CN105324575B - 用于起动内燃机的方法、装置和计算机可读的存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于起动机动车的内燃机的方法，内燃机具有至少两个气缸，气门机构，其带有用于每个气缸的至少一个进气阀和至少一个排气阀，其中，至少进气阀的关闭时间点可以可变地调整，和直喷系统，尤其是汽油直喷系统，其中，所述起动通过在其中一个气缸中的直接喷射和点火引入。规定，在起动时至少一个另外的气缸的至少一个进气阀的关闭时间点依赖于至少一个当前的状态值被改变。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于起动机动车的内燃机的方法，内燃机至少两个气缸，一个具有用于气缸中的每个气缸的至少一个进气阀和至少一个排气阀的气门机构，其中，至少进气阀的关闭时间点可以可变地调整，和直喷系统，尤其是汽油直喷系统，其中，通过在其中一个气缸中的直接喷射和点火发起起动。
本发明此外涉及一种用于起动机动车的内燃机的方法，内燃机具有
至少两个气缸，
气门机构，对于每个气缸该气门机构具有至少一个进气阀和至少一个排气阀，其中，至少进气阀的关闭时间点能够可变地调整，和
直喷系统，
其中，所述起动通过在其中一个气缸中的直接喷射和点火引入，其中在起动时至少一个另外的气缸的至少一个进气阀的关闭时间点依赖于至少一个当前的状态值被改变，其特征在于，在起动过程期间作为当前的状态值探测内燃机的转速，从而通过在线修正在已经引入起动过程期间实施进气阀的关闭时间点的改变，其中当探测的转速偏离期望的转速并具有较低的值时，将所述另外的气缸的进气阀的关闭时间点向延迟方向移动，并且当探测的转速偏离期望的转速并具有较高的值时，将所述另外的气缸的进气阀的关闭时间点向提早方向移动。还涉及一种用于起动内燃机的装置，其特征在于，设置一个专门布置的控制器，它包含用于实施所述的方法的机构。还涉及一种计算机可读的存储介质，具有当程序在计算机执行时实施所述方法的程序代码。
背景技术
在常规内燃机中一般通过所谓的小齿轮起动器进行起动，小齿轮起动器通过从外部施加的扭矩使内燃机一直加速，直到内燃机接着通过在气缸中开始燃烧接管继续运行为止。减小用于起动内燃机需要的外部扭矩的好处，例如从使用观点来看也是令人非常感兴趣的。
此外小齿轮起动器或者说起动机可以更有利地和更小地设计尺寸。在混合驱动装置情况下电机可以设计得较小，因为用于内燃机的阻力的扭矩超前量相应地降低。
这样的扭矩减小可以通过使用所谓的减压起动实现，其中，起动过程通过在其中一个气缸的喷射和点火被引入。在此情况下第一点火或喷射在正好静止地处于膨胀阶段中的气缸中实施，由此该燃烧将扭矩引入内燃机的曲轴中。为了克服在点火顺序中随后的气缸(序列气缸)的上死点，必需将一部分气缸充气量再次推出，因为建立的动能常常不足以压缩在随后的气缸中的全部空气量。因此符合目的地实现进气阀的一种非常晚的关闭，由此空气量也可以通过进气阀再次从该气缸中流出。在六缸发动机情况下例如可能必需将两个跟随的气缸以这种方式和方法减压，因为自第四被点火的气缸起才不再需要减压和可以压缩此时随后的气缸中的全部空气量。
发明内容
按照本发明的方法具有优点，即与内燃机的环境条件和寿命影响无关地保证可靠的直接起动。为此按照本发明规定，在起动内燃机时至少一个另外的气缸(序列气缸)的至少一个进气阀的关闭时间点依赖于至少一个当前的状态值被改变。至少一个另外的气缸在此处应该理解为在点火顺序中跟随在在其中首先进行喷射和点火的气缸之后的气缸。尤其是首先涉及这样的气缸，它在点火顺序中处于第二位。通过依赖于当前的状态值改变这个另外的气缸的至少一个进气阀的关闭时间点，可以使减压与环境条件和/或寿命影响相匹配，由此例如起动过程被缩短，如果环境条件允许这样的话，或由此起动过程被延长，以便保证内燃机可靠地起动。
按照本发明的一个有利的扩展方案为此规定，作为当前的状态值探测环境温度和/或环境压力。环境压力和环境温度确定相应的气缸的用于初始燃烧的充气量。此外由此影响序列气缸的压缩功。通过依赖于这些环境值匹配关闭时间点，可以相应地影响或修正基础关闭时间点，由此它满足条件和必需的减压功率。
按照本发明的一个有利的扩展方案规定，作为当前的状态值探测内燃机或者说发动机温度。发动机温度对内燃机的摩擦具有决定性的影响并且因此也对在起动期间的转速变化具有决定性的影响，由此通过依赖于发动机温度匹配关闭时间点，进一步优化起动过程。
备选地或附加地规定，优选地探测润滑剂状态，尤其是内燃机的润滑剂温度。特别优选地作为润滑剂状态探测润滑剂的粘度，尤其是代表润滑剂的粘度的值。这可以通过已知的传感器进行。润滑剂随着时间老化，其中，它的粘度由于燃料的进入、磨损和/或焦化被改变，这对内燃机的摩擦有直接影响。内燃机的润滑剂温度也对发动机的摩擦有影响并且因此对要克服的减压扭矩有影响。在高的润滑剂温度下例如关闭时间点不是被延迟而是被提前，因为在这种情况下要克服的扭矩相应地较小并且内燃机的起动能够更快地实现或要克服的减压扭矩也变得较小。
按照本发明的一个有利的扩展方案规定，附加地或备选地探测内燃机的转速作为当前的状态值。前面所述的状态值表示在开始起动过程之前的所谓的减压策略的离线修正，而探测和考虑内燃机的转速是所谓的在线修正，在这种情况下是在起动过程期间实施的减压策略的在线修正。通过探测转速确定，如何进行内燃机的起动过程。如果起动过程开始得比预期的差，因为例如必须克服更高的减压力，那么这可以通过改变相应的进气阀的关闭时间点进行“挽救”，其中，序列气缸通过较晚地关闭进气阀被比在正常运行中更强烈地减压。如果探测到，起动过程比预期更好地进行，那么起动过程可以被再加速，其方式是，比原计划用于曲轴的旋转开始（更）快速地建立在序列气缸中的充气量。为此优选地将序列气缸以低于计划的强度进行减压，即进气阀早于正常情况被关闭。
此外优选地规定，依赖于探测的状态值这样地选择关闭时间点，即在相应的气缸中进行对内燃机的起动最佳的减压。由此总体上实现一种减压策略，其基于外部影响以及内燃机的状态值并且最佳地调整尤其是序列气缸的进气阀的关闭时间点，以保证内燃机的最佳的起动过程。
按照本发明的装置的特点在于一个专门布置的控制器，其具有用于实施按照本发明方法的机构。该机构涉及尤其是处理器，所述方法可以作为程序在该处理器上执行。在运行中由此产生上述用于内燃机的起动过程的优点。
按照本发明的计算机程序产品的特点在于，当它在计算机上运行时实施按照本发明的方法。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明。附图中所示：
图1是用于起动内燃机的有利的方法的流程图，
图2是起动过程的第一实施例和
图3起动过程的第二实施例。
具体实施方式
图1在简化的流程图中示出一种用于起动内燃机的方法，内燃机具有至少两个气缸，在此处为六个气缸，和气门机构，其中，气门机构具有用于每个气缸的至少一个进气阀和至少一个排气阀，和其中，至少进气阀的关闭时间点可以可变地调整。内燃机此外具有汽油直喷系统，据此可以将燃料直接地引入气缸中。其中的每个气缸此外配有点火装置，尤其是火花塞，用于点燃引入各气缸中的燃料。
内燃机应该通过直接起动或减压起动投入运行，为此将燃料喷入其活塞静止地处于膨胀阶段中的一个气缸中并且引入点火。由此产生的燃烧通过活塞将旋转运动引入内燃机的曲轴中。首先点火的气缸应该在以下称为起动气缸。
为了保证内燃机的最佳的起动，该有利的方法规定，在起动时至少一个序列气缸，即在点火顺序中位于起动气缸之后的一个气缸，的至少一个进气阀的关闭时间点依赖于至少一个当前的状态值被改变。尤其是在点火顺序中跟随的第一和第二气缸的进气阀的关闭时间点依赖于当前的状态值被改变。
在此情况下首先从一个用于相应的进气阀的基础控制时间出发，该基础控制时间在最佳的运行条件下保证最佳的起动过程。通过考虑当前的状态值，该基础控制时间被改变或被修正，由此相应的进气阀提早或延迟地关闭，由此在相应的气缸中进行的减压被适配。基础控制时间最好依赖于内燃机的停止位置被储存在发动机控制器中并且作为用于其它方法的出发点供使用。在本例中规定，首先实施所谓的离线修正或者说进气阀的关闭时间的匹配，如其在图1中示例性地在流程图中示出的。由于一般不存在最佳的起动条件，在离线修正中规定，关闭时间点依赖于环境条件和在内燃机停止状态下可探测的内燃机的状态条件被改变或修正。在第一步骤S1中首先依赖于内燃机的停止位置确定起动气缸，在该起动气缸中应该引入起动过程。然后由此得出，在哪些序列气缸中进气阀的关闭时间点应该被改变。在具有六个气缸的内燃机中，例如自第四气缸起或自第三序列气缸起不再需要实施减压，由此在此处可以使用正常的关闭时间点。但是对于第一和第二序列气缸按照有利的方法如下描述地进行关闭时间点的改变。
首先探测环境压力p0和/或环境温度T0。依据它们改变关闭时间点被或在步骤S2中修正相应的进气阀的基础控制时间。环境压力和环境温度确定用于初始燃烧的充气量以及由序列气缸要做出的压缩功。因此例如规定，在高的环境压力下相应的进气阀的关闭时间点进一步向后或向延迟移动，以便达到增大的压缩功。
此外确定发动机温度，为此借助于相应的传感器探测冷却水温度Tw。依赖于由此确定的发动机温度TM然后在步骤S3中相应地进一步改变对应的关闭时间点，即提早或延迟移动。温度TM对内燃机的摩擦具有影响并且因此也对在起动期间的转速变化有影响。如果关闭时间点相应地依赖于转速变化被改变，那么序列气缸的减压可以进一步优化，以保证内燃机的良好的起动。
此外规定，探测内燃机的润滑剂，尤其是发动机机油，的润滑剂状态Ts。尤其是作为润滑剂状态Ts探测润滑剂的粘度，它由于磨损、焦化和/或燃料的进入随着内燃机的运行功率被改变。依赖于润滑剂状态Ts在步骤S4中也修正对应于的进气阀的关闭时间点，因为润滑剂的状态对内燃机20的摩擦也具有影响。这在优化相应的气缸的减压通过所述有利的方法考虑，以保证最佳的起动。
在接着在步骤S2，S3和S4中实施的修正之后例如在另一个步骤S5中测量直到达到确定的内燃机的最小转速和/或在内燃机的压缩冲程期间的最小转速的起动时间。利用这些值然后可以通过匹配函数在步骤S6中考虑内燃机的磨损现象，例如在寿命期间改变的发动机的摩擦和/或所谓的漏气特性，其也影响减压起动。当然步骤S2，S3和S4也可以在一个不同于在此处介绍的顺序中实施。
在离线修正时进气阀的关闭时间点在内燃机投入运行之前被确定，而在以下描述的在线修正时，其可以针对离线修正备选地或附加地实施，在已经引入起动过程期间提供对进气阀的关闭时间点的适配和改变。在此情况下在起动过程期间监控内燃机的转速n。为此图2和3分别示出一个曲线图，其中在时间t上画出内燃机的转速n。内燃机的最佳的或计划的起动过程的转速变化在此通过第一曲线n0示出。
在按照图2的第一实施例中，实际探测的起动过程ns减弱到较低的转速，其是由序列气缸的不足够的减压决定的并且导致起动失败。
但是在开始时就已经清楚的是，探测的转速ns偏离期望的转速n0并且具有较低的值。如果这在起动过程期间被识别，那么按照所述有利的方法将序列气缸的进气阀的关闭时间点向延迟方向改变或调整出序列气缸的一个更强的减压。由此尽管总体上内燃机的起动时间延长了值Δt1，如在图2中记载的，但是起动过程可以被“挽救”或保证，如通过产生的转速nSK示出的。
通过更强的减压，使起动还被挽救，因为转速n在相应的序列气缸的压缩期间不是如在未被改变关闭时间点时那样强烈地下降。
图3示出一个与期望的转速变化n0相比较更好的转速变化nB，它在开始时就已经导致比期望的转速更高的转速。在这种情况下起动过程可以被进一步加速，其方法是比在旋转开始时原始计划的更快速地建立相应的气缸充气量。为此序列气缸的进气阀的关闭时间点向提早移动，由此该序列气缸要比原始通过基础控制时间计划的较低强度地减压。由此实现，内燃机被更快速地加速和产生的转速nBk更快地达到最小转速。起动时间在此情况下缩短了在图3中示出的值Δt2。
Claims (10)
1.用于起动机动车的内燃机的方法，内燃机具有
至少两个气缸，
气门机构，对于每个气缸该气门机构具有至少一个进气阀和至少一个排气阀，其中，至少进气阀的关闭时间点能够可变地调整，和
直喷系统，
其中，所述起动通过在其中一个气缸中的直接喷射和点火引入，其中在起动时至少一个另外的气缸的至少一个进气阀的关闭时间点依赖于至少一个当前的状态值被改变，其特征在于，在起动过程期间作为当前的状态值探测内燃机的转速(n)，从而通过在线修正在已经引入起动过程期间实施进气阀的关闭时间点的改变，其中当探测的转速(n)偏离期望的转速并具有较低的值时，将所述另外的气缸的进气阀的关闭时间点向延迟方向移动，并且当探测的转速(n)偏离期望的转速并具有较高的值时，将所述另外的气缸的进气阀的关闭时间点向提早方向移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为当前的状态值探测环境温度(T0)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为当前的状态值探测环境压力(p0)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为当前的状态值确定发动机温度(TM)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，作为当前的状态值探测润滑剂状态(Ts)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，依赖于各探测的状态值这样地选择至少一个进气阀的关闭时间点，即在相应的气缸中进行对起动最佳的减压。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直喷系统是汽油直喷系统。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，作为当前的状态值探测代表内燃机的润滑剂的粘度的值。
9.用于起动内燃机的装置，其特征在于，设置一个专门布置的控制器，它包含用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的机构。
10.计算机可读的存储介质，具有当程序在计算机执行时实施根据权利要求1至8中任一项所述方法的程序代码。
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