动能组成。在多汽缸的内燃机中，各个汽缸的位能相互抵消。在汽缸数是偶数时，动能、也就是通过汽缸的上下运动形成的移动能量在死点中等于零，因为所有汽缸要么位于其上死点，要么位于其下死点。位能、也就是压缩能量在死点之间近似相等。也就是所述能量含量E在死点中通过旋转能量表征并且由此与转速n的平方成比例。

在特殊的实施方式中，所述能量含量E通过商Q=D12/D1S给出，其中D12=n1-n2是第一转速值n1和第二转速值n2之差，并且D1S=n1-ns是第一转速值n1和转速阈值ns之差。

如果这样来确定能量含量E，那么假定其为0到1之间的值，其中0相应于低能量并且1相应于高能量。能够可选地放弃通过差D12进行标准化。能够考虑其他用于获取有待削减的能量含量E的方法。

图2示出了按本发明另一实施方式的流程图。该方法在步骤1000中开始。在下面的步骤1010中根据第一转速值n1和第二转速值n2确定有待削减的能量含量E。有利的是，这种确定还在打开节气阀的时刻tauf之前实现。在下面的步骤1020中检测，有待削减的能量含量是否小于第一能量含量阈值Es。如果是这种情况，那么进入步骤1030，否则进入步骤1040。

在步骤1030中如在图1中所说明地那样实施所述方法，也就是打开节气门的时刻tauf相应于在死点T3和T4之间的曲轴开度KWauf。吸气汽缸、也就是首先向其输入增大了的空气量的汽缸是第一汽缸ZYL1。该方法如在图1中所说明的那样进行并且在步骤1050中结束。相反，在步骤1040中所述节气阀没有在死点T3和T4之间打开，而是在跟随死点T4的冲程中打开。在这种情况下吸气汽缸通过在吸气顺序中靠后的、也就是就在第一汽缸ZYL1后面的另一汽缸ZYL3提供。在图1中所描述的停止摆动行为由此向后移动了一个冲程。通过吸气汽缸中空气弹簧的压缩而消除的能量更少了，并且发动机的振动倾向减小了。

图3示出了按本发明其他方面的流程图。所述方法在步骤2000中开始。在步骤2010中获取有待消除的能量含量E。随后进入步骤2020，其中检测有待消除的能量含量E是否小于第二能量含量阈值Es2。如果是，那么进入步骤2030，否则进入步骤2040。在步骤2030中所述方法按图1中所说明的那样进行，必要时根据图2进行。不用分开操控耦接到曲轴上的附加设备。

这种附加设备例如包括（尤其皮带运行的或者持续啮合的）发电机、阀调整机构的电动机或者泵。“耦接”这个概念在此能够认为是直接的机械耦接，但也能够广义地去理解，例如在轴混合的情况中那样。在那里，耦接是间接的，例如经由通过线路传递的扭矩实现耦接。

在步骤2040中施加这种使内燃机的旋转运动制动的扭矩，其方式为操控用于施加这种扭矩的机构（也就是前面所述的发电机、泵等）。显然也能够在步骤2030中同样施加这种制动扭矩，并且在步骤2040中相应地施加更大的制动扭矩。在步骤2030或者说2040之后，在步骤2050中结束按本发明该方面的方法。

图4a和4b说明了根据本发明另一方面的内燃机的惯性运行行为。在图4a和4b中分别示出了第一转速值n1和第二转速值n2以及差值D12。

在图4a中说明的惯性运行行为相应于内燃机具有四个汽缸并且如在图1中所说明的那样惯性运行的情况。

在获取第二转速值n2之后，在内燃机的下一个死点T3处，所述第一汽缸ZYL1进入其进气冲程A1中。如在图1中所说明的那样，内燃机还在其于下一个冲程中停止摆动并且静止之前进行了节气阀DK在死点T3和T4之间打开的冲程。也就是说，在转速n低于转速阈值ns之后，内燃机在其停止摆动之前还经过了三个死点T2、T3、T4。

图4b说明了下述情况，即基于第一转速值n1和第二转速值n2判断，内燃机的有待削减的能量如此之大使得节气阀DK没有如图4a中所述在死点T3和T4之间打开而是随后还经过一个冲程。其余方法直至静止类似于在图4a中所说明的情况那样进行，虽然偏差了一个冲程。第三汽缸ZYL3在第四死点T4进入其进气冲程A3中并且如所描述的那样吸入增大了的空气量。由此，内燃机在转速n低于转速阈值ns之后在其停止摆动之前还经过四个死点。

图5示例性地示出了如何根据第二转速值n2和差值D12判断是否按图4a中所说明的行为停住内燃机，也就是用三个运行的死点（范围B1）进行，或者根据图4b中所说明的方法、也就是用四个运行的死点（范围B2）进行。在第二转速值n2大于极限值时判断，用四个死点代替三个死点运行，使得内燃机能够在由此额外的惯性运行冲程中削减其他能量。在差值D12更大时，将极限值移向更高的值，因为内燃机的自行制动更强。

图6示出了控制器1，该控制器如此作用到听从内燃机的传动系2上，从而实施按本发明的方法的所有步骤。

Claims (12)

1.用于停止内燃机的方法，

其中在关断点火和/或喷入时，输入内燃机的空气量首先减小并且在内燃机的转速（n）低于可预先给定的转速阈值（ns）之后再增大，

其特征在于，

在第一取样时刻（t1）时获取第一转速值（n1）并且在第二取样时刻（t2）时获取第二转速值（n2），

其中如此选择第一取样时刻（t1）和第二取样时刻（t2），使得所述第一转速值（n1）大于所述可预先给定的转速阈值（ns）并且所述第二转速值（n2）小于所述可预先给定的转速阈值（ns），

并且根据所述第一转速值（n1）和所述第二转速值（n2）操控用于产生使内燃机的旋转运动制动的扭矩的制动机构，

其中根据所述第二转速值（n2）获取有待削减的能量含量（E），并且其中向其初次输入增大了的空气量的吸气汽缸（ZYL1、ZYL3）在所述有待削减的能量含量（E）小于可预先给定的第一能量含量阈值（Es）时是第一汽缸（ZYL1）并且在所述有待削减的能量含量（E）不小于可预先给定的第一能量含量阈值（Es）时是另一个在吸气顺序中靠后的汽缸（ZYL3）。

2.按权利要求1所述的方法，其中所述制动机构也根据所述第一转速值（n1）和所述第二转速值（n2）之间的差（D12）来操控。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中所述制动机构也根据所述转速阈值（ns）和/或根据所述第一转速值（n1）来操控。

4.按权利要求3所述的方法，其中所述制动机构根据所述第一转速值（n1）和所述第二转速值（n2）之差（D12）除以所述第一转速值（n1）与所述转速阈值（ns）之差（D1s）的商（Q）来操控。

5.按权利要求1所述的方法，其中所述制动机构包括用于控制所述输入内燃机的空气量的机构。

6.按权利要求5所述的方法，其中与有待削减的能量含量（E）较小时相比，所输入的空气量在有待削减的能量含量（E）较大时增大的量更大。

7.按权利要求5或6所述的方法，其中与有待削减的能量含量（E）较小时相比，所输入的空气量在有待削减的能量含量（E）较大时实施时刻（tauf’）更晚。

8.按权利要求1所述的方法，其中根据转速（n）的第三值（n3）重新确定所述有待削减的能量含量（E），其中在所述靠后的汽缸（ZYL3）在第一取样时刻（t1）之后初次进入其进气冲程中的时刻时确定所述第三值（n3）。

9.按权利要求1或8所述的方法，其中根据第二转速值（n2）获取所述有待削减的能量含量（E），并且其中与有待削减的能量含量（E）较小时相比，所输入的空气量在有待削减的能量含量（E）较大时增大的量更大，并且其中所述制动机构包括将制动扭矩施加到内燃机曲轴上的机构，并且其中当所述有待削减的能量含量（E）小于可预先给定的第二能量含量阈值（Es2）时操控所述机构不产生制动扭矩，并且在所述有待削减的能量含量（E）不小于所述可预先给定的第二能量含量阈值（Es2）时操控所述机构产生制动扭矩。

10.按权利要求9所述的方法，其中所述制动机构包括发电机、阀调整机构或泵。

11.机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储了设计用于实施按权利要求1到10中任一项所述方法的所有步骤的计算机程序。

12.控制器，其设计用于实施按权利要求1到10中任一项所述方法的所有步骤。

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