DE102006043678A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102006043678A1
DE102006043678A1 DE102006043678A DE102006043678A DE102006043678A1 DE 102006043678 A1 DE102006043678 A1 DE 102006043678A1 DE 102006043678 A DE102006043678 A DE 102006043678A DE 102006043678 A DE102006043678 A DE 102006043678A DE 102006043678 A1 DE102006043678 A1 DE 102006043678A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
injection
parameters
internal combustion
combustion engine
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102006043678A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006043678B4 (de
Inventor
Jochen Laubender
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102006043678.4A priority Critical patent/DE102006043678B4/de
Priority to FR0757624A priority patent/FR2905987A1/fr
Priority to JP2007240442A priority patent/JP5399620B2/ja
Publication of DE102006043678A1 publication Critical patent/DE102006043678A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006043678B4 publication Critical patent/DE102006043678B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0844Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop with means for restarting the engine directly after an engine stop request, e.g. caused by change of driver mind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F02N99/002Starting combustion engines by ignition means
    • F02N99/006Providing a combustible mixture inside the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04Engine intake system parameters
    • F02D2200/0402Engine intake system parameters the parameter being determined by using a model of the engine intake or its components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/042Introducing corrections for particular operating conditions for stopping the engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/005Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/022Engine speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2300/00Control related aspects of engine starting
    • F02N2300/20Control related aspects of engine starting characterised by the control method
    • F02N2300/2002Control related aspects of engine starting characterised by the control method using different starting modes, methods, or actuators depending on circumstances, e.g. engine temperature or component wear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/08Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits having multiple-spark ignition, i.e. ignition occurring simultaneously at different places in one engine cylinder or in two or more separate engine cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem nach einer Stopp-Anforderung eine Auslaufphase der Brennkraftmaschine eingeleitet wird, und in der Auslaufphase Einspritz- und Zündparameter ermittelt werden.

Description

  • Stand der Technik
  • In einem typischen Start-Stopp-Betrieb wird bei einer Stopp-Anforderung nach einem definierten Zeitintervall über die Ausblendung der Einspritzung in allen Zylindern abgestellt. Abhängig von der zuvor gewählten Leerlaufdrehzahl, durchläuft die Brennkraftmaschine – im weiteren auch Motor genannt – noch mehrere nicht befeuerte Arbeitsspiele bis zum endgültigen Stillstand. Der Start der Brennkraftmaschine erfolgt bei eine Start-Stopp-Betrieb entweder bei geeigneter Kolbenposition direkt, nur durch Einspritzen und Zündung von Kraftstoff oder aber durch Unterstützung eines Starters/Anlassers.
  • Aus der DE 31 17 144 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine bekannt, dass ohne einen elektromotorischen Anlasser arbeitet. Bei stillstehender Brennkraftmaschine wird dabei in den Brennraum eines oder mehrerer Zylinder, deren Kolben sich in der Arbeitsphase befinden, eine für eine Verbrennung notwendige Menge an Kraftstoff eingespritzt und gezündet. Danach wird jeweils in den Brennraum des oder der Zylinder, deren Kolben den nächsten Arbeitstakt ausführen, Kraftstoff eingespritzt und gezündet, sobald die betreffenden Kolben die Arbeitsstellung erreicht haben. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine ohne einen elektrischen Anlasser und die damit notwendigerweise verbundenen Bauteile ausgebildet werden. Zudem kann ein Akkumulator der Brennkraftmaschine kleiner dimensioniert sein, da dieser keine elektrische Energie mehr für den Anlasser und die übrigen elektrischen Bauteile liefern muss.
  • Kommt es jedoch während des Motorauslauf zu einem erneuten Startwunsch – beispielsweise nach einem Fahrerwunsch zum Losfahren, beim Einfahren in einen Kreisverkehr, schnelles Umschalten der Ampel o. ä. – so sieht die typische Start-Stopp-Funktionalität vor, dass der Motor dennoch zunächst bis zum Stillstand ausläuft und erst anschließend ein Neustart erfolgt. Dadurch wird der erwünschte Wiederholstart deutlich verzögert und der Fahrer stark verunsichert, bzw. das Verkehrsgeschehen behindert.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass nachdem eine Stopp-Anforderung eine Auslaufphase der Brennkraftmaschine einleitet, auch in dieser Auslaufphase Einspritz- und Zündparameter ermittelt werden, die insbesondere einen weiteren Betrieb und/oder Start der Brennkraftmaschine ermöglichen. Mit den so vorliegenden Parametern ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Brennkraftmaschine bei Vorliegen eines Startwunsch bereits in der Auslaufphase weiter zu betreiben bzw. erneut zu starten, ohne dass ein Stillstand der Brennkraftmaschine abgewartet werden muss.
  • Ferner wird ein ebenso vorteilhaftes Steuergerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, mit den Merkmalen des zugehörigen unabhängigen Anspruchs beansprucht, bei dem ein Berechnungsmittel in der Auslaufphase Einspritz- und Zündparameter ermittelt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist es vorgesehen, die Einspritz- und Zündparameter unabhängig von einem Synchro-Raster zu ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass die Ermittlung dieser Parameter durch einen Rechenalgorithmus erfolgen kann, der nicht zwangsläufig mit dem Synchro-Raster gekoppelt sein muss, und zudem eigenständig gegenüber einem im Synchro-Raster ablaufenden Rechenalgorithmus sein kann.
  • Ferner ist es von Vorteil in der Auslaufphase eine Winkelstellung der Kurbelwelle zu erfassen, um beispielsweise Einspritz- und Zündparameter eindeutig den Zylindern und Arbeitstakten zuordnen zu können.
  • Des weiteren ist es vorgesehen bei einem während der Auslaufphase vorliegenden Startwunsch auf die ermittelten Einspritz- und Zündparameter zurückzugreifen, so dass in vorteilhafter Weise ein Start oder der weitere Betrieb der Brennkraftmaschine eingeleitet werden kann, ohne dass zunächst entsprechende Parameter berechnet werden müssen oder einen Stillstand der Brennkraftmaschine abzuwarten ist.
  • Ferner ist es in einer weiteren Ausgestaltung von Vorteil, in der Auslaufphase anhand von der Winkelstellung der Kurbelwelle und vorzugsweise von Parametern der Brennkraftmaschine zu ermitteln, ob in einem Zylinder eine Kurbelwellenumdrehung mit einem Übergang über einen oberen Totpunkt zu erwarten ist. So dass anhand dieser Information entschieden werden kann, ob ein Direktstart freigegeben werden kann oder nicht. Ist beispielsweise ein solcher Übergang nicht zu erwarten sollte der Start vorzugsweise mit einer Starthilfe als vorzugsweise einer Anlasserunterstützung erfolgen. Ist eine Überschreitung des oberen Totpunkt zu erwarten, wird vorzugsweise ein Direktstart, also ohne Anlasserunterstützung mit geeigneter Kraftstoffeinspritzung und -zündung, eingeleitet.
  • Zeichnungen
  • Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 2 eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Berechnung von Einspritz- und Zündsignalen erfolgt während des normalen Motorbetriebes in der Regel winkelbasiert in einem sog. „Synchroraster". D.h. das im wesentlichen abhängig von der Erkennung der Bezugsmarke am Kurbelwellengeberrad, die notwendige Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Zylinderfüllung berechnet und an die Einspritzventile ausgegeben wird. Für einen schnellen Wiederholstart im z.B. Start-Stopp-Betrieb des starterunterstützten Direktstarts, ist die definierte und kontrollierte und Ausgabe der Einspritzung und Zündung auch während des Motorauslaufs unbedingt notwendig, damit der Motor bei einem unerwarteten Startwunsch möglichst schnell wieder gestartet werden kann. Dies ist Gegenstand dieser Erfindung, indem in einem weiterführenden Algorithmus speziell die Berechnung und Ausgabe der Einspritzung und Zündung während des Motorauslaufs gesteuert wird.
  • Die Erfindung sieht vor, dass nach z.B. einer Stopp-Anforderung im Start-Stopp-Betrieb ersatzweise oder parallel zum Rechenalgorithmus für die Einspritzung und Zündung im Synchro-Raster ein Auslauf-Rechenalgorithmus zur Berechnung der Einspritz- und Zündsignale während des Motorauslaufs gerechnet wird. Dieser Auslauf-Rechenalgorithmus kann dabei sowohl Winkel-, als auch zeitbasiert erfolgen und ist nicht an ein Synchro-Raster gebunden. Die Ausgabe der Einspritz- und Zündimpulse kann darin jederzeit und unabhängig voneinander erfolgen. Der Algorithmus rechnet dazu autonom und kann auch auf berechnete Werte des üblichen Rechenalgorithmus im Synchro-Raster zurückgreifen.
  • Es ist darin vorgesehen, dass bei einer Stopp-Anforderung im Motorauslauf eine auf dem Signal eines Absolutwinkelgebers bzw. eines Drehzahlgebers mit Richtungserkennung gesonderte Berechnung eines Kurbelwellenwinkels oder auch einer Zeit (beispielsweise Zahnzeiten) bis zum endgültigen Stillstand des Motors angestoßen wird. Gleichzeitig wird vorzugsweise ein Zylinderzähler und eine Berechnung der Zünd-OTs ausgelöst. Aus der Änderung des Kurbelwellenwinkels mit der Zeit wird auch ein Drehzahlsignal und eine Winkelbeschleunigung bis zum Motorstillstand berechnet.
  • Die Grundidee des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nun, dass anhand unterschiedlicher Betriebsparameter und/oder Sensorsignale – beispielsweise Drosselklappenwinkel, Saugrohrdruck, Ventilsteuerzeiten, Luftmasse, Motortemperatur etc. – oder auch modellierten Größen – Temperatur am Einlassventil, Luftdichte, etc. – und der momentanen Drehzahl, zylinderindividuell für jedes Arbeitsspiel bis zum endgültigen Stillstand des Motors die Füllung und die Einspritzmenge prädiktiv berechnet und für einen eventuell eintretenden Startwunsch in einem Zwischenspeicher – physikalischer Speicher wie RAM, neuronales Netz, etc. – bereitgestellt wird.
  • Die abgespeicherten Werte werden darüber hinaus gegebenenfalls auch aktualisiert, wenn derselbe Zylinder erneut einen Ansaugtakt durchläuft. Die Füllungsberechnung erfolgt beispielsweise aus dem Signal eines Luftmassenmessers, dem aktuellen Saugrohrdruck und/oder dem Drosselklappenwinkel und/oder den Ventilsteuerzeiten, der Ansauglufttemperatur oder Motortemperatur, der Tankentlüftung und der Änderung des Hubvolumens mit dem Kurbelwellenwinkel z.B. gemäß:
    Figure 00050001
  • Mit
  • λl
    = l/r (= Pleuellänge/Kurbelwellenradius)
    Vh
    = Hubvolumen
    = Verdichtungsverhältnis
    = Kurbelwellenwinkel
  • Zusätzlich wird in einem Modell die Dynamik der ein- und ausströmenden Frischluft und des Restgases beim Gaswechsel sowie weitere Modell- bzw. Motorparameter berücksichtigt. Die so berechnete Füllung kann anschließend mit der vom Rechenalgorithmus im Synchro-Raster berechneten Füllung verglichen und eventuelle Korrekturen in der Berechnung der Einspritzmenge vorgenommen werden.
  • Bei einem unerwarteten Startwunsch wird während des Motorauslaufs auf die abgespeicherten Werte für die Einspritzmengen zurückgegriffen und für den nächst möglichen Zylinder ausgegeben, um den Motor möglichst schnell wieder auf den erforderlichen Betriebspunkt zu beschleunigen. Die Ausgabe der berechneten Einspritzmenge kann sowohl zeit-, als auch winkelbasiert in Abhängigkeit vom Druck im Kraftstoffrail/-druckspeicher, der Drehzahl und anderen Betriebsparametern erfolgen.
  • Bei Motoren mit Saugrohreinspritzung kann die Kraftstoffmasse in das Saugrohr bei geschlossenen Einlassventilen oder synchron zum Ansaugtakt eingespritzt werden. Die Kraftstoffmenge kann dazu zusätzlich auch aufgeteilt werden. Bei Direkteinspritzenden Motoren kann die Kraftstoffmenge in den Ansaug-, oder auch in den Kompressionstakt eingespritzt werden. Der Zeitpunkt der Einspritzungen kann bei Direkteinspritzenden Motoren auch nach dem Überschreiten des Zünd-OTs erfolgen. Auch hier kann die Kraftstoffmenge jeweils aufgeteilt werden. In allen Fällen können die Einspritzung zur Verbesserung der Gemischaufbereitung auch als Mehrfacheinspritzungen ausgeführt sein.
  • Die Zündung kann bei beiden Motorvarianten vor oder auch nach dem Überschreiten des Zünd-OT des jeweiligen Zylinders erfolgen. Insbesondere kann auch die Zündung entweder Winkel- oder zeitbasiert als Mehrfachzündung mit Variabler Zündenergie (= Schließwinkel) ausgeführt werden.
  • Zusätzlich können die Einzeleinspritzungen/-zündungen bei der Mehrfacheinspritzung/-zündung unterschiedliche Dauer besitzen und in unterschiedlichen zeit-/Winkelabstände ausgegeben werden.
  • Für die kontrollierte und definierte Ausgabe der Einspritz- und Zündimpulse stellt der Auslauf-Rechenalgorithmus z.B. anhand der Drehzahl und der Beschleunigung an der Kurbelwelle sicher, ob der Motor tatsächlich noch einen vollständigen Kompressions- oder Saugtakt mit anschließendem Durchgang durch den Zünd-OT durchführt. Kommt es währenddessen zu einem Startwunsch durch den Fahrer, so wird anhand des Kurbelwinkels und vorzugsweise des Zylinderzählers der Zylinder identifiziert, der als nächstes in den Kompressions- oder Saugtakt übergeht. In diesen Zylindern wird im folgenden die Einspritzung und die Zündung ausgeführt, wobei der Algorithmus auf die abgelegten Werte für die Einspritzmenge zurückgreift und abhängig von z.B. der Drehzahl und anderen Motorparametern den Zeitpunkt, die Dauer (Einfach- oder Mehrfacheinspritzung; auch vor oder nach OT) der Einspritzung und den Zündwinkel ausgibt.
  • Die Ausgabe der Einspritzung und Zündung wird dabei so ausgelegt, dass eine optimale Gemischaufbereitung beispielsweise im Hinblick auf eine gute Verbrennung und geringe Emissionen und ein schneller Hochlauf des Motors (schnelles Erreichen der Betriebsbereitschaft) erzielt wird. Die Steuerung des geforderten und des vom Motor abgegebenen Momentes kann speziell in einer Funktionalität zur Koordination des Gesamtmomentes erfolgen.
  • Bei Motoren mit einer Zylinderzahl von n > 4, werden analog mehrere Zylinder identifiziert, die sich im Kompressions- bzw. Saugtakt befinden und der Algorithmus dementsprechend auch an diesen Zylindern ausgeführt.
  • Erkennt das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Unterschreitens einer gewissen Drehzahlschwelle oder einer Schwelle für die Winkelbeschleunigung, dass sich der Motor in der Auspendelphase befindet und nicht mehr über einen oberen Totpunkt in einem Arbeitstakt – einem Zünd-OT – gelangen wird und kommt es in dieser Phase zu einem unerwarteten Startwunsch, so wird auf den normalen Direktstart-Betrieb mit Starterunterstützung umgeschaltet. D.h. es wird umgehend der Starter eingerückt und in den Zylinder im Kompressionstakt oder Saugtakt eingespritzt. Anschließend wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit dem Starter verdichtet und gezündet. Der weitere Motor-Hochlauf erfolgt ebenso wie im normalen Direktstart-Betrieb mit Starterunterstützung.
  • Bei Motoren mit einer Zylinderzahl von n > 4, werden analog mehrere Zylinder identifiziert, die sich im Kompressions- bzw. Saugtakt befinden und das Verfahren dementsprechend auch an diesen Zylindern ausgeführt. Zusätzlich kann bei Direkteinspritzenden Motoren das Verdichten mit dem Starter in der Kompressionsphase noch durch ein Verbrennungsmoment im Arbeitstakt unterstützt werden. Dazu wird bei Direkteinspritzenden Motoren in der Auspendelphase auch in den Arbeitstakt eingespritzt und im Idealfall gleichzeitig mit dem Andrehen des Starters gezündet. Durch die Kombination von Starter- und Verbrennungsmoment wird ein noch schnellerer Motor-Hochlauf erreicht.
  • In 1 ist eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft anhand eines Blockschaltbildes dargestellt. Nach Vorliegen einer Stopp-Anforderung 10 wird in einem nächsten Schritt 20 ein so genannter Auslaufalgorithmus angestoßen bzw. initialisiert der anhand von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine – beispielsweise Sensordaten oder auch modellierter Größen – Parameter für einen Start der Brennkraftmaschine in der Auslaufphase ermittelt bzw. berechnet. Beispielsweise können im Schritt 20 Füllung, Einspritzmenge, Zündwinkel, Einspritzzeitpunkt, Kurbelwellenwinkel, Zylinderzähler etc. bestimmt und ermittelt werden. Im nachfolgenden Schritt 30 werden die Parameter abgespeichert.
  • Im Schritt 40 wird überprüft, ob ein Startwunsch vorliegt. Bei einem vorliegenden Startwunsch werden in einem Schritt 90 die im Schritt 30 hinterlegten Parameter für den Wiederholstart ausgeben und im Schritt 190 einen Start in der Auslaufphase ausgeführt.
  • Liegt kein Startwunsch vor, wird im Schritt 50 überprüft, ob sich die Brennkraftmaschine bereits in einer so genannten Auspendelphase befindet; d.h. es wird überprüft, ob ein Kolben der Brennkraftmaschine einen Oberen Totpunkt im Arbeitstakt einem so genannten Zünd-OT noch durchlaufen wird oder nicht. Befindet sich die Brennkraftmaschine bereits in einer Auspendelphase wird im Schritt 60 die Abfrageschleife für einen Start in der Auslaufphase verlassen und auf eine Bereitschaft für einen normalen Start oder ggf. Direktstart umgeschaltet.
  • Liegt keine Auspendelphase vor, wird wieder in den Schritt 20 verzweigt und die Parameter für einen Start in der Auslaufphase erneut berechnet und die gespeicherten Parameter im Schritt 30 aktualisiert bzw. überschrieben. Die Schleife wird solange wiederholt, bis entweder im Schritt 40 ein Startwunsch erkannt wird oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine soweit gesunken ist, dass im Schritt 50 ein Auspendelphase erkannt und im Schritt 60 auf eine Bereitschaft für einen normalen Start oder ggf. Direktstart umgeschaltet.
  • Die Erkennung einer Auspendelphase bzw. die Erkennung, ob eine Kurbelwellenumdrehung mit einem Übergang über einen oberen Totpunkt im Arbeitstakt zu erwarten ist, wird im Schritt 50 vorzugsweise anhand der Winkelstellung der Kurbelwelle und von Parametern der Brennkraftmaschine ermittelt. Als Parameter kommen hier insbesondere die Motordrehzahl, die Winkelbeschleunigung der Kurbelwelle in Betracht. Als weitere Parameter können Gasfedermomente eines oder mehrerer Zylinder berücksichtigt werden, wobei darüber hinaus über beispielsweise Sensoren ein Drehmoment an der Kurbelwelle erfasst oder ermittelt werden könnte.
  • 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung/Steuergerät 1 zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Berechnungsmittel 410 zur Ermittlung von Parametern zum Betreiben und/oder Starten der Brennkraftmaschine, mit einem Erfassungsmittel 420 zur Erfassung von Signalen, Sensorsignalen, Parameter der Brennkraftmaschine, Fahrerwünschen etc., mit einem Speichermittel 440 zur Abspeicherung der vom Berechnungsmittel 410 ermittelten Betriebsparameter, mit einem Kontrollmittel 430, das anhand von Vorgaben des Steuergeräts 1, des Berechnungsmittels 410, der gespeicherten und/oder erfassten Parameter die Brennkraftmaschine 500 steuert.
  • Vorzugsweise leitet das Steuergerät bei Vorliegen einer Stopp-Anforderung 10 eine Auslaufphase der Brennkraftmaschine 500 ein. Diese Auslausphase kann beispielsweise durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr und Zündung eingeleitet werden. Weitere Änderungen und Anpassungen der Betriebsparameter der Brennkraftmaschine nach einer Stopp-Anforderung sind denkbar.
  • In der Auslaufphase wird der Kurbelwellenwinkel der Brennkraftmaschine über das Erfassungsmittel 420 weiterhin erfasst und mit Hilfe des Berechnungsmittels 410 vorzugsweise Einspritz- und Zündparameter berechnet/ermittelt, die für einen ggf. gewünschten Start in der Auslaufphase in dem Speichermittel 440 zur Verfügung gestellt werden. Bei Vorliegen eines Startwunsches kann das Kontrollmittel 430 umgehend auf diese gespeicherten Parameter zurückgreifen und einen Start der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung dieser Parameter einleiteten, ohne dass ein Stillstand der Brennkraftmaschine/Kurbelwelle abgewartet werden muss.
  • Zusätzlich zu den Einspritz- und Zündparametern können auch weitere, insbesondere für einen Start zweckdienliche Parameter – beispielsweise Motortemperatur, Saugrohrdruck etc. – bereitgestellt werden.
  • Also zusammenfassend sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass nach z.B. einer Stopp-Anforderung im Start-Stopp-Betrieb ersatzweise oder parallel zum Rechenalgorithmus für die Einspritzung und Zündung im Synchro-Raster ein Auslauf-Rechenalgorithmus zur Berechnung der Einspritz- und Zündsignale während des Motorauslaufs gerechnet wird. Dieser Auslauf-Rechenalgorithmus kann dabei sowohl Winkel-, als auch zeitbasiert erfolgen und ist nicht an ein Synchro-Raster gebunden. Er rechnet dazu autonom, kann jedoch auch auf berechnete Werte des üblichen Rechenalgorithmus im Synchro-Raster zurückgreifen.
  • Zusätzlich wird in einem Modell die Dynamik der ein- und ausströmenden Frischluft und des Restgases beim Gaswechsel sowie weitere Modell- bzw. Motorparameter berücksichtigt. Die so berechnete Füllung kann anschließend mit der vom Rechenalgorithmus im Synchro-Raster berechneten Füllung verglichen und eventuelle Korrekturen in der Berechnung der Einspritzmenge vorgenommen werden. In einem solchen Modell der Dynamik bzw. Gasdynamik sind vorzugsweise die durch die Bewegung der Gaswechselventile verursachten Schwingungen im Gasstrom oder Saugrohr zu berücksichtigen.
  • Dazu wird bei Direkteinspritzenden Motoren in der Auspendelphase auch in den Arbeitstakt eingespritzt und im Idealfall gleichzeitig mit dem Andrehen des Starters gezündet. Durch die Kombination von Starter- und Verbrennungsmoment wird ein noch schnellerer Motor-Hochlauf erreicht.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, bei dem nach einer Stopp-Anforderung eine Auslaufphase der Brennkraftmaschine eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auslaufphase Einspritz- und Zündparameter ermittelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ermittlung der Einspritz- und Zündparameter unabhängig von einem Synchro-Raster erfolgt.
  3. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem in der Auslaufphase eine Winkelstellung der Kurbelwelle erfasst wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem die ermittelten Einspritz- und Zündparameter für einen möglichen Startwunsch bereitgestellt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem bei einem während der Auslaufphase vorliegenden Startwunsch auf die bereitgestellten Einspritz- und Zündparameter zurückgegriffen wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem bei der Ermittlung oder einer Korrektur der Einspritz- und Zündparameter ein Modell die Dynamik der ein- und ausströmenden Frischluft und des Restgases beim Gaswechsel sowie weitere Modell- bzw. Motorparameter berücksichtigt wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem ausgehend von der Winkelstellung der Kurbelwelle und von Parametern der Brennkraftmaschine ermittelt wird, ob in einem Zylinder eine Kurbelwellenumdrehung mit einem Übergang über einen oberen Totpunkt ein einem Arbeitstakt zu erwarten ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem bei einer erwarteten Kurbelwellenumdrehung mit einem Übergang über den oberen Totpunkt im Arbeitstakt ein Direktstart freigegeben wird, und bei einem nicht zu erwartenden Übergang ein Start mit Anlasserunterstützung erfolgt.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem eine Einspritzung in mehrere Einspritzungen und/oder eine Zündung in mehrere Zündungen in einem Verdichtungs- und/oder Arbeitstakt aufgeteilt werden.
  10. Steuergerät (1) zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (500) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, – mit einem Berechnungsmittel (410) zur Ermittlung von Parametern zum Betreiben und/oder Starten der Brennkraftmaschine, wobei das Steuergerät (1) bei Vorliegen einer Stopp-Anforderung eine Auslaufphase einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungsmittel (410) in der Auslaufphase Einspritz- und Zündparameter ermittelt.
DE102006043678.4A 2006-09-18 2006-09-18 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Expired - Fee Related DE102006043678B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006043678.4A DE102006043678B4 (de) 2006-09-18 2006-09-18 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
FR0757624A FR2905987A1 (fr) 2006-09-18 2007-09-17 Dispositif et procede de gestion d'un moteur a combustion interne
JP2007240442A JP5399620B2 (ja) 2006-09-18 2007-09-18 内燃機関の運転方法及び制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006043678.4A DE102006043678B4 (de) 2006-09-18 2006-09-18 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006043678A1 true DE102006043678A1 (de) 2008-03-27
DE102006043678B4 DE102006043678B4 (de) 2017-11-30

Family

ID=39104862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006043678.4A Expired - Fee Related DE102006043678B4 (de) 2006-09-18 2006-09-18 Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5399620B2 (de)
DE (1) DE102006043678B4 (de)
FR (1) FR2905987A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008110910A1 (en) * 2007-02-06 2008-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for a multiple cylinder internal combustion engine
DE102007060019B3 (de) * 2007-12-13 2009-04-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine im Stopp/Start-Betrieb
US8140247B2 (en) 2008-11-06 2012-03-20 Ford Global Technologies, Llc Control of intake pressure for restart-enabled idle stop
DE102010041504A1 (de) * 2010-09-28 2012-03-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
EP2184470A3 (de) * 2008-11-10 2012-05-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs
US8412443B2 (en) 2008-11-06 2013-04-02 Ford Global Technologies, Llc Engine shutdown control
EP2696053A1 (de) * 2011-04-08 2014-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Mit einem supralader ausgestattete steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
EP2322784A4 (de) * 2008-05-12 2015-08-19 Toyota Motor Co Ltd Stopp-/start-steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
EP2837816A4 (de) * 2012-04-11 2016-02-24 Toyota Motor Co Ltd Verbrennungsmotor und steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
DE112012007094B4 (de) 2012-11-01 2018-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller zum Starten einer Fahrzeug-Direkteinspritzungsmaschine
DE102006061279B4 (de) 2006-12-22 2019-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Motorsteuerung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE102010029453B4 (de) 2009-05-28 2019-07-18 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor beim Direktstart

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2956447B1 (fr) * 2010-02-17 2012-08-17 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de commande d'un redemarrage d'un moteur thermique
FR2957639B1 (fr) * 2010-03-22 2012-04-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de commande d'un demarrage d'un moteur thermique

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3117144A1 (de) * 1981-04-30 1982-11-18 Fa. Emil Bender, 5900 Siegen Anlassvorrichtung fuer einen mehrzylindrigen otto-motor
DE10030000A1 (de) * 1999-12-28 2001-07-05 Bosch Gmbh Robert Starteranordnung für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Steuerung derselben
DE10031173C1 (de) * 2000-06-27 2002-01-24 Siemens Ag Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE10301191B4 (de) * 2003-01-15 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
DE10359168B4 (de) * 2003-02-10 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Starten einer Brennkraftmaschine
JP2006188960A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Mazda Motor Corp 車両の制御装置
JP4232783B2 (ja) * 2006-01-10 2009-03-04 マツダ株式会社 エンジンの始動装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006061279B4 (de) 2006-12-22 2019-06-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Motorsteuerung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
WO2008110910A1 (en) * 2007-02-06 2008-09-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for a multiple cylinder internal combustion engine
DE102007060019B3 (de) * 2007-12-13 2009-04-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine im Stopp/Start-Betrieb
US7941266B2 (en) 2007-12-13 2011-05-10 Continental Automotive Gmbh Method and device for controlling an internal combustion engine in stop/start operation
EP2322784A4 (de) * 2008-05-12 2015-08-19 Toyota Motor Co Ltd Stopp-/start-steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
US8140247B2 (en) 2008-11-06 2012-03-20 Ford Global Technologies, Llc Control of intake pressure for restart-enabled idle stop
US8412443B2 (en) 2008-11-06 2013-04-02 Ford Global Technologies, Llc Engine shutdown control
EP2184470A3 (de) * 2008-11-10 2012-05-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuerung eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs
DE102010029453B4 (de) 2009-05-28 2019-07-18 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor beim Direktstart
DE102010041504A1 (de) * 2010-09-28 2012-03-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102010041504B4 (de) * 2010-09-28 2013-04-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Computerprogramm, elektronisches Speichermedium und Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
FR2965302A1 (fr) * 2010-09-28 2012-03-30 Bosch Gmbh Robert Procede et dispositif de commande d'un moteur a combustion interne
EP2696053A4 (de) * 2011-04-08 2014-12-17 Toyota Motor Co Ltd Mit einem supralader ausgestattete steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
US9097175B2 (en) 2011-04-08 2015-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with supercharger
EP2696053A1 (de) * 2011-04-08 2014-02-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Mit einem supralader ausgestattete steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
EP2837816A4 (de) * 2012-04-11 2016-02-24 Toyota Motor Co Ltd Verbrennungsmotor und steuervorrichtung für einen verbrennungsmotor
US9546638B2 (en) 2012-04-11 2017-01-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine and control device of internal combustion engine
DE112012007094B4 (de) 2012-11-01 2018-06-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller zum Starten einer Fahrzeug-Direkteinspritzungsmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
FR2905987A1 (fr) 2008-03-21
JP2008075650A (ja) 2008-04-03
JP5399620B2 (ja) 2014-01-29
DE102006043678B4 (de) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006043678B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP1151194B1 (de) Verfahren zum starten einer brennkraftmaschine insbesondere eines kraftfahrzeugs
EP2614251B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer brennkraftmaschine
DE10302132B4 (de) Elektromagnetische Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine
DE10304449B4 (de) Verfahren zur Steuerung einer direkten Einspitzung einer Brennkraftmaschine
DE10020104A1 (de) Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
DE102006001230A1 (de) Kraftstoffzufuhrsystem für Verbrennungskraftmaschine
DE102010004880B4 (de) Asynchrone Steuerung einer Hochdruckpumpe für Motoren mit Direkteinspritzung
DE102013218469A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines variablen Ventilsteuerungsmechanismus
DE19963516A1 (de) Steuervorrichtung für einen Antriebsmotor eines Motors
DE102010008046B4 (de) Systeme und Verfahren zum Spülen von Luft aus einem Kraftstoff-Einspritzungssystem
DE102009047219A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
EP3679237A1 (de) Verfahren zur überprüfung der funktion eines drucksensors im luft-ansaugtrakt oder abgas-auslasstrakt eines verbrennungsmotors im betrieb und motor-steuerungseinheit
DE102007058227B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102017112693A1 (de) Motor-Stopp-Positionssteuerungssystem und Verfahren
DE102013217008A1 (de) Vorpumpen einer Kraftstoffpumpe, das durch einen Türsensor aktiviert wird
DE19958465C2 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE10342703A9 (de) Verfahren zum Starten einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
DE102016203237A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
DE102008042980A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Lage eines oberen Totpunkts einer Brennkraftmaschine
DE102017130562A1 (de) Zündungssystem mit erfassung der verbrennungsauslösung
DE102013223626A1 (de) Verfahren zum Bestimmen eines aktuellen Zylindertakts eines Hubkolbenmotors
DE102012215821A1 (de) Gleichzeitige zündung zweier zylinder eines gleichmässig zündenden nockenlosen motors
DE102013205023B4 (de) Verfahren zur steuerung eines nockenwellenphasenstellers
DE102016219577A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02N0017000000

Ipc: F02N0099000000

R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130531

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02N0017000000

Ipc: F02N0099000000

Effective date: 20130820

R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F02N0099000000

Ipc: F02N0015000000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee