DE102007028855A1 - Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, wobei zum Abschalten der Brennkraftmaschine die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr bei allen Zylindern abgeschaltet wird/werden. Erfindungsgemäß werden während des Abschaltvorgangs sämtliche Gaswechselventile zumindest eines Zylinders in einen geschlossenen Zustand überführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere ein Verfahren zur Steuerung einer Viertakt-Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Beim Abschalten einer herkömmlichen Brennkraftmaschine kommt es zumeist zu einem ungewollten Nachlaufen der Brennkraftmaschine. Dieses ungewollte Nachlaufen der Brennkraftmaschine, bei bereits abgeschalteter Zündung und abgeschalteter Kraftstoffzufuhr macht sich dem Benutzer durch ein unkomfortables Schütteln bemerkbar. Dieses (Abstell-)Phänomen macht sich besonders stark bei Diesel-Brennkraftmaschinen bemerkbar. Bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen wird dem durch eine aufwändige Lagerung mittels unterschiedlicher Motorlagerungs-Konzepte (z. B. hydraulisch oder elektro-mechanisch verstellbare Motorlagerungen) entgegengewirkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine anzugeben, durch welches der Abstell- bzw. Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine im Hinblick auf den Komfort verbessert wird. Insbesondere soll ein möglichst ruckelfreies Abstellen der Brennkraftmaschine gewährleistet werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden beim Abschalten der Brennkraftmaschine alle Einlassventile und alle Auslassventile zumindest eines Zylinders – vorzugsweise alle Gaswechselventile aller Zylinder – der Brennkraftmaschine in eine geschlossene Position überführt, derart, dass kein Gasaustausch durch den jeweiligen Zylinderbrennraum stattfindet. Durch die gezielte Überführung der Gaswechselventile in die Schließposition wird das Ansaugen, Verdichten und Ausstoßen von Frischgas während der Abschaltphase der Brennkraftmaschine verhindert und so ein gleichmäßigerer Motorlauf ohne starke Drehmomentschwankungen erzeugt. Die Überführung der Gaswechselventile in die Schließposition erfolgt in Reaktion auf ein Abschaltsignal, z. B. ein durch manuelle Deaktivierung der Zündung per Zündschlüssel oder ein durch automatische Deaktivierung beim automatischen Motorstopp während des Motor-Start-Stopp-Betriebs erzeugtes Abschaltsignal. Mit Vorteil werden die in der Schließposition befindlichen Gaswechselventile zumindest für eine vorbestimmte Zeitdauer in der Schließposition gehalten – insbesondere aber bis der tatsächliche Stillstand der Brennkraftmaschine ermittelt (berechnet oder per Sensorik erfasst) worden ist.
  • Mit Vorteil findet das erfindungsgemäße Verfahren bei Brennkraftmaschinen mit Zylinderabschaltung Anwendung, bei denen die Zylinderabschaltung durch eine nockenwellenunabhängige Steuerung der Gaswechselventile erfolgt, insbesondere bei denen die Zylinderabschaltung durch eine nockenwellenunabhängige taktgenaue Einzel-Ventilabschaltung (jedes einzelne Gaswechselventil unabhängig ansteuerbar) erfolgt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Abstellvorgang der Brennkraftmaschine derart durchzuführen, dass die abgestellte Brennkraftmaschine sich in einem definierten und für den nächsten Startvorgang bereits vorbereiteten Zustand bezüglich des Ladungsinhalts der Zylinderbrennräume befindet. Hierfür wird bei jedem Zylinder, dessen Gaswechselventile in die Schließposition „zwangsüberführt" und dort bis zum Stillstand der Brennkraftmaschine gehalten werden sollen, während der dem letzten Zündvorgang folgenden Kurbelwellenumdrehung Frischgas angesaugt, welches aufgrund der danach zwangsgeschlossenen Gaswechselventile nicht mehr ausgestoßen wird, und somit beim nächsten Startvorgang unmittelbar zur Verfügung steht (also nicht erst beim Startvorgang angesaugt werden muss). Unabhängig von der tatsächlichen Position, in der die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommt, gibt es immer einen Zylinder, der beim Anlassvorgang gerade anfängt zu verdichten, so dass zumindest für den Fall, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf alle Zylinder angewendet wird, in demjenigen Zylinder, der beim Startvorgang als erstes zu zünden ist, eine ausreichende Luftmenge zur Aktivierung des Zylinders bereitgestellt ist.
  • Ausgehend von einem Zustand, in dem die Gaswechselventile zumindest eines Zylinders sich im geschlossenen Zustand befinden, wird in Reaktion auf ein Startsignal zum Starten der Brennkraftmaschine eine Startereinrichtung zum Antrieb der Brennkraftmaschine (bzw. der Kurbelwelle) aktiviert, wobei die Gaswechselventile solange im geschlossen Zustand gehalten werden, bis die Startereinrichtung (bzw. die Kurbelwelle) eine vorbestimmte Startdrehzahl erreicht hat. Bei Erreichen der Startdrehzahl wird in einem ersten Viertakt-Zyklus (720°–Kurbelwelllenzyklus) vorzugsweise vorerst nur eine Anzahl von Zylindern kleiner der Gesamtzylinderzahl der Brennkraftmaschine, insbesondere lediglich ein Zylinder, durch Einschalten von Zündung und Kraftstoffzufuhr sowie Betätigung der Gaswechselventile aktiviert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Brennkraftmaschine in einem Start-Stopp-Betriebsmodus betrieben, wobei eine automatische Abschaltung (automatischer Motorstopp) der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen erfolgt, und wobei ausgehend von einem Zustand bei automatisch abgeschalteter Brennkraftmaschine eine automatische Aktivierung (automatischer Motorstart) der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen erfolgt.
  • Dabei werden – gemäß vorstehend beschriebenem Verfahren – während des automatischen Abschaltvorgangs sämtliche Einlass- und Auslassventile zumindest eines Zylinders (vorzugsweise aller Zylinder) in den geschlossenen Zustand überführt (und für eine vorbestimmte Zeitdauer, insbesondere bis zum Stillstand der Brennkraftmaschine geschlossen gehalten).
  • Alternativ oder zusätzlich können beim Motor-Start-Stopp-Betrieb während der automatischen Aktivierung der Brennkraftmaschine (automatischer Motorstart) zu Beginn des Startvorgangs, bevor die Kurbelwelle in Rotation versetzt wird, sämtliche Gaswechselventile zumindest eines Zylinders in einen geschlossenen Zustand überführt bzw. in diesem gehalten werden und anschließend die Kurbelwelle in Rotation versetzt werden. Dabei wird die Drehzahl der Startereinrichtung bzw. der Kurbelwelle überwacht, und bei Erreichen einer vorbestimmten Startdrehzahl zumindest ein Zylinder durch Einschalten von Zündung und Kraftstoffzufuhr sowie Betätigung der Gaswechselventile aktiviert. Bevorzugt werden nicht alle Zylinder in einem ersten 720° Kurbelwellenzyklus (Viertaktzyklus) nach Erreichen der Startdrehzahl aktiviert – vielmehr wird vorzugsweise lediglich ein Zylinder (oder eine Zylinderanzahl kleiner der Gesamtzylinderanzahl) aktiviert und der bzw. die verbleibenden nicht aktivierten Zylinder in einem der darauf folgenden Viertaktzyklen aktiviert. Auf diese Weise kann die für den Startvorgang der Brennkraftmaschine im Startzeitpunkt erforderliche Startenergie reduziert und ein sicherer Start der Brennkraftmaschine auch bei niedrigen Außentemperaturen gewährleistet werden.
  • In der einzigen Zeichnungsfigur (1) ist der Viertaktzyklus einer sechszylindrigen, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Viertakt-Brennkraftmaschine veranschaulicht.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Brennkraftmaschine gemäß einem klassischen Viertaktprinzip mit der Zündfolge: Zylinder 1, Zylinder 5, Zylinder 3, Zylinder 6, Zylinder 2, Zylinder 4 betrieben. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist Zylinder 1 der erste Zylinder, der, aufgrund eines zuvor ergangenen Abschaltsignals SAbschalt, im Zeitpunkt t0 seine Gaswechselventile verschließt. Zum Zeitpunkt t0 hat Zylinder 1 bereits den Ansaugtakt TAnsaug durchlaufen und entsprechend Frischluft angesaugt. Für die weiteren Arbeitszyklen werden die Gaswechselventile des Zylinders 1 in eine geschlossene Position überführt und dort gehalten bzw. in der bereits vorliegenden geschlossenen Position gehalten. Analog zu der Arbeitsweise von Zylinder 1 werden die verbleibenden Zylinder in der Reihenfolge ihrer Zündung entsprechend gesteuert, so dass alle Zylinder binnen kürzester Zeit nach Auftreten des Abschaltsignals sich in einem Zustand befinden, in dem alle Gaswechselventile geschlossen sind, und wobei in jedem Zylinder die über einen vollen Ansaugtakt angesaugte Frischluftmenge (für den nächsten Startvorgang) vorgehalten wird.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Steuerung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, wobei zum Abschalten der Brennkraftmaschine die Zündung und/oder die Kraftstoffzufuhr bei allen Zylindern abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – während des Abschaltvorgangs sämtliche Gaswechselventile zumindest eines Zylinders in einen geschlossenen Zustand überführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einem Zylinder, vorzugsweise bei jedem Zylinder, bei dem während des Abschaltvorgangs sämtliche Gaswechselventile in den geschlossen Zustand überführt werden sollen, vor der Überführung sämtlicher Gaswechselventile in den geschlossen Zustand, bei der dem letzen Zündvorgang folgenden Kurbelwellenumdrehung Frischluft angesaugt und während des Abschaltvorgangs nicht mehr ausgestoßen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem Zustand, in dem die Gaswechselventile zumindest eines Zylinders sich im geschlossenen Zustand befinden, in Reaktion auf ein Startsignal zum Starten der Brennkraftmaschine – eine Startereinrichtung zum Antrieb der Brennkraftmaschine aktiviert wird, – die Gaswechselventile solange im geschlossen Zustand gehalten werden, bis die Startereinrichtung bzw. die von ihr angetriebene Kurbelwelle eine vorbestimmte Startdrehzahl erreicht hat, und – bei Erreichen der Startdrehzahl zumindest ein Zylinder durch Einschalten von Zündung und Kraftstoffzufuhr sowie Betätigung der Gaswechselventile aktiviert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vorerst nur eine Anzahl von Zylindern kleiner der Gesamtzylinderzahl der Brennkraftmaschine, insbesondere lediglich ein Zylinder, durch Einschalten von Zündung und Kraftstoffzufuhr sowie Betätigung der Gaswechselventile aktiviert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Gaswechselventile der übrigen, nicht aktivierten Zylinder für eine vorbestimmte Zeitdauer während des Startvorgangs im geschlossenen Zustand gehalten werden.
  6. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei – eine automatische Abschaltung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen erfolgt, und wobei ausgehend von einem Zustand bei automatisch abgeschalteter Brennkraftmaschine eine automatische Aktivierung der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass – während des automatischen Abschaltvorgangs sämtliche Einlass- und Auslassventile zumindest eines Zylinders in den geschlossenen Zustand überführt werden, und/oder – während der automatischen Aktivierung der Brennkraftmaschine – zu Beginn des Startvorgangs, bevor die Kurbelwelle in Rotation versetzt wird, sämtliche Gaswechselventile zumindest eines Zylinders in einen geschlossenen Zustand überführt werden, – anschließend die Kurbelwelle in Rotation versetzt wird, und – die Drehzahl der Startereinrichtung bzw. der Kurbelwelle überwacht wird, und – bei Erreichen einer vorbestimmten Startdrehzahl zumindest ein Zylinder durch Einschalten von Zündung und Kraftstoffzufuhr sowie Betätigung der Gaswechselventile aktiviert wird.
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