DE102015202207B4 - Method for synchronization when starting a spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents

Method for synchronization when starting a spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine Download PDF

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DE102015202207B4
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Abstract

Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit
- mindestens zwei Zylindern (x ≥ 2), wobei jeder Zylinder einen mit einer Kurbelwelle verbundenen und bei rotierender Kurbelwelle zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) oszillierenden Kolben umfasst und mindestens ein erster Zylinder (x = 1) mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung eines Zylinderdrucks in einem vom zylinderzugehörigen Kolben mit ausgebildeten zylinderzugehörigen Brennraum ausgestattet ist, und
- einer Startvorrichtung, mit der die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, bei dem zwecks Starten der Brennkraftmaschine
- die Startvorrichtung aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass
- mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1u detektiert wird, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) eine vorgebbare Druckschwelle pN übersteigt, und ein Druckgradient dp1 = pcyl,1(t2) - pcyl,1(t1) / (t2-t1) ermittelt wird, um zu verifizieren, dass der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) ein ansteigender Druck mit dp1 > 0 ist und sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet,
- mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1d detektiert wird, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) die vorgegebene Druckschwelle pN wieder unterschreitet, wobei eine Kompressionszeit Tcomp = (TN1d - TN1u) / 2 ermittelt wird, welche der zylinderzugehörige Kolben nach Übersteigen der vorgegebenen Druckschwelle pN bis zum Erreichen des oberen Totpunktes (OT) benötigt, und
- die Stellung des Kolbens mindestens eines Zylinders x im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TNxu, zu dem der Zylinderdruck pcyl,x im Zylinder x die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser mindestens eine Zylinder x befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.

Figure DE102015202207B4_0000
Method of synchronization when starting a spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine with
- At least two cylinders (x ≥ 2), each cylinder comprises a connected to a crankshaft and a rotating crankshaft between a bottom dead center (UT) and a top dead center (TDC) oscillating piston and at least one first cylinder (x = 1) with a pressure sensor for metrological detection of a cylinder pressure in a cylinder-associated piston is formed with cylinder-associated combustion chamber, and
- A starting device with which the crankshaft when starting forcibly set in rotation, in which for the purpose of starting the internal combustion engine
the starting device is activated to set the crankshaft in rotation, characterized in that
- By the pressure sensor, the time T N1u is detected, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) exceeds a predetermined pressure threshold p N , and a pressure gradient dp 1 = p cyl, 1 (t 2 ) - p cyl , 1 (t 1 ) / (t 2 -t 1 ) is determined to verify that the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) is an increasing pressure with dp 1 > 0 and the first cylinder is located in the compression stroke,
- The time T N1d is detected by means of pressure sensor, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) again falls below the predetermined pressure threshold p N , wherein a compression time T comp = (T N1d - T N1u ) / 2 determined is, which requires the cylinder-related piston after exceeding the predetermined pressure threshold p N to reach the top dead center (TDC), and
- The position of the piston of at least one cylinder x at top dead center (TDC) is determined using the compression time T comp and the cylinder associated time T Nxu to which the cylinder pressure p cyl, x in cylinder x exceeds the predetermined pressure threshold p N , where at least one cylinder x is fired to take the internal combustion engine into operation.
Figure DE102015202207B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit

  • - mindestens zwei Zylindern (x ≥ 2), wobei jeder Zylinder einen mit einer Kurbelwelle verbundenen und bei rotierender Kurbelwelle zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) oszillierenden Kolben umfasst und mindestens ein erster Zylinder (x = 1) mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung eines Zylinderdrucks in einem vom zylinderzugehörigen Kolben mit ausgebildeten zylinderzugehörigen Brennraum ausgestattet ist, und
  • - einer Startvorrichtung, mit der die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist,
bei dem zwecks Starten der Brennkraftmaschine
  • - die Startvorrichtung aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen.
The invention relates to a method for synchronization when starting a spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine with
  • - At least two cylinders (x ≥ 2), each cylinder comprises a connected to a crankshaft and a rotating crankshaft between a bottom dead center (UT) and a top dead center (TDC) oscillating piston and at least one first cylinder (x = 1) with a pressure sensor for metrological detection of a cylinder pressure in a cylinder-associated piston is formed with cylinder-associated combustion chamber, and
  • a starting device with which the crankshaft is forcibly set in rotation during starting,
in the purpose of starting the internal combustion engine
  • - The starting device is activated to enable the crankshaft in rotation.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine Ottomotoren, aber auch Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren nutzen, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.In the context of the present invention, the term internal combustion engine comprises gasoline engines, but also hybrid internal combustion engines that use a hybrid combustion process, as well as hybrid drives, which in addition to the internal combustion engine include an electric motor which can be connected to the engine, which receives power from the internal combustion engine or as switchable Auxiliary drive additionally delivers power.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 41 14 797 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Arbeitstakterkennung bei einem Viertaktmotor. Die Zylinderidentifikation beim Motorstart erfolgt unter Verwendung eines Zylinderdrucksensors, wobei die Kurbelwelle mittels Starter in Drehung versetzt wird. Zur Erkennung des Arbeitstaktes wird ein Schwellenwert für den Zylinderdruck festgesetzt und verwendet. Die Ermittlung und Erkennung der oberen Totpunkte erfolgt durch Messen der maximalen Zylinderdrücke und der Referenzierung bzw. Zuordnung zum Kurbelwellenwinkel.The German patent application DE 41 14 797 A1 describes a method and a device for working stroke detection in a four-stroke engine. The cylinder identification at engine start is carried out using a cylinder pressure sensor, wherein the crankshaft is rotated by means of a starter. For detecting the power stroke, a threshold value for the cylinder pressure is set and used. The determination and detection of the top dead centers is carried out by measuring the maximum cylinder pressures and the referencing or assignment to the crankshaft angle.

Die deutschen Offenlegungsschriften DE 101 13 194 A1 und DE 37 211 62 A1 beschreiben ebenfalls Verfahren zur Erkennung der Arbeitstakte eines Zylinders einer Brennkraftmaschine bzw. zur Ermittlung der oberen Totpunkte unter Verwendung eines mittels Sensors messtechnisch erfassten Zylinderdrucks, wobei diese Informationen jeweils für eine schnelle Synchronisation beim Anlassen der Brennkraftmaschine genutzt wird.The German disclosure documents DE 101 13 194 A1 and DE 37 211 62 A1 also describe methods for detecting the working cycles of a cylinder of an internal combustion engine or for determining the top dead centers using a metrologically detected by means of sensor cylinder pressure, this information is used in each case for a quick synchronization when starting the internal combustion engine.

Die Kenntnis der Stellung der einzelnen Zylinder, d. h. die Kenntnis der Stellung der einzelnen Kolben einer Brennkraftmaschine ist erforderlich, damit die Einspritzung des Kraftstoffes bzw. die Einleitung der Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gezielt, d. h. bei definierten Kurbelwellenwinkeln (KW) erfolgen kann, um so in den einzelnen Zylindern eine optimierte Verbrennung mit einem möglichst niedrigen Kraftstoffverbrauch und möglichst geringen Emissionen zu gewährleisten.The knowledge of the position of each cylinder, d. H. the knowledge of the position of the individual pistons of an internal combustion engine is required so that the injection of the fuel or the initiation of the ignition of the fuel-air mixture targeted, d. H. can be done at defined crankshaft angles (KW), so as to ensure optimized combustion in the individual cylinders with the lowest possible fuel consumption and the lowest possible emissions.

Des Weiteren ist eine gezielte Einspritzung bzw. Zündung notwendig, um bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen die ungewollte Selbstzündung von Gemischteilen - das sogenannte Klopfen - zu verhindern und einen möglichst gleichförmigen Lauf der Brennkraftmaschine sicherzustellen, der sich durch ein Minimum an Drehschwingungen der Kurbelwelle und damit durch ein Minimum an Drehzahlschwankungen auszeichnet. Die Aufgabe, die Einspritzung und Zündung zu steuern, übernimmt in der Regel eine Motorsteuerung.Furthermore, a targeted injection or ignition is necessary in order to prevent the unwanted self-ignition of mixture parts - the so-called knocking - and to ensure a uniform possible running of the internal combustion engine, which is characterized by a minimum of torsional vibrations of the crankshaft and thus by a minimum characterized in speed fluctuations. The task of controlling the injection and ignition usually takes over a motor control.

Nach dem Stand der Technik wird die Stellung der einzelnen Zylinder einer Brennkraftmaschine mittels Nockenwellensensor und Kurbelwellensensor, der auch als Kurbelwinkelgeber bezeichnet wird, bestimmt. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 40 02 228 A1 beschreibt ein Verfahren zur Arbeitstakterkennung bei einem Viertaktmotor unter Verwendung eines Kurbelwellensensors.According to the prior art, the position of the individual cylinders of an internal combustion engine by means of camshaft sensor and crankshaft sensor, which is also referred to as a crank angle sensor, determined. The German patent application DE 40 02 228 A1 describes a method for working stroke detection in a four-stroke engine using a crankshaft sensor.

Der ortsfeste, an der Brennkraftmaschine angeordnete Kurbelwellensensor greift dabei Signale von einem Ring oder Zahnkranz ab, der mit der Kurbelwelle umläuft und beispielsweise am Schwungrad vorgesehen werden kann. Das vom Kurbelwellensensor erzeugte Signal wird von der Motorsteuerung zur Berechnung der Drehzahl und der Winkelstellung der Kurbelwelle benötigt. Diese Daten benötigt die Motorsteuerung für die Berechnung der Zündeinstellung, der Kraftstoffeinspritzung und der Kraftstoffmenge unter sämtlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, wobei die Kenntnis der Drehzahl die primäre Information ist, die mit Hilfe des Kurbelwellensensors generiert wird.The fixed, arranged on the internal combustion engine crankshaft sensor detects signals from a ring or ring gear, which rotates with the crankshaft and can be provided for example on the flywheel. The signal generated by the crankshaft sensor is required by the engine controller to calculate the speed and angular position of the crankshaft. This data requires engine control to calculate ignition timing, fuel injection, and fuel quantity under all engine operating conditions, with knowledge of engine speed being the primary information generated by the crankshaft sensor.

Zwar kann die Drehzahl grundsätzlich auch mittels Nockenwellensensor ermittelt werden. Die Drehzahl soll aber so exakt wie möglich ermittelt werden, um einen einwandfreien und optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten, weshalb nach dem Stand der Technik vorzugsweise der Kurbelwellensensor verwendet wird, da die Kurbelwelle mit der doppelten Drehzahl der Nockenwelle umläuft und damit ein Signal mit einer wesentlich höheren Auflösung liefert. Eine höhere Auflösung kann mittels Kurbelwellensensor auch deshalb generiert werden, weil das auf der Kurbelwelle angeordnete Schwungrad aufgrund seines relativ großen Durchmessers eine Vielzahl von Zähnen oder sonstigen Signalgebern aufnehmen kann.Although the speed can basically be determined by means of camshaft sensor. The speed should, however, be determined as accurately as possible to ensure proper and optimal operation of the engine, which is why the crankshaft sensor is preferably used in the prior art, since the crankshaft rotates at twice the speed of the camshaft and thus a signal with a delivers much higher resolution. A higher resolution can also be generated by means of crankshaft sensor because the arranged on the crankshaft flywheel can accommodate a variety of teeth or other signal generators due to its relatively large diameter.

Der Nockenwellensensor wird benötigt, um eine Aussage darüber treffen zu können, ob sich der Zylinder, d. h. der Kolben, im Verbrennungszyklus umfassend das Komprimieren und das Expandieren oder im Ladungswechselzyklus umfassend das Ausschieben und das Ansaugen befindet. Der Kurbelwellensensor bestimmt dabei lediglich die Stellung des Kolbens in einem Kurbelwinkelfenster von 360°KW. Anhand der Informationen des Kurbelwellensensors kann beispielsweise die Aussage getroffen werden, ob der Kolben im oberen Totpunkt (OT) oder im unteren Totpunkt (UT) steht. Da bei einer Vier-Takt-Brennkraftmaschine ein Arbeitsspiel, bestehend aus Komprimieren, Expandieren, Ausschieben und Ansaugen, 720° Kurbelwellenwinkel (KW) umfasst, ist es erforderlich, zu wissen, ob sich ein im oberen Totpunkt (OT) befindlicher Kolben im oberen Totpunkt des Verbrennungszyklus oder im oberen Totpunkt des Ladungswechselzyklus befindet. Diese Information liefert der Nockenwellensensor, so dass im Zusammenspiel von Nockenwellensensor und Kurbelwellensensor die Kolbenposition eindeutig bestimmbar ist. The camshaft sensor is needed to make a statement as to whether the cylinder, ie the piston, is in the combustion cycle comprising compressing and expanding or in the charge cycle including exhaustion and suction. The crankshaft sensor determines only the position of the piston in a crank angle window of 360 ° KW. Based on the information of the crankshaft sensor, for example, the statement can be made whether the piston at top dead center ( OT ) or at bottom dead center ( UT ) stands. Since in a four-stroke internal combustion engine a working cycle consisting of compressing, expanding, pushing out and suction, 720 ° crankshaft angle (KW) includes, it is necessary to know whether a top dead center ( OT ) located at the top dead center of the combustion cycle or at top dead center of the charge cycle. This information is supplied by the camshaft sensor, so that the piston position can be determined unambiguously in the interaction of camshaft sensor and crankshaft sensor.

In der Praxis wird üblicherweise die Stellung nur eines einzelnen Zylinders der Brennkraftmaschine, des sogenannten Referenzzylinders, mittels der genannten Sensoren bestimmt, womit die Stellung der übrigen Zylinder festliegt. Mit der Kenntnis der Stellung eines einzelnen Zylinders kann die Motorsteuerung den Zündzeitpunkt und den Einspritzzeitpunkt dieses einen Zylinders berechnen. Mit den in der Motorsteuerung abgelegten Informationen hinsichtlich der Zündfolge der Brennkraftmaschine ergeben sich dann die Zündzeitpunkte und die Einspritzzeitpunkte der übrigen Zylinder.In practice, usually the position of only a single cylinder of the internal combustion engine, the so-called reference cylinder, determined by means of said sensors, whereby the position of the remaining cylinders is fixed. With knowledge of the position of a single cylinder, the engine controller can calculate the ignition timing and injection timing of that one cylinder. With the information stored in the engine control information regarding the firing order of the internal combustion engine, the ignition times and the injection times of the remaining cylinders then arise.

Das Starten bzw. Neustarten und damit das Synchronisieren einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gewinnt zunehmend an Bedeutung, da man bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ständig bemüht ist, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren, und ein Konzept zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs darin besteht, die Brennkraftmaschine abzuschalten, wenn kein momentaner Leistungsbedarf vorliegt, anstatt diese im Leerlauf weiter zu betreiben (Start-Stop-Strategie). In der Praxis bedeutet dies, dass zumindest bei Fahrzeugstillstand die Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird. Ein Anwendungsfall ist der Stop-and-Go-Verkehr, wie er sich beispielsweise im Stau auf Autobahnen und Landstraßen einstellt. Im innerstädtischen Verkehr ist der Stop-and-Go-Verkehr infolge der vorhandenen und nicht aufeinander abgestimmten Ampelanlagen sowie des gestiegenen Verkehrsaufkommens nicht mehr die Ausnahme, sondern sogar die Regel. Weitere Anwendungsfälle bieten beschrankte Bahnübergänge und dergleichen.The restarting and thus the synchronization of a multi-cylinder internal combustion engine is becoming increasingly important, since it is constantly trying to minimize fuel consumption in the development of internal combustion engines, and a concept for reducing fuel consumption is to shut down the internal combustion engine, if no current power requirement instead of idling it (start-stop strategy). In practice, this means that at least when the vehicle is stationary, the internal combustion engine is turned off. One application is the stop-and-go traffic, as it sets, for example, in traffic jams on highways and highways. In inner-city traffic, stop-and-go traffic is no longer the exception, but the rule, as a result of existing and inconsistent traffic lights and increased traffic volumes. Other applications provide limited level crossings and the like.

Problematisch bei den Konzepten, welche zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs die Brennkraftmaschine bei fehlendem Bedarf abschalten, ist die Notwendigkeit die Brennkraftmaschine wieder zu starten. Bei einem unkontrollierten Abstellen der Brennkraftmaschine kommen die Kurbelwelle und die Nockenwelle in einer beliebigen, nicht bekannten Stellung zum Stehen. Die Position der Kolben in den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine ist dann nicht bekannt und dem Zufall überlassen. Diese Informationen sind aber für einen unkomplizierten und möglichst schnellen und damit kraftstoffsparenden Neustart unerlässlich.The problem with the concepts, which turn off the engine in the absence of demand to reduce fuel consumption, is the need to restart the engine. In an uncontrolled shutdown of the internal combustion engine, the crankshaft and the camshaft come to an arbitrary, unknown position to a halt. The position of the pistons in the individual cylinders of the internal combustion engine is then unknown and left to chance. However, this information is essential for an uncomplicated and as fast as possible and thus fuel-efficient restart.

Damit beim Start der Brennkraftmaschine die notwendige Information über die Zylinderstellung vorliegt, kann beim Ausschalten der Brennkraftmaschine die letzte Stellung der Zylinder in der Motorsteuerung gespeichert werden, so dass beim Neustart auch ohne Sensorsignal eine Grundlage für die Berechnung des Zündzeitpunktes und des Einspritzzeitpunktes verfügbar ist.So that the necessary information about the cylinder position is present at the start of the internal combustion engine, the last position of the cylinder can be stored in the engine control when switching off the engine so that a basis for the calculation of the ignition timing and the injection time is available when restarting without sensor signal.

Sollte beim Neustart diese gespeicherte Information über die letzte Stellung der Zylinder nicht mehr vorliegen, weil sie beispielsweise beim Ausbau der Batterie und der damit fehlenden Stromversorgung der Motorsteuerung verloren gegangen ist, ist ein Verfahren zur Ermittlung der Zylinderstellung erforderlich. Startverfahren, bei denen zu einem beliebigen Zeitpunkt unkontrolliert eingespritzt und gezündet wird und die Brennkraftmaschine sich mit Hilfe der Motorsteuerung innerhalb von ein paar Arbeitsspielen auf den gewünschten Betriebspunkt einstellt, sind im Rahmen einer Start-Stop-Strategie aufgrund der hohen Anzahl an Startvorgängen nicht zielführend, da erhebliche Nachteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs und des Emissionsverhaltens hinzunehmen wären, die der grundsätzlichen Zielsetzung des Abschaltens bei fehlender Leistungsanforderung entgegen stehen. Zudem würde jeder einzelne Startvorgang vergleichsweise lange dauern, d. h. einige Kurbelwellenumdrehungen zur Synchronisation benötigen.If this stored information on the last position of the cylinder is no longer present when restarting, because it has been lost, for example, when removing the battery and the lack of power to the engine control, a method for determining the cylinder position is required. Starting procedure, in which injected and ignited uncontrollably at any time and the internal combustion engine adjusts itself with the help of the engine control within a few working cycles to the desired operating point, are in a start-stop strategy due to the high number of startup processes not expedient, there would be significant disadvantages in terms of fuel consumption and emissions behavior would be contrary to the basic objective of switching off in the absence of power requirement. In addition, each startup would take a relatively long time, d. H. need a few crankshaft revolutions for synchronization.

Das eingangs beschriebene Verfahren, welches sich der beiden Sensoren, nämlich des Nockenwellensensors und des Kurbelwellensensors, zur Ermittlung der Zylinderstellung bedient, setzt prinzipbedingt voraus, dass die Brennkraftmaschine in Betrieb ist bzw. sich die Nockenwelle und die Kurbelwelle ausreichend schnell drehen, so dass die Sensoren ein Signal an die Motorsteuerung liefern können, weshalb auch eine Startvorrichtung vorgesehen ist, mit der die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzt werden kann bzw. wird. Wird dabei ein Zylinder - wie oben beschrieben - als Referenzzylinder herangezogen, werden mindestens 720°KW, d. h. zwei Kurbelwellenumdrehungen zur Synchronisation benötigt.The method described above, which uses the two sensors, namely the camshaft sensor and the crankshaft sensor, to determine the cylinder position requires, in principle, that the internal combustion engine is in operation or rotate the camshaft and the crankshaft sufficiently fast, so that the sensors can provide a signal to the engine control, which is why a starting device is provided with which the crankshaft can be forcibly set in rotation at start or is. If a cylinder is used as the reference cylinder, as described above, at least 720 ° CA, i. H. two crankshaft revolutions needed for synchronization.

Nachteilig sind insbesondere die hohen Kosten für die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, nämlich die Notwendigkeit, zwei Sensoren vorsehen zu müssen. Disadvantages are, in particular, the high costs for the device for carrying out this method, namely the need to provide two sensors.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, mit welchem die nach dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden und das sowohl einen Kurbelwellensensor als auch einen Nockenwellensensor entbehrlich macht.Against this background, it is the object of the present invention to provide a method for synchronization when starting a multi-cylinder internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with which the disadvantages known in the prior art are overcome and which includes both a crankshaft sensor and a camshaft sensor dispensable.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit

  • - mindestens zwei Zylindern (x ≥ 2), wobei jeder Zylinder einen mit einer Kurbelwelle verbundenen und bei rotierender Kurbelwelle zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) oszillierenden Kolben umfasst und mindestens ein erster Zylinder (x = 1) mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung eines Zylinderdrucks in einem vom zylinderzugehörigen Kolben mit ausgebildeten zylinderzugehörigen Brennraum ausgestattet ist, und
  • - einer Startvorrichtung, mit der die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist,
bei dem zwecks Starten der Brennkraftmaschine
  • - die Startvorrichtung aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • - mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1u detektiert wird, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) eine vorgebbare Druckschwelle pN übersteigt, und ein Druckgradient dp1 = pcyl,1(t2) - pcyl,1(t1) / (t2-t1) ermittelt wird, um zu verifizieren, dass der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) ein ansteigender Druck mit dp > 0 ist und sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet,
  • - mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1d detektiert wird, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) die vorgegebene Druckschwelle pN wieder unterschreitet, wobei eine Kompressionszeit Tcomp = (TN1d - TN1u) / 2 ermittelt wird, welche der zylinderzugehörige Kolben nach Übersteigen der vorgegebenen Druckschwelle pN bis zum Erreichen des oberen Totpunktes (OT) benötigt, und
  • - die Stellung des Kolbens mindestens eines Zylinders x im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TNxu , zu dem der Zylinderdruck pcyl,x im Zylinder x die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser mindestens eine Zylinder x befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.
This object is achieved by a method for synchronization when starting a spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine with
  • at least two cylinders (x ≥ 2), each cylinder having a crankshaft connected thereto and a crankshaft rotating between a bottom dead center (FIG. UT ) and a top dead center ( OT ) comprises oscillating piston and at least one first cylinder (x = 1) is equipped with a pressure sensor for metrological detection of a cylinder pressure in a cylinder-associated piston formed by the cylinder-associated combustion chamber, and
  • a starting device with which the crankshaft is forcibly set in rotation during starting,
in the purpose of starting the internal combustion engine
  • the starting device is activated in order to set the crankshaft in rotation,
which is characterized in that
  • - By means of pressure sensor the time T N1u is detected, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) a predefinable pressure threshold p N is exceeded, and a pressure gradient dp 1 = p cyl, 1 (t 2 ) - p cyl, 1 (t 1 ) / (t 2 -t 1 ) is determined to verify that the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder ( x = 1) is an increasing pressure with dp> 0 and the first cylinder is in the compression stroke,
  • - By means of pressure sensor the time T N1d is detected, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) the predetermined pressure threshold p N again falls below, wherein a compression time T comp = (T N1d - T N1u ) / 2 is determined, which the cylinder-associated piston after exceeding the predetermined pressure threshold p N until reaching top dead center ( OT ), and
  • - The position of the piston of at least one cylinder x at top dead center ( OT ) is determined using the compression time T comp and the cylinder related time T Nxu to which the cylinder pressure p cyl, x in the cylinder x the predetermined pressure threshold p N exceeds, with this at least one cylinder x is fired to put the internal combustion engine into operation.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann darauf verzichtet werden, die Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellensensor und einem Nockenwellensensor auszustatten.The method according to the invention makes it possible to dispense with equipping the internal combustion engine with a crankshaft sensor and a camshaft sensor.

Vielmehr wird die Brennkraftmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit mindestens einem Drucksensor ausgestattet. Dabei wird mindestens ein Zylinder mit einem Drucksensor versehen, mit dem der Zylinderdruck im Brennraum dieses Zylinders messtechnisch erfasst werden kann. Dieser mindestens eine Zylinder wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als erster Zylinder bzw. Referenzzylinder bezeichnet und zwar auch dann, falls dieser Zylinder gemäß der DIN-Norm eine andere Nummerierung hat, beispielsweise bei einem Vierzylinder-Reihenmotor ein innenliegender Zylinder ist.Rather, the internal combustion engine for carrying out the method according to the invention is equipped with at least one pressure sensor. In this case, at least one cylinder is provided with a pressure sensor with which the cylinder pressure in the combustion chamber of this cylinder can be detected by measurement. This at least one cylinder is referred to in the context of the present invention as the first cylinder or reference cylinder, even if this cylinder according to the DIN standard has a different numbering, for example, in an in-line four-cylinder engine is an internal cylinder.

In einem ersten Verfahrensschritt wird die Startvorrichtung aktiviert und die Kurbelwelle zwangsweise in Drehung versetzt.In a first method step, the starting device is activated and the crankshaft forcibly rotated.

Unter Verwendung des Drucksensors wird in einem zweiten Verfahrensschritt der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder überwacht, um festzustellen, ob und wann sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet. Dafür wird eine Druckschwelle pN vorgegeben, die nur ein im Kompressionstakt befindlicher Zylinder übersteigt, so dass sicher ausgeschlossen werden kann, dass sich der erste Zylinder in einem anderen Arbeitstakt, d. h. im Expansionstakt, im Ausschiebetakt oder im Ansaugtakt befindet. Die Druckschwelle pN ist entsprechend der vorstehenden Zielsetzung ausreichend hoch anzusetzen. Übersteigt der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN wird der Zeitpunkt TN1u , zu dem dies geschieht, detektiert und im Folgenden ein Druckgradient dp1 ermittelt, um zu verifizieren, dass der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder tatsächlich ein kontinuierlich ansteigender Druck ist. Am Ende des zweiten Verfahrensschrittes liegt Kenntnis darüber vor, ob bzw. dass sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet und der Zeitpunkt TN1u , zu dem der Druck im ersten Zylinder die Druckschwelle pN überstiegen hat.Using the pressure sensor, in a second method step, the cylinder pressure p cyl, 1 monitored in the first cylinder to determine if and when the first cylinder is in the compression stroke. This is a pressure threshold p N predetermined, which exceeds only one cylinder located in the compression stroke, so that it can be safely ruled out that the first cylinder is in another stroke, ie in the expansion stroke, the exhaust stroke or in the intake stroke. The pressure threshold p N is to be set sufficiently high according to the above objective. Exceeds the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder, the predetermined pressure threshold p N will be the time T N1u to which this happens detected and below a pressure gradient dp 1 determined to verify that the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder is actually a continuously increasing pressure. At the end of the second process step, it is known whether or that the first cylinder is in the compression stroke and the time T N1u to which the pressure in the first cylinder is the threshold pressure p N has exceeded.

In einem dritten Verfahrensschritt wird mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1d detektiert, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN wieder unterschreitet. Die ermittelten Zeitpunkte TN1u und TN1d dienen der Berechnung der sogenannten Kompressionszeit Tcomp . Die vom Kolben während des Kompressionstaktes komprimierte Luft dehnt sich nach Durchschreiten des oberen Totpunktes im anschließenden Expansionstakt wieder aus, wobei vereinfachend davon ausgegangen wird, dass der Druckverlauf im ersten Zylinder symmetrisch ist. Die Hälfte der Zeit (TN1d - TN1u), welche zwischen dem Übersteigen und dem erneuten Unterschreiten der Druckschwelle pN verstreicht, ist die Zeit, die der Kolben des ersten Zylinders nach Übersteigen der vorgegebenen Druckschwelle pN bis zum Erreichen des oberen Totpunktes (OT) benötigt, nämlich die Kompressionszeit Tcomp .In a third method step, the time is determined by means of a pressure sensor T N1d detected, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder, the predetermined pressure threshold p N falls below again. The determined times T N1u and T N1d serve to calculate the so-called compression time T comp , The compressed air from the piston during the compression stroke expands after passing through the top dead center in the subsequent expansion stroke again, for simplicity it is assumed that the pressure curve in the first cylinder is symmetrical. Half of the time (T N1d - T N1u ), which between the exceeding and again below the pressure threshold p N elapsed, is the time that the piston of the first cylinder after exceeding the predetermined pressure threshold p N until reaching top dead center ( OT ), namely the compression time T comp ,

Mit Hilfe der im dritten Verfahrensschritt ermittelten Kompressionszeit Tcomp kann nun bei jedem Zylinder x, der mit einem Drucksensor ausgestattet ist, die Stellung des zylinderzugehörigen Kolbens im oberen Totpunkt, d. h. die Lage des oberen Totpunktes, ermittelt werden, weshalb dieser Zylinder befeuert, d. h. fremdgezündet, werden kann, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.With the help of the determined in the third step compression time T comp can now with every cylinder x equipped with a pressure sensor, the position of the cylinder associated piston at top dead center, ie, the position of the top dead center, are determined, which is why this cylinder is fired, ie spark-ignited, to take the internal combustion engine in operation.

Dazu wird in einem vierten Verfahrensschritt mittels Drucksensor der zylinderzugehörige Zeitpunkt TNxu detektiert, zu dem der Zylinderdruck pcyl,x im Zylinder x die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt. Als Resultat des dritten Verfahrensschrittes, liegt das Wissen darüber vor, wie viel Zeit nach Übersteigen der vorgegebenen Druckschwelle pN verstreichen muss bis der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, wobei vereinfachend davon ausgegangen wird, dass die Drehzahl der Kurbelwelle nmot näherungsweise konstant ist. Letzteres kann ohne Weiteres angenommen werden, da die Kurbelwelle zu diesem Zeitpunkt noch zwangsweise mittels Startvorrichtung in Drehung versetzt wird.For this purpose, in a fourth method step by means of a pressure sensor, the cylinder-associated time T Nxu detected, to which the cylinder pressure p cyl, x in the cylinder x the predetermined pressure threshold p N exceeds. As a result of the third process step, it is known how much time after exceeding the predetermined pressure threshold p N must pass until the piston reaches the top dead center, simplifying it is assumed that the speed of the crankshaft n mot is approximately constant. The latter can be readily assumed, since the crankshaft is still forcibly set in rotation by means of starting device at this time.

Welcher Zylinder bzw. welche Zylinder innerhalb der nächsten beiden Kurbelwellenumdrehungen unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp in Betrieb genommen, d. h. mit Kraftstoff versorgt und gezündet wird bzw. werden, hängt vom konkreten Einzelfall ab, nämlich davon, welche Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet sind. Ist nur ein einziger Zylinder, d. h. der erste Zylinder, mit einem Drucksensor ausgestattet, ist prinzipbedingt dieser erste Zylinder der Zylinder, der als erstes befeuert wird.Which cylinder or cylinders within the next two crankshaft revolutions using the compression time T comp put into operation, ie supplied with fuel and ignited or will depend on the specific case, namely on which cylinders are equipped with a pressure sensor. If only one single cylinder, ie the first cylinder, is equipped with a pressure sensor, this first cylinder is, as a matter of principle, the cylinder that is fired first.

Sind mehrere Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet, ist es besonders vorteilhaft, den Zylinder, welcher dem ersten Zylinder in der Zündfolge folgt und am nächsten ist, zu befeuern. Bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor, dessen Zylinder mit der Zündfolge 1 - 3 - 4 - 2 betrieben werden und bei dem der erste und vierte Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet sind, bietet es sich an, die beispielsweise beim ersten Zylinder ermittelte Kompressionszeit Tcomp zu verwenden, um den vierten Zylinder eine Kurbelwellenumdrehung später zu befeuern. Dies verkürzt die Startzeit erheblich, insbesondere im Vergleich zu einer Vorgehensweise, bei der der erste Zylinder zwei Kurbelwellenumdrehungen später unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp in Betrieb genommen wird.If several cylinders are equipped with a pressure sensor, it is particularly advantageous to fire the cylinder which follows and is closest to the first cylinder in the firing order. In a four-cylinder inline engine whose cylinders are operated with the ignition sequence 1 - 3 - 4 - 2 and in which the first and fourth cylinders are equipped with a pressure sensor, it makes sense, for example, the first cylinder determined compression time T comp to use to fire the fourth cylinder one crankshaft revolution later. This significantly shortens the start time, particularly as compared to a procedure in which the first cylinder makes two crankshaft revolutions later using the compression time T comp is put into operation.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich ein Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt, mit dem sowohl ein Kurbelwellensensor als auch ein Nockenwellensensor entbehrlich wird.With the method according to the invention, the object underlying the invention is achieved, namely a method for synchronization when starting a spark-ignited multi-cylinder internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with which both a crankshaft sensor and a camshaft sensor is unnecessary.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens, die sich aus den Unteransprüchen ergeben, erläutert.Further advantages of the method according to the invention are explained in connection with the preferred embodiments of the method which emerge from the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TNxd oder TNxu , durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird. Werden zur Ermittlung der Drehzahl zwei Zylinder herangezogen, ist zur Bestimmung des dazugehörigen Kurbelwinkelfensters der thermodynamische Versatz der zu den ermittelten Zeitpunkten gehörenden Zylinder zu berücksichtigen, der sich aus der Zündfolge der mindestens zwei Zylinder der Brennkraftmaschine und der Anzahl x der Zylinder resultiert.Advantageous embodiments of the method, in which the speed n mot the crankshaft is determined using two determined times T Nxd or T Nxu by which an elapsed time between them is measured, and an associated crank angle window which is swept over in the elapsed time period. If two cylinders are used to determine the rotational speed, the thermodynamic offset of the cylinders belonging to the determined times must be taken into account for determining the associated crank angle window, which is determined by the ignition sequence of the at least two cylinders of the internal combustion engine and the number x the cylinder results.

Gemäß der vorstehenden Ausführungsform wird aus ermittelten Zeiten TNxd oder TNxu eines Zylinders oder zweier Zylinder die Drehzahl der Kurbelwelle ermittelt. Ist beispielsweise der erste Zylinder eines Vier-Zylinder-Reihenmotors mit einem Drucksensor ausgestattet, kann der Zeitpunkt TN1u (t1 ) detektiert werden, zu dem der Zylinderdruck im ersten Zylinder die Druckschwelle pN erstmals übersteigt, und zwei Kurbelwellenumdrehungen später kann der Zeitpunkt TN1u (t2 ) detektiert werden, zu dem der Zylinderdruck im ersten Zylinder die Druckschwelle pN zum zweiten Mal, d. h. erneut übersteigt.According to the above embodiment, timings are determined T Nxd or T Nxu a cylinder or two cylinders determines the speed of the crankshaft. For example, if the first cylinder of a four-cylinder in-line engine equipped with a pressure sensor, the time T N1u ( t 1 ) are detected, to which the cylinder pressure in the first cylinder, the pressure threshold p N first time passes, and two crankshaft revolutions later may be the time T N1u ( t 2 ) are detected, to which the cylinder pressure in the first cylinder, the pressure threshold p N for the second time, ie again exceeds.

Die verstrichene Zeitspanne [TN1u (t2) - TN1u (t1)] kann einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, nämlich 720°KW, zugeordnet werden. Daraus ergibt sich die Drehzahl, denn in der verstrichenen Zeitspanne hat sich die Kurbelwelle zweimal gedreht.The elapsed time period [T N1u (t 2 ) -T N1u (t 1 )] can be assigned to an associated crank angle window, namely 720 ° CA. This results in the speed, because in the elapsed time, the crankshaft has rotated twice.

Sind mehrere Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet, beispielsweise bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor, dessen Zylinder mit der Zündfolge 1 - 3 - 4 - 2 betrieben werden, der erste und vierte Zylinder, kann mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1u (t1 ) detektiert werden, zu dem der Zylinderdruck im ersten Zylinder die Druckschwelle pN erstmals übersteigt, und eine Kurbelwellenumdrehung später kann der Zeitpunkt TN4u (t2 ) detektiert werden, zu dem der Zylinderdruck im vierten Zylinder die Druckschwelle pN erstmals übersteigt.If several cylinders are equipped with a pressure sensor, for example in the case of a four-cylinder in-line engine whose cylinders are operated with the ignition sequence 1 - 3 - 4 - 2, the first and fourth cylinders, the time can be determined by means of a pressure sensor T N1u ( t 1 ) are detected, to which the cylinder pressure in the first cylinder, the pressure threshold p N first time exceeds, and a crankshaft revolution later may be the time T N4u ( t 2 ) are detected, to which the cylinder pressure in the fourth cylinder, the pressure threshold p N exceeds for the first time.

Das dazugehörige Kurbelwinkelfenster entspricht dem thermodynamischen Versatz der zu den ermittelten Zeitpunkten gehörenden Zylinder, nämlich dem Versatz des ersten und vierten Zylinders. Bei der oben gewählten Zündfolge beträgt der Versatz 360°KW.The associated crank angle window corresponds to the thermodynamic offset of the cylinders belonging to the determined times, namely the offset of the first and fourth cylinders. For the firing sequence selected above, the offset is 360 ° KW.

Die Genauigkeit bei der Ermittlung der Drehzahl nmot nimmt zu, wenn zwei Zylinder herangezogen werden und der Versatz dieser beiden Zylinder möglichst klein gewählt wird bzw. Zylinder mit einem möglichst kleinen Versatz herangezogen werden. Bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor, bei dem jeder Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet ist, ist es besonders vorteilhaft, zwei in der Zündfolge aufeinander folgende Zylinder heranzuziehen.The accuracy in determining the speed n mot increases when two cylinders are used and the offset of these two cylinders is chosen as small as possible or cylinders are used with the smallest possible offset. In a four-cylinder in-line engine in which each cylinder is equipped with a pressure sensor, it is particularly advantageous to use two successive cylinders in the firing order.

Bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, bei der nur ein erster Zylinder (x = 1) mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, sind Verfahrensvarianten vorteilhaft, bei denen die Stellung des Kolbens des ersten Zylinders im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird, sobald sich dieser erste Zylinder erneut im Kompressionstakt befindet, unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TN1u , zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser erste Zylinder befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.In a multi-cylinder internal combustion engine, in which only a first cylinder (x = 1) is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, process variants are advantageous in which the position of the piston of the first cylinder at top dead center ( OT ) is determined as soon as this first cylinder is again in the compression stroke, using the compression time T comp and the cylinder related time T N1u to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder, the predetermined pressure threshold p N exceeds, wherein this first cylinder is fired to take the internal combustion engine in operation.

Die vorstehende Verfahrensvariante betrifft Brennkraftmaschinen, bei denen ein einziger Zylinder zur Durchführung des Verfahrens herangezogen wird, d. h. mit einem Drucksensor ausgestattet ist. Dieser erste Zylinder ist vorliegend auch der Zylinder, welcher als erstes befeuert wird und zur Ermittlung der Drehzahl der Kurbelwelle herangezogen wird.The above method variant relates to internal combustion engines, in which a single cylinder is used to carry out the method, d. H. equipped with a pressure sensor. In the present case, this first cylinder is also the cylinder which is fired first and used to determine the rotational speed of the crankshaft.

Auch wenn jeder Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, kann sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Synchronisation auf einen Zylinder, nämlich den erfindungsgemäß ersten Zylinder fokussieren, d. h. beschränken.Even if each cylinder of an internal combustion engine is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, the method according to the invention for synchronization can focus on a cylinder, namely the first cylinder according to the invention, i. H. restrict.

Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, bei denen jeder Zylinder mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, können daher auch Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Stellung des Kolbens des ersten Zylinders im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird, sobald sich dieser erste Zylinder erneut im Kompressionstakt befindet, unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TN1u , zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser erste Zylinder befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.In multi-cylinder internal combustion engines, in which each cylinder is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, therefore, process variants may be advantageous, which are characterized in that the position of the piston of the first cylinder at top dead center ( OT ) is determined as soon as this first cylinder is again in the compression stroke, using the compression time T comp and the cylinder related time T N1u to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder, the predetermined pressure threshold p N exceeds, wherein this first cylinder is fired to take the internal combustion engine in operation.

Wie schon bei der vorherigen Verfahrensvariante können auch bei der vorstehenden Verfahrensvariante Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft sein, bei denen die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TN1d oder TN1u des ersten Zylinders, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster von 720°KW, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird.As in the previous method variant, embodiments of the method may also be advantageous in the above variant of the method, in which the rotational speed n mot the crankshaft is determined using two determined times T N1d or T N1u of the first cylinder, through which an elapsed time interval is measured, and an associated crank angle window of 720 ° KW, which is swept over in the elapsed time.

Vorteilhaft können bei der in Rede stehenden Ausführungsform, bei der jeder Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet ist, aber auch Verfahrensvarianten sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TNxd oder TNxu zweier in der Zündfolge aufeinanderfolgender Zylinder, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird und einem thermodynamischen Versatz der zu den ermittelten Zeitpunkten gehörenden zwei Zylinder entspricht, der sich aus der Anzahl x der Zylinder bestimmt.Advantageously, in the embodiment in question, in which each cylinder is equipped with a pressure sensor, but also be process variants, which are characterized in that the rotational speed n mot the crankshaft is determined using two determined times T Nxd or T Nxu two successive cylinders in the firing order, by which an interval of time elapsed therebetween is measured, and an associated crank angle window, which is swept in the elapsed time and corresponds to a thermodynamic offset of the two cylinders belonging to the determined times, which is the number x the cylinder determines.

Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit vier Zylindern sind in diesem Zusammenhang Verfahrensvarianten vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TNxd oder TNxu zweier in der Zündfolge aufeinanderfolgender Zylinder, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster von 180°KW, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird.In multi-cylinder internal combustion engines with four cylinders process variants are advantageous in this context, which are characterized in that the speed n mot the crankshaft is determined using two determined times T Nxd or T Nxu two successive cylinders in the firing order, by which an interval of time elapsed therebetween is measured, and an associated crank angle window of 180 ° KW, which is swept over in the elapsed time period.

Zur Synchronisation einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, können auch Verfahrensvarianten vorteilhaft sein, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Stellung des Kolbens des dem ersten Zylinder in der Zündfolge folgenden Zylinders x im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TNxu , zu dem der Zylinderdruck pcyl,x im Zylinder x die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser Zylinder x befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.For the synchronization of a multi-cylinder internal combustion engine, in which each cylinder is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, also variants of the method may be advantageous, which are characterized in that the position of the piston of the cylinder following the first cylinder in the firing order x at top dead center ( OT ) is determined using the compression time T comp and the cylinder related time T Nxu to which the cylinder pressure p cyl, x in the cylinder x the predetermined pressure threshold p N exceeds, with this cylinder x is fired to put the internal combustion engine into operation.

Der in der Zündfolge vorangehende Zylinder wird verwendet, um die Kompressionszeit Tcomp zu bestimmen. Bei dem in der Zündfolge nachfolgenden Zylinder wird dann unter Verwendung dieser Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TNxu die Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt ermittelt.The cylinder preceding in the firing order is used to estimate the compression time T comp to determine. The cylinder following in the firing order then becomes using this compression time T comp and the cylinder related time T Nxu determines the position of the piston at top dead center.

Diese Vorgehensweise beschleunigt die Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine erheblich. Ist jeder Zylinder der Brennkraftmaschine mit einem Drucksensor zur Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet, können zwei in der Zündfolge aufeinander folgende Zylinder zur Synchronisation herangezogen werden und ausreichen. Bei einem Vier-Zylinder-Reihenmotor genügen dann bereits 180°KW zur Synchronisation der Brennkraftmaschine.This procedure speeds up the commissioning of the internal combustion engine considerably. If each cylinder of the internal combustion engine is equipped with a pressure sensor for detecting the cylinder pressure, two consecutive cylinders in the firing sequence can be used for synchronization and be sufficient. In a four-cylinder in-line engine then already sufficient 180 ° KW for synchronization of the internal combustion engine.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Verfahrensvarianten, bei denen die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung eines ermittelten Zeitpunktes TNxd oder TNxu des ersten Zylinders und eines ermittelten Zeitpunktes TNxd oder TNxu des in der Zündfolge folgenden Zylinders x, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird und dem thermodynamischen Versatz des ersten Zylinders und des in der Zündfolge folgenden Zylinders x entspricht, der sich aus der Anzahl x der Zylinder bestimmt.Advantageous in this context are process variants in which the rotational speed n mot the crankshaft is determined using a detected time T Nxd or T Nxu of the first cylinder and a determined time T Nxd or T Nxu of the cylinder following in the firing order x by which an interval of time elapsed therebetween is measured and an associated crank angle window which is swept in the elapsed time and the thermodynamic displacement of the first cylinder and the cylinder following in the firing order x equals, resulting from the number x the cylinder determines.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Synchronisation und der Ermittlung der Stellung im oberen Totpunkt (OT) hoch festgesetzt wird mit pN,high ≥ 15bar.Advantageous are process variants in which the predetermined pressure threshold p N in the context of the synchronization and the determination of the position at top dead center ( OT ) is set high with p N, high ≥ 15bar.

Vorteilhaft sind auch Verfahrensvarianten, bei denen die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Synchronisation und der Ermittlung der Stellung im oberen Totpunkt (OT) hoch festgesetzt wird mit pN,high ≥ 20bar.Also advantageous are process variants in which the predetermined pressure threshold p N in the context of the synchronization and the determination of the position at top dead center ( OT ) is set high with p N, high ≥ 20bar.

Die Druckschwelle pN sollte ausreichend hoch angesetzt werden, so dass mit Sicherheit davon ausgegangen werden kann, dass sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet.The pressure threshold p N should be set sufficiently high so that it can be safely assumed that the first cylinder is in the compression stroke.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Ermittlung der Drehzahl nmot der Kurbelwelle auf pN,low≤pN,high gesenkt wird.Advantageous are process variants in which the predetermined pressure threshold p N as part of the determination of the speed n mot the crankshaft is lowered to p N, low ≤p N, high .

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Verfahrensvarianten, bei denen die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Ermittlung der Drehzahl nmot der Kurbelwelle auf pN,low gesenkt wird mit 1.5bar≤pN,low≤10bar, vorzugsweise mit 3.5bar≤pN,low≤7bar.In this context, process variants in which the predetermined pressure threshold is advantageous are advantageous p N as part of the determination of the speed n mot the crankshaft p N, low is lowered with 1.5bar≤p N, low ≤10bar, preferably with 3.5bar≤p N, low ≤7bar.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen ein Zylinder x der Brennkraftmaschine dadurch befeuert wird, dass diesem Zylinder Kraftstoff zugeführt und eine Fremdzündung eingeleitet wird. Diese Variante bezieht sich beispielsweise auf direkteinspritzende Ottomotoren.Advantageous are process variants in which a cylinder x the internal combustion engine is fired by fuel supplied to this cylinder and a spark ignition is initiated. This variant relates, for example, direct-injection gasoline engines.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der 1 näher beschrieben. Hierbei zeigt:

  • 1 schematisch die Druckverläufe pcyl,x in den Zylindern einer fremdgezündeten Vierzylinder-Brennkraftmaschine beim Starten.
In the following the invention is based on an embodiment according to the 1 described in more detail. Hereby shows:
  • 1 schematically the pressure curves p cyl, x in the cylinders of a spark-ignited four-cylinder internal combustion engine when starting.

1 zeigt zur Veranschaulichung des grundsätzlichen Prinzips des erfindungsgemäßen Verfahrens die Druckverläufe pcyl,x in den vier Zylindern eines fremdgezündeten Vierzylinder-Reihenmotors beim Starten. 1 shows to illustrate the basic principle of the method according to the invention, the pressure gradients p cyl, x in the four cylinders of a spark-ignited four-cylinder inline engine when starting.

Bei dem in 1 dargestellten Vier-Zylinder-Reihenmotor ist jeder Zylinder mit einem Drucksensor ausgestattet, wobei die Zylinder in der Zündfolge 1 - 3 - 4 - 2 gezündet werden.At the in 1 each cylinder is equipped with a pressure sensor, wherein the cylinders are ignited in the firing order 1 - 3 - 4 - 2 shown four-cylinder in-line engine.

Beim Starten wird die Kurbelwelle zunächst zwangsweise mittels Startvorrichtung in Drehung versetzt, wodurch sich die dargestellten Druckverläufe pcyl,x ergeben bzw. ergeben würden. Unter Verwendung eines Drucksensors wird im ersten Zylinder der Zylinderdruck pcyl,1 überwacht. Wird eine vorgegebene Druckschwelle pN überstiegen, ist dies ein Indiz dafür, dass sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet, und der Zeitpunkt TN1u , zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 die Druckschwelle pN erreicht, wird detektiert. Im Folgenden wird ein Druckgradient dp1 = pcyl,1(t2) - pcyl,1(t1) / (t2-t1) ermittelt, um zu verifizieren, dass der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder tatsächlich ein kontinuierlich ansteigender Druck ist mit dp1 > 0 und sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet.When starting the crankshaft is first forcibly rotated by means of starting device in rotation, resulting in the pressure curves shown p cyl, x would result or would result. Using a pressure sensor, the cylinder pressure in the first cylinder becomes p cyl, 1 supervised. Will be a predetermined pressure threshold p N exceeded, this is an indication that the first cylinder is in the compression stroke, and the time T N1u to which the cylinder pressure p cyl, 1 the pressure threshold p N reached is detected. In the following, a pressure gradient dp 1 = p cyl, 1 (t 2 ) - p cyl, 1 (t 1 ) / (t 2 -t 1 ) is determined in order to verify that the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder actually a continuously increasing pressure is with dp 1 > 0 and the first cylinder is in the compression stroke.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1d detektiert, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN wieder unterschreitet. Die ermittelten Zeitpunkte TN1u und TN1d dienen der Berechnung der sogenannten Kompressionszeit Tcomp . Die vom Kolben während des Kompressionstaktes komprimierte Luft dehnt sich nach Durchschreiten des oberen Totpunktes (TDC1 ) im anschließenden Expansionstakt wieder aus, wobei vereinfachend davon ausgegangen wird, dass der Druckverlauf symmetrisch und die Drehzahl nmot konstant ist. Die Hälfte der Zeit (TN1d - TN1u), welche zwischen dem Übersteigen und dem erneuten Unterschreiten der Druckschwelle pN verstreicht, ist die Zeit, die der Kolben des ersten Zylinders nach Übersteigen der vorgegebenen Druckschwelle pN bis zum Erreichen des oberen Totpunktes (TDC1 ) benötigt, d. h. die Kompressionszeit Tcomp .In a further method step, the time is determined by means of a pressure sensor T N1d detected, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder, the predetermined pressure threshold p N falls below again. The determined times T N1u and T N1d serve to calculate the so-called compression time T comp , The compressed by the piston during the compression stroke air expands after passing through the top dead center ( TDC 1 ) in the subsequent expansion stroke again, which simplifies it is assumed that the pressure curve is symmetrical and the speed n mot is constant. Half of the time (T N1d - T N1u ), which between the exceeding and again below the pressure threshold p N elapsed, is the time that the piston of the first cylinder after exceeding the predetermined pressure threshold p N until reaching top dead center ( TDC 1 ), ie the compression time T comp ,

Unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp kann nun bei jedem Zylinder x, der mit einem Drucksensor ausgestattet ist, die Stellung des zylinderzugehörigen Kolbens im oberen Totpunkt (TDCx ), d. h. die Lage des oberen Totpunktes, ermittelt werden.Using the compression time T comp can now with every cylinder x equipped with a pressure sensor, the position of the cylinder-associated piston at top dead center ( TDC x ), ie the position of the top dead center, are determined.

Um die Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine zu beschleunigen, d. h. den Startvorgang zu verkürzen, ist es vorliegend besonders vorteilhaft, die Stellung des Kolbens des dem ersten Zylinder in der Zündfolge folgenden dritten Zylinders (x = 3) im oberen Totpunkt (TDC3) unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TN3u , zu dem der Zylinderdruck pcyl,3 im dritten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, zu ermitteln. Der dritte Zylinder wird dann als erstes befeuert, d. h. mit Kraftstoff versorgt und gezündet, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.In order to accelerate the commissioning of the internal combustion engine, ie to shorten the starting process, it is particularly advantageous here, the position of the piston of the third cylinder in the firing order following third cylinder (x = 3) at top dead center (TDC 3 ) using the compression time T comp and the cylinder related time T N3u to which the cylinder pressure p cyl, 3 in the third cylinder, the predetermined pressure threshold p N exceeds to determine. The third cylinder is then first fired, ie, fueled and ignited, to operate the engine.

Vorliegend wird für die Synchronisation des Vier-Zylinder-Reihenmotors nur eine halbe Kurbelwellenumdrehung benötigt, d. h. 180°KW.In the present case, only half a crankshaft revolution is needed for the synchronization of the four-cylinder in-line engine, d. H. 180 ° KW.

Die Drehzahl nmot der Kurbelwelle kann unter Verwendung der zwei ermittelten Zeitpunkte TN1u und TN3u der beiden in der Zündfolge aufeinanderfolgenden Zylinder, d. h. die verstrichene Zeitspanne (TN3u - TN1u) und dem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster von 180°KW, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird, ermittelt werden.The speed n mot the crankshaft can be calculated using the two determined times T N1u and T N3u of the two successive cylinders in the firing order, ie the elapsed time (T N3u -T N1u ) and the associated crank angle window of 180 ° KW, which is swept in the elapsed time period.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

dp1 dp 1
Druckgradient im ersten ZylinderPressure gradient in the first cylinder
KWKW
Kurbelwinkelcrank angle
°KW° CA
Grad KurbelwinkelDegree crank angle
nmot n mot
Drehzahl der Kurbelwelle, Drehzahl der BrennkraftmaschineSpeed of the crankshaft, speed of the internal combustion engine
OTOT
oberer TotpunktTop Dead Center
pcyl,x p cyl, x
Zylinderdruck im Zylinder xCylinder pressure in cylinder x
pcyl,1(t1)p cyl, 1 (t 1 )
Zylinderdruck im ersten Zylinder zur Zeit t1 Cylinder pressure in the first cylinder at the time t 1
pcyl,1(t2)p cyl, 1 (t 2 )
Zylinderdruck im ersten Zylinder zur Zeit t2 Cylinder pressure in the first cylinder at the time t 2
pN p N
vorgegebene bzw. vorgebbare Druckschwellepredetermined or predefinable pressure threshold
Tcomp T comp
Kompressionszeitcompression time
tt
ZeitTime
TN1d T N1d
Zeitpunkt, zu dem der Druck im ersten Zylinder die Druckschwelle pN unterschreitetTime at which the pressure in the first cylinder is the pressure threshold p N below
TN1u T N1u
Zeitpunkt, zu dem der Druck im ersten Zylinder die Druckschwelle pN übersteigtTime at which the pressure in the first cylinder is the pressure threshold p N exceeds
TNxd T Nxd
Zeitpunkt, zu dem der Zylinderdruck im Zylinder x die Druckschwelle pN unterschreitetTime at which the cylinder pressure in the cylinder x the pressure threshold p N below
TNxu T Nxu
Zeitpunkt, zu dem der Zylinderdruck im Zylinder x die Druckschwelle pN übersteigtTime at which the cylinder pressure in the cylinder x the pressure threshold p N exceeds
TDCx TDC x
oberer Totpunkt der Kompression im ersten Zylinder xtop dead center of compression in the first cylinder x
UTUT
unterer Totpunktbottom dead center
xx
Anzahl der Zylinder, Nummer des jeweiligen ZylindersNumber of cylinders, number of the respective cylinder

Claims (14)

Verfahren zur Synchronisation beim Starten einer fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit - mindestens zwei Zylindern (x ≥ 2), wobei jeder Zylinder einen mit einer Kurbelwelle verbundenen und bei rotierender Kurbelwelle zwischen einem unteren Totpunkt (UT) und einem oberen Totpunkt (OT) oszillierenden Kolben umfasst und mindestens ein erster Zylinder (x = 1) mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung eines Zylinderdrucks in einem vom zylinderzugehörigen Kolben mit ausgebildeten zylinderzugehörigen Brennraum ausgestattet ist, und - einer Startvorrichtung, mit der die Kurbelwelle beim Starten zwangsweise in Drehung versetzbar ist, bei dem zwecks Starten der Brennkraftmaschine - die Startvorrichtung aktiviert wird, um die Kurbelwelle in Drehung zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass - mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1u detektiert wird, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) eine vorgebbare Druckschwelle pN übersteigt, und ein Druckgradient dp1 = pcyl,1(t2) - pcyl,1(t1) / (t2-t1) ermittelt wird, um zu verifizieren, dass der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) ein ansteigender Druck mit dp1 > 0 ist und sich der erste Zylinder im Kompressionstakt befindet, - mittels Drucksensor der Zeitpunkt TN1d detektiert wird, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder (x = 1) die vorgegebene Druckschwelle pN wieder unterschreitet, wobei eine Kompressionszeit Tcomp = (TN1d - TN1u) / 2 ermittelt wird, welche der zylinderzugehörige Kolben nach Übersteigen der vorgegebenen Druckschwelle pN bis zum Erreichen des oberen Totpunktes (OT) benötigt, und - die Stellung des Kolbens mindestens eines Zylinders x im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TNxu, zu dem der Zylinderdruck pcyl,x im Zylinder x die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser mindestens eine Zylinder x befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.Method for synchronization when starting a spark ignited multi-cylinder internal combustion engine with - at least two cylinders (x ≥ 2), each cylinder comprises a connected to a crankshaft and a rotating crankshaft between a bottom dead center (UT) and a top dead center (TDC) oscillating piston and at least one first cylinder (x = 1) is equipped with a pressure sensor for metrologically detecting a cylinder pressure in a cylinder-associated combustion chamber formed by the cylinder-associated piston, and a starting device with which the crankshaft is forcibly set in rotation at start-up in the case of Starting the internal combustion engine - the starting device is activated to set the crankshaft in rotation, characterized in that - by means of pressure sensor the time T N1u is detected, to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) a predetermined pressure threshold p exceeds N , and a pressure gradient dp 1 = p cyl, 1 (t 2 ) - p cyl, 1 (t 1 ) / (t 2 -t 1 ) is determined to verify that the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1 ) is an increasing pressure with dp 1 > 0 and the first cylinder is in the compression stroke, - is detected by pressure sensor the time T N1d , at which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder (x = 1) the predetermined pressure threshold p N again falls below, wherein a compression time T comp = (T N1d - T N1u ) / 2 is determined, which the cylinder-associated piston after exceeding the predetermined pressure threshold p N is required until top dead center (TDC) is reached, and the position of the piston of at least one cylinder x at top dead center (TDC) is determined using the compression time T comp and the cylinder- related time T Nxu , at which the cylinder pressure p cyl, x in the cylinder x exceeds the predetermined pressure threshold p N , wherein this at least one cylinder x is fired to take the internal combustion engine into operation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TNxd oder TNxu, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird.Method according to Claim 1 characterized in that the speed n mot of the crankshaft is determined using two detected times T Nxd or T Nxu , by which an elapsed time interval is measured, and an associated crank angle window swept over in the elapsed time period. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Synchronisation beim Starten einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, bei der nur ein erster Zylinder (x = 1) mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Kolbens des ersten Zylinders im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird, sobald sich dieser erste Zylinder erneut im Kompressionstakt befindet, unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TN1u, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser erste Zylinder befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.Method according to Claim 1 or 2 for synchronization when starting a multi-cylinder internal combustion engine, in which only a first cylinder (x = 1) is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, characterized in that the position of the piston of the first cylinder at top dead center (TDC) is determined as soon as this first cylinder is again in the compression stroke, using the compression time T comp and the cylinder- related time T N1u to which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder exceeds the predetermined pressure threshold p N , this first cylinder is fired to put the internal combustion engine into operation. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Synchronisation beim Starten einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Kolbens des ersten Zylinders im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird, sobald sich dieser erste Zylinder erneut im Kompressionstakt befindet, unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TN1u, zu dem der Zylinderdruck pcyl,1 im ersten Zylinder die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser erste Zylinder befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.Method according to Claim 1 or 2 for synchronization when starting a multi-cylinder internal combustion engine, wherein each cylinder is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, characterized in that the position of the piston of the first cylinder at top dead center (TDC) is determined as soon as this first cylinder again in the compression stroke, using the compression time T comp and the cylinder- related time T N1u , at which the cylinder pressure p cyl, 1 in the first cylinder exceeds the predetermined pressure threshold p N , this first cylinder being fired to start up the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TN1d oder TN1u des ersten Zylinders, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster von 720°KW, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird.Method according to Claim 3 or 4 characterized in that the rotational speed n mot of the crankshaft is determined using two determined times T N1d or T N1u of the first cylinder, through which an elapsed time interval is measured, and an associated crank angle window of 720 ° KW, which is in the elapsed one Time span is covered. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TNxd oder TNxu zweier in der Zündfolge aufeinanderfolgender Zylinder, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird und einem thermodynamischen Versatz der zu den ermittelten Zeitpunkten gehörenden zwei Zylinder entspricht, der sich aus der Anzahl x der Zylinder bestimmt.Method according to Claim 4 characterized in that the speed n mot of the crankshaft is determined using two detected times T Nxd or T Nxu of two successive cylinders in the firing order, by which an elapsed time interval is measured, and an associated crank angle window, which is in the elapsed time is swept and corresponds to a thermodynamic offset of belonging to the determined times two cylinders, which is determined by the number x of cylinders. Verfahren nach Anspruch 6 zur Synchronisation einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit vier Zylindern, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung von zwei ermittelten Zeitpunkten TNxd oder TNxu zweier in der Zündfolge aufeinanderfolgender Zylinder, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster von 180°KW, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird.Method according to Claim 6 for synchronizing a multi-cylinder internal combustion engine with four cylinders, characterized in that the speed n mot of the crankshaft is determined using two determined times T Nxd or T Nxu of two cylinders following each other in the firing order, by which an interval of time elapsed is measured, and an associated crank angle window of 180 ° KW, which is covered in the elapsed time period. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Synchronisation beim Starten einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, bei der jeder Zylinder mit einem Drucksensor zur messtechnischen Erfassung des Zylinderdrucks ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung des Kolbens des dem ersten Zylinder in der Zündfolge folgenden Zylinders x im oberen Totpunkt (OT) ermittelt wird unter Verwendung der Kompressionszeit Tcomp und dem zylinderzugehörigen Zeitpunkt TNxu, zu dem der Zylinderdruck pcyl,x im Zylinder x die vorgegebene Druckschwelle pN übersteigt, wobei dieser Zylinder x befeuert wird, um die Brennkraftmaschine in Betrieb zu nehmen.Method according to Claim 1 or 2 for synchronization when starting a multi-cylinder internal combustion engine, wherein each cylinder is equipped with a pressure sensor for metrological detection of the cylinder pressure, characterized in that the position of the piston of the first cylinder in the firing order following cylinder x at top dead center (TDC) is determined using the compression time T comp and the cylinder- related time T Nxu , at which the cylinder pressure p cyl, x in the cylinder x exceeds the predetermined pressure threshold p N , this cylinder x being fired in order to start up the internal combustion engine. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl nmot der Kurbelwelle ermittelt wird unter Verwendung eines ermittelten Zeitpunktes TNxd oder TNxu des ersten Zylinders und eines ermittelten Zeitpunktes TNxd oder TNxu des in der Zündfolge folgenden Zylinders x, durch welche eine dazwischen verstrichene Zeitspanne bemessen wird, und einem dazugehörigen Kurbelwinkelfenster, welches in der verstrichenen Zeitspanne überstrichen wird und dem thermodynamischen Versatz des ersten Zylinders und des in der Zündfolge folgenden Zylinders x entspricht, der sich aus der Anzahl x der Zylinder bestimmt.Method according to Claim 8 characterized in that the rotational speed n mot of the crankshaft is determined using a detected time T Nxd or T Nxu of the first cylinder and a detected time T Nxd or T Nxu of the cylinder following in the firing order, through which an elapsed time elapsed between them and an associated crank angle window which is swept in the elapsed time and corresponds to the thermodynamic displacement of the first cylinder and the following cylinder x in the firing order, which is determined by the number x of cylinders. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Synchronisation und der Ermittlung der Stellung im oberen Totpunkt (OT) hoch festgesetzt wird mit pN,high ≥ 15bar.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined pressure threshold p N in the context of synchronization and determining the position at top dead center (TDC) is set high with p N, high ≥ 15 bar. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Synchronisation und der Ermittlung der Stellung im oberen Totpunkt (OT) hoch festgesetzt wird mit pN,high ≥ 20bar.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined pressure threshold p N in the context of synchronization and the determination of the position at top dead center (TDC) is set high with p N, high ≥ 20bar. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Ermittlung der Drehzahl nmot der Kurbelwelle auf pN,low ≤ pN,high gesenkt wird.Method according to Claim 10 or 11 , characterized in that the predetermined pressure threshold p N in the context of determining the speed n mot of the crankshaft to p N, low ≤ p N, high is lowered. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Druckschwelle pN im Rahmen der Ermittlung der Drehzahl nmot der Kurbelwelle auf pN,low gesenkt wird mit 1.5bar ≤ pN,low ≤ 10bar.Method according to Claim 12 , characterized in that the predetermined pressure threshold p N in the context of determining the rotational speed n mot of the crankshaft is reduced to p N, low with 1.5bar ≤ p N, low ≤ 10bar. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinder x der Brennkraftmaschine dadurch befeuert wird, dass diesem Zylinder Kraftstoff zugeführt und eine Fremdzündung eingeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a cylinder x of the internal combustion engine is fired by the fact that fuel supplied to this cylinder and a spark ignition is initiated.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721162A1 (en) 1986-06-28 1988-01-21 Honda Motor Co Ltd METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE MAXIMUM CYLINDER PRESSURE ANGLE IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE4002228A1 (en) 1990-01-26 1991-08-01 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR RECOGNIZING WORKING TIMES IN A FOUR-STOCK ENGINE
DE4114797A1 (en) 1991-05-07 1992-11-12 Bosch Gmbh Robert Determining working stroke in four stroke IC engine - using crank angle and cylinder pressure sensors for signalling monitor unit and referencing engine controller
DE10113194A1 (en) 2001-03-19 2002-09-26 Volkswagen Ag Detecting working cycle of internal combustion engine cylinder involves detecting pressure variation in cylinder, differentiating, identifying compression cycle if differential has null crossing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3721162A1 (en) 1986-06-28 1988-01-21 Honda Motor Co Ltd METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE MAXIMUM CYLINDER PRESSURE ANGLE IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE4002228A1 (en) 1990-01-26 1991-08-01 Bosch Gmbh Robert METHOD FOR RECOGNIZING WORKING TIMES IN A FOUR-STOCK ENGINE
DE4114797A1 (en) 1991-05-07 1992-11-12 Bosch Gmbh Robert Determining working stroke in four stroke IC engine - using crank angle and cylinder pressure sensors for signalling monitor unit and referencing engine controller
DE4114797C2 (en) * 1991-05-07 2003-08-28 Bosch Gmbh Robert Method and device for working cycle detection in a four-stroke engine
DE10113194A1 (en) 2001-03-19 2002-09-26 Volkswagen Ag Detecting working cycle of internal combustion engine cylinder involves detecting pressure variation in cylinder, differentiating, identifying compression cycle if differential has null crossing

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