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Stand der Technik
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Bei Start-Stopp-Systemen werden als „Change of mind” Situationen bezeichnet, bei denen während eines Stoppvorgangs einer Brennkraftmaschine ein Fahrer einen Startwunsch auslöst, beispielsweise durch Betätigen eines Fahrpedals. Diese „Change of mind”-Situationen stellen für den Fahrkomfort kritische Situationen dar, da trotz sich noch drehender Brennkraftmaschine schnell ein Neustart der Brennkraftmaschine durchgeführt werden muss.
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Im Stand der Technik allgemein bekannt sind Systeme, bei denen bei auslaufender Brennkraftmaschine versucht wird, die Brennkraftmaschine wieder zu befeuern. Hierbei wird eine Wiederaufnahme der im Auslauf der Brennkraftmaschine abgeschalteten Einspritzung und Zündung der Brennkraftmaschine durchgeführt. Eine Steuergerät ermittelt einen Zylinder, der sich aktuell in einem Verdichtungstakt befindet. In diesen Zylinder wird Kraftstoff eingespritzt und gezündet.
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Ist eine aktuelle Motordrehzahl aber zu niedrig, kann es sein, dass ein bei diesem Zündvorgang generiertes Drehmoment nicht ausreicht, um die Brennkraftmaschine wieder zu beschleunigen, d. h. die Brennkraftmaschine geht aus und muss beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Starters fremdgestartet werden. Dies kostet einige Zeit, die der Fahrer als störend empfindet.
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Aus der
DE 10 2006 043 678 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem nach einer Stopp-Anforderung eine Auslaufphase der Brennkraftmaschine eingeleitet wird, und in der Auslaufphase Einspritz- und Zündparameter ermittelt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist daher, die Zuverlässigkeit des Neustarts der Brennkraftmaschine zu steigern. Diese Aufgabe wird gelöst duch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Computerprogramm nach Anspruch 8, ein elektronisches Speichermedium nach Anspruch 9 und eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Anspuch 10. Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, dass die Zuverlässigkeit des Neustarts der Brennkraftmaschine gesteigert wird. Ein Drehzahlbereich, bei dem die auslaufende Brennkraftmaschine wieder erfolgreich gestartet werden kann, wird somit vergrößert.
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Beim Auslauf der Brennkraftmaschine ist die Einspritzung abgeschaltet, d. h. in den Zylindern befindet sich kein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch. Eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine ermöglicht es, zu frei wählbaren Zeitpunkten einzuspritzen. Die Einspritzung muss damit insbesondere nicht kurbelwellensynchron erfolgen. Da die Brennkraftmaschine noch läuft, wird durch über eine Nockenwelle gekoppelte Einlass- und Auslassventile eine Luftfüllung in den Zylindern getauscht, d. h. es ist stets eine Frischluftfüllung vorhanden. Es ist somit beim Ermitteln einer Startanforderung möglich, in beliebigen Zylindern der Brennkraftmaschine einzuspritzen und ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erzeugen, so dass in diesen Zylindern gezündet werden kann.
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Erfindungsgemäß wird zusätzlich zum Zünden eines Kraftstoff-/Luft-Gemischs in einem Verdichtungszylinder, der sich zum Zeitpunkt der Startanforderung in einem Verdichtungstakt befindet, auch in einem Arbeitszylinder gezündet, der sich in einem Arbeitstakt befindet. Der Wirkungsgrad der Verbrennung im Arbeitszylinder ist zwar nicht so groß wie der Wirkungsgrad der Verbrennung im Verdichtungszylinder, da der Verbrennungsschwerpunkt relativ spät liegt. Die Verbrennung hat aber dennoch den Vorteil, dass ein zusätzliches Drehmoment generiert wird, was die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Wiederstarts der Brennkraftmaschine erhöht.
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Wird zu einem vorgebbaren Zündwinkel des Arbeitszylinders im Arbeitszylinder das Kraftstoff-/Luft-Gemisch gezündet, so lässt sich die Verbrennung im Arbeitszylinder besonders gut kontrollieren. Wird zu einem vorgebbaren Zündwinkel des Verdichtungszylinders im Verdichtungszylinder das Kraftstoff-/Luft-Gemisch gezündet, so lässt sich die Verbrennung im Verdichtungszylinder besonders gut kontrollieren.
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Wird der vorgebbare Zündwinkel des Verdichtungszylinders so gewählt, dass ein durch die Verbrennung im Verdichtungszylinder generiertes Drehmoment maximal wird, so ist das Verfahren zum Wiederstart besonders zuverlässig, da durch das maximierte Drehmoment die Wahrscheinlichkeit maximiert wird, dass der Drehzahlabfall der auslaufenden Brennkraftmaschine erfolgreich abgefangen wird. Wird der vorgebbare Zündwinkel des Arbeitszylinders so gewählt, dass ein durch den Arbeitszylinder generiertes Drehmoment, dass auf eine Kurbelwelle wirkt, maximiert wird, so sorgt dies für eine besonders hohe Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Wiederstarts der Brennkraftmaschine.
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Wird der vorgebbare Zündwinkel des Arbeitszylinders so vorgegeben, dass er größer ist als ein ermittelter Kurbelwellenwinkel des Arbeitszylinders, hat dies den Vorteil, dass unmittelbar in diesen Arbeitszylinder eingespritzt werden kann. Das Verfahren ist dann besonders einfach, da nicht durch zusätzliche Maßnahmen sichergestellt werden muss, dass sich in dem Zylinder, in dem gezündet wird, ein zündfähiges Kraftstoff-/Luft-Gemisch befindet. Ist der vorgebbare Zündwinkel des Verdichtungszylinders größer als ein ermittelter Kurbelwellenwinkel des Verdichtungszylinders, so ist das Neustarten der Brennkraftmaschine besonders schnell, da nicht abgewartet werden muss, bis ein weiterer Zylinder in den Verdichtungstakt geht und den Zündwinkel des Verdichtungszylinders überschreitet.
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Wird zu einem vorgebbaren Einspritzwinkel des Arbeitszylinders im Arbeitszylinder Kraftstoff eingespritzt wird, so lässt sich die Gemischbildung im Arbeitszylinder besonders gut kontrollieren.
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Wird zu einem vorgebbaren Einspritzwinkel des Verdichtungszylinders Kraftstoff in den Verdichtungszylinder eingespritzt wird, so lässt sich die Verbrennung im Verdichtungszylinder besonders gut kontrollieren.
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Die Figuren zeigen eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es zeigen:
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1 schematisch den Aufbau einer Brennkraftmaschine;
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2 Einspritzwinkel und Zündwinkel bei verschiedenen mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen;
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3 eine Zündreihenfolge einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine;
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4 die Zündreihenfolge einer sechszylindrigen Brennkraftmaschine;
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5 die Zündreihenfolge einer achtzylindrigen Brennkraftmaschine;
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6 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahren.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt einen Zylinder 10 einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum 20, einem Kolben 30, der mit einer Pleuelstange 40 mit einer Kurbelwelle 50 verbunden ist. Der Kolben 30 führt in bekannter Weise eine Auf- und Abwärtsbewegung durch. Die Umkehrpunkte der Bewegung werden als Totpunkte bezeichnet. Der Übergang von Aufwärtsbewegung in Abwärtsbewegung wird als oberer Totpunkt, der Übergang von Abwärtsbewegung zu Aufwärtsbewegung als unterer Totpunkt bezeichnet. Eine Winkelstellung der Kurbelwelle 50, ein so genannter Kurbelwellenwinkel, wird in üblicher Weise relativ zum oberen Totpunkt definiert. Ein Kurbelwellensensor 220 erfasst die Winkelstellung der Kurbelwelle 50.
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Über ein Ansaugrohr 80 wird in bekannter Weise bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 30 zu verbrennende Luft in den Brennraum 20 gesaugt. Dies wird als Ansaugtakt bzw. Einlasstakt bezeichnet. Über ein Abgasrohr 90 wird die verbrannte Luft bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 30 aus dem Brennraum 20 gedrückt. Dies wird üblicherweise als Auslasstakt bezeichnet. Die Menge der über das Ansaugrohr 80 angesaugten Luft wird über eine Luftdosiereinrichtung, im Ausführungsbeispiel eine Drosselklappe 100, deren Stellung von einem Steuergerät 70 bestimmt wird, eingestellt.
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Über ein Direkteinspritzventil 110, das im Brennraum 20 angeordnet ist, wird Kraftstoff in die aus dem Ansaugrohr 80 angesaugte Luft gespritzt und ein Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 20 erzeugt. Die Menge des durch das Direkteinspritzventil 110 eingespritzten Kraftstoffs wird vom Steuergerät 70 bestimmt, üblicherweise über die Dauer und/oder die Stärke eines Ansteuersignals. Eine Zündkerze 120 erzeugt einen Zündfunken und zündet so das Kraftstoff-Luftgemisch. Die Zündung erfolgt üblicherweise in einem Verdichtungs- bzw. Kompressionstakt, in dem das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 30 komprimiert wird. Erfolgt die Zündung kurz vor dem oberen Totpunkt, so liegt der Verbrennungsschwerpunkt im Beginn eines sich an den Verdichtungstakt anschließenden Arbeitstakts. Die Winkelstellung der Kurbelwelle beim Einspritzen in den Zylinder wird als Einspritzwinkel, die Winkelstellung der Kurbelwelle bei der Zündung als Zündwinkel bezeichnet.
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Ein Einlassventil 160 an der Zuführung des Ansaugrohrs 80 zum Brennraum 20 wird über Nocken 180 von einer Nockenwelle 190 angetrieben. Ebenso wird ein Auslassventil 170 an der Zuführung des Abgasrohrs 90 zum Brennraum 20 über Nocken 182 von der Nockenwelle 190 angetrieben. Die Nockenwelle 190 ist gekoppelt mit der Kurbelwelle 50. Üblicherweise führt die Nockenwelle 190 pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 50 eine Umdrehung durch. Die Nockenwelle 190 ist so ausgestaltet, dass sich das Auslassventil 170 im Ausstoßtakt öffnet, und in der Nähe des oberen Totpunkts schließt. Das Einlassventil 160 öffnet in der Nähe des oberen Totpunkts.
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Ein Zylinder durchläuft also in der Reihenfolge Ansaugtakt, Verdichtungstakt, Arbeitstakt, Ausstoßtakt die vier Arbeitstakte. Bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine sind die Zylinder in der Regel so angeordnet, dass die Arbeitstakte periodisch auf die Zylinder verteilt sind.
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Bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern sind die Arbeitstakte um 720°/4 = 180° des Kurbelwellenwinkels verschoben, bei einer Brennkraftmaschine mit sechs Zylinder um 720°/6 = 120°, bei einer Brennkraftmaschine mit acht Zylindern um 720°/8 = 90°. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch durchgeführt werden, wenn die Abstände zwischen den Arbeitstakten der Zylinder nicht äquidistant bezüglich des Kurbelwellenwinkels sind.
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2a zeigt das herkömmliche Einspritzen und Zünden von Kraftstoff bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine. 2a zeigt einen ersten Einspritzwinkel KWe1 und einen ersten Zündwinkel KWz1. Der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 liegen kurz vor dem oberen Totpunkt OT. Der erste Einspritzwinkel KWe1 liegt kurz vor dem ersten Zündwinkel KWz1. 2a zeigt auch den Kurbelwellenwinkel eines ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet und den Kurbelwellenwinkel eines vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet. Während der Rotationsbewegung der Brennkraftmaschine überstreichen die Kurbelwellenwinkel der Zylinder die Winkellagen.
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Überstreicht der Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Einspritzwinkel KWe1, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_4, überstreicht der Kurbelwellenwinkel Z1_4 des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Zündwinkel KWz1, so erzeugt die Zündkerze 120 einen Zündfunken, d. h. sie zündet im Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Durch die Verbrennung im ersten Zylinder Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, deren Schwerpunkt sich im Bereich des oberen Totpunkts OT befindet, wird die Drehbewegung der Kurbelwelle beschleunigt.
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2b zeigt das erfindungsgemäße Einspritzen und Zünden von Kraftstoff bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine. Gezeigt sind der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 und ein zweiter Einspritzwinkel KWe2 und ein zweiter Zündwinkel KWz2. 2b zeigt auch den Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet und den Kurbelwellenwinkel des vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet.
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Der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 liegen kurz vor dem oberen Totpunkt OT. Der erste Einspritzwinkel KWe1 liegt kurz vor dem ersten Zündwinkel KWz1. Der zweite Einspritzwinkel KWe2 und der zweite Zündwinkel KWz2 liegen kurz nach dem Kurbelwellenwinkel Z4_4 des vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine. Der zweite Einspritzwinkel KWe2 liegt kurz vor dem zweiten Zündwinkel KWz2.
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Überstreicht der Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Einspritzwinkel KWe1, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, überstreicht der Kurbelwellenwinkel Z1_4 des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Zündwinkel KWz1, zündet die Zündkerze 120 im Brennraum 20 des ersten Zylinders der vierzylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Überstreicht der Kurbelwellenwinkel Z4_4 des vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine den zweiten Einspritzwinkel KWe2, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, überstreicht der Kurbelwellenwinkel Z4_4 des vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine den zweiten Zündwinkel KWz2, zündet die Zündkerze 120 im Brennraum 20 des vierten Zylinders Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Sowohl die Verbrennung im ersten Zylinder Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine als auch die Verbrennung im vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine bewirkten nun, dass ein Drehmoment auf die Kurbelwelle 50 übertragen wird. Das auf die Kurbelwelle 50 übertragene Drehmoment ist größer als das Drehmoment, das übertragen würde, wenn nur im ersten Zylinder Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine gezündet würde. Die Verbrennung im vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine erhöht also gegenüber dem in 2a illustrierten herkömmlichen Einspritz- und Zündverfahren das auf die Kurbelwelle 50 übertragene Drehmoment. Abhängig von beispielsweise der Drehzahl der Brennkraftmaschine können der erste Einspritzwinkel KWe1, der erste Zündwinkel KWz1, der zweite Einspritzwinkel KWe2 und der zweite Zündwinkel KWz2 so gewählt werden, dass die Zuverlässigkeit eines Neustarts der Brennkraftmaschine maximiert wird.
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Insbesondere können diese Größen so gewählt werden, dass das durch die Verbrennung auf die Kurbelwelle 50 übertragene Drehmoment maximiert wird.
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2c zeigt analog zu 2b das erfindungsgemäße Einspritzen und Zünden von Kraftstoff bei einer sechszylindrigen Brennkraftmaschine. Gezeigt sind der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1, ein dritter Einspritzwinkel KWe3 und ein dritter Zündwinkel KWz3, ein vierter Einspritzwinkel KWe4 und ein vierter Zündwinkel KWz4. 2c zeigt auch den Kurbelwellenwinkel eines ersten Zylinders Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet, den Kurbelwellenwinkel eines fünften Zylinders Z5_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet, und den Kurbelwellenwinkel eines sechsten Zylinders Z6_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet. Der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 liegen kurz vor dem oberen Totpunkt OT. Der erste Einspritzwinkel KWe1 liegt kurz vor dem ersten Zündwinkel KWz1. Der dritte Einspritzwinkel KWe3 und der dritte Zündwinkel KWz3 liegen kurz nach dem Kurbelwellenwinkel des sechsten Zylinders Z6_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine. Der dritte Einspritzwinkel KWe3 liegt kurz vor dem dritten Zündwinkel KWz3. Der vierte Einspritzwinkel KWe4 und der vierte Zündwinkel KWz4 liegen kurz nach dem Kurbelwellenwinkel des fünften Zylinders Z5_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine. Der vierte Einspritzwinkel KWe4 liegt kurz vor dem vierten Zündwinkel KWz4.
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Überstreicht der Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Einspritzwinkel KWe1, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine, überstreicht der Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Zündwinkel KWz1, zündet die Zündkerze 120 im Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Überstreicht der Kurbelwellenwinkel des sechsten Zylinders Z6_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine den dritten Einspritzwinkel KWe3, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des sechsten Zylinders Z6_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine, überstreicht der Kurbelwellenwinkel des fünften Zylinders Z5_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine den vierten Zündwinkel KWz4, zündet die Zündkerze 120 im Brennraum 20 des fünften Zylinders Z5_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Die Verbrennung im fünften Zylinder Z5_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine wie auch die Verbrennung im sechsten Zylinder Z6_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine bewirken eine Erhöhung des auf die Kurbelwelle 50 übertragenen Drehmoments. Auch eine Verbrennung nur im ersten Zylinder Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine und im sechsten Zylinder Z6_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine ist möglich. Ebenso ist es auch möglich, dass eine Verbrennung nur im ersten Zylinder Z1_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine und im fünften Zylinder Z5_6 der sechszylindrigen Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Abhängig von beispielsweise der Drehzahl der Brennkraftmaschine können der erste Einspritzwinkel KWe1, der erste Zündwinkel KWz1, der dritte Einspritzwinkel KWe3, der dritte Zündwinkel KWz3, der vierte Einspritzwinkel KWe4 und der vierte Zündwinkel KWz4 so gewählt werden, dass die Zuverlässigkeit eines Neustarts der Brennkraftmaschine maximiert wird. Insbesondere können diese Größen so gewählt werden, dass das durch die Verbrennung auf die Kurbelwelle 50 übertragene Drehmoment maximiert wird.
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2d zeigt analog zu 2c und 2b das erfindungsgemäße Einspritzen und Zünden von Kraftstoff bei einer achtzylindrigen Brennkraftmaschine. Gezeigt sind der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1, ein fünfter Einspritzwinkel KWe5 und ein fünfter Zündwinkel KWz5, ein sechster Einspritzwinkel KWe6 und ein sechster Zündwinkel KWz6. 2d zeigt auch den Kurbelwellenwinkel eines ersten Zylinders Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet, den Kurbelwellenwinkel eines achten Zylinders Z8_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet, den Kurbelwellenwinkel eines siebten Zylinders Z7_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet, und den Kurbelwellenwinkel eines sechsten Zylinders Z6_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet. Der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 liegen kurz vor dem oberen Totpunkt OT. Der erste Einspritzwinkel KWe1 liegt kurz vor dem ersten Zündwinkel KWz1. Der fünfte Einspritzwinkel KWe5 und der fünfte Zündwinkel KWz5 liegen kurz nach dem Kurbelwellenwinkel des achten Zylinders Z8_6 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine. Der fünfte Einspritzwinkel KWe5 liegt kurz vor dem fünften Zündwinkel KWz5. Der sechste Einspritzwinkel KWe6 und der sechste Zündwinkel KWz6 liegen kurz nach dem Kurbelwellenwinkel des siebten Zylinders Z7_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine. Der sechste Einspritzwinkel KWe6 liegt kurz vor dem sechsten Zündwinkel KWz6.
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überstreicht der Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Einspritzwinkel KWe1, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine, überstreicht der Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine den ersten Zündwinkel KWz1, zündet die Zündkerze 120 im Brennraum 20 des ersten Zylinders Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Überstreicht der Kurbelwellenwinkel des achten Zylinders Z8_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine den fünften Einspritzwinkel KWe5, so spritzt das Direkteinspritzventil 110 Kraftstoff in den Brennraum 20 des achten Zylinders Z8_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine, überstreicht der Kurbelwellenwinkel des siebten Zylinders Z7_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine den sechsten Zündwinkel KWz6, zündet die Zündkerze 120 im Brennraum 20 des siebten Zylinders Z7_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine das Kraftstoff-/Luft-Gemisch. Die Verbrennung im achten Zylinder Z8_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine wie auch die Verbrennung im siebten Zylinder Z7_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine bewirken eine Erhöhung des auf die Kurbelwelle 50 übertragenen Drehmoments. Auch eine Verbrennung nur im ersten Zylinder Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine und im achten Zylinder Z8_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine ist möglich. Ebenso ist es auch möglich, dass eine Verbrennung nur im ersten Zylinder Z1_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine und im siebten Zylinder Z7_8 der achtzylindrigen Brennkraftmaschine durchgeführt wird. Abhängig von beispielsweise der Drehzahl der Brennkraftmaschine können der erste Einspritzwinkel KWe1, der erste Zündwinkel KWz1, der sechste Einspritzwinkel KWe6, der sechste Zündwinkel KWz6, der fünfte Einspritzwinkel KWe5 und der fünfte Zündwinkel KWz5 so gewählt werden, dass die Zuverlässigkeit eines Neustarts der Brennkraftmaschine maximiert wird. Insbesondere können diese Größen so gewählt werden, dass das durch die Verbrennung auf die Kurbelwelle 50 übertragene Drehmoment maximiert wird.
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3 zeigt die Zündfolge beim Wiederstart der vierzylindrigen Brennkraftmaschine. 3a zeigt die Zündfolge, wenn wie in 2a illustriert nur der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 definiert werden. 3a zeigt den Kurbelwellenwinkel des ersten Zylinders Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet, den Kurbelwellenwinkel eines zweiten Zylinders Z2_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Ansaugtakt befindet, den Kurbelwellenwinkel eines dritten Zylinders Z3_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Kompressionstakt befindet, und den Kurbelwellenwinkel des vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, der sich im Arbeitstakt befindet. Die Einspritzung von Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder erfolgt jeweils, wenn der entsprechende Kurbelwellenwinkel den ersten Einspritzwinkel KWe1 im Kompressionstakt überstreicht, die Zündung erfolgt entsprechend beim Überstreichen des ersten Zündwinkels KWz1 im Kompressionstakt. Entsprechend der Rotationsrichtung der Brennkraftmaschine wird somit zunächst im ersten Zylinder Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine gezündet, anschließend im zweiten Zylinder Z2_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, dann im dritten Zylinder Z3_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, dann im vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, dann im ersten Zylinder Z1_4 usw.
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3b zeigt analog zu 3a die Zündfolge, wenn wie in 2b zusätzlich zum ersten Einspritzwinkel KWe1 und dem ersten Zündwinkel KWz1 der zweite Einspritzwinkel KWe2 und der zweite Zündwinkel KWz2 definiert werden. Es wird dann zunächst im ersten Zylinder Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine gezündet, und anschließend im vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine. Abhängig von der relativen Winkellage der Einspritzwinkel und Zündwinkel ist es auch möglich, dass zuerst im vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine gezündet wird und anschließend im ersten Zylinder Z1_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine. Es ist auch möglich, dass in diesen beiden Zylindern zeitgleich gezündet wird. Nachdem im vierten Zylinder Z4_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine gezündet wurde, werden der zweite Einspritzwinkel KWe2 und der zweite Zündwinkel KWz2 inaktiv, d. h. wenn weitere Zylinder diese Winkellagen im Arbeitstakt überschreiten, wird nicht eingespritzt oder gezündet. Die Zündreihenfolge wird also in der üblichen Reihenfolge fortgesetzt. Nach den Zündungen im ersten und vierten Zylinder wird als nächstes im zweiten Zylinder Z2_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine gezündet, dann im dritten Zylinder Z3_4 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine, dann im vierten Zylinder Z4_4 usw.
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4 zeigt analog zu 3 die Zündfolge beim Wiederstart der sechszylindrigen Brennkraftmaschine. 4a zeigt die Zündfolge, wenn nur der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 definiert werden. Analog zu 3a ergibt sich eine Zündfolge, in der zunächst im ersten Zylinder Z1_6 gezündet wird, dann im zweiten Zylinder Z2_6, dann im dritten Zylinder Z3_6, usw. Werden zusätzlich der dritte Einspritzwinkel KWe3 und der dritte Zündwinkel KWz3, sowie der vierte Einspritzwinkel KWe4 und der vierte Zündwinkel KWz4 definiert, so ergibt sich die in 4b definierte Zündfolge. Analog zum Beispiel der sechszylindrigen Brennkraftmaschine sei angemerkt, dass der dritte und vierte Einspritz- bzw. Zündwinkel inaktiv werden, wenn bei Ihrem Überstreichen in einen Zylinder eingespritzt bzw. gezündet worden ist. Als Zündreihenfolge ergibt sich dann der erste Zylinder Z1_6, der fünfte Zylinder Z5_6, der sechste Zylinder Z6_6, der zweite Zylinder Z2_6, der dritte Zylinder Z3_6, usw. Als Zündreihenfolge des ersten Zylinders Z1_6, des fünften Zylinders Z5_6 und des sechsten Zylinders Z6_6 kann sich abhängig von den Winkellagen der Einspritz- und Zündwinkel eine beliebige Permutation dieser drei Zylinder ergeben.
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4c zeigt die Zündfolge für den Fall, dass neben dem ersten Einspritzwinkel KWe1 und dem ersten Zündwinkel KWz1 nur der dritte Einspritzwinkel KWe3 und der dritte Zündwinkel KWz3 definiert sind. Als Zündreihenfolge ergibt sich dann der erste Zylinder Z1_6, der sechste Zylinder Z6_6, der zweite Zylinder Z2_6, der dritte Zylinder Z3_6, usw. Die Zündreihenfolge des ersten Zylinders Z1_6, und des sechsten Zylinders Z6_6 kann sich abhängig von den Winkellagen der Einspritz- und Zündwinkel vertauschen.
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4d zeigt die Zündfolge für den Fall, dass neben dem ersten Einspritzwinkel KWe1 und dem ersten Zündwinkel KWz1 nur der vierte Einspritzwinkel KWe4 und der vierte Zündwinkel KWz4 definiert sind. Als Zündreihenfolge ergibt sich dann der erste Zylinder Z1_6, der fünfte Zylinder Z5_6, der zweite Zylinder Z2_6, der dritte Zylinder Z3_6, usw. Die Zündreihenfolge des ersten Zylinders Z1_6, und des fünften Zylinders Z5_6 kann sich abhängig von den Winkellagen der Einspritz- und Zündwinkel vertauschen.
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5 zeigt analog zu 3 und 4 die Zündfolge beim Wiederstart der achtzylindrigen Brennkraftmaschine. 5a zeigt die Zündfolge, wenn nur der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 definiert werden. Analog zu 3a und 4a ergibt sich eine Zündfolge, in der zunächst im ersten Zylinder Z1_8 gezündet wird, dann im zweiten Zylinder Z2_8, dann im dritten Zylinder Z3_8 usw. Werden zusätzlich der fünfte Einspritzwinkel KWe5 und der fünfte Zündwinkel KWz5, sowie der sechste Einspritzwinkel KWe6 und der sechste Zündwinkel KWz6 definiert, so ergibt sich die in 5b definierte Zündfolge. Analog zum Beispiel der sechszylindrigen bzw. vierzylindrigen Brennkraftmaschine sei angemerkt, dass der fünfte und sechste Einspritz- bzw. Zündwinkel inaktiv werden, wenn bei Ihrem Überstreichen in einen Zylinder eingespritzt bzw. gezündet worden ist. Als Zündreihenfolge ergibt sich dann der erste Zylinder Z1_8, der siebte Zylinder Z7_8, der achte Zylinder Z8_8, der zweite Zylinder Z2_8, der dritte Zylinder Z3_8, usw. Als Zündreihenfolge des ersten Zylinders Z1_8, des siebten Zylinders Z7_8 und des achten Zylinders Z8_8 kann sich abhängig von den Winkellagen der Einspritz- und Zündwinkel eine beliebige Permutation dieser drei Zylinder ergeben.
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5c zeigt die Zündfolge für den Fall, dass neben dem ersten Einspritzwinkel KWe1 und dem ersten Zündwinkel KWz1 nur der fünfte Einspritzwinkel KWe5 und der fünfte Zündwinkel KWz5 definiert sind. Als Zündreihenfolge ergibt sich dann der erste Zylinder Z1_8 der achte Zylinder Z8_8, der zweite Zylinder Z2_8, der dritte Zylinder Z3_8, usw. Die Zündreihenfolge des ersten Zylinders Z1_8, und des sechsten Zylinders Z6_8 kann sich abhängig von den Winkellagen der Einspritz- und Zündwinkel vertauschen.
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5d zeigt die Zündfolge für den Fall, dass neben dem ersten Einspritzwinkel KWe1 und dem ersten Zündwinkel KWz1 nur der sechste Einspritzwinkel KWe6 und der sechste Zündwinkel KWz6 definiert sind. Als Zündreihenfolge ergibt sich dann der erste Zylinder Z1_6, der siebte Zylinder Z7_8, der zweite Zylinder Z2_8, der dritte Zylinder Z3_8, usw. Die Zündreihenfolge des ersten Zylinders Z1_8, und des siebten Zylinders Z5_8 kann sich abhängig von den Winkellagen der Einspritz- und Zündwinkel vertauschen.
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6 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahren zum Wiederstarten der Brennkraftmaschine. Im Schritt 1000 wird eine Stoppanforderung ermittelt, beispielsweise, weil das Fahrzeug länger als eine vordefinierte Zeitdauer bei Leerlaufdrehzahl steht. Im folgenden Schritt 1010 werden Maßnahmen zum Abstellen der Brennkraftmaschine unternommen. Insbesondere werden die Einspritzung und die Zündung in den Zylindern ausgeschaltet. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine beginnt nun zu fallen. Es folgt Schritt 1020. In Schritt 1020 wird noch vor dem Stillstand der Brennkraftmaschine, also bei sich drehender Brennkraftmaschine, eine Startanforderung ermittelt, beispielsweise weil erfasst wurde, dass ein Fahrer ein Fahrpedal betätigt hat.
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Es folgt Schritt 1030, in dem die Winkellagen der einzelnen Zylinder ermittelt werden. Insbesondere wird ermittelt, welcher Zylinder ZK sich im Kompressionstakt, und welcher Zylinder ZA sich im Arbeitstakt befindet. Für das Ausführungsbeispiel der vierzylindrigen Brennkraftmaschine befindet sich der erste Zylinder Z1_4 im Kompressionstakt und der vierte Zylinder Z4_4 im Arbeitstakt. Für das Ausführungsbeispiel der sechszylindrigen Brennkraftmaschine befindet sich der erste Zylinder Z1_6 im Kompressionstakt und der fünfte Zylinder Z5_6 sowie der sechste Zylinder Z6_6 im Arbeitstakt. Für das Ausführungsbeispiel der achtzylindrigen Brennkraftmaschine befindet sich der erste Zylinder Z1_8 im Kompressionstakt und der siebte Zylinder Z7_8 sowie der achte Zylinder Z8_8 im Arbeitstakt. Es ist auch möglich, dass Zylinder ZK, ZA ermittelt werden, die sich nach einem vorgebbaren Drehwinkel der Kurbelwelle 50 bzw. nach einem ersten vorgebbaren Zeitintervall im Kompressions- bzw. im Arbeitstakt befinden. Es folgt Schritt 1040.
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In Schritt 1040 werden Einspritzwinkel KWe und Zündwinkel KWz ermittelt und vorgegeben. Der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 des Zylinders im Kompressionstakt werden definiert. Ebenso werden Einspritzwinkel KWe und Zündwinkel KWz definiert, bei denen in den Zylindern, die sich im Arbeitstakt befinden, eingespritzt bzw. gezündet werden soll. Diese Winkellagen der Einspritz- bzw. Zündwinkel können fest vorgegeben sein. Beispielsweise können der erste Einspritzwinkel KWe1 und der erste Zündwinkel KWz1 so gewählt werden, dass die Zündung im ersten Zylinder Z1 ein maximales Drehmoment oder eine maximale Leistung erzeugt. Die Winkellagen von Einspritzung und Zündung im Arbeitstakt können dann so gewählt werden, dass die Zündung zeitgleich in den Zylindern im Arbeitstakt und im Kompressionstakt erfolgt. Sie können aber auch so gewählt werden, dass die Verbrennungsschwerpunkte der Zylinder, in denen gezündet wird, zeitgleich erreicht werden. Es ist aber auch möglich, dass die Winkellagen relativ zu den erfassten Winkellagen der im Kompressionstakt- bzw. im Arbeitstakt befindlichen Zylinder gewählt werden. Es ist auch möglich, dass Winkellagen von Einspritzung KWe und Zündung KWz im Intervall ab der in Schritt 1030 ermittelten Winkellage des jeweiligen Zylinder bis zum Ende des Takts, in dem sich der Zylinder befindet, definiert werden. Ebenso ist es möglich, dass die Zündwinkel KWz so gewählt werden, dass in dem im Arbeitstakt befindlichen Zylinder nur gezündet wird, wenn Einlassventile (160) und Auslassventile (170) des Zylinders geschlossen sind. Es folgt Schritt 1050.
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In Schritt 1050 wird zu den in Schritt 1040 vorgegebenen Winkellagen eingespritzt bzw. gezündet. Es folgt Schritt 1090, in dem weitere Maßnahmen zum Starten der Brennkraftmaschine durchgeführt werden, insbesondere weitere Einspritzungen und Zündungen entsprechend der normalen Zündreihenfolge, und das Verfahren endet.
