DE102008054729A1 - Method for starting internal combustion engine, particularly for driving motor vehicle, involves turning crankshaft immediately after turning-off internal combustion engine by using starter - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Außerdem sind eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff der entsprechenden nebengeordneten Patentansprüche Gegenstand der Erfindung.The The invention relates to a method for starting an internal combustion engine According to the preamble of claim 1. In addition, a Control and / or regulating device and an internal combustion engine according to the preamble of the corresponding independent claims Subject of the invention.
Stand der TechnikState of the art
Steigende Kraftstoffpreise, immer strengere Abgasgrenzwerte und das Ziel, den Kohlendioxid-Ausstoß weiter zu reduzieren, erfordern innovative Lösungen. So ist bspw. ein elektronisch gesteuertes Stopp/Start-System bekannt, bei dem der Motor bei Fahrzeugstillstand automatisch abgeschaltet. Sobald der Fahrer wieder anfahren möchte wird beispielsweise durch Treten des Kupplungspedals die Brennkraftmaschine automatisch gestartet. Durch ein solches System kann bspw. der Kraftstoffverbrauch und die Kohlendioxid-Emission während einer Stadtfahrt nach standardisierten Messungen des Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) um bis zu acht Prozent verringert werden. Um die nötige Akzeptanz bei Kunden für ein solches System zu erreichen, ist die Realisierung eines schnellen Startvorgangs unbedingt erforderlich.increasing Fuel prices, increasingly stringent emission limits and the objective of to further reduce carbon dioxide emissions innovative solutions. So is, for example, an electronically controlled Stop / start system known where the engine is at vehicle standstill automatically shut off. As soon as the driver wants to start again For example, by pressing the clutch pedal, the internal combustion engine automatically started. By such a system can, for example, the fuel consumption and the carbon dioxide emission during a city trip according to standardized measurements of the New European Driving cycle (NEDC) can be reduced by up to eight percent. To the necessary acceptance by customers for such a system Achieving is the realization of a fast startup process absolutely necessary.
Die
Bei dem sogenannten Direktstart wird Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gespritzt und gezündet. Dabei wird ein Zylinder ausgewählt, bei dem der Zylinder zum Zeitpunkt einer Zündung eine geeignete Position zum Starten hat. Der Vorteil des Direktstarts liegt darin, dass die Startzeit verringert wird. Beim anlasserunterstützten Direktstart wird der Direktstart mit dem ohnehin vorhandenen Anlasser/Starter unterstützt und dadurch die Startzeit nochmals verringert.at The so-called direct start fuel is directly into a combustion chamber the internal combustion engine sprayed and ignited. It will a cylinder is selected in which the cylinder at the time of Ignition has a suitable position to start. The advantage of the direct start is that the start time is reduced. The starter-assisted direct start is the direct start supported with the already existing starter / starter and thereby further reduces the start time.
Um einen Direktstart durchführen zu können, muss sich der ausgewählte Zylinder in einer genau definierten und geeigneten Position befinden. Dazu wird ein Drehwinkelsensor eingesetzt, dessen Geberrad fest mit der Kurbelwelle verbunden ist. Das Geberrad weist neben einer Vielzahl von Zähnen eine Bezugsmarke auf. Mit Hilfe der Zähne und der Bezugsmarke des Geberrads kann der Drehwinkelsensor die Position der Kurbelwelle ermitteln. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine setzt das Ausgangssignal des Drehwinkelsensors zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine ein. Da das Ausgangssignal des Drehwinkelsensors nicht dauerhaft im Steuergerät gespeichert wird, geht die Position der Kurbelwelle „verloren” sobald das Steuergerät stromlos geschaltet wird. Nach dem erneuten Einschalten des Steuergeräts muss die Bezugsmarke des Geberrads einmal am Drehwinkelsensor vorbeigeführt werden, um die Position der Kurbelwelle ermitteln zu können. Anschließend verfügt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung solange über den aktuellen Kurbelwellenwinkel, solange sie bestromt ist.Around to perform a direct start, must the selected cylinder in a well-defined and appropriate position. For this purpose, a rotation angle sensor used, the sender wheel is firmly connected to the crankshaft. The sender wheel has a variety of teeth one Reference mark on. With the help of the teeth and the reference mark the encoder wheel, the rotation angle sensor, the position of the crankshaft determine. The control and / or regulating device of the internal combustion engine sets the output signal of the rotation angle sensor to the controller and Control of the internal combustion engine. Since the output signal of the rotation angle sensor is not stored permanently in the control unit, goes the Position of the crankshaft "lost" as soon as that Control unit is de-energized. After the renewed Switching on the control unit requires the reference mark of the encoder wheel once passed the angle of rotation sensor to the position to determine the crankshaft. Subsequently has the control and / or regulating device as long as over the current crankshaft angle, as long as it is energized.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist jedoch nur solange bestromt, wie der Zündschlüssel in einem Zündschloss eingesteckt ist oder sich die Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach dem Abziehen des Zündschlüssels in einer Nachlaufzeit befindet. Dies ist bspw. bei einem Folgestart während des Stopp/Start-Betriebs gegeben, da der Zündschlüssel beim Stopp/Start-Betrieb im Zündschloss bleibt. Stellt man allerdings den Wagen ab und zieht den Zündschlüssel ab, dann sind mit dem Ende der Steuergeräte-Nachlaufzeit das Ausgangssignal des Drehwinkelsensors und mit ihr die Kurbelwellenposition gelöscht und stehen für einen späteren Start – den sogenannten Erststart – der Brennkraftmaschine nicht mehr zur Verfügung.The Control and / or regulating device of an internal combustion engine Motor vehicle, however, is energized only as long as the ignition key plugged into an ignition lock or the control and / or control device after removing the ignition key in a lag time. This is, for example, a follow-up start during stop / start operation, given the ignition key at Stop / start operation remains in the ignition. But you are remove the car and remove the ignition key, then are the output signal at the end of the controller overrun time of the rotation angle sensor and with it the crankshaft position deleted and stand for a later start - the so-called First start - the internal combustion engine is no longer available.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, bei dem die Brennkraftmaschine vor allem beim Erststart, d. h. wenn das Steuergerät erst unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine mit elektrischer Energie versorgt wurde, zuverlässig und schnell startet.task The invention is to develop a method of the type mentioned, in which the internal combustion engine especially at the first start, d. H. if the controller only immediately before starting the internal combustion engine was supplied with electrical energy, reliable and starts fast.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst, sowie durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung und einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf jeweils explizit hingewiesen wird. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 solved, as well as by a control and / or regulating device and an internal combustion engine with the characteristics of the siblings Claims. Features important to the invention can also be found in the following description and in the Drawing, with the characteristics both alone and important in different combinations for the invention can be, without explicit reference becomes. Advantageous developments can be found in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Starten der Brennkraftmaschine ist für einen anlasserunterstützten Direktstart ausgelegt, um schnelle Startzeiten zu realisieren.The inventive method for starting the internal combustion engine is for a starter-assisted direct start designed to realize fast start times.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, unmittelbar nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine und noch während der Nachlaufzeit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung Vorbereitungen für den später erfolgenden Erststart der Brennkraftmaschine zu treffen und dadurch einen Erststart als anlasserunterstützten Direktstart zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, dass nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine die Kurbelwelle so positioniert wird, dass die notwenige Positionserkennung der Kurbelwelle sehr schnell durchgeführt werden kann und ein kurz darauf erfolgender Erststart als Direktstart mit Anlasserunterstützung durchgeführt werden kann. Das bedeutet, dass sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Startzeit beim Erststart nicht von der eines Folgestarts im Stopp/Start-Betrieb unterscheidet.Of the Invention is based on the idea, immediately after switching off the internal combustion engine and during the follow-up time the control and / or regulating device preparations for the later initial start of the engine too meet and thereby a first start as a starter-assisted Enable direct start. This is inventively characterized realized that after switching off the internal combustion engine the Crankshaft is positioned so that the necessary position detection the crankshaft can be done very quickly and a short after first start as a direct start with starter support carried out can be. This means that when using the inventive Procedure the start time at first start not from that of a next start in stop / start operation is different.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine, bevorzugt nach dem Abziehen des Zündschlüssels und während des Steuergerätenachlaufs, die Position der ruhenden Kurbelwelle ermittelt wird, dass ein Drehwinkel α zwischen der Bezugsmarke des Geberrads und dem Sensorelement eines Drehwinkelsensors ermittelt wird, und dass anschließend die Kurbelwelle um einen Winkel φ gedreht wird, der kleiner als der Drehwinkel α zwischen der nächstfolgenden Bezugsmarke und dem Sensorelement ist. Die Bezugsmarke definiert eine Basis zur Drehwinkelberechnung. Daher wird der Nullpunkt (0°) des Drehwinkels häufig mit der Bezugsmarke des Geberrads gleichgesetzt.To this purpose is proposed according to the invention, that after switching off the internal combustion engine, preferably after removing the ignition key and while of the ECU tracking, determines the position of the stationary crankshaft is that a rotation angle α between the reference mark of Sensor wheel and the sensor element of a rotation angle sensor determined is, and then that the crankshaft rotated by an angle φ is smaller than the rotation angle α between the next Reference mark and the sensor element is. The reference mark defines a basis for the rotation angle calculation. Therefore, the zero point (0 °) the angle of rotation often with the reference mark of the encoder wheel equated.
Durch die oben beschriebene Abfolge wird vorteilhafterweise während der Nachlaufzeit die Kurbelwelle so positioniert, dass sich die Bezugsmarke des Geberrads in unmittelbarer Nähe des Sensorelements des Drehwinkelsensors befindet, so dass beim anschließenden Erststart ein nur kurzer Anlauf zur Positionserkennung der Kurbelwelle für den Erststart nötig wird. Das Ziel ist also, die Kurbelwelle so zu positionieren, dass der Winkel zwischen der Bezugsmarke des Geberrads und dem Drehwinkelsensor verringert wird. Dies kann bspw. während einer Nachlaufzeit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung geschehen, wobei das Bewegen der Kurbelwelle durch den Anlasser geschieht.By the sequence described above is advantageously during the lag time the crankshaft is positioned so that the Reference mark of the encoder wheel in the immediate vicinity of the sensor element of the rotation angle sensor is located, so that in the subsequent First start a short start to detect the position of the crankshaft needed for the first start. So the goal is Position the crankshaft so that the angle between the Reference mark of the encoder wheel and the rotation angle sensor is reduced. This may, for example, during a follow-up period of the control and / or regulating device happen, wherein moving the crankshaft happens through the starter.
Eine
einfache Realisierung der Ermittlung der Startposition für
den Erststart ist möglich, wenn der Winkel φ,
um den die Kurbelwelle gedreht wird, gleich dem Produkt aus einem
Faktor A und dem ermittelten Drehwinkel α ist, und dass
der Faktor A kleiner 1 (A < 1),
bevorzugt gleich 0,5, ist. Das bedeutet, dass in jedem Fall die
neue Position der Kurbelwelle näher an der folgenden Bezugsmarke
liegt. Der Drehwinkel φ der Kurbelwelle kann nach folgender Gleichung
ermittelt werden:
Beispiel:Example:
- A = 0,5A = 0.5
- Ruheposition der Kurbelwelle: 40°Rest position of crankshaft: 40 °
- Ermittelter Drehwinkel α: 360° – 40° = 320°Determined angle of rotation α: 360 ° - 40 ° = 320 °
- Winkel φ = 320°·0,5 = 160°Angle φ = 320 ° · 0.5 = 160 °
Dies bedeutet, das bei diesem Beispiel die Kurbelwelle ausgehend von ihrer Ruheposition bei 40° um 160° gedreht wird, do dass sie sich bei 200° und damit nur 160° vor der Bezugsmarke des Geberrads befindet. Der Winkel um den die Kurbelwelle gedreht werden muss bevor die Bezugsmarke des Geberrads das Sensorelement überstreicht ist also relativ klein (ca. 160°), so dass die daraus resultierenden Geräusche vom Benutzer des Kraftfahrzeugs gar nicht oder zumindest nicht als störend wahrgenommen werden. Außerdem ist der oben beschriebene Algorithmus sehr einfach und kann problemlos in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung implementiert werden kann.This means that in this example the crankshaft starting from its rest position is rotated by 160 ° at 40 °, do that at 200 ° and thus only 160 ° before the reference mark of the sender wheel is located. The angle around the crankshaft must be rotated before the reference mark of the encoder wheel passes over the sensor element is therefore relatively small (about 160 °), so the resulting noise by the user of the motor vehicle not at all or at least not as be perceived disturbing. In addition, the The algorithm described above is very simple and can easily be used in the control and / or regulating device can be implemented.
Eine
alternative Ermittlung der Startposition für den Erststart
ist möglich, wenn der Winkel φ, um den die Kurbelwelle
gedreht wird, gleich dem ermittelten Drehwinkel α minus
einem vorgegebenen Mindestwinkel β ist, und dass der Mindestwinkel β bevorzugt
30° beträgt. Der Winkel φ kann nach folgender Gleichung
ermittelt werden:
- φ:
- Winkel um den die Kurbelwelle gedreht wird
- α:
- ermittelter Drehwinkel
- β:
- vorgegebener Mindestwinkel
- φ:
- Angle around which the crankshaft is rotated
- α:
- determined angle of rotation
- β:
- specified minimum angle
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kurbelwelle nicht gedreht wird, wenn die Ruheposition der Kurbelwelle nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs liegt. Dieser Winkelbereich ist so bemessen, dass eine zusätzliche Positionierung der Kurbelwelle überflüssig ist.In further advantageous embodiment of the invention is provided that the crankshaft is not rotated when the rest position of Crankshaft after switching off the internal combustion engine within a predetermined angular range is. This angle range is so dimensioned that an additional positioning of the crankshaft is superfluous.
Vor einem Starten der Brennkraftmaschine bei zuvor stromloser Steuer- und/oder Regeleinrichtung wird die Kurbelwelle von der ermittelten Abstellposition durch den Anlasser weitergedreht, bis die Bezugsmarke das Sensorelement erreicht und überschritten hat. Der Trigger hierfür kann bspw. ein Öffnen und anschließendes Schließen einer Fahrertür sein, was mittels eines Sensors festgestellt werden kann. Da die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu diesem Zeitpunkt die Kurbelwellenposition kennt, sind die Voraussetzungen für einen anschließenden Erststart als anlasserunterstützten Direktstart erfüllt und eine Triggerung von winkelsynchronen Interrupts (Synchronisation) über das Geberrad für den Ablauf des Direktstarts sind möglich.Before starting the internal combustion engine in previously de-energized control and / or regulating device, the crankshaft of the determined parking position is further rotated by the starter until the reference mark has reached the sensor element and exceeded. The trigger for this can, for example, a Öff NEN and then closing a driver's door, which can be determined by means of a sensor. Since the control and / or regulating device knows the crankshaft position at this point in time, the prerequisites for a subsequent first start as a starter-assisted direct start are met and a triggering of angle-synchronous interrupts (synchronization) via the encoder wheel for the sequence of the direct start is possible.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Nachfolgend wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of the invention with reference to the figures exemplified. Show it:
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Eine
Brennkraftmaschine trägt in
Zwei
Zähne hinter der Lücke
An
Hand eines Beispiels wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens erläutert (siehe hierzu
Während
der Nachlaufzeit ermittelt in Schritt
Beispiel:Example:
- A = 0,5A = 0.5
- Ruheposition der Kurbelwelle: 40°Rest position of crankshaft: 40 °
- Ermittelter Drehwinkel α: 360° – 40° = 320°Determined angle of rotation α: 360 ° - 40 ° = 320 °
- Winkel φ = 320°·0,5 = 160°Angle φ = 320 ° · 0.5 = 160 °
Auf
die so ermittelte Winkelposition φ, die einer Abstellposition
Jedoch
ist die Kurbelwelle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 19963516 A1 [0003] - DE 19963516 A1 [0003]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200810054729 DE102008054729A1 (en) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Method for starting internal combustion engine, particularly for driving motor vehicle, involves turning crankshaft immediately after turning-off internal combustion engine by using starter |
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DE200810054729 DE102008054729A1 (en) | 2008-12-16 | 2008-12-16 | Method for starting internal combustion engine, particularly for driving motor vehicle, involves turning crankshaft immediately after turning-off internal combustion engine by using starter |
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DE102008054729A1 true DE102008054729A1 (en) | 2010-07-08 |
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DE (1) | DE102008054729A1 (en) |
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---|---|---|---|---|
CN105966402A (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-28 | 丰田自动车株式会社 | Vehicle control device |
Citations (1)
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DE19963516A1 (en) | 1998-12-28 | 2000-08-31 | Hitachi Ltd | Drive controller of start motor for internal combustion engine, controls start motor during engine stoppage so as to stop crank shaft at dynamic neutral position |
-
2008
- 2008-12-16 DE DE200810054729 patent/DE102008054729A1/en not_active Ceased
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