DE102007063101A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (10) in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum (14) der Brennkraftmaschine (10) periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle (20) der Brennkraftmaschine (10) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10) die Operation unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum der Brennkraftmaschine periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet ist und ein Computerprogramm zur Durchführung aller Schritte eines solchen Verfahrens.
  • Bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung, werden während des Betriebs laufend Berechnungen von Parameter beziehungsweise Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine vorgenommen, um eine saubere und wirtschaftliche Verbrennung von Kraftstoff in den Brennräumen sicherzustellen. Diese Operationen werden auch als „Tasks" bezeichnet. Sie dienen dazu, beispielsweise die Füllung, die Kraftstoffmenge bei einer Schichteinspritzung, den Zündwinkel und die Zündenergie zu berechnen. Es ist offensichtlich, dass vor einer Einspritzung die benötigte Kraftstoffmenge für die Einspritzung berechnet werden muss.
  • Um diese Operationen in einer geeigneten Reihenfolge durchzuführen und um einen reibungslosen Betriebsablauf sicherzustellen, hat es sich als sinnvoll erwiesen, diese Operationen zu jeweils festgelegten und teilweise verschiedenen Zeitpunkten beziehungsweise Kurbelwellendrehwinkeln durchzuführen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beispielsweise die Füllung mit Luft eines Brennraumes berechnet wird, bevor die benötigte Kraftstoffmenge berechnet wird. Solche Verfahren und dazu geeignete Vorrichtungen werden ausführlich in der EP 1 283 343 A2 beschrieben. Zur Synchronisierung beziehungsweise Auslösung der einzelnen Operationen wird eine Kurbelwellen-Winkel-Synchronisierung hergestellt, indem ein auf der Kurbel welle befestigtes Zahnrad mit einer Zahnlücke beobachtet wird. Dabei gibt ein Vorbeilaufen der Zahnlücke Aufschluss über die Winkellage der Kurbelwelle.
  • Herkömmlich wird während Startvorgängen abgewartet, bis eine Synchronisation einer Steuereinrichtung oder eines Steuerverfahrens mit dem Kurbelwellenwinkel stattfindet, d. h. es wird abgewartet, bis die Zahnlücke des auf der Kurbelwelle montierten Zahnrades ein erstes Mal erfasst wird. Anschließend werden bei Verfahren nach dem Stand der Technik zu den oben beschriebenen festgelegten Zeitpunkten beziehungsweise Kurbelwellenwinkeln, die aus der Synchronisierung anhand der Zahnlücke errechnet werden, die Operationen gestartet. Hierzu wird wiederum auf die oben genannte europäische Patentanmeldung verwiesen.
  • Nachteilig an dem beschriebenen Verfahren ist, dass zunächst abgewartet werden muss, bis eine Synchronisierung stattgefunden hat, wobei dies im ungünstigen Fall nahezu eine volle Umdrehung der Kurbelwelle erfordert, bevor eine Synchronisierung vorgenommen werden kann. Weiterhin ist nachteilig, dass der Zeitraum zwischen der Synchronisierung und einer ersten Zündung eines Gemisches in einem Brennraum zusätzlich dadurch verlängert wird, dass die oben beschriebene Reihenfolge eingehalten werden muss.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu verbessern, wobei insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben werden sollen, welche ein schnelleres Starten einer Brennkraftmaschine ermöglichen, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung unter Hochdruck.
  • Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum der Brennkraftmaschine periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine die Operation unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird. Dabei bedeutet unabhängig von der festgesetzten Winkellage insbesondere, dass für die Berechnung eine Winkellage gewählt wird, die nicht der festgesetzten Winkellage entspricht oder auch eine Winkellage gewählt wird, die der festgesetzten Winkellage entspricht, wobei dies jedoch bei dem erfindungs gemäßen Verfahren nicht zwingend ist. Weiterhin ist darunter zu verstehen, dass die Operation nicht notwendigerweise an eine Winkellage geknüpft wird, sondern gegebenenfalls auch durch den Ablauf einer Zeitspanne ausgelöst werden kann oder durch vergleichbare Ereignisse. Dabei ist zu berücksichtigen, dass während des Startvorgangs die Brennkraftmaschine angeschleppt wird, wobei die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Startvorgang deutlich unterhalb einer Drehzahl der Brennkraftmaschine im Normalbetrieb ist. Wird weiterhin berücksichtigt, dass die normalerweise festgesetzten Winkellagen für die Operation üblicherweise so gewählt werden, auch bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit der Höchstdrehzahl eine Operation immer gewährleistet ist, wird klar, dass während des Anschleppens ein Vielfaches an Zeit zur Verfugung steht, um vergleichbare Berechnungen während eines Arbeitstaktes oder einer beziehungsweise zwei Umdrehungen der Kurbelwelle durchzuführen. Das Verfahrend ist, besonders geeignet für Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung und insbesondere für Brennkraftmaschinen mit einer Hochdruck-Benzindirekteinspritzung aus einem Hochdruckspeicher. Für die üblicherweise festgesetzten Winkellagen für Operationen, die auch mit „Tasks" bezeichnet werden, wird auf die EP 1 283 343 A2 verwiesen. In dieser Anmeldung ist auch beschrieben, wie aus einer Synchronisation mit einer Winkelkennmarke, beispielsweise einer Zahnlücke eines Zahnrades, ein Verarbeitungsraster für festgesetzte Winkellagen gewonnen werden kann. Der Vorteil der Erfindung ist, dass die Synchronisation durch Erkennung beispielsweise einer fehlenden Zahnlücke eines an der Kurbelwelle befestigten Zahnrades nicht mehr für die Freigabe der Einspritzung und Zündung ausschlaggebend ist.
  • Vorzugsweise wird eine bekannte Abstellposition der Brennkraftmaschine verwendet, um einen bei dem Startvorgang als erstes zu befeuernden Brennraum zu ermitteln, wobei die Operation für eine Verbrennung in dem als erstes zu befeuernden Brennraum unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird. Eine Steuereinrichtung oder eine Kurbelwelle, bei welchen nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine bekannt ist, in welcher Lage, d. h. Winkellage, sich die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befindet, bieten den Vorteil, dass noch vor einer Synchronisation einer Steuereinrichtung der Winkellage der Kurbelwelle ermittelt werden kann, welcher Brennraum für eine erste Verbrennung von Kraftstoff geeignet ist. Die Abstellposition wird auch als Ruhelage bezeichnet und bezeichnet üblicherweise die Winkellage der Brennkraftmaschine unmittelbar vor dem Anschleppen.
  • Vorzugsweise wird der als erstes zu befeuernde Brennraum aus mehreren Brennräumen in Abhängigkeit der Abstellposition der Brennkraftmaschine ausgewählt. Bei mehreren vorhandenen Brennräumen einer Brennkraftmaschine ist es in der Regel nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine so, dass aufgrund der Lage der Kurbelwelle einige Kolben von Brennräumen in einer günstigeren Lage für einen nachfolgenden schnellen Hochdruckstart liegen als andere. Vorzugsweise wird einer der am besten geeigneten Brennräume oder der am besten geeignete Brennraum für eine frühe erste Zündung von Kraftstoff beim Startvorgang der Brennkraftmaschine ausgewählt.
  • Vorteilhafterweise wird als erster zu befeuernder Brennraum von mehreren Brennräumen der ausgewählt, der in der Abstellposition der Brennkraftmaschine eine ausreichende Füllung für eine erste Verbrennung im Startvorgang aufweist. Mit ausreichender Füllung ist hierbei eine ausreichende Luftfüllung gemeint, d. h. es wird ein Brennraum ausgewählt, der eine Kolbenstellung möglichst nahe dem unteren Totpunkt aufweist, so dass sich in dem Brennraum eine große Luftmenge befindet. Dabei ist die Größe der Füllung entscheidend dafür, ob bei einer Verbrennung genügend Drehmoment aufgebaut wird, um den Startvorgang einzuleiten beziehungsweise fortzusetzen. Dies bietet den Vorteil, dass die Zündung möglichst frühzeitig freigegeben werden kann.
  • Vorteilhafterweise wird der als erster zu befeuernde Brennraum vor dem Beginn des Startvorgangs der Brennkraftmaschine bestimmt. Dabei bedeutet vor dem Beginn des Startvorgangs vorzugsweise vor dem Anschleppen der Brennkraftmaschine. So kann beispielsweise direkt nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine der Brennraum bestimmt werden, welcher bei eifern nachfolgenden Startvorgang am besten als erster zu befeuernder Brennraum geeignet ist. In einem solchen Fall ist es vorteilhaft, zu überwachen, ob die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine während des Abstellzeitraums bewegt wird, um in einem solchen Fall auf einen herkömmlichen Startvorgang umzuschalten. Allgemein wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt, auf einen herkömmlichen Startvorgang umzuschalten, falls festgestellt wird, dass sich die Brennkraftmaschine nicht in der gespeicherten Abstellposition befindet. Eine weitere Möglichkeit ist, auf eine Startanforderung hin zunächst den als erstes zu befeuernden Brennraum zu bestimmen und anschließend mit dem Anschleppen, d. h. dem eigentlichen Startvorgang, der Brennkraftmaschine zu beginnen. Dies bietet den Vorteil, dass beim Beginn des Anschleppens bereits klar ist, mit welchem Brennraum eine erste Zündung von Kraftstoff vorgenommen wird. Vorteilhafterweise ist der als erster zu befeuernde Brennraum einer, welcher sich in der Ab stellposition in einem Kompressionstrakt oder unmittelbar vor einem Kompressionstrakt befindet.
  • Vorteilhafterweise wird die Operation unabhängig von einer Synchronisation einer Steuereinrichtung durch Erfassen einer Winkelmarke der Kurbelwelle durchgeführt. Dies bietet den Vorteil, dass nicht eine Synchronisation abgewartet werden muss und der Startvorgang beschleunigt wird. In anderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Operation durchgeführt, bevor eine Synchronisation einer Steuereinrichtung durch Erfassen einer Winkelmarke der Kurbelwelle folgt. Dies bedeutet, dass auf jeden Fall mit der Operation begonnen wird, unabhängig davon, ob eine Synchronisation bereits statt gefunden hat. Dies schließt nicht aus, dass je nach Abstellposition der Brennkraftmaschine doch eine Synchronisation erfolgt, bevor mit der Berechnung begonnen wird, beispielsweise falls die Abstellposition der Art ist, dass unmittelbar nach dem Anschleppen die Winkelmarke erfasst wird. Allgemein wird mit einer Winkelmarke beispielsweise eine Zahnlücke eines Zahnrades bezeichnet, das an der Kurbelwelle befestigt ist. Das Verfahren bietet den Vorteil, dass die Synchronisation durch Erkennung einer Winkelmarke nicht mehr für die Freigabe der Einspritzung und Zündung ausschlaggebend ist.
  • Vorzugsweise wird bei der Operation ein Parameter berechnet. Dieser Parameter ist vorteilhafterweise eine Luft-Füllmenge des Brennraumes, eine Kraftstoffmenge für den Brennraum, ein Zündwinkel oder eine Zündenergie. Daneben sind auch andere Parameterberechnungen möglich oder sinnvoll. Die Luft-Füllmenge kann beispielsweise aus der Winkellage der Kurbelwelle berechnet werden, indem aus dem kinematischen Zusammenhang zwischen der Kurbelwelle und dem Kolben auf das aktuelle Volumen des Brennraums geschlossen wird. Die Kraftstoffmenge kann für eine Schichteinspritzung vorgesehen werden. Aus der oben genannten europäischen Anmeldeschrift sind verschiedene Operationen bekannt, die durchgeführt werden müssen oder können, um eine Einspritzung durchzuführen. Für Einzelheiten wird auf die oben genannte europäische Anmeldeschrift verwiesen.
  • Vorteilhafterweise werden in einem Normalbetrieb mehrere Operationen für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum der Brennkraftmaschine periodisch bei jeweils verschiedenen, festgesetzten Winkellagen vorgenommen, wobei während des Startvorgangs mindestens zwei der Operationen unabhängig von den jeweils festgesetzten Winkellagen durchgeführt werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass Operationen in einer anderen Reihenfolge als üblich durchgeführt werden, beispielsweise weil im Startvorgang Abhängigkeiten nicht berücksichtigt werden müssen, die im allgemeinen Betrieb Berücksichtigung finden müssen. Weiterhin ist es möglich, Operationen parallel vorzunehmen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, insbesondere eine Steuereinrichtung oder eine Brennkraftmaschine, die zur Durchführung eines Verfahrens in einer der oben beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen eingerichtet sind.
  • Ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte eines solchen Verfahrens, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird, bildet einen weiteren Gegenstand der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 eine Skizze einer Brennkraftmaschine, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt werden kann;
  • 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs von Operationen während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine der 1; und
  • 3 eine schematische Darstellung des Ablaufs von Operationen während eines erfindungsgemäßen Startvorgangs der Brennkraftmaschine der 1.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 10. Sie umfasst einen Motorblock mit mehreren Zylindern 12, von denen in 1 nur einer dargestellt ist. In dem Zylinder 12 ist ein Brennraum 14 vorhanden, welcher bereichsweise von einem Kolben 16 begrenzt wird. Dieser ist über einen Pleuel 18 mit einer Kurbelwelle 20 verbunden.
  • An der Kurbelwelle 20 ist wiederum ein Zahnrad 22 befestigt. Dieses trägt auf seinem Umfang insgesamt 58 Zähne (ohne Bezugszeichen). Über eine Umfangserstreckung, die zwei Zähnen entspricht, sind keine Zähne vorhanden. Die so gebildete Lücke 24 auf dem Umfang des Zahnrads 22 wird durch einen induktiven Sensor 26 erfasst. Der induktive Sensor 26 ist zum Zahnrad 22 benachbart angeordnet und so ausgebildet, dass er bei einer Drehung des Zahnrads 22 das Vorbeistreichen der Lücke 24 erfassen kann. Die Lücke 24 kann auch als Winkelmarke 24 bezeichnet werden, da sie eine bestimmte Winkelstellung der Kurbelwelle 20 anzeigt.
  • Dem Brennraum 14 wird Verbrennungsluft durch ein Einlassrohr 28 und ein Einlassventil 30 zugeführt. Die Verbrennungsabgase werden aus dem Brennraum 14 über ein Auslassventil 32 und ein Abgasrohr 34 abgeführt. Eine Drosselklappe 36 ermöglicht die Einstellung der Luftmenge, welche durch das Einlassrohr 28 in den Brennraum 14 gelangt. Die Bewegung der Drosselklappe 36 erfolgt durch einen Stellmotor 38. Die in den Brennraum 14 gelangende Luftmenge wird von einem Heißfilmsensor 40 ("HFM-Sensor") gemessen. Im Abgasrohr 38 ist ein Katalysator 42 angeordnet, und die Gemischzusammensetzung des Abgases wird von einer Lambda-Sonde 44 erfasst.
  • Kraftstoff wird dem Brennraum 14 von einem in 1 nur symbolisch dargestellten Kraftstoffsystem 46 zugeführt. Ein solches Kraftstoffsystem 46 kann einen Kraftstoffbehälter, eine elektrische Vorförderpumpe und eine mechanische Hauptförderpumpe umfassen. Ferner umfasst das Kraftstoffsystem 46 eine als "Rail" oder Hochdruckspeicher bezeichnete Kraftstoff-Sammelleitung, in welcher der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. An diese ist ein Einspritzventil 48 angeschlossen, welches den Kraftstoff direkt in den Brennraum 14 der Brennkraftmaschine 10 einspritzt. Die Zündung des im Brennraum 14 vorhandenen Luft-Kraftstoff-Gemisches erfolgt durch eine Zündkerze 50, die von einem Zündsystem 52 mit der erforderlichen Energie versorgt wird. Ein am Zylinder 12 der Brennkraftmaschine 10 befestigter Klopfsensor 54 erfasst eine möglicherweise im Brennraum 14 stattfindende klopfende Verbrennung.
  • Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird von einer Steuereinrichtung 56 gesteuert bzw. geregelt. Dieses ist ausgangsseitig mit dem Zündsystem 52, dem Einspritzventil 48, und dem Stellmotor 38 der Drosselklappe 36 verbunden, und eingangsseitig ist die Steuereinrichtung 56 mit dem Klopfsensor 54, dem Lambda-Sensor 44, dem induktiven Sensor 26 und dem HFM-Sensor 40 verbunden.
  • Wie aus 1 hervorgeht, wird der Kraftstoff in den Brennraum 14 direkt vom Einspritzventil 48 eingespritzt. Die Brennkraftmaschine 10 kann in unterschiedlichen Betriebsarten, abhängig bspw. von Drehzahl und Drehmoment, betrieben werden. Möglich ist es bspw., Kraftstoff während des Saugtaktes in den Brennraum 14 einzuspritzen, also während eines Zeitraums, in dem das Einlassventil 30 geöffnet ist. In diesem Fall bildet der Kraftstoff zusammen mit der im Brennraum 14 befindlichen Luft ein im Wesentlichen homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch. Eine solche Einspritzung wird als "Homogeneinspritzung" bezeichnet, die entsprechende Betriebsart als "Homogen".
  • Möglich ist es aber auch, den Kraftstoff während der Kompressionsphase, wenn also das Einlassventil 30 und das Auslassventil 32 geschlossen sind, kurz vor dem Erreichen des oberen Totpunkts des Kolbens 16 einzuspritzen. Aufgrund der speziellen Ausbildung des Einspritzventils 48 liegt in diesem Falle nur in unmittelbarer Nähe der Zündkerze 50 eine zündfähige Kraftstoffschicht vor, wohingegen im restlichen Brennraum 14 des Zylinders 12 nur wenig oder überhaupt kein Kraftstoff vorhanden ist. Eine solche Einspritzung wird als "Schichteinspritzung" bezeichnet, die entsprechende Betriebsart als "Schicht". Möglich sind auch beliebige Kombinationen der beiden Betriebsarten.
  • Die in einer Betriebsart notwendigen Operationen, Berechnungen und die Erzeugung entsprechender Steuersignale werden von einer Steuereinrichtung 56 innerhalb eines Verarbeitungsrasters abgearbeitet. Dabei gibt es zeitsynchrone Verarbeitungsraster, bei denen bestimmte Operationen in bestimmten konstanten zeitlichen Abständen erledigt werden. Andere Operationen werden in einem zum Drehwinkel der Kurbelwelle 20 synchronen Verarbeitungsraster durchgeführt. Diese anderen Operationen werden hierin auch als Parameterberechnungen bezeichnet.
  • Die aktuelle Winkelposition der Kurbelwelle 20 wird dabei vom induktiven Sensor 26 über die Erfassung der Lücke 24 und die Erfassung der folgenden Zähne am Zahnrad 22 erfasst. Anstelle eines induktiven Sensors könnte beispielsweise auch ein Hall-Sensor verwendet werden. Die Winkelposition der Kurbelwelle 20 ist der Steuereinrichtung 56 somit bekannt. Sie wird üblicherweise in "Grad vor dem oberen Totpunkt Zündung" (vZOT) des Kolbens 16. Das Einlassventil 30 und das Auslassventil 32 sind mechanisch über die Nockenwelle (nicht dargestellt) mit der Kurbelwelle 20 starr verbunden. Daneben sind auch variabel ansteuerbare Ventile aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Die Lücke 24 am Zahnrad 22 definiert den Beginn eines ersten und eines zweiten, zum Drehwinkel der Kurbelwelle 20 synchronen Verarbeitungsrasters. Diese sind in den 2 und 3 als "SYNCHRO1" und "SYNCHRO2" bezeichnet.
  • In der 2 ist schematisch der Ablauf eines herkömmlichen Hochdruckstarts gezeigt. In der 2 wird auf die in der 1 dargestellte Brennkraftmaschine Bezug genommen und ein Betriebsverfahren für diese Brennkraftmaschine beschrieben. Während des Hochdruckstarts werden erforderliche Betriebsgrößen in Operationen verarbeitet. Es handelt sich dabei um die erste Operation 61 und die zweite Operation 62, die hierin exemplarisch dargestellt sind. Im Betrieb können mehr als lediglich diese beiden Operationen 61 und 62 durchgeführt werden. In der Operation 61 wird eine Parameterberechnung vorgenommen, wobei die Füllung des Brennraumes errechnet wird. Die Operation 61 wird durch „SYNCHRO1" getaktet. In der Operation 62, getaktet durch „SYNCHRO2" werden die Kraftstoffmenge für eine Schichteinspritzung, der Zündwinkel und die Zündenergie berechnet. Für Einzelheiten wird auf die oben genannte europäische Anmeldeschrift verwiesen.
  • Beim Start der Brennkraftmaschine wird durch die Steuereinrichtung zunächst eine Startanforderung 65 erkannt Anschließend wartet die Steuereinrichtung ab, bis eine Synchronisation vorliegt, d. h. bis die Lücke 24 am Zahnrad erstmals erkannt wird. Diese Zeitspanne wird in der 2 mit dem Bezugszeichen 66 bezeichnet. Weiterhin wird mit dem Bezugszeichen 67 eine Zeitspanne bezeichnet, welche eine Zeitspanne von einer anderen Startanforderung bei einer anderen Ruhelage der Brennkraftmaschine bezeichnet.
  • Nach der Synchronisation wird ermittelt, in welchem Brennraum die erste Verbrennung stattfinden soll. Anschließend werden während einer Zeitspanne 68 die oben genannten Operationen 61 und 62 für diesen Brennraum ausgeführt. Gegen Ende des Zeitraums 68 erfolgt die Zündung 70. Dabei ist der erste befeuerte Brennraum in der Regel nicht der Brennraum, welcher sich nach Abstellen des Motors, d. h. in der Ruhelage, im Kompressionstakt befindet, sondern ein anderer. Dies bedingt in der Regel eine längere Startzeit gegenüber dem im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren.
  • In der 3 ist der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen wiederum gleiche Vorgänge wie in der 2. Einer der Unterschiede gegenüber dem Verfahren der 2 ist, dass während eines Startvorgangs eine abgespeicherte oder anders ermittelte Ruhelage der Brennkraftmaschine verwendet wird. Die Ruhelage bezeichnet die Winkellage der Kurbelwelle vor dem Beginn eines Anschleppens. Eine Abspeicherung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei einem vorherigen Auslauf der Brennkraftmaschine deren Ruhelage in einem Speicher der Steuereinrichtung gespeichert wird und vor oder während eines nachfolgenden Startvorgangs abgerufen wird.
  • Auf eine Startanforderung 65 erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren spontan eine Ermittlung des ersten zu befeuernden Brennraums. Dabei wird ermittelt, welcher der Brennräume sich in einem Kompressionstakt befindet und eine ausreichende Luftfüllung für eine geeignete Verbrennung aufweist. Nachfolgend erfolgt spontan eine Auslösung der Operationen 61 und 62, wobei diese aufeinander folgend ausgeführt werden, da die Operation 62 Ergebnisse der Operation 61 benötigt. Hervorzuheben ist, dass mit der Ausführung der Operation 61 weder auf eine Synchronisation gewartet wird, noch ist die Ausführung der Operation 61 an eine bestimmte Winkellage gebunden. Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Rechenkapazität und Rechengeschwindigkeit ausreichend hoch ist, um die Operationen 61 und 62 des Kompressionstaktes im Anschleppen ausführen zu können. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass während des Anschleppens die Drehzahl der Brennkraftmaschine gering ist, so dass das Überstreichen eines Winkelsegments durch die Kurbelwelle vergleichsweise länger dauert als bei einer normalen oder hohen Drehzahl der Brennkraftmaschine. Daher ist beim Anschleppen ausreichend Zeit vorhanden, um bei Ausführung der Operationen 61 und 62 nicht den üblichen Ablauf einhalten zu müssen.
  • Anschließend erfolgt eine erste Zündung 70 zu der dafür berechneten Zündwinkellage. Die seit der Startanforderung bis zu der ersten Zündung verstrichene Zeit ist mit 71 bezeichnet. Es ist klar zu sehen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein schnellerer Hochdruckstart als mit dem herkömmlichen Verfahren möglich ist.
  • Es ist möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auch für den zweiten oder dritten oder weitere zu befeuernde Brennräume durchzuführen, wobei allerdings bei diesen Brennräumen bereits ein normaler Ablauf der dafür notwendigen Operationen möglich sein kann. Wird die nachfolgende Zahnlücke 24 überstrichen, so erfolgt wiederum eine übliche Synchronisierung und bei ausreichendem Vorlauf für einen nachfolgend zu befeuernden Brennraum auch eine Umstellung auf eine Ausführung der Operationen 61 und 62 zu den üblichen Winkellagen des Normalbetriebs. Zu der Synchronisation ist anzumerken, dass diese lediglich der Überprüfung dient, da bei einer gespeicherten Ruhelage der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine keine erneute Synchronisation notwendig ist, da die Steuereinrichtung bereits von Anfang an synchronisiert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1283343 A2 [0003, 0007]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (10), wobei während eines Betriebs der Brennkraftmaschine (10) in einem Normalbetrieb eine Operation für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum (14) der Brennkraftmaschine (10) periodisch bei einer festgesetzten Winkellage einer Kurbelwelle (20) der Brennkraftmaschine (10) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10) die Operation (61, 62) unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine bekannte Abstellposition der Brennkraftmaschine (10) verwendet wird, um einen bei dem Startvorgang als erstes zu befeuernden Brennraum (14) zu ermitteln, wobei die Operation (61, 62) für eine Verbrennung in dem als erstes zu befeuernden Brennraum (14) unabhängig von der festgesetzten Winkellage durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als erstes zu befeuernde Brennraum (14) aus mehreren Brennräumen in Abhängigkeit der Abstellposition der Brennkraftmaschine (10) ausgewählt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als erster zu befeuernder Brennraum (14) von mehreren Brennräumen der ausgewählt wird, der in der Abstellposition der Brennkraftmaschine (10) eine ausreichende Füllung für eine erste Verbrennung im Startvorgang aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als erster zu befeuernde Brennraum (14) vor dem Beginn des Startvorgangs der Brennkraftmaschine (10). bestimmt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Operation (61, 62) unabhängig davon durchgeführt wird, ob bereits eine Synchronisation einer Steuereinrichtung (56) durch Erfassen einer Winkelmarke (24) der Kurbelwelle (20) erfolgt ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Operation (61, 62) ein Parameter für die Verbrennung von Kraftstoff in dem Brennraum (14) berechnet wird, wobei der Parameter eine Luft-Füllmenge des Brennraums (14), eine Kraftstoffmenge für den Brennraum (14), ein Zündwinkel und/oder eine Zündenergie ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Normalbetrieb mehrere Operationen (61, 62) für eine Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum (14) der Brennkraftmaschine (10) periodisch bei jeweils verschiedenen, festgesetzten Winkellagen vorgenommen werden, wobei während des Startvorgangs mindestens zwei der Operationen (61, 62) unabhängig von den jeweils festgesetzten Winkellagen durchgeführt werden.
  9. Vorrichtung, insbesondere Steuereinrichtung (56) oder Brennkraftmaschine (10), die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet sind.
  10. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung aller Schritte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm in einem Computer ausgeführt wird.
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