DE102012216889A1

DE102012216889A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102012216889A1
Application number: DE201210216889
Authority: DE
Inventors: Norbert Mueller; Karthik Rai; Jason Schwanke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2014-05-15

Abstract

Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine, bei dem die Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Starters (150) angetrieben wird, und in einem Erst-Verbrennungszylinder (10) ein Kraftstoff-/Luft-Gemisch entzündet wird, wobei ein Abwurf des Starters (150) abhängig von einen Spannungsverlauf (400, 410) eines Bordnetzes (160), das den Starter (150) mit elektrischer Energie versorgt, freigegeben wird.

Description

Stand der Technik
Aus der DE 10 2008 005 525 A1 ist ein Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine bekannt. Hierbei wird bei einem Wiederstart der Brennkraftmaschine ein als erster zu zündender Brennraum bestimmt und nach einer ersten Zündung des als ersten zu zündenden Brennraums werden Drehzahldaten für die Brennkraftmaschine erfasst, und ein Starterabwurf des Startsystems wird bewirkt, wenn die erfassten Drehzahldaten ein vorgegebenes Starterabwurfkriterium erfüllen.
Offenbarung der Erfindung
In einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Starten einer Brennkraftmaschine die Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Starters angetrieben wird, und in einem Erst-Verbrennungszylinder ein Kraftstoff-/Luft-Gemisch entzündet wird, und ein Abwurf des Starters abhängig von einem Spannungsverlauf eines Bordnetzes, das den Starter mit elektrischer Energie versorgt, freigegeben wird.
Der Erst-Verbrennungszylinder ist hierbei der Zylinder, in dem nach dem vorherigen Stillstand der Brennkraftmaschine als erstes ein Kraftstoff-/Luft-Gemisch entzündet wird. Im Falle eines sogenannten „change-of-mind“, bei dem das System zunächst z. B. aufgrund einer Entlastung des Fahrpedals durch den Fahrer Zündung und/oder Kraftstoffeinspritzung einstellt und die Brennkraftmaschine somit ausläuft, aber noch vor dem Stillstand der Brennkraftmaschine eine Wiederstartanforderung durch den Fahrer erfasst wird, kann der Erst-Verbrennungszylinder auch derjenige erste Zylinder sein, in dem nach erfasster Wiederstartanforderung ein Kraftstoff-/Luft-Gemisch gezündet wird.
Es hat sich gezeigt, dass sich aus dem Spannungsverlauf des Bordnetzes, also beispielsweise aus dem Verlauf der Spannung eines Plus-Pols der Batterie gegenüber Masse, Rückschlüsse auf das vom Starter aufzubringende Drehmoment und somit auf die im Erst-Verbrennungszylinder vorliegende Luftmenge möglich sind. Es ist daher möglich, aus dem Spannungsverlauf des Bordnetzes darauf zu schließen, ob die erste Verbrennung stark genug sein wird, die Brennkraftmaschine erfolgreich zu starten. Ist dies der Fall, so kann dem Starter oder der Startersteuerung durch ein Signal mitgeteilt werden, dass der Starter nun abgeworfen werden kann. Diese Freigabe des Starterabwurfs kann dazu führen, dass der Starter unmittelbar abgeworfen wird, oder dass er noch solange betrieben wird, bis bestimmte Betriebsparameter erfüllt sind. Solche Betriebsparameter können beispielsweise umfassen, dass der Starter einen bestimmten vorgebbaren Kurbelwellenwinkel überschreitet. Es kann insbesondere bedeuten, dass der Starter so früh abgeworfen wird, dass er, nachdem er die Luftfüllung des Erst-Verbrennungszylinders verdichtet hat, während dieses Startvorgangs nicht mehr dazu benutzt wird, die Luftfüllung eines weiteren, auf den Erst-Verbrennungszylinder folgenden Zylinders so zu verdichten, dass in diesem weiteren Zylinder ein einen erfolgreichen Start begünstigendes Drehmoment durch eine Verbrennung erzeugt wird.
Ein derartiges Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine hat den besonderen technischen Vorteil, dass die Zeit bis zum Abwurf des Starters gegenüber dem Stand der Technik weiter verkürzt werden kann. Insbesondere kann ein Abwurf des Starters bereits vor der ersten Verbrennung im Erst-Verbrennungszylinder erfolgen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abwurf des Starters freigegeben wird, wenn ein Gradient des Spannungsverlaufs nach einem initialen Spannungseinbruch einen vorgebbaren Gradientenschwellwert unterschreitet. Mit „Gradient“ ist hierbei die zeitliche Ableitung der Spannung zu verstehen. Beim Starten der Brennkraftmaschine mit dem Starter führt dies zunächst zu einem initialen Spannungseinbruch, üblicherweise um einige Volt. Nach diesem initialen Spannungseinbruch steigt das Spannungsniveau rasch wieder an. Flacht sich der Spannungsverlauf während der Bestromung des Starters, insbesondere bevor der Erst-Verbrennungszylinder erstmalig in seinen Arbeitstakt geht, hinreichend ab, d. h. unterschreitet der Gradient des Spannungsverlaufs den vorgebbaren Gradientenschwellwert, so lässt sich somit besonders zuverlässig feststellen, dass im Erst-Verbrennungszylinder genug Luft für einen erfolgreichen Start der Brennkraftmaschine vorhanden ist.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abwurf des Starters freigegeben wird, wenn der Spannungsverlauf nach dem initialen Spannungseinbruch ein lokales Maximum aufweist. D. h., dass die Spannung des Bordnetzes während der Bestromung des Starters, insbesondere bevor der Erst-Verbrennungszylinder in seinen Arbeitstakt geht, wieder absinkt. Hierdurch wird das Kriterium zum Erkennen einer hinreichenden Luftfüllung besonders einfach.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Starter abgeworfen wird, wenn der Abwurf des Starters freigegeben ist, und wenn eine Winkelstellung der Kurbelwelle einen vorgebbaren Abwurfwinkel überstreicht. Es wurde erkannt, dass hierdurch sichergestellt ist, dass die Rotationsbewegung der Brennkraftmaschine ausreicht, damit der Erst-Verbrennungszylinder auch ohne weitere Unterstützung des Starters trotz der noch zu leistenden Kompressionsarbeit an seiner Luftfüllung sicher in seinen Arbeitstakt geht. Der vorgebbare Abwurfwinkel kann beispielsweise in Prüfstandsversuchen ermittelt werden.
Für einen schnellen Abwurf des Starters ist es insbesondere hilfreich, wenn der Starter abgeworfen wird, bevor der Erst-Verbrennungszylinder in den Arbeitstakt geht. Wird bei einer change-of-mind-Situation die Wiederstart-Anforderung so spät erfasst, dass ein Einspuren, Bestromen und Ausspuren des Starters nicht möglich ist, bevor der Erst-Verbrennungszylinder in den Arbeitstakt geht, so kann der Starter auch abgeworfen werden, wenn der Erst-Verbrennungszylinder bereits in seinem Arbeitstakt ist.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Ruheposition der Brennkraftmaschine, also diejenige Winkelstellung der Kurbelwelle, bei der die Brennkraftmaschine nach dem Auslaufen zum Stillstand kommt, so eingestellt wird, dass die Verdichtung der Luftfüllung, die sich im Erst-Verbrennungszylinder befindet, so stark ist, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine absinkt, während der Starter die Brennkraftmaschine antreibt.
Beim Andrehen der Brennkraftmaschine befindet sich der Erst-Verbrennungszylinder in seinem Verdichtungstakt. Der Starter verdichtet beim Andrehen der Brennkraftmaschine die sich in dem Erst-Verbrennungszylinder befindliche Luftfüllung. Ist das hierbei vom Starter aufzubringende Drehmoment hinreichend hoch, so steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine zunächst an und sinkt dann wieder leicht ab. Das aufzubringende Drehmoment kann durch die Wahl der Ruheposition bestimmt werden. Ist die Ruheposition näher am unteren Totpunkt, so muss eine größere Verdichtungsarbeit geleistet werden. Eine solche Wahl der Ruheposition hat den Vorteil, dass sich aus dem Spannungsverlauf des Bord-netzes besonders zuverlässig herauslesen lässt, ob die Luftfüllung hinreichend groß ist. Andernfalls kann beispielsweise das Ausbleiben eines lokalen Maximums des Spannungsverlaufs nach dem initialen Spannungseinbruch sowohl eine zu geringe Luftfüllung als auch eine zu geringe Verdichtung als Ursache haben. Durch die genannte Wahl der Ruheposition lässt sich auf besonders einfache Weise sicherstellen, dass aus dem Spannungsverlauf des Bordnetzes besonders treffsicher abgelesen wird, ob die Verbrennung des Kraftstoff-/Luft-Gemisches im Erst-Verbrennungszylinder hinreichend kräftig sein wird, um den Startvorgang auch bei abgeworfenem Starter erfolgreich weiterzuführen.
Die Ruheposition der Brennkraftmaschine lässt sich besonders einfach zielgerichtet einstellen, wenn während des unmittelbar vorhergehenden Auslaufes der Brennkraftmaschine die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftfüllung durch eine Luftzumesseinrichtung, beispielsweise eine Drosselklappe oder ein variabler Ventilhub, zunächst reduziert und dann wieder erhöht wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorgebbaren Drehzahlschwellenwert abgefallen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zugeführte Luftfüllung zuvor erniedrigt wurde, beispielsweise, indem die Drosselklappe geschlossen wurde.
Dies führt dazu, dass kurz vor dem Stillstand der Brennkraftmaschine in dem im Verdichtungstakt befindlichen Zylinder eine große Luftfüllung, in dem im Arbeitstakt befindlichen Zylinder eine geringe Luftfüllung vorhanden ist. Bedingt durch die Federkräfte der Luftfedern wird der im Verdichtungstakt befindliche Zylinder mit der großen Luftfüllung, der der erste Zylinder ist, der die erhöhte Luftfüllung angesaugt hat, nicht mehr in seinen Arbeitstakt gehen. Dies führt dazu, dass in diesem im Verdichtungstakt befindlichen Zylinder eine große Luftfüllung vorhanden ist, was die Startfähigkeit verbessert, wenn dieser im Verdichtungstakt befindliche Zylinder beim Wiederstart als Erst-Verbrennungszylinder eingesetzt wird. Durch die Wahl des vorgebbaren Drehzahlschwellenwerts sowie durch die Größe der zugeführten erhöhten Luftfüllung (die beispielsweise durch einen Öffnungsgrad der Drosselklappe oder einen Öffnungs-Kurbelwellenwinkel eines Einlassventils charakterisiert ist) lässt sich die Ruheposition der Brennkraftmaschine präzise einstellen.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, das dazu hergerichtet ist, alle Schritte des erfindungsgemäßen Startverfahrens durchzuführen, ein elektronisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, sowie die Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
Die Figuren zeigen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen:
1 schematisch den Aufbau einer Brennkraftmaschine;
2 ein Startverfahren nach dem Stand der Technik;
3 den Spannungsverlauf des Bordnetzes beim Start;
4 den Verfahrensteil zum Positionieren der Ruheposition;
5 einen Start bei einer direkt einspritzenden Brennkraftmaschine;
6 einen Start bei einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung;
7 einen Start bei einer change-of-mind-Situation
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt schematisch den Aufbau der Brennkraftmaschine. Ein Zylinder 10 hat einen Brennraum 20, der von einem Kolben 30 begrenzt wird. Der Kolben 30 ist über einen Pleuel 40 in bekannter Weise mit einer Kurbelwelle 50 gekoppelt. Eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 70 ist vorgesehen, auf der das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann. Über ein Saugrohr 80 wird im Brennraum 20 Luft zugeführt, über einen Abgastrakt 90 wird verbranntes Gas ausgestoßen.
Im Saugrohr 80 ist beispielsweise eine Drosselklappe 100 angeordnet, die von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 70 angesteuert wird, und die dem Brennraum 20 zugeführte Luftmenge reguliert. Bei direkt einspritzenden Brennkraftmaschinen ist im Brennraum 20 ein Einspritzventil 110 zum Einspritzen von Kraftstoff vorgesehen. Bei Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung (nicht dargestellt) ist ein solches Einspritzventil 110 im Saugrohr 80 vorgesehen. Über eine Zündkerze 120, die im Brennraum 20 angeordnet ist, wird das Gemisch aus vom Saugrohr 80 angesaugter Luft und über das Einspritzventil 110 eingespritztem Kraftstoff im Brennraum 20 gezündet. Ein Einlassventil 160 und ein Auslassventil 170 sind vorgesehen, um die Zugänge zu Saugrohr 80 bzw. Abgastrakt 90 zu verschließen bzw. freizugeben. Einlassventil 160 und/oder Auslassventil 170 sind beispielsweise über Nocken 180, 182 mit einer Nockenwelle 190 gekoppelt, die beispielsweise synchron (mit doppelter Umdrehungsgeschwindigkeit) mit der Kurbelwelle 50 betrieben wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Größe der Nocken 180, 182 variabel gestaltet wird, beispielsweise über einen Umschaltmechanismus, und somit das Hubverhalten von Einlassventil 160 und/oder Auslassventil 170 verändert werden kann.
Ein Drehzahlmesser 140 kann vorgesehen sein, um eine Drehzahl der Brennkraftmaschine, beispielsweise die Drehzahl der Kurbelwelle 50, zu erfassen und dem Steuer- und/oder Regelgerät 70 mitzuteilen. Ein Starter 150, der in bekannter Weise mit der Kurbelwelle 50 über ein Ritzel in Verbindung gebracht werden kann, oder auch beispielsweise über einen Riementrieb permanent mit der Kurbelwelle 50 gekoppelt ist, ist ebenso vorgesehen. Der Starter 150 ist über ein Bordnetz 160 mit einem Ladungsspeicher, beispielsweise einer Batterie, gekoppelt.
2 zeigt den Ablauf eines möglichen Startverfahrens. In 2a dargestellt ist die vom Drehzahlsensor 140 erfasste Drehzahl n der Brennkraftmaschine über der Zeit t. Nach einem oberen Totpunkt TDC wird im Erst-Verbrennungszylinder das hierin befindliche Kraftstoff-/Luft-Gemisch gezündet. In der Folge steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Ein Abwurfzeitpunkt 1030, zu dem der Starter 150 abgeworfen wird, kann entweder dadurch ausgelöst werden, dass die Drehzahl n eine Abwurfdrehzahl 1000 übersteigt, und/oder dadurch, dass ein Gradient, also die zeitliche Ableitung der Drehzahl n, einen Abwurfgradienten 1010 übersteigt.
In 2b ist der Abwurfzeitpunkt 1030 in einem Winkeldiagramm dargestellt, beispielsweise bei 112 Grad Kurbelwellenwinkel nach dem oberen Totpunkt TDC. Dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den Starter wesentlich früher abzuwerfen, beispielsweise um ein Zeitintervall 1020 zwischen oberem Totpunkt TDC und dem nach dem Verfahren im Stand der Technik gegebenen Abwurfzeitpunkt 1030.
3 zeigt den Verlauf der Spannung U_bat des Bordnetzes 160 über der Zeit t. Die Spannung U_bat kann beispielsweise zwischen dem Plus-Pol der Batterie des Bordnetzes 160 und Masse abgegriffen werden. In 3 dargestellt sind ein erster Spannungsverlauf 400 des Bordnetzes 160 und ein zweiter Spannungsverlauf 410. Beim Bestromen des Starters 150 bricht die Spannung U_bat des Bordnetzes 160 zunächst scharf ein, dies ist der sogenannte initiale Spannungseinbruch. In der Folge steigt die Spannung U_bat des Bordnetzes 160 wieder an. Der erste Spannungsverlauf 400 illustriert einen Fall, in dem die Luftfüllung im Erst-Verbrennungszylinder nicht ausreichend ist, um einen zweiten Zylinder bis in seinen Arbeitstakt zu schieben. Nach dem initialen Spannungseinbruch steigt die Spannung hier an, flacht im Bereich des oberen Totpunkts TDC, zu dem der Erst-Verbrennungszylinder in seinen Arbeitstakt geht, kurzzeitig ab und steigt dann weiter an.
Demgegenüber illustriert der zweite Spannungsverlauf 410 einen Fall, in dem im Erst-Verbrennungszylinder eine hinreichend große Luftfüllung vorhanden ist. Bedingt durch die großen Kompressions-Drehmomente, die der Starter 150 an der Luftfüllung des sich noch im Verdichtungstakt befindlichen Erst-Verbrennungszylinders leisten muss, steigt die Drehzahl n nicht weiter an, sondern sinkt leicht ab, was dazu führt, dass auch die Spannung U_bat des Bordnetzes 160 nach dem initialen Spannungseinbruch und noch bevor der Erst-Verbrennungszylinder am oberen Totpunkt TDC in seinen Arbeitstakt geht, ein lokales Maximum aufweist und dann leicht abfällt.
Ebenfalls in 3 illustriert sind ein erster Gradient 420 des ersten Spannungsverlaufs 400 und ein zweiter Gradient 430 des zweiten Spannungsverlaufs 410. Durch Auswertung des jeweiligen Gradienten, also des ersten Gradienten 420 bzw. des zweiten Gradienten 430, während des Startvorgangs entscheidet die Steuer- und/oder Regeleinheit 70, ob die Luftfüllung im Erst-Verbrennungszylinder ausreichend groß ist, um den in der Zündreihenfolge nächsten Zylinder in seinen Arbeitstakt zu schieben. Die Steuer- und/oder Regeleinheit erkennt dies beispielsweise dadurch, dass der zweite Gradient 430 kleine, sogar negative Werte annimmt. Wird festgestellt, dass der zweite Gradient 430 einen vorgebbaren Gradientenschwellwert, beispielsweise Null, unterschreitet, so erkennt die Steuer- und/oder Regeleinheit, dass der Starter abgeworfen werden kann. Unterschreitet der erste Gradient 420 hingegen nicht den vorgebbaren Gradientenschwellwert, so kann vorgesehen sein, dass der Starter eingespurt bleibt, um sicherzustellen, dass der Startvorgang erfolgreich sein wird.
4 illustriert ein Verfahren zum Kontrollieren des Auslaufvorgangs der Brennkraftmaschine, was hilfreich ist, um aus dem Spannungsverlauf des Bordnetzes 160 zuverlässig ablesen zu können, ob die Luftfüllung des Erst-Verbrennungszylinders ausreichend ist, um die Brennkraftmaschine erfolgreich zu starten. In 4a dargestellt sind die Taktreihenfolgen eines ersten Zylinders Zyl₁ und eines zweiten Zylinders Zyl₂ während des Auslaufvorgangs. Die oberen Totpunkte zwischen den Takten sind mit T1, ..., T5 bezeichnet.
4b zeigt den Verlauf der Drehzahl n der Kurbelwelle über der Zeit t. Wegen der mit der Zeit abfallenden Drehzahl n ist die Darstellung der Zeit-Achse nichtlinear. Zeitpunkte t1, ..., t4 entsprechen den in 4a dargestellten oberen Totpunkten T1, ..., T4. Beim Nulldurchgang der Drehzahl n der Brennkraftmaschine kehrt sich die Drehrichtung der Brennkraftmaschine um, bis sie zu einem Zeitpunkt t_stopp zum Stillstand kommt. Der fünfte Totpunkt T5 wird während des Auspendelvorgangs nicht mehr erreicht.
4c illustriert den Verlauf der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge am Beispiel eines Öffnungsgrades DK der Drosselklappe 100. Die zugeführte Luftmenge kann aber beispielsweise auch über einen variablen Ventilhub erzielt werden. Während des Auslaufvorgangs der Brennkraftmaschine, bei ausgeschalteter Zündung und/oder Einspritzung, wird die Drosselklappe 100 zunächst geschlossen, um die Laufruhe der Brennkraftmaschine zu verbessern. Die Drosselklappe 100 hat einen ersten Öffnungswinkel DK1. Unterschreitet die Drehzahl n der Brennkraftmaschine einen vorgebbaren Drehzahlschwellenwert ns, was beispielsweise periodisch zu jedem oberen Totpunkt überprüft werden kann, so wird die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge zu einem Öffnungskurbelwellenwinkel KW_auf bzw. einem Öffungszeitpunkt T_auf erhöht, in dem in 4c dargestellten Beispiel, indem der Öffnungsgrad DK der Drosselklappe 100 auf einen zweiten Öffnungswinkel DK2 erhöht wird. Der sich in einem Einlasstakt befindliche zweite Zylinder Zyl2 saugt nun aus seinem Einlassrohr 80 eine erhöhte Luftmenge an, sodass die Federkraft der Luftfeder im zweiten Zylinder Zyl2 in dessen Verdichtungstakt sehr viel größer ist als die entgegengesetzt wirkende Federkraft der Luftfeder des sich im Arbeitstakt befindlichen ersten Zylinders Zyl1. Der zweite Zylinder Zyl2 befindet sich daher beim Stillstand der Brennkraftmaschine im Verdichtungstakt und kann beim nachfolgenden Wiederstart als Erst-Verbrennungszylinder benutzt werden.
illustriert den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer direkt einspritzenden Brennkraftmaschine. Zu Beginn des Verfahrens (5a) befindet sich der Erst-Verbrennungszylinder in seinem Verdichtungstakt in einer Ruheposition 200. Der Starter 150 beginnt nun, die Brennkraftmaschine zu drehen. Während des Andrehens der Brennkraftmaschine wird, wie in 3 dargestellt, die Spannung U_bat des Bordnetzes 160 überwacht. In die Brennkraftmaschine wird nun oder auch bereits vor Beginn des Andrehens durch das Einspritzventil 120 Kraftstoff eingespritzt.
Noch bevor die Winkelstellung der Kurbelwelle 50 einen vorgebbaren Abwurfwinkel 300 erreicht, wird ermittelt, dass der Starter abgeworfen werden kann. Der Abwurf des Starters 150 wird in der Steuer- und/oder Regeleinheit 70 freigegeben. Bei Überschreiten des vorgebbaren Abwurfwinkels 300 wird der Starter abgeworfen. Dies ist in 5c illustriert. Die Brennkraftmaschine rotiert aufgrund der Drehbewegung weiter, und im Bereich des oberen Totpunkts TDC wird im Erst-Verbrennungszylinder das Kraftstoff-/Luft-Gemisch gezündet. Dies ist in 5d illustriert. Die Brennkraftmaschine dreht nun selbsttätig weiter.
6 zeigt den zu 5 analogen Startvorgang bei einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung. Der Erst-Einlasszylinder ist hierbei derjenige Zylinder, der bei Andrehen der Brennkraftmaschine mit dem Starter 150 als erstes Luft aus dem Saugrohr 80 ansaugen kann. Im dargestellten Beispiel befindet sich der Erst-Verbrennungszylinder in seinem Einlasstakt. Die Ruheposition 200 befindet sich in der ersten Hälfte des Einlasstaktes. Beim Starten der Brennkraftmaschine wird zunächst über das Saugrohr-Einspritzventil Kraftstoff in das Saugrohr 80 gespritzt. Die Brennkraftmaschine wird nun über den Starter 150 angedreht, wobei das Kraftstoff-/Luft-Gemisch aus dem Saugrohr 80 in den Brennraum 20 des Erst-Verbrennungszylinders angesogen wird. Die weiteren in 6b bis 6d illustrierten Schritte verlaufen analog zu dem in 5 illustrierten Verfahren.
7 beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren in einem sogenannten change-of-mind-Fall. Während des Auslaufs der Brennkraftmaschine (7a) wird eine Wiederstart-Anforderung von der Steuer- und/oder Regeleinheit 70 erkannt. Der Starter 150 wird nun eingespurt und beschleunigt die Kurbelwelle 50 (7b). Wie in 3 dargestellt, wird nun die Spannung U_bat des Bordnetzes 160 überwacht, und ggf. darauf entschieden, dass die im Erst-Verbrennungszylinder befindliche Luftmenge ausreichend ist, um die Brennkraftmaschine erfolgreich zu starten. Dies kann durch einen Vergleich des Gradienten 420, 430 der Spannung U_bat des Bordnetzes 160 mit einem zweiten Gradientenschwellwert geschehen, der größer sein kann als der Gradientenschwellwert, der in den in 5 bzw. 6 dargestellten Fällen zur Anwendung kommt. Dies liegt darin begründet, dass zum einen (wie in 4 illustriert) während des Auslaufens der Brennkraftmaschine die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge reduziert ist, und somit die vom Starter 150 zu leistende Verdichtungsarbeit deutlich reduziert ist, und zum anderen durch die bereits vorhandene Drehbewegung der Brennkraftmaschine die notwendige Verbrennungsarbeit durch die Verbrennung im Erst-Verbrennungszylinder ebenfalls deutlich niedriger ist. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 70 erkennt nun, dass der Starter 150 abgeworfen werden kann. Dies ist in 7c illustriert. Der Abwurf des Starters 150 erfolgt nun schnellstmöglich, was aber in dem hier illustrierten Beispiel erst nach Überschreiten des oberen Totpunkts TDC durch den Erst-Verbrennungszylinder geschehen kann (siehe 7d).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008005525 A1 [0001]

Claims

Verfahren zum Starten einer Brennkraftmaschine, bei dem die Brennkraftmaschine mit Hilfe eines Starters (150) angetrieben wird, und in einem Erst-Verbrennungszylinder (10) ein Kraftstoff-/Luft-Gemisch entzündet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abwurf des Starters (150) abhängig von einen Spannungsverlauf (400, 410) eines Bordnetzes (160), das den Starter (150) mit elektrischer Energie versorgt, freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwurf des Starters (150) freigegeben wird, wenn ein Gradient (420, 430) des Spannungsverlaufs (400, 410) nach einem initialen Spannungseinbruch einen vorgebbaren Gradientenschwellwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwurf des Starters freigegeben wird, wenn der Spannungsverlauf (400, 410) nach dem initialen Spannungseinbruch ein lokales Maximum aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Starter (150) abgeworfen wird, wenn der Abwurf des Starters (150) freigegeben ist und wenn eine Winkelstellung der Kurbelwelle einen vorgebbaren Abwurfwinkel (300) überstreicht.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Starter (150) abgeworfen wird, bevor der Erst-Verbrennungszylinder (10) in einen Arbeitstakt geht.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ruheposition (200) der Brennkraftmaschine so eingestellt wird, dass eine Verdichtung einer startfähigen Luftfüllung, die sich im Erst-Verbrennungszylinder (10) befindet, so stark ist, dass eine Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine absinkt, während der Starter (150) die Brennkraftmaschine antreibt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im unmittelbar vorhergehenden Auslauf der Brennkraftmaschine die der Brennkraftmaschine durch eine Luftzumesseinrichtung, insbesondere eine Drosselklappe (100), zugeführte Luftfüllung zunächst reduziert wird und dann wieder erhöht wird, wenn die Drehzahl (n) der Brennkraftmaschine unter einen vorgebbaren Drehzahlschwellenwert (ns) abgefallen ist.
Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass es programmiert ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Elektrisches Speichermedium für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (70) einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm ein Computerprogramm zur Durchführung aller Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 abgespeichert ist.
Steuer- und/oder Regeleinrichtung (70) eines Antriebsstrangs, dadurch gekennzeichnet, dass sie so programmiert ist, dass sie alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführen kann.