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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen.
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Die
DE 10 2013 219 860 A1 offenbart ein Verfahren, bei welchem eine Öleinspritzung auf einen Kolben einer Kraftmaschine während eines Kraftmaschinenkaltstartereignisses aktiviert wird. Nach dem Kraftmaschinenkaltstartereignis wird die Öleinspritzung deaktiviert. Ferner erfolgt ein erneutes Aktivieren der Öleinspritzung nach dem Kraftmaschinenkaltstartereignis basierend auf einem ersten Betriebsparameter.
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Außerdem ist aus der
DE 10 2005 006 054 A1 ein Verfahren zum Betrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst mindestens einen in einem Zylinder geführten Kolben, einen Ölversorgungskreislauf, eine Vorrichtung zur Kühlung des Kolbens mittels Öl, ein Steuergerät und ein Schaltventil zur Steuerung der Ölmenge zur Kühlung des Kolbens. Dabei wird das Schaltventil vom Steuergerät angesteuert, wobei das Schaltventil den Ölstrom durch die Vorrichtung zur Kühlung des Kolbens betriebspunktabhängig steuert. Ferner ist es vorgesehen, dass das Schaltventil geschlossen wird, wenn an einer anderen Stelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine ein vorübergehend erhöhter Ölbedarf vom Steuergerät erfasst wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens besonders zeit- und kostengünstig in Betrieb genommen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Inbetriebnahme einer zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, ausgebildeten, eine elektronische Recheneinrichtung, wenigstens einen Kolben und wenigstens eine Ölspritzdüse zum Bespritzen des Kolbens mit Öl umfassenden Verbrennungskraftmaschine nach deren Fertigung umfasst einen ersten Schritt, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird, ein Erststart erfasst wird, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine zum ersten Mal nach ihrer Fertigung gestartet wird. Dies bedeutet, dass unter dem Erststart ein sogenannter Motorerststart zu verstehen ist, bei welchem die Verbrennungskraftmaschine zum allerersten Mal nach der Fertigung beziehungsweise Herstellung der Verbrennungskraftmaschine gestartet, das heißt angelassen beziehungsweise aktiviert wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen zweiten Schritt, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem Erfassen des Erststarts eine erste Betriebsstrategie aktiviert wird, auf Basis derer die Ölspritzdüse während einer vorgebbaren Zeitspanne betrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen dritten Schritt, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung nach Ablauf der Zeitspanne eine von der ersten Betriebsstrategie unterschiedliche zweite Betriebsstrategie aktiviert wird, sodass die Ölspritzdüse nach Ablauf der Zeitspanne auf Basis der zweiten Betriebsstrategie betrieben wird.
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Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Verbrennungsmotoren werden mit jeder neuen Generation effizienter und leistungsfähiger. Gleichzeitig werden die Produktionsprozesse zum Herstellen der Verbrennungsmotoren, insbesondere im Rahmen der Produktion von Personenkraftwagen, immer schlanker. Dies führt dazu, dass Verbrennungsmotoren immer mehr an ihre Belastungsgrenze geführt werden, da sie durch die steigende Effizienz und Leistungsdichte weniger robust werden und gleichzeitig durch die schlankeren Produktionsprozesse schon in der Produktion, das heißt im Rahmen ihrer Fertigung, zunehmend mehr belastet werden. Dabei bedeuten verkürzte Durchlaufzeiten geringere beziehungsweise kürzere Einlaufphasen und höhere Lastkollektive. Somit vergeht in der PKW-Produktion zwischen dem allerersten Motorstart am Bandende und der ersten hohen Belastung auf einem Rollenprüfstand, auf welchem unter anderem Bremsprüfungen und Turboladerprüfungen bei nahezu Volllast durchgeführt werden, nur noch so wenig Zeit, dass die Verbrennungskraftmaschine nicht mehr ausreichend Zeit hat, um sich vollständig einzulaufen. Somit besteht die Gefahr, dass die nicht vollständig eingelaufene Verbrennungskraftmaschine bei der Belastung auf dem Rollenprüfstand vorgeschädigt werden kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die zur Verfügung stehende Zeit zwischen dem Erststart und der ersten hohen Belastung auf dem Rollenprüfstand besser zur Vorkonditionierung der Verbrennungskraftmaschine genutzt werden, um so Vorschädigungen auf dem Rollenprüfstand und die explizite Vorkonditionierungsfahrt auf dem Rollenprüfstand zu vermeiden.
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Üblicherweise wird die Gefahr, dass es auf dem Rollenprüfstand zu Vorschädigungen der Verbrennungskraftmaschine kommt, derart vermieden, dass am Beginn des Prüfzyklus auf dem Rollenprüfstand vor der eigentlichen Prüfroutine ein Einfahrzyklus gefahren wird, um die Verbrennungskraftmaschine vorzukonditionieren und so Vorschädigungen zu vermeiden. Dieses Prozedere ist jedoch sehr kostenintensiv, da es vollständig auf dem kostenintensiven Rollenprüfstand durchgeführt wird, während eine Person im Kraftfahrzeug sitzt.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, ist in der elektronischen Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät oder Motorsteuergerät bezeichnet wird, eine Routine implementiert, welche die folgenden Funktionen aufweist:
- – automatische Erkennung des Erststarts, das heißt des allerersten Starts der Verbrennungskraftmaschine am Bandende, das heißt nach der Fertigung der Verbrennungskraftmaschine.
- – aktivieren der ersten Betriebsstrategie während der vorgebbaren Zeitspanne, sodass die Ölspritzdüse in Abhängigkeit von der ersten Betriebsstrategie beziehungsweise auf Basis der ersten Betriebsstrategie während der vorgebbaren Zeitspanne betrieben wird. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Ölspritzdüse während der Zeitspanne, insbesondere durchgehend, aktiviert ist, um die Kolben mit Öl zu bespritzen.
- – automatische Rückführung der Ölspritzdüse, welche auch als Kolbenspritzer bezeichnet wird, in die zweite Betriebsstrategie und somit beispielsweise in einen Kundenmodus nach Ablauf der Zeitspanne. Dies bedeutet, dass nach Ablauf der Zeitspanne die Ölspritzdüse auf Basis der von der ersten Betriebsstrategie unterschiedlichen, zweiten Betriebsstrategie betrieben wird.
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Beispielsweise ist die Ölspritzdüse während der Zeitspanne beziehungsweise während der ersten Betriebsstrategie durchgehend aktiviert, sodass zumindest im Wesentlichen durchgehend während der Zeitspanne Öl mittels der Ölspritzdüse gegen den Kolben gespritzt wird. Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Ölspritzdüse im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie während wenigstens einer zweiten Zeitspanne aktiviert und während wenigstens einer dritten Zeitspanne deaktiviert ist, sodass während der zweiten Zeitspanne der Kolben mittels der Ölspritzdüse mit Öl bespritzt wird, wobei während der dritten Zeitspanne ein mittels der Ölspritzdüse bewirktes Bespritzen des Kolbens mit Öl unterbleibt.
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Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein zeit- und kostenintensiver Vorkonditionierungszyklus auf einem Rollenprüfstand im Beisein einer Person entfallen. Ferner ist eine automatische Vorkonditionierung der Verbrennungskraftmaschine direkt ab dem Erststart möglich, sodass es nicht zu Vorschädigungen der Verbrennungskraftmaschine auf dem Rollenprüfstand kommt. Die Vorkonditionierung der Verbrennungskraftmaschine kann auf Fahrwegen zwischen dem Bandende und dem Rollenprüfstand ablaufen. Ferner kann die Vorkonditionierung im Leerlauf und bei geringer Last ablaufen. Außerdem kann die Vorkonditionierung im Stand des Kraftfahrzeugs ohne Beisein einer Person ablaufen, sodass die Verbrennungskraftmaschine besonders zeit- und kostengünstig in Betrieb genommen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit eine Inbetriebnahmefunktion, welche in einem Produktionswerk zum Herstellen beziehungsweise Fertigen der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt und zur Vorkonditionierung der Verbrennungskraftmaschine genutzt werden kann. Im Rahmen des Verfahrens ist somit eine Funktion vorgesehen, welche selbstständig den auch als Urstart bezeichneten Erststart erkennt und daraufhin die erste Betriebsstrategie aktiviert, sodass die Ölspritzdüse beispielsweise als Teil eines Inbetriebnahmeszenarios aktiviert wird, um Bauteilschädigungen vorzubeugen.
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Der Wechsel von der ersten Betriebsstrategie zu der zweiten Betriebsstrategie ist insofern vorteilhaft, als die Ölspritzdüse, insbesondere nach der ersten Betriebsstrategie beziehungsweise nach der ersten Zeitspanne, nicht ständig aktiviert ist, sondern zeitweise aktiviert und zeitweise deaktiviert sein kann. Im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie kann somit ein bedarfsgerechtes Aktivieren und Deaktivieren der Ölspritzdüse erfolgen, sodass der Kolben nicht immer, sondern vorübergehend und besonders bedarfsgerecht mit Öl bespritzt werden kann. Vorzugsweise ist die Ölspritzdüse jedoch während der ersten Zeitspanne und somit während der ersten Betriebsstrategie stets beziehungsweise durchgehend aktiviert, sodass die Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft vorkonditioniert werden kann.
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Insbesondere kann im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie vorgesehen sein, dass die Ölspritzdüse dann und nur dann aktiviert wird, wenn die Last und/oder die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine einen vorgebbaren Schwellenwert überschreiten. Unterschreiten beispielsweise die Last und/oder das Drehmoment den vorgebbaren, vorzugsweise von Null unterschiedlichen Schwellenwert, so wird die Ölspritzdüse im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie deaktiviert. Im Gegensatz dazu ist es vorzugsweise im Rahmen der ersten Betriebsstrategie vorgesehen, dass die Ölspritzdüse, insbesondere unabhängig von der Last und der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, aktiviert ist, insbesondere durchgehend aktiviert ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zur Inbetriebnahme einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.
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Die einzige Fig. zeigt ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zur Inbetriebnahme einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine wird auch als Verbrennungsmotor bezeichnet und ist beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet. Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens einen als Zylinder ausgebildeten Brennraum, in welchem ein Kolben der Verbrennungskraftmaschine translatorisch bewegbar aufgenommen ist. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine dem Kolben zugeordnete Ölspritzdüse, welche auch als Kolbenspritzer bezeichnet wird, da mittels der Ölspritzdüse der Kolben mit Öl bespritzt werden kann. Insbesondere kann das Öl mittels der Ölspritzdüse gegen einen Kolbenboden des Kolbens gespritzt werden, um dadurch den Kolben zu schmieren und/oder zu kühlen.
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Die Verbrennungskraftmaschine wird beispielsweise in einem Produktionswerk hergestellt, das heißt gefertigt. Nach der Fertigung der Verbrennungskraftmaschine wird ein sogenannter Erststart durchgeführt, welcher auch als Motorerststart bezeichnet wird. Im Rahmen des Erststarts wird die Verbrennungskraftmaschine nach deren Herstellung zum allerersten Mal gestartet, das heißt angelassen beziehungsweise aktiviert, sodass infolge des Startens in dem Zylinder Verbrennungsvorgänge ablaufen. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst nach ihrer Fertigung ferner wenigstens eine elektronische Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät oder Motorsteuergerät bezeichnet wird. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung kann die Verbrennungskraftmaschine betrieben, das heißt geregelt oder gesteuert werden.
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Nach der Fertigung und nach dem Erststart werden das Kraftfahrzeug und dabei insbesondere die Verbrennungskraftmaschine auf einem Rollenprüfstand überprüft, wobei die Verbrennungskraftmaschine bereits mit hoher Last und mit hoher Drehzahl betrieben wird. Mittels des Verfahrens ist es nun möglich, die Verbrennungskraftmaschine auf besonders zeit- und kostengünstige Weise in Betrieb zu nehmen, um dabei unerwünschte Vorschädigungen der Verbrennungskraftmaschine auf dem Rollenprüfstand zu vermeiden. Das Verfahren dient somit insbesondere dazu, die Verbrennungskraftmaschine zeit- und kostengünstig vorzukonditionieren, damit es auf dem Rollenprüfstand nicht zu unerwünschten Vorschädigungen der Verbrennungskraftmaschine kommt.
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Auf der Abszisse 10 des Diagramms ist die Zeit t aufgetragen, während auf der Ordinate 12 des Diagramms der Zustand der Ölspritzdüse aufgetragen ist. Dabei ist mit D ein deaktivierter Zustand der Ölspritzdüse veranschaulicht, wobei die Ölspritzdüse in ihrem deaktivierten Zustand D deaktiviert, das heißt abgeschaltet ist. Beispielsweise unterbleibt in dem deaktivierten Zustand D der Ölspritzdüse ein durch die Ölspritzdüse bewirktes Ausspritzen des Öls gegen den Kolben. Mit anderen Worten wird beispielsweise im deaktivierten Zustand D kein Öl mittels der Ölspritzdüse gegen den Kolben gespritzt. Ferner ist in der Fig. mit A ein aktivierter Zustand der Ölspritzdüse veranschaulicht, wobei die Ölspritzdüse in ihrem aktivierten Zustand A aktiviert ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass während des aktivierten Zustands A mittels der Ölspritzdüse Öl ausgespritzt und insbesondere gegen den Kolben gespritzt wird.
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Um nun eine besonders zeit- und kostengünstige Inbetriebnahme der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren, ist ein erster Schritt vorgesehen, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung der Verbrennungskraftmaschine der zuvor beschriebene Erststart der Verbrennungskraftmaschine erfasst wird. In dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird der Erststart zu einem Zeitpunkt t0 erfasst.
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Bei einem zweiten Schritt des Verfahrens wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von dem Erfassen des Erststarts eine erste Betriebsstrategie 14 aktiviert, wobei auf Basis der ersten Betriebsstrategie 14 die Ölspritzdüse während einer vorgebbaren Zeitspanne t1 betrieben wird. Vorliegend ist die Ölspritzdüse während der Zeitspanne t1 durchgehend aktiviert, sodass während der ersten Betriebsstrategie und somit während der Zeitspanne t1 mittels der Ölspritzdüse zumindest im Wesentlichen durchgehend Öl gegen den Kolben gespritzt wird.
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Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Zeitspanne t1 von dem Zeitpunkt t0 bis zu einem sich zeitlich an den ersten Zeitpunkt t0 anschließenden zweiten Zeitpunkt t2 andauert. Dabei ist es bei einem dritten Schritt vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung nach Ablauf der Zeitspanne t1 und vorliegend zu dem Zeitpunkt t2 eine von der ersten Betriebsstrategie unterschiedliche zweite Betriebsstrategie 16 aktiviert wird, sodass die Ölspritzdüse nach Ablauf der Zeitspanne t1 auf Basis der zweiten Betriebsstrategie 16 betrieben wird. Im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie wird die Ölspritzdüse derart betrieben, dass die Ölspritzdüse während zweiter Zeitspannen 18 deaktiviert und während dritter Zeitspannen 20 aktiviert ist. Ist es somit im Rahmen der ersten Betriebsstrategie vorgesehen, dass die Ölspritzdüse während der ersten Betriebsstrategie durchgehend aktiviert ist, so ist die Ölspritzdüse während beziehungsweise im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie zeitweise aktiviert und zeitweise deaktiviert, sodass im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie der Kolben bedarfsgerecht mit Öl bespritzt wird.
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Die zweite Betriebsstrategie ist beispielsweise ein Normalbetrieb oder ein Kundenmodus, in welchem eine bedarfsgerechte Versorgung des Kolbens mit Öl durchgeführt wird. Beispielsweise ist die Ölspritzdüse im Rahmen der ersten Betriebsstrategie unabhängig von der Drehzahl und der Last der Verbrennungskraftmaschine dauerhaft aktiviert. Im Gegensatz dazu ist es im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie vorgesehen, dass die Ölspritzdüse vorzugsweise dann und nur dann aktiviert wird, wenn die Last und/oder die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine einen von Null unterschiedlichen Schwellenwert überschreiten. Die erste Betriebsstrategie dient somit der Vorkonditionierung der Verbrennungskraftmaschine, sodass diese während der Zeitspanne t1 einlaufen kann. Dadurch können Beschädigungen auf dem Rollenprüfstand vermieden werden.
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Durch die aktive Ölspritzdüse, insbesondere während der Zeitspanne t1, wird die Ölzirkulation in der Verbrennungskraftmaschine erhöht und so die Beölung von Komponenten der Verbrennungskraftmaschine beschleunigt. Dadurch wird die Verbrennungskraftmaschine effektiv für die anstehende Belastung auf dem Rollenprüfstand vorkonditioniert. Da die Ölspritzdüse im Rahmen des Verfahrens lediglich einmalig beim Erststart und nicht bei jedem Motorstart aktiviert wird, können ein übermäßiger Kraftstoffverbrauch und übermäßige CO2-Emissionen vermieden werden, da im Rahmen der zweiten Betriebsstrategie ein lediglich bedarfsweises Aktivieren der Ölspritzdüse vorgesehen ist. Zur Realisierung des Verfahrens ist in das Steuergerät eine Funktion, das heißt eine Steuergerätefunktion, implementiert, die den Erststart automatisch erkennt. Die Implementierung dieser Erkennung des Erststarts verhindert ebenfalls, dass alternativ von außen über Diagnose aktivierte Ölspritzdüsen nicht mehr deaktiviert werden und so Fahrzeuge mit permanent aktivierten Kolbenspritzern in das Feld gelangen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abszisse
- 12
- Ordinate
- 14
- erste Betriebsstrategie
- 16
- zweite Betriebsstrategie
- 18
- zweite Zeitspanne
- 20
- dritte Zeitspanne
- A
- aktivierter Zustand
- D
- deaktivierter Zustand
- t
- Zeit
- t0
- erster Zeitpunkt
- t1
- Zeitspanne
- t2
- zweiter Zeitpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013219860 A1 [0002]
- DE 102005006054 A1 [0003]
