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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Neustarten eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors mit Saugrohreinspritzung ohne extern zugeführtes Drehmoment gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Gegenstand der Erfindung sind auch ein elektronisches Steuergerät, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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In der
DE 10 2013 220 637 A1 wird ein Verfahren zum Neustarten eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors mit Direkteinspritzung ohne extern zugeführtes Drehmoment, also zum Durchführen eines anlasserlosen Motorstarts, erwähnt. Gemäß dem bekannten Verfahren wird in einem zu beendenden Stillstand des Verbrennungsmotors durch Direkteinspritzung einer Kraftstoffmenge in einen sich in seiner Expansionsphase befindenden Zylinder des Verbrennungsmotors und Zündung des zündfähigen Gemisches eine Rotation der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors initiiert und durch nachfolgende Kraftstoffeinspritzungen in andere Zylinder des Verbrennungsmotors fortgeführt. Mit der Direkteinspritzung kann die Kraftstoffeinspritzung unabhängig davon erfolgen, ob ein für eine Frischluftzufuhr vorgesehenes Einlassventil des jeweiligen Zylinders geöffnet oder geschlossen ist. Bei Verbrennungsmotoren mit einer Saugrohreinspritzung ohne Direkteinspritzung wird hingegen zylinderindividuell eine Kraftstoffmenge in ein Saugrohr eingespritzt, und das gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch gelangt über ein geöffnetes Einlassventil des jeweiligen Zylinders in den Brennraum des Zylinders. Da die Versorgung des jeweiligen Zylinders mit dem zündfähigen Gemisch nur durch sein geöffnetes Einlassventil erfolgen kann, stellt sich für nur mit einer Saugrohreinspritzung versehene Verbrennungsmotoren ein anlasserloses Neustarten des stillstehenden Motors als komplizierter heraus.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und ein elektronisches Steuergerät mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Das vorgestellte Verfahren sieht ein Neustarten eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors mit einer Saugrohreinspritzung von Kraftstoff ohne ein, beispielsweise von einem Anlasser, extern zugeführtes Drehmoment vor, wobei eine Rotation der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors durch Zünden eines zündfähigen Gemischs in einem sich beim Neustartbeginn in seiner Expansionsphase befindenden ersten Zylinder initiiert wird, während in einem sich beim Neustartbeginn in seiner Kompressionsphase befindenden und zur Fortsetzung der Rotation bevorzugt als nächstes zu zündenden zweiten Zylinder eine Dekompression eines zündfähigen Gemischs in ein Saugrohr erfolgt, indem ein vor dem Neustartbeginn geschlossenes Einlassventil des zweiten Zylinders bis zum Erreichen eines, bevorzugt kurbelwinkelbezogen, vorgegebenen Dekompressionsendwinkels geöffnet wird, und anschließend zum Fortsetzen der Rotation ein in dem zweiten Zylinder verbliebenes zündfähiges Gemisch gezündet wird. Es wird also zuerst das Gemisch im ersten Zylinder und später, bevorzugt als zweite Zündung, das Gemisch im zweiten Zylinder gezündet, der nicht mit dem ersten Zylinder identisch ist.
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Die zuvor und im Nachfolgenden einheitlich gemäß ihrer beim Motorneustart beabsichtigten Zündreihenfolge gewählte Nummerierung der Zylinder als erster, zweiter, dritter bzw. vierter Zylinder setzt nicht voraus, dass Ordinalwertbenachbarte Zylinder, also z.B. der erste und der zweite Zylinder, direkt nebeneinander angeordnet sind, oder ihre Kolbenpleuel zur Kraftübertragung an zu einander unmittelbar benachbarten Positionen mit der Kurbelwelle gekoppelt sind. Das vorgestellte Verfahren ist insbesondere auf nicht-selbstzündende Viertakt-Verbrennungsmotoren gerichtet, bei denen jeder Zylinder eine Abfolge einer Ansaugphase, einer Kompressionsphase, einer Expansionsphase mit im Normalfall vorgesehener Zündung des Gemisches, und einer Ausstoßphase durchläuft, wobei in der Ansaugphase und der Expansionsphase der Kolben des Zylinders sich in der Richtung vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt des Zylinders bewegt, und sich in der Kompressionsphase und der Ausstoßphase vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt des Zylinders bewegt. Es wird angenommen, dass bei dem Neustartbeginn die Kurbelwelle in einer Abstellposition ist, die sie als Ergebnis eines den zu beendenden Motorstillstand einleitenden Motorauslaufs eingenommen und während des Motorstillstands bis zum Neustartbeginn beibehalten hat.
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Unter dem Begriff der Dekompression, die in einem betrachteten Zylinder nur während seiner Kompressionsphase erfolgt, wird verstanden, dass ein Teil der im Brennraum des betrachteten Zylinders vorhandenen Luft bzw. eines Kraftstoff-Luft-Gemisches während der Kompressionsphase durch das geöffnete Einlassventil dieses Zylinders zurück in ein diesem Zylinder zugeordnetes Saugrohr geschoben wird, bevor mit Erreichen des vorgegebenen Dekompressionsendwinkels während der Kompressionsphase das Einlassventil geschlossen und somit der Brennraum abgeschlossen wird. Es wird bevorzugt, dass der Brennraum auslassseitig während der Kompressionsphase dauerhaft durch ein geschlossenes Auslassventil dieses Zylinders abgeschlossen ist. Unter den Begriffen des Einlassventils und des Auslassventils wird auch eine pro Zylinder bereitgestellte Mehrzahl von Einlassventilen bzw. Auslassventilen verstanden. Bei einer bereitgestellten Mehrzahl von Einlass-/Auslassventilen wird unter einem geöffneten Einlass-/Auslassventil verstanden, dass mindestens eines der Einlass-/Auslassventile geöffnet ist, und wird unter einem geschlossenen Einlass-/Auslassventil verstanden, dass alle Einlass-/Auslassventile der Mehrzahl geschlossen sind.
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Solange die Dekompression erfolgt, der Brennraum also während der Kompressionsphase nicht abgeschlossen ist, wird im Brennraum dieses Zylinders kein Gegendruck gegen die Bewegung des Kolbens dieses Zylinders in der Richtung vom unteren zum oberen Totpunkt aufgebaut. Ein aufgebauter Gegendruck würde die durch die erste Zündung initiierte Rotation der mit dem Kolben gekoppelten Kurbelwelle stark abbremsen. Während der Dekompression wird ein Teil des sich im Brennraum des Zylinders befindenden Kraftstoff-Luft-Gemischs mit der Kolbenbewegung durch das geöffnete Einlassventil zurück in das Saugrohr gedrückt, während ein anderer Teil des zündfähigen Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum verbleibt. Nach dem Schließen des Einlassventils beim vorgegebenen Dekompressionsendwinkel wird das im Brennraum verbleibende Gemisch weiter komprimiert und wird zu einem vorgegebenen Zündzeitpunkt gezündet, beispielsweise wenn der Kolben des Zylinders seinen oberen Totpunkt durchschreitet. Damit beim Neustarten des Verbrennungsmotors das in seinem ersten und zweiten Zylinder befindliche zündfähige Gemisch nicht abgemagert wird, wird es bevorzugt, dass die Einlass- und Auslassventile dieser Zylinder im Motorstillstand dauerhaft geschlossen gehalten werden.
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Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht ein robustes und zuverlässiges Neustarten eines Verbrennungsmotors mit Saugrohreinspritzung ohne Zuhilfenahme eines Anlassers.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Vorbereitung des Neustartens bei einem den zu beendenden Motorstillstand einleitenden Motorauslauf prädiziert und vorgegeben wird, welcher Zylinder im bevorstehenden Motorstillstand in seiner Kompressionsphase zur Ruhe kommen wird, und dass beim Motorauslauf in diesen Zylinder in seiner, bevorzugt zuletzt im Motorauslauf durchlaufenen, Ansaugphase durch dessen geöffnetes Einlassventil eine derartige Kraftstoffmenge eingespritzt wird, dass beim Neustarten aus dem Motorstillstand ein zündfähiges Gemisch in diesem Zylinder vorliegt.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist außerdem vorgesehen, dass zur Vorbereitung des Neustartens bei einem den zu beendenden Motorstillstand einleitenden Motorauslauf prädiziert und vorgegeben wird, welcher Zylinder im bevorstehenden Motorstillstand in seiner Expansionsphase zur Ruhe kommen wird, und dass beim Motorauslauf in diesen Zylinder in seiner, bevorzugt zuletzt im Motorauslauf durchlaufenen, Ansaugphase durch dessen geöffnetes Einlassventil eine derartige Kraftstoffmenge eingespritzt wird, dass beim Neustarten ein zündfähiges Gemisch in diesem Zylinder vorliegt, und dass während einer sich an diese Ansaugphase im Motorauslauf, bevorzugt direkt, anschließenden Kompressionsphase dieses Zylinders eine Homogenisierung der Kraftstoffmenge zu dem zündfähigen Gemisch erfolgt. Zum Abschluss dieser Kompressionsphase wird im Übergang zu der Expansionsphase, also der Ruheposition im Motorstillstand, dieses Zylinders das homogenisierte zündfähige Gemisch ungezündet über den oberen Totpunkt des Zylinders geschoben. Dadurch liegt im Motorstillstand ein homogenes zündfähiges Gemisch, bevorzugt ein Lambda-1-Gemisch, in dem in seiner Expansionsphase zur Ruhe gekommenen Zylinder vor. Messungen haben gezeigt, dass die Zündfähigkeit dieses Gemischs, das beim Neustarten des Motors zuerst gezündet wird, um eine Rotation der Kurbelwelle einzuleiten, über eine deutlich längere Zeit (beispielsweise über 15 Minuten) gewährleistet wird, als dies für typische Motorstoppphasen bei Start/Stopp-Systemen erforderlich ist. Dadurch kann also auch für lange Motorstillstandzeiten eines Verbrennungsmotors mit Saugrohreinspritzung ein besonders zuverlässiger Neustart gewährleistet werden.
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Außerdem ist in einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass zur Vorbereitung des Neustartens mit Abschluss eines den zu beendenden Motorstillstand einleitenden Motorauslaufs bis zum Neustart die Einlassventile und die Auslassventile des ersten und zweiten Zylinders dauerhaft geschlossen gehalten werden, und/oder dass beim Neustarten als das zündfähige Gemisch in dem ersten und/oder zweiten Zylinder ein Lambda-1-Gemisch vorliegt. Dadurch wird eine Abmagerung der zündfähigen Gemische, möglicherweise bis zur Unzündbarkeit, im ersten und zweiten Zylinder während des Motorstillstands verhindert, und die Zuverlässigkeit des Motorneustarts wird verbessert.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Einlassventil des zweiten Zylinders beim Beginn der Kompressionsphase zunächst für einen vorgegebenen Kurbelwinkelbereich geschlossen gehalten wird. Dieser Weiterbildung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zum Beginn der Kompressionsphase noch kein Gegendruck vorhanden oder so niedrig ist, dass die durch die erste Zündung initiierte Rotation der Kurbelwelle zunächst nicht oder nur gering behindert wird.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist außerdem vorgesehen, dass ein sich zu Beginn des Neustarts in seiner Ansaugphase befindender dritter Zylinder mit dem Beginn der initiierten Rotation der Kurbelwelle eine Kraftstoffmenge zum Bilden eines zündfähigen Gemischs vom Saugrohr über sein, bevorzugt ab Rotationsbeginn, geöffnetes Einlassventil erhält, und in seiner sich anschließenden Kompressionsphase, als zweite seit dem Neustart erfolgende Kompressionsphase, sein Einlassventil zum Bewirken einer Dekompression, bevorzugt vom unteren Totpunkt, bis Erreichen eines für die zweite Kompressionsphase, bevorzugt kurbelwinkelbezogen, vorgegebenen Dekompressionsendwinkels geöffnet wird. Der für den dritten Zylinder mit der zweiten Kompressionsphase vorgegebene Dekompressionsendwinkel bewirkt bevorzugt im Vergleich zu dem für den zweiten Zylinder mit der ersten Kompressionsphase vorgegebenen Dekompressionsendwinkel ein früheres Schließen des jeweiligen Einlassventils und somit eine im Vergleich kürzere und geringere Dekompression.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist außerdem vorgesehen, dass für einen sich zu Beginn des Neustarts in seiner Ausstoßphase befindenden vierten Zylinder, dessen erste Kompressionsphase nach dem Neustart mindestens die dritte seit dem Neustart durchlaufene Kompressionsphase aller Zylinder darstellt, in seiner Kompressionsphase sein Einlassventil zu einem, bevorzugt kurbelwinkelbezogen, vorgegebenen Dekompressionsendwinkel geschlossen wird, der dem eines Anlasserstartszenarios bzw. einer Motorleerlauf-Steuerzeit entspricht. Bei einem Vierzylindermotor entspricht dies beispielsweise einem Schließen des vierten Zylinders bei 120° KW vor ZOT.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist zudem vorgesehen, dass für die ersten drei seit dem Neustart durchlaufenen Kompressionsphasen, also für den zweiten, dritten und vierten Zylinder, ein jeweils unterschiedlicher Dekompressionsendwinkel so vorgegeben ist, dass das jeweilige Einlassventil in der ersten Kompressionsphase am längsten und in der dritten Kompressionsphase am kürzesten geöffnet ist. Bei einem Vierzylindermotor werden als Dekompressionsendwinkel für den zweiten, dritten und vierten Zylinder 60° KW vor ZOT, 90° KW vor ZOT bzw. 120° KW vor ZOT bevorzugt, insbesondere mit einem Toleranzbereich von ±10° KW, bevorzugt von ±5° KW und besonders bevorzugt von ±1° KW.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei einer Zumessung einer zylinderindividuellen Kraftstoffmenge Auswirkungen einer zuvor in diesem Zylinder erfolgten Dekompression berücksichtigt werden. Dabei werden Gemischmengen, die nach einer Dekompression im Saugrohr verbleiben und für die nächste Ansaugphase zur Gemischbildung zur Verfügung stehen, bei der Festlegung der in das Saugrohr einzuspritzenden Kraftstoffmenge berücksichtigt bzw. bilanziert. Dadurch kann besonders exakt ein Lambda-1-Gemisch im Brennraum bereitgestellt werden.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein dem Einlassventil des zweiten Zylinders zugeordneter Nockenwellenversteller der aktuellen Kurbelwinkelposition des zweiten Zylinders voreilend schon bis kurz vor einen Punkt zum Öffnen des Einlassventils fährt. Um während des Motorstillstands eine Abmagerung des zündfähigen Gemischs des zweiten Zylinders zu vermeiden, wird das Einlassventil des zweiten Zylinders durch den Nockenwellenversteller während des Motorstillstands dauerhaft geschlossen gehalten. Aus Dynamik-Gründen kann der Nockenwellenversteller aber schon kurz vor den Punkt des Öffnens des Einlassventils fahren, beispielsweise auf 100° KW vor ZOT bei einer Position des zweiten Zylinders von 90° KW vor ZOT.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist zudem vorgesehen, dass ein dem Einlassventil des zweiten Zylinders zugeordneter Nockenwellenversteller erst beim Neustarten des Verbrennungsmotors in Richtung des vorgegebenen Dekompressionsendwinkels verfährt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das zündfähige Gemisch im zweiten Zylinder während des Motorstillstands nicht aufgrund eines geöffneten Einlassventils abmagert.
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Für beide der obigen Weiterbildungen sollte der Nockenwellenversteller auch bei einem nicht drehenden Motor, also Motordrehzahl Null, aktuiert werden können.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist zudem vorgesehen, dass das Zünden des sich beim Neustarten in der Expansionsphase befindenden ersten Zylinders verzögert wird, bis das Einlassventil des sich in der Kompressionsphase befindenden zweiten Zylinders geöffnet ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein dem Einlassventil des zweiten Zylinders zugeordneter Nockenwellenversteller in jedem Fall das Einlassventil des zweiten Zylinders öffnen konnte, bevor die Rotation der Kurbelwelle beginnt. Somit wird sichergestellt, dass die gewünschte Dekompression stattfindet.
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Es ist ferner ein elektronisches Steuergerät vorgesehen, das zur Ausführung eines der oben vorgestellten Verfahren eingerichtet ist. Das Verfahren kann in diesem Steuergerät als Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware implementiert sein.
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Außerdem sind ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens auf einem Computer und ein maschinenlesbares Speichermedium mit dem darauf aufgezeichneten Computerprogramm vorgesehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Zur Verdeutlichung des oben geschilderten Verfahrens wird nun eine Ausgestaltung mit Verweis auf beispielhafte Figuren vorgestellt.
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1 zeigt beispielhaft eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem Verbrennungsmotor mit Saugrohreinspritzung.
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2 veranschaulicht eine zum Neustarten eines Verbrennungsmotors mit dem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhafte Abstellposition bzw. Startposition der Kolben des Verbrennungsmotors.
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3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Verfahrens mit Hilfe eines Flussdiagramms am Beispiel eines Vierzylinder-Viertaktmotors.
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4 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Verfahrens, bei dem ein dem Einlassventil des zweiten Zylinders zugeordneter Nockenwellenversteller erst beim Neustarten des Verbrennungsmotors in Richtung des vorgegebenen Dekompressionsendwinkels verfährt.
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Ausführungsbeispiel der Erfindung
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1 zeigt schematisch ein Motorsystem 1 mit einem Verbrennungsmotor 2, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Zylinder 3 aufweist. Die Zylinder 3 werden in einem Viertaktbetrieb betrieben und werden über eine Saugrohreinspritzungsanlage 16 mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt. Der Saugrohreinspritzungsanlage 16 wird Frischluft über ein Luftzuführungssystem 14 zugeführt, wobei die Menge der zugeführten Frischluft über eine in das Luftzuführungssystem 14 integrierte Drosselklappe 12 reguliert wird. Die Saugrohreinspritzungsanlage 16 schließt sich zur zylinderindividuellen Zuführung der Frischluft an das Luftzuführungssystem 14 in Form von vier Saugrohren 11 an, in die jeweils ein pro Saugrohr in der Nähe eines jeweiligen Einlassventils 5 bereitgestelltes Einspritzventil 12 eine Kraftstoffmenge einspritzen kann. Der Verbrennungsmotor 2 kann als nicht selbstzündender Verbrennungsmotor, insbesondere als Ottomotor, ausgebildet sein.
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In herkömmlicher Weise weisen die Zylinder 3 jeweils einen Kolben auf, der mit einer Kurbelwelle 4 gekoppelt ist. Die Kurbelwelle 4 ist mit einem (nicht gezeigten) Abtriebsstrang des Verbrennungsmotors 2 gekoppelt, um das Motormoment z. B. zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, bereitzustellen. Jeder der Zylinder 3 ist mit einem Einlassventil 5 zum Zuführen von Frischluft oder einem Kraftstoff-Luft-Gemisch und einem Auslassventil 6 zum Ausstoßen von Verbrennungsabgas versehen. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlassventile 5 an den Zylindern 3 sind über eine Einlassventil-Nockenwelle 7 mit der Bewegung der Kurbelwelle 4 synchronisiert. In gleicher Weise sind Auslassventile 6 an den Zylindern 3 über eine Auslassventil-Nockenwelle 8 mit der Bewegung der Kurbelwelle 4 synchronisiert.
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Die Einlassventil-Nockenwelle 7 und die Auslassventil-Nockenwelle 8 sind mechanisch mit der Kurbelwelle 4 gekoppelt. Es ist ein Einlassventil-Nockenwellenversteller 9 vorgesehen, mit dem es möglich ist, den Öffnungs- und Schließzeitpunkt der Einlassventile 5 der Zylinder 3 bezüglich eines Kurbelwellenwinkels, d. h. einer Position der Kurbelwelle 4, zu variieren. Insbesondere kann durch den Einlassventil-Nockenwellenversteller 9 die Phasenlage des Öffnungszeitraums der betreffenden Einlassventile 5 für die Zylinder 3 bezüglich des Kurbelwellenwinkels festgelegt werden.
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Analog ist ein Auslassventil-Nockenwellenversteller 10 vorgesehen, mit dem die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Auslassventile 6 an den Zylindern 3 bezüglich des Kurbelwellenwinkels der Kurbelwelle 4 festgelegt werden können.
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Außerdem zeigt 1 symbolisch ein elektronisches Steuergerät 25, das zur Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens ausgebildet ist.
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In 2 wird eine zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens vorteilhafte Abstellposition bzw. Startposition der Kolben des sich beim Neustartbeginn in seiner Expansionsphase befindenden ersten Zylinders 3 und des sich beim Neustartbeginn in seiner Kompressionsphase befindenden zweiten Zylinders 3 veranschaulicht. Um einen anlasserlosen Motorstart zu realisieren, ist es gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren vorteilhaft, dass ein Kolben eines der Zylinder 3 in seiner Expansionsphase bei einem Motorauslauf an einer bestimmten Abstellposition positioniert worden oder ausgelaufen ist. Die Expansionsphase E entspricht der Phasenlage der Kurbelwelle 4, bei der sich der Kolben im Betrieb des Verbrennungsmotors 2 im Verbrennungstakt, d. h. zwischen einem oberen Totpunkt (minimales Brennraumvolumen) und einem unteren Totpunkt (maximales Brennraumvolumen) befindet. Die Abstellposition bestimmt, welche kinetische Energie durch eine erste Verbrennung in dem betreffenden Zylinder 3 bereitgestellt werden kann, um den Motoranlauf zu realisieren. Zu beachten ist auch, dass die bereitgestellte kinetische Energie ausreichend hoch ist, um eine Kompression eines sich in einer Kompressionsphase K, d. h. zwischen dem unteren Totpunkt ZUT und dem oberen Totpunkt ZOT, befindlichen Kolbens eines weiteren Zylinders 3 vornehmen zu können und den Kolben in dem betreffenden Zylinder 3 über den oberen Totpunkt ZOT zu bewegen. In 2 ist eine zum anlasserlosen Starten eines Vierzylinder-Verbrennungsmotors besonders geeignete Position, nämlich 90° KW nach ZOT, am Beispiel des Kolbens mit Pleuel 21 des sich beim Neustartbeginn in seiner Expansionsphase E befindenden ersten Zylinders und des Kolbens mit Pleuel 22 des sich beim Neustartbeginn in seiner Kompressionsphase K befindenden zweiten Zylinders veranschaulicht. Die jeweiligen Kolben und Pleuel dieser zwei Zylinder sind in 2 in einer überlagerten Ansicht symbolhaft dargestellt. Ferner ist in 2 mit dem Bezugszeichen 23 ein kurbelwinkelbezogen vorgegebener Dekompressionsendwinkel veranschaulicht, bei dem das Einlassventil des zweiten Zylinders (mit Kolben und Pleuel 22) geschlossen wird.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Verfahrens mit Hilfe eines Flussdiagramms zum anlasserlosen Starten des in 1 veranschaulichten Vierzylinder-Viertaktmotors 2 veranschaulicht. Zu Beginn eines Neustartens des nicht-selbstzündenden Verbrennungsmotors 2 steht im Schritt S0 die Kurbelwelle 4 still, und die Einlassventile 5 und die Auslassventile 6 des sich in seiner Expansionsphase befindenden ersten Zylinders 3 und des sich in seiner Kompressionsphase befindenden zweiten Zylinders 3 sind geschlossen. Der Verbrennungsmotor 2 steht bei 90° KW nach ZOT. In dem Brennraum des ersten Zylinders 3 und in dem Brennraum des zweiten Zylinders 3 ist im Schritt S0 jeweils ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch, das bevorzugt ein Lambda-1-Gemisch ist, eingeschlossen. Dann wird im Schritt S1, durch den die Drehung der Kurbelwelle 4 initiiert wird, das zündfähige Gemisch im ersten Zylinder 3 gezündet, und das Einlassventil 5 des zweiten Zylinders 3 wird geöffnet. Während die Kurbelwelle 4 sich dreht und darüber die vier Kolben des Verbrennungsmotors 2 in Bewegung versetzt werden, wird im Schritt S2 geprüft, ob der zweite Zylinder 3 bereits den als 60° KW vor ZOT vorgegebenen Dekompressionsendwinkel erreicht hat. Ist dies nicht der Fall (S2N), dann wird der Schritt S2 erneut ausgeführt. Währenddessen setzt der Kolben des zweiten Zylinders 3 seine Bewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt fort, wobei durch das geöffnete Einlassventil 5 des zweiten Zylinders 3 ein Teil des in dem Brennraum des zweiten Zylinder aufgenommenen zündfähigen Gemisches in das Saugrohr 11 des zweiten Zylinders 3 verschoben wird. Falls hingegen der zweite Zylinder 3 den vorgegebenen Dekompressionsendwinkel von 60° KW vor ZOT erreicht hat (S2J), dann wird im Schritt S3 das Einlassventil 5 des zweiten Zylinders 3 geschlossen. Dadurch wird die Dekompression und somit auch das Verschieben von zündfähigem Gemisch aus dem Brennraum des zweiten Zylinders 3 durch dessen Einlassventil 5 in dessen Saugrohr 11 beendet. Im sich an den Schritt S3 anschließenden Schritt S4 wird bei geschlossenem Einlassventil 4 des zweiten Zylinders 3 das in dessen Brennraum aufgenommene zündfähige Gemisch von 60° KW vor ZOT bis zum Erreichen des ZOT komprimiert. Anschließend wird im Schritt S5 das im zweiten Zylinder aufgenommene und komprimierte zündfähige Gemisch im ZOT gezündet, wodurch der Kolben des zweiten Zylinders in der Richtung vom oberen zum unteren Totpunkt gedrückt wird, was in eine fortgeführte Rotation der Kurbelwelle 4 umgesetzt wird. Der Schritt S6 symbolisiert den Abschluss des Grundkonzepts des vorgeschlagenen Verfahrens.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Verfahrens veranschaulicht, bei dem ein dem Einlassventil des zweiten Zylinders zugeordneter Nockenwellenversteller erst beim Neustarten des Verbrennungsmotors in Richtung des vorgegebenen Dekompressionsendwinkels verfährt. In 4 stellt die Kurve 40 den Verlauf des Kurbelwinkels über der Zeit t dar, und die Kurve 41 repräsentiert den Öffnungs-/Schließzustand des Einlassventils 5 des zweiten Zylinders. Im Zeitintervall A ist das Einlassventil 5 bis zum Erreichen von 90° KW vor ZOT geschlossen. Im Zeitintervall B von 90° KW vor ZOT bis 60° KW vor ZOT, also dem für den zweiten Zylinder eines Vierzylindermotors vorgegebenen Dekompressionsendwinkel, ist das Einlassventil 5 des zweiten Zylinders geöffnet, so dass eine Dekompression des im Brennraum vorhandenen Gemischs in das Saugrohr erfolgen kann. Ab 60° KW vor ZOT und kleinere Kurbelwinkel ist das Einlassintervall 5 bis zum Erreichen des ZOT geschlossen, wie durch Intervall C in 4 repräsentiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013220637 A1 [0002]
